(57)【要約】窪部の隔壁部を精密に成形し、圧力発生室等のための窪み形状を高精度の下で加工する微細鍛造加工方法やそれによる液体噴射ヘッド等を提供する。  所定ピッチで配列される溝状窪部３３を形成する微細鍛造加工方法であって、仮成形パンチ５１ｂが配列された第１パンチ５１ａで素材５５に各溝状窪部３３を仮成形した後、上記仮成形された溝状窪部３３に対して仕上げ成形パンチ５１ｄが配列された第２パンチ５１ｃで仕上げ成形を行い、また、突条部５３ｃ，５３ｄの端部に傾斜面６３，６４，６５を設けて、溝状窪部３３端部の加工形状を精密に求める。このような方法で加工された液体噴射ヘッド１は、その液体噴射特性が安定したものとなり、鍛造による加工簡素化により製造原価を低減できる。
2004004943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピッチで配列される窪部を形成する微細鍛造加工方法であって、仮成形パンチが配列された第１パンチで素材に各窪部を仮成形した後、上記仮成形された窪部に対して仕上げ成形パンチが配列された第２パンチで仕上げ成形を行うことを特徴とする微細鍛造加工方法。
【請求項２】
上記第１パンチに配列された仮成形パンチ間の空隙部と第２パンチに配列された仕上げ成形パンチ間の空隙部により、上記窪部間に配置される隔壁部を成形する請求項１記載の徴細鍛造加工方法。
【請求項３】
上記第２パンチの仕上げ成形時の素材に対する押込み深さは、第１パンチの仮成形時の素材に対する押込み深さよりも深く押込む請求項１または２記載の微細鍛造加工方法。
【請求項４】
上記第１パンチの仮成形パンチと上記第２パンチの仕上げ成形パンチが平行に配列された突条部とされ、これらの突条部により上記窪部が平行に配列された溝状窪部として成形される請求項１〜３のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法。
【請求項５】
上記第１パンチと第２パンチの各突条部の幅と長さは略等しく設定されている請求項４記載の微細鍛造加工方法。
【請求項６】
上記第１パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられている請求項４または５記載の微細鍛造加工方法。
【請求項７】
上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、第１パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている請求項６記載の微細鍛造加工方法。
【請求項８】
上記第２パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の第２パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている請求項７記載の微細鍛造加工方法。
【請求項９】
上記第１パンチの仮成形時に上記第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１仮成形面と第２仮成形面を成形し、上記第２パンチの仕上げ傾斜面の先端部が上記第１仮成形面に押付けられてから第２パンチで仕上げ成形を行う請求項７または８記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１０】
上記第２パンチの仕上げ成形により、少なくとも上記第２仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に最終仕上げ形状が形成される請求項９記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１１】
上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に最終仕上げ形状が形成される請求項１０記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１２】
上記第１パンチおよび第２パンチの突条部には、それらの先端に形成した山形の斜面により楔状の先端部分が形成され、突条部の両側面と上記斜面との境界部が滑らかに接続された形状とされている請求項４〜１１のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１３】
上記第２パンチの突条部間のピッチは、上記第１パンチの突条部間のピッチよりも大きく設定されている請求項４〜１２のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１４】
上記第２パンチの突条部間のピッチは、０．３ｍｍ以下とされている請求項１３記載の微細鍛造加工方法。
【請求項１５】
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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記圧力発生室形成板の溝状窪部を請求項１〜１４のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法によって形成するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、
上記溝状窪部を、その長手方向端部に少なくとも１つの傾斜成形面を設けるよう第１パンチを用いて成形する第１工程と、上記第１工程の後に上記傾斜成形面に第２パンチを圧入する第２工程とを少なくとも含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
上記第１工程で使用する第１パンチには溝状窪部を成形する突条部と、上記溝状窪部間に配置される隔壁部を成形する空隙部とが設けられている請求項１６記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
上記第１パンチの突条部の長手方向端部に面取り状の傾斜面が設けられ、上記第１工程において上記傾斜面により傾斜成形面を成形し、第２工程において上記傾斜成形面に第２パンチを圧入する請求項１７記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１９】
上記第１パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられ、上記第１工程において上記傾斜面により複数の傾斜成形面を成形し、第２工程において上記傾斜成形面のいずれかに第２パンチを圧入する請求項１７記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、第１パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている請求項１９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２１】
