数字激光无墨彩色印刷工艺技术探讨

李学东 孟唯娟

随着图文信息的数字化在印刷业的广泛应用和深入发展，印刷工艺方式也得到极大扩展。传统的胶印印刷方式通过系列的数字化流程改造，印刷效率持续提高；数字印刷作为新的印刷方式，实行了全流程的图文信息数字化传输，它除了提高印刷效率外，可变信息的印刷也得以实现。到目前为止，无论是哪种印刷方式，仍然具有传统印刷方式所包含的原稿、印版、印刷机械、油墨、承印物这五大要素的特征。虽然在数字印刷方式中无法用肉眼看到印刷版，但它有能够形成静电印版的静电电场，所以数字印刷仍然可归纳为传统印刷概念的范畴。本文将要探讨的数字激光无墨彩色印刷工艺技术，由于其可以将原稿的图文信息通过数字的形式直接转移到承印物上，所以该种印刷方式将颠覆传统印刷方式的概念。

背景和意义

我们熟识的印刷方式包括凸版印刷、胶版印刷、凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、數字静电印刷、数字喷墨印刷等，这些印刷方式都离不开油墨。由于油墨的存在，在印刷过程中难免产生不可回收的废弃物从而造成污染，印刷工作环境也相对恶劣。目前，印刷过程的污染问题已经对印刷业的发展起到了很大的制约作用，特别是由于印刷环境油墨气味较大、设备噪音超标，年轻人不再喜欢进入印刷企业，导致印刷企业人才缺失严重，印刷业发展无以为继。如果数字激光无墨彩色印刷工艺技术得以实现，印刷企业将变成无污染、无噪音，环境优雅的企业，成为真正意义上的绿色企业，从而促进印刷业的可持续发展。

工艺及技术

数字激光无墨彩色印刷工艺技术，从印刷工艺的角度来看很简单，主要包含热敏显色的特种承印物，印前图文信息的处理、信息的数字化转化，通过激光曝光对图文部分加温完成印刷；从技术角度来看包括特种纸张制造技术、图文信息处理、激光控制、印刷系统等复杂技术。

1.特种承印物的制造技术

数字激光无墨彩色印刷工艺使用的承印物是一种特殊承印物，这种承印物的特点是在其上涂布热敏变色涂料。这种涂料要求选用不可逆热敏温变材料，且在不同温度下（有一定温差）分别可以由无色变色为品红色、青色、黄色、黑色。承印物的制造技术包含了热敏变色涂料的制作技术、纸基和涂料的热传导控制技术、涂布技术等。

热敏变色涂料的制作技术，目前已经有了技术基础，市面上已经开发了多种热敏变色材料，有不可逆的，也有可逆的，温变颜色也有几十种之多，但目前还没有专门用于数字激光印刷的温变涂料。该涂料中的四色热敏材料应具有一定的热敏温差，每个色的变色温度宽度较窄，变色明显稳定，色相纯净度高等特点。热敏变色涂料的变色机理主要是因为热敏材料中含有热敏变色的有机化合物，该化合物种类较多，已经发现的有三方甲烷类、荧烷类、螺吡喃类等，他们发生热敏变色的主要原因是受到热的作用后，化合物体系中的一个碳原子由sp3杂化态转换为sp2杂化态，原先被隔开的π体系转变为完整的π体系，吸收相应的光谱能量，从而使热敏变色材料由无色变有色。热敏变色涂料制作时，除了选择符合四色显色要求和温差要求的不可逆热敏变色材料外，还要将他们均匀地混合到一起，形成单一涂料，然后涂布到纸张表面。

控制纸基和涂料的热传导控性主要是考虑网点、线条边缘的清晰度，如果热传导性太好，会导致网点增大，线条边缘变粗。解决这个问题一方面要考虑解决激光的速度和热效率，另一方面可以参考热敏CTP版的版材制作技术中的热传导阻隔技术。

在涂料的涂布技术方面，由于热敏变色染料颗粒度可以达到0.2～0.7μm，完全符合涂布的需求，主要考虑形成四色的热敏变色染料的浓度及涂层厚度，要确保受热后有足够的呈色性。

