Method of manufacturing a liquid jet head

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造加工が施される液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造加工は種々な製品分野で活用されているが、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室を金属素材に鍛造で成形することが考えられる。 上記液体噴射ヘッドは、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ものであり、種々な液体を対象にしたものが知られている。 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。
【０００３】
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。 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、従来の記録ヘッドでは、シリコン基板が好適に用いられている。 すなわち、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インク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】
【特許文献１】
特開平９−９９５５７号公報【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の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。 このため、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、インク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高精度の加工が困難であり、ヘッドの組立精度の向上も図り難いという問題点があった。
【０００７】
このような事情のなかにあって、鍛造加工特有の問題が解決されなければならない。 それは、素材板と鍛造金型との相対位置を正確に設定しておくことであり、この相対位置がずれたりしていると、加工形状部すなわち圧力発生室となる溝状窪部等が素材板上において正しい位置とならないために、圧力発生室形成板を流路ユニットとして組立てたときの組立て精度等が低下し、極端な場合にはインク滴の吐出特性に支障を来す恐れがある。
【０００８】
上記の素材板と鍛造金型との正しい相対位置には、上記のような重要な役割があるので、鍛造金型から起立させた基準ピンを受け入れる基準穴が素材板にあけてあり、基準穴に基準ピンが入りこむことによって、素材板と鍛造金型との相対位置が決定づけられる。
【０００９】
しかしながら、加工形状部に塑性加工がなされるときには、素材板に塑性流動が発生し、このとき発生する素材の変位によって上記基準穴が変形したりその位置が狂ったりする恐れがある。 もし、このような変形や位置の狂いが発生すると、圧力発生室の成形位置がずれたりして流路ユニットとしての組立て品質や吐出性能に悪影響が発生することとなる。 あるいは、鍛造金型が順送り式に配列されている場合には、素材板がつぎの加工ステージの鍛造金型に移行されたときに、そこの金型に設けられた基準ピンと基準穴とが正常に合致しないという問題が発生する。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高精度の圧力発生室形成板を鍛造で成形するに当たり、素材板の基準穴の変形を防止し、引いては素材板と鍛造金型との相対位置を狂わせないようにして、組立て精度や噴射特性の安定した液体噴射ヘッドを製造することをその主たる目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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、ノズルと連通して液滴が噴射される圧力を発生する圧力発生室となる凹部が少なくとも形成された第１領域を有する液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板の製法であって、金属板と鍛造金型を用意するステップと、上記第１領域と上記鍛造金型との相対位置を定める基準部を上記金属板に設けるステップと、上記第１領域と上記基準部の間である上記金属板の第２領域に少なくとも一つの変形吸収部を設けるステップと、上記鍛造金型により上記第１領域に対して少なくとも一つの塑性加工を行なって上記凹部を形成しつつ、上記塑性加工により生じた上記金属板の塑性変形を上記変形吸収部に吸収させるステップとを具備して成ることを要旨とする。
【００１２】
すなわち、上記圧力発生室形成板が成形される素材板にこの素材板と鍛造加工機の金型との相対位置を決定する基準部（例えば穴、凸部、切り欠き等）を設け、上記圧力発生室形成板の加工形状部と上記基準部とのあいだの上記素材板に変形吸収部を設け、上記加工形状部の成形の際に発生する素材の塑性流動を上記変形吸収部で吸収するものである。
【００１３】
