打印頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種打印頭，包括：壓力腔室，噴孔設(shè)于壓力腔室的底面；振動(dòng)板，設(shè)置在壓力腔室頂面的上方；壓電元件，設(shè)置在振動(dòng)板的上方，壓電元件上施加有周期性的控制電壓；控制電壓呈波形變化，在控制電壓一個(gè)周期的波形圖中包括第一變化階段和第二變化階段；在第一變化階段中，控制電壓由0變化至0電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使振動(dòng)板背離壓力腔室移動(dòng)；在第二變化階段中，控制電壓由0電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至0電壓水平軸另一側(cè)的最大值，以使振動(dòng)板朝向壓力腔室移動(dòng)；其中，0電壓水平軸一側(cè)的最大值與0電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1∶0.5。本發(fā)明能夠提高了打印質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】打印頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及打印設(shè)備技術(shù)，尤其涉及一種打印頭。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有壓電式打印頭打印過程是通過將特定的驅(qū)動(dòng)電壓施加到壓電元件上，致使壓電元件產(chǎn)生應(yīng)力作用在振動(dòng)板上產(chǎn)生形變，進(jìn)而導(dǎo)致墨水腔室壓縮或者膨脹，墨水腔室的膨脹和收縮導(dǎo)致墨水在墨水腔室內(nèi)的流動(dòng)，當(dāng)壓力腔室的形變達(dá)到特定值時(shí)，墨水被從噴墨口噴出，噴射到打印介質(zhì)上形成打印圖像。
[0003]打印頭連續(xù)噴墨的原理是:在打印過程中，打印機(jī)對(duì)壓電元件輸入連續(xù)的具有一定周期性的驅(qū)動(dòng)電壓，在每一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓的周期下，噴出一定量的墨水。然而在每個(gè)周期噴射墨水后，打印頭噴孔處墨水由于表面張力的作用而上下震蕩，如果在該震蕩未平復(fù)時(shí)再一次進(jìn)行打印，就會(huì)造成下次噴射墨滴量的改變，這直接影響了單孔重復(fù)打印時(shí)墨滴量的均勻性，進(jìn)而影響打印效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種打印頭，以提高打印質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明提供一種打印頭，包括:
[0006]壓力腔室，所述壓力腔室一端設(shè)有進(jìn)墨通道，所述壓力腔室另一端設(shè)有噴孔，所述噴孔設(shè)于所述壓力腔室的底面；
[0007]振動(dòng)板，設(shè)置在所述壓力腔室頂面的上方；
[0008]壓電元件，設(shè)置在所述振動(dòng)板的上方，所述壓電元件上施加有周期性的控制電壓，所述控制電壓用于使所述壓電元件產(chǎn)生應(yīng)力作用，以帶動(dòng)所述振動(dòng)板朝向所述壓力腔室移動(dòng)或背離所述壓力腔室移動(dòng)；
[0009]所述控制電壓呈波形變化，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖中包括第一變化階段和第二變化階段；
[0010]在所述第一變化階段中，所述控制電壓由O變化至O電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板背離所述壓力腔室移動(dòng)；
[0011]在所述第二變化階段中，所述控制電壓由O電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，使所述振動(dòng)板朝向所述壓力腔室移動(dòng)；
[0012]其中,0電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5。
[0013]基于上述，本發(fā)明實(shí)施例提供的打印頭，對(duì)壓電元件施加有周期性的控制電壓，其中，控制電壓呈波形變化，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖中包括第一變化階段和第二變化階段，在所述第一變化階段中，所述控制電壓由O變化至O電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板背離所述壓力腔室移動(dòng)，從而增大了壓力腔室的容積，此時(shí)墨水通過進(jìn)墨通道，進(jìn)入壓力腔室中，在所述第二變化階段中，所述控制電壓由O電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板朝向所述壓力腔室移動(dòng)，從而使壓力腔室的容積減小，此時(shí)壓力腔室中的墨水受壓力增加，致使墨水從噴孔噴出。通過實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5時(shí)，能夠有效減小噴孔處的殘余壓力值，從而減小噴孔處墨水的振動(dòng)幅度，同時(shí)對(duì)于噴墨量的影響很小，進(jìn)而提高了打印質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中壓電元件上施加的控制電壓；
[0016]圖3-6為控制電壓的波形圖和噴孔處壓力曲線圖的對(duì)比圖；
[0017]圖7為圖3-6中的噴孔處壓力曲線圖中第一谷值和第二峰值的壓力值對(duì)比圖。
[0018]附圖標(biāo)記:
[0019]101:壓力腔室； 102:進(jìn)墨通道； 103:噴孔；
[0020]104:振動(dòng)板；105:壓電元件。 【具體實(shí)施方式】
