تکنولوژی های چاپی

۱-۳-۱- نگاهی اجمالی بر تکنولوژیهای چاپی

تکنولوژی های چاپی امروز بر اساس اختراعات و نوآوریهای جدید استوار است. یافتهها و کشفیات جدید در زمینه علوم مهندسی، فناوری اطلاعات، فیزیک و شیمی بر توسعه و پیشرفت تکنولوژی های چاپی تاثیراتی داشته است. در سالهای اخیر، کامپیوتر و فناوری اطلاعات بیشترین تاثیر را بر صنعت چاپ و فناوری های چاپی داشته و این روند در حال تداوم است.

– شرح بعضی از مهمترین اصطلاحات مرتبط با تکنولوژی چاپ

* «چاپ»:

یک فرآیند باز تولید است که در آن مرکب چاپی به منظور انتقال اطلاعات (تصاویر، گرافیکها و متن) با استفاده از یک وسیله حامل تصویر (مثلاً پلیت چاپ) مکرراً بر روی سطح چاپی زده میشود.

* «ابزار حامل تصویر»:

یک جزء ذخیره سازی است (مثلاً پلیت چاپی یا بیتمپ (bitmap) برای کنترل جوهر پخشکنهای جوهر افشان) که شامل تمامی اطلاعات لازم برای استفاده از جوهر برای باز تولید تصاویر یا متن از طریق چاپ میباشد.

* «پلیت چاپی» یا «حامل تصویر مستر»:

ابزاری است که از طریق آن جوهر به روی سطح چاپی یا یک حامل میانی برای بازتولید و چاپ متون، گرافیکها یا تصاویر منتقل میشود. معمولاً یک پلیت چاپ، تصاویر چاپی بسیاری به وجود میآورد.

* «تصویر چاپی» :

اطلاعاتی است که از کل اجزای تصویر چاپی در تمامی مراحل عملیات چاپ تصویر حاصل میشود.

* «جزء یا عنصر تصویر چاپی»:

فضایی است که جوهر را دریافت میکند (مثلاً شکل تایپ حروف، خط، نقطهی ترام یا سلول).

* «مرکب»:

ماده ی رنگی است که هنگام چاپ به روی سطح چاپی زده میشود.

* «سطح چاپی» :

ماده ای است که چاپ بر روی آن انجام میشود.

* «دستگاه چاپ»:

تجهیزاتی است که با کمک آن فرآیند چاپ به انجام میرسد.

* «فرآیند چاپ»:

فرآیندی است که از آن برای انتشار و بازتولید اطلاعات انتقال یافته، استفاده میشود.
مراحل مختلف چاپ یک اثر در شکل ۱-۳-۱ به نمایش درآمده است.

«مرحله ی چاپ یا پرس» :

به عنوان مرحلهی مرکزی تولیدی یا چاپی بین مرحلهی پیش از چاپ و پس از چاپ یا پایانی، مشخص شده است.

پردازش اطلاعات

میتوان تولید محصولات چاپی را به عنوان یک سیستم پردازش اطلاعات توصیف کرد که در آن خصوصیات و ویژگیهای اطلاعات و همچنین جسمی که حامل آن است، تغییر پیدا میکند. (مثلاً اورجینال به اسلاید، فیلم، تصویر، اطلاعات ثبتی دیجیتالی، چاپ، پلیت، ورقهی چاپی و محصول نهایی) [۲-۳-۱]. نوع حامل اطلاعات به کار گرفته شده بستگی به تکنولوژی چاپی انتخابی دارد. در شکل ۲-۳-۱، تکنولوژی های چاپی به طور خلاصه فهرستبندی شدهاند. آنچه که بین تکنولوژیها و فناوری های مختلف تمایز ایجاد میکند، استفاده از یک الگوی اصلی (Master)، روشهای طرز کار آنها و تکنولوژیهای غیرتماسی (NIP) است که به پلیت چاپی نیاز ندارند.

لیتوگرافی (افست)، گراوور، لترپرس و چاپ اسکرین از جمله فناوری هایی هستند که به پلیت چاپی نیاز ندارند. متداولترین فناوری های NIP، الکتروفتوگرافی و جوهرافشان هستند.

همانطور که میـوان در شکل ۲-۳-۱ مشاهده کرد، همه تکنولوژیهای چاپی وظیفه دارند اطلاعات را به روی یک سطح (مثلاً کاغذ به شکل ورق یا وب) منتقل کنند.
انجام این وظیفه، نیازمند یک مرحله پیش از چاپ است تا اقدامات لازم برای مرحله چاپ صورت گیرد و همچنین تکمیل آن توسط مرحله پایانی و نهایی تحقق میپذیرد. طی این مرحله، محصول نهایی تولید میشود.

