专利名称：锻造冲头、精密锻造方法和制造液体喷射头的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造如液体喷射头的部件的锻造冲头。本发明也涉及一种使用该锻造冲头的精密锻造方法和用该锻造冲头制造液体喷射头的方法。
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刻蚀来显露晶体表面，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。
因为分隔壁的厚度很薄，所以难以精确地获得压力生成腔的凹口形状而均一地设定它的液体容量。因为凹口形状通常在很多情况下是细长的，分隔壁的长度因而增加。因此，为了保持液体容量一致，在整个长度上精确地制造分隔壁是重要的。特别地，为了得到相邻压力生成腔的适当的凹口形状，在制造过程中充分保持分隔壁的高度是重要的。
同时，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。
发明内容
因此本发明的目的是精确地形成分隔壁以高精度地得到相邻压力生成腔的凹口形状。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种用于锻造金属片构件的冲头，该冲头包括第一模具，适于与所述片构件的第一面相对；第二模具，适于与所述片构件的第二面相对；多个第一凸起，设置在所述第一模具上并在第一方向上以固定间距排列，每个所述第一凸起在垂直于所述第一方向的第二方向上是细长的；以及多个第二凸起，设置在所述第二模具上并在所述第一方向上以所述固定间距排列，每个所述第二凸起在所述第二方向上是细长的，在它的末端部分设置有在所述第二方向上延伸的凹入部分，其中所述片构件夹在所述第一模具和所述第二模具之间，使得所述第一凸起和所述第二凸起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上切入所述片构件，以进行第一锻造加工。
片构件中的材料在两个模具间受压，引起流动以被推进第一凸起间的间隙。顺便说一句，在凹入部分两侧的部分，两个模具之间的间隔小于设置凹入部分的部分，于是材料的受压量提高。材料受压引起流动以在第二方向上被挤出，且材料移向凹入部分，此处两个模具之间的间隔变大，于是加压量减小。换句话说，凹入部分用以提供材料逃溢的位置。
因此，材料肯定在间隙的第二方向的整个区域内流动。而且，因为凸起以固定间距排列，所以材料在第一方向的流动在流动方向和流动量上都是一致的。
在间隙中流动的材料变成由第一凸起形成的凹口的分隔壁的情况下，凹口的形状可以精确地得到。此外，因为该加工能够实现每个凹口的容积一致，所以在例如将形成用于液体喷射头的压力生成腔的情况下，液体喷射头的喷射性能稳定。
优选的，所述第二模具排列成使得每个所述第二凸起对着相邻所述第一凸起间界定的间隙。在这种情况下，可以有效地利用第二凸起的高度使材料流进第一凸起间的间隙。
或者，所述第二模具排列成使得每个所述第二凸起对着所述第一凸起中相关的一个。在这种情况下，第一和第二凸起之间的压力可以最大化以促进材料流进第一凸起之间的间隙。
优选的，在所述第二方向上，所述凹入部分布置在每个所述第二凸起的中间部分。在这种情况下，从凹入部分的两侧流动的材料的量能够相同。
优选的，所述凹入部分从所述第一方向看具有拱形形状。在这种情况下，材料能够平滑地流进凹入部分。
或者，凹入部分可以形成有多个平面。
或者，在所述凹入部分的底面部分形成凸出部分。在这种情况下，防止应力集中在底部，否则这会导致在底部产生破裂。
这里，优选的，所述凸出部分具有一定程度的高度，使得多个凹入部分基本上由所述凸出部分界定。在这种情况下，多个加压量大的部分和加压量小的部分交替设置，以便材料在第二方向上流进间隙的量能更加一致。
为了相同的优点，取代所述凸出部分，可以在所述凹入部分的底部形成凹口部分。
优选的，所述凹入部分在所述第二方向上的长度是每个所述第二凸起在所述第二方向上的长度的2/3或更小。在这种情况下，材料在第二方向上的流动量和用于接收相同量的凹入部分的大小可以通过压力冲程适当地平衡。因此，材料流进间隙的量被最优化。
为了获得相同的优点，优选的，所述凹入部分的深度与所述凹入部分在所述第二方向上的长度之比在0.05到0.3的范围内。
为了获得相同的优点，所述凹入部分的深度与每个所述第二凸起的高度比在0.5到1的范围内。
优选的，至少每个所述第二凸起的所述凹入部分用镜面精加工或电镀铬精加工。在这种情况下，可以促进材料流进第一凸起之间的间隙。
优选的，每个所述第二凸起从所述第二方向上看具有楔形横截面。在这种情况下，可以确保第二凸起切入片构件。
这里，优选的，所述楔形横截面的末端角为90度或更小。
优选的，所述固定间距为0.3mm或更小。为了形成这种微小结构，通常使用各向异性的刻蚀方法。因为该方法需要大量加工工时，所以对于降低制造成本是不利的。但是，可以应用本发明的锻造冲头以获得微小结构，并极大地减少制造成本。
