数字印刷-磁成像技术

1、Pinting磁成像技术 磁记录成像利用的是磁带的信息记录原理，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之间的磁场作用力的相互作用，完成潜影的可视化（显影），最后将磁性色粉转移到承印物上即可完成印刷。 磁记录成像基本原理 磁记录成像数字印刷基本工艺过程 磁记录成像数字印刷的特点 磁成像技术的实际应用 有关磁成像的记录分辨率问题 未来发展磁记录成像基本原理图像载体 铁、钻、镍以及它们的合金等无机材料是铁磁体,这些材料没有外磁场作用时并不显示磁性,但在外磁场作用下因磁矩作有规则的排列而磁化,且受反向磁场的作用而发生退磁现象。可见,内核为非磁性的鼓体在

2、表面涂上铁镍层和钻镍磷层后就变成了磁鼓,表现出具有铁磁体的特性。如果对这样的磁鼓加一个外磁场,那么磁鼓表面将被磁化,磁化部分形成与页面图文对应的磁潜像。如果记录介质也具有磁性,则磁鼓表面的磁潜像就能吸附记录介质,形成可见的磁粉图像。若设法使吸附到成像鼓上的记录介质转移到纸张表面并加热和固化,即可建立印刷过程。由于成像鼓表面涂覆的不是永久磁铁物质,因而在转印结束后可通过加反向磁场予以退磁,使成像鼓表面恢复到初始状态,准备为下一个印刷作业成像。磁记录成像基本原理成像的一般要求 磁成像数字印刷机的成像系统能产生与成像鼓表面涂层铁磁材料物理特性相对应的外加磁场,图像载体（成像鼓）表面获得的磁性图案取决

3、于铁磁材料中磁畴的磁矩或磁偶极子的排列方向,磁呈不规则排列的区域对应于页面上的非图文部分,磁矩方向与磁场方向一致的区域对应于页面上的图文部分。成像鼓表面铁磁体材料涂层的初始状态应该是未经磁化或经过完全退磁,磁矩方向作不规则排列,对外不显示磁性。磁记录成像数字印刷基本工艺过程 磁记录成像数字印刷的工艺过程一般包括成像、呈色剂转移、呈色剂固化、清理和磁潜影擦除等。 图1给出了一个典型的以磁成像为基础的印刷单元, 其核心部件为磁鼓。 印刷单元的主要部件是磁成像系统、成像鼓、显影装置（磁性呈色剂供应站）、抽气装置（用于图像增强）、压印滚筒、加热固化装置、辐射固化装置、成像鼓表面清理装置和退磁装置等,由

4、这些装置组成成像、呈色剂转移、呈色剂固化和成像鼓表面清理等一系列的工艺过程,其中退磁装置的设计应考虑到成像鼓表面铁磁体材料的磁滞回线特性。磁记录成像数字印刷基本工艺过程成像 图2 是磁成像数字印刷系统使用的成像头结构示意图, 由成像头核、线圈和记录极组成, 来自系统前端的页面信息被转换为电信号, 作为成像信号使用。当成像信一号加到线圈上后, 将形成与页面图文内容对应的磁通变化, 记录极利用磁通变化使成像鼓的表面涂层产生不同程度的磁化效应, 在成像鼓的记录层（铁磁材料涂层）上产生磁潜图像。磁记录成像数字印刷基本工艺过程磁记录成像数字印刷基本工艺过程呈色剂转移 磁成像数字印刷常采用旋转磁辊转移呈色

5、剂, 考虑到旋转磁辊能产生足够高的磁场强度, 因而显影装置容器中全部呈色剂颗粒的极性将与旋转磁辊产生的磁场方向取得一致。此外, 成像鼓表面已有的磁性图案的极性与旋转磁辊所产生磁场的方向相反，将吸引呈色剂颗粒, 在成像鼓表面形成磁性呈色剂图案。磁记录成像数字印刷基本工艺过程呈色剂固化 呈色剂颗粒转移到纸张表面后, 问题还没有全部解决, 因为此时呈色剂颗粒从某种程度上看是“ 浮” 在纸张表面, 需要使它们固定下来。图像的固化（固定）利用热辐射使呈色剂中的粘结剂熔化实现。如图1所示, 热量来自辐射固化装置和加热板两个方面, 加热板放置在纸张的反面, 产生的热量对呈色剂颗粒来说主要是起固化作用, 温度

6、的高低适度, 不致引起纸张的脆化； 辐射固化装置提供附加的辐射热, 从印有图像的一面供给, 使呈色剂中的粘结剂熔化, 同时也起固化作用。因此, 磁成像复制系统的呈色剂固化是辐射固化和加热板固化联合作用的结果。磁记录成像数字印刷基本工艺过程清理（1） 成像表面的呈色剂颗粒清除 为了清除过剩的呈色剂颗粒, 系统设计者利用磁性方法增强图像质量的装置, 包括一个旋转套筒和一块使呈色剂核保持恒定磁特性的永久静止磁铁, 用于收集未粘结到成像鼓表面的呈色剂颗粒, 以改善图像质量, 并将这些颗粒送回到循环处理系统。（2） 图像增强处理 已转移到成像滚筒表面的呈色剂颗粒有的与表面结合较好, 有的则可能结合得不好

