Технологічні особливості процесу багатофарбового друку

Процес поліграфічного відтворення кольорових оригіналів в загальному вигляді складається з наступних послідовних операцій:

• кольороподіл і виготовлення кольороподілених фотоформ – кольоровий аналіз (часто при поелементному запису зображення на формний матеріал фотоформи не виготовляються);

• виготовлення кольороподілених друкарських форм, в результаті кожна форма передає ділянки лише однієї фарби;

• друкування кольорових відбитків (кольоровий синтез), тобто суміщення одноколірних фарбових зображень на папері в одне кольорове, яке називають багатоколірним (чи за числом фарб, наприклад, трьохфарбове).

Будь-який кольоровий оригінал теоретично можна відтворити трьома фарбами: жовтої, пурпурної і голубої. Для цього необхідно виготовити з оригіналу три друкарські форми. Друкарські елементи форми І повинні відтворювати ділянки оригіналу, що мають жовтий колір (чистий жовтий, червоний, зелений, чорний); елементи форми ІІ – відповідно, пурпурний колір (чисто голубий, зелений і т.д.), а елементи форми ІІІ – голубий колір (чисто голубий, зелений і т.д.). Такі форми, що відтворюють не весь оригінал, а окремі його кольори називаються кольороподіленими друкарськими формами.

Якщо на кожну з трьох друкарських форм нанести фарбу відповідного кольору і провести послідовний друк з них на один і той же лист паперу, точно суміщуючи зображення, то в результаті субтрактивного синтезу кольорів одержимо багатоколірне зображення, тобто репродукцію оригіналу.

Для того, щоб виготовити кольороподілені друкарські форми, наприклад копіюванням з фотоформ, необхідно з багатоколірного оригіналу зробити для кожної фарби негатив чи діапозитив, кожний з яких має відтворювати лише певні кольори оригіналу, тобто вони мають бути кольороподіленими. На кольороподіленому негативі для жовтої фарби ділянки, що відповідають жовтому, червоному, зеленому і чорному кольорах оригіналу мають бути прозорими. Виготовлена з такого негатива друкарська форма буде мати друкарські елементи, що відповідають виділяючій фарбі. Кольороподілений негатив для пурпурної фарби повинен мати прозорими ті ділянки, які відповідають лише пурпурному, червоному, синьому і чорному кольорам. Кольороподілений негатив для голубої фарби має прозорі ділянки, що відповідають лише голубому, зеленому, синьому і чорному кольорам оригіналу, а непрозорі ділянки передають усі решта кольори. Таким чином, на кожному кольороподіленому негативі, що представляє собою чорно-біле зображення, ділянки “виділяючої” фарби повинні бути прозорими, а “невиділяючої” – непрозорими.

Кольороподілені фотоформи для кожної форми монтують на спеціальній прозорій основі таким чином, щоб добитися їх повного суміщення. Монтаж кожної кольороподіленої форми копіюють під спеціальним джерелом світла (УФ-випромінення) на світлочутливу формну пластину. Потім шляхом хімічної обробки перетворюють цю пластину в кольороподілену друкарську форму. На формах є друкарські елементи, що відповідають лише одній фарбі.

Зображення кожного кольору одної репродукції послідовно друкують з кольороподілених форм на один і той же друкарський аркуш. В результаті одноколірні зображення голубої, пурпурної, жовтої і чорної фарб суміщуються на папері в одне багатоколірне зображення.

Слід відзначити, що технологія друкування (швидкість роботи обладнання, кількість фарб, що друкується за один прогін на друкарській машині, тип машини, характеристика друкарської форми, вид друкарського паперу, послідовність накладання фарб і ін.) в значній мірі визначає вимоги до кольороподілу. Кольороподіл оригіналу при допомозі репродукційного фотоапарату, електронної кольороподільної машини чи комп’ютерної видавничої системи дозволяє зробити різні перетворення зображення у досить широких межах, тобто змінювати градації таким чином, щоб оптимально компенсувати систематичні спотворення, що виникають через конкретну технологію друку і матеріали.

