CC BY
49
Обзор современного состояния цифровой печати по выставке DRUPA-2012
Р.М. Уарова,
доцент, к.т.н., кафедра техники и технологии цифровой печати
Обзор написан по итогам посещения выставки и изучения ее материалов. Основное внимание уделено высокопроизводительному струйному печатному оборудованию и новым цифровым печатным технологиям, использованным в этом оборудовании.
1. Тенденции развития цифрового печатного оборудования
Выставка DRUPA-2012 показала следующие тенденции развития цифровой печати и цифрового печатного оборудования:
1. Современное полиграфическое предприятие может содержать печатное оборудование различных типов. Это:
- офсетная печатная машина;
- офсетная машина с дополнительным цифровым печатающим устройством для печати переменных данных;
- скоростная цифровая печатная машина для печати книжной и газетной продукции, обычно это - рулонная струйная машина;
- цифровая машина для печати коротких тиражей книг и журналов офсетного качества и для допечатки тиражей продукции офсетных печатных машин. Таковыми, как правило, являются машины формата В2, электрофотографические с жидкостным проявлением или струйные;
- принтеры и цифровые машины для печати фотокниг, подарочных изданий, изображений фотографического качества и разного рода акцидентной продукции. Парк машин определяется размером предприятия и структурой заказов.
2. Новые цифровые печатные машины отражают тенденцию к использованию офсетных печатных материалов и бумагопроводящей
системы, такой же (или аналогичной), как в аналоговом оборудовании, что позволяет унифицировать поспепечатную обработку на предприятии. Эта тенденция подтверждается участием в разработке цифрового печатного оборудования производителей офсетного оборудования.
3. Разработано программное обеспечение для создания единого рабочего потока на предприятии, имеющем разнообразное оборудование.
4. Наблюдается быстрый рост количества марок и моделей рулонного скоростного цифрового струйного оборудования, печатающего водными чернилами на разнообразных бумагах, куда входят бумаги без покрытия и бумаги с покрытием. В некоторых марках машин на бумаги без покрытия наносится подслой под чернила либо с помощью валиков, либо струйными печатающими головками.
5. На рынке начали появляться листовые печатные машины формата В2, что связано с необходимостью печати большого количества небольших тиражей на разных бумагах. Появились машины этого формата разных типов. На выставке было впервые представлен целый ряд таких машин, цифровых и аналоговых.
6. В области электрофотографических печатных машин наблюдается увеличение формата печати (длины отпечатка) и разнообразие эффектов, достигаемых за счет печати глянцевыми и матовыми тонарами, использования пятой печатной секции и др.
7. Очередной прорыв произошел в электрофотографической печати с жидкостным проявлением - появление машин формата В2. Это, в сочетании с высоким качеством печати, показывает перспективность способа.
8. На выставке заметно все более широкое внедрение цифровой печати в производство этикеточной и упаковочной продукции. Оборудование, показанное на выставке, использует электрофотографическую и струйную печать. Впервые демонстрировались машины HP Indigo Press, предназначенные для печати на пленочных материалах и картоне (марки 20000 и 30000).
9. Использование струйной печати для отделки печатной продукции (нанесение выпуклых прозрачных изображений из лака или лака с глиттером) было представлено в виде машин Scodix.
Интерес представляет два новых способа струйной печати.
10. Один из них, использованный в печатающих головках Memjet, характеризующийся высокой скоростью печати при физическом разрешении 1600 dpi, появился в 2007 г., но начал получать свое развитие только в последнее время. На выставке он был представлен в виде МФУ, цифровой печатной машины Elan и прототипа широкоформатного принтера.
11. Новый вид струйной печати, разработанный в лаборатории Landa (Израиль) - Nanographic digital printing, был представлен в
виде прототипов печатных машин и образцов печати, а также презентаций технологии на стенде Landa.
В целом следует отметить, что цифровая печать заняла твердое место в производстве полиграфической продукции и в настоящее время находится на подъеме.
Рассмотрим подробнее цифровое оборудование, демонстрировавшееся на выставке.
2. Рулонные струйные цифровые печатные машины, печатающие водными чернилами
Цифровые печатные машины этого типа были представлены на DRUPA-2012 очень широко. Они печатают со скоростями 100— 200 м/мин при ширине бумажной ленты 50-108 см водными чернилами на красителях и пигментах с разрешением 600-1200 dpi. В них используются все основные виды струйной печати: непрерывная струйная печать, пьезоструйная печать и термоструйная печать.
МАШИНЫ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНОЙ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ
Машины Kodak Stream на DRUPA-2012
В этих машинах используется технология Kodak Stream. В этой технологии струи чернил вылетают из сопел, имеющих на выходе кольцевую полоску из резистивного материала, на которую подается высокочастотное напряжение для стимуляции каплеобразования. Частота подачи импульсов равна количеству капель, образующихся в струе каждую секунду. Механизм формирования капель следующий. При подаче импульса напряжения на термоэлемент он нагревается и нагревает пролетающий мимо него участок струи. Поверхностное натяжение струи падает. Тепловые импульсы как бы разрезают чернильную струю на фрагменты, из которых будут образованы капли. Формирование капель производится силами поверхностного натяжения, оно начинается в холодном участке струи и в каплю стягиваются все чернила фрагмента, расположенного между участками нагрева. Размер капли определяется площадью сечения струи, скоростью струи и периодом колебания наложенного напряжения. Меняя период подачи импульсов, можно изменять размеры капель (рис. 1).
Получают капли двух размеров - 9 и 6 пл. Большие капли отвечают участкам изображения, а маленькие - пробельным участкам. Струи летят из сопел печатающей головки вниз на печатный материал, на пути они встречают газовый дефлектор. Поток воздуха, перпендикулярный направлению струй, отклоняет маленькие капли в каплеулови-тель, возвращающий чернила в красочную систему. Большие капли беспрепятственно летят на печатный материал.
