数字印刷原理 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 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一节 静电照相方式数字印刷原理 充电:一、静电照相成像基本原理Al SubstrateBLCGLCTL-E++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -第一节 静电照相方式数字印刷原理 曝光:（产生载流子）Al SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -e-⊕e-⊕e-⊕e-⊕e-⊕一、静电照相成像基本原理第一节 静电照相方式数字印刷原理 曝光:（载流子迁移）Al SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -e-⊕e-⊕e-⊕e-⊕e-⊕一、静电照相成像基本原理第一节 静电照相方式数字印刷原理 显影：（写白系统）Al SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +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。第一节 静电照相方式数字印刷原理 显影：（写黑系统）一、静电照相成像基本原理Al SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +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。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -第一节 静电照相方式数字印刷原理 转印：Al SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +一、静电照相成像基本原理第一节 静电照相方式数字印刷原理 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 SubstrateBLCGLCTL+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +一、静电照相成像基本原理第一节 静电照相方式数字印刷原理 二、静电照相方式数字印刷以indigo数字印刷机为例第一节 静电照相方式数字印刷原理 二、静电照相方式数字印刷PIPDEVITMIMPWipersInjectorScorotronCleaning StationSubstrateReverse RollerSqueegeePTE lampWriting Head 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 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Scorotron 充电器1、充电第一节 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 (Photographic Image Plate)充电-800V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 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 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。第一节 静电照相方式数字印刷原理 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。第一节 静电照相方式数字印刷原理 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/脉冲数反 射 密 度扫描脉冲2. 矛盾的解决方案三、提高数字印刷速度的方法第一节 静电照相方式数字印刷原理 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 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。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。 第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。 第二节 喷墨方式数字印刷原理 电压控制静电分裂喷墨第二节 喷墨方式数字印刷原理二、喷墨印刷方式 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。 第二节 喷墨方式数字印刷原理 油墨油墨突出成半圆形静电拉引喷墨第二节 喷墨方式数字印刷原理二、喷墨印刷方式 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）。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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二节 喷墨方式数字印刷原理 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承印材料第二节 喷墨方式数字印刷原理 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。第二节 喷墨方式数字印刷原理 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承印材料喷嘴第二节 喷墨方式数字印刷原理 三、墨滴形成方法3、其它方法无静电分裂墨滴静电拉引第二节 喷墨方式数字印刷原理
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