專利名稱：液體噴射頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體噴射裝置的液體噴射頭及其制造方法，所述液體噴射頭例如可以是在打印機等圖象記錄裝置中使用的噴墨記錄頭、用于制造濾色器(例如液晶顯示器等)的染色材料噴射頭、用于形成有機電致發(fā)光(Electro Luminescence)顯示器和平面發(fā)射顯示器(faceemission display)等的電極的電極材料噴射頭，和用于制造生物芯片(生物化學(xué)元件)的生物有機物質(zhì)噴射頭等。
從制造壓力產(chǎn)生室和液體供應(yīng)口的角度而言，它們都要求具有細(xì)微的外形和很好的精度，在液體噴射頭(例如相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的噴墨記錄頭)中優(yōu)選地采用硅襯底。換言之，硅襯底的晶面通過各向異性蝕刻暴露出，隨后壓力產(chǎn)生室和液體供應(yīng)口通過晶面分隔并形成。
并且，其中制有噴口的噴口板由金屬板制成，以滿足可加工性等的要求。隨后，在彈性板上制成了能夠改變壓力產(chǎn)生室體積的隔膜部分。該彈性板具有雙層結(jié)構(gòu)，其中在金屬支撐板上層壓樹脂薄膜，并通過在與壓力產(chǎn)生室相應(yīng)的部分上移去支撐板而制成。
同時，在相關(guān)技術(shù)中的上述液體噴射頭中，作為材料的硅襯底是以規(guī)則形狀的圓片提供的。因此，能夠由一片所述圓片制成的液體噴射頭的硅元件的數(shù)量是有限的。換言之，可以通過一個步驟(例如各向異性蝕刻)同時加工的硅元件的數(shù)量是有限的。因此，當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)液體噴射頭時，上述步驟在成本和工作效率方面具有缺點，并且對液體噴射頭尺寸增大的反應(yīng)也很困難。并且，因為在硅元件的蝕刻中采用了溶劑，從環(huán)保的角度看，對溶劑的廢液處理問題也要給予充分的考慮。因此這個問題也相應(yīng)地提高了成本。
并且，硅與金屬之間存在很大的線性膨脹系數(shù)差異。因此，當(dāng)硅襯底、噴口板和彈性板的各個元件需要被粘連在一起時，這些元件必須在相對較低的溫度下進(jìn)行粘連，同時還要耗費很長時間。因此很難提高生產(chǎn)率，而這又是成本增加的一個原因。
另外，用于分隔相鄰壓力產(chǎn)生室的隔板部分的厚度非常小，因而其剛性很小。因此，存在所謂的相鄰串?dāng)_(adjacent crosstalk)問題，液滴的噴射特性受到在相鄰壓力產(chǎn)生室中產(chǎn)生的液體壓力的影響而發(fā)生變化。
并且，有人嘗試通過塑性加工在金屬襯底中形成壓力產(chǎn)生室。在這種情況下，由于壓力產(chǎn)生室非常精細(xì)，并且液體供應(yīng)口的寬度必須制造得比壓力產(chǎn)生室的寬度還要窄，因此這種加工非常困難。另外，對用來制造壓力產(chǎn)生室和液體供應(yīng)口的陽模有很高的精度要求，因此很難制造這種陽模。因此，提高生產(chǎn)效率非常困難。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種液體噴射頭，其包括
噴口板，其設(shè)有多個噴口；液體通道板，其具有彼此相對的第一面和第二面，并設(shè)有多個凹槽，所述凹槽沿與第一面上的凹槽的縱向相垂直的第一方向設(shè)置，每個凹槽具有從第一面穿向第二面的連通口；和用于密封所述凹槽開口面的密封板，其中所述密封板與所述第一面相連，從而形成多個壓力產(chǎn)生室；和其中所述噴口板與所述第二面相連，從而所述連通口分別與所述噴口相連。
優(yōu)選地，分隔相鄰壓力產(chǎn)生室的隔板部分的根部的厚度比其頂端部分的厚度大。
所述凹槽的底面優(yōu)選地切口為V形。
所述凹槽的底面優(yōu)選地切口為圓弧形。
所述凹槽縱向的兩端部分優(yōu)選地進(jìn)行倒角。
優(yōu)選地，每個連通口包括第一連通口，其從第一面?zhèn)妊匕搴穸确较蛐纬芍烈后w通道板的中部，及第二連通口，其從第一連通口的底面形成至第二面，并且第二連通口的內(nèi)尺寸小于第一連通口的內(nèi)尺寸。
優(yōu)選地，密封板具有分別與壓力產(chǎn)生室相通的液體供應(yīng)口，從而液體從公共液體室通過液體供應(yīng)口流向壓力產(chǎn)生室。
優(yōu)選地，液體通道板由金屬組成。
優(yōu)選地，凹槽的開口形狀制成矩形，并且連通口的開口形狀制成矩形。
優(yōu)選地，每個連通口的至少一部分與每個凹槽的一端部重疊，每個連通口位于每個凹槽的寬度范圍內(nèi)。
每個連通口優(yōu)選地完全包含在每個凹槽中。
優(yōu)選地，每個連通口的至少一部分與每個凹槽重疊，并且連通口的其他部分位于每個凹槽之外。
優(yōu)選地，液體通道板由層壓材料組成，所述層壓材料通過將多個板狀材料重疊制成。
優(yōu)選地，液體通道板由鍍層板狀材料組成，其中金屬襯底用樹脂涂鍍。
優(yōu)選地，噴口板由金屬材料組成，并且密封板由金屬材料組成。
在這種情況下，所述“金屬材料”的概念包括復(fù)合材料，其中除了金屬單體之外在金屬表面層壓了彈性薄膜。
優(yōu)選地，在密封板的密封區(qū)域中制成具有彈性的隔膜部分，用于密封凹槽，并且隔膜部分受到壓電振動器的作用而變形，從而向壓力產(chǎn)生室中的液體施加壓力。
優(yōu)選地，通過由設(shè)置在壓力產(chǎn)生室中的發(fā)熱元件產(chǎn)生的氣泡向壓力產(chǎn)生室中的液體施加壓力。
優(yōu)選地，靠近沿第一方向設(shè)置的壓力產(chǎn)生室的兩端分別設(shè)置了與液滴噴射無關(guān)的偽壓力產(chǎn)生室。
優(yōu)選地，偽壓力產(chǎn)生室在第一方向上的寬度大于壓力產(chǎn)生室的寬度。
優(yōu)選地，所述液體噴射頭還包括具有接合面的外殼，所述接合面設(shè)有凹面部分，并且所述外殼與密封板相連，從而通過凹面部分和密封板形成了與壓力產(chǎn)生室相通的公共液體室。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造液體噴射頭的方法，包括以下步驟提供金屬板，其具有彼此相對的第一面和第二面；提供第一模具，其具有多個脊部，每個脊部的頂端逐漸變細(xì)；提供具有多個第一桿的第二模具；提供密封板；提供具有多個噴口的噴口板；將第一模具的脊部推壓入金屬板中，達(dá)到金屬板厚度的中部，從而在金屬板第一面上制成凹槽；將第二模具的第一桿推壓入金屬板中，從而分別在凹槽上形成連通口，每個連通口從第一面通向第二面；將密封板與液體通道板的第一面相連，從而形成多個壓力產(chǎn)生室；和將噴口板與液體通道板的第二面相連，從而連通口與噴口分別相通。
