液體噴射頭、包括液體噴射頭的記錄設備及其製造方法

2023-06-06 12:44:01

專利名稱：液體噴射頭、包括液體噴射頭的記錄設備及其製造方法
技術領域：
本發明涉及製造將液體噴射到記錄介質上以形成圖像的液體噴射頭的方法、製造 包括該液體噴射頭的記錄設備的方法、液體噴射頭和記錄設備。
背景技術：
例如在用於噴墨型記錄設備的噴墨頭當中，存在所謂的壓電型頭，採用該壓電型 頭，使致動器變形以對壓力室中的墨施加壓力，從而從噴嘴噴射墨。採用壓電型噴墨頭， 設置對致動器供應驅動電壓的驅動器IC或其它驅動單元，並已知驅動單元產生熱(見 JP-A-2008-074041)。

發明內容
此外，在使用比較高的粘性和低流動性的墨的情況下，可考慮使用由在 JP-A-2008-074041中描述的驅動單元產生的熱來提高墨的溫度，從而增強墨的流動性並實 現適當的記錄。然而，存在的問題是，作為頭的通道構造、在相應的驅動單元處產生的熱量 不同等的結果，由於根據一個頭中的位置或根據包括多個頭的噴墨型記錄設備中的每個頭 中的位置、或者兩者兼有而出現的墨流動性差異，所以不能實現良好質量的記錄。本發明示例性實施例的目的是提供製造液體噴射頭的方法、製造包括該液體噴射 頭的記錄設備的方法、液體噴射頭、和記錄設備，採用上述方法和設備，即使在使用比較高 的粘性的液體的情況下，也能在頭通道內使液體流動性均勻，從而能夠實現良好質量的記 錄。根據本發明的示例性實施例(第一方面)，一種製造液體噴射頭的方法，所述液體 噴射頭具有多個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通向 噴射液體的液體噴射口；多個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對每個通道模塊中的多個壓力室中的 液體施加壓力的多個致動器；和驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓 供應至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；製造液體噴射頭的方法包括基於各個通道模塊的單獨通道的通道阻抗的大小將所述通道模塊分級；基於各個致動器模塊的致動器的電容的大小將所述致動器模塊分級；以及將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得在致動器模塊分級中被分級為致動器具有的電容不小於預定電容的致動器模塊的致動器模塊與在通道模塊分級中被分級 為單獨通道具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應，並且使得 在致動器模塊分級中被分級為致動器具有的電容小於所述預定電容的致動器模塊的致動 器模塊與在通道模塊分級中被分級為單獨通道具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應。根據本發明的示例性實施例(第二方面)，一種製造記錄設備的方法，所述記錄設備包括多個液體噴射頭，每個液體噴射頭具有不少於一個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力 室通向噴射液體的液體噴射口 ；不少於一個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對通道模塊中的多個壓力室中 的液體施加壓力的多個致動器；以及驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓 供應至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；所述製造方法包括在所述多個液體噴射頭中，基於各個通道模塊的單獨通道的通道阻抗的大小將所 述通道模塊分級；基於各個致動器模塊的致動器的電容的大小將所述致動器模塊分級；以及將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得在致動器模塊分級步驟中被分級 為致動器具有的電容不小於預定電容的致動器模塊的致動器模塊與在通道模塊分級步驟 中被分級為單獨通道具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應， 並使得在致動器模塊分級步驟中被分級為致動器具有的電容小於所述預定電容的致動器 模塊的致動器模塊與在通道模塊分級步驟中被分級為單獨通道具有的通道阻抗小於所述 預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應。根據本發明的示例性實施例(第三方面)，一種液體噴射頭包括多個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通向 噴射液體的液體噴射口；多個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對每個通道模塊中的多個壓力室中的 液體施加壓力的多個致動器；和驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓 供應至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊，其中將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得具有的電容不小於預定電容 的致動器模塊與具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊相對應，並且使得具有的 電容小於所述預定電容的致動器模塊與具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模 塊相對應。根據本發明的示例性實施例(第四方面)，一種記錄設備包括多個液體噴射頭，每個液體噴射頭包括不少於一個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力 室通向噴射液體的液體噴射口 ；不少於一個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對通道模塊中的多個壓力室中 的液體施加壓力的多個致動器；以及驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓 供應至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；並且
