CN110281654A - 喷墨打印喷管、喷墨打印喷头及喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种喷墨打印喷管、喷墨打印喷头及喷墨打印机，应用于喷墨打印机，其特征在于，所述喷墨打印喷头包括：内管，形成有可容纳油墨的墨腔，所述内管开设有连通所述墨腔的流墨口；及外管，套设于所述内管，并与所述内管围合形成隔离腔，所述外管对应所述流墨口开设有喷墨口，所述外管邻近所述喷墨口设有导电层，所述导电层用于连接于电源的正极或负极。本发明提出的喷墨打印喷管能够在打印基材不导电的情况下，实现电流体喷墨打印。

Description

喷墨打印喷管、喷墨打印喷头及喷墨打印机

技术领域

本发明涉及印刷技术领域，特别涉及一种喷墨打印喷管、喷墨打印喷头及喷墨打印机。

背景技术

电流体喷墨印刷技术是基于电流体力学原理实现喷墨打印的一种技术，当在打印喷头下方放置导电基材时，打印喷头接电源正极，导电基材接电源负极，可以在打印喷头与导电基材之间建立电场，利用此电场的作用能诱导油墨在打印喷头的喷嘴处发生形变，当电场形成的电场力大于油墨本身的表面张力时，将形成单射流，从而实现在导电基材上的打印。

在基材不导电的情况下，即使给基材外接电源，不导电的基材上的电荷也会呈现堆积状态，而得不到疏散，这就会导致基材与打印喷头之间的电场不稳定，形成不了稳定的单射流，也就无法实现打印。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种喷墨打印喷管，旨在在打印基材不导电的情况下，实现电流体喷墨打印。

为实现上述目的，本发明提供了一种喷墨打印喷管，应用于喷墨打印机，所述喷墨打印喷头包括：

内管，形成有可容纳油墨的墨腔，所述内管开设有连通所述墨腔的流墨口；及

外管，套设于所述内管，并与所述内管围合形成隔离腔，所述外管对应所述流墨口开设有喷墨口，所述外管邻近所述喷墨口设有导电层，所述导电层用于连接于电源的正极或负极。

可选地，所述内管远离所述流墨口一端的外壁与所述外管远离所述喷墨口一端的内壁相连接。

可选地，所述内管和所述外管同轴设置，所述喷墨口的口径大于所述流墨口的口径；

且/或，定义所述流墨口开口处到所述喷墨口开口处的垂直距离为H1，定义所述导电层的最高点到所述喷墨口开口处的垂直距离为H2，0.25μm≤H1≤3μm且/或H2＜H1。

