(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生室となる溝状窪部が隔壁部を介して上記溝状窪部の幅方向に列設されると共に、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鍛造加工によるニッケル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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止する封止板とを備え、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流路ユニットを備えた液体噴射ヘッドであって、上記ニッケルの結晶粒の平均粒径が、上記隔壁部の厚さの６０％以下１５％以上からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
上記隔壁部の厚さは、２０〜５０μｍである請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
上記結晶粒の平均粒径は、５μｍ以上２５μｍ未満である請求項１または２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
上記ニッケルは、ビッカース硬度がＨｖ１５０以上Ｈｖ１９０未満である請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
上記ニッケルは、伸びが５％超２０％未満である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
上記圧力発生室形成板は、上記ニッケルの圧延材を鍛造加工することにより形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
上記隔壁部の厚さＴに対する隔壁部の高さＨの比Ｈ／Ｔは、１．０〜２．１である請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
上記隔壁部の厚さＴに対する上記溝状窪部の幅Ｗの比Ｗ／Ｔは、２．０〜５．０である請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
上記隔壁部の厚さＴに対する上記溝状窪部の深さＤの比Ｄ／Ｔは、２．０〜４．５である請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
上記溝状窪部の底面は溝状窪部の長手方向に延びるＶ字状の形状とされ、このＶ字部分の内角は４５〜１１０度である請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
上記溝状窪部のピッチ寸法は、０．３ｍｍ以下である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１２】
圧力発生室となる溝状窪部が隔壁部を介して上記溝状窪部の幅方向に列設されると共に、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鍛造加工によるニッケル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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止する封止板とを備え、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流路ユニットを備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の寸法，形状を備えた溝状窪部を圧力発生室形成板に鍛造加工により成形することを特徴とる液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力発生室形成板に鍛造加工が施される液体噴射ヘッドおよびその製造方法
に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開平９−９９５５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記圧力発生室をシリコン基板に成形した場合、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。
【０００６】
このような事情の中にあって、圧力発生室を金属の鍛造加工により成形するときには、
金属鍛造加工における特有の問題が解決されなければならない。それは、圧力発生室形成
板において圧力発生室となる溝状窪部は、隔壁部を介して上記溝状窪部の幅方向に鍛造加
工によって列設され、このような構造は非常に微細なものとして所定どおりの寸法精度や
形状精度で形成されなければならないことである。そのためには、圧力発生室形成板を形
成する金属材料の材料的特質のなかから上記溝状窪部にとって最良の特性値を見極めて、
よりすぐれた精密鍛造を行う必要がある。圧力発生室の成形精度が不十分であると、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。
【０００７】
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、圧力発生室形成板を形成する金属材料の材料的特質のなかから
上記溝状窪部にとって最良の特性値を見極めて、よりすぐれた精密鍛造を行うことをその
主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、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隔壁部を介して上記溝状窪部の幅方向に列設されると共に、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鍛造加工によるニッケル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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止する封止板とを備え、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流路ユニットを備えた液体噴射ヘッドであって、上記ニッケルの結晶粒の平均粒径が、上記隔壁部の厚さの６０％以下１５％以上からなることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
すなわち、上記ニッケルの結晶粒の平均粒径が上記隔壁部の壁の厚さの６０％以下１５％以上になっているのである。
【００１０】
上記のような隔壁部は、雄型（鍛造加工パンチ）のきわめて微細な幅の空隙部内に、素材であるニッケルが塑性流動をすることによって成形されるのであるが、このときの塑性流動が良好におこなわれるかどうかは、ニッケルの結晶粒の平均粒径を空隙部の間隔すなわち隔壁部の壁の厚さとの相対関係で最良の粒径寸法として選定しなければならない。
【００１１】
