数字印刷工艺综述

数码印刷过程概述1 .数码印刷的概念数码印刷也称为数字印刷，以其工艺流程的特征而命名。 在整个打印过程中，该页内容可以用数字描述，作为数据文件传递，并由数字图像形成打印物。 在国外也被称为NIP(Non-Impact Printing )，翻译成“非冲击性的印刷”，NIP的名字基于印刷过程的物理化学特性。数字印刷是一种计算机直接印刷技术。 无需印刷母版(Master )，母版(basic )是传统印版，具有永久记录信息的能力。 数码印刷采用可图像的表面作为文字的支撑体，在这种介质的表面没有永久保存感光鼓等信息的能力，每次印刷完成就需要重新制作图像，原始图像可以立即删除。 因此，数字打印的原稿也可以是可变数字信息。很多人把PS印刷分类为数码印刷是不恰当的。 DI虽然在整个流程中采用了数字文件形式，但仍需要印版，不具备可变信息打印功能。 不过是“用机器直接制版印刷”。2 .数码印刷的过程流程在传统的印刷技术中，一般数字化的程度只有输出胶卷。 数码印刷从原稿到印刷品，都是数字化的。 打印事件以数字方式来定义，处理过程是数字形式，打印参数直接从数字事件中获取，即数字打印是数字化的工作流。在数字打印过程中，即使页面内容完全相同，也需要在物理打印页面后再次生成图像。 图1显示了数字打印过程的流程。 与传统的印刷过程相比，数字印刷过程没有制版，在能够形成图像的表面上形成图像的过程已经是印刷的一部分。成活品文件打印页面数据文件。表面成像技术印刷一份废弃。就像结果一样完全完成个人工作下一页打印图1的数字打印处理流程3 .数字印刷图像的原理数码印刷主要采用数字图像形成技术，图像形成技术种类繁多，根据图像形成的物理或化学原理，可分为电子照相图像、喷墨图像、磁记录图像、电凝聚图像、离子图像、热敏图像等。 其中电子照相图像和喷墨图像技术应用最多，技术最成熟，广泛应用于数码印刷系统。电子照相(Electrophotography )静电照片图像是应用最广泛的数字印刷图像技术，利用感光体表面的受光照射使静电分布的原理变化，形成文字潜像(电荷图像)。 带电荷的文字部分然后吸收带异性电荷的墨水(或显色剂)，将其转移到纸或其他印刷物上，最后使之固化，形成最终的文字。 其原理和顺序如图2所示。3墨水(或显色剂)的转移潜影感光体充电电极刷子纸激光、光电二极管一次成像2墨水供给(显影)五通4硬化(热/压)电极图2静电照片印刷的基本原理和步骤静电照片印刷的过程分为图像形成、供墨、转移、固化、去除五个阶段。 一个循环就能完成一张印刷。1 .成像图像形成装置中最重要的要素是文字载体感光鼓，采用铝系，表面涂有柔性的光导电层(硒和硅的化合物)。 在图像形成时，首先使感光鼓的表面带电，形成均匀的电荷，接着用光形成感光鼓的表面，图像形成光源无论是扫描的激光还是发光二极管阵列(模拟原稿，使空白部分发光)，都释放感光鼓表面的曝光区域的电荷，形成非文字区域，形成未曝光部分2 .灌墨水电子照片印刷所使用的墨水与以往的墨水不同，既是固体粉末也是液体显色剂，但必须具有与潜像相反的电荷特性，通过电场力，感光鼓表面的潜像区域吸附墨水(或显色剂)，形成可视图像。 这就叫做“显影”。3 .搬迁感光鼓表面的油墨(或显色剂)可以直接转移到受体上，也可以通过中间载体进行转移，但大多采用直接转移方式。 转移时主要依赖于电极对带电墨水(或显色剂)的电场力，当然也有助于压力作用。4 .硬化转移到继承物上的墨水(或显色剂)需要进一步固化，牢固地附着在继承物上。 硬化主要通过加热和压力作用完成。5 .清除如图2所示，感光鼓表面的墨(或显色剂)没有完全转移到转印物上，一部分残留在感光鼓表面上。 为了进行下一次印刷，需要机械地除去感光鼓表面的墨水(或显色剂)。 同时，进行电子去除和处理，使感光鼓的表面返回中性状态。电子照片的印刷速度主要由导光体的带电速度和光电成像速度决定。 静电图像的质量由墨水(或显色剂)的粒子的大小决定。 印刷中使用了很多固体调色剂，分辨率达到600-800dpi。 