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　　本文由Pira国际印前印刷技术经理John Birkenshaw撰写

　　彩色数字印刷已经出现10年了，但市场增长和技术进步的速度比预期的要缓慢得多，只是在近几年，彩色数字印刷才呈加速发展的态势。随着市场对定制和个性化印刷品的需求不断增长，如直邮，印刷市场的格局受到了深深的影响，不断涌现的新一代彩色数字印刷设备在成本和性能上都有了很大改进。市场动力和新技术的出现表明彩色数字印刷将进入一个长期快速增长的阶段。因此，印刷厂必须对下一阶段技术上的投资进行综合慎重考虑。

　　主要动力和发展趋势

　　彩色数字印刷系统并不是孤立运行的，要要一系列配套的管理和工作流程结构体系，只有这样才能使系统发挥出可行的成本效益和竞争优势。主要的驱动力为：

　　· 定单处理的自动化。这使电子商务系统内包含的数字印刷效率明显提高，客户可以在线报价、在线下定单、在线传输文件，所有这些操作都无须人为干预。JDF（作业定义格式）的引入，是这一进步的主要因素。

　　· 工作流程的自动化。它与自动化处理定单的理由是相同的，都是为了缩减流程中一些无价值的管理费用。由于数字印刷通常带有一些可变数据，因此工作流程要比传统印刷的流程复杂些，而PPML（个性化印刷标识语言）的开发是一项重要的进步。

　　· 数字印刷的成本结构。与其他印刷方式相比，数字印刷的单位成本较高，在它的成本结构中消耗成本要远远高于投资成本，而数字印刷低产量的性质决定它应该是高效益、低成本，同时数字印刷按需生产的能力使供应链的结构发生了重组，因此在数字印刷领域，生命周期成本（而不只是印刷的单位成本）成为价值评判的重要标准。

　　· 数字印刷应用。随着时间的推移，人们不再简单地认为数字印刷是对其他印刷工艺的替代，而是一个独特的工艺形式，可以适用于各种不同的供应链中，与其他的印刷工艺互为补充，面向以往被行业所忽视的一些领域。在数字印刷中，喷墨印刷更是发展潜力最为巨大的一个领域。

　　2003年的彩色数字印刷技术

　　由于历史的原因，人们一提到彩色数字印刷，就会想到Indigo和Xeikon，但事实上，施乐是迄今为止最大的彩色数字印刷系统供应商。目前最先进的色粉基数字印刷系统是施乐公司的iGen3，包含有许多最新的特性，将单页成本降到了最低。

　　喷墨技术根据性能的不同有两种类型，一为按需滴墨（drop-on-demand, DoD），另一种为连续喷墨。DoD系统以Spectra和Xaar的喷墨头为技术基础，被许多系统集成商所采用，如Inca和Dotrix，开发出了多款不同的设备，常采用UV固化油墨，扩宽了应用的范围。而连续喷墨系统，以最快的数字印刷工艺而著称，不但有较快的速度，还有较高的成像质量。

　　价格/性能分析

　　影响彩色数字印刷系统进步的一个主要因素是与其他印刷系统相比，数字印刷的生产成本如何才能具有竞争力。这不是一个容易判断的问题，因为尽管数字印刷系统在不断进行成本改进，但是其他传统的印刷系统（如平印）也在进步。在过去的几年间，平印与CTP系统快速融合，自动化程度有了显著提高，也可以以较实惠的成本预算进行短版印刷。因此，整体来看，平印系统的整体作业长度在下降。图1是美国市场上印刷作业长度的分布图，欧洲的情况也大致如此。

图1 不同长度的作业占印刷总量的百分比

　　图1中横坐标为作业的长度，终坐标为这类型作业占印刷总量的百分比

　　从图中我们可以看出，成本是和作业的长度密切相关的，图2和图3分别为2003年和2008年单位印刷的成本。（注意：KBA Genius是最新的产品，还没有用于生产环境中）