可选地，所述内管邻近所述流墨口的一端呈锥形设置；且/或，所述外管邻近所述喷墨口的一端呈锥形设置。

可选地，所述导电层的厚度大于0微米并小于等于100微米；

且/或，所述导电层包括设于所述外管内壁的内导电层和设于所述外管外壁的外导电层，所述内导电层和所述外导电层通过所述喷墨口连接。

另外，本发明还提供一种喷墨打印喷头，应用于喷墨打印机，所述喷墨打印喷头包括柱头和上述的喷墨打印喷管；

所述柱头形成有安装腔，所述柱头开设有连通所述安装腔的安装口，所述喷墨打印喷管穿设于所述安装口内，所述外管远离所述喷墨口的一端伸入所述安装腔内。

可选地，所述柱头外壁还开设有连通所述安装腔的连接口；

所述喷墨打印喷头还包括软管，所述软管的一端穿过所述连接口伸入所述安装腔内，并套接于所述外管的外壁，所述软管用于将油墨引入所述内管内。

可选地，所述安装腔的内壁邻近所述安装口处形成有限位台阶，所述限位台阶用于限位所述软管。

此外，本发明还提供一种喷墨打印机，所述包括喷墨打印机导线和上述的喷墨打印喷头；

所述导线和所述导电层中二者之一用于连接所述电源的正极，二者之另一用于连接所述电源的负极，所述导线远离所述电源一端位于所述软管内。

可选地，所述喷墨打印机还包括与所述喷墨打印喷头相对设置的移动平台；

所述移动平台用于承载设于所述移动平台上的基材，通过所述移动平台用于控制所述基材移动，以使所述喷墨打印喷头在所述基材上打印。

本发明技术方案通过采用相互套接的内管和外管，内管与外管围合形成隔离腔，内管上的流墨口通过隔离腔与外管上的喷墨口连通，内管内的油墨可依次通过流墨口、隔离腔以及喷墨口后在打印基材上打印。将内管内的油墨和外管上的导电层分别连接至电源的正极和负极，使内管内的油墨和导电层分别带上相应的正电和负电，以使油墨在经过流墨口时，油墨与导电层之间形成稳定的电场，油墨在该电场的电场力作用下在流墨口处形成泰勒锥。油墨从流墨口流至喷墨口的过程中始终处于该电场范围内，通过该电场的电场力作用，能够稳定维持油墨通过流墨口后形成的墨流的形状，以使油墨在进一步通过喷墨口后形成稳定的单射流，在基材上实现打印。以此，实现了在基材不导电的情况下的电流体喷墨打印。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明喷墨打印管的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明喷墨打印机的结构示意图；

图4图3中柱头的结构示意图；

图5为图3中软管与喷墨打印管相配合的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种喷墨打印喷管11，应用于喷墨打印机。

在本实施例中，参阅图1，并结合图3所示，该喷墨打印机外接有电源5，该喷墨打印喷头1包括：内管111，形成有可容纳油墨的墨腔1111，内管111开设有连通墨腔1111的流墨口1112；及外管112，套设于内管111，并与内管111围合形成隔离腔113，外管112对应流墨口1112开设有喷墨口1121，外管112邻近喷墨口1121设有导电层114，导电层114用于连接于电源5的正极或负极。

在本实施例中，内管111和外管112的材质可以有多种，比如树脂、玻璃等，内管111与外管112相套接，内管111至少部分容纳于外管112内，内管111与外管112可通过胶粘或热粘接等方式连接。

因为隔离腔113的存在，内管111上流墨口1112的开口处与外管112上喷墨口1121的开口处之间具有一定间隔，流墨口1112、隔离腔113以及喷墨口1121相互连通，且流墨口1112位于喷墨口1121的正上方。流墨口1112的口径和喷墨口1121的口径均在微米级别，流墨口1112的口径和喷墨口1121的口径大小可从几个微米到几百微米，流墨口1112和喷墨口1121用于通过油墨和使油墨呈直线型向下流出，同时也影响着油墨通过流墨口1112或喷墨口1121后形成的墨流的宽度，以在基材4上实现一定粗细精度要求的打印。

外管112邻近喷墨口1121设导电层114，该导电层114从外管112外壁通过喷墨口1121延伸至外管112内壁，且位于外管112内壁的导电层114的最顶端位于内管111流墨口1112的开口下方。导电层114的材质可以是导电金属、导电合金，以及石墨等非金属导电物，导电层114可以通过电镀或者化学涂覆等方式设置在外管112上。

本发明技术方案通过采用相互套接的内管111和外管112，内管111与外管112围合形成隔离腔113，内管111上的流墨口1112通过隔离腔113与外管112上的喷墨口1121连通，内管111内的油墨可依次通过流墨口1112、隔离腔113以及喷墨口1121后在基材4上打印。将内管111内的油墨和外管112上的导电层114分别连接至电源5的正极和负极，使内管111内的油墨和导电层114分别带上相应的正电和负电，以使油墨在经过流墨口1112时，油墨与导电层114之间形成稳定的电场，油墨在该电场的电场力作用下在流墨口1112处形成泰勒锥。油墨从流墨口1112流至喷墨口1121的过程中始终处于该电场范围内，通过该电场的电场力作用，能够稳定维持油墨通过流墨口1112后形成的墨流的形状，以使油墨在进一步通过喷墨口1121后形成稳定的单射流，在基材4上实现打印。以此，实现了在基材4不导电的情况下的电流体喷墨打印。

