数字印刷系统及技术解析

数字印刷是利用印前系统将图文信息直接通过网络传输到数字印刷机上印刷的一种新型印刷技术。数字印刷系统主要是由印前系统和数字印刷机组成。有些系统还配有装订和裁切设备。

1.静电照相印刷技术

静电照相印刷技术的可变数据印刷机有两种基本模式，一种是采用湿式色粉显影的高分辨率系统，即800dpi　的成像系统，主要是HP-Indigo　公司的产品；另一种是采用干式色粉显影的低分辨率系统，即600dpi　的成像系统，主要有Xeikon、Xerox、Canon　和IBM　等公司的产品。这些都是在数字印刷领域中大家比较熟悉的厂家，最近一些超级印刷机制造商也开始进军这个领域，如海德堡公司和曼罗兰公司，它们推出的系统都采用干式色粉成像的静电照相技术。

静电照相技术的可变数据印刷机主要是由激光扫描系统、电子照相系统和控制系统三大部分组成。其中激光扫描系统包括激光器、偏转调制器、扫描器和光路系统。它的作用是利用由计算机输出的信息经过调制后，激光束扫描形成静电潜像。静电照相系统由光导鼓、高压发生器、显影定影装置和输纸机构组成，其作用是将静电潜像变成可见的输出。

静电照相成像的基本原理是用激光扫描的方法在光导体上形成静电潜影，再利用带电色粉（符号与静电潜影正好相反）与静电潜影之间的库仑作用力实现潜影的可视化（显影），最后将色粉影像转移到承印物上，即可完成印刷。

彩色静电数字印刷的原理与黑白静电印刷原理一样，只不过采用了黄、品、青、墨4　种色粉完成印刷品色彩的合成，印刷机的内部多了3　个曝光装置而已。著名的彩色静电数字印刷设备生产商有HP-Indigo　公司和施乐公司。

Indigo　静电照相技术是采用单一光导鼓实现多色印刷的。不同颜色的液体“电子墨”吸附到光导材料滚筒上后，逐色转移到转印滚筒上；4色油墨逐次合成图像后，再一次性转印到承印物上。

施乐公司采用静电照相技术原理的数字印刷机具有4个成像核心，均带有相应的曝光、显影和清洗系统。在印刷时，各色图像逐一转移到转移带上，形成套印的4　色图像后，再通过加压和静电作用，将图像转移到承印物上。

2.喷墨印刷技术

喷墨方式印刷已从简单的字符打印、号码打印等上升为高质量的彩色打印。这种非接触式印刷实现了在承印物上的直接成像。

喷墨打印机的喷墨打印技术主要分为连续式和间歇式两大类。连续式喷墨技术由于耗墨且结构复杂、花费高昂，现在已经很少采用。目前流行的是间歇式打印技术，它又分为“热泡式”和“压电式”两种。间歇式“热泡式”打印原理如图1-7所示；间歇式“压电式”打印原理如图1-8所示。惠普、佳能公司均采用热泡式结构，基本原理都是利用电阻迅速加热喷墨头，使喷墨头内的墨水汽化产生气泡，气泡膨胀将墨水喷出喷嘴，墨滴将以每秒3000点至6200点的速度喷射在纸上，当喷头与纸的距离很近时，便可很精确地表现在纸上，形成所需要的图案。而爱普生使用的是另外一种技术，称之为“压电式”，这是采用多层压电结构的技术，在存储及激发墨水喷出的气室结构及电流脉冲电阻高温引发墨水变化方面取得了很大的成功，使喷力更大，喷速更快，打印的图像更为精细，即使放大数倍仍然非常紧密而且规则，由于喷头的特殊性使得喷头的使用寿命长，可做成永久性喷头，当墨水用完后，只需要换墨水盒即可。爱普生也承认，加热方式在黑白打印时代还可以，到了彩色打印的时候就成问题了，因为墨水在温度变化的时候化学特性会发生变化，所以色彩稳定性差，而多层压电打印就没有这个问题，喷嘴可以做得很小，而且墨水喷射的速度更快，提高了打印速度和打印精度。由于喷嘴的精密，在使用过程中要注意好好维护，免得堵塞了喷嘴。

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图1-7　间歇式“热泡式”打印原理

图1-8　间歇式“压电式”打印原理

根据喷墨的原理不同，喷墨方式的可变数据印刷机可分为连续喷墨和按需喷墨两类。

连续喷墨可变数据印刷机的印刷原理是液体油墨在压力下通过一排小喷嘴被高速分割为连续的墨滴，墨滴的尺寸取决于液体油墨的表面张力、施加的压力、分割频率和喷嘴直径等，墨滴在充电电场充电后，再通过图文数据信号控制的偏转板的引导，滴到承印物上形成图像。

按需喷墨是一种间歇喷墨方式，喷墨时对液体油墨所施加的压力是不连续的，只有在印刷数据信号作用时才对液墨施压，进而产生喷射墨，滴到承印物上形成图像。此方法无需偏转板、油墨收集和循环装置，因而使得此种数字印刷机更加简单实用。

3.电凝聚成像体系

这是一种新的成像方法，通过电极之间的电化学反应导致油墨发生凝聚（金属离子诱导凝聚），从而使油墨固着在成像滚筒表面形成油墨影像（图文区域）；没有发生电化学反应（非图文区域）的油墨依然是液体状态，可以通过一个刮板的机械作用被去掉。最后，通过压力的作用将固着在成像滚筒上的油墨转移到承印物上，即可完成印刷过程。据报道，这种成像方式可以按照15纳秒（10-9秒）的步长改变脉冲宽度（最高到4微秒），从而在成像滚筒上得到不同面积和厚度的固着油墨，实现像素的多阶调调制。这种成像方式对承印物没有特殊要求，固着的油墨可以转移到普通的承印物上。

4.磁记录成像

这种成像技术与磁带的记录技术采用相同的记录原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁场的作用下定向排列，形成磁性潜影，然后再利用磁性色粉与磁性潜影之间的磁场力的相互作用，完成潜影的可视化（显影），最后将磁性色粉转移到承印物上，即可完成印刷。由于磁性色粉采用的磁性材料本身颜色的限制，这种成像体系一般只适合制作黑白影像，不容易实现彩色影像。

目前，推出磁记录成像技术的数字印刷机系统并不是很多，具有代表性的有Xeikon　公司与Nispon公司合作推出的磁记录成像体系，分辨率达到480dpi。Nispon公司是最早推出磁记录体系数字印刷系统的公司。