其中將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得具有的電容不小於預定電容 的致動器模塊與具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊相對應，並且使得具有的 電容小於所述預定電容的致動器模塊與具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模 塊相對應。本發明的示例性實施例認識到單獨通道的通道阻抗對液體的流動性有影響，並且還認識到致動器的電容對驅動單元中出現的發熱量有影響。如下所述通過基於通道阻抗和 電容的大小使通道模塊與致動器模塊相對應，在包括於一個頭的多個通道單元當中和/或 在包括於一個設備的多個液體噴射頭當中，都能使液體的流動性均勻，並能實現良好質量 的記錄，甚至於在使用相對高的粘性的液體的情況下。根據第一方面製造液體噴射頭的方法可包括通過將多個通道模塊裝配到一個基 部上來製備包括多個通道模塊的通道單元，所述多個通道模塊分別由相互獨立的構件構 成。根據第二方面製造記錄設備的方法也可包括通過將多個通道模塊裝配到一個基部上來 為每個液體噴射頭製備包括多個通道模塊的通道單元，所述多個通道模塊分別由相互獨立 的構件構成。此外，根據第三方面的頭可包括通道單元，該通道單元包括多個通道模塊，所 述多個通道模塊分別由相互獨立的構件構成；和一個基部，多個通道模塊被裝配到該一個 基部上。在該情況下，能便於通道單元製備步驟和通道模塊分級步驟。此外，在根據第一和第二方面的製造方法中，當分級通道模塊時，可將節流部的尺 寸用作確定通道阻抗大小的因素，該節流部可為設置在每個單獨通道中以調節供應至壓力 室的液體的流率的限制通道。在該情況下，因為節流部是對通道阻抗具有大的影響的部分， 所以能更合適地進行分級。在根據第一和第二方面的製造方法中，當分級通道模塊時，可將液體噴射口的尺 寸用作確定通道阻抗的大小的因素。在該情況下，因為液體噴射口是對通道阻抗具有大的 影響的部分，所以能更合適地進行分級。此外，在根據第三方面的頭中，通道模塊可包括公共通道，該公共通道由多個單 獨通道共用並臨時保留液體；以及每個單獨通道中的節流部，該節流部介於使公共通道的 出口與壓力室連接的通道中，其中該節流部限制通道，以調節供應至壓力室的液體的流率； 以及其中，當分級通道模塊時，將液體噴射口和節流部中的至少一個的尺寸用作確定通道 阻抗的大小的因素。在該情況下，因為液體噴射口和節流部是對通道阻抗具有大的影響的 部分，所以能基於通道阻抗的大小使通道模塊更合適地與致動器模塊相對應。在根據第一和第二方面的製造方法中，可為多個致動器模塊中的每一個設置一個 驅動單元。在該情況下，使致動器模塊與驅動單元成一對一的關係放置，因此更可靠地實現 通過進行致動器模塊分級步驟使液體的流動性均勻的效果。根據第一方面的製造方法還可包括，使通道模塊和致動器模塊沿液體噴射頭的長 度方向分別排列，並且使多個驅動單元沿液體噴射頭的長度方向排列，以便與多個通道模 塊分別相對應。此外，根據第二方面的製造方法還可包括對於每個液體噴射頭，使通道模塊 和致動器模塊沿液體噴射頭的長度方向分別排列，並且使多個驅動單元沿液體噴射頭的長 度方向對齊，以便與多個通道模塊分別相對應。此外，在根據第三方面的頭中，可使通道模 塊和致動器模塊沿液體噴射頭的長度方向分別排列，並且可使多個驅動單元沿液體噴射頭 的長度方向排列，以便與多個通道模塊分別相對應。在這些情況下，即使與在行式頭中一樣，在頭沿一個方向上長的情況下，也能抑制沿頭的長度方向的溫度變化，以實現液體的流動性的均勻。在根據第一和第二方面的製造方法中，可基於通道模塊中多個單獨通道的一部分 的通道阻抗進行通道模塊的分級。在該情況下，與基於通道模塊中的所有單獨通道的通道 阻抗進行分級的情況相比較，能更有效率地進行該步驟。在根據第一和第二方面的製造方法中，可基於致動器模塊中的多個致動器的一部 分的電容進行致動器模塊的分級。在該情況下，與基於致動器模塊中的所有致動器的電容 進行分級的情況相比較，能更有效率地進行該步驟。在根據第一和第二方面的製造方法中，在致動器模塊分級中所使用的部分的致動 器可與在通道模塊分級中所使用的通道模塊中所述部分的多個單獨通道相對應。在利用分 別在通道模塊分級和致動器模塊分級中彼此不對應的單獨墨通道和致動器的情況下，出現 由於在每個模塊內的通道阻抗和電容的大小的變化的影響而不能合適地進行分級的問題。 同時，採用以上構造，能消除該問題並且能改善分級精度。在根據第一和第二方面的製造方法的每一個中，可將多個通道模塊和多個致動器 模塊分成不少於三級。在該實例中，實現通道模塊與致動器模塊的更合適的組合，甚至能更 可靠地獲得使液體的流動性均勻的效果。在根據第一和第二方面的製造方法中，在通道模塊分級和致動器模塊分級中，多 個通道模塊和多個致動器模塊可被分別從具有最低通道阻抗和最低電容開始連續地分成 第一、第二、第三和第四級，以及在致動器模塊固定期間，可將致動器模塊固定到通道模塊， 使得被分在第一或第二級中的致動器模塊與被分在第一或第二級中的通道模塊相對應，被 分在第二或第三級中的致動器模塊與被分在第二或第三級中的通道模塊相對應，而被分在 第三或第四級中的致動器模塊與被分在第三或第四級中的通道模塊相對應。在該情況下， 在抑制分級步驟的複雜化的同時，實現通道模塊與致動器模塊的合適的組合。在本發明的示例性實施例中，通過基於通道阻抗和致動器電容的大小使通道模塊 與致動器模塊相對應，在包括於一個頭中的多個通道單元當中和/或在包括於一個設備中 的多個液體噴射頭當中，都能使液體的流動性均勻，並能實現良好質量的記錄，即使在使用 相對高的粘性的液體的情況下。


圖1是根據本發明的記錄設備的示例性實施例的噴墨印表機的側向剖視圖，該記 錄設備包括根據本發明的液體噴射頭的示例性實施例的四個噴墨頭。圖2是噴墨頭的透視圖。圖3是噴墨頭的頭主體的平面圖。圖4是由圖3中的點劃線包圍的區域的放大圖。圖5是沿圖4中的線V-V的剖視圖。圖6A是由圖5中的點劃線包圍的區域的放大圖。圖6B是單獨電極的平面圖。圖7是製造噴墨頭的方法的過程圖。圖8是用於說明在分級通道模塊中所使用的通道阻抗計算公式的示意圖。圖9是通道模塊和致動器模塊的分級和對應的表格。
圖10是用於測量致動器模塊中致動器的電容的測量電路的示意圖。圖IlA是八個通道模塊的每個通道模塊中的孔隙的寬度的測量值的圖表。圖IlB 是八個通道模塊的每個通道模塊中的孔隙部的通道阻抗的計算值的圖表。圖12對應於圖3，是根據本發明的另一示例性實施例的噴墨頭的頭主體的平面 圖。
圖13對應於圖7，是製造根據圖12的另一示例性實施例的噴墨頭的方法的示例的 過程圖。圖14是根據改型例的通道模塊的平面圖。
具體實施例方式現在將參考附圖描述本發明的示例性實施例。首先，應參考圖1描述根據本發明的記錄設備的實施例的噴墨印表機1的整體構 造。噴墨印表機1包括根據本發明的液體噴射頭的實施例的四個噴墨頭10。如圖1所示，噴墨印表機1包括具有長方體形狀的殼體la。在殼體Ia的頂面板的 上部處形成的片材排部131，該片材排部131接收已在上面進行記錄並從開口 130排出的片 材P。殼體Ia的內部空間從上側按順序被分成空間A、B、和C，並且在空間A中設有噴射品 紅色、青色、黃色、和黑色的相應顏色的墨的四個噴墨頭10、輸送片材P的輸送單元122、和 控制印表機1的相應部分的操作的控制器100。每個頭10設置成使得每個頭的長度方向沿 主掃描方向放置，而輸送單元122在副掃描方向上輸送片材P。空間B和C為相應設有沿主 掃描方向可從殼體Ia拆卸的片材供應單元Ib和墨容器單元Ic的空間。墨容器單元Ic包括儲存與四個頭10對應的相應顏色的墨的四個主容器121。如 圖2中所示，每個主容器121經由管連接至對應的頭10。片材供應單元Ib包括片材供應盤123，該片材供應盤123能夠容納多張片材P ； 和片材供應輥125，該片材供應輥125安裝至片材供應盤123。從最上面的片材開始，片材 供應盤123中的片材P由片材供應輥125連續地饋送、由引導件127a和127b引導、並在被 饋送輥對126夾在中間的同時饋送至輸送單元122。輸送單元122包括兩個皮帶輥6和7 ；無端輸送皮帶8，該無端輸送皮帶8跨越 纏繞在兩個輥6和7上；張力輥9，該張力輥9在接觸輸送皮帶8的下環的內周表面的同時 被向下推壓對輸送皮帶8增加張力；和支撐框架11，該支撐框架11可旋轉地支撐輥6、7、和 9。當作為驅動輥的皮帶輥7以圖1中順時針方向旋轉時，輸送皮帶8行進，並且作為從動 輥的皮帶輥6沿圖1中的順時針方向旋轉。來自輸送馬達M的驅動力經由幾個齒輪傳遞到 皮帶輥7。輸送皮帶8的上環由壓板19支撐，使得皮帶表面在與四個頭10的下表面(噴射 表面，其中多個噴射墨的噴射口 18打開(見圖4和5))分開預定的距離的同時平行於該下 表面延伸。四個頭10沿副掃描方向平行設置，並經由框架3由殼體Ia支撐。彎曲成V形的防落板12設置在輸送單元122下方，並且從片材P、輸送皮帶8等落 下的異物由防落板12保持。