可选地，如图1所示，内管111远离流墨口1112一端的外壁与外管112远离喷墨口1121一端的内壁相连接。

在本实施例中，内管111嵌套在外管112内，内管111远离流墨口1112的一端与外管112远离喷墨口1121的一端连接，使内管111靠近流墨口1112的一端与外管112靠近喷墨口1121的一端围合形成隔离腔113。隔离腔113的存在，使流墨口1112和喷墨口1121之间形成间隔，即流墨口1112与喷墨口1121之间具有一定间距，从而能通过在外管112的内壁上设置导电层114，使油墨在流墨口1112处以及油墨从流墨口1112滴落至喷墨口1121的过程中，始终处于油墨和导电层114作用形成的电场内，油墨始终受到电场力的作用，而能够维持其形状特征，进而并维持油墨形成的墨流的宽度，以进一步保证了油墨通过喷墨口1121后形成稳定单射流，实现高精度的打印效果。

内管111远离流墨口1112的一端与外管112远离喷墨口1121的一端连接的连接方式可以是胶粘或热粘接等粘接方式，也可以是其它将内管与外管连接的方式。在一实施例中，在外管112远离喷墨口1121的一端的内壁上设置若干个独立的凹槽，在内管111远离流墨口1112的一端的外壁设置若干个独立的弹性连接块，所述弹性连接块套设于所述凹槽内，使内管111与外管112连接。

可选地，如图1所示，内管111和外管112同轴设置，喷墨口1121的口径大于流墨口1112的口径；且/或，定义流墨口1112开口处到喷墨口1121开口处的垂直距离为H1，定义导电层114的最高点到所述喷墨口1121开口处的垂直距离为H2，0.25μm≤H1≤3μm且/或H2＜H1。

在本实施例中，内管111嵌套在外管112内，且内管111与外管112同轴设置，以使流墨口1112针对于喷墨口1121设置，确保内管111内的油墨在通过流墨口1112后准确落入喷墨口1121内，避免出现从流墨口1112流出的油墨流至外管112内壁上，而影响打印效果，甚至打印失败的情况。

理论上，流墨口1112和喷墨口1121的口径越小形成的单射流越细，打印精度也越高，但实际上，受限于油墨材料本身的分子直径，若流墨口1112和喷墨口1121的口径小到油墨分子不能通过，那也就无法实现打印。此外，流墨口1112和喷墨口1121的口径想要加工得更小，对加工工艺和加工设备也将提出更高的要求。在本实施例中，流墨口1112和喷墨口1121的口径大于等于1微米小于等于200微米，以适用于大部分的高精度油墨打印需要。

内管111内的油墨从流墨口1112流出，通过隔离腔113后进入喷墨口1121，油墨从流墨口1112流至喷墨口1121的过程中受到重力、油墨表面张力以及油墨和导电层114之间形成的电场力的影响，若流墨口1112开口处到喷墨口1121开口处的垂直距离H1过大，则从流墨口1112流出的油墨可能会在下落过程发生一定程度的松散，而导致最终形成的单射流的宽度变宽，影响打印效果，若流墨口1112开口处到喷墨口1121开口处的垂直距离H1过小，则会导致油墨和到导电层114之间的电场不稳定或电场的电场力过小，而难以维持从流墨口1112流至喷墨口1121的墨流的形状和宽度，影响从喷墨口1121流出的单射流的稳定性和最终的打印效果。在本实施例中，流墨口1112开口处到喷墨口1121开口处的垂直距离H1满足：0.25μm≤H1≤3μm，以使从流墨口1112流至喷墨口1121的墨流的形状和宽度稳定且适宜，以实现高精度的打印需要。

H2＜H1即导电层114的最高点位于流墨口1112的开口位置的下方，以使油墨在从流墨口1112处流出时，油墨和导电层114之间形成的磁场能够作用于油墨，使油墨在流墨口1112处形成泰勒锥。需特别指出的是，导电层114的最高点位置以略低于流墨口1112的开口位置为宜，以避免导电层114的最高点与流墨口1112开口处之间的距离过大，影响流墨口1112处形成的泰勒锥的质量，并确保油墨从流墨口1112流出后，能够在油墨和导电层114之间形成的磁场的磁场力作用下，保持稳定的形状和宽度，以最终通过喷墨口1121形成稳定的单射流。

