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第一章 概述1

1.1喷墨印刷发展简史1

1.1.1喷墨印刷的起源1

1.1.2喷墨印刷的近代进展2

1.1.3喷墨印刷主要工艺的形成3

1.1.4从黑白到彩色5

1.1.5现代喷墨印刷技术6

1.2喷墨印刷的特点与应用趋势6

1.2.1喷墨印刷的独特优势6

1.2.2墨滴尺寸8

1.2.3打印头结构9

1.2.4质量10

1.2.5速度11

1.2.6喷墨印刷分类12

1.2.7喷墨印刷的现代应用趋势13

第二章 墨水喷射动力学14

2.1流体力学的某些基本问题14

2.1.1连续介质模型14

2.1.2流体的基本物理性质15

2.1.3牛顿黏性实验16

2.1.4流体黏性17

2.1.5流体分类17

2.1.6流体静力学与流体运动学18

2.2流体力学的研究方法19

2.2.1理想流体运动微分方程19

2.2.2纳维-斯托克斯方程20

2.2.3黏性流体的运动状态20

2.2.4圆管的层流运动21

2.2.5圆管中的紊流问题23

2.3流体运动参数对评价墨水喷射质量的意义24

2.3.1典型流体参数24

2.3.2雷诺数24

2.3.3关于雷诺数的讨论25

2.3.4韦伯数25

第三章 喷墨印刷的理论基础27

3.1连续喷射墨水流的断裂问题27

3.1.1层流喷射27

3.1.2连续喷墨的墨滴形成过程28

3.1.3墨滴成形前的射流轮廓29

3.2按需喷墨的流体动力特性30

3.2.1按需喷墨装置的基本结构与墨滴生成描述30

3.2.2墨滴喷射系统简化31

3.2.3墨滴正常喷射的模拟结果32

3.2.4雷诺数用作流体控制参数的意义33

3.3墨滴扩展34

3.3.1墨滴扩展现象34

3.3.2墨滴撞击纸张的行为特征与扩展比影响参数35

3.3.3墨滴扩展比公式36

3.3.4记录点直径预测37

3.3.5墨水扩散对线条复制效果的影响38

3.3.6墨滴扩展和渗透导致的形状误差38

3.4表面张力与黏弹性问题39

3.4.1墨水与喷射特性40

3.4.2流体物理属性与驱动力40

3.4.3表面张力对墨水喷射的推动作用41

3.4.4流体的黏弹性问题42

3.5墨水的渗透与吸收43

3.5.1纸张的亲水性与疏水性44

3.5.2接触角44

3.5.3墨水渗透和吸收的理论描述45

3.5.4墨滴形状参数变化规律46

3.5.5涂布纸墨滴吸收模型47

3.5.6普通纸墨滴扩散模型48

3.6干燥时间与喷墨印刷质量的相关性49

3.6.1墨水干燥的一般问题49

3.6.2吸收干燥50

3.6.3蒸发干燥51

3.6.4干燥时间52

3.6.5墨水吸收速度53

3.6.6纸张变形53

第四章Sweet连续喷墨技术55

4.1 Sweet连续喷墨概述55

4.1.1技术发明55

4.1.2技术原型56

4.1.3技术分类57

4.2 Sweet喷墨工艺58

4.2.1墨滴断裂激励与卫星墨滴58

4.2.2墨滴充电59

4.2.3墨滴静电偏转60

4.2.4空气阻力61

4.2.5相位控制62

4.2.6防止墨滴合并的措施62

4.2.7静电交互作用63

4.3二值偏转Sweet连续喷墨64

4.3.1早期二值偏转连续喷墨技术64

4.3.2二值偏转连续喷墨的进步65

4.3.3二值偏转面临的主要挑战65

4.3.4对称模式66

4.3.5非对称模式67

4.4多值偏转连续喷墨系统68

4.4.1早期多值偏转Sweet连续喷墨装置69

4.4.2墨滴定位误差69

4.4.3墨滴定位精度的主要影响因素70

4.4.4空气动力与静电交互作用效应71

4.4.5合并曲线71

4.4.6多值偏转连续喷墨印刷系统72

4. 5 Sweet连续喷墨的空气动力影响73

4.5.1非吸气型静电偏转连续喷墨73

4.5.2墨滴交互作用74

4.5.3打印畸变75

4.5.4空气动力补偿76

4.5.5吸气装置76

