一种大液滴喷头、大液滴喷头阵列和喷墨装置的制作方法

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1.本技术涉及喷墨印染技术领域，具体涉及一种大液滴喷头、大液滴喷头阵列和喷墨装置。

背景技术：

2.传统的纺织印染技术存在水污染严重、印染不均匀、染料以及能源浪费严重、印染设备复杂且难以调试、占地空间较大、设备维护成本较高等诸多弊端。
3.目前已有采用喷头喷涂进行印染的方法，该方法可避免水污染、印染不均匀和染料浪费等问题。但目前用于喷涂印染的喷头的出液量较小且喷涂液体的粘度受限制，导致其印染效率低，且无法满足不同粘度液体的喷涂，从而导致喷头印染的应用范围受限。

技术实现要素：

4.针对上述技术的不足之处，本技术通过提供一种大液滴喷头，可实现高粘度液体染料的均匀印染，且喷头单次出液量大，能提高印染效率。
5.为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：
6.本技术提供了一种大液滴喷头，包括：
7.金属片；
8.喷针，位于所述金属片的边缘且与金属片平行，用于流通待喷印液体；
9.两组压电谐振器，分别位于金属片的两侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属片振动，以使喷针振动从而将喷针内的待喷印液体振出；
10.所述压电谐振器包括：从靠近金属片侧向远离金属片侧依次层叠的下电极层、压电陶瓷层和上电极层。
11.优选地，所述喷针的针尖端为出液口，另一端为进液口；
12.所述喷针为直形或弯曲形状；所述喷针为弯曲形状时，所述喷针与金属片的连接处到进液口端之间进行弯折。
13.优选地，所述两组压电谐振器的形状相同且在金属片两侧的位置呈对称设置。
14.优选地，驱动电信号的正极和负极被分别提供至压电谐振器的下电极层和上电极层。
15.优选地，所述两组压电谐振器在输入驱动电信号后的变形方向相同。
16.优选地，所述喷针的针尖端面设有疏液层。
17.本技术还提供了一种大液滴喷头阵列，包括
18.多个上述的大液滴喷头；
19.固定组件，用于固定大液滴喷头。
20.优选地，所述固定组件为固定杆，所述大液滴喷头的金属片的边缘与固定杆固定连接。
21.优选地，所述固定组件包括连接杆；
22.所述金属片上设有第一通孔，用于安装所述大液滴喷头；
23.所述第一通孔位于金属片上未设置压电谐振器的区域，连接杆经由第一通孔将多个大液滴喷头串接；
24.或者，所述第一通孔位于金属片上设置压电谐振器的区域，压电谐振器上设有第二通孔，第一通孔和第二通孔同心且第二通孔的直径大于第一通孔，连接杆经由第一通孔和第二通孔将多个大液滴喷头串接。
25.优选地，所述第一通孔内设有轴向的第一防转凹槽，所述连接杆上设有轴向的且与第一防转凹槽相配合的第一防转凸台，用于防止大液滴喷头在连接杆上转动；
26.相邻大液滴喷头之间设有间隔垫圈，用于调节大液滴喷头之间的间距；
27.所述固定组件还包括设在连接杆两端的第一锁紧装置，用于将多个大液滴喷头在连接杆的轴向上进行限位。
28.优选地，所述连接杆由多个连接柱首尾拼接而成；所述连接柱分为大径端和小径端，所述大径端为开口的空心圆柱且内壁上设有轴向的第二防转凹槽，所述小径端为实心圆柱且外壁上设有轴向的第二防转凸台，所述大液滴喷头的第一通孔内设有轴向的第三防转凹槽；
29.所述连接柱的大径端的内径和小径端的外径相匹配，连接柱的小径端的外径与第一通孔的直径相匹配，且第二防转凸台与第二防转凹槽和第三防转凹槽均相匹配；当一连接柱的小径端插入另一相邻连接柱的大径端时将套在小径端上的一大液滴喷头的金属片夹紧；
30.所述固定组件还包括设在连接杆两端的第二锁紧装置，用于将多个拼接的连接柱夹紧。
