数字印刷

热式按需喷墨原理图
原理阐述： 通过给发热电阻元件通电，发热电阻元件发热，使电阻元
件附近的墨受热气化，产生气泡，由于有气泡的产生，油 墨受到挤压而从喷嘴出喷射出来，落到承印物上。
具体过程如下图所示
热式按需喷墨 墨滴形成原理
热式按需喷墨墨滴形成时间表
注：①墨滴大小一般为23pl相当于直径35微米的颗粒。 ②墨滴产生的频率大概在5-8kHz ③分辨率与墨滴体积相关，体积为23pl的墨滴所能产
在印版表面附着一层具有半导体属性的镍氧化物，通过 改变这种镍氧化物的光电属性，在印版表面建立图文信息。
成像时，使用计算机驱动头照射印版表面，受到光强照 射的印版表面的镍氧化物由于吸收了光子，在其内部形成 了电荷，并被一种包含铜离子的电解液覆盖形成亲油的图 文区域。
11.2.3喷墨印刷
I喷墨印刷的定义、分类
1.喷墨印刷的定义
“喷墨印刷”（ink-jet printing），是一种无接触、
无压力、无印版的印刷复制技术。通过计算机控制，形成
高速微细墨滴流，使油墨从喷嘴射到承印物上，由微小的
墨滴组成图文的无版无压印刷方法。可实现可变信息印刷。
计算机系统
供墨系统
编辑系统
印刷控制系统 墨点形成系统
喷头 承印物
（2）多值偏转连续 喷墨印刷 （Multi-deflection continuous ink jet System） 在同一个方向上可以 有多个可能的着墨点。
①充电charged
Hale Waihona Puke 与二值偏转不同，多值偏转喷墨印刷设备可以对墨滴
充不同的电量。
②偏转deflected
带不同电量的粒子偏转的程度不一样，所以，在承印物 不动的情况下可以喷出一条直线。
生的分辨率为600dpi ④桌面出版系统和办公系统一般采用热式彩色/黑白喷
墨的方式
（2）压电晶体驱动喷墨Piezo Ink Jet 原理如下图所示：
原理阐述：压电晶体 在通电，压电晶体就 会朝一定的方向变形， 从而挤压油墨，使墨 在挤压下从喷嘴喷出， 落到承印物上。
墨嘴的安排和材料上的组成可以灵活变化，以得到最 佳的效果为好。如下图所示：
Dots of varying gray levels within a pixel screen cell, created by collecting several drops per pixel
连续式喷墨:通过在像素的位置上”收集”多个墨滴. 最多能产生30个灰度级
4.干燥 如图所示
包括彩色和黑白印刷品。 （2）按需印刷（on-demand printing）
与短版印刷的区别在于：短版印刷只是一次印刷，只是 印量少而已；按需印刷是需要多少印多少，以后需要印刷 时还可印刷。
（3）可变数据印刷（variable-data printing） 也被称之为个性化印刷（personalization printing）、 客户自定义印刷（customization printing）或分段印 刷（segmentation printing）
3. 常用的可重复成像印版技术 ⑴ 基于热传递的柔性版直接成像制版 ⑵ 基于烧蚀法凹印滚筒直接成像制版 ⑶ 基于喷墨的直接成像制版 ⑷ 基于磁技术与调色剂的直接成像制版 ⑸ 基于光电效应的直接成像胶印版制版
⑴ 基于热传递的柔性版直接成像制版
柔性印版通过聚合物的热传递而熔化在金属滚筒印版表 面形成印版，即将聚合物材料首先放置在金属滚筒表面， 然后在激光的高温作用下，熔化在金属滚筒的表面而成像。
11.2数字印刷原理
11.2.1 概述 11.2.2 在机直接成像数字印刷原理 11.2.3 喷墨成像式数字印刷原理 11.2.4 静电成像式数字印刷原理 11.2.5 其他成像方式的数字印刷
11.2.1 概述
原理
在机直接成像数字印刷
可变图文数据数字印刷：静电成像，喷墨成像， 电子成像，离子成像，磁成像，电凝聚成像
⑵ 基于烧蚀法凹印滚筒直接成像制版
烧蚀法：先将聚合物填充于具有网格形状的印版上，然 后用刮刀刮去表面的一层，使在印版表面形成平坦的蜂巢， 由于采用的聚合物是热敏的，当受热作用后便会蒸发掉。 制版时，采用激光器对印版表面进行曝光，见光部分的聚 合物便蒸发了，从而形成能够填充油墨的网穴。
网格越小，分辨率越高；网穴越深，色调越丰富。
图1 喷墨印刷结构图
罗兰ROLAND产品
