1938年的10月22日,ChesterCarlson在纽约发明了电子成像复制技术,同时Xerox的前身Haloid在ChesterCarlson的指导下生产出世界首台电子成像设备,至此打开了数字印刷时代的大门。经过了70多年的发展,数字印刷已经成为印刷领域中不可或缺的重要组成部分,本文将对目前数字印刷成像技术进行总结,并分析各种成像技术的代表机型以及市场面向。
一、静电成像技术
静电成像技术是最早研发的数字印刷技术。静电成像主要分为成像、着墨、色粉转移、定影、清洁五个步骤。成像就是通过对一个合适的光敏表面充电及控制光源来成像。印刷图像与光导鼓上光信号的位置相对应。这个均匀带电表面的图像部分放电,结果使曝光和放电的区域与所需要的印刷图像一致。在光导鼓上形成电信号后,带有静电的碳粉被光导鼓上的电荷吸附,经过显影曝光后,光导鼓上的潜像就变成了吸附色粉的可见影响。
之后色粉就会直接从光导鼓上转向承印材料。但是为了将带有电荷的碳粉从光导鼓表面转移到纸张,还需要通过一个电源来产生静电力,通过这种鼓表面和承印材料之间接触压力的支撑力,将碳粉转移到纸张上。但是刚刚转移到纸张上的碳粉并不稳定,通常需要在热力和接触压力下,使色粉融化并固定在纸张上,这也就是为什么从碳粉复印机刚出来的纸张是带有热温的原因。
但是对于一台静电成像数字印刷设备来说,图像在纸张上定影之后还需要一个清洁光导鼓的过程,即将残留在光导鼓上的电荷和少量色粉微粒给去除。一般采用机械清洁与电子清洁两种方式。机械清洁就是使用刷扫或抽气的方式来去掉残留的色粉微粒;电子清洁则是通过均匀的表面照明来完成,中和表面的电场,并除去色粉微粒。这样光导鼓才可以为下一个印件做准备,再次充电。
二、喷墨印刷技术
相比较静电成像技术,喷墨并没有那么复杂的结构。喷墨印刷只根据与图像有关的信号来产生墨滴,并直接喷射到承印材料上,不需要任何中间载体。喷墨技术可分为连续喷墨和按需喷墨。喷墨印刷通常采用液体油墨,但也采用通过加热而液化的热熔墨。热熔墨喷射到承印材料上,冷却后固化。
连续喷墨技术是先生成小墨滴的恒定墨流,再根据图像进行充电,并通过电子方法进行控制。带电的墨流在随后的电场中发生偏转,而未带电的墨流则喷射到纸上,即带电墨流的图像信号与印刷图像负片一致。通常连续喷墨只有与印刷图像一致的少量墨流施加到承印材料上,大部分则回流到系统中。
“按需喷墨”技术是按图像的需要来产生微小墨滴。最重要的“按需喷墨”技术是热泡喷墨和压电喷墨印刷。热泡喷墨(也称“气泡喷墨”)是通过加热来产生墨滴, 并使墨腔中的液体油墨局部汽化。压电喷墨是通过机械作用使喷腔变形,由一个压电信号和腔壁的压电特性产生的动作,使墨滴成形,并从喷嘴中喷射出来。根据技术条件,热泡喷墨产生墨滴的频率要低于压电喷墨产生墨滴的频率。
三、惠普Indigo电子油墨技术
电子油墨技术是有Indigo公司于1993年在IPEX展会上推出的。2001年惠普公司收购Indigo公司,之后成为惠普Indigo。HP Indigo采用独特的液态电子油墨,这种电子油墨也是Indigo公司数字印刷的最根本核心技术,HP Indigo数码印刷机的工作原理和设计都必须立足于HP Indigo电子油墨的特性。
HP Indigo的成像原理大概是:首先给成像板上均匀地充上电,然后激光头根据RIP后该颜色的点阵格式用激光束在成像板上放电(成像板该点电位变为零),然后该色的电子油墨就会在电场力的作用下附着在成像板的成像区域形成图像层。该图像层同样通过成像滚筒和橡皮布滚筒的电位差转移到橡皮布上。电子油墨在橡皮布上加温后部分溶解,通过压力转移到承印物上,然后固化并附着在承印物上。其他颜色的成像过程一样,而且在一组滚筒上实现(色彩转换技术)。
