打印机喷头介绍.doc

1、打印机喷头资料及墨水指标陈玉成 2010.7.14目录第一章 打印机喷头11、 1 Epson打印机喷头11、1、1 喷头结构11、1、2 喷头原理31、1、3 工作方式41、2 HP打印机喷头41、2、1 喷头结构51、2、2 喷头原理61、2、3 工作方式71、3 SPETRA喷头8 1、3、1 喷头结构8 1、3、2 喷头原理9 1、3、3 工作方式10第二章 打印机墨水112、1 墨水的各项理化指标112、1、1 PH值112、1、2 电导率112、1、3 粘度112、1、4 表面张力122、1、5 比重12 13第一章 打印机喷头打印机最主要的部分就是它的喷头。喷墨喷墨，首先是喷，这

2、个喷字，说明两点：一是打印采用的其实是喷，喷-就是并不是直接接触纸张；二是说明是从喷头（也叫打印头）的喷嘴中喷，喷头是打印机能够打印和打印质量好坏的关键，当然，墨水也重要，但是前提要喷头好，从这点上说，那么喷头就是打印机的CPU。喷头什么时候该喷，什么时候停止喷，什么时候该喷什么颜色，需要依靠电路去驱动它，所以喷头上就有电路，这个电路与打印机的主板相连接。为了方便连接，喷头上面就有了一个电路板。如果喷头是固定在打印机中的，喷头这个电路板和打印机采用的是“排线插入式”，即打印机主板电路通过排线插入喷头电路板的插槽；如果喷头是可以直接取下来的，喷头这个电路板和打印机采用的是“弹簧接触式”，既打印机

3、主板电路在喷头位置前端是弹簧触点，喷头这个电路板对正接触即可。1、1 Epson打印机喷头爱普生喷墨打印机结构分类有多种方法，也可以简单的分为电路控制部分和机械传动部分，电路控制部分主要有打印机电路控制主板、喷头电路板、如果墨盒代IC的有IC信息接收写入电路板等等，机械传动部分主要有电机、齿轮、传动带、墨车、泵附件等等，在电路控制部分指挥下完成进纸、喷墨的过程和清洗打印头等全过程工作。使用打印机中，电路控制部分出现问题比较难解决，一般多采用换件的办法，机械传动部分注意一些保养也还是不容易出问题,最容易出问题的是喷头。喷头其实是一个组件，喷嘴、吸墨嘴（吸墨柱）电路板，过滤网、压电陶瓷等。喷嘴外层

4、表面镀膜，孔径直径在0.0X毫米以下，比头发丝细许多倍，内部由陶瓷层、衬板层、储墨层等组成，采用胶体粘接，喷嘴又连接吸墨嘴，吸墨嘴形状似塑料柱，黑色墨盒1个，彩色墨盒3个或5个，吸墨嘴其上端有多个呈菊花瓣状的小孔，以上这些组成一个整体，统称为喷头或打印头。墨盒装上后，塑料柱的吸墨嘴顶端既插入墨盒的出墨孔，出墨孔中的橡胶密封圈将吸墨嘴包围并密封，构成了一个从墨盒到喷嘴的连续供墨系统。1、1、1 喷头结构市面上的喷墨打印机的喷墨原理基本上有两种，一种是压电式，这个是epson一家专用，其它家都用热汽泡式。epson的压电式喷头喷管结构如下图图1-1图1-2打印头里面充满墨水，并具有一定的负压。当A

5、端子给一定的正信号，压电单元如上图所示产生变形，使墨水从喷头中挤出，形成墨滴喷到纸上。其它包括canon都用热汽泡式喷头，喷管结构如下图 图1-31、1、2 喷头原理爱普生（EPSON）采用的是微压电打印头技术，通过电压的改变，使晶体发生振动来喷射墨水。采用将许多微小压电陶瓷放置到打印头喷嘴附近，压电陶瓷在两端电压变化作用下伸展或收缩，当图像信息电压加到压电陶瓷上时，压电陶瓷的伸缩振动将随着图像信息电压的变化而变化，使墨水在常温常压的稳定状态下均匀准确地喷出墨水，并有效地控制墨滴大小，获得较高精度和分辩率的彩色打印输出。压电陶瓷适时、适度的收缩形变是能够精确打印的核心。微压电技术在喷墨操作前，

