Цифровий друк

Є ще ряд спеціальних розробок безвідносно до якогось певного  способу цифрового друку. Серед  них: технологія Multibit або подання сірих тонів на одному пікселі, яка використовується, наприклад, у цифровій друкованої машині the.factory фірми dotrix, коли способом струменевого друку на одну точку можна перенести до 7 кольорових крапель, що відповідає глибині кольору до 3 біт; установка будь-який характеристичної кривий друкованого процесу; варіабельна друк даних (персоналізація); виробництво в точно обумовлені терміни і інші. Все це свідчить про те, що цифрові способи друку знаходяться в стадії інтенсивного розвитку і найближчим часом тут можна очікувати багато нових рішень.

Можливі і вже частково реалізовані рішення в області  цифрового друку для етикеткової і пакувального сегментів ринку можна представити кількома категоріями.

1. Запис текстів і шрифтових  знаків з змінними даними (переважно  монохромна)

Вона включає лазерний друк шляхом прямого запису на відповідну поверхню упаковки або етикетки. Тут  також може бути застосована струменевий друк, перш всього "постійна крапля з одного сопла з відхиляють пристроєм". Такі системи з невисоким дозволом застосовуються для нанесення різної чорно-білої інформації.

2. Запис текстів і шрифтових  знаків з змінними даними (повнокольорові комплексні впечаткі), гібридні друковані машини.

Ці системи застосовуються в маркетингових цілях або  для особливих сфер діяльності, дозволяючи повнокольоровий впечатку частково зі змінною інформацією; вони використовуються також на незмінних упаковках.

Системи струминного друку  знаходяться в інтенсивному розвитку. І тут найближчим часом можна  очікувати багато цікавого. У цьому  сегменті ринку вже є ряд рішень, наприклад технологія швейцарської фірми Matti, що базується на друкованих головках фірми Scitex, або вдрукувальні апарати бельгійської фірми dotrix, що використовуються фірмою Mark Andy. Свого часу прикладом гібридної цифрової друкарської машини з вдрукувальні Електрофотографічний пристроєм EP була флексографская етикеточний машина DO330 фірми Gallus, яка більше не проводиться. Фірма Kammann, що спеціалізується на обладнанні для трафаретного друку, спільно з фірмою Indigo запропонувала друковане пристрій K15 Digital для впечаткі змінних даних та ілюстрацій трафаретним способом на CD. Тут можна відзначити, поряд з іншими пристроями, струменеві принтери японської фірми Epson, що забезпечують можливість багатокольоровим запечатки етикеток з фотографічним якістю.

3. Комплексні продукти, які  виготовляються за допомогою  кольорового друку

Поряд з відомими в етикеткової області рішеннями на основі цифрових машин Xeikon і hp Indigo, також нерідкі і рішення в інших пакувальних областях. Цікаве рішення представляє тут УФ-струменевий варіант базується на технології Xaar машини the.factory, який є поки в пілотної інсталяції.

4. Швидке виготовлення  зразків для торговельних цілей

При створення нового або  оновлення старого дизайну упаковок можна підготувати кілька варіантів. Багатство ідей та творчі можливості дизайнерів дають можливість безмежної їх реалізації за допомогою цифрового друку для створення нових етикетковий, пакувальних та рекламних продуктів. Перед тим, як етикетка або упаковка почне випускатися великими тиражами, за допомогою сучасних цифрових друкованих та плоттерні систем можна оперативно виготовити її попередні зразки на струменевому принтері. За допомогою таких систем легко працювати на різних матеріалах, створюючи різноманітні варіанти проектів.

Підводячи підсумок, можна  сказати, що на ринку масової пакувальної  і етикеткової продукції, за рахунок різниці в цінах, цифровий друк поки що помітно поступається класичним способам друку. В областях же застосування, де переваги в конкурентній боротьбі забезпечують властивості цифрового друку, до неї вже сьогодні спостерігається великий інтерес і з'являються перші випадки її застосування. Аналізуючи стан і перспективи розвитку цифрового друку для виробництва етикеток і упаковки, ймовірно, можна вважати, що в доступному для огляду найближчому майбутньому вона не стане заміною традиційних способів для друку масової продукції, але буде представляти доцільне і збагачує їх доповнення.

3. Лазерний друк.

Історія

Технологія лазерного  друку з'явилася раніше, ніж матричні принтери. У 1938 році Chester Carlson винайшов метод друку, що отримав назву електрографія. Цей принцип використовується у всіх сучасних лазерних принтерах.

