CC BY
83
Струйные
широкоформатные принтеры
П.А. Мохначев,
аспирант кафедры АПП
На данный момент, в области изготовления рекламной печатной продукции, широкоформатная печать занимает лидирующую позицию. К широкоформатным принтерам относятся принтеры, которые осуществляют печать на рулонных материалах шириной выше 610 мм и листовых материалах размером больше (1600 х 1000 мм), при этом печать осуществляется бесконтактным методом, путем подачи потока чернильных капель на поверхность воспринимающего материала (основное отличие от плоттеров).
Оборудование для широкоформатной печати принято разделять в зависимости от их основных параметров, таких как:
1) способ подачи воспринимающего материала;
2) ширина запечатываемого рулона или размер печатного
поля;
3) качество печати (разрешение или резолюция);
4) скорость печати (производительность);
5) технология струйной печати;
6) тип чернил;
7) тип подачи чернил в тракт;
8) цветовая модель;
9) максимальный вес подаваемого воспринимающего материала;
10) максимальная толщина запечатываемого воспринимающего материала;
11) программное обеспечение;
12) стоимость оборудования и амортизационные расходы.
Тип подачи воспринимающего материала
Первый параметр, по которому определяются возможности широкоформатного струйного принтера - это тип подачи воспринимающего материала. Есть четыре основных типа подачи материала:
• рулонный;
• гибридный;
• комбинированный;
• планшетный.
Рулонный способ подачи воспринимающего материала конструктивно прост и давно освоен в производстве, наиболее распространен. Материал подается в зону печати за счет силы натяжения, создаваемой вращением приводного («тянущего») вала. В простейшем случае механизм подачи представляет собой механизм, состоящий из вала подачи материала и прижимных роликов. Для улучшения подачи материала, на принтерах часто устанавливают дополнительную систему вакуумного прижима. Это позволяет держать материал плотно прижатым к поверхности стола и избегать образования волн. Промышленные принтеры оснащаются сложными системами натяжения и подачи материала, которые предотвращают неравномерную подачу, обеспечивают натяжение материала в зоне печати (предотвращают замятие), компенсируют растяжение материала и инертность тяжелого рулона. Работать на рулонных принтерах с листовыми материалами весьма сложно, для этого используются принтеры с другим типом подачи воспринимающего материала.
Гибридный тип подачи материала является промежуточным решением - предназначенный для печати по рулонным носителям, а также может применяться для подачи листовых носителей. Подача материала в зону печати осуществляется при помощи подающего вала и системы прижимных роликов. Для облегчения печати по листовым материалам принтер снабжают дополнительными столами с роликами, на которых выравнивают материал в зоне подачи и приема. На большинстве гибридных принтеров также присутствует вакуумный прижим, который способствует ровной подаче материала в зону печати. На профессиональных принтерах с гибридным типом подачи материала вместо прижимных роликов используют подачу валами, когда материал подается в зону печати между двумя достаточно широкими и мощными валами. Такие принтеры часто используют для печати по гибким носителям с рулона на рулон и для печати по легким жестким материалам, таким как пластик, пенокартон, композитные материалы. Однако выравнивание (т. е. распрямление за счет создания вакуума под материалом) листовых материалов (толщиной 2 мм и более) в гибридных системах практически невозможно - для выравнивания жесткого материала нужно создавать под ним вакуум такой мощности, что силы подающих роликов просто не хватит для продвижения материала по столу.
Комбинированный тип подачи материала - это по своей сути, развитие гибридной технологии и служит для печати по гибким рулонным носителям и по листовым материалам, но в отличие от гибридного
типа подачи может запечатывать более толстые и тяжелые листы. Конвейерная лента изготавливается из плетеной ткани или синтетического материала, которые имеют отверстия для откачки воздуха. Таким образом, под материалом создается зона вакуума, материал разравнивается и присасывается к конвейерной ленте. Конвейерная лента подвержена постоянным механическим нагрузкам, воздействию тепла, загрязняется краской и поэтому периодически требует обязательной замены, в противном случае рабочие характеристики принтера в значительной степени снижаются. При выборе комбинированного принтера нужно учесть, что тяжелые материалы увеличивают износ конвейерной ленты и повышают риск перекоса конвейерной ленты, что влечет за собой дополнительные затраты по настройке системы подачи или замене ленты. Кроме того, комбинированные принтеры конструктивно более сложные, чем гибридные и рулонные, и требуют больших затрат на содержание (амортизацию).
