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标签喷墨印刷用喷墨头的发展现状及未来

2016-09-11 23:46:23编辑:沐彤包装

数码印刷技术在标签印刷中的应用已经成为标签发展的重要方向之一,这一点在近几年全球各大标签印刷展会上已经得到证明。其中,喷墨印刷技术因其特有的技术特点又成为标签数码印刷发展中最具发展潜力的技术方向,全球各大领先喷墨技术厂商纷纷于近几年推出了基于喷墨技术的标签数码印刷机。喷墨头作为喷墨印刷技术中的核心部件,也获得了极大的发展。以下笔者将简要介绍标签喷墨印刷用喷墨头的发展现状及未来趋势。 喷墨头的原理及分类 依照喷射方式分类,喷墨头通常可分为连续喷墨头及按需喷墨头两种。 连续喷墨头的主要厂商是柯达公司。连续喷墨的最大优点是能以高速喷射墨滴,但连续喷墨头的分辨率通常较低,墨水的黏度及成分也受到一定限制,主要适用于水性墨水,承印介质也受到限制,因此,连续喷墨头很少应用在标签印刷领域。 同样依据喷射方式分类,按需喷墨头又可以分为热发泡式和压电式两种。热泡式按需喷墨头的优点是制造成本相对较低,目前家用喷墨打印机通常采用这种技术,主要生产厂商有惠普、佳能等;其缺点是需要高温加热墨水,因此通常热泡式按需喷墨头的使用寿命不太高,主要适用于水性墨水。压电式按需喷墨头的优点主要是使用寿命较长,能适用多种墨水,包括黏度较高的UV墨水及陶瓷釉料等液体,但通常这种喷墨头的制造成本要高一些。目前已有许多厂商可以制造压电式按需喷墨头,包括赛尔(Xaar)、富士胶片(Fujifilm Dimitax)、京瓷(Kyocera)、爱普生(Epson)、东芝(Toshiba)、柯尼卡美能达(KonicaMinolta)、松下(Panasonic)、Trident等。 标签印刷对喷墨头的要求 标签印刷具有如下特点: (1)介质种类多。标签印刷的一个突出特点是标签的介质种类比较多,不仅局限于纸张,PET、PVC、PP等薄膜都是标签印刷中的常见介质。这些介质特点各异,通常只能采用UV墨水来印刷。 (2)印刷幅面较窄。标签印刷的幅面通常都不大,以250~330mm为主,这与传统商业及包装印刷差别较大。 (3)印刷工艺多、复杂。标签印刷中应用的工艺繁多,如上光、烫印等,同时专色印刷应用非常普遍。 (4)标签印刷速度及印刷质量与商业印刷相比有一定差距。 以上标签印刷所体现出来的特点决定了应用于标签喷墨印刷领域的喷墨头的技术特点。标签喷墨印刷过程中通常会采用能够适应多种介质的UV墨水,因此,在当前的标签喷墨印刷中,可以采用UV墨水的压电式按需喷墨头的使用是最广泛的,仅有少量印品采用热泡式按需喷墨头。与此同时,标签喷墨印刷对速度的要求不是很高,幅面也以窄幅为主,印刷质量却要求较高,这些特点也决定了能够应用在标签喷墨印刷中的喷墨头的技术特点。 用于标签喷墨印刷的喷墨头 近年来,喷墨头作为喷墨印刷技术的核心取得了长足的进步,以下笔者列举了适合于标签喷墨印刷的喷墨头的基本情况。 赛尔喷墨头 作为压电式按需喷墨打印技术的领先厂商赛尔采用一种称为共享墙(shared wall)的技术,这一技术同时被赛尔以授权许可的方式给很多其他喷墨头厂商采用。它的缺点是相邻喷嘴不能同时喷射,因此,印刷速度受到一定影响。Xaar 1001喷墨头的一个突出特点是它采用了HSS(Hybrid Side Shooter)技术, 可规避大多数喷墨头因喷嘴尾端堵塞或产生气泡而造成的问题,同时它还支持高达8级的灰度打印,因此具有很高的印刷质量,印刷速度为25米/分钟。Xaar 1001喷墨头能够支持UV墨水,在标签印刷领域应用比较广泛,EFI、Durst及北大方正等领先企业均推出了采用Xaar 1001喷墨头的标签喷墨印刷机。 