打印头及其喷墨打印机的制作方法

文档序号:12376749阅读:161来源:国知局
本发明涉及一种打印机,特别是关于一种喷墨打印机及其打印头。
背景技术
::目前打印机基本可分为激光打印机和喷墨打印机两类。激光打印机是通过发出激光光束照射在带电圆柱滚筒上,使所述圆柱滚筒吸收带电的墨水,从而形成要打印的影像,所述影像被转印至打印介质上,所述打印介质被加热以固化所述影像在所述打印介质上。喷墨打印机包括直接喷射墨滴至打印介质上以形成图像在打印介质上的打印头。所述打印头沿着预定轨迹往复运动以打印文字/影像于所述打印介质上,所述打印介质的运动方向与所述打印头的方向垂直。通常,相较激光打印机,喷墨打印机的结构更简单,成本更低廉,但是,喷墨打印机的打印速度较低。技术实现要素:鉴于以上内容,有必要提供一种打印头和一种喷墨打印机,能够提升喷墨打印机的打印速度。一种打印头包括:喷墨单元,所述喷墨单元包括多个墨水供应通道和多个墨水喷嘴孔,所述多个墨水喷嘴孔形成一个阵列,所述多个墨水供应通道中的每一个墨水供应通道均连接至所述多个墨水喷嘴孔中的一个,并能够选择性地供应墨水至其中的一个或多个墨水喷嘴孔;及驱动单元,所述驱动单元选择性地供应墨水至所述多个墨水供应通道中的一个或多个及驱使所述供应至所述墨水供应通道的墨水经过所述喷嘴孔喷出;其中所述打印头在打印至所述打印介质时不相对所述打印介质运动;且所述喷嘴孔的阵列的大小与所述打印介质的大小基本相同。进一步地,所述打印头由多个可分离的打印头分部组合而成。进一步地,所述打印头的大小大致为A4纸大小,由4个大致为A8大小的打印头分部组合而成。进一步地,所述驱动单元包括多个压电元件,每一个压电元件对应于所述多个喷嘴孔中的其中一个,每一压电元件包括一上端电极,一下端电极,设置在所述上端电极和下端电极之间的压电材料,及设置在所述下端电极底部的振动器,所述振动器面向对应的喷嘴孔,并能够在所述压电材料的驱动下推动所述墨水经由对应的墨水通道和喷嘴孔喷出或牵引所述墨水使其保持在对应的墨水通道和喷嘴孔。进一步地,所述压电材料在被施加电压时收缩从而带动所述振动器牵引所述墨水保持在所述墨水通道内;所述压电材料在未施加电压时展开从而带动所述振动器施加推力至所述墨水以将所述墨水经由所述墨水供应通道和喷嘴孔喷出。进一步地,经由所述喷嘴孔喷出的墨滴大小由施加在所述压电材料上的电压决定。进一步地,所述驱动单元包括多个加热电阻,每一加热电阻对应于所述多个喷嘴孔中的一个,每一加热电阻加热对应的墨水供应通道和喷嘴孔中的墨水以使墨水产生气泡,所述气泡破裂迫使所述墨水经由对应的墨水供应通道和喷嘴孔喷出。进一步地,经由所述喷嘴孔喷出的墨滴大小取决于施加在所述加热电阻上的电流大小或持续时间。进一步地,所述打印头还包括打印头像素管理模块,所述像素管理模块从一外接电子装置接收欲打印的文件,并根据所述欲打印的文件选择性地开启或关闭对应的喷嘴孔。一种喷墨打印机,包括如上所述的打印头。相较于现有技术,本发明所述的打印头及喷墨打印机,在打印时相对所述打印介质静止,不需要相对所述打印介质移动,从而显著提升打印速度。附图说明图1是本发明较佳实施例的一种带有打印头的喷墨打印机的立体示意图。图2是本发明较佳实施例之喷墨打印机的打印头的立体示意图。图3是图2中的打印头的部分示意图。图4-6是图3所示的打印头的工作原理示意图。图7是本发明第二实施方式的打印头的立体示意图。图8-11是图7所示的打印头的工作原理示意图。图12是本发明较佳实施例之与电脑装置连接的打印头的模块图。图13为本发明较佳实施例之打印头的立体示意图。图14为图13所示的打印头的四个组成部分的立体示意图。主要元件符号说明喷墨打印机1壳体5打印头10,80喷嘴101喷嘴孔102电连接器104压电驱动单元103压电元件1030上端电极1031下端电极1032压电材料1033振动器1034喷墨单元105墨水存储槽1051墨水供应通道1052墨滴1022,1075加热驱动单元107加热电阻1072小气泡1073大气泡1074像素管理模块30电子装置40打印头分部820如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式为便于描述,不同图中的相同标号代表相同或类似的元件。而且,各种细节描述是为了更好地理解本发明的各实施方式。