主流品牌噴墨打印技術(shù)詳解

自從1976年全球第一臺(tái)噴墨打印機(jī)誕生至今，已經(jīng)過去了36年時(shí)間。在這36年的發(fā)展史中，噴墨打印技術(shù)伴隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，經(jīng)歷了無數(shù)創(chuàng)新與變革而變得愈發(fā)成熟。目前，噴墨打印機(jī)的打印分辯率等性能參數(shù)已經(jīng)能夠滿足人們的日常生活辦公需求，各廠商也將更多的精力投入到提高打印質(zhì)量和以及降低打印成本方面。

噴墨打印機(jī)打印質(zhì)量與打印速度等各方面的提升都?xì)w根于打印頭噴墨技術(shù)的發(fā)展。相比于噴墨打印技術(shù)，人們更關(guān)心它所帶來的出色打印質(zhì)量，因此很多朋友對(duì)打印機(jī)的核心噴墨技術(shù)并不是十分了解。今天，筆者就將對(duì)目前主流打印機(jī)廠商的噴墨打印技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望對(duì)各位朋友有所幫助。#p#副標(biāo)題#e#

打印機(jī)噴墨技術(shù)簡析

噴墨打印機(jī)，顧名思義就是通過噴射的方式將墨滴附著在打印介質(zhì)上而形成文字或者圖像的打印設(shè)備。根據(jù)噴墨方式的不同，噴墨打印機(jī)又可以分為連續(xù)式和隨機(jī)式兩大類，其中連續(xù)式主要被早期的噴墨打印機(jī)和大幅面打印機(jī)所采用，而目前主流的噴墨打印機(jī)則均采用隨機(jī)式噴墨技術(shù)。從名字上我們就可以看出兩種噴墨方式的明顯區(qū)別，一種是連續(xù)噴墨，而另一種則是間斷的隨機(jī)噴墨方式。

一、連續(xù)式噴墨技術(shù)

連續(xù)式噴墨打印機(jī)的墨滴是連續(xù)噴出的，墨水由泵或壓縮空氣輸送到一個(gè)壓電裝置，對(duì)墨水施加高頻震蕩電壓，使其帶上電荷，從噴嘴中噴出連續(xù)均勻的墨滴流，噴孔處有一個(gè)與圖形光電轉(zhuǎn)換信號(hào)同步變化的電場(chǎng)，噴出的墨滴便會(huì)有選擇性地帶電，當(dāng)墨流經(jīng)過一個(gè)高壓電場(chǎng)時(shí)，帶電的墨滴的噴射軌跡會(huì)在電場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打到織物表面，形成圖案，未帶電的墨滴則被捕集器收集重復(fù)利用。

該連續(xù)噴墨方式能夠產(chǎn)生高速墨滴，因此擁有較高的打印速度，但與隨機(jī)式噴墨技術(shù)相比，連續(xù)式必須獨(dú)立的加壓裝置，而且需要回收不帶電荷的墨滴，工作效率較低。

二、隨機(jī)式噴墨技術(shù)

隨機(jī)式噴墨技術(shù)區(qū)別于與連續(xù)噴墨方式，該系統(tǒng)只有在需要打印的位置才進(jìn)行噴射作業(yè)，其結(jié)構(gòu)更為簡單，而且成本較低，故障率也控制的不錯(cuò)。目前，主流打印機(jī)產(chǎn)品均采用該噴墨技術(shù)，其中根據(jù)墨滴驅(qū)動(dòng)方式不同又細(xì)分為熱發(fā)泡式和微壓電式兩種。

★熱發(fā)泡技術(shù)

熱發(fā)泡技術(shù)是一種被大多數(shù)打印機(jī)廠商廣泛使用的噴墨技術(shù)，它首先將墨水裝入一個(gè)非常微小的毛細(xì)管中，通過外部一個(gè)微型加熱墊迅速將墨水加熱至沸騰狀態(tài)，此時(shí)墨水蒸發(fā)形成一個(gè)微小的蒸汽泡，該蒸汽泡體積迅速變大，對(duì)其前端的墨水滴造成擠壓而形成噴射。而蒸汽泡則由于停止加熱，迅速冷卻，重新凝結(jié)成墨水停留在毛細(xì)管頂端，等待后邊的墨水受熱蒸發(fā)而將其噴射出毛細(xì)管。

這種加熱、蒸發(fā)、噴射、凝結(jié)的工作方式能夠在短時(shí)間內(nèi)將墨水噴射到打印介質(zhì)上，而且伴隨光學(xué)蝕刻工藝的發(fā)展，使用這種方式的打印機(jī)可以輕易的實(shí)現(xiàn)高密度的噴嘴排列，打印速度得到了強(qiáng)有力的保障。但由于高溫環(huán)境下墨水易發(fā)生化學(xué)變化，而且墨滴的大小、形狀以及濃度也比較容易受到影響，因此對(duì)墨滴的高精度控制就顯得尤為重要。該熱發(fā)泡技術(shù)主要被佳能、惠普、利盟等廠商廣泛采用。