優(yōu)選地，脊部沿與其縱向垂直的方向設(shè)置，并且通過脊部的單一擠壓操作在金屬板上形成所有凹槽。
優(yōu)選地，所述脊部沿與其縱向垂直的方向設(shè)置，并且通過相應(yīng)脊部的推壓操作在所述金屬板上制成所有凹槽，其中與所述全部凹槽數(shù)量相同的所述脊部被多次推壓入金屬板中，從而逐漸形成凹槽深度。
優(yōu)選地，通過在金屬塊上進(jìn)行開槽形成第一模具，從而在脊部之間形成切口。
所述脊部的頂端優(yōu)選地制成V形。
所述脊部的頂端優(yōu)選地制成圓弧形。
所述脊部的頂端形狀優(yōu)選地通過拋光制成。
優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟提供具有多個第二桿的第三模具，其中第二桿的直徑大于第一桿的直徑；并將第三模具的第二桿推壓入金屬板中，沿板厚度方向從第一面到達(dá)其一半的位置，從而在進(jìn)行第一桿推壓步驟之前在凹槽上形成第二連通口；并且第一桿被推入至金屬板中，從第二連通口的底面到達(dá)第二面。
優(yōu)選地，第一桿成一條直線設(shè)置，并且第二桿成一條直線設(shè)置。
優(yōu)選地，通過在塊狀材料上進(jìn)行開槽形成第二模具，從而在第一桿之間形成切口。
優(yōu)選地，通過在塊狀材料上進(jìn)行開槽形成第三模具，從而在第二桿之間形成切口。
優(yōu)選地，脊部推壓步驟和第一桿推壓步驟都在相同階段在連續(xù)輸送的模具中進(jìn)行。
優(yōu)選地，該方法還包括對金屬板的第一面和第二面進(jìn)行拋光的步驟，從而在第一桿推壓步驟進(jìn)行之后磨平所述面。
優(yōu)選地，所述金屬板由鎳組成。
在上述結(jié)構(gòu)和方法中，可以不采用蝕刻來制成液體通道板。因此可以降低制造成本并能提供工作效率。并且，本發(fā)明還能對液體噴射頭的尺寸增加作出響應(yīng)。
并且，液體通道板、噴口板和密封板的線性膨脹系數(shù)可以設(shè)定得一致。因此，可以在較高溫度下將這些元件連接起來。結(jié)果，可以在短時間內(nèi)完成對這些元件的連接，同時也能提高制造效率。
并且，底面凹成V形或圓弧形的凹槽排列在液體通道板上，并且在凹槽一個端部制成穿過板厚度方向的連通口。因此，通過沖壓加工能夠以較高尺寸精度制造出凹槽和連通口。
由于分隔相鄰壓力產(chǎn)生室的隔板部分的根部制造得比其頂端部分厚，因而隔板部分的剛性增強。因此，隔板部分幾乎不受相鄰壓力產(chǎn)生室中的液體壓力的影響。結(jié)果，能夠防止所謂的相鄰串?dāng)_，進(jìn)而改善液滴的噴射特性。
并且，如果設(shè)置了使壓力產(chǎn)生室與公共液體室相通的液體供應(yīng)口以穿過密封板，則能夠以較高的尺寸精度制造出非常細(xì)的直徑。因此，能夠以很高的精度定義壓力產(chǎn)生室與公共液體室之間的通道阻力，從而使液滴的噴射穩(wěn)定。
并且，所述連通口具有第一連通口，其制成在液體通道板中，從凹槽側(cè)至板厚度方向的一半；和第二連通口，其從第一連通口的底面穿過板厚度方向。因而，如果第二連通口的內(nèi)徑設(shè)置得小于第一連通口的內(nèi)徑，可以在第一連通口制成之后制造第二連通口。因此能夠以較高的尺寸精度制造出非常精細(xì)的連通口。
并且，如果鄰近位于所述排列兩端部分的壓力產(chǎn)生室制成與液滴噴射沒有關(guān)系的偽壓力產(chǎn)生室，壓力產(chǎn)生室制成在位于所述排列兩端部分的壓力產(chǎn)生室一側(cè)，偽壓力產(chǎn)生室制成在其另一側(cè)。因此，位于所述排列末端部分的壓力產(chǎn)生室與位于所述排列中部的壓力產(chǎn)生室之間的隔板的剛性可以制造得相一致，因此液滴的噴射特性也能夠進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)定。
并且，如果偽壓力產(chǎn)生室的寬度在所述排列方向上設(shè)定得比壓力產(chǎn)生室的寬度更寬，則位于所述排列末端部分的壓力產(chǎn)生室與位于所述排列中部的壓力產(chǎn)生室的噴射特性能夠以較高精度制造得相一致。
并且，如果通過部分地壓下外殼的頂端面形成頂端凹面部分，并通過頂端凹面部分和密封板形成公共液體室，因而可以不使用專用件，而且也可以獲得簡單的結(jié)構(gòu)。
并且，如果通過開槽和拋光兩個步驟制成凹槽和連通口(第一連通口和第二連通口)的模具，可以很容易地以較高精度制成這種陽模。
如

圖1和圖2所示，噴墨記錄頭(以下簡稱為“記錄頭”)1作為本發(fā)明的液體噴射頭的一種類型被用來噴射墨水并記錄圖象等。記錄頭1包括外殼2、安裝在外殼2中的振動器單元3、與外殼2的頂面相連的通道單元4、在與頂面的相對側(cè)設(shè)置在外殼2的裝配面上的連接襯底5和安裝在外殼2的裝配面?zhèn)鹊墓┙o針單元6等。在這種情況下，上述墨水為墨汁，是本發(fā)明中所述液體的一種類型。
如圖3所示，上述振動器單元3包括壓電振動器組7、與所述壓電振動器組7相連的固定板8和為所述壓電振動器組7提供驅(qū)動信號的柔性電纜9。
所述壓電振動器組7具有多個制成柱狀的壓電振動器10。每個壓電振動器10都是本發(fā)明所述壓力產(chǎn)生室的一種類型，并且也是電-機變換器元件的一種類型。每個壓電振動器10包括位于柱子兩端的一對偽振動器10a和在所述偽振動器10a之間設(shè)置的多個驅(qū)動振動器10b。驅(qū)動振動器10b像梳子的齒一樣彼此隔開，其間具有大約50μm至100μm的非常狹窄的寬度，例如可以設(shè)置180個驅(qū)動振動器10b。
并且，偽振動器10a的寬度大于驅(qū)動振動器10b，其具有保護功能，防止驅(qū)動振動器10b受到撞擊，還具有將振動器單元3設(shè)置在預(yù)定位置上的引導(dǎo)功能。
通過將固定端部分與固定板8相連，壓電振動器10的自由端從固定板8的頂面向外凸出。換言之，每個壓電振動器10以所謂的懸臂狀態(tài)支撐在固定板8上。因而，通過交替地層壓壓電物質(zhì)和內(nèi)電極，制成壓電振動器10的自由端部分，并且如果在反向電極上施加勢差，則其沿元件的縱向膨脹和收縮。
柔性電纜9在固定端部分側(cè)面(與固定板8的相對側(cè))上與壓電振動器10電連接。隨后，用于控制壓電振動器10驅(qū)動等的控制IC11安裝在柔性電纜9表面。并且，用于支撐每個壓電振動器10的固定板8是一個板件，其剛性足以接受來自壓電振動器10的反作用力。優(yōu)選地，可以采用諸如不銹鋼板等的金屬板。
上述外殼2是塊狀件，例如可以用熱固性樹脂(例如環(huán)氧樹脂等)塑成。使用熱固性樹脂塑成外殼2的原因是，熱固性樹脂的機械強度高于普通樹脂，并且其線性膨脹系數(shù)小于普通樹脂，由于環(huán)境溫度改變而造成的變形比較小。隨后，在外殼內(nèi)部制成容納空間12，振動器單元3安裝在其中，并制成液體供應(yīng)通路13，其構(gòu)成液體通道的一部分。并且，在外殼2頂面制成了用作公共墨水室(本發(fā)明的公共液體室)的凹面部分15。
