壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備，屬于噴墨打印【技術(shù)領(lǐng)域】，所述壓電噴墨頭包括噴頭基座、流體槽板、噴嘴板、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電路裝置，所述噴頭基座包括墨水腔、墨水流入管路和墨水流出管路；所述流體槽板上開有多個(gè)流體槽并將所述墨水腔分隔成墨水流入腔和墨水流出腔；所述噴嘴板上開有多個(gè)微噴孔，每個(gè)微噴孔均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)；所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)壓電陶瓷微單元，每個(gè)壓電陶瓷微單元均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)；所述驅(qū)動(dòng)電路裝置與所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器電連接。本發(fā)明有效地解決了壓電噴墨頭工作效率較低；材料選擇空間小，加工成本高；流體槽和/或微噴孔易堵塞的問題。
【專利說明】壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噴墨打印【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電噴墨頭作為陶瓷噴墨打印機(jī)最核心、所占成本最聞、最重要、技術(shù)含量最聞的部件，國內(nèi)從研發(fā)到制造均屬空白，完全依賴于進(jìn)口。這種壓電噴墨頭大多采用壓電陶瓷切槽工藝，通過壓電陶瓷凹槽壁的剪切變形，實(shí)現(xiàn)墨水的擠出動(dòng)作，但由于凹槽壁的動(dòng)作會(huì)影響到臨近凹槽壁的噴射動(dòng)作，所以現(xiàn)有壓電噴墨頭的微噴孔板一般都是按照微噴孔三個(gè)一組來設(shè)計(jì)，同組內(nèi)的微噴孔分時(shí)間序列實(shí)現(xiàn)噴墨動(dòng)作，不能同時(shí)動(dòng)作，工作效率較低。
[0003]上述壓電噴墨頭的噴射動(dòng)作，是由凹槽壁的剪切變形，擠壓流體槽中的墨水完成的，壓電噴墨頭中的流體槽要完成儲(chǔ)墨與噴射雙重功能，實(shí)現(xiàn)部件結(jié)構(gòu)與功能的雙重復(fù)合。為使壓電噴墨頭具有較高的噴射性能，就需要該部件材料必須能同時(shí)滿足具有較優(yōu)的電學(xué)性能和壓電性能，以及結(jié)構(gòu)可加工性和較好的塑性變形能力，材料選擇空間很小，加工成本較聞。
[0004]并且，上述壓電噴墨頭為了更換方便和降低成本，壓電噴墨頭與墨盒是分離的，更換墨盒時(shí)不必更換壓電噴墨頭，因此壓電噴墨頭使用時(shí)間較長，墨腔中長期沉積下來的墨水及其雜質(zhì)容易造成流體槽和/或微噴孔的堵塞，導(dǎo)致壓電噴墨頭的噴射精度下降，使用壽命縮短。所以，近年來不少創(chuàng)新設(shè)計(jì)都在考慮或者追求如何避免壓電噴墨頭的堵塞問題，以提高噴射精度和延長使用壽命，實(shí)現(xiàn)壓電噴墨頭更大規(guī)模和范圍的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備，有效地解決了壓電噴墨頭工作效率較低；材料選擇空間小，加工成本高；流體槽和/或微噴孔易堵塞的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下:
[0007]一種壓電噴墨頭，包括噴頭基座、流體槽板、噴嘴板、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電路裝置，其中:
[0008]所述噴頭基座的下端面上開有凹槽，所述噴嘴板蓋設(shè)在所述凹槽上，形成墨水腔，所述噴頭基座的上端面上設(shè)置有與所述墨水腔連通的墨水流入管路和墨水流出管路；
[0009]所述流體槽板上開有多個(gè)流體槽,所述流體槽板位于所述墨水腔內(nèi)并將所述墨水腔分隔成兩部分，形成墨水流入腔和墨水流出腔，所述墨水流入腔與所述墨水流入管路連通，所述墨水流出腔與所述墨水流出管路連通；
[0010]所述噴嘴板為所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器提供彈性物理支撐，所述噴嘴板上開有與所述流體槽數(shù)量一致的微噴孔，每個(gè)微噴孔均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)；