以色列赛天使SCITEX产品
雅色兰产品
2.喷墨印刷的分类 (1) 按喷墨系统分类 可以分为连续式和按需式两种。
连续式喷墨印刷（CIJ）:无论印纹还是非印纹，都是以流 动的方式连续地产生墨滴，然后通过电场偏转转移形成图 像，最后将非印纹的墨滴回收或分散。
不同油墨干燥后墨层厚度
Ⅲ.影响喷墨印刷质量因素分析
1．色彩管理软件 色彩管理对于印刷过程中颜色再现的一致性具有十分重要
的作用，当然对于喷墨印刷同样也具有重要的意义。特别是印 刷打样，必须使用彩色管理软件进行色彩的校准，使输出的印 刷样稿能再现原稿样张。 所以，要想尽量获得真实的颜色印刷效果，除了应选购档 次较高的喷墨印刷设备及相关配件如墨盒、纸张之外，还必须 注意打印机、显示器、扫描器和应用软件的色彩管理系统设定。
GTO-DI/Spare
例1：Heidelberg的GTO-DI/Spare。
印 版 成 像 技 术
GTO-DI/laser
例2 ：Heidelberg的GTO-DI/laser
印 版 成 像 技 术
2. 可重复印版成像技术 定义：采用计算机直接制版的版材，在印刷完成后，印版 表面的图文可被擦除，而还原印版成像前的性质，可以重 新用来制版。 基础：可转换聚合物 可转换：指材料的表面特性为了适应印刷或制版的要求， 可从一种状态转化成另一种状态。 决定因素：材料的性质，内部的物理化学变化，成像方式
一次性印版直接成像技术
印版直接成像技术
可重复性印版直接成像技术
11.2.2在机直接成像数字印刷原理
1. 一次性印版直接成像技术 定义：将数字化的图文信息直接在印版表面成像，印版不 能重复使用。 技术关键：印版的一次性成像性质 特点： ①以提高印刷精度与效率为核心 ②省去胶片或印版制作以及人工上版过程 ③印刷内容改变时，必须重新换版并重新成像制版。
的成熟和进步 （6）数字化工作流程概念的提出和实际应用 （7）数字摄影技术的进步
信息时代印刷的特征
11.1.2数字印刷的定义
利用某种技术或者工艺手段将数字化的图文信息记录到 纸张和塑料等有形介质上。
三个要素： [1] 数字化信息 [2] 数字印刷工艺手段 [3] 设备是数字化作业流程中的构成要素之一——计算机 外围设备
Collecting drops by high-frequency generation (Thermal Ink Jet, HP)
Thermal Ink Jet可以通过给压的大小,也就是喷墨的频率来实现 多个墨滴形成一个大墨滴.
Forming one drop from individual drops (high-speed photography,XAAR)
⑷ 基于磁技术与调色剂的直接成像制版
磁技术制版：通过磁技术在印版上建立图文与非图文部 分的过程。
工作原理：计算机按照版面信息驱动一个磁头对印版滚 筒表面进行磁化，然后利用磁性染色剂与磁化区域之间的 吸附作用，使染色剂附着在印版上面，再通过加热固化等 定影过程在印版表面形成稳定的图像信息。
⑸ 基于光电效应的直接成像胶印版制版
现状 虽然数字印刷目前有上述特点及优势，但目前数字印刷机 在国内应用并不理想，虽然几年前就开始对数字印刷进行 推广宣传，数字印刷机也几度成为市场热点，但在应用方 面仍裹足不前，大部分数字印刷设备还处于实验、试用阶 段，到目前为止很多数字印刷机仍未大批量安装，究其原 因，主要存在以下几个方面： ⑴ 技术原因 ⑵ 价格问题 ⑶ 观念作怪 ⑷ 市场不完善
第11章 数字印刷
数字印刷原理 数字印刷材料 数字印刷设备及工艺
11.1数字印刷概述
11.1.1数字印刷产生的背景
（1）Intelnet的迅速发展和大规模的应用 （2）印前作业的数字化 （3）数字图像处理技术在印前领域的应用 （4）数字复制技术在输出速度和记录精度上的提高 （5）ICC样本文件格式标准的制定推动了颜色管理系统
（3）静电拉引喷墨（Electrostatic Ink Jet）
原理阐述：喷嘴中的油墨由供墨装置轻轻加压后，在喷嘴 处形成凸出的半月形，但不会喷出，在喷嘴前放一电极板， 凸出的印墨在高压作用下，其表面张力被破坏，而以墨粒 的形式被静电拉引出来。
3.灰度级的产生
(1)可以通过密度的变化产生灰度 (2)而喷墨印刷中可以墨滴 大小的改变来实现灰度 变化 (3)不同墨滴大小可以通过 不同的方式来实现.