このため、上記加工形状部においては、溝状窪部の形状をした圧力発生室，ダミー圧力発生室，連通口，コンプライアンス部の凹部等の各種構造部分が加圧成形されるので、その際に素材板には加工形状部から遠ざかる方向に素材の塑性流動が発生する。 このような素材の塑性流動あるいはそれに伴う応力や変位は、上記基準部に伝達され変形吸収部が縮むような変形状態になって、素材の塑性流動が吸収される。 したがって、このような素材の塑性流動は基準部におよぶことがなく、基準部が変形したりその位置がずれたりするようなことが防止でき、前述のような圧力発生室の成形品質や流路ユニットの組立て品質等の問題が解決される。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記変形吸収部を設けるステップが上記金属板に貫通穴を形成するステップを含んでいる場合には、溝状窪部をはじめとして、ダミー圧力発生室，連通口，コンプライアンス部の凹部等の各種構造部分の加工成形により、素材の塑性流動量が多く発生するのであるが、上記貫通穴の吸収機能によって、基準穴への影響が遮断される。
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記変形吸収部を設けるステップが、上記塑性変形の条件に基づき上記変形吸収部の形状を決定するステップを含む場合には、素材の塑性流動状態すなわち流動の方向や流動量に応じて貫通穴の形状を、例えば細長くしたり円弧型にしたりして、最も吸収効率のよい形状に決定するため、基準穴への影響を消滅させることができる。
【００１６】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記貫通穴が、上記塑性変形が伝達する方向と略直交する向きに延設されるように形成される場合には、細長い空隙状の貫通穴はその長手方向に略直交する方向からの素材の塑性流動に対しては、ほとんど反力を呈することなく順応性のよい変形吸収を果たすことになるので、基準部への影響を遮断するのに好適である。
また、上記空隙が上記加工形状部と上記基準部とのあいだに複数列設されている場合には、上記のようなほとんど反力を呈することのない順応性のよい変形吸収が、列設された複数の空隙で行われるので、より確実に基準部への影響を遮断できる。
さらに、複数の上記空隙が連続的に組合されている場合には、複数の空隙を組合わせて、しかも空隙という形状面の特質を生かして、例えばＴ字型，Ｌ字型，ハの字型等の形態を、加工形状部の形状に最適な状態で適応させることが容易に行える。
【００１７】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記変形吸収部を設けるステップが、上記塑性加工を行なうステップの前に行なわれる場合には、加工形状部から素材の塑性流動が発生するときには、すでに変形吸収部が準備されているので、素材の塑性流動が確実に変形吸収部で遮断され、基準部の変形やその位置を狂わせるような要因が確実に除去される。
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記基準部を設けるステップと上記変形吸収部を設けるステップとは同時に行なわれる場合には、加工形状部に加工が施される前に、変形吸収部と基準部が同時にあけられるので、加工形状部からの素材の塑性流動が確実に遮断されるとともに、変形吸収部と基準部をあける時間が短縮される。
【００１９】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記金属板は、最終的に複数の圧力発生室形成板に切断される連続した帯板として供給される場合には、最終的に複数の圧力室形成板に切断されるまでの加工ステージの順送り方式において、各加工ステージごとに加工形状部からの素材の塑性流動が貫通穴によって抑制されるので、順次進行する後工程（後加工ステージ）においても基準部の変形が防止されるとともに正しい位置を維持でき、高い加工精度を確保できる。
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記金属板が、最終的に圧力発生室形成板となる予め切断された板として供給される場合には、１回の塑性加工のたびに生じる塑性流動を変形吸収部で吸収し、基準部の位置精度を維持できるため、複数回の塑性加工によって完了する加工形状部の形状精度や寸法精度を高精度に仕上げることができる。
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記基準部を設けるステップは、上記鍛造金型に設けられた基準ピンが挿入される挿通穴を形成するステップを含む場合には、上記基準ピンと上記挿通穴の合致が確実に行われるため高い位置決め精度が得られる。
【００２２】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記空隙の幅が、上記加工形状部と上記素材板とを接続する接続部の幅よりも大きく設定されている場合には、通常狭い幅とされている接続部へ集中しようとする応力が、接続部の幅よりも大きな幅とされた空隙に集中するので、細い接続部の折損等が予防される。 また、塑性流動を十分吸収できて高い加工精度が得られる。
【００２３】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記素材板は所定の大きさに設定され、この素材板に所定数量の圧力発生室形成板を成形する場合には、各圧力発生室形成板が成形される素材板ごとに基準穴の変形等が防止され、各素材板ごとに正確な位置決め機能が果たされる。
