本发明专利技术属于喷墨打印技术领域，并具体公开了一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法及装置，其包括如下步骤：给点火喷嘴施加工作电压，使该点火喷嘴发生喷射，同时给点火喷嘴相邻的非点火喷嘴施加调控电压，使该非点火喷嘴不喷射，并能对点火喷嘴喷射处的电场进行调节，从而抑制射流倾斜。本发明专利技术可以解决目前阵列化电流体喷印喷头的独立喷射控制需求，通过高低压电场调控、喷嘴三态切换和间隔点火时序控制的方法，有效减少了喷射时的射流倾斜现象，同时为阵列化电流体喷印喷头的自动化控制和图案化打印打下了基础，且装置具有结构简单、同步性高、可靠性强且便于扩展等优点。可靠性强且便于扩展等优点。可靠性强且便于扩展等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法及装置
[0001]本专利技术属于喷墨打印
，更具体地，涉及一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法及装置。
技术介绍
[0002]喷墨打印技术作为一种无接触、无需模板的增材制造工艺，具有良好的制造灵活性，是印刷电子产品制造的主流方法之一，在以印刷电子为基础的智能化产品领域如薄膜传感器、柔性显示和智能标签中得到了广泛应用。传统喷墨打印采用“推”的方式将溶液从喷孔挤出沉积到基板形成图案，一般适宜的粘度为5～20mPa
·
s，喷射液滴的直径比喷孔大，一般为30～100μm。电流体喷印借助电场力以“拉”的方式将溶液从弯月面拖拽至基板形成图案，粘度范围广，为1～10000mPa
·
s，具有喷印液滴直径一般比喷嘴小的优势，最小分辨率可达0.2μm。
[0003]电流体喷墨打印喷头是实现电流体喷墨打印的关键。金属针管、毛细玻璃针管等均可用作电流体喷墨打印喷头，但这些喷头难以实现大规模、高密度的集成，无法实现高效率、高精度的电流体喷墨打印，无法满足工业生产的需要。为克服单喷嘴逐点打印存在的低效问题，有关阵列化电流体喷印喷嘴的研究相继展开，目前已经在多喷嘴独立可控喷射方法和高精度喷嘴阵列的设计制备上取得了相关进展，但缺乏完整的喷头驱动结构，在喷嘴数目较多时，无法对各个喷嘴电极的电压实现独立的控制，同时阵列化喷头尚未有成熟的控制策略与完整的控制系统，无法满足自动化控制的需求。
[0004]目前主流的阵列化电流体喷印喷头的独立控制方法包括引入控制电极和液体直接加电两种，其中引入控制电极能够调节喷嘴与基板之间的电势差，对喷射进行有效的控制，但射流容易在控制电极层积累，造成导通且难以擦拭；液体直接加电的方式是将喷嘴中的溶液与高压直接相连，使得点火喷嘴能因高压产生足够大场强而发生喷射，但非点火喷嘴则不作处理，这使其非常容易因为电场串扰而引起误喷射，同时相邻的非点火喷嘴和点火喷嘴会之间会形成一个横向电场，而基板和点火喷嘴之间也存在一个垂直电场，两者叠加会产生一个斜向的电场力，会产生射流倾斜现象。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法及装置，其目的在于，解决目前阵列化电流体喷印喷头独立控制中容易出现射流倾斜现象，以及缺乏成熟控制策略和控制系统的问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提出了一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，包括如下步骤：
[0007]给点火喷嘴施加工作电压，使该点火喷嘴发生喷射，同时给点火喷嘴相邻的非点火喷嘴施加调控电压，使该非点火喷嘴不喷射，并能对点火喷嘴喷射处的电场进行调节，从而抑制射流倾斜。
[0008]作为进一步优选的，所述工作电压为喷嘴开启电压的1～1.2倍，所述调控电压为喷嘴开启电压的1/2～2/3。
[0009]作为进一步优选的，所述工作电压由信号发生器和高压放大器提供，信号发生器产生电压信号后，由高压放大器进行放大，进而为点火喷嘴提供工作电压。
[0010]作为进一步优选的，所述调控电压由高压直流源提供。
[0011]作为进一步优选的，对于不与点火喷嘴相邻的非工作工况喷嘴以及异常不使用的喷嘴，不施加电压，使其保持悬空状态。
[0012]按照本专利技术的另一方面，提供了一种用于实现上述方法的抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印装置，包括多个喷嘴、电压源、高压开关阵列以及驱动模块，其中：
[0013]所述电压源包括工作信号源与调控信号源，分别用于产生工作电压信号和调控电压信号；所述高压开关阵列包括多个并联的开关组，该开关组与所述喷嘴一一对应连接；每个开关组包括两个开关，其中一个开关接入工作电压信号，另一个开关接入调控电压信号；所述驱动模块用于驱动控制各开关的开闭。
