JP2005059393A - 液体噴射ヘッドの製造方法およびそれによって得られた液体噴射ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】列設された溝状窪部の端部全域を直線的に揃えて、連通口の穴あけパンチの耐久性を向上し、しかも液体噴射ヘッドの噴射機能を向上させる液体噴射ヘッドの製造方法およびそれによって得られた液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】溝状窪部３６，３３が成形されている圧力発生室形成板３０と、封止板３２と、圧力発生素子１０と、ノズルプレート３１とを含んだ液体噴射ヘッド１の製造方法であって、溝状窪部の列端３６付近の各溝状窪部３６，３３の長手方向側に溝状窪部３６，３３の端部から所定の距離を隔てた箇所にあらかじめ低剛性形状部６１を設け、突条部５３が列設された第１型５１と、第２型５２との間で溝状窪部を加圧成形する。低剛性形状部６１により、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動が許容されて、正常な長さの溝状窪部が成形でき、穴あけパンチの加工負荷が軽減され、その耐久性が向上する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法およびそれによって製造された液体噴射ヘッドに関する。

加圧された液体をノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドは、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録ヘッドをあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録ヘッドを例にとって説明する。

インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称する。）は、共通インク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、ノズル開口に対応させて複数備えている。そして、小型化の要請から各圧力発生室は、記録密度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、圧力発生室と共通インク室とを連通するインク供給口は、圧力発生室内のインク圧力をインク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。さらに、圧力発生室とノズル開口とを連通する連通口を、圧力発生室の所定位置にに正確に形成することがインク滴の正常な吐出にとって重要である。このような微細形状の圧力発生室及びインク供給口を寸法精度良く作製する観点から、きわめて微細な鍛造加工が金属製の素材板に対して施されている。
特開２０００−２６３７９９号公報

ところで、上記した圧力発生室は、図１９に示すように、金属製の素材板７０に多数の溝状窪部７１を列設し、この溝状窪部７１に仕上げ加工を施して構成されている。このような溝状窪部７１の形成は、金型すなわち第１型７２と第２型７３の間で素材板７０を加圧成形している。第１型７２には、溝状窪部７１を成形する突条部７４が多数平行に列設され、各突条部７４間には、圧力発生室の隔壁部７５を成形する空隙部７６が設けられている。なお、７７は第１型７２の端部に配置されたダミー成形用のダミー突条部である。

図１８は、上記第１型７２，第２型７３によって成形された素材板７０の平面図であり、このような素材板７０に対する塑性加工により圧力発生室形成板が成形されている。

素材板７０に成形される溝状窪部７１の長さは、溝状窪部７１の列端７８（ダミー部）から遠ざかっている正常部７９においては、正しい長さの状態で成形されるが、列端７８およびそれに近い箇所すなわち異常部８０における溝状窪部７１の長さは、列端７８に向かうにしたがって次第に短くなっている。この短くなっている状態は、図１８（Ａ）に示すように、正常部７９と最も異常な列端７８との溝状窪部７１の長さの寸法差Ｄとして示されている。

上記の寸法差Ｄが現われる要因としては、いくつかの現象が考えられるが、最も大きな要因は、塑性加工時に発生する素材板７０の塑性流動に特殊な現象が発生しているものと考察される。すなわち、正常部７９においては突条部７４が素材板７０に圧入されたときには、隣合う突条部７４によって溝状窪部７１の列設方向への塑性流動が抑止されているので、流動した素材は空隙部７６内に流動して十分な高さの隔壁部７５を形成しながら、突条部７４の長さ方向への塑性流動も所定どおりになされる。したがって、正常部７９における溝状窪部７１の長さはそれぞれ均一な長さになって、溝状窪部７１端部は直線的に整列した状態になる。

一方、異常部８０においては、溝状窪部７１の列端７８の外側は溝状窪部７１が存在しない領域となっているので、突条部７４が列端７８の箇所の素材板７０に圧入されたときに、素材が溝状窪部７１の列設方向に拘束されることなく溝状窪部７１の列の外側に向って流動する。このような方向の流動が発生するため、列端７８では溝状窪部７１の長手方向の素材流動量が減少し、列端７８の溝状窪部７１の長さが所定どおりに確保できなくなる。列端７８において上記のような溝状窪部７１の列設方向の塑性流動が許容されるので、そのような塑性流動が列端７８の隣の溝状窪部７１においても、塑性流動量はやや少なくなるが、連鎖的に影響を及ぼしてやはり溝状窪部７１の長さが所定どおりに確保できなくなる。さらにその隣の溝状窪部７１においても、溝状窪部７１の列設方向の塑性流動量はさらに少なくなるが、同様な現象が発生して溝状窪部７１の長さが所定長さを下回る現象が発生する。このような溝状窪部７１の長さ不足は、正常部７９に近づくにしたがって消滅し、異常部８０から正常部７９に滑らかに連なってゆく。以上に述べたような現象によって、上記の寸法差Ｄができると考えられるのである。

