打印機(jī)噴頭及其中具有超疏水性能過(guò)濾板制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種打印機(jī)噴頭及其中具有超疏水性能過(guò)濾板制造方法。該打印機(jī)噴頭包括：殼體，殼體的頂部設(shè)有進(jìn)墨孔、底部設(shè)有至少兩個(gè)噴嘴，殼體內(nèi)設(shè)置有壓電元件，壓電元件將殼體內(nèi)部分隔為上、下設(shè)置的液體腔室和壓力腔室，液體腔室與進(jìn)墨孔相連通，壓力腔室與噴嘴相連通，且壓電元件上開(kāi)設(shè)有第一導(dǎo)流孔；還包括設(shè)置在液體腔室內(nèi)的脫氣層，脫氣層包括分殼體和過(guò)濾板，且過(guò)濾板與分殼體之間形成用于存儲(chǔ)氣泡的容置空腔；且在脫氣層上還貫穿開(kāi)設(shè)有第一導(dǎo)流孔的第二導(dǎo)流孔。本發(fā)明的打印機(jī)噴頭，實(shí)現(xiàn)了對(duì)墨水中氣泡的過(guò)濾，減少了進(jìn)入到壓力腔室的墨水中的氣泡，使墨水可以充滿壓力腔室，提高了噴頭的噴射性能。
【專利說(shuō)明】打印機(jī)噴頭及其中具有超疏水性能過(guò)濾板制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像形成裝置，尤其涉及一種打印機(jī)噴頭其具有超疏水性能過(guò)濾板制 造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓電式噴墨打印頭利用壓電材料變形產(chǎn)生的壓力噴射墨水。打印頭內(nèi)部一般被壓 電元件分隔為壓力腔室和液體腔室，液體腔室設(shè)有供墨水流入的進(jìn)墨孔，壓力腔室則設(shè)有 多個(gè)噴嘴；墨水由進(jìn)墨口進(jìn)入液體腔室后經(jīng)供液通道流入壓力腔室，并在壓電片的變形驅(qū) 動(dòng)下促使墨由噴嘴中噴出。
[0003] 打印頭中的壓力腔室需充滿墨水才能滿足打印質(zhì)量要求，若液體腔室中的墨水 中溶解的空氣或其他氣體，這些氣體再由于溫度的升高或者其他因素成長(zhǎng)為氣泡，就會(huì)導(dǎo) 致壓力腔室中的墨水中混有氣泡，從而便會(huì)降低打印頭的噴射性能，并且，一旦氣泡進(jìn)入噴 嘴，還很容易發(fā)生噴嘴堵塞，造成墨水不能正確噴出、無(wú)法正確打印圖像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供一種用于打印機(jī)噴頭及其中具有超疏水 性能過(guò)濾板制造方法，以降低液體腔室中混雜墨水的氣體，保證打印頭的噴射性能。
[0005] 本發(fā)明提供一種打印機(jī)噴頭，包括：殼體，所述殼體的頂部設(shè)有供墨水流入的進(jìn)墨 孔，所述殼體的底部設(shè)有至少兩個(gè)用于將墨水噴出的噴嘴，所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電元件，所 述壓電元件將殼體內(nèi)部分隔為上、下設(shè)置的液體腔室和壓力腔室，所述液體腔室與所述進(jìn) 墨孔相連通，所述壓力腔室與所述噴嘴相連通，且所述壓電元件上開(kāi)設(shè)有連通液體腔室和 壓力腔室的第一導(dǎo)流孔；其特征在于，還包括設(shè)置在所述液體腔室內(nèi)的脫氣層，所述脫氣層 包括分殼體和過(guò)濾板，所述分殼體上形成有頂部開(kāi)口的容置凹槽，且所述過(guò)濾板與所述分 殼體之間形成用于存儲(chǔ)氣泡的容置空腔；且在所述脫氣層上還貫穿開(kāi)設(shè)有用于將由進(jìn)墨孔 流入的墨水流引流至所述第一導(dǎo)流孔的第二導(dǎo)流孔。
[0006] 本發(fā)明還提供上述打印機(jī)噴頭中具有超疏水性能過(guò)濾板制造方法，包括：
[0007] 形成孔徑直徑在微米至納米級(jí)之間的金屬網(wǎng)；
[0008] 將所述金屬網(wǎng)放入盛有4mol/L鹽酸溶液的玻璃瓶中，浸泡第一時(shí)間；
[0009] 將浸泡過(guò)的所述金屬網(wǎng)在盛有無(wú)水乙醇溶液的容器中浸泡第二時(shí)間，再在盛有丙 酮溶液的容器中浸泡第二時(shí)間；
[0010] 取出浸泡過(guò)的所述金屬網(wǎng)，將所述金屬網(wǎng)經(jīng)超聲波震蕩儀震蕩處理；
[0011] 用去離子水反復(fù)沖凈金屬網(wǎng)表面，用氮?dú)飧稍铮?br> [0012] 將所述金屬網(wǎng)浸泡在0. 01mol/L的正十四酸的乙醇溶液中，在室溫下浸泡3?5 天，使金屬網(wǎng)表面形成超疏水物質(zhì)。
