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壓電技術(shù)引發(fā)打印創(chuàng)新革命技術(shù)的持續(xù)發(fā)展
和對(duì)社會(huì)的不斷貢獻(xiàn)
愛(ài)普生專利微壓電噴墨打印技術(shù)
微壓電打印頭是精工愛(ài)普生公司(以下簡(jiǎn)稱“愛(ài)普生”)獲得專利的一項(xiàng)噴墨打印機(jī)核心技術(shù),是愛(ài)普生打印解決方案業(yè)務(wù)的核心驅(qū)動(dòng)力。
噴墨打印是通過(guò)將超細(xì)墨滴直接噴射到紙張等介質(zhì)上來(lái)完成的。最初,最常見(jiàn)的噴墨打印技術(shù)是熱發(fā)泡打印,它利用加熱來(lái)噴射墨滴。但是愛(ài)普生選擇了專注發(fā)展和創(chuàng)新壓電技術(shù)。
壓電打印頭以機(jī)械方式,而非通過(guò)加熱來(lái)噴射墨水。這一機(jī)械力由壓電元件提供,當(dāng)施加壓力時(shí),壓電元件會(huì)前后彎曲,通過(guò)打印頭噴墨。由于壓電系統(tǒng)不加熱,可與多種墨水兼容,因此遠(yuǎn)比熱發(fā)泡技術(shù)耐用。壓電打印頭可精確控制墨滴的大小,從而帶來(lái)卓越的圖像質(zhì)量和快速的打印輸出。
愛(ài)普生的第一臺(tái)噴墨打印機(jī)IP-130K(日本以外型號(hào)為SQ-2000)于1984年問(wèn)世。這款打印機(jī)使用壓電技術(shù),在商業(yè)上很受歡迎。愛(ài)普生一直在努力改進(jìn)壓電打印頭,最終開(kāi)發(fā)出獲得專利的微壓電打印技術(shù)。
盡管發(fā)展道路曲折艱難,但愛(ài)普生的研發(fā)團(tuán)隊(duì)最終克服了重重挑戰(zhàn)和障礙。
柳暗花明:微壓電打印技術(shù)的誕生
1980年前后,愛(ài)普生的打印業(yè)務(wù)迅速增長(zhǎng)。這得益于公司于1979年推出的第一臺(tái)針式打印機(jī)TP-80和1980年推出的第一臺(tái)用于個(gè)人電腦的打印機(jī)MX-80。
然而,當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在1984年發(fā)布激光打印機(jī)時(shí),市場(chǎng)格局突然發(fā)生了變化。相比而言,針式打印機(jī)的打印質(zhì)量和速度無(wú)法與激光打印機(jī)匹敵。愛(ài)普生立即意識(shí)到業(yè)務(wù)受到了嚴(yán)重的威脅,尋求應(yīng)對(duì)方法迫在眉睫。
在這樣的形勢(shì)下,一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)使愛(ài)普生發(fā)現(xiàn)了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的方法,這就是壓電技術(shù)。
1989年,一家歐洲公司對(duì)愛(ài)普生提議使用壓電元件作為驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)針式打印機(jī)中的打印頭。當(dāng)時(shí),出席會(huì)議的愛(ài)普生開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)中的一名成員提出一個(gè)想法,即將壓電元件應(yīng)用于壓電打印機(jī)而不是針式打印機(jī)。這是向開(kāi)發(fā)愛(ài)普生微壓電打印技術(shù)邁出的重要一步。
在此之前,愛(ài)普生一直在致力于解決壓電元件的高驅(qū)動(dòng)電壓以及形變不足的問(wèn)題。最終愛(ài)普生發(fā)現(xiàn),這些問(wèn)題可以通過(guò)使用多層壓電元件來(lái)攻克。這種壓電元件可在較低電壓下產(chǎn)生足夠的形變。通過(guò)這一發(fā)現(xiàn),愛(ài)普生研發(fā)出與激光和熱發(fā)泡噴墨打印機(jī)相抗衡的技術(shù)。
不斷沖破壁壘:持續(xù)發(fā)展的微壓電打印頭
與社會(huì)緊密相連
開(kāi)發(fā)微壓電打印技術(shù)需要克服重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
首先,壓電元件的材質(zhì)為陶瓷。生產(chǎn)這些陶瓷元件的傳統(tǒng)方法就是像燒磚一樣,首先對(duì)其進(jìn)行烘烤,然后將其切成薄片,再將薄片研磨到所需的厚度。然而,陶瓷在烘烤過(guò)程中會(huì)變得非常脆,當(dāng)壓電元件的厚度縮減到一定程度時(shí)極易出現(xiàn)裂紋或破碎的情況。
為了解決這一技術(shù)問(wèn)題,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)想法,即在制造壓電元件時(shí),像陶瓷電容器一樣將許多約20微米厚的薄層堆疊在一起,然后將其切割成適當(dāng)?shù)男螤顏?lái)制作制動(dòng)器。因此,可以在烘烤和堆疊壓電元件之前,通過(guò)創(chuàng)建多層結(jié)構(gòu)來(lái)制作薄型壓電元件。這一方法顛覆了壓電技術(shù)的游戲規(guī)則。
正是通過(guò)長(zhǎng)期的反復(fù)試錯(cuò),愛(ài)普生才成功開(kāi)發(fā)出微壓電打印頭,為開(kāi)發(fā)出更薄的壓電元件和更小的打印頭鋪平了道路。
愛(ài)普生于1990年開(kāi)始研發(fā)微壓電打印頭,到1992年底實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。1993年,Epson Stylus 800噴墨打印機(jī)成為第一款配備微壓電打印頭的產(chǎn)品。
微壓電打印技術(shù)此后也在不斷發(fā)展。新一代噴墨打印頭被稱為ML芯片(配備超集成壓電元件的多層陶瓷),其壓電元件不易損壞,這使得噴墨打印頭更容易批量生產(chǎn)。其次是TFP(薄膜壓電)打印頭,具有最薄的壓電元件。最后是Precision Core打印頭,它的出現(xiàn)帶來(lái)了更高的打印速度和更好的打印質(zhì)量。
微壓電打印頭不僅有著卓越的性能、精度、速度和圖像質(zhì)量,同時(shí)能耗低,對(duì)環(huán)境更加友好。這些特性使得微壓電打印頭能夠快速擴(kuò)展到商業(yè)、工業(yè)和辦公等打印領(lǐng)域。
愛(ài)普生的微壓電打印頭有著不斷突破的潛力,能滿足更廣泛的需求。通過(guò)密度更高、更緊湊的打印頭可以用更小的成本實(shí)現(xiàn)更高的圖像質(zhì)量;通過(guò)增加噴嘴數(shù)量可以提高打印速度。這些性能使得愛(ài)普生可以提供更可靠的商用和工業(yè)噴墨打印機(jī)。
愛(ài)普生將持續(xù)不斷地創(chuàng)新和發(fā)展微壓電打印技術(shù)。