在輸送皮帶的表面上形成有弱粘性矽層。饋送至輸送單元122的片材P由壓輥4 擠壓在輸送皮帶8的表面上，其後在由表面的粘著力保持在輸送皮帶8表面上的同時沿實心黑箭頭在副掃描方向上被輸送。檢測片材P的傳感器15被設置在壓輥4的副掃描方向 的緊鄰的下遊側以便與輸送皮帶8的上環表面對置。控制器100基於來自傳感器15的檢 測信號確定片材P的位置，以控制頭10的驅動。在片材P通過四個頭10正下方期間，從相應頭10的噴射表面朝向片材P的上表面噴射相應顏色的墨，從而在片材P上形成期望的彩色圖像。然後片材P通過分離板5與 輸送皮帶8的表面分開，並由引導件129a和129b引導，在被兩組饋送輥對128夾在中間的 同時向上輸送，並從在殼體Ia的上部處形成的開口 130排出至片材排出部131。現在將參考圖1至6詳細描述每個頭10的構造。如圖1和2中所示，每個頭10按從下側順序包括頭主體IOa和儲存器單元10b。 如圖3中所示，頭主體IOa是在平面圖中在主掃描方向上細長的矩形層疊體。頭主體IOa 具有通道單元31，該通道單元31包括基板31b，該基板31b具有沿主掃描方向呈交錯方式 的梯形開口 ；八個相互獨立的梯形通道模塊31a ；和八個梯形致動器模塊21，所述八個梯形 致動器模塊21分別設置在通道模塊31a的上表面上。在平面圖中，通道模塊31a和致動器模塊21在形狀和尺寸上大致相同，並且以一 對一的關係被成對層疊和粘合在一起，以構成一個頭模塊IOx(見圖5)。也就是說，通過八 個相互獨立的頭模塊IOx裝配在基板31b上來布置頭主體10a。相鄰頭模塊IOx的斜邊在 副掃描方向上彼此重疊。相應的頭模塊IOx沿主掃描方向以預定的間隔以交錯方式(也就是說，就副掃描 方向而言，在主掃描方向上相對於頭10的中心相互平行並彼此反向向外的方向交替並且 等距離地偏移)設置。每個頭模塊IOx設置成使得對應於梯形形狀的下底邊的部分在副掃 描方向上位於頭10的端部附近。從而能夠在主掃描方向越過整個片材P以預定定義的記錄。構成頭模塊IOx的通道模塊31a和致動器模塊21基於稍後描述的單獨墨通道32 的阻抗的大小和致動器的電容的大小彼此相關。這將在以下的製造方法的說明中詳細描 述。儲存器單元IOb被層壓在通道單元31的基板31b的上表面上，並與通道單元31 一起將致動器模塊21夾在中間。也就是說，儲存器單元IOb被固定在基板31b的不設置頭 模塊IOx的上表面部分(包括開口 105b和由圖3中的雙點劃線限定的區域)上，並設置成 隔一微小的間隔與致動器模塊21對置。如圖2中所示，在儲存器單元IOb的上表面上設有接頭91和接頭92，連接至主容 器121的管道固定至該接頭91，而連接至廢液容器的管道固定至該接頭92。儲存器單元 IOb臨時儲存經由接頭91從主容器121供應的墨，並經由開口 105b將墨供應至通道單元 31中的通道(見圖3)。而且，在為了保持頭10滿意的噴射性能而進行清洗或其它維護過 程期間，容器單元IOb內部的墨經由接頭92被噴射到廢液容器。通道單元31的基板31b和通道模塊31a都是通過多塊具有通孔的板相互層疊和 粘合在一起以在相應的內部形成通道而設置。在基板31b中，八個具有梯形形狀的開口的通孔被以交錯方式在主掃描方向上以 預定間隔形成。在基板31b的上表面，開口 105b(見圖3B)被以避開八個梯形開口的方式 形成。形成在一塊基板31b中的總共十八個開口 105b沿主掃描方向形成兩列，其中，兩個開口 105b形成在與每個梯形開口的上底邊對置的位置，一個開口 105b形成在八個梯形開口中設置在主掃描方向的各端部的每個開口的端側(即，靠近基板31b的主掃描方向的相 應端部)。連接到開口 105b的集管通道105被形成在基板31的內部。每個集管通道105b 在一個端部開放以便連接到形成在通道模塊31a中的子集管通道105a。基板31b可以是多 個金屬板的層疊體或者例如由樹脂或其它除金屬之外的材料形成的一體模鑄物體。如圖5中所示，每個通道模塊31a包括九個金屬板22、23、24、25、26、27、28、29和 30。如圖4中所示，多個(例如664)噴射口 18被以矩陣形式形成在通道模塊31a的下表 面(噴射表面)。在通道模塊31a的上表面，S卩，粘合致動器模塊21的表面，與相應噴射口 18相對應的壓力室33以與噴射口 18相同的矩陣形式開放。另外，在圖4中，致動器模塊 21被省略，形成在內部和通道模塊31a的下表面、按慣例應該用虛線畫出的孔隙34和噴射 口 18被用實線畫出。在每個通道模塊31a中，形成在主掃描方向延伸的四個子集管通道105a和從子集 管通道105a分支的單獨墨通道32 (見圖5)。單獨墨通道32為每個噴射口 18形成，並且指 從子集管通道105a的出口(在圖5中指示單獨墨通道32的箭頭的底端)經由作為節流部 的孔隙34和壓力室33通向噴射口 18的通道。子集管通道105a在其一端開放以便連接到 形成在基板31b中的集管通道105。壓力室33分別具有大致菱形平面形狀，在一個通道模塊31a中，形成十六個沿主 掃描方向延伸的壓力室列(見圖4)。在主掃描方向上延伸的壓力室列在副掃描方向上以預 定間隔排列，並且與通道模塊31a的梯形形狀相對應，包括在每列中的壓力室33的數量隨 著接近上底邊而減少。大致菱形形狀的每個壓力室33的銳角部的附近被屬於相鄰列的兩 個相互相鄰的壓力室33的銳角部夾在中間。和壓力室33—樣，噴射口 18形成十六個沿主掃描方向延伸的噴射口列。在平面 圖中，兩個噴射口列均關於一個子集管通道105a設置，S卩，設置在一個子集管通道105a的 寬度方向的相應側。孔隙34是每個單獨墨通道32中通道阻抗最高的部分，並且具有調整供應到壓力 室33的墨的流率的功能。而且，在單獨墨通道32中，孔隙34是次於噴射開口 18的第二
最小通道面積部。例如，噴射口 18具有約300 μ m2的開口面積(20μπιφ)，孔隙34具有約
1200ym2(60ymX20ym)的開口面積和約300 μ m的長度。和通道模塊31a—樣，在本實施例中基板31b由金屬板22到30形成，如圖5中所 示。因此基板31b的總厚度和通道模塊31a的總厚度相同。彼此連通的開口 105b和集管 通道105被形成在基板31b中。在基板31b中，在限定通道模塊31a裝配於其中的梯形開 口(通孔)的周壁上，形成支撐通道模塊31a的突起(未示出)以便突出到開口中，並且集 管通道105在與子集管通道105a連接的一端開放。每個通道模塊31a具有相對應於突起 (例如，與突起接合的凹部)的連接部，並且被裝配到基板31b的開口中以便經由連接部被 形成在基板31b的周壁上的突起支撐。在該狀態，在通道模塊31a中子集管通道105a的一 端與在基板31b的周壁中開放的集管通道105的一端對置，從而通道105和105a彼此連通。 而且，基板31b的下表面處於與通道模塊31a的噴射表面(下表面)相同的高度。如圖6A中所示，每個致動器模塊21包括三個相互層疊的壓電陶瓷層41、42和 43 ；形成在最上面的壓電最陶瓷層41的上表面上、與相應的壓力室33相對應的單獨電極135 ；電連接到單獨電極135的單獨焊盤136 ；在壓電陶瓷層41和更下側的壓電陶瓷層42 之間的整個表面上形成的內部公共電極134。電極不設置在壓電陶瓷層42和壓電陶瓷層 43之間。壓電陶瓷層41到43都由基於具有鐵電性的陶瓷材料的鋯鈦酸鉛(PZT)形成，並 且每個具有約15 μ m的厚度和限定致動器模塊21外形的梯形形狀。
