液體噴射裝置和打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及噴墨打印技術(shù)，尤其涉及一種液體噴射裝置和打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的打印機(jī)上的液體噴射裝置主要分成兩種，一種液體噴射裝置是通過加熱電 阻作為源動(dòng)力使液體噴射裝置噴出液滴。另一種液體噴射裝置是通過壓電元件和振動(dòng)板作 為源動(dòng)力使液體噴射裝置噴出液滴，具體地，是通過壓電元件和振動(dòng)板的變形，使液體噴射 裝置的壓力腔室的體積發(fā)生變化，從而將壓力腔室中的液體從噴嘴噴出。
[0003] 通過壓電元件作為致動(dòng)器噴出液體的液體噴射裝置主要又有以下兩種類型。一種 液體噴射裝置是壓電元件和振動(dòng)板置于與排出液滴的噴嘴連通的壓力腔室的外部，通過壓 電元件和振動(dòng)板的變形，使得壓力腔室體積發(fā)生變化，從而將壓力腔室中的液體從噴嘴噴 出。另一種液體噴射裝置是將振動(dòng)板設(shè)置在壓力腔室內(nèi)部，形成懸臂梁或橋式梁結(jié)構(gòu)，通過 向懸臂梁或橋式梁上的壓電元件施加電壓而使懸臂或橋式梁振動(dòng)板發(fā)生振動(dòng)，液體因?yàn)檎?動(dòng)板的振動(dòng)而從噴墨口噴出。
[0004] 為了提高打印機(jī)打印質(zhì)量和打印速度，可以通過增大液體噴射裝置的物理分辨 率，需要增加液體噴射裝置的壓力腔室和噴嘴的數(shù)量，使得單位面積上排列的噴嘴數(shù)增加， 但通過增加單位面積上的壓力腔室和噴嘴的數(shù)量來提高打印質(zhì)量和打印速度。但是，當(dāng)液 體噴射裝置超過一定的分辨率后，會(huì)使壓力腔室、壓電元件和振動(dòng)板高密度地排布，從而使 得壓電元件和振動(dòng)板的變形截面積急劇遞減，進(jìn)而裝載液體(墨水）的壓力腔室的變形體積 急劇遞減，可能導(dǎo)致由壓電元件提供的動(dòng)能不能突破噴嘴處的液滴的表面能，使液體噴射 裝置不能噴出液滴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種液體噴射裝置和打印機(jī)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)為提高液體噴射裝置 物理分辨率而導(dǎo)致液體噴射裝置不能噴出液滴的技術(shù)缺陷。
[0006] 本發(fā)明提供的一種液體噴射裝置，包括：基板和設(shè)置在所述基板上方的噴嘴板； 所述基板與所述噴嘴板之間形成有多個(gè)間隔排列的壓力腔室以及與所述多個(gè)壓力腔室連 通的公共腔室；所述噴嘴板上設(shè)置有多個(gè)噴嘴，每個(gè)所述噴嘴與一個(gè)所述壓力腔室連通；
[0007] 每個(gè)所述壓力腔室內(nèi)均設(shè)置有振動(dòng)板和壓電元件，所述壓電元件設(shè)置在所述振動(dòng) 板上；所述壓電元件的寬度W2小于所述壓力腔室的寬度Wl，且W2/W1為0. 65-0. 85。
[0008] 本發(fā)明還提供一種打印機(jī)，該打印機(jī)上設(shè)置有如上所述的液體噴射裝置。
[0009] 本發(fā)明提供的液體噴射裝置和打印機(jī)，由于壓電元件的寬度W2小于壓力腔室的 寬度Wl，且W2/W1為0. 65-0. 85,使得壓力腔室變形的截面積最大，能噴出最多的液體，在增 大液體噴射裝置的噴射頻率，提高打印速度和打印質(zhì)量的同時(shí)，能夠保證該液體噴射裝置 能夠正常噴射液滴。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體噴射裝置的俯視圖；
[0011] 圖2為沿圖1中A-B線的剖視圖；
[0012] 圖3A-圖3C為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體噴射裝置的液體噴射的過程示意 圖；
[0013] 圖4為沿圖1中C-D線的剖視圖；
[0014] 圖5為圖4的局部放大圖；
[0015] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中振動(dòng)板為1.4μπι時(shí)壓電元件的最優(yōu)寬度W2與壓力腔室寬 度Wl的關(guān)系圖；
