墨滴喷射器

8.6.3　墨滴喷射器

从图8－27可大致了解墨滴喷射器的结构，其特点是制造成本相当低。制造时，墨滴喷射器布置在平面状的基底层上，由菲涅尔镜头阵列聚焦的声发射能量处于基底层的背面一侧。打印头包含两块板，底部平板为1.1mm厚度的玻璃板，声发射传感器和平面状的菲涅尔镜头分别附于该玻璃板的反面和正面;第二块板用于液面控制，与玻璃板连在一起，目的在于使油墨高度保持在声发射镜头的焦平面上。

声波传感器是声发射固体油墨印刷系统的关键部件之一，就设备制造角度而言问题归结为采用何种加工工艺。技术开发者曾经使用过高效率的氧化锌薄膜沉积工艺，通过沉积法形成的传感器确实可以生成声发射波。采用这种工艺时，厚度为10μm的氧化锌层通过标准照相平版印刷技术沉积到基底层材料上，按规定的“图案”排列。

为了在液体油墨层内集聚足够的声发射能量，综合考虑系统的光学和几何结构要求后选择了菲涅尔衍射镜头，其主要优点体现在这种镜头的平面几何结构，成为与其他形式的镜头相比制造工艺相对简单的主要原因。这种菲涅尔镜头需组成镜头阵列，采用四相镜头几何条件配置。

打印头使用的声发射波聚焦成细小的声束，聚焦深度为10μm量级。为了以如此高的精度在每一个焦平面内得到液体油墨的表面位置，需要在玻璃板上附加第二个基底层，即前面提到过的液面控制板，厚度约100μm，包含由光蚀刻工艺加工成的“光圈”(以下称为小孔)。两层基底间以液体油墨填充时，在小孔开口处的表面张力保持液面水平，位置靠近包含小孔之液面控制板的顶面。值得指出的是，小孔开口(直径100μm)相比喷射墨滴的直径(10μm)而言要大得多，因而小孔形状的正确性和制造工艺导致的误差对墨滴尺寸和喷射方向的影响是相当小的。

由于每一排喷射器的中心距为336μm，而液体油墨喷射到纸面后因扩散和渗透效应，必然使实际形成的记录点尺寸比声发射的墨滴喷射尺寸大，通过实验确定大约为42μm。根据上述两种尺寸提供的几何空间估算，可以布置成8行交叉排列的喷射器。这种处理方法的直接好处体现在:一方面，打印头的结构变得相当紧凑，合理地利用了空间;另一方面，避免了多次通过打印可能引起的定位误差，一次通过就能打印出连续分布的区域。

如同其他喷墨打印机那样，无论何种形式的打印头都需要特定的驱动机制配合，才能喷射出符合预定要求的墨滴，声发射固体油墨印刷技术也不例外，原因在于这种印刷方法虽然没有常规喷墨打印机那样的喷嘴阵列，但同样需要向外喷射墨滴。注意，喷射器仅仅提供喷射墨滴的基础条件，喷射器本身也需要驱动。针对喷射器的结构布局特点，采用矩阵驱动结构应该是合理的选择，包括安装在玻璃板上的驱动芯片和附加的印刷电路板，用于在打印一行的时间内按次序驱动8排传感器中的每一排传感器。