Tisk

  • způsob rozmnožování předlohy, při kterém se tisková barva z tiskové formy přenáší na papír či jiný potiskovaný materiál

Hlavní druhy klasických tiskových a grafických technik

  • tisk z výšky
    • nejstarší grafická a tisková technika
    • tisk ze štočků, raznic či sazby
    • knihtisk, dřevořez, dřevoryt, linoryt

84

 Tisk z výšky

  • tisk z hloubky
    • tisk z rytých či leptaných destiček (zinek, ocel, měď, hliník)
    • hlubotisk, rytina, lept, suchá jehla

85

 

Tisk z hloubky

 

  • tisk z plochy
    • tisknoucí a netisknoucí místa jsou v jedné výškové úrovni
    • využívá vzájemnou odpudivost mastných tiskových barev a vody
    • litografie – kamenotisk (19. st.) tisk z forem (desky vápence) bez reliéfu
    • ofset (1905) – tisk přenosný, nepřímý – tisk z válců

86

 

Tisk z plochy

87

Ofset

  • ostatní tiskové a grafické techniky
    • sítotisk – průtisk ze šablony (1929)
    • užívá jemné síto, kde se netisknutelná místa zalepí lakem

Rozlišení tisku (tiskárny)

  • tisk sestává (standardně) z určitého počtu tiskových bodů různého tvaru či velikosti
  • rozlišení tisku vyjadřuje jemnost bodové reprezentace obrazu
  • rozlišovací schopnost tiskárny udává, kolik různých bodů je schopna vytisknout na určité délce, resp. ploše – udává se obvykle v násobku x x y dpi, např. 2400 x 2400 dpi
  • známe-li x a y, dá se přesně určit a vyjádřit geometrické rozlišení
  • známe-li též dpi tisku, lze předem určit velikost budoucího výtisku; např. obraz s rozlišením 1843 x 1322 bude tištěn 600 dpi = (1843 / 600 x 2,54) x (1322 / 600 x 2,54) = 7,8 x 5,6 cm
  • některé tiskárny pracují s proměnnou velikostí tiskového bodu, např. tisk metodou vzorů nebo inkoustový tisk (různě velké kapky)
  • některé tiskárny pracují v autotypickém rastru (stejná vzdálenost bodů různé velikosti), např. hlubotisk či ofset, jiné tisknou stejně velké body v různé vzdálenosti – frekvenčně modulovaný rastr nebo činí obépoloautotypický rastr
  • některé tiskárny pracují se skládaným tiskovým bodem, např. inkoustové tiskárny

88

 

Skládaný tiskový bod

  • některé tiskárny pracují s překryvem bodů, např. ofset
    • zvýšení barevné škálovatelnosti obrazu
    • geometrické rozlišení se nemusí rovnat vnímanému optickému rozlišení

Černobílý (šedotónový) tisk

  • tisk ve frekvenčně modulovaném rastru – proměnlivá hustota tiskových bodů

89

 

Tisk ve frekvenčně modulovém rastru

  • tisk v autotypickém rastru – proměnlivá velikost bodů

90

 

Tisk v autotypickém rastru

  • proměnlivá hustota a velikost tiskového bodu (poloautotypický rastr)

91

 

Poloautotypický rastr

  • tisk metodou vzorů (shluková matice) technikou ofsetového tisku

92

 

Tisk metodou vzorů technikou ofsetového tisku

Barevný (vícebarevný) tisk

  • pracuje se subtraktivním modelem barev CMYK Cyan-azur Magenta-purpur Yellow-žlutá blacK-černá
  • zrak vnímá „nepravé“ barevné tóny, tj. nevnímá tečky v barvách CMYK, ale tisíce z nich konstruovaných tónů

