桌面打印机基础知识

lzg2001

一、喷墨原理：
$ V* C4 @* W- }; o7 i9 P8 c目前打印机按打印头工作方式分为压电喷墨和热喷墨两大类。
! d" s# J9 e' w/ w* A5 `1、 压电喷墨原理
4 s0 X+ v; m: G$ f; r% W1 W压电喷墨打印头采用超精密机械电子化多层压电式技术，当机器给出个电脉冲信号后，多层压电晶体出现线性位移，将墨水击压喷出。
喷墨过程：在喷头的上下两侧各装有一块压电晶体，机器给出个脉冲信号后，在压电晶体上施加脉冲电压，使其变形后产生压力，从而挤压喷头喷出墨滴。
压电喷墨采用的多层压电技术可避免墨水产生拖尾和飞散，是墨点更加微小、均匀，能改善打印解析度，实现接近照片的质感和层次感。
2、 热喷墨原理
通过喷墨打印头（喷墨室的硅基底）上的电加热元件（一般为热电阻），当幅值足够高、脉冲足够小的脉冲电压作用于热元件时，热元件在3秒内迅速加热到300摄氏度，喷嘴低部的液态墨水气化并形成气泡，产生的蒸汽膜将墨水和加热元件隔离，避免将喷嘴内全部墨水都加热。加热信号消失后，加热陶瓷表面开始降温，残留余热仍使气泡在8微秒内迅速膨胀到最大，由此产生的压力迫使一定量的墨滴克服表面张力快速挤压出喷嘴，该墨滴后端因墨水的收缩使墨滴开始分离，气泡消失后墨滴与喷嘴处的墨水完成分开，从而完成一个喷墨的过程。

5 z$ j0 Z2 x+ v+ Q+ `在热喷墨中由于喷头中电极始终受到电解和腐蚀的影响，打印头的打印寿命受到较大的影响，所以不少采用此技术的打印喷头都与喷头做在一起，在更换墨盒时也需更换打印头，对压电喷墨而言，在打印寿命上和打印精度上都较高，同样成本也比较高。
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二、打印头的相关知识
/ W# A( H) f& w7 Y1 }9 c打印头是喷墨打印机技术含量最高的部件，打印头技术的每一次进步都标志着一个全新的打印时代的到来，打印头对打印输出质量的影响巨大，因此我们有必要了解打印头的相关知识。如上图所示是喷墨打印头的一个大致分类，在桌面喷墨打印机中我们经常说的压电打印头是指EPSON打印头
$ n& \9 C. Z3 h% F& J5 Y+ C热泡打印头是指HP/CANON打印头。下面我们就这两类打印头做相关介绍。
     
7 t5 z8 {4 k0 ~一， 压电打印头                                                         二， 热泡打印头
) z, B- T3 o  j" `1 `! Z7 Z压电打印头的结构如下图                                             热泡打印头的结构如下图。
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& W9 h" K8 E) }; x9 Q5 |所以喷嘴的喷墨管道连到一个墨水盒，为了避免墨水干固及灰尘堵塞喷嘴，在喷头部装有一块挡板，不打印时盖住喷嘴，在喷嘴的头部还有一块保持恒温的喷嘴导致孔板，用以保持喷嘴头部的温度不变，从而使打印出来的点阵大小不受环境温度的影响。
% e1 K7 L8 ~0 p/ m6 u/ ^+ L压电喷墨技术是将许多小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用它在电压作用下会发生形变的原理，使喷嘴中的墨汁喷出，在输出介质表面形成图案。用压电喷墨技术制作的喷墨打印头成本比较高，所以为了降低用户的使用成本，一般都将打印喷头和 墨盒做成分离的结构，更换墨水时不必更换打印头。它对墨滴的控制力强，容易实现高精度的打印。缺点是喷头堵塞的更换成本非常昂贵。

三、 墨水基本知识
墨水分为几个大类，如下图：



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" v# z- X- i9 F. {
1，墨水基本组成
名称 成分 用途 备注
溶剂 水 组成墨水主体
色基 染料，颜料 体现墨水颜色
连接剂 … 联结溶剂与色基
功能助剂 … 增添墨水辅助功能 如快干/耐擦性等

