CN115195292A

CN115195292A - 多种喷射方式的墨水喷射装置

Info

Publication number: CN115195292A
Application number: CN202210163343.4A
Authority: CN
Inventors: 黄建雅; 金谦旭
Original assignee: Charm Engineering Co Ltd
Current assignee: Charm Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2022-10-18
Also published as: KR20220121540A

Abstract

本发明涉及一种多种喷射方式的墨水喷射装置，更详细地涉及以喷射方式组合静电力和压力，从而可进行广泛的喷射特性调整，并且可由单一的构成执行从精细且精密的墨水喷射到大量的墨水喷射的方式，在表面具有弯曲或者阶梯的对象物也可进行精密的墨水喷射，组合静电力和物理性压力方式可精密地调整液滴的掉落位置的多种喷射方式的墨水喷射装置。

Description

多种喷射方式的墨水喷射装置

技术领域

本发明涉及向平面或者三维对象物喷射墨水的装置。更详细地，为了在平面形态的对象物形成图案或者从三维打印机形成三维结构物，使用喷射墨水的装置，并且为了在柔性基板形成电路图案或者修复已形成的电路图案中部分被断路或者短路的配线，使用以墨水形成图案的技术，并且本发明涉及向对象物喷射墨水的墨水喷射装置。

背景技术

喷射墨水的装置已广泛应用于使用墨水打印图像的喷墨打印机中，也可用作车辆上漆或将墨水涂在特定对象物上的装置。从使用墨水打印这种特定图像的设备，到车辆上漆或在半导体基板上涂覆光刻胶等，都使用墨水喷射装置，但是，最近为了在LCD、OLED等FPD中像素的驱动，在包括TFT的基板形成电路图案或在电路存在如短路、断路的缺陷时，将此切断并且为了连接短路、断路的电路图案，在形成精细图案的工艺中也使用墨水喷射装置。

但是，根据使用墨水的领域，例如通过喷射墨水来打印图像的喷墨打印机或车辆上涂、半导体基板的涂覆等，会使用气压、热电元件、静电力等各种喷射方式。这是因为在打印图像时，在特定位置准确地喷射特定的墨水很重要，在涂覆时以均匀的厚度喷射很重要，并在形成精细图案时形成微米精度的图案很重要，因此，相对于此使用适当的喷射方式。

在使用静电力的墨水喷射方式的情况下，虽然具有能够精密地喷射微量的墨水的优点，但在涂覆大的范围的方面存在限制，并且在利用热电元件或气压的喷射方式的情况下，涂层对象物或者可迅速地涂覆大的范围，然而存在难以进行精细且精确的喷射的问题。

现有的墨水喷射装置为授权专利10-0793848号所公开的空气压式双压差墨水喷射装置，通过负压供给部、高压供给部、主选择阀、辅助选择阀，可由恒压连续喷射墨水，并在不喷射墨水时，可以通过使墨水保持在喷出待机状态的墨水喷射装置连续喷出一定量的墨水，并且可以防止漏墨，但是，不能同时执行从微米单位的细微的图案形成到大容量的墨水喷射，并在表面具有曲面或者形成有阶梯的对象物喷射墨水时，存在不能精密且均匀地喷射墨水的问题。

此外，授权专利10-0800321号公开了一种使用透镜的电流体动力打印装置和方法，但是为了改变喷射墨水的形式，即液滴模式，需要更换适合于相应的液滴模式的电流体动力透镜。因此，难以有效地运行打印装置，并且需要在喷嘴外部安装另外的电极部的电流体动力透镜，从而存在装置配置复杂的问题。

发明内容

(技术问题)

本发明为了解决如上所述的问题，提供一种多种喷射方式的墨水喷射装置，由喷射方式组合静电力和压力从而有一个喷射装置体现多种喷射装置，并且从细微且精密的墨水喷射到以大范围为对象喷射大量的墨水的方式，可由单一的喷射装置执行，并对表面具有曲面或者阶梯的对象物也可进行精密地墨水喷射，组合静电力和物理的压力方式可精密地调整液滴的冲击位置。