Планшетный тип подачи материала представляет собой стол с вакуумным прижимом, на котором неподвижно размещается материал, вдоль которого движется печатный блок. Преимущества планшетного типа подачи материала - наилучшая точность приладки для печати (точность «попадания» изображения на материал) позволяет осуществлять печать даже на лентикулярной линзе для создания сте-рео-варио изображений. Кроме того, высокая «точность» планшетного принтера позволяет делать двойной оверпринт (печать по одному и тому же месту) для достижения тактильного эффекта (небольшого рельефа) на поверхности. Другим важным достоинством планшетного типа является возможность использования тяжелых или очень плотных листовых материалов - масса материала на столе ограничена только возможностями стола. Так же как и на комбинированном принтере, на планшетном принтере можно без проблем осуществлять печатать на самых скользких материалах. К недостаткам такого типа подачи материалов, в первую очередь относят габариты принтера, сложность производства, невозможность работы с рулонными материалами и более длительный производственный цикл, так как загрузка и выгрузка материала, требует больше времени.
Ширина запечатываемого рулона/размер печатного поля
Ширина печатного поля
610 мм - 1879 мм 1879 мм - 2600 мм 3200 мм 5000 мм
Общепринято считать принтеры с шириной печатного поля от 420 мм до 914 мм - среднеформатными. Однако для упрощения разделения принтеров, а также учитывая наличие широкоформатных принтеров одной серии с шириной печатного поля от 610 мм до 1600 мм
(важно отметить, что данные ширины печатного поля приведены для принтеров одной серии) - будем считать широкоформатными принтерами любое оборудование, начиная от 610 мм.
Наиболее распространенная ширина печатного оборудования, для принтеров относящихся к так называемым интерьерным принтерам, т. е. использующимся для печати интерьерной графики - это принтеры с шириной печатного поля до 1879 мм, которые являются одними из самых распространенных, и часто устанавливаются в небольших печатных компаниях.
Принтеры шириной печатного поля от 1879 мм и до 2600 мм представляют собой промежуточную стадию до принтеров так называемого XL размера. Принтеры, ориентированные для печати изображений с шириной печатного поля выше 2-х метров, относятся к редкой продукции в России, однако являются более стандартными для Америки и Японии, где принят стандарт билборда 2,5x4 м. В России такие принтеры распространены для печати узкоспециализированной графики, в основном для оформления интерьеров магазинов. За счет большей ширины печатного поля, такие принтеры печатают с большими скоростями.
Принтеры с шириной печатного поля 3200 мм относятся к так называемому классу принтеров грандформата. Основные показатели принтеров грандформата - это скорость печати. Принтеры грандформата в основном используются для печати больших (по объему) заказов, где важны показатели скорости, в ущерб качеству.
Отдельная группа широкоформатных принтеров с шириной печатного поля 5000 мм. Как и принтеры гранформата, они обладают крупной точкой и низким качеством, и при этом достаточно высокой скоростью. Используются в основном для печати уличной графики, такой как оформление фасадов домов или стадионов, где конечное изображение склеивается из нескольких полотен. Чем меньше будет количество мест «склеивания» тем выше будет стойкость итогового изображения.
Размер печатного поля (стола)
1000x1600 мм 1250x2500 мм 2000x2500 мм 2000x3000 мм
Для плоскопечатных принтеров (т. е. принтеров с планшетным типом подачи материала) принята другая система исчисления запечатываемого материала, основанная на размере печатного поля, отображающая максимальные размеры размещаемого на столе материала.
