本文將探討當(dāng)干燥過(guò)程與保持噴墨噴嘴正常運(yùn)行之間存在矛盾時(shí)，如何幫助原始設(shè)備制造商（OEM）克服墨水性能的限制?，F(xiàn)在，讓我們將目光轉(zhuǎn)向生產(chǎn)噴墨和其他工業(yè)噴墨應(yīng)用中常用的其他主要方法，以幫助您獲得完美的印刷效果。

即使在采用了再循環(huán)技術(shù)的情況下，當(dāng)噴嘴處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其中的材料仍然會(huì)發(fā)生干燥現(xiàn)象。為了更好地理解這一現(xiàn)象，我們有必要深入了解噴嘴的微觀結(jié)構(gòu)。通常，我們會(huì)將噴嘴簡(jiǎn)單地描述為噴嘴板上的一個(gè)小孔。然而，為了保證噴頭的機(jī)械強(qiáng)度，噴嘴板的厚度不能過(guò)薄。

這就意味著，實(shí)際上，噴嘴更像是一個(gè)高圓柱體，甚至有時(shí)像一個(gè)長(zhǎng)漏斗。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與噴嘴的制造工藝密切相關(guān)，包括電鑄、激光鉆孔、硅的濕/干蝕刻以及機(jī)械沖壓等。因此，即使有再循環(huán)液的流動(dòng)，噴嘴后部產(chǎn)生的流量也不一定能夠充分混合噴嘴中的所有材料，從而導(dǎo)致噴印效果的不穩(wěn)定。

下面，我們選取了一些來(lái)自歐洲噴墨會(huì)議（現(xiàn)已更名為 IP&I）的演講示例，對(duì)噴嘴設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。正如演講中所述，每種噴嘴設(shè)計(jì)都具有略微不同的幾何形狀和流速組合。其中，東芝泰格（現(xiàn)為 Riso 的一部分）和賽爾的設(shè)計(jì)最為相似，它們都認(rèn)為在通道中保持較高流量有助于噴嘴的“周轉(zhuǎn)”，即保持噴嘴內(nèi)部墨水新鮮。

要保持噴嘴墨水始終處于新鮮狀態(tài)，最有效的方法就是像連續(xù)噴墨 (CIJ) 噴頭那樣，保持墨水持續(xù)流動(dòng)。那么，什么是連續(xù)噴墨呢？在生產(chǎn)印刷領(lǐng)域，CIJ通常特指柯達(dá)的技術(shù)。對(duì)于熱敏和壓電噴墨等按需噴墨 (DoD) 技術(shù)，則需要采用其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)墨水的持續(xù)流動(dòng)。

正因如此，一些原始設(shè)備制造商（OEM）會(huì)將“噴墨”一詞泛化。在這種情況下，“噴墨”通常指的是以較低頻率持續(xù)噴出墨滴，以避免墨水干涸，同時(shí)保持噴嘴的清潔狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以在印刷前的維護(hù)站中進(jìn)行，也可以在印刷過(guò)程中進(jìn)行，尤其是在紙張寬度固定的生產(chǎn)印刷中。這意味著，在印刷數(shù)據(jù)中隨機(jī)插入一些不影響最終印刷效果的墨滴，其唯一目的是確保在需要時(shí)能夠完美地輸出預(yù)期的印刷圖案。

另一種方法是采用非噴射脈沖，我們也可以稱之為“彎月面搖動(dòng)”脈沖，或者更通俗地說(shuō)，是“撓癢”脈沖。這種方法的原理是通過(guò)充分激發(fā)噴嘴中的液體，使其保持混合狀態(tài)，從而確保噴嘴始終處于良好的工作狀態(tài)。無(wú)論噴頭是否采用再循環(huán)設(shè)計(jì)，這種方法都適用。下圖展示了不同類型的“撓癢”脈沖的示意圖，以及一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：通過(guò)向滴管中施加脈沖，觀察噴嘴處彎月面的變化。

產(chǎn)生這種觸發(fā)信號(hào)的數(shù)據(jù)位通常為“0”，對(duì)應(yīng)于印刷圖像中的白色區(qū)域，因此在我們的系統(tǒng)中，我們將其稱為“空白”觸發(fā)。在這種情況下，每個(gè)像素都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，因此觸發(fā)頻率與印刷頻率相同。對(duì)于高速印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，這個(gè)頻率可以達(dá)到60kHz甚至更高。

頻繁的觸發(fā)會(huì)產(chǎn)生熱量，特別是在那些不經(jīng)常噴射墨滴的噴嘴中。熱量的積累會(huì)導(dǎo)致局部墨水的粘度發(fā)生變化，從而影響后續(xù)墨滴的噴射質(zhì)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以為觸發(fā)信號(hào)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道，通過(guò)降低觸發(fā)頻率來(lái)減少熱量的產(chǎn)生。即使在長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行印刷的情況下，這種方法也能有效地防止加熱問(wèn)題。

在許多工業(yè)應(yīng)用中，如果墨水具有高度揮發(fā)性（比如溶劑型墨水）或含有大量顆粒，甚至同時(shí)具備這兩種特性，那么即使采用了再循環(huán)技術(shù)，觸發(fā)效果也可能非常差。

為了更好地驗(yàn)證我們的結(jié)論，我們?cè)俅卫脤?shí)驗(yàn)室的“階梯式”印刷實(shí)驗(yàn)。這次，我們將水性墨水和溶劑墨水分別注入中等流量循環(huán)頭和快速循環(huán)噴頭中進(jìn)行對(duì)比。盡管實(shí)際的流量只有噴頭制造商建議值的50%左右，但已經(jīng)達(dá)到了正常印刷時(shí)用量的20倍。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，墨水類型、噴頭設(shè)計(jì)和液滴大小都會(huì)對(duì)像素級(jí)印刷的精確度產(chǎn)生影響。如果驅(qū)動(dòng)硬件允許，我們還可以在非印刷期間（比如兩次印刷作業(yè)之間）使用觸發(fā)脈沖。這意味著需要額外的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生特殊的非印刷波形。我們稱之為“空閑”波形，這種波形可以顯著改善每次印刷作業(yè)的第一行印刷質(zhì)量，對(duì)于對(duì)印刷精度要求極高的應(yīng)用，例如印刷電子產(chǎn)品，這一點(diǎn)尤為重要。

波動(dòng)性并不是觸發(fā)脈沖帶來(lái)的唯一好處。我們?cè)枚喾N類型的噴頭噴射高粘度的UV墨水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，即使在不添加溶劑或其他助劑的情況下，使用滴注也能顯著改善噴射的穩(wěn)定性。我們的最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，我們使用了一個(gè)循環(huán)噴頭，該噴頭的波形設(shè)計(jì)為通過(guò)8個(gè)子脈沖產(chǎn)生160pL的液滴。我們對(duì)噴頭的一小部分進(jìn)行了測(cè)試。

有趣的是，在這個(gè)特定的噴頭中，即使在標(biāo)記為無(wú)滴注的測(cè)試中，波形中也已經(jīng)存在類似于“空白”滴注的脈沖。這是由于噴頭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)所決定的。通過(guò)在波形中添加額外的“空閑”滴注，我們可以進(jìn)一步提高液滴的穩(wěn)定性。我們推測(cè)，這是因?yàn)檫B續(xù)的能量輸入有助于克服墨水在噴嘴出口處遇到的初始阻力，這種阻力與墨水的粘彈性有關(guān)。