CN114683701B - 用于喷印的单针喷头和喷印装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于喷印的单针喷头和喷印装置。该单针喷头包括：金属板，所述金属板包括位于金属板中心的第一通孔，所述第一通孔用于安装单针喷头；喷针，用于流通待喷印液体，所述喷针设置在所述金属板的边缘；压电材料单元，设置在金属板的第一侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属板运动，从而使得待喷印液体从喷针上喷出，压电材料单元包括：第二通孔，设置在压电材料单元中心处，用于安装压电材料单元；涂层材料，设置在压电材料单元的表面。本发明不仅能够便于安装而且能够有效保证多喷头拼接时的一致性。

Description

用于喷印的单针喷头和喷印装置

技术领域

本发明总体上涉及数码喷印，并且具体地，涉及用于喷印的单针喷头和喷印装置。

背景技术

传统的喷涂方法，通常按照基材（例如而不限于布料）的大小配染料，然后对基材进行喷涂或者浸泡、之后经由多道浸浴与洗涤，以便在基材表面形成颜色或者图案。由于染料会对环境产生污染，多道浸浴与洗涤会造成水资源的浪费；另外，传统的喷涂或者浸泡方式的染料过程容易出现印染不充分情况，基材上图案不均匀的不足之处。

目前，虽然存在利用喷头喷涂图案的方法，但是，由于喷头的安装结构复杂，而且难以保证多针喷头拼接与打印一致性，进而使得喷涂图案的效果不理想。

综上，传统的用于喷涂的喷头存在的不足之处在于：安装结构复杂、难于安装，并且多喷头拼接的一致性难于保证。

发明内容

本发明提供一种用于喷涂的单针喷头和喷涂装置，不仅能够便于安装而且能够有效保证多喷头拼接时的一致性。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于喷印的单针喷头的方法。该方法包括：金属板，金属板包括位于金属板中心的第一通孔，第一通孔用于安装单针喷头；喷针，用于流通待喷印液体，喷针设置在金属板的边缘；压电材料单元，设置在金属板的第一侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属板运动，从而使得待喷印液体从喷针上喷出，压电材料单元包括：第二通孔，设置在压电材料单元中心处，用于安装压电材料单元；涂层材料，设置在压电材料单元的表面。

根据本发明的第二方面，还提供了一种喷印装置，该喷印装置包括：多针喷头，用于执行液体喷射任务，多针喷头包括一组或者多组单针喷头阵列，每组单针喷头阵列包括多个根据本发明第一方面的单针喷头；固定组件，用于固定单针喷头阵列，固定组件至少包括：固定杆，用于经由第一通孔和第二通孔串接单针喷头阵列；多个锁定装置，与固定杆耦合，用于分别压紧每个单针喷头的金属片、压电材料单元以及对应的柔性电极；以及多个柔性电极，用于将驱动电信号分别提供至每个单针喷头的压电材料单元。

在一些实施例中，第一通孔与第二通孔同心，并且第一通孔的直径小于第二通孔的直径。

在一些实施例中，驱动电信号的正极和负极被分别提供至压电材料单元的涂层材料和金属板的第二侧。

在一些实施例中，喷针的针尖角度为15°～30°，喷针的长度为15～100mm。

在一些实施例中，第一通孔的直径为1～20mm。

在一些实施例中，喷印装置还包括：喷头固定板，用于固定喷针，喷头固定板上设置有多个间隔预定距离的第三通孔，每个第三通孔用于使得喷针连通至墨盒；墨盒，用于容纳待喷印液体；以及喷头安装对齐面，用于使得多组单针喷头阵列拼接时保持单针喷头阵列之间的相对位置对齐。

在一些实施例中，喷头安装对齐面配置在墨盒的侧面，喷头安装对齐面被配置为平面、L形面和V形面。

在一些实施例中，喷印装置还包括：垂直方向空气导向装置，用于以垂直于基材的方向引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处；以及水平方向空气导向装置，用于以平行于基材的方向引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处。