Кольороподіл повинен якомога повно враховувати конкретну технологію друкування і систематичні спотворення, що виникають у друкарському процесі.

Без врахування систематичних спотворень технологічного процесу і специфічних особливостей, що пов’язані з впливом на кінцевий результат репродукціювання вибраного для видання паперу, добитися доброго відтворення на поліграфічному відбитку зображення, яке можна побачити на моніторі, наприклад, комп’ютерної видавничої системи, практично неможливо.

Суть проблеми полягає в тому, що співставляються два зображення (відтворених на моніторі і у друкарні), одержаних при різних способах синтезу. Складний чотирьохфарбовий (голуба, пурпурна, жовта, чорні фарби) автотипний (растровий) синтез кольору в поліграфічному процесі моделюється на екрані монітору чисто аддитивним синтезом трьох базових кольорів (червоного, зеленого, синього). При цьому деякі кольорові зони просто не співпадають один з одним. Тому необхідно оцінити якість кольороподілу, визначити як буде виглядати зображення на відбитку.

З цією метою виготовляють кольоропробу, яка представляє собою синтез кольороподіленого зображення на матеріальному носії. Тут можуть бути використані різні технології, але всюди стараються використовувати сублімаційні фарбники, ксерографічні порошки і ін., кольорові характеристики яких більш-менш відповідають спектрам стандартизованих друкарських фарб. Однак, навіть дуже інформаційні кольоропроби (Cromalin, AGFA Dry proof, 3M Match print) дають швидше уяву про якість кольороподілу, але не можуть служити точним еталоном при друкуванні продукції.

Щоб скласти найбільш точне уявлення про якість кольороподілу, необхідно одержати відбитки з оригінальних друкарських форм, на які копіюють кольороподілені діапозитиви. Такі відбитки одержують при допомозі офсетних прободрукарських пристроїв, які являють собою плоский стіл-талер, на який закріплюється офсетна друкарська форма із зображенням якість якого треба оцінити за пробним відбитком.

В комплект пробних відбитків одного сюжету крім суміщеного зображення входять шкальні відбитки, які одержують початковими фарбами (голубою, пурпурною, жовтою, чорною) з кожної відповідної форми, а також бінарні накладання: попарні (наприклад, голуба+пурпурна і жовта+чорна) суміщення фарб.

Пробні відбитки дозволяють оцінити правильність вибраних режимів при кольороподілі оригіналу.

Технологічні та конструктивні особливості сучасного друкарського обладнання.

Як уже відзначалось у попередніх лекціях, зараз спостерігається тенденція до друкування видань малими тиражами, багатьма фарбами і високої якості. Основними вимогами до сучасного конкурентноспроможного поліграфічного друкарського обладнання, на думку фахівців є:

• зменшення затрат часу на підготовчі операції;

• висока якість друку;

• простота обслуговування;

• універсальність;

• висока продуктивність при постійній експлуатації;

• ефективне сервісне обслуговування і довговічність.

Отож конструкція друкарських машин значно змінилась порівняно з машинами попереднього покоління. Перезарядка друкарських форм, змивання валиків, офсетних і друкарських циліндрів зараз в багатьох машинах виконується автоматично. Крім того, традиційні вузли теж модернізуються з метою досягнення стабільності, збільшення швидкості виконання функцій, розширення технологічних можливостей. Зменшення суб’єктивних факторів.

Є велике різноманіття друкарських машин, але всі машини виконують однаковий технологічний процес, що включає такі операції: нанесення фарби на друкарську форму; подачу задруковуваного матеріалу в зону друку і вирівнювання його відносно друкарської форми; створення контакту – тиску між друкарською формою і матеріалом; відділення відбитку від форми чи гумовотканної пластини і вивід його із зони друку для накладання наступних фарб чи безпосередньо в прийомний пристрій; прийом готових відбитків – вкладання листів у стопу чи змотування паперового полотна в рулон.

