JP4639718B2 - 液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置、液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドの製造装置および製造方法ならびに液体噴射ヘッドに関するものである。

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。

そして、圧力発生室は、金属製の圧力発生室形成板に金型プレス加工を行なうことにより形成されている。

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。
特開２００４−９８１６６号公報

ところで、上記の従来の記録ヘッドにおいては、そこに含まれている圧力発生室を形成するために、金属製の圧力発生室形成板に鍛造加工であるプレス加工を行なっている。このようなプレス加工においては、金型の形状が被加工部品の形状に対して適正なものでなければ、加工表面の品質に支障を来すことになる。例えば、圧力発生室形成用の溝状窪部を、金型を金属素材板に押込んで形成する場合、金型の一部に角張った箇所があると、この角張った部分が金属素材板に強く擦りつけられた状態になるので、金属素材板の表面部分が削り取られたような状態になり、溝状窪部の内面の仕上げ品質に欠陥が生じるおそれがある。

一方、上記した従来の記録ヘッドでは、隔壁部の肉厚が極めて薄いために、圧力発生室の窪み形状を正確に求めて、圧力発生室等の液体収容容積を均一に設定することが困難であった。この窪み形状は、一般に細長い形状とされている場合が多く、それだけに隔壁部の長さが長くなるので、その全長にわたって隔壁部を正確に製作することが、液体収容容積を均一に確保する等の面から重要である。とくに、適正な形状の窪み形状を得るためには、窪み形状間の隔壁部の高さを製造段階で十分に確保することが重要視される。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、圧力発生室形成用の溝状窪部の内面を平滑に仕上げることのできる液体噴射ヘッドの製造装置および製造方法ならびに液体噴射ヘッドを提供することを目的としている。

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装置は、圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属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装置であって、少なくとも所定ピッチで平行に配列された突条部および各突条部の間に形成された空隙部が設けられ、上記突条部を金属素材板に押込んで溝状窪部を形成する第１金型と、上記第１金型が押込まれる金属素材板を支持する第２金型とを含んで構成され、上記突条部には、溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、この内壁形成部に連なって溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と傾斜面部とを接続する接続面部が設けられていることを要旨とする。

また、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ると共に、各溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属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、少なくとも所定ピッチで平行に配列された突条部および各突条部の間に形成された空隙部が設けられ、上記突条部を金属素材板に押込んで溝状窪部を形成する第１金型と、上記第１金型が押込まれる金属素材板を支持する第２金型とを準備し、溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、この内壁形成部に連なって溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と傾斜面部とを接続する接続面部が設けられている突条部を、金属素材板に押込むことを要旨とする。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属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であって、上記溝状窪部に、深さ方向に形成された内壁と、略Ｖ字状に窪ませて形成した底部と、上記内壁と底部とが滑らかな面状態で連続された連続面とが設けられてい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装置によれば、上記突条部には、溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、この内壁形成部に連なって溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と傾斜面部とを接続する接続面部が設けられている。このため、突条部が金属素材板に押込まれると、先端部に位置する上記傾斜面部によって金属材料が大量に押し分けられるが、上記接続面部においてはこの押し分けられる金属の流動量が少量化される。したがって、接続面部において金属材料が受ける圧縮力やせん断力等が低下し、金属材料が削り取られるような現象が発生しない。このような金属材料の流動現象により、溝状窪部の内面に異常な凹凸や突条部の押込み方向の擦り傷等ができることがない。さらに、接続面部によって金属材料の流動性が円滑になされるので、各突条部の間に形成された空隙部への材料移動が促進され、空隙部において形成される隔壁部を十分な高さに形成することができる。また、接続面部の設置によって溝状窪部の容積が大幅に損なわれることがないので、液体噴射ヘッドの液体噴射量に支障が生じたりすることがない。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記内壁形成部の延長面と傾斜面部の延長面とが交わる交差箇所と、上記接続面部の内壁形成部側端部と、接続面部の傾斜面部側端部とによって形成される三角形は、上記突条部の長手方向に対して垂直な仮想断面上において、接続面部を底辺とする略二等辺三角形の形状とされている場合には、接続面部において金属材料が受ける圧縮力やせん断力等を最小化することができる。他方、略二等辺三角形の形態が変化すると、底辺である接続面部が起立側に移動したり、あるいは寝る側に移動したりする。起立側に移動すると、傾斜面部と接続面部との交差角度が小さくなった角部が形成されて、前述のような異常内面ができてしまう。また、寝る側に移動すると、内壁形成部と接続面部との交差角度が小さくなった角部が形成されて、前述のような異常内面ができてしまう。したがって、略二等辺三角形を維持することにより、これらの交差角度が小さくなり過ぎない角部が形成できるので、上記異常内面の問題が解消される。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記突条部の押込み方向と接続面部とのなす狭角が、８〜４０度である場合には、接続面部の傾斜状態を適正に設定することができ、異常内面の発生が確実に防止できる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記突条部の押込み方向と傾斜面部とのなす狭角が、４０〜５０度である場合には、金属素材板に対する突条部の押込みによって良好な流動性をもって金属材料が流動する。そして、上記傾斜面部と接続面部との交差角度が異常に小さくならないので、角部による弊害が現われることがない。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記接続面部の傾斜面部側端部と内壁形成部との間の突条部の幅方向における寸法が、突条部の幅寸法に対して０．０５〜０．１５の比である場合には、上記傾斜面部の長さを適正化することができ、先端部に位置する傾斜面部によって金属材料が大量に押し分けられる際の金属移動量を、上記接続面部における金属の流動量に対して、過剰になったり過少になったりしないように制御することができる。こうすることにより、上記のような異常内面等の問題が解消される。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記接続面部の傾斜面部側端部と内壁形成部との間の突条部の幅方向における寸法が、上記空隙部の幅寸法に対して０．０６〜０．４５の比である場合には、上記傾斜面部の長さを適正化することができ、先端部に位置する傾斜面部によって金属材料が大量に押し分けられる際の金属移動量を、上記接続面部における金属の流動量に対して、過剰になったり過少になったりしないように制御することができる。こうすることにより、上記のような異常内面等の問題が解消される。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記接続面部が、平面である場合には、接続面部と傾斜面部や内壁形成部との境界部分が確定しやすくなり、接続面部の大きさや傾斜度合を正確に設定することができる。

本発明の液体噴射ヘッドの製造装置において、上記接続面部が、曲面である場合には、曲面と傾斜面部や内壁形成部との境界部分が滑らかに連続するので、金属材料の流動性を滑らかにすることができる。また、溝状窪部の容積の減少を最小化することができる。

また、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、この内壁形成部に連なって溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と傾斜面部とを接続する接続面部が設けられている突条部を、金属素材板に押込むものである。このため、突条部が金属素材板に押込まれると、先端部に位置する上記傾斜面部によって金属材料が大量に押し分けられるが、上記接続面部においてはこの押し分けられる金属の流動量が少量化される。したがって、接続面部において金属材料が受ける圧縮力やせん断力等が低下し、金属材料が削り取られるような現象が発生しない。このような金属材料の流動現象により、溝状窪部の内面に異常な凹凸や突条部の押込み方向の擦り傷等ができることがない。さらに、接続面部によって金属材料の流動性が円滑になされるので、各突条部の間に形成された空隙部への材料移動が促進され、空隙部において形成される隔壁部を十分な高さに形成することができる。また、接続面部の設置によって溝状窪部の容積が大幅に損なわれることがないので、液体噴射ヘッドの液体噴射量に支障が生じたりすることがない。

さらに、本発明の液体噴射ヘッドによれば、上記溝状窪部に、深さ方向に形成された内壁と、略Ｖ字状に窪ませて形成した底部と、上記内壁と底部とが滑らかな面状態で連続された連続面とが設けられている。このため、上記連続面により各溝状窪部の間に形成される隔壁部の根元部分の剛性が向上するので、圧力発生室内の流体の圧力変動が他の圧力発生室に影響するいわゆるクロストークを回避することができる。また、圧力発生室の内面が滑らかなので、液体中に混入している気泡が内面にひっかかるようなことがなく、気泡の排出にとって好適である。

