迄今為止，佳能的噴墨生產(chǎn)印刷機(jī)主要采用京瓷提供的批量壓電噴頭。這種選擇并不令人意外，因?yàn)榧涯艿氖卓顕娔∷C(jī)Jetpress正是由宮腰在日本制造，而宮腰對(duì)京瓷噴頭情有獨(dú)鐘。即便佳能逐漸接管了印刷機(jī)更多子組件的研發(fā)，這一趨勢(shì)仍得以延續(xù)。

然而，在幕后，佳能生產(chǎn)印刷公司（CPP，由收購(gòu)?qiáng)W西發(fā)展而來(lái)）一直在歐洲默默耕耘，自主研發(fā)壓電噴頭。起初，這些設(shè)計(jì)被應(yīng)用于佳能的部分大幅面印刷機(jī)，如ColorWave系列和最近的Colorado系列。

一直以來(lái)，佳能對(duì)自身壓電噴頭技術(shù)的開(kāi)發(fā)諱莫如深。但隨著新印刷機(jī)的發(fā)布，該公司不得不更加坦誠(chéng)。佳能已確認(rèn)，他們已成功設(shè)計(jì)并制造了一款全新的壓電噴頭。這款噴頭由歐洲的CPP設(shè)計(jì)，并由佳能在其自有工廠生產(chǎn)，具體地點(diǎn)尚未披露。CPP包裝業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)高級(jí)總監(jiān)羅蘭·斯塔西切克強(qiáng)調(diào)：“這意味著我們對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程擁有完全掌控權(quán)。”

這款新型噴頭采用了薄膜硅MEMS壓電技術(shù)，這表明佳能進(jìn)行了巨額投資。眾所周知，任何涉及硅MEMS的產(chǎn)品都成本高昂。微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，本質(zhì)上是一種半導(dǎo)體技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于能夠在噴頭中集成大量精密控制元件，同時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊。此外，這種技術(shù)也極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闃?gòu)建相應(yīng)的制造工廠需要巨額投入，正如賽爾公司在放棄薄膜技術(shù)時(shí)所付出的代價(jià)一樣。

佳能采用了成熟的溶膠-凝膠工藝來(lái)制造噴頭。這種工藝從膠體或混合溶液開(kāi)始，逐步形成凝膠狀物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于陶瓷、硅等多種材料。它同樣適用于壓電材料鋯鈦酸鉛（PZT），這是許多噴墨執(zhí)行器的核心。常見(jiàn)的MEMs執(zhí)行器制造方法是：通過(guò)溶膠-凝膠法制備PZT，然后旋涂成薄膜，覆蓋在硅晶片上。理光也采用了類似的方法。

雖然噴頭設(shè)計(jì)源自歐洲的CPP，但佳能的大規(guī)模投資表明日本總部深度參與其中。佳能擁有一個(gè)獨(dú)立部門，專門生產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備，在工業(yè)電子產(chǎn)品制造方面經(jīng)驗(yàn)豐富。目前，佳能暫無(wú)將噴頭出售給其他公司的計(jì)劃。相反，佳能計(jì)劃將這款噴頭和成像系統(tǒng)應(yīng)用于一系列印刷機(jī)，打造一個(gè)涵蓋噴頭、底涂和墨水的通用平臺(tái)。CPP包裝業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)高級(jí)總監(jiān)羅蘭·斯塔西切克解釋道：“平臺(tái)化意味著這款噴頭適用于我們所有產(chǎn)品，這能讓我們實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，從而獲得回報(bào)。”

這款新噴頭尚未正式命名，具體規(guī)格也較少。它專為單通道應(yīng)用設(shè)計(jì)，是一款灰度噴頭，能實(shí)現(xiàn)1200 dpi的分辨率。其工作頻率為40-70khz，原生墨滴尺寸為2-3pl，可處理粘度為2-6毫帕的水基液體。

佳能經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的優(yōu)化，最終確定了約100毫米的最佳噴頭寬度，使其能靈活應(yīng)用于不同長(zhǎng)度的印刷機(jī)和格式的噴頭組。這款噴頭具備墨液循環(huán)功能，并內(nèi)置了噴嘴堵塞補(bǔ)償機(jī)制，主要通過(guò)在堵塞噴嘴兩側(cè)印刷較大的墨滴來(lái)實(shí)現(xiàn)。斯塔西切克表示：“噴頭內(nèi)置了聲音反饋功能，讓我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)其內(nèi)部狀態(tài)。”

