84478

ЦИФРОВАЯ ПЕЧАТЬ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПОЛИГРАФИИ

Доклад

Журналистика, издательское дело, полиграфия и СМИ

По мере развития цифровых устройств скорость качество формат они получили название Цифровые Печатные Машины ЦПМ. Первые устройства офсетные печатные машины которые стали рассматриваться как ЦПМ были основаны на технологии Direct Imging прямое экспонирование. Для ясности понимания разделим ЦПМ на две группы: по признаку наличия или отсутствия какой бы то ни было формной поверхности. Виды струйных принтеров планшетные fltbed широкоформатные wide super wide рулонная Основные производители струйных принтеров: HP Scitex ...

Русский

2015-03-19

302.18 KB

9 чел.

ЦИФРОВАЯ ПЕЧАТЬ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПОЛИГРАФИИ

Введение

Термин «Цифровая печать» является понятием, характеризующим получение изображения непосредственно с файлов.

«Печатная машина» с технической точки зрения устройство, включающее постоянную печатную форму.

По мере развития цифровых устройств (скорость, качество, формат) они получили название Цифровые Печатные Машины — ЦПМ. Это название отражает их область применения в полиграфии, но не точно с позиции их технологии.

Первые устройства — офсетные печатные машины, которые стали рассматриваться как ЦПМ, были основаны на технологии Direct Imaging — прямое экспонирование. Эта технология позволяет оперативно создавать в каждой секции печатную форму непосредственно в машине. В этой технологии формы является постоянными носителями одного изображения и при смене тиража должны быть удалены из машины. Данное оборудование производится фирмами:Heidelberg, Presstek, Ryobi, TruPress.

В дальнейшем эта технология рассматриваться не будет, так как она наиболее близка к классическому офсету и выходит за рамки этого обзора.

Стоит еще раз отметить, что под термином «цифровой» следует понимать не способ печати, так как их много и они разнообразны, а лишь способ создания изображения. Для ясности понимания разделим ЦПМ на две группы: по признаку наличия или отсутствия какой бы то ни было формной поверхности.

Формная поверхность отсутствует в технологии струйной печати (Ink Jet). Эту технологию можно так же охарактеризовать как бесконтактную.

Контактная технология, ее также можно назвать тонерной, включает в себя несколько схожих основных этапов:

1. формирование скрытого изображения на специальной поверхности,

2. проявление изображения,

3. перенос изображения на запечатываемый материал,

4. закрепление изображения на материале, подготовка рецептора к новому циклу.

Контактные технологии различаются как способом формирования скрытого изображения, так и принципом проявления изображения, способом переноса изображения на материал.

СТРУЙНАЯ ПЕЧАТЬ

Технология струйной печати состоит в распылении жидких чернил из форсунок (nozzles), объединённых в печатающие головки (print head).

Существуют следующие технологии подачи чернил:

• непрерывная

• термоструйная (Termal Ink Jet — Bubble Jet)

• пьезоэлектрическая (Piezoelectric Ink Jet)

Непрерывная технология

Подача состоит в создании непрерывной струи капель с приданием для участвующих и не участвующих в формировании изображения капель различных траекторий движения.

Drop-on-demand:

Термоструйная печать, характеризуется тем, что каждое из сопел печатающей головки оборудовано специальным нагревательным механизмом. Нагрев может достигать 500⁰С. При быстром нагреве чернила закипают и образующиеся пузырьки (Bubble) выталкивают чернила из печатающей головки.

Недостатки: невозможно контролировать форму и размер капли.

 

Пьезоэлектрическая технология

В основе лежит свойство пьезокристалла деформироваться под действием электрического тока. Это физическое свойство используется для создания миниатюрного «чернильного насоса», в котором смена положительного напряжения на отрицательное будет вызывать сжатие небольшого объёма чернил и энергичный выброс его через открытое сопло.

