静电数字印刷技术原理
静电成像数字印刷
静电数字印刷机轻工技术与工程张欢1.静电数字印刷机的原理静电成像是应用最广泛的数字印刷技术，也是大多数复印机和激光打印机的基础，是较成熟的彩色印刷技术。
静电照相通过激光扫描方式在光导体表面形成静电潜像，再利用带电色粉（电荷符号与静电潜像相反）与静电潜像之间的库仑作用力实现潜像可见（显影），最后将色粉转移到承印物上完成印刷。
从技术观点来看，静电照相就是把物质的光导电性能和静电现象结合起来进行照相、记录、印刷。
静电照相和光学照相的主要区别在于感光剂。
光学照相的感光剂多为银盐，利用见光部分发生光化反应原理实现成像。
而静电照相的感光剂是光导电物质，见光后发生物理变化形成图像。
图1 静电印刷成像原理静电照相的印刷过程可分为5个阶段：成像、着墨（显影）、呈色剂的转移（印刷）、呈色剂定影及清洁（调整）。
1）成像首先对光导鼓表面充电，即系统的敏化过程。
目前静电照相技术一般都在感光体表面通过电晕放电，使其表面带有同一种均匀的电荷，具有足够的电位。
接着，由激光器或LED发射出的光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。
调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚集镜等光学系统把光束聚焦后射至光导鼓表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。
2）显影（着墨）静电照相一般采用专用油墨，分为干式色粉和液体呈色剂。
其中干式色粉一种含有热融性树脂和色素的铁状物质，也叫墨粉。
在墨粉中掺入经防氧化处理的铁粉，因铁粉和墨粉凝聚在一起有接触电位差，使墨粉带负电荷，铁粉带正电荷。
铁墨混合物叫做显影剂，显影剂通过磁刷从显影槽中溢出，磁刷上的墨粉因带负电荷，遇到正电荷组成的图文潜像就被吸附过去，而铁粉带正电荷，被同性电荷排斥回显影剂槽里，而没有静电潜像的空白部分自然不会被墨粉涂上。
在静电成像中决定印刷图像质量的主要因素是色粉中颜料或染料的呈色方式。
数字印刷简介
数字印刷简介一、数字印刷的定义和分类1、数字印刷的定义数字印刷是在打印技术基础上发展起来的一种综合技术，是以电子文本为载体，通过网络传递给数字印刷设备，实现直接印刷。
印刷生产流程中无版和信息可变是数字印刷的最大特征，市场上最常见的有基于色粉激光打印技术的静电成像数字印刷和基于喷墨技术的喷墨印刷两种方式。
2、静电成像数字印刷静电成像数字印刷是通过激光在光导体页面形成一组带正电或负电的图像，能够吸附与其电荷相反的充电色粉，再将色粉转印到承印物表面。
色粉有液态（如电子油墨）和固态（如静电碳粉）两种。
经过一段时间的发展，静电成像数字印刷质量已经十分接近胶印品质，并能够处理可变数据印刷，一直占据商业数字印刷市场的主导地位，可广泛用于商务印刷、出版、户外媒体广告、标签、折叠纸盒包装等市场。
静电成像数字印刷流程为：印前数字图文整页页面RIP 印刷机成像系统滚筒表面或成像体直接成像着墨完成印刷3、喷墨印刷喷墨数字印刷机主要由喷墨打印头、化学墨水、打印机构、前端数字控制器4个部分组成，喷墨技术有热泡喷墨技术（加热产生墨滴）、压电喷墨技术（压力产生墨滴）和连续喷墨技术（压力产生墨流）三类。
喷墨印刷的核心技术是打印头和墨水。
不断推陈出新的喷墨技术，逐步提高喷墨的清晰度、质量和速度，现在已在承印材料、喷嘴堵塞和打印头宽度上取得了显著进步，以惠普、柯达为代表的新喷墨印刷是静电成像数字印刷的挑战者，是未来数字印刷的发展方向，并且喷墨印刷是数字印刷中成本最低的一种印刷方式，非常适合包装印刷的短版订单。
喷墨数字印刷工作流程为：印前数字图文整页页面RIP 印刷机控墨系统油墨直接喷在承印物表面完成印刷4、数字印刷机的类型两种主要类型的数字印刷方式现在分别推出了单张纸输纸、卷筒纸输纸、平台输纸以及三种组合输纸等方式，承印介质也可覆盖各种纸张、薄膜、板卡纸、皮革、玻璃等材料。
二、数字印刷的关键技术1、电子油墨和热转印技术：惠普Indigo电子油墨技术，即HP ElectroInk，是一种悬浮在液体中的带电色素基微粒，与其他数字打印技术类似，即干式EP（或静电复印），HP ElectroInk 以电子方式控制打印微粒的位置，实现数字打印。
