喷墨印刷头的制作方法

专利2025-06-12  7


本发明涉及一种喷墨印刷头,更为详细地涉及一种具有多喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液的喷墨印刷头。


背景技术:

1、一般来讲,喷墨印刷头是将油墨微小液滴(droplet)喷射到印刷介质的所需位置上,从而在印刷介质表面上印刷规定颜色的图像的装置。最近,喷墨印刷头的应用范围扩大到如液晶显示器(lcd;liquid crystal display)及有机发光元件(oled;organic lightemitting device)等的平板显示器领域、如电子纸(e-paper)等的柔性显示器领域、如金属布线等的印刷电子工学(printed electronics)领域及生物领域等多种领域。

2、在按需喷墨(dod;drop-on-demand)方式的喷墨印刷头中,根据喷射方式已知有利用由压电体的变形产生的压力波来喷射油墨的压电式(piezoelectric)的喷墨印刷头及利用静电力来喷射油墨的电流体动力学方式(electrohydrodynamics)的喷墨印刷头。

3、压电式的喷墨印刷头是利用压电体使膜振动,从而对收容油墨的腔室施加压力而喷射油墨的方式。一般来讲,若施加能够克服喷嘴表面油墨的表面张力及粘性的程度的压力,则会喷射液滴,并且进一步施加的压力应当充分大,以便以这些液滴能够准确地落在印刷介质上的速度加速所发射的液滴。在压电驱动方式的喷墨印刷头中,为了实现几皮升以下的液滴需要减少压力腔室内的变形能量,但在此时,喷射的液滴的每单位体积的喷射能也会减少,其结果液滴的喷射速度也会降低。若如此降低液滴的喷射速度,则产生无法将液滴准确地喷射到所需位置上的问题。

4、压电式的喷墨印刷头具有如下的优点:即,容易控制印刷作业,且因通过压电体的机械变形来提供喷射能,因此所使用的油墨不受限制。但是,压电式的喷墨印刷头具有如下的局限性:即,难以实现几皮升(picoliter)以下的超微液滴,通常仅能喷射10cps级粘度的油墨,不能喷射高粘度油墨。此外,因喷射能的局限性,难以喷射80皮升以上的较大液滴。尤其,为了应用于显示器等的印刷电子工艺中,与以往的图纹印刷不同,多个喷嘴间的喷射液滴的体积均匀度非常重要,尽管如此,压电式的喷墨印刷头具有局限性。

5、电流体动力学喷墨方式的喷墨印刷头通过对形成于喷嘴末端的油墨的液面施加静电力来提供喷射能,因此具有能够实现几皮升以下或飞升的超微液滴,并且还能喷射1,000cps级的高粘度油墨液滴的优点。此外,还能形成80皮升以上的较大液滴。由于利用形成在喷嘴上的电场的分布来进行控制,因此驱动方式也比较简单,且喷射的油墨液滴的方向性也优异,因此具有有利于精密印刷的优点。

6、但是,在电流体动力学喷墨方式的喷墨印刷头上形成有多喷嘴时,在相邻的喷嘴之间会产生电场干涉,导致通过多个喷嘴喷射的液滴的大小不均匀,具有印刷质量下降的问题。

7、[在先技术文献]

8、专利文献:韩国公开专利第1310759号


技术实现思路

1、本发明是为了解决如上所述以往的问题而提出的,其目的在于提供一种喷墨印刷头,其具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射液滴,该喷墨印刷头在形成于各喷嘴上并通过电流体动力学方式喷射液滴的第一电极之间隔开配置有接地的第二电极,从而能够防止各喷嘴之间的电场干涉。

2、本发明所要解决的技术问题并不局限于上面提到的技术问题,对于未提到的其他技术问题,本发明所属技术领域的技术人员应能根据以下记载清楚地理解。

3、上述目的可通过本发明的喷墨印刷头来实现,所述喷墨印刷头具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液,其特征在于,包括:第一电极,对于多个喷嘴中的每一个喷嘴形成,且被施加用于通过电流体动力学方式喷射溶液的电压;第一电压控制器,用于对所述第一电极施加电压;及第二电极,在形成于各喷嘴上的第一电极之间隔开配置并接地,且用于防止各喷嘴之间的电场干涉。

4、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,所述第一电极形成在所述喷嘴腔室的内侧面,所述第二电极形成在所述喷嘴层的上侧面。

5、在此,优选所述第一电极和所述第二电极之间的距离大于所述喷嘴的下端和被印刷物之间的距离。

6、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,在所述喷嘴层的上侧面上形成有向下凹陷的槽,所述第二电极形成在所述槽的内部。

7、在此,可进一步包括:阻断部,由绝缘体形成并覆盖所述槽,从而阻断所述第二电极向所述槽的外部暴露。

8、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,所述第一电极形成在所述喷嘴腔室的内侧面,所述第二电极形成在所述喷嘴层的下侧面。

9、在此,对于各喷嘴,可在所述喷嘴层的下端部形成有凸出且在下端形成有所述喷嘴孔的凸出部,所述第二电极形成在所述凸出部之间的凹面上。

10、在此,优选所述喷嘴的下端和所述第二电极之间的距离大于所述喷嘴的下端和被印刷物之间的距离。

11、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,在所述喷嘴层的下侧面上形成有向上凹陷的槽,所述第二电极形成在所述槽的内部。

