第二章:数字印刷原理数字印刷与计算机直接制版技术主要内容数字印刷概述静电成像数字印刷技术喷墨成像数字印刷技术磁成像数字印刷技术热成像数字印刷技术其它数字印刷成像技术数字印刷设备构成数字印刷中纸张材料数字印刷质量控制技术一、数字印刷概述•数字印刷的产生•数字印刷的概念•数字印刷的应用•可变信息印刷•数字印刷技术发展前景1、数字印刷的产生喷墨印刷1884年出现雾墨印刷1951年西德Siemens公司将液态的墨水转变成墨滴的技术申请专利1964年喷墨机的雏形1967年连续式喷墨印刷机出现1972年Siemens推出压电式喷墨印刷机1979年Canon推出Thermal的按需喷墨印刷机1984年HP也推出Thermal的按需喷墨印刷机静电成像技术1937年卡尔逊的“干印刷术”研究取得进展1942年获得专利授权1944年卡尔逊得到美国军方支持1959年美国施乐公司制成了世界第一台落地式办公用Xerox914型全自动复印机1973年美国施乐公司研制成第一台激光打印机1975年IBM推出IBM3800激光打印机1976年SIEMENS推出ND-2激光打印机1984年惠普公司推出LaserJet1991年Xerox推出Docutech6000系列单色数字印刷系统Kadak公司推出NexpressDigimaster91101993年Indigo公司和Xeikon公司推出彩色数字印刷设备2、数字印刷的概念数字化印刷和印刷数字化数字印刷的定义直接把数字文件/页面转换成印刷品的过程数字印刷最终影像的形成过程一定是数字式的数字印刷印刷品的信息是100%的可变信息数字印刷的分类按照有无印版进行分类•有版数字印刷和无版数字印刷按照印版图文是否可记录和擦去进行分类•可变图文数字印刷、不变和可变图文数字印刷按照数字印版成像原理进行分类按照数字印版成像原理进行分类喷墨成像式数字印刷原理静电成像式数字印刷原理磁成像方式的数字印刷热成像式数字印刷原理离子成像方式的数字印刷其它成像方式的数字印刷重点!掌握每种成像方式的成像原理及过程3、数字印刷的应用按需印刷短版市场要求承印价格低廉印量小于500个性化印刷品市场异地印刷市场借助于互联网可以实现在异地即时地阅读有价值的电子文档4、可变信息印刷标准化印刷语言PPML概念VIPP和VPS这些印刷语言都只针对各公司设备而开发,具有一定的封闭性和设备相关性可变数据印刷的国际行业标准可扩展标记语言XML编写成它本身不描述页面内容,而是利用各个“单元”来描述印刷品的结构、文件、页面和内容等信息PPML工作原理采用分层的结构化方式描述印刷品中的信息,并把印刷作业划分成文档集合、文档和页面三个层次等级上级与下级之间具有继承关系可变数据印刷页面中常包含了大量固定不变的文本、图像和图形信息PPML采用对象的可重复使用机制,把固定不变的信息当作可重复使用对象PPML工作流程中还需要包含两个基本要素,即PPML文件的生产者(Producer)和PPML文件的消费者(Consumer)5、数字印刷技术发展前景数字印刷总体发展趋势产品系列化高速化和高品质化低价格化专业化二、静电成像数字印刷技术静电成像基本原理静电成像基本工艺过程静电数字印刷机的功能部件油墨印刷材料典型静电印刷系统介绍静电成像的技术特点1、静电成像基本原理光导体光导体在无光环境下是一个绝缘体,通过曝光成为导体,是利用感光物质接受光能量以后会失去电子,再利用电子传感物质作为电子传感的介质达到降低电阻的效果。分类:•有机光导体•单层感光体•多层感光体•无机光导体光导体结构基材为铝或铝合金第一层为吸附层或氧化层第二层为感光层亦为电荷产生层第三层为导电层亦为电荷传导层静电印刷用的光导体材料照相性能光敏性光谱响应范围饱和电位Vs电荷的保持力残余电位疲劳现象2、静电成像基本工艺过程充电曝光显影转移定影清洗充电:一、静电照相成像基本原理AlSubstrateBLCGLCTL-E++++++++++++++++++++++++++---------------------------第一节静电照相方式数字印刷原理曝光显影色粉库仑力显影的基本思路利用带相反符号电荷的色粉与静电潜影之间的库仑作用力使色粉附着在静电潜影上,实现静电潜影的可视化转移纸张转移放电电极光导体色粉清洗: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AlSubstrateBLCGLCTL+++++++++++++++++++第一节静电照相方式数字印刷原理定影加热辊色粉影像固着影像加热固着纸张定影处理前定影处理后3、静电数字印刷机的功能部件成像系统旋转镜光学偏转成像系统LED阵列控制曝光成像系统带数字微镜装置的曝光成像系统带光阀控制的曝光成像系统着墨系统定影和清洁系统定影过程一般都需要把色调剂软化,熔化后使其渗入纸纤维中,一般采用压力和热能定影,为了得到充分的定影效果,色调剂必须从固体状态转变为液体状态。