优选的，所述冲头还包括第三模具，适于与已进行了所述第一锻造加工的所述片构件的所述第二面相对。所述片构件夹在所述第一模具和所述第三模具之间，使得只有所述第一凸起在所述第三方向上切入所述片构件，以进行第二锻造加工。
这里，优选的所述第三模具形成有在所述第二方向上排列并在所述第一方向上是细长的一对第三凸起，以便在二者之间界定凹槽；并且每个所述第三凸起具有平的末端面。在这种情况下，因为流进第一凸起之间的间隙的材料进一步被所述平面加压，所以将成为分隔壁的材料的高度在第一和第二方向上完全相同。
同样优选的，所述第二模具中的所述凹入部分和所述第三模具中的所述凹槽相对于所述片构件放置在关于所述第二方向相同的位置。在这种情况下，因为在片构件第二面上由凹入部分形成的凸出由凹槽接收，在凸出处的材料永远不会流进第一凸起之间的间隙，以便分隔壁高度一致。
同样优选的，在每个所述第三凸起的第一方向上的两个端部设置有从所述平的末端面延续的倾斜平面，使得更靠近每个所述第三凸起的所述第一方向上的端部的部分离所述第一模具更远。
材料在第一方向上逐渐地从中心部分流向两端，于是片构件端部附近由于塑性流动累积而变厚。有了上述结构，因为厚部分被降低的斜面挤压，所以可以防止厚部分的材料过多地流进间隙。因此，材料在所有间隙中的流动量能够尽可能相同。
同样优选的，所述凹槽的深度在0.05mm到0.15mm的范围内，所述凹槽在所述第二方向上的长度在0.5mm到1mm的范围内。在这种情况下，材料在第二方向上的流动量和用于接收同量的材料的凹槽的尺寸可以通过压力冲程很好地平衡。这样，材料进入间隙的流动得到最优化。
优选的，所述第二模具和所述第三模具排列成使得所述第一锻造加工和所述第二锻造加工以顺序方式进行。在这种情况下，每个阶段中的加工工件的定位操作都能精确地进行，于是提高成型精度，有效地进行锻造加工。
根据本发明，还提供了一种包含上述冲头的锻造装置。
根据本发明，还提供了一种锻造金属片构件的方法，包括步骤提供第一模具，其中在第一方向上以固定间距排列多个第一凸起，每个所述第一凸起在垂直于所述第一方向的第二方向上是细长的；提供第二模具，其中在所述第一方向上以所述固定间距排列多个第二凸起，每个所述第二凸起在所述第二方向上是细长的，并且在它的末端部分设置有在所述第二方向上延伸的凹入部分；提供第三模具，其中一对第三凸起在所述第二方向上排列并在所述第一方向上是细长的，以在其间界定一凹槽，每个所述第三凸起具有平的末端面；将所述第一模具对着所述片构件的第一面，同时将所述第二模具对着所述片构件的第二面；通过在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上把所述片构件夹在所述第一模具和所述第二模具之间进行第一锻造加工，以便产生进入到所述第一凸起间界定的间隙中的所述片构件中材料的塑性流动，同时产生进入每个所述第二凸起的所述凹入部分的所述材料的塑性流动；在所述第一锻造加工后，将所述第三模具对着所述片构件的所述第二面；以及通过在所述第三方向上把所述片构件夹在所述第一模具和所述第三模具之间进行第二锻造加工，使得每个所述第三凸起的平末端面产生进入所述第一凸起间的所述间隙的所述材料的塑性流动，同时通过所述凹入部分在所述片构件上形成的凸出由所述凹槽接收，其中由所述第一凸起形成的多个凹口被流进所述第一凸起间所述间隙的所述材料形成的分隔壁所分隔。
根据本发明还提供了一种使用上述锻造方法制造液体喷射头的方法，该制造方法包括步骤在每个所述凹口中形成通孔，以使每个所述凹口和所述片构件的所述第二面连通；把密封片连接到所述片构件的所述第一面上以密封所述凹口；提供形成有多个喷嘴的金属喷嘴片；以及用粘合剂把所述喷嘴片连接到所述片构件的所述第二面上，以便每个所述喷嘴经由所述通孔与相关的一个所述凹口连通，其中所述液体喷射头配置成使得通过所述凹口中包含的液体中产生的压力波动从所述喷嘴喷出液滴。
如上所述，在第二方向是细长的、在第一方向上并排排列的凹口部分和精加工的分隔壁同时得到。该形成比各向异性的蚀刻方法需要更少的加工工时。此外，该加工可以使得每个凹口容量相同。因此，形成喷射性能稳定的液体喷射头的微小压力生成腔的方法最优化。
优选的，其中当把所述喷嘴片连接到所述片构件的所述第二面上时，由所述第二凸起形成并保留在所述片构件的所述第二面上的多个凹坑用以接收多余的粘合剂。
在这种情况下，粘合层的厚度最优化以提高片构件(腔体形成片)和喷嘴片之间的粘合力。
优选的，所述第三凸起的更靠近所述通孔将形成的部分的一个所述平末端面的高度低于另一个所述平末端面的高度。在这种情况下，被更靠近通孔的一个平面挤压的材料的量小于被另一个平面挤压的材料的量，以致更靠近通孔的材料的密度或硬度低于另一侧材料的密度或硬度。因此，作用在用以形成通孔的冲头上的加工阻力减少，使得冲头的耐用性提高，这有利于提高通孔的加工精度。
