劉中道，王 遠(yuǎn)

（保定市樂凱集團(tuán) 河北 保定 071000）

1 引言

噴墨技術(shù)在2008年德魯巴展會(huì)上大放異彩，展會(huì)上展出了大量的噴墨印刷設(shè)備，同時(shí)也發(fā)布了很多噴墨技術(shù)的概念技術(shù)，很多人預(yù)測(cè)噴墨時(shí)代就要來臨了?，F(xiàn)在十年過去了，噴墨技術(shù)又取得了很大的進(jìn)化，當(dāng)年的概念技術(shù)基本都已實(shí)現(xiàn)，雖然并沒有像一些人預(yù)測(cè)的那樣取代傳統(tǒng)印刷，但在印刷領(lǐng)域的份額正在逐步提升，應(yīng)用范圍也越來越廣。

噴墨技術(shù)按照印刷方式可分為scanning和singlepass兩種方式，scanning一般稱作往復(fù)式或掃描式，指噴頭在承印物上往復(fù)運(yùn)動(dòng)并打印從而使圖像覆蓋全篇的打印方式，它可以通過多次掃描使分辨率成倍提升，顯著提升打印質(zhì)量，每色只需一個(gè)噴頭就可以完成超大幅面印刷。噴繪機(jī)和很多桌面噴墨打印機(jī)就是基于此技術(shù)。掃描式的優(yōu)勢(shì)是設(shè)備價(jià)格一般較低，又能印制超大幅面的圖像，并且對(duì)于噴頭堵塞不太敏感，圖像質(zhì)量很高，所以性價(jià)比很高，廣泛用于室外廣告印刷、陶瓷噴繪和印花等行業(yè)，該技術(shù)目前已比較成熟，有大量的國(guó)內(nèi)設(shè)備制造商，國(guó)產(chǎn)設(shè)備由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占據(jù)主流地位。掃描式的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)一樣突出，就是印刷速度非常緩慢，無(wú)法工業(yè)級(jí)大批量印刷。

Single-pass可譯作一次過式，但行業(yè)內(nèi)一般仍使用英文，指噴頭固定在某個(gè)位置，直接在移動(dòng)中的承印物上印刷，通常每色需要多個(gè)噴頭橫向排列以達(dá)到所需要的幅寬，承印物可以是卷筒紙、單張紙、板材甚至是生產(chǎn)線上的產(chǎn)品。由于噴頭不再需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)，Single-pass具有很高的印刷速度，上限取決于噴頭的最大打印速度或者承印物的最大移動(dòng)速度。Single-pass的印刷方式非常適合高速打印可變數(shù)據(jù)，目前噴碼行業(yè)是single-pass應(yīng)用最成熟的領(lǐng)域。但single-pass也存在天然的劣勢(shì)，它非常依賴噴頭的性能和打印狀態(tài)，過去大部分噴頭的分辨率不夠高，所以印刷質(zhì)量相比傳統(tǒng)印刷差距非常明顯，而且噴嘴一旦堵塞或斜噴，圖像上就會(huì)出現(xiàn)白線，使本就劣勢(shì)的圖像質(zhì)量進(jìn)一步下降。同時(shí)，single-pass設(shè)備使用的噴頭數(shù)量隨著幅寬的增加而增多，打印幅面越大，使用的噴頭越多，設(shè)備成本也越高，所以在過去的很多年里，較大幅面的single-pass噴墨設(shè)備的定位稍有些尷尬。不過，隨著噴墨技術(shù)的不斷發(fā)展，這種形勢(shì)正在迅速轉(zhuǎn)變。

2 single-pass噴墨技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

噴墨技術(shù)是一個(gè)快速發(fā)展的技術(shù)，噴墨印刷設(shè)備相比前幾年已經(jīng)發(fā)生了不小變化，在打印質(zhì)量、性能、和自動(dòng)化等方面都有不同程度的提升。

