Московский государственный университет печати

В.П. Митрофанов, А.А. Тюрин, Е.Г. Бирбраер, В.И. Штоляков


         

Печатное оборудование

Учебник для вузов


В.П. Митрофанов, А.А. Тюрин, Е.Г. Бирбраер, В.И. Штоляков
Печатное оборудование
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

Предисловие

Введение

1.

Глава 1. Элементы механики контактной печатной зоны.

1.1.

Схема контактной печатной зоны

1.2.

Разновидности печатных аппаратов

1.3.

Условия получения оттисков давлением

1.4.

Декель и его реологические модели

1.5.

Влияние параметров ротационного аппарата на геометрию печатного контакта и давление печати

1.5.1.

Зависимость ширины полосы печатного контакта от диаметров цилиндров и жесткости декеля

1.5.2.

Распределение давления по ширине полосы контакта

1.5.3.

Распределение интенсивности нагрузки по длине полосы контакта и суммарное усилие печати

1.5.4.

Распределение давления по ширине полосы контакта при вязкоупругом декеле. "Приработка" декеля

1.5.5.

Переходный процесс изменения оптической плотности оттисков, вызываемый регулировкой давления печати в ротационных машинах

1.6.

Скольжение упругой покрышки в контактной зоне

1.7.

Условное передаточное отношение ротационной печатной пары

2.

Глава 2. Красочные и увлажняющие аппараты.

2.1.

Назначение, общая классификация, структура

2.2.

Красочные аппараты машин глубокой печати

2.2.1.

Краскоподающие устройства

2.2.2.

Ракельные устройства

2.3.

Красочные аппараты машин высокой и плоской печати.

2.3.1.

Красочные аппараты для вязких красок

2.3.2.

Красочные аппараты для жидких красок машин высокой и плоской печати

2.4.

Увлажняющие аппараты

2.4.1.

Область применения увлажняющих аппаратов

2.4.2.

Особенности процесса увлажнения и применяемых растворов

2.4.3.

Требования к увлажняющим аппаратам

2.4.4.

Типовые принципиальные схемы увлажняющих аппаратов

2.4.5.

Системы контроля и автоматического регулирования

3.

Глава 3. Рулонные ротационные печатные машины.

3.1.

Типовые принципиально-кинематические схемы рулонных машин

3.1.1.

Машинный технологический процесс печатания на рулонных машинах и примеры их принципиальных схем

3.1.2.

Характерные сравнительные особенности построения рулонных машин различных способов печати

3.2.

Лентопитающие устройства

3.2.1.

Рулонные установки

3.2.2.

Механика разматывания рулона в установившемся режиме.

3.2.3.

Рулонные тормоза и приводы

3.2.4.

Кинематика неустановившегося движения ленты

3.2.5.

Амортизационные валики

3.2.6.

Математическое описание лентопитающего устройства

3.2.7.

Фильтрация высокочастотных колебаний натяжения ленты

3.2.8.

Обоснование оптимальной величины среднего уровня натяжения.

3.2.9.

Автоматические устройства для склейки ленты

3.3.

Печатные секции рулонных машин

3.3.1.

Секция высокой печати

3.3.2.

Секция офсетной печати

3.3.3.

Секция глубокой печати

3.3.4.

Секция флексографской печати

3.3.5.

Цилиндры и их опоры

3.3.6.

Устройства для крепления гибких печатных форм и декелей

3.3.7.

Рекуррентная динамическая модель идеализированного привода печатной секции

3.4.

Основы теории приводки красок и приводочные устройства

3.4.1.

Функциональная связь между величиной неприводки красок и относительной деформацией движущейся ленты

3.4.2.

Влияние лентопитающего устройства на приводку красок

3.4.3.

Оценка качества лентопитающего устройства по критерию допустимой неприводки красок

3.4.4.

Влияние на приводку красок привода печатных секций

3.4.5.

Оценка привода печатных секций по критерию допустимой неприводки красок

3.4.6.

Влияние на приводку красок переменной величины пути ленты между печатными секциями.

3.4.7.

Влияние ползучести материала ленты на статическую неприводку красок

3.4.8.

Переходные процессы при вязкоупругой ленте

3.4.9.

Устройства для приводки красок

3.5.

Сушильные устройства

3.5.1.

Требования к сушильным устройствам

3.5.2.

Конструкция конвективных воздуходувных устройств

3.5.3.

Другие виды сушильных устройств

3.6.

Резальные, фальцевальные и подборочно-швейные аппараты.

3.6.1.

Устройства для продольной резки ленты

3.6.2.

Устройства для поперечной резки ленты

3.6.3.

Устройства для продольной фальцовки ленты

3.6.4.

Устройства для поперечной фальцовки ленты

3.6.5.

Устройства для подборки листов

3.7.

Приемно-выводные устройства рулонных машин

3.7.1.

Листовые приемно-выводные устройства

3.7.2.

Устройства для вывода и выклада тетрадей

3.7.3.

Рулонные приемные устройства

3.8.

Механический привод в многокрасочных машинах секционного построения.

3.8.1.

Динамическая расчетная модель для обоснования параметров механических приводов.

3.8.2.

Функциональная связь между исходными и искомыми величинами

4.

Глава 4. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ РУЛОННЫХ РОТАЦИОННЫХ ПЕЧАТНЫХ МАШИН

4.1.

Общие сведения

4.2.

Отечественные модели рулонных ротационных печатных машин

4.3.

Рулонные ротационные машины фирмы МАН

4.4.

Рулонные ротационные машины фирмы КБА

4.5.

Рулонные ротационные машины фирмы «Гейдельберг-Харрис»

5.

Глава 5. ЛИСТОВЫЕ РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ

5.1.

Общие сведения

5.1.1.

Появление и развитие листовых ротационных машин

5.1.2.

Особенности листовых ротационных машин и область их применения. Краткая классификация

5.1.3.

Типовые принципиальные схемы листовых ротационных машин

5.2.

Листопитающие устройства

5.2.1.

Общие сведения

5.2.2.

Самонаклады

5.2.3.

Механизмы равнения листа

5.2.4.

Листоускоряющие механизмы

5.2.5.

Контрольно-блокирующие устройства

5.2.6.

Расчет листопитающих систем

5.3.

Особенности печатных устройств листовых ротационных машин

5.3.1.

Цилиндры печатного аппарата

5.3.2.

Механизмы привода цилиндров печатного аппарата

5.3.3.

Механизмы приводки формных цилиндров

5.3.4.

Опоры цилиндров печатного аппарата

5.3.5.

Устройства для замены цилиндров

5.3.6.

Механизмы натиска

5.3.7.

Вспомогательные и контрольно-блокирующие устройства

5.3.8.

Особенности наладки и эксплуатации печатных аппаратов

5.4.

Специальные секции и устройства в листовых ротационных машинах

5.5.

Устройства для передачи листов между секциями

5.5.1.

Передаточные цилиндры

5.5.2.

Передаточные и листопроводящие транспортеры

5.5.3.

Листопереворачивающие устройства

5.6.

Приемно-выводные устройства листовых ротационных машин

5.6.1.

Цепной листовыводной транспортер

5.6.2.

Разглаживающие и прижимные устройства

5.6.3.

Противоотмарочные и сушильные устройства

5.6.4.

Листоукладчики и вакуумные замедляющие устройства

5.6.5.

Сталкиватели и передние упоры приемного стола

5.6.6.

Приемные столы

5.6.7.

Устройства для съема контрольных оттисков

6.

Глава 6. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ЛИСТОВЫХ РОТАЦИОННЫХ МАШИН

6.1.

Отечественные модели листовых ротационных машин

6.2.

Листовые ротационные машины объединения «КБА-Планета»

6.3.

Листовые ротационные офсетные машины фирмы «Гейдельберг»

6.4.

Листовые ротационные машины объединений «МАН-Роланд», «МАН-Миллер»

6.5.

Итальянские листовые ротационные машины серии «Аурелия»

7.

Глава 7. ПЛОСКОПЕЧАТНЫЕ И ТИГЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

7.1.

Плоскопечатные машины

7.1.1.

Схемы построения плоскопечатных машин

7.1.2.

Привод печатного аппарата плоскопечатной машины

7.1.3.

