一种喷墨打印装置的制作方法

本发明涉及打印设备技术领域，具体地，涉及一种喷墨打印装置。

背景技术：

压电喷墨打印装置中的打印头一般由压电材料、墨水腔、喷孔、进墨口以及电极等部分组成。其通过压电材料的弯曲形变引起墨水腔的体积的变化，进而产生压力波传递至喷口处产生墨滴，使墨滴喷射至打印衬底上形成一定的图像。

在喷墨打印过程中，墨水首先从供墨系统进入打印头中的墨水腔，再由墨水腔进入喷孔。墨水中通常不可避免的含有一定的杂质和气泡，由于喷墨打印头中墨水流道和喷孔尺寸较小，因此杂质经常堵塞这些部位，从而导致喷墨打印头断墨；而气泡混合在墨水当中进入墨水流道，又会造成喷墨不稳定等现场。针对该问题，目前通常在供墨系统与墨水腔体之间增加过滤系统，通过过滤系统滤掉来源于墨水中的部分杂质和气泡。

但是在喷头制造过程中污染物也可能进入喷头当中，尤其是在超净环境级别相比于喷头制造过程比较低的封装过程中，这些污染物会在喷墨过程中会随墨水进入打印头内部的流道或者喷口，影响喷墨打印图像的质量。而这些污染物是无法通过在供墨系统与墨水腔体之间增加过滤系统过滤掉的。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种喷墨打印装置，以过滤墨水中的污染物，特别是过滤不能通过过滤系统过滤掉的、在喷头制造过程中或封装过程中产生的污染物。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种喷墨打印装置，包括：

墨水腔，用于容置注入的墨水；

压力腔，与所述墨水腔相通，所述压力腔用于将经墨水腔流入的墨水喷出；

过滤结构，设置于所述墨水腔和所述压力腔之间，所述过滤结构用于对墨水腔流入所述压力腔的墨水进行过滤。本设计直接将过滤结构设于打印装置的打印头中，外部向墨水腔中注入墨水，墨水腔中的墨水经过滤结构过滤后流向压力腔，不仅可过滤掉过滤系统未过滤掉的杂质，同时可对喷头制造过程中及封装过程中产生的污染物一并进行过滤，从而在墨水进入喷孔之前完成对墨水的过滤，不至于引起喷孔堵塞，影响喷墨打印图像的质量。

进一步地，所述过滤结构包括多个过滤柱，相邻的两个过滤柱之间的间隔为5μm～200μm。

进一步地，所述多个过滤柱分别沿墨水的流向方向和垂直于墨水的流向方向阵列排布，形成与墨水的流向方向垂直的多列过滤柱。

进一步地，每列过滤柱之间的间距为10μm～200μm，优选为100μm。

进一步地，每列过滤柱中的过滤柱之间的间距为5μm～50μm。

进一步地，所述多个过滤柱的横截面形状包括圆形、三角形和四边形中的至少一种。

进一步地，所述墨水腔包括一汇流腔和与所述汇流腔连通的多个分流腔，所述多个分流腔沿垂直于墨水的流向方向排列，其中，所述分流腔包括第一入流口和第一出流口，所述第一入流口和所述第一出流口的口径相等。

进一步地，所述压力腔设有多个，多个压力腔沿垂直于墨水的流向方向排列，所述压力腔沿远离所述第一出流口方向顺序包括第一子压力腔、第二子压力腔和第三子压力腔，所述第一子压力腔包括口径相等的第二入流口和第二出流口，所述第二子压力腔包括口径与所述第二出流口相等的第三入流口和口径大于所述第三入流口的第三出流口，所述第三入流口与所述第二出流口连接，所述第三子压力腔包括口径与所述第三出流口相等且与所述第三出流口连接的第四入流口，所述第三子压力腔腔底具有喷墨通道，其中，所述第二入流口的口径小于所述第一出流口的口径。

进一步地，所述墨水腔、所述压力腔和所述过滤结构一体成型。

进一步地，所述喷墨打印装置还包括压电驱动盖板，所述压电驱动盖板盖设于所述墨水腔、所述压力腔和所述过滤结构上，所述压电驱动盖板具有与所述墨水腔连通的注墨口。

与现有技术相比，本发明的喷墨打印装置中的过滤结构，可有效对墨水中污染物进行过滤，特别是对不能通过过滤系统过滤掉的、在喷头制造过程中或封装过程中产生的污染物进行过滤，同时，该过滤结构与形成墨水腔和压力腔的基材材质相同，使得过滤结构不会出现鼓泡、脱落等问题。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是本发明实施例喷墨打印装置的俯视结构示意图；