(技术方案)

为了达到如上所述的目的，本发明的一种多种喷射方式的墨水喷射装置，用于在对象物喷射墨水的墨水喷射装置中，所述多种喷射方式的墨水喷射装置包括：喷嘴，向所述对象物的预设部位喷射墨水；墨水存储部，为了向所述喷嘴供给墨水与喷嘴连通并连接；电源供给部，向喷嘴供给电源，以便通过静电力从所述喷嘴喷射墨水；压力供给部，向所述墨水存储部供给压力，以便通过压力从所述喷嘴喷射墨水；以及控制部，为了调整喷射至所述对象物的墨水的喷射特性，调整从所述电源供给部供给的电源和从压力供给部供给的压力。

另外，所述喷嘴由包括金属的导电性材料形成，并与所述电源供给部电连接。

另外，所述多种喷射方式的墨水喷射装置还包括：光学模块，为了检测墨水向所述对象物喷射的状况，包括从对象物的上部拍摄对象物的摄像机，所述喷嘴在光学模块的一侧与对象物具有一定的角度倾斜地被安装。

另外，所述多种喷射方式的墨水喷射装置还包括：光源部，为了向所述对象物喷射的墨水的固化，供给预设波段的光，从所述光源部供给的光通过所述光学模块照射至对象物。

另外，所述压力供给部连接在与所述喷嘴连通连接的墨水存储部的另一侧，并向所述墨水存储部供给气压。

另外，为了将墨水喷射至所述对象物从所述压力供给部供给压力之后，所述控制部控制从所述电源供给部供给电源。

另外，根据包含通过所述喷嘴喷射的墨水的范围、喷嘴与对象物之间的距离、喷射的墨水量的喷射特性，所述控制部调整从所述电源供给部供给的电源的特性和从所述压力供给部供给的压力的特性。

另外，所述控制部与从喷嘴喷射的墨水的量比例地调整从所述压力供给部供给的压力的大小。

(发明效果)

如上所述构成的本发明具有不仅利用静电力而且同时利用物理的压力，根据墨水的喷射精密地调整墨水涂覆的部位，并且对于大面积也可在短时间内涂覆墨水的效果。

另外，在不改变喷嘴或墨水喷射装置构成可进行从将墨水的喷射形成为精细且精确的图案的墨水喷射到大范围喷射大量的墨水的方式。

另外，即使要喷射墨水的对象物的表面具有曲面或阶梯，也可以精确且准确地墨水喷射，以便形成所需的状态。

另外，通过组合静电力和物理的压力方式，可以精确调整液滴的撞击位置。

另外，在墨水的喷射之后，通过特定波段的光进行固化，从而具有防止墨水被涂覆的部位之外渗入或扩散到其他部分的效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的多种喷射方式的墨水喷射装置的立体图。

图2是示出调整本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置的墨水喷射特性示图。

图3是示出本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置向具有阶梯的对象物喷射墨水的示图。

图4a、4b示出在本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置中，台阶被旋转或倾斜的示图。

(附图标记说明)

喷嘴：100 墨水存储部：200

电源供给部：300 压力供给部：400

控制部：500 光源部：600

光学模块：700

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置进行详细地说明。

图1是示出根据本发明的一实施例的多种喷射方式的墨水喷射装置的立体图，图2是示出调整本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置的墨水喷射特性示图，图3是示出本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置向具有阶梯的对象物喷射墨水的示图，图4a、4b示出在本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置中，台阶被旋转或倾斜的示图。

墨水喷射装置广泛地使用于从打印文档、图像的喷墨打印机到形成用于涂漆车辆或蚀刻半导体晶片的光刻胶涂层和图案线的设备。另外，用于喷射墨水的喷射源具有利用压电元件的方式、利用气压的方式和利用静电力的方式。但是，喷墨打印机是将多种墨水在特定的时间向特定的位置进行喷射，在半导体晶片涂层光刻胶时，需要薄且均匀地喷射，并且形成图案线时，根据形成的线的线宽多样地存在喷射特性等，根据墨水喷射所需的状况，适用压电元件、气压、静电力等适当的方式，并且墨水的喷射特性根据喷射方式存在限定性的问题。

