靜電印刷工藝6個流程

靜電印刷工藝6個流程

凈電成像數字印刷系統使用的成像和印刷設備類似於靜電復印機。它們是使用塗有光導體的滾筒式感光鼓,經電暈電荷充電,然後激光掃描曝光,受光部分的電荷消失,而未受光部分通過帶有與感光鼓上電荷極性相反的色粉或液體色劑附著其上,構成圖文部分,再轉移到承印物上,最後通過加熱、溶劑揮發或其他固化方法使墨粉固化,形成印刷品。

因此靜電印刷基本過程可分為充電、曝光、顯影、轉移、定影、清除。

彩色數字印刷機至少有黑、黃、品紅、青四個成像單元

1.充電

充電就是使感光鼓錶面均勻覆蓋一層具有一定極性和數量的靜電=8荷,即具有一定錶面電位的過程。一過程實際上就是感光鼓的敏化過程,使感光鼓具有較好的感光性。充電過程是在感電過程光鼓錶面形成靜電潛影的前提和基礎,是為感光鼓接受圖像信息而準備的。目前靜電復印機中通常採用電暈裝置對感光鼓進行充電

2.曝光

曝光即在充電的光導鼓錶面成像。用激光或半導體發光二極管陣列對光敏層進行掃描曝光,曝光處的電荷隨光的強弱不同而消失或不同程度的保留,即在光導鼓錶面形成了“電荷圖像”,也就是潛影。
由於感光鼓錶面一般塗布有具有光導性的塗層,感光鼓見光區域的電阻小,表現出導體的特性,感光鼓非見光區域的電阻大,表現出絕緣體的特性。
在曝光區域的光導體塗層內的電荷生產層吸收光線而產生與塗層錶面電荷極性相反的電荷,經電荷轉移層轉移到塗層錶面中和錶面電荷。
非曝光區域的錶面電荷依然保持,從而在感光鼓的錶面形成錶面電位隨圖像明暗變化起伏的靜電潛影的過程隨著曝光方式的不同,所形成潛影的性質也不一樣;採用激光曝光,所形成的潛影為二值圖像,即光導鼓上的靜電荷要麽保留,要麽完全消失;採用半導體發光二極管曝光,可形成多值圖像,如 Xeikon數字印刷機採用半導體發光二極管LED陣列曝光,由7400個發光二極管集合成陣列,其密度為600個/in(lin0.0254m)與600dpi的空間解析度相對應,在每個二極管內可進行連續的和控制性的發光,
因此該成像系統可得到變化的網點強度,通過在其上吸附不同的色劑量產生具有64級變化的網點。
而 Indigo數字印刷機採用激光掃描,以8 bodhi的分辨率在光敏層上成像,激光成像是嚴格的二元方法,無法像LED陣列那樣改變光的強弱,因此光敏層上只有未曝光處靜電荷存在和曝光處靜電荷消失兩種情況。曝光光源通常是掃描激光光束或LED矩陣發出的光束,為了匹配塗層的感色性,建議光源的波長選擇為700nm左右。