如圖6B中所示，每個單獨電極135包括大致菱形平面形狀的主電極部135a ；從 主電極部135a的一側處的銳角部延伸的延伸部135b ；和形成在延伸部135b的末端的單獨 焊盤136。主電極部135a與壓力室33大致相似，尺寸略小於壓力室33。主電極部135a被 設置為就壓電陶瓷層41、42和43的層疊方向而言與壓力室33相對，延伸部135b在平面方 向上延伸且延伸到與壓力室33相對的區域之外。就層疊方向而言，單獨焊盤136被設置為 與在金屬板22中限定壓力室33的壁相對且具有約10 μ m的高度。公共電極的焊盤也設置 在壓電陶瓷層41的頂面上並且經由通孔與內部公共電極134連續形成。公共電極焊盤具 有與單獨焊盤136相同的尺寸和形狀。壓電陶瓷層41的被相應單獨電極135和內部公共電極134夾在中間的活動部作 為對壓力室33內部的墨施加壓力的致動器。即，在每個致動器模塊21中，致動器的數量等 於形成在通道模塊31a中的壓力室33的數量，致動器被分別形成為就板22等的層疊方向 而言與壓力室33相對。在圖2中示出的柔性印刷電路板(FPC)SO的一端，連接到每個致動器模塊21的單 獨焊盤136和公共電極焊盤。FPC80從通道單元31和容器單元IOb之間向上引出且在另 一端連接到控制電路板(未示出)。驅動器IC81被安裝在致動器模塊21和控制電路板之 間的FPC80的中部。FPC80將從控制電路板輸出的圖像信號傳輸到驅動器IC81，從驅動器 IC81輸出的驅動電壓被供應到致動器模塊21。容器單元IOb和通道模塊31a經由FPC80 被熱聯接到驅動器IC81。如圖2中所示，在每單個FPC80中設置一個驅動器IC81。從容器單元IOb經由開口 105b供應到通道單元31的墨經過基板31b內部的集管 通道105然後經由各個通道模塊31a中的子集管通道105a流入各個單獨墨通道32。當致 動器模塊21然後在控制器100 (見圖1)的控制下依據來自驅動器IC81的驅動電壓被驅動 時，隨著壓力室33中的容積變化，壓力被供應到壓力室33中的墨，墨被從相對應的噴射口 18噴射。現在將參考圖7描述製造頭10的方法。首先，相互分開地製備構成頭模塊IOx的八個通道模塊31a和致動器模塊21中的 每一個(圖7的Sl和S2)。此外，還製備收容頭模塊IOx的基板31b (圖7的S3)。均獨立 地進行通道模塊的製備(Si)、致動器模塊的製備(S2)、和基板31b的製備(S3)，並且所述制 備中的任何製備可在其它製備之前進行或者可全部並行進行。在通道模塊製備步驟(Si)中，首先，分別對九個由不鏽鋼等製成的金屬板施加利 用圖案化光刻膠作為掩模的蝕刻，以形成孔且從而製備構成通道模塊31a的板22到30 (見 圖5)。之後，板22到30藉助粘合劑層疊在一起以便形成單獨墨通道32，然後在加熱的同 時加壓。從而粘合劑硬化，使得板22到30彼此固定，則完成通道模塊31a。對於用於該步 驟的粘合劑，可以使用熱硬化性的、環氧基粘合劑。在Sl中板22到30連接之前，要測量幾個參數。這些參數用於在將在後面進行的 分級步驟(S4)中計算通道阻抗的大小。在本實施例中，包括在每個通道模塊31a中的多個(例如664)單獨墨通道32中僅一部分單獨墨通道32 (例如90個隨機選取的通道)用於參 數的測量。而且，測量作為單獨墨通道32中的對通道阻抗影響大的部分的噴射口 18和孔 隙34的尺寸。這裡，噴射口 18和孔隙34的尺寸指，例如，構成噴射口 18的孔的直徑，構成 孔隙34的槽的寬度和長度以及其中形成孔和槽的板30和24的厚度。在致動器模塊製備步驟(S2)中，首先，為每個致動器模塊21製備將成為壓電陶瓷層41到43的三個印刷電路基板(見圖6A)。然後銀-鈀基導電漿料分別以單獨電極135 的圖案絲網印刷到將成為壓電陶瓷層41的印刷電路基板上和以內部公共電極134的圖案 絲網印刷到將成為壓電陶瓷層42的印刷電路基板上。之後，利用夾具定位的同時，將成為 壓電陶瓷層42的印刷電路基板在其具有印刷的內部公共電極134的表面朝上的狀態下被 重疊在沒有進行絲網印刷的壓電陶瓷層43上，並且壓電陶瓷層41在其具有印刷的單獨電 極135的表面朝上的狀態下又重疊在上面。然後印刷電路基板的層疊體以與已知的陶瓷相 同的方式脫脂，且在預定溫度烘焙。之後，包含玻璃粉且將成為單獨焊盤136的金基導電漿 料被印刷在相應單獨電極135的延伸部135b上。公共電極焊盤也同時被以相類似的方式 印刷。從而完成每個致動器模塊21。在基板製備步驟(S3)中，九塊金屬板和在通道模塊製備步驟(Si)中一樣製備。 然後對相應板施加利用圖案化光刻膠作為掩模的蝕刻過程。之後，利用粘合劑相應板被層 疊使得通過蝕刻形成的孔彼此連通，然後板被加熱且加壓。從而相應板彼此固定，因而具有 在內部形成的從開口 105b連續到集管105的墨通道的基板31b完成。用於基板製備步驟 (S3)的相應板具有與用於通道模塊製備步驟(Si)中的板相同的材質和厚度，相同的熱硬 化性的粘合劑也被用作粘合劑。在構成頭10的八個通道模塊31a和致動器模塊21的每一個已經如此分開地製備 之後，模塊被分級(S4和S5)。與步驟S1、S2及S3 —樣，通道模塊的分級(S4)和致動器模 塊的分級(S5)被彼此獨立地進行，並且任一個可以在另一個之前進行或兩者可以並行進 行。基於包括在通道模塊31a中的單獨墨通道32(見圖5)的通道阻抗的大小進行通 道模塊的分級(S4)。在本實施例中，基於圖9的示意圖的下面的公式(1)、(2)和(3)用於 計算通道阻抗，利用在Sl中板22到30連接之前測量的每個通道模塊31a的單獨墨通道 32的部分的噴射口 18和孔隙34的尺寸作為參數。在公式(1)到(3)中，μ是墨的粘度系 數，R是通道阻抗，dS是通道橫截面面積，dZ是通道長度，dP是通道兩端之間的壓力差，dQ 是墨在圖9的假設流動管道中的容積流率，w是墨在假設管道中在Z方向的流速。墨的粘 度係數(μ )由頭10中使用的墨的類型來確定。通道橫截面面積(dS)通過噴射口 18中的 孔直徑和通過孔隙34中槽的寬度和板24的厚度確定。通道長度(dZ)通過在噴射口 18中 板30的厚度和通過孔隙34中槽的長度來確定。可以進行有限元分析等以獲得高精度的數 值。公式1
Γ d2w d2w 1 dP /1λ—τ + -^- = —·—…⑴ οχ oy μ dZdQ^\wdS ---(I)formula see original document page 15如上所述被計算的噴射口 18和孔隙34的通道阻抗被合成作為相對應單獨墨通道 32的通道阻抗，從而確定90個單獨墨通道32中的每一個的通道阻抗。此外，90個單獨墨 通道32的通道阻抗的平均值被確定作為相對應通道模塊31a中的單獨墨通道32的通道阻 抗。然後，基於單獨墨通道32的通道阻抗的大小，八個通道模塊31a(見圖3)被相應 地接連分級，從最低通道阻抗開始分為四級，即第一、第二、第三和第四級(S4)。具體地，為 第二、第三和第四級設置下限值L2，L3和L4(L2 < L3 < L4)，其單獨墨通道32的通道阻抗 小於L2的通道模塊31a被分為第一級，其通道阻抗不小於L2但小於L3的那些通道模塊被 分為第二級，其通道阻抗不小於L3但小於L4的那些通道模塊被分為第三級，其通道阻抗不 小於L4的通道阻抗被分為第四級。基於包括在每個致動器模塊21中的致動器的電容(被相應單獨電極135和內部 公共電極134夾在中間的壓電陶瓷層41的活動部)的大小進行致動器模塊的分級(S5)。在 本實施例中，和在上述通道模塊31a的分級中相同，在計算電容時，僅使用包括在每個致動 器模塊21中的多個(例如664)致動器中的部分致動器(例如90個隨機選取的致動器)。 這裡使用的90個致動器分別相對應於在通道模塊31a的分級(S4)中選取的90個單獨墨 通道32 ( S卩，與和單獨墨通道32相對應的壓力室33相對且向壓力室33中的墨施加壓力的 致動器)。而且，如圖7中所示，在步驟S5中，致動器模塊21處於沒有固定到通道模塊31a 的狀態。首先，為每個致動器模塊21設立諸如圖10中所示的測量電路，且進行測量。脈衝 電壓被施加到被測量的致動器且從在該過程中產生的充電-放電電流確定電容。具體地， 通過用20kHz頻率的脈衝電壓一個接一個地接連驅動包括在致動器模塊21中的90個致動 器中的每一個，致動器的充電和放電被重複。在該過程中來自VDD2電源的電源電流I1被 測量。在該過程中被測量的致動器之外的致動器被保持在地電勢。此外，90個致動器通過 DC電壓被一個接一個地接連驅動，在該過程中來自VDD2電源的電源電流I2被測量。然後 值「和I2、VDD2電源的電壓V和驅動頻率F被用於根據下面的公式(4)計算電容C。公式2C = ^^ ...(4)