图2 2003年不同印刷系统的单位成本比较

图3 2003年不同印刷系统的单位成本比较

　　从以上的分析我们得出以下结论：

　　· 2003-2008年，各种印刷工艺的生产成本均会普遍下降；

　　· 到2008年，iGen3与其他设备的盈亏点有所下降，这和平印印版的价格下降有关，据预测，到2008年CTP版材的价格将下调50%，这对短版印刷的成本有很大的影响。 如果不是这样，那么平衡点就不会有很大的变化。

　　· 各种平印系统的差别不会很大。

　　· 数字彩色印刷的真正机会可能就在500印以下的印活以及可变印刷上。

　　· 分析还显示色粉将成为主要的成本因素。

　　· 2008年技术预测。

　　图4说明彩色色粉数字印刷机的进步（运行在简单模式下）。如果延伸到2008年的话，将形成一条直线上升的趋势，据预测到2008年，输出将超过每小时600平米，每分钟160页A4的页面。（目前iGen3每小时470平方米或每分钟100页A4）

图4 彩色色粉数字印刷机的印刷速度对比与预测

　　随着装机数量的不断增多，收益率有望下降，许多数字印刷设备的制造商都是采用这样的方式来降低成本的。

　　前面已经提到过，喷墨系统分为两类DoD型和连续型。图5说明了DoD型系统的进步，所取得的进步与特定的分辨率下，喷出的墨滴频率有关。

图5 1990年以来DoD型喷墨打印系统的进步速度

　　Aprion公司（现在的Scitex Vision公司）开发的MAGIC喷墨头，喷墨频率为25kHz，单色印刷时，每分钟可以输出63米600dpi的图像。Scitex Vision公司号称在实验室内，已经可以实现100kHz的输出频率，这表明图5中所示的预测推理并不是不合理的，每分钟250米的线性速度是完全可能的。但目前，有灰度喷头输出最佳图像质量时的速度还非常慢，大概只有每分钟24米（如Dotrix SPICE设备，在打印幅宽63厘米的卷筒纸产品时，速度为每小时940平方米。）

　　而连续喷墨设备，打印50厘米宽的卷筒纸时，每分钟可以输出230米，每小时的输出可以达到6900平方米，但与其他的喷墨系统相比，连续型喷墨设备的成像质量要逊色许多，也就勉强接受而已。在未来的五年间，预计连续型的速度将继续提高两倍，同时成像质量也将有明显的改进。

　　在商业印刷领域，未来五年间，彩色数字印刷所面向的应用领域有：

　　· 按需图书出版(目前大多数均为单色的，只有少部分为彩色的，彩色的多用于封皮印刷)。这一应用领域可以很好地说明数字印刷对新型供应链结构所带来的影响；

　　· 以数据和印刷模式发行报纸。同样，目前大多数为单色印刷，随着彩色印刷的成本不断下降，相信情况也会发生很大的变化。

　　· 对于连续喷墨技术的应用而言，可以考虑在都市报纸的分布式发行上找到一个新的突破点。

　　· 室内装饰产品，如墙纸、地板、瓷砖等，已经一些需要喷涂上个性化设计、色彩和图像的产品；

　　· 纺织品的印刷；

　　· 包装应用，尤其是要将印刷工艺（最常用的是喷墨）与包装工艺相结合的应用，这一应用也大大改变了供应链结构；

　　· 安全印刷也是喷墨印刷技术的主要应用领域，喷墨技术的自身特性可以确保油墨很好地渗透进纸张中，增加了防伪造假的难度，而色粉型打印时颜料只是附着在纸张的表面。

　　以上这些例子对于说明彩色数字印刷技术广泛的应用领域是非常有效的，这些应用领域的巨大商机，再加上技术自身的进步都将促使数字印刷技术在未来的5年将出现一个快速增长。

　　纸张趋势和技术进步

　　第一代彩色数字色粉印刷机对纸张的性质非常敏感，这与设备固有的结构设计有关，成像时会受到纸张电导性的影响，而纸张的电导性又与湿度有关。第二代设备通过安装动态控制系统提高了对各种类型的承印材料的适应性。现在的第三代数字印刷设备对成像原理做了重大的改善，使之对纸张的依赖性减到了最低。如iGen3，利用渐变的电压值将图像从色带上转移到纸张上，图像转移是在一个60kHz的超声波刺激下辅助完成的，可以实现100%色粉的转移。在设备的其他部分，还有一个电阻系数可控的传送带，将纸张传送到图像转印区。这样就大大减少了纸张的电阻系数所造成的影响。

