CN103660572B - 液体喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种液体喷头，该喷头包括一喷嘴本体，该喷嘴本体内部具有多个相互连通且彼此独立的压力产生通道，喷嘴本体具有一进液口和多个喷液口，每个喷液口连通一个压力产生通道；每个压力产生通道壁上均连接一致动器，每个压力产生通道内底壁上均固定有一与致动器配合并能加大和减小压力产生通道横截面积的阻挡块，所述阻挡块位于进液口和喷液口之间且与致动器相对设置。由于阻挡块位于液体喷流通道内，在填充墨水时，致动器变形使液体喷流通道开口增大，实现快速供墨，当喷出墨水时，致动器变形使液体喷流通道的开口减小，减少损失的墨水，从而实现高频喷墨。
Description
技术领域
本发明涉及液体喷墨式打印技术，尤其是一种液体喷头。
背景技术
如图1所示，液体喷头由多个连通且彼此独立的压力产生通道12构成，通过进液口33向压力产生通道12内通入液体，利用压电元件300和因该压电元件300的驱动而产生位移的振动板作为致动器，把储存在压力产生通道12内的液体经喷液口21喷出，目前主要有以下两种类型：
一种是由压电元件300和振动板构成压力产生通道顶壁，振动板由下电极膜60、弹性膜50及绝缘体膜55构成，且压电元件300于压力产生通道的外部，通过压电元件和振动板的变形，使得压力产生通道体积发生变化，从而把液体从喷液口21喷出。在这种液体喷头中，一般会在墨水供给流路中设置阻挡部件限制墨水的损失。参照专利号为CN201010143225.4名称为《液体喷射头的制造方法、液体喷射头和液体喷射装置》的专利文献，如图1所示：液体喷射通道13，与压力产生通道12的长度方向一端部连通，并且具有比压力产生通道12小的截面积。压力产生通道12在宽度方向缩窄，形成为宽度比压力产生通道12的宽度小的液体喷射通道13，该液体喷射通道13用于增加从连通路14流入压力产生通道12的墨水的流路阻力。本实施方式中，连通路14的截面积与压力产生通道12的截面积相同。但参照文献中的结构在限制墨水的损失的同时也限制了墨水的供给速度，从而减低了打印速度。
如图2所示，另一种通过将振动板52和压电元件300设置在压力产生通道12内部，形成以悬臂梁结构或桥式梁结构，通过向悬臂梁或桥式梁上的压电元件300施加电压而使悬臂梁或桥式梁振动板发生振动，经进液口33进入并储存在压力产生通道12内的液体因为振动板52的振动而从喷液口21喷出。但这些设计当中，在液体喷射通道13中没有设置阻挡部件，因此在喷墨过程中墨水的损失较大。专利号为CN201010143225.4的专利文献中的阻挡部的作用是为了使墨水流路的压力保持一定，并不是为了在喷墨过程中减少墨水的损失，并且该专利文献中阻挡部的设置仅适用于把压电元件置于腔室的外表面的情况，而对于把压电元件置于腔室内部的桥式梁或悬臂梁并不适用。
发明内容
本发明提供一种液体喷头，用于克服现有技术中的缺陷，能在填充墨水时实现够快速供墨，喷出墨水时减少墨水损失，从而实现高频喷墨。
本发明提供的液体喷头包括一喷嘴本体，该液体喷头包括一喷嘴本体，该喷嘴本体内部具有多个相互连通且彼此独立的压力产生通道，所述喷嘴本体具有一与所有压力产生通道均连通的进液口和与压力产生通道数量相当的喷液口，每个所述喷液口对应连通一个压力产生通道；每个所述压力产生通道顶壁上均连接一由振动板和压电元件构成的致动器，每个压力产生通道内底壁上均固定有一与致动器配合并能导通和断开压力产生通道横截面积的阻挡块，所述阻挡块位于进液口和喷液口之间且与致动器相对设置。
本发明提供的液体喷头，由于在压力产生通道内设置有阻挡块，且阻挡块位于液体喷流通道内，在填充墨水时，压电元件驱动振动板向上突起变形，增加液体喷流通道开口，实现快速供墨，当喷出墨水时，压电元件驱动振动板下凹变形，减小液体喷流通道的开口，减少损失的墨水，从而实现高频喷墨。
