調變墨滴的邏輯可以依以下的步驟進行調變:
步驟 1:建立墨滴的目標觀測區域
一般的噴墨觀墨基本要求是希望在噴孔片表面並無墨水的殘存,避免流 體脫離噴孔片時,有不穩定的表面張力拉扯的行為產生。在目標觀測區內,
將著重於墨點的飛行速度、體積、衛星液滴的產生以及墨滴拖曳飛行的尾 巴長度變化,如圖4.3 所示。
圖 4.3 噴墨墨滴之優劣描述
圖 4.4 為更具體的說明[9],在 0.2 ms-0.7 ms 間以不同的取像時間觀測,
看到流體自噴孔噴出的行為,存在拖著長柱型尾巴的液滴應隨時間逐漸收 縮該尾巴成為圓球體。在成為球體的情況下才能量測並計算墨滴的體積 值,分析各墨滴體積之誤差值作為迴授調整波形的控制基礎。在圖4.4 中之 墨滴射出呈現分裂狀況之下,則無法作為控制變異的參數調整。應先將墨 水性質以及其基本驅動條件,作適度的改變,以讓噴出的墨滴可以建立在 一穩定的情況之下,再進行分析。
圖 4.4 驅動噴孔之不良的墨滴射出情況
步驟 2: 觀察單一噴孔在選定一個標準驅動波形之下驅動噴孔,依不同 的取樣時間操作,觀察其墨滴飛行速度的線性度。
原理: Rayleigh Instability Behavior,墨滴具有過大的表面張力會影響驅 動的能量,其主要是因為墨滴會受到表面收縮的力量的牽制,其是與墨滴 要被射出的方向相反[9]。
假設理想無揮發的墨滴,並在牛頓流體行為之下,其在不同的取像時間,
則觀測到的結果應如圖4.5 所示。
圖 4.5 墨滴飛行分析圖
墨滴飛行的情況若良好時,其應平行於 AA 線段的線性之穩定狀態;若 所觀測到的結果,並不平行於 AA 線段,表示有其他不樂見的環境影響力 去影響了噴墨的結果。例如假設觀察到的是曲線AC 時,則可能產生的原因 是由於周圍環境氣流的變化,或者因為揮發所造成的墨滴收縮,使得相同
A
A
B B
C D
E
的出口動量,因為質量揮發的改變或是氣流的其的影響,而使得墨滴有些 微的加速。一般而言,此噴墨的力量約為velocity2*Area 。若 A-A // B-B,
代表的是符合牛頓流體的行為,當一噴墨流體受到剪切力作用時,其黏滯 性並無實質的改變;若觀測到的結果AA 並不平行於 BB,代表該噴墨流體 屬於非牛頓行為。舉例來說,當AA 曲線與 BD 曲線間的流體收縮型態,其 代表的意義為相對的高表面張力/低黏滯性比,也就是 Weber/Reynold 值較 高;反之,若呈現為AA 曲線與 BE 曲線間的流體收縮型態,其代表的意義 為相對的低表面張力/低黏滯性比,也就是 Weber/Reynold 值較低。