液体喷射头及其制造方法

专利名称：液体喷射头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及其腔体形成片由锻造加工的液体喷射头以及这种液体喷射头的制造方法。
背景技术：
锻造加工(forging work)用于各个领域的产品。例如，人们认为液体喷射头的压力生成腔通过锻造金属材料来成型。液体喷射头从喷嘴口以液滴形式喷射受压液体，用于各种液体的喷射头是已知的。喷墨记录头是典型的液体喷射头。这里，将以喷墨记录头为例描述相关技术。
作为液体喷射头的例子的喷墨记录头(以后称为“记录头”)设置有多组从公共墨水池经由与喷嘴口对应的压力生成腔到达喷嘴口的流动通道。此外，各个压力生成腔需要以对应于记录密度的很小的间距来形成以满足减小尺寸的要求。因此，用于隔离相邻压力生成腔的分隔壁的壁厚度极薄。此外，为了有效地利用压力生成腔内部的墨水压力来喷射墨水滴，在其流动通道的宽度上，用于连通压力生成腔和公共墨水池的墨水供应口比压力生成腔更窄。
根据相关技术的记录头，考虑到制造这种具有极好尺寸精度的小尺寸形状的压力生成腔和墨水供应口，优选使用硅基片。即通过硅的各向异性蚀刻来显露晶体表面，形成由晶体表面分隔的压力生成腔或者墨水供应口。
此外，从易加工性等要求考虑，形成有喷嘴口的喷嘴片由金属板制造。此外，用于改变压力生成腔容量的隔膜(diaphragm)部分形成为弹性片。该弹性片是通过将树脂膜粘附于金属制成的支撑片上组成的两层结构，并且通过去除对应于压力生成腔的支撑片的部分来制造。例如，在公开号为2000-263799A的日本专利申请中公开了这种结构。
按照如上所述的相关技术的记录头，因为硅和金属的线性膨胀率的差异很大，所以在将硅板、喷嘴片和弹性片等各个构件粘到一起时，需要在比较低的温度下将各个构件长时间粘附。因此，难以实现生产率的提高从而引起增加生产成本的因素。因此，已经尝试过通过塑性加工在金属制成的板上形成压力生成腔，但是，因为压力生成腔极小并且墨水供应口的流动通道宽度需要比压力生成腔的窄，所以所述塑性加工是困难的，因此造成了一个问题，即生产效率的提高难以实现。
在这种情况下，当压力生成腔通过金属的锻造加工来成型时，金属锻造加工特有的问题必须得到解决。所述问题如下在加工成形部分(worked shape portion)，也就是将成为压力生成腔的槽形凹口被压制成型(press-molded)的情况下，在致密加工部分和稀疏加工部分之间产生残余应力的差异，由此，在腔体形成片中产生如弯曲或扭曲的应变(straindeformation)。这个应变引起腔体形成片的平整度降低，这会影响腔体形成片与形成有喷嘴口的喷嘴片以及用于密封所加工的压力生成腔的密封片的结合。因此，当腔体形成片组装成流动通道单元时，组装的精度降低，在极端的情况下会影响墨水滴的喷射性能。

发明内容
因此，本发明的一个目的是纠正由于加工成形部分区域与其他区域之间的残余应力的差异产生的应变，以使具有高精度的腔体形成片可以通过锻造加工来成型。
为了达到上述目的，按照本发明，提供一种液体喷射头，其包括金属腔体形成片，其具有多个压力生成腔形成于其中的第一区域和多个凹坑(dents)形成于其中的第二区域；和金属喷嘴片，其具有多个喷嘴，所述喷嘴片连接到腔体形成片以使每个喷嘴与一个压力生成腔连通。
在第一区域中，因为大量精细加工部分(压力生成腔)致密排列，这个区域中的残余应力相对较高。另一方面，因为在除了第一区域外的另一个区域中仅施以例如轧制加工(rolling work)，所以这个区域的残余应力相对较低。因此，因为第一区域和另一区域之间的残余应力有差异，所以认为由于这种残余应力的差异，腔体形成片表现出应变，如弯曲和扭曲。
在本发明中，在第二区域即如上所述的另一个区域中提供了小凹坑(minute dents)。因此，当这种小凹坑形成时，在材料金属板的表层产生了小塑性变形(minute plastic flow)。当这种小塑性变形积累，残余应力被传递到第二区域。因此，第一区域中的残余应力和第二区域中的残余应力尽可能相同，使得上述应变得到纠正或防止。此外，因为第二区域在小凹坑成型时在很宽范围内受压，所以应变得到纠正或防止。因此，得到了不存在应变的具有高平整度的腔体形成片，并且，当它被组装成流动通道单元时，就得到了具有高组装精度的液体喷射头。
这里，凹坑形成于腔体形成片的至少一个主面上。在凹坑形成于两个主面上的情况下，在腔体形成片的两个主面上都产生伴随塑性变形的残余应力。因此，所传递的残余应力与加工成形部分的残余应力适当地平衡，以使应变的发生可靠地得到纠正或者避免。
这里，优选的，当从主面之一观看时，形成于腔体形成片的一个主面上的一个凹坑的位置与形成于腔体形成片的另一个主面上的凹坑的位置相一致。此时，由腔体形成片的两个主面上几乎相同排列的部分中的小凹坑形成塑性变形。因此，保证腔体形成片的塑性变形从两个面产生，以使伴随塑性变形的残余应力被充分地传递到腔体形成片的两个面而不会缺乏。
优选的，每个凹坑具有棱锥体形状。此时，腔体形成片的表层通过压制成型的小凹坑在多个方向上呈现出塑性变形。因此，残余应力很好的传递到第二区域。
或者，每个凹坑可以具有圆锥形状。此时，腔体形成片的表层在所有方向上呈现出塑性变形。因此，残余应力很好的传递到第二区域。
优选的，每个凹坑的尺寸不大于腔体形成片的厚度。此时，因为每个凹坑的尺寸不超过片的厚度，所以在成型凹坑时模具很好的咬合进(biteinto)金属板，以使材料的塑性变形可以适当地产生。
优选的，每个凹坑形成于与第一区域的距离不小于腔体形成片的厚度的部分。此时，由小凹坑的成型产生的材料塑性变形的影响不会施于第一部分。因此，小凹坑不会降低压力生成腔的形状或尺寸的精度。
优选的，凹坑以基本上等于腔体形成片厚度的间距排列。此时，因为小凹坑间的间距不会大到远远超过片的厚度尺寸，所以由小凹坑的成型产生的材料的小塑性变形可以很好地积累。
优选的，腔体形成片由镍构成。因为镍有相对较低的线性膨胀率，所以热变形的程度不会偏离另一部分的热变形程度。此外，镍具有极好的抗腐蚀能力，并且可塑性好。
优选的，第一区域位于腔体形成片的中心部分，并且被第二区域环绕。这里，凹坑优选形成于彼此相对的位置，且第一区域位于它们之间。此时，位于中心区域的第一区域中的相对较大的残余应力被环绕第一区域形成的小凹坑传递的残余应力所平衡，以使腔体形成片的应变通过很好的平衡而得到纠正或防止。
优选的，压力生成腔以不超过0.3mm的间距排列。在需要如此精细的加工的情况下，因为第一区域中残余应力的积累变大，本发明的纠正或防止应变的效果是显著的。
优选地，所述第一区域和所述第二区域在第三区域部分地重叠，所述第三区域与压力生成腔的两个纵向末端相邻。
在使用粘合剂将所述腔体形成片和用来密封压力生成腔的密封片粘在一起的情况下，形成在第二区域中的凹坑能用来容纳过量的粘合剂，因此这些过量粘合剂被阻止流入第一区域。即使过量粘合剂流入了第一区域，形成于第三区域中的凹坑也肯定能容纳这些过量粘合剂。因此，可以避免这样不方便的情形，即过量粘合剂溢入压力生成腔并减小其有效宽度。