6、压电元件首先在信号的控制下微微收缩；然后元件产生一次较大的延伸，把墨滴推出喷嘴；在墨滴马上就要飞离喷嘴的瞬间，元件又会进行收缩，干净利索地把墨水液面从喷嘴口缩回。这样，墨滴的液面得到了精确的控制，喷出的墨滴具有完美的形状和正确的方向，如下图图1-41、1、3 工作方式喷管里充满墨水，当给加热器施加电压时，加热单元在短时间内启动，使得加热单元周围的墨水短时间加热形成微汽泡，墨水以极快的速度气化，小汽泡就会变大，汽泡胀到最大，利用膨胀力把墨水挤出。而之后喷管内的汽泡极速收缩，使得挤出的墨水形成墨滴，这样挤出喷管外的墨滴就会喷到纸上。墨水被挤压喷出后，汽泡消失，并产生毛细现象，使喷管内再次充满墨水，

7、这样就完成了一次喷墨循环。喷管喷出的墨滴碰到纸面上的过程如下图 图1-5 尽管压电喷头总体上说，其喷头寿命是其它技术的喷头所不能比拟的。但是，从实际使用来看，很多朋友并不能完整的使用到喷头寿终正寝，稍不注意，喷头就报销，就其原因是多方面的。一方面，喷头技术的局限性决定了它的“娇气性”，使用中来不得半点马虎，随便什么墨水都拿来填充肯定不行，长时间不用也不行，墨水中带入气泡进去打印也要断线，墨水输送不通畅也会使你打印中的作品报废，就是墨盒取出来后再次装入打印机，喷头都要和你闹别扭，不是打白纸就是有白线条。另一方面，由于墨盒喷头分离，墨盒的填充墨水方便，使很多人认为简单，操作中不注意方法，也不对喷头

8、容易出现的故障加以注意和预防，出现问题后的处理方法过于简单轻率，急于求成，最终造成喷头的损坏。1、2 HP打印机喷头佳能、惠普、利蒙、均采用的是热泡式喷墨技术，通过加热改变容积来喷射墨水，由于热胀冷缩必定加快喷头的老化，喷头的使用寿命无法和压电喷头相比，所以早期都是喷头和墨水盒做在一起，称为喷头墨盒一体化，所以这样的墨盒价格自然要高一些，毕竟包含有一个喷头的价格，但是这个喷头厂家又不能做的很精致，质量如果很好，这样喷头墨盒的价格又会更贵，厂家采用的战略是换墨盒即等于换上一个新喷头，这个喷头当然质量就不能算最好的。不过，这个喷头在墨水打印完以后，喷头的剩余价值还大大有有，故就有了早期的灌墨水，很

9、多人的想法是：墨水使用完后墨盒仍了还不如灌墨水来实验，能灌一次就是赚。目前，惠普、利蒙基本还是喷头墨盒一体化，只是惠普在商务和大喷机上采用墨盒喷头分体式，这样的喷头，使用寿命加大了许多，当然价格肯定也是加上去了的。此主题相关图片如下：图1-61、2、1 喷头结构 喷头电路板如下图：图1-7墨盒喷头一体化结构图：图1-8惠普公司富丽图3代技术中的墨滴自动变换技术，使用了独特的喷墨头，在普通模式下喷射墨滴的体积达到了5pl，而在高分辨率模式下，喷射墨滴只有4.3pl：富丽图技术中的色彩分层技术可使图像中的每一个像素点最多喷射出29个墨滴(富丽图2代技术只能达到16滴)，实现每一种颜色17个层次，每