V· Γ
C = — =- · · · (5)
VV-F
1 =1IAD +IlACH+I …(6)h=hlD+h2CH …(7)
1LXD 1LID …(8)
Llich k ^LICH …(9)公式(4)是從公式(5)、(6)、(7)、(8)和(9)獲得的。在公式(5)到(9)中，Q是 電荷，I是充電-放電電流，Iud是在脈衝電壓驅動期間驅動器IC81的內部漏電流，Iuqi是 在脈衝電壓驅動期間相鄰致動器之間的漏電流，是在DC電壓驅動期間驅動器IC81的內部漏電流，是在DC電壓驅動期間相鄰致動器之間的漏電流。此外，對於每單個致動器模塊21，90個致動器的電容的平均值被確定作為致動器模塊21中的致動器的電容。然後，基於致動器的電容大小，八個致動器模塊21(見圖3) 被從低電容開始相應接連分為四級，即，第一、第二、第三和第四級，如圖9中所示(S5)。具 體地，在所述的通道模塊31a的分級中，為第二、第三和第四級設置下限值A2、A3和A4(A2 < A3 < A4)，其致動器電容小於A2的致動器模塊21被分為第一級，其電容不小於A2但是 小於A3的致動器模塊被分為第二級，其電容不小於A3但小於A4的致動器模塊被分為第三 級，其電容不小於A4的致動器模塊被分為第四級。其後，根據圖9中用圓圈標記的組合使被分別分級的通道模塊31a和致動器模塊 21彼此對應，並且將一個通道模塊31a固定到一個致動器模塊21上(S6)。在該步驟中，熱 硬化性的粘合劑用於固定。在此，使具有單獨墨通道32的相對高通道阻抗的通道模塊31a 與具有相對高的致動器電容的致動器模塊21對應，並使具有單獨墨通道32的相對低通道 阻抗的通道模塊31a與具有相對低的致動器電容的致動器模塊21對應。具體而言，如圖9中所示，使具有單獨墨通道32的相對高通道阻抗的並被分級在 第三或第四級(也就是，具有不小於第三級的下限值L3的通道阻抗)的通道模塊31a與具 有相對高的致動器電容的並被分級在第三或第四級中(也就是，具有不小於第三級的下限 值A3的電容)的致動器模塊21對應。此外，使具有單獨墨通道32的相對低通道阻抗的並 被分級在第一或第二級中(也就是，具有小於下限值L3的通道阻抗)的通道模塊31a與具 有相對低的致動器電容並被分級在第一或第二級中(也就是，具有小於下限值A3的電容) 的致動器模塊21對應。還使分級在第二和第三級中的通道模塊31a於分級在第三和第二 級中的致動器模塊21分別對應。然後，用適當的粘合劑等將在S6中製備的八個頭模塊10x(通道模塊31a和致動 器模塊21的層疊體)裝配到在通道單元31的基板31b中形成的梯形開口中(S7)。從而完 成頭主體10。之後，FPC80(見圖2)的一端通過在單獨焊盤136和公共電極焊盤等上塗敷導電 粘合劑而連接到每個致動器模塊21 (S8)。此外，之後，容器單元IOb (見圖2)被固定到通道 單元31的上表面(S9)。從而完成頭10。在一個單獨的步驟中，驅動器IC81被預先安裝到 FPC80。以上描述了製造一個頭10的方法，並且通過執行將由上述方法分別製造的四個 頭10放置在殼體Ia內並將頭固定至框架3的步驟等來製造圖1中的印表機1。上面描述的根據本實施例的製造頭10的方法，製造印表機1的方法，頭10和列印 機1，認識到單獨墨通道32的通道阻抗對墨的流動性有影響，並且致動器的電容對在驅動 器IC81處產生的熱量有影響。當通道阻抗高時，墨的流動性低。當致動器的電容高時，從 驅動器IC81產生的熱量高。因此，如上所述通過將具有在其中墨的流動性低的通道的通道 模塊31a與高電容的致動器模塊21 (採用該致動器模塊21，從驅動器IC81產生的熱量高) 組合，促進墨的流動性均勻，尤其在低溫狀態下。此外，通過基於通道阻抗和電容的大小使 通道模塊31a與致動器模塊21對應，在包括於一個頭10中的八個通道模塊31a當中和/ 或在包括於一臺印表機1中的四個頭10當中，都能使墨的流動性均勻，並能實現良好的記 錄質量，即使在使用相對高的粘性的墨的情況下。
此外，根據本實施例的製造方法包括通道單元製備步驟(對應於圖7的步驟S6)， 在該通道單元製備步驟中，將由相互獨立的構件構成的八個通道模塊31a裝配到一塊基板 31b上，以製備包括八個通道模塊31a的通道單元31。換言之，頭10包括通道單元31，該 通道單元包括由相互獨立的構件構成的八個通道模塊31a ；和一塊基板31b，八個通道模塊 31a裝配到該塊基板31b上。從而便於通道模塊分級步驟(S4)。此外，能容易地使墨的流 動性在通道模塊31a當中相同，並且能容易地製備墨的流動性沒有變化(也就是，利用其， 使墨的流動性均勻)的通道單元31。在通道模塊分級步驟(S4)中，噴射口 18和孔隙34的尺寸被用作與分級有關的通 道阻抗的因素。在這種情況下，因為噴射口 18和孔隙34是對通道阻抗影響大的部分，所以 可以更適當地進行分級。如圖2和3中所示，為八個致動器模塊21中的每個致動器模塊設置一個IC驅動 器81。在該情況下，使致動器模塊21與驅動IC81以一對一的關係放置，因此甚至更可靠地 實現通過進行致動器模塊分級步驟(S5)使墨的流動性均勻的效果。對於每個頭10，通道模塊31a和致動器模塊21分別沿頭10的長度方向排列且八 個驅動器IC81沿頭10的長度方向排列，以便分別與通道模塊31a相對應。在這種情況下， 即使在頭10在一個方向上較長的情況下(如在行式頭中)，沿頭10的長度方向的溫度變化 可被抑制，從而能實現墨流動性的均勻。
在通道模塊分級步驟(S4)中，基於每個通道模塊31a中的多個單獨墨通道32的 一部分(例如在總數664個中的90個單獨墨通道)的通道阻抗進行通道模塊31a的分級。 在這種情況下，與基於每個通道模塊31a中所有單獨墨通道32的通道阻抗進行分級的情況 相比可以更有效地進行該步驟。同樣地，在致動器模塊分級步驟(S5)中，基於每個致動器模塊21中的多個致動器 的一部分(例如總數664個中的90個致動器)的電容進行致動器模塊21的分級。在這種 情況下，與基於每個致動器模塊21的所有致動器的電容進行分級的情況相比可以更有效 地進行該步驟。此外，用於致動器模塊分級步驟(S5)的所述部分致動器與用於通道模塊分級步 驟(S4)的每個通道模塊31a中的所述部分單獨墨通道32 (即90個隨機選取的單獨墨通道 32)相對應。在S4和S5的每個中使用彼此不相對應的單獨墨通道32和致動器的情況下， 由於在模塊31a和21的每個內通道阻抗和電容的大小變化的影響，會出現不能適當地進行 分級的問題。同時，利用上述構造，該問題被減輕，且分級精度提高。在通道模塊分級步驟(S4)和致動器模塊分級步驟(S5)的每一個中，進行不少於 三個等級的分級(見圖9)。在這種情況下，能實現通道模塊31a與致動器模塊21的更合適 的組合，甚至能更可靠地獲得使墨的流動性均勻的效果。此外，在通道模塊分級步驟(S4)和致動器模塊分級步驟(S5)的每一個中，如圖9 所示，從最低通道阻抗和最低電容的模塊開始，接連進行分級成第一、第二、第三和第四級 的四級分級。然後，在致動器模塊固定步驟(S6)中，將致動器模塊21固定到通道模塊31a 上，使得分級在第一或第二級中的致動器模塊21與分級在第一或第二級中的通道模塊31a 相對應，分級在第二或第三級中的致動器模塊21與分級在第二或第三級中的通道模塊31a 相對應，並且分級在第三或第四級中的致動器模塊21與分級在第三或第四級中的通道模塊31a相對應。在該情況下，在抑制分級步驟(S4和S5)的複雜化的同時，實現通道模塊31a與致動器模塊21的合適的組合。