CN219117560U - 一种电子电路激光打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子电路激光打印机，涉及新型电子电路制造技术领域；该电子电路激光打印机，包括：感光鼓、以及沿感光鼓旋转方向依次环设在感光鼓周围的充电辊、激光扫描光路、显影辊和转印辊；设于转印辊之后的定影辊、以及设于定影辊之后的液态金属平面成型机构；基于打印基材及其上碳粉图案对液态金属的不同表面选择性，实现液态金属的图案化成型。本实用新型实施例中的电子电路激光打印机实现了将传统的激光打印技术和液态金属印刷技术的集成化，可以兼备普通打印和电子打印的功能，满足用户不同使用需求，从而提升用户人群；再有，集成一体化的电子电路激光打印机占用空间小，并可以实现打印基材之间的自动流转，进而有利于提升用户体验。

Description

一种电子电路激光打印机

技术领域

本实用新型属于新型电子电路制造技术领域，尤其涉及一种电子电路激光打印机。

背景技术

液态金属主要是指熔点在300℃以下的低熔点金属单质或合金，如镓基合金、铋基合金等，由于其熔点低、易加工、导电性良好等性能，现已被应用于各种电子制造领域，目前主要以喷墨、丝印、移印等工业级印刷设备为主，或者是部分企业推出的桌面型小型液态金属打印/印刷设备。

但上述技术中，丝印和移印需要单独开网版，网版加工、运输时间较长，不符合小批量的快速制版需求，另外丝印设备和移印设备较为专业且功能单一，难以适于工厂外对电子电路爱好者等的普通人群使用。

再有，由于液态金属印刷效率相对于液态金属打印效率较高，因此受到更多的关注，液态金属图案化印刷主要基于对打印基材的表面改性情况，经常利用粘附液态金属的打印基材搭配不粘附液态金属的改性图案，又或者是利用不粘附液态金属的打印基材搭配粘附液态金属的改性图案，从而实现液态金属的二步法图案化印刷成型，例如利用成熟的激光打印技术在打印基材上首先形成改性用的碳粉图案，然后基于打印基材和碳粉图案对于液态金属的不同表面选择性实现液态金属的图案化成型。

但上述液态金属的二步法印刷技术而言，缺乏一体化的印刷设备，主要是依赖于相对独立的一台激光打印机和一台液态金属印刷机，打印基材的流转需要人工操作，费时费力，同时两台设备过于零散，占用空间较大，导致现阶段用户使用体验不佳。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的一个目的是提出一种电子电路激光打印机,以解决现有技术中的设备功能集成化不足，设备功能单一，导致用户体验不佳的问题。

在一些说明性实施例中，所述电子电路激光打印机，包括：感光鼓、以及沿所述感光鼓旋转方向依次环设在所述感光鼓周围的充电辊、激光扫描光路、显影辊和转印辊；沿打印基材的移动方向设于所述转印辊之后的定影辊、以及设于所述定影辊之后的液态金属平面成型机构；其中，所述液态金属平面成型机构基于打印基材及其上碳粉图案对液态金属的不同表面选择性，实现液态金属的图案化成型。

在一些可选地实施例中，所述液态金属平面成型机构包括：液态金属涂布辊和/或液态金属涂布刷。

在一些可选地实施例中，所述电子电路激光打印机，还包括：挤出式墨管，用以持续向所述液态金属涂布辊输送液态金属；冷冻部件，用以保持所述挤出式墨管内的液态金属处于固态墨柱；所述液态金属涂布辊采用加热辊，用以将与其接触的固体墨柱表面部分熔化并转移印刷。

在一些可选地实施例中，所述电子电路激光打印机，还包括：与所述液态金属涂布辊配合的均墨辊，设于所述液态金属涂布辊外围，用以实现所述液态金属涂布辊上粘附的液态金属的平整化。

在一些可选地实施例中，所述电子电路激光打印机，还包括：与所述液态金属涂布辊配合的墨池，用以向所述液态金属涂布辊表面提供液态金属。

在一些可选地实施例中，所述液态金属平面成型机构包括：打印喷头，用以在打印基材上铺设液态金属固态粉末；液态金属熔印辊，用以使打印基材上的液态金属固态粉末熔化并使其与打印基材充分接触。

