连供喷墨打印机墨水流畅性的分析

贺丽娟

（辽宁精化科技有限公司，辽宁丹东 118301）

连供喷墨打印机墨水流畅性的分析

贺丽娟

（辽宁精化科技有限公司，辽宁丹东 118301）

简单地介绍了连续供墨系统的市场应用前景，以及在喷墨打印技术飞速发展的大环境下，连续供墨系统的实用性，并针对用户的日常使用需求，介绍了对墨水的流畅性进行检测的必要性和可行性。以爱普生R330连续供墨打印机为例，首先，介绍了压电式喷墨打印技术和连续供墨系统的工作原理；其次，介绍了在不同条件下对墨水流畅性的检测方法，包括常温流畅性、间歇流畅性、老化后墨水的流畅性（高温和低温）；再次，对这三种流畅性的检测方法、检测结果、结果的影响因素进行了分析讨论，介绍了走墨的原因和LC、LM两种颜色与其他颜色不同的流畅性检测方式，并介绍了表面张力和粘度与流畅性的关系，以及pH值和墨水系统电导率对墨水体系的稳定性的影响和对打印流畅性产生的影响。

连续供墨；喷墨墨水；流畅性

近年来，随着喷墨打印技术的不断发展进步，喷墨打印机的使用范围日趋广泛，其价格也逐渐地平民化，无论企业、个体还是家庭都随处可见它的身影。虽然它售价相对便宜，但使用成本高（如，频繁更换墨盒），尤其是日常打印量较大的用户（如广告设计、数码印刷公司等）。通用耗材厂商就看准了这一市场需求，推出了专为喷墨打印机设计的连续供墨系统，简称“连供”。这是一种新型的供墨方式，与喷墨打印机传统的供墨方式（自身内置墨盒供墨）不同，它采用外置墨盒再用导管与打印机的内置墨盒相连，这样外置墨盒就源源不断地向内置墨盒提供墨水。

喷墨打印机墨水的打印流畅性是一种特别直观、实际的应用性能，一定程度上体现了墨水的稳定性，是墨水出厂前很重要的质量检测手段。本文将以爱普生R330型连供喷墨打印机为例，对水性染料型喷墨墨水的流畅性进行检测进而评测产品的质量。

1实验仪器和材料

1.1 实验仪器

打印机，连供系统，老化试验箱，冰柜

1.2 实验材料

墨水，市场认可A4复印纸（若干张）

2 实验原理

2.1 压电式喷墨技术

爱普生R330型打印机属于压电式打印机，压电式喷墨技术属于常温常压打印技术，压电式喷墨打印机墨仓的一端是喷嘴，另一端是许多微小的压电材料（大多是铅—铝—钛类压电晶体）[1]，压电晶体在电压变化作用下具有弯曲形变的特性，当图像信息电压加到压电晶体上时，压电晶体的伸缩振动变形将随着图像信息电压的变化而变化，并使墨水在压电晶体变形的作用下被高速均匀准确地压出喷嘴，墨滴喷出后由墨盒及时补入墨水。

图1 压电式喷头喷墨过程

2.2 连续供墨系统

喷墨打印机连续供墨是利用打印机的墨盒在打印中向喷头源源不断地输送墨水的同时，墨盒内也需要自动吸入同等容量空气补充平衡的这一现象，将从墨盒通气孔补充进入的空气改为补充进入墨水。这样墨盒输送到喷头多少墨水就及时补充多少墨水进入。补充墨水通过软管连接到打印机外的墨水容器上，已达到内置墨盒始终有足够量的供打印墨水的目的，现在很多厂家利用虹吸原理[2]，采用通气孔一直延伸到墨盒底部作为平衡仓，无论墨盒剩多少墨水其出墨口的压力基本一致。

图2 连供系统

3 检测方法

3.1 安装软件和设计单色块

3.1.1 安装软件

将驱动光盘放入光驱，按提示操作安装。

3.1.2 设计单色块

用CorelDRAW软件设计6个单色块，分别填充颜色值K=100%、C=100%、M=100%、Y=100%、C=50%、M=50%，以待测试流畅性时使用。

3.2 常温墨水的流畅性

用60mL一次性针管（每个颜色配一个），各抽取40mL墨水，注入爱普生R330打印机连供系统中，喷嘴检查正常即可开始检测，如需要清洗，次数不应该超过3次，介质选普通复印纸，打印质量普通，打印选项灰度模式，K、C、M、Y四个颜色先走墨30页单色块，再连续打印单色块20页，LC、LM两个颜色连续打印20页即可。

