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解开喷墨打印的奥秘:喷墨打印技术中的波形

发布时间:2019-5-15 来源:互联网 责任编辑:Grace
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快印客导读】如今,喷墨打印技术已经成为微电子产业重要的组成部分。然而,对于这个产业来说,如何实现高效率,高良率的电子打印,仍然是目前最具挑战性的难题。对于喷墨打印,很多人并不了解其技术。下面,我们就来看看这项技术中最关键的一环——波形。


喷墨原理描述


喷墨打印


在喷头的设计上,各类品牌大致相同,都是基于叠层压电陶瓷(PZT)设计而成。PZT只有在施加电压的情况下才会被扩展,所以在插入打印头之前不会有变形。一旦供电,喷头保持一个特定的电压,导致PZT拉长并保持其非喷射位置(左)。


如果电压降低,PZT缩回并在腔内产生膨胀,将油墨吸进腔内(中心)。为了喷射出一个液滴,电压恢复到原来的值,腔体缩小,多余的墨水被挤出(右)。这个过程每秒重复数千次。


喷头构造


为了帮助解释喷墨打印波形的用途,让我们看一下喷头的喷嘴腔。下图描述了一种被称为“填充-开火”的喷射过程,这种喷射过程被广泛应用于喷头的构造设计中。在这种情况下,压电陶瓷材料PZT(压电陶瓷材料)在施加电压时发生变形,改变墨室的体积,导致墨室内的油墨移动,最终喷射出去。将这个电压准确的施加到PZT上的调控程序就是波形。


市面上常见的几类喷头设计


需要注意的是,喷墨打印的打印头可以由正向脉冲或反向脉冲驱动,这取决于不同公司的技术考量。不管基于何种设计,波形中最重要的是波形倾斜部分的计时与保持计时。即电压保持在那个水平(高或低)多久后才回到起始位置。脉冲计时决定了当腔体的体积恢复到稳定状态时喷嘴处的喷墨状态,这是构建波形的第一步。


脉冲时间


通过以上介绍,我们已经大致了解墨水是如何被喷出来的,在脉冲电压的作用下,形变的墨水腔挤压墨水,这种压力的传播实际上是以声波的形式传导的,此过程接近以声速快速进行。


快印客表示,如果打印时你站在打印头旁边,你甚至可能会听到它“唱歌”,这取决于打印使用的频率。你能听到它的原因是因为驱动器产生声波。当然,这里面最重要的是墨水本身产生的声波,因为喷射压力的变化是由其来定义的。


声波随着电压脉冲的变化


当电压降低时,墨水腔收缩导致声波产生,此声波振幅会随着时间而消失。此过程伴随着墨水的补充。当新的脉冲来临时,腔体压力变大,声波的信号重新增强,最终墨水被成功喷射出来。但此时也伴随着新的问题,如果新的脉冲信号在错误的时间被引入,墨水很有可能会在即将喷射的瞬间,被重新引入腔体,导致不能够顺利喷射或效果极差。


因此,我们要充分考虑脉冲持续时间(pulse width),它太短或太长,那么PZT的产生的声波、压力和运动就会不同步。如果油墨在压力增加的时候没有向正确的方向移动,那么就不会平稳地增加冲量,冲量可能会被抵消。


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