CN1485207A - 液体喷射头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体喷射头。腔体形成板具有形成有多个凹槽的第一面，所述的凹槽以固定的间距被布置在第一方向，使得每个凹槽通过通孔与第二面连通，所述的第二面是所述的第一面的相对面。所述的腔体形成板由镍制成。密封板被结合到所述的腔体形成板的第一面，以密封所述的凹槽来形成多个压力生成腔。金属喷嘴板形成有多个喷嘴，并且被结合到所述的腔体形成板的第二面，使得每个喷嘴通过所述的通孔与所述压力生成腔中相关联的一个连通。所述的镍的晶体的粒子尺寸对分隔壁的厚度比值为60％或更小，所述的分隔壁被限定在所述的凹槽中的各相邻的凹槽之间。

Description

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板是由锻造加工而成的液体喷射头，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，液体喷射头的压力生成腔被认为是通过锻造金属材料来成型的。液体喷射头从喷嘴口以液滴形式喷射受压液体，且用于各种液体的喷射头是已知的。墨水喷射记录头是典型的液体喷射头。这里，将以墨水喷射记录头为例描述相关技术。

作为液体喷射头的实例的墨水喷射记录头(以后称为“记录头”)提供有多组从公共墨水池经由与这些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精细间距来形成以满足缩小尺寸的要求。因此，用于分隔相邻压力生成腔的分隔壁的壁厚度极薄。此外，为了高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端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端口，优选使用硅基材。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端口。

此外，从易加工性等要求考虑，形成有喷嘴口的喷嘴板由金属板制造。此外，用于改变压力生成腔容量的隔膜(diaphragm)部分形成为弹性板。该弹性板是通过将树脂膜粘附于金属制成的支撑板上组成的两层结构，并且通过去除对应于压力生成腔的支撑板的部分来制造。例如，在公开号为2000-263799A的日本专利申请中公开了这种结构。

此时，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、喷嘴板和弹性板各个构件粘到一起时，在比较低的温度下将各个构件粘附需要较长时间。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端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：用于构成在腔体形成板中被并排排列的压力生成腔的细长凹槽部分通过锻造加工、同时由分隔壁限定而获得。虽然这些部件极其细小，但必须保证所需的形状或尺寸的精度。为了这个目的，有必要从构成腔体形成板的金属材料的参数之中找出用于形成细长凹槽部分的最佳参数值，以便完成得到更大改进的锻造加工。如果压力生成腔的成型精度不够，则当腔体形成板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实现用于以优异的精度形成腔体形成板的改进的精确锻造加工。

为了达到上述的目的，根据本发明，所提供的液体喷射头包括：

腔体形成板，具有形成有多个凹槽的第一面，所述的凹槽以固定的间距被布置在第一方向，使得每个凹槽通过通孔与第二面连通，所述的第二面是第一面的相对面，腔体形成板由镍制成；

密封板，被结合到腔体形成板的第一面，以密封凹槽来形成多个压力生成腔；和

金属喷嘴板，形成有多个喷嘴，并且被结合到腔体形成板的第二面，使得每个喷嘴通过通孔与压力生成腔中相关联的一个连通，

其中，镍的晶体的粒子尺寸对分隔壁的厚度比值为60％或更小，所述的分隔壁被限定在所述的凹槽中的各相邻的凹槽之间。

根据本法明，还提供一种制造液体喷射头的方法，包括下列步骤：

提供由镍制成的材料板；

进行锻造加工以在材料板的第一面中形成多个凹槽，使得每个凹槽通过通孔与第二面连通，所述的第二面是第一面的相对面；

将密封板结合到材料板的第一面上，以密封凹槽来形成多个压力生成腔；以及

将形成有多个喷嘴的金属喷嘴板结合到材料板的第二面，使得每个喷嘴通过通孔与压力生成腔中相关联的一个连通，

其中，镍的晶体的粒子尺寸对分隔壁的厚度比值为60％或更小，所述的分隔壁被限定在所述的凹槽中的各相邻的凹槽之间。

通过将材料镍塑性变形至具有极小宽度的阳模(锻造冲头)的间隙，形成分隔壁。是否能进行优异的塑性变形取决于镍晶体的粒子尺寸。因此，有必要相对于间隙的距离，就是说分隔壁的厚度，选择最佳的粒子尺寸。

通过设定如上所述的比值，晶体小于间隙的宽度。因为使粒子尺寸处在不过度小于或过度大于分隔壁的厚度的范围中，所以晶体粒子至小间隙之中的塑性变形被平滑地进行，以至可以以高精度形成凹槽。

此外，因为可以平滑地进行塑性变形，所以可以防止用于形成凹槽的锻造冲头的破裂，材料的卡死等缺陷，因此在保持成型精度的同时锻造冲头的耐用性得到相当大的提高。

最好，分隔壁的厚度落入20μm至50μm的范围之中。在此，最好粒子尺寸不小于5μm并且小于25μm。在这种情况中，在保持镍的塑性变形的平滑的同时可以增加压力生成腔的布置密度。

最好，镍的维氏硬度不小于150Hv并且小于190Hv。因为这样的硬度处在锻造加工的软范围中，有利于提高锻造冲头的耐久性和确保加工精度。

最好，镍的延展性大于5％并且小于20％。延展性的这个范围对于锻造凹槽是足够的。在此，因为在锻造中产生的材料55的实际延伸相对于上述的延展性是小量的，可以使各被加工的部分中的塑性回复力尽可能的小。这个事实对于减小残余应力是有效的，因此锻造之后的弹性变形可以被限制在无害的范围。因此，在防止腔体形成板弯曲的同时提高了形成凹槽的精度。

最好，分隔壁的高度对分隔壁的厚度的比值落入1.0至2.1的范围。在这种情况下，这样的比值确保了分隔壁的刚度，因而可以完全确保所排列的压力生成腔的刚度。

最好，每个凹槽的宽度对分隔壁的厚度的比值落入2.0至5.0的范围。在这种情况下，相对于分隔壁的必要的最小厚度，可以形成具有足够容积的凹槽，可以确保压力生成腔的预定的容量。在保持各腔的所需的容量的同时，可以提高压力生成腔的布置密度。

最好，每个凹槽的深度对分隔壁的厚度的比值落入2.0至4.5的范围。在这种情况下，因为相对于分隔壁的必要的最小厚度，可以形成具有足够宽度的凹槽，所以在保持分隔壁的刚度的同时可以确保压力生成腔的预定的容量。

最好，当从垂直于第一方向的第二方向观察时，每个凹槽的底部具有V形的横截面；以及形成V形横截面的面之间的角度落入45°至110°的范围。在这种情况下，在底部的最深部分，可以充分增大压力生成腔的容量。因此，可以减小凹槽的宽度，因而可以增大压力生成腔的布置密度。

最好，固定间距是0.3mm或更小。即使在通过锻造加工形成如此细微的部件的情况下，通过满足上述的数值要求，也可以获得所需的精度。

在上述的制造方法中，可以制备材料板以满足上述的数值要求。

最好，提供材料板的步骤包括对未加工的镍进行滚轧加工的步骤。在这种情况下，可以以高精度控制材料板的厚度。此外，因为对这样的镍的被滚轧材料进行锻造加工，所以在满足上述的数值要求的同时可以以高精度形成凹槽和分隔壁。通过根据由滚轧加工形成的镍的状态选择纵向的方向，获得更加平滑的塑性变形。