这里，第三区域内的凹坑以固定间距排列是优选的，所述固定间距为压力生成腔并排分布的间距的二到五倍。
在这种情况下，过量粘合剂被容纳在所述第三区域的所述凹坑中，第一区域设置为使一个凹坑与至少两个压力生成腔联系起来。流入两个相邻压力生成腔之间的细长区域的所述粘合剂能够被限制在不会引起实质问题的水平。
因此，所述第二区域具有所述压力生成腔并排分布的间距的二到五倍的长度是优选的。
根据本发明，还提供一种制造液体喷射装置的方法，包括以下步骤提供金属板；对金属板进行塑性加工以在其第一区域的第一面上形成多个凹口；冲制通孔以连通所述凹口和金属板的第二面；对金属板进行塑性加工以在金属板的第二区域形成多个凹坑；把密封片连接到所述金属板的第一面上以密封所述凹口；以及将形成有喷嘴的金属喷嘴片连接到金属板的第二面，以使每个喷嘴与一个通孔连通。
这里，凹坑沿金属片厚度方向延伸来形成。
即，形成小凹坑以将应力传递到第二区域来与第一区域中的残余应力平衡，以使在塑性加工中产生的腔体形成片的应变得到纠正或防止。
优选的，凹坑在第一面和第二面其中之一上形成，该面是被用于形成凹口的塑性加工所弯曲的金属板的内侧面。此时，在弯曲的金属板的内侧面的表层中，在表层延伸的方向产生反作用力。这个弯曲的形状因此被纠正到平整的形状。可以在第一面和第二面上都形成凹坑。
优选的，该制造方法还包含在密封片和喷嘴片被连接到金属板上之前，抛光金属板以在其上留下凹坑的步骤。在这种情况下，由小凹坑传递的残余应力被保留，使得即使在抛光之后腔体形成片中也不产生应变。此外，通过抛光来提高腔体形成片的平整度使得与其他部件例如喷嘴片的结合性变好。此外，因为小凹坑仍保留，所以额外的粘附剂留在小凹坑中。粘附剂未流到外面，并且粘附剂的层厚度未变得不均匀，因此得到具有高组装精度的液体喷射头。
优选地，金属板和密封片用粘合剂连接，而过量粘合剂被所述凹坑容纳。在此情况下，粘合剂不会溢出到外面，并且粘合层的层厚不会变得不均匀，因此得到了具有良好装配精度的液体喷射头。
这里，优选的，所述第一区域和所述第二区域被布置成在第三区域部分地重叠，所述第三区域与所述凹口的两个纵向末端相邻。
在此情况下，即使过量粘合剂流入所述第一区域，形成于所述第三区域的所述凹坑肯定能容纳这些过量粘合剂。因此，可以避免这样不方便的情形，即过量粘合剂溢出到压力生成腔并减小其有效宽度。
同样优选的是，这样形成所述凹坑，即，使得所述第一区域的抛光量和所述第二区域的抛光量变得相同。
在此情况下，抛光之后得到的腔体形成片的厚度在整个区域上变得均匀了。因此，能够减少补正抛光的工时，这对降低制造成本和缩短抛光所需时间是有效的。
优选地，形成所述凹坑的塑性加工在成形凹口的塑性加工之前进行。
在此情况下，由于没有受到用于形成所述凹坑的塑性加工的影响，将成为所述压力生成腔的所述凹口的尺寸精度能够得到保证。


通过参照附图的对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将会变得更清楚，其中图1是根据第一例子的分解的喷墨记录头的透视图；图2是喷墨记录头的剖面图；图3A和3B是用于解释振动单元的视图。
图4是用于解释腔体形成片的平面图；图5A是图4中X部分的放大图；图5B是沿图5A中线A-A的剖面图；图5C是沿图5A中线B-B的剖面图；图6是弹性片的平面图；图7A是图6中Y部分的放大图；图7B是沿图7A中线C-C的剖面图；图8A和图8B是用于解释用于形成细长凹口部分的第一凸模的视图；图9A和图9B是用于解释用于形成细长凹口部分的凹模的视图；图10A到图10C是用于解释形成细长凹口部分的步骤的视图；图11是示出根据本发明第一实施例的腔体形成片的平面图；图12A是小凹坑的剖面图；
图12B到图12D是示出了小凹坑的变化的平面图；图13是示出图11中所述腔体形成片形成过程的流程图；图14是示出根据本发明第二实施例的腔体形成片的平面图；图15是放大的平面图，示出了过量粘合剂流进所述细长凹口部分的不便状态；图16是示出所述不便状态的放大剖视图；图17是示出图14中所述腔体形成片的形成过程的流程图；图18是示出根据本发明第三实施例的腔体形成片的平面图；图19A和19B是示出形成图17中腔体形成片的替代过程；图20是示出根据本发明第四实施例的腔体形成片的平面图；图21是示出图20中腔体形成片的形成过程的流程图；以及图22是根据第二例子的用于解释喷墨记录头的剖面图。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。首先描述液体喷射头的构造。
因为作为液体喷射头的代表性的例子，将本发明应用于墨水喷射装置的记录头是优选的，所以在实施例中示出上述记录头。
如图1和图2所示，记录头1大致由以下部件构成罩壳2、包含在罩壳2中的振动单元3、结合到罩壳2的前端面的流动通道单元4、设置在罩壳2的后端面的连接板5、连接到罩壳2的后端面的供应针单元6。
如图3A和3B所示，振动单元3大致由以下部件构成压电振动器组7，与压电振动器组7相结合的固定片8和用于为压电振动器组7提供驱动信号的软性电缆9。
压电振动器组7设置有形成为一行的多个压电振动器10。各个压电振动器10由位于所述行两端的一对伪振动器(dummy vibrator)10a和设置在伪振动器10a之间的多个驱动振动器10b构成。此外，各个驱动振动器10b被分割成梳状，其具有极细的宽度，例如大约50μm到100μm，因此设置有180个。
此外，伪振动器10a设置为具有与驱动振动器10b相比足够宽的宽度，并且设置有保护驱动振动器10b免受撞击及类似损害的功能以及将振动单元3定位到预定位置的导引功能。
通过将每个压电振动器10的固定端部分结合到固定片8上，使其自由端部分突出到固定片8的前端面的外侧。即每个压电振动器10以悬臂的方式支撑在固定片8上。此外，各个压电振动器10的自由端部分由交替层叠的压电体和内电极构成，以通过在相对的电极之间施以电势差来在元件的纵向上延伸或收缩。
软性电缆9电连接到压电振动器10的固定端部分的侧面，构成与固定片8相对的面。此外，软性电缆9的表面装有用于控制的IC 11以驱动压电振动器10或类似部件。此外，用于支撑各个压电振动器10的固定片8是片状构件，其具有能够接受来自压电振动器10的反作用力的硬度，因此优选使用不锈钢板或类似的金属板。
罩壳2是由环氧类树脂或类似的热固性树脂模制成型的块状构件。这里，罩壳2由热固性树脂模制成型是因为热固性树脂具有高于普通树脂的机械强度，它的线性膨胀系数小于普通树脂，因此取决于环境温度的形变能力小。此外，罩壳2的内部具有能够容纳振动器单元3的容器腔12和构成墨水流动通道的一部分的墨水供应通道13。此外，罩壳2的前端面具有用于构成公共墨水池14的凹口15。
容器腔12是具有能容纳振动器单元3的尺寸的中空部分。在容器腔12的前端面的部分形成有阶梯部分以使固定片8的前端面与其接触。
