本發(fā)明屬于噴墨打印，又屬于印染領域，涉及一種可用于高速印染的噴墨打印頭結構，特別是一種高速噴涂用連續(xù)式噴墨打印頭。

背景技術：

1、噴墨打印是一種將墨水液滴經(jīng)過打印頭噴射到打印面上，形成打印圖案的一種打印技術。噴墨打印成本低，性價比高，是人們最慣用的打印方式之一。噴墨打印的主要應用場景在于打印圖形，當前的發(fā)展方向都集中在追求圖形的清晰度和精度，為了獲得更加清晰精致的圖形線條效果，開發(fā)者們一直致力于開發(fā)分辨率更高的產(chǎn)品，從早年分辨率的100dpi，到目前的1600dpi乃至更高。更高的分辨率需要在相同的打印頭尺寸內(nèi)，設計更多的噴孔，使噴孔更加細密，因此當前噴墨打印機的發(fā)展朝著噴孔尺寸更小、單次出墨量更少的方向發(fā)展。

2、上述的高分辨率噴墨打印頭用于圖形打印時，固然可以提高線條的清晰度，但是墨點出墨量的減小必然伴隨著不均勻，當圖案線條與背景色差異大時，線條之間的色彩差異肉眼并不明顯，然而一旦用于大面積的染色，相鄰色塊之間極小的色彩就尤為明顯，因此，當前的噴墨打印機無法直接用于染色。

3、噴墨打印頭的供墨有連續(xù)式和按需式，現(xiàn)行的噴墨打印頭以按需式為主，現(xiàn)行的幾種噴墨打印頭用于染色時均存在無法克服的缺陷。具體如下：

4、連續(xù)式的噴墨打印頭采用穩(wěn)定的壓力源，用于提供持續(xù)穩(wěn)定的出墨動力，出墨量穩(wěn)定，然而現(xiàn)有的連續(xù)式噴頭打印頭采用電荷偏轉的形式來控制每個墨點的出墨，即噴孔側方設置控制器，出墨的墨點攜帶靜電，通過控制器對不需要出墨的噴孔處的墨點進行吸引偏轉，讓墨點走入岔道進行回收，因此連續(xù)式噴墨打印頭墨孔側方設置額外的控制裝置，其打印頭的噴孔只能單排設置，一旦設置多排噴孔，相鄰排的噴孔控制會紊亂。

5、按需式的噴墨打印頭主要有兩種，一種為發(fā)泡式噴墨打印，利用高溫加熱是壓力腔內(nèi)產(chǎn)生氣泡，從而提高壓力腔內(nèi)的壓力，將墨水從噴孔中擠出，這種通過加熱發(fā)泡產(chǎn)生壓力的形式，氣泡形式并不完全可控，每一次氣泡的產(chǎn)生均存在細微差異，因此，不僅同一時間不同噴孔之間噴孔出墨存在差異，而且同一噴孔的不同時間的出墨量也存在差異，均勻性無法保證。第二種為壓電式，采用通電可彎曲變形的壓電陶瓷片作為壓力源，通過壓電陶瓷片的變形擠壓壓力腔中的墨水實現(xiàn)噴孔出墨，這種方式同樣存在壓電陶瓷片材質(zhì)、變形程度的差異，同樣在不同噴孔之間存在差異，同一噴孔的多次出墨也存在差異。因此，按需式的噴墨打印用于圖案印花時，與背景色襯托下，線條色彩還不明顯，但是一旦用于大面積染色，墨水的不均勻會極為明顯。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是解決現(xiàn)有的噴墨打印頭極致追求分辨率，單次出墨量小，且出墨量不穩(wěn)定，用于大面積的染色不僅效率低、而且極易產(chǎn)生顏色不均勻，不適合大規(guī)模染色中應用的問題，提供一種高速噴涂用連續(xù)式噴墨打印頭，出墨量大且均勻，并可以連續(xù)穩(wěn)定運行，可以適用于大批量的面料染色，與傳統(tǒng)染缸浸染、長車軋染相比，不僅可以精準控制染液用量，提高染液利用率，節(jié)約大量的水資源，減少廢水排放，而且大大降低能耗，節(jié)能環(huán)保，綠色低碳。

2、本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高速噴涂用連續(xù)式噴墨打印頭，包括襯底，襯底表面設置有至少一個芯片，