31.本技术还提供了一种喷墨装置，包括一组或多组上述的大液滴喷头阵列。
32.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
33.本技术提供的大液滴喷头通过在金属片的两侧均设置压电谐振器，以便在驱动电信号的控制下同时带动金属片振动。相比仅在金属片的一侧设置压电谐振器，两组压电谐振器可使金属片振动幅度和振动力度更大，从而喷针的抖动幅度更大且抖动速度更快，钢针内储存的待喷印液体更容易克服钢针出液口处的表面张力而滴落，在此基础上增大喷针的内径和喷印高粘度的液体喷针仍可以顺利出液，因此该喷头不仅可以提高单次振动时钢针的出液量，提高印染效率，而且适用于高粘度的待喷印液体，扩大了喷印的适用范围。
附图说明
34.图1为本技术一实施例提供的大液滴喷头的主视图；
35.图2为本技术一实施例提供的大液滴喷头的侧视图；
36.图3为本技术一实施例提供的压电谐振器的结构示意图；
37.图4为本技术另一实施例提供的大液滴喷头的结构示意图；
38.图5为本技术一实施例提供的大液滴喷头阵列的结构示意图；
39.图6为本技术另一实施例提供的大液滴喷头阵列的结构示意图；
40.图7为本技术另一实施例提供的大液滴喷头的结构示意图；
41.图8为本技术另一实施例提供的大液滴喷头阵列的结构示意图；
42.图9为本技术一实施例提供的连接柱的主视图；
43.图10为本技术一实施例提供的连接柱的左视图。
具体实施方式
44.为更进一步阐述本技术为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
45.需要说明的是，本技术中不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。应当理解，本技术实施例是对本技术方案的解释说明，不作为对本技术保护范围的限定。
46.虽然会用过渡语“包括”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语由“......构成”、“基本由......构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如，对包含a+b+c的方法的隐含的替代性实施方式包括方法由a+b+c组成的实施方式和方法主要由a+b+c组成的实施方式。
47.本技术通过提供一种大液滴喷头，可实现高粘度液体染料的均匀印染，且喷头单次出液量大，能提高印染效率。
48.本技术实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
49.本技术提供一种大液滴喷头，如图1和图2所示，包括：金属片2，喷针3和两组压电谐振器1；喷针3位于金属片的边缘且与金属片平行，用于流通待喷印液体；两组压电谐振器1分别位于金属片的两侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属片振动，以使喷针振动从而将喷针内的待喷印液体振出；如图3所示，压电谐振器1包括：从靠近金属片侧向远离金属片侧依次层叠的下电极层12、压电陶瓷层11和上电极层13。
50.在本技术中，喷针为内部中空的细管状结构，喷针的针尖端为出液口，另一端为进液口；喷针的进液口端通过与墨路连接，使待喷印液体进入喷针内。
51.在本技术中，在喷针振动时由于喷针内的待喷印液体在针尖处需要克服表面张力，为了保证待喷印液体能顺利滴落，喷针针尖需设置为斜角。
52.如图1和图4所示，喷针可为直形或弯曲形状；具体地，喷针为弯曲形状时，喷针与金属片的连接处到进液口端之间进行弯折，以满足喷针进液口端的固定设置需要和与墨路的连接设置需要。喷针为直形或弯曲形状时，喷针与金属片的连接处到针尖端之间均为直形，以保证待喷印液体在重力作用和振动的影响下从喷针中滴出。
