數(shù)字印刷工藝綜述

1、 一是連續(xù)噴墨,噴墨系統(tǒng)利用壓力使墨通過噴墨孔形成連續(xù)墨滴流。墨流由于高速而變成細(xì)小的墨滴,其尺寸和頻率取決于液體油墨的表面張力、所加壓力和噴墨孔的直徑。墨滴的落點(diǎn)由偏轉(zhuǎn)電極控制,偏離距離的級(jí)數(shù)由電極電壓級(jí)數(shù)決定。因此有定值偏移和多級(jí)偏移兩種,當(dāng)控制電極上所加的電壓幅值不變時(shí),墨滴偏移距離恒定；當(dāng)電壓幅值有多級(jí)時(shí),墨滴的偏移距離也有多級(jí)。連續(xù)噴墨的原理如圖4所示。油墨氣泡噴嘴成像信號(hào)圖5熱敏噴墨的基本原理油墨氣泡噴嘴成像信號(hào)圖5熱敏噴墨的基本原理二是按需噴墨，當(dāng)需要墨滴時(shí)才有壓力作用于墨盒。按需噴墨有熱敏、壓電、靜電三種方式。在噴墨數(shù)字印刷機(jī)上，許多細(xì)小的噴墨孔集成為陣列，進(jìn)行印刷作業(yè)。熱敏噴

2、墨方式如圖5所示，當(dāng)成像信號(hào)作用在加熱元件上時(shí)，加熱元件溫度迅速上升，油墨蒸發(fā)，產(chǎn)生氣泡，擠壓油墨，在壓力下噴出墨滴。當(dāng)溫度下降時(shí)，氣泡消失，墨盒在毛細(xì)管作用下吸入新油墨。壓電噴墨方式如圖6所示，主要利用壓電效應(yīng)，壓電晶體（壓電陶瓷）受到微小電子脈沖作用，會(huì)立即膨脹，使與之相連的墨盒受壓，產(chǎn)生墨滴。靜電噴墨方式如圖7所示，其基本原理是在噴嘴與承印物之間形成一個(gè)電場(chǎng)，成像脈沖信號(hào)通過開關(guān)元件控制噴嘴，當(dāng)有成像信號(hào)時(shí)，墨滴釋放，在電場(chǎng)力的作用下轉(zhuǎn)移到承印物上。該技術(shù)主要利用“泰勒”效應(yīng)。成像信號(hào)油墨承印物圖6壓電噴墨的基本原理圖7成像信號(hào)油墨承印物圖6壓電噴墨的基本原理圖7靜電噴墨的基本原理一般來

3、說，噴墨印刷具有3001500dpi的分辨能力，階調(diào)數(shù)為多值（但有限），而且成像速度非?？臁４蠖鄶?shù)噴墨成像都采用水基油墨，呈色劑以染料為主，最終影像的形成取決于油墨與承印物的相互作用。電凝聚成像（Electrography）電凝聚成像不同于靜電照相成像，它基于通過自由的鐵離子使聚合物凝結(jié)（一種由液態(tài)變成凝膠狀的狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程）。當(dāng)有圖像信號(hào)時(shí)，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，鐵離子析出，油墨重新凝結(jié)，固定在成像滾筒表面形成圖像區(qū)域，而沒有發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)（即非圖文區(qū)域）的油墨依然是液體狀態(tài)。然后，通過刮板的機(jī)械作用可以將非圖文區(qū)域的液體油墨去掉，使?jié)L筒表面只剩下圖文區(qū)域的油墨。最后，通過壓力的作用將油墨轉(zhuǎn)移到承印

4、物上。磁成像印刷（Magnetography）這種成像技術(shù)與磁帶的記錄技術(shù)采用相同的記錄原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁場(chǎng)的作用下定向排列，形成磁性潛影，然后再利用磁性色粉與磁性潛影之間的磁場(chǎng)力的相互作用，完成輸墨（即顯影），最后將磁性色粉轉(zhuǎn)移到承印物上即可完成印刷。離子成像印刷（Ionography）該技術(shù)有時(shí)也稱為電子束印刷技術(shù)，它通過使電荷的定向流動(dòng)建立潛像，該過程類似于靜電照相印刷。不同之處在于，靜電照相印刷是先對(duì)光敏鼓充電，然后對(duì)其進(jìn)行曝光生成潛影；而電子束成像印刷的靜電圖文是由輸出的離子束或電子束信號(hào)直接形成的。離子或電子束成像印刷的靜電圖文鼓采用更堅(jiān)固、更耐用的絕緣材料制成，以便