使用湿式调色剂显影后达到一千dpi，印刷物的灰度数为多个阶段。喷墨图像(Ink Jet )喷墨印刷原理简单，直接向印刷品上有文字的地方喷墨。 喷墨方式有连续喷墨和按需喷墨两种。 其分类如图3所示喷墨图像技术连续喷墨法按需喷墨打印机偏移距离一定多个偏移距离热情方式压电方式静电方式液体墨水热熔墨水纸/其他印刷材料图3的喷墨图像形成技术的种类一种是连续喷墨，喷墨系统利用压力使墨水通过喷墨孔形成连续的墨滴流。 墨水的流动高速地变成微细的墨水滴，其大小和频率取决于液体墨水的表面张力、加压力、墨水喷出口的直径。 墨滴的着落点由偏转电极控制，偏离距离的级数由电极电压的级数决定。 因此，有一定偏移和多级偏移两种，在施加于控制电极的电压振幅一定的情况下，墨滴的偏移距离一定. 连续喷墨的原理如图4所示。摄像信号压电晶体控制电极偏转器墨水喷嘴水泵消墨板继承物继承物摄像信号加热电阻墨水气泡喷嘴图5热喷墨的基本原理图4连续喷墨的基本原理第二种是按需喷墨，需要墨滴时压力会作用于墨盒。 按需喷墨有感热、压电、静电三种方式。 喷墨数码印刷机中，多个微细的喷墨孔被集成到阵列中，进行印刷作业。如图5所示，热喷墨方式中，如果图像信号作用于发热元件，则发热元件的温度迅速上升，墨水蒸发，产生气泡，按压墨水，以压力喷出墨滴。 温度下降后，气泡消失，墨盒通过毛细管的作用吸入新的墨水。如图6所示，压电喷墨方式主要利用压电效应，当压电结晶(压电陶瓷)受到微小的电子脉冲时，马上膨胀，压迫与此连接的墨盒，产生墨滴。如图7所示，静电喷墨方式的基本原理是在喷嘴和被印刷物之间形成电场，图像脉冲信号经由开关元件控制喷嘴，有图像信号时放出墨滴，并利用电场力转移到被印刷物上。 这项技术主要利用了“泰勒”效应。的双曲正切值。e的双曲正切值。电场摄像信号开关元件。墨水继承物摄像信号继承物喷嘴墨水压电陶瓷图7静电喷墨的基本原理图6压电喷墨的基本原理喷墨打印一般具有300-1500dpi的分辨率，并且灰度深度是多值(但有限)，并且图像形成速度非常快。 大多数喷墨图像采用水性墨，显色剂以染料为主，最终图像的形成取决于墨和受体的相互作用。电凝聚图像(Electrography )电凝聚图像与静电照片图像不同，是基于通过自由的铁离子使聚合物凝聚(从液体变化为凝胶状的状态迁移过程)。 如果有图像信号，则发生电化学反应，铁离子析出，墨水再凝聚，固定在图像形成鼓的表面上形成图像区域，但是没有发生电化学反应的墨水(非文字区域)仍然是液体状态。 并且，通过橡皮刮板的机械作用，除去非文字区域的液体墨水，可以在辊表面上只残留文字区域的墨水。 最后，在压力的作用下把墨水转移到受体上。磁性图像打印(Magnetography )该图像形成技术和磁带记录技术采用相同的记录原理，磁性材料的磁性体在外磁场的作用下取向形成磁潜像，然后利用磁性调色剂和磁潜像之间的磁力的相互作用，完成墨水的供给(即显影)，最后将磁性调色剂转移到印刷物上来完成印刷。离子成像印刷此技术有时被称为电子照相打印技术，并且通过使电荷取向流动来形成潜像的过程类似于电子照相打印。 不同点在于，电子照相印刷是首先使感光鼓带电后曝光来形成潜像的电子束图像印刷的静电文字，是通过输出的离子束或电子束信号直接形成的。 为了接收电子射线的电荷，离子或电子射线图像印刷的静电文字鼓由更牢固且耐久性高的绝缘材料制成。热像仪(Thermography )热图像印刷技术利用热效应，通过特殊类型的墨水支撑体(墨带和色膜等)转印文字信息，热图像技术分为热升华(染料热升华)和热转移(热蜡转移)两种，有些数字样品装置采用热图像技术。照片打印该技术依赖于与彩色照片的形成同样能够通过光信号数字地控制曝光的特殊类型的感光用纸。其他图像形成技术除了上述的数字印刷图像技术以外，还开发了被称为x射线图像(XGraphy )的新的数字印刷图像技术。 在此，XGraphy不是利用了x射线的图像化，而是取代现在没有商业化的图像化技术。 其成像原理可参考相关技术资料。4 .