基于数字喷墨印刷关键技术研究

明洪升

（山东省委员会机关政务保障中心，山东 济南250001）

在当前这一社会与经济快速发展背景下，印刷行业遇到了前所未有的发展契机，因为在发展过程中通过创新研究推出了喷墨印刷技术，这一技术应用相较于传统技术有着极强的作用优势。首先就是喷墨印刷技术应用后，其耗材得到了控制，其次就是印刷技术的应用范围更加广泛，最后就是技术应用效率得到了进一步提升。不仅如此，在近几年技术不断创新发展背景下，数字喷墨印刷技术也应运而生，以通过技术创新的方式来优化技术应用缺陷，并提升技术应用效率与质量，数字喷墨印刷技术在行业发展背景下也成为了常见的数字化生产方式。

1 喷墨技术分类

通过对喷墨技术进行总结分析可以了解到，当前主要应用的技术分为以下三种，分别是连续式喷墨技术、热发泡式喷墨技术、压电式喷墨技术。不同的技术应用方式均存在一定差异，所以本文就对不同类型的喷墨技术应用方式进行简要分析，进而深入的了解技术应用优势与劣势。

1.1 连续式喷墨技术

连续式喷墨技术虽然在当前印刷行业中属于常见技术，但是真正应用该技术开展工作的厂家极少，究其根本原因就是该技术特殊的运行方式所致的。连续喷墨技术的应用方式为通过喷嘴连续高速的喷出微小墨滴，再利用气流或电场将多余墨滴偏转，保证需要的墨滴能够落到目标物上。该技术应用优势就在于其喷墨速度极高，并且在喷墨后能够准确定位目标物。虽然其优势十分出众，但是在实际运行过程中还是无法掩盖技术劣势带来的影响，这一技术的缺点在于耗能过高，并且其有效能耗应用率极低，最重要的就是在运行过程中其墨水利用率极低，这就使得大多数厂家放弃了该技术的应用[1]。

1.2 热发泡式喷墨技术

在对技术应用进行深入总结后了解到，尽管热发泡式喷墨技术已经被推广多年，但是其应用受众范围还是十分有限，究其根本原因就是因为其技术应用损耗较大，同时对墨水的要求也很高，导致很多厂家放弃了该对技术的应用，下面就简单对热发泡式喷墨技术进行总结分析。该技术主要的应用方式是通过墨水瞬间加热的高温使墨水出现气泡并破裂形成墨滴，利用对墨滴的控制将其喷射到指定位置。该技术的应用效率高、成本支出项可控，所以有望成为主流喷墨技术，但是再对其缺点进行总结后发现，其应用具有局限性，因为该技术应用需要长期处在高温高压环境下，这就导致喷嘴长时间处在极端环境下作业，因此其设备使用寿命也就会受到影响，最终会导致喷头更换频率增加，虽然其成本支出项能够得到控制，但是成本支出频率过高，长此以往就会形成高成本消耗与支出的问题。

1.3 压电式喷墨技术

压电式喷墨技术与热发泡式喷墨技术同属于按需式喷墨类型技术，同时也是被广泛应用的喷墨技术。该技术应用主要是通过压电陶瓷作用完成喷墨，在实际应用过程中只需要将压电陶瓷片安装到喷嘴顶部或侧壁，之后根据实际情况施加电压就可以完成工作。因为该技术应用过程中只需要在瓷片上施加电压，再加上瓷片的耐受能力较强，所以其喷头使用寿命就可以得到延长，最重要的就是通过瓷片进行喷墨可以对各种不同类型的墨水进行应用，有效降低了成本支出量与支出频率，因此这一技术被广泛应用到实际工作中。

1.4 按需喷墨成像技术

按需喷墨成像技术和连续喷墨技术的不同在于对储墨盒的压力作用不是连续的，只有需要墨水时才会对墨盒产生压力作用。这样能有效避免实际打印过程中对墨水的浪费，同时由于按需喷墨技术对墨水的高质量使用，其主要的优点就是质量高、能耗低、喷墨方式简单。按需喷墨成像技术根据墨水的生成方式不同能够分为热喷墨、静电喷墨和压电喷墨三种。热喷墨就是利用电热原理实现按需喷墨的目标；静电喷墨就是利用静电场和脉冲实现喷墨目标；压电喷墨是最常用的技术，已经在上文中有相应的叙述。

2 数字喷墨印刷机的关键技术

随着近几年来我国现代化技术地不断深化，数字喷墨印刷技术应运而生，该技术主要是利用数字喷墨印刷机将各种现代化数字技术整合后开展工作，通过对不同技术的整合可以进一步提高喷墨印刷效率与质量，同时在整合过程中还可以结合不同的技术与系统进行优化，以提高数字喷墨印刷机应用合理性。通过总结分析可以了解到，数字喷墨印刷机系统主要由以下几部分组成，例如数字化前端系统、数字控制系统、供墨系统、干燥系统等，下面就对其关键技术进行介绍。