Кинетостатический анализ привода печатного аппарата

7.2.

Типовые принципиально-технологические схемы тигельных машин и их основные узлы

7.2.1.

Основные схемы построения тигельных машин и конструктивное исполнение основных узлов

7.2.2.

Механика тигельного печатного аппарата

8.

Глава 8. РЕПРОГРАФИЧЕСКИЕ ПЕЧАТНЫЕ УСТРОЙСТВА И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ПЕЧАТНЫХ МАШИН

8.1.

Репрографические печатные устройства

8.1.1.

Электрофотографические печатные устройства (ЭПУ)

8.1.2.

Термографические печатные устройства (ТПУ)

8.1.3.

Ионографические печатные устройства (ИПУ)

8.1.4.

Магнитографические печатные устройства (МПУ)

8.1.5.

Струйные печатные устройства (СПУ)

8.2.

Специальные виды печатных машин

8.2.1.

Печатно-отделочные линии (ПОЛ)

8.2.2.

Флексографские машины (ФМ)

8.2.3.

Машины трафаретной печати

8.2.4.

Машины тампопечати

8.2.5.

Пробопечатные станки

8.3.

Из компьютера в печатную машину

9.

Список литературы

10.

Список авторефератов диссертаций, защищенных с 1980 по 1993 г. в области печатного оборудования

Указатели
486   указатель иллюстраций
Рис. 8.1. Принципиальная схема электрофотографического процесса: а - зарядка ЭФС; б - экспонирование; в - график изменения поверхностного потенциала ЭФС по стадиям процесса; г - проявление Рис. 8.1. Принципиальная схема электрофотографического процесса: а - зарядка ЭФС; б - экспонирование; в - график изменения поверхностного потенциала ЭФС по стадиям процесса; г - проявление Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ Рис. 8.3. Принципиальная схема цветного ЭПУ Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ Рис. 8.4. Принципиальная схема ТПУ Рис. 8.5. Принципиальная схема ИПУ Рис. 8.6. Принципиальная схема МПУ Рис. 8.7. Обобщенная схема струйного печатного устройства Схема СПУ с эмиссией капель высоким давлением Рис. 8.7. Обобщенная схема струйного печатного устройства Рис. 8.9 Схема печатно-отделочной линии ленточного типа Рис. 8.10. Основные параметры процесса трафаретной печати: а - распределение давления по клиновой зоне; б - эмпирическая зависимость давления от угла наклона ракеля и скорости его перемещения Рис. 8.10. Основные параметры процесса трафаретной печати: а - распределение давления по клиновой зоне; б - эмпирическая зависимость давления от угла наклона ракеля и скорости его перемещения Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа Рис. 8.12. Схема ризографа Рис. 8.13. Схема тампопечатного полуавтомата Рис. 8.14. Принципиальная схема пробопечатного станка Рис. 8.14. Принципиальная схема пробопечатного станка Рис. 8.15. Принципиальная схема ротационного четырехкрасочного пробопечатного станка

Одновременно с развитием традиционного печатного оборудования совершенствуются печатные устройства (ПУ) оперативной печати, среди которых ведущую роль играют репрографические. Репрография - область науки и техники, охватывающая совокупность способов, процессов и технических средств воспроизведения изображений на обычной бумаге или другом материале (без использования традиционных печатных форм) с помощью промежуточных носителей изображения, изменяющих свои физико-химические свойства под действием излучения, температуры, магнитного поля или других факторов. Результатом работы репрографических ПУ является отпечаток, полученный с оригинала или на выходе ЭВМ.

Отпечатки получают путем переноса красящего вещества с носителя изображения при электростатическом, физико-химическом или тепловом воздействии в зоне переноса. Отсутствие в ней силового механического контакта, характерного для традиционных печатных аппаратов, позволяет считать подобные ПУ бесконтактными. Возрастающий интерес к бесконтактным способам печати вызван их экономичностью, оперативностью, сокращением производственного процесса, а также возможностью использования их в автоматизированных системах обработки информации. Применение репрографической техники в издательских системах подобного типа позволяет получать не только корректурные отпечатки будущего издания, но и выпускать полиграфическую продукцию значительными тиражами (до нескольких тысяч экземпляров) практически при полной автоматизации формных и печатных процессов.

Среди известных способов оперативного изготовления отпечатков наибольшее распространение получила электрофотография, изобретенная в США в 1938 г. Данный способ используется в ЭПУ для получения как черно-белых, так и цветных отпечатков конторских документов, типографических карт, рекламных проспектов, корректурных отпечатков, а также для копирования с микрофиш и слайдов.

В качестве промежуточного носителя изображений в ЭПУ обычно используется цилиндр с покрытием из фотопроводника. Технологический процесс получения отпечатка в данных устройствах включает последовательные стадии электризации фотопроводника, экспонирования на него изображения, проявления изображения сухим тонером, перенос порошкового изображения на бумагу с последующим его закреплением. Процесс получил название классического электрофотографического процесса.

Существуют ЭПУ, работающие на специальной электрофотографической цинкооксидной бумаге, которая выполняет одновременно роль промежуточного носителя скрытого электростатического изображения и конечного носителя информации, т.е. отпечатка.

Рассмотрим подробнее принципиальную схему классического электрофотографического процесса. Обязательной операцией перед экспонированием изображения на электрофотографический слой (ЭФС) является его электризация, заключающаяся в нанесении на поверхность полупроводникового слоя 1 электростатических зарядов одного знака с помощью устройства электризации 2 типа «коротрон», в котором коронирующий электрод или группа электродов окружена экраном и подключена к высоковольтному источнику питания ИП (рис. 8.1, а Рис. 8.1. Принципиальная схема электрофотографического процесса: а - зарядка ЭФС; б - экспонирование; в - график изменения поверхностного потенциала ЭФС по стадиям процесса; г - проявление). Время зарядки слоя соответствует участку <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, а значение потенциала в момент окончания процесса - точке А (рис. 8.1, в).

ЭФС в заряженном состоянии можно уподобить в первом приближении плоскому конденсатору, в котором диэлектрической средой служит фотопроводниковый слой. При этом одну обкладку конденсатора представляют электростатические заряды, нанесенные коротроном на поверхность слоя, другую - заряды экранирования противоположного знака, возникающие в подложке 3 (рис. 8.1, а Рис. 8.1. Принципиальная схема электрофотографического процесса: а - зарядка ЭФС; б - экспонирование; в - график изменения поверхностного потенциала ЭФС по стадиям процесса; г - проявление) при электризации слоя. Следующий этап - экспонирование ЭФС, которое ничем не отличается от экспонирования обычных фотографических материалов и может проводиться как в отраженном, так и в проходящем свете (рис. 8.1, б). Благодаря фотопроводимости ЭФС в местах засветки его сопротивление резко уменьшается пропорционально освещенности, что приводит к утечке электростатических зарядов за период экспонирования <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
. Значение потенциала засвеченного участка слоя снижается до точки С, в то время как потенциал неосвещенного участка слоя снижается незначительно (точка <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
). После окончания экспонирования между участками ЭФС в местах изображения и пробела создается электростатический контраст <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, способствующий формированию скрытого электростатического изображения на слое. Визуализация скрытого электростатического изображения осуществляется на этапе проявления, которое заключается в осаждении частиц порошка (тонера) на заряженные участки слоя (прямое проявление) (рис. 8.1, г) или незаряженные участки слоя (обращенное проявление).

В современном ЭПУ зоны зарядки, экспонирования и проявления расположены вокруг цилиндрической поверхности ЭФС, поэтому технологические этапы выполняются последовательно с некоторыми временными интервалами.

После визуализации скрытого электростатического изображения порошковое изображение переносится с ЭФС на воспринимающий материал, в качестве которого может использоваться бумага, калька или пленка. Процесс переноса изображения осуществляется под действием электростатических сил, создаваемых коронным зарядником в зоне взаимодействия материала и ЭФС с частицами порошкового изображения. После отделения бумаги от ЭФС порошковое изображение на ней оплавляется в узле закрепления, формируя тем самым электрофотографический отпечаток, а ЭФС затем очищается от остатков тонера в узле очистки, выполненном, например, в виде ракеля.

