上海记事本定制

网站建设

交叉对话压电元件的驱动原理

发布于:2016-09-15 21:04来源:上海记事本定制 作者:圣马广告 点击:
记事本定制印刷为了充分利用剪切变形的优点,以交叉对话的形式喷射墨滴成为最佳选择。但如同前面提出的那样,有效的交叉对话必须避免非期望的交叉对话,因而基于剪切变形的交叉对话压电喷墨打印头加工精度要求相当高,也要考虑与流体参数和驱动电压的匹配。

一般来说,压电元件的制备工艺不具备唯一性,与如何利用压电材料的变形模式和打印头的整体结构设计有关。据参考文献介绍,产生剪切变形交叉对话压电喷墨打印头的第一步是加工成尺寸较大的压电材料块,并对加工好的压电材料块的两侧临时应用金属喷镀工艺;下一步需要将高电压加到两侧的金属喷镀层上,使材料的压电属性方向取得一致,这种工艺称为极化。要求以剪切变形模式使用压电元件时,必须去除经过极化处理的金属喷镀层,并在将要用作墨水通道侧面的压电材料表面以批处理方式喷镀金属,形成新的功能性喷镀层,用于驱动压电材料变形。

可用于演示剪切变形模式交叉对话压电元件的结构简图和驱动原理,墨水通道除盖板外几乎全部用压电材料制成,不能说所有的交叉对话都采用这种结构,但具有相当的典型意义。

为了实现有效的交叉对话,对每个墨水通道均要求其两个侧壁沿相反方向运动,唯如此才能形成需要的压力波,并与相邻墨水通道产生交叉对话效应。

图中墨水通道两个侧壁的运动(变形)通过施加一对大小相等、方向相反的电压实现,电压加到每个侧壁的内导电层上,而两个侧壁顶部的喷镀层保持接地状态。显然,这种驱动电压应用方法有能力在两个墨水通道侧壁的上半部分截面建立数值上相等、方向相反的均匀电场,即在两两相对的薄膜压电墨水通道侧壁间建立均匀电场。由于建立的电场与极性场呈90夹角,因而墨水通道侧壁的上半部分以剪切模式变形,每一个墨水通道侧壁的中间部分产生离开墨水腔的向外位移,下一循环则形成压迫墨水的向内位移。

墨水通道侧壁下半部分的电场以及电场在墨水通道壁底部内的起源十分复杂,如果选择了不导电的墨水,或即使选择了导电墨水,但在墨水通道侧壁涂布了绝缘层,则将在不导电的墨水或通道侧壁绝缘层中建立数量可观的电场。然而,由于大多数“软性’压电材料(例如PZT压电材料)的绝缘常数通常达到典型流体和绝缘材料涂布层绝缘常数的3到4倍的量级,因而几乎所有的电位移(电场强度与绝缘常数的乘积)都将受到压电材料的限制。如此一来,就必然在墨水通道两个侧壁的内喷镀层之间建立起强大的电场和电位移,电场线穿过墨水通道壁下半部分的底部,在这一点是对于墨水通道侧壁下半部分电场的很好说明。这种复杂的U形电场在每一个墨水通道侧壁底部截面内主要产生剪切位移,意味着压电材料的变形为剪切模式,使得墨水通道侧壁的中间部分产生从墨水通道壁原位置向外的位移,驱动墨水通道侧壁运动,与相邻墨水通道形成交叉对话机制。

还可以看到,墨水通道壁底部的U形电场与压电材料的极化场平行,通道侧壁变形导致墨水通道的宽度增加,而墨水通道底部位置则略为下降。因此,当大小相等、方向相反的电压加到两个墨水通道壁内侧的金属喷镀层时,两个墨水通道壁的所有运动部件产生的变形作用使墨水通道的横截面面积增加;与该墨水通道相邻的通道变形特点相反,应该使墨水通道的横截面面积减少。墨水通道的这种横截面面积变化是建立压力波的主导原因,符合交叉对话机制的要求,导致从喷嘴口喷射出墨滴。

除两侧墨水通道外,由于中间部分相邻墨水通道共用一个通道壁,因而试图同时驱动两个相邻的墨水通道是不可能的。概念上,驱动一个墨水通道时可同步驱动另一个墨水通道,且墨水通道可以划分成两组,分别称为偶数组和奇数组,以交替的方式打印。驱动墨水通道的次序称为喷射次序,可降低由于使用了公共墨水通道侧壁导致的声学交叉对话效应,这里的声学交叉对话即前面提到的非期望交叉对话效应,与喷墨记事本定制印刷以很高的速度喷射墨滴有关,各组墨水通道交替地工作,引起墨水通道声学结构的交互作用。此外,为了使打印头能够通过相邻通道墨水射流断裂后喷射到纸张的记录点构成直线,喷嘴孔应交叉排列,以补偿相邻墨水射流喷射的时间差异。

tag标签
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------