噴墨打印機(jī)的工作原理

噴墨打印機(jī)的工作原理噴墨打印機(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)，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)(bubblejet)是通過加熱噴嘴，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)(thermalinkjettechnology)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)汽泡消失,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)或者多個(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,所以打出的色采真實(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)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、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元擺布一臺(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普通。到現(xiàn)在,一千多元的彩色噴墨打印機(jī)卻已經(jīng)足夠?qū)Ω镀胀彝ニ行枨罅?，即使是象攝影愛好者這樣對(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,普通都將打印噴頭和墨盒作成份離的結(jié)構(gòu),更換墨水時(shí)不必更換打印頭。這種技術(shù)由愛普生獨(dú)創(chuàng)，因?yàn)榇蛴☆^的結(jié)構(gòu)比較合理可通過控制電壓來(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普生保持的。固然它也有缺點(diǎn)，假設(shè)使用過程中噴頭阻塞了，無(wú)論是疏通或者更換費(fèi)用都比較高而且不易操作,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)品主要是愛普生公司的噴墨打印機(jī)。熱噴墨技術(shù)是讓墨水通過細(xì)噴嘴,在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,將噴頭管道中的一部份墨汁氣化,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,形成圖案或者字符。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)噴頭阻塞的問題太耽心了。同時(shí)為降低使用成本,我們往往能看見給墨盒打針的情形(加注墨水)O在打印頭剛剛打完墨水后，即將加注專用的墨水，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,所以打出的色采真實(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,然后再按前面所述的噴墨方法工作。這種打印機(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阻塞問題。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)械和電路兩大部份,我們主要來(lái)看看機(jī)械部份,它通常包括墨盒和噴頭、清洗部份、字車機(jī)械、輸紙機(jī)構(gòu)和傳感器等幾個(gè)部份。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)械很好的配合才干完成全頁(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。佳能BJC-6000為了方便大家對(duì)噴墨打印機(jī)有個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，我們特殊把體現(xiàn)性能差別的主要性能指標(biāo)歸納在了下面，供大家在購(gòu)買時(shí)參考。1、分辨率DPI是業(yè)界衡量打印質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。它本身表現(xiàn)了在每英寸的范圍內(nèi)噴墨打印機(jī)可打印的點(diǎn)數(shù)。單色打印時(shí)dpi值越高打印效果越好。而彩色打印時(shí)情況比較復(fù)雜。通常打印質(zhì)量的好壞要受dpi值和色采調(diào)和能力的雙重影響。由于一般彩色噴墨打印機(jī)的黑白打印分辨率與彩色打印分辨率可能會(huì)有所不同，所以選購(gòu)時(shí)一定要注意看商家告訴你的分辨率是哪一種分辨率,是否是最高分辨率。