摘 要：喷墨打印设备的墨水使用成本一直备受行业内外关注，墨水使用成本与ICC、PASS数、清洗频率、闪喷频率等因素具有直接关系。准确了解墨水的成本算法、结果以及影响墨水使用成本的因素，是用户掌握市场信息、控制生产成本、调整产业结构的重要依据。

关键词：数码喷印设备;墨水成本;计算分析;影响因素

中图分类号：TS951.23 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）06-0238-02

0 引言

喷墨打印技术是一种非接触式的喷墨印刷技术。基于喷墨打印技术的现代化打印设备，为建筑材料、纺织、广告、皮革、工艺品、印刷包装等数十个领域提供了丰富的解决方案[1]。目前，市场上设备供应商在解释喷墨打印设备的使用成本时，多采用预估的方式，没有准确的算法，也没有统一的数据。喷墨打印设备墨水使用成本问题，一直备受行业内用户关注。准确了解墨水的成本算法、结果以及影响墨水使用成本的因素，是用户掌握市场信息、控制生产成本、调整产业结构的重要依据。

1 影响墨水使用成本的主要因素

1.1 ICC曲线

ICC曲线是由国际彩色协会ICC（International Color Consortium）提出并创建的色彩管理标准，即ICC Profile Format Specification[2]。ICC的目的在于建立并推进开放式的，跨越平台的色彩管理系统（CMS）的标准化，以保证颜色信息在不同种类、不同厂商的各种软硬件之间、以及不同部门之间的正确传递[3]。通俗而言，ICC曲线就是喷墨打印设备上使用特定墨水在特定输出介质上输出作业的一种出墨方案。设备、墨水和材料任一因素不同，ICC方案也大不相同。在ICC不变，设备、墨水和介质其中任一因素的改变情况下，其输出结果一定会有所差异，只是差异大小不同而已。部分差异情况肉眼可视，部分差异则需要借助专业仪器方可辨别。

此外，不同厂商的控制系统，在控制喷头的出墨频率、出墨方式、墨滴大小均不相同，不可同日而语。此外，喷头型号不同，所对应的墨滴大小也大不相同。目前市场上喷墨打印机使用的喷头品牌有十多个，每个品牌的喷头又分若干种型号，喷头墨滴大小从2.7pl-70pl不等。墨滴大小不同，输出单位面积的画面所消耗的墨水量也有所不同。

1.2 pass数

喷墨打印设备采用多次同位打印方法，形成完整图像，每一次打印过程称为pass。喷头的有效打印宽度（即1pass的宽度）除以最大给进介质步进长度，称为pass数[4]。PASS数是分辨率模式的一项标准，即输出精度。以EPSON DX5为例，最高输出精度可达2880dpi。不同的PASS数，对应的打印精度不同。实际应用过程中，以360模式为基准，4PASS模式对应的输出精度为720×720dpi。即在平方1英寸（1 in）面积范围内横向输出720个墨滴，纵向输出720个墨滴;6PASS对应的输出精度为720×1080dpi。即在平方1英寸（1in×1in）面积范围内横向输出720个墨滴，纵向输出1080个墨滴;而180模式下，4PASS模式对应的输出精度为720*360 dpi，6PASS对应的输出精度为360×1080dpi。由此得知，精度和PASS数的不同，单位面积内所出墨滴数量大不相同。此外，喷头类型不同，相同PASS数下单位面积内所出墨滴数量也大不相同，如186型与5113型喷头。

1.3 清洗频率

清洗功能是喷墨打印设备上的一项重要操作功能，是清理喷头表面污物，解决喷孔不能连续出墨的重要途径。通常情况下，将喷墨打印设备在单位时间内清洗的次数称为频率。清洗频率与设备使用的墨水品质、环境具有直接关系。优质的墨水品质，色彩和流畅性能均能优良，与设备能完美匹配。劣质的墨水，在色彩饱和度和流畅性方面极差，有甚者内部还含有大量杂质，这不仅增加了清洗频率，还有可能造成喷头堵塞，对喷头造成不可逆损伤，直至报废。

清洗频率与用户的操作习惯和方法也存在一定关系。部分用户在使用设备前，无论喷头状态是否需要清洗，都习惯性清洗喷头;还有部分用户是因误操作，在设备非需要清洗时误执行了清洗指令。设备运行环境也是影响清洗频率的一个重要因素。部分用户厂房环境灰尘大，毛紊及杂物多，受静电影响，附着在喷头运行轨迹范围内，造成喷头频繁断墨，大大增加了设备需要清洗和频率。此外，清洗过程的时长和使用的墨泵功率大小，也是影响墨水使用成本的重要因素。