根据本发明，还提供了一种通过上述方法制造的液体喷射头，其中，多个凹坑以所述固定间距排列在所述片构件的所述第二面上。
因为凹坑间距与第一方向上的压力生成腔的间距基本上相同，所以凹坑在第二面上以不变的空间间隔分布。结果，凹坑均一地接收过多的粘合剂，粘合层的厚度在很宽区域内最优化，以便提高粘合力。
这里，优选的，每个所述凹坑在所述通孔附近形成。在这种情况下，因为通孔附近的凹坑接收过多的粘合剂，所以粘合剂不会从凹坑溢出进入通孔的通道空间。因此，气泡不会留在粘合剂溢出的位置，保证了最好的墨水流动。
优选的，所述片构件由镍组成。在这种情况下，组成流动通道单元的腔体形成片、密封片和喷嘴片的线性膨胀系数彼此几乎相同。当这些元件被加热并彼此粘连在一起时，它们都均匀地膨胀。结果，由膨胀系数不同引起的如翘曲的机械应力难以发生。结果，即使设定高的粘接温度，每个元件也能够毫无妨碍地粘接。甚至在操作记录头时压电振动器产生热量和流动通道单元被加热时，组成流动通道单元的每个元件也均匀地膨胀。因此，即使由于起动记录头和停止其操作分别引起了反复发生的加热和冷却时，也难以引起组成流动通道单元的每个元件产生缺陷如分离。
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是用于解释在形成细长凹口部分时使用的第一凸模的视图；图9A和图9B是用于解释在形成细长凹口部分时使用的凹模的视图；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是示出了凸模和待加工材料之间的关系的透视图；图12A是根据本发明一个实施例的预制凹模的透视图；图12B和12C是示出了初步成型的剖视图；图12D是沿图12C中线D-D的剖视图；图12E是预制凹模的位置的修改例子；图13A是根据本发明一个实施例的精加工凹模的透视图；图13B和13C是示出了第二成型的剖视图；图13D是沿图13C中线D-D的剖视图；图14A是预制凹模中一个凸起的放大视图；图14B是沿图14A中线B-B的剖视图；图14C是沿图14A中线C-C的剖视图；
图15是用于说明预制凹模中凸起的基本部分的尺寸的放大视图；图16A是预制凹模的第一修改例子的放大视图；图16B是预制凹模的第二修改例子的放大视图；图17A是预制凹模的第三修改例子的放大视图；图17B是预制凹模的第四修改例子的放大视图；图17C是预制凹模的第五修改例子的放大视图；图17D是预制凹模的第六修改例子的放大视图；图17E是预制凹模的第七修改例子的放大视图；图17F是预制凹模的第八修改例子的放大视图；图18A是精加工凹模的第一修改例子的放大视图；图18B是精加工凹模的第二修改例子的放大视图；图19是精加工凹模的第三修改例子的放大视图；图20A是示出了腔体形成片的基本部分的放大剖视图；图20B是通过使用图12B和12C中示出的预制凹模排列而获得的腔体形成片的放大平面图；图20C是通过使用图12E中示出的预制凹模排列而获得的腔体形成片的放大平面图；以及图21是用于说明根据第二例子的喷墨记录头的剖视图。
具体实施例方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。首先将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的末端部分锐化成圆锥状以利于插进墨盒。此外，末端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(冲头)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，通过刻蚀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的末端面相结合的部分。
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，其制造方法是用刻蚀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。
在减少公共墨水池14的容量、省去柔性部分46的情况下，泄漏凹口部分35可以作为公共墨水池的一部分。而且，泄漏凹口部分35可以形成为通孔以便获得空间用作公共墨水池的一部分。
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端部分的壁厚大。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通过树脂模具制造，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的材料的金属带55(在下面的解释中称为“带55”)是用镍制造成的。
制造腔体形成片30的步骤包括通过顺序冲模完成的制造细长凹口部分33的步骤和制造连通口34的步骤。
