数码彩色印刷的近期展望面临第4变革的时代

  镭射剥离转印乃是1976年为LoqEsoan 利用过的技术,这是在DRUPA 95展上介绍过的印前工程的干式工艺,它由于驱动了被Polaroid 集团当作重要技术的镭射,利用了数码文件,据此在Platesetter 上,从特殊的施色版将受墨性的聚合物转印到版材上。墨点为5微米的细微点子,有20万印的耐印力。这种方式成本高且由于施放版的废弃问题也成为今后的课题。

  热交联的技术已应用在Kodak 的热敏版上,用830nm 的红外镭射进行照射,薄膜内的氧便游离。此氧变成催化剂,使膜中的树脂交联。未经交联的便被水性的处理液处理掉。进行后烘烤之后可达200万印以上的耐印力。因为交联也可借助UV 照射来做,所以晒版机也用得上。又因版材接受热和光发生反应的缘故,操作时需要在黄色的安全光下进行。

  无处理的喷墨技术

  这种新的无版技术,至今还没有占有比较有利的地位。CtP 印版可以不需要显影和后处理的情况下,使用廉价的版上成像机上简易地获得,而且在成像后可以立即使用,是理想的技术。

  喷墨技术已经具备了条件,它有如下3个特征:(1)无处理;(2)无需镭射和其他的光学装置;(3)喷墨装置的成像部分是垂直的,而且装置便宜。然而,并不认为喷墨装置就不存在速度和解像度的问题。

  印版.版上成像机.镭射的组配性

  CtP 数码印刷系统用的前端,或者是印前工程的系统中,均包括数码文件(一般以PostScript 为基础),将文件换成点子组合的RIPs,使用点子组合在图像载体上成像的镭射装置等。在CtP 系统中由RIPs 和镭射构成的版上成像机(Platesetter)必须要与被利用的版之间应具备彻底的互换性。各自的版材存在着固有的光谱感度,故必须使用适合其的镭射才行。

  目前,金属版有18种的类型,对此,已制出相应的20种以上的版上成像机。版上成像机分有外面滚筒扫描式、内面滚筒扫描式及平面扫描式等。均使用气体镭射体或固体镭射,波长488nm 、532nm 、670nm 、830nm 、870nm 、1064nm 等,利用着各种各样的产品。除单束之外,尚有8、16、32、48等的光束,并且还利用着分割光束镭射装置。波长愈长(约800nm 以上)则镭射光束的扩散愈大,从而难于对焦。此外,分割光束镭射只能供外面滚筒扫描式利用。

  至于CtP,印刷方面与版上成像机的厂家之间,必须保持密切的作业关系。据此,才能获得所需的结果和必要的培训、服务等。对于版上成像机则需要相当大的投资(95000-700000美元),所以对选用CtP 需要慎重考虑,这是因为一旦版材变了就不得不购入新的版上成像机或镭射装置所致。

  CtP 数码彩色印刷的近期展望(1997-2001)

  从总的趋向来看,印刷已经面向短版活的方向,然而印刷品总量之35%,印数仍在1万张以上。因此使用版的一般印刷仍扮演着主角。不用版的数码印刷,在1000张以上的印刷,成本上就不合算。由于这种情况的出现,CtP 引起了多数印刷业者的关注。非但品质有了提高,生产率也因此有了提升。

  American Printer 杂志在1997年1月号上,Kennard Cloud 氏讲道:「专家作出的评估,全世界的金属版需求是年度1亿8600平方米,到2000年底CtP 将占取其中的20~30%。」

  根据1997年GATF 的技术预测,全世界开工的CtP 数目,1996年底为566单元,至2000年底就成了2024单元,其中半数为北美洲(美、加)拥有。

  大部分的机种使用卤化银和染料增感的感光性树脂,但热敏CtP 也在2001年达到普遍利用的程度。那是在亮室处理,几乎不存在网点增大,靠二元成像(只有在能量超过阈值时才成像的方式),并且在后处理可少或完全不要的特征。