凹口15是通过使罩壳2的前端面局部凹陷而成形的，以在容器腔12的左右外侧形成基本是梯形的形状。
墨水供应通道13沿着罩壳2的高度方向穿透罩壳2以使其前端与凹口15连通。此外，在从罩壳2的后端面突出的连接口16的内部形成墨水供应通道13的后端部分。
连接板5是形成有给记录头1供应各种信号的布线的布线板，并且设置有能够连接信号电缆的连接器17。此外，连接板5安置在罩壳2的后端面上，并且通过焊接或类似方法与软性电缆9的布线相连。此外，来自控制装置(未画出)的信号电缆的前端插入连接器17。
供应针单元6是与墨盒(未画出)相连接的部分，大致由针支架18、墨水供应针19和过滤器20构成。
墨水供应针19是插入到墨盒中用于引入存储在墨盒中的墨水的部分。墨水供应针19的末梢部分锐化成圆锥状以利于插进墨盒。此外，末梢部分钻有多个用于连通墨水供应针19的内部和外部的墨水引入孔。此外，因为根据本实施例的记录头可以喷射两种类型的墨水，所以提供了两个墨水供应针19。
针支架18是用于连接墨水供应针19的构件，其表面形成有用于两个墨水供应针19的基座21，用于固定地连接墨水供应针19的基部。基座21依照墨水供应针19的底面形状制造成圆形。此外，基座底面的大致中心部分形成有在针支架18的片厚度方向上穿透的墨水排出口22。此外，针支架18在侧向延伸出凸缘部分。
过滤器20用来阻止墨水内部的异物从此处通过，如灰尘、铸模中的毛刺等，过滤器20由例如具有精细网格的金属网构成。过滤器20粘附在形成于基座21内部的过滤器支撑凹槽上。
此外，如图2所示，供应针单元6设置在罩壳2的后端面。在这种安置状态下，供应针单元6的墨水排出口22和罩壳2的连接口16通过密封环23以液体密封的状态相互连通。
下面将解释上述的流动通道单元4。流动通道单元4是由如下结构构成的，其中喷嘴片31结合到腔体形成片30的一个面上，弹性片32结合到腔体形成片30的另一个面上。
如图4所示，腔体形成片30是由金属制成的片状构件，其上形成有细长凹口部分33、连通口34和泄漏(escaping)凹口部分35。根据本实施例，腔体形成片30是通过加工由镍制成的厚度为0.35mm的金属基片而制造出来的。
下面将解释选择由镍制成的金属基片的原因。第一个原因是镍的线性膨胀系数基本上与构成喷嘴片31和弹性片32的关键部分的金属(如下面将提到的本实施例中的不锈钢)的线性膨胀系数相同。即当构成流动通道单元4的腔体形成片30、弹性片32和喷嘴片31的线性膨胀系数基本相同时，在加热和粘附各个构件时，各个构件是均匀膨胀的。
因此，由膨胀率的差异引起的扭曲等机械应力就难以产生了。结果，即使当粘附温度设定为高温时，各个构件仍可以相互粘附而没有问题。此外，即使当压电振动器10在操作记录头1时产生热量，并且流动通道单元4被所述热量所加热，构成流动通道单元4的各个构件30、31和32仍均匀膨胀。因此，即使当伴随激活记录头1的加热和伴随停用记录头1的降温反复出现时，也难以在构成流动通道单元4的各个构件30、31和32中引起剥落或类似缺陷。
第二个原因是镍有极好的抗腐蚀性。即在这种类型的记录头1中，优选使用含水的墨水，所以重要的是即使当记录头1与水长时间接触后仍不会带来铁锈或类似的蚀变。在这方面，镍类似于不锈钢，具有极好的抗腐蚀性，锈蚀或类似蚀变难以发生。
第三个原因是镍的可塑性好。即如后面将提到的，在制造腔体形成片30时，是通过塑性加工(如锻造)来制造的。此外，形成在腔体形成片30中的细长凹口部分33和连通口34形状极小，因此需要高尺寸精度。当镍用作金属基片时，因为镍的可塑性好，所以细长凹口部分33和连通口34即使通过塑性加工也可以以高尺寸精度来成形。
此外，关于腔体形成片30，当线性膨胀系数的条件、抗腐蚀性的条件和可塑性的条件得到满足时，腔体形成片30也可以由镍之外的金属构成。
细长凹口部分33是构成压力生成腔29的凹槽状的凹口部分，如图5A的放大所示，它由直线形状的凹槽构成。根据本实施例，180个凹槽并排排列，每个凹槽宽度约0.1mm，长约1.5mm，深约0.1mm。细长凹口部分33的底面通过在沿着深度方向(即深度侧)行进时减少其宽度来凹成V字形。底面凹成V字形以增加分隔相邻压力生成腔29的分隔壁28的硬度。即，通过将底面凹成V字形，分隔壁28基部(proximal portion)的壁厚度被加厚以增加分隔壁28的硬度。此外，当分隔壁28的厚度增加时，来自相邻的压力生成腔29的压力变化的影响就难以起作用。即来自相邻的压力生成腔29的墨水压力的变化难以传递。此外，通过将底面凹成V字形，细长凹口部分33可以通过塑性加工(以后将提到)以极好的尺寸精度来成形。此外，凹口部分33内面之间的角度为例如约90度，不过这是由加工条件决定的。
此外，因为分隔壁28的末梢端的壁厚度极薄，所以即使各个压力生成腔29密集地形成，仍能保证所需的容量。
细长凹口部分33的两个纵向末端部分向深度侧行进时都向下朝内侧倾斜。两个末端部分都以这种方式构成，以通过塑性加工以极好的尺寸精度来成形细长凹口部分33。
此外，在邻近行两端的细长凹口部分33的地方，形成有单独的伪凹口36，其具有宽于细长凹口部分33的宽度。伪凹口部分36是构成与墨水滴的喷射无关的伪压力生成腔的凹槽状的凹口部分。根据本实施例的伪凹口部分36由宽约0.2mm，长约1.5mm，深约0.1mm的凹槽构成。此外，伪凹口部分36的底面凹成W形状。这也是为了增加分隔壁28的硬度并通过塑性加工以极好的尺寸精度成形伪凹口部分36。
此外，一行凹口由各个细长凹口部分33和一对伪凹口部分36构成。根据本实施例，形成如图4所示的两行凹口。
连通口34形成为沿着片厚度方向从细长凹口部分33的一端穿透的小通孔。连通口34对应于各个细长凹口部分33分别形成，并且在一个凹口部分行中有180个。本实施例中连通口34的开口形状是矩形并且由第一连通口37和第二连通口38构成，第一连通口37在腔体形成片30中从细长凹口部分33的一侧到达片厚度方向上的中间位置，第二连通口38从与细长凹口部分33相对的表面向上形成到片厚度方向上的中间位置。
此外，第一连通口37和第二连通口38的截面面积彼此不同，并且第二连通口38的内部尺寸设置得比第一连通口37的内部尺寸稍小。这是由于通过挤压来制造连通口34而引起的。腔体形成片30通过加工厚度为0.35mm的镍片制成，即使减去凹口部分33的深度，连通口34的长度也等于或者大于0.25mm。此外，连通口34的宽度需要比细长凹口部分33的凹槽宽度小，被设定为小于0.1mm。所以，当连通口34要通过一次加工就完成冲孔时，凸模(冲孔机)将由于其长宽比而被扣住(buckle)。
所以，在本实施例中，加工分为两个步骤。第一步，第一连通口37在片厚度方向的一半形成，第二步，形成第二连通口38。后面将描述这个连通口34的加工工艺。
此外，伪凹口部分36形成有伪连通口39。与上述连通口34相似，伪连通口39包括第一伪连通口40和第二伪连通口41，并且第二伪连通口41的内部尺寸被设定为比第一伪连通口40的内部尺寸小。