93

Barevný tisk

  • ze 4 základních barev CMYK mohou některé tiskárny „namíchat“ nejvýše 4 další barvy, z nich vytvářejí jednotlivé tiskové body
    • bílý
    • azurový
    • purpurový
    • žlutý
    • modrý = azurový + purpurový
    • zelený = azurový + žlutý
    • červený = purpurový + žlutý
    • tmavě hnědý = azurový + purpurový + žlutý
    • černý
  • některé tiskárny mohou zvýšit počet pracovních barev používáním více druhů pigmentů či inkoustů (6, 7, 8, 10) – světle, resp. foto azurová a purpurová nebo šedá, zelená, červená …
  • protože tiskárny mají na vyjádření barvy daleko méně odstínů než třeba monitory (224 = 16,7 mil.), tisknou pixely z mnoha tiskových bodů a užívají dithering (mimo sublimačních)

94

Monitor a tiskárna

 

 

Technika čtyřbarvotisku

  • 4 barevné výtažky, tzv. separace
  • 4 tiskové desky nebo průchody

95

 

Čtyřbarvotisk

Technikou ofsetového tisku

  • rotace tiskového rastru barevných separací při soutisku
    • natáčení eliminuje případné rušivé vjemy rastru výrazných barev
    • natáčení působí proti vzniku viditelných moiré

96

 

Technika ofsetového tisku

Digitální technologie v tisku

  • computer to plate (CTP) je technologie pro přímý osvit tiskových desek pro ofset, hlubotisk či sítotisk laserem
  • pravý digitální tisk je technologie, kdy je počítač spojen přímo s tiskovým strojem a mezi souborem v počítači a vytištěným dokumentem není žádný polotovar, jako je film nebo tisková deska
  • computer to paper – zařízení malonákladového digitálního tisku = tiskárny

Tiskárny

  • výstupní zařízení sloužící pro výstup údajů z počítače v tištěné podobě
  • základní parametry
    • druh tiskárny – jehličková, inkoustová, laserová aj.
    • provedení – stolní, přenosná, velkoformátová aj.
    • rychlost tisku – počet znaků nebo stránek / čas
    • rozlišení – bodů na palec – dpi, např. 9600 x 2400
    • barevnost – tisk černobíle nebo i barevně
    • pořizovací náklady – cena tiskárny
    • cena za vytištěnou stránku – papír, náplň, amortizace (snížení hodnoty zařízení opotřebením)
    • způsob komunikace – ASCII, PDL(PostScript), GDI aj.
    • způsob připojení k počítači – USB, LAN, bezdrátově aj.
    • způsob napájení – ze sítě, z USB, baterie
  • základní druhy
    • impaktní – typové – řádkové – bodové
    • maticové – jehličkové
    • tepelné – termotiskárny – sublimační – autochromní
    • inkoustové – thermo (bublinkové) – piezo (tryskové)
    • laserové
    • LED (se svítivými diodami)
    • s pevným inkoustem
    • 3D tiskárny

Tiskárny impaktní

  • impaktní – typové (již nepoužívané)
    • řetězové – v tiskárně obíhá řetěz s písmeny (typy) pod řadou kladívek; když přijde písmeno na místě tisku pod kladívko, úderem se písmeno obtiskne přes pásku na tabelační papír
    • s typovým válcem – podélný válec se stejnými znaky v řádce; stejné znaky řádky se tak tisknou najednou a celá řádka se vytiskne po jednom otočení válce (20 str./min)
    • s typovým kolečkem (kopretina), s typovou koulí
  • impaktní – řádkové (stále vyráběné)
    • v tiskárně vibruje lišta se soustavou kladívek přes celou šíři papíru (A3); příslušná kladívka vytisknou úderem přes barvicí pásku „svůj“ jeden bod; tiskárna posune papír o mikrokrok a cyklus se opakuje; postupně se vytiskne např. celá řádka znaků
    • kvalita tisku až 240 x 288 dpi
    • rychlost tisku až 2000 řádků / min, až 50 stran / min
    • měsíční zátěž až 512 000 stran

 

Tiskárny maticové – jehličkové

  • první řešení 1964 Seiko pro OH, 1968 sériově jako EP-101, od 1975 EPSON („Son of Electronic Printer = EP SON“)
  • tiskárny využívají tiskovou hlavu, která obsahuje sadu pod sebou umístěných jehliček (1, 7, 9, 12 v jednom či dvou sloupcích)
  • jednotlivé jehličky jsou připojeny k elektromagnetům, které je při tisku vystřelují proti barvící pásce
  • barvící páska pak v daném bodě dopadne na papír, kde způsobí malý barevný bod
  • tisk probíhá v matici 7×7, 9×7, 12×9 apod.

