[發明專利]一種基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置及噴印方法

有效

• 申請號: 201911192414.8
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110816055B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 葉冬;蔣宇;黃永安
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B41J2/01
• 分類號: B41J2/01;B41J3/407
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，該噴墨打印裝置包括噴墨噴頭和等離子體噴頭，其中：

所述噴墨噴頭包括噴嘴（1）和輸送針頭（2），工作時所述噴嘴（1）的一端與供墨單元（11）連接，其另一端與所述輸送針頭（2）連接，同時該噴嘴（1）與第一電源（12）連接，以此使得墨液帶電荷并從所述輸送針頭（2）噴出；

所述等離子體噴頭包括噴頭主體（3）和電極針（4），所述噴頭主體（3）的中間設置有通孔作為氣體導路（9），用于放置所述電極針（4），同時該噴頭主體（3）上設置有進氣孔（8），用于向所述氣體導路（9）通入工作氣體，工作時所述電極針（4）與第二電源（13）連接，通過放電使得所述工作氣體電離形成等離子體射流，作用于基板（17）使其帶電荷，因所述第一電源（12）與第二電源（13）的極性相反，故帶電荷的所述墨液在所述等離子體射流的引導下沉積到所述基板（17）區域化帶電荷的位置，以此完成噴墨打印。

2.如權利要求1所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，所述等離子體噴頭還包括設置在所述噴頭主體（3）底部的聚焦單元，用于通過靜電聚焦的方式控制所述等離子體射流的方向和直徑，從而提高噴墨打印的精度和分辨率。

3.如權利要求2所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，所述聚焦單元包括預設數量的聚焦電極環（6）和絕緣墊圈（7），利用所述絕緣墊圈（7）將所述聚焦電極環（6）隔離。

4.如權利要求1所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，所述基板（17）為平面結構的絕緣基板或曲面結構的絕緣基板。

5.如權利要求1所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，當噴墨打印的基板為導體材質時，將所述噴墨噴頭與電源連接，并將所述基板與所述電源的地極連接。

6.如權利要求1～5任一項所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印裝置，其特征在于，所述噴嘴（1）由金屬材料制成，所述輸送針頭（2）由介質管制成，所述噴頭主體（3）由絕緣材料制成。

7.一種基于等離子體射流引導的噴墨打印方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1將噴墨噴頭的噴嘴（1）與第一電源（12）連接并豎直放置在基板（17）上方，將等離子體噴頭的電極針（4）與第二電源（13）連接并斜置于所述噴墨噴頭的旁側，所述第一電源（12）與第二電源（13）的極性相反；

S2將墨液通過供墨單元（11）輸送至輸送針頭（2）的出口處，使得所述墨液在所述第一電源（12）的作用下帶電荷，同時將工作氣體（14）通過進氣孔（8）通入氣體導路（9），使得所述工作氣體（14）在所述電極針的放電作用下形成等離子體射流；

S3噴射出的所述等離子體射流使得所述基板（17）區域化帶電荷，并且所述等離子體射流在所述基板上形成的氣態電極與所述噴嘴（1）之間形成電場，使得帶電荷的所述墨液沉積到所述基板（17）帶電荷的指定位置，以此在所述等離子體射流的引導下完成噴墨打印。

8.如權利要求7所述的基于等離子體射流引導的噴墨打印方法，其特征在于，所述步驟S3還包括利用聚焦單元控制所述等離子體射流的方向和直徑。