53.具体地，喷头中金属片的形状可为任何形状，包括不限于圆形、方形及多边形。喷针与金属片的边缘为固定连接，例如喷针通过焊接方式与金属片连接。
54.本技术提供的上述喷头通过在金属片的两侧均设置压电谐振器，以便在驱动电信号的控制下同时带动金属片振动。相比仅在金属片的一侧设置压电谐振器，两组压电谐振器可使金属片振动幅度和振动力度更大，从而喷针的抖动幅度更大且抖动速度更快，钢针内储存的待喷印液体更容易克服钢针出液口处的表面张力而滴落，在此基础上增大喷针的内径和喷印高粘度的液体喷针仍可以顺利出液，因此该喷头不仅可以提高单次振动时钢针的出液量，提高印染效率，而且适用于高粘度的待喷印液体，扩大了喷印的适用范围。本技术提供的喷头适用于50～2000cps的待喷印液体。
55.为保证喷针在振动出能顺利将待喷印液体振动，喷针的针尖一般设置为斜角。当
针尖斜角的角度过小时，容易导致针尖弯曲损坏，使用寿命变短；当针尖斜角的角度过大时，喷针单次的出液量较小，输出产能会降低。本技术提供的喷头可增大喷针的内径，在此基础上为保证输出产能不降低的情况下，可增大喷针针尖斜角的角度，从而使喷针针尖不易弯曲损坏，提高钢针的使用寿命，进而提高喷头的使用寿命。
56.进一步地，两组压电谐振器1的形状相同，且在金属片两侧的位置呈对称设置。通过该设置，可使两组压电谐振器在相同驱动电信号的控制下所产生的形变位置相同，当两组压电谐振器的变形方向一致时，金属片受到压电谐振器的变形挤压得到最大叠加，进而使喷针的抖动幅度和抖动速度得到最大程度提高。两组压电谐振器的形状可为但不限于圆形、方形或多边形等。
57.具体地，两组压电谐振器中压电陶瓷层的厚度相同或不同。当两组压电谐振器中压电陶瓷层的厚度不同时，两组压电谐振器在相同驱动电信号的控制下所产生的形变大小不同，在两组压电谐振器的同时变形挤压下，使金属片的振动进行叠加，也可根据所需喷出液滴的大小，单独对其中一组压电谐振器输入驱动电信号，使其单独带动金属片振动。当两组压电谐振器中压电陶瓷层的厚度相同时，可使两组压电谐振器在相同驱动电信号的控制下所产生的形变大小相同，可避免两组压电谐振器的变形大小不一致时产生变形干扰，使金属片的振动得到最大叠加。具体地，压电陶瓷层的厚度可根据实际情况进行设置。
58.具体地，驱动电信号的正极和负极被分别提供至压电谐振器的下电极层和上电极层。具体地，当驱动电信号中的正极提供至压电谐振器的下电极层和上电极层中的其中一个，驱动电信号中的负极则提供至压电谐振器的下电极层和上电极层中的另外一个。具体地，可在金属片的两侧表面设置柔性电路，分别将压电谐振器的下电极层和上电极层与驱动电路连接。
59.进一步地，两组压电谐振器在输入驱动电信号后的变形方向相同，以使金属片受到两组压电谐振器的变形挤压得到叠加，从而加强金属片的振动幅度和振动力度，提高喷针的出液量。具体地，两组压电谐振器中压电陶瓷层的极化方向决定下电极层和上电极层与驱动电信号的正极或负极的连接对应，以使两组压电谐振器的变形方向相同；当两组压电谐振器中压电陶瓷层的极化方向相同时，两组压电谐振器的下电极层与驱动电信号对应连接的极性相反，即一侧压电谐振器的下电极层与驱动电信号的正极连接，另一侧压电谐振器的下电极层与驱动电信号的负极连接；当两组压电谐振器中压电陶瓷层的极化方向相反时，两组压电谐振器的下电极层与驱动电信号对应连接的极性相同，即两侧压电谐振器的下电极层均与驱动电信号的正极连接，或均与驱动电信号的负极连接。
