[发明专利]喷墨印刷的方法及装置

说明书

背景技术

多年来平版印刷和凹版印刷技术均得到了改进和提高。平版印刷术的基本原理包括从一既有受墨区也有拒墨区的表面上转移油墨的步骤。而胶印印刷是一种含有油墨的中间转移步骤的过程。例如，胶印印刷可以将油墨从感光板滚筒上转移到橡皮滚筒上，接着该橡皮滚筒又将图像转移到一表面上(如一纸卷筒)。在凹版印刷中，一带有雕刻墨池的滚筒与一卷筒纸相互接触，而电荷又促使油墨转移到纸上。

早期使用平版印刷技术的设备是利用需要印刷在平板上的图像凸版，使得只有凸出来的区域能接受油墨。现代平版印刷过程利用了材料科学原理。例如，将需要印刷的图像蚀刻在一亲水板上，使得该板的印刷区域是亲油的。在上墨之前先将平板润湿，使得只有该板的亲油区域能接受油性墨(即该板在湿润过程中没有被润湿的区域)。

通常，所有这些印刷技术都受到相似的局限，即相同的图像被反复的印刷。这是由于不管是凸版图像或蚀刻亲油图像抑或其他，等等，传统的平版印刷采用具有静态图像的平板(即不变动的图像)。凹版印刷采用的也是静态图像，该图像雕刻在滚筒上的墨池内。制造用于平板印刷的平板或者用于凹版印刷的滚筒/滚筒套的间接成本很高。因此，对于印刷数量很少的作业(即“小批量”作业)，采用平版印刷或凹版印刷很不经济。而且，传统的平版印刷和凹版印刷不被用作印刷可变数据的作业(例如，营业额报表，财务报表，对象广告等)，除非该印刷机被改造成带有喷墨头，虽然成本高且速度低。特别地，小批量作业或变量作业主要由激光(如静电式调色剂)打印机和喷墨打印机承担。

通常，许多印刷制品，如书籍和杂志通过一种包括较多后压印加工的方法进行印刷。例如，杂志的一单页或一组页面可能会要印上5,000次。然后，第二页或一组页面也要印上5,000次。对于该杂志的每一页或每组页面，这种过程需要重复进行直到完成所有的页数。随后，将这些页面或该组页面送至流水线的后加工处进行切割，并装订成最终的杂志。该传统的工作流程是时间密集型和劳动力密集型流程。如果可变图像(即每个页面的图像不同或每组页面的图像不同)都能按平版图像的质量和速度进行，则每种杂志的印刷能逐页(或逐组)印刷，使得整本杂志应当可以直接在印刷机上完成。这样可以大大提高印刷杂志的速度并降低印刷杂志的费用。

喷墨印刷技术为印刷机提供了可变的能力。现有两种基本的喷墨技术：热喷墨技术，即气泡喷墨技术，以及压电喷墨技术，所以称为按需喷射系统，及连续流系统。在按需喷射系统中，将极小的墨滴发射(即喷射)到纸上。在热喷墨技术中，有一热源可使墨蒸发成气泡。该扩张的气泡便构成小滴，而该小滴就从印刷头喷出。压电喷墨技术采用一种位于墨盒背后的压电晶体。采用交变电动势可使该晶体振动。通过晶体的来回运动就能产生足够的小滴，并将小滴喷射到纸上。连续流系统利用了喷射出来的一股连续油墨流，由一电场控制其沉积物，将墨头喷射出来的油墨转移到一集墨池中从而阻止印刷。通过选择性地控制该电场以将油墨分布在该印刷媒介上的理想位置。

高速彩色喷墨打印的质量通常比平版胶印和凹版胶印的质量更差一些。此外，最快的喷墨印刷机的速度也比平版印刷机或凹版印刷机的要低很多。传统的喷墨印刷还会碰到水性油墨滴到纸上的麻烦。采用水性墨可能会浸透纸张，导致卷筒纸形成皱纹以及褶子，并且卷筒纸很容易由于疏忽受潮而损坏。为了抑制这种现象，喷墨印刷机需要使用专门的纸张或镀膜的纸张。而这类纸张往往要比常用的卷筒纸昂贵许多。

此外，当喷墨印刷技术用于彩色印刷时，油墨的有效区域以及水的浸透程度会增加。这是由于彩色图像是通过4种颜色的相加来生成的。4色相加过程包括使用不同量的青色油墨、洋红色油墨、黄色油墨以及黑色油墨(即CMYK)在纸上形成任何一种彩色。如果需要使用全部4种颜色来产生所希望的颜色，则该页有些部分可能有4层油墨。另外，由喷墨印刷机生成的小点可能会铺展开来，并造成失真图像。而且，喷墨印刷机使用的油墨比传统平版印刷机或凹版印刷机使用的油墨昂贵很多。单就经济因素使得喷墨印刷技术不适用于大部分的商业印刷作业，特别是大批量作业。

目前激光印刷受到高速可变印刷的生产力的局限，这是由于其生产速度仍比胶印印刷和凹印印刷要低得多，而原材料(如上色剂等)的价格远高于普通胶印印刷或凹印印刷油墨的价格。此外，彩色激光印刷还很难适用于杂志及其他装订出版物，因为该印刷页面在折叠时往往容易破裂。