容納空間12是其尺寸能夠容納振動器單元3的空間。容納空間12的頂端側(cè)面部分的殼內(nèi)壁部分地伸向所述側(cè)面，從而凸出部分的上部表面可以用作固定板接觸面。隨后，振動器單元3安裝在容納空間12中，狀態(tài)是每個壓電振動器10的頂端面對開口。在這種安裝狀態(tài)中，固定板8的頂面粘附并接觸固定板接觸面。
凹面部分15通過部分沖壓外殼2的頂面制成。本實施方案中的凹面部分15是幾乎為梯形的凹面部分，其形成在比容納空間12更外面的左側(cè)面和右側(cè)面，并且梯形的底面位于容納空間12側(cè)面上。
墨水供應(yīng)通路13沿高度方向穿過外殼2，其頂端與凹面部分15相通。并且，安裝面?zhèn)壬系哪?yīng)通路13的末端部分制成在從安裝面凸出的連接端口16中。
上述連接襯底5為接線襯底，其上制有用于供給打印頭1的各種信號的布線，并且安裝了連接器17，信號電纜與連接器17相連。隨后連接襯底5設(shè)置在外殼2的安裝面上，并且柔性電纜9的布線通過焊接等方法與其連接。并且，從控制單元(未示出)伸出的信號電纜的末端部分插入至連接器17中。
上述供給針單元6是墨盒(未示出)與其相連的部分，并主要包括針架18、供墨針19和過濾器20。
供墨針19是插入墨盒的部分，其將儲存在墨盒中的墨水引出。供墨針19的頂端部分削尖為圓錐形，從而能夠容易地插入墨盒中。并且，在該頂端部分17切出多個墨水引導(dǎo)孔，其使供墨針19內(nèi)部與外部相通。由于本發(fā)明的記錄頭1能夠噴射兩種類型的墨水，因此設(shè)有兩個供墨針19。
供墨針19安裝在針架18上。在其表面上平行制成兩個底座21，分別固定供墨針19的根部。底座21制成圓形，與供墨針19的底部形狀一致。并且在梯形底面幾乎中心的位置制成墨水排出孔22，其沿板厚度方向穿過針架18。并且，針架18朝凸緣部分側(cè)面延伸。
過濾器20是防止墨水中的雜質(zhì)(例如模制過程中的塵土、色料等)通過的元件，并由具有細(xì)網(wǎng)眼的金屬網(wǎng)等制成。過濾器20粘附在底座21中制成的過濾器支撐切口中。隨后，如圖2所示，供給針單元6被放置在外殼2的安裝面上。在這種安裝狀態(tài)下，供給針單元6的墨水排出孔22與外殼2的連接端口16通過防水狀態(tài)的填料(packing)23相通。
下面將對上述通道單元4進(jìn)行說明。通過將噴口板31與壓力產(chǎn)生室成形板30的一個面相連并將密封板(彈性板)32與壓力產(chǎn)生室成形板30的另一個面相連，從而形成通道單元4的結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，壓力產(chǎn)生室成形板30為金屬板形件，其中制有凹槽33、連通口34和間隙凹面部分35。在本實施方案中，壓力產(chǎn)生室成形板30是通過對具有0.35mm厚度的鎳襯底進(jìn)行加工制成的。
下面將說明選擇鎳作為襯底的原因。第一個原因是鎳的線性膨脹系數(shù)與構(gòu)成噴口板31和密封板32主要部分的金屬(如上所述本發(fā)明中為不銹鋼)的線性膨脹系數(shù)大體上相等。特別地，如果構(gòu)成通道單元4的壓力產(chǎn)生室成形板30、噴口板31和密封板32的線性膨脹系數(shù)設(shè)定得相一致，則當(dāng)這些元件受熱/粘附時各個元件統(tǒng)一膨脹。因此，由于線性膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生的機械應(yīng)力(例如曲度)很難產(chǎn)生。結(jié)果，即使當(dāng)粘附溫度設(shè)定為高溫，各個元件也能毫無障礙地互相粘附。并且，如果壓電振動器10在記錄頭1工作過程中產(chǎn)生熱量，隨后通道單元4受到這些熱量加熱，構(gòu)成通道單元4的元件30、31和32也能統(tǒng)一膨脹。因此，如果記錄頭1工作造成的發(fā)熱和工作停止造成的冷卻反復(fù)進(jìn)行，在構(gòu)成通道單元4的各個元件30、31和32中很難發(fā)生脫皮等缺點。
第二個原因是鎳具有優(yōu)良的防銹特性。特別地，由于在這種類型的打印頭1中優(yōu)選采用墨水，即使襯底長時間接觸潮氣，生銹等磨損也不應(yīng)產(chǎn)生，這一點非常重要。在此方面，鎳與不銹鋼一樣具有優(yōu)良的防銹特性，因此例如生銹等磨損很難發(fā)生。
第三個原因是鎳的延展性好。特別地，當(dāng)要制造壓力產(chǎn)生室成形板30時，如下面所述，在本實施方案中這種壓力產(chǎn)生室成形板30是通過塑性加工(例如前述加工)制成的。此時，壓力產(chǎn)生室成形板30中制成的凹槽33和連通口34分別具有非常精細(xì)的外形，因此需要很高的尺寸精度。如果采用鎳作為襯底，由于鎳的延展性還，因此能夠通過塑性加工以高尺寸精度制成凹槽33和連通口34。
在這種情況下，如果上述各個要求，即線性膨脹系數(shù)的要求、防銹特性的要求和關(guān)于壓力產(chǎn)生室成形板30的延展性要求，都得到滿足，也可以用除了鎳之外的其他金屬制成壓力產(chǎn)生室成形板30。
凹槽33作為壓力產(chǎn)生室29，并且凹槽33的開口制成矩形，如圖5以放大的形式所示。開口外形制成矩形的原因是使在凹槽33的塑性加工中采用的陽模的制造更簡便。這一點將在下面說明。
在本實施方案中，180個凹槽沿凹槽寬度方向排列，每個凹槽寬度約為0.1mm，長度約為1.5mm，深度約為0.1mm。凹槽33的底面沿深度方向(即內(nèi)側(cè))縮小，從而變成成為V形中空。底面制成中空的原因是為了增強用于分隔相鄰壓力產(chǎn)生室29的隔板部分28的剛性。換言之，通過將底面制成V形中空，隔板部分28的根部(底面?zhèn)壬系牟糠?的厚度增加，從而隔板部分28的剛性增強。如果隔板部分28的剛性增強，壓力產(chǎn)生室29很少受相鄰壓力產(chǎn)生室29的壓力變化的影響。即來自相鄰壓力產(chǎn)生室29的墨水壓力變化很難傳播到壓力產(chǎn)生室29。并且，通過將底面制成V形的中空，能夠用塑性加工以很高的尺寸精度制成凹槽33(下面將說明)。根據(jù)加工條件限定此V形的角度，例如可以設(shè)定為大約90度。
另外，隔板部分28頂端部分的厚度非常小，因此即使壓力產(chǎn)生室29制作得很緊湊，也可以保證必要的容量。
并且，在本實施方案中，縱向的凹槽33的兩端部分都向下朝著內(nèi)側(cè)傾斜。即縱向的凹槽33的兩端部分制成斜面形。在這種結(jié)構(gòu)中，通過塑性加工制成的凹槽33具有很好的尺寸精度。
