專利名稱:加工小凹槽部分的方法、制造液體噴頭的方法和液體噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及加工用于制造液體噴頭等的一部分的小凹槽部分的方法和制造液體噴頭的方法以及液體噴頭。
背景技術(shù):
鍛造加工被用于各種生產(chǎn)領(lǐng)域,例如,已知液體噴頭的壓力產(chǎn)生腔是通過鍛造金屬材料來形成的。液體噴頭用于從噴嘴口噴射受壓液體作為液滴,且已知用各種液體構(gòu)造目標(biāo)的噴頭。噴墨記錄頭可以作為它們中的代表被指出。這里,將以噴墨記錄頭為例提供背景技術(shù)的說明。
噴墨型記錄頭(以后稱為“記錄頭”)提供有多組從公共墨水腔經(jīng)由與噴嘴口對應(yīng)的壓力產(chǎn)生腔到達(dá)噴嘴口的流動(dòng)通道。此外,鑒于縮小尺寸的要求,各個(gè)壓力產(chǎn)生腔需要以對應(yīng)于記錄密度的精細(xì)間距來形成。因此,用于分隔相鄰壓力產(chǎn)生腔的分隔壁部分的壁厚度變得極薄。此外,為了高效地利用壓力產(chǎn)生腔內(nèi)部的墨水壓力來輸送墨滴,連通壓力產(chǎn)生腔和公共墨水腔的墨水供應(yīng)端口的流動(dòng)通道寬度與壓力產(chǎn)生腔的寬度相比被進(jìn)一步縮窄。
此外,鑒于對可加工性等的要求,形成有噴嘴口的噴嘴板由金屬板制造。此外,用于改變壓力產(chǎn)生腔的體積的隔膜部分由彈性板形成。彈性板由將樹脂膜粘接到由金屬制成的支撐板上的雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,并且通過將支撐板的對應(yīng)于壓力產(chǎn)生腔的部分去除而被制造。
專利參考文獻(xiàn)1JP-A-2004-98165同時(shí),根據(jù)上述的背景技術(shù)的記錄頭,壓力產(chǎn)生腔由通過壓制等排列在金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板上的溝槽狀凹槽部分構(gòu)成。溝槽狀凹槽部分被形成為小凹槽部分,該溝槽的寬度非常窄,此外,用于分隔這些溝槽狀凹槽部分的分隔壁部分的壁厚度極薄,并且因此,在精確提供壓力產(chǎn)生腔的凹槽形狀時(shí)要極度小心。具體地,重要的是使得各個(gè)壓力產(chǎn)生腔的體積均一,以將溝槽狀凹槽部分的端部排列在具有預(yù)定形狀的假想線上。因?yàn)槿缟纤?,溝槽狀凹槽部分是非常小的凹槽部分,所以由于在加工或者其他加工條件下的金屬材料的變形現(xiàn)象,溝槽狀凹槽部分的形狀產(chǎn)生變動(dòng),并且看起來在上述的在假想線上的排列狀態(tài)中發(fā)生問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,已經(jīng)進(jìn)行了本發(fā)明,并且其目的是提供一種通過鍛造在形成高精度凹槽部分形狀時(shí)能夠?qū)⑿“疾鄄糠值亩瞬恳?guī)則地布置在具有預(yù)定形狀的假想線上的加工小凹槽部分的方法,以及提供一種制造液體噴頭的方法和液體噴頭。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的,本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法通過如下操作來構(gòu)成其要旨在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模壓向金屬基板來壓制行狀的小凹槽部分之前,沿著所述各個(gè)陽模所壓向的預(yù)測壓制部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分,在所述金屬基板上預(yù)先形成高剛度部分。
此外,為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的制造液體噴頭的方法通過這樣一種制造液體噴頭的方法來構(gòu)成其要旨,其中所述液體噴頭包括由金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板,所述壓力產(chǎn)生腔形成板形成有彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分并且在所述溝槽狀凹槽部分的一端形成有沿板厚度方向穿透的連通端口;由金屬制成的噴嘴板,所述噴嘴板在其對應(yīng)于所述連通端口的位置上鉆有噴嘴口;以及由金屬制成的密封板,所述密封板用于密封所述溝槽狀凹槽部分的開口面并且在其對應(yīng)于所述溝槽狀凹槽部分的另一端的位置鉆有液體供應(yīng)端口,所述液體噴頭通過將所述密封板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的所述溝槽狀凹槽部分的一側(cè)并且還將所述噴嘴板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的相反側(cè)來構(gòu)成,在所述方法中,在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模壓向金屬板來壓制行狀的溝槽狀凹槽部分之前,沿著所述各個(gè)陽模所壓向的預(yù)測壓制部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分,在所述金屬板上預(yù)先形成高剛度部分。
此外,為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的液體噴頭通過如下構(gòu)造構(gòu)成其要旨由金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板,所述壓力產(chǎn)生腔形成板形成有彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分并且在所述溝槽狀凹槽部分的一端形成有沿板厚度方向穿透的連通端口;由金屬制成的噴嘴板,所述噴嘴板在其對應(yīng)于所述連通端口的位置上鉆有噴嘴口;和由金屬制成的密封板,所述密封板用于密封所述溝槽狀凹槽部分的開口面并且在其對應(yīng)于所述溝槽狀凹槽部分的另一端的位置鉆有液體供應(yīng)端口,并且所述液體噴頭通過將所述密封板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的形成所述溝槽狀凹槽部分的一側(cè)并且還將所述噴嘴板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的相反側(cè)來構(gòu)成,其中所述壓力產(chǎn)生腔形成板沿著所述行狀的溝槽狀凹槽部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分具有高剛度部分。
就是說,根據(jù)本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法,設(shè)定有沿著預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模被壓向其的預(yù)測壓制部分的端部、沿行方向延伸的假想線,在該假想線的附近預(yù)先形成高剛度部分,之后,陽模被壓向金屬板,因此,在形成小凹槽部分的瞬時(shí)狀態(tài)下的金屬材料的變形被高剛度部分限制,并且小凹槽部分的端部被形成為沿著假想線被規(guī)則排列的狀態(tài)。因此,可以容易地實(shí)現(xiàn)將難以提高形成精度的極小凹槽部分形成為將多個(gè)小凹槽部分排列在具有預(yù)定形狀的假想線上的狀態(tài)。根據(jù)此優(yōu)點(diǎn),小凹槽部分的凹槽部分形狀和凹槽部分體積可以被設(shè)置為預(yù)定值,例如,該優(yōu)點(diǎn)當(dāng)例如通過壓制構(gòu)造液體噴頭的壓力產(chǎn)生腔時(shí)是極其優(yōu)選的。
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分是這樣的部分,即該部分被設(shè)定而使得沿著金屬板的假想線的區(qū)域的一部分構(gòu)成比其他部分的相對更高的剛度時(shí),相對較高剛度部分可以沿著假想線被形成,因此,可以極簡單地進(jìn)行高剛度部分的形成。就是說,可以通過增大預(yù)定部分處的剛度并且使得其他部分的剛度保持原有剛度或者降低剛度來形成高剛度部分,此外,可以通過降低預(yù)定部分處的剛度并且使得其他部分的剛度保持原有的剛度或者增大剛度來形成高剛度部分,并且這樣可以簡單地提供高剛度部分。
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分在形成凹槽溝槽部分的同時(shí)被設(shè)置在沿著假想線所形成的凹槽溝槽部分中時(shí),高剛度部分可以被形成在凹槽溝槽部分中,因此,形成高剛度部分的步驟被簡化。此外,凹槽溝槽部分被沿著假想線布置,因此,便于將形成在凹槽溝槽部分中的高剛度部分布置在預(yù)定位置,并且便于執(zhí)行相對于假想線的位置的適當(dāng)?shù)男纬伞?br>
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分是通過使凹槽溝槽部分的一部分的深度變淺所形成的淺底部分時(shí),淺底部分的壁厚變得大于其他部分的壁厚,因此實(shí)現(xiàn)了作為高剛度部分的功能。此外,通過僅僅使凹槽溝槽部分的深度變淺來形成高剛度部分,通過簡單的壓制簡化了加工。
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分是通過使凹槽溝槽部分的一部分的寬度縮窄所形成的窄寬度部分時(shí),通過加工縮窄窄寬度部分的寬度,使得沿窄寬度方向的金屬材料變形量比其他凹槽溝槽部分的部分更小,因此,溝槽狀凹槽部分被排列窄假想線上。在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分是通過在凹槽溝槽部分的底部設(shè)置開口部分所形成的未開口部分時(shí),在形成凹槽溝槽部分時(shí),開口部分可以通過簡單的壓制步驟被形成,因此,構(gòu)造高剛度部分的未開口部分可以被簡單地加工。
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)高剛度部分被設(shè)置在各個(gè)陽模被壓向其的行狀的預(yù)想壓制部分的行端的附近時(shí),雖然看起來形成在該行端的附近的小凹槽部分的排列易于通過使得金屬材料在陽模的下端附近變形的狀態(tài)、壓制條件等而處在非正常模式中,但是高剛度部分被布置以適用于易于表現(xiàn)出這樣的非正常性的部分,因此,可以限制非正常模式的發(fā)生。
在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)假想線基本為直線時(shí),小凹槽部分的端部可以被沿著假想線精確地排列,并且便于均一地提供小凹槽部分的形狀和凹槽部分的體積。在本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法中,當(dāng)小凹槽部分是彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分時(shí),可以通過高剛度部分限制金屬材料沿溝槽狀凹槽部分的縱向變形,并且溝槽狀凹槽部分的端部可以沿著假想線被精確地形成。
此外,根據(jù)本發(fā)明的制造液體噴頭的方法,在以經(jīng)排列的狀態(tài)在金屬板上形成小的溝槽狀凹槽部分之前,所述金屬板在沿著各個(gè)陽模被壓向其的曝光壓制部分的端部、沿行方向延伸的假想線的附近的預(yù)定部分處被預(yù)先形成有高剛度部分,因此,在形成溝槽狀凹槽部分的瞬時(shí)階段中的金屬材料的變形被高剛度部分限制,并且溝槽狀凹槽部分的端部被形成為沿著假想線被規(guī)則排列的狀態(tài)。因此,可以容易地實(shí)現(xiàn)將難以提高形成精度的極小的溝槽狀凹槽部分形成為被排列在具有預(yù)定形狀的假想線上的狀態(tài)。因此,液體噴頭的各個(gè)壓力產(chǎn)生腔的形狀和體積可以被均一地設(shè)定,并且噴射液體的特性可以被穩(wěn)定。
此外,根據(jù)本發(fā)明的液體噴頭,壓力產(chǎn)生腔形成板沿著行狀的溝槽狀凹槽部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分設(shè)置有高剛度部分,因此設(shè)置有溝槽狀凹槽部分,其中在形成該溝槽狀凹槽部分時(shí)金屬材料的變形被高剛度部分限制,并且液體噴頭的各個(gè)壓力產(chǎn)生腔的形狀和體積可以被均一地設(shè)定,且噴射液體的特性可以被穩(wěn)定。
本公開涉及包含在日本專利申請No.2004-266322(2004年9月14日遞交)的主體,通過引用其全文將該申請清楚地包含于此。
在附圖中圖1是噴墨型記錄頭的分解透視圖;圖2是噴墨型記錄頭的剖面圖;圖3(a)和3(b)是用于解釋振動(dòng)器單元的視圖;圖4是壓力產(chǎn)生腔形成板的平面圖;圖5(a)-5(c)圖示了壓力產(chǎn)生腔形成板的解釋圖,圖5(a)是圖4中X部分的放大圖,圖5(b)是沿圖5(a)的線A-A的所取的剖面圖,以及圖5(c)是沿圖5(a)的線B-B所取的剖面圖;圖6是彈性板的平面圖;圖7(a)-7(b)圖示了彈性板的解釋圖,圖7(a)是圖6中Y部分的放大圖,圖7(b)是沿圖7(a)中線C-C所取的剖面圖;圖8是示出了加工次序的步驟圖;圖9是連續(xù)示出了第一步驟中的加工階段的條板的平面圖;圖10(a)-10(e)圖示了示出了形成高剛度部分的狀態(tài)的平面圖和剖面圖;圖11(f)-11(h)圖示了示出了形成高剛度部分的狀態(tài)的平面圖和剖面圖;圖12是連續(xù)示出了第二步驟中的加工階段的條板的平面圖;圖13是連續(xù)示出了第三步驟中的加工階段的條板的平面圖;圖14是連續(xù)示出了第四步驟中的加工階段的條板的平面圖;圖15是示出了支撐壓力產(chǎn)生腔形成板的基準(zhǔn)面的狀態(tài)的側(cè)視圖;圖16(a)和16(b)是用于解釋用于形成溝槽狀凹槽部分的陽模的視圖;圖17(a)和17(b)是用于解釋用于形成溝槽狀凹槽部分的陰模的視圖;圖18(a)到18(c)是用于解釋溝槽狀凹槽部分的形成的示意圖;圖19是簡要地示出了輥型修正裝置的側(cè)視圖;圖20是手壓型修正裝置的側(cè)視圖;圖21是一面拋光裝置的平面圖;圖22是兩面拋光裝置的側(cè)視圖;圖23是示出了模具和材料之間的關(guān)系的透視圖;圖24(a)-24(d)圖示了進(jìn)行初步形成的狀態(tài)的透視圖和剖面圖;圖25(a)-25(d)圖示了進(jìn)行精制形成的狀態(tài)的透視圖和剖面圖;圖26是示出了模具和材料之間的關(guān)系的透視圖;圖27是示出了進(jìn)行形成溝槽狀凹槽部分的狀態(tài)的剖面圖;圖28是示出了形成溝槽狀凹槽部分和參考孔的時(shí)序的線圖;圖29(a)-29(b)圖示了示出了初步形成和精制形成的剖面圖;圖30(a)-30(c)圖示了示出了放大的形成過程的剖面圖;和圖31是用于解釋噴墨型記錄頭的改進(jìn)示例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法、制造液體噴頭的方法以及液體噴頭的最佳方式提供說明。
