时间：2023-10-08 10:20:11
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目前喷墨印刷按墨滴形成原理分为：热发泡喷墨、压电喷墨、静电喷墨和声波喷墨，其中应用较为广泛的是热发泡式和压电式。热发泡喷墨通过电阻通电加热，使油墨产生气泡，将一定量的油墨挤出喷嘴；在电阻无电压时则停止加热，无墨滴喷出。压电喷墨采用压电晶体的振动来产生墨滴。在墨水腔的一侧装有压电板，当电流通过压电板时，压电板产生微小的变形，这种变形的结果使墨水腔容积减少，挤压墨水而使微量墨水从喷孔挤出，并形成墨滴。对两者的喷印质量比较：热发泡喷墨时墨水是通过气泡喷出的，墨水微粒的方向性与体积大小不好掌握，喷印线条边缘容易参差不齐，影响喷印质量；压电式具有墨点形状规则、没有溅射、墨点大小可控、喷射速度可控、定位准确等优点，其喷印精度的提高大有空间。
1.压电喷墨印刷设备的改进
在压电喷墨印刷中，墨滴体积的影响因素包括喷嘴的直径，生成墨滴时的脉冲波形，以及墨水本身的张力。目前常见的压电式打印喷嘴直径为21μm，减小墨滴的最佳途径是减小喷嘴直径，但是并不能做到无限缩小，一般情况下固体颗粒的粒径要小于喷嘴的1%，喷墨墨水黏度要小于40cP，甚至能达到1cP左右。当喷嘴缩小到一定尺寸后，一方面喷墨印刷设备要克服巨大的毛细作用力；另一方面，对功能性墨水的固体颗粒粒径大小、黏度等方面的要求会更高。在这样的情况下，为防止喷嘴堵塞，小喷嘴喷墨印刷设备对所用墨水的颗粒尺寸、黏度、表面张力、挥发速度等方面要求非常苛刻，成本也会大幅增加。调节喷墨墨滴体积的另一个方法是：优化喷墨的驱动电脉冲波形和电压，改变喷头中的压电材料形变规律来调节喷出油墨体积。驱动电压越高，压电材料的变形越大，喷出的液滴越大，速度越快。压电脉冲存在一个最优脉冲宽度，即对于一个给定的脉冲振幅，存在一个脉冲宽度值能达到最高的液滴速率和喷墨质量。驱动脉冲的波形也从简单的“推”出墨水变成了既“推”又“拉”，由简单的波形扩展到双极波形。波形的首部分功能不变，第二部分用于消除液滴从装置喷出的剩余声波震荡（如图1所示），即在墨水喷出喷嘴时施加一个回拉的力，使液滴尾部尽快与喷嘴分离，减少尾部墨丝断裂造成的“卫星点”。最优双极波形是正负振幅相等且第二部分停留时间是首部分的两倍。
2.新的喷墨方式
在既有普通喷墨方式不能满足需求的时候，出现了改进的喷墨方式。Rogers课题组发明了电流体力学喷墨印刷技术，在喷嘴和喷印基底之间施加电场作用，使油墨在喷嘴处形变，当电压恰当时，墨水会突破自身的黏度和表面张力而产生巨大阻力射出喷嘴。与传统喷墨方法相比，这类方法喷头结构更为简单，喷印尺寸更小，油墨适用范围更广。该方法可以采用300nm甚至更小直径的喷头，实现高分辨率喷印。气流喷印又叫气溶胶喷印，是另一种非传统的喷墨打印方式。气流喷印的工作原理是将墨水在储墨盒里进行雾化处理（有超生起雾和气动起雾两种），油墨被雾化成1～5μm的液相颗粒，与气体混合形成气溶胶，然后通过气流将气溶胶送出喷嘴。由于喷出的是连续的含有大量微墨滴的气流，是一种连续喷墨式的喷印方式，并非普通喷印喷出的独立墨滴，因此只能通过阻断喷射来断开气流，喷印的图像也是由线条组成。喷头的夹层结构，可以让喷嘴喷出相当于喷嘴1/10的气流，这样的工作机理使其喷印精确度非常高，线条宽度可达到5μm。气流喷印的优势在于更广泛的油墨适用范围，只要能够雾化，油墨的黏度范围可以为0.7～1000cP。与此同时，较大的固体颗粒分散系也适用于气流喷印。
优化墨水配方，改善承印物表面
墨水的组分直接影响墨滴形成、飞行过程以及在承印物表面（铺展和润湿）的形态，对喷印精度有着直接的影响。喷墨印刷对油墨的黏度、表面张力、挥发性等要求较为苛刻。前面讨论过黏度、表面张力与墨滴的喷射有着直接的关系，同时也会对墨水与承印物的相互作用有着影响。更高的分辨率就需要墨水在承印物上有较低的铺展，要求墨水具有较高的黏度。但是墨水的黏度越高，从喷嘴中喷出需要突破的阻力越大，甚至无法喷出。英国谢菲尔德大学机械工程系的Schubert采用热敏凝胶聚合物包覆二氧化钛粒子的墨水。该墨水的特点是在临界温度下，聚合物在溶剂中呈现伸展状态，墨水黏度较低，而在临界温度以上时，聚合物卷曲，墨水黏度迅速增大。当低黏度的墨水从喷嘴喷出到达加热的承印物上时，黏度增大减少了墨滴的铺展行为。液滴的挥发性也是非常重要的影响因素。若墨水挥发性太强，可能导致溶质在喷嘴处析出从而堵塞喷嘴，墨滴到达承印物时有可能变成粉末而不是液体，影响墨水的附着性，降低喷印质量。而较低的挥发性又容易使墨滴在承印物表面形成“咖啡环”，影响表面的平整度。“咖啡环”的产生通常认为是在喷印图案干燥过程中，由于液滴中心和边缘的干燥速度不同，溶质或分散的颗粒由中间向边缘移动沉积，导致液滴的边缘留下了大量的溶质或分散颗粒。去除“咖啡环”可以通过使用不同沸点和表面张力的溶剂配制混合溶液，增加墨滴与承印物表面的接触角，减少油墨的流动性等手段实现。韩国延世大学的Moon等在溶液中添加高沸点、低表面张力的乙二醇。由于水在液滴边缘的蒸发速率大于液滴中心，而乙二醇挥发速率较慢，因此随着蒸发过程的进行，液滴边缘乙二醇浓度会逐渐高于液滴中心乙二醇浓度。乙二醇的浓度差进一步降低了液滴边缘的表面张力。实验结果显示，随着乙二醇含量的增加，粒子的沉积形貌变得更均匀；当乙二醇在恰当的质量分数时，“咖啡环”现象消失。优化承印物基材表面的化学组成或物理结构，也是提高喷印精度的重要途径。承印物的多孔结构处理、表面疏水化处理、对承印物加热等手段同样可以限制喷墨液滴的铺展，或者控制液滴的铺展方向，实现高精度喷印。
走近柔性印刷电子喷墨技术
柔性印刷电子喷墨技术是一种将导电线路打印在酚醛树脂、环氧树脂等基材上的技术，也被称为全印制电子技术。这种技术适合制作柔性异形线路板、普通线路板、光伏电玻璃、PCB、LCD等。
“柔性”在这里有双解，一是指柔性介质；二是指与传统的PCB相比，不需要大批量生产，可以利用喷墨技术特点按需进行小批量生产。与常规印刷导电线路的工艺相比，利用柔性印刷电子喷墨技术制备导电线路的工艺方法具有制造速度快、环境友好、工艺简单、成本低以及功能多样化等优点。柔性印刷电子喷墨技术不仅可以使用导电墨水（如纳米银）制备线路板，亦可以利用特殊的半导体、碳、硅等各种介质制备电阻、电容、电感、电池、晶体管乃至于集成电路，而这一切都可以通过打印的方式在一定的介质上完成，大大提高了生产效率和降低了生产成本。
柔性印刷电子喷墨设备的构成与工作原理
柔性印刷电子喷墨设备由机械系统、驱动系统、运动控制系统和视觉检测系统（可选）等构成，如图1所示。具体来说，柔性印刷电子喷墨系统包括1个或1组喷头、喷头控制板卡、数据处理运动控制卡、PC机、介质放置平台、墨路系统、喷头架及喷头架运动系统等装置，如图2所示。具体实现方式为：根据PC机中绘制的需要打印的电路图，喷头控制板卡控制1个或1组喷头喷出特制的墨水，并通过喷头架的运动，在介质上印制精密电路。
1.主控系统
柔性印刷电子喷墨设备要实现高速、高分辨率等性能指标，主控系统是关键。由于喷墨设备的喷头较多，数据传送速率较快，传送量大，因此，主控系统的数据传输和数据处理设计是主控系统设计的要点。图3的虚线框内是主控系统，主控系统通过IIC总线与控制模块相连，由嵌入式处理系统（MPC8548E）、USB接口电路、数据缓存、CPLD喷头与控制电路以及喷头数据总线驱动组成。
当计算机通过RIP程序启动喷印命令时，该命令首先通过USB接口电路的命令通道，由串口传送到控制器MPC8548E中，MPC8548E的主控程序对命令进行分析，通过IIC总线将命令送到各控制模块，完成对介质厚度的监测、喷头上下位置的调整、控制喷头小车的X和Y方向运动等。当喷墨设备完成初始设置后，RIP传送数据到MPC8548E，MPC8548E的主控程序根据所需打印的长度，设置喷头小车电机的行走距离及其可喷绘区域，USB接口电路启动数据传输，接收RIP的图像点阵数据，对数据缓存进行填充，当数据缓存填充满后，USB接口电路发送指令到MPC8548E，启动CPLD喷头与控制电路中的喷头控制状态系统和喷头小车电机，当喷头小车行走稳定后，发出喷墨脉冲及使能信号，喷头控制状态系统从数据缓存中读取数据，写入到每个喷头中，控制其进行喷墨操作。
