基于數字噴墨印刷關鍵技術研究

明洪升

（山東省委員會機關政務保障中心，山東 濟南250001）

在當前這一社會與經濟快速發展背景下，印刷行業遇到了前所未有的發展契機，因為在發展過程中通過創新研究推出了噴墨印刷技術，這一技術應用相較于傳統技術有著極強的作用優勢。首先就是噴墨印刷技術應用后，其耗材得到了控制，其次就是印刷技術的應用范圍更加廣泛，最后就是技術應用效率得到了進一步提升。不僅如此，在近幾年技術不斷創新發展背景下，數字噴墨印刷技術也應運而生，以通過技術創新的方式來優化技術應用缺陷，并提升技術應用效率與質量，數字噴墨印刷技術在行業發展背景下也成為了常見的數字化生產方式。

1 噴墨技術分類

通過對噴墨技術進行總結分析可以了解到，當前主要應用的技術分為以下三種，分別是連續式噴墨技術、熱發泡式噴墨技術、壓電式噴墨技術。不同的技術應用方式均存在一定差異，所以本文就對不同類型的噴墨技術應用方式進行簡要分析，進而深入的了解技術應用優勢與劣勢。

1.1 連續式噴墨技術

連續式噴墨技術雖然在當前印刷行業中屬于常見技術，但是真正應用該技術開展工作的廠家極少，究其根本原因就是該技術特殊的運行方式所致的。連續噴墨技術的應用方式為通過噴嘴連續高速的噴出微小墨滴，再利用氣流或電場將多余墨滴偏轉，保證需要的墨滴能夠落到目標物上。該技術應用優勢就在于其噴墨速度極高，并且在噴墨后能夠準確定位目標物。雖然其優勢十分出眾，但是在實際運行過程中還是無法掩蓋技術劣勢帶來的影響，這一技術的缺點在于耗能過高，并且其有效能耗應用率極低，最重要的就是在運行過程中其墨水利用率極低，這就使得大多數廠家放棄了該技術的應用[1]。

1.2 熱發泡式噴墨技術

在對技術應用進行深入總結后了解到，盡管熱發泡式噴墨技術已經被推廣多年，但是其應用受眾范圍還是十分有限，究其根本原因就是因為其技術應用損耗較大，同時對墨水的要求也很高，導致很多廠家放棄了該對技術的應用，下面就簡單對熱發泡式噴墨技術進行總結分析。該技術主要的應用方式是通過墨水瞬間加熱的高溫使墨水出現氣泡并破裂形成墨滴，利用對墨滴的控制將其噴射到指定位置。該技術的應用效率高、成本支出項可控，所以有望成為主流噴墨技術，但是再對其缺點進行總結后發現，其應用具有局限性，因為該技術應用需要長期處在高溫高壓環境下，這就導致噴嘴長時間處在極端環境下作業，因此其設備使用壽命也就會受到影響，最終會導致噴頭更換頻率增加，雖然其成本支出項能夠得到控制，但是成本支出頻率過高，長此以往就會形成高成本消耗與支出的問題。

1.3 壓電式噴墨技術

壓電式噴墨技術與熱發泡式噴墨技術同屬于按需式噴墨類型技術，同時也是被廣泛應用的噴墨技術。該技術應用主要是通過壓電陶瓷作用完成噴墨，在實際應用過程中只需要將壓電陶瓷片安裝到噴嘴頂部或側壁，之后根據實際情況施加電壓就可以完成工作。因為該技術應用過程中只需要在瓷片上施加電壓，再加上瓷片的耐受能力較強，所以其噴頭使用壽命就可以得到延長，最重要的就是通過瓷片進行噴墨可以對各種不同類型的墨水進行應用，有效降低了成本支出量與支出頻率，因此這一技術被廣泛應用到實際工作中。

1.4 按需噴墨成像技術

按需噴墨成像技術和連續噴墨技術的不同在于對儲墨盒的壓力作用不是連續的，只有需要墨水時才會對墨盒產生壓力作用。這樣能有效避免實際打印過程中對墨水的浪費，同時由于按需噴墨技術對墨水的高質量使用，其主要的優點就是質量高、能耗低、噴墨方式簡單。按需噴墨成像技術根據墨水的生成方式不同能夠分為熱噴墨、靜電噴墨和壓電噴墨三種。熱噴墨就是利用電熱原理實現按需噴墨的目標；靜電噴墨就是利用靜電場和脈沖實現噴墨目標；壓電噴墨是最常用的技術，已經在上文中有相應的敘述。

2 數字噴墨印刷機的關鍵技術

隨著近幾年來我國現代化技術地不斷深化，數字噴墨印刷技術應運而生，該技術主要是利用數字噴墨印刷機將各種現代化數字技術整合后開展工作，通過對不同技術的整合可以進一步提高噴墨印刷效率與質量，同時在整合過程中還可以結合不同的技術與系統進行優化，以提高數字噴墨印刷機應用合理性。通過總結分析可以了解到，數字噴墨印刷機系統主要由以下幾部分組成，例如數字化前端系統、數字控制系統、供墨系統、干燥系統等，下面就對其關鍵技術進行介紹。