为了解决这些问题，本发明的多种喷射方式的墨水喷射装置包括：将墨水向需要喷射的对象物10的预设部位喷射墨水的喷嘴100；为了向喷嘴100供给将要喷射的墨水与喷嘴100连通并结合的墨水存储部200；为了在喷嘴100和对象物10之间形成电场E向喷嘴100供给电源，以便通过静电力从喷嘴100喷射墨水的电源供给部300；结合到与喷嘴100连通结合的墨水存储部200的另一侧并向墨水存储部200供给压力，以便通过物理性压力从喷嘴100喷射墨水的压力供给部400；以及根据通过喷嘴100喷射至对象物10的墨水的喷射特性，即喷射的墨水的量、范围、喷射的墨水的直线度等对象物10的预设部位的状态和墨水的喷射特性，调整从电源供给部300供给的电源和从压力供给部400供给的压力的大小的控制部500。

本发明的喷嘴100为内部填充有从墨水存储部200供给的墨水，并由静电力及压力喷射墨水的构成。喷嘴100的材料可由玻璃、金属等多种材质制作，但是，本发明的墨水喷射装置由静电力和物理性压力喷射墨水，并且为了由静电力喷射墨水在喷嘴100和对象物10之间形成电场E，因此，由如玻璃的非导电性物质制作喷嘴100时，为了形成电场E导电性电极需配置在喷嘴100内部或者外部。本发明的喷嘴100不仅是由静电力而且与物理性压力一起将墨水进行喷射，因此，由非导电性材料形成喷嘴100时，为了防止对于物理性压力以阻力进行的作用，相比于将电极配置在喷嘴100的内部，优选地由导电性材料将电极形成在喷嘴100的外部。将喷嘴100由金属等导电性材料制作可将喷嘴100本身使用为电极，因此，不需要安装另外的电极，并且相比于如玻璃的非导电性材料更坚固地制作喷嘴100，因此，如本发明将物理性压力用于墨水的喷射源的喷射装置中，可施加高的压力，从而可更广泛地调整喷射特性。另外，无需安装另外的电极，因此，具有可简单地构成墨水喷射装置的优点。

本发明的墨水存储部200为将从喷嘴100喷射的墨水供给至喷嘴100的构成，考虑喷射的墨水的特性、保存期间等可调整存储到墨水存储部200的墨水的量。墨水存储部200的一侧与喷嘴100连通并结合，从而将填充在墨水存储部200的墨水传递至喷嘴100，另一侧与压力提供部400连接以便接收从压力提供部400供给的压力并从喷嘴100喷射墨水。虽然，墨水存储部200可由任何材料制作，但由包括塑料的非导电性材料制作有助于将传递到喷嘴100的电源仅传递到喷嘴100，并且为了确认填充在内部的墨水的量，也可以由透明的材料制作，但在固化喷射的墨水时，可由特定波段的不透明材料制作，例如，防止紫外线的进入，以防止为了固化照射的光的进入。墨水存储部200的另一侧与压力提供部400连接，优选连接到墨水存储部200的另一端，以便通过墨水有效地传递压力并最大限度地使用墨水。此外，考虑到墨水的存储期间和使用量，并从更换的方便性、从压力提供部400供给的压力的有效传递的侧面，优选将墨水存储部200构成为能够存储适当量墨水的注射器式。

本发明的电源供给部300是为了在对象物10和喷嘴100之间形成电场E供给电源，以便由静电力从喷嘴100喷射墨水的构成。为了通过静电力从喷嘴100喷射墨水，需要导电性墨水，但是在修复工艺中为了连接短路/断路的电路图案使用导电性墨水，其包括导电性很好的Ag、Cu等，通过形成在喷嘴100和对象物10之间的电场E喷射墨水。当然，喷射至对象物10的墨水不一定需要导电性或者成为如保护膜PTC的非导电性时，也可喷射非导电性墨水。供给至喷嘴100的电源与交流、直流无关，但是为了体现多种喷射模式具有波形的交流较适当，但是墨水的喷射量、喷射的墨水的落点的调整等重要时，也可供给直流电源。使用何种电源优选考虑喷射特性而进行选择。如上所述，将墨水存储部200由非导电性材料制作时，从电源供给部300供给的电源由金属材料的喷嘴100直接连接被供给，或者与配置在喷嘴100内的另外的电极部连接而供给电源。

