[发明专利]液体喷射头和液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体喷射头和液体喷射装置，具体涉及一种在其喷嘴板的表面设置有超疏水材料层的液体喷射头和液体喷射装置，属于印刷技术领域。

背景技术

液体喷射头是通过压力室内的液体产生压力变动而使液体从喷嘴喷出的装置。典型的液体喷射头是例如在喷墨打印方法中使用的喷墨头。近来，在喷墨打印领域中，一直在减小墨滴尺寸、提高驱动频率和增加喷嘴数量等方面进行技术研究，以使喷墨记录系统中的记录性质更先进。在热气泡及压电驱动两种类型的喷墨打印装置中，墨水呈小滴状从喷嘴喷射出来并粘附到以纸张为代表的记录介质上，进行图像记录。为了精确地再现图像，需要对所喷出墨滴的大小以及其在脱离喷嘴板后的行程方向进行精确控制。喷射头工作过程中，墨水在喷出后会形成卫星液滴，卫星液滴沉积在喷嘴板上会在喷嘴附近形成墨坑，对所喷出液滴的轨迹造成不利影响，从而导致较差的打印品质。为了减少墨坑现象，喷嘴板表面应具有高疏水性和抗污染性，以保持喷射性能。因此，对喷嘴板表面进行抗液处理（例如设置抗液层）使其具有高疏水性是必要的。

中国专利CN201010273130.4公开了一种喷墨头，通过在抗液层的材料中使用亲水性基团，达到防止喷墨打印头的喷射表面被例如沉积物污染的目的，从而实现高打印质量。该在先公开的方案中还记载了，必须使具有含氟基团的单体和具有亲水性基团的单体共聚，尤其是硅烷单体的使用成功地使具有亲水性基团的单体与含氟单体之间均相缩聚，使含氟基团和亲水性基团在所形成的抗液膜中实现均匀分布。抗液层可通过在喷射口形成部件上形成该涂布组合物的涂层并且将该涂层固化而制备。在其具体实施例中还记载了，用于形成抗液膜的具有亲水和疏水基团的硅氧烷化合物，接触角为90-100°。但随着打印装置中的橡皮刀不断擦拭喷嘴板，其表面的疏水性会逐渐降低，从而影响打印质量；且由于喷嘴板受到墨水持续的冲击可能会导致疏水层与喷嘴板之间出现脱层，导致喷嘴板的使用寿命较短，一定程度上增加了打印成本。

发明内容

本发明提供一种液体喷射头，其喷嘴板表面设置有一层超疏水材料层，延长了喷嘴板的使用寿命，提升了打印质量。

本发明还提供一种液体喷射装置，使用上述液体喷射头，打印质量高，且其部件的使用寿命长。

本发明提供一种液体喷射头，包括喷嘴板和衬底，所述喷嘴板上具有喷嘴，所述喷嘴板和所述衬底之间的空间形成压力腔室，且所述压力腔室通过所述喷嘴板上的所述喷嘴与外界连通，所述衬底上具有能使所述压力腔室内的压力发生改变的压力发生部件，所述喷嘴板表面在背离压力腔室的一面设置有超疏水材料层，该超疏水材料层至少位于围绕所述喷嘴的区域。

在本发明中，所述液体喷射头的整体结构可以与现有技术中的液体喷射头相同或相类似，例如与压电驱动式液体喷射头或热气泡式液体喷射头的结构相似，其制造方法和部件材料的选择也可以参照公知技术，在本发明中不做限定。材料研究领域已经达成共识，超疏水材料通常是指其表面与水的稳定接触角大于150°的材料。本发明人的研究证明，在喷嘴板表面设置超疏水材料层，使喷嘴板表面具有较大的接触角，即使喷嘴板表面的疏水性随着使用过程中橡皮刀擦拭而有所降低，相比于现有的喷嘴板和液体喷射头，其使用寿命也有所延长；另外，超疏水材料层的设置可以减小由于液体对喷嘴板的冲击而造成的超疏水材料层和喷嘴板脱层的可能性，从而提升了使用性能，并进一步提高喷嘴板和液体喷射头的耐久性。

根据本发明提供的液体喷射头，所述超疏水材料层可以使用现有技术中公知和使用的能够形成超疏水效果的材料，以及现有技术中公知的形成手段，以得到超疏水性为目标，例如利用聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或丙烯酸酯类聚合物制成的超疏水材料层，其可以为超疏水涂层或超疏水膜层。

超疏水材料层例如可以为通过原位聚合法、相分离法、光刻法、喷涂法、打印法或等离子体刻蚀法所得到并形成于喷嘴板上。

根据本发明提供的液体喷射头，所述超疏水材料层的表面微观结构可以为多孔状、纳米纤维阵列、纳米管阵列、纳米针阵列或花状、枝叶状或岛状。具有上述结构的超疏水材料层表面有利于获得更好的疏水性能，并更有效防止超疏水材料层和喷嘴板的脱层。

根据本发明提供的液体喷射头，当所述超疏水材料层具有多孔状的表面微观结构时，其孔径可以为0.04-1μm，孔隙率可以为20-80%。