Бесконтактные способы печатания

Существенное развитие получили методы печатания, не требующие постоянной материальной печатной формы. Такие способы называются бесконтактными способами печати (за рубежом эти технологии принято называть NIP — Non Impact Printing). Это название образовалось из технологий используемых ранее в принтерах, где изображение выводилось на печать посредством матричного печатающего устройства. В матричных печатающих устройствах литеры, управляемые электроникой, переносят информацию на бумагу посредством красящей ленты. На смену им пришли электрофотографические способы, обеспечившие печать не посредством удара литер или игл, а использующие промежуточный носитель (цилиндр с фотополупроводниковым покрытием). Записанное на нем скрытое (невидимое) изображение, обусловленное изменением заряда отдельных участков, покрывается специальным красящим веществом (тонером), а затем переносится на бумагу. При печати, конечно, существует контакт между носителем информации и бумагой. Однако этот контакт в отличие от классических способов печати не связан с большим давлением во время переноса красящего вещества на запечатываемый материал. Поэтому такие способы называются бесконтактными способами печати.

Технологии «Компьютер — печать» не требуют изготовления печатной формы. На рис. 21 изображена печатная секция такой цифровой печатной системы. Система управляется растровым процессором (RIP).

Печать производится с использованием поверхности для формирования изображения — цилиндра с нанесенным фотополупроводниковым слоем (фоторецептором).

Под воздействием света и нанесении тонера на поверхности цилиндра возникает изображение, переносимое затем на бумагу. После визуализации скрытого изображения красящим веществом, оно переноситься на бумагу либо непосредственно, либо через промежуточный носитель (например, обрезиненный цилиндр).

Для получения следующего оттиска рабочая поверхность подготавливается для формирования нового изображения.

Конкретное исполнение отдельных узлов, печатного устройства зависит от физико-химических принципов, на которых основаны технологии бесконтактной печати.

В электрофотографии формирование изображения производится посредством фотоэлектрических эффектов.

В способе, называемом ионография, зарядовое изображение на носителе формируется непосредственно заряженными частицами от ионного источника.

Магнитография основана на получении изображения на поверхности носителя, покрытого магнитодиэлектриком.

При струйном способе печати краска переносится из системы сопел непосредственно на запечатываемый материал.

Термография существует в вариантах термосублимации или термопереноса, при которых изображение получается посредством термических эффектов и специальных носителей красителя (например красящей ленты).

Большинство цифровых технологий печати заключаются в последовательном проведении следующих операций:

• 1. Формирование изображения (получение скрытого, невидимого изображения).
• 2. Нанесение красящего вещества на скрытое изображение (проявление),
• 3. Перенос красящего вещества на запечатываемый материал.
• 4. Закрепление изображения на запечатанной поверхности.
• 5. Очистка и подготовка поверхности носителя изображения к новому циклу.

Некоторые описываемые технологии предусматривают наличие промежуточного носителя изображения (например, как в офсетной печати — обрезиненного цилиндра) (рис. 22). В этом случае появляется дополнительные этапы, связанные с переносом изображения на промежуточный носитель, а с него на запечатываемый материал.

Формирование изображения в бесконтактных технологиях осуществляют соответствующие устройства, например подающие импульсы лазерного излучения в электрофотографии или перенос зарядов в ионографии.

Рис. 22. Функции составных элементов печатной секции работающей по технологии «Компьютер — печать»

Многокрасочная печать на основе бесконтактных технологий выполняется в системах с одним или несколькими прогонами запечатываемого материала. В системах с одним прогоном устанавливаются отдельные печатные секции для каждого цвета (или производится отдельный перенос красящего вещества на промежуточный носитель и затем на запечатываемый материал). В то же время в системах с несколькими прогонами печатная секция последовательно соединяется с несколькими накатными устройствами соответственно цветоделённым изображениям. При печати красящими веществами четырехкрасочной гаммы — голубой, пурпурной, жёлтой и чёрной — используется только одна секция для последовательного нанесения изображения посредством переключения красочного аппарата. В то же время в системах с одним прогоном для каждого цвета установлена отдельная печатная секция.

Системы для многокрасочной печати на основе одной печатной секции (системы с несколькими прогонами). Приведенные ниже примеры относятся к электрофотографии, которая, как известно, нашла наиболее широкое распространение в производстве печатных информационных материалов. Печать может производиться непосредственно с поверхности, на которой формируется изображение, а также через промежуточный носитель. Поверхности для формирования изображения и промежуточные носители могут быть выполнены в виде цилиндра или ленты.

Совмещение однокрасочных изображений при четырёхкрасочной печати может производиться по-разному, например, непосредственно на бумаге или на промежуточном носителе.

Рис. 23. Цифровое печатающее устройство с планетарным построением печатного аппарата Однокрасочные изображения собираются на промежуточном носителе ленте.

На рис. 23 представлена система, в которой изображение формируется на фотополупроводниковом цилиндре, при помощи одного лазерного источника, а красящее вещество — при помощи четырёх красочных аппаратов (накатных и проявочных секций), расположенных по его окружности (планетарное построение). Цветоделённые изображения формируются на фотополупроводниковом цилиндре с последующим сбором и совмещением на промежуточном носителе-ленте. Четырехкрасочные изображения получают в результате только одного контакта ленты с бумагой.