[0016] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中振動(dòng)板為1.(^111、1.4以111和2.(^111時(shí)壓電元件的最優(yōu)寬 度W2與壓力腔室寬度Wl的關(guān)系圖。
[0017] 附圖標(biāo)記：
[0018] I-基板； 2_噴嘴板； 3_振動(dòng)板；
[0019] 4-壓電兀件；5-底板； 11-壓力腔室；
[0020] 12-公共腔室；13-限流通道；14-限流部件；
[0021] 15-空腔； 21-噴嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體噴射裝置的俯視圖；圖2為沿圖1中A-B線 的剖視圖；如圖1和2所示，本實(shí)施例提供的液體噴射裝置，包括：基板1和設(shè)置在基板1上 方的噴嘴板2 ;基板1與噴嘴板2之間形成有多個(gè)間隔排列的壓力腔室11以及與多個(gè)壓力 腔室11連通的公共腔室12 ;噴嘴板2上設(shè)置有多個(gè)噴嘴21，每個(gè)噴嘴21與一個(gè)壓力腔室 11連通。多個(gè)間隔排列的壓力腔室11可以為兩排平行的壓力腔室11且相互交錯(cuò)設(shè)置。振 動(dòng)板3懸設(shè)在壓力腔室11內(nèi)。
[0023] 該液體噴射裝置還包括底板5 ;基板1內(nèi)形成有空腔15,振動(dòng)板3跨設(shè)在空腔15 上部，底板5蓋設(shè)在空腔15的下部，在空腔15下部設(shè)置底板15可以增大基板1的機(jī)械強(qiáng) 度。在每個(gè)壓力腔室11與公共腔室12之間設(shè)置有限流通道13,限流通道13連通壓力腔 室11和公共腔室12 ;限流通道13內(nèi)設(shè)置有限流部件14?；?可以為硅基板，可以通過 微電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems,簡(jiǎn)稱MEMS) -體成型加工方法，形 成壓力腔室11、公共腔室12、限流通道13、限流部件14、噴嘴板2和噴孔21，可以提高液體 噴射裝置的分辨率并且能夠降低制造成本。
[0024] 每個(gè)壓力腔室11內(nèi)均設(shè)置有振動(dòng)板3和壓電元件4,壓電元件4設(shè)置在振動(dòng)板3 上。振動(dòng)板3的兩端可以與基板1搭接，形成懸梁或橋式梁結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，振動(dòng)板3也可以是 一端支持梁即懸梁結(jié)構(gòu)。振動(dòng)板3通過壓電元件4變形產(chǎn)生振動(dòng)使壓力腔室11和公共腔 室12內(nèi)的液體(墨水）流動(dòng)，壓力腔室11的體積變小時(shí)，壓力腔室11內(nèi)的液體可以通過噴 嘴21噴出。
[0025] 壓電元件4的寬度W2小于壓力腔室11的寬度Wl，且W2/W1為0.65-0.85(圖1中 C-D線方向的寬度)。壓力腔室11的寬度Wl可以大于或等于50 μ m且小于或等于150 μ m ; 壓電元件4的寬度W2可以大于或等于35μπι且小于或等于120μπι。優(yōu)選地，W2/W1為 0. 70-0. 80 〇
[0026] 圖3Α-圖3C為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體噴射裝置的液體噴射的過程示意圖； 參考圖3A-圖3C，下面具體說明液體噴射裝置在"拉-推-拉"模式下的噴射液體的過程。 如圖3A所示：當(dāng)壓電元件4接收到電壓信號(hào)后，其瞬間的變形會(huì)給振動(dòng)板3較大的應(yīng)力，此 時(shí)，振動(dòng)板3會(huì)和壓電兀件4 一起向遠(yuǎn)離噴嘴21的方向移動(dòng)，此時(shí)振動(dòng)板3凹向空腔15,形 成"拉"這一過程，噴嘴板2上的噴嘴21內(nèi)部的液面凹向壓力腔室11，形成"彎月面"。第 一次"拉"的過程，使振動(dòng)板3和壓電元件4的變形遠(yuǎn)離噴嘴21，其變形的大小正比于噴出 液滴的大小。
[0027] 接著，如圖3B所示，對(duì)壓電元件4施加與"拉"模式相反的電壓信號(hào)，振動(dòng)板3會(huì)和 壓電元件4向靠近噴嘴21處移動(dòng)，將壓力腔室11內(nèi)的液體向噴嘴21處擠壓，并把液體排出 到噴嘴板2外面，形成如圖3B所示的"推"這一過程。在這個(gè)過程中，液體向噴嘴21外流動(dòng) 的同時(shí)，還有部分液體通過限流部件14處的限流通道13向公共腔室1