以下、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置および製造方法ならびに液体噴射ヘッドを実施するための最良の形態を説明する。

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及び図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。本実施例の先端凹部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やすくなっている。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、本実施例の記録ヘッド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。本実施例では、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（本実施例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なわれても、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、本実施例では後述するように塑性加工（例えば、鍛造加工）で行なっている。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。本実施例では、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、本実施例における溝状窪部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。

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。本実施例のダミー窪部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、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。

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。本実施例では、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を貫通する貫通孔として形成している。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。本実施例の連通口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、この第１連通口３７に連続させて溝状窪部３３とは反対側の表面に貫通している第２連通口３８とから構成されている。第１連通口３７は有底の窪部として形成され、この窪部の底部に第２連通口３８とされる有底の窪部が形成され、この有底の部分が溝状窪部３３の反対側の表面に膨出部として現われる。この膨出部を研磨等で切除することにより、第２連通口３８が開口する。

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。そこで、本実施例では、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、本実施例では、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。本実施例では、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。本実施例では、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、本実施例では、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。本実施例では、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。この観点から本実施例では、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、本実施例のように、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。

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。本実施例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。本実施例では、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。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、すなわち、弾性板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。

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４７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。

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。なお、上記コンプライアンス部４６を除去するとともに、共通インク室１４の容積を縮小して、逃げ凹部３５がインクのリザーバ機能を果たすようにすることもできる。また、逃げ凹部３５の領域を凹部ではなく貫通部としてこの空間をリザーバとすることもできる。

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が拡張する。この拡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、本実施例では、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なった場合には、加工も容易である。

また、本実施例では、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、本実施例では、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なわれる。

溝状窪部形成工程では、図８に示す雄型５１と図９に示す雌型５２とを用いる。この雄型５１は、溝状窪部３３を形成するための金型である。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度程度の角度で面取りしてある。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いる。

また、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、突条部５３に対向した箇所に位置する。この筋状突起５４は楔状の形状であり、その長さは溝状窪部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、雌型５２の上面に素材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の上方に雄型５１を配置する。次に、図１０（ｂ）に示すように、雄型５１を下降させて突条部５３の先端部を帯板５５内に押込む。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内に確実に押込むことができる。この突条部５３の押込みは、図１０（ｃ）に示すように、帯板５５の板厚方向の途中まで行なう。

突条部５３の押込みにより、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５５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。

また、突条部５３の押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、雌型５２に設けた筋状突起５４は、突条部５３，５３に対向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。

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、溝状窪部３３の成形精度、とりわけ隔壁部２８の成形処理が重要となる。このような要請に応えるために、本実施例では、鍛造加工パンチに第１金型と、仮成形金型と仕上げ金型からなる第２金型を保有させ、第２金型に特殊な形状を付与して、適正な隔壁部２８を成形するようにしている。

図１１〜図１４は、上記のような金型を含む記録ヘッドの製造装置および液体噴射ヘッドの製造方法の実施例を示す。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、前述の雄型５１および雌型５２により帯板（素材）５５に塑性加工を行なうときには、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なっている。

雄型５１ａすなわち第１金型に、多数の成形パンチ５１ｂが配列されている。溝状窪部３３を成形するために、この成形パンチ５１ｂを細長く変形して、突条部５３ｃとされている。そして、この突条部５３ｃは、所定ピッチで平行に配列されている。また、隔壁部２８を成形するために、上記成形パンチ５１ｂの間に空隙部５３ｂ（図８，図１０参照）が設けられている。上記第１金型５１ａが素材である圧力発生室形成板３０（５５）に押込まれた状態が、図１２（Ｃ）に示してある。

一方、上記雌型５２ａすなわち第２金型は、上記突条部５３ｃの長手方向における中間部に対応する部分に、突条部５３ｃの配列方向に延びる凹部５４ａが設けられている。そして、第２金型５２ａには、仮成形金型５６と仕上げ金型５７の２種類の金型が準備されている。

上記第２金型５２ａは、仮成形用の仮成形金型５６と、当該仮成形金型５６による仮成形後に仕上げ加工を行なうための仕上げ金型５７とを有しているので、上記仮成形金型５６により素材５５を空隙部５３ｂ内に流動させ、その後、仕上げ金型５７により空隙部５３ｂ内における素材５５の分布を正常な状態に可及的に近づけるので、空隙部５３ｂ内への素材流入量が空隙部５３ｂの長さ方向においてほぼ真直ぐな状態になり、この部分をたとえば記録ヘッド１の圧力発生室２９の隔壁部２８のような部材として機能させるときに好都合である。

このような第２金型５２ａの構成や動作を詳細に述べると次のとおりである。

上記仮成形金型５６には上記突条部５３ｃに対向するとともにこの突条部５３ｃと略同じ長さの筋状突起５４が形成されている。そして、この筋状突起５４にはその長さ方向における中間部の高さが低く設定された凹部５４ａが設けられている。図１４は、図１２に示されている筋状突起５４の部分を拡大して示した側面図および断面図である。筋状突起５４の長さ方向の略中央部に凹部５４ａが形成され、凹部５４ａ以外の箇所の断面が（Ａ１）に示され、凹部５４ａの中央部の断面が（Ａ２）に示されている。

上記筋状突起５４は、図９や図１０に示したものは、高さの低い突条のような部材形状であるが、凹部５４ａを形成するためには、筋状突起５４に図１２，図１４に示すような所要の高さが必要とされている。したがって、このような凹部５４ａが形成された筋状突起５４は、高さのある「突条」が多数平行に配列されたもので、図１２では断面形状が先端の尖った楔形状とされている。この楔形状部分の楔角度は、９０度以下の鋭角とされている。なお、筋状突起５４の配列により谷部５６ａが形成されている。また、圧力発生室形成板５５の裏面に後述の仮成形工程で成形される隆起部５５ａが図示されている。

上記筋状突起５４は、図１０，図１２（Ｂ），（Ｃ）等に示すように、突条部５３ｃに対向して配置され、筋状突起５４で加圧された素材がそのまま空隙部５３ｂの方へ塑性流動をするようになっている。図１２に示すように、筋状突起５４が突条部５３ｃと対向するように配置することにより、筋状突起５４と突条部５３ｃとの間で加圧される素材の変形量が最も多くなるので、その部分の素材は、図１２に示した各筋状突起５４の斜め上方に流動し空隙部５３ｂに押込まれる。すなわち、１つの空隙部５３ｂに対して左右両側から素材流入がなされ、上記の図１０等と同等の成形精度が得られる。

上記筋状突起５４の長手方向の凹部５４ａの長さは、筋状突起５４の長さの約２／３以下に設定してあり、好ましくは１／２以下である。また、筋状突起５４のピッチは０．１４ｍｍである。この筋状突起５４のピッチについては、０．３ｍｍ以下とすることにより、液体噴射ヘッド等の部品加工等においてより好適な予備成形となる。このピッチは好ましくは０．２ｍｍ以下，より好ましくは０．１５ｍｍ以下である。さらに、筋状突起５４の少なくとも凹部５４ａの部分は、その表面が平滑に仕上げられている。この仕上げとしては、鏡面仕上げが適しているが、他に例えば、クロム鍍金を施してもよい。

図１５は、筋状突起５４の各部の寸法等を示す側面図である。筋状突起５４の長さＬ１に対する凹部５４ａの長さＬ２すなわちＬ２／Ｌ１は、前述のように、２／３以下好ましくは１／２以下である。また、Ｈは、谷部５６ａから筋状突起５４の先端部までの長さすなわち筋状突起５４の高さであり、Ｄは、凹部５４ａの深さである。後述のように空隙部５３ｂにおいて素材の良好な塑性流動を得るために、上記各部の寸法間に所定の寸法比が設定されている。

