液體噴射頭及其制造方法以及該方法中所用的模具技術

本發明專利技術提供了一種制造液體噴射頭的方法。在該方法中，提供金屬板構件，其具有將作為液體噴射頭公共液體池的一部分的至少一個通孔。在第一模中，在第一方向上以固定間距排列有多個第一突起。所述第一突起中的每一個在垂直于所述第一方向的第二方向上是細長的。所述板構件安放在第二模上，并且調控構件插入到通孔中。將所述第一突起壓向所述板構件第一面中的在第二方向上靠近所述通孔的第一區域，以產生到限定在所述第一突起之間的間隙之中的板構件材料的塑性變形，同時由調控構件調控所述塑性變形。由第一突起形成的多個凹槽和由變形到間隙中的材料形成的多個分隔壁構成壓力生成腔的一部分。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及液體噴射頭及其制造方法，以及在該制造方法中所使用的模具。
技術介紹
鍛造加工(forging work)用于各個領域的產品。例如，液體噴射頭的壓力生成腔被認為是通過鍛造金屬材料來成型的。液體噴射頭從噴嘴口以液滴形式噴射受壓液體，且用于各種液體的噴射頭是已知的。墨水噴射記錄頭是典型的液體噴射頭。這里，將以墨水噴射記錄頭為例描述相關技術。作為液體噴射頭的實例的墨水噴射記錄頭(以后稱為“記錄頭”)提供有多組從公共墨水池經由與這些噴嘴口對應的壓力生成腔到達噴嘴口的流動通道。此外，各個壓力生成腔需要以對應于記錄密度的精細間距來形成以滿足縮小尺寸的要求。因此，用于分隔相鄰壓力生成腔的分隔壁的壁厚度極薄。此外，為了高效地利用壓力生成腔內部的墨水壓力來噴射墨滴，在其流動通道的寬度上，用于連通壓力生成腔和公共墨水池的墨水供應端口比壓力生成腔更窄。根據相關技術的記錄頭，考慮到制造這種具有極好尺寸精度的小尺寸形狀的壓力生成腔和墨水供應端口，優選使用硅基材。即通過硅的各向異性蝕刻來顯露晶體表面，形成由晶體表面分隔的壓力生成腔或者墨水供應端口。此外，從易加工性等要求考慮，形成有噴嘴口的噴嘴板由金屬板制造。此外，用于改變壓力生成腔容量的隔膜(diaphragm)部分形成為彈性板。該彈性板是通過將樹脂膜粘附于金屬制成的支撐板上組成的兩層結構，并且通過去除對應于壓力生成腔的支撐板的部分來制造。例如，在公開號為2000-263799A的日本專利申請中公開了這種結構。因為分隔壁的厚度極薄，所以很難精確地獲得壓力生成腔的凹槽形狀來均一地設定其液體容量。具體而言，將分隔壁制造為在沿著壓力生成腔的深度方向看時具有預定高度是很重要的。通過將分隔壁設定為具有足夠的高度，就可能使得壓力生成腔的液體容量具有預定值。因為在很多情況下凹槽形狀一般都是細長的，所以分隔壁的長度也相應增加。因此，為了均一地維持液體容量，在整個長度上精確地制造分隔壁是很重要的。同時，按照如上所述的相關技術的記錄頭，因為硅和金屬之間的線性膨脹率的差異很大，所以在將硅板、噴嘴板和彈性板各個構件粘到一起時，必須在比較低的溫度下花費很長時間粘接各個構件。因此，難以實現生產率的提高從而引起增加生產成本的因素。因此，已經嘗試過通過塑性加工在金屬制成的板上形成壓力生成腔，但是，因為壓力生成腔極小并且墨水供應端口的流動通道寬度需要比壓力生成腔的窄，所以所述塑性加工是困難的，因此造成了一個問題，即生產效率的提高難以實現。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是高精度地形成具有足夠高度的分隔壁，以高精度地獲得相鄰壓力生成腔的凹槽形狀。為了實現上述目的，根據本專利技術，提供了一種制造液體噴射頭的方法，該液體噴射頭通過在液體中產生壓力波動來噴射液滴，所述液體容納在與公共液體池連通的多個壓力生成腔中，所述方法包括如下步驟提供金屬板構件，其具有將作為所述公共液體池的一部分的至少一個通孔；提供第一模，在該第一模中，多個第一突起以固定間距排列在第一方向上，所述第一突起中的每一個在垂直于所述第一方向的第二方向上是細長的；提供第二模，在該第二模上安放所述板構件；將調控構件插入到所述通孔中；以及進行第一鍛造加工，其中，所述第一突起被壓向所述板構件第一面中在第二方向上靠近所述通孔的第一區域，所述第一突起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上受壓，以產生所述板構件中的材料到限定在所述第一突起之間的間隙之中的塑性變形，同時由所述調控構件調控所述塑性變形，其中，由所述第一突起形成的多個凹槽以及由變形到所述間隙中的材料形成的多個分隔壁構成所述壓力生成腔的一部分。通過這種構造，因為朝向通孔的材料變形由調控構件調控，所以大量的材料變形到間隙中，從而可以獲得具有足夠高度的分隔壁。因此，可以保證用于高精度地調節壓力生成腔的體積和形狀的精加工裕量。