印刷原理及工艺 第八章 数字印刷与数字印刷机

（2）可重复成像印版技术
• 使用喷墨或热转移方法将亲墨的图文转 移到印版上，印版上的图像可以擦除
• 曼罗兰DICOweb Litho采用热转移，通 过聚合物的热转移制作印版
• 聚合材料卷状储存，通过激光，生成激 光烧蚀图像。在印版滚筒表面成像完成 后，加热150 ℃，固定在滚筒上。
• 印刷完成后，用化学和机械方法将聚合 材料清除
二、数字印刷的特点
• 1.全数字化
• 最终印刷品的形成不需要任何中间模拟或载体的介入，
• 2．印前、印刷和印后一体化
• 数字印刷把印前、印刷和印后融为一体
• 3．印刷周期短
• 无传统印刷工艺的出片、拼版、晒版、装版等
• 4．短版印刷
• 一张起印，直至数百张或数千张
• 5．即时印刷
• 可以根据客户的需要随时不断更新印刷内容，不需要重新制版
定 力影 、（ 压热 力）电晕（正电色 中）粉 间直 载接 体向间承接印转物移转）移（或通过
减少
• 曝光（成像） 光源
• 在充电的光导鼓表
面成像，激光对光
光导鼓
敏层进行扫描曝光 静电
潜像
• 空白部分反射光， 充电
＋ ＋ ＋＋ ＋
－ －－－－－ －－－－ － － －
着墨（色粉带负电）
＋
在光导鼓上曝光，
第二节
数字印刷原理
一、在机直接印刷与直接成像
• 1.一次性成像印版技术
• 版基为聚酯，内层为亲油层，外层为硅胶层。 通过激光束的热能，在印版上进行激光烧蚀， 去除掉外层的硅胶层，露出亲油层，形成印 版图文。印版表面涂一层特殊吸热层
• 代表机型：海德堡快霸QM DI 46-4、速霸 SM DI 74；高宝与赛天使合作74Karat；网 屏公司True Press544、True Press742、 True Press344等
四、数字印刷的应用
• 1．数字印刷技术的应用 • （1）包装印刷市场： • 产品推广测试包装、小批量的新标准盒新包装、小折叠纸盒、特殊要求
的包装、个性化的标签等
• （2）个性化印刷品市场： • 公司明信片上产品介绍、公司场景、电话、地址等,个人证卡上的照片、
出生年月、编号、职务等。
• （3）按需印刷超短版市场： • 招标投标资料、年报资料、促销广告、企业简介、宾馆菜单、画册、彩
成像信号 电极阵列
橡皮刮板
成像系统
印刷图像
压印滚筒 转移
成像 滚筒
供墨 调节装置
纸张
清洁装置
(4)磁记录成像
• 磁性材料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力的 相互作用，完成潜影的可视化（即 显影），最后将磁性色粉转移到承 印物上即可完成印刷。
磁记录成像的基本原理
lndigo Press 3000。 • 海德堡，中国市场的主推机型：DM9110黑白数字印刷机和
NexPress 2100彩色数字印刷机。 • 奥西，中国市场的主推机型：DS8000、DS6000系列。目前奥
西在中国销售的数字印刷机主要以黑白为主，主要应用于邮 政、银行、保险等行业。 • IBM，中国市场的主推机型：Infoprint Color 130彩色数字 印刷机和Infoprint 70黑白数字印刷机。 • 在国内，数字印刷机的应用并不理想。主要有以下几个方面： • （1）技术原因。 • （2）价格问题。 • （3）市场不完善
(2)无版数字印刷
• 按需印刷、可变数据印刷、个性化印刷
• 静电成像技术、喷墨技术为主，还有电凝聚成 像、磁记录成像、离子成像、电子成像、热敏 成像、色粉喷射
• 代表机型：惠普IndigoPress ws2000、Press 4000及Omnius；富士施乐DocuColor 2060、 DocuColor 6060、DocuColor 8000、 DocuColor iGen3；赛康DCP 320S 、 DCP500SP、DCP500D、Xeikon 5000；海德 堡NexPress 2100
激光成 像系统
油墨开关
成像滚筒
系统控制
橡皮滚筒
输纸装置
收纸装置
压印滚筒 自动双面印装置
油墨 第六色第五色K M Y C
HP Indigo仅用一 个光导鼓完成多 色印刷
关键技术是采用 电子油墨 (Electroink)，通 过加热橡皮布， 以100 ℃左右的高 温使液体状态的 油墨蒸发形成一 层黏性的聚合薄 膜，冷却后传送 到承印物上。聚 合薄膜在光导鼓、 橡皮布和承印物 间100 %传递
