喷头装置及喷墨打印设备的制作方法

本申请涉及喷墨打印技术领域，具体涉及一种喷头装置及具有该喷头装置的喷墨打印设备。

背景技术：

喷墨打印装置通过从喷头喷出墨滴，并且喷出后的墨滴落在打印介质或打印平台上以形成目标图像或目标物体，为了提高目标图像或目标物体的打印质量，需要提高打印精度。

而喷头的安装精度是影响打印精度的一个重要因素，因此需要对安装的喷头进行调整使得喷头的形态和位置满足要求，通常需要使得喷头上喷孔列的延伸方向与喷头移动的步进方向平行，或者需要使得不同喷头上的喷孔之间具有特定的位置关系。现有技术中对喷头位置的调整一般为：直接使用弹簧来配合调整构件的移动来实现喷头安装的调整，但是，单独使用弹簧弹性组件会导致结构不紧凑、安装不方便等问题，并且调整过程中的可靠性低。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的问题，本申请的主要目的在于提供一种结构紧凑、便于安装且可靠性高的喷头装置。

为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

本申请提供了一种喷头装置，该喷头装置包括：

喷头底板；

喷头，设置于所述喷头底板；

第一调节构件，设置于所述喷头底板并位于所述喷头的一侧；

弹性构件，包括外壳和弹性组件，所述外壳设置于所述喷头底板并位于所述喷头的另一侧，所述外壳设置有容纳腔，所述容纳腔靠近所述喷头的一端具有开口，所述弹性组件设置于所述容纳腔内并且部分伸出所述开口；

所述第一调节构件和所述弹性构件用于调节所述喷头和所述喷头底板在第二方向上的相对位置；其中，所述喷头的喷孔列延长线方向为第一方向，垂直于所述第一方向的方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向所在的平面与所述喷头底板平行。

优选地，所述外壳与所述第一方向的夹角大于0°且小于或等于90°。

优选地，所述弹性组件包括第一弹性件和移动件，所述第一弹性件设置于所述容纳腔内远离所述开口的一端，所述移动件设置于所述容纳腔内靠近所述开口的一端并且部分伸出所述开口。

优选地，所述外壳的容纳腔的内径大于所述移动件的最大直径，所述开口处的内径小于所述移动件的最大直径。

优选地，所述外壳的外表面设置有螺纹，所述喷头底板设置有第二螺纹孔，所述外壳通过螺纹连接的方式设置于所述第二螺纹孔。

优选地，所述第一调节构件设置为第一调节螺钉，所述喷头底板开设有第一螺纹孔，所述第一调节螺钉通过螺纹连接的方式设置于所述第一螺纹孔。

优选地，所述喷头装置还包括喷头转接板，所述喷头转接板设置于所述喷头底板，所述喷头可拆卸安装于所述喷头转接板。

优选地，所述喷头装置还包括固定构件，所述固定构件用于将所述喷头转接板安装于所述喷头底板，并形成有调节间隙。

优选地，所述喷头装置还包括固定构件，所述固定构件用于将所述喷头安装于所述喷头底板，并形成有调节间隙。

优选地，所述固定构件包括锁紧螺钉，所述喷头或者所述喷头转接板上设置有调节安装孔，所述喷头底板设置有第三螺纹孔，所述锁紧螺钉穿过所述调节安装孔与所述第三螺纹孔螺纹连接，使所述调节安装孔和所述锁紧螺钉之间形成有调节间隙。

优选地，所述固定构件还包括定位件，所述定位件设置于所述喷头或所述喷头转接板远离所述第一调节构件的一端，所述喷头底板上开设有与所述定位件匹配的定位孔。

优选地，所述喷头装置还包括第二调整构件，所述第二调整构件设置于所述喷头底板的一端，用于调整所述喷头与所述喷头底板在所述第一方向上的相对位置。

优选地，所述第二调整构件包括第二调节螺钉，所述第二调节螺钉通过螺纹连接的方式穿设于所述喷头底板远离所述弹性构件的一端；或者，

所述第二调整构件包括第三调节螺钉和第二弹性件，所述第三调节螺钉通过螺纹连接的方式穿设于所述喷头底板的一端，所述第二弹性件套设于所述第三调节螺钉靠近所述喷头的一端。