すなわち、凹部５４ａの長さＬ２に対する凹部の深さＤの比は、約０．０５〜約０．３である。上記Ｌ２，Ｄの実寸法は、この例では、Ｌ２が０．５ｍｍ〜１ｍｍ、Ｄが０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍである。また、筋状突起５４の高さＨに対する凹部５４ａの深さＤの比は、約０．５〜約１である。この例における上記Ｈの実寸法は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである。なお、筋状突起５４の長さＬ１は、この例では、１．６ｍｍであり、上記のＬ２／Ｌ１は０．３１〜０．６２である。

図１６は、図１５に示した筋状突起５４に補強対策を講じたもので、同図（Ａ）は、凹部５４ａの中間部分、図示の例は筋状突起５４の中央部に補強隆起部５４ｄを設けたものである。こうすることにより、加圧成形時に凹部５４ａを拡開させる力が仮成形金型５６に作用し、それによって凹部５４ａの最深部に応力が集中して、その部分にクラックが発生しやすいのであるが、上記補強隆起部５４ｄが配置されていることにより、上記のような応力の集中が発生することがなくなり、クラック発生の恐れも解消される。

また、図１６（Ｂ）は、凹部５４ａの中間部分、図示の例は筋状突起５４の中央部に逃げ凹部５４ｅを設けたものである。こうすることにより、凹部５４ａ内に流動した素材が凹部５４ａの最深部を加圧して、その部分にクラックが発生しやすいのであるが、上記逃げ凹部５４ｅが成形されていることにより、上記のような最深部の加圧が回避でき、クラック発生の恐れも解消される。

図１７は、筋状突起５４の凹部５４ａの変形例を示す。同図（Ａ）は平面で構成された凹部形状、（Ｂ）は両端部が小さな曲面とされ大部分が平面とされた凹部形状、（Ｃ）は両端部が平坦な傾斜面とされ中央部が平面とされた凹部形状、（Ｄ）（Ｅ）は凹部の中間部分に隆起形状部５４ｂが設けられている凹部形状である。上記のように楔形状部分の稜線部分を削り取って凹部５４ａが形成されているので、凹部５４ａの底面は図１４（Ａ２）のように断面で見ると平面となり、凹部全体では細長い円弧面になっている。

上記の筋状突起５４は楔形状で先端部が尖っているが、素材５５の移動状態等により図１７（Ｆ）に示すように平坦な頂面５４ｃまたは丸みのある先端部の形状にしてもよい。

つぎに、図１３に示すように、上記第２金型５２ａの仕上げ金型５７は、上記仮成形金型５６による仮成形後に使用されるもので、この仕上げ金型５７には仮成形金型５６の筋状突起５４が除去された平坦面５７ａが形成され、また、仮成形金型５６の凹部５４ａに対応する箇所に収容凹部５７ｂが形成されている。すなわち、仕上げ金型５７の成形面の幅方向で見て、中央部に収容凹部５７ｂが形成され、この収容凹部５７ｂの両側に平坦面５７ａが設けられている。

上記平坦面５７ａは、上記突条部５３の配列方向における端部近傍の箇所が端部に向かって低くなる表面形状とされている。図１３（Ａ）に示す表面形状は上記平坦面５７ａに連続した傾斜面５７ｃである。

図１８は、図１３（Ａ）に示した収容凹部５７ｂに補強対策を講じたもので、同図（Ａ）は、収容凹部５７ｂの中間部分、図示の例は仕上げ金型５７の幅方向の中央部に補強隆起部５７ｄを設けたものである。こうすることにより、加圧成形時に収容凹部５７ｂを拡開させる力が仕上げ金型５７に作用し、それによって収容凹部５７ｂの最深部に応力が集中して、その部分にクラックが発生しやすいのであるが、上記補強隆起部５７ｄが配置されていることにより、上記のような応力の集中が発生することがなくなり、クラック発生の恐れも解消される。

また、図１８（Ｂ）は、収容凹部５７ｂの中間部分、図示の例は仕上げ金型５７の幅方向の中央部に逃げ凹部５７ｅを設けたものである。こうすることにより、収容凹部５７ｂ内に流動した素材が収容凹部５７ｂの最深部を加圧して、その部分にクラックが発生しやすいのであるが、上記逃げ凹部５７ｅが配置されていることにより、上記のような最深部の加圧が回避でき、クラック発生の恐れも解消される。

上記仕上げ金型５７の収容凹部５７ｂの深さ寸法と長さ寸法が、それぞれ０．０５〜０．１５ｍｍと０．５〜１ｍｍである場合には、仕上げ加工において、加圧方向に略直交する方向への素材流動量とそれを受け入れる凹部空間を、加圧ストロークの大きさとの兼ね合いにおいて、程よくバランスさせることができ、上記空隙部５３ｂ内への素材流動が最適化される。

図１９に示した仕上げ金型５７の形状は、上記収容凹部５７ｂを挟んで平行に配置された上記平坦面５７ａが、圧力発生室２９の連通口３４に近い側の一方の平坦面５７ａが、他方の平坦面５７ａよりも圧力発生室形成板３０から遠ざかる方向に後退した位置に配置されているものである。つまり、両平坦面５７ａ，５７ａの間に段差Ｔが設けてある。したがって、連通口３４に近い側の一方の平坦面５７ａによって加圧される素材の加圧量が、他方の平坦面５７ａによって加圧される素材の加圧量よりも少なくなる。このため、加圧量の少ない方が、塑性変形の度合いが少ないため、加圧量の多い方に比べて加圧後のスプリングバックの量が大きくあらわれ、連通口に近い側の溝状窪部３３の深さが、連通口から遠い側に比べて浅くなる。このような溝状窪部３３の浅い側に連通口３４を、成形ポンチで溝状窪部３３の底部に加圧力による塑性変形を付与しながら開口すると、連通口３４近辺の溝状窪部３３の深さが深くなり、最終的には溝状窪部３３の深さが全長にわたって略均一になる。このような成形過程によって形成された圧力発生室２９の深さは全長にわたり均一な深さとなるので、各圧力発生室２９内のインクの量が均一化され、また、インク流に異常な流路抵抗が作用することなく、ノズル開口からのインク滴吐出が正常になされる。さらに、連通口３４に近い側の素材の密度や加工硬化の度合いが他の側よりも小さくなる。したがって、連通口３４を成形するときの成形パンチに作用する加工抵抗が軽減され、成形パンチの耐久性が向上し、また、連通口３４の加工精度向上にとっても有利である。

上記仮成形金型５６の筋状突起５４の長手方向の幅寸法と、上記仕上げ金型５７の収容凹部５７ｂに直交する方向の幅寸法とが、上記圧力発生室２９の長さ方向の寸法と略同じである。このため、仮成形金型５６と仕上げ金型５７の上記両幅寸法が、圧力発生室２９の長さ寸法と略同じとされた最小限の寸法となるので、仮成形金型５６および仕上げ金型５７を小型化して、微細部分の加工に適した金型が得られる。

図２０は、記録ヘッド１の部分的な構造を示す断面図と平面図であり、上記圧力発生室形成板３０のノズルプレート３１側に凹所６３を存在させた状態で圧力発生室形成板３０とノズルプレート３１とが接着剤６４で接合されている例である。凹所６３の配置の仕方としては種々な方法があるが、この例では、図１２に示すように、溝状窪部３３の仮成形時に、圧力発生室形成板３０に突条部５３ｃと筋状突起５４が圧入され、筋状突起５４の圧入による圧痕が上記凹所６３とされている。実際には、筋状突起５４の圧入痕は溝状になっているが、連通口３４が開口された箇所の素材は複雑な流動変化をしているので、研磨仕上げの後には、連通口３４の近傍に残存すると考察される。

