tisk 2 - uni-lj.si
TRANSCRIPT
TISK 2
Elektrofotografija 2015/16
1
2
Elektrofotografija je ena od vodilnih digitalnih tehnologij tiska, ki se uporablja pri
majno formatnih tiskalnikih in kopirnih strojih, kot tudi pri produkcijskih,
industrijskih, visoko-hitrostnih strojih.
3
UVOD
trg EP je naraščajoč
tisk: knjig, brošur, katalogov, embalaže, delno etiket
tisk časopisov se bo prenesel na IJ
Pira International:
„In 2013, the digital print market was worth $120.9 billion in constant 2012
dollar values, or $131.0 billion in current dollar terms that take into account
inflation and currency exchange rate fluctuations. This is the equivalent of 1.13
trillion A4 size prints manufactured by print-for-profit service providers and
packaging converters. The total digital market will reach 225% of the 2013
value by 2024, according to a new market report by Smithers Pira.“
UVOD
4
Tehnologija tiska temelji na elektrofotografskem kopirnem procesu (l. 1939
izumil Chester Carlson), patentirana l. 1942, na tržišču okoli l. 1960.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
5
ELEKTROFOTOGRAFIJA
6
1. upodabljanje (imaging)
2. razvijanje (developing)
3. prenos tonerja (transfer)
4. utrjevanje (fusing)
5. čiščenje (cleaning unit)
FOTOPREVODNI MATERIAL
Nosilec slike (angl. Image carrier) - upodobitveni boben (ali trak iz fleksibilnega
materiala), navadno osnova - Al, prekrita s slojem fotoprevodnega materiala.
Vrste fotoprevodnega materiala:
1. arzenov triselenid (As2Se3) oziroma podobne snovi, ki vsebujejo selen
2. cinkov oksid (ZnO)
3. OPC (organic photocondutor) večslojni material
4. amorfni silicij ali α-Si ali a-Si
ELEKTROFOTOGRAFIJA
7
As2Se3
ima visoko mehansko in fotoelektrično stabilnost, dober prenos tonerja in
dolgo življenjsko dobo. Osvetljujejo se z laserji.
ZnO
omogoča visoko ločljivost odtisov, nižja trdnost in fotoelektrična stabilnost
kot As2Se3, lahko oksidira pod vplivom korone. Osvetljevanje z laserjem.
OPC materiali
občutljivi na svetlobo različnih valovnih dolžin, osvetljevanje z laserji in LED
diodami, niso odporni na abrazijo, imajo krajšo življenjsko dobo.
Amorfni silicij
visoka ločljivost odtisov, osvetljevanje z laserji in LED diodami, vzdržljiv,
višji stroški proizvodnje.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
8
9
ELEKTROFOTOGRAFIJA
ELEKTROFOTOGRAFIJA
UPODOBITVENA ENOTA IN KORONA
- nanos homogenega naboja na površini
Nabijanje:
s pomočjo korotrona (angl. corotron) oz. korone.
tanko volframovo žično navitje in ozemljeno ohišje.
pod vplivom visoke napetosti (nekaj tisoč voltov) žično navitje zažari, zrak v
okolici se ionizira.
slabost sistema - možnost tvorbe nehomogenega polja naboja – slabša
kakovost reprodukcije.
10
Izboljšava - skorotorn (angl. scorotron)
med žičnim navitjem in fotoprevodno plastjo je nameščena žična mreža -
deluje kot sito in omogoča enakomerno razporeditev naboja.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
skorotronkorotron
11
Upodabljanje latentne slike na površini bobna (- ali +). Ločimo dva načina:
razvijanje razelektrenega dela DAD (angl. Discharged area developement),
kjer se osvetlijo deli, kamor se kasneje nanese toner, in
razvijanje nabitega dela CAD (angl. Charged area developement), kjer se
osvetljuje ozadje oziroma mesta, kjer se toner ne bo nanesel.
Primerjava značilnost naboja in tonerja glede na fotoprevodni material.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
12
ELEKTROFOTOGRAFIJA
Upodabljanje se lahko izvaja z laserji ali z LED diodami.
