热成像技术

10.3 热成像数字印刷技术
10.3.3 热升华数字印刷系统
三、使用中间载体的热升华数字印刷系统
2. 垫珠的作用 垫珠加在色膜与中间载体间，厚度小于1微米。热升华过程 发生在色膜与中间载体的间隙，因此正是垫珠为热升华复制创造 了必要条件，色膜上的油墨在热激光的作用下蒸发，并扩散进中 间载体接受层。此后的转移过程发生在纸张和中间载体间，中间 载体接受层厚度约2微米，油墨从中间载体接受层转移到纸张。 3. 两次转移的优点 由于从油墨到纸张经历了两次转移过程，故这种工艺称为非 直接转移（间接转移）。图中的b1和b1分别表示油墨从色膜转移 到中间载体以及从中间载体转移到普通印刷用纸张两个过程。两 次转移的主要优点是可以使用普通纸张来印刷，避免使用昂贵的 专用纸，问题是中间载体的价格。
10.3.1 热成像技术概述
三、热转移工作原理与印刷单元
3. 实现油墨转移的印刷单元 印刷单元与页面宽度相等，因而要求加热元件也与页面宽度 相等。工作时色膜作单方向旋转，承印材料则需要作往复运动， 才能实现多色印刷。
10.3 热成像数字印刷技术
10.3.1 热成像技术概述
三、热转移工作原理与印刷单元
4. 系统设计与配置 色带或色膜分为加热和未 加热两部分，对应图文和非图 文部分，未转移油墨无法重新使用。 5. 热转移的二值复制特点 (1)工艺过程：控制打印头中的 加热元件使油墨层转移到纸张，只有着墨和不着墨两种状态。油 墨的转移和不转移取决于加热元件是否工作。 (2)控制：微结构和微电子技术，精确控制加热，使转移不同 油墨量成为可能。考虑到墨层是复合层，尽管记录点（网点）尺 寸可变，但被转移油墨浓度却保持为常数，这意味着油墨转移量 的多或少能通过定义熔化程度来控制，这种热转移技术的延伸称 为可变网点热转移VDT（Variable Dot Thermal Transfer）。
二、热转移数字打样工艺步骤
2. 加网算法 四色分色结 果均利用相同技 术（加网算法） 将不同颜色顺序 转移到纸张，记 录分辨率300 dpi。 网点尺寸变化 需特殊加网技 术，加网操作 沿送纸方向进 行，记录点小于设备像素间距，由富士公司开发的加网技术，称 为可变分辨率加网（ Variable Resolution Screening ）。
热成像技术
10.3 热成像数字印刷技术
10.3.1 热成像技术概述
一、直接热成像与转移热成像
1. 热成像技术分类 热成像技术划分为直接热成像（Direct Thermography）和转 移热成像（Transfer Thermography），而转移热成像又可进一步 细分为热转移和热升华。
10.3 热成像数字印刷技术
10.3 热成像数字印刷技术
10.3.2 热转移印刷系统
二、热转移数字打样工艺步骤
1. 工艺步骤 (1)材料：色膜或色带、经特殊处理的中间载体和纸张； (2)步骤：彩色图像先从色膜转移到中间载体，中间载体粘结 到纸张上，最后再从纸张上剥除无用的中间载体。
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10.3.2 热转移印刷系统
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10.3.3 热升华数字印刷系统
四、小规格热升华数字印刷应用
3. 热升华复制技术的数字摄影应用 以热升华为成像基础的印刷系统在数字摄影中使用得特别普 遍，比如高性能的小规格热升华打印机，典型输出尺寸10×15厘 米，约A4纸一半尺寸。某些热升华打印机可达到600dpi，每一记 录点阶调值100个，完全满足高标准摄影作品硬拷贝输出要求。 4. 塑料卡片印刷 信用卡和会员卡等。图示热 升华数字卡片打印机演示如何利 用卷筒色膜和热成像头印刷会员 卡，标准配置是分辨率300 dpi， 每个记录点的阶调值超过100， 每分钟可打印2张塑料卡片。该 设备也可用作热转移打印机。
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10.3.2 热转移印刷系统
三、高分辨率热转移数字打样系统
