什么是灰度打印?

Kyle Pucci, 5 月 7, 2018

大多数现代工业喷墨打印应用都使用灰度打印。在这次活动中,我们将讨论二进制喷射和灰度喷射之间的区别、灰度变得如此流行的原因,以及围绕它设计系统时的一些注意事项。 我们将大量使用分辨率和波形等术语,因此如果您想了解更多背景信息,请查看我们之前关于选择打印头和波形理论的帖子。 selecting printheads and waveform theory if you’d like more background.

二进制VS灰度

如果当您听到“二进制”这个词时,脑海中会浮现出 1 和 0 的图像,那么您可能已经了解了喷墨打印中二进制的含义。就像数据被简化为 1 和 0 一样,二值图像被简化为有或没有下降的像素。所有水滴大小相同,没有中间选项。如果我们想以定义的分辨率打印给定大小的字母“K”的简单图像,那么我们将在希望墨水沉积的像素中放置墨滴,如下图所示。

如您所见,这不一定能产生最准确的图像再现。为了改善结果,您可以有更多的像素位置来放置更小的墨滴。这就是办公打印机在多通道中的工作方式,但喷墨头需要时间才能发展到能够在单通道中完成,因为它需要密集的喷嘴和高喷射频率。这里的图像是用更小的水滴(更高的分辨率)得到的相同的K。

改善图像外观的另一种方法是使用灰度。 如果二进制图像是黑白图像,则灰度图像是黑色、白色和介于两者之间的许多灰度阴影。在喷墨打印的意义上,这通常意味着在每个墨滴位置(像素)可以有多种墨滴尺寸。通过为每个像素选择各种墨滴大小的能力,您可以更准确地产生一个特征,而不必增加分辨率。这个字母K的分辨率和以前一样,但是每个像素有两个潜在的墨滴尺寸(灰度级)。

附带说明:仍然可以使用二进制来创建具有不同颜色密度的图像,您只需调整墨滴的位置,使深色部分的墨滴靠得更近,浅色部分的墨滴离得更远。

灰度是如何实现的?

如何从固定尺寸的喷嘴中获得不同尺寸的墨滴?答案是通过波形!因为波形控制喷嘴中墨水的声学特性,所以三种不同的波形可以从同一个喷嘴中产生三种不同尺寸的墨滴。在实践中,这通常是通过使用具有多个脉冲的单个波形而不是多个波形来实现的。

For example, you can develop a waveform with three identical pulses in it. If you want to print a small drop, Gray Level 1, you would only apply one of those pulses to the nozzle. If you want to print a medium drop, two pulses get applied, and three pulses for a large drop. With this setup, you have one waveform that can produce three different drop sizes, or Gray Levels.


为了使用灰度,您需要几个系统组件来处理每个像素位置超过一位的数据。然后,您的控制系统可以使用您的波形(通过正确的脉冲数)来发射RIP选择用来进行最佳再现的任何墨滴大小。这个过程是通过打印头的驱动电子设备来处理的。

灰度的好处

正如我们之前看到的,更高的分辨率和灰度都是改善图像外观的技术。因为提高分辨率已经是一个已知的解决方案,您可能想知道为什么灰度是必要的。显示器就是这种情况,如果您想改善它的外观,只需减小像素的大小。然而,在喷墨中,就没那么容易了。

喷墨显示器不必担心的挑战是,因为点是非接触式沉积的,并且具有低粘度,所以它们可以四处移动。一旦沉积,墨水可以根据表面张力效应吸油,并会聚结形成更大的颜色面积。即使光栅像素间距非常小,这也可能导致可辨别的变化,称为颗粒度。因为墨滴在更高的分辨率下靠得更近,聚结会变得更糟。此外,如果您正在处理吸收性基材,几滴较小的墨滴可能会比它们正在替换的一滴大墨滴失去更多的颜色。

此外,根据您的应用,更高的分辨率、更小的墨滴并不总是实用的解决方案。如果您正在寻找高沉积,如涂层、粘合剂或3D打印,当您只需要边缘的那种精度时,可能需要很长时间才能滴下1pl。

灰度有助于工业应用,因为您可以通过更好地控制聚结、颜色和沉积来改善外观。基本上,您可以在一个系统中同时获得小墨迹和大墨滴的好处。

结论:正确配置后,灰度在单个系统中提供了低覆盖和高覆盖的选项和优势

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