此外，虽然根据本实施例，举例说明了连通口34和伪连通口39的开口形状是由矩形的细小通孔构成的，但本发明并不限于这种形状。例如，该形状可以由圆形通孔或者多边形通孔构成。
泄漏凹口部分35形成了公共墨水池14中柔性部分(complianceportion)46(将在后面描述)的操作空间。根据本实施例，泄漏凹口部分35包括梯形的凹口部分，其形状与罩壳2的凹口15的形状基本相同，并且深度与细长凹口部分33的深度基本相等。
接下来，将解释上述弹性片32。弹性片32是本发明的一种密封片，例如由将一层弹性膜43压到支撑片42上的双层结构的复合材料构成。根据本实施例，采用不锈钢片作为支撑片42，并且采用PPS(polyphenylenesulphide，聚苯硫醚)作为弹性膜43。
如图6所示，弹性片32形成有隔膜(diaphragm)部分44、墨水供应口45和柔性部分46。
隔膜部分44是用来分隔压力生成腔29部分的部分。即，隔膜部分44密封细长凹口部分33的开口面，并与细长凹口部分33一起形成压力生成腔29。如7A所示，隔膜部分44与细长凹口部分33一致，为细长形状，并对每一个细长凹口部分33都形成为一个密封区域来密封细长凹口部分33。具体地说，隔膜部分44的宽度被设定为与细长凹口部分33的凹槽宽度基本相等，并且隔膜部分44的长度被设定为比细长凹口部分33的长度稍小。就长度而言，长度被大约设定为细长凹口部分33的长度的三分之二。此外，就隔膜部分44的形成位置而言，如图2所示，隔膜部分44的一端与细长凹口部分33的一端(连通口34一侧的末端)对齐。
如图7B所示，通过蚀刻或者类似方法去除支撑片42与细长凹口部分33对应的部分以只包括弹性膜43，来制成隔膜部分44，并且在环的内部形成一个岛状部分47。岛状部分47是用来与压电振动器10的末梢面相结合的部分。
墨水供应口45是用来连通压力生成腔29和公共墨水池14的孔，并且在弹性片32的片厚度方向上穿透。与隔膜部分44相似，墨水供应口45也在与各个细长凹口部分33对应的位置形成。如图2所示，墨水供应口45在对应于与连通口34相对一侧的细长凹口部分33另一端的位置上钻孔而成。此外，墨水供应口的直径被设定为比细长凹口端口部分33的凹槽宽度小得多。根据本实施例，墨水供应口45由23μm的小通孔构成。
以这种方式用小通孔构成墨水供应口45的原因是，在压力生成腔29和公共墨水池14之间提供流动通道阻力。即，根据记录头1，通过利用施加给压力生成腔29内墨水的压力变化来喷射墨滴。因此，为了高效地喷射墨滴，很重要的是尽可能阻止压力生成腔29内的墨水压力逃逸到公共墨水池14的一侧。从这个观点出发，墨水供应口45由小通孔构成。
此外，当墨水供应口45如本实施例一样由通孔构成的时候，好处在于加工容易且能够获得高的尺寸精度。即，墨水供应口45是通孔，能够通过激光加工进行制造。因此，即使很小的直径也能够以高精度进行制造，并且操作也容易了。
柔性部分46是用来分隔公共墨水池14部分的部分。即，公共墨水池14通过柔性部分46和凹口15的分隔形成。柔性部分46是梯形的，基本上与凹口15的开口形状一样，其制造方法是用蚀刻或类似方法从支撑片42上去除一部分只留下弹性膜43。
此外，构成弹性片32的支撑片42和弹性膜43并不限于所述例子。此外，聚酰亚胺可以被用作弹性膜43。此外，弹性片32可以由这样的金属片构成，该金属片设置为具有厚壁、环绕该厚壁用于构成隔膜部分44的薄壁以及用于构成柔性部分46的薄壁。
接下来，将解释上述喷嘴片31。喷嘴片31是由金属制成的片状部件，该金属板上以对应圆点形成密度的间距排列着多个喷嘴口48。根据本实施例，一个喷嘴行由总共180个喷嘴口48排列构成，并且有两行喷嘴，如图2所示。
此外，当喷嘴片31与腔体形成片30的另一表面结合时，即与和弹性片32相对一侧的表面结合时，各个喷嘴口48对着相应的连通口34。
此外，当上述弹性片32与腔体形成片30的一个表面结合的时候，即，与其用于形成细长凹口部分33的表面结合时，隔膜部分44密封细长凹口部分33的开口面以分隔压力生成腔29。相似地，伪凹口部分36的开口面也被密封以分隔伪压力生成腔。此外，当上述喷嘴片31与腔体形成片30的另一个表面结合的时候，喷嘴口48对着对应的连通口34。当与岛状部分47结合的压电振动器10在此状态下伸展或者收缩的时候，岛状部分周围的弹性膜43变形，并且岛状部分47被推到细长凹口部分33那一侧或者被拉向离开细长凹口部分33那一侧。通过使弹性膜43发生形变，压力生成腔29伸展或者收缩以给压力生成腔29内的墨水提供压力变化。
当弹性片32(即流动通道单元4)被结合到罩壳2上的时候，柔性部分46密封凹口15。柔性部分46吸收存储在公共墨水池14中的墨水的压力变化。即，弹性膜43依照存储墨水的压力而发生形变。此外，上述泄漏凹口部分35形成了一个空间用来允许弹性膜43伸展。
具有上述结构的记录头1包括从墨水供应针19到公共墨水池14的公共墨水流动通道，和从公共墨水池14通过压力生成腔29到达每个喷嘴口48的单独墨水流动通道。此外，存储在墨盒中的墨水从墨水供应针19被引入，并通过公共墨水流动通道而被存储在公共墨水池14中。存储在公共墨水池14中的墨水通过单独的墨水通道从喷嘴口48中被喷射出去。
例如，当压电振动器10被压缩的时候，隔膜部分44被拉向振动器单元3的那一侧以扩展压力生成腔29。通过此扩展，压力生成腔29内部处于负压之下，存储在公共墨水池14中的墨水通过墨水供应口45流进每个压力生成腔29。此后，当压电振动器10被伸展的时候，隔膜部分44被推到腔体形成片30的那一侧以收缩压力生成腔29。通过此收缩，存储在压力生成腔29内的墨水压力上升，并从对应的喷嘴口48中喷射出墨滴。
根据记录头1，压力生成腔29的底面(细长凹口部分33)以V字形凹入。所以，用来分隔相邻压力生成腔29的分隔壁28的基部的壁厚比其末梢部分的壁厚大。从而，厚壁28的硬度可以被增加。因此，在喷射墨滴的时候，即使当压力生成腔29内产生了墨水压力变化，此压力变化也很难被传输到相邻的压力生成腔29。结果，所谓的邻近干扰能够被阻止并且墨滴的喷射能够稳定。
根据本实施例，用于连通公共墨水池14和压力生成腔29的墨水供应口45由小孔构成，所述小孔在弹性片32的厚度方向上穿透该弹性片32，其高尺寸精度通过激光加工或类似手段很容易获得。因此，墨水流进各个压力生成腔29的特性(流速、流量等)能够高度一致。此外，当通过激光束进行加工的时候，也使加工易于进行。
根据本实施例，设置有与墨滴喷射无关、并与行末端部分的压力生成腔29相邻的伪压力生成腔(即，由伪凹口部分36和弹性片32分隔出的中空部分)，关于在两端的压力生成腔29，其一侧形成有相邻的压力生成腔29，其另一侧形成有伪压力生成腔。所以，关于位于行末端部分的压力生成腔29，分隔出压力生成腔29的分隔壁的刚度能够与行中间其它压力生成腔29的分隔壁的刚度相等。结果，同一行上的所有压力生成腔29的墨滴喷射特性能够彼此相等。