97

 

Jehličková tiskárna

  • v závislosti na počtu jehliček se rozlišují na:
    • ≤ 7 jehličkové – jeden sloupec jehel – používány pouze tam, kde na kvalitě tisku nezáleží (např. pokladny)
    • 9 nebo 18 jehličkové – jeden nebo dva sloupce jehel – tisk v režimu DRAFT (méně kvalitní, rychlejší) a v režimu NLQ (Near Letter Quality) – vhodné pro průklepy (kopie)
    • 24 jehličkové – dva sloupce jehel – dovolují navíc práci i v režimu LQ (Letter Quality) a poskytují rovněž vyšší rychlost tisku
  • výhody jehličkových tiskáren:
    • nízká pořizovací cena
    • nízká cena za vytištěnou stránku (za 1 $ až 600 stránek)
    • možnost tisku na tabelační papíry či různá zasunutá média
    • možnost průpisů – (až 6 kopií)
    • robustní konstrukce
    • možnost práce v prašném, chladném či horkém prostředí
  • nevýhody běžných jehličkových tiskáren:
    • nižší kvalita tisku – max. 180 až 360 DPI
    • nízká rychlost – 200 -1120 zn./min. (necelá strana / min.)
    • problematický tisk grafiky
    • vysoká hlučnost při tisku
  • možnosti speciálních jehličkových tiskáren
    • rychlost až 680 znaků za sec (cps – characters per second) = cca 20 str. / min, vysokorychlostní až 1100 cps
    • hlučnost potlačena
    • barevné výtisky jsou možné – 2,5 cm široké barvicí pásky CMYK a zdvihací motor pásky

Termotiskárny

  • tiskárny s termocitlivým papírem
    • monochromatické tiskárny vytvářející obraz teplem na termocitlivém papíru a rozlišením 203 dpi (8 bodů / mm)
    • obvykle řešené jako tiskárny etiket visaček, pokladní tiskárny, kioskové tiskárny či zapisovače
  • tiskárny přenosové – termotransferové (thermal wax transfer printer)
    • pracují s přenosovou fólií, z níž se pomocí žhavých mikroelementů přenášejí barevné body na papír (nebo jiné médium)
    • barevné pracují s CMYK voskovými fóliemi, svitky či kazetami

Sublimační tiskárny

  • pracují na principu sublimace (odpařování) pevného inkoustu, který po zahřátí přechází do plynné fáze
  • různou teplotou lze regulovat množství sublimujícího inkoustu v daném místě
  • v plynném stavu potom inkousty pronikají do povrchu speciálního papíru a zde se mísí
  • inkoust je dodáván ve formě různobarevného CMYK filmu, který prochází nad papírem
  • nakonec se obraz fixuje (laminuje) lesklou ochrannou vrstvou

98

 

Sublimační tiskárna

  • tiskárny se používají především pro tisk fotografií
  • mohou tisknout též na speciální média, např. jsou užívány pro potisk karet
  • existují též v přenosové verzi
  • výhody sublimačních tiskáren:
    • velmi kvalitní barevný tisk s plynulými barevné přechody bez tiskového rastru při nízkém fyzickém rozlišení 300 dpi
    • malé rozměry, kompaktní mobilní provedení
    • možnost napájení z baterií či z počítače
  • nevýhody sublimačních tiskáren:
    • nutnost použití speciálního papíru např. 10 x 15 cm
    • vyšší cena za stránku
    • relativně pomalý tisk (1/4 až 1/2 str. / min)
  • speciální sublimační tiskárny
    • velkoformátový sublimační tisk využívající sublimační disperzní inkousty CMYK
    • např. sublimační tiskárny pro přímý potisk textilu, šířka 64“(162 cm), délka až 500 metrů, rychlost tisku až 30 m2/hod., až 1 440 x 2 880 dpi, 1 440 tiskových trysek CMYK (360 na barvu) (od 320 000 Kč)

