刘戊洪
摘要：本文简要分析喷墨印刷的技术发展，喷墨技术原理，喷墨技术运用和典型的喷墨打印产品
关键词：数码印刷；喷墨技术；喷墨印刷；按需印刷；鼎盛；流墨技术；数据驱动；混合套印
一．喷墨印刷简介
印刷拥有一千多年的历史，并对人类文化传播和发展有着重大的贡献。喷墨印刷是一种新的无接触、无压力、无印版的打印技术，是将图像信息光栅化后输入喷墨打印机即可实现打印。按喷墨介质可以分为固体喷墨
氮化硅结合碳化硅制品和液体喷墨两种。固体喷墨的工作方式主要是染料热升华，但成本较高；液体喷墨打印的热发泡式和压电式，
是办公打印产品的主流技术。液体喷墨打印的Stream技术可实现胶印级品质、产能和成本，广泛运用于工业
喷墨印刷，至今全球超过400亿的印量。随着喷墨技术的发展，工业喷墨技术的分辨率达600*900dpi，印刷
幅面20-52英寸，印刷速度328-3000英尺每分钟，每张A4面印刷耗材成本1-6分。
二．喷墨技术分类
按墨滴控制方式分类，有按需喷墨和连续喷墨。1. 连续喷墨技术，墨水通过流体泵和压力传感器产生恒定的压力，在压力系统的作用下，墨水高速从管路喷出，形成持续高速的墨流，最高可达20米/秒。以100- 400KHZ的频率激发墨滴，墨流表面张力变化，墨滴连续从喷嘴喷出。并且速度越快，分辨率越高的喷头，该
频率越高。墨滴喷出以后，通过静电或气压偏转，这样只有打印部分的墨滴按数码方式定位到承印物上。如
亚克力纸巾盒图1-3，不需打印的墨滴，通过回墨捕获器收回，真空吸回流体箱的储墨罐循环利用。连续喷墨特点：墨滴速
度高，墨滴运行受环境影响小，喷头与承印物的距离可达3-6mm，打印质量受物料变形和粉尘影响小，稳定性
高。喷头不易堵塞，不需频繁清洗喷头，生产效率高。代表厂家有柯达万印, 柯达鼎盛. 2. 按需喷墨的方式，
如图1根据图像光栅化的内容，控制喷嘴喷出墨滴，没有图像信息的喷嘴则不工作。按需喷墨有热发泡式和锚杆挡墙
压电式两种。热发泡技术利用一个薄膜电阻器，在墨水喷出区中将一部分墨水加热气化，改变液体表面张力，
形成一个汽泡。汽泡瞬间达到300℃以上，并以极快的速度扩展开来，迫使墨滴从喷嘴喷出。当汽泡消失后，
表面张力会产生吸力，拉引新的墨水去补充到墨水喷出区中。热发泡的特点：墨水瞬间高温加热，墨盒的墨水
蜘蛛网结构
保持40-50℃，所以墨水与打印头捆绑设计，利用墨盒上部的墨水循环冷却。墨水通过汽泡喷出，墨滴的方向
性与墨滴大小不好控制，图像网点边缘不清楚。为防止喷嘴堵塞，长时间不喷墨的喷嘴需要定时随机喷墨。
最高打印速度到达833FPM。代表厂家有HP,CANON,VIDEOJET,BUSKRO。
图1 图2 图3 按墨滴激发方式分，有压电式、热发泡、Stream技术。1. 压电式技术原理：墨水停留在开放的墨仓中，由于内部的负压和表面张力的共同作用，墨水不会漏出。如图4，当需要某个喷嘴喷墨时，电信号传递给喷嘴
的压电晶体，晶体变形，墨水充满变形后的墨仓。电信号消失后，压电晶体恢复原状，在恢复的过程中墨仓的
容积变小，墨滴挤出喷嘴到承印物上成像。该技术广泛应用于办公型喷墨打印设备，近年来发展到工业级喷墨
设备。压电式的特点：分辨率91-600dpi，喷头尺寸0.5-2.8英寸，打印速度180-500FPM，与承印物距离1mm
左右。为了获得更高的横向分辨率，喷头通常倾斜安装。喷头尺寸小，需要较多的喷头缝合，多个喷头颜曲
线和缝合度可能会影响打印品质。为了防止喷嘴堵塞，长时间不打印的喷嘴需要定时随机喷墨，会影响打印品
质。代表厂家有EPSON, OCE, SCREEN, IBM, DOMINO, BUSKRO。 2. Stream技术原理：喷嘴板上每个出墨孔
都有一个环形激发加热器，这些加热器通过高频的直流脉冲信号，加热改变墨流的表面张力。从而根据0和1的成像控制，将持续的墨流激发成为不同大小的墨滴。激发加热器的脉冲信号如图6，根据脉冲长短形成大墨滴和小墨滴。空气控制模块在墨滴两侧产生正气压流和负气压流。正气压流对墨滴产生推力，负气压流对墨滴产生吸力。在两组气压流的双重作用下，大墨滴质量比较大，可以通过气压流。小墨滴发生偏转至收墨器，通过真空回收墨路到储墨罐。流墨技术的特点：墨滴大小10pl，如图5墨点大小高度一致、无拖尾，网点边缘整洁锐利。单列喷墨，并可以做到精确的墨点定位。如图7-9，10-60纳米微研磨颜料颗粒，彩明亮，域更大，且介质广泛，适合高光铜版纸(Glossy Papers)。S
