Za technikę drukowania cyfrowego uważa się technikę spełniajšcš następujšce wymagania:
Ľ dane z komputera w formie cyfrowej służš do przenoszenia obrazu na zadrukowywany materiał lub przekazywane sš na nonik poredni, z którego obraz przenoszony jest na zadrukowywany materiał;
Ľ nonik poredni jest po każdym cyklu drukowania kasowany i na nowo zapisywany;
Ľ istnieje możliwoć zmiany każdej drukowanej odbitki (tj. każdego egzemplarza), czyli druki mogš być personalizowane.
Przy tak przyjętej definicji do drukowania cyfrowego należš:
Ľ metody elektrofotograficzne, które dzielone sš na bezporednie i porednie,
Ľ jonografia,
Ľ magnetografia (drukowanie bezporednie i porednie),
Ľ systemy natryskowe (ink-jet),
Ľ metody elkograficzne,
Ľ metody termograficzne, na które składajš się metody bezporednie, metody porednie, termotransferowe i metody sublimacyjne.
Praktycznie każda z tych metod wymaga innego rodzaju papieru, o innych właciwociach. W większoci przypadków maszyny drukujšce cyfrowo sš produkowane zarówno jako arkuszowe, jak i zwojowe.
Papiery do drukowania cyfrowego
Z poczštkiem lat 90. XX wieku nastšpił gwałtowny rozwój technologii drukowania cyfrowego, połšczony z pojawianiem się wcišż nowych modeli maszyn. Współczesny rynek, który wykazuje coraz większe zapotrzebowanie na druki niskonakładowe, sprawia, że liczba zainstalowanych maszyn do drukowania cyfrowego stale ronie. W zwišzku z tym musiały pojawić się również odpowiedniej jakoci papiery drukowe. Było to tym ważniejsze, że poprawiajšca się cišgle jakoć drukowania cyfrowego wymusza stosowanie podłoży o coraz lepszych właciwociach. W przeciwnym wypadku otrzymane odbitki mogš być np. nieostre lub posiadać niedostatecznš trwałoć. Dlatego też papiery stosowane do drukowania cyfrowego muszš spełniać pewne podstawowe kryteria takie jak:
Wysoka białoć Đ w specyfikacjach dostępnych dla papierów drukowych najczęciej możemy spotkać się z takš cechš jak brightness Đ białoć, nie opisuje ona jednak dostatecznie białoci papieru. Dopiero whiteness, czyli białoć CIE mówi nam więcej o tym, jakiej jakoci wydruk jestemy w stanie uzyskać na danym podłożu. Białoć CIE jest okrelana w przeciwieństwie do białoci dla całego zakresu wiatła widzialnego, tj. od 400 nm do 700 nm. Natomiast białoć okrelana jest dla długoci fali wietlnej 460 nm. Dostateczna białoć zapewnia odpowiedni kontrast kolorów, ich czystoć oraz wysokš rozdzielczoć. Ponadto w celu uzyskania pożšdanych rezultatów jasnoć papieru musi się kształtować na poziomie minimum 92%. Poniżej tego poziomu odbitka jest oczywicie nadal do zaakceptowania, lecz nie pozwala wykorzystać i zaprezentować wszystkich obecnych zalet cyfrowego drukowania kolorowego. Wzrost białoci pozwala dostrzec użytkownikowi drobniejsze elementy obrazu.
Wysoka nieprzezroczystoć Đ ponieważ coraz częciej druk wysokiej jakoci jest jednoczenie drukiem dwustronnym, większego znaczenia nabrała nieprzezroczystoć papieru. Podczas drukowania różnego rodzaju broszur nie można dopucić do sytuacji, że kolorowe obrazy lub tekst przebijajš na drugš stronę. Nieprzezroczystoć oznacza procent wiatła zatrzymanego przez arkusz papieru i nieprzechodzšcego na drugš stronę. Wysokiej jakoci druk kolorowy wymaga nieprzezroczystoci papieru na poziomie co najmniej 92%.
Duża gładkoć Đ a w zasadzie bardzo mała szorstkoć Đ jest istotnym czynnikiem w cyfrowym drukowaniu kolorowym. Nowoczesne urzšdzenia drukujšce umożliwiajš wykonywanie odbitek o rozdzielczoci 600-800 dpi, co z kolei wymaga stosowania papierów o dużej gładkoci. Podobnie jak przy tradycyjnych technikach drukowania, gładkoć papieru ma wpływ na wyrazistoć odbitki. Dzieje się tak, ponieważ powierzchnia papieru ma budowę nieregularnš i punkt drukarski może znaleć się zarówno na wierzchu tej powierzchni, jak i w jej mikroskopijnych zagłębieniach. Im mniejsza nieregularnoć powierzchni papieru, tym mniejsze niedokładnoci druku.