但是,应当可以理解的是,本处所描述的实施例并不是必须要所述的全部细节。所述图中各相关元件并非都是是成比例绘制的,有的部分夸大仅仅是为了更好地呈现其中的细节和特征。所述揭露并不能被认为是对本发明实施例的范围的限定。下述为几个贯穿本揭露的定义。所述“连接”定义为直接连接或通过中间元件间接连接,并不局限于物理连接。所述连接可以是永久性连接也可以是可拆卸地连接。所述“基本”、“大致”被定义为本质上符合特定的尺寸、形状,或其他类似物,其大体上符合,不需要所述元件刚好是那样的。例如,基本呈矩形是指所述元件类似于矩形,但是可能是一个矩形的变形。所述“模块”是指计算机逻辑或韧体逻辑,或采用可编程语言(例如Java,C或其他类似语言)编写的软件指令的集合。所述模块中的一个或多个软件指令可被内嵌在韧体,例如可擦写可编程只读存储器(EPROM)中。本处所述模块可以软件及/或计算模块的方式实现并可被保存在任何类型的非易失性计算机可读介质或其他存储设备中。所述非易失性计算机可读存储介质包括,但不限于CD、DVD、蓝光、闪存及影碟等。图1示出了本发明较佳实施例的一种喷墨打印机1。所述喷墨打印机包括壳体5和收容在所述壳体5内的打印头10。所述打印头用于执行打印文字或图案至收容在所述壳体5内的打印介质(图未示),例如纸张等。所述喷墨打印机1还包括一传送机构(图未示),所述传送机构用于移动打印介质至所述打印头10下方,从而可被所述打印头10打印文字或图案于其上。所述喷墨打印机1还包括设置在所述壳体5前侧的显示器6和操作按钮7,便于使用者操控所述打印机1。图2示出了进一步地示出了本发明实施例的喷墨打印机1的打印头10。所述打印头1大致呈矩形,其大小基本等同于所述喷墨打印机1欲打印的打印介质的大小,例如,A4纸,其大小为210mm*297mm。相应地,所述打印头10的宽大约210mm,长约297mm。多个喷嘴孔102形成一个阵列,所述阵列的大小基本等同于所述打印介质的大小。所述多个喷嘴孔102设置在所述打印头10的底面上,而电连接器104形成在所述打印头10的顶面上用于电连接所述打印机1的电源。经过所述喷嘴孔102,所述打印头10里边的墨水可喷出至所述打印介质上以打印文字/影像于其上。如图3所示,本发明第一实施例的所述打印头10包括一压电驱动单元103及一喷墨单元105,所述喷墨单元105设置在所述压电驱动单元103下方。所述压电驱动单元103包括多个压电元件1030,每一个压电元件1030对应于一喷嘴102。每一压电元件1030包括一上端电极1031、一下端电极1032,设置在所述上端电极1031和下端电极1032之间的压电材料1033,及一振动器1034。所述振动器1034固定在所述下端电极1032的底面上。所述振动器1034为金属板制成。所述上端电极1031用于电连接所述电源的负极端,所述下端电极用于电连接所述电源的正极端。所述喷墨单元105与所述喷嘴孔102进一步定义一墨水存储槽1051和多个墨水供应通道1052,所述多个墨水供应通道1052与所述墨水储存槽1051和喷嘴孔102相流通。请参看图4,当施加电压至所述压电元件1030时,所述压电材料1033收缩,所述振动器1034施加一拉力至所述墨水供应通道1052中的墨水及相对应的喷嘴孔102从而将所述墨水保持在所述喷嘴孔102。因此,没有墨水从所述相对应的喷嘴孔102流出以执行所述打印。所述拉力的大小可决定喷出所述对应喷嘴孔102的墨滴的大小。请参看图5所示,当停止施加所述电压至所述压电元件1030时,所述压电材料1033展开,所述振动器1034施加一推力至所述墨水供应通道1052中的墨水及相对应的喷嘴孔102以迫使预定尺寸的墨滴1022流出所述对应的喷嘴孔102从而执行相应的所需求的打印任务。被所述振动器1034从所述喷嘴孔102及所述墨水供应通道1052喷出的所述墨滴1022的大小可被通过所述上端电极1031和所述下端电极1032施加至所述压电材料1033的电源的电压所控制。请参看图6,当所述墨滴1022脱离所述喷嘴孔102被打印至所述打印介质后,所述振动器1034返回其自然状态,在该自然状态下,所述振动器1034施加一拉力至所述墨水以保持所述墨水在所述墨水供应通道1052和所述喷嘴孔102内。在所述振动器1034的自然状态下,仍然没有电压施加至所述压电材料1030。图7示出了本发明第二实施方式的打印头10。