四、成像原理比较

　　1、DI印刷成像制版原理

　　最先的DI印刷工艺采用电火花烧蚀技术，应用于无水胶印。印版的基上依次涂布了亲墨层、反向电极层和疏墨层，于是在疏墨层的印版上形成亲墨的图文区域。

　　目前的DI工艺主要采用激光烧蚀技术。用铝板作为版基，并在其表面涂布了极薄的吸热层和较厚的硅树脂层。硅树脂层表面具有疏墨性。直接成像制版时，吸热层便挥发并将外层的硅层烧蚀掉，露出铝版基，而铝版基表面具有亲黑性。这成无水胶印版，如图5所示。

图5 激光烧蚀直接成像

　　当采用激光热成像时，随着亲油层的烧蚀，会产生很多细小的颗粒，这需要清洗印版，会浪费一些时间，于是专家们都致力新版材的开发，以便能够缩短清洗时间，甚至可免除清洗。

　　通过微胶囊颗粒技术可以达到这一目标。在版基上涂布一层亲水疏油的聚合体，并将一些化学材料以微胶囊形式分散在其中。成像时，在红外线的热作用下，引发微胶囊与聚合物的化学反应，改变照部分由疏油变为亲油，从而形成印版的图文部分。
利用材料的物进化学反应实现直接成像技术是目前的主要研究方向，如果可以在控制下来改变材料的亲水或亲油性能，则可以实现换聚合物（Switchable  Poly-mer）,采用特定的工艺手段使它能在亲水和亲油之间变换，就可以制作出可重复使用的印版。

　　2、NIP工艺成像原理

　　NIP工艺所采用数字成像技术种类更多，根据其成像的物理或化学原理可分为以下几种：静电照相成像、喷墨成像、离子成像和热敏成像技术等。其中静电照相和喷墨成像技术应用最多，技术最为成熟，被广泛地用于数字印刷系统中。

　　1、静电照相（Electrophotography）：

　　静电照相是应用最广泛的数字印刷技术，静电照技术是利用光线照射在光电导体表面改变其上的静电分布，形成图文潜影。带有电荷的图文部分随后吸引墨颗粒，并把墨转移到纸或其他承印物上。然后固化墨粉，形成最终的图文。如图6所示。

图6　静电照相印刷的基本原理和步骤

　　静电照相印刷过程可以分为以下五步：成像、输墨、转移、固化、清除。一个循环完成一张印张的印刷。

　　静电照相印刷速度主要由光导体的充电速度和光电成像速度决定。静电成像的质量是由墨粉颗粒大小决定的。印刷中多数使用固态墨粉，分辩力可以达到600-800dpi。采用湿式色粉显影的可达数千dpi，像素的阶调级数可以是多值的（但有限）。

　　2、喷墨成像（Ink  Jet）：

　　喷墨印刷原理很简单，其关键技术在于喷墨控制。喷墨方式有连续喷墨和按需喷墨两种。连续喷墨系统利用压力使墨通过窄孔形成连续墨滴流，墨滴的落点由偏转电极控制，偏离距离的级数由电极电压级数决定。二是按需喷墨，当需要墨滴时才有压力作用于墨盒。按需喷墨有热敏、压电、静电三种方式，如图7所示。热敏方式（或电压方式）面像时，由图像信号控制热源（或压电晶体）产生瞬间压力，喷出墨滴。在喷墨数字印刷机上，许多细小的喷墨孔集成为阵列，完成印刷作业。

图７　喷墨成像技术的种类

　　喷墨印刷具有300-1500dpi的分辩能力，阶调级数可为多值（但有限），成像速度快，大多数采用水基油墨，呈色剂以染料为主。

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　　3、电凝聚成像（Electrography）：

　　电凝取成像是一种全新的成像方式，它基于通过自由的铁离子使聚合物凝结（一种由液态变成凝胶状的状态转变过程）。当有图像信号时，发生电化学反应，铁离子析出，油墨新凝结，固定在成像滚筒表面形成图像区域，而没有发生电化学反应（即非图文区域）的油墨依然是液体状态，通过刮板的机械作用可以将非图文区域的液体油墨去掉，使滚筒表面只剩下图文区域的油墨。然后，通过压力的作用将油墨转移到承印物上。

　　4、磁成像印刷（Magnetography）

　　这种成像技术屯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（即显影），最后将磁性色粉转移到承印物上即可完成印刷。

　　其它印刷方式：数字印刷方式还有离子成像印刷（Ionography）、热成像印刷（Thermorgaphy）、照相印刷复制（Photog-raphy）等。这些印刷方式有的还处在试验研究方阶段，其成像原理可以参考相关技术资料。

　　五、印刷适性比较

　　1、对设备、材料的要求

　　DI印刷对印版的要求非常高，无水胶印技术的DI印刷机，其版材是配套的专用版材，油墨采用无水油墨，与普通的胶印使用的材料不同，因此印刷的兼容性不强，还导致印刷成本的上升。当DI印刷采用可重复底版 时，需要引入新的制版材料、技术和成像系统，印刷机的性能也需要进一步提高。

　　NIP印刷技术密集性高，成像技术独特，每种成像技术除了要求的独特的成像材料外，还要求有与成像方法相适应的专用印刷机。选 用的油墨（或呈色剂）的性能要与所采用的成像技术和转移特性相匹配。如静电照相印刷使用低黏度的墨水（或热溶油墨）。

　　2、印刷速度比较

　　DI印刷印前处理时，印刷硬骨头同数据直接转换到印刷机的印版，缩短了印前准备时间 。采用可重复印版时，从一个印刷作业转移到另一个印刷作业不必更换印版 ，缩短了生产准备时间，简化了工作流程。另外，DI印刷速度与传统胶相当，能实现高速度印刷。

　　NIP印刷速度慢，因为不论页面的内容是否变化，每完成一印张都要成像一次，而且对于可变数据印刷，必须将每一个页面上的所有元素的代码发送到RIP进行栅格化，然后才能进行成像印刷，所需的时间更长。所以，NIP主要适合于短版印刷。

　　3、印刷质量比较

　　DI印刷机先将空白版安装到印版滚筒上，然后成像，因此能进行精确定位，套印精确度高，同时，由于印版图文信息的固定，能减小印品之间的差别，保证印刷质量一致，当采用无水胶印方式时，由于没有润版的作用，网点扩大容易控制，印刷色域范围大，印刷质量非常高。

　　对于NIP工艺，由于成像的分辩率有限，层次阶调少，印刷中可变因素多，印刷质量相对要低得多，而且，每一个印刷页面均须重新成像，印品质量的一致性很难保证。实际印刷中，这种质量波动很容易被察觉出，因此它不适合高质量印品的印刷。表1是无水胶印（主流DI印刷技术）和电子照相印刷/喷墨印刷（主流数字印刷技术）之间的比较。

表1DI和NIP工艺性能与质量的比较

[时间：2006-06-30  来源：武汉大学印刷与包装系]