1.4 闪喷频率

喷头在单位时间内完成的喷墨动作次数称为闪喷频率。闪喷频率越高，喷墨次数越快，单位时间内出墨越多。闪喷频率需要根据环境湿度设定。闪喷频率越高，容易造成墨栈积墨，引起喷头串色;反之遇到高温或低湿度环境喷孔容易堵塞，影响喷孔出墨。闪喷是为防止喷孔表面墨水而干涸堵塞喷孔和清洁喷孔表层受污染的墨水的一项重要功能。当设备处于待机状态时，喷孔表面处墨水因挥发、干涸容易形成凝结，进而堵塞喷孔，影响喷孔出墨功能。此时，通过系统控制喷头在待机状态时自动以一定的强度或方式出墨，保持喷头表面湿润，防止墨干涸功能就显得尤为重要。此外，在执行清洗指令后或輸出作业前，喷孔表面可能掺杂有受污染的墨水，通过闪喷，将受污染的墨水先行喷出，能有效防止串墨。在部分控制系统过程中，还增设了输出作业过程中，喷头自动回原点执行一次闪喷后再继续作业的功能。因此，闪喷频率强度、闪喷次数和闪喷时长，都是影响墨水使用成本的重要因素。

2 墨水耗损成本构成与计算方法

喷墨打印设备的墨水成本主要包括单位作业面积所需要使用的墨水量与设备使用过程中的耗损量总和。即：

C=U+L

其中：C—总成本;

U—单位作业面积所需要使用的墨水量;

L—设备使用过程中的耗损量。

单位作业面积所需要使用的墨水量可通过喷头物理特性计算得知。只需获得喷头墨滴大小、采用输出模式以及墨水价格等相关参数后，即可计算得知单位面积内墨水的消耗成本。在忽略灰度模式的情况下，每平方米所损耗的墨水量为：

U=S×N×I×D×X×Y

其中：S—单位面积，即每平方米包含1平方英寸数量;

N—标准PASS数模式下每平方英寸面积内单颜色通道输出的墨滴数量;

I—色彩数量;

D—喷头喷出每个墨滴容积大小，单位为L。

X—画面露白率

Y—参与输出颜色比（颜色比为使用颜色与设备色彩数量的比值）

分析计算结果得知，PASS越高，单位面积所消耗的墨水成本越高;色彩数量越多，单位面积所消耗的墨水量也越大。市场上，除CMYK四个基本色系外，LC（浅青）、LM（浅红）、LK（浅黑）、LLK（浅浅黑）、OR（橙）、GR（绿）、W（白墨）、V（光油）、G（金）、S（银）等颜色墨水成本明显高于基本色，墨水型号决定墨水价格，墨水价格决定使用成本。也就是说，颜色越多，使用成本越高。此外，画面复杂程度以及图像组成的颜色深浅度、露白率也是影响墨水使用成本的重要因素之一。画面颜色越深，单位面积内所消耗的墨水量越大，反之墨水消耗量越小;画面元素越复杂，单位面积内所消耗的墨水量越大，反之墨水消耗量越小;露白率是指露白区域所占整体画面的比值。画面露白率与单位面积内所消耗的墨水量成反比。即露白率越大，单位面积内所消耗的墨水量越小。

设备使用过程中的耗损量包括执行清洗消耗的墨水、执行闪喷消耗的墨水量以设备维护过程中消耗的墨水量等三个部分组成。执行清洗消耗的墨水量与墨水本身品质、清洗时长、清洗次数以及墨泵功率大小存在直接关系;执行闪喷消耗的墨水量与闪喷频率、次数和时长存在直接关系;维护过程中消耗的墨水量与维护方式、维护频率等具有直接关系。此外，关于墨滴离散度[4]方面的损耗，可以忽略不计。设备使用过程中的耗损量成本计算方法没有统一的标准。实验数据和实际应用数据表明，正常情况下，设备使用过程中的耗损量约占单位面积内墨水的消耗量成本的2%±0.5%。

喷墨打印机速度与喷头喷射频率成正比例函数关系。速度越快，喷头喷射频率越高;反之，喷射频率越低。喷射频率与墨滴大小没有直接关系，也就是说，喷墨打印机的输出速度与墨滴大小无关，与墨水的使用成本无直接关系。但输出速度决定产能，速度越高，单位时间输出作业面积越大，用户效益越高。

3 结果

通过计算和分析，可以得到输出精度的倍率关系就是使用成本的倍率关系的结果，输出精度越高成本越高;色彩数量越多，成本越高。喷墨打印设备的墨水成本与输出模式、清洗频率、闪喷频率、画面元素以及维护成本存在直接关系。此外，墨水质量、使用环境、用户使用习惯和操作方法也是影响墨水使用成本的重要因素。因此，在计算喷墨打印设备的墨水使用成本时，必须将正常使用消耗的墨水量和设备运行和维护过程中的其它相关耗损量全部计入成本之内。否则，计算结果与实际情况必定存在一定的偏差，容易产生误导，不具备实用性和参考价值。

参考文献

[1] 胡锦华，胡少华，徐丽军.矩阵式喷头单元的精度校准分[J].大科技，2018（11）：351-352.

[2] 張二虎，卞正中，胡涛.基于ICC标准的色彩扫描仪色彩检测及标定[J].仪器仪表学报，2004（10）：611-614.

[3] 胡涛，张志刚，张晓燕.基于ICC标准的扫描仪色彩管理研究[J].西安理工大学学报，2004（01）：40-43.

[4] GB/T 25676.1-2012，印刷机械，宽幅面喷绘机第1部分：卷材型宽幅面喷绘机[S].