При этом изменение величины тока ведёт к изменению размера капли. Пьезотехнология отличается высокой надёжностью. Используя данную технологию, возможно очень точно контролировать количество выбрасываемых чернил и добиваться высокого разрешения вплоть до 2880 dpi.

Чернила

Все чернила делятся на два вида по типу красящего вещества на основе красителей и пигментные. Первые демонстрируют отличное качество печати, но пригодны для ограниченного круга специальных основ и подвержены выцветанию.

Пигментированные чернила отличает более чёткая печать, светостойкость. Однако их производство значительно сложнее. Требуется использование очень мелкодисперсного пигмента (<500 нм) и его дальнейшая стабилизация, чтобы он не слипался и не выпадал в осадок.

По физико-химическим свойствам чернила делятся:

• на водной основе (water-based)

на основе растворителей (Solvent)

• Solvent

• Mild Solvent

• Eco Solvent

• на масляной основе

• УФ-отверждаемые (UV, UV LED)

Водные материалы экологические, подходят для термо и пьезо печатных головок. Данные чернила бывают как на красителях, так и на пигментах. Разработано множество типов водных чернил для принтеров разных производителей. Этот тип чернил требует подложки со специальным покрытием.

Чернила на масляной основе. Окрашивающий компонент всегда пигмент. Они позволяют получать отпечатки высокой чёткости. Так же как и водные, эти чернила требуют подложек со специальным покрытием. Наиболее известные производители устройств, печатающих чернилами на масляной основе, являются Seiko и Xerox. В устройствах используются пьезоэлектрические головки. Данная технология имеет ряд достоинств, но не популярна из-за высокой цены.

Чернила на основе растворителей.

Solvent — чаще всего в качестве растворителя в этом типе чернил используется циклогексанон (или изофарон), а окрашивающим агентом всегда является пигмент. Универсальность этих чернил обусловлена способностью агрессивной жидкой фазы протравливать поверхность носителя и на начальном этапе его размягчения срочно фиксировать пигмент в массе верхнего слоя материала. Изображения «сольвентных» отпечатков сохраняют стабильность до 3-х, а иногда и более лет. Однако их агрессивность по отношению к человеку, окружающей среде и оборудованию привела к разработке сольвентных чернил с пониженным содержанием активного растворителя (5-7%). Этот тип чернил получил название Mild Solvent, возможны варианты Soft Solvent, Lite Solvent, Лайт-сольвент.

Eco Solvent — вариация чернил, в которой почти полностью исключены растворители, протравливающие основу, и держатся они в основном за счёт добавок, повышающих адгезии. Дальнейшая борьба за экологию привела к появлению Bio Solvent чернил. Производители утверждают, что в них используются растворители, полученные из возобновляемых источников, например, из зерна.

Чернила УФ-отверждаемые.

Эти чернила не имеют в своём составе растворителей, мгновенно сохнут, отличаются повышенной устойчивостью к свету и влаге. Они обладают очень хорошей адгезией и незаменимы при печати по жёстким и не впитывающим материалам.

Эта технология пока сохраняет высокую стоимость, однако есть оценки, что доля УФ-принтеров на российском рынке широкоформатных устройств может достичь 30% в ближайшем году.

На сегодняшний день этот тип чернила получили свое развитие в виде UV-LED отверждаемых.

Твёрдые чернила.

Твёрдые чернила изготавливаются из воска с полимерными добавками. При расправлении они прочно фиксируются практически на любом носителе без специальных покрытий. Готовые изображения по яркости и контрастности сопоставили с отпечатками, выполненными водными или масляными чернилами, и отличаются некоторой фактурностью.

Производители чернил

Существуют три категории производителей чернил:

1) это ОЕМ-производители, т.е. компании сами производящие принтеры

2) Альтернативные производители (After-market, third party ink company)

3) Фирмы Юго-Восточной Азии

Для производителей оборудования, расходники — не основной бизнес, но при этом оригинальные чернила очень дороги, а бренды совпадают с именами основных производителей оборудования: Roland, Mimaki, Mutoh и другие. При этом часто разработкой ОЕМ чернил занимаются такие гиганты как Sun Chemical.

