喷墨印刷

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

喷墨印刷(Ink Jet Printing)

　　喷墨印刷是指通过计算机使油墨从喷嘴附在承印物上而获得图文的一种印刷方法。

　　喷墨印刷技术基于喷墨打印的原理，是在喷墨打印机技术的基础上发展起来的，其历史可以追溯到20世纪60年代。1976年诞生了世界第一台采用连续式喷墨技术的喷墨打印机IBM-4640；同年西门子公司成功地推出了采用压电式墨点控制技术的Siemens Pt-80喷墨打印机，并成为世界上第一台具有实用价值的喷墨打印机。

　　1979年，HP公司研制出热发泡式喷墨技术；同年Canon公司研制出了气泡式喷墨技术，并于1980年推出了世界上第一台采用气泡式喷墨技术的喷墨打印机Y-80，为喷墨印刷打下了坚实的技术基础，从此拉开了喷墨打印机的发展历史。

　　1991年，HP公司推出了世界上第一台彩色喷墨打印机HP DeskJet 500C，同时出现了大幅面打印机。1994年Epson公司研制成功了微压电打印技术，并于1998年推出了第一台采用微压电打印技术的六色彩色喷墨打印机Epson Stylus Photo 700；同年Canon推出了全球第一台七色照片喷墨打印机Canon BJC一7100。2000年，HP公司推出了第一台支持自动双面打印的彩色喷墨打印机HP DeskJet 970cxi，并推动喷墨打印技术进入了全新的快速发展时期。

　　大幅面彩色喷墨打印机的前身是笔式绘图仪，1991年HP公司首次将其喷墨打印技术应用到了大幅面打印机中，并推出了世界上第一台单色大幅面喷墨打印机HP Design jet，将喷墨技术第一次引入了工程制图领域。1993年以后，大幅面喷墨打印机开始应用在CAD领域，1994年以后，大幅面喷墨打印机已广泛应用于喷绘行业。近年来，众多的印刷设备商已将普通彩色喷墨打印机的新技术应用到了大幅面喷墨打印机中，如微小墨滴、分体墨盒、色彩分层和多色墨水、微压电技术等。同时，大幅面彩色喷墨打印机以其快速灵活和精美的输出受到了各行业用户的青睐，有力地推动了喷墨印刷技术和喷墨印刷机的发展。

　　国内的喷墨印刷起步较晚，与美国、日本等发达国家相比还有一定的差距。同时喷墨印刷市场发展不均衡，更多的是低端应用，以喷墨打印机为主。在印刷领域里，大幅面喷墨打印机，或非生产型的数码喷墨印刷机使用较多。随着世界各地喷墨印刷设备销量的大幅提升，国内的喷墨印刷市场也在不断扩大。

　　随着数字技术的不断进步，喷墨印刷发展中的一些技术问题也得到了比较完美的解决，这使得喷墨印刷产品质量不断提高。目前一些高端的喷墨印刷产品在色调层次、清晰度、色饱和度等方面都接近了传统印刷的水平，其印刷速度，原稿还原能力也不断提高。

　　在与数据库结合后，喷墨印刷完全能够胜任可变数据印刷，这就为包装印品的差异化、个性化生产带来了可能。如果采用最新的JDF生产标准，喷墨印刷设备也很容易融入到整个企业的数字化生产流程中，从而实现更佳的设备控制和更高的生产效率。

　　喷墨印刷两个主要特点是“按需印刷”和“个性化”。这两个特点可以满足包装市场不断涌现的新需求。如今，配有数字印刷机组的窄幅标签包装印刷生产线很常见，而且数码印刷机可以和印后加工生产线联线生产，实现更高的质量和更快的速度。

　　目前，与传统大型印刷设备相比，喷墨印刷设备成本更低，使用维护更加方便，通过较小的投资就能够赢得朱来的生产能力，无疑它是生产高附加值产品的有力武器。同时，大量喷墨印刷设备在包装印刷中的应用也为包装印品的标准化生产提供了有利的条件。随着国内数字化印刷市场的不断发展成熟，喷墨印刷将会有更大的发展。