2.供墨系统
（1）供墨系统分析
供墨系统是喷墨设备不可或缺的重要组成部分，良好的供墨系统是喷墨设备实现高质量与高可靠性的重要保证。喷头的属性各异，其需要配合使用特定性能的墨水，并设置合理的墨流负压。同时，墨水作为一种化学物质，其特性会随着喷墨设备的环境及工作状态的变化而发生相应改变。这就需要设计开发一种独立工作的机电一体化供墨系统，通过对油墨特性及供墨流的控制，配合喷头优质高效地完成打印任务。
墨水的黏度及表面张力对打印墨滴成型有很大影响。其中，墨水表面张力受环境温度变化影响不大，而墨水黏度却随着温度变化有较大的波动，对打印工作有较大影响。因此，对于供墨系统而言，控制墨水黏度是主要任务之一。墨水黏度与温度呈负对应关系，特定的温度范围决定了墨水的黏度范围。对打印工作来说，不同的喷头对应着不同的最佳墨水黏度，而墨水黏度又与温度相关。因此，通过控制墨水温度，能够有效地控制墨水黏度。墨水温度主要受季节和早晚温差影响，特别是低温墨水的高黏度对喷头影响较大，易造成堵头故障，不仅会造成打印中断，而且清洗喷头会造成大量时间和墨水的损失。
此外，供墨负压不足会造成漏墨、白线等现象，而过大又会降低喷射速度甚至喷射不畅，造成墨点不饱满，打印图像边线不完整，图面残破等。因此，控制供墨负压也是供墨系统的主要任务之一。供墨负压一般采用负压泵供给和高差负压供给两种方法。其中，前者通过负压泵的控制能够提供稳定准确的负压，但是需要负压传感器、负压泵等额外组件，会增加设备成本及结构复杂性。
（2）供墨系统结构设计
供墨系统由主墨盒、次级墨盒、墨泵、过滤器以及检测反馈控制系统等组成，如图4所示。小容量的次级墨盒储存少量过滤后的墨水，并用指定压力为喷头提供墨流。随着次级墨盒里的墨水被消耗，墨泵从主墨盒中抽取墨水，并通过过滤器补充次级墨盒里的墨水。检测反馈控制系统包括次级墨盒内的液压传感器与温度传感器，主墨盒内的液位开关以及系统控制面板等部件，其通过检测反馈控制系统内的传感器，反馈墨水温度及墨盒内液位等信息给系统控制面板。系统控制面板根据设定的程序对所采集的数据进行分析处理，产生对加热片及墨泵的开关控制信号，以此控制供墨系统内的墨水温度、调节喷头负压以及保证墨盒内墨水容量适宜当前打印工作需求。
3.喷头控制与辅助电路
CPLD喷头与控制电路包括以下模块：寄存器组，用于存储控制器发送过来的命令以及外部I/O数据与状态；译码器，完成对寄存器的地址编码与片选；数据包计数器，完成包计数与点计数，当喷头每个点的数据传送到喷头后，包计数归零，同时发送请求中断；喷头控制状态系统，完成喷头数据的传送，控制喷头喷墨；I/O端口，完成一些继电器的控制、状态检测等。
喷头的每个喷嘴的腔室都被相互独立的压电陶瓷包裹，通过图文数据激励触发脉冲电压来控制喷头是否喷墨，通过施加在压电陶瓷上的脉冲电压控制喷头喷墨的量。在喷墨打印控制软件界面上，可通过“图片路径”选择需要打印的图像，“喷头/喷孔选择”选择需要打开的喷嘴，“波形设置”设置喷头的打印波形。计算机通过网口通信把选择的数据发送到CPLD喷头与控制电路中，然后被转换成电平信号发送到脉冲电源中，在需要打印时，触发脉冲波形，喷嘴实现喷墨；在不需要打印时，不触发脉冲波形，喷嘴不喷墨。
4.介质烘干技术
作为介质放置和输送平台，介质放置平台应适合平板介质和柔性介质。为了使墨水充分干燥，保证其有效的导电率等关键指标，通常采用对介质底部基材进行加热的技术与方法，加热温度控制在100～160℃。为了保证基材恒温加热，应采用温控系统，以保证温度合适。
柔性印刷电子喷墨技术使用的墨水
柔性印刷电子喷墨技术使用的是一种具有导电特性的特种墨水，其通常由导电银等构成。对于喷墨系统来说，当选定喷头之后，墨水为适应喷头，通常需要考虑导电率、黏度、最大颗粒、张力、稳定性和pH值等参数。表1为不同与喷头相对应的墨水特性。由此可见，墨水指标必须与喷头性能相适应，才能使整个系统运行良好。
对于柔性印刷电子喷墨技术而言，纳米导电银墨水是最基本的墨水。如果能够配合研制出合适的硅、锗、硒、砷化镓等半导体组成的墨水，就可以在任意介质上打印出电阻、电容、电感、半导体元器件、集成电路元器件。相信随着材料科学的发展，这一天会离我们越来越近。
打印精度控制
柔性印刷电子喷墨技术的应用对象往往是一些异形柔性小型电路，因此对打印精度要求较高，一般的喷墨打印机不能保证其打印精度要求。要达到这个要求，通常可以采取以下方法。
1.选择高精度喷头
在选择喷头时，首先要考虑其墨道宽窄，以适合导电银胶墨水、半导体类墨水等；其次，要根据打印介质、精度的要求，选择适合的喷头，以保证墨滴大小合适。
2.选择合适的精细的墨水
墨水是由一些颗粒和液体组成的，颗粒的直径和均匀性非常重要，其基本制作工艺为粉碎、研磨、搅拌等。墨水的研制与低成本的产业化始终是一个不可回避的问题。
3.保证X方向的运动精度
采用金属光栅尺、直线电机代替传统的塑料光栅尺和直线导轨，将会大大提到X方向的运动精度，使之由50～150μm提高到1～5μm。
了解Drupa印刷技术的变革历史，对于把握未来印刷业的发展走势具有重要的意义。历数最近几届Drupa主题，分明是世界印刷行业发展的路线图（图1）。
很多企业将Drupa看作新印刷技术最大的平台，将4年来的最新研究成果在展会上集中展示，使得Drupa展会发挥着印刷技术“里程碑”的重要作用。而中国印刷科学技术研究所（以下简称“中印所”）则肩负着将这些新印刷技术快速带回国内传播、研发创新的重任。
20世纪80年代以来的历届Drupa展会，中印所都组织强大的参观阵容到现场学习考察，并将Drupa上展示的先进技术传播到国内。从CTP技术的引进，到“德鲁巴来到中国”国际印刷技术报告会等活动的推出，以及“科印传媒”品牌的建立，中印所紧跟时展，有效推动了Drupa展示的先进印刷技术在中国的传播与应用，并在力所能及的基础上研发创新，为中国印刷业的发展和进步做出了一定的贡献。
图1 1986～2012年历届Drupa的展出主题
20世纪80年代桌面出版系统风起云涌
关键词：桌面出版系统（DTP）——Drupa 1986
在激光照排技术兴起前，铅字排版在中国印刷业极为盛行。1976年，英国蒙纳（Monotype）公司推出了世界上第一套激光照排系统（Laser typesetter），正式开启激光照排时代，为桌面出版系统的诞生创造了有利的条件。
1979年，经国家出版局批准，成立了北京新华照排研究实验中心，1984年归属中印所。照排中心对蒙纳英文激光照排系统进行消化吸收，开发中文激光照排系统。中心与上海印刷技术研究所合作开发出中国第一套计算机中文字库，用激光照排系统排出了中国第一本正式的印刷出版物。
随着技术的发展，激光照排机逐渐被激光图像输出设备（Image setter）所取代，由黑白图像扫描仪、计算机、激光打印机和激光图像输出设备组合而成的桌面出版系统开始登上历史舞台。
Drupa 1986展会上，桌面出版系统无疑成为其中最大的热点。在这场对印刷业影响深远的技术革命中，Adobe、Apple、Aldus发挥了重要的作用。在Adobe的努力下，PostScript成为出版印刷行业的标准语言。桌面出版系统的出现使前端实现了黑白图文组版及后端黑白图文整版输出，产生了出版社来盘加工这一新的业务方式。
中印所在中文桌面出版系统的开发方面走在国内前列。1985年，中印所研发出我国第一个商业化的中文桌面出版系统——“科印”电子出版系统。能对科技类、五线谱等复杂版式进行组版输出。在政府支持下，“科印”电子出版系统在国内大部分新华印刷厂中得到了应用，加速了铅字排版的淘汰，并迅速成为当时我国书刊电子出版系统的主流产品，有效地迎合了桌面出版时代的到来。