[0011]所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器粘結(jié)在所述噴嘴板外表面上，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器包括與所述流體槽數(shù)量一致的壓電陶瓷微單元，每個(gè)壓電陶瓷微單元均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)；
[0012]所述驅(qū)動(dòng)電路裝置與所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器電連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述流體槽板為至少一塊，形狀為長條形，所述流體槽板間隔設(shè)置在所述墨水流入管路和墨水流出管路之間，所述墨水腔在所述墨水流入管路一側(cè)形成所述墨水流入腔，所述墨水腔在所述墨水流出管路一側(cè)形成所述墨水流出腔。
[0014]進(jìn)一步的，所述流體槽板為相互平行的兩塊，形狀為長條形，所述墨水腔內(nèi)還設(shè)置有擋流板，所述墨水腔的一個(gè)側(cè)壁的一部分與所述兩塊流體槽板以及所述擋流板在所述墨水流入管路一側(cè)共同圍成所述墨水流入腔，所述墨水腔內(nèi)其余部分為所述墨水流出腔。
[0015]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷微單元為單層壓電陶瓷片或雙層壓電陶瓷片。
[0016]進(jìn)一步的，所述雙層壓電陶瓷片由上下兩層壓電陶瓷片粘結(jié)形成，上下兩層壓電陶瓷片是沿厚度方向極化，且極化方向相反。
[0017]進(jìn)一步的，所述噴嘴板的下表面涂有第一鈍化層，所述第一鈍化層表面設(shè)置有與所述壓電陶瓷微單元數(shù)量一致的導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電通道表面涂有第二鈍化層，所述導(dǎo)電通道兩端分別連接所述壓電陶瓷微單元和驅(qū)動(dòng)電路裝置。
[0018]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電路裝置為外接柔性PCB板或集成在所述噴嘴板上。
[0019]進(jìn)一步的，所述噴嘴板的材質(zhì)為金屬材料或非金屬材料，所述金屬材料為鎳鐵合金、不銹鋼和/或鈹青銅，所述非金屬材料為聚四氟乙烯樹脂、特氟龍膜，所述微噴孔通過激光加工制得；
[0020]所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的材質(zhì)為軟性壓電陶瓷材料或者壓電應(yīng)變常數(shù)d33大于500的壓電材料；
[0021]所述流體槽板的材質(zhì)為結(jié)構(gòu)陶瓷、金屬材料、有機(jī)玻璃、工程塑料或半導(dǎo)體硅材料，所述結(jié)構(gòu)陶瓷為氧化鋁、氧化鋯、氮化硅和/或氮化鋁。
[0022]進(jìn)一步的，所述噴嘴板的厚度為30 μ m-100 μ m ;所述壓電陶瓷微單元的厚度為100 μ m-300 μ m ;所述微噴孔的直徑為30 μ m-80 μ m ;所述流體槽的深度小于等于500 μ m。
[0023]一種打印設(shè)備，所述打印設(shè)備包括權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的壓電噴墨頭及包括該壓電噴墨頭的打印設(shè)備工作時(shí)，利用壓電陶瓷面內(nèi)伸縮變形將墨水從墨水腔中的壓迫噴出，其中壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)壓電陶瓷微單元之間彼此獨(dú)立，加電之后獨(dú)自發(fā)生面內(nèi)伸縮變形，不會(huì)影響到或受制于相鄰壓電陶瓷微單元的變形，彼此動(dòng)作互不干擾，任何時(shí)刻任意微噴孔都可以單獨(dú)工作或相鄰微噴孔同時(shí)工作，這極大改善了壓電噴墨頭的工作效率；流體槽僅僅完成儲(chǔ)墨功能，參與墨水的內(nèi)循環(huán)，不具有噴射功能，而由另一部件壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器來完成墨水的噴射動(dòng)作，因此，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的材質(zhì)只須滿足具有較優(yōu)的電學(xué)性能和壓電性能，而流體槽的材質(zhì)只須滿足具有結(jié)構(gòu)可加工性和較好的塑性變形能力即可，材料選擇空間大，加工成本較低；本發(fā)明中的墨水從墨盒中流出后依次經(jīng)過墨水流入管路、墨水流入腔、流體槽、墨水流出腔、墨水流出管路，最后再返回墨盒，實(shí)現(xiàn)了墨水內(nèi)循環(huán)，可以將墨水中的雜質(zhì)、氣泡等帶出送至墨盒中，這樣就避免了流體槽和/或微噴孔的堵塞?