喷打新动力 新微压电技术解析

近来，爱普生在商用喷打市场上动作频频，在国内市场上推出了Office系列喷打，在中国香港和台湾市场上推出了B-500DN系列喷打，都反映出爱普生挟新喷打进军商用市场、挑战激打商用霸主地位的决心。那么，爱普生的信心来自于何处，也许答案只有一个，爱普生全新的微压电喷墨打印技术。那么，什么是微压电技术，爱普生的最新微压电技术又有哪些方面的进步呢？

微压电与热气泡殊途同归

　　其实，在喷墨打印机市场上，我们可以看到两种技术的身影，即微压电技术和热气泡技术。这两种技术在原理上还是有比较大的区别的，微压电喷墨技术是爱普生独家采用的喷墨技术，它是将许多小的压电元件放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用压电元件在不同电压作用下会发生形变的原理，挤压喷头内的微小墨仓，令墨滴从喷嘴中喷射出来（图1）。而热气泡技术则在惠普和佳能的打印机中广泛应用，它是通过附加在打印头上的加热元件(通常是热电阻)，将墨水的温度急速加热到300℃左右，使喷嘴底部的液态墨水汽化并形成气泡，气泡产生的压力迫使一定量的墨滴克服表面张力快速挤压出喷嘴，从而完成一个喷墨过程（图2）。

图1 微压电技术原理图

图2 热气泡技术原理图

　　当然，微压电技术和热气泡技术并无绝对的优劣之分，热气泡技术的优点在于结构较为简单，成本相对低廉，这对提高喷头上喷嘴的密度和数量，从而提高打印速度是非常有利的。同时，采用热气泡技术的喷头工作在高温高压下，这一方面使得其自我清洁能力较强，相对不容易出现喷头堵塞的情况，但另一方面也使得喷头的寿命较短，所以在使用热气泡技术的喷墨打印机中，大多采用墨盒喷头一体式结构。

　　得益于压电元件良好的控制性，微压电技术最大的优势在于墨滴控制的灵活性和精确度。由于爱普生采用的压电技术能够在不同的电压脉冲下产生程度不同的形变，因此只要通过调整压电元件的脉冲控制，即可获得大小不等的墨滴，这就可以实现在高覆盖率打印条件下使用大墨滴来提升打印速度，在高精度打印条件下依靠小墨滴来保证打印精度的目的。爱普生的智能墨滴变换技术的实现，就是基于这一原理的。

　　同时，微压电技术还有利于提高墨滴着墨的精度。在热气泡技术中，热气泡的破裂往往会导致墨滴形状和飞行轨迹的改变，甚至还会生成许多微小的“卫星”墨滴，这种“卫星”墨滴的变化往往是难以控制的，这就容易导致墨水在打印介质上出现定位误差，从而影响打印效果。而在微压电技术中就不一样了，它是依靠压电元件先向后变形将墨滴向后拉，再将墨滴向前推射出去。在这一变化过程中，为墨滴的喷射积蓄了能量，还能有效减小液体的表面张力，使得墨滴喷射更加轻松，喷射出去的墨滴更加浑圆。而压电元件的推射力非常平衡，这也很好地保证了墨滴的飞行轨迹和在打印介质上的落点。浑圆的墨滴和精确的落点，无疑能更好地保证打印质量。

　　在发展过程中，爱普生还推出了精准微压电技术，令喷嘴更加垂直于纸面，这样的改进缩短了墨滴的飞行距离，减小了地球引力对墨滴飞行轨迹的影响，最大限度地避免了横纹误差（图3）。

图3 爱普生精准微压电技术可提高喷嘴的垂直度
　　同时，采用微压电技术的打印喷头工作于常温下，由于工作过程中无需加热，打印喷头对墨水的适应力更高，这也使爱普生的喷墨打印机能广泛适应颜料墨水。而颜料墨水优良的耐侯性（耐光照、耐氧化等的性能）和防水性能又促进了爱普生微压电技术的发展和在商业领域中的应用，这就形成了一个良性循环。同时，“冷”喷头还有利于提高喷嘴的喷射频率，即可让喷头在单位时间内喷射出更多的墨滴以提高打印速度，同时，“冷”喷头对于延长喷头寿命，降低整机功耗也有很大的帮助。