Poznamo več sistemov upodabljanja:
ROS sistem (angl. Raster output scanner), kjer se eden ali več
laserskih žarkov razprši s pomočjo kompleksnega optičnega sistema,
LED vrstični niz diod, tiskovna glava v širini formata in osvetljuje
upodobitveni boben,
svetlobni vir in DMD (angl. Digital micromirror device), kjer se poleg
svetlobnega vira uporablja še čip z mikro ogledali,
svetlobni vir in svetlobni ventil iz keramike, omogoča doseganje
večjih hitrosti upodabljanja.
13
14
ELEKTROFOTOGRAFIJA
15
ELEKTROFOTOGRAFIJA
Valovne dolžine, ki se uporabljajo za upodabljanje glede na fotoprevoden
material:
ELEKTROFOTOGRAFIJA
Spektralne občutljivosti posameznih fotoprevodnih materialov.17
RAZVIJALNA ENOTA
razvitje latentne slike.
sistem za prenos tonerja je odvisen od naboja na povšini upodobitvenega
bobna, vrste tonerja ter želene hitrosti in kakovosti odtisa.
primer: sistemi z enokomponentnim (magnetni) tonerjem in
dvokomponentnim tonerjem (magnetni nosilec).
ELEKTROFOTOGRAFIJA
18
UTRJEVANJE TONARJA
Utrjevanje je nuno - elektrostatične (Van der Vaalsove) vezi med tonerjem in
TM so prešibke; kontaktno ali nekontaktno.
Kontaktno - s pomočjo T in P (angl. heat fusing process). Dva valja; zgornji
segret ,T 150 - 200 °C. Segreje toner in TM, staljen toner se hkrati izpostavi
mehanskemu pritisku spodnjega valja.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
19
UTRJEVANJE TONARJA
Nekontaktno – s toplotnim sevanjem (angl. radiation fusing) - toner se
segreje s pomočjo elektromagnenega valovanja sijalk. Ko doseže primerno
viskoznost, omoči TM in penetrira med vlakna, ustvari se adhezija.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
20
ČIŠČENJE
Upodobitveni boben se očisti, ko se toner prenese na TM.
Sistem za mehansko čiščenje je sestavljen iz:
krtač in
gumijastih strgal
lahko tudi razelektritvene svetilke
Toner, ki se ni prenesel na TM se vrne v razvijalno enoto, ponovna
uporaba.
ELEKTROFOTOGRAFIJA
21
TB mora biti prilagojena - fizikalno - kemijskim lastnostim latentne slike.
potrebno je uporabiti TB s prilagojeno polarnostjo.
TONERJI
Sistemi, ki uporabljajo toner:
elektrofotografija (xerografija),
ionografija,
elektrostatični tisk,
magnetografija,
…
TISKARSKE BARVE EP
22
23
ELEKTROFOTOGRAFIJA
TONER
enokomponentni
dvokomponentni (trdni, tekoči)
TRDNI ENOKOMPONENTNI TONER
magnetni
nemagnetni
Običajna struktura dvokomponentnega trdnega tonerja.
TISKARSKE BARVE EP
komponenta sestava %
pigment anorganski / organski (saje za K) 5 - 15
sredstva za vzdrževanje naboja 1 - 3
polimerno vezivo smola (stiren-akrilna, poliester) 80 – 90
aditivi olje (silikonsko) , vosek (polietilenski) ali silika 224
TRDNI ENOKOMPONENTNI TONER
Magnetni toner
se uporabljajo predvsem v ionografiji in tudi v magnetografiji ter
elektrofotografskih kopirnih in tiskovnih sistemih.
sestojijo iz jedra, ki je FeO (50-70% celotne strukture), ki ga obdajajo
barvne sestavine (pigmenti, veziva, dodatki za čiščenje).
zaradi FeO (toner ne potrebuje nosilca)
tonerje težko pripraviti v barvah, zato jih uporabljajo predvsem pri
enobarvnem tisku.
