用多种墨水的压电喷墨打印头及打印系统技术方案

一个压电喷墨打印头包括一个压电喷墨打印器件、一个歧管、一个U形柔性接线板和一个互连板。压电喷墨打印器件包括一个压电板和至少有一排液滴喷射器的一个基板；第一和第二进墨口；信号线通到相应的信号输入焊盘；以及地线通到至少一个返地焊盘。歧管与进墨口流体相连。U形柔性接线板包括一个器件连接区和两条腿从器件连接区向外延伸。两条腿包括信号连接线和至少一条地连接线。互连板位于U形柔性接线板的器件连接区和压电喷墨打印器件的接触层之间，其接触层包括信号输入焊盘和至少一个返地焊盘。

【技术实现步骤摘要】
用多种墨水的压电喷墨打印头及打印系统
本专利技术属于压电喷墨打印领域，更具体地涉及压电喷墨打印头封装的构造。
技术介绍
喷墨打印通常是用按需喷墨或连续喷墨打印来完成的。在按需喷墨打印中，液滴是使用带增压(例如热或压电)驱动器的液滴喷射器喷射到记录介质上。选择性地启动该驱动器致使形成和喷射一个飞行的墨滴，该飞行墨滴穿过打印头和记录介质之间的空间并撞击记录介质。打印图像的形成是按照打印所需图像的需要，通过控制每个液滴的形成来实现的。所需图像可以包括与图像数据相应的任何点图案。它可以包括图形或文本图像。如果使用适当的墨水，它还可以包括用于打印实用功能器件的点图案或三维结构。墨水可包括有色墨水，例如青色，品红色，黄色或黑色。或者，墨水可以包括用于功能性打印的导电材料，电介质材料，磁性材料或半导体材料。墨水也可以包括生物、化学、或医学材料。在液滴喷射期间，记录介质相对于打印头的运动可以是：保持打印头静止，而记录介质在液滴喷射时前进经过打印头；或者是保持记录介质静止，而移动打印头。如果打印头上的墨滴喷射器阵列可以覆盖记录介质宽度上的整个打印兴趣区域，则前一种运动结构是合适的。此类打印头有时称为页宽打印头。第二种类型的打印机结构是滑架打印机，其中打印头液滴喷射器阵列要小于在记录介质上的打印兴趣区域的范围，并且打印头安装在滑架上。在滑架打印机中，记录介质沿介质前进方向前进给定距离，然后停止。在记录介质停止的同时，滑架载着喷孔正在喷射液滴的打印头在滑架扫描方向上移动，该滑架扫描方向基本上垂直于介质前进方向。当安装在滑架上的打印头横穿打印介质同时打印了一条带图像后，记录介质被向前推进；然后滑架的运动方向颠倒；打印的图像由此一条带一条带地形成。按需喷墨式喷墨打印头中的液滴喷射器包括压力室和喷孔，所述压力室有进墨道为该压力室提供墨水，所述喷孔用于让墨滴喷出压力室。在压电喷墨打印器件中，压力室的一面墙包括压电元件，当施加电压脉冲时，压电元件使该墙偏转变形凹入充满墨水的压力室中，从而迫使墨水通过喷孔。压电喷墨具有的显著优势在于和多种类的墨水(包括水性墨水，溶剂型墨水和紫外线固化墨水)有化学兼容性和墨水的可喷射性，并且具有通过修改电脉冲来喷射不同大小的墨滴的功能。压电喷墨打印器件还有需要解决的技术挑战。因为每伏特电压的压电位移量很小，所以压电室墙面积必须比喷孔面积大得多，以便喷射出有用的液滴量，因此每个液滴喷射器都相对较大。一排液滴喷射器中的每个液滴喷射器宽度受该排喷孔间距的限制。其结果是压力室的长度尺寸通常比宽度尺寸大得多。要求高分辨率和高产量打印的打印应用，需要大量的有喷孔紧密排列的液滴喷射器阵列。通过对每排液滴喷射器喷射的恰当定时，交错的喷孔排可以在记录介质上打出近距离的点。然而对于许多交错的排，压电喷墨打印器件的尺寸变得很大。另一个挑战是，热喷墨打印器件通常包括集成逻辑和驱动电子从而减少了器件的引线数量，与之不同的压电喷墨打印器件通常每个液滴喷射器有独自的多个引线，需要连接到驱动电路板上。为了能在横跨每个液滴喷射器的压电元件上独立地加电压以便在需要时喷射液滴，每个液滴喷射器需要接两个电极。这两种类型的电极有时被称为正电极和负电极，或者称为单个电极和公共电极。某些类型的压电喷墨打印器件构造成两种类型的电极分别在压电元件的相反表面上。为了将压电喷墨打印器件连接到驱动电路板上，将两种类型的电极设置在压电喷墨打印器件的同一外表面上是有优势的。美国专利第5,255,016号公开了一种压电喷墨打印器件，其中在压电板的外表面上形成正和负梳状电极。至少在某些区域中，其梳子的齿延伸横跨液滴喷射器的整个宽度。正电极的一部分沿压电板的一边缘延伸，负电极的一部分沿压电板的相反的另一边缘延伸。每个液滴喷射器有单独的压电板，这样的结构使得制造大阵列的紧密间距液滴喷射器很困难。美国专利第6,243,114号公开了一种压电喷墨打印器件，其中在压电板的外表面上的公共电极呈梳状，其一个电极齿沿压力室的每个侧墙延伸，而中央公共电极齿沿压力室的长度延伸。两个单个电极分别在中央公共电极齿的两边沿压力腔的长度延伸。