  Creo 乃是热敏版上成像机的牵头厂家,利用Kodak 和Presstek 的版向市场投放了75台以上的设备。Presstek 在世界上已有50台以上的装置被使用着。再说,Gerber Linotype -Hell(现为海德堡),Optonics 等也跟热敏系统有关。

  Presstek 本来计划在1996年2月,利用新的Catalina Coating 技术,生产廉价且具有优良性能的CtP 。所用之版多为多层结构,故涂布有困难,使用普通的涂布装置得不到好的结果。新的Catalina Coating 技术是真空蒸镀的装置,可在各种底基上以厚度误差在5%以内成膜。根据这项技术,期待于CtP 版可在低成本下制得。

  Computer to Plate On -press(CtPs)System

  Presstek 提出的几乎或完全不留下干残渣,而且又不需要液体处理的热敏成像技术,构成了以往所没有的在印刷机上成像的概念。Presstek 在1991年最初对此作了尝试。即在海德堡GTO -D14色机上利用放电破坏记录的图像无法获得满意的画质,没有为公众接受。

  1993年后,放电破坏记录方式,改换成了高画质的Pearl 热敏镭射剥离技术。Pearl 技术乃是从镭射二机管(IR)将鲜锐的镭射照射到硅和铝层上,形成5微米以下的非常小的像素。

  MAN Roland 在DRUPA 95展上,介绍了供平版和凹版用的新的DICO Web 。这乃是一种向无缝滚筒的CTC,可对应胶印、凹印双方,它是使用特殊的镭射头直接将图像转印到亲水性的无缝版筒上。转印后进行定影处理,图像部分便受墨,而非图像部分则普为亲水性。待印刷结束,版筒的表面依靠洗净装置自动地洗净,将亲水性的表面复原。之后使之再度成像。照旧可印刷。另外,还介绍了借助热转印在胶片上成像后再转移到亲水性版筒,即制版采取二步的方法。

  DICO Web 凹印是使用在金属表面形成类似网纹辊凹孔的滚筒。用有流动性的聚合物涂布在滚筒上用来填充凹孔。依靠热照射来形成图像,用对焦到30微米的镭射,利用数码成像文件使之工作,针对聚合物层进行各种深度的渗透使之形成凹孔。印刷使用水性油墨,非直接或者是在版筒和压筒之间设置橡皮布滚筒,采取胶印方式。印刷后的图像,使用加压喷雾器,从版筒表面除去。擦干滚筒,再度涂布聚合物,接着进行下一步的印刷。

  1995年11月,Creo 针对CTC 的On -Press 系统提出了新技术方案,即跟洗净橡皮布一样,用溶剂便能简单去除聚合物的一种热敏版,在机上经由洗净、涂布、向无缝版筒的成像等仅三分钟足够了。印刷过后,套筒被洗净,进行再涂布,成像。套筒直到替换新的之前,可反覆多次使用。MAN Roland 的DICO Web 系统和Creo 的机上版处理要想达到实用化乃是需要若干年的技术,这却是在新的短版活彩色印刷市场支援强化竞争力的研究开发。

  CtPs 数码彩色印刷的近期展望

  On -Press 成像所具有的潜力,乃是提高了CtP 和CtPs 技术的身价,对待400张以下的印刷也给出了有效的性能价格比。

  海德堡速霸DI 的用户评价说,该机在设置后数周便达到常用的开工状态,启动和前准备工作都非常简便。

  利用新的Catalina 涂布装置的Presstek 技术,到了1997年底已能够使PearlDry 和PearlWet 寿命到达约20万印。由于速霸DI 而得到强化的印刷机,从报导杂志到高保真级别,可对应自400张到20万印的市场需求。

  笔者认为胶印制版是非常难办的工艺之一,它对尘埃非常敏感,一旦着了尘埃,在印刷中引发环状白斑,晒版机一般在无尘车间运转。印刷工人发现版上有灰点子不会用它。尤其是在图像部分发现时更是如此。印刷车间的环境中,经常发现淀粉末和浮游粒子。针对版的机上涂布,作为设想是可取的,但是实现起来,恐怕要花费很多时间。