Рис. 1. Схема каплеобразования в технологии Stream. На схеме: 1 — период, соответствующий одной микроячейке изображения; 2 — импульс напряжения; 3 — маленькая капля; 4 — большая капля
Способ Kodak Stream по целому ряду параметров выгодно отличается от классического метода непрерывной струйной печати с пьезоэлектрической стимуляцией каплеобразования и селективной зарядкой капель. Во-первых, новый способ позволяет достичь более высокой плотности расположения сопел, и тем самым более высокого физического разрешения печати. Во-вторых, он не налагает ограничений на длину ряда сопел печатающей головки и на частоту наложенных колебаний, так как колебания струи возбуждаются не механической вибрацией, а периодическим тепловым воздействием. Проблемы при использовании механической вибрации связаны с возникновением колебаний тела головки и передачей их на струю в виде паразитных колебаний, нарушающих правильность каплеобразования и точность зарядки капель (вследствие колебания длины непрерывной части струи). Высокая скорость выброса чернил из сопел в новом способе сохраняется, так как чернила подаются в генератор струи под давлением (например, 4 атмосфер).
Способ Kodak Stream сделал возможным создание печатающих головок размером до 10 см, из которых можно составлять печатающие головки различной ширины, например, 60 см при использовании однокрасочных рядов из 6 головок. Широкоформатные головки, в свою очередь, являются условием создания скоростного печатного оборудования — цифровых печатных машин.
Цифровые печатные машины с печатающими головками Kodak Stream получили общее название Kodak Prosper Press. На выставке были представлены как машины, вышедшие на рынок перед выставкой (модели 1000 и 5000 XL), так и новая модель Prosper 6000XL. Модель Kodak Prosper 1000 Press — однокрасочная, а другие две машины — 4-красочные. На рис. 2 и 3 представлена 4-красочная машина Kodak Prosper Press.
Рис. 2. Машина Kodak Prosper 6000XL
На рис. 3 показан печатный модуль с поднятой крышкой машины, изображенной на рис. 2.
Рис. 3. Печатный модуль машины Kodak Prosper 6000XL.
Видны печатные секции для двух красок
Новая машина Kodak Prosper 6000XL печатает со скоростями 200-300 м/мин в зависимости от требуемого разрешения печати. При скорости 200 м/мин качество печати соответствует качеству офсетной печати с линиатурой растра 70 лин/см, а при печати со скоростью 304 м/мин качество аналогично офсетной печати с линиатурой 52 лин/см. Рекомендуемая месячная загрузка составляет 160 млн стр. А4. Модели 1000 и 5000 XL появились на рынке и уже работают на ряде предприятий.
Фирмой Kodak были также разработаны новые скоростные печатающие головки для гибридной печати. Такой является головка
Prosper S30. Она позволяет печатать переменные данные со скоростью 914 м/мин, правда при пониженном разрешении 600x200 dpi. Такие головки могут быть установлены даже на газетные машины.
На DRUPA-2012 на стенде Kolbus была представлена машина Timson T-Press, использующая Kodak Stream Inkjet Technology в сочетании с фальцовщиком T-Fold для получения книжных тетрадей (сигнатур) и установленным в линию брошюровщиком фирмы Kolbus (KM200 perfect binder). Эта однокрасочная машина предназначена для печати больших объемов книжной продукции. Машина работает со скоростью 200 м/мин при разрешении печати 600x900 dpi и ширине бумажного рулона 135 см (поперек которого умещается 8 страниц формата А5). Машина предназначена для скоростной печати больших объемов книжной продукции. Скорость печати свыше 240 тысяч двусторонних страниц А4 в час делает машину самой производительной из струйных машин, имеющихся на современном рынке.
Машина вполне отражает современные тенденции к совместной разработке цифровых машин офсетными и цифровыми производителями. Фирма Timsons - производитель аналогового оборудования для печати и послепечатной обработки книг, использовала свой опыт и свои разработки в новой машине, исключая лишь струйный модуль. Достоинствами машины являются старт с минимальной потерей бумаги, полностью автоматическая приклейка нового рулона, первоклассное устройство поперечной фальцовки для получения книжных тетрадей переменного формата, возможность интеграции с любым послепечатным оборудованием, используемым в офсетном производстве.
Переход от заглавия к заглавию и от одной бумаги к другой, то есть смена заказа, производится без остановки машины. Машина может печатать тысячи заглавий в день и миллионы книг в месяц.
Термоструйные цифровые печатные машины
Термоструйная печать используется в рулонных цифровых печатных машинах HP TXX Color Inkjet Web Press. Печатный механизм машин, имеющий вид арки, содержит 10 широкоформатных печатающих головок, две из которых наносят на поверхность печатающего материала подслой, который связывает чернила, мешая их проникновению внутрь бумаги и увеличивая водостойкость полученных отпечатков. Далее идут головки, печатающие чернилами четырех цветов CMYK, причем, первой печатается черная краска. На цвет приходится по две широкоформатных головки. Широкоформатная головка составляется из нескольких печатающих головок шириной 10,8 см, схема головки представлена на рис. 4. Каждая головка - модуль имеет 5 кристаллов со струйными структурами и содержит 2 чернильных канала и два ряда сопел на канал, обеспечивающих разрешение печати 1200 dpi. В цифровой печатной машине вся головка, то есть все 4 ряда сопел работают с
Рис. 4. Печатающая головка HP 786:
На схеме: 1 — подача чернил; 2 — электрические межсоединения;
3 — регулятор давления чернил; 4 — кристаллы с соплами
одним цветом чернил. Избыточность сопел обеспечивает возможность длительной работы головок и компенсации вышедших из строя сопел. Ширина печатающей головки и ширина печати зависят от количества модулей, составляющих головку. В модели HP T200 Color Inkjet Web Press их 5, ширина печати 20,5 дюймов (520,7 см), в моделях Т300 и Т350 их 7 (ширина печати около 30 дюймов — 74 см). Самая широкая модель Т400 содержит 10 головок (ширина печати 42 дюйма — 106 см). Самая простая модель Т200 производит двустороннюю печать в одном печатающем устройстве. Ее вид показан на рис. 5. Модели более высокого класса содержат два печатающих устройства, одно из которых печатает на лицевой стороне бумажной ленты, а другое — на обороте ленты. Вид печатающего устройства такой машины приведен на рис. 6.