在一些可选地实施例中，所述电子电路激光打印机，还包括：与所述液态金属熔印辊配合的刮墨刀，用以刮除所述液态金属熔印辊上粘附的液态金属；位于所述刮墨刀下方的回收盒，用以收集由所述刮墨刀刮除的液态金属。

在一些可选地实施例中，所述液态金属平面成型机构包括：出料辊和收料辊，用以实现液态金属复合料带出料和收料；其中，所述液态金属复合料带至少包括：料带基底和液态金属固态薄膜；液态金属熔印辊，用以使接触所述打印基材的液态金属复合料带上的液态金属固态薄膜熔化并使其与打印基材充分接触。

在一些可选地实施例中，所述激光扫描光路由激光器和旋转棱镜配合形成。

在一些可选地实施例中，所述电子电路激光打印机，还包括：与所述显影辊配合的碳粉墨盒。

本实用新型相对于现有技术而言，具有如下优势：

本实用新型实施例中的电子电路激光打印机实现了将传统的激光打印技术和液态金属印刷技术的集成化，可以兼备普通打印和电子打印的功能，满足用户不同使用需求，从而有利于提升用户人群；再有，集成一体化的电子电路激光打印机占用空间小，并可以实现打印基材之间的自动流转，降低了人工参与，简化的操作复杂度，进而有利于提升用户体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例一；

图2是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的工艺示例一；

图3是本实用新型实施例中的彩色电路喷墨打印机的结构示例二；

图4是本实用新型实施例中的彩色电路喷墨打印机的结构示例三；

图5是本实用新型实施例中的彩色电路喷墨打印机的结构示例四；

图6是本实用新型实施例中的彩色电路喷墨打印机的结构示例五；

图7是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的工艺示例二。

具体实施方式

现将详细地参照本公开的各种实施例，在附图中示出了所述实施例的示例。当结合这些实施例进行描述时，应当理解的是，所述实施例并不旨将本公开限制于这些实施例。相反，本公开旨在覆盖可以包括在所附权利要求书所定义的本公开的精神和范围内的替代形式、修改形式和等效物。此外，在本公开的以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，应当理解的是，在没有这些特定细节的情况下也可以实践本公开。在其他实例中，没有对已知的方法、程序、部件和电路进行详细描述以免不必要模糊本公开的方面。

需要说明的是，在不冲突的情况下本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本实用新型实施例中公开了一种电子电路激光打印机，具体地，如图1所示，图1是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例一；该电子电路激光打印机，包括：感光鼓1、充电辊2、激光扫描光路、显影辊3、转印辊4、定影辊5和液态金属平面成型机构6。其中，充电辊2、激光扫描光路、显影辊3和转印辊4沿感光鼓旋转方向依次环设在感光鼓1的周围，定影辊5和液态金属平面成型机构6沿打印基材100的移动方向依次设置在转印辊4之后，即定影辊5沿打印基材100的移动方向上位于转印辊4之后，液态金属平面成型机构6沿打印基材100的移动方向上位于定影辊5之后。其中，液态金属平面成型机构6基于打印基材100及其上碳粉图案200对液态金属的不同表面选择性，实现液态金属300的图案化成型。

其中，所述激光扫描光路由激光器7和旋转棱镜8配合形成。

其中，所述电子电路激光打印机，还包括：与所述显影辊3配合的碳粉墨盒9。

工作时，首先由充电辊2对感光鼓1上整体均匀施加电荷，然后通过激光扫描光路对不需要粘附碳粉的地方进行激光照射，从而消除照射位置上的电荷，之后由显影辊3对待电荷的感光鼓1上提供碳粉(此时感光鼓1上具有图案化的碳粉)，再经过转印辊4时，感光鼓1上的碳粉会由于转印辊4上的高电荷转移到打印基材100表面，从而完成碳粉向打印基材100的图案化转移，再经过定影辊5的加热后，碳粉由于其中的树脂成分热熔并最终粘附在打印基材表面，得到对液态金属具有表面选择性的打印基材，最后经过液态金属平面成型机构在该打印基材上施加液态金属，基于打印基材100及其上碳粉图案200对液态金属的不同表面选择性，实现液态金属300的图案化成型。

