Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 11
Лекция 6. Электрография
Бесконтактные способы печати на основе электрографии в противоположность электрофотографии используют электрическое поле для вывода изобразительной информации на запечатываемый материал
Если бумага имеет покрытие из диэлектрического материала (рис. 5.7-1,а), то скрытое зарядовое изображение записывается прямо на бумагу. Возможен простой трёхступенчатый печатный процесс: запись изображения, проявление и фиксирование (закрепление). В электрографических системах в связи с наличием воздушного зазора между бумагой и пишущим электродом необходима высокая напряженность электрического поля.
Для более эффективного и точного получения изображения пишущий электрод (Stylus) может находиться в контакте с поверхностью бумаги (рис. 5.7-1,б). Головка для записи изображения и поверхность бумаги должны быть износостойкими.
Устройство для записи изображения в электрографии выполнено в виде головки с электродами для переноса зарядов по всей ширине листа. Благодаря расположению электродов в несколько рядов возможно получение разрешения в 400 dpi.
Во время закрепления, подобно другим бесконтактным способам (например, при электрофотографии или ионографии), изображение, проявленное при помощи тонера, фиксируется на бумаге. Можно записывать изображения также с помощью проводящей жидкости.
На рис. 5.7-2 схематически изображено, как последовательно осуществляется запись изображения и его проявление. Электрод для записи изображения при лёгком нажиме приводится в контакт с бумагой.
После операции записи бумажное полотно взаимодействует с жидким тонером постоянной концентрации, находящимся в циркуляционной системе. Поверхность бумаги и жидкий тонер подбираются так, что тонер осаждается только на заряженных участках.
В электрофотографии (рассмотрена ранее) зарядовое изображение на носителе (например слое фоторецептора цилиндра) создаётся посредством светового излучения. Электрическое поле между устройством, подающим тонер, и поверхностью со скрытым изображением обеспечивает проявление изображения и затем перенос его на запечатываемый материал. В ионографии (будет рассмотрена позднее) зарядовое изображение образуется на диэлектрической поверхности источником ионов, проявление его тонером происходит так же, как в электрофотографии. В этих двух способах зарядовое изображение формируется на промежуточном носителе, затем оно окрашивается посредством тонера и переносится на запечатываемый материал путем непрямого электростатического процесса.
Если зарядовое изображение создаётся в электрическом поле, а перенос краски производится без промежуточного носителя, этот процесс называется прямым электростатическим печатным процессом.
Термин «электрография» неоднозначен. Если понимать электрографию как способ, в котором изображение формируется в качестве зарядового посредством переноса зарядов (а не посредством фотонов), то он включает в себя и ионографию. В этом случае изображение формируется ионным источником, и зарядовое изображение переносится на бумагу с диэлектрическим покрытием для последующего проявления жидким тонером.
Электрография может считаться только условно самостоятельным бесконтактным способом печати. Зарядовое изображение создается посредством электродов на бумаге со специальным покрытием. Проявление выполняется при электростатическом взаимодействии бумаги и тонера (в фотографии изображение получается при световом облучении фотографической бумаги со специальным слоем; раздел 5.8). В электрографии за процессом записи изображения следует процесс окрашивания (проявления) при помощи жидкого тонера. Этот способ хорошо зарекомендовал себя при использовании в цифровых печатных системах.
Электрографические печатные системы на основе прямой электростатической записи изображения нашли применение, прежде всего, в однокрасочной печати большого формата, например при выпуске рекламных плакатов (текст и графика) в сочетании с системами CAD (дизайн/конструирование с компьютерной поддержкой). В этом случае применяется бумага со специальным покрытием и жидкий тонер.
Успехи в создании полноцветной электрографических печатных систем стали возможны после разработки жидких тонеров для многокрасочной печати.