可选地，如图1和图2所示，内管111邻近流墨口1112的一端呈锥形设置；且/或，外管112邻近喷墨口1121的一端呈锥形设置。

在本实施例中，内管111邻近流墨口1112的一端和外管112邻近喷墨口1121的一端呈锥形设置，使得内管111邻近流墨口1112的一端和外管112邻近喷墨口1121的一端对油墨具有导流作用，从而使油墨在流墨口1112和喷墨口1121处汇聚，并通过流墨口1112和喷墨口1121继续向下流，防止油墨在内管111和外管112的内壁上集结成块。

可选地，导电层114的最大厚度小于等于100微米；且/或，导电层114包括设于外管112内壁的内导电层1141和设于外管112外壁的外导电层1142，内导电层1141和外导电层1142通过喷墨口1121连接。

可以理解的，导电层114从外管112的外壁通过喷墨口1121延伸至外管112的内壁，导电层114可分为三部分，一部分位于外管112的外壁上，即外导电层1142，一部分位于外管112的内壁上，即内导电层1141，剩余那部分则位于喷墨口1121的内侧壁上，这部分导电层114连接外导电层1142和内导电层1141，外导电层1142和内导电层1141的设置，便于通过外导电层1142将外电源5的电流导入内导电层1141，以使内导电层1141与内管111内的油墨分别带上正电和负电，从而内导电层1141与油墨作用形成电场。喷墨口1121实际可以通过油墨的口径需要剔除掉导电层114的厚度，若导电层114的厚度过大，会导致油墨无法或难以从喷墨口1121的开口处通过，进而影响打印效果或导致打印失败，所以将导电层114的最大厚度控制在大于0微米小于等于100微米的范围内，能够保证油墨能够顺利通过喷墨口1121，在基材4上打印。

本发明还提出一种喷墨打印喷头1，参阅图3，并结合图4所示，该喷墨打印喷头1应用于喷墨打印机，该喷墨打印喷头1包括柱头12和上述各实施例中的油墨打印喷管；柱头12形成有安装腔121，柱头12开设有连通安装腔121的安装口122，喷墨打印喷管11穿设于安装口122内，外管112远离喷墨口1121的一端伸入安装腔121内。该喷墨打印喷管11的具体结构参照上述实施例，由于本喷墨打印喷头1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本实施例中，柱头12的形状有多种，比如圆柱形、圆台形等，柱头12的材质可以有多种，比如铁氟龙材质等。柱头12形成有安装腔121，安装腔121的截面形状可以为矩形或梯形等，此处不做限定。安装腔121用于安装外管112和内管111，外管112可通过胶粘等方式粘接于安装腔121的内侧壁，以实现外管112与安装腔121的连接，而内管111嵌套于外管112内，并与外管112的内侧壁连接，从而使内管111和外管112安装于柱头12上。

可选地，参阅图4，并结合图5所示，柱头12还开设有连通安装腔121的连接口123；喷墨打印喷头1还包括软管13，软管13的一端穿过连接口123伸入安装腔121内，并套接于外管112的外壁，软管13用于将油墨引入内管111内。

在本实施例中，软管13的材质可以有多种，比如铁氟龙材质等，软管13柔软且具有弹性，软管13的设置，便于了用于将喷墨打印喷头1外的油墨引入内管111内，以向内管111内供应油墨。

软管13与位于安装腔121内的一端与外管112相套接，软管13与外管112之间还可以通过粘胶进一步连接，以增强软管13与外管112相配合的紧密性，也能够避免油墨在软管13与内管111的衔接处发生泄漏。

可选地，如图4所示，安装腔121的内壁邻近安装口122处形成有限位台阶1211，限位台阶1211用于限位软管13。

在本实施例中，内管111与外管112连接后，再将软管13套接于外管112，并通过胶粘等方式将外管112与软管13连接，在柱头12上安装内管111和外管112时，将内管111与外管112从连接口123处穿入安装腔121内，直到软管13伸入安装腔121的一端限位在限位台阶1211处，此时内管111和外管112部分穿过安装口122并伸出柱头12外，从而实现内管111、外管112、软管13以及柱头12之间的组装。限位台阶1211的设置，使软管13伸入安装腔121后，能够通过限位台阶1211限位，能够防止软管13插入过深，导致外管112或内管111完全露出于柱头12之外，也有利于提升内管111、外管112以及软管13与柱头12之间配合的准确性和紧密性。

