喷墨打印机的工作原理

喷墨打印机的工作原理基本与针式打印机相同，这两者的本质区别就在于打印头的结构。喷墨打印机的打印头，是由成百上千个直径极其微小(约几微米)的墨水通道组成，这些通道的数量，也就是喷墨打印机的喷孔数量，它直接决定了喷墨打印机的打印精度。每个通道内部都附着能产生振动或热量的执行单元。当打印头的控制电路接收到驱动信号后，即驱动这些执行单元产生振动，将通道内的墨水挤压喷出;或产生高温，加热通道内的墨水，产生气泡，将墨水喷出喷孔;喷出的墨水到达打印纸，即产生图形。

1.打印的三原色原理

自然界中的色彩几乎都可以由选定的3种颜色以适当的比例混合得到，而且绝大多数的颜色也可以分解成特定的3种单色，这3种选定的颜色被称为三原色。各三原色相互独立，其中任一种基色不能由另外两种基色混合而得到，但它们相互以不同的比例混合，就可以得到不同的颜色，例如黄色加蓝色等于绿色，而红、蓝、绿怎样混合也不可以得到红、蓝、绿。

通常看到的彩色墨盒正是由几种纯净单一颜色组成，常见的3色墨盒打印机通常就是采用性质比较稳定的青色、红紫色、黄色来混合不同的颜色。而4色打印机，通常就加上一种黑色，用于纯黑色的打印。随着技术的发展，出现了6色墨盒，就是在原有的4色(CMYK)上再加上浅蓝绿色和浅红紫色(CcMmYK和CMYKcm)。

2.从墨盒到喷墨头

假如将墨盒中的原色分别抽取不同的比例，再喷射到近似同一个点上，那么这个近似点便可以根据各原色不同的比例显示出不同的颜色，这就是彩喷的原始原理。问题是怎样可以将不同比例的墨水精确地喷射到同一个点上呢？这就有赖于打印机的整体结构，通常把喷墨打印机分为机械和电路两大部分，主要看机械部分，它通常包括墨盒和喷嘴、清洗部分、运转机械、输纸机构和传感器等几个部分。

运转机械用于实现打印位置定位。输纸机构提供纸张输送功能，运动时它必须和运转机械很好地配合才能完成全页的打印，而传感器是为检查打印机各部件工作状况而设的。这些部件中以墨盒和喷嘴最为关键。因为喷墨打印机是一种由控制指令来操控打印头及其喷嘴孔(Nozzle)喷出定量墨水形成图像的打印机。墨盒和喷嘴有两种类型，一种是二合一的一体化结构，另一类是分离式结构，两种方式各有好处。清洗系统是喷嘴的维护装置。

早期的喷墨打印机和当前大幅面喷墨打印机采用的都是连续喷墨技术，而当今流行的大多数喷墨打印机采用的是随机喷墨技术，这两者在原理上有很大区别。

3.连续式喷墨打印原理

连续喷墨技术以电荷调制型为代表。

这种技术的喷墨打印机利用电压驱动装置对喷嘴中的墨水加以固定压力，使其连续喷射。为进行记录，利用振荡器的振动信号激励射流生成墨水滴，并对墨水滴大小和间距进行控制，由字符发生器、模拟控制器而来的打字信息对控制电荷进行控制形成带电荷和不带电荷的墨水滴，再由偏转电极改变墨水滴的飞行方向，使需要打字的墨水滴“飞”到纸上，形成字符和图形，另一部分墨水滴由导管收回。

4.随机式喷墨打印原理

随机式喷墨系统中墨水只在打字需要时才喷射，它与连续式相比，结构简单，成本低，可靠性比较高，但受射流惯性的影响墨滴喷射速度低，为弥补这一缺陷，不少打印机采用了多喷嘴方法。目前，随机式喷墨打印机又分压电式和热喷式两大类。

(1)压电式技术

压电式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，适时地把电压加到它的上面。压电陶瓷随之产生伸缩使喷嘴中的墨汁喷出，在输出介质表面形成图案。因为打印头的结构合理，通过控制电压来有效调节墨滴的大小和使用方式，从而获得较高的打印精度和打印效果。

它对墨滴的控制能力强，所以容易实现高精度的打印。用压电式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，一般都将打印喷嘴和墨盒做成分离的结构，更换墨水时不必更换打印头。

