一种液体喷头制造技术

本发明专利技术涉及一种液体喷头，包括：硅基板、设置在硅基板上表面的振动板、由振动板下表面和硅基板形成的供墨腔室、设置在振动板表面由下电极和压电体、上电极组成的压电元件、设置在振动板和压电元件上的液体腔室、使液体腔室和供墨腔室连通的通孔和与液体腔室连通的喷嘴孔；振动板和压电元件一端固定，另一端悬空，上、下电极可与电源的两极连接，上电极由多个电片组成，各电片均连接有各自的开关电路，以使上电极中多个电片不同的通电状态对振动板施加不同的作用力而使喷嘴孔喷出不同体积的墨滴。解决了现有液体喷头不能从结构上实现喷出不同体积的液滴的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液体喷射到记录介质上的喷头。
技术介绍
现有利用压电元件作为致动器把液体喷出的喷头，主要有以下两种类型。一种是压电元件和振动板部分构成与排出液滴相应喷嘴孔连通的压力产生腔室，通过压电元件和振动板的变形，使得压力产生腔室体积发生变化，从而把液滴从喷嘴孔喷出。参照专利文献1，中国专利CN02154218.X中所述，为了实现喷出不同体积的液滴，通过驱动信号发生器，它能够同时产生许多驱动信号，且每个驱动信号设有至少包括一个驱动脉冲的波形成份，该驱动脉冲使压电元件产生变形以使这种压力波动从喷嘴中喷射液滴。并通过一开关有选择性地将包含在其中一个驱动信号中的一个或多个波形成份提供给压电元件从而喷出相应液滴数量的液滴，从而实现喷射不同体积液滴。但需要多个通道实现相应的驱动信号，电路设计复杂。另一种是通过将振动板设置在压力腔室内部，形成悬臂梁结构，通过向悬臂梁上的压电元件施加电压而使悬臂梁振动板发生振动，墨水因为振动板的振动而从喷墨口喷出。这种利用悬臂梁式振动板的打印头例如Epson早期公开申请平2-194960和平3-104644中所述，但这些专利公开的液体喷头只能喷出相同体积的液滴。
技术实现思路
本专利技术提供一种液体喷头，以解决现有液体喷头不能从结构上实现喷出不同体积的液滴的技术问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案是:—种液体喷头，包括:娃基板、设置在所述娃基板上表面的振动板、由所述振动板下表面和硅基板形成的供墨腔室、设置在所述振动板表面由下电极和压电体、上电极组成的压电元件、设置在所述振动板和压电元件上的液体腔室、使所述液体腔室和供墨腔室连通的通孔和与所述液体腔室连通的喷嘴孔；所述振动板和压电元件一端固定，另一端悬空，所述上、下电极可与电源的两极连接，其特征是，所述上电极由多个电片组成，所述各电片均连接有各自的开关电路，以使上电极中多个电片不同的通电状态对所述振动板施加不同的作用力而使喷嘴孔喷出不同体积的墨滴。还包括控制器，所述控制器与所述多个电片的开关电路连接以控制所述多个电片分别施加电位或同时施加电位。所述多个电片的面积不等，所述控制器与所述多个电片的开关电路连接以控制所述多个电片分别施加相同电位或同时施加相同电位。所述多个电片的面积相等，所述控制器与所述多个电片的开关电路连接以控制所述多个电片分别施加相同不同电位或同时施加不同电位。所述电片有两个。所述电片有三个。在采用了上述技术方案后，由于上电极由多个电片组成，各电片均设置有各自的开关电路，以使上电极中多个电片不同的通电状态对振动板施加不同的作用力而使喷嘴孔喷出不同体积的墨滴。解决了现有液体喷头不能从结构上实现喷出不同体积的液滴的技术问题。附图说明图1是本专利技术实施例1的喷头的剖视图；图2是本专利技术实施例1的电极的俯视图；图3是本专利技术实施例1的压电元件的剖视图；图4(a) ,4(b) ,4(c)分别是本专利技术实施例1的喷射小液滴、中液滴、大液滴时的喷头的剂视图；图5是本专利技术实施例1的驱动模块图；图6是本专利技术实施例2的喷头的剖视图；图7是专利技术实施例2电极的俯视图；图8是本专利技术实施例2的压电元件的剖视图；图9(a) ,9(b) ,9(c)分别是本专利技术实施例2的喷射小液滴、中液滴、大液滴时的喷头的剂视图；图10是本专利技术实施例2的驱动模块图；图11是本专利技术实施例1和实施例2的驱动信号波形；标号说明:I硅基板；2振动板；21 