7、, 与成像滚筒表面结合不良的呈色剂同样需设法清除。为此, 磁成像数字印刷系统还采用了抽提装置, 用来去除多余的呈色剂颗粒, 这称为图像的增强处理。（3） 成像滚筒表面清理 呈色剂加到卷筒纸上需要在高压下进行, 尽管成像滚筒表面的大部分呈色剂已转移到纸张表面,但残留部分也必须利用清理装置除去。这种清理装置由博士刮刀和抽气系统组成, 其中抽气系统用于吸走未牢固地粘结在成像鼓或纸张表面的呈色剂颗粒, 而博士刮刀则用来清除与成像鼓表面牢固粘结但又未转移的呈色剂颗粒, 由于成像鼓的最外层是质地坚硬的耐磨层, 因而不必担心损坏成像鼓。磁记录成像数字印刷基本工艺过程磁潜影像擦除 以磁成像技术为基础的数字印刷

8、系统与其他成像方法不同,成像结果是可以重复使用的。 因此,磁成像印刷系统应该具备擦除已产生在成像鼓表面磁性图案的功能。为了去除成像鼓表面的永久性磁性图案,要求使用称为磁擦的特殊磁性组件。从铁磁体材料的磁化和退磁特性可知,磁擦需根据成像鼓表面涂层的磁滞回线特性设计,不仅要求擦除装置产生与成像时相反的外加磁场,且要求形成在铁磁材料磁畴范围内稳定的反向磁性,很少或不受外界环境变化的于扰。因此,擦除装置的作用是在铁磁体材料的一个磁滞回线周期内利用产生的交变磁场强度降低磁化强度的峰值,直至恢复铁磁材料的初始状态,即获得中胜的、非磁性的表面。显然,这种状态是成像鼓表面铁磁材料涂层的基本状态,达到这一状态后

9、就为下面的成像创造了基础条件。磁记录成像数字印刷的特点 磁记录成像数字印刷可以在普通承印物上成像，采用磁性色粉颜料，一般只能进行黑白印刷。 磁记录成像数字印刷可实现多阶调数印刷，通过改变磁鼓表面的磁化程度，可印刷不同深浅的阶调（但变化范围较窄）。 磁记录成像数字印刷的质量较差，其综合质量只相当于低档胶印的水平，适合于黑白文字的线条印刷。 磁记录成像数字印刷速度一般为每分钟数百张。 磁记录成像数字印刷价格较低廉。磁成像技术的实际应用 大约在;1985年时,Bull/Nipson公司就推出了面向市场的高性能单色磁成像数字印刷系统,但迄今为止仍然有不少问题有待解决,其中最主要的是成像系统的记录分辨率

10、还不够高,以及磁成像技术如何用于实现彩色复制。因此,摆在研制磁成像数字印刷系统课题前面的主要技术障碍是能够利用磁成像原理复制出分辨率足够高的图像,研制适用于彩色印刷的呈色剂。此外还要考虑到系统的工作可靠性,且经济性也要好。磁成像技术的实际应用VeryPress T700磁成像数字印磁成像数字印刷系统刷系统 由Nipson公司和Seikon公司共同研制的磁成像数字印刷系统外形, 它与静电照相数字印刷系统在外观上有较大差别。磁成像数字印刷系统的印刷速度主要取决于成像工艺和呈色剂转移工艺, 由于磁成像的工作特点, 印刷速度相对来说是较快的。 VeryPress T700的印刷速度达每秒钟1.75米,

11、记录精度240dpi。最新型号的磁成像直接印刷系统可获得480dpi的记录分辨率,每分钟的输出能力为700页A4幅面的印刷品,这一数字等价于每秒钟1.75米的印刷速度,印刷规格为A3,两相邻A4页面横向排列。磁成像技术的实际应用Nipson 700磁成像印刷系统 采用双面印刷机制的印刷系统, 该系统只使用一个印刷单元, 一次动作仅完成印刷卷筒纸宽度的一半, 需要两个动作才能完成对一面的印刷0 在印刷好纸张的正面后, 卷筒纸通过翻转杆翻身后传送到同一印刷单元, 再印刷纸张的反面磁成像数字印刷系统（卷筒纸）磁成像技术的实际应用彩色磁成像数字印刷机 彩色磁成像数字印刷系统的实现难度相当高, 必须克服

12、呈色剂铁磁材料与着色剂的配比问题。这种彩色印刷系统的主要用途是, 当物理印刷页的彩色部分印完后, 卷筒纸可送回到系统, 再印刷个性化的内容。有关磁成像的记录分辨率问题记录分辨率问题磁成像复制工艺及相应数字印刷系统的记录分辨率一直维持磁成像复制工艺及相应数字印刷系统的记录分辨率一直维持着着240dpi240dpi而无法得到进一步的提高。成像精度的提高有赖于而无法得到进一步的提高。成像精度的提高有赖于成像头结构的精细化成像头结构的精细化, , 而目前尚不能制造出足够精细的离散而目前尚不能制造出足够精细的离散微结构成像部件微结构成像部件, , 对成像操作十分必要的供电系统也仍然不对成像操作十分必要的供电系统也仍然不能很好的解决。能很好的解决。模块式成像头结构实际使用的成像系统采用了将成像元件排列为两行的方法实际使用的成像系统采