优选地，所述喷头装置还包括高度调整构件，所述喷头底板安装于所述高度调整构件，通过所述高度调整构件调节所述喷头底板的安装高度。

优选地，所述高度调整构件包括安装架和锁紧件，所述安装架开设有腰孔，所述喷头底板通过所述锁紧件、所述腰孔安装于所述安装架。

优选地，所述喷头装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述喷头沿喷墨打印设备的第一移动轴移动及喷射墨液，以形成打印测试图案，所述打印测试图案用于验证所述喷头安装是否符合要求；

其中，所述打印测试图案包括第一图案和第二图案，所述第一图案为所述喷头的至少一个喷孔在沿所述第一移动轴移动的过程中喷射多个墨滴形成，所述第二图案为所述喷头在静止状态时，所述喷孔所在的喷孔列上的至少两个喷孔分别喷射至少一个墨滴形成。

相应地，本申请还提供了一种喷墨打印设备，该喷墨打印设备包括上述的喷头装置。

本申请的喷头装置包括喷头底板、喷头、第一调节构件和弹性构件，喷头设置于喷头底板，第一调节构件设置于喷头底板并位于喷头的一侧，弹性构件包括外壳和弹性组件，外壳设置于喷头底板并位于喷头的另一侧，外壳设置有容纳腔，该容纳腔靠近喷头的一端具有开口，弹性组件设置于所述容纳腔内并且部分伸出开口。在对喷头与喷头底板在第二方向上的相对位置进行调整时，通过调节第一调节构件的位置，进而带动喷头在第二方向上移动，使弹性组件在容纳腔内沿着外壳的中心线被压缩或伸长，对喷头进行夹持，进而实现对喷头与喷头底板在第二方向上的相对位置的调整。相比于现有技术，本申请将弹性组件安装于外壳的容纳腔内，再将外壳设置于喷头底板，其结构紧凑、安装方便、且调整过程中的可靠性高。

附图说明

图1为本申请实施例的喷头装置的结构示意图。

图2为图1中a处的局部放大图。

图3为本申请实施例的弹性构件的结构示意图。

图4为本申请实施例的喷头底板的结构示意图。

图5a-5b为本申请其他实施例的喷头底板的结构示意图。

图6为本申请实施例的高度调整构件的结构示意图。

图7为本申请实施例的喷头装置在调整过程中打印第一图案的示意图。

图8为本申请实施例的喷头装置在调整过程中打印第二图案的示意图。

图9为本申请另一实施例的喷头底板的结构示意图。

图10为本申请实施例的喷头装置在调整过程中打印第三图案的示意图。

图11为本申请另一实施例的喷头底板的结构示意图。

附图标识：

1、喷头底板；11、安装槽；12、第一螺纹孔；13、第二螺纹孔；14、第三螺纹孔；15、定位孔；16、加热器安装位；2、喷头；20、喷孔；21、调节安装孔；3、第一调节构件；4、弹性构件；41、外壳；411、容纳腔；412、开口；42、第一弹性件；43、移动件；5、固定构件；6、第二调整构件；7、高度调整构件；71、安装架；711、腰孔；8、加热器；9、温度传感器；10、温度控制器；100、第一移动轴；200、第二移动轴。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

需要说明的是，本说明书中，喷头底板或喷头沿喷头的喷孔列延长方向的两个端部称为两端，喷头底板或喷头沿与喷孔列延长线方向垂直的方向的两个端部称为两侧。

本申请的实施例公开了一种喷头装置，请参阅图1所示，该喷头装置包括喷头底板1、喷头2、第一调节构件3、和弹性构件4。喷头2能够相对于喷头底板1在第二方向(第二方向为与喷头的喷孔列的延伸方向垂直的方向，也即图中y方向)上移动，第一调节构件3和弹性构件4分别设置于喷头底板1，并且第一调节构件3和弹性构件4位于喷头2的两侧。在对喷头2与喷头底板1在第二方向上的相对位置进行调整时，调整第一调节构件3的位置，进而带动喷头2在第二方向上移动，使弹性构件4被压缩或伸长，进而对喷头2进行夹持，实现对喷头2与喷头底板1在第二方向上的相对位置的调整。