2.1 印刷質(zhì)量進(jìn)一步提高

噴墨印刷的打印質(zhì)量主要取決于噴頭的分辨率，過去主流的single-pass噴墨設(shè)備分辨率都在600dpi左右，與傳統(tǒng)印刷和靜電成像技術(shù)都有比較大的差距。

目前噴頭的分辨率得到了極大提升，比如富士推出的Samba噴頭原生分辨率就達(dá)到了1200dpi，最小墨滴2pL，4級(jí)灰度下印刷速度可以達(dá)到80米/分，已經(jīng)被很多噴墨設(shè)備商采用，應(yīng)用非常廣泛。惠普推出的HDNA熱發(fā)泡噴頭分辨率更是達(dá)到了2400dpi，惠普聲稱其最高打印速度可達(dá)305米/分，該噴頭主要應(yīng)用在惠普的寬幅卷筒印刷機(jī)。Memjet公司推出的噴頭分辨率達(dá)到了1600dpi，不過其印刷速度很慢，1600dpi模式下速度只有9米/分，主要應(yīng)用在小型印刷設(shè)備和桌面打印機(jī)上。其它很多噴頭公司雖然沒有原生高分辨率的噴頭，但也通過多個(gè)低分辨率噴頭組合的方式來提高分辨率，比如柯尼卡美能達(dá)使用兩個(gè)600dpi的KM1800i噴頭組合，達(dá)到了1200dpi的分辨率；松下推出了4個(gè)360dpi噴頭組合成的噴頭模塊，分辨率達(dá)到了1440dpi。這些高分辨率的噴頭或者打印模塊，使最終的印刷質(zhì)量基本追上了靜電成像技術(shù)，接近傳統(tǒng)印刷。

2.2 印刷效率進(jìn)一步提高

印刷效率主要與印刷幅寬和印刷速度相關(guān)，印刷幅寬越大，印刷速度越高，生產(chǎn)效率也越高。

得益于噴墨技術(shù)印刷質(zhì)量的提升，幾個(gè)印刷巨頭都推出了自己的旗艦級(jí)噴墨印刷機(jī)，這些印刷機(jī)的銷售對(duì)象主要是大型印刷企業(yè)，目的是使用噴墨技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，許多設(shè)備的印刷幅面完全向膠印對(duì)標(biāo)。單張紙?jiān)O(shè)備中，海德堡Primefire106和蘭達(dá)S10均為B1幅面，柯尼卡美能達(dá)KM-1和富士Jet Press 750S為B2+幅面，卷筒紙印刷機(jī)中，惠普的PageWide T400 HD幅寬達(dá)到了1067mm，高寶的RotaJET L最大幅寬達(dá)到了1300mm。這些印刷機(jī)不但幅面達(dá)到了大型傳統(tǒng)印刷設(shè)備的級(jí)別，印刷速度也不遑多讓，比如蘭達(dá)S10宣稱可達(dá)到13000印/小時(shí)，KM1速度較低，也達(dá)到了3000印/小時(shí)，惠普的PageWide T400 HD印刷速度高達(dá)305m/min，高寶RotaJET L則能達(dá)到150m/min的印刷速度。相比數(shù)字印刷中的靜電成像技術(shù)，高端single-pass設(shè)備的生產(chǎn)效率明顯勝出。

2.3 設(shè)備自動(dòng)化程度更高

大型噴墨設(shè)備上使用的噴頭越來越多，很多設(shè)備噴頭多達(dá)幾百個(gè)，日常維護(hù)僅靠手工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以高端設(shè)備基本都配套自動(dòng)清洗裝置，大大降低了維護(hù)難度。

