JP2004001338A - 液体噴射ヘッド、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストを抑えるとともに、作業効率の向上を図る。
【解決手段】圧力発生室形成板３０をニッケル製とし、プレス加工により底面をＶ字状に窪ませた溝状窪部３３を列設すると共に、各溝状窪部３３の一端部に板厚方向を貫通する連通口３４を、プレス加工により形成する。各溝状窪部３３の底面形状により、圧力発生室同士を区画する隔壁部２８について、その根本部分を先端部分よりも厚肉に形成して剛性を高める。そして、圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側に弾性板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合し、溝状窪部と弾性板とで圧力発生室を区画形成する。また、これらの圧力発生室と共通インク室とを弾性板に設けたインク供給口を介して連通させる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射装置の液体噴射ヘッド、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射ヘッドは、共通液体室から圧力発生室を経てノズル開口に至る一連の流路を、ノズル開口に対応する複数備えている。そして、高密度化の要請から各圧力発生室は、密度（単位面積あたりの着弾数）に対応した細かいピッチで形成する必要がある。このため、隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部の肉厚は極めて薄くなっている。また、圧力発生室と共通液体室とを連通する液体供給口は、圧力発生室内の液体圧力を液滴の吐出に効率よく使用するため、その流路幅が圧力発生室よりもさらに絞られている。
【０００３】
このような微細形状の圧力発生室及び液体供給口を寸法精度良く作製する観点から、従来の液体噴射ヘッド、例えばインクジェット式記録ヘッドでは、シリコン基板が好適に用いられている。即ち、シリコンの異方性エッチングにより結晶面を露出させ、この結晶面で圧力発生室や液体供給口を区画形成している。
【０００４】
また、ノズル開口が形成されるノズルプレートは、加工性等の要請から金属板により作製されている。そして、圧力発生室の容積を変化させるためのダイヤフラム部は、弾性板に形成されている。この弾性板は、金属製の支持板上に樹脂フィルムを貼り合わせた二重構造であり、圧力発生室に対応する部分の支持板を除去することで作製されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の液体噴射ヘッドでは、材料となるシリコン基板は定形のウェハで供給されるため、このウェハ一枚あたりから作製できる液体噴射ヘッドの部材の数量が限定される。つまり、例えば異方性エッチング等の一工程あたりで同時に加工できる部材の数量が限定される。そのため、ヘッドを大量に生産しようとするとコストの面及び作業効率の面で不利となるとともに、液体噴射ヘッドの大型化への対応が困難であるという問題があった。また、エッチングでは溶剤を用いるため、環境保護の観点から廃液処理についても充分に考慮する必要があり、その分のコストを要する問題があった。
【０００６】
また、シリコンと金属との線膨張率の差が大きいため、シリコン基板、ノズルプレート及び弾性板の各部材を貼り合わせるにあたり、比較的低温の下で長時間をかけて接着する必要があった。このため、生産性の向上が図り難く、製造コストが嵩む一因となっていた。
【０００７】
さらに、隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部の肉厚が極めて薄く剛性が低いため、隣の圧力発生室内に発生した液体圧力の影響を受けて液滴の吐出特性が変わってしまう所謂隣接クロストークの問題があった。
【０００８】
また、塑性加工によって圧力発生室を金属製基板に形成する試みがなされているが、圧力発生室が極めて微細であること、及び、液体供給口の流路幅を圧力発生室よりも狭くする必要があること等から加工が困難であることに加えて、圧力発生室や液体供給口の形成に用いられる雄型についても、高い精度が求められるため作製が困難であり、生産効率の向上が図り難いという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生産コストを削減するとともに、作業効率の向上を図り、液体噴射ヘッドの大型化に対応できるようにするものである。また、隔壁部の剛性を高めて隣接クロストークを防止することにある。さらに、プレス加工であっても金属製基板に対して圧力発生室を精度良く形成するとともに、雄型の製作を精度良く且つ容易にすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、共通液体室から圧力発生室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を備え、圧力発生手段によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出可能に構成した液体噴射ヘッドにおいて、
複数の溝状窪部を溝幅方向に列設すると共に、各溝状窪部の底面から板厚方向を貫通する連通口を形成した圧力発生室形成板と、
連通口と対応する位置にノズル開口を穿設したノズルプレートと、
溝状窪部の開口面を封止する封止板とを備え、
圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合して溝状窪部と封止板とで圧力発生室を区画形成したことを特徴とする液体噴射ヘッドである。
【００１１】
請求項２に記載のものは、隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部は、根本部分の肉厚が先端部分の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドである。
【００１２】
請求項３に記載のものは、前記溝状窪部の底面をＶ字状に窪ませることで隔壁部の根本部分を先端部分よりも厚く形成したことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドである。
【００１３】
請求項４に記載のものは、前記溝状窪部の底面を円弧状に窪ませることで隔壁部の根本部分を先端部分よりも厚く形成したことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドである。
【００１４】
請求項５に記載のものは、前記溝状窪部における長手方向両端部を面取り形状に作製したことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００１５】
請求項６に記載のものは、前記連通口を、圧力発生室形成板における溝状窪部側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口と、第１連通口の底面から板厚方向を貫通する第２連通口とから構成し、第２連通口の内寸法を第１連通口の内寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００１６】
請求項７に記載のものは、前記封止板は、連通口とは反対側の溝状窪部の長手方向の他端に対応する位置に貫通状態で穿設された液体供給口を有し、圧力発生室と共通液体室とを液体供給口を介して連通させたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００１７】
請求項８に記載のものは、前記圧力室形成板を金属製の板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００１８】
請求項９に記載のものは、前記溝状窪部の開口形状を矩形とすると共に、前記連通口の開口形状を矩形とすることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００１９】
請求項１０に記載のものは、前記連通口を、その少なくとも一部が溝状窪部の一端部と重畳し、且つ、全体が溝状窪部の幅の範囲内に入る位置に設けることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２０】
請求項１１に記載のものは、前記連通口を、その全体が前記溝状窪部と重畳する位置に設けることを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射ヘッドである。
【００２１】