附图说明
图1为现有技术一的结构示意图；
图2为现有技术二的结构示意图；
图3为本发明提供的液体喷头的俯视图；
图4为实施例一沿图3中A-B向剖视图；
图5为实施例一中液体喷头供液时的参考示意图；
图6为实施例一中液体喷头喷液时的参考示意图；
图7为喷嘴板的立体结构示意图；
图8为实施例二沿图3中A-B向剖视图；
图9为实施例二中液体喷头供液时的参考示意图；
图10为实施例二中液体喷头喷液时的参考示意图。
具体实施方式
实施例一
如图3-6所示，本实施例提供一种液体喷头，该液体喷头包括一喷嘴本体，该喷嘴本体内部具有多个相互连通且彼此独立的压力产生通道12，喷嘴本体上具有一进液口33和与压力产生通道12数量相当的喷液口21，进液口33与所有压力产生通道12均连通，每个喷液口21对应连通一个压力产生通道12；每个压力产生通道12外顶壁上均连接有一由振动板52和压电元件300构成的致动器5，每个压力产生通道12内底壁上均固定有一与致动器5配合并能导通和断开压力产生通道12横截面积的阻挡块4，阻挡块4位于进液口33和喷液口21之间且与致动器5相对设置。这里的相对设置具体指阻挡块4在致动器5的变形方向上与致动器5相对设置。
本发明提供的液体喷头，由于在压力产生通道内设置有阻挡块，在填充墨水时，压电元件驱动振动板向上突起变形，带动压力产生通道顶壁上突变形，使得压力产生通道高度方向开口加大，实现快速供墨，以满足高频喷墨需求；当喷出墨水时，压电元件驱动振动板下凹变形，带动压力产生通道顶壁下凹变形，使得压力产生通道高度方向开口减小，防止墨水回流，减少墨水的损失。阻挡块4的横截面可采用梯形，且阻挡块长底边端与压力产生通道12内底壁固定第一间隙。供墨时对压力产生通道内的液体阻流影响小，喷出墨水时，能快速实现阻流，效果较好。除此之外，阻挡块4的横截面还可采用半圆形或半椭圆形。在致动器5没有发生变形时，阻挡块4的顶面与压力产生通道12的内顶壁之间具有第一间隙22，该第一间隙22小于或等于致动器5的弹性变形量。作为具体实施方式，喷头本体内部沿宽度方向排列有多个隔壁9将喷头本体内部分成多个压力产生通道12；隔壁9一端固定在喷头本体一内端壁上，另一端与喷头本体另一内端壁之间形成连通所有压力产生通道12的连通部1；进液口33设在该喷头本体顶面上并与连通部1连通。结构简单，易于制造，成本较低。
如图4-6所示，致动器位于压力产生通道外部，并固定在压力产生通道外顶壁上，压力产生通道形成液体喷流通道13，喷液口21和阻挡块4均设在压力产生通道底壁即喷嘴板3上。喷嘴板3的结构如图7所示。
液体从进液口33流进连通部1后再分流到由隔壁9隔开的各个独立的压力产生通道12，如图4所示，此时致动器处于静止的状态。如图5所示，对压电元件300施加电压时致动器5远离阻挡块4实现上拉的过程，此时致动器5和喷嘴板上的阻挡块4之间的第一间隙22变大，即致动器下面的压力产生通道顶壁和阻挡块4之间的通道截面积变大，液体以更快的速度流入压力产生通道12，从而实现高速填充墨水。当压力产生通道12填充满墨水之后，对压电元件300施加与图5中相反方向的电压，使压电元件300产生如图6所示的变形，致动器带动与其连接的压力产生通道顶壁向喷嘴板靠近，致动器挤压压力产生通道12内的墨水，使墨水从喷液孔21喷出。在这个过程中，致动器与喷嘴板上的阻挡块4之间的第一间隙22变小，甚至把液体喷流通道13堵住，即致动器下面的压力产生通道12内壁和阻挡块4之间的液体喷流通道13的截面积变小，防止过多的液体向连通部1反向回流，减少回流液体造成的损失，从而有更多的液体从喷液孔21喷出。
实施例二