Розробка першого лазерного  принтера почалась 1969 року у компанії Xerox. Успіху досяг співробітник компанії Гері Старкуезер (Gary Starkweather), який зміг додати до технології роботи існуючих копіювальних апаратів лазерний промінь. У листопаді 1971 році з'явився перший лазерний принтер, проте, в серійне виробництво він не був запущений. Повнодуплексний Xerox 9700 міг друкувати 120 сторінок на хвилину (він досі залишається найшвидшим лазерним принтером у світі). Розміри пристрою були величезні, а коштував він 350 тисяч доларів (без поправки на тодішній курс).

Лише у 1977 році компанія XEROX випускає пристрій під назвою Xerox 9700 Electronic Printing System. Офіційно саме він вважається першим лазерним принтером. Періодично пальму першості оскаржує IBM запевняючи, що вже у 1975 році розроблений ними лазерний принтер IBM 3800 працював у північноамериканському науковому центрі FWWoolworth, роздруковуючи листи з текстом за технологією лазерного принтера.

Пізніше у травні 1981 року Xerox представила комп'ютер Star 8010, до складу якого входили останніші розробки, такі як WYSIWYG-текстовий редактор, графічний редактор, редактор для комбінування тексту та графіки і лазерний принтер. Все це коштувало 17000 доларів. Це було щось на зразок домашньої друкарні.

У 1982 році компанія Canon представила перший настільний лазерний принтер LBP-10. На наступний рік компанія у приватному порядку продемонструвала нову модель LBP-CX компаніям Apple, Diablo і HP.

На той момент Canon потрібні сильні партнери з маркетингу своєї продукції на новому для компанії ринку, оскільки компанія мала міцні позиції в області камер і рішень для офісу (тих же копірів), проте не мала зв'язків, необхідних для ефективних продажів на ринку пристроїв обробки даних. Спочатку Canon звернулася до Diablo Systems, підрозділу Xerox Corporation. Це було очевидно і логічно, оскільки Diablo володіла більшою частиною ринку пелюсткових принтерів, а її маркетологи висловлювали бажання помістити логотип Diablo і на продукцію інших виробників.

Однак Xerox відхилила цю пропозицію, оскільки разом з японською Fuji-Xerox сама займалася розробками подыбного настыльного лазерного принтера. Але, хоча нова модель 4045 поєднувала у собі копір і лазерний принтер, вона важила близько 50 кілограмів, коштувала вдвічі більше CX, не мала замінного картриджа з тонером і забезпечувала не найкращу якість друку. Згодом колишні маркетологи Diablo зізнавалися, що упускати пропозицію Canon було досить-таки великою помилкою, а вийшовши трохи пізніше принтер HP LaserJet міг би бути Xerox LaserJet.

Після того як Diablo відхилила пропозицію Canon у Фремонт, представники останньої відвідали офіси HP у Пало Альто і Apple Computer у Купертіно. Hewlett-Packard була другим логічно виправданим вибором, оскільки тісно співпрацювала з Diablo і мала досить широкі лінійки матричних і пелюсткових принтерів.

Результатом співпраці Canon і HP став випуск у 1984 році принтерів LaserJet, здатних друкувати 8 сторінок у хвилину з роздільною здатністю 300 dpi. Вони коштували $3500. Їхні продажі вельми швидко росли і призвели до того, що до 1985 року Hewlett-Packard заволоділа майже всім ринком настільних лазерних принтерів. Треба врахувати, що, як і у випадку зі струминними принтерами, нові пристрої стали по-справжньому доступні лише після розробки для них замінних картриджів з тонером (у даному випадку розробником була Hewlett-Packard). При цьому питання здешевлення нових і переробки використаних картриджів породили цілу галузь переробної промисловості, датою народження якої можна вважати 1986 рік.

У той же рік (1984) Apple поставляє дослідні зразки свого принтера LaserWriter таким компаніям як Lotus Development, Microsoft і Aldus. І в 1985 і 1986 роках з'являються Apple LaserWriter і LaserWriter Plus відповідно. А в 1990 році принтери Hewlett-Packard LaserJet IIP вперше стали коштувати дешевше 1000 доларів. І у серії LaserJet III стала використовуватися технологія поліпшеної роздільної здатності (RET-Resolution Enhancement Technology).

У 1992 році HP починає продажі  лазерного принтера LaserJet 4, який крім невисокої ціни мав роздільну здатність 600 dpi. У той же рік компанія Lexmark посунула HP на ринку лазерних принтерів, випустивши пристрої серії Optra з роздільною здатністю 1200 dpi.

Кольорові лазерні принтери з'явилися тільки у 1993 році. Компанія QMS представила принтер ColorScript Laser 1000, який коштував $12 499. Два роки по тому Apple випускає свій кольоровий лазерний принтер Color Laser Printer 12/600PS за $7000.