在印刷過程中，工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)于single-pass設(shè)備的穩(wěn)定性要求很高，這正是噴墨技術(shù)目前的短板之一，噴頭在高速噴墨時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)氣堵或掛墨而引起斷線。任意一個(gè)噴頭發(fā)生斷線都會(huì)引起明顯的質(zhì)量問題。所以，生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控是很有必要的。這種監(jiān)控一般依靠視覺檢測(cè)設(shè)備，在設(shè)備工作中或生產(chǎn)間隙自動(dòng)打印測(cè)試圖像，如果檢測(cè)到噴頭不佳，則進(jìn)行相應(yīng)的軟件補(bǔ)償或者停機(jī)維護(hù)處理。不過，高速檢測(cè)技術(shù)和實(shí)時(shí)軟件補(bǔ)償處理技術(shù)的開發(fā)難度很高，僅有少數(shù)高端設(shè)備配備，有不少設(shè)備僅通過檢測(cè)模塊發(fā)現(xiàn)問題，然后停機(jī)人工處理問題。

2.4 特種墨水和承印材料，改善適印性

噴墨印刷是非接觸的印刷方式，優(yōu)點(diǎn)是在各種材質(zhì)上都能印刷，缺點(diǎn)是在很多承印物上印刷效果不夠理想。為了提升噴墨設(shè)備的適印性，不少?gòu)S商從墨水和承印材料兩個(gè)方面著手進(jìn)行優(yōu)化。

蘭達(dá)公司開發(fā)出了一種納米油墨，其中的顏料顆粒直徑只有幾十納米，對(duì)于光的反射比傳統(tǒng)顏料更強(qiáng)，可以在更少墨量的情況下獲得比傳統(tǒng)墨水更高的色彩飽和度?？履峥滥苓_(dá)公司的KM-1使用的是一種特殊的“蠟滴式”墨水，它在常溫下是固體狀態(tài)，必須加熱才能變?yōu)橐后w，墨滴噴射到承印物表面后由于溫度迅速降低很快凝固，從而獲得極高的定位精度和防滲透能力。

艾利和芬歐藍(lán)泰等知名紙業(yè)公司針對(duì)噴墨技術(shù)“挑紙”的問題，開發(fā)了不少噴墨專用紙張，具有比普通紙張更好的適印性，這些專用紙張成本較高，國(guó)內(nèi)也開始有一些公司推出了類似的紙張，性價(jià)比高很多。

3 single-pass噴墨技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況

近年來，隨著印刷市場(chǎng)上短版和個(gè)性化需求訂單的持續(xù)增長(zhǎng)，以及噴墨技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，噴墨技術(shù)在印刷領(lǐng)域正扮演者越來越重要的角色。Single-pass噴墨以其遠(yuǎn)超掃描式噴墨的生產(chǎn)效率，被應(yīng)用到很多領(lǐng)域，比如工業(yè)印刷、數(shù)碼印花、陶瓷噴墨、可變數(shù)據(jù)打印等。

我國(guó)single-pass噴墨的市場(chǎng)與國(guó)外并不完全一致，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相對(duì)于歐美有一定滯后性，人力成本和產(chǎn)品售價(jià)也更低一些，市場(chǎng)對(duì)于個(gè)性化訂單的需求還不夠旺盛，所以整個(gè)數(shù)字印刷發(fā)展都不如歐美。

紙類印刷領(lǐng)域中，single-pass噴墨主要應(yīng)用于出版印刷領(lǐng)域，國(guó)外應(yīng)用廣泛的賬單直郵市場(chǎng)在我國(guó)發(fā)展得并不順利。彩色single-pass噴墨設(shè)備過去由于印刷質(zhì)量不如傳統(tǒng)印刷和靜電成像技術(shù)，國(guó)內(nèi)銷量并不大，不過最新的旗艦級(jí)噴墨印刷機(jī)已經(jīng)解決了打印質(zhì)量的短板，得到了國(guó)內(nèi)大型印刷企業(yè)的青睞，比如深圳賢俊龍彩印有限公司訂購(gòu)了海德堡Primefire106，中榮印刷集團(tuán)和東莞永洪印刷有限公司擬訂購(gòu)蘭達(dá)S10。而小型印刷企業(yè)很難負(fù)擔(dān)起旗艦彩色噴墨印刷機(jī)的成本，國(guó)產(chǎn)中低端的彩色噴墨設(shè)備又很難滿足國(guó)內(nèi)客戶對(duì)于印刷質(zhì)量的要求，處境仍然尷尬。

