Politechnika Ł ódzka Monogra fi e 2016 Sposoby drukowania cyfrowego Svitlana Khadzhynova Stefan Jakucewicz Sposoby drukowania cyfrowego Svitlana Khadzhynova Stefan Jakucewicz Monografie Politechniki Ł ódzkiej Ł ód ź 2016 Recenzenci: prof. dr hab. in ż . W ł odzimierz Gogo ł ek prof. dr hab. in ż . Svitlana Havenko © Copyright by Politechnika Ł ódzka 2016 WYDAWNICTWO POLITECHNIKI Ł ÓDZKIEJ 90-924 Ł ód ź , ul. Wólcza ń ska 223 tel. 42-631-20-87; 42-631-29-52 fax 42-631-25-38 e-mail: zamowienia@info.p.lodz.pl www.wydawnictwa.p.lodz.pl ISBN 978-83-7283-754-7 Nak ł ad 100 egz. Ark druk 15,0. Papier offset. 80 g 70 x 100 Druk uko ń czono w lipcu 2016 r. Wykonano w Drukarni Quick-Druk, 90-562 Ł ód ź , ul. Łą kowa 11 Nr 2172 3 SPIS TRE Ś CI 1. WPROWADZENIE ....................................................................................... 5 2. SYSTEMY DRUKOWANIA CYFROWEGO .............................................. 16 2.1. Przep ł yw prac w systemach drukowania cyfrowego ............................. 16 2.2. Rozdzielczo ść cyfrowych maszyn drukuj ą cych .................................... 18 3. DRUKOWANIE ELEKTROFOTOGRAFICZNE ........................................ 23 3.1. Pocz ą tki elektrofotografii .................................................................... 23 3.2. Zasada drukowania elektrofotograficznego ......................................... 24 3.3. Warstwy fotoprzewodz ą ce .................................................................. 26 3.4. Proces ł adowania warstwy fotoprzewodz ą cej ..................................... 29 3.5. Proces na ś wietlania obrazu ................................................................. 34 3.6. Proces wywo ł ywania obrazu ............................................................... 37 3.7. Proces przenoszenia obrazu na pod ł o ż e .............................................. 43 3.8. Proces utrwalania................................................................................. 46 3.9. Oczyszczanie warstwy fotoprzewodz ą cej .......................................... 53 3.10. Toner w drukowaniu elektrofotograficznym ....................................... 55 3.11. Maszyny w drukowaniu elektrofotograficznym .................................. 62 3.11.1. Klasyfikacja maszyn elektrofotograficznych ........................ 62 3.11.2. Maszyny do drukowania wielobarwnego Kodak NexPress .. 67 3.11.3. Maszyny do drukowania wielobarwnego Xeikon .................. 72 3.11.4. Maszyny do drukowania wielobarwnego HP Indigo.............. 77 3.11.5. Maszyny do drukowania wielobarwnego firmy Xerox ......... 83 3.11.6. Maszyny do drukowania monochromatycznego .................... 91 3.12. Wady w drukowaniu elektrofotograficznym ....................................... 96 3.13. Perspektywy rozwoju w drukowaniu elektrofotograficznym .............. 98 4. DRUKOWANIE NATRYSKOWE ............................................................... 103 4.1. Technologia drukowania natryskowego ................................................ 103 4.1.1. Pocz ą tki drukowania natryskowego i obszary jego zastosowania ............................................................................... 103 4.1.2. Mechanizm powstawania obrazu ................................................ 104 4.1.3. Technologia ci ą g ł ego strumienia (CIJ) ....................................... 106 4.1.4. Technologia kropli na żą danie (DOD) ........................................ 109 4.1.5. Technologia drukowania natryskowego Kodak Stream.............. 113 4.2. G ł owice drukuj ą ce ................................................................................. 114 4.2.1. Podstawowe charakterystyki g ł owic drukuj ą cych ...................... 114 4.2.2. G ł owice typu i Scannig Head i Single Pass ................................ 119 4.3. Urz ą dzenia do drukowania natryskowego ............................................. 120 4.3.1. Arkuszowe i zwojowe maszyny natryskowe do drukowania nak ł adowego ................................................................................ 120 4.3.2. Urz ą dzenia natryskowe do drukowania etykiet i opakowa ń gi ę tkich ........................................................................................ 125 4.3.3. Natryskowe urz ą dzenia wielkoformatowe .................................. 126 4.3.4. Drukowanie natryskowe na kszta ł tkach ...................................... 129 4.3.5. Inne systemy drukowania natryskowego .................................... 132 4.4. Atramenty w drukowaniu natryskowym ................................................ 