彩色噴墨打印機(jī)在家庭與商業(yè)用戶應(yīng)用的普及,已經(jīng)是大勢(shì)所趨。數(shù)碼時(shí)代的到來也讓更多用戶開始關(guān)注這一大輸出設(shè)備。家庭對(duì)于數(shù)碼技術(shù)的應(yīng)用需求 已經(jīng)不單單只是局限在使用層面上,人們需要更適合的產(chǎn)品與更完美的輸出效果。應(yīng)用范圍也已經(jīng)從最初的文本打印快速過渡到精美數(shù)碼照片輸出方面。然而在挑選 相關(guān)產(chǎn)品時(shí),用戶往往在眾多廠商的繁多產(chǎn)品面前望而卻步。為何如此,大多是因?yàn)閷?duì)這一產(chǎn)品的不甚了解造成的。那么,今天筆者就從初學(xué)者的角度,為大家先來 講講彩色噴墨打印機(jī)的相關(guān)工作原理,也好給大家起一個(gè)初級(jí)到精通的引路石的作用。
打印的三原色原理
在了解彩色噴墨打印機(jī)的工作原理之前,我們先來看一下三原色的原理,還記得我們小的時(shí)候,經(jīng)常將紅、藍(lán)、綠色的水彩以不同的份量混合成各種各樣的色彩吧?那時(shí)候我們通過這種直接混色法就模糊地知道三原色的原理。
而自然界中的色彩幾乎都可以由選定的三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌系玫?,而且絕大多數(shù)的顏色也可以分解成特定的三種單色,這三種選定的顏色被稱為三 原色,各三原色相互獨(dú)立,其中任一種基色是不能由另外兩種基色混合而得到,但它們相互以不同的比例混合,就可以得到不同的顏色,例如黃色加藍(lán)色等于綠色, 而紅、藍(lán)、綠怎樣混合也不可以得到紅、藍(lán)、綠。
看到這里,相信聰明的讀者已經(jīng)有一點(diǎn)初步的想法,沒錯(cuò),通常我們看到的彩色墨盒正是由幾種純凈單一顏色組成,常見的三色墨盒打印機(jī)通常就是采用 性質(zhì)比較穩(wěn)定的青色、紅紫色、黃色來混合不同的顏色。而四色打印機(jī),通常就加上一種黑色,用于純黑色的打印。隨著技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了六色墨盒,就是在原有 的四色(CMYK)上再加上淺藍(lán)綠色和淺紅紫色(即CcMmYK 和 CMYKcm)。
從墨盒到噴墨頭
假如我們將墨盒中的原色分別抽取不同的比例,再噴射到近似同一個(gè)點(diǎn)上,那么這個(gè)近似點(diǎn)便可以根據(jù)各原色不同的比例顯示出不同的顏色,這就是彩噴 的原始原理。問題是怎樣可以將不同比例的墨水精確地噴射到同一個(gè)點(diǎn)上呢?這就有賴于打印機(jī)的整體結(jié)構(gòu),我們通常把噴墨打印機(jī)分為機(jī)械和電路兩大部分,我們 主要來看看機(jī)械部分,它通常包括墨盒和噴頭、清洗部分、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、輸紙機(jī)構(gòu)和傳感器等幾個(gè)部分。
運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械用于實(shí)現(xiàn)打印位置定位。輸紙機(jī)構(gòu)提供紙張輸送功能,運(yùn)動(dòng)時(shí)它必須和運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械很好的配合才能完成全頁的打印,而傳感器是為檢查打印機(jī)各部 件工作狀況而設(shè)的。這些部件中以墨盒和噴頭最為關(guān)鍵。因?yàn)閲娔蛴C(jī)正一種籍由控制指令來操控打印頭及其噴嘴孔(Nozzle)噴出定量墨水形成圖像的打 印機(jī)。而不同的噴墨打印機(jī),其噴墨的方式又所不同。
首先,根據(jù)其噴墨方式的不同,可以分為熱泡式(Thermal Bubble)噴墨打印機(jī)及壓電式(Piezoelectric)噴墨打印機(jī)兩種。我們熟識(shí)的HP(惠普)、CANON(佳能)和Lexmark(利盟) 公司是采用的是熱泡式技術(shù)。而EPSON(愛普生)使用的是壓電噴墨式技術(shù)。這兩種技術(shù)分別有不同的工作原理,我們現(xiàn)在來看一下。
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熱泡式技術(shù)
所謂熱泡式打印技術(shù),是70年代末受注射器原理的啟發(fā)而發(fā)明的。熱泡式技術(shù)是讓墨水通過細(xì)噴嘴,在加熱電阻的作用下,將噴頭管道中的一部分墨汁氣化,形成一個(gè)氣泡,并將噴嘴處的墨水頂出噴到輸出介質(zhì)表面,形成圖案或字符。
所以這種噴墨打印機(jī)有時(shí)又被稱為氣泡打印機(jī)。用這種技術(shù)制作的噴頭工藝比較成熟成本也很低廉,但由于噴頭中的電極始終受電解和腐蝕的影響,對(duì)使 用壽命會(huì)有不少影響。所以采用這種技術(shù)的打印噴頭通常都與墨盒做在一起,更換墨盒時(shí)即同時(shí)更新打印頭。這樣一來用戶就不必再對(duì)噴頭堵塞的問題太擔(dān)心了。同 時(shí)為降低使用成本,我們可以給墨盒加注成本低一點(diǎn)的專業(yè)墨水,只要方法得當(dāng),可以節(jié)約不少的耗材費(fèi)用。
