數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷工藝技術(shù)探討

李學(xué)東 孟唯娟

隨著圖文信息的數(shù)字化在印刷業(yè)的廣泛應(yīng)用和深入發(fā)展，印刷工藝方式也得到極大擴(kuò)展。傳統(tǒng)的膠印印刷方式通過系列的數(shù)字化流程改造，印刷效率持續(xù)提高；數(shù)字印刷作為新的印刷方式，實(shí)行了全流程的圖文信息數(shù)字化傳輸，它除了提高印刷效率外，可變信息的印刷也得以實(shí)現(xiàn)。到目前為止，無(wú)論是哪種印刷方式，仍然具有傳統(tǒng)印刷方式所包含的原稿、印版、印刷機(jī)械、油墨、承印物這五大要素的特征。雖然在數(shù)字印刷方式中無(wú)法用肉眼看到印刷版，但它有能夠形成靜電印版的靜電電場(chǎng)，所以數(shù)字印刷仍然可歸納為傳統(tǒng)印刷概念的范疇。本文將要探討的數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷工藝技術(shù)，由于其可以將原稿的圖文信息通過數(shù)字的形式直接轉(zhuǎn)移到承印物上，所以該種印刷方式將顛覆傳統(tǒng)印刷方式的概念。

背景和意義

我們熟識(shí)的印刷方式包括凸版印刷、膠版印刷、凹版印刷、絲網(wǎng)印刷、柔性版印刷、數(shù)字靜電印刷、數(shù)字噴墨印刷等，這些印刷方式都離不開油墨。由于油墨的存在，在印刷過程中難免產(chǎn)生不可回收的廢棄物從而造成污染，印刷工作環(huán)境也相對(duì)惡劣。目前，印刷過程的污染問題已經(jīng)對(duì)印刷業(yè)的發(fā)展起到了很大的制約作用，特別是由于印刷環(huán)境油墨氣味較大、設(shè)備噪音超標(biāo)，年輕人不再喜歡進(jìn)入印刷企業(yè)，導(dǎo)致印刷企業(yè)人才缺失嚴(yán)重，印刷業(yè)發(fā)展無(wú)以為繼。如果數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷工藝技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，印刷企業(yè)將變成無(wú)污染、無(wú)噪音，環(huán)境優(yōu)雅的企業(yè)，成為真正意義上的綠色企業(yè)，從而促進(jìn)印刷業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

工藝及技術(shù)

數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷工藝技術(shù)，從印刷工藝的角度來看很簡(jiǎn)單，主要包含熱敏顯色的特種承印物，印前圖文信息的處理、信息的數(shù)字化轉(zhuǎn)化，通過激光曝光對(duì)圖文部分加溫完成印刷；從技術(shù)角度來看包括特種紙張制造技術(shù)、圖文信息處理、激光控制、印刷系統(tǒng)等復(fù)雜技術(shù)。

1.特種承印物的制造技術(shù)

數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷工藝使用的承印物是一種特殊承印物，這種承印物的特點(diǎn)是在其上涂布熱敏變色涂料。這種涂料要求選用不可逆熱敏溫變材料，且在不同溫度下（有一定溫差）分別可以由無(wú)色變色為品紅色、青色、黃色、黑色。承印物的制造技術(shù)包含了熱敏變色涂料的制作技術(shù)、紙基和涂料的熱傳導(dǎo)控制技術(shù)、涂布技術(shù)等。