134 4 4.4.1. Rodzaje atramentów .................................................................. 134 4.4.2. Pigment czy barwnik? ............................................................... 136 4.4.3. Atramenty wodorozcie ń czalne (ang. waterbased ) .................... 141 4.4.4. Atramenty rozpuszczalnikowe (solwentowe) ........................... 143 4.4.5. Atramenty utrwalane promieniowaniem UV ............................ 145 4.4.6. Atramenty termotopliwe ........................................................... 150 4.4.7. Atramenty lateksowe................................................................. 153 4.4.8. Atramenty olejowe .................................................................... 155 4.4.9. Atramenty termosublimacyjne .................................................. 155 4.4.10. W ł a ś ciwo ś ci atramentów .......................................................... 157 4.4.11. Inne rodzaje atramentów .......................................................... 159 4.5. B łę dy w drukowaniu natryskowym ....................................................... 166 4.6. Perspektywy rozwoju w drukowaniu natryskowym .............................. 170 5. DRUKOWANIE CYFROWE TERMOGRAFICZNE .................................. 175 5.1. G ł owice drukuj ą ce ................................................................................. 176 5.2. Termografia bezpo ś rednia ..................................................................... 177 5.3. Termotransfer ........................................................................................ 180 5.4. Termosublimacja ................................................................................... 186 6. MAGNETOGRAFIA ..................................................................................... 189 6.1. Zapisywanie i wywo ł ywanie obrazu magnetograficznego .................... 190 6.2. Przenoszenie i utrwalanie obrazu .......................................................... 192 6.3. Cyfrowe maszyny drukuj ą ce firmy Nipson ........................................... 192 6.4. Technologia Océ DI ............................................................................... 193 7. INNE METODY DRUKOWANIA CYFROWEGO ..................................... 198 7.1. Jonografia .............................................................................................. 198 7.2. Elkografia .............................................................................................. 202 8. POD Ł O Ż A DRUKOWE STOSOWANE W DRUKOWANIU CYFROWYM ................................................................................................ 206 8.1. Podzia ł pod ł o ż y drukowych................................................................... 206 8.2. Pod ł o ż a p ł askie papierowe .................................................................... 208 8.3. Ogólne wymagania wzgl ę dem papierów przeznaczonych do drukowania cyfrowego ..................................................................... 209 8.4. Pod ł o ż a w przemys ł owym drukowaniu elektrofotograficznym ............ 212 8.5. Pod ł o ż a w przemys ł owym drukowaniu natryskowym (ink-jet) ............ 218 8.6. Pod ł o ż a w drukowaniu wielkoformatowym .......................................... 224 8.7. Pod ł o ż a do cyfrowych drukarek biurowych .......................................... 227 8.8. Zako ń czenie .......................................................................................... 231 9. PODSUMOWANIE ...................................................................................... 234 INDEKS ............................................................................................................. 236 5 1. WPROWADZENIE Drukowanie cyfrowe zrewolucjonizowa ł o ś wiat poligrafii. Dzi ę ki licznym za- letom, takim jak mo ż liwo ść druku zmiennych danych, druk na żą danie oraz op ł a- calno ść przy drukowaniu ma ł ych nak ł adów ci ą gle rozszerza swój udzia ł na rynku poligraficznym. Obecnie drukowanie cyfrowe obejmuje ok. 15% ca ł ego rynku poligra- ficznego w Europie (ok. 20% w USA), a badania potwierdzaj ą , ż e udzia ł ten b ę dzie wzrasta ł i w 2018 r. osi ą gnie 30% udzia ł u w rynku poligraficznym w Europie [1]. Druk zmiennych danych (ang. variable data print, VDP ) – to specjalna forma drukowania cyfrowego, w której ró ż ne elementy (jak tekst, grafika czy zdj ę cia) mo ż na zmienia ć na poszczególnych u ż ytkach w ramach jednego nak ł adu, a w do- datku w jednym przebiegu maszyny drukuj ą cej, czyli bez konieczno ś ci jej zatrzy- mywania. Ilo ść zmiennej informacji