關(guān)于按需噴墨印刷技術(shù)的介紹

【印聯(lián)傳媒內容摘要】按需式噴墨技術(shù)按需式噴墨系統中墨水只在打印需要時(shí)才噴射。比起連續式來(lái)，它結構簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，但是，因受射流慣性的影響墨滴噴射速度低。

??????? 按需噴墨通過(guò)電子信號控制墨滴動(dòng)量，需要記錄時(shí)才產(chǎn)生墨滴噴射動(dòng)作，且系統產(chǎn)生的每一個(gè)墨滴均將噴射到紙面而形成記錄點(diǎn)，無(wú)需墨滴偏轉控制或分裂成墨霧的工作機制。實(shí)現按需噴墨的關(guān)鍵，是設計和生產(chǎn)換能器與墨水供應組合系統。相變噴墨屬于按需噴墨較特殊的種類(lèi)，生產(chǎn)企業(yè)為了強調與熱轉移和特別是膠印的相似性，因而更頻繁地稱(chēng)之為轉移噴墨或膠印噴墨。

　　相變噴墨打印機的結構和工作原理與直接噴射型打印機差別較大：打印頭先將需要打印的圖像噴射到中間轉印鼓上;待整個(gè)復制圖像全部“沉積”到轉移鼓后，紙張開(kāi)始進(jìn)入工作位置，與轉移鼓接觸;類(lèi)似于膠印，紙張與轉移鼓問(wèn)存在一微小的間隙，在高壓力作用下導致轉移鼓圖像復制到紙張表面。

　　與連續噴墨系統相比，按需噴墨在曲面上打印的適用性大打折扣，不適合于墨滴飛行距離較大的場(chǎng)合，通常要求打印頭與紙張距離保持在1～2 mm;按需噴墨不僅對墨滴噴射速度有限制(典型數字為2～5 m/s)，且墨滴飛行方向也較難控制。換能器是按需噴墨系統的基本部件，其主要用途是實(shí)現能量的轉換，比如從電能轉換為機械能或反之，也可能從電能轉換成熱能，這取決于按需噴墨系統的類(lèi)型。

　　脈沖噴墨打印機的壓力控制常通過(guò)表面張力和液體壓力的組合實(shí)現，其中表面張力作用在噴嘴孔附近的液體自由表面上。只要作用力不超過(guò)噴嘴材料的彈性極限，則壓力總是由墨水腔的彈性變形產(chǎn)生。早期設計和生產(chǎn)的脈沖噴墨打印機幾乎無(wú)一例外地都利用壓電晶體產(chǎn)生墨水腔變形，并由此產(chǎn)生壓力脈沖。壓電晶體特別適合于脈沖噴墨打印，不僅工作原理簡(jiǎn)單，而且響應時(shí)間短、制造成本低、能量消耗也不高。脈沖噴墨打印工藝最重要的優(yōu)點(diǎn)是極端簡(jiǎn)單，無(wú)需連續噴墨系統的充電和偏轉裝置，本質(zhì)上容易以數字和異步的方式控制。

　　按需噴墨是隨機式噴墨系統中墨水只在打印需要時(shí)才噴射，所以又稱(chēng)為按需式。它與連續式相比，結構簡(jiǎn)單，成本低，可靠性也高，但是，因受射流慣性的影響墨滴噴射速度低。在這種隨機噴墨系統中，為了彌補這個(gè)缺點(diǎn)，不少隨機式噴墨打印機采用了多噴嘴的方法來(lái)提高打印速度。

　　目前按需噴墨型產(chǎn)品正在普及。近年來(lái)，不管大公司還是小公司都在印刷市場(chǎng)、包裝市場(chǎng)及其它市場(chǎng)加大了對噴墨技術(shù)的投資。專(zhuān)業(yè)的攝影工作室、美術(shù)印刷廠(chǎng)和輸出中心都把噴繪機看作“高層次圖像質(zhì)量和永久性的技術(shù)選擇，打印的每個(gè)印品都能具有很高的持久性”。今天市場(chǎng)上有更便宜的噴墨打樣機來(lái)進(jìn)行打樣，商業(yè)印刷廠(chǎng)只需按一個(gè)按鈕就能輸出了?？梢哉f(shuō)噴墨技術(shù)的出現符合了印刷數字化、網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展趨勢。噴墨技術(shù)不涉及中間處理和化學(xué)品，也不涉及圖像傳輸;另外，噴墨技術(shù)具有數字過(guò)程的所有優(yōu)勢，如即時(shí)打印和可變數據。所以已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)采用噴墨印刷作為未來(lái)生產(chǎn)技術(shù)的主要理由。噴墨技術(shù)不僅推動(dòng)了數碼打樣的發(fā)展，也成為了支持CTP工作流程的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，它在包裝印刷領(lǐng)域可謂前途光明，很多包裝印刷廠(chǎng)家及終端用戶(hù)正在探索噴墨印刷在包裝領(lǐng)域的應用。

