显影与转移

8.1.3　显影与转移

直接成像数字印刷采用单组分的磁性墨粉，各种彩色(包括红色、蓝色和绿色)墨粉由许多细小的着色剂颗粒组成，组合成直径大约10μm的墨粉颗粒。这种带磁性的单组分墨粉处理成具有导电性，显影时通过感应方式充电，意味着直接成像数字印刷要求墨粉既导电且带磁性，与这种数字印刷技术的信息记录和显影特点有关。由于在聚酯型墨粉的内部分散着很细小的柔软磁性颗粒，因而容易在磁场的作用下磁化。直接成像数字印刷属于七色墨粉单层并肩定位(将在后面解释)的彩色复制工艺，不同颜色的墨粉可以用彩色染料或颜料制备，大多采用颜料着色剂。与磁成像数字印刷相比，直接成像数字印刷用墨粉中的氧化铁比例很低，大约只占总体积的5%，而磁成像数字印刷使用的磁性墨粉中氧化铁的比例高达60%左右，由此可知磁性墨粉的使用不影响直接成像数字印刷的彩色复制能力。此外，直接成像数字印刷并非利用磁场力转移墨粉，而是基于电场力作用下的墨粉转移技术，与基于离子成像的数字印刷类似。根据第六章的讨论，磁成像数字印刷之所以很难复制彩色图像，是因为墨粉转移需要很强的磁性力的帮助，需要在墨粉中加入比例很高的氧化铁，因氧化铁颜色太深限制了墨粉的彩色复制能力;尽管直接成像数字印刷在墨粉中加入氧化铁成分也是为了产生磁性，但墨粉转移时磁性起辅助作用，从而不要求加入比例较高的氧化铁，这意味着直接成像数字印刷可复制出类似纯黄色的淡色。

直接成像数字印刷系统的显影工作原理如图8－3所示，墨粉显影发生在由直接成像滚筒、墨粉供应滚筒和旋转显影套筒形成的曲面三角形区域内，其中显影套筒和墨粉供应滚筒也分别称为第一滚筒和第二滚筒。借助于磁性相当强的旋转墨粉供应滚筒，并作用预先定义的显影偏压，单层墨粉就能够转移到直接成像滚筒的表面，电压大约在100～180V之间。墨粉通过感应方式充电，显影偏压加到墨粉与环状电极之间。此时，成像滚筒表面的墨粉均匀分布，与成像滚筒上是否存在成像轨迹无关。

图8－3　直接成像显影工艺示意图

1－直接成像滚筒;2－环状电极; 3－绝缘层; 4－旋转显影套筒; 5－磁性刀;6－墨粉供应滚筒; 7－已供墨粉; 8－静止磁粉; 9－墨粉链; 10－已显影墨粉; 11－被清理墨粉; 12－驱动电路板

第二滚筒(即墨粉供应滚筒)的内部沿圆周方向均匀布置静止磁铁，用于产生强大的局部磁场，磁力线以90°角对准该滚筒的表面。在静止磁场影响到的区域，墨粉从直接成像滚筒整体“清除”下来，经由旋转套筒传输到第一滚筒(即旋转显影套筒)表面。旋转显影套筒沿成像滚筒的旋转方向产生很强的高磁场梯度(俗称磁性刀)，这种磁性刀按线条集合方式吸附墨粉。所谓的磁性刀放置在旋转显影套筒内部，位置固定不动。

当环状电极被给定合理数值的电压时，即产生作为成像结果的成像轨迹，从而在墨粉与成像轨迹间形成了电场。若墨粉与环状电极间不存在电场(即环状电极的电压等于零)力作用，则意味着不产生成像结果，磁性刀与磁性墨粉颗粒相互作用引起的机械力组合大于电作用力，导致清除所有供应墨粉。粗糙的旋转显影套筒表面有能力拾取并移动任何多余的墨粉，送回到墨粉供应滚筒，可以重新使用。当成像轨迹取得大约40V的电压时，原来的作用力平衡状态被打破，从而在成像滚筒表面产生墨粉图像。