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2．3按需噴墨原理

按需噴墨印花就是根據(jù)圖案的需要而產(chǎn)生墨滴，分為氣泡式、壓電式和閥門式等不同的噴墨方式。所有這些噴墨方式都具有不同的特點(diǎn)，對墨水的要求也各不相同。

2．3．1壓電式按需噴墨

壓電式按需噴墨(piezoelectricinkjet)的工作原理如圖5所示。噴頭中的壓電晶體根據(jù)輸入的電信號膨脹，擠壓墨水使墨滴從噴嘴中噴出，在織物上形成圖案。電壓信號消失后，壓電

晶體恢復(fù)到原來。的正常尺寸，墨室依靠毛細(xì)管作用被重新充滿。壓電式噴頭的作用頻率約14000次／s，即它每秒鐘可以噴出14000個(gè)墨滴，每個(gè)墨滴的體積約為150pL(1picoliters：1×10liters)。

電式按需噴墨印花設(shè)備的關(guān)鍵部件是壓電式噴頭。按照壓電陶瓷的變形模式，壓電式按需噴墨技術(shù)分為四種類型：擠壓模式、彎曲模式、推進(jìn)模式和剪切模式，如圖6所示。

擠壓模式采用的是放射狀極化壓電陶瓷管，對彎曲和推進(jìn)模式來說，是在平行于壓電陶瓷極化方向的電極之間產(chǎn)生電場，而在剪切模式中，電場是垂直于壓電陶瓷的極化方向的。

(1)擠壓模式如圖6(a)所示，擠壓模式噴頭的激發(fā)器由直徑為1mE的壓電陶瓷管組成，陶瓷管的內(nèi)層和外層有很多電極，使陶瓷管能夠作放射狀極化。當(dāng)需要將墨滴從噴孔噴出時(shí)，一個(gè)短時(shí)間脈沖電壓就會(huì)施加給壓電陶瓷管，使其產(chǎn)生極化，導(dǎo)致壓電陶瓷管收縮。壓電陶瓷管體積的突然減小，會(huì)使少量墨水從噴孔噴出由于壓力脈沖的作用，部分墨水會(huì)被迫返回陶瓷管，但是由于陶瓷管的長度和內(nèi)孔產(chǎn)生的聲學(xué)阻抗很大，返回陶瓷管的墨水?dāng)?shù)量相對較少。電壓脈沖的衰減相對較慢，因此陶瓷管就會(huì)慢慢膨脹恢復(fù)到原來的體積。由于衰減過程體積的變化速率小，伴隨產(chǎn)生的壓力減少很小，以至于不能克服噴孔處液體的表面張力，因此貯墨室中的液體就會(huì)流向陶瓷管，替代先前噴出但未通過噴孔進(jìn)入空氣的液體。這種噴墨方式被應(yīng)用于SiemensPT一80等噴墨打印機(jī)中。

(2)彎曲模式彎曲模式的壓電噴墨激發(fā)器由具有墨水人口和止于噴孔的墨水出口通道的壓力腔構(gòu)成，如圖6(b)所示。腔的一邊由導(dǎo)電隔膜構(gòu)成，可以彎曲的壓電陶瓷板與導(dǎo)電隔膜相連，陶瓷板的外層是導(dǎo)電涂層，可以直接連接電信號。當(dāng)給壓電陶瓷板施加電信號時(shí)會(huì)使其收縮，結(jié)果導(dǎo)致隔膜向壓力腔內(nèi)部彎曲。隔膜的運(yùn)動(dòng)，壓迫腔內(nèi)的墨水使墨滴從噴孔處噴出墨滴的大小由施加給壓電陶瓷板的電壓、脈沖持續(xù)的時(shí)間和噴孔的直徑?jīng)Q定。Tektronix公司的Phaser300、350型噴墨打印機(jī)和Epson公司的ColorStylus400、600、800型噴墨打印機(jī)的噴頭，均采用彎曲模式的壓電式噴墨技術(shù)。