[实用新型]喷嘴喷射独立可控的阵列化电流体喷印头

说明书

技术领域

本实用新型涉及电流体喷印技术领域，特别是一种阵列化电流体喷印头。 

背景技术

复杂微尺度结构能够用于诸多领域，如打印电子、有机/柔性电子器件、多功能传感器等，因此近年来其制备工艺备受关注。喷墨打印和电流体喷印作为非接触式图案化工艺都能够在基底上沉积微尺度结构，并且相对于光刻类的图案化工艺具有无须掩膜、节省材料、环境友好、操作便捷等优点，因而被认为是最佳的解决方案。然而传统的喷墨打印技术(如压电式打印和热泡式打印)通常具有最小的分辨率为20μm，所适应的打印溶液粘度一般不能够超过20cPs。除此之外，压电式控制复杂，对结构尺寸要求高，由于压电晶体及其附件易老化造成液滴精度降低且喷头寿命短，热气泡式存在局部加热，因而对喷射的溶液具有选择性，如仅能喷射能耐高温的材料。不幸的是，在前述的应用领域中，所喷印的溶液多为高质量分数的聚合物溶液，材料成本高，具有高粘度，不耐高温等特点，使得用传统喷墨工艺来打印时喷嘴容易堵塞，无法完成图案化制造。 

相对于传统喷墨打印用“推”的方式挤出液滴，电流体喷印用电场作为驱动，用“拉”的方式将液滴/射流从喷嘴泰勒锥中拉出来，因而最后液滴的直径大小通常比喷嘴小很多。通过控制电压、流量、间距、气压等工艺参数，能够得到不同精度的液滴/液线。与传统的喷印技术相比，液滴尺寸不再受限于喷嘴尺寸，提高了喷印分辨率，降低了喷印头的制造难度。喷印头影响打印过程中的各项指标，其设计制造以及喷射的控制被广大学者和研究 机构关注。阵列化电流体喷印头的喷射控制是进行喷印的关键环节，对喷印质量和效率具有重要影响。 

专利文献CN102501598A公开了一种近场静电喷印头，原理是通过激光发射器以及电磁阀控制一个喷头来实现精确喷印，其缺点在于设计结构复杂，无法实现多喷头阵列化打印。美国专利申请US2011/0187798A1中，采用到一种极细的玻璃喷嘴，但是该喷嘴不方便进行集成到多喷嘴中，打印的效率低，同时也提出了一种硅基阵列化的多喷嘴，但是未能够实现独立的控制每个喷嘴进行单独喷射。在Jun-Sung Lee,Sang-Yoon Kim,Yong-Jae Kim,Jaehong Park等人在文献(Design and evaluation of a silicon based multi-nozzle for addressable jetting using a controlled flow rate in electrohydrodynamic jet printing,APPLIED PHYSICS LETTERS,93,243114,2008)中提出了一种硅基的阵列化喷嘴，通过流量泵调节每个喷嘴处的流量进而控制每个喷嘴处的泰勒锥形状及其喷射，实现了独立控制喷射。但是这种通过控制流量来控制每个喷嘴独立可控喷射的方式不利于大规模的集成，会导致系统结构复杂，不能够满足工业需求。 

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供喷嘴喷射独立可控的阵列化喷印头，利用多级电压对喷印头各喷嘴处布局场强进行调控，实现各喷嘴喷射的独立可控，解决目前存在的对喷印头独立喷射控制存在的结构复杂、无法大规模集成使用的问题。 

实现本实用新型目的所采用的技术方案如下： 

一种喷嘴喷射独立可控的阵列化电流体喷印头，可实现对喷印头的阵列化喷嘴中各喷嘴独立的喷射控制，该喷印头包括多个喷嘴阵列排布形成的阵列化喷嘴，其与接收板相对布置，用于将墨腔中的墨液通过喷嘴喷射到所述接收板上实现喷印，其特征在于， 

该喷印头还包括设置在所述阵列化喷嘴与接收板之间的导引电极层， 该导引电极层上设有与喷嘴数目对应的多个通孔，各通孔的中心与喷嘴的中心共线，在所述导引电极层上的各通孔外周均同轴环绕有一圈导电环，且各导电环均与对应的直流电压源连接，使得在各喷嘴与对应的导电环之间建立电压，通过调整各个电压值使得需要喷印的喷嘴与对应的导电环形成的电压大于其他喷嘴与对应的导电环间的电压，进而使待喷射喷嘴处的场强大于喷射启动所需场强，其他不喷射的喷嘴处场强小于喷射启动所需场强，即可控制需要喷印的喷嘴进行喷射而其他喷嘴不喷射，实现各喷嘴的独立控制。 

作为本实用新型的改进，所述需要喷射的喷嘴处的启动场强大于其他喷嘴处的场强。 

作为本实用新型的改进，所述喷嘴与喷射电压源(如脉冲直流电压源或者普通直流电压源)的正极相连，连接不同的电压源会决定打印出来液体的结构(液滴或者液线)，接收板与脉冲电压源负极相连或直接接地。