富士胶片Dimatix喷墨头 2007年,富士胶片收购了美国的喷墨头厂商Dimatix。与赛尔不同的是,富士胶片旗下的Dimatix采用的是一种称之为共享顶(shared roof)的技术,所有喷嘴可以同时喷射,因此印刷速度可以很快。富士胶片Dimatix的喷墨头的特点是能够适应多种墨水、寿命长,但分辨率稍低,因此其在标签印刷领域主要应用于可变数据印刷,如条形码、序列号等的印刷,北大方正、多米诺(Domino)、EFI等厂商都有基于Dimatix喷墨头的产品。 京瓷喷墨头 京瓷公司的最新产品是KJ4系列喷墨头,其是目前采用压电技术的按需喷墨头中速度最快的,喷射频率最高60kHz,单个喷墨头有2656个喷嘴,印刷宽度为108mm,墨滴大小为4~21pL、分辨率为600dpi,但可以有4级灰度,从而印刷质量相当于1200dpi。KJ4系列喷墨头既能采用水性墨水,也能适应UV墨水。在标签印刷领域,KJ4喷墨头的速度及分辨率等技术指均较高,目前,Domino、CTC Japan等多家厂商均推出了采用KJ4系列喷墨头的标签印刷机。柯尼卡美能达喷墨头 柯尼卡美能达的喷墨头同样采用共享墙的压电技术,其最新的喷墨头为KM1024,分辨率为360dpi,每个喷墨头包含1024个喷嘴,可以支持4级灰度打印,支持UV墨水及溶剂型墨水,主要应用在喷绘领域。豹驰公司及Industrial Inkjet公司已采用KM1024喷墨头开发了标签喷墨印刷机。 爱普生喷墨头 爱普生喷墨头采用其独有的微压电(Micro Piezo)技术。喷嘴的密度可以达到很高,墨滴的体积可以小到1.5pL,从而印刷出高分辨率的图像。单个爱普生喷墨头的印刷宽度为25mm,包含1440个喷嘴,主要适用于水性墨水,目前只有爱普生公司采用了爱普生的喷墨头,并研发出了采用水性墨水的SurePress标签喷墨印刷机。 东芝喷墨头 东芝喷墨头也采用了共享墙技术,其最新的喷墨头为CE2,分辨率可以达到300dpi,每个喷墨头包含636个喷嘴,支持最多16级灰度,最高印刷速度35米/分钟。爱克发公司采用东芝喷墨头研发完成了∶Dotrix数码印刷机,既可应用在标签印刷领域,又可应用在包装印刷领域。 Ricoh喷墨头 Ricoh的喷墨头来自原日立公司,之前也主要应用在喷绘及条码印刷领域。近年来,Ricoh推出了GEN4/7Pl的喷墨头,分辨率为300dpi,支持灰度打印,可采用UV墨水,其喷射频率可达30kHz,印刷速度很快,这些特点使Ricoh喷墨头在标签喷墨印刷中也具有一定的竞争力。 整体上看,适应于标签喷墨印刷的喷墨头的性能在最近几年有很大提升,喷墨头的速度、分辨率、集成度等发展速度超过了著名的摩尔定律,可以预见在不远的将来,这些喷墨头的性能还将获得更大的提升。尽管如此,就目前而言,喷墨头技术仍然存在一些问题,制约了其推广速度,主要体现在以下方面。 (1)喷墨头的性能仍然有待提高,目前即便是成熟的喷墨头仍不能同时达到高速度与高质量。 (2)喷墨头的使用寿命、喷射可靠性和稳定性、一致性还需要进一步提高。目前喷墨头的使用寿命不够长,喷墨头为喷墨印刷设备中的消耗品,增加了用户的使用成本。喷射过程还可能出现喷射歪、堵,以及各个喷嘴的喷射墨滴大小不一致的情况,导致喷墨印刷质量降低。 (3)目前喷墨头的制造成本仍然较高,直接导致喷墨印刷机的制造成本及使用成本偏高。 虽然目前标签喷墨印刷的市场仍处在发展初期,但相信随着喷墨头技术的不断完善,标签喷墨印刷将在未来几年获得快速发展,为标签印刷领域带来又一次技术革命。
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