印刷行业数字印刷技术在传统印刷业中的应用方案
印刷行业数字印刷技术在传统印刷业中的应用方案第一章数字印刷技术概述 (2)1.1 数字印刷的定义 (2)1.2 数字印刷技术的发展历程 (2)1.2.1 起源与发展 (2)1.2.2 技术演变 (2)1.2.3 我国数字印刷技术发展现状 (3)1.3 数字印刷与传统印刷的比较 (3)1.3.1 印刷原理的比较 (3)1.3.2 生产成本的比较 (3)1.3.3 应用领域的比较 (3)1.3.4 环保功能的比较 (3)第二章数字印刷设备与工艺 (3)2.1 数字印刷设备类型 (4)2.2 数字印刷工艺流程 (4)2.3 数字印刷材料与要求 (4)第三章数字印刷在书刊印刷中的应用 (5)3.1 书刊印刷的特点 (5)3.2 数字印刷在书刊印刷中的应用案例 (5)3.3 书刊印刷中数字印刷的优势与挑战 (6)3.3.1 优势 (6)3.3.2 挑战 (6)第四章数字印刷在包装印刷中的应用 (6)4.1 包装印刷的特点 (6)4.2 数字印刷在包装印刷中的应用案例 (6)4.3 包装印刷中数字印刷的优势与挑战 (7)第五章数字印刷在商业印刷中的应用 (7)5.1 商业印刷的特点 (7)5.2 数字印刷在商业印刷中的应用案例 (8)5.3 商业印刷中数字印刷的优势与挑战 (8)第六章数字印刷在广告印刷中的应用 (9)6.1 广告印刷的特点 (9)6.2 数字印刷在广告印刷中的应用案例 (9)6.3 广告印刷中数字印刷的优势与挑战 (9)第七章数字印刷在个性化印刷中的应用 (10)7.1 个性化印刷的定义 (10)7.2 数字印刷在个性化印刷中的应用案例 (10)7.2.1 个性化广告 (10)7.2.2 个性化包装 (10)7.2.3 个性化图书 (10)7.3 个性化印刷中数字印刷的优势与挑战 (11)7.3.1 优势 (11)7.3.2 挑战 (11)第八章数字印刷在艺术品复制中的应用 (11)8.1 艺术品复制的要求 (11)8.2 数字印刷在艺术品复制中的应用案例 (11)8.3 艺术品复制中数字印刷的优势与挑战 (12)8.3.1 优势 (12)8.3.2 挑战 (12)第九章数字印刷在环保印刷中的应用 (12)9.1 环保印刷的理念 (12)9.2 数字印刷在环保印刷中的应用案例 (12)9.2.1 无酒精润版技术 (12)9.2.2 电子废弃物回收利用 (13)9.2.3 节能减排技术 (13)9.3 环保印刷中数字印刷的优势与挑战 (13)9.3.1 优势 (13)9.3.2 挑战 (13)第十章数字印刷技术在传统印刷业的发展趋势 (13)10.1 数字印刷技术的市场前景 (13)10.2 传统印刷业与数字印刷的融合 (14)10.3 传统印刷业面临的机遇与挑战 (14)第一章数字印刷技术概述1.1 数字印刷的定义数字印刷，作为一种新兴的印刷技术，是指将数字化的图文信息不经任何模拟过程，直接通过计算机控制，转移到承印材料上的印刷方法。
静电印刷原理
静电印刷原理
静电印刷是指利用静电原理进行印刷的方法。
静电印刷与喷
墨印刷、激光印刷相比，具有一些优点，如不受纸张和油墨的限制，可在柔性版上进行油墨转移、在非刚性版上进行图像的复制、在透明材料上进行图文的复制等。
它是一种全新的非接触式印刷
技术，它使印刷过程发生了革命性的变化。
静电印刷是在带静电的承印物表面（如塑料、金属、玻璃等）上附着一层或几层无色或有色油墨。
油墨与带电体之间会产生静
电力，从而将油墨粘附在承印物表面。
当带电物体接触到带电墨
块时，便将墨块上的油墨转移到承印物表面。
静电印刷有许多优点：
1.它可在柔性版上进行油墨转移。
2.由于在带电体上吸附的是墨块，所以它可在柔性版的任意
表面进行油墨转移。
3.由于墨块有一个较大的面积，所以它所附着的油墨厚度可
达1-3微米。
4.由于带电墨块表面是带电的，所以它可吸附一些非导电材料，如金属、玻璃等，所以在柔性版表面还可吸附一些特殊油墨。
— 1 —
5.由于带电墨块表面是带电的，所以可把柔性版做成静电偏转板。
— 2 —。
四大印刷及静电数字印刷
1、平面丝网印刷机
承印物是平面
1. 平台丝网印刷机
升降式
滑台式
平台丝网印刷机
2. 滚筒丝网印刷机
