为喷打插上“翅膀”——走近安捷打印技术
外设天地
惠普SPT打印技术曾经为喷墨打印行业带来了革命性的影响，而前不久，惠普历经四年多、斥资14亿美元研发的安捷打印技术又横空出世。那么，安捷打印技术有什么“独门暗器”，它将给喷墨打印行业带来什么新气象呢？
独特的打印方式
在安捷打印技术中，最引人注目的就是采用了跨页式喷头，这也正是安捷打印技术能大幅度提高打印速度的主要原因。传统喷墨打印机的喷头是安装在一个可左右移动的字车上，在工作时，字车移动至需要打印的地方，喷头在需要打印的位置上喷墨，如此循环，直至一行打印完毕后打印纸走动，继续下一行的打印（图1）。而安捷打印技术完全抛弃了这种打印方式，它采用了大型跨页式喷头，也就是说，喷头横向排列在打印纸的上方，跨越整个打印纸。这样一来，在打印过程中，打印喷头无须移动，只需要纸张运动，即可让喷头在需要打印的区域快速而准确地喷射墨水（图2）。
这种工作方式带来的优点是显而易见的。大家知道，字车组件是喷打中故障率最高的部件，长期运转很容易导致电机及驱动电路出现问题。字车皮带老化、拉长，会导致字车打滑甚至无法正常运转；字车导轨的磨损、润滑不足或沾染灰尘，都会影响打印质量，造成打印故障，甚至会导致字车撞边而损坏喷头等现象发生。而省去字车组件，这些问题都迎刃而解，大大降低了喷打的故障率和维护难度，对于提高打印负荷有很大的好处。
同时，取消字车组件，对于提高打印精度也有一定的好处，按照传统的喷墨打印方式，图稿的纵向对齐主要依靠字车步进电机，而在运动中保持精确定位并不是一件容易的事情，字车自身的惯性、字车导轨的润滑、皮带的完好程度以及步进电机自身的精度等等，都会影响到纵向对齐的程度。而使用跨页式喷头之后，同一列的信息由同一个喷嘴负责，由于喷嘴不动，只要保证走纸时的平稳性，就能确保纵向精度。最关键的是，在采用跨页式喷头之后，能极大地提高打印速度，宽大的喷头覆盖了更大的打印面积，可一次打印更多的内容，消除了字车移动定位的时间，使喷嘴在单位时间内能够喷射出更多的墨水，这些都极大地提高了打印速度。
从惠普发布的安捷打印机来看，CM8050的黑白/彩色打印速度达到了50ppm/40ppm，而CM8060（图3）的黑白/彩色打印速度达到了60ppm/50ppm，这不仅是传统喷墨打印机无法比拟的，也是很多激光打印机难以达到的速度。
在喷墨打印领域，澳大利亚Silverbrook Research公司的Memjet技术与安捷打印技术也有颇多相似之处。为什么时至今日才由惠普推出安捷打印技术来实现跨页式打印呢？跨页式喷头超高的生产难度可能是最重要的原因，我们先来看看安捷打印机所使用的喷头吧（图4）。
初见这个喷头就给人一种与众不同的感觉，这个喷头上集成了5个喷头芯片模组，每个芯片模组上拥有2112个喷嘴，整个喷头拥有10560个喷嘴，由于喷头的宽度只有4.25英寸，只能覆盖A4打印纸的一半幅面，而且每个喷头只能用于两种颜色的打印，为了实现四色跨页式打印，在打印机中使用了四个着色喷头交错排列，这样喷嘴的总数量达到了惊人的42240个（惠普八色喷墨打印机的喷嘴大约为6000个），实现了每色1200个喷嘴/平方英寸的高密度排列。
可以说，惠普之所以能生产出这样高质量高集成度的喷头，前期研发的SPT打印引擎中的喷头技术功不可没。SPT喷头采用光刻技术在装配有多层陶瓷的硅基板上将喷嘴与喷射腔一次成型，多层陶瓷保证了喷嘴内热膨胀系数相匹配（这一点对于大打印头非常重要），又可防止与墨水发生化学反应，从而确保更长的使用寿命，使得安捷打印机使用的喷头在全寿命使用过程中基本不用更换。
小知识：SPT打印技术
SPT（Scalable Print Technology）技术也可称为全方位打印系统。惠普的SPT技术最关键的部分在于喷嘴设计，SPT技术通过光刻工艺将打印头组件制作成为一个整体，并增加了打印头的宽度，打印头越宽，打印头在纸张上移动的次数就越少，相应地就提高了打印速度。同时，采用SPT技术的打印机，在打印时墨盒不会随着喷头来回摆动，也降低了打印所需的时间。其次，SPT技术还增加了打印头上喷嘴的数目，SPT技术可以使每平方英寸达到1200个喷嘴，在一个打印头上能够装设3900个甚至更多的喷嘴，以获得更高的打印质量和完成更大型的打印工作。
更高的可靠性