上記のように寸法差Ｄが発生するのは、異常部８０における各溝状窪部７１の長手方向の塑性流動が、溝状窪部７１の列設方向の塑性流動、特に列端７８における溝状窪部７１の列の外側に向う塑性流動が発生するために、緩慢になるものと考察される。

なお、図示していないが、上記の寸法差Ｄは、列設された溝状窪部７１の左右に略同等にあらわれる可能性がある。

上記のように溝状窪部７１の長さに短いものができてしまうことは、圧力発生室とノズル開口を連通する連通口の位置が溝状窪部７１の端部に対して相対的に均一にならないので、連通口を成形する穴あけパンチの加工負荷が過大になったり、インクの円滑な流れが阻害されて気泡の排出に支障をきたしたり、あるいは圧力発生室の容積や形状にばらつきが生じてインク滴吐出の特性に異常を来す等の問題がある。

最も懸念される問題は、穴あけパンチの加工負荷が過大になることである。すなわち、図１８（Ｃ）は、正常部７９における溝状窪部７１に連通口８１があけられた状態を示している。穴あけパンチを溝状窪部７１端部の傾斜部８２の中央部ないしはそれよりもやや下側の位置に圧入して断面積の大きな有底状態の第１連通口８１ａがあけられ、次いで他の穴あけパンチを第１連通口８１ａの底部に圧入して第２連通口８１ｂがあけられ、２段型の連通口８１が完成する。このような正常部７９における穴あけパンチの穴あけストロークＳ１は比較的短くて、穴あけパンチに及ぶ加工負荷は比較的低い状態に維持される。

一方、図１８（Ｄ）は、異常部８０における溝状窪部７１に連通口８１があけられた状態を示している。穴あけパンチは一直線上に配列されているので、溝状窪部７１の長さが寸法差Ｄだけ短いと、第１連通口８１ａは傾斜面８２の上端近くの位置に圧入されるので、穴あけストロークＳ２は上記のストロークＳ１よりもはるかに長くなるうえ、細長い穴あけパンチに対して加わる横向きの応力が大きくなる。このようになると、穴あけパンチの加工長さが長くなって加工負荷が著しく大きくなり、異常部８０における穴あけパンチの耐久性が大幅に低下する。また、細長い穴あけパンチの折損も増加させる。このような耐久性の低下は、正常部７９においては十分にパンチ機能が果たせるにもかかわらず、異常部８０において使用できない状態になり、パンチの交換時期が早期化されて不経済であり、また、頻繁なパンチ交換により生産性の低下を招くことになる。

なお、図１８（Ｂ）は、溝状窪部７１の列設方向に沿って成形された凹溝部８３を示しており、溝状窪部７１の端部形状を画然と成形し、素材板７０の表面の平面性を保つために設けられている。もし、この凹溝部８３がなければ、第１型７２の突条部７４が素材板７０に圧入されたときに、溝状窪部７１の長手方向に流動した素材が２点鎖線図示のように隆起する。このような隆起は、突条部７４端部の成形に反力を及ぼすので溝状窪部７１端部の形状が画然と成形されないことになる。また、（Ｂ）に示すような隆起部分ができると圧力発生室形成板の表面の平面性も損なわれることになる。したがって、凹溝部８３を形成することにより、上記の隆起しようとする素材は凹溝部８３内に吸収された状態になり、上記の問題が解消される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、溝状窪部の長手方向の端部位置を、列設された溝状窪部の全域にわたって直線的に揃えて、連通口の穴あけパンチの加工負荷を均一にしかも少なくして、同パンチの耐久性を向上し、しかも液体噴射ヘッドの噴射機能を向上させること等を目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、圧力発生室となる溝状窪部が列設された金属製の圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合され上記圧力発生室を封止する封止板と、上記圧力発生室内の液体を加圧する圧力発生素子と、上記圧力発生室に連通したノズル開口が設けられ上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートを含んで構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所にあらかじめ低剛性形状部を設け、溝状窪部を成形する突条部が列設された第１型と、上記第１型と対をなす第２型との間で圧力発生室形成板を加圧して溝状窪部を成形することを要旨とする。

すなわち、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所にあらかじめ低剛性形状部を設け、溝状窪部を成形する突条部が列設された第１型と、上記第１型と対をなす第２型との間で圧力発生室形成板を加圧して溝状窪部を成形する。