2.图文信息处理技术

目前，图文信息处理技术已经是较成熟的技术，已经在印前工序中得到了广泛应用，主要包括原稿图文信息的数字化、图文数字化信息的处理及图文数字化信息的输出等。

原稿图文信息的数字化主要是对模拟图像信息在空间上或幅值上进行离散化处理，方法是将图像信息均匀地分割成若干个大小相同的图像单元（即像素），且将连续的像素转化为离散的可以记录的整数值，这样就可以实现记录整幅图像的数字信息。原稿图像信息的数字化可以通过扫描仪扫描来实现，扫描前，要确定决定图像细节的光学分辨率，用dpi表示，并根据光学分辨率确定扫描分辨率，最后确定颜色的密度范围、色彩深度、颜色校正、图像缩放倍率，检查色调灵敏度、去网选择等。图像的数字化信息主要用dpi（每英寸点数）和ppi（每英寸像素数）表示。扫描仪扫描产生的图文数字化信息输入计算机储存。

图文数字化信息的处理，分为图像色彩信息处理和版面信息处理。图像色彩信息处理主要是通过计算机中安装的Photoshop软件对图像信息的处理，确定图像最长最佳阶调，提高图像清晰度，根据原稿的色彩基调确定暖调，加强色彩对比，增加图像的远近景物色彩变化，控制颜色的灰平衡，最终获得最佳色彩再现。版面信息处理主要通过排版软件完成，排版过程中主要处理好反白文字、陷印、色彩选择等事项。

图文数字化信息的输出，主要是通过图像光栅处理器（RIP）完成，RIP通过接收从计算机传送来的以标准PostScript语言描述的页面图文数据信息，将其翻译成输出设备所需要的光栅数据，然后输出到不同输出设备中（如照排机、CTP出版机、数字印刷机等）。RIP具有对PostScript页面描述语言的兼容性，可以控制页面的解释速度及加网质量，支持跨平台数据输出，具有拼版输出功能和预视功能。

3.激光控制技术

激光控制分为激光头的开关控制、激光温度控制和激光头输出区域的控制。

激光头的开和关，主要通过RIP输出的页面数据信息形成的调剂信号来控制其开和关，有像素的部分进行曝光加温，无像素的部分关闭激光头。

激光温度控制主要是指控制激光照射到承印物表面上的表面温度。由于激光所产生的热量大小主要取决于激光的发射功率。激光发射功率越大，则激光产生的热量越多，承印物表面温度越高；反之，激光发射功率越小，则激光产生的热量越少，承印物表面温度越低。

激光头输出区域控制，主要是因为激光头本身的特点而决定的，由于激光头的扫描或曝光面积的很小限制，极短的时间内是无法完成大面积版面图文的扫描或曝光的，只有采用多束激光头，形成激光头阵列，才能满足印刷的需求。一般来说，激光头越多，完成扫描或曝光的时间越短，印刷速度就越快，印刷质量就越高；反之，完成扫描或曝光的时间越长，印刷速度就越慢，印刷质量就越差。谈到激光头阵列，就牵扯到每个激光头可以控制的最佳区域，控制的区域大小以满足印刷速度和质量为佳。

4.印刷系统

即使上述工艺都已经成熟，也无法实现批量生产，这就要求建立印刷系统。数字激光无墨彩色印刷系统应包括如下：图文输入系统、RIP处理器、激光曝光及其控制系统、承印物传输系统、后处理系统等。该印刷系统与传统印刷系统相比有如下特点：

①无版。印刷过程中没有印版，只需要RIP处理过的版面信息。

②无墨。印刷过程中不需要油墨，呈色材料在承印物中以涂料的形式存在。

③可异地印刷。可以在互联网中接受信息印刷。

④可印刷可变信息。由于是计算机通过RIP直接提供信息，所以只要按照控制程序生产，信息是可以按照预先设定的变化信息进行印刷。

⑤适合小批量印刷。由于没有制版费用，无须调整设备，因此即使印刷一张都可以。

⑥绿色、无污染。

结论

本文提出了一种新型的数字印刷技术——数字激光无墨彩色印刷技术，并对该技术从工艺和技术方面进行了探讨。我们相信，在科技高速发展的今天，如果该技术得以实现，将极大程度地推动我国印刷行业的绿色化。

作者单位：青岛恒星科技学院