噴墨打印機(jī)的工作原理

1、噴墨打印機(jī)按工作原理可分為固體噴墨和液體噴墨兩種(現(xiàn)在又以后者更為常見(jiàn),而 液體噴墨方式又可分為氣泡式 (canon 和 hp 與液體壓電式 (epson 。 氣泡技術(shù) (bubble jet 是通過(guò)加熱噴嘴,使墨水產(chǎn)生氣泡,噴到打印介質(zhì)上的。與此相似, hp 采用的熱感 應(yīng)式噴墨技術(shù)(thermal inkjet technology是利用一個(gè)薄膜電阻器,在墨水噴出區(qū)中將 小于 0.5 %的墨水加熱,形成一個(gè)汽泡。這個(gè)汽泡以極快的速度(小于 10微秒擴(kuò)展開 來(lái),迫使墨滴從噴嘴噴出。汽泡再繼續(xù)成長(zhǎng)數(shù)微秒,便消逝回到電阻器上。當(dāng)汽泡消逝, 噴嘴的墨水便縮回。接著表面張力會(huì)產(chǎn)生吸力,拉引新的墨水去

2、補(bǔ)充到墨水噴出區(qū)中。 熱感應(yīng)式噴墨技術(shù),便是由這樣一個(gè)整合的循環(huán)技術(shù)程序所架構(gòu)出來(lái)的。而在壓電式噴 墨技術(shù)中,墨水是由一個(gè)和熱感應(yīng)式噴墨技術(shù)類似的噴嘴所噴出,但是墨滴的形成方式 是藉由縮小墨水噴出的區(qū)域來(lái)形成。而噴出區(qū)域的縮小,是藉由施加電壓到噴出區(qū)內(nèi)一 個(gè)或多個(gè)壓電板來(lái)控制的。由于墨水在高溫下易發(fā)生化學(xué)變化,性質(zhì)不穩(wěn)定,所以打出 的色彩真實(shí)性就會(huì)受到一定程度的影響;另一方面由于墨水是通過(guò)氣泡噴出的,墨水微 粒的方向性與體積大小不好掌握,打印線條邊緣容易參差不齊,一定程度的影響了打印 質(zhì)量,這都是它的不足之處。微壓電打印頭技術(shù)是利用晶體加壓時(shí)放電的特性,在常溫 狀態(tài)下穩(wěn)定的將墨水噴出。它有著對(duì)

3、墨滴控制能力強(qiáng)的特點(diǎn),容易實(shí)現(xiàn) 1440dpi 的高精 度打印質(zhì)量,且微壓電噴墨時(shí)無(wú)需加熱,墨水就不會(huì)因受熱而發(fā)生化學(xué)變化,故大大降 低了對(duì)墨水的要求。目前,愛(ài)普生、惠普、佳能三家公司生產(chǎn)的液態(tài)噴墨打印機(jī)代表了 市場(chǎng)的主流產(chǎn)品目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的打印機(jī)有三大類:針式、噴墨和激光打印機(jī)。針式打印機(jī)已經(jīng)過(guò)了輝 煌期,逐漸步入黃昏;而激光打印機(jī)雖然價(jià)格在不斷下降但和主流的彩噴相比還是有一 定差距,而且如果要用彩色的話價(jià)格就又會(huì)高出好多。如此來(lái)看,噴墨打印機(jī)最近紅透 半邊天的情況也就不足為怪了。噴墨打印機(jī)是在針式打印機(jī)之后發(fā)展起來(lái)的,采用非打擊的工作方式。比較突出的優(yōu)點(diǎn) 有體積小、操作簡(jiǎn)單方便、打印噪音低

4、、使用專用紙張時(shí)可以打出和照片相媲美的圖片 等等。經(jīng)過(guò)若干年的磨練,噴墨打印機(jī)的技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足地發(fā)展。想當(dāng)初 95年時(shí), 4000元左右一臺(tái)的彩色噴墨打印機(jī),打印出來(lái)的美女可以皮膚粗糙得象王二麻子一般。 到現(xiàn)在,一千多元的彩色噴墨打印機(jī)卻已經(jīng)足夠應(yīng)付一般家庭所有需求了,即使是象攝 影愛(ài)好者這樣對(duì)圖片質(zhì)量要求很高的用戶,也能在兩千至三千多元的彩色噴墨打印機(jī)中 找到比較理想的產(chǎn)品。目前噴墨打印機(jī)按打印頭的工作方式可以分為壓電噴墨技術(shù)和熱噴墨技術(shù)兩大類型。按 照噴墨的材料性質(zhì)又可以分為水質(zhì)料、固態(tài)油墨和液態(tài)油墨等類型的打印機(jī)。下面我們 就分別加以闡述。壓電噴墨技術(shù)是將許多小的壓電陶瓷放置到噴墨打