用压印滚筒代 替压印平台，省去 了升降机构。
承印物
压印滚筒
2、曲面丝网印刷机
承印物是曲面
附有可换的附 件，以适应不同形 状的表面。 可在圆柱面、 圆锥面、球面、椭 圆面上印刷。 承印物 滚轴
收纸部分
印刷部分
输纸部分
胶印机结构示意图
1. 输纸部分
输纸台 实现纸台自动升降 实现不停机换纸
• 纸张分离机构
将纸张从纸垛上单 张分离出来。
气动式分纸机构
1.递纸吸嘴 2.分纸吸嘴 3.压纸吸嘴 4.松纸吸嘴
• 纸张定位机构
也称规矩部件，它是由进行纸张前后位置（纵向）定位的前规和进行纸张 左右位置（横向）定位的侧规组成。 原理：两个前规加一个侧规，由三点确定一个平面
HP indigo 3550
主要结构
1.进纸单元、2.激光成像仪（激光头）、3.充电器、4.光学成像滚筒（PIP）
5.显影单元、6.橡皮滚筒、7.压印滚筒、8.双面印刷装置、9.墨柜、10.校样纸盒
11.堆叠单元
主要技术参数：
印刷速度 图像分辨率 加网线数 纸张尺寸 68 张四色 A4 纸/分钟； 136 张双色 A4 纸/分钟 在八位色彩模式下 812 dpi ，在高清成像模式下 812 x 1624 dpi 144，160，175，180，230 lpi 最大 330 x 482 毫米
第1部分 平版印刷（胶印）
一. 印版特征
平版是印版的图文部分与印版的空白部分几乎处在同一平面或同一半
静电数字印刷技术原理
– 先将油墨提供给供体，再通过热转移到承印物上(或根据系统先将其转 移到中间载体，然后再转移到承印基材上)
印刷概论
1、热显影光定影的直接彩色打印技术
• 利用彩色热敏记录材料被加热后本身显色原理
» 五层结构 ：基层、热敏显青色层、热敏显品色层、热敏显黄色层 和保护层
– 显黄层位于最上层（离支持体最远），感热性最好； – 显青层位于三个显色层的最下面（离支持体最近），感热性最差。 – 保护层主要由颜料、硅改性聚乙烯醇和胶质硅、金属皂、蜡或交联剂、
喷 墨
连续喷墨
印
刷
按需喷墨
技
术
Sweet喷墨 Hertz喷墨 微滴喷墨
热喷墨 压电喷墨 静电喷墨
连续喷墨
印刷概论
连续喷墨特点： 1、连续不断的墨流； 2、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； 3、无电场，实现喷墨；有电场，墨滴被回收。
印刷概论
重点! 掌握每 种成像 方式的 成像原 理及过 程
印刷概论 1.3 喷墨、静电数字印刷技术原理
• 充电 • 曝光 • 显影 • 转移 • 定影 • 清洗
1. 静电数字印刷技术
印刷概论
充电 数字印刷机感光鼓表面均匀覆盖静电荷 曝光 鼓面见光区产生相反电荷，用于中和表面电荷，
非见光区电位不变，为形成潜像作准备
印刷概论
– 按照有无印版进行分类
• 有版数字印刷（静电成像）和无版数字印刷（喷墨）
– 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
静电印刷
一、卡尔逊法硒静电复印工作流程
5.定影
转印到纸上的墨粉影像，是由吸附在纸上的显影
粉颗粒组成的，很容易被抹掉，需要用物理或化学方
法将显影粉熔固到纸上，成为牢固的图像，这个过程 叫做定影。
(显影粉的细小颗粒主要是由碳黑和热塑性聚合物组成。 粉末加热到一定温度即可熔融，冷却后固化在纸上)
一、卡尔逊法硒静电复印工作流程
氧化锌纸基版→充电→曝光→显影→检查修版 →定影→印版
二、氧化锌纸基版的制版工艺过程 充电：
氧化锌属于N型半导体，应采用负电晕充电。
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第五节 静电照相在数字印刷中的应用
一、数字印刷的概念
数字印刷(Digital Printing)又称数码印刷，是指将
数字式页面直接转换成印刷品，无需其他中间环节的
具有上述光敏特性的半导体叫做光敏半导体，简
称光导体。
半导体又分为：
N型半导体：当半导体被激活时产生自由电子，以 自由电子为主要载流子，又叫电子型半导体；
P型半导体：当半导体被激活时产生空穴，以空穴
为主要载流子，又叫空穴型半导体。
四、目前常用的光敏半导体材料
无定型硒(Se)和硒合金 氧化锌(ZnO) 硫化镉(CdS)