[0013] 本發(fā)明提供的打印機(jī)噴頭及其中具有超疏水性能過(guò)濾板制造方法，通過(guò)在液體腔 室中設(shè)置具有超疏水性能的過(guò)濾板，可有效吸附墨水中的氣泡，實(shí)現(xiàn)對(duì)墨水中氣泡的過(guò)濾， 且不影響墨水的流動(dòng)，從而有效減少了進(jìn)入到壓力腔室的墨水中的氣泡，使得墨水可以充 滿壓力腔室，提高了噴頭的噴射性能，并且，還可以有效避免氣泡堵塞噴嘴，進(jìn)一步保障了 圖像打印的順利進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明打印機(jī)噴頭一實(shí)施例的組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為圖1的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為圖1的另一視角分體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4為圖1中脫氣層的分體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明打印機(jī)噴頭另一實(shí)施例中脫氣層的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019] 圖6是圖5的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖7A為在視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x上拍攝到的、在0ms、l. 09ms、2. 19ms、3. 29ms、 8. 21ms及164. Ims時(shí)刻氣泡相對(duì)于過(guò)濾板位置的照片；
[0021] 圖7B為在視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x上拍攝到的、在Os、7. 74s、12. 62s、12. 82s、 15. 36s、15. 87s、15. 91ms及15. 92s時(shí)刻氣泡相對(duì)于過(guò)濾板位置的照片。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 圖1為本發(fā)明打印機(jī)噴頭一實(shí)施例的組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的分解結(jié)構(gòu)示 意圖；圖4為圖1中脫氣層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的另一視角分體結(jié)構(gòu)示意圖；請(qǐng)參照 圖1-4,本實(shí)施例提供的打印機(jī)噴頭包括：殼體10,殼體10的頂部設(shè)有供墨水流入的進(jìn)墨 孔102,殼體10的底部設(shè)有至少兩個(gè)用于將墨水噴出的噴嘴101，殼體10內(nèi)設(shè)置有壓電元 件3,壓電元件3將殼體內(nèi)部分隔為上、下設(shè)置的液體腔室和壓力腔室32,液體腔室與進(jìn)墨 孔102相連通，壓力腔室32與噴嘴101相連通，且壓電元件3上開(kāi)設(shè)有連通液體腔室和壓 力腔室32的第一導(dǎo)流孔33 ;本實(shí)施例的打印機(jī)噴頭還包括設(shè)置在液體腔室內(nèi)的脫氣層2， 脫氣層2包括分殼體21和過(guò)濾板22,分殼體21上形成有頂部開(kāi)口的容置凹槽23,且過(guò)濾 板22與分殼體21之間形成用于存儲(chǔ)氣泡的容置空腔26 ;且在脫氣層2上還貫穿開(kāi)設(shè)有用 于將由進(jìn)墨孔102流入的墨水流引流至第一導(dǎo)流孔33的第二導(dǎo)流孔27。具體地，噴嘴101 可以為開(kāi)設(shè)在殼體10底部的通孔，且噴嘴的數(shù)量可以為多個(gè)，并可直線排列。壓電元件3 可以水平設(shè)置在殼體10內(nèi)，以將殼體10的內(nèi)部空腔分成上部的液體腔室和下部的壓力腔 室32,以通過(guò)壓電元件3的變形驅(qū)動(dòng)壓力腔室32內(nèi)的墨水噴出；其中壓力腔室32中可以 形成多個(gè)互相通槽，這些通槽均與第一導(dǎo)流孔33底端相連通，以供墨水經(jīng)這些通槽后由噴 嘴101噴出。
[0023] 進(jìn)一步地，脫氣層2可以包括分殼體21和過(guò)濾板22,分殼體21可以固定設(shè)置在壓 電元件3上方，且其底面可以與壓電元件3頂面接觸，分殼體21的頂面可凹陷形成上述容 置凹槽23 ;過(guò)濾板22可以為一平板，過(guò)濾板22可固定覆蓋在該容置凹槽的開(kāi)口處（即過(guò)濾 板22位于容置凹槽23的上方)，使得過(guò)濾板22連同容置凹槽23的側(cè)壁和底面共同圍成一 容置空腔26,此時(shí)，該容置空腔26位于過(guò)濾板22的下方。
