Die Eroberung der neuen Grenze im Inkjet-Produktionsdruck

Die neue Grenze des Inkjet-Produktionsdrucks sind hochqualitative grafische Anwendungen mit hohem Farbauftrag bzw. hoher Farbflächendeckung. Von Elizabeth Gooding, Inkjet Insight

Auflagenregionen

In diesem Markt besteht die Herausforderung darin, große Mengen flüssiger Tinte präzise auf poröse und nicht poröse Materialien aufzutragen und sie bei hoher Geschwindigkeit ohne Beschädigung zu trocknen. Die sehr kleine Anzahl von Druckmaschinen, die in diesen Markt zielen, zeigt, wie schwierig es ist, diese Herausforderung zu meistern. Heute gibt es einen Neuzugang in diesem Markt, der einen einzigartigen Ansatz verfolgt, um Qualität zu liefern und gleichzeitig den Break-even-Point zwischen dem Inkjet- und dem Offsetdruck in höhere Auflagenregionen zu verschieben.

Die vierfarbig druckende Kodak Prosper Ultra 520 Rollen-Inkjetdruckmaschine bringt einige wichtige Unterscheidungsmerkmale in den Bereich der grafischen Industrie. Mit 150 Meter pro Minute ist die Prosper Ultra 520 Druckmaschine die schnellste, wenn es um den Druck auf gestrichenen Papieren geht. Vor allem aber bietet sie ihre volle Auflösung auch bei höchster Geschwindigkeit, und zwar konsistent bei allen unterstützten Papiergewichten und -sorten. Während alle Druckmaschinen in dieser Kategorie mit wasserbasiertem Inkjet arbeiten, ist dies die einzige Maschine, die über Continuous Inkjet (CIJ)-Druckköpfe verfügt. Dabei handelt es sich um die neueste Generation der Kodak Ultrastream Inkjet-Druckköpfe, die elektrostatische Ablenkung nutzen, um die Inkjet-Geschwindigkeit zu erhöhen und die Größe des Druck-Arrays zu reduzieren. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist ihre Verwendung von spezifischer, hardwarebasierter Rastertechnologie, die Geschwindigkeit, Leistung und Klarheit der Bildwiedergabe steigert. Schauen wir uns nun einmal an, wie alle Komponenten der Prosper Ultra 520 Druckmaschine zusammenwirken, um die Verlagerung von Druckvolumen vom Offset- in den Inkjetdruck attraktiver zu machen.

Druck in Offsetqualität
Zu den Faktoren, die unsere Wahrnehmung von Qualität beeinflussen, zählen Auflösung, Tröpfchengröße, Gleichmäßigkeit der Tröpfchen sowie der Farbraum. Die Auflösung für sich kann ein trügerischer Hinweis auf die Qualität sein, vor allem wenn eine Druckmaschine höhere oder niedrigere Auflösungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder auf verschiedenen Bedruckstoffen unterstützt. Die Prosper Ultra 520 bietet eine konstante Auflösung von 600 x 1.800 dpi. Faktoren wie die Größe und Platzierung der Tröpfchen müssen im Zusammenhang mit der angegebenen Auflösung ebenfalls berücksichtigt werden. Selbst die Druckmaschine mit der höchsten Auflösung liefert keine gute Bildqualität, wenn die Tröpfchen unregelmäßig ausgeformt oder ungenau platziert sind. Kodak beschreibt die Bildqualität vorzugsweise in Form von Linien pro Zentimeter (L/cm), dem von Offsetfachleuten am häufigsten verwendeten Begriff. Die von Kodak angegebene 80-L/cm-Druckqualität basiert auf einem Prozessvergleich mit dem Bogenoffsetdruck unter Verwendung von Platten, die auf einem Kodak Plattenbelichter mit  Squarespot Bebilderungstechnologie bebildert wurden. Während die Konzentration auf L/cm die Notwendigkeit reduziert, sich mit dem Zusammenwirken von Auflösung, Tröpfchengröße, Graustufen und Bittiefe zu befassen, möchte ich kurz auf die Tröpfchenbildung und die Genauigkeit eingehen.

