彩色喷墨打印机原理小解

彩色喷墨打印机在家庭和商业用户中的普及已经成为大势所趋。数字时代的到来，也让更多的用户开始关注这个大输出设备。家庭对数字技术应用的需求不仅限于使用层面，人们需要更合适的产品和更完美的输出效果。应用范围也从最初的文字打印迅速转变为精美的数码照片输出。然而，用户在选择相关产品时，往往会在众多厂商的众多产品面前望而却步。为什么？大部分都是对这个产品不了解造成的。那么今天笔者就从初学者的角度，为大家说说彩色喷墨打印机的相关工作原理，起到从初学者到精通的指导作用。在了解彩色喷墨打印机的工作原理之前，我们先来看看三原色的原理。还记得我们小的时候，经常把红、蓝、绿三种颜色的水彩以不同的量混合成各种颜色吗？当时通过这种直接混色的方法，我们隐约知道了三原色的原理。然而，自然界中几乎所有的颜色都可以通过将选定的三种颜色以适当的比例混合而得到，并且其中的大部分也可以分解成三种特定的单色。这三种选定的颜色称为三原色，它们相互独立，任何一种原色都不能由另外两种原色混合得到，但可以通过不同的比例混合得到，例如黄加蓝等于绿，红、蓝、绿混合都不能得到。看到这里，相信聪明的读者已经有了初步的想法。是的，通常我们看到的彩色墨盒都是由几种纯净单一的颜色组成的。常见的三色墨盒打印机通常使用性质相对稳定的青色、品红色和黄色来混合不同的颜色。四色打印机通常为黑色，用于纯黑色打印。随着技术的发展，出现了六色墨盒，即在原有的四种颜色基础上增加了浅蓝绿色和浅红紫色(CcMmYK和CMYK cm)。从墨盒到喷墨头，如果我们提取墨盒中不同比例的原色，喷在同一个近似点上，那么这个近似点就可以根据不同的原色比例显示不同的颜色，这就是彩色喷射的原始原理。问题是如何准确的在同一点上喷不同比例的墨水？这取决于打印机的整体结构。我们通常把喷墨打印机分为机械和电路两部分。我们主要看机械部分，通常包括墨盒和喷嘴、清洁部件、操作机械、送纸机构和传感器。运行机械用于实现印刷位置定位。输纸机构提供输纸功能，在移动时必须与运行机械配合好才能完成整页的打印，传感器的设计是为了检查打印机各部分的工作情况。在这些部件中，墨盒和喷嘴是最关键的。因为喷墨打印机是通过控制指令控制打印头及其喷嘴孔(Nozzle)喷出一定量的墨水形成图像的打印机。但是，不同的喷墨打印机有不同的喷墨方式。首先，根据喷墨方式的不同，可以分为热气泡(Thermal Bubble)喷墨打印机和压电(Piezoelectric)喷墨打印机两种。大家熟悉的惠普(惠普)、佳能(佳能)和利盟(利盟)公司都采用了热泡技术。爱普生(爱普生)采用压电喷墨技术。这两种技术的工作原理不同，现在我们就来看看。热气泡技术所谓的热气泡打印技术是在20世纪70年代末受注射器原理的启发而发明的。热气泡技术是让墨水通过一个细的喷嘴，在加热电阻的作用下，喷嘴管道中的部分墨水会汽化形成气泡，喷嘴处的墨水会喷射到输出介质的表面，形成图案或文字。所以这种喷墨打印机有时被称为气泡打印机。这种技术制造的喷嘴技术成熟，成本低，但是喷嘴中的电极总是受到电解和腐蚀的影响，会对使用寿命产生很多影响。因此，使用该技术的打印头通常与墨盒一起制造，并且在更换墨盒的同时更新打印头。这样用户就不用太担心喷嘴堵塞的问题了。同时，为了降低使用成本，我们可以在墨盒中加入成本更低的专业墨水，只要方法得当，可以节省很多耗材。