附图说明

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墨水喷射记录头的透视图；

图2是墨水喷射记录头的剖面图；

图3A和3B是用于解释振动器单元的视图。

图4是腔体形成板的平面图；

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是弹性板的平面图；

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槽部分的第一阳模的视图；

图9A和图9B是用于解释用于形成细长凹槽部分的阴模的视图；

图10A到图10C是用于解释形成细长凹槽部分的步骤的视图；

图11A是用于解释用于形成第一连通端口的第二阳模的视图；

图11B是用于解释用于形成第二连通端口的第三阳模的视图；

图11C是示出处在进行抛光步骤之前的状态中的腔体形成板的视图；

图12A是处在第一和第二连通端口被形成之前的状态中的腔体形成板的剖面放大图；

图12B是处在第一和第二连通端口被形成之后的状态中的腔体形成板的剖面放大图；

图13是用于解释制备镍材料板的步骤的流程图；

图14A到图14C用于解释形成细长凹槽部分的步骤的第一改进实例的视图；

图14D是用于解释在图14A至图14C的情况中的第一阳模和阴模的位置关系的平面图；

图15是用于解释形成细长凹槽部分的步骤的第二改进实例的透视图；

图16A是用于图15的情况中的预制阴模的透视图；

图16B和图16C是示出在图15的情况中的初级成型的剖面图；

图16D是沿图16C中的线D-D的剖面图；

图17A是用于图15的情况中的精制阴模的透视图；

图17B和图17C是示出在图15的情况中的次级成型的剖面图；

图17D是沿图17C中的线D-D的剖面图；

图18A是预制阴模中的一个突起的放大图；

图18B是沿图18A中的线B-B的剖面图；

图18C是沿图18A中的线C-C的剖面图；

图18D是预制阴模的第一改进实例的放大图；

图18E是预制阴模的第二改进实例的放大图；

图18F是预制阴模的第三改进实例的放大图；

图18G是预制阴模的第四改进实例的放大图；

图18H是预制阴模的第五改进实例的放大图；

图18I是预制阴模的第六改进实例的放大图；以及

图19是解释根据第二实例的喷墨记录头的剖面图。

具体实施方式

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。

因为本发明优选应用于喷墨装置的记录头，所以在实施例中示出作为液体喷射头的代表性的例子的上述记录头。

如图1和图2所示，记录头1大致由罩壳2、包含在罩壳2内部的振动器单元3、结合到罩壳2的前端面的流动通道单元4、布置到罩壳2的后端面上的连接板5、固定到罩壳2的后端面的供应针单元6构成。

如图3A和3B所示，振动器单元3大致由压电振动器组7、与压电振动器组7相结合的固定板8和用于为压电振动器组7提供驱动信号的柔性电缆9。

压电振动器组7具有被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10a和布置在伪振动器10a之间的多个驱动振动器10b构成。此外，各个驱动振动器10b被分割成具有极细的宽度(例如大约50μm到100μm)的梳状，因而提供有180个。

此外，伪振动器10a具有比驱动振动器10b足够宽的宽度，并且具有保护驱动振动器10b免受撞击等的功能以及将振动器单元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板8上，使其自由端部分突出到固定板8的前端面的外侧。即每个压电振动器10以悬臂的方式被支撑在固定板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加电势差来在元件的纵向上延伸或收缩。

将柔性电缆9电连接到压电振动器10的固定端部分的侧面，构成与固定板8相对的侧面。此外，柔性电缆9的表面安装有用于控制的IC11以驱动压电振动器10等。此外，用于支撑各个压电振动器10的固定板8是板状构件，其具有能够承受来自压电振动器10的反作用力的刚度，因此优选使用不锈钢板等的金属板。

罩壳2是由环氧类树脂等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，因此随环境温度的变形度小。此外，罩壳2的内部形成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的凹槽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的前端面的一部分，形成阶梯部分以使固定板8的前端面与其接触。

凹槽15是通过使罩壳2的前端面局部凹陷而形成的，以在容器腔12的左右外侧形成有基本是梯形的形状。

墨水供应通道13沿着罩壳2的高度方向穿透罩壳2以使其前端与凹槽15连通。此外，墨水供应通道13的后端部分被形成在从罩壳2的后端面突出的连接端口16的内部。

连接板5是形成有给记录头1输送各种信号的电线的布线板，并且具有能够连接信号电缆的连接器17。此外，连接板5被布置在罩壳2的后端面上，并且通过焊接等与柔性电缆9的电线相连接。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，大致由针座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便于插进墨盒。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。

针座18是用于固定墨水供应针19的构件，其表面形成有用于两个墨水供应针19的基座21，用于固定墨水供应针19的近端部分。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座18的板厚度方向上穿透的墨水排出端口22。此外，针座18在侧向延伸出有凸缘部分。

过滤器20用来阻止墨水内部的异物如灰尘、模制成型过程中的毛刺等从此处通过，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内部的过滤器支撑槽上。

此外，如图2所示，供应针单元6被布置在罩壳2的后端面。在这种布置状态下，供应针单元6的墨水排出端口22和罩壳2的连接端口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，其中喷嘴板31结合到腔体形成板30的一个面上，弹性板32结合到腔体形成板30的另一个面上。

如图4所示，腔体形成板30是由金属制成的板状构件，此板状构件形成有细长凹槽部分33、连通端口34和泄漏(escaping)凹槽部分35。根据实施例，腔体形成板30是通过加工由镍制成的厚度为0.35mm的金属基材而制造的。

此处将解释选择镍制金属基材的原因。第一个原因是镍的线性膨胀系数与构成喷嘴板31和弹性板32的主要部分的金属(如下面将提到的实施例中的不锈钢)的线性膨胀系数基本相同。就是说，当构成流动通道单元4的腔体形成板30、弹性板32和喷嘴板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，难以产生由膨胀率的差异引起的翘曲等机械应力。所以，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不产生问题。此外，即使当在操作记录头1中压电振动器10产生热量，并且流动通道单元4被热量所加热时，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，即使当反复进行伴随起动记录头1的加热和伴随停用记录头1的降温时，也难以在构成流动通道单元4的各个构件30、31和32中引起剥落等的缺陷。

第二个原因是镍具有优异的抗腐蚀性。就是说，在这类的记录头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引起锈蚀等蚀变。在这方面，镍类似于不锈钢，具有极好的抗腐蚀性，锈蚀等蚀变难以发生。

第三个原因是镍具有良好的延展性。即如后面将提到的，在制造腔体形成板30时，是通过塑性加工(如锻造)来进行制造的。此外，形成在腔体形成板30中的细长凹槽部分33和连通端口34的形状极小，因此需要高尺寸精度。当镍用作金属基材时，因为镍的延展性好，所以细长凹槽部分33和连通端口34即使通过塑性加工也可以以高尺寸精度来形成。

