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微压电打印技术揭密


  
  
  目前的彩色喷墨打印机一般采用两种喷墨技术,即压电技术和热发泡技术。HP和CANON的彩色喷墨打印机采用热发泡技术,EPSON的彩色喷墨打印机采用独有的微压电打印技术。
  
  
  微压电打印技术的基本原理已为众多人所熟知,笔者多年使用EPSON喷墨打印机,本文重点介绍一下EPSON微压电打印技术是如何精确控制打印机的墨滴大小、形状、着墨位置的。
  
   微压电打印技术的基本原理:
  
  
  
  EPSON喷墨打印机的打印头与墨水盒分离。下图是打印头的基本简单图示:
  

  
  
  墨水盒中的墨水通过墨水通道进入打印头的墨仓。以EPSON Stylues Photo 790彩色6色喷墨打印机为例,打印头上总共有6组喷嘴,分别为48个黑色喷嘴、48个×5彩色喷嘴(青色、洋红色、黄色、淡青色、淡洋红色)。
  
  
  这样,在一个打印头上,有6条墨水通道,分别输送黑色、青色、洋红色、黄色、淡青色、淡洋红色的墨水。总共有288个喷嘴,每个喷嘴有一个对应的压电元件单元。在压电元件单元之前有一个门电路单元,打印机接收到的打印数据,经过处理后转换为控制压电元件动作的脉冲信号,每一个压电元件接收到自己的脉冲信号后,在压电元件晶体的两端加上大小和极性不同的电压,就会产生相应的动作(延伸或收缩)推动墨滴从喷嘴喷出。
  
  
  喷嘴喷出墨滴的动作、打印头在字车导轨上的横向移动、走纸机构的运动驱动打印介质的纵向运动,这三个运动的配合,使得在打印介质上生成了由墨滴组成的离散图,在人眼的观察下,就成为了一篇漂亮、精细的图像或文稿了。
  
   智能墨滴变换技术(Varcable-size droplet technology):
  
  
  
  仅仅到这,还不能完全显示出压电打印的特点。由于压电元件的晶体能够很精确的被控制,所以打印机能够很精确的控制喷出的墨滴的状态。
  
  
  EPSON彩色喷墨打印机的智能墨滴变换技术是通过压电晶体的脉冲信号的大小来控制墨滴的体积,从而产生大、中、小三种墨滴。
  
  
  如下图所示,打印驱动信号的小脉冲产生小墨滴,大脉冲产生中型墨滴,而两个喷嘴同时喷出小墨滴和中型墨滴时,就产生了一个大墨滴。
  

  
  
  EPSON彩色喷墨打印机的智能墨滴变换技术,根据图像的色彩浓淡、分布,在一次打印行程中,可喷出小、中、大三种墨滴。例如,一张海边人物的照片,在背景蓝天部分中,可采用大墨滴打印。而对于人物等部分,由于色彩构成复杂,很多部分就会采用小墨滴和中墨滴打印。这样,既保证了色彩过渡均匀、图像锐度,又降低了喷嘴的使用频率,提高了打印速度。
  
   精确控制墨滴形状技术:
  
  
  
  由于墨滴的表面张力,如果不对墨滴在喷射过程中进行精确的控制,墨滴喷出时的形状、大小就会极不规则。
  
  
  在墨滴离开喷嘴之前,喷嘴墨水的液面有很多种形状。液面内凹时喷出的墨滴最圆;液面持平时会形成拖尾墨滴;液面突出时,墨滴较大,表面形状不规则,在墨滴喷出后的飞行过程中,方向不容易控制,另外中途可能破裂,形成星点墨滴或雾状墨滴。
  
  
  如下图,采用EPSON微压电元件做为喷墨舱的推动源,在微压电元件延伸挤压墨滴喷出后,立刻使其迅速收缩吸回喷嘴处的液面,使从喷嘴喷出的墨滴立刻与喷嘴断开。这样保证了墨滴的精确球形,同时又控制了墨滴的飞行方向,使得墨滴能在打印介质上准确定位。
  

   微压电元件的动作分成三个阶段:
  
  
  在喷出墨滴前,微微收缩,这样不管原来喷嘴处的墨水液面是突出还是持平,液面都会凹进。紧接着微压电元件会在一个较大的脉冲下产生一个较大的延伸,将墨滴迅速的从喷嘴推出;最后,在墨滴即将与喷嘴分离的瞬间,微压电元件又会接收到一个脉冲信号,使喷嘴处的液面迅速收回,切断墨滴。
  
  
  由于EPSON彩色喷墨打印机喷出的大墨滴是由中形墨滴和小墨滴组成的,因此避免了大墨滴在飞行过程中破裂的现象,杜绝了出现星形墨滴和雾状墨滴。由于小墨滴受到的推动力较小,飞行速度相对较慢,而中墨滴受到的推动力较大,飞行速度相对较快。在小墨地未达到打印介质之前,中墨滴就会追上并吞没小墨滴,形成大墨滴共同落到打印介质上,避免了大小墨滴落点不一致的问题。
  
  
  
  由于EPSON彩色喷墨打印机的微压电一系列独特优良的技术,使得打印的图片色彩艳丽、颗粒细腻,同时轮廓鲜明、锐利。
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