噴頭的角色
所有的噴墨打印系統(tǒng)都由如下幾個部分組成：
1.紙張/打印介質機械傳動裝置；
2.軟件，一般包括RIP（柵格圖像處理）軟件、打印機驅動軟件、及圖像設計、編輯軟件；
3.運行這些軟件的電腦，系統(tǒng)包括的或者單獨外接的；
4.打印引擎，包含噴頭及附件;
5.墨路系統(tǒng)（能夠控制墨水的溫度、黏度、濃度，墨水輸送、過濾等）.
噴頭在噴墨打印系統(tǒng)中的角色非常像絲網(wǎng)印刷中的絲網(wǎng)，墨水通過它有控制地印在介質上，它限制了墨水的黏度范圍，而黏度保證打印品的可靠性并限制溶劑含量。更為重要的是，噴頭決定了噴墨墨點的大小，而墨點的大小直接影響著打印品質和精度，雖然表面看起來精度是在RIP軟件或驅動程序中根據(jù)介質種類和操作者意愿設定。
有些時候，當要求打印機有很高的打印速度或者很寬的打印寬度的時候，像噴繪機或者噴墨印刷機，是很多噴頭裝配在一起，形成一個集成系統(tǒng)，造價就不菲了，因為系統(tǒng)穩(wěn)定工作，相應對于機械、電子以及軟件方面也就提出了很高的要求，通常，這個工作并不是噴頭或者打印機生產(chǎn)商完成的，有專門做打印系統(tǒng)的公司，像有專門生產(chǎn)電腦主板的一樣。
精度和影像品質
數(shù)碼影像品質經(jīng)常但被不恰當?shù)赜肈PI（每英寸的點數(shù)）來表示，肯定也有人天然地以為打印機的DPI精度就是噴頭的DPI精度，但是事實并非如此，通常情況下，噴頭是按照一定的角度排列的（與打印介質的移動方向或者噴頭的移動方向成一定的角度），這意味著可以打印更高的精度，按照一定的倍率，每英寸可以打印更多的點，噴頭可以交錯排兩排，兩個180DPI的噴頭一前一后排列，就會打印出360DPI的精度。
遺憾的是，DPI只是告訴我們了每英寸打印多少墨滴，并不能告訴我們墨滴的大小，我們不知道在顯微鏡下，這些墨點到底像籃球、棒球或者像高爾夫球？很顯然，墨滴的大小對于打印品質和精度產(chǎn)生了更大的影響。
今天，精細的熱發(fā)泡或者壓電噴頭的墨滴的大小已經(jīng)小到5皮升以下（皮升或稱微微升，等于十億分之一升），而一部分的壓電噴頭的墨滴大于100皮升，而有些應用在打碼或者標簽行業(yè)的專業(yè)噴頭的墨滴甚至更大。更為復雜的是：Epson, Brother, 和Xaar公司的噴頭已經(jīng)支持同時噴射多種大小的墨滴，這讓畫面看起來的分辨率遠遠高于實際打印的。#p#副標題#e# 噴墨打印頭的基本種類
噴頭的發(fā)明有點像電腦的微處理器，事實上兩者都基于微刻技術，而且差不多同時產(chǎn)生、同步發(fā)展，我不能也沒有需要在此做一個全面的論述，我們只討論與寬幅打印機有關的部分。
下圖標示出兩種不同原理的噴墨打印頭：連續(xù)噴墨（CIJ）和脈沖或叫按需噴墨（DOD），大部分的CIJ系統(tǒng)被設計用在打標、噴碼和包裝應用上，代表的公司如Trident, Domino, Imaje, Marconi (Videojet), Willett, 和 Markem，也有這些應用使用DOD技術的，但是總體來講墨點都比較大。
兩種噴頭示意
（噴頭分為兩個基本陣營，第一種是連續(xù)噴墨(CIJ)，歸因于這類噴頭的工作原理是噴頭噴出連續(xù)的墨滴流，其中一部分選擇性地噴在了介質上，另外的墨滴則回到系統(tǒng)中循環(huán)。第二種是脈沖或叫按需噴墨(DOD)，這種噴頭，只有當圖像需要時噴頭才產(chǎn)生墨滴）
未來，CIJ噴頭將會在數(shù)碼印花領域上發(fā)揮重要作用，但在圖像輸出領域會用的越來越少，像剛被惠普收購的NUR公司的寬板（Wideboard）和藍板（Blueboard）系列用的是CIJ噴頭，而主流的現(xiàn)款產(chǎn)品都改用了DOD技術，像Salsa和Fresco系列。