۲-۳-۱- فناوری های چاپی همراه با یک الگوی چاپی (Printing master)

منظور از فناوری های چاپی که از یک الگو (Master) استفاده میکنند، همان فناوری های چاپی متداول است. پلیت چاپ برای تمامی روشهایی که در شکل ۳-۳-۱ بدان اشاره شده، یک وسیلهی حامل اطلاعات است. اطلاعات با انتقال مرکب به روی بخشی از سطح چاپی تولید میشود. تمامی اطلاعات توسط عناصر تصویری (مرکب انتقال یافته) و عناصر غیر تصویری (بدون مرکب) نشان داده میشوند.

برای این که بتوان درچاپ مثلاً چاپ از اورچینالهای عکاسی، مقدار و درجهی تن پیوستهای به وجود آورد، باید اورجینال را به نقاط بسیار کوچکی (نقطه ترام) شکست که اندازه یا فاصلهی آنها از یکدیگر متفاوت است. این مرحله «ترام گذاری» (Screening) نامیده میشود. وظیفه اصلی ترامگذاری این است که درجههای هاتفی ایجاد کند. این درجهها برای آن است که درجهبندی رنگی پیوستهای حاصل گردد و کار با تبدیل تصاویر خاکستری به تصاویر دوتایی خاتمه پذیرد.

ترام گذاری

ترام گذاری، یک مرحله ی لازم و ضروری است چون اکثر فناوریهای چاپی منطبق بر یک سیستم دوتایی کار میکنند و در نتیجه تنها میتوانند یک یا دو عمل را انجام دهند. مثلاً انتقال مرکب (بر یک لایه) یا جلوگیری از انتقال مرکب در شکل ۴-۳-۱، تصویر نقاط شابلونی (Screen) به نمایش درآمده که به طور همگون پخش نشدهاند و در اندازه و شکل آنها تفاوت دیده میشود.
به استثنای تکنولوژی چاپی گراوور با عمق متفاوت، فناوریهای چاپی که به یک پلیت چاپی نیاز دارند، لایه های مرکب را به اجزای پلیت چاپی منتقل میکنند.

این اجزاء اصولاً ضخامت و عمق یکسانی دارند (پلیتهای چاپی معمولاً به این روش تنظیم میشوند، واحدهای چاپی در دستگاه چاپ متناسب با آن طراحی شدهاند). تنها در فضا یا نحوه ترکیب بندی اجزای چاپی بر روی سطح چاپی تفاوت وجود دارد و با استفاده از همین نکته است که میتوان درجههای رنگی و تنی مختلف را باز تولید کرد.

اگر چشم انسان دیگر نتواند عناصر چاپی جداگانه ی یک تصویر را تمییز و تشخیص دهد، در این صورت بیننده، تصویر چاپی را با درجهبندی پیوسته تنی یا رنگی میبیند. این واقعه زمانی اتفاق میافتد که مثلاً، ساختار شابلون ۶۰ خط در هر سانتیمتر (۱۵۰Lpi) باشد (یعنی قراردادن ترامها در فاصلهی ۰٫۱۶ میلیمتر) و بیننده در فاصلهی حدوداً ۳۰ سانتی قرار گرفته باشد.
چاپ گراوور با عمق متفاوت، یک سیستم اندازه گیری کمی مرکب به وجود میآورد که با مقدار و درجه تن در حین انتقال مرکب همخوانی دارد.

هافتن

عناصر چاپی یک اندازه (نقاط هافتن) تنها در ضخامت لایه ها بر حسب مقدار و درجه تن اورجینال از یکدیگر متمایزاند، اگر چه در اصل ممکن است در اندازهی نقاط هافتنی جداگانه و هم چنین مقدار مرکب در چاپ دیجیتال تفاوت وجود داشته باشد.
تمامی فناوریهای چاپی که از یک پلیت چاپ استفاده میکنند، یک نقطه اشتراک با یکدیگر دارند و آن، این است که اطلاعات توسط سطحی که با مرکب پوشانده شده تولید میگردد. جوهر در محل تماس منتقل میشود و در اینجا باید برحسب شرایط بین پلیت چاپ و سطح چاپ یا یک حامل میانی، فشار مناسب اعمال میشود. هنگامی که لایهی مرکب بر روی پیلت چاپ یا حامل میانی در تماس با سطح چاپی قرار گرفت، تنها بخشی از آن به سطح منتقل میشود.
رسوب مرکب بر روی پلیت چاپ باقی میماند. بدین ترتیب، جوهر کاملاً منتقل نمیشود و لایه مرکب تقسیمبندی میگردد.