このため、上記第１型と第２型によって圧力発生室形成板が加圧されると、上記列端付近の各溝状窪部からその長手方向に塑性流動が行なわれる。上記塑性流動による素材の移動は上記低剛性形状部にまで達し、この移動によって低剛性形状部が変形するので、各溝状窪部からその長手方向に向う塑性流動が抑制されることなくなって、上記列端付近の溝状窪部の長さを所定の長さに成形することができる。すなわち、溝状窪部の長手方向の塑性流動に順応した塑性変形が低剛性形状部においてなされるので、所定長さの溝状窪部が成形できる。さらに、上記のように低剛性形状部において第１型動作時に塑性流動が許容されるので、各溝状窪部の長手方向端部の形状が画然と成形できる。

したがって、溝状窪部の端部近くにノズル開口に連通する連通口を設ける際には、一直線上に並んでいる穴あけパンチの溝状窪部に対する圧入箇所が略一定箇所となり、上記圧入箇所をできるだけ加工負荷の少ない箇所とすることにより、穴あけパンチの耐久性を向上することができる。このような穴あけパンチの耐久性向上により、加工工具の経費節減、穴あけパンチの交換サイクルの長期化等が確保できる。さらに、溝状窪部の成形精度が向上するので、圧力発生室の容積や形状が均一化され、液体噴射の特性を向上させることができる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部が、上記溝状窪部の端部近傍に設けられる連通口に近い側に配置されている場合には、上記連通口があけられる側の溝状窪部の長さが、低剛性形状部によって所定長さに正しく整えられるので、連通口は全ての溝状窪部の端部近傍において、均一な位置に正しく開口することができる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部が、列設された２列の溝状窪部の間に配置されている場合には、１つの低剛性形状部で２箇所の異常溝状窪部長さを矯正することができ、効率的な成形加工ができる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部が、上記圧力発生室形成板をその厚さ方向に貫通させて設けた開口である場合には、低剛性形状部を前工程において簡単な打抜き加工で成形できるので、工程の簡素化ができる。また、低剛性形状部が貫通状態で設けられているので、溝状窪部の長手方向の塑性流動に対する低剛性形状部の変形の順応がきわめて良好に果たされる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部が、上記圧力発生室形成板をその厚さ方向に窪ませて設けた凹部である場合には、低剛性形状部を前工程において簡単な加圧加工で成形できるので、工程の簡素化ができる。また、低剛性形状部が凹部形状で設けられているので、凹部の深さを選定することにより、溝状窪部の長手方向の塑性流動に対する低剛性形状部の変形の順応が良好に果たされる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記溝状窪部の長手方向の端部と、上記低剛性形状部との間の距離が、溝状窪部の列端側に接近するのに連れて次第に短くなるように設定されている場合には、溝状窪部の長手方向の塑性流動がより多く要求される列端側の溝状窪部の端部と、低剛性形状部との間の距離が短く設定されているので、当該溝状窪部からの塑性流動が直ちに低剛性形状部に達し、それにより低剛性形状部にもっとも大きな塑性変形がもたらされる。一方、溝状窪部の長手方向の塑性流動が比較的少なくて済む列端側から離れた溝状窪部の端部と、低剛性形状部との間の距離が長く設定されているので、当該溝状窪部からの塑性流動が直ちに低剛性形状部に達することがなく、それにより低剛性形状部にはわずかな塑性変形がもたらされる。このように、溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求される箇所は低剛性形状部に近づけてあり、また溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求されない箇所は低剛性形状部から遠ざけてあり、溝状窪部の長手方向の塑性流動の量に応じて上記距離が設定されている。したがって、溝状窪部の長さのバランスがとられて、溝状窪部の端部が一直線上に整列する。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部の形状が台形であり、当該台形の下底が溝状窪部の列端側に配置されている場合には、上記溝状窪部の長手方向の端部と、上記低剛性形状部との間の距離が、溝状窪部の列端側に接近するのに連れて次第に短くなるので、溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求される箇所は低剛性形状部に近づけてあり、また溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求されない箇所は低剛性形状部から遠ざけてあり、溝状窪部の長手方向の塑性流動の量に応じて上記距離が設定されていることになる。したがって、溝状窪部の長さのバランスがとられて、溝状窪部の端部が一直線上に整列する。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記台形形状の低剛性形状部は、列設された２列の溝状窪部の間に配置され、その形状が対称である場合には、上記溝状窪部の長手方向の端部と、上記低剛性形状部との間の距離が、溝状窪部の列端側に接近するのに連れて次第に短くなる状態が、台形形状の対称状態により、両溝状窪部の双方に対して成立する。したがって、１つの低剛性形状部で２箇所の異常な溝状窪部の長さを矯正することができ、効率的な成形加工ができる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記低剛性形状部が、溝状窪部の列設方向に沿って成形された凹溝部に設けられている場合には、上記凹溝部による圧力発生室形成板の平面性の確保と、異常な溝状窪部の長さの矯正とが１箇所で実現するので、上記平面性の確保と上記長さの矯正が一時に実行され、工程簡素化に有効である。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、金属製の素材板を塑性変形することにより圧力発生室となる溝状窪部が形成された圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合され上記圧力発生室を封止する封止板と、上記圧力発生室内の液体を加圧する圧力発生素子と、上記圧力発生室に連通したノズル開口が設けられ上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートとを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記圧力発生室形成板には、その圧力発生室の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所に開口部が設けられていることを要旨とする。

