(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利高吉鑫孫朝陽楊唯笠王麒銘B(tài)41J2/11(2006.01)一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法本發(fā)明公開了一種陣列化電流體噴頭獨立溫度的變化改變彎液面尖端溶液的表面張力系21.一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法，其特征在于，通過使用激光誘導(dǎo)的方式對噴嘴尖端的彎液面的溫度進(jìn)行調(diào)控，通過溫度的變化改變彎液面尖端溶液的表面張力系數(shù)，實現(xiàn)電場力與表面張力之間的調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制各個噴嘴的獨立噴射，包括：方式一，向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力小于表面張力，此時所有噴嘴不噴射；通過激光照射點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度升高到其表面張力小于所述電場力，從而發(fā)生噴射；或者，方式二，向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力大于表面張力，此時所有噴嘴噴射；通過激光照射非點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度降低到其表面張力大于所述電場力，從而不發(fā)生噴射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法，其特征在于，在方式一中，所述工作電壓小于噴嘴開啟電壓，所述激光調(diào)控的溫度范圍低于溶液的沸點。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法，其特征在于，在方式二中，所述工作電壓為噴嘴開啟電壓的1～1.2倍，所述激光調(diào)控的溫度范圍高于溶液的熔點。4.一種用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-3任一項所述方法的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，包括陣列化電流體噴頭、高壓電源、激光器模塊以及控制模塊；所述陣列化電流體噴頭包括墨盒、噴孔板以及多個噴嘴；所述高壓電源用于產(chǎn)生工作電壓；所述激光器模塊用于產(chǎn)生多束與每個噴嘴一一對應(yīng)的激光束，以改變每個噴嘴尖端彎液面的溫度；所述控制模塊用于控制所述高壓電源和激光器模塊，以調(diào)控高壓電源輸出的電壓信號以及單獨控制每個激光束的開閉。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述激光器模塊由一個激光器加激光分束器組成，或者由多個激光器組成。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述激光器模塊產(chǎn)生的多束激光根據(jù)設(shè)計需求排列組成，其數(shù)量與噴嘴數(shù)目相匹配。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述激光器模塊通過控制模塊調(diào)節(jié)激光的功率或者激光的脈沖時長，實現(xiàn)對噴嘴尖端彎液面溫度的控制，進(jìn)而控制噴嘴的獨立噴射。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述噴孔板由絕熱材料制成，或帶有絕熱材料夾層。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述噴嘴采用導(dǎo)熱材料制備。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于噴墨打印技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法及噴射裝置。背景技術(shù)[0002]噴墨打印作為一種無掩模、增材制造技術(shù)，具有材料利用率高、成本低的特點，在很多工業(yè)制造領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用前景，如印刷顯示、柔性電子等。目前壓電/熱泡等傳統(tǒng)噴印技術(shù)，主要以壓電噴印和熱泡噴印為代表，使用擠壓力為驅(qū)動力，通過壓電陶瓷振動或熱氣泡的膨脹擠壓，將液滴從噴孔擠出。使用擠壓力作為驅(qū)動力，使得噴印對墨水粘度十分敏感，并且擠壓出的墨滴一般大于噴孔的直徑，存在打印分辨率低(>20μm)、墨水黏度范圍窄(1-20cP)等不足，難以滿足多種材料和更高分辨率的噴印需求。電流體噴印在噴嘴和基噴印具有超高的分辨率、廣泛的墨水(1～10000cP)兼容性和多種噴射模式，具有廣闊的應(yīng)[0003]陣列化電流體噴頭是實現(xiàn)電流體噴墨打印工業(yè)化的關(guān)鍵。目前，陣列化電流體噴頭的獨立可控噴射都是通過外接電極環(huán)實現(xiàn)的，但由于噴嘴的不對稱性，多個噴嘴和基板之間的電場會產(chǎn)生畸變，射流易偏斜到外接的電極環(huán)上，使噴孔故障。