【００２４】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記凹部が一定の間隔で配列される場合には、凹部を成形する雄型の突条部が所定ピッチで配列されているので、素材加圧による素材の塑性流動量が均一となり、変形吸収部における変位等の吸収負担も均一化され、所定吸収能力の変形吸収部を準備しておくことにより、各変形吸収部の吸収機能が均一にかつ十分に果たされ、基準部の変形等が確実に回避される。
【００２５】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記間隔は０．３ｍｍ以下である場合には、精密な微細部品であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室を加工するようなときに、きわめて精巧な鍛造加工が可能となり、その際の素材板の位置を基準部で正しく設定することができる。
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、ノズルと連通して液滴が噴射される圧力を発生する圧力発生室となる凹部が少なくとも形成された第１領域を有する液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板となる母金属板であって、少なくとも上記凹部を形成するための鍛造金型による塑性加工に供される第１の領域と、上記第１領域と上記鍛造金型の相対位置を決定する基準部と、上記第１領域と上記基準部の間である第２の領域に設けられ、上記塑性加工により生ずる上記母金属板の塑性変形を吸収可能に構成された少なくとも一つの変形吸収部とを具備して成ることを要旨とする。
すなわち、上記圧力発生室形成板が成形される素材板にこの素材板と鍛造加工機の金型との相対位置を決定する基準部（例えば穴、凸部、切り欠き等）を設け、上記圧力発生室形成板の加工形状部と上記基準部とのあいだの上記素材板に変形吸収部を設け、上記加工形状部の成形の際に発生する素材の塑性流動を上記変形吸収部で吸収するものである。
【００２６】
このため、上記加工形状部においては、溝状窪部の形状をした圧力発生室，ダミー圧力発生室，連通口，コンプライアンス部の凹部等の各種構造部分が加圧成形されるので、その際に素材板には加工形状部から遠ざかる方向に素材の塑性流動が発生する。 このような素材の塑性流動あるいはそれに伴う応力や変位は、上記基準部に伝達され変形吸収部が縮むような変形状態になって、素材の塑性流動が吸収される。 したがって、このような素材の塑性流動は基準部におよぶことがなく、基準部が変形したりその位置がずれたりするようなことが防止でき、前述のような圧力発生室の成形品質や流路ユニットの組立て品質等の問題が解決される。
【００２７】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記変形吸収部は貫通穴である場合には、溝状窪部をはじめとして、ダミー圧力発生室，連通口，コンプライアンス部の凹部等の各種構造部分の加工成形により、素材の塑性流動量が多く発生するのであるが、上記貫通穴の吸収機能によって、基準部への影響が遮断される。
【００２８】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記貫通穴は、上記第２領域を横切るように延設される場合には、細長い空隙状の貫通穴はその長手方向に略直交する方向からの素材の塑性流動に対しては、ほとんど反力を呈することなく順応性のよい変形吸収を果たすことになるので、基準部への影響を遮断するのに好適である。
また、上記空隙が上記加工形状部と上記基準部とのあいだに複数列設されている場合には、上記のようなほとんど反力を呈することのない順応性のよい変形吸収が、列設された複数の空隙で行われるので、より確実に基準部への影響を遮断できる。
さらに、複数の上記空隙が連続的に組合されている場合には、複数の空隙を合わせて、しかも空隙という形状面の特質を生かして、例えばＴ字型，Ｌ字型，ハの字型等の形態を、加工形状部の形状に最適な状態で適応させることが容易に行える。
【００２９】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記延設された貫通穴の端部に弧状部が形成される場合には、貫通穴端部への応力集中を緩和することができる。 すなわち、加工形状部からの素材の塑性流動により、貫通穴の幅は縮まったり復元したりするので、貫通穴の端部には応力集中が繰返して作用し、この繰返し回数が過度になると貫通穴の端部に亀裂が入り、最悪の場合には切断して加工ができなくなる恐れがある。 上記の弧状部は、このような応力の集中を緩和しているので、亀裂発生等の問題が完全に解消する。
【００３０】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記第１領域を上記圧力発生室形成基板として上記母金属板から分離するために切断される接続部を画成する複数の貫通穴が上記母金属板に形成され、上記貫通穴の幅は、上記接続部の幅よりも広い場合には、通常狭い幅とされている接続部へ集中しようとする応力が、接続部の幅よりも大きな幅とされた貫通穴に集中するので、細い接続部の折損等が予防される。 また、塑性流動を十分吸収できて高い加工精度が得られる。