　　1．不使用印版。将原稿的图像文字，变成信号通过彩色扫描器和电子摄像机，输入印刷主存储器存储，替代一般常规印版，使印刷工艺简化。

　　2．不直接接触承印物。喷头喷出墨水保持一定距离，射在承印物上，这种印刷方法的环境清洁，没有污染和噪声干扰，印刷承印物不承受任何压印力。

　　3．用电子计算机直接控制墨滴，全部操作过程实现自动化，可以承印单色或多色的产品，同时可以减轻劳动强度，提高效率。

　　4．对承印物材料选择的适用范围较大，可以适用承印纸张，也可以适用承印塑料、金属、玻璃等无渗透性能的材料。

　　5．对承印物不同造型选择，有独特的作用。可以适用平面承印物，也可以适用于各种曲面异型的承印物。

　　6．可以采用无毒、无菌或可以食用的油墨或染色剂，有利在制药、食品等净化要求较高的工业中进行推广。

　　7．印刷工艺简化，生产周转环节减少，有利降低成本、提高企业利润、开拓新的市场竞争。

　　8．机械结构简单，体积小、重量轻、占用生产场地少、安装方便。

　　喷墨印刷工艺在完成它的印件过程中，采用主要方法有三种：

　　1．连续喷墨。从喷头上喷射墨水，在一定距离内，出现断成不规则的墨滴。振动频率正好形成自然的连续墨滴，喷射到纸面上，操纵感应控制装置，能对每一墨滴产生静电荷，通过一个固定的静电场，墨滴在偏转范围内形成印刷图像。

　　2．间断喷墨。对喷头施加轻微压力，形成凹凸体状，加上静电压作用下，带等量电荷的间断短小墨滴流即会从喷头中喷射出来，不经过偏转而被吸引到承印物表面，通过控制静电场的变化，形成印刷图像。

　　3．脉冲喷墨。墨源处在压电晶体下面凹陷部位，在脉冲作用下，促使墨滴从喷头中喷射出来，可将7～12个喷头排成系列，同时喷射墨滴，形成印刷图像。

　　喷墨印刷的原理是，首先将要处理的图文信息通过输入设备输入到电子计算机中，经电子分色系统编辑处理后，存储的图文信息输入喷墨印刷机，再通过特殊的装置，在电子计算机的控制下，由喷嘴向承印物表面喷射雾状的墨滴，根据电荷效应在承印物表面直接成像，成为最终的印刷品。根据喷墨原理可将喷墨印刷技术分为连续喷墨式和按需喷墨式两大类。

　　按照喷墨印刷的原理，可分为选择性偏移带电液滴(连续产生液滴)和按需液滴两类：

　　1、连续喷墨(连续产生液滴)印刷：油墨是在高压下强制通过一个小喷嘴，直径分布在10-lOOpm的范围内，出来的油墨液流分成细小的液滴，这种液滴是由电压转换器在高频下激发贮存6S而被强制形成，这样导致了有规则和受控方式形成液滴。液滴产生后，有选择的加以控制(电制偏移)，形成图像。

　　2、按需喷墨印刷：只有在需要时才喷射油墨液滴到基质物上，油墨是不带电的。DOD印刷通过一定的方式，对油墨施加突然的机械、静电、热振动等作用，使油墨产生液滴，可分为热振动按需喷墨印刷系统、压电按需喷墨印刷系统和采用电磁阀按需喷墨印刷系统等。

　　伴随着喷墨打印技术的不断进步，数量微小的液体不仅能准确地计量，且能够准确地定位到需要的位置。喷墨印刷的非撞击和非接触的本质有可能产生更多的应用，不再局限于油墨与纸张组合的标记技术。试举几例：在微量分析领域，生物化学试验材料配置成的液体数量往往很少，控制难度很大，但利用喷墨头可以准确地喷射进各种容器，以便能迅速地展开微量分析化学试验。如果熔化焊接材料允许并能够注入喷墨打印头，且打印头受脉冲信号的作用，则熔融状态下的焊接材料就可以准确地定位到印刷线路板上，从而实现对每一个焊接点熔焊材料的精确控制。在显示设备制造领域，研究新的平板显示器生产工艺对满足市场需求至关重要，显示原理基于彩色过滤器，而彩色过滤器完全可通过喷墨打印图案产生，着色染料喷射到特殊的承印材料表面即形成彩色过滤器。

　　数字印刷迅猛地向前发展，跨越到其他应用领域，例如液晶显示器生产、微电子器件电子喷溅、晶体管喷涂、扫描光学纳米平版印刷、多层柔性电路制造、环氧基水凝胶化学传感器印刷、活性矩阵底板喷墨印刷柔性电泳显示器制造、电子包装喷墨沉积互连电路和超分字纳米邮戳’DNA印刷等，这些应用大多需要喷墨印刷技术。正因为数字印刷的应用范围越来越广泛，导致从2005年开始国际数字印刷会议增加数字制造内容。

　　数字印刷尤其是喷墨印刷的魅力已经或者正在对多种技术领域产生影响，例如生物技术、组合化学工程、电子元件和显示器制造、微机电系统器件、光生电压和有机半导体等。据国际数字印刷和数字制造年会介绍，目前复合技术的发展速度很块，正在用于制造各种尺寸的二维和三维结构，涵盖样机试生产、制造业以及各种工业和商业应用。目前的数字制造关键词聚焦在喷墨印刷，以微观层次电子元件印刷电路的再生生物医学和印刷方法为主要发展方向，成为近几年来国际数字印刷和数字制造年会的讨论主题之一。