5、接收電子束的電荷。熱成像印刷（Thermography）熱成像印刷工藝?yán)脽嵝?yīng)，并采用特殊類型的油墨載體（例如色帶或色膜）轉(zhuǎn)移圖文信息，熱成像技術(shù)可劃分為熱升華（染料熱升華）和熱轉(zhuǎn)移（熱蠟轉(zhuǎn)移）兩種，某些數(shù)字打樣設(shè)備就采用了熱成像技術(shù)。照相印刷（Photography）該技術(shù)依賴于特殊類型的光敏紙張，這種紙張可借助于光信號(hào)以數(shù)字方式控制曝光，類似于彩色照片的形成。其它成像技術(shù)除了上面列舉的數(shù)字印刷成像技術(shù)外，還有許多正在研發(fā)的新的數(shù)字印刷成像技術(shù)，這些可稱為X成像（XGraphy）。這里，X一Graphy并不是指利用X光來實(shí)現(xiàn)成像，而是用來代替目前尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的成像技術(shù)。其成像原理可以參考

6、相關(guān)技術(shù)資料。數(shù)字印刷系統(tǒng)的功能部件數(shù)字印刷系統(tǒng)采用不同的成像技術(shù)時(shí)，其功能部件有些不同，甚至有很大的差別。但有些功能部件對(duì)大多數(shù)數(shù)字印刷系統(tǒng)來說還是需要的，如柵格圖像處理器、成像裝置、定像裝置等。數(shù)字印刷系統(tǒng)的組成如圖8所示。圖8數(shù)字印刷系統(tǒng)組成掃描輸入部件數(shù)字印刷生產(chǎn)的全過程都是數(shù)字化的，掃描輸入部件可完成模擬原稿的數(shù)字化工作。掃描輸入部件一般是掃描儀，可內(nèi)置在數(shù)字印刷機(jī)上，原稿數(shù)字化后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件直接用于印刷。柵格圖像處理器柵格圖像處理器是數(shù)字印刷系統(tǒng)必不可少的功能部件，它將用各種語言描述的頁面內(nèi)容轉(zhuǎn)換為位圖描述。成像部件除噴墨印刷直接形成可視圖像外，其它數(shù)字印刷工藝需要通過圖文載體（

7、可成像表面）成像，建立視覺上不可見的潛影（LatentImage）。圖文載體是成像部件中的關(guān)鍵元件。例如在靜電照相數(shù)字印刷系統(tǒng)使用的光電導(dǎo)鼓。圖文載體存儲(chǔ)的圖文信息是臨時(shí)性的，只能成像一次使用一次，即使對(duì)頁面內(nèi)容相同也如此。輸墨裝置除噴墨印刷外，數(shù)字印刷工藝需要對(duì)可成像表面輸墨的部件，稱它為輸墨裝置是為了與傳統(tǒng)印刷工藝使用的術(shù)語一致。對(duì)潛影輸墨的操作通常稱為顯影，是把油墨（或呈色劑）轉(zhuǎn)移到可成像表面的潛像上，形成視覺上可見的圖像。定像裝置油墨（或呈色劑）輸送到圖文載體表面只是圖文轉(zhuǎn)移的中間步驟，還需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到承印物表面，定像裝置是實(shí)現(xiàn)這一操作的部件。后處理裝置為了建立連續(xù)的數(shù)字印刷過程，還

8、可能需要對(duì)轉(zhuǎn)移到承印物上的油墨（或呈色劑）作固化和干燥處理，以及對(duì)圖文載體（和其它中間載體）表面作清除和再次成像準(zhǔn)備等。實(shí)現(xiàn)這些功能的部件可稱為后處理裝置。數(shù)字印刷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)移與間接轉(zhuǎn)移數(shù)字印刷系統(tǒng)中，對(duì)成像結(jié)果的轉(zhuǎn)移有兩種方式：一是直接轉(zhuǎn)移到承印物上；二是通過某一中間載體轉(zhuǎn)移，如帶有橡皮特性的柔軟滾筒。采用中間載體時(shí)，必須在轉(zhuǎn)移圖像信息后，對(duì)滾筒表面作清除和調(diào)節(jié)處理，準(zhǔn)備下一個(gè)圖像轉(zhuǎn)移。單路系統(tǒng)與多路系統(tǒng)對(duì)于彩色數(shù)字印刷機(jī)，有兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)温方Y(jié)構(gòu)和多路結(jié)構(gòu)。單路結(jié)構(gòu)將每一色版建成一個(gè)獨(dú)立的印刷裝置，能將所有的顏色一次性轉(zhuǎn)印到承印物上，相當(dāng)于傳統(tǒng)膠印機(jī)的多個(gè)印刷機(jī)座。多路系統(tǒng)只有一個(gè)印刷