На рис. 8.2 Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ приведена обобщенная структурная схема ЭПУ. В подобном устройстве оригинал 1 укладывается на предметное стекло 2, на котором его фиксируют прижимом 3.

Подвижная оптико-осветительная система 4 производит щелевое (построчное) сканирование изображения оригинала на вращающийся цилиндр 5, покрытый ЭФС. После завершения рабочего цикла сканирования оптико-осветительная система возвращается в исходное положение. В результате электризации поверхности электрофотографического цилиндра с помощью зарядного устройства 6 и воздействия на нее светового потока, проецируемого оптической системой, на ЭФС цилиндра 5 формируется скрытое электростатическое изображение, которое проявляется узлом проявления 7. В зоне переноса под действием сил электрического поля, создаваемого коронатором 8, порошковое изображение переносится на лист бумаги, который подается из стопы 9 фрикционным самонакладом. По ходу вращения электрофотографического цилиндра лист бумаги проводится листопроводящей системой в устройство термического закрепления 10, а из него в приемный лоток 11 или в раскладчик 12, обеспечивающий прием отпечатков в соответствующие ячейки.

Остатки порошкового изображения на цилиндре 5 удаляются устройством очистки 13, подготавливающим ЭФС к новому циклу копирования.

Существует более двухсот различных моделей ЭПУ, отличающихся друг от друга производительностью (от 10 до 130 отпечатков в минуту), разрешающей способностью, способом подачи бумаги (в виде листа, ленты), технологическими возможностями, габаритными размерами, конструктивным исполнением основных узлов.

В современных моделях довольно широко используется проявляющее устройство, работающее по принципу проявления магнитной кистью. Конструктивно оно выполняется в виде одного или нескольких проявляющих элементов, представляющих собой вращающуюся цилиндрическую гильзу из немагнитного материала, длина которой определяется шириной отпечатка. Внутри гильзы на стальном стержне размещены в определенном порядке неподвижные постоянные магниты. Двухкомпонентный магнитный проявитель, состоящий из тонера и магнитного носителя, способен притягиваться постоянным магнитным полем к внешней поверхности гильзы, которая «купается» в проявителе, и транспортироваться в зону проявления, где в результате контакта кисти и ЭФС осуществляется визуализация скрытого электростатического изображения на ЭФС.

Заключительная стадия электрофотографического процесса - закрепление порошкового изображения на бумаге. Наибольшее распространение получил термосиловой способ закрепления, при котором отпечаток проводится между двумя валиками, подвергаясь одновременному воздействию давления и температуры, в результате чего частицы тонера оплавляются и фиксируются на бумаге.

Помимо одноцветного воспроизведения изображения с оригинала в ЭПУ возможно получение цветного изображения. Работы в области цветной электрографии начались за рубежом в 60-х годах. Фирма «Ксерокс Корпорейшен» (США) впервые продемонстрировала в 1970 г. ЭПУ «Ксерокс 6500» для получения семикрасочных отпечатков на обыкновенной бумаге, а фирма «Кэнон» (Япония) в начале 80-х годов начала производство серии цветных копировальных аппаратов различных моделей.

В основу формирования цветного изображения положен субтрактивный метод триадной печатиНовые процессы получения цветного электрофотографического изображения подробно изложены в монографии: Харин О., Сувейздис Э. Цветная электрофотография. М., 1996.. Цветное изображение воспроизводится на бумаге путем трехкратного последовательного переноса на нее порошкового изображения основных цветов (голубого, пурпурного, желтого), после чего производится термическое закрепление цветного отпечатка. Применение набора светофильтров позволяет осуществить процесс цветоделения в каждом из трех циклов, последовательно разделяя все цвета оригинала на три главных цвета. Сначала желтый цвет отделяется синим светофильтром, затем пурпурный - зеленым светофильтром, после чего голубой - красным светофильтром.

На рис. 8.3 Рис. 8.3. Принципиальная схема цветного ЭПУ представлена принципиальная схема цветного ЭПУ фирмы «Кэнон». Цветной оригинал 1 расположен на прозрачном предметном стекле 2, через которое изображение с оригинала проецируется подвижным оптико-осветительным устройством 3 на электрофотографический цилиндр 4. Отраженный от оригинала световой поток проходит через три светофильтра, расположенные на турели 5. Здесь же установлен нейтральный светофильтр для получения черно-белых отпечатков. С помощью фильтров все цвета оригинала разделяются на три главных цвета.

Сформированное на поверхности ЭФС цветоделенное изображение проявляется соответствующим узлом проявления в той же последовательности, в которой происходило разделение цветов. Проявление желтым порошком обеспечивает магнитная кисть узла 6, проявление пурпурным - устройство 7, голубым - устройство 8. Лист бумаги фиксируется захватами барабана переноса 8, который синхронно перемещается с цилиндром 4.

Для организации последовательного переноса цветного порошкового изображения на бумагу выбрано соотношение диаметров цилиндров 1:3. Барабан переноса выполнен в виде цилиндрического каркаса, обтянутого пластиковой сеткой, под которой в зоне взаимодействия с цилиндром 4 расположен коронатор переноса 9. После трех оборотов барабана 8 на листе бумаги формируется цветное порошковое изображение, которое фиксируется в термическом устройстве закрепления 10, где происходит смешивание трех главных цветов и фиксирование порошка на бумаге. Устройство очистки 11 обеспечивает подготовку ЭФС для следующего цикла, а коротрон зарядки 12 электризует слой.

В современных ЭПУ для вывода информации с ЭВМ в качестве источника светового излучения широко используется система лазерного сканирования 14 (рис. 8.2 Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ), преобразующая кодовую информацию, которая поступает из ЭВМ (15) или по каналу связи, в модулированный световой поток, формирующий на ЭФС скрытое электростатическое изображение. В состав лазерного ПУ (ЛПУ) может входить газовый или полупроводниковый лазер мощностью от 1 до 50 мВт. Важным элементом оптической системы ЛПУ является сканер, осуществляющий синхронную развертку лазерного луча по образующей цилиндрической поверхности ЭФС. Согласование длины волны лазера и спектральной чувствительности ЭФС и определяет размеры и быстродействие ЛПУ.

Преимущества ЛПУ по сравнению с традиционным электрофотографическим ПУ заключаются в обеспечении им более высокой разрешающей способности и высокого контраста изображения при скорости печатания до 120 отпечатков в минуту. Кроме того, ЛПУ позволяет совместить печатание графической и знаковой информации с большими шрифтовыми возможностями. Оператор может масштабировать, кадрировать изображение или его фрагменты, производить монтаж копируемых документов на экране дисплея.

Современные ЛПУ можно рассматривать не только как самостоятельные ПУ информационных систем, но и как ПУ, широко используемые в издательских системах при получении корректурных отпечатков. Практика показала, что технологические преимущества ЛПУ позволяют уже сегодня заменить фотонаборные устройства, так как вывод графической информации на прозрачную пленку упрощает трудоемкие операции фотопроцесса. Применение ЛПУ для получения корректурных отпечатков уменьшает затраты по сравнению с традиционными фотонаборными системами в несколько раз.

Впервые ЛПУ разработала фирма IBM, выпустившая в 1975 г. ЛПУ IBM 3800. Ежегодный рост выпуска ЛПУ за рубежом превышает 20%.

К другим видам ЭПУ следует отнести устройства, в которых для записи информации на ЭФС применяется светодиодная линейка. В этом случае световые импульсы от светоизлучающей матрицы передаются на ЭФС через волоконно-оптическую систему, которая в отличие от лазерной представляет собой статический записывающий элемент 16 (рис. 8.2 Рис. 8.2. Обобщенная структурная схема ЭПУ).

Развитие ЭПУ идет по пути расширения технологических возможностей и повышения удобства обслуживания. На мировом рынке последние десять лет успешно лидируют японские фирмы, а известная американская фирма «Ранк Ксерокс», объединенная с японской ассоциацией Fuju, по-прежнему является ведущим мировым производителем электрофотографической печатной техники.