美国专利第5,640,184号公开了一种压电喷墨打印器件，其中一排喷孔的压力室从该排喷孔沿相反的方向交替地延伸。压电板的表面上的公共电极沿着喷孔行延伸，并有电极齿在相反方向上交替地在压力室的侧墙上延伸。在公共电极的电极齿之间交错的是单个电极的间隔阵列，这些单个电极直接位于压力室上方。当向单个电极加电压时，压电板以剪切模式机械变形凹入相应的压力室，从而引起墨滴的喷射。中国专利申请第107344453A号公开了一压电喷墨打印器件，如图1和图4所示。图1和2取自'453，为清楚起见在图1中添加了一些附加标签。基板100包括第一面101，有一排压力室110分布在第一面101。每个压力室110由侧墙161和162定界。一渠道130从压力室110通向设置在基板100的第二面102上的喷孔132。压力室110在侧墙161和162之间的宽度是W。一墨槽120流体连接到每个压力室110的一端，以便向它们提供墨水。包含多个柱子141的阻尼结构140设置在每个压力室110中，介于墨槽120和渠道130之间。驱动盖板200包括压电板210，压电板210可由例如锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)材料制成。压电板210的第一表面211键合到基板100的第一面101。一电极层220设置在压电板210的外部第二表面212上。此电极层220包括正电极221，正电极221在压力室110之上沿长度设置；也包括负电极222，负电极222在压力室110之间的侧墙161和162之上沿长度设置。一进墨道口230穿过压电板210，将墨水从外部墨水供源引到基板100中的墨槽120中。喷孔132从硅材料层310中的流道131向外延伸，穿过氧化层320和喷孔层330(图2)。现在所需要的是一个打印头封装，能实现与多个墨水源的流体连接，以及与喷墨打印器件上的许多信号输入焊盘和返地焊盘的电连接，以便以高效利用空间的方式与打印机连接。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一个压电喷墨打印头包括一个压电喷墨打印器件、一个歧管、一个U形柔性接线板和一个互连板。压电喷墨打印器件包括一个压电板和有至少一排液滴喷射器阵列的一个基板，每排液滴喷射器都沿排行方向对齐。每个液滴喷射器包括一个压力室和一个喷孔，喷孔与其压力室流体相连。压电板有第一表面和与第一表面相反的外第二表面，压电板的第一表面靠近压力室。压电喷墨打印器件包括一个第一进墨口和一个第二进墨口，第一进墨口向至少一排中的第一排的第一组液滴喷射器提供第一种墨水，第二进墨口向第一排的第二组液滴喷射器提供第二种墨水。对应于每个液滴喷射器的一条信号线通到相应的一个信号输入焊盘。至少有一条公共总地线沿排行方向设置。公共总地线连接到设置在相邻的压力室之间的地线。至少有条个公共总地线通到至少一个返地焊盘。歧管至少与第一进墨口和第二进墨口流体相连。U形柔性接线板包括一个器件连接区和从器件连接区向外延伸的两条腿。器件连接区包括多个信号连接焊盘和至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电喷墨打印头，其特征在于，包括：/n一个压电喷墨打印器件，包括：/n一个基板；/n至少有一排液滴喷射器设置在基板上，每一排沿排行方向对齐，每个液滴喷射器包括：/n一个压力室；及/n一个喷孔设置在喷孔层中，其喷孔与压力室流体相连；/n一个压电板，包括：/n一个第一表面设置靠近压力室，其压力室与喷孔层在相反的面上；及/n一个与第一表面相反的外第二表面；/n一个第一进墨口设置为将第一墨水提供给至少一排的第一排中的第一组多个液滴喷射器；/n一个第二进墨口设置为将第二墨水提供给第一排中的第二组多个液滴喷射器；/n一条信号线对应于在至少一排中的每个液滴喷墨器，每条信号线通到一个相应的信号输入焊盘；及/n至少一个公共总地线沿排行方向设置，公共总地线连接到设置在相邻压力室之间的地线上，其中至少一个公共总地线通到至少一个返地焊盘；/n一个歧管至少与第一进墨口和第二进墨口流体相连；/n一个U形柔性接线板，包括：/n一个器件连接区，包括：/n多个信号连接焊盘，每个信号连接焊盘面对相应的信号输入焊盘；及/n至少一个地连接焊盘，每个地连接焊盘面对相应的返地焊盘/n一对从器件连接区向外延伸的腿，此一对腿各包括：/n多个信号连接线，每个信号连接线从相应的信号连接焊盘向外延伸；及/n至少一条地连接线，每条地连接线从相应的地连接焊盘向外延伸；及/n一个互连板设置于U形柔性接线板的器件连接区与压电喷墨打印器件的接触层之间，此接触层包括信号输入焊盘和至少一个返地焊盘。/n...