TISKARSKE BARVE EP
25
TRDNI ENOKOMPONENTNI TONER
Nemagnetni toner
prenos tonerja na osnovi statičnega naboja, ki nastane s trenjem in
omogoča prenos tonerja na gumijasti tiskovni valj
uporabljajo predvsem v sistemih z nizko hitrostjo tiskanja
težaven enakomerno obarvanje večjih površin
prihaja lahko do nekontroliranega odpadanja delcev, prašenja, slabša
kakovost tiska
TISKARSKE BARVE EP
26
TRDNI DVOKOMPONENTNI TONER
uporaba bolj razširjena kot enokomponentnih (90% kopirnih in tiskovnih
sistemov).
(Xeikon, Canon, Xerox, Heidelberg NextPress).
poleg tonerja (3‐30 μm odvisno od resolucije odtisa), delci nosilca (80 μm).
toner se porabi, delci nosilca se vrnejo v razvijalni sistem, ponovna uporaba.
na barvilnem valju lahko ostane do 20% tonerja, potrebno naknadno odstraniti.
Struktura dvokomponentnega tonerja Oce.
TISKARSKE BARVE EP
27
TEKOČI (DVOKOMPONENTNI) TONER
(Indigo, Mitsubishi, Ricoh)
delci tonerja velikosti (1-2 μm), debelina odtisa 1-3 μm
nosilec tekočina (npr. izoparafin), polimeri za boljšo stabilizacijo in taljenje
dodatki za vzdrževanje elektrostatičnega naboja), se vrne v proces
visoka kakovost odtisa - kakovost ofsetnega tiska
TISKARSKE BARVE EP
28
29
NOVE TEHNOLOGIJE RAZVOJA TONERJEV
V-toner
Mikrodisperzna sestava voska, toner 5,5 μm, večji barvni obseg (kot ofset),
brezoljno fiksiranje, visoka stopnja ponovljivosti, stabilnosti.
TISKARSKE BARVE EP
namenjeni za posredno/neposredno tiskanje, možne vse tiskovne
geometrije
tiskajo eno/obojestransko, na pole/zvitke
večbarvni stroji se razlikujejo glede na način tiska večbarvnih izvlečkov.
neposredno na papir
posredno na valj / trak nato na papir
TISKARSKI STROJI ZA EP
30
Večprehodni sistemi (multipass systems)
barvni izvlečki se upodobijo eden za drugim na polprevodnem valju ali
traku, od tod pa zaporedoma ali sočasno na papir
Enoprehodni sistemi (singlepass systems)
izvlečki se natisnejo vsak s svojo upodobitveno enoto (kot ofsetni tisk)
Dodatne možnosti:
obosestranski tisk (duplex)
tisk na pole / zvitke
In line povezava z dodelavnimi enotami
TISKARSKI STROJI ZA EP
31
Večprehodni sistemi:
upodobitvena površina in vmesni nosilci
lahko konstruirani kot bobni/valji, ali kot trakovi.
barvne enote zaporedoma povezane s
polprevodnim bobnom/valjem.
brvni izvlečki so zbrani neposredno na
upodobitvenem valju in prenešeni na papir v
enem kontaktu – sočasno.
TISKARSKI STROJI ZA EP
32
Večprehodni sistemi
Barvne enote razporejene kot vrtiljak. Upodobitev se izvede na
polprevodnem valju, ki prihaja v kontakt z vsako barvno enoto in papirjem
zaporedno. Papir je s pomočjo elektrostatičnih sil voden po obodu
tiskovnega valja. Za prenos vseh izvlečkov mora papir opraviti 4 rotacije.
TISKARSKI STROJI ZA EP
33
Večprehodni sistemi
Enostavnejši sistem: V štirih rotacijah se 4 barvne separacije zaporedoma
prenesejo preko vmesnega valja na papir. Razvijanje latentne slike se
izvede preko preklopnega barvnega sistema.
TISKARSKI STROJI ZA EP
34
Večprehodni sistemi – slabša produktivnost!
Enoprehodni sistemi:
vključuje po eno upodobitveno in tiskovno enoto za vsako posamezno
procesno barvo.
TM potuje skozi zaporedne tiskovne člene, da doseže končni odtis
to se zgodi v enem prehodu – zato ime singlepass.
Produktivnost enoprehodnih sistemov je pri CMYK tisku 4 x večja.