60.具体地，压电谐振器的下电极层和上电极层为分别设在压电陶瓷层两侧的涂层材料。具体地，压电谐振器中的下电极层和上电极层采用的涂层材料可为金属，例如银。具体地，可先在加工好尺寸的压电陶瓷片的两侧上涂布含银的陶瓷涂层材料，再经过烧结，形成作为下电极层和上电极层的银电极，再将形成的压电谐振器进行极化；最后将制作完成的两组压电谐振器固定在金属片的两侧，例如通过粘结方式固定在金属片两侧。具体地，两组压电谐振器与金属片之间均绝缘，例如可在压电谐振器与金属片之间涂布绝缘胶。
61.进一步地，喷针的针尖端面设有疏液层。该疏液层可为疏水材料，例如氟硅烷，其可通过涂覆方式形成疏液层。通过该设置，可降低待喷印液体在针尖处的表面张力，减小待喷印液体的流阻，提高出液量和印染效率。
62.本技术还提供了一种大液滴喷头阵列，包括多个上述大液滴喷头和固定组件，该固定组件用于固定大液滴喷头。
63.作为本技术的第一种实施方式，如图5所示，固定组件为固定杆6，大液滴喷头10中的金属片2的边缘与固定杆6固定连接，例如固定杆为金属杆，金属片焊接至金属杆上。固定杆的形状可为直形、弧形或其它弯曲形状，其可根据所要喷印图案的形状或喷印表面的形状进行设置。
64.作为本技术的第二种实施方式，如图6所示，固定组件包括连接杆5；如图7所示，金属片2上设有第一通孔21，用于安装大液滴喷头10；第一通孔位于金属片上未设置压电谐振器的区域，连接杆经由第一通孔将多个大液滴喷头串接；或者，第一通孔位于金属片上设置压电谐振器的区域，压电谐振器上设有第二通孔，第一通孔和第二通孔同心且第二通孔的直径大于第一通孔，连接杆经由第一通孔和第二通孔将多个大液滴喷头串接。
65.作为上述第二种实施方式的一种具体结构，如图7所示，第一通孔21内设有轴向的第一防转凹槽22，连接杆上设有轴向的且与第一防转凹槽相配合的第一防转凸台，用于防止大液滴喷头在连接杆上转动；相邻大液滴喷头之间设有间隔垫圈，用于调节大液滴喷头之间的间距；固定组件还包括设在连接杆两端的第一锁紧装置，用于将多个大液滴喷头在连接杆的轴向上进行限位，以防止多个大液滴喷头在连接杆上轴向移动。在此具体结构中，该连接杆为完整一体结构。具体地，例如，第一锁紧装置可为螺母，其与连接杆通过螺纹连接将大液滴喷头的金属片夹紧，连接杆两端可固定在固定支架上。例如，第一防转凹槽可为u型。
66.作为上述第二种实施方式的另一种具体结构，如图8、图9和图10所示，连接杆5由多个连接柱51首尾拼接而成，连接柱51分为大径端511和小径端512，大径端为开口的空心圆柱且内壁上设有轴向的第二防转凹槽513，小径端为实心圆柱且外壁上设有轴向的第二防转凸台514；如图7所示，大液滴喷头的第一通孔21内设有轴向的第三防转凹槽22；连接柱的大径端的内径和小径端的外径相匹配，连接柱的小径端的外径与第一通孔的直径相匹配，且第二防转凸台与第二防转凹槽和第三防转凹槽均相匹配，当一连接柱51的小径端512插入另一相邻连接柱的大径端511时将套在小径端上的一大液滴喷头10的金属片夹紧；固定组件还包括设在连接杆两端的第二锁紧装置，用于将多个拼接的连接柱夹紧。具体地，例如，如图8所示，第二锁紧装置可包括与连接杆最外侧的小径端螺纹连接的第一压紧柱52，以及与连接杆最外侧的大径端的内壁或外壁螺纹连接的第二压紧柱53，第一压紧柱和第二压紧柱并固定在固定支架上。例如，第二防转凹槽和第三防转凹槽均可为u型。以上结构中，连接杆中连接柱的数量可根据串接的大液滴喷头的数量进行调整，并可实现大液滴喷头阵列的灵活安装和拆卸。
67.本技术实施例提供的上述大液滴喷头阵列通过将多个大液滴喷头串接在一起，可提高液滴喷出的密度，提高喷印效率。
68.本技术还提供了一种喷印装置，包括一组或多组上述大液滴喷头阵列。例如，将多组上述大液滴喷头阵列进行排列，可进一步提高单次喷印的面积，提高喷印效率。
69.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本