HP Indigo电子油墨颗粒的形状比较特殊,油墨颗粒呈现有触手的形状,每个颗粒有一个相对大的表面,当受到挤压时,颗粒会相互粘连,不像球型颗粒会趋于分散。 与其他数码印刷技术一样,电子油墨也通过电场控制印刷颗粒的位置来实现印刷技术数码化。然而HP的电子油墨颗粒非常小,小到1~2微米。在液态中这么小的颗粒能够实现非常高的印刷精度、均匀的光滑度、锐利的图像边缘和非常薄的图像层,同时可以紧密地结合承印物的表面结构。所以电子油墨能使印刷品质达到胶印的效果。
四、奥西葵式打印技术
2008年德鲁巴上,奥西就推出了全新突破性打印专利技术------奥西葵式打印技术(Océ CrystalPoint)。奥西葵式打印技术历经三年的研制,它将LED墨粉技术和Inkjet喷墨技术双方的优点进行完美地结合,并避免了二者的劣势。该技术的核心包括三个方面:
奥西“晶珠墨粉”(Océ TonerPearls)
在打印的色料选择方面,奥西葵式打印技术选用了固体的墨粉色料。但与LED技术所使用的墨粉不同,奥西“晶珠墨粉”外观为紧实的珠状物质,不会四处飞扬,用手接触也不会掉色。与墨水相比,它易于运输、储存,使用更方便。“晶珠墨粉”采用完全环保的材质,不会散发气味,也没有粉尘污染。
“晶珠墨粉”的“洁丽打印”过程(Toner Gel Jetting)
“晶珠墨粉”在机器内完全靠重力来传输。当它进入到“ID打印装置”(Imaging Device)时,“晶珠墨粉”被啫喱化,形成啫喱状物质。“ID打印装置”将啫喱化的墨粉精准地喷打在介质上,形成图像。由于墨滴在打印过程中保持十分紧凑的外形,当它到达介质上时,保持了极为锐利的边际,没有洇墨也不会溅墨,因此它可以有非常清晰准确的细节表现。
“晶珠墨粉”的“晶固”过程(Toner Crystallization)
“晶珠墨粉”内含有“结晶媒介”,它能准确地控制墨粉啫喱的结晶时间。当墨粉离开“ID打印装置”时,墨粉仍然保持啫喱状。到达介质时,啫喱会进入纸张的纤维和空隙中,并马上开始结晶、固化,完成“晶固”过程,图像非常牢固地附着在介质上。
从打印过程可以看出,奥西葵式打印技术采用固体色料,输出图像亦是固体的,因此印品是完全干燥的。在打印结束后,没有等待印品干燥的时间,可以直接进行折图或堆叠,这样就大大提高了彩色打印的生产效率。
奥西葵式打印技术的印品本身具有丝绸般的半光效果,可以直接在环保再生纸张或无涂层纸张上打印,在同样的打印品质下,大大降低了使用者的运行成本。图像完全防水,抗UV,不易褪色,图像可以在室外使用,可以应对图纸反复使用过程中对图像的磨损。
五、柯达Stream打印技术
柯达Stream打印技术也是在2008年德鲁巴上推出的最新打印头技术。此技术一面世就将自己的定位确定明确,就是要用“胶印的质量、胶印的速度、胶印的成本,让数码印刷技术走进大批量商业印刷领域,帮助客户提升业务能力和赢利能力。”
STREAM的打印分辨率最高达到600×600×2dpi,相当于133~175lpi的网线数,在印刷精度上完全可以和胶印媲美;采用水性颜料墨水,即便在新闻纸上打印也不会发生网点氲染扩散的现象,打印效果基本与胶印一致;墨水的色域更宽,较传统喷墨打印墨水和胶印油墨相比,STREAM使用的墨水色域超出3成以上;STREAM的打印幅宽为20英寸,打印速度500英尺/分,使其生产能力完全可以达到目前胶印的速度;柯达自己开发的墨水和喷墨头系统,综合生产成本低廉,目前的计算结果是彩色打印0.01美元/页A4,黑白打印0.0015美元/页A4,基本与胶印持平。
Stream Printhead印刷头具有灵活的安装选项,可同轮转胶印机和大量第三方印刷基座无缝集成,只需简单配置,柯达Stream Printhead印刷头就能融合胶印和部分页面100%可变数据数码印刷工艺,实现高质量的混合印刷。根据不同的配置,系统最多可安装8个印刷站和16个印刷头。Stream Printhead印刷头可轻松与柯达或第三方解决方案集成使用。除了直邮、票据印刷和表格套印,系统还为小型文档提供四磅文字及更高分辨率印刷,适合于表现法律条文等小文字。此外,Stream Printhead印刷头的可靠性、产能、拥有成本和质量可媲美胶印,用户无需增加离线的激光印刷设备即能连线完成可变数据印刷。