直线的长度取决于喷嘴和承印物的距离（一般可以达到 16个点）
直线长度增长，分辨率降低。印刷方向上的分辨率的大 小与承印物移动的速度和墨滴的频率有关。
③二维图像two-dimensional
如果纸张不动，也可以喷出二维图像。墨滴偏转可以
向两个方向偏转。
2．按需喷墨Drop on Demand Ink Jet Technologies 只有需要印刷时才喷墨 共有三种按需喷墨的方式。 （1）热式喷墨 （Thermal Ink Jet）
⑶ 基于喷墨的直接成像制版
通过无压成像系统在胶印铝质版基上形成一层亲油片 基，作为吸附油墨的图文区域，即采用喷墨成像方式将适 合于胶印的热熔型特性油墨喷射在印版表面上，通过电解 氧化的亲水区域，再对该油墨进行加热或其他物理化学处 理，以使印版上的图文信息更加稳定，并增加印版耐印力， 以达到印刷要求。
滴直径，进而影响印刷质量 充电电极：使墨滴带电，充
电电压恒定。 偏转板：使带电的墨滴发生
偏转，回收。不带电的到达 承印材料上。
墨滴形成过程 形成过程如右图
（1）墨滴的大小和 间隔取决于喷嘴的直 径、油墨的表面张力 和粘度以及振荡频率。
（2）喷墨印刷的质 量取决于所产生的墨 滴流的质量和连续性。
数字印刷是全数字化的印刷技术，其技术核心是全数字化 工作流程，其过程是从计算机直接到印版或印张，即CTP 技术。
电子扫描分色 拼版
晒版
印刷
印刷品
印
前
激光照排输出
处
理
系
统
CTP流程
样张
数字印刷流程
11.1.3 数字印刷的应用领域
（1）短版印刷（short-run printing） 印数<1000印以下的印刷需求，甚至可以只印一份，
按需式喷墨印刷（DOD）:只有在印纹部分才产生墨滴。 专用于印刷优秀品质的图像，适合于包装彩图、纺织品和 大幅面广告牌的印刷，是全色彩、高精度印刷的理想选择， 印刷品质是其最重要的考虑因素。
喷墨印刷分类
(2) 按印刷色彩分类
喷墨印刷按其印刷色彩，可以分为黑白喷墨印刷和彩
色喷墨印刷两种。黑白喷墨印刷用单一的墨水，机器结构
（4）先发行后印刷（distribute-and-print） 制作好出版物先通过网络发行数字文件，得到读者认可后 再在当地的输出单位用数字印刷机印刷。
11.1.4数字印刷特点
（1）全数字化 （2）印前、印刷、印后一体化 （3）灵活性高 （4）印刷周期短 （5）可实现短版印刷及按需生产等
11.1.5数字印刷的应用现状及存在问题：
和墨水系统也相应比较简单，而彩色喷墨印刷相对就比较
复杂。
Ⅱ.喷墨印刷的原理与工艺
1.连续式喷墨
(1)二值偏转连续喷墨印刷(Binary Deflection Continuous Ink Jet)
两种情况:对墨滴流充电
对墨滴流不充电
即:墨滴的偏转方向和“着落”在承印物上的位置相对 固定。
过程解释 压电晶体：动力来源 喷嘴：喷嘴孔径大小影响墨
发展前景： 数字化和网络化 数字印刷业务也在飞速增长。 数字印刷技术设备更加趋于系列化， 数字印刷速度及质量得到大幅度提高， 成本价格趋于下降， 纸张适用范围更广。
今后几年，数字印刷机将继续向产品系列化、高品质化、 高速度化、低价格化的方向发展。
数字印刷也将成为21世纪的投资专家所看好的全新的 “印刷”模式。