另外，在位于兩端的凹槽33旁邊制成寬度大于凹槽33的偽凹槽36。該偽凹槽36充當(dāng)偽壓力產(chǎn)生室，其不參與墨滴噴射(本發(fā)明中的液滴)。本實施方案中的偽凹槽36寬度約為0.2mm，長度約為1.5mm，深度約為0.1mm。與凹槽33相同，開口形狀制成矩形。偽凹槽36的底面沖壓成W形。并且，這樣可以增強隔板部分28的剛性，并且能通過塑性加工以很好的尺寸精度制成偽凹槽36。
由凹槽33和一對成直線設(shè)置的偽凹槽36構(gòu)成凹槽陣列。在本實施方案中兩個凹槽陣列橫向?qū)?zhǔn)。
在每個凹槽陣列中制成連通口34，作為從凹槽33一端部分(噴射側(cè)上的末端部分)穿過板厚度的通孔。在一個凹槽陣列中制成180個連通口34。在本實施方案的連通口34中，開口形狀制成矩形，其原因與凹槽33的情況相同。連通口34被穿透，使其一端(圖5B中的下側(cè))比凹槽33的一端(同樣是圖5B中的下側(cè))更位于內(nèi)側(cè)0.1mm(圖5B中的尺寸Z)。
此處，凹槽33在底面的板厚度比周圍的板薄。因此，在進(jìn)行塑性加工時采用的陽模(沖床)上的負(fù)荷可以減小，并且當(dāng)在凹槽的開口中制成連通口34，即全部連通口34在與凹槽33一端部分重疊的位置制成時，可以防止陽模的彎曲等。但是，當(dāng)所述尺寸Z的值大于0.15mm，即從凹槽33的末端(靠近連通口34的末端)到連通口34的間隔變大時，氣泡將停滯在這個間隔中。如果氣泡聚集并變大，將導(dǎo)致一個問題，即氣泡吸收壓力產(chǎn)生室中由壓電振動器的驅(qū)動力產(chǎn)生的壓力變化，從而墨滴噴射受到很壞影響。因此，尺寸Z的值優(yōu)選地設(shè)定為小于0.15mm的值(更加優(yōu)選為小于0.1mm)。
本實施方案的連通口34包括第一連通口37，其從凹槽33側(cè)至板厚度方向中部制成在壓力產(chǎn)生室成形板30中；第二連通口38，其從與具有凹槽33的面相對側(cè)的面上至板厚度方向中部。
第一連通口37和第二連通口38具有不同的截面積，并且第二連通口38的內(nèi)部尺寸設(shè)定得略小于第一連通口37的內(nèi)部尺寸。這是因為連通口34是通過沖壓加工制成的。換言之，由于壓力產(chǎn)生室成形板30是通過對厚度為0.35mm的鎳進(jìn)行加工制成的，在減去凹槽33的深度后連通口34的長度超過0.25mm。由于連通口34的寬度必須小于凹槽33的切口寬度，因此寬度設(shè)定得小于0.1mm。因此，如果希望通過一次加工穿透連通口34，由于縱橫比方面的原因會產(chǎn)生陽模(沖床)的彎曲等。
因此，在本實施方案中，加工分為兩個步驟。在第一加工步驟中在板厚度方向的中部制成第一連通口37，隨后在第二加工步驟中制成第二連通口38。下面將說明在這種情況下加工連通口34的工序。
并且，在偽凹槽36中制成了偽連通口39。與上述連通口34相同，該偽連通口39由第一偽連通口40和第二偽連通口41組成，其開口外形為矩形。并且，第二偽連通口41的內(nèi)部尺寸設(shè)置得略小于第一偽連通口40的內(nèi)部尺寸。
在這種情況下，在本實施方案中，開口外形為矩形通孔的這些孔具體為連通口34和偽連通口39。但是它們并不局限于這種形狀。例如這些孔可以由開口為圓形的通孔制成。
間隙凹面部分35組成公共墨水室14中柔量部分的操作空間。在本實施方案中，間隙凹面部分35由梯形凹面部分構(gòu)成，所述梯形凹面部分外形幾乎與外殼2的凹面部分相同，并且深度與凹槽33相等。在本實施方案中，間隙凹面部分35的深度設(shè)置為壓力產(chǎn)生室成形板30厚度的一半，但是該間隙凹面部分35也可以制成通孔。
隨后將說明上述密封板32。該密封板32由具有雙層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料(本發(fā)明中一種類型的金屬材料)組成，所述雙層結(jié)構(gòu)例如是通過在支撐板42上層壓彈性薄膜43獲得的。在本實施方案中，不銹鋼板用作支撐板42，PPS(聚苯硫醚)用作隔膜部分44。
如圖6所示，密封板32包括隔膜部分44、供墨口(本發(fā)明中的液體供應(yīng)口)45和柔量部分46。
隔膜部分44將壓力產(chǎn)生室29的一部分隔開。即隔膜部分44將凹槽33的開口面密封，并且隔膜部分44與凹槽33一起隔開/形成壓力產(chǎn)生室29。如圖7A所示，隔膜部分44具有細(xì)長外形以與凹槽33相對應(yīng)。隔膜部分44制成在將凹槽33密封的密封區(qū)中，并與每個凹槽33相對應(yīng)。特別地，隔膜部分44的寬度設(shè)置得大體上等于凹槽33的切口寬度，并且隔膜部分44的長度設(shè)置得略小于凹槽33的長度。在本實施方案中，隔膜部分44的長度設(shè)置得大約為凹槽33長度的2/3。如圖2所示，對于形成位置，隔膜部分44的一端設(shè)置得在水平上與凹槽33(連通口34側(cè)末端部分)的一端相一致。
如圖7B所示，利用蝕刻法等在與凹槽33對應(yīng)的環(huán)形位置上除去支撐板42，只留下隔膜部分44，從而制成隔膜部分44。在此環(huán)內(nèi)制成島狀部分47。壓電振動器10的頂面與所述島狀部分47相連。
供墨口45設(shè)置為將壓力產(chǎn)生室29與公共墨水室14相溝通并在板厚度方向上穿過密封板32的孔。與隔膜部分44相同，供墨口45也制成在與每個凹槽33相對應(yīng)的位置上。如圖2所示，供墨口45在與連通口34相對的一側(cè)上在與凹槽33的另一端(供給側(cè)上的末端部分)相應(yīng)的位置上被穿通。并且，供墨口45的直徑設(shè)置得充分小于凹槽33的切口寬度。在本實施方案中，供墨口45由23微米的精細(xì)通孔組成。
供墨口45按照這種方式制成精細(xì)通孔的原因是，在壓力產(chǎn)生室29與公共墨水室14之間施加通道阻力。換言之，在該記錄頭1中，通過對壓力產(chǎn)生室29中的墨水施加壓力，墨滴被噴出。因此，為了有效地噴射墨滴，盡可能地防止墨水壓力從壓力產(chǎn)生室29至公共墨水室14側(cè)的逃逸十分重要。在本實施方案中，從這一點考慮，供墨口45要由精細(xì)通孔制成。
這樣做的優(yōu)點是，如果供墨口45像本實施方案一樣由通孔制成，則加工過程簡化，并且可以獲得較高尺寸精度。即，由于供墨口45制成通孔，通過激光束加工就可以制成這種供墨口。因此，能夠以較高精度制成很細(xì)的直徑，并且加工過程簡化。
柔量部分46是用于隔開公共墨水室14的一個部分。即，公共墨水室14由柔量部分46和凹面部分15形成。所述柔量部分46具有與凹面部分15的開口形狀幾乎相同的梯形。并通過蝕刻等除去支撐板42的一部分，只留下彈性薄膜43。
在這種情況下，構(gòu)成密封板32的支撐板42和彈性薄膜43并不局限于本實施例。例如，可以采用聚酰亞胺作為彈性薄膜43。并且，此密封板32可以由金屬板制成，其中厚的厚度部分作為隔膜部分44，薄的厚度部分設(shè)置在所述厚的厚度部分周圍，并且設(shè)置了作為柔量部分46的薄的厚度部分。
