科技技術
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Thermal bubble inkjet print heads技術的核心原理是利用半導體晶片製作微型加熱器,通過瞬間加熱來產生氣泡,進而推動墨水噴出。這一技術的發展不僅提高了印刷的精度和速度,還擴展了噴墨印刷的應用範圍。thermal bubble inkjet print heads技術概述,茲分述如下:
The structure of the thermal bubble inkjet print heads
Thermal bubble inkjet print heads的基本上可以比喻為一個三明治結構,主要由以下幾個部分組成:
- 以半導體晶片作為噴頭的基底,內部包含微型加熱器和控制邏輯電路。這些電路負責控制加熱器的加熱時間和頻率,確保墨水的精確噴射。
- 墨流道與噴孔片:這些結構圍繞在加熱器周圍,形成一個流道,並在上方設有墨水儲存空間。墨流道的設計對於墨水的流動和噴射效率至關重要。
- 控制電路:透過接線和TAB軟板,將控制電路連接到印表機,實現訊號的傳遞。當印表機發送訊號時,控制電路會指示特定的加熱器進行加熱,從而透過在流道中的墨水產生氣泡,這些氣泡的形成是thermal bubble inkjet print heads運作的關鍵。
The working principle of the thermal bubble inkjet print heads mainly includes the following steps:
- 訊號接收:當印表機發送訊號時,控制電路會指示特定的加熱器進行加熱。
- 瞬間加熱:加熱器在短時間內,通常為2 microsecond (us),進行瞬間加熱,這一過程被稱為「super heating」。
- 氣泡生成:在加熱的瞬間,墨水的溫度迅速上升,導致氣泡的形成。這些氣泡是通過將液體直接氣化而產生的,並且在瞬間能夠達到超過270度的高溫。
- 氣泡膨脹與崩潰:氣泡在約8到10 micro second (us)內不斷增大,直到達到最大體積。隨後,由於能量的耗盡,氣泡會開始崩潰,並在約20 micro second (us)內縮小至消失。這一過程會將墨水推送出去,形成噴射。
- 墨水補充:氣泡崩潰後,流道中會形成局部真空,這種負壓會促使墨水通過「毛細作用」重新流入流道,確保在每次噴射後能夠迅速填滿流道。
墨水的補充與流動
墨水的補充過程是噴頭運作的重要組成部分,確保在每次噴射後能夠迅速填滿流道。這一過程的效率直接影響到噴頭的性能和印刷質量。
- 補充過程:墨水在經過濾網後被拉進流道,並在內部震蕩至平穩狀態,準備進行下一次噴射。
- 補充頻率:補充的速度與流道的空間大小有關,對於不同的墨水量,補充的頻率會有所不同。例如,對於5 picoliter的墨水量,補充時間約為 50 micro second (us) 對應頻率可能接近20 kHz。
噴頭性能的影響因素
噴頭的性能主要受到以下幾個因素的影響:
- 墨滴量:墨滴的大小直接影響噴頭的操作頻率,較小的墨滴量可有更快的補充頻率,達到achieve stable jetting。
- 補充時間:在600 dpi的情況下,墨滴的大小約為30 picoliter,這時的補充時間約為80 micro second (us),對應的頻率約為12 kHz。
- 流道設計:流道的設計對於墨水的流動和噴射效率至關重要,流道的形狀和大小會影響墨水的補充速度和噴射穩定性。
實際應用中的挑戰
儘管thermal bubble inkjet print heads技術具有許多優勢,但在實際應用中仍面臨一些挑戰:
- 墨水的物理性質:不同類型的墨水(如水性墨水、溶劑墨水等)具有不同的物理性質,這可能影響噴頭的性能和噴射效果。
- 噴頭的耐用性:長時間使用後,噴頭可能會出現堵塞或磨損,這需要定期維護和更換。
- 成本控制:高性能的噴頭技術通常伴隨著較高的生產成本,這對於一些特定產品應用上來說可能是一個挑戰。
Thermal bubble inkjet print heads技術是一種高效的噴墨技術,其核心在於利用半導體晶片製作的微型加熱器來產生氣泡,進而推動墨水噴射。這一技術的成功依賴於精確的控制電路、快速的加熱與氣泡生成,以及有效的墨水補充機制。隨著技術的進步,thermal bubble inkjet print heads在列印精度和速度上將持續提升,thermal bubble inkjet print heads的性能和應用範圍將進一步擴展,為各產業帶來更多的創新與變革。
生產流程