Рис. 5. Общий вид машины HP T200 Color Inkjet Web Press
Рис. 6. Общий вид печатающего устройства машины HP T350
Color Inkjet Web Press
Перечисленные модели уже работают на предприятиях. На выставке машина HP T400 Color Inkjet Web Press печатала книги. Кроме того, на выставке были представлены новые модели линеек HP T200, HP T350 и HP T400. В этих моделях используются новые печатающие головки с повышенной скоростью печати и чернила с пигментами, полученными с использованием нанотехнологий.
Чтобы показать разницу в характеристиках моделей Т230, Т360 и Т410, с предшествовавшими моделями Т200, Т350, Т400, сведем их в табл. 1.
Таблица 2.1
Характеристики моделей цифровых печатных машин HP T Color Inkjet Web Press
Модель машины Т200/Т230 Т300 Т350/Т360 Т400/Т410
Ширина печати 520,7 мм 739 мм 739 мм 1060 мм
Ширина рулона до 558,8 мм 762 мм 762 мм 1066,8 мм
Скорость однокрасочной печати, м/мин 122 122 183/244 183/244
Скорость многокрасочной печати 61/122 122 183 122-183 /183
Разрешение печати, dpi 1200 1200 1200 1200
Месячная загрузка, страниц letter 50 млн ч/б и 25 млн цветн./50 млн ч/б 75 млн 105 млн/105 млн цветн., 129 млн ч/б 140 млн/140 млн цветн., 175 млн ч/б
На выставке были представлены новые печатные системы для гибридной печати HP C800 и M800 Print Module Solution. Первая -4-красочная, вторая - монохромная. Скорость печати 244 м/мин, разрешение 600x600 dpi. Головки могут перемещаться поперек полотна. Головки могут быть использованы для транзакционной печати и печати прямых почтовых рассылок.
Пьезоструйные рулонные цифровые печатные
машины
Пьезоструйные рулонные машины, предназначенные для скоростной печати больших объемов (при тиражах разных размеров -от одного экземпляра до нескольких тысяч) книжной, газетной продукции, а также прямых почтовых рассылок и транзакционной печати, демонстрировались на стендах многих фирм. Среди них были фирмы, разрабатывающие такого рода оборудование (например Screen, Impika, Осе, Miyakoshi), фирмы, недавно приступившие к производству струйных ЦПМ (например, Xerox и Fuji Xerox) и фирмы, для которых скоростные струйные ЦПМ являются OEM продуктом. Такой, например, является офсетная фирма KBA с машиной RotaJet (OEM вариант машины Proteus-Jet, разработанной фирмой Donnelly). До недавнего времени своей скоростной струйной ЦПМ не имела фирма Осе. Продаваемая ею уже несколько лет машина JetStream является OEM вариантом машины Miyakoshi.
Общее для всех машин является то, что они могут печатать продукцию на простых бумагах безвредными чернилами. Это водные чернила на основе красителей и пигментов и (машины Xerox) твердые чернила, не выделяющие при печати вредных паров. Среднее разрешение печати 600 dpi обеспечивает достаточно высокое качество продукции, для которой предназначены эти машины.
Большое влияние на качество оказывает взаимодействие чернил с бумагой. Впитывание чернил в простую бумагу, не имеющую специального покрытия, приводит к проникновению красящего вещества в толщу бумаги, к увеличению значения тона вследствие растекания чернил и др. Следствием является уменьшение цветового охвата, ухудшение градационной передачи, снижение оптической плотности и резкости шрифта. Высокая скорость печати усугубляет проблемы. Проблемы решены усовершенствованием чернил (особенные успехи достигнуты в разработке пигментных водных чернил), увеличением насыщенности цветов пигментов, позволяющим уменьшить размер капель, и нанесением подслоев в процессе печати, а также совершенствованием процесса сушки. Поскольку решение указанной проблемы может быть различным для разных моделей машин, оно будет рассмотрено на конкретных примерах.
Скорость печати связана со скоростью работы печатающих головок и шириной печатаемой полосы. В скоростных цифровых печатных машинах используется предельная ширина полосы. Печатающие головки имеют длину, соответствующую ширине бумажного полотна и располагаются стационарно поперек полотна, движется только полотно. Скорость печати определяется скоростью передачи данных эмиттерам капель головки и скоростью закрепления отпечатков. Печатающие головки составляются из модулей, которыми служит головка шириной до 11 см. Головки-модули должны быть идентичными и поэтому легко заменяемыми, иметь большой срок жизни и достаточно высокую частоту каплеобразования. Чтобы обеспечить разрешение 600 dpi, плотность расположения сопел должна быть достаточно большой, что до внедрения методов MEMS в производство головок было серьезной проблемой для пьезоструйных головок. Повысить разрешение пьезоструйной печати можно, используя переменный размер капель, но это ограничивает максимальную скорость печати (частота каплеобразования делится на количество капель в группе). Совершенствование головок является одним из условий совершенствования струйных ЦПМ.
В настоящее время в машинах этого рода чаще всего используются головки Epson, Panasonic и Kyocera. Печатающие головки Epson Micro Piezo TFP имеют тонкопленочный пьезоэлектрик, что позволяет увеличить плотность расположения сопел в одном ряду со 180 до 360 на дюйм. При использовании на каждый чернильный канал двух рядов сопел, сдвинутых относительно друг друга на половину шага, достигается физическое разрешение 720 dpi. В головке шириной 4 дюйма восемь каналов. При использовании в ЦПМ все они заполнены чернилами одного цвета. Для составления широкоформатной головки головки-модули располагают в шахматном порядке с перекрытием крайних сопел. В головках Panasonic головки-модули располагают лесенкой с наклоном (рис. 7).