【００３１】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記母金属板は、ニッケルを含む場合には、ニッケル自体の線膨張係数が低く熱伸縮の現象が他の部品と同調して良好に果たされ、また、防錆性にすぐれ、さらに鍛造加工で重要視される展性に富んでいる等、良好な効果がえられる。
【００３２】
本発明の液体噴射ヘッドの圧力発生室となる母金属板において、上記基準部が、上記鍛造金型に設けられた基準ピンが挿入される貫通穴である場合には、 上記基準部を設けるステップは、上記鍛造金型に設けられた基準ピンが挿入される挿通穴を形成するステップを含む場合には、上記基準ピンと上記挿通穴の合致が確実に行われるため高い位置決め精度が得られる。
【００３３】
【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。
【００３４】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板の製造に好適に活用することができるので、図示の実施の形態においては液体噴射ヘッドの代表的な事例として、インクジェット式記録ヘッドの部品製造に適用した例を示している。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。 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。
【００５８】
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、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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４６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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。 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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。 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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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。
【００８１】
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（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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、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。
【００８８】
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。
【００８９】
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のあいだ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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
上記溝状窪部３３等の成形は、上述のとおりであるが、そのような成形工程においては、前述のように素材板５５の位置決めが重要になってくる。 すなわち、素材板５５に鍛造加工を行って圧力発生室形成板３０を成形するときには、素材板と鍛造金型との相対位置を正確に設定しておかなければならない。 この相対位置がずれたりしていると、加工形状部すなわち圧力発生室２９となる溝状窪部３３が素材板上において正しい位置とならないために、圧力発生室形成板３０を流路ユニット４として組立てたときの組立て精度が低下し、極端な場合にはインク滴の吐出特性に支障を来す恐れがある。
【００９３】
上記の素材板５５と鍛造金型との正しい相対位置を確定するために、鍛造金型から起立させた基準ピンを受け入れる基準穴が素材板にあけてあり、基準穴に基準ピンが入りこむことによって、素材板の加工形状部と鍛造金型との相対位置が決定づけられる。 この場合においては、加工形状部に塑性加工がなされるときに、素材板に素材の塑性流動が発生し、この変位によって上記基準穴が変形したりその位置が狂ったりする恐れがある。
【００９４】
これらの基準穴の変形や位置ずれの問題は、すでに述べたが、この問題に重点をおいた実施の形態を以下のとおり説明する。
【００９５】
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。
【００９６】
図１１〜図１５は、上記の素材の塑性流動を素材板５５にあけた貫通穴で抑制するものの実施の形態を示す。 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。