Крім того, друкарські машини і агрегати, залежно від своєї конструкції і виду друкарської продукції виконують додаткові операції. Наприклад, в плоскому офсетному друці – зволоження пробільних елементів форми перед нанесенням на неї фарби; в глибокому друці – видалення надлишку фарби з друкарської форми; в рулонних машинах – поперечну (а в деяких випадках поздовжню) розрізку паперу на аркуші, їх вивід, фальцовку у зошити, скріплення зошитів і т.д.

Усі друкарські машини побудовані за однаковою структурної схемою, де суцільною лінією позначені технологічні вузли, що є майже у всіх друкарських машинах, а штриховими – лише у окремих груп машин.

Друкарська секція

Зволожуючий Фарбовий

апарат апарат

С истеми подачі Друкарський Сушильний Фальцю- Прийомно-

п аперу пристрій та інші вальний вивідний

пристрої аппарат

Рис.4 Структурна схема друкарської машини

Системи подачі паперу діляться на два види: самонакади і рулонні пристрої. Самонаклади призначені для поштучної подачі паперових аркушів із стопи в друкарський пристрій машини. При цьому має забезпечуватись необхідна точність вирівнювання листів відносно друкарської форми чи гумовотканної пластини. У сучасних друкарських машинах використовуються зазвичай пневматичні самонаклади, в яких верхні листи відокремлюються від стопи паперовакуумними присосами чи струєю стиснутого повітря.

Прикладом сучасної конструкції може бути самонаклад машини “Спідмастер” фірми “Гейдельберг”. Надійна пневматична головка оснащена ротаційним клапаном, який не має поршнів, дискових кулачків і пружин. Тому присос є надійним і не вимагає великих затрат часу на обслуговування. Присоси і роздуви легко встановлюються на різні друкарські матеріали. Положення пневматичної головки відносно стапеля, кут повороту відокремлюючих присосів і висота подаючих присосів регулюється під час роботи. З допомогою роликів і стрічок аркуш поступає через накладний стіл до передніх маркувнь. Зараз для транспортування застосовують стрічки з отворами через які подається вакуум. Приставлення і відставлення бокових маркувань для вирівнювання аркуша виконується дистанційно.

Для контролю і безпечної роботи машини до системи для подавання аркушів входять пристрої аварійної зупинки піднімання стапеля, електромеханічний контроль подвійного аркуша, автоматичні щупи для контролю переходу і пропускання в подаванні аркуша або подаванні аркуша неправильної орієнтації, бар’єр, що протидіє потраплянню сторонніх предметів.

Багато сучасних друкарських аркушевих машин мають пристрої для перевертання аркушів, в основному барабанної конструкції.

У рулонних машинах папероживильна секція складається з пристроїв для встановлення і регулювання положення рулонів, рулонних гальм, приводу, амортизаторів натягу паперового полотна, механізму автосклеювання, порохоочисних і зволожувальних пристроїв. Зараз додатково встановлюються електронні контрольні системи, які здійснюють контроль паперового полотна відбитка, регулювання натягу, поздовжньої і попередньої приводки, керують автосклеюванням. Наприклад, можливість автоматичної заміни рулонів передбачає система “Роведік” фірми “Сіменс”. Момент склеювання вираховується за спеціальною формулою, яка враховує швидкість обертання рулону, його початковий і допустимий діаметр рулону. Система дозволяє отримати постійну ділянку склеювання при різних швидкостях і товщині паперу з точністю до 1 мм. Вся програма складається з трьох частин:

• програми розгону нового рулону;

• програми зміни рулону;

• програми обчислень.

Дані з двох цифрових датчиків про швидкість руху полотна і діаметр рулону з допомогою програми обчислень обробляються і визначається момент склеювання.

Друкарські апарати складається з основи, на якій розміщена друкарська форма, і опори для задруковуваного матеріалу та створення контакту його з друкарською формою.

В задачу друкарських апаратів входить передача певної кількості фарби з друкарських елементів форми на друкарський матеріал при достатньому тиску та перетягуванні друкарського матеріалу через зону друкування.

Функції друкарських апаратів зв’язані з типом друкарської форми та видом друкарського матеріалу. Вони також залежать від способу друку.