上記第１工程において第１パンチの第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１傾斜成形面と第２傾斜成形面を成形し、第２工程において上記第１傾斜成形面に第２パンチを圧入する請求項２０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２２】
上記第２工程で用いる第２パンチには溝状窪部を成形する突条部と、上記溝状窪部間に配置される隔壁部を成形する空隙部とが設けられ、上記第１工程において第１パンチで素材に溝状窪部を仮成形し、上記第２工程において上記仮成形された溝状窪部に対して仕上げ成形を行う請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２３】
上記第２工程における第２パンチの素材に対する押込み深さは、第１工程における第１パンチの素材に対する押込み深さよりも深く押込む請求項２２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２４】
上記第２パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の第２パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている請求項２３記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２５】
上記第２パンチの仕上げ成形により、少なくとも上記第２仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される請求項２４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２６】
上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される請求項２５記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２７】
上記第２工程で用いる第２パンチは連通口を開口する穴あけパンチであり、上記第２工程は、第１工程で成形された溝状窪部に対して連通口を開口する請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２８】
上記第１工程では、溝状窪部を成形する突条部が配列された仮加工パンチで素材に溝状窪部を仮成形した後、上記仮成形された溝状窪部に対して溝状窪部を成形する突条部が配列された仕上加工パンチで仕上げ成形を行い、上記第２工程では、上記第１工程で成形された溝状窪部に対して穴あけパンチにより連通口を開口する請求項１６記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２９】
上記仕上加工パンチの仕上げ成形時の素材に対する押込み深さは、仮加工パンチの仮成形時の素材に対する押込み深さよりも深く押込む請求項２８記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３０】
上記仮加工パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられている請求項２８または２９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３１】
上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、仮加工パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている請求項３０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３２】
上記仕上加工パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の仕上加工パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている請求項３１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３３】
上記仮加工パンチの仮成形時に上記第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１仮成形面と第２仮成形面を成形し、上記仕上加工パンチの仕上げ傾斜面の先端部が上記第１仮成形面に押付けられてから仕上加工パンチで仕上げ成形を行う請求項７または８記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３４】
上記仕上加工パンチの仕上げ成形により、上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される請求項３３記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３５】
上記第２工程では、上記第１工程で成形された溝状窪部の端部に形成された仕上げ形状における第１仮成形面、第２仮成形面、仕上げ成形面のいずれかに対して穴あけパンチを圧入することにより連通口を開口する請求項３４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３６】
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金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドであって、上記溝状窪部の長手方向端部に傾斜部が設けられ、上記傾斜部に連続した成形面が上記傾斜部と異なる傾斜角度で形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３７】
上記成形面の傾斜角度は、傾斜部の傾斜角度よりも急な傾斜角度である請求項３６記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３８】
上記傾斜部は、角度の異なる２つの傾斜面から構成されている請求項３７記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３９】
上記角度の異なる２つの傾斜面は、溝状窪部の底部に近い第１傾斜面と、溝状窪部の底部から離隔した第２傾斜面であり、上記第１傾斜面に連続して成形面が形成されている請求項３８記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４０】
上記第１傾斜面の傾斜よりも第２傾斜面の方が急な傾斜である請求項３９記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４１】
上記傾斜部に連続した成形面が、圧力発生室の端部形状を形成する面である請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４２】
上記傾斜部に連続した成形面が、上記連通口である請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４３】