Многокрасочная печатная система позволяет получить четырехкрасочное изображение с разрешением 400 dpi при ширине печати 1330 мм (рис. 5.7-4). Электрографическая печатная система для многокрасочной печати большого формата (плоттер); разрешение до 400 dpi, возможна печать шестью красками (жидкими тонерами), скорость около 0,08 м/с, система с несколькими прогонами, ширина оттиска около 1330 мм (Xerox 8954, Xerox Engineering Systems, прежде Versatec)
Жидкие тонеры позволяют печатать также в шесть красок. Представленная система оснащена только одним устройством для формирования изображения. Многокрасочная печать осуществляется посредством последовательной записи изображения и последующего проявления (система с несколькими прогонами). Наложение краски выполняется по технологии, представленной на схеме рис. 5.7-2. Особое значение при изготовлении многокрасочных оттисков придается соблюдению точности приводки. Для ее регулирования и контроля на запечатываемый материал наносятся специальные метки.
Еще одна цифровая многокрасочная электрографическая печатная система, работающая по аналогичному принципу, показана на рис. (Digital ColorStation 5442, Raster Graphics). Она позволяет записывать изображение с разрешением 400 dpi со скоростью печати 0,2 м/с. На оттиск наносятся жидкие тонеры голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного цветов, скорость печати до 0,2 м/с (система с несколькими прогонами), ширина оттиска около 1330 мм. Возможно применение других красок, например металлизированных, или лака. Краски, как правило, содержат пигменты, что даёт возможность получения изображений высокого качества.
Электрографический процесс, т.е. запись зарядового изображения (электростатическое скрытое изображение) на диэлектрический слой запечатываемого материала, может происходить с относительно высокой скоростью (около 1 м/с). При соответствующем расположении электродов возможно разрешение в 600 dpi и более.
В электрографии существуют также схемы, в которых скрытое изображение формируется предварительно как промежуточное на диэлектрическом слое цилиндра, а затем переносится на бумагу, которая проявляется жидким тонером. Это делается для того, чтобы при относительно низком напряжении можно было эффективно производить перенос зарядов, а затем – печать на шероховатой поверхности бумаги.
Подводя итог, можно сказать, что способ электрографии применяется для запечатывания бумаги с диэлектрическим покрытием. Хорошо зарекомендовали себя в этом способе печати жидкие тонеры. Использование специальной бумаги ограничивает область применения способа электрографии. Скорость нанесения изображения высока, сам способ очень прост. Это благоприятствует созданию недорогих конструкций. Применение жидких тонеров предъявляет особое требование к соответствующим узлам установок. Однако использование электрографии ограничено, сферы применения распространяются на производство одно- и многокрасочных оттисков большого формата.
Цифровая печать прочно вошла в жизнь современной полиграфии. Уже сейчас на её долю приходится довольно заметный объем всей печатной продукции, а по прогнозам в ближайшие годы количество «цифровых оттисков» станет намного больше. Впрочем, не все так просто. Надо признать, что большая часть цифровой печати непосредственно в полиграфической отрасли не используется, это в основном корпоративная печать. Для того чтобы та или иная технология нашла массовое применение в полиграфическом производстве, она должна быть в первую очередь конкурентоспособной. Цифровая печать — отрасль сравнительно молодая (ей не более15 лет) и активно развивающаяся. Но все же многие эксперты склонны считать, что по ряду показателей она заметно уступает, например, привычному офсету. Это вопрос многогранный, но попробуем рассмотреть его в контексте качества печати. Уже сложилось мнение о том, что самый старый способ цифровой печати — электрографический — исчерпал свои возможности. И поэтому многие производители цифровой техники связывают свое будущее со струйной печатью.
Чем же не устраивает электрография традиционную полиграфию в плане качества печати и удобства пользования? Попробуем разобраться:
Недостаточная разрешающая способность. Цифровые оттиски, как правило, имеют более заметную структуру, чем офсетные хорошего качества. Более того, тонкие линии и штриховая графика страдают от нехватки разрешения.
Недостаточно равномерное нанесение тонера. В результате те цветные плашки, которые должны быть ровными, получаются слегка пятнистыми.
Трудности с использованием тонких или толстых бумаг, а также фактурных или текстурных бумаг, бумаг с покрытием.
Сложности с цветопередачей. Как правило, изображения, подготовленные для офсетной печати, на «цифре» выглядят совсем по другому.
Существуют проблемы с передачей тонов малой насыщенности (в районе 10% растровой точки).
Оттиски с электрографической печатной машины слишком сильно блестят и не очень хорошо смотрятся.