2.1 数字控制系统

在对数字喷墨印刷机进行总结分析后可以了解到，其整体运行中最重要的就是数字控制系统，该系统的应用方式主要就是对打印喷墨头进行控制，以保证喷墨头可以结合实际情况进行角度调节，最终保证可以在印刷物上形成图像。在深入总结后还可以了解到其他作用功能，例如在实际运用过程中可以进行高速数据传输与分发、高速数据重构、精确同步控制等工作，下面就对数字控制系统的其他功能进行简要介绍[2]。

2.1.1 高速数据传输与分发

在实际运行过程中数字控制系统的高速数据传输与分发功能，其实就是印刷机接收的前端点阵数据，并结合实际情况将喷射点阵需求分发到不同喷头中。当前各厂家所应用的喷墨头具备喷嘴密度高、喷射频率快等特点，就拿经常应用的京瓷喷头来说，这一喷头在10.8厘米的宽度范围内就容纳了2656个喷嘴，并且每一个喷嘴还可以喷出3种不同类型的墨滴，最高的喷射频率能够达到40千赫。通过这样的运行方式就可以保证每一喷头能够达到40兆每秒的数据吞吐率，每一数字喷墨印刷机还需要配备10个以上的喷头，所以印刷机整体数据吞吐率就可以达到至少400兆每秒的频率。在数字控制系统实际运行过程中，需要保证高速数据传输以及分发能力稳定，但是在运行过程中难免会出现一些问题，所以在发展过程中就需要对其技术方案进行分析，通过研究与分析最终确定出了相应的技术方案。在实际运行过程中，服务器需要对前端数据进行分发，同时还需要结合实际情况对数据所在页面将数据分发到主控制板，主控制板在接收到相应数据后，就需要将不同地控制数据分发到对应喷头板上，最后喷头板就会根据数据对喷头进行控制并开始打印。随着时代进步以及高新技术的发展，能够通过无线数据传输的方式来实现数据分发的效果。无线数据传输技术如果落实在实际的数据分发功能中，就能够缩减服务器规模，进而能优化印刷设备内部的组织结构，显著提高印刷设备工作的质量和效率。

2.1.2 高速数据重构

高速数据重构功能也是印刷设备运行的重要组成部分，该运行方式为利用点阵数据以及喷头喷嘴物理分布进行匹配。但是碍于技术与工艺应用的限制，当前喷头还无法做到与全部喷嘴同步排列。通过对其实际运行进行总结分析了解到，该功能实际应用过程中其系统输出需要结合不同的喷头与喷嘴物理分布对相应的点阵数据进行收集，随后再结合实际情况对其进行补充，最终给出相应的实际点阵数据，这样在运行过程中喷头就能够将点阵数据传输到打印物中。在打印过程中打印物会在设备中快速移动，同时页面点阵数据也会随之更新，因此在运行过程中就必须要保证高速重构操作稳定运行，进而有效对相应数据进行传输，以保证可以满足打印实际需求。也就是说高速数据重构功能可以通过对打印物上点阵数据的采集，将相关的图案以及颜色印刷质量良好的印刷在打印物上。高速数据重构功能的良好落实，能有效促进打印技术满足现阶段我国大数量打印的要求。像在企业生产产品的过程中，就需要对企业商标以及包装和广告进行打印，这种打印数量对打印设备的运行效率和质量具有极高的需求，高速数据重构功能能够充分满足企业的发展目标，进而能够促进打印技术满足市场需求。就拿京瓷喷头来说，该喷头的最大数据吞吐率为40兆每秒，所以在设备运行过程中就需要将这一问题重视起来，并保证其高速数据重构功能可以满足相应的吞吐量需求[3]。

2.1.3 精确的同步控制

为了保证最终打印结果的准确性，同时避免出现打印内容模糊或混乱，就需要将其精准同步控制问题重视起来，还需要在发展过程中将现代化系统控制方式应用起来，进而有效提高喷嘴准确性与最终印刷合理性，通过精确同步可以保证喷嘴与喷射频率能够和印刷物运动频率同步。通过深入总结分析可以了解到，喷墨印刷可以在打印方向上不断调整其最大分辨率，并且最大分辨率的调整也是结合不同的环境与印刷物进行控制，进而有效提高印刷准确度。例如在印刷过程中印刷物需要不断移动，那么此时就需要系统对其进行精确追踪，以通过这样的方式来精准判断印刷物的移动，同时其精准跟踪位移也有着一定的规范，比如在600dpi的精度下，微小位移是42．333μm，1200dpi精度下则是21．167μm。同步控制的目的就是利用控制系统对印刷物的位移进行实时跟踪，并在实际运行过程中形成同步控制信号，以保证喷头能够在控制下精确输出点阵数据，最终完成对印刷物的输出。

