BIGC
印刷原理 ( Printing Principle)
第六章 数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
第一节 静电照相方式数字印刷原理
一、静电照相成像基本原理
二、静电照相方式数字印刷
三、提高数字印刷速度的方法
第 六 章 数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
一、静电照相成像基本原理
1,概述
用激光扫描的方法在光导
体上形成静电潜影,再利用带
电色粉(符号与静电潜影正好
相反)与静电潜影之间的库仑
作用力实现潜影的可视化(显
影),最后将色粉影像转移到
承印物上即可完成印刷。
激光
带电色粉显影
光导体
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
一、静电照相成像基本原理
2,成像过程
充电 激光曝光 显影 转印 定影
清理感光
鼓表面 预充电
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
充电,
一、静电照相成像基本原理
Al Substrate
BL
CGL
CTL -
E
+
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
曝光,(产生载流子)
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
e-

e-

e-
⊕ e-⊕
e-

一、静电照相成像基本原理
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
曝光,( 载流子迁移)
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
e-
⊕ e-

e-
⊕ e-⊕
e-

一、静电照相成像基本原理
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
显影,(写白系统)
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +
一、静电照相成像基本原理
写白系统:页面非图文区域曝光,油墨带有与光导体材料表面相反
的电荷(正电荷),因非曝光区域带有更多的负电荷而被吸附。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
显影:( 写黑系统)
一、静电照相成像基本原理
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +
写黑系统:页面图文区域曝光,油墨带有与光导体材料表面相同性
质的电荷(负电荷),因曝光区域带有更少的负电荷而被吸附。
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
转印:
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +
一、静电照相成像基本原理
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
清洗:
? 消除残余电荷
?全面曝光
?预充电:为了清除感光光导体表面的电荷,实际上是对光
导表面充正电荷的过程。
? 清除残余油墨
Al Substrate
BL
CGL
CTL
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +
一、静电照相成像基本原理
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
以 indigo数字
印刷机为例
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
PIPDEV
ITM
IMP
Wipers
Injector
Scorotron
Cleaning Station
SubstrateReverse Roller
Squeegee
PTE lamp
Writing Head
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
? 成像版充电
? 用激光束将特定的区域放电
? 在放电区域充注带电的油墨
图像
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
? 图像油是一种绝缘性很高的液体
? 通过不停地搅拌,油墨聚合体微粒悬浮在图像油中
? 油墨的各项参数是通过传感器来测量的
? 浓度,1.7%~2.1%
? 温度,30° C
? 传导率,70~110
印刷用的油墨液体 = 墨( Indigo的电子油墨) + 油(图象油)
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
?油墨颗粒呈现有触手的形状
?每个颗粒有一个相对大的表面
?当受到挤压时,颗粒会相互粘结
?不像球型颗粒会趋于分散
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
Scorotron 充电器
1、充电
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
1、充电
? 金属线在高电压下将
空气中的气体分子电
离,产生正离子和电
子。
? 在栅网附近的电压是
-800V
? 完成对 PIP
(Photographic Image Plate)充电 -800V
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
2、曝光
?激光头将图像的内容
信息转换成激光束的
方式照射在 PIP上。
? PIP在激光的照射下,
光敏材料层导通。
? 激光 照射的位置 -800V
电位变成 -100V( 理论
上为 0V)。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
3、显影
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
3、显影
? Dev.电位 -400V介于
-800V和 -100V之间 。
? 油墨喷流到 PIP表面。
? 油墨带负电荷,在电
场的作用下向高电位
方向运动 。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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二、静电照相方式数字印刷
3、显影
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
3、显影
? Wetting Roller的作用是提供足够的 imaging oil。
? Reverse Roller( RR,反转辊) 的作用是清洁背景
区,及将图像区油墨顶部密度较低的部分去除 。 经过
Dev.后的背景区如果不干净, 在这里还有第二次机会
被清除。
? RR的电压较 Dev.更接近地,且 RR与 PIP的间隙更
小,因此 在 景区 -800V与 RR之间产生更大的电场,使
停留在背景区的墨滴被 RR带走 。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
3、显影
? Squeegee(压印辊) 的电压较
图像区高, Squeegee与 PIP之间的
电场力将墨滴向 PIP挤压;同时它
们之间的间隙更小,达到电学上和
机械上挤压油墨达到更高密度。
?多余的图像油从 Squeegee的前面被挤溢出来 。
? 经过 Squeegee后,油墨的密度更大、图像油更少
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
4、转印
? 转印前放电
? 放电的结果,PIP表面的电压趋于
-100V,在向 ITM转印时较稳定。
? 如果没有放电,在 PIP上 -800V附
近的油墨将会由于 PIP与 ITM之间
的电场力过大而转印后破碎,在印
刷品上表现出类似“水洗”后的效果。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
4、转印
? 第一次转印
?油墨由 PIP向 Blanket上的转 移,
同时还有图像油会转移上来。
? 一些很小的墨点转移较困难,
会继续留在 PIP上,将 被 清洁站
清洗下来。
? Blanket加热到 130度,油墨更容易转移上来,并且蒸发多余的图油,过
多的图像油将使油墨向纸张转移困难,且转移后容易从纸张上脱落。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
4、转印
? 第二次转印
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
4、转印
? 第二次转印
?第二次转移完成油墨由 Blanket向承印物上的转移。
?油墨在 130度呈熔融状态,达到 100%地转移到承印
物上。
?转移完成以后,风扇吹风使留在 Blanket上的图像油
完全蒸发开始第二次转印。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
5,清洁
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、静电照相方式数字印刷
5、清洁
? Cleaning Station 的作用是将第一次转印中未转
印的墨清洗干净,进行第二次成像、转印。
?图像油喷到海绵滚上,海绵滚旋转,将 PIP表面擦
洗干净。
?刮板紧贴在 PIP表面,将 PIP上残留的液体刮干净。
?刮板上有污垢或破损,会在图像上留下纵向竖道,
浅的地方更浅,深的地方更深。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
三、提高数字印刷速度的方法
1、矛盾的提出
矛盾,速度 ?分辨力 ?价格
在前面的高速化方法中,速度、分辨力和价格始终是矛盾的三
个方面,并且相互制约。例如,要想获得高质量,就必须提高成像
元件的集成度(即分辨力),这必然会导致价格上升,同时也将导
致速度下降(因为单位长度需要放置更多的像素)。实际上,如何
协调这三个矛盾是实现数字印刷产业化应用的一个非常实际的技术
关键。
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
矛盾的解决方案,低分辨力 + 像素多阶调化
视觉效果 ~ 分辨力 ??阶调值
Xeikon,600 ??16 ~ 2400( dpi)
Elcorsy,400 ? ?256 ~ 6400( dpi)
面积与厚度调制像素
脉冲宽度 /脉冲数