由于不同品牌、不同成分的激光打印碳粉对于液态金属的表面选择性不同，因此可以通过在不粘附液态金属的打印基材上形成粘附液态金属的碳粉图案，此时施加液态金属时，液态金属仅会附着在粘附液态金属的碳粉图案上，而在打印基材上不会附着残留；也可以通过在粘附液态金属的打印基材上形成不粘附液态金属的碳粉图案，此时施加液态金属时，液态金属仅会附着在粘附液态金属的打印基材上，而在碳粉图案上不会附着残留。图2示出了打印基材不粘附液态金属，碳粉图案粘附液态金属的工艺示例一。

本实用新型实施例中的电子电路激光打印机实现了将传统的激光打印技术和液态金属印刷技术的集成化，可以兼备普通打印和电子打印的功能，满足用户不同使用需求，从而有利于提升用户人群；再有，集成一体化的电子电路激光打印机占用空间小，并可以实现打印基材之间的自动流转，降低了人工参与，简化的操作复杂度，进而有利于提升用户体验。

本实用新型实施例中的电子电路激光打印机中控制打印基材的移动的相邻传送部件之间的距离不应超过打印基材的长度，包括但不限于转印辊与定影辊之间、定影辊与液态金属平面成型机构之间，从而保证打印基材的传送正常。除此之外，也可以额外加设1个或多个传送辊进行辅助转动，进而可以降低对转印辊、定影辊和液态金属平面成型机构之间的距离要求。

本实用新型实施例中的液态金属是指熔点在300℃以下的低熔点金属单质或合金，并且可以根据熔点具体分为室温液态金属和室温固态金属；其中，室温液态金属是指熔点在室温(例如33℃～40℃)以下的低熔点金属单质或合金，在室温条件下稳定处于液体状态，例如镓单质、镓基合金等；室温固态金属是指熔点在室温(例如33℃～40℃)以上，300℃以下的低熔点金属单质或合金，在室温条件下稳定处于固体状态，例如铋基合金、锡基合金等。

本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构可以采用包括但不限于辊涂、刷涂、压印等方式将液态金属施加在打印基材上。其中，压印是指利用底部附有液态金属的压板直接压制在打印基材表面。

针对于室温液态金属而言，如图3所示，图3是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例二；本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6可包括：液态金属涂布辊601和/或液态金属涂布刷(未示出)，从而实现液态金属在打印基材上的直接涂布或刷涂，或刷涂后再经过辊涂平整。

具体地，液态金属涂布辊601和/或液态金属涂布刷可以搭配与其配合的液态金属墨池602，从而利用液态金属墨池602持续的向液态金属涂布辊601和/或液态金属涂布刷提供液态金属；其中，对于液态金属涂布刷而言，液态金属墨池可以提供粘度较小的纯液态金属或液态金属膏(由液态金属和导电颗粒混合而成)，而对于液态金属涂布辊而言，液态金属墨池可以提供粘度较大的液态金属膏(由液态金属和导电颗粒混合而成)，从而降低液态金属的表面张力，可使其正常的粘附在涂布辊表面。其中，经过碳粉图案改性后的打印基材上对于液态金属的粘附区域和不粘附区域应满足：粘附区域对于液态金属的粘附力大于液态金属涂布辊或液态金属涂布刷，不粘附区域对于液态金属的粘附力小于液态金属涂布辊或液态金属涂布刷，从而满足液态金属的图案化转移。

其中，对于室温液态金属而言，在室温环境下基本维持熔融状态，因此可无需对其进行加热处理。而如果要适用于室温固态金属的情况下，则需要利用加热部件提供使室温固态金属转变为液态的温度。

而在另一些实施例中，由于处于液体状态的液态金属容易遭受空气氧化，在持续涂布印刷的过程中，容易发生氧化变质，导致所形成的液态金属图案的导电性能下降，因此本实用新型还提出如下改良方案：