此外，本发明还提出一种喷墨打印机，如图3所示，该喷墨打印机包括导线2和上述实施例中的喷墨打印喷头1；导线2和导电层114中二者之一用于连接电源5的正极，二者之另一用于连接电源5的负极，导线2远离电源5一端位于软管13内。该喷墨打印喷头1的具体结构参照上述实施例，由于本喷墨打印机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本实施例中，导线2和导电层114分别连接于电源5的正极和负极，以通过导线2使软管13内的油墨带电，且软管13内的油墨带有与导电层114相反的电荷，从而使油墨与到导电层114之间形成电场，通过该电场力作用约束从流墨口1112流出的油墨的形状，使最终通过喷墨口1121流出的油墨成为形状和宽度稳定的单射流，实现高精度打印。

可选地，如图3所示，喷墨打印机还包括与喷墨打印喷头1相对设置的移动平台3，所述移动平台用于承载设于所述移动平台上的基材4，通过移动平台3用于控制基材4移动，以使喷墨打印喷头1在基材4上打印。

在本实施例中，基材4的材质可以是导电材质或非导电材质，基材4用于打印，即油墨可在基材4上打印形成文字、图案等。移动平台3可控制基材4移动，以配合喷墨打印喷头1实现各种图案的打印。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷墨打印喷管，应用于喷墨打印机，其特征在于，所述喷墨打印喷头包括：

内管，形成有可容纳油墨的墨腔，所述内管开设有连通所述墨腔的流墨口；及

外管，套设于所述内管，并与所述内管围合形成隔离腔，所述外管对应所述流墨口开设有喷墨口，所述外管邻近所述喷墨口设有导电层，所述导电层用于连接于电源的正极或负极。

2.如权利要求1所述的喷墨打印喷管，其特征在于，所述内管远离所述流墨口一端的外壁与所述外管远离所述喷墨口一端的内壁相连接。

3.如权利要求1或2所述的喷墨打印喷管，其特征在于，所述内管和所述外管同轴设置，所述喷墨口的口径大于所述流墨口的口径；

且/或，定义所述流墨口开口处到所述喷墨口开口处的垂直距离为H1，定义所述导电层的最高点到所述喷墨口开口处的垂直距离为H2，0.25μm≤H1≤3μm且/或H2＜H1。

4.如权利要求1或2所述的喷墨打印喷管，其特征在于，所述内管邻近所述流墨口的一端呈锥形设置；

且/或，所述外管邻近所述喷墨口的一端呈锥形设置。

5.如权利要求1或2所述的喷墨打印喷管，其特征在于，所述导电层的厚度大于0微米并小于等于100微米；

且/或，所述导电层包括设于所述外管内壁的内导电层和设于所述外管外壁的外导电层，所述内导电层和所述外导电层通过所述喷墨口连接。

6.一种喷墨打印喷头，应用于喷墨打印机，其特征在于，所述喷墨打印喷头包括柱头和如权利要求1至5中任一项所述的喷墨打印喷管；

所述柱头形成有安装腔，所述柱头开设有连通所述安装腔的安装口，所述喷墨打印喷管穿设于所述安装口内，所述外管远离所述喷墨口的一端伸入所述安装腔内。

7.如权利要求6所述的喷墨打印喷头，其特征在于，所述柱头还开设有连通所述安装腔的连接口；

所述喷墨打印喷头还包括软管，所述软管的一端穿过所述连接口伸入所述安装腔内，并套接于所述外管的外壁，所述软管用于将油墨引入所述内管内。

8.如权利要求7所述的喷墨打印喷头，其特征在于，所述安装腔的内壁邻近所述安装口处形成有限位台阶，所述限位台阶用于限位所述软管。

9.一种喷墨打印机，其特征在于，包括导线和如权利要求6至8中任一项所述的喷墨打印喷头；

所述导线和所述导电层中二者之一用于连接所述电源的正极，二者之另一用于连接所述电源的负极，所述导线远离所述电源一端位于所述软管内。

10.如权利要求9所述的喷墨打印机，其特征在于，所述喷墨打印机还包括与所述喷墨打印喷头相对设置的移动平台；

所述移动平台用于承载设于所述移动平台上的基材，通过所述移动平台控制所述基材移动，以使所述喷墨打印喷头在所述基材上打印。