上記のようにニッケルの結晶粒の平均粒径が、壁の厚さの６０％以下１５％以上であることにより、結晶粒の平均粒径が上記空隙部の幅を下回っているとともに、平均粒径は壁の厚さに対して過小でもなく過大でもない領域におかれているので、微細な空隙部内への結晶粒の流動が円滑になされ、良好な溝状窪部の成形が行える。
【００１２】
さらに、壁の厚さ方向で見た結晶粒の配列個数は多くて２個強，少なくて２個未満とな
り結晶粒の個数が異常に多くなるものではないので、上記空隙部内への塑性流動が円滑に
なされる。もし、結晶粒の上記配列個数が多い側の上記個数を上回る場合には、壁の厚さ
に対する結晶粒の増加により、結晶粒界が隔壁部において増量することになるので、塑性
変形性（転位の運動）が低下し、空隙部内への塑性流動性が低下して微細な隔壁部の塑性
加工に支障を来すことになり、所定形状，所定寸法の溝状窪部がえにくくなる。
【００１３】
逆に、もし、結晶粒の上記配列個数が少ない側の上記個数を下回る場合には、塑性流動
は良好に果たされるが、結晶粒の大きさが隔壁部にとっては過大になり、それにともなう
ニッケル材の強度低下のため、かえって微細な隔壁部を高精度に加工することが困難とな
る。
【００１４】
本発明によれば、結晶粒の配列個数に換算すると上記のような範囲の値になるので、上
記のように良好な塑性流動がえられて、所定の形状精度，寸法精度の溝状窪部が成形でき
るのである。また、結晶粒の粒径に注目した上記の数値（隔壁部の壁の厚さの３０〜６０
％）により、塑性流動が円滑になされるので、溝状窪部を成形する鍛造加工パンチの割れ
や素材の焼き付き等が防止されて、耐久性が大幅に向上するうえ、微細形状部の成形性を
良好なものとしているのである。
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記隔壁部の厚さが、２０〜５０μｍである場合に
は、隔壁部の壁の厚さを溝状窪部の列設数をできるだけ多くするために要求される２０〜
５０μｍに対し、上記の結晶粒の粒径適合により、きわめて良好な隔壁部の塑性流動が実
現して、微小な２０〜５０μｍなる隔壁部の厚さとすることができて、多数の溝状窪部自
体を高精度のもとに列設することができる。
【００１６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記結晶粒の平均粒径が、５μｍ以上２５μｍ未満である場合には、結晶粒がこのような範囲の平均粒径とされていることにより、上述のように円滑に雄型の空隙部内に塑性流動がなされ、精度の高い十分な高さの隔壁部が構成できる。また、上記のように結晶粒界が過剰な量になるのを意図的に制限して、微細形状部の成形性を良好なものとしているのである。
【００１７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ニッケルは、ビッカース硬度がＨｖ１５０以上
Ｈｖ１９０未満である場合には、ニッケル自体の硬度が塑性流動に適した柔かな範囲の値
とされているので、上記の結晶粒の粒径設定による塑性流動性の向上と相俟って、微細な
溝状窪部の成形が確実に行える。また、鍛造加工にとっては柔かな領域の硬度であるから
、鍛造加工パンチの耐久性向上や加工精度の確保にとって有利である。
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ニッケルは、伸びが５％超２０％未満である場
合には、溝状窪部の鍛造加工に必要な素材の伸びが十分に確保されているので、塑性流動
は十分になされる。また、鍛造加工時に生じる素材の伸びは、上記伸びの範囲に対してわ
ずかな量であるから、成形各部における弾性復元力を可及的に少なくすることができる。
このため、残留応力の少量化にとって有効であり、鍛造加工後の弾性復元による変形を実
害のない範囲におさめることができ、溝状窪部の成形精度の向上や圧力発生室形成板の湾
曲変形の防止に有効である。
【００１９】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記圧力発生室形成板が、上記ニッケルの圧延材を
鍛造加工することにより形成されている場合には、圧延による素材板の厚さが高精度のも
とで管理される。そして、このようにして品質管理の行われたニッケル圧延材を鍛造加工
の素材板にするので、上記の各数値内における良好な鍛造加工が実現し、高精度の溝状窪
部や隔壁部が成形できるのである。さらに、圧延工程で形成されたニッケルの組織状態に
応じて、溝状窪部の長手方向の向き等を選定することにより、より円滑な塑性流動がえら
れる。
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記隔壁部の厚さＴに対する隔壁部の高さＨの比Ｈ
／Ｔが、１．０〜２．１である場合には、隔壁部の剛性が低下しない程度の隔壁部の高さ
の比が確保できるので、列設された溝状窪部の剛性を適正に確保することができる。
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記隔壁部の厚さＴに対する上記溝状窪部の幅Ｗの
比Ｗ／Ｔが、２．０〜５．０である場合には、必要最小限の隔壁部の壁の厚さに対して十
分な幅の溝状窪部が形成できるので、溝状窪部の容積を所定どおりに確保するとともに、
溝状窪部を最も緻密な状態で列設し、単位長さ当たりの溝状窪部の列設数をできるだけ多
くすることが可能となる。
【００２２】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記隔壁部の厚さＴに対する上記溝状窪部の深さＤ
の比Ｄ／Ｔが、２．０〜４．５である場合には、必要最小限の隔壁部の壁の厚さに対して
十分な深さの溝状窪部が形成できるので、溝状窪部の容積を所定どおりに確保するととも
に、隔壁部に十分な剛性を持たせることができる。
【００２３】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記溝状窪部の底面は溝状窪部の長手方向に延びる
Ｖ字状の形状とされ、このＶ字部分の内角が４５〜１１０度である場合には、上記底面の
部分において溝状窪部の容積を十分に拡大することができる。このように深さの方向で容
積拡大ができることにより、溝状窪部の幅を小さくすることができ、できるだけ多くの溝
状窪部を列設することができる。
【００２４】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記溝状窪部のピッチ寸法が、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、上記のような数値設定（例えば、結晶粒の粒径が壁の厚さの４０〜６０％
等）により、溝状窪部のピッチ寸法が０．３ｍｍ以下のようなきわめて微細な溝状窪部の
成形が可能となる。
【００２５】
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
状窪部が隔壁部を介して上記溝状窪部の幅方向に列設されると共に、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鍛造加工によるニッケル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金属製のノズルプレートと、溝状窪部
