浅谈数字印刷成像技术

浅谈数字印刷成像技术

湖北职业技术学院刘福田

随着计算机技术的广泛应用和电子技术的突飞猛进的发展，历史悠久的印刷业也正在经历着信息化革命的冲击。一种新的印刷技术呈现在人们的面前它就是数字印刷技术。

数字印刷与传统印刷有较大不同，它是一种无需软片、印版、压力的印刷方式，它是在整个印刷过程中，用数字描述页面文件的形式进行传递，在承印物表面以数字成像方式直接成像的技术。

经过几十年的科技发展和技术进步，数字印刷已经成为极富个性特色的工程技术，系统性构架逐步形成。数字印刷成像技术的多样性导致呈现出设备的多元化特点，目前，人们常见的数字印刷有静电成像数字印刷、喷墨成像数字印刷、磁成像数字印刷、电子成像数字印刷、电凝聚成像数字印刷、电子束成像数字印刷等。无论哪一种印刷机顺，其核心就是成像技术，就目前发展最快、应用领域最广的两种数字印刷技术静电成像技术和喷墨成像数字印刷技术。

一：静电成像数字印刷技术

静电成像数字印刷使用的成像和印刷设备类似与静电复印。它是使用涂有光导体的滚筒式感光鼓，经电晕电荷充电，然后利用计算机控制激光光束扫描感光鼓后曝光，受光部分的电荷消失，而未曝光部分通过带有与感光鼓上的电荷极性相反的色粉或液体色剂附着其上，构成图文部分，再转移到承印物上。

①静电成像数字印刷的工艺过程大致可分为：充电—曝光—显影—转移—定影—清洗

等。如下图所示：

静电成像数字印刷原理图

（1）充电：

充电过程就是使感光鼓均匀覆盖一层具有一定极性和数量的静电荷。实际上就是感光鼓的敏化处理使其表面具有感光性，以便为后续形成静电潜像图文做准备。

（2）曝光：

利用感光鼓表面的光导体材料在黑暗中为绝缘体，在光照条件下电阻值下降，表现出导体的特性，已至于在感光鼓成像表面的曝光和不曝光区域产生电位差异。曝光部分的光导体产生与涂层极性相反的电荷，经转移层转移到涂层表面中和表面电荷，而未曝光区域的电荷依然存在，从而形成明暗变化的静电潜影。

（3）显影：

显影就是用带相反电荷得色粉是感光鼓表面的静电潜影可视化的过程。目前主要采用的显影方法有：干式显影和湿式显影。干式显影时是利用静电场的作用将色粉吸附在感光鼓表面形成影像。干粉显影剂可用一种或两种组分，一种组分时，是指同一种色粉分别带正负两种电荷，而无须载体；而两种组分的显影剂是由一种色粉和一种载体组成。色粉所带电荷与潜影的电荷相反。在数字印刷领域中研发干式色粉显影的主要有赛康、施乐、爱克发、佳能、IBM以及海德堡和曼罗兰等公司。其研发的设备都已处在世界领先水平。湿式显影中，色粉悬浮于绝缘液体中，既能获得电荷又能作为显影的调色剂，由于粒子是在液体中的，所以这是利用了电泳原理实现显影的。采用湿式显影技术的主要是Indigo，其成像系统的分辨率更高，印刷质量更高。

（4）转移

多数情况是采用异电相吸的静电转移法，将色粉转移到承印物上。

（5）定影

定影就是将承印材料上的不稳定的色粉图像在承印物上固定以便形成最终印刷品的过程。通常情况下对干粉通常采用加热方法，而湿粉则多用蒸发的方法。

（7）清洗

清洗就是经转移后还残留在感光鼓表面色粉的过程。清洗感光鼓表面的色粉常用机械法，用刷子或用抽气泵清洗，对于残余电荷是采用对滚筒表面全面曝光而达到统一电荷。

②静电成像数字印刷技术总体来说有如下特点：

◆对承印物及色粉（普通颜料）均无特殊要求，可实现黑白及彩色印刷；

◆印刷速度可达到每分钟数十张至数百张；

◆综合质量可达到中档脚印水平；

◆单个像素可以有多值阶调数（但色深很小）；

◆与其他成像系统相比价格偏高。静电照相成像体系的价格受制于色粉的价格，有待进

一步降低。

③常见的静电成像数字印刷机如下图：

HP Indigo press5500

二：喷墨成像数字印刷技术

喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的数字成像技术，省去了传统印刷方法所需的制版设备、版材及胶片等耗材，而且能在不同材质及不同厚度的平面、曲面和球面等承印物上印刷，不受幅面大小的限制。它将电子计算机中存储的信息输入喷墨印刷机即可印刷，具有无版数字印刷的共同特征，即可实现可变信息印刷。其将油墨以一定的速度从微细的喷嘴射到承印物上，然后通过油墨与承印物的相互作用实现油墨影像再现。原理如下图所示：

①喷墨印刷技术分类：

人们根据喷墨系统中墨水喷射的基本方式（墨水喷射是否连续）将喷墨技术划分为连续喷墨和按需喷墨两大类。

连续喷墨喷出的墨流是连续不间断的，通过改变电场的有无来实现承印物的印刷，如果某点需要喷墨，就不給墨滴施加电场他就会到达承印物上;如果某点不需要喷墨，就给墨滴施加一个电场的偏转力并通过墨滴回收系统将其收回。常见的有Sweet喷墨、Hertz型喷墨和微滴喷墨等。

按需喷墨也叫随机喷墨或脉冲喷墨，它是将计算机转化成脉冲电信号从而控制喷墨头的闭合，即实现承印物的图文区或是空白区。常见的有热喷墨、压电喷墨、静电喷墨等。

②喷墨印刷技术的优势和特点：

（1）喷墨印刷属全数字化印刷，完全脱离传统印刷工艺的繁琐程序，现可变数据印刷和定制印刷，图像信息可以随时改变，刷工艺流程更加简便环保；

（2）墨印刷对承印物的形状和材料无要求；

（3）墨印刷是一种非接触印刷方式，生产成本低、产幅面大，可实现多色印刷；

（4）化特征使其更容易引入数字资产管理、自动化工作流程及色彩管理等数字集成技术。

③喷墨印刷的应用与展望：

喷墨印刷技术因其技术成熟，成本低而被广泛应用于各个领域。常见的应用领域有彩票印刷、商业表格印刷、票据印刷市场、商标印刷、包装印刷、商业印刷市场、防伪印刷市场等领域。但喷墨印刷与脚印相比还有所不足，喷墨印刷在分辨力、印刷速度、印刷质量等方面还需提高，相信随着科学技术的发展喷墨印刷技术也会更加成熟。例如喷墨印刷领域处于