与此同时，中印所旗下《印刷技术》杂志经多次改版后发展壮大，与中印所一起承担起印刷新技术宣传与普及的历史使命，成为国内发行量最大、覆盖面最广的专业杂志，带动了业内一批媒体的成长。
20世纪90年代初彩色桌面出版系统登上历史舞台
关键词：彩色桌面出版系统——Drupa 1990
以往的桌面出版系统只能实现黑白图文的编排。Drupa 1990上出现的彩色桌面出版系统使印前彩色图文处理实现由“模拟”到“数字”的转化。随着这项技术的普及，印前处理全面进入数字化时代，彩色图文合一、计算机组版成为现实，在屏幕上可看到图文合一的版面，还实现了分色出片。彩色桌面出版系统的硬件包括彩色扫描仪、工作站和图像输出机，软件包括Photoshop、PageMaker等等。在传统工艺流程中曾发挥重要作用的电分机逐渐被淘汰。
为了适应彩色桌面出版系统这一革命性变化，中印所做了许多努力和尝试。1990年，中印所将彩色桌面出版系统介绍到国内，并于1993年组织召开国内第一次“彩色桌面系统专家研讨会”。自1994年起，中印所成功举办了6届北京国际电子出版暨多媒体展览会（EPmedia），对我国彩色出版业产生了重要影响。为了有效地推动彩色桌面出版技术在国内的传播和应用，1995年，中印所还出版了国内第一本系统介绍彩色桌面出版系统的杂志《桌面出版与设计》，该杂志是第一本采用彩色桌面出版系统组版输出的中文杂志。
1994年，由中印所与美国苹果公司合作成立苹果彩印技术中心，时任全国政协副主席的万国全和苹果公司总裁迈克尔·斯本德拉也专程出席成立仪式。苹果彩印技术中心以推广世界先进的开放式彩色桌面出版技术、促进国内行业发展为目标，为国内印刷界同仁提供了一个极为系统、全面、直观地认识和了解当今世界最新成果的窗口，为国内培养了大批彩色桌面出版系统专业人才。
为了适应彩色桌面出版系统的需要，1989年，中印所与台泥资讯股份有限公司开始合作进行专业字形设计和字库产品开发，1993年合资成立汉仪公司。2009年，汉仪公司正式成为中印所全资企业，更名为北京汉仪科印信息技术有限公司。迄今为止，汉仪公司已经向国内外市场推出近两百款数字化中文字库，承担了研发生产中文字库、传播中华文化的重任。
20世纪90年代中后期CTP等数字化技术集中爆发
关键词： CTP（Proof、Plate、Plate on Press、Print）——Drupa 1995
1995年的Drupa是CTP技术的舞台，在这届展会上，包括CTProof、CTPlate、CTPlate on Press、CTPrint在内的各项技术得到了广泛的展示和追捧。其中，CTProof是数码打样，CTPlate是计算机直接制版，CTPlate on Press是在机直接制版，CTPrint是数字印刷。由于CTP（主要指CTPlate）设备及版材在Drupa 1995上大规模展出，并开始付诸应用，因此许多人将1995年称做“CTP元年”。Drupa 1995也是历史上数字技术应用于印刷、产生划时代技术最多的一届。数字印刷技术在1993年首度亮相后，在Drupa 1995上又进行了集中展示，Indigo公司的E-print1000、Xeikon公司的DCP-1彩色数字印刷机等成为展会上的明星产品，生产型的数字印刷设备登上历史舞台。
为了加快CTP技术在中国的普及。在1996年的EPmedia展览会和报告会上，中印所将CTP技术介绍到中国，并举办了国内第一次关于CTP技术的研讨会和数字式彩色打样研讨会。2001年，印刷技术杂志社首次推出了“CTP在中国”市场调查报告，深入剖析中国CTP现状与发展，迄今为止成功推出了10期调查，已成为分析国内CTP市场发展的权威之作。
除了在信息传播方面推动CTP在中国的发展，中印所在CTP配套耗材的技术研发方面也不遗余力。2000年，中国印刷科学技术研究所和日本富士胶片株式会社合资成立了富士星光有限公司，该公司成功地生产出中国第一批热敏、紫激光等CTP版材，有效地推动了CTP在中国的发展。CTP技术的出现，加速了激光图文输出系统和传统胶片的淘汰。
21世纪初网络技术深刻影响印刷业
关键词：与网络相结合的数字化工作流程和跨媒体出版——Drupa 2000；JDF——Drupa 2004
进入2000年以后，网络化浪潮迎面袭来。在21世纪初举办的两次Drupa展会中，网络技术在印刷业中的应用在展会上得到了充分体现。Drupa 2000的主题是与网络相结合的数字化工作流程和跨媒体出版，它们的出现表明了印刷技术在数字化之后向网络化迈进。Drupa 2004的主题是JDF，在DTP、CTP及数字印刷技术出现并趋向成熟之后，印刷技术由“局部创新”走向印前、印刷、印后的“全流程整合”。
在数字印刷时代新技术大爆炸的局面下，为了将更多关于Drupa的信息带入中国，中印所旗下媒体《印刷技术》等杂志，对两次Drupa展会进行了大规模的报道，并于2000年、2004年连续举办了两届“德鲁巴来到中国”国际印刷技术报告会，有效地传播了Drupa的新技术信息，促进了中国印刷技术的变革。
为了适应印刷新技术的发展，2002年1月，在桌面出版时挥了巨大作用的《桌面出版与设计》杂志完成历史使命，正式更名为《数码印刷》。中印所又尝试举办“数字印刷技术研讨会”，成立中国印刷技术协会数字印刷分会，积极推动数字印刷技术在国内的发展。2002年，数字印刷大型系列市场调查报告“数码印刷在中国”正式推出，在业界引起强烈反响。2005年，“科印杯”数码印刷作品大奖赛暨“数码印刷在中国”技术高峰论坛也应运而生。目前，该活动已成为促进数码印刷在中国全面、深入应用的重要力量。
在举办EPmedia同时，中印所也逐渐积累了举办大型国际展会的经验，并将关注的目光投向世界。经过多年的努力，2003年，中印所、中国印刷技术协会同Drupa印刷展主办方杜塞尔多夫国际展览公司等联合主办的首届中国国际全印展在上海举办，并大获成功。迄今为止，全印展已经成功举办了四届，有力地推动了中国印刷业的发展。
2003年，中印所以《印刷技术》为基础，将旗下《数码印刷》、《印刷经理人》等印刷媒体整合为“科印传媒”，以统一的形象组织市场活动。2005年，中印所又紧跟时代需求，推出印刷行业门户网站科印网（），向网络媒体进军。经过几年的发展整合，2006年4月，隶属于中印所的北京科印传媒文化有限公司正式成立。2010年，经营印刷耗材、辅助器材、零配件以及专业图书的网上商城——印贸网（）正式上线。为了紧跟移动互联时代新的市场需求，2011年又推出了“科印手机报”……
目前，科印传媒已经成为中国印刷包装行业领先的综合性专业媒体服务机构，在中国印刷包装领域具有极高的知名度和影响力。科印传媒肩负起向国内传播新印刷技术的责任，也意味着中印所对于Drupa新技术的传播进入一个全新的阶段。
2000年、2004年两届Drupa展会的数字化、网络化蓄势，最终迎来了2008年喷墨技术的大爆炸，数字印刷的大发展时代正式来临。
进入21世纪喷墨印刷技术独领
关键词：喷墨印刷——Drupa 2008；喷墨与胶印相结合——Drupa 2012
严格意义上讲，伴随着数字化印刷技术的兴起，喷墨印刷早已登上印刷舞台，但多应用于大幅面广告喷绘和小幅面票据可变条码喷墨领域。在Drupa 2008上，这种局面发生了根本性的转变，以高速、彩色、高质量、宽幅面、生产型、广适性为特征的喷墨印刷机纷纷亮相，有30多家公司推出了不同类型的喷墨印刷概念机。崭新的喷墨印刷技术领域呈现群雄纷争的局面，甚至已经不能称其为新技术，就已经直接进入广泛应用的集中爆发阶段。因此，Drupa 2008也被称为“喷墨Drupa”。此后，一些当初在Drupa 2008亮相的喷墨印刷设备已经逐步正式投入生产。在刚刚结束的Drupa 2012展会上，又有一批成熟、稳定的喷墨印刷系统亮相，喷墨印刷技术正式进入应用阶段。