熱泡式技術(shù)的缺點(diǎn)是在使用過程中會(huì)加熱墨水,而高溫下墨水很容易發(fā)生化學(xué)變化,性質(zhì)不穩(wěn)定,所以打出的色彩真實(shí)性就會(huì)受到一定程度的影響;另一 方面由于墨水是通過氣泡噴出的,墨水微粒的方向性與體積大小很不好掌握,打印線條邊緣容易參差不齊,一定程度的影響了打印質(zhì)量。
從目前市場(chǎng)上看,HP(惠普)、Canon(佳能)這兩家大公司在熱泡式噴墨技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)很激烈,HP稱其噴墨技術(shù)是“熱敏式” (Thermal);而Canon稱其噴墨技術(shù)為“氣泡式(Bubble)”。實(shí)際上,這兩種技術(shù)的基本原理是相同的,都是熱泡噴墨技術(shù)的再發(fā)展。
壓電式噴墨技術(shù)
完全不同于熱泡式的工作原理,壓電式噴墨技術(shù)是將許多小的壓電陶瓷放置到噴墨打印機(jī)的打印頭噴嘴附近,利用它在電壓作用下會(huì)發(fā)生形變的原理,適 時(shí)地把電壓加到它的上面。壓電陶瓷隨之產(chǎn)生伸縮使噴嘴中的墨汁噴出,在輸出介質(zhì)表面形成圖案。因?yàn)榇蛴☆^的結(jié)構(gòu)合理,通過控制電壓來有效調(diào)節(jié)墨滴的大小和 使用方式,從而獲得較高的打印精度和打印效果。
它對(duì)墨滴的控制能力強(qiáng),所以容易實(shí)現(xiàn)高精度的打印。用壓電式噴墨技術(shù)制作的噴墨打印頭成本比較高,所以為了降低用戶的使用成本,一般都將打印噴頭和墨盒作成分離的結(jié)構(gòu),更換墨水時(shí)不必更換打印頭。這種技術(shù)也是由愛普生獨(dú)創(chuàng)。
當(dāng)然它也有缺點(diǎn),假設(shè)使用過程中噴頭堵塞了,無論是疏通或更換費(fèi)用都比較高而且不易操作,搞不好整臺(tái)打印機(jī)可能就報(bào)廢了。目前采用壓電噴墨技術(shù)的產(chǎn)品主要是Epson(愛普生)公司的噴墨打印機(jī)。
將色彩噴出來
墨盒中的墨水經(jīng)過壓電式技術(shù)或者熱噴式技術(shù)后,最終將不同的顏色噴射到一個(gè)盡可能小的點(diǎn)上,而大量這樣的點(diǎn)便形成了不同的圖案和圖像,這一過程是一系列的繁雜程序。實(shí)際上,打印機(jī)噴頭快速掃過打印紙時(shí),它上面的無數(shù)噴嘴就會(huì)噴出無數(shù)的小墨滴,從而組成圖像中的像素。
打印噴頭上一般都有48個(gè)或48個(gè)以上的獨(dú)立噴嘴,每個(gè)噴嘴又能夠噴出3種以上不同的顏色:藍(lán)綠色、紅紫色、黃色、淺藍(lán)綠色和淡紅紫色。一般來說,噴嘴越多,完成噴墨過程就越快,也就是打印速度越快。這些噴出來不同顏色的小墨滴落于同一點(diǎn)上,形成不同的復(fù)色。
在單色噴墨時(shí)代,這個(gè)點(diǎn)越小,圖像將會(huì)越精細(xì)。業(yè)界通常用DPI來表示,意思即是在每英寸的范圍內(nèi)噴墨打印機(jī)可打印的點(diǎn)數(shù)。單色打印時(shí)dpi值越高打印效果越好。而彩色打印時(shí)情況比較復(fù)雜。通常打印質(zhì)量的好壞要受dpi值和色彩調(diào)和能力的雙重影響。
其中,色彩調(diào)和能力是個(gè)非常重要的指標(biāo),傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī),在打印彩色照片時(shí),若遇到過渡色,就會(huì)在三種基本顏色的組合中選取一種接近的組合來打印,即使加上黑色,這種組合一般也不能超過16種,對(duì)彩色色階的表達(dá)能力是難以令人滿意的。
為了解決這個(gè)問題,早期的彩色噴墨打印機(jī)又采用了調(diào)整噴點(diǎn)疏密程度的方法來表達(dá)色階。這就造成了一些分辨率低的打印品在近看的時(shí)候出現(xiàn)很多的小斑點(diǎn)。后來,人們想到了更好的辦法,一方面通過提高打印密度(分辨率)來使打印出來的點(diǎn)變細(xì),從而使圖變得更為精細(xì)。
另一方面,都在色彩調(diào)和方面改進(jìn)技術(shù),常見的有:增加色彩數(shù)量、改變噴出墨滴的大小、降低墨盒的基本色彩濃度等幾種方法。其中,增加色彩數(shù)量來 得最為行之有效。例如剛才我們提到的6色墨盒,當(dāng)打印機(jī)將6種不同顏色的墨滴噴到同一個(gè)點(diǎn)上,顏色組合最多可達(dá)64種,如果再結(jié)合三種不同大小的墨滴,那 么便可能產(chǎn)生4096種不同的顏色。
噴出精彩
數(shù)據(jù)通過打印口傳送給打印機(jī),然后通過轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為操作打印噴頭的指令,打印機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和各部件協(xié)調(diào)打印頭,而打印頭根據(jù)指令運(yùn)用好原色,再結(jié)合色彩調(diào)和技術(shù)打印出精彩的圖片。



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