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喷墨印刷技术的发展与应用——台湾学生论文(16.1)

台湾中国文化大学印刷传播学系 潘炳蔚 更新日期:2003-05-23

摘要

近来随着个人电脑的蓬勃发展,印表机已是一种非常普遍的周边设备,而喷墨式的印表机又仗着它的低价位与丰富的色彩,在市场上造成一股挡不住的热潮,将印表机从公司带到一般家庭;但是各家厂商为了改善其产品的列印品质,都不遗馀力的纷纷发表出属於自己产品的独特技术,本文在探讨喷墨印刷方式的技术概要,以及现在业界的各种新技术对输出品的影响,期能了解目前的发展与未来的发展方向。

壹、前言

彩色列印在极短的时间内发生了相当大的变化:列印品质提升、价格下滑、工作效率高……等,皆是彩色印表机被家庭、学校,乃至公司行号所广泛采用的主要因素。另一方面随着电脑速度的提升、储存装置的大容量、数位影像科技的成长,以及网路上大量图形的使用,使得现在印表机已不光是用来印一些黑白文字稿、图表、报告等,而是具备多用途,如:照片、T-shirt、月历、海报、贴纸、名片、马克杯等,所以喷墨印表机的色彩稳定、阶调表现、高解析度、与软体的相容性以及喷墨专用材质的开发,都变成是我们不可忽视的品质判断标准。

Epson的喷墨技术是以极为细小的墨点6pl,以半色调的方式,在每一英寸喷上1440个墨点,也就是在单位面积(英寸)中产生1440 X 1440个墨点,造成人眼的错视而形成不同色彩,其每一滴喷出的墨点都是一样大的;而HP的印表机技术可精确的控制墨滴色阶,是在同一位置上控制色墨由不喷或喷一滴到喷十六滴,如此便可造成十七种阶调,而每一色均有十七阶,所以C、M、Y三色共有17X17X17=4913种色阶,以上两种厂牌的色彩形成基本原理大不相同,所以在色彩表现上一定会不同的特性。另外还有多种新技术的发展,如:PPIS(Perfect Picture Image System)、微针点压电喷墨技术、真彩转换(AcuPhoto Halftoning)、智慧型调控墨点大小、墨量控制等,都对印表机列印品质提升有很大的帮助。

 

贰、喷墨印刷的发展史

传统印刷一直离不开压力转印,要转印就必须要制版,然而制版的成本和时间,无论怎麽进步也都无法满足少量多样的现代印刷趋势,为了找到简易、低成本的印刷方法,於是就往无版、无压力的喷墨印刷发展。谈到现在电脑玩家们的新宠——喷墨印表机,就要追溯到1884年,美国人C.H. Richard在注射器中放入水,压之针端就飞出液滴,若使此飞出液体带电,用电厂控制其落点,就可在纸上形成画像,此称为雾墨印刷。当时因为针、墨有问题,效果不佳,直至1960年才正式进入实用阶段。十年前已将喷墨用於条码加工或产品序号的印刷,喷墨印刷的印纹可变性,增加了序多便利,但是解析度仍然令人失望;直到近五、六年,才在喷墨印刷的品质上突飞猛进,但是碍於数位资料储存设备的容量不足,很难快速普及於一般家庭。近年来由於数位科技的发达,数位相机的进步和储存设备都快速进步,要获得一张高品质的数位图档已非难事,所以要求喷墨印刷品质的电脑使用者越来越多,现在几乎每个家庭里都有一台印表机,而且其中喷墨印表机的占有率就占六成五(1999,6月),可见喷墨的品质与价位已经受大众所接受。

叁、喷墨印刷的方式

喷墨印刷的方式有20多种之多,但是其基本的原理都是先产生小墨滴,再将之导引至设定的位置上,大致可归纳成连续式和间歇式;所谓连续式喷墨,是无论印纹或非印纹,都以连续的方式产生墨滴,再将非印纹的墨滴回收或分散;而间歇式喷墨却只有在印纹部分才产生墨滴。


一、 连续式喷墨印刷(Continuous Jet)

(一)以偏离的墨滴印刷(Deflected Drop to Print)

墨流经加压喷出、振动、分解成小墨滴後,经过一电场,由於静电作用,小墨滴在飞越此电场後不论荷电与否,均直前飞行。在通过偏离电磁场时,荷电量大的墨滴会受到较强的吸引,而曲折较大的幅度。反之,则偏折较小。而不带电的墨滴将积於集墨沟内回收。(如图一)

(二)以不偏离的墨滴印刷(Undeflected Drop to Print)

和上述的一类很类似,唯一不同在於偏离的电荷被回收,不偏离的电荷反而直行形成印纹。(如图二)

(三)不需用的墨滴使之『静电分裂』(Electrostatic Dispersion)

墨流仍是加压由管口喷出,但管孔更为纤细,其直径大约在10-15个Microns左右,其管孔细到喷出的墨滴会自动分解成一颗颗的极小墨滴。在使这些细小的墨滴经过同电极的荷电环。由於这些墨滴相当微小,会因为同性电荷相斥的缘故,导致这些荷电的墨滴再度分裂成雾墨,此时它就失去方向性而「不印」。反之,不荷电的印墨就不会分裂而形成印纹。可用作连续调的印刷。(如图三)


二、 间歇式喷墨印刷(Intermittent Jet)

(一)以静电拉引(Electrostatic Pull)

以静电拉引力而喷墨,在喷孔处的印墨会形成凸出的半月型,再以一电极板并列之,凸出印墨的表面张力,会受到并列电极板上的高电伏所破坏。因而墨滴会被静电力拉引出来,这些墨滴都荷有静电,可向垂直或水平方向偏移,射到设定的位置上或是遮蔽板上回收。(如图四)

(二)热气泡式喷墨(Thermal Ink Jet)

将墨水在极短的时间瞬间加热,使在电阻器附近的气体体积膨胀,也会有少量的墨会变成蒸气,将油墨挤压推出喷嘴,使其飞行至纸面上,形成印纹。墨滴喷出後温度随即降低,使油墨室内的温度也迅速将低,在藉由毛细管原理将突出的油墨拉回墨盒内。(如图五)

(未完)

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