9、裝置，與多個(gè)輸墨裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)各分色版印刷。采用多路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的印刷機(jī)只需要一個(gè)成像裝置。單路系統(tǒng)對(duì)每個(gè)顏色構(gòu)建一個(gè)成像裝置和印刷裝置。成像速度與印刷速度相當(dāng)，因此其印刷速度快，但單路數(shù)字印刷機(jī)的成本高；而在多路系統(tǒng)中，印張、中間載體或可成像表面必須多次與相同印刷裝置接觸來接收油墨，因此所需要的時(shí)間長，印刷速度慢，生產(chǎn)能力很低。顏色合成方式彩色數(shù)字印刷系統(tǒng)中，顏色合成方式不同，系統(tǒng)構(gòu)造不同。對(duì)于單路系統(tǒng)和多路系統(tǒng)，顏色合成方式都有三種：一是直接在承印物上合成彩色，即把每個(gè)色版上的油墨（或呈色劑）分別轉(zhuǎn)移到承印物上；二是在中間載體上合成顏色，這種方式采用間接轉(zhuǎn)移，每個(gè)色版上的油墨（或呈色劑）都

10、轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)印滾筒上，集中后一起傳遞到承印物上；三是在可成像表面合成顏色，即在可成像表面集中所有的色版的油墨（或呈色劑）后，再轉(zhuǎn)移到承印物。數(shù)字印刷工藝特點(diǎn)印刷適性數(shù)字印刷適性很差，每種成像技術(shù)除了要求有專用印刷機(jī)外，還要求采用與成像技術(shù)和轉(zhuǎn)移特性相匹配的成像材料。如以電荷效應(yīng)成像時(shí)，油墨（或呈色劑）必須具有合適的極性才能成功地從輸墨裝置轉(zhuǎn)移到可成像表面的圖文區(qū)，噴墨印刷使用低黏度的墨水（或熱溶油墨），熱成像技術(shù)則采用油墨色膜轉(zhuǎn)移圖文信息。因此數(shù)字印刷工藝對(duì)設(shè)備和材料的要求很高。通用性差，這也導(dǎo)致印刷成本的升印刷速度與質(zhì)量數(shù)字印刷工藝中，印刷頁面數(shù)據(jù)直接成像轉(zhuǎn)到印張上，省去了制版的過程，縮短了生產(chǎn)

11、準(zhǔn)備時(shí)間，簡(jiǎn)化了工作流程，因此其印刷周期短。但與傳統(tǒng)印刷相比，數(shù)字印刷速度慢，因?yàn)椴徽擁撁娴膬?nèi)容是否變化，每完成一印張都要成像一次。而且對(duì)于可變數(shù)據(jù)印刷，必須將每一個(gè)頁面上的所有元素（或部分元素）的代碼發(fā)送到RIP進(jìn)行柵格化，然后才能進(jìn)行成像印刷，所需的時(shí)間更長。因此，數(shù)字印刷適合于短版印刷。數(shù)字印刷的解像力有限，層次階調(diào)少，印刷中可變因素多，印刷質(zhì)量相對(duì)要低得多。而且，每一個(gè)印刷頁面均須重新成像，印品質(zhì)量的一致性很難保證。表1是傳統(tǒng)膠印和電子照相印刷/噴墨印刷（主流數(shù)字印刷工藝）之間的比較。印刷工藝比較傳統(tǒng)膠印電子照相印刷/噴墨印刷準(zhǔn)備時(shí)間長，與制版工藝有關(guān)短，數(shù)字活件可直接上機(jī)印刷印刷速度快低/中等印刷周期長短頁面圖像內(nèi)容固定可變印刷質(zhì)量高低/中等作業(yè)對(duì)象長版，1000份以上短版，1000份以下印刷成本印數(shù)越多，單張成本越低單張成本與印數(shù)無關(guān)表1傳統(tǒng)膠印與數(shù)字印刷工藝的性能比較數(shù)字印刷