Печатные процессы

Печать может быть определена как репродуцирование изображений, в количестве одного или более, с закреплением на физически постоянном стабильном запечатываемом материале (в противоположность телеэкрану или компьютерному монитору). Процесс печати требует формы для переноса изображения на запечатываемый материал, будь то бумага, фольга, металл, стекло, дерево или ткань. Характер этой формы и отличает один способ печати от другого. Любое двухмерное изображение можно определить как имеющее области изображения и пробельные участки. Эти две различные области должны быть каким-то образом разделены на форме. Каждый из описанных ниже принципов печати отличается от другого тем, как области изображения и пробельные участки отделяются друг от друга.

Офсетная печать

Способ офсетной печати предусматривает форму с олеофильными печатающими и гидрофильными пробельными элементами. Поскольку масло и вода отталкивают друг друга, печатные и пробельные участки на форме остаются разделенными. Печатная форма в офсете представляет собой пластину, которая, если она готова к печати, устанавливается на печатной машине. Офсетная печатная машина имеет набор валиков и цилиндров. Одна часть валиков подает раствор на водной основе на пластину, а другая - краску на масляной основе. Форма, размещенная вокруг цилиндра, контактирует с системой валиков. Вода заполняет пробельные участки, в то время как краска прилипает к печатающим элементам. Затем красочное изображение переносится на промежуточный цилиндр (называемый офсетным цилиндром). Красочное изображение на офсетном цилиндре входит в контакт с бумагой под давлением печатного цилиндра. Таким образом происходит перенос изображения. Офсетная печать является действительно химическим печатным процессом, который основывается на принципе взаимного отталкивания краски и воды.

Высокая печать.

Высокая печать представляет собой способ печати с рельефа, означающий, что область печати физически возвышается над пробельными участками. Область печати входит в контакт с красочным валиком, и пробельные участки, будучи ниже области печати, остаются не закрашенными. Печатный цилиндр прижимает запечатываемый материал к закрашенной рельефной поверхности, и таким образом создается изображение. Большинство современных машин высокой печати используют жесткие или гибкие формы.

Флексография

Флексография, стремительно развивающаяся область печати, применяющаяся, в основном, в таких сегментах полиграфической отрасли, как печать на упаковке и газетная печать, также является способом высокой печати. Флексография хорошо приспособлена для печати на фольге и других видах не впитывающих материалов. Данный процесс называется флексографией, потому что форма или флексографская пластина сделана из резины или полимерного материала. Этот способ печати возник в начале 1900-х гг. и был назван анилиновой печатью по типу используемой краски. Но первоначальное название уступило место термину «флексография» в конце 1940-х гг., и сейчас используется исключительно это название процесса.

Глубокая печать

Глубокая печать - способ печати с формы с углубленными печатающими элементами. Изображение на форме гравируется или вытравливается в поверхности, которая является пробельной областью. На форме глубокой печати - изображение растрированное с образованием тысяч мельчайших ячеек.
Во время печати форма погружена в жидкую краску. По мере вращения формы краска заполняет мельчайшие ячейки и покрывает всю поверхность цилиндра. Краска с поверхности цилиндра снимается ракелем, тем самым очищаются пробельные участки, в то время как она остается в углубленных ячейках. Запечатываемый материал приходит в соприкосновение с формой посредством печатного цилиндра. В местах соприкосновения краска из углубленных ячеек переходит на материал. Формы ротационной глубокой печоти гравируются химическим или механическим способом, так что печатающие элементы углублены.
Глубокая печать применяется при производстве каталогов, воскресных газетных приложений, этикеток, складных картонных коробок, гибкой упаковки, подарочной обёртки, настенных, напольных и множества других покрытий.

Трафаретная печать.

