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数字印刷技术的现状及其走势

时间:2021-08-18 来源网站:长春化工机械网

数字印刷技术的现状及其走势

数字印刷 (Digital Printing),也许不至于像数字照相普及的那么快,但趋势走向数字,则无庸置疑,即使不能在短时间内替代传统印刷,数字与传统并存互补,则可预期。四年一度的 DRUPA 印刷大展下周开幕,数字印刷应为主流之一,各厂商莫不展出最好的设备。

广义的说,凡与计算机连接、不需制版直接就能打印的设备,都可称为数字印刷,设备的价格差异也极大,可从 100 美元以下、到 100 万美元以上。通常说的数字印刷火数字打印,是指专业生产,印制商用印刷品与彩色打样。在这一前提下,速度、品质、经济,就成了考虑的要件,目前符合条件的,有静电影印 (Xerography) 与喷墨 (Inkjet) 两大类别,早期的撞击、热转、染料溶解等技术都不再适用。

静电影印即是俗称的雷射,将小颗粒的粉末 (Toner) 附着固定在纸上成像。打印的程序各厂牌虽有不同,原理则大同小异,通常是将打印的资料转换成小点之后,以雷射光把小点扫瞄到一个旋转的滚筒上,滚筒以对光高度敏感材料制成,并带有正极静电,被雷射光扫到的部位则转为负极静电,当滚筒转到粉末槽的旁边,粉末带正极静电,所以立即附着在雷射扫瞄的部位,即是要打印的影像,这时一张带负极静电的纸在滚筒下方出现,所带电极强度,较雷射瞄到滚筒上的略大一些,于是滚筒上的粉末就被吸到纸上,加热固定之后,打印就完成。

这一流程单色走一次,彩色要走四次(CMYK 四色粉末各走一个滚筒),唯一的例外是 HP 的 Indigo,四色仅用一个滚筒旋转四次。成像的粉末非常细小,通常是固体粉状,也有盛装在液体匣内的,HP Indigo 也是例外,称为「电墨」(Electroink),先将液体墨附着到纸上,然后转变成固体薄膜。静电影印数字系统,以 Canon、Heidelberg、HP Indigo、Konica Minolta、Océ、Ricoh、Xeikon、Xerox 为主要制造厂商。

喷墨打印则采不同技术,以小滴的墨水滴到纸上,组合成像,墨滴非常小,仅有 50 到 60 微米(Micron、一百万分之一米),比人的头发 (70 Micron) 还细。滴墨的位置靠喷墨头 (Ink Head) 准确的精细移动,每吋可高达 1000 点以上,用多个不同彩色的墨水匣,可以打印出完全色彩的影像。喷墨技术有两种,按需滴墨 (dro On-Demand)、与连续喷墨 (Continuous Inkjet),早期的设备以连续喷墨为主,喷嘴按一定的规律不断的滴墨,如果这滴墨不需要印到纸上,则以静电方式弹开,回收到墨水槽。这种方式因为效率不高,以后才发展出按需滴墨的技术,喷墨头走到需要打印的地方才滴墨。

滴墨有两种控制方式,靠热力、与靠震动。热力喷墨是靠一个小电阻的热量,使周围的墨水蒸发,产生一个气泡,藉气泡的扩充压迫墨水从喷嘴滴出去,滴出之后气泡消失,从墨水槽再吸入新的墨水。这种方式因为产生气泡,俗称为气泡喷墨 (Bubble Jet)。靠振动滴墨的技术,称为压电 (Piezoelectric) 技术,为 Epson 的专利,把一个小的压电芯片 (Piezoelectric Crystal) 放在喷墨嘴上方,对芯片加少许电流,即产生振动,靠振动把墨水滴下。这两种按需喷墨技术虽广泛应用,但实际用在生产上的,仍以振动式为主,气泡式则用在低档的个人打印设备、与校样上。

喷墨打印设备多以按需滴墨技术为主,因为喷墨头已成为可更换的标准组件,许多厂商大量制造,在更换与价格上有利。而连续喷墨的喷墨头,必须由打印机制造厂商整体一贯制造,所以并不普及,应用的领域仅有两类:超高效率打印系统(Kodak Versamark、即前 Scitex 的 Digital Printing),与超高彩色品质打印系统(Creo 的前 Iris 设备)。按需滴墨的设备厂商,则有 Agfa Dotrix、Durst、Inca Digital、Nur、Océ、Scitex Vision、Vutek 等。

另外制造喷墨打印引擎供给宽幅打印设备用的,则有 Canon、Encad、Epson、HP、Mutoh 等厂商。按需滴墨的花样确实比别种技术灵活,可以打印灰阶的层次,也就是墨水滴可以控制大小,有如传统印刷的网点制作。墨滴的大小,靠不同的声音信号传给压电芯片,产生不同大小的振动,让甩出去的墨滴有大小的不同,制造出灰阶的影像。灰阶的喷墨头,由 Saar 与 Toshiba 为主要制作者。

以上简述了数字印刷技术的现况,这次 DRUPA 预期各厂商都会展出新的设备,但在技术上应无重大突破,值得注意的,是去年年底宣布的几样喷墨技术。Kodak STREAM 是连续喷墨的新技术,在喷墨嘴的周围加热让墨滴下,不需要印到纸上的墨,则以空气吹到回收槽,因为加热的多少可控制墨滴的大小,所以有灰阶功能。这项技术号称可以大幅度降低成本,打印速度也提高到 640 dpi 每秒钟印 1.2 米、320 dpi 每秒钟印 2.3 米。除了 Kodak,Olympus 与 Riso 去年发表了全球最快的彩色打印系统,每分种可打印 105 (A4) 彩色页,而且成本仅有 2 美分(不包括纸张、以四色墨仅占全页的 5% 计算),这台打印系统售价约 30000 美元。另外 Agfa Dotrix 与 Inca Digital 推出单次扫瞄彩色喷墨引擎,用在宽幅度打印设备上。

静电影印的数字印刷技术,就较喷墨技术成熟多了,今后成长也会缓慢,一方面提升速度(目前单色以双机打印每分钟可达 1000 页、彩色打印每分钟达 140 页),一方面向个人用低价位设备发展,与低档喷墨设备竞争。在喷墨打印市场,在宽幅打印、高质彩色打印、与个人用打印,已占有一席之地,但是否能与静电影印主流设备竞争、替代,甚至进而与传统印刷一较长短,则有赖进一步的研发来提升速度、提高品质、与降低成本了。喷墨技术仍有很大的发展空间。

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