伴随着喷墨印刷技术的成熟，喷墨印刷与胶印工艺、数字印刷系统供应商与传统印刷设备制造商结合日益紧密，Drupa 2012上展出的兰达（Landa）纳米彩色喷墨印刷系统便是其中的典范之作。这个号称掀起第二次彩色数字印刷革命的喷墨印刷技术，采用胶印橡皮布转印技术和纳米墨水，将喷墨印刷技术的灵活性，与胶印在不同材料、不同介质的完美适性结合起来，有效地拓展了喷墨印刷技术的适应范围，让人们真正意识到，喷墨印刷与胶印相结合并在印刷材料和工艺方面有所突破，也能迸发出巨大的活力。
早在2006年，《数码印刷》杂志就推出了“喷墨印刷系统用户调查分析报告”。2008年，中印所通过第三届“德鲁巴来到中国”报告会向国内全面、系统地介绍了Drupa 2008喷墨印刷技术的最新进展。2011年3月，中印所在广州举办了中国喷墨应用发展论坛，共同探讨喷墨印刷技术的发展，推动传统印刷企业的数字化转型，促进中国喷墨印刷市场的繁荣发展。同时，中印所开始进行喷墨印刷新技术、喷墨与传统印刷结合的研发，以及喷墨印刷的应用开发。2012年3月，中印所与伊士曼柯达公司、上海太阳机械有限公司共同签署战略合作协议，以位于中印所的联合实验室为平台，共同开发高速喷墨技术的组合印刷系统应用，探索市场推广营销模式，为印刷包装行业的技术升级、企业转型提供创新解决方案。目前，中印所正在建设印刷环保技术产业化重点实验室，其中等离子技术在数字喷墨印刷及表面处理过程中的应用、环保型喷墨CTP胶印版的研究等多个研究项目与喷墨印刷有关，这些研究在推动绿色印刷进程的同时，也推动着喷墨印刷在中国的发展。
为了更好地传递Drupa展会上的前沿资讯，2012年5月，中印所及科印传媒派出了强大的记者团和专家考察团前往Drupa 2012展会现场，并通过科印网、科印手机报和科印微博等网络平台第一时间传递展会信息，系统、全面地向国内介绍了备受关注的兰达纳米喷墨印刷技术以及数字印刷的精进，包装及标签印刷的快速发展，传统胶印的增值，印前、印后领域的新方向以及中国展团的风采。
2012年7月，中印所还将主办2012德鲁巴高新技术报告会，第一时间权威、全面、立体地展现Drupa 2012上的国际最前沿技术，让国内同行不出国门也能了解Drupa的技术动态，助力印刷企业了解新技术、新产品及其所预示的印刷行业未来的发展趋势，在新的市场中抢占先机。除此之外，2012年9月，由中印所主办的iDigital 2012数码印刷主题公园将在天津举行，该公园以“数字生活、印刷时尚”为主线，为数字印刷技术应用企业全方位展示数字技术在印刷领域中的无限魅力。同期还将举办相关技术论坛、“科印杯”数码印刷作品大奖赛颁奖典礼及数字印刷应用培训等丰富多彩的活动。
从Drupa看印刷技术发展趋势
任何新技术的产生，其发展趋势便是取代落后的生产方式，对已经成熟的生产方式进行补充和创新，这对于印刷业来说也不例外。万众瞩目的Drupa展会，既是新印刷技术的推动者，也是传统印刷中落后技术的终结者。
数字技术的普及，加速落后印刷工艺的淘汰
Drupa展示的众多新技术加速了印刷业的新老交替，并呈现出较为稳定的发展规律。自20世纪80年代以来，数字技术在印刷业中的应用逐渐将铅字排版、电分机、激光照排机等工艺取代：从激光照排技术的推出到铅字排版被完全取代，经历了大约15年的时间（1976～1990年）；从Drupa 1990上彩色桌面出版系统大放异彩到电分机的消亡，也经历了近15年的时间（1990～2005年）；从Drupa 1995出现的CTP技术到激光图文输出技术走向边缘化也走过了15年左右的时间（1995～2010年）。
网络与数字技术的结合，推动印刷技术发展创新
2000年以来，网络技术的兴起，使得与互联网相结合的数字化工作流程、跨媒体出版和JDF等技术获得飞跃性的发展。新兴的网络技术与数字化技术，使得古老的印刷业焕发出新的活力。Drupa 2012展会上，许多厂商展示了网络技术在印刷业的应用，其中不乏“云计算”的身影。网络与数字技术将不断地推动印刷技术的发展创新。
以喷墨印刷为代表，数字印刷技术前景无限
如果将2008年作为喷墨印刷技术发展元年，那么探讨喷墨印刷技术能否在15年左右的时间淘汰CTP和取代某个传统印刷技术也将是一个非常有意思的话题，在未来的几年内都将成为业界争论的焦点。
卷筒纸高速喷墨印刷
最初，高速喷墨印刷技术的研发应用主要定位于直邮商函和按需出版领域，且多以卷筒纸产品为主。
1.直邮商函
目前，直邮商函客户的综合性价比考量和市场需求减少决定了直邮商函业对高速喷墨印刷设备投资的放缓，DM单的大客户开始紧缩财务，如工商银行停发纸质账单而采用电子账单替代，国家要求移动电信业减少营销费用400亿元等。因此，一些直邮商函印刷企业开始转型涉足智能芯片领域，如济南东港安全印务开始涉足银行卡，上海伊诺尔涉足RFID等。
2.按需出版
相反，按需出版领域对高速喷墨印刷的需求明显增长。过去一年中，卷筒纸高速喷墨印刷机装机量在出版业呈现爆发性增长。柯达Prosper高速喷墨印刷机的用户不仅有过去大家熟知的凤凰传媒、北京大恒数码，还增加了北京的中石油彩印、中国教育图书进出口有限公司（今年也完成装机），国内安装的这4台柯达Prosper高速喷墨印刷机都是黑白印刷，反应了国内印刷企业的黑白按需出版需求较大。北京作为中国出版社、报社、高校最集中的地区，按需出版的潜力一直较大，而出版传媒集团大部分也集中在北京，这使得北京的卷筒纸高速喷墨印刷机装机量迅速增多。
上海的交通枢纽地位和经济文化基础也吸纳了大量按需出版印刷企业。上海当纳利的佳能奥西ColorStream 3000卷筒纸高速喷墨印刷系统已经安装完成，相对于同样采购佳能奥西卷筒纸高速喷墨印刷系统的东莞虎彩、北京邮政的低调，当纳利在上海的按需出版流程方案见证了印刷巨人对数字喷墨印刷的中国新尝试。日前，笔者听闻凤凰传媒将引进彩色卷筒纸高速喷墨印刷生产线，但尚不清楚花落谁家。类似传统印刷的国内应用格局，卷筒纸高速喷墨印刷机的应用也形成了在京沪粤三地齐头并进的局面。
按需出版主要是从图书出版供应链上来看问题，按需印刷只是其纵向供应链的最后一个环节，是从印刷角度来进行横向生产方式的定义。按需印刷的订单印量远大于按需出版的订单印量，只是这部分市场被分散在各行各业，不像按需出版的市场需求一样集中和明显。
印刷企业应用数字印刷最大的困难还是盈利模式，目前大部分引进卷筒纸高速喷墨印刷机的印刷企业都是摸着石头过河，如何找到足够的业务使得生产线的运转饱和起来仍是难题。一般出版社或者传媒集团是因为有业务资源，所以才采购卷筒纸高速喷墨印刷机，但是当装机量逐渐增多时，为了满足设备产能，各装机印刷企业也必须大力拓展业务范围，增强市场推动力后，才可以较好地开展按需印刷业务。
高速喷墨印刷也被应用在报业领域。有些报业集团已开始尝试在高速印刷机上加装高速喷头，以实现大量印刷复制与个性化营销的结合，如深圳报业集团印务有限公司。
Landa应用于包装领域的卷筒纸高速喷墨印刷设备和单张纸高速喷墨印刷设备还在加紧测试中，未来的包装市场将是高速喷墨印刷技术更大的舞台。
单张纸高速喷墨印刷
与卷筒纸高速喷墨印刷机在按需出版领域的装机量相比，单张纸高速喷墨印刷机的全球装机量更少。但从全球传统单张纸胶印机的装机量来看，未来单张纸高速喷墨印刷机的装机量将远远高于卷筒纸高速喷墨印刷机。虽然相对于传统胶印1.5万张/小时以上的速度，单张纸高速喷墨印刷机3000张/小时左右的印刷速度明显不够，但任何创新事物都不完美，都要经历一定的发展阶段，才能取得颠覆性的效果，单张纸高速喷墨印刷技术正在经历着这一过程。
未来，单张纸高速喷墨印刷技术会是主流，多家厂商的单张纸高速喷墨印刷设备先后面世，将使得单张纸高速喷墨印刷技术的应用不断完善。网屏和富士胶片的单张纸高速喷墨印刷机已经上市，小森和柯尼卡美能达联合研制的IS29即将上市，不需预先涂布和LED-UV固化等是这些设备新的技术创新亮点。