すなわち、上記圧力発生室形成板には、その圧力発生室の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所に開口部が設けられている。このような箇所に配置される開口部は、溝状窪部との相対位置関係が高精度のもとに設定されているので、この開口部を塑性加工時の位置決め用として活用することができる。また、上記開口部が溝状窪部成形時の塑性流動に応じて変形するので、溝状窪部の形状や寸法を正確に求めることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明において製造の対象となっている液体噴射ヘッドは、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施例においてはその代表的な事例として、この液体噴射ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した例を示している。

図１および図２に示すように、記録ヘッド１は、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。

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。

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、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。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。

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。すなわち、各圧電振動子１０…は、いわゆる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寸法差を与えることで素子長手方向に伸縮する。

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。

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形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形しているのは、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、インクの流路の一部を構成するインク供給路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（リザーバ）１４となる先端凹部１５が形成されている。

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。

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。

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、インク供給路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。

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。

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。

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。

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。

フィルタ２０は、埃や成形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。

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の他方の面に弾性板３２を接合した構成である。

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。

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や弾性板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。すなわち、流路ユニット４を構成する圧力発生室形成板３０、弾性板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。

第２の理由は、防錆性に優れているからである。すなわち、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。

第３の理由は、展性に富んでいるからである。すなわち、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。

なお、圧力発生室形成板３０に関し、上記した各要件、すなわち、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。

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、直線状の溝によって構成されている。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（すなわち、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。すなわち、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。すなわち、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。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。

また、本記録ヘッド１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。すなわち、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。塑性加工による溝状窪部３３の形成工程および溝状窪部３３の形状は、後に詳しく説明する。

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いる。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、および、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。

そして、各溝状窪部３３…および一対のダミー窪部３６，３６によって窪部列が構成される。本記録ヘッド１では、この窪部列を横並びに２列形成している。

連通口３４は、溝状窪部３３の一端から板厚方向に貫通する貫通孔として形成されている。この連通口３４は、溝状窪部３３毎に形成されており、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、開口形状が矩形状であり、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。

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。すなわち、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の深さを寸法差し引いても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（穴あけパンチ）が座屈するなどしてしまう。そこで、本記録ヘッド１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。

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、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。

なお、本記録ヘッド１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。

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。本記録ヘッド１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。

次に、上記の弾性板３２について説明する。この弾性板３２は、封止板の一種であり、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。

図６に示すように、弾性板３２には、ダイヤフラム部４４と、インク供給口４５と、コンプライアンス部４６とを形成している。

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。すなわち、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。

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。

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、弾性板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。

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。すなわち、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。この観点から本記録ヘッド１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。

そして、本記録ヘッド１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。すなわち、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。

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。
すなわち、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。

なお、弾性板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、この弾性板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。

そして、上記の弾性板３２を、圧力発生室形成板３０の一方の表面、すなわち、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が拡張したり縮小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。

さらに、弾性板３２（すなわち、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。すなわち、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。

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。

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。

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。

また、本記録ヘッド１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、弾性板３２の板厚方向を貫通する微細孔によって構成したので、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、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。

また、本記録ヘッド１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（すなわち、ダミー窪部３６と弾性板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。

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。

さらに、本記録ヘッド１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と弾性板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は樹脂成形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。

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。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。

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。なお、溝状窪部３３の長手方向端部の成形については、後述する。

溝状窪部形成工程では、図８に示す雄型である第１型５１と図９に示す雌型である第２型５２とを用いる。この第１型５１は、溝状窪部３３を形成するための金型である。この第１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は先細りした山形とされており、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。すなわち、突条部５３の先端に形成した山形の斜面により楔状の先端部分５３ａが形成されている。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度程度の角度の面取り部５３ｃが設けてある。このため、突条部５３の先端部分５３ａは、三角柱の両端を面取りした形状となっており、上記面取り部５３ｃにより、図５（ｂ）に示すように、溝状窪部３３の長手方向端部傾斜面３３ｂが成形される。