根據(jù)本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法可以優(yōu)選被用于制造液體噴頭的一部分,因此,在所說明的實(shí)施例中,作為液體噴頭的代表,示出了將該加工小凹槽部分的方法應(yīng)用于制造噴墨型記錄頭的一部分的示例。
如圖1和圖2所示,記錄頭1大致由殼體2、包含在殼體2內(nèi)部的振動(dòng)器單元3、結(jié)合到殼體2的前端面的流動(dòng)通道單元4、布置在殼體2的與前端面相反側(cè)的安裝面上的連接板5、安裝到殼體2的安裝面一側(cè)的供應(yīng)針單元6等構(gòu)成。
如圖3所示,振動(dòng)器單元3大致由壓電振動(dòng)器組7、與壓電振動(dòng)器組7相結(jié)合的固定板8和用于為壓電振動(dòng)器組7提供驅(qū)動(dòng)信號的柔性電纜9。
壓電振動(dòng)器組7具有被形成為行狀的多個(gè)壓電振動(dòng)器10...。各個(gè)壓電振動(dòng)器10...是一種壓力產(chǎn)生元件并且也是一種電力機(jī)械轉(zhuǎn)換元件。各個(gè)壓電振動(dòng)器10...由位于所述行的兩端的一對偽振動(dòng)器10a,10a和布置在偽振動(dòng)器10a、10a之間的多個(gè)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器10b...構(gòu)成。此外,各個(gè)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器10b被分割成具有極細(xì)的寬度(例如大約50μm到100μm)的梳狀形狀,并且提供有180個(gè)。此外,偽振動(dòng)器10a具有比驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器10b足夠?qū)挼膶挾?,并且具有保護(hù)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器10b免受撞擊等的保護(hù)功能以及將振動(dòng)器單元3布置到預(yù)定位置的引導(dǎo)功能。
根據(jù)各個(gè)壓電振動(dòng)器10...,通過將壓電振動(dòng)器10的固定端部分結(jié)合到固定板8上,使其自由端部分從固定板8的前端面向外突出到一側(cè)。即各個(gè)壓電振動(dòng)器10...以所謂的懸臂狀態(tài)被支撐在固定板8上。此外,各個(gè)壓電振動(dòng)器10...的自由端部分由交替層疊的壓電構(gòu)件和內(nèi)電極構(gòu)成,以通過在彼此相對的電極之間施加電勢差來在元件的縱向上伸展或收縮。
將柔性電纜9在壓電振動(dòng)器10的固定端部分的構(gòu)成與固定板8相反側(cè)的側(cè)面電連接到壓電振動(dòng)器10。此外,柔性電纜9的表面安裝有控制IC11,用于控制驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)器10。此外,用于支撐各個(gè)壓電振動(dòng)器10...的固定板8是板狀構(gòu)件,其具有能夠承受來自壓電振動(dòng)器10的反作用力的剛度,因此優(yōu)選使用不銹鋼板等的金屬板。
殼體2是由例如環(huán)氧類樹脂等的熱塑性樹脂模制成型的塊狀構(gòu)件。這里,殼體2由熱塑性樹脂模制成型是因?yàn)闊崴苄詷渲哂懈哂谄胀渲臋C(jī)械強(qiáng)度,它的線性膨脹系數(shù)小于普通樹脂,因此隨環(huán)境溫度變化的形變更小。此外,殼體2的內(nèi)部形成有能夠容納振動(dòng)器單元3的容納中空部分12和構(gòu)成墨水流動(dòng)通道的一部分的墨水供應(yīng)通道13。
容納中空部分12是具有能容納振動(dòng)器單元3的尺寸的中空部分。在容納中空部分12的前端側(cè)的一部分,殼體的內(nèi)壁被部分地突出以指向側(cè)面方向,并且突出部分的上面充當(dāng)與固定板接觸的面。此外,振動(dòng)器單元3以從其開口面向各個(gè)壓電振動(dòng)器10的前端的狀態(tài)被容納在容納中空部分12中。在該容納狀態(tài)中,固定板8的前端面以與所述與該固定板接觸的面接觸的狀態(tài)被粘接到其上。
通過使殼體2的前端面部分地凹入來制造前端凹槽部分15。本實(shí)施例的前端凹槽部分15是在容納中空部分12的左和右外側(cè)形成的基本上為梯形的凹槽部分,并且被形成為梯形的下底部被布置在容納中空部分12一側(cè)。
墨水供應(yīng)通道13被形成為沿著殼體2的高度方向穿透殼體2,并且其前端與后述的墨水存儲腔連通。此外,墨水供應(yīng)通道13的在安裝面一側(cè)的端部被形成在從安裝面突起的連接端口16中。
連接板5是形成有向記錄頭1供應(yīng)各種信號的電線的布線板,并且安裝有能夠連接信號電纜的連接器17。此外,連接板5被布置在殼體2的安裝面上,并且通過焊接等與柔性電纜9的電線相連接。此外,來自控制裝置(未示出)的信號電纜的前端插入連接器17。
供應(yīng)針單元6是與墨盒(未示出)相連接的部分,大致由針座18、墨水供應(yīng)針19和過濾器20構(gòu)成。
墨水供應(yīng)針19是插入到墨盒中用于引入存儲在墨盒中的墨水的部分。墨水供應(yīng)針19的前端部分銳化成圓錐狀以便于插進(jìn)墨盒。此外,前端部分鉆有多個(gè)用于連通墨水供應(yīng)針19的內(nèi)部和外部的墨水引入孔。此外,本實(shí)施例的記錄頭1可以噴射兩種類型的墨水,因此記錄頭1設(shè)置有兩個(gè)墨水供應(yīng)針19。
針座18是用于附接墨水供應(yīng)針19的構(gòu)件,其表面形成有兩個(gè)基座21,用于固定附接墨水供應(yīng)針19的根部以橫向排齊。此外,基座底面的大致中心形成有在針座18的板厚度方向上穿透的墨水排出端口22。此外,針座18在側(cè)向延伸出有凸緣部分。
過濾器20是用來阻止墨水內(nèi)部的異物如灰塵、模制成型過程中的毛刺等通過的構(gòu)件,過濾器20由例如具有精細(xì)網(wǎng)格的金屬網(wǎng)構(gòu)成。過濾器20粘接在形成于基座21中的過濾器支撐槽上。
此外,如圖2所示,供應(yīng)針單元6被布置在殼體2的附接面。在這種布置狀態(tài)下,供應(yīng)針單元6的墨水排出端口22和殼體2的連接端口16通過密封環(huán)23以液體密封的狀態(tài)相互連通。
下面將解釋上述的流動(dòng)通道單元4。流動(dòng)通道單元4被構(gòu)成,以將噴嘴板31結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的一個(gè)面上并且將彈性板32結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的另一個(gè)面上。
如圖4所示,壓力產(chǎn)生腔形成板30是由金屬制成的板狀構(gòu)件,此板狀構(gòu)件形成有溝槽狀凹槽部分33,許多所述溝槽狀凹槽部分33被沿縱向平行排列;連通端34,設(shè)置在每一溝槽狀凹槽部分33處;以及腔用空間(此后稱為儲液池)35,用于形成墨水存儲腔14。壓力產(chǎn)生腔形成板30是經(jīng)過了壓制的金屬板。儲液池35基本沿著排列溝槽狀凹槽部分33的方向以沿壓力產(chǎn)生腔形成板30的板厚度方向穿透的狀態(tài)被設(shè)置,并且由沿排列溝槽狀凹槽部分33的方向延伸的細(xì)長形狀構(gòu)成。同樣考慮到加工壓力產(chǎn)生腔形成板30步驟,在后述的沖制步驟中示出了類似的儲液池35。根據(jù)本實(shí)施例,通過加工由鎳制成的厚度為0.35mm的板制造壓力產(chǎn)生腔形成板30。
此處將解釋選擇鎳作為板的原因。第一個(gè)原因是鎳的線性膨脹系數(shù)與構(gòu)成噴嘴板31和彈性板32的主要部分的金屬的線性膨脹系數(shù)基本相同。就是說,當(dāng)構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的壓力產(chǎn)生腔形成板30、彈性板32和噴嘴板31的線性膨脹系數(shù)相等時(shí),在加熱粘接各個(gè)構(gòu)件的情況下,各個(gè)構(gòu)件是均勻膨脹的。因此,難以產(chǎn)生由膨脹系數(shù)的差異引起的翹曲等機(jī)械應(yīng)力。所以,即使當(dāng)粘接溫度設(shè)定為高溫時(shí),各個(gè)構(gòu)件仍可以相互粘接而不會(huì)有障礙。此外,即使當(dāng)在操作記錄頭1中壓電振動(dòng)器10產(chǎn)生熱量,并且流動(dòng)通道單元4被熱量所加熱時(shí),構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的各個(gè)構(gòu)件30、31和32仍均勻膨脹。因此,即使當(dāng)反復(fù)進(jìn)行操作記錄頭1的加熱和停止操作記錄頭1的冷卻時(shí),也難以在構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的各個(gè)構(gòu)件30、31和32中引起剝落等的缺陷。
第二個(gè)原因是鎳具有優(yōu)異的抗銹蝕性。就是說,在這類的記錄頭1中,優(yōu)選使用水性墨水,所以重要的是即使當(dāng)記錄頭1與水長時(shí)間接觸后仍不會(huì)引起銹蝕等蝕變。在這方面,鎳類似于不銹鋼,具有極好的抗銹蝕性,難以發(fā)生諸如銹蝕等的蝕變。
第三個(gè)原因是鎳具有良好的延展性。就是說,在制造壓力產(chǎn)生腔形成板30時(shí),是通過根據(jù)本實(shí)施例的如后所述的塑性形變(例如,壓制)來進(jìn)行制造的。此外,形成在壓力產(chǎn)生腔形成板30中的溝槽狀凹槽部分33和連通端口34由極小的形狀構(gòu)成,并因此需要高尺寸精度。此外,當(dāng)鎳用作板時(shí),因?yàn)殒嚨难诱剐院?,所以溝槽狀凹槽部?3和連通端口34即使通過塑性形變也可以以高尺寸精度來形成。
此外,只要上述的各個(gè)條件,即線性膨脹系數(shù)的條件、抗銹蝕性的條件和延展性的條件得到滿足時(shí),壓力產(chǎn)生腔形成板30也可以由鎳之外的金屬或者鎳的合金構(gòu)成。
溝槽狀凹槽部分33是構(gòu)成壓力產(chǎn)生腔29的溝槽狀的凹槽部分,并且由直線形的凹槽構(gòu)成,如在圖5中放大溝槽所示的。根據(jù)實(shí)施例,180個(gè)溝槽被沿溝槽的寬度方向排列,其中每個(gè)溝槽寬約0.1mm,長約1.5mm,深約0.1mm。溝槽狀凹槽部分33的底面的寬度在沿著深度方向(即深度側(cè))行進(jìn)時(shí)減少以凹成V形。將底面凹成V形以增加用于分隔彼此相鄰的壓力產(chǎn)生腔29,29的分隔壁部分28的剛度。即,通過將底面凹成V形,分隔壁部分28根部(在底面?zhèn)鹊牟糠?的壁厚度被加厚,并且分隔壁部分28的剛度被提高。此外,當(dāng)分隔壁部分28的剛度被提高時(shí),來自相鄰的壓力產(chǎn)生腔29的壓力變化的影響就難以起作用。即來自相鄰的壓力產(chǎn)生腔29的墨水壓力的變化難以被傳遞。此外,通過將底面凹成V形,溝槽狀凹槽部分33可以通過塑性形變以優(yōu)異的尺寸精度(以后將提到)來形成。此外,雖然字符V的角度可以通過加工條件調(diào)整,但是該角度為例如約90度。此外,因?yàn)榉指舯诓糠?8的前端部分的壁厚度極薄,所以即使密集地形成各個(gè)壓力產(chǎn)生腔29,仍能保證所需的容量。
此外,對于根據(jù)本實(shí)施例的溝槽狀凹槽部分33,其兩個(gè)縱向端部向深度側(cè)行進(jìn)時(shí)都向下朝內(nèi)側(cè)傾斜。就是說,溝槽狀凹槽部分33的兩個(gè)縱向端部都被形成為壓制形狀。因?yàn)橥ㄟ^以這樣的方式構(gòu)造,所以溝槽狀凹槽部分33通過塑性形變以優(yōu)異的尺寸精度被形成。
此外,相鄰于兩端部分的溝槽狀凹槽部分33、33,形成有偽凹槽部分36,此偽凹槽部分36具有寬于溝槽狀凹槽部分33的寬度。偽凹槽部分36是溝槽狀的凹槽部分,用于構(gòu)成與墨滴噴射無關(guān)的偽壓力產(chǎn)生腔。根據(jù)實(shí)施例的偽凹槽部分36由寬約0.2mm,長約1.5mm,深約0.1mm的溝槽構(gòu)成。此外,偽凹槽部分36的底面被凹成W形。這是為了增加分隔壁部分28的剛度,并為了通過塑性形變以優(yōu)異的尺寸精度形成偽凹槽部分36。
此外,溝槽狀凹槽部分的行列33a由各個(gè)溝槽狀凹槽部分33...和一對偽凹槽部分36構(gòu)成。根據(jù)實(shí)施例,橫向地形成兩行行列33a。就是說,由溝槽狀凹槽部分的行列33a和儲液池35構(gòu)成一組,并且布置兩組。
連通端口34被形成為沿著板厚度方向從溝槽狀凹槽部分33的一端穿透的通孔。連通端口34針對每一溝槽狀凹槽部分33被形成,并且在一個(gè)凹槽部分行形成有180個(gè)連通端口34。根據(jù)本實(shí)施例的連通端口34,其開口形狀由矩形構(gòu)成并且由第一連通端口37和第二連通端口38構(gòu)成,第一連通端口37從壓力產(chǎn)生腔形成板30的溝槽狀凹槽部分33的一側(cè)形成到其板厚度方向上的中部,第二連通端口38從與溝槽狀凹槽部分33相反一側(cè)的壓力產(chǎn)生腔形成板30的表面形成到板厚度方向上的中部。