ЭПУ разделяются на устройства низкой, средней и высокой производительности (соответственно 20, 20-50, 90 отпечатков в минуту). Выпускаются устройства повышенной производительности, дающие свыше 90 отпечатков в минуту; их доля составляет около 1,5% от общего количества. На рынке появились дешевые малоформатные ЭПУ (производительность - 6-8 отпечатков в минуту), предназначенные для эксплуатации в домашних условиях. Большую популярность приобретают факсимильные и лазерные ПУ с предварительным аналого-цифровым сканированием оригинала, возможностью управления кратностью копирования в диапазоне от 35 до 400% от формата оригинала. Такие устройства способны «запоминать», редактировать, перемещать фрагменты изображения, копировать несколько изображений на один лист, репродуцировать фотооригиналы и полутоновые иллюстрации, обеспечивая стабильность цветопередачи. Подобные аппараты имеют электронную систему защиты.

Современные модели ведущих фирм по качеству печати способны конкурировать с офсетными печатными машинами. Они отличаются универсальностью, способностью производить автоматическую раскладку листов в соответствующие ячейки. Аппараты позволяют подбирать, брошюровать копии, готовить отчеты, оформлять справочники и каталоги с включением в них цветных репродукций, полутоновых иллюстраций. Они могут иметь запоминающее устройство, вмещающее большее количество оригиналов для многократного копирования. Управление осуществляется с помощью ЭВМ, имеющей память емкостью 20 Мбайт и позволяющей оперативно вводить новую рабочую программу в процессе работы аппарата.

Как правило, современные скоростные ЭПУ имеют автоматическую систему контроля и диагностики, позволяющую проверять качество печати каждого отпечатка, фиксировать неисправности в аппарате, осуществлять необходимую корректировку электрофотографического процесса. В перспективе намечается разработка нового поколения ЭПУ с широкими возможностями по выбору оптимального режима работы в зависимости от параметров оригинала. Они будут принимать оптимальные решения по режимам зарядки, экспонирования и проявления, оценивая самостоятельно возможности оригинала.

Принцип работы ТПУ основан на способе термопечати, который позволяет регистрировать графическую информацию на воспринимающем материале либо путем расплавления его термочувствительного слоя, либо путем оплавления и переноса на него красящего вещества с промежуточного носителя.

На ранней стадии своего развития в ТПУ применялась специальная термобумага, верхний слой которой под действием тепла, оплавляясь, становился прозрачным, высвечивая цвет бумажной основы. Наиболее перспективным представляется применение промежуточных красящих лент, позволяющих под воздействием теплового импульса переносить информацию на бумагу.

На рис. 8.4 Рис. 8.4. Принципиальная схема ТПУ приведена принципиальная схема ТПУ, в котором используется тонкая (несколько микрометров) полиэфирная пленка 1, покрытая низкотемпературным красителем. Бумаговедущий валик 2 вводит бумагу в зону взаимодействия с лентой, которая периодически контактирует с бумагой под действием печатающей головки 3. Красящая лента сматывается с бобины 4 в стартстопном режиме на приемную бобину 5. При подаче электрического сигнала на элемент головки возникает тепловой импульс, расплавляющий краситель, и краска переносится на бумагу. Традиционная триада красителей позволяет получить семицветное изображение при последовательном переносе каждого цвета с красящей ленты. Для достижения хорошего качества печати необходимы равномерный контакт красящей ленты, отсутствие на ее поверхности морщин и складок, а также точная подача бумаги. Качество термографической печати во многом зависит от конструкции печатающей головки, основным элементом которой являются точечные терморезисторы.

Красящие ленты могут быть одноцветными, когда одна сторона пленки покрыта одним красителем, и многоцветными, когда на ленте последовательно друг за другом расположены участки, покрытые желтым, пурпурным, голубым и черным цветом. В этом случае цветной отпечаток получают за четыре прогона. На качество печати влияют толщина полиэфирной пленки, температура плавления и вязкость красителя. Необходимо также учитывать температуру окружающей среды, вводя коррекцию в систему управления режимом печати. Изменяя температуру записи, можно управлять оптической плотностью изображения, достигая качества, близкого к фотографическому.

Применение печатающей головки, выполненной в виде линейки и содержащей 3392 терморезистора, длина которых равна ширине зоны печати, позволило снизить время получения цветного отпечатка до 30 с при разрешении 12 точек/мм.

Новым направлением явилась разработка ПУ на основе ионной системной записи. Сущность этого способа заключается в локальном осаждении ионов на диэлектрическую поверхность под действием подачи электрического напряжения на электроды, расположенные вдоль диэлектрика.

Управляя электрическими полями образования и разгона ионов, можно осаждать заряды на поверхность цилиндра 1, формируя скрытое изображение (рис. 8.5 Рис. 8.5. Принципиальная схема ИПУ). Электроды размещены внутри кассеты, которая устанавливается над цилиндром 1 с ЭФС. Управляющие 2 и экранирующие 3 электроды разделены двумя изоляционными слоями и подключены к радиочастотному источнику. Поле, создаваемое радиочастотными 4 и управляющими 2 электродами, направляет поток ионов к экранирующему электроду 3, который выполняет функцию фокусирующего устройства. Если радиочастотные электроды работают с частотой 1 МГц, то в зоне 5 возникает коронный разряд. Ионы в рабочем пространстве поддерживаются в возбужденном состоянии при подаче на управляющие электроды напряжения 300 В, а на цилиндр - около 650 В. Для записи электростатического изображения необходимо довести напряжение на управляющих электродах до 620 В, в результате чего отрицательные ионы ускоряются и осаждаются на ЭФС 6. После формирования на ЭФС зарядного рельефа последующие операции для получения изображения на бумаге аналогичны операциям традиционного электрофотографического процесса.

Достоинства подобного ПУ - простота конструкции, более высокий коэффициент (до 99,8%) использования проявляющего порошка, линейная схема проводки бумаги, небольшие размеры. Ввод данных в ПУ может осуществляться по стандартному интерфейсу. Разрешающая способность - до 10 точек/<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, производительность - около 125 отпечатков (формата А4) в минуту.

В последнее время за рубежом возродился интерес к МПУ, разработка которых активно проводилась в бывшем СССР в середине 60-х годов. Принцип их действия аналогичен ЭПУ. Разница заключается в наличии барабана 1, покрытого слоем магнитного материала, на котором с помощью записывающей головки 2 осуществляется запись скрытого магнитного изображения. Проявляющее устройство 3 производит визуализацию изображения магнитным тонером, который в результате контакта переносится на бумагу 4 и фиксируется в термозакрепляющем устройстве 5. После очистки цилиндра устройством 6 и стирания изображения головкой 7 ПУ готово к новому циклу (рис. 8.6 Рис. 8.6. Принципиальная схема МПУ).

МПУ отличаются большей точностью передачи изображения по сравнению с ЛПУ, отсутствием сложных оптических и электронных систем, относительно высокой разрешающей способностью и производительностью до 90 отпечатков (формата А4) в минуту.

Струйная печать - принципиально новое направление в полиграфии, основанное на формировании красочного изображения непосредственно на запечатываемом материале без применения печатной формы и силового воздействия. Свойства жидкости, истекающей под давлением из отверстия, открытые в XIX в. английским физиком Джоном Рэлеем, лежат в основе способа струйной печати. Красящая жидкость, вытекающая из капиллярного сопла, одновременно колеблющегося вдоль своей оси, способна разбиться на поток одинаковых капель, количество которых пропорционально генерируемой частоте. Полученный поток капель при попадании в электрическое поле заряжается и становится управляемым, подобно электронам в электронно-лучевой трубке. На этом принципе работают электрокаплеструйные ПУ. Красящее вещество (чернила) должно обладать высоким поверхностным натяжением, хорошо взаимодействовать с запечатываемой поверхностью и иметь высокую диэлектрическую проницаемость, характеризующую его способность заряжаться.

На рис. 8.7 Рис. 8.7. Обобщенная схема струйного печатного устройства представлена обобщенная схема СПУ. Краска подается под давлением из резервуара 1 в эмиттер 2, основным элементом которого является капиллярное сопло, способное генерировать однородную прямолинейную капельную струю, которой зарядное устройство 3 сообщает индукционный или ионный заряд. Блок 4, управляемый от знакогенератора 5, отклоняет струю по одной или двум координатам и одновременно очищает ее от сателлитов (брызг). Для обеспечения качественной печати на носителе информации 6 необходимо соблюдение синхронности эмиссии капель, их зарядки и управления, что выполняется синхронизатором 7.