下面將說明上述噴口板31。噴口板31為金屬板件，噴口48排列在其中。在本實施方案中，采用不銹鋼板，并且多個噴口48以與點形成密度對應(yīng)的間距打開。一個噴口陣列共由180個噴口48組成，并且制成兩個噴口陣列。
當(dāng)噴口板31粘附在壓力產(chǎn)生室成形板30的另一面(即與密封板32相對側(cè)上的面)時，各個噴口48的位置使之面對相應(yīng)的連通口34。
當(dāng)上述密封板32與壓力產(chǎn)生室成形板30的一個面(即制成凹槽33的面)相連時，隔膜部分44密封凹槽33的開口面從而形成壓力產(chǎn)生室29。類似地，偽凹槽36的開口面被密封并形成偽壓力產(chǎn)生室。并且，當(dāng)上述噴口板31與壓力產(chǎn)生室成形板30的另一面相連時，噴口48的位置使之面對相應(yīng)的連通口34。在這種狀態(tài)下，當(dāng)與島狀部分47相連的壓電振動器10擴張和收縮時，圍繞島狀部分的彈性薄膜43變形，從而島狀部分被推向凹槽33側(cè)和被拉離凹槽33側(cè)。壓力產(chǎn)生室29根據(jù)彈性薄膜43的變形擴張和收縮，因此壓力變化施加在壓力產(chǎn)生室29上。
另外，當(dāng)密封板32(即通道單元4)與外殼2相連時，柔量部分46將凹面部分15的頂端密封。該柔量部分46吸收公共墨水室14中儲存的墨水的壓力變化。換言之，彈性薄膜43根據(jù)儲存的墨水的壓力變形以擴張和收縮。隨后，上述間隙凹面部分35形成一個空間，其中彈性薄膜43在彈性薄膜43擴張時被拉伸。
具有上述結(jié)構(gòu)的記錄頭1具有公共墨水通道，其從供墨針19延伸至公共墨水室14；和個體墨水通道，其通過壓力產(chǎn)生室29從公共墨水室14延伸至各個噴口48。于是，儲存在墨盒中的墨水從供墨針19輸入，并通過公共墨水通道儲存在公共墨水室14中。儲存在公共墨水室14中的墨水通過個體墨水通道從噴口48噴出。
例如，當(dāng)壓電振動器10收縮時，隔膜部分44被拉至振動器單元3側(cè)，使壓力產(chǎn)生室29膨脹。由于壓力產(chǎn)生室29內(nèi)部的壓力因膨脹而減小為負(fù)壓，公共墨水室14中的墨水通過供墨口45流入各個壓力產(chǎn)生室29。于是，當(dāng)壓電振動器10擴張時，隔膜部分44被推向壓力產(chǎn)生室成形板30側(cè)，使壓力產(chǎn)生室29收縮。壓力產(chǎn)生室29內(nèi)部的壓力因收縮而增加，因此墨滴從相應(yīng)的噴口48噴出。
于是，在所述記錄頭1中，壓力產(chǎn)生室29(凹槽33)的底面切口為V形。因此，用于隔開相鄰壓力產(chǎn)生室29的隔板部分28根部的厚度比頂端部分的厚度大。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，隔板部分28的剛性能夠得到增強。因此，即使在噴射液滴時在壓力產(chǎn)生室29中造成了墨水壓力變化，這種壓力變化也很難傳播至相鄰壓力產(chǎn)生室29。因此能夠防止所謂的相鄰串?dāng)_，從而使墨滴的噴射更加穩(wěn)定。
并且，在本實施方案中，由于用來使公共墨水室14與壓力產(chǎn)生室29相通的供墨口45由沿板厚度方向穿過密封板32的細(xì)孔組成，因此通過沖壓加工、激光束加工等方法可以非常方便地獲得較高的尺寸精度。因此，能夠以較高水平統(tǒng)一設(shè)定墨水進(jìn)入各個壓力產(chǎn)生室29的流入特性(入口速度、流入量等)。另外，如果采用沖壓和激光束等工序，還可以對這些加工進(jìn)行簡化。
并且，在本實施方案中，偽壓力產(chǎn)生室(即由偽凹槽36和密封板32隔開的空間部分)鄰近位于所述排列末端部分的壓力產(chǎn)生室29設(shè)置，其與墨滴噴射無關(guān)。因此，在位于所述排列一側(cè)的壓力產(chǎn)生室29一側(cè)制成了壓力產(chǎn)生室29，而偽壓力產(chǎn)生室制成在其另一側(cè)。因此，將位于所述排列兩端部分的壓力產(chǎn)生室29隔開的隔板部分的剛性與用于位于所述排列中間的其他壓力產(chǎn)生室29的剛性相同。結(jié)果，所述排列上所有的壓力產(chǎn)生室29的墨滴噴射特性可以統(tǒng)一地進(jìn)行設(shè)定。
另外，沿所述排列方向的偽壓力產(chǎn)生室的寬度制作得大于壓力產(chǎn)生室29的寬度。換言之，偽凹槽36的寬度設(shè)定得比凹槽33的寬度大。因此，能夠以較高精度使位于所述排列兩端部分的壓力產(chǎn)生室29與位于所述排列中間的其他壓力產(chǎn)生室29在噴射特性上相一致。
另外，在本實施方案中，通過對外殼2的頂面進(jìn)行部分開槽而形成凹面部分15，并且由凹面部分15和密封板32形成公共墨水室14。因此，不需要使用專用件來制造公共墨水室14，因此能夠使其結(jié)構(gòu)簡單。并且，由于外殼是通過樹脂模塑法制成的，凹面部分15的制造相對簡單。
下面講說明上述記錄頭1的制造方法。在這種情況下，由于此制造方法的特征在于上述壓力產(chǎn)生室成形板30的制造步驟，因此下面將主要說明壓力產(chǎn)生室成形板30的制造步驟。
在這種情況下，采用順序供給模具通過上述工序制成壓力產(chǎn)生室成形板30。并且，如上所述，用作壓力產(chǎn)生室成形板30的材料的帶板由鎳制成。
壓力產(chǎn)生室成形板30的制造步驟包括制成凹槽33的凹槽形成步驟和制成連通口34的連通口形成步驟，并通過順序供給模具實施。
在凹槽形成步驟中，采用了如圖8所示的第一陽模51和如圖9所示的陰模。在本發(fā)明中第一陽模51是凹槽形成陽模。在此陽模中，用于形成凹槽33的脊部53排列了盡可能多的凹槽33。并且，鄰近位于所述排列兩端部分的脊部53設(shè)置了用于形成偽凹槽36的偽脊部(未示出)。脊部53的頂端部分53a逐漸變細(xì)，并且沿寬度方向以例如大約45度的角度傾斜，如圖8B所示。因此，從縱向觀察時該頂端部分53a削尖為V形。并且，頂端部分53a在縱向以大約45度的角度傾斜。
下面將參照圖10說明制造第一陽模51的方法。
首先，使用劃片機等(如圖10B所示)順序?qū)?gòu)成第一陽模51(如圖10A所示)的脊部53的金屬塊材料作為脊部53間的切口的各部分進(jìn)行開槽。此時，切口的深度設(shè)定為凹槽33所需深度。在圖10中，切口到達(dá)脊部53的根部，但是所述切口也可以直到厚度方向的中部，以增強模具的強度。于是，如圖10C所示，制成了排列得與各個凹槽33相應(yīng)的脊部53。隨后，如圖10D所示，通過對脊部53的頂端進(jìn)行拋光以削尖為V形，從而制成頂端部分53a，然后沿縱向?qū)共?3的兩端斜切。