4.6现代Sweet连续喷墨印刷技术77

4.6.1热激励气流偏转连续喷墨技术77

4.6.2墨滴发生器78

4.6.3热激励墨滴生成79

4.6.4气流偏转控制80

4.6.5结构特点81

4.6.6墨滴断裂距离82

第五章Hertz连续喷墨84

5.1经典Hertz连续喷墨技术84

5.1.1工作原理简介84

5.1.2墨滴喷射的基本特点85

5.1.3墨滴喷射控制86

5.1.4墨滴断裂位置87

5.1.5喷射效果分析88

5.1.6两种连续喷墨技术的墨滴生成方法89

5.1.7密度调制89

5.1.8两种连续喷墨的差异90

5. 2 Hertz连续喷墨系统91

5.2.1电极系统91

5.2.2简化偏转电极系统93

5.2.3字符与数字输出94

5.2.4早期彩色喷绘仪95

5.2.5传真系统96

5.3墨滴飞行稳定性97

5.3.1现代Hertz喷墨的结构基础97

5.3.2墨滴飞行控制的主要任务98

5.3.3墨滴飞行稳定性测量技术99

5.3.4墨滴位置分析100

5.3.5墨滴飞行稳定性与喷射距离的关系100

5.3.6激励源对墨滴飞行稳定性的影响101

5.3.7墨滴位置测量结果102

第六章 热喷墨104

6.1热喷墨技术的发展历史104

6.1.1热喷墨技术的发明104

6.1.2从打印计算器到喷墨打印机105

6.1.3快速发展的热喷墨技术106

6.1.4热喷墨印刷的十大技术突破107

6.2气泡动力与热转移特性108

6.2.1围绕气泡的工作循环108

6.2.2压力传播109

6.2.3气泡成核的统计模型110

6.2.4气泡成核质量112

6.2.5气泡压力和物理相变化113

6.2.6气泡压力积分114

6.3加热器与打印头115

6.3.1电加热元件115

6.3.2薄膜加热器116

6.3.3现代热喷墨打印头的结构特点117

6.3.4打印头的热转移控制117

6.3.5主动热控制118

6.3.6打印头内部的温度测量119

6.3.7热喷墨打印头的热路径120

6.3.8加热器表面的焦化现象121

6.3.9热喷墨打印头寿命122

6.3.10汽穴问题123

6.3.11气泡喷墨的热动力过程分析124

6.4墨滴喷射125

6.4.1顶喷与侧喷125

6.4.2气泡动量与墨滴动量125

6.4.3墨滴发生器126

6.4.4双脉冲驱动波形127

6.4.5密度调制128

6.4.6墨滴速度稳定性129

6.4.7墨滴定位误差的影响因素130

第七章 压电喷墨133

7.1压电效应133

7.1.1压电效应的物理本质133

7.1.2压电振子134

7.1.3常用压电材料135

7.1.4压电陶瓷材料的变形模式136

7.2压电喷墨的起源与发展136

7.2.1压电喷墨技术的发明137

7.2.2四种压电喷墨技术的形成138

7.2.3早期压电喷墨139

7.2.4现代压电喷墨技术140

7.3压电喷墨打印头141

7.3.1打印头基本要求141

7.3.2推压模式压电喷墨打印头142

7.3.3剪切模式压电喷墨打印头143

7.3.4共享壁结构144

7.3.5共享壁结构加工技术145

7.3.6打印头喷嘴交叉排列146

7.3.7打印头倾斜技术148

7.4墨滴喷射与控制149

7.4.1体积变换原理149

7.4.2墨滴体积调整参数150

7.4.3墨滴体积与墨水通道的依赖关系150

7.4.4喷嘴外径对墨滴喷射的影响151

7.4.5喷射压力的形成原理152

7.4.6多通道墨滴喷射153

7.4.7驱动脉冲宽度对墨滴喷射的影响154

7.4.8双极驱动波形155

7.4.9交叉对话及其副作用156

7.4.10声发射及影响因素158

7.5墨滴尺寸调制技术159

7.5.1墨滴尺寸159

7.5.2脉冲宽度对墨滴尺寸的影响160

7.5.3墨水灌入水平和预作用墨滴尺寸调制161

7.5.4墨滴破裂法161

7.5.5破裂脉冲调制技术162

7.5.6卫星墨滴对尺寸调制的意义162