1. 成像：220束热激光，波长约 220纳米，分辨率3200dpi。 2. 油墨转移：中间载体上的热转 移彩色膜。中间载体（转移基材料） 固定在鼓上，以单张纸形式提供。 3. 多功能系统：彩色打样和印版 成像，要求操作人员一个接一个地将 相应颜色的色膜插入设备，由真空系 统将色膜固定到鼓上。 4. 承印材料：胶印用纸张不可，只能用特定的纸张，如保利 来PolaProof工艺使用的纸张，有一层特殊薄膜合成到印好的图像 上，以保证油墨向纸张转移的稳定和可靠。
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10.3.1 热成像技术概述
五、色膜转移与配置
1. 转移特点：将使用色膜材料的每一种颜色，宽度与页面宽 度相当。油墨完成转移后，色膜的残留表面不能再用于印刷，这 意味着热转移印刷的材料利用率很低。 2. 色膜材料：单张和卷筒，典型厚度10微米，墨层厚度约 3 微米，加2微米保护膜（有利于对色膜的操作）。 3. 卷筒色膜：各主色依次排列，各色油墨通过印刷单元顺序 转移到纸张。热转移工艺也有只用青、品、黄三色油墨的。 4. 单张色膜：需利用特殊的装置供给。 5. 多次通过热转移印刷系统：纸张必须经过印刷单元几次。 6. 一次通过热转移印刷系统：单元设计，多色印刷。
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10.3.3 热升华数字印刷系统
四、小规格热升华数字印刷应用
1. 三菱热升华打样机 最大输出幅面A3，分 辨率300 dpi，只用青、品、 黄三色，输出一张A3打样 稿约需3分钟。 2. 保利光热升华彩色 数字打样机 以热升华复制工艺为基础（D2T2） 的设备，型号为DCP 9500 Proofer。记录 分辨率300 dpi，每个记录点可表示阶调 值256，最大输出幅面A3，约5分钟产生 A3幅面彩色打样稿。
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10.3.3 热升华数字印刷系统
二、多用途系统
1. 设计热转移和热升华两用设备的可能性 原理上完全有可能设计出热转移和 热升华两用设备，但需使用合适的色膜。 控制由激光束加到记录点上的能量 可使不同数量油墨扩散，虽然网点尺寸 相同，但密度可变。 模拟胶印打样：半色调网点由具有 相同密度的记录像素组成，通过热量变 化模拟胶印使用的网点结构。 2. 可达到的记录分辨率 记录分辨率达到4000 dpi的系统已经供应（A2＋），图示系 统记录精度2400 dpi，四色打样，输出A2打样稿时间约15分钟。
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10.3.1 热成像技术概述
六、热成像复制效果比较
热转移只能产生两级灰度值（左图），而热升华在保持每个 网点（记录点）尺寸相同的情况下可产生多级灰度。
热转移多色印刷网点结构
热升华网点结构
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10.3.2 热转移印刷系统
一、单元设计热转移印刷系统
10.3.1 热成像技术概述
一、直接热成像与转移热成像
2. 直接热成像 (1)纸张：需经过专门处理，表面有特殊涂层，加热后会发生 颜色改变，称为热敏材料，例如传真机使用的热敏传真纸。 (2)热打印机：含加热元件，如标签打印机和票据打印机。 (3)工作原理：热敏材料物理特性或记录机理，因为油墨通过 生产纸张的系统加到材料上，而热打印机结构却相当简单。 3. 转移热成像 (1)热转移：油墨从色膜释放再转移，将发生大量油墨转移， 因而热转移又称为热密集转移。油墨：蜡或特殊聚合物(树脂)。 (2)热升华：油墨通过扩散方法从色膜转移到纸张。色膜油墨 在热量作用下熔化，纸张表面有特殊涂层，使着色剂扩散。准确 术语是染料扩散热转移（Dye Diffusion Thermal Transfer），因四 个单词首字母是2个D和2个T而缩写为D2T2。
10.3.1 热成像技术概述
二、色膜与承印材料
2. 热升华承印材料 热升华色膜与承印材料的配比与热转移不同，主要体现在承 印材料上，由扩散层、涂层和基材（纸张）三层组成，下图给出 了热升华承印材料的物理结构。
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三、热转移工作原理与印刷单元
