[发明专利]振动板、液体喷射装置及打印设备

说明书

技术领域

本发明实施例涉及液体喷头制造技术，尤其涉及一种振动板、液体喷射装置及打印设备。

背景技术

现有技术中，通过在液体喷头的振动板上设置压电元件，并给压电元件施加电压而使振动板变形或发生振动，从而使打印设备中的液体喷头喷出墨滴。其中，压电元件一般采用含铅的压电材料，而压电元件中的铅容易扩散到作为振动板的二氧化硅层，使二氧化硅层的熔点降低，因此，在二氧化硅层上烧制压电材料时，二氧化硅层容易受热熔化。

现有技术中，通过先在振动板的二氧化硅层上设置二氧化锆层，然后再在二氧化锆层上设置压电材料，可防止压电材料中的铅成分扩散到振动板的二氧化硅层中。其中，通过将形成有锆层的衬底以大于或等于200mm/min的速度插入已加热到800℃-1000℃温度的热氧化炉中氧化，来形成二氧化锆层，其中，锆层的升温速率为300℃/min，退火温度被设定在800℃，时间段被调节在从0.5h到2h之间。

然而，现有的振动板中二氧化锆层的生成温度较高且退火时间较长，锆层受到热氧化时产生较大的应力而导致在二氧化锆层上出现裂纹，以及二氧化锆层在冷却后由于热应力的释放导致振动板和压力腔室的变形使二氧化锆层脱落。另一方面，现有技术中，硅基底在受到高温加热后再降温过程中容易翘曲变形从而导致相邻的振动板的薄膜层的脱离。

发明内容

本发明实施例提供一种振动板、液体喷射装置及打印设备，所述振动板不易翘曲变形，同时也可以防止在反复驱动压电元件过程中压电元件的位移变化量降低。

第一方面，本发明实施例提供一种振动板，包括：二氧化硅层和氮化硅层，所述氮化硅层设置于所述二氧化硅层上；

其中，所述二氧化硅层的应力与所述氮化硅层的应力相互抵消，以使所述振动板的合应力为零。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述二氧化硅层通过等离子体增强化学气相沉积PECVD法形成的；

所述氮化硅层通过所述PECVD法形成的。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述振动板的杨氏模量为E，且130GPa≤E≤170GPa。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述振动板的厚度为H，且1.0um≤H≤1.5um。

第二方面，本发明实施例提供一种液体喷射装置，包括：基底、如上述第一方面中任一实现方式所述的振动板、压电元件及喷嘴板；

其中，所述振动板设置在所述基底上，所述喷嘴板设置在所述振动板上；所述喷嘴板与所述振动板之间间隔排列至少一个压力腔室；所述压电元件设置于所述压力腔室内的振动板上；

其中，所述喷嘴板上设置多个喷嘴；其中，所述喷嘴与所述压力腔室一一对应；所述喷嘴板与所述基底之间设置有公共腔室；所述至少一个压力腔室与所述公共腔室之间设置有限流通道，其中，所述限流通道的截面积小于所述压力腔室的截面积；

其中，所述基底为中空结构，作为所述振动板的变形空间。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述多个喷嘴呈错位排列。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述基底的材料为硅。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式，所述压电元件，包括：下电极、压电陶瓷薄膜层以及上电极。

第三方面，本发明实施例提供一种打印设备，包含：如上述第二方面中任一实现方式所述的液体喷射装置、输纸模块以及主控电路。

本发明中提供的振动板，包括二氧化硅层和氮化硅层，所述氮化硅层设置于所述二氧化硅层上；其中，所述二氧化硅层的应力与所述氮化硅层的应力相互抵消，以使所述振动板的合应力为零，从而所述振动板不易翘曲变形，同时也可以防止在反复驱动压电元件过程中压电元件的位移变化量降低。

附图说明

图1为振动板受到压应力或张应力或应力为零时的变形示意图；

图2为本发明振动板的结构示意图；

图3为本发明中形成二氧化硅层的结构示意图；

图4为在图3所示结构的基础上形成氮化硅层的结构示意图；

图5A为本发明液体喷射装置的剖面结构示意图一；

图5B为本发明液体喷射装置的剖面结构示意图二；

图6A为在振动板上形成下电极的结构示意图；

图6B为在图6A所示结构的基础上形成压电陶瓷薄膜层的结构示意图；