2.1 數字控制系統

在對數字噴墨印刷機進行總結分析后可以了解到，其整體運行中最重要的就是數字控制系統，該系統的應用方式主要就是對打印噴墨頭進行控制，以保證噴墨頭可以結合實際情況進行角度調節，最終保證可以在印刷物上形成圖像。在深入總結后還可以了解到其他作用功能，例如在實際運用過程中可以進行高速數據傳輸與分發、高速數據重構、精確同步控制等工作，下面就對數字控制系統的其他功能進行簡要介紹[2]。

2.1.1 高速數據傳輸與分發

在實際運行過程中數字控制系統的高速數據傳輸與分發功能，其實就是印刷機接收的前端點陣數據，并結合實際情況將噴射點陣需求分發到不同噴頭中。當前各廠家所應用的噴墨頭具備噴嘴密度高、噴射頻率快等特點，就拿經常應用的京瓷噴頭來說，這一噴頭在10.8厘米的寬度范圍內就容納了2656個噴嘴，并且每一個噴嘴還可以噴出3種不同類型的墨滴，最高的噴射頻率能夠達到40千赫。通過這樣的運行方式就可以保證每一噴頭能夠達到40兆每秒的數據吞吐率，每一數字噴墨印刷機還需要配備10個以上的噴頭，所以印刷機整體數據吞吐率就可以達到至少400兆每秒的頻率。在數字控制系統實際運行過程中，需要保證高速數據傳輸以及分發能力穩定，但是在運行過程中難免會出現一些問題，所以在發展過程中就需要對其技術方案進行分析，通過研究與分析最終確定出了相應的技術方案。在實際運行過程中，服務器需要對前端數據進行分發，同時還需要結合實際情況對數據所在頁面將數據分發到主控制板，主控制板在接收到相應數據后，就需要將不同地控制數據分發到對應噴頭板上，最后噴頭板就會根據數據對噴頭進行控制并開始打印。隨著時代進步以及高新技術的發展，能夠通過無線數據傳輸的方式來實現數據分發的效果。無線數據傳輸技術如果落實在實際的數據分發功能中，就能夠縮減服務器規模，進而能優化印刷設備內部的組織結構，顯著提高印刷設備工作的質量和效率。

2.1.2 高速數據重構

高速數據重構功能也是印刷設備運行的重要組成部分，該運行方式為利用點陣數據以及噴頭噴嘴物理分布進行匹配。但是礙于技術與工藝應用的限制，當前噴頭還無法做到與全部噴嘴同步排列。通過對其實際運行進行總結分析了解到，該功能實際應用過程中其系統輸出需要結合不同的噴頭與噴嘴物理分布對相應的點陣數據進行收集，隨后再結合實際情況對其進行補充，最終給出相應的實際點陣數據，這樣在運行過程中噴頭就能夠將點陣數據傳輸到打印物中。在打印過程中打印物會在設備中快速移動，同時頁面點陣數據也會隨之更新，因此在運行過程中就必須要保證高速重構操作穩定運行，進而有效對相應數據進行傳輸，以保證可以滿足打印實際需求。也就是說高速數據重構功能可以通過對打印物上點陣數據的采集，將相關的圖案以及顏色印刷質量良好的印刷在打印物上。高速數據重構功能的良好落實，能有效促進打印技術滿足現階段我國大數量打印的要求。像在企業生產產品的過程中，就需要對企業商標以及包裝和廣告進行打印，這種打印數量對打印設備的運行效率和質量具有極高的需求，高速數據重構功能能夠充分滿足企業的發展目標，進而能夠促進打印技術滿足市場需求。就拿京瓷噴頭來說，該噴頭的最大數據吞吐率為40兆每秒，所以在設備運行過程中就需要將這一問題重視起來，并保證其高速數據重構功能可以滿足相應的吞吐量需求[3]。

2.1.3 精確的同步控制

為了保證最終打印結果的準確性，同時避免出現打印內容模糊或混亂，就需要將其精準同步控制問題重視起來，還需要在發展過程中將現代化系統控制方式應用起來，進而有效提高噴嘴準確性與最終印刷合理性，通過精確同步可以保證噴嘴與噴射頻率能夠和印刷物運動頻率同步。通過深入總結分析可以了解到，噴墨印刷可以在打印方向上不斷調整其最大分辨率，并且最大分辨率的調整也是結合不同的環境與印刷物進行控制，進而有效提高印刷準確度。例如在印刷過程中印刷物需要不斷移動，那么此時就需要系統對其進行精確追蹤，以通過這樣的方式來精準判斷印刷物的移動，同時其精準跟蹤位移也有著一定的規范，比如在600dpi的精度下，微小位移是42．333μm，1200dpi精度下則是21．167μm。同步控制的目的就是利用控制系統對印刷物的位移進行實時跟蹤，并在實際運行過程中形成同步控制信號，以保證噴頭能夠在控制下精確輸出點陣數據，最終完成對印刷物的輸出。