OPC鼓。
采用三滚筒结构，四色或六色只有一组滚筒。
感光鼓：涂有有机光导体薄层的铅制滚筒（与静
电复印法基本相同）
Indigo E-Print数字式印刷机
Indigo E-Print数字式印刷机
HP indigo 3000数字印刷机结构图
HP indigo press w3200 数字印刷机应用了两组静 电成像系统，一次走纸完成双面印刷
第六：复印纸从圆筒吸附墨粉之后，再送到红外线灯H照射，
浅谈数字印刷成像技术
浅谈数字印刷成像技术湖北职业技术学院刘福田随着计算机技术的广泛应用和电子技术的突飞猛进的发展，历史悠久的印刷业也正在经历着信息化革命的冲击。
一种新的印刷技术呈现在人们的面前它就是数字印刷技术。
数字印刷与传统印刷有较大不同，它是一种无需软片、印版、压力的印刷方式，它是在整个印刷过程中，用数字描述页面文件的形式进行传递，在承印物表面以数字成像方式直接成像的技术。
经过几十年的科技发展和技术进步，数字印刷已经成为极富个性特色的工程技术，系统性构架逐步形成。
数字印刷成像技术的多样性导致呈现出设备的多元化特点，目前，人们常见的数字印刷有静电成像数字印刷、喷墨成像数字印刷、磁成像数字印刷、电子成像数字印刷、电凝聚成像数字印刷、电子束成像数字印刷等。
无论哪一种印刷机顺，其核心就是成像技术，就目前发展最快、应用领域最广的两种数字印刷技术静电成像技术和喷墨成像数字印刷技术。
一：静电成像数字印刷技术静电成像数字印刷使用的成像和印刷设备类似与静电复印。
它是使用涂有光导体的滚筒式感光鼓，经电晕电荷充电，然后利用计算机控制激光光束扫描感光鼓后曝光，受光部分的电荷消失，而未曝光部分通过带有与感光鼓上的电荷极性相反的色粉或液体色剂附着其上，构成图文部分，再转移到承印物上。
①静电成像数字印刷的工艺过程大致可分为：充电—曝光—显影—转移—定影—清洗等。
如下图所示：静电成像数字印刷原理图（1）充电：充电过程就是使感光鼓均匀覆盖一层具有一定极性和数量的静电荷。
实际上就是感光鼓的敏化处理使其表面具有感光性，以便为后续形成静电潜像图文做准备。
（2）曝光：利用感光鼓表面的光导体材料在黑暗中为绝缘体，在光照条件下电阻值下降，表现出导体的特性，已至于在感光鼓成像表面的曝光和不曝光区域产生电位差异。
曝光部分的光导体产生与涂层极性相反的电荷，经转移层转移到涂层表面中和表面电荷，而未曝光区域的电荷依然存在，从而形成明暗变化的静电潜影。
（3）显影：显影就是用带相反电荷得色粉是感光鼓表面的静电潜影可视化的过程。
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印刷概论
• 按需喷墨：（随机喷墨、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。
连续喷墨和按需喷墨
印刷概论
• 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。（注意：纸张水平运动）
目前发展最快、应用最广的数字印刷方式为静电成像技 术和喷墨成像技术。
印刷概论
1.2 数字印刷技术特征及分类
• 数字印刷的特征 – 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 – 可实现异地印刷，通过互联网进行远距离印刷
印刷概论
• 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。
不加电压：墨滴记录 加电压：无墨滴记录
按需喷墨成像原理
印刷概论
• 热喷墨技术原理
• 核心部件是打印头，打印头由加热元件、墨水容器和喷嘴组 成
热喷墨打印
三、热成像数字印刷技术
• 分类(材料加热后物理特性改变为基础）
– 直接热敏成像技术 – 转移热敏成像技术
• 热转移成像技术 • 热升华技术
印刷概论
• 直接热敏成像技术
– 承印材料进行了特殊的涂层处理，当向这种承印物施加热量时，其颜 色就会发生变化。
印刷概论
重点! 掌握每 种成像 方式的 成像原 理及过 程
印刷概论 1.3 喷墨、静电数字印刷技术原理
• 充电 • 曝光 • 显影 • 转移 • 定影 刷概论