また、第２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の中心線と略対向した位置に配置されている。すなわち、突条部５３と筋状突起５４は、図１０に示すように、対向している。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。

そして、溝状窪部形成工程では、まず、図１０（ａ）に示すように、第２型５２の上面に素材板であるとともに圧力発生室形成板である帯板５５を載置し、帯板５５の上方に第１型５１を配置する。次に、図１０（ｂ）に示すように、第１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１０（ｃ）に示すように、帯板５５の板厚方向の途中まで行う。

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。すなわち、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。このときに、先端部分５３ａで押し分けられるようにして流動した素材は、突条部５３の間に設けられた空隙部５３ｂ内に流入し隔壁部２８が成形される。さらに、先端部分５３ａにおける長手方向の両端に面取り部５３ｃが設けてあるので、当該部分で押圧された帯板５５も円滑に流れ、上記傾斜面３３ｂが画然と成形される。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。

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。

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、第２型５２に設けた筋状突起５４は、突条部５３と対向しているので、筋状突起５４と突条部５３との間の素材が最も大量に加圧される。このような大量加圧によって、空隙部５３ｂ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。

なお、図１１は、上記第１型５１，第２型５２，素材板５５等の位置関係を示す斜視図である。また、同図の３３ａは、溝状窪部３３の列である。

本発明の前提となる溝状窪部３３の成形は、基本的には上述のとおりである。ここで、図１８および図１９にしたがって述べた上記問題点、すなわち本発明の主題である穴あけパンチの耐久性の向上等を図るための実施例を、図１２〜図１５にしたがって説明する。なお、すでに説明された部位と同じ機能を果たす部位については、同一の符号を図中に記載してある。

なお、前述の第１型５１および第２型５２により帯板（素材板）５５に塑性加工を行うときには、常温の温度条件下であり、また、以下に説明する塑性加工においても同様に常温の温度条件で塑性加工を行っている。

図１２は、順送り式の鍛造加工装置における素材板５５の前工程段階を示す平面図である。ニッケル製の素材板５５には前工程において各種の穴あけや凹部成形等がなされる。その代表的なものとして逃げ凹部３５等がある。上記前工程に引続く本工程において図１０や図１３等に示した溝状窪部３３の成形が行なわれる。

図１２に示された２点鎖線で囲まれた領域は、上記ダミー窪部３６や圧力発生室２９を構成する溝状窪部３３等で形成される溝状窪部３３の列３３ａが配置される箇所であり、図４，図１１，図１２等に示すように、２列平行に配置されている。なお、列設された溝状窪部３３の列端３３ａは、溝状窪部３３の列の最も端部に配置された溝状窪部３３であり、図１３に示した例ではダミー窪部３６が列端に相当している。よって、符号３６は上記列端にも付されている。

２列状態の溝状窪部３３の列３３ａの中央部には、溝状窪部３３の列設方向に沿って凹溝部８３が前工程において成形されている。この凹溝部８３は、図１８（Ａ）や（Ｂ）にしたがって説明したように、圧力発生室形成板３０の平面性を確保したり、溝状窪部３３の長手方向端部の成形形状を画然と仕上げるために設けられている。

上記列端３６付近のダミー窪部３６や溝状窪部３３は、図１８に示した異常部８０に相当しており、図１３に示した例ではダミー窪部３６を含めて上から５本目までである。列端付近の各溝状窪部３６，３３（５本目までの溝状窪部）の長手方向側に上記各溝状窪部３６，３３の端部から所定の距離を隔てた箇所にあらかじめ低剛性形状部６１が設けられている。この例での低剛性形状部６１は、図１２（Ｂ）に示すように、素材板５５の厚さ方向に貫通させた開口６２であり、その開口形状は台形である。上記台形形状は対称であり、その下底６２ａが列端３６側に配置されている。

上記台形の開口６２は、あらかじめ成形された上記凹溝部８３の底面部８３ａを打抜いて形成されている。したがって、工程順序としては、前工程である凹溝部８３の成形およびそれに続く開口６２の打抜きと、本工程である第１型５１による溝状窪部３３の成形と連通口３４，ダミー連通口３９の開口工程の順になる。上記台形の開口６２の各部寸法は、溝状窪部３６，３３の幅，長さ，深さ、圧力発生室形成板３０の板厚等に適合させて設定されるのであるが、この例では、下底０．８６ｍｍ，上底０．４８ｍｍ，高さ０．７３ｍｍである。