数字打印系统的功能部件数字打印系统在采用不同的图像形成技术的情况下，其功能部件稍有不同，还有较大的差异。 但是，功能部件中也存在光栅图像处理装置、图像形成装置、定影装置等大部分数字打印系统所需要的部件。 图8示出了数字打印系统的结构。扫描输入/数据读入PS网格图像处理系统控制台数码印刷成像定像彩色印刷品监视器点阵图监视器图8数字打印系统的结构扫描输入零件的数字化印刷生产全过程数字化，扫描输入零件可以完成模拟原稿的数字化工作。 扫描输入单元一般是扫描仪，内置于数字打印机，将原稿数字化而生成的数据文件直接用于印刷。光栅图像处理器光栅图像处理器是数字打印系统不可缺少的功能部件，它将以各种语言描述的页面内容转换为位图描述。除了图像形成部件通过喷墨印刷直接形成可视图像外，其他数字印刷过程需要用文字支撑体(可形成图像的面)形成图像，产生视觉上看不到的潜像。 字符载体是图像形成单元的重要因素。 例如，在电子照片数字印刷系统中使用的感光鼓。 存储在文字载体中的文字信息是暂时的，即使页面内容相同，也只能制作一次图像后使用。墨水供给装置除了喷墨印刷以外，在数字印刷过程中需要向可形成图像的表面供给墨水的部件，为了与以往的印刷过程中使用的术语一致，被称为墨水供给装置。 向潜像供应墨的操作被称为显影，墨(或显色剂)转移到可形成图像的表面的潜像，形成视觉上可见的图像。定影装置的墨(或显色剂)被输送到文字载体表面是文字转印的中间阶段，进而需要转印到定影物表面，定影装置是实现该墨(或显色剂)的部件。为了建立连续的数字印刷处理，后处理装置可能需要对转移到印刷物上的墨液(或显色剂)进行固化干燥处理、去除文字载体(和其他中间载体)表面并使其再图像化的准备等。 实现这些功能的部件可以称为后处理装置。5 .数字打印系统的配置1 .直接转移和间接转移在数字印刷系统中，向图像形成结果的转移有两种方式。 一种是直接转移到印刷物上。二是通过具有橡胶特性的软鼓等某个中间载体进行转移。 采用中间载体时，需要在传输图像信息后去除和调整鼓表面，为下一次图像传输做准备。2 .单向系统和复用系统彩色数字打印机有单向结构和多重结构两种系统结构。 单向结构相当于传统胶版印刷机的多个印刷机台，该印刷机为每个色板制作独立的印刷装置，并且能够一次将所有颜色转印到印刷物上。 多重系统只有一个打印装置，与多个供墨装置组合使用，实现各色版的打印。 多系统构成的打印机只需要一个图像形成装置。单向系统针对每个颜色构建图像形成装置和打印装置。 由于图像形成速度与打印速度同等，因此打印速度快，但单向数字打印机在成本高的多系统中，需要多次接触印刷材料、中间支撑件或可形成图像的表面的同一打印装置来接收墨液，故所需要的时间长、打印速度慢、生产能力低。3 .颜色合成方式在彩色数字打印系统中，颜色合成方式不同，系统结构不同。 单向方式和多路方式有三种颜色合成方式。 一种是将各色版的墨水(或显色剂)转移到各自的印刷物上，直接在印刷物上合成颜色的方式。第二种是在中间支撑体上合成颜色的方式，采用间接转印，各色版上的墨水(或显色剂)被转印到转印鼓上，一起转印到转印物上的三种6 .数字印刷技术的特征1印刷适应性数码印刷的适应性差，对于各图像形成技术，除了专用的打印机之外，还要求与图像形成技术和转印特性匹配的图像形成材料。 在利用电荷效应形成图像的情况下，墨(或显色剂)必须在可从墨供给装置形成图像的表面的文字区域上具有适当的极性，在喷墨印刷中使用低粘度的墨(或热墨)，在热成像技术中利用墨色膜转印文字信息。 因此，数码印刷过程对设备和材料的要求很高。 通用性差，这也导致印刷成本上升。2印刷速度和质量在数字打印技术中，打印页的数据被直接转印到打印上，制版的过程消失，生产准备时间缩短，工作流程简化，因此打印周期短。 但是，与现有的打印相比，数字打印速度慢是为了即使页的内容变化，每完成一页打印时生成图像。 在可变数据打印中，将各页的所有元素(或部分元素)的代码发送到RIP进行光栅化后，到打印图像为止需要时间。 因此，数码印刷适合短