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的壓電噴墨頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的壓電噴墨頭的一種實(shí)施方式的分解示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的壓電噴墨頭的一種實(shí)施方式的組裝視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的壓電噴墨頭的另一種實(shí)施方式的分解示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明的壓電噴墨頭的另一種實(shí)施方式的組裝視圖；
[0031]圖6為圖4的壓電噴墨頭的流體槽板的A部分的局部放大圖；
[0032]圖7為圖4的壓電噴墨頭的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的B部分的局部放大圖；
[0033]圖8為本發(fā)明的壓電噴墨頭的單層壓電陶瓷微單元的局部放大圖；
[0034]圖9為本發(fā)明的壓電噴墨頭的雙層壓電陶瓷微單元的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]一方面，本發(fā)明提供一種壓電噴墨頭，如圖1至圖7所示，包括噴頭基座1、流體槽板2、噴嘴板3(或3’ )、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4和驅(qū)動(dòng)電路裝置(未示出)，其中:
[0037]噴頭基座I的下端面上開有凹槽，噴嘴板3 (或3’)蓋設(shè)在凹槽上，形成墨水腔11，嗔頭基座I的上端面上設(shè)直有與墨水腔11連通的墨水流入管路12和墨水流出管路13,嗔頭基座I可以采用注塑成型，一次完成，工藝簡單可靠；
[0038]流體槽板2上開有多個(gè)流體槽21，流體槽板2位于墨水腔11內(nèi)并將墨水腔11分隔成兩部分，形成墨水流入腔112和墨水流出腔113，墨水流入腔112與墨水流入管路12連通，墨水流出腔113與墨水流出管路13連通；
[0039]噴嘴板3為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4提供彈性物理支撐，噴嘴板3 (或3’)上開有與流體槽21數(shù)量一致的微噴孔31 (或31’)，每個(gè)微噴孔31 (或31’ )均與流體槽21的凹部位置相對應(yīng)；
[0040]壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4粘結(jié)在噴嘴板3 (或3’)外表面上，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4包括與流體槽21數(shù)量一致的壓電陶瓷微單元41，每個(gè)壓電陶瓷微單元41均與流體槽21的凹部位置相對應(yīng)；
[0041]驅(qū)動(dòng)電路裝置與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4電連接。
[0042]工作時(shí)，墨水從墨盒中流出，進(jìn)入墨水流入管路12，通過墨水流入管路12進(jìn)入墨水流入腔112，并經(jīng)過流體槽21進(jìn)入墨水流出腔113，打印時(shí)，需要某個(gè)微噴孔31 (或31’)噴出墨水時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路裝置產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電信號，該電信號發(fā)送到壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4與該微噴孔31 (或31’)相應(yīng)的壓電陶瓷微單元41，壓電陶瓷微單元41在電信號的作用下產(chǎn)生變形，擠壓噴嘴板3(或3’)，噴嘴板3(或3’ )具有一定的彈性，隨著壓電陶瓷微單元41產(chǎn)生相應(yīng)變形，壓迫流體槽21內(nèi)的墨水，使其從該微噴孔31 (或31’ )噴出，未噴出的墨水在壓力的作用下流入墨水流出腔113,最后經(jīng)墨水流出管路13返回到墨盒中。