Головки в машинах работают с чернилами двух цветов или одного цвета. Во втором случае достигается более высокая скорость печати (за единицу времени вылетает большее количество чернил). Печатающие головки Kyocera KJ4B-Y имеют ширину 4,25 дюймов и час-
Рис. 7. Схема широкоформатной печатающей головки, составленной из 29 модулей
тоту подачи импульсов напряжения (каплеобразования) 40 кГц. Скорость печати, обеспечиваемая головкой, составляет 200-250 м/мин при разрешении 600 dpi.
Следует отметить, что на выставке была продемонстрирована гибкость решений, рассчитанных на возможность оптимального выбора модели конкретным предприятием для конкретных условий функционирования предприятия, структуры заказов и возможностей развития предприятия. Использовались следующие пути:
• Выпуск линейки моделей, различающихся по скорости, красочности, разрешению и стоимости. Примером может служить линейка машин JetStream, выпускаемых на рынок фирмой Осе. Другой пример - линейка машин Screen Truepress Jet 520, включающая недорогую однокрасочную машину Truepress Jet 520 EX, печатающую с разрешением 360x360 dpi и скоростью 64 м/мин и многокрасочные машины Truepress Jet 520 и Truepress Jet 520 ZZ. Последняя из машин печатает на рулонах шириной до 570 мм со скоростью 200 м/мин.
• Выпуск машин, которые легко достраиваются от однокрасочной модели до многокрасочной скоростной машины. Таковы машины Осе Color Stream 3500 и 3700. Они могут достраиваться в процессе эксплуатации (от 1 до 6 красок и от симплекса до дуплекса).
Другое решение такого рода реализовано в машине iPrint eVolution фирмы Impika. Там, используя либо две двухкрасочные головки, либо 4 однокрасочные (оба чернильных канала головки заполняются чернилами одного цвета), вдвое изменяют скорость печати. Дальнейшее изменение скорости и разрешения печати достигается использованием режима переменного размера капель (обычно 2 размера, однако возможно получение капель 5 размеров: 3, 6, 9, 11 и 13 пл). Используя 2 машины, обеспечивают двухстороннюю печать. На рис. 8 видны 4 блока печатных головок, а на рис. 9 - устройство намотки рулона.
Ширина печати в машине iPrint eVolution, использующей головки Panasonic, 474 мм. Чернила водные на красителях или пигментах. Число цветов 4, но может быть увеличено до 6. Пригодна бумага плотностью 60-160 г/м2 (опционально до 250 г/м2).
В табл. 2 приведены данные для дуплексного варианта 4-красочной печати.
Рис. 8. Машина iPrint eVolution фирмы 1т^ка
Рис. 9. Устройство намотки рулона машины iPrint eVolution
Таблица 2.2
Характеристики машины при разных ее конфигурациях ф — дуплекс, Т— сдвоенная машина)
Вариант Разрешение, dpi Максимальная скорость, м/мин Производительность, стр. А4/мин
75 TED 24 600x600/1200x600 76/40 1024/536
125 TED 24 360x600 127/76 854/512
150 TED 44 600x600/1200x600 152/76 2048/1024
250 TED 44 360x600/600x600 254/152 3416/2048
Используя капли двух размеров можно поднять разрешение 600x600 dpi до 1200x1200 dpi и печатать книги.
Представленное на выставке новое оборудование показывает также тенденцию к увеличению скорости печати при повышении разрешения печати, чему способствуют успехи в разработке головок и чернил. Кроме того, в нем предусмотрена установка в линию систем послепечатной обработки (разрезания на листы, например, формата В2, и фальцовка, позволяющая использовать традиционное для офсета (и изготовления книг) брошюровочное и переплетное оборудование).
Рассмотрим кратко рулонное струйное оборудование, не претендуя на полноту охвата (оборудование выбрано для примера).
Impika iPrint extreme
Эта рулонная струйная ЦПМ имеет ширину печати 711 мм и скорость многокрасочной печати 375 м/мин при разрешении 1200 dpi. Машина имеет также некоторые функции послепечатной обработки: разрезание на листы (например, формата В2 или В1), фальцовка. Далее возможна обработка на брошюровочных устройствах, используемых при печати книг. Машина предназначается для печати разнообразной полиграфической продукции, например, газет и книг. Максимальное число чернил - 6, чернила водные пигментные с повышенной интенсивностью цвета (High Density, содержащие «усилитель оптической плотности»).
Скоростной печатью переменных данных управляет муль-тиформатный iController, совместимый с большинством серверов, имеющихся на рынке.
Miyakoshi Inkjet Printer 7000 (MJP20MX-700)
Рулонная струйная цифровая печатная машина MJP20MX-700 (рис. 10) имеет ширину печати 508 мм (ширина рулона 520,7 мм) и использует водные чернила, пигментные или на основе красителей. Новые пигментные чернила позволяют печатать на большом ассортименте бумаг, в том числе на мелованных. Режима печати два - медленный и скоростной. Скорости в этих режимах при максимальном разрешении 1200x1200 dpi составляют 80 и 160 м/мин соответственно. Скорость печати в каждом режиме может быть увеличена, но с потерей разрешения. Таких режимов скорости в каждом режиме печати 3. Для скоростного режима это 160 м/мин (1200x1200 dpi), 200 м/мин (1200x960 dpi) и 320 м/мин (1200x600 dpi). Число красок 4+4 (медленный режим) и 4+2 (скоростной режим). Возможно два режима качества печати (1 и 2 бита на точку). Два бита на точку достигается двумя размерами капель. В бумагопроводящей системе использован опыт, накопленный при разработке офсетных машин. Для послепечатной обработки пригодны устройства, используемые для рулонного офсета.