同時，下面將說明通過使用開槽排列與凹槽33一樣多的脊部53的原因。即，根據(jù)順序沖壓加工方法，使用一個脊部53依次地制成凹槽33，不僅需要加工時間，并且后來的加工影響了前面工序制成的凹槽，從而造成變形，因此凹槽33不能制成統(tǒng)一的形狀。因此，為了防止上述缺點，必須通過一次沖壓加工同時制成各個凹槽33。并且還有另一個原因，即與通過依次制成與凹槽33數(shù)量相同的頂端部分53a制造模具并將制成的頂端部分53a插入基底中的情況相比，上述制造程序可以得到簡化，并且這種制造程序在成本和精度方面也很優(yōu)良。
上面說明了制造第一陽模51(脊部53和頂端部分53a)的方法。在這種情況下，由于在下面將說明的制造第二陽模57和第三陽模59的方法中第一連通口形成部分56和第二連通口形成部分58制成為矩形，開槽和拋光同樣也可適用于塊件。因此對其說明將省略。
凹槽33和連通口34的開口形狀也可以制成除了矩形之外的形狀(例如，凹槽33的開口形狀可制成橢圓形，連通口34的開口形狀可制成圓形)。由于陽模必須進(jìn)行加工以滿足這種外形，與開口外形制成矩形相比，工序數(shù)量增加很多。與本實施方案相同，如果開口形狀制成矩形，通過相對較少數(shù)量的工序就能制成陽模，例如通過開槽和拋光兩個步驟。
下面將對陰模52進(jìn)行說明。如圖9B所示，在陰模52的上表面制成多個條狀凸起54。該條狀凸起54協(xié)助制成將相鄰壓力產(chǎn)生室29隔開的隔板部分，并位于凹槽33之間。條狀凸起54制成為方桿。條狀凸起54的寬度略小于相鄰壓力產(chǎn)生室29之間的間距(隔板的厚度)，并且其高度設(shè)定得與寬度相同。并且，條狀凸起54的長度與凹槽33(脊部53)的長度相同。
隨后，在凹槽形成步驟中，如圖11A所示，帶板55設(shè)置在陰模52上表面上，然后第一陽模51放置在帶板55上。如圖11B所示，通過使第一陽模51脊部53的頂端部分朝下，將脊部53頂端部分推入帶板55中。此時，由于脊部53的頂端部分53a外形為V形，這種頂端部分53a可以被推入脊部53中，不會導(dǎo)致脊部53彎曲。如圖11C所示，要將脊部53一直推入至帶板55沿板厚度方向一半的地方。
帶板55的一部分通過脊部53的推擠移動，從而制成凹槽33。由于脊部53的頂端部分53a削尖為V形，甚至外形精細(xì)的凹槽33也能以很高的尺寸精度制成。換言之，由于被頂端部分53a推動的部分被平滑地移動，因此可以沿脊部53的外形制成凹槽33。另外，由于頂端部分53a在縱向的兩端倒角，由有關(guān)部分推動的帶板55也能被平滑移動。因此，凹槽33在縱向的兩端部分都能以很高的尺寸精度制成。
并且，由于脊部53的推擠在板厚度方向的一半停止，可以采用厚帶板55而不是外殼，在所述外殼上凹槽33制成通孔。因此，壓力產(chǎn)生室成形板30的剛性增強，從而改善了墨滴的噴射特性。并且，對壓力產(chǎn)生室成形板30的處理也得到簡化。
并且，因為帶板55受脊部53推動，帶板55的一部分在相鄰脊部53間的空間被提高。這里，由于陰模52設(shè)置的條狀凸起54被放置在與脊部53間的空間相應(yīng)的位置上，它們可以協(xié)助帶板55進(jìn)入所述空間。因此，帶板55可以有效地被引入脊部53間的空間中，并且凸起部分可以較高地制成。
在按照這種方式制成凹槽33之后，工藝進(jìn)入連通口形成步驟以制成連通口34。在連通口形成步驟中，如圖1 2所示，采用了第二陽模57和第三陽模59。第二陽模57和第三陽模59被用作本發(fā)明地連通口形成陽模。
第二陽模57是這樣一種模具，即多個第一連通口形成部分56形成與第一連通口37的外形相應(yīng)的方桿，其像梳子的齒一樣設(shè)置，即多個第一連通口形成部分56從基座垂直立起。并且，第三陽模59是這樣一種模具，即多個第二連通口形成部分58形成與第二連通口38的外形相應(yīng)的方桿，其像梳子的齒一樣設(shè)置。在這種情況下，第二連通口形成部分58的外形比第一連通口形成部分56薄。
在連通口形成步驟中，如圖12A所示，通過將第二陽模57的第一連通口形成部分56從凹槽33側(cè)上的帶板55表面推擠至板厚度方向的一半，制成作為第一連通口37的第一切口部分(第一連通口形成步驟)。在作為第一連通口37的切口部分制成后，通過將第三陽模59的第二連通口形成部分58從凹槽33側(cè)推擠，以穿過第一連通口37的底部，從而制成第二連通口38，如圖12B所示(第二連通口形成步驟)。
按照這種方式，在本實施方案中，由于連通口34是采用具有不同厚度的連通口形成部分56和58通過多個加工步驟制成的，因此即使是非常精細(xì)的連通口34也能夠以很好的尺寸精度制成。
另外，由于從凹槽33側(cè)形成的第一連通口37僅形成至板厚度方向的一半，這樣可以避免在制造第一連通口37的過程中壓力產(chǎn)生室29的隔板部分28被過分拉出的缺點。因此，能夠以很高的尺寸精度制成第一連通口37，并且不損害隔板部分28的外形。
在這種情況下，在本實施方案中，制造連通口34的步驟通過通過兩個加工實施。但是可以通過三個或多個加工步驟制成連通口34。并且，除非會產(chǎn)生上述缺點，也可以通過一次加工制成連通口34。
在制成連通口34之后，對帶板33在凹槽33側(cè)的表面和相對側(cè)上的表面進(jìn)行拋光以平面化(拋光步驟)。換言之，如圖12C的點劃線所示，對凹槽33側(cè)上的表面和相對側(cè)上的表面進(jìn)行拋光，使這些表面平面化，以將板厚度調(diào)整至預(yù)定厚度(本實施方案中為0.3mm)。
在這種情況下，凹槽形成步驟和連通口形成步驟可以在分階段或在同一階段進(jìn)行。于是，由于在同一階段進(jìn)行這些步驟時帶板55不是在兩個步驟中都被移動，因此能夠以很好的位置精度在凹槽33中制成連通口34。
在根據(jù)上述步驟制成壓力產(chǎn)生室成形板30后，通過將分別制成的密封板32和噴口板31與壓力產(chǎn)生室成形板30連接而制成通道單元4。在本實施方案中，這些元件的連接是通過粘附完成的。在進(jìn)行粘附時，由于壓力產(chǎn)生室成形板30的表面通過上述拋光步驟進(jìn)行平面化，密封板32和噴口板31必定可以粘附上。
并且，由于密封板32是使用不銹鋼板作為支撐板42由復(fù)合材料制成的，其線性膨脹系數(shù)由作為支撐板42的不銹鋼限定。噴口板31也是用不銹鋼板制成的。另外，如上所述，構(gòu)成壓力產(chǎn)生室成形板30的鎳的線性膨脹系數(shù)幾乎與不銹鋼相等。因此，即使當(dāng)粘附溫度升高時，也不會由于線性膨脹系數(shù)的差異而產(chǎn)生曲度。結(jié)果，粘附溫度可以增高，大于采用硅襯底的情況，因此粘附時間縮短，制造效率提高。
在制成通道單元4后，振動器單元3和通道單元4與單獨制造的外殼2相連接。在這種情況下，這些元件的連接是通過粘附進(jìn)行的。因此，即使粘附溫度升高時，通道單元4中也不會產(chǎn)生曲度，因此粘附時間縮短。
在振動器單元3通道單元4與外殼2相連接后，振動器單元3的柔性電纜9和連接襯底5通過焊接相連，并且隨后安裝上供給針單元6。