  Computer to Print (CTPt)Systems

  CTPt 属于无版印刷,即每印刷一张当时即形成图像的方式。这种情况又可延伸成为可以印刷每一张不同内容的可变情报的独特的工艺。
 
  为了确保有一般印刷的速度和品质的努力。带动了CtPt 数码印刷系统的进步。但尚未达到目前的一般胶印的速度和品质。大多数能做到单色彩印或局部单色印相当的4色彩印。

  被利用的主要技术为电子照相、喷墨、离子抑或是电子电苛、磁粉成像法、热輚印、升华转印、电凝固成像等。

  电子照相

  作为静电照相法和电子照相术而知名的电子照相,已被广泛利用于无版印刷。它是于1938年为Chester Carson 发明,由Xerox 于1950年代应用于复印而发展起来。至1970年,作为Xerox 9700灵便影印机最初应用于数码印刷系统。

  电子照相的主角是光导体。首先在暗处对其表面施予电晕充电。对该处投射光的像,触光之处光导体上的电荷便消失,呈现静电潜影。再对该处施予带相反电荷的干式或湿式的粉体,便形成图像。此图像转印到承印体上,以热或溶剂蒸气以及其他方法来定影。复印时所用之光源有普通的白热灯、萤光灯、频闪闪光灯等。

  静电印刷的主体使用着镭射或LED 的光源,从电脑的数码数据印出,在电子照相方式的数码彩色印刷系统中,有现在正使用着的,试验中的,以及已发表的等,将这些具体表述如下,有Indigo E -Print 1000、Xeikon DCP 及OEM 用户(Agfa 、IBM 、Barco),三菱重工业Digital 2、东丽彩色印字机、Scitex Spontane 、Xerox Docucolor 40、T /F Systems,其他的彩色复印系统,各种镭射彩色打印机。

  电子照相方式的数码印刷机

  Indigo E -Print1000属于利用镭射成像的电子照相方式,使用特殊的液体粉末,与利用印版的单色胶印一样的结构,即拥有印版、橡皮布、压印滚筒、给纸装置、收纸装置等的印刷机,为800dpi,可解决6色的印刷。4色印刷时具有每小时可印1000张的印刷速度。

  E -Print 最独特之点是利用静电油墨和在图像转印系统中拥有加热橡皮布。静电油墨是将微米大小的颜料分散于热塑性树脂中,以矿物油稀释。

  经镭射照射后立即作用于光导体上,转印到经过加热的橡皮布上。在橡皮布上已经溶化的油墨,即颜料和树脂转移到冷却下来的纸上定影。虽说静电油墨对纸张的粘合性是重要的因素,但纸张不经处理也能印刷。

  Indigo 又介绍了改进品质且可延长消耗品寿命的新的系统。有如延长了版和橡皮布的寿命,改进了静电油墨的盒装结构,还有用于标签、包装、建筑装潢材料等的Oneshot Color 卷筒纸印刷机。所谓OneShot,乃是将4色乃至6色的图像在橡皮布上集成后一下子转印到纸上获得印刷品,其套准性和对应卷筒纸等方面业已改良。

  Xeikon DCP -1(比利时)系有8机组的静电卷筒纸印刷机,一次完成双面4色印。对印刷机内的光导体上曝光由LED 进行,借助600dpi 的分辨力获得图像。光点的强度以64级来变化。应对各自的强度,施给Agfa 的干式2成分色粉。印刷速度每小时1050张。

  图像由单线网线构成,适应色料需求量,线幅可连续变化。各色分别以不同网线角度来印刷。Xeikon 的引擎为Agfa Chromapress 、IBM3170数码印刷机、Barco 印刷机等所用。