10、一个像素点上多个墨滴可以调和出上千种色彩，比传统喷墨打印机高出400多倍。从而做到了在普通4色喷墨打印机上大幅度地提高色阶变化，提高了图像的分辨率，使之线条轮廓分明，色彩层次过渡柔和自然，照片打印效果逼真，即使用普通纸效果亦是如此。上述技术在惠普公司的彩色喷墨打印机 DeskJet990cxi950c930c中得到了极好的印证。目前，惠普公司的富丽图技术已发展到期第四代，分辩率更是达到了4800dpix1200dpi，完全可以打印出与传统照片相媲美的效果。 1、2、2 喷头原理气泡式喷墨打印机的喷墨原理。在粕头的管壁上装有热元件，加在热元件上的电脉冲信号由打印机数据形成电路提供。当幅值足够高、

11、脉冲足够小的脉冲电压作用于热元件时，热元件急速升温，使靠近热元件的墨水 汽化，形成微小气泡，微小气泡变大形成薄的蒸气膜，该蒸气膜将墨水和热元件隔离，所以墨水并不加热（故不需要墨水的冷却装置）。热喷墨技术的工作原理是通过喷墨打印头（喷墨室的硅基底）上的电加热元件（通常是热电阻），在3微秒内急速加热到300摄氏度，使喷嘴底部的液态油墨汽化并形成气泡，有蒸汽膜将墨水和加热元件隔离，避免将喷嘴内墨水全部加热。加热信号消失后，加热陶瓷表面开始降温，喷头外观图图1-9但残留余热仍促使气泡在8微秒内迅速膨胀到最大，由此产生的压力压迫一定量的墨滴克服表面张力快速挤压出喷嘴。随着温度继续下降，气泡开始呈收缩状态

12、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，气泡消失后墨滴与喷嘴内的墨水就完全分开，从而完成一个喷墨过程。 喷到纸上的墨水的多少可以通过改变加热元件的温度来控制，最终达到打印图象的目的。当然， 以上是一种“慢镜头”式的划分。实际打印头加热喷墨的过程，是相当高速的。从加热到气泡的成长一直到消失，准备下次喷射的整个循环只耗时140-200微秒。1、2、3 工作方式热气泡式喷墨打印是将墨水装入到一个非常微小的毛细管中，通过一个微型的加热垫迅速将墨水加热到沸点。这样就生成了一个非常微小的蒸汽泡，蒸汽泡扩张就将一滴墨水喷射到毛细管的顶端。停止加热，墨水冷却，导致蒸汽凝结收缩，从而停止墨

13、水流动，直到下一次再产生蒸汽并生成一个墨滴。1、3 SPETRA喷头 图1-10被称为“世界上最耐用的喷头”美国SPECTRA喷头,早在美国威特机器问世时就开始被世界认可使用。它完美的设计，独特的工作模式征服了每一个顾客。机器配备16个Spetra skywalker喷头，打印精度360/720dpi,最高时速可达90平方每小时，日产量高达1600平方（生产模式下的速度）,耗材成本低,机器在具有其他喷绘机的优势和功能外，另具有如下优势特点： 整机部分： 整机为卧式机型,带有液晶显示器，外观气派，重量达2.8吨，稳重可靠。 整机大多数配件采用进口配件，做工精细，稳定性好。 机器的横梁做工仔细精密

14、横梁的制作需要7天的时间，在重量和质量上都很优秀。 电路，喷头系统： 机器配置16个美国spectra喷头，使用寿命很长，一般在5-7年的。 喷头喷孔为钢制，喷头电压为140V，喷墨力量大，不容易堵头，且喷孔结实可靠，不易损坏。 机器的喷头电路与喷头孔是分开的，可以独立更换电路部分。 过滤系统为四级过滤，保证经过喷头的墨水满足喷头要求1、3、1 喷头结构 图1-11 图1-12从喷头的内部结构来看，在喷头直接接触油墨的那一部分，Spectra喷头采用钢结构。大大提高了喷头对油墨的耐腐蚀性能；油墨从喷头里压出来，强压力容易使喷头直径变形，Spectra喷头钢结构比XAAR喷头特氟珑材料的内涂层

