數(shù)字化的打印技術(shù)有不少種類,目前占市場主流的,無外乎噴墨和激光,在消費者的觀念里,激光打印速度快和打印成本低,而噴墨的優(yōu)勢在于打印機便宜、打印介質(zhì)更為寬泛。但這只是暫時的表象,隨著技術(shù)的不斷進步、商業(yè)模式隨市場競爭的改變,這一觀念再難持久。
但從技術(shù)上來看,噴墨打印相比之于激光,首先,噴墨打印過程中噴頭與承印物是非接觸的,所噴之“墨”也非限于“墨水”,使之適用更為廣泛,如今已實用于包括服裝印花、醫(yī)療、快速成型制造(3D打印)等諸多嶄新領(lǐng)域;第二,噴墨打印是中國寬幅噴墨打印機市場歷史與現(xiàn)狀。
數(shù)字化的打印技術(shù)有不少種類,目前占市場主流的,無外乎噴墨和激光,在消費者的觀念里,激光打印速度快和打印成本低,而噴墨的優(yōu)勢在于打印機便宜、打印介質(zhì)更為寬泛。但這只是暫時的表象,隨著技術(shù)的不斷進步、商業(yè)模式隨市場競爭的改變,這一觀念再難持久。
但從技術(shù)上來看,噴墨打印相比之于激光,首先,噴墨打印過程中噴頭與承印物是非接觸的,所噴之“墨”也非限于“墨水”,使之適用更為廣泛,如今已實用于包括服裝印花、醫(yī)療、快速成型制造(3D打印)等諸多嶄新領(lǐng)域;第二,噴墨打印是一個常溫過程,也不像激光打印那樣會產(chǎn)生臭氧,所以會更為綠色環(huán)保;第三,隨著噴墨技術(shù)的進步,噴墨打印速度在不斷提升,打印成本也會低于激光打印,特別是大幅面打印,比之激光,在設(shè)備成本上具有很大的成本優(yōu)勢,本文“大幅面打印機”也是專指基于噴墨技術(shù)的大幅面打印機。
第一臺噴墨打印機誕生于1976年,但直到80年代末90年代初,才真正走進辦公室和家庭,惠普是第一個推出大幅面噴墨打印機的,到了1995年美國Encad公司發(fā)布著名的NovaJetPro50,標(biāo)志著大幅面打印機時代的開始。
噴頭
如果將打印機比作PC,那么噴頭就是CPU,一臺PC的性能,很大程度上取決于所采用的CPU:品牌、型號、數(shù)量,打印機也完全一樣,噴頭的品牌、規(guī)格與數(shù)量,決定了打印機的性能。
噴墨技術(shù)分為連續(xù)噴墨和按需噴墨(DOD)兩種,前者目前只用在柯達的數(shù)字印刷機上,市場上的絕大部分噴墨打印機都屬于按需噴墨技術(shù),按需噴墨又分為壓電和熱發(fā)泡兩類,熱發(fā)泡噴頭廉價、精度高,但其缺點也是顯而易見的:噴頭壽命短、只適用水性墨水,因之主要用于家庭和辦公室的紙張打印;而壓電噴墨是利用陶瓷加上電壓后會變形的原理,直接將電壓轉(zhuǎn)換為機械壓力,工作在常溫下,也無需溶解在水中的氧氣幫忙,所以不但噴頭壽命長,而且可以適用各種類型溶劑所生產(chǎn)的墨水。

如圖所示,在按需噴墨打印技術(shù)的廠家中,Epson、Canon、HP等公司的最早設(shè)計主要是針對辦公打印領(lǐng)域,所以噴頭成本低但壽命短,而其他廠家的噴頭壽命長但打印精度低,當(dāng)初主要針對包裝打碼等領(lǐng)域,隨著技術(shù)的不斷進步,各家的噴頭越來越趨同,那就是:更高的噴射頻率、更高的噴孔密度、更多的噴嘴、更長的壽命和墨水適應(yīng)性。
墨水
拋開一些嶄新的特殊應(yīng)用如食品、醫(yī)療、印刷電子、成型技術(shù)(3D打?。┑炔徽f,一般噴墨墨水的組分有兩部分,色料和溶劑,色料有染料(dye)和顏料(pigment)兩類,做墨水的染料一般都是水溶性的,所以水性染料墨水較為穩(wěn)定,色彩鮮艷,色域較廣,大部分采用染料墨水的打印機,配6色墨盒也就能達到很好的色彩,但染料光耐牢度差,在戶內(nèi)也就幾年,放在戶外場合,也許個把星期就會褪色;所以,如要在戶外環(huán)境應(yīng)用,或需要在室內(nèi)長久保存,就必須用以顏料為色料的墨水。顏料不溶于水,要需要將其研墨到100納米量級的細小顆粒并采用特殊的分散工藝才能將其做成噴墨墨水,因此,它雖然光耐牢度高,但相對而言,穩(wěn)定性差,色域也是大大小于染料墨水,因之,大部分高端應(yīng)用的大幅面打印機,都會用更多的魔水顏色來擴展色域。