热泡技术的缺点是墨水在使用过程中会受热，墨水在高温下容易发生化学变化，性质不稳定，所以打印出来的颜色真实性会受到一定影响；另一方面，由于墨水是通过气泡喷出的，墨水颗粒的方向性和体积难以把握，打印出来的线条边缘容易不平整，一定程度上影响了打印质量。从目前的市场来看，惠普(惠普)和佳能(佳能)在热泡喷墨技术上竞争激烈。惠普称其喷墨技术为“热敏式”(热敏)；佳能将其喷墨技术称为“气泡式(Bubble)”。其实这两种技术的基本原理是一样的，都是热气泡喷墨技术的再发展。压电喷墨技术与热泡的工作原理完全不同。压电喷墨技术是在喷墨打印机打印头的喷嘴附近放置许多小的压电陶瓷，利用其在电压作用下会变形的原理，及时对其施加电压。压电陶瓷膨胀和收缩，使得喷嘴中的墨水喷出，并且在输出介质的表面上形成图案。由于打印头的结构合理，通过控制电压可以有效地调节墨滴的大小和用量，从而获得更高的打印精度和打印效果。它对墨滴的控制能力很强，因此很容易实现高精度打印。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，一般将打印头和墨盒做成分离的结构，更换墨水时不需要更换打印头。这项技术也是爱普生创造的。当然，它也有缺点。假设喷嘴在使用过程中堵塞，疏通或者更换的成本比较高，也不好操作。也许整台打印机都会报废。目前使用压电喷墨技术的产品主要是Epson( 爱普生)公司的喷墨打印机。墨盒中的墨水通过压电技术或热喷涂技术喷上不同颜色后，最终会喷在一个尽可能小的点上，大量这样的点会形成不同的图案和图像。这个过程是一系列复杂的程序。事实上，当打印机喷嘴快速扫过打印纸时，上面的无数喷嘴会喷出无数小墨滴，从而在图像中形成像素。一般打印头上有48个或更多的独立喷嘴，每个喷嘴可以喷出蓝绿色、红紫色、黄色、淡蓝绿色、红紫色三种以上不同的颜色。一般来说，喷嘴越多，喷墨过程完成越快，即打印速度越快。这些喷出的不同颜色的小墨水滴在同一点上，形成不同的复合色。在单色喷墨时代，网点越小，图像会越精细。该行业通常使用DPI，这意味着喷墨打印机每英寸可以打印的点数。单色打印时，dpi值越高，打印效果越好。彩色打印时，情况更复杂。通常，印刷质量受dpi值和色彩协调能力的影响。其中，色彩调和的能力是一个非常重要的指标。传统喷墨打印机打印彩色照片时，如果遇到过渡色，会在三种基本颜色组合中选择一种接近的组合进行打印。即使加上黑色，这个组合也不能超过16，色彩层次的表现能力差强人意。为了解决这个问题，早期的彩色喷墨打印机采用调整喷点密度的方法来表示色标。这就造成了一些分辨率 low的印花，仔细看会出现很多小斑点。后来人们想到了一个更好的办法，一方面通过增加打印密度(分辨率)，使打印出来的点变得更细，从而使图表更细致。另一方面，它们都在颜色调和方面改进了自己的技术，比如增加颜色的数量，改变喷出墨滴的大小，降低墨盒的基本色密度。其中，增加颜色的数量是最有效的。比如刚才说的6色墨盒，打印机在同一点上喷射6种不同颜色的墨滴时，颜色组合最多可以达到64种。如果将三种不同大小的墨滴组合起来，可以产生4096种不同的颜色。喷出精彩数据通过打印端口传输到打印机，然后通过转换电路转换成操作打印头的指令；操作设备和打印机各部分协调打印头，打印头根据指令使用原色，然后结合色彩调和技术打印出精彩的图片。