順便提一下，本發(fā)明并不局限于上述實施方案，以權(quán)利要求中所述內(nèi)容為基礎(chǔ)可以進(jìn)行許多變化。
首先，當(dāng)隔板部分28根部的厚度設(shè)定得大于頂端部分的厚度時，隔板部分28的剛性相對于現(xiàn)有技術(shù)能夠得到增強，因此能夠保證壓力產(chǎn)生室29所需容積。根據(jù)此觀點，凹槽底面上的切口形狀并不局限于V形。例如，凹槽33的底面可以沖壓為圓弧形。于是，為了制造具有這種底面形狀的凹槽33，可以采用具有這樣的脊部53的第一陽模51，所述脊部53的頂端部分像圓弧一樣逐漸變細(xì)。
并且，還可以采用除了壓電振動器10之外的元件作為壓力產(chǎn)生元件。例如，可以采用諸如靜電激勵器、磁彈性(magnetostrictic)元件等電-機轉(zhuǎn)換器。另外，可以采用發(fā)熱元件作為壓力產(chǎn)生元件。
如圖13所示的記錄頭1采用發(fā)熱元件61作為壓力產(chǎn)生元件。在本實施例中，采用密封襯底62來替代其中上述密封板32，柔量部分46和供墨口設(shè)置在所述密封襯底62上(本發(fā)明中的一種類型的密封板)，并且壓力產(chǎn)生室成形板30的凹槽33側(cè)由所述密封襯底62密封。并且，在本實施例中，發(fā)熱元件61在壓力產(chǎn)生室29中固定在密封襯底62的表面上。當(dāng)電力通過電線輸入時發(fā)熱元件61產(chǎn)生熱量。
在這種情況下，由于產(chǎn)生室成形板30、噴口板31等的結(jié)構(gòu)與上述實施方案中相同，此處省略相關(guān)說明。
在這種記錄頭1中，通過向發(fā)熱元件61供電使壓力產(chǎn)生室29中的墨水產(chǎn)生碰撞，隨后由上述碰撞產(chǎn)生的氣泡向壓力產(chǎn)生室29中的墨水施加壓力。由于增壓，液滴從噴口48中噴出。
于是，在這種記錄頭1中，由于通過金屬的塑性加工制成壓力產(chǎn)生室成形板30，因此可以獲得與上述實施方案相同的優(yōu)點。
并且，在上述實施方案中，通過鍛造加工制造壓力產(chǎn)生室成形板30的實施例是用來說明加工壓力產(chǎn)生室成形板30的塑性加工的一種類型，但是這種類型的加工并不局限于此。另外，從隔板部分28根部的厚度應(yīng)大于其頂端部分厚度這一點而言，用于制造壓力產(chǎn)生室成形板30的材料并不局限于單一金屬板。例如，可以采用通過層壓多個板件構(gòu)成的層壓板件，并且可以采用通過在金屬板表面涂鍍樹脂構(gòu)成的涂鍍板狀材料。
另外，在上述實施方案中，連通口34設(shè)置在凹槽33的一個端部(一端側(cè))和凹槽33的開口中，并被解釋為連通口34，但是凹槽33并不局限于此。如果連通口34至少一部分與凹槽33的一部分重疊并且全部連通口34進(jìn)入凹槽寬度的范圍內(nèi)，則連通口34可以設(shè)置在任何位置上。例如，連通口34可以在縱向制成在凹槽33的中部。在這種情況下，如上所述，為了避免壓力產(chǎn)生室29中的氣泡停滯，連通口34應(yīng)當(dāng)制成在這樣的位置上，使圖5中的尺寸Z小于0.15mm。
并且，只要在沖壓加工中陽模上的負(fù)荷不產(chǎn)生問題，則連通口34的制造可以使連通口34的一部分與凹槽33重疊，并且另外部分(其余部分)位于凹槽外面(凹槽33的開口外部)，如圖14所示。在本實施例中，第一連通口37在板厚度方向上制成至壓力產(chǎn)生室成形板30的一半，如圖14B所示，從而使第一連通口37的一部分(圖14的上側(cè))與預(yù)先進(jìn)行沖壓加工的凹槽33的一端部分重疊，如圖14A所示，并且其余部分(圖14的下側(cè))位于凹槽33外部。于是，如圖14C所示，第二連通口38是通過沖壓穿過壓力產(chǎn)生室成形板30制成的。在本實施方案中，由于如圖5所示的尺寸Z的值設(shè)定為零(由于連通口37和38的其他端制成在凹槽33的外部，嚴(yán)格地講為負(fù)值)。即氣泡容易停滯的區(qū)域被消除，因此墨滴噴射能夠被穩(wěn)定，可靠性提高。
上面說明了本發(fā)明用于噴墨記錄頭的情況，但本發(fā)明并不局限于此。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他液體噴射頭，例如用于制造濾色器(例如液晶顯示器等和有機電致發(fā)光顯示器)的彩色材料噴射頭、用于形成平面發(fā)射顯示器等的電極的電極材料噴射頭和用于制造生物芯片的生物有機物質(zhì)噴射頭，以及諸如此類等等。于是，除了上述墨水，溶解了RGB(紅、綠、藍(lán))彩色材料的液體也被用于彩色材料噴射頭，溶解了電極材料的液體也被用于電極材料噴射頭，溶解了有機物質(zhì)的液體也被用于生物有機物質(zhì)噴射頭。
權(quán)利要求
1.一種液體噴射頭，其包括設(shè)置有多個噴口的噴口板；液體通道板，其具有彼此相對的第一面和第二面，并設(shè)有多個凹槽，所述凹槽沿與第一面上的凹槽的縱向相垂直的第一方向設(shè)置，每個凹槽都具有從第一面穿至第二面的連通口；和用于密封所述凹槽開口面的密封板，其中所述密封板與所述第一面相連，從而形成多個壓力產(chǎn)生室；和其中所述噴口板與所述第二面相連，從而所述連通口分別與所述噴口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中用于分隔相鄰壓力產(chǎn)生室的隔板部分的根部的厚度比其頂端部分的厚度大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其中所述凹槽的底面切口為V形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其中所述凹槽的底面切口為圓弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中在縱向方向上所述凹槽的兩端部分被倒角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中每個連通口包括第一連通口，該第一連通口從第一面沿板的厚度方向形成至液體通道板的中部，及第二連通口，其從第一連通口的底面形成至第二面；和其中第二連通口的內(nèi)尺寸小于第一連通口的內(nèi)尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中所述密封板具有分別與壓力產(chǎn)生室相通的液體供應(yīng)口，從而液體從公共液體室通過液體供應(yīng)口流向壓力產(chǎn)生室。