当然它也有缺点，假设使用过程中喷嘴堵塞了，无论是疏通或更换费用都比较高而且不易操作，搞不好整台打印机可能就报废了。

(2)热喷式技术

热喷式打印技术是20世纪70年代末受注射器原理的启发而发明的。热喷式技术是在喷嘴的管壁上设置了加热电极，用加热电极作为换能器。6μs-8μs宽度的短脉管作用于加热器件上，在加热器上产生蒸汽形成很小的气泡，气泡受热膨胀形成较大的压力，压迫墨滴喷出喷嘴，喷到纸上的墨滴有多少可通过改变加热组件的温度来控制，从而达到打印图像的目的。然后，由于毛细管的作用，再把墨水从墨水盒中吸人喷嘴内，填满喷嘴，进入下一循环。所以这种喷墨打印机有时又被称为气泡打印机。

用这种技术制作的喷嘴，工艺比较成熟，成本也很低廉，但由于喷嘴中的电极始终受

电解和腐蚀的影响，对使用寿命会有不少影响，所以采用这种技术的打印喷嘴通常都与墨盒做在一起，更换墨盒即同时更新打印头。这样一来，用户就不必再对喷嘴堵塞的问题太担心了。同时为降低使用成本，可以给墨盒加注成本低一点的专业墨水，只要方法得当，可以节约不少的耗材费用。

热喷式技术的缺点是:一方面，在使用过程中会加热墨水，而高温下墨水很容易发生化学变化，性质不稳定，所以打印的色彩真实性就会受到一定程度的影响;另一方面，由于墨水是通过气泡喷出的，墨水微粒的方向性与体积大小很不好掌握，打印线条边缘容易参差不齐，这也一定程度的影响了打印质量。

(3)两种方法的比较

热喷式打印头的不足之处在前面已有介绍。微压电打印头技术是利用晶体加压时放电的特性，在常温状态下稳定地将墨水喷出，对墨滴控制能力较强，还将色点缩小许多，产生的墨点也没有慧尾，从而使打印的图像更清晰,容易实现高达1440dip的高精度打印质量，且微压电喷墨时无须加热，墨水就不会因受热而发生化学变化，故大大降低了对墨水的要求。

另外，压电式打印头被固定在打印机中，因此只需要更换墨盒就可以了，但压电式喷墨打印机的缺点是，如果压电打印头被损坏或者阻塞了，整台打印机都需要维修;热喷式喷墨打印机需要在每个墨盒中安装喷墨嘴，这样会增加墨盒的成本。

5.将色彩喷出来

墨盒中的墨水经过压电式技术或者热喷式技术后，最终将不同的颜色喷射到一个尽可能小的点上，而大量这样的点便形成了不同的图案和图像，这一过程是一系列的繁杂程序。实际上，打印机喷嘴快速扫过打印纸时，它上面的无数喷嘴就会喷出无数的小墨滴，从而组成图像中的像素。

打印喷嘴上一般都有48个或48个以上的独立喷嘴，每个喷嘴又能够喷出3种以上不同的颜色:蓝绿色、红紫色、黄色、浅蓝绿色和淡红紫色。一般来说，喷嘴越多，完成喷墨过程就越快，也就是打印速度越快。这些喷出来不同颜色的小墨滴落于同一点上，形成不同的复色。

在单色喷墨时代，这个点越小，图像将会越精细。业界通常用dpi来表示，意思即是在每英寸的范围内喷墨打印机可打印的点数。单色打印时，dpi值越髙，打印效果越好；而彩色打印时情况比较复杂，通常打印质量的好坏要受dpi值和色彩调和能力的双重影响。

其中，色彩调和能力是个非常重要的指标。传统的喷墨打印机，在打印彩色照片时，若遇到过渡色，就会在3种基本颜色的组合中选取一种接近的组合来打印，即使加上黑色，这种组合一般也不能超过16种，对彩色色阶的表达能力是难以令人满意的。

为了解决这个问题，早期的彩色喷墨打印机又采用了调整喷点疏密程度的方法来表达色阶。这就造成了一些分辨率低的打印品在近看的时候出现很多的小斑点。

后来，人们想到了更好的办法:一方面通过提高打印密度(分辨率)来使打印出来的点变细，从而使图变得更为精细。

另一方面，是在色彩调和方面改进技术，常见的有增加色彩数量、改变喷出墨滴的大小、降低墨盒的基本色彩浓度等几种方法，其中，增加色彩数量是最有效的方法。例如刚才提到的6色墨盒，当打印机将6种不同颜色的墨滴喷到同一个点上时，颜色组合最多可达64种，如果再结合3种不同大小的墨滴，那么便可能产生4096种不同的颜色。

数据通过打印口传送给打印机，然后通过转换电路将其转换为操作打印喷嘴的指令，打印机的运转设备和各部件协调打印头，而打印头根据指令运用好原色，再结合色彩调和技术打印出精彩的图片。快麦打印机 --  http://dyj.kuaimai.com