在一些实施例中，喷印装置还包括：喷头保护盖，设置在单针喷头阵列的喷针与基材之间，用于阻挡基材碰撞喷针。

在一些实施例中，喷印装置还包括：控制单元，用于生成用以控制单针喷头阵列的驱动电信号，控制单元被配置为：获取多组多针喷头的喷印图案的多个扫描图像；基于多个扫描图像，计算多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值；确定多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值是否超出预定灰度值阈值；响应于确定当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值超出预定灰度值阈值，基于当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值确定当前组多针喷头的目标打点频率；以及输出具有目标打点频率的驱动电信号至当前组多针喷头处。

在一些实施例中，控制单元还被配置为：控制经调整后的多组多针喷头以形成调整后喷印图案，以便获得经调整后的多组多针喷头中每一组多针喷头所形成的调整后喷印图案的扫描图像；识别每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值；基于每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值和目标灰度值，确定各个单针喷头所对应的墨量偏移数据；以及基于各个单针喷头所对应的墨量偏移数据和驱动电信号的当前占空比，确定各个单针喷头所对应的驱动电信号的目标占空比，以用于向各个单针喷头输出具有目标占空比的驱动电信号。

在一些实施例中，墨盒包括：副墨盒，副墨盒经由第三电磁阀与多针喷头相连通；主墨盒，主墨盒经由第一蠕动泵与副墨盒连通，多针喷头经由第四电磁阀、第二蠕动泵与主墨盒连通；喷印装置还包括：气管管路，用于连通至副墨盒、在气管管路上配置有第二电磁阀。

在一些实施例中，控制单元还被配置为：响应于确定喷印装置处于开机打印状态，使得第二电磁阀、第三电磁阀开启；以及调节气管管路的正压，以便调节待喷印液体由副墨盒到多针喷头的流速。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本发明的关键特征或主要特征，也无意限制本发明的范围。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的用于喷印的单针喷头的示意图。

图2示出了根据本发明的实施例的单针喷头的截面图。

图3示出了根据本发明的实施例的单针喷头阵列的示意图。

图4示出了根据本发明的实施例的多针喷头的截面图。

图5示出了根据本发明的实施例的喷印装置的示意图。

图6示出了根据本发明的实施例的喷印装置的局部示意图。

图7示出了根据本发明的实施例的喷印装置的后仰视图。

图8示出了根据本发明的实施例的喷印装置部分结构的侧视图。

图9示出了根据本发明的实施例的喷印装置的墨路原理图。

图10示出了根据本发明的实施例的用于控制多针喷头中各个单针喷头喷印均匀性的方法的流程图。。

图11示出了根据本发明的实施例的用于控制多针喷头中各个单针喷头喷印均匀性的方法的流程图。

图12示意性示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备的框图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。

如前文提及，传统的用于喷涂的喷头存在的不足之处在于：安装结构复杂、难于安装，并且多喷头拼接的一致性难于保证。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本发明的示例实施例提出了一种用于喷印的单针喷头的方案。在该方案中，通过在单针喷头金属板中心设置用于安装的第一通孔以及在压电材料单元中心处设置用于安装单针喷头的第二通孔，本发明可以方便地实现金属板与压电材料单元的安装与保证拼接的一致性。另外，通过压电材料单元设置在金属板的一侧，以便在驱动电信号的控制下带动金属板运动，从而使得待喷印液体从安装在金属板边缘的喷针上喷出，本发明可以通过驱动电信号控制喷针上出液情况，进而能够显著提高喷印效果。

以下结合图1和2说明用于喷印的单针喷头100。图1示出了根据本发明的实施例的用于喷印的单针喷头100的示意图。图2示出了根据本发明的实施例的单针喷头的截面图。如图1所示，单针喷头100包括：金属板110、喷针120、压电材料单元130。

关于金属板110，其包括：位于金属板中心的、用于安装单针喷头100的第一通孔112。第一通孔112的直径例如为1～20mm。金属板的横截面例如而不限于是为多边形、圆形或椭圆。金属板的内接圆直径例如为10～65mm。

关于喷针120，其用于流通待喷印液体。喷针120设置在金属板110的边缘。喷针120的一端为针尖，喷针120的另一端与用于容纳待喷印液体的墨盒（图1中未示出）连通。应当理解，针尖的角度过大，会使得经由针尖喷出的待喷印液体的输出产能下降；如果针尖的角度过小，容易导致针尖弯曲。在一些实施例中，喷针120的针尖角度为15°～30°。由此，可以同时兼顾待喷印液体的输出产能和针尖刚性。应当理解，喷针120的长度过短不利于安装，而喷针120的长度过长则会导致待喷印液体流经喷针时的流阻增加。在一些实施例中，喷针120的长度例如为15～100mm，由此可以使得安装便利，并且不会导致流阻过大。

关于压电材料单元130，其设置在金属板第一侧116（如图2所示），用于在驱动电信号的控制下带动金属板运动，从而使得待喷印液体从喷针120上喷出。压电材料单元130包括：用于安装压电材料单元130的第二通孔132和涂层材料134。第二通孔132设置在压电材料单元130的中心处。涂层材料134设置在压电材料单元130的表面。涂层材料134例如为银，厚度例如为0.5～11μm。在一些实施例中，压电材料单元130例如为压电陶瓷。在一些实施例中，第一通孔112与第二通孔132同心，并且第一通孔112的直径小于第二通孔132的直径。

驱动电信号的正负极中的一个（例如负极）被施加在金属板第二侧114，驱动电信号的正负极中的另一个（例如正极）经由柔性电极140施加在压电材料单元130的涂层材料134上。通过驱动电信号在压电材料单元130施加一个电场，压电材料单元130在驱动电信号的作用下发生机械变形，带动金属板110运动，进而金属板110带动喷针120运动，从而使得待喷印液体从喷针上喷出。压电材料单元130在不同的驱动电信号的作用下所产生的厚度变形、长度变形或者体积变形存在差异，从而使得喷针120的出液效果不同，因此可以通过调整驱动电信号来控制流体的流量以及喷出的（例如负极）的状态。例如，通过调整驱动电信号使得针头运动轨迹随之发生改变，从而使得流出的待喷印液体在针头高速的震动下喷出，形成雾状，以便完成喷印任务。

以下结合图3至图8说明多针喷头以及喷印装置。图3示出了根据本发明的实施例的单针喷头阵列的示意图。图4示出了根据本发明的实施例的多针喷头的截面图。图5示出了根据本发明的实施例的喷印装置200的示意图。图6示出了根据本发明的实施例的喷印装置200的局部示意图。

如图5和图6所示，喷印装置200包括：由单针喷头阵列组成的多针喷头、用于固定单针喷头阵列的固定组件、板卡206、板卡固定板208、墨盒202、喷头固定块214、控制单元（未示出）、散热板222、喷头安装对齐面204。固定组件进一步包括：固定杆154、多个锁定装置150、喷头固定板160、喷头固定块214。

关于多针喷头，其包括一组或者多组单针喷头阵列（图3、4中仅示出一组单针喷头阵列）。每组单针喷头阵列包括多个图1所示的单针喷头100。

关于固定杆154，其用于通过金属板110的第一通孔112和压电材料单元130的第二通孔132来串接多个单针喷头，以形成单针喷头陈列。在一些实施例中，固定杆154例如是固定螺杆，固定螺杆的周边设置有螺纹。通过采用上述手段，本发明可以方便地实现单针喷头阵列的安装与保证单针喷头拼接的一致性。

关于锁定装置250，其与固定杆耦合，用于分别压紧每个单针喷头的金属片、压电材料单元以及对应的柔性电极。在一些实施例中，锁定装置250例如是内表面设置有内螺纹（如图2的标记152所指示）的螺纹衬套。每个螺纹衬套通过其内螺纹152与固定螺杆的外螺纹相互耦合，由此，能够实现每个单针喷头的精确定位。另外，螺纹衬套通过与固定螺杆之间的耦合可以压紧每个金属板110、压电材料单元130和柔性电极120，以便实现使得施加在金属板110第二侧的驱动电信号的负极，以及施加在柔性电极120的驱动电信号的正极分别施加在压电材料单元130的两侧。

如图4所示，每个金属片110的第一通孔112的直径小于压电材料单元130的第二通孔132的直径。每个锁定装置150（例如，螺纹衬套）与对应的金属板110电接触。通过每个锁定装置150与固定杆154相互耦合，可以使得多针喷头中的所有金属板、固定杆、锁定装置共地。而由于第二通孔132和柔性电极120的通孔的直径均大于第一通孔112的直径，因此，压电材料单元130、柔性电极120在径向与锁定装置存在间隔（并且柔性电极120与锁定装置150接触的一面是设置为非导电的），因此锁定装置150与压电材料单元130、柔性电极120彼此绝缘。由此，能够使得每个单针喷头的压电材料单元130被施加共地且稳定的电场。

关于柔性电极140，其用于将驱动信号分别提供至每个单针喷头的压电材料单元。柔性电极140与压电材料单元130接触的一面是导电的，其与锁定装置150（例如，螺纹衬套）接触的一面是不导电的。柔性电极140例如包括与锁定装置150（例如，螺纹衬套）同心的环状部和连接部。柔性电极的连接部例如与用于独立控制对应单针喷头的电路板相连接。

关于喷头固定板160，其用于固定喷针120，喷头固定板160上设置有多个间隔预定距离的第三通孔，每个第三通孔用于使得喷针连通至墨盒202。喷头固定板160安装于墨盒202上，喷针可以通过贯穿第三通孔来实现与墨盒202的连通。在一些实施例中，每个喷针通过焊接的方式实现与喷头固定板160的固定。

关于喷头固定块214，其用于固定固定杆154以及保持用于将驱动电信号的负极提供至每一个金属板110的第一侧的电连接装置。。如图5所示，标记212所示区域为标记210所指区域的局部放大图。如图5和图6所示，喷头固定块214例如为一体式的L形结构。喷头固定块214例如包括第一部216和第二部218。第一部216包括用于容纳固定杆的限位槽220。第二部218包括支撑结构和贯穿支撑结构的多个电连接装置。多个连接部件分别与金属板110的第一侧电连接。

关于墨盒202，其用于容纳待喷印液体。在一些实施例中，墨盒202包括主墨盒和副墨盒。例如，副墨盒经由第三电磁阀与多针喷头相连通。主墨盒经由第一蠕动泵与副墨盒连通，多针喷头经由第四电磁阀、第二蠕动泵与主墨盒连通。

在一些实施例中，打印装置200还包括喷头安装对齐面204，喷头安装对齐面204用于使得多组单针喷头阵列拼接时保持单针喷头阵列之间的相对位置对齐的。在一些实施例中，喷头安装对齐面204例如设置在墨盒202的侧面。喷头安装对齐面204例如而不限于被配置为平面、L形面、或者V形面（例如，图6所示）。应当理解，通过相邻两个墨盒202上的安装对齐面204的对齐，可以使得两组单针喷头阵列拼接时保持单针喷头的相对位置对齐。通过采用上述手段，本发明能够进一步提高多组单针喷头的一致性。

在一些实施例中，喷印装置200还包括针尖夹角调整装置。针尖夹角调整装置调整多针喷头中的每个单针喷头的针尖切面与基材平面之间夹角。针尖夹角调整装置例如而不限于设置在多针喷头和喷头安装底板的安装配合位上，可以实现多针喷头相对于喷头安装底板旋转。针尖夹角调整装置例如可以被配置为可由手动旋转的一个偏心轮。针尖夹角调整装置也可以配置为可由控制信号驱动直流电机带动旋转的偏心轮。针尖夹角调整装置可调整的角度范围例如是相对于水平方向的正负0至45度。通过调整多针喷头中的每个单针喷头的针尖切面与打印基材平面之间夹角的手段，本发明可以显著提升喷印成像的效果。

关于控制单元，其用于生成用以控制单针喷头阵列的驱动电信号。控制单元可以具有一个或多个处理单元，包括诸如GPU、FPGA和ASIC等的专用处理单元以及诸如CPU的通用处理单元。驱动电信号例如是电压幅值、相位、频率可调节的方波。控制单元可以是与喷印装置一体设置，也可以是与喷印装置分立设置。控制单元可以通过调节驱动电信号的电压、打点频率和大点数来调节喷针的出液量。

控制单元例如被配置为：获取多组多针喷头的喷印位置信息；获取多组多针喷头的喷印位置信息；所获取的喷印位置信息，计算多组多针喷头之间的平均同步偏差信息；以及基于所计算的平均同步偏差信息，调整分别提供至多组多针喷头的多个驱动电信号的相位。藉此，本发明可以显著提高不同组的多针喷头之间的喷印同步性。

控制单元例如还被配置为：获取多组多针喷头的喷印图案的多个扫描图像；基于多个扫描图像，计算多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值；确定多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值是否超出预定灰度值阈值；响应于确定当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值超出预定灰度值阈值，基于当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值确定当前组多针喷头的目标打点频率；以及输出具有目标打点频率的驱动电信号至当前组多针喷头处。藉此，本发明通过调整不同组的多针喷头内的各单针喷头的打点频率来实现不同组的多针喷头之间的出液均匀性。

此外，控制单元还可以通过调节同一组多针喷头内的各单针喷头的打点数（或者，调节占空比）来实现各单针喷头的出液均匀性。下文将结合图10和图11说明用于控制不同组多针喷头出液均匀性的方法以及用于控制同组多针喷头内各单针喷头的出液均匀性的方法。在此，不再赘述。

图7示出了根据本发明的实施例的喷印装置的后仰视图。图8示出了根据本发明的实施例的喷印装置部分结构的侧视图。如图7所示，喷印装置还包括：垂直方向空气导向装置230、盖板232、板卡固定板208、散热水管234、喷头保护盖236、墨水管238、水平方向空气导向装置240、液位计242、墨盒202、墨盒上盖244。

关于垂直方向空气导向装置230，其用于以垂直于基材的方向（如图8中的标记250所指示）引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处。在一些实施例中，垂直方向空气导向装置230覆盖在板板卡固定板208之上。

关于水平方向空气导向装置240，其用于以平行于基材的方向（如图8中的标记252所指示）引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处。通过以平行于基材方向施加空气流至喷针末端出液处，有利于降低喷针末端液滴阻塞的问题。垂直方向空气导向装置230和水平方向空气导向装置240被的内壁用于限定空气流的通道。在一些实施例中，其内壁被配置为越接近喷针末端处所限定的空气流的通道越窄，藉此来提高施加在多针喷头的喷针末端出液处的空气流的流速。

应当理解，通过在喷针针尖处施加平行于基材方向和垂直于基材方向上的空气流，不仅能够使得由针尖所喷出的待喷涂液体在基材上分布得更为均匀，而且利于干燥喷针处所喷出的过多待喷涂液体。

在一些实施例中，垂直方向空气导向装置230和水平方向空气导向装置240还分别包括空气流控制器，用于控制压缩空气源（未示出）所产生的空气流的状态，例如控制空气流的启停、流速、流量、频率等，进而影响多针喷头的喷针末端出液处的出液液滴的扩展轮廓。

关于喷头保护盖236，其用于覆盖多针喷头的喷针，以避免因基材在喷印过程中因鼓起而碰撞喷针，保护喷针免于损害。

图9示出了根据本发明的实施例的喷印装置的墨路原理图。墨路包括：副墨盒312、连通至副墨盒312的气管管路、配置在气管管路302上的第二电磁阀306、负压表308。主墨盒322经由第一蠕动泵310与副墨盒312连通。副墨盒312经由第三电磁阀314与多针喷头316相连通。多针喷头316经由第四电磁阀318、第二蠕动泵320与主墨盒322连通。箭头330、箭头334和箭头332指示待喷印液体的流动方向。冷却液容器326经由第三蠕动泵324将冷却液提供至多针喷头316，以用于冷却多针喷头。

应当理解，当喷印装置处于关机状态时，所有蠕动泵和电磁阀都关闭。此时喷头内的液体压强远低于大气压强，在喷头内的液体粘稠度和大气压强的共同作用下，使得待喷印液体不会被泄露。

当喷印装置处于开机静止状态时，第二电磁阀306关闭， 第三电磁阀314开启，此时，在喷头内的液体粘稠度和大气压强共同因素下，待喷印液体不会泄露。

当喷印装置处于开机打印状态时，第二电磁阀306、第三电磁阀314开启，由于待喷印液体的粘稠度很高， 在无外界加压的情况下墨水流速很小，无法满足喷头闪喷所需供给量。因此，本发明的控制单元被配置为：如果确定喷印装置处于开机打印状态，使得第二电磁阀、第三电磁阀开启；以及调节气管管路的正压，以便调节待喷印液体由副墨盒到多针喷头的流速。通过采用上述手段，本发明可以提高打印时喷头内待喷印液体的流速，以防止喷针出液阻塞或不流畅。

图10示出了根据本发明的实施例的用于控制多针喷头中各个单针喷头喷印均匀性的方法400的流程图。应当理解，方法400例如可以在图12所描述的电子设备600处执行。应当理解，方法400还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本发明的范围在此方面不受限制。

在步骤402处，计算设备110获取多组多针喷头的喷印图案的多个扫描图像。

在步骤404处，计算设备110基于多个扫描图像，计算多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值。

在步骤406处，计算设备110确定多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值是否超出预定灰度值阈值。

在步骤408处，如果计算设备110确定当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值超出预定灰度值阈值，基于当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值确定当前组多针喷头的目标打点频率。

在步骤410处，计算设备110输出具有目标打点频率的驱动电信号至当前组多针喷头处。

图11示出了根据本发明的实施例的用于控制多针喷头中各个单针喷头喷印均匀性的方法500的流程图。应当理解，方法800例如可以在图12所描述的电子设备600处执行。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本发明的范围在此方面不受限制。

在步骤502处，计算设备110控制经调整后的多组多针喷头以形成调整后喷印图案，以便获得经调整后的多组多针喷头中每一组多针喷头所形成的调整后喷印图案的扫描图像。

在步骤504处，计算设备110识别每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值。

在步骤506处，计算设备110基于每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值和目标灰度值，确定各个单针喷头所对应的墨量偏移数据。

关于目标灰度值，其例如是多针喷头的喷印位置处的平均灰度值。

在步骤508处，计算设备110基于各个单针喷头所对应的墨量偏移数据和驱动电信号的当前占空比，确定各个单针喷头所对应的驱动电信号的目标占空比，以用于向各个单针喷头输出具有目标占空比的驱动电信号。

以下结合公式（1）说明占空比的计算方式。

（1）

在上述公式（1））中，代表占空比。代表打点频率。打点频率例如而不限于是150-250kHz。代表驱动电信号的触发频率。

图12示意性示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备600的框图。电子设备600可以是用于实现执行图10和图11所示的方法400、500。如图12所示，电子设备600包括中央处理单元（即，CPU 601），其可以根据存储在只读存储器（即，ROM 602）中的计算机程序指令或者从存储单元608加载到随机访问存储器（即，RAM 603）中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储电子设备600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出接口（即，I/O接口605）也连接至总线604。

电子设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606、输出单元607、存储单元608，CPU 601执行上文所描述的各个方法和处理，例如执行方法400、500。例如，在一些实施例中，方法400、500可被实现为计算机软件程序，其被存储于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到RAM 603并由CPU 601执行时，可以执行上文描述的方法400、500的一个或多个操作。备选地，在其他实施例中，CPU601可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行方法400、500的一个或多个动作。

需要进一步说明的是，本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，该编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给语音交互装置中的处理器、通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，该模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

以上仅为本发明的可选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于喷印的单针喷头，其特征在于，

包括：

金属板，所述金属板包括位于金属板中心的第一通孔，所述第一通孔用于安装单针喷头；

喷针，用于流通待喷印液体，所述喷针设置在所述金属板的边缘；

压电材料单元，设置在金属板的第一侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属板运动，从而使得待喷印液体从喷针上喷出，压电材料单元包括：