如图4所示，图4是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例三；具体地，本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6，可包括：挤出式墨管603，用以持续向所述液态金属涂布辊601输送液态金属；冷冻部件604，用以保持所述挤出式墨管603内的液态金属处于固态墨柱；所述液态金属涂布辊601采用加热辊，用以将与其接触的固体墨柱表面部分熔化并转移印刷。

该实施例中的挤出式墨管可以通过电机控制的螺杆随打印时间不断的将其中的固态墨柱推出，并使其表面贴向液态金属涂布辊，由具有热属性的液态金属涂布辊逐步将贴向其表面的固态墨柱熔化并转移在其上，并最终完成向打印基材的转移。该实施例利用挤出式墨管和冷冻部件替代传统墨池，可以降低墨池内的液态金属不断发生氧化的问题，从而保证打印后的电子电路的导电性能。

其中，冷冻部件可以采用电控制冷片，其结构体型小巧，有利于在挤出式墨管外侧设置，相比于压缩机等制冷结构而言，电控制冷片具有结构小，易安装成本低的优势。

在一些可选地实施例中，本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6，还可包括：与所述液态金属涂布辊601配合的均墨辊605，设于所述液态金属涂布辊605外围，用以实现所述液态金属涂布辊上粘附的液态金属的平整化。

如图5所示，图5是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例四；针对于室温固态金属而言，本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6可包括：打印喷头611，用以在打印基材100上铺设液态金属固态粉末；液态金属熔印辊612，用以使打印基材100上的液态金属固态粉末熔化并使其与打印基材100充分接触。其中，液态金属熔印辊应提供大于等于室温固态金属的熔点温度。

该实施例中从定影辊移出的打印基材逐步移动的过程中，首先由打印喷涂向其经过其下方的打印基材上铺设液态金属固态粉末，而随着打印基材的逐步移动，完成对打印基材的整版铺设，而经过液态金属熔印辊的打印基材，由于液态金属熔印辊的热熔压印使经过熔印辊的液态金属固态粉末熔化且连续(连接一体)，并在熔印辊施加的一定压力下充分与打印基材进行接触，从而利用打印基材的表面选择性实现液态金属的图案化成型。其中，经过碳粉图案改性后的打印基材上对于液态金属的粘附区域和不粘附区域应满足：粘附区域对于液态金属的粘附力大于液态金属熔印辊，不粘附区域对于液态金属的粘附力小于液态金属熔印辊，从而满足液态金属的图案化转移。

其中，打印喷头可以选择送粉头，直接吹送干粉，也可以选用打印喷头喷涂仅含有液态金属固态粉末、以及分散剂、防沉剂和溶剂等可挥发材料的喷墨材料，该材料经过熔印辊后除液态金属固态粉末熔融后，其它物质受热挥发消散。

其中，该实施例中的亦可适用于室温液态金属，但需要通过冷冻部件保证处于液态金属固态粉末以固体状态铺设在打印基材上，经过液态金属熔印辊的金属转变为液体状态即可。

如图6-7所示，图6是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的结构示例五；图7是本实用新型实施例中的电子电路激光打印机的工艺示例二；在一些实施例中，本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6，还可包括：与所述液态金属熔印辊612配合的刮墨刀613，用以刮除所述液态金属熔印辊612上粘附的液态金属；位于所述刮墨刀613下方的回收盒614，用以收集由所述刮墨刀613刮除的液态金属。该实施例中的刮墨刀和回收盒可以回收液态金属熔印辊上粘附的液态金属，从而避免在附着在熔印辊上持续加热氧化，对后续印刷造成影响，以及氧化程度过度回收价值降低的问题。

针对于室温固态金属而言，本实用新型实施例中的液态金属平面成型机构6还可包括：出料辊621和收料辊622，用以实现液态金属复合料带400出料和收料；其中，所述液态金属复合料400带至少包括：料带基底410和液态金属固态薄膜420；液态金属熔印辊623，用以使接触所述打印基材100的液态金属复合料带400上的液态金属固态薄膜420熔化并使其与打印基材充分接触。其中，液态金属熔印辊应提供大于等于室温固态金属的熔点温度。