此外,第一連通端口37和第二連通端口38的截面面積彼此不同,并且第二連通端口38的內(nèi)部尺寸設(shè)置得比第一連通端口37的內(nèi)部尺寸稍小。這是由于通過壓制來制造連通端口34的事實(shí)造成的。就是說,壓力產(chǎn)生腔形成板30通過加工厚度為0.35mm的鎳板而被制造,因此,即使減去溝槽狀凹槽部分33的深度,連通端口34的長度也等于或者大于0.25mm。此外,因?yàn)檫B通端口34的寬度需要比溝槽狀凹槽部分33的凹槽寬度小,所以連通端口34的寬度被設(shè)定為小于0.1mm。因此,當(dāng)連通端口34將要通過一次加工被沖制時(shí),陽模(沖頭)由于其高寬比的關(guān)系而被弄彎。所以,根據(jù)本實(shí)施例,加工分為兩次,在第一次加工中,第一連通端口37被形成到板厚度方向上的中部,在第二次加工中,形成第二連通端口38。此外,后面將解釋連通端口34的加工過程。
此外,偽凹槽部分36形成有偽連通端口39。與上述連通端口34相似,偽連通端口39由第一偽連通端口40和第二偽連通端口41構(gòu)成,并且第二偽連通端口41的內(nèi)部尺寸被設(shè)定為比第一偽連通端口40的內(nèi)部尺寸小。
此外,雖然根據(jù)實(shí)施例,舉例說明了連通端口34和偽連通端口39的開口形狀是由矩形通孔構(gòu)成的,但本形狀并不限于矩形。此外,開口形狀可以由圓形開口的通孔構(gòu)成。
接下來,將解釋彈性板32。彈性板32是一種密封板,并且由將一層彈性膜43層疊在支撐板42上的復(fù)合材料(本發(fā)明的一種金屬材料)制造。根據(jù)實(shí)施例,不銹鋼板被用作支撐板42,PPS(聚苯硫醚)被用作彈性膜43。
隔膜部分44是用來分隔部分壓力產(chǎn)生腔29的部分。即,隔膜部分44密封溝槽狀凹槽部分33的開口面,并且與溝槽狀凹槽部分33一起分隔形成壓力產(chǎn)生腔29。如7(a)所示,隔膜部分44由與溝槽狀凹槽部分33對應(yīng)的細(xì)長形狀構(gòu)成,并針對每一個(gè)溝槽狀凹槽部分33...形成為一個(gè)密封區(qū)域來密封溝槽狀凹槽部分33。具體地,隔膜部分44的寬度被設(shè)定為與溝槽狀凹槽部分33的溝槽寬度基本相等,并且隔膜部分44的長度被設(shè)定為比溝槽狀凹槽部分33的長度稍短。就長度而言,根據(jù)本實(shí)施例,長度被設(shè)定為溝槽狀凹槽部分33的長度的大約三分之二。此外,就形成位置而言,如圖2所示,隔膜部分44的一端與溝槽狀凹槽部分33的一端(連通端口34一側(cè)的端部)對齊。
如圖7(b)所示,通過蝕刻等方法以環(huán)形形狀去除支撐板42的與溝槽狀凹槽部分33對應(yīng)的部分以僅僅留下彈性膜43,來制造隔膜部分44,并且環(huán)中形成島狀部分47。島狀部分47是與壓電振動(dòng)器10的前端面相結(jié)合的部分。
墨水供應(yīng)端口45是用來連通壓力產(chǎn)生腔29和公共墨水腔14的孔,并且穿透彈性板32的板厚度方向。與隔膜部分44相似,墨水供應(yīng)端口45也對于每個(gè)溝槽狀凹槽部分33在對應(yīng)于溝槽狀凹槽部分33的位置被形成。如圖2所示,墨水供應(yīng)端口45在對應(yīng)于與連通端口34相反一側(cè)的溝槽狀凹槽部分33另一端的位置上鉆孔而成。此外,墨水供應(yīng)端口45的直徑被設(shè)定為比溝槽狀凹槽部分33的溝槽寬度小得多。根據(jù)實(shí)施例,墨水供應(yīng)端口45由23μm的小通孔構(gòu)成。
以小通孔構(gòu)成墨水供應(yīng)端口45的原因是,在壓力產(chǎn)生腔29和公共墨水腔14中提供流動(dòng)通道阻力。即,根據(jù)記錄頭1,通過利用施加給壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)墨水的壓力的變化來噴射墨滴。因此,為了高效地噴射墨滴,很重要的是盡可能阻止壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的墨水壓力逃逸到公共墨水腔14的一側(cè)。從這個(gè)觀點(diǎn)考慮,根據(jù)本實(shí)施例,墨水供應(yīng)端口45由小通孔構(gòu)成。
此外,當(dāng)如實(shí)施例中墨水供應(yīng)端口45由通孔構(gòu)成時(shí),具有易于加工且獲得高尺寸精度的優(yōu)點(diǎn)。即,因?yàn)槟?yīng)端口45是通孔,能夠通過激光加工進(jìn)行制造。因此,即使小直徑也能夠以高精度進(jìn)行制造,并且操作也容易。
此外,構(gòu)成彈性板32的支撐板42和彈性膜43不限于這些示例。例如,聚酰亞胺可以被用作彈性膜43。
接著,將解釋噴嘴板31。噴嘴板31是排列有多個(gè)噴嘴口48的由金屬制成的板狀構(gòu)件。根據(jù)此實(shí)施例,不銹鋼板因此被使用,并且多個(gè)噴嘴口48...以對應(yīng)于點(diǎn)形成密度的間距被開口。根據(jù)此實(shí)施例,噴嘴行列通過將總共180個(gè)噴嘴口48進(jìn)行排列來構(gòu)成,并且形成兩行噴嘴,以橫向排列。此外,當(dāng)將噴嘴板31被結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的另一表面,即其在與彈性板32相反一側(cè)的表面時(shí),各個(gè)噴嘴口48...面向?qū)?yīng)的連通端口34。
此外,當(dāng)彈性板32被結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的一個(gè)表面,即其用于形成溝槽狀凹槽部分33的面時(shí),通過隔膜部分44密封溝槽狀凹槽部分33的開口面,分隔形成壓力產(chǎn)生腔29。類似地,偽凹槽部分36的開口面也被密封,以分隔形成偽壓力產(chǎn)生腔。此外,當(dāng)噴嘴板31被結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的另一表面時(shí),噴嘴口48面向?qū)?yīng)的連通端口34。當(dāng)結(jié)合到島狀部分47的壓電振動(dòng)器10在該狀態(tài)下被伸長或壓縮時(shí),在島狀部分47周圍的彈性膜43發(fā)生形變,并且島狀部分47被推向溝槽狀凹槽部分33一側(cè)或者在離開溝槽狀凹槽部分33一側(cè)的方向上受拉。通過使彈性膜43發(fā)生形變,壓力產(chǎn)生腔29被擴(kuò)展或壓縮,以向壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)部的墨水提供壓力變化。
具有上述結(jié)構(gòu)的記錄頭1包括從墨水供應(yīng)針19到公共墨水腔14的公共墨水流動(dòng)通道,和從公共墨水腔14通過壓力產(chǎn)生腔29到達(dá)每個(gè)噴嘴口48的單獨(dú)墨水流動(dòng)通道。此外,存儲在墨盒中的墨水從墨水供應(yīng)針19被引入,并通過公共墨水流動(dòng)通道而被存儲在公共墨水腔14中。存儲在公共墨水腔14中的墨水通過單獨(dú)墨水通道從噴嘴口48中被噴射出去。
例如,當(dāng)壓電振動(dòng)器10被壓縮的時(shí)候,隔膜部分44被拉向振動(dòng)器單元3的那一側(cè)以使壓力產(chǎn)生腔29膨脹。通過此膨脹,壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)部處于負(fù)壓之下,因此公共墨水腔14內(nèi)的墨水通過墨水供應(yīng)端口45流進(jìn)每個(gè)壓力產(chǎn)生腔29。此后,當(dāng)壓電振動(dòng)器10被伸展的時(shí)候,隔膜部分44被推到壓力產(chǎn)生腔形成板30的那一側(cè)以使壓力產(chǎn)生腔29收縮。通過此收縮,壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的墨水壓力上升,并從對應(yīng)的噴嘴口48中噴射出墨滴。
此外,根據(jù)記錄頭,使壓力產(chǎn)生腔29(溝槽狀凹槽部分33)的底面以V形凹入。此外,根據(jù)用于分隔相鄰壓力產(chǎn)生腔29、29的分隔壁部分28,根部的壁厚被形成為比其前端部分的壁厚更厚。從而,分隔壁部分28的剛度可以比背景技術(shù)中的增加更多。因此,在噴射墨滴的時(shí)候,即使當(dāng)壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)產(chǎn)生了墨水壓力變化時(shí),此壓力變化也很難被傳遞到相鄰的壓力產(chǎn)生腔29。結(jié)果,可以防止所謂的相鄰串?dāng)_并且可以穩(wěn)定墨滴的噴射。
此外,根據(jù)實(shí)施例,提供有與墨滴噴射無關(guān)、并與位于行的端部的壓力產(chǎn)生腔29、29相鄰的偽壓力產(chǎn)生腔(即,由偽凹槽部分36和彈性板32分隔出的中空部分),因此對于在兩端的壓力產(chǎn)生腔29、29,其一側(cè)形成有相鄰的壓力產(chǎn)生腔29,其相反一側(cè)形成有偽壓力產(chǎn)生腔。因此,對于位于行的端部的壓力產(chǎn)生腔29、29,可以使分隔壓力產(chǎn)生腔29的分隔壁的剛度與行中部的其它壓力產(chǎn)生腔29...的分隔壁的剛度相等。結(jié)果,可以使得同一行上的所有壓力產(chǎn)生腔29的墨滴噴射特性相等。
此外,對于偽壓力產(chǎn)生腔,在排列方向側(cè)的寬度比各個(gè)壓力產(chǎn)生腔29...的寬度大。換句話說,偽凹槽部分36的寬度比溝槽狀凹槽部分33的寬度要大。因此,可以使得行端部的壓力產(chǎn)生腔29和行中部的壓力產(chǎn)生腔29的噴射特性更高精度地相等。
圖8是示出了制造壓力產(chǎn)生腔形成板30的總的步驟的概述的步驟圖,并且將基于此解釋步驟的概述。
構(gòu)成金屬材料的鎳制條板被供應(yīng)到具有許多各種模具的連續(xù)進(jìn)給型鍛造裝置。該鍛造裝置的“第一步驟”由如下操作構(gòu)成沖制分隔出產(chǎn)品部分的外形的外形部分,鉆出導(dǎo)向孔,精壓(pressure sizing)用于支撐壓力產(chǎn)生腔形成板30的基準(zhǔn)面,形成用于吸收材料的變形的凹槽溝槽部分,沖制用于存儲墨水的儲液池部分等。
“第二步驟”由如下操作構(gòu)成初步形成用于形成壓力產(chǎn)生腔的溝槽狀凹槽部分,形成精制溝槽狀凹槽部分,形成在形成用于將墨水引入到噴嘴口的連通端口中所需要的導(dǎo)向孔,形成用于將噴嘴板和密封板結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板中的整合的基準(zhǔn)孔等。
“第三步驟”是在所形成的溝槽狀凹槽部分的端部形成連通端口的步驟,并且由如下操作構(gòu)成形成用于鉆出底孔的第一連通端口,形成用于從底孔的底部形成通孔的第二連通端口等。
“第四步驟”由如下操作構(gòu)成沖制構(gòu)成形成壓力產(chǎn)生腔形成板的單個(gè)產(chǎn)品的前期的外形,鉆出凹槽溝槽部分的沖孔,通過切割聯(lián)結(jié)構(gòu)件形成壓力產(chǎn)生腔形成板的單個(gè)產(chǎn)品等。
“修正、拋光等的后加工”由如下操作構(gòu)成修正形成在單個(gè)產(chǎn)品中的壓力產(chǎn)生腔的翹曲,拋光壓力產(chǎn)生腔形成板的一面,再次修正翹曲,拋光其兩面,檢測等。
接著,將解釋制造記錄頭1的方法。此外,該制造方法的特征在于制造壓力產(chǎn)生腔形成板30的步驟,因此,所提供的解釋將集中于制造壓力產(chǎn)生腔形成板30的步驟。此外,如已經(jīng)參考圖8所解釋的,壓力產(chǎn)生腔形成板30通過由連續(xù)進(jìn)給型的各個(gè)步驟執(zhí)行的鍛造,即壓制來制造。用作壓力產(chǎn)生腔形成板30的材料的條板如上所述由鎳制成。
圖9到圖18分別示出了以加工次序從如上所述“第一步驟”到“第四步驟”加工材料55的改變形狀的狀態(tài)。此外,各個(gè)視圖作為平面圖示出了材料55,在各個(gè)加工階段的上側(cè)圖示了在各個(gè)加工階段中實(shí)現(xiàn)主要加工功能的模具并且在各個(gè)加工階段的下側(cè)圖示了其主要加工部分的剖面圖。剖面圖通過剖面線示出了在各個(gè)加工階段所描述的剖面。
在“第一步驟”,如圖9所示,處在未加工狀態(tài)的材料55處在由S0部分所表示的所謂的零階段。
第一階段S1是沖制分隔出壓力產(chǎn)生腔形成板30的外形的外形部分的步驟,并且四個(gè)細(xì)長垂直外形部分63和兩個(gè)T形的水平外形部分64被沖制。在沖制外形部分63、64的同時(shí),用于在各個(gè)加工階段中定位材料55的導(dǎo)向孔65被沖制。在圖9(A1)中,材料55被安放在下模66上并且垂直外形部分63被鉆孔沖頭63a沖制。當(dāng)外形部分63、64被如上所述地沖制時(shí),其內(nèi)側(cè)構(gòu)成加工壓力產(chǎn)生腔形成板30的區(qū)域。此外,垂直外形部分63的伸展部分63b和水平外形部分64的垂直槽口部分64b處在相反的位置關(guān)系。
第二階段S2是精壓基準(zhǔn)面的步驟。基準(zhǔn)面67、68是當(dāng)將粘接劑涂敷在壓力產(chǎn)生腔形成板30上時(shí)用于支撐壓力產(chǎn)生腔形成板30的支撐面。就是說,如圖15所示,基準(zhǔn)面67、68的多個(gè)部分的厚度T2通過的壓制用于構(gòu)造壓力產(chǎn)生腔形成板30的區(qū)域的厚度T1而變薄。最終作為單個(gè)產(chǎn)品被完成的壓力產(chǎn)生腔形成板30的基準(zhǔn)面67、68被安放在支撐夾具69上,并且粘接劑70被涂敷到其上。在此情況下,因?yàn)樵趬毫Ξa(chǎn)生腔形成板30和基準(zhǔn)面67、68之間存在階梯差(T1-T2/2),所以粘接劑70不會(huì)被粘接到基準(zhǔn)面67、68。此外,圖15所示的階梯差(T1-T2/2)被夸大地示出,以便于理解。圖9(A2)的標(biāo)號67a、68a表示用于通過與下膜66配對進(jìn)行壓制來執(zhí)行壓制操作的沖頭。