の開口面を封止する封止板とを備え、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流路ユニットを備えた液体噴射ヘッドの
製造方法であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の寸法，形状を備えた溝状窪部
を圧力発生室形成板に鍛造加工により成形することを要旨とする。
【００２６】
すなわち、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の寸法，形状を備えた溝状窪部を圧力
発生室形成板に鍛造加工により成形するものである。
【００２７】
したがって、上記のような数値設定、例えば、結晶粒の平均粒径が壁の厚さの６０％以下１５％以上，ニッケルのビッカース硬度がＨｖ１５０以上Ｈｖ１９０未満，ニッケルの伸びが５％超２０％未満等の条件下で圧力発生室形成板に鍛造加工を行うことにより、より円滑な塑性流動がえられて、形状精度，寸法精度の高い圧力発生室形成板が形成され、引いては良好な液体噴射特性を備えた液体噴射ヘッドが製造できる。また、上述のような数値設定により、鍛造加工パンチの負担が少なくてその耐久性が著しく長期化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明するが、まず最初に本
発明が適用される液体噴射ヘッドの構成について説明する。
【００２９】
本発明が適用される液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置の記録ヘッドとして
実施するのが適しているので、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、上記記録ヘッドを示している。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１
０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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１
２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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１
６とは、パッキン２３を介して液密状態で連通する。
【００４５】
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。
【００４６】
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３
０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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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
。
【００５１】
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１．５
ｍｍ，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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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３
３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。
【００５６】
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３
４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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
逃げ凹部３５は、共通インク室１４におけるコンプライアンス部の作動用空間を形成す
る。本実施形態では、ケース２の先端凹部１５と略同じ形状であって、深さが溝状窪部３
３と等しい台形状の凹部によって構成している。
【００６０】
なお、上記圧力発生室形成板３０の逃げ凹部３５の領域を貫通部とし、この貫通部を共
通インク室１４として使用することもできる。この場合、ケース２に共通インク室１４は
形成せず、逃げ凹部３５の領域に形成された貫通部とインク供給路１３とを連通させる。
また、インク供給口４５は弾性板３２に長穴状に形成してもよいし、圧力発生室形成板３
０に溝状に形成することもできる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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２
９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。
【００６４】
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。
【００６５】
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液体供給
口としての孔であり、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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４
５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。
【００６８】
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
。
【００６９】
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３
２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。
【００７０】
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。  
【００７１】
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４
７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２
９内のインクに圧力変動が付与される。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
溝状窪部形成工程では、図８に示す第１雄型５１と図９に示す雌型５２とを用いる。こ
の第１雄型５１は、溝状窪部３３を形成するための金型である。この第１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。
【００８３】
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５
