按需噴墨印刷的工作原理與應用

按需噴墨通過電子信號控制墨滴動量，需要記錄時才產生墨滴噴射動作，且系統產生的每一個墨滴均將噴射到紙面而形成記錄點，無需墨滴偏轉控制或分裂成墨霧的工作機制。實現按需噴墨的關鍵，是設計和生產換能器與墨水供應組合系統。為了降低打印機的制造成本，絕大多數中低速按需噴墨打印頭設計成往復式(也稱為脈動式或穿梭式)運動，這種運動方式和紙張進給按打印機的輸出精度考慮，與墨水噴射系統設計基本無關。相變噴墨屬于按需噴墨較特殊的種類，生產企業為了強調與熱轉移和特別是膠印的相似性，因而更頻繁地稱之為轉移噴墨或膠印噴墨。
相變噴墨打印機的結構和工作原理與直接噴射型打印機差別較大：打印頭先將需要打印的圖像噴射到中間轉印鼓上；待整個復制圖像全部“沉積”到轉移鼓后，紙張開始進入工作位置，與轉移鼓接觸；類似于膠印，紙張與轉移鼓問存在一微小的間隙，在高壓力作用下導致轉移鼓圖像復制到紙張表面。
與連續噴墨系統相比，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；按需噴墨不僅對墨滴噴射速度有限制(典型數字為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的基本部件，其主要用途是實現能量的轉換，比如從電能轉換為機械能或反之，也可能從電能轉換成熱能，這取決于按需噴墨系統的類型。
脈沖噴墨打印機的壓力控制常通過表面張力和液體壓力的組合實現，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生。早期設計和生產的脈沖噴墨打印機幾乎無一例外地都利用壓電晶體產生墨水腔變形，并由此產生壓力脈沖。壓電晶體特別適合于脈沖噴墨打印，不僅工作原理簡單，而且響應時間短、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點是極端簡單，無需連續噴墨系統的充電和偏轉裝置，本質上容易以數字和異步的方式控制。
按需噴墨是隨機式噴墨系統中墨水只在打印需要時才噴射，所以又稱為按需式。它與連續式相比，結構簡單，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。在這種隨機噴墨系統中，為了彌補這個缺點，不少隨機式噴墨打印機采用了多噴嘴的方法來提高打印速度。
目前按需噴墨型產品正在普及。近年來，不管大公司還是小公司都在印刷市場、包裝市場及其它市場加大了對噴墨技術的投資。專業的攝影工作室、美術印刷廠和輸出中心都把噴繪機看作“高層次圖像質量和永久性的技術選擇，打印的每個印品都能具有很高的持久性”。今天市場上有更便宜的噴墨打樣機來進行打樣，商業印刷廠只需按一個按鈕就能輸出了。可以說噴墨技術的出現符合了印刷數字化、網絡化的發展趨勢。噴墨技術不涉及中間處理和化學品，也不涉及圖像傳輸；另外，噴墨技術具有數字過程的所有優勢，如即時打印和可變數據。所以已經成為各個行業采用噴墨印刷作為未來生產技術的主要理由。噴墨技術不僅推動了數碼打樣的發展，也成為了支持ctp工作流程的關鍵技術。同時，它在包裝印刷領域可謂前途光明，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域的應用。


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