  新的第二代的Xeikon DCP /32D 是于1996年发表。那是由新的硬体、软体、消耗品等构成,提高了品质和生产力,而且成本降低。经过改良的色粉和显影剂等,改进操作条件后,使色粉的耗量减少了10-20%,显影剂的寿命也超过了改善前的A4150张。色粉的深度也有提高,而且争取到生产成本和维修成本的降低。其效果使滚筒的寿命也提升了 20万次乃至30万次。

  彩色复印和数码印刷系统

  彩色影印机利用于制作若干张的局部单色印或4色的彩色复印。这种影印机若由彩色伺服器控制,便成为短版活数码彩色印刷机(500张以下)。最早作为数码彩色印刷机使用的是Canon CLC500,此后装载了PS 控制器。Xerox 于1991年11月发表了5775彩色复印系统,1993年进而由Agfa 、Canon 、Minolta 、Xerox 等介绍。

1  995年,Scitex 介绍了Spontane 彩色复印和数码印刷系统,T /R 介绍了Micro Press 312。Xerox 于1996年发表了DocuColor 40数码印刷系统。这些的基调基本相同,乃是高速彩色影印机转变为印刷机的。A3的纸每分钟可约印40页。

  T /R Micro Press 312乃是装载了Canon 360PS 电子照相镭射彩色印表机的引擎2、4或6单元,由WindowsNT 的133MHz Pentium PC(目前已升至200MHz)、Harlequin RIP 、OPI 软体等构成的PressDirector 来开动。系统具有叫做Automatic job passing 的独特的软体。这乃是将来自各印刷机组的输出,按照工作要求适度归纳处理的软体。

  除了上面讲到的彩色复印和数码印刷系统之外,还有其他的复印装置也用于数码彩色印刷。作为具有彩色伺服器的装置,有如Agfa XC315、Canon CLC550/700,用400dpi 单一滚筒的CLC800,31ppm(单面)带4滚引擎的CLC1000、Minolta CF900、Ricoh NC5006、Xerox 5775、Majestic &Regal 5700等。

  最早的镭射数码印刷系统是发表于1978年的Xerox9700灵便打印机,之后不欠陆续发表了IBM6670,3800镭射打印机、Kodak 100/150/250高速电子印表机等。均为单色的打印机,属于300dpi 以下的低分办力产品,操作速度也有限。

  1989年Xerox 发表了600dpi 的DocuTech,它可将279x 432mm 的文件,每分钟以135张的速度来处理。几乎是这个时期,Kodak 则介绍了1392LionHeart 。这是300dpi 的92ppm 的电源对应电子打印机。

  4色的镭射打印机之先驱是Canon 、Hewlett -Packard 、QMS 、Tektronics 等。从1995年底左右,包括OEM 引擎在内,发表了各种新的镭射彩色印刷系统,安装了Canea HXLBP 的引擎的Apple Color Laser Writer 12/600PS,这是一种以600dpi 的3ppm(彩色)和12ppm(单色)的装置,以及安装了EFI Fiery XJE 控制器600dpi 、3ppm(彩色)的Canon 360PS 等。

  Hewlett -Packard Color Laserjet 基本上是装载了Konica 的引擎,为300dpi 2ppm(彩色)和10ppm(单色)的速度,将4色的图像形成在图像滚筒上,将其一下子转印到纸张上而获得彩色图像的设备。

  IBM Network Color Printer 安装了1996年介绍的当作引擎的Canon P320和600dpi 彩色镭射打印机,内装有100MHzEFI Fiery XIE 控制器和Adobe PostScript Level II 。

  凡是利用电子照相的印刷系统,有三个界限。

  (1)光导体上的带电电位上存在衰减,而且曝光和显影的时间对图像密度有极大的影响。

  (2)色粉的行为非常复杂,至今不详,而且因色粉的生产批量使特性发生变化,成本也相应提高。

  (3)液体色料使用?异位素。由于将色料分散到有挥发性的有机化合物中需要换气。

  因为上述的制约和电子照相彩色打样系统高价的缘故,由Kodak 支援的Kodak Signature 以外的电子照相彩色打样设备已退出市场。

  喷墨印刷

  喷墨印刷在数码印刷中占有极其重要的地位,与其他的数码印刷相比,技术上不复杂,而且设备也比印刷和复印要简单。因具有印刷的品质、彩色适应性、消耗品便宜,又无噪声等的特征,受到广泛的利用。