[0021]請(qǐng)參考圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種打印頭，包括:壓力腔室101，所述壓力腔室101 —端設(shè)有進(jìn)墨通道102，所述壓力腔室101另一端設(shè)有噴孔103，所述噴孔103設(shè)于所述壓力腔室101的底面；振動(dòng)板104，設(shè)置在所述壓力腔室101頂面的上方；壓電元件105，設(shè)置在所述振動(dòng)板104的上方，所述壓電元件105上施加有周期性的控制電壓，所述控制電壓用于使所述壓電元件105產(chǎn)生應(yīng)力作用，以帶動(dòng)所述振動(dòng)板104朝向所述壓力腔室101移動(dòng)或背離所述壓力腔室101移動(dòng)；所述控制電壓呈波形變化，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖S中包括第一變化階段SI和第二變化階段S2 ;在所述第一變化階段SI中，所述控制電壓由O變化至O電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板104背離所述壓力腔室101移動(dòng)；在所述第二變化階段S2中，所述控制電壓由O電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板104朝向所述壓力腔室101移動(dòng)；其中，O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5。
[0022]本實(shí)施例中，對(duì)壓電元件105施加有周期性的控制電壓，其中，控制電壓呈波形變化，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖S中包括第一變化階段SI和第二變化階段S2，在所述第一變化階段SI中，所述控制電壓由O變化至O電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板104背離所述壓力腔室101移動(dòng)，從而增大了壓力腔室101的容積，此時(shí)墨水通過進(jìn)墨通道102，進(jìn)入壓力腔室101中，在所述第二變化階段S2中，所述控制電壓由O電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板104朝向所述壓力腔室101移動(dòng)，從而使壓力腔室101的容積減小，此時(shí)壓力腔室101中的墨水受壓力增加，致使墨水從噴孔103噴出。通過實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5時(shí)，能夠有效減小噴孔103處的殘余壓力值，從而減小噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度，同時(shí)對(duì)于噴墨量的影響很小，進(jìn)而提聞了打印質(zhì)量。
[0023]下面以一個(gè)具體試驗(yàn)為例做一步說(shuō)明。其中，所采用的打印頭中振動(dòng)板104寬度為55微米，厚度為I微米，材料為二氧化硅，壓力腔室101高度為70微米，寬度為55微米，噴孔103直徑為26微米。
[0024]請(qǐng)參考圖3，此時(shí)，O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.5，其中，噴孔103處壓力曲線圖L中前4段為L(zhǎng)1-L4，L1和L2之間具有第一峰值Pl，L2和L3之間具有第一谷值P2，L3和L4之間具有第二峰值P3，其中墨滴噴射發(fā)生在第一谷值P2的時(shí)間點(diǎn)上，從第二峰值P3時(shí)間點(diǎn)以后(包括第二峰值P3時(shí)間點(diǎn))表示噴孔103處的殘余壓力值，其中第二峰值P3越大代表此時(shí)噴孔103處殘余壓力值越大，而殘余壓力值越大直接導(dǎo)致噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度越大。
[0025]請(qǐng)參考圖4，在控制電壓O電壓水平軸一側(cè)的最大值和波形不變的前提下，減小O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，使得O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.3，同時(shí)保證波形頻率不變，此時(shí)相比圖3中所示第一谷值P2的壓力值基本不變，這說(shuō)明調(diào)整波形后并未影響單次排墨量，而此時(shí)第二峰值P3的壓力值較圖3中所示第二峰值P3的壓力值減小很多，這說(shuō)明調(diào)整后的驅(qū)動(dòng)波形殘余壓力值減小，從而減小噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度，進(jìn)而提聞了打印質(zhì)量。
[0026]請(qǐng)參考圖5，在控制電壓O電壓水平軸一側(cè)的最大值和波形不變的前提下，再次減小O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，使得O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.2，此時(shí)，相比圖4中所示第一谷值P2的壓力值基本不變，說(shuō)明調(diào)整波形后仍未影響單次排墨量，而第二峰值P3的壓力值較圖4中所示第二峰值P3的壓力值進(jìn)一步明顯減小，從而進(jìn)一步減小了噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度，進(jìn)而提聞了打印質(zhì)量。
[0027]請(qǐng)參考圖6，在控制電壓O電壓水平軸一側(cè)的最大值和波形不變的前提下，再次減小O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，使得O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.1，此時(shí)，相比圖5中所示第一谷值P2的壓力值基本不變，說(shuō)明調(diào)整波形后仍未影響單次排墨量，而第二峰值P3的壓力值較圖5中所示第二峰值P3的壓力值進(jìn)一步明顯減小，從而進(jìn)一步減小了噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度，進(jìn)而提聞了打印質(zhì)量。