【００９７】
図１１(Ｂ）は、順送りされる帯状の素材板５５がフープ６３から繰り出されて鍛造加工機６４に供給され、同加工機６４内で順次加工されて行く状態を簡略的に示している。 なお、上記フープ６３は回転支持装置（リワインド装置）６５に支持され、所定の加工ステージを経て加工が完了した圧力発生室形成板３０は部品受け箱６６に入れられる。
【００９８】
鍛造加工機６４は、上下方向に往復動作をするスライダ６７に複数の雄型６８が装備されている。 また、静止している基台６９には上記雄型６８と対をなす雌型７０が配置されている。 鍛造加工機６４には（Ｂ）の左から順に、加工ステージＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が配列され、前述の図８，図９に示した雄型５１や雌型５２は、加工ステージＳ４またはＳ５に配置されている。
【００９９】
各加工ステージＳ１〜Ｓ５に順次送られてきた素材板５５の位置を決めて、加工形状部７１（（Ａ）参照）と雄型６８や雌型７０との相対位置を設定するために、基準ピン７２が雌型７０に起立させてある。 この基準ピン７２は、図示していないが各加工ステージＳ１〜Ｓ５ごとに２本１組として配置され、各組の基準ピン７２は素材板５５の順送り方向に直交する方向に向かい合わせて配置されている。 したがって、（Ａ）に示す基準穴７３は、各加工ステージに対応した加工形状部７１ごとに左右に一対設けられている。 なお、基準ピン７２の断面は円形であり、また、基準穴７３も円形である。
【０１００】
素材板５５を順次つぎの加工ステージに送るフィーディング機構は、一般的に採用されているスクエアーモーションをする機構により行われ、素材板５５がリフトアップされて基準ピン７２から離脱しているときに、つぎの加工ステージへ送られてリフトダウンをすると、つぎの基準ピン７２が素材板５５の基準穴７３に相対的に進入してつぎの加工のための位置決めが行われる。 このような順送りに伴う基準ピン７２と基準穴７３との合致は、各加工ステージＳ１〜Ｓ５において一斉に行われる。
【０１０１】
なお、符号７４はスライダ６７の最終加工として行われるカッタであり、このカッティングにより、１つの部品としての圧力発生室形成板３０が完成する。
【０１０２】
上記加工形状部７１は、上記溝状窪部３３，逃げ凹部３５，連通口３４等であり、これらの加工において素材の塑性流動が加工形状部７１から遠ざかる方向に発生する。 このような素材の塑性流動による応力が基準穴７３に伝達されると、基準穴７３が変形を来す恐れがでてくる。 もし、このような応力で基準穴７３が変形して楕円形になったりすると、基準ピン７２から抜けにくくなるとともに、つぎの加工ステージでは逆に基準ピン７２と基準穴７３とが合致しにくくなる。 さらに、上記の素材の塑性流動により基準穴７３の位置が加工形状部７１から遠ざかる方向に変位することもある。
【０１０３】
上記のような問題とされる現象を防止するために、加工形状部７１と基準穴７３のあいだの素材板５５に貫通穴７５があけられている。 図１１（Ａ）の場合は、貫通穴７５が細長い空隙７６とされ、この空隙７６の長手方向の向きは、加工形状部７１と基準穴７３のあいだを横切るように設定されている。
【０１０４】
上記加工形状部７１においては、溝状窪部３３の形状をした圧力発生室２９，ダミー圧力発生室３６，連通口３４，コンプライアンス部４６の凹部３５等の各種構造部分が加圧成形されるので、その際に素材板５５には加工形状部７１から遠ざかる方向に素材５５の塑性流動が発生する。 このような素材の塑性流動あるいはそれに伴う応力や変位は、上記貫通穴７５に伝達され貫通穴７５が縮むような変形状態になって、素材５５の塑性流動が吸収される。 したがって、このような素材の塑性流動は基準穴７３におよぶことがなく、基準穴７３が変形したりその位置がずれたりするようなことが防止でき、前述のような圧力発生室２９の成形品質や流路ユニット４の組立て品質等の問題が解決される。
【０１０５】
また、素材５５の塑性流動の量という面から見ると、溝状窪部３３をはじめとして、ダミー圧力発生室３６，連通口３４，コンプライアンス部４６の凹部３５等の各種構造部分の加工成形により、素材５５の塑性流動量が多く発生するのであるが、上記空隙７６の吸収機能によって、基準穴７３への影響が遮断される。
【０１０６】
上記貫通穴７５は、細長い空隙７６の形状であるが、この空隙７６の長手方向の向きは、加工形状部７１と基準穴７３のあいだを横切るように設定されているので、細長い空隙状の貫通穴７５はその長手方向に略直交する方向からの素材５５の塑性流動に対しては、ほとんど反力を呈することなく順応性のよい変形吸収を果たすことになるので、基準穴７３への影響を遮断するのに好適である。
【０１０７】
図１２に示す空隙７６の配置の例は、加工形状部７１と基準穴７３とのあいだに３本、左右で６本配置されている。 加工形状部７１の直ぐ横に２本縦方向に並べ、さらに、その横に１本縦方向に配列してある。 したがって、上記のようなほとんど反力を呈することのない順応性のよい変形吸収が、列設された複数の空隙７６で行われるので、より確実に基準穴７３への影響を遮断できる。
【０１０８】
図１１（Ｂ）のような連続加工式の鍛造加工機６４においては、各部の加工順序が、例えば加工ステージＳ１において基準穴７３と空隙７６が同時にあけられ、その後、加工ステージＳ２において溝状窪部３３の予備成形がなされ、さらに、加工ステージＳ３において溝状窪部３３の仕上げ成形が行われるという順序で最終工程まで進行して行く。 すなわち、加工形状部７１は加工ステージＳ１，Ｓ２，Ｓ３・・・が順次進行して行くのにともなって、加工が順次進行して行くのである。 なお、前述の雄型５１，雌型５２は加工ステージＳ２またはＳ３の箇所に取付けられている。
【０１０９】
このような加工ステージＳ１，Ｓ２，Ｓ３・・・の順送り方式において、各加工ステージごとに加工形状部７１からの素材５５の塑性流動が空隙７６によって抑制されるので、順次進行する後工程（後加工ステージ）においても基準穴７３の変形が防止されるとともに正しい位置を維持できる。
【０１１０】
上記加工形状部７１は、複数回の塑性加工によって加工を完了するので、１回の塑性加工のたびに生じる塑性流動を空隙７６で吸収し、基準穴７３の位置精度を維持できるため、複数回の塑性加工によって完了する加工形状部７１すなわち圧力発生室２９や凹部３５等の形状精度や寸法精度を高精度に仕上げることができる。
【０１１１】
各部の加工成形は、図１１（Ｂ）のような連続加工式の鍛造加工機６４によって進行するのであるが、図１３は各加工ステージに配置されている各種金型を１箇所に集約して図示してある。 基準穴７３をあけるパンチ７７と空隙７６をあけるパンチ７８が加工ステージＳ１に装着され、雄型５１と雌型５２が予備成形用として加工ステージＳ２に仕上げ成形用として加工ステージＳ３に装着されている。
【０１１２】
空隙７６があけられるタイミングは、加工形状部７１が成形される前である。 こうすることにより、加工形状部７１から素材５５の塑性流動が発生するときには、すでに空隙７６が準備されているので、素材５５の塑性流動が確実に空隙７６で遮断され、基準穴７３の変形やその位置を狂わせるような要因が確実に除去される。 また、空隙７６は少なくとも基準穴７３と同時にあけられるので、加工形状部７１に加工が施される前に、空隙７６と基準穴７３が同時にあけられるので、加工形状部７１からの素材５５の塑性流動が確実に遮断されるとともに、空隙７６と基準穴７３をあける時間が短縮される。
【０１１３】
図１４は、帯状の素材板５５に対して順次加工が進行して行く状況を示す。 言い換えると、図１１（Ｂ）の鍛造加工機６４から素材板５５を外して、各加工段階の進行を示している。 図１４（Ａ）は、基準穴７３と空隙７６がパンチ７７，７８により打抜かれた状態である。 （Ｂ）は、略Ｌ字型のトリミング用の開口７９が４箇所に打抜かれて製品部になる圧力発生室形成板３０の素材領域が設定された状態である。 （Ｃ）は、上記逃げ凹部３５の窪部成形と研磨面積減少のための打抜き穴８０が成形された状態である。 （Ｄ）は、溝状窪部３３からなる圧力発生室２９が成形され、これら圧力発生室２９はその幅方向に列設され、そのような圧力発生室２９の列が２列成形されている。 また、各圧力発生室２９の列の端部には、ダミー圧力発生室３６が成形されている。 （Ｅ）は、トリミングされて部品としての圧力発生室形成板３０が完成した状態を示す。
【０１１４】
図１４に示す空隙７６は、複数の空隙７６が組合されているもので、ここでは横Ｔ字型の形状とされている。 このような空隙形状とするのは、加工形状部７１の形状によって発生する素材の塑性流動に適応させるためである。 縦方向の長部７６Ａが主として基準穴７３への影響を遮断する機能を果たしているのであるが、それを補うために横向きの短部７６Ｂが配置してある。 すなわち、長部７６Ａだけの変形だけでは不十分なので短部７６Ｂを付加し、空隙７６Ａ，７６Ｂ全体としての変形性を増大させている。
【０１１５】
上記のような横Ｔ字型の空隙７６Ａ，７６Ｂは、上下に配置されている開口７９を成形するときの応力が上下方向の成分として作用するので、長部７６Ａと短部７６Ｂが交わる箇所に空隙７６の変形性を付与している。
【０１１６】
つまり、上記の横Ｔ字型の空隙７６Ａ，７６Ｂは、加工形状部７１の形状によって発生する素材の塑性流動状態すなわち流動の方向や流動量に応じて空隙７６の形状を適宜選定しているのである。 したがって、最も吸収効率のよい空隙形状とし、基準穴７３への影響を消滅させることができる。 また、加工形状部７１からの素材５５の塑性流動や応力の状態により、貫通穴７５を長円形，楕円形，円弧形等にして、最適の貫通穴形状として良好な吸収変形を起させることができる。
【０１１７】
図１５（Ａ）は、空隙７６の幅が加工形状部７１と素材板５５とを接続する接続部８１の幅よりも大きくされている場合である。 （Ａ）において、Ｔ１は空隙７６の幅をＴ２は接続部８１の幅を示しており、Ｔ１＞Ｔ２とされている。 こうすることにより、通常狭い幅とされている接続部８１へ集中しようとする応力が、接続部８１の幅よりも大きな幅とされた空隙７６に集中するので、細い接続部８１の折損等が予防される。
【０１１８】
図１５（Ｂ）に示した空隙７６には、その長部７６Ａの端部にアール部８２が成形してある。 ここでは、（Ｂ）に示すように応力が集中しやすい側に片寄せて円弧状に打抜いた形状とされている。 すなわち、加工形状部７１からの素材５５の塑性流動により、空隙７６の幅は縮まったり復元したりするので、空隙７６の端部には応力集中が繰返して作用し、この繰返し回数が過度になると空隙７６の端部に亀裂が入り、最悪の場合には切断して加工ができなくなる恐れがある。 上記のアール部８２は、このような応力の集中を緩和しているので、亀裂発生等の問題が完全に解消する。