高速喷墨印刷前景广阔
目前印刷业在转型，印刷不仅仅只是以纸为媒介，而是拓展到更为广阔的承印物上，如陶瓷、木材、玻璃、皮革、金属材料等，使得印刷和工业生产进一步融合。喷墨印刷技术也在承印物方面进行了多种尝试，墨水成为继喷头之后又一个喷墨印刷技术的关键技术。由于墨水是印刷必耗品，所以未来会有大量的投资集中在此领域。而未来4D技术的兴起，采用喷墨印刷技术在曲面进行印刷的产品会逐渐进入市场，这也是一个全新的应用领域。相对于书刊印刷企业在向文化创意方向融合，包装印刷企业正在向工业按需媒介方向融合。而高速喷墨印刷技术，在未来印刷逐渐进入大工业生产的深度融合时代，是最具优势的。大幅面户外喷绘的介质从最早的布逐渐拓展到各种媒介（如玻璃、陶瓷、木材）的发展路径证明了：高分子材料表面特性的巨大研发投入，将为高速喷墨印刷尽快投入更多应用领域打下基础。
[关键词]数字印刷 喷墨技术 静电成像
中图分类号：F407.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0384-01
1 数字印刷的概念及工作原理
数字印刷是近些年新兴起来的技术，尚未形成系统的科学体系，也没有明确统一的定义。但由于数字印刷涉及到计算机和印刷两个行业，因此也主要存在着两个行业定义：计算机行业将数据由计算机转换到纸上统称为数字印刷，也就是打印机形式的功能；另一个是印刷业的定义，即将数字图像信息而不是传统的模拟信息直接转移到承印物上的印刷技术叫做数字印刷。
数字印刷的工作原理：数字印刷系统一般由图文合一的印前处理系统与数字印刷机或照排系统组成。数字印刷利用印前系统，将图文信息直接通过网络传输到数字印刷机上，印刷出彩色印品。操作人员根据用户的要求将其所提供的原稿输入计算机（印前处理系统）；在计算机上进行图文数据的处理，对图像进行色彩、阶调、层次的调整，进行能满足用户要求的创意、修改以及文字合成等，再将图文信息进行编辑排版，最终将理想的图案、文字编排成用户满意的内容和形式。这些数字化信息经过RIP栅格化处理，生成相应的单色像素数字信号，然后将这些数字信息输出到电子数据控制中心，这样就可以进行分色制版；也可以将数字信号传送到印刷机的激光器上进行调制，发出相应的单色激光对印版滚筒进行扫描。由感光材料制成的印版滚筒经感光后就能吸附油墨或墨粒，这样就可把图文信息转印到承印物上，完成印刷。
2 数字印刷技术热点及应用情况
2.1 静电成像数字印刷
静电成像通过激光扫描的方式在光导体表面形成与要印刷的图案相一致的静电潜像，然后通过带电色粉（在电性相反的库仑力作用下）实现潜像可见，也就是我们通常所说的显影，从而实现所印图案的转移。单纯从技术层面出发，静电成像可以看做是把物质的光导电性能和静电现象结合起来实现图案信息记录与转移的技术，但它与日常的光学照相又有所区别，即光学照相的感光剂多为银盐，而静电照相的感光剂是光导电物质，利用其见光后发生物理变化的原理实现图像的成形。静电成像的过程可以细化为成像、着墨、色粉转移（印刷）、定影以及清洁等过程来实现数字印刷。由于这种方法对印刷的载体种类几乎零限制，且效率突出，因而得到广泛关注。
2.1.1 静电成像数字印刷技术热点。当前静电成像数字印刷技术的优化主要集中在：第一，光导体的加工工艺。这是静电成像技术的关键技术之一。目前主流的光导体有有机光导体和单晶硅，特别是如何保证感光带光导体涂层的覆盖面、均匀程度和使用寿命，是进一步提高印刷质量和幅面的核心，也是静电成像印刷技术相较于传统印刷技术的巨大优势；第二，是静电成像印刷系统的网络化、数字化管理。静电成像技术是印刷技术与数字网络技术结合的最新产物，因此必然涉及到二者结合所涉及到的管理系问题，怎样在现有的网络平台上将印刷买家、设计师以及印刷设备紧密联系在一起以实现良好沟通来满足买家的要求是静电成像技术发展所要解决的一个应用难题。
2.1.2 静电成像数字印刷应用热点。目前，随着信息产业的革命，印刷业所服务的对象群体等也发生了深刻变革，导致印刷业的应用领域也发生了巨大变化。一方面，出版、印刷服务面越来越广，导致所印刷的产品种类繁多，版式不尽相同，对印刷的速度、质量、幅面的要求也千差万别。在这样的形势下，产品的细分成为各大厂商抢占市场份额的必备手段，针对不同消费群体的印刷产品和服务体系使得应用市场层次鲜明；另一方面，为了尽最大可能增加自身竞争优势，相关硬件生产厂商开始根据自身设备相配套的网络化软件开发和管理体系的构建，使得数字印刷生产经营模式初见端倪，逐渐走向模式化和正规化道路。
2.2 喷墨印刷技术
相较于静电成像的复杂原理和繁琐工序，喷墨印刷则简单明了，喷墨印刷的喷墨工作直接由与图像有关的信号来决定，且是直接进行喷射，在信号输入与最终印刷之间不需要任何转换工序。喷墨技术可分为连续喷墨和按需喷墨。连续喷墨技术是根据印刷图像的图案进行充电，引导由小墨滴汇聚成的恒定墨流，在产生的电场中发生预期中的偏转，而对于未带电的墨流则喷射到纸上，即保持通电墨流的图像信号与印刷图像负片相同。“按需喷墨”技术是完全根据所要印刷的具体图像来产生微小墨滴。根据墨滴的产生机理不同可以划分为热泡喷墨和压电喷墨印刷。热泡喷墨是通过加热来产生墨滴，并使墨腔中的液体油墨局部汽化。压电喷墨是通过机械作用使喷腔变形，由一个压电信号和腔壁的压电特性产生的动作，使墨滴成形，并从喷嘴中喷射出来。
2.2.1 喷墨印刷技术热点。当前喷墨印刷技术还不完全成熟，还有很多技术细节在研发和优化过程中，其研发主要集中在三个方向：第一，如何实现喷墨打印头精细化和阵列化；第二，怎样实现喷墨技术所用墨水的通用性和互换性；第三，如何加快色彩管理和生产管理系统向着智能化方向转型。
2.2.2 喷墨印刷应用热点。喷墨印刷应用热点并不与其研发热点一致，这点也很好理解，研发热点代表着喷墨印刷未来发展的方向和制约其发展的瓶颈，而应用热点是技术较为成熟的已有产品。B2幅面的高速喷墨印刷机无疑是喷墨印刷的宠儿，由于相关技术的突破，使得B2幅面高速喷墨印刷机迅速占领市场，并取得了高效率、高自动化、高品质的业界口碑，对传统印刷领域造成巨大的冲击。极大地刺激了印刷业向着数字化方向发展。另外就是在线涂布、纳米墨水等工业领域的应用突破。传统印刷业很难满足不同承印物与喷墨墨水之间的相容性问题；同时值得我们注意的是喷墨印刷技术逐渐开始与胶印技术实现应用上的综合。
3 数字印刷产业发展方向
印刷业既是一个古老的领域，又是焕发新的生机的行业，特别是随着传统印刷向着数字印刷的转变，使得印刷技术更新速度加快，其所能创造的产业价值也大幅度增加。在信息时代把握数字印刷的发展方向尤为重要。印刷技术的发展方向与信息技术的发展是密不可分的，在信息量爆炸的今天，图片等信息传达手段逐渐成为潮流，随着人们生活水平的提高，个人影集、游记等市场需求快速增大，这都对数字出版和数字影像的技术水准提出更高的要求，实现其精耕细作已是必然趋势。新的发展趋势以及市场变化对企业的经营模式也提出更高要求，为了能让企业能在众多竞争者中脱颖而出，除了技术要保持先进水准外，还要进一步细分市场，重视用户的使用体验和个性化需求，怎样依托互联网这一庞大体系来实现设计师与用户的互动，真正实现DIY模式的产品开发必然存在着巨大的发展潜力。
4 结束语
印刷技术在信息时代的今天，通过与计算机技术、通信技术的结合焕发出新的生机，数字印刷已经成为印刷技术的发展必然趋势。如何在技术更新换代惊人的当下把握住机会，借助我国现有传统印刷基础条件，实现更合理的数字印刷体系的构建，为企业创造出更大的利益，是我们必须要关注也必须要解决的课题。这就要求每一个从业者贡献自己的精力，致力于更高效、品质更高的印刷技术研发中去，真正让我国成为印刷强国。
参考文献：
[1]吴振兴.浅析数字印刷技术及其应用[J].今日印刷，2013（3）.