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)。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的数目相同的凸起53。此外，在排列方向上位于两端的凸起53也设置有用于形成伪凹口部分36的伪凸起(未画出)。如图8B所示，凸起53的末端部分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，末端部分53a锐化成V字形。此外，如图8A所示，末端部分53a的两个纵向端都以约45度角逐渐变细。因此，凸起53的末端部分53a形成为两端逐渐变细的三棱柱形状。
此外，凹模52的上表面上形成有多个凸起54。凸起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。凸起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。凸起54的长度设置为与细长凹口部分33(凸起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，带55安装在凹模52的上面，凸模51排列在带55的上边。接着，如图10B所示，凸模51向下移动推动凸起53的末端部分进入带55。此时，因为凸起53的末端部分53a锐化成V字形，末端部分53a可以被坚固地推进带55中而不会弯曲(buckle)。如图10C所示，凸起53被沿着片厚度方向推到带55的中部。
通过推动凸起53，带55的一部分流动以形成细长凹口部分33。此时，因为凸起53的末端部分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，被末端部分53a推动的带55的部分平滑地流动，所要形成的细长凹口部分33依照凸起53的形状被形成。此外，因为末端部分53a的两个长度端都逐渐变细，所以由所述部分推动的带55也平滑地流动。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。
因为对凸起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。
带55的一部分通过凸起53的挤压上升到相邻的凸起53之间的空隙中。此时，在凹模52处提供的凸起54排列在与凸起53之间的间隙相对应的位置，带55向所述空隙的流动得到辅助。因此，带55可以有效地被引入凸起53之间的空隙，并且突出(即分隔壁28)可以很好地形成。
在室温下通过凸模51和凹模52在带(材料)55上进行塑性加工。下面描述的塑性加工在室温下类似地进行。
细长凹口部分33基本上如上面的描述形成。细长凹口部分33的形成精度，特别是如何成型分隔壁28是重要的。为了满足这些需求，本发明的锻造冲头包括第一模具和第二模具，第二模具包括预制模具和精加工模具，第二模具有特殊的形状以形成适当的分隔壁28。
如图11所示，大量成型冲头51b设置在凸模51a中，也就是第一模具中。为了形成细长凹口部分33，成型冲头51b是细长的以形成凸起53c。凸起53c以预定间距平行排列。为了形成分隔壁28，成型冲头51b之间设置有间隙53b(见图12B)。图12C示出把第一模具51a推向待加工对象腔体形成片30(带55)的情形。
在这个实施例中，材料(带)55被预制模具56压进间隙53b，间隙53b中的材料55的分配通过精加工模具57尽可能接近正常状态。因此，材料流进间隙53b的量在间隙53b的纵向上几乎为平直的状态，这便于这部分做成构件如液体喷射头1的压力生成腔29的分隔壁28。
接下来详细描述第二模具52a的结构和操作。
如图12A所示，在凹模52a也就是第二模具中，每个凸起54在与凸起53c的纵向中间部分相应的部分形成有凹入部分54a。预制模具56设置有与间隙53b相对的凸起54，其长度与间隙53b的长度几乎相等。
图14A放大示出了凹入部分54a。图14B示出了凸起54除凹入部分54a的部分的横截面图。图14C示出了形成有凹入部分54a的凸起54的横截面图。
图9A到10C概念地示出的凸起54是具有很小高度的凸起构件。为了形成凹入部分54a，实际上要求凸起54有特定高度。为了得到这个特定高度，每个凸起54有如图12B所示的楔形横截面。楔形部分的角设置成90度或更小。谷部56a界定在相邻凸起54之间。
如图12B和12C所示，与间隙53b相对的材料55被凸起54挤压并塑性地直接流向间隙53b。顺便说一句，凸起54可以侧向移动半个间距使得凸起54与凸起53c相对，如图12E所示，在这种情况下，在凸起54和凸起53c之间被压缩的材料的形变量最大。因此，分别位于凸起53c和54相对的尖端边缘之间的材料55部分如图12E所示沿凸起54向上斜流，并被压进间隙53b。这样，材料从两侧流进每个间隙53b以达到足够的成型精度。