這款噴頭的形狀為平行四邊形，與富士膠片的Samba噴頭如出一轍。這種設(shè)計(jì)背后的原因很簡(jiǎn)單：便于將多個(gè)噴頭串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成噴頭組。CPP單張紙印刷機(jī)副總裁羅納德·亞當(dāng)斯解釋道：“我們希望印刷單元盡可能緊湊，這樣才能盡快開(kāi)始干燥工序。如果第一種顏色和最后一種顏色之間接觸紙張的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響印刷質(zhì)量。”

從這個(gè)角度來(lái)看，可以合理地推測(cè)，佳能希望這款噴頭能夠與富士膠片的Samba噴頭直接競(jìng)爭(zhēng)，在功能和性能上不相上下。iV7平臺(tái)和瓦楞紙概念數(shù)字印刷機(jī)都將配備這種新型MEMS壓電噴頭。具體而言，B2 VarioPress每種顏色將使用8個(gè)噴頭，而B(niǎo)1瓦楞紙印刷機(jī)每種顏色則會(huì)使用18個(gè)噴頭。

熱發(fā)泡技術(shù)

除了全新的薄膜壓電噴頭，佳能還將目光轉(zhuǎn)向了成熟的熱發(fā)泡噴頭技術(shù)。這種技術(shù)在辦公和大幅面照片印刷機(jī)中應(yīng)用廣泛，佳能在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一系列專為商業(yè)印刷打造的新型熱發(fā)泡噴頭。去年年底，佳能推出了兩款搭載該技術(shù)的新品：VarioPrint iX1700單張紙印刷機(jī)和LabelStream LS2000標(biāo)簽印刷機(jī)，并在今年德魯巴展會(huì)上首次亮相歐洲。

這兩款印刷機(jī)均采用單色噴頭設(shè)計(jì)，即每種顏色對(duì)應(yīng)一個(gè)噴頭，且噴頭寬度與印刷機(jī)寬度一致。它們所使用的噴頭類型相同，僅印刷寬度有所差異：LS2000為340毫米，iX1700為360毫米。這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了噴頭更換流程，無(wú)需拼接多個(gè)噴頭，也省去了校準(zhǔn)和對(duì)齊的繁瑣步驟。

然而，這種設(shè)計(jì)也帶來(lái)了一定的局限性：由于每個(gè)噴頭包含大量噴嘴，一旦少數(shù)噴嘴出現(xiàn)故障，就必須更換整個(gè)噴頭。對(duì)此，佳能表示，他們?yōu)闊岚l(fā)泡噴頭配備了墨水循環(huán)系統(tǒng)，確保墨水能夠沿著精確的路徑流向每個(gè)噴嘴尖端，從而保證最佳的墨水一致性和噴射效果。此外，佳能歐洲標(biāo)簽和包裝高級(jí)經(jīng)理愛(ài)德華多·科蒂基尼指出，佳能研發(fā)了一套完善的清潔程序，包括噴灑清潔液和使用滾筒清潔噴頭，以清除堵塞的噴嘴。

雖然佳能尚未公布熱發(fā)泡噴頭的預(yù)期使用壽命，但這一指標(biāo)無(wú)疑會(huì)對(duì)產(chǎn)品的價(jià)值產(chǎn)生重大影響。傳統(tǒng)上，熱發(fā)泡噴頭被視為消耗品，但惠普和Memjet已經(jīng)證明，通過(guò)合理的技術(shù)手段，可以延長(zhǎng)熱發(fā)泡噴頭的使用壽命。佳能所采用的墨水循環(huán)和清潔方法有望在這一方面取得顯著效果。

水性噴墨

所有這些新型印刷機(jī)都采用了類似的水性墨水，盡管配方會(huì)根據(jù)噴頭技術(shù)和基材的不同而略有調(diào)整。這種墨水技術(shù)與佳能現(xiàn)有的ProStream系列噴墨印刷機(jī)所使用的樹(shù)脂墨水技術(shù)相同。它是一種水性聚合物顏料墨水，其中包含高飽和度的顏料顆粒和樹(shù)脂。墨水中的樹(shù)脂會(huì)在熱的作用下熔化，將顏料牢固地粘附在基材上。通過(guò)優(yōu)化顏料與樹(shù)脂的比例，墨膜可以變得非常薄，有效抑制光的內(nèi)部散射，從而實(shí)現(xiàn)寬色域的再現(xiàn)。斯塔西切克指出：“墨水中的助溶劑有助于保持噴嘴的暢通。”