扫描脉冲
2,矛盾的解决方案
三、提高数字印刷速度的方法
第 五 章 数字印刷原理
第一节 静电照相方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
第二节 喷墨方式数字印刷原理
一、喷墨印刷基本原理
二、喷墨印刷方式
三、墨滴形成方法
第 五 章 数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
一、喷墨印刷基本原理
喷嘴
承印物
将油墨以一定的速度从微细的喷嘴(一
般直径在 30- 50微米)喷射到承印物上,最
后通过油墨与承印物的相互作用实现油墨影
像的再现。
要求:
? 油墨中的溶剂、水能够快速渗透进入
承印物,以保证足够的干燥速度;
? 油墨中的呈色剂能够尽可能固着在承
印物的表面,以保证足够高的印刷密
度和分辨力。
∴ 油墨必须与承印物匹配。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
1、连续式喷墨
无论图文或非图文部分,都以连续的方式产生墨
滴,再将非图文部分的墨滴回收或分散。
特点:
? 速度快,广泛用于喷墨印刷;
? 结构复杂。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
? 偏转墨滴喷墨印刷
墨流经加压喷出、振动、分解成小墨滴后,经过一
电场,由于静电作用,小墨滴在此处可获得电荷。墨滴
直行,在通过偏转电磁场时,带电墨滴受到较强的吸引
而发生偏转,飞行到承印材料上,形成图文;不带电的
墨滴仍直行,将被回收。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
油墨循环系统

