按需噴墨(drop-on-demand)需要在每個噴嘴配置一個微型泵浦。壓電致動器雖然可行,卻使噴頭在機械上既脆弱又昂貴。

HP 的巧妙之舉,在於讓這種擾動變得有用。以類似積體電路製程製造的電阻,僅以微秒級的時間加熱墨水,直到蒸氣氣泡膨脹,將一滴墨水從孔口推出。

同樣的機制可以在多個噴嘴之間重複。IEEE Spectrum 指出,1984 年 4 月的 ThinkJet 採用 12 噴嘴卡匣;IBM 的 SID 論文則描述,薄膜加熱器以熱方式產生氣泡,用於 HP 與 Canon 的按需噴墨頭。

這項發明讓桌上型列印從敲擊字元,轉變為發射受控的液體像素。

用氣泡作為運動部件

致動器以薄膜製程製造,因此可平行製作多個噴嘴。

每個噴嘴僅在需要時噴射,避免了連續噴墨水流造成的浪費。

氣泡出現與崩潰的速度夠快,足以反覆產生液滴。

拋棄式卡匣可以容納脆弱的流體系統,而不必讓墨水穿過印表機的管路。

有時優雅的致動器根本不是一個零件。如果物理現象能可重複地移動負載,製造方式就能從精密機械轉向晶片上的陣列。

熱噴墨成為桌上型列印的主流機制,後來更完全脫離紙張。IEEE Spectrum 描述其應用於 DNA 陣列、印刷電子、3D 列印及其他以液滴為基礎的製造。

追溯依據

參考來源

  1. Inkjets Are for More Than Just Printing IEEE Spectrum · spectrum.ieee.org ·
  2. Materials and Processing Studies for Thermal Ink-Jet Devices IBM Research · research.ibm.com ·
  3. US4794410A - Barrier structure for thermal ink-jet printheads Google Patents · patents.google.com ·