请参阅图3所示，弹性构件4包括外壳41和弹性组件，弹性组件包括第一弹性件42和移动件43，外壳41内开设有容纳腔411和开口412，开口412和容纳腔411连通，容纳腔411的内径d1大于或等于移动件43的最大直径d，开口412处的内径d2小于移动件43的最大直径d。移动件43设置于容纳腔411内靠近开口412的一端，并且移动件43能够在容纳腔411内移动且部分伸出开口412。第一弹性件42设置于容纳腔411内远离开口412的一端，并且第一弹性件42的一端与容纳腔411的内壁连接，第一弹性件42的另一端与移动件43连接。在移动件43受到外力挤压时，对第一弹性件42产生压力，使得第一弹性件42收缩，移动件43则沿着容纳腔411的中心线方向向容纳腔411内部移动。当施加在移动件43上的外力减小时，第一弹性件42给移动件施加弹性力，使得移动件43沿容纳腔411的中心线方向向容纳腔411的外部移动，通过容纳腔411限制第一弹性件42的变形方向以及移动件43的移动方向，从而提高弹性构件4在调整过程中的可靠性。进一步地，移动件43可以为球体，第一弹性件42为螺旋弹簧。本申请通过将容纳腔411的内径d1设置为大于或等于移动件43的最大直径d，便于移动件43在容纳腔411内移动，而将开口412处的内径d2设置为小于移动件43的最大直径d，能够防止移动件43在移动的过程中脱离出容纳腔411。具体地，可以在容纳腔411的开口412处的内壁设置有凸起，该凸起可以是沿容纳腔411的内侧壁连续形成的环形凸起。更进一步的，外壳41的外表面可以设置有螺纹，使外壳41与喷头底板1能够通过螺纹连接的方式嵌入到喷头底板1的侧壁内，提高弹性构件安装的的稳定性和便捷性，同时也减少了喷头装置的组件的体积。

第一调节构件3可以是第一调节螺钉。请参阅图4所示，喷头底板1开设有安装槽11、第一螺纹孔12和第二螺纹孔13，第一螺纹孔12和第二螺纹孔13均位于喷头底板1的同一端。喷头装置还包括固定构件5，固定构件5可以是锁紧螺钉，喷头底板1开设有第三螺纹孔14，第三螺纹孔14设置有两个，两个第三螺纹孔14沿x方向分别位于安装槽11的两端。喷头2包括喷头本体，喷头本体的两端分别开设有调节安装孔21，调节安装孔21与第三螺纹孔14对应设置，并且调节安装孔21的直径大于第三螺纹孔14的直径，即调节安装孔21的直径大于锁紧螺钉的直径(如图2所示)，使调节安装孔21和锁紧螺钉之间能够形成有调节间隙。

在另一个实施例中，喷头2还包括定位件，定位件设置于喷头本体，喷头底板还开设有定位孔15，定位孔15与定位件对应设置，实现喷头2的初步定位。定位件可以为定位销。组装时，将设置有第一弹性件42和移动件43的外壳41通过螺纹连接的方式穿设于第二螺纹孔13，使开口412朝向喷头底板1的内侧，并使外壳41的中心线方向与第一方向(喷头的喷孔列的延伸方向，即图中x方向，也称喷头的安装方向)呈倾斜设置或垂直设置，即，外壳41的中心线方向与第一方向的夹角大于0°且小于或等于90°。如图5a所示，外壳41倾斜设置于喷头底板1的一端，即第一弹性件42的中心线与第一方向的夹角大于0°且小于90°。或者，如图5b所示，外壳41垂直设置于喷头底板1的一端，即第一弹性件42的中心线与第一方向的夹角等于90°。将喷头2安装于喷头底板1的安装槽11内，将定位件伸入定位孔15内进行定位，将锁紧螺钉经调节安装孔21穿入第三螺纹孔14并与第三螺纹孔14螺纹连接，使喷头2与喷头底板1连接，移动件43抵接于喷头2的一侧。将第一调节螺钉通过螺纹连接的方式设置于第一螺纹孔12，使第一调节螺钉抵接于喷头2的另一侧，喷头2未设置于有定位件的一端则能够在调节间隙的范围中沿y方向做小距离移动。在本实施例中，由于喷头2上定位件及喷头底板1上定位孔15的作用，喷头2整体在第一方向上的位置会保持不变。在对喷头2在第二方向上的位置进行调整时，通过旋转第一调节螺钉即可实现。

