迄今为止，佳能的喷墨生产印刷机主要采用京瓷提供的批量压电喷头。这种选择并不令人意外，因为佳能的首款喷墨印刷机Jetpress正是由宫腰在日本制造，而宫腰对京瓷喷头情有独钟。即便佳能逐渐接管了印刷机更多子组件的研发，这一趋势仍得以延续。
然而，在幕后，佳能生产印刷公司（CPP，由收购奥西发展而来）一直在欧洲默默耕耘，自主研发压电喷头。起初，这些设计被应用于佳能的部分大幅面印刷机，如ColorWave系列和最近的Colorado系列。
一直以来，佳能对自身压电喷头技术的开发讳莫如深。但随着新印刷机的发布，该公司不得不更加坦诚。佳能已确认，他们已成功设计并制造了一款全新的压电喷头。这款喷头由欧洲的CPP设计，并由佳能在其自有工厂生产，具体地点尚未披露。CPP包装业务开发高级总监罗兰·斯塔西切克强调：“这意味着我们对整个生产过程拥有完全掌控权。”
这款新型喷头采用了薄膜硅MEMS压电技术，这表明佳能进行了巨额投资。众所周知，任何涉及硅MEMS的产品都成本高昂。微机电系统（MEMS）技术，本质上是一种半导体技术，其优势在于能够在喷头中集成大量精密控制元件，同时保持结构紧凑。此外，这种技术也极具竞争优势，因为构建相应的制造工厂需要巨额投入，正如赛尔公司在放弃薄膜技术时所付出的代价一样。
佳能采用了成熟的溶胶-凝胶工艺来制造喷头。这种工艺从胶体或混合溶液开始，逐步形成凝胶状物质，广泛应用于陶瓷、硅等多种材料。它同样适用于压电材料锆钛酸铅（PZT），这是许多喷墨执行器的核心。常见的MEMs执行器制造方法是：通过溶胶-凝胶法制备PZT，然后旋涂成薄膜，覆盖在硅晶片上。理光也采用了类似的方法。
虽然喷头设计源自欧洲的CPP，但佳能的大规模投资表明日本总部深度参与其中。佳能拥有一个独立部门，专门生产半导体设备，在工业电子产品制造方面经验丰富。目前，佳能暂无将喷头出售给其他公司的计划。相反，佳能计划将这款喷头和成像系统应用于一系列印刷机，打造一个涵盖喷头、底涂和墨水的通用平台。CPP包装业务开发高级总监罗兰·斯塔西切克解释道：“平台化意味着这款喷头适用于我们所有产品，这能让我们实现规模效应，从而获得回报。”
这款新喷头尚未正式命名，具体规格也较少。它专为单通道应用设计，是一款灰度喷头，能实现1200 dpi的分辨率。其工作频率为40-70khz，原生墨滴尺寸为2-3pl，可处理粘度为2-6毫帕的水基液体。
佳能经过长时间的优化，最终确定了约100毫米的最佳喷头宽度，使其能灵活应用于不同长度的印刷机和格式的喷头组。这款喷头具备墨液循环功能，并内置了喷嘴堵塞补偿机制，主要通过在堵塞喷嘴两侧印刷较大的墨滴来实现。斯塔西切克表示：“喷头内置了声音反馈功能，让我们能够实时监测其内部状态。”
这款喷头的形状为平行四边形，与富士胶片的Samba喷头如出一辙。这种设计背后的原因很简单：便于将多个喷头串联起来，构成喷头组。CPP单张纸印刷机副总裁罗纳德·亚当斯解释道：“我们希望印刷单元尽可能紧凑，这样才能尽快开始干燥工序。如果第一种颜色和最后一种颜色之间接触纸张的时间间隔过长，会影响印刷质量。”
从这个角度来看，可以合理地推测，佳能希望这款喷头能够与富士胶片的Samba喷头直接竞争，在功能和性能上不相上下。iV7平台和瓦楞纸概念数字印刷机都将配备这种新型MEMS压电喷头。具体而言，B2 VarioPress每种颜色将使用8个喷头，而B1瓦楞纸印刷机每种颜色则会使用18个喷头。
热发泡技术
除了全新的薄膜压电喷头，佳能还将目光转向了成熟的热发泡喷头技术。这种技术在办公和大幅面照片印刷机中应用广泛，佳能在此基础上开发了一系列专为商业印刷打造的新型热发泡喷头。去年年底，佳能推出了两款搭载该技术的新品：VarioPrint iX1700单张纸印刷机和LabelStream LS2000标签印刷机，并在今年德鲁巴展会上首次亮相欧洲。
这两款印刷机均采用单色喷头设计，即每种颜色对应一个喷头，且喷头宽度与印刷机宽度一致。它们所使用的喷头类型相同，仅印刷宽度有所差异：LS2000为340毫米，iX1700为360毫米。这种设计简化了喷头更换流程，无需拼接多个喷头，也省去了校准和对齐的繁琐步骤。
