CN104442011B - 一种喷墨打印机喷头的墨腔结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印机喷头的墨腔结构，喷头上开有喷出墨滴的喷孔（4），在喷头上至少具有两个墨腔（2），在每个墨腔的壁上安装有两个独立受控的压电陶瓷（5、6），所述墨腔（2）是两个压力腔的形式，两个压力腔并列设置，每个压力腔上各安装一个压电陶瓷。本发明的技术方案，由于采用了一个墨腔有两个独立受控压电陶瓷的结构，就使得喷出墨滴量的大小有更大的变化范围。

Description

一种喷墨打印机喷头的墨腔结构

技术领域

本发明属于喷墨打印技术领域，尤其涉及运用压电陶瓷进行喷墨打印的喷头墨腔。

背景技术

喷墨打印机的喷头上都设置有喷孔和墨腔，喷孔和墨腔的数量一般根据需要设置，一个墨腔对应一个或多个喷孔，在运用压电陶瓷技术进行喷墨打印的技术领域，喷头上每个墨腔的壁上都装有压电陶瓷，通过给压电陶瓷施加脉沖电压使压电陶瓷变形，从而使墨腔产生变形，借此产生的变形压力使墨滴喷出。图1、2显示了当前采用压电陶瓷技术的喷头墨腔的通用结构，喷头的下部是喷孔板3，喷孔板上开有喷孔4，每个喷孔对应一个墨腔2，墨腔的一个壁上安装有压电陶瓷5，当压电陶瓷产生变形时，墨滴即喷出。这种形式的墨腔结构，只是在墨腔的一个壁上设置压电陶瓷。喷出墨滴的大小(即墨滴量)受压电陶瓷变形量、电压、墨腔容积等参数影响，一旦喷头的结构定型，墨腔容积就不能调整了，墨滴量就仅受电压波形控制，这样的话，墨滴量的变化范围就比较狭窄。也有通过在压电陶瓷块上直接切割小槽形成墨腔的做法，这种墨腔可使两个侧壁具有能工作的压电陶瓷，但这种结构由于相邻的墨腔有共同的压电陶瓷，这就使得这种喷头在工作时，必须让相邻的墨腔不能同时工作，否则会互相干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种喷出墨滴量变化范围大的喷头压力结构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种喷墨打印机喷头的墨腔结构，喷头上开有喷出墨滴的喷孔，在喷头上至少具有两个墨腔，在每个墨腔的壁上安装有两个独立受控的压电陶瓷，该墨腔是两个压力腔的形式，两个压力腔并列设置，在每个压力腔上各安装一个压电陶瓷。本发明的技术方案，由于采用了一个墨腔有两个独立受控压电陶瓷的结构，就使得喷出墨滴量的大小有更大的变化范围。

两个压力腔按容积分为一大一小，每个墨腔上的两个压电陶瓷按变形量分为一大一小两种，大压电陶瓷安装在大压力腔一侧，小压电陶瓷安装在小压力腔一侧。采用本方案，可以使得喷出的墨滴量的可变范围更大，只要让两个压电陶瓷的变形量在合适的差距内，并配合合适的电压变化，可使得喷出的墨滴量能够在一个范围内变化。另外，墨腔分为两个压力腔后，墨腔不必都挤在一边，可以分散开了，对喷头有限的空间的利用率更高了。

附图说明

图1是已知的墨腔结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明单压力腔的结构原理图；

图4是本发明双压力腔的结构原理图；

图5是实施例1单压力腔的剖面示意图；

图6是实施例2双压力腔的剖面示意图；

附图标记说明：1墨腔壁，2墨腔，3喷孔板，4喷孔，5、6压电陶瓷，7喷孔衬板，71凹槽，72出墨孔，8、9柔性电缆，10进墨板，101凹槽，11进墨孔，12、13、14、15墨腔板，21、22压力腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图3所示的是喷墨打印机喷头(图中未示出喷头整体)上一个墨腔的结构原理图，本图是沿着其中一个墨腔进行的剖面图，一个喷孔4对应一个墨腔2，墨腔壁1按现有技术制作而成。如图所示，墨腔2是一个压力腔，在这条压力腔的侧壁上设置了两个压电陶瓷，小压电陶瓷5和大压电陶瓷6，这两个侧壁上的压电陶瓷是独立的，分别受控，图中未显示压电陶瓷的控制线路(这里所说的独立压电陶瓷，是指每个压力腔的压电陶瓷能独立变形，通常一条压电陶瓷覆盖多个压力腔或者全部覆盖，每个压力腔所对应区域的压电陶瓷上设置有独立控制电极，由独立的控制电极来控制对应区域的压电陶瓷使其变形)。两个压电陶瓷的变形参数是不同的，按变形量分为一大一小两种(通常这两条压电陶瓷的选材相同，厚度相同，长度相同，宽度不同，在图3上，体现了压电陶瓷的不同宽度)。当两个压电陶瓷分别或者同时产生变形时，能够从喷孔板3上的喷孔4喷出不同大小的墨滴。

如图4，墨腔是两个压力腔的形式，即压力腔21和压力腔22，这两个压力腔是并列的，每个压力腔上安装一个压电陶瓷。两条压力腔按容积分为一大一小，大压电陶瓷安装在大压力腔一侧，小压电陶瓷安装在小压力腔一侧。本图中，大压力腔21配以大压电陶瓷6，小压力腔22配以小压电陶瓷5。