我們的重點是DOD技術，它的原理是，不連續(xù)的電信號（或者波形）讓噴頭上的噴嘴把墨滴噴射出來，DOD技術的噴頭有三種：靜電的、熱發(fā)泡和壓電的。
靜電DOD噴頭其實與市場上在用的和過去的靜電打印機沒有什么關系，像施樂、Gretag (Rastergraphics)、3M和Phoenix Graphics靜電打印機，他不應用在寬幅圖像領域。這個已被淘汰，我們要討論的，剩下只有兩種了。
熱發(fā)泡DOD噴墨
熱發(fā)泡噴頭大量應用在家庭和辦公室使用的打印機上，這個市場被稱為SOHO（小辦公室及家庭辦公室），隨后，這種噴頭被用在CAD、GIS等應用的寬幅打印市場上，打印機制造商如惠普、ColorSpan (以前曾叫 LaserMaster，最近被惠普收購)、Encad（被柯達收購）、佳能，而噴頭分別來自惠普、利盟（Lexmark）和佳能。
也許到今天超過80%噴墨打印機用的是熱發(fā)泡噴頭，在家庭和辦公市場以及某些大幅面打印領域，熱發(fā)泡打印非常適用和可靠，并且在與高精度的壓電技術競爭中勝出，惠普取得了全球 SOHO噴墨打印和CAD市場的領導地位、佳能處于第三的位置就說明了這一點。
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熱發(fā)泡噴墨打印噴頭
（在熱發(fā)泡噴頭中，加熱元件被加上很短的電脈沖后，其表面溫度瞬間會達到650-750°華氏度（350-400°C），形成氣泡并迅速擴大，膨脹的氣泡產(chǎn)生壓力波傳過墨道，并把墨滴壓出噴嘴。當不在加熱后，氣泡消失，同時從墨倉中汲取回更多的墨水）
介紹這種技術，我們將會盡量簡單一些，為什么要簡單？盡管這種噴頭在市場非常普及并在某些領域具有很大的應用潛力，但這種噴頭現(xiàn)在，以及可預見的將來，它在噴低黏度的水性墨水的時候受到限制，并且其壽命要比相應的壓電噴頭要短的多。
更重要的，推動熱發(fā)泡技術發(fā)展的，是辦公室、家庭對于照片打印的需求，這要求超高的精度、小墨滴和照片質感，這對應的是水性油墨、450線的印版--不是大多數(shù)印刷企業(yè)所關注的需求。
DOD壓電噴墨打印
公平地講，大多數(shù)的壓電DOD噴頭還是用在SOHO市場，Epson是這個領域的領導者，依賴于優(yōu)越的產(chǎn)品性能和耐用性，Epson噴頭也用在一些大幅面打印機上，出名的有Roland, Mimaki, Mutoh，Epson自己的寬幅面噴墨打印機系列，以及Gretag Bellise。
壓電打印噴頭比熱發(fā)泡噴頭壽命長，但是，用的數(shù)量少，制造成本也更高。事實上，爭戰(zhàn)了15年后，開發(fā)水性的熱發(fā)泡噴頭的惠普，和開發(fā)相應的水性壓電噴頭的Epson，達到了差不多同樣的水平，一樣能夠打印出5pl以下的墨滴，一樣的可靠耐用。盡管如此，我認為大幅面市場不應該太關注照片級品質和墨滴的大小。
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壓電噴頭的結構
（壓電DOD噴頭構造有很多種，但所有的都是利用壓電晶體在電脈沖作用下體積改變的原理，壓電晶體體積改變的時候，墨腔的容積也就隨之改變，這將壓縮墨腔將墨滴噴出噴嘴，之后隨著其恢復原形，墨水將得到補充）
所以，一方面，CIJ和壓電CIJ技術的墨滴比較大，另一個方面，基于熱發(fā)泡DOD和壓電DOD技術的家庭和辦公領域的打印機打印的墨滴非常小，兩者之間是大幅面打印機的精度范圍，這種應用可能打印在帶涂層的材料上，也可能打印在不帶涂層的材料上，相對于特殊材料的高成本，大幅面打印機噴繪在不帶涂層的材料上，就需要非水性的墨水，比如溶劑墨水、UV固化墨水。