４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。
【００８４】
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の上方に第１雄
型５１を配置する。次に、図１０（ｂ）に示すように、第１雄型５１を下降させて突条部
５３の先端部を帯板５５内に押し込む。このとき、突条部５３の先端部分５３ａをＶ字状
に尖らせているので、突条部５３を座屈させることなく先端部分５３ａを帯板５５内に確
実に押し込むことができる。この突条部５３の押し込みは、図１０（ｃ）に示すように、
帯板５５の板厚方向の途中まで行う。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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５３，５
３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。
【００８８】
このようにして溝状窪部３３を形成したならば、連通口形成工程に移行して連通口３４
を形成する。この連通口形成工程では、図１１に示すように、第２雄型５７と第３雄型５
９とを用いる。ここで、第２雄型５７は、第１連通口３７の形状に対応する角柱状の第１
連通口形成部５６を複数本櫛歯状に設けたもの、即ち、複数の第１連通口形成部５６…を
ベースから立設したものである。また、第３雄型５９は、第２連通口３８の形状に対応し
た角柱状の第２連通口形成部５８を複数本櫛歯状に形成したものである。なお、第２連通
口形成部５８は、第１連通口形成部５６よりも一回り細い形状に作製されている。
【００８９】
この連通口形成工程では、まず、図１１（ａ）に示すように、第２雄型５７の第１連通
口形成部５６を帯板５５における溝状窪部３３側の表面から板厚方向の途中まで押し込ん
で第１連通口３７となる窪部を形成する（第１連通口形成工程）。第１連通口３７となる
窪部を形成したならば、図１１（ｂ）に示すように、第３雄型５９の第２連通口形成部５
８を溝状窪部３３側から押し込んで第１連通口３７の底部を打ち抜いて第２連通口３８を
形成する（第２連通口形成工程）。
【００９０】
このように、本実施形態では、太さの異なる連通口形成部５６，５８を用い、複数回の
加工によって連通口３４を作製しているので、極く微細な連通口３４であっても寸法精度
良く作製することができる。さらに、溝状窪部３３側から作製する第１連通口３７を板厚
方向の途中までしか作製しないので、第１連通口３７の作製時において、圧力発生室２９
の隔壁部２８が過度に引っ張られてしまう不具合を防止できる。これにより、隔壁部２８
の形状を損なうことなく寸法精度良く作製することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、２回の加工によって連通口３４を作製する工程を例示したが、
３回以上の加工によって連通口３４を作製してもよい。また、上記の不具合が生じなけれ
ば、１回の加工で連通口３４を作製してもよい。
【００９２】
連通口３４を作製したならば、帯板５５における溝状窪部３３側の表面及び反対側の表
面を研磨して平坦化する（研磨工程）。即ち、図１１（ｃ）に一点鎖線で示すように、溝
状窪部３３側の表面、及び、溝状窪部３３とは反対側の表面を研磨し、これらの各表面を
平坦化すると共に、板厚を所定厚さ（本実施形態では０．３ｍｍ）に調整する。
【００９３】
なお、上記の溝状窪部形成工程と連通口形成工程は、別ステージで行ってもよく、同一
ステージで行ってもよい。そして、同一ステージで行った場合には、両工程において帯板
５５が移動しないため、溝状窪部３３内に連通口３４を位置精度良く作製することができ
る。また、上記溝状窪部形成工程と連通口形成工程は、一連の順送り工程で加工を行なう
こともできるし、それぞれ別個の順送り工程で加工を行なうこともできる。
【００９４】
以上の各工程により圧力発生室形成板３０を作製したならば、別途作製された弾性板３
２とノズルプレート３１とを圧力発生室形成板３０に接合して流路ユニット４を作製する
。本実施形態では、これらの各部材の接合を接着により行っている。この接着時において
、上記の研磨工程で圧力発生室形成板３０の表面を平坦化しているので、弾性板３２やノ
ズルプレート３１を確実に接着できる。
【００９５】
また、弾性板３２はステンレス板を支持板４２とする複合材であるので、その線膨張率
は支持板４２であるステンレスによって規定される。そして、ノズルプレート３１もステ
ンレス板によって作製されている。さらに、圧力発生室形成板３０を構成するニッケルは
、上記したように、線膨張率がステンレスと略等しい。以上から、接着温度を高めても線
膨張率の差に起因する反りが発生しない。その結果、シリコン基板を用いていた時よりも
接着温度を高めることができ、接着時間の短縮化が図れて製造効率が向上する。
【００９６】
流路ユニット４を作製したならば、別途作製されたケース２に、振動子ユニット３と流
路ユニット４とを接合する。この場合にも、これらの各部材の接合は接着によって行われ
ている。従って、接着温度を高めても流路ユニット４には反りが発生せず、接着時間の短
縮化が図れる。
【００９７】
ケース２に、振動子ユニット３と流路ユニット４とを接合したならば、振動子ユニット
３のフレキシブルケーブル９と接続基板５とを半田付けし、その後、供給針ユニット６を
取り付ける。
【００９８】
上述のようにして記録ヘッド１が完成するのであるが、そのなかでも特に注意深く製作
されるのが圧力発生室形成板３０である。この圧力発生室形成板３０において圧力発生室
２９となる溝状窪部３３は、隔壁部２８を介して上記溝状窪部３３の幅方向に鍛造加工に
よって列設され、このような構造は非常に微細なものとして所定どおりの寸法精度や形状
精度で形成されなければならない。そのためには、圧力発生室形成板３０を形成する金属
材料の材料的特質のなかから上記溝状窪部３３にとって最良の特性値を見極めて、よりす
ぐれた精密鍛造を行う必要がある。
【００９９】
以下、上記の課題を解決するための本発明の実施例について説明する。
【０１００】
なお、前述の第１雄型５１および雌型５２により帯板（基板，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。
【０１０１】
図１２（Ａ）は、図１０に示した溝状窪部形成工程によって成形された圧力発生室形成
板３０の一部を示す断面図であり、図１１（ｃ）に示すように研磨後の状態である。また
、同図（Ｂ）は、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した連通口形成工程によって成形された
圧力発生室形成板３０の一部を示す断面図である。なお、図１２の隔壁部２８の厚さは、
理解しやすくするために、厚さを著しく分厚く図示してある。
【０１０２】
圧力発生室形成板３０は、上述のように、ニッケル製の基板に鍛造加工を施したもので
あり、基板５５の厚さは０．３５ｍｍであり、圧延工程をへて製造された圧延材が用いら
れている。図８，図１０に示すように、上記第１雄型５１には隔壁部２８を成形するため
の空隙部５３ｂが各突条部５３のあいだに設けられている。この空隙部５３ｂの空間幅は