Способ трафаретной печати используется для печати на огромном количестве самых разнообразных материалов. Кроме того, многие виды продукции, для производства которых используется трафаретная печать, не могут быть запечатаны никаким иным способом. Принцип данного способа заключается в использовании трафарета, который закрепляется на сетке, натянутой на раму. Краска проходит сквозь печатающие элементы в сетке на запечатываемый материал под давлением резинового ракеля. Этот способ идеально подходит для печати на твердых материалах, таких как металл или стекло, и используется почти исключительно для печати на тканях. Данный способ может использоваться и для печати на цилиндрических
поверхностях, вроде керамических кружек, а также пластиковых или стеклянных бутылок.

Струйная печать

Струйную печать можно подразделить на две основные категории: с непрерывной подачей красителя и капельно-импульс-ную («капля по требованию», «drop-on-demand (DOD)»). Непрерывная струйная печать, история которой стартовала в начале 1960-х гг. с записи электрических сигналов на бумагу, использует непрерывную подачу струи жидкости. Природные силы заставляют непрерывную струю случайным образом разбиваться на мельчайшие капельки.

Процесс похож на поливку садовым шлангом. Сначала вода выходит одной струей, но прежде, чем она коснется земли, формируются капли различных размеров. Такое случайное формирование капель плохо для печати, потому что капли не могут аккуратно разместиться на поверхности бумаги. Решение данной проблемы состоит в «стимулировании» распадения струи с использованием высокочастотных колебаний давления, благодаря чему капли формируются предсказуемым и повторяемым образом.

Заряжая каплю электрическим зарядом, в тот момент, когда она отделилась от основной непрерывной струи, и пропуская ее сквозь электрическое поле, можно добиться точного контроля попадания капли на бумагу. Капли, которые не попали на бумагу, были отклонены и направлены в систему рециркуляции чернил для дальнейшего использования. Преимущество от использования струйной печати с непрерывной подачей краски состоит в том, что она не дает жидкости засыхать в соплах.
Капельно-импульсный способ струйной печати (DOD) описан по принципу «масленки». Закрытая камера с маленьким соплом на одном конце, наполненная чернилами, уменьшается в объеме под действием пьезоэлектрического привода. Уменьшение объема камеры выталкивает жидкие чернила через сопло.

Вариацией на эту тему является термографическая струйная печать («пузырьковая»), при которой вместо сокращения объема камеры жидкие чернила расширяются при нагревании их небольшого объема, выбрасывая каплю через сопло. Скорость выброса капель в струйных принтерах ограничена приблизительно 20 ООО капель в секунду, в основном, из-за сложностей с наполнением чернильной камеры. Повышение скорости капельно-импульсной печати (DOD) требует множества сопел или специальной схемы расположения.

Большинство струйных печатающих устройств, независимо от того, подаются ли чернила непрерывно, или капельно-импульсным способом («drop-on-demand»), используют воду в качестве основы для чернил. Вода может испаряться неодинаково и вызывать засорение сопел. Это было главной проблемой в первых устройствах струйной печати. Вода в качестве жидкой основы вызывает и другие проблемы, когда взаимодействует с бумагой. Подтекание чернил в бумаге увеличивает пятна, иногда случайным образом, приводя к плохому качеству печати. Для полноцветной печати проблемы взаимодействия чернил и бумаги встают особенно остро, так как формирование цвета требует, чтобы капли чернил накладывались друг на друга. Это увеличивает количество чернил, которые абсорбируются бумагой.

Дополнительную проблему для цветной печати представляет краситель (пигмент). Он должен находиться на верхнем слое бумаги, чтобы обеспечить насыщенный цвет. Чтобы добиться этого, некоторые производители разработали специальную бумагу для струйной печати. Эти факторы - главная причина того, что струйная печать не работает с обычными бумагами.
Особое преимущество жидких чернил состоит в их способности создавать высококачественные цветные диапозитивы. Их высокое качество является следствием использования красителей, а не частичек пигмента, как при термопереносной печати. Частички пигмента рассеивают свет, что приводит к созданию на проецируемом диапозитиве более темного и менее насыщенного изображения по сравнению с его бумажной копией.

Устойчивость изображения - важная проблема струйной технологии. Говоря об устойчивости, обычно имеют в виду:

  • сопротивляемость размыванию изображения при использовании воды
  • способность к сохранению красок под воздействием света
  • сопротивляемость изображения механическим воздействиям.