請求項１２に記載のものは、前記連通口を、その一部が溝状窪部と重畳し、且つ、他の部分が溝状窪部の外側に位置するように設けたことを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射ヘッドである。
【００２２】
請求項１３に記載のものは、前記圧力室形成板を、複数の板材を積層して作製した積層板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２３】
請求項１４に記載のものは、前記圧力室形成板を、金属基板の表面に樹脂をコーティングしたコーティング板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２４】
請求項１５に記載のものは、前記ノズルプレートを金属製の板材によって作製すると共に、前記封止板を金属材製の板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１４の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２５】
なお、本明細書において「金属材」とは、金属単体の他、金属の表面に弾性体膜を積層した複合材が含まれる概念で使用する。
【００２６】
請求項１６に記載のものは、前記圧力発生手段を圧電振動子によって構成すると共に、封止板における溝状窪部の封止領域には弾性を有するダイヤフラム部を形成し、
圧電振動子によってダイヤフラム部を変形させ、圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２７】
請求項１７に記載のものは、前記圧力発生手段を圧力発生室に配設された発熱素子によって構成し、該発熱素子の発熱により生じた気泡によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２８】
請求項１８に記載のものは、列設方向端部の圧力発生室に隣接させて液滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１７の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００２９】
請求項１９に記載のものは、前記ダミー圧力発生室における列設方向側の幅を、圧力発生室の幅よりも広くしたことを特徴とする請求項１８に記載の液体噴射ヘッドである。
【００３０】
請求項２０に記載のものは、前記圧力発生室形成板とは反対側の封止板表面が先端面に接合されるケースを備え、
該ケースの先端面を部分的に窪ませて先端凹部を形成し、該先端凹部と封止板とにより共通液体室を区画形成したことを特徴とする請求項１から請求項１９の何れかに記載の液体噴射ヘッドである。
【００３１】
請求項２１に記載のものは、圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各溝状窪部の一端部に板厚方向を貫通する連通口を形成した金属製の圧力発生室形成板と、前記連通口と対応する位置にノズル開口を穿設した金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、
先端が先細りした突条部を、圧力発生室形成板となる基板の板厚方向の途中まで押し込んで溝状窪部を形成する溝状窪部形成工程と、
該溝状窪部形成工程で形成された溝状窪部の底面に板厚方向を貫通する連通口を形成する連通口形成工程とを経て製造されることを特徴とする製造方法である。
【００３２】
請求項２２に記載のものは、前記溝状窪部形成工程が、溝状窪部と同数の突条部を櫛歯状に設けた溝状窪部形成用雄型を用いて行うことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法である。
【００３３】
請求項２３に記載のものは、前記溝状窪部形成用雄型を、金属製のブロック状部材に対して各突条部間の溝となる部分を溝加工することにより作製することを特徴とする請求項２２に記載の製造方法である。
【００３４】
請求項２４に記載のものは、前記突条部の先端をＶ字状に形成したことを特徴とする請求項２１から請求項２３の何れかに記載の製造方法である。
【００３５】
請求項２５に記載のものは、前記突条部の先端を円弧状に形成したことを特徴とする請求項２１から請求項２３の何れかに記載の製造方法である。
【００３６】
請求項２６に記載のものは、前記突条部の先端の形状を、研磨加工により形成することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の製造方法である。
【００３７】
請求項２７に記載のものは、前記連通口形成工程が、第１連通口形成部を基板における溝状窪部側の表面から板厚方向の途中まで押し込んで第１連通口を形成する第１連通口形成工程と、該第１連通口形成部よりも細い第２連通口形成部を第１連通口の底面から反対側の表面まで押し込んで第２連通口を形成する第２連通口形成工程とからなることを特徴とする請求項２１から請求項２６の何れかに記載の製造方法である。
【００３８】
請求項２８に記載のものは、前記連通口形成工程が、連通口を形成するための複数の連通口形成部を櫛歯状に設けた連通口形成用雄型を用いて行うことを特徴とする請求項２７に記載の製造方法である。
【００３９】
請求項２９に記載のものは、前記連通口形成用雄型を、ブロック材に対して各連通口形成部間の溝となる部分を溝加工することにより作製することを特徴とする請求項２８に記載の製造方法である。
【００４０】
請求項３０に記載のものは、前記溝状窪部形成工程と連通口形成工程とを、順送り型における同一ステージ内で行うことを特徴とする請求項２１から請求項２９の何れかに記載の製造方法である。
【００４１】
請求項３１に記載のものは、基板における溝状窪部側の表面及び反対側の表面を研磨して平坦化する研磨工程を、前記連通口形成工程よりも後に行うことを特徴とする請求項２１から請求項３０の何れかに記載の製造方法である。
【００４２】
請求項３２に記載のものは、前記基板をニッケルによって構成したことを特徴とする請求項２１から請求項３１の何れかに記載の製造方法である。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４４】
図１及び図２に示すように、本発明の液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと略記する）１は、インクを吐出して画像等を記録するために用いられるものであり、ケース２と、このケース２内に収納される振動子ユニット３と、ケース２の先端面に接合される流路ユニット４と、先端面とは反対側のケース２の取付面上に配置される接続基板５と、ケース２の取付面側に取り付けられる供給針ユニット６等から概略構成されている。なお、上記のインクは、液体状のインクであり、本発明における液体の一種である。
【００４５】
上記の振動子ユニット３は、図３に示すように、圧電振動子群７と、この圧電振動子群７が接合される固定板８と、圧電振動子群７に駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル９とから概略構成される。
【００４６】
圧電振動子群７は、列状に形成された複数の圧電振動子１０…を備える。各圧電振動子１０…は、本発明の圧力発生素子の一種であり、電気機械変換素子の一種でもある。これらの各圧電振動子１０…は、列の両端に位置する一対のダミー振動子１０ａ，１０ａと、これらのダミー振動子１０ａ，１０ａの間に配置された複数の駆動振動子１０ｂ…とから構成されている。そして、各駆動振動子１０ｂ…は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けられ、１８０本設けられる。
【００４７】
また、ダミー振動子１０ａは、駆動振動子１０ｂよりも十分広い幅であり、駆動振動子１０ｂを衝撃等から保護する保護機能と、振動子ユニット３を所定位置に位置付けるためのガイド機能とを有する。
【００４８】
各圧電振動子１０…は、固定端部を固定板８上に接合することにより、自由端部を固定板８の先端面よりも外側に突出させている。即ち、各圧電振動子１０…は、所謂片持ち梁の状態で固定板８上に支持されている。そして、各圧電振動子１０…の自由端部は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成されており、対向する電極間に電位差を与えることで素子長手方向に伸縮する。
【００４９】
