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印表機技術的發展關係圖



 一、熱氣泡式

熱氣泡式可以說是最早的噴墨技術,也是印表機的起源。熱泡式技術是讓墨水透過細噴嘴,在加熱電阻的作用下,將噴頭管道中的一部分墨汁氣化,形成一個氣泡,並將噴嘴處的墨水頂出噴到輸出介質表面,形成圖案或字元。
由於熱氣泡式技術成熟且製造成本低廉,所以很廣泛的被各大印表機廠商所採用,如惠普(HP)、佳能(Canon)、利盟(Lexmark)等知名廠商所製造的印表機皆採用此技術。
但熱氣泡式卻有著兩大缺點:列印速度與解析度。這兩大主因成為了阻礙熱氣泡式朝快速與高解析列印的瓶頸,也促成了另一種噴墨方式的誕生。

二、壓電式
壓電式噴頭技術由德國西門子(SIEMENS)公司發明,後來將此專利售給飛利浦(Philips)、兄弟集團(Brother)與愛普生(EPSON)等企業,最後由愛普生(EPSON)將此技術發揚光大。與熱氣泡式不同,壓電式的噴墨原理為將許多小的壓電陶瓷放置到噴墨印表機的列印頭噴嘴附近,利用它在電壓作用下會發生形變的原理,適時地把電壓加到它的上面。壓電陶瓷隨之產生伸縮使噴嘴中的墨汁噴出,在輸出介質表面形成圖案。因為列印頭的結構合理,透過控制電壓來有效調節墨滴的大小和使用方式,從而獲得較高的列印精度和列印效果。
相較於熱氣泡式是透過加熱墨水轉變成不好控制大小的氣泡噴出,壓電式的噴頭對墨滴的精細度更佳,解析度更高,列印速度也比熱氣泡式來的快。但這些優點的背後就是製造成本高且良率偏低,所以早期壓電式的印表機並不普及於一般消費級機種市場,一直到1993年愛普生(EPSON)成功改良壓電式噴頭技術並壓低成本提高良率後,一般消費級市場上壓電式的印表機市占率才開始提升。

三、靜電式
除了熱氣泡式與壓電式,日商NEC與Matsushita(現今Panasonic松下企業的前身)曾合作研發了「靜電式」噴墨技術,並一度衝擊到壓電式。靜電式的工作原理為:墨水仍是由加壓管口噴出,但管孔較「壓電式」的更為纖細,噴出後的墨滴會自動分解成一顆顆的極小墨珠,在使這些細小的墨珠經過相同電極的帶電環時,由於這些墨珠相當微小,會因為同性電荷相斥的緣故,導致這些帶電的墨珠再度分散成墨霧,墨霧會因揮發作用快速的消散於空氣之中。反之,不帶電的印墨就不會分散而附著於紙上。靜電式能比壓電式印出更加細緻的輸出效果,且噴頭製造成本也比壓電式低,速度上也並不輸給壓電式。可惜靜電式的墨滴無法再縮小,同時列印時易受外界干擾而影響品質等因素,在NEC與Matsushita無法克服此瓶頸的情況下,靜電式就逐步被印表機市場給淘汰出局。

四、其它技術
其實在印表機的噴頭發展歷史上還有許多技術紀錄,例如擠壓式、剪力式、推拉式、偏向式、甚至超音波都是噴頭技術,而早期熱氣泡式技術的缺點也在今日高科技下,惠普(HP)與佳能(Canon)都逐漸克服並發展出各自的專利技術。目前的歷史發展總共有14種噴頭技術,相信日後隨著時間,我們還有機會看到更新更好的噴墨技術出現於科技業。

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