第三階段S3是形成凹槽溝槽部分71的步驟。凹槽溝槽部分71用于當(dāng)溝槽狀凹槽部分33被壓制時(shí)防止材料55由于使得材料沿溝槽狀凹槽部分33的縱向變形而被隆起,并且材料的變形被凹槽溝槽部分71的空間吸收。在圖9(A3)中,沖頭設(shè)置有用于形成凹槽溝槽部分71的突起的條紋71a,并且與其配對的設(shè)置在下模66上的凹槽溝槽71b被示出。
第四階段S4是在壓力產(chǎn)生腔形成板30的區(qū)域沿著凹槽溝槽部分71沖制儲液池部分35的步驟,一細(xì)長部分被布置在儲液池部分35和凹槽溝槽部分71之間,在此溝槽狀凹槽部分33被形成。圖9(A4)的標(biāo)號35a表示與下膜66配對的并且用于沖制的沖頭。此外從伸展部分63b延伸到垂直槽口部分64b的延伸槽口63c被沖制在伸展部分63b和垂直槽口部分64b之間。伸展槽口63c與儲液池部分35被同時(shí)沖制。通過在S4階段沖制伸展槽口63c,可以防止垂直外形部分63的沖頭63a的形狀變復(fù)雜并且防止沖頭的耐久性劣化。
如圖12所示,“第二步驟”執(zhí)行用于加工溝槽狀凹槽部分33、連通端口34的導(dǎo)向孔的鉆孔以及執(zhí)行用于整合的基準(zhǔn)孔的鉆孔。
如圖12(A5)所示,第五階段S5為初步形成溝槽狀凹槽部分33,將后述的突起的條紋部分53、53c和條紋狀突起54壓到條板55,并且溝槽狀凹槽部分33被形成到其中間階段。
如圖12(A6-1)所示,第六階段S6為形成精制溝槽狀凹槽部分33,并且條板55在突起的條紋部分53、53c和后述的精制模57之間被進(jìn)一步壓制。突起的條紋部分53、53c被壓到溝槽狀凹槽部分33的所需的最深部分,并且被停止在將溝槽狀凹槽部分33精制到預(yù)定尺寸的最大沖程位置。
這里,在S6,當(dāng)突起的條紋部分53、53c保持被停止在最大沖程位置處時(shí),用于整合的基準(zhǔn)孔73被在基準(zhǔn)面67上鉆出,并且用于加工連通端口的導(dǎo)向孔72被鉆出。如圖12(A6-2)所示,用于鉆出整合基準(zhǔn)孔73的鉆孔沖頭73a與下膜66配對。此外,如圖12(A6-3)所示,四個(gè)連通孔加工導(dǎo)向孔72被鉆出,并且用于鉆出導(dǎo)向孔72的鉆孔沖頭72a與下膜66配對。
此外,雖然當(dāng)被壓到最大沖程位置的突起的條紋部分53、53c被畫出,溝槽狀凹槽部分33的空間部分發(fā)生彈性形變(所謂的回彈)并且該位移構(gòu)成了整合基準(zhǔn)孔73和導(dǎo)向孔72的偏離位置的因子,但是儲液池部分35、延伸槽口63c、伸展部分63b和水平外形部分64等吸收該彈性形變并且防止了孔73、72、導(dǎo)向孔65等發(fā)生偏離。此外,因?yàn)樵谕怀龅臈l紋部分53c保持被停止在最大沖程位置時(shí)整合基準(zhǔn)孔73和連通端口加工導(dǎo)向孔72被加工鉆出,所以可以保證整合基準(zhǔn)孔73和連通端口加工導(dǎo)向孔72相對于溝槽狀凹槽部分33的位置精度。
這里,在溝槽狀凹槽部分形成步驟中,圖16所示的陽模51和圖17所示的陰模52被使用。陽模51是用于形成溝槽狀凹槽部分33的模具。陽模51以與溝槽狀凹槽部分33數(shù)量相同的數(shù)量排列有用于形成溝槽狀凹槽部分33的突出的條紋部分53。此外,相鄰于沿排列方向的兩個(gè)端部上的突起的條紋部分53,還提供有用于形成偽凹槽部分36的偽突起條紋部分(沒有示出)。突起的條紋部分53的前端部分53a由收斂帽形構(gòu)成,并且例如如圖16(b)所示,削平有從沿寬度方向的中心約45度的角度。就是說,具有楔形形狀的前端部分53a由形成在突起的條紋部分53的前端的帽形傾斜面形成。由此,從縱向來看,前端部分53a被銳化成V形形狀。此外,如圖16(a)所示,前端部分53a的沿縱向的兩端被削成約45度的角度。因此,突起的條紋部分53的前端部分53a由削平三角棱柱兩端的形狀構(gòu)成。
此外,陰模52在其上面形成有多個(gè)條紋狀突起54。條紋狀突起54用于輔助形成用于分隔相鄰的壓力產(chǎn)生腔29、29的分隔壁,并且被布置在與突起的條紋部分53的前端部分53a相對的位置。條紋狀突起54由楔形構(gòu)成,并且其長度被設(shè)定為與溝槽狀凹槽部分33(突起的條紋部分53)大致相同。
此外,在溝槽狀凹槽部分形成步驟中,首先,如圖18(a)所示,構(gòu)成所述材料和壓力產(chǎn)生腔形成板的條板55被安放在陰模52的上面,并且陽模51被布置在條板55上方。接著,如圖18(b)所示,通過向下移動(dòng)陽模51,突起的條紋部分53的前端部分被壓入到條板55中。此時(shí),因?yàn)橥黄鸬臈l紋部分53的前端部分53a被銳化成V形,所以前端部分53a可以被穩(wěn)定地壓入到條板55中,而不會(huì)弄彎突起的條紋部分53。如圖18(c)所示,突起的條紋部分53被壓入到條板55的板厚度方向上的中部。
通過壓突起的條紋部分53,條板55的一部分變形,并且溝槽狀凹槽部分33被形成。這里,因?yàn)橥黄鸬臈l紋部分53的前端部分53a被銳化成V形,所以即使具有小的形狀的溝槽狀凹槽部分33也可以以高的尺寸精度被形成。就是說,被前端部分53a壓的部分平滑地變形,并且因此,所形成的溝槽狀凹槽部分33被形成以與突起的條紋部分53的形狀一致的形狀。在此情況下,被前端部分53a變形壓制而分開的材料變形到設(shè)置在突起的條紋部分53之間的間隙部分53b中,并且形成分隔壁部分28。此外,因?yàn)榍岸瞬糠?3a的縱向上的兩端也被削平,所以在此部分受壓的條板55也平滑地變形。因此,溝槽狀凹槽部分33的縱向上的兩端部分也可以以高的尺寸精度被制造。
此外,因?yàn)橥黄鸬臈l紋部分53的壓入被停止在板厚度方向上的中部,所以可以使用比形成通孔的情形中的更厚的條板55。由此,壓力產(chǎn)生腔形成板30的剛度可以被提高,并且可以提高噴射墨滴的特性。此外,使得壓力產(chǎn)生腔形成板30易于處置。
此外,通過由突起的條紋部分53進(jìn)行壓制,條板55的一部分被隆起到相鄰?fù)黄鸩糠?3、53之間的空間中。這里,如上所述,設(shè)置在陰模52上的條紋狀突起54被布置在與各個(gè)突起的條紋部分53相對的位置上,因此,在突起的條紋部分53和條紋狀突起54之間被強(qiáng)力捏壓金屬材料變形到突起的條紋部分53的左側(cè)或右側(cè),以進(jìn)入到突起的條紋部分53之間的空間中。由此,條板55可以被高效地引入到突起的條紋部分53之間的空間中,并且具有淺的底部的部分,即分隔壁部分28可以被形成得很高。
如圖13所示,“第三步驟”是通過形成第一連通端口37和形成第二連通端口38鉆出連通端口34的步驟。
第七階段S7是在溝槽狀凹槽部分33的端部壓制以形成有底第一連通端口37的步驟,并且如圖13(A7)所示,鉆孔沖頭37a與下模66配對。根據(jù)鉆孔連通端口34的步驟,設(shè)置在下模66的基準(zhǔn)釘(沒有示出)穿透導(dǎo)向孔72,如在下述的第八階段S8中,并且防止了條板55的位置偏移的發(fā)生。由此,精確的連通端口34被形成在溝槽狀凹槽部分33的端部。
第八階段S8是在第一連通端口37的底部鉆出有底第二連通端口38的步驟,并且通過使得金屬材料在此時(shí)變形,凸出部分38b被形成在條板55的后面?zhèn)壬?。通過在后述的“修正、拋光等的后加工”中拋光凸出部分38b,穿透的連通端口34被完成。如圖13(A8)所示,鉆孔沖頭38a與下模66配對并且凸出部分38b被形成。
雖然S7和S8可以由通過如上所述的連續(xù)的進(jìn)給的加工構(gòu)成,但是當(dāng)鉆孔沖頭37a、38a很小并且沖頭損壞的頻率很高時(shí),S7和S8也可以由通過單獨(dú)的進(jìn)給的加工構(gòu)成。
如圖14所示,“第四步驟”由如下操作構(gòu)成沖制垂直外形部分63、沖制以鉆出凹槽溝槽部分71以及切割聯(lián)結(jié)構(gòu)件。
如圖14所示,第九階段S9是通過沖制垂直外形部分63形成壓力產(chǎn)生腔形成板30的單個(gè)產(chǎn)品的預(yù)備階段的步驟,并且如圖14(A9)所示,沖模74在相鄰的壓力產(chǎn)生腔形成板30之間進(jìn)行沖制。雖然實(shí)際的沖制操作在由標(biāo)號S9指定的部分執(zhí)行,但是,這里,為了理解沖模74和垂直外形部分63之間的位置關(guān)系,加陰影線的沖模74被圖示在S9的左側(cè),用于參考。沖模74由具有達(dá)到相鄰的壓力產(chǎn)生腔形成板30的導(dǎo)向孔72的跨度的寬寬度部分74a和具有達(dá)到相鄰的垂直外形部分63的跨度的窄寬度部分74b構(gòu)成。當(dāng)在S9被沖模74連續(xù)地沖制時(shí),用于連接壓力產(chǎn)生腔形成板30的一部分和沿條板55的前進(jìn)方向的左右兩側(cè)上的部分55b的聯(lián)結(jié)構(gòu)件75被形成。圖14(B9)是示出了由沖模74沖制的部分的一部分的放大的平面圖。
第十階段S10是通過沖制凹槽溝槽部分71的四個(gè)部分形成四個(gè)槽孔71a的步驟。如圖14(A10)所示,用于沖制槽孔71a的鉆孔沖頭71b與下模66配對。通過設(shè)置槽孔71a,通過縮窄凸出到凹槽溝槽部分71的后面?zhèn)鹊牟糠值膮^(qū)域,可以縮短拋光時(shí)間。此外,可以防止粘接面積被無用地加寬,因此,粘接劑70的額外量被減小了并且可以防止粘接劑70進(jìn)入到溝槽狀凹槽部分33。此外,通過將在所形成的槽孔71a中的端部的槽孔71a連通到外側(cè),使得整個(gè)槽孔71a處在與外部空氣連通的狀態(tài),并且由于干燥粘接劑或者溫度變化等導(dǎo)致的呼出空氣的現(xiàn)象可以被執(zhí)行。
第十一階段S11是沖制處在兩個(gè)部分的聯(lián)結(jié)構(gòu)件75中的一個(gè)的步驟。如圖14(A11)所示,沖模74a和下模66被配對,并且當(dāng)聯(lián)結(jié)部分75被沖制時(shí),在條板55的左右兩側(cè)的部分55b和壓力產(chǎn)生腔形成板30的部分的連續(xù)狀態(tài)被切割,如S11的下側(cè)所示。
第十二階段S12是類似于第十一階段S11沖制其他的構(gòu)件75的步驟。通過沖制聯(lián)結(jié)構(gòu)件75、壓力產(chǎn)生腔形成板30被切割以從條板55分離,并且成為單個(gè)產(chǎn)品的狀態(tài)。
“修正、拋光等”在“第四步驟”之后進(jìn)行。
因?yàn)榇嬖诟鞣N殘余應(yīng)力,剛剛切割以從條板55分離的處在單個(gè)產(chǎn)品狀態(tài)的壓力產(chǎn)生腔形成板30沒有處在完全平坦的狀態(tài),而是翹曲的或者是輕微彎曲的。為了修正這樣的狀態(tài),“翹曲的修正”被進(jìn)行。雖然可以采用各種修正翹曲的方法,但是在此示例中,如圖19所示,輥型修正裝置76被采用。一組多個(gè)以預(yù)定間距排列在假想平面上的修正輥被布置,并且壓力產(chǎn)生腔形成板30被從其間通過以進(jìn)行修正。在此情況下,當(dāng)壓力產(chǎn)生腔形成板30被首先沿縱向通過,之后,方向被改變90度,并且再次進(jìn)行修正。就是說,通過將壓力產(chǎn)生腔形成板30沿X、Y方向供料到修正輥77,更精確的修正被完成。
如圖20所示的手壓型修正裝置78也可以被用來代替輥型修正裝置76。如圖20所示,布置在壓力產(chǎn)生腔形成板30的左右兩側(cè)的儲液池部分35處在形變狀態(tài),被形成溝槽狀凹槽部分33等的應(yīng)力彎曲,因此通過由上模80壓安放在下模79上的壓力產(chǎn)生腔形成板30,修正彎曲部分。
當(dāng)翹曲被完成修正時(shí),壓力產(chǎn)生腔形成板30的一面被圖21所示的拋光裝置拋光。雖然也可以采用各種類型拋光裝置,但是這里,旋轉(zhuǎn)型拋光裝置81被采用。就是說,旋轉(zhuǎn)型夾持盤83被設(shè)置以與由平坦面構(gòu)成的拋光水平塊82配對,壓力產(chǎn)生腔形成板30被夾持盤83夾持,并且夾持盤83被轉(zhuǎn)動(dòng)(參考箭頭線84),同時(shí)被旋轉(zhuǎn)。這樣,壓力產(chǎn)生腔形成板30被拋光水平塊82拋光。此外,標(biāo)號85表示用于修正夾持盤83以轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈接機(jī)構(gòu),并且每一夾持盤83通過將旋轉(zhuǎn)力施加到其軸86而旋轉(zhuǎn)。
因?yàn)樵谝幻鎾伖庵?,壓力產(chǎn)生腔形成板30的厚度發(fā)生變化,因此由于其產(chǎn)生翹曲或者彎曲。因此,通過類似于圖19或者圖20中所示的方法再次進(jìn)行翹曲的修正。當(dāng)修正已經(jīng)完成時(shí),進(jìn)行兩面拋光。圖22是示出了的兩面拋光裝置87的剖面圖。在中心部分的太陽齒輪部分88和在外周部分的內(nèi)齒輪之間,行星齒輪盤90被與兩個(gè)齒輪88、89嚙合。壓力產(chǎn)生腔形成板30被裝配以被行星齒輪盤90夾持,并且用于拋光壓力產(chǎn)生腔形成板30的兩面的拋光水平塊91、92以彼此相對的狀態(tài)被布置。拋光水平塊91、92被電機(jī)93、94驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),此外,太陽齒輪88被電機(jī)95驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)兩面拋光已經(jīng)被完成時(shí),操作進(jìn)行到檢測步驟以進(jìn)行最后的檢查。
接著,將對用于正確地加工沿著具有預(yù)定形狀的假想線的溝槽狀凹槽部分33的端部的加工方法提供說明。
在一系列的壓制中,如圖11(h)所示,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生溝槽狀凹槽部分33的端部沒有被排列在具有預(yù)定形狀的假想線O-O的現(xiàn)象。在此情況下具有預(yù)定形狀的假想線O-O平行于線性布置的凹槽溝槽部分71,并且由直線構(gòu)成。在圖11(h)所示的情況下,溝槽狀凹槽部分33的凹槽溝槽部分71側(cè)的端部被部分地突出到凹槽溝槽部分71側(cè),并且沒有被排列在假想線O-O上,并且這樣的不正常的排列在溝槽狀凹槽部分33行列33a的端部的附近,即在假想線O-O的端部附近明顯發(fā)生。