Формирование чернильных капель может происходить в режиме непрерывной струи или с раздельной подачей каждой капли (режим - капля по требованию). В устройствах первого типа генерируется до 1,5 млн. капель в секунду. Они могут воспроизводить с высокой разрешающей способностью почти любые цвета из смеси цветных красителей. Устройства второго типа имеют меньшую производительность - до 10 тыс. капель в секунду.

Существуют две разновидности конструктивного исполнения СПУ: в виде односоплового и многосоплового устройства; последнее обладает большей производительностью, поскольку может одновременно запечатывать целую строку текста. Односопловые устройства, как правило, более компактны, чем многосопловые.

Скорость печатания СПУ при последовательном формировании знаков в строке в виде матрицы точек 5х7 (т.е. знак формируется из 35 точек) превышает 1000 знаков в секунду, а при многосопловой печатающей головке достигает 150000. СПУ обладают высокой универсальностью, способностью воспроизводить графическую информацию любой сложности с неограниченным набором символов, а также выполнять цветную (синхронными струями разного цвета) и факсимильную печать. В качестве носителя информации можно использовать не только бумагу, но и металл, стекло, дерево, ткань, кожу и другие материалы с плоскими и искривленными поверхностями.

На рис. 8.8 Схема СПУ с эмиссией капель высоким давлением приведена схема работы СПУ с эмиссией капель высоким давлением и синхронизацией дробления струи. Под действием высокого давления (0,2-0,5 МПа), развиваемого насосом 1, из сопла 2 диаметром около 40 мкм с большой скоростью (20 м/с) выбрасывается струя красящей жидкости, которая на выходе из сопла дробится на капли. Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь 3 модулирует скорость истечения струи и тем самым синхронизирует дробление струи на капли. Каждая капля заряжается устройством 4 и далее в полете отклоняется пластинами 5 пропорционально величине подаваемого на пластины заряда. Незаряженные капли, не отклоняясь от начальной траектории, попадают в ловушку 6 и возвращаются в резервуар 7. Развертка знака обеспечивается по одной координате электростатическим отклонением, по другой - под действием относительного смещения печатающей головки или носителя информации 8.

Применяется также способ эмиссии капель импульсным давлением, который заключается в том, что в камере объемом 0,2-0,5 <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, имеющей на выходе капиллярное отверстие диаметром 30-110 мкм, создают импульс, достаточный для вылета из сопла одной капли (вариант - капля по требованию). Конструкция СПУ в этом случае существенно упрощается, так как отпадает необходимость заряжать капли и управлять ими, поскольку они под действием импульсного давления вылетают из сопла и летят по инерции к запечатываемой поверхности. В качестве источников импульсного давления используют пьезоэлектрические, электромеханические, электрогидродинамические, термоэлектрические и другие преобразователи. Реализация данного способа струйной печати возможна в том случае, когда силы давления, развиваемые в камере, превысили силы поверхностного натяжения мениска красящей жидкости в капилляре. Для подобного устройства носитель информации 6' можно разместить на расстоянии 1-2 мм от сопла (рис. 8.7 Рис. 8.7. Обобщенная схема струйного печатного устройства), существенно уменьшив размеры печатающей головки, что позволяет расположить по высоте знака несколько сопл. При формировании цветных изображений удобнее использовать чернила на водной основе, так как они имеют меньшее время высыхания. Увеличение разрешающей способности достигается уменьшением диаметра генерируемых капель путем изменения диаметра сопла, а также амплитуды и ширины электрических импульсов на электродах преобразователей.

СПУ «Дескджет» фирмы «Хьюлетт-Паккард» (США) обеспечивает почти такое же качество печати, как и ЛПУ. Оно снабжено одноразовой печатной головкой с зигзагообразной матрицей, содержащей 50 микроотверстий и позволяющей печатать с высокой разрешающей способностью. Каждое микроотверстие снабжено миниатюрным нагревательным элементом, «мгновенно» разогревающим чернильную каплю до кипения, в результате чего она выталкивается из отверстия, а ее основа испаряется. В этом случае исключается необходимость в средствах контроля и регулирования вязкости чернил, которые характерны для печатающих головок с пьезоэлектрическими преобразователями. Подобная головка с одноразовой чернильной емкостью способна отпечатать до 1,5 млн. знаков. Для цветной печати применяются четыре раздельные емкости красящей жидкости (черного, желтого, красного и синего цветов), позволяющие получить до 330 цветовых оттенков. Потребляемая мощность печатающей головки - до 0,2 кВт.

Чтобы избежать чистки печатающей головки во время эксплуатации, применяются твердые красители, которые нагреваются при печатании до точки плавления и набрызгиваются на бумагу. Такие красители представляют собой смесь химически устойчивого кристаллического полимера с фиксированной температурой плавления, связующего вещества и нетоксичного красителя. Твердые красители пастельного типа удобны в обращении и полностью устраняют засорение сопл после высыхания, однако они требуют некоторого времени на их прогрев перед началом работы. Печатающая головка Juki 8000 (Япония) по качеству цветопередачи сопоставима с офсетной печатью, так как она позволяет получать до 260000 цветовых оттенков.

Представляется перспективным применение СПУ для получения цветопробы, кодирования почтовых отправлений, получения цветных крупноформатных репродукций, цветных фотографий, автоматизации маркировки деталей произвольной формы и других операций.

В последнее время получили применение для изготовления плакатов широкоформатные струйные ПУ, позволяющие печатать на специальной рулонной бумаге шириной до 120 см. При изготовлении этой бумаги обеспечивается минимальное поверхностное впитывание чернил, с тем чтобы уменьшить их растекание и смешивание. Это позволяет получать плакаты с достаточно высокой разрешающей способностью и большим диапазоном цветового охвата.

Подобные ПУ применяются для изготовления плакатов единичными тиражами. Возможно их использование в составе издательских систем для корректурной распечатки полос большого формата. Однако небольшая скорость печатания ограничивает их широкое использование.

В последние десятилетия наблюдается интенсивное развитие специальных видов печатного оборудования, предназначенного для объединения печатных и брошюровочно-переплетных процессов с целью изготовления продукции (книги) за один производственный цикл. Одновременно совершенствуется оборудование для нетрадиционных способов печати как на бумаге, так и на различных материалах, упаковочных и промышленных изделиях.

ПОЛ предназначены для выпуска книг за один производственный цикл, в котором последовательно осуществляются операции запечатывания бумажной ленты, ее разрезка, фальцовка, подборка, скрепление и обработка книжных блоков, крытье обложкой или вставка в переплет. Подобранные в стопки книги упаковываются в термоусадочную пленку. Каждой линии придается соответствующий комплект формного и вспомогательного оборудования. ПОЛ состоит из печатного и отделочного агрегатов, системы межоперационных связей между ними. Существуют две разновидности построения печатных агрегатов в зависимости от использования формоносителя в виде бесконечного ремня или в виде цилиндра большого диаметра.

ПОЛ первого типа состоит из печатного агрегата (рис. 8.9 Рис. 8.9 Схема печатно-отделочной линии ленточного типа) фирмы «Камерон» (США) и отделочного агрегата фирмы «Харрис» (США - Франция). Бумажная лента подается с рулона 1 в первую печатную секцию, состоящую из печатного цилиндра 2 и бесконечной ленты 3, на которой с помощью двусторонней липкой ленты фиксируются фотополимерные формы. Запечатанная с одной стороны лента поступает в сушильную камеру 4, а из нее - через поворотные штанги 5, 6 - во вторую печатную секцию 7, 8 для запечатывания с другой стороны. Печатные секции расположены параллельно друг другу, имеют общий привод и находятся на одном уровне (на схеме они условно разнесены). На печатные цилиндры 2, 7 наклеивается декель толщиной 1 мм.

Формоносители 3, 8 состоят из бесконечных гибких полотен толщиной 0,25 мм с перфорацией по краям. Их длина зависит от числа страниц в книге и может меняться от 1,52 до 15,24 м с шагом 6,3 мм. Гибкие полотна разводятся между опорными и натяжными цилиндрами 9, 10 (варианты разводки на схеме показаны условно пунктиром) и скрепляются между собой специальными замками.