数字印刷新趋势
近10年来，数字印刷在云计算、大数据、移动互联技术的推动下，快速融入印刷产业，并通过积极与传统印刷相融合来突破传统印刷的瓶颈，弥补传统印刷在超短版和按需印刷领域的短板，创新数字印刷增值链，引发数字印刷的新趋势。
1.数字印刷技术新趋势
从drupa2016亮相的数字印刷技术来看，数字印刷技术正日益聚焦到喷墨印刷技术和静电成像数字印刷技术上，印刷幅面不断增大、印刷速度不断加快、印刷质量不断改善、适用的印刷耗材不断增多、印刷数据日益兼容的特点十分突出，这一切正改变着数字印刷与传统印刷的技术格局和市场格局。
（1）喷墨印刷技术新趋势
毋庸置疑，喷墨印刷是全印展上数字印刷领域首推的前沿技术，对该技术的讨论将体现在喷墨打印头的阵列化、精细化和多元化上。
喷墨打印头的阵列化是将单个小尺寸打印头集成制造为与印刷幅面宽度相一致的页面阵列宽度打印头阵列，使喷墨成像的印刷宽度达到B2幅面及以上，以完全满足大多数印刷幅面的需要。
精细化是指喷嘴孔径所支持的最大喷墨打印分辨率以及最高喷墨频率，能使墨滴直径达到高精细印刷水平或相片级水平。
多元化是指随着喷墨打印头研发技术的国际化，喷墨打印头技术正在逐步从少数国际厂商垄断的局面向国内国外厂商技术共享的形势转变，并按照应用需求和产品特点形成不断细分的格局。如在标签、书刊等领域的特定喷墨印刷产品中，国产喷墨打印头及相关设备开始“小荷露出尖尖角”。
此外，喷墨打印油墨或墨水开始从专用性向通用性与可替换方向演变，国内研发机构和生产厂商针对喷墨打印头的特性，推出了诸多具有通用性和可替代性的喷墨墨水，让印刷企业获得了选择印刷材料的主动权。
（2）静电成像数字印刷技术新趋势
静电成像数字印刷技术是应用类型多样化和厂商云集的技术热点。这首先体现在适应更高速度、更大幅面和更高品质的感光鼓/带的感光涂层的均匀性以及设备耐印力上。
其次是色粉制造技术。无论是采用物理研磨还是化学研磨，色粉的颗粒形状、尺寸一致性、呈色性以及介质附着力都是关键技术指标。
此外，还要特别关注纳米技术应用、高饱和度呈色以及材料绿色化等技术，如富士施乐推出的高饱和专色以及金银高光泽颜色等。
2 .数字印刷流程及色彩管理技术新趋势
在未来“集中式生产+分布式定制”的印刷新格局下，建立一个全数字化、从印刷产品编创到应用服务的数字印刷流程，是解决不同地域、不同作业方式、不同企业、不同软件的数据采集、数据处理交换、内容关联与检索问题，是真正实现“数据进、产品出”，创造印刷价值链以及印刷经营与管理模式的关键。
从工业4.0以及中国制造2025的发展需求来看，数字印刷流程及色彩管理技术必须是一个自适应与智能化的印刷生产管理及色彩管理系统，系统既能够适应用户色彩设计环境，又能够保证用户色彩复现精度，智能地优化生产作业流程，还能够满足印刷买家个性化印刷材质需求、产品成型加工需求、表面整饰需求以及体验评价需求，减少数字印刷品在印制中的作业冗余与成本冗余，优质地按时交付，并保证良好的盈利能力与水平。如富士施乐建立的色彩管理标准化实验室，不仅解决了现有数字印刷流程的软肋，而且很好地实现了上述目标。
数字印刷新应用
从社会发展、市场需求和产业应用来看，本次展会的数字印刷新应用将主要集中在以下3个方面。
1.以“内容印刷”为中心的数字印刷新应用
内容印刷是印刷产业千百年来的需求，但始终存在优质低价的定制印刷或按需印刷难于实现的瓶颈。目前，以静电成像数字印刷为主、喷墨印刷为辅的内容按需印刷已基本实现，其产业应用主要集中在文化传播和商业印刷领域。
在文化传播方面，重点是满足按需出版和大众教育中品质多样、承印材料多样以及产品价格多样的图文产品印制需求。富士施乐、柯尼卡美能达、理光先后推出了不同印刷幅面、速度、产能以及色彩再现品质的生产型数字印刷机，与印刷企业一起通过生产细分、产品细分与服务细分来构建多层次的印刷生产与印制服务模式，形成内容印刷的新应用。
在商业印刷方面，重点是满足商业型录、商业促销产品、企业文化用品以及商务产品等多类别商业印刷产品的需求。目前惠普、富士施乐、柯尼卡美能达都结合自己的软硬件，集成相关网络化的设计与制作软件及数据管理体系，形成针对不同商业印刷需求的作业模式和管控方法，初步形成了可盈利的数字印刷生产经营模式，特别是富士施乐的色彩管理与质量认证显著改善了数字印刷产品质量，有效降低了物耗和人工成本。
2.以“功能印刷”为中心的数字印刷新应用
功能印刷是数字印刷创新解决包装印刷及其衍生产品服务的新模式，其产业应用主要集中在以下4个方面。
首先是B2及以上幅面高速喷墨数字印刷机应用于定制包装、折叠纸盒打样，打开了数字印刷在包装领域实际生产应用的大幕，已悄然改变或撼动传统包装印刷市场格局，惠普B2幅面数字印刷机是最典型的范例。
其次是“喷墨+胶印”混合印刷方式的包装印刷，即采用以橡皮布作为转印介质，喷墨墨水先喷在橡皮布上完成叠印，固化后再将墨层100%转印在承印物上的方式，显著降低了多色套印精度的设备需求，有效提升了印刷品质量和作业效率。
其三是在线涂布+UV墨水/纳米墨水（Nano Ink）的工业化应用，有效解决了功能包装不同承印材料与喷墨墨水之间的印刷适性，实现了更高质量、更广色域、更少VOCs排放，如惠普T系列数字印刷机。
第四是与传统印刷技术融合，高效、低成本地印制包装产品的防伪码、防窜货码、药品电子监管码等，实现包装印刷设备连线喷墨印刷的集成，如海德堡XL106、高宝利必达105配装的用来喷印药品电子监管码或二维码的可变数据按需喷码设备。
3.以“3D打印”为中心的数字印刷新应用
3D打印是指采用三维喷墨打印技术，通过分层加工与叠加成形相结合的方法，逐层打印增加材料来生成3D实体的数字制造技术。目前，3D打印机基本采用喷墨印刷机制，通过打印熔融沉积材料、生物材料或食材来制造所需的各种产品。可依托现有的二维印刷技术的多层叠合来实现三维印刷的新产品和新功能，从而为数字印刷拓展到大众制造、精密制造、电影动漫、医疗美容、食品等行业奠定基础，实现印刷“你确定它会引发颠覆，却不知道它具体颠覆什么”的新境界。
数字印刷新看点
在当下数字印刷技术日益趋近传统印刷品质、成本和效率的环境下，数字印刷产业正在形成一个具有广阔市场前景、高市场附加值以及产品化的新领域，吸引了更多传统印刷人和传统印刷企业的关注。本届展会上，数字印刷新看点将集中在以下3个方面。
1.精耕细作的数字出版与数字影像
数字出版和数字影像是当今内容产业需求旺盛、变化无限的新领域，是传统书刊报印刷企业应用数字印刷转型升级的重要抓手。在精耕细作的数字出版和数字影像已成为社会、市场和用户共识的环境下，传统印刷企业既可嵌入数字出版领域，利用数字印前部门从制作电子书刊、网络教育、网络地图、数字动漫到手机出版物等数字媒介浏览产品及其演变的个性化纸媒介产品中获得市场容量和获利机会，还能从图说时代的无限量图片信息引发的影像印制（如婚嫁、游记、个人影集以及各种纪念册）中，挖掘出无限商机。但只有更多地关注出版的实时性、内容更新的便利性、产品外观的多样性特点，才能在数字出版与数字影像产品传播途径中创造需求与价值。
2.集成制造的功能印刷产品与物联网智能包装
集成制造的功能印刷产品和物联网智能包装是印刷企业转型升级、从生产加工跨越到智能制造的最合理途径。包装印刷企业依托数字印刷技术与物联网技术来实现数字化功能印刷与物联网智能包装印刷，这不仅需要学习集成制造技术，采用数字印刷方法将许多功能性材料和信息嵌入到包装、标签等产品中，还要通过数字化精细生产保持所复制的产品具备某些特定的、个性化的功能，如温致变色、过时变色等。包装印刷企业也可使产品外包装具备与物联网以及数字防伪相关联的特殊识别功能，如二维码等满足应用功能性和可追溯性的新功能，从而使包装印刷企业融入到现代IT技术和新材料应用的高附加值领域。
3.数字化的印刷全流程管控
数字印刷因“数字”而改变印刷企业的市场、技术工艺、作业方法以及营销手段，形成面向跨媒体、多介质、多需求以及互动体验的作业模式，依托互联网和DIY软件来营造出用户就是设计师的乐趣与成就感体验，构建出一个以“高产能的集中式加工中心与分布式定制服务中心”的分布式数字印刷标准化作业流程。
其中，定制化精准印后加工技术实现了以数字化与智能化为技术基础，适应个性化、小批量、多幅面、复杂折页或多样成型的印后加工模式。
在线检测技术则以机器视觉和图像处理为技术基础，通过标准印刷图像和检测印制图像的比对来实现印品质量缺陷检测，解决了机器换人的新难题。
[关键词]陶瓷；印刷
