[发明专利]一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法

说明书

本发明涉及一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法，热泡式阵列微滴打印喷头包括喷嘴装置和筛选装置，筛选装置包括图像采集模块、去除模块和控制器；图像采集模块用于采集喷孔及流道内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至控制器；控制器用于对图像进行分析，获取悬浮液内的介质信息，并在介质信息符合要求时发送第一指令，在介质信息不符合要求时发送第二指令；喷墨芯片用于在接收到第一指令和第二指令时喷射悬浮液的液滴；去除模块用于在接收到第二指令时对喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。本发明的打印喷头可识别介质信息和筛选可用液滴，使分选更加精确，实现符合要求的液滴阵列打印。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法。

背景技术

热泡式打印喷头是通过加热喷嘴内的薄膜电阻器，使该位置的墨水受热膨胀产生气泡，从而迫使墨水从喷嘴喷出。停止加热后气泡缩小并消失，喷嘴内的墨水缩回，表面张力会产生吸力，将新的墨水补充到喷射区准备下一次的循环喷印。由于接近喷嘴部分的墨水被不断加热冷却，积累的温度不断上升至30-50℃，因而需要对墨水循环冷却，但在长时间打印中，墨盒里的墨水温度仍然会维持在40-50℃左右。此种打印喷头长期在高温、高压环境中工作，除喷嘴腐蚀严重外，同时容易引起墨滴飞溅和喷嘴堵塞等问题。若使用含细胞的生物墨水进行打印，则会带来一些不利后果：(1)高温会使细胞失去活性，导致细胞死亡，并且堵塞流道；(2)细胞自然沉淀会堵塞流道口，导致喷出的液滴中没有细胞；(3)喷射口的液滴无法筛选，无法喷射单个细胞。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的喷射口的液滴无法筛选的缺陷，从而提供一种热泡式阵列微滴打印喷头及其打印方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种热泡式阵列微滴打印喷头，包括喷嘴装置和筛选装置：

喷嘴装置，包括用于喷射悬浮液的喷墨芯片和用于存放悬浮液的料槽，所述喷墨芯片具有加热器、与所述料槽连通的流道和喷孔，所述加热器设置在所述流道的下段，所述喷孔位于所述流道的末端；

筛选装置，所述筛选装置包括图像采集模块、去除模块和控制器；

所述图像采集模块用于采集所述喷孔及所述流道内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至所述控制器；

所述控制器用于对图像进行分析，获取所述悬浮液内的介质信息，并在所述介质信息符合要求时发送第一指令，在所述介质信息不符合要求时发送第二指令；

所述喷墨芯片用于在接收到第一指令和第二指令时喷射悬浮液的液滴；

所述去除模块用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。

优选地，所述悬浮液包含有离子，所述去除模块包括偏转电极和废液槽，所述偏转电极位于所述喷孔的远离所述图像采集模块的下侧方，且与所述图像采集模块相对设置；所述废液槽位于所述偏转电极的下方；

所述偏转电极用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。

优选地，所述料槽的侧壁设有转接板，所述转接板与所述控制器连接；

所述转接板用于将所述控制器的指令输送至所述喷墨芯片，并控制所述喷墨芯片喷射悬浮液的液滴。

优选地，所述流道的进料口设置在所述喷墨芯片与所述料槽贴合的一侧，所述流道为竖向的S型；所述加热器的数量与所述流道的数量对应，且每个所述加热器受所述控制器独立控制；

所述控制器还用于输出阵列打印指令。

优选地，所述流道的进料口设置在所述喷墨芯片与所述料槽贴合的一侧，所述流道为竖向的S型；