此外，对于腔体形成板30，当线性膨胀系数的条件、抗腐蚀性的条件和延展性的条件得到满足时，腔体形成板30也可以由镍之外的金属构成。

细长凹槽部分33是构成压力生成腔29的沟槽状的凹槽部分，由直线形的凹槽构成，如在图5A中放大所示。根据实施例，180个沟槽被并排排列，其中每个沟槽宽约0.1mm，长约1.5mm，深约0.1mm。细长凹槽部分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形。将底面凹成V形以增加分隔相邻压力生成腔29的分隔壁28的刚度。即，通过将底面凹成V形，分隔壁28近端部分的壁厚度被加厚以增加分隔壁28的刚度。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形，细长凹槽部分33可以通过塑性加工(以后将提到)以优异的尺寸精度来形成。此外，凹槽部分33内面之间的角度为例如约90度，尽管这是由加工条件所决定的。

此外，因为分隔壁28的远端部分的壁厚度极薄，所以即使密集地形成各个压力生成腔29，仍能保证所需的容量。

细长凹槽部分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，以通过塑性加工以优异的尺寸精度来形成细长凹槽部分33。

此外，相邻行的两端的细长凹槽部分33，形成有单独的伪凹槽36，此伪凹槽36具有宽于细长凹槽部分33的宽度。伪凹槽部分36是沟槽状的凹槽部分，此凹槽部分构成与墨水滴的喷射无关的伪压力生成腔。根据实施例的伪凹槽部分36由宽约0.2mm，长约1.5mm，深约0.1mm的沟槽构成。此外，伪凹槽部分36的底面被凹成W形状。这也是为了增加分隔壁28的刚度，并通过塑性加工以优异的尺寸精度形成伪凹槽部分36。

此外，一行凹槽由各个细长凹槽部分33和一对伪凹槽部分36构成。根据实施例，形成如图4所示的两行凹槽。

将连通端口34形成为沿着板厚度方向从细长凹槽部分33的一端穿透的小通孔。连通端口34对应于各个细长凹槽部分33被分别形成，并且在一个凹槽部分行中有180个。本实施例中连通端口34的开口形状是矩形并且由第一连通端口37和第二连通端口38构成，第一连通端口37在腔体形成板30中从细长凹槽部分33的一侧到达板厚度方向上的中间位置，第二连通端口38从与细长凹槽部分33相对的表面向上形成到板厚度方向上的中间位置。

此外，第一连通端口37和第二连通端口38的截面面积彼此不同，并且第二连通端口38的内部尺寸设置得比第一连通端口37的内部尺寸稍小。这是由于通过挤压来制造连通端口34而引起的。腔体形成板30通过加工厚度为0.35mm的镍板而被制造，即使减去凹槽部分33的深度，连通端口34的长度也等于或者大于0.25mm。此外，连通端口34的宽度需要比细长凹槽部分33的凹槽宽度小，被设定为小于0.1mm。所以，当连通端口34将要通过一次加工就完成冲制时，阳模(冲头)由于其深宽比而被弄弯。

所以，在实施例中，加工分为两个步骤。在第一步中，第一连通端口37在板厚度方向的一半形成，在第二步中，形成第二连通端口38。后面将描述此连通端口34的加工工艺。

此外，伪凹槽部分36形成有伪连通端口39。与上述连通端口34相似，伪连通端口39包括第一伪连通端口40和第二伪连通端口41，并且第二伪连通端口41的内部尺寸被设定为比第一伪连通端口40的内部尺寸小。

此外，虽然根据实施例，举例说明了连通端口34和伪连通端口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，该形状可以由圆形开口的通孔或者多边形开口的通孔构成。

泄漏凹槽部分35形成公共墨水池14中的柔性部分46(将在后面描述)的操作空间。根据实施例，泄漏凹槽部分35包括梯形的凹入部分，其形状与罩壳2的凹槽15的形状基本相同，并且深度与细长凹槽部分33的深度基本相等。

在提供泄漏凹槽部分35的区域可以被形成为通孔，以用作公共墨水池。在这种情况中，公共墨水池14可以被从罩壳2中省略，以使墨水供应通道13和通孔相连通。

接下来，将解释上述弹性板32。弹性板32是本发明的一种密封板，例如由复合材料制造，此复合材料具有将一层弹性膜43层叠到支撑板42上的双层结构。根据实施例，采用不锈钢板作为支撑板42，PPS(聚苯硫醚)作为弹性膜43。

如图6所示，弹性板32形成有隔膜部分44、墨水供应端口45和柔性部分46。

隔膜部分44是用来分隔部分压力生成腔29的部分。即，隔膜部分44密封细长凹槽部分33的开口面，并且与细长凹槽部分33一起形成压力生成腔29。如7A所示，隔膜部分44具有与细长凹槽部分33对应的细长形状，并对每一个细长凹槽部分33都形成为一个密封区域来密封细长凹槽部分33。具体地说，隔膜部分44的宽度被设定为与细长凹槽部分33的沟槽宽度基本相等，并且隔膜部分44的长度被设定为比细长凹槽部分33的长度稍小。就长度而言，长度被设定大约为细长凹槽部分33的长度的三分之二。此外，如图2所示，就隔膜部分44的形成位置而言，隔膜部分44的一端与细长凹槽部分33的一端(连通端口34一侧的末端)对齐。

如图7B所示，通过蚀刻等方法去除支撑板42的与细长凹槽部分33对应的部分以仅仅留下弹性膜43，来制造隔膜部分44，并且环的内部形成岛状部分47。岛状部分47是用来与压电振动器10的远端面相结合的部分。

墨水供应端口45是用来连通压力生成腔29和公共墨水池14的孔，并且穿透弹性板32的板厚度方向。与隔膜部分44相似，墨水供应端口45也对于每个细长凹槽部分33在对应于细长凹槽部分33的位置被形成。如图2所示，墨水供应端口45在对应于与连通端口34相对一侧的细长凹槽部分33另一端的位置上钻孔而成。此外，墨水供应端口的直径被设定为比细长凹槽部分33的沟槽宽度小得多。根据实施例，墨水供应端口45由23μm的小通孔构成。

以这种方式用小通孔构成墨水供应端口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，墨水供应端口45由小通孔构成。

墨水供应端口45可以作为细长孔由弹性板32形成，或可以作为沟槽由腔体形成板30形成。

此外，当如实施例中墨水供应端口45由通孔构成时，具有易于加工且获得高尺寸精度的优点。即，墨水供应端口45是通孔，能够通过激光加工进行制造。因此，即使小直径也能够以高精度进行制造，并且操作也容易。

柔性部分46是用来分隔部分公共墨水池14的部分。即，公共墨水池14通过柔性部分46和凹槽15的分隔形成。柔性部分46是梯形的，基本上与凹槽15的开口形状相同，并通过蚀刻等方法从支撑板42上去除一部分只留下弹性膜43而被制造。

此外，构成弹性板32的支撑板42和弹性膜43并不限于所述实例。此外，聚酰亚胺可以被用作弹性膜43。此外，弹性板32可以由金属板构成，该金属板具有厚壁、环绕该厚壁的用于构成隔膜部分44的薄壁以及用于构成柔性部分46的薄壁。

