Курс ориентирован на подготовку бакалавров и изучение программных средств и оборудования систем цифровой печати.
Если большинство традиционных технологий уже близки к пределу своих возможностей, то потенциал "цифровой" печати все еще велик, игроков на этом рынке множество, перспективы заманчивы.
Если
большинство традиционных технологий уже близки к пределу своих возможностей, то
потенциал «цифровой» печати все еще велик, игроков на этом рынке множество,
перспективы заманчивы. Попробуем разобраться в современном состоянии и
ближайших перспективах цифровых способов печати.
Несколько слов о терминологии
Некоторые полиграфисты со стажем до сих пор болезненно морщатся, услышав термин «цифровая печать», и поправляют: не цифровая, а бесконтактная. Действительно, речь идет о целой группе технологий, основанных на различных физико-химических процессах, и подобрать для них одно, удовлетворяющее всех, определение достаточно сложно. Кроме уже упоминавшихся терминов существуют и другие: «репрографические способы печати», «из компьютера в печать» (computer-to-print), «печать по требованию» (print-on-demand) и т. д. Но чаще технологии все-таки называют цифровыми, хотя это и не совсем корректно, ведь некоторые (например, электрофотография) широко применялись еще в доцифровую эру.
Итак, цифровая печать — понятие, объединяющее группу печатных технологий, характеризующихся представлением информации в дискретном виде вплоть до ее воспроизведения на запечатываемом материале. Устройства цифровой печати — все виды оборудования, в которых реализуется один из цифровых способов печати. Цифровые печатные машины (ЦПМ) — класс устройств цифровой печати, отличающихся высокой производительностью, надежностью и относительно невысокой себестоимостью оттисков.
В цифровых печатающих устройствах отсутствует свойственная традиционным способам печати вещественная печатная форма. Ее эквивалент — цифровая или «виртуальная» форма, т. е. цифровой код, описывающий информацию, предназначенную для печати.
Ряд производителей называют цифровыми традиционные печатные машины, объединенные с устройством экспонирования. Печатные формы изготавливаются непосредственно внутри машины и устанавливаются автоматически. Обычно в названии этих устройств присутствует сокращение DI (от direct imaging — прямое экспонирование). Это пример интеграции цифровых допечатных технологий (в данном случае — Computer-to-Plate, CtP) и традиционной печатной техники. Но, строго говоря, такие машины нельзя относить к «настоящим» цифровым, одно из важнейших достоинств которых — печать переменных данных.
Технологии
Ввиду чрезвычайного разнообразия технологий, применяемых в цифровых печатных устройствах, подробное рассмотрение каждой вряд ли целесообразно, поэтому ограничимся лишь используемыми для тиражной печати. Их можно разделить на две группы (cм. схему).
В первую входят электрография (электрофотография и ионография), магнитография, OCE' Direct Imaging и элкография, во вторую — струйные технологии.
Электрофотография & Cо
Большинство технологий, относящихся к первой группе, имеют сходную принципиальную схему процесса печати. Ее основные стадии:
формирование скрытого (латентного) изображения на воспринимающей поверхности (рецепторе);
проявление изображения;
прямой или косвенный (через промежуточную поверхность) перенос изображения на запечатываемый материал;
закрепление изображения на запечатываемом материале;
подготовка рецептора к новому циклу.
Различия заключаются в способах формирования скрытого изображения, принципах проявления, технологических режимах и т. д.
Электрография — метод, основанный на процессе преобразования информации об изображении в распределение электростатического потенциала в слое полупроводников и диэлектриков (скрытое электростатическое изображение) с последующей его визуализацией и переносом на запечатываемый материал. История развития электрографии насчитывает уже более 100 лет — отдельные ее элементы возникли еще в конце XIX века.
Сейчас в полиграфии востребованы две электрографические технологии: электрофотография и ионография.
Для электрофотографии характерно получение скрытого электростатического изображения экспонированием предварительно заряженных фотополупроводников.