3.顯影

顯影就是用相反電荷的色粉使感光鼓錶面的靜電潛影可視化的過程也稱著墨(輸墨)。顯影時,感光鼓表面靜電潛影是在電場力的作用下,色粉被吸附在感光鼓上,靜電潛影電位越高的部分,吸附色粉的能力就越強:靜電潛影電位越低的部分,吸附色粉的能力也相對較弱。
對應靜電潛影電位(即電荷的多少)的不同其吸附色粉量也就不同,這樣感光鼓錶面不可見的靜電潛影,就變成了可見的與原稿濃淡一致的不同灰度層次的色粉圖像目前主要採用的有式、濕式兩種顯影方法。
乾式顯影利用靜電場的作用將色附在感光鼓錶面形成影像。乾粉顯影劑可用單組分或雙組分,單組分是指同色粉分別帶正負兩種電荷,而無須載體;而雙組分的顯影劑是由一種色粉和一種載體組成,色粉所帶的電荷與潛影的電荷相反。採用乾粉色粉顯影的主要有Xeikon、 Xerox、Agfa、 Canon、IBM、柯達、曼羅蘭等公司。
如 Xeikon採用乾性色粉作呈色劑,用磁刷顯影方法,這種方法製作簡單,但產品解析度一般只能達到150|pi左右,以再提高。愛克發公司將色粉處理得相當精細,才會獲得非常精細的印刷效果以雙組分墨粉顯影為例,墨粉吸附在(磁性)載體錶面,這種吸附為物理吸附,被載體搬運到光導體錶面,載體承擔著搬運工的角色,實現色粉的高速搬運任務;墨在靜電潛影形成的電場力作用下擺脫與載體間的物理吸附力的束縛,高速飛向並附著在光導體錶面實現顯影,通常顯影過程可以在0.1s內完成濕式顯影中,色粉懸浮於絕緣液體中,既能獲得電荷又能作為顯影的調色劑由於粒子在液體中,所以可採用電泳原理實現顯影。
採用液體顯影技術的主要有HP Indigo,其成像系統的解析度可達到250lpi,但濕式顯影控制難度相對較大顯影液油墨的特點,一是色粉分散容易,不易聚集;二是色粉尺寸小,一般在1ym左右;三是可以實現高解析度輸出;四是需要適當的溶劑回收裝置。

4.轉移(印刷、轉印)

轉移時通過電暈放電,主要依靠電極對帶電油墨的電場力作用,當然也有壓力作用的幫助,使油墨轉移。光導鼓錶面的油墨(或呈色劑)可以直接轉移到承印物上,也可以通過中間載體轉移,但大多數採用直接轉移方式。靜電成像數字印刷的色粉或電子油墨的轉移,一般是在異性靜電力吸引和印刷壓力共同作用下完成的。印刷過程中,墨粉經過兩次轉移。第一次是墨粉從印版滾筒轉移到膠皮滾筒上,膠皮滾筒上帶+450V的電壓,用於從印版滾筒上吸引帶負電荷的墨粉,同時在印版滾筒和膠皮滾筒一定壓力下,實現墨粉轉移。第二次是墨粉從膠皮滾筒轉移到紙張上。壓印滾筒帶+1000~+8000V的直流電(根據紙張厚度進行調整),依靠膠皮滾筒和壓印滾筒間的壓力和壓印滾筒上正電荷對墨粉的吸引力,將墨粉從膠皮滾筒上轉移到紙張上

5.定影(固化)

定影就是將不穩定的色粉圖像或電子油墨固著在承印材料上,以形成最終的印刷品。針對不同的顯影方法,定影方法也不同。如乾式顯影通常採用加熱方法,有時也採用加熱與加壓相結合的方式對熱熔性色粉進行定影。加熱的溫度和時間以及加壓的壓力大小,對色粉圖像的黏附牢固度有一定的影響。其中,加熱溫度的控制是圖像定影質量好壞的關鍵,如果熱量過多,彩色圖像在紙張錶面上就會發生變形,最終會引起紙張傳遞問題。而濕式顯影(電子油墨)則多用蒸發的方法來定影。通常選擇定影方式時,可以針對呈色劑與載體的性質採用綜合有效的方法進行,以達到定影效果才是最終目的,比如 HP Indigo就是採用蒸發與加熱相結合的方法

6.清除(凈化)

清除包括清潔和消電

①清潔就是清除經轉印後還殘留在感光鼓錶面色粉的過程。由於受錶面的電位、轉印電壓的高低、承印介質的乾濕度及與感光鼓的接觸時間、轉印方式等的影響,感光鼓錶面仍殘留有一部分色粉,如不及時清除,將影響後續印品的質量。常用刷子或抽氣泵清洗

②消電就是消除感光鼓錶面殘餘電荷的過程。一般採用曝光裝置來對感光鼓進行全面曝光,或用消電電暈裝置對感光鼓進行反極性充電,以消除感光鼓上的殘餘電荷,使光導鼓錶面恢復到中性狀態,以便下一印刷循環過程的進行靜電成像印刷速度主要由光導體的充電速度和光電成像速度決定。靜電成像的質量是由油墨(或呈色劑)顆粒大小決定的。印刷中多數使用固態墨粉,解析度可以達到600~800dpi。採用濕式色粉顯影則可達1000pi以上,印品色調級數可以有多級。

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