Механизм переходу фарби під час друкування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Механізм переходу фарби під час друку офсетним способом

   Під час друкарського процесу фарба з друкуючих елементів форми передається через офсетний циліндр на задруковуваний матеріал. Завдання фарбового апарату полягає в тому, щоб постійно подавати на друкуючі елементи нові порції фарби з тим, щоб друкарський процес не припинявся. Визначена кількість друкарської фарби має безперервно подаватися в друкарську систему. Баланс між кількістю подачі фарби і її віддачею друкою формою має бути відрегульований так, щоб виключить коливання щільності фарби на відбитку.  
    Поряд з дотриманням балансу, вирішальне значення для якості друку має постійність товщини фарбового шару на друкуючих елементах форми і на запечатуваний ділянках матеріалу.  
Теоретично всюди на друкованому аркуші повинен знаходитися фарбовий шар однакової товщини - цим допущенням в репродукційній техніці обгруновується виготовлення кольороподілених фотоформ. Критеріями, що визначають якість, таким чином, є:  
• вкрай малі коливання середньої товщини фарбового шару;  
• сталість товщини фарбового шару на друкуючих елементах і на задрукованих ділянках матеріала (паперу) в межах всієї поверхні.  

   Ці величини залежать від конструктивних особливостей фарбового апарату, шорсткості друкованого матеріалу, мікрогеометрії друкарської форми і гумового офсетного полотна. Реологічні властивості друкарської фарби визначають рівномірне покриття нею плашок і окремих растрових точок на друкарському матеріалі.  
   У фарбовому апараті (рис. 6) здійснюється періодична (переривчаста) подача фарби посредством качающейся передавального валика H.

 

Рис.6 Схема фарбового і зволожуючого апаратів офсетного машини

 

    Останній приймає від дукторного циліндра порівняно товстий шар друкарської фарби і передає частину його завдяки обертанню на перший валик SO фарбового апарату. Вибір зазору між дуктором і ножем, тривалість обертального руху дукторного циліндра D (переважно переривчастого), час контакту передавального валика і швидкість обертання валиків є визначальними чинниками для дозування кількості фарби що подається.     

    Наряду з системами переривчастої подачі фарби є також системи для її безперервної подачі (так зван «фарбові апарати плівкового типу»).  
Всі валики фарбового апарату (крім валиків Dі H) мають однакову окружну швидкість, так само як формний і офсетний циліндри. Система працює майже без прослизання, якщо не вважати його малу величину, обумовлену деформацією стиску  між жорсткими та еластичними валиками. Завдана смуга фарби багаторазово розщеплюється і розкочується. Кількість фарби, що знаходиться в фарбовому апараті, залежить від числа фарбових валів і від площі їх поверхонь.  
    При оптимальному конструктивному виконанні фарбового апарата можна виходити з того, що накатні фарбові валики від А1 до А4 створюють на друкарських елементах формного циліндра постійний фарбовий шар, тобто після останнього накатного валика А4 забезпечується отримання фарбового шару приблизно постійної товщини незалежно від розподілу друкованого зображення на формі. У друкарській зоні (між офсетним і друкарським циліндрами) частина фарбового шару переноситься на запечатуваний матеріал.  
Як відомо, офсетні друковані форми відрізняються тим, що друкуючі і пробільні елементи  
знаходяться в одній площині. «Необхідні» кількість фарби і зволожуючого розчину на формі (при збалансованій їх кількості) повинні відповідати завданням оптимального процесу друкування.  
Якщо баланс порушується, то відбуваються зміни товщини фарбового шару на відбитку.  
    Як переривчаста подача друкарської фарби в системі передавальний валик - дукторний циліндр, так і нерівномірна її подача на форму (пробільні і друкуючі елементи) є причиною того, що реально не можна говорити про точність у постійному процесі. Слід звертати увагу на розщеплення фарби на окремих ділянках контакту при друкуванні, а  
також під час її проходження в фарбовому апараті.  
У спрощеній моделі нанесення фарби за допомогою одного накатного валика можна пояснити виникнення «паразитних» ефектів зворотньої дії (рис.7).

