数字喷墨印花技术(一)

2．3按需喷墨原理

按需喷墨印花就是根据图案的需要而产生墨滴，分为气泡式、压电式和阀门式等不同的喷墨方式。所有这些喷墨方式都具有不同的特点，对墨水的要求也各不相同。

2．3．1压电式按需喷墨

压电式按需喷墨(piezoelectricinkjet)的工作原理如图5所示。喷头中的压电晶体根据输入的电信号膨胀，挤压墨水使墨滴从喷嘴中喷出，在织物上形成图案。电压信号消失后，压电

晶体恢复到原来。的正常尺寸，墨室依靠毛细管作用被重新充满。压电式喷头的作用频率约14000次／s，即它每秒钟可以喷出14000个墨滴，每个墨滴的体积约为150pL(1picoliters：1×10liters)。

电式按需喷墨印花设备的关键部件是压电式喷头。按照压电陶瓷的变形模式，压电式按需喷墨技术分为四种类型：挤压模式、弯曲模式、推进模式和剪切模式，如图6所示。

挤压模式采用的是放射状极化压电陶瓷管，对弯曲和推进模式来说，是在平行于压电陶瓷极化方向的电极之间产生电场，而在剪切模式中，电场是垂直于压电陶瓷的极化方向的。

(1)挤压模式如图6(a)所示，挤压模式喷头的激发器由直径为1mE的压电陶瓷管组成，陶瓷管的内层和外层有很多电极，使陶瓷管能够作放射状极化。当需要将墨滴从喷孔喷出时，一个短时间脉冲电压就会施加给压电陶瓷管，使其产生极化，导致压电陶瓷管收缩。压电陶瓷管体积的突然减小，会使少量墨水从喷孔喷出由于压力脉冲的作用，部分墨水会被迫返回陶瓷管，但是由于陶瓷管的长度和内孔产生的声学阻抗很大，返回陶瓷管的墨水数量相对较少。电压脉冲的衰减相对较慢，因此陶瓷管就会慢慢膨胀恢复到原来的体积。由于衰减过程体积的变化速率小，伴随产生的压力减少很小，以至于不能克服喷孔处液体的表面张力，因此贮墨室中的液体就会流向陶瓷管，替代先前喷出但未通过喷孔进入空气的液体。这种喷墨方式被应用于SiemensPT一80等喷墨打印机中。

(2)弯曲模式弯曲模式的压电喷墨激发器由具有墨水人口和止于喷孔的墨水出口通道的压力腔构成，如图6(b)所示。腔的一边由导电隔膜构成，可以弯曲的压电陶瓷板与导电隔膜相连，陶瓷板的外层是导电涂层，可以直接连接电信号。当给压电陶瓷板施加电信号时会使其收缩，结果导致隔膜向压力腔内部弯曲。隔膜的运动，压迫腔内的墨水使墨滴从喷孔处喷出墨滴的大小由施加给压电陶瓷板的电压、脉冲持续的时间和喷孔的直径决定。Tektronix公司的Phaser300、350型喷墨打印机和Epson公司的ColorStylus400、600、800型喷墨打印机的喷头，均采用弯曲模式的压电式喷墨技术。

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