  诸如上述,A.B.Dick(Videojet)和Mead Digital 等是1970年代当时数码印刷的先驱。但是当运用这些设备时,因为需要大容量的存储器和大处理能力的电脑,所以大大地推?了实际使用。目前千兆资讯组的存储器已成为一般,电脑的处理能力明显提升,喷墨的利用终于变成为现实。

  喷墨的类型基本上有两种

  (1)连续发生墨滴,使其具有偏向的同时形成图像的连续喷墨型。

  (2)对应信号来发生墨滴的墨滴按需型。

  以连续喷墨来说,将液体墨的流动分裂为小墨滴,施予电荷,使之有偏向的连续喷墨也有三种类型。

  (1)指接受了电荷的墨滴依照纸上的需要位置进行偏向,不需要的墨滴被退回到墨槽中进行再循环的类型。

  (2)指没有电荷的墨滴冲向纸上,而带电的墨滴送回墨槽中进行再循环的类型。

  (3)指使所有的墨滴都带电,根据由电导致偏向而受到控制的类型。

  A.B.Dick Videojet 属于(1)的类型,而Mead Digital 属于(2)的类型,此外Scitex /IRIS Graphics 所用的Hertz 的装置和Dupont 的彩色打样系统为(3)的类型所用。

  墨滴按需型也有二种型号。即利用压电效应的装置和热敏喷墨型,利用压电的打印机上,则是将电压脉冲作用于带压电效应的晶体上,促使图像头发生压力。利用此压促成排放墨液滴的Epson 的打印机属此类型。

  至于热敏喷墨系统有两种型号,即(1)泡沫喷射;(2)利用固体油墨的相应变化。

  对于泡沫喷射打印机来说,附带有加热阻抗体,它将液体油墨汽化,制出冲向纸张表面的油墨和蒸汽。Canon 和Hewlett -Packard 的彩色打印机利用了这个原理。

  至于利用固体油墨之相应变化的类型,附装?可溶化块状固体油墨的加热器。根据加热形成液滴,靠压力的振动喷出。油墨的液滴碰撞纸张后又回到固相而形成图像。在这种系统中,对待任何纸质的纸都可用低价成本获得类似镭射打印机程度的画质,Tektronixs 即这种技术的最佳者。

  喷墨打印机的主要带头厂家如下:

  Canon 是喷墨彩色打印机市场中无可争辩的首领。已经向全世界输出了200万台以上的喷墨打印机,其多数已改装成彩色印刷机。同时将其引擎经由OEM 提供给其他的打印机厂家。

  Epson America (Torrance,CA)与其一系列的触针打印机成为实施压电效应技术的领头人。Hewlett -Packard(HP)与Deskjet 一起,成为墨滴按需型感热喷墨打印机领域中的专家。Tektronixs 自从1995年发表Phaser 340以来,担负?利用固体油墨相应变化的喷墨打印机的主导角色。

  Spetra 公司(Hanover,NH)是提供利用压电技术的喷印头和颜料性充电油墨的先进企业。它以如下的装置得到广泛应用。有8种的充电油墨,如青和品红2种,灰3种以及使用黄油墨的Polaroid Dryjet Digital Proofer,54英寸的大型彩色印刷机Lasermaster,高速(85-650fpm)薄膜包装生产线的Markem 即其例子。

  喷墨用的UV 固化型油墨是为了供MICR 、纺织品、糊墙材料、印刷品的加印标记等利用而开发的,这些打印机的价格均为1万美元以下,其中还有5000美元以下的。根据画质和速度的改进,已超出镭射打印机,在短版活和按需印刷、可变资讯彩印的市场占有相当的份额.

[时间:2006-03-22  作者:丁一]

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