在本發明的該實施例中，在多個通道模塊當中單獨通道的通道阻抗和在多個致動 器模塊當中致動器的電容存在差異的前提下，如上所述對通道模塊和致動器模塊分級並使 通道模塊和致動器模塊相對應。在這點上，與在上述實施例中一樣，在一個頭10中包括八 個通道模塊31a的情況下，對於相應的通道模塊31a，在圖IlA中示出構成孔隙34的凹槽 的寬度(設計值60 μ m)的實際測量值(平均值(通過確定在一個通道模塊31a中包括的 664個單獨墨通道當中的90個單獨墨通道的孔隙34的平均數所獲得的)和最小值)。從 該圖形，能理解，在八個通道模塊31a當中的孔隙34的寬度存在變化，以及在一個通道模塊 31a中的孔隙34當中的寬度也存在變化。由於基材的尺寸、蝕刻及其它製造過程等，所以 出現這種變化。此外，由於尺寸方面的這種變化，所以在通道阻抗方面出現變化。圖IlB是 基於圖IlA的圖表、利用公式(1)至(3)計算相應通道模塊31a的孔隙34部分的通道阻抗 (平均值和最大值)的結果的圖表。從該圖形，能理解，在八個通道模塊31a當中的孔隙34 部分的通道阻抗存在變化，以及在一個通道模塊31a中的孔隙34當中的通道阻抗也存在變 化。現在將描述頭10的驅動控制。通常，在環境溫度比較高的情形下，墨的粘度低，並 因此在通道模塊31a當中和在頭10當中不會出現墨的流動性的大的差異。另一方面，在環 境溫度比較低的情形下，墨的粘度高，並且在通道模塊31a當中和在頭10當中傾向於容易 出現墨的流動性的大的差異。然而，採用本實施例，即使在這種情況下，將具有高通道阻抗 (具有墨的低流動性的通道)的通道模塊31a與高電容的致動器模塊21 (採用該致動器模 塊21，從驅動器IC81產生的熱量高)組合，使得不管環境溫度如何，在通道模塊31a當中 很少會出現墨的流動性的差異。此外，通過通道模塊31a與致動器模塊21的組合，即使在 頭IOa當中也很少會出現墨的流動性的差異。在此，頭10的驅動控制優選地進行如下，以 進一步促進墨的流動性的均勻。也就是，就一個頭10而言，調節從驅動器IC81供應至致動器模塊21的驅動電 壓；供應至驅動器IC81的單個脈衝的作用時間；和脈衝總的作用時間中的至少一個，以在 致動器的驅動期間，使包括在一個頭10中的多個通道模塊31a當中的墨的流動性均勻。此 夕卜，如上所述，調節相應的頭10的驅動，使得包括在印表機1中的四個頭10當中的墨的流 動性均勻。在前一情形和後一情形中的任一情形下，如在以上實施例中所描述地分級通道 模塊31a和致動器模塊21，然後調節驅動，從而基於分級解決墨的流動性的差異。就印表機1的控制而言，如上所述可通過考慮僅使包括在印表機1中的四個頭10 當中的墨的流動性均勻、而不考慮使包括在一個頭10中的多個通道模塊31a當中的墨的流 動性均勻(也就是，不提供供應至一個頭10中的相應致動器模塊21的驅動電壓差異等) 來調節驅動；或者可通過考慮兩者(使一個頭10內的墨的流動性均勻和使四個頭10當中 的墨的流動性均勻)來調節驅動。為了增加驅動器IC81中出現的發熱量，進行所謂的非噴射衝洗(調整來自驅動器 IC81的驅動電壓的大小、供應到驅動器IC81的單脈衝的作用時間、脈衝寬度等，驅動驅動 器IC81而不使墨從噴射口 18噴射)是有效的。通過這樣的控制方法，能在包括於一個頭10中的多個通道模塊31a當中和在包括於一臺印表機1中的多個頭10當中的任一情形下使墨的流動性均勻。儘管上面已經描述了本發明的優選實施例，但本發明不限於上述實施例，在權利 要求描述的範圍內可以進行各種的設計改變。例如，儘管在上述實施例中致動器模塊包括壓電型致動器，但致動器模塊不限於此，且其可以更改為包括靜電或其它類型的致動器。儘管在上述實施例中通過層疊具有通過蝕刻形成的孔的多個板製備，但通道模塊 不限於此，其可以具有通過不同於蝕刻的方法形成的孔，且也不限於板層疊結構。在上述實施例中，在一臺印表機1中，通過在包括於印表機1的四個頭10的每一 個中進行通道模塊31a和致動器模塊21的分級(S4和S5)，使包括在每個頭10中的多個 通道模塊31a當中的墨的流動性均勻。然而，本發明不局限於此，例如，代替在四個頭10中 的每一個中進行通道模塊31a和致動器模塊21的分級(S4和S5)，可對每個頭10確定平 均通道阻抗和平均電容，並且可在四個頭10當中進行分級。從而實現在一臺印表機1的頭 10當中的墨的流動性的均勻。分級通道模塊31a和致動器模塊21的步驟(S4和S5)的每一個不局限於如圖9 中所示地進行分成四級的分級，並且，在每個步驟中分級成成不少於兩級就足夠了。此外， 就使通道模塊31a和致動器模塊21相對應而言，本發明不局限於圖9中所示的對應方式， 使具有單獨墨通道32的相對高通道阻抗的通道模塊31a與具有相對高的致動器電容的致 動器模塊21相對應，並且使具有單獨墨通道32的相對低通道阻抗的通道模塊31a與具有 相對低的致動器電容的致動器模塊21相對對應就足夠了。在分級步驟(S4和S5)中所使用的所述部分的單獨墨通道32和所述部分的致動 器不必彼此相對應。就分級步驟(S4和S5)而言，儘管在上述實施例中僅使用墨通道32和致動器中的 每一種的90個，所述每一種的90個僅分別代表總數664的一部分，但這些數值僅為示例， 並且可適當地改變。此外，可不與以上情形一樣，基於部分進行分級步驟，而是可基於通道 模塊31a中所有的單獨墨通道32或基於致動器模塊21中所有的致動器進行分級步驟。儘管在上述實施例中的通道模塊分級步驟(S4)中，噴射口 18和孔隙34的尺寸用 作通道阻抗的因素，但本發明不限於此，可以使用噴射口 18或孔隙34任一個的尺寸，或單 獨墨通道32中的適當部分可被用作通道阻抗的因素。而且，通道阻抗可以不基於單獨墨通 道32中的特定部分計算，而是基於單獨墨通道32的整體結構計算。就將所述多個通道模塊31a裝配到的基部而言，儘管根據上述實施例與各個通道 模塊31a內部的子集管通道105a連通的集管通道105被形成在基板31b內部，但可以不必 形成這種通道。例如，如圖14中所示，一個通道模塊131a除了上述通道結構外，還可以具 有開口 105b和集管通道105。在這種情況下，不需要在基板31b中形成開口 105b和集管通 道105，基板31b作為支撐各個通道模塊131a的支撐構件。 而且，儘管在上述實施例中通道模塊31a被裝配在形成在基板31b的開口中，但通 道模塊31b可以不被裝配到開口中，而是更改為裝配到形成在基板31b中的凹部中、基板 31b的上表面上等。 現在將描述在基板31b中形成凹部且通道模塊被裝配到相應凹部中的實施例的 例子。這裡，例如，僅圖5中板22到25的部分將是通道模塊。在這些通道模塊中，由板22到25形成的單獨墨通道32的部分(S卩，每個由從子集管通道105a的出口到壓力室的通道、 壓力室33、從壓力室33到噴射口 18的上半部分的通道構成的部分)被形成。基板31b包 括板22到25 (上層疊體)和板26到30 (下層疊體)，用於裝配和收容通道模塊的通孔被形 成在板22到25 (上層疊體)中，跨越在所有頭模塊IOx (從開口 105b通過集管通道105通 向子集管通道105a的通道)上的公共墨通道和從壓力室33到噴射口 18的下半部分的通 道被形成在板26到30 (下層疊體)中。在上、下層疊體彼此層疊的狀態下，用於裝配通道 模塊的凹部由形成在板22到25 (上層疊體)中的通孔布置而成。子集管通道105a向凹部 的底面(板26的上表面)開放。在該例子中，基於孔隙34的通道阻抗的大小進行通道模 塊的分級。在該例子中，通道模塊以通道模塊難以曝露到外部的方式大致被完全收容在基 板的凹部中，因此力不會容易從外部直接施加到通道模塊。由此防止頭模塊的脫落等問題。 而且，作為另一實施例，圖5中的板22到24的部分可被布置為通道模塊。在這種情況下， 每個通道模塊的部件的數量少且便於製造。此外，將描述將通道模塊裝配到基板31b的上表面上的例子。