フレキシブルケーブル９は、固定板８とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子１０と電気的に接続されている。そして、このフレキシブルケーブル９の表面には、圧電振動子１０の駆動等を制御するための制御用ＩＣ１１が実装されている。また、各圧電振動子１０…を支持する固定板８は、圧電振動子１０からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材であり、ステンレス板等の金属板が好適に用いられる。
【００５０】
上記のケース２は、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で成型されたブロック状部材である。ここで、ケース２を熱硬化性樹脂で成型しているのは、この熱硬化性樹脂は、一般的な樹脂よりも高い機械的強度を有しており、線膨張係数が一般的な樹脂よりも小さく、周囲の温度変化による変形が小さいからである。そして、このケース２の内部には、振動子ユニット３を収納可能な収納空部１２と、液体の流路の一部を構成する液体供給路１３とが形成されている。また、ケース２の先端面には、共通インク室（本発明の共通液体室）１４となる先端凹部１５が形成されている。
【００５１】
収納空部１２は、振動子ユニット３を収納可能な大きさの空部である。この収納空部１２の先端側部分はケース内壁が側方に向けて部分的に突出しており、この突出部分の上面が固定板当接面として機能する。そして、振動子ユニット３は、各圧電振動子１０の先端が開口から臨む状態で収納空部１２内に収納される。この収納状態において、固定板８の先端面は固定板当接面に当接した状態で接着されている。
【００５２】
先端凹部１５は、ケース２の先端面を部分的に窪ませることにより作製されている。本実施形態の先端凹部１５は、収納空部１２よりも左右外側に形成された略台形状の凹部であり、収納空部１２側に台形の下底が位置するように形成されている。
【００５３】
インク供給路１３は、ケース２の高さ方向を貫通するように形成され、先端が先端凹部１５に連通している。また、液体供給路１３における取付面側の端部は、取付面から突設した接続口１６内に形成されている。
【００５４】
上記の接続基板５は、記録ヘッド１に供給する各種信号用の電気配線が形成されると共に、信号ケーブルを接続可能なコネクタ１７が取り付けられた配線基板である。そして、この接続基板５は、ケース２における取付面上に配置され、フレキシブルケーブル９の電気配線が半田付け等によって接続される。また、コネクタ１７には、制御装置（図示せず）からの信号ケーブルの先端が挿入される。
【００５５】
上記の供給針ユニット６は、インクカートリッジ（図示せず）が接続される部分であり、針ホルダ１８と、インク供給針１９と、フィルタ２０とから概略構成される。
【００５６】
インク供給針１９は、インクカートリッジ内に挿入される部分であり、インクカートリッジ内に貯留されたインクを導入する。このインク供給針１９の先端部は円錐状に尖っており、インクカートリッジ内に挿入し易くなっている。また、この先端部には、インク供給針１９の内外を連通するインク導入孔が複数穿設されている。そして、本実施形態の記録ヘッド１は２種類のインクを吐出可能であるため、このインク供給針１９を２本備えている。
【００５７】
針ホルダ１８は、インク供給針１９を取り付けるための部材であり、その表面にはインク供給針１９の根本部分を止着するための台座２１を２本分横並びに形成している。この台座２１は、インク供給針１９の底面形状に合わせた円形状に作製されている。また、台座底面の略中心には、針ホルダ１８の板厚方向を貫通するインク排出口２２を形成している。また、この針ホルダ１８には、フランジ部を側方に延出している。
【００５８】
フィルタ２０は、埃や成型時のバリ等のインク内の異物の通過を阻止する部材であり、例えば、目の細かな金属網によって構成される。このフィルタ２０は、台座２１内に形成されたフィルタ保持溝に接着されている。そして、この供給針ユニット６は、図２に示すように、ケース２の取付面上に配設される。この配設状態において、供給針ユニット６のインク排出口２２とケース２の接続口１６とは、パッキン２３を介して液密状態で連通する。
【００５９】
次に、上記の流路ユニット４について説明する。この流路ユニット４は、圧力発生室形成板３０の一方の面にノズルプレート３１を、圧力発生室形成板３０の他方の面に封止板（弾性板）３２を接合した構成である。
【００６０】
圧力発生室形成板３０は、図４に示すように、溝状窪部３３と、連通口３４と、逃げ凹部３５とを形成した金属製の板状部材である。本実施形態では、この圧力発生室形成板３０を、厚さ０．３５ｍｍのニッケル製の基板を加工することで作製している。
【００６１】
ここで、基板としてニッケルを選定した理由について説明する。第１の理由は、このニッケルの線膨張係数が、ノズルプレート３１や封止板３２の主要部を構成する金属（本実施形態では後述するようにステンレス）の線膨張係数と略等しいからである。即ち、流路ユニット４を構成する圧力発生室形成板３０、封止板３２及びノズルプレート３１の線膨張係数が揃うと、これらの各部材を加熱接着した際において、各部材は均等に膨張する。このため、膨張率の相違に起因する反り等の機械的ストレスが発生し難い。その結果、接着温度を高温に設定しても各部材を支障なく接着することができる。また、記録ヘッド１の作動時に圧電振動子１０が発熱し、この熱によって流路ユニット４が加熱されたとしても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２が均等に膨張する。このため、記録ヘッド１の作動に伴う加熱と作動停止に伴う冷却とが繰り返し行われても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２に剥離等の不具合は生じ難い。
【００６２】
第２の理由は、防錆性に優れているからである。即ち、この種の記録ヘッド１では水性インクが好適に用いられているので、長期間に亘って水が接触しても錆び等の変質が生じないことが肝要である。その点、ニッケルは、ステンレスと同様に防錆性に優れており、錆び等の変質が生じ難い。
【００６３】
第３の理由は、展性に富んでいるからである。即ち、圧力発生室形成板３０を作製するにあたり、本実施形態では後述するように塑性加工（例えば、鍛造加工）で行っている。そして、圧力発生室形成板３０に形成される溝状窪部３３や連通口３４は、極めて微細な形状であり、且つ、高い寸法精度が要求される。そして、基板にニッケルを用いると、展性に富んでいることから塑性加工であっても溝状窪部３３や連通口３４を高い寸法精度で形成することができる。
【００６４】
なお、圧力発生室形成板３０に関し、上記した各要件、即ち、線膨張係数の要件、防錆性の要件、及び、展性の要件を満たすならば、ニッケル以外の金属で構成してもよい。
【００６５】
溝状窪部３３は、圧力発生室２９となる溝状の窪部であり、図５に拡大して示すように、開口形状が矩形の溝によって構成されている。開口形状を矩形としたのは、溝状窪部３３の塑性加工に使用する雄型の作製を容易にするためである。この点については後述する。
【００６６】
本実施形態では、幅約０．１ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝を溝幅方向に１８０個列設している。この溝状窪部３３の底面は、深さ方向（即ち、奥側）に進むに連れて縮幅されてＶ字状に窪んでいる。底面をＶ字状に窪ませたのは、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁部２８の剛性を高めるためである。即ち、底面をＶ字状に窪ませることにより、隔壁部２８の根本部分（底面側の部分）の肉厚が厚くなって隔壁部２８の剛性が高まる。そして、隔壁部２８の剛性が高くなると、隣の圧力発生室２９からの圧力変動の影響を受け難くなる。即ち、隣の圧力発生室２９からのインク圧力の変動が伝わり難くなる。また、底面をＶ字状に窪ませることにより、溝状窪部３３を塑性加工によって寸法精度よく形成することもできる（後述する）。そして、このＶ字の角度は、加工条件によって規定されるが、例えば９０度前後である。
【００６７】
さらに、隔壁部２８における先端部分の肉厚が極く薄いことから、各圧力発生室２９…を密に形成しても必要な容積を確保することができる。
【００６８】
また、本実施形態における溝状窪部３３に関し、その長手方向両端部は、奥側に進むにつれて内側に下り傾斜している。即ち、溝状窪部３３の長手方向両端部は、面取形状に形成されている。このように構成したのも、溝状窪部３３を塑性加工によって寸法精度よく形成するためである。
【００６９】