图2是本发明实施例喷墨打印装置的剖视结构示意图；

图3是本发明实施例喷墨打印装置的侧视结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。

结合图1-3所示，本发明的一种喷墨打印装置，包括墨水腔12、过滤结构13、压力腔11及压电驱动盖板2。其中，墨水腔12连通压力腔11，使得墨水腔12中的墨水可以流入压力腔11内，墨水腔12和压力腔11之间设有过滤结构13，过滤结构13对墨水腔12流入压力腔11内的墨水进行过滤，可以理解的是，压力腔11远离墨水腔12的腔底具有喷墨通道14，使得压力腔11内的墨水可通过喷墨通道14被喷出，压电驱动盖板2盖设于墨水腔12、过滤结构13、压力腔11上，使压电驱动盖板2与墨水腔12、过滤结构13、压力腔11之间形成墨水的容置空间，其中，压电驱动盖板2上具有与墨水腔12连通的注墨口21，对于压电驱动盖板2的具体结构及驱动方式可参照现有技术，在此不赘述。

其中，参见图1和图2所示，本实施例中的过滤结构13为多个过滤柱，且一方便为了保证墨水腔12中的墨水畅通的进入压力腔11，又为了尽可能的对进入墨水中的污染物进行过滤，优选的，相邻的两个过滤柱之间的间隔为5μm～200μm，进一步的为5um～50um，进一步，过滤柱的截面形状可以为圆形、三角形或四边形，若设置多个过滤柱，则多个过滤柱的横截面形状包括圆形、三角形和四边形中的至少一种。对于墨水腔12和压力腔11之间的过滤柱的设置数量、排列方式，本发明不做特别限制，可根据实际情况，综合考虑墨水的流通及对污染物的过滤而进行设置。优选的，可使墨水腔12和压力腔11之间的过滤柱沿墨水的流向方向由疏及密设置，即沿墨水的流向方向、过滤柱之间的间距依次减小，这样可实现多层过滤，先对由墨水腔12进入的墨水进行粗过滤，即过滤掉直径比较大的污染物，再随着过滤柱之间间距的减小，对直径较小污染物进行过滤，层层过滤，直到进入压力腔11内的墨水几乎无污染物，这样由于靠近墨水腔12一侧的过滤柱之间间距较大，可使墨水快速流过，不至于在过滤柱初始位置就堵塞，况且，由于在打印装置使用时间较长时，过滤柱之间由于污染物的积累，之间的间距会减小，若在靠近墨水腔12的一侧直接将过滤柱之间的间距设置较窄的话，容易使过滤柱之间进行堵塞，而设置过宽，又不能对直径较窄的污染物进行过滤，因此，本实施例的过滤柱的由疏及密的设置方式可延长由于过滤柱造成堵塞的时间，从而延长了打印装置的使用寿命。

其中，参见图1、图2及图3，由于打印装置中喷孔的尺寸及数量很大程度上影响打印的质量与速度，因此，为了提高打印效率与打印质量，本实施例采用多喷孔打印，结合图1和图2，本实施例的压力腔11设有多个，多个压力腔11沿垂直于墨水的流向方向(及图1中的纵向方向)排列，多个压力腔11的腔体底部均分别设置喷墨通道14，多个喷墨通道14分别连接多个喷孔31，喷孔越小、数量越多越可实现精细打印，提高打印质量。

参见图1，进一步为了避免墨水进入压力腔11时在压力腔11入口处发生堵塞及进入压力腔11的墨水流速太快，影响打印的稳定性，需改变墨水流动的阻力，对进入压力腔的墨水的流速进行控制。具体的，压力腔11包括依次贯通连接的第一子压力腔111、第二子压力腔112和第三子压力腔113，优选的，第一子压力腔111包括口径相等的第二入流口(口径大小为a)和第二出流口(口径大小为a)，第二子压力腔112包括口径与第二出流口(口径大小为a)相等的第三入流口(口径大小为a)和口径大于第三入流口(口径大小为a)的第三出流口(口径大小为b)，第三入流口(口径大小为a)与第二出流口(口径大小为a)连接，第三子压力腔113包括口径与第三出流口(口径大小为b)相等且与第三出流口(口径大小为b)连接的第四入流口(口径大小为b)，该结构可以有效的对进入压力腔11的过滤后的墨水的流速进行控制，不仅保证了压力腔11内有足够的墨水供给且打印稳定，打印的图像质量高，而且由于第一子压力腔111的平缓设置，不至于压力腔11的入口处发生堵塞，使得墨水通畅流通。可以理解的是，喷墨通道14设于第三子压力腔113的腔体底部并与第三子压力腔113相通，保证了压力腔11内墨水的流通的通畅。