Dobre przerocze Đ oprócz odpowiedniej gramatury także równomierna struktura papieru jest czynnikiem decydujšcym o jakoci odbitek uzyskanych metodami cyfrowymi. Arkusz papieru może być bardzo gładki i odznaczać się wysokš białociš, jednakże jego grudkowata struktura (złe przerocze) uniemożliwi równomierne rozłożenie tonera na powierzchni papieru. Rezultatem tego jest otrzymanie plamkowatego obrazu. Najlepszym sposobem oceny struktury papieru jest trzymanie papieru pod wiatło. Możliwa jest wtedy ocena, czy arkusz ma strukturę jednorodnš, czy jest grudkowaty.
Odpowiednia gramatura Đ podczas kolorowego drukowania cyfrowego na podłoże papierowe nakładanych jest kilka warstw kolorowych tonerów lub atramentów, które tworzš grubš warstwę. W zwišzku z tym zadrukowywane podłoże musi być zdolne do zaabsorbowania dużej iloci tonera lub atramentu zachowujšc jednoczenie stabilnoć wymiarowš. Najpoważniejszym czynnikiem decydujšcym o tej stabilnoci jest gramatura papieru. Według opinii wielu drukarzy optymalnym papierem do druku cyfrowego jest ten o gramaturze około 100 g/m2. Nie oznacza to jednak, że papiery o wyższej gramaturze sš lepsze do drukowania cyfrowego. Niekiedy papiery o wyższej gramaturze mogš napotkać fizyczne ograniczenia maszyn drukujšcych w postaci wałków utrwalajšcych. Papier o zbyt wysokiej gramaturze przechodzšc między tymi wałkami ulega znacznym skrętom.
Odpowiednia sztywnoć Đ parametr ten jest zwišzany z tym, że w cyfrowych maszynach arkuszowych (np. HP Indigo) papier do gramatury 170 g/m2 stosowany jest tak jak w maszynie offsetowej, tj. dłuższy bok arkusza jest zgodny z kierunkiem maszynowym papieru. Dla papierów o gramaturze powyżej 170 g/m2 dłuższy bok arkusza jest zgodny z kierunkiem poprzecznym.
Odpornoć na zwijanie się Đ ze względu na to, że tonery często sš utrwalane termicznie i temperatura podczas tego procesu może dochodzić do 180ĄC, papiery majš tendencję do zwijania się. Dlatego do cyfrowych maszyn drukujšcych nie można zastosować zwykłych papierów offsetowych, ponieważ papier ten nie był projektowany tak, aby był odporny na tego rodzaju oddziaływania. Zatem stosowane papiery muszš być pozbawione skłonnoci do zwijania się, a jeżeli ta skłonnoć występuje, to powinna być minimalna. Ponadto papier w temperaturze utrwalania musi mieć nie mniej niż 30% wilgotnoci względnej. Minimalizuje to jego skłonnoć do zwijania się oraz powstawanie elektrycznoci statycznej.
Odpowiednia wilgotnoć względna papieru Đ jedna z podstawowych zasad mówi, że papier musi mieć wilgotnoć względnš równowagowš Đ równš z tš, która panuje w pomieszczeniu pracy maszyny cyfrowej lub magazynu papieru. Na przykład przy zadrukowywaniu papieru w postaci zwojów na maszynach Xeikon, HP Indigo, Chromapress papier musi mieć wilgotnoć względnš równowagowš niższš od wilgotnoci względnej powietrza w pomieszczeniu, gdzie pracuje maszyna. Przy zbyt wysokiej wilgotnoci podłoża występujš zakłócenia w pracy maszyny, niezbędne jest zatem klimatyzowanie papieru w pomieszczeniu maszyny w opakowaniu odpornym na wilgoć przez okres 24 godzin oraz pakowanie papieru w wilgocioszczelne opakowania po zakończeniu drukowania.
Właciwe pH Đ do drukowania cyfrowego stosuje się tylko papiery bezkwasowe, to znaczy posiadajšce odczyn obojętny lub zasadowy. W przypadku papierów zasadowych często stosowane sš do maszyn cyfrowych papiery trwałe (tzw. długowieczne lub biblioteczne).
Pozostałe parametry Đ obejmujš takie cechy papieru jak niewydzielanie przykrego zapachu podczas działania na niego wysokiej temperatury umożliwiajšcej utrwalenie tonera, atramentu lub wosku. Do pozostałych cech należy zaliczyć: odpornoć na rozcišganie podczas drukowania, skłonnoć do płaskiego leżenia. Papier nie może pylić, żółknšć lub zmieniać barwy, nie może ponadto powodować zjawiska mottlingu.
Powyższe wymagania oczywicie nie dotyczš jednoczenie wszystkich technik drukowania cyfrowego. W zależnoci od użytej technologii, niektóre z wymienionych parametrów dotyczšcych podłoży nie muszš być uwzględnione.