2.1.4 噴嘴異常檢測與在線補償

在實際運行過程中為了避免出現印刷異常的問題，需要重點關注噴嘴異常檢測與在線補償技術的應用，該技術應用的目的就是在設備運行過程中能夠做到對設備噴射狀態進行實時監測，這樣即使在運行過程中出現了噴射異常的問題，也可以通過服務器對問題進行實時處理，同時還可以在運行過程中將印刷缺陷利用視覺補償的方式隱藏起來。通過對印刷設備的運行總結可以了解到，其實在印刷過程中出現問題的主要原因就是因為噴嘴的孔徑存在問題，所以就需要結合實際情況去了解問題出現的原因，由于噴嘴孔徑較小，所以就會在運行過程中出現噴嘴堵塞、歪針等問題。通過系統對設備運行的管理就能夠快速地對問題進行處理，例如在實際運行過程中設備出現了問題，那么系統就會對問題進行快速整理，此時工作人員只需要對系統運行停機，并結合實際情況對系統問題數據進行整理，就能夠快速了解到問題所在，進而快速解決存在的問題，避免在運行過程中因為運行異常問題遲遲無法得到處理最終影響到系統穩定運行。在系統應用后，還可以對已經出現缺陷的印刷品進行修復，其修復原理就是通過掛網原理對點陣數據進行調整，隨后再對缺陷區域進行考量與視覺補償，以通過這樣的方式來彌補印刷品的缺陷，以提高印刷合理性與有效性[4]。

2.2 其他噴墨子系統

在設備運行過程中不僅僅需要數字系統進行控制，同時還配備了相應的印刷子系統，以通過這樣的方式來保證設備能夠長久穩定運行，還可以在一定程度上來提高印刷質量。下面就對其他噴墨子系統的運行作用價值進行簡要介紹。

2.2.1 供墨系統

在印刷過程中難免會出現墨水供應不足的情況，但是畢竟單一設備只能配備一個墨盒，所以為了避免在印刷過程中因為墨水供應問題影響到其運行效率與質量，就需要將供墨系統融入到設備運行中。通常情況下，不同打印設備的供墨系統運作方式是不同的，像小型的打印設備使用的供墨系統就是對墨盒進行更換，通過這種方式來提高打印質量滿足使用要求；對于大型的打印設備現階段可以使用持續性管道供墨方式，通過這種方法提高打印效率。在系統運行過程中就可以解決墨水供應不合理的問題，同時還可以進行不停機換墨，以通過這樣的方式來保證設備能夠長久穩定運行[5]。

2.2.2 干燥系統

一般情況下，在對大量信息進行打印時需要消耗大量時間，同時印刷速度也需要得到提升，導致墨水未干打印產品就已經完成的情況，長此以往就會造成大量墨水與印刷品消耗的情況。所以就需要在設備中配備干燥系統，以通過這樣的方式來降低系統運行對資源的浪費，同時還可以保證印刷速度得到提升。干燥系統就是在打印完打印物之后，對打印物進行干燥劑的噴灑，在具體落實干燥系統的過程中，根據不同的打印物性質，應該使用不同的干燥劑。這樣能夠加快干燥速度，同時能降低打印物出現打印顏色暈染的幾率，進而有效提高打印設備工作的質量和效率。

2.2.3 印刷平臺

為了保證設備運行速度能夠得到提升，同時在發展過程中降低打印不合理問題出現的概率，就需要結合實際情況對印刷設備與平臺進行創新設計，以通過這樣的方式來提高印刷效率與質量。因此，在發展過程中，就在設備中配備了伺服控制無軸傳動印刷平臺，以通過這樣的方式來控制設備運行速度[6]。這樣做還有一個好處就是可以充分滿足我國節能減排的要求。大多數情況下打印設備是不需要滿功率進行運轉的，所以印刷平臺的出現能幫助打印設備最大化提升工作效率，進而能夠降低能源浪費，所以說印刷平臺的出現能充分滿足我國節能減排的要求。

2.2.4 數字化前端系統

為了保證在系統運行過程中充分展現出數字化優勢，并為用戶對系統的應用帶來幫助，所以在其發展過程中設計了數字化前端系統，以通過前端系統控制來提高用戶數據交互頻率，并在運行過程中對數據進行快速處理。也就是打印設備在使用的過程中，能夠結合數字化前端系統的功能對數據進行更加合理的控制。通過對數據的高質量和高效率控制，能幫助打印設備更加科學的控制用戶的數據交互頻率。像在打印過程中能夠實現多個用戶無縫銜接打印，同時降低多個用戶打印出現錯誤的幾率。數字化前端系統的應用，既能夠充分提高打印設備工作的質量，還能有效地提高環保質量，最終促進我國打印技術和打印行業的發展進步。

3 結束語

通過以上總結可以了解到，在當前這一現代化技術不斷創新發展的背景下，噴墨技術的應用與發展有哪些優勢，同時也了解到數字噴墨印刷技術應用過程中的關鍵技術都有哪些。那么在未來發展過程中，印刷行業就需要結合實際情況去制定相應的發展計劃，同時還要在發展過程中不斷探索現代化技術與環保技術融合模式，以通過這樣的方式來推動印刷技術應用長久穩定發展，保證數字噴墨印刷技術能夠做到與時俱進，最終提高我國印刷業在國際中的地位。