常見的3種數碼印刷工作原理！
發布時間：2024-03-28 點擊：292
數字印刷是近年來最熱門的印刷行業詞匯，普遍認為數字印刷技術取代傳統的印刷方式只是時間的問題。數字印刷技術已經開始廣泛應用于圖文快印行業、報業和按需印刷圖書方面。然而，數字印刷對于大多數人來說依然只是一種很遙遠的東西，因為不了解其工作原理而遲遲不能接受。當然，現在數字印刷還存在技術和成本上的諸多限制，然而隨著新技術、新材料和印工藝的出現，一定可以逐漸占領整個印刷產業。下邊我們來介紹一下市場上常見的3種數碼印刷工作原理。
1、電子成像數字印刷
電子成像數字印刷技術(圖1)分成直接成像數字印刷工藝和間接成像數字印刷工藝兩大類。
直接成像數字印刷工藝使用表面涂有極薄絕緣層的，在手感，外觀和操作特點方面與普通紙張相近的承印材料，其把潛在電核圖像直接寫到承印材料上，這種印刷過程通常分為三個步驟：成像、上墨和定影。
成像：該印刷設備通常在紙張與記錄電極之間加有電壓電場，如果紙張與記錄電極之間不接觸，中間有空氣層，一般加高壓電場;如果紙張與記錄電極之間接觸，一般加低壓電場，但是成像頭與紙張表面必須光滑、耐磨、經過電場對絕緣介質進行均勻充電，接下來用針狀記錄電極陣列對充電表面作有選擇的中性化處理，沒有被中性化處理的區域就是潛像區域，采用記錄電極陣列的目的在于提高記錄分辨率。因為為了在整個頁面寬度上傳送電荷，形成與頁面等寬度的靜電潛像，電子成像系統不能采用單個寫電極和背電極對成像，如果設計成單個寫電極和背電極對成像，那么記錄分辨率將無法接受，所以應該設計成電極陣列。
上墨：成像后，紙張在印刷機上向前移動，并與液體色料接觸，只有在電核區域才能粘附色料、通常，液體色料由一個精密電路控制，以保持固定的顏色濃度。
定影：與靜電照相數字印刷工藝相同。
間接成像數字印刷工藝，是把潛像首先作為一個中間圖像，通過接觸電極傳遞到具有較硬的耐磨絕緣層的鼓上，然后傳遞到紙張，接著使用液體色料上墨。這有點類似于傳統靜電照相復制技術，但在光導鼓或光導皮帶上有絕緣層，靜電照相成像需要充電和曝光兩步，而電子成像只需一步，電核圖像可以傳遞到較為粗糙的紙張表面。
2、電凝聚數字成像印刷技術
電凝聚成像是以具有導電性的聚合水基油墨的電凝聚為基礎，利用油墨在金屬離子的誘導下會產生凝聚作用的原理實現的，即在陰極陣列和鈍化旋轉的陽極之間，給導電油墨溶液施加非常短暫的電流脈沖，通過在成像滾筒電極(陽極)和記錄電極陰極之間的電化學反應，滾筒上電解生成氯原子，氯把不銹鋼滾筒表面的鈍化層氧化成非常活躍的三價鐵離子，鐵離子在滾筒表面釋放時，造成油墨中聚合物的交聯和凝聚，從而使油墨固著在成像滾筒表面，形成油墨影像圖文區域;沒有發生電化學反應，即非圖文區域的油墨依然是液體狀態，再通過一個刮板的機械作用，將未凝聚的液態油墨去掉。最后，通過壓力的作用將固著在成像滾筒上的油墨轉移到承印物上，即可完成印刷過程。
印刷工藝通過兩種基本方法復制半色調信息，第一種方法是改變油墨的表面覆蓋率，稱為調幅網點;第二種方法是改變加到紙張上的油墨體積，稱為油墨體積調制，如果成像工藝能控制墨層厚度，則油墨體積調制能以相當精細的步長進行，電子凝聚成像通過改變墨層厚度和網點直徑調制成像點的密度，實現密度調制的具體手段是控制陰極電脈沖的作用時間，在成像過程中，系統可以按照一定的時間步長改變記錄電脈沖寬度，使電凝聚活動好像快速微型的上墨閥門，不停地以不同的時間間隔打開和關閉，從而在成像滾筒上得到不同面積和厚度的固著油墨，實現像素的多階調調制，電脈沖作用時間為0.1μs時，成像點的光學密度最低;電脈沖時間為4μs時，成像點的光學密度最高，由于電子凝聚成像屬密度調制印刷工藝，因而稱為連續調印刷工藝。
在電凝聚成像過程中，正極是一個旋轉的金屬成像滾筒，該滾筒攜帶油墨。油墨在滾筒上通過電凝聚成像，然后再轉印到紙或其他承印物上，印刷記錄頭由數干個極細的用作負極的金屬絲組成，這些金屬絲成行排列，并與印刷滾筒垂直。