Разработку классического электрофотографического процесса связывают с именем американского изобретателя Честера Карлсона (Chester Carlson, 1906—1968 гг.), оформившего в 1937 г. заявку на первый патент. Способ получил название «ксерография» (от лат. xeros — сухой). В 1946 г. лицензии на патенты Карлсона приобрела фирма Halloid, приступившая в 50-х годах к производству первых электрофотографических устройств (ЭФГУ). В 1957 г. Halloid передает это производство своей дочерней компании Rank Xerox (Великобритания). После окончания сроков действий патентов электрофотографические устройства начали производить десятки фирм. Наиболее известны сегодня — Xerox, Canon, Sharp, Minolta, Konica, Ricoh.
В первых ЭФГУ использовался аналоговый принцип записи изображения, они были предназначены для копировально-множительных работ. Новый импульс электрофотографии дало развитие цифровых технологий. В 70-е годы были разработаны первые цифровые ЭФГУ — лазерные принтеры. Сегодня электрофотографическая техника стала неотъемлемой принадлежностью любого офиса. Цифровые и аналоговые копиры, принтеры, принтеры-копиры, предназначенные для копирования и вывода как одноцветных, так и цветных документов, практически монополизировали рынок офисной печати, оставив другим технологиям лишь крохи.
Результатом эволюции цифровых ЭФГУ стало появление в 1993 г. первых цифровых печатных машин (ЦПМ) компаний Xeikon (Бельгия) и Indigo (Израиль/Нидерланды).
Indigo представила первую цифровую многокрасочную офсетную машину, печатающую жидкой краской Indigo E-Print 1000. Она базировалась на технологии ElectroInk — жидкостной электрофотографии, разработка которой велась с 1977 г.
В дальнейшем каждая фирма разработала несколько модельных рядов ЦПМ. В рамках OEM-партнерства машины Xeikon производили Agfa, IBM, Xerox. Сегодня ведущим партнером Xeikon является корпорация MAN Roland. Интересны проекты компаний Xeikon и Indigo по созданию ЦПМ для упаковочного производства. Первая объединилась для этого с Nilpeter, вторая — с Gallus. Однако в 2001 г., прекратив сотрудничество с Gallus, соглашение с Nilpeter подписала и компания Indigo.
Относительно недавно на рынок ЦПМ с собственным электрофотографическим оборудованием вышли новые производители: Heidelberg, Canon и Xerox. Heidelberg разработал свои машины совместно с Kodak.
Кратко остановимся на технических аспектах электрофотографии. Классификация ЭФГУ может производиться по множеству признаков. В рамках этой статьи ограничимся пятью:
цветностью (одно- и многоцветные);
количеством печатных аппаратов/секций/модулей (одно- и многоаппаратные);
способом подачи запечатываемого материала (листовые и рулонные);
типом проявления (с сухим и жидкостным проявлением);
способом формирования скрытого изображения (с позитивным формированием скрытого изображения и негативным (или с проявкой заряженной и разряженной областей)).
Классический «сухой» электрофотографический процесс (см. врезку) характерен для подавляющего большинства ЭФГУ. Схема процесса с использованием жидкой краски (см. врезку) разработана компанией Indigo и успешно используется в ЦПМ этой фирмы.
Большинство одноцветных устройств предназначено для офисов. Они работают с листовыми материалами и имеют сходные схемы построения с одним печатным аппаратом. При запечатывании листов с двух сторон необходим их второй прогон через печатный аппарат.
Цветные устройства могут иметь как одно-, так и многоаппаратную схему построения. В большинстве офисных ЭФГУ, а также в некоторых ЦПМ задействован один печатный аппарат. В таких устройствах обычно используется один из двух принципов: цветное изображение собирается либо на запечатываемом материале путем многократного его прохождения через печатный аппарат, либо на фотоцилиндре (фотоленте) или промежуточной поверхности и переносится на запечатываемый материал за один прогон. В листовых устройствах может быть использована любая из этих схем, а в рулонных только вторая. Пример реализации первой схемы — листовые ЦПМ E-Print фирмы Indigo, второй — ЦПМ Omnius MultiStream этой же фирмы. Многоаппаратные схемы построения характерны для более дорогих и высокопроизводительных устройств. К ним относятся ЦПМ DCP фирмы Xeikon, некоторые модели Canon, Indigo, Xerox, NexPress 2100 производства Heidelberg и Kodak.
