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喷墨印刷系统技术应用上

发布时间:2021年07月23日    点击:[5]人次

喷墨印刷系统技术应用(上)

一、 喷墨头

全世界大概有超过十二个机构组织投入大量的人力与设备从事研究和生产喷墨印刷系统的喷墨头,但如有人想要购得喷墨头恐怕是一件相当困难的事情,若投资研发喷墨头成功的话,则将可获得高额的利润,因为墨头的技术门槛相当的高,也相当的广,它涉及精密电子电路的制造能力,设备设计与材料研发能力。喷墨头的研发一般都需要超过25个科学家及工程师的研究团队,才足够涵盖所有技术范围,而且此一规模的研究团队往往要花上 3~4年的时间才能从一个概念发展到运转的样机,进而才能够得到一个真正可行的喷墨技术原理,且此一成功进行的前提是,原先的概念必须是确实可行的。如果再使此一技术概念到达批量生产的阶段,则此一研究团队的规模就必须再增加原来的三到四倍,并且需要再开发上3到4年的时间。现今已在市面上制造销售的喷墨系统已经是花上数千万美金才能创造出来的。

喷墨系统的机械装置在各种应用上均有长足的进步,它可借由系统的结构设计来提供各种不同输出应用。要使喷墨头商品化,须将其镶嵌到台架上,而且每年须有产量上百万个的生产能力。EPSON公司是一家大量生产和制造喷墨头的公司,它的喷墨头结构是以压电式(piezoelectric inkjet,PIJ)为主,而CANON,NEWLETT-PACKARD,LEXMARK,XEROX,以及OLIVETTI主要是制造各种气泡式的喷墨头(thermal inkjet,TIJ)为主,这六家喷墨头制造商对于他们所生产的喷墨头都有不同的销售策略,但他们均较倾向于接受以生产完整喷墨打印机的OEM定单,且以现有的机构来生产,一部完整的喷墨打印机的结构,一般主要是由以下几个机构来组成:一、可印刷的宽度或面积,二、X轴与Y轴的行进方式,三、喷墨头与机器间的界面与组装方式,四、喷墨头,五、墨水的供给方式,六、喷墨头的维护系统。然而整个机械结构的心脏应该就是喷墨头。

对一个大量生产喷墨打印机的制造者而言,他们之所以较倾向于提供有品牌的、完整的喷墨打印机,而较不愿只单独出售没有品牌的喷墨头,主要有以下几个理由:首先一个很明显的好处就是获利的问题。当他们销售愈多的打印机,则能够分摊研发整个打印机器的经费,而且能获得一些组装机器的利润,其次一个很重要的原因是,可以避免因技术门槛的限制而花费在处理消费者(只购买喷墨头来生产打印机的厂商)的技术问题。

喷墨打印机的制造者通常都认为,喷墨头购买者对于整个喷墨系统,以及其它各种因素间交互问题均无法完全的理解,一个很关键的例子就是,关系喷墨头维护系统以及印刷范围的问题。

惠普(Hewlett-Packard)公司已经建立一套以OEM的方式来销售他的 hp墨水匣,相信其他同样的厂商在未来也会跟进这一销售策略,Lexmark以及Olivetti也已经准备销售他们早期所生产的热气泡式喷墨头,这些喷墨头购买者也都期待能尽早的破解一些技术上的难题,以便能使他们所买的喷墨头能完全的适用在他们的喷墨系统上。

这六家高产量的喷墨头制造商,可能准备考虑将一些较新技术的喷墨头出售给特别的,且具有约束的购买者。例如他们会依自己每一种的喷墨头的产量,来与购买者签所具有约束力的购买量合同,一般大概会依靠产量的10%为最低门槛,即使购买者是订购喷墨头外面的商标以及包装。另外在购买合同里面,有关购买者对喷墨系统的技术能力也是一个相当重要的要件之一。

一些喷墨头制造商所生产的压电式(piezoelectric inkjet,PLJ)喷墨头,对于喷墨头购买者是相当具有吸引力的,这些制造厂商包括:Inkjet Technology,Spectra,XaarJet以及Trident,这些制造商自己发展一些标准的配制模型,使得这些喷墨头很容易的组装至各种不同的喷墨系统结构上。一些喷墨头的结构对于墨水化学性质有较大的宽容度,基本上一般喷墨头模型的大小有32孔、64孔、及128孔。这些模型可做一些角度的移动来增加喷墨线的密度,以获得更高的解析度,其他压电式喷墨印刷机的销售商只生产他们所需要的喷墨头,或者有一个专门的供应者,这些销售商包括Dataproducts(Hitachi), Brother, Tektronix, Sharp(Mutoh), Citizen(Rohm)以及 Matshushita,这些销售商有些也许会想借着喷墨头的销售来增加自己的生产量。

连续喷墨式(Continous inkjet)喷墨头可能可以从少数的制造商购买,得到这些的销售商包括Vidiojet, Domino Anjet, Imaje, IRIS Graphics 以及Scitek, 工业生产的商标喷墨印刷机所使用的连续喷墨式喷墨系统,是由供墨系统喷墨头以及电路控制系统所组成,如此已经相当近似只单纯生产喷墨头而已,因此将一些重要的辅助系统分开来出售,这也许是销售连续式喷墨(Continous inkjet)系统最好的方式。

二、 墨水

喷墨系统制造商一般都是由自己直接生产墨水,因此较不需要想其它厂商定制,制造商可利用墨水的化学特性来做更广泛的用途,喷墨墨水的技术基础基于几十年来有关色料的知识,一般称职的化学工程师只要花费一年或两年的时间,就可以设计并建成墨水制造的能力,因此要研发一个具有可靠印刷适性的墨水,不会成为系统制造者沉重的负担。

不过如此并不表示墨水的生产供给问题是简单的,系统制造商自己所设计的墨水与目前墨水制造科技的进步水准依旧是处于竞争状态的,墨水设计的问题仍有一些困难的因素,例如对于墨水的印刷适性并非是单一制式化的,它必须能满足多样的印刷适性,因此墨水的设计研究就需经过科学化的实验,并在错误中寻求解决。如果墨水的表面张力太小,则在纸张上所打印的图文容易产生粗糙的边缘效果;如果研发墨水的团队具有愈好的技术与经验,则他们愈能快速的完成反复的试验,也就是说他们能更有效率的完成他们的目标。

一种新的墨水开发成功,就能为厂商带来新的获利,例如抗光油墨,也就是利用改变墨水的组成或增加墨水的配方来制造额外的利润。但是新的墨水配方必须经由多项的检验与测试,例如:1. 组成材料间的交互作用与反应;2. 印刷适性;3. 与喷墨头间的适性;4. 维护能力的问题;5. 干燥的问题等,因此一个墨水的制造研发团队必须经由以上的检验项目研发出最佳的配方组成,所以制造研发墨水的团队,如果只是一个墨水销售商,则一些检验测试的讯息流通就回较为麻烦,且较不完整;如果是墨水制造者与喷墨系统制造者同属于一公司,则相对来说少了此项困扰。

(待续)

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