隔壁部２８の壁の厚さと実質的に同じであり、この例では３１μｍとされている。そして
、素材５５がより円滑な状態で空隙部５３ｂ内に塑性流動を行うようにするために、この
例では上記ニッケルの結晶粒の粒径が１５μｍとされている。この粒径１５μｍは、隔壁
部の壁の厚さ３１μｍの約５０％に相当している。
【０１０３】
また、この例において、上記ニッケル製素材５５の硬度は、ビッカース硬度でＨｖ１７
０であり、伸びは１０％である。
【０１０４】
上記のように結晶粒の平均粒径が、壁の厚さの６０％以下１５％以上である約５０％とされていることにより、結晶粒の平均粒径が上記空隙部５３ｂの幅を下回っているとともに、平均粒径は壁の厚さに対して過小でもなく過大でもない領域におかれているので、微細な空隙部５３ｂ内への結晶粒の流動が円滑になされ、良好な溝状窪部３３の成形が行える。
【０１０５】
さらに、壁の厚さ方向で見た結晶粒の配列個数は多くて２個強，少なくて２個未満とな
り結晶粒の個数が異常に多くなるものではないので、上記空隙部５３ｂ内への塑性流動が
円滑になされる。もし、結晶粒の上記配列個数が多い側の上記個数を上回る場合には、壁
の厚さに対する結晶粒の増加により、結晶粒界が隔壁部２８において増量することになる
ので、塑性変形性（転位の運動）が低下し、空隙部５３ｂ内への塑性流動性が低下して微
細な隔壁部２８の塑性加工に支障を来すことになり、所定形状，所定寸法の溝状窪部がえ
にくくなる。
【０１０６】
逆に、もし、結晶粒の上記配列個数が少ない側の上記個数を下回る場合には、塑性流動
は良好に果たされるが、結晶粒の大きさが隔壁部２８にとっては過大になり、それにとも
なうニッケル材の強度低下のため、かえって微細な隔壁部２８を高精度に加工することが
困難となる。
【０１０７】
本発明によれば、結晶粒の配列個数に換算すると上記のような範囲の値になるので、上
記のように良好な塑性流動がえられて、所定の形状精度，寸法精度の溝状窪部３３が成形
できるのである。また、結晶粒の粒径に注目した上記の数値（隔壁部２８の壁の厚さの６
０％以下）により、塑性流動が円滑になされるので、溝状窪部３３を成形する鍛造加工パ
ンチ５１の割れや素材の焼き付き等が防止されて、耐久性が大幅に向上するうえ、微細形
状部の成形性を良好なものとしているのである。
【０１０８】
上記ニッケルは、ビッカース硬度がＨｖ１７０とされているので、ニッケル自体の硬度
が塑性流動に適した柔かな範囲の値とされているので、微細な溝状窪部３３の成形が確実
に行える。また、鍛造加工にとっては柔かな領域の硬度であるから、鍛造加工パンチ５１
（突条部５３や先端部分５３ａ等）の耐久性向上や加工精度の確保にとって有利である。
しかも、鍛造加工後の圧力発生室形成板３０の剛性が確保でき、クロストークが防止され
、吐出特性の安定性を確保できる。また、鍛造加工中の素材強度が確保できて順送り加工
の際の取扱い性が確保されるうえ、鍛造加工後の圧力発生室形成板３０の強度も確保され
、組み立て加工の際の取扱い性が確保される。
【０１０９】
さらに、上記ニッケルは、伸びが１０％であるから、溝状窪部３３の鍛造加工に必要な
素材５５の伸びが十分に確保されているので、塑性流動は十分になされる。また、鍛造加
工時に生じる素材５５の伸びは、上記伸びの範囲に対してわずかな量であるから、成形各
部における弾性復元力を可及的に少なくすることができる。このため、残留応力の少量化
にとって有効であり、鍛造加工後の弾性変形を実害のない範囲におさめることができ、溝
状窪部３３の成形精度の向上や圧力発生室形成板３０の湾曲変形の防止に有効である。
【０１１０】
さらに、上記ニッケル素材は、引っ張り強さが４００Ｎ／ｍｍ２以上６００Ｎ／ｍｍ２
以下のものが好適であり、４５０Ｎ／ｍｍ２以上５５０Ｎ／ｍｍ２以下のものであればな
お好適である。このような強度に設定することにより、溝状窪部３３の鍛造加工に必要な
素材５５の変形量が十分に確保され、十分な塑性流動が生じて隔壁部２８の成形が行なわ
れる。また、鍛造加工中の素材強度が確保できて順送り加工の際の取扱い性が確保される
うえ、鍛造加工後の圧力発生室形成板３０の強度も確保され、組み立て加工の際の取扱い
性が確保される。しかも、鍛造加工後の圧力発生室形成板３０の剛性が確保でき、クロス
トークが防止され、吐出特性の安定性を確保できる。
【０１１１】
また、上記ニッケル素材は、ニッケル分が９９重量％以上程度のものを用いることがで
きる。その化学成分の一例をあげると、下記のとおりである（単位：重量％）。
Ｎｉ  ：  ９９．９      以上
Ｃ    ：    ０．０３    以下
Ｓｉ  ：    ０．０１    以下
Ｍｎ  ：    ０．０３５  以下
Ｐ    ：    ０．００３０以下
Ｓ    ：    ０．００３０以下
Ｃｒ  ：    ０．００５  以下
Ｍｏ  ：    ０．０５    以下
Ｃｕ  ：    ０．０５    以下
Ｏ    ：    ０．００３０以下
【０１１２】
図１２に示す圧力発生室形成板を成形したときの上記ニッケルの結晶粒の粒径，硬度，
伸び等の設定数値についての評価結果は下記の表１に示すとおりである。このときの隔壁
部の壁の厚さは図示のとおり３１μｍである。
【０１１３】
下記の表１からわかるように、隔壁部２８の厚さに対するニッケルの結晶粒の粒径は、
８０％未満（２５μｍ未満）で比較的良好な結果が得られており、より好適な範囲は６０
％以下（１８μｍ以下）である。さらに好適なのは１５％以上６０％未満（５μｍ以上１
８μｍ未満）、さらには１５％以上５０％未満（５μｍ以上１５μｍ以下）である。また
、１５％以上６０％未満（粒径５〜１８μｍ）でも好結果が得られ、３０％以上５０％以
下（粒径１０〜１５μｍ）においてもより好結果が得られた。そして、最も好結果が得ら
れたのは１５％以上３０％未満（５μｍ以上１０μｍ未満）である。
【０１１４】
また、硬度は、Ｈｖ１５０以上１９０未満で好結果が得られ、Ｈｖ１６０以上１８０以
下においてより好結果が得られた。また、伸びは５％超２０％未満で好結果が得られ、１
０％以上２０％未満においてより好結果が得られた。
【表１】
0003729190.tif 000002
【０１１５】
ニッケル製素材５５は、ニッケルの圧延材であるから、圧延による素材板５５の厚さが
高精度のもとで管理される。そして、このようにして品質管理の行われたニッケル圧延材
を鍛造加工の素材板５５にするので、上記の各数値内における良好な鍛造加工が実現し、
高精度の溝状窪部３３や隔壁部２８が成形できる。さらに、圧延工程で形成されたニッケ
ルの組織状態に応じて、溝状窪部３３の長手方向の向き等を選定することにより、より円
滑な塑性流動がえられる。
【０１１６】
上記隔壁部２８の厚さＴを大きくすると、隔壁部２８の剛性が確保されてクロストーク
が防止できるが、反面、圧力発生室２９の列設配置密度が低下する。大きな厚さＴを維持
したまま圧力発生室２９の列設配置数を所定どおり求めると、今度は圧力発生室２９の幅
が狭くなり、圧力発生室２９の必要な容積が確保できなくなり、インクの吐出体積に不足
をきたすことになる。このような事情から各部の寸法の最適化が必要になる。上記隔壁部
２８の厚さＴ＝３１μｍに対する隔壁部２８の高さＨ＝４５μｍの比Ｈ／Ｔは、１．５で
あり、隔壁部２８の剛性が低下しない程度の隔壁部２８の高さＨの比が確保できるので、