電脈沖通過油墨到達成像滾筒，并在滾筒表面發生微量的電解反應，該反應導致鐵離子的釋放，這個過程嚴格按照計算機控制的圖像及信號間隔來攫取油墨，并使其凝聚在滾筒上，一旦信號中斷，微量化學反立即停止，沒有任何拖延，這一過程中，滾筒上圖像區域的油墨以凝聚的形式存在，該油墨有些像凝膠，比未凝聚的油墨干些;非圖像區域則是未凝聚的油墨，這些未凝聚的油墨被橡膠刮板刮掉，然后通過高壓、無熱量把保留下的圖像轉印到承印物上，并蒸發干燥。
1)電凝聚數字印刷基本工藝
電凝聚數字印刷技術是一種連續色調，完全可變的印刷成像工藝，它完全不同于其他數字印刷技術。在一定程度上，它與著墨孔大小可變的凹印相似，因為凹印也可印出厚度不同的墨膜，并使用刮墨刀將多余的油墨從印版滾筒上除掉。
elcorsy公司的200型電凝聚印刷樣機所采用的工藝流程如下：
①準備
首先在潔凈的成像滾筒上涂上極薄的油層，其主要作用是便于把油墨傳遞到承印物上。
②注人油墨
油墨從平行的噴嘴中噴出，從而給滾筒上墨，滾筒旋轉攜帶油墨，并將其填充到印刷頭和成像滾筒之間的縫隙中。
③成像
以計算機控制，緩沖存儲的數據控制電子脈沖自陰極送出，穿過油墨到達成像滾筒。
④凝聚
油墨是導電的，所以它能把印刷頭發出的電信號傳輸給成像滾筒，圖像區域的油墨以凝聚的形式駐留在滾筒上，而非圖像區域的油墨則是未凝聚的液體形。
⑤圖像的展現
在一個類似刮墨刀的動作中，把非圖像區域上未凝聚的油墨除掉，從而在成像滾筒上展現出由已凝聚的墨點表現的圖像，刮掉的油墨從側面的溝槽去除，并返回到注墨容器中。
⑥轉印
通過施加高壓，凝聚的油墨從成像滾筒轉印到承印物上，并采用蒸發方式干燥。
⑦清洗
用毛刷、皂液和高壓水流清洗成像滾筒，水返回過濾箱后循環使用，當把所有未轉印的油墨和準備過程中預涂的油層去除后，印刷循環即告完成。
上述整個過程允許多個步驟同時進行，當第一個圖像被轉印時，新的圖像正在印刷頭上被書寫出來，寫在滾筒上的每個圖像都可以與前面的圖像完全不同。
2)電凝聚成像印刷的特點
電凝聚成像數字印刷對承印物沒有特殊要求，它與傳統的膠印相似，使用顏料，通過電凝聚固著的油墨可以轉移到普通的承印物上，所以可以在普通紙上成像。
電凝聚成像數字印刷可實現多階調再現，由于記錄脈沖寬度可調，所以在成像滾筒上形成不同厚度和面積的墨點，且范圍很寬，印刷綜合質量可達到中檔膠印水平，印刷速度可達到每分鐘數百張，而印刷價格介于噴墨成像與靜電照相印刷方式之間。
3、電子束成像技術
電子束成像數字印刷也稱為離子成像數字印刷，它通過使電荷的定向流動建立潛像，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光敏鼓充電，然后對其進行曝光生成潛影;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直接形成的。
離子束或電子束成像印刷的靜電圖文鼓一般采用更堅固，更耐用的絕緣材料制成，以便接收電子束的電荷。
電子束成像數字印刷系統工作時，首先由成像盒產生電子束，這些電子束通過與成像盒相連的引導筒排列成電子束陣列，該電子束陣列被引導到能暫時吸收負電荷的絕緣表面上，當滾筒旋轉時，由于電子束的開通與關閉，在絕緣表面形成電子潛像，滾筒轉動到呈色劑盒所在的位置時，電子潛像將吸附帶正電的呈色劑粒子，已吸附了呈色劑粒子的絕緣表面繼續轉動到轉印輥，紙張通過轉印輥與絕緣滾筒形成的加壓組合時，由轉印輥對紙張加壓;在該壓力作用下，絕緣表面與紙張表面緊密接觸，且處在巨大的壓力下，從而使電子潛像吸附的呈色劑粒子轉移到了紙張上，考慮到電子潛像吸附的呈色劑粒子不可能全部轉移到紙張表面，因此在轉印輥后面安裝有刮刀，刮下那些未被轉移的呈色劑粒子，上述過程完成后，雖然未轉移到紙張表面的呈色劑粒子被刮掉了，但絕緣表面可能還帶有電子，為此需利用擦除輥擦除剩余下來的電子，以利下一步的成像和轉印。