本发明的压力提供部400为供给物理性压力，以便通过墨水存储部200从喷嘴100喷射墨水的构成。从压力提供部400供给的物理性压力可以是多种形态，但需要精密地控制并且压力的大小小时，利用热电元件可提供压力，但存在可供给的压力的大小小的缺点，并且需要安装在喷嘴100内的情况，因此，为了形成上述的静电力，与供给的电源的干涉及构成可变得复杂。将物理性压力作为气压时，可能难以进行精密的压力调整，但是可以增加喷射的墨水的量并且连接在墨水存储部200的末端，从而可避免与供给至喷嘴100的电源的干涉，并且以静电力为主进行精密的墨水调整，由气压可调整大量的墨水喷射，从而具有可从微级的墨水喷射到大量的墨水喷射的广泛的喷射特性调整。

本发明的控制部500是为了以复合方式从喷嘴100喷射墨水而控制电源供给部300和压力提供部400，从而控制供给到喷嘴100的电源及压力的大小的构成。本发明的墨水喷射装置为了在对象物10的所需部位喷射墨水，通过喷嘴100将墨水喷射至对象物10的所需的部位。如上所述，通过喷嘴100喷射墨水的方式有多种。代表性的可列举向喷嘴100供给电源并形成需喷射墨水的对象物10和电场E，通过静电力喷射墨水的利用电液动力学(Electro-Hydro Dynamics，EHD)的方式B和气压等在喷嘴内部施加压力从而喷射墨水的方式C。利用静电力的墨水喷射方式B具有可喷射精密且精细的墨水的优点，但是在扩大喷射的墨水的量及涂覆面积的方面具有限制，施加气压等压力喷射墨水的方式C可扩大喷射的墨水的量及涂覆面积，但是难以进行精密的喷射控制，并且如图3所示，存在达不到喷射的部位或者墨水喷射至其他部分而不是喷射至所需部位的问题。如此，B方式和C方式分别具有优点和缺点，但是，本发明的墨水喷射装置利用墨水喷射方式A，即组合利用静电力的墨水喷射方式B和提供气压等墨水喷射所需的压力喷射墨水的方式C，从而在多种形态的对象物10可有效地喷射墨水，以便形成B方式的精密的墨水喷射和C方式的大面积的墨水喷射。对于组合B方式和C方式的A方式举一事例，如图2所示，B方式是通过形成在喷嘴100和对象物10之间的电场E，从喷嘴100喷射的墨水形成直线形态并形成变窄的形态的弯月面，形成在喷嘴100和对象物10之间的电场E的强度越大，可精密地调整直线度及墨水的喷射量。C方式是传递至喷嘴100的压力的大小越大，每单位时间喷射的墨水的量增多并且喷射更大范围的墨水。即，组合B方式和C方式的A方式具有相比于B方式喷射的墨水的量多且范围变广，相比于C方式可将墨水的冲击地点调整为直线形态。因此，控制部500是为了以适当的形态在对象物10调整墨水喷射形态，调整从电源供给部300供给的电源的大小和从压力提供部400供给的压力的大小，从而适当地调整墨水喷射的构成。形成精细的图案时，通过最小化气压并且利用静电力的B方式喷射墨水，在大的面积涂覆墨水时，以利用压力的C方式为主控制墨水的喷射，从而具有从精密的线宽到在大范围的精密墨水涂覆，可由一个构成体现的优点。另外，通过调整气压的强度可调整墨水涂覆的范围。