通過將構(gòu)成以預(yù)定數(shù)量個(gè)數(shù)排列的陽模的突起部分33、33c壓到壓力產(chǎn)生腔形成板30,來形成上述的溝槽狀凹槽部分33。這樣被形成的處在排列狀態(tài)中的溝槽狀凹槽部分33的端部被排列在具有預(yù)定形狀的假想線O-O上。因此,使得假想線O-O的兩端與排列的突起部分53、53c的起始端和排列的終端基本相同,因此,使得其長度與排列的突起部分53、53c的長度基本相同。
看起來上述的不正常排列是由形成作為小凹槽部分的多個(gè)經(jīng)排列的溝槽狀凹槽部分33引起的,溝槽的寬度非常窄,此外,用于分隔溝槽狀凹槽部分33的分隔壁部分28的壁厚度極薄,因此由于使得金屬材料(條板55)在加工中或者其他加工條件下變形的現(xiàn)象,導(dǎo)致溝槽狀凹槽部分33的形狀的變化。標(biāo)號33b指示不正常排列部分。因?yàn)楫?dāng)溝槽狀凹槽部分33在第二步驟的第五和第六階段被形成時(shí),特定部分的部分的條板55材料易于沿著溝槽狀凹槽部分33的縱向變形,所以看起來該部分的溝槽狀凹槽部分33被這樣延伸到凹槽溝槽部分71側(cè)。
因此,根據(jù)本發(fā)明,基本思路由如下構(gòu)成,即限制溝槽狀凹槽部分33易于從假想線O-O延伸到凹槽溝槽部分71側(cè)的現(xiàn)象。就是說,在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模(突起部分53、53c)壓向壓力產(chǎn)生腔形成板30而以行列形狀壓制溝槽狀凹槽部分33之前,壓力產(chǎn)生腔形成板30被預(yù)先形成有高剛度部分100,以處理這樣的區(qū)域,在該區(qū)域中,沿著各個(gè)突起部分53、53c被壓向其的預(yù)想將被壓制的部分的端部、在行方向上延伸的假想線O-O的附近的預(yù)定部分,具體地,所述溝槽狀凹槽部分33的在凹槽溝槽部分71側(cè)的端部,被局部突起到凹槽溝槽部分71側(cè)并且沒有被排列在假想線O-O上。
作為其加工步驟,當(dāng)凹槽溝槽部分71被形成時(shí),高剛度部分100與其同時(shí)地被形成,之后,執(zhí)行形成溝槽狀凹槽部分33的步驟。
圖10(a)摘錄示出了圖9中所示的第一步驟的第三階段S3。在第三階段S3,凹槽溝槽部分71被形成。在形成凹槽溝槽部分71中,如圖10(a)、10(b)和10(c)所示,通過局部變淺凹槽溝槽部分71的底部形成高剛度部分100,作為具有淺底的部分。標(biāo)號101指示淺底部分。淺底部分101的高度被設(shè)定為低于凹槽溝槽部分71的深度。高剛度部分100被布置在對應(yīng)于非正常排列部分33b的假想線O-O的附近。此外,圖10(a)、10(b)和10(c)中的假想線O-O是直線。
通過如上所述地布置淺底部分101,該部分的壁厚度被增大并且凹槽溝槽部分71的寬度方向上的剛度由此被增大。因此,在第二步驟的第五和第六階段形成溝槽狀凹槽部分33的步驟中,即使當(dāng)溝槽狀凹槽部分33將要被沿凹槽溝槽部分71的寬度方向延伸的現(xiàn)象發(fā)生時(shí),延伸現(xiàn)象也被高剛度部分100限制,并且溝槽狀凹槽部分33的端部被正常地排列,而不會(huì)從假想線O-O偏移。就是說,即使當(dāng)條板55在溝槽狀凹槽部分33的端部的材料將要變形到凹槽溝槽部分71側(cè)時(shí),該變形也因?yàn)闇\底部分101的存在而被限制。
因此,溝槽狀凹槽部分33的長度在行列33a的整個(gè)區(qū)域中變得均一,并且形成溝槽狀凹槽部分33的步驟的形成精度被提高。根據(jù)此,壓力產(chǎn)生腔29的體積被制造得均一,并且可以保證從各個(gè)噴嘴口48噴射墨水的特性正常。此外,使得在形成溝槽狀凹槽部分33中構(gòu)成陽模的各個(gè)突起部分53、53c的加工載荷均一,并且因此,模具的磨損和損壞可以被大大地減小。此外,因?yàn)闇喜蹱畎疾鄄糠?3的端部被排列在假想線O-O上,所以形成在溝槽狀凹槽部分33的端部的連通端口34的形成精度被提高,并且同時(shí),用于形成連通端口34的鉆孔沖頭37a、38a的磨損或者損壞可以被大大地減小。
根據(jù)圖10(d)、10(e)所示的示例,凹槽溝槽部分71在其寬度上被局部地縮窄,作為高剛度部分100。標(biāo)號102指示窄寬度部分,寬度縮窄加工被進(jìn)行以縮窄寬度,因此,移動(dòng)到凹槽溝槽部分71側(cè)的該部分的材料的量被減小,并且如圖10(e)中標(biāo)號103所示,減小材料移動(dòng)量的部分被形成。減小材料移動(dòng)量的部分103實(shí)現(xiàn)了作為高剛度部分100的功能,并且因此,高剛度部分100被設(shè)置來處理這樣的區(qū)域以由此限制端部被突起到凹槽溝槽部分71側(cè),其中在該區(qū)域中,壓力產(chǎn)生腔形成板30的溝槽狀凹槽部分33的在凹槽溝槽部分71側(cè)的端部易于被局部地突起到凹槽溝槽部分71側(cè),端部沒有突起到凹槽溝槽部分71側(cè)的區(qū)域沒有設(shè)置高剛度部分100,因此,溝槽狀凹槽部分33的在凹槽溝槽部分71側(cè)的端部被排列在假想線O-O上。此外,構(gòu)造類似于淺底部分101的示例的,并且相似的部分帶有現(xiàn)同的標(biāo)號。此外,該示例也實(shí)現(xiàn)了類似于淺底部分101的示例的操作和效果。
根據(jù)圖11(f)、11(g)所示的示例,多個(gè)沿凹槽溝槽部分71的縱向延伸的開口部分104被形成在凹槽溝槽部分71的底部,并且沒有被開口有開口部分104的未開口部分105構(gòu)成高剛度部分100。在此示例中的開口部分104在形成凹槽溝槽部分71中而不是在第四步驟中的第十階段S10鉆孔剛性孔71a的步驟中被形成。此外,構(gòu)造與淺底部分101和窄寬度部分102的示例的類似,并且相似的部分帶有相同的標(biāo)號。此外,該示例也實(shí)現(xiàn)了類似于淺底部分101和窄寬度部分的示例的操作和效果。
此外,雖然沒有示出,但是通過結(jié)合圖10(b)、10(c)的結(jié)構(gòu)和圖10(f)、10(g)的結(jié)構(gòu),即通過在未開口部分105布置淺底部分101,考慮到與其他部分的相對關(guān)系,高剛度部分100的剛度可以被設(shè)定為更高。
如圖10(a)的(A3)中所示,通過在形成突起條紋71a和凹槽溝槽71b中設(shè)置預(yù)定的形成模形狀,可以形成淺底部分101、窄寬度部分102和開口部分104等。
雖然溝槽狀凹槽部分33的端部被排列在其上的假想線O-O由直線構(gòu)成,但是假想線O-O也可以按需要由圓弧形狀的曲線構(gòu)成。此外,如從上述的各個(gè)示例中清楚看到的,高剛度部分100是在其處條板55的一部分的剛度被相對設(shè)定為高于其他部分的剛度的部分。
如上所述的小凹槽部分的端部在假想線O-O上的排列可應(yīng)用于加工溝槽狀凹槽部分33之外的其他情形的壓制層疊金屬腔、壓制墨水噴嘴板和壓制噴墨過濾器等時(shí)加工小凹槽部分或者小孔的情形。
下面將描述加工小凹槽部分的方法的實(shí)施例的作用和效果。
就是說,根據(jù)本發(fā)明的加工小凹槽部分的方法,設(shè)定假想線O-O,所述假想線O-O沿著預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的突起條紋部分53、53c所壓向的預(yù)測壓制的部分的端部、沿行的方向延伸,高剛度部分100被預(yù)先形成在假想線O-O的附近,之后,突起條紋部分53、53c被壓向壓力產(chǎn)生腔形成板30,并且因此,在形成溝槽狀凹槽部分33的瞬時(shí)階段中金屬材料的變形被高剛度部分100限制,并且溝槽狀凹槽部分33的端部被形成為規(guī)則地排列在假想線O-O的狀態(tài)。因此,被使得難以提高形成精度的多個(gè)極小的溝槽狀凹槽部分33可以被容易形成為被排列在具有預(yù)定形狀的假想線O-O上的狀態(tài)。由于這樣的優(yōu)點(diǎn),溝槽狀凹槽部分33的凹槽部分的形狀和凹槽部分的體積可以被設(shè)置為其預(yù)定的值,并且該優(yōu)點(diǎn)當(dāng)記錄頭1、1’的壓力產(chǎn)生腔29是通過壓制等構(gòu)造時(shí)是極優(yōu)選的。
高剛度部分100是這樣的部分,在該部分上壓力產(chǎn)生腔形成板30沿著假想線O-O的區(qū)域的一個(gè)部分,設(shè)置有相對高于其他部分的剛度,并且因此該具有相對較高剛度的部分可以被沿著假想線O-O形成,并且高剛度部分100可以極其簡單地被形成。就是說,高剛度部分100可以通過提高預(yù)定部分的剛度并且保持其他部分原來的剛度或者減小其他部分的剛度來形成,此外,高剛度部分100可以通過減小預(yù)定部分的剛度并且保持其他部分原有的剛度或者增大其他部分的剛度來形成,這樣,通過上述的相對性可以簡單地設(shè)置高剛度部分100。
高剛度部分100被設(shè)置在沿著假想線O-O所形成的凹槽溝槽部分71中,因此,高剛度部分100可以在形成凹槽溝槽部分71的同時(shí)形成在凹槽溝槽部分71中,而形成高剛度部分100的步驟被簡化。此外,因?yàn)榘疾蹨喜鄄糠?1被沿著假想線O-O形成,所以便于將形成在凹槽溝槽部分71中的高剛度部分100布置在預(yù)定位置,并且容易使得相對于假想線O-O的位置正確。
高剛度部分100由通過使凹槽溝槽部分71的一部分的深度變淺所形成的淺底部分101構(gòu)成,因此,淺底部分101的壁厚變得大于其他部分的壁厚,實(shí)現(xiàn)了作為高剛度部分100的功能。此外,通過僅僅使凹槽溝槽部分71的深度變淺來形成高剛度部分100,因此通過簡單的壓制簡化了加工。
高剛度部分100是通過使凹槽溝槽部分71的一部分的寬度縮窄所形成的窄寬度部分102,因此,通過加工縮窄窄寬度部分102的寬度,使得凹槽溝槽部分71比其他部分的更大量的金屬材料難以沿窄寬度方向變形。因此,通過設(shè)置高剛度部分100以處理其中壓力產(chǎn)生腔形成板30的溝槽狀凹槽部分33窄凹槽溝槽部分71側(cè)的端部易于突起到凹槽溝槽部分71側(cè)的區(qū)域,限制端部突起到凹槽溝槽部分71側(cè),在其中端部不會(huì)突起到凹槽溝槽部分71側(cè)的區(qū)域沒有設(shè)置高剛度部分100,因此,溝槽狀凹槽部分33在凹槽溝槽部分71側(cè)的端部被排列在假想線O-O上。
高剛度部分100是通過在凹槽溝槽部分71的底部設(shè)置開口部分104所形成的未開口部分105,因此,開口部分104可以通過在形成凹槽溝槽部分71中的簡單的壓制步驟形成并且用于構(gòu)造高剛度部分100的未開口部分105可以被簡單地加工。
高剛度部分100被設(shè)置在被各個(gè)突起的條紋部分53、53c所壓向的預(yù)測壓制行狀的部分的行端部的附近。雖然看起來由于使得在突起部分53、53c的行端部的附近的金屬材料變形或者在壓制條件的狀態(tài),形成在行端部的附近的溝槽狀凹槽部分33的排列易于成為非正常模式,但是高剛度部分100被布置以適合于易于這樣表現(xiàn)出非正常性的部分,因此,可以限制非正常模式的發(fā)生。
因?yàn)榧傧刖€O-O基本由直線構(gòu)成,溝槽狀凹槽部分33的端部可以被沿著假想的直線精確地排列,并且溝槽狀凹槽部分33的形狀和凹槽部分的體積被方便地制成均一的。
因?yàn)樾“疾鄄糠钟杀舜似叫信帕械臏喜蹱畎疾鄄糠?3構(gòu)成,所以金屬材料被高剛度部分100限制沿溝槽狀凹槽部分33的縱向變形,并且溝槽狀凹槽部分33的端部可以被精確地沿著假想線O-O形成。
此外,根據(jù)本發(fā)明的制造記錄頭1、1’的方法,在以經(jīng)排列的狀態(tài)形成壓力產(chǎn)生腔形成板30的小的溝槽狀凹槽部分33之前,高剛度部分100被形成在預(yù)定位置,該預(yù)定位置在壓力產(chǎn)生腔形成板30上沿著各個(gè)突起部分53、53c所壓向的預(yù)測壓制的部分的端部、在行方向上延伸的假想線O-O的附近,并且因此,在形成溝槽狀凹槽部分33的瞬時(shí)階段金屬材料的變形被高剛度部分100限制,并且溝槽狀凹槽部分33的端部被形成為規(guī)則地沿著假想線O-O排列的狀態(tài)。因此,被使得難以提高形成精度的多個(gè)極小的溝槽狀凹槽部分33可以通過被排列在具有預(yù)定形狀的假想線O-O上而被容易形成。因此,記錄頭1、1’的各個(gè)壓力產(chǎn)生腔29的形狀和體積可以被設(shè)定為均一的,并且噴射墨滴的特性可以被穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的記錄頭的操作和效果如下。
就是說,因?yàn)楦邉偠炔糠?00被設(shè)置在壓力產(chǎn)生腔形成板30中沿著行狀的溝槽狀凹槽部分33的端部、沿行方向延伸的假想線O-O附近的預(yù)定部分,因而提供了通過高剛度部分100在形成中限制金屬材料的變形的溝槽狀凹槽部分33,所以記錄頭1、1’的各個(gè)壓力產(chǎn)生腔29的形狀和體積可以被設(shè)定為均一的,并且噴射墨滴的特性可以被穩(wěn)定。
參考圖23到圖25將進(jìn)一步詳細(xì)解釋在“第二步驟”的S5和S6中通過初步形成模56的初步形成溝槽狀凹槽部分33和通過精制模57的精制形成的情形。
此外,當(dāng)條板(材料)55在正常溫度條件下被陽模51和陰模52塑性形變時(shí),此外,同樣在下面解釋的塑性形變中,類似地,塑性形變在正常溫度條件下進(jìn)行。
陽模51a,即第一模排列有多個(gè)形成沖頭51b。為了形成溝槽狀凹槽部分33,形成沖頭51b被細(xì)長地形變,以構(gòu)造突起的條紋部分53c。此外,突起的條紋部分53c被以預(yù)定間距平行排列。此外,為了形成分隔壁部分28,間隙部分53b(參考圖16、圖18)被設(shè)置在形成沖頭51b之間。圖24(c)示出了將第一模51a壓到構(gòu)成材料的壓力產(chǎn)生腔形成板30(55)的狀態(tài)。
另一方面,陰模52a,即第二模設(shè)置有處在其對應(yīng)于突起的條紋部分53c沿縱向的中部位置的部分上、沿排列突起的條紋部分53c的方向延伸的凹槽部分54a。此外,準(zhǔn)備第二模52a的初步形成沖頭56和精制模57兩種模具。