Процес передачі зображення з форми на матеріал може відбуватися прямим чи непрямим способом. При непрямому способі з друкарської форми фарба переноситься на еластичну проміжну поверхню, а з неї – на друкарський матеріал.

Залежно від геометричної форми основи і опори друкарські пристрої бувають трьох видів: тигельні, плоскодрукарські і ротаційні.

Р ис. 5. Схема друкарських апаратів різних типів машин: а - тигельної; б - плоскодрукарської; у - ротаційної; 1 - папір; 2 - талер; 3 - тигель; 4 - друкарськаформа; 5 - друкарський циліндр; 6 - формний циліндр; 7 - фарбовий валик

У тигельних друкарських пристроях (від нім. tiegel – плита, подушка) друкарську форму закріплюють на плоскій основі, що називається талером. Папір притискається до форми опорою, що називається тигелем. Він має також плоску поверхню, покриту декелем. В процесі друку папір контактує одночасно зі всіма друкарськими ділянками форми. Внаслідок цього друкарські машини з такими друкарськими пристроями випускають для друкування з форм невеликих форматів (до 35х50 см).

У плоскодрукарських пристроях друкарська форма також знаходиться на плоскій основі – талері. Але тиск здійснюється циліндричною опорою – друкарським циліндром, покритим декелем. За кожний цикл роботи машини талер здійснює два ходи – один робочий, при якому одержується відбиток, а другий – холостий.

У ротаційних друкарських пристроях друкарську форму закріплюють на формному циліндрі (чи форма являє собою циліндр, наприклад, у глибокому друці), а тиск здійснюється друкарським циліндром, покритим декелем. При друкуванні папір проходить між формним і друкарськими циліндрами.

Для офсетного друку використовують ротаційний друкарський пристрій, який складається з трьох циліндрів: формного з друкарською формою, друкарського і офсетного (передаточного), покритого гумовотканинною пластиною. Папір проходить між офсетним і друкарськими циліндрами.

Для включення і виключення тиску, а також його регулювання у кожному друкарському пристрої є механізми натиску. З їх допомогою досягається необхідний зазор між поверхнею форми і опорою, не покритою декелем. Величина цього зазору при включенні тиску завжди має бути менше товщини декелю, внаслідок цього проходить його деформація (стиск) і створюється оптимальний тиск друкування.

Друкарські апарати сучасних машин є надзвичйно складнии вузлами.

Фарбовий апарат призначений для нанесення дозованим шаром в’язкої чи рідкої фарби на друкарську форму. Такі апарати для в’язких фарб високого та офсетного друку в основному складається з трьох груп: фарбоподаючої, розкатної і накатної. Фарбоподаюча група призначена для періодичної подачі регульованої кількості фарби у розкатну групу. Розкатна група складається із металевих циліндрів і еластичних валиків, розкатує одержану фарбу рівномірним шаром і передає його на накатну групу, яка наносить фарбу рівномірним тонким (4-10 мкм) шаром на друкарські елементи форми. Ця група складається, зазвичай, із трьох чи чотирьох еластичних валиків, що знаходяться в контакті з друкарською формою і розкатними циліндрами. Фарбові апарати машин глибокого друку мають більш спрощену конструкцію.

Конструкція фарбових апаратів сучасних друкарських машин гарантує плавну подачу фарби, управління і контроль за її кількістю за допомогою засобів автоматики.

Розрахунок кількості і геометричних розмірів елементів фарбового апарата виконується імітаційним моделюванням з допомогою ЕОМ.

Фірмою “Ман Роланд” розроблено і впроваджено пристрій RCI, який під час друкування може виконати регулювання профілю фарби на дукторі. Для цього фарбові скриньки оснащені засувками шириною 30 мм. Вони приймають команди і протягом частки секунди встановлюються в робоче положення. Дані про профіль фарб для конкретної роботи можуть бути занесені в ЕОМ, яка керує роботою машини, що дозволяє скоротити час на приладки при повторному друкуванні тиражу. З допомогою системи RCI і рухомого денситометра можна замірювати оптичні щільності на тиражних відбитках і порівняти їх з пробним відбитком. Якщо є певна різниця, корекцію можна виконати зміною кількості подачі фарби дистанційно, а, використовуючий скануючий пристрій Ronald EPS, крім того, здійснити попереднє регулювання фарбових скриньок.