Tepelné autochromní tiskárny

  • Fujifilm Thermal Autochrom
  • používá speciální papír obsahující tři složky (diazosloučeniny) z nichž vznikají základní barvy
  • chemická reakce diazo sloučeniny na žluté barvivo začne probíhat od nižší teploty, na purpurové barvivo až od vyšší a na azurové barvivo od teploty nejvyšší
  • tisk fotografií až do velikosti A4 je velmi kvalitní a trvanlivější než u sublimačních tiskáren

Inkoustové tiskárny

  • u inkoustových tiskáren je tisk prováděn pomocí inkoustu, který je prostřednictvím miniaturních trysek v tiskové hlavě po kapkách vystřikován na papír = technologie Inkjet
  • inkoust je umístěn v nádržkách (cartridge), které se obvykle pohybují společně s tiskovou hlavou
  • cartridge jsou kompaktní, nebo dělené s 1 či 4 – 10 barvami
  • z hlediska způsobu tvorby kapek se tiskárny dělí na 2 skupiny
    • tiskárny s kontinuálním proudem inkoustu (Continuous Inkjet)
    • tiskárny s tvorbou kapek na vyžádání (Drop on Demand – DOD)

Tiskárny s kontinuálním proudem inkoustu

  • vytvářejí nepřetržitý proud kapek inkoustu (až 165 000 / s), z něhož se odvětvují (např. elektrostaticky) kapky, které jsou 5 – 64 tryskami nasměrovány na potiskované médium
  • hlavní proud inkoustu se vrací zpět do zásobníku a potom opět do tiskové hlavy
  • obvykle se jedná o průmyslové tiskárny pro potiskování obalů

Tiskárny s tvorbou kapek na vyžádání (DOD)

  • inkoustové tiskárny lze podle technologie tisku rozdělit do dvou skupin
    • tepelné inkoustové tiskárny = thermal technolgy (1977)
      • Canon – Bubble Jet
      • Hewlett Packard
    • piezoelektrické tiskárny = piezo-electric technology
      • Epson
Tiskárny inkoustové tepelné – DOD thermal technology
  • označované též jako bublinkové
  • tiskárny tohoto typu používají k vystříknutí kapky inkoustu z trysky topné tělísko tzv. topný rezistor(heating resistor)
  • tisk je prováděn ve čtyřech fázích
    • rezistor prudce zahřeje inkoust v dutině trysky – 500 °C
    • v dutině trysky vzniká bublina přehřáté páry, která vytlačuje inkoust
    • dojde k vystřelení inkoustu na papír rychlostí 10 m/s
    • v dutině trysky vzniká ochlazením podtlak, který způsobí její další naplnění
  • musí používat jen specifický inkoust (např. odolný teplotě)
  • je zapotřebí jistá doba k ochlazení rezistoru – počet trysek
  • není možné zcela plynule regulovat velikost kapky

99

 

Tiskárny inkoustové tepelné

  • v tiskové hlavě je od 72 do 1536, 3072 nebo i 5376 trysek
  • průměr trysek činí 50 – 5 mikrometrů (0,05 – 0,005 mm)
  • trysky vystřelují kapky o objemu 10, 3, 2 nebo dokonce 1 pl (1 pl = 10-9 litru)
  • kapka utvoří barevný bod o průměru cca 30 – 5 mikrometrů
  • při rozlišení 2400 dpi činí velikost bodu 10 mikronů a nejmenší okem viditelný bod je cca 30 mikronů
Tiskárny piezoelektrické – DOD piezo-electric technology
  • označované též jako tryskové
  • tiskárny tohoto typu využívají k vystříknutí kapky inkoustu z trysky piezo krystal, resp. obrácený piezoelektrický jev
  • do piezo krystalu je zaveden elektrický proud, který způsobí jeho prohnutí a následné vystříknutí kapky