Максимальная скорость печати современных рулонных ЭФГУ достигает 64 м/мин, а листовых машин — 8000 листов формата А3+ в минуту. Благодаря получению при записи изображения точек переменной плотности видимое разрешение удается поднять до 1200-2400 dpi.
Электрофотография сегодня — ведущая технология на рынке цифровой печати, и ее позиции в ближайшие годы, скорее всего, будут достаточно прочными. Это объясняется сочетанием высокой скорости и качества печати.
К недостаткам, свойственным электрофотографии, относятся высокая стоимость печатающих устройств и расходных материалов, небольшой ресурс рецепторов, зависимость процесса от климатических условий. Хотя для ряда новейших ЦПМ последний аспект уже не столь критичен.
Качество оттисков ограничивается склонностью частиц тонеров образовывать конгломераты, а также краевым эффектом — осаждением частиц тонера при визуализации скрытого изображения преимущественно по краям плашек, что приводит к их неравномерной плотности.
Ионография Эта технология основывается на образовании скрытого изображения путем избирательного осаждения ионов на диэлектрике. Наиболее известная реализация ионографического процесса — EBI (Electron Beam Imaging) — разработана в 80-х годах фирмой Delphax (Канада) (см. врезку). На основе EBI-процесса построен печатный аппарат Gemini, дающий отпечатки с разрешением 600 dpi. По заявлению Delphax, скорость печати Gemini достигает 45 м/мин.
Существующие ионографические устройства предназначены для одноцветной печати; среди них есть как листовые, так и рулонные модели. Наиболее известные производители — американские компании Microplex, Check Technology, Digital Print. Производство, принадлежавшее Delphax, было куплено в конце 2001 г. корпорацией Xerox (до этого в течение более чем десятка лет Xerox был одним из совладельцев и OEM-партнеров Delphax), и его дальнейшие перспективы пока не ясны.
Сейчас ионография находится на вторых ролях, количество инсталляций ионографических устройств исчисляется всего несколькими сотнями. Однако некоторые эксперты считают, что ее потенциал далеко не исчерпан и она еще о себе заявит. Действительно, ионографические устройства отличаются простой конструкцией и достаточно высокой производительностью. Инвестиции в развитие этой технологии, возможно, позволили бы ей потеснить электрофотографию.
Магнитография — технология, основанная на формировании скрытого изображения путем изменения намагниченности поверхности магнитного материала.
Разработка магнитографических устройств активно велась в СССР еще в 60-х годах. Первый коммерческий продукт был реализован в начале 80-х фирмой Bull (США). В дальнейшем производство магнитографического печатного оборудования было возложено на ее дочернюю компанию Nipson (Франция).
В 1999 г. Nipson был куплен компанией Xeikon. Под новой маркой на рынке предлагается несколько моделей одноцветных листовых и рулонных магнитографических устройств. Скорость печати наиболее производительной модели — 120 м/мин, максимальное разрешение магнитографических устройств достигает 600 dpi.
Достоинства магнитографии: отсутствие дорогостоящих оптических устройств, высокая надежность элементов механизма, стабильность процесса печати, хорошее воспроизведение мелких штриховых элементов (например, микротекста).
OCE' Direct Imaging Компания OCE' (Нидерланды), предложившая за последние 30 лет целый ряд инновационных решений, призванных усовершенствовать электрофотографический процесс (контактный перенос изображения на бумагу, бесконтактное закрепление изображения и т. д.), разработала новую репродукционную технологию, сочетающую черты электрографии и магнитографии. OCE' Direct Imaging предполагает нанесение сплошного слоя тонера на полупроводниковый материал с последующим удалением частиц тонера с пробельных элементов изображения при помощи электромагнитов (см. врезку).