さらに、両端部の溝状窪部３３，３３に隣接させてこの溝状窪部３３よりも幅広なダミー窪部３６を１つずつ形成している。このダミー窪部３６は、インク滴（本発明の液滴）の吐出に関与しないダミー圧力発生室となる溝状の窪部である。本実施形態のダミー窪部３６は、幅約０．２ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝によって構成されており、溝状窪部３３と同様に開口形状は矩形である。そして、このダミー窪部３６の底面は、Ｗ字状に窪んでいる。これも、隔壁部２８の剛性を高めるため、及び、ダミー窪部３６を塑性加工によって寸法精度よく形成するためである。
【００７０】
そして、各溝状窪部３３…及び一対のダミー窪部３６，３６によって窪部列が構成される。本実施形態では、この窪部列を横並びに２列形成している。
【００７１】
連通口３４は、溝状窪部３３の一端部（排出側端部）から板厚方向を貫通する貫通孔として、各窪部列に形成されており、１つの窪部列に１８０個形成されている。本実施形態の連通口３４は、溝状窪部３３の場合と同様の理由から開口形状を矩形としている。連通口３４は、その一端（図５（ｂ）において下側）が溝状窪部３３の一端（同じく図５（ｂ）において下側）から０．１ｍｍ以下（図５（ｂ）の寸法Ｚ）で内側（溝状窪部３３の開口内）に位置するように穿設される。
【００７２】
ここで、溝状窪部３３の底面における板厚は周囲の板厚に比べて薄いので、連通口３４をこの溝状窪部３３の開口内、つまり、連通口３４全体を溝状窪部３３の一端部と重畳する位置に形成することにより、その際の塑性加工に用いられる雄型（ポンチ）への負荷が軽減され、雄型の座屈等を防止することができる。但し、この寸法Ｚの値が０．１５ｍｍよりも大きい、つまり、溝状窪部３３の端（連通口３４により近い方の端）から連通口３４までの空間が大きいと、この空間に気泡が停滞し易くなる。そして、気泡が集まって大きくなると、圧電振動子１０の駆動による圧力発生室内の圧力変動をこの気泡が吸収して、インク滴の吐出に悪影響を与える等の問題が生じる。そのため、寸法Ｚの値を０．１５ｍｍよりも小さい値にするのが好ましい（より好ましくは０．１ｍｍ以下）。
【００７３】
本実施形態の連通口３４は、圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口３７と、溝状窪部３３とは反対側の表面から板厚方向の途中まで形成した第２連通口３８とから構成されている。
【００７４】
そして、第１連通口３７と第２連通口３８とは断面積が異なっており、第２連通口３８の内寸法が第１連通口３７の内寸法よりも僅かに小さく設定されている。これは、連通口３４をプレス加工によって作製していることに起因する。即ち、この圧力発生室形成板３０は、厚さ０．３５ｍｍのニッケル板を加工することで作製しているため、連通口３４の長さは、溝状窪部３３の深さを差し引いても０．２５ｍｍ以上となる。そして、連通口３４の幅は、溝状窪部３３の溝幅よりも狭くする必要があるので、０．１ｍｍ未満に設定される。このため、連通口３４を１回の加工で打ち抜こうとすると、アスペクト比の関係で雄型（ポンチ）が座屈するなどしてしまう。
【００７５】
そこで、本実施形態では、加工を２回に分け、１回目の加工では第１連通口３７を板厚方向の途中まで形成し、２回目の加工で第２連通口３８を形成している。なお、この連通口３４の加工手順については、後で説明する。
【００７６】
また、ダミー窪部３６にはダミー連通口３９が形成されている。このダミー連通口３９は、上記の連通口３４と同様に、開口形状が矩形の第１ダミー連通口４０と第２ダミー連通口４１とから構成されており、第２ダミー連通口４１の内寸法が第１ダミー連通口４０の内寸法よりも小さく設定されている。
【００７７】
なお、本実施形態では、上記の連通口３４及びダミー連通口３９に関し、開口形状が矩形状の貫通孔によって構成されたものを例示したが、この形状に限定されるものではない。例えば、円形に開口した貫通孔によって構成してもよい。
【００７８】
逃げ凹部３５は、共通インク室１４におけるコンプライアンス部の作動用空間を形成する。本実施形態では、ケース２の先端凹部１５と略同じ形状であって、深さが溝状窪部３３と等しい台形状の凹部によって構成している。なお、本実施形態では、逃げ凹部３５の深さを圧力発生室形成板３０の板厚の途中までとしたが、この逃げ凹部３５を貫通穴として形成してもよい。
【００７９】
次に、上記の封止板３２について説明する。この封止板３２は、例えば、支持板４２上に弾性体膜４３を積層した二重構造の複合材（本発明の金属材の一種）によって作製される。本実施形態では、支持板４２としてステンレス板を用い、弾性体膜４３としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いている。
【００８０】
図６に示すように、封止板３２には、ダイヤフラム部４４と、インク供給口（本発明の液体供給口）４５と、コンプライアンス部４６とを形成している。
【００８１】
ダイヤフラム部４４は、圧力発生室２９の一部を区画する部分である。即ち、ダイヤフラム部４４は溝状窪部３３の開口面を封止し、この溝状窪部３３と共に圧力発生室２９を区画形成する。このダイヤフラム部４４は、図７（ａ）に示すように、溝状窪部３３に対応した細長い形状であり、溝状窪部３３を封止する封止領域に対し、各溝状窪部３３…毎に形成されている。具体的には、ダイヤフラム部４４の幅は溝状窪部３３の溝幅と略等しく設定され、ダイヤフラム部４４の長さは溝状窪部３３の長さよりも多少短く設定されている。長さに関し、本実施形態では、溝状窪部３３の長さの約２／３に設定されている。そして、形成位置に関し、図２に示すように、ダイヤフラム部４４の一端を、溝状窪部３３の一端（連通口３４側の端部）に揃えている。
【００８２】
このダイヤフラム部４４は、図７（ｂ）に示すように、溝状窪部３３に対応する部分の支持板４２をエッチング等によって環状に除去して弾性体膜４３のみとすることで作製され、この環内には島部４７を形成している。この島部４７は、圧電振動子１０の先端面が接合される部分である。
【００８３】
インク供給口４５は、圧力発生室２９と共通インク室１４とを連通するための孔であり、封止板３２の板厚方向を貫通している。このインク供給口４５も、ダイヤフラム部４４と同様に、溝状窪部３３に対応する位置に各溝状窪部３３…毎に形成されている。このインク供給口４５は、図２に示すように、連通口３４とは反対側の溝状窪部３３の他端（供給側端部）に対応する位置に穿設されている。また、このインク供給口４５の直径は、溝状窪部３３の溝幅よりも十分に小さく設定されている。本実施形態では、２３ミクロンの微細な貫通孔によって構成している。
【００８４】
このようにインク供給口４５を微細な貫通孔にした理由は、圧力発生室２９と共通インク室１４との間に流路抵抗を付与するためである。即ち、この記録ヘッド１では、圧力発生室２９内のインクに付与した圧力変動を利用してインク滴を吐出させている。このため、インク滴を効率よく吐出させるためには、圧力発生室２９内のインク圧力をできるだけ共通インク室１４側に逃がさないようにすることが肝要である。この観点から本実施形態では、インク供給口４５を微細な貫通孔によって構成している。
【００８５】
そして、本実施形態のように、インク供給口４５を貫通孔によって構成すると、加工が容易であり、高い寸法精度が得られるという利点がある。即ち、このインク供給口４５は貫通孔であるため、レーザー加工による作製が可能である。従って、微細な直径であっても高い寸法精度で作製でき、作業も容易である。
【００８６】
コンプライアンス部４６は、共通インク室１４の一部を区画する部分である。即ち、コンプライアンス部４６と先端凹部１５とで共通インク室１４を区画形成する。このコンプライアンス部４６は、先端凹部１５の開口形状と略同じ台形状であり、支持板４２の部分をエッチング等によって除去し、弾性体膜４３だけにすることで作製される。
【００８７】
なお、封止板３２を構成する支持板４２及び弾性体膜４３は、この例に限定されるものではない。例えば、弾性体膜４３としてポリイミドを用いてもよい。また、この封止板３２を、ダイヤフラム部４４になる厚肉部及び該厚肉部周辺の薄肉部と、コンプライアンス部４６になる薄肉部とを設けた金属板で構成してもよい。
【００８８】
次に、上記のノズルプレート３１について説明する。ノズルプレート３１は、ノズル開口４８を列設した金属製の板状部材である。本実施形態ではステンレス板を用い、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口４８…を開設している。本実施形態では、合計１８０個のノズル開口４８…を列設してノズル列を構成し、このノズル列を２列横並びに形成している。
【００８９】
そして、このノズルプレート３１を圧力発生室形成板３０の他方の表面、即ち、封止板３２とは反対側の表面に接合すると、対応する連通口３４に各ノズル開口４８…が臨む。