這種應用在今天幾乎無例外的采用了一種噴頭：壓電DOD噴頭。如下圖粗略所示，壓電噴頭上有很多專利技術，包括相向噴射（face shooters）、活塞結構（piston structures）以及移動墻結構（moving wall structures）。
同樣稱壓電噴頭，前面已經(jīng)提到過，他們之間差別可能很大，在大量的壓電噴頭制造商和五花八門的結構中，有的噴大墨滴、有的是中等墨滴、也有小墨滴，各種大小的都有；有些能噴染料或者顏料墨水，溶劑有水性的、溶劑的、或者油性的；而有些是設計用來噴UV固化墨水的、熱熔墨水，或者混合墨水的；有些噴射速度很快，而有一些會慢一些，但不是一種噴頭這些墨水都能適用。
這些，就意味著，打印機廠商或者原始的制造商必須針對其目標應用選擇最佳的噴頭，這需要掌握大量的 細節(jié)知識以及對于應用的很好把握，很多廠商以前做得并不好 ，并且這種情況現(xiàn)在依然繼續(xù)著。
另外重要的一點是：壓電噴頭是不怕忙就怕閑著，如果總停著不噴，容易引起堵塞等問題，這就解釋了為什么早期的工業(yè)速度的大幅面噴繪機，噴頭很多但是每個噴頭的噴墨量不大的時候往往產(chǎn)生問題。機器制造商、墨水廠商、軟件設計師，以及操作者和工作環(huán)境都會影響到噴頭的工作，相同的噴頭，因為在不同的機器上，表現(xiàn)會迥異。
不能對于所有的噴頭都作詳細的描述，我們集中說兩三個噴頭廠家，兩家是生產(chǎn)針對大幅面打印機的工業(yè)級噴頭，另外一家未來也是如此。只能向Hitachi Koki (以前叫Dataproducts), IJT/OTT, Picojet以及眾多Xaar授權的制造商說抱歉了.#p#副標題#e# Spectra, Xaar, 和Aprion的技術
Spectra
1984年在美國新罕布什爾州的Hanover成立， Spectra（www.spectra-inc.com）最初的定位是針對日益增長的辦公市場生產(chǎn)噴墨打印頭，HP的熱發(fā)泡噴頭因其低成本而把Spectra和其他新的噴頭公司排出在這個市場之外。但是，Spectra重新定位于工業(yè)領域，并在此市場上取得巨大的成功，Spectra近期被日本富士收入麾下。
在溶劑墨水打印的市場上，Spectra噴頭以其高效和可靠耐用贏得了很高的聲譽，目前可以在最新的Vutek, Heidelberg, L&P Digital, Olec,和Durst的噴墨打印機上發(fā)現(xiàn)它的身影，Spectra主要的墨水合作伙伴有SunJet (以前的Coates Electrographics), Sericol Imaging, 和 Flint Ink，并和其他很多墨水廠商有很好的合作。
Nova-Q 噴頭
Spectra的最新產(chǎn)品，是Nova-Q水性噴頭，能兼容水性墨水、溶劑墨水以及UV固化墨水，這個噴頭是由Nova 256/80頭改進而來，這款噴頭已經(jīng)用在Vutek3360 噴繪機上，它包含了4個模塊，每個模塊包含64個噴嘴，共256個噴嘴，Spectra聲稱其壽命為：每個噴嘴可噴射250億個墨滴，等同于500升墨水（每個噴頭噴128噸墨水，按每平米13毫升墨水計算，相當于1000萬平米）
Xaar
位于英國劍橋，Xaar (www.xaar .co.uk)是由咨詢公司--劍橋咨詢（Cambridge Consultants）資產(chǎn)剝離出來的公司，其最早的技術叫flexing sidewall（ “彎曲側墻”之意），Pitney Bowes郵政公司用在郵資打印系統(tǒng)上，由此開始，Xaar開發(fā)了一些列的產(chǎn)品并授權很多家應用其技術生產(chǎn)噴頭。