充电 数字印刷机感光鼓表面均匀覆盖静电荷 曝光 鼓面见光区产生相反电荷，用于中和表面电荷，
非见光区电位不变，为形成潜像作准备
打印头中包含加热元件，加热脉冲导致色膜上的油 墨层迅速熔化；
接受体(接受介质)即承印材料。
印刷概论
• 热转移印刷过程
第一步是通过热头或激光将色带上的染料层加热熔融转移； 第二步是被熔融转移的染料层粘附到受像纸上，形成潜影； 第三步是将色带从受像纸上剥离下来，使潜影显现，并固定 在受像纸上，同时，在色带上形成负像。 注意：色膜基底对油墨的粘结力要小于承印材料对油墨的粘 结力。
– 转移热敏成像技术
– 先将油墨提供给供体，再通过热转移到承印物上(或根据系统先将其转 移到中间载体，然后再转移到承印基材上)
印刷概论
1、热显影光定影的直接彩色打印技术
• 利用彩色热敏记录材料被加热后本身显色原理
» 五层结构 ：基层、热敏显青色层、热敏显品色层、热敏显黄色层 和保护层
– 显黄层位于最上层（离支持体最远），感热性最好； – 显青层位于三个显色层的最下面（离支持体最近），感热性最差。 – 保护层主要由颜料、硅改性聚乙烯醇和胶质硅、金属皂、蜡或交联剂、
品
清洗 清除转印后的残余电荷
转移
色粉
光导体
印刷概论
纸张
转移放电电极
定影
印刷概论
加热辊
纸张
色粉影像
加热固着
固着影像
定影处理前
定影处理后
印刷概论
• 是曝光部分形成承印介质上的图文，还是未曝光 部分形成图文信息？
2. 喷墨数字印刷技术
• 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
表面活性剂等组成，目的为保护下面显色层，提高热敏记录材料的机械 性能。 – 在每个显色层之间是中间隔层，中间隔层主要是水溶性高分子化合物。
印刷概论
彩色感热记录材料结构图
显Y层：含有一种最大吸收为420nm左右的重氮盐，一种加热时 和重氮盐反应而显影成黄色的成色剂、胶黏剂。
显品红层：含有一种最大吸收波长为360nm的重氮盐，一种加热 时可与这种重氮盐反应而显品红色的成色剂、胶黏剂。
显影 用带相反电荷色粉使鼓上静电潜像可视化
充电
印刷概论
曝光
印刷概论
显影
显影的基本思路
色粉
库仑力
印刷概论
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
印刷概论
转移
将鼓上色粉图像转移到承印介质 注意：承印介质背面施加与色粉相反的电荷
定影 将不稳定色粉图像固定在承印物上，形成最终印
• 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
印刷概论
印刷概论
性质：喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的数字成像技 术。 基本原理：大多是先产生小墨滴，再将小墨滴导引到承印物 设定位置上，完成影像再现。
印刷概论
目录
1 任务一：数字印刷方式及原理 2 任务二：可变数据印刷 3 任务三：数字印刷设备
印刷概论 任务一 数字印刷方式及原理
1.1 数字印刷定义 1.2 常见数字印刷技术 1.3 喷墨、静电数字印刷技术原理
1.1定义
印刷概论
特点：整个印刷过程中，用数字描述文件的形式传递信 息，以数字方式形成印品。
印刷概论
– 按照有无印版进行分类
• 有版数字印刷（静电成像）和无版数字印刷（喷墨）
– 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
2、转移热敏成像技术原理
印刷概论
• 热转移打印原理
原理：油墨从色膜或色带释放出来，再转移到承印 材料表面
本质：一种油墨加热熔化再转移的技术。
2、转移热敏成像技术原理
印刷概论
热转移记录装置的基本部件由加热头(打印头)、色 膜和接受体构成。
色膜是热敏油墨薄膜和底基组成的双层材料，比如 电容器纸或聚酯薄膜都可用作底基材料；
喷 墨
连续喷墨
印
刷
按需喷墨
技
术
Sweet喷墨 Hertz喷墨 微滴喷墨
热喷墨 压电喷墨 静电喷墨
连续喷墨
印刷概论
连续喷墨特点： 1、连续不断的墨流； 2、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； 3、无电场，实现喷墨；有电场，墨滴被回收。