В системе, изображённой на рис. 24 красочные аппараты (проявочные секции) установлены по карусельной схеме. Изображение на промежуточный цилиндр переносится посредством контакта с фотополупроводниковым цилиндром, взаимодействующим с красочным аппаратом. На печатном цилиндре лист удерживается электростатическими силами, а в некоторых конструкциях — захватами. После четырёх оборотов печатного цилиндра получается четырёх красочное изображение.

Рис. 24. Цифровое печатающее устройство с карусельной подачей тонера. Сбор однокрасочных изображений на запечатываемом материале за четыре оборота печатного цилиндра

Подобным образом работает установка, представленная на рис. 24. Бумажный лист удерживается на печатном цилиндре. Четыре цветоделенных изображения переходят на бумагу с промежуточного цилиндра за четыре оборота. Формирование изображения производится посредством лазера на цилиндре, покрытом фотополупроводниковым слоем, проявление — при помощи переключаемой подачи цветного жидкого тонера на накатные валики.

В схеме, представленной на рис. 25 носителем изображения является лента, на которой при помощи лазера формируется изображение. Отдельные красочные аппараты подводятся последовательно, четырёх красочное изображение собирается на промежуточном цилиндре, а затем переносится на бумагу.

Рис. 25. Цифровое печатающее устройство, использующее ленту как носитель изображения. Сбор и совмещение однокрасочных изображений осуществляется на промежуточном цилиндре.

Рис. 26. Цифровое печатающее устройство с планетарным построением печатающего аппарата использующее ленту как носитель изображения. Сбор и совмещение однокрасочных изображений осуществляется на одном цилиндре

Устройство, изображённое на рис. 26 также основано на электрофотографии. К цилиндру с рецептором могут последовательно подключаться четыре проявочные секции. Особенность этого варианта состоит в том, что однокрасочные изображения собираются и совмещаются непосредственно на цилиндре для формирования изображения, а затем посредством одного печатного контакта переносятся на бумагу.

Системы с несколькими печатными секциями для многокрасочной печати (печать в один прогон). В устройствах с несколькими прогонами, описанными выше, запечатываемый материал или промежуточный носитель должны несколько раз подводиться к одной и той же печатной секции для переноса красящего вещества, что приводит к снижению их производительности.

В устройствах с одним прогоном для каждого цвета установлено собственное устройство для формирования изображения в печатной секции. Для переноса красящего вещества бумага проходит через несколько печатных секций последовательно.

На рис. 27 приведены варианты сбора цветоделенных изображений при многокрасочной печати.

При секционном построении, как показано на рис. 27а, проявленное тонером изображение переносится с фотополупроводникового цилиндра прямо на бумагу. Четыре печатные секции расположены в один ряд На рис. 27б представлен процесс переноса изображения на бумагу через промежуточные цилиндры.

На рис. 27 В цветоделённые изображения собираются на промежуточном носителе-ленте, а затем переносятся на бумагу.

На схеме, показанной на рис. 27 г, однокрасочные изображения собираются непосредственно на цилиндре с фоточувствительным слоем, но в противоположность системе, представленной на рис. 26, формирование изображения производится одновременно, а не при четырёхкратном обороте цилиндра, как в системах с несколькими прогонами.

Рис. 27. Конструкции цифровых печатных систем с несколькими печатными секциями, переносящими изображение за один прогон

Современные модели цифровых печатных систем могут предназначаться для двусторонней печати. Для этого они оснащаются либо устройствами для переворачивания листа, либо дополнительными секциями для запечатывания оборотной стороны.

По сравнению с машинами традиционных видов печати цифровые печатные машины обладают рядом особенностей:

• 1. Экономически выгодна печать малых тиражей. Минимальный тираж составляет один экземпляр, печатание тиражей более 1000 экземпляров является целесообразной только в случае высокой оперативности выпуска продукции.
• 2. Персонализация — возможность размещения на каждом экземпляре тиража индивидуальных текстовых и иллюстрационных материалов. Причем, персонифицированные издания печатаются за один проход, поскольку постоянная и изменяющаяся часть печатаются одновременно.
• 3. Существует возможность печати на различных материалах: разных сортах мелованной и немелованной бумаги, самоклеящейся, прозрачной и не прозрачной пленке, особенно в рулонных печатных машинах.
• 4. Возможность перейти от печати одной работы к другой без остановки машины и практически почти без отходов материала.
• 5. Цифровые печатные машины не нуждаются в дополнительном устройстве для получения цветопробы. Кроме того, существует возможность «быстрой цветопробы», т. е получения пробного оттиска, не прерывая печати основного тиража.
• 6. Электронный листоподбор. Электронная подборка позволяет каждое отдельное многостраничное издание тиража печать полностью страница за страницей, в требуемом порядке, что устраняет необходимость последующей подборки.
• 7. Существует возможность сохранять публикацию в электронной версии в архивах для последующей повторной печати.
• 8. Основным преимуществом цифровой печати является возможность внесения изменений непосредственно перед печатью, т. к. цифровые данные легко дополнять и корректировать.
• 9. Возможна печать изображений в определенном месте предварительно запечатанного материала, т. е. возможно впечатывание.
• 10. К недостаткам применения цифровых машин следует отнести высокую себестоимость, низкую производительность, кроме того, пластичность красочного слоя не позволяет качественного проведения отделочных процессов.