[0024] 需要說(shuō)明的是，過(guò)濾板22的超疏水性能是指，可以使氣泡由過(guò)濾板一側(cè)表面通 過(guò)、并附著在背離一側(cè)表面上，同時(shí)卻會(huì)阻斷墨水通過(guò)過(guò)濾板，即，該過(guò)濾板22可以濾去墨 水中的氣泡。
[0025] 在這里，本發(fā)明各實(shí)施例提及的過(guò)濾板22可為經(jīng)超疏水處理過(guò)的金屬網(wǎng)；例如， 可以為銅、銹鋼、鋁或鋅制成的網(wǎng)狀薄片，優(yōu)選地，當(dāng)采用銅網(wǎng)時(shí)，用于編制銅網(wǎng)的銅絲的直 徑可以為100?600nm，形成的銅網(wǎng)上的網(wǎng)孔則可以為500?900nm。當(dāng)然，金屬網(wǎng)上的孔 徑還可更大一些，一般而言，金屬網(wǎng)上的孔徑可在微米級(jí)到納米級(jí)之間。
[0026] 上述金屬網(wǎng)經(jīng)超疏水處理后即可成為具有超疏水性能的過(guò)濾板22。下面以銅絲 的直徑為100?600nm、網(wǎng)孔則可以500?900nm銅網(wǎng)為例，詳細(xì)說(shuō)明超疏水處理的具體過(guò) 程：
[0027] 首先將銅網(wǎng)在4mol/L的鹽酸中浸泡第一時(shí)間，其中第一時(shí)間可以為2min，以去除 表面的氧化物及雜質(zhì)。
[0028] 然后，浸泡過(guò)的銅網(wǎng)在盛有無(wú)水乙醇溶液的容器中浸泡第二時(shí)間，再在盛有丙酮 溶液的容器中第二時(shí)間；優(yōu)選地，第二時(shí)間可以為l〇min。再將上述銅網(wǎng)經(jīng)超聲振蕩處理 5min〇
[0029] 用去離子水反復(fù)沖凈，用強(qiáng)氮?dú)飧稍铮?br> [0030] 最后，將洗凈的銅網(wǎng)浸入0.01mol/L的正十四酸的乙醇溶液中，在室溫下(約 25°C )浸泡3?5天后，使銅網(wǎng)表面形成朝疏水物質(zhì)。之后，可用無(wú)水乙醇和去離子水多次 淋洗，在自然干燥即可。
[0031] 上述處理過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為最后一步中、銅與正十四酸(分子 式為CH3(CH2)12COOH)發(fā)生反應(yīng)，并形成布滿與銅網(wǎng)表面的肉豆蘧酸銅，其分子式為 CutCH3 (CH2)12COOl20
[0032] 經(jīng)上述超疏水處理后，構(gòu)成銅網(wǎng)的銅絲直徑可從115nm增大至300nm，而銅網(wǎng)的孔 徑則縮小為600nm ;且覆蓋于銅絲表面的Cu[CH3(CH2)12C00]2是一種具有疏水性質(zhì)的疏水基 團(tuán)，這種疏水基團(tuán)與具有微米或納米級(jí)孔徑的銅網(wǎng)表面接合，則可使銅網(wǎng)具備超疏水性能， 即能夠捕捉并轉(zhuǎn)移氣泡。
[0033] 經(jīng)超疏水處理后的金屬網(wǎng)捕捉氣泡的具體原理如下，氣泡的粘附過(guò)程可以抽象為 固-氣界面取代固-液界面的過(guò)程。固體、氣體、液體表面自由能的大小決定了氣泡能否粘 附在銅網(wǎng)上。根據(jù)楊氏方程：
[0034] Y sv- Y si= Y ivcos 0 ,
[0035] 其中，Y sv，Y sl，Y lv分別代表固氣、固液、液氣界面的自由能；
[0036] 0為接觸角；
[0037] 對(duì)于親液的固體，接觸角0〈90°，cos 0 >0,固-氣表面的自由能增加，即表 面張力增加，液體表面收縮，導(dǎo)致固體與氣體的接觸面接變??；對(duì)于疏液的固體，接觸角 0 >90°，cos 0〈〇，固-氣表面的自由能降低，即表面張力降低，液體表面張開(kāi)，固體與氣 體的接觸面接變大，即氣泡更易被固體表面捕獲。而本實(shí)施例中的附著在銅網(wǎng)表面上的 Cu [CH3 (CH2) 12C00]2即為上述疏液物質(zhì)，因而使得氣泡趨向于移向銅網(wǎng)的表面并粘附在銅網(wǎng) 表面。
[0038] 隨著銅網(wǎng)捕捉的氣泡增多時(shí)，液體及氣泡會(huì)發(fā)生流動(dòng)，固氣、固液、液氣界面的接 觸角發(fā)生變化，即此時(shí)的接觸角稱為滾動(dòng)接觸角0X。脫氣層內(nèi)部疏液固體與親液固體兩側(cè) 的壓差也發(fā)生變化。
[0039] 由上述楊氏方程得：
