关于按需喷墨印刷技术的介绍

【印联传媒内容摘要】按需式喷墨技术按需式喷墨系统中墨水只在打印需要时才喷射。比起连续式来，它结构简单、成本低、可靠性高，但是，因受射流惯性的影响墨滴喷射速度低。

        按需喷墨通过电子信号控制墨滴动量，需要记录时才产生墨滴喷射动作，且系统产生的每一个墨滴均将喷射到纸面而形成记录点，无需墨滴偏转控制或分裂成墨雾的工作机制。实现按需喷墨的关键，是设计和生产换能器与墨水供应组合系统。相变喷墨属于按需喷墨较特殊的种类，生产企业为了强调与热转移和特别是胶印的相似性，因而更频繁地称之为转移喷墨或胶印喷墨。

　　相变喷墨打印机的结构和工作原理与直接喷射型打印机差别较大：打印头先将需要打印的图像喷射到中间转印鼓上;待整个复制图像全部“沉积”到转移鼓后，纸张开始进入工作位置，与转移鼓接触;类似于胶印，纸张与转移鼓问存在一微小的间隙，在高压力作用下导致转移鼓图像复制到纸张表面。

　　与连续喷墨系统相比，按需喷墨在曲面上打印的适用性大打折扣，不适合于墨滴飞行距离较大的场合，通常要求打印头与纸张距离保持在1～2 mm;按需喷墨不仅对墨滴喷射速度有限制(典型数字为2～5 m/s)，且墨滴飞行方向也较难控制。换能器是按需喷墨系统的基本部件，其主要用途是实现能量的转换，比如从电能转换为机械能或反之，也可能从电能转换成热能，这取决于按需喷墨系统的类型。

　　脉冲喷墨打印机的压力控制常通过表面张力和液体压力的组合实现，其中表面张力作用在喷嘴孔附近的液体自由表面上。只要作用力不超过喷嘴材料的弹性极限，则压力总是由墨水腔的弹性变形产生。早期设计和生产的脉冲喷墨打印机几乎无一例外地都利用压电晶体产生墨水腔变形，并由此产生压力脉冲。压电晶体特别适合于脉冲喷墨打印，不仅工作原理简单，而且响应时间短、制造成本低、能量消耗也不高。脉冲喷墨打印工艺最重要的优点是极端简单，无需连续喷墨系统的充电和偏转装置，本质上容易以数字和异步的方式控制。

　　按需喷墨是随机式喷墨系统中墨水只在打印需要时才喷射，所以又称为按需式。它与连续式相比，结构简单，成本低，可靠性也高，但是，因受射流惯性的影响墨滴喷射速度低。在这种随机喷墨系统中，为了弥补这个缺点，不少随机式喷墨打印机采用了多喷嘴的方法来提高打印速度。

　　目前按需喷墨型产品正在普及。近年来，不管大公司还是小公司都在印刷市场、包装市场及其它市场加大了对喷墨技术的投资。专业的摄影工作室、美术印刷厂和输出中心都把喷绘机看作“高层次图像质量和永久性的技术选择，打印的每个印品都能具有很高的持久性”。今天市场上有更便宜的喷墨打样机来进行打样，商业印刷厂只需按一个按钮就能输出了。可以说喷墨技术的出现符合了印刷数字化、网络化的发展趋势。喷墨技术不涉及中间处理和化学品，也不涉及图像传输;另外，喷墨技术具有数字过程的所有优势，如即时打印和可变数据。所以已经成为各个行业采用喷墨印刷作为未来生产技术的主要理由。喷墨技术不仅推动了数码打样的发展，也成为了支持CTP工作流程的关键技术。同时，它在包装印刷领域可谓前途光明，很多包装印刷厂家及终端用户正在探索喷墨印刷在包装领域的应用。

　　按需式喷墨技术 按需式喷墨系统中墨水只在打印需要时才喷射。与连续式相比，它结构简单、成本低、可靠性高，但是，因受射流惯性的影响墨滴喷射速度低。在这种随机喷墨系统中，为了弥补这个缺陷，不少随机式喷墨打印机采用了多喷嘴的方法来提高打印速度。

　　①热气泡式喷墨技术 热气泡式喷墨技术以HP、Canon、Lexmark为代表。Canon采用侧喷型热气泡喷墨技术，而HP和Lexmark则采用顶喷型热气泡喷墨技术。

　　A.原理 热气泡式喷墨技术通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，然后再喷到打印介质的表面。它的工作原理是通过喷墨头上的电加热元件(通常是热电阻)，在3微秒内急速加热到300℃，使喷嘴底部的墨水活化并形成气泡，该气泡将墨水和加热元件隔离，可避免将喷嘴内全部墨水加热。加热信号消失后，加热陶瓷表面开始降温，但残留余热仍使气泡在8微秒内迅速膨胀到最大，由此产生的压力压迫一定量的墨滴克服表面张力从喷嘴中快速喷出。喷到纸上墨水的多少可通过改变加热元件的温度来控制，最终达到打印图像的目的。整个打印喷墨头加热喷射墨水的过程非常快捷，从加热到气泡的成长到气泡消失，直至准备下次喷射的整个循环只耗时140～200微秒。

　　B.特点 这种打印机具有高喷嘴密度以及低成本的优点，但由于喷嘴时冷时热，容易造成喷墨打印头老化的现象。因此这种类型打印机将喷嘴内建在墨水盒中，更换墨水盒的同时，也更换掉墨嘴。

　　②压电式喷墨技术 目前压电式喷墨头较为先进的生产商有Xaar公司、Spectra公司和爱普生公司等。

　　A.原理 压电喷墨技术把喷墨过程中的墨滴控制分为3个阶段：a.喷墨操作前，压电元件首先在信号控制下微微收缩;b.元件产生一次较大的延伸，把墨滴推出喷嘴;c.在墨滴马上就要飞离喷嘴的瞬间，元件又会进行收缩，干净利索地把墨水液面从喷嘴收缩。这样，墨滴液面得到了精确控制，每次喷出的墨滴都有完美的形状和正确的飞行方向。压电式喷墨系统在装有墨水的喷头上设置换能器，压电换能器受输入数字信号的控制，从而控制墨水的喷射。根据压电式喷墨系统换能器的工作原理及排列结构可分为：压电管型、压电薄膜型、压电薄片型等几种类型。

　　B.特点 采用电压的变化来控制墨点的喷射，是一个相对比较柔和的物理过程，不仅避免了热气泡喷墨技术的缺点，而且能够精确控制墨点的大小和形状，从而得到更清晰的画面效果，喷头寿命高，并可以选用固体成分更高的墨水。