凸起54的凹入部分54a在纵向上的长度设置成约为凸起54长度的2/3或更短。优选地，设置成凸起54长度的1/2或更短。凸起54的间距设置成0.14mm。凸起54的间距设置成0.3mm或更短以便在锻造加工如液体喷射头的元件的过程中进行更适合的预制。间距优选为0.2mm或更小，更优选为0.15mm或更小。此外，至少凸起54的凹入部分54a具有平滑精加工的表面。对于精加工，镜面精加工是适合的，而且，可以进行电镀铬。
如图15所示，凹入部分54a的长度L2与凸起54的长度L1之比也就是L2/L1选择为2/3或更小，优选为1/2或更小。H表示从凸起54的底部56a到顶端的长度，即凸起54的高度。D表示凹入部分54a的深度。为了保证材料在间隙53b的塑性流动良好，在这些部分中设定预定尺寸比。
特别地，凹入部分54a的深度D和凹入部分54a的长度L2之比约为0.05到0.3。在这种情况下，实际长度L2在0.5mm到1mm之间，深度D在0.05mm到0.15mm之间。凹入部分54a的深度D和凸起54的高度H之比约为0.5到1。在这种情况下，实际高度H在0.5mm到1.5mm之间，凸起54的长度L1在这种情况下为1.6mm，因此，L2/L1在0.31到0.62之间。
图16A是预制模具56的第一修改例子，在这种情况下，在凹入部分54a的中部设置有加强凸出部分54d。在压力形成操作中，使凹入部分54a膨胀的力作用于预制模具56。应力集中于凹入部分54a的最深部分，以致最深部分可能会破裂。然而有了加强凸出部分54d，没有应力集中于凹入部分的最深部分，因而最深部分不会破裂。
图16B示出了预制模具56的第二修改例子，在这种情况下，在凹入部分54a的中部设置有一个减压凹口(relief recess)54e。流进凹入部分54a的材料55压凹入部分54a的最深部分导致最深部分可能破裂。然而有了减压凹口54e，没有压力作用于凹入部分的最深部分。不用担心最深部分破裂。
图17A示出了预制模具56的第三修改例子，其中凸出部分54a形成有平面。图17B示出了预制模具56的第四修改例子，其中只有底部拐角是弯曲的。图17C示出了预制模具56的第五修改例子，其中凸出部分54a具有倾斜的平侧面和平底面。图17D示出了预制模具56的第六修改例子，其中凸出部分54b在它的两侧基本上限定了两个凹入部分54a。图17E示出了预制模具56的第七修改例子，其中图17D示出的凸出部分54b的顶部变平。
虽然凸起54是楔形，有尖的端部，但是取决于材料55的运动条件，可以形成如图17F所示的平顶表面54c或圆形顶部。
在使用预制模具56初步成型后使用精加工模具57。如图13A所示，精加工模具57在凹入部分57b的两侧形成有平表面57a。平表面57a和凹入部分57b在精加工模具57的纵向完全延伸。凹入部分57b位于与预制模具56中凸起54的凹入部分54a相对应的部分。
在每个平表面57a的两个纵向端部设置有斜面57c，使得靠近端部的部分降低。
图18A是精加工模具57的第一修改例子。在这种情况下，在凹入部分57b的中间部分设置有加强凸出部分57d。在压力形成操作中，使凹入部分57b膨胀的力作用于精加工模具57上。应力集中于凹入部分57b的最深部分以致最深部分可能破裂。然而有了加强凸出部分57d，没有应力集中在凹入部分的最深部分，因而最深部分不会破裂。
图18B示出了精加工模具57的第二修改例子。在这种情况下，在凹入部分57b的中间部分设置有减压凹口57e。流进凹入部分57b的材料55挤压凹入部分57b的最深部分以致最深部分可能破裂。然而有了减压凹口57e，没有压力作用于凹入部分的最深部分。因而不用担心最深部分会破裂。
精加工模具57的凹入部分57b的深度和长度分别为0.05到0.15mm和0.5到1mm。在这种情况下，在精加工中，考虑到压力冲程的大小，材料在与压力方向基本垂直的方向上的流量良好地与用于接收材料的凹入部分57b相平衡。因此，进入间隙53b的材料流动被最优化.
图19示出了精加工模具57的第三修改例子，其中平表面57a之间设置有高度差T。更具体地，位于更靠近压力生成腔29的连通口34的部分的一个平表面57a低于另一个平表面57a。因此，被更靠近连通口34的平表面57a挤压的材料55的量小于被另一个平表面57a挤压的材料55的量，所以更靠近连通口34的材料的密度或硬度低于另一侧。因此，作用在用于形成连通口34的冲头上的加工阻力减少，使得冲头更耐用，并且这个特征有利于提高连通口34的加工精度。
预制模具56的每个凸起54的纵向宽度尺寸和精加工模具57在垂直于细长凹口部分57b方向上的宽度尺寸每个都与压力生成腔29的纵向尺寸相等。
如图20A所示，腔体形成片30和喷嘴片31结合在一起，在腔体形成片30靠近喷嘴片31的表面上形成凹坑(dent)63。有很多方式来排列凹坑63。在这个实施例中，如图12B所示，当临时形成细长凹口部分33时，与凸起54压制配合(press-fitting)的结果是形成将成为凹坑63的凹痕。实际上，虽然由凸起54形成的凹痕是凹槽形的，在抛光精加工步骤后，位于靠近连通口34的所示出的凹坑被留下。