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種打印機(jī)噴頭，包括：殼體，所述殼體的頂部設(shè)有供墨水流入的進(jìn)墨孔，所述殼體 的底部設(shè)有至少兩個(gè)用于將墨水噴出的噴嘴，所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電元件，所述壓電元件 將殼體內(nèi)部分隔為上、下設(shè)置的液體腔室和壓力腔室，所述液體腔室與所述進(jìn)墨孔相連通， 所述壓力腔室與所述噴嘴相連通，且所述壓電元件上開(kāi)設(shè)有連通液體腔室和壓力腔室的第 一導(dǎo)流孔；其特征在于，還包括設(shè)置在所述液體腔室內(nèi)的脫氣層，所述脫氣層包括分殼體和 過(guò)濾板，所述分殼體上形成有頂部開(kāi)口的容置凹槽，且所述過(guò)濾板與所述分殼體之間形成 用于存儲(chǔ)氣泡的容置空腔；且在所述脫氣層上還貫穿開(kāi)設(shè)有用于將由進(jìn)墨孔流入的墨水流 引流至所述第一導(dǎo)流孔的第二導(dǎo)流孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述過(guò)濾板為經(jīng)超疏水處理過(guò)的 金屬網(wǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述金屬網(wǎng)上的孔徑在微米級(jí)到 納米級(jí)之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述過(guò)濾板固定設(shè)置于所 述容置凹槽上方。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述過(guò)濾板為一平板，所述過(guò)濾板 固定覆蓋在所述容置凹槽的開(kāi)口上，所述容置空腔位于所述過(guò)濾板的下方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述過(guò)濾板下方還設(shè)置有支撐板， 所述支撐板的周圍與所述分殼體固定連接，且所述支撐板上開(kāi)設(shè)多個(gè)供所述氣泡通過(guò)的氣 泡孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述第二導(dǎo)流孔的孔口在所述 殼體頂部的投影與所述進(jìn)墨孔相距第一距離，且所述過(guò)濾板位于所述進(jìn)墨孔下方、且位于 所述第二導(dǎo)流孔朝向所述進(jìn)墨孔的一側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述殼體呈長(zhǎng)方體狀，所 述進(jìn)墨孔開(kāi)設(shè)在所述殼體的頂面上，所述至少兩個(gè)噴嘴沿所述殼體的寬度方向排列在所述 殼體的底面上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述過(guò)濾板固定設(shè)置于所 述容置凹槽內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述分殼體包括分底板和形成于 所述分底板邊緣的、垂直于所述分底板的分側(cè)壁，所述分底板和分側(cè)壁圍成所述容置凹槽； 所述過(guò)濾板垂直設(shè)置在所述分底板上，且所述過(guò)濾板在所述分側(cè)壁內(nèi)圍成一封閉環(huán)狀，所 述容置空腔圍設(shè)在所述過(guò)濾板的周圍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的打印機(jī)噴頭，其特征在于，所述第二導(dǎo)流孔開(kāi)設(shè)在所述分 底板上。
12. -種制造權(quán)利要求1-11任一所述的打印機(jī)噴頭中的具有超疏水性能的過(guò)濾板的 方法，其特征在于，包括： 形成孔徑直徑在微米至納米級(jí)之間的金屬網(wǎng)； 將所述金屬網(wǎng)放入盛有4mol/L鹽酸溶液的玻璃瓶中，浸泡第一時(shí)間； 將浸泡過(guò)的所述金屬網(wǎng)在盛有無(wú)水乙醇溶液的容器中浸泡第二時(shí)間，再在盛有丙酮溶 液的容器中浸泡第二時(shí)間； 取出浸泡過(guò)的所述金屬網(wǎng)，將所述金屬網(wǎng)經(jīng)超聲波震蕩儀震蕩處理； 用去離子水反復(fù)沖凈金屬網(wǎng)表面，用氮?dú)飧稍铮? 將所述金屬網(wǎng)浸泡在0. Olmol/L的正十四酸的乙醇溶液中，在室溫下浸泡3?5天,使 金屬網(wǎng)表面形成超疏水物質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C23C22/02GK104325793SQ201310309688
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】孫莎, 周毅 申請(qǐng)人:珠海納思達(dá)企業(yè)管理有限公司