Для спрощення моделі не будемо брати до уваги шар зволожуючого розчина. Перед нанесенням фарби на накатному валику знаходиться її шар товщиною S1. На друкуючих елементах форми є залишковий фарбовий шар товщиною S2. Після нанесення фарби друкарський елемент на формі буде мати новий фарбовийшар S4, а на відповідній ділянці накатного валику залишиться фарбовий шар товщиною S3.

Рис.7 Перенесення фарби в фарбовому апараті:  
а )з накатного валика на формний циліндр;  
б) з друкарської форми на запечатуваний матеріал

 

Товщіни фарбових шарів S3 і S4 виводяться з урахуванням коефіцієнта розщеплення (припускаючи, що є замкнуті фарбові шари, а не сегментоподібні):  
S4 = α (S1 + S2),  
S3 = (1 - α) (S1 + S2).  
Відповідно до рис.7, а) безпосередньо перед ділянкою з товщиною S3, і після нього накатний валик має товщину шару S1. Таким чином, з'являється ділянка різкої зміни в товщині шару з разницею Δs = S1 - S3. Правда, ця різниця зменшується при подальших прокатуваннях розташованим вище раскатним валиком, а також при поданні нової  
фарби з фарбового апарату. Проте вона не пристосовується повністю. Ця різниця позначається на шарах фарби на друкуючих елементах і на запечатуваному матеріалі. На друкуючих елементах в цьому разі не буде створюватися фарбовий шар постійної товщини. Це погіршує якість друку. На друкарський процес впливає схема побудови фарбового апарату (можливість виникнення ефекту шаблонування).  

На рис. 7 б) представлені основні процеси розщеплення фарби і параметри товщини шарів, починаючи від формного циліндра до друкованого аркуша. У ідеальному випадку слід виходити з постійного коефіцієнта розщеплення α = 0,5 і постійної товщини шару S4 на друкованій формі.  
Для вдосконалення конструктивних рішень фарбових офсетних апаратів є два шляхи:  
• експериментальний;  
• розрахунковий.  
 
   У фарбовому апараті слід розглядати два вида процесів.  
Фарба і зволожуючий розчин в друкованому процесі переносяться на поверхню матеріалу. У цьому випадку вирішальну роль грають поверхневі явища (наприклад, змочування, пористість і шорсткість) запечатуваного матеріалу.

 

 
Рис.8 Фарбовий апарат з системою вирівнювання фарбового шару на формі.

 

 

     У фарбовій  зональній системі фірми Heidelberg Druckmaschinen AG (рис. 9) визначений по товщині фарбовий шар на дукторном циліндрі утворюється шляхом його взаємодії з набором регульованих циліндрів з внутрішньої ексцентричніою поверхнею.

  

    Циліндри мають по краям кільця, що служать опорою на дукторном ціліндрі. Як можна бачити на рис. 9, б), на дукторному циліндрі, завдяки тому що він спирається на кільця, в результаті утворюються вільні від фарби області. Хитні аксіально-раскатні ціліндри в фарбовому апараті вирівнюють фарбу. В цілому утворюється рівномірний фарбовий шар. Між дукторним циліндром і ексцентричними циліндрами поміщається плівкове покриття, яке полегшує чистку фарбового ящика.

     Ця система завдяки своїй побудові автоматично компенсує нерівномірності обертання кругового дукторного циліндра температурні перепади, так що можна говорити про стійку і надійну конструкцію. 

 

Рис.9 Фарбовий ящик CPC з зональною, вільною від побічної дії регулювання подачі фарби: 
а) фарбовий ящик; 
б) регульюючий ексцентрик та дукторний циліндр; 
в) фарбовий ящик в фарбовий секції; 
г) схема зональної подачі фарби (Heidelberg).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Трафаретний друк

 

    Трафаретний друк - це спосіб друку, дозволяючий отримувати відбиток продавлюванням фарби через форму.  Як друкарські форми використовуються трафарети.  
    Вони являють собою тонку сітку з натурального шовку, синтетичного матеріалу або металевих ниток з нанесеним зображенням. У більшості випадків використовується сітка з синтетичних матеріалів або металева. Через відкриті вічка сітки, що несуть зображення, фарба наноситься на матеріал. Таким чином, форма трафаретного друку - це комбінація сітки і шаблону.