中图分类号：TS87 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0230-01
1 引言
如今，人们的生活越来越好，对生活质量的要求也越来越高，人们对吃这个问题越来越讲究。不止讲究食物的营养搭配，还讲究吃的艺术。告别过去的大盘粗碗，换成了一件件精美的瓷器，光彩夺目，跃然桌上。这些精美的花纹，栩栩如生，让人爱不释手。实现这种装饰效果多样化和个性化的技术，称为陶瓷印刷技术。
我国是陶瓷技术与陶瓷艺术的发源地，印刷技术应用于陶瓷领域，极大的提高了陶瓷装饰的效率与质量。传统的陶瓷印刷技术，长期以来一直使用的方法是吹喷、手绘，橡皮印，以及贴花纸转印。随着陶瓷印刷技术的不断发展和创新，也推动了现代陶瓷技术的发展。随着建陶工业在我国的兴盛，陶瓷印刷技术主要经历了三次历史变革。第一次是陶瓷贴花印刷技术，第二次是辊筒印刷技术，第三次是喷墨印刷技术。而喷墨印刷，是完全不同于以往的非接触印刷方式，为陶瓷印刷带来了勃勃生机。这些技术的应用，不止用在日用陶瓷制品上，也广泛应用于建筑陶瓷制品上。
2 不同印刷方式简介和特点
2.1 陶瓷贴花印刷
陶瓷贴花纸印刷，俗称特转移印花，是一种基于普通印刷技术的特殊印刷方法。这种方法主要是应用传统的印刷技术（主要是平印和丝印），把需要的图文信息印制在特殊的纸张载体上，再利用热转移的技术把图文信息转移到陶瓷上。这种方法效率高、成本低，能达到很强的艺术感染力，目前，该技术的发展已经很成熟。
陶瓷装饰主要分为釉上彩和釉下彩。釉是瓷坯表面的一层很薄的覆盖层，主要有软质釉、硬质釉和珐琅釉，能改善陶瓷制品的使用性能，提高其艺术价值。在瓷器上釉之后进行图文装饰的称为釉上彩，上釉前进行图文装饰的称为釉下彩，对应工艺成为釉上贴花纸工艺和釉下贴花纸工艺。应用于花纸印刷的油墨，是用特殊的陶瓷颜料和不同粘结料轧制而成的陶瓷油墨，这些成分能够在一定的时间和温度下在承印物上固化，具有色泽鲜艳，经久耐用，耐高温的特点。
常用的花纸有青花、釉下五彩、釉里红、釉上专色、釉上四色、粉彩等花纸，从目前陶瓷花纸发展的态势来看，中国香港和西方国家的印刷技术更为精湛，值得借鉴和学习。花纸的构成主要分成几个部分，釉上花纸主要由封面油、图文层、水溶性胶和纸基构成，釉下花纸主要由封面油、图文层、PVB图层、氯乙烯粘合剂和纸基构成。对于花纸的印刷，主要采用的是丝印，因为其他方式印刷的图案厚度很难达到要求，而丝印的印刷厚度高于其他的传统印刷方式，能达到较好的立体感。
釉上贴花纸时，首先将底纸与印有图案的PVB薄膜分离，将PVB薄膜浸润后转帖到陶瓷器皿釉的表面，经过780～830℃烧结，PVB薄膜炭化分解，就只留下图文层部分在陶瓷器皿上，完成图文转移。釉下贴花纸转印时，要先揭去纸基，浸润后把花纸贴在陶瓷器皿坯上，再涂布一层透明的瓷釉，然后在1350℃下烧结形成彩色图文。陶瓷贴花工艺质量的好坏，除了印刷花纸、贴花纸、烧结等工序的控制之外，还应注意花纸原稿的设计，好的花纸需要优秀的设计师设计。陶瓷贴花印刷是一项发展空间很广的技术，陶瓷贴花纸也是前景广阔，需要不断研发的精细产品。
2.2 陶瓷辊筒印花技术
陶瓷辊筒印刷技术是在平面丝网印花的基础上发展起来的，把平面丝网的单张间歇印花变成连续印花。上世纪中期辊筒印花技术就已经发明，但是我国在90年代末期才引进该项技术。由于设备和使用成本较高，国产技术不够成熟，引进初期，辊筒印花技术在陶瓷行业中未能有效的普及起来。2005年以后，随着胶辊印刷技术的不断改进，开始在建陶行业中扩张起来，主要应用在建筑陶瓷的印刷中。
陶瓷辊筒印花机是一种新型的陶瓷印花设备，主要采用的是胶辊，是由一种特制的有弹性的耐磨的硅胶制成，其制作原理是设计师设计好的图文内容，将其输入到电脑，然后通过电脑控制激光束雕刻，直接将图文雕刻在硅胶辊筒的表面。雕刻时，根据图案的分辨率和纹理选择不同的雕刻方式，网孔的形状也可以根据图案的纹理和实际需要采用不同的网点形状。这种激光雕刻的方式能够在胶辊表面雕刻出分辨率很高的图案，甚至超过700dpi，一般情况下，要求网点目数在220目以上，就能符合印刷需求。对雕刻好的辊筒，使用印花釉填充辊筒表面的网孔，印刷的方式相当于传统的柔性版印刷，胶辊在转动过程中与瓷面接触从而传递图案。
辊筒印花技术制版精度高，可以在瓷砖的表面实现凹凸印刷，且能实现全面自动化操作。印刷品表面层次丰富，纹理清晰，色彩鲜艳，效果逼真。但是也存在一些缺陷，比如，胶辊印刷的陶瓷制品常常面临色差问题；不同批次的印花效果稳定性较差；由于印刷压力的原因导致的瓷制品破裂等现象。
2.3 陶瓷喷墨印刷
陶瓷喷墨印刷，颠覆了以往的陶瓷印刷技术，以其无可比拟的优势，代替丝网贴花印刷和胶辊印刷。喷墨印花和以上两种方式相比，是一种非接触式印刷无压印刷，能够在各种不规则的表面印刷不同的图文。能够在短时间内实现产品的个性化印刷，满足不同群体的需要，且操作过程简单方便，稳定性好，只需将电脑中存储的相关信息输入到喷墨印刷机中即可。原理类似于在纸张上进行喷墨印刷，只不过纸张喷墨印刷用的是有机墨水，而陶瓷喷墨印刷用的是无机材料合成的陶瓷釉料，需经过高温的煅烧才能成为最终的画面。
陶瓷印花技术引入到我国的时间还不长，最早是被意大利、西班牙等陶瓷强国广泛运用，直到2008年底才引入中国。目前，我国的陶瓷印花技术还不够成熟，需要进一步完善。
陶瓷喷墨印刷机主要由陶瓷输送机构、喷头系统、供墨系统、控制系统及操作系统、恒温恒湿除尘系统和喷头自动清洗系统构成，其中最主要的部分是喷头系统，是喷墨印刷技术的关键。通过计算机对喷头的控制，能够实现高精度的印刷，按需喷印，减少对墨水的浪费。在喷墨过程中，喷头和陶瓷墨水有着非常紧密的关系，喷头的孔径必须和陶瓷墨水的颗粒细度相匹配。因而，陶瓷墨水的质量对陶瓷印刷品的质量有着关键影响。陶瓷墨水的呈色物质主要是无机非金属颜料，要求其颗粒度小于1μm，颗粒之间不能团聚，具有良好的稳定性。之前我国所采用的陶瓷喷墨墨水主要依靠进口，现在我国正大力致力于陶瓷墨水技术的研究，大量价格相对低廉的陶瓷墨水开始在市面流通。随着技术的成熟和喷墨设备价格的下降，陶瓷喷墨印刷技术将能够迅速扩大市场。
陶瓷喷墨技术污染少，节能环保，带来了技术工艺和产品花色的创新，使小批量、个性化定制成为可能。但是喷墨陶瓷产品要想成为市场主流，还有很长的路要走。
3 结语
我国是陶瓷的故乡，在陶瓷技术与艺术上所取得的成就，对人类社会的进步与发展做出了重大贡献。目前，我国依然是世界上的陶瓷生产大国、消费大国，中国生产的陶瓷制品占据世界总量的半壁江山。作为陶瓷生产第一大国，在陶瓷印刷技术的应用和创新上，还有许多环节需要改进和创新，许多国外的先进技术需要引进。
包装数码印刷潜力巨大
Smithers Pira的统计数据显示：全球包装数码印刷市场增长势头强劲，从产值来看，2011年为48亿美元，预计到2016年将接近122亿美元，2011～2016年间的年均复合增长率高达20.6%；从印量（以A4幅面计）来看，2011年为370亿张，预计到2016年将增长到759亿张。
推动数码印刷技术在包装印刷市场应用的主要原因是短版和个性化印刷活件的需求增多，特别是在当前经济低迷的环境下，为了追求更少的浪费和更低的废品率，数码印刷得到了越来越多包装印刷加工商的青睐。数码印刷省去了印前制版环节和浪费极大的传统印刷机调试过程，可以极大地节省成本。标准化的活件文档可以通过网络传送和接收，在经过快速的预检和排版之后就能立即发送到数码印刷机上进行印刷。因此，以前需要几天才能完成的活件，现在只需一下午就能完成，完全能够满足终端客户对即时供货的需求。
包装种类繁多，包括纸盒、纸箱、软包装、硬质塑料包装、金属包装、玻璃包装、标签等。对于数码印刷而言，标签是最具发展潜力的领域，其次是小批量纸盒、软包装、金属包装和硬质塑料包装。但总的来看，虽然包装印刷市场规模庞大，但目前数码印刷包装所占的份额仍十分有限。2011年全球包装印刷市场产值达到3000亿美元，而数码印刷包装的产值仅占1.59%；从印量来看，数码印刷包装的占比更低，仅为0.63%，预计到2016年也仅能占到1%多一点。
从全球范围来看，北美地区是最大的包装数码印刷市场，其次是亚洲地区。总体而言，发展中国家包装印刷市场由于应用数码印刷的基数较低，所以未来几年会呈现出相对较快的发展态势。预计到2016年，土耳其、中国、印度和巴西包装数码印刷市场的年均复合增长率都将超过30%。
包装数码印刷给品牌商带来的优势和收益