5、印機(jī)的打印頭噴嘴附近,利用它在電 壓作用下會(huì)發(fā)生形變的原理,適時(shí)地把電壓加到它的上面。壓電陶瓷隨之產(chǎn)生伸縮使噴 嘴中的墨汁噴出,在輸出介質(zhì)表面形成圖案。用壓電噴墨技術(shù)制作的噴墨打印頭成本比較高,所以為了降低用戶的使用成本,一般都 將打印噴頭和墨盒作成分離的結(jié)構(gòu),更換墨水時(shí)不必更換打印頭。這種技術(shù)由愛(ài)普生獨(dú) 創(chuàng),因?yàn)榇蛴☆^的結(jié)構(gòu)比較合理可通過(guò)控制電壓來(lái)有效調(diào)節(jié)墨滴的大小和使用方式,從而獲得較高的打印精度和打印效果。它對(duì)墨滴的控制能力強(qiáng),容易實(shí)現(xiàn)高精度的打印 , 現(xiàn) 在 1440dpi 的超高分辨率就是由愛(ài)普生保持的。當(dāng)然它也有缺點(diǎn),假設(shè)使用過(guò)程中噴頭 堵塞了,無(wú)論是疏通或更換費(fèi)用都比較高而且不易

6、操作,搞不好整臺(tái)打印機(jī)可能就報(bào)廢 了。目前采用壓電噴墨技術(shù)的產(chǎn)品主要是愛(ài)普生公司的噴墨打印機(jī)。熱噴墨技術(shù)是讓墨水通過(guò)細(xì)噴嘴,在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,將噴頭管道中的一部分墨汁氣化, 形成一個(gè)氣泡,并將噴嘴處的墨水頂出噴到輸出介質(zhì)表面,形成圖案或字符。所以這種 噴墨打印機(jī)有時(shí)又被稱為氣泡打印機(jī)。用這種技術(shù)制作的噴頭工藝比較成熟成本也很低 廉,但由于噴頭中的電極始終受電解和腐蝕的影響,對(duì)使用壽命會(huì)有不少影響。所以采 用這種技術(shù)的打印噴頭通常都與墨盒做在一起,更換墨盒時(shí)即同時(shí)更新打印頭。這樣一 來(lái)用戶就不必再對(duì)噴頭堵塞的問(wèn)題太擔(dān)心了。同時(shí)為降低使用成本,我們常常能看見(jiàn)給 墨盒打針的情形(加注墨水。在打印頭剛

7、剛打完墨水后,立即加注專用的墨水,只要 方法得當(dāng),可以節(jié)約不少的耗材費(fèi)用。熱噴墨技術(shù)的缺點(diǎn)是在使用過(guò)程中會(huì)加熱墨水,而高溫下墨水很容易發(fā)生化學(xué)變化,性 質(zhì)不穩(wěn)定,所以打出的色彩真實(shí)性就會(huì)受到一定程度的影響;另一方面由于墨水是通過(guò) 氣泡噴出的,墨水微粒的方向性與體積大小很不好掌握,打印線條邊緣容易參差不齊, 一定程度的影響了打印質(zhì)量,所以多數(shù)產(chǎn)品的打印效果還不如壓電技術(shù)產(chǎn)品。采用熱噴墨技術(shù)的產(chǎn)品比較多,主要為佳能 (Canon和惠普 (HP等公司所使用。固態(tài)噴墨打印機(jī)是 TEKTRONIX (泰克公司的專利技術(shù)。它所使用的變相墨在室溫下 是固態(tài)的,工作時(shí)將臘質(zhì)的顏料塊先加溫溶化成液體,然后再按前

8、面所述的噴墨方法工 作。這類打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是顏料的耐水性能比較好,并且不存在打印頭因墨水干涸而造成 的堵塞問(wèn)題。但采用固態(tài)油墨的打印機(jī)目前因生產(chǎn)成本比較高,產(chǎn)品比較少。噴墨打印機(jī)分為機(jī)械和電路兩大部分,我們主要來(lái)看看機(jī)械部分,它通常包括墨盒和噴 頭、清洗部分、字車機(jī)械、輸紙機(jī)構(gòu)和傳感器等幾個(gè)部分。墨盒和噴頭有兩種類型,一 種是二合一的一體化結(jié)構(gòu),另一類是分離式結(jié)構(gòu)。兩種方式各有好處。清洗系統(tǒng)是噴頭 的維護(hù)裝置。字車機(jī)械用于實(shí)現(xiàn)打印位置定位。輸字機(jī)構(gòu)提供紙張輸送功能,運(yùn)動(dòng)時(shí)它 必須和字車機(jī)械很好的配合才能完成全頁(yè)的打印。而傳感器是為檢查打印機(jī)各部件工作 狀況而特設(shè)的。打印的三原色原理在了解彩色噴墨