所述打印头10包括一加热驱动单元107及一喷墨单元105,所述加热驱动单元107包括多个加热电阻1072,每一个加热电阻1072与一对应的喷嘴孔102对齐。所述喷墨单元105包括一墨水存储槽(未示出)和多个墨水供应通道1052,所述多个墨水供应通道与所述墨水储存槽和所述喷嘴孔102相流通。请参阅图8,当没有电压施加至所述加热电阻1072时,所述墨水填充所述墨水供应通道1052及所述喷嘴孔102。接着,参看图9,所述加热电阻1072被施加一电压以产生热量,所述热量加热所述墨水以产生小气泡1073。接着请参看图10,所述加热继续直至所述小气泡1073混合在一起产生一大气泡1074,所述大气泡1074推动所述大气泡1074前端部分的墨水形成一预定尺寸的墨滴1075。请参阅图11所示,所述大气泡1074破裂迫使所述墨滴1075脱离所述喷嘴孔102以执行所述打印任务。被所述大气泡1074推出所述墨水供应通道1052和所述喷嘴孔102的所述墨滴的大小1075可被施加至所述加热电阻1072的电压的电流安培或持续时间决定。之后,所述加热电阻1072停止加热所述墨水。请参看图12所示,所述打印头10由多个喷嘴101组成,每一喷嘴101对应一喷嘴孔102。所述喷嘴101通过所述电连接器104(如图2所示)电连接至一打印头像素管理模块30(下称管理模块30),所述管理模块30控制驱动所述喷嘴101开启或关闭每一喷嘴孔102。每一喷嘴孔102代表一像素。所述管理模块30与一电子装置40双向通信连接,从而数据可从所述电子装置40传输至所述管理模块30及从所述管理模块30传输至所述电子装置40。所述电子装置40可以是,但不限于,一桌面型计算机,一膝上型计算机,一平板电脑或一智能手机。所述双向数据通信可通过所述喷墨打印机1和所述计算机装置40之间的有线或无线连接来实现。在执行所述打印工作时,所述管理模块30从所述计算机装置40接收所述待打印文件,所述待打印文件可以是,但不限于,WORD文件,EXCEL文件,便携式网络图像格式(PortableNetworkGraphics,GNP)文件或联合图像专家组(JointPhotographicExpertsGroup,JPEG)文件。打印介质,例如纸张被放置至带有喷嘴孔102的打印头的底面下方位置。从而,所述管理模块30可控制所述喷嘴101及所述压电元件1030或所述加热电阻1072从所述喷嘴孔102喷出所需要的墨滴至所述打印介质上以打印所述文件于所述打印介质上。可以理解的是,驱动墨水从所述喷嘴孔102喷出的驱动单元可不限于所述压电驱动单元103和所述加热驱动单元107,还可以是其他任何适宜的驱动装置,只要能被控制在两种状态切换即可,其中一种状态下能够驱动所述墨水从所述喷嘴孔102喷出,而另一种状态可以保持所述墨水在所述墨水供应通道1052和所述喷嘴孔102内。由于在打印的过程中,所述打印头10不需要相对所述纸张运动,从而可降低打印过程中产生的噪音。而且,由于所述打印头10同时打印所述文字/影像于整个所述打印介质上,打印速度因此大大提升。例如,当采用传统喷墨打印机打印一A4纸时,所述传统喷墨打印机的打印头通常大小为2*2cm,假定所述打印解析率为300点/英寸(dotperinch,dpi),所述打印头需要相对所述纸张移动156次来完成所述打印。由于本发明实施例所述的打印头10不需要相对所述纸张移动即可完成打印,故具有所述打印头10的所述喷墨打印机1的打印速度可相对所述传统打印机提升156倍。根据本发明的实施例,所述打印头可由多个分离的部件组成。例如,图13所示的打印头80,所述打印头80由多个打印头分部820组合而成,如图14所示。例如,当所述打印头80具有A4的尺寸,每一打印头分部820可具有大致为A8大小的尺寸。所述A8纸张大小的宽度约52mm,长度约74mm。通过如此设计,可更便于维护和修理所述打印头80。而且,所述打印头可根据需要被扩展至所需的尺寸。例如,可通过连接两个A4大小的打印头形成A3的打印头。所述打印头分部820可采用各种适宜的方式,例如雌雄榫接合的方式装配在一起形成所述打印头。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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