当腔体形成片30和喷嘴片31通过粘合剂64连在一起时，凹坑63接收多余的粘合剂64。因此，粘合层64的厚度最优化，腔体形成片30和喷嘴片31之间的粘接力提高。
图20B示出了当如图12C所示排列凸起54时，凹坑63的排列。图20C示出了当如图12E所示排列凸起54，凹坑63的排列。在这两种情况下，凹坑63之间的间距基本上等于压力生成腔29(细长凹口部分33)之间的间距。
如果凹坑63这样排列，凹坑63在更靠近喷嘴片31的腔体形成片30的连接表面上以不变的空间间隔分布。结果，凹坑63均一地接收多余的粘合剂64，所以粘合层64的厚度在很宽区域上最优化，并且粘接力增加。此外，因为每个凹坑63位于连通口34的开口附近，没有多余的粘合剂64溢出进入连通口34的通道空间。因此，气泡不会留在粘合剂溢出的位置，墨水流动安全可靠。
接着描述由第一模具51a和第二模具52a组成的锻造冲头的操作。
图12B示出了材料(带)55在第一模具51a和第二模具52a之间受压之前即刻的状态。当凸起54如图12C和12D所示被压进材料55时，使材料流进间隙53b以便预制分隔壁28。
顺便说一下，第二模具52a设置有中间部分高度很小的凹入部分54a。在凹入部分54a两侧靠近第二模具52a端部的部分56b(如图12D所示)中，模具5 1a和52a之间的间隔D1小于形成凹入部分54a的它们中间部分之间的间隔D2。在这个狭窄部分中，材料的受压量增加，于是受压的材料流动并在与压力方向几乎垂直的方向上被推出。也就是说，材料移向加压量更小的凹入部分54a。换句话说，凹入部分54a用以提供材料55逃溢的空间。这种材料移动主要在凸起53c或间隙53b的纵向上进行，以便部分材料55突出进入凹入部分54a成为凸出部分55a。
此外，更大量的材料55必定由于凸起54足够的高度而被推进间隙53b。在这种预制状态中形成的分隔壁28中，其较低部分28a和较高部分28b如图12D所示形成。因为在大量材料55流进间隙53b的同时，大量的在端部部分56b受压的材料55流进凹入部分54a，因此造成这种高度差。
此外，因为凸起53c以预定间距排列，所以压制配合操作引起的材料在凸起53c的横向方向上的塑性流动，在流动方向和流量上都非常地均一。
因为如上所述的流进间隙53b的材料55构成了细长凹口部分33的分隔壁28，所以细长凹口部分33的形状能精确地形成。为了形成这种微小结构，通常使用各向异性的刻蚀方法。因为该方法需要大量加工工时，所以对于降低制造成本是不利的。另一方面，如果锻造冲头用于金属材料如镍，那么加工工时极大地减少。而且，因为每个细长凹口部分33能被加工成具有均一的容积，所以在将形成液体喷射头的压力生成腔的情形下，液体喷射头的喷射性能稳定。
因为凹入部分54a采取拱形凹入部分形状，所以第二模具中间部分的高度逐渐改变。因此，在间隙53b的纵向流进间隙53b的材料55的量尽可能变得均一。在凹入部分54a形成有多个平面的情况下，通过选择斜平面的倾角，可以得到相同的效果。
在凹入部分54a的中部设置有凸出部分54b的情况下，界定多个凹入部分54a，使得加压量大的部分和加压量小的部分交替设置。因此，加压量大的部分(相应于56b)和材料55流进的凹入部分54a以小间距交替设置。因此，材料55流进间隙53b的量在间隙53b的纵向方向上基本相同。
因为凸起54在它的纵向方向上在中部形成凹入部分54a，所以材料从凹入部分54a的两侧均等地流进。结果，在凹入部分54a的整个长度上材料的流量是均一的。例如，在形成压力生成腔29的分隔壁28的情况下，能高精度地获得分隔壁28。
通过选择凹入部分54a在凸起54纵向上的长度约为凸起54长度的2/3，考虑到压力冲程的大小，在基本垂直于压力方向的方向上材料的流量良好地和用于接收材料的凹入部分54a的大小相平衡。因此，材料向间隙53b的流动最优化。
在凹入部分54a的深度D与凹入部分54a的长度L2之比约为0.05到0.3的情况下，或者在凹入部分54a的深度D与凸起54的高度H之比约为0.5到1的情况下，能更确切地获得上述优点。
因为至少凸起54的凹入部分54a具有通过镜面精加工或电镀铬而被光滑加工的表面，所以材料55的流动方向肯定变向间隙53b，于是材料能够更肯定地流进间隙53b。
当如图12C和12D所示的初步成型完成时，材料55如图13B所示在第一模具51a和精加工模具57之间移动，并且如图13C所示在那里被模具51a和52a压制。平表面57a提高了材料55流进间隙53b的量，以便提高较低部分28a的高度。顺便说一下，因为凸出部分55a容纳在凹入部分57b中，且没有受到精加工模具57的压力，所以较高部分28b的高度很少变化。因此，分隔壁28的高度如图13D所示最终变得几乎相同。
在精加工形成阶段中，因为形成斜面57c，流进每个间隙53b的材料55的量在所有间隙53b中尽可能相同。即，材料55在凸起53的排列方向上逐渐地从这列凸起53的中心部分流向它的两端，使得材料的端部附近由于塑性流动的累积而变厚。由于该厚的部分被较低的斜面57c压制，所以能够阻止厚部分的材料过多地流进间隙53b。因此，材料55流进所有间隙53b的量可以尽可能相同。