关于伪压力生成腔，其在排列方向上的宽度比各个压力生成腔29的宽度大。换句话说，伪凹口部分36的宽度比细长凹口部分33的宽度要大。因此，行末端部分的压力生成腔29和行中间的压力生成腔29的喷射特性彼此能够高精度地相等。
根据本实施例，凹口15通过部分凹入罩壳2的前端面而形成，公共墨水池14通过凹口15和弹性片32的分隔而形成，避免了为形成公共墨水池14而使用专用部件，结构上得到了简化。此外，罩壳2通过树脂冲模制造，凹口15的制造也相对简化了。
接下来，将解释一种制造记录头1的方法。因为所述制造方法的特征在于制造腔体形成片30的步骤，所以将主要给出制造腔体形成片30的步骤的解释。
腔体形成片30通过顺序冲模(progressive die)来锻造加工而成。此外，如上所述，用作腔体形成片30的材料的金属条带(strip)55(以下说明中称为“条带55”)是用镍制造成的。
制造腔体形成片30的步骤包括制造细长凹口部分33的步骤和制造连通口34的步骤，其中后一步骤是通过顺序冲模来实现的。
在细长凹口部分形成步骤中，使用了如图8A和图8B所示的第一凸模(male die)51以及如图9A和图9B所示的凹模(female die)。第一凸模51是用于形成细长凹口部分33的模具。凸模上排列有用于形成细长凹口部分33的、且数目与细长凹口部分33的数目相同的突起53。此外，在排列方向上位于两端的突起53也设置有用于形成伪凹口部分36的伪突起(未画出)。如图8B所示，突起53的末梢部分53a从其中间沿宽度方向以约45度角逐渐变细。因此，从其长度方向看，末梢部分53a锐化成V字形。此外，如图8A所示，末梢部分53a的两个纵向端都以约45度角逐渐变细。因此，突起53的末梢部分53a形成为两端逐渐变细的三棱柱形状。
此外，凹模52由多个位于其上面的突起54构成。突起54用于辅助形成隔离相邻压力生成腔29的分隔壁，并且位于细长凹口部分33之间。突起54为四角柱形状，其宽度设置为稍窄于相邻压力生成腔29之间的间隙(分隔壁的厚度)，其高度设置为与其宽度相同。突起54的长度设置为与细长凹口部分33(突起53)的长度相同。
在细长凹口部分形成的步骤中，首先，如图10A所示，条带55安装在凹模52的上面，第一凸模51排列在条带55的上边。接着，如图10B所示，第一凸模51向下移动推动突起53的末梢部分进入条带55。此时，因为突起53的末梢部分53a锐化成V字形，末梢部分53a可以被坚固地推进条带55中而不会弯曲(buckle)。如图10C所示，突起53被沿着片厚度方向推到条带55的中部。
通过推动突起53，条带55的一部分变形以形成细长凹口部分33。此时，因为突起53的末梢部分53a锐化成V字形，所以即使具有很小形状的细长凹口部分33也可以以高尺寸精度形成。即，被末梢部分53a推动的条带55的部分平滑地变形(flow)，所要形成的细长凹口部分33依照突起53的形状被形成。此外，因为末梢部分53a的两个长度端都逐渐变细，所以由所述部分推动的条带55也平滑地变形。因此，细长凹口部分33的纵向的两端部分也都以高尺寸精度形成。
因为对突起53的推动停止于片厚度方向的中间，所以可以使用厚于形成通孔情况下的厚度的条带55。因此，腔体形成片30的硬度可以增加，墨水喷射特性可以得到提高。此外，腔体形成片30可以容易地使用并且所述操作对于增加板的精确性也是有益的。
条带55的一部分通过突起53的挤压上升到相邻的突起53之间的空隙中。此时，在凹模52处提供的突起54排列在与突起53之间的间隙相对应的位置，条带55向所述空隙的变形得到辅助。因此，条带55可以有效地被引入突起53之间的空隙，并且突出(即，所述分隔壁28)可以很好地形成。
在如上所述的成型工艺中，有必要纠正或防止应变，以制造高平整度的腔体形成片30中。
即，在加工成形部分(worked shape portion)即细长凹口部分所形成的区域，紧密排列大量精细加工的部分。因此，在这个加工区域中的残余应力相对较高。另一方面，在除了所述加工区域以外的另一个区域仅施以例如轧制加工。因此这个区域的残余应力相对较低。这样，因为在加工区域和除它之外的另一区域之间的残余应力有差异，所以认为由于这种残余应力的差异，腔体形成片表现出应变，例如弯曲和扭曲。
下面将描述解决上述问题的结构。
在室温条件下用凸模51和凹模52在条带(材料)55上实施塑性加工，并且下面描述的塑性加工在室温条件下类似地实施。
图11示出了大量小凹坑(dent)63成形于腔体形成片30上的状态，这是本发明的第一实施例。将成为压力生成腔29的细长凹口部分33和泄漏凹口部分35所密集形成的区域为加工成形部分64。为了方便理解这个加工成形部分64，将其用点划线65围绕起来。在加工成形部分64以外的另一个区域66中，设置有大量小凹坑33。在如图11所示的情况下，它们以相同间距沿纵向和横向排列。由点划线65所围绕的加工成形部分64的形状不限于由点划线65所示出的形状，但将加工成形部分64的形状理解成是凹槽形部分33和泄漏凹口部分35成型时所引起的残余应力存在的区域是合适的。
加工成形部分64位于腔体形成片30的中心附近，除加工成形部分64以外的另一个区域66存在于加工成形部分64周围。
腔体形成片30通常是由多工艺类型(multi-process type)的锻造机经过多个加工阶段而成型的。例如，条带55逐渐送入锻造机，包含以下阶段的工艺如图13所示进行到最后阶段第一加工阶段，其中，用于定位条带和模具的基准孔被形成(步骤S11)；第二加工阶段，其中用于剪切的开口部分被形成(步骤S12)；第三加工阶段，其中，细长凹口部分33初步成型(步骤S13)；第四加工阶段，其中细长凹口部分33的成型完成(步骤S14)；以及第五加工阶段，其中连通口34形成(步骤S15)。
小凹坑63的成型是在加工阶段的最后阶段进行的(步骤S16)。用于成形小凹坑63的模具包括许多突起状的冲杆(punch)，这种冲杆的前端部分沿片厚度方向挤压腔体形成片30，使得在除加工成形部分64以外的另一个区域66中给出整齐排列的凹坑。
当小凹坑63成型时，在材料55的表层部分产生小塑性变形，这样的小塑性变形积累，由此残余应力被加到除加工成形部分64以外的另一个区域66。因此，使加工成形部分64中的残余应力和另一个区域66中的残余应力尽量相同，以使上述的应变得到纠正或防止。此外，在小凹坑63的成型过程中，除加工成形部分64以外的另一个区域在很宽的范围内受压，并且应变得到纠正或防止。于是，得到了具有高平滑度的其中不存在应变的腔体形成片30，因此，当它被组装成流动通道单元4时，就得到了具有高组装精度的液体喷射头1。
此外，因为小凹坑63是通过模具在腔体形成片30上沿片厚度方向挤压而成形的，所以在腔体形成片30的区域66即小凹坑63形成的地方一定会产生小塑性变形，得到与加工成形部分64的残余应力平衡的残余应力，并且上述应变的发生得到防止或者应变的数量减少。