jest praktycznie nieograniczona. Drukowanie zmiennych danych znajduje zastosowanie przede wszystkim w marketingu bezpo- ś rednim, reklamie czy drukowaniu transpromocyjnym. Wykorzystywanie zmien- nych danych pozwala na bezpo ś redni ą , niemal osobist ą , a przez to znacznie bardziej efektywn ą komunikacj ę z klientem. Nowoczesne maszyny cyfrowe (arkuszowe i zwojowe) umo ż liwiaj ą dzi ś realizacj ę kompleksowych projektów z gwarancj ą najwy ż szej jako ś ci druku. Istnieje wiele poziomów stosowania zmiennych danych – od prostej zmiany danych adresowych, po pe ł ne wersjonowanie, gdzie tekst i grafika s ą dopasowywa- ne do konkretnych grup odbiorców. Szczytem mo ż liwo ś ci jest natomiast produkcja u ż ytków dopasowanych do indywidualnego odbiorcy. W przypadku drukowania zmiennych danych u ż ywana jest technologia drukowa- nia cyfrowego łą cz ą ca bazy danych, w których znajduje si ę zawarto ść dla drukowanych dokumentów, z urz ą dzeniem drukuj ą cym. Specjalne oprogramowanie pomaga spraw- nie zarz ą dza ć danymi i pozwala na okre ś lenie wyboru okre ś lonej zawarto ś ci z bazy danych i rozmieszczenie jej w dokumencie. Druk zmiennych danych mo ż na wykorzy- stywa ć w nak ł adach o ró ż nej obj ę to ś ci – od ma ł ych, indywidualnych zlece ń , po du ż e zamówienia z sektora bankowego, energetycznego czy handlu detalicznego. Poni ż ej przedstawiono kilka mo ż liwo ś ci zastosowania danych zmiennych w drukowaniu. 6 Druk transakcyjny. S ą to ró ż nego rodzaju dokumenty finansowe. Za przyk ł ad mog ą pos ł u ż y ć rachunki od operatorów telekomunikacyjnych i dostawców energii. Druk transpromocyjny. W tym przypadku punktem wyj ś cia s ą szczególne po- trzeby odbiorcy, do których nadawca dopasowuje dodatkowe tre ś ci reklamowe umieszczane na dokumentach finansowych (np. na rachunkach); czyli jest to po łą - czenie druku transakcyjnego z materia ł em reklamowym. Mailing bezpo ś redni (ang. direct mailing ). W tym segmencie istnieje wiele sposobów na nawi ą zanie kontaktu z konsumentem: a) pozyskiwanie potencjalnych klientów (ang. lead generation ) – list reklamowy lub ofertowy, b) wysy ł ka bezpo ś rednia (ang. direct order ) – oferta do łą czana do wys ł anego towaru, c) generowanie ruchu (ang. traffic generation ) – informacje o wydarzeniach, wzbo- gacone np. o kupony zni ż kowe, d) pozyskiwanie informacji (ang. information gathering ) – korespondencja maj ą ca na celu pozyskanie informacji od klienta, cz ę sto wzbogacona o ofert ę promocyj- n ą maj ą c ą zach ę ci ć odbiorc ę do udzielenia informacji, e) komunikacja z uczestnikami programów lojalno ś ciowych (ang. loyalty communi- cation ) – ta forma komunikacji polega na budowaniu i utrzymywaniu relacji z klientami w ramach programu lojalno ś ciowego – korespondencja mo ż e zawie- ra ć informacje o nowych produktach i us ł ugach czy akcjach promocyjnych [2, 3]. Rys. 1.1. Zastosowanie drukowania cyfrowego Ź ród ł o: Bennett P.K., Levenson H.R., Romano F.J.: Sprawocznik po cyfrowoj pieczati i pieczati pieriemiennych danych. Print – Media center, Moskwa 2007, s. 29. 7 Wszystkie te dzia ł ania maj ą pomóc w pozyskaniu nowych klientów oraz d ł ugo- falowo wzmocni ć przywi ą zanie tych ju ż zdobytych. Z kolei do zalet drukowania na żą danie (ang. print on demand ) nale ż y to, ż e pozwala ono na wykonanie zlecenia w krótkim terminie. Za przyk ł ad mo ż e pos ł u- ż y ć drukowanie ksi ąż ek na żą danie (ang . books on demand, BOD ) – kiedy to dopie- ro czytelnik zainteresowany problematyk ą zawart ą w danej ksi ąż ce zamawia jej wydruk. Drukowanie cyfrowe zapewnia te ż szybki dodruk egzemplarzy w przypad- ku, kiedy dany tytu ł ksi ąż kowy jest bardzo popularny. W zwi ą zku z powy ż szym klient nie ponosi kosztów magazynowania. Drukowanie niskich nak ł adów. Technologia cyfrowa ś wietnie sprawdza si ę w przypadku drukowania niskich nak ł adów. Mo ż na drukowa ć nak ł ad w wysoko ś ci od jednego egzemplarza. Pozwala to na wydruk nak ł adu próbnego, sonduj ą cego rynek w obszarze popytu na przyk ł ad na dan ą ksi ąż k ę lub opakowanie. W zwi ą zku z powy ż szym klient nie ponosi kosztów magazynowania oraz ryzyka wydrukowa- nia zbyt du ż ego nak ł adu. Egzemplarze próbne i nak ł ad docelowy drukowane s ą na tym samym urz ą dzeniu, co zapewnia utrzymanie wysokiej jako ś ci. Drukowanie niskich nak ł adów znajduje swoje zastosowanie w produkcji gazet, ksi ąż ek, etykiet, opakowa ń , reklamy i innych produktów poligraficznych. Drukowanie cyfrowe jest bardziej op ł acalne ni ż tradycyjne technologie ju ż przy ś rednich i niskich nak ł adach. Rys. 1.2. Zakres op ł acalno ś ci drukowania