У альтернативных производителей, лидеров отрасли, качество чернил не уступает качеству ОЕМ-чернил. В качестве примера можно назвать следующие компании: Fujifilm Sericol, Bordeaux, Nazdar, INX Digital, Sun Chemical, AT Inks. У этих производителей отлажен высочайший контроль сырья на входе, конечного продукта на выходе, а также многоступенчатый контроль в процессе производства.

Производители чернил из третей категории, в основном это фирмы Юго-Восточной Азии, не занимаются собственными разработками. Oни анализируют самые ходовые продукты на рынке и затем копируют их, пытаясь адаптировать под различные принтеры. Основная проблема с китайскими поставщиками, что вы не знаете, где реально производятся чернила и что внутри них. Формула может меняться от месяца к месяцу, так как производители постоянно ищут дешёвые компоненты. Однако стоит отметить, что и лидеры рынка размещают производственные мощности в Азиатских странах. Применяемая ими система контроля качества позволяет надеяться на неизменность производимого продукта, но использование местного сырья может этому помешать.

Виды струйных принтеров

— планшетные (flatbed)

— широкоформатные (wide, super wide)

— рулонная

Основные производители струйных принтеров:

• HP (Scitex)

• Roland

• Efi (Vutek, Jetrion)

• Oce

• Mutoh

• Mimaki

• 3M

При всём разнообразии производителей принтеров фирм, производящих печатные головки, гораздо меньше:

• EPSON

• SPECTRA

• XAAR

• KONICA-MINOLTA

• RICON (HITACHI)

Основные параметры, по которым оцениваются головки:

— размер капли (лучший результат от 1,5 пл)

— разрешение (2880⁰2880 dpi)

— количество на головку (1440)

— возможность изменения размера капли

Тонерные ЦПМ

Этапы контактной технологии:

  1.  Формирование скрытого изображения на специальной поверхности

2. Проявление изображения

3. Перенос изображения на запечатываемый материал

4. Закрепление изображения на материале, подготовка рецептора к новому циклу

Процесс печати на примере HP Indigo (цифровой офсет)

1) Сообщение заряда формному цилиндру с помощью скоротронов (потенциал –800 В)

2) Снятие заряда (потенциал –100 В) лазерным лучом с участка фотографии, соответствующего будущему изображению

3) Нанесение краски на разряжённые участки формного цилиндра и проявление изображения

4) Перенос краски на офсетный цилиндр

5) Перенос краски на бумагу

6) Закрепление оттиска

Виды контактных технологий:

— электрография

— магнитография

— ионография

— элкография

Электрография — как технология существует уже более 100 лет. Аналоговая электрофотография применяется в лазерных копировальных аппаратах. Цифровая электрофотография применяется в принтерах и цифровых нумераторах.

В электрофотографии скрытое изображение на носителе получается при использовании фотополупроводниковых материалов.

В способе ионографии формирование зарядного изображения на носителе происходит с помощью ионного источника.

Магнитография — основана на формировании скрытого изображения способом изменения намагниченности поверхности магнитного материала.

Элкография — основана на процессе электрокоагуляции. Под действием электрического поля происходит физико-химический процесс, приводящий к коагуляции пигментно-полимерных частиц на поверхности цилиндра.

В настоящий момент электрофотография является наиболее перспективной технологией на рынке цифровой печати.

Основные производители ЦПМ

Xerox, HP, Xeikon, Eastman Kodak, Oce, Canon, Konica Minolta.

Xerox является лидером инстоляций ЦПМ. Так по данным на 1 января 2009 года на российских предприятиях было установлено около 3100 ПМ (не ниже А3), из них 1850 ЦПМ от Xerox.