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的壓電噴墨頭的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4結(jié)構(gòu)簡單，制作時(shí)可以先將壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4(優(yōu)選長條狀結(jié)構(gòu))粘結(jié)在噴嘴板3(或3’ )上，再利用精密劃片機(jī)，將上述整根的條狀壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4切割成梳狀各自獨(dú)立的壓電陶瓷微單元41，且每個(gè)壓電陶瓷微單元41均與流體槽21的凹部位置相對應(yīng)。壓電陶瓷微單元41之間彼此獨(dú)立，加電之后獨(dú)自變形，不會(huì)影響到或受制于相鄰壓電陶瓷微單元41的變形，彼此動(dòng)作互不干擾，任何時(shí)刻任意微噴孔31 (或31’ )都可以單獨(dú)工作或相鄰微噴孔31 (或31’ )同時(shí)工作，這極大改善了壓電噴墨頭的工作效率；壓電陶瓷微單元41的變形采用的是面內(nèi)伸縮變形模式，可以對流體槽21中的墨水產(chǎn)生較大的變形壓力，有利于增加墨滴噴射初始速度；
[0044]流體槽21僅僅完成儲(chǔ)墨功能，參與墨水的內(nèi)循環(huán)，不具有噴射功能，而由另一部件壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4來完成墨水的噴射動(dòng)作。因此，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4的材質(zhì)只須滿足具有較優(yōu)的電學(xué)性能和壓電性能，而流體槽21的材質(zhì)只須滿足具有結(jié)構(gòu)可加工性和較好的塑性變形能力即可，材料選擇空間大，流體槽21、壓電陶瓷微單元41均可以采用高精度劃片機(jī)加工制得，加工精度高，加工成本較低；
[0045]本發(fā)明中的墨水從墨盒中流出后依次經(jīng)過墨水流入管路12、墨水流入腔112、流體槽21、墨水流出腔113、墨水流出管路13,最后再流入墨盒,實(shí)現(xiàn)了墨水內(nèi)循環(huán),可以將墨水中的雜質(zhì)、氣泡等帶出送至墨盒中，這樣就避免了流體槽21和/或微噴孔31 (或31’)的堵塞，提高噴射精度和延長使用壽命。
[0046]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，如圖2及圖3所示，流體槽板2為至少一塊(圖中所示為相互平行的兩塊)，形狀為長條形，流體槽板2間隔設(shè)置在墨水流入管路12和墨水流出管路13之間，墨水腔11在墨水流入管路12 —側(cè)形成墨水流入腔112，墨水腔11在墨水流出管路13 —側(cè)形成墨水流出腔113。這種壓電噴墨頭結(jié)構(gòu)簡單,無需增加其他部件,加工制造方便。
[0047]作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，如圖4及圖5所示，流體槽板2為相互平行的兩塊，形狀為長條形，墨水腔11內(nèi)還設(shè)置有擋流板5，墨水腔11的一個(gè)側(cè)壁的一部分與兩塊流體槽板2以及擋流板5在墨水流入管路12 —側(cè)共同圍成墨水流入腔112，墨水腔11內(nèi)其余部分為墨水流出腔113。這種壓電噴墨頭的墨水在循環(huán)過程中，所有的墨水均參與流動(dòng)循環(huán)，不會(huì)出現(xiàn)墨水腔11內(nèi)的某個(gè)部分的墨水靜止不流動(dòng)的情況，更好的避免了流體槽21和/或微噴孔31’的堵塞，提高噴射精度和延長使用壽命。
[0048]應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2-5僅示出了壓電噴墨頭內(nèi)優(yōu)選的兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，以形成更多不同的結(jié)構(gòu)形式，此處不再贅述。
[0049]本發(fā)明中，如圖8及圖9所示，為適應(yīng)不同材料制成的噴嘴板3，壓電陶瓷微單元41可以為單層壓電陶瓷片或雙層壓電陶瓷片。當(dāng)噴嘴板3的制造材料彈性較好時(shí)，壓電陶瓷微單元41的變形可帶動(dòng)噴嘴板3發(fā)生彎曲，對流體槽21產(chǎn)生足夠的壓力時(shí)，可選擇單層壓電陶瓷片；當(dāng)噴嘴板3的制造材料彈性較差或者為非導(dǎo)體時(shí)，噴嘴板3不發(fā)生彎曲變形或者彎曲變形小，而不能對流體槽21產(chǎn)生足夠的壓力時(shí)，可選擇雙層壓電陶瓷片。
[0050]壓電陶瓷微單元41為雙層壓電陶瓷片時(shí)，為使噴嘴板3產(chǎn)生足夠的彎曲變形，如圖9所示，壓電陶瓷微單元41由上層壓電陶瓷片411和下層壓電陶瓷片412粘結(jié)形成，上下兩層壓電陶瓷片是沿厚度方向極化，且極化方向相反。當(dāng)壓電陶微單元41收到信號驅(qū)動(dòng)時(shí)，上層壓電陶瓷片411和下層壓電陶瓷片412產(chǎn)生方向相反的橫向面內(nèi)變形，從而壓電陶瓷微單元41自身產(chǎn)生彎曲變形，帶動(dòng)噴嘴板3彎曲，對流體槽21產(chǎn)生壓力，實(shí)現(xiàn)墨水噴射。