然而，没有必要以所述顺序方式执行所有的上述加工阶段。例如，第一阶段和第二阶段可以结合起来，或者所述小凹坑的形成可以在第四加工阶段前进行。
腔体形成片30的应变的模式随各种因素的影响而变化，所述因素例如包括，加工成形部分64中的细长凹口部分33的成型部分的紧密程度、排成列的细长凹口部分33的数目、相对于腔体形成片30的尺寸的细长凹口部分33的长度、以及除加工成形部分64以外的另一个区域66的尺寸等。当它的一种模式变化时，整个腔体形成片33发生弯曲或扭曲。
在这种情况下，小凹坑63至少形成于弯曲或扭曲形状的内侧面以纠正或防止弯曲。此时，在小凹坑63形成于其上的腔体形成片30的弯曲内侧面上的表层部分，在弯曲或扭曲形状的内表面的表面区域膨胀的方向上产生反作用力。因此，弯曲形状被纠正为平整的形状。
此外，在腔体形成片30的应变的模式中有各种形状。按照其应变的状态，有一种情况，即小凹坑63形成于腔体形成片30的两面以对应于应变。在这种情况中，塑性变形由位于腔体形成片30两面的小凹坑63产生。因此，伴随塑性变形的残余应力在腔体形成片30两面上产生，由此其残余应力与加工成形部分的残余应力适当地平衡，应变的发生得到纠正或防止。
为了更确定的引起在上述两面上成形小凹坑63所引起的残余应力，小凹坑63被以几乎相同的排列方式排列在腔体形成片30的两个面上。因此，塑性变形由腔体形成片30的两面上几乎相同排列方式的部分中的小凹坑63所形成。因此，向腔体形成片30的塑性变形更确定地从两面行进，并且伴随塑性变形的残余应力充分地在腔体形成片30的两面上产生，而不会缺乏，于是产生的残余应力与加工成形部分64适当地平衡，所述应变的发生得到纠正或防止。
上述的“几乎相同的排列”包括从腔体形成片30的厚度方向看，从两侧压制所形成的小凹坑63的最深的部分互相一致的情况，以及所述部分彼此稍微偏离的情况。因此，“几乎相同的排列”是指来自两侧的小塑性变形有效地对残余应力的发生起作用。此外，通过任意选择一个区域，在其中，在腔体形成片30的每个面都形成有小凹坑63，区域66中的残余应力可以与加工成形部分64中的残余应力相平衡。
关于小凹坑63的形状，可以采用各种形状。图12B到图12D示出了小凹坑63的变化。图12A是小凹坑63在其中形成的区域66的部分剖面图。这里示出的小凹坑63是如图12B示出的平面图中的正方棱锥形，并且用于小凹坑63的冲杆也是正方棱锥形。此外，图12C示出了圆锥形的小凹坑63，图12D是三棱锥形的小凹坑63。
在小凹坑63是多边形棱锥的情况下，通过上述形状的每个小凹坑63，位于腔体形成片30表层部分上的材料55在多边形方向呈现出塑性变形。此外，在小凹坑63是圆锥的情况下，材料55在所有方向呈现出塑性变形。因此，较好的残余应力被施加到除加工成形部分64以外的区域66中。
如图12A和图12B所示，小凹坑63的开口尺寸S与腔体形成片30的片厚度尺寸T近似相同或略小。因此，因为小凹坑63的开口尺寸S相对于片厚度尺寸T是如此大，所以当小凹坑63成型时，使模具适当地卡进材料55中，以使由成型小凹坑63引起的材料55的塑性变形适当地进行。
此外，小凹坑63形成为与加工成形部分64的距离是腔体形成片30的厚度尺寸T或更大。因此，因为通过成型小凹坑63而产生的材料55塑性变形的影响不会施加到加工成形部分64上，所以小凹坑63不会降低加工成形部分64的形状或尺寸精度。
小凹坑63近似以腔体形成片30的片厚度尺寸T为间距进行排列。因此，因为小凹坑间的间距不会大到远远超过片厚度尺寸T，所以由小凹坑的成型产生的材料55的小塑性变形可以很好的积累，以使适当的残余应力传递到区域66。
如上所述，加工成形部分64近似设置在材料55(腔体形成片30)的中心，并且区域66位于加工成形部分64的周围。优选的，小凹坑63至少形成于彼此相对的部分，并且加工成形部分64位于它们之间。在本实施例中，小凹坑63形成于区域66的几乎整个表面。因此，由加工成形部分64引起的集中于中心区域的相对大的残余应力与形成于加工成形部分64周围的小凹坑63的残余应力相平衡，以使腔体形成片30的应变得到纠正或防止。因为位于材料55中心的加工成形部分64受到来自加工成形部分64周围的小凹坑63的调整作用，所以作为腔体形成片30整体，残余应力通过很好的平衡得到防止。
细长凹口部分33的间距尺寸为0.14mm。喷墨记录头的压力生成腔29是精密的小构件，当其被锻造时，可能需要非常复杂的锻造加工。虽然在所示出的实施例中，细长凹口部分33的间距尺寸是0.14mm，但是通过设置间距为0.3mm或更小，液体喷射头的部件加工会更适当地完成。这个间距优选为02.mm或更小，更优选为0.15mm或更小。此外，因为细长凹口部分33的密度高并且加工成形部分64中的残余应力的积累也大，所以本发明的纠正或防止由残余应力产生的应变的效果是明显的。
在锻造加工中，材料55受突起53挤压，由此产生材料55的塑性变形，因此突起部分能够成形于材料55的表面。为了去除这些部分以形成腔体形成片30的平整表面，将抛光阶段作为最后结束阶段执行。
小凹坑63即使在抛光之后仍留在表面上，因此在抛光之前形成的小凹坑63传递的残余应力继续留下来，加工成形部分64和另一个区域66之间的残余应力的平衡得到维持。因此，抛光之后在腔体形成片30中不产生应变。此外，通过抛光引起的腔体形成片30的平整度的改善使得在与其它构件例如喷嘴片31和弹性片32的结合中，产生很好的结合性。此外，因为小凹坑63仍存在，所以额外的粘附剂留在小凹坑63中，粘附剂未流到外面，并且粘附剂的层厚度未变得不平整，因此得到具有高组装精度的液体喷射头1。
通过在腔体形成片30的加工阶段中包含用于防止腔体形成片30的应变的、参照图8A到图10C描述的应付手段，可以得到制造极好的液体喷射头的方法。
关于这种小结构的加工方法，通常采用各向异性刻蚀的方法。但是，因为这种方法需要大量的加工步骤，所以对制造成本是不利的。相反的，在上述锻造方法用于例如镍的材料的情况下，加工步骤的数量大大减少，这对降低成本是有利的。
图14A到17示出了根据本发明第二实施例的腔体形成片。
在所述实施例中，把腔体形成片30连接到密封片43上的粘合剂71的过量部分被容纳在小凹坑部分63中，以避免对压力生成腔29的不良影响。所述小凹坑部分63被提供在所述腔体形成片30中细长凹口部分33的行33a的末端附近。
如图14A所示，所述小凹坑部分63被提供在所述腔体形成片30的开阔区域30a，并在所述细长凹口部分33的行33a的两个纵向末端附件伸展。所述小凹坑部分63也提供在所述腔体形成片30的狭窄区域30b，并在所述细长凹口部分33的一个纵向末端与所述泄漏凹口部分35之间的区域以及所述细长凹口部分33的其他纵向末端与中间凹口部分67之间的区域伸展。
