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按需喷墨印刷的工作原理与应用

时间:2012-10-26 来源:互联网

摘  要:
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。

关键词: 按需喷墨印刷工作原理 

  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。


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