[0051]為了方便的使壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4和驅(qū)動(dòng)電路裝置實(shí)現(xiàn)電連接，噴嘴板3的下表面涂有第一鈍化層，第一鈍化層表面設(shè)置有與壓電陶瓷微單元41數(shù)量一致的導(dǎo)電通道，導(dǎo)電通道表面涂有第二鈍化層，導(dǎo)電通道兩端分別連接壓電陶瓷微單元41和驅(qū)動(dòng)電路裝置。
[0052]這樣，噴嘴板3的一側(cè)與流體槽21構(gòu)成腔體陣列，墨水就在該腔體陣列中循環(huán)流動(dòng)，導(dǎo)電通道布置在噴嘴3的另一側(cè)，分布在壓電陶瓷微單元41的兩側(cè)，與壓電陶瓷微單元41連接，并為其提供驅(qū)動(dòng)信號。工作時(shí)壓電陶瓷微單元41產(chǎn)生的大量熱量可通過噴嘴板3和導(dǎo)電通道傳到墨水和噴頭基座處，并隨著墨水的循環(huán)流動(dòng)被帶走，實(shí)現(xiàn)電路的散熱，這樣可以有效地減少過熱的問題，壓電噴墨頭的工作溫度比較穩(wěn)定，保障壓電噴墨頭的工作狀態(tài)。
[0053]更具體的，驅(qū)動(dòng)電路裝置可以為外接柔性PCB板，更方便的，可以將驅(qū)動(dòng)電路裝置集成在嗔嘴板3上。
[0054]本發(fā)明的壓電噴墨頭的材料選擇空間大，加工工藝簡單，加工成本較低，具體的，噴嘴板3的材質(zhì)可以為金屬材料或非金屬材料，金屬材料可以為鎳鐵合金、不銹鋼和/或鈹青銅，非金屬材料可以為聚四氟乙烯樹脂、特氟龍膜；
[0055]微噴孔31可以通過現(xiàn)有技術(shù)中各種方式制得，優(yōu)選通過激光加工制得，激光加工與現(xiàn)有的MEMS相比有以下優(yōu)點(diǎn):⑴MEMS生產(chǎn)線成本極高，而激光加工設(shè)備成本低；⑵激光加工的精度完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，MEMS加工的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了所需，造成了浪費(fèi)；(3)MEMS的工序十分復(fù)雜，而激光加工過程簡單可靠。故而，激光加工滿足精度的同時(shí)，降低了加工成本，簡化了加工過程；
[0056]壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4的材質(zhì)可以為軟性壓電陶瓷材料或者壓電應(yīng)變常數(shù)d33大于500的壓電材料；
[0057]流體槽板2的材質(zhì)可以為結(jié)構(gòu)陶瓷、金屬材料、有機(jī)玻璃、工程塑料或半導(dǎo)體硅材料，結(jié)構(gòu)陶瓷為氧化鋁、氧化鋯、氮化硅和/或氮化鋁。
[0058]本發(fā)明的壓電噴墨頭的各項(xiàng)部件尺寸具體可以為:噴嘴板3的厚度可以為30 μ m-100 μ m ;壓電陶瓷微單元41的厚度可以為100 μ m_300 μ m ;微噴孔31的直徑可以為30 μ m-80 μ m ;流體槽21的深度可以為小于等于500 μ m。
[0059]另一方面，本發(fā)明提供一種打印設(shè)備，該打印設(shè)備包括上述的壓電噴墨頭。
[0060]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的打印設(shè)備的壓電噴墨頭的每個(gè)壓電陶瓷微單元41之間彼此獨(dú)立，加電之后獨(dú)自變形，不會(huì)影響到或受制于相鄰壓電陶瓷微單元41的變形，任何時(shí)刻任意微噴孔31都可以單獨(dú)工作或相鄰微噴孔31同時(shí)工作，這極大改善了壓電噴墨頭的工作效率；流體槽21僅僅完成儲(chǔ)墨功能，參與墨水的內(nèi)循環(huán)，不具有噴射功能，而由另一部件壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器4來完成墨水的噴射動(dòng)作，材料選擇空間大，加工成本較低；本發(fā)明的打印設(shè)備實(shí)現(xiàn)了墨水內(nèi)循環(huán)，可以將墨水中的雜質(zhì)、氣泡等帶出送至墨盒中，這樣就避免了流體槽21和/或微噴孔31的堵塞，提高噴射精度和延長使用壽命。