Разница печатного поля в основном сказывается на стоимости конечного оборудования и удобстве работы с ним. Принтеры с размером печатного поля наиболее удобны для печати по рекламным материалам, таким как пластики, которые имеют исходные размеры 2000x3000 мм, в то время как для мебельной печати более актуальны
размеры печатного поля меньшего размера, так как используемые поверхности часто не превышают 2500 мм. Наибольшую популярность на рынке печати приобрели как раз принтеры с размером печатного поля 1250х2500 и 2000х2500 мм как наиболее универсальные.
Качество печати (разрешение)
Качество печати (максимальное разрешение/размер капли)
360 dpi/ 80-50 пл 720 dpi/ 35-14 пл 1200 dpi/6 пл 1440 dpi/ 4-3 пл 2880 dpi/3 пл
Качество печати определяется, собственно, максимальным разрешением, которое воспроизводится широкоформатным принтером. На качество печати влияет не только программное расположение точки на материале, но и минимальный размер капли, способный генерироваться печатной головкой. Так, принтеры с размером капли больше 50 пл не могут воспроизводить высококачественную графику, и соответственно применяться для интерьерной печати. Разрешение печати на таких принтерах не превышает 360 dpi, и в отличие от мелкокапельных принтеров изображение с близкого расстояния выглядит зернистым. Однако на большом расстоянии это незаметно, именно по этой причине принтеры для наружной рекламы часто оснащаются крупнокапельными печатными головками.
Принтеры с размером капли от 42 до 14 пл занимают промежуточное место между интерьерной и наружной печатью, максимальное разрешение, которое могут генерировать такие принтеры - 720 dpi. Основное их назначение делать быструю графику, приближенную к интерьеру, при этом для фотопечати они не подходят.
В последнее время стали популярны принтеры, оснащенные печатными головками, способными генерировать капли размером 6 пл, и максимальным разрешением печати 1200 dpi. При максимальном качестве печати каплю можно рассмотреть с очень близкого расстояния и в основном в области полутонов. Скорость работы в максимальном качестве при этом низкая, но качество отпечатка значительно выше.
Принтеры с разрешение 1440 dpi и 2880 dpi (широкоформатные принтеры обычно ограничены 2880 dpi, настольные принтеры могут работать с большим разрешением) относятся к профессиональным фотопринтерам. Получаемое изображение при максимальном разрешении сравнимо с классической фотографией. Такие принтеры наиболее распространены для интерьерной печати премиум уровня.
Скорость печати (производительность)
Большинство принтеров имеет несколько режимов печати, отображающих скоростные возможности печати, отвечающие за производительность принтера.
Режимы печати
Драфт-режим Рабочий режим Максимальное качество
Драфт-режим, так называют черновой режим печати, при этом принтер печатает максимально быстро, и с минимальным качеством. Такой режим печати очень нестабилен и используется крайне редко, обычно на этом режиме делают тестовые отпечатки и проводят сервисные работы, проверяя стабильность работы печатных головок. Обычно это печать в 1 или 2 прохода (pass)*.
Рабочий режим, т. е. режим который используется для печати по большинству материалов и для выполнения большинства стандартных работ. Для интерьерных принтеров это печать в 8 проходов, для грандформатных принтеров - 3 или 4 прохода.
Режим максимального качества - используется для печати по трудно запечатываемым материалам (бэклиты) или для печати небольших объемов, где требуются максимальные возможности принтера с точки зрения качественной печати. В большинстве интерьерных принтеров это 16, реже 32 прохода, для принтеров грандформата - 8 или 12 проходов.
Технология струйной печати
В большинстве своем широкоформатные струйные принтеры используют технологию струйной печати drop-on-demand (dod), называемую «капля-по-требованию». Технология основывается на строго фиксированном распределении капель на поверхность материала, т. е. выстреливание капли осуществляется только строго фиксировано, там где должен быть отпечаток.