انتقال مرکب

لترپرس یا چاپ افست (Letterpress and Plano graphic Printing)

انتقال مرکب به سطح چاپی یا حامل میانی از طریق «تقسیمبندی لایهی مرکب» اساساً از پارامترهای زیر تاثیر میپذیرد:

– ضخامت لایهی جوهر بر روی پلیت چاپ (ذخیرهی مرکب)

– مدت تماس (سرعت چاپ و شکل هندسی اجزای چاپی)

– فشار تماسی (که به فشار چاپی هم معروف است)

– ویژگیهای سیال شناسی جوهر

– نسبتهای دما (دما تاثیر بسزایی بر ویژگیهای سیال شناسی یک مرکب داراست)

– مشخصات سطح چاپی و پلیت چاپ یا حامل میانی (قابلیت مرطوبکنندگی، جذب و زبری)

جذب جوهر سطح چاپی

فاکتور مهم بعدی که بر لایه ی مرکب موجود بر سطح چاپ تاثیر میگذارد، ویژگیهای جذب جوهر سطح چاپی است. در شکل ۵-۳-۱، فرآیند انتقال مرکب از پلیت چاپ به سطح چاپ نشان داده شده است.

هم در سطوح چاپی قابل جذب و هم در سطوح چاپی غیرقابل جذب، اکثر سرعت چاپ افزایش یابد، میزان انتقال جوهر هنگام کاهش زمان تماس، کاهش مییابد. در چاپ غیرمستقیم، انتقال جوهر در دو مرحله انجام میوشد. لایه مرکب موجود بر پلیت چاپ در تماس با پوشش لاستیکی قرار میگیرد و سپس آن قسمت از لایه مرکب به لاستیک میچسبد. سپس جوهر به سطح منتقل میشود.

تقسیم مرکب

فرآیندها و فاکتورهای تقسیم مرکب تحت تاثیر مسائل پیچیدهای است و تحقیق و پژوهش درباره ی آن، در سطح جهان همچنان ادامه دارد. اطلاعات بیشتر در زمینه توزیع جوهر، نسبت ضخامتهای لایه با فرض ساده شده ی توزیع پنجاه پنجاه جوهر و جذب صفر درصد آن در بخشهای بعد داده خواهد شد.

چاپ گراوور- در چاپ گراوور (شکل ۱۰-۳-۱)، جوهر باقیمانده در قسمتهای مختلف، پس از این که دستخوش تغییراتی قرار گرفت، در تماس با سطح چاپی قرار میگیرد و اولین قطرهی مرکب به آن منتقل میشود. هنوز تخلیهی قسمتها به دلیل توزیع و تقسیم جوهر کامل انجام نشده است.

این انتقال مرکب تابع شرایط زیر است:

– ویژگیهای رطوبتی سطح چاپی
– ویژگیهای سطح مواد به کار گرفته شده
– ویژگیهای کاغذ
– غلظت مرکب
– فشار چاپی
– سرعت چاپی
– شکل قسمتهایی که به جوهر نیاز دارند و میزان مرکب لازم برای پرکردن آنها.

در تمامی فناوری های چاپی، یک «تصویر رنگی» با استفاده از پلیتهای چاپی مخصوص هر رنگ حاصل میشود. پلیت های چاپی برای سیستم رنگی اصلی سایان، قرمز چهار رنگ، زرد و مشکی در مرحلهی پیش از چاپ تولید میگردند.
در یک دستگاه چاپ با چهار واحد چاپی، میتوان این چهار رنگ تفکیک شده را به طور پیوسته در یک مرحله چاپ کرد و یک تصویر رنگی منطبق با ویژگیهای اورجینال خلق نمود.
در شکل ۶-۳-۱، اصل جریان اطلاعات و مراحل اصلی به کار گرفته شده در این فرآیند نشان داده میشود.

۱-۲-۳-۱- لترپرس / چاپ فلکسو

یکی از ویژگیهای مشترک تمامی «فرایندهای لترپرس» این است که تمامی عناصر چاپی پلیت در سطحی بالاتر از عناصر غیرچاپی قرار گرفتهاند. عناصر چاپی که در یک سطح قرار دارند (فضاهای تصویر)، توسط نوردها به یک لایه جوهر با ضخامت ثابت آغشته میشود. به دنبال انجام این عمل، جوهر به سطح انتقال مییابد.

محور اصلی چاپ لترپرس در قالب جریان چاپ یک کتاب، در شکل ۷-۳-۱ نشان داده شده است. میتوان ویژگیهای چاپ فلکسو را در شکل ۹-۳-۱ مشاهده کرد.

