柯达第四代连续喷墨技术将生产型喷墨推向主流市场

作者: 来源:数字印刷 2017-06-30

  柯达Ultra Stream技术是一整套的喷墨印刷系统,将生产型喷墨推向了主流市场,如商业印刷、包装印刷等。该技术的发展代表了喷墨产业的革新—— 更小墨滴、更精确**、更高分辨率、更清晰的线条稿,以及前所未有的细节呈现。Ultra Stream设定了喷墨印刷的新标准,凭借更高速度和更高分辨率,拓宽了可印刷图文的范围,将为印刷企业打开全新的市场。

  墨滴生成

  柯达UltraStream喷墨技术是柯达第四代连续喷墨(CIJ)高速数码印刷系统,秉承自大获成功的柯达Stream技术。Stream技术成为了数码印刷的标杆,结合了高质量和低成本的优势,且能在更广范围承印物上印刷。UltraStream技术则将喷墨数码印刷推向了新的高度,其图文质量足以媲美胶印,承印物范围进一步扩大,生产速度匹配主流印刷,同时生产成本还有显著降低。

  连续喷墨技术之所以能取得这些突破性的成就,全仰赖柯达的专利技术。在UltraStream技术的核心,是精准的硅喷嘴—— 该喷嘴采用了行业最新技术,如微机电系统(MEMS)和互补金属氧化物半导体(CMOS),以及更简单、简约的静电墨滴选择方案。硅喷嘴板由2560个喷嘴所组成,每个喷嘴的直径约9微米,喷**度可达600个点/英寸(dpi)。此外在每个喷嘴孔的边缘都有环形加热器(请参看图1和图2)。


图1:喷嘴孔边缘安装有环形加热器


图2:加热器和口部的放大图

  硅喷嘴板安装在印刷头的增压歧管上,该歧管将产生恒定的压力和流量,从而生成稳定的墨流。运用物理原理,在启动喷嘴的加热器后,该稳定的墨流将被分解为均匀的墨滴。加热器的激活频率大于400千赫,有足够的能量从局部上降低孔中墨滴的粘度和表面张力,最终以每秒20米的速度生成单个的墨滴。要在喷嘴表面生成墨滴,所需的能量极低,喷嘴温度上升幅度不超过室温5ºC,低于热敏按需喷墨(DoD)所需能量的五十分之一。热敏按需喷墨要让流体形成墨滴,温度需要达到100ºC。

  由于UltraStream技术对能耗的要求极低,不仅使得墨滴生成更加成熟、可靠,还让设备的使用寿命更长:采用该技术的喷嘴寿命可达3万亿滴(请参看图3)。


图3:由UltraStream技术所生成的墨滴幕

  此外由于连续喷墨的墨滴大小一致,所以文字和线条的粗细统一,即使长版印刷也能保证颜色稳定。无论是更换印刷机还是在不同时间段印刷,都能确保一样的印刷质量。

  印刷原理

  墨滴选择是通过简单的静电充电方法来实现的。质地坚固的充电板与墨滴阵列线性排列。充电电压固定在一定频率。通过硅喷嘴板中精确的CMOS,墨滴分阶段施加电压。墨滴在充电板前面形成于大致相同的时间,相反电荷将被施加到墨滴。带电墨滴将会偏转并进入连续喷墨系统再循环。当墨滴阻断的相位(定时)变为板上不带电,那么相应的墨滴就不会带有电荷。不带电的墨滴不会偏转,直接喷往承印物,生成图像。

  这种带电和不带电的墨滴交替产生,形成了二元的数码印刷工艺,且印刷速率超过20万赫兹—— 这也是业界最高速度的喷墨印刷(请见图4)。
UltraStream技术以业界最高喷墨速度生成小于4微微升(皮升)的墨滴,其图文的分辨率在纸张交叉轨道方向可达600 dpi,在纸张方向更是高达1800 dpi。该分辨率相当于以每分钟500英尺的速度(152米/分钟)印刷1200 x 1200 dpi的精度。