计算机直接印刷
在机直接制版（CTPress）
计算机直接印品（CTPaper）
数码打样（CTProof）
样张
数字印刷类型
• （1）有版数字印刷(DI，Direct Imaging)
• 在机直接制版
• 适用5000~10000张。同时兼有胶印和数字 印刷的特点。
• 代表机型：日本网屏的TruePress和赛天 使KAB的74Karat（专用）；海德堡 SpeedMaster DI74（两用，可用PS版）
• 6．可变数据印刷
• 相邻两张印刷品可以完全不一样
• 7．异地印刷
• 通过网络系统与企业进行数据交换
8.数字印刷缺点
• （1）有的需要特殊涂布的承印材料，价格较高 • （2）油墨和墨粉需要有足够小的颗粒，加工复
杂，价格较高 • （3）大多数墨层较薄，阶调不够饱满 • （4）有的色彩匹配稳定性不够，不能印专色 • （5）不能印不透明油墨，如印刷黑色承印材料 • （6）要求操作人员有较高的素质
• 机械清洁 • 通过刷扫或抽气的方式来去掉残留的色粉
微粒 • 电子清洁（中和） • 通过电晕装置，光导鼓可以重新充电 • 光导鼓的每一次运转，都可以施加不同的
充电图像
色粉与液体油墨
• 静电成像显影油墨有液体和色粉 • 液体油墨颗粒较小（1～2μm），能获
得极薄的墨膜和较高的解象力，类似 胶印质量 • 目前，只有HP Indigo的数字印刷机使 用液体色粉，HP Indigo称为电子油墨
(3)电凝聚成像
• 通过电极之间电化学反应油墨凝聚 • 图文部分油墨从液态转换固态 • 非图文油墨通过刮板去掉 • 压力作用将固着在成像滚筒上的油
墨转移到承印物上，完成印刷过程。
电凝聚成像原理
• 阳极金属成像滚筒， 喷嘴给成像滚筒上墨
• 成像电极阵列阴极， 滚筒上电解生成氯原 子，氯把不锈钢滚筒 表面的钝化层氧化成 非常活跃的三价铁离 子，油墨中聚合物凝 聚，油墨转换成固态
二、计算机直接印品
• 1.静电成像 • 用激光扫描的方法在光敏表面形成静电潜像，
利用带电色粉（极性与静电潜像正好相反） 与静电潜像之间作用力实现潜像的可视化 （显影），最后将色粉影像转移并固定到承 印材料上，再利用某些手段使色粉固化，形 成最终的图文。
充电
利用电晕放电装置使光
导鼓光敏表面均匀地带
2.喷墨成像
• 喷墨技术是一种计算机直接印刷技术，在喷 墨中油墨以一定的速度通过微细的喷嘴（一 般直径在30μm～50μm）喷射，通过油墨与 承印材料的相互作用，使油墨在承印物上形 成稳定的影像。
• 分为连续喷墨和按需（脉冲）喷墨 • 早期以连续喷墨为主，效率不高
• 按需喷墨墨头走到需要打印的地方才滴墨。 通常用液体油墨，也用热熔墨，热熔墨喷射 到承印材料上，冷却后固化。
＋ ＋
＋ ＋－ ＋－
相应的表面均匀电
放电 ＋
＋
＋
＋－ ＋－
静电吸附色粉
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ荷被释放掉
电刷
• 图文部分电荷保留，
＋ ＋
－＋ －
－
＋
＋－
＋
－
－
给纸
这样就在光导鼓表 定影（热 力、压力）
电晕（正电）色粉直接向承印物转移（或通过 中间载体间接转移）
面形成了静电潜像。
• 显影（着墨）
• 通过不同的电子 潜像，以非接触 的方式，在电场 力的作用下，将 带相反电荷的油 墨（色粉）转移 到光导鼓上
• 如果图文是正电 荷，则油墨颗粒 必须带负电荷
光源
光导鼓
静电 潜像
充电 ＋ ＋ ＋ ＋
＋ ＋＋ ＋
－ －－－－－ －－－－ － － －
＋ ＋－
着墨（色粉带负电
放电 ＋ ＋
＋
＋－ ＋ ＋－ ＋－
－
静电吸附色粉
电刷
＋ －＋
－
＋＋ －
＋
－
－
给纸
定影（热 力、压力）
电晕（正电）色粉直接向承印物转移（或通过 中间载体间接转移）
光源
上一层静电荷
光导鼓： 静电 潜像
三硒化二砷涂层或含硒 充电
＋
的类似化合物、单晶硅、 ＋＋＋
光导鼓
＋ ＋ ＋＋
－－－－－－－－－－－ － －
＋ ＋－
着墨（色粉带负电）
有机光导体 有机光导体（OPC）应 用最广
放电 电刷
＋ ＋
＋
＋
－
＋ －
＋－
＋
＋－
＋
－ －