Скорее всего, этим списком не исчерпываются все недостатки цифровой электрографической печати. Полностью их искоренить до недавнего времени не получалось.
Причина очень проста: подавляющее большинство цифровых электрографических устройств производятся для корпоративного печатного сектора, где требования к качеству не такие, как в профессиональной полиграфии. Но есть и исключения. Например, компания Canon считает, что возможности электрографии еще далеко не исчерпаны. Нужно просто более творчески подойти к решению ряда проблем цифровой электрографии. Сравнительно недавно компания анонсировала серию печатных машин ImagePRESS (рис. 1), в которой, благодаря пересмотру определенных концепций построения машины, многие проблемы цифровой печати решены. Причем решить их удалось за счет очень грамотного использования компромиссных решений.
Первой и одной из главных особенностей описываемой серии машин является новый тонер, получивший название V-toner, от слова vivid (интенсивный, яркий). Тонер специально разработан для получения цветового охвата, превышающего традиционный офсетный процесс (рис. 2). Это позволяет, используя системы управления цветом, хорошо имитировать цветовой охват офсетного оттиска. При этом, если встанет задача напечатать что то более ярко и насыщенно, то и с этим тонер легко справится.
При разработке тонера любой производитель сталкивается с проблемой выбора технологии его получения. В настоящее время существуют два способа: распыление и полимеризация. Разница между ними показана на рис. 3.
Использование распыляемого тонера позволяет получить хороший цветовой охват, но делает оттиски слишком блестящими, и к тому же у распыляемого тонера несколько хуже равномерность нанесения (ровные плашки получаются слегка «шумными»), в силу большой разницы частиц по размеру.
Полимерный тонер, с другой стороны, дает лучшее наложение и меньше блестит, но обеспечивает несколько более узкий цветовой охват. Объединить достоинства этих двух способов все-таки удалось: при производстве тонера используются обе технологии. В результате получается тонер с хорошей равномерностью частиц по размеру и хорошей насыщенностью цвета, но при этом существенно меньше блестящий (рис. 4).
Для обеспечения точного и равномерного нанесения тонера на бумагу разработан специальный новый девелопер, получивший название T-developer. Он позволяет наносить тонер существенно более тонким и, главное, ровным слоем (рис.5), что позволяет избавиться от проблем неравномерности (рис. 6), и, более того, существенно улучшить передачу в области малых заполнений (в районе 10%).
Помимо этого, для еще большей равномерности нанесения разработано специальное эластичное передаточное полотно, переносящее изображение на бумагу. Поскольку бумага имеет шероховатую поверхность, то при нанесении тонера жестким передаточным полотном он оказывается только на выступающих частях, что сильно ухудшает равномерность нанесения тонера. Ситуация еще больше усугубляется при использовании рельефных или фактурных бумаг. «Мягкое» передаточное полотно работает подобно офсетному (рис. 7) в традиционной печати, равномерно заполняя все неровности поверхности бумаги тонким слоем тонера. В дополнение к новому тонеру был также разработан новый оптический барабан с повышенной износоустойчивостью, названный E-Drum. Этот барабан намного дольше сохраняет свои изначальные характеристики, гарантирующие стабильную печать в течение долгих месяцев. Таким образом, серия новых разработок в области тонера и технологии его нанесения позволила выйти нановый уровень качества электрографической печати, но сохранились возможности дальнейшего развития технологии электрографии.
В частности, существенной переработке подверглась экспонирующая система. Обычно в лазерных цветных печатающих устройствах в качестве источника света применяется инфракрасный полупроводниковый лазерный диод. Наряду с долговечностью и дешевизной данный диод обладает одним заметным недостатком, свойственным всем длинноволновым источникам,— сложностью фокусировки и неравномерностью интенсивности излучения по площади пятна. В новых устройствах Canon применяется более коротковолновый красный лазерный источник света, который существенно лучше фокусируется, а значит, есть возможность стабильно получать более тонкие штрихи на оттиске и повысить разрешение (рис. 8). Причем здесь разработчики опять применили интересное компромиссное решение. Для получения качественного текста и штриховой графики требуется высокое разрешение, а для отображения полутоновых изображений гораздо важнее стабильность интенсивности пятна излучения, особенно в тех случаях, когда идет запись изображения градациями цвета. Реализовать эти противоречивые задачи одним источником света практически нереально. Поэтому в устройствах ImagePress применяются два лазера. Один— с большим разрешением— отвечает за штриховую графику и текст, другой— за полутоновые изображения. Такая «двойная» технология экспонирования позволяет еще и ускорить работу печатной машины.