★微壓電技術(shù)

微壓電噴墨技術(shù)屬于常溫常壓打印技術(shù)，它是將許多微小的壓電陶瓷放置到打印頭噴嘴附近，壓電陶瓷在兩端電壓變化作用下具有彎曲形變的特性，當(dāng)圖像信息電壓加到壓電陶瓷上時(shí)，壓電陶瓷的伸縮振動(dòng)變形將隨著圖像信息電壓的變化而變化，并使墨頭中的墨水在常溫常壓的穩(wěn)定狀態(tài)下，均勻準(zhǔn)確地噴出墨水。

壓電噴墨技術(shù)對(duì)墨滴的控制能力更強(qiáng)，且墨滴微粒形狀更為規(guī)則、定位更加準(zhǔn)確，打印分辨率提高，容易實(shí)現(xiàn)高精度打印。微壓電噴墨時(shí)無須加熱，墨水不會(huì)因受熱而發(fā)生化學(xué)變化，降低了對(duì)墨水的要求，也延長了打印頭的壽命。目前，幾大打印機(jī)廠商中只有愛普生在使用此微壓電噴墨技術(shù)。#p#副標(biāo)題#e#

佳能——FINE打印頭技術(shù)

FINE的全稱為Full-photolithography Inkjet Nozzle Engineering，中文譯作：全平板照相噴墨打印頭噴嘴工藝。該工藝與熱發(fā)泡噴墨技術(shù)一脈相承，但佳能在其基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了打印頭噴嘴的高密度排列、更加微小的墨滴和精準(zhǔn)的定位。1微微升的墨滴噴射，高達(dá)9600dpi的打印精度保證了打印圖片和照片的精度和色彩，輸出效果也更加細(xì)膩，同時(shí)確保打印的高速度。

在衡量輸出圖像品質(zhì)中，有六個(gè)影響的主要因素，分別是色彩再現(xiàn)、色調(diào)、顆粒感、對(duì)比度和層次感、銳度和持久品質(zhì)。由于噴墨打印機(jī)的原理都是通過控制墨滴來實(shí)現(xiàn)在介質(zhì)上的精確成像，所以如何更加精準(zhǔn)的控制墨滴就成為提高輸出圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。

FINE打印頭的加熱元件更靠近噴頭位置

佳能FINE打印頭技術(shù)在整個(gè)噴墨過程中，可以產(chǎn)生一致恒量的墨滴，從而達(dá)到精準(zhǔn)的定位。為了實(shí)現(xiàn)這種精確控制，佳能在原有熱發(fā)泡噴墨技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了三項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)：

■高精度的打印頭制造

佳能為了避免加熱器中心線在墨滴形成時(shí)不發(fā)生偏移，采用了一體化成型設(shè)計(jì)，精確了輪廓和尺寸，這樣墨滴從噴射開口線中心線噴出時(shí)才會(huì)保持一致恒量的墨滴。

■墨滴噴射過程不受墨水溫度的影響

佳能FINE打印頭技術(shù)可以有效控制墨滴與墨水在完全分離后噴射，不受溫度影響，保持墨滴體積的一致。并且，沒有多余的墨滴噴射，節(jié)省噴射能量，可以保持準(zhǔn)確的定位。

■有力噴射克服空氣阻力

經(jīng)過佳能特別優(yōu)化的噴頭擁有1微微升的墨滴噴射能力，更小的墨滴體積帶來更小的空氣阻力，能夠確保墨滴的準(zhǔn)確定位和均勻著色。

在FINE打印頭技術(shù)的支持下，佳能PIXMA騰彩系列成為最受矚目的噴墨產(chǎn)品之一

　FINE打印頭技術(shù)最早誕生于1999年，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前該技術(shù)已經(jīng)研制出3種尺寸的噴嘴，最高的打印分辨率為9600dpi，最小的墨滴為1pl，F(xiàn)INE打印頭的噴嘴數(shù)量也較十幾年前的產(chǎn)品擴(kuò)張了10倍，達(dá)到了驚人的7680個(gè),為優(yōu)秀的打印質(zhì)量提供了有力保障。目前，F(xiàn)INE打印頭技術(shù)已被成熟的運(yùn)用在佳能全系列噴墨打印機(jī)上，其中PIXMA騰彩系列噴墨打印機(jī)更是憑借FINE技術(shù)成為業(yè)內(nèi)尖端科技的前沿產(chǎn)品。#p#副標(biāo)題#e#

惠普——熱發(fā)泡噴墨技術(shù)

熱發(fā)泡技術(shù)是目前市場(chǎng)上非常成功的噴墨技術(shù)之一，幾大廠商中除了佳能正在使用外，惠普也同樣采用了該技術(shù)，但兩者的熱發(fā)泡方式還是有些區(qū)別的。

側(cè)面發(fā)射式(side-shooter)

頂部發(fā)射式(roof-shooter)