静电吸附色粉
＋
＋＋ － －
－
给纸
单晶硅的应用正在增加 含硒化合物的应用正在
数字印刷机市场
• 静电成像式的数字印刷设备的生产厂商：HP Indigo、柯达、富士施乐、奥西、佳能、Xeikon 等。
• 富士施乐近几年的装机量逐年增加，尤其是彩色 印刷机系列DocuColor2060/6060的增长势头猛
• 佳能和奥西也是装机量的大户 • HP Indigo虽有所增长，但还比较缓慢 • Xeikon品牌由于价格较贵，装机量并不是很多。
页打样等
• （4）网络出版、网上印刷： • 文学作品、论文、画册等 • （5）出版市场： • 绝版书及样书的印刷 • （6）防伪印刷市场。 • （7）特殊领域： • 保险、金融、证券、商业、电信、邮政
2．数字印刷设备的应
用 • 富士施乐，中国市场的主推机型：彩色数字印刷机 DocuColor 2060、DocuColor 6060；黑白数字印刷机 DocuTech 6100、DocuTech 6135。 • 惠普，中国市场的主推机型：HP Indigo Press l000和HP
• 印刷过程可 以分为成像、 显影（着 墨）、磁性 色粉转移 （印刷）、 磁性色粉定 影、清洁及 磁性图像擦 除
消除磁化 清洁 成像系统
显影装置 （色粉供给）
成像滚筒
辐射定影
收取装置
加热板（定影） 转移辊
卷筒纸
NIP技术
静电成像 离子成像 色粉喷射 热敏成像
电凝聚 成像
喷墨成像
磁记录 成像
电子成像
热升华 热转移
连续喷墨 按需喷墨
电介质涂 层（基材）
液体 色粉
色粉
彩色供体 （带/箔）
液体 油墨
热熔墨
磁性 色粉
液体色粉 （色粉）
数第字三印节刷设
备
一、HP Indigo数字印
刷机 • Indigo公司建于1977年，总部在荷兰，技
术研究与生产部门在以色列。1993年 Indigo公司开发的E-Print 1000是世界上第 一台彩色数字印刷机，基于液体油墨和静 电成像原理组合而成
• 色粉转移（印刷）
光源
• 光导鼓表面吸附 的色粉可以直接 转移到承印材料 上，或某些情况 下，也可以通过 鼓状或者带状的 中间载体来转移
• 有压、无压（静 电）
光导鼓
静电 潜像
充电
＋ ＋ ＋ ＋
＋ ＋＋ ＋
－ －－－－－ －－－－ － － －
＋ ＋－
着墨（色粉带负电）
放电 ＋ ＋
＋
＋－ ＋ ＋－ ＋－
第八章
数字印刷与 数字印刷机
第八章 数字印刷与数字印刷机
• 第一节 数字印刷概述 • 第二节 数字印刷原理 • 第三节 数字印刷设备
第一节 数字印刷原理
PS数据文件 （数字化整页）
流程比较
位图
RIP（光栅 图像处理器）
计算机直接 制片（CTF）
印版曝光 胶片
印版
印刷
印刷品
脱机直接制版（CTPlate）
－
静电吸附色粉
电刷
＋ －＋
－
＋ ＋－
＋
－
－
给纸
定影（热 力、压力）
电晕（正电） 色粉直接向承印物转移（或通过 中间载体间接转移）
• 色粉定影 • 加热或加压 • 如果使用液体色粉，须干燥 • 通过非接触印刷表面的辐射热或接触印刷表
面的热来完成熔化和定影过程。
清洁（稳定）
• 色粉转移后，光导鼓上残留剩余的电荷和 少量的色粉微粒
三、数字印刷与传统印刷的比较
• 1．印刷工艺 • 数字印刷无需菲林片，自动化印前准备，简化了制版工艺， • 2．印刷品的生产方式 • 数字印刷可以一张起印，实现可变数据的印刷，按需印刷。 • 3．印刷数量 • 数字印刷数量上没有限制，可以印数千张、数百张、数张 • 4．生产过程 • 传统印刷是“先生产后销售”，数字印刷是“先销售再生产”。 • 5．环境污染 • 数字印刷有害化学试剂要少，对环境污染很小 • 6．印刷品幅面 • 数字卷筒纸印刷可实现大幅面、全景作品的复制。
• 2002年3月惠普收购了Indigo公司
• HP Indigo数字彩色印刷机没有数量上的限 制，页面内容、页面组合方式、开本等都 能够根据用户的要求自由变化
1. HP Indigo数字印刷机工作原理
• 对数据进行RIP处 理，利用激光成像 系统在成像滚筒上 形成光电网点图像 （静电潜像），利 用显影装置与成像 滚筒之间的电位差 将带负电荷的电子 油墨吸附到成像滚 筒的静电潜像上， 非成像区油墨回收， 通过橡皮滚筒转移 到承印材料上。