圧力発生室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を流路ユニット内に形成し、圧力発生素子によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出可能に構成した液体噴射ヘッドにおいて、
前記流路ユニットは、
圧力発生室となる複数の溝状窪部を溝幅方向に列設すると共に、各溝状窪部の長手方向一端側の底部から板厚方向を貫通する連通口を形成した金属製の圧力発生室形成板と、
この圧力発生室形成板の一方の表面に接合され、前記溝状窪部の開口を封止する封止板と、
前記ノズル開口が穿設されると共に圧力発生室形成板の他方の表面に接合されるノズルプレートとを備え、
上記溝状窪部の長手方向端部に傾斜部が設けられ、上記傾斜部にかかるように連通口が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４４】
上記傾斜部は、溝状窪部における連通口側の端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成されたものであり、該連通口側端面の傾斜下端に隣接させて上記連通口を開設した請求項４３記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４５】
上記連通口側端面の窪部底部に対する起立角度を４５度以上９０度未満に設定したことを特徴とする請求項４４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４６】
上記連通口側端面を、窪部底部に対する起立角度が異なる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４４または請求項４５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４７】
上記連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４４または請求項４５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４８】
上記連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４４または請求項４５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４９】
上記連通口側端面の傾斜上端から上記連通口の一端側開口縁までの距離を、上記溝状窪部の深さよりも短くしたことを特徴とする請求項４４〜請求項４８のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５０】
上記溝状窪部の長手方向他端側に位置する供給側端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成したことを特徴とする請求項４４〜請求項４９のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５１】
上記供給側端面の窪部底部に対する起立角度を４５度以上９０度未満に設定したことを特徴とする請求項５０に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５２】
上記供給側端面を、窪部底部に対する起立角度が異なる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５３】
上記供給側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５４】
上記供給側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、液体噴射ヘッド等の部品製造に採用できる微細鍛造加工方法，液体噴射ヘッドの製造方法および液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】  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。このような液体噴射ヘッドは、主としてプリンタやプロッタ等の画像記録装置用の記録ヘッドとして用いられているが、最近では極く少量の液体を所定位置に正確に供給できるという特長を生かして各種の製造装置に応用されている。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造する製造装置用の色材噴射ヘッド，有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する製造装置用の電極材噴射ヘッド，バイオチップ（生物化学素子）を製造する製造装置用の生体有機物噴射ヘッドに応用されている。そして、記録ヘッドでは液状のインクを吐出し、色材噴射ヘッドではＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を吐出する。また、電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。
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、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。）には種々の形式があるが、広く普及している所謂オン・デマンド方式のものは、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。
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。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、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。特に、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、長手方向で見た窪み形状の端部の形状を精密に求めることが、上記隔壁部の形状を画然と仕上げることにとって重要である。
また、シリコンと金属との線膨張率の差が大きいため、シリコン基板、ノズルプレート及び弾性板の各部材を貼り合わせるにあたり、比較的低温の下で長時間をかけて接着する必要があった。このため、生産性の向上が図り難く、製造コストが嵩む一因となっていた。
そこで、この種の液体噴射ヘッドでは、生産性の向上を図る等のため、金属製の圧力室形成板に液体流路を設ける試みがなされている（例えば、特許文献１，２参照。）。即ち、これらの特許文献には、金属板に対する塑性加工（面押し加工やプレス加工）により、リザーバと圧力室との間を連通する供給口、圧力室となる凹部溝、及び、圧力室とノズル開口との間を連通する連通口を形成する方法が開示されている。