[0028]其中，本次試驗(yàn)中，電壓水`平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值不同時(shí)，第一谷值P2的壓力值與第二峰值P3的壓力值參照表1。
[0029]表1
[0030]
比值Il: 0.1 Il: 0.2~Il: 0.3~Il: 0.5
第一谷值 P2 的壓力值[pa]~ 1.0355e5~ 1.081e5~ 1.1075e5 1.2375e5
第二峰值 P3 的壓力值[pa]~ 0.4935e5~ 0.7785e5 0.8245e5 0.9587e5
[0031]請(qǐng)參考圖7，0電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為I: 0.1時(shí)，第一谷值P2的壓力值為1.0355e5[pa]，第二峰值p3的壓力值為0.4935e5[pa]。O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.2時(shí)，第一谷值P2的壓力值為1.08165[?&]，第二峰值？3的壓力值為0.7785e5[pa]。O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.3時(shí)，第一谷值p2的壓力值為
1.1075e5[pa]，第二峰值p3的壓力值為0.82450e5 [pa]。O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.5時(shí)，第一谷值p2的壓力值為1.2375e5[pa],第二峰值p3的壓力值為0.9587e5[pa]。當(dāng)O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值從1: 0.5變化到1: 0.1時(shí)，第二峰值p2的壓力值下降0.2 [pa]，第二峰值P3的壓力值下降0.46 [pa]，可見當(dāng)O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5時(shí)，能夠有效減小噴孔103處的殘余壓力值，從而減小噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度，同時(shí)對(duì)于噴墨量的影響很小，進(jìn)而提聞了打印質(zhì)量。
[0032]本實(shí)施例中，優(yōu)選的，O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.1。由上述試驗(yàn)中可以看出，此時(shí)噴孔103處的殘余壓力值較小，因此噴孔103處墨水的振動(dòng)幅度較小，能夠保證較好的打印效果。
[0033]本實(shí)施例中，優(yōu)選的，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖S中還包括第一持續(xù)階段S3和第二持續(xù)階段S4 ;所述第一持續(xù)階段S3位于所述第一變化階段SI和第二變化階段S2之間，在所述第一持續(xù)階段S3中，所述控制電壓保持在O電壓水平軸一側(cè)的最大值，此時(shí)，振動(dòng)板104不會(huì)產(chǎn)生位移，壓力腔室101的容積保持不變；所述第二持續(xù)階段S4位于第二變化階段S2之后，在所述第二持續(xù)階段S4中，所述控制電壓保持在O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，此時(shí)，振動(dòng)板104不會(huì)產(chǎn)生位移，壓力腔室101的容積保持不變。通過第一持續(xù)階段S3和第二持續(xù)階段S4能夠在一段時(shí)間內(nèi)使壓力腔室101的容積保持不變，增加了墨水進(jìn)入壓力腔室101以及墨水由噴孔103噴出的穩(wěn)定性，提高了打印效果。
[0034]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種打印頭，其特征在于，包括: 壓力腔室，所述壓力腔室一端設(shè)有進(jìn)墨通道，所述壓力腔室另一端設(shè)有噴孔，所述噴孔設(shè)于所述壓力腔室的底面； 振動(dòng)板，設(shè)置在所述壓力腔室頂面的上方； 壓電元件，設(shè)置在所述振動(dòng)板的上方，所述壓電元件上施加有周期性的控制電壓，所述控制電壓用于使所述壓電元件產(chǎn)生應(yīng)力作用，以帶動(dòng)所述振動(dòng)板朝向所述壓力腔室移動(dòng)或背離所述壓力腔室移動(dòng)； 所述控制電壓呈波形變化，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖中包括第一變化階段和第二變化階段； 在所述第一變化階段中，所述控制電壓由O變化至O電壓水平軸一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板背離所述壓力腔室移動(dòng)； 在所述第二變化階段中，所述控制電壓由O電壓水平軸一側(cè)的最大值變化至O電壓水平軸另一側(cè)的最大值，以使所述振動(dòng)板朝向所述壓力腔室移動(dòng)； 其中,O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值大于1: 0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭，其特征在于，O電壓水平軸一側(cè)的最大值與O電壓水平軸另一側(cè)的最大值的比值為1: 0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印頭，其特征在于，在所述控制電壓一個(gè)周期的波形圖中還包括第一持續(xù)階段和第二持續(xù)階段； 所述第一持續(xù)階段位于所述第一變化階段和第二變化階段之間，在所述第一持續(xù)階段中，所述控制電壓保持在O電壓水平軸一側(cè)的最大值； 所述第二持續(xù)階段位于第二變化階段之后，在所述第二持續(xù)階段中，所述控制電壓保持在O電壓水平軸另一側(cè)的最大值。
【文檔編號(hào)】B41J2/14GK103753958SQ201410015263
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】佟鑫, 陳曉坤 申請(qǐng)人:珠海納思達(dá)企業(yè)管理有限公司