接着剤６４で圧力発生室形成板３０とノズルプレート３１を接合すると、上記のようにして配置された凹所６３内に余剰の接着剤６４が収容される。したがって、接着剤６４の膜厚が接着強度を高めるのに最適厚さとなり、圧力発生室形成板３０とノズルプレート３１との接合強度を強化することができる。

図２０（Ｂ）は、筋状突起５４が第１金型５１ａの空隙部５３ｂに対向している場合の凹所６３の配置であり、また、（Ｃ）は、筋状突起５４が第１金型５１ａの突条部５３ｃに対向している場合の凹所６３の配置であり、いずれも凹所６３のピッチは、圧力発生室２９（溝状窪部３３）と実質的に同じピッチになっており、しかも、凹所６３は連通口３４の開口部の近傍に配置されている。

上記のようなピッチ状態とすることにより、上記凹所６３が圧力発生室形成板３０のノズルプレート３１側の接合面に一定間隔で分布するので、余剰接着剤６４を均一に収容して接着剤６４の膜厚が広範囲にわたって適正化され、接着強度が向上する。さらに、上記凹所６３が、連通口３４の近傍に形成されているので、余剰接着剤６４が連通口３４の近傍で凹所６３に収容され、連通口３４の流路空間にはみ出ることがない。したがって、はみ出た箇所に気泡が滞留するようなこともなく、インクの良好な流通が確保できる。

つぎに、上記の第１金型５１ａ，第２金型５２ａによって構成された鍛造加工パンチの加工動作を説明する。

上記両金型５１ａ，５２ａの間で加圧された金属素材板５５は、第１金型５１ａの空隙部５３ｂに押込まれるようにして素材５５の流入移動がなされる。このとき、第２金型５２ａには中間部の高さが低くされた凹部５４ａが設けられているので、上記凹部５４ａ両側の第２金型５２ａの端部に近い箇所５６ｂ，５６ｂ（図１２（Ｄ）参照）においては、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔Ｄ１が中間部（凹部）の間隔Ｄ２よりも狭くなっていて、この狭い部分においては素材の加圧量が多くなる。このようにして加圧された金属素材板５５は、加圧方向に略直交する方向へ押し出されるようにして流動させられ、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔が広くなった加圧量の少ない凹部５４ａの方へより多くの素材移動がなされる。換言すると、上記素材流動において、凹部５４ａが素材５５の逃げ込み場所を提供しているような機能を果たしている。このような素材移動は、主として、上記突条部５３ｃや空隙部５３ｂの長手方向に沿って行なわれ、また、素材５５の一部が凹部５４ａの方へ膨出した隆起部５５ａとなる。

したがって、上記加圧量の多い箇所５６ｂにおいては強い素材加圧により、空隙部５３ｂへの素材流入が積極的に行なわれ、また、加圧量の少ない凹部５４ａの方へはより多くの素材５５が流動してくるので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行なわれる。このようにして、凹部５４ａの両側５６ｂ，５６ｂで素材の流動を凹部５４ａ側へ仕向けつつ空隙部の全域にわたってより多くの素材流入がなされる。また、突条部５３ｃは所定ピッチで配列されているので、各突条部５３ｃの押込みによる配列方向（突条部の幅方向）への素材の流動現象が、流動方向および流動量のいずれにおいても均一化される。このような上記所定ピッチに基づく素材５５の流動が、上記の空隙部５３ｂの長手方向への流動現象を乱すようなことがなく、各空隙部５３ｂへの均一な素材の流入に寄与している。

上記の空隙部５３ｂに流入した素材５５が溝状窪部３３の隔壁部２８を構成するので、溝状窪部３３の空間形状を正確に形成することができる。さらに、このような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の鍛造加工パンチを金属製のニッケル等の素材に使用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各溝状窪部３３の容積を均一に加工できるので、記録ヘッドの圧力発生室等を成形するような場合においては、記録ヘッドのインク滴の吐出特性を安定させる等の面で非常に有効である。

上記の加工動作は、第２金型５２ａの凹部５４ａの動作機能に重点を置いて説明したものであるが、図示の筋状突起５４およびその凹部５４ａによる動作機能はつぎのとおりである。図１２（Ｂ）は、第１金型５１ａと第２金型５２ａとの間で素材５５が加圧される直前の状態を示している。この状態から（Ｃ）（Ｄ）に示すように両金型５１ａ，５２ａ間で素材５５が加圧されると、筋状突起５４が素材５５に突き刺さるようにして圧入されて行くのと同時に、空隙部５３ｂ内への素材流動がなされて、隔壁部２８の仮成形がなされる。

上記の仮成形の段階においては、筋状突起５４の凹部５４ａにより、上述の場合と同様に加圧量の少ない凹部５４ａの方へはより多くの素材５５が流動して行くので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行なわれる。このようにして、凹部５４ａの両側５６ｂ，５６ｂで素材の流動を凹部側へ仕向けつつ空隙部５３ｂの全域にわたってより多くの素材流入がなされる。さらに、筋状突起５４自体の突起高さが相乗して、より一層多くの素材５５が空隙部５３ｂ内に積極的に押込まれる。このような仮成形状態における隔壁部２８の高さは、図１２（Ｄ）に示すように、低い部分２８ａ，２８ａと高い部分２８ｂが形成される。このように高低差ができるのは、端部に近い箇所５６ｂ，５６ｂにおいて加圧された素材５５が凹部５４ａの箇所へより多く流動して、そのときに多くの素材５５が空隙部５３ｂ内に流動するからである。

図１２（Ｃ）（Ｄ）に示す仮成形が完了すると、仮成形状態の素材５５は図１３（Ｂ）に示すように、第１金型５１ａと仕上げ金型５７の間に移送され、そこで両金型５１ａ，５２ａで（Ｃ）に示すように加圧される。仕上げ金型５７には収容凹部５７ｂの両側に平坦面５７ａが形成してあるので、上記の低い隔壁部の部分２８ａ，２８ａにおける空隙部５３ｂ内への素材５５の流動量が多くなり、部分２８ａ，２８ａの高さが高くなる。このとき、上記隆起部５５ａは収容凹部５７ｂ内に収容されて仕上げ金型５７から加圧力を受けることがないので、上記の高い部分２８ｂの高さはほとんど変わらない。したがって、最終的には（Ｄ）に示すように、隔壁部２８の高さが略均一な高さとなる。

また、仕上げ成形の段階においては、上記傾斜面５７ｃが形成されているので、各空隙部５３ｂ内への素材５５の流入量が全ての空隙部５３ｂにおいて可及的に均一化される。すなわち、上記突条部５３の配列方向に流動した素材５５が突条部５３の配列中央部から端部の方へ少しずつ流動して集積的に偏った状態になり、端部付近がいわゆる多肉状態になる。このように集積的に偏った素材量を端部が低くなった傾斜面５７ｃで加圧するので、多肉状態の素材を過度に空隙部５３ｂ内に流動させることが防止される。したがって、各空隙部５３ｂ内への素材５５の流入量が全ての空隙部５３ｂにおいて可及的に均一化される。

上記筋状突起５４は、先端の尖った楔形状としてあるので、上記楔形状の部分が素材５５に確実に食い込むので、突条部５３ｃに対向した箇所の素材５５を正確に加圧することができ、空隙部５３ｂへの素材流動が確実になされる。また、楔角がいわゆる９０度以下の鋭角とされていることにより、素材５５への食い込みがより一層確実に達成される。上記筋状突起５４のピッチが、０．３ｍｍ以下とされていることにより、この鍛造加工パンチでインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室を極めて精巧な鍛造加工で製作することができる。