7.5.7弯月面和墨滴成形振荡的有效利用163

7.6密度调制164

7.6.1墨滴发生器164

7.6.2共享壁墨水通道驱动波形165

7.6.3灰度等级打印的含义166

7.6.4共享壁结构压电喷墨灰度等级打印167

7.6.5二值复制系统与灰度等级系统168

7.6.6两种灰度等级技术169

第八章 相变喷墨171

8. 1早期相变喷墨171

8.1.1相变喷墨技术的出现171

8.1.2冷熔化工艺172

8.1.3相变油墨172

8.1.4打印头与驱动波形173

8.1.5墨滴处理措施174

8.2相变喷墨技术的发展175

8.2.1固体油墨胶印工艺175

8.2.2墨滴间接喷射和转移过程176

8.2.3墨滴固化模型177

8.2.4墨滴固化模型的有效性验证178

8.2.5转印和定像过程179

8.3墨滴尺寸调制180

8.3.1关于墨滴尺寸调制180

8.3.2墨滴成形与喷射模式181

8.3.3墨滴尺寸调制的理论基础182

8.3.4压力波振荡模式183

8.3.5相变喷墨驱动波形184

8.3.6二次喷射模式184

8.4相变喷墨的现代进展185

8.4.1现代相变喷墨印刷设备186

8.4.2打印头基本结构186

8.4.3喷射堆栈板187

8.4.4打印头结构类型与应用188

8.4.5多打印头相变喷墨印刷系统189

8.4.6多打印头系统的驱动波形190

第九章 静电喷墨192

9.1常规静电喷墨原理192

9.1.1泰勒效应与泰勒锥192

9.1.2泰勒效应的实验验证193

9.1.3打破液柱稳定性的最低电压193

9.1.4从毛细管抽出流体的最低电压194

9.1.5非导电液体静电牵引195

9.1.6稳定射流实验196

9.1.7黏性射流的不稳定性196

9.2泰勒效应静电喷墨技术197

9.2.1静电喷墨发展简史197

9.2.2静电喷墨的一般描述198

9.2.3单板静电喷墨与喷嘴199

9.2.4泰勒效应墨滴喷射过程199

9.2.5墨滴喷射控制方法200

9.2.6单通道运转静电喷墨201

9.2.7多通道泰勒效应静电喷墨202

9.3墨滴飞行稳定性204

9.3.1墨滴飞行条件204

9.3.2静电排斥与空气动力交互作用205

9.3.3墨滴飞行状态的典型观察结果206

9.3.4电荷误差与墨滴位置关系207

9.4超声波墨雾喷射208

9.4.1技术简介208

9.4.2打印头结构209

9.4.3驱动信号与复制层次控制210

9.4.4墨雾喷射特征211

9.4.5超声波墨雾喷射打印头实际结构212

第十章 设备结构与质量改善措施214

10.1往复式喷墨打印机214

10.1.1往复式结构214

10.1.2打印头套件215

10.1.3拖板传动机构216

10.1.4输纸套件与传动机构216

10.1.5打印头套件的墨滴直线度217

10.1.6打印头对位误差218

10.1.7拖板运动对位误差219

10.1.8拖板波浪运动220

10.1.9交叉打印与加网220

10.2全宽喷墨印刷设备221

10.2.1一般概念222

10.2.2页面宽度连续喷墨印刷机222

10.2.3行排列整体性压电喷墨打印头223

10.2.4热喷墨全宽打印头224

10.2.5集流腔形式相变喷墨全宽打印头224

10.3打印模式和质量改善措施226

10.3.1记录点的不规则性226

10.3.2一次通过打印模式227

10.3.3打印头结构与喷嘴位置误差228

10.3.4多次通过打印模式229

10.3.5打印蒙版230

10.3.6分辨率增强技术230

10.3.7彩色分辨率增强技术231

10.4喷墨印刷设备的工作能力与相关因素233

10.4.1往复式打印机生产效率233

10.4.2全宽打印头效率234

10.4.3干燥处理功率要求235

10.4.4喷嘴、墨水与网目调技术235

10.4.5设备的可靠性问题237

10.4.6表层流技术237

符号释义239

参考文献242