[0014]作为进一步优选的，所述工作信号源包括相互连接的信号发生器和高压放大器，其中，所述信号发生器用于产生各种波形的电压信号，所述高压放大器用于对电压信号进行放大，得到工作电压信号。
[0015]作为进一步优选的，所述调控信号源为高压直流源。
[0016]作为进一步优选的，所述驱动模块包括多个驱动子模块，每个驱动子模块对应控制一个开关组；驱动子模块包括指示灯和过流检测保护器，所述指示灯的逻辑状态与其对应的开关保持一致，用于实时显示各喷嘴的喷射状态；所述过流检测保护器用于实时监控回路中的电流，并在电流超过限制值时切断回路。
[0017]作为进一步优选的，还包括数字主控模块，该数字主控模块用于将打印数据转化为各开关开闭的逻辑控制信号，并根据给定时序将其输出给所述驱动模块。
[0018]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0019]1.本专利技术基于高低压电场调控的原理，对喷嘴采用“低压
‑
高压
‑
低压”的间隔点火的控制方式，避免点火喷嘴之间的相互干扰，同时施加了调控电压的非点火喷嘴并能对点火喷嘴喷射处的电场进行调节，减少横向的电势差，削减横向电场的影响力，进而有效减少喷射时的射流倾斜现象，并且为阵列化电流体喷印喷头的自动化控制和图案化打印打下了基础。
[0020]2.为保证喷嘴实现喷射，将点火喷嘴工作电压设为喷嘴开启电压的1～1.2倍，相应的给相邻非点火喷嘴的施加合适的调控电压，由于调控电压越接近开启电压，射流倾斜的抑制效果越明显，故该调控电压不能过小，否则作用不明显，无法起到抑制射流倾斜的作用；同样也不能过大，以至于使非点火喷嘴接近甚至超过了开启电压，产生误喷射；本专利技术经大量研究和测试，得到非点火喷嘴的电压不应超过该种工况下开启电压的1/2～2/3，能将射流倾斜角降低至20％以下。
[0021]3.本专利技术还针对控制方法设计了相应控制装置，基于高压开关阵列，采用两个一组、相互配合的方式，实现喷嘴三种状态(点火、非点火、悬空)的实时切换，完成点火喷嘴和非点火喷嘴的高低压配合，最终实现阵列化电流体喷头的独立喷射控制和射流倾斜抑制，
且可以扩展到数百个通道，装置具有结构简单、同步性高、可靠性强且便于扩展等优点。
[0022]4.工作信号源直接决定了点火喷嘴是否能发生喷射，且要求能调整幅值、频率等参数以适应不同的墨水，所以本专利技术采用信号发生器与高压放大器组合的方式，其能产生包括正弦波、矩形脉冲波在内的任意波形；而调控信号源主要施加在相邻非点火喷嘴上，对点火喷嘴进行电场调控抑制射流倾斜，其一般为稳定的直流信号，采用高压直流源实现。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例八喷嘴阵列化电流体喷印独立控制示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印装置结构框图；
[0025]图3为本专利技术实施例高低压电场调控的电场仿真示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例高压干簧继电器驱动电路图；
[0027]图5为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，其特征在于，包括如下步骤：给点火喷嘴施加工作电压，使该点火喷嘴发生喷射，同时给点火喷嘴相邻的非点火喷嘴施加调控电压，使该非点火喷嘴不喷射，并能对点火喷嘴喷射处的电场进行调节，从而抑制射流倾斜。2.如权利要求1所述的抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，其特征在于，所述工作电压为喷嘴开启电压的1～1.2倍，所述调控电压为喷嘴开启电压的1/2～2/3。3.如权利要求1所述的抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，其特征在于，所述工作电压由信号发生器和高压放大器提供，信号发生器产生电压信号后，由高压放大器进行放大，进而为点火喷嘴提供工作电压。4.如权利要求1所述的抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，其特征在于，所述调控电压由高压直流源提供。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的抑制射流倾斜的阵列化电流体喷印控制方法，其特征在于，对于不与点火喷嘴相邻的非工作工况喷嘴以及异常不使用的喷嘴，不施加电压，使其保持悬空状态。6.一种用于实现如权利要求1
‑
5任一项所述方法的阵列化电流体喷印装置，其特征在于，包括多个喷嘴、电压源、高压开关阵列以及驱动模块，其中：所述电压源包括工作信号源与调控信号源，分别用于产...
【专利技术属性】
技术研发人员：段永青，黄永安，魏莱，邵志龙，肖晶晶，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。