また、上記突条部５３ｃと筋状突起５４との間で素材が最も大量に加圧されるので、突条部５３ｃに対向している筋状突起５４自体の突起高さが相乗的に機能して、より一層多くの素材が空隙部５３ｂの方に向って積極的に押込まれる。すなわち、この筋状突起５４による空隙部５３ｂ内への素材押込みは、上述の場合と同様に、素材が加圧量の多い箇所から加圧量の少ない凹部５４ａの方へ流動する現象に相乗した態様で行なわれるので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行なわれる。このようにして、凹部５４ａの両側で素材の流動を凹部５４ａ側へ仕向けつつ空隙部５３ｂの全域にわたってより多くの素材流入がなされる。

上記凹部５４ａが、円弧状の凹部形状とされていることにより、第２金型中間部の高さが徐々に緩やかに変化をするので、上記空隙部５３ｂに流入する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て、可及的に均一なものとなる。また、凹部５４ａが、複数の平面で構成された凹部形状とされていることにより、平面の傾斜角度を選定することにより、第２金型中間部の高さを徐々に緩やかに変化させることができ、空隙部５３ｂに流入する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て、可及的に均一なものとなる。

上記凹部５４ａの中間部分に隆起形状部５４ｂが設けられている場合には、上記隆起形状部５４ｂと第２金型５２ａの端部に近い箇所において両金型５１ａ，５２ａの間隔（上記間隔Ｄ１に相当）が狭くなるとともに、上記凹部５４ａが複数化されるので、加圧量の多い箇所と加圧量の少ない箇所が交互に複数配置される。したがって、加圧量の多い箇所（上記５６ｂに相当）と素材５５の流動先となる凹部５４ａが交互に小刻みに配置されるので、空隙部５３ｂに流動する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て略均一になる。

上記各中間部は、上記突条部５３ｃおよび筋状突起５４の長さ方向の略中央部であるから、上記中央部の両側における素材の流動が略均等になされるので、上記加圧量の少ない凹部５４ａに対して両側から略均等に素材流動がなされる。このため、凹部５４ａにおける素材の流動量が凹部５４ａの長さ全体にわたって均一化され、例えば、圧力発生室２９の隔壁部２８を成形するような事例では、隔壁部２８の形状を高精度で得ることができる。

上記筋状突起５４の長手方向の凹部５４ａの長さを、筋状突起５４の長さの約２／３以下に設定することにより、加圧方向に略直交する方向への素材流動量とそれを受け入れる凹部５４ａの空間を、加圧ストロークの大きさとの兼ね合いにおいて、程よくバランスさせることができ、空隙部５３ｂ内への素材流動が最適化される。上記筋状突起５４の凹部５４ａの長さ寸法に対する深さ寸法の比は、約０．０５〜約０．３である場合、あるいは、上記筋状突起５４の高さ寸法に対する筋状突起５４の凹部５４ａの深さ寸法の比は、約０．０３〜約０．３である場合には、加圧方向に略直交する方向への素材流動量とそれを受け入れる凹部空間を、加圧ストロークの大きさとの兼ね合いにおいて、程よくバランスさせることができ、上記空隙部５３ｂ内への素材流動が最適化される。

上記筋状突起５４の少なくとも凹部５４ａの部分が、鏡面仕上げやクロム鍍金等でその表面が平滑に仕上げられているので、加圧方向に略直交する方向に流動してきた素材５５が凹部５４ａにおいてその平滑な表面状態により、積極的に空隙部５３ｂの方へ変向され、空隙部５３ｂ内への素材流入がより一層積極的に行なわれる。

第１金型５１ａと第２金型５２ａは、金型が進退動作をする通常の鍛造加工装置（図示していない）に固定され、両金型５１ａと５２ａの間に圧力発生室形成板３０（５５）を配置して、順次加工がなされる。また、第２金型５２ａは仮成形金型５６と仕上げ金型５７が組になって構成されているので、仮成形金型５６と仕上げ金型５７を隣合わせて配列し、圧力発生室形成板３０（５５）を順次移行させるのが適当である。

上述の液体噴射ヘッドの製造装置は、少なくとも所定ピッチで平行に配列された突条部５３ｃおよび各突条部５３ｃの間に形成された空隙部５３ｂが設けられた第１金型５１ａと、上記第１金型５１ａとの間で金属素材板５５の両面から鍛造加工を行ない、上記突条部５３ｃの長手方向における中間部に対応する部分に、突条部５３ｃの配列方向に延びる凹部５４ａが設けられている第２金型５２ａとを有しているので、上記両金型５１ａ，５２ａの間で加圧された金属素材板５５は、第１金型５１ａの空隙部５３ｂに押込まれるようにして流入移動がなされる。このとき、第２金型５２ａには中間部に凹部５４ａが設けられているので、上記凹部５４ａ両側の箇所においては、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔が中間部（凹部５４ａ）よりも狭くなっていて、この狭い部分においては素材５５の加圧量が多くなる。このようにして加圧された金属素材板５５は、加圧方向に略直交する方向へ押し出されるようにして流動させられ、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔が広くなった加圧量の少ない凹部５４ａの方へより多くの素材移動がなされる。換言すると、上記素材流動において、凹部５４ａが素材５５の逃げ込み場所を提供しているような機能を果たしている。このような素材移動は、主として、上記突条部５３ｃや空隙部５３ｂの長手方向に沿って行なわれ、また、素材５５の一部が凹部の方へ膨出した隆起部となる。

したがって、上記加圧量の多い箇所においては強い素材加圧により、空隙部５３ｂへの素材流入が積極的に行なわれ、また、加圧量の少ない凹部５４ａの方へはより多くの素材５５が流動してくるので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行なわれる。このようにして、凹部５４ａの両側で素材５５の流動を凹部５４ａ側へ仕向けつつ空隙部５３ｂの全域にわたってより多くの素材流入がなされる。また、突条部５３ｃは所定ピッチで配列されているので、各突条部５３ｃの押込みによる配列方向（突条部５３ｃの幅方向）への素材の流動現象が、流動方向および流動量のいずれにおいても均一化される。このような上記所定ピッチに基づく素材５５の流動が、上記の空隙部５３ｂの長手方向への流動現象を乱すようなことがなく、各空隙部５３ｂへの均一な素材の流入に寄与している。

上記の空隙部５３ｂに流入した素材５５が窪み形状部の隔壁部２８を構成するような場合においては、窪みの空間形状を正確に形成することができる。さらに、このような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の鍛造加工パンチを金属製の素材５５に使用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各窪部の容積を均一に加工できるので、例えば、記録ヘッド１の圧力発生室２９等を成形するような場合においては、記録ヘッド１のインク滴の吐出特性を安定させる等の面で非常に有効である。

さらに、上記第２金型５２ａが、先行して加工動作をする仮成形用の仮成形金型５６と、当該仮成形金型５６による仮成形に引続いて仕上げ加工を行なう仕上げ金型５７とから構成されているので、仮成形に引続いて仕上げ加工が順送りの状態で行なえ、効率的に動作する装置が得られる。また、上記のように、連続性のある加工動作であるから、各工程における被加工物の位置決め等を高精度で設定でき、加工精度の向上にとって有効である。

上述の鍛造加工パンチを用いて微細鍛造加工方法を実施することができる。これは、第１工程として上記第１金型５１ａと仮成形金型５６との間で金属素材板５５に予備成形を行ない、第２工程として第１金型５１ａと仕上げ金型５７との間で仕上げ加工を行なう。これらの第１工程と第２工程において生じる素材５５の加工変形の進行状態は、上述の鍛造加工パンチにおいて述べたものと同様である。

したがって、上記の空隙部５３ｂに流入した素材５５が記録ヘッド１の溝状窪部３３の隔壁部２８を構成するような場合においては、溝状窪部３３の形状を正確に形成することができる。さらに、このような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の金属製素材を対象にした微細鍛造加工方法によれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各窪部の容積を均一に加工できるので、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室等を微細に成形するような場合においては、液体噴射ヘッドの噴射特性を安定させる等の面で非常に有効である。