二氧化硅(SiO2)层；22氮化硅(Si3N4)层；3通孔；4压电元件；41下电极；42压电体；43第一电片；44第二电片；45第三电片；5喷嘴孔；6液体腔室；7供墨腔室实施例1下列将通过实施例1详细描述本专利技术:如图1所示，一种液体喷头，包括:硅基板、设置在硅基板上表面的振动板2、由振动板2下表面和硅基板形成的供墨腔室7、设置在振动板2表面的压电元件4、设置在振动板2和压电元件4上的液体腔室6、使液体腔室6和供墨腔室7连通的通孔3、与液体腔室6连通的喷嘴孔5和控制器；振动板2包括21 二氧化硅(SiO2)层和22氮化硅(Si3N4)层，振动板2和压电元件4组成了一端固定，一端悬空的悬臂梁结构，上电极、下电极41可与电源的两极连接，如图2所示，压电元件4包括下电极41、压电体42和上电极，上电极由第一电片43和第二电片44组成，第一电片43和第二电片44分别与各自的开关电路连接，控制器通过开关电路控制各电片的通断，第一电片43靠近悬臂梁的固定端，第二电片44位于悬臂梁的末端。当施加一个驱动电压给第一电片43和下电极41时，第一电片43和下电极41之间压降不为零，压电元件4发生变形，产生瞬间的应力作用于振动板2，使振动板2产生一定量的位移，液体从供墨腔室7流入液体腔室6。接着移除驱动电压，使第一电片43和下电极41之间压降为零，压电元件4恢复原形，一定体积的液滴从喷嘴喷出，完成一次喷射。根据喷出液滴的体积大小，我们定义此时喷出的液滴为小液滴。在整个喷射过程中，第二电片44和下电极41压降一直为零。当施加一个驱动电压给第二电片44和下电极41时，第二电片44和下电极41之间压降不为零，压电元件4发生变形，产生瞬间的应力作用于振动板2，使振动板2产生一定量的位移，此位移量大于只驱动第一电片43和下电极41时产生的位移量。此时，液体从供墨腔室7流入液体腔室6。接着移除驱动电压，使第二电片44和下电极41之间压降为零,压电元件4恢复原形，一定体积的液滴从喷嘴喷出，完成一次喷射。根据喷出液滴的体积大小，我们定义此时喷出的液滴为中液滴。在整个喷射过程中，第一电片43和下电极41压降一直为零。当同时施加同一个驱动电压给第一电片43、第二电片44和下电极41时，第一电片43、第二电片44和下电极41之间压降不为零，压电元件4发生变形，产生瞬间的应力作用于振动板2,使振动板2产生一定量的位移,此位移量大于只驱动第二电片44和下电极41时产生的位移量。此时，液体从供墨腔室7流入液体腔室6。接着移除驱动电压，使第一电片43、第二电片44和下电极41之间压降为零，压电元件4恢复原形，一定体积的液滴从喷嘴喷出，完成一次喷射。根据喷出液滴的体积大小，我们定义此时喷出的液滴为大液滴。这样，通过分别驱动上电极的第一电片43、第二电片44和同时驱动第一电片43、第二电片44能喷射出体积为大、中、小的液滴，从而实现了喷出智能液滴的过程。作为压电体42的材料，例如优选由以锆钛酸铅为主要成分的材料形成，此外也可以使用铌镁酸铅和钛酸铅的固溶体、锌铌酸铅和钛酸铅的固溶体等含铅材料或BiFeO3等无铅材料。如图3所示，上电极由第一电片43和第二电片44组成。第一电片43的长度或面积和第二电片44的长度或面积可以形成不同的比例，从而实现喷出不同体积的液滴。如图4(a) ,4(b) ,4(c)分别为喷射小液滴、中液滴、大液滴时悬臂梁的位移量的变化，当压电元件4恢复原形时液滴从喷嘴喷出。虚线部分为压电元件4和振动板2变形时的结构图，从图中可知，喷射大液滴的位移量大于喷射中液滴的位移量，喷射中液滴的位移量大于喷射小液滴的位移量。当然，第一电片43和第二电片44也可以形状和面积相同，此时，控制器与第一电片43和第二电片44的开关电路连接以控制第一电片43和第二电片44分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体喷头，包括：硅基板、设置在所述硅基板上表面的振动板、由所述振动板下表面和硅基板形成的供墨腔室、设置在所述振动板表面由下电极和压电体、上电极组成的压电元件、设置在所述振动板和压电元件上的液体腔室、使所述液体腔室和供墨腔室连通的通孔和与所述液体腔室连通的喷嘴孔；所述振动板和压电元件一端固定，另一端悬空，所述上、下电极可与电源的两极连接，其特征是，所述上电极由多个电片组成，所述各电片均设置有各自的开关电路，以使上电极中多个电片不同的通电状态对所述振动板施加不同的作用力而使喷嘴孔喷出不同体积的墨滴。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：珠海纳思达企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：