通過(guò)閱讀《英國(guó)Xaar公司打印頭結(jié)構(gòu)與工作原理簡(jiǎn)介》這篇文章，您應(yīng)該已經(jīng)知道了激勵(lì)器是由墨水通道和兩邊的共享壁組成的，而且一端連接匯流管，另一端是噴嘴，當(dāng)PZT立桿壁上的電極接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，共享壁變形為切變形態(tài)，在墨水通道中產(chǎn)生的振動(dòng)波使墨水噴射出去。在灰度打印時(shí)，這個(gè)過(guò)程會(huì)連續(xù)重復(fù)進(jìn)行好多次，噴射出的墨滴會(huì)融合成一個(gè)可變大小的墨點(diǎn)。
XaarJet打印頭由固定在鋁質(zhì)底板上的激勵(lì)器、特制的驅(qū)動(dòng)芯片和控制電路組成。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于控制電路和驅(qū)動(dòng)芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能夠被導(dǎo)入鋁質(zhì)底板與熱導(dǎo)管(可選)散發(fā)掉，而激勵(lì)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱量除了大部分通過(guò)被加熱的墨水排出外，其余的熱量也能通過(guò)傳導(dǎo)方式被散發(fā)掉。
在穩(wěn)定打印黑色圖像的狀態(tài)下，總能量消耗是c5μJ/復(fù)式墨點(diǎn)，或者是c1μJ/灰度墨滴，而且激勵(lì)器的溫度僅比環(huán)境溫度高15°C。
在實(shí)際打印圖像時(shí)，暫時(shí)無(wú)需執(zhí)行打印工作的通道會(huì)接收到一個(gè)“恒溫”信號(hào)波形并且不噴射墨滴，這樣就能夠有充足的能量保持噴嘴里墨水的溫度，因此噴射墨點(diǎn)的速度與體積始終是恒定的，并不隨圖像內(nèi)容的變化而變化?！昂銣亍毙盘?hào)波形也能夠用來(lái)在啟動(dòng)時(shí)對(duì)打印頭加熱。
提供給驅(qū)動(dòng)芯片的電壓由一個(gè)閉合環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)，而這個(gè)閉合環(huán)路受控于激勵(lì)器上的溫度感應(yīng)器，這樣就能確保打印頭始終處于良好的工作電壓環(huán)境中。
二.基礎(chǔ)
在論述Xaar壓電式打印頭的熱力特性之前，我們先回顧一下打印頭的結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1是標(biāo)準(zhǔn)打印頭的垂直于墨水滴落方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是PZT通道基本結(jié)構(gòu)的截面圖。兩幅示意圖都詳細(xì)顯示了墨水通道以及共享壁的結(jié)構(gòu)，壁的頂部有一塊被既薄且硬的粘膠層粘住的蓋板，為了確保熱力匹配，蓋板通常也用PZT材料制成。
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圖1 |
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圖2 |
蓋板下部的底切確定了墨水通道的有效長(zhǎng)度，通道的后部與共有的匯流管相連，而且在前部的噴嘴的作用下，墨水被大氣壓引入?yún)R流管。
共享壁上半部電極按上圖所示連結(jié)至匯流管的后部，驅(qū)動(dòng)信號(hào)從圖1中的a、b、c點(diǎn)進(jìn)入，結(jié)果在共享壁上形成垂直于PZT立桿方向的電場(chǎng)，使得壁的上半部產(chǎn)生切變形態(tài)變形，同時(shí)，壁的下半部也被迫跟隨上半部發(fā)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，于是，通道壁就形成了尖頂V形。
圖3顯示的是典型的波形圖。當(dāng)電壓施加于通道b的電極上時(shí)(拉升段)，由于通道a與c的電極沒有施加電壓，這就造成通道b兩邊的共享壁中產(chǎn)生電壓差，于是b通道兩邊的共享壁就向外運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致通道有效范圍內(nèi)的墨水壓力降低，隨即從通道兩頭的匯流管端和噴嘴端處產(chǎn)生壓縮波并向通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使得通道內(nèi)的大氣壓力逐漸回升，當(dāng)來(lái)自共享壁兩端的壓縮波在通道中部交叉時(shí)，在通道中心產(chǎn)生一個(gè)高于大氣壓的區(qū)域，經(jīng)過(guò)一個(gè)波形周期后，壓縮波通過(guò)通道的整個(gè)有效范圍，其中的壓力全面回升。
此時(shí)，b通道的隔壁通道也正在進(jìn)行著相反的波形運(yùn)動(dòng)，這就使得b通道兩邊的共享壁開始向內(nèi)運(yùn)動(dòng)(“釋放”段和“補(bǔ)充”段)，從而更進(jìn)一步增加了通道內(nèi)的壓力，這時(shí)有許多微小的振動(dòng)波通過(guò)整個(gè)通道進(jìn)入通道兩端的匯流管和噴嘴并使得壓力降至正常大氣壓，因此在釋放/補(bǔ)充段之后的一個(gè)波形周期就會(huì)有一個(gè)墨滴被噴射出去
