一. 噴墨打印技術
噴墨打印技術(打印機耗材)從打印頭噴出原理來分主要的有兩種類型,一種是熱發泡技術,每個墨頭有許多個和噴嘴一一對應的微小腔體,每個腔體中有一個加熱體,工作時在極短的時間內將加熱體周圍的墨水汽化產生一個氣泡,從而產生壓力將墨水擠出腔體,形成墨滴,完成一個墨滴的噴出,所產生的氣泡破裂后在腔體中形成一定的負壓,將墨水又從墨水儲槽中抽到腔體,形成循環,目前打印噴嘴的工作頻率在12MHZ,噴嘴的直徑是在70microns,對CMY墨頭,用的基本上是染料墨水,墨滴的體積是8-10pl,墨滴的直徑在50-60microns,(人眼可分辨的最小點直徑在30microns左右),黑色的墨滴要大一些,可以是染料或顏料墨水,墨滴體積是35pl左右,這樣的設計是確保打印彩色照片級輸出的細膩和輸出文本文件的快速。這種技術的打印機以HP和CANON為代表。
另一種是壓電技術(piezo-electric technology),這種技術是在每個噴嘴的腔體后部設計一個壓電晶體,工作時,壓電晶體產生彎曲,從而實現墨滴噴出,并從墨槽中補充墨水的循環,相對于熱發泡技術,壓電技術可以實現更細小的墨滴,設計上也可實現在單位面積上更密集的噴嘴個數,另外,由于壓電技術在噴出過程中沒有升溫降溫過程,噴出頻率更有提高的潛力并且在設計墨水配方時受到的限制要小,可以使用溶劑型墨水和高黏度墨水,也就意味著可以應用的領域要比熱發泡技術寬。這種技術以EPSON產品為代表。
二.噴墨打印技術的色彩實現和對墨水和接受介質的要求
目前的噴墨打印技術是以四色或六色的墨滴疊加匹配來實現彩色輸出的,四色時是用黃(Y)、品(M)、青(C)、黑(BLACK),即是使用黃品青黑四組噴嘴噴出墨滴在接受介質上組合實現色彩再現,六色或者七色是附加一個淡品和淡青或者外加淡黑以實現更細膩的照片質量輸出。
要把電腦中的影像變成可視可觸摸的硬拷貝,一個是需要實現色彩的著色劑,可以是染料或者是顏料,一個是影像的接受介質,染料或顏料主要是以液體作為整個過程的傳遞介質,這是稱為墨水(ink),接受介質可以是普通常見的紙張或各種表面,也可以是為實現特定用途而加工的專用材料,如果說噴墨接受材料,一般是指加工的專用材料。實現影像的硬拷貝再現要靠墨水和接受介質的配合,最佳的配合實現最好的質量再現。
了解了噴墨打印設備的工作原理,我們就會發現設備、墨水和接受材料是這種影像輸出方式的三個關鍵要素。從整個過程我們也可以看出,這里面有兩個關鍵配合,一個是墨水對設備的配合,一個是接受材料對墨水的配合。但在技術的應用過程中,也存在這樣的關系,首先是我們確定指定用途要實現的硬拷貝類型,比如是在紙上還是在其他類型接受材料上,接下來是確定一種什么類型的墨水在這種材料上可以實現良好的色彩再現,再確定什么類型的結構特點的設備適合該類型墨水的噴出,也就是說從大的方向來說是應用目的→介質類型→墨水類型→打印機設計,具體的應用是打印機→墨水→接受介質→實現硬拷貝→實現應用。對機器制造商而言,遵循的是前者,對墨水和接受材料制造商來說遵循的是后者。
這里我們作為一個墨水和接受介質制造商遵循后一個順序來分析三者的關系,即給定的打印設備。
既然要實現完美的色彩再現需要設備、墨水和介質的完美配合,那我們就應該清楚究竟給定的打印設備對墨水有一個什么樣的要求,既定的墨水對接受介質有一個什么要求,三者又是靠什么來合為一體。
墨水和設備的關系中,墨水是被動的或是基本被動的,墨水的性能首先是能在打印機上穩定的按所設想的目標噴出,還要避免對設備的墨水接觸部分有腐蝕,具體要求如下:
A.為打印設備穩定工作所要求的墨水物化性能的控制,包括表面張力、粘度、 PH值、電導率等。
B.為防止打印頭的微細噴孔被阻塞,要選擇適當的墨水組成和加工工藝,使打印頭表面在任何條件下不干燥結塊遮蓋噴孔,墨水中不含有或形成足以阻塞噴孔的固體顆粒。
C.選擇適當的墨水組成,當用于熱發泡方式噴墨設備時,不在熱噴式打印頭的加熱器件上形成熱沉積,并使墨水在相當長的時間內有穩定的保存性。
D.選擇適當的墨水組成,使墨水在機器輸送管路中輸送時不對管路產生腐蝕形成異物。
E.選擇適當的生產工藝和包裝工藝、包裝材料,使墨水中氣體的溶解量小于飽和溶解量的10%,以防止因墨水中氣泡的存在而產生壓力損失導致墨頭噴出失敗。
F.選擇合適的墨水組成,保證墨水的使用安全性。