Modalità di funzionamento della testina di stampa piezo

Funzionamento e architettura della testina di stampa piezo

Ci sono diverse modalità di funzionamento della testina di stampa piezo: Modalità Bending, Shear e a V capovolta. La modalità Bending e a V capovolta sono brevettate da Xaar. 

Modalità Bending

In una testina di stampa “bending mode” un pezzo di materiale piezoelettrico viene incollato sulla parte superiore di una camera di inchiostro. Quando un campo elettrico viene applicato nella stessa direzione in cui il materiale viene polarizzato, il pezzo di materiale non si allunga né si restringe. Se un lato del materiale è incollato alla parte superiore di una camera di inchiostro l’allungamento provoca la piegatura del tetto. Questo crea una variazione di pressione che sposta un volume di inchiostro causando l’espulsione di una goccia dall’ugello.

Testine di stampa modalità Shear

Le testine di stampa modalità Shear utilizzano un singolo pezzo di PZT polarizzato per il disegno dell’attuatore. La corrente elettrica viene applicata perpendicolarmente alla direzione in cui il materiale viene polarizzato. La deformazione crea un effetto di taglio (trapezoidale) - vedere l’animazione qui di seguito. L’animazione mostra le pareti del canale che “tagliano” (si muovono) da parte a parte.

 

 

Testine di stampa modalità a V capovolta

Tutte le testine di stampa Xaar hanno un attuatore che è composto da 2 pezzi di materiale piezoelettrico con polarizzazione opposta uniti (fusi) insieme. Quando viene applicato il campo elettrico, le 2 sezioni delle pareti dei canali deviano in corrispondenza della giunzione per creare un segno a V capovolta. Questo avviene ad una frequenza molto alta all’interno della testina di stampa. L’animazione è rallentata per dimostrare l’azionamento a V capovolta nelle tre pareti del canale adiacenti.

Il disegno a V capovolta utilizzato da Xaar è efficiente dal punto di vista energetico, cosa che riduce la tensione di azionamento richiesta e di conseguenza riduce il consumo energetico. Offre anche:

  • Prestazioni più uniformi rispetto a un singolo materiale polarizzato
  • Migliore uniformità nella formazione di gocce
  • Migliore precisione di posizionamento delle gocce
  • Conseguente qualità di stampa superiore
  • Stress meccanico ridotto con conseguente vita più lunga dell’attuatore.
Onda acustica

Quando le pareti dei canali vengono flesse (attuate) in modalità a V capovolta ad alta frequenza, si crea un’onda acustica. Quest’onda di pressione spinge le gocce di inchiostro fuori dagli ugelli. L’animazione mostra onde acustiche in movimento su e giù per il canale. Questo metodo di espulsione della goccia è molto efficiente. Le pareti vibrano a circa 150 kHz.

Parete condivisa

Il disegno a parete condivisa brevettato di Xaar è una tecnica per aumentare la risoluzione nativa o la densità di canale. Ogni canale ha 2 pareti di materiale piezoelettrico. Queste pareti quindi vengono condivise tra i canali adiacenti e possono essere usate per attivare entrambi i canali adiacenti in modo indipendente. Questa struttura fa un uso efficiente del materiale piezoelettrico, che porta a testine di stampa ad alta densità di ugelli ed efficaci in termini di costi.