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2．3按需噴墨原理

按需噴墨印花就是根據圖案的需要而產生墨滴，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，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

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

電式按需噴墨印花設備的關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分為四種類型：擠壓模式、彎曲模式、推進模式和剪切模式，如圖6所示。

擠壓模式采用的是放射狀極化壓電陶瓷管，對彎曲和推進模式來說，是在平行于壓電陶瓷極化方向的電極之間產生電場，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器由直徑為1mE的壓電陶瓷管組成，陶瓷管的內層和外層有很多電極，使陶瓷管能夠作放射狀極化。當需要將墨滴從噴孔噴出時，一個短時間脈沖電壓就會施加給壓電陶瓷管，使其產生極化，導致壓電陶瓷管收縮。壓電陶瓷管體積的突然減小，會使少量墨水從噴孔噴出由于壓力脈沖的作用，部分墨水會被迫返回陶瓷管，但是由于陶瓷管的長度和內孔產生的聲學阻抗很大，返回陶瓷管的墨水數量相對較少。電壓脈沖的衰減相對較慢，因此陶瓷管就會慢慢膨脹恢復到原來的體積。由于衰減過程體積的變化速率小，伴隨產生的壓力減少很小，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流向陶瓷管，替代先前噴出但未通過噴孔進入空氣的液體。這種噴墨方式被應用于SiemensPT一80等噴墨打印機中。

(2)彎曲模式彎曲模式的壓電噴墨激發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成，如圖6(b)所示。腔的一邊由導電隔膜構成，可以彎曲的壓電陶瓷板與導電隔膜相連，陶瓷板的外層是導電涂層，可以直接連接電信號。當給壓電陶瓷板施加電信號時會使其收縮，結果導致隔膜向壓力腔內部彎曲。隔膜的運動，壓迫腔內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、脈沖持續的時間和噴孔的直徑決定。Tektronix公司的Phaser300、350型噴墨打印機和Epson公司的ColorStylus400、600、800型噴墨打印機的噴頭，均采用彎曲模式的壓電式噴墨技術。