本发明的光学模块700为在对象物10形成墨水喷射工艺的期间，将此进行拍摄并实时地进行检测的构成。另外，在对象物10需喷射墨水的部位形成墨水喷射工艺之前，可事先设置墨水喷射路径以便通过光学模块700预先检查并形成有效的墨水喷射工艺。另外，通过喷嘴100可使墨水喷射至仅需墨水被喷射之后即刻固化的所需部位，因此，光学模块700还包括喷射墨水之后为了墨水的固化供给特定的波段的光的光源部600，可通过光学模块700将从光源部600供给的光照射至墨水喷射的部位。还可另外地构成用于照射光的光学构成和用于检查的光学构成，但是，为了简化装备构成并且为了一贯性地执行检查及光照射，通过一个光学模块700执行更加有效。另外，为了准确地检查和光照射的精密度，优选将光学模块700垂直地安装在对象物10，但这时，为了避免与喷嘴100的干涉，优选将喷嘴100倾斜地安装。因此，为了从倾斜地安装的喷嘴100到对象物10的所需部位准确地喷射墨水，优选地，如上所述由组合静电力和物理性压力的A方式喷射墨水。

图4a、4b公开了夹持固定对象物10的台阶800，但是，本发明的台阶800在对象物10的特定部位，例如，对象物10内部横截面或者对象物10的侧面或者如图3所示具有阶梯的横截面喷射墨水时，为了将对象物10进行旋转或者按一定的倾斜度倾斜，还可包括台阶倾斜部810。即，对象物10的横截面如图3所示具有阶梯时，可能难以向对象物10的下部准确地喷射墨水，因此，优选将对象物10按一定的角度倾斜地形成之后，进行喷射。另外，例如，在对象物10的内部形成圆形孔时，将喷嘴100对准圆形孔横截面之后，根据圆形孔横截面旋转对象物10可更有效地将墨水喷射至对象物10的内部横截面，因此，在台阶800固定对象物10之后，台阶如图4a所示旋转，则可进行更精密的墨水喷射。

Claims

1.一种多种喷射方式的墨水喷射装置，用于在对象物喷射墨水的墨水喷射装置中，所述多种喷射方式的墨水喷射装置包括：

喷嘴，向所述对象物的预设部位喷射墨水；

墨水存储部，为了向所述喷嘴供给墨水与喷嘴连通并连接；

电源供给部，向喷嘴供给电源，以便通过静电力从所述喷嘴喷射墨水；

压力供给部，向所述墨水存储部供给压力，以便通过压力从所述喷嘴喷射墨水；以及

控制部，为了调整喷射至所述对象物的墨水的喷射特性，调整从所述电源供给部供给的电源和从压力供给部供给的压力。

2.根据权利要求1所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，其中，

所述喷嘴由包括金属的导电性材料形成，并与所述电源供给部电连接。

3.根据权利要求2所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，还包括：

光学模块，为了检测墨水向所述对象物喷射的状况，包括从对象物的上部拍摄对象物的摄像机，

所述喷嘴在光学模块的一侧与对象物具有一定的角度倾斜地被安装。

4.根据权利要求3所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，还包括：

光源部，为了向所述对象物喷射的墨水的固化，供给预设波段的光，

从所述光源部供给的光通过所述光学模块照射至对象物。

5.根据权利要求1所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，其中，

所述压力供给部连接在与所述喷嘴连通并连接的墨水存储部的另一侧，并且向所述墨水存储部供给气压。

6.根据权利要求5所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，其中，

为了将墨水喷射至所述对象物从所述压力供给部供给压力之后，所述控制部控制从所述电源供给部供给电源。

7.根据权利要求1所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，其中，

根据包含通过所述喷嘴喷射的墨水的范围、喷嘴与对象物之间的距离、喷射的墨水量的喷射特性，所述控制部调整从所述电源供给部供给的电源的特性和从所述压力供给部供给的压力的特性。

8.根据权利要求7所述的多种喷射方式的墨水喷射装置，其中，所述控制部与从喷嘴喷射的墨水的量比例地调整从所述压力供给部供给的压力的大小。