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汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)
2025/03/28

 对于喷墨打印设备,打印分辨率是衡量打印质量的核心指标,它对于最终图形的成形质量、膜层厚度等都有很直接的影响。其数值以每英寸喷印的墨点数(DPI,Drops Per Inch)来表示。

     如下图所示,通常在设备运动的两个方向上分别实现不同的打印分辨率——扫描向分辨率和步进向分辨率。扫描向分辨率是在垂直于喷头长度方向上实现的分辨率;步进向分辨率则是在沿着喷头长度方向上实现的分辨率。

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图1)





1、扫描向分辨率

     一般我们将喷头在打印时轴运动的方向称为扫描向,我司常见的G7、A6等大多数设备在使用中,喷头是当工作台在正向移动过程中进行喷印,而返程空跑,扫描向就是工作台正向移动的方向。实际中的扫描向喷印分辨率由所选用喷头自身喷嘴排列结构以及运动轴光栅尺来决定最佳匹配的分辨率,而扫描向分辨率同喷头喷射频率和工作台的移动速度有如下确定的数量关系:

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图2)




    例如,对于常用的KM1024iM,工作频率为24kHz,那么在扫描向分辨率1411dpi的情况下,对应的打印速度计算为432mm/s。喷印的墨点示意如下图,每个墨点在运动过程中依次喷印到基材上形成所需图案,由于扫描向分辨率是1411dpi,对应每个墨点在扫描方向上的间距:

δ=25400µm/1411≈18µm。

     但实际中单个墨点直径往往远大于这个间距,因此墨点会发生融合,形成的图形也就看不到单个墨点的形态,看起来就像一个整体。

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图3)





     另一方面,尽管我们设备工作台轴自身的自由运动设计速度可以达到1m/s甚至更高,但是在打印过程中,工作台的移动速度只能是432mm/s,所以如果需要提高打印效率,其中一种方法就是要有效提升喷头的喷射频率,这样才有意义在保证相同的扫描向分辨率情况下,能够提升打印的移动速度,缩短打印时间。亦或者降低扫描向分辨率,这样相同的喷射频率下,也能够提升打印的移动速度,提高效率。




2、步进向分辨率

     这里先介绍一个概念——喷头喷嘴的自然分辨率或物理分辨率,由每英寸的喷嘴数量来衡量(NPI,Nozzles Per Inch),它决定了喷印步进向分辨率的最小值。且能够实现的步进向分辨率的取值只能是NPI的倍数关系。

     如下图示意我们常用的KM1024iM喷头底部喷嘴排列方式,可以看到该喷头所有喷嘴并不是分布在同一条直线上,而是分成了四行错列排布,但是在横向上喷嘴之间的最小间距是一致的,图中的喷嘴最小间距d≈72µm,对应喷头NPI≈360。

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图4)





     这里喷头的自然分辨率360NPI决定了我们喷印图形时,喷头一次扫描喷印后平行于喷头的方向上(即沿着喷头长度方向)的喷印分辨率为360dpi,此时相邻两墨点之间的间距只能是72µm。

     对于更高的步进向分辨率的打印,则需要进行多次扫描喷印插点实现,并且沿每次扫描喷印需要沿步进向微小移动一个距离,而微步距离由所需实现的步进向分辨率决定。例如如下图所示,对于KM1024iM喷头,实现720dpi步进向分辨率对应的点距约为36µm,则进行了第一次扫描喷印形成步进向360dpi图形后(图中黑色点),我司设备的喷头轴沿步进方向微步移动36µm,然后喷头进行第二次扫描喷印(图中红色点),第二次喷印的墨点相当于落在第一次喷印的墨点之间,此时两次墨点之间的间距则减少为36µm,从而最终形成一个步进向分辨率为720dpi的整体图形。每一次的扫描喷印我们称之为一个步进向Pass,所以对于720dpi的实现需要两个步进向Pass,以此类推,1440dpi的实现需要四个步进向Pass。

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图5)





    同样,扫描向也有相似的Pass概念,也就是说,扫描向分辨率的实现并不一定总是需要一次扫描获得,也可以通过多次扫描,带来的缺点是降低了成形效率,优点是能够提高喷印精细度。这些将在后续的持续介绍中说明。

汉印解码——喷墨打印分辨率的介绍(1)(图6)


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