15、更加耐压。所以Spectra喷头比XAAR喷头具有更长的使用寿命，改变了喷头是易耗品的说法。谈到喷绘速度，Spectra喷头比XAAR喷头高出数倍的点火频率，使喷绘机的喷绘速度极大提高。在行业内，Spectra喷头是一种比较高端的喷头,1、3、2 工作原理SPECTRA喷头的设计工作原理是：喷头不动，只移动介质，利用于其高频的喷射，来达到高速目的。封装在一个由一系列墨水腔组合而成的喷头（图1-12），由多个附有电极的共享通道壁分隔成多个空腔，形成各自运作的喷射枪膛。利用切变模式和共同分享，分割两个管道之间的墙壁原理，我们可以生产出具有极高效率的喷头：提供标准的单一大小的墨点打印 即二态打印；又

16、或者，灰度打印：按高质量喷墨图像的需求，打印不同大小的墨点。 图1-131、3、3 工作方式喷头是如何工作的呢? Spectra喷头是利用一种叫PZT的半导体压电晶体材料，在它上面制作一系列的极微细小的通道，再由它产生的机械效应将墨点激射而出。在PZT的生产过程中，它经过极性化处理：物料的原子电荷被强行按指定的方向排列。这是一个非常关键的特性，因为当外接电场效应附加在经过极性化的材料上时，根据它的方向定义，它会令PZT产生一个物理性的变形，而就是这种现像，授于了一个喷射的能力。第二章 打印机墨水2、1 墨水的各项理化指标墨水的各项指标（PH值、电导率、粘度、表面张力等）是决定墨水质量的首要条件

17、 图2-1墨水的质量主要体现在：A、粘度。粘度即液体流动的阻力，喷墨墨水最好是低粘度；B、表面张力。液体的表面张力则关系到能否形成液滴。表面张力高为好，以保证好的流动性能和液滴形态。C、酸碱度。酸碱度用PH值表示，溶液愈酸，PH值愈低，反之，溶液愈碱，PH值愈高。基本接近于中性的为好。这是防止墨水腐蚀喷头，一般取值在7-12之间。D、电导率。用来反映其中盐含量的高低。一般盐含量不能超过0.5%，以避免在喷嘴形成结晶。E、分散剂。主要是改善墨水表面的物理性能，增强墨水与海绵的亲和性、湿润性。通过海绵储藏、传导的墨水都含有分散剂。2、1、1 PH值 墨水通常的PH值范围是712，墨水的PH值必须

18、与染料所需的PH值相当，这样才能保证墨水的稳定性。PH值在这个范围内的墨水既不会腐蚀墨盒和打印头，又能保证墨水的稳定性，并且能适应各种打印纸张。2、1、2 电导率一般来说，墨水的电导率范围在100010000微西门子/厘米之间，对于同一种染料来说，电导率越高说明其游离电离子量越多，也就说明其含盐量越高。2、1、3 粘度粘度是流体（气体或液体）在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质的种类、温度、浓度等因素而决定。粘度是墨水的一项重要指标，是墨水需要的粘度值与打印机，打印机喷头以及墨盒的要求相关。粘度能影响打印过程中墨水在墨盒中向下的流动速度，尤其是象现在市场上出现的一些用于爱普生机型的无海绵

19、兼容墨盒。由于墨盒没有海绵吸附墨水，调节墨水的流量，只能靠墨水自身的粘度来调节流速及流量，在这种情况下粘度值就显得尤为重要。百度西墨水在调节粘度方面，选用的溶剂随温度变化很小，不会因为冬天温度低而出现粘度增大，夏天温度高出现粘度降低的现象。2、1、4 表面张力表面张力的大小对于打印机墨盒和喷头中墨滴的大小以及墨水的流动是非常重要的。墨水在打印状态中以流动形式存在的，所以测表面张力应以动态表面张力为准。表面张力低的墨水比表面张力高的墨水有更好的润湿特性，但也不是越低越好，还要根据喷墨方式的不同来调整墨水的表面张力。象EPSON、CANON、HP、LEXMARK每家墨水所要求的表面张力不尽相同，其中EPSON采用压电式，表面张力要求较小，应控制在2233达因/厘米，CANON、HP、LEXMARK采用热气泡式，表面张力要求较大，应控制在3040达因/厘米，有些黑色墨水要求在4050达因/厘米。2、1、5 比重 也就是密度，染料墨水的密度在1.01到1.04之间，颜料和热升华墨水在1.02到1.08之间。