НР после приобретения компании Indigo заняла уверенную позицию на рынке за счёт уникальной технологии, включающий в себя жидкие краски HP Electroink.

Xeikon — наряду с Indigo стояла у истоков ЦПМ, однако не успешная коммерческая деятельность не позволила достичь высот как их конкурентам.

Eastman Kodak — вышла на рынок ЦПМ 1998 году совместно с Heidelberg машиной NexPress. В последствии доля немецкой компании была выкуплена.

ЦПМ от компаний Canon и Konica Minolta стали результатом эволюции принтеров.

ЦПМ очень сложный механизм. В качестве примера здесь приведена схема машины HP Indigo ws 4500.

Понятно, что разработки таких устройств и новых технологий печати обходятся очень дорого. Поэтому крупные производители предпочитают покупать их вместе с разработчиками. Здесь, как ни в одном другом сегменте печатающей техники, создано немало интересных технических решений, но при этом каждый производитель играет за себя.

Самая популярная технология — классическая сухая электрографическая печать (Xerox, Xeikon, Canon, Konica Minolta, Kodak NexPress). Технология магнитографии реализована в ПМ Осе. Ближе всего к офсетной печати технология ElectroInk в HP Indigo Press.

Краски (тонеры)

Кроме ЦПМ, рассчитанных на печать триадой, на рынке доступны 5-, 6- и 7-красочные машины.

Однако использование дополнительных цветов не всегда одинаковое у разных производителей. Так у Oce CPS 7 красок — CMYK+RGB. Дополнительные краски нужны из-за того, что используемая в данной машине технология не позволяет укладывать тонер в несколько слоёв. В результате плашка имеет только 100% заполнения, зато это уменьшает расход тонера.

5-я дополнительная секция доступна для Xeikon и Kodak NexPress. Эта секция может быть использована для одного из трёх дополнительных цветов, что позволяет воспроизводить до 86% каталога Pantone. Прозрачный тонер позволяет добиться эффекта лакирования.

У ЦПМ HP Indigo количество базовых цветов (4⁰7) зависит от модели и конфигурации машины. Стандартная система включает 4 базовых цвета. Система HP IndiChrome предлагает набор цветов CMYK +O+V, данная система сертифицирована специалистами Pantone. Система смешения вне машины HP IndiChrome Ink System покрывает 97% палитры Pantone, и использует следующий набор красок:

CMYK+O+V, RGB, также в комплекте есть прозрачная и белая краска.

Физическое разрешение струйных ЦПМ обгоняет тонерные. Однако современное оборудование Xerox 8000, HP Indigo 7000 позволяют печатать с разрешением 2440 dpi.

Ещё одна особенность современной ЦПМ — это большой выбор запечатываемых материалов. Однако и здесь есть нюансы. Если перенос изображения осуществляется главным образом за счёт электростатических сил при небольшом давлении, то материал должен иметь определённые электрические свойства.

Если перенос изображения осуществляется за счёт высокого давления, то эти проблемы устраняются. Так для NexPress 2100 рекомендовано более 400 основ.

Так же большой выбор предлагается для Xerox iGen3.

Очень велик выбор основ для HP Indigo. Кроме того существуют специальные праймеры для проблемных основ.

В ассортименте ЦПМ есть и специализированные машины: HP Indigo s2000 и MGI Meteor DP, которые предназначены для печати по пластику.

ЦПМ от Oce CPS800 и CPS900, основаные на технологии магнитографии, не предъявляют особых требований к запечатываемым материалам. Эти машины являются лидерами при работе с дизайнерским материалам с глубокой текстурой или с металлизированным покрытием.

Виды ЦПМ по используемым основам:

1) листовая печать (Sheet Fed Press)

2) ролевая (Web Press)

3) узкорулонная печать (Label Press)

В области узкорулонной печати 85% рынка занимает HP Indigo и Xeikon. Наиболее распространенные модели: HP Indigo ws4050, HP Indigo ws4500, HP Indigo ws6000, Xeikon 3000, Xeikon 3500.