该实施例中的液态金属复合料带可以是指带有料带基底和液态金属固态薄膜的双层结构，或者液态金属固态薄膜位于外侧的更多层结构，使用时，由出料辊、收料辊、液态金属熔印辊实现液态金属复合料带的移动，而液态金属复合料带的料带基底的一侧靠近液态金属熔印辊，而液态金属固态薄膜的一侧则靠近打印基材，在打印基材与液态金属复合料带贴合移动到液态金属熔印辊时，由液态金属熔印辊提供温度使复合料带上的液态金属固态薄膜熔化并提供一定的压力使其充分接触打印基材，进而利用打印基材对于液态金属的表面选择性实现液态金属的图案化成型。其中，经过碳粉图案改性后的打印基材上对于液态金属的粘附区域和不粘附区域应满足：粘附区域对于液态金属的粘附力大于料带基底，不粘附区域对于液态金属的粘附力小于料带基底，从而满足液态金属的图案化转移。

其中，该实施例中的亦可适用于室温液态金属，但需要通过冷冻部件保证处于液态金属复合料带上的液态金属处于固态状态，仅经过液态金属熔印辊的金属转变为液体状态即可。

该实施例相比于粉末熔化而言，工艺简单，易于实施，成本低廉，且废料带易于回收再加工。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子电路激光打印机，其特征在于，包括：

感光鼓、以及沿所述感光鼓旋转方向依次环设在所述感光鼓周围的充电辊、激光扫描光路、显影辊和转印辊；

沿打印基材的移动方向设于所述转印辊之后的定影辊、以及设于所述定影辊之后的液态金属平面成型机构；

其中，所述液态金属平面成型机构基于打印基材及其上碳粉图案对液态金属的不同表面选择性，实现液态金属的图案化成型。

2.根据权利要求1所述的电子电路激光打印机，其特征在于，所述液态金属平面成型机构包括：液态金属涂布辊和/或液态金属涂布刷。

3.根据权利要求2所述的电子电路激光打印机，其特征在于，还包括：

挤出式墨管，用以持续向所述液态金属涂布辊输送液态金属；

冷冻部件，用以保持所述挤出式墨管内的液态金属处于固态墨柱；

所述液态金属涂布辊采用加热辊，用以将与其接触的固体墨柱表面部分熔化并转移印刷。

4.根据权利要求2所述的电子电路激光打印机，其特征在于，还包括：

与所述液态金属涂布辊配合的均墨辊，设于所述液态金属涂布辊外围，用以实现所述液态金属涂布辊上粘附的液态金属的平整化。

5.根据权利要求2所述的电子电路激光打印机，其特征在于，还包括：

与所述液态金属涂布辊配合的墨池，用以向所述液态金属涂布辊表面提供液态金属。

6.根据权利要求1所述的电子电路激光打印机，其特征在于，所述液态金属平面成型机构包括：

打印喷头，用以在打印基材上铺设液态金属固态粉末；

液态金属熔印辊，用以使打印基材上的液态金属固态粉末熔化并使其与打印基材充分接触。

7.根据权利要求6所述的电子电路激光打印机，其特征在于，还包括：

与所述液态金属熔印辊配合的刮墨刀，用以刮除所述液态金属熔印辊上粘附的液态金属；

位于所述刮墨刀下方的回收盒，用以收集由所述刮墨刀刮除的液态金属。

8.根据权利要求1所述的电子电路激光打印机，其特征在于，所述液态金属平面成型机构包括：

出料辊和收料辊，用以实现液态金属复合料带出料和收料；

其中，所述液态金属复合料带至少包括：料带基底和液态金属固态薄膜；

液态金属熔印辊，用以使接触所述打印基材的液态金属复合料带上的液态金属固态薄膜熔化并使其与打印基材充分接触。

9.根据权利要求1所述的电子电路激光打印机，其特征在于，所述激光扫描光路由激光器和旋转棱镜配合形成。

10.根据权利要求1所述的电子电路激光打印机，其特征在于，还包括：与所述显影辊配合的碳粉墨盒。

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