印刷過(guò)程中，第一個(gè)噴頭組負(fù)責(zé)噴射底涂層（佳能稱之為ColorGrip）。底涂液滴會(huì)在精確的位置固定，以便后續(xù)的墨滴能夠牢牢附著。墨水噴射后，液滴首先被固定以防止擴(kuò)散，然后通過(guò)加熱固化，并通過(guò)濕度完成最終的固化過(guò)程。液滴接觸基材表面后，水分會(huì)蒸發(fā)或滲入介質(zhì)。

墨水的配方有助于減少干燥所需的能量。當(dāng)顏料顆粒懸浮在液體中時(shí)，它們會(huì)相互排斥，保持分散狀態(tài)。斯塔西切克解釋道：“墨水噴到紙張上后，水分會(huì)蒸發(fā)，顏料顆粒開(kāi)始聚集，排出多余的液體。最終形成均勻的墨膜。這與iX系列和ProStream的工作原理相同。我們不蒸發(fā)助溶劑，而是讓它們滲入紙張，因此這些墨水符合間接食品接觸的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。我們確保墨水的成分盡可能安全，并嚴(yán)格遵守相關(guān)法規(guī)。”

戰(zhàn)略投資組合管理高級(jí)總監(jiān)羅伯特·克魯克補(bǔ)充道：“不斷變化的法規(guī)是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。”他強(qiáng)調(diào)，生產(chǎn)效率、質(zhì)量和成本之間需要找到平衡點(diǎn)。盡管如此，這款墨水將獲得間接食品接觸認(rèn)證，這對(duì)于許多加工商而言是至關(guān)重要的，因?yàn)樗麄円笏邪b和標(biāo)簽都符合這一標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)簽和包裝市場(chǎng)

佳能在包裝市場(chǎng)一直雄心勃勃。早在2013年，原奧西公司就基于液體碳粉技術(shù)推出了B1幅面的折疊紙盒印刷機(jī)InfiniStream，但該項(xiàng)目最終在2016年終止。隨后，佳能采取了相對(duì)保守的策略，通過(guò)收購(gòu)FFEI Graphium進(jìn)入數(shù)字標(biāo)簽市場(chǎng)，并推出LS4000印刷機(jī)。去年，佳能又出人意料地收購(gòu)了英國(guó)柔印機(jī)制造商Edale，而Edale正是Graphium的基座供應(yīng)商。這一系列動(dòng)作表明，佳能希望通過(guò)Edale進(jìn)入成熟的標(biāo)簽印刷和折疊紙盒市場(chǎng)。

盡管起步較晚，但佳能如今已形成了覆蓋廣泛應(yīng)用的印刷產(chǎn)品線，從入門級(jí)標(biāo)簽印刷到B1幅面的折疊紙盒和瓦楞紙印刷。更重要的是，這些印刷機(jī)與佳能的其他產(chǎn)品線（如大幅面印刷機(jī)和商業(yè)印刷機(jī)）實(shí)現(xiàn)了緊密集成。佳能不僅擁有印刷機(jī)底座、傳輸系統(tǒng)和新型噴頭的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，還自主研發(fā)了墨水。

佳能目前擁有兩種可行的噴墨技術(shù)：MEMS壓電噴頭和熱發(fā)泡噴頭。其中，MEMS壓電噴頭的研發(fā)主要由歐洲的CPP負(fù)責(zé)，而熱發(fā)泡噴頭的開(kāi)發(fā)則由日本的佳能公司主導(dǎo)。盡管如此，佳能強(qiáng)調(diào)兩家公司在噴頭和印刷機(jī)研發(fā)方面一直保持著密切合作。

目前，搭載熱發(fā)泡噴頭的兩款印刷機(jī)似乎更面向入門級(jí)或?qū)r(jià)格敏感的市場(chǎng)。考慮到開(kāi)發(fā)噴墨技術(shù)的成本高昂，佳能是否會(huì)繼續(xù)投入資源改進(jìn)壓電和熱發(fā)泡噴頭還有待觀察。另一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是，佳能是否會(huì)將這些噴頭提供給其他OEM廠商，就像理光和愛(ài)普生一樣。未來(lái)幾年，佳能在噴墨技術(shù)和印刷機(jī)領(lǐng)域的動(dòng)向值得我們持續(xù)關(guān)注。

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