普通至少應(yīng)選擇在360DPI以上的噴墨打印機(jī)。2、色采調(diào)和能力對(duì)于使用彩色噴墨打印機(jī)的用戶而言，打印機(jī)的色采調(diào)和能力是個(gè)非常重要的指標(biāo)。傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī),在打印彩色照片時(shí),若遇到過渡色,就會(huì)在三種基本顏色的組合中選取一種接近的組合來(lái)打印，即使加之黑色，這種組合普通也不能超過16種,對(duì)色階的表達(dá)能力是難以令人滿意的。為了解決這個(gè)問題,早期的噴墨打印機(jī)又采用了調(diào)整噴點(diǎn)疏密程度的方法來(lái)表達(dá)色階。但對(duì)于當(dāng)時(shí)彩色分辨率惟獨(dú)300dpi擺布的產(chǎn)品，調(diào)整疏密程度的結(jié)果是在過渡色效果很差,看上去會(huì)有不少斑點(diǎn)。現(xiàn)在的彩色噴墨打印機(jī),一方面通過提高打印密度（分辨率）來(lái)使打印出來(lái)的點(diǎn)變細(xì),從而使圖變得更為細(xì)膩;另一方面,都在色彩調(diào)和方面改進(jìn)技術(shù)，常見的有:增加色采數(shù)量、改變噴出墨滴的大小、降低墨盒的基本色采濃度等幾種方法。其中增加色采數(shù)量來(lái)得最為行之有效。目前通常是采用五色的彩色墨盒，加之原來(lái)的黑色墨盒,形成所謂的六色打印。這樣一來(lái)羅列組合得到的色采組合數(shù)一下子提高了好多倍,效果改善自然非常明顯。改變噴出墨滴大小的原理是在打印中需要色采濃度較高的地方用標(biāo)準(zhǔn)大小的墨滴噴出，而在需要色采濃度較低的地方噴射小墨滴，同樣實(shí)現(xiàn)了更多的色階。而降低墨盒色采濃度其實(shí)是在高色采濃度的地方采用反復(fù)噴墨的方法來(lái)形成更多色階。3、打印速度噴墨打印機(jī)的打印速度普通以每分鐘打印的頁(yè)數(shù)(PPM:PagePerMinute)來(lái)統(tǒng)計(jì)。但因?yàn)槊宽?yè)的打印量并不徹底一樣，所以這個(gè)數(shù)字一定不會(huì)準(zhǔn)確，只是一個(gè)平均數(shù)字。對(duì)于家用打印機(jī)，由于打印量普通不會(huì)太大，選購(gòu)時(shí)可以不必特殊注意打印速度。4、打印驅(qū)動(dòng)程序打印驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)非常重要但又常被大家忽視的環(huán)節(jié)。許多先進(jìn)的打印技術(shù)都和配套的打印技術(shù)有密切關(guān)系。請(qǐng)一定使用廠商原配的驅(qū)動(dòng)程序,并隨時(shí)注意更新。5、打印幅面普通噴墨打印機(jī)的打印幅面有A4和A3兩種。普通家庭用戶使用A4幅面的就可以了。激光打印機(jī)的核心技術(shù)就是所謂的電子成像技術(shù),這種技術(shù)融合了影像學(xué)與電子學(xué)的原理和技術(shù)以生成圖象,核心部件是一個(gè)可以感光的硒鼓。激光發(fā)射器所發(fā)射的激光照射在一個(gè)棱柱形反射鏡上,隨著反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng),光線從硒鼓的一端到另一端挨次掃過(中途有各種聚焦透鏡,使掃描到硒鼓表面的光點(diǎn)非常小)，硒鼓以1/300英寸或者1/600英寸的步幅轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描又在接下來(lái)的一行進(jìn)行。硒鼓是一只表面涂覆了有機(jī)材料的圓筒,預(yù)先帶有電荷，當(dāng)有光線照射時(shí),受到照射的部位會(huì)發(fā)生電阻的變化。計(jì)算機(jī)所發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)控制著激光的發(fā)射,掃描在硒鼓表面的光線不斷變化,有的地方受到照射，電阻變小，電荷消失,也有的地方?jīng)]有光線射到,仍保留有電荷,最終,硒鼓表面就形成為了由電荷組成的潛影。墨粉是一種帶電荷的細(xì)微塑料顆粒,其電荷與硒鼓表面的電荷極性相反,當(dāng)帶有電荷的硒鼓表面經(jīng)過涂墨輯時(shí),有電荷的部位就吸附了墨粉顆粒,潛影就變成為了真正的影像。硒鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，另一組傳動(dòng)系統(tǒng)將打印紙送進(jìn)來(lái)，經(jīng)過一組電極，打印紙帶上了與硒鼓表面極性相同但強(qiáng)得多的電荷,隨后紙張經(jīng)過帶有墨粉的硒鼓，硒鼓表面的墨粉被吸引到打印紙上，圖象就在紙張表面形成為了。