二、静电照相方式数字印刷PIPDEVITMIMPWipersInjectorScorotronCleaningStationSubstrateReverseRollerSqueegeePTElampWritingHead4、油墨印刷材料色粉单组份墨粉双组份墨粉电子油墨电子油墨具有以下优势•印刷墨层的厚度•高亮度、高边缘清晰度•图像光滑度•网点增大及色彩的一致性•色域空间•即时图文干燥•光照下不退色性•适印性强5、典型静电印刷系统介绍Indigo静电数字印刷系统印版充电印版曝光图像显影清除处理第一次油墨转移清理工作第二次油墨转移佳能彩色数字印刷机CLC1000激光印字机激光印字机的基本结构激光印字机性能参数激光印字机的基本结构激光印字头静电转印部分输纸机构定影器激光印字机性能参数输出幅面输出精度输出速度消耗品控制卡性能6、静电成像的技术特点对承印物及色粉(普通颜料)均无特殊要求,可实现黑白及彩色印刷;可单个象素的多值阶调数(但色深很小);综合质量可达到中档胶印水平;印刷速度可达到每分钟数十张至数百张;与其他成像系统相比价格偏高。静电照相成像体系的价格受制于色粉的价格,有待进一步降低。二、静电照相方式数字印刷Scorotron充电器1、充电第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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(PhotographicImagePlate)充电-800V第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷3、显影第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷3、显影第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷3、显影WettingRoller的作用是提供足够的imagingoil。ReverseRoller(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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷4、转印第二次转印第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷5.清洁第4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理二、静电照相方式数字印刷5、清洁CleaningStation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4章数字印刷原理第一节静电照相方式数字印刷原理三、喷墨成像数字印刷技术喷墨成像基本原理喷墨印刷品层次再现方法喷墨印刷机组成部件喷墨墨水喷墨印刷技术的优势和特点喷墨印刷的应用喷墨印刷发展展望1、喷墨成像基本原理(主要内容)喷墨印刷技术分类连续喷墨成像按需喷墨成像连续喷墨成像原理Sweet喷墨技术原理Hertz喷墨技术原理微滴喷墨按需喷墨成像原理热喷墨技术原理压电喷墨技术原理静电喷墨技术原理喷墨印刷技术分类连续喷墨所喷出的墨流是连续不间断的,在压力的作用下通过细小的喷嘴,在高速下分散成细小的墨滴。墨滴被充电荷,通过改变电场的有或无来实现在承印物上的印刷,如果某点需要被喷墨,不给墨滴施加电场力它就会直接到达承印物表面;如果该点不需要墨滴的话,就给它施加一个电场的偏转力并通过一个墨滴的回收系统将其收回。按需喷墨也叫随机喷墨或脉冲喷墨,它是将计算机里的图文信息转化成脉冲的电信号,然后由这些电信号来控制喷墨头的闭合,即实现承印物上的图文区或是空白区。油墨循环系统泵喷嘴带电板偏转板不偏转液滴连续式偏转墨滴喷墨承印物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。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。油墨循环系统泵喷嘴带电板偏转板偏转液滴连续式不偏转墨滴喷墨承印物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。连续喷墨成像原理Hertz喷墨技术原理墨水射流的产生同样利用强制墨水从喷嘴口挤出的方法实现,墨水离开喷嘴后,墨水射流将穿过与电压源相连接的环状控制电极,电压源的另一端与喷嘴供墨的墨水管连接,要求墨水具有导电性能。Sweet喷墨技术原理在容器中墨水射流被强制性地通过喷嘴挤出后,很快分裂成墨滴链,喷射到承印物上形成图像。按需喷墨成像原理热喷墨技术原理核心部件是打印头,打印头由加热元件、墨水容器