在過(guò)去的幾十年里,桌面出版、數(shù)碼打樣、CTP和JDF等技術(shù)都對(duì)傳統(tǒng)印刷的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在,印刷市場(chǎng)上又興起了一種新技術(shù)——數(shù)碼印刷,在經(jīng)歷過(guò)一段時(shí)間之后,這種印刷方式已經(jīng)有了相當(dāng)大的發(fā)展,并且已從最初能夠印刷簡(jiǎn)單的條碼、標(biāo)記等發(fā)展到現(xiàn)在的印刷大幅面彩色印刷品,同時(shí)印刷品質(zhì)量也有了長(zhǎng)足的提高。
目前數(shù)碼印刷主要用于以個(gè)性化、可變信息、即時(shí)等為特點(diǎn)的“按需印刷”中,但昂貴的價(jià)格、耗材的壟斷性,再加上這類(lèi)印刷品的印刷質(zhì)量仍和傳統(tǒng)印刷方式存在差距,這些都使得數(shù)碼印刷的發(fā)展受到了一定的限制。
現(xiàn)代數(shù)碼印刷機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著復(fù)印機(jī)技術(shù)、打印機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,幾乎所有相關(guān)的設(shè)備制造商都轉(zhuǎn)向了數(shù)碼印刷市場(chǎng)。目前,激光原理的數(shù)碼印刷設(shè)備得到了普及,高精度的數(shù)碼噴繪機(jī)在印前數(shù)碼打樣中也得到了廣泛的應(yīng)用;一些用于印制賬單、直郵、條碼等的噴墨印刷設(shè)備也得到迅速推廣。噴墨頭技術(shù)的發(fā)展也使得打印分辨率得到了大大的提高。
噴墨數(shù)碼印刷機(jī)正在向高速發(fā)展,柯達(dá)萬(wàn)印推出V系列和D系列高速噴墨打印系統(tǒng);愛(ài)克發(fā)與Thieme合作研制出M-Press系統(tǒng);日本網(wǎng)屏研制出Jetpress 520;愛(ài)克發(fā)推出面向包裝市場(chǎng)的∶Dotrix。但高速噴墨印刷也遇到了如下幾個(gè)技術(shù)難題:①高速高精度的噴墨頭技術(shù);②噴墨頭的自動(dòng)清洗;③為高速高精度噴墨頭配備的墨水。將來(lái)應(yīng)用電子束技術(shù)原理的數(shù)碼印刷系統(tǒng)將不再受溫度和幅寬的限制,可實(shí)現(xiàn)高速、寬幅的輸出;Tonejet技術(shù)的研制成功,使得墨水的生成成本大大降低,幾乎跟傳統(tǒng)的印刷油墨相當(dāng),同時(shí)畫(huà)面效果又可追上傳統(tǒng)印刷油墨。因此數(shù)碼印刷的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)言:“高速噴墨數(shù)碼印刷系統(tǒng)的興起將會(huì)給傳統(tǒng)的印刷設(shè)備制造業(yè)帶來(lái)巨大沖擊!未來(lái)印刷設(shè)備提供商的巨頭將不再是海德堡,而是那些擁有噴墨印刷技術(shù)的提供商。”
數(shù)碼印刷機(jī)噴墨頭的幾種典型拼接方式
根據(jù)噴墨頭的擺放方式,數(shù)碼印刷機(jī)噴墨頭的拼接方式可分為品字型拼接、階梯型拼接、軍刀角型拼接、線性排列型拼接等。
1.品字型噴墨頭拼接方式
品字型噴墨頭拼接方式的第二個(gè)噴墨頭排在第一個(gè)噴墨頭的前面,第三個(gè)噴墨頭排在第二個(gè)噴墨頭的后面,并與第一個(gè)噴墨頭在一條線上,相鄰兩個(gè)噴墨頭的頭尾噴嘴在垂直方向互相重疊在一個(gè)噴嘴上,其余噴墨頭依次排列,如圖1所示。該噴墨頭拼接方式的主要特點(diǎn):整個(gè)噴墨頭組布局結(jié)構(gòu)緊湊;單個(gè)噴墨頭的分辨率更高;可進(jìn)行寬幅拼接;供墨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便。

