[发明专利]可抑制射流干扰的直列式电流体打印喷头及打印方法

说明书

本发明公开了一种可抑制射流干扰的直列式电流体打印喷头及打印方法，包括可封闭的用于承纳导电性打印溶液的墨盒，电压输入连接件与所述墨盒连接；位于墨盒下方对墨盒主体进行支撑的支撑主体；呈直线阵列固定在支撑主体上且在支撑主体下方形成锥射流的至少一个喷嘴组件；位于喷嘴组件下方间隔设置的接地基板，在基板和喷嘴组件末端之间悬置设置导引电极环。能够避免多个喷嘴射流与射流之间易存在的静电干扰，使得打印到基板上的图案尺寸更小、精度更高，同时能够显著提高打印效率。

技术领域

本发明涉及电流体打印技术，更具体地，涉及一种可抑制射流干扰的直列式电流体打印喷头及打印方法。

背景技术

自上世纪70年代开始，喷印技术逐渐进入人们视野并改变了出版打印方式。喷墨打印技术是一种无接触、无需模板的直接制造技术。传统喷墨打印可分为按需打印和连续打印，典型的按需喷印打印方式包括热泡式喷印、压电式喷印以及气溶胶喷印。传统喷印工艺以“推”的方式形成液滴，通常“推力”有限，一般无法兼容高粘性的聚合物溶液，难以实现高分辨率的打印。与传统喷墨打印方式不同，电流体动力喷印借助电场力以“拉”的方式在基板上制备微纳结构，相比于传统喷墨打印有打印分辨率更高、打印的尺寸一般小于喷嘴尺寸、打印溶液的范围广、不易堵塞喷嘴等优点，能运用于诸多领域。

电流体喷印技术利用电流体动力学机理，喷嘴末端液滴在电场力的作用下可形成弯月面，当尖端处局部电场力超过墨滴表面张力时，弯月面会逐渐变成泰勒锥形状，进而喷射出射流进行喷印制造。

喷印头作为电流体喷印系统的核心，对电流体喷印系统的工作性能有直接影响。其设计、制造以及喷射的控制被广大学者和研究机构关注。直列式电流体喷头相对于单喷嘴喷头，能有效提升喷印效率。但由于多个喷嘴在打印的过程中，射流与射流之间易存在静电干扰。如何有效的提升电流体打印效率的同时，还保证射流定位的准确性，是领域内的一个难题。目前，如何克服射流之间的干扰尚处于一个初级研究阶段。中国专利201611126421提出一种气流辅助的方法来改善定位性，该专利的优点是：1、喷头集成有接地电极环，将原本施加在基板上的接地极集成到喷头中，扩大了收集基板的可选择范围，提高了应用范围及其灵活性，便于在曲面及绝缘基板上进行打印；2、采用气流辅助的方式，利用气流的约束力克服指向接地电极环的径向分力，避免射流喷射到接地电极环上。但在实际应用中，该喷头还存在以下不足：该发明针对于单喷嘴的打印头，同时喷头结构中辅助气流从单侧进入气室，会引起锥射流周围的气流不均匀，影响射流打印的定位准确性。

中国专利2018115822806在针尖式喷嘴的正下方放置静电透镜，利用静电透镜的静电聚焦作用，进而使得通过针尖的溶液实现精确喷射。其不足之处在于，静电透镜与基地均接地，射流在飞行的过程中易产生卫星液滴，并飞至静电透镜上。在聚集到一定程度之后，再一次影响空间的电场分布，最终易导致射流偏斜问题，影响打印定位精度。

发明内容

针对上述现有技术中打印喷头存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种可抑制射流干扰的直列式电流体打印喷头及打印方法，能够避免多个喷嘴射流与射流之间易存在的静电干扰，使得打印到基板上的图案尺寸更小、精度更高，同时能够显著提高打印效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种可抑制射流干扰的直列式电流体打印喷头，其特征在于包括：

可封闭的用于承纳导电性打印溶液的墨盒，电压输入连接件（700）与所述墨盒连接；所述墨盒包括可扣合地连接的墨盒顶盖（100）和墨盒主体（200）；

位于墨盒下方对墨盒主体（200）进行支撑的支撑主体（300）；

呈直线阵列式固定于支撑主体（300）上且在支撑主体300下方形成锥射流的至少一个喷嘴组件（400）；

位于喷嘴组件（400）下方间隔设置的接地基板（600），在基板（600）和喷嘴组件（400）末端之间悬置设置导引电极环（500）。