cyfrowego i klasycznego Ź ród ł o: w ł asne. Ni ż sze koszty procesu drukowania cyfrowego s ą spowodowane tym, ż e w technice druku cyfrowego odpada szereg operacji zwi ą zanych z wykonaniem form druko- wych czy ż mudnym procesem narz ą du. Trzeba zaznaczy ć , ż e granica op ł acalno ś ci jest 8 elastyczna i zale ż y od wielu czynników, przede wszystkim konkretnego rozwi ą zania technicznego (maszyny drukuj ą cej). W miar ę wzrostu wydajno ś ci maszyn cyfro- wych oraz zmniejszenia cen na materia ł y do drukowania cyfrowego, granica ta b ę dzie si ę przesuwa ć w stron ę wy ż szych nak ł adów. Drukowanie cyfrowe jest to proces drukowania, który polega na tym, ż e dane zawarte w pliku cyfrowym za pomoc ą maszyn cyfrowych i specjalnych ś rodków barwi ą cych zostaj ą przeniesione na pod ł o ż e zadrukowywane. Ka ż dy proces druko- wania, w którym nie wyst ę puje forma drukowa w klasycznym rozumieniu tego poj ę cia, mo ż na sklasyfikowa ć jako drukowanie cyfrowe. Rys. 1.3. Zasada podzia ł u na techniki drukowania cyfrowego i klasycznego Ź ród ł o: w ł asne. Obecnie wszystkie techniki drukowania mo ż na podzieli ć na techniki druku kla- sycznego (analogowego) oraz techniki druku cyfrowego. Proces drukowania jest to proces wielokrotnej reprodukcji (powielania) informacji (ilustracji, grafiki, tekstu) polegaj ą cy na nanoszeniu materia ł u barwi ą cego (farby) na pod ł o ż e drukowe za pomoc ą no ś nika obrazu (na przyk ł ad formy drukowej). W klasycznych technikach drukowania no ś nikiem obrazu jest forma drukowa. W cyfrowych technikach dru- kowania no ś nikiem obrazu jest plik cyfrowy. Zastosowanie formy drukowej w po- staci no ś nika obrazu wymaga z kolei stosowania w procesie drukowania docisku formy do pod ł o ż a lub powierzchni elementu po ś redniego (na przyk ł ad cylindra offsetowego). Z tego powodu klasyczne techniki drukowania nazywane s ą równie ż stykowymi (ang. impact printing ). Do klasycznych technik drukowania nale żą : 9 drukowanie wypuk ł e (typografia, fleksografia, typooffset); drukowanie p ł askie (offset), drukowanie wkl ę s ł e (rotograwiura, staloryt, drukowanie tamponowe) oraz sitodruk (rys. 1.4). Rys. 1.4. Klasyfikacja sposobów drukowania Ź ród ł o: Kipphan H.: Handbuch der Printmedien. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2001, s. 42. Klasyczne metody drukowania posiadaj ą szereg zalet: technologie drukowania klasycznego umo ż liwiaj ą drukowanie szybko i tanio ś rednich i wysokich nak ł adów, offset i rotograwiura, a obecnie ju ż nawet i drukowanie fleksograficzne reprodu- kuj ą obraz z bardzo wysok ą jako ś ci ą , 10 drukowanie analogowe w przeciwie ń stwie do cyfrowego zazwyczaj nie wymaga drogich pod ł o ż y powlekanych, aby uzyska ć satysfakcjonuj ą ce wyniki, farby stosowane w technikach analogowych zazwyczaj s ą ta ń sze od tonerów lub atramentów stosowanych w druku cyfrowym, kolory specjalne ł atwiej jest drukowa ć analogowo ni ż cyfrowo, drukarze mog ą tworzy ć w ł asne kolory poprzez mieszanie wybranych farb w okre ś lonych pro- porcjach, techniki analogowe s ą mocno zakorzenione na rynku i nie wymagaj ą nak ł adów inwestycyjnych na szkolenia lub na znacz ą c ą rozbudow ę sprz ę tow ą Do wad drukowania klasycznego nale ż y zaliczy ć : w metodach drukowania klasycznego nie jest mo ż liwe drukowanie danych zmiennych (wyj ą tek stanowi u ż ycie numeratorów), potrzebne s ą operacje wykonania form drukowych i narz ą d maszyn, reprodukowane obrazy s ą zazwyczaj ograniczone rozmiarowo ze wzgl ę du na limitowany rozmiar form drukowych, do wykonania form drukowych jest wymagany dodatkowy sprz ę t specjalistyczny, zazwyczaj ten rodzaj druku nie nadaje si ę do krótkich nak ł adów, drukowanie analogowe generuje du żą ilo ść odpadów i nara ż a ś rodowisko natu- ralne na wi ę ksze ska ż enie [4]. Sposoby drukowania, w których nie s ą stosowane tradycyjne formy drukowe, a proces drukowania odbywa si ę na podstawie informacji zgromadzonych w pami ę - ci komputera w postaci danych cyfrowych, przenoszonych (po ś rednio lub bezpo- ś rednio) na zadrukowywane pod ł o ż e, s ą nazywane cyfrowymi lub bezuderzenio- wymi, bezdociskowymi. W literaturze angielskoj ę zycznej u ż ywa si ę nazwy non impact printing (NIP) lub najcz ęś ciej digital print oraz computer-to-print Ten sposób drukowania ma nast ę puj ą ce cechy charakterystyczne: przede wszystkim nie wyst ę puje klasyczna materialna forma drukowa: forma istnieje w postaci cyfrowej lub „wirtualnej” (w wypadku drukowania natrysko- wego, termotrasferowego i termosublimacyjnego) lub te ż zawiera obraz utajony (w wypadku