非连续喷墨在形成墨滴时[8，9]，通过与打印系统成像信号互动形成墨滴，而连续喷墨形成墨滴时，墨滴形成与控制分开。按需喷墨（DOD）形成墨滴时，喷嘴按照可变频率喷射墨滴。
非连续喷墨时，墨滴按以下原理形成：
①喷嘴内压力脉冲形成墨滴（脉冲射流，压电式DOD），与声场控制的连续墨滴形成方式类似；
②喷嘴内热能控制形成墨滴（热能射流、热气泡射流）：墨水室的热能脉冲，通过墨水热气泡转变为压力脉冲；
③通过电控在喷嘴内或喷嘴出口处形成墨滴。
非连续喷墨的墨滴形成[10]，可分为4个阶段：墨滴形成是第一阶段。然后，被挤出喷嘴的墨水液面，受压返回喷嘴内，是第二阶段。接着，墨水液面再向喷嘴出口移动，喷嘴被充满墨水；最后，移动的墨水液面稳定下来。连续喷墨的墨滴形成，后面三个阶段无法截然分开，喷嘴内由于有过压存在，不断地挤出墨水，形成连续的墨水射流。
非连续墨滴形成的一般原理，为喷嘴喷孔内单位面积作用于墨水的力，应大于妨碍墨滴形成的力，即墨水的内聚力，满足这一条件时墨水才会形成墨滴。墨水的内聚力可由描述墨水特性的无量纲数，即毛细管数C a2大小预测。毛细管数与墨水的黏性力、表面张力有如下关系：
其中，t为事件持续的时间，d为长度单位即喷嘴直径。毛细管数远大于1时，内聚力表现为受控于表面张力的特性。假设：
γ=30mN/m；η=2mPa·s；t=10 -3s；d=100μm；
可得毛细管数C a2=150，墨水黏性力占比不到表面张力1%。墨水内聚力受控于表面张力（压力）时，墨滴形成的条件为：
表面张力（压力）pa等于：
喷嘴出口处的力可由喷嘴内压力控制。用以上数值，可得压力脉冲应为1.2kPa。静电式墨滴形成时，有一电场对墨水产生吸力：
其中，K是墨水相对介电常数，ε0是空气介电常数，V是工作电位，D是喷嘴出口与电极的距离。将公式（5-31）、式（5-32）、式（5-33）合并，可得电位V要求的最小值：
假设，电场电极与喷嘴出口的距离，与喷嘴直径（100μm）相等，墨水相对介电常数等于2，电位阈值则略低于1kV。墨水表面张力增大，要求的电位也相应增大。
热能控制的墨滴形成，是指喷嘴内压力由热能产生。墨水的温度变化产生热气泡，热气泡的形成和破裂，在这里起关键作用（见图5-5）。墨滴形成事件[8-12]按以下几个阶段进行：
第一阶段，发热元件被加以电压脉冲，电压脉冲在打印机端被转变为热能。
发热元件再将热能传导至墨水，深度仅几微米。由于热能流量大、惯性因素大，发热元件表面会产生过热不平衡。具体到当前情形，墨水汽化温度比沸点温度高出许多，在热气泡墨滴形成中，这一温度被称为过热极限，约为300℃。墨水溶剂相在发热元件表面蒸发，产生热气泡，使墨水室内墨水压力升高，将墨水挤出喷嘴。通常，在5～10μs发热的最后阶段，热气泡体积仍在增大。随后，热气泡的热能开始往周边（墨水、打印机元件后背）释放，同时热气泡体积收缩。
图5-5 热气泡式喷墨打印的墨滴形成
喷嘴挤出墨水的力，由热气泡压力产生，与之相抵的力，是墨水的惯性力、表面张力和黏性阻力。喷嘴挤出的墨水量达到饱和值时，墨滴开始从喷嘴分离。
墨滴形成总的时间，最短约为25ms，形成单个墨滴需要的能量，约为10～40mJ，低于比如热传导方法需要的能量。墨滴形成的能量，约有一半被传导至发热元件后背，传导至墨水的能量，约1/3被墨水蒸发消耗，其余为传导损失。
热气泡的墨滴形成，存在发热元件表面墨水“烧结”，即所谓cogatio-n[2]问题。这一现象可由墨水的热稳定性不够解释。墨水被以10kHz频率局部加热至300～400℃时，对墨水产生的热应变相当可观，对打印头自然也产生同样的热应变。打印头的设计，结构上已针对具体情况进行调整，能适应周边环境的影响。(www.xing528.com)
目前，热激发是非连续喷墨墨滴形成的主要方法。
墨滴在喷嘴外被释放，即墨滴形成的瞬间，墨水液面被挤出喷嘴外。墨滴被释放后，由于表面张力（压力）作用，墨水液面又返回喷嘴内。墨滴形成阶段此一过程与之相反。
墨水液面返回的距离，大于墨滴形成相对应的距离。喷嘴出口处的液面移动，是一种减退的振动，减退的时间为50～100μs。