[0061]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電噴墨頭，其特征在于，包括噴頭基座、流體槽板、噴嘴板、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電路裝置，其中: 所述噴頭基座的下端面上開有凹槽，所述噴嘴板蓋設(shè)在所述凹槽上，形成墨水腔，所述噴頭基座的上端面上設(shè)置有與所述墨水腔連通的墨水流入管路和墨水流出管路； 所述流體槽板上開有多個(gè)流體槽，所述流體槽板位于所述墨水腔內(nèi)并將所述墨水腔分隔成兩部分，形成墨水流入腔和墨水流出腔，所述墨水流入腔與所述墨水流入管路連通，所述墨水流出腔與所述墨水流出管路連通； 所述噴嘴板為所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器提供彈性物理支撐，所述噴嘴板上開有與所述流體槽數(shù)量一致的微噴孔，每個(gè)微噴孔均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)； 所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器粘結(jié)在所述噴嘴板外表面上，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器包括與所述流體槽數(shù)量一致的壓電陶瓷微單元，每個(gè)壓電陶瓷微單元均與所述流體槽的凹部位置相對應(yīng)； 所述驅(qū)動(dòng)電路裝置與所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述流體槽板為至少一塊，形狀為長條形，所述流體槽板間隔設(shè)置在所述墨水流入管路和墨水流出管路之間，所述墨水腔在所述墨水流入管路一側(cè)形成所述墨水流入腔，所述墨水腔在所述墨水流出管路一側(cè)形成所述墨水流出腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述流體槽板為相互平行的兩塊，形狀為長條形，所述墨 水腔內(nèi)還設(shè)置有擋流板，所述墨水腔的一個(gè)側(cè)壁的一部分與所述兩塊流體槽板以及所述擋流板在所述墨水流入管路一側(cè)共同圍成所述墨水流入腔，所述墨水腔內(nèi)其余部分為所述墨水流出腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述壓電陶瓷微單元為單層壓電陶瓷片或雙層壓電陶瓷片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述雙層壓電陶瓷片由上下兩層壓電陶瓷片粘結(jié)形成，上下兩層壓電陶瓷片是沿厚度方向極化，且極化方向相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述噴嘴板的下表面涂有第一鈍化層，所述第一鈍化層表面設(shè)置有與所述壓電陶瓷微單元數(shù)量一致的導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電通道表面涂有第二鈍化層，所述導(dǎo)電通道兩端分別連接所述壓電陶瓷微單元和驅(qū)動(dòng)電路裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路裝置為外接柔性PCB板或集成在所述噴嘴板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述噴嘴板的材質(zhì)為金屬材料或非金屬材料，所述金屬材料為鎳鐵合金、不銹鋼和/或鈹青銅，所述非金屬材料為聚四氟乙烯樹脂、特氟龍膜，所述微噴孔通過激光加工制得； 所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的材質(zhì)為軟性壓電陶瓷材料或者壓電應(yīng)變常數(shù)d33大于500的壓電材料； 所述流體槽板的材質(zhì)為結(jié)構(gòu)陶瓷、金屬材料、有機(jī)玻璃、工程塑料或半導(dǎo)體硅材料，所述結(jié)構(gòu)陶瓷為氧化鋁、氧化鋯、氮化硅和/或氮化鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭，其特征在于，所述噴嘴板的厚度為30 μ m-100 μ m ;所述壓電陶瓷微單元的厚度為100 μ m-300 μ m ;所述微噴孔的直徑為30 μ m-80 μ m ;所述流體槽的深度小于等于500 μ m。
10.一種打印設(shè)備，其特征在于，所述打印設(shè)備包括權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的壓電噴墨頭。
【文檔編號】B41J2/14GK103963468SQ201410217073
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】黃大任, 崔宏超 申請人:北京派和科技股份有限公司