品牌商和零售商都在努力通过降低成本和提高效率来改善供应链。所有的品牌商都在想尽各种办法来吸引消费者的目光。数码印刷技术可以充分发挥其灵活性的优势，比如将品牌和特定的市场营销信息印刷到通用的包装或标签上，使得商品和包装更具特色和个性化。需要说明的是，这些个性化的信息在商品上市之前才完成印刷，可以避免库存造成的资金压力以及对供应链造成的影响。
很多制药企业现在早已不再采用大批量生产和仓储方式来应对二次订单，而是先生产大量通用包装，然后再针对特定应用或产品对包装进行个性化加工。这种现象在欧洲非常普遍，比如在特定生产线上采用数码印刷方式在药品泡罩包装、折叠纸盒或药瓶上印刷销售目的地的语言文字信息，这种方式的好处是可以降低库存，由此减少不必要的浪费并降低成本。喷墨印刷技术还可以应用到现有的包装生产线上，代替速度缓慢、应用局限的热转印技术，为包装提供更好的印刷质量和更强的灵活性。
而且，数码印刷在品牌保护方面也能发挥积极作用，比如采用透明和UV荧光墨粉/油墨可以印刷隐形和显形的防伪标识。同时，数码印刷具有可变数据印刷能力，能够实现特殊文字和识别编码的印刷，实现印品的独特性和唯一性，从而为产品在整个供应链中的跟踪提供保障，这也是其受到品牌商青睐的重要原因之一。
此外，相关法律法规的逐步完善对包装数码印刷的发展也起到了积极的推动作用。比如，欧洲和美国要求药品必须具备追溯功能，且包装上要印刷盲文信息。要想实现药品和包装的可追溯性，就离不开可变数据印刷，自然也就离不开数码印刷。
静电成像VS喷墨印刷
当前，数码印刷主要有两大主流技术：静电成像和喷墨印刷，这两大技术各有千秋。就目前包装数码印刷市场来看，静电成像技术占据着主导地位，特别是在高端标签印刷领域，静电成像技术更受青睐，应用也更普遍。
喷墨印刷技术近几年取得了巨大进步，高性能的喷墨印刷设备在广告市场已经大范围地代替网印，现在正向包装印刷市场拓展，这也引起了业界的广泛关注。当前，平台式喷墨印刷技术已经开始在纸盒纸箱、软包装和金属包装印刷领域崭露头角。预计未来几年，喷墨印刷技术在包装印刷市场将呈现高速增长态势，应用也将快速扩大，预计到2016年底其印量和产值将超过静电成像数码印刷。
近几年，数码印刷设备制造商对包装印刷市场的关注度明显加强，原因之一就是，受网络和新媒体的冲击，报纸、杂志和图书等传统印刷业务日渐式微，相比之下，包装印刷业务却增势强劲，因此数码印刷设备制造商也开始将其视为“黄金宝地”。特别是一些新型B2幅面数码印刷机的推出，将为此提供有力支撑。例如，惠普针对软包装印刷领域的HP Indigo 20000和针对折叠纸盒印刷领域的HP Indigo 30000、富士胶片专为折叠纸盒印刷而设计的Jetpress F喷墨印刷机、网屏针对标签印刷推出的Truepress Jet L350UV喷墨印刷机等。
同时，数码印刷设备制造商也在不懈努力，力求使设备在速度、质量和稳定性上更胜一筹，这也使得数码印刷在与传统印刷的竞争中更具优势。据悉，在印刷7000米以下的订单时，最新的HP Indigo和Xeikon窄幅数码印刷机要比传统的柔印机更经济合算。这也表明，随着今后市场上印刷活件批次印量的逐步下降，数码印刷的市场份额将进一步增加。
积极应对未来挑战
1.1数字印刷的概念到目前为止，国际上还没有对数字印刷（DigitalPrinting）的标准定义，主要存在两个观点，一个是计算机行业的观点，另一个是印刷行业的观点。计算机行业把由数据输出到纸上的技术过程均称为数字印刷，不管它是黑白的还是彩色的。因此也把这种意义上的数字印刷机称为打印机（Printer）。而印刷行业则把由数字信息代替传统的模拟信息，直接将数字图像信息转移到承印物上的印刷技术叫做数字印刷。
数字印刷是用数字信息代替传统的模拟信息，直接将数字图像信息转移到承印物上的印刷技术，它将各种原稿(文字、图像、电子文件、网络文件)输入到计算机中进行处理后，无需经过电分胶片输出、冲片、打样、晒PS版等工序和时间，而直接通过光纤网络传输到CMYK四色数字印刷机上印刷或直接进行分色制版的一种新型印刷工艺[2]。
1.2数字印刷的工作原理数字印刷系统一般由图文合一的印前处理系统与数字印刷机或照排系统组成。数字印刷利用印前系统，将图文信息直接通过网络传输到数字印刷机上，印刷出彩色印品。操作人员根据用户的要求及其所提供的原稿输入计算机（印前处理系统）；在计算机上进行图文数据的处理，对图像进行色彩、阶调、层次等有益的调整，进行能满足用户要求的创意、修改以及文字合成等，再将图文信息进行编辑排版，最终将理想的图案、文字编排成用户满意的内容和形式。这些数字化的信息最后经过RIP栅格化处理，生成相应的单色像素数字信号，然后将这些数字信息输出到电子数据控制中心，这样就可以进行分色制版；也可以将数字信号传送到印刷机的激光器上进行调制，发出相应的单色激光对印版滚筒进行扫描。由感光材料制成的印版滚筒经感光后就能吸附油墨或墨粒，这样就可把图文信息转印到呈印物上，完成印刷[3]。
2数字印刷的关键技术
2.1静电成像数字印刷技术静电成像（Electro-photographic）又称电子照相技术，其基本原理是用激光扫描的方法在光导体上形成静电潜影，再利用带电色粉与静电潜影之间的库仑作用力实现潜影的可视化，最后将色粉影像转移到承印物上完成印刷，将小颗粒的粉末附着固定在纸上成像。打印的程序各厂牌虽有不同，原理则大同小异。通常是将打印的资料转换成小点之后，以激光把小点扫描到一个旋转的滚筒上（滚筒用对光高度敏感的材料制成，并带有正静电荷，被激光扫描到的部位则转为负静电荷）；当滚筒转到粉末槽的旁边，粉末带正静电荷，所以立即附着在激光扫描的部位，即是要打印的影像；这时一张带负静电荷的纸在滚筒下方出现，所带电极强度较激光扫描到滚筒上的略大一些，于是滚筒上的粉末就被吸到纸上，加热固定之后，打印就完成。这一流程单色走一次，彩色要走4次（CMYK四色粉末各走一个滚筒）。成像的粉末非常细小，通常是固体粉状[4]。
2.2喷墨成像数字印刷技术喷墨打印则采用不同技术，以小滴的墨水滴到纸上，组合成像，墨滴非常小。滴墨的位置靠喷墨头准确的精细移动，用多个不同彩色的墨水匣，可以打印出完全色彩的影像。一般要求油墨中的溶剂、水能够快速渗透进入承印物，以保证足够的干燥速度；油墨中的呈色剂能够尽可能固着在承印物的表面，以保证足够高的印刷密度和分辨率。因此，所使用的油墨必须与承印物匹配，才能保证良好的印刷质量。
按照喷墨的形式把喷墨成像分为连续喷墨和按需（脉冲）喷墨[5]。连续喷墨所喷出的墨流是连续不间断的，在压力的作用下通过细小的喷嘴，在高速下分散成细小的墨滴。当每一滴墨滴离开喷嘴的时候被充以静电荷，通过改变电场的有或无来实现在承印物上的印刷。按需喷墨也叫脉冲给墨，它是将计算机里的图文信息转化成脉冲的电信号，然后由这些电信号来控制喷墨头的闭合，即实现承印物上的图文区或是空白区。其中最有代表性的喷墨技术要属压电陶瓷技术。
2.3磁成像数字印刷技术磁记录成像技术与磁带的记录技术采用的是相同的记录原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁场的作用下定向排列，形成磁性潜影；然后再利用磁性色粉与磁性潜影之间的磁场力的相互作用，完成潜影的可视化；最后将磁性色粉转移到承印物上[6]。
磁性色粉采用的磁性材料主要是氧化铁，这种材料本身具有很深的颜色，因此，这种方法一般只适合制作黑白影像，不容易实现彩色影像。
3数字印刷的应用
数字印刷有着广泛的应用，如商业印刷、情报印刷、包装印刷、报纸印刷、卡片印刷、制罐印刷、短版印刷、按需印刷等。由于数字印刷的特点，它已经在印刷业占据越来越多的份额，尤其在欧美市场，已经形成与传统印刷并驾齐驱的态势。
4结束语
数字印刷技术以其不同于传统印刷技术的方式，越来越趋于成熟并引起广大关注。同时由于数字印刷开发的是以一个新的概念来开发的市场，与传统印刷业务也有本质的区别，所以随着我国印刷业务朝向短版、快速、个性化发展的领域进军，数字印刷将凭借其巨大的市场潜力，在我国得到飞速的发展。
参考文献
[1]杨净.数字印刷及应用[M].北京:化学工业出版社,2005
[2]贝内特.数字印刷和可变数据印刷[M].北京:印刷工业出版社,2008
[3]时永青.数字印刷及其与传统印刷之比较[J].印刷杂志,2004(2）
[4]胡维友.数字印刷与计算机直接制版技术[M].北京:印刷工业出版社,2007
[5]刘全香.数字印刷技术[M].北京:印刷工业出版社,2006
[6]任云.数字印刷中的成像技术[J].今日印刷,2006(3)