第二通孔，设置在压电材料单元中心处，用于安装压电材料单元；

涂层材料，设置在压电材料单元的表面。

2.根据权利要求1所述的单针喷头，其特征在于，

第一通孔与第二通孔同心，并且第一通孔的直径小于第二通孔的直径。

3.根据权利要求2所述的单针喷头，其特征在于，

驱动电信号的正极和负极被分别提供至所述压电材料单元的涂层材料和金属板的第二侧。

4.根据权利要求1所述的单针喷头，其特征在于，

所述喷针的针尖角度为15°～30°，所述喷针的长度为15～100mm。

5.根据权利要求1所述的单针喷头，其特征在于，

所述第一通孔的直径为1～20mm。

6.一种喷印装置，其特征在于，

包括：

多针喷头，用于执行液体喷射任务，多针喷头包括一组或者多组单针喷头阵列，每组单针喷头阵列包括多个根据权利要求1至5中任一所述的单针喷头；

固定组件，用于固定单针喷头阵列，所述固定组件至少包括：

固定杆，用于经由第一通孔和第二通孔串接单针喷头阵列；

多个锁定装置，与固定杆耦合，用于分别压紧每个单针喷头的金属片、压电材料单元以及对应的柔性电极；以及

多个柔性电极，用于将驱动信号分别提供至每个单针喷头的压电材料单元。

7.根据权利要求6所述的喷印装置，其特征在于，

还包括：

喷头固定板，用于固定喷针，喷头固定板上设置有多个间隔预定距离的第三通孔，每个第三通孔用于使得喷针连通至墨盒；

墨盒，用于容纳待喷印液体；以及

喷头安装对齐面，用于使得多组单针喷头阵列拼接时保持单针喷头阵列之间的相对位置对齐。

8.根据权利要求7所述的喷印装置，其特征在于，

所述喷头安装对齐面配置在墨盒的侧面，所述喷头安装对齐面被配置为平面、L形面和V形面。

9.根据权利要求6所述的喷印装置，其特征在于，

还包括：

垂直方向空气导向装置，用于以垂直于基材的方向引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处；

以及

水平方向空气导向装置，用于以平行于基材的方向引导压缩空气源所产生的空气流至多针喷头的喷针末端出液处。

10.根据权利要求6所述的喷印装置，其特征在于，

还包括：

喷头保护盖，设置在单针喷头阵列的喷针与基材之间，用于阻挡基材碰撞喷针；

以及

针尖夹角调整装置，用于调整多针喷头中的每个单针喷头的针尖切面与基材平面之间夹角。

11.根据权利要求6所述的喷印装置，其特征在于，

还包括：

控制单元，用于生成用以控制单针喷头阵列的驱动电信号，所述控制单元被配置为：

获取多组多针喷头的喷印图案的多个扫描图像；

基于多个扫描图像，计算多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值；

确定多组多针喷头中的每一组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值是否超出预定灰度值阈值；

响应于确定当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值超出预定灰度值阈值，基于当前组多针喷头的喷印位置处的平均灰度值与目标灰度值之间的差值确定当前组多针喷头的目标打点频率；

以及

输出具有目标打点频率的驱动电信号至当前组多针喷头处。

12.根据权利要求11所述的喷印装置，其特征在于，

所述控制单元还被配置为：

控制经调整后的多组多针喷头以形成调整后喷印图案，以便获得经调整后的多组多针喷头中每一组多针喷头所形成的调整后喷印图案的扫描图像；

识别每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值；

基于每一组多针喷头中各个单针喷头的喷印位置处的灰度值和目标灰度值，确定各个单针喷头所对应的墨量偏移数据；

以及

基于各个单针喷头所对应的墨量偏移数据和驱动电信号的当前占空比，确定各个单针喷头所对应的驱动电信号的目标占空比，以用于向各个单针喷头输出具有目标占空比的驱动电信号。

13.根据权利要求11所述的喷印装置，其特征在于，

所述控制单元还被配置为：

获取多组多针喷头的喷印位置信息；

基于所获取的喷印位置信息，计算多组多针喷头之间的平均同步偏差信息；以及

基于所计算的平均同步偏差信息，调整分别提供至多组多针喷头的多个驱动电信号的相位。

14.根据权利要求7所述的喷印装置，其特征在于，

所述墨盒包括：

副墨盒，副墨盒经由第三电磁阀与多针喷头相连通；

主墨盒，主墨盒经由第一蠕动泵与副墨盒连通，多针喷头经由第四电磁阀、第二蠕动泵与主墨盒连通；

喷印装置还包括：气管管路，用于连通至副墨盒、在气管管路上配置有第二电磁阀。

15.根据权利要求14所述的喷印装置，其特征在于，

所述喷印装置还包括控制单元，所述控制单元被配置为：

响应于确定喷印装置处于开机打印状态，使得第二电磁阀、第三电磁阀开启；以及

调节气管管路的正压，以便调节待喷印液体由副墨盒到多针喷头的流速。

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