上記の台形形状により下底６２ａから上底６２ｂを結ぶ両側の開口内縁６２ｃは、溝状窪部３３の列設方向に対して傾斜した配置となる。上記開口内縁６２ｃの配置により、列端３６付近の溝状窪部３６，３３の長手方向の端部と、上記低剛性形状部６１すなわち開口内縁６２ｃとの間の距離は、列端３６側に接近するに連れて次第に短くなるように設定される。

上記の開口６２があけらた後、図１０，図１１に示したように、第１型５１と第２型５２の間で圧力発生室形成板３０が加圧されて溝状窪部３６，３３が成形される。その後、穴あけパンチを図５および図１３に示した溝状窪部３３の端部に成形された傾斜面３３ｂに圧入して（図１８（Ｃ）参照）、連通口３４，３９があけられる。そして、開口６２は、上記のようにしてあけられた連通口３４，３９に近い側に配置されている。

上記実施例による作用効果は次のとおりである。

上記圧力発生室形成板３０に対する第１型５１，第２型５２の加圧により、列端３６付近の各溝状窪部３６，３３からその長手方向に塑性流動が行なわれる。上記塑性流動による素材の移動は上記開口６２の開口内縁６２ｃにまで達し、この移動によって開口内縁６２ｃが変形するので、各溝状窪部３６，３３からその長手方向に向う塑性流動が抑制されることなくなされて、上記列端３６付近の溝状窪部３６，３３の長さを所定の長さに成形することができる。すなわち、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動に順応した開口６２の形状変形が塑性変形の状態でなされるので、所定長さの溝状窪部が成形できる。さらに、上記のように開口６２において第１型５１動作時に塑性流動が許容されるので、各溝状窪部３６，３３の長手方向端部の形状が画然と成形できる。

したがって、溝状窪部３６，３３の端部近くにノズル開口４８に連通する連通口３４やダミー窪部３６にダミー連通口３９を設ける際には、一直線上に並んでいる穴あけパンチの溝状窪部３６，３３に対する圧入箇所が略一定箇所となり、上記圧入箇所をできるだけ加工負荷の少ない箇所とすることにより、穴あけパンチの耐久性を向上することができる。このような穴あけパンチの耐久性向上により、加工工具の経費節減、穴あけパンチの交換サイクルの長期化等が確保できる。さらに、溝状窪部３６，３３の成形精度が向上するので、圧力発生室２９の容積や形状が均一化され、インク滴吐出の特性を向上させることができる。

図１４は、台形の開口６２が溝状窪部３６，３３の成形加工にともなって変形する状態を示す平面図である。同図の実線図示は溝状窪部３６，３３の成形加工前の形状であり、２点鎖線図示は上記成形加工後の形状である。溝状窪部３６，３３の成形加工時に各溝状窪部の長手方向に生じる塑性流動により、両側の開口内縁６２ｃが開口６２の内側に押し寄せられて、湾曲した開口内縁６２ｃ´の形状に塑性変形をする。上記のように開口内縁６２ｃがその両側から加圧されると、その加圧力は台形の上底６２ｂの方に向う成分に変換され、それによって上底６２ｂが図１４の下方に移動して変形前の長さよりも短い変形後の上底６２ｂ´となる。したがって、変形後は台形の開口６２が対称の状態で両側から細められた形状となる。上記のように開口６２の下底６２ａが溝状窪部３６，３３の列端側に配置され、開口内縁６２ｃが傾斜した配置とされているので、開口６２の両側から塑性流動による応力が作用すると、台形形状が上底６２ｂ側に細長く延びる変形を呈する。このような変形は、溝状窪部３６，３３からの塑性流動に対する順応性がよく、列端付近の溝状窪部３６，３３の端部位置が一直線上に整列する。

上記の開口６２の変形に伴って、凹溝部８３の輪郭線は、図１３に示すように、開口６２の近傍において凹溝部８３の中央側に湾曲している。図１３では、上記湾曲部に符号８３ｂが付してあり、理解しやすくするために湾曲の程度を誇張して図示してある。

上記開口６２，凹部６３が、上記溝状窪部３６，３３の端部近傍に設けられる連通口３９，３４に近い側に配置されているので、上記連通口３９，３４があけられる側の溝状窪部３６，３３の長さや傾斜面３３ｂが、開口６２，凹部６３によって所定長さや所定形状に正しく整えられるので、連通口３９，３４は全ての溝状窪部３６，３３の端部近傍において、均一な位置に正しく開口することができる。