さらに、本実施例の液体噴射ヘッドの製造方法は、圧力発生室２９となる溝状窪部３３が列設されると共に、各溝状窪部３３の一端に板厚方向に貫通する連通口３４を形成した金属製の圧力発生室形成板３０と、上記連通口３４と対応する位置にノズル開口４８を穿設した金属製のノズルプレート３１と、溝状窪部３３の開口面を封止すると共に、溝状窪部３３の他端に対応する位置にインク供給口４５を穿設した金属製の封止板とを備え、圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側に封止板（４３）を、反対側にノズルプレート３１をそれぞれ接合したものが製造の対象とされている。

具体的な製造方法は、第１金型５１ａには平行に配列された突条部５３ｃとこれら突条部５３ｃの間に形成された空隙部５３ｂが設けられ、第２金型５２ａとして、上記突条部５３ｃに対向するとともに突条部５３ｃと略同じ長さの筋状突起５４が設けられ、この筋状突起５４には長さ方向における中間部の高さが低く設定された凹部５４ａが設けられている仮成形金型５６と、筋状突起５４が除去された平坦面５７ａとされ、凹部５４ａに対応する箇所に収容凹部５７ｂが設けられた仕上げ金型５７とが準備され、第１工程は第１金型５１ａと仮成形金型５６との間で上記圧力発生室形成板３０に予備成形を行ない、第２工程は第１金型５１ａと仕上げ金型５７との間で圧力発生室形成板３０に仕上げ成形を行なって上記溝状窪部３３を圧力発生室形成板３０に成形するものである。

このため、上記の微細鍛造加工方法と同様な工程順序により、圧力発生室形成板３０に溝状窪部３３が加工される。これらの点を要約すると、上記第１工程である予備成形では、凹部５４ａの両側で圧力発生室形成板３０の素材流動を凹部５４ａ側へ仕向けつつ空隙部５３ｂの全域にわたってより多くの素材流入がなされる。ついで、上記仕上げ成形である第２工程では、上記平坦面５７ａでさらに圧力発生室形成板３０を空隙部の方へ加圧することにより、素材５５の空隙部５３ｂ内への流動高さが空隙部５３ｂの長さ方向にわたって可及的に均一になる。このとき、上記収容凹部５７ｂに上記隆起部５５ａが収容されているので、隆起部５５ａに相当する量の素材が空隙部５３ｂ内に移動するようなことがなく、上記流動高さの均一化に有効に機能している。

以上のようにして、精密に仕上げられた隔壁部２８を有する溝状窪部３３が圧力発生室形成板３０に成形される。この成形は、加工工数が異方性エッチング手法等に比して大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各溝状窪部３３の容積を均一に加工できるので、液体噴射ヘッド１の圧力発生室２９等の微細な成形において、最適な製造方法であり、液体噴射特性を正常に確保するのに有効である。

上述の溝状窪部３３の仮成形に引続く仕上げ加工において、つぎのような問題が発生することが判明した。

すなわち、図２１は、第１金型５１ａの突条部５３ｃが、仕上げ加工のために最大押込み位置に達している状態を拡大して示す断面図であり、図１３（Ｃ）に同様の状態が図示されている。図２１において、符号５７は仕上げ金型であるが、これは第１金型５１ａが押込まれる金属素材板５５を支持する第２金型５２ａとして存在している。また、図２２は、仮成形された溝状窪部３３に突条部５３ｃを押込んで仕上げ加工がなされる直前の状態を示す断面図である。仮成形の段階では，溝状窪部３３は同図に実線で示すように、その深さが比較的浅くなっているが、仕上げ加工は２点鎖線で示す深さまで突条部５３ｃが押込まれる。

図２２に示すように、溝状窪部３３は、深さ方向の内壁２８ｃ，２８ｃが平行な状態で対向しており、両内壁２８ｃ，２８ｃに連続してＶ字型に窪んだ形状の底部３３ａが形成されている。このような形状の溝状窪部３３を形成するために、突条部５３ｃには、上記内壁２８ｃを成形する平面状の内壁形成部５３ｄ，５３ｄが突条部５３ｃの押込み方向に沿った状態で形成されている。そして、上記内壁形成部５３ｄ，５３ｄに連なった状態で上記底部３３ａを形成する傾斜面部５３ｅ，５３ｅが形成されている。この傾斜面部５３ｅ，５３ｅの傾斜角度θ１は、突条部５３ｃの押込み方向線すなわち突条部５３ｃの中心線を含んで突条部５３ｃの長手方向に描かれる仮想平面Ｏ−Ｏに対して４５度とされている。なお、上記仮想平面Ｏ−Ｏを便宜上、突条部５３ｃの押込み方向と表現する。

上記内壁形成部５３ｄと傾斜面部５３ｅとが交差する箇所に、角部５３ｆが突条部５３ｃの長手方向に沿って稜線状に形成されている。

このような角部５３ｆを有する突条部５３ｃを、図２２に示す２点鎖線で示す位置まで押込んで仕上げ加工をすると、上記角部５３ｆが溝状窪部３３の内面を削り取るような現象が発生し、上記内壁２８ｃから底部３３ａにかけて微細な凹凸や突条部５３ｃの押込み方向に沿った削り傷のような面形状が形成される。このような異常内面は図２３(Ａ）に符号３３ｂで示されている。また、図２３(Ｂ）は、後述の本発明にかかる製造装置の突条部５３ｃで成形された正常な仕上げ面形状を示す断面図である。

上記のような異常内面３３ｂの問題を解決するために、以下に述べる対策を講じた。

上記対策のための構造は、図２４および図２５に示されており、図２１〜図２３と同様な機能を果たす部分には、同じ符号を付している。上記角部による異常内面３３ｂが形成されないようにするため、上記内壁形成部５３ｄと傾斜面部５３ｅを接続する接続面部５３ｇを設けた。この例では上記接続面部５３ｇは平面である。内壁形成部５３ｄの延長面と傾斜面部５３ｅの延長面とが交わる交差箇所ａと、接続面部５３ｇの内壁形成部側端部ｂと、接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃとによって形成される三角形は、上記突条部５３ｃの長手方向に対して垂直な仮想断面上において、接続面部５３ｇを底辺とする略二等辺三角形ａｂｃの形状とされている。

突条部５３ｃの押込み方向Ｏ−Ｏ（上記仮想平面）と傾斜面部５３ｅとのなす狭角、すなわち傾斜角度θ１は、４０〜５０度の範囲から選定されるのが好ましく、上記のように４５度に設定するのが最適である。このような角度範囲にすることにより、金属素材板５５の材料の流動性が良好に得られ、底部３３ａの形状が正確に形成される。

また、突条部５３ｃの押込み方向Ｏ−Ｏ（上記仮想平面）と接続面部５３ｇとのなす狭角θ２は、８〜４０度であり、好ましくは１０〜３５度であり、より好ましくは１５〜３０度であり、２３度前後が最も好ましい。このような角度設定により、異常内面３３ｂの発生が確実に防止できる。

上記接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃと内壁形成部５３ｄとの間の突条部５３ｃの幅方向における寸法Ｗ１は、突条部５３ｃの幅寸法Ｗ２に対して０．０５〜０．１５の比であり、好ましくは０．０６〜０．１３であり、より好ましくは０．０８〜０．１０である。このような比の設定により、異常内面３３ｂの発生が確実に防止できる。

上記接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃと内壁形成部５３ｄとの間の突条部５３ｃの幅方向における寸法Ｗ１は、空隙部５３ｂの幅寸法Ｗ３に対して０．０６〜０．４５の比であり、好ましくは０．１０〜０．４０であり、より好ましくは０．１５〜０．３０である。このような比の設定により、異常内面３３ｂの発生が確実に防止できる。