Рис. 10 Технологія трафаретного друку

 
   Друкарсько-технічні та якісні властивості тканини (сітки) визначаються матеріалом, линиатурой (кількістю ниток сітки, що припадають на санти- метр її довжини), товщиною трафарету, ступенем відкритісті сітки (відношення сумарної площі всіх осередків до загальної площі сітки у відсотках)  
Для високоякісної друкарської продукції (Растрові роботи, багатоколірний друк) при підготовлюванні шаблону використовуються виключно діазотіпні світлочутливі копіювальні шари. Після нанесення шару і сушіння позитивний  
оригінал експонується Уф-випромінюванням. Воно задублює копіювальний шар на пробільних ділянках (Прозорі ділянки копіювального зразка). Друкарські елементи не отверждаются і видаляються струмом води в процесі проявлення. Потім відбувається  
сушка. Ділянки з випадковими дефектами можуть бути усунені лаком для ретуші.  

На практиці в трафаретному друці застосовуються різні схеми за принципом взаємодії поверхонь, зображені на рис. 11:

 

Рис. 11 Принцип взаємодії контактіруемих поверхонь:  
a) плоский друкарський апарат;  
б) плоский друкарський апарат з друкованим циліндром;  
в) ротаційний друкарський апарат  

a) Друкарська форма і друкарський циліндр рухаются синхронно в одному напрямку, при цьому з нерухомого ракеля через отвори вічок на задруковуваний матеріал наноситься фарба.

б) Друкарська форма і ракель враховують форму виробу (зігнуті, опуклі,  
круглі).

в) Друкована форма і запечатуваний матеріал рухаються синхронно в одному напрямку, ракель нерухомий. Цей спосіб застосовують, приклад, для друку на коробках, м'ячах, тобто зігнутих поверхнях.  
Власне процес друку можна розділити на чотири окремих етапи. 
    Трафарет утримується трафаретною рамою. Запечативаемий матеріал розташований плоско на печатному столі і нерухомий в процесі друку. Фарба, яка знаходиться на трафареті, рухається ракелем, як хвиля. Цю область називають «зоною напов-  
ненія ». Перед вістрям ракеля в контактній зоні фарба проходить через друкарську форму і дотикається до задруковуваного матеріалу. Після ракеля, в так званій «зоні прилипання», друкарська фарба забезпечує прилипання друкарської форми до матеріалу. Сили пружності сітки витягують фарбові нитки в «зоні випуску» з шару фарби. Таким чином, частина фарби залишається в осередках сітки. На запечатуваний матеріалі утворюється рівномірний шар фарби.  
   У трафаретному способі друку можливе нанесення дуже товстого шару фарби - зазвичай 20-100 мкм (в офсеті 0,5-2 мкм). Висоту фарбового шару визначає товщина шаблону (піднесення шаблону над сіткою).  
Залежно від замовлення і матеріала у розпорядженні друкаря трафаретного друку є різні типи друкарських фарб з різними властивосями. У порівнянні з іншими способами друку в  
трафаретному друці - найбагатший вибір фарб.  
Трафарет застосовується для друку:  
• на тканині (текстиль);  
• зображень на футболках (T-Shirts);  
• на іграшках;  
• на передніх панелях телевізорів, радіоприймальних-  
ков і т. п.;  
• на приладових панелях автомобілів, вимірювач-  
них приладів і т. п.;  
• на упаковці (пластикові пакети з ручками);  
• на електронних платах;  
• великоформатних видань (рекламні плакати).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Друк без друкарських форм (NIP - Non-Impact-Printing)  

    Подібні способи друку називаються безконтактними (Non-Impact-Printing). Термін «безконтактний друк» з'явився як протилежний способу виведення інформації на папір на матричних друкуючих пристроях. Інформація в цьому разі обробляється електронним способом і потім за допомогою фарбувальної стрічки переносилася на запечатуваний  
матеріал ударним контактним способом. Контактні системи змінилися електрофотографічним способом друку, в якому зображення формується на проміжному носієві - барабані, покритому шаром фотополупровідника (фоторецептори). На записане там приховане (невидиме) зображення наноситься тонер, і потім воно переноситься на папір. Таким чином, при друці відбувається передача інформації з носія на папір. Інформація переноситься безударно з низьким тиском, а тому друк називається безконтактним.  
Основні їх види: електрофотографія і струменевий друк, а також іонографія, магнітогра-  
фія, термографія і фотографія. Фахівці постійно вивчають різні фізичні ефекти, які могли б призвести до появи способів безконтактної друку. Нижче описані тільки два способи  
безконтактної друку - електрофотографія і струменевий друк.  