tream喷墨技术的代表厂家有柯达鼎盛。
图4 图5 图6
图7图8 图9
三．柯达数码喷墨印刷
柯达拥有超过40年的喷墨技术研发与创新的历史。1967年Mead公司工程师研究发明二进制连续喷墨技术。1982年Mead专注于纸张业务，将此项核心技术并入柯达公司。1992年，柯达公司专注于胶卷、相机和医疗成像业务，将该技术转让给Scitex。2004年，柯达开始转型数码业务，重新购回连续喷墨技术，并以柯达万印命名该业务至2009年6月26日。 2008年德巴鲁展会，柯达推出Stream连续喷墨技术，以柯达鼎盛命名该业务，并以流墨技术引领喷墨印刷解决方案。此后，柯达推出一系列鼎盛流墨技术产品，包括喷头系统S5/S10/S20/S30，黑白数码喷墨印刷系统鼎盛Prosper1000，彩数码喷墨印刷系统鼎盛 Prosper5000XLi。
S30喷头系统提供全球最高的数码喷墨印刷速度，达3000FPM(900米/分)。 2014年6月10日，柯达总部全球同步发布工业型喷墨
轮转印刷机鼎盛
Prosper6000C和鼎盛
Prosper6000P。强大
的智能化印刷平台,
简化印刷过程，
200lpi加网精度，达
到1000英尺每分钟
的输出。彩印刷耗
材成本低至每张A4
面4分人民币。纳
米级水性颜料墨水比
标准颜料墨水在纸张
上反射的光少，由于光的散射和偏差越少，度/颜饱和度越高。这将有助于获得热固胶印（SWOP），冷固胶印（GRACoL）和无涂层纸/新闻纸（SNAP）的行业标准。纳米级颜料墨水需要极少的润湿剂，更容易干燥。
通过流墨技术，墨水不断流出喷嘴，更不容易凝结和堵塞喷嘴。柯达数码喷墨采用单阵列喷射模块，具备极为精密的墨滴喷射定位，形成圆形的网点，无拖尾现象，减少网点重叠和套不准现象。
四．喷墨印刷应用与优势
喷墨印刷是全数码印刷，完全脱离了传统印刷工艺的繁琐程序，具有作业准备时间短、市场响应快、灵活性强等优点。广泛应用于数码打样、短版印刷、按需印刷、可变数据、数据驱动与混合套印。喷墨印刷的不断创新将继续为数码图书、商业印刷、报刊、标签、、包装、物流，乃至票据与直邮等数据驱动型运用提供强有力的支持。在响应速度、运营、仓储和发行成本等方面的优势，从图书出版到商业、报刊印刷，这些行业的未来都将以数码解决方案为中心。2008年，按需印刷出版物的种类超过了传统图书出版。2009年，快速上升至两倍，全球10大出版商中74%的出版物都是按需印刷出版。相对于长版胶印，缓解依赖于准确的市场需求预测，而避免因过量生产造成的巨大浪费、物流仓储与资金成本的压力。
鉴于颜料墨水配方和制造工艺的不断发展，越来越多的墨水厂商得到DPDA(Digital Print Deinking Alliance)认证，支持退墨降解与打印纸的回收利用，节约资源，保护环境。水性墨水在印刷过程中，不会产生任何有机挥发物和其他有毒有害物质，加强环境保护。中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议于2014年4月24日修订通过《中国人民共和国环境保护法》。新环保法授权环保部门对严重污染环境的设施设备可以查封扣押，对超标超总量的排污单位可以责令限产、停产整治。将加强对环境污染监督、监管和执法力度，体现当今社会对环境保护和绿印刷的诉求。可持续发展与人类生活息息相关，印刷产业将分享共同的使命，不断地创新和改革，提高生产效率的同时，也致力于减少对环境的影响和破坏。柯达鼎盛Prosper1000印刷机在2011年中国印刷行业“绿印刷在中国”这一专题活动的绿奖项评选中荣获“绿设备奖”。 Prosper1000凭借其水性墨水、经久耐用的打印头和墨水循环利用等令人印象深刻的环保特质备受好评。
停车场收费管理系统
图11
图12
五．总结
随着喷墨市场的发展和成熟，数码墨水全球供应的价格从150美元每升降到25-28美元每升。随着市场需求提高，墨水配方和生产工艺的进一步发展，供应链的格局也逐步发生变化，进一步降低使用成本。在当今印刷环境中，企业正在进行各种技术投资，逐步改善印刷生产效率和效益。柯达厦门成立亚太商用墨水生产和供应中心，将助力中国和亚太数码喷墨市场的应用，开创印刷新纪元。蜂窝纸芯
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