接下来，将解释上述的喷嘴板31。喷嘴板31是由金属制成的板状部件，该金属板上以对应点形成密度的间距排列着多个喷嘴口48。根据实施例，一个喷嘴行由总共180个喷嘴口48排列构成，并且形成两行喷嘴，如图2所示。

此外，当将喷嘴板31与腔体形成板30的另一表面结合时，即与和弹性板32相对一侧的表面结合时，各个喷嘴口48对着相应的连通端口34。

此外，当将上述弹性板32与腔体形成板30的一个表面结合的时候，即，与其用于形成细长凹槽部分33的表面结合时，隔膜部分44密封细长凹槽部分33的开口面以分隔压力生成腔29。相似地，伪凹槽部分36的开口面也被密封以分隔伪压力生成腔。此外，当将上述喷嘴板31与腔体形成板30的另一个表面结合的时候，喷嘴口48对着对应的连通端口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被推到细长凹槽部分33的那一侧或者在离开细长凹槽部分33那一侧的方向上受拉力。通过使弹性膜43发生形变，使压力生成腔29膨胀或者收缩以给压力生成腔29内的墨水提供压力变化。

当弹性板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密封凹槽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，上述泄漏凹槽部分35形成了一个空间用来允许弹性膜43膨胀。

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的那一侧以使压力生成腔29膨胀。通过此膨胀，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端口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被推到腔体形成板30的那一侧以使压力生成腔29收缩。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，使压力生成腔29的底面(细长凹槽部分33)以V形凹入。所以，用来分隔相邻压力生成腔29的分隔壁28的近端部分的壁厚比其远端部分的壁厚大。从而，厚壁28的刚度可以被增加。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时，此压力变化也很难被传递到相邻的压力生成腔29。结果，可以防止所谓的相邻串扰并且可以稳定墨滴的喷射。

根据实施例，用于连通公共墨水池14和压力生成腔29的墨水供应端口45由小孔构成，该小孔在弹性板32的厚度方向上穿透该弹性板32，其高尺寸精度通过激光加工等容易获得。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时，也使加工易于进行。

根据实施例，提供有与墨滴喷射无关、并与位于行末端部分的压力生成腔29相邻的伪压力生成腔(即，由伪凹槽部分36和弹性板32分隔出的中空部分)，对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，对于位于行末端部分的压力生成腔29，可以使分隔压力生成腔29的分隔壁的刚度与行中间的其它压力生成腔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。

对于伪压力生成腔，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，伪凹槽部分36的宽度比细长凹槽部分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。

根据实施例，凹槽15通过部分凹入罩壳2的前端面而形成，公共墨水池14通过凹槽15和弹性板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通过树脂模制而成，凹槽15的制造也相对容易了。

接下来，将解释制造记录头1的方法。因为所述制造方法的特征在于制造腔体形成板30的步骤，所以将主要给出对制造腔体形成板30的步骤的解释。

腔体形成板30由顺序模来锻造加工而成。此外，如上所述，用作腔体形成板30的材料的金属条板55(以下说明中称为“条板55”)是用镍制造成的。

制造腔体形成板30的步骤包括制造细长凹槽部分33的步骤和制造连通端口34的步骤，其中后一步骤是由顺序模来进行的。

在细长凹槽部分形成步骤中，使用了如图8A和图8B所示的第一阳模51以及如图9A和图9B所示的阴模。第一阳模51是用于形成细长凹槽部分33的模具。阳模上排列有用于形成细长凹槽部分33的、且数目与细长凹槽部分33的数目相同的突出53。此外，在排列方向上位于两端的突出53也设置有用于形成伪凹槽部分36的伪突出(未画出)。如图8B所示，突出53的远端部分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，远端部分53a锐化成V形。此外，如图8A所示，远端部分53a的两个纵向端都以约45度角逐渐变细。因此，突出53的远端部分53a形成为两端逐渐变细的三棱柱形状。

此外，阴模52由多个位于其上面的突出54构成。突出54用于辅助形成分隔相邻压力生成腔29的分隔壁，并且位于细长凹槽部分33之间。突出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(间壁的厚度)，其高度设置为与其宽度相同。突出54的长度设置为与细长凹槽部分33(突出53)的长度相同。

在细长凹槽部分形成的步骤中，首先，如图10A所示，条板55安装在阴模52的上面，第一阳模51被布置在条板55的上边。接着，如图10B所示，第一阳模51向下移动以推动突出53的远端部分进入条板55。此时，因为突出53的远端部分53a锐化成V形，远端部分53a可以被坚固地推进条板55中而不会弯曲。如图10C所示，突出53被沿着板的厚度方向推到条板55的中部。

通过推动突出53，条板55的一部分变形以形成细长凹槽部分33。此时，因为突出53的远端部分53a锐化成V形，所以即使具有很小形状的细长凹槽部分33也可以以高尺寸精度的形成。即，被远端部分53a推动的条板55的部分平滑地变形(flow)，所要形成的细长凹槽部分33依照突出53的形状被形成。此外，因为远端部分53a的两个长度端都逐渐变细，所以由所述部分推动的条板55也平滑地变形。因此，细长凹槽部分33的纵向的两端部分也都以高尺寸精度形成。

因为对突出53的推动停止于板厚度方向的中间，所以可以使用厚于形成通孔情况下的厚度的条板55。因此，腔体形成板30的刚度可以增加，墨水喷射特性可以得到提高。此外，腔体形成板30可以容易地使用并且所述操作对于增加平面精确性也是有益的。

条板55的一部分通过突出53的挤压上升到相邻的突出53之间的空隙中。此时，在阴模52处提供的突出54布置在与突出53之间的距离相对应的位置，条板55向所述空隙的变形得到辅助。因此，条板55可以有效地被引入突出53之间的空隙，并且突出(即分隔壁28)可以很好地形成。

当已经用这种方式形成了细长凹槽部分33时，则操作进行到形成连通端口34的阶段，其中连通端口34是细小的孔。

如图11A和11B所示，在这个阶段，使用第二阳模64和第三阳模59。在第二阳模64中，多个齿状的第一冲头56以预定的间距被排列在基体上，其中第一冲头具有与第一连通端口37的形状相对应的棱柱形。此外，第二冲头58比第一冲头56稍薄。

首先，如图11A所示，将第二阳模64的第一冲头56从细长凹槽部分33一侧从条板55的表面推至板厚度方向上的中间，以由此形成作为第一连通端口37的未穿透的凹槽部分。接着如图11B所示，从同一侧推动第三阳模59的第二冲头58以冲通第一连通端口37的底部，由此形成第二连通端口38，其中第二连通端口38是通孔。

这样，因为通过利用具有不同厚度的冲头56、58多次加工，制造连通端口34，所以即使极小的连通端口34也可以以优异的尺寸精度制造。此外，因为从细长凹槽部分33一侧制造的第一连通端口37仅仅被形成至板厚度方向的中间，所以防止了压力生成腔29的分隔壁28等被过度向下拉的缺点。由此，可以以优异的尺寸精度制造连通端口34而不劣化分隔壁28的形状。