3.1. Електрофотографія

 
На рис. 12 представлено принцип електрофотографії.

 

Процесс електрофотографічного друку здійснюється у п'ять етапів:

 

1. Технологія відображення

«Приховане» зображення отримують на поверхні  
фоторецептори за допомогою керованого джерела світла (це може бути лазер або світлодіодна лінійка, LED - Light Emitting Diodes). Позіціонування світлового сигналу на фоторецептори відповідає запечатуваномузображенню. При експонуванні змінюється заряд окремих ділянок поверхні фоторецепторів.  

2. Нанесення тонера  
Для електрофотографія застосовують спеціальні фарбувальні матеріали, звані тонером. Це  
можуть бути порошкові або рідкі тонери, котрі різні за своїм складом і містять колірний пігмент. Нанесення тонера відбувається за допомогою систем, що забезпечують перенесення дрібних часток тонера (розміром від 6 до 8 мкм) на фото- рецептор. Частинки тонера потрапляють на заряджений ділянки поверхні фотополупроводнікового шару, відбувається формування зображення. Після нанесення тонера на фоторецептор приховане електростатичне зображення станвится видимим.  

3. Перенесення тонера (друк)  
Тонер може переноситися прямо на папір або ж на проміжну систему, наприклад, у вигляді циліндрів або стрічки. В більшості випадків тонер передається прямо з  
фоторецепторів на запечатуваний матеріал. Щоб перенести заряджені частинки тонера з  
поверхні барабана на папір, необхідні електростатічні сили. Вони створюються джерелом  
коронного розряду з одночасним притиском папери до барабана.  

4. Закріплення тонера  
Щоб частинки тонера закріплювалися на носії інформації для створення стабільного друкарського зображення, необхідно зафіксувати тонер на папері. При нагріванні папера з тонером відбувається його оплавлення і тим самим закріплення. 
.5. Очищення  
після перенесення зображення з фоторецепторів на папір, на светочутливому барабані можуть перебувати залишкові заряди і окремі частки тонера. Щоб підготувати  
барабан для відтворення наступного зображенія, необхідна механічне «очищення»  
(нейтралізація) і, крім того, зняття електричних зарядів на окремих його ділянках. Видалення часток тонера здійснюють щіткою і відсмоктуванням. Поверхневі заряди нейтралізуються коронним розрядом. Після цього поверхню барабана стане електрично нейтральною і звільненою від часток тонера. Як і на першому етапі процесу, потім  
знову проводиться зарядка фоторецепторів і формування зображення на барабані відповідно до оригіналу.  

З опису процесів стає ясно, що електрофотографія працює без традиційної поліграфічної друкарської форми з друкарськими елементами.  
Приховане електростатичне зображення формується на фотополупроводніковому шарі кожного разу, коли необхідно отримати відбиток з оригіналу.  
Якщо електрофотографічним способом необхідно зробити друк тиражем понад сто екземплярів, то, на відміну від друку з друкарською формою, потрібно для кожного відбитка заново виробляти одне і те ж зображення, використовуючи властивість фотополупроводнікових матеріалів міняти свій поверхневий заряд. Це може призвести  
до зміни друкованого зображення, з одного боку, через відхилення його параметрів при формуванні на матеріалі і, з іншого боку, через незнання параметрів процесу при нанесенні тонера на фоторецептор і згодом на папір. Тому при використанні безконтактних способів друку можна отримати великі викривлення відносно оригіналу в порівнянні зі способами друку з друкованою формою.  
Проте, перевага цієї технології заключаєтья у тому, що в процесі друку можна отримувати один за одним абсолютно різні відбитки. Відпадає необхідність виготовляти для кожної  
нової смуги традиційну друковану форму. Маленькі тиражі (до одного примірника)  
при цьому будуть економічно вигідні - друк на вимогу. 
Можлива, нарешті, персоналізація кожного видання, тобто зміну частини друкованого зображення, наприклад, внесення адреси або додаткової інформації, спеціальної для кожного адресата.  
На рис.8 як приклад представлена електрофотографічні друкована система.