数码喷墨技术

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　　喷墨技术(Ink-Jet technology)是一种新的无接触(Non Impact)、无压力、无印版的印刷技术，将电子计算机中存储的信息输入喷墨印刷机即可印刷
。按工作原理可以分为固体喷墨(Solid Ink-Jet/Wax Jet)和液体喷墨(Liquid Ink-Jet)两种
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。
?　数码喷墨技术无接触、无压力、无印版的印刷技术
。将电子计算机中存储的信息输入喷墨印刷机即可印刷
。

固体喷墨

?　固体喷墨仍然在特定的工业有其存在和发展的空间
。固体喷墨仍然在特定的工业有其存在和发展的空间
。固体墨耗材依赖性高，需向同牌号的机器供应商购买，否则会因其熔点不同而无法打印
。 由于固体喷墨是将固态印墨加温至其熔点转变为液态后喷印到印材上，故其设备相对复杂而昂贵，故障率高，维修成本高，而且加温设备如长时间断电可能造成设备永久损坏
。因而使固体喷墨的普及一直停滞不前
。
液体喷墨
?　液体喷墨打印机的主要工作方式分为热发泡式、陶瓷压电式
。将喷墨加温以保持稳定的粘度及表面张力这一技术，在近十年来也被应用于液态喷墨，以适应不同（地区）的打印环境，如热带/温带/寒带，季节/日夜的温差变化，保证了打印的质量及印件颜色的重现性
。但因其独特的打印特性，即固体墨在熔融成为液态后，工作过程中一直保持稳定的温度，所以液态墨的粘度及表面张力也保持相对的稳定，如此的特性使其可以在各种不同非吸收性材料上（具有不同的表面能）喷印，即喷即干，对喷印材料的选择性不大严格等
。在中国，陶瓷喷墨打印技术已掀起一阵狂潮，冰箱、洗衣机外壳的喷墨打印技术也在陆续投入生产中
。喷墨打印技术将大大改变的图案的清晰度和自由度，是高新科技的典型代表巨作
。
发泡技术
?　通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，喷到打印介质上,属于高温高压打印技术
。其工作原理是：利用薄膜电阻器，在墨水喷出区中将小于5 pixel lite的墨水瞬间加热至300℃以上，形成无数微小气泡,气泡以极快的速度(小于10微秒）聚为大气泡并扩展，迫使墨滴从喷嘴喷出
。气泡再继续成长数微秒，便消逝回到电阻器上
。气泡消逝，喷嘴的墨水便缩回
。接着表面张力会产生吸力，拉引新的墨水补充到墨水喷出区准备下一次的循环喷印
。由于接近喷嘴部分的墨水被不断加热冷却，积累的温度不断上升（至30-50℃)，因而需要利用墨盒上部的墨水循环冷却，但在长时间打印中，整个墨盒里的墨水仍然会保持在40-50℃左右
。在如此严苛的条件下工作，用于热气泡喷印机的喷墨因而需要极高的稳定性，造成成本较高，微型电阻发热器的使用寿命也相对缩短，因长时间冷热交替工作，使其产生不可避免的腐蚀，以致报废
。由于热气泡喷印是在较高的温度条件下进行，所以其喷墨必须设计为低粘度（约 < 1.5mPa.s)高张力(约> 40 mN/m),以保证长时间持续高速打印
。
发泡喷墨技术
?　使用水性与油性染料混合的系统，其不论是用在家用打印机，还是商用打印机上，都可以得到不错的打印品质
。缩小墨滴喷出区域的能力和整合的电路循环技术，可望使未来采用此项技术的喷墨打印机的墨滴体积更小，喷出墨滴的频率更高
。低操作频率、高喷嘴数和单一打印的解析度，都是高速打印的基本要素
。因此发泡喷墨技术可以提高打印速度，提高打印机的工作效率
。不断整合的电路技术也让发泡喷墨技术可以持续压低成本，同时将整个打印过程最佳化
。目前，发泡式打印头的喷嘴总数可以达到几百个甚至上千个，每个喷嘴的直径同发丝相当（43微米），喷出的墨滴容量最小为4pl
。青、品红和黄三色墨水的墨头往往是一体的，将几个很小的彩色墨滴组合，就可以形成不同大小的墨点，产生出更丰富的调和色及更平滑的网目调，而黑色墨水的墨头是单独的
。因墨盒与墨水在热气泡作用下要产生压力，因此墨盒必须与喷嘴组成一体化结构，更换墨盒时即同时更新打印头
。这样一来用户就不必再担心喷头堵塞了
。不过，这也造成耗材成本相对较贵