優選地，進行第二鍛造加工，使得在進行所述第一鍛造加工之前，在所述板構件的第一面上形成在所述第一方向上延伸的凹槽。所述第一區域位于所述凹槽和所述通孔之間。在這種情況下，因為通過第二鍛造加工在凹槽和其周圍產生塑性硬化，所以還可以通過凹槽來調控材料的溢出變形。這里，所述板構件形成有一對通孔，并且所述凹槽在所述通孔之間形成是優選的。在這種情況下，因為可以形成通孔公用的凹槽，所以可以使得所獲得的腔體形成板的結構很簡單。優選地，第二模包括以固定間距排列在所述第一方向上的多個第二突起，其中的每一個在所述第二方向上是細長的。這樣進行所述第一鍛造加工，使得所述第二突起通過所述板構件與所述第一突起相對。這里，優選的是，所述第二突起中的每一個在其末端都設置有凹入部分，以在第二方向上延伸。優選地，所述制造方法還包括如下步驟將所述板構件安放到具有平坦面的第三模上；以及進行第二鍛造加工，其中，在所述平坦面通過所述板構件與所述第一突起相對的條件下，所述第一突起被壓向所述板構件的所述第一區域。這里，在將調控構件插入到所述通孔的情況下進行所述第二鍛造加工是優選的。在這種情況下，即使在進行精加工時也可以調控材料的溢出變形。所述第三模包括在所述第二方向上排列的第三突起對，其中每一個在所述第一方向上是細長的并且具有平坦的末端面，這也是優選的。優選地，所述制造方法還包括如下步驟對所述第一模、第二模和第三模中的至少一個的表面進行拋光；以及對所述被拋光的表面進行硬涂層。在這種情況下，因為模的表面很平滑并且很硬，所以可以使材料沿著模表面平滑地移動，以到達模的預定部分(例如間隙)。因此，有效地保證分隔壁的足夠高度。這里，在所述拋光步驟中進行輪廓磨削是優選的。在這種情況下，即使在具有復雜形狀的模的一部分中也可以進行精確的拋光。涂覆類金剛石碳(DLC)膜作為硬涂層也是優選的。在這種情況下，因為模的表面涂覆有與金剛石等效的碳涂膜，所以可以利用高硬度提高耐磨性。此外，DLC涂膜具有低的動摩擦系數。因此，還可以順利地實現與模接觸的材料的變形，并且可以增加分隔壁的高度。此外，耐磨性優異，并且還可以防止模的損壞從而增加了模的使用壽命。根據本專利技術，還提供了一種制造液體噴射頭的方法，該液體噴射頭通過在液體中產生壓力波動來噴射液滴，所述液體容納在與公共液體池連通的多個壓力生成腔中，所述方法包括如下步驟提供金屬板構件，其具有將作為所述公共液體池的一部分的至少一個通孔；提供第一模，在該第一模中，多個第一突起以固定間距排列在第一方向上，所述第一突起中的每一個在垂直于所述第一方向的第二方向上是細長的；提供第二模，在該第二模上安放所述板構件；進行第一鍛造加工，其中，在所述板構件的第一面上形成在所述第一方向上延伸的凹槽，以在所述第二方向上靠近所述通孔；以及進行第二鍛造加工，其中，所述第一突起被壓向在所述通孔和所述凹槽之間的所述板構件的第一面中的第一區域，所述第一突起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上受壓，以產生所述板構件中的材料到限定在所述第一突起之間的間隙之中的塑性變形，同時由所述凹槽調控所述塑性變形，其中，由所述第一突起形成的多個凹槽以及由變形到所述間隙中的材料形成的多個分隔壁構成所述壓力生成腔的一部分。優選地，所述制造方法還包括如下步驟對所述第一模和第二模中的至少一個的表面進行拋光；以及對所述被拋光的表面進行硬涂層。這里，在所述拋本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造液體噴射頭的方法，其中所述液體噴射頭通過在液體中產生壓力波動來噴射液滴，所述液體容納在與公共液體池連通的多個壓力生成腔中，所述方法包括如下步驟：提供金屬板構件，所述金屬板構件具有將作為所述公共液體池的一部分的至少一個通孔；　 　提供第一模，在所述第一模中，多個第一突起以固定間距排列在第一方向上，所述第一突起中的每一個在垂直于所述第一方向的第二方向上是細長的；提供第二模，在所述第二模上安放所述板構件；將調控構件插入到所述通孔中；以及進行 第一鍛造加工，在所述第一鍛造加工步驟中，所述第一突起被壓向所述板構件第一面中在所述第二方向上靠近所述通孔的第一區域，所述第一突起在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上受壓，以產生所述板構件中的材料到限定在所述第一突起之間的間隙之中的塑性變形，同時由所述調控構件調控所述塑性變形，其中，由所述第一突起形成的多個凹槽以及由變形到所述間隙中的所述材料形成的多個分隔壁構成所述壓力生成腔的一部分。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：高島永光，上杉良治，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]