因为凸起54采取有尖端的楔形(楔形角为90度或更小)，楔形部分可靠地切入材料55，以便材料55与间隙53b相对的部分能够精确地受压，且材料能够可靠地流进间隙53b。此外，因为凸起54的间隙设置成0.3mm或更少，所以液体喷射头的压力生成腔正好能被锻造冲头精确制造。
第一模具51a和第二模具52a固定到通用的锻造设备(未示出)上，在模具51a和52a之间提供腔体形成片30(带55)，以便顺序进行锻造加工。此外，第二模具52a由预制模具56和精加工模具57成对组成。因此，预制模具56和精加工模具57彼此相邻排列是优选的，以便腔体形成片30(带55)顺序地移动。
此外，因为第二模具52a包括首先操作进行初步成型的预制模具56和随后操作进行二次成型的精加工模具57，所以锻造加工以顺序方式有效地进行。因此，每个阶段中加工工件的定位操作能够精确进行，从而提高成型精度。
关于第二例子，如图21所示的记录头1’采用热生成元件61作为压力生成元件。根据实施例，用带有柔性部分46和墨水供应口45的密封板62代替弹性片32，腔体形成片30的细长凹口部分33的侧面被密封板62密封。此外，在压力生成腔29的内部，热生成元件61粘接到密封板62的表面。热生成元件61通过电线供电产生热量。
因为腔体形成片30的其他结构，如喷嘴片31等和上述实施例中的那些结构相似，所以将省略对它们的解释。
在记录头1’中，通过供电到热生成腔61，压力生成腔29内的墨水沸腾，由腾沸产生的气泡施压给压力生成腔29内的墨水，使得从喷嘴口48喷射墨滴。
即使在记录头1’的情况下，因为腔体形成片30通过金属塑性加工制成，所以能达到上述实施例相似的优点。
关于连通口34，虽然根据上述实施例，已经解释了在细长凹口部分33的一个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可以在细长凹口部分33纵向上基本中心处形成，并且在此连通的墨水供应口45和公共墨水池14可以排列在细长凹口部分33的两个纵向末端。因此，从墨水供应口45到达连通口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喷墨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目的不只包括喷墨记录装置的墨水，胶水、指甲油、导电液体(液态金属)等物质都可以喷射。
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
1.一种用于锻造金属片构件的冲头，包括第一模具，适于与所述片构件的第一面相对；第二模具，适于与所述片构件的第二面相对；多个第一凸起，设置在所述第一模具上并在第一方向上以固定间距排列，每个所述第一凸起在垂直于所述第一方向的第二方向上是细长的；以及多个第二凸起，设置在所述第二模具上并在所述第一方向上以所述固定间距排列，每个所述第二凸起在所述第二方向上是细长的，在它的末端部分设置有在所述第二方向上延伸的凹入部分，其中所述片构件夹在所述第一模具和所述第二模具之间，使得所述第一凸起和所述第二凸起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上切入所述片构件，以进行第一锻造加工。
2.如权利要求1所述的冲头，还包括第三模具，适于与已进行了所述第一锻造加工的所述片构件的所述第二面相对，其中，所述片构件夹在所述第一模具和所述第三模具之间，使得只有所述第一凸起在所述第三方向上切入所述片构件，以进行第二锻造加工。
3.如权利要求1所述的冲头，其中，所述第二模具排列成使得每个所述第二凸起对着相邻的第一凸起之间界定的间隙。
4.如权利要求1所述的冲头，其中，所述第二模具排列成使得每个所述第二凸起对着所述第一凸起中相关的一个。
5.如权利要求1所述的冲头，其中，在所述第二方向上，所述凹入部分布置在每个所述第二凸起的中间部分。
6.如权利要求1所述的冲头，其中，所述凹入部分从所述第一方向看具有拱形形状。
7.如权利要求1所述的冲头，其中，所述凹入部分形成有多个平面。
8.如权利要求1所述的冲头，其中，在所述凹入部分的底面部分形成凸出部分。
9.如权利要求8所述的冲头，其中，所述凸出部分具有一定程度的高度，使得多个凹入部分基本上由所述凸出部分界定。
10.如权利要求1所述的冲头，其中，在所述凹入部分的底部形成凹口部分。
11.如权利要求1所述的冲头，其中，所述凹入部分在所述第二方向上的长度是每个所述第二凸起在所述第二方向上的长度的2/3或更小。
12.如权利要求1所述的冲头，其中，所述凹入部分的深度与所述凹入部分在所述第二方向上的长度之比在0.05到0.3的范围内。
13.如权利要求1所述的冲头，其中，所述凹入部分的深度与每个所述第二凸起的高度比在0.5到1的范围内。