Es leuchtet ein, dass Druckbilder unscharf werden und Kanten an Schärfe verlieren können, wenn die Tröpfchen nicht genau ihr vorgesehenes Ziel treffen. Weniger offensichtlich sind die Auswirkungen der Form und der Gleichmäßigkeit des Tröpfchens. Wenn ein Tröpfchen perfekt rund und kleiner als vier Pikoliter ist, kann es präzise Ergebnisse liefern. Tröpfchen mit nachlaufenden Satellitentröpfchen oder Störeffekten leiden unter einigen der gleichen Probleme wie ungenau platzierte Tröpfchen, da ein Teil der Tinte hinter dem eigentlichen Zielbereich des Tröpfchens liegt. Satelliten können sich bilden, wenn das Tröpfchen den Luftwiderstand des Papiers trifft, das sich unter dem Druckkopf hindurch bewegt. Je niedriger die Geschwindigkeit des Tintenausstoßes ist, desto stärker wirkt sich der Luftwiderstand auf die Tröpfchenbildung aus.

Die Kodak Ultrastream Inkjet-Technologie, die die Grundlage der Prosper Ultra 520 Druckmaschine ist, platziert 3,75-pL-Tröpfchen präzise und ohne Satelliten. Anders als Drop-on-Demand-Druckköpfe erzeugen CIJ-Druckköpfe in ihrem Innern einen Vorhang aus Tröpfchen. Bei Ultrastream Köpfen drucken manche Tröpfchen, während andere elektrostatisch abgelenkt werden. Jedes Tröpfchen hat die Möglichkeit, sich dem vor ihm befindlichen Tröpfchen dicht anzunähern, und es erfährt keinen Widerstand oder Geschwindigkeitsverlust, bis es den Druckkopf verlässt. Die Ultrastream Köpfe feuern die Tröpfchen zwar aus einem größeren Abstand auf den Bedruckstoff als andere Druckmaschinen, aber auch mit der dreifachen Wucht. Die zusätzliche Dynamik und der größere Abstand haben den Vorteil, dass kein Staub in die Druckköpfe zurückströmen kann und diese vor Ungleichmäßigkeiten des Bedruckstoffs geschützt werden.

Die Kombination aus Ultrastream Köpfen, Kodak Nanopartikel-Pigmenttinten und verbesserter Trocknung ermöglichen es, 93 % der Pantone® Solid Coated-Farben wiederzugeben und einen Gesamt-Farbraum zu erreichen, der wesentlich größer ist als Standard-CMYK-Farbräume wie SWOP oder GRACoL ISOcoatedV2 (FOGRA 39)*. Kodak Error Diffusion, eine für Ultrastream Köpfe optimierte Rastertechnologie, setzt präzise Tröpfchen in klarere Bilder mit weniger Körnigkeit und höherem Kontrast um. Allerdings reichen das Übertreffen von Offset-Farbvorgaben und die Ausgabe einer hervorragenden Bildqualität ohne ein solides wirtschaftliches Modell nicht aus, um die Verlagerung des Drucks von Seiten in den Inkjet voranzutreiben.

Neue wirtschaftliche Maßstäbe im Inkjet-Bereich gesetzt
Zusätzlich zu einer CMYK-Farbqualität, die den Offsetdruck übertrifft, kommt es auf Geschwindigkeit, Flexibilität und Effizienz an, damit der Inkjet dem Offsetdruck Seiten abjagen kann. Die Prosper Ultra 520 bietet branchenführende Produktivität beim Bedrucken glänzend und matt gestrichener sowie ungestrichener Druckmedien in einem Grammaturbereich zwischen 42 und 270 g/m2. Wie bei den meisten Wettbewerbsmaschinen in diesem Markt kann bei manchen Bedruckstoffen eine Vorbehandlung erforderlich sein, um Kompatibilität oder die beste Qualität zu erreichen.