Рис. 10. Общий вид струйной цифровой печатной машины MJP20MX-700
Océ Jetstream
На выставке были представлены три новых однокрасочных модели машины Jetstream, предназначенные для печати книг - Jetstream 2300, 3300 и 4300 с максимальной шириной бумажной ленты 760 мм. Скорость печати от модели к модели увеличивается на 50 м/мин и составляет 100, 150 и 200 м/мин соответственно. Все три модели имеют печатающие головки Kyocera (возможно, новые головки KJ4B-Z), и печатают водными пигментными чернилами с разрешением 1200 dpi. Из-за быстрого высыхания чернила не успевают проникнуть в материал. Это повышает качество печати и предотвращает коробление и замятие бумаги. Пригодны бумаги: газетная, офсетная без покрытия, лазерная и бумаги для струйной печати плотностью 64-157 г/кв.м. Опциональная конфигурация может работать с бумагами от 46 до 200 г/кв.м.
Océ Colorstream 3700
Эта машина, впервые показанная на выставке, является усовершенствованной моделью машины Осе ColorStream 3500, у нее повышена скорость печати до 100 м/мин. Машина печатает головками Kyocera с разрешением 600x600 dpi. Режим переменного размера капель (7 и 12 пл) позволяет довести разрешение до 1200 dpi. Конструкция машины, как было сказано выше, позволяет постепенно повышать функциональность машины, например, переходя от однокрасочной печати к многокрасочной.
Screen True Press Jet 520 ZZ
На выставке демонстрировались машины True Press Jet 520 и ее более поздняя модель True Press Jet 520 ZZ. На машинах печатались книги и газеты, причем газеты печатали чернилами на основе красителей, а книги - пигментными чернилами. По утверждению фирмы, пигментные чернила, используемые в машине, дают высокую устойчивость
к воде, свету и другим воздействиям. Машина True Press Jet 520 появилась на рынке еще до DRUPA-2008, ее обсуждать не будем. Рассмотрим, чем отличается от нее модель True Press Jet 520 ZZ. Во-первых - скоростью печати. При физическом разрешении 720x360 dpi она составляет 220 м/мин против 128 м/мин предыдущей модели этой линейки. Визуальное разрешение при печати тоновых изображений (улучшение градационной передачи) достигается использованием режима серой шкалы (переменного размера капель). Используют капли трех размеров, причем маленькая капля равна 3 пл.
Как и в машине Screen True Press Jet 520, в модели True Press Jet 520 ZZ используются печатающие головки Epson Micro Piezo TFP, ширина печати до 507 мм, а максимальная ширина рулона - 520 мм.
Машина оборудована контроллером EQUIOS, который обеспечивает выбор оптимального профиля с учетом бумаги и проводит непрерывный контроль качества печати. Высокоскоростная камера получает изображения отпечатков и сравнивает их в режиме реального времени с изображениями, генерируемыми РИП. Сведения о дефектах посылаются в контроллер. Производится корректировка процесса, дефектные листы автоматически перепечатываются и отбрасываются системами послепечатной обработки. Отпечатки снабжаются штрих-кодами и приводочными метками, дающими информацию для послепечатной обработки. Это важно, так как рулон содержит разные работы. Кодируются также ошибки, например, информация о дефектных и заново перепечатанных изображениях.
KBA RotaJet 76
Машина является OEM вариантом машины Proteus-Jet, разработанной R.R. Donnelly. Она оборудована печатающими головками Kyocera. Длина широкоформатной головки позволяет печатать на рулонах с шириной бумажной ленты 203-762 мм. 4-красочная печать производится пигментными водными чернилами фирмы Cabot Inks, которые не требуют никакой предварительной или последующей обработки бумаги, и обеспечивают повышенное качество. Физическое разрешение 600 dpi, его повышение до 1200 осуществляется использованием капель двух размеров. Скорость печати при разрешении 1200х600 dpi равна 120 м/мин, но при двухкрасочной печати она может быть поднята до 240 м/мин. Печать может производиться на офсетных бумагах. Опционально к машине может быть подсоединено устройство для покрытия отпечатка дисперсионным лаком.
Xerox CiPress
Схема этой машины (взята из рекламы) показана на рис. 11, а фотография арки с печатающими головками - на рис. 12.
Рис. 12. Арка с печатающими головками Ci500
В печатной машине Xerox CiPress используются твердые чернила. Они загружаются в машину в виде твердых гранул в контейнеры. В печатающие головки чернила поступают нагретыми до температуры около 110° C. Гранулы расплавляются и приобретают вязкость, достаточную для струйной печати (около 20 сП). Бумага, предварительно очищенная от пыли и подогретая, проходит под печатающими головками, находящимися на арке. Производится пьезоструйная печать расплавленными чернилами. Полотно охлаждается и проходит под сенсорным элементом сканера, который считывает изображение и передает результаты в контроллер, где оцениваются качественные параметры напеча-
танного изображения и наличие дефектных сопел. Полотно подогревается низкотемпературным керамическим нагревателем, изображение закрепляется под давлением.
Широкоформатные печатающие головки составляются из головок - модулей шириной 7,6 см. Расположенные в шахматном порядке с перекрытием крайних сопел, они обеспечивают ширину печати 51 см. На каждый из четырех цветов приходится 2 батареи сдвоенных рядов головок. Обеспечивается автоматическое обслуживание головок с автоматическим контролем их очистки.
Скорость печати 152 м/мин (500 футов/мин).
На выставке была впервые представлена печатная система для двухсторонней печати Xerox CiPress 325 Production System. Система состоит из двух машин с устройством поворота рулонного полотна между ними. Она печатает со скоростью 100 м/мин (325 футов/мин) с разрешением 600x600 dpi практически на любых, в том числе офсетных, бумагах.