ChinaPrint上展品一览
(一)静电成像技术
1. 佳能image PRESS C7000VP专业彩色数码印刷系统
C7000VP不仅具有世界一流的静电成像技术,而且在耐用性和提高生产率方面均有超凡表现,满足了日趋广泛的按需印刷的市场需求,它将为POD市场带来多种高附加值解决方案,可媲美胶印质量,具有世界一流的精度和稳定性,实现对多种介质的全面支持,具有更强的市场竞争力。
2. 佳能image PRESS C6000多功能数码印刷系统
image PRESS C6000继承了佳能高品质的成像系统,面向中型数码印刷企业,以其优异的印刷品质,独特的纸张适应性和更加灵活的组件配置,有效助力企业开发更广阔的数码印刷应用,扩展数码印刷业务。
3. 柯达NEXPRESS S3000彩色数码印刷机
柯达NEXPRESS S3000是柯达公司的高端新品之一,它可满足客户的各种印刷需求,无论是短版商业印刷、个人影像产品印刷、图文快印店、数码打样、特种印刷、还是可变数据印刷,均游刃有余。期速度范围从每小时可达到3600张5色A3.[next]
S3000最大的特点是具有第五成像单元,凸印技术可以让指定的文字和图像凸起,呈现3维效果,让印品在琳琅满目的市场中脱颖而出。凸印技术可以精确模拟印品图像部分的表面,突出表现其纹理,对卡片、个人影像产品、名片、书的封皮、宣传页、各种有纹理材料的纹理模拟印刷等多种应用有着广泛的前景。同时凸印技术连线进行,能在维持印刷机产能的同时创造高冲击力的印刷效果。出了凸印技术,第五成像单元还可以解决专色、水印、上光、局部上光、MICR安全印刷等功能。
4. 世界第一台B2幅面的碳粉生产型数码印刷机QPress
QPress 奇豹B2五色数码印刷机是中国企业新特引进日本技术并研发具有自主知识产权的,国内生产的唯一最大单幅且具有个性化和网络化的印刷机。其精度可达1200dpi,速度在100张(A4)/分钟,最大印刷幅面为515*724mm,平行走纸的设计可以兼容64~350g/m2的各种印材。
(二)喷墨印刷技术
1. 柯达万印VL2000
柯达喷墨产品线的高分辨率产品,分辨率达600*600dpi,最大生产速度可达每分钟1008张A4印张。万印VL2000是中等产量印刷商的低沉本解决方案,主要针对每月印量超过百万的数据中心,其中包括票据、营销和TransPromo文档。
2. 法国Meteor DP60 PRO数字印刷机
Meteor DP60 PRO多功能数字印刷机目前有豹驰集团进行代理进行中国销售。MGI新一代的专业数字印刷机具有印刷行业所需要的生产力高、质量好、性价比高和可靠性强的各种特点。在承印物方面可以适合70-350克/平米的卡纸、亚光纸、亮光、涂布、Kromacoat、铜版纸、布纹纸、证券纸,CS1、CS2、信封以及塑料等材料。Meteor DP60 PRO主要是面向印刷活页、小册子、名片、广告招贴、挂历、贺卡、请柬、书籍封面等产品的小批量印制,其最大纸张幅面为330*487mm。[next]
3. 方正桀鹰C4200
方正桀鹰C4200数字喷墨印刷机为彩色印刷是本次ChinaPrint首日发布的新品。C4200采用连续走纸印刷方式,可以非常方便的进行单色以及彩色双面印刷,幅面宽度420毫米。桀鹰C4200是根据中国数字印刷发展现状与使用习惯研发的面相商业印刷数字喷墨印刷机,采用UV喷墨油墨,物理精度为360×360dpi,印刷品精度则可达到1080dpi。桀鹰C4200的目标市场就是短版商业印刷,使用UV喷墨墨水,其喷墨出来的图像清晰艳丽,色彩持久,同时拥有上光之后的那种UV油墨固有的亮度。
