Zasada działania
Głowica piezoelektryczna wykorzystuje kryształy piezo, które odkształcają się pod wpływem napięcia elektrycznego.
Co to jest piezo?
Piezoelektryczność to właściwość niektórych kryształów (np. kwarcu lub ceramiki PZT) polegająca na tym, że gdy przyłożysz do nich napięcie elektryczne, fizycznie zmieniają kształt. Nie o milimetry — o mikrometry. Ale to wystarczy.
Działa to też w drugą stronę: gdy ściśniesz taki kryształ, generuje napięcie. Dokładnie ta sama zasada co w zapalniczce piezo — klikasz, kryształ się odkształca i generuje iskrę.
Co się dzieje w głowicy krok po kroku
Wyobraź sobie rurkę wypełnioną atramentem. Na jej ściankach siedzi kryształ piezo. Na końcu rurki jest maleńki otwór — dysza, o średnicy mniejszej niż ludzki włos.
Kiedy drukarka chce postawić kropkę, sterownik wysyła krótki impuls elektryczny do kryształu. Kryształ natychmiast się odkształca i ściska ściankę rurki — jak gdybyś lekko ścisnął plastikową butelkę z wodą. To ściśnięcie tworzy falę ciśnienia wewnątrz rurki. Fala biegnie w kierunku dyszy i wyrzuca przez nią maleńką kroplę atramentu — wielkości kilku pikolitrów, czyli kilku bilionowych części litra.
Kiedy impuls elektryczny znika, kryształ wraca do pierwotnego kształtu. To rozprężenie wytwarza lekkie podciśnienie, które "wciąga" świeży atrament ze zbiornika i wypełnia rurkę na nowo. Głowica jest gotowa na następny impuls.
Cały cykl — od impulsu do gotowości — trwa kilka mikrosekund. Nowoczesne głowice powtarzają go dziesiątki tysięcy razy na sekundę.
Dlaczego to takie precyzyjne?
Precyzja pochodzi z kontroli impulsu elektrycznego. Zmieniając jego napięcie, czas trwania i kształt, drukarka steruje dokładnie tym, ile atramentu wyleci i z jaką siłą. Można uzyskać krople różnej wielkości z tej samej dyszy — to pozwala drukować płynne gradienty, cienkie linie i inne male elementy obrazu.
Jakie parametry impulsu elektrycznego decydują o pracy głowicy możesz przeczytać tutaj: