CN100515778C - 喷头调整机构及其调整方法以及使用该喷头调整机构的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用喷头的设备的喷头调整机构及其调整方法以及使用该喷头调整机构的设备。所述喷头调整机构包括喷头、连接框和底板，喷头与连接框相固定，并采用偏心螺钉和定位销的配合来调整喷头的旋转位置，并通过角度调整压簧进行回位调整；安装有喷头的连接框插入到底板上设置的安装孔中，连接框通过调整螺钉及调整螺钉上套装的压簧调整喷头和连接框在底板中的位置。本发明通过在机械结构方面进行调整，达到了调整简单、调整精度高的目的。

Description

喷头调整机构及其调整方法以及使用该喷头调整机构的设备

技术领域

本发明涉及一种喷头调整机构及其调整方法，以及使用该喷头调整机构的设备。

背景技术

由于数码印刷技术的实时性、便捷性和经济性逐渐被人们接受，数码印刷技术的应用也越来越广泛。作为数码印刷技术中重要组成部分的喷墨印刷技术，凭借其自身独特的优势，如无接触，无压力，介质的广泛适应性，低成本等，被广泛的应用到广告业，印染业，包装业等。喷墨印刷技术的核心------喷头，更被拓展至电子业，药业等行业的应用中。

喷头通常指喷墨打印头，喷头上有许多极其微小的小孔，称之为喷嘴，墨水由喷嘴高速喷射而出。喷头的喷射方式包括压电式和热发泡式。任何应用喷头的设备，为了保证其喷射点的落点位置准确，均需精确调节喷头之间的物理位置。

通常，喷头的研发和制造者只生产和销售喷头。各个行业的设备供应者购买这个喷头用来研发和制造各种设备应用到不同行业。就喷头自身来说，由于每个喷头的外壳尺寸存在微小的差异，从而导致喷射点的落点位置不是很准确，所以国内外的采用此喷头的设备制造商，在喷头的调整方式上花了很大的精力，但是效果不是很理想。

从原理上来说，每个喷头上的所有喷孔应该在一条直线上，而且长度应该是一样的。一台设备上安装若干个喷头，其实就是要把这若干条线段的平面物理位置确定下来。但是喷头的调整，可以从一个平面的自由度来说起。

参见附图1，在一个平面上要确定两条线的相对位置，其实就是要确定3个参数，即：

1.两条线之间的角度或两条线之间的平行度；

2.两条线之间的距离(X向)；

3.两条线同侧端端点的距离(Y向)。

对于打印来说，需要确定的参数是：

a.两条线之间要竖直，当然都竖直了也就平行了，这样角度问题也就解决了。

b.还有每条线第一个点的位置要符合打印机的要求，也就是说要符合上面的第2条和第3条的要求，这样看来，还是要解决上述三个参数的要求。

那么，测量两个喷头之间的位置，以及上面提到的三个参数是比较困难的。现在通行的办法是：用打印的结果来检验。看看打印的墨滴是否在一条线上，以及第一个点是否能够重合。每个喷头在什么位置开始打印，以及哪个喷孔打印都是可以由软件控制的，所以我们可以通过软件来控制打印的位置，来观察打印的结果。在打印的时候，每打印一次，打印介质就会向前走一定的距离，所以打印两次，会有两条线，如图2所示以两个喷头为例，如果两次的打印在一条直线上，说明是竖直的。如果不是，则需要调整角度来校正。并且测量喷头喷出来的两条线是否能够重合，如果能够重合，说明角度已达到要求，同时两条线也达到了竖直。另外还可以通过喷孔是否出墨，打印看图2所示的第一点是否重合，如果不重合则要调整X、Y向的尺寸，以便达到调整喷头的目的。

喷头在安装的时候，一般可以达到一个较低的位置精度，其级别是毫米级，也就说精度在1mm左右，而打印机的要求是0.01mm的数量级，可见远远不能满足其精度的要求。这个精度的位置要求，如果没有一个高精度的调整机构是很难实现的。而现在的喷头的喷孔和喷头与其他物理位置之间没有一个基准，也就是说，安装时没有参考的位置，最后只能靠调整来达到其精度的要求。然而，只有能解决上述三个参数的调整问题，才能达到最精确的调整。目前，软件一般都可以解决X向之间的距离问题，所以我们真正要解决的是另外两个参数问题。而另外两个参数，尤其是角度参数，通常需要机械调整，软件一般很难做到。

目前国内的一些打印机厂家，机械方面基本上是用螺丝直接把喷头固定即可，基本上没有调整，其调整仅仅是依靠工人的“手艺”，根本解决不了另外两个参数的调整问题。美国和日本现在的一些公司在调整喷头的技术方面较为先进。除了软件的调整之外，还增加了机械的调整，但是他们在机械调整的时候互相影响，也就是说，在调整X向的时候，影响Y向和角度；同理，在调整Y向的时候影响X向和角度；调整角度的时候又影响X向和Y向。还是没有最终解决机械调整的问题，基本还是靠工人的“手艺”。

下面以安装6个喷头的安装结构为例来进行说明现有技术中的喷头机械控制装置。

如图3-6所示，底板1′上设置有6个喷头安装孔2′，6个喷头一一插装在安装孔2′中，各喷头5′的角度、位置均由两个锥形螺钉6′进行调整，并最终由螺钉7′将喷头5′固定在底板1′上。底板1′设置有分别与螺钉7′和锥形螺钉6′相配合的安装孔3′、4′。

他们的基本思路是：用两个点来调整喷头。在这两个点上通过锥形螺钉对喷头上的配合面的挤压来达到调整的目的。即使不是使用锥形螺钉，用其他的零件来调整也存在类似的问题出现。

如图6所示，喷头5′的调整是通过两个锥形螺钉6′来进行。以喷头5′的调整来说，如果我们要调整Y向的位置，把喷头5′向Y向的左侧移动，需要拧紧Y向右侧的锥形螺钉，随着锥形螺钉锥面的下降，将喷头5′推向Y向左侧。这时Y向左面的锥形螺钉没有调整，喷头5′不能沿Y向移动，但是由于喷头5′与左面的锥形螺钉的接触面是一个斜面，这时将会导致喷头5′绕其左面的锥形螺钉旋转。

如果调整Y向向前，需要拧紧左面的锥形螺钉，此时右面的锥形螺钉还没有动，则同样会导致喷头产生旋转。如果喷头歪了，需要调直，只能拧左面的锥形螺钉进行调整，而且这种方法只能向一个方向调整，假如调整过头了，还必须重新进行。还有一些公司的设计也有类似的缺点。

基于此，目前需要解决的技术问题是如何在机械结构方面进行调整，以达到调整简单、调节精度高的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，对现有喷头的调整结构进行了改进，提出了一种新的喷头调整机构，该机构调整简单，实现了喷头的高精度调整。

本发明采用了如下的技术方案：

本发明一种喷头调整机构，包括喷头8、连接框4和底板1，喷头8上设置有定位用V型缺口20和调整斜面22；连接框4上设置有定位销2和偏心螺钉7，喷头8插装到连接框4上，其中喷头8的V型缺口20与连接框4上的定位销2相配合，喷头8的调整斜面22与连接框4上的偏心螺钉7相配合，连接框4与喷头8之间还设置有与偏心螺钉7相配合的喷头角度调整复位弹簧9，调整好喷头8的角度位置后，通过固定螺钉3将其与连接框4相固定；底板1上设置有与喷头8数量相同的安装孔11，该安装孔11为台阶孔，安装孔11的宽度方向尺寸与连接框4的宽度方向尺寸相匹配，安装孔11的长度方向尺寸大于连接框4的长度方向尺寸，安装有喷头8的连接框4一一插入到底板1上的安装孔11中，并支承在安装孔11内的台阶面12上，连接框4可在安装孔11内沿长度方向滑动，连接框4长度方向一端设置有与底板1相配合的调整螺钉6，底板1上设置有供调整螺钉6穿过的孔13，调整螺钉6上套装有压簧10，该压簧10两端分别顶压在底板1和连接框4上，调整好连接框4的长度方向位置后，通过固定螺钉5将其与底板1相固定。

进一步地，所述喷头角度调整复位弹簧9为一压簧，该压簧9安装在所述连接框4与所述喷头8的侧面相对的侧壁上设置的盲孔18中，压簧9两端分别顶压在孔底和喷头8侧壁上。

在上述喷头调整机构中，连接框4可通过调整螺钉6和压簧10的配合带动其中的喷头8进行沿连接框4的长度方向位置的调整。

其中，喷头8可通过偏心螺钉7的旋转以及定位销2与喷头8的V型缺口20的配合进行喷头角度的调整。

其中，定位销2为圆柱销。

其中，喷头8为可与连接框4相嵌合的任意类型；偏心螺钉7旋转到所需位置时可以自锁。

进一步地，本发明提供一种该喷头调整机构的喷头位置的调整方法，该方法中喷头角度位置的调整步骤包括将喷头插入固定到连接框内，并采用偏心螺钉和定位销来调整喷头的旋转位置，并通过角度调整压簧进行回位调整；喷头沿连接框的长度方向的位置调整步骤包括将安装有喷头的连接框插入到底板上的安装孔中，安装孔的宽度尺寸与连接框的宽度尺寸相匹配，通过安装孔宽度方向侧壁对连接框的宽度方向进行限定，连接框通过调整螺钉及其上套装的压簧调整其在底板安装孔中的位置。

其中，所述方法还包括角度位置调整步骤后将喷头固定于连接框上。

其中，所述方法还包括沿连接框的长度方向位置调整步骤后将连接框固定于底板上。

进一步地，本发明还提供一种使用喷头的设备，该设备包含若干上述的喷头调整机构。

其中，所述设备可为喷绘机，打印机，数码印染机，数码印刷机。

本发明的喷头调整机构具有如下优点：

1.本设计的适应范围广，只要具有如下两个特点的喷头都适用：一是喷头上有一个地方(V型缺口)可以用来定位，不管是用销子，还是锥形螺钉等等；另外一个特点就是有一个地方(斜面)可供着力点。

2.在连接框上有一个定位销，定位销是我们自己设计的特色(例如别人的是锥形螺钉)。这样可以很好地保证每一个喷头之间的距离。

3.在连接框上后面有一个盲孔，在这个孔里面安装有一个弹簧，这个地方也是我们特有的设计。这个弹簧和偏心螺丝配合做到调整喷头的角度。也就是说我们只需要调整一个螺丝即可完成角度变大或变小的调整。弹簧的力量是通过计算的，能和偏心螺丝达到一个完美的配合。

4.以我们设计的6个头的底板为例，在底板的下部有一些台阶孔，在较粗的孔里面安装有弹簧。一个螺丝通过底板的台阶孔，在台阶孔部分的螺丝上面穿了弹簧，这个螺丝最后拧入了连接框上面的螺丝孔里面，这样就将连接框和底板联在一起。由于连接框在底板的槽中可以滑动。所以通过螺丝和弹簧的配合工作，在拧紧或松开螺丝做到滑动块在底板的槽内滑动，达到前后调整的目的。

5.在底板与连接框的连接方面，我们虽然使用了一个很普通的螺丝，从底板的台阶孔穿过，拧到了连接框上。就是这个螺丝把二者融为一个整体。

6.虽然我们使用的是最普通螺丝，但是这种设计的精度很高。一个螺丝拧360度，前进一圈即一个螺距，一个螺距是一个很小的值。我们拧的角度是一个很大的范围。我们以M3的螺丝为例来说明：M3的标准螺丝的螺距是0.5mm，我们用扳手拧螺丝时，操作人员可控角度的范围为5度，那么我们可以算一下，360度调整0.5mm，那5度就是调整0.5/360×5＝0.0069mm，约为0.007mm，这个精度是完全能够满足我们的需要。也就是在我们的这种设计上，虽然是一个很普通的螺丝，但是实现了很高的精度，这也是我们这种机械结构的优点。

7.在调整角度的时候，只需要拧动偏心螺丝。我们设计的偏心螺钉或螺丝有两个优点。偏心是旋转180度，即可完成调整的整个行程，所以对打印机来说，偏心螺丝的有效使用角度就是从0到180度。我们设计的偏心螺丝的偏心距比较小，同第5条的道理一样，这样就会使调整单位角度所产生的位移比较小。另外一个优点是，我们的偏心螺丝能够自锁，符合机械原理自锁的条件。这样的好处是我们调整好位置后，不会因为失去调整的外力而由于弹簧的回弹力改变了喷头的位置。对于操作工人来说是极大的方便。

