關(guān)于按需噴墨印刷技術(shù)的介紹

【印聯(lián)傳媒內(nèi)容摘要】按需式噴墨技術(shù)按需式噴墨系統(tǒng)中墨水只在打印需要時才噴射。比起連續(xù)式來，它結(jié)構(gòu)簡單、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。

??????? 按需噴墨通過電子信號控制墨滴動量，需要記錄時才產(chǎn)生墨滴噴射動作，且系統(tǒng)產(chǎn)生的每一個墨滴均將噴射到紙面而形成記錄點，無需墨滴偏轉(zhuǎn)控制或分裂成墨霧的工作機制。實現(xiàn)按需噴墨的關(guān)鍵，是設(shè)計和生產(chǎn)換能器與墨水供應(yīng)組合系統(tǒng)。相變噴墨屬于按需噴墨較特殊的種類，生產(chǎn)企業(yè)為了強調(diào)與熱轉(zhuǎn)移和特別是膠印的相似性，因而更頻繁地稱之為轉(zhuǎn)移噴墨或膠印噴墨。

　　相變噴墨打印機的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)印鼓上;待整個復(fù)制圖像全部“沉積”到轉(zhuǎn)移鼓后，紙張開始進入工作位置，與轉(zhuǎn)移鼓接觸;類似于膠印，紙張與轉(zhuǎn)移鼓問存在一微小的間隙，在高壓力作用下導(dǎo)致轉(zhuǎn)移鼓圖像復(fù)制到紙張表面。

　　與連續(xù)噴墨系統(tǒng)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(shù)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(tǒng)的基本部件，其主要用途是實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，比如從電能轉(zhuǎn)換為機械能或反之，也可能從電能轉(zhuǎn)換成熱能，這取決于按需噴墨系統(tǒng)的類型。

　　脈沖噴墨打印機的壓力控制常通過表面張力和液體壓力的組合實現(xiàn)，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(shè)計和生產(chǎn)的脈沖噴墨打印機幾乎無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，不僅工作原理簡單，而且響應(yīng)時間短、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)點是極端簡單，無需連續(xù)噴墨系統(tǒng)的充電和偏轉(zhuǎn)裝置，本質(zhì)上容易以數(shù)字和異步的方式控制。

　　按需噴墨是隨機式噴墨系統(tǒng)中墨水只在打印需要時才噴射，所以又稱為按需式。它與連續(xù)式相比，結(jié)構(gòu)簡單，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(tǒng)中，為了彌補這個缺點，不少隨機式噴墨打印機采用了多噴嘴的方法來提高打印速度。

　　目前按需噴墨型產(chǎn)品正在普及。近年來，不管大公司還是小公司都在印刷市場、包裝市場及其它市場加大了對噴墨技術(shù)的投資。專業(yè)的攝影工作室、美術(shù)印刷廠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，打印的每個印品都能具有很高的持久性”。今天市場上有更便宜的噴墨打樣機來進行打樣，商業(yè)印刷廠只需按一個按鈕就能輸出了。可以說噴墨技術(shù)的出現(xiàn)符合了印刷數(shù)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(shù)字過程的所有優(yōu)勢，如即時打印和可變數(shù)據(jù)。所以已經(jīng)成為各個行業(yè)采用噴墨印刷作為未來生產(chǎn)技術(shù)的主要理由。噴墨技術(shù)不僅推動了數(shù)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，它在包裝印刷領(lǐng)域可謂前途光明，很多包裝印刷廠家及終端用戶正在探索噴墨印刷在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　按需式噴墨技術(shù) 按需式噴墨系統(tǒng)中墨水只在打印需要時才噴射。與連續(xù)式相比，它結(jié)構(gòu)簡單、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(tǒng)中，為了彌補這個缺陷，不少隨機式噴墨打印機采用了多噴嘴的方法來提高打印速度。

　?、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(cè)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)通過加熱噴嘴，使墨水產(chǎn)生氣泡，然后再噴到打印介質(zhì)的表面。它的工作原理是通過噴墨頭上的電加熱元件(通常是熱電阻)，在3微秒內(nèi)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(nèi)全部墨水加熱。加熱信號消失后，加熱陶瓷表面開始降溫，但殘留余熱仍使氣泡在8微秒內(nèi)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噴出。噴到紙上墨水的多少可通過改變加熱元件的溫度來控制，最終達到打印圖像的目的。整個打印噴墨頭加熱噴射墨水的過程非?？旖?，從加熱到氣泡的成長到氣泡消失，直至準(zhǔn)備下次噴射的整個循環(huán)只耗時140～200微秒。

　　B.特點 這種打印機具有高噴嘴密度以及低成本的優(yōu)點，但由于噴嘴時冷時熱，容易造成噴墨打印頭老化的現(xiàn)象。因此這種類型打印機將噴嘴內(nèi)建在墨水盒中，更換墨水盒的同時，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的生產(chǎn)商有Xaar公司、Spectra公司和愛普生公司等。

　　A.原理 壓電噴墨技術(shù)把噴墨過程中的墨滴控制分為3個階段：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，元件又會進行收縮，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(tǒng)在裝有墨水的噴頭上設(shè)置換能器，壓電換能器受輸入數(shù)字信號的控制，從而控制墨水的噴射。根據(jù)壓電式噴墨系統(tǒng)換能器的工作原理及排列結(jié)構(gòu)可分為：壓電管型、壓電薄膜型、壓電薄片型等幾種類型。

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