(3)推进模式在如图6(c)所示的推进模式中,当压电陶瓷棒接受电压信号膨胀时,墨水被推动,使墨滴从喷孔喷出。理论上压电陶瓷棒可以与墨水直接接触并推动墨水,但是在实际应用中为了防止墨水与压电陶瓷材料之间的不良作用,会在两者之间设置一层薄的隔膜。应用推进模式喷头的喷墨打印机有Dataproducts、Trident和Epson公司的产品。
(4)剪切模式剪切式压电激发器的构造如图6(d、e、f)所示。其中图6(d、e)示意的是该激发器的内部结构,图6(d)示出了组成剪切式压电激发器的单个部件,图6(e)表示组装后的激发器形状;图6(f)示意的是该激发器的截面结构,墨滴是由图中所示的喷孔喷出的。图6(d)中所示的基板是用Pb(Zr0.53Ti0.47)O3,(PZT)陶瓷制成的,基板上分布着许多间距为137µm的墨水通道(如图7所示),这些通道是用半导体工业使用的切割锯连续凿成的。典型的墨水通道的宽度和深度分别为75µm和360µm。具有通道的压电陶瓷部件在平行于通道壁的方向上被极化,使靠近衬垫的通道变浅,而其它主要部分的通道变深。金属电极被沉积在通道壁两边的上半部,通道内的每对电极被相互连接到电路的丝焊区域。由于热匹配的要求,通常情况下盖板也是用PZT材料制成的,并直接粘结在基板上。盖板构成了墨水通道的顶,并紧紧地夹在通道壁的上部。墨水通过盖板上的人口将通道充满。喷嘴板安装在激发器的正面。Xaar和Spectra公司是世界上剪切式压电喷头设计和制造的领先者。
压电式按需喷墨印花机可以使用水性和溶剂性墨水。墨水的粘度应在8~12cP,表面张力大于32mN/m,墨水中存在的固体颗粒的最大粒径不能大于l。由于喷出的墨滴小,压电式按需喷墨的分辨率理论上高达2880dpi,具有精度高、寿命长、可靠性高等优点,但其喷头制造成本较高。目前压电式数字喷墨印花机的速度可以达到200m/h。压电式数字喷墨印花机的生产商较多,如Mimaki、Roland、DuPond、杭州宏华等。
2.3.2气泡式按需喷墨气泡式按需喷墨(bubbleinkjet)的原理如图8所示。这种喷墨装置能够根据输入的电信号瞬间将一个电阻加热到高温(约350℃)状态,导致墨水汽化形成气泡,使墨滴从喷嘴中喷出,在织物上形成图案。电信号撤销后,气泡冷却消失,墨室重新被充满。热气泡式喷头的作用频率约10000次/s,即每秒钟可以喷出10000个墨滴,每个墨滴的体积约为150~200pL,比压电式喷墨方式喷出的墨滴体积稍大。因此,气泡式按需喷墨印花机的分辨率较压电式的低,但高于连续式喷墨印花机。气泡式按需喷墨的优点是喷头的制造成本低,但其使用寿命短、可靠性差。热气泡式印花机的生产商有ENCAD、Canon等,印花速度可以达到100m/h。