虽然举例说明了通过两次加工制造连通端口34的步骤，但连通端口34可以通过三次或三次以上的加工制造。此外，当不引起上述缺点时，可以通过单次加工制造连通端口34。

在制造连通端口34以后，将条板55的两个表面抛光，以沿着图11C中示出的点划线来使其变平，使得板厚度被调整到预定的厚度(在实施例中，0.3mm)。

形成细长凹槽部分的步骤和形成连通端口的步骤可以通过单独的阶段进行，或通过相同的阶段进行。在这些步骤由相同的阶段进行的时候，因为条板55在两个阶段中保持不动，在细长凹槽部分33中可以以优异的定位精度制造连通端口34。两个步骤可以以连续的顺序方式进行，或可以单独地进行。

在通过上述的步骤制造腔体形成板30以后，通过将单独制造的弹性板32和喷嘴板31结合制造流动通道单元4。在实施例中，通过粘附实现各个部件的结合。因为通过上述的抛光使腔体形成板30的两个表面平坦化，所以弹性板32和喷嘴板31可以牢固地被粘附到其表面上。

因为弹性板32是由不锈钢板制支撑板42构成的复合材料，所以线性膨胀率由构成支撑板42的不锈钢确定。喷嘴板31也由不锈钢板制造。如上所述，构成腔体形成板30的镍的线性膨胀率基本上和不锈钢相等。因此，即使当粘附温度上升时，也不会引起由线性膨胀率不同造成的翘曲。所以，粘附温度可以被设得高于使用硅基体时的情形，因此可以缩短粘附时间并提高生产效率。

在制造流动通道单元4以后，将振动器单元3和流动通道单元4结合到单独制造的罩壳2上。在这种情况下，也通过粘附实现各个部件的结合。因此，即使当粘附温度升高时，在流动通道单元4中也不会引起翘曲，所以粘附时间被缩短。

在将振动器单元3和流动通道单元4结合到罩壳2以后，振动器单元3的柔性电缆9和连接板5被焊接，此后供应针单元6被固定到其上，以由此提供液体喷射头。

上述的塑性加工由阳模51和阴模52在室温条件下在条板(材料)55上进行，并且在室温条件下类似地进行下述的塑性加工。

如上所述记录头1被完成，且要特别小心地制造的是腔体形成板30。在腔体形成板30中，用于构成并排排列的压力生成腔29的细长凹槽部分33由锻造加工获得，而由分隔壁28限定。虽然这些部件极其微小，但必须保证所需的形状或尺寸精度。为了这个目的，有必要从构成腔体形成板30的金属材料的参数之中找出用于形成细长凹槽部分33的最佳参数值，以便完成得到更大改进的锻造加工。

图12A是示出由图10A至图10C示出的步骤形成的，并已进行了抛光加工(参照图11C)的腔体形成板30的一部分的剖面图。图12B是示出由图11A至图11C示出的步骤形成的腔体形成板30的一部分的剖面图。对于分隔壁28的厚度，在图12A和图12B中，示出的厚度相当地厚，以便于理解。

如上所述，通过锻造由镍制成的条板制造腔体形成板30，条板55的厚度为0.35mm，通过滚轧步骤生产。如图8A和图10A所示，第一阳模51具有间隙53b，用于在各突起53之间形成分隔壁28。间隙53b的宽度与分隔壁28的厚度基本相同，在此被设为31μm。此外，为了使材料55能够在间隙53b的内部在更平滑的状态下进行塑性变形，镍的晶粒的粒子尺寸被设为15μm。15μm的粒子尺寸对应于分隔壁28的壁厚31μm的大约一半。

此外，镍制材料55的硬度是维氏硬度Hv170，延展性为10％。

通过将晶粒的粒子尺寸设至壁厚的60％或更小(在此实例中为50％)，晶粒的粒子尺寸小于间隙53b的宽度。因为粒子尺寸处在不是过度小于或过度大于壁厚的范围中，所以晶粒向小间隙53b中的变形平滑地进行且可以形成优质的细长凹槽部分33。由此，防止了用于形成细长凹槽部分33的锻造冲头51的破裂，材料的卡死等缺陷，其耐用性得到相当大的提高且改善了小形状部分的可形成性。

此外，从壁的厚度方向上来看排列的晶粒的个数为最多两个或更多，最少少于两个。因为晶粒的个数不是非常大，向间隙53b中的塑性变形被平滑地进行。

当通过相对于壁厚度增加晶粒、晶粒的排列个数过度大时，在分隔壁28中的晶界增加，由此向间隙53b中的塑性变形行为(位错运动)被劣化。因此，人们担心具有预定形状和预定尺寸的细长凹槽部分33和小分隔壁28的塑性加工难以进行。

相反地，当晶粒的排列个数过度小时，虽然塑性变形被平滑地进行，但因为对于分隔壁28，晶粒的尺寸相对较大，镍材料的强度相应地变低，还是难以以高精度加工小分隔壁28。

在实施例中，通过将镍晶粒的粒子尺寸选择至分隔壁28的厚度的60％或更小，获得如上所述的优异的塑性变形，可以形成具有预定形状精度和尺寸精度的细长凹槽部分33。

因为镍的维氏硬度被设为Hv170，其中此维氏硬度被设在适合于塑性变形的软范围中，所以可以确保进行小的细长凹槽部分33的形成。此外，此硬度对于保证锻造冲头51(突起53、前端部分53a等)的加工精度和提高耐久性是有益的。另一方面，可以保证已进行了锻造加工的腔体形成板30的刚度，所以可以防止串扰现象以实现喷墨头的稳定的喷射性能。此外，因为在锻造加工期间或锻造加工后可以保证材料刚度，所以没有必要在锻造或组装过程中对腔体形成板30的操作过多地担心。

因为镍的延展性被设为10％，可以充分确保锻造细长凹槽部分33的必要的材料55的延展性，所以可以充分地实现塑性变形。在此，因为在锻造中产生的材料55的实际延伸相对于上述的延展性是小量的，可以使得在各被加工的部件中的塑性回复力尽可能的小。上述的事实对于减小残余应力是有效的，因此锻造之后的弹性变形可以被限制在无害的范围。因此，在防止腔体形成板30弯曲的同时提高了形成细长凹槽部分33的精度。

镍材料的拉伸强度优选在从400N/mm²至600N/mm²的范围，更好的，从450N/mm²至550N/mm²。拉伸强度值的如此设置将带来许多优点。第一个优点是保证材料55的令人满意的变形量，这对锻造细长凹槽部分33是必要的。由此可以进行帮助形成分隔壁28的令人满意的塑性变形。因为可以保证已进行了锻造加工的腔体形成板30的刚度，所以可以防止串扰现象以实现喷墨头的稳定的喷射性能。此外，因为在锻造加工期间或锻造加工后可以保证材料刚度，所以没有必要在锻造或组装过程中对腔体形成板30的操作过多地担心。