具体的，为了使墨水腔12内的墨水可及时通畅的进入压力腔，参见图1和图2所示，本实施例中的墨水腔12包括一汇流腔122和与汇流腔122连通的多个分流腔121，多个分流腔121沿垂直于墨水的流向方向(即图1中的纵向方向)排列，其中，分流腔121包括第一入流口和第一出流口，第一入流口和第一出流口的口径相等，汇流腔122处于多个分流腔121的第一入流口的一侧且多个分流腔121均与汇流腔122相通，该结构保证了汇流腔122内的墨水可及时的均匀供给多个分流腔121，使得打印更加稳定保证了打印图像的质量，优选的，在汇流腔122的长度方向的端部设有一与汇流腔122连通的收集腔122-1，该收集腔122-1用于收集外部通过压电驱动盖板2上的注墨口23注入的墨水，收集的墨水流入汇流腔122并分别流入分流腔121，分流腔121的设置，由于缩小了墨水流动的纵向间距，在一定程度上提高了墨水的流动性，且由于间隔设置的多个分流腔121，保证了墨水的均匀流通。

针对上述的压力腔11和分流腔121的多个设置，优选的，参见图1所示，可使压力腔11的数量与分流腔121的数量相等，且进一步使压力腔11与分流腔121相对设置，即分流腔121的出口与压力腔11的入口相对，这样进一步保证了墨水流通的顺畅，减少墨水的交错流通导致的堵塞。由于分流腔121中的墨水是未经过滤的，而进入压力腔11的墨水是已经过过滤的，因此，优选的，分流腔121的第一出流口的口径c大于第一子压力腔111的第二入流口的口径a，这样可使分流腔121中充满的墨水经过过滤后可刚好充满口径较小的压力腔11的入口，保证了墨水的流速；若分流腔121的第一出流口的口径c等于或者小于第一子压力腔111的第二入流口的口径a，则进入第二入流口并不能充满第二入流口，则会造成压力腔11内空间的浪费，且影响墨水流速。

进一步的，针对上述的压力腔11和分流腔121的多个一一相对设置，多个压力腔11和多个分流腔121之间的多个过滤柱阵列排布，具体的，多个过滤柱分别沿墨水的流向方向(即图1中的横向方向)和垂直于墨水的流向方向(即图1中的纵向方向)阵列排布，形成与垂直于墨水的流向方向(即图1中的纵向方向)平行的多列过滤柱，每列过滤柱之间的间距为10μm～200μm，如图1所示，本实施例设置四列过滤柱，每列过滤柱之间的间距为100μm，每列过滤柱中的过滤柱之间的间距为5μm～50μm，硅柱的高度为10um～100um，该规格的过滤柱既保证了墨水的流通又可滤除更多更小的污染物，且可节省空间，减小打印装置中打印头的尺寸，降低成本。

由于现有技术中通常使过滤网与喷头结构层之间进行层叠连接进行过滤，但由于过滤网的材质与喷头结构材料不一致，因此过滤网与喷头结构层之间的连接强度存在风险，如粘附性不好造成鼓泡，热胀系数不一致造成脱落等。因此，优选的，本发明实施例的喷墨打印装置中的墨水腔12、过滤结构13、压力腔11一体成型，一体形成保证了过滤柱结构13与形成墨水腔12、及压力腔11的基材材质相同，不会出现鼓泡、脱落等问题，且该工艺简单，制作方便。优选的，一体成型可通过深硅刻蚀工艺实现。

本发明的喷墨打印装置中的过滤结构，可有效对墨水中污染物进行过滤，特别是对不能通过过滤系统过滤掉的、在喷头制造过程中或封装过程中产生的污染物进行过滤，同时，该过滤结构与形成墨水腔和压力腔的基材材质相同，使得过滤结构不会出现鼓泡、脱落等问题。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。