最早獲得Xaar授權的是IBM位于瑞典的公司，她開始是針對跨國公司和辦公領域制造壓電打印頭，當PC的壟斷地位和市場份額受到威脅和蠶食的時候，藍色巨人不得不分離邊沿業(yè)務，也就轉讓了例如利盟（Lexmark）--制造熱發(fā)泡噴頭和打印機的公司，以及這家瑞典的壓電噴頭的公司，她變成了MIT（Modular Ink Technology）公司。
MIT噴頭最早引人注目是因為它在Rastergraphics PiezoPrint 5000上的應用以及奧林巴斯（Olympus）/施樂（Xerox）的相關產(chǎn)品。到1999年，Xaar浮出水面，他賺取了大把的現(xiàn)金，除了給了最初的投資者滿意的回報，還收購了MIT，當時其最主要的授權商，MIT隨后變成了XaarJet AB，Xaar 在瑞典的工廠。
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SII 噴頭
Xaar在業(yè)內(nèi)是很獨特的，一方面，他是最大的壓電噴頭制造商之一，另外一個方面，他授權很多公司制造噴頭，包括日本的兄弟公司（Brother）、日本的精工儀器（SII）、柯尼卡（Konica）和東芝（Toshiba），Xaar的聲稱這種做法并無不妥，各個被授權的公司都有各自的市場并無沖突。以前可以說是這樣，但是現(xiàn)在不同了，隨著需求的增長每家都在面向開放的市場并被用在寬幅打印機上， Xaar已經(jīng)在與自己授權的生產(chǎn)商在同一市場競爭。
Xaar的噴頭產(chǎn)品有XJ128（前MIT）噴頭，此頭被用在Gretag Arizona和賽天使的Grandjet系列產(chǎn)品上，XJ500出現(xiàn)在平板打印機上，如Zünd UVjet Sheetmaster 和 Inca Eagle 44，以及其他新型號的機器。Xaar的主流產(chǎn)品主要是用于油性、UV固化，以及一些溶劑墨水。Xaar一直沒有生產(chǎn)水性墨水的噴頭，現(xiàn)在已經(jīng)有這樣的產(chǎn)品，但是還沒有在市場看見相應的打印機。
Xaar的授權生產(chǎn)商之一，精工儀器公司（Seiko Instruments）制造的精工（SII）噴頭，具有510個噴嘴，物理的精度為180DPI，噴頭的尺寸超過3英寸寬，噴射速率達到12.8 kHz，這種噴頭打印的墨滴分12pl和40pl兩種?；谶@種噴頭的戶外噴繪機，是市場的熱點。
寬幅噴頭
Aprion 技術
以色列Aprion Technologies公司是從賽天使（Scitex Corporation）公司分離出來的，它創(chuàng)立于1999年九月，賽天使占18%的股份，另有3300萬美元來源于風險投資，除了資金的支持，Aprion Technologies公司的大部分技術和員工都來源于賽天使。
Aprion后來搬到了位于特拉維夫附近的Poleg Netanya，專門建造的6000平米的新工廠，以前每月只能生產(chǎn)幾百只噴頭，而到新工廠后據(jù)說產(chǎn)能擴大到每年2萬只。用在惠普“豬頭”--6500等機器上的，恐怕就是這個噴頭。
Aprion噴頭的核心是被稱為MAGIC的壓電噴頭技術，MAGIC是Multiple Array Graphic Inkjet Color首個字母的縮寫，意為“多層陣列圖形噴墨”，它指多層薄膜交錯排列成寬的陣列，它能實現(xiàn)600DPI的快速打印。
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Multiple Array Graphic Inkjet Color (MAGIC)
Aprion的噴頭技術可謂獨具匠心，其壓電轉換器由一個很薄的鋼膜跟墨腔隔開，這意味著壓電晶體與墨水之間沒有直接的熱或者電的交換，這樣對于墨水配方就沒有什么限制，墨水通過一個多孔的金屬供墨層供給墨腔，而不是一個單獨的通道。