3. Листовые цифровые печатные машины формата В2
На DRUPA-2012 г отчетливо проявилось новое направление развития цифровых ЦПМ - листовые печатные машины формата В2. Новая тенденция стала следствием обострения конкуренции между цифровой и аналоговой печатью и попыток к созданию для них общей платформы в типографиях, имеющих опыт в офсетной печати, но нуждающейся в оборудовании для печати по требованию. Такое оборудование может заменять офсетную печать на коротких тиражах, производить допечатку тиражей офсетной продукции и вносить в печать высокого качества элементы персонализации. Оборудование должно иметь офсетное качество печати и допускать использование офсетных бумаг, в том числе мелованных. Бумагопроводящая система и форматы бумаг должны быть офсетными - машины должны различаться только печатным механизмом, что позволит их объединение в едином рабочем потоке. При этом производительность машин должна быть достаточно высокой.
Первые машины такого типа были представлены (в виде прототипов) уже на DRUPA-2008. Это струйные машины Fujifilm Digital Inkjet J Press 720 и Screen True Press Jet SX. Машина J Press 720 появилась на рынке в 2010 г. и установлена на ряде предприятий, а True Press Jet SX выйдет на рынок уже после выставки. Машины были представлены и на этой выставке, где печатали разнообразную продукцию.
Неожиданно появился большой спрос на цифровую печать на упаковке, например, на картоне, где можно использовать только высокопроизводительные листовые машины.
На выставке был показан целый ряд таких цифровых машин, причем впечатляло разнообразие использованных печатных технологий и участие в разработке некоторых из машин производителей офсетного оборудования. Следует отметить, что струйные технологии, вызвавшие в последнее время (и на выставке тоже), большой интерес -Memjet и новая нанографическая технология Landa, также нашли воплощение в машинах формата В2. Интерес к первой объясняется высокой скоростью печати при высоком физическом разрешении, а ко второй -необычностью технологии и большими обещаниями.
Цифровые печатные машины формата В2 можно разделить
на группы:
• струйные машины, работающие на пигментных водных чернилах и УФ-отверждаемых чернилах;
• электрофотографические машины с жидкостным проявлением, где на рынке кроме HP Indigo появились несколько фирм;
• машины для печати на картоне, использующие и струйную, и электрофотографическую технологии.
Рассмотрим по очереди струйные и электрофотографические машины, оборудование для печати упаковки в данном обзоре не рассматривается.
3.1. Листовые струйные ЦПМ формата В2
Листовые струйные машины, как и рулонные, имеют широкоформатные печатающие головки, располагаемые перпендикулярно направлению движения листа печатного материала. Однако из-за заметно меньшей скорости листовой печати (около 3000 л/час), здесь можно в полной мере использовать режим переменного размера капли при минимальном ее размере 2-3 пл, и добиваться тем самым высокого разрешения печати. Качество листовой печати выше, чем рулонной. Рассмотрим кратко, как работает листовая машина формата В2 на примере ЦПМ Fujifilm Jet Press 720.
Машина имеет традиционный для полиграфии самонаклад, подающий в печатающее устройство бумажные листы четырех стандартных размеров от 640x450 до 720x520 мм и плотностью 127-300 г/м2. Пригодны офсетные бумаги с покрытием и ряд бумаг без покрытия. Бумагопроводящая система и выводное устройство (приемный стапель для отпечатков) такие же, как в офсетных печатных машинах. Это позволяет использовать традиционное послепечатное оборудование и облегчает внедрение машины в офсетные типографии, расширяя их возможности. Бумажный лист вначале поступает в устройство нанесения подслоя (Fujifilm's Rapid Coagulation Primer), который наносится ани-локсовым валиком на всю поверхность листа. После высушивания подслоя бумажный лист поступает в струйное печатающее устройство.
Чернила, взаимодействуя с подслоем, коагулируют и не впитываются в бумагу. Это позволяет печатать на разных бумагах, повышает резкость элементов изображения и улучшает эксплуатационные свойства печатной продукции.
В машине производится пьезоструйная печать водными пигментными чернилами CMYK с использованием технологии SAMBA. Согласно этой технологии, из множества головок Fujifilm Dimatix размером 4,Б см, расположенных вертикально с небольшим наклоном, составляют широкоформатные головки размером 72 см. Эти головки, по одной для каждой из 4 красок, размещаются поперек листа, в процессе печати головки неподвижны, перемещается только бумага. Максимальная частота каплеобразования (100 тыс./сек) в сочетании с маленьким размером капли (2 пл) позволяет достигать высокого разрешения при печати штриховых и тоновых изображений. Для увеличения количества тонов и реального разрешения используется технология Versa Drop — режим переменного размера капель (2, 4 и 6 пл). В результате машина воспроизводит текст размером 1 пункт и имеет разрешение печати 1200x1200 dpi. Возможен выброс капель меньших размеров, например, 1 пл. Стабильность свойств печатающих головок поддерживается тем, что они автоматически промываются. Также поддерживаются стабильные свойства чернил, для чего они непрерывно циркулируют через магистральные каналы и кристаллы печатающей головки и контролируются.
Полноцветный отпечаток сушится с использованием контактного нагрева и потока теплого воздуха, после чего он сканируется линейным сенсором QC устройства. Проверяется соответствие параметров качества каждого отпечатка заданным параметрам, а также работоспособность сопел. Плохая работа отдельных сопел компенсируется корректировкой работы соседних сопел.
Производительность машины 2800 листов В2 в час. Машина работает с контроллером XMF V4 и может быть интегрирована в рабочий поток предприятия. Разнообразное послепечатное оборудование может использовано on-line и off-line.
Вторая листовая машина формата В2 — Screen True Press Jet SX, прототип которой был показан на DRUPA-2008 на последней DRUPA был представлен в виде модели, готовой к выходу на рынок. Машина предназначена для двухсторонней печати пигментными водными чернилами. В отличие от Jet Press 720, она работает без подслоя, способность чернил образовывать на поверхности стандартных офсетных бумаг отпечатки высокого качества обеспечивается рецептурой чернил. Разрешение до 1400x1400 dpi достигается за счет использования капель переменного размера при минимальном размере капли 2 пл. Скорость печати 1620 листов В2 в час (810 двухсторонних листов). Машина может легко интегрироваться в рабочий поток предприятия и сочетается со стандартным послепечатным оборудованием.