第二模52a設(shè)置有用于初步形成的初步形成模56和用于在通過初步形成模56進(jìn)行初步形成之后精制加工的精制模57,因此,初步形成模56使得材料55變形到間隙部分53b中,之后,通過精制模57使得材料55在間隙部分53b中的分布盡可能接近正態(tài),因此,使得材料變形到間隙部分53b中的量成為沿間隙部分53b的長度方向基本是整齊的狀態(tài),這當(dāng)使得該部分充當(dāng)諸如例如液體噴頭1的壓力產(chǎn)生腔29的分隔壁部分28之類的構(gòu)件時(shí)是優(yōu)選的。
下面將詳細(xì)描述第二模52a的構(gòu)造和操作。
初步形成模56形成有條紋狀突起54,所述條紋狀突起54與突起的條紋部分53c相對并且具有與突起的條紋部分53c基本相同的長度。此外,條紋狀突起54設(shè)置有凹槽部分54a,所述凹槽部分54a的長度方向上的中部的高度被設(shè)定為較低。如圖24(a)所示,具有圓弧形狀的凹槽部分54a被形成在多個(gè)經(jīng)排列的條紋狀突起54的中央部分。
雖然圖17和圖18所示的條紋狀突起54由如在具有低高度的突起條紋中的構(gòu)件形狀構(gòu)成,為了形成凹槽部分54a,條紋狀突起54需要如圖24所示的所需高度。因此,作為形成有凹槽部分54a的條紋狀突起54,多個(gè)具有一定高度的“突起的條紋”被平行排列,因此在圖24中,其截面形狀由具有尖銳前端的楔形構(gòu)成。楔形部分的楔角由等于或者小于90度的銳角構(gòu)成。此外,通過排列條紋狀突起54形成谷部分56a。此外,如后所述的,通過初步形成步驟形成的隆起部分55a被圖示在壓力產(chǎn)生腔形成板55的后面上。
凹槽部分54a沿條紋狀突起54縱向的長度被設(shè)為等于或者小于約條紋狀突起54的長度的2/3。此外,條紋狀突起54的間距是0.14mm。對于條紋狀突起54的間距,通過使得該間距等于或者小于0.3mm,在加工液體噴頭等的一部分時(shí),進(jìn)一步優(yōu)選預(yù)備形成該部分。間距優(yōu)選等于或者小于0.2mm,進(jìn)一步優(yōu)選等于或者小于0.15mm。此外,條紋狀突起54的至少凹槽部分54a的一部分的表面被進(jìn)行平滑精加工。雖然作為所述精加工,鏡面精加工是優(yōu)選的,但是表面也可以進(jìn)行鍍鉻。
接著,因?yàn)樵谕ㄟ^初步形成模56進(jìn)行的初步形成之后使用第二模52a的精制模57,所以精制模57形成有去除了初步形成模56的條紋狀突起54的平坦面57a,此外,容納凹槽部分57b被形成在對應(yīng)于初步形成模56的凹槽部分54a的位置。就是說,從精制模57的形成面的寬度方向上看,中央部分形成有容納凹槽部分57b并且平坦面57a被設(shè)置在容納凹槽部分57b的兩側(cè)。
平坦面57a由其中其在排列突起的條紋部分53的方向上的端部附近的部分向端部變低的表面形狀構(gòu)成。圖25(a)中所示的表面形狀由連續(xù)到平坦面57a的傾斜面57c構(gòu)成。
第一模51a和第二模52a被固定到用于操作以向前和向后移動(dòng)模具的常規(guī)鍛造裝置(沒有示出),并且通過將壓力產(chǎn)生腔形成板30(55)布置在兩個(gè)模具51a和52a之間進(jìn)行連續(xù)加工。此外,因?yàn)榈诙?2a由一組初步形成模56和精制模57構(gòu)成,因此,彼此相鄰地排列初步形成模56和精制模57以及連續(xù)地移動(dòng)壓力產(chǎn)生腔形成板30是相關(guān)的。
接著,將對由第一模51a和第二模52a構(gòu)成的鍛造沖頭的加工操作進(jìn)行解釋。
根據(jù)在兩個(gè)模51a、52a之間受壓的金屬材料板55,材料55被移動(dòng)以變形來被壓入到第一模51a的間隙部分53b中。在此情況下,第二模52a設(shè)置有凹槽部分54a,其中部的高度被降低,因此部分56b、56b(參考圖24(d))緊鄰第二模52a在凹槽部分54a的兩側(cè)的端部,使得兩個(gè)模51a、52a之間的間距D1比其中部(凹槽部分)的間距D2窄,并且壓制材料的量在窄部分處增大。這樣受壓的金屬材料板55被變形以沿基本垂直于壓制方向的方向被擠出,并且更多的材料被移動(dòng)到凹部部分54a的在兩個(gè)模51a、52a之間具有更寬間距并且具有小的壓制量的一側(cè)。換句話說,在材料的變形中,凹槽部分54a實(shí)現(xiàn)了提供逃逸材料的場所的功能。材料主要沿著突起的條紋部分53c或者間隙部分53b的縱向變形,此外,材料55的一部分構(gòu)成凸起到凹槽部分55a一側(cè)的隆起部分55a。
因此,在具有大的壓制量的部分56b,通過強(qiáng)力地壓制材料,材料必定更多地變形到具有小的壓制量的凹槽部分54a,因此,許多材料變形到對應(yīng)于凹槽部分54a的部分的間隙部分53b。這樣,材料使得變形經(jīng)過間隙部分的整個(gè)區(qū)域,同時(shí)在兩側(cè)56b、56b引導(dǎo)材料變形到凹槽部分54a側(cè)。此外,因?yàn)橥黄鸬臈l紋部分53c被以預(yù)定間距排列,使得通過由各個(gè)突起部分53c進(jìn)行的壓制導(dǎo)致的材料沿排列方向(突起的條紋部分的寬度方向)的變形的現(xiàn)象在變形方向和變形量兩者上都是均一的。基于該預(yù)定間距的材料55的變形對使得材料均一地變形到各個(gè)間隙部分53b而不干擾沿空氣間隙部分53b的縱向的變形現(xiàn)象有貢獻(xiàn)。
變形到空氣間隙部分57b中的材料55對溝槽狀凹槽部分33的分隔壁部分28有貢獻(xiàn),因此,溝槽狀凹槽部分33的空間形狀可以被精確地形成。此外,至于加工小的結(jié)構(gòu)的形成,通常,各向異性刻蝕的方法被采用,根據(jù)此方法,許多加工步驟被增加并且因此,考慮到制造成本該方法是不利的。與之相反,當(dāng)鍛造沖頭被用于由鎳等金屬制成的材料時(shí),許多加工步驟被大大地簡化,這就考慮成本而言是極其有利的。此外,各個(gè)溝槽狀凹槽部分33的體積可以被均一地加工,因此,在形成液體噴頭的壓力產(chǎn)生腔時(shí),就考慮穩(wěn)定液體噴頭的噴射特性而言該方法是非常有效的。
盡管上述的加工操作已經(jīng)通過重點(diǎn)分析第二模52a的凹槽部分54a的操作功能而被已經(jīng)解釋,但是圖示的條紋狀突起54和凹槽部分54a的操作功能如下。圖24(b)示出了就在第一模51a和第二模52a之間壓制材料55之前的狀態(tài)。當(dāng)材料55從該狀態(tài)如圖24(c)、24(d)所示地在兩個(gè)模51a、52a之間被壓制,同時(shí)壓條紋狀突起54以刺入到材料55中時(shí),材料被變形到間隙部分53b,并且分隔壁部分28被初步形成。
在初步形成階段,通過條紋狀突起54的凹槽部分54a,類似于上述的情況,許多材料55被變形到凹槽部分54a的壓制量小的一側(cè),并且因此,許多材料也被變形到在對應(yīng)于凹槽部分54a的部分的間隙部分53b。這樣,許多材料被變形經(jīng)過間隙部分53b的整個(gè)區(qū)域,同時(shí)在凹槽部分54a的兩側(cè)56b、56b將材料的變形引導(dǎo)向凹槽部分側(cè)。此外,通過協(xié)同地操作條紋狀凹槽突起54自身的突起高度,更多材料55必定被壓入到間隙部分53b。對于在初步形成狀態(tài)中的分隔壁部分28的高度,如圖24(d)所示,低部分28a、28a和高部分28b被形成。因?yàn)樵诰o鄰端部的部分56b、56b受壓的材料55被更多地變形到凹槽部分54a的部分,所以這樣的高度差被產(chǎn)生,并且在此情況下,許多材料被變形到間隙部分53b。
當(dāng)圖24(c)、24(d)所示的初步形成已經(jīng)被完成時(shí),如圖25(b)所示,處在經(jīng)過初步形成狀態(tài)的材料55被傳輸?shù)降谝荒?1a和精制模57之間,此處材料55被兩個(gè)模51a、52a壓制,如圖25(c)所示。精制模57在容納凹槽部分57b兩側(cè)形成有平坦面57a,因此,使得材料55在分隔壁部分的底部分28a、28a處變形到空氣間隙部分53b中的量被增大,并且部分28a、28a的高度被增高。在此情況下,隆起部分55a被包含在容納凹槽部分57b中,并且沒有受到來自精制模57的壓制力的作用,因此,高部分28b的高度難以被改變。因此,最終,如圖25(d)所示,分隔壁部分28的高度變?yōu)榛揪坏母叨取?br>
此外,在精制形成階段,因?yàn)閮A斜面57c被形成,所以使得材料55變形到各個(gè)間隙部分53b中的量在所有的間隙部分53b中盡可能均一。就是說,沿排列突起的條紋部分53的方向變形的材料一點(diǎn)點(diǎn)地從突起的條紋部分53的中央部分變形到端部兩側(cè),而發(fā)生整體地偏離狀態(tài),并且端部附近成為所謂的大壁狀態(tài)。這樣整體偏離的材料被降低的傾斜面57c壓制,并且因此,防止了處在大壁狀態(tài)的材料過量地變形到間隙部分53b中。因此,可以使得材料55變形到各個(gè)間隙部分53b中的量在所有間隙部分53b中盡可能的均一。
條紋狀突起54由具有尖銳前端的楔形構(gòu)成,并且因此,楔形部分穩(wěn)定地咬入材料55,因此,在與間隙部分53b相對的部分的材料55可以被精確地壓制,并且材料被穩(wěn)固地變形到間隙部分53b。此外,通過由等于或者小于90度的所謂銳角構(gòu)造楔角,進(jìn)一步穩(wěn)固地實(shí)現(xiàn)楔形部分咬入材料55。通過使得條紋狀突起54的間距等于或者小于0.3mm,噴墨型記錄頭的壓力產(chǎn)生腔可以通過鍛造沖頭進(jìn)行極精細(xì)的鍛造來制造。
通過由圓弧形狀的凹槽部分的形狀構(gòu)成凹槽部分54a,第二模的中部的高度逐漸變化,因此,使得材料55變形到間隙部分53b中的量從間隙部分53b的長度方向來看盡可能均一。此外,通過由多個(gè)平面構(gòu)成的凹槽部分的形狀來構(gòu)成凹槽部分54a,通過選擇傾斜平面的角度,可以使得第二模中部的高度逐漸變化,并且可以使得材料55變形到間隙部分53b中的量從間隙部分53b的長度方向來看盡可能均一。
當(dāng)隆起形狀部分被設(shè)置在凹槽部分54a的中部時(shí),在緊鄰該隆起形狀部分的部分和第二模52a的端部,兩模51a、52之間的間距(對應(yīng)于間距D1)被縮窄,凹槽部分54a由多個(gè)部分構(gòu)成,因此,具有大的壓制量的多個(gè)部分和具有小的壓制量的部分被交替排列。因此,具有大的壓制量的部分(對應(yīng)于側(cè)56b)和構(gòu)成材料55的變形的終點(diǎn)的凹槽部分54a被漸漸地交替布置,因此使得從空氣間隙部分53b的長度方向來看材料55變形到間隙部分53b中的量基本均一。
通過將凹槽部分54a沿條紋狀突起54的縱向的長度設(shè)為條紋狀突起54的長度的約2/3或者更小,考慮到與壓制沖程大小的平衡,沿基本垂直于壓制方向的方向的材料變形量和凹槽部分54a的用于接納材料的空間可以被恰當(dāng)?shù)仄胶?,并且材料到空氣間隙部分53b中的變形被最優(yōu)化。
條紋狀突起54的至少凹槽部分54a的一部分的表面通過鏡面精加工、鍍鉻等被平滑地精加工,因此,在凹槽部分54a,沿基本垂直于壓制方向的方向變形的材料55必定通過平滑表面狀態(tài)轉(zhuǎn)向到空氣間隙部分53b一側(cè),并且材料進(jìn)一步必定變形到空氣間隙部分53b中。
溝槽狀凹槽部分33等的形成如上所述。
這里,為了一體地整合形成有溝槽狀凹槽部分33的板狀部件,即壓力產(chǎn)生腔形成板30與彈性板32、噴嘴板31等,以完成作為流動(dòng)通道單元4,各個(gè)部件需要設(shè)置用于保證整合精度的定位形狀部分。
因此,根據(jù)此實(shí)施例,實(shí)現(xiàn)了能夠確保溝槽狀凹槽部分33、整合基準(zhǔn)孔73和連通端口加工導(dǎo)向孔72之間的高精確的位置關(guān)系的加工。就是說,考慮與除定位形狀部分之外的其他形狀部分的關(guān)系,通過合理的鍛造加工方法,來形成定位形狀部分。此外,根據(jù)本發(fā)明,在加工多個(gè)形狀部分時(shí),定位形狀部分被最后加工,并且除定位形狀部分之外的其他加工由在最后加工之前進(jìn)行的其他形狀部分的加工構(gòu)成。
作為示例下面將對在壓力產(chǎn)生腔形成板30上形成定位形狀部分的情形提供解釋。
構(gòu)成由鎳制成的金屬材料的壓力產(chǎn)生腔形成板30形成有具有構(gòu)成除定位形狀部分之外的其他形狀部分的凹槽形狀的溝槽狀凹槽部分33,此外,形成有具有構(gòu)成定位形狀部分的通孔形狀的基準(zhǔn)孔。
圖26到圖29示出了用于形成定位形狀部分的鍛造方法和制造液體噴頭的方法的實(shí)施例。此外,在這些圖中,實(shí)現(xiàn)與已經(jīng)被解釋的部分的相同功能的部分由相同的標(biāo)號描述。
此外,當(dāng)通過陽模51和陰模52在條板(材料)55上實(shí)現(xiàn)塑性形變時(shí),塑性形變在正常溫度條件下進(jìn)行,此外,同樣對于下面所解釋的塑性形變,塑性形變類似地在正常溫度條件下進(jìn)行。
陽模51被布置有多個(gè)形成沖頭51b。為了形成溝槽狀凹槽部分33,形成沖頭51b被細(xì)長地形變,以構(gòu)造突起的條紋部分53。此外,為了形成分隔壁部分28,間隙部分53b(參考圖16、圖18)被設(shè)置在形成沖頭51b之間。圖27示出了將陽模51壓到構(gòu)成材料的壓力產(chǎn)生腔形成板30的狀態(tài)。
根據(jù)此實(shí)施例,如圖27所示,通過加大陰模52(圖的左側(cè))提供基準(zhǔn)孔73的形成模具。用于在壓力產(chǎn)生腔形成板30鉆出基準(zhǔn)孔73的鉆孔沖頭73a被布置在其相對鄰近陽模51的部分,開口58被設(shè)置在陰模52的與其對應(yīng)的部分,并且模具59被布置在開口58的開口端。鉆孔沖頭73a前進(jìn)以將壓力產(chǎn)生腔形成板30壓向模具59,以通過剪切沖制形成基準(zhǔn)孔73。
基準(zhǔn)孔73和鉆孔沖頭73對應(yīng)于圖12所示的第六階段S6的整合基準(zhǔn)孔73和用于鉆出整合基準(zhǔn)孔73的鉆孔沖頭73a。
