[发明专利]一种抑制电场串扰的独立可控阵列化电喷印喷头

说明书

本发明属于喷墨打印装置领域，并具体公开了一种抑制电场串扰的独立可控阵列化电喷印喷头，其包括喷孔芯片、流道层、电路板、墨盒和外壳，其中：喷孔芯片包括喷孔板、电极板和电极组件，喷孔板上开设有多个喷孔，喷孔板一侧设有多个电极引脚；电极板设置在喷孔板下方，该电极板上开设有电极板通孔，电极板下端设有静电透镜；电极组件包括控制电极和屏蔽电极，控制电极单独对每个喷孔处的电场进行调节，屏蔽电极用于降低各喷孔间电场串扰；流道层安装在电路板上；电路板安装在外壳底部，其下表面设有多个焊盘，焊盘与电极引脚对应连接；墨盒安装在外壳内部。本发明可实现独立可控的高分辨率打印，且效率高、减少了喷嘴间串扰。

技术领域

本发明属于喷墨打印装置领域，更具体地，涉及一种抑制电场串扰的独立可控阵列化电喷印喷头。

背景技术

喷墨打印作为一种无掩模、高材料利用率的直写技术，在很多生产制造领域都有很好的应用前景，如印刷显示、印刷薄膜晶体管、印刷太阳能电池等。传统喷墨打印例如热发泡、压电采用挤压力将液体喷出喷嘴，喷射出的液滴直径一般大于喷孔直径，难以打印高分辨率图案，且可打印的墨水粘度一般不超过20cp，无法打印高粘度墨水。而电喷印技术采用电场力作为驱动力，将墨水从喷嘴中拉出，可以使得打印的点直径远小于喷嘴直径，喷孔直径与液滴直径之比可以达到50:1。而且电流体喷墨打印技术可打印墨水粘度范围更广，可以打印1-10000cp的墨水。因此，电流体动力喷墨打印技术具有广阔的应用前景。

电流体喷墨打印喷头是实现电流体喷墨打印的关键。金属针管、毛细玻璃针管等均可用作电流体喷墨打印喷头，但这些喷头难以实现大规模、高密度的集成，无法实现高效率、高精度的电流体喷墨打印，无法满足工业生产的需要。通过硅基刻蚀技术可以得到大规模、高深宽比的空心圆柱结构，能够满足大规模并行打印的需求，但无法独立可控打印，无法满足印刷显示等领域高可控性的打印需求。而且，电喷印喷头不同喷孔间存在电场串扰，这会导致漏喷、射流倾斜、液滴不均匀等现象的发生。

专利CN201510299992.7提出了一种电喷雾芯片器件及制作方法，但其无法对每一个喷孔的喷印状态进行控制；专利CN201410289239.5提出了喷头独立可控打印的实现方法，但喷嘴尺寸较大，无法做到高分辨率打印；专利US20180009223A1提出了可以实现高分辨率打印的阵列化电喷印喷头，但未解决喷嘴间的串扰问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种抑制电场串扰的独立可控阵列化电喷印喷头，其目的在于，通过控制电极单独对每个喷孔处的电场大小进行调节，从而控制每一个喷嘴的喷印状态，通过屏蔽电极、静电透镜抑制喷嘴间的电场串扰，以解决目前电喷印喷嘴难以实现高分辨率打印、无法独立可控打印、效率低、喷嘴间存在串扰等问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种抑制电场串扰的独立可控阵列化电喷印喷头，包括喷孔芯片、流道层、电路板、墨盒和外壳，其中：

所述喷孔芯片包括喷孔板、电极板和电极组件，其中，所述喷孔板上开设有多个喷孔，且喷孔板一侧设有多个电极引脚；所述电极板设置在所述喷孔板下方，该电极板上开设有电极板通孔，电极板下端设有静电透镜；所述电极组件包括控制电极和屏蔽电极，所述控制电极与所述电极引脚相连，该控制电极用于单独对每个喷孔处的电场大小进行调节，所述屏蔽电极用于降低各喷孔间电场串扰；

所述流道层安装在所述电路板上；所述电路板安装在所述外壳底部，其下表面设有多个焊盘，该焊盘与所述电极引脚一一对应连接；所述墨盒安装在所述外壳内部，工作时，墨水从墨盒流经流道层从喷孔喷出。

作为进一步优选的，所述控制电极和屏蔽电极交替设置在所述喷孔板下表面，所述控制电极对应设置在所述喷孔处，且其一端通过引线与所述电极引脚相连，另一端引出一段引线；所述喷孔板、控制电极和屏蔽电极外设有绝缘疏水层。