喷嘴
带电板
偏转板
不偏转液滴
连续式偏转墨滴喷墨



可以控制墨滴的偏转值,从而控制墨滴的飞行轨迹,
使墨滴被引导到承印物表面特定的区域。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
? 不偏转墨滴喷墨印刷
与偏转墨滴复制技术
唯一不同在于偏转的电荷
被回收,不偏转的电荷反
而直行形成图文。
油墨循环系统

喷嘴
带电板
偏转板
偏转液滴
连续式不偏转墨滴喷墨



墨滴只能在承印物表面固
定位置上成像,为此需要采用
多个喷嘴印刷。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
? 静电分裂喷墨印刷
墨水仍由喷嘴喷出,但喷嘴仅为 10-15个 μm左右,
细到喷出的墨滴会自动分解成一颗颗的极小墨滴。
不参与记录的墨滴在经过电极环时被感应大量静电
荷,由于这 些墨滴相当微小,会因为同性电荷相斥
的缘故,导致这些荷电的墨滴再度分裂成雾墨,此
时它就失去方向性,而被遮挡板挡住,进而被回收。
反之,参与记录的墨滴不带电,油墨就不会分裂而
通过遮挡板射向承印材料表面。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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电压控制
静电分裂喷墨
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
二、喷墨印刷方式
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
? 静电拉引喷墨印刷
在供墨装置加上微小的压力,使得喷嘴处的油墨
形成凸出的半月型,再在喷嘴前安一电极板,凸出
的油墨的表面张力因受到电极板上的高电压所破坏,
以墨滴的形式被静电力拉引出喷嘴。墨滴都带有静
电,参与记录的墨滴不发生偏转而穿过档板射向承
印材料表面;而不参与记录的墨滴在垂直与水平偏
转机构的控制下发生偏转,被档板挡住,进而被回
收。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
油墨 油墨突出成半圆形
静电拉引喷墨
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
二、喷墨印刷方式
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印刷原理 ( Printing Principle)
二、喷墨印刷方式
2、不连续式喷墨
又称为随机式喷墨、即时喷墨、按需喷墨
只有在图文部分才产生墨滴。
特点:
? 速度慢,多用于喷墨打印机;
? 结构简单;
? 可采用可融性好的固态蜡基油墨,用于相变喷墨打
印机(可融蜡喷墨打印机)。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
三、墨滴形成方法
1、压电式
以压电器件作为从墨水到墨滴的换能器件。
? 墨水在压电晶体产生的超声驱动信号作用下,受到高频
振荡作用而分解,形成均匀而稳定的墨滴束。 ——用于
连续式喷墨
? 在墨水腔的一侧装有压电板,当电流通过压电板时,压
电板产生微小的变形,使得墨水腔容积减少,挤压墨水
而使微量墨水从喷孔挤出,形成墨滴,射向承印材料表
面。 ——用于不连续式喷墨
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
墨水腔
压电板
形成液滴
成像
重新注满油墨
准备下一循环
喷嘴
喷孔
压电板变形




第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
三、墨滴形成方法
2、气泡式
加热板迅速加热墨水,使在加热板附近的气体体积
膨胀,也会有少量的墨水会变成蒸气,形成气泡,将墨
水挤压推出喷嘴,使其飞行至承印材料表面上,形成图
文。墨滴喷出后,气泡破裂,加热板温度随即降低,使
墨水腔内的温度也迅速将低,而墨水腔依靠毛细管作用,
再将墨水从墨水盒中吸入并填满喷嘴。
因需对墨水加热而被称为热喷墨。主要用于不连续
式喷墨。
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
形成气泡
重新注满油墨
墨水腔
准备下一循环
加热板 喷孔
形成墨滴
成像




喷嘴
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理
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印刷原理 ( Printing Principle)
三、墨滴形成方法
3、其它方法
? 无静电分裂墨滴
? 静电拉引
第 五 章 数字印刷原理
第二节 喷墨方式数字印刷原理