在此所使用的鍛造機(jī)械是用于同時(shí)或者連續(xù)操作(例如,雙動(dòng))多個(gè)模具的一般類型。陽模51被耦合到鍛造機(jī)械的第一驅(qū)動(dòng)單元(沒有示出),此外,鉆孔沖頭73a被耦合到該機(jī)械的第二驅(qū)動(dòng)單元(沒有示出)。被連續(xù)進(jìn)給的鎳制的條板55被安放在鍛造機(jī)械的陰模52上,作為板狀構(gòu)件的金屬材料。此外,如通過整個(gè)解釋所理解的,條板55是金屬材料,并且同時(shí),與被稱為壓力產(chǎn)生腔形成板30、材料、金屬材料板、板狀構(gòu)件等的材料相同。
通過上述的構(gòu)造,使得處在最大沖程位置上的靜止?fàn)顟B(tài)中的陽模51成為被壓向在其處已經(jīng)形成構(gòu)成其他形狀部分的溝槽狀凹槽部分33的位置的狀態(tài),金屬材料的變形在沖程狀態(tài)下已經(jīng)被完成,并且與此對應(yīng)的應(yīng)力也被完全消除。在這樣消除在形成溝槽狀凹槽部分33中所產(chǎn)生的對于外周附近的影響之后,用于執(zhí)行最后加工的鉆孔沖頭73a開始加工,并且因此,在加工和精制加工的中間的時(shí)間點(diǎn),通過最后加工形成整合基準(zhǔn)孔73,而不施加以任何外力。因此,通過最終加工的形狀部分和在此之前所加工的其他形狀部分被以正確的位置關(guān)系形成,并且預(yù)定的形狀和多種高精度形狀部分被提供。
另一方面,當(dāng)用于執(zhí)行最后加工的鉆孔沖頭73a執(zhí)行形成操作時(shí),陽模51-保持處在之前所形成的溝槽狀凹槽部分33中,因此,即使當(dāng)在最后加工中所產(chǎn)生的金屬材料的變形和與之對應(yīng)的應(yīng)力對溝槽狀凹槽部分33產(chǎn)生影響時(shí),因?yàn)樘幵谠跍喜蹱畎疾鄄糠?3中的陽模51起到芯棒等的基部構(gòu)件的作用,形狀部分的形變的不良影響也可以被防止。
在此之前被加工的溝槽狀凹槽部分33是具有高精細(xì)度的形狀部分,在最后加工中被加工的整合基準(zhǔn)孔73是具有比具有高精細(xì)度的形狀部分的低的精細(xì)度的形狀部分,因此具有高精細(xì)度的并且難以提高形成精度的溝槽狀凹槽部分33被在此之前加工,此后,具有低精細(xì)度的整合基準(zhǔn)孔73被形成,因此,在保證陽模51的最大沖程位置處的具有高精度的形狀部分的加工狀態(tài)之后,執(zhí)行具有低精細(xì)度的最后加工。因此,在此前精制形成作為難以提高形成精度的部分的溝槽狀凹槽部分之后,進(jìn)行最后加工的鉆孔,因此,可以將具有高精細(xì)度的形狀部分的形成質(zhì)量保證在預(yù)定的水平。
溝槽狀凹槽部分33、整合基準(zhǔn)孔73等的多種形狀部分被在同一加工階段加工,并且因此,在將金屬材料設(shè)定在鍛造機(jī)械中的同時(shí),多種形狀部分被在包括最后加工的鉆孔的同一加工階段中形成,因此,各個(gè)形狀部分的相對位置被正確地設(shè)置。就是說,安裝到鍛造機(jī)械的多種模具被同時(shí)或者連續(xù)地壓向處在靜止?fàn)顟B(tài)中的金屬材料55,因此,在形成各個(gè)形狀部分的時(shí)段中,金屬材料55不移動(dòng),并且各個(gè)形狀部分之間的位置關(guān)系可以被精度的設(shè)定。此外,加工步驟的數(shù)量可以被減少,這考慮到制造成本而言是有利的。
金屬材料55通過最后加工被穿透,并且因此,在形成溝槽狀凹槽部分33等的其他形狀部分中完成金屬材料55的變形并且完全消除與此對應(yīng)的應(yīng)力之后,穿透金屬材料55的整合基準(zhǔn)孔73被加工形成,因此,穿透的整合基準(zhǔn)孔73的位置和形狀被正確且精確地形成。此外,在加工形成穿透整合基準(zhǔn)孔73中,金屬材料55的變形量和在此情況下產(chǎn)生的應(yīng)力被增大,但是,溝槽狀凹槽部分33的形成被處在穩(wěn)定狀態(tài),因此,對溝槽狀凹槽部分33的形狀部分不產(chǎn)生不利的影響。
當(dāng)金屬材料55是用于例如在通過鍛造形成記錄頭1的壓力產(chǎn)生腔形成板-30中構(gòu)成一部分的板狀構(gòu)件時(shí),被要求進(jìn)行精細(xì)加工的用于壓力產(chǎn)生腔29的溝槽狀凹槽部分33可以被預(yù)先形成,此后,整合基準(zhǔn)孔73可以被加工鉆出,高精度的溝槽狀凹槽部分33可以被形成,孔可以被鉆孔在精確的位置,最終,高精度的壓力產(chǎn)生腔形成板30可以被提供。
如上所述,在將金屬材料55設(shè)定到鍛造機(jī)械的同時(shí),基準(zhǔn)孔73、溝槽狀凹槽部分33等的多種形狀部分被在同一加工階段中形成,因此,基準(zhǔn)孔73和溝槽狀凹槽部分33的相對位置可以被正確地設(shè)置。就是說,安裝到鍛造機(jī)械的多種模具被進(jìn)給以同時(shí)或者連續(xù)地壓向處金屬材料55,因此,在形成基準(zhǔn)孔73和溝槽狀凹槽部分33的時(shí)段中,金屬材料55不移動(dòng),并且基準(zhǔn)孔73和溝槽狀凹槽部分33之間的位置關(guān)系可以被精度的設(shè)定。此外,加工步驟的數(shù)量可以被減少,這考慮到制造成本而言是有利的。
圖28是示出了陽模51和鉆孔沖頭73a的形成操作的時(shí)序的操作線圖。形成沖頭51b預(yù)先壓制條板55,以形成具有深度D的溝槽狀凹槽部分33。在形成沖頭51b在已經(jīng)使溝槽狀凹槽部分33形變之后靜止在最大沖程位置上的狀態(tài)下,鉆孔沖頭73a前進(jìn)以鉆孔基準(zhǔn)孔73。就是說,在將形成沖頭51b壓向條板55后的預(yù)定時(shí)間T之后,開始沖頭72a的沖制。因?yàn)榛鶞?zhǔn)孔73被沖通,所以鉆孔沖頭73a的沖程超出了條板55的厚度D。此外,在此情況下延遲時(shí)間T為0.5秒。通過設(shè)定延遲時(shí)間,在形成溝槽狀凹槽部分33的部分上的材料的變形和應(yīng)力被消除,以準(zhǔn)備好加工基準(zhǔn)孔73的條件。
使得處在最大沖程位置上的靜止?fàn)顟B(tài)的形成沖頭51b成為被壓向已經(jīng)形成溝槽狀凹槽部分33的位置的狀態(tài),金屬材料的變形在沖程狀態(tài)下已經(jīng)被完成,并且與此對應(yīng)的應(yīng)力也被完全消除。在這樣預(yù)先消除在形成溝槽狀凹槽部分33中所產(chǎn)生的對于外周附近的影響之后,用于形成基準(zhǔn)孔73的鉆孔沖頭73a開始加工,并且因此,在加工和精制加工的中間的時(shí)間點(diǎn),形成整合基準(zhǔn)孔73,而不施加以任何外力。因此,在正確的位置并且以預(yù)定形狀形成基準(zhǔn)孔73,并且實(shí)現(xiàn)了高精度定位功能。
另一方面,當(dāng)形成基準(zhǔn)孔73時(shí),形成沖頭51b保持處在溝槽狀凹槽部分33中,因此,即使當(dāng)在形成基準(zhǔn)孔73中所產(chǎn)生的金屬材料的變形和與此對應(yīng)的應(yīng)力對溝槽狀凹槽部分33產(chǎn)生影響時(shí),形成沖頭51b處在溝槽狀凹槽部分33中并且與此對應(yīng)的應(yīng)力對溝槽狀凹槽部分33產(chǎn)生影響,因?yàn)樘幵谠跍喜蹱畎疾鄄糠?3中的形成沖頭51b起到如在芯棒中的基部構(gòu)件的作用,因而形成溝槽狀凹槽部分33的不良影響也可以被防止。
溝槽狀凹槽部分33被在包括至少如上所述的初步形成和精制形成的多個(gè)加工階段形成,并且基準(zhǔn)孔73被在多個(gè)加工階段中的最后加工階段形成。因此,在多個(gè)加工階段中的最后加工階段的階段,基準(zhǔn)孔73在其中金屬材料55的變形和與此對應(yīng)的應(yīng)力的影響被減小的情況下被形成,因此,施加到形成基準(zhǔn)孔73的部分的外力被盡可能地減小,并且基準(zhǔn)孔73的正常形成被實(shí)現(xiàn)。此外,因?yàn)闇喜蹱畎疾鄄糠?3通過如上所述的初步形成和精制形成的多個(gè)加工階段形成,所以被形成部分的材料55的形變和變形在多個(gè)步驟中被增進(jìn)。因此,大的內(nèi)部應(yīng)力不會(huì)殘留在材料中,這對形成基準(zhǔn)孔73是優(yōu)選的。
圖29示出了通過至少包括初步形成和精制形成的多個(gè)加工階段形成溝槽狀凹槽部分33并且在多個(gè)加工階段的最后加工階段形成基準(zhǔn)孔73的情形。圖29(a)示出了初步形成步驟。在此所使用的陽模51A用于初步形成,構(gòu)成設(shè)定小的前端部分53a角度的尖銳邊緣部分,并且間隙部分53b的深度很小。在初步形成中,如圖29(a)所示,形成沖頭51b被比較淺地壓入,以執(zhí)行預(yù)備形成。
接著,圖29(b)示出了精制形成步驟。在此所使用的陽模51B用于精制形成,前端部分53a的角度被設(shè)定為較大,并且間隙部分53b的深度被設(shè)定為較大。在精制形成中,如圖29(b)所示,形成沖頭51b被深地壓入條板55,并且高分隔壁部分28被形成在間隙部分53b中。與精制形成同時(shí),鉆孔沖頭73a前進(jìn)以鉆出基準(zhǔn)孔73。此外,雖然在圖29(b)的精制形成中,條紋狀突起54被布置在陰模52上,但是可以使用圖25所示的具有平坦面57a的精制模57來代替其。
通過上述的加工操作,在初步形成階段,材料55已經(jīng)被變形,并且由此發(fā)生的應(yīng)力已經(jīng)被產(chǎn)生,因此,在最后步驟,材料55的變形和與此對應(yīng)的應(yīng)力的產(chǎn)生被大大地減小。通過與減輕材料變形和應(yīng)力產(chǎn)生的最后步驟同時(shí)形成基準(zhǔn)孔73,對形成基準(zhǔn)孔73的不利影響可以被減小到基本沒有問題的水平,并且基準(zhǔn)孔73的形狀的位置可以具有預(yù)定的精度。此外,即使當(dāng)材料的變形和與形成基準(zhǔn)孔73對應(yīng)的應(yīng)力的產(chǎn)生對加工溝槽狀凹槽部分33的部分產(chǎn)生影響,用于最后步驟的形成沖頭51b也保持處在材料55中,因此,形成沖頭51b起到如在芯棒中的基部材料的作用,因而使溝槽狀凹槽部分33的形狀形變的不良影響也可以被防止。
如圖26所示,在單個(gè)壓力產(chǎn)生腔形成板30上鉆出兩個(gè)基準(zhǔn)孔73。當(dāng)壓力產(chǎn)生腔形成板30被整合以構(gòu)造流動(dòng)通道單元時(shí)4時(shí),通常,該操作在以通過將壓力產(chǎn)生腔形成板30與噴嘴板31和彈性板32層疊在基板形狀的整合夾具上進(jìn)行。各個(gè)板狀部件的基準(zhǔn)孔被裝配到從整合夾具伸出的定位釘,并且流動(dòng)通道單元4通過粘接等被整合。在此情況下,如上所述所形成的基準(zhǔn)孔73也被定位釘沿著其穿透,以完成整合。兩個(gè)基準(zhǔn)孔73被設(shè)置,因此,由兩個(gè)定位釘穿透的壓力產(chǎn)生腔形成板30不會(huì)在任何方向上移位,并且精確的整合被進(jìn)行。
溝槽狀凹槽部分33以預(yù)定的間距被排列。以預(yù)定間距排列的溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73的相對位置被如上所述地精確設(shè)定,因此,例如,在將多個(gè)溝槽狀凹槽部分33整合到彈性板32時(shí),基準(zhǔn)孔73實(shí)現(xiàn)了中介功能,溝槽狀凹槽部分33和墨水供應(yīng)端口45的相對位置被精確地設(shè)定,并且優(yōu)異的整合精度被實(shí)現(xiàn)。
溝槽狀凹槽部分33的間距尺寸為0.14mm,并且當(dāng)構(gòu)造精細(xì)的小的部分的噴墨型記錄頭的壓力產(chǎn)生腔29通過鍛造方法被加工時(shí),可以進(jìn)行極其精細(xì)的鍛造。雖然在所示出的實(shí)施例中溝槽狀凹槽部分33的間距是0.14mm,但是通過使得間距等于或者小于0.3mm,在加工液體噴頭等的一部分時(shí),優(yōu)選精制該部分。間距優(yōu)選等于或者小于0.2mm,進(jìn)一步優(yōu)選等于或者小于0.15mm。
通過由鎳板構(gòu)造構(gòu)成金屬材料55的板狀構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)了這樣的優(yōu)異效果,即鎳本身的線性膨脹系數(shù)很低,這是一種極好地執(zhí)行與其他部分同步的熱伸長和收縮的現(xiàn)象,此外,鎳的耐銹蝕性優(yōu)異并且延展性良好,這對鍛造是重要的。此外,雖然在加工形成這樣的小的結(jié)構(gòu)時(shí),通常,各向異性刻蝕的方法被采用,但是根據(jù)此方法,許多加工步驟被增加并且因此,考慮到制造成本該方法是不利的。與之相反,當(dāng)上述的鍛造方法被用于鎳等材料時(shí),許多加工步驟被大大地簡化,這就考慮成本而言是極其有利的。
如圖27或者圖29或者圖4的雙點(diǎn)劃線所示,通過盡可能靠近地加工溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73,由于溫度變化造成的基準(zhǔn)孔73的位置的位移量可以被最小化,并且整合精度可以被進(jìn)一步提高。就是說,溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73之間的金屬材料55(板狀構(gòu)件,壓力產(chǎn)生腔形成板等)的量被減小,因此,由于溫度變化造成的溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73之間的相對位置變化量被減小到不發(fā)生問題的水平,溝槽狀凹槽部分33被正確與例如彈性板32的墨水供應(yīng)端口45連通,并且實(shí)現(xiàn)精確的整合質(zhì)量。
通過這樣的構(gòu)造,即該構(gòu)造包括金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板30,其排列有構(gòu)成壓力產(chǎn)生腔29的溝槽狀凹槽部分33并且在每一溝槽狀凹槽部分33的一端形成有沿板厚度方向穿透的連通端口34;由金屬制成的噴嘴板31,其在對應(yīng)于連通端口34的位置鉆有噴嘴口48;以及由金屬制成的密封板,用于密封溝槽狀凹槽部分33的開口面并且在對應(yīng)于溝槽狀凹槽部分33的另一端的位置鉆有墨水供應(yīng)端口45,其中密封板(43)被結(jié)合到壓力產(chǎn)生腔形成板30的溝槽狀凹槽部分33一側(cè),并且噴嘴板31被結(jié)合到相反一側(cè),根據(jù)本實(shí)施例的制造液體噴頭1的方法構(gòu)造了制造的目標(biāo)。