此外，因為電極的半徑應(yīng)該比噴嘴直徑大，提取環(huán)極大地限制了打印頭的集成，同時也給打印頭的組裝、清洗和維護(hù)帶來了困難。[0004]專利CN201410289239.5提出了噴頭獨立可控打印的實現(xiàn)方法，但需要在噴孔前方外加提取電極，墨液易偏斜至提取電極上，使噴頭損壞，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。專利CN201510299992.7提出了一種微型的電噴霧芯片器件及制作方法，但其噴霧芯片無法實現(xiàn)對每個噴孔的噴印狀態(tài)進(jìn)行獨立調(diào)控。專利CN202111078207.7提出了一種獨立可控打印的電流體噴頭，但也增加了噴嘴結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。發(fā)明內(nèi)容[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法及噴射裝置，通過使用激光誘導(dǎo)的方式對噴嘴尖端的彎液面的溫度進(jìn)行調(diào)控，通過溫度的變化改變彎液面尖端溶液的表面張力系數(shù)，實現(xiàn)電場力與表面張力之間的調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制各個噴嘴的獨立噴射。[0006]為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制[0007]向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力小于表面張[0008]通過激光照射點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度升高到其表面張力小于所述電場4[0009]進(jìn)一步地，所述工作電壓小于噴嘴開啟電壓，所述激光調(diào)控的溫度范圍低于溶液的沸點。[0010]為實現(xiàn)上述目的，第二方面，本發(fā)明提供了另一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控[0011]向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力大于表面張[0012]通過激光照射非點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度降低到其表面張力大于所述電場[0013]進(jìn)一步地，所述工作電壓為噴嘴開啟電壓的1～1.2倍，所述激光調(diào)控的溫度范圍高于溶液的熔點。[0014]為實現(xiàn)上述目的，第三方面，本發(fā)明提供了一種用于實現(xiàn)如第一方面或第二方面所述方法的陣列化電流體噴印裝置，包括陣列化電流體噴頭、高壓電源、激光器模塊以及控制模塊；[0015]所述陣列化電流體噴頭包括墨盒、噴孔板以及多個噴嘴；[0016]所述高壓電源用于產(chǎn)生工作電壓；[0017]所述激光器模塊用于產(chǎn)生多束與每個噴嘴一一對應(yīng)的激光束，以改變每個噴嘴尖端彎液面的溫度；[0018]所述控制模塊用于控制所述高壓電源和激光器模塊，以調(diào)控高壓電源輸出的電壓信號以及單獨控制每個激光束的開閉。[0019]進(jìn)一步地，所述激光器模塊由一個激光器加激光分束器組成，或者由多個激光器組成。[0020]進(jìn)一步地，所述激光器模塊產(chǎn)生的多束激光根據(jù)設(shè)計需求排列組成，其數(shù)量與噴嘴數(shù)目相匹配。[0021]進(jìn)一步地，所述激光器模塊通過控制模塊調(diào)節(jié)激光的功率或者激光的脈沖時長，實現(xiàn)對噴嘴尖端彎液面溫度的控制，進(jìn)而控制噴嘴的獨立噴射。[0022]進(jìn)一步地，所述噴孔板由絕熱材料制成，或帶有絕熱材料夾層。[0023]進(jìn)一步地，所述噴嘴采用導(dǎo)熱材料制備。[0024]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，能夠取得[0025]相較于現(xiàn)有技術(shù)，通過改變電場力來實現(xiàn)各個噴嘴的獨立噴射；本發(fā)明創(chuàng)新地提出通過改變表面張力來實現(xiàn)各個噴嘴的獨立噴射，具體為：通過使用激光誘導(dǎo)的方式對噴嘴尖端的彎液面的溫度進(jìn)行調(diào)控，通過溫度的變化改變彎液面尖端溶液的表面張力系數(shù)，實現(xiàn)電場力與表面張力之間的調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制各個噴嘴的獨立噴射。如此，本發(fā)明無需改變噴嘴結(jié)構(gòu)，即可實現(xiàn)各個噴嘴的獨立噴射，具附圖說明[0026]圖1為本發(fā)明實施例提供的陣列化電流體噴頭獨立噴射控制的原理示意圖；[0027]圖2為本發(fā)明實施例提供的電流體噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；[0028]圖3為本發(fā)明實施例提供的陣列化電流體噴印裝置控制框圖。5具體實施方式[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。[0031]在本發(fā)明中，點火噴嘴指需要噴射的噴嘴，非點火噴嘴指不需要噴射的噴嘴。