　　按需式噴墨技術(shù) 按需式噴墨系統中墨水只在打印需要時(shí)才噴射。與連續式相比，它結構簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，但是，因受射流慣性的影響墨滴噴射速度低。在這種隨機噴墨系統中，為了彌補這個(gè)缺陷，不少隨機式噴墨打印機采用了多噴嘴的方法來(lái)提高打印速度。

　?、贌釟馀菔絿娔夹g(shù) 熱氣泡式噴墨技術(shù)以HP、Canon、Lexmark為代表。Canon采用側噴型熱氣泡噴墨技術(shù)，而HP和Lexmark則采用頂噴型熱氣泡噴墨技術(shù)。

　　A.原理 熱氣泡式噴墨技術(shù)通過(guò)加熱噴嘴，使墨水產(chǎn)生氣泡，然后再?lài)姷酱蛴〗橘|(zhì)的表面。它的工作原理是通過(guò)噴墨頭上的電加熱元件(通常是熱電阻)，在3微秒內急速加熱到300℃，使噴嘴底部的墨水活化并形成氣泡，該氣泡將墨水和加熱元件隔離，可避免將噴嘴內全部墨水加熱。加熱信號消失后，加熱陶瓷表面開(kāi)始降溫，但殘留余熱仍使氣泡在8微秒內迅速膨脹到最大，由此產(chǎn)生的壓力壓迫一定量的墨滴克服表面張力從噴嘴中快速?lài)姵?。噴到紙上墨水的多少可通過(guò)改變加熱元件的溫度來(lái)控制，最終達到打印圖像的目的。整個(gè)打印噴墨頭加熱噴射墨水的過(guò)程非?？旖?，從加熱到氣泡的成長(cháng)到氣泡消失，直至準備下次噴射的整個(gè)循環(huán)只耗時(shí)140～200微秒。

　　B.特點(diǎn) 這種打印機具有高噴嘴密度以及低成本的優(yōu)點(diǎn)，但由于噴嘴時(shí)冷時(shí)熱，容易造成噴墨打印頭老化的現象。因此這種類(lèi)型打印機將噴嘴內建在墨水盒中，更換墨水盒的同時(shí)，也更換掉墨嘴。

　?、趬弘娛絿娔夹g(shù) 目前壓電式噴墨頭較為先進(jìn)的生產(chǎn)商有Xaar公司、Spectra公司和愛(ài)普生公司等。

　　A.原理 壓電噴墨技術(shù)把噴墨過(guò)程中的墨滴控制分為3個(gè)階段：a.噴墨操作前，壓電元件首先在信號控制下微微收縮;b.元件產(chǎn)生一次較大的延伸，把墨滴推出噴嘴;c.在墨滴馬上就要飛離噴嘴的瞬間，元件又會(huì )進(jìn)行收縮，干凈利索地把墨水液面從噴嘴收縮。這樣，墨滴液面得到了精確控制，每次噴出的墨滴都有完美的形狀和正確的飛行方向。壓電式噴墨系統在裝有墨水的噴頭上設置換能器，壓電換能器受輸入數字信號的控制，從而控制墨水的噴射。根據壓電式噴墨系統換能器的工作原理及排列結構可分為：壓電管型、壓電薄膜型、壓電薄片型等幾種類(lèi)型。

　　B.特點(diǎn) 采用電壓的變化來(lái)控制墨點(diǎn)的噴射，是一個(gè)相對比較柔和的物理過(guò)程，不僅避免了熱氣泡噴墨技術(shù)的缺點(diǎn)，而且能夠精確控制墨點(diǎn)的大小和形狀，從而得到更清晰的畫(huà)面效果，噴頭壽命高，并可以選用固體成分更高的墨水。