喷墨数码印机喷墨头拼接方式及调节机构

在过去的几十年里，桌面出版、数码打样、CTP和JDF等技术都对传统印刷的发展起到了至关重要的作用。现在，印刷市场上又兴起了一种新技术——数码印刷，在经历过一段时间之后，这种印刷方式已经有了相当大的发展，并且已从最初能够印刷简单的条码、标记等发展到现在的印刷大幅面彩色印刷品，同时印刷品质量也有了长足的提高。
目前数码印刷主要用于以个性化、可变信息、即时等为特点的“按需印刷”中，但昂贵的价格、耗材的垄断性，再加上这类印刷品的印刷质量仍和传统印刷方式存在差距，这些都使得数码印刷的发展受到了一定的限制。

现代数码印刷机的现状和发展趋势
随着复印机技术、打印机技术和计算机技术的发展，几乎所有相关的设备制造商都转向了数码印刷市场。目前，激光原理的数码印刷设备得到了普及，高精度的数码喷绘机在印前数码打样中也得到了广泛的应用；一些用于印制账单、直邮、条码等的喷墨印刷设备也得到迅速推广。喷墨头技术的发展也使得打印分辨率得到了大大的提高。
喷墨数码印刷机正在向高速发展，柯达万印推出V系列和D系列高速喷墨打印系统；爱克发与Thieme合作研制出M-Press系统；日本网屏研制出Jetpress 520；爱克发推出面向包装市场的∶Dotrix。但高速喷墨印刷也遇到了如下几个技术难题：①高速高精度的喷墨头技术；②喷墨头的自动清洗；③为高速高精度喷墨头配备的墨水。将来应用电子束技术原理的数码印刷系统将不再受温度和幅宽的限制，可实现高速、宽幅的输出；Tonejet技术的研制成功，使得墨水的生成成本大大降低，几乎跟传统的印刷油墨相当，同时画面效果又可追上传统印刷油墨。因此数码印刷的应用将越来越广泛。有业内专家预言：“高速喷墨数码印刷系统的兴起将会给传统的印刷设备制造业带来巨大冲击！未来印刷设备提供商的巨头将不再是海德堡，而是那些拥有喷墨印刷技术的提供商。”

数码印刷机喷墨头的几种典型拼接方式
根据喷墨头的摆放方式，数码印刷机喷墨头的拼接方式可分为品字型拼接、阶梯型拼接、军刀角型拼接、线性排列型拼接等。
1.品字型喷墨头拼接方式
品字型喷墨头拼接方式的第二个喷墨头排在第一个喷墨头的前面，第三个喷墨头排在第二个喷墨头的后面，并与第一个喷墨头在一条线上，相邻两个喷墨头的头尾喷嘴在垂直方向互相重叠在一个喷嘴上，其余喷墨头依次排列，如图1所示。该喷墨头拼接方式的主要特点：整个喷墨头组布局结构紧凑；单个喷墨头的分辨率更高；可进行宽幅拼接；供墨系统结构设计简单方便。

图1 品字型喷墨头拼接方式

2.阶梯型喷墨头拼接方式
阶梯型喷墨头拼接方式的第二个喷墨头排在第一个喷墨头的前面，第三个喷墨头排在第二个喷墨头的前面，相邻两个喷墨头的头尾喷孔在垂直方向互相都重叠在一个喷嘴上，其余喷墨头依次排列，如图2所示。该喷墨头拼接方式的主要特点：对供墨和数据控制系统的排布方便；单个喷墨头的分辨率高；可进行宽幅拼接；对单个喷墨头的调节操作空间大。

3.军刀角型喷墨头拼接方式
军刀角型喷墨头拼接方式所使用的喷墨头并排排列，每个喷墨头的1号喷嘴在同一条直线上，第二个喷墨头的1号喷嘴和第一个喷墨头的倒数第二个喷嘴在一条竖直线上，第三个喷墨头的1号喷嘴和第二个喷墨头的倒数第二个喷嘴在一条竖直线上，相邻两个喷墨头的头尾喷孔在垂直于纸路的方向上互相重叠于一个B(所设计的分辨率值)距离，其余依次排列，如图3所示。该喷墨头拼接方式的主要特点：整个喷墨头布局紧凑；可通过改变喷墨头与纸路的夹角，达到所需要的分辨率，同时可提高分辨率；对加工精度、装配调节的要求高；适合窄幅小打印头。

图3 军刀角型喷墨头拼接方式

4.线性喷墨头排列方式
线性喷墨头排列方式的第二个喷墨头排在第一个喷墨头的前面，第三个喷墨头排在第二个喷墨头的前面，相邻两个喷墨头的1号喷嘴错位B，其余喷墨头依次排列，如图4所示。

B=A/(N-1)
N：排列时所用的喷墨头数。
该喷墨头拼接方式主要特点：整个喷墨头布局紧凑；可通过增加喷墨头个数，整数倍提高喷墨头组的分辨率，从而满足我们的需求；适合单个喷墨头喷印宽度拼接；对喷墨头的套准调节方便。
此外，我们在使用需要较多喷墨头安装的喷墨印刷机时，喷墨头的拼接在实际应用中可以是上面的一种，也可以是几种方式的组合。

喷墨头的调节机构

喷墨头的调节主要包括单一色组内喷墨头平行性调节、喷墨头色组间平行性调节和喷墨头到直面距离的调节。下面就以单一色组内有3个喷墨头的结构为例，进行简要介绍。
1.单一色组内的喷墨头调节
单一色组内3个喷墨头的位置通过每个喷墨头1号喷嘴方向的固定孔固定，图5零件C的定位孔位来保证加工精度（±0.015mm），定位孔结构锥孔如图中B所示。喷墨头的平行调节依靠锥型零件E的移动使喷墨头围绕图中B的定位锥孔转动，喷墨头头尾部每调整1线，零件E需要转动118°，最终达到3个喷墨头平行。
2.四色喷墨头组间平行性及套印调节
每个喷墨头组的角度都可调节，松开图5中4个螺钉（如A处），围绕定位销轴E转动零件C，第三段尾部每调整1线，零件C转动0.02°，调节螺钉转动31.7°。四色喷墨头组的纵向套准依靠喷墨头数据控制调节Trigger信号，横向套准依靠喷墨头数据控制甩嘴来调节。

图5 单色喷墨头组的结构

3.四色喷墨头组距纸面高度的调节
由于喷墨打印过程中要求喷墨头到承印物表面的距离恒定，所以在承印物厚度不同时，需要调节喷墨头的高度位置。图6所示为自动化调节机构，由步进电机经过滚珠丝杠副减速，通过电气控制步进电机对喷墨头高度进行精确调整，调整精度可以达到±0.015mm，从而保证在不同的承印物上印刷时的色彩一致性。

图6 四色喷墨头组结构布局

通过以上对常见的喷墨头拼接形式和调节机构的分析可知，喷墨头位置调整的好坏将直接影响到印品的质量效果。因此，在喷墨印刷技术的发展过程中，如何控制好喷墨头的位置，就成为一个非常重要的课题，同时也是一个难题。