突条部５３ｃに上記接続面部５３ｇを設ける方法としては、種々な方法が採用できる。ここで例示する方法は、グラインダ加工を主としたものである。材料としては、例えば、超鋼合金が使用され、最初にプロファイルグラインダで傾斜面部５３ｅを連続的に形成する。ついで、連続した傾斜面部５３ｅの谷の部分にグラインダで空隙部５３ｂを溝状に形成する。その後、図２６に示すように、角部５３ｆを研削して接続面部５３ｇを形成する。この研削に使用する研削工具７０は、その断面形状が２点鎖線で図示されており、２つの研削面７０ａ，７０ａが楔形に配置されたもので、両研削面７０ａ，７０ａは約５０度の角度で交差している。

上記研削加工で接続面部５３ｇが形成されると、つぎに、加工部に残っているバリや凹凸を除去するために、微細な砥粒を分散させた液体で液体ラップを行なう。そして、最後に表面を所定硬度とするために、ＤＬＣ加工（ダイアモンド・ライク・コーティング加工）を行なう。

上記接続面部５３ｇは平面で構成されているが、図２７に示した例は、接続面部５３ｇを曲面にした場合である。同図の符号ｂ，ｃは、図２５に示した接続面部５３ｇの端部に相当する箇所を示している。図２７の場合にも図２５と同様な寸法Ｗ１が設定でき、Ｗ２やＷ３との比は図２５の場合と同じである。

上記の接続面部５３ｇを有する突条部５３ｃを用いて仕上げ加工がなされた状態が、図２３(Ｂ）に示されている。ここに示されている正常な内面形状は、内壁２８ｃと底部３３ａとが滑らかな連続面３３ｃによって接続されていて、溝状窪部３３の内面には、異常な凹凸や突条部５３ｃ（角部５３ｆ）の擦り傷のような表面状態が認められない。

上記実施例すなわち異常内面の対策例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。

すなわち、記録ヘッド１の製造装置によれば、上記突条部５３ｃには、溝状窪部３３の深さ方向の内壁２８ｃを形成する内壁形成部５３ｄと、この内壁形成部５３ｄに連なって溝状窪部３３の底部３３ａを略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部５３ｅが設けられるとともに、上記内壁形成部５３ｄと傾斜面部５３ｅとを接続する接続面部５３ｇが設けられている。このため、突条部５３ｃが金属素材板５５に押込まれると、先端部に位置する上記傾斜面部５３ｅによって金属材料が大量に押し分けられるが、上記接続面部５３ｇにおいてはこの押し分けられる金属の流動量が少量化される。したがって、接続面部５３ｇにおいて金属材料が受ける圧縮力やせん断力等が低下し、金属材料が削り取られるような現象が発生しない。このような金属材料の流動現象により、溝状窪部３３の内面に異常な凹凸や突条部の押込み方向の擦り傷等ができることがない。さらに、接続面部５３ｇによって金属材料の流動性が円滑になされるので、各突条部５３ｃの間に形成された空隙部５３ｂへの材料移動が促進され、空隙部５３ｂにおいて形成される隔壁部２８を十分な高さに形成することができる。また、接続面部５３ｇの設置によって溝状窪部３３の容積が大幅に損なわれることがないので、記録ヘッド１のインク滴の吐出特性に支障が生じたりすることがない。

上記内壁形成部５３ｄの延長面と傾斜面部５３ｅの延長面とが交わる交差箇所ａと、上記接続面部５３ｇの内壁形成部側端部ｂと、接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃとによって形成される三角形は、上記突条部５３ｃの長手方向に対して垂直な仮想断面上において、接続面部５３ｇを底辺とする略二等辺三角形の形状とされているため、接続面部５３ｇにおいて金属材料が受ける圧縮力やせん断力等を最小化することができる。他方、略二等辺三角形の形態が変化すると、底辺である接続面部５３ｇが起立側に移動したり、あるいは寝る側に移動したりする。起立側に移動すると、傾斜面部５３ｅと接続面部５３ｇとの交差角度が小さくなった角部が形成されて、前述のような異常内面ができてしまう。また、寝る側に移動すると、内壁形成部５３ｄと接続面部５３ｇとの交差角度が小さくなった角部が形成されて、前述のような異常内面ができてしまう。したがって、略二等辺三角形を維持することにより、これらの交差角度が小さくなり過ぎない角部が形成できるので、上記異常内面の問題が解消される。

上記突条部５３ｃの押込み方向Ｏ−Ｏ（上記仮想平面）と接続面部５３ｇとのなす狭角が、８〜４０度であるため、接続面部５３ｇの傾斜状態を適正に設定することができ、異常内面３３ｂの発生が確実に防止できる。

上記突条部５３ｃの押込み方向Ｏ−Ｏ（上記仮想平面）と傾斜面部５３ｅとのなす狭角が、４０〜５０度であるため、金属素材板５５に対する突条部５３ｃの押込みによって良好な流動性をもって金属材料が流動する。そして、上記傾斜面部５３ｅと接続面部５３ｇとの交差角度が異常に小さくならないので、角部による弊害が現われることがない。

上記接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃと内壁形成部５３ｄとの間の突条部５３ｃの幅方向における寸法Ｗ１が、突条部５３ｃの幅寸法Ｗ２に対して０．０５〜０．１５の比であることから、上記傾斜面部５３ｅの長さを適正化することができ、先端部に位置する傾斜面部５３ｅによって金属材料が大量に押し分けられる際の金属移動量を、上記接続面部５３ｇにおける金属の流動量に対して、過剰になったり過少になったりしないように制御することができる。こうすることにより、上記のような異常内面３３ｂ等の問題が解消される。

上記接続面部５３ｇの傾斜面部側端部ｃと内壁形成部５３ｄとの間の突条部５３ｃの幅方向における寸法Ｗ１が、上記空隙部５３ｂの幅寸法Ｗ３に対して０．０６〜０．４５の比であることから、上記傾斜面部５３ｅの長さを適正化することができ、先端部に位置する傾斜面部５３ｅによって金属材料が大量に押し分けられる際の金属移動量を、上記接続面部５３ｇにおける金属の流動量に対して、過剰になったり過少になったりしないように制御することができる。こうすることにより、上記のような異常内面３３ｂ等の問題が解消される。

上記接続面部５３ｇが、平面であることにより、接続面部５３ｇと傾斜面部５３ｅや内壁形成部５３ｄとの境界部分（ｂ，ｃ）が確定しやすくなり、接続面部５３ｇの大きさや傾斜度合を正確に設定することができる。

上記接続面部５３ｇが、曲面であることにより、曲面と傾斜面部５３ｅや内壁形成部５３ｄとの境界部分（ｂ，ｃ）が滑らかに連続するので、金属材料の流動性を滑らかにすることができる。また、溝状窪部３３の容積の減少を最小化することができる。

また、記録ヘッド１の製造方法によれば、第１金型５１ａの上記突条部５３ｃには、溝状窪部３３の深さ方向の内壁２８ｃを形成する内壁形成部５３ｄと、この内壁形成部５３ｄに連なって溝状窪部３３の底部３３ａを略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部５３ｅが設けられるとともに、上記内壁形成部５３ｄと傾斜面部５３ｅとを接続する接続面部５３ｇが設けられている。また、金属素材板５５を支持する第２金型５２ａが準備されている。このため、突条部５３ｃが金属素材板５５に押込まれると、先端部に位置する上記傾斜面部５３ｅによって金属材料が大量に押し分けられるが、上記接続面部５３ｇにおいてはこの押し分けられる金属の流動量が少量化される。したがって、接続面部５３ｇにおいて金属材料が受ける圧縮力やせん断力等が低下し、金属材料が削り取られるような現象が発生しない。このような金属材料の流動現象により、溝状窪部３３の内面に異常な凹凸や突条部の押込み方向の擦り傷等ができることがない。さらに、接続面部５３ｇによって金属材料の流動性が円滑になされるので、各突条部５３ｃの間に形成された空隙部５３ｂへの材料移動が促進され、空隙部５３ｂにおいて形成される隔壁部２８を十分な高さに形成することができる。また、接続面部５３ｇの設置によって溝状窪部３３の容積が大幅に損なわれることがないので、記録ヘッド１のインク滴の吐出特性に支障が生じたりすることがない。