圖1 品字型噴墨頭拼接方式
2.階梯型噴墨頭拼接方式
階梯型噴墨頭拼接方式的第二個(gè)噴墨頭排在第一個(gè)噴墨頭的前面,第三個(gè)噴墨頭排在第二個(gè)噴墨頭的前面,相鄰兩個(gè)噴墨頭的頭尾噴孔在垂直方向互相都重疊在一個(gè)噴嘴上,其余噴墨頭依次排列,如圖2所示。該噴墨頭拼接方式的主要特點(diǎn):對(duì)供墨和數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的排布方便;單個(gè)噴墨頭的分辨率高;可進(jìn)行寬幅拼接;對(duì)單個(gè)噴墨頭的調(diào)節(jié)操作空間大。
3.軍刀角型噴墨頭拼接方式
軍刀角型噴墨頭拼接方式所使用的噴墨頭并排排列,每個(gè)噴墨頭的1號(hào)噴嘴在同一條直線上,第二個(gè)噴墨頭的1號(hào)噴嘴和第一個(gè)噴墨頭的倒數(shù)第二個(gè)噴嘴在一條豎直線上,第三個(gè)噴墨頭的1號(hào)噴嘴和第二個(gè)噴墨頭的倒數(shù)第二個(gè)噴嘴在一條豎直線上,相鄰兩個(gè)噴墨頭的頭尾噴孔在垂直于紙路的方向上互相重疊于一個(gè)B(所設(shè)計(jì)的分辨率值)距離,其余依次排列,如圖3所示。該噴墨頭拼接方式的主要特點(diǎn):整個(gè)噴墨頭布局緊湊;可通過(guò)改變噴墨頭與紙路的夾角,達(dá)到所需要的分辨率,同時(shí)可提高分辨率;對(duì)加工精度、裝配調(diào)節(jié)的要求高;適合窄幅小打印頭。

圖3 軍刀角型噴墨頭拼接方式
4.線性噴墨頭排列方式
線性噴墨頭排列方式的第二個(gè)噴墨頭排在第一個(gè)噴墨頭的前面,第三個(gè)噴墨頭排在第二個(gè)噴墨頭的前面,相鄰兩個(gè)噴墨頭的1號(hào)噴嘴錯(cuò)位B,其余噴墨頭依次排列,如圖4所示。
B=A/(N-1)
N:排列時(shí)所用的噴墨頭數(shù)。
該噴墨頭拼接方式主要特點(diǎn):整個(gè)噴墨頭布局緊湊;可通過(guò)增加噴墨頭個(gè)數(shù),整數(shù)倍提高噴墨頭組的分辨率,從而滿足我們的需求;適合單個(gè)噴墨頭噴印寬度拼接;對(duì)噴墨頭的套準(zhǔn)調(diào)節(jié)方便。
此外,我們?cè)谑褂眯枰^多噴墨頭安裝的噴墨印刷機(jī)時(shí),噴墨頭的拼接在實(shí)際應(yīng)用中可以是上面的一種,也可以是幾種方式的組合。
噴墨頭的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
噴墨頭的調(diào)節(jié)主要包括單一色組內(nèi)噴墨頭平行性調(diào)節(jié)、噴墨頭色組間平行性調(diào)節(jié)和噴墨頭到直面距離的調(diào)節(jié)。下面就以單一色組內(nèi)有3個(gè)噴墨頭的結(jié)構(gòu)為例,進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1.單一色組內(nèi)的噴墨頭調(diào)節(jié)
單一色組內(nèi)3個(gè)噴墨頭的位置通過(guò)每個(gè)噴墨頭1號(hào)噴嘴方向的固定孔固定,圖5零件C的定位孔位來(lái)保證加工精度(±0.015mm),定位孔結(jié)構(gòu)錐孔如圖中B所示。噴墨頭的平行調(diào)節(jié)依靠錐型零件E的移動(dòng)使噴墨頭圍繞圖中B的定位錐孔轉(zhuǎn)動(dòng),噴墨頭頭尾部每調(diào)整1線,零件E需要轉(zhuǎn)動(dòng)118°,最終達(dá)到3個(gè)噴墨頭平行。
2.四色噴墨頭組間平行性及套印調(diào)節(jié)
每個(gè)噴墨頭組的角度都可調(diào)節(jié),松開(kāi)圖5中4個(gè)螺釘(如A處),圍繞定位銷(xiāo)軸E轉(zhuǎn)動(dòng)零件C,第三段尾部每調(diào)整1線,零件C轉(zhuǎn)動(dòng)0.02°,調(diào)節(jié)螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)31.7°。四色噴墨頭組的縱向套準(zhǔn)依靠噴墨頭數(shù)據(jù)控制調(diào)節(jié)Trigger信號(hào),橫向套準(zhǔn)依靠噴墨頭數(shù)據(jù)控制甩嘴來(lái)調(diào)節(jié)。

圖5 單色噴墨頭組的結(jié)構(gòu)
3.四色噴墨頭組距紙面高度的調(diào)節(jié)
由于噴墨打印過(guò)程中要求噴墨頭到承印物表面的距離恒定,所以在承印物厚度不同時(shí),需要調(diào)節(jié)噴墨頭的高度位置。圖6所示為自動(dòng)化調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),由步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過(guò)滾珠絲杠副減速,通過(guò)電氣控制步進(jìn)電機(jī)對(duì)噴墨頭高度進(jìn)行精確調(diào)整,調(diào)整精度可以達(dá)到±0.015mm,從而保證在不同的承印物上印刷時(shí)的色彩一致性。

圖6 四色噴墨頭組結(jié)構(gòu)布局
通過(guò)以上對(duì)常見(jiàn)的噴墨頭拼接形式和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的分析可知,噴墨頭位置調(diào)整的好壞將直接影響到印品的質(zhì)量效果。因此,在噴墨印刷技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,如何控制好噴墨頭的位置,就成為一個(gè)非常重要的課題,同時(shí)也是一個(gè)難題。