9、打印機(jī)的工作原理之前,我們先來(lái)看一下三原色的原理,還記得我們 小的時(shí)候,經(jīng)常將紅、藍(lán)、綠色的水彩以不同的份量混合成各種各樣的色彩吧?那時(shí)候 我們通過(guò)這種直接混色法就模糊地知道三原色的原理。而自然界中的色彩幾乎都可以由選定的三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌系玫?而且絕大 多數(shù)的顏色也可以分解成特定的三種單色,這三種選定的顏色被稱為三原色,各三原色 相互獨(dú)立,其中任一種基色是不能由另外兩種基色混合而得到,但它們相互以不同的比例混合,就可以得到不同的顏色,例如黃色加藍(lán)色等于綠色,而紅、藍(lán)、綠怎樣混合也 不可以得到紅、藍(lán)、綠?？吹竭@里,相信聰明的讀者已經(jīng)有一點(diǎn)初步的想法,沒(méi)錯(cuò) , 通常我們看到的彩色墨盒正 是

10、由幾種純凈單一顏色組成, 常見(jiàn)的三色墨盒打印機(jī)通常就是采用性質(zhì)比較穩(wěn)定的青色、 紅紫色、黃色來(lái)混合不同的顏色。而四色打印機(jī),通常就加上一種黑色,用于純黑色的 打印。隨著技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了六色墨盒,就是在原有的四色(CMYK 上再加上淺藍(lán) 綠色和淺紅紫色(即 CcMmYK 和 CMYKcm 。從墨盒到噴墨頭假如我們將墨盒中的原色分別抽取不同的比例,再噴射到近似同一個(gè)點(diǎn)上,那么這個(gè) 近似點(diǎn)便可以根據(jù)各原色不同的比例顯示出不同的顏色,這就是彩噴的原始原理。問(wèn)題 是怎樣可以將不同比例的墨水精確地噴射到同一個(gè)點(diǎn)上呢?這就有賴于打印機(jī)的整體結(jié) 構(gòu),我們通常把噴墨打印機(jī)分為機(jī)械和電路兩大部分,我們主要來(lái)看看

11、機(jī)械部分,它通 常包括墨盒和噴頭、清洗部分、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、輸紙機(jī)構(gòu)和傳感器等幾個(gè)部分。運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械用于實(shí)現(xiàn)打印位置定位。輸紙機(jī)構(gòu)提供紙張輸送功能,運(yùn)動(dòng)時(shí)它必須和運(yùn) 轉(zhuǎn)機(jī)械很好的配合才能完成全頁(yè)的打印,而傳感器是為檢查打印機(jī)各部件工作狀況而設(shè) 的。這些部件中以墨盒和噴頭最為關(guān)鍵。因?yàn)閲娔蛴C(jī)正一種籍由控制指令來(lái)操控打 印頭及其噴嘴孔(Nozzle 噴出定量墨水形成圖像的打印機(jī)。而不同的噴墨打印機(jī),其 噴墨的方式又所不同。首先,根據(jù)其噴墨方式的不同,可以分為熱泡式(Thermal Bubble噴墨打印機(jī)及壓 電式 (Piezoelectric 噴墨打印機(jī)兩種。 我們熟識(shí)的 HP (惠普 、 Canon

12、(佳能 和 Lexmark (利盟公司是采用的是熱泡式技術(shù)。而 Epson (愛(ài)普生使用的是壓電噴墨式技術(shù)。 這兩種技術(shù)分別有不同的工作原理,我們現(xiàn)在來(lái)看一下。熱泡式技術(shù)所謂熱泡式打印技術(shù), 是 70年代末受注射器原理的啟發(fā)而發(fā)明的。 熱泡式技術(shù)是讓墨 水通過(guò)細(xì)噴嘴 , 在加熱電阻的作用下,將噴頭管道中的一部分墨汁氣化,形成一個(gè)氣泡, 并將噴嘴處的墨水頂出噴到輸出介質(zhì)表面,形成圖案或字符。所以這種噴墨打印機(jī)有時(shí)又被稱為氣泡打印機(jī)。用這種技術(shù)制作的噴頭工藝比較成 熟成本也很低廉,但由于噴頭中的電極始終受電解和腐蝕的影響,對(duì)使用壽命會(huì)有不少 影響。所以采用這種技術(shù)的打印噴頭通常都與墨盒做在一起,更換墨盒時(shí)即同時(shí)更新打 印頭。這樣一來(lái)用戶就不必再對(duì)噴頭堵塞的問(wèn)題太擔(dān)心了。同時(shí)為降低使用成本,我們 可以給墨盒加注成本低一點(diǎn)的專業(yè)墨水 , 只要方法得當(dāng),可以節(jié)約不少的耗材費(fèi)用。 熱泡式技術(shù)的缺點(diǎn)是在使用過(guò)程中會(huì)加熱墨水,而高溫下墨水很容易發(fā)生化學(xué)變化, 性質(zhì)不穩(wěn)定,所以打出的色彩真實(shí)性就會(huì)受到一定程度的影響;另一方面由于