图3和图4说明了本发明的原理，下面是对应图3和图4的具体实施例。

实施例1：

图5是墨腔为单压力腔的剖面图，图中箭头为墨水流动方向，如图所示，本发明包括喷孔板3、喷孔衬板7、墨腔板12、压电陶瓷5、压电陶瓷6、柔性电路板8、柔性电路板9、进墨板10，由它们叠加组装而成。进墨板10上开有进墨孔11，墨腔板12上开有墨腔2(该墨腔2实际上是由墨腔板在此处的孔与柔性电路板包围而成)，喷孔衬板7上开有出墨孔71，喷孔板3上开有喷出墨滴的喷孔4，墨腔和这些孔构成一个压力腔。在喷孔衬板7还开有凹槽71，在进墨板10上也开有凹槽101，在这两个凹槽中放置压电陶瓷。柔性电路板有两片，分别与两块压电陶瓷连接，分别对压电陶瓷进行控制，柔性电路板上在压力腔相应的位置也开有孔(图中未标识)。本剖面是沿其中一个墨腔进行的剖视，喷头上对应一个喷孔就有一个墨腔，喷孔和墨腔的数量一般根据需要设置。

实施例2：

图6是墨腔为双压力腔的剖面图，本实施例与实施例1类似，只是有3块墨腔板，即墨腔板13、14、15，这3块墨腔板将墨腔分隔开，具有两个压力腔，即压力腔21和压力腔22，在每个压力腔上各配置一块压电陶瓷。两个压力腔按容积分为一大一小，大压电陶瓷6安装在大压力腔21一侧，小压电陶瓷5安装在小压力腔22一侧。本实施例中，压电陶瓷采用PZT5，大压电陶瓷6的宽度为10毫米，小压电陶瓷5的宽度为5毫米，电压取60～100V，大压力腔21的容积为0.6立方毫米，小压力腔22的容积为0.3立方毫米，当小压电陶瓷工作时，随电压变化墨滴量可在20～40皮升变化，当大压电陶瓷工作时，随电压变化墨滴量可在40～60皮升变化，两个压电陶瓷都工作时，则墨滴量可以在60～100皮升变化。

与目前市场上使用单片压电陶瓷的墨腔结构相比，本发明还具有以下优点：

1)若要喷出与使用单片压电陶瓷结构同样大小，同等速度的墨滴，2片压电陶瓷可使总驱动电压下降一半。驱动电压下降带来的好处是，电路板就比较小，而且较小的电压，电路板的选择范围更大，可以进一步降低成本。在同类设计中，使用单压电陶瓷的设计，驱动电压会达到100至200伏之间，驱动电路在设计中会显得很复杂，驱动芯片的选择会很局限(类型和厂家很可能是唯一的)。由于本发明使用双压电陶瓷，驱动电压保守估计降低一半(50至100伏)，电器部件性能要求也同样下降，驱动电路的设计将变得简单，体积减小，驱动芯片的选择则变大。由于这些驱动芯片的特殊性，所以一些喷头厂家都是定制芯片，这就造成成本较高。驱动电压下降后，常规芯片就可以使用，就大大降低制作驱动芯片的成本，大大扩展驱动电路的样式。

2)若所加电压与单片压电陶瓷结构的相同，则可驱动更大的墨滴。

3)由于2片压电陶瓷可单独控制，则墨腔喷出的墨滴大小可以有多种组合。例如可以设计为其中一侧的压电陶瓷工作时每个墨腔可喷出10皮升墨滴，而另一侧的压电陶瓷工作时每个墨腔可喷出20皮升墨滴，则两侧的压电陶瓷同时工作时每个墨腔可喷出30皮升墨滴。那么，该结构的墨腔可实现喷出10、20、30皮升3种大小的墨滴。如果再调整电压的大小，则墨滴量的大小还可以有更多的选择。

以往用户根据打印的精细度要求选择了一款喷头，但当精细度要求不同时，客户只能重新购买另一款喷头。采用本发明的喷头，能够达到大范围墨量的兼容，完全可以实现1种喷头兼容多种墨量，客户在应用中可以应对不同的需求，只需进行软件的设定，无须更改硬件。从低速的高精度打印到高速的低精度打印都可兼容。

4)采用本发明的喷头，每个墨腔的喷墨量是独立控制的，由于一个喷孔对应一个墨腔，即每个喷孔的喷墨量是独立控制的，是可变的，在打印中可以控制得更精细。

Claims (2)

1.一种喷墨打印机喷头的墨腔结构，喷头上开有喷出墨滴的喷孔(4)，在喷头上至少具有两个墨腔(2)，在每个墨腔的壁上安装有两个独立受控的压电陶瓷(5、6)，其特征在于：所述墨腔(2)是两个压力腔的形式，两个压力腔并列设置，每个压力腔上各安装一个压电陶瓷。

2.根据权利要求1所述的墨腔结构，其特征在于：所述两个压力腔按容积分为一大一小，所述两个压电陶瓷按变形量分为一大一小，大压电陶瓷(6)安装在大压力腔(21)一侧，小压电陶瓷(5)安装在小压力腔(22)一侧。