2，墨水基本特性
3 _6 h( b* y2 k3 @( {特性 特性描述 备注
- s! G9 ^8 v0 e  t3 Y3 b打印流畅性 打印过程是否堵头，清洗次数的多少
. p* u9 d. z5 Z8 j1 ]3 l色域 宽广的色域可以精确的还原色彩
抗紫外线 打印输出放置防褪色性能 颜料为户外墨水
3 }' p2 k: V; z- i) s) X+ U染料为户内墨水
介质适应性 在各种不同介质上打印效果性能 色密度，防渗化性能等
防水 防水损坏打印输出的性能 在防水纸上打印，否则不能防水
耐擦性能 打印输出对物理摩擦的对抗性能 有利于使用、保存
桌面打印机墨水主要分为水性染料墨水与水性颜料墨水两大类，下面我们简单比较这两类产品的特点
墨水类型       优点 缺点
水性染料 1． 染料着色剂色谱齐全，色彩鲜艳，得色强度高
2． 有优良的水溶性
3． 墨水制作简便
; T1 c  l; d% i, [8 M+ \2 z1 A4． 成本低，容易制成高浓度墨水
5． 墨水稳定性好，不容易堵塞喷头 1． 防水性能差
2． 抗紫外线性能差
3． 遇热容易分解
- B# J, |8 m  C9 @水性颜料 1． 抗紫外线性能优异
  g( I% @8 I; N. G/ V" X! W% u! V2． 防水性能好
; n* x- U/ X8 h  q- [( D7 M3． 稳定性好（多数为无机颜料） 1． 水性墨为不稳定体系，很难制成稳定性良好的高浓度墨水
2． 由于表面张力的原因，颜料着色剂在水肿倾向于聚集，因此得色强度低，色彩不够艳丽
  ?5 ~2 x9 z8 @: l3． 颗粒较大，容易堵塞喷头
1 l* X* T' b6 z  v3 G4． 颜料着色剂色谱不齐全，颜色不艳丽且透明度不好。
* P/ _. \3 x4 a) w# y9 G. O5． 墨水制作成本高，制作困难
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( j: S/ x# C) {0 G; G$ U/ M/ }
* W$ t/ k) n1 u1 C' X+ H3、 墨水性能相关术语解释：
色坐标值：
% F; `) Z5 C7 P) b色差：
色域：
% ^# N  ^! v/ h5 s' \7 e: |) D
$ e3 \5 ?8 m' d3， 使用注意事项
1， 干净的环境中使用
- ^5 c/ J& p0 h! `  B- b' |3 {2， 适宜的温湿度（推荐15-30度）
3， 墨水的储存环境
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四、影响打印输出效果的因素
# k. |1 H3 N; Y2 ]9 w1 g* B    为了提高打印的质量，人们常常通过提高打印分辩率来获得，其实我们还可通过增加墨水色彩数、减小墨滴大小、采用先进的算法软件控制墨滴落点、改善墨水性能和使用专用打印纸张等多种途径来实现，喷墨打印机高品质输出是一个需要在硬件和软件性能全面提高的系统工程。
( A, f6 Q9 _: X      我们将影响打印输出效果的因素分为硬件因素与软件因素来谈
1， 硬件因素
7 e( M3 H! j  `4 @8 s- t硬件因素包含三点：“打印机”—“墨水”—“打印介质”
1.1 打印机
打印机决定效果的因素也很多，主要来说有两点——打印机分辨率与打印机走纸精确度。
A，打印机分辨率：               
EPSON，HP，CANON打印机效果都不错，一般来说打印机分辨率越高，打印的效果会越好。
  I% t+ e- Y, V4 X! O           如果是打印相片，建议最好使用2880DPIＸ1440DPI分辨率打印，如果只是一般打印要求，一般的
的家用打印机即可满足要求了，现在的家用打印机也达到了1440DPIＸ720DPI的高分辨率，打印效果
( ]! ~* L: s2 l, \' k  V也相当不错。
                谈到分辨率，喷墨打印机就涉及到一个DPI的概念，什么是DPI？
, J, b. ^1 \2 V7 q8 U; s                                                                                                   

% [% i* y) ?. \; z3 E+ U( e          B，打印机走纸精确度
/ V/ W! Z' ?% m9 M, f8 B$ R3 L# t             打印机走纸精确度与打印质量有很大的关系，因为喷墨打印机喷墨墨滴喷射位置的准确性很大程度*
% M# z. R0 Z. n; s" a8 {. _           走纸精度来保证，如果走纸不准，会造成打印错位，打印输出隐约模糊等不良现象。
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0 w* i6 W4 D; f- B6 y1.2 墨水
再好的打印机如果墨水不好也没有用，就象再好的弓没有好箭一样。因此选好的墨水至关重要。什么
; Y) i. ~; i) Q9 y, [) Q           样的墨水才是好的墨水呢，看第一节中墨水的特性部分，这些特性如果很好那这个墨水基本上就是品质
" Y" b# E% Z+ n, e           很好的墨水，可以保证打印输出的质量。                                   
7 ]' o4 z. g* D% y: q5 G              墨水的主要特性都在第一节中墨水的特性部分中有所陈述，但是还有一些其他的特性也很重要，比如
           墨水的间歇打印性能等。                                   
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/ r1 I$ r1 h# M- I" L1.3 打印介质
好的打印介质与打印输出的质量关系重大, 只有与打印质量有关的三大因素同时具备了才能保证打印输出的高质量.介质保证打印质量从以下方面体现:
           A, 介质的涂层好的涂层能够均匀细腻的吸收喷墨墨滴, 可以将墨水的颜色忠实的按原图再现,并且好的图层对于
            打印作品的保存也有重大关系, 好的图层能增加打印输出的保存时间.
+ y- z0 g7 a; |4 [; E. A; I另不同的涂层有不同的功效,有的涂层防水,有的可以改变墨水的色彩表现，因此根据不同的需要
# K* o4 J3 K) y3 \8 |            选择合适的介质就显得相当重要。
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: H  W5 B2 L- i; ~五、墨盒基本结构
当前的墨盒在组成结构上，总的来说可分为分体式墨盒和一体式墨盒这两大类。
' J% ~3 \0 [) d1 l' h( }一体式墨盒
一体式墨盒是将喷头集成在墨盒上的，这样墨盒在用完了以后，用户还可以自行向空墨盒中重灌墨水，充灌后的墨水不会对喷头造成多大伤害，HP墨盒就是采用的一体式墨盒，这种墨盒可以有效降低打印头的故障发生率，但它也存在一个致命的缺点，就是墨盒无效时，打印头也会跟着一起报废，显然这种墨盒设计结构增加了耗材成本。不过这种一体式墨盒结构还是深受普通打印用户喜爱的，因为使用这种墨盒可以实现比较高的打印精度，而且能够长期保持打印质量，不至于由于喷头的磨损而使打印质量下降。