Технологии струйной печати dod
Пьезоструйная печать Термоструйная печать
Пьезоструйная и термоструйная технологии - это две самые популярные технологии печати, на базе этих технологий производится большинство принтеров. Основное отличие (как видно из названия) в способе генерации капли чернил с использованием термоэлемента или пьезоэлемента. Термоструйные печатные головки дешевле в производстве, но обладают меньшим ресурсом работы, и требуют более частой замены. Пьезоструйные печатные головки обладают большим ресурсом, чем термоструйные головки, но и стоимость пьезоструйных головок выше. На рынке струйной печати технологию термопечати активно продвигают компании HP и Canon, пьезопечати - Epson, Xaar, Spectra, Seiko, Konika-Minolta. При этом НР и Canon выпускают свои собственные принтеры и печатные головки, только подходящие под свои принтеры, Epson и Seiko - выпускают как свои принтеры, так и дают разрешение
использовать свои печатные головки в принтерах от других производителей, а Xaar, Spectra, Konika-Minolta - выпускают только печатные головки, и не выпускают принтеров.
Тип чернил
Распространенное мнение - разделять принтеры по типу используемых чернил:
• водоосновные чернила;
• сольвентоосновные чернила;
• УФ-отверждаемые чернила;
• сублимационные чернила;
• смоляные и латексные чернила.
Принтеры, работающие на водоосновных чернилах, получили наибольшее распространение среди пользователей, многие из которых используют подобные принтеры дома или на работе. Особенности принтеров на водоосновных чернилах - небольшие стартовые затраты на само оборудование, и дорогие воспринимающие материалы, а также необходимость в дополнительной защите конечного продукта для увеличения срока эксплуатации конечного отпечатка. Чаще всего принтеры, работающие на водоосновных чернилах, используют для дорогой высококачественной продукции, для печати световых коробов, репродукций на холстах и дорогих артбумагах, фотографий.
Принтеры на сольвентоосновных чернилах приобретают большую популярность и, в первую очередь, это связано с их особенностями печати по недорогим воспринимающим материалам (самоклею-щиеся виниловые пленки, ПВХ-ткани) и низкими затратами на содержание оборудования. Общеизвестный факт, что чернила на основе сольвента подразделяются на жесткосольвентные, лайтсольвентные (майлдсольвентные) и экосольвентные. Все сольвентоосновные чернила работают на базе растворителей, и как следствие являются вред-нымы. Важно помнить, что производства, на которых работают принтеры на жесткосольвентных или лайтсольвентных чернилах должны быть снабжены вытяжкой, персонал - средствами индивидуальной защиты, а конечная продукция не рекомендуется для размещения в интерьере жилых помещений или в местах культурно-досуговых развлечений (кафе, рестораны, кинотеатры). Для оформления интерьеров рекомендуется использовать принтеры, работающие на экосольвентных чернилах. Экосольвентные принтеры являются следующей стадией развития сольвентной печати, и представляют альтернативу высококачественной водоосновный печати, при этом могут применяться для печати наружной рекламы. Работа на экосольвентных принтерах не сопровождается явными выделениями остаточного испарения и практически не воздействуют на человека, хотя наличие вытяжки и средств индивидуальной защиты рекомендуются.
УФ-отверждаемые чернила, представляют собой взвесь полимера с красящими частицами, которые под воздействием УФ-излуче-ния образуют на поверхности материала слой пленки. Принтеры для УФ-печати используют либо ламповую технологию, либо светодиодную. Каждая из этих технологий обладает своими плюсами и минусами. Так, ламповые принтеры значительно быстрее, стоимость изготовления лампового блока полимеризации ниже, однако ресурсы работы в несколько раз ниже и как следствие их замена будет происходить чаще. Так же ламповые блоки обладают большей мощностью, и как следствие большей температурой нагрева и требуют дополнительной системы охлаждения ламп, и из-за больших температур, которые генерируют лампы, возникают сложности при печати по некоторым материалам, особенно чувствительным к температуре. Светодиодные принтеры медленнее принтеров, оснащенных ламповыми блоками, но они могут приступать к печати сразу, как только задание было отрастировано, им не требуется время на разогрев и не требуются дополнительные системы охлаждения. Светодиодные блоки обладают большим ресурсом работы. По этой причине, ламповые принтеры чаще всего применяются для больших промышленных принтеров, рассчитанных на производство наружной рекламы, а светодиодные принтеры используют для печати небольших по объему, но более высококачественных изображений. Принтеры, работающие на УФ-чернилах, значительно дороже принтеров работающих на других типах чернил, и нашли свое применение для печати определенных типов продукции, таких как - печать по лентикулярным пленкам, печать по мебельным фасадам и печать по листовым материалам.