图4

  墨水和承印物

  要获得最高图文质量,除了精确的墨滴生成和选择,还需要有柯达专利的微研磨颜料墨。这些创新的颜料墨为纳米级的粒子,相对传统颜料墨,其墨水分布更加稳定、狭窄(请见图5)。环保型水性墨水往往使用这些纳米颜料,所生成的色域也比胶印油墨更大,这是通过墨水的透明度实现的—— 允许光穿过墨水层从承印物上反射。此外,柯达颜料墨在承印物上具备极高的持久性,如防水、防褪色,即使几十年后依然能有效抵挡阳光的侵蚀。


图5

  借助UltraStream技术,柯达创新的颜料墨水能拓展色域,如五色、六色,甚至七色,轻松满足苛刻应用的要求。柯达还开发出低成本的承印物处理技术和药水,让承印物的范围远远超过一般的水基颜料墨。柯达专利水基墨水中的保湿剂含量极低,能加快干燥速度,对有挑战性的承印物有更好的兼容性。兼容的承印物包括大量铜版纸和胶版纸—— 甚至还包括高光纸—— 以及软包装材料,如聚丙烯材料和其他不透水的材料,如乙烯。

  优势

  UltraStream技术是可靠的、高产量的生产系统,秉承大受行业好评的连续喷墨技术,如柯达鼎盛产品线中的第一代Stream技术。鼎盛平台上市已逾七年,得到用户极高评价,每年生产超过900亿张页面。UltraStream技术高度可靠,能全天候24小时不间断运行。对于连续喷墨生成的墨流,其状态非常稳定,能防止喷嘴意外**和堵塞,从而显著提高印刷头的使用寿命,轻松应对各类图像和速度。典型的DoD系统需要经常性对喷嘴润湿,这减少了正常运行时间,浪费了墨水,并且随着墨水覆盖量和速度的提高,喷墨头的寿命也会降低。

  UltraStream技术能生成均匀的墨滴,提高墨滴**的准确性,这是因为喷嘴在高压下**的墨滴具有极高的速度,这将让喷嘴板免受承印物的影响,减少了污染源,进而提高了印刷头的寿命。UltraStream印品没有多余的斑点—— 不像DOD工艺(印品的背景上分散有大量的斑点),UltraStream技术所生产的印品非常干净、清晰,没有多余的斑点。柯达颜料墨以高效的工艺在公司内部生产,成为市场上最低成本的墨水。除了在性能上可圈可点,UltraStream连续喷墨技术还是“绿色”的,只需要对印刷头翻新就可重新利用几乎所有部件。

  应用

  借优异的图文质量、胜人一筹的产能和无可比拟的经济性,柯达UltraStream技术有望在图文影像和工业应用两个市场中开疆扩土。对于传统喷印市场,包括出版和商业应用,由于UltraStream技术能满足市场对高精度印刷的需求,所以将能占据更大的市场份额。其精确的墨滴**能力就是针对高端印刷而研发的,如杂志和目录。该细分市场长期以来就非常期待兼具灵活性、个性化,同时不牺牲图文质量的解决方案—— 而这正是UltraStream长袖善舞之处。
UltraStream技术也已经拓展到了工业领域。家装市场需要宽幅的解决方案,不限印刷长度,且要求每卷的色彩高度匹配。UltraStream技术不仅能满足这些需求,还具备其他优秀功能,与DoD印刷头比较(该印刷头如果墨水供应不足或混入空气将导致墨流中断,需要对印刷速度进行调整),连续喷墨技术能在任何墨水覆盖级别下实现稳定、高速的生产。此外,柯达专利的纳米级墨水能扩大色域,同色异谱现象少,这是由透明的纳米级墨水层和CMYK色剂接近理想的光谱曲线共同作用实现的。

  虽然本白皮书提到包装、标签、杂志、目录和家装是UltraStream技术的理想应用,但该技术的潜在优势远远不局限于这些领域。

  由于印刷宽度灵活,印刷头可固定或来回移动,胶印级的印刷质量,精确的墨滴**,以及能可靠、高效地在各类纸张和塑料材质上印刷可变数据,使得UltraStream技术开启了数码印刷的新纪元,必将颠覆整个产业。柯达盛情邀请OEM设备制造商和集成商就这一领先的数码印刷技术展开合作,一起开拓各种应用—— 从图文影像到家装,甚至到功能性印刷—— 全方位验证UltraStream技术!

  该技术将与柯达Stream技术在市场上共存,以期提供不同的平台以供选择,满足客户不同的应用要求。


总编寄语

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