在本实施例中，喷头2是直接安装于喷头底板1的安装槽11内。可以理解，在其他实施例中，为了保护喷头在调整过程中不受磨损，以及便于喷头的拆卸和更换，也可以设置有喷头转接板，组装时，先将喷头2可拆卸地安装于喷头转接板，再将喷头转接板通过锁紧螺钉安装于喷头底板1的安装槽内，对喷头2的调整则可以通过对喷头转接板的调整来实现。此时，所述第一调节构件3、弹性构件4、固定构件5均与喷头转接板连接，并且定位件也设置在喷头转接板上，通过旋转第一调节螺钉实现对喷头转接板在第二方向上的位置的调节，进而实现对喷头2在第二方向上的位置的调节。

在本实施例中，喷头底板1开设有两个安装槽11，两个喷头2通过锁紧螺钉分别安装于喷头底板1的两个安装槽11内。可以理解，在其他实施例中，喷头底板1也可以仅开设有一个安装槽11，喷头2通过锁紧螺钉安装于喷头底板1的安装槽11内。

请参阅图6所示，该喷头装置还包括高度调整构件7，高度调整构件7包括安装架71和锁紧件，安装架71包括至少两个侧板，两个侧板相对设置，并且每个侧板均设置有至少一个腰孔711,锁紧件能够在腰孔711内移动。安装时，将喷头底板1设置于两个侧板之间，将锁紧件穿过腰孔711与喷头底板1螺纹连接，进而通过调节锁紧件在腰孔711内的位置，实现对喷头底板1在高度上的调节，即，实现对喷头2在高度上的调节。

请继续参阅图1和图3所示，该喷头装置还包括加热器8、温度传感器9和温度控制器10。喷头底板1开设有加热器安装位16，加热器8安装于加热器安装位16，温度传感器9和温度控制器10分别安装于喷头底板1，温度传感器9用于检测喷头底板1的温度，温度控制器10用于根据温度传感器9检测到的温度控制加热器8的工作。

在其他实施例中，当设置有喷头转接板时，加热器8也可以设置于喷头转接板，温度传感器9也设置于喷头转接板，用于检测喷头转接板的温度。

请参阅图7、图8所示，喷墨打印设备包括第一移动轴100，喷头装置还包括控制器，喷头底板1设置于第一移动轴100，并且喷头底板1能够沿第一移动轴100移动，即喷头2可以沿第一移动轴100移动。控制器用于控制喷头2沿第一移动轴100移动并喷射墨滴形成测试图案。在本实施例中，由于定位件和定位孔15的作用，喷头2在第一方向上的位置是固定不变的，因此，仅需调整喷头2在第二方向上的位置即可，即，仅需调整喷头2的喷孔列平行于第一移动轴100的延长线即可。