列設された溝状窪部３３の剛性を適正に確保することができる。上記の比は、１．０〜２
．１の範囲内であれば、良好な隔壁部２８の剛性が保持できるが、好ましくは、１．２〜
１．８であり、上記の１．５が最善である。
【０１１７】
上記隔壁部２８の厚さＴ＝３１μｍに対する上記溝状窪部３３の幅Ｗ＝０．１１ｍｍの
比Ｗ／Ｔは、３．５あり、必要最小限の隔壁部２８の壁の厚さＴに対して十分な幅の溝状
窪部が形成できるので、溝状窪部の容積を所定どおりに確保するとともに、溝状窪部を最
も緻密な状態で列設し、単位長さ当たりの溝状窪部の列設数をできるだけ多くすることが
可能となる。上記の比は、２．０〜５．０の範囲内であれば、良好な溝状窪部の列設数が
えられるが、好ましくは、２．９〜４．５であり、上記の３．５が最善である。
【０１１８】
上記隔壁部２８の厚さＴ＝３１μｍに対する上記溝状窪部３３の深さＤ＝０．１ｍｍの
比Ｄ／Ｔは、３．２であり、必要最小限の隔壁部２８の壁の厚さＴに対して十分な深さＤ
の溝状窪部３３が形成できるので、溝状窪部３３の容積を所定どおりに確保するとともに
、隔壁部２８に十分な剛性を持たせることができる。上記の比は、２．０〜４．５の範囲
内であれば、良好な溝状窪部３３の容積がえられるが、好ましくは、２．７〜４．０であ
り、上記の３．２が最善である。
【０１１９】
上記溝状窪部３３の底面は溝状窪部３３の長手方向に延びるＶ字状の形状とされ、その
中央部が最深部になっている。このＶ字部分の内角θは９０度であり、このような底面形
状により溝状窪部３３の容積を十分に拡大することができる。このように深さの方向で容
積拡大ができることにより、溝状窪部３３の幅を小さくすることができ、できるだけ多く
の溝状窪部３３を列設することができる。上記の内角θは、４５〜１１０度の範囲内であ
れば、良好な溝状窪部３３の容積がえられるが、好ましくは、７２〜１００度であり、上
記の９０度が最善である。
【０１２０】
上記溝状窪部３３のピッチ寸法は０．１４ｍｍであり、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を鍛造加工するようなときに、上記のような数値設
定（例えば、結晶粒の粒径が壁の厚さの６０％以下等）により、きわめて微細な溝状窪部
の成形が可能となる。上記のピッチ寸法は、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。好ましくは、０．２ｍｍ以下で
あり、上記の０．１４ｍｍが最善である。
【０１２１】
上記圧力発生室形成板３０の材料として、ニッケル板が採用されている。こうすること
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、例えばノズルプレー
ト３１や弾性板３２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。
【０１２２】
図１２（Ｂ）は連通口３４が形成された箇所の断面を示しており、上記のような結晶粒
の粒径，硬度，伸び等とされたニッケルに対して図１１に示した連通口形成工程を施すこ
とにより、良好な穴あけ加工ができる。このように穴あけができるのは、穴あけ時に塑性
流動がなされつつ打抜かれる素材が少量であるから、その部分に含まれる結晶粒界の量が
比較的少なく、ニッケル素材を容易に打抜くことが可能となる。また、打抜かれる連通口
の大きさに対して結晶粒の粒径が比較的大きいものとされているので、素材の強度が打抜
きにとって適当な値となり、この点においても打抜きやすい条件となる。図１２（Ｂ）の
場合は、隔壁部２８の厚さと連通口３４の内径寸法とが略同じであり、したがって、打抜
かれる素材量に含まれる結晶粒界の量が少なくて、打抜き加工時に雄型の第１連通口形成
部５６や第２連通口形成部５８の成形負荷が少なくなり、雄型の耐久性を高めるのにも有
効である。
【０１２３】
上記のようなニッケル素材は、例えば、つぎのようにしてつくることができる。
【０１２４】
すなわち、図１３に示すように、まず、真空溶解炉において原料ニッケルを溶解し、必
要に応じて脱ガス等を行なって鋳造してインゴットを得る。ついで、上記インゴットをプ
レスにより適当な大きさに分塊する。分塊されたブロック状のインゴットを熱間圧延する
ことにより所定の厚みの板状に成形したのち、表面研削を行なって表面状態を整える。つ
ぎに、冷間粗圧延を行なってさらに厚みを薄くしたのち、軟化焼鈍を行い、冷間粗圧延に
よって内部に蓄えられた歪を開放して軟化させるとともに、結晶粒径の調整を行なう。そ
して、最終的な冷間仕上げ圧延を行なって最終厚みの調節を行い圧延方向に切断する条取
りを行なって細長い帯状の最終製品を得る。
【０１２５】
ここで、上記軟化焼鈍の条件は、温度は４００℃以上８５０度以下程度に設定され、時
間は数分〜数十分程度に設定される。上記焼鈍温度が低すぎたり焼鈍時間が短すぎたりす
ると十分な軟化が起こらず、上記機械的特性（すなわち硬度，引っ張り強度，伸び等が所
定の範囲内であること）の材料に設定することができない。反対に、焼鈍温度が高すぎた
り、焼鈍時間が長すぎたりすると、結晶粒が成長しすぎて所望の結晶粒径が得られなくな
る。このような観点から、上記焼鈍温度は、５５０℃以上８５０℃以下が好適であり、６
００度以上８００℃以下がより好適であり、６５０℃以上７５０℃以下が最も好適である
。このときの焼鈍時間は、数分〜１０分以内程度が好適である。
【０１２６】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法においては、請求項１〜１１のいずれか一項に記載
の寸法，形状を備えた溝状窪部３３を圧力発生室形成板３０に鍛造加工により成形するも
のである。
【０１２７】
したがって、上記のような数値設定、例えば、結晶粒の平均粒径が壁の厚さの６０％以下１５％以上，ニッケルのビッカース硬度がＨｖ１５０以上Ｈｖ１９０未満，ニッケルの伸びが５％超２０％未満等の条件下で圧力発生室形成板３０に鍛造加工を行うことにより、より円滑な塑性流動がえられて、形状精度，寸法精度の高い圧力発生室形成板３０が形成され、引いては良好な液体噴射特性を備えた液体噴射ヘッド１が製造できる。また、上述のような値設定により、鍛造加工パンチの負担が少なくてその耐久性が著しく長期化される。
【０１２８】
図１４〜図１８は、本発明の液体噴射ヘッドおよびその製法の第２の実施の形態を示す
。
【０１２９】
この製造方法では、圧力発生室形成板３０の製造工程における溝状窪部３３を形成する
溝状窪部形成工程が上記実施の形態と相違する。
【０１３０】
この実施の形態の溝状窪部形成工程でも、図８に示したような雄型５１と図９に示した
ような雌型５２とを用いるが、雌型５２の筋状突起５４が圧力発生室２９のピッチに対し
て半ピッチだけ圧力発生室２９の列設方向にずれて配置されている。
【０１３１】
すなわち、上記雄型５１が第１金型５１ａであり、また、雌型５２が第２金型５２ａで
ある。第２金型５２ａに設けられた筋状突起５４は、上記突条部５３と略同じ長さで突条
部５３の長手方向と同じ方向に多数設けられ、突条部５３と筋状突起５４とが対向した位
置関係とされている。このような位置関係なので、第１金型５１ａと第２金型５２ａの間
で素材（圧力発生室形成板３０）が加圧されると、突条部５３と筋状突起５４の間に存在
