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Microdispenser 喷墨打印 结构、分类和编号 MicroFab 制造的喷头是由压电驱动的。一个径向极化的环 形压电（PZT ）元件，紧密粘贴到一个毛细玻璃管上。毛细 玻璃管安装在一个保护壳中，管的末端与一个液路连接部件 粘结在一起。 环形压电驱动器的内外表面都有电极。内电极会通过金属片 包裹的方式翻到外表面上，方便导线的焊接。外表面上有一 块环形区域的金属被除去，用来分离内外两个电极。两根细 导线分别焊接到外电极和（包裹在外表面部分的）内电极上。 导线末端的连接接头可以与MicroFab 的JetDrive TM 电控制 器的的输出相连接。 喷头的结构通过尾部连接部件的类型不同可分为：AB-倒刺型 （或滑入型），AT-螺纹型 （旋 转连接Lee 公司的小型连接件），ABL-大倒刺型，AL-鲁尔接头型。部分AB 和AT 喷头具 有喷头保护功能（类型分别为ABP 和ATP ）。关于各种结构的更多细节可以在MicroFab 的 网站上查看，路径如下：Products/Microdispensing Devices/Low Temp. Devices 。 喷孔 玻璃管 液路连接部件 外电极 压电材料 内电极向外包裹 喷头的编号为MJ-ATP-XXX ，其中XXX 是以微米为单位的喷口直径。除了ABL 型喷头喷 口直径可以扩大到 120μm 外，其余所有喷头喷口的标准直径范围为 20-80μm 。型号 MJ-ABP-075 指的是倒刺型，带喷头保护功能的，喷口直径为75μm 的喷头。 工作原理 当出现电压差时，在内部电极和外部电极之间产生电场，使得压电元件径向膨胀（轴向压缩）， 或者根据电压极性变化化，径向收缩（轴向膨胀）。压电元件变形仅在有两个电极的部分发 生，在没有电极的区域不产生电场。 最简单的驱动信号由一个梯形波组成，每当需要 产生一个液滴时，梯形波加载到一个电极上，而 另一个电极接地。压电元件发生在电压变化期 （rise 和fall ）和恒定电压（dwell ）期间。 在 MicroFab 的配置中，外部电极（蓝色线）接 地，内部电极（红色线）接收驱动电压波形。 在电压上升期间，管状PZT 的圆周变大的同时也 变得更薄更短。这种快速形变通过环氧树脂粘合 剂传递到玻璃管，导致玻璃内表面向外运动，使 其产生负压（相对于平衡状态）。负压以声速在液体中沿着玻璃管行进，通过扩展声波的方 式到孔口和供液端。膨胀波作（压力高于玻璃管中的平衡压力）在供液端反射后形成压缩波， 并朝孔口返回。如果dwell 时间选择在正压波与压电元件匹配时开始，则会加剧玻璃内表面 的向内运动，会产生更大更快速的液滴。 气压平衡条件下，在喷口处液滴形成的顺序如图所示：液体冲到喷口处（第一张图片）。第 二张图片中，液体在平衡位置并有些收缩，这表明膨胀波已经到达了喷口处。第三张图片是 压缩波到达喷口处使液体喷出的状态。后一个膨胀波到达喷口处将液体回拉（图四和五）使 其断开并离开喷口（图六）。喷射的液体由于表面张力形成球形液滴（图七）。 图像是通过与产生液滴的脉冲同步的LED 短脉冲获得的。通过调整驱动脉冲和施加到LED 的脉冲之间的延迟，可以捕捉到液滴飞行路径的不同位置。 操作和观察的要求：  正确的操作要求是当喷头不工作时，液体与喷口齐平。如果作用在喷口处液体的压力不 平衡，则液体将在喷口处滴落或缩回。这两种情况都会导致液滴调试失败。背压控制部 分讨论了两种可能的方法保持液体与孔口齐平。  该操作基于声学和光的传播。长度尺度和声速值会产生几十微妙的定时。因此，电子驱 动器件应当允许以一微妙增量或更小的调整定时。  特别是当用新液体的喷射时，观察液滴的形成是非常重要的。液滴的观察需要相机、 LED 及其驱动器。为了确保图象清晰，作用到用于照明的 LED 的脉冲必须非常短 （4-6μs ），并且在低频下能够提供足够的光。 使用和清洁喷头的注意事项  不要将MicroJet 喷头的主体浸入到Micro-90 清洗液或其它溶剂中，因为这些液体可能 会损坏PZT 的环氧树脂和镍涂层。水或IPA 可用于清洁喷头外部套管。  MicroJet