熱敏變色涂料的制作技術(shù)，目前已經(jīng)有了技術(shù)基礎(chǔ)，市面上已經(jīng)開發(fā)了多種熱敏變色材料，有不可逆的，也有可逆的，溫變顏色也有幾十種之多，但目前還沒有專門用于數(shù)字激光印刷的溫變涂料。該涂料中的四色熱敏材料應(yīng)具有一定的熱敏溫差，每個(gè)色的變色溫度寬度較窄，變色明顯穩(wěn)定，色相純凈度高等特點(diǎn)。熱敏變色涂料的變色機(jī)理主要是因?yàn)闊崦舨牧现泻袩崦糇兩挠袡C(jī)化合物，該化合物種類較多，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的有三方甲烷類、熒烷類、螺吡喃類等，他們發(fā)生熱敏變色的主要原因是受到熱的作用后，化合物體系中的一個(gè)碳原子由sp3雜化態(tài)轉(zhuǎn)換為sp2雜化態(tài)，原先被隔開的π體系轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾摩畜w系，吸收相應(yīng)的光譜能量，從而使熱敏變色材料由無(wú)色變有色。熱敏變色涂料制作時(shí)，除了選擇符合四色顯色要求和溫差要求的不可逆熱敏變色材料外，還要將他們均勻地混合到一起，形成單一涂料，然后涂布到紙張表面。

控制紙基和涂料的熱傳導(dǎo)控性主要是考慮網(wǎng)點(diǎn)、線條邊緣的清晰度，如果熱傳導(dǎo)性太好，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)點(diǎn)增大，線條邊緣變粗。解決這個(gè)問題一方面要考慮解決激光的速度和熱效率，另一方面可以參考熱敏CTP版的版材制作技術(shù)中的熱傳導(dǎo)阻隔技術(shù)。

在涂料的涂布技術(shù)方面，由于熱敏變色染料顆粒度可以達(dá)到0.2～0.7μm，完全符合涂布的需求，主要考慮形成四色的熱敏變色染料的濃度及涂層厚度，要確保受熱后有足夠的呈色性。

2.圖文信息處理技術(shù)

目前，圖文信息處理技術(shù)已經(jīng)是較成熟的技術(shù)，已經(jīng)在印前工序中得到了廣泛應(yīng)用，主要包括原稿圖文信息的數(shù)字化、圖文數(shù)字化信息的處理及圖文數(shù)字化信息的輸出等。

原稿圖文信息的數(shù)字化主要是對(duì)模擬圖像信息在空間上或幅值上進(jìn)行離散化處理，方法是將圖像信息均勻地分割成若干個(gè)大小相同的圖像單元（即像素），且將連續(xù)的像素轉(zhuǎn)化為離散的可以記錄的整數(shù)值，這樣就可以實(shí)現(xiàn)記錄整幅圖像的數(shù)字信息。原稿圖像信息的數(shù)字化可以通過掃描儀掃描來實(shí)現(xiàn)，掃描前，要確定決定圖像細(xì)節(jié)的光學(xué)分辨率，用dpi表示，并根據(jù)光學(xué)分辨率確定掃描分辨率，最后確定顏色的密度范圍、色彩深度、顏色校正、圖像縮放倍率，檢查色調(diào)靈敏度、去網(wǎng)選擇等。圖像的數(shù)字化信息主要用dpi（每英寸點(diǎn)數(shù)）和ppi（每英寸像素?cái)?shù)）表示。掃描儀掃描產(chǎn)生的圖文數(shù)字化信息輸入計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存。

圖文數(shù)字化信息的處理，分為圖像色彩信息處理和版面信息處理。圖像色彩信息處理主要是通過計(jì)算機(jī)中安裝的Photoshop軟件對(duì)圖像信息的處理，確定圖像最長(zhǎng)最佳階調(diào)，提高圖像清晰度，根據(jù)原稿的色彩基調(diào)確定暖調(diào)，加強(qiáng)色彩對(duì)比，增加圖像的遠(yuǎn)近景物色彩變化，控制顏色的灰平衡，最終獲得最佳色彩再現(xiàn)。版面信息處理主要通過排版軟件完成，排版過程中主要處理好反白文字、陷印、色彩選擇等事項(xiàng)。