Технология сублимационной печати на тканях основана на свойстве некоторых видов красителей при температурном воздействии изменять свое состояние на газообразное. В общих чертах происходит следующее: при нагревании испаренные сублимационные краски смешиваются с разогретой поверхностью синтетического материала, на который наносится рисунок. При остывании материала формируется стойкое красочное изображение. Сублимационные чернила используются для печати по тканям, подразделяются на чернила для прямой печати (и тогда каландровый термопресс является частью конструкции принтера) и для печати на специальной бумаге (чернила через термопресс переносятся на поверхность ткани). На данный момент для печати по тканям, сублимационная технология в широкоформатной печати практически не имеет конкурентов, так как позволяет получать высококачественные изображения на синтетических тканях при печати на больших скоростях.
Смоляные чернила, к которым так же относятся латексные чернила, представляют собой взвесь соединений искусственных латек-
сов или смол, в состав которых входят красящие частицы. В процессе печати, под воздействием температуры осуществляется частичное испарение жидкости и последующая полимеризация красящих смол на поверхности воспринимающего материала. Таким образом, на поверхности материала образуется тонкая полимерная красящая пленка. В отличие от УФ-отверждаемых чернил, смоляные чернила образуют очень тонкую пленку и сохраняют структуру материала, по которому осуществляется печать. Принтеры, работающие на смоляных чернилах, могут полностью заменить принтеры на водоосновных чернилах, частично заместить принтеры на сольвентоосновных и УФ-отверждаемых чернилах. Однако и у этой технологии есть свои ограничения, связаные в первую очередь с их требованием необходимой температуры полимеризации, для достижения которой требуются специальные нагревательные элементы. В случае если температура будет недостаточная, чернила не смогут закрепиться на поверхности материала. Смоляные чернила, появились на рынке недавно и являются одними из самых перспективных, так как они могут печатать на очень широком спектре материалов (почти таком же, как у УФ-чернил), и при этом стоимость принтеров значительно ниже.
Цветовая модель
Цветовая модель определяет количество цветов, которыми принтер может осуществлять печать. Основные четыре цвета, которые представляют собой классическое сочетание Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый) и Key-color (Black, ключевой или черный), т. е. CMYK. Ниже приведена таблица с расширенными цветовыми моделями.
Расширения цветовой модели CMYK
LcLm LcLmLkLLK OrGr W Mt
Цветовая модель, использующая так называемые дополнительные облегченные цвета Light Cyan (светло-голубой) и Light Magenta (светло-пурпурный), часто применяется для повышения качества печати градиентов неба и оттенков кожи. Обычно для повышения качества печати используют только два дополнительных цвета оттенка. Для печати изображений очень качественных черно-белых изображений используют дополнительные черные цвета Light Black и Light Light Black, которые в сочетании с CMYKLcLm и качественными цветовыми настройками принтера позволяют приближаться по качеству к офсетной печати. Два дополнительных цвета Orange (оранжевый) и Green (зеленый), основное назначение которых расширение цветового охвата в области зеленых и красных оттенков, часто используют для печати высококачественных фотографических изображений. Использование в принтерах White (белых) и Metal (металлических) чернил обусловлено стремлением струйной печати дополнить и частично заменить другие типы пе-
чати. Белые чернила часто используют для печати по цветных и прозрачным материалам. Металлики - это новый тип чернил, который дополняет имеющуюся палитру и применяется в принтерах для печати цветных изображений с металлическим эффектом.