作为实施例一的一种变形，如图8-10所示，致动器置于压力产生通道内部，并固定在压力产生通道内顶壁上，致动器5底面与压力产生通道内底壁形成液体喷流通道13；这里致动器与压力产生通道12的连接结构优选致动器5一端通过支撑座51吊设在压力产生通道内顶壁上，另一端固定在压力产生通道一内壁上；如图8所示，致动器5顶面与压力产生通道12内顶壁之间具有第二间隙23，该第二间隙23大于致动器5的变形量，致动器5底面与阻挡块4顶面之间具有第三间隙24，第三间隙24小于或等于致动器变形量。
如图9所示，当致动器5上突变形时，第三间隙24增大，液体喷流通道13开口加大，实现快速供墨，以满足高频喷墨需求，此时位于上部的振动板52与压力产生通道内顶壁之间不会接触，致动器在变形过程中不会受到压力产生通道的约束，需要对压电元件施加的电压相对较小即能实现变形量要求；如图10所示，喷墨时，致动器5下凹变形，第三间隙24减小，液体喷流通道13开口减小甚至被隔断，防止墨水反向回流，减小墨水损失。此外，致动器还可以贴设于压力产生通道的内顶壁上，即第二间隙为零，这种连接结构必须对压电元件施加较大的电压才能带动与其贴设的压力产生通道顶壁产生上突变形或下凹变形。
如图3所示，液体从进液口33流进连通部1后再分流到由隔壁9隔开的各个压力产生通道12，如图8所示：此时的致动器处于静止的状态。如图9所示：对压电元件300施加电压时致动器远离喷嘴板实现上拉的过程，此时致动器底面和喷嘴板上的阻挡块4顶面之间的第三间隙24变大，即液体喷流通道13的截面积变大，液体以更快的速度流入压力产生通道12，从而实现高速填充墨水。对压力产生通道填充满墨水之后，对致动器施加与图9相反的电压，使压电元件的变形如图10所示，致动器向喷嘴板3靠近，致动器挤压压力产生通道12内的墨水，使墨水从喷液口21喷出，这个过程中致动器底面与喷嘴板上的阻挡块4顶面之间的第三间隙24变小，即液体喷流通道13的截面积变小，甚至把液体喷流通道13堵住，防止过多的液体向连通部1的反向回流，减少回流液体造成的损失，从而有更多的液体从喷液口21喷出。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种液体喷头，该液体喷头包括一喷头本体，该喷头本体内部具有多个相互连通且彼此独立的压力产生通道，所述喷头本体具有一与所有压力产生通道均连通的进液口和与压力产生通道数量相当的喷液口，所述进液口设在所述喷头本体的顶面上，所述喷液口设在压力产生通道的底壁上，每个所述喷液口对应连通一个压力产生通道；每个所述压力产生通道顶壁上均连接一由振动板和压电元件构成的致动器，其特征在于，每个压力产生通道内底壁上均固定有一与致动器配合并能加大和减小压力产生通道横截面积的阻挡块，所述阻挡块位于进液口和喷液口之间且与致动器相对设置。
2.根据权利要求1所述的液体喷头，其特征在于，所述致动器固定在所述压力产生通道外顶壁上，阻挡块顶面与压力产生通道内顶壁之间具有小于或等于致动器变形量的第一间隙。
3.根据权利要求1所述的液体喷头，其特征在于，所述致动器固定在压力产生通道内顶壁上，所述致动器呈长条形；所述致动器一端通过支撑座吊设在压力产生通道内顶壁上，另一端固定在压力产生通道内壁上；所述致动器顶面与压力产生通道内顶壁之间具有大于或等于致动器变形量的第二间隙，所述致动器底面与所述阻挡块顶面之间具有小于或等于致动器变形量的第三间隙。
4.根据权利要求1-3任一所述的液体喷头，其特征在于，所述喷头本体内部沿宽度方向排列有多个隔壁将其分成多个所述压力产生通道；隔壁一端固定在喷头本体一内端壁上，另一端与喷头本体另一内端壁之间形成连通所有压力产生通道的连通部；进液口设在该喷头本体顶面上并与该连通部连通。
5.根据权利要求1-3任一所述的液体喷头，其特征在于，所述阻挡块横截面呈梯形，所述阻挡块长底边端与压力产生通道内底壁固定。
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