跨页式喷头的使用，避免了字车带来的种种缺点，大大提高了打印机的整体可靠性。但我们知道，喷嘴是喷墨打印机中较为脆弱的部件，打印机使用环境中的灰尘、墨水中的杂质、干涸的墨水均可能堵塞喷嘴，造成喷嘴无法喷射出墨水或墨水的喷射方向发生错误等问题。对此，安捷打印技术采用了多项对策，如沿用SPT打印引擎中的排气仓和墨水循环设计，避免杂质和气泡进入喷嘴部分，并在打印机关闭时将喷头部分的墨水抽回墨盒，使墨水不会在喷头上干涸。同时，在喷头附近还有个负压发生装置，使外溢的墨水颗粒和空气中的灰尘被吸附在该装置的滤芯上，这样就保证了机器的清洁和输出质量的稳定，也避免了灰尘或其他杂质堵塞喷嘴。
但再好的防范措施也可能有所疏漏，何况在安捷喷头上集成了数万个喷嘴。在这种情况下，为确保输出的稳定性，安捷打印机将定期对各个喷嘴的性能进行检测。喷嘴自动测试工作由墨滴检测装置（ODD ）执行，该装置由发光二极管（LED ）、光电二极管检测器、电子元件和墨水吸收器组成。在检测过程中，由喷嘴喷射出墨滴，LED发出的光线照射在这个墨滴上并反射，由光电二极管检测器接收并送往专用电路进行比较，判断接收到的光线是否正常，由此判断出喷头是否打印、打印出的墨滴有无移位等等故障。
一旦发现问题，打印机使用专用电路进行喷嘴置换。这一电路可命令喷嘴打印指定的点，利用ODD 检测结果，创建不合规格的喷嘴列表，再根据图像内容，从该表中为每个故障喷嘴选择相邻（左侧或右侧）的一个喷嘴进行替代打印。另外，这些有故障的喷嘴并不意味着报废了，定期的自动打印头维修可通过“喷擦”流程修复。而ODD 不仅能够快速准确地对数万个喷嘴进行测试，而且还非常经济。通常，测试一个喷头的10560 个喷嘴仅须使用2.2 微升墨水，这就意味着使用1ml墨水，就可全面执行400 多次打印头测试。
更好的打印效果
细心的读者在上期看安捷打印机的工作示意图时也许会发现，图中画有其它喷墨打印机上非常少见的涂层喷头。这是惠普的一项新技术，安捷打印机在打印头喷射出墨水前，纸张首先经过涂层喷头喷射独有的黏结剂(Bonding Agent，BA)涂层，对介质表面进行统一处理。
大家知道，各种介质的表面情况差异很大，如卡片纸、铜版纸表面光滑，墨水难以附着在表面上，而普通打印纸多孔易渗水，表面也不够平整，这样在打印时，墨水就会在打印纸表面扩散，影响打印效果，而凹凸不平的表面也会影响光线的反射和色彩表现能力，从而影响打印效果。虽然厂家推出了各种新配方墨水来改善这一情况，但要想在各种介质上都取得良好的效果，难度还是非常大的。而安捷打印机喷射涂层，实际上就是对所有打印介质进行一次统一的表面处理，使各种介质获得基本一致的打印环境。同时，由于墨水是喷射在BA涂层上的，墨水与涂层之间的接合更加紧密，涂层还能为墨滴提供一定的保护作用，这样墨水的稳定性大大提高了，打印出来的文档不仅防水，保存时间也更长了。
为避免不同批次墨水间轻微的色彩差异和打印介质特性差异造成的色彩差异，安捷打印技术提供了闭环色彩校准功能。即打印不同密度和各种墨水色块的样张，并通过打印机内置的光密度计（如上图）对干燥后的色块进行测试，比较测试结果与输入样张之间的相关性和差异性，并通过调节打印密度和墨水颗粒大小来调整配色方案，从而使输出色彩与标准一致。同时安捷打印技术还提供了自动色彩校正功能，通过打印机内置的传感器和惠普装入的高分辨率干预样本检测墨滴定位是否产生偏移，同时可电子校正喷嘴，用于补偿纸张中色彩在横向和纵向上的偏移，以确保实现更出色的图像打印性能。
当然，在打印质量方面，跨页式喷头可提高纵向打印精度，安捷打印技术中超高的定位与走纸精度同样功不可没。
更低的打印成本
在打印成本上，惠普在SPT打印引擎上已经做了很大的努力，其墨水循环系统和排气仓设计极大地提高了墨水的利用率，而安捷打印技术也继续沿用了这一设计。同时，还新推出了独有的Color Accent模式，也称“点彩”模式。我们知道，在办公环境中，打印的多是黑色文档，但其中可能有一些彩色内容，如公司标志、需要突出强调的有色彩的文字、蓝色的网址链接等等。由于同属一个文件，在以往的一些喷墨打印机中，不仅会用彩色墨水来打印这些彩色内容，还会用彩色墨水合成黑色墨水打印黑色文档。由于彩色墨水的价格比黑色墨水高，加上合成过程需要使用三基色的彩色墨水才能合成黑色墨水，因此这一过程将大大提高打印成本。而“点彩”技术能智能地识别文件中的黑白和彩色部分，分别用不同的墨水来完成打印，这样就大大节约了打印成本。
百通点评：SPT和安捷打印技术，这两项基于喷墨打印的新技术为喷打领域注入了巨大的活力。尤其是安捷打印技术的发布，可以称得上是喷打领域的一次革命，也许，安捷打印技术普及的最大瓶颈并不在技术本身，而是在于目前过高的售价。不过相信随着技术的改进和完善，成本会逐渐降低，安捷打印机能更快地进入普通办公领域。