14.如权利要求1所述的冲头，其中，至少每个所述第二凸起的所述凹入部分用镜面精加工或电镀铬来精加工。
15.如权利要求1所述的冲头，其中，每个所述第二凸起从所述第二方向上看具有楔形横截面。
16.如权利要求15所述的冲头，其中，所述楔形横截面的末端角为90度或更小。
17.如权利要求1所述的冲头，其中，所述固定间距为0.3mm或更小。
18.如权利要求2所述的冲头，其中，所述第三模具形成有在所述第二方向上排列并在所述第一方向上是细长的一对第三凸起，以便在二者之间界定凹槽；并且每个所述第三凸起具有平的末端面。
19.如权利要求18所述的冲头，其中，所述第二模具中的所述凹入部分和所述第三模具中的所述凹槽相对于所述片构件放置在关于所述第二方向相同的位置。
20.如权利要求18所述的冲头，其中，在每个所述第三凸起的第一方向上的两个端部设置有从所述平的末端面延续的倾斜平面，使得更靠近每个所述第三凸起的所述第一方向上的端部的部分离所述第一模具更远。
21.如权利要求18所述的冲头，其中，所述凹槽的深度在0.05mm到0.15mm的范围内，所述凹槽在所述第二方向上的长度在0.5mm到1mm的范围内。
22.如权利要求2所述的冲头，其中，所述第二模具和所述第三模具排列成使得所述第一锻造加工和所述第二锻造加工以顺序方式进行。
23.一种包含权利要求1所述的冲头的锻造装置。
24.一种锻造金属片构件的方法，包括步骤提供第一模具，其中在第一方向上以固定间距排列多个第一凸起，每个所述第一凸起在垂直于所述第一方向的第二方向上是细长的；提供第二模具，其中在所述第一方向上以所述固定间距排列多个第二凸起，每个所述第二凸起在所述第二方向上是细长的，并且在它的末端部分设置有在所述第二方向上延伸的凹入部分；提供第三模具，其中一对第三凸起在所述第二方向上排列并在所述第一方向上是细长的，以在其间界定一凹槽，每个所述第三凸起具有平的末端面；将所述第一模具对着所述片构件的第一面，同时将所述第二模具对着所述片构件的第二面；通过在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上把所述片构件夹在所述第一模具和所述第二模具之间进行第一锻造加工，以便产生进入到所述第一凸起间界定的间隙中的所述片构件中材料的塑性流动，同时产生进入到每个所述第二凸起的所述凹入部分的所述材料的塑性流动；在所述第一锻造加工后，将所述第三模具对着所述片构件的所述第二面；以及通过在所述第三方向上把所述片构件夹在所述第一模具和所述第三模具之间进行第二锻造加工，使得每个所述第三凸起的平末端面产生进入到所述第一凸起间的所述间隙的所述材料的塑性流动，同时由所述凹入部分在所述片构件上形成的凸出由所述凹槽接收，其中由所述第一凸起形成的多个凹口被流进所述第一凸起间所述间隙的所述材料形成的分隔壁所分隔。
25.一种应用权利要求24所述的锻造方法制造液体喷射头的方法，该制造方法包括步骤在每个所述凹口中形成通孔，以使每个所述凹口和所述片构件的所述第二面连通；把密封片连接到所述片构件的所述第一面上以密封所述凹口；提供形成有多个喷嘴的金属喷嘴片；以及用粘合剂把所述喷嘴片连接到所述片构件的所述第二面上，以便每个所述喷嘴经由所述通孔与相关的一个所述凹口连通，其中所述液体喷射头配置成使得通过所述凹口中包含的液体中产生的压力波动从所述喷嘴喷出液滴。
26.如权利要求25所示的制造方法，其中当把所述喷嘴片连接到所述片构件的所述第二面上时，由所述第二凸起形成并保留在所述片构件的所述第二面上的多个凹坑用来接收多余的粘合剂。
27.如权利要求25所示的制造方法，其中所述第三凸起的更靠近所述通孔将形成的部分的一个所述平末端面的高度低于另一个所述平末端面的高度。
28.一种通过权利要求25所述的方法制造的液体喷射头，其中，多个凹坑以所述固定间距排列在所述片构件的所述第二面上。
29.如权利要求28所述的液体喷射头，其中每个所述凹坑在所述通孔附近形成。
30.如权利要求28所述的液体喷射头，其中所述片构件由镍组成。
全文摘要
本发明公开了一种用来锻造金属片构件的冲头。第一模具适于与所述片构件的第一面相对。第二模具适于与所述片构件的第二面相对。所述第一模具在第一方向以固定间距设置有多个第一凸起。每个所述第一凸起在垂直于所述第一方向的第二方向上是细长的。所述第二模具在所述第一方向以所述固定间距设置有多个第二凸起。每个所述第二凸起在所述第二方向是细长的，并在它的末端部分设置有凹入部分，其在第二方向上是细长的。所述片构件夹在所述第一模具和所述第二模具之间，以便所述第一凸起和所述第二凸起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向切入片构件，以进行第一锻造加工。
文档编号B41J2/045GK1494964SQ031586
公开日2004年5月12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