在過去的幾十年里,桌面出版、數(shù)碼打樣、CTP和JDF等技術(shù)都對傳統(tǒng)印刷的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用?,F(xiàn)在,印刷市場上又興起了一種新技術(shù)——數(shù)碼印刷,在經(jīng)歷過一段時間之后,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,同時印刷品質(zhì)量也有了長足的提高。
目前數(shù)碼印刷主要用于以個性化、可變信息、即時等為特點的“按需印刷”中,但昂貴的價格、耗材的壟斷性,再加上這類印刷品的印刷質(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)碼印刷機的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
隨著復(fù)印機技術(shù)、打印機技術(shù)和計算機技術(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。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)碼印刷機正在向高速發(fā)展,柯達萬印推出V系列和D系列高速噴墨打印系統(tǒng);愛克發(fā)與Thieme合作研制出M-Press系統(tǒng);日本網(wǎng)屏研制出Jetpress 520;愛克發(fā)推出面向包裝市場的∶Dotrix。但高速噴墨印刷也遇到了如下幾個技術(shù)難題:①高速高精度的噴墨頭技術(shù);②噴墨頭的自動清洗;③為高速高精度噴墨頭配備的墨水。將來應(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),同時畫面效果又可追上傳統(tǒng)印刷油墨。因此數(shù)碼印刷的應(yīng)用將越來越廣泛。有業(yè)內(nèi)專家預(yù)言:“高速噴墨數(shù)碼印刷系統(tǒng)的興起將會給傳統(tǒng)的印刷設(shè)備制造業(yè)帶來巨大沖擊!未來印刷設(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噴墨頭排在第一個噴墨頭的前面,第三個噴墨頭排在第二個噴墨頭的后面,并與第一個噴墨頭在一條線上,相鄰兩個噴墨頭的頭尾噴嘴在垂直方向互相重疊在一個噴嘴上,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:整個噴墨頭組布局結(jié)構(gòu)緊湊;單個噴墨頭的分辨率更高;可進行寬幅拼接;供墨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單方便。

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噴墨頭排在第一個噴墨頭的前面,第三個噴墨頭排在第二個噴墨頭的前面,相鄰兩個噴墨頭的頭尾噴孔在垂直方向互相都重疊在一個噴嘴上,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:對供墨和數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的排布方便;單個噴墨頭的分辨率高;可進行寬幅拼接;對單個噴墨頭的調(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,每個噴墨頭的1號噴嘴在同一條直線上,第二個噴墨頭的1號噴嘴和第一個噴墨頭的倒數(shù)第二個噴嘴在一條豎直線上,第三個噴墨頭的1號噴嘴和第二個噴墨頭的倒數(shù)第二個噴嘴在一條豎直線上,相鄰兩個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B(所設(shè)計的分辨率值)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:整個噴墨頭布局緊湊;可通過改變噴墨頭與紙路的夾角,達到所需要的分辨率,同時可提高分辨率;對加工精度、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噴墨頭排在第一個噴墨頭的前面,第三個噴墨頭排在第二個噴墨頭的前面,相鄰兩個噴墨頭的1號噴嘴錯位B,其余噴墨頭依次排列,如圖4所示。
B=A/(N-1)
N:排列時所用的噴墨頭數(shù)。
該噴墨頭拼接方式主要特點:整個噴墨頭布局緊湊;可通過增加噴墨頭個數(shù),整數(shù)倍提高噴墨頭組的分辨率,從而滿足我們的需求;適合單個噴墨頭噴印寬度拼接;對噴墨頭的套準(zhǔn)調(diào)節(jié)方便。
此外,我們在使用需要較多噴墨頭安裝的噴墨印刷機時,噴墨頭的拼接在實際應(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個噴墨頭的結(jié)構(gòu)為例,進行簡要介紹。
1.單一色組內(nèi)的噴墨頭調(diào)節(jié)
單一色組內(nèi)3個噴墨頭的位置通過每個噴墨頭1號噴嘴方向的固定孔固定,圖5零件C的定位孔位來保證加工精度(±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的移動使噴墨頭圍繞圖中B的定位錐孔轉(zhuǎn)動,噴墨頭頭尾部每調(diào)整1線,零件E需要轉(zhuǎn)動118°,最終達到3個噴墨頭平行。
2.四色噴墨頭組間平行性及套印調(diào)節(jié)
每個噴墨頭組的角度都可調(diào)節(jié),松開圖5中4個螺釘(如A處),圍繞定位銷軸E轉(zhuǎn)動零件C,第三段尾部每調(diào)整1線,零件C轉(zhuǎn)動0.02°,調(diào)節(jié)螺釘轉(zhuǎn)動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,橫向套準(zhǔn)依靠噴墨頭數(shù)據(jù)控制甩嘴來調(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,需要調(diào)節(jié)噴墨頭的高度位置。圖6所示為自動化調(diào)節(jié)機構(gòu),由步進電機經(jīng)過滾珠絲杠副減速,通過電氣控制步進電機對噴墨頭高度進行精確調(diào)整,調(diào)整精度可以達到±0.015mm,從而保證在不同的承印物上印刷時的色彩一致性。

圖6 四色噴墨頭組結(jié)構(gòu)布局
通過以上對常見的噴墨頭拼接形式和調(diào)節(jié)機構(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)展過程中,如何控制好噴墨頭的位置,就成為一個非常重要的課題,同時也是一個難題。