具体调节过程包括：

步骤1：将喷头2安装到喷头底板1的安装槽11，通过锁紧螺钉预先固定喷头2；其中，预先固定是指喷头2能够在调节间隙范围内移动。

步骤2：控制器控制喷头2沿第一移动轴100移动，并使得喷头2的至少一个喷孔20基于第一测试图案在移动过程中喷射多个墨滴形成第一图案p1。

步骤3：控制器控制喷头2暂停移动，并使得至少一个喷孔20所在的喷孔列上的至少两个喷孔20基于第二测试图案分别喷射至少一个墨滴形成第二图案p2。

步骤:4：基于第一图案p1和第二图案p2之间的相对位置判断喷头2的喷孔列延长线方向是否平行于第一移动轴100的延长线方向；

步骤5：如果判断不平行，则在调整第一调节构件3后继续执行如上所述的步骤2-4直至判断喷头2的喷孔列延长线方向平行于第一移动轴100的延长线方向；如果判断平行，则锁紧锁紧螺钉以将喷头2固定到喷头底板1，完成喷头2的安装调整。

其中，第一图案始终平行于第一移动轴100，第二图案始终平行于喷孔列的延长线方向(即喷头2的安装方向)，因此，仅需判断第一图案和第二图案之间的倾斜度即可判断喷头的喷孔列的延长线方向和第一移动轴100延长线方向之间的倾斜度，这种测试图案能够直观地表现出喷头安装方向相对于所述第一移动轴的倾斜角度和倾斜的方向，便于用户根据该测试图案直接表现出来的信息进行调节，不需要进行复杂的推算即可大致知道需要调节的方向和需要调节的量，因此能够便于用户进行调节。

基于上述实施例的基础上，本申请还公开了另一种具体的实施方式，请参阅图9所示，本实施例与上述实施例的区别在于，在本实施例中，喷头2未包括定位件，喷头底板1未设置有定位孔15，喷头2相对于喷头底板1既能够在第二方向上移动，也能够在第一方向上移动，即，在调节喷头2相对于喷头底板1的相对位置时，不仅需要调节喷头2在第二方向上的位置，也需要调节喷头2在第一方向上的位置。具体地，喷头装置还包括第二调整构件6，第二调整构件6包括第二调节螺钉，喷头底板1远离弹性构件4的一端开设有第四螺纹孔，第二调节螺钉通过螺纹连接的方式设置于第四螺纹孔，与喷头2的安装方向平行。外壳41的轴向方向与第一方向的夹角大于0°且小于90°，此时，弹性构件4既能配合第一调整构件3调整喷头2在第二方向上的位置，也能配合第二调整构件6调整喷头2在第一方向上的位置。

在对喷头2的位置进行调节时，通过旋转第一调节螺钉，实现对喷头2在第二方向上位置的调节，通过旋转第二调节螺钉，实现对喷头2在第一方向上位置的调节。

请参阅图10所示，喷墨打印设备包括第一移动轴100、第二移动轴200，喷头装置包括控制器，第一移动轴100和第二移动轴200垂直设置，喷头底板1设置于第一移动轴100，并且喷头底板1能够沿第一移动轴100移动，并且第一移动轴100和喷头底板1能够沿第二移动轴200移动，即喷头2可以在第二方向和第一方向上移动。控制器用于控制喷头2沿第一移动轴100移动或沿第二移动轴200移动并喷射墨滴形成测试图案。

在本实施例中，喷头底板1上设置有至少两个喷头2，并且由于未设置有定位件、定位孔，喷头2既可以在第二方向上移动，也可以在第一方向上移动，此时，不仅需要调整喷头2的在第二方向上相对喷头底板1的位置，也需要调整喷头2在第一方向上相对喷头底板1的位置。

因此，在上述实施例的调节步骤的基础上，还包括步骤：使该喷头2沿第二移动轴200移动，并使得每个喷头2上的一个相互对应的喷孔基于第三测试图案喷射多个墨滴形成第三图案p3，相互对应的喷孔是指沿第二方向具有特定位置关系的喷孔，该特定位置关系可以是相互对齐，也可以是具有一定的距离，第三图案至少包括两条分别平行于第二移动轴200的延长线的直线，基于该至少两条直线之间的距离即可判段位于喷头底板1上的至少两个喷头2在其安装方向上的位置是否符合需求。

