CN109572218A - 压电复合激励喷墨打印机喷头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压电复合激励喷墨打印机喷头，包括致动单元、振动板、基板和喷孔板，致动单元设于振动板的上侧，基板和喷孔板设于振动板的下侧，基板设有储墨室，基板与振动板共同形成腔体，基板与喷孔板共同形成出流通道，储墨室通过入流通道连通腔体，出流通道连通腔体，出流通道的端部设有喷孔，致动单元包括快捷打印单元和非快捷打印单元；该种压电复合激励喷墨打印机喷头，能够实现精密打印与快速打印的切换，从而满足不同的使用需求；通过控制致动单元的加电与否，实现致动单元的疏密组合，从而适应不同打印需求的场合。

Description

压电复合激励喷墨打印机喷头

技术领域

本发明涉及一种压电复合激励喷墨打印机喷头。

背景技术

喷墨打印是指通过喷嘴将很小的黑色或彩色墨滴按照设定的程序喷射到介质上形成图像或文字的过程。随着性能的不断上升和价格的不断，喷墨打印机的市场占有率越来越高，其中压电式喷墨打印技术较其他喷墨技术而言使用寿命长，能够使用不同类型的墨水及介质，且喷射精度易于控制等优点，近年来也逐渐被市场用到，但这并不能掩盖喷墨打印机的一个致命缺点：墨盒昂贵。

现有的喷墨打印机一般提供了快速、普通、增强、精细等多种打印方式，前三种对的打印效果之间的区别主要体现在墨色的浓淡和字符线条的圆滑程度，有时显得并不是特别重要，对于一般的打印作业，应尽量使用快速方式或者草稿方式进行打印，一方面可以节省大量墨水，另一方面还可以提高打印速度。热喷墨打印机通过改变加热元件的温度从而控制喷射墨滴体积大小，虽然耗时少，但喷头中的电极始终受电解和腐蚀，直接影响使用寿命。因此，发展压电式喷墨打印机喷头十分必要。

上述问题是在喷墨打印机喷头的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种压电复合激励喷墨打印机喷头解决现有技术中存在的热喷墨打印机通过改变加热元件的温度从而控制喷射墨滴体积大小，虽然耗时少，但喷头中的电极始终受电解和腐蚀，直接影响使用寿命的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种压电复合激励喷墨打印机喷头，包括致动单元、振动板、基板和喷孔板，致动单元设于振动板的上侧，基板和喷孔板设于振动板的下侧，基板设有储墨室，基板与振动板共同形成腔体，基板与喷孔板共同形成出流通道，储墨室通过入流通道连通腔体，出流通道连通腔体，出流通道的端部设有喷孔，致动单元包括快捷打印单元和非快捷打印单元，快捷打印单元包括快捷打印压电陶瓷片，非快捷打印单元包括非快捷打印压电陶瓷片，振动板与快捷打印压电陶瓷片接触的一侧、振动板与非快捷打印压电陶瓷片接触的一侧分别设有印刷电路。

进一步地，还包括喷头控制板、开关控制装置和驱动电源，驱动电源通过开关控制装置连接印刷电路，喷头控制板连接开关控制装置。

进一步地，喷头控制板通过高速数据线路连接服务器终端。

进一步地，快捷打印单元和非快捷打印单元相互交替设置。

进一步地，快捷打印压电陶瓷片与非快捷打印压电陶瓷片分别设有独立电极单元，独立电极单元外接振动板的印刷电路，独立电极单元包括独立设置的正电极和负电极，正电极和负电极成对设置。

进一步地，独立电极单元采用左右对称、指间距均匀、等指长的叉指换能型的独立电极单元。

进一步地，该压电复合激励喷墨打印机喷头工作时，在喷头控制板给该压电复合激励喷墨打印机喷头提供驱动电压，驱动电压采用通断方式，该压电复合激励喷墨打印机喷头即可喷出墨滴；具体为，振动板通过放大致动单元的形变，挤压腔体，使墨滴从喷孔喷出。

