喷墨打印技术原理.ppt

SBSCSBSC技术教育技术教育 20092009年年2 2月月对外保密1学 习 要 点Ø喷墨打印机分类 Ø喷墨技术原理 Ø喷墨打印机结构 Ø喷墨打印机成像原理 Ø喷墨打印机的常见故障2喷墨打印技术原理喷墨打印机的分类（按喷墨原理）1.热喷墨技术（热气泡技术）2.热陶瓷技术（压电技术）HP公司1979年研制的喷墨技 术主要是HP、CANON和 SAMSUNG等公司使用该项技术主要特点： (1)Head(打印头）和Cartridge（墨水盒） 一体； (2)耗材在打印过、程中承受高温、寿命短 ；EPSON独创，主要也是EPSON等 公司在使用该项技术主要特点： (1)Head(打印头）和Cartridge（墨水盒） 分离； (2)打印精度高，速度慢;喷墨打印技术原理3喷墨技术原理（一） 热陶瓷技术压电陶瓷打印技术是将许多小的 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 墨盒作成分离的结构，更换墨水时 不必更换打印头。

这种技术由爱普 生独创，因为打印头的结构比较合 理可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，容易实现高精度 的打印当然它也有缺点，假设使 用过程中喷头堵塞了，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 目前采用压电喷墨技术的产品主 要是爱普生公司的喷墨打印机喷墨打印技术原理压电陶瓷墨水喷嘴墨滴喷嘴压力室 进墨管 墨水舱压电陶瓷隔膜4类型一：顶部加热类型二：侧向加热●热电阻在喷嘴的上方 ●主要应用于HP、 Lexmark、和 SAMSUNG等公司的产品喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术●热电阻在喷嘴的侧面 ●主要应用于CANON和XEROX等 公司的产品热敏电阻 喷嘴墨水气泡室热敏电阻喷嘴墨水气泡室5●利用一个微型热电阻快速的给墨水层加热 ●一小部分墨水汽化，形成一个气泡气泡 逐渐增大，最终把一滴墨从喷嘴挤压出去 ，喷在纸上 ●在喷墨过程中，除了墨水之外，其他部件 并无动作热电阻的加热速度极快，这样 可以使喷嘴保持极高的工作频率 ●使用类似于大规模集成电路的工业制造技 术，可使单位面积上的喷嘴达到更高的密 度。

这样做，可以大幅度提高喷墨量；也 可以为喷墨系统提供更多的冗余喷嘴，从 而提供更好的系统稳定性喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—工作概况墨水通道导电薄膜热电阻喷墨室硅 质基座喷嘴基座喷嘴气泡室墨滴67喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—工作概况 侧向加热 ●热电阻在喷嘴的侧面 ●主要应用于CANON和XEROX等公司 的产品热敏电阻喷嘴墨水气泡室1.给热电阻通电，从而使热电阻以1 ，000，000ºC/秒的速度迅速升温 2.一层大约厚度为0.1微米的墨水薄 膜，在3微秒内迅速的被加热到 340ºC 3.迅速的加热，使喷嘴底部的墨水 层，迅速汽化，形成一个气泡气 泡的迅速形成，把加热元件与墨水 盒中的墨水迅速隔离，以避免墨水 盒中的墨水因加热沸腾 4.电信号消失，热电阻开始降温， 但是余热仍然在8微秒内使气泡继 续膨大 5.膨大的气泡迫使一定量的墨水克 服表面张力，挤出喷嘴 6.随着温度继续下降，气泡开始呈 收缩状态喷嘴前端的墨滴因挤压 而喷出，后端因墨水的收缩使墨滴 开始分离，气泡消失后墨水滴与喷 嘴内的墨水就完全分开，从而完成 一个喷墨的过程 喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—喷墨过程墨水在加热电阻100ºC/sec 的急剧加热下，迅速汽化。