После запечатывания оборотной стороны бумажная лента проводится снова через сушильную камеру 4, разрезается вдоль дисковыми ножами 14 на полосы шириной в две страницы, после чего каждая полоса подается через поворотную штангу на воронку. На выходе из сушильного устройства лента каждый раз охлаждается специальными каландрами. Сфальцованные в один сгиб полосы совмещаются друг с другом и разрубаются парой рубящих цилиндров 11, 12 на комплекты четырехстраничных тетрадей длиной от 180 до 300 мм. Комплекты тетрадей передаются на вертикальный подборочный транспортер 13 полочного типа, а с него книжные блоки поступают в отделочный агрегат, где выполняются все последующие операции по изготовлению книги. Скорость печатания достигает 6 м/с, а производительность линии зависит от объема издания и может составлять от 2,5 до 10 тыс. книг в час. Численность обслуживающей бригады - шесть человек.

Вариант цилиндрового печатного аппарата применен в линиях «Букометик» и МБС («Монбухсистем»), где можно использовать формы высокой, офсетной или флексографской печати. Линии построены по принципу агрегатирования двух четырехцилиндровых печатных секций, которые отличаются от традиционных ПА только размерами цилиндров (диаметры - около 1200 мм, ширина рабочей части - 1500 мм) и связаны друг с другом с помощью специального редуктора со встроенной коробкой скоростей.

Большие геометрические размеры формных цилиндров позволяют получать в каждой секции 320-страничный книжный блок, что составляет номинальный объем книги 640 страниц. Для изменения объема книги (в меньшую сторону) устанавливают рулон меньшей ширины или уменьшают скорость работы второй печатной секции в 2-3 раза.

ПОЛ «Букометик» и МБС отличаются только построением ПА и размещением основных узлов. Линия МБС состоит из четырехцилиндровых ПА арочного построения с вертикальной проводкой бумажной ленты и параллельным расположением фальцаппаратов, а линия «Букометик» - из последовательно расположенных ПА, что увеличивает ее габаритные размеры. Кроме того, в линии МБС отсутствуют сушильное устройство и охлаждающие каландры, что существенно упрощает конструкцию.

Печатный аппарат ФМ представляет собой разновидность аппарата высокой печати. До недавнего времени эти машины применялись для печатания с эластичных (резиновых) форм быстрозакрепляющимися красками на упаковочной продукции из бумаги, целлофана, фольги и синтетического материала. Создание упругих фотополимерных форм и разработка пигментированных красок с хорошими кроющими способностями привели к активному внедрению флексографской печати в книжное и газетное производство.

В ФМ по сравнению с машинами высокой и плоской офсетной печати существенно меньше давление при печатании, более простые и компактные красочные аппараты без сложных регулировок, что позволяет снизить отходы бумаги при подготовке машины к печати.

Флексографские печатные машины строятся по планетарному (с одним центральным печатным цилиндром) и ярусному (вертикального типа) принципу.

Планетарные ФМ характеризуются высокой точностью продольной приводки (0,01-0,02 мм), отличаются большими размерами печатного цилиндра (диаметр - 2000-2800 мм, длина - до 3000 мм), что позволяет разместить вокруг них от четырех до восьми печатных аппаратов. Как правило, работают четыре печатных аппарата, остальные готовятся к работе.

Флексографские печатные машины содержат все основные устройства, характерные для рулонных печатных машин, включая сушильное устройство и при необходимости лакировальную секцию. Оснащение красочного аппарата камерным ракелем позволяет существенно сократить размеры печатного аппарата.

Микропроцессорная система управления обеспечивает автоматическую установку красочного аппарата в рабочее положение, с одновременным осуществлением предварительной приводки. Данные о положении красочного аппарата вводятся в память микропроцессора, что дает возможность автоматически устанавливать красочные аппараты при повторном печатании на том же материале. В этом случае время переналадок сокращается на 50%. Система управления позволяет автоматически заменять формный и анилоксовый валики (с различной линиатурой растра - от 40 до 150 лин/см) в зависимости от формата, топологии формы и запечатываемого материала.

ФМ применяются также для печатания на обоях, синтетических пленках, разных сортах бумаги. С 1984 г. ФМ используются в газетном производстве. Максимальная скорость проводки бумажной ленты - 400 м/мин, ширина запечатываемой бумаги - 2900 мм.

В трафаретной печати оттиск получают путем продавливания краски через избирательно задубленную сетчатую печатную форму на бумагу или другие материалы. Машины трафаретной печати нашли применение для печатания афиш, плакатов, переплетных крышек, высокохудожественных репродукций, рельефных изображений с толщиной красочного слоя 15-100 мкм. В радиоэлектронной промышленности эти машины используются для изготовления печатных плат, пленочных переключателей, различных шкал, маркировочных обозначений, в силикатной - для получения оттисков на стекле, фарфоре, керамике, в деревообрабатывающей - для имитации ценных пород древесины, печатания красочных аппликаций, в текстильной - для печатания на тканях, в пищевой и парфюмерной - для запечатывания упаковочного материала, изготовления самоклеящихся этикеток.

Машины трафаретной печати появились в 20-х годах XX в., хотя сам способ печати был известен много раньше. Уже в XVII в. он применялся в Японии для нанесения рисунка на кимоно. Первоначально форма изготовлялась из шелковых нитей, отсюда и старое название - шелкография, позже - из синтетических или металлических сеток, натянутых на специальную раму. Основной узел печатного аппарата - ракель, функция которого заключается в проталкивании краски на запечатываемый материал через открытые печатающие ячейки сетки. Он имеет форму пластины со скругленной или обработанной под определенным углом рабочей кромкой и изготовляется из эластичного материала (резины, полиэфируретана, полимерных материалов или тонкой стали), закрепленного в специальном держателе. Погонное рабочее давление ракеля на форму регулируется в пределах от 0 до 15 Н/см.

Исследования механики процесса трафаретной печати показали, что переход краски через сетчатую форму 1 на запечатываемую поверхность основан на гидродинамическом давлении p, возникающем в массе краски в результате ее заклинивания между формой и подвижным наклонным ракелем 2 (рис. 8.10, а Рис. 8.10. Основные параметры процесса трафаретной печати: а - распределение давления по клиновой зоне; б - эмпирическая зависимость давления от угла наклона ракеля и скорости его перемещения). Аналогом подобного эффекта может служить масляный клин, образующийся при жидкостном трении двух твердых тел. Рабочее давление по ширине клиновой зоны В распределяется неравномерно и зависит от угла наклона ракеля <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, скорости его перемещения v относительно формы, вязкости краски (рис. 8.10, б Рис. 8.10. Основные параметры процесса трафаретной печати: а - распределение давления по клиновой зоне; б - эмпирическая зависимость давления от угла наклона ракеля и скорости его перемещения). Экспериментально установлено, что, изменяя угол наклона ракеля, удобно управлять процессом перехода краски на запечатываемый материал и ее толщиной.

Печатные аппараты трафаретных машин строятся по тигельному, плоскопечатному и ротационному типу (рис. 8.11 Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа).

Для первого варианта (рис. 8.11, а Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа) характерно взаимодействие двух плоскостей, когда сетчатая форма 1, натянутая на жесткую раму 2, подводится к запечатываемому материалу, закрепленному на опорной поверхности 3, в результате поступательного или качательного движения. Форма устанавливается с необходимым технологическим зазором <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, на величину которого она прогибается под давлением ракеля 4 до контакта с изделием. Во время рабочего хода каретки 5 осуществляется продавливание краски через отверстия формы в зоне печатного контакта, после чего форма отрывается от оттиска под действием сил собственной упругости либо в результате постепенного подъема ее заднего края.

Краска подается на форму вручную или по трубопроводу. Чтобы она не растекалась по всей поверхности формы, предусмотрен орошающий ракель 6, который во время холостого хода каретки возвращает ее в исходную позицию. Крепление изделия на опорную поверхность осуществляется, как правило, вакуумом или специальными фиксаторами. В машинах трафаретной печати в полуавтоматах изделие загружается на опорную поверхность вручную при холостом ходе каретки и размыкании взаимодействующих поверхностей, а в машинах-автоматах с помощью самонаклада или специального подавателя. Серийно выпускавшаяся трафаретная машина ЛПТ-2 для печатания на переплетных крышках работает в автоматическом режиме со скоростью до 3000 цикл/ч при наибольшем формате заготовок 30x50 см.

