Цифровая печать

Цифровая печать — это способ создания печатных изображений на различных материалах (бумаге, плёнке, ткани, пластике и других) с помощью цифровых технологий, при котором изображение формируется непосредственно из электронных файлов без использования традиционных печатных форм (клише, пластин, сеток). В отличие от офсетной, флексографической или трафаретной печати, цифровая печать не требует изготовления физических носителей изображения, что обеспечивает высокую оперативность, возможность персонализации и экономическую эффективность при малых и средних тиражах.

История

Предпосылки и ранние разработки

Идея прямого переноса цифрового изображения на носитель возникла в 1960-х годах с развитием компьютерной техники и лазерных технологий. Первые коммерческие системы цифровой печати появились в 1970-х годах. В 1971 году компания Xerox представила лазерный принтер Xerox 9700, который использовал лазерный луч для формирования изображения на фотобарабане с последующим переносом тонера на бумагу. Однако эти устройства были ориентированы в первую очередь на офисную печать документов, а не на коммерческую полиграфию.

Развитие струйной технологии

Параллельно с лазерной развивалась струйная технология. В 1976 году компания IBM выпустила струйный принтер IBM 4640, основанный на технологии непрерывной подачи чернил (Continuous Inkjet). В 1984 году компания Hewlett-Packard представила первый струйный принтер для персональных компьютеров — ThinkJet, использующий термическую струйную технологию (Thermal Inkjet). В 1990-х годах струйная печать стала доминирующей в сегменте домашней и офисной печати, а также начала применяться в широкоформатной рекламной печати.

Появление цифровых печатных машин

Настоящий прорыв в коммерческой цифровой печати произошёл в 1993 году, когда компания Indigo (Израиль, ныне входит в HP) представила цифровую печатную машину E-Print 1000, работающую по технологии «цифровой офсет» (Liquid Electrophotography). Она позволяла печатать полноцветные изображения на различных материалах с качеством, близким к офсетному. В том же году компания Xeikon (Бельгия) выпустила первую цветную лазерную печатную машину для коммерческой печати. С этого момента цифровая печать начала активно вытеснять традиционные методы в сегменте малых и средних тиражей.

Современный этап

В 2000-х годах цифровая печать продолжила развиваться: появились гибридные машины, совмещающие цифровые и традиционные технологии, струйные системы для печати на текстиле, керамике и упаковке, а также решения для печати на 3D-объектах. В 2010-х годах струйная печать достигла качества, сопоставимого с офсетной, и стала применяться в высокотиражной печати книг и журналов. Сегодня цифровая печать является одной из ключевых технологий в полиграфии, рекламе, упаковочной и текстильной промышленности.

Классификация

По технологии переноса изображения

Основные технологии цифровой печати делятся на две группы:

• Электрографическая (лазерная) печать — основана на формировании скрытого электростатического изображения на светочувствительном барабане, которое затем проявляется тонером (порошковым красителем) и переносится на материал с последующим закреплением нагреванием. Используется в офисных принтерах и коммерческих печатных машинах (Xerox, Canon, Konica Minolta).
• Струйная печать — изображение формируется каплями жидких чернил, которые выбрасываются из печатающей головки на носитель. Различают термическую струйную (HP, Canon) и пьезоэлектрическую (Epson, Brother) технологии. В зависимости от типа чернил делится на водную (водорастворимые чернила), сольвентную (на основе растворителей), UV-отверждаемую (полимеризуемые под ультрафиолетом) и латексную (на водной основе с латексными частицами).

По типу носителя

• Листовая печать — на отдельные листы бумаги, картона, плёнки (форматы от A6 до B1 и более).
• Рулонная печать — на непрерывную ленту материала (рулоны бумаги, плёнки, ткани). Используется в широкоформатных принтерах и машинах для печати этикеток.
• Печать на твёрдых поверхностях — на 3D-объектах (сувениры, упаковка, промышленные детали) с помощью планшетных принтеров.

По цветности

• Монохромная — чёрно-белая (или одноцветная) печать.
• Полноцветная — печать с использованием базовых цветов (обычно CMYK: голубой, пурпурный, жёлтый, чёрный), часто с добавлением дополнительных цветов (светлые оттенки, белый, металлизированные) для расширения цветового охвата.
• Специальные цвета — печать с использованием смесевых красок (Pantone) или специальных эффектов (флуоресцентные, глянцевые, тактильные).

По скорости и тиражу

• Офисная печать — малые тиражи (1–1000 копий), низкая скорость, низкая стоимость оборудования.
• Коммерческая печать — средние тиражи (1000–100 000 копий), высокая скорость, высокое качество.
• Промышленная печать — большие тиражи (свыше 100 000 копий), сверхвысокая скорость, специализированное оборудование (например, для печати книг, этикеток, упаковки).