圖文數(shù)字化信息的輸出，主要是通過圖像光柵處理器（RIP）完成，RIP通過接收從計(jì)算機(jī)傳送來的以標(biāo)準(zhǔn)PostScript語(yǔ)言描述的頁(yè)面圖文數(shù)據(jù)信息，將其翻譯成輸出設(shè)備所需要的光柵數(shù)據(jù)，然后輸出到不同輸出設(shè)備中（如照排機(jī)、CTP出版機(jī)、數(shù)字印刷機(jī)等）。RIP具有對(duì)PostScript頁(yè)面描述語(yǔ)言的兼容性，可以控制頁(yè)面的解釋速度及加網(wǎng)質(zhì)量，支持跨平臺(tái)數(shù)據(jù)輸出，具有拼版輸出功能和預(yù)視功能。

3.激光控制技術(shù)

激光控制分為激光頭的開關(guān)控制、激光溫度控制和激光頭輸出區(qū)域的控制。

激光頭的開和關(guān)，主要通過RIP輸出的頁(yè)面數(shù)據(jù)信息形成的調(diào)劑信號(hào)來控制其開和關(guān)，有像素的部分進(jìn)行曝光加溫，無(wú)像素的部分關(guān)閉激光頭。

激光溫度控制主要是指控制激光照射到承印物表面上的表面溫度。由于激光所產(chǎn)生的熱量大小主要取決于激光的發(fā)射功率。激光發(fā)射功率越大，則激光產(chǎn)生的熱量越多，承印物表面溫度越高；反之，激光發(fā)射功率越小，則激光產(chǎn)生的熱量越少，承印物表面溫度越低。

激光頭輸出區(qū)域控制，主要是因?yàn)榧す忸^本身的特點(diǎn)而決定的，由于激光頭的掃描或曝光面積的很小限制，極短的時(shí)間內(nèi)是無(wú)法完成大面積版面圖文的掃描或曝光的，只有采用多束激光頭，形成激光頭陣列，才能滿足印刷的需求。一般來說，激光頭越多，完成掃描或曝光的時(shí)間越短，印刷速度就越快，印刷質(zhì)量就越高；反之，完成掃描或曝光的時(shí)間越長(zhǎng)，印刷速度就越慢，印刷質(zhì)量就越差。談到激光頭陣列，就牽扯到每個(gè)激光頭可以控制的最佳區(qū)域，控制的區(qū)域大小以滿足印刷速度和質(zhì)量為佳。

4.印刷系統(tǒng)

即使上述工藝都已經(jīng)成熟，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，這就要求建立印刷系統(tǒng)。數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷系統(tǒng)應(yīng)包括如下：圖文輸入系統(tǒng)、RIP處理器、激光曝光及其控制系統(tǒng)、承印物傳輸系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)等。該印刷系統(tǒng)與傳統(tǒng)印刷系統(tǒng)相比有如下特點(diǎn)：

①無(wú)版。印刷過程中沒有印版，只需要RIP處理過的版面信息。

②無(wú)墨。印刷過程中不需要油墨，呈色材料在承印物中以涂料的形式存在。

③可異地印刷?？梢栽诨ヂ?lián)網(wǎng)中接受信息印刷。

④可印刷可變信息。由于是計(jì)算機(jī)通過RIP直接提供信息，所以只要按照控制程序生產(chǎn)，信息是可以按照預(yù)先設(shè)定的變化信息進(jìn)行印刷。

⑤適合小批量印刷。由于沒有制版費(fèi)用，無(wú)須調(diào)整設(shè)備，因此即使印刷一張都可以。

⑥綠色、無(wú)污染。

結(jié)論

本文提出了一種新型的數(shù)字印刷技術(shù)——數(shù)字激光無(wú)墨彩色印刷技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)從工藝和技術(shù)方面進(jìn)行了探討。我們相信，在科技高速發(fā)展的今天，如果該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，將極大程度地推動(dòng)我國(guó)印刷行業(yè)的綠色化。

作者單位：青島恒星科技學(xué)院