Фирма Klemm (Германия) разработала серию рулонных машин трафаретной печати. Красочность печати зависит от количества прогонов рулонного материала через печатное устройство в стартстопном режиме при последующей резке запечатанной продукции на формат. Максимальная ширина рулона - 2 м, длина печатной зоны - 4 м. В машине предусмотрено автоматическое регулирование давления ракеля на сетку.

В машинах плоскопечатного типа цилиндрическая поверхность в одном случае выполняет функцию опорного цилиндра 1 (рис. 8.11, б Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа), в другом - роль бесшовной формы 2 (рис. 8.11, в), закрепленной на подвижной каретке 1. Ракель 3 в таком аппарате неподвижно установлен внутри вращающегося при движении каретки цилиндра, а краска подается внутрь формного цилиндра по трубопроводу.

В машинах ротационного типа вращаются одновременно опорный 1 и формный 2 цилиндры (рис. 8.11, г Рис. 8.11. Схемы ПУ машин трафаретной печати: а - тигельного типа; б, в - плоскопечатного типа; г - ротационного типа). По такому принципу построены ротаторы, предназначенные для оперативного размножения документации малыми тиражами (до 1500 оттисков). Трафаретную форму изготовляют машинописным способом на восковке или фотопленке и устанавливают на цилиндре, внутри которого размещают красочный аппарат. При работе ротатора краска продавливается через отверстия формы и переходит на лист бумаги.

Использование современной цифровой электроники в трафаретной печати позволило фирме «Ризо» (Япония) создать в 80-х годах серию печатных трафаретных машин, получивших название ризографы. В этих машинах процессы подготовки рабочей матрицы (трафаретной формы) и печати объединены, что дает возможность получить первый оттиск с разрешающей способностью до 16 точек/мм через 20 с после установки оригинала.

На рис. 8.12 Рис. 8.12. Схема ризографа приведена схема ризографа, позволяющего печатать с оригинала форматом от А6 до А3, получая копии в выбранном масштабе. Копируемый оригинал 1 перемещается в зону действия сканера 2, который передает считываемую информацию в цифровом виде на термоголовку 3, прожигающую на специальной многослойной пленке 4 (мастер-пленка) отверстия. Пленка автоматически сматывается с кассеты 5 и отрезается на необходимую длину. Подготовленная рабочая матрица автоматически устанавливается на печатный цилиндр 6, внутри которого находится неподвижная туба 7 с пастообразным красителем, который выдавливается через отверстия матрицы. Листоподающее устройство 8 обеспечивает проводку бумаги в зону печатного контакта, после чего готовый оттиск попадает на приемное устройство 9. Рабочая матрица позволяет получать до 4000 оттисков без потери качества. Для получения многокрасочного оттиска необходимо изготовить соответствующую цвету рабочую матрицу и сменить краситель. Отработанные матрицы собираются в специальном приемнике 10, после чего утилизируются. Как утверждают специалисты фирмы, ризограф занимает промежуточное звено между электрофотографией и офсетной печатью, позволяя надежно, оперативно и с малыми затратами печатать тиражи от 20 до 4000 экз.

В машинах для печатания на цилиндрических или конических телах вращения роль опорной поверхности выполняет само изделие. При недостаточной его жесткости в него во время печатания подается сжатый воздух или организуется дополнительная опора в зоне печати. Если позволяют объем и форма изделия, его подача осуществляется по принципу роторных линий, работающих в автоматическом режиме. Для ускорения закрепления достаточно толстого слоя краски применяются УФ- и ИК-сушильные устройства или используются комбинированные принципы сушки.

Одним из способов полиграфического оформления промышленных изделий является тампопечать, при которой используется передаточный элемент определенной формы - тампон, последовательно контактирующий с печатной формой и изделием. Данный способ позволяет наносить красочное изображение на поверхность готовых изделий практически без ограничений на их форму и фактуру. Область применения тампопечати - печатание в одну или несколько красок на изделиях фото-, кино-, радиомедицинской и другой аппаратуры, изделиях микроэлектроники, стеклянной и керамической посуде, сувенирных изделиях и другой продукции.

Машины тампопечати различаются по красочности печати (одно- или многокрасочные), по виду применяемых форм (высокой, глубокой или трафаретной), по способу подачи заготовки и степени автоматизации.

На рис. 8.13 Рис. 8.13. Схема тампопечатного полуавтомата приведена принципиальная схема тампопечатного полуавтомата, скорость работы которого - 1200 цикл/ч, а наибольшая площадь запечатываемого изображения - 220 <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
. В машине используется форма глубокой печати 1, которая установлена неподвижно между двумя красочными емкостями 2, 2'. Орошающий ракель 3, частично погружаясь в краску, наносит ее на форму при рабочем ходе каретки 4, после чего ракель 5 снимает избыток краски. Тампон 6, опускаясь на форму, принимает красочное изображение, затем отрывается от формы и перемещается к запечатанному изделию 7, поданному поворотным столом 8. При размещении аналогичного печатающего устройства слева от поворотного стола 8 возможен вариант двухкрасочной печати.

Качество печатной продукции в значительной мере определяется применением пробопечатных станков, предназначенных для получения пробных и корректурных оттисков, являющихся эталоном для печатного цеха. Применяются они также при изготовлении топографических карт, печатании малотиражной продукции, в том числе и на специальных материалах толщиной до 100 мм.

В настоящее время ни одно электронное печатное устройство не может обеспечить полноценной цветной пробной печати. Даже при достаточно полном совпадении красителей и близком цветовом охвате невозможно учесть нелинейность процессов получения фотоформ, структуры и тональности тиражной бумаги, эффект печати «по-сырому» или «по-сухому», наложение красочных слоев и многое другое.

Пробопечатные станки офсетной печати универсальны по формату в той же степени, что и листовые машины. Однокрасочные и двухкрасочные пробопечатные станки офсетной печати строятся по плоскопечатному принципу, многокрасочные - по ротационному планетарному. Станки по первому варианту имеют жесткую (рис. 8.14 Рис. 8.14. Принципиальная схема пробопечатного станка) станину 1, регулируемые по высоте столы 2, 3 для формы и запечатываемого материала, подвижную каретку 4 с офсетным цилиндром 5 и расположенными по обе стороны от него накатными валиками красочного 6 и увлажняющего аппаратов 7. Стационарные части аппаратов, включающие в себя питающие и раскатные группы 8, 9, размещены в противоположных концах станины. Электродвигатель для перемещения каретки устанавливается на самой каретке и перемещается вместе с ней. В отдельных случаях увлажняющий аппарат также крепят целиком на каретку. Форма и запечатываемый материал фиксируются быстродействующими зажимными устройствами. При движении каретки из исходного положения вправо (холостой ход) производятся увлажнение формы и накат краски, а при движении влево (рабочий ход) - перенос краски на офсетный цилиндр и печатание. В этом варианте построения возможен повторный накат краски на форму во время рабочего хода.

Фирма Mailander (Германия) выпускает станки по принципу секционного построения трех основных узлов: офсетного цилиндра, красочного и увлажняющего аппаратов, различное сочетание которых позволяет получить до 12 модификаций. Станки этой фирмы оснащены развитыми красочными и увлажняющими аппаратами, устройством термостатирования формного стола и имеют прецизионное исполнение. Среди конструктивных особенностей - шлифование формного стола по специальной программе для придания ему выпуклой параболической формы, что позволяет компенсировать прогиб офсетного цилиндра и добиться равномерности давления вдоль полосы контакта.

Для осуществления цветной печати разработаны станки с системой сменных красочных аппаратов. Швейцарская фирма FAG выпускает офсетный пробопечатный станок среднего формата Offsetpress 104, укомплектованный сменными красочными аппаратами на транспортных тележках 8' (рис. 8.14 Рис. 8.14. Принципиальная схема пробопечатного станка), на каждой из которых размещается его стационарная часть в виде питающей группы и двух раскатных цилиндров. Отсоединение красочного аппарата и присоединение нового с одновременной смывкой питающей группы занимают несколько минут.