В листовой печати более всего представлены следующие ЦПМ: HP Indigo 3500, 5000, 7000, 7500; Xerox: iGen3, iGen4, Docucolor 8000.

В ролевой печати наиболее распространены:

HP Indigo: w3250 (330 мм), w7200 (500мм)

Xeikon 6000

Oce Color Stream

Xerox Continuous Feed

Цифровая отделка и отделка «цифры»

Выбор послепечатного оборудования вопрос сложный и индивидуальный. Типов такого оборудования на рынке больше, чем моделей ЦПМ.

Автоматизированные линии по послепечатной обработке могут включать в себя полный набор опции:

• горячее тиснение фольгой

• лакирование

• ламинацию

• резку

• высечку

• перемотку

• брошюровку

• фальцовку

• склейку

Далее будут рассмотрены только процессы лакировки. Но и тут есть две подтемы:

1) лакирование с помощью ЦПМ

2) лакирование оттисков, напечатанных с помощью ЦПМ

Лакирование может быть сплошным и выборочным, производится внутри ПМ или во внешнем устройстве.

Лакирование с помощью ЦПМ.

Как уже отмечалось ранее у многих производителей предлагается прозрачный тонер, который соз-

даёт эффект выборочной лакировки при использовании его в 5-секции. Однако уровень глянца суще-

ственно уступает УФ-покрытиям традиционного типа.

Компания НР предлагает своё решение:

HP Indigo Digital Mat — матовый лак, подчёркивает глянец незапечатанных участков.

Кроме того производители в качестве опции предлагают флексо секции для УФ-лакировки.

Автономная система лакирования

1) выборочное лакирование на основе drop-on-demand

MGI JetVarnish– скорость 5000 листов в час, ИК и УФ сушки, виды лаков: глянцевые, высокоглянцевые, шелковистые.

KOMFI Spotmatic 54 — скорость 20м/мин., количество головок 15, количество наносимого лака 4.5/8.1/18 г/м2

В обеих системах пьезоголовки Konica Minolta

Fujifilm Emblaze — скорость 9000 А4 в час, виды лаков: глянцевый, матовый, полуматовый, тип головки — XAAR 1001 TF

Scodix 1200 — скорость 1.200 А3 в час

2) сплошное лакирование (возможно выборочное лакирование с помощью форм). Все эти машины вальцового нанесения. Может применяться вал для придания фактуры оттиску.

• HP Indigo UV Coater 4000 А3 может использоваться в линию с ЦПМ HP Indigo

• MGI UV Varnish оборудована ИК и УФ сушками

• Duplo Ultra 205A скорость до 35,5 м/мин

• Epic Products CTi-635 Inline Cooter, может использоваться в линию с Xerox iGen 3 (скорость 110 оттисков/мин)

• KOMFI Fullmatic — количество наносимого лака 4-12 г/м2

• Morgana DigiCoater — скорость 30 м/мин, в устройстве 2 секции лакирования, которые можно использовать под мат и глянцевый лаки.

• GMP (Корея) Eurocoater-04 MUV — скорость до 6000 л/ч (35 м/мин), оборудована ИК и УФ сушками.

Существует много недорогих китайских разработок с невысоким качеством конечного результата.

Отделка цифровых оттисков

Изображения, получаемые с помощью большинства электрофотографических, термальных и некоторых струйных цифровых процессов, не достаточно устойчивы к истиранию.

Защитить изображение можно с помощью ламинации, водного и УФ-лакирования.

Водные покрытия разрабатывались для in-line лакирования традиционных офсетных красок. Они особенно важны в индустрии упаковки, т. к. не имеют остаточного запаха как УФ. Кроме того водные лаки сертифицированы для определённого вида пищевой и фармацевтической упаковки.

В свою очередь УФ-покрытия придают высокую стойкость к истиранию оттиска, и могут добавить 10-15% плотности цвета.