ところが、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加工が困難であり、生産効率の向上が図り難いという問題点があった。
一方、この種の液体噴射ヘッドは、吐出する液滴の量を極く少なくすることが求められている。例えば、インクジェット記録ヘッドでは、インク滴の量を極く少なくすることで、単位面積内に着弾させ得るドットの数を従来よりも増やすことができ、粒状感の少ない高画質な画像を記録できるからである。また、色材噴射ヘッドでは、吐出量を極く少なくすることで、１画素の面積をより小さくでき、高い解像度のディスプレー（フィルタ）を製造できるからである。また、電極材噴射ヘッドでは、電極材料の量を極く少なくすることで、極めて細い導体を所望のパターンで作製できるからである。
なお、上記の特許文献１とは特開昭５５−１４２８３号公報（第２頁，図６）であり、特許文献２とは特開２０００−２６３７９９号公報（第６−８頁，図４−１４）である。
しかしながら、上記各特許文献の方法で現在の要求に応え得る液体噴射ヘッドを作製しようとした場合、いくつかの不具合が生じることが判った。その１つが気泡の排出性の問題である。
即ち、極く少量の液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドを作製するには、圧力室となる溝状の窪部（以下、溝状窪部という。）の幅寸法が極く小さくなってしまう。また、複数の溝状窪部を溝幅方向に近接して設ける必要もある。この場合、上記各特許文献の方法では、全ての連通口を溝状窪部における長手方向の一端に設けることは困難である。例えば、図２５（ａ）に示すように、各連通口３４…を溝状窪部３３の長手側端面（窪部端面）７０から溝長手方向に離隔した位置に設けざるを得ない。これは、窪部端面７０の位置ばらつきによるものである。
この場合において、複数の溝状窪部３３…をプレス加工で作製すると、窪部端面７０の位置が各溝状窪部３３…でばらついてしまう。このため、図２５（ｂ）に示すように、連通口３４を溝状窪部３３における長手方向の際に設けようとすると、一部のパンチが金属板における厚手の部分を打ち抜いてしまうことになる。このパンチは極めて細いので、厚手の部分を打ち抜こうとすると、撓んでしまったり座屈してしまったりする虞がある。従って、各連通口３４…を作製するにあたっては、全てのパンチが溝状窪部３３内に位置するようにマージンを持たせて位置合わせする必要がある。その結果、パンチが窪部端面７０から溝長手方向に離隔して配置され、連通口３４も窪部端面７０から離隔して設けられてしまうことになる。
このように、連通口３４が窪部端面７０から離隔して設けられると、窪部端面７０と連通口３４との間には平坦部７１が形成される。この平坦部７１は気泡滞留の原因となり、この気泡の除去を阻害する要因となる。即ち、この平坦部７１が存在することによって圧力室内を流れる液体には淀みが生じ、液体中の気泡が淀みに停滞して除去が困難となる。さらに、この気泡が成長して大きくなると、液滴の吐出特性（例えば、飛行速度や吐出量）に影響を及ぼす虞があるし、液体の流れを妨げてしまう虞もある。
このように、金属製基板を塑性加工することによって圧力発生室を形成すると、圧力発生室内面の成形形状や、圧力発生室とノズル開口を連通させる連通口まわりの形状によっては、インクに乱流が生じたり気泡の停滞が生じたりしてしまい、液体の吐出特性に悪影響を及ぼしかねないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、隔壁部をその両端部を含めて精密に成形し、圧力発生室等のための窪み形状を高精度の下で加工することにより、圧力発生室内のインクの流れをスムーズにするとともに気泡の停滞を防止すること、すなわち、溝状窪部の端部形状を工夫することにより、気泡の排出性を向上させることを第１の目的としている。
さらに、本発明は、隔壁部をその両端部を含めて精密に成形し、圧力発生室等のための窪み形状を高精度の下で加工することを第２の目的としている。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、本発明の微細鍛造加工方法は、所定ピッチで配列される窪部を形成する微細鍛造加工方法であって、仮成形パンチが配列された第１パンチで素材に各窪部を仮成形した後、上記仮成形された窪部に対して仕上げ成形パンチが配列された第２パンチで仕上げ成形を行うことを要旨とする。
すなわち、仮成形パンチが配列された第１パンチで素材に各窪部を仮成形した後、上記仮成形された窪部に対して仕上げ成形パンチが配列された第２パンチで仕上げ成形を行う微細鍛造加工方法である。
このため、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチに配列された仮成形パンチ間の空隙部と第２パンチに配列された仕上げ成形パンチ間の空隙部により、上記窪部間に配置される隔壁部を成形する場合には、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない隔壁部の形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて隔壁部の仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、肉厚の薄い隔壁部であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第２パンチの仕上げ成形時の素材に対する押込み深さは、第１パンチの仮成形時の素材に対する押込み深さよりも深く押込む場合には、仕上げ成形における第２パンチの押込み深さが第１パンチのそれよりも深いことにより、第１パンチによる仮成形の形状を確実に変形させて仕上げ成形に転じることができ、所定の形状を確実に求めることが可能となる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチの仮成形パンチと上記第２パンチの仕上げ成形パンチが平行に配列された突条部とされ、これらの突条部により上記窪部が平行に配列された溝状窪部として成形される場合には、第１パンチの仮成形と第２パンチの仕上げ成形により、細長い上記溝状窪部の幅，長さ，深さ等の各種寸法や形状を精密に加工することができる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチと第２パンチの各突条部の幅と長さは略等しく設定されている場合には、第１パンチの仮成形に引き続いた第２パンチの仕上げ成形が、略等しくされた寸法の各突条部によって行われるので、仮成形で成形された形状は、それが異常に変形したりすることがなく、仕上げ成形へと移行することができて、最終的に精密な溝状窪部がえられる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられている場合には、傾斜面の角度を選定することにより、突条部の長手方向端部によって流動させられる素材の量や範囲を最適化して、溝状窪部端部の成形形状を正確にもとめることができる。