100

 

Tiskárny piezoelektrické

  • deformace krystalu může probíhat mnohamilionkrát za sekundu (s frekvencí v MHz) → rychlost
  • není nutné čekat na ochlazení tepelného rezistoru – rychlost a počet potřebných trysek
  • tisková hlava obsahuje 29 či 64 trysek pro každou CMY barvu + 90 pro černou, nebo až 10 x 180 trysek pro jednotlivé barvy inkoustů u fototiskáren
  • prohnutí piezo krystalu lze poměrně dobře ovládat, což dovoluje s dosti velkou přesností regulovat velikost kapky
  • tiskárny mohou používat i pigmentové inkousty v různých rozpouštědlech → potisk různých materiálů astálobarevnost

Výhody inkoustových tiskáren

  • relativně nízká pořizovací cena
  • možnost barevného tisku při dobrém poměru cena-výkon
  • vysoké rozlišení tisku – až 9600 x 2400 A4 dpi nebo 4800 x 2400 A3 dpi
  • vysoká kvalita fototisku – až 8 nebo 10 barev inkoustu (při užití speciálního papíru – např. lesklého fotopapíru)
  • relativně vysoká rychlost ČB tisku – 10 až 22 str. za min, u vysokorychlostních až 120 str. za min
  • tisk fotografií A4 běžnými fototiskárnami 1 až 5 min

Nevýhody inkoustových tiskáren

  • cena za vytištěnou stránku (dle pokrytí) – pro ČB tisk (5%) 0,3-1,5 Kč, pro barevný tisk (%) 1,5-7,5 Kč
  • poměrně nízká životnost cartridge

Velkoformátové inkoustové tiskárny

  • tiskárny do šíře 250 cm při až 1440 dpi a rychlosti až 45m2/h

Laserové tiskárny

  • první tiskárna IBM 3800 1976, pro domácí užití HP Laserjet 1984
  • data jsou zaslána do paměti tiskárny a potom vedena na vstup deflektoru, který dle napětí propouští či nepropouští světlo
  • paprsek polovodičového laseru je modifikován deflektorem, usměrňován rotující soustavou zrcadel a tak exponuje elektrický obraz na rotující válec s polovodičovým povrchem nabitým koronou kladným nábojem na potenciál cca + 2 kV (válec má odpor cca 5 MΩ)
  • osvětlená místa změní odpor (cca 300 Ω) a náboj je z nich odveden
  • rotující válec dále prochází kolem kazety s tonerem nabitým též kladně, který je tak přitažen jen na exponovaná místa bez náboje
  • kladně nabitý toner je dále přenesen na papír, který je podložen záporně nabitou deskou cca – 2 kV
  • toner je do papíru dále zažehlen při teplotě cca 180˚C a celý papír je na závěr zbaven elektrostatického náboje
  • rotující válec se dále čistí, vybíjí a opět jednotně koronou nabíjí

101

 

Laserová tiskárna 1

102

Laserová tiskárna 2

 

  • barevný tisk je možné u barevných laserových tiskáren docílit použitím různobarevných CMYK tonerů
  • výhody laserových tiskáren
    • kvalitní tisk (600, 1200, 2400 dpi)
    • obrysová ostrost čárové grafiky
    • rychlost tisku (12-32 str./min.)
    • nevyžadují speciální papír
  • nevýhody laserových tiskáren
    • vyšší pořizovací cena
    • pro běžného uživatele hůře dostupný kvalitní barevný tisk (cena HW+ spotřební materiál)
  • vysokorychlostní tiskárny
    • např. 65 str. A4 / min. při 300 x 300 dpi na tabelační papír
    • např. 114 str. A4 / min. při 600 x 600 dpi maloformát. tisk