Na podstawie przytoczonych wymagań wielkie koncerny papiernicze produkujš podłoża przeznaczone do drukowania cyfrowego. Jednakże oprócz tych papierów stosowane sš również inne, które uzyskały specjalne certyfikaty producentów maszyn. W takim przypadku reklamacje dotyczšce niedostatecznej jakoci papieru bšd wydruku kierujemy do producenta maszyn, ponieważ użyty papier posiadał niezbędny atest gwarantujšcy poprawnš pracę tego materiału z konkretnš maszynš1.
Producenci maszyn dysponujš zwykle listš papierów, które uzyskały certyfikat zgodnoci danych podłoży z maszynš. Listy te sš otwarte i dopisywane sš do nich kolejne pozycje. Procedura akceptacji podłoża jest taka, że producent papieru wysyła wymaganš jego iloć do producenta maszyn. Na podstawie próbek podłoża dokonywane sš testy, których pomylne zakończenie sprawia, że dany papier zostaje zaakceptowany jako materiał, który można stosować w danym urzšdzeniu.
Papiery stosowane w technice elektrofotograficznej
Do drukowania cyfrowego opartego na elektrofotografii papier poza ogólnymi wymaganiami musi spełniać wymagania szczegółowe wynikajšce ze stosowanej techniki oraz wymagania narzucone przez stosowane maszyny.
Wymienione poniżej wymagane parametry sš pewnego rodzaju sygnałem oczekiwań wobec ăpapierów cyfrowychÓ, które cile wynikajš ze specyfiki procesów zachodzšcych w maszynach bazujšcych na elektrofotografii.
Odpowiednia wilgotnoć papieru Đ powinna być stosunkowo niska i wynosić 30-40%. Odpowiedni jej poziom umożliwia optymalny transfer tonera na papier. Ponadto niższa wilgotnoć sprawia, że podczas utrwalania tonera z arkusza papieru musi zostać usunięta mniejsza iloć wilgoci. W tej sytuacji zmniejsza się zużycie energii potrzebnej w procesie utrwalania. Właciwy poziom wilgotnoci pozwala utrzymać również odpowiedni poziom przyczepnoci tonera do zadrukowywanego podłoża. Po przejciu arkusza przez sekcję utrwalajšcš toner na jego powierzchni, musi on zachować zdolnoć do płaskiego leżenia. Jest to tym istotniejsze w przypadku, kiedy otrzymana odbitka ma zostać poddana zadrukowaniu z drugiej strony (duplex) 2,3.
Odpornoć na ăszok temperaturowyÓ Đ podczas procesu utrwalania papier zostaje nagle poddany działaniu wysokiej temperatury z zakresu 160-240ĄC. Pory na powierzchni papiery ulegajš zamknięciu; jest to obserwowane szczególnie w przypadku papierów o wysokiej wilgotnoci własnej. Powoduje to pofalowanie (wypaczenie) arkusza. Odkształcenia te sš szczególnie spowodowane tym, że ciepło nie jest równomiernie rozprowadzane na wierzchniej i spodniej stronie arkusza. Ponadto arkusz ulega wygięciu pod wpływem wałków prowadzšcych. Powodem jest fakt, że włókna papieru ulegajš wygięciu w kierunku najmniejszego oporu Đ w tym przypadku równoległym do kierunku przemieszczania się arkusza. Występowanie tego efektu jest obserwowane szczególnie w przypadkach, kiedy arkusze papieru prowadzone sš przez rozbudowany system wałków, na których ulegajš odkształceniu 4.
Gładkoć Đ dotyczy powierzchni zadrukowywanego papieru. Wraz ze wzrostem gładkoci arkusza wzrasta jakoć druku, tj. możliwoć drukowania w wyższej rozdzielczoci.
Odpowiednia zadrukowalnoć Đ do czynników determinujšcych zadrukowalnoć zalicza się m.in. odpowiedniš sztywnoć i gruboć papieru. Papiery o niskiej gramaturze i sztywnoci majš czasem tendencję do owijania się wokół wałków utrwalajšcych (dotyczy to przeważnie papierów powlekanych). Ponadto niska gramatura może powodować problemy w prowadzeniu papieru przy użyciu rozbudowanego systemu transportowego w maszynach cyfrowych. Inaczej jest z arkuszami o zbyt wysokiej gramaturze. Te z kolei zacinajš się w maszynach przy pracy z wysokimi prędkociami lub ulegajš trwałym odkształceniom po przejciu przez urzšdzenie.
