[发明专利]一种压电式打印头及其制作方法

说明书

本发明属于微滴喷射打印技术领域，具体涉及一种压电式打印头及其制作方法。解决了目前体材压电驱动器制作工艺复杂的问题，打印头包括驱动器与流道板；驱动器包括从上至下叠层的体材压电陶瓷层、树脂胶层与振动薄膜层；流道板顶面成型主墨道与n个尺寸相同的压力腔；主墨道沿流道板的长度方向开设，压力腔沿流道板的宽度方向开设，n个压力腔沿流道板的长度方向依次排布；n个压力腔的入口端均与主墨道连通；n个压力腔底部均开设墨水出口；振动薄膜层覆盖在n个压力腔顶部，将压力腔密封。采用体材压电陶瓷与打印头振动薄膜粘接制成打印头驱动器，加工制造简单，且易实现打印头连续喷射。

技术领域

本发明属于微滴喷射打印技术领域，具体涉及一种压电式打印头及其制作方法。

背景技术

微滴喷射打印技术是一种通过一定的挤压方式产生墨水腔室与外界之间的压力差，导致喷嘴内部压力大于外界压力，进而将墨水推出喷嘴产生微小墨滴的一种打印技术。一般来说，微滴喷射技术可以分为连续式和按需式，而按需式因为具有结构简单、液滴一致性好、打印精度高等特点应用较为广泛。

而根据墨滴的喷射方式，一般将喷墨打印头分为压电式喷墨打印头和热泡式喷墨打印头。压电式喷墨打印头是利用压电材料的变形产生力来喷射墨滴；热泡式喷墨打印头是通过加热使得墨水中产生气泡，通过气泡的膨胀来喷射墨滴。

在压电式喷墨打印头工作时，打印头各个驱动器驱动墨水喷射，是打印头最为核心部件，其结构的尺寸一致性，决定了打印头喷射液体的一致性。因此需要选择一种合理的驱动器结构。

目前主流的体材压电驱动器制作工艺方法为基于共晶键合的压电驱动结构制备工艺。该工艺需经过以下步骤：a.抛光待键合面，将压电陶瓷和振动薄膜的待键合面进行抛光处理，这一步非常关键，因为对于共晶键合这样精密的键合技术，表面粗糙度的高低直接决定了键合结果的好坏；b.沉积键合层，为了避免键合中间层对压电陶瓷输出特性造成太大的影响，需要尽量减小键合中间层的厚度。然而，当没有键合层时，压电陶瓷是无法与振动薄膜直接键合在一起的。c.共晶键合，完成以上步骤后，在特定温度以及压力下完成共晶键合，若选择键合温度过高时，需对压电陶瓷重新进行极化。该工艺流程方法较为复杂，若其中任意一环出现缺陷，都会导致最终键合失败，废品率较高。

发明内容

为了解决目前体材压电驱动器制作工艺复杂的问题，本发明提供一种新型的压电式打印头及其制作工艺，其加工制造简单，能有效保证列阵打印头各个驱动器加工一致性，且能减小相邻驱动器之间的串扰，实现打印头喷射液体一致性，提高打印头喷射性能。

本发明的技术解决方案是提供一种压电式打印头，其特殊之处在于：包括驱动器与流道板；

上述驱动器包括从上至下叠层的体材压电陶瓷层、树脂胶层与振动薄膜层；上述体材压电陶瓷层上开设分割槽，将体材压电陶瓷层分割为n个尺寸相同的独立体材压电陶瓷单元，其中n为大于等于1的正整数；

上述流道板顶面成型主墨道与n个尺寸相同的压力腔；上述主墨道沿流道板的长度方向开设，上述压力腔沿流道板的宽度方向开设，n个压力腔沿流道板的长度方向依次排布；n个压力腔的入口端均与主墨道连通；n个压力腔底部均开设墨水出口；

上述振动薄膜层覆盖在n个压力腔顶部，将压力腔密封，并使得每个压力腔与每个体材压电陶瓷单元一一对应且分别位于每个体材压电陶瓷单元的正下方。

进一步地，为了便于电极引线，上述体材压电陶瓷层包括位于体材压电陶瓷层下表面的下电极与位于体材压电陶瓷层上表面的上电极；上述下电极的一端经体材压电陶瓷层的侧面反置于体材压电陶瓷层的上表面，在上表面形成反置电极；上述反置电极与上电极之间开设隔离槽。

进一步地，上述树脂胶层为环氧树脂胶层。

进一步地，该压电式打印头还包括压电陶瓷分割定位标记，上述压电陶瓷分割定位标记设于流道板的上表面。