elektrofotografii, elkografii, magnetografii, jonografii), istnieje mo ż liwo ść dokonywania zmiany informacji w trakcie drukowania. Rozwój drukowania cyfrowego, które wynaleziono ponad 20 lat temu nast ę - powa ł do ść szybko. Pocz ą tkowo szerokie zastosowanie znalaz ł o drukowanie elektrofotograficzne, a obecnie najpr ęż niej rozwija si ę drukowanie natryskowe 11 (ang. ink-jet ). Na pocz ą tku drukowanie cyfrowe umo ż liwia ł o zadrukowywanie for- matów A4 i A3, a obecnie przekroczy ł o ju ż format A2. D ł uga dyskusja na temat porównywania jako ś ci odbitek cyfrowych z klasycznymi w efekcie zosta ł a roz- strzygni ę ta i obecnie mo ż na powiedzie ć , ż e jako ść odbitek cyfrowych dorówna ł a jako ś ci odbitek offsetowych, a ze wzgl ę du na wybrane parametry mo ż e by ć nawet lepsza. Równie ż wydajno ść maszyn druku cyfrowego wci ąż ro ś nie i zbli ż a si ę do wydajno ś ci maszyn konwencjonalnych. Niew ą tpliw ą zalet ą drukowania cyfrowego jest to, ż e druk cyfrowy nie wymaga u ż ycia agresywnej chemii i generuje mniej odpadów, przez co jego negatywny wp ł yw na ś rodowisko naturalne jest znacznie mniejszy ni ż druku analogowego. Cyfrowy druk posiada teraz ugruntowan ą pozycj ę na rynku poligraficznym z ponad miliardem odbitek A4 produkowanych rocznie. Zastosowanie technik cyfrowych obecnie ro ś nie i migruje do takich obszarów przemys ł u jak opakowania, druk dekoracyjny i funkcjonalny. Pojawienie si ę drukowania cyfrowego jest ś ci ś le zwi ą zane z pojawieniem si ę i rozwojem technik komputerowych. Poni ż ej przytoczono kilka dat wa ż nych dla rozwoju drukowania cyfrowego. 1977 r. – firma Xerox opracowa ł a pierwsz ą drukark ę laserow ą Xerox 9700. Lata 80. – rozwój drukarek komputerowych – firmy IBM, Canon i nieistniej ą - ca ju ż firma QMS rozpocz ęł y produkcj ę drukarek laserowych. 1983 r. – firma Canon opracowa ł a tani mechanizm druku laserowego o symbo- lu LPB-CX. Mechanizm ten pozwala ł na drukowanie z szybko ś ci ą 8 stron na minut ę z rozdzielczo ś ci ą 300 dpi. Otworzy ł o to drog ę do produkcji urz ą dze ń o niewielkich rozmiarach. Powsta ł y trzy ma ł e drukarki: Apple Laser-Writer, Canon LBP-8A1 i Hewlett-Packard LaserJet Classic. Ostatnia z nich jest uwa- ż ana za pierwsz ą drukark ę laserow ą do u ż ytku domowo-biurowego. Sta ł a si ę ona swego rodzaju standardem dla nast ę pnych rozwi ą za ń Lata 80. – rozwój systemów DTP (ang. desktop publishing ). 1993 r. – data jest uwa ż ana za pocz ą tek druku cyfrowego. W tym roku na wy- stawie Ipex zaprezentowano maszyny do druku cyfrowego Indigo E-Print 1000 (firma Indigo) i Xeikon DCP-1(firma Xeikon). S ą to maszyny elektrofotogra- ficzne, w E-Print zastosowano toner w postaci ciek ł ej, a w DCP-1 – toner suchy. 12 Cyfrowe technologie w poligrafii ( computer-to- ...) Cyfrowe technologie w pierwszej kolejno ś ci znalaz ł y swoje zastosowanie w przygotowalni poligraficznej, na pocz ą tku w procesach DTP, a nast ę pnie przy wykonywaniu form kopiowych i drukowych. Cyfrowy przep ł yw prac w systemach DTP jest cyklem sk ł adaj ą cym si ę z wielu etapów. Wprowadzenie tekstu za pomoc ą odpowiednich aplikacji, np. MS Word, OCR (Optical Character Recognition) lub z no ś ników danych cyfrowych, albo pozy- skanie go za pomoc ą łą czy internetowych oraz jego obróbka. Uzyskanie lub tworzenie materia ł u ilustracyjnego w postaci cyfrowej (w aplika- cjach grafiki wektorowej lub rastrowej, takich jak Adobe Illustrator, Adobe Pho- toshop lub innych) lub digitalizacja (przekszta ł canie w posta ć cyfrow ą ) orygina- ł ów analogowych, takich jak: fotografie, rysunki techniczne, obrazy wykonane innymi metodami. Obróbka materia ł u ilustracyjnego. Projektowanie uk ł adu graficznego pojedynczych stronic publikacji wielostroni- cowej lub u ż ytku. To zadanie jest realizowane za pomoc ą specjalnych aplikacji (np. QuarkXPress, Adobe InDesign lub innych). Tak przygotowana publikacja zapisywana jest w postaci pliku postscriptowego lub (coraz cz ęś ciej) pliku PDF i mo ż e by ć weryfikowana za pomoc ą cyfrowej odbitki próbnej. Po sprawdzeniu prawid ł owo ś ci wszystkich elementów pracy jest ona albo przesy ł ana do na ś wietlarki filmów, albo do na ś wietlarki form drukowych, albo do konwencjonalnej maszyny drukuj ą cej, w której zespo ł y drukuj ą ce wyposa ż one s ą w na ś wietlarki form drukowych, albo do cyfrowej maszyny drukuj ą cej. Technologia od komputera do formy kopiowej (ang. computer-to-film, CtFilm) polega na wykonywaniu zrastrowanych form kopiowych (negatywów i diapozyty- wów) dzi ę ki bezpo ś redniemu na ś wietlaniu filmu ś wiat ł oczu ł ego za pomoc ą pro- mienia lasera oraz obróbki na ś wietlonego filmu