Бесконтактные формы печати (NIP-процессы)

Цифровая бесконтактная печать – самый молодой способ печати. Обычно он основывается на законах электростатики, когда печатающие и пробельные элементы разделяются своими электрическими зарядами и полярностью. Печатные элементы заряжены положительно. Они притягивают отрицательно заряженные частички красителя. Эти частички переносятся на запечатываемый материал и подвергаются плавлению для срезки. Красители могут быть жидкими или порошкообразными.

Имеется множество физических эффектов, которые используются при реализации бесконтактных способов печати. Основные их виды: электрофотография и струйная печать, а также ионография, магнитография, термография и фотография. Специалисты постоянно изучают различные физические эффекты, которые могли бы привести к появлению способов бесконтактной печати.

Электрография.

Процесс электрофотографической печати осуществляется в пять этапов:

1. Формирование изображения «Скрытое» изображение получают на поверхности фоторецептора с помощью управляемого источника света (это может быть лазер или светодиодная линейка, LED – Light Emitting Diodes). Позиционирование светового сигнала на фоторецепторе соответствует запечатываемому изображению. При экспонировании изменяется заряд отдельных участков поверхности фоторецептора.

2. Нанесение тонера. Для электрофотографии применяют специальные красящие материалы, называемые тонером. Это могут быть порошковые или жидкие тонеры, которые различны по своему составу и содержат цветной пигмент. Нанесение тонера происходит с помощью систем, обеспечивающих перенос мелких частиц тонера (размером от 6 до 8 мкм) на фоторецептор. Частицы тонера попадают на заряженные участки поверхности фотополупроводнико-вого слоя, происходит формирование изображения. После нанесения тонера на фоторецептор скрытое электростатическое изображение становится видимым.

3. Перенос тонера (печать) Тонер может переноситься прямо на бумагу или жена промежуточную систему, например, в виде цилиндра или ленты. В большинстве случаев тонер передается прямо с фоторецептора на запечатываемый материал. Чтобы перенести заряженные частицы тонера с поверхности барабана на бумагу, необходимы электростатические силы. Они создаются источником коронного разряда с одновременным прижимом бумаги к барабану.

4. Закрепление тонера. Чтобы частицы тонера закреплялись на носителе информации для создания стабильного печатного изображения, необходимо зафиксировать тонер на бумаге. При нагревании бумаги с тонером происходит его оплавление и тем самым закрепение.

5. Очистка. После переноса изображения с фоторецептора на бумагу, на светочувствительном барабане могут находиться остаточные заряды и отдельные частицы тонера. Чтобы подготовить барабан для воспроизведения следующего изображения, необходима механическая «очистка» (нейтрализация) и, кроме того, снятие электрических зарядов на отдельных его участках. Удаление частиц тонера осуществляют щеткой и отсосом. Поверхностные заряды нейтрализуются коронным разрядом. После этого поверхность барабана станетэлектрически нейтральной и освобожденной от частиц тонера. Как и на первом этапе процесса, затем снова проводится зарядка фоторецептора и формирование изображения на барабане соответственно оригиналу. Из описания процессов становится ясно, что электрофотография работает без традиционной в полиграфии печатной формы с печатными элементами. Скрытое электростатическое изображение формируется на фотополупроводниковом слое каждый раз, когда необходимо получить оттиск с оригинала. (Для унификации терминологии принято название «оттиск» вместо употребляемого «отпечаток»).

Если электрофотографическим способом необходимо произвести печать тиражом более ста одинаковых экземпляров, то, в отличие от печати с печатной формой, нужно для каждого оттиска заново воспроизводить одно и то же изображение, используя свойство фотополупроводниковых материалов изменять свой поверхностный заряд. Это может привести к изменению печатного изображения, с одной стороны, из-за отклонений его параметров при формировании на материале и, с другой стороны, из-за нарушения параметров процесса при нанесении тонера на фоторецептор и впоследствии на бумагу.

Поэтому при использовании бесконтактных способов печати можно получить большие искажения в воспроизведении оригинала по сравнению со способами печати с печатной формой. Однако преимущество этой технологии заключается в том, что в процессе печати можно получать один за одним абсолютно разные оттиски. Отпадает необходимость изготавливать для каждой новой полосы традиционную печатную форму.

Самые маленькие тиражи (до одного экземпляра) при этом будут экономически выгодны – печать по требованию. Кроме того, для одной брошюры, например, можно последовательно печатать отдельные страницы от первой до последней, затем также отпечатать страницы для второго экземпляра и т.д. Возможна, наконец, персонализация каждого издания, т. е. изменение части печатного изображения, например, внесение адреса или дополнительной информации, специальной для каждого адресата.

Магнитография.

В качестве носителя изображения служит намагничивающийся цилиндр, состоящий из немагнитного сердечника, покрытого FeNi-слоем (около 50 мкм). Далее на поверхность нанесён слой Co-Ni-P (около 25 мкм), а затем защитный слой (около 1 мкм), который обеспечивает износостойкость. Формирование изображения производится посредством магнитных пишущих головок. Они изменяют направленность магнитных диполей в верхнем слое магнитного материала. Посредством внешнего магнитного поля производится переориентация направлений намагничивания отдельных участков в соответствии с формируемым изображением. На петле гистерезиса видно, что, когда, напряженность поля (Н) равна нулю, существует остаточный магнетизм, остаточное намагничивание (RM). Это означает, что после записи скрытого магнитного изображения на поверхность цилиндра оно заносится в «память материала» и может использоваться для многократной печати одного и того же содержания. (Этот эффект до сих пор не используется, вероятно, из-за концептуального конструктивного исполнения системы и дестабилизирующих эффектов внутри материала и окружения, которые могут вызвать ухудшение качества печати.) Соответственно  можно показать, как производится удаление магнитного изображения. Это выполняется при помощи специального магнита. Он производит перемагничивание областей, сформировавших ранее изображение, до получения нейтральной, ненамагниченной поверхности. Пишущая головка для магнитографии, находится в механическом контакте с твёрдой, износостойкой поверхностью цилиндра (чтобы эффективно записать магнитное изображение, пригодное для репродуцирования). На узком записывающем полюсе плотность магнитного потока так высока, что магнитные диполи меняют свою ориентацию, в то время как на широком полюсе для замыкания магнитного потока плотность его невелика и не приводит к значительным изменениям поляризации магнитных диполей.