按需印刷發展需要全行業共同努力
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1、電子成像數字印刷
電子成像數字印刷技術(圖1)分成直接成像數字印刷工藝和間接成像數字印刷工藝兩大類。
直接成像數字印刷工藝使用表面涂有極薄絕緣層的，在手感，外觀和操作特點方面與普通紙張相近的承印材料，其把潛在電核圖像直接寫到承印材料上，這種印刷過程通常分為三個步驟：成像、上墨和定影。
成像：該印刷設備通常在紙張與記錄電極之間加有電壓電場，如果紙張與記錄電極之間不接觸，中間有空氣層，一般加高壓電場;如果紙張與記錄電極之間接觸，一般加低壓電場，但是成像頭與紙張表面必須光滑、耐磨、經過電場對絕緣介質進行均勻充電，接下來用針狀記錄電極陣列對充電表面作有選擇的中性化處理，沒有被中性化處理的區域就是潛像區域，采用記錄電極陣列的目的在于提高記錄分辨率。因為為了在整個頁面寬度上傳送電荷，形成與頁面等寬度的靜電潛像，電子成像系統不能采用單個寫電極和背電極對成像，如果設計成單個寫電極和背電極對成像，那么記錄分辨率將無法接受，所以應該設計成電極陣列。
上墨：成像后，紙張在印刷機上向前移動，并與液體色料接觸，只有在電核區域才能粘附色料、通常，液體色料由一個精密電路控制，以保持固定的顏色濃度。
定影：與靜電照相數字印刷工藝相同。
間接成像數字印刷工藝，是把潛像首先作為一個中間圖像，通過接觸電極傳遞到具有較硬的耐磨絕緣層的鼓上，然后傳遞到紙張，接著使用液體色料上墨。這有點類似于傳統靜電照相復制技術，但在光導鼓或光導皮帶上有絕緣層，靜電照相成像需要充電和曝光兩步，而電子成像只需一步，電核圖像可以傳遞到較為粗糙的紙張表面。
2、電凝聚數字成像印刷技術
電凝聚成像是以具有導電性的聚合水基油墨的電凝聚為基礎，利用油墨在金屬離子的誘導下會產生凝聚作用的原理實現的，即在陰極陣列和鈍化旋轉的陽極之間，給導電油墨溶液施加非常短暫的電流脈沖，通過在成像滾筒電極(陽極)和記錄電極陰極之間的電化學反應，滾筒上電解生成氯原子，氯把不銹鋼滾筒表面的鈍化層氧化成非常活躍的三價鐵離子，鐵離子在滾筒表面釋放時，造成油墨中聚合物的交聯和凝聚，從而使油墨固著在成像滾筒表面，形成油墨影像圖文區域;沒有發生電化學反應，即非圖文區域的油墨依然是液體狀態，再通過一個刮板的機械作用，將未凝聚的液態油墨去掉。最后，通過壓力的作用將固著在成像滾筒上的油墨轉移到承印物上，即可完成印刷過程。
印刷工藝通過兩種基本方法復制半色調信息，第一種方法是改變油墨的表面覆蓋率，稱為調幅網點;第二種方法是改變加到紙張上的油墨體積，稱為油墨體積調制，如果成像工藝能控制墨層厚度，則油墨體積調制能以相當精細的步長進行，電子凝聚成像通過改變墨層厚度和網點直徑調制成像點的密度，實現密度調制的具體手段是控制陰極電脈沖的作用時間，在成像過程中，系統可以按照一定的時間步長改變記錄電脈沖寬度，使電凝聚活動好像快速微型的上墨閥門，不停地以不同的時間間隔打開和關閉，從而在成像滾筒上得到不同面積和厚度的固著油墨，實現像素的多階調調制，電脈沖作用時間為0.1μs時，成像點的光學密度最低;電脈沖時間為4μs時，成像點的光學密度最高，由于電子凝聚成像屬密度調制印刷工藝，因而稱為連續調印刷工藝。
在電凝聚成像過程中，正極是一個旋轉的金屬成像滾筒，該滾筒攜帶油墨。油墨在滾筒上通過電凝聚成像，然后再轉印到紙或其他承印物上，印刷記錄頭由數干個極細的用作負極的金屬絲組成，這些金屬絲成行排列，并與印刷滾筒垂直。