【００９０】
そして、上記の封止板３２を、圧力発生室形成板３０の一方の表面、即ち、溝状窪部３３の形成面に接合すると、ダイヤフラム部４４が溝状窪部３３の開口面を封止して圧力発生室２９が区画形成される。同様に、ダミー窪部３６の開口面も封止されてダミー圧力発生室が区画形成される。また、上記のノズルプレート３１を圧力発生室形成板３０の他方の表面に接合するとノズル開口４８が対応する連通口３４に臨む。この状態で島部４７に接合した圧電振動子１０を伸縮すると、島部周辺の弾性体膜４３が変形し、島部４７が溝状窪部３３側に押されたり、溝状窪部３３側から離隔する方向に引かれたりする。この弾性体膜４３の変形により、圧力発生室２９が膨張したり収縮したりして圧力発生室２９内のインクに圧力変動が付与される。
【００９１】
さらに、封止板３２（即ち、流路ユニット４）をケース２に接合すると、コンプライアンス部４６が先端凹部１５を封止する。このコンプライアンス部４６は、共通インク室１４に貯留されたインクの圧力変動を吸収する。即ち、貯留されたインクの圧力に応じて弾性体膜４３が膨張したり収縮したりして変形する。そして、上記の逃げ凹部３５は、弾性体膜４３の膨張時において、弾性体膜４３が膨らむための空間を形成する。
【００９２】
上記構成の記録ヘッド１は、インク供給針１９から共通インク室１４までの共通インク流路と、共通インク室１４から圧力発生室２９を通って各ノズル開口４８…に至る個別インク流路とを有する。そして、インクカートリッジに貯留されたインクは、インク供給針１９から導入されて共通インク流路を通って共通インク室１４に貯留される。この共通インク室１４に貯留されたインクは、個別インク流路を通じてノズル開口４８から吐出される。
【００９３】
例えば、圧電振動子１０を収縮させると、ダイヤフラム部４４が振動子ユニット３側に引っ張られて圧力発生室２９が膨張する。この膨張により圧力発生室２９内が負圧化されるので、共通インク室１４内のインクがインク供給口４５を通って各圧力発生室２９に流入する。その後、圧電振動子１０を伸張させると、ダイヤフラム部４４が圧力発生室形成板３０側に押されて圧力発生室２９が収縮する。この収縮により、圧力発生室２９内のインク圧力が上昇し、対応するノズル開口４８からインク滴が吐出される。
【００９４】
そして、この記録ヘッド１では、圧力発生室２９（溝状窪部３３）の底面がＶ字状に窪んでいる。このため、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁部２８は、その根本部分の肉厚が先端部分の肉厚よりも厚く形成される。これにより、隔壁部２８の剛性を従来よりも高めることができる。従って、インク滴の吐出時において、圧力発生室２９内にインク圧力の変動が生じたとしても、その圧力変動を隣の圧力発生室２９に伝わり難くすることができる。その結果、所謂隣接クロストークを防止でき、インク滴の吐出を安定化できる。
【００９５】
また、本実施形態では、共通インク室１４と圧力発生室２９とを連通するインク供給口４５を、封止板３２の板厚方向を貫通する微細孔によって構成したので、プレス加工やレーザー加工等によって高い寸法精度が容易に得られる。これにより、各圧力発生室２９…へのインクの流入特性（流入速度や流入量等）を高いレベルで揃えることができる。さらに、プレスやレーザー光線によって加工を行った場合には、加工も容易である。
【００９６】
また、本実施形態では、列端部の圧力発生室２９，２９に隣接させてインク滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室（即ち、ダミー窪部３６と封止板３２とによって区画される空部）を設けたので、これらの両端の圧力発生室２９，２９に関し、片側には隣りの圧力発生室２９が形成され、反対側にはダミー圧力発生室が形成されることになる。これにより、列端部の圧力発生室２９，２９に関し、その圧力発生室２９を区画する隔壁の剛性を、列途中の他の圧力発生室２９…における隔壁の剛性に揃えることができる。その結果、一列全ての圧力発生室２９のインク滴吐出特性を揃えることができる。
【００９７】
さらに、このダミー圧力発生室に関し、列設方向側の幅を各圧力発生室２９…の幅よりも広くしている。換言すれば、ダミー窪部３６の幅を溝状窪部３３の幅よりも広くしている。これにより、列端部の圧力発生室２９と列途中の圧力発生室２９の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【００９８】
さらに、本実施形態では、ケース２の先端面を部分的に窪ませて先端凹部１５を形成し、この先端凹部１５と封止板３２とにより共通インク室１４を区画形成しているので、共通インク室１４を形成するための専用部材が不要であり、構成の簡素化が図れる。また、このケース２は樹脂成型によって作製されているので、先端凹部１５の作製も比較的容易である。
【００９９】
次に、上記記録ヘッド１の製造方法について説明する。なお、この製造方法では、上記の圧力発生室形成板３０の製造工程に特徴を有しているので、圧力発生室形成板３０の製造工程を中心に説明することにする。
【０１００】
なお、この圧力発生室形成板３０は、順送り型による鍛造加工によって作製される。また、圧力発生室形成板３０の素材として使用する帯板は、上記したようにニッケル製である。
【０１０１】
圧力発生室形成板３０の製造工程は、溝状窪部３３を形成する溝状窪部形成工程と、連通口３４を形成する連通口形成工程とからなり、順送り型によって行われる。
【０１０２】
溝状窪部形成工程では、図８に示す第１雄型５１と図９に示す雌型５２とを用いる。この第１雄型５１は、本発明における溝状窪部形成用雄型である。この雄型には、溝状窪部３３を形成するための突条部５３を、溝状窪部３３と同じ数だけ列設してある。また、列設方向両端部の突条部５３に隣接させてダミー窪部３６を形成するためのダミー突条部（図示せず）も設ける。突条部５３の先端部分５３ａは先細りしており、例えば図８（ｂ）に示すように、幅方向の中心から４５度程度の角度で面取りされている。これにより、長手方向から見てＶ字状に尖っている。また、先端部分５３ａにおける長手方向の両端は、図８（ａ）に示すように、４５度程度の角度で面取りした形状である。
【０１０３】
ここで、第１雄型５１の作製方法について、図１０を用いて説明する。
【０１０４】
まず、図１０（ａ）に示すように、第１雄型５１の突条部５３となる金属製のブロック材に対して、図１０（ｂ）に示すようにダイシングソー等を用いて各突条部５３間の溝となる部分を順次溝加工する。このときの溝の深さは、溝状窪部３３応じて必要な深さとする。図１０においては、溝が突条部５３の根元まで達しているが、型の強度をより強くするために厚さ方向の途中までとしてもよい。そして、図１０（ｃ）に示すように各溝状窪部３３に対応して列設した突条部５３を形成したならば、次に図１０（ｄ）に示すように、各突条部５３の先端を研磨加工してＶ字状に尖らせるとともに、各突条部５３の長手方向の両端を面取りすることにより、先端部分５３ａを形成する。
【０１０５】
ところで、溝加工を施すことにより突条部５３を溝状窪部３３と同数列設した理由は、一つの突条部５３を用いて各溝状窪部３３を一つずつ順次プレス加工する方法では、その分加工時間を要するだけでなく、直前の加工で形成された溝状窪部３３に対してその後の加工が干渉して変形させ、溝状窪部３３を均一の形状に作製できないおそれがあり、これを防止するために、各溝状窪部３３を一度のプレスで同時に形成する必要があるからである。そしてもう一つの理由は、溝状窪部３３と同数の先端部分５３ａを一つずつ作製し、作製した先端部分５３ａを土台に埋め込んで型を作製する場合と比較して作製作業が容易であり、且つ、コスト的にも精度的にも優れているからである。
【０１０６】
なお、上述では、第１雄型５１（突条部５３、先端部５３ａ）の作製方法を示したが、後述する第２雄型５７と第３雄型５９の作製方法についても、第１連通口形成部５６、第２連通口形成部５８が矩形なので、同様にブロック材に対しての溝加工及び研磨加工により行うことができる。このため、その説明は省略する。
【０１０７】
ここで、溝状窪部３３と連通口３４の開口形状を矩形以外の形状（例えば、溝状窪部３３を楕円形、連通口３４の開口形状を円形）とすることもできるが、各雄型をその形状に合わせた形に加工する必要があるため、開口形状を矩形にする場合と比較して少なからず作業量が増加することになる。本実施形態のように、開口形状を矩形に設定すれば、溝加工と研磨加工の２工程という比較的少ない作業で雄型を作製することができる。
【０１０８】
