00. 目錄
@
01. 概述
想更多地了解什么是波形，它們如何工作，以及為什么它們是噴墨開發中必不可少的一部分？很好，因為它們很重要，而且通常不是很了解。在這篇文章中，我們將討論波形的基礎知識，而在下一篇文章中，您將找到實踐步驟，以逐步優化油墨的波形。
02. 基礎
為了幫助解釋波形的目的，讓我們看一下打印頭的噴嘴腔內部。下圖描述了稱為填充和噴射的噴射過程，該過程非常普遍地應用於設計不同的許多不同的噴頭。在這種情況下，每當對PZT（壓電陶瓷材料）施加電壓時，其堆疊都會變形，從而改變墨水腔的容積，並使墨水在其中移動並最終噴射。將此電壓施加到PZT的方法是波形。
在我們的示例中，PZT僅在施加電壓時才伸展，因此在插入噴頭之前不會變形。一旦通電，噴頭便會保持特定的電壓，從而導致PZT伸展並保持其非噴射位置（左）。如果電壓降低，則PZT會縮回並在腔室內產生膨脹，從而將墨水吸入其中（中）。要噴射墨滴，電壓恢復到其原始值，墨水盒收縮，並擠出多余的墨水（右）。此過程每秒重復數千次。
需要注意的是，打印頭可以由正向脈沖或反向脈沖驅動，這取決於不同公司的技術考量。不管基於何種設計，波形中最重要的是波形傾斜部分的計時與保持計時。即電壓保持在那個水平(高或低)多久后才回到起始位置。脈沖計時決定了當腔體的體積恢復到穩定狀態時噴嘴處的噴墨狀態，這是構建波形的第一步。
03. 脈沖時序
如果打印時你站在打印頭旁邊，你甚至可能會聽到它“唱歌”，這取決於打印使用的頻率。你能聽到它的原因是因為驅動器產生聲波。當然，這里面最重要的是墨水本身產生的聲波，因為噴射壓力的變化是由其來定義的。
由於存在具有某些機械性能的墨水，並且由於聲波反彈時會損失能量，因此腔室內的壓力可以描述為阻尼共振器。壓力的任何變化（例如PZT變形）都會導致特征壓力變化。如此處所示，當PZT縮回並且腔室體積增大時，壓力變化將導致墨水在腔室內開始來回移動。
通常，僅靠這種能量不足以使墨水噴射，只是將其拉回到腔室的另一端並彈起。通過在適當的時間使用電壓脈沖增強壓力，可以使液滴噴射更加有效，如此處所示。由於最佳時機，當壓力超過臨界值時會噴出液滴。
脈沖寬度如此關鍵的原因是，如果脈沖寬度太短或太長，則PZT的波動，壓力和運動將不同步。如果在添加更多壓力時墨水沒有朝正確的方向移動，而不是平穩地增加動量，則可能會抵消動量。這類似於將孩子推到秋千上。如果在正確的時間推動它們，則動量會增加，並且它們會擺動得更高。如果在錯誤的時間推動它們，它們將猛烈停止。同樣，如果脈沖寬度不正確，則反復進行的結果噴射將效率低下且不穩定。
因為墨水需要在腔室的整個長度上來回移動，所以打印頭可以產生的最大頻率取決於打印頭腔室的大小。設計有較長腔室的打印頭需要更多的時間來使聲波來回傳播，因此無法經常噴射墨滴。
由於噴嘴室的長度是固定的，因此您可能會認為，對於給定的打印頭，正確計時壓力波所需的脈沖寬度是恆定的。但是，時間也會受到該特定墨水的聲音速度的影響。這就是為什么必須針對特定的墨水和打印頭組合調整波形的原因，僅具有該打印頭的通用波形是不夠的。幸運的是，如果墨水的特性相似，則相同的波形對兩者都適用。
04. 共振現象
通常，在一個頻率下工作的波形可能在另一個頻率下工作的頻率不佳。當墨水在腔室內來回移動時，這全部歸結為脈沖的定時。隨着打印頻率的增加，給定脈沖產生的波和運動可以開始與前一個脈沖相互作用。在某些頻率下，這將是增強的，結果是共振，如圖像中的頂部示例所示。
打印頻率越高，在下一個降落和壓力波來臨時，壓力尚未衰減到零的可能性就越大，因此，產生不良發射的可能性越大。如果墨水仍在移動，則前一個脈沖可能會增加壓力（速度更高，更多的人造衛星，潤濕）或降低壓力（速度更低）。如果您的打印速度靈活，那么在一定頻率范圍內研究液滴的形成是明智的，以確保最終打印速度不會落在發生共振的頻率范圍內。
05. 多個脈沖
如果電子設備允許，則可以在每個像素處使用多個脈沖，從而使您可以創建更大，更快的墨滴。用於多脈沖的波形通常取決於壓力波中的第一或第二共振。這意味着當墨水向噴嘴移動時，第一個脈沖將增加墨水的壓力。一些墨水會噴出，其余的墨水會從孔口反彈並返回到對面的壁。一旦墨水再次移向噴嘴，第二個脈沖將增加其動量。脈沖應仔細調整。增強材料可能非常堅固，使壓力過分驅動並造成噴嘴潤濕。
如果脈沖的振幅相同，則第二個液滴將比第一個液滴更大且更快，因為它建立在前一個脈沖的共振上。它可以合並在面板或飛行中，具體取決於幾個因素，包括打印頭設計，脈沖到脈沖的時間，使用的電壓和墨水性質。
實時查看液滴形成的能力有助於理解這些影響。在下面用JetXpert dropwatcher拍攝的照片中，您可以看到在相鄰噴嘴中通過共振多脈沖波形形成了不同大小的液滴。左側的噴嘴施加了三個脈沖波形，中央噴嘴只有最后兩個脈沖，而右側噴嘴只有最后一個脈沖。用於產生液滴的三個脈沖在時間上均勻分布，並且每個圖像都是在壓力波擊中噴嘴開口時拍攝的。
請注意，在脈沖結束后，噴嘴彎月面的延伸是由壓力波引起的。第一個發生在韌帶分離之前。噴射兩次或更多次的噴嘴上的彎月面凸起較大，這表明由於先前的脈沖，已經施加了額外的壓力。通過調整脈沖時序並可視化進度，可以更快地改善特定墨水的波形。
額外的脈沖不僅用於噴射較大的液滴。通常在“關閉”數據上使用預脈沖使噴嘴撓癢，這意味着將提供足夠的力以使墨水在噴嘴內移動，但不會噴射墨滴。另一個應用程序是使用后脈沖來消除彎液面的振盪，使您可以增加頻率而不受先前下降的干擾。下面的波形具有許多內置的此類功能，並根據理光的台式打印機專利進行了改編。