Die Produktivität der Druckmaschine hängt von den gedruckten Bildern pro Minute sowie von Effizienzmerkmalen ab, welche die Betriebskosten senken und die Verfügbarkeit der Maschine optimieren. Viele der nachfolgend aufgeführten Produktivitäts- und Kostenmanagementmerkmale gibt es nur bei der Prosper Ultra 520.

  • CIJ-Köpfe, die kein Drucken von Farbabnahmestreifen zwecks Verhinderung verstopfter Düsen und auch kein Abdecken der Druckköpfe erfordern, eliminieren die bei Drop-on-Demand-Köpfen vorkommende Tintenverschwendung.
  • Zuverlässigkeit, Anlauf der Maschine bei Produktionsbeginn, Wartung und Standortkosten werden durch CIJ-Köpfe, weniger Bauteile und eine kompakte Stellfläche der Druckmaschine (14,6 m) verbessert.
  • Die Kombination aus Nahinfrarot (NIR)-Trocknern und Bahnkühlung sorgt für eine effiziente Trocknung bei hohem Farbauftrag auf schweren, glänzend gestrichenen Bedruckstoffen bei voller Geschwindigkeit.
  • Die Nanopartikel-Pigmenttinten, die nach Ansicht von Kodak die kostengünstigsten auf dem Markt sind, enthalten einen geringen Anteil an Feuchthaltemitteln, was die Trocknung effizienter macht. Außerdem fehlen Tintenzusätze wie Latex, die mit Nachbeschichtungen nachteilig reagieren können.
  • Durch den hohen Gehalt an ultrafeinen Pigmenten können Zielfarben auch mit einer geringeren Tintenmenge erreicht werden als bei konkurrierenden Druckmaschinen.
  • Noch weiter gesenkt werden die Tintenkosten durch das Kodak Color Toolkit, das die genaueste Farbwiedergabe aufrechterhält und gleichzeitig überschüssige Tinte durch Kodaks eigenentwickelte Druckfarbenoptimierungsmethode (Buntfarbenreduktion) entfernt.
  • Das Kodak Color Toolkit rationalisiert außerdem das Farbmanagement sowie die Medienqualifizierung mit Color Resource Packages zur effizienten Abwicklung der Bedruckstoffkalibrierung. Farb- und Druckmaschineneinstellungen lassen sich abspeichern, sodass Maschinenbediener Konfigurationen wiederherstellen und die Produktion zwischen den verschiedenen Auftragsarten schnell aufnehmen können.
  • Ein kompaktes und skalierbares Digital Front End, der Kodak 900 Print Manager, kann alle Daten in einen Speicher rippen und die Druckmaschine so ansteuern, dass sie mit voller Geschwindigkeit produzieren kann.
  • Das integrierte Bildqualitätssystem verringert die Makulatur beim Einrichten. Zusätzlich wird der Makulaturanfall dadurch gesenkt, dass die Maschine auch beim Hoch- und Herunterfahren drucken kann.
  • Die optionale Implementierung des automatischen Rollenwechsels wie bei Rollenoffsetmaschinen wird durch die Positionierung der Druckköpfe in sicherem Abstand zum Papier vereinfacht. Dies verbessert die Produktionsverfügbarkeit der Druckmaschine, verringert den Papierabfall und vereinfacht die Aufgaben des Bedieners.

Kodak hat die Druckmaschine mit einer offenen Hardwarearchitektur für die Integration von Vorbehandlung, Nachbeschichtung, automatischer Aufrollung und Bahnklebung sowie Endverarbeitung konzipiert. Unterschiedliche Workflow-Optionen wie JDF/JMF und der Kodak Prinergy Workflow, welche die Übermittlung von Aufträgen zur Druckmaschine bis hin zur Nachverfolgung fertiger Druckerzeugnisse auf der Ebene einzelner Exemplare unterstützen, sind ebenfalls verfügbar.