Для цифровой печати на первом месте стоит совместимость чернил, тонера и субстрата, а вопрос адгезии лака к оттиску вторичен.

Многие ЦПМ используют в печати масла с большим содержанием силикона или воскового компонента. Это приводит к тому, что поверхностное натяжение становиться ниже 36 дин/см и делает лакирование проблематичным. Чем ниже поверхностное натяжение, тем больше проблем с адгезией.

Для решения проблем с адгезией производители техники ставят ИК нагреватели для снижения поверхностного натяжения тонера. Это улучшает ситуацию, но более существенный вклад в решении проблемы зависит от разработчиков покрытий.

Michelman, Inc. производит сертифицированные для HP Indigo воднодисперсионные лаки, в том числе и для прямого контакта. UV-лаки — для разных системного нанесения воднодисперсионные праймеры — для бумаги, плёнок.

Drytac, Corp специализируется на производстве УФ-лаков для HP Indigo, Xerox, Gen3, Canon 7000, Xerox DocuColor. Также предлагает УФ-лаки для широкоформатной печати по всем видам чернил Solvent, УФ, водным.

Envirocoat широкий ассортимент УФ-лаков для ЦПМ HP Indigo, Xerox, Canon, Konica Minolta.

Pulse Roll Labels Products имеет в своем ассортименте УФ-лаки для отделки по УФ чернилам.

Для тонерных ЦПМ предлагается большой выбор материалов уже праймированных или адаптирован-

ных под те или иные машины и рекомендованные производителями оборудования. Однако формулисты предлагают и специальные решения в виде праймеров для проблемных основ.

Цифровая печать vs традиционных типов

Рассмотрим следующие различия между ними:

1. технологические

2. экономические

Технология традиционная представляет собой многопараметровый процесс с большим числом участников.

Технология цифровая при использовании рекомендованной основы на исправной машине с сертифицированными чернилами дает заведомо качественный результат. Если результат не соответствует заявленному качеству, то решение проблем переходит к сервисной службе поставщика ЦПМ.

Экономическое различие

В цифровой печати цена оттиска практически не зависит от тиража, в офсете есть минимально оправданный тираж.

Считается, что цифровой тираж до 1000 экземпляров. Однако развитие ЦПМ увеличивает этот показатель.

Следует отметить, что приводимые сравнения относились к тонерной печати. Струйная печать, имея свои особенности, в основном конкурировала и успешно конкурирует с трафаретной печатью. Однако последние разработки выводят струйную печать в конкуренты листовой и ролевой традиционной печати.

Что даёт установка ЦПМ в дополнение к имеющимся в типографии традиционным машинам:

1) перевод на цифру нетехнологических для офсета тиражей

2) загрузка послепечатного оборудования

3) расширение спектра услуг

4) цифровая экспресс-цветопроба, сигнальный тираж

Бурный рост количества устанавливаемых ЦПМ и их стремительное совершенствование под требование современной печати свидетельствуют о том, что цифровые технологии будут не только дополнять традиционные способы печати, но и конкурировать с ними за заказы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58352. Підсумковий урок з вивчення орфографії у 5-му класі 55 KB
  Повторити, узагальнити і закріпити знання учнів, здобуті під час Вивчення тем з розділу мови – орфографія. Удосконалювати правописні навички школярів, закріплювати тісний звязок теоретичних знань з практичним їх втіленням.
58354. Полет на планету МИФ 49 KB
  Цели: Обобщить и систематизировать знания и умения учащихся по теме: «Формулы. Площади. Объем». Выделить наиболее общие и существенные понятия, законы и закономерности, установить причинно-следственные связи и отношения между важнейшими процессами.
58355. Музика. Стилі музики 568.5 KB
  The Beatles in the 1960s mixed rhythm and blues, rock and roll, and soul music. The new style was “beat” music. Groups used drums, bass and two guitars with vocal lead and harmony.