Наиболее распространены цветовые модели, использующие CMYK и CMYKLcLm. Остальные модели встречаются реже и являются скорее спецификой производства определенного вида продукции.
Максимальный вес подаваемого воспринимающего материала
Характеристика принтера отвечает за максимально допустимые нагрузки на механику. Превышение допустимых параметров ограничения по весу может привести к ухудшению качества печати и в ряде случаев - выходу из строя механики принтера, к примеру, мотора вала подачи воспринимающего материала.
Максимальная толщина запечатываемого воспринимающего материала
Рулонные принтеры (в большинстве своем) могут без каких-либо проблем протянуть гибкие носители толщиной до 1 мм. Материалы толще 1 мм, могут повредить печатную часть, если поверхность материала столкнется с печатным блоком. Это связано с тем, что печатный блок располагается относительно материала на небольшой высоте.
Плоскопечатные принтеры (ввиду особенностей механики) могут запечатывать более толстые поверхности, у некоторых принтеров подъем печатной части может достигать 50 мм. Для предотвращения столкновения печатного блока с материалом на принтерах устанавливаются специальные датчики, и если материал выходит за допустимые рамки, то принтер прерывает печать.
Программное обеспечение
Струйные широкоформатные принтеры чаще всего работают, используя специальное программное обеспечение, служащее для обработки файлов посылаемых на печати. Это программное обеспечение называется RIP - Raster Image Processor. Некоторые принтеры имеют собственное программное обеспечение, которое идет в комплекте поставки. Однако существует большое количество RIPов, которые покупаются отдельно. Такие RIPbi обладают возможностями более тонкой настройки печати и большим набором инструментов для подготовки изображения к отправке на печать. Некоторые профессиональные RIPbi имеют в своем наборе опции для построения цветовых профилей. ПО поставляемое с принтерами может иметь несколько опций по работе с оборудованием:
работать только с принтерами определенной марки (Epson, Mimaki, Roland);
работать только с определенным набором принтеров (для подключения принтеров, которых нет в списке совместимого оборудования, придется отдельно приобретать опции расширения);
работать по определенным параметрам (т. е. для печати и последующей контурной резки надо приобретать дополнительные опции);
наличие собственной библиотеки цветов, опционально подгружающихся в графические редакторы;
поддержка нескольких принтеров для одновременной работы (т. е. с помощью одного RIPа можно управлять несколькими принтерами).
Для большинства работ хватает обычного ПО поставляемого с принтером.
Стоимость оборудования и амортизационные расходы
Под стоимостью оборудования обычно подразумевают едино разовое вложение, связанное с приобретением принтера и стоимостью расходных материалов, таких как чернила и материалы для печати. Этих цифр обычно хватает для поверхностной оценки качества выбираемого для работы оборудования. Для более глубокой оценки следует учитывать стоимость амортизации оборудования, сервисное обслуживание, расходы на поддержание производственного пространства, дополнительные затраты, связанные с обработкой конечного продукта и необходимостью закладывать вероятность брака. Таким образом, при выборе оборудования надо провести тщательный анализ затрат, не только на приобретение принтера, но и на его содержание и на его стабильную работу. В ряде случаев, изначально недорогое оборудование для поддержания его стабильной работы требует больших затрат, чем более дорогостоящее.
Итог
Струйные принтеры - это большое количество оборудования, предлагаемого на рынке под различными марками и произведенные в Европе, Японии, США и Китае. При выборе оборудования важно правильно оценить возможности оборудования и потребности полиграфии. Ошибка в момент выбора оборудования может быть критической для дальнейшего развития полиграфии по направлению струйной широкоформатной печати. Правильно поставленные задачи и понимание простых основ технологии струйной печати помогают избежать ошибок на начальном уровне, т. е. на стадии выбора направления развития.