3、單個芯片為非拼接的整體結構，芯片表面開設有若干噴孔，所述芯片背面開設至少一個壓力腔，所述噴孔與所述至少一個壓力腔連通；

4、所述襯底是非拼接的整體結構，襯底內(nèi)設置流道，襯底的背面或側面設置進墨口，所述流道與所述進墨口連通，所述流道與所述壓力腔連通；

5、所述噴孔沿第一方向均勻排開，噴孔沿第一方向的最小間距為p；

6、所述噴孔直徑為d，并且滿足d2/p>3.0微米。

7、本裝置中，開創(chuàng)性的將噴墨印染的打印方式，應用于大面積面料的染色。本裝置與當前的噴墨打印發(fā)展方向相比，反常規(guī)的采用降低分辨率，提高單一噴孔出墨量的方式，以確保單次出墨量的微小波動不會產(chǎn)生明顯色差，采用大直徑的噴孔出墨，可以適應連續(xù)高速的面料染色，出墨量大且均勻，相比傳統(tǒng)的染缸浸染、長車軋染，可以精準控制每平方面料的染料用量，提高染料利用率，節(jié)約水資源，減少廢水排放，相比傳統(tǒng)染色方式的大用水量，以及反復固色水洗烘干，可以大大減少染色過程中的能耗。本裝置的打印噴頭，可以進一步拓展到玻璃、光伏板等平面的批量大面積高速印染。本裝置在盡可能增加噴孔直徑的同時，也盡可能的保證了噴孔設置的密度，不僅保證單孔出墨量，而且盡可能的減少墨點間距，提高噴涂的均勻性。

8、作為優(yōu)選，所述噴墨打印頭為不含液滴偏轉裝置的連續(xù)式噴墨打印頭。本裝置的噴墨打印頭用于連續(xù)式噴墨打印的壓力源，但是因為是全面積的染色，而非圖案印染，因此無需電荷偏轉裝置控制回收墨點，在高速噴涂染色的使用場景中簡化了連續(xù)式噴墨打印頭的控制結構。

9、作為優(yōu)選，所述噴孔直徑d和最小噴孔間距p滿足關系d2/p>6.0微米。

10、作為優(yōu)選，所述噴孔、所述壓力腔以及所述流道之間沿與芯片表面垂直方向直通，無固體結構遮擋。保證墨水在噴出路徑上的順暢無阻擋，從而讓單孔出墨壓力穩(wěn)定，也讓不同的噴孔之間的壓力均勻平衡。

11、作為優(yōu)選，所述芯片至少包含一個噴孔材料層和一個壓力腔材料層，所述噴孔貫穿所述噴孔材料層，所述壓力腔貫穿所述壓力腔材料層；所述噴孔材料層厚度小于所述噴孔直徑的2倍。噴孔材料層的厚度限制與噴孔直徑相關，且保持比較小的厚度，避免噴孔的孔長過大，流阻過大，影響出墨量且導致出墨不均勻。

12、作為優(yōu)選，所述噴孔材料層包含單層或多層材料，所述噴孔材料層材料為硅、或氧化物、或金屬、或陶瓷、或su-8、或polyimide；所述壓力腔材料層包含單層或多層材料，所述壓力腔材料層材料為硅、或玻璃、或不銹鋼、或陶瓷、或高分子材料。su-8為su-8光刻膠材料，polyimide為聚酰亞胺材料。當噴孔材料層和壓力腔材料層為不同材料時，噴孔材料層和壓力腔材料層分別從外側開始開孔至界面處。當噴孔材料層和壓力腔材料層為同一種材料時，在噴孔材料層和壓力腔材料層之間設置中間隔層，中間隔層與噴孔材料層和壓力腔材料層的材料均不同，噴孔材料層和壓力腔材料層分別從外側開始開孔至中間隔層后，再將中間隔層從噴孔材料層一側打通。