如上所述的基于图案信息确定喷头2的安装是否满足需求可以是用户自行判断，还可以通过设置图像获取装置来实现自动判断，所述图像获取装置用于获取第一图案p1、第二图案p2和/或第三图案p3的图像信息，并将获取的图像信息发送给控制器，控制器基于图案信息判断第一图案p1和第二图案p2之间是否存在倾斜角以及倾斜角的角度信息，和/或判断第三图案p3中的至少两条直线之间的距离信息，当判断第一图案p1和第二图案p2之间存在倾斜角，和/或第三图案p3中的至少两条直线之间的距离不满足需求时，发出继续调整喷头2的指示，并基于倾斜角的角度信息和/或距离信息计算出需要调整的调整量，以指示用户根据所述调整量进行调整，从而便于调整的准确度，无需反复多次调整；并且，当判断所述第一图案p1和第二图案p2之间不存在倾斜角，和/或第三图案p3中的至少两条直线之间的距离满足需求时，发出调整完毕的指示。

基于上述实施例的基础上，本申请还公开了另一种具体实施例方式，请参阅图11所示，在本实施例中，喷头2未包括定位件，喷头底板1未设置有定位孔，喷头2相对于喷头底板1既能够在第二方向上移动，也能够在第一方向上移动。

具体地，第二调整构件6包括第三调节螺钉和第二弹性件，喷头底板1的一端开设有第五螺纹孔，第三调节螺钉通过螺纹连接的方式设置于第五螺纹孔，第二弹性件在第三调节螺钉穿过第五螺纹孔后套设于第三调节螺钉。

在其他的实施例中，喷头2可以通过喷头转接板安装在喷头底板1，并且，喷头转接板未包括定位件，喷头底板1未设置有定位孔15，此时，可以通过喷头转接板相对于喷头底板1在第一方向和第二方向上的移动来调整喷头2相对于喷头底板1在第二方向和第一方向上的位置，具体的调整过程和上述过程一致，此处不再予以赘述。

需要说明的是，调节构件的具体结构并不仅限于上述的调节螺钉，或调节螺钉和弹性件组件，还可以是其他任意的能够和弹性构件4配合来调整喷头2在第二方向和/或第一方向的位置的结构，例如，当喷头装置包括三个或更多个喷头2时，为了便于第一调节构件3的安装和调整，第一调节构件3还可以是沿第一方向安装的并且可以在第一方上移动的调整块，调整块具有与喷头2或喷头转接板侧壁配合的楔形面，从而通过调整块在第一方向上的移动来调整喷头2或者喷头转接板在第二方向上的位置，即，用户可以根据实际需求选择结构更为简单、调整更为方便的第一调节构件；第二调节构件也可以是其他能够调整喷头2或喷头转接板在第一方向上的位置的结构。

相应地，本申请的实施例还公开了一种喷墨打印设备，该喷墨打印设备包括上述的喷头装置和第一移动轴100，喷头装置设置在第一移动轴100上，喷头装置能够通过调节喷头的位置，使喷头的安装方向与第一移动轴100平行，或者，喷墨打印机还可以包括与第一移动轴100垂直的第二移动轴200，第一移动轴100可沿第二移动轴200移动，其中，喷墨打印机还包括控制器，喷墨打印机的控制器用于控制打印工作、打印头清洗工作等，并且，喷墨打印机的控制器还可以用于控制喷头2打印如上述的第一图案、第二图案和/或第三图案，即喷头装置可以不包括控制器，而直接由喷墨打印机的控制器进行控制。

进一步的喷墨打印设备还可以包括图像获取装置，图像获取装置和控制器电连接，用于获取打印过程中打印件的图像信息，以监控打印工作，因此，喷墨打印设备的图像获取装置也可以代替喷头装置的图像获取装置来获取所述第一图案、第二图案和/或第三图案的图像信息，即喷头装置不需要再另外设置图像获取装置，而是通过喷墨打印设备中设置的图像获取装置来实现测试图案的图像信息的获取。

其中喷墨打印设备可以是二维喷墨打印机，也可以是三维喷墨打印机。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。