上記開口６２，凹部６３が、２列の溝状窪部の列３３ａの間に配置されていることにより、１つの開口６２または凹部６３で２箇所の異常溝状窪部長さを矯正することができ、効率的な成形加工ができる。

上記開口６２が、圧力発生室形成板３０をその厚さ方向に貫通させた状態で設けてあるので、開口６２を前工程において簡単な打抜き加工で成形でき、工程の簡素化ができる。また、開口６２が貫通状態で設けられているので、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動に対する開口６２の部分の変形の順応がきわめて良好に果たされる。

台形形状の上記開口６２が設けてあるので、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動がより多く要求される列端３６側の溝状窪部３６の端部と、開口６２の開口内縁６２ｃとの間の距離が短く設定されているので、当該溝状窪部３６からの塑性流動が直ちに開口６２に達し、それにより開口６２の下底６２ａ側にもっとも大きな塑性変形がもたらされる。一方、溝状窪部の長手方向の塑性流動が比較的少なくて済む列端３６側から離れた溝状窪部３３の端部と、開口内縁６２ｃとの間の距離が長く設定されているので、当該溝状窪部３３からの塑性流動が直ちに開口６２に達することがなく、それにより開口６２の上底６２ｂ側にはわずかな塑性変形がもたらされる。このように、溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求される箇所は開口６２に近づけてあり、また溝状窪部の長手方向の塑性流動が多く要求されない箇所は開口６２から遠ざけてあり、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動の量に応じて上記距離が設定されている。したがって、溝状窪部３６，３３の長さのバランスがとられて、溝状窪部３６，３３の端部が一直線上に整列する。また、上記凹部６３においても、開口６２と同様な変形がなされる。

台形形状の上記開口６２の下底６２ａが溝状窪部３６，３３の列端３６側に配置されているので、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動が多く要求される箇所は開口内縁６２ｃに近く、また溝状窪部３３の長手方向の塑性流動が多く要求されない箇所は開口内縁６２ｃから遠くなっており、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動の量に応じて上記距離が設定された状態になっている。したがって、溝状窪部３６，３３の長さのバランスがとられて、溝状窪部３６，３３の端部が一直線上に整列する。また、上記凹部６３においても、開口６２と同様な変形がなされる。

台形形状の上記開口６２が、列設された２列の溝状窪部３６，３３の間に配置され、その形状が対称であるから、溝状窪部３６，３３の長手方向の端部と、開口内縁６２ｃとの間の距離が、溝状窪部の列端３６側に接近するのに連れて次第に短くなる状態が、台形形状の対称状態により、両溝状窪部３６，３３の双方に対して成立する。したがって、１つの台形形状の開口６２で２箇所の異常な溝状窪部の長さを矯正することができ、効率的な成形加工ができる。また、上記凹部６３においても、開口６２と同様な変形がなされる。

上記開口６２または凹部６３が、溝状窪部３６，３３の列設方向に沿って成形された凹溝部８３に設けられていることにより、上記凹溝部８３による圧力発生室形成板３０の平面性の確保と、異常な溝状窪部の長さの矯正とが１箇所で実現するので、上記平面性の確保と上記長さの矯正が一時に実行され、工程簡素化に有効である。

インク噴射ヘッド１としては、上記開口６２，凹部６３は、溝状窪部３６，３３との相対位置関係が高精度のもとに設定されているので、この開口６２，凹部６３を塑性加工時の位置決め用として活用することができる。また、上記開口６２，凹部６３が溝状窪部成形時の塑性流動に応じて変形するので、溝状窪部３６，３３の形状や寸法を正確に求めることができる。

図１５は、上記低剛性形状部６１として、貫通した開口６２ではなく圧力発生室形成板３０の厚さ方向に窪ませた凹部６３にした例である。この例でも、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動が発生すると、凹部６３の両側から凹部６３の空間に向って変形がなされ、上記塑性流動が許容されるのである。

そして、上記凹部６３が、圧力発生室形成板３０をその厚さ方向に窪ませて設けた凹部６３であるから、凹部６３を前工程において簡単な加圧加工で成形できるので、工程の簡素化ができる。また、凹部６３が凹部形状で設けられているので、凹部６３の深さを選定することにより、溝状窪部３６，３３の長手方向の塑性流動に対する凹部６３の変形の順応が良好に果たされる。

図１６は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第２の実施例を示す。

この実施例は、上記実施例のような凹溝部８３のない場合である。それ以外は、上記実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、上記構成による作用効果も、上記実施例と同様である。