次に、雌型５２の説明に移る。図９（ｂ）に示すように、雌型５２には、その上面に筋状突起５４が複数形成されている。この筋状突起５４は、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁の形成を補助するものであり、溝状窪部３３，３３同士の間に位置する。この筋状突起５４は四角柱状であり、その幅は、隣り合う圧力発生室２９，２９同士の間隔（隔壁の厚み）よりも若干狭く設定されており、高さは幅と同程度である。また、筋状突起５４の長さは溝状窪部３３（突条部５３）の長さと同程度に設定されている。
【０１０９】
そして、溝状窪部形成工程では、まず、図１１（ａ）に示すように、雌型５２の上面に帯板５５を載置し、帯板５５の上方に第１雄型５１を配置する。次に、図１１（ｂ）に示すように、第１雄型５１を下降させて突条部５３の先端部を帯板５５内に押し込む。このとき、突条部５３の先端部分５３ａをＶ字状に尖らせているので、突条部５３を座屈させることなく先端部分５３ａを帯板５５内に確実に押し込むことができる。この突条部５３の押し込みは、図１１（ｃ）に示すように、帯板５５の板厚方向の途中まで行う。
【０１１０】
突条部５３の押し込みにより、帯板５５の一部分が流動し、溝状窪部３３が形成される。ここで、突条部５３の先端部分５３ａがＶ字状に尖っているので、微細な形状の溝状窪部３３であっても、高い寸法精度で作製することができる。即ち、先端部分５３ａで押された部分が円滑に流れるので、形成される溝状窪部３３は突条部５３の形状に倣った形状に形成される。さらに、先端部分５３ａにおける長手方向の両端も面取りしてあるので、当該部分で押圧された帯板５５も円滑に流れる。従って、溝状窪部３３の長手方向両端部についても高い寸法精度で作製できる。
【０１１１】
また、突条部５３の押し込みを板厚方向の途中で止めているので、貫通孔として形成する場合よりも厚い帯板５５を用いることができる。これにより、圧力発生室形成板３０の剛性を高めることができ、インク滴の吐出特性の向上が図れる。また、圧力発生室形成板３０の取り扱いも容易になる。
【０１１２】
また、突条部５３で押圧されたことにより、帯板５５の一部は隣り合う突条部５３，５３の空間内に隆起する。ここで、雌型５２に設けた筋状突起５４は、突条部５３，５３同士の間に対応する位置に配置されているので、この空間内への帯板５５の流れを補助する。これにより、突条部５３間の空間に対して効率よく帯板５５を導入することができ、隆起部を高く形成できる。
【０１１３】
このようにして溝状窪部３３を形成したならば、連通口形成工程に移行して連通口３４を形成する。この連通口形成工程では、図１２に示すように、第２雄型５７と第３雄型５９とを用いる。この第２雄型５７と第３雄型５９は、本発明の連通口形成用雄型として機能するものである。
ここで、第２雄型５７は、第１連通口３７の形状に対応する角柱状の第１連通口形成部５６を複数本櫛歯状に設けたもの、即ち、複数の第１連通口形成部５６…をベースから立設したものである。また、第３雄型５９は、第２連通口３８の形状に対応した角柱状の第２連通口形成部５８を複数本櫛歯状に形成したものである。なお、第２連通口形成部５８は、第１連通口形成部５６よりも一回り細い形状に作製されている。
【０１１４】
この連通口形成工程では、まず、図１２（ａ）に示すように、第２雄型５７の第１連通口形成部５６を帯板５５における溝状窪部３３側の表面から板厚方向の途中まで押し込んで第１連通口３７となる窪部を形成する（第１連通口形成工程）。第１連通口３７となる窪部を形成したならば、図１２（ｂ）に示すように、第３雄型５９の第２連通口形成部５８を溝状窪部３３側から押し込んで第１連通口３７の底部を打ち抜いて第２連通口３８を形成する（第２連通口形成工程）。
【０１１５】
このように、本実施形態では、太さの異なる連通口形成部５６，５８を用い、複数回の加工によって連通口３４を作製しているので、極く微細な連通口３４であっても寸法精度良く作製することができる。
【０１１６】
さらに、溝状窪部３３側から作製する第１連通口３７を板厚方向の途中までしか作製しないので、第１連通口３７の作製時において、圧力発生室２９の隔壁部２８が過度に引っ張られてしまう不具合を防止できる。これにより、隔壁部２８の形状を損なうことなく寸法精度良く作製することができる。
【０１１７】
なお、本実施形態では、２回の加工によって連通口３４を作製する工程を例示したが、３回以上の加工によって連通口３４を作製してもよい。また、上記の不具合が生じなければ、１回の加工で連通口３４を作製してもよい。
【０１１８】
連通口３４を作製したならば、帯板５５における溝状窪部３３側の表面及び反対側の表面を研磨して平坦化する（研磨工程）。即ち、図１２（ｃ）に一点鎖線で示すように、溝状窪部３３側の表面、及び、溝状窪部３３とは反対側の表面を研磨し、これらの各表面を平坦化すると共に、板厚を所定厚さ（本実施形態では０．３ｍｍ）に調整する。
【０１１９】
なお、上記の溝状窪部形成工程と連通口形成工程は、別ステージで行ってもよく、同一ステージで行ってもよい。そして、同一ステージで行った場合には、両工程において帯板５５が移動しないため、溝状窪部３３内に連通口３４を位置精度良く作製することができる。
【０１２０】
以上の各工程により圧力発生室形成板３０を作製したならば、別途作製された封止板３２とノズルプレート３１とを圧力発生室形成板３０に接合して流路ユニット４を作製する。本実施形態では、これらの各部材の接合を接着により行っている。この接着時において、上記の研磨工程で圧力発生室形成板３０の表面を平坦化しているので、封止板３２やノズルプレート３１を確実に接着できる。
【０１２１】
また、封止板３２はステンレス板を支持板４２とする複合材であるので、その線膨張率は支持板４２であるステンレスによって規定される。そして、ノズルプレート３１もステンレス板によって作製されている。さらに、圧力発生室形成板３０を構成するニッケルは、上記したように、線膨張率がステンレスと略等しい。以上から、接着温度を高めても線膨張率の差に起因する反りが発生しない。その結果、シリコン基板を用いていた時よりも接着温度を高めることができ、接着時間の短縮化が図れて製造効率が向上する。
【０１２２】
流路ユニット４を作製したならば、別途作製されたケース２に、振動子ユニット３と流路ユニット４とを接合する。この場合にも、これらの各部材の接合は接着によって行われている。従って、接着温度を高めても流路ユニット４には反りが発生せず、接着時間の短縮化が図れる。
【０１２３】
ケース２に、振動子ユニット３と流路ユニット４とを接合したならば、振動子ユニット３のフレキシブルケーブル９と接続基板５とを半田付けし、その後、供給針ユニット６を取り付ける。
【０１２４】
ところで、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【０１２５】
まず、隔壁部２８に関し、その根本部分が先端部分よりも厚肉であれば、隔壁部２８の剛性を従来よりも高めることができ、圧力発生室２９として必要な容積を確保できる。この観点からすれば、溝状窪部底面の窪み形状はＶ字状に限られない。例えば、溝状窪部３３の底面を円弧状に窪ませてもよい。そして、このような底面形状の溝状窪部３３を作製するためには、先端部分が円弧状に先細りした突条部５３を有する第１雄型５１を用いればよい。
【０１２６】
また、圧力発生素子に関し、圧電振動子１０以外の素子を用いてもよい。例えば、静電アクチュエータや磁歪素子等の電気機械変換素子を用いてもよい。さらに、圧力発生素子として発熱素子を用いてもよい。
【０１２７】
図１２に例示した記録ヘッド１´は、圧力発生素子として発熱素子６１を用いたものである。この例では、上記の封止板３２に代えて、コンプライアンス部４６とインク供給口４５とを設けた封止基板６２（本発明の封止板の一種）を用い、この封止基板６２によって圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側を封止している。また、この例では、圧力発生室２９内における封止基板６２の表面に発熱素子６１を取り付けている。この発熱素子６１は電気配線を通じて給電されて発熱する。
【０１２８】
なお、圧力発生室形成板３０やノズルプレート３１等、その他の構成は上記実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２９】
この記録ヘッド１では、発熱素子６１への給電により、圧力発生室２９内のインクが突沸し、この突沸によって生じた気泡が圧力発生室２９内のインクを加圧する。この加圧により、ノズル開口４８からインク滴が吐出される。
【０１３０】
そして、この記録ヘッド１でも、圧力発生室形成板３０を金属の塑性加工で作製しているので、上記した実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１３１】