する素材の加圧量が最も多くなる。
【０１３２】
そして、溝状窪部形成工程では、まず、図１４（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５
１を配置する。次に、図１４（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１４（ｃ）に示すように、帯板５５
の板厚方向の途中まで行う。
【０１３３】
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５５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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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５３，５
３の空間内すなわち空隙部５３ｂ内に隆起する。そして、本発明では、塑性加工の対象素
材であるニッケル素材を上記のような数値設定、例えば、結晶粒の粒径が壁の厚さの６０
％以下，ニッケルのビッカース硬度がＨｖ１５０以上Ｈｖ１９０未満，ニッケルの伸びが
５％超２０％未満等とし、そのニッケル素材を、上記のように対向した位置関係の突条部
５３と筋状突起５４との間で塑性加工することから、突条部５３と筋状突起５４の間の最
も多く加圧する部分の素材５５の塑性流動が空隙部５３ｂに向って極めて積極的に行われ
、突条部５３間の空間（空隙部５３ｂ）に対して効率よく素材の塑性流動がなされて、隔
壁部２８を高く形成できる。
【０１３６】
このような条件下で圧力発生室形成板３０に鍛造加工を行うことにより、より円滑な塑
性流動がえられて、形状精度，寸法精度の高い圧力発生室形成板３０が形成され、引いて
は良好な液体噴射特性を備えた液体噴射ヘッド１が製造できる。また、上述のような数値
設定により、鍛造加工パンチの負担が少なくてその耐久性が著しく長期化されるのである
。
【０１３７】
なお、図１４の（ｄ）は実線図示の突条部５３と２点鎖線図示の筋状突起５４との位置
関係を平面的に示したもので、筋状突起５４が、上記突条部５３と略同じ長さで突条部５
３の長手方向と同じ方向に多数設けられ、突条部５３と筋状突起５４とが対向した位置関
係とされている。
【０１３８】
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、本発明では、圧力発生室形成板３０（素材，帯板，金属素材
板５５）の塑性流動を規制して、適正な隔壁部２８を成形するようにしている。それと同
時に、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、隔壁部２８の形状の適正化を図っている。
【０１３９】
図１５〜図１８は、まず最初に、上記第１金型と特殊な形状を付与した第２金型によっ
て隔壁部２８や溝状窪部３３が成形される加工工程を示している。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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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１４参照）
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１６（Ｃ）に示してある。
【０１４２】
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６３と仕上げ金型６４の２種類の金型が準備され
ている。
【０１４３】
上記第２金型５２ａは、仮成形用の仮成形金型６３と、該仮成形金型６３による仮成形
後に仕上げ加工を行うための仕上げ金型６４とを有しているので、上記仮成形金型６３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６４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略真直ぐな状態になり、液体噴射ヘッド１の
圧力発生室２９の隔壁部２８として機能させるときに好都合である。
【０１４４】
このような第２金型５２ａの構成や作動を詳細に述べると次のとおりである。
【０１４５】
上記仮成形金型６３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、多数配列
されている筋状突起５４のなかの１つを示す側面図であり、同図（Ａ）では中央部に円弧
状の凹部５４ａが形成されている。
【０１４６】
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１６および図１８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１６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６３ａが形成されている。また、圧力発
生室形成板３０（素材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。
【０１４７】
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
下に設定してある。また、筋状突起５４のピッチは０．１４ｍｍである。この筋状突起５
４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。
【０１４８】
上記楔形状部分の稜線部分を削り取るようにして形成されたのが、図１８の（Ａ）〜（
Ｆ）の示すような凹部５４ａである。（Ａ）は前述のように円弧状，（Ｂ）は平面で構成
された凹部形状，（Ｃ）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，（
Ｄ）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，（Ｅ）（Ｆ）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の頂面は図１８
（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。
【０１４９】
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
１８（Ｇ）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。
【０１５０】
つぎに、上記第２金型５２ａの仕上げ金型６４は、上記仮成形金型６３による仮成形後
に使用されるもので、この仕上げ金型６４には仮成形金型６３の筋状突起５４が除去され
た平坦面６４ａが形成され、また、仮成形金型６３の凹部５４ａに対応する箇所に収容凹
部６４ｂが形成されている。すなわち、仕上げ金型６４の成形面の幅方向で見て、中央部
に収容凹部６４ｂが形成され、この収容凹部６４ｂの両側に平坦面６４ａが設けられてい
る。
【０１５１】
そして、楔形の仮成形金型６３による仮成形ののち、平坦面６４ａと凹部６４ｂが存在