当所述腔体形成片30和所述密封片43以预定压力结合的时候，过量粘合剂71沿所述细长凹口部分33的行33a的方向从所述开阔区域30a流到所述狭窄区域30b。流动的量(距离)取决于粘合剂71的涂覆厚度、粘合剂71的粘性、环境温度，以及所述狭窄区域30b的宽度。更具体地说，所述开阔区域30a内的过量粘合剂71从大约180个细长凹口部分33的所述行33a的末端流向大约第10个所述细长凹口部分33所在的部分。所以，所述小凹坑部分63将要分布于其中的所述狭窄部分30b的位置，主要根据过量粘合剂71流进所述狭窄区域30b的距离来设定。
所述小凹坑部分63以等间距分布在所述狭窄区域30b中，并且在本实施例中所述小凹坑部分63的所述间距几乎是所述细长凹口部分33间距的两倍。
图17示出了压制加工如图14A所示的腔体形成片30的过程。如图13中的情形，在外围部分冲孔以形成基准孔68和用来在条带55上剪切的细缝69的步骤被设定为第一步(步骤S21)。腔体形成片30被设置在用于剪切的所述细缝69的内部。当连接部分70被最后切掉时，腔体形成片30的单个成品就完成了。
在第二步，小凹坑部分63通过在细长凹口部分33的行33a的末端周围冲制而形成(步骤S22)。在第三步，中间凹口部分67形成于并列排列的细长凹口部分33的两行33a之间(步骤S23)。中间凹口部分67是预先形成的细长凹口，以防止材料在行33a之间因为各个细长凹口部分33在其纵向上的塑性变形而鼓起。
在第四步，细长凹口部分33通过图10A到10C所示的突起53和54而形成(步骤S24)。最后，对腔体形成片30的表面进行抛光，从而形成平坦精制的表面，即，连接表面(步骤S25)。
如果如图15和16所示产生了粘合剂71的溢出部分71a，则进行膜振动的密封片43的有效面积被减小了，因此振幅也减小了。因此，不能维持墨水的正常喷射量。作为对策，可以提高耦合到密封片43上的压电振动器10的驱动电压，来增大密封片43的膜振动的振幅。然而，还存在没有粘合剂71的溢出部分71a的压力生成腔29或者说溢出量不同。因为这个原因，很难使每个压力生成腔29的墨水喷射特性一致。
在此实施例中，当腔体形成片30用粘合剂71连接到所述密封片43上时，在腔体形成片30和密封片43之间的部分被挤出的过量粘合剂71被容纳在小凹坑部分63中。所以，能够防止过量粘合剂71流入细长凹口部分33即压力生成腔29的空隙部分，因此能够获得密封片43的正常膜振动。
因为预定量的粘合剂71被涂覆到相邻细长凹口部分33之间的细长区域30c，所以如果过量粘合剂71流到细长区域30c，那么粘合剂71容易溢出到细长凹口部分33，以至减小了压力生成腔29的有效宽度。
在此实施例中，因为在每个细长凹口部分33的纵向末端附近都设置有小凹坑部分63，所以过量粘合剂71被容纳在小凹坑部分63中，因此阻止了过量粘合剂71流进细长区域30c。
小凹坑部分63的间距可以是一行中设置的细长凹口部分33的间距的二到五倍。例如，过量粘合剂71先前被容纳在小凹坑部分63中，并使一个小凹坑部分63对应于大概两个细长凹口部分33。所以，流向所述细长区域30c的粘合剂71能够被控制到具有不会引起实质问题的水平。因此，与一个小凹坑部分63相关的细长凹口部分33的数量根据粘合剂71的使用量、小凹坑部分63与细长凹口部分33末端之间的距离以及细长区域30c的宽度而被设定，因此能够得到粘合剂71在小凹坑部分63中的最佳容纳状态。
更具体地说，锻造过程后获得的腔体形成片30的表面被抛光，并且抛光过程结束之后留下的小凹坑部分63被用来作为容纳连接密封片43到腔体形成片30上的过量粘合剂71的部分。因此，腔体形成片30的平整度通过抛光得到提高，因此在连接中到其他部件，例如所述密封片43和所述喷嘴片31的附着性能够被提高。此外，因为小凹坑部分63被保留下来，因此过量粘合剂71被容纳在小凹坑部分63中，能够防止粘合剂71流到外面并且能够防止粘合剂71的厚度不均匀。从而，可能得到具有高装配精度的记录头1。
除了小凹坑部分63的布置以外，其他方面产生与第一实施例的那些优点相同的优点。
图18到19B示出了根据本发明第三实施例的腔体形成片。
在本实施例中，小凹坑部分63被实际用来使加工成形部分64和其他区域的抛光状态一致。具体地说，小凹坑部分63在上述开阔区域30a、泄漏凹口部分35与剪切细缝69之间的开阔区域30d，以及向泄漏凹口部分35中突出的开阔区域30e中，以几乎一致的密度被冲制出来。其他方面与第二实施例的内容相同，并且相同部分用相同的附图标记标明。
上述开阔区域的每一个都被定义为平整区域，其具有一行中设置的细长凹口部分33之间间距的至少二到五倍的长度。
在小凹坑部分63形成的区域中，小凹坑部分63周围的材料鼓起并且抛光面积减小了。同样在细长凹口部分33形成的加工成形部分64的区域中，并且，被加工部分周围的部分以同样的方式鼓起。因此，两个突起部分被快速一致地抛光，此外，使被抛光区域尽可能一致。因此，可以认为被加工成形部分64和构成部分30a、30d和30e的小凹坑部分最后被完成以形成一个实际的平面。因此，在抛光腔体形成片30后得到的厚度在整个区域上是一致的。因此，补正抛光等的工时能够减少，这对降低制造成本和缩短抛光所需时间是有效的。
除了小凹坑部分63的布置，其他方面产生的优点与第一和第二实施例的那些优点相同。
图19A和19B示出了压制加工图18所示的腔体形成片30的替代过程。在图19A所示的过程中，第一步是通过冲孔在条带55上成形基准孔68和剪切细缝69的步骤(步骤S31)。第二步是在开阔区域30a、30d和30e上成形小凹坑部分63的步骤(步骤S32)。第三步是形成中间凹口部分67的步骤(步骤S33)。第四步是通过如图10A到10C所示的突起53和54形成细长凹口部分33的步骤(步骤S34)。第五步是抛光步骤(步骤S35)。
在此实施例中，如图19B所示，步骤S33和步骤S34可以在步骤S32之前进行。
图20和21示出了根据本发明第四实施例的腔体形成片。
本实施例是第二实施例和第三实施例结合的产物。图21示出了压制加工图20所示的腔体形成片30的过程。第一步与第二和第三实施例每一个中的步骤相同(步骤S41)。第二步是与第二实施例中的步骤相同的、在细长凹口部分33的行33a的末端附近成形小凹坑部分63的步骤(步骤S42)。第三和第四步是与第二和第三实施例中的步骤相同的、形成中间凹口部分67和细长凹口部分33的步骤(步骤S43和S44)。第五步是与第三实施例中的步骤相同的、在除加工成形部分64之外的区域中形成小凹坑部分63的步骤(步骤S45)。最后的第六步是与第二和第三实施例每一个中的步骤相同的、抛光腔体形成片30的表面的步骤(步骤S46)。在此实施例中，小凹坑部分63在第五步中在除被加工成形部分64之外的区域中的形成可以与第二步同时进行。其他方面与第二和第三实施例的那些内容相同，并且同样的部分用同样的附图标记标明。
用此结构，可以防止过量粘合剂71流进压力生成腔29，可以均匀地抛光腔体形成片30的整个区域并且可以矫正和防止腔体形成片30的应变和形变。
