了解喷头技术

喷墨打印头是现代工程技术的奇迹，能够将成千上万滴不同大小的墨水精确地滴在需要的地方。设计喷头有多种方法，但迄今为止，宽幅喷墨最常用的方法是按需滴墨压电技术。

从本质上讲，喷头包含一个墨水腔和一个压电致动器，压电致动器由铅锆钛（PZT）等材料制成。当外部电荷施加到 PZT 上时，它就会改变形状，迫使墨水从墨水腔中滴出，并通过喷嘴喷出。这种设计适用于多种不同类型的油墨，包括水性、溶剂和紫外线固化油墨。

唯一真正的替代方法是热敏技术，惠普公司的乳胶打印机和佳能公司的 ImagePrograf 系列都采用了这种技术。这包括在墨水腔内加热墨水，直到墨水蒸发，产生气泡，迫使墨滴通过喷嘴。

这种技术实际上只适用于水基油墨，不过惠普公司在通过其乳胶油墨扩大应用范围方面取得了相当大的成功，这种水基油墨适用于户外标牌以及一些纺织品应用。

到目前为止，我们已经看到压电式喷头和热敏式喷头是如何产生足够的压力迫使一些墨水通过喷嘴的，但这只是故事的一半。这种压力必须立即切断，从而将部分墨水吸回喷嘴。

这就切断了墨水供应，阻止了墨滴的形成，当墨水回流到喷嘴时，不可避免地会溅到喷嘴板上。杂散墨水最终会导致喷嘴堵塞和打印头故障。

单个墨滴的大小直接影响整体输出质量。一般来说，小墨滴的清晰度高、分辨率高，适合打印文本，而大墨滴可以快速覆盖大面积，适合打印大面积平面。许多打印机，尤其是较大、较快的平板打印机，都采用二进制方法，每个墨滴大小相同，因为这样速度更快。

另一种方法是改变墨滴的大小，这种技术通常称为灰度印刷。这样做有很多好处。首先，混合使用较大和较小的墨点可以更容易地处理渐变和轻微的色调变化，例如天景或肤色。

它还可以减少油墨消耗，部分原因是有些点非常小，但也因为使用四种颜色更容易获得更平滑的渐变效果，而不需要额外的颜色。

有三种基本方法，但也有多种变化。第一种是实际喷出不同大小的墨滴，例如通过改变产生墨滴的电力。第二种是发射一滴很重的墨水，墨水在空中飞行时会伸展开来，并碎裂成更大和更小的墨滴。

通常情况下，许多喷头会综合使用这几种方法。第三种方法被称为多脉冲，包括快速喷射两滴墨水，然后合并成一个较大的墨滴，通常是在墨滴撞击基材之前的飞行过程中。

赛尔刚刚推出了适用于水性墨水的 5601 喷头。

许多供应商已经转向 MEM（微电子机械系统），因为这种技术为复杂部件的设计提供了一种经济有效的方法。从本质上讲，该系统是在硅或玻璃基板上形成的。这不是最简单的技术，需要高度先进的微米级制造技术。

使用 MEMs 技术的公司包括柯尼卡美能达（Konica Minolta），该公司有许多喷头，如广泛用于大幅面打印机的 KM1024。还有一种速度更快的型号 1024i，适用于 UV 和溶剂墨水。

它的打印头内置高性能加热器，更容易处理高粘度油墨。它的原生墨滴大小为 13 皮升，但可以产生多达八级灰度。分辨率为 360dpi。

Dimatix 现在是富士胶片的一部分，它生产许多喷头，包括用于许多宽幅打印机的 Q 级喷头。有 70 种不同的墨滴大小，从 10 皮升到 200 皮升不等，既有二进制版本，也有灰度版本。喷头安装在有两个或四个喷头的框架中，最多可容纳 1024 个喷嘴。

理光还生产适用于宽幅数码印刷的喷头，并刚刚发布了一款新型喷头MH5220。该喷头有四排 320 个喷嘴，共计 1280 个喷嘴，分辨率为 1200 dpi。通过合并飞行中的墨滴，它可以喷射出 2.5 到 9 皮升的多种墨滴。

赛尔的 Xaar 1003 系列喷头也使用了 MEM，适用于 UV 和溶剂墨水。这些喷头配备了一种名为 XaarGuard 的新型喷嘴板保护功能，旨在限制喷头的损坏，这仍然是喷头故障的一个主要原因。

赛尔的最新喷头是赛尔5601，设计用于处理水性流体，如宽幅纺织品打印机中的染料升华墨水。5601 系列每英寸有 1200 个喷嘴，原生墨滴大小仅为 3 皮升。不过，这可以与八个灰度等级相结合，产生约 2440dpi 的表观分辨率。

这两个系列都采用了赛尔的 TF 技术，即贯通流技术。从本质上讲，这意味着墨水通过喷头再循环，经过每个喷嘴的背面，有助于减少墨水中的空气和碎屑堵塞喷嘴的可能性。

爱普生基于其薄膜压电技术开发了PrecisionCore打印头，该技术在其所有宽幅打印机中都有应用。其基本原理是，压电薄膜越薄，其弯曲能力就越强，从而可以更精确地控制墨水通过喷嘴的方式。与大多数现代打印头一样，PrecisionCore 打印头基于 MEMs 技术。

爱普生基于其 MicroTFP 技术开发了自己的 PrecisionCore 打印头。

虽然只有少数几家公司生产打印头，而且特定等级的许多打印机将使用相同的打印头，但打印机之间及其性能仍可能存在相当大的差异。大多数喷头供应商都生产不同种类的喷头，可以根据打印机开发人员的要求进行调整。

此外，墨水开发人员将与喷头制造商合作，测试和调整喷头的安装方式和墨水配方，以获得最佳性能。这意味着要测试墨水对喷头的影响，例如确保墨水不会与喷嘴板上的涂层或将喷头不同部分粘合在一起的粘合剂发生反应。

这种测试也会寻找油墨的最佳粘度，这将直接影响墨滴的形成，这可能意味着要加热油墨，并确保打印头能承受这一温度。

在大多数情况下，喷头制造商也会开发驱动电子元件和必要的波形，以便通过喷头喷墨。不过，许多喷码机供应商更倾向于开发自己的波形，因为这会直接影响墨滴的形成方式以及墨水在喷头中的整体性能。

最后，值得指出的是良好维护的重要性。喷头故障的最大单一原因是喷嘴堵塞，而定期清洁喷头可以避免这种情况的发生。

在每个班次开始和结束时花几分钟擦拭喷嘴，就能确保喷头使用数年，最大限度地减少打印机停机时间并节约成本。无论如何，最好确保打印机的保修期包括每年至少更换一个喷头。