4. 爱克发爱博纳工业喷墨印刷机
爱博纳:Anapurna系列喷墨印刷机采用了压电式按需喷墨技术与UV油墨,兼容各种介质,色域广泛。该系列产品最噶印刷速度可以达到44平房民/小时,广泛应用于海报。标识、展板、室内装饰、户外广告等印刷生产。值得关注的是,在ChinaPrint期间,中国已经有一台:Anapurna M2宽幅工业喷墨印刷机落户温州千色专业数码冲印公司,而温州千色也成为了全球首台:Anapurna M2的用户。
5. 佳能iPF 12色/8色/5色系列大幅面打印机
佳能iPF系列大幅面打印机采用喷墨技术,12色系增加了RGB的色彩,让色域更广,适用于包装打样以及高保真印刷打样。8色系列打印机打印速度高达4.9分钟/张(全开),适用于商业合同打样。5色系列的速度则达到了46秒/张(全开),可采用粗面黑色颜料墨水打印普通纸或者报纸,适合生产型用户使用,适用于版式打样、蓝纸打样和报纸打样。
6. HP Scitex XP2700宽幅工业打印机
打印速度可以达到110平米/小时,可以通过800*635dpi的分辨率带来出色的图像质量。通过快干UV墨水和可选择的平板模块,更适合开拓新的业务市场。
7. HP Scitex FB950平板工业打印机
高标准的色彩管理,采用6色HP Scitex FB250彩色墨水以及12个配有可变墨滴技术的打印头,可以实现1200*1200dpi的高分辨率。FB950可以兼容多种硬截止或柔性截止,可以打印高品质POP展示、展览及活动图像,以及其他高清图像,此外,还具有双面打印与全出血打印功能。
(三)惠普Indigo技术
1. HP Indigo 5500
提供无与伦比的印刷产品质量,适合一般商业印刷商、数码服务供应商、照片装帧商、书籍印刷商、直邮工作室以及平均月印量在250000以上的短版或VDP彩页,提供高品质的数码印刷设备具备每月印刷150万彩页或500万黑白页的强大性能,并可继承至多台印刷机的环境。
(四)奥西葵式打印技术
奥西彩浪600
在本届ChinaPrint上,奥西彩浪600在中国揭开面纱。这是一台革命性的宽幅面全彩打印设备,为用户广泛的彩色应用提供了更高的综合生产力,并保证了可持续性发展。它将帮助快印企业开展更有利可图的彩色业务,也将帮助大中型企业顺利完成他们的图纸生产任务,保证整个企业的业务流程顺畅进行。
奥西“彩浪600”发布一年的时间,已经容得世界众多奖项。
·德国获得IF产品设计大奖
·日本获得“Good Design”大奖
·英国获得“Editior’s Choice”奖项
·美国“Graph Expo”上获得“MUST SEE不容错过”奖项
(五)柯达Stream技术
目前,柯达Stream印刷头已经与世人面试,但是Stream印刷机仍然处于概念机的研制时期。柯达公司宣布这款具有“胶印机”质量的数字印刷机将于2010年早期正式与广大客户见面,而它的打印头于2009年上市,目前已经在位于美国俄亥俄州Lancaster市的Cyril-Scott直邮公司进行安装使用。Cyril-Scott公司将在柯达万印DC3800印刷头架上安装四个 Stream 印刷头。印刷头架将和柯达万印CS410系统控制器一起集成到轮转胶印机中。Stream印刷头将用于印刷美国邮政总局的自封式邮件,此外也将印刷其他形式的邮件。
柯达公司声称在当前的配置下,Stream概念机每分钟能处理2500张A4页面,或者以150-200米/分钟的速度印刷在宽度为508-660毫米的卷筒纸上进行印刷。这款印刷机将直接向惠普公司在德鲁巴2008展会上发布的Digital Web Offset印刷机发起挑战,它们的市场主要集中在报纸的短版印刷上。柯达公司表示Stream技术的商业化运作正在有条不紊地进行着,有望在2010年进入市场。