На выставке впервые появились листовые машины формата В2, печатающие УФ-отверждаемыми чернилами. Являясь результатом совместной работы фирм - производителя офсетного оборудования и производителя струйного оборудования, эти машины имеют офсетную бумагопроводящую систему и широкоформатные печатающие головки, устанавливаемые неподвижно поперек листа. По своим характеристикам (разрешению печати, скорости печати и возможности печати на стандартных офсетных материалах) они близки к другим цифровым машинам этого формата. Примером может служить представленная на выставке цифровая печатная машина КМ-1, показанная на рис. 13.
Рис. 13. Цифровая печатная машина KM-1
В этой машине использованы новые печатающие головки Konica Minolta и оригинальные чернила фирмы. HS UV. Аббревиатура «HS» означает «high definition single pass», то есть чернила обеспечивают высокое разрешение при однопроходной печати. В традиционной УФ-струйной печати высокое качество печати обеспечивается печатью в несколько проходов. Разрешение 1200x1200 dpi достигается за счет переменного размера капель. 4-красочная (в перспективе 6-красочная) печать идет со скоростью 3300 листов В2 в час при односторонней печати и 1650 при двухсторонней печати на материалах толщиной 0,06-0,45 мм.
Фирма MGI Digital Graphic Technology представила на выставке 6-красочную цифровую машину Alphajet B2, печатающую УФ-от-верждаемыми чернилами со скоростью 3000 листов формата 52x74 см в час при разрешении 1200x1200 dpi. Она печатает на материалах плотностью до 500 г/м2, при этом в линию с ней может быть установлено устройство для нанесения слоя лака, сплошного или селективного. За счет большой толщины слоя при его селективном нанесении создается 3D-эффект. Лакирование производится без снижения скорости печати.
Обе машины являются прототипами, и пока не вышли на
рынок.
Среди струйных технологий, которые предполагается использовать в листовых печатных машинах, две впервые появились на DRUPA-2012. Одна воплощена в печатающих головках Memjet, другая представлена фирмой Landa Corporation. Рассмотрим их подробнее.
Технология Memjet, разработанная фирмой Silverbrook, в сущности - термоструйная технология. Печатающие головки Memjet отличаются тем, что нагревательные элементы в них не находятся на стенке эмиттеров капель, а подвешены внутри эмиттеров. Тепло, выделяющееся при нагреве от электрического импульса, почти полностью расходуется на образование пузырька и выброс капли. Поэтому стало возможным повысить плотность размещения сопел и создавать широкоформатные печатающие головки, так как уменьшается общее выделение тепла. Такие головки формируются из головок - модулей размером 22,3 см. Головка предназначена для печати чернилами 4 цветов и имеет 5 каналов чернил. Общая плотность сопел на канал - 1600 на дюйм. Они располагаются в два ряда со сдвигом и образуют капли размером 1,2 пл. Из головок можно составить широкоформатные головки разной длины. Для однопроходной полноцветной печати можно использовать 2 ряда головок, где одна головка печатает цветными чернилами (CCMMY), а вторая - черными (KKKKK). Фирма Delphax, имеющая опыт по изготовлению однокрасочных скоростных печатных машин, работающих по технологии Delphax Electron Beam Imaging, на выставке демонстрировала свою новую полноцветную струйную машину Elan 500 с печатающими головками Memjet и своей бумагопроводящей системой. Формат печати SRA2 - 450x640 мм, минимальный формат - 203x203 мм. Машина работает на бумагах плотностью 60-350 г/м2 со скоростью 500 стр. А4/мин. Печатающие головки являются расходным материалом (имеют относительно небольшой срок эксплуатации), но их замена обходится всего в 160 долларов. Головки Memjet используют предназначенные для них водные чернила на красителях, поэтому для повышения водостойкости отпечатков перед печатью наносится подслой.
На стенде Landa демонстрировалась новая струйная технология Landa Nanographic Printing Technology. В этой технологии струйным способом на поверхности нагретого ремня формируется изображение в виде красочной пленки. Ремень приводится в контакт с бумагой, и красочная пленка толщиной около 0,5 мкм переносится на бумагу адгезионными силами. Для технологии разработаны специальные нано-графические чернила на водной основе с размером частиц пигмента в несколько десятков нанометров. Насыщенность цвета пигментов велика, поэтому возможно уменьшение толщины пленки до минимума. Тонкая пленка жидких чернил быстро высыхает, поэтому возможна высо-
кая скорость печати. Использование промежуточного элемента переноса позволяет получать резкие точки и штрихи на большом спектре материалов, в том числе, на мелованных и немелованных бумагах и синтетических материалах. Среди прототипов печатного оборудования имеется модель листовой печатной машины формата В2 - Landa S7. Производительность всех листовых машин по заявлению фирмы достигает 11 000 л/час при разрешении 600x600 и 1200x600 dpi. На рис. 14 показан фрагмент презентации технологии Landa и машин Landa Nanographic Printing Presses.
Рис. 14. Презентация технологии Landa и машин Landa Nanographic
Printing Presses. Видна печатная машина
Подробности технологии не раскрываются. Выход технологии на рынок в ближайшее время, по-видимому, не ожидается.