13、作為優(yōu)選，所述芯片表面，噴孔的內(nèi)表面、所述壓力腔的內(nèi)表面、所述襯底流道和進墨口的內(nèi)表面具有耐腐蝕涂層，涂層厚度大于50nm。而傳統(tǒng)的噴墨打印頭追求分辨率，通常不具備防腐蝕性能，因此只能選擇中性墨水，成本更高，色牢度也不佳。本裝置可以使用一些酸、堿性的腐蝕性墨水，以面料印染為例，為了使圖案和面料有更好的色牢度，印染過程中通常需要采用固色劑對印染面進行處理，而固色劑通常為堿性，具有腐蝕性。本裝置在噴墨打印頭內(nèi)部及表面與墨水存在直接接觸的部位均設置耐腐蝕涂層，可以直接使用帶有固色劑的墨水。

14、作為優(yōu)選，所述噴孔沿第一方向排列的總長度為x1，所述流道沿第一方向的長度為x2，流道中點和噴孔排列段的中點對齊，并且滿足x2-x1>1mm。流道的兩端長于噴孔的分布總長度，避免兩端噴孔對應的流道位置的流體速度場左右嚴重不對稱，造成墨滴斜噴。

15、作為優(yōu)選，所述噴孔與所述壓力腔一一對應，所述噴孔具有與芯片表面垂直的第一對稱中心，噴孔對應的所述壓力腔具有與芯片表面垂直的第二對稱中心，所述第一對稱中心與第二對稱中心重疊。

16、作為另一種優(yōu)選方案，所述噴孔與所述壓力腔一一對應，所述噴孔具有與芯片表面垂直的第一對稱中心，噴孔對應的所述壓力腔具有與芯片表面垂直的第二對稱中心，位于芯片兩端的若干個噴孔的第一對稱中心相比第二對稱中心錯開，其余噴孔的第一對稱中心與第二對稱中心重疊。通過噴孔相對于壓力腔的錯位設置，補償兩端噴孔對應的流道位置的流體速度場左右不對稱，避免墨滴斜噴。通常來說，靠芯片端部的噴孔的第一對稱中心相比第二對稱中心為在第一方向朝向芯片中心的一側偏置，且越靠近端部的噴孔，偏置距離越大。噴孔與壓力腔偏置的位置，噴孔間距保持不變，壓力腔錯位設置。

17、作為優(yōu)選，單一芯片上的噴孔沿與第一方向垂直的第二方向上呈n行排列，n為大于1的整數(shù)，同一行的噴孔的間距為m，相鄰行的噴孔依次沿第一方向朝同一側錯位、錯位距離為間距p＝m/n?；谏鲜龊喕诉B續(xù)式噴墨打印頭的控制結構，本裝置可以在使用連續(xù)式噴墨打印壓力源的同時，設計多行噴孔，利用多行噴孔的錯位設計，既保證噴孔的直徑足夠大，出墨量足夠多，又保證了足夠的分辨率(噴孔密度)，提高染色的均勻性。

18、作為優(yōu)選，相鄰行的噴孔依次沿第二方向均勻排開，行間距為h,并且滿足h<1mm。當噴孔多行設置時，相鄰行噴孔的間距不宜過大。

19、作為優(yōu)選，所述壓力腔與所述流道之間設置有過濾層，所述過濾層均勻設置有濾孔，所述濾孔的直徑不超過所述噴孔直徑d；所述過濾層的厚度小于所述噴孔直徑d。過濾層的設置可以將墨水中的大顆粒物質(zhì)過濾掉，避免堵塞噴孔，單個壓力腔對應設置多個濾孔，部分濾孔堵塞不影響過濾腔壓力。

20、作為優(yōu)選，所述壓力腔與芯片表面平行方向的截面為長型孔；所述壓力腔截面長型孔包括一個長軸方向和一個與長軸方向垂直的短軸方向，所述長軸方向與所述第一方向垂直；所述壓力腔截面長型孔長軸方向的長度為l、短軸方向的長度為w，滿足l>w且w/d>1.5。壓力腔采用長孔設置，充分利用有限的空間增加壓力腔的截面，使噴孔壓力穩(wěn)定。

21、本發(fā)明采用在盡可能增大噴孔直徑的同時，確保了噴孔具有足夠的分布密度，噴孔出墨量大且均勻，并可以連續(xù)穩(wěn)定運行，可以適用于大批量的面料染色，與傳統(tǒng)染缸浸染、長車軋染相比，不僅可以精準控制染液用量，提高染液利用率，節(jié)約大量的水資源，減少廢水排放，而且大大降低能耗，節(jié)能環(huán)保，綠色低碳。