喷墨打印技术原理大观

cindy99

　彩色喷墨打印机有高温高压式打印和常温常压式打印两种方式。前者以佳能的气泡技术（Bubble Jet）和惠普的热感技术（Thermal InkJet Technology）为代表，后者以爱普生的超微压电打印技术为代表。气泡技术的工作原理是通过喷墨打印头（喷墨室的硅基底）上的电加热元件（通常是热电阻），在3微秒内急速加热到300℃，使喷嘴底部的液态油墨汽化并形成气泡，该蒸汽膜将墨水和加热元件隔离，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，但残留余热仍促使气泡在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（很少，只有人一滴眼泪的百万分之一左右）克服表面张力快速挤压出喷嘴。随着温度继续下降，气泡开始呈收缩状态。喷嘴前端的墨滴因挤压而喷出，后端因墨水的收缩使墨滴开始分离，气泡消失后墨水滴与喷嘴内的墨水就完全分开，从而完成一个喷墨的过程。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。当然, 以上只是一种“慢镜头”似的划分，实际打印喷头加热喷射墨水的过程,是相当高速的。从加热到气泡的成长一直到消失，准备下次喷射的整个循环只耗时140～200微秒，正是这样的速度使得佳能打印机实现了高速打印。  
　　热感应式喷墨技术是利用一个薄膜电阻器，在墨水喷出区中将小于0.5 %的墨水加热，形成一个汽泡。这个汽泡以极快的速度（小于10微秒）扩展开来，迫使墨滴从喷嘴喷出。汽泡再继续成长数微秒，便消逝回到电阻器上。当汽泡消逝，喷嘴的墨水便缩回。接着表面张力会产生吸力，拉引新的墨水去补充到墨水喷出区中。热感应式喷墨技术，便是由这样一个整合的循环技术程序所架构出来的。我们可以看到它与热泡技术有异曲同工之妙，只是在墨水喷射与回收阶段有小小的不同。热喷墨技术的每个喷嘴单元都由微电子加工工艺在硅片上沉积和蚀刻而成，体积非常小巧，而且随着制造工艺水平的提高，打印头上喷嘴的排列也愈发紧密，使加大喷嘴数目、提高打印速度成为可能。同时加热电阻的尺寸非常小，约在60微米左右，在形成气泡的瞬间，电阻表面的能量密度会达到1.28×10 11w/m2，比太阳表面还高，可以大大提高墨滴的喷出频率。以惠普最新的DJ 990Cxi为例，它的喷墨频率就高达18kHz。这种技术应用较早，技术成熟、设备成本低廉。但打印头与墨盒多半是一体结构，耗材较贵。又因高温高压，喷嘴腐蚀严重，同时容易引起墨滴飞溅和喷嘴阻塞等不良后果。  
　　Epson超微压电喷墨打印技术是将许多微小压电陶瓷放置到打印头喷嘴附近，压电陶瓷在两端电压变化作用下具有伸展或收缩形变的特性，当图像信息电压加到压电陶瓷上时，压电陶瓷的伸缩振动将随着图像信息电压的变化而变化，并使墨头中的墨水在常温常压的稳定状态下，有效地控制墨滴的大小及调和方式，均匀准确地喷出墨水（只有通常的1/3），从而获得较高精度和分辩率的图像彩色打印输出，同时降低了墨水的消耗量。与传统的热喷墨技术相比，压电喷墨技术具有墨点形状规则、没有溅射、墨点大小可以控制、喷射速度可控、定位准确（热喷墨时墨水是通过气泡喷出的，墨水微粒的方向性与体积大小不好掌握，打印线条边缘容易参差不齐，一定程度的影响了打印质量）、可以选用更多化学成分不同的墨水、腐蚀机会减少、喷头寿命延长等优点，还可以采用粉性颜料墨水，防止紫外线照射时所引起的变色和褪色现像（墨水在高温下易发生化学变化，性质不稳定，所以打出的色彩真实性就会受到一定程度的影响）。虽然压电喷墨打印头成本较高，但打印头和墨盒为分离结构，因而可通过只更换墨盒来降低后期应用成本。通常人们认为微压电喷墨打印只用了压电陶瓷伸展的特性，实际上，适时、适度的收缩才是Epson打印机的“绝招”。微压电技术把喷墨过程中的墨滴控制分为3个阶段：在喷墨操作前，压电元件首先在信号的控制下微微收缩；然后，元件产生一次较大的延伸，把墨滴推出喷嘴；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口缩回。这样，墨滴的液面得到了精确的控制，每次喷出的墨滴都有完美的形状和正确的飞行方向。
北京写真喷绘

hujoy

不错的帖子，谢谢

喷血不喷饭