這被證明是一個很好的解決方案，因為如果任何灰塵、微粒、或者顏料凝結塊進去的話，只會引起多孔的墨水傳送器的部分阻塞，而其他的部分依然正常工作。也許更重要的，是回充墨水會非常快，允許噴頭噴射頻率更高，打印機打印速度也就得以提高。
目前只有很少的機器采用Aprion噴頭，除了賽天使，打印紡織品和裝飾墻紙的DPS 65、另外是針對包裝行業(yè)的平板打印機，像芝加哥的Belcom 公司產(chǎn)品Belcom 2000，法國也有類似的機器Lasercomb。
現(xiàn)在我們翹首以待，看Aprion技術在墨水的寬容性方面能走多遠，能否搞定溶劑墨水、UV墨水或者高粘度的墨水方案，Aprion很自信，盡管目前他們僅僅聚焦于水性方案，水性墨水能夠滿足大多數(shù)需求，同時又很環(huán)保。
無論如何，我們必須謹慎地評估Aprion技術，因為他還在不同的應用領域試用中，同時，從原形產(chǎn)品到低成本大量生產(chǎn)有一個漫長的過程，不過，Aprion是獨辟蹊徑，他們應該會取得革命性的進展。
接下來是什么？
AZ咨詢公司的Mike Willis指出，“噴墨打印頭制造商變得越來越混雜”，僅僅在幾年以前，為數(shù)不多的幾個噴頭制造商和與其配合的墨水制造商一統(tǒng)天下，但是現(xiàn)在情況完全變了。
幾乎每個月，你都會讀到“新的戰(zhàn)略合作伙伴”和“技術授權協(xié)議”等新聞，這說明噴墨行業(yè)越來越開放，在商業(yè)力量的作用下，墨水廠商也開始直接進入市場。但是噴頭廠商依然需要墨水的收入來改變他們的財務狀況，而這個收入模式越來越復雜。
您也許會認為隨著市場的變化，會有越來越多的公司會投入噴頭的開發(fā)和生產(chǎn)以滿足工業(yè)應用的需求，但您錯了，原因有兩個：
首先，噴墨打印對于傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷業(yè)，一直在隔靴搔癢，現(xiàn)在終于造成一點沖擊，但是到目前為止，至少是2000年以前，膠版和凸版印刷業(yè)者都沒有完全認識到噴墨的潛力，這些公司并沒有為生存而努力。他們是行業(yè)的大玩家，他們會認為他們可以控制或者收購這種技術，事實上他們有自這樣的能力，但如果真這樣的話，噴頭廠商就真的太少了。#p#副標題#e# 第二個問題是定位，以前，幾乎所有的噴頭廠商（包括大部分設備原始制造商），普遍定位于最普通的介質—--紙上面，紙是地區(qū)上最輕最薄也是最便宜的打印介質，這也意味著用它的耗費是最低的。而換成玻璃、雅克力、金屬、塑料材料等，情況就完全不同了，1平米的玻璃的成本和20平米的紙等同，同樣，工業(yè)的應用—打印在這些介質上的附加值也遠遠大于傳統(tǒng)的紙張打印。
回到網(wǎng)眼布的絲網(wǎng)印刷，我們現(xiàn)在有三到四個的檔次的噴頭，也對應三到四個精度級別的打印效果，而要完全取代絲印、膠印、凸版和凹版印刷，我們就需要更多不同墨點噴頭、墨水和生產(chǎn)速度。
我們也需要新的噴頭，它具有更高的可靠性和墨水兼容性，噴頭開發(fā)商已經(jīng)開了一個好頭，但是要走的路還很長。
每次，當噴頭廠商宣布一項新技術的時候，我們總會期待其最終產(chǎn)品的推出，期待其帶來新的應用。如果您是絲網(wǎng)印刷業(yè)者，您會發(fā)現(xiàn)噴墨數(shù)碼印刷對您的影響越來越大，盡管對于凸版包裝印刷和膠版印刷來講，這種入侵要慢很多，但是，隨著平板噴繪機的普及，情況將完全改變，我認為，如果噴墨技術不是印刷行業(yè)的顛覆者，至少也是最有生命力的新角色。
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