　　干式色粉系统的色粉颗粒比较细小，融合的温度较低，因此更加容易与不同类型的纸张匹配。而湿式色粉系统对承印材料的表面能要敏感一些，需要采用特殊加工的纸张才行。但一些纸张（主要是非涂布纸）也可以进行适当的表面后处理来改变纸张表面的特性，来适应这种技术，这是一个非常有必要的处理过程。

　　从以上的介绍，可以看出未来的色粉数字印刷设备将对纸张的适应性越来越高，可以轻松地在各种类型的纸张上进行印刷。因此，最终对纸张的依赖将变成一个历史，尽管业内还在提电子纸的概念，但更多地是因为技术上的原因，同时也是为了推广品牌和市场营销的原因。

　　对喷墨承印材料的要求有很大的不同。如果要想达到理想的成像质量，对于所有的水基和溶剂基的系统而言，纸张的性质都至关重要。要想获得理想的色彩饱和度，应使用特种涂布纸，而且对这种类纸的需求将不断增长。对于UV固化油墨系统，要想获得理想的质量最好也使用涂布纸。

　　油墨趋势和进步

　　化学精制色粉（Chemically Prepared Toners-CPTs）主要是为色粉基印刷系统而开发的，在生产的过程中，色粉的颗粒属性和尺寸都经过了精心地控制，具有一定的实际意义。CPTs的颗粒尺寸在3-10个微米之间，可根据需求选择理想的颗粒尺寸，但在8个微米以下时就会增加处理的难度。液态色粉不存在这一障碍，可以采用较小的颗粒而不会造成麻烦。在未来5年间，这一领域的发展不会很快，除非制造商的效率有明显提高。

　　喷墨油墨要能够与喷墨头、承印材料和终端用户的应用需求都能很好地匹配，趋势是朝着更多的颜料系统的方向发展，它有更好的水固着性、光固着性和色老度。同样，UV固化系统也将持续增长。

　　UV油墨具有比水基和溶剂基油墨更强的喷射稳定性，再加上它在印刷和固化时的成膜性质，使之应用更加广泛。UV油墨应用的多样性和广泛性使之成为下个阶段的主要增长点。

　　印刷设备趋势和进步

　　数字印刷技术非常众多，没有哪家公司能够全部开发和应用。因此，我们可以看到，尤其是对于喷墨技术，系统集成商在不同的技术开发商、终端用户以及合作伙伴之间搭起了一座桥梁。

　　对于传统的印刷机制造商，认为这是一个发展的方向，尤其对于一些小幅面胶印设备的制造商，在未来几年，这一市场分支的竞争将进一步激烈，因此最好能与一家数字印刷引擎开发商达成合作关系，以便将新技术有效地与传统设备相融合。这将导致混合印刷系统的数量将增加。

　　寻找合作伙伴的另一个原因是因为开发数字印刷系统需要巨大的资本投资，对于一些实力不是很强的公司来说，这也是一个非常大的障碍，尤其对于色粉印刷系统领域来说更是如此。

　　但对于喷墨系统来说情况不太一样，尽管也需要合作伙伴，但这类系统的投资成本较低，一些技术，如喷墨头制造商，拥有较大的生产能力和经济实力。因此入门成本不算太高，但也需要一定的实力。

　　设备开发商暗示有必要开发一些完全创新的设备，面向不同的终端用户，只由技术水平不太高的工人即可操作，降低技术难度。

　　总结

　　谁将是数字印刷技术的未来用户？似乎至少50%的未来用户根本就不会是印刷公司（它相当于是数字信息技术）。未来，数字印刷一定会与其他类型的印刷工艺相整合，也会和不同的需求、销售相结合，因此，数字印刷设备的销售和市场的应用将会有很大的不同，关键看受众。印刷机的设计和运行特征也将会考虑到用户的环境和相应的技能。此外，售后支持也将上升到一个更高的层次。

[时间：2004-08-16  作者：Gloria  来源：Bisenet]