する仕上げ金型６４で仕上げ成形することにより、仮成形時の塑性流動で素材５５がある
程度空隙部５３ｂ内に流動し、その後の平坦面６４ａによる加圧で空隙部５３ｂ内での上
向きの塑性流動がさらに促進され、十分な高さの隔壁部２８が成形できる。また、仕上げ
金型６４の凹部６４ｂの存在により、圧力発生室２９の長手方向中央近傍よりも、両端寄
りの部分においてより強い加工が行なわれ、圧力発生室２９の長手方向での隔壁部２８の
高さ寸法の均一性が向上する。
【０１５２】
上記平坦面６４ａは、図１７（Ａ）に示すように、上記突条部５３ｃ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なっており、当該徐々に低くなる
部分は、上記平坦面６４ａに連続した傾斜面６４ｃである。当該端部近傍では列の外側方
向への肉の流れが生じて隔壁部２８の高さが低くなりがちであるが、平坦面６４ａの突条
部５３ｃの配列方向における端部近傍の箇所に、徐々に下り傾斜する傾斜面６４ｃを設け
たことから、仕上げ成形後における隔壁部２８の圧力発生室２９列設方向の高さ寸法の均
一性が向上する。
【０１５３】
そして、本発明では、塑性加工の対象素材であるニッケル素材を上記のような数値設定、例えば、結晶粒の平均粒径が壁の厚さの６０％以下１５％以上，ニッケルのビッカース硬度がＨｖ１５０以上Ｈｖ１９０未満，ニッケルの伸びが５％超２０％未満等とし、そのニッケル素材を、上記のように仮成形金型６３による仮成形のあとに仕上げ金型６４による加圧を行なうことから、仮成形時の楔打ち込み効果による空隙部５３ｂ内の塑性流動や、仕上げ成形時の加圧による空隙部５３ｂ内の塑性流動が促進され、十分な高さの隔壁部２８が成形できるのである。
【０１５４】
このような条件下で圧力発生室形成板３０に鍛造加工を行うことにより、より円滑な塑
性流動がえられて、形状精度，寸法精度の高い圧力発生室形成板３０が形成され、引いて
は良好な液体噴射特性を備えた液体噴射ヘッド１が製造できる。また、上述のような数値
設定により、鍛造加工パンチの負担が少なくてその耐久性が著しく長期化されるのである
。
【０１５５】
上記第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のあいだ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６３と仕上
げ金型６４が組になって構成されているので、仮成形金型６３と仕上げ金型６４を順送り
式の鍛造加工装置に隣合わせて配列し、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。
【０１５６】
図１９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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
上記のようにニッケルの結晶粒の平均粒径が、壁の厚さの６０％以下１５％以上であることにより、結晶粒の平均粒径が上記空隙部の幅を下回っているとともに、平均粒径は壁の厚さに対して過小でもなく過大でもない領域におかれているので、微細な空隙部内への結晶粒の流動が円滑になされ、良好な溝状窪部の成形が行える。
【０１６１】
さらに、壁の厚さ方向で見た結晶粒の配列個数は多くて２個強，少なくて２個未満とな
り結晶粒の個数が異常に多くなるものではないので、上記空隙部内への塑性流動が円滑に
なされる。もし、結晶粒の上記配列個数が多い側の上記個数を上回る場合には、壁の厚さ
に対する結晶粒の増加により、結晶粒界が隔壁部において増量することになるので、塑性
変形性（転位の運動）が低下し、空隙部内への塑性流動性が低下して微細な隔壁部の塑性
加工に支障を来すことになり、所定形状，所定寸法の溝状窪部がえにくくなる。
【０１６２】
逆に、もし、結晶粒の上記配列個数が少ない側の上記個数を下回る場合には、塑性流動
は良好に果たされるが、結晶粒の大きさが隔壁部にとっては過大になり、それにともなう
ニッケル材の強度低下のため、かえって微細な隔壁部を高精度に加工することが困難とな
る。
【０１６３】
本発明によれば、結晶粒の配列個数に換算すると上記のような範囲の値になるので、上記のように良好な塑性流動がえられて、所定の形状精度，寸法精度の溝状窪部が成形できるのである。また、結晶粒の平均粒径に注目した上記の数値（隔壁部の壁の厚さの６０％以下１５％以上）により、塑性流動が円滑になされるので、溝状窪部を成形する鍛造加工パンチの割れや素材の焼き付き等が防止されて、耐久性が大幅に向上するうえ、微細形状部の成形性を良好なものとしているのである。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【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）〜（ｃ）は、連通口の形成を説明する模式図である。
【図１２】溝状窪部の部分を示す断面図である。
【図１３】ニッケル素材の製造工程を説明する工程図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、溝状窪部の形成方法の第２例を説明する模式図である。
【図１５】上記第２例における金型と素材との関係を示す斜視図である。
【図１６】上記第２例における仮成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。
【図１７】上記第２例における仕上げ成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。
【図１８】上記第２例における筋状突起の凹部形状を示す側面図と断面図である。
【図１９】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】
【０１６５】
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      第１雄型，鍛造加工パンチ
５１ａ    第１金型
５１ｂ    成形パンチ
５１ｃ    二股部
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
５４      筋状突起
５４ａ    凹部
５４ｂ    隆起形状部
５４ｃ    頂面
５５      帯板，素材，金属素材板，（圧力発生室形成板）
５５ａ    隆起部
５６      第１連通口形成部
５７      第２雄型
５８      第２連通口形成部
５９      第３雄型
６１      発熱素子
６２      封止基板
６３      仮成形金型
６３ａ    谷部
６４      仕上げ金型
６４ａ    平坦面
６４ｂ    収容凹部
６４ｃ    傾斜面
７５      凹条
Ｔ        隔壁部の厚さ寸法
Ｈ        隔壁部の高さ寸法
Ｗ        溝状窪部の幅寸法
Ｄ        溝状窪部の深さ寸法
θ        Ｖ型底部の内角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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