溝槽狀凹槽部分33的形成和用于在壓力產(chǎn)生腔形成板30整合到液體噴頭1時(shí)定位壓力產(chǎn)生腔形成板30的基準(zhǔn)孔73的形成在同一加工階段進(jìn)行。
因此,在將壓力產(chǎn)生腔形成板30設(shè)定在鍛造機(jī)械中的同時(shí),溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73被在同一加工階段中形成,因此,溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73的相對位置被正確地設(shè)置。就是說,安裝到鍛造機(jī)械的多種模具被連續(xù)地進(jìn)給以同時(shí)或者連續(xù)地壓向處在靜止?fàn)顟B(tài)中的壓力產(chǎn)生腔形成板30,因此,在形成溝槽狀凹槽部分33和基準(zhǔn)孔73的時(shí)段中,壓力產(chǎn)生腔形成板30不移動(dòng),各個(gè)形成部分之間的位置關(guān)系可以被精度的設(shè)定,并且在維持溝槽狀凹槽部分33的高的形成精度的同時(shí),整合精度優(yōu)異的液體噴頭1可以被制造。此外,“工作階段”的意義與上述的相同。
此外,通過由鎳制造壓力產(chǎn)生腔形成板30,基本使得構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的壓力產(chǎn)生腔形成板30、彈性板32和噴嘴板31的線性膨脹系數(shù)相等,因此,當(dāng)各個(gè)構(gòu)件被加熱和粘接時(shí),各個(gè)構(gòu)件是均勻膨脹的。因此,難以產(chǎn)生由膨脹系數(shù)的差異引起的翹曲等機(jī)械應(yīng)力。所以,即使當(dāng)粘接溫度設(shè)定為高溫時(shí),各個(gè)構(gòu)件仍可以相互粘接而不會(huì)有障礙。此外,即使當(dāng)在操作記錄頭中壓電振動(dòng)器產(chǎn)生熱量,并且流動(dòng)通道單元4被熱量所加熱時(shí),構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的各個(gè)構(gòu)件仍均勻膨脹。因此,即使當(dāng)反復(fù)進(jìn)行由于操作記錄頭的加熱和由于停止操作記錄頭的冷卻時(shí),也難以在構(gòu)成流動(dòng)通道單元4的各個(gè)構(gòu)件中引起剝落等的缺陷。
雖然在上述解釋中,已經(jīng)通過以其在將陽模51降低最大沖程的狀態(tài)下進(jìn)行鉆孔,并且在與溝槽狀凹槽部分33的相同的加工階段中被加工的加工部分是整合基準(zhǔn)孔73的情形作為示例,提供了解釋,但是在被加工部分中,用于加工連通端口的導(dǎo)向孔72也與整合基準(zhǔn)孔73類似地在將陽模51進(jìn)行最大沖程的鉆孔的狀態(tài)下被鉆出,并且被在與溝槽狀凹槽部分33的相同的加工階段中被加工。由此,連通端口加工用的導(dǎo)向孔72也可以確保相對于溝槽狀凹槽部分33的高精度的位置關(guān)系,并且連通端口可以此后在第三步驟中以高精度被鉆出。
這樣,本實(shí)施例也可應(yīng)用于其中存在在將陽模51降低最大沖程被加工并且通過與溝槽狀凹槽部分33的相同的加工階段被加工的多種加工部分的情形,并且所述多種加工部分被基本同時(shí)加工。由此,例如,具有彼此不同的功能的各個(gè)被加工部分可以在確保所述小的加工部分之間的高精度的位置關(guān)系的同時(shí)被加工。
根據(jù)上述實(shí)施例,如圖18,圖23,圖24等所示,將條紋狀突起54與突起的條紋部分53、53c相對。為了便于理解該狀態(tài),圖30示出了突起的條紋部分53、53c和條紋狀突起54之間的位置關(guān)系。
圖30(c)示出了將條紋狀突起54銳化成楔形形狀的情況,并且材料的塑性變形現(xiàn)象與圖30(a)、30(b)的相同。
在圖31中列舉的記錄頭1’是本發(fā)明可以被應(yīng)用于其的并且熱產(chǎn)生元件61被用作壓力產(chǎn)生元件的情形。根據(jù)此示例,類似于彈性板32的密封板62被使用,并且壓力產(chǎn)生腔形成板30的溝槽狀凹槽部分33的一側(cè)被密封板62密封。此外,根據(jù)此示例,熱產(chǎn)生元件61被安裝到密封板62的處在壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的表面。熱產(chǎn)生元件61通過經(jīng)由電線向其供入電流而產(chǎn)生熱。此外,壓力產(chǎn)生腔形成板30、噴嘴板31等的其他構(gòu)造與上述實(shí)施例的那些相似,因此對其的解釋將被省略。
根據(jù)記錄頭1’,通過向熱產(chǎn)生元件61供入電流,在壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的墨水被沸騰并且由沸騰產(chǎn)生的氣泡對壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的墨水施壓。通過施壓墨滴被從噴嘴口48噴出。此外,同樣在記錄頭1’中,壓力產(chǎn)生腔形成板30由金屬的塑性形變制造,因此可以實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例的相似的作用和效果。
根據(jù)本發(fā)明的加工步驟限于圖8等所示的,但是多個(gè)加工步驟可以被增加或者減少,此外,考慮到生產(chǎn)步驟的情形和方便性,各個(gè)加工階段可以對應(yīng)于步驟的增加和減少而被整合。
此外,對于連通端口34,雖然在上述實(shí)施例中,已經(jīng)解釋了將連通端口34設(shè)置在溝槽狀凹槽部分33的一端部分的示例,但是本實(shí)施例不限于此。例如,墨水供應(yīng)端口45和與其連通的公共墨水腔14可以被布置在溝槽狀凹槽部分33的兩個(gè)縱向端。由此,可以防止壓力產(chǎn)生腔29內(nèi)的墨水從墨水供應(yīng)端口45到達(dá)連通端口34的停滯,由此,該構(gòu)造是優(yōu)選的。
此外,雖然上述各個(gè)實(shí)施例通過噴墨型記錄裝置、加工小凹槽部分的方法和制造墨水噴頭的方法構(gòu)成了目的,但是本發(fā)明不僅僅通過用于噴墨型記錄裝置的墨水可以來構(gòu)成目的,還可以噴射膠水、指甲油(manicure)、導(dǎo)電液體(液體金屬)等。此外,雖然根據(jù)上述實(shí)施例,已經(jīng)對使用墨水作為液體之一的噴墨型記錄頭提供了解釋,但是本實(shí)施例也通常適用于噴射打印機(jī)等圖像記錄裝置中的記錄頭的液體的液體噴頭、用于制造液晶顯示器等的彩色濾光片的顏料噴頭、用于形成有機(jī)EL顯示器或FED(面發(fā)光顯示器)等的電極使用的電極材料噴頭、或者用于制造生物芯片等的有機(jī)活體噴頭。
權(quán)利要求
1.一種加工小凹槽部分的方法,其中,在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模壓向金屬基板來壓制形成排列成行的小凹槽部分之前,沿著所述各個(gè)陽模所壓向的預(yù)測壓制部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分,在所述金屬基板上預(yù)先形成高剛度部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分是所述金屬基板的一區(qū)域中的一個(gè)部分,所述區(qū)域沿所述假想線延伸,所述部分具有比所述區(qū)域的其他部分的剛度相對更高的剛度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分被設(shè)置在沿所述假想線形成的凹槽溝槽部分中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分是通過使所述凹槽溝槽部分的一部分的深度變淺所形成的淺底部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分是通過使所述凹槽溝槽部分的一部分的寬度縮窄所形成的窄寬度部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分是作為在所述凹槽溝槽部分的底部局部地設(shè)置開口部分的結(jié)果所形成的未開口部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述高剛度部分被設(shè)置在排列成行的所述預(yù)測壓制部分的行末端的附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述假想線基本是直線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工小凹槽部分的方法,其中,所述小凹槽部分是彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分。
10.一種制造液體噴頭的方法,所述液體噴頭包括由金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板,所述壓力產(chǎn)生腔形成板形成有彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分并且在所述溝槽狀凹槽部分的一端形成有沿板厚度方向穿透的連通端口;由金屬制成的噴嘴板,所述噴嘴板在其對應(yīng)于所述連通端口的位置上鉆有噴嘴口;以及由金屬制成的密封板,所述密封板用于密封所述溝槽狀凹槽部分的開口面并且在其對應(yīng)于所述溝槽狀凹槽部分的另一端的位置鉆有液體供應(yīng)端口,所述液體噴頭通過將所述密封板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的形成所述溝槽狀凹槽部分的一側(cè)并且還將所述噴嘴板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的相反側(cè)來構(gòu)成,其中在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模壓向金屬基板來壓制形成排列成行的所述溝槽狀凹槽部分之前,沿著所述各個(gè)陽模所壓向的預(yù)測壓制部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分,在所述金屬基板上預(yù)先形成高剛度部分。
11.一種液體噴頭,包括由金屬制成的壓力產(chǎn)生腔形成板,所述壓力產(chǎn)生腔形成板形成有彼此平行排列的溝槽狀凹槽部分并且在所述溝槽狀凹槽部分的一端形成有沿板厚度方向穿透的連通端口;由金屬制成的噴嘴板,所述噴嘴板在其對應(yīng)于所述連通端口的位置上鉆有噴嘴口;和由金屬制成的密封板,所述密封板用于密封所述溝槽狀凹槽部分的開口面并且在其對應(yīng)于所述溝槽狀凹槽部分的另一端的位置鉆有液體供應(yīng)端口,其中所述液體噴頭通過將所述密封板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的形成所述溝槽狀凹槽部分的一側(cè)并且還將所述噴嘴板結(jié)合到所述壓力產(chǎn)生腔形成板的相反側(cè)來構(gòu)成;以及所述壓力產(chǎn)生腔形成板沿著所述排列成行的溝槽狀凹槽部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分具有高剛度部分。
12.一種金屬板加工方法,包括如下步驟將第一模壓到金屬板上,用于壓制形成沿著假想線延伸并且與所述假想線間隔開的凹槽溝槽部分,所述凹槽溝槽部分限定出第一部分和第二部分,所述第二部分沿著所述假想線與所述第一部分鄰接并且具有比所述第一部分高的剛度;將具有預(yù)定數(shù)量的陽模的第二模壓到所述金屬板上,使得所述陽模沿著所述假想線排列成行;一些陽模的端部位于所述假想線上,并且面向所述第一部分;以及一些其他的陽模的端部位于所述假想線上,并且面向所述第二部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述第一部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的相對較深的部分,所述第二部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的相對較淺的部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述第一部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的相對較寬的部分,所述第二部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的相對較窄的部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述凹槽溝槽部分具有局部形成有通孔的底部,所述第一部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的具有形成有所述通孔的底部的部分,所述第二部分對應(yīng)于所述凹槽溝槽部分的具有沒有形成有所述通孔的底部的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述假想線基本是直線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工小凹槽部分的方法。在該方法中,在通過將預(yù)定數(shù)量的經(jīng)排列的陽模壓向金屬基板來壓制形成排列成行的小凹槽部分之前,沿著所述各個(gè)陽模所壓向的預(yù)測壓制部分的端部,在沿行方向延伸的假想線附近的預(yù)定部分,在所述金屬基板上預(yù)先形成高剛度部分。
文檔編號B21D17/02GK1749013SQ200510102860
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者小河秀幸, 齊藤功一, 高島永光, 大野克德 申請人:精工愛普生株式會(huì)社