按需噴墨印刷的工作原理與應(yīng)用

按需噴墨通過電子信號(hào)控制墨滴動(dòng)量，需要記錄時(shí)才產(chǎn)生墨滴噴射動(dòng)作，且系統(tǒng)產(chǎn)生的每一個(gè)墨滴均將噴射到紙面而形成記錄點(diǎn)，無需墨滴偏轉(zhuǎn)控制或分裂成墨霧的工作機(jī)制。實(shí)現(xiàn)按需噴墨的關(guān)鍵，是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)換能器與墨水供應(yīng)組合系統(tǒng)。為了降低打印機(jī)的制造成本，絕大多數(shù)中低速按需噴墨打印頭設(shè)計(jì)成往復(fù)式(也稱為脈動(dòng)式或穿梭式)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式和紙張進(jìn)給按打印機(jī)的輸出精度考慮，與墨水噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本無關(guān)。相變噴墨屬于按需噴墨較特殊的種類，生產(chǎn)企業(yè)為了強(qiáng)調(diào)與熱轉(zhuǎn)移和特別是膠印的相似性，因而更頻繁地稱之為轉(zhuǎn)移噴墨或膠印噴墨。
相變噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理與直接噴射型打印機(jī)差別較大：打印頭先將需要打印的圖像噴射到中間轉(zhuǎn)印鼓上；待整個(gè)復(fù)制圖像全部“沉積”到轉(zhuǎn)移鼓后，紙張開始進(jìn)入工作位置，與轉(zhuǎn)移鼓接觸；類似于膠印，紙張與轉(zhuǎn)移鼓問存在一微小的間隙，在高壓力作用下導(dǎo)致轉(zhuǎn)移鼓圖像復(fù)制到紙張表面。
與連續(xù)噴墨系統(tǒng)相比，按需噴墨在曲面上打印的適用性大打折扣，不適合于墨滴飛行距離較大的場(chǎng)合，通常要求打印頭與紙張距離保持在1～2 mm；按需噴墨不僅對(duì)墨滴噴射速度有限制(典型數(shù)字為2～5 m／s)，且墨滴飛行方向也較難控制。換能器是按需噴墨系統(tǒng)的基本部件，其主要用途是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，比如從電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或反之，也可能從電能轉(zhuǎn)換成熱能，這取決于按需噴墨系統(tǒng)的類型。
脈沖噴墨打印機(jī)的壓力控制常通過表面張力和液體壓力的組合實(shí)現(xiàn)，其中表面張力作用在噴嘴孔附近的液體自由表面上。只要作用力不超過噴嘴材料的彈性極限，則壓力總是由墨水腔的彈性變形產(chǎn)生。早期設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的脈沖噴墨打印機(jī)幾乎無一例外地都利用壓電晶體產(chǎn)生墨水腔變形，并由此產(chǎn)生壓力脈沖。壓電晶體特別適合于脈沖噴墨打印，不僅工作原理簡(jiǎn)單，而且響應(yīng)時(shí)間短、制造成本低、能量消耗也不高。脈沖噴墨打印工藝最重要的優(yōu)點(diǎn)是極端簡(jiǎn)單，無需連續(xù)噴墨系統(tǒng)的充電和偏轉(zhuǎn)裝置，本質(zhì)上容易以數(shù)字和異步的方式控制。
按需噴墨是隨機(jī)式噴墨系統(tǒng)中墨水只在打印需要時(shí)才噴射，所以又稱為按需式。它與連續(xù)式相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性也高，但是，因受射流慣性的影響墨滴噴射速度低。在這種隨機(jī)噴墨系統(tǒng)中，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，不少隨機(jī)式噴墨打印機(jī)采用了多噴嘴的方法來提高打印速度。
目前按需噴墨型產(chǎn)品正在普及。近年來，不管大公司還是小公司都在印刷市場(chǎng)、包裝市場(chǎng)及其它市場(chǎng)加大了對(duì)噴墨技術(shù)的投資。專業(yè)的攝影工作室、美術(shù)印刷廠和輸出中心都把噴繪機(jī)看作“高層次圖像質(zhì)量和永久性的技術(shù)選擇，打印的每個(gè)印品都能具有很高的持久性”。今天市場(chǎng)上有更便宜的噴墨打樣機(jī)來進(jìn)行打樣，商業(yè)印刷廠只需按一個(gè)按鈕就能輸出了。可以說噴墨技術(shù)的出現(xiàn)符合了印刷數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。噴墨技術(shù)不涉及中間處理和化學(xué)品，也不涉及圖像傳輸；另外，噴墨技術(shù)具有數(shù)字過程的所有優(yōu)勢(shì)，如即時(shí)打印和可變數(shù)據(jù)。所以已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)采用噴墨印刷作為未來生產(chǎn)技術(shù)的主要理由。噴墨技術(shù)不僅推動(dòng)了數(shù)碼打樣的發(fā)展，也成為了支持ctp工作流程的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，它在包裝印刷領(lǐng)域可謂前途光明，很多包裝印刷廠家及終端用戶正在探索噴墨印刷在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。


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