现在喷码机按墨滴形成原理分为：热发泡喷墨、压电喷墨、静电喷墨和声波喷墨，其中应用较为普遍的是热发泡式和压电式。热发泡喷墨通过电阻通电加热，使油墨爆发气泡，将一定量的油墨挤出喷嘴；在电阻无电压时则阻止加热，无墨滴喷出。压电喷墨接纳压电晶体的振动来爆发墨滴。

喷码机在墨水腔的一侧装有压电板，当电流通过压电板时，压电板爆发细小的变形，这种变形的效果使墨水腔容积镌汰，挤压墨水而使微量墨水从喷孔挤出，并形成墨滴。对两者的喷印质量较量：热发泡喷墨时墨水是通过气泡喷出的，墨水微粒的偏向性与体积巨细欠好掌握，喷印线条边沿容易狼籍不齐，影响喷印质量；压电式具有墨点形状规则、没有溅射、墨点巨细可控、喷射速率可控、定位准确等优点，其喷印精度的提高峻有空间。

压电喷码机的刷新

在压电喷码机中，墨滴体积的影响因素包括喷嘴的直径，天生墨滴时的脉冲波形，以及墨水自己的张力。现在常见的压电式打印喷嘴直径为21μm，减小墨滴的最佳途径是减小喷嘴直径，可是并不可做到无限缩小，一样平常情形下固体颗粒的粒径要小于喷嘴的1%，喷墨墨水黏度要小于40cP，甚至能抵达1cP左右。当喷嘴缩小到一定尺寸后，一方面喷码机装备要战胜重大的毛细作用力；另一方面，对功效性墨水的固体颗粒粒径巨细、黏度等方面的要求会更高。在这样的情形下，为避免喷嘴梗塞，小喷嘴喷码机对所用墨水的颗粒尺寸、黏度、外貌张力、挥发速率等方面要求非？量，本钱也会大幅增添。

调理喷墨墨滴体积的另一个要领是：优化喷墨的驱动电脉冲波形和电压，改变喷头中的压电质料形变纪律来调理喷出油墨体积。驱动电压越高，压电质料的变形越大，喷出的液滴越大，速率越快。压电脉冲保存一个最优脉冲宽度，即关于一个给定的脉冲振幅，保存一个脉冲宽度值能抵达最高的液滴速率和喷墨质量。驱动脉冲的波形也从简朴的“推”出墨水酿成了既“推”又“拉”，由简朴的波形扩展到双极波形。

波形的首部分功效稳固，第二部分用于消除液滴从装置喷出的剩余声波震荡（如图1所示），即在墨水喷出喷嘴时施加一个回拉的力，使液滴尾部尽快与喷嘴疏散，镌汰尾部墨丝断裂造成的“卫星点”。最优双极波形是正负振幅相等且第二部分停留时间是首部分的两倍。

喷码机新的喷墨方法

在既有通俗喷墨方法不可知足需求的时间，泛起了刷新的喷墨方法。Rogers课题组发明了电流体力学喷码机手艺，在喷嘴和喷印基底之间施加电场作用，使油墨在喷嘴处形变，当电压恰其时，墨水会突破自身的黏度和外貌张力而爆发重大阻力射出喷嘴。与古板喷墨要领相比，这类要领喷头结构更为简朴，喷印尺寸更小，油墨适用规模更广。该要领可以接纳300nm甚至更小直径的喷头，实现高区分率喷印。气流喷印又叫气溶胶喷印，是另一种非古板的喷墨打印方法。

气流喷印的事情原理是将墨水在储墨盒里举行雾化处置惩罚（有超生起雾和气动起雾两种），油墨被雾化成1～5μm的液相颗粒，与气体混淆形成气溶胶，然后通过气流将气溶胶送出喷嘴。由于喷出的是一连的含有大宗微墨滴的气流，是一种一连喷墨式的喷印方法，并非通俗喷印喷出的自力墨滴，因此只能通过阻断喷射来断开气流，喷印的图像也是由线条组成。喷头的夹层结构，可以让喷嘴喷出相当于喷嘴1/10的气流，这样的事情机理使其喷印准确度很是高，线条宽度可抵达5μm。气流喷印的优势在于更普遍的油墨适用规模，只要能够雾化，油墨的黏度规模可以为0.7～1000cP。与此同时，较大的固体颗粒疏散系也适用于气流喷印。

优化墨水配方，改善承印物外貌

墨水的组分直接影响墨滴形成、航行历程以及在承印物外貌（铺展和润湿）的形态，对喷印精度有着直接的影响。喷码机对油墨的黏度、外貌张力、挥发性等要求较为苛刻。前面讨论过黏度、外貌张力与墨滴的喷射有着直接的关系，同时也会对墨水与承印物的相互作用有着影响。更高的区分率就需要墨水在承印物上有较低的铺展，要求墨水具有较高的黏度。

可是墨水的黏度越高，从喷嘴中喷出需要突破的阻力越大，甚至无法喷出。英国谢菲尔德大学机械工程系的Schubert接纳热敏凝胶聚合物包覆二氧化钛粒子的墨水。该墨水的特点是在临界温度下，聚合物在溶剂中泛起舒展状态，墨水黏度较低，而在临界温度以上时，聚合物卷曲，墨水黏度迅速增大。当低黏度的墨水从喷嘴喷出抵达加热的承印物上时，黏度增大镌汰了墨滴的铺展行为。

液滴的挥发性也是很是主要的影响因素。若墨水挥发性太强，可能导致溶质在喷嘴处析出从而梗塞喷嘴，墨滴抵达承印物时有可能酿成粉末而不是液体，影响墨水的附着性，降低喷印质量。而较低的挥发性又容易使墨滴在承印物外貌形成“咖啡环”，影响外貌的平整度。“咖啡环”的爆发通常以为是在喷印图案干燥历程中，由于液滴中心和边沿的干燥速率差别，溶质或疏散的颗粒由中心向边沿移动沉积，导致液滴的边沿留下了大宗的溶质或疏散颗粒。去除“咖啡环”可以通过使用差别沸点和外貌张力的溶剂配制混淆溶液，增添墨滴与承印物外貌的接触角，镌汰油墨的流动性等手段实现。

韩国延世大学的Moon等在溶液中添加高沸点、低外貌张力的乙二醇。由于水在液滴边沿的蒸发速率大于液滴中心，而乙二醇挥发速率较慢，因此随着蒸发历程的举行，液滴边沿乙二醇浓度会逐渐高于液滴中心乙二醇浓度。乙二醇的浓度差进一步降低了液滴边沿的外貌张力。实验效果显示，随着乙二醇含量的增添，粒子的沉积形貌变得更匀称；当乙二醇在适当的质量分数时，“咖啡环”征象消逝。优化承印物基材外貌的化学组成或物理结构，也是提高喷印精度的主要途径。承印物的多孔结构处置惩罚、外貌疏水化处置惩罚、对承印物加热等手段同样可以限制喷墨液滴的铺展，或者控制液滴的铺展偏向，实现高精度喷印。

通过刷新喷码机装备，控制调理喷印墨水挥发性、墨滴巨细、油墨温度、承印质料加热、油墨与承印物外貌接触角等因素，可以有用提高喷码机精度。可是，仍有许多问题需要解决，例如喷墨印刷针对性较强，喷印速率有待提高等。只管云云，喷码机以其本钱低廉、情形友好、制备简朴等优势仍然具有辽阔的应用远景。