Цветные изображения, созданные при помощи чернил на водной основе, как правило, очень чувствительны к попаданию на них воды. Большинство чернил для струйной печати используют красители, а они, как известно, могут выцветать. Главный вопрос: как долго изображение сохранит свой оригинальный цвет? Продукция некоторых систем струйной печати выцветает при офисном освещении уже через несколько месяцев, зато продукты других систем показали лишь незначительное изменение цвета через годы. Заботливое приготовление чернил на водной основе - залог повышения устойчивости изображений, созданных струйной печатью.

Засорение сопел, влекущее за собой сложный и дорогостоящий уход за записывающими головками, в основном, преодолено в новых системах. Для больших тиражей струйная печать, возможно, самый серьезный конкурент электрофотографии, большей частью по причине более низких затрат на печать. Большие объемы печати снижают расходы на специальную бумагу, а чернила в основе своей недороги.

Термоперенос

Технология многокрасочной печати, у которой наблюдается значительный рост продаж - это печать с термопереносом. Термографическая печать имеет разнообразную историю, но сейчас эта технология сводится к двум формам, в зависимости от репродукционного материала:

  • Восковой термоперенос, при котором репродукционным материалом является пигментированный «воск». 
  • Термический перенос красителя, при котором репродукционный материал содержит цветной краситель.

Основными компонентами устройств термического переноса являются:
- Термическая записывающая головка, состоящая из матрицы маленьких нагревательных элементов, расположенных с частотой от 200 до 300 на дюйм
- Донорный лист, передающий чернила/краситель - источник красящего пигмента изображения
- Лист бумаги или принимающего материала
- Прижимной валик.
Электрический ток, проходящий через нагревательные элементы термической записывающей головки, в результате сопротивления нагревает их. Термическая головка плотно касается донорного листа. Это обеспечивается прижимным валиком напротив головки. Когда репродукционный материал нагревается (примерно до 100 градусов С), воск начинает плавиться. В случае термического переноса красителя нагрев (300 градусов С) переносит краситель на бумагу.

- Восковой термический перенос имеет только два уровня: чернила переносятся или чернила не переносятся на бумагу.
- При термическом переносе количество красителя, переносимого на принимающий материал или бумагу, зависит от количества энергии нагревания.
Размер изображения и формат печати для обоих методов ограничен размерами записывающей головки и механизма, приводящего в движение валик с передающим чернила листом и бумаги. Размер головки в 11 дюймов, кажется, максимальный из имеющихся размеров, хотя возможны более крупные записывающие головки. Ни одна из технологий термопереноса не может работать с обычной бумагой.

ВОСКОВОЙ ТЕРМИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС
Восковой термоперенос несколько дороже струйной печати. Высококачественный термический перенос красителя, с его бумагой со специальным покрытием и рулоном с многослойным красителем, значительно более дорог. Термоперенос характеризуется низким коэффициентом использования материала. Только от 30% до 60% каждого из красящих слоев переносится на запечатываемый материал. Остатки выбрасываются.

ТЕРМИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС КРАСИТЕЛЯ
Термический перенос красителя - непрерывный процесс. Благодаря способности переносить различное количество красителя в зависимости от общей энергии нагрева, он не требует техники растрирования. Действительно, если количество уровней является достаточным, около 32 или более, изображение разрешением 200 dpi сойдет за «фотографическое качество».
Термоперенос красителя называется также «диффузией красителя» и «сублимацией красителя» в попытке объяснить процесс перехода молекул красителя с донорного на принимающий лист. Технология термопереноса красителя может быть многообещающей в некоторых новых сферах применения, включая вывод из видео/электронных камер, допечатную цветопробу и получение изображения в медицине.
Тем не менее, в добавление к высоким расходам существуют и большие затраты времени на выполнение: печать формата А занимает 3 минуты. Более высокая скорость работы с обычной бумагой по сравнению с проблемами в достижении высшего качества могут привести к интересной борьбе на узком рынке, где пересекаются области применения струйной и термопереносной печатью.