本实施例中的镍材料包含重量含量为99％的镍。下面列出了镍材料的化学组成的实例(单位：重量百分含量)：

Ni：99.9或更多

C：0.03或更少

Si：0.01或更少

Mn：0.035或更少

P：0.0030或更少

S：0.0030或更少

Cr：0.005或更少

Mo：0.05或更少

Cu：0.05或更少

O：0.0030或更少

表1示出了当形成图12A和图12B示出的腔体形成板30时，对镍的晶体粒子尺寸、硬度、延展性的评价结果。在此情况中，分隔壁28的厚度为31μm。

表1

评价项目	被评价的值	结果
			晶体的粒子尺寸(μm)	10-1515-1818-2525或更大	优异良好一般不好
硬度(Hv)	150150-160160-180180-190190或更大	一般良好优异良好不好
			延展性(％)	5或更小5-1010-2020-3030或更大	不好良好优异一般不好

从表1可知，当镍晶体的粒子尺寸相对于分隔壁28的厚度小于80％时(粒子尺寸小于25μm)，得到稍好的结果。当比例是60％或更小时(18μm或更小)，获得良好的结果。更好的比例范围是60％或更小并且不小于15％(5至18μm)。当比例小于50％并且不小于15％(5至15μm)时，获得优异的结果。当比例小于30％并且不小于15％(5至10μm)时，获得最优异的结果。

对于硬度，当维氏硬度不小于150Hv并小于190Hv时，获得良好的结果。当维氏硬度不小于160Hv并小于180Hv时，获得优异的结果。

对于延展性，当延展性的值大于5％并小于20％时，获得良好的结果。当延展性的值不小于10％并小于20％时，获得优异的结果。

因为已对镍制的材料55进行滚轧加工，所以可以以高精度控制所生产的材料板55的厚度。此外，因为对这样的镍的滚轧材料进行锻造加工，可以以高精度形成细长凹槽部分33和分隔壁28，同时满足上述的数值要求。此外根据由滚轧加工形成的镍的状态通过选择细长凹槽部分33等的长度方向，得到平滑的塑性变形。

当分隔壁28的厚度T增加，其刚度可以被保证，串扰可以被防止，但是相反地压力生成腔29的布置密度减小。当试图得到压力生成腔29的预定的排列数目时同时保持大的厚度T时，压力生成腔29的宽度变窄，因此不能保证压力生成腔29的必要容量。在这种情况下，传送的墨水量不足。

因此，各部分的尺寸需要最优化。分隔壁28的高度H(＝45μm)与分隔壁28的厚度T(＝31μm)的比值H/T为1.5，在不减小分隔壁28的刚度的程度下，可以确保分隔壁28的高度H与分隔壁28的比值，因此可以完全确保所排列的细长凹槽部分33的刚度。当上述的比值落入1.0至2.1的范围中时，可以很好地保持分隔壁28的刚度，但如上所述，此比值优选在1.2至1.8的范围中，且最好为1.5。

细长凹槽部分33的宽度W(＝0.11μm)与分隔壁28的厚度T(＝31μm)的比值W/T为3.5，相对于分隔壁28的T的必要的最小厚度，可以形成具有足够宽度的细长凹槽部分，因此可以确保细长凹槽部分的预定的容量。细长凹槽部分可以被排列成最密集的状态，并可以使得单位长度上的排列细长凹槽部分的数目尽可能大。虽然当上述的比值落入2.0至5.0的范围中时，可以很好地提供排列细长凹槽部分的数目，但如上所述，此比值优选在2.9至4.5的范围中，且最好是3.5。

细长凹槽部分33的厚度D(＝0.1mm)与分隔壁28的厚度T(＝31μm)的比值D/T为3.2，相对于分隔壁28的T的必要的最小厚度，可以形成具有足够深度的细长凹槽部分33，因此可以确保细长凹槽部分的预定的容量，同时分隔壁28可以具有足够的刚度。当上述的比值落入2.0至4.5的范围中时，可以很好地提供细长凹槽部分33的容量，但如上所述，此比值优选在2.7至4.0的范围中，且最好是3.2。

使细长凹槽部分33的底面形成相对于宽度方向的V形横截面，因此其中心部分构成最深的部分。V形部分的内角θ为90°。通过能够用这种方式在深度方向上扩大容量，可以减小细长凹槽部分33的宽度，并可以以尽可能大的数目排列细长凹槽部分33。虽然当上述的内角θ落入45°至110°的范围中时，可以很好地提供细长凹槽部分33的容量，但如上所述，内角θ优选72°至100°的范围，且最好是90°。

细长凹槽部分33的间距尺寸为0.14mm。通过选择上述的数值(例如晶体的粒子尺寸与分隔壁厚度的比值为60％或更小)，即使是如此细微的部分，液体喷射头的压力生成腔29也可以以高精度形成。通过使得上述的间距尺寸为0.3mm或更小，在形成液体喷射头等的零件中，零件被很好地完成。如上所述，间距尺寸优选0.2mm或更小，且最好是0.14mm。

对于如此制备的镍板，其中满足上述的数值要求(粒子尺寸、硬度、延展性等)，如图11A至图11C所示进行用于形成连通孔34的冲制加工。图12B示出了连通孔34已经被冲成的状态。因为被冲穿同时受到塑性变形的材料的量很少，包含在被冲部分的晶体晶界的量变得相对较小。因此，连通端口可以被容易地冲成。另一方面，因为对于冲制的连通端口的尺寸，使得晶粒的粒子尺寸相对较大，所以材料的强度成为与冲制相关的值。

在图12B的情况中，分隔壁28的厚度和连通端口34的内径尺寸基本相同，包含在被冲制的材料中的晶界的量很小。因此，减小了作用在第一冲头56和第二冲头58上的载荷，这对提高阳模的耐久性是有效的。

举例来说，如上所述的镍材料可以用下面的方法制备。

如图13所示，首先将未加工的镍在真空中溶解在熔炉中(步骤S1)，并浇铸成锭，同时按要求脱气。通过加压，锭被初轧成具有适当尺寸的锭块(步骤S3)。对产物进行热轧，以形成具有预定厚度的板状部件(步骤S4)。板状部件的表面被磨削，以使条件处在所需的状态(步骤S5)。接着对条板进行冷粗轧，以使条板更薄(步骤S5)。此外，对条板进行软化退火，且通过冷粗轧，其中累积的应力被去除，由此条板被软化且其晶体粒子尺寸被调整(步骤S7)。并且，对条板进行最终的冷精轧，由此进行最终的精制厚度调整(步骤S7)，并且在滚轧的方向进行切割，以形成细长条板作为最终产品(步骤S9)。

软化退火的条件是：温度在从400℃至850℃的范围中，时间在从几分钟至几十分钟的范围中。如果软化退火温度太低或软化退火时间太短，则加工客体的软化将不足，且不能得到具有机械特性(即，处在预定数值范围中的硬度、拉伸强度、伸长率等)的材料。如果软化退火温度太高或软化退火时间太长，则晶体粒子生长得太大，因此不能得到所需的晶体粒子的尺寸。考虑到这些，软化退火温度在从550℃至850℃的范围中，优选600℃至800℃，更好的是650℃至750℃。软化退火时间优选几分钟至几十分钟。

图14至图14C示出了形成细长凹槽部分的步骤的第一改进实例。

在这种情况中，虽然如在上述的实施例中使用如图8A和图8B所示的阳模51和如图9A和图9B的阴模52，但阴模52的突起54被侧向移动了压力生成腔29的排列间距的一半。