【技术特征摘要】
1.一种压电喷墨打印头，其特征在于，包括：
一个压电喷墨打印器件，包括：
一个基板；
至少有一排液滴喷射器设置在基板上，每一排沿排行方向对齐，每个液滴喷射器包括：
一个压力室；及
一个喷孔设置在喷孔层中，其喷孔与压力室流体相连；
一个压电板，包括：
一个第一表面设置靠近压力室，其压力室与喷孔层在相反的面上；及
一个与第一表面相反的外第二表面；
一个第一进墨口设置为将第一墨水提供给至少一排的第一排中的第一组多个液滴喷射器；
一个第二进墨口设置为将第二墨水提供给第一排中的第二组多个液滴喷射器；
一条信号线对应于在至少一排中的每个液滴喷墨器，每条信号线通到一个相应的信号输入焊盘；及
至少一个公共总地线沿排行方向设置，公共总地线连接到设置在相邻压力室之间的地线上，其中至少一个公共总地线通到至少一个返地焊盘；
一个歧管至少与第一进墨口和第二进墨口流体相连；
一个U形柔性接线板，包括：
一个器件连接区，包括：
多个信号连接焊盘，每个信号连接焊盘面对相应的信号输入焊盘；及
至少一个地连接焊盘，每个地连接焊盘面对相应的返地焊盘
一对从器件连接区向外延伸的腿，此一对腿各包括：
多个信号连接线，每个信号连接线从相应的信号连接焊盘向外延伸；及
至少一条地连接线，每条地连接线从相应的地连接焊盘向外延伸；及
一个互连板设置于U形柔性接线板的器件连接区与压电喷墨打印器件的接触层之间，此接触层包括信号输入焊盘和至少一个返地焊盘。


2.权利要求1中的压电喷墨打印头，其特征在于，接触层位于基板的第一面。


3.权利要求2中的压电喷墨打印头，其特征在于，U形柔性接线板的器件连接区延伸穿过压电板上的开口，以连接到在基板的第一面上的信号输入焊盘和至少一个返地焊盘。


4.权利要求1中的压电喷墨打印头其特征在于，接触层位于压电板的外第二表面。


5.权利要求1中的压电喷墨打印头，其特征在于，进一步包括一个条形板沿排行方向设置，该条形板毗邻于U形柔性接线板两条腿之间的器件连接区。


6.权利要求1中的压电喷墨打印头，其特征在于，在每条腿上的多个信号连接线和至少一条地连接线与至少一个安装在U形柔性接线板上的连接器进行电连接。


7.权利要求6中的压电喷墨打印头，其特征在于，安装在一对腿的第一条腿上的一个第一连接器与安装在一对腿的第二条腿上的一个第二连接器彼相对并且彼此偏移。


8.权利要求1中的压电喷墨打印头，其特征在于，所述歧管包括一个插槽沿排行方向设置，其中压电喷墨打印器件延伸横跨插槽，并且其中U形柔性接线板的两条腿延伸穿过插槽。


9.权利要求8中的压电喷墨打印头，其特征在于，所述歧管有一个流体连接面，包括：
第一开槽带有第一支和第二支，此第一开槽的第一支和第二支与靠近歧管的第一端的第一歧管入口流体相连，其中第一支设置为将第一墨水提供给第一排中的第一组多个液滴喷射器，并且第二支设置为将第一墨水提供给第二排中的第一组多个液滴喷射器；并且
第二开槽带有第一支和第二支，此第二开槽的第一支和第二支与靠近歧管第二端的第二歧管入口流体相连，歧管第二端与第一端相反，其中第一支设置为将第二墨水提供给第一排中的第二组多个液滴喷射器，并且第二支设置为将第二墨水提供给第二排中的第二组多个液滴喷射器。


10.权利要求9中的压电喷墨打印头，其特征在于，所述流体连接面进一步包括：
第三开槽带有第一支和第二支，此第三开槽的第一支和第二支与设置在第一歧管入口和第二歧管入口之间的第三歧管入口流体相连，其中第一支设置为将第三墨水提供给第一排中的第三组多个液滴喷射器，并且第二支设置为将第三墨水提供给第二排中的第三组多个液滴喷射器；并且
第四开槽带有第一支和第二支，此第四开槽的第一支和第二支与设置在第二歧管入口和第三歧管入口之间的第四歧管入口流体相连，其中第一支设置为将第四墨水提供给第一排中的第四组多个液滴喷射器，并且第二支设置为将第四墨水提供给第二排中的第四组多个液滴喷射器。


11.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永林，张小飞，祝立强，
申请(专利权)人：苏州新锐发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32