このような素材流動は溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、第１パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている場合には、傾斜角度の大きな第１傾斜面が溝状窪部端部から離隔した箇所で素材に押込まれるので、溝状窪部端部への素材の流動の影響が少ない状態で溝状窪部の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面が素材中に押込まれると、溝状窪部端部に近い側の傾斜角度の小さな第２傾斜面が素材に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部の幅方向の素材移動よりも溝状窪部端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面は傾斜角度が小さいので、溝状窪部の長手方向に対する素材の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部端部付近の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第２パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の第２パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている場合には、仕上げの押込みストロークの段階での溝状窪部端部に向かう素材移動が、上記仕上げ傾斜面の傾斜角度が小さいことにより極力抑制されるので、溝状窪部端部付近の溝状窪部長手方向の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、仕上げ傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチの仮成形時に上記第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１仮成形面と第２仮成形面を成形し、上記第２パンチの仕上げ傾斜面の先端部が上記第１仮成形面に押付けられてから第２パンチで仕上げ成形を行う場合には、溝状窪部の深さ方向で見て第２仮成形面よりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部の長手方向で見て溝状窪部端部から第２仮成形面よりも離隔した箇所にある第１仮成形面に対して第２パンチの上記先端部が押付けられて塑性変形がなされる。したがって、第２パンチによる仕上げ成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。また、第２パンチの仕上げ傾斜面の傾斜角度が小さく設定してあるので、第１仮成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第２パンチの仕上げ成形により、少なくとも上記第２仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に最終仕上げ形状が形成される場合には、第１仮成形面，第２仮成形面の傾斜角度よりも小さな傾斜角度の第２パンチの仕上げ傾斜面で仕上げ加工を行うので、仕上げ傾斜面で第１仮成形面が押込まれて消滅した後においても、第２仮成形面の表面に上記仕上げ傾斜面が面接触することがなく、仕上げ傾斜面により第２仮成形面の端部の素材を押込み方向に移動させることとなる。したがって、溝状窪部端部には少なくとも第２仮成形面とそれに連続した仕上げ成形面が確実に形成され、溝状窪部端部の形状が正確に構成できる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に最終仕上げ形状が形成される場合には、第１仮成形面の傾斜角度よりも小さな傾斜角度の第２パンチの仕上げ傾斜面で仕上げ加工を行うので、第１仮成形面の表面に上記仕上げ傾斜面が面接触することがなく、仕上げ傾斜面により第１仮成形面の端部の素材を押込み方向に移動させることとなる。そして、この移動により第１仮成形面を消滅させないで一部を残存させることにより、溝状窪部端部には第２仮成形面，第１仮成形面およびそれに連続した仕上げ成形面が確実に形成され、溝状窪部端部の形状が正確に構成できる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第１パンチおよび第２パンチの突条部には、それらの先端に形成した山形の斜面により楔状の先端部分が形成され、突条部の両側面と上記斜面との境界部が滑らかに接続された形状とされている場合には、溝状窪部の低部をＶ字型の形状にして溝状窪部の容積を可及的に大きく確保するとともに、隔壁部の基部の剛性を高めて強度的に安定した隔壁部を構成することができる。
本発明の微細鍛造加工方法において、上記第２パンチの突条部間のピッチは、上記第１パンチの突条部間のピッチよりも大きく設定されている場合には、第２パンチによる仕上げ成形の際に、最終的な仕上げ形状を円滑にしかも確実に求めることが可能となる。すなわち、第１パンチの突条部により加圧成形された素材は、第１パンチを素材から後退させると、仮成形されて解放された素材の各部寸法が若干大きくなる現象がある。このような現象にともなって第１パンチで成形された溝状窪部のピッチも第１パンチの突条部のピッチよりも若干大きくなる。そこで、このように大きくなった溝状窪部のピッチに合わせた突条部間ピッチを第２パンチに設定しておくことにより、仮成形寸法に適合した第２パンチの突条部間ピッチで正確な仕上げ成形が、無理な素材変形をともなうことなく円滑にしかも確実に行うことができる。上記第２パンチの突条部間ピッチを０．３ｍｍ以下とすることにより、例えば、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。
つぎに、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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記圧力発生室形成板の溝状窪部を請求項１〜１４のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法によって形成するようにしたことを特徴としている。
したがって、請求項１〜１４に掲げた微細鍛造加工方法の有利な作用効果を駆使して、素材である圧力発生室形成板に溝状窪部が加工される。上記の有利な作用効果に基づく圧力発生室形成板の加工の例を列記すると、つぎのとおりである。
すなわち、上記液体噴射ヘッドの上記圧力発生室形成板の溝状窪部を請求項１〜１４のいずれか一項に記載の微細鍛造加工方法によって形成している。例えば、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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。