Kolejnym czynnikiem determinujšcym zadrukowalnoć jest przewodnoć elektryczna papieru. Odpowiednia przewodnoć zapobiega zbieraniu się ładunków elektrycznych na powierzchni papieru. Ładunki na powierzchni arkusza powodujš powstanie elektrycznoci statycznej, która utrudnia transport papieru podczas kolejnych procesów (np. wykończeniowych). Z drugiej strony od papieru do drukowania elektrofotograficznego wymagana jest pewna opornoć elektryczna (powierzchniowa i objętociowa). Umożliwia ona arkuszowi utrzymanie ładunków elektrostatycznych wymaganych w momencie transferu tonera. Przesuszony papier wykazuje zawsze tendencję do elektryzowania się. Papier elektryzuje się, gdy opornoć właciwa jego powierzchni (opór mierzony w ohmach na kwadrat pomiarowy o boku 10 cm) w temperaturze 23ĄC i przy wilgotnoci względnej powietrza 50% jest większa niż 109 W/o lub Đ bez względu na warunki zewnętrzne Đ jest większa niż 1011 W/o (ohma na kwadrat pomiarowy). Przy dużej wilgotnoci papier zachowuje się jak przewodnik, za przy małej może nastšpić przebicie elektryczne podczas przenoszenia obrazu.
Często problemy występujšce w procesach następujšcych po drukowaniu takie jak np. zwijanie arkuszy czy złe układanie w stos sš zwišzane z jakociš papieru. Papier o jednolitej strukturze oraz z niewielkimi odchyleniami wymiarowymi podczas drukowania pozwala na otrzymanie druków o dobrej jakoci.
Podczas etapu utrwalania, kiedy toner jest spiekany z powierzchniš arkusza, zastosowanie papierów o zbyt wysokiej gramaturze może powodować problemy. Sš one spowodowane głównie tym, że takie papiery wymagajš dostarczenia większej energii utrwalania. Podobnie drukowanie na tych papierach z maksymalnš prędkociš może być przyczynš problemów z utrwalaniem tonera.
Niska jakoć cięcia papieru powoduje często wzrost pylenia. Zapylenie pochodzšce z papieru jest często powodem zanieczyszczenia maszyny. Ma to negatywny wpływ na zadrukowalnoć oraz jakoć druku.
Należy jeszcze nadmienić, że papier nie powinien wydzielać niemiłego zapachu podczas procesu utrwalania tonera5.
Odpowiednia drukownoć Đ najważniejszymi parametrami papieru, które majš znaczšcy wpływ na drukownoć, sš własnoci elektryczne, wilgotnoć i gładkoć. Poziom i jakoć zestawienia tych czynników majš istotny wpływ. Kolejnymi ważnymi czynnikami sš odpowiednia struktura, odpowiednia energia na powierzchni oraz własnoci optyczne.
Niewłaciwy poziom wilgoci papieru często jest powodem pojawienia się efektu cętkowania na nadruku. Ponieważ standardowo w maszynach arkuszowych nie ma możliwoci ustawienia odpowiedniego poziomu wilgotnoci papieru, dlatego też zapakowana ryza musi posiadać już wilgotnoć odpowiednio dostosowanš do procesu drukowania. Ważnym czynnikiem determinujšcym jakoć drukowania oraz stabilnoć całego procesu jest zapewnienie stabilnych warunków otoczenia. Pomieszczenie, w którym znajduje się maszyna drukujšca, powinno być odpowiednio klimatyzowane wg zaleceń producenta maszyny.
Wszelkie nierównoci na powierzchni papieru majš wpływ na osadzanie się warstw tonera na powierzchni papieru. Ostateczny rezultat jest lepszy przy zastosowaniu podłoży powlekanych lub o wysokim stopniu wykończenia powierzchni.
W przypadku, kiedy stosowana technika drukowania cyfrowego wymaga poddania arkuszy papieru działaniu wysokiej temperatury, istotnym czynnikiem jest stopień wykończenia papieru. Wielokrotnie powlekane papiery z połyskiem posiadajš zamkniętš powierzchnię, dlatego też utrata przez papier wilgotnoci w tych przypadkach może powodować powstawanie pęcherzyków podczas spiekania tonera. Prawdopodobieństwo wystšpienia tego procesu jest większe w przypadku papierów o wysokiej gramaturze lub o wysokim poziomie wilgoci 5.
Podobnie jak w przypadku atramentowych technik drukowania cyfrowego, również producenci cyfrowych maszyn drukujšcych opartych na elektrofotografii przeprowadzajš na swoich maszynach testy papierów pochodzšcych od różnych producentów. Papiery, które pomylnie przechodzš całš procedurę testowš, uzyskujš odpowiedni certyfikat. Producenci maszyn udostępniajš swoim klientom stale aktualizowane listy obejmujšce marki papieru, które uzyskały odpowiedni certyfikat. Najczęciej w spisach tych podawane sš skrócone informacje dotyczšce papieru: nazwa, producent, gramatura. cdn.