　　当然，微压电技术也并非毫无瑕疵，其缺点在于喷嘴的集成度较低，同时，由于喷头工作在常温微压的情况下，发生堵头的几率较高，这在一定程度上影响了微压电喷头的发展。



新微压电喷打突破自我

　　虽然具有喷射频率高和智能墨滴变换等优点，但在相当长的一段时间里，采用微压电技术的爱普生喷墨打印机在高分辨率打印情况下，其打印速度仍低于采用热气泡技术的喷墨打印机。究其原因，这是由于微压电喷头上集成的喷嘴数量较少造成的，采用热气泡技术的喷墨打印机在每色喷头上集成了上千个喷嘴，而采用微压电技术的喷打在每色喷头上仅有数十个喷嘴，这些喷嘴尽管个个都“身强力壮”，但“猛虎架不住群狼”，特别在高分辨率下，智能墨滴变换系统起不了太大作用时，微压电喷打的打印速度明显不敌热气泡喷墨打印机。

图4 全新微压电喷头使用的360dpi密度的喷嘴

　　但这一切在爱普生全新微压电喷头上终于得到了改变，在这个全新的宽达一英寸的喷头上，我们看到了微压电技术的新突破，360dpi的喷嘴密度，每色喷头上有360个喷嘴，四色喷头共1440个喷嘴。这不仅创造了微压电技术的历史，也大大缩小了微压电喷头与热气泡喷头之间的差距。虽然这种差距在客观上仍然存在，毕竟高端热气泡喷墨打印机的每色喷头密度已经达到1200dpi，但如果考虑到微压电喷嘴的喷射频率是热气泡喷嘴的2.5倍，这样，即便不算智能墨滴变换功能带来的速度提升，新的微压电喷打在高分辨率下的打印速度也足以与热气泡喷打抗衡。而在低分辨率和正常打印模式下，采用新微压电技术的喷打具有更强大的实力，360dpi分辨率的各色喷头，加上独有的智能墨滴变换技术和更高的喷射频率，新微压电喷打能全面超越热气泡式喷墨打印机。在低分辨率和正常打印模式下，这种新微压电喷打的打印速度甚至可能超越中低端激打，以爱普生的B-500DN为例，其黑白/彩色打印速度都达到了37ppm，达到了一个较高的水平，也让爱普生的喷打具有了向商业领域进军的实力。

　　以前微压电喷嘴堵塞的几率较高，而全新的微压电技术针对这一问题进行了改善。爱普生认为，堵头主要是由于气体进入喷嘴或墨盒长期不用，导致喷头上的墨水干涸造成的。为消除墨水中的气泡，爱普生在新一代喷墨打印机中引入了气泡消除系统，气泡消除系统(BES)包括真空包装、新型隔气材料等，从源头上消除了气泡进入墨盒的途径。同时，爱普生还采用了压力震荡技术，即依靠震动，使墨盒中的气泡破碎，避免它进入打印机喷头。

　　同时，爱普生还使用了挥发抑制系统（ERS）以解决了墨水挥发的问题。这一系统不论是开机工作中，还是休眠中或打印机长期关机中，都能够帮助喷头有效隔绝空气，避免喷头上的墨水干涸。喷嘴清洁件、全密闭保护仓、液面震荡等多项核心专利技术，为喷头的安全构筑了一道严密的保护网。通过这两大保护系统的运用，使得采用新微压技术的喷打不再容易发生堵头的现象。

　　百通观点：可以说，微压电技术的进步，大大提升了爱普生喷打在商用喷打领域的实力。采用新微压电技术的喷打能满足大多数中小企业用户的需求，彩色输出、高速黑白和彩色打印、低成本输出，现在只需要一台采用新微压电技术的喷打就可以满足中小企业用户的需求，而不必再像以前那样要同时购买一台喷打和一台黑白激打了，不但为企业节约了初期采购成本，而且降低了后期维护成本。