[0032]本發(fā)明提供了一種陣列化電流體噴頭獨立噴射控制方法，包括：[0033]方式一：向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力小于表面張力，此時所有噴嘴不噴射；通過激光照射點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度升高到其表面張力小于所述電場力，從而發(fā)生噴射。[0034]方式二：向所有噴嘴施加相同的工作電壓，使噴嘴尖端彎液面受到的電場力大于表面張力，此時所有噴嘴噴射；通過激光照射非點火噴嘴尖端彎液面，使其溫度降低到其表面張力大于所述電場力，從而不發(fā)生噴射。[0035]以方式一為例，在不噴射時，溶液溫度為T?,表面張力系數(shù)為Y?,對于直徑為d的噴嘴，尖端彎液面受到的表面張力為,此時給所有噴嘴施加工作電壓U?,噴嘴為噴嘴到基板的距離。此時Fγo>FE,所有噴嘴不噴射。通過激光照射點火噴嘴尖端彎液面，使其升溫達(dá)到T?,此時點火噴嘴尖端彎液面的表面張力降低為Fγ1,Fy?<FE,點火噴嘴發(fā)生噴射。而此時非點火噴嘴尖端彎液面的表面張力為F?不變，不發(fā)生噴射。[0036]進(jìn)一步地，給所有噴嘴施加的工作電壓應(yīng)小于噴嘴開啟電壓，且激光調(diào)控的溫度范圍低于溶液的沸點。[0037]以方式二為例，此時工作電壓為噴嘴開啟電壓的1～1.2倍，所有噴孔噴射。通過激光照射非點火噴嘴尖端彎液面，使其表面張力升高，此時非點火噴嘴尖端彎液面的表面張力大于電場力，不發(fā)生噴射，其他點火噴嘴繼續(xù)噴射。其中，激光調(diào)控的溫度范圍高于溶液的熔點。[0038]本發(fā)明還提供了一種用于實現(xiàn)如實施例一所述方法的陣列化電流體噴印裝置，如[0039]1)陣列化電流體噴頭包括墨盒、噴孔板以及多個噴嘴。[0040]具體地，如圖2所示，墨盒包括進(jìn)墨口、出墨口和盒的上端，進(jìn)墨口用于加注墨液，出墨口用于排出多余的墨液及氣泡；安裝孔設(shè)置于墨盒兩[0041]噴孔板設(shè)置于墨盒底部且為帶孔的平板。[0042]作為進(jìn)一步優(yōu)選的，噴孔板可用激光燒蝕、光刻、噴砂等工藝在絕熱平板上加工出通孔得到(或有絕熱材料夾層的平板),絕熱材料制備的噴孔板有利于阻止熱量在不同噴嘴[0043]噴嘴設(shè)置于噴孔板底部且為空心凸臺結(jié)構(gòu)，并與噴孔板通孔一一對應(yīng)。溶液由墨6[0044]作為進(jìn)一步優(yōu)選的，噴嘴用導(dǎo)熱材料制備，有利于熱量從溶液向空氣中擴(kuò)散，使得噴嘴能夠在發(fā)生噴射后迅速恢復(fù)常溫，實現(xiàn)快速響應(yīng)。[0045]2)高壓電源用于產(chǎn)生工作電壓。[0046]具體地，高壓電源是高電壓信號的產(chǎn)生裝置，可以將輸入的低壓信號轉(zhuǎn)化為高壓以通過控制模塊產(chǎn)生的低壓信號控制。[0047]3)激光器模塊用于產(chǎn)生多束與每個噴嘴一一對應(yīng)的激光束，以改變每個噴嘴尖端彎液面的溫度。[0048]具體地，激光器模塊是激光的產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生的激光照射溶液的彎液面，可以調(diào)節(jié)溶液的溫度，其輸出功率可以手動調(diào)節(jié)，也可以通過控制模塊調(diào)節(jié)控制。[0049]激光器模塊可以由一個激光器加激光分束器組成，或者由多個激光器組成。且激光器模塊產(chǎn)生的多束激光根據(jù)設(shè)計需求排列組成，其數(shù)量與噴嘴數(shù)目相匹配。進(jìn)一步地，激光器模塊通過控制模塊調(diào)節(jié)激光的功率或者激光的脈沖時長，實現(xiàn)對噴嘴尖端彎液面溫度[0050]需要說明的是，可以采用升溫激光器或降溫激光器照射噴嘴尖端彎液面，以升高或降低噴嘴尖端彎液面溫度。[0051]4)控制模塊用于控制所述高壓電源和激光器模塊，以調(diào)控高壓電源輸出的電壓信號以及單獨控制每個激光束的開閉。[0053]上位機是人機交互的界面，可以主要是所需打印的圖案轉(zhuǎn)化為打印數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字主控，并且能通過軟件對高壓電源和激光器的輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。[0054]數(shù)字主控模塊為單片機，也可以是PLD或者FPGA等其他形式的微控制器。主要負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)化為高壓電源和各個激光束開關(guān)動作所需要的邏輯控制信號，隨后根據(jù)給定的時序?qū)⑵浯谢虿⑿械剌敵鼋o高壓電源和激光器模塊。[0056]本示例中，墨盒使用有機玻璃等絕緣材料加工制備。墨盒的進(jìn)墨口，用于加注墨液，出墨口用于排出多余的墨液及氣泡。墨盒安裝定位孔用于安裝、固定[0057]噴孔板使用絕熱的玻璃材料做基材，長度約為10mm,寬度10mm,厚度1mm,隨后利用化膠粘接。[0059]最后，可在制作突出噴嘴表面蒸鍍特氟龍疏水層，避免墨液擴(kuò)散。隨后將墨盒和噴孔板用UV固化膠粘合，并用金屬導(dǎo)線將電極從高壓電源引入墨盒，使用UV固化膠密封。[0060]控制模塊選定為個人電腦PC作為上位機，采用單片機作為數(shù)字主控。使用電流體噴頭前，先將墨盒上的安裝孔對準(zhǔn)實驗平臺上螺紋孔，通過螺栓將電流體噴頭固定于實驗平臺上，并調(diào)節(jié)電流體噴頭夾具使噴嘴與打印基板