Для змивання фарби з фарбового апарату застосовують ракельні системи, які інколи мають автоматизоване керування. Наприклад, фірмою Ман Роланд розроблено систему керування змивним пристроєм, яка працює за 6 програмами.

Як допоміжні пристрої для фарбових апаратів використовують термостати. Завдяки стабілізації температури під час роботи обладнання не змінюються фізико-механічні властивості фарби і досягається рівновага із зволожуючим розчином.

Зволожуючий апарат. Необхідне забезпечення офсетної друкарської форми зволожуючим розчином має вирішальний вплив на якість друкарської продукції. Зволожуючий розчин, крім захисту пробільних елементів від попадання фарби, в друкарській машині очищує і охолоджує друкарську фарбу, зменшує тертя в зоні друкарського контакту, зменшує кількість електростатичних зарядів на поверхні паперу. З іншого боку, зволожуючий розчин, потрапляючи у фарбу, ускладнює процес висихання відбитків, погіршує різкість растрових елементів. Тому вдосконалення зволожуючих апаратів має за мету нанесення мінімально необхідної кількості зволожуючого розчину на пробільн і елементи форми. Добре зарекомендувала себе у роботі система “Алколор” фірми “Гейдельберг”. Ця система з безперервним подаванням вологи з дуктора на подаючий валик. Зволожуючий апарат з’єднується з фарбовим через проміжний вал з пневматичним переміщенням.

Рівновага між фарбою і зволожуючим розчином швидко досягається при допомозі попереднього подавання вологи на фарбовий аппарат, ще до початку друкування. Очищення зволожуючого апарату виконується разом з фарбовим.

Лакувальні і сушильні пристрої. Системи для лакування повинні забезпечити рівномірне нанесення лаку по всій ширині аркуша. Лакування може виконуватися матовою пастою або дзеркальним лаком. Суцільне покриття застосовується для обкладинок книг, а вибіркове – для створення спеціальних ефектів на відбитках. Операція здійснюється в спеціальній секції машини -–лакувальній. Її конструкція загалом є спрощеною друкарською секцією, а процес лакування виконується зі спеціальної форми. Відстань від ванни з лаком до паперу повинна бути мінімальною.

Сушильні пристрої використовуються на рулонних ротаційних машинах глибокого, флексографського і офсетного друку, а також на швидкісних листових ротаційних машинах і на сьогодні є найкращим засобом запобігання відмарювання відбитків.

Конструкцію сушильного пристрою визначає принцип сушіння. За способом передачі теплоти розрізняють контактні, конвекційні і радіаційні сушильні пристрої. В сушильних пристроях використовують наступні принципи сушіння:

• відкритим газовим полум’ям;

• нагрітим повітрям чи газовим полум’ям і нагрітим повітрям;

• інфрачервоними променями і газовим полум’ям;

• інфрачервоними променями і електричним нагрівачами;

• сушил ьним барабаном;

• в сушильній камері;

• в сушильному тунелі.

Сушильні пристрої аркушевих машин часто оснащуються інфрачервоними випромінювачами, які розміщуються перпендикулярно до напряму проходження аркуша. Додатковим засобом для сушіння є тепле повітря, яке подається на відбитки через сопла, інфрачервоний чутливий елемент на вивідному пристрої забезпечує точне автоматичне керування випромінювачами і кількістю подачі теплого повітря. Після останнього випромінювача повітря відсмоктується для генерації, чим забезпечується ефективний захист навколишнього середовища зменшуються затрати на енергію.

Приймальні пристрої залежно від виду друкарських машин мають різну конструкцію. Так, наприклад, в машинах, де використовується аркушевий папір, віддруковані аркуші з друкарського циліндру виводяться паперовивідним транспортером і вкладаються у стопу. Перед вкладанням аркуші автоматично вирівнються зіштовхувачами по переднім та боковим краям. По мірі поступання аркушів у стопу стіл автоматично опускається. Папероприймальні пристрої сучасних друкарських машин оснащені механізмами для заміни стапельного столу на ходу машини.