TISKARSKI STROJI ZA EP
35
• Enoprehodni sistemi:
TISKARSKI STROJI ZA EP
36
tiskovni format B2 (maximum)
ločljivost tiska 1400 do 2400 dpi
tisk je že mogoč na folije (fleksibilna embalaža, etikete), karton
Primeri najnovejših EP tehnologij:
37
TISKARSKI STROJI ZA EP
Primeri najnovejših EP tehnologij:
38
TISKARSKI STROJI ZA EP
Magnetografija – tehnologija neposrednega upodabljanja, Oce
Elektrofotografija – do sedaj veljala za monopolno, saj obstaja že več kot
štirideset let.
Posebnosti magnetografije (Oce Direct imaging and Copy press) so:
uporaba sedmih procesnih barv (CMYK in RGB)
nanos TB v eni plasti (monolayer), barva ob barvo
optično mešanje brez subtraktivnega mešanja!
reproduciranje po principu dinamičnega mešanja barv
vsaka TB ima posebej predpisano liniaturo in kot rastra
X-GRAFIJA
ni občutljivosti na klimatske spremembe!
stabilen proces!
opačni toner!
X-GRAFIJA
41
• uporaba opačnih TB
• CMY kombinacija ne reproducira sekundarnih barv (ni subtraktivnega mešanja)
• gre za nizanje posameznih TB ob TB
Nujno! Dodatek 3 barv stabilizira proces in poveča barvni obseg.
X-GRAFIJA
42
Rastriranje z dinamičnim mešanjem določa frekvenco in kot za vsako TB.
K, C & Y M & G B & R
X-GRAFIJA
43
Klasično mešanje
Uporablja 6 različnih kombinacij barv.
Za ciljno barvo se uporabi mešanje
3 tonerjev.
Na splošno se ciljna barva reproducira
z uporabo:
• eno od R, G, B barv
• eno od C, M, Y barv
• belo podlago papirja ali črno
X-GRAFIJA
44
Dinamično mešanje
uporablja 8 kombinacij barv
Ciljna barva se generera iz:
• 3 različnih barv
• črne ali bele kot barve podlage
8 segmentov brez črne (a) in s črno (b).
X-GRAFIJA
45
Primer reproduciranja modre barve:
1. Klasično mešanje (uporaba B barve in beline papirja) – večji kot je
kontrast, bolj moteč je odtis (marmoriranje, vidne pike rastra)
2. Dinamično mešanje, svetlo modra nastane z uporabo M in C – manjši
kontrast z belino papirja, manjše marmoriranje, za temnejše tone pa
uporabimo še B.
X-GRAFIJA
46
X-GRAFIJA
Oce (Canon) tehnologija – neposredni tisk (direct press).
LITERATURA
KUMAR, M. Tehnologija grafičnih procesov. Ljubljana : Center RS
za poklicno izobraževanje, 2008. 480 str.
KIPPHAN, H. Handbook of print media. Berlin : Springer, Heidelberg :
Heidelberg, 2001. 1207 str.
GOLDMANN, G. The world of printers : technologies of Océ printing systems.
Poing : Océ printing systems, maj 2004. 394 str.
Océ Direct Imaging a revolutionary seven-‐color technology [dostopno na
daljvo]. Océ, 2010, http://global.oce.com/technologies/direct imaging.aspx
SIPI, K. Toner-paper interactions induced by the fixing process in
electrophotographic printing, doctor thesis, University of technology, Helsinki.
Rosen, M., Ohta, N. Color Desktop Printer Technology, CRC
http://www.kao.com/jp/en/corp_rd/development_03_02.html
http://www.youtube.com/watch?v=TdWYXhG0rJ4
47
http://www.youtube.com/watch?v=96_QLLCetz0
http://www.youtube.com/watch?v=U1GV5b6UYRI
http://www.youtube.com/watch?v=LHUw8VP7qKw
http://www.youtube.com/watch?v=Jw2GwwgQi8M
http://www.youtube.com/watch?v=Y8kt6jOOOWE
http://www.piworld.com/article/pira-forecasts-55-growth-
electrophotographic-digital-printing-market-2015/1#
OCÉ. White papers
http://www.memjethomeandoffice.com/technology/videos
JeTrix-ApplPhysLett_89_073505
48
LITERATURA