例如，圖5中板22到24的部分被布置為通道模塊，板25到30的部分被布置為基板。在這種情況下通道模塊 形成由板22到24形成的單獨墨通道32的部分(S卩，從孔隙34到壓力室33的通道、壓力 室33、和從壓力室33到噴射口 18的不同於上述上半部分的上半部分的通道的每一個構成 的部分)。在基板31b的上表面上(在本例子中板25的上表面)，形成開口 105b，連接子集 管通道105a和孔隙34的孔和從壓力室33到噴射口 18的不同於上述下半部分的下半部分 的通道開放。由圖5的板25到30形成的通道(即，跨越在所有頭模塊IOx上的公共墨通 道(即，從開口 105b通過集管通道105和子集管通道105a直到孔隙34之前的點)和不同 於上述下半部分的下半部分通道)被形成在基板內部。在該例子中，也基於孔隙34的通道 阻抗的大小進行通道模塊的分級。儘管，在上述實施例中，通道單元31 (見圖3)包括基板31b和裝配到基板31b上 的相互獨立的構件構成的八個通道模塊31a，但通道單元31不限於此。例如，如圖12中所 示，在根據本發明的另一實施例中，包括在頭主體210a中的通道單元231不是通過和上述 通道單元31中一樣裝配分開地製備的基板31b和八個通道模塊31a來設置，而是通過將在 主掃描方向較長的多個矩形板(與構成上述實施例中的基板31b的板具有相同外部形狀的 板)層疊和粘合在一起來設置。從集管通道105通向相應單獨墨通道32的噴射口 18的通 道被形成在板的層疊體內部。對於本實施例，通道單元231中的致動器模塊21的粘合部分 (圖12中所示的梯形部分)相對應於通道模塊。包括具有圖12的通道單元231的頭例如通過圖13所示的步驟來製造。與圖7所 示的步驟相同的步驟將被提供相同的附圖標記，並將省略對它們的描述。首先，通道單元 231和八個致動器模塊21被分開地製備(S21和S2)。在此，在S21中，在使構成通道單元 231的多塊板連接之前，與在上述Sl中一樣測量在計算隨後進行的分級步驟(S4)中的通道 阻抗的大小中所使用的參數(單獨墨通道32的預定部分的尺寸等)。然後，在以與上述實 施例相同的方式進行通道模塊的分級(S4)和致動器模塊的分級(S5)之後，基於分級結果 (S25)將致動器模塊21固定到通道單元231的上表面上的相應的通道模塊(圖12所示的 梯形部分)上(S25)。其後，與在上述實施例中一樣，通過相同的步驟S8、S9等，完成根據 本實施例的頭。
可為多個致動器模塊21提供一個驅動器IC81，代替為八個致動器模塊21中的每一個提供一個驅動器IC。此外，通道模塊和致動器模塊不限於分別沿頭的長度方向排列，而是可沿頭的寬 度方向排列。而且，通道模塊和致動器模塊的平面形狀不限於梯形，可以是例如平行四邊 形、三角形、正方形、矩形等。包括在記錄設備中的液體噴射頭的數量不限於四個，只要不少於兩個即可。可替 代地，在包括在記錄設備中的多個液體噴射頭的每一個中，通道模塊和致動器模塊的每一 種不少於一個即可。例如，在包括兩個頭的記錄設備中，其中每個頭具有一個通道模塊和一 個致動器模塊，在兩個頭之間進行分級。根據本發明的液體噴射頭可以噴射不同於墨的液體，且可應用於除了噴墨系統之 外的熱敏、點撞擊或其它系統，除了應用到印表機之外，也可應用於傳真機和複印機等。而 且，根據本發明的液體噴射頭也可應用於行式或串行式記錄設備。
權利要求
一種製造液體噴射頭的方法，所述液體噴射頭具有多個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通向噴射液體的液體噴射口；多個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對每個通道模塊中的多個壓力室中的液體施加壓力的多個致動器；和驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓供應至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；製造液體噴射頭的方法包括基於各個通道模塊的單獨通道的通道阻抗的大小將所述通道模塊分級；基於各個致動器模塊的致動器的電容的大小將所述致動器模塊分級；以及將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得在致動器模塊分級中被分級為致動器具有的電容不小於預定電容的致動器模塊的致動器模塊與在通道模塊分級中被分級為單獨通道具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應，並且使得在致動器模塊分級中被分級為致動器具有的電容小於所述預定電容的致動器模塊的致動器模塊與在通道模塊分級中被分級為單獨通道具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應。
2.如權利要求1所述的製造液體噴射頭的方法，還包括通過將各自由相互獨立的構件構成的所述多個通道模塊裝配到一個基部上來製備包 括所述多個通道模塊的通道單元。
3.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中當將所述通道模塊分級時，作 為設置在每個單獨通道中以調整供應到所述壓力腔室的液體的流率的限制通道的節流部 的尺寸被用作確定所述通道阻抗的大小的因素。
4.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中當將所述通道模塊分級時，所 述液體噴射口的尺寸被用作確定所述通道阻抗的大小的因素。
5.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中為所述多個致動器模塊中的 每一個致動器模塊設置一個驅動單元。
6.如權利要求5所述的製造液體噴射頭的方法，進一步包括分別沿所述液體噴射頭 的縱向方向排列所述通道模塊和所述致動器模塊；和沿所述液體噴射頭的縱向方向排列多個驅動單元，從而所述多個驅動單元分別與所述 多個通道模塊相對應。
7.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中基於所述通道模塊中的所述 多個單獨通道中的部分單獨通道的通道阻抗進行所述通道模塊的分級。
8.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中基於所述致動器模塊中的所 述多個致動器中的部分致動器的電容進行所述致動器模塊的分級。
9.如權利要求8所述的製造液體噴射頭的方法，其中在致動器模塊分級中所使用的所 述部分致動器與所述通道模塊中的所述多個單獨通道中的在通道模塊分級中所使用的所 述部分單獨通道相對應。
10.如權利要求1或2所述的製造液體噴射頭的方法，其中將所述多個通道模塊和所述 多個致動器模塊分級成不少於三級。
11.如權利要求10所述的製造液體噴射頭的方法，其中在通道模塊分級和致動器模塊 分級中，所述多個通道模塊和所述多個致動器模塊分別從具有最低通道阻抗和最低電容開 始被接連地分級成第一、第二、第三和第四級的四級，並且其中，在致動器模塊固定期間，將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得被分級 在第一或第二級中的致動器模塊與被分級在第一或第二級中的通道模塊相對應，被分級在 第二或第三級中的致動器模塊與被分級在第二或第三級中的通道模塊相對應，並且被分級 在第三或第四級中的致動器模塊與被分級在第三或第四級中的通道模塊相對應。