Современные пробопечатные станки оборудованы системой термостатирования формного стола, штифтовой приводкой формы, устройством обдува теплым воздухом офсетного полотна, вакуумным устройством для крепления запечатываемого материала и другими приспособлениями.

Многокрасочные станки значительно сложнее однокрасочных, но в них лучше воспроизводятся условия печатания «по-сырому». Известны различные схемы ротационных станков, которые строятся или по аналогии с существующими печатными машинами, или имеют свое оригинальное решение. Особенность станка Mail?nder 610 состоит в наличии четырех форм и четырех офсетных полотен вдоль образующих формного и офсетного цилиндров (рис. 8.15 Рис. 8.15. Принципиальная схема ротационного четырехкрасочного пробопечатного станка). Печатные формы устанавливаются в ряд, офсетные полотна - в ряд, но с взаимным смещением по окружности на 90°. Диаметры формного 1 и печатного 2 цилиндров составляют 3/4 диаметра офсетного 3, что позволяет каждой печатной форме контактировать со своей офсетной покрышкой один раз за четыре оборота формного цилиндра. Запечатываемый лист вместе с системой захватов перемещается за каждый оборот вдоль него на ширину формы, завершая полный цикл за четыре оборота. В результате четырехкрасочный оттиск получают за четыре оборота формного и печатного цилиндров, а офсетный цилиндр за это время делает три оборота.

Одна из тенденций в развитии пробопечатной техники - создание условий печатания пробного оттиска, максимально приближенных к производственным. Для этого необходимо оснащение станков средствами контроля качества печати и автоматического регулирования красочного аппарата.

Сохранение высокого качества печати без снижения скорости печатных машин, сокращение срока выполнения заказа и снижение отходов бумаги заставляют ведущие полиграфические фирмы не только максимально автоматизировать вспомогательные и технологические операции, но и разрабатывать новые нетрадиционные технологии печати.

Появление в начале 70-х годов настольных издательских систем и цветных копировальных устройств открыло в оперативной полиграфии новое прогрессивное направление для быстрого получения единичных экземпляров многокрасочной печатной продукции. В этих системах был заложен принцип преобразования графической информации в цифровую форму, что позволяет на этапе допечатных процессов оперативно ее обрабатывать и распечатывать. Качество печати определялось техническими возможностями применяемых в настольно-издательских системах печатных устройств в зависимости от способа воспроизведения ими изображения на бумаге. Наиболее распространенные - электрофотографические, магнитографические, термографические и струйные печатные устройства. Достоинство подобных систем проявилось в возможности оперативного совмещения процесса формообразования с распечаткой любой вводимой в цифровом виде графической информации, исключая традиционные фотохимические операции. Эта технология получила название computer-to-print, что дословно означает «из компьютера в печать».

Появление новых технологий в полиграфии связано с использованием достижений электронно-вычислительной техники. Специалисты фирмы Heidelberg, оценив возможности новых способов печати, сумели применить их в офсетной печати, продемонстрировав на выставке Принт-91 (г. Чикаго) четырехсекционную офсетную печатную машину GTOV DI, построенную на базе серийной машины GTO. Если до этого информация из компьютера распечатывалась только на принтере, то теперь ее можно тиражировать на офсетной печатной машине. Аббревиатура DI, появившаяся в обозначении серийной машины GTO, в переводе с английского - прямое экспонирование. Эта технология позволяет оперативно создавать в каждой секции цветоделенную печатную форму на основе цифровых данных допечатной ступени для печати способом сухого офсета. Демонстрация машины GTOV DI на выставке в Чикаго имела успех, экспозиция фирмы Heidelberg была отмечена Grand prix. Впервые фирма продемонстрировала офсетную печатную машину, работающую по принципу «из компьютера в печатную машину» (computer-to-press). Разработчикам печатной машины GTOV DI удалось совместить оперативность компьютера с высоким качеством офсетной печати. Это был прорыв в область новых цифровых технологий, которые дополняют известные способы печати принципиально новыми возможностями.

Отсутствие традиционного комплекта фотоформ с последующей их обработкой существенно сокращает сроки и средства для подготовки печатания тиража, делая его оперативным и рентабельным даже для небольшого количества экземпляров. Появление в последнее время на рынке машин разных производителей, использующих принцип технологии цифровой печати, свидетельствует о правильном направлении, выбранном фирмой Heidelberg.

Перспективность этого направления подтвердила выставка Drupa 95 в Дюссельдорфе (Германия), где многими фирмами было продемонстрировано активное применение технологии цифровой печати. Среди них печатные машины Е-Принт 1000 фирмы «Индиго» (Израиль) и DCP-1 фирмы Xeikon (Бельгия), в которых технология цифровой печати реализуется в электрофотографическом (DCP-1) и комбинированном с офсетным способах печати. Однако у истоков этого направления стояла фирма Heidelberg, которая представила на выставке очередную четырехкрасочную листовую печатную машину Quickmaster DI 46-4 планетарного построенияСм.: Зирнзак Л.Ф., Леймонт Л.Л., Самарин Ю.Н., Штоляков В.И. Листовые офсетные печатные машины: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУП, 1998..

Достоинством машины Quickmaster DI 46-4 является экономия времени и материалов на допечатном этапе, оперативная подготовка машины к печатанию тиража при сохранении высокого качества многокрасочной офсетной печати. Практика эксплуатации подобных машин показала целесообразность их использования при тиражах до 5 тыс. экземпляров начиная с тиража в 200 экземпляров. Время выполнения срочного заказа на машине Quickmaster DI 46-4 на 40% меньше, чем традиционным офсетным способом.

Листовые и рулонные офсетные печатные машины - наиболее перспективный и развивающийся вид печатного оборудования.

Основная тенденция в повышении их производительности - сокращение вспомогательных операций при подготовке машины к печати. Общее направление автоматизации печатных машин предусматривает не исключение печатника, а оказание ему максимальной помощи в ходе подготовки и проведения печатного процесса. Действия печатника в будущем предполагается свести к функциям оператора рабочего места.

Уже сегодня решены проблемы автоматизации при переналадке печатной машины на формат путем автоматической смены и установки печатной формы, смывки формы и офсетного полотна, регулировки и поддержания точности совмещения красок, настройки самонаклада и механизмов приемного устройства, а также перезарядки стапелей бумаги без остановки машины.

Высокая степень автоматизации позволяет исключить практически все вспомогательные операции. Системы управления машинами среднего и большого форматов строятся по многоуровневому принципу, который заключается в установке датчиков к исполнительным механизмам. Сигналы от них обрабатываются микропроцессорами, управляемыми персональной ЭВМ.

Для листовых печатных машин определился вариант секционного построения унифицированных печатных аппаратов, позволяющих получать за один прогон многокрасочную одностороннюю (до восьми красок) и двустороннюю печатную продукцию, с максимальной степенью готовности.

Тенденция повышения скорости рулонных машин определила систему автоматической смены рулонов в виде компактных двухрулонных лентопитающих устройств с горизонтальным или вертикальным накопителем, позволяющим на ходу осуществить склейку бумажной ленты.

В рулонных печатных машинах выделился принцип модульного построения фальцаппарата с увеличенными диаметрами фальцующих цилиндров, имеющих свой индивидуальный привод и пульт управления, позволяющий за короткое время осуществить их переналадку. Такие фальцаппараты строятся по принципу автоматической переналадки на разные варианты фальцовки с возможностью проклейки как книжных, так и газетных тетрадей по корешку.

В недалеком будущем ожидается активное использование технологии цифровой печати ведущими полиграфическими фирмами с применением как традиционных способов печати, так и репрографических печатных устройств. Как показала практика, перспективность технологии «из компьютера в печатную машину» очевидна, так как она позволяет оперативно обрабатывать большие массивы информации и обеспечивает быстрое тиражирование многокрасочных оттисков высокого полиграфического исполнения. По прогнозам немецких специалистов, доля новых электронных способов печати на 2025 г. составит ориентировочно 21% по сравнению с 6% на 1998 г.

© Центр дистанционного образования МГУП