Еще одно компромиссное решение применено в высокотемпературном блоке («печке»)для закрепления тонера. Как известно, для разных по весу бумаг требуется разная по температуре «печь». Невысокая температура не будет хорошо «припекать» тонер к толстой бумаге, а высокая будет коробить тонкую. Мгновенно менять значения температуры печки невозможно. Поэтому в типовом печатающем устройстве либо существует ограничение на вес используемой бумаги, либо переход с одного веса бумаги на другой требует времени и перестройки машины. А печатать одновременно, например, блок буклета и обложку на более плотной бумаге невозможно. В устройствах ImagePress устанавливаются сразу две «печки» (рис. 9). И в зависимости от поданной бумаги лист направляется либо в одну, либо в другую. Это позволяет работать и на сравнительно тонких бумагах (64 г/м2), и на довольно толстых (300г/м2).
Помимо этого, и сам модуль закрепления тонера для тонкой бумаги построен по новому принципу. В отличие от типового использования двух нагретых барабанов небольшого диаметра, используется один увеличенного диаметра совместно с эластичным передаточным ремнем. Это обеспечивает большую ширину зоны нагрева, что, в свою очередь, уменьшает локальные деформации запечатываемого материала и нанесенного тонера. Помимо этого,более «щадящее» нагревание тонера позволило избавиться от полошения, локального «вспучивания» или перегрева. А поскольку тонер не подвергается заметным деформирующим нагрузкам, удалось избавится от необходимости использовать масло в «печке». Врезультате оттиск становится существенно менее «глянцевым», и по визуальным характеристикам больше похож на офсетный, чем типовой электрографический оттиск.
Но и это еще не все. Для обеспечения стабильности качества печати в пределах тиража в устройства Canon ImagePress добавлен механизм самокалибровки (рис. 10). Печатающее устройство автоматически печатает специальные тестовые плашки, которые измеряются встроенным денситометром, и в случае отклонения от заданных включается автоматическая корректировка. А поскольку измерение проводится после каждого оттиска, то гарантирована стабильность нанесения тонера на бумагу. К тому же измерение выполняется дважды: сначала на передаточном полотне, а затем на бумаге, уже после закрепления тонера. Такое двойное измерение позволяет аккуратнее вносить коррективы.
Если измерение на полотне показывает, что все нормально, а после измерения на бумаге видно, что есть искажения, то это означает, что нужно регулировать печку или передаточное полотно. Естественно, регулируется это все автоматически, без участия оператора. Встроенные системы измерения есть во многих цифровых печатающих системах, причем кто-то измеряет до запекания, кто-то после, но никтоне делает это дважды, чтобы четко понять, что именно регулировать. Кстати, еще одно компромиссное решение.
Есть в устройствах Canon ImagePRESS еще одно любопытное дополнение. Он может полноценно имитировать офсетный оттиск, печатая не с использованием тоновых алгоритмов (градаций цвета), а с использованием растровой структуры. Устройство может имитировать восемь типов растров (отличаются линиатурой и формой точки). Это позволяет использовать ImagePRESS как полноценную цифровую пробу.
Но для машин относительно невысокой производительности это и не требуется, температура печи успевает перестраиваться. Впрочем, к старшим моделям можно подключить многоразличных отделочных модулей: здесь и устройства шитья проволокой (внакидку и втачку), устройство пробивки отверстий для вставки в папки, фальцевальное устройство бесшвейного скрепления, устройство обрезки переднего края, устройство трехсторонней обрезки и др. Таким образом можно получить производственную линию Book-On-Demand с самыми разными видами готовой продукции.
А если к отделочным возможностям еще добавить высокое и стабильное качество цветной печати, «стилизованное под офсет», то, по всей видимости, мы получаем одно из лучших на сегодняшний день решений для «печати по требованию». Мы даже не исключаем, что произошла маленькая технологическая «революция» в производительном цифровом сегменте.