进一步地，该压电复合激励喷墨打印机喷头选择快捷打印或紧密打印，

进行快捷打印时，仅为快捷打印单元供电，非快捷打印单元不供电，喷孔减少，快捷打印单元发生形变，腔体受到挤压，实现快捷打印；

进行精密打印时，所有致动单元均供电，喷孔增多，所有致动单元发生形变，腔体受到挤压，实现精密打印。

本发明的有益效果是：该种压电复合激励喷墨打印机喷头，能够实现精密打印与快速打印的切换，从而满足不同的使用需求。该种压电复合激励喷墨打印机喷头，充分利用内部资源，无须另外增加或减少致动单元。通过控制致动单元的加电与否，自动实现致动单元的疏密组合，从而适应不同打印需求的场合。通过对致动单元所施加的电压参数等信息的调节，可控制墨滴体积大小，打印出不同效果。通过对电压参数等信息进行设置，以打印出不同效果，便于对该系统进行综合分析。

附图说明

图1是本发明实施例压电复合激励喷墨打印机喷头的结构示意图；

图2实施例中振动板与印刷电路的结构示意图；

图3是实施例中致动单元的工作原理说明示意图；

图4是实施例中压电喷墨头系统的结构框图；

图5是实施例中压电喷墨打印头精密打印的说明示意图；

图6是实施例中压电喷墨打印头快速打印的说明示意图；

其中：1-致动单元，2-振动板，3-基板，4-储墨室，5-入流通道，6-腔体，7-出流通道，8-喷孔板，9-喷孔，10-印刷电路，11-驱动电源，12-开关控制装置，13-喷头控制板，14-快捷打印压电陶瓷片，15-正电极，16-负电极。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

一种压电复合激励喷墨打印机喷头，如图1，包括致动单元1、振动板2、基板3和喷孔板9，致动单元1设于振动板2的上侧，基板3和喷孔板9设于振动板2的下侧，基板3设有储墨室4，基板3与振动板2共同形成腔体6，基板3与喷孔板9共同形成出流通道7，储墨室4通过入流通道5连通腔体6，出流通道7连通腔体6，出流通道7的端部设有喷孔10，致动单元1包括快捷打印单元和非快捷打印单元，快捷打印单元包括快捷打印压电陶瓷片14，非快捷打印单元包括非快捷打印压电陶瓷片14，如图2，振动板2与快捷打印压电陶瓷片14接触的一侧、振动板2与非快捷打印压电陶瓷片14接触的一侧分别设有印刷电路10。

该种压电复合激励喷墨打印机喷头，能够实现精密打印与快速打印的切换，从而满足不同的使用需求。该种压电复合激励喷墨打印机喷头，充分利用内部资源，无须另外增加或减少致动单元1。通过控制致动单元1的加电与否，自动实现致动单元1的疏密组合，从而适应不同打印需求的场合。

实施例还包括喷头控制板13、开关控制装置12和驱动电源11，驱动电源11通过开关控制装置12连接印刷电路10，喷头控制板13连接开关控制装置12。通过对致动单元1所施加的电压参数等信息的调节，可控制墨滴体积大小，打印出不同效果。喷头控制板13通过高速数据线路连接服务器终端。通过对电压参数等信息进行设置，以打印出不同效果，便于对该系统进行综合分析。

实施例中，快捷打印单元和非快捷打印单元相互交替设置，快捷打印单元和非快捷打印单元一体设置。快捷打印单元和非快捷打印单元的各压电陶瓷片分别接收驱动信号进行动作，在快捷打印与精密打印不同的打印模式下，致动的压电陶瓷片不同，从而减少或增加喷孔10数量，以满足不同的打印需求；同时驱动信号可根据喷孔10孔径以及墨滴特性进行调整，以喷印出不同尺寸与不同粘度的液滴。

印刷电路10用来给各压电陶瓷片独立的施加电压；振动板2通过放大致动单元1的形变，挤压腔体6，使墨滴从喷孔10喷射出。该压电复合激励喷墨打印机喷头工作时，在喷头控制板13给其提供一定频率和幅值的驱动电压。根据压电式喷头的工作原理，驱动电压采用简单的“通—断”方式，喷头即可喷出墨滴；

实施例中，快捷打印压电陶瓷片14与非快捷打印压电陶瓷片14分别设有独立电极单元，独立电极单元外接振动板2的印刷电路10，独立电极单元包括独立设置的正电极15和负电极16，正电极15和负电极16成对设置。独立电极单元采用左右对称、指间距均匀、等指长的叉指换能型的独立电极单元。

如图3所示，压电喷墨头中的致动单元1利用压电陶瓷的d15效应，使压电陶瓷产生剪切变形。具体而言，压电元件受电压的影响，利用压电陶瓷的d15效应而产生瞬间形变，并通过此瞬间形变使振动板2形变，使每个压力腔室的体积改变。因此，压力腔室中的墨水通过喷嘴喷射。