w specjalnych na ś wietlarkach do filmów, w których proces na ś wietlania jest sterowany komputerowo. Nast ę pnym etapem jest wykonanie form drukowych w procesie na ś wietlania form kopiowych na p ł yt ę formow ą (fotopolimerow ą p ł yt ę fleksograficzn ą lub presensybilizowan ą p ł yt ę offsetow ą ) w klasycznej kopioramie. Po odpowiedniej obróbce takich p ł yt uzyskuje si ę formy drukowe dla ró ż nych technik drukowania. Tak uzyskana forma jest montowana w tradycyjny sposób na maszynie drukuj ą cej. 13 Rys. 1.5. Schemat technologiczny CtFilm: a) wprowadzanie danych cyfrowych, b) otrzy- mywanie formy kopiowej, c) na ś wietlanie form drukowych w kopioramie i ich obróbka, d) gotowe formy drukowe, e) instalacja form w maszynie drukuj ą cej i proces drukowania Ź ród ł o: w ł asne. Pierwsze na ś wietlarki CtFilm umo ż liwia ł y na ś wietlanie obrazu na w ą ski film – na ś wietlano pojedyncze strony, które nast ę pnie wywo ł ywano, ci ę to i r ę cznie wyko- nywano operacj ę monta ż u. Nast ę pnym krokiem by ł o wprowadzenie na ś wietlarek pó ł formatowych i formatowych wraz z oprogramowaniem do cyfrowego monta ż u. Po pod łą czeniu wywo ł ywarki w systemie on-line wydajno ść procesu wykonywania form kopiowych znacznie wzros ł a. Kolejnym krokiem by ł a logiczna kontynuacja na ś wietlania zmontowanych wyci ą gów na p ł ycie. Tak pojawi ł a si ę technologia od komputera do formy drukowej. Rys. 1.6. Schemat technologiczny CtPlate: a) wprowadzanie danych cyfrowych, b) proces wykonania form drukowych w na ś wietlarkach, c) gotowe formy drukowe, d) instalacja form w maszynie drukuj ą cej i proces drukowania Ź ród ł o: w ł asne. Technologia od komputera do formy drukowej (ang. computer-to-plate, CtPla- te) jeszcze bardziej zintegrowa ł a cyfrowo proces wykonania form drukowych. W technologii CtPlate ca ł kowicie wyeliminowano proces na ś wietlania form kopio- wych, gdy ż formy s ą wytwarzane w jednym etapie w specjalnych na ś wietlarkach do form. W takiej na ś wietlarce obraz zostaje zapisany (na ś wietlony) za pomoc ą promienia lasera bezpo ś rednio w odpowiedniej warstwie p ł yty drukowej, a po ope- racjach obróbki lub bez (w przypadku p ł yt bezprocesowych) uzyskuje si ę gotow ą 14 form ę drukow ą . W tym procesie uzyskuje si ę wy ż sz ą jako ść form drukowych, jak równie ż i wy ż sz ą wydajno ść procesu wykonania form. Wykonane formy w trady- cyjny sposób montowane s ą w maszynie drukuj ą cej [5]. Technologia od komputera do maszyny drukuj ą cej, w której zespo ł y drukuj ą ce wyposa ż one s ą w na ś wietlarki CtPlate (ang. computer-to-press (CtPress) albo direct imaging (DI)), zintegrowa ł a cyfrow ą przygotowalni ę z maszyn ą drukuj ą c ą . Mate- rialna forma drukowa (np. offsetowa) jest wytwarzana – metod ą cyfrow ą – bezpo- ś rednio w maszynie drukuj ą cej. Pozwala to na szybki sposób wykonywania wyso- kiej jako ś ci zestawu form drukowych, które w momencie wykonywania ju ż s ą zamocowane na cylindrze formowym. U ł atwia to proces spasowania obrazu na odbitce i skraca proces narz ą du maszyny. W tej technologii jednak nie ma mo ż li- wo ś ci dokonywania zmiany informacji w trakcie drukowania, gdy ż proces druko- wania odbywa si ę z klasycznych form drukowych [6]. Rys. 1.7. Schemat technologiczny CtPress: a) wprowadzanie danych cyfrowych, b) otrzy- mywanie zestawu form drukowych zamocowanych na cylindrze formowym w maszynie drukuj ą cej i proces drukowania Ź ród ł o: w ł asne. Technologia od komputera do cyfrowej maszyny drukuj ą cej (ang . Computer- to-Print, CtPrint ) polega na tym, ż e proces drukowania odbywa si ę wprost z da- nych cyfrowych w specjalnych maszynach do druku cyfrowego. Rys. 1.8. Schemat technologiczny CtPrint: wprowadzanie danych cyfrowych a) oraz proces drukowania cyfrowego b) Ź ród ł o: w ł asne. 15 Do najwa ż niejszych zalet drukowania cyfrowego nale żą : stosunkowo niski koszt odbitki drukowej, prawie niezale ż ny od wysoko ś ci nak ł adu, mo ż liwo ść dru- kowania danych zmiennych oraz drukowania niskich nak ł adów wraz z ł atwym wznowieniem drukowanych nak ł adów bez ponoszenia du ż ych kosztów. Pierwsze urz ą dzenia do drukowania cyfrowego wykorzystywa ł y metody druku elektrofoto- graficznego, nast ę pnie opracowano urz ą dzenia do druku cyfrowego magnetogra- ficznego i natryskowego (lata 90.). W kolejnych latach pojawia ł y si ę nowe techniki drukowania cyfrowego. Obecnie maszyny do drukowania cyfrowego mog ą by ć przeznaczone do druku czarno-bia ł ego lub wielobarwnego. Standardem drukowania wielobarwnego jest druk CMYK (ang. C – cyan, M – magenta, Y – yellow, K – black ), ale cz ęść maszyn, oprócz