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解開噴墨打印的奧秘:噴墨打印技術中的波形

時間:2019-05-15 17:44:38編輯:Grace來源:互聯網

印聯傳媒資訊】如今,噴墨打印技術已經成為微電子產業重要的組成部分。然而,對于這個產業來說,如何實現高效率,高良率的電子打印,仍然是目前最具挑戰性的難題。對于噴墨打印,很多人并不了解其技術。下面,我們就來看看這項技術中最關鍵的一環——波形。


噴墨原理描述


噴墨打印


在噴頭的設計上,各類品牌大致相同,都是基于疊層壓電陶瓷(PZT)設計而成。PZT只有在施加電壓的情況下才會被擴展,所以在插入打印頭之前不會有變形。一旦供電,噴頭保持一個特定的電壓,導致PZT拉長并保持其非噴射位置(左)。


如果電壓降低,PZT縮回并在腔內產生膨脹,將油墨吸進腔內(中心)。為了噴射出一個液滴,電壓恢復到原來的值,腔體縮小,多余的墨水被擠出(右)。這個過程每秒重復數千次。


噴頭構造


為了幫助解釋噴墨打印波形的用途,讓我們看一下噴頭的噴嘴腔。下圖描述了一種被稱為“填充-開火”的噴射過程,這種噴射過程被廣泛應用于噴頭的構造設計中。在這種情況下,壓電陶瓷材料PZT(壓電陶瓷材料)在施加電壓時發生變形,改變墨室的體積,導致墨室內的油墨移動,最終噴射出去。將這個電壓準確的施加到PZT上的調控程序就是波形。


市面上常見的幾類噴頭設計


需要注意的是,噴墨打印的打印頭可以由正向脈沖或反向脈沖驅動,這取決于不同公司的技術考量。不管基于何種設計,波形中最重要的是波形傾斜部分的計時與保持計時。即電壓保持在那個水平(高或低)多久后才回到起始位置。脈沖計時決定了當腔體的體積恢復到穩定狀態時噴嘴處的噴墨狀態,這是構建波形的第一步。


脈沖時間


通過以上介紹,我們已經大致了解墨水是如何被噴出來的,在脈沖電壓的作用下,形變的墨水腔擠壓墨水,這種壓力的傳播實際上是以聲波的形式傳導的,此過程接近以聲速快速進行。


印聯傳媒表示,如果打印時你站在打印頭旁邊,你甚至可能會聽到它“唱歌”,這取決于打印使用的頻率。你能聽到它的原因是因為驅動器產生聲波。當然,這里面最重要的是墨水本身產生的聲波,因為噴射壓力的變化是由其來定義的。


聲波隨著電壓脈沖的變化


當電壓降低時,墨水腔收縮導致聲波產生,此聲波振幅會隨著時間而消失。此過程伴隨著墨水的補充。當新的脈沖來臨時,腔體壓力變大,聲波的信號重新增強,最終墨水被成功噴射出來。但此時也伴隨著新的問題,如果新的脈沖信號在錯誤的時間被引入,墨水很有可能會在即將噴射的瞬間,被重新引入腔體,導致不能夠順利噴射或效果極差。


因此,我們要充分考慮脈沖持續時間(pulse width),它太短或太長,那么PZT的產生的聲波、壓力和運動就會不同步。如果油墨在壓力增加的時候沒有向正確的方向移動,那么就不會平穩地增加沖量,沖量可能會被抵消。


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