3.2. Электрофотографические листовые печатные машины формата В2 с жидкостным проявлением
В настоящее время в многокрасочных электрофотографических печатных машинах используется два способа печати. Один из них, наиболее широко распространенный, использует проявление сухим тонером, другой - жидкий тонер. Жидкий тонер представляет собой коллоидный раствор тонера в минеральном масле, он до недавнего времени был реализован только в машинах HP Indigo Press. Электрофотография с жидкостным проявлением всегда признавалась перспективным способом печати, так как размеры окрашенных частиц здесь меньше, чем у сухого тонера. Сухой тонер приводит к проблемам при уменьшении частиц до 5 мкм и ниже, так как могут образовываться опасные аэрозоли, и затрудняется получение частицами заряда нужной величины при использовании трибоэлектризации. Маленький размер
частиц тонера необходим для реализации высокого разрешения записи изображения, достигнутого в настоящее время в электрофотографии (2400x2400 dpi при 1 бите на точку). При выходе технологии Indigo Electroink на рынок стали ясны достоинства и проблемы способа. Достоинства заключались в использовании удобной в эксплуатации жидкой краски, возможности получения офсетного качества печати и возможности 6-красочной печати (при сухом проявлении этому препятствует большая толщина слоев) и совмещения процессов переноса краски с закреплением на бумаге. Красочная пленка образуется на горячем офсетном цилиндре, откуда она механически переносится на бумагу. Проблемы состояли в следующем:
- небольшая скорость проявления разбавленной краской, которая поступала в зону проявления из инжектора;
- небольшая скорость многокрасочной печати, так как в машине используется один фоторецептор, и красочные слои формируются по очереди;
- небольшой формат печати (A3);
- относительно невысокая адгезия краски к печатному материалу.
Развитие технологии было, в основном, связано с решением этих проблем. В машинах второго поколения перешли к проявлению концентрированной краской. Разбавленная краска по шлангам подается в проявляющие устройства, где она заряжается и концентрируется. Проявление концентрированной краской во много раз быстрее и позволяет получать более высокие оптические плотности. Для повышения скорости многокрасочной печати был увеличен вдвое фоторецептор, что позволило за один его оборот получать два цветоделенных изображения. Скорость печати была таким образом повышена в два раза. Из листовых машин второго поколения широко известна машина HP Indigo Press 5500 (на выставке была представлена модель HP Indigo Press 5600). При разработке технологии третьего поколения был ускорен процесс формирования красочной пленки на офсетном цилиндре. Этот цилиндр также был увеличен вдвое (до размера фоторецептора) и был интенсифицирован процесс сушки. Скорость печати поднялась в 1,7 раза. Машина стала обслуживаться автономным сервером печати. Формат печати был увеличен до SRA 3+. На DRUPA-2012 листовая машина третьего поколения представлена моделью HP Indigo 7600 Digital Press, где доступны режим повышенной производительности (Enhanced Productivity Mode - 160 стр. А4/мин вместо 120) и режим высокого разрешения (2438x2438 dpi). Число красок увеличено до 7 (появилась белая краска). От поколения к поколению совершенствовались краска и программное обеспечение. Последние модели снабжены устройством сплошного контролям качества отпечатков.
И, наконец, на DRUPA-2012 впервые появились машины четвертого поколения, имеющие ширину печати 7Б см. В их числе листовая печатная машина формата В2 (листы 75x53 см, а формат печати 74xí1 см). Это HP Indigo 10000 Digital Press. Она печатает со скоростью З4Б0 л/час (в режиме повышенной производительности это 4600 л/час). Конструкция машины имеет особенности по сравнению с моделью 7600. Печатный цилиндр по размеру одинаков с двумя другими цилиндрами. Контейнер с красками теперь расположен не внизу машины, а сбоку у стенки недалеко от фоторецептора. Имеются автоматические устройства для замены пленочного фоторецептора и резинового полотна. Как в других последних моделях машин, на выходе из машины находится спектрофотометр для контроля качества отпечатков. Ассортимент бумаг увеличен, теперь можно печатать на бумагах с покрытием и без покрытия плотностью 6Б-4Б0 г/м2. В машине по-прежнему за один цикл печатается 2 краски.
Фирмы, специализирующиеся на выпуске офсетного оборудования, разработали листовую электрофотографическую цифровую печатную машину с жидкостным проявлением Miyakoshi Digital Press 8000. Машина имеет 4 секции (башни) с однокрасочными печатающими устройствами. Используются жидкие краски с ультрамелкими частицами тонера. Технологический процесс не раскрывается. Известно, что механизм транспортировки бумаги формата 788xí80 взят из офсетных машин, подача альбомная (подается широкой стороной). После наложения всех красок в последней башне производится термозакрепление отпечатка ИК-излучением с последующим каландрированием фьюзер-ными валиками.
Технологии с жидкостным проявлением находятся в стадии развития. Их имеют еще фирмы Xeikon и Oce, однако листовых машин формата В2 ими на выставке представлено не было.
Библиографический список
1. D. Zwang. DRUPA-2012, the inkjet Drupa again? A closer look at Xerox. WhatTheyThink? 28.11.2011. http://whattheythink.com/articles/ ББ24Б.
2. D. Zwang. DRUPA-2012, the inkjet Drupa again? A closer look at Oc?. WhatTheyThink? 14.12.2011. http://whattheythink.com/articles/ ББ492.
3. D. Zwang. DRUPA-2012, the inkjet Drupa again? A closer look at Fujifilm. WhatTheyThink? 3.02.2012. http://whattheythink.com/articles/ Б6067.
4. A. Tribute. A new liquid toner generation. WhatTheyThink? 8.0Б.2012. http://whattheythink.com/articles/i7830
Б. A. Tribute. Digital printing at drupa. Part 1. http:// whattheythink.com/articles/Б8201.
6. IMPIKA at drupa 2012. WhatTheyThink? 27.04.2012. http:// whattheythink.com/articles/57528.
7. Drupa Digitaldruck. Publisher. - Nr. 2, 2012.
8. PrintWeek's hall-by-hall selection of the best offerings at Drupa 2012. PrintWeek, 4 May 2012. - Р. 31-51.
9. K.K.Wolf. Die neuen Alternativen zum Offsetdruck. Print+Publishing Europe, Nr.2, 2012. - Р. 38-42.
10. Ryobi and Miyakoshi Printing Machinery Co. announce development of «Next generation 6-up liquid toner sheetfed digital printing press». Press release 2.04.2012. www.marketwatch.com/story/ryobi-and miyakoshi-...
11. Уарова Р Струйные цифровые печатные машины / Р. Уаро-ва, В. Маадыр // Полиграфия. - 2012. - № 3. - С. 50-54.
12. Рекламные материалы фирм - производителей оборудования.