从前面几点来看，只需要调整两个螺丝，即可完成整个调整。当然还有安装比较方面，无需专业技能即可进行安装使用。

附图说明

图1为平面上确定两条线相对位置的示意图；

图2为测量两个喷头之间打印位置的示意图；

图3为现有技术中喷头安装底板的结构示意图；

图4为现有技术中使用的锥形螺钉的结构示意图；

图5为现有技术中底板上安装有一个喷头后的俯视图；

图6为现有技术中底板上安装有6个喷头后的立体图；

图7为本发明的喷头调整机构示意图；

图8为图7中A-A视图；

图9为本发明喷头调整机构中所用底板的结构示意图；

图10为图9中的B-B视图；

图11为本发明喷头调整机构中所用连接框的结构视图；

图12为图11所示连接框侧视图；

图13为图11中C-C视图；

图14为本发明喷头调整机构中所用偏心螺钉的结构示意图；

图15a-15f为本发明适用的各种喷头的示意图。

具体实施方式

本发明的喷头调整机构，是对角度调整和Y向调整分开进行的，从而做到了互相之间不影响的效果。

如图7所示，本发明采用了可相对底板1进行滑动的连接框4，该连接框4上插装有喷头8，其中喷头8固定在连接框4上，连接框4固定在底板1上。

如图9、图10所示，底板1上设置有6个喷头安装孔11，该安装孔10为台阶孔，孔边设置有台阶面12，安装孔11一端侧壁上设置有一通孔13，该通孔13同样为一台阶孔。

如图11-13所示，连接框4的形状与底板1上的安装孔11的形状相对应，其中连接框4的宽度尺寸(X向尺寸)与安装孔11的宽度尺寸相匹配，连接框4长度方向(Y向)的尺寸小于安装孔11的长度尺寸。连接框4上固定有一圆柱销2，并设置有螺纹孔14、16、17，还设置有一长通孔15，连接框4一端侧壁上设置有一螺纹孔19。

如图14所示，偏心螺钉7上的圆柱段与其螺纹段偏心设置，两端的偏心距较小，满足其自锁的要求。

图7中所装喷头8的结构如图15-a所示。

装配时，首先依次将压簧9放入连接框4上盲孔18中、将喷头8插装到连接框4上，并使压簧9外端顶靠在喷头8的侧壁上，然后对喷头的角度位置进行调整。调整时，将喷头8上的V型缺口20顶靠在圆柱销2上，将偏心螺钉7拧入连接框4上的螺纹孔17中，旋转偏心螺钉7，并通过其侧面顶推喷头8使其绕圆柱销2旋转，从而将喷头8准确调整到所需的角度位置上。由于在偏心螺钉7顶推喷头8的过程中，压簧9始终对喷头8作用有使其向相反方向旋转的力，因此当喷头8的角度位置调整过度后，反向拧偏心螺钉7，喷头8可自动回转。将偏心螺钉7的偏心距设置成满足自锁的状态后，在拧动偏心螺钉7的过程中，可随时将其停止在任意角度上，从而方便对喷头8角度位置的调整。最后通过螺钉3及螺纹孔14、16将角度位置调整好的喷头8与连接框4进行固定。

将喷头8与连接框4固定后，再将连接框4连同喷头8与底板1进行装配。装配时，首先，将连接框4插入底板上的安装孔11中，并使连接框4坐落在安装孔11的台阶面12上，由于安装孔11的宽度尺寸与连接框4的宽度尺寸相匹配，因此，连接框4插入后其宽度方向(X向)的位置即被确定；然后将调整螺钉6穿过底板1上的孔13并在其上套装一压簧10后，拧入连接框4上的螺纹孔19，并旋转调整螺钉6对连接框4在底板1上的Y向位置进行调整，由于压簧10在连接框4上始终作用有压力，这样仅通过调整螺钉6即可对连接框4的Y向位置进行调整。将连接框4的Y向位置调整好后，最后通过螺钉5将连接框4与底板1相固定。

底板1上设置有6个安装孔11，每个安装孔11中安装一个喷头8，通过该6个安装孔11可安装6个分别具有不同颜色的喷头8。

如图15b-15f所示，本发明可适用图中所示的各种型式的喷头。

本发明在使用过程中，即可先调整喷头的前后位置，再调整其角度，也可先调整喷头的角度，再调整其前后位置，相互之间互不影响。而且这种设计比较简单易行，所有的各个零件都比较简单，没有难以加工或者购买不到的零件，加工费用也是比较低廉的。对于操作者来说，也比较简单。同时，整个调整的精度是比较高的。

另外，我们的偏心螺钉或螺丝，是经过计算设计的，能够做到自锁。也就是说：在调整偏心螺钉或螺丝的时候，我们调整在某一个位置达到我们的要求的时候，松开调整工具，即使紧固螺丝没有锁死，也不会由于弹簧的弹力使喷头的位置发生改变。即你要调整在什么位置，就能达到什么位置，在没有外力的作用情况下位置是不会改变的。如果需要改变位置，从新调整偏心螺丝，你可以很轻松的调整到你需要的位置。这个自锁有助于保持你调整到位置的准确性！

而且，我们的每个定位销的定位可以做到很准确，销子的外径尺寸是比较准确的。此外我们在底板上安装连接框的位置也是精度很高的，所以安装好后每个连接框之间的位置是很精确的。这样每个定位销之间的位置也是很精确的。所以在安装喷头的时候，就有了一个很好的基准。我们需要调整的量也就比较小。在X方向，我们只需要软件做到调整制造喷头所产生的误差。也就是说我们通过软件和机械的结合，把图中两条线的两个原点位置做到了准确的调整。

本发明喷头调整机构适用于各种应用此类喷头的设备，包括喷绘机，打印机，数码印刷机，数码印染机等。

虽然上文通过具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细说明，但是本领域的技术人员容易想到，在本发明技术方案基础上，可以对本发明的技术方案进行各种变化和修改，但都不脱离本发明所要求保护的权利要求书概括的范围。

Claims (10)

1.一种喷头调整机构，其特征在于，包括喷头(8)、连接框(4)和底板(1)，喷头(8)上设置有定位用V型缺口(20)和调整斜面(22)；连接框(4)上设置有定位销(2)和偏心螺钉(7)，喷头(8)插装到连接框(4)上，其中喷头(8)的V型缺口(20)与连接框(4)上的定位销(2)相配合，喷头(8)的调整斜面(22)与连接框(4)上的偏心螺钉(7)相配合，连接框(4)与喷头(8)之间还设置有与偏心螺钉(7)相配合的喷头角度调整复位弹簧(9)，调整好喷头(8)的角度位置后，通过固定螺钉(3)将其与连接框(4)相固定；底板(1)上设置有与喷头(8)数量相同的安装孔(11)，该安装孔(11)为台阶孔，安装孔(11)的宽度方向尺寸与连接框(4)的宽度方向尺寸相匹配，安装孔(11)的长度方向尺寸大于连接框(4)的长度方向尺寸，安装有喷头(8)的连接框(4)一一插入到底板(1)上的安装孔(11)中，并支承在安装孔(11)内的台阶面(12)上，连接框(4)可在安装孔(11)内沿长度方向滑动，连接框(4)长度方向一端设置有与底板(1)相配合的调整螺钉(6)，底板(1)上设置有供调整螺钉(6)穿过的孔(13)，调整螺钉(6)上套装有压簧(10)，该压簧(10)两端分别顶压在底板(1)和连接框(4)上，调整好连接框(4)的长度方向位置后，通过固定螺钉(5)将其与底板(1)相固定。

2.如权利要求1所述的喷头调整机构，其特征在于，所述喷头角度调整复位弹簧(9)为一压簧，该压簧(9)安装在所述连接框(4)与所述喷头(8)的侧面相对的侧壁上设置的盲孔(18)中，压簧(9)两端分别顶压在孔底和喷头(8)侧壁上。

3.如权利要求1所述的喷头调整机构，其特征在于，所述连接框(4)可通过其上安装的调整螺钉(6)及螺钉(6)上套装的压簧(10)对其上固定的喷头(8)沿连接框(4)的长度方向的位置进行调整；所述喷头(8)可通过偏心螺钉(7)的旋转以及定位销(2)与喷头(8)的V型缺口(20)的配合进行喷头角度的调整。

4.如权利要求1所述的喷头调整机构，其特征在于，所述喷头(8)为可与连接框(4)相嵌合的任意类型。

5.如权利要求1所述的喷头调整机构，其特征在于，所述偏心螺钉(7)旋转到所需位置时可以自锁。

6.如权利要求1所述的喷头调整机构，其特征在于，所述定位销(2)为圆柱销。

7.一种如权利要求1所述喷头调整机构的喷头位置调整方法，其特征在于，该方法中喷头角度位置的调整步骤包括将喷头插入固定到连接框内，并采用偏心螺钉和定位销来调整喷头的旋转位置，并通过角度调整压簧进行回位调整；喷头沿连接框的长度方向的位置调整步骤包括将安装有喷头的连接框插入到底板上的安装孔中，安装孔的宽度尺寸与连接框的宽度尺寸相匹配，通过安装孔宽度方向侧壁对连接框的宽度方向进行限定，连接框通过调整螺钉及其上套装的压簧调整其在底板安装孔中的位置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在角度位置调整步骤后将喷头固定于连接框上；该方法还包括沿连接框的长度方向位置调整步骤后将连接框固定于底板上。

9.一种使用喷头的设备，所述设备包含权利要求1-6任一项所述的喷头调整机构。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备为喷绘机，打印机，数码印染机，数码印刷机。

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