发明名称 压电式喷墨头及其制造方法
摘要 本发明之喷墨头之结构体是由第一结构板、第二结构板及压电元件所组成的。由消去法或附着法的方式所制作之第一结构板及第二结构板密封构成喷墨头之主要结构的喷嘴孔、墨水室、墨水通道,振膜及凸块。而一压电致动器,固定在凸块上,其两侧延伸固定在第二结构板的边墙上的固定座,其极化方向是在平面方向,由中间向两侧延伸。在厚度方向之电场作用下,压电元件是以剪切的方式移动,因此连接在凸块的中间部分可推挤振膜,使墨水室内之墨水受挤压而从喷嘴孔喷出。
申请公布号 TW568837 申请公布日期 2004.01.01
申请号 TW091136784 申请日期 2002.12.20
申请人 郑江河;巷二十二号七楼之二 发明人 郑江河;胡荣章;叶东昇;林烜鹏
分类号 B41J2/175 主分类号 B41J2/175
代理机构 代理人
主权项 1.一种喷墨头,其组成包含:第一结构板,具有很多相同间距的喷嘴孔及其相对应之墨水出口通道和部分墨水室之空间及隔间边墙;第二结构板,具有很多相同间距的振模,在振模上方有相对应之墨水入口通道和部分墨水室之空间及隔间边墙,在其下方有固定压电致动器的固定座及连接压电致动器与振模的凸块;一墨水室是由第一结构板和第二结构板所构成的密闭空间,在其一侧有墨水入口通道,而上侧有喷嘴孔,另外在其下侧有一振膜;一压电致动器,固定在凸块上,其两侧延伸固定在第二结构板的边墙上的固定座,在电场作用之下,连接在凸块的中间部分可推挤振膜,使墨水室内之墨水受挤压而从喷嘴孔喷出。2.根据申请专利范围第1项所述之喷墨头,其中压电致动器的较长一边的两侧端点是固定在第二结构板的边墙上的固定座,而较短一边的两侧是自由端没有任何限制。3.根据申请专利范围第1项所述之喷墨头,其中压电致动器的宽度需要比凸块的宽度较宽,而比振模的宽度较短,压电致动器的长度比凸块及振模的长度都要长。4.根据申请专利范围第1项所述之喷墨头,其中压电致动器没有直接接触振膜,而是藉由振模上的凸块推挤振膜,使墨水室内之墨水受挤压而从喷嘴孔喷出。5.根据申请专利范围第1项所述之喷墨头,其中在每一喷墨单元内皆有一独立讯号控制之压电致动器,而每一压电致动器之间,彼此是分开而没有连接在一起。6.一种喷墨头,其组成包含:第一结构板,具有很多相同间距的喷嘴孔;第二结构板,具有很多相同间距且与喷嘴孔相对应的振模,在振模上方有相对应之墨水入口通道和墨水室之空间及隔间边墙,在其下方有固定压电致动器的固定座及连接压电致动器与振模的凸形凸块;一墨水室是由第一结构板和第二结构板所构成的密闭空间,在其一侧有墨水入口通道,而上侧有喷嘴孔,另外在其下侧有一振膜;一压电致动器,固定在凸形凸块上,其两侧延伸固定在第二结构板的边墙上的固定座,压电致动器电场作用方向和其材料的极化方向互相垂直,在电场作用之下,连接在凸形凸块的中间部分可推挤振膜,使墨水室内之墨水受挤压而从喷嘴孔喷出。7.根据申请专利范围第6项所述之喷墨头,其中第二结构板之振模下方的凸块形状是凸形的,其凸块与压电致动器接触之面积较小于与振模的接触之面积。8.根据申请专利范围第6项所述之喷墨头,其中压电致动器的较长一边的两侧端点是固定在第二结构板的边墙上的固定座,而较短一边的两侧是自由端没有任何限制。9.根据申请专利范围第6项所述之喷墨头,其中压电致动器没有直接接触振膜,而是藉由振模上的凸形凸块推挤振膜,使墨水室内之墨水受挤压而从喷嘴孔喷出。10.根据申请专利范围第6项所述之喷墨头,其中压电致动器的极化方向是由中心位置至较长一端的两侧。11.根据申请专利范围第6项所述之喷墨头,其中压电致动器的电极是在厚度方向的上下两侧。12.一种喷墨头之制作方法,系包含:以消去法或附着法的方式,制造很多相同间距的喷嘴孔及其相对应之墨水出口通道和部分墨水室之空间及隔间边墙的第一结构板;以消去法或附着法的方式,制造很多相同间距的振模,在振模上方有相对应之墨水入口通道和部分墨水室之空间及隔间边墙,在其下方固定座及凸块的第二结构板;以中间介质物或直接接合的方式将第一结构板及第二结构板结合在一起;制作一压电基板,使其而极化方向和厚度方向是互相垂直且由中心位置至两侧,而作用电极是在厚度方向之上下两侧;压电基板黏着至第二结构板后,以乾蚀刻、雷射加工或切割方式将压电基板加工成阵列式之压电致动器。13.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,以消去法方式制作之第一结构板及第二结构板是以矽晶圆为基板利用蚀刻的方式制造出来;除了以矽晶圆为基板之外,尚可以树脂、金属及陶瓷等基板取代。14.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,以附着法方式制作之第一结构板及第二结构板是以电铸的方式制作,其镀液是以低内应力的胺基磺酸镍为主。15.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,压电致动器之作用电极可用网板印刷的方式或者是镀膜的方式制作。16.根据申请专利范围第15项所述之制作方法,其中电极之材料可为金、银、钯、铝、镍及白金等。17.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,压电基板以乾蚀刻加工成阵列式之压电致动器,其加工方式是使用ICP。18.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,压电基板以雷射加工成阵列式之压电致动器,其加工方式是使用准分子雷射。19.根据申请专利范围第12项所述之制作方法,压电基板以切割方式加工成阵列式之压电致动器,其加工方式是使用晶圆切割机。图式简单说明:图一系显示先前之喷墨头的横截面结构图。图二系显示沿着图一之A-A线段的喷墨头剖面图。图三系显示沿着图一之A-A线段的另一款喷墨头剖面图。图四系显示本发明之喷墨头的横截面结构图。图五系显示沿着图四之B-B线段的喷墨头剖面图。图六系显示图四之喷墨头如何将墨水喷出的状况。图七系显示本发明之喷墨头的第一结构板制造流程示意图。图八系显示本发明之喷墨头的第二结构板制造流程示意图。图九系显示本发明之喷墨头的压电元件制造流程示意图。图十系显示本发明之另一款喷墨头的横截面结构图。图十一系显示图十之喷墨头如何将墨水喷出的状况。
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