さらに、記録ヘッド１によれば、上記溝状窪部３３に、深さ方向に形成された内壁２８ｃと、略Ｖ字状に窪ませて形成した底部３３ａと、上記内壁２８ｃと底部３３ａとが滑らかな面状態で連続された連続面３３ｃとが設けられている。このため、上記連続面３３ｃにより各溝状窪部３３の間に形成される隔壁部２８の根元部分の剛性が向上するので、圧力発生室２９内のインクの圧力変動が他の圧力発生室２９に影響するいわゆるクロストークを回避することができる。また、圧力発生室２９の内面が滑らかなので、インク中に混入している気泡が内面にひっかかるようなことがなく、気泡の排出にとって好適である。

図２８に例示した記録ヘッド１'は、本発明を適用することのできる事例であり、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、上記の弾性板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。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例と同様であるので、その説明は省略する。

上記実施例においては、１つの第１金型５１ａすなわち１つの突条部５３ｃを用いて仮成形と仕上げ加工を行なっているが、仮成形用の突条部と仕上げ加工用の突条部をそれぞれ専用のものとして準備することも可能である。

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。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、上記した実施例と同様の作用効果を奏する。

また、連通口３４に関し、上記実施例では、溝状窪部３３の一端部に設けた例を説明したが、これに限らない。例えば、連通口３４を溝状窪部３３における長手方向略中央に形成して、溝状窪部３３の長手方向両端にインク供給口４５及びそれと連通する共通インク室１４を配置してもよい。このようにすることにより、インク供給口４５から連通口３４に至る圧力発生室２９内におけるインクの淀みを防止できるので、好ましい。

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、本発明によって得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雄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雌型を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、溝状窪部の形成を説明する模式図である。 金型と素材との関係を示す斜視図である。 仮成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。 仕上げ成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。 筋状突起の凹部形状を示す側面図と断面図である。 筋状突起の凹部の各部寸法を示す側面図である。 筋状突起の凹部の変形例を示す側面図である。 筋状突起の凹部の他の変形例を示す側面図である。 仕上げ金型の凹部の変形例を示す側面図である。 仕上げ金型の凹部の変形例を示す側面図である。 圧力発生室形成板とノズルプレートとの接合箇所を示す断面図と部分的な平面図である。 仕上げ成形の押込みが完了した状態を示す断面図である。 仕上げ成形直前の状態を示す断面図である。 仕上げ成形後の溝状窪部内面を示す断面図である。 突条部の形状を拡大して示す断面図である。 突条部の形状をさらに拡大して示す断面図である。 接続面部の形成の仕方を示す断面図である。 接続面部を曲面にした場合の部分的な断面図である。 変形例のインクジェット式記録ヘッドを説明する断面図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録ヘッド，インク噴射ヘッド，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，２８ａ 隔壁部の低い部分，２８ｂ 隔壁部の高い部分，２８ｃ 深さ方向の内壁，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 底部，３３ｂ 異常内面，３３ｃ 連続面，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 雄型，５１ａ 第１金型，５１ｂ 成形パンチ，５２ 雌型，５２ａ 第２金型，５３ 突条部，５３ａ 先端部分，５３ｂ 空隙部，５３ｃ 突条部，５３ｄ 内壁形成部，５３ｅ 傾斜面部，５３ｆ 角部，５３ｇ 接続面部，５４ 筋状突起，５４ａ 凹部，５４ｂ 隆起形状部，５４ｃ 頂面，５４ｄ 補強隆起部，５４ｅ 逃げ凹部，５５ 帯板，素材，金属素材板，（圧力発生室形成板），５５ａ 隆起部，５６ 仮成形金型，５６ａ 谷部，５６ｂ 端部に近い箇所，５７ 仕上げ金型，５７ａ 平坦面，５７ｂ 収容凹部，５７ｃ 傾斜面，５７ｄ 補強隆起部，５７ｅ 逃げ凹部，６１ 発熱素子，６２ 封止基板，６３ 凹所，６４ 接着剤，７０ 研削工具，７０ａ 研削面，Ｄ 凹部の深さ，Ｈ 筋状突起の高さ，Ｌ１ 筋状突起の長さ，Ｌ２ 凹部の長さ，Ｔ 段差，θ１ 傾斜角度，θ２ 傾斜角度，Ｗ１ 寸法，Ｗ２ 寸法，Ｗ３ 寸法

Claims (8)

1. 圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各上記溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属製の封止板とを備え、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部側に上記封止板を、反対側に上記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圧力発生室形成板製造装置であって、
   少なくとも所定ピッチで平行に配列された突条部および各突条部の間に形成された空隙部が設けられ、上記突条部を金属素材板に押込んで上記溝状窪部を形成する第１金型と、
   上記第１金型が押込まれる上記金属素材板を支持する第２金型とを含んで構成され、上記突条部には、上記溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、上記溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と上記傾斜面部とを接続する接続面部が設けられ、上記第１金型と上記第２金型を使用して上記金属素材板を上記圧力発生室形成板に加工し、
   上記突条部の押込み方向と上記接続面部とのなす狭角が、上記突条部の押込み方向と上記傾斜面部とのなす狭角より小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
2. 上記内壁形成部の延長面と上記傾斜面部の延長面とが交わる交差箇所と、上記接続面部の上記内壁形成部側端部と、上記接続面部の上記傾斜面部側端部とによって形成される三角形は、上記突条部の長手方向に対して垂直な仮想断面上において、上記接続面部を底辺とする略二等辺三角形の形状とされている請求項１記載の液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
3. 上記突条部の押込み方向と上記接続面部とのなす狭角は、８〜４０度である請求項１記載の液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
4. 上記突条部の押込み方向と上記傾斜面部とのなす狭角は、４０〜５０度である請求項１記載の液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
5. 上記接続面部の上記傾斜面部側端部と上記内壁形成部との間の上記突条部の幅方向における寸法は、上記突条部の幅寸法に対して０．０５〜０．１５の比である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
6. 上記接続面部の上記傾斜面部側端部と上記内壁形成部との間の上記突条部の幅方向における寸法は、上記空隙部の幅寸法に対して０．０６〜０．４５の比である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造装置。
7. 圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各上記溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属製の封止板とを備え、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部側に上記封止板を、反対側に上記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圧力発生室形成板製造方法であって、
   少なくとも所定ピッチで平行に配列された突条部および各突条部の間に形成された空隙部が設けられ、上記突条部を金属素材板に押込んで上記溝状窪部を形成する第１金型と、
   上記第１金型が押込まれる上記金属素材板を支持する第２金型とを準備し、上記溝状窪部の深さ方向の内壁を形成する内壁形成部と、上記溝状窪部の底部を略Ｖ字状に窪ませて形成する傾斜面部が設けられるとともに、上記内壁形成部と上記傾斜面部とを接続する接続面部が設けられている突条部を、上記金属素材板に押込んで上記圧力発生室形成板に加工し、
   上記突条部の押込み方向と上記接続面部とのなす狭角が、上記突条部の押込み方向と上記傾斜面部とのなす狭角より小さいことを特徴とする液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板製造方法。
8. 圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各上記溝状窪部の一端に板厚方向に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、上記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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属製の封止板とを備え、上記圧力発生室形成板における上記溝状窪部側に上記封止板を、反対側に上記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であって、上記溝状窪部に、深さ方向に形成された内壁と、略Ｖ字状に窪ませて形成した底部と、上記内壁と上記底部とが平面又は曲面の少なくとも一方の面状態で連続された連続面とが設けられ、
   上記溝状窪部の深さ方向と上記連続面とのなす狭角が、上記溝状窪部の深さ方向と上記底部とのなす狭角より小さいことを特徴とする液体噴射ヘッド。

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