Устройство и принцип работы

Лазерная печатная машина

Основные компоненты:

• Фотобарабан — цилиндр с фоточувствительным покрытием.
• Лазерный блок — формирует скрытое электростатическое изображение на барабане.
• Узел проявки — наносит тонер на заряженные участки барабана.
• Узел переноса — переносит тонер с барабана на материал.
• Узел фиксации (фьюзер) — нагревает и прижимает тонер к материалу, закрепляя изображение.

Процесс: лазер «рисует» изображение на барабане, тонер притягивается к заряженным участкам, затем переносится на бумагу и закрепляется под действием температуры (обычно 180–200 °C).

Струйная печатная машина

Основные компоненты:

• Печатающая головка — содержит сопла (дюзы), выбрасывающие капли чернил.
• Система подачи чернил — картриджи или контейнеры с чернилами, насосы, фильтры.
• Система позиционирования — каретка (для сканирующих головок) или фиксированная линейка (для промышленных машин).
• Система сушки — для закрепления чернил (нагреватели, УФ-лампы, вентиляторы).

Процесс: печатающая головка движется над материалом (или материал движется под головкой) и выстреливает микроскопические капли чернил (объёмом от 1 до 30 пиколитров) в строго заданные точки. Разрешение печати определяется плотностью сопел и точностью позиционирования.

Применение

Полиграфия и издательское дело

Цифровая печать широко используется для печати книг (особенно малых тиражей и по требованию — print-on-demand), брошюр, каталогов, журналов, визиток, буклетов, листовок, плакатов. Позволяет печатать персонализированные издания (с именами, адресами, фотографиями).

Реклама и маркетинг

• Широкоформатная печать (баннеры, постеры, вывески, штендеры) — струйная печать на виниле, баннерной ткани, сетке.
• Печать наклеек, этикеток, стикеров, ценников.
• Печать на сувенирной продукции (кружки, футболки, чехлы для телефонов) — с помощью планшетных принтеров.

Упаковка

Цифровая печать на упаковке (картонные коробки, гибкая упаковка, этикетки) позволяет быстро менять дизайн, печатать малые партии и персонализировать упаковку. Используется в пищевой, косметической, фармацевтической промышленности.

Текстильная промышленность

• Прямая печать на ткани (цифровая печать на текстиле) — струйная печать с использованием дисперсных, реактивных или пигментных чернил.
• Сублимационная печать — перенос изображения с бумаги на синтетическую ткань (полиэстер) под воздействием температуры. Используется для печати спортивной одежды, флагов, чехлов.

Фотопечать

Цифровая печать фотографий на фотобумаге (лазерная или струйная) — основной способ печати снимков в домашних и профессиональных условиях. Современные струйные принтеры обеспечивают качество, сопоставимое с аналоговой фотопечатью.

Промышленность и строительство

• Печать на керамической плитке (цифровая керамическая печать).
• Печать на металле, пластике, стекле.
• 3D-печать (аддитивное производство) — создание трёхмерных объектов путём послойного нанесения материала (пластик, металл, керамика).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Оперативность — не требуется изготовление печатных форм, файл готов к печати сразу после подготовки.
• Персонализация — каждое изображение может быть уникальным (переменные данные).
• Экономичность при малых тиражах — нет затрат на формы, минимальный тираж — 1 экземпляр.
• Гибкость — быстрая смена макета, возможность печати на разных материалах.
• Высокое качество — современные технологии обеспечивают разрешение до 2400 dpi и более.
• Экологичность — меньше отходов, нет химических процессов проявки форм.

Недостатки

• Высокая стоимость одного оттиска при больших тиражах (по сравнению с офсетной печатью).
• Ограничения по материалам — не все поверхности и типы бумаги подходят для цифровой печати.
• Чувствительность к влажности и температуре — особенно для струйных чернил.
• Стойкость изображения — некоторые виды чернил (водные) могут выцветать или размываться.
• Скорость — при очень больших тиражах (свыше 100 000 копий) уступает офсетным и флексографским машинам.

Интересные факты

• Первая цифровая печатная машина Indigo E-Print 1000 (1993 год) стоила около 300 000 долларов США и печатала со скоростью 2000 страниц в час.
• Самая быстрая цифровая печатная машина в мире — HP PageWide T250 HD (скорость до 305 метров в минуту, используется для печати книг и журналов).
• Сублимационная печать на ткани позволяет добиться ярких, стойких цветов, которые не выцветают при стирке.
• Цифровая печать на керамической плитке полностью вытеснила традиционные методы (шелкографию) в производстве плитки.

Источники

• Стефанов С. И. «Цифровая печать: технологии, оборудование, материалы». — М.: Полиграфия, 2015.
• Кнабе Г. А. «Современная полиграфия: от офсета до цифры». — СПб.: Профессия, 2018.
• «Цифровая печать: эволюция и перспективы» // Журнал «Полиграфия», № 4, 2020.
• «Технологии цифровой печати» // Сборник материалов конференции «Digital Print 2021». — М.: РАПП, 2021.
• Официальные сайты производителей: HP Indigo, Xerox, Canon, Epson, Konica Minolta.