正如上圖我們所看到的，熱發(fā)泡噴墨技術(shù)根據(jù)其形式的不同，可以分為頂部發(fā)射式(roof-shooter)和側(cè)面發(fā)射式(side-shooter)兩種類型，其中頂部發(fā)射式由位于噴嘴上面的發(fā)熱元件發(fā)射，而側(cè)面發(fā)射式的發(fā)熱元件則位于噴嘴的旁邊。佳能主要使用的是side-shooter側(cè)面發(fā)射式技術(shù)，而惠普則主要采用roof-shooter頂部發(fā)射熱發(fā)泡噴墨技術(shù)。

惠普頂部發(fā)射式熱發(fā)泡技術(shù)

惠普頂部發(fā)射式熱發(fā)泡技術(shù)工作原理

不要小看加熱元件位置的簡單變化，與側(cè)面發(fā)射技術(shù)相比，采用頂部發(fā)射技術(shù)的加熱元件更靠近噴嘴位置，因此被蒸汽泡壓力頂出的墨滴行程更短，而且體積更小，墨滴能夠在更短的時(shí)間被噴射到打印介質(zhì)上。此外，蒸汽泡后端更多的墨水儲(chǔ)存也有利于幫助蒸汽泡更快的冷凝。簡單的位置變壞帶來了更快的噴射速度和更小墨滴體積，使得惠普打印機(jī)在速度大大提高的同時(shí)，打印精細(xì)度方面也有所提升。

如今，惠普專利的熱發(fā)泡噴墨技術(shù)(Thermal InkJet)已經(jīng)在眾多工業(yè)印刷領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如票據(jù)印刷、標(biāo)簽打印、郵政業(yè)務(wù)、二維碼郵資打印、安全打印和包裝噴碼打印等，其高效的打印速度以及出色的打印質(zhì)量為合作伙伴提供了更多的創(chuàng)新價(jià)值。#p#副標(biāo)題#e#

愛普生——微壓電噴墨技術(shù)

與其他打印機(jī)廠商廣泛使用熱發(fā)泡技術(shù)不同，愛普生采用微壓電噴墨設(shè)計(jì)作為其核心技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展和改進(jìn)，目前微壓電噴墨技術(shù)已經(jīng)成為愛普生的看家法寶，使其產(chǎn)品在不斷提高打印速度的基礎(chǔ)上，擁有了更高的耐久性和可靠性。

愛普生微壓電打印頭

愛普生微壓電打印頭結(jié)構(gòu)

愛普生通過獨(dú)有的微壓電打印技術(shù)控制壓電晶體形變，精確控制墨滴的大小，確保極出色的打印精度。在噴墨過程中不需要加熱，所以墨水的化學(xué)成分不會(huì)發(fā)生變化，確保了單個(gè)噴嘴工作的高頻率和打印中的穩(wěn)定性。新改進(jìn)的微壓電打印頭噴嘴更多，每種顏色達(dá)到了180個(gè)打印噴嘴，增加了打印頭每次移動(dòng)時(shí)可打印的面積，直接提高了打印速度。

愛普生微壓電技術(shù)工作原理

利用脈沖電信號(hào)精準(zhǔn)控制墨滴大小

利用脈沖電信號(hào)精準(zhǔn)控制墨滴大小

愛普生微壓電打印頭VSDT技術(shù)

愛普生“世紀(jì)虹彩”亮光顏料墨水根據(jù)圖像類型及所使用的打印介質(zhì)，通過不同的脈沖控制壓電晶體，從而產(chǎn)生幾種不同大小的墨滴，新開發(fā)的微壓電打印頭改進(jìn)了VSDT技術(shù)，從而能噴射高密度的愛普生“世紀(jì)虹彩”亮光顏料墨水。這種技術(shù)不僅改善了圖像質(zhì)量，而且提高了打印速度。

由于微壓電噴墨頭中的壓力較小，噴嘴實(shí)際上是由壓電陶瓷晶片代替，因此采用微壓電技術(shù)制作的噴墨打印頭成本較高。為了避免墨水用完時(shí)更換墨盒自帶噴嘴而帶來的成本提升，在微壓電墨頭中噴嘴與墨盒是分立式結(jié)構(gòu)，一個(gè)噴嘴可以支持多個(gè)墨盒，更換墨水時(shí)只要更換墨盒，而不必更換打印頭，這樣就可以節(jié)約一部分打印耗材的成本。

結(jié)語：

通過上面的詳細(xì)介紹，想必大家對(duì)目前主流品牌的噴墨打印技術(shù)已經(jīng)有了比較全面的認(rèn)識(shí)。熱發(fā)泡技術(shù)與微壓電技術(shù)各具特點(diǎn)，市場(chǎng)上的噴墨打印設(shè)備也大都立足于這兩項(xiàng)技術(shù)。雖然不同打印機(jī)品牌的核心噴墨技術(shù)有所差別，但是在各廠商的努力優(yōu)化下，它們?yōu)橛脩籼峁┝送瑯痈哔|(zhì)量的打印效果。