電脈沖通過油墨到達成像滾筒，并在滾筒表面發生微量的電解反應，該反應導致鐵離子的釋放，這個過程嚴格按照計算機控制的圖像及信號間隔來攫取油墨，并使其凝聚在滾筒上，一旦信號中斷，微量化學反立即停止，沒有任何拖延，這一過程中，滾筒上圖像區域的油墨以凝聚的形式存在，該油墨有些像凝膠，比未凝聚的油墨干些;非圖像區域則是未凝聚的油墨，這些未凝聚的油墨被橡膠刮板刮掉，然后通過高壓、無熱量把保留下的圖像轉印到承印物上，并蒸發干燥。
1)電凝聚數字印刷基本工藝
電凝聚數字印刷技術是一種連續色調，完全可變的印刷成像工藝，它完全不同于其他數字印刷技術。在一定程度上，它與著墨孔大小可變的凹印相似，因為凹印也可印出厚度不同的墨膜，并使用刮墨刀將多余的油墨從印版滾筒上除掉。
elcorsy公司的200型電凝聚印刷樣機所采用的工藝流程如下：
①準備
首先在潔凈的成像滾筒上涂上極薄的油層，其主要作用是便于把油墨傳遞到承印物上。
②注人油墨
油墨從平行的噴嘴中噴出，從而給滾筒上墨，滾筒旋轉攜帶油墨，并將其填充到印刷頭和成像滾筒之間的縫隙中。
③成像
以計算機控制，緩沖存儲的數據控制電子脈沖自陰極送出，穿過油墨到達成像滾筒。
④凝聚
油墨是導電的，所以它能把印刷頭發出的電信號傳輸給成像滾筒，圖像區域的油墨以凝聚的形式駐留在滾筒上，而非圖像區域的油墨則是未凝聚的液體形。
⑤圖像的展現
在一個類似刮墨刀的動作中，把非圖像區域上未凝聚的油墨除掉，從而在成像滾筒上展現出由已凝聚的墨點表現的圖像，刮掉的油墨從側面的溝槽去除，并返回到注墨容器中。
⑥轉印
通過施加高壓，凝聚的油墨從成像滾筒轉印到承印物上，并采用蒸發方式干燥。
⑦清洗
用毛刷、皂液和高壓水流清洗成像滾筒，水返回過濾箱后循環使用，當把所有未轉印的油墨和準備過程中預涂的油層去除后，印刷循環即告完成。
上述整個過程允許多個步驟同時進行，當第一個圖像被轉印時，新的圖像正在印刷頭上被書寫出來，寫在滾筒上的每個圖像都可以與前面的圖像完全不同。
2)電凝聚成像印刷的特點
電凝聚成像數字印刷對承印物沒有特殊要求，它與傳統的膠印相似，使用顏料，通過電凝聚固著的油墨可以轉移到普通的承印物上，所以可以在普通紙上成像。
電凝聚成像數字印刷可實現多階調再現，由于記錄脈沖寬度可調，所以在成像滾筒上形成不同厚度和面積的墨點，且范圍很寬，印刷綜合質量可達到中檔膠印水平，印刷速度可達到每分鐘數百張，而印刷價格介于噴墨成像與靜電照相印刷方式之間。
3、電子束成像技術
電子束成像數字印刷也稱為離子成像數字印刷，它通過使電荷的定向流動建立潛像，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光敏鼓充電，然后對其進行曝光生成潛影;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直接形成的。
離子束或電子束成像印刷的靜電圖文鼓一般采用更堅固，更耐用的絕緣材料制成，以便接收電子束的電荷。
電子束成像數字印刷系統工作時，首先由成像盒產生電子束，這些電子束通過與成像盒相連的引導筒排列成電子束陣列，該電子束陣列被引導到能暫時吸收負電荷的絕緣表面上，當滾筒旋轉時，由于電子束的開通與關閉，在絕緣表面形成電子潛像，滾筒轉動到呈色劑盒所在的位置時，電子潛像將吸附帶正電的呈色劑粒子，已吸附了呈色劑粒子的絕緣表面繼續轉動到轉印輥，紙張通過轉印輥與絕緣滾筒形成的加壓組合時，由轉印輥對紙張加壓;在該壓力作用下，絕緣表面與紙張表面緊密接觸，且處在巨大的壓力下，從而使電子潛像吸附的呈色劑粒子轉移到了紙張上，考慮到電子潛像吸附的呈色劑粒子不可能全部轉移到紙張表面，因此在轉印輥后面安裝有刮刀，刮下那些未被轉移的呈色劑粒子，上述過程完成后，雖然未轉移到紙張表面的呈色劑粒子被刮掉了，但絕緣表面可能還帶有電子，為此需利用擦除輥擦除剩余下來的電子，以利下一步的成像和轉印。
按需印刷發展需要全行業共同努力
未來十年，數字化出版浪潮即將到來
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