時間回到2000年前,市場上的大幅面打印機只有兩種:一種是幅寬50-74英寸,使用水性染料墨水的“寫真機”,這種大幅面打印機的精度,都可以達到300DPI以上,接近照片效果,所謂寫真,是照片的意思。另外一種是幅寬3.2米或者5米,使用溶劑顏料墨水的“噴繪機”或者稱“大噴機”,其精度比寫真效果要差不少,一個一個的墨點顆粒清晰可見,只能遠遠地掛在遠處觀看。寫真畫面一般做室內(nèi)海報、展板、易拉寶等用途,水性墨水需要帶“涂層”的特殊介質(zhì)材料,打印完畢后,為了防水,還需要在外面做一層冷裱膜,成本不菲;戶外噴繪是直接打印在“燈箱布”上,實際上是尼龍的網(wǎng)格布兩面壓上很厚的PVC膜,但只有有機溶劑為溶劑的墨水,才能直接打印在這樣的材料上,有機溶劑屬于有機揮發(fā)物質(zhì),對人體和環(huán)境都有害,并且這種燈箱布很難在自然界自然降解。
?。眨帜⒉皇鞘裁葱聳|西,它的全稱是“UVCurableInk”,早在噴墨打印技術(shù)普及以前,就廣泛用在絲網(wǎng)印刷等領(lǐng)域,它同樣是以顏料為色料的墨水,但其溶劑,主要成份是單體,在紫外光的照射下,這些單體發(fā)生聚合反應(yīng),分子量增大變?yōu)楣虘B(tài),顏料就被固定在聚合物中,而無需溶劑墨水那樣,需要等待有機溶劑自然揮發(fā)到空氣中,因之更為環(huán)保。另一方面,由于無需有機溶劑與PVC介質(zhì)的反應(yīng)溶合,所以對于介質(zhì)成本就無特別要求,有更廣泛的應(yīng)用范圍,是傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的替代技術(shù)。2000年前后,我到美國參加ISA展覽會,就看到有不少廠家在展示UV打印的產(chǎn)品了。
但UV打印不光設(shè)備昂貴,而且在當(dāng)時,打印品質(zhì)還無法媲美“寫真”效果,2002年9月,日本Mimaki推出了其第一代“弱溶劑(eco-solvent)”大幅面打印機JV3-160,弱溶劑大幅面打印機也被稱為“戶外寫真”,采用的溶劑更為環(huán)保,顏料顆粒更細小,能用在寫真機的噴頭上。除燈箱布外,它可以打印在其他有特殊涂層得介質(zhì)上,由于弱溶劑墨水是顏料墨水,而且其介質(zhì)涂層防水,打印完成后,無需像“寫真”一樣需要再覆膜,生產(chǎn)工藝大為簡化。
不管是UV墨水還是弱溶劑墨水,都沒有真正實現(xiàn)環(huán)保,墨水還是含有有機揮發(fā)物質(zhì),弱溶劑打印的介質(zhì)依然需要涂層。2008年,惠普推出了基于新一代噴墨墨水LatexInk的大幅面打印機,迄今為止,已經(jīng)有超過15000臺此類機器安裝在全球各地,據(jù)悉其他廠家也有此類產(chǎn)品在計劃之中。

Latex的英文原意是乳膠,其原理與我們涂墻的乳膠漆并無二致,含有水分、乳膠和其他有機成分的墨水被打印在介質(zhì)上后,經(jīng)過加熱,水分揮發(fā),包含顏料顆粒的乳膠形成薄膜,Latex打印技術(shù),不但無需特殊涂層的介質(zhì),揮發(fā)出去的溶劑以水為主,與弱溶劑一樣,打印完后也無須再覆膜處理。Latex打印技術(shù)最大的挑戰(zhàn)來自加熱帶來的穩(wěn)定性問題。
幅寬及應(yīng)用:
習(xí)慣上,將A3+及以下幅寬的打印機稱為桌面打印機(DesktopPrinter),而將此尺寸以上的,就是臺式或者寬幅打印機(LFP=largeformatpringter),這其中,按照其幅寬及不同的應(yīng)用領(lǐng)域,又可分為四個種類:
1.70寸以上的巨幅噴繪市場(Ultra-wideprinter),大多數(shù)為溶劑墨水(solventink),也叫"戶外噴繪"或者"大噴"?,F(xiàn)在市場也有部分用UV墨水的卷到卷機器,用在戶外廣告噴繪方面。
2.50寸到70寸的寬幅打印市場(largeformatpringter),也叫“寫真”或者“戶內(nèi)寫真”市場,采用水性染料魔水或者弱溶劑魔水,精度高、無需覆膜,以噴繪店(Printforpay)的客戶為主。
3.24寸-44寸的寬幅打印市場,水性染料墨水,用在CAD/GIS領(lǐng)域,或者水性顏料墨水,用在影像(Photo)、印刷打樣(proofing)及藝術(shù)品復(fù)制(Fineart)等領(lǐng)域。
4.基于UV墨水的平板打印機市場,噴繪沒有涂層的材料,多種應(yīng)用,以替代傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷為主。