喷墨印刷：点滴间的无版印刷工艺

    【集萃网观察】喷墨印刷属于数字印刷的范畴同时也是唯一一种不需要印版进行油墨转印的印刷方式。油墨转印完全是通过喷嘴，在计算机控制之下高速的将液体油墨喷射到承印物上，实现图文信息的复制，故而称之为喷墨印刷。

    在功能方面，喷墨印刷应用到许多其他印刷工艺，需要大量特制的油墨，对衬底和文件格式也有一些要求。在下面的文章中我将对操作原理以及工艺方面新的发展尤其是大幅面设备的趋势进行介绍。他们分布在世界各地，有着不同的生产要求。

    喷墨印刷产生于70年代，最早是邮政部门为了将客人的详细资料打印在信封上，而且要求美观大方，整齐一致，还要使用黑色油墨，于是喷墨印刷应运而生。第二次飞速发展是在计算机革命开始之后，工业设计软件CAD是以计算机为载体进行操作的，而图纸的输出要求简便的打印设备，喷墨打印当之无愧的出任了这个角色，并且获得了进一步的发展，产生了办公用的喷墨打印设备。到今天为止，HP已经成功售出了近几十万部该型号的设备。喷墨打印被引入印前是在90年代，由Iris Graphics凭借其高精度的色彩还原以及图像稳定性奠定了其在数字印刷市场的稳定地位。在以色列，有很多从事喷墨技术研发和设备生产的公司，他们目前的发展方向是大幅面的喷墨设备。比较知名的如HP Scitex Vision，他已经并购了Mac Dermid Colorspan和NUR Macroprinters公司，现在可以生产多大25种不同幅面的喷墨打印设备。

    喷嘴

    通常的，喷墨印刷的喷嘴系统，一般分为三类：连续喷嘴、加热喷嘴和压电喷嘴。

    1、连续喷

    连续喷墨系统在工作过程中，油墨从喷嘴中连续喷出。墨滴对准高光底层，作业完成多余的墨回流至墨槽。喷墨印刷的优势在于可以在较短的时间内将大量油墨转移到承印物上，被广泛应用于印刷大幅面海报或招贴，大约在3到4米幅面之间印刷品。在其他领域，喷墨印刷存在缺陷，由于是喷射印刷，在喷射之后油墨处于不可控制状态，导致打印精度不是很高，而且油墨的消耗量大、成本较高。

    2、加热喷

    在加热喷墨技术中，墨水在打印头加热，然后迅速的将气泡状油墨从喷嘴喷射出来，当加热装置关闭，墨水回流至墨槽，频率高达48000滴/秒。

    这种喷嘴的优点在于，部件都是固定的，非常稳定可靠而且有较长的寿命，可以使用水基油墨或颜料油墨。这种喷嘴的缺点在于喷出的墨滴规格都是一样的，现代热喷墨打印系统可以达到每英寸1200喷嘴，一个打印头上可安装10560个喷嘴。基于此，热喷工艺在当今的印刷市场也取得了广泛应用。

    3、压电喷

    压电喷墨工艺，在喷嘴利用电压激活压电晶体，将电能转化为机械能，从而将油墨积压出喷嘴，进行印刷。特制的墨水在压电装置的控制下，可以准确地再现原稿，其精度甚至可高达2880dpi，这已到达了照片的图像质量并且属于大幅面的生产。

    压电喷墨工艺可以对墨滴大小在3个数据位之间进行控制，所以产品的精度非常高，也正是由于这个特点，压电喷墨主要应用于高精度的印前数码打样和海报招贴的喷绘。另外还有两种喷墨工艺已经从市场中消失，它们是热处理转移喷绘和漆器雾状喷绘。

墨水

    喷墨设备说用的墨水从本质上可分为两种：户外型和室内型。具体细分的话种类十分广泛，根据不同的要求、不同的设备、不同的光照、不同的气候对墨水的影响都很大，以下介绍几种比较常见的墨水。

    1、染料基墨

    这种油墨，成份比较特殊，微小的颜色颗粒溶解在液体水溶液中。颜色颗粒渗入到承印物表面分散开来，形成一个平滑的连续调图像。有着如照片般的高清晰度，鲜艳的色彩表现，并可在多种承印物表面进行印刷。而他的缺点在于，颜色颗粒在纸张表面并不紧固，在阳光直射下非常容易退色。所以此类油墨经常被应用于室内材料的印刷。