该压电复合激励喷墨打印机喷头选择快捷打印或紧密打印：进行快捷打印时，仅为快捷打印单元供电，非快捷打印单元不供电，喷孔10减少，快捷打印单元发生形变，腔体6受到挤压，实现快捷打印；相比较精密打印而言，快捷打印可以既可满足一般使用要求又节约墨水。进行精密打印时，所有致动单元1均供电，喷孔10增多，所有致动单元1发生形变，腔体6受到挤压，实现精密打印。消耗的墨水量也增多。

如图4、5所示。服务器终端发送命令通过连接口到达高速数据线路，高速数据线路将数据传输到喷头控制板13中，喷头控制板13将命令进行解析送入喷头内部，控制喷头供电与否。本实施例优选继电器作为开关控制装置12，当用户选择精密打印时，常闭触点断开，常开触点闭合，此时所有的致动单元1正极得电，致动单元1发生形变，致动单元1挤压腔体6，压电喷墨头喷孔10增多，喷孔10喷出墨滴，墨滴到达介质，最终形成图像或文字。若再进一步对压电致动单元1的驱动电压参数等信息进行调节，可进一步改变喷出的墨滴体积大小，打印出不同效果。

如图4、6所示。服务器终端发送命令通过连接口到达高速数据线路，高速数据线路电路将数据传输到喷头控制板13中，喷头控制板13将命令进行解析送入喷头内部，控制喷头供电与否。本实施例优选继电器作为开关控制装置12，当用户选择快速打印时，继电器线圈不得电，常闭触点给部分致动单元1供电，部分致动单元1发生形变，致动单元1挤压腔体6，压电喷墨头喷孔10减少，喷孔10喷出墨滴，墨滴到达介质，最终形成图像或文字。若再进一步对压电致动单元1的驱动电压参数等信息进行调节，可进一步改变喷出的墨滴体积大小，打印出不同效果。

Claims (8)

1.一种压电复合激励喷墨打印机喷头，包括致动单元、振动板、基板和喷孔板，致动单元设于振动板的上侧，基板和喷孔板设于振动板的下侧，其特征在于：基板设有储墨室，基板与振动板共同形成腔体，基板与喷孔板共同形成出流通道，储墨室通过入流通道连通腔体，出流通道连通腔体，出流通道的端部设有喷孔，致动单元包括快捷打印单元和非快捷打印单元，快捷打印单元包括快捷打印压电陶瓷片，非快捷打印单元包括非快捷打印压电陶瓷片，振动板与快捷打印压电陶瓷片接触的一侧、振动板与非快捷打印压电陶瓷片接触的一侧分别设有印刷电路。

2.如权利要求1所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：还包括喷头控制板、开关控制装置和驱动电源，驱动电源通过开关控制装置连接印刷电路，喷头控制板连接开关控制装置。

3.如权利要求2所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：喷头控制板通过高速数据线路连接服务器终端。

4.如权利要求1所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：快捷打印单元和非快捷打印单元相互交替设置。

5.如权利要求1-4任一项所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：快捷打印压电陶瓷片与非快捷打印压电陶瓷片分别设有独立电极单元，独立电极单元外接振动板的印刷电路，独立电极单元包括独立设置的正电极和负电极，正电极和负电极成对设置。

6.如权利要求5所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：独立电极单元采用左右对称、指间距均匀、等指长的叉指换能型的独立电极单元。

7.如权利要求2-4任一项所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：该压电复合激励喷墨打印机喷头工作时，在喷头控制板给该压电复合激励喷墨打印机喷头提供驱动电压，驱动电压采用通断方式，该压电复合激励喷墨打印机喷头即可喷出墨滴；具体为，振动板通过放大致动单元的形变，挤压腔体，使墨滴从喷孔喷出。

8.如权利要求1-4任一项所述的压电复合激励喷墨打印机喷头，其特征在于：该压电复合激励喷墨打印机喷头选择快捷打印或紧密打印，

进行快捷打印时，仅为快捷打印单元供电，非快捷打印单元不供电，喷孔减少，快捷打印单元发生形变，腔体受到挤压，实现快捷打印；

进行精密打印时，所有致动单元均供电，喷孔增多，所有致动单元发生形变，腔体受到挤压，实现精密打印。