1. 一般概念 (1)色膜：加有青、 品、黄、黑四色着色 剂的特殊薄膜材料。 (2)打印头：与色 膜材料接触，加热元 件放置在打印头内，通过 控制加热元件使油墨从色膜 转移到纸张上，成像分辨率600 dpi， 色膜与纸张直接接触。 (3)工作原理：不同颜色油墨顺序定位在色膜（或色带）上， 按多次通过原则使图像的分色内容集中到纸张表面。
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四、热升华复制工作原理
1. 记录点的形成 热敏打印头在成像信号控 制下对色膜产生热辐射，使油 墨层染料发生升华现象，气化 后油墨与承印材料表面接触并 扩散到材料里层，形成与页面 图文部分对应的印刷图像。 2. 升华：物体从固体状态 直接气化，但更准确的称呼应该由扩散效应定义，即为D2T2。 3. 多值复制：供给像素的热能不同时，将有不同数量颜料或 染料通过扩散效应渗透到纸张的特殊涂层中，复制网点时可产生 不同的灰度值，取决于油墨扩散量，可利用加热信号指示的温度 或时间来控制。
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10.3.3 热升华数字印刷系统
三、使用中间载体 的热升华数字印刷系统
1. 中间载体 (1)结构：聚酯支撑层、 铝反射层、衬垫层、剥离 聚合物染料接受层。 (2)工艺：四色色膜转 移到中间载体上后，非图 文部分可剥离下来，图文 黏在中间载体衬垫层上。 中间载体在加热和加压组 合作用下，留在表面的非 剥离部分（图文部分）转 移到纸张，再剥离整个中间载体，即得到需复制的图文。
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10.3.3 热升华数字印刷系统
一、热升华复制的工作原理
1. 一般概念 热转移和热升华 均以热能为基础转移 油墨，只要使用的油 墨合理，原则上可一 机两用，但色膜应该 与成像系统配合使用。 2. 主要问题 热打印头的性能， 取决于复制工艺，比 如涂蜡色膜用于热转 移印刷。热升华通常使用经过处理的高质量多层色膜，在网点尺 寸相同的情况下可在油墨的扩散过程中产生不同的阶调值。
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10.3.2 热转移印刷系统
二、热转移数字打样工艺步骤
3. 富士色膜结构 色膜和中间载体组合名称为First Proof，中间载体又称为接受 页(Receiver Sheet)，以单张纸形式提供。色膜实际上由受热层、 起支撑作用的基层和很薄的油墨层构成，受热层是热敏材料。
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10.3.1 热成像技术概述
三、热转移工作原理与印刷单元
2. 油墨转移原理 成像信号控制加热元件对色膜加热，色膜油墨层向下；与页 面图文对应的墨层被加热后与基体材料剥离，转移到纸张表面； 非图文部分不加热，因而不发生转移。页面内容越多，墨层转移 也越多。
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二、色膜与承印材料
1. 热转移和热升华色膜 (1)色膜结构：底层是保护层，热传导性较好；中间层由聚酯 材料制成，为色膜基体；最外表是油墨层（包括蜡和树脂等）。 (2)复制过程：油墨层从中间层剥离下来而转移到纸张表面。
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10.3.3 热升华数字印刷系统
一、热升华复制的工作原理
3. 大规格热升华打样系统 (1)简介：自动化程度相 当高，卷筒形式供应的色膜 切割成规定尺寸。 (2)中间载体材料：用于 转移青、品、黄、黑色膜。 (3)专色：鼓上有两个卷 筒位置安装专色色膜。 (4)中间载体的使用：由 真空设备固定在鼓上，各主色利用热激光依次转移到中间载体， 通过控制四个色膜位置达到套印精度。 (5) 转印：图像从中间载体到普通纸张的转移由层压器实现。
1. 系统概念 一次通过系统：色膜上的颜 色顺序排列，彩色图像印刷需要 四次油墨转移过程；多次通过系 统（使用单元设计原则）：生产 效率高，控制方便。 2. 大幅面热转移印刷系统 (1)构成：四个印刷单元（制 造商将其称为印刷站）； (2)记录分辨率：400 dpi； (3)成像宽度：900毫米； (4) 供纸方式：卷筒。