چاپ لترپرس همراه با سیستمهای چاپی زیر به کار گرفته میشود:

– چاپ کتاب
– چاپ فلکسو
– لترست (letterset)

چاپ کتاب

چاپ کتاب قدیمیترین تکنولوژی چاپی لترپرس است. به لطف اختراع گوتنبرگ در اواسط قرن پانزدهم، در زمینه ی چگونه تولید کردن حروف جداگانه و متحرک از آلیاژ سرب، امکان بازتورید اجزای حروف به روشی اقتصادی و با سرعت بالا و در نتیجه امکان باز تولید کتابها با چاپ فراهم گشت.

در چاپ کتاب، اصول چاپی زیر به کار گرفته میشود:

+ صفحه – صفحه (Plane-Plane): دستگاه تیگل (Platen Press)

+ صفحه – سیلندر: سیلندر چاپی مسطح

+ سیلندر- سیلندر: چاپ روتاتیو

در سالهای اخیر، به دلیل هزینه ی بالای تولید پلیتهای چاپی، از اهمیت چاپ لترپرس کاسته شده است.
تنها در دستگاههای سیلندری مسطح، میتوان به کیفیت چاپی برتر در فرمت های بزرگتر دست یافت و تنها خروجی های چاپی پایین با استفاده از این دستگاهها امکانپذیر است.

تنوع در پلیتهای چاپی و اجزای تشکیل دهندهی پلیت چاپی، از ویژگیهای چاپ لترپرس است:

پلیتهای چاپی با ترکیب فلز گرم، پلیتهای لترپرس اورجینال و کپیهای پلیت های چاپی.

این پلیتها ممکن است به نوبه ی خود شامل مواد مختلفی باشد:

آلیاژهای سرب، روی، مس و پلاستیکهای فتوپلیمری و در چاپ هنری، چوب و لینولیوم (linoleum).

پلیتهای چاپی به کار گرفته شده در «چاپ تیگل» و «چاپ سیلندر مسطح» تقریباً از چندین بخش سخت، ثابت و مسطح تشکیل یافتهاند. پلیتهای سربی نیم دایرهای (stereos) یا پلیتهای پلاستیکی انعطافپذیر که به پلیتهای چاپی قابل شستشو معروفند، برای «چاپ روتاتیو» مناسب میباشند.

حروفچینی فلز گرم (Hot-metal composition) و حروفچینی نوری برای «تولید پلیتهای چاپی» مورد استفاده در چاپ کتاب مناسب هستند. فرآیند حروفچینی فلزگرم که تا اواخر دههی هفتاد، روش بهتر و غالب بود، امروز، تنها در چاپ تبلیغاتی در مقیاس محدود، در چاپخانههای لترپرس قدیمیتر و در چاپ موارد خاص نقش ایفا میکند. حروفچینی نوری برای تولید پلیتهای چاپی لترپرس در بخشهای بعد توضیح داده خواهد شد.

برای چاپ تصاویر و گرافیکها در جریان چاپ لترپرس از پلیتهای چاپی لترپرس مختلفی (که به آنها قالب هم گفته میشود) استفاده میشود:

ـ پلیتهای چاپی دست ساز (مانند برشهای چوبی) هنوز نقش مهمی در کارهای هنری گرافیکی برعهده دارند.

ـ امروزه دیگر پلیتهای چاپی لترپرس که با استفاده از تکنیکهای فتومکانیکی یا اسیدکاری (etching) ساخته میشدند، منسوخ گشتهاند.

ـ هم اکنون تکنیکهای فتومکانیکی (Photo mechanical \ wash-off) مورد استفاده قرار میگیرند و به جای پلیتهای فلزی سابق (مخصوصاً روی)، از پلیتهای فتوپلیمری استفاده میشود.

میتوان پلیتهای چاپی با قابلیت شستشو (پلیتهای فتوپلیمری) را با سرعت و دقت بالا تهیه کرد. طیف پلیتهای چاپی با قابلیت شستشو شامل پلیتهای چاپی متفاوتی است که هر کدام سیستمهای شستشو، عمقها و مواد اولیهی مخصوص به خود دارند. مثلاً پلیتهای چاپی نایلوپرینت (ساخته شده توسط BASF) از یک پلاستیک حساس نوری ساخته میشوند که توسط یک نوار به جنس پایه محکم متصل شده است.

جنس پایه برحسب کاربردی که دارد ممکن است آلومینیومی، استیلی یا پلاستیکی باشد. شکل ۸-۳-۱- الف، یک تصویر میکروسکوپی بخشی از پلیت چاپی لترپرس را نشان میدهد (پلیتهای برنجی). تصاویر و متونی را که با استفاده از تکنولوژی لترپرس به چاپ میرسند، میتوان از تجمع جوهر در لبهها شناسایی کرد. (شکل ۸-۳-۱- ب).

آماده سازی چاپ