あるいは、第１パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられ、上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、第１パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されていることにより、傾斜角度の大きな第１傾斜面が溝状窪部端部から離隔した箇所で圧力発生室形成板に押込まれるので、溝状窪部端部への素材の流動の影響が少ない状態で溝状窪部の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面が圧力発生室形成板中に押込まれると、溝状窪部端部に近い側の傾斜角度の小さな第２傾斜面が素材に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部の幅方向の素材移動よりも溝状窪部端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面は傾斜角度が小さいので、溝状窪部の長手方向に対する素材の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部端部付近の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形され、精密に仕上げられた圧力発生室等の形状がえられる。
さらに、上記第１パンチの仮成形時に上記第１傾斜面と第２傾斜面により圧力発生室形成板に第１仮成形面と第２仮成形面を成形し、上記第２パンチの仕上げ傾斜面の先端部が上記第１仮成形面に押付けられてから第２パンチで仕上げ成形を行う場合には、溝状窪部の深さ方向で見て第２仮成形面よりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部の長手方向で見て溝状窪部端部から第２仮成形面よりも離隔した箇所にある第１仮成形面に対して第２パンチの上記先端部が押付けられて塑性変形がなされる。したがって、第２パンチによる仕上げ成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形され、精密に仕上げられた圧力発生室等の形状がえられる。
また、本発明の第２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金属製のノズルプレートと、溝状窪部の開口面を封止すると共に、溝状窪部の他端に対応する位置に液体供給口を穿設した金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記溝状窪部を、その長手方向端部に少なくとも１つの傾斜成形面を設けるよう第１パンチを用いて成形する第１工程と、上記第１工程の後に上記傾斜成形面に第２パンチを圧入する第２工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
このように、上記溝状窪部を、その長手方向端部に少なくとも１つの傾斜成形面を設けるよう第１パンチを用いて成形する第１工程と、上記第１工程の後に上記傾斜成形面に第２パンチを圧入する第２工程とを少なくとも含み、上記第２パンチが傾斜成形面に対して圧入されることから、第２パンチによる成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。そして、傾斜成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。このように、溝状窪部の端部の最終仕上げ形状が均一にしかも「返り」のない状態で確保できるので、各圧力発生室の容積や形状が一定になりインクの吐出特性が一定に維持でき、また、「返り」等のない形状特性により溝状窪部の端部におけるインク流に乱流が発生したり気泡が停滞したりしない。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第１工程で使用する第１パンチには溝状窪部を成形する突条部と、上記溝状窪部間に配置される隔壁部を成形する空隙部とが設けられている場合には、細長い上記溝状窪部の幅，長さ，深さ等の各種寸法や形状を精密に加工することができ、肉厚の薄い隔壁部であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第１パンチの突条部の長手方向端部に面取り状の傾斜面が設けられ、上記第１工程において上記傾斜面により傾斜成形面を成形し、第２工程において上記傾斜成形面に第２パンチを圧入する場合には、傾斜面の角度を選定することにより、突条部の長手方向端部によって流動させられる素材の量や範囲を最適化して、溝状窪部端部の成形形状を正確にもとめることができる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第１パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられ、上記第１工程において上記傾斜面により複数の傾斜成形面を成形し、第２工程において上記傾斜成形面のいずれかに第２パンチを圧入する場合には、傾斜面の角度を選定することにより、突条部の長手方向端部によって流動させられる素材の量や範囲を最適化して、溝状窪部端部の成形形状を正確にもとめることができる。このような素材流動は溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、第１パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている場合には、傾斜角度の大きな第１傾斜面が溝状窪部端部から離隔した箇所で素材に押込まれるので、溝状窪部端部への素材の流動の影響が少ない状態で溝状窪部の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面が素材中に押込まれると、溝状窪部端部に近い側の傾斜角度の小さな第２傾斜面が素材に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部の幅方向の素材移動よりも溝状窪部端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面は傾斜角度が小さいので、溝状窪部の長手方向に対する素材の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部端部付近の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第１工程において第１パンチの第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１傾斜成形面と第２傾斜成形面を成形し、第２工程において上記第１傾斜成形面に第２パンチを圧入する場合には、突条部の長手方向端部によって流動させられる素材の量や範囲を最適化して、溝状窪部端部の成形形状を正確にもとめることができる。このような素材流動は溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２工程で用いる第２パンチには