就图14A、18和20中细长凹口部分33的间距和小凹坑部分63的间距之间的关系而言，细长凹口部分33的间距夸大地被显示出来。图11和14B示出了两个间距之间的真正关系。
关于第二实施例，图22所示的记录头1’采用发热元件61作为压力产生元件。根据本实施例，在弹性片32的位置，使用提供有柔性部分46和墨水供应口45的密封片62，并且腔体形成片30的细长凹口部分33的一侧被密封片62所密封。此外，发热元件61在压力生成腔29内部连接到密封片62的表面。发热元件61通过经由布线向其输入电流而发热。
因为所述压力生成腔30的其他构造，如喷嘴片31等与上述实施例的那些构造相似，所以将省略对它们的解释。
在记录头1’中，通过输入电流到发热元件61，压力生成腔29内部的墨水沸腾并且沸腾产生的气泡挤压压力生成腔29内部的墨水，因此墨水滴从喷嘴口48中喷射出来。
即使在记录头1’的情况下，因为腔体形成片30通过金属的塑性加工制造，所以也可以得到与上述的实施例类似的优点。
关于连通口34，虽然根据上述实施例，已经解释了一个在细长凹口部分33末端部分设置有连通口34的例子，但是本发明不限于此。例如，连通口34可以沿纵向在基本上是细长凹口部分33的中心位置形成，并且在那通过连通口34相互连通的墨水供应口45和公共墨水池14可以设置在细长凹口部分33的两个纵向末端。因此，从墨水供应口45到连通口34的、压力生成腔29内部的墨水停滞现象可以被防止。
此外，虽然根据上述实施例，已经示出了一个将本发明应用于墨水喷射记录装置中的记录头的例子，但是应用本发明的液体喷射头的物质不只是由墨水喷射记录装置的墨水构成，还可以使用胶水、指甲油(manicure)、导电液体(液态金属)等物质。
例如，本发明可以应用于滤色镜制造装置，该装置用来制造液晶显示器的滤色镜。在这种情况下，所述装置的彩色材料喷射头就是所述液体喷射头的例子。液体喷射装置的另一个例子是用于形成电极的电极形成装置，例如有机EL显示器的那些电极或FED(Field Emission Display，场发射显示器)的那些电极。在这种情况下，所述装置的电极材料(导电糊，conductive paste)喷射头是所述液体喷射头的例子。所述液体喷射装置的另一个例子是用于制造生物芯片的生物芯片制造装置。在这种情况下，所述装置的生物有机物质喷射头和作为精密吸管的样品喷射头对应于所述液体喷射头的例子。本发明的所述液体喷射头包括工业应用的其他工业液体喷射装置。
权利要求
1.一种液体喷射头，包括金属腔体形成片，其具有多个压力生成腔形成于其中的第一区域和多个凹坑形成于其中的第二区域；和金属喷嘴片，其上形成有多个喷嘴，所述喷嘴片连接到所述腔体形成片以使每个喷嘴与一个压力生成腔连通。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述凹坑形成于腔体形成片的至少一个主面上。
3.如权利要求2所述的液体喷射头，其中，当从一个主面观看时，形成于腔体形成片的一个主面上的一个凹坑的位置设置成与形成于腔体形成片的另一个主面上的一个凹坑的位置相一致。
4.如权利要求1所述的液体喷射头，其中每个凹坑具有棱锥体形状。
5.如权利要求1所述的液体喷射头，其中每个凹坑具有圆锥体形状。
6.如权利要求1所述的液体喷射头，其中每个凹坑的尺寸不大于腔体形成片的厚度。
7.如权利要求1所述的液体喷射头，其中每个凹坑形成于与第一区域的距离不小于腔体形成片的厚度的部分。
8.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述凹坑以基本上等于腔体形成片厚度的间距排列。
9.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述腔体形成片由镍制成。
10.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述第一区域位于腔体形成片的中心部分，并被所述第二区域围绕。
11.如权利要求10所述的液体喷射头，其中所述凹坑形成于彼此相对的位置并且所述第一区域位于所述凹坑之间。
12.如权利要求1所述的液体喷射头，其中压力生成腔以不超过0.3mm的间距排列。
13.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述第一区域和所述第二区域在第三区域部分地重叠，所述第三区域与所述压力生成腔的两个纵向末端相邻。
14.如权利要求13所述的液体喷射头，其中所述第三区域内的所述凹坑以固定间距布置，所述固定间距是并排排列的所述压力生成腔的间距的二到五倍。
15.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述第二区域的长度是并排排列的所述压力生成腔的间距的二到五倍。
16.一种制造液体喷射装置的方法，包括以下步骤提供金属板；对金属板进行塑性加工以在金属板的第一区域的第一面上形成多个凹口；冲制通孔以连通所述凹口和金属板的第二面；对金属板进行塑性加工以在金属板的第二区域形成多个凹坑；将密封片连接到所述金属板的第一面上以密封所述凹口；以及将形成有喷嘴的金属喷嘴片连接到金属板的第二面，以使每个喷嘴与一个通孔连通。
17.如权利要求16所述的制造方法，其中所述凹坑形成为在所述金属片厚度方向延伸。
18.如权利要求16所述的制造方法，其中，所述凹坑在所述第一面和所述第二面其中之一上形成，其中该面是由用于形成凹口的塑性加工所弯曲的金属板的内侧面。
19.如权利要求18所述的制造方法，其中所述凹坑形成于所述第一面和所述第二面上。
20.如权利要求16所述的制造方法，还包括在所述密封片和所述喷嘴片被连接到所述金属板之前，抛光金属板以保留其上的凹坑的步骤。
21.如权利要求20所述的制造方法，其中所述金属板和所述密封片用粘合剂连接，而过量粘合剂被所述凹坑容纳。
22.如权利要求21所述的制造方法，其中，所述第一区域与所述第二区域被布置成在第三区域部分地重叠，所述第三区域与所述凹口的两个纵向末端相邻。
23.如权利要求16所述的制造方法，其中形成所述凹坑的所述塑性加工在形成所述凹口的塑性加工之前进行。
24.如权利要求20所述的制造方法，其中所述凹坑被形成以便使得所述第一区域的抛光量和所述第二区域的抛光量相同。
全文摘要
本发明公开了一种液体喷射头及其制造方法。为了制造液体喷射装置，准备了金属板。对金属板进行塑性加工以在金属板的第一区域的第一面上形成多个凹口。冲制通孔以连通凹口和金属板的第二面。对金属板进行塑性加工以在金属板的第二区域中形成多个凹坑。有喷嘴形成的金属喷嘴片被连接到金属板的第二面上，以使每个喷嘴与一个通孔连通。
文档编号B21D22/04GK1490163SQ0315378
公开日2004年4月21日 申请日期2003年8月20日 优先权日2002年8月20日
发明者赤羽富士男, 高岛永光, 红林昭治, 羽毛田和重, 上杉良治, 光, 和重, 治 申请人:精工爱普生株式会社