图3 单色块（K=100%）

3.3 间歇流畅性

常温流畅性结束后，将打印机关机停止使用，7天后再开机，喷嘴正常即可开始检测，打印设置如3.2设置好后，打印20页单色块。

3.4 老化后墨水的流畅性

将耐老化瓶分别编号K1、C1、M1、Y1、LM1、LC1、K2、C2、M2、Y2、LM2、LC2。按编号对应的颜色每个瓶子放50mL的墨水。

3.4.1 高温试验

将编号为1的六个颜色以70℃的高温条件，在老化试验箱里放置7天。时间到取出老化瓶，待冷却至室温后，每个颜色抽取40mL注入外置墨盒，喷嘴正常即可开始检测，打印设置如3.2设置好后，K、C、M、Y四个颜色，先走墨30页单色块，再连续打印单色块20页，LC、LM两个颜色连续打印20页即可。

3.4.2 低温试验

将编号为2的六个颜色以-20℃的低温条件，在冰柜里放置3天。时间到取出老化瓶，待墨水融化并至室温后，每个颜色抽取40mL注入外置墨盒，喷嘴正常即可开始检测，打印设置如3.2设置好后，K、C、M、Y四个颜色先走墨30页单色块，再连续打印单色块20页，LC、LM两个颜色连续打印20页即可。

4 检测结果与讨论

4.1 常温流畅性分析

六个颜色的流畅性均一次性通过，说明产品的打印流畅性很好。

4.1.1 走墨的原因

走墨30页是模拟用户日常的注墨水方式来进行的，连供系统的一个特点就是注墨方便，用户可直接将墨水注入外置连供墨盒。先连续打印30页的单色块，内置墨盒以前的剩余墨水和混合墨水已经几乎打印完毕，之后再连续打印20页单色块。

4.1.2 LC、LM的流畅性

在C、M两个颜色先走墨30页的时候，LC、LM两个颜色同时也在走墨水，因此，LC、LM两个颜色可直接连续打印20页单色块。

4.1.3 流畅性的影响因素

打印流畅性跟墨水的粘度和表面张力有关，对于无海绵墨盒和连供系统，粘度和表面张力影响着墨水的流动和喷墨滴的大小及形状。

4.2 间歇流畅性分析[3]

打印机停用7天后，再开机，喷嘴检查显示正常，六个颜色均连续打印20页，无断线现象，说明经过长时间放置墨水的流畅性与之前的差别不大，产品的打印稳定性、储存稳定性很好。

4.2.1 pH值的影响

墨水的打印稳定性与墨水的pH值有关。pH值表示溶液酸碱程度，合适的pH值使溶解度达到最好，进而使墨水体系具有好的稳定性。

墨水与打印头及其他配件的适应性与墨水的pH值有关。若墨水体系的pH值不合适，长此以往会造成打印头被腐蚀。此外，还要求墨水体系与连供系统（外置墨盒、管线等）具有相容性。

4.2.2 电导率的影响

墨水电导率表示墨水体系的含盐量高低。含盐量过高，与其结合的Cl-的含量过高，会对打印头具有一定腐蚀性。或是与墨水体系产生电化学反应，是染料分子结晶析出，造成打印头储墨仓堵塞，进而断线、堵头。

有些墨水常温流畅性合格，但是长时间放置后，就会出现断线等现象，也与墨水体系含盐量过高有关。

4.3 老化试验分析

老化试验后，分别检测高温、低温的流畅性，六个颜色均先走墨30页，再打印20页不断线，说明墨水的流畅性基本没发生变化，稳定性很好。

老化试验分为高温试验和低温试验，模拟了用户在购买了墨水之后在高温或是低温条件下储存、运输墨水的稳定性。其中高温试验主要检测墨水是否会有胶化现象，低温试验主要检测墨水是否有返粗现象[4]。

5 结论

通过几种不同条件下的流畅性检测，对墨水的质量进行了简单的评判，结果是此批次的墨水质量为A级合格，并且具有很好的稳定性。这种方法既直观又方便快捷。在实际生产过程中，首先要对墨水的pH值、电导率、表面张力、粘度进行测量，在数据合格的情况下，再进行流畅性的检测，如若出现断线（清洗3次之后）、堵头等现象，在排除了打印机故障之后，再重新调制和检测。

1.陈梅等.彩色喷墨打印用墨水[J].辽宁化工，2001，30（2）：53～56

2.陈敏恒.化工原理[M].北京：化学工业出版社，2006

3.任明华.喷墨墨水的质量检测[J].办公自动化，2013，（8）：19～21

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1671-3389（2017）02-10-03