また、圧力発生室形成板３０の加工に関し、上記実施形態では塑性加工の一種である鍛造加工で作製した例について説明したが、これに限らない。さらに、圧力発生室形成板３０を作製するための素材に関し、隔壁部２８の根本部分を先端部分よりも厚肉に形成する観点においては、単一の金属板に限定されるものではない。例えば、複数の板材を積層して作製した積層板材を用いても良く、金属基板の表面に樹脂をコーティングしたコーティング板材によって作製してもよい。
【０１３２】
さらに、連通口３４に関し、上述の実施形態では、溝状窪部３３の一端部（一端側）かつ溝状窪部３３の開口内に設けた例を示したが、これに限らない。連通口３４の少なくとも一部が溝状窪部３３の一部と重畳する位置で、且つ、全体が溝状窪部の幅の範囲内に入る位置であれば任意の位置に設けることができる。例えば、連通口３４を、溝状窪部３３の長手方向の略中央に形成してもよい。但し、前述したように、圧力発生室２９内における気泡の停滞を回避するため、図５の寸法Ｚが０．１５ｍｍ以下となる位置に形成することが好ましい。
【０１３３】
また、プレス加工時における雄型への負担の問題がなければ、図１４に示すように、一部が溝状窪部３３と重畳し、他の部分（残りの部分）が溝状窪部３３の外側（溝状窪部３３の開口外）に位置するように連通口３４を形成することもできる。この例においては、図１４（ａ）に示すように、予めプレス加工された各溝状窪部３３に対して、図１４（ｂ）に示すように、第１連通口３７を、その一部（図１４において上側）が溝状窪部３３の一端部と重なり、残りの部分（図１４において下側）が溝状窪部３３の外側に位置するように、圧力発生室形成板３０の板厚方向の途中まで形成する。そして、図１４（ｃ）に示すように、その位置で圧力発生室形成板３０を打ち抜いて第２連通口３８を形成する。この実施形態では、図５で示したＺ寸法の値が零（連通口３７，３８の他端が溝状窪部３３の外側に形成されているので、厳密には負の値）となっている。即ち、気泡が停滞しやすい領域が無くなっており、これによりインク滴の吐出が安定し、信頼性が向上する。
【０１３４】
なお、以上では、インクジェット式記録ヘッドに本発明を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップの製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。そして、色材噴射ヘッドではＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の色材を溶かした液体、電極材噴射ヘッドでは電極材を溶かした液体、生体有機物噴射ヘッドでは有機物を溶かした液体を、上記のインクに替えてそれぞれ用いる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
【０１３６】
即ち、圧力発生室形成板を、エッチングを使用しないで形成できるので、生産コストを抑えることができ、作業効率も向上できる。また、液体噴射ヘッドの大型化にも対応することができる。
【０１３７】
また、圧力発生室形成板とノズルプレートと封止板の線膨張係数を揃えることができるので、これらの各部材の接合を高温下で行うことができる。これにより、各部材の接合を短時間で終了させることができ、より製造効率の向上が図れる。
【０１３８】
また、圧力発生室形成板には、底面をＶ字状或いは円弧形状に窪ませた溝状窪部を列設すると共に、各溝状窪部の一端部に板厚方向を貫通する連通口を形成したので、プレス加工であっても溝状窪部と連通口とを寸法精度良く作製できる。
【０１３９】
圧力発生室同士を区画する隔壁部に関し、その根本部分を先端部分よりも肉厚に構成したので、隔壁部の剛性を高めることができる。これにより、隣の圧力発生室における液体の圧力の影響を受け難くすることができる。その結果、所謂隣接クロストークが防止でき、液滴の吐出特性を向上させることができる。
【０１４０】
また、圧力発生室と共通液体室とを連通する液体供給口を、封止板に対して貫通状態で穿設した場合には、極く微細な径であっても寸法精度良く作製できる。このため、圧力発生室と共通液体室との間の流路抵抗を高い精度で規定でき、液滴の吐出特性を安定化することもできる。
【０１４１】
また、前記連通口を、圧力発生室形成板における溝状窪部側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口と、第１連通口の底面から板厚方向を貫通する第２連通口とから構成し、第２連通口の内寸法を第１連通口の内寸法よりも小さくした場合には、第１連通口を形成した後に第２連通口を形成することができ、極く微細な連通口であっても寸法精度良く開設することができる。
【０１４２】
また、列設方向端部の圧力発生室に隣接させて液滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室を設けた場合には、列端部の圧力発生室に関し、一側に圧力発生室が形成され、他側にダミー圧力発生室が形成される。これにより、列端部の圧力発生室と列途中の圧力発生室とで隔壁の剛性を揃えることができ、液滴の吐出特性を揃えることができる。
【０１４３】
さらに、このダミー圧力発生室における列設方向側の幅を各圧力発生室の幅よりも広くした場合には、端部の圧力発生室と列途中の圧力発生室の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【０１４４】
また、ケースの先端面を部分的に窪ませて先端凹部を形成し、該先端凹部と封止板とにより共通液体室を区画形成した場合には、共通液体室を形成するための専用部材が不要であり、構成の簡素化が図れる。
【０１４５】
また、溝状窪部と連通口（第１連通口、第２連通口）の雄型を、ブロックに溝加工と研磨加工の２工程により作製することにより、精度良く、且つ、容易に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】記録ヘッドの断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、振動子ユニットを説明する図である。
【図４】圧力発生室形成板の平面図である。
【図５】圧力発生室形成板の説明図であり、（ａ）は図４におけるＸ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】弾性板の平面図である。
【図７】弾性板の説明図であり、（ａ）は図６におけるＹ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる第１雄型を説明する図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる雌型を説明する図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、第１雄型の作成方法を説明する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、溝状窪部の形成を説明する模式図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、連通口の形成を説明する模式図である。
【図１３】変形例の記録ヘッドを説明する断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、連通口の形成の他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１，１´　記録ヘッド
２　ケース
３　振動子ユニット
４　流路ユニット
５　接続基板
６　針供給ユニット
７　圧電振動子群
８　固定板
９　フレキシブルケーブル
１０　圧電振動子
１１　制御用ＩＣ
１２　収納空部
１３　インク供給路
１４　共通インク室
１５　先端凹部
１６　接続口
１７　コネクタ
１８　針ホルダ
１９　インク供給針
２０　フィルタ
２１　台座
２２　インク排出口
２３　パッキン
２８　隔壁部
２９　圧力発生室
３０　圧力発生室形成板
３１　ノズルプレート
３２　封止板
３３　溝状窪部
３４　連通口
３５　逃げ凹部
３６　ダミー窪部
３７　第１連通口
３８　第２連通口
３９　ダミー連通口
４０　第１ダミー連通口
４１　第２ダミー連通口
４２　支持板
４３　弾性体膜
４４　ダイヤフラム部
４５　インク供給口
４６　コンプライアンス部
４７　島部
４８　ノズル開口
５１　第１雄型
５２　雌型
５３　突条部
５４　筋状突起
５５　帯板
５６　第１連通口形成部
５７　第２雄型