 

Принцип дії

Процес лазерного друку  складається з п'яти послідовних  кроків:

1. Зарядка фотовала
2. Лазерне сканування
3. Накладення тонера
4. Перенос тонеру
5. Закріплення тонера

 

Зарядка фотовала

Процес лазерного друку.

1. Фотобарабан

2. Зарядний валик

3. Промінь лазера

4. Обертове дзеркало

5. Розподільна лінза

6. Катридж з тонером

7. Магнітний вал

8. Папір

9. Ракель

10. Бункер з выдпрацьованим тонером

11. Пічка

Фотовал — циліндр з покриттям з світлочутливого напівпровідника (матеріалу, здатного змінювати свій електричний опір при освітленні). У деяких системах замість фотоціліндра використовувався фоторемінь — еластична закільцьованих смуга з фотослоя.

Зарядка фотовала (фотобарабана) — нанесення рівномірного електричного заряду на поверхню обертового фотобарабана. Найпоширенішим матеріалом для фотобарабану слугує фотоорганіка — вимагає використання негативного заряду, проте є матеріали (наприклад, кремній), що дозволяють використовувати позитивний заряд.

Спочатку зарядка здійснювалася  з допомогою скоротрона (англ. scorotron) — натягнутого дроту, на який подається напруга відносно фотобарабана. Між дротом і фотобарабаном зазвичай поміщається металева сітка, яка служить для вирівнювання електричного поля.

Пізніше стали застосовувати  зарядку за допомогою зарядного  валика (англ. Charge Roller). Така система дозволила зменшити напругу і знизити проблему виділення озону на коронному розряді (перетворення молекул O₂ в O ₃ під дією високої напруги), що призводило до проблеми прямого механічного контакту і зносу частин, а також чищення від забруднень.

 

Лазерне сканування

Лазерне сканування (засвічування) — процес проходження негативно зарядженої поверхні фотовалу під лазерним променем. Промінь лазера відхиляється обертовим дзеркалом і, проходячи через розподільну лінзу, фокусується на фотовал. Лазер активізується тільки у тих місцях, на які з магнітного вала (магнітного барабану) надалі повинен буде потрапити тонер. Під дією лазера ділянки фоточутливої поверхні фотовалу, які були засвічені лазером, стають електропровідними, і частина заряду на цих ділянках «стікає» на металеву основу фотовалу. Тим самим на поверхні фотовал створюється електростатичне зображення майбутнього відбитка у вигляді «малюнка» з ділянок з негативнішим зарядом, ніж загальний фон.

 

Накладення тонера

Негативно заряджений ролик  при подачі тонера надає тонеру негативний заряд і подає його на ролик проявлення. Тонер, що знаходиться у бункері, притягається до поверхні магнітного валу під дією магніту, з якого виготовлена серцевина валу. Під час обертання магнітного вала тонер, що знаходиться на його поверхні, проходить через вузьку щілину, утворену між дозуючим лезом і магнітним валом. Після цього тонер входить у контакт з фотовалом і притягується на нього у тих місцях, де зберігся негативний заряд. Дуже поширена помилка, що тонер притягається саме до місць відсутності заряду на фотовалі. Однак, тонер, будучи діелектриком, електризується у дипольно-заряджені частинки, які притягуються до будь-яких заряджених поверонь незалежно від знаку заряду останніх. Тонер не зможе утриматися на фотовалі у місцях без заряду.

У той же час, поширене і  зворотна помилка, що тонер притягається саме до місць, зарядженим негативно. Більшість марок тонерів, що випускаються для побутових лазерних принтерів, маркуються як негативно заряджаємі, що говорить про неможливість тяжіння негативно заряджених частинок тонера до однойменно заряджених ділянок фотобарабана. Тому, насправді, негативно заряджений тонер не може притягатися до всіх заряджених ділянок незалежно від знаку заряду, а тільки до тих, у яких відсутній заряд, або, принаймні, до тих, величина заряду яких не заважає утворенню у поверхневому шарі фотобарабана дипольного моменту під впливом електростатичного поля негативно заряджених часточок тонера.

Тим самим електростатичне (невидиме) зображення перетвориться  у видиме (проявляється). Притягнутий  до фотовалу тонер рухається на ньому далі, поки не торкається паперу.

 

Перенос тонеру

У місці контакту фотовалу з папером, під папером знаходиться ще один ролик, який називають роликом перенесення (коронатор). На нього подається позитивний заряд, який він передає паперу, з яким контактує. Часточки тонера, доторкаючись до позитивно зарядженого паперу, переносяться на нього і утримуються на поверхні за рахунок електростатики.