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All diese Elemente zusammen optimieren die kontinuierliche Produktionsverfügbarkeit der Druckmaschine und senken Verbrauchsmaterialkosten, was letztlich die wirtschaftliche Break-even-Menge zwischen der Rollen-Inkjet- und der Offset-Produktion erhöht. Kodak schätzt, dass der wirtschaftliche Break-even zwischen der Prosper Ultra C520 und einer Bogenoffsetmaschine bei einer Farbflächendeckung von 45 % bis zu 15.000 B1-Bogen (240.000 US-Letter- oder A4-Druckbilder**) und bei einer geringeren Farbflächendeckung von 15 % bis zu 25.000 B1-Bogen (400.000 US-Letter-/A4-Druckbilder) betragen könnte, einschließlich des typischen Preisaufschlags für Bogenpapiere (Formatware).

Um weitere Möglichkeiten zur Kostenkontrolle zu schaffen, bietet Kodak eine Auswahl an Serviceverträgen oder Klickprogrammen an. Ersteres bietet Betrieben, die hohe Volumen mehrschichtig produzieren, große wirtschaftliche Vorteile, um die mit der Plattform verbundenen Skaleneffekte auszuschöpfen.

Schaffung einer Plattform für kontinuierliche Verbesserung
Die Prosper Ultra 520 Druckmaschine wird in zwei Modellen angeboten: Die oben beschriebene Prosper Ultra C520 ist bei Aufträgen mit hohem Farbauftrag äußerst wettbewerbsfähig, und die Prosper Ultra P520 ist für den Druck auf ungestrichenen und für den Inkjet-Druck behandelten Papieren und den für diese Bedruckstoffe geeigneten relativ geringeren Farbauftrag vorgesehen. Die P520 unterstützt Papiere mit bis zu 160 g/m2 und verwendet NIR-Trocknung ohne zusätzliche Bahnkühlung.

Beide Prosper Ultra 520 Modelle werden zunächst in den USA, Westeuropa und Japan erhältlich sein, wobei Beta-Installationen für das nächste Quartal und die volle kommerzielle Verfügbarkeit für das vierte Quartal dieses Jahres geplant sind.

Es ist erwähnenswert, dass die Prosperität Ultra 520 Druckmaschinen auf einer echten Plattform aufbauen, die auf der Ultrastream Inkjet-Technologie und dem 900 Print Manager basiert, die im Jahr 2019 mit der Uteri Sapphire EVO W Verpackungsdruckmaschine erfolgreich eingeführt wurden. Während der Maschinenrahmen der Prosperität Ultra 520 für die Unterstützung von vier Farbkanälen ausgelegt ist, wurden sowohl Ultrastream als auch der 900 Print Manager für die Unterstützung von bis zu acht Kanälen konzipiert. In der Tat wurden Tinten für das Drucken im erweiterten Farbraum sowie digitaler Lack entwickelt und sind bereits kommerziell verfügbar. Die kompakte Bauweise der Ultrastream Köpfe ist gut geeignet, um künftig Implementierungen mit mehr als vier Farben zu ermöglichen.

Heute sehen wir die Markteinführung einer hocheffizienten Druckmaschine, die fähig ist, es hinsichtlich Farbauftrag mit dem Offsetdruck aufzunehmen und die starke, lebhafte und konsistente Farbqualität zu liefern, die erforderlich ist, um sich im Marktsegment der grafischen Industrie hervorzutun. Die neue Grenze für den Inkjet-Produktionsdruck ist der Ersatz des Offsetdrucks, und die Prosper Ultra 520 Druckmaschine ist gut positioniert, um hier ihren Anspruch geltend zu machen.

*Der Farbraum der Kodak Prosper Ultra 520 Druckmaschine ist 1,5-mal größer als der von SWOP, 1,4-mal größer als der von GRACoL auf gestrichenen Papieren und erreicht 93 % der Pantone® Solid Coated-Farben innerhalb von 4 Delta E 2000 auf glänzend gestrichenem Papier mit wasserbasierender Nachbeschichtung.

**Die Kalkulation der Druckbilder basiert auf: B1-Bogen x 16 = Anzahl Druckbilder pro Bogen (A4 oder US Letter, einseitig).

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