申请的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种大液滴喷头，其特征在于，包括：金属片；喷针，位于所述金属片的边缘且与金属片平行，用于流通待喷印液体；两组压电谐振器，分别位于金属片的两侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属片振动，以使喷针振动从而将喷针内的待喷印液体振出；所述压电谐振器包括：从靠近金属片侧向远离金属片侧依次层叠的下电极层、压电陶瓷层和上电极层。2.根据权利要求1所述的大液滴喷头，其特征在于，所述喷针的针尖端为出液口，另一端为进液口；所述喷针为直形或弯曲形状；所述喷针为弯曲形状时，所述喷针与金属片的连接处到进液口端之间进行弯折。3.根据权利要求1所述的大液滴喷头，其特征在于，所述两组压电谐振器的形状相同且在金属片两侧的位置呈对称设置。4.根据权利要求1所述的大液滴喷头，其特征在于，驱动电信号的正极和负极被分别提供至压电谐振器的下电极层和上电极层。5.根据权利要求1所述的大液滴喷头，其特征在于，所述两组压电谐振器在输入驱动电信号后的变形方向相同。6.根据权利要求1所述的大液滴喷头，其特征在于，所述喷针的针尖端面设有疏液层。7.一种大液滴喷头阵列，其特征在于，包括多个权利要求1-6任一项所述的大液滴喷头；固定组件，用于固定大液滴喷头。8.根据权利要求7所述的大液滴喷头阵列，其特征在于，所述固定组件为固定杆，所述大液滴喷头的金属片的边缘与固定杆固定连接。9.根据权利要求7所述的大液滴喷头阵列，其特征在于，所述固定组件包括连接杆；所述金属片上设有第一通孔，用于安装所述大液滴喷头；所述第一通孔位于金属片上未设置压电谐振器的区域，连接杆经由第一通孔将多个大液滴喷头串接；或者，所述第一通孔位于金属片上设置压电谐振器的区域，压电谐振器上设有第二通孔，第一通孔和第二通孔同心且第二通孔的直径大于第一通孔，连接杆经由第一通孔和第二通孔将多个大液滴喷头串接。10.根据权利要求9所述的大液滴喷头阵列，其特征在于，所述第一通孔内设有轴向的第一防转凹槽，所述连接杆上设有轴向的且与第一防转凹槽相配合的第一防转凸台，用于防止大液滴喷头在连接杆上转动；相邻大液滴喷头之间设有间隔垫圈，用于调节大液滴喷头之间的间距；所述固定组件还包括设在连接杆两端的第一锁紧装置，用于将多个大液滴喷头在连接杆的轴向上进行限位。11.根据权利要求9所述的大液滴喷头阵列，其特征在于，所述连接杆由多个连接柱首尾拼接而成；所述连接柱分为大径端和小径端，所述大径
端为开口的空心圆柱且内壁上设有轴向的第二防转凹槽，所述小径端为实心圆柱且外壁上设有轴向的第二防转凸台，所述大液滴喷头的第一通孔内设有轴向的第三防转凹槽；所述连接柱的大径端的内径和小径端的外径相匹配，连接柱的小径端的外径与第一通孔的直径相匹配，且第二防转凸台与第二防转凹槽和第三防转凹槽均相匹配；当一连接柱的小径端插入另一相邻连接柱的大径端时将套在小径端上的一大液滴喷头的金属片夹紧；所述固定组件还包括设在连接杆两端的第二锁紧装置，用于将多个拼接的连接柱夹紧。12.一种喷墨装置，其特征在于，包括一组或多组权利要求7所述的大液滴喷头阵列。

技术总结

本申请公开了一种大液滴喷头、大液滴喷头阵列和喷墨装置，涉及喷墨印染技术领域，该大液滴喷头包括金属片；喷针，位于所述金属片的边缘且与金属片平行，用于流通待喷印液体；两组压电谐振器，分别位于金属片的两侧，用于在驱动电信号的控制下带动金属片振动，以使喷针振动从而将喷针内的待喷印液体振出；所述压电谐振器包括：从靠近金属片侧向远离金属片侧依次层叠的下电极层、压电陶瓷层和上电极层。该大液滴喷头可实现高粘度液体染料的均匀印染，且喷头单次出液量大，能提高印染效率。能提高印染效率。能提高印染效率。