    2、彩色油墨

    此类油墨含水量相对较大，它们的成分很稳定，甚至可以长期经受的UV光线的照射。因此多用于户外广告的生产，同样，室内产品对耐光性也有一定要求，所以彩色油墨也逐渐被用于室内作业。

    彩色油墨通常分为三类，它们分别是：

    （1）水基墨

    标准打印油墨，由于干燥方面的问题，该油墨的打印速度只能在5-10平方米/小时，通常与染料基墨共同使用。水基墨虽然干燥速度缓慢，但由于其他属性也可以适应现代化生产的需要。为了提高产能，使用水基墨的生产设备都加装了烘干装置，热风可是加快印品的干燥速度。

    （2）溶剂型油墨

    这种油墨的颜料溶解于有机溶剂，所以此类油墨快干，提高了生产速度。但有机溶剂会挥发使印刷生产产生许多废气，危害人类健康而且对环境的破坏也很严重，所以使用这类油墨的设备必须配套装备良好的废气处理系统。溶剂型油墨有着最快的干燥速度，通过HPScitexTJ8300可以完美的体现出来，产能可达400平方米/小时，耐光性出众，稳定期可达3到4年。

    但是，站在环保的角度来看，溶剂型油墨的可用性并不大，相比之下，舆论更倾向于环保的温和的油墨，它们所关注的并不是完美的色彩还原能力和高速的生产适度，只要拥有好的耐光度和适应环境的能力就可以了，允许存在低含量的有机溶剂成分，但必须有完善的处理体系。

    （3）UV油墨

    这种油墨不含有机溶剂，干燥要依靠UV光照射。也就是说，UV油墨可以在印后迅速干燥并且不会对环境造成危害。在近几年中，UV型油墨深受广大生产企业的欢迎，尤其是印刷刚性材料的平版印刷商，因为它们的承印材料比较特殊，如金属和玻璃。现在，UV油墨常常被用于大幅面，有些甚至宽达5米。

    定义大幅面印刷的图像质量有三个因素：分辨率、色相以及印刷速度。

    更高的分辨率

    印刷分辨率是指在喷头上每平方英尺安放的喷嘴数量，每个喷嘴相对应的会有一个网点，而分辨率则是每平方英寸的网点数家，简称dpi。大幅面海报的印刷，为了保证生产速度，一般分辨率设置在180-360dpi。文字是用于阅读，并不是满版印刷所以可以采用720dpi进行印刷。室内喷绘对于分辨率要求比较高一般在1440x2880dpi，热转印可以达到2400x1200dpi。分辨率同时也由滴落的墨滴大小决定，这对连续喷和加热喷影响不大，但对压电喷要降低2picolitres。

  所有的喷墨印刷机，喷头都是水平衡放在承印物表面，而承印物则是依附在压印辊进行转动，完成印刷。

    改良的彩印

    在胶印中，几乎所有的印品都是由CMYK四色叠印而成，在喷墨打印中，同样如此。不过，喷墨打印的颜色往往更加激烈，色调更加鲜艳，这往往会导致不稳定因素的产生。针对这一情况，一般增加亮的洋红和青色作为第五色第六色，这可以大大改善复制过程中细节部分的颜色表现，同时也实现了亮调的复制。

    除了普通的这些颜色，在生产中经常会用到专色。同理，在喷墨印刷中也需要打印设备和这些油墨。一些供应商提供了5色体验服务，这样可以确保承印物表面油墨的一致及鲜艳的色彩。在特殊的平版印刷工艺中，白色通常是作为基色最早印刷在纸张、金属或玻璃上，然后再印刷其他颜色的油墨。

    一些印刷设备制造商为生产提供Pantone的hexachrome油墨，其中红色和绿色的色域被扩大了，并且这些颜色的亮度都被提高了。另外，为了增加产量，8色印刷机已经问世，有可能进行第二次CMYK的设置。

    更高的印刷速度

    为了增加喷墨打印设备的产能，生产商考虑家装喷头的数量，或增大喷头的面积，增加喷嘴的数量。

    为了实现这个计划，喷嘴被交叉排列在宽的喷头表面，打印过程中打喷头来回移动直到理想的打印宽度实现。在商业印刷系统里，一般的打印头尺寸是21.5cm款，3个这样的尺寸排放置，可以打印45cm宽的内容。这样的商业打印机可以保持2000张A4/分的生产速度。