然而，这种设计也带来了一定的局限性：由于每个喷头包含大量喷嘴，一旦少数喷嘴出现故障，就必须更换整个喷头。对此，佳能表示，他们为热发泡喷头配备了墨水循环系统，确保墨水能够沿着精确的路径流向每个喷嘴尖端，从而保证最佳的墨水一致性和喷射效果。此外，佳能欧洲标签和包装高级经理爱德华多·科蒂基尼指出，佳能研发了一套完善的清洁程序，包括喷洒清洁液和使用滚筒清洁喷头，以清除堵塞的喷嘴。
虽然佳能尚未公布热发泡喷头的预期使用寿命，但这一指标无疑会对产品的价值产生重大影响。传统上，热发泡喷头被视为消耗品，但惠普和Memjet已经证明，通过合理的技术手段，可以延长热发泡喷头的使用寿命。佳能所采用的墨水循环和清洁方法有望在这一方面取得显著效果。
水性喷墨
所有这些新型印刷机都采用了类似的水性墨水，尽管配方会根据喷头技术和基材的不同而略有调整。这种墨水技术与佳能现有的ProStream系列喷墨印刷机所使用的树脂墨水技术相同。它是一种水性聚合物颜料墨水，其中包含高饱和度的颜料颗粒和树脂。墨水中的树脂会在热的作用下熔化，将颜料牢固地粘附在基材上。通过优化颜料与树脂的比例，墨膜可以变得非常薄，有效抑制光的内部散射，从而实现宽色域的再现。斯塔西切克指出：“墨水中的助溶剂有助于保持喷嘴的畅通。”
印刷过程中，第一个喷头组负责喷射底涂层（佳能称之为ColorGrip）。底涂液滴会在精确的位置固定，以便后续的墨滴能够牢牢附着。墨水喷射后，液滴首先被固定以防止扩散，然后通过加热固化，并通过湿度完成最终的固化过程。液滴接触基材表面后，水分会蒸发或渗入介质。
墨水的配方有助于减少干燥所需的能量。当颜料颗粒悬浮在液体中时，它们会相互排斥，保持分散状态。斯塔西切克解释道：“墨水喷到纸张上后，水分会蒸发，颜料颗粒开始聚集，排出多余的液体。最终形成均匀的墨膜。这与iX系列和ProStream的工作原理相同。我们不蒸发助溶剂，而是让它们渗入纸张，因此这些墨水符合间接食品接触的测试标准。我们确保墨水的成分尽可能安全，并严格遵守相关法规。”
战略投资组合管理高级总监罗伯特·克鲁克补充道：“不断变化的法规是我们面临的最大挑战。”他强调，生产效率、质量和成本之间需要找到平衡点。尽管如此，这款墨水将获得间接食品接触认证，这对于许多加工商而言是至关重要的，因为他们要求所有包装和标签都符合这一标准。
标签和包装市场
佳能在包装市场一直雄心勃勃。早在2013年，原奥西公司就基于液体碳粉技术推出了B1幅面的折叠纸盒印刷机InfiniStream，但该项目最终在2016年终止。随后，佳能采取了相对保守的策略，通过收购FFEI Graphium进入数字标签市场，并推出LS4000印刷机。去年，佳能又出人意料地收购了英国柔印机制造商Edale，而Edale正是Graphium的基座供应商。这一系列动作表明，佳能希望通过Edale进入成熟的标签印刷和折叠纸盒市场。
尽管起步较晚，但佳能如今已形成了覆盖广泛应用的印刷产品线，从入门级标签印刷到B1幅面的折叠纸盒和瓦楞纸印刷。更重要的是，这些印刷机与佳能的其他产品线（如大幅面印刷机和商业印刷机）实现了紧密集成。佳能不仅拥有印刷机底座、传输系统和新型喷头的知识产权，还自主研发了墨水。
佳能目前拥有两种可行的喷墨技术：MEMS压电喷头和热发泡喷头。其中，MEMS压电喷头的研发主要由欧洲的CPP负责，而热发泡喷头的开发则由日本的佳能公司主导。尽管如此，佳能强调两家公司在喷头和印刷机研发方面一直保持着密切合作。
目前，搭载热发泡喷头的两款印刷机似乎更面向入门级或对价格敏感的市场。考虑到开发喷墨技术的成本高昂，佳能是否会继续投入资源改进压电和热发泡喷头还有待观察。另一个值得关注的问题是，佳能是否会将这些喷头提供给其他OEM厂商，就像理光和爱普生一样。未来几年，佳能在喷墨技术和印刷机领域的动向值得我们持续关注。
来源丨 全球印刷与包装工业
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