zestawu CMYK, mo ż e drukowa ć kolorami do- datkowymi. Maszyny mog ą by ć wykonane w wersji zwojowej lub arkuszowej [7]. Wed ł ug prognozy SITMERS PIRA przewiduje si ę do roku 2017, w odniesieniu do bazowego roku 2012, wzrost drukowania cyfrowego, w tym elektrofotografii, o 34,2%, za ś drukowania natryskowego o 75,3% [8]. Literatura [1] Khadzhynova S.: Opakowanie pod znakiem cyfry. Przegl ą d Papierniczy nr 11, 2013, s. 573-575. [2] Seidl M.: Dane dobrze podane. Druk zmiennych danych. http://www.printernet.pl/pg/pl/content/druk_cyfrowy/dane_dobrze_podane_druk.html (10.02.2016). [3] Bennett P.K., Levenson H.R., Romano F.J.: Sprawocznik po cyfrowoj pieczati i pieczati pieriemiennych danych. Print – Media center, Moskwa 2007. [4] Godawa E.: Druk cyfrowy i druk tradycyjny. Czy naprawd ę stoimy przed dylematami wyboru? Ś wiat Druku nr 2, 2006. http://archiwum.swiatdruku.eu/article/articleview/2222/1/150/ (10.02.2016). [5] Gehman C.: Systemy produkcyjne w poligrafii. COBR PP, Warszawa 2007. [6] Khadzhynova S. (Chad ż ynowa S.), St ę pie ń K.: Maszyny drukuj ą ce w technologii Computer-to-Press. Ś wiat Druku nr 3, 2003. http://archiwum.swiatdruku.eu/article/articleview/1223/1/109/ (12.02.2016). [7] Castrej ́on-Pita J.R., Baxter W.R.S., Morgan J., Temple S., Martin G.D., Hutch- ings I.M.: Future, Opportunities and Challenges of Inkjet Technologies. https://www.repository.cam.ac.uk/bitstream/handle/1810/244791/Castrejon- circulation.pdf?sequence=1 (02.03.2014). [8] Waite N.: Overview of Global Printing Industry. Graphispag Digital, Barcelona, April 2013. http://media.frabcon.es/content/5049013/docs/ponencias/Ppt_Waite_Nick.pdf (10.02.2014). 16 2. SYSTEMY DRUKOWANIA CYFROWEGO 2.1. Przep ł yw prac w systemach drukowania cyfrowego System drukowania cyfrowego stanowi cyfrowa maszyna drukuj ą ca wraz oprogramowaniem. Przygotowana do drukowania cyfrowego publikacja w postaci pliku cyfrowego (PDF) jest przekazywana do serwera DFE (Digital Front End) – jest to system, przeznaczeniem którego jest po łą czenie stacji roboczych (PC) z cy- frow ą maszyn ą drukuj ą c ą . Raster Image Procesor (RIP) – jest jednym z modu ł ów DFE serwera. Inne modu ł y DFE umo ż liwiaj ą takie operacje jak impozycja, zarz ą - dzanie barw ą , sterowanie procesem zamówie ń przez Internet, archiwizowanie prac, automatyzowanie procesu przep ł ywu prac (ang. workflow ) i proces wykonania od- bitki próbnej, uzyskiwanie dost ę pu do bazy danych i in. Rys. 2.1. Typowy przep ł yw prac z udzia ł em maszyny cyfrowej Ź ród ł o: Bennett P.K., Levenson H.R., Romano F.J.: Sprawocznik po cyfrowoj pieczati i pieczati pieriemiennych danych. Print – Media center, Moskwa 2007, s. 56. Systemy drukowania cyfrowego mog ą drukowa ć tak informacj ę statyczn ą (nie- zmienna), jak i zmienn ą (druk zmiennych danych (VDP)). Ze wzgl ę du na to, ż e praca z danymi zmiennymi przewiduje bardziej skomplikowany projekt publikacji, przep ł yw prac z VDP b ę dzie te ż bardziej skomplikowany. Taki przep ł yw prac sk ł ada si ę z utworzenia projektu pracy, kompletowania i wyprowadzenia informacji (rys. 2.2). 17 Projekt zawiera baz ę danych zmiennych, które mog ą by ć w postaci tekstowej lub graficznej, oraz zasady/algorytm wyznaczaj ą ce w jaki sposób b ę d ą dobierane elementy statyczne i zmienne oraz w jaki sposób b ę d ą ze sob ą po łą czone. Nast ę pnie wszystkie elementy s ą po łą czone za pomoc ą specjalnego oprogramowania dla VDP. W ostatnim etapie praca jest skierowana do serwera DFE i nast ę pnie odbywa si ę proces druko- wania. Rys. 2.2. Przep ł yw prac w drukowaniu danych zmiennych Ź ród ł o: Bennett P.K., Levenson H.R., Romano F.J.: Sprawocznik po cyfrowoj pieczati i pieczati pieriemiennych danych. Print – Media center, Moskwa 2007, s. 86. Zgodnie z prawem Moore'a, moce obliczeniowe komputerów podwajaj ą si ę co 18 miesi ę cy, co stwarza dobre warunki do drukowania cyfrowego. W przesz ł o ś ci by ł okres, kiedy to cyfrowe maszyny drukuj ą ce drukowa ł y szybciej, ni ż RIP zd ąż a ł obra- bia ć pliki, a moc procesorów ogranicza ł a proces zarz ą dzania barwami i ilo ść zmiennej informacji mo ż liwej w drukowaniu. Obecnie takich ogranicze ń nie ma, a poziom skomplikowania i rodzaje prac z danymi zmiennymi s ą nieograniczone [1]. Oprócz serwera DFE cyfrowa maszyna drukuj ą ca posiada system steruj ą cy zin- tegrowany z maszyn ą (kontroler wbudowany). Pozwala on na identyfikacj ę rodzaju papieru w podajnikach (w przypadku maszyny arkuszowej), kontroluje zu ż ycie papieru, tonera/atramentu i innych materia ł ów. Urz ą dzeniem wyj ś ciowym w systemach CtPrint jest cyfrowa maszyna drukuj ą - ca. Zrastrowany za pomoc ą RIP plik cyfrowy jest przekazywany do cyfrowego urz ą dzenia drukuj ą cego. Podstawow ą charakterystyk ą maszyny cyfrowej jest 18 maksymalna rozdzielczo ść , któr ą wyznacza si ę liczb ą punktów na cal (dpi), mo ż li- wych w reprodukcji obrazu. Na przyk ł ad jako ść cyfrowej odbitki cyfrowej wydru- kowanej na cyfrowej maszynie drukuj ą cej z rozdzielczo ś ci ą 2400 dpi b ę dzie lepsza w porównaniu do urz ą dzenia z rozdzielczo ś ci ą 600 dpi. G ł ówne zadanie urz ą dze ń drukuj ą cych to drukowanie, ale niektóre urz ą dzenia posiadaj ą równie ż operacje finiszingu on-line, w celu uzyskania na wyj ś ciu gotowej produkcji. Maszyny zwojowe mog ą posiada ć opcje ci ę cia, a w ą skowst ę gowe ma- szyny zwojowe do drukowania etykiet – ca ł y szereg operacji uszlachetniania (lakie- rowanie, t ł oczenie i in.) odbitek plus wykrawanie i nawini ę cie a ż uru. Maszyny arkuszowe mog ą posiada ć opcj ę zbierania wk ł adu, zszywania za pomoc ą zszywek i wiele innych operacji obróbki po druku on-line. Wspó ł czesne systemy druku cyfrowego oparte s ą na kilku technologiach dru- kowania: elektrofotograficznej, natryskowej, termograficznej, magnetograficznej, jonograficznej i in. Producenci systemów do drukowania cyfrowego mog ą opraco- wywa ć indywidualne oprogramowanie pod konkretny model maszyny drukuj ą cej b ą d ź korzysta ć z istniej ą cych gotowych rozwi ą za ń Oprócz tego, w przypadku niektórych systemów drukowania cyfrowego istnieje mo ż liwo ść korzystania tylko z jednej opcji oprogramowania, a w przypadku innych – jest kilka opcji do wyboru. 2.2. Rozdzielczo ść cyfrowych maszyn drukuj ą cych Najwa ż niejszym parametrem cyfrowej maszyny drukuj ą cej jest rozdzielczo ść Rozdzielczo ść urz ą dze ń wyj ś ciowych, na przyk ł ad cyfrowych maszyn drukuj ą cych lub na ś wietlarek CtPlate jest podawana w jednostkach dpi (punktów na cal). W przypadku na ś wietlarek mo ż e to by ć liczba pozycji plamek lasera na jednostk ę d ł ugo ś ci (laser na ś wietla p ł yt ę offsetow ą ). W przypadku cyfrowych maszyn druku- j ą cych elektrofotograficznych to równie ż mo ż e by ć liczba mo ż liwych plamek lasera na jednostk ę d ł ugo ś ci. Laser w tym przypadku roz ł adowuje odpowiednie miejsca na ł adowanej warstwy fotoprzewodz ą cej. W przypadku maszyn natryskowych jest to rozdzielczo ść g ł owicy drukuj ą cej, któr ą okre ś la si ę liczb ą dysz natryskowych na jednostk ę d ł ugo ś ci. Je ż eli rozdzielczo ść w obydwu kierunkach (poziomym i piono- wym) jest jednakowa, to zazwyczaj jest podawana w postaci jednej liczby, na przy- k ł ad 600 dpi, a je ż eli – ró ż na, to podaje si ę dwie liczby, na przyk ł ad 800x1200 dpi. Odwzorowanie rzeczywistej skali tonalnej orygina ł ów na reprodukcji w kla- sycznych i cyfrowych technikach drukowania odbywa si ę za pomoc ą punktów ra- strowych, które uzyskuje si ę na etapie procesu rastrowania. Oko ludzkie ma ograni- 19 czon ą mo ż liwo ść rozró ż niania drobnych elementów. Zalecane s ą ró ż ne liniatury dla ró ż nych prac drukowanych i ró ż nych technik drukowania. Standardem dobrej jako- ś ci jest liniatura 60 lin/cm i wy ż ej dla rastra autotypijnego (AM). Liniatur ę zgodnie z norm ą ISO 12647-1: 2013 oznacza si ę w jednostkach liczba linii x cm -1 , ale zwy- czajowo u ż ywa si ę równie ż oznacze ń l/cm (linii na centymetr) lub lpi (linii na cal) [2]. Rys. 2.3. Porównanie obrazu zrastrowanego z liniatur ą 20 lpi, 60 lpi i 120 lpi Ź ród ł o: http://www.ukrprint.com/prepress/theory/intro1.php (10.02.2016). Obecnie rastrowanie jest realizowane elektronicznie za pomoc ą rastruj ą cego oprogramowania RIP. Wykonuje si ę t ę operacj ę na przyk ł ad w na ś wietlarkach cy- frowych w trakcie wykonania form drukowych dla klasycznych technik drukowa- nia. Na rysunku 2.4 przedstawiono struktur ę takiej komórki rastrowej powsta ł ej w trakcie cyfrowego rastrowania. Punkt rastrowy powstaje w ramach komórki rastrowej (bok komórki oznaczono litera K). Z kolei komórka rastrowa jest zbudowana z pe ł nej liczby pikseli (P) – mo ż liwych pozycji plamek lasera w na ś wietlarce CtPlate [3]. Zale ż no ść pomi ę dzy rozdzielczo ś ci ą systemu na ś wietlaj ą cego (A) a liniatur ą rastra (L) dobiera si ę w taki sposób, aby umo ż liwi ć odwzorowanie przez komórk ę rastrow ą pe ł n ą liczb ę stopni szaro ś ci (poziomów szaro ś ci), a inaczej – liczb ę mo ż liwych ró ż nych wielko ś ci punktu rastrowego w tej komórce (G): 1 2 L A G , (2.1) gdzie: G – stopnie szaro ś ci (poziomy szaro ś ci), mo ż liwe do uzyskania przez dan ą komórk ę rastrow ą , A – rozdzielczo ść systemu cyfrowego, dpi, L – liniatura rastra, lpi.