【０１１９】
上記素材板５５は所定の大きさに設定され、この素材板５５に所定数量の圧力発生室形成板３０を成形することにより、各圧力発生室形成板３０が成形される素材板５５ごとに基準穴７３の変形等が防止され、各素材板５５ごとに正確な位置決め機能が果たされる。
【０１２０】
上記溝状窪部３３は、所定ピッチで列設されている。 溝状窪部３３を成形する雄型５１の突条部５３が所定ピッチで配列されているので、素材加圧による素材５５の塑性流動量が均一となり、空隙７６における変位等の吸収負担も均一化され、所定吸収能力の空隙７６を準備しておくことにより、各空隙７６の吸収機能が均一にかつ十分に果たされ、基準穴７３の変形等が確実に回避される。
【０１２１】
上記溝状窪部３３のピッチ寸法は０．１４ｍｍであり、この鍛造加工で精密な微細部品であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室２９を加工するようなときに、きわめて精巧な鍛造加工が可能となる。 図示の実施の形態は、溝状窪部３３のピッチは０．１４ｍｍであるが、こ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仕上げとなる。 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。
【０１２２】
上記素材板５５をニッケル板で構成することにより、ニッケル自体の線膨張係数が低く熱伸縮の現象が他の部品と同調して良好に果たされ、また、防錆性にすぐれ、さらに鍛造加工で重要視される展性に富んでいる等、良好な効果がえられる。 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、上記の鍛造加工方法を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。
【０１２３】
図１６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形態と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２４】
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、上記した実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１２５】
また、連通口３４に関し、上記実施形態では、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。
【０１２６】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置に使用される記録ヘッドであるが、本発明における液体噴射ヘッドは、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。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、上記加工形状部においては、溝状窪部の形状をした圧力発生室，ダミー圧力発生室，連通口，コンプライアンス部の凹部等の各種構造部分が加圧成形されるので、その際に素材板には加工形状部から遠ざかる方向に素材の塑性流動が発生する。 このような素材の塑性流動あるいはそれに伴う応力は、上記貫通穴に伝達され貫通穴が縮むような変形状態になって、素材の塑性流動が吸収される。 したがって、このような素材の塑性流動は基準穴におよぶことがなく、基準穴が変形したりその位置がずれたりするようなことが防止でき、前述のような圧力発生室の成形品質や流路ユニットの組立て品質等の問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】 インクジェット式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）〜（ｃ）は、溝状窪部の形成を説明する模式図である。
【図１１】 （Ａ）は帯状の素材板に加工形状部等が成形された状態を示す平面図、（Ｂ）は鍛造加工機の側面図である。
【図１２】 素材板に加工形状部等が成形された状態を示す平面図である。
【図１３】 素材板と各種金型との位置関係を示す斜視図である。
【図１４】 順次進行する加工ステージが形成された素材板の平面図である。
【図１５】 空隙の形状を示す部分的な平面図である。
【図１６】 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３４ 連通口３５ 逃げ凹部３６ ダミー窪部，ダミー圧力発生室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５２ 雌型５３ 突条部５３ａ 先端部分５３ｂ 空隙部５４ 筋状突起５５ 帯板，素材，金属素材板，（圧力発生室形成板）
６１ 発熱素子６２ 封止基板６３ フープ６４ 鍛造加工機６５ 回転支持装置６６ 部品受け箱６７ スライダ６８ 雄型６９ 基台７０ 雌型７１ 加工形状部７２ 基準ピン７３ 基準穴７４ カッタ７５ 貫通穴７６ 空隙７６Ａ 長部７６Ｂ 短部７７ パンチ７８ パンチ７９ 開口８０ 打抜き穴８１ 接続部８２ アール部