LED tiskárny

  • LED (Light-Emitting Diode) tiskárny pracují na obdobném principu, jako tiskárny laserové
  • namísto laseru jsou vybaveny sadou LED diod (umístěných v jedné řadě), které jsou schopny nabít zvolená místa na válci statickou elektřinou
  • výhodou tohoto řešení je nižší cena
  • oproti laserovým tiskárnám poskytují LED tiskárny nevýznamně nižší kvalitu tisku
  • LED tiskárny bývají také někdy nesprávně označovány jako laserové tiskárny

Tiskárny s pevným inkoustem

  • vyráběny původně firmou Tektronix, nyní Xerox – solid ink
  • označované též jako voskové tiskárny
  • inkousty jsou dodávány v pevné formě
  • základní princip tisku je obdobný jako u ofsetového tisku
  • při tisku se náplně roztaví a v tekuté formě jsou přes trysky tiskové hlavy nastřikovány na odpovídající místa přenosového válce
  • z válce jsou barvy přeneseny na papír, kde rychle tuhnou
  • výtisk první strany (zahřátí) trvá např. 10 sekund
  • technologie poskytuje ostré syté barvy na různých typech médií

3D tiskárny

  • Technologie Rapid Prototyping sloužící k rychlé tvorbě prototypů a modelů
  • stereolitografie – vytváří model postupným vytvrzováním vrstvy na hladině fotopolymeru UV laserem (24 hod. – až 100 tis. Kč)
  • Selective laser sintering (SLS) – spékání speciálního prášku laserovým paprskem do určitého tvaru
  • metoda laminování (LOM) – papír napuštěný zpevňující hmotou se laminuje a vrství na sebe a ořezává laserem
  • Fused deposition modelling (FDM) – model se vytváří nanášením jednotlivých vrstev z termoplastů systémem krok po kroku; metoda nepoužívá lasery, takže se dá užívat i v kancelářích (cca 2 hod. – 2 až 10 tis. Kč)

103

 

3D tiskárna

Komunikace s tiskárnou

  • ASCII: jednotlivé znaky, které mají být tištěny, jsou posílány do tiskárny v jejich ASCII kódu
    • tiskárna je vybavena vlastními fonty – vhodné pouze pro texty – problémy s kompatibilitou
  • PDL (Page Description Language): popis stránky
    • tiskárna musí být vybavena příslušným procesorem RIP (Raster Image Processor) k interpretaci jazyka rasterizace kódu a vytvoření obrazu stránky
    • nejznámější PDL jsou PostScript (Adobe) a PCL (HP)
  • Windows GDI (Graphical Device Interface): vytváření obrazu tištěné stránky je prováděno procesorem počítače
    • tiskárna nemusí mít procesor a je levnější
    • tiskne pouze v prostředí Windows

Připojení tiskárny

  • paralelní port – konektor FD25 s 25 kolíky – 2 Mb/s
  • USB sběrnice – (Universal Serial Bus) verze 1.1 12 Mb/s, USB 2 480 Mb/s, resp. USB 3 5 Gb/s ?
  • rozhraní IEEE 1394 (FireWire, iLink) Institute of Electrical & Electronics Engineers – 400 Mb/s (b 800Mb/s, c 3200 Mb/s)
  • Ethernet – síťová technologie (dříve 10 Mb/s, nyní standard Fast Ethernet 100 Mb/s nebo 1 Gb/s)
  • IrDA – Iport IrDA 1.1 (Infrared Data Association) až 4 Mb/s Very Fast Infrared 16 Mb/s nfrared – bezdrátová technologie pro portable tiskárny
  • Bluetooth – (IEEE 802.15) 2,4 GHz až 2,1 Mbit/s
  • Wi-Fi (IEEE 802.11) 2,4 nebo 5 GHz až 600 Mb/s
  • paměťové karty – Memory Stick, Compact Flash, Micro SD