气泡产生<3 sec气泡迅速膨大，形成墨滴气泡膨大 3-10 sec气泡收缩，吸入新墨水气泡收缩 墨滴脱离 10-20 sec墨水重新装入完成，喷嘴就绪重新装入墨水完成（ 装填率12 kHz） <80 sec8墨水仓阻隔栅喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—打印头加热电阻墨滴的大小和形状取决于 ： •喷嘴的几何形状 •加热能力 •墨水的化学成份 •墨水的体积9喷嘴交错排列，是 为了补偿高频率加 热过程中，出现的 墨滴排列精度不足 的问题●几何特性•直径•形深 ●影像墨滴的因素•容积•喷墨速度•偏转角度 ●影像供墨的因素（墨水重注入）•毛细现象 ●喷嘴的制作工艺•激光切割技术用于小型喷嘴制造•镀镍技术•放电加工技术•微穿孔技术•微冲压技术喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—喷嘴的设计10喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—喷嘴的设计圆柱形喷嘴 （ TEKTRONIX,Sharp)聚合形喷嘴 （HP)锥形喷嘴 （CANON)锥柱形喷嘴 （EPSON)三角形喷嘴 （XEROX)方形喷嘴 （IBM)11喷墨打印技术原理喷墨技术原理（二） 热喷墨技术—喷嘴的设计镀镍喷嘴电镀不锈钢喷嘴激光切割喷嘴12机械系统：伺服系统 • X轴方向：走纸方向； • Y轴方向：笔架的移动方向； • Z轴方向：墨水滴的运动方向；13喷墨打印技术原理喷墨打印机结构 机械系统纸张Y轴X轴Z轴14喷墨打印技术原理喷墨打印机结构 机械系统-Y轴系统Y轴：笔架移动方向15喷墨打印技术原理喷墨打印机结构 机械系统-X轴系统X轴：纸张移动方向纸张16喷墨打印技术原理喷墨打印机结构 机械系统-Z轴系统X轴：纸张移动方向纸张Z轴：喷头到介质方向墨滴喷射到介质表面要有一定距离,这个距 离通过pps调节校准。

调节工具，一般使用 用塞尺（塞规）塞尺电子系统：控制系统 •电源供应：电源板； •通讯控制：主板； •马达控制：主板； •喷墨控制：主板、笔架背板； •控制面板：主板；17喷墨打印技术原理喷墨打印机结构 电子系统喷墨打印技术原理喷墨打印机成像原理 成像 Y轴方向X轴方向墨水滴Y轴定位系统： •定位标尺：光栅（编码带）； •控制部件：主板、笔架背板； •执行装置：Y轴马达、笔架、墨水 盒；Y轴马达在主板的控制下持续的 转动，笔架以光栅作为标尺来进行 定位，墨水盒在主板以及笔架背板 的控制下在适当的位置进行喷墨水 的操作Y轴定位是行内定位19喷墨打印技术原理喷墨打印机成像原理 Y轴定位系统光栅X轴定位系统： •定位标尺：光栅（内置在X轴马达 内部或者外置）； •控制部件：主板； •执行装置：X轴马达（X轴马达也 是主驱动马达）；X轴马达在主板的控制下持续转 动，以内置的圆盘形光栅作为标尺 来进行定位，把纸张在适当的时间 运送到适当的位置，以便墨水盒在 纸张上面进行喷墨水的操作X轴定位是行间定位20喷墨打印技术原理喷墨打印机成像原理 Y轴定位系统Ｙ轴系统关于拖墨现象专题：１墨头与介质的距离太近２笔架底端附带纤维状物引起21喷墨打印技术原理喷墨打印机 常见故障-Y轴托墨现象清洁笔头及笔架底端Ｙ轴系统关于润滑专题故障现象与相关备件１.润滑是不必要的因为笔架轴承在油 中浸过２.只有在清洁或更换轴承时才需润滑３.使用较优质的润滑液，且只 需一滴１.笔架移动方向既横向不直 A.光栅２.笔架移动困难 A.笔架轴承 B.笔架滑道３.笔架系统工作与噪音 A.笔架轴承B.笔架滑道 C.皮带拉簧22喷墨打印技术原理喷墨打印机 常见故障-Y轴关于Ｘ轴系统精度问题故障现象与相关备件1.进纸方向上由于步进不精确行距间压 缩或拉长2.机械性决定存在误差１.进纸困难 Ａ拾纸辊Ｂ介质马达２.出纸困难 Ａ出纸辊Ｂ主辊轴 ３.卡纸 Ａ上下压纸器Ｂ传感器23喷墨打印技术原理喷墨打印机 常见故障-X轴打印效果专题故障现象与处理1.通过自检及诊断是否墨头异常还是用 户图象处理问题2.终稿方式定义。

普通，最佳等）3.是否介质因素4.是否正确执行校笔１.打印颜色不正，直线有间断通过 自检及诊断，是墨头问题还是笔架 故障２.墨头堵塞，用蒸馏水清洁喷嘴24喷墨打印技术原理喷墨打印机 常见故障-Z轴Ｚ轴系统关于墨头保护问题当墨头被置于空气中时,因为干 燥,喷孔很容易出现堵塞现象.1.在保护橡胶罩可置１个月左右2.喷嘴用胶带粘贴可保存几天3.在机器墨站可保存１个月左右25喷墨打印技术原理喷墨打印机 常见故障-Z轴。