《喷墨头技术原理》word版

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1、喷墨头技术原理摘要：喷墨打印技术除了提供高质量而低成本的彩色图片输出，也可应用于各种不同材料表面精密喷印成形，本文将详细说明喷墨头的分类及各自的原理与应用。关键词：喷墨头分类原理喷墨打印技术的主要原理分为两类（见图1）：喷墨方式可分为连续式及非连续式（或称DOD-按需式）两大类，而非连续式的打印方式又可依墨水喷出动力机构的不同，分为热发泡式（Thermalbubble）及压电式（Piezoelectric）。喷墨打印技术连续式非连续式单路连续喷墨多路连续喷墨压电式热发泡式侧喷型顶喷型弯曲型剪力型推挤型收缩管型

2、图1喷墨技术分类喷墨的速度取决于两项主要的因素：一为墨滴频率(每秒有多少墨滴)，另一为墨滴大小。而喷墨头的重量也会影响到速度，如重量轻的喷墨头在加速和降速上就比较容易控制。至于分辨力则与两项主要的因素有关：一为喷墨头每一管道的间隔距离，另一因素为墨滴大小。一、CIJ（ContinuousInk-Jet）1、单路连续喷墨(BinaryContinuousInk-Jet)大都使用于高速打印需求，且承印材料广泛。该系统的主要缺点有：喷印分辨率比DOD型喷墨头低，由于它采用的是低粘度的墨水，也没有采用墨路回收装置，会

3、造成一定程度的浪费，相应的耗材成本较高。6图2单路连续喷墨2、多路连续喷墨(MultilevelContinuousInk-Jet)主要是带电的墨滴从喷嘴射出后，根据图像信号决定是到达承印物，还是进入回收系统内再使用。虽然大都使用在低分辨率、需要高速度的产品上，但也部分使用在中、高档的彩色数字印刷系统。该系统的主要优点有：喷印速度高，适应性广泛，系统稳定，喷墨头的使用寿命比热感式、压电式喷墨头的寿命长，而且印刷质量、化学性质稳定。但是系统维护费用较高，喷印分辨率相对较低，采用的墨水粘度在3~6cp（厘泊）之间

4、，范围较窄。图3多路连续喷墨二、DOD（Drop-OnDemand）DOD式喷墨头可满足较高质量和多功能的需求。热发泡式喷墨(thermalink-jet)打印机，由于低成本、喷头寿命以及耗材等限制，大都使用于办公型打印机。但是压电式喷墨则功能多样，能用于不同的材质，所以适用于数字印刷、包装业、纺织工业和商业印刷等。1、热发泡式喷墨(TIJ—ThermalInk-Jet)热喷墨技术的工作原理是通过喷墨打印头（喷墨室的硅基底）上的电加热组件（通常是热电阻），在3微秒内急速加热到3006摄氏度，使喷嘴底部的液态油

5、墨汽化并形成气泡，该蒸汽膜将墨水和加热组件隔离，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。原挤出于喷孔外的墨水受到气泡破裂力量的牵引而形成分散墨滴，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，而墨水则透过连通喷墨区与储墨区的流道持续流入补充，从而完成一个喷墨的过程。每喷出一个墨滴都是上述流程协同运作的结果。(1)侧喷型

6、（SideShooterThermalInkjet）1977年，Canon获得SideShooterThermalJet气泡式喷墨技术专利，与此同时，惠普也发明了与之本质相同的技术，HP和Canon都不约而同地宣称是自己的研究人员率先发明了喷墨打印技术，以此建立自己在喷墨打印领域的地位。不过“Bubble”这一概念已被佳能抢注，惠普只好将此命名为ThermalInk-Jet。IBM将其印刷部门出售，促成了新公司Lexmark的诞生。HP于1984年生产了它的第一台商用TIJ，之后Xerox，Olivetti公

7、司也纷纷上马生产。其他一些喷墨打印机公司则主要使用这些公司的OEM喷头。图4侧喷型喷头(2)顶喷型（RoofShooterThermalInkjet）顶部喷墨孔射出技术最早应用于HP及Lexmark的喷墨打印机图5顶喷型喷头热发泡型打印速度较快，但缺点就是墨水只经推挤就被喷出，力量较不能集中，墨点易受到惯性影响，与印字头拉扯不清，而产生不均匀或墨渣。另一个问题是，气泡式的喷墨方式，因其印字头常处于高温状况下，热会使得印字头更容易损耗，故需使用印字头与墨水匣合一的方式来降低成本。2、压电式喷墨(Piezoele

8、ctink-jet)利用压电陶瓷（大部份的材料为铅-Pb,锆-Zr,钽-Ta），由压晶体管施加电压使其产生形变，挤压液体产生高压而将液体喷出。供应全世界喷墨头的厂商主要有Xaar和Spectra两大家，目前以压电式(piezo)为主流的喷头不但应用在打印机市场，也由于其印墨选择性多样化，在不同的领域和产业上也被高度重视和采用。除了EPSON将压电式喷墨头成功商业化为高分辨率喷墨(水)打印机外，Xaa