可變數(shù)據(jù)印刷近年來發(fā)展非常迅速，由于進(jìn)入門檻較低，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商非常多，比如方正、尚浩、圣德、阿諾捷等，可變數(shù)據(jù)印刷設(shè)備的售價(jià)較低，小型印刷企業(yè)也能承受，通過傳統(tǒng)印刷與噴墨技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，也能滿足一定的個(gè)性化訂單需求。另外，生產(chǎn)線產(chǎn)品實(shí)時(shí)打碼也是重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

紡織印花是國(guó)內(nèi)噴墨的重要市場(chǎng)之一，目前數(shù)碼紡織印花仍以掃描式噴墨為主，不過2016年被紡織業(yè)稱為國(guó)內(nèi)“single-pass元年”，很多印花企業(yè)都開始籌備購(gòu)入single-pass印花設(shè)備，保守估計(jì)2017年底國(guó)內(nèi)該類型設(shè)備已超過20臺(tái)，這將對(duì)紡織印花行業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生顛覆性的影響。國(guó)內(nèi)印花設(shè)備以國(guó)產(chǎn)為主，知名廠商有希望高科、潤(rùn)天智、新景泰等。

噴墨技術(shù)在陶瓷印花領(lǐng)域的應(yīng)用近十年來呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，目前全球約一半的陶瓷生產(chǎn)線在中國(guó)。由于陶瓷噴墨對(duì)于印刷質(zhì)量的需求較低，single-pass設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，賽爾噴頭由于其墨水循環(huán)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在陶瓷噴墨領(lǐng)域占據(jù)主流。由于國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)入該領(lǐng)域較早，技術(shù)上不比國(guó)外同行落后多少，國(guó)產(chǎn)設(shè)備占據(jù)70%左右份額，知名廠商有希望高科、新景泰、美嘉等。

4 展望

目前仍然有一些因素限制著single-pass噴墨技術(shù)的發(fā)展。一是設(shè)備和耗材的成本較高，僅僅是噴頭和配套的控制系統(tǒng)的成本就足以嚇退很多小型印刷企業(yè)。二是噴頭的穩(wěn)定性仍然不足以讓人安心，寬幅設(shè)備動(dòng)輒幾百個(gè)噴頭很難保證完全不發(fā)生堵塞，最終印品上常常會(huì)有細(xì)微的瑕疵。但是，相比single-pass噴墨技術(shù)帶來的高速、短版、個(gè)性化等方面的優(yōu)勢(shì)，這些問題很多情況下是可以容忍的。

噴墨技術(shù)仍在快速發(fā)展，這些問題必然會(huì)逐步解決。同型號(hào)噴頭的價(jià)格隨著發(fā)布時(shí)間的推移會(huì)逐漸降低，而同樣價(jià)格買到的噴頭的性能會(huì)越來越好。耗材方面，國(guó)產(chǎn)墨水的推出以及激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致噴墨墨水的售價(jià)近年來下降非常明顯，很多進(jìn)口品牌價(jià)格只有原來的1/3甚至更低。以后噴墨設(shè)備和耗材的價(jià)格必然會(huì)更加親民。提升噴頭工作的穩(wěn)定性也一直是噴頭廠商的重要課題，比如不少新型噴頭也加入了類似賽爾噴頭的內(nèi)循環(huán)技術(shù)，減少氣泡和細(xì)微顆粒堵塞噴嘴的幾率。

single-pass噴墨技術(shù)的打印質(zhì)量逐漸接近傳統(tǒng)印刷和靜電成像技術(shù)，該類型設(shè)備已經(jīng)具備了快速發(fā)展的基礎(chǔ)，加上噴墨技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，該技術(shù)必將迎來更加輝煌的發(fā)展。