Друкарські машини, що використовують рулонний папір, частіше всього оснащені фальцувально-різальними апаратами, призначеними для поздовжнього згину і фальцування цих аркушів у зошити. При цьому кількість згинів і їх взаєморозміщення визначено конструкцією фальцапарату і видом друкарської продукції. Наприклад, газети фальцюють, як звично, в два, а книжково-журнальні зошити – в три згини.

Системи автоматизованого управління друкарськими процесами.

Реалізація високих вимог до гнучкості, комфорту обслуговування сучасного обладнання неможлива без відповідної обчислювальної техніки, електроніки. У зв’язку з цим особливо важливим є розуміння спеціалістами принципів дії всіх засобів автоматизації обладнаня. А самі зособи повинні працювати з максимальною експлуатаційною надійністю і, при надходженні даних про порушення параметрів технологіного процесу, забезпечити швидку і просту їх локалізацію.

Так, наприклад, виробничо-інформаційна система “СРДата” фірми “Гейдельберг” призначена для об’єднання друкарської машини і пристроїв для попередньої підготовки машини до друку (СРС і СРТронік) між собою та з’єднання в єдину мережу інших дільниць друкарні. Через таку систему передається інформація про видання (замовник, тираж, форат паперу), черговість виконання замовлень, кількість віддрукованих аркушів. З допомогою модемного зв’язку між системою “СР Дата” і сервісним центром з обслуговування фірми “Гейдельберг” можна забезпечити ремонт обладнання в стислі терміни і з меншими затратами, і т.д.

Конструкція і технологічні можливості друкарських машин для різних видів і способів друку різні. Це обумовлено великим різноманіттям друкарської продукції за її об’ємом, тиражами, форматами, сроком випуску і іншими показниками. Тому для конкретних груп видань вибирають найбільш оптимальні типи друкарських машин з точки зору економічного використання всіх її виробничих потужностей і одержання необхідного рівня якості друкарської продукції.

Строго встановленої класифікації друкарських машин немає. Їх зазвичай класифікують за багатьма конструктивними і технологічними признаками, головними з яких є: вид паперу, що використовується (аркуші чи рулони)і геометрична форма робочих органів друкарського устаткування, тобто його конструкція. Залежно від використаного паперу всі машини діляться на аркушеві і рулонні. За геометрією формної і друкарської поверхні друкарського пристрою машини поділяють на тигельні, плоскодрукарські і ротаційні.

Тигельні і плоскодрукарські машини друкують як правило лише на аркушевому папері, а ротаційні – на аркушевому чи рулонному папері. За кількістю фарб, які можуть бути віддруковані на папері за один робочий цикл, друкарські машини діляться на однофарбові, двофарбові і багатофарбові, що різняться між собою за кількістю друкарських секцій. Тигельні і плоскодрукарські машини випускаються однофарбовими, ротаційні машини можуть бути одно-, двох- і багатофарбові. В останньому випадку кількість фарб, що можна одержати за один прогін, може бути різна (від 3 до 8, наприклад, по 4 фарби з обох сторін аркушу).

Залежно від того, чи можна друкувати за один прогін на одній чи на двох сторонах аркуша паперу, ротаційні машини розділяють на односторонні, двохсторонні і комбіновані. Останній вид можна перебудувати на друкування з одної чи двох сторін. Тигельні і плоскодрукарські машини випускають зазвичай односторонніми.

За видом друку розрізняють машини для високого, плоского і глибокого друку, а також спеціальних способів друку (наприклад, трафаретного і ін.). В свою чергу, ротаційні машини кожного виду друку, залежно від наявності чи відсутності офсетного циліндру, діляться на машини офсетного і прямого друку. І накінець, друкарські машини можуть бути універсальними, що можуть друкувати різну продукцію, і спеціалізовані на окремому виді продукції (наприклад газетні машини, книжково-журнальні і ін.).