特别地，突起53和突起54相互相对。当材料55(腔体形成板30)被夹在阳模51和阴模52之间时，处在突起53和突起54之间的材料的压缩量变得最大。

图14D示出了由实线标出的突起53和由虚线标出的突起54之间的位置关系。

如图14A所示，在细长凹槽部分形成步骤中，首先将条板55安装到阴模52的上面，且将第一阳模51布置在条板55的上侧。接着，如图14B所示，向下移动第一阳模51，以将突起53的远端部分53a推入条板55。这时，因为突起53的远端部分53a被锐化成V形，远端部分53a可以被牢固地推入条板55而不会变弯。如图14C所示，将突起53的推动进行至条板55的在板厚度方向上的中间位置。

通过推动突起53，条板55的一部分变形以形成细长凹槽部分33。在这种情况下，因为突起53的远端部分53a被锐化成V形，所以即使具有小形状的细长凹槽部分33也可以被以高尺寸精度形成。就是说，被远端部分53a推动的条板55的部分平滑地变形，待形成的细长凹槽部分33的形状被按突起53的形状形成。此外，因为远端部分53a的纵向两端逐渐变细，所以被所述的部分推动的条板55也可以平滑地变形。因此，细长凹槽部分33的纵向上的两个端部也可以以高尺寸精度形成。

因为突起53的推动被停止在板厚度方向的中间，因此可以使用比在形成通孔的情况中厚的条板55。由此，可以增加腔体形成板30的刚度，并可以改进墨水喷射特性。此外，腔体形成板30容易生产，并且操作也有利于提高板的精度。

条板55的一部分通过突起53的挤压上升到相邻的突出53之间的空隙(即间隙53b)中。此处，对作为待塑性加工材料的镍材料进行如上所述的数值限定。例如，镍晶体的粒子尺寸对分隔壁28的厚度的比值为60％或更小；维氏硬度不小于50Hv且小于190Hv；延展性大于5％且小于20％。

因为这样的镍材料在彼此相对的突起53和突起54之间被塑性加工，所以在突起53和突起54之间受最大压缩的条板55的部分必定朝向间隙53b变形。因此，可以形成相对较高的分隔壁28。

因为在这样的条件下对腔体形成板30进行塑性加工，所以可以获得更平滑的塑性变形。因为所得的腔体形成板30具有高的形状和尺寸精度，所以制造了具有良好喷射性能的液体喷射头1。因为如上所述的对镍材料的数值限定减小了施加在锻造冲头上的载荷，所以可以长时间保持锻造冲头的耐久性。

下面将解释形成细长凹槽部分的步骤的第二改进实例。在此情况下，可靠地控制材料55的塑性变形，以便适当地形成分隔壁28。使锻造冲头包含包括预制模和精制模的第二模和第一模，且第二模具有专门的形状，以形成适当的分隔壁28。

如图15所示，大量的成型冲头51b被布置在阳模51a即第一模中。为了形成细长凹槽部分33，成型冲头51b被拉长以形成突起53c。以预定的间距平行地布置突起53c。为了形成分隔壁28，在成型冲头51b之间提供间隙53b(见图16B)。图16C中示出了将第一模51a推入作为被加工客体的腔体形成板30(条板55)的状态。

在此实施例中，通过预制模63使材料(条板)55变形至间隙53b中，且通过精制模使材料55在间隙53b中的分布尽可能地接近正态。因而，在间隙53b的纵向上，使材料至间隙53b中的变形量为最直的状态，这对那些部分被用作部件如液体喷射头1的压力生成腔29的分隔壁28的情况来说是便利的。

下面将详细描述第二模52a的结构和操作。

如图16A所示，在阴模52a即第二模中，每个突起54在对应于突起53c的纵向中间部分的部分形成有凹入部分54a。预制模63具有突起54，突起54与间隙53b相对，并具有与间隙53b的长度几乎相同的长度。

图18A放大地示出了凹入部分54a。图18B示出了突起54的凹入部分54a之外的部分的横截面。图18C示出了突起54的形成凹入部分54a处的部分的横截面。

概念性地示出于图9A至图10C中的突起54为具有小高度的凸起部件。为了形成凹入部分54a，实际上要求突起54有一定的高度。为了得到这样的一定高度，每个突起54具有如图16B所示的楔形横截面。楔形部分的角度被设为90°或更小的角度。凹谷部分56a被限定在相邻的突起之间。

突起54的凹入部分54a在纵向上的长度被设为突起54的长度的约2/3或更小。优选突起54的长度的1/2或更小。突起54的间距被设为0.14mm。突起54的间距被设为0.3mm或更小，所以在组件如液体喷射头的锻造加工中可进行更加合适的预制。间距优选0.2mm或更小，更好的是0.15mm或更小。此外，至少突起54的凹入部分54a具有平滑精加工的表面。对于精加工，合适的是镜面精加工，此外，可以进行镀铬加工。

图18D示出了预制模63的第一改进实例，其中凹入部分54a形成有平坦面。图18E示出了预制模63的第二改进实例，其中只有凹入部分54a的底角是弯曲的。图18F示出了预制模63的第三改进实例，其中凹入部分54a形成有倾斜的平坦侧面和平坦底面。图18G示出了预制模63的第四改进实例，其中凸起部分54b基本限定在其两侧的两个凹入部分54a。图18H示出了预制模63的第五改进实例，其中使图18G中示出的凸起部分54b的顶部变平。

当突起54为楔形并具有尖端部分时，依据材料55的移动条件，可以如图18I所示形成平坦的顶表面54c或圆形的端部分。

在使用预制模63进行初级成型后，使用精制模64。如图17A所示，精制模64形成有位于凹入部分64b两侧的平坦表面64a。平坦表面64a和凹入部分64b在精制模64的纵向延伸。凹入部分64b位于与预制模63中的突起54的凹入部分54a相对应的部分。

接着，将描述由第一模51a和第二模52a构成的锻造冲头的操作。

图16B示出了在材料(条板)55在第一模51a和第二模52a之间马上受压之前得到的状态。当如图16C和图16D所示将突起54压入材料55时，使材料变形至间隙53b之中，以便预制分隔壁28。

顺便地说，第二模52a被提供有具有小高度的中间部分的凹入部分54a。在靠近处于凹入部分54a两侧的第二模52a的末端的部分56b中(见图16D)，模51a和模52a两个模之间的距离D1小于形成凹入部分54a的所述中间部分之间的距离D2。在此狭窄部分，材料的加压量增加，因此受压的材料变形，以便在几乎与加压方向正交的方向被向外推挤。就是说，材料被朝向凹入部分54a移动，其中在凹入部分54a中加压量较小。换句话说，凹入部分54a起到提供溢出材料进入的地方的作用。这样的此材料运动主要在突起53c或间隙53b的纵向上进行，因此材料55的一部分成为突入凹入部分54a的凸出部分55a。

此外，由于突起54的足够的高度的作用，更大量的材料55被确实地推挤至间隙53b之中。在被设置成这样的预制状态的分隔壁28中，如图16D所示形成低部分28a和高部分28b。制造这样的高度差异是因为大量的在末端部分56b受压的材料55变形至凹入部分54a，而同时大量的材料55变形至间隙53b之中。