此時(shí)，墨粉和打印機(jī)僅僅是靠電荷的引力結(jié)合在一起,在打印紙被送出打印機(jī)之前,經(jīng)過高溫加熱,塑料質(zhì)的墨粉被熔化，在冷卻過程中固著在紙張表面。將墨粉傳給打印紙之后,硒鼓表面繼續(xù)旋轉(zhuǎn),經(jīng)過一個(gè)清潔器,將剩余的墨粉去掉，以便進(jìn)入下一個(gè)打印循環(huán)隨著黑白和彩色激光打印機(jī)在商務(wù)辦公和個(gè)人桌面辦公領(lǐng)域應(yīng)用的普及，越來(lái)越多的用戶開始將激光打印機(jī)作為自己辦公輸出的首選打印機(jī)。為了更好地指導(dǎo)用戶合理地選購(gòu)和使用激光打印機(jī)產(chǎn)品，從本期開始我們將開設(shè)“透視激打”專欄，從激光打印機(jī)的原理、熱點(diǎn)技術(shù)、選購(gòu)和維護(hù)等幾個(gè)方面，介紹有關(guān)激光打印機(jī)的相關(guān)知識(shí)?！獰o(wú)論是黑白激光打印機(jī)還是彩色激光打印機(jī),其基本工作原理是相同的，它們都采用了類似復(fù)印機(jī)的靜電照像技術(shù)，將打印內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楦泄夤纳系囊韵袼攸c(diǎn)為單位的點(diǎn)陣位圖圖象,再轉(zhuǎn)印到打印紙上形成打印內(nèi)容。與復(fù)印機(jī)惟一不同的是光源,復(fù)印機(jī)采用的是普通白色光源,而激光打印機(jī)則采用的是激光束。以下我們將以最簡(jiǎn)單的黑白激光打印機(jī)為例,詳細(xì)介紹激光打印機(jī)的工作原理?！獜墓δ芙Y(jié)構(gòu)上，激光打印機(jī)分為打印引擎和打印控制器2大部份。激光打印機(jī)的打印引擎由Canon>Minolta、Xerox>Brother>Samsung>Hitachi等少數(shù)幾個(gè)引擎生產(chǎn)廠商提供。而打印機(jī)廠商則是向引擎廠商購(gòu)買或者定制打印引擎，根據(jù)引擎設(shè)計(jì)控制器和打印驅(qū)動(dòng),從而完成整個(gè)打印機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。這就是形成目前激光打印機(jī)領(lǐng)域的打印引擎和打印整機(jī)2級(jí)市場(chǎng)的原因?！诩す獯蛴C(jī)中，打印控制器的作用是與計(jì)算機(jī)通過接口或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制和打印信息，同時(shí)向計(jì)算機(jī)傳送打印機(jī)的狀態(tài)。打印引擎在打印控制器的控制下將接收到的打印內(nèi)容轉(zhuǎn)印到打印紙上。因此打印控制器和打印引擎的性能和質(zhì)量影響了整個(gè)打印機(jī)的性能和質(zhì)量,這也是目前市場(chǎng)上采用相同引擎的激光打印機(jī)產(chǎn)品浮現(xiàn)性能差異的重要原因?！械拇蛴】刂破鞫际且慌_(tái)功能完整的計(jì)算機(jī),它基本都包括了通訊接口、處理器、內(nèi)存和控制接口4大基本功能模塊，一些高端機(jī)型還配置了硬盤等大容量存儲(chǔ)器。通訊接口負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；內(nèi)存用以存儲(chǔ)接收到的打印信息和解釋生成的位圖圖象信息;控制接口負(fù)責(zé)引擎中的激光掃描器、機(jī)電等部件的控制和打印機(jī)面板的輸入輸出信息控制；而處理器是控制器的核心,所有的數(shù)據(jù)通訊、圖象解釋和引擎控制工作都由處理器完成。一一由于各打印機(jī)采用的控制方式和控制語(yǔ)言不同,對(duì)打印控制器的配置和性能要求也不同,如采用PCL和PostScript語(yǔ)言的打印機(jī)，由于計(jì)算機(jī)和打印機(jī)之間采用了標(biāo)準(zhǔn)的頁(yè)面描述語(yǔ)言進(jìn)行打印信息的傳送，在打印機(jī)中要將接收到的來(lái)自計(jì)算機(jī)的使用標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言描述的打印信息解釋成打印引擎可以接收的光柵位圖圖象信息,打印控制器的性能和內(nèi)存大小直接會(huì)對(duì)整個(gè)打印機(jī)的性能產(chǎn)生影響，因此這樣的打印機(jī)對(duì)打印控制器中的處理器的速度和內(nèi)存大小要求非常高?！鳪DI打印機(jī)與采用頁(yè)面描述語(yǔ)言的打印機(jī)有所不同，其在打印過程中，在計(jì)算機(jī)中完成打印內(nèi)容到光柵位圖圖象信息的解釋并直接傳送到打印機(jī)中，因此打印機(jī)中的打印控制器主要是存儲(chǔ)接收到的光柵位圖圖象,并控制打印引擎完成打印。由于不需要承擔(dān)復(fù)雜的圖象解釋工作,GDI打印機(jī)對(duì)打印控