12.一種製造記錄設備的方法，所述記錄設備包括多個液體噴射頭，每個液體噴射頭具有不少於一個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通 向噴射液體的液體噴射口；不少於一個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對通道模塊中的多個壓力室中的液 體施加壓力的多個致動器；以及驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓供應 至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；所述製造記錄設備的方法包括在所述多個液體噴射頭中，基於各個通道模塊的單獨通道的通道阻抗的大小將所述通 道模塊分級；基於各個致動器模塊的致動器的電容的大小將所述致動器模塊分級；以及將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得在致動器模塊分級步驟中被分級為致 動器具有的電容不小於預定電容的致動器模塊的致動器模塊與在通道模塊分級步驟中被 分級為單獨通道具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應，並使 得在致動器模塊分級步驟中被分級為致動器具有的電容小於所述預定電容的致動器模塊 的致動器模塊與在通道模塊分級步驟中被分級為單獨通道具有的通道阻抗小於所述預定 通道阻抗的通道模塊的通道模塊相對應。
13.如權利要求12所述的製造記錄設備的方法，還包括通過將各自由相互獨立的構 件構成的所述多個通道模塊裝配到一個基部上來為每個液體噴射頭製備包括所述多個通 道模塊的通道單元。
14.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中當將所述通道模塊分級時， 作為設置在每個單獨通道中以調整供應到所述壓力腔室的液體的流率的限制通道的節流 部的尺寸被用作確定所述通道阻抗的大小的因素。
15.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中當將所述通道模塊分級時， 所述液體噴射口的尺寸被用作確定所述通道阻抗的大小的因素。
16.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中為所述多個致動器模塊中的 每一個致動器模塊設置一個驅動單元。
17.如權利要求16所述的製造記錄設備的方法，進一步包括對於每個液體噴射頭，分 別沿所述液體噴射頭的縱向方向排列所述通道模塊和所述致動器模塊；和沿所述液體噴射頭的縱向方向排列多個驅動單元，從而所述多個驅動單元分別與所述 多個通道模塊相對應。
18.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中基於所述通道模塊中的所述 多個單獨通道中的部分單獨通道的通道阻抗進行所述通道模塊的分級。
19.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中基於所述致動器模塊中的所 述多個致動器中的部分致動器的電容進行所述致動器模塊的分級。
20.如權利要求19所述的製造記錄設備的方法，其中在致動器模塊分級中所使用的所 述部分致動器與所述通道模塊中的所述多個單獨通道中的在通道模塊分級中所使用的所 述部分單獨通道相對應。
21.如權利要求12或13所述的製造記錄設備的方法，其中將所述多個通道模塊和所述 多個致動器模塊分級成不少於三級。
22.如權利要求21所述的製造記錄設備的方法，其中在通道模塊分級和致動器模塊分 級中，所述多個通道模塊和所述多個致動器模塊從具有最低通道阻抗和最低電容開始被接 連地分級成第一、第二、第三和第四級的四級，並且其中，在致動器模塊固定期間，將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得被分級 在第一或第二級中的致動器模塊與被分級在第一或第二級中的通道模塊相對應，被分級在 第二或第三級中的致動器模塊與被分級在第二或第三級中的通道模塊相對應，並且被分級 在第三或第四級中的致動器模塊與被分級在第三或第四級中的通道模塊相對應。
23.一種液體噴射頭，包括多個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通向噴射 液體的液體噴射口；多個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對每個通道模塊中的多個壓力室中的液體 施加壓力的多個致動器；和驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓供應 至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊，其中將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得具有的電容不小於預定電容的致 動器模塊與具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊相對應，並且使得具有的電容 小於所述預定電容的致動器模塊與具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模塊相 對應。
24.如權利要求23所述的液體噴射頭，還包括通道單元，所述通道單元包括各自由相互獨立的構件構成的所述多個通道模塊；以及一個基部，所述多個通道模塊裝配到所述一個基部上。
25.如權利要求23或24所述的液體噴射頭，其中所述通道模塊包括公共通道，所述公共通道由所述多個單獨通道共用，並且所述公共通道臨時保留液體；以及每個單獨通道中的節流部，所述節流部介於將所述公共通道的出口和所述壓力腔室連 接的通道中，其中所述節流部限制所述通道，以調節供應至所述壓力室的液體的流率；並且其中所述液體噴射口和所述節流部中的至少一個的尺寸被用作確定所述通道阻抗的 大小的因素。
26.如權利要求23所述的液體噴射頭，其中分別沿所述液體噴射頭的縱向方向排列所 述通道模塊和所述促動器模塊；並且其中沿所述液體噴射頭的縱向方向排列多個驅動單元，從而所述多個驅動單元分別與 所述多個通道模塊相對應。
27. 一種記錄設備，包括 多個液體噴射頭，每個液體噴射頭包括不少於一個通道模塊，每個通道模塊包括多個單獨通道，每個單獨通道通過壓力室通 向噴射液體的液體噴射口；不少於一個致動器模塊，每個致動器模塊包括分別對通道模塊中的多個壓力室中的液 體施加壓力的多個致動器；以及驅動單元，所述驅動單元熱聯接至所述通道模塊，並且所述驅動單元將驅動電壓供應 至與所述通道模塊相對應的所述致動器模塊；並且其中將所述致動器模塊固定到所述通道模塊上，使得具有的電容不小於預定電容的致 動器模塊與具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊相對應，並且使得具有的電容 小於所述預定電容的致動器模塊與具有的通道阻抗小於所述預定通道阻抗的通道模塊相 對應。
全文摘要
液體噴射頭、包括液體噴射頭的記錄設備及其製造方法。液體噴射頭具有具有單獨通道的多個通道模塊、分別包括多個致動器的多個致動器模塊和驅動單元。該方法包括基於單獨通道的通道阻抗的大小分級通道模塊；基於致動器電容的大小分級致動器模塊；和將致動器模塊固定到通道模塊，使得被分級為具有的電容不小於預定電容的致動器模塊與被分級為具有的通道阻抗不小於預定通道阻抗的通道模塊相對應，並因此被分級為具有的電容小於預定電容的致動器模塊與具有的通道阻抗小於預定通道阻抗的通道模塊相對應。採用本發明，即使在使用比較高的粘性的液體的情況下，也能在頭通道內使液體流動性均勻，從而能夠實現良好質量的記錄。
文檔編號B41J2/16GK101823369SQ2010101263
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月26日 優先權日2009年3月2日
發明者林秀樹 申請人:兄弟工業株式會社