12、在此,可进一步包括:阻断部,由绝缘体形成并覆盖所述槽,从而阻断所述第二电极向所述槽的外部暴露。

13、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔;及隔层,配置在所述喷嘴层的上方,并贯通形成有与所述喷嘴腔室连接的流道,所述第一电极形成在所述喷嘴腔室的内侧面,所述第二电极形成在所述隔层的上侧面。

14、在此,所述第二电极可进一步形成在所述喷嘴层的下侧面。

15、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔;及隔层,配置在所述喷嘴层的上方,并贯通形成有与所述喷嘴腔室连接的流道,在所述隔层的上侧面上形成有向下凹陷的槽,所述第二电极形成在所述槽的内部。

16、在此,可进一步包括:阻断部,由绝缘体形成并覆盖所述槽,从而阻断所述第二电极向所述槽的外部暴露。

17、在此,所述喷嘴层可包括:第一喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,且在所述喷嘴腔室的内侧面上形成有所述第一电极;及第二喷嘴层,形成在所述第一喷嘴层的上方,形成有与所述喷嘴腔室连通的多个连通腔室,在所述连通腔室的内侧面上形成有第三电极,所述第三电极被施加用于通过电流体动力学方式喷射溶液的电压。

18、在此,多个喷嘴可以矩阵形态配置,沿着行方向或列方向中的某一方向排列的所述第一电极彼此电连接,从而通过所述第一电压控制器,沿着一方向排列的所述第一电极选择性地同时被施加电压,沿着行方向或列方向中的另一方向排列的所述第三电极彼此电连接,从而通过用于施加电压的第二电压控制器,沿着另一方向排列的所述第三电极选择性地同时被施加电压。

19、此外,上述目的可通过本发明的喷墨印刷头来实现,该喷墨印刷头具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液,其特征在于,包括:第一电极,对于多个喷嘴中的每一个喷嘴形成,且被施加用于通过电流体动力学方式喷射溶液的电压或被接地;第一电压控制器,用于对所述第一电极施加电压;及控制部,用于控制所述第一电极接地或由所述第一电压控制器对所述第一电极施加电压,当使多个喷嘴选择性地喷射溶液时,所述控制部使得待喷射溶液的喷嘴的第一电极与所述第一电压控制器连接以使该第一电极被施加电压,并且使得与待喷射溶液的喷嘴相邻的不喷射溶液的喷嘴的第一电极接地。

20、在此,当使多个喷嘴选择性地喷射溶液时,所述控制部可以使得待喷射溶液的喷嘴的第一电极与所述第一电压控制器连接以使该第一电极被施加电压,并且使得剩余不喷射溶液的喷嘴的第一电极接地。

21、在此,所述喷墨印刷头可包括:喷嘴层,形成有用于存储对各喷嘴供给的油墨的多个喷嘴腔室,并在所述喷嘴腔室的下端形成有用于喷射溶液的喷嘴孔,所述第一电极可形成在所述喷嘴腔室的内侧面上。

22、在此,相邻的喷嘴的所述第一电极之间的距离可以大于所述喷嘴的下端与被印刷物之间的距离。

23、根据如上所述的本发明的喷墨印刷头,通过电流体动力学方式利用多喷嘴喷射液滴,其具有能够将相邻喷嘴之间的电场干涉最小化,从而易于控制,且能够均匀地喷射液滴的优点。

24、此外,具有可对各喷嘴进行独立的控制来喷射液滴的优点。


技术特征:

1.一种喷墨印刷头,具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的喷墨印刷头,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的喷墨印刷头,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的喷墨印刷头,其特征在于,

8.根据权利要求6所述的喷墨印刷头,其特征在于,

9.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的喷墨印刷头,其特征在于,

11.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

12.根据权利要求11所述的喷墨印刷头,其特征在于,

13.根据权利要求1所述的喷墨印刷头,其特征在于,

14.根据权利要求13所述的喷墨印刷头,其特征在于,

15.根据权利要求2、4、6、9、11、13中的任一项所述的喷墨印刷头,其特征在于,

16.根据权利要求15所述的喷墨印刷头,其特征在于,

17.一种喷墨印刷头,具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液,其特征在于,包括:

18.根据权利要求17所述的喷墨印刷头,其特征在于,

19.根据权利要求17所述的喷墨印刷头,其特征在于,

20.根据权利要求19所述的喷墨印刷头,其特征在于,


技术总结
本发明涉及一种喷墨印刷头,本发明的喷墨印刷头具有多个喷嘴并通过电流体动力学方式喷射溶液,其特征在于,包括:第一电极,对于多个喷嘴中的每一个喷嘴形成,且被施加用于通过电流体动力学方式喷射溶液的电压;第一电压控制器,用于对所述第一电极施加电压;及第二电极,在形成于各喷嘴上的第一电极之间隔开配置并接地,且用于防止各喷嘴之间的电场干涉。

技术研发人员:边渡泳,林柄直,莫希尤丁·哈利勒·沙赫尔,成百训,郑在祐,崔在鎔
受保护的技术使用者:株式会社 ENJET
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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