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中所述液體通道板由金屬制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中所述凹槽的開口形狀制成矩形；并且其中所述連通口的開口形狀制成矩形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中每個連通口的至少一部分與每個凹槽的一個端部重疊；并且其中每個連通口位于每個凹槽的寬度范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液體噴射頭，其中每個連通口完全包含在每個凹槽中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液體噴射頭，其中每個連通口的至少一部分與每個凹槽重疊；并且其中連通口的其他部分位于每個凹槽的外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中液體通道板由層壓材料組成，所述層壓材料是通過將多個板狀材料重疊制成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中液體通道板由鍍層板狀材料組成，其中金屬襯底用樹脂涂鍍。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中噴口板由金屬材料制成；并且其中密封板由金屬材料組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中在用于密封所述凹槽的所述密封板的密封區(qū)域中制成具有彈性的隔膜部分；并且其中隔膜部分通過壓電振動器變形，從而向壓力產(chǎn)生室中的液體施加壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中通過由設(shè)置在壓力產(chǎn)生室中的發(fā)熱元件產(chǎn)生的氣泡向壓力產(chǎn)生室中的液體施加壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中靠近沿第一方向分別設(shè)置的壓力產(chǎn)生室的兩端設(shè)置了與液滴噴射無關(guān)的偽壓力產(chǎn)生室。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液體噴射頭，其中偽壓力產(chǎn)生室在第一方向上的寬度大于壓力產(chǎn)生室的寬度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，還包括具有接合面的外殼，所述接合面設(shè)有凹面部分；及其中所述外殼與密封板相連，從而通過凹面部分和密封板形成了與壓力產(chǎn)生室相通的公共液體室。
21.一種制造液體噴射頭的方法，包括以下步驟提供具有彼此相對的第一面和第二面的金屬板；提供第一模具，該第一模具具有多個脊部，每個脊部的頂端逐漸變細(xì)；提供具有多個第一桿的第二模具；提供密封板；提供具有多個噴口的噴口板；將第一模具的脊部推壓入金屬板中，并達(dá)到金屬板厚度的中部，從而在金屬板第一面上制成凹槽；將第二模具的第一桿推壓入金屬板中，從而分別在凹槽上形成連通口，每個連通口從第一面通向第二面；將密封板與液體通道板的第一面相連，從而形成多個壓力產(chǎn)生室；和將噴口板與液體通道板的第二面相連，從而連通口與噴口分別相通。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中脊部沿與其縱向相垂直的方向設(shè)置；并且其中通過脊部的單一推壓操作在金屬板上形成所有凹槽。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中通過在金屬塊上進(jìn)行開槽形成第一模具，從而在所述脊部之間形成切口。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述脊部的頂端制成V形。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述脊部的頂端制成圓弧形。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述脊部的頂端形狀通過拋光制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括以下步驟提供具有多個第二桿的第三模具，其中所述第二桿的直徑大于所述第一桿的直徑；將第三模具的第二桿推壓入金屬板中，且沿板厚度方向從第一面?zhèn)鹊竭_(dá)其中部，從而在進(jìn)行第一桿推壓步驟之前在所述金屬板上形成第二連通口，每個第二連通口與每個凹槽相通；其中所述第一桿被推壓入金屬板中，且從第二連通口的底面到達(dá)第二面。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中第一桿成一條直線設(shè)置；并且其中第二桿成一條直線設(shè)置。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中通過在塊狀材料上進(jìn)行開槽形成所述第二模具，從而在所述第一桿之間形成切口。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中脊部推壓步驟和第一桿推壓步驟都在相同階段在連續(xù)輸送模具中進(jìn)行。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括對金屬板的第一面和第二面進(jìn)行拋光的步驟，從而在第一桿推壓步驟進(jìn)行之后磨平所述面。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述金屬板由鎳組成。
33.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述脊部沿與其縱向垂直的方向設(shè)置；并且其中通過相應(yīng)脊部的推壓操作在所述金屬板上制成所有凹槽，其中與所述全部凹槽數(shù)量相同的所述脊部被多次推壓入金屬板中，從而逐漸形成凹槽深度。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中通過在塊狀材料上進(jìn)行開槽形成第三模具，從而在第二桿之間形成切口。
全文摘要
一種液體噴射頭，其包括噴口板、液體通道板和密封板。噴口板設(shè)有多個噴口；液體通道板具有彼此相對的第一面和第二面，并設(shè)有多個凹槽，所述凹槽沿與第一面上的凹槽的縱向垂直的第一方向設(shè)置，每個凹槽具有從第一面穿向第二面的通連通口；密封板用于密封凹槽開口面。密封板與第一面相連，從而形成多個壓力產(chǎn)生室。噴口板與第二面相連，從而通孔分別與噴口相連。
文檔編號B41J2/055GK1429663SQ021583
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者赤羽富士男, 上杉良治 申請人:精工愛普生株式會社