2.1.4 喷嘴异常检测与在线补偿

在实际运行过程中为了避免出现印刷异常的问题，需要重点关注喷嘴异常检测与在线补偿技术的应用，该技术应用的目的就是在设备运行过程中能够做到对设备喷射状态进行实时监测，这样即使在运行过程中出现了喷射异常的问题，也可以通过服务器对问题进行实时处理，同时还可以在运行过程中将印刷缺陷利用视觉补偿的方式隐藏起来。通过对印刷设备的运行总结可以了解到，其实在印刷过程中出现问题的主要原因就是因为喷嘴的孔径存在问题，所以就需要结合实际情况去了解问题出现的原因，由于喷嘴孔径较小，所以就会在运行过程中出现喷嘴堵塞、歪针等问题。通过系统对设备运行的管理就能够快速地对问题进行处理，例如在实际运行过程中设备出现了问题，那么系统就会对问题进行快速整理，此时工作人员只需要对系统运行停机，并结合实际情况对系统问题数据进行整理，就能够快速了解到问题所在，进而快速解决存在的问题，避免在运行过程中因为运行异常问题迟迟无法得到处理最终影响到系统稳定运行。在系统应用后，还可以对已经出现缺陷的印刷品进行修复，其修复原理就是通过挂网原理对点阵数据进行调整，随后再对缺陷区域进行考量与视觉补偿，以通过这样的方式来弥补印刷品的缺陷，以提高印刷合理性与有效性[4]。

2.2 其他喷墨子系统

在设备运行过程中不仅仅需要数字系统进行控制，同时还配备了相应的印刷子系统，以通过这样的方式来保证设备能够长久稳定运行，还可以在一定程度上来提高印刷质量。下面就对其他喷墨子系统的运行作用价值进行简要介绍。

2.2.1 供墨系统

在印刷过程中难免会出现墨水供应不足的情况，但是毕竟单一设备只能配备一个墨盒，所以为了避免在印刷过程中因为墨水供应问题影响到其运行效率与质量，就需要将供墨系统融入到设备运行中。通常情况下，不同打印设备的供墨系统运作方式是不同的，像小型的打印设备使用的供墨系统就是对墨盒进行更换，通过这种方式来提高打印质量满足使用要求；对于大型的打印设备现阶段可以使用持续性管道供墨方式，通过这种方法提高打印效率。在系统运行过程中就可以解决墨水供应不合理的问题，同时还可以进行不停机换墨，以通过这样的方式来保证设备能够长久稳定运行[5]。

2.2.2 干燥系统

一般情况下，在对大量信息进行打印时需要消耗大量时间，同时印刷速度也需要得到提升，导致墨水未干打印产品就已经完成的情况，长此以往就会造成大量墨水与印刷品消耗的情况。所以就需要在设备中配备干燥系统，以通过这样的方式来降低系统运行对资源的浪费，同时还可以保证印刷速度得到提升。干燥系统就是在打印完打印物之后，对打印物进行干燥剂的喷洒，在具体落实干燥系统的过程中，根据不同的打印物性质，应该使用不同的干燥剂。这样能够加快干燥速度，同时能降低打印物出现打印颜色晕染的几率，进而有效提高打印设备工作的质量和效率。

2.2.3 印刷平台

为了保证设备运行速度能够得到提升，同时在发展过程中降低打印不合理问题出现的概率，就需要结合实际情况对印刷设备与平台进行创新设计，以通过这样的方式来提高印刷效率与质量。因此，在发展过程中，就在设备中配备了伺服控制无轴传动印刷平台，以通过这样的方式来控制设备运行速度[6]。这样做还有一个好处就是可以充分满足我国节能减排的要求。大多数情况下打印设备是不需要满功率进行运转的，所以印刷平台的出现能帮助打印设备最大化提升工作效率，进而能够降低能源浪费，所以说印刷平台的出现能充分满足我国节能减排的要求。

2.2.4 数字化前端系统

为了保证在系统运行过程中充分展现出数字化优势，并为用户对系统的应用带来帮助，所以在其发展过程中设计了数字化前端系统，以通过前端系统控制来提高用户数据交互频率，并在运行过程中对数据进行快速处理。也就是打印设备在使用的过程中，能够结合数字化前端系统的功能对数据进行更加合理的控制。通过对数据的高质量和高效率控制，能帮助打印设备更加科学的控制用户的数据交互频率。像在打印过程中能够实现多个用户无缝衔接打印，同时降低多个用户打印出现错误的几率。数字化前端系统的应用，既能够充分提高打印设备工作的质量，还能有效地提高环保质量，最终促进我国打印技术和打印行业的发展进步。

3 结束语

通过以上总结可以了解到，在当前这一现代化技术不断创新发展的背景下，喷墨技术的应用与发展有哪些优势，同时也了解到数字喷墨印刷技术应用过程中的关键技术都有哪些。那么在未来发展过程中，印刷行业就需要结合实际情况去制定相应的发展计划，同时还要在发展过程中不断探索现代化技术与环保技术融合模式，以通过这样的方式来推动印刷技术应用长久稳定发展，保证数字喷墨印刷技术能够做到与时俱进，最终提高我国印刷业在国际中的地位。