。
?　采用发泡技术的墨头长期在高温、高压环境中工作，除喷嘴腐蚀严重外，同时容易引起墨滴飞溅和喷嘴堵塞等
。在打印品质方面，由于在使用过程中要加热墨水，而高温下墨水很容易发生化学变化，性质不稳定，色彩真实性就会受到一定程度的影响；另一方面由于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，一定程度上影响了打印质量
。热喷印技术因其极限性（只能使用高张力低粘度的以水为主要介质的水基喷墨），不能使用有机溶剂，因而无法使用溶剂型喷墨以应用于户外大幅面广告喷印，及较高的保养维修成本，高昂的耗材成本，正在全世界受到淘汰
。目前，采用发泡技术的产品主要为佳能和惠普等公司的产品
。而惠普公司的新型喷印机也多转为陶瓷压电式喷印技术
。
微压电喷墨技术
?　属于常温常压打印技术
。此技术是将许多微小的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弯曲形变的特性，当图像信息电压加到压电陶瓷上时，压电陶瓷的伸缩振动变形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，均匀准确地喷出墨水
。与发泡技术相比，压电喷墨技术具有墨点形状规则、没有溅射、墨点大小可控、喷射速度可控、定位准确、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，还可以采用颜料墨水，防止紫外线照射时所引起的变色和褪色现象
。而专为压电技术开发的墨水，具有溶解特性和速干特性，能快速渗透入纸张，不起毛边，不晕染，尤其是在喷墨纸和光泽纸上，打印质量非常好
。陶瓷压电式喷印系统几乎可以打印任何种类的墨水，包括水溶性(water soluble)，溶剂性(solvent ink)，和上面所述的加温固态喷墨
。用于陶瓷压电式喷印的墨水，有较宽的粘度及张力适应范围（粘度可以在1-20 mPa.s 之间
。张力在30-50mN/m之间)
。陶瓷压电式喷墨技术相对于热气泡喷印技术有更广阔的发展前途，可以说，陶瓷压电式数码喷印技术目前只在少年期，而热气泡喷印技术已进入老年期
。
微压电打印头技术
?　它对墨滴的控制能力更强，采用这一技术喷出的墨水量只有通常的1/3，最小可到2pl，而且墨滴微粒形状更为规则、定位更加准确，打印分辨率提高，容易实现高精度打印，且微压电喷墨时无须加热，墨水不会因受热而发生化学变化，降低了对墨水的要求.因温度的持续稳定,使长时间不间断持续喷印时墨水的粘度及表面张力保持相对的稳定,保证印件质量前后的一致性,及客户重印(repeat order-加单)颜色的再现统一性
。有人使用防腐蚀技术制造的水溶性喷墨在热气泡与陶瓷压电式两种喷印机上做喷印试验,热气泡喷头的寿命平均约8,000-10,000毫升即需更换,陶瓷压电式喷头的平均寿命约50,000-100,000毫升,从以上数据可以看出两种喷印方式在经济效益上的很大差别.
?　由于高昂的专利技术费，用压电技术制作的喷墨打印头成本比较高，但由于在微压电墨头中的压力较小，喷嘴实际上是由压电陶瓷晶片代替
。在微压电墨头中喷嘴与墨盒是分立式结构，一个喷嘴可以支持多个墨盒，更换墨水时只要更换墨盒，而不必更换打印头
。当然压电技术喷墨打印机墨头堵塞后，不得不浪费大量的墨水清洗墨头
。每次更换墨头，首先要浪费30%墨水做墨头清洗，每次开机都需要2～3分钟的清洗，也要浪费一些墨水
。气量装置要求用户更换墨盒时，还剩余17%～25%的墨水
。
?　采用压电喷墨技术的主要是爱普生公司的喷墨打印机
。许多特殊工业喷印机绝大多数采用陶瓷压电式喷墨技术
。
发泡技术与压电技术各有优劣
?　市场上的喷墨设备大都立足于这两项技术，但是要提高喷墨打印机的打印效果和打印速度，仅在喷墨方式上下功夫是不行的
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。提高彩色喷墨打印质量的技术发展经历了几个阶段：第一阶段是追求分辨率；第二阶段是在分辨率达到一定程度以后，为增加图像中颜色的层次，一些产品采用增加墨滴数目的方法来提高打印质量；第三阶段则是采用微小墨滴技术
。