当图16C和图16D所示的初级成型完成时，如图17B所示，材料被移动至第一模51a和精制模64之间，并且如图17C所示，在此被模51a和模52a加压。平坦表面64a增加变形至间隙53b之中的材料55的量，因此增加了低部分28a的高度。顺便地说，因为凸出部分55a被容纳在凹入部分64b之中，且不受来自精制模64的压力，所以高部分28b的高度几乎不变。因此，如图17D所示，分隔壁28的高度最终变得几乎一致。

在精制形成阶段，因为斜面64c被形成，所以使得在所有的间隙53b中，变形至每个间隙53b之中的材料55的量尽可能一致。即，在突起53的布置方向上从突起53的行列的中心部分至其两端，材料55逐渐地变形，因此由于塑性变形的累积，材料的末端的相邻部分变厚。因为厚部分被减低的斜面64c加压，所以可以防止厚部分中的材料过度地变形至间隙53b之中。因此，在所有的间隙53b中，材料55的变形量可以尽可能的一致。

此处，对作为待塑性加工的镍材料进行如上所述的数值限定。例如，镍晶体的粒子尺寸对分隔壁28的厚度的比值为60％或更小；维氏硬度不超过50Hv并小于190Hv；延展性大于5％并小于20％。

因为这样的镍材料在彼此相对的突起53和突起54之间被塑性加工，所以在突起53和突起54之间受最大压缩的条板55的部分必定朝向间隙53b变形。因此，可以形成相对较高的分隔壁28。

因为在这样的条件下对腔体形成板30进行塑性加工，所以可以获得更平滑的塑性变形。因为所得的腔体形成板30具有高的形状和尺寸精度，所以制造了具有良好喷射性能的液体喷射头1。因为如上所述的对镍材料的数值限定减小了施加在锻造冲头上的载荷，所以可以长时间保持锻造冲头的耐久性。

第一模51a和第二模52a被安装到普通的锻造设备(没有示出)上，且腔体形成板30(条板55)被提供在模51a和模52a之间，以便逐步地进行锻造加工。此外，第二模52a由成对的预制模63和精制模64构成。因此，最好彼此相邻地布置预制模63和精制模64，以便连续地移动腔体形成板30(条板55)。

作为第二个实例，图19中示出的记录头1’采用热生成元件61作为压力生成元件。根据实施例，具有柔性部分46和墨水供应端口45的密封板62被用来代替弹性板32，并且腔体形成板30的细长凹槽部分33的侧面被密封板密封。此外，在压力生成腔29的内部热生成元件61被固定到密封板61的表面。通过由电线对其供电，热生成元件61产生热。

因为腔体形成板30、喷嘴板31等部件的其它构造与上述实施例的相似，所以省略了对其的解释。

在记录头1’中，通过供电给热生成元件61，压力生成腔29内部的墨水沸腾，由沸腾产生的气泡对压力生成腔29内部的墨水施压，因而墨滴被从喷嘴口48中喷射。

即使在记录头1’的情况中，因为通过金属的塑性加工制造腔体形成板30，所以也可以得到与上述的实施例相似的优点。

对于连通端口34，虽然根据上述的实施例，已经解释了在细长凹槽部分33的一个末端部分提供连通端口34的实例，但本发明不限于此。例如，连通端口34可以被形成在细长凹槽部分33的纵向的大致中心的位置，且由其连通的墨水供应端口45和公共墨池14可以被布置在细长凹槽部分33的两个纵向的末端。由此，可以防止从墨水供应端口45到达连通端口34的压力生成腔29内部的墨水滞流。

此外，虽然根据上述的实施例，已经示出了将本发明应用到用于喷墨记录装置中的记录头的实例，应用本发明的液体喷射头的对象不仅仅包括墨水喷墨记录装置的墨水，还可以喷射胶水、指甲油(manicure)、导电液体(液体金属)等。

例如，本发明可应用于用于制造液晶显示器的彩色滤光片的彩色滤光片制造装置。在这种情况中，此装置的彩色材料喷射头是液体喷射头的一个实例。液体喷射装置的另一个实例是用于形成电极(如有机EL(电致发光)显示器或FED(场发射显示器)的电极)的电极形成装置。在这种情况中，此装置的电极材料(导电糊)喷射头是液体喷射头的一个实例。液体喷射装置的另一个实例是用于制造生物芯片的生物芯片制造装置。在这种情况中，此装置的生物有机物质喷射头和作为精确移液管使用的样品喷射头是液体喷射头的实例。本发明的液体喷射装置包括工业应用的其它工业液体喷射装置。

Claims (12)

1.一种液体喷射头，包括：

腔体形成板，具有形成有多个凹槽的第一面，所述的凹槽以固定的间距被布置在第一方向，使得所述的每个凹槽通过通孔与第二面连通，所述的第二面是所述的第一面的相对面，所述的腔体形成板由镍制成；

密封板，被结合到所述的腔体形成板的第一面，以密封所述的凹槽来形成多个压力生成腔；和

金属喷嘴板，形成有多个喷嘴，并且被结合到所述的腔体形成板的第二面，使得所述的每个喷嘴通过所述的通孔与所述压力生成腔中相关联的一个连通，

其中，所述的镍的晶体的粒子尺寸对分隔壁的厚度比值为60％或更小，所述的分隔壁被限定在所述凹槽中的相邻的凹槽之间。

2.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的分隔壁的厚度落入20μm至50μm的范围之中。

3.如权利要求2所述的液体喷射头，其中所述的粒子尺寸不小于5μm并且小于25μm。

4.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的镍的维氏硬度不小于150Hv并且小于190Hv。

5.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的镍的延展性大于5％并且小于20％。

6.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的分隔壁的高度对所述的分隔壁的所述厚度的比值落入1.0至2.1的范围。

7.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的每个凹槽的宽度对所述的分隔壁的所述厚度的比值落入2.0至5.0的范围。

8.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的每个凹槽的深度对所述的分隔壁的所述厚度的比值落入2.0至4.5的范围。

9.如权利要求1所述的液体喷射头，其中：

当从垂直于所述第一方向的第二方向观察时，所述的每个凹槽的底部具有V形的横截面；以及

形成所述V形横截面的面之间的角度落入45°至110°的范围。

10.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述的固定间距是0.3mm或更小。

11.一种制造液体喷射头的方法，包括下列的步骤：

提供包含由镍制成的材料板；

进行锻造加工以在所述的材料板的第一面中形成多个凹槽，使得所述的每个凹槽通过通孔与第二面连通，所述的第二面是所述的第一面的相对面；

将密封板结合到所述的材料板的第一面上，以密封所述的凹槽来形成多个压力生成腔；以及

将形成有多个喷嘴的金属喷嘴板结合到所述的材料板的第二面，使得所述的每个喷嘴通过所述的通孔与所述压力生成腔中相关联的一个连通，

其中，所述的镍的晶体的粒子尺寸对分隔壁的厚度比值为60％或更小，所述的分隔壁被限定在所述凹槽中的相邻凹槽之间。

12.如权利要求11所述的制造方法，其中所述的提供所述材料板的步骤包括对未加工的镍进行滚轧加工的步骤。

Images