返回喷嘴内的墨水液面，由于表面张力（压力）作用，下一步继续移动，将喷嘴末端充满，受到的阻力为惯性力和黏性阻力。若黏性阻力不是相关因素，喷嘴充满墨水所需时间t则等于：
其中，s等于墨水液面的移动，D是形成墨滴的直径，d是喷嘴直径。墨水表面张力使充填时间t变短，墨滴小又使充填时间t变长。
稳定状态墨滴形成中，输出单个墨滴总的时间（图5-6），等于墨滴形成的实际时间，加上墨水液面的稳定时间，两者之和的最短时间为75μs。由其倒数计算墨滴形成的最大极限频率，可得15kbit/s，比连续喷墨约小两个数量级。墨滴大小约与喷嘴半径相等[13]，比连续喷墨的墨滴相对要小。若调整驱动方式，墨滴可以变得更小。
图5-6 墨滴形成时墨水液面的移动
按需喷墨的墨滴形成，也可在非稳定状态完成，即在墨水液面到达稳定位置前，形成下一个墨滴。墨滴被释放后，如立即开始形成下一个墨滴，则墨滴形成时间为25μs，频率为40kbit/s。
如本书中第4章4.2.4节所述，墨滴撞击承印物表面，会发生很多现象。在数字制造的背景下，这是一个活跃的研究领域[7]。
墨滴以速度v撞击纸面，v值最大可为50m/s。墨滴、纸张作用[2]的第一阶段，是墨滴的动能（mv2）被释放。墨滴的动能，连续喷墨约1mJ/墨滴，按需喷墨仅连续喷墨的1/100。
动能因墨滴扩散而被释放[7，14]。这一扩散又被称为机械扩散，以区别于纸张毛细管结构产生的毛细管扩散。产生这一扩散的惯性力F，可用以下公式计算：
其中，y描述动能衰减的距离，可假设与墨滴大小相等。墨滴撞击纸面时，墨滴的撞击力产生压缩力，连续喷墨中，这一压缩力约为0.1MPa，非连续喷墨中，这一压缩力约为1kPa。扩散的阻力为墨滴本身的内聚力，如黏性力不是相关因素，则扩散的阻力为表面张力。惯性力和表面张力（压力）会达到平衡，可用无量纲的韦伯数[式（5-20）]解释。墨点扩散若以墨滴扩散后直径（D′）与扩散前直径（D）之比衡量，可发现它与韦伯数的平方根成正比：
墨滴扩散如果受墨水黏度，而不是表面张力控制，扩散事件可由雷诺数预测。据此可提出以下扩散比：
其中k为常数。若墨水的惯性力、表面张力、黏性阻力，都是相关因素，则韦伯数的平方根与雷诺数之比，即所谓的奥内佐格数（Ohnesorge number），可用于进行预测[14]。
第二阶段为渗透阶段[15]，纸张毛细管吸力作用于墨滴，以浓度驱动的菲克扩散（Fick's dif-fusion）也可能发生。此现象与前文中惯性力驱动的墨滴扩散，一部分是同时发生，即墨滴下面毛细管渗透，与纸面方向扩散同时发生，毛细管渗透却慢得多。事实上，控制纸面墨滴大小，要求机械扩散与毛细管渗透同时发生。毛细管吸力（pcap）为：
其中，γ为墨水的表面张力，α为墨水、纸张的接触角，a为毛细管半径。毛细管吸力的影响受黏性阻力限制，因此，毛细管阶段是用无量纲数，即考虑了接触角的毛细管数Ca进行描述。
多项研究发现，打印图像的光学特性，与γcosα/η比，即渗透系数有关，但这种关系还不明确。
纸张的平面、厚度方向都有毛细管分布，毛细管对墨滴形成竞争。墨滴下面要产生墨水渗透，要求纸张毛细管主要在厚度方向排列。调整毛细管大小可增加毛细管吸力，小毛细管的吸收比大毛细管要快。因此，为了确保墨水有足够的渗透，纸张小毛细管的数量，相对而言应多于大毛细管。
墨滴撞击纸面的液体量为2～10mg/m2。小型打印引擎的墨滴小、液体量少，一般不需要外部能量（干燥）。打印速度提高，形成湿压湿打印，或用溶剂型墨水打印时，则可能要用干燥箱，以利于溶剂挥发。用UV墨水打印时，当然要用外部辐射固化。
上述讨论的理论条件及实验所得的证据均表明，按照喷墨打印条件对纸张特性进行调整极其重要[16-20]。纸张最重要的特性是与表面结构、表面能相关的特性。纸张的粗糙度应小，如果粗糙度、墨滴大小是在同一尺度范围，纸面墨滴会不均匀扩散而呈锯齿状，打印图像会显得粗糙（uneven）。喷墨打印用纸作为一个整体，与传统的印刷用纸有别，主要体现在纸张的吸收性能。喷墨打印用纸的透气度、表面能相关特性，经调整后有助于纸面墨水渗透。纸面墨水渗透过深，会损失打印的光学效率，使打印密度降低，打印色域变窄。
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