５８　第２連通口形成部
５９　第３雄型
６１　発熱素子
６２　封止基板

Claims (32)

1. 共通液体室から圧力発生室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を備え、圧力発生手段によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出可能に構成した液体噴射ヘッドにおいて、
   複数の溝状窪部を溝幅方向に列設すると共に、各溝状窪部の底面から板厚方向を貫通する連通口を形成した圧力発生室形成板と、
   連通口と対応する位置にノズル開口を穿設したノズルプレートと、
   溝状窪部の開口面を封止する封止板とを備え、
   圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合して溝状窪部と封止板とで圧力発生室を区画形成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部は、根本部分の肉厚が先端部分の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記溝状窪部の底面をＶ字状に窪ませることで隔壁部の根本部分を先端部分よりも厚く形成したことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記溝状窪部の底面を円弧状に窪ませることで隔壁部の根本部分を先端部分よりも厚く形成したことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記溝状窪部における長手方向両端部を面取り形状に作製したことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記連通口を、圧力発生室形成板における溝状窪部側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口と、第１連通口の底面から板厚方向を貫通する第２連通口とから構成し、第２連通口の内寸法を第１連通口の内寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記封止板は、連通口とは反対側の溝状窪部の長手方向の他端に対応する位置に貫通状態で穿設された液体供給口を有し、圧力発生室と共通液体室とを液体供給口を介して連通させたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記圧力室形成板を金属製の板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記溝状窪部の開口形状を矩形とすると共に、前記連通口の開口形状を矩形とすることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記連通口を、その少なくとも一部が溝状窪部の一端部と重畳し、且つ、全体が溝状窪部の幅の範囲内に入る位置に設けることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記連通口を、その全体が前記溝状窪部と重畳する位置に設けることを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射ヘッド。
12. 前記連通口を、その一部が溝状窪部と重畳し、且つ、他の部分が溝状窪部の外側に位置するように設けたことを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射ヘッド。
13. 前記圧力室形成板を、複数の板材を積層して作製した積層板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
14. 前記圧力室形成板を、金属基板の表面に樹脂をコーティングしたコーティング板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
15. 前記ノズルプレートを金属製の板材によって作製すると共に、前記封止板を金属材製の板材によって作製したことを特徴とする請求項１から請求項１４の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
16. 前記圧力発生手段を圧電振動子によって構成すると共に、封止板における溝状窪部の封止領域には弾性を有するダイヤフラム部を形成し、
    圧電振動子によってダイヤフラム部を変形させ、圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
17. 前記圧力発生手段を圧力発生室に配設された発熱素子によって構成し、該発熱素子の発熱により生じた気泡によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
18. 列設方向端部の圧力発生室に隣接させて液滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１７の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
19. 前記ダミー圧力発生室における列設方向側の幅を、圧力発生室の幅よりも広くしたことを特徴とする請求項１８に記載の液体噴射ヘッド。
20. 前記圧力発生室形成板とは反対側の封止板表面が先端面に接合されるケースを備え、
    該ケースの先端面を部分的に窪ませて先端凹部を形成し、該先端凹部と封止板とにより共通液体室を区画形成したことを特徴とする請求項１から請求項１９の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
21. 圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各溝状窪部の一端部に板厚方向を貫通する連通口を形成した金属製の圧力発生室形成板と、前記連通口と対応する位置にノズル開口を穿設した金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    先端が先細りした突条部を、圧力発生室形成板となる基板の板厚方向の途中まで押し込んで溝状窪部を形成する溝状窪部形成工程と、
    該溝状窪部形成工程で形成された溝状窪部の底面に板厚方向を貫通する連通口を形成する連通口形成工程とを経て製造されることを特徴とする製造方法。
22. 前記溝状窪部形成工程は、溝状窪部と同数の突条部を櫛歯状に設けた溝状窪部形成用雄型を用いて行うことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
23. 前記溝状窪部形成用雄型を、金属製のブロック状部材に対して各突条部間の溝となる部分を溝加工することにより作製することを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
24. 前記突条部の先端をＶ字状に形成したことを特徴とする請求項２１から請求項２３の何れかに記載の製造方法。
25. 前記突条部の先端を円弧状に形成したことを特徴とする請求項２１から請求項２３の何れかに記載の製造方法。
26. 前記突条部の先端の形状を、研磨加工により形成することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の製造方法。
27. 前記連通口形成工程は、第１連通口形成部を基板における溝状窪部側の表面から板厚方向の途中まで押し込んで第１連通口を形成する第１連通口形成工程と、該第１連通口形成部よりも細い第２連通口形成部を第１連通口の底面から反対側の表面まで押し込んで第２連通口を形成する第２連通口形成工程とからなることを特徴とする請求項２１から請求項２６の何れかに記載の製造方法。
28. 前記連通口形成工程は、連通口を形成するための複数の連通口形成部を櫛歯状に設けた連通口形成用雄型を用いて行うことを特徴とする請求項２７に記載の製造方法。
29. 前記連通口形成用雄型を、ブロック材に対して各連通口形成部間の溝となる部分を溝加工することにより作製することを特徴とする請求項２８に記載の製造方法。
30. 前記溝状窪部形成工程と連通口形成工程とを、順送り型における同一ステージ内で行うことを特徴とする請求項２１から請求項２９の何れかに記載の製造方法。
31. 基板における溝状窪部側の表面及び反対側の表面を研磨して平坦化する研磨工程を、前記連通口形成工程よりも後に行うことを特徴とする請求項２１から請求項３０の何れかに記載の製造方法。
32. 前記基板をニッケルによって構成したことを特徴とする請求項２１から請求項３１の何れかに記載の製造方法。

Images