図１７は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第３の実施例を示す。

この実施例は、溝状窪部３６，３３の列３３ａが単列の場合である。この例での低剛性形状部６１は、上記実施例における対称な台形形状の開口６２や凹部６３を非対称の台形形状としたもので、非対称の開口６４または凹部６５とされている。６４ａ，６４ｂ，６４ｃはそれぞれ下底，上底，開口内縁である。それ以外は、上記各実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、単列の溝状窪部の列３３ａにおける列端付近の溝状窪部３６，３３端部の長手方向位置が直線的に配列される。それ以外は、上記各実施例と同様の作用効果を奏する。

上記各実施例は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施例では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，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，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。

インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。 インクジェット式記録ヘッドの断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、振動子ユニットを説明する図である。 圧力発生室形成板の平面図である。 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。 弾性板の平面図である。 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。 （ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる第１型を説明する図である。 （ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる第２型を説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）は、溝状窪部の成形を説明する模式図である。 第１型，素材板，第２型の位置関係を示す斜視図である。 素材板加工の前工程の状態を示す平面図である。 素材板加工の本工程の状態を示す平面図である。 台形形状の開口の形状変化を示す平面図である。 低剛性形状部が凹部である場合の断面図である。 第２の実施例における圧力発生室形成板の平面図である。 第３の実施例における圧力発生室形成板の平面図である。 従来技術によって成形された圧力発生室形成板の各部の図である。 従来技術の第１型，素材板，第２型の関係を示す加圧後の断面図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録ヘッド
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 供給針ユニット
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
１０ａ ダミー振動子
１０ｂ 駆動振動子
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 弾性板
３３ 溝状窪部
３３ａ 溝状窪部の列
３３ｂ 傾斜面
３４ 連通口
３５ 逃げ凹部
３６ ダミー窪部，列端
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型
５２ 第２型
５３ 突条部
５３ａ 先端部分
５３ｂ 空隙部
５３ｃ 面取り部
５４ 筋状突起
５５ 帯板，素材板，（圧力発生室形成板）
６１ 低剛性形状部
６２ 開口
６２ａ 下底
６２ｂ 上底
６２ｂ´ 変形後の上底
６２ｃ 開口内縁
６２ｃ´ 変形後の開口内縁
６３ 凹部
６４ 開口
６４ａ 下底
６４ｂ 上底
６４ｃ 開口内縁
６５ 凹部
７０ 素材板
７１ 溝状窪部
７２ 第１型
７３ 第２型
７４ 突条部
７５ 隔壁部
７６ 空隙部
７７ ダミー突条部
７８ 列端
７９ 正常部
８０ 異常部
８１ 連通口
８１ａ 第１連通口
８１ｂ 第２連通口
８２ 傾斜部
８３ 凹溝部
８３ａ 底面部
８３ｂ 湾曲部

Claims (10)

1. 圧力発生室となる溝状窪部が列設された金属製の圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合され上記圧力発生室を封止する封止板と、上記圧力発生室内の液体を加圧する圧力発生素子と、上記圧力発生室に連通したノズル開口が設けられ上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートを含んで構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所にあらかじめ低剛性形状部を設け、溝状窪部を成形する突条部が列設された第１型と、上記第１型と対をなす第２型との間で圧力発生室形成板を加圧して溝状窪部を成形することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 上記低剛性形状部は、上記溝状窪部の端部近傍に設けられる連通口に近い側に配置されている請求項１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 上記低剛性形状部は、列設された２列の溝状窪部の間に配置されている請求項１または２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 上記低剛性形状部は、上記圧力発生室形成板をその厚さ方向に貫通させて設けた開口である請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 上記低剛性形状部は、上記圧力発生室形成板をその厚さ方向に窪ませて設けた凹部である請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
6. 上記溝状窪部の長手方向の端部と、上記低剛性形状部との間の距離は、溝状窪部の列端側に接近するのに連れて次第に短くなるように設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
7. 上記低剛性形状部の形状は台形であり、当該台形の下底が溝状窪部の列端側に配置されている請求項６記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
8. 上記台形形状の低剛性形状部は、列設された２列の溝状窪部の間に配置され、その形状は対称である請求項７記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
9. 上記低剛性形状部は、溝状窪部の列設方向に沿って成形された凹溝部に設けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
10. 金属製の素材板を塑性変形することにより圧力発生室となる溝状窪部が形成された圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合され上記圧力発生室を封止する封止板と、上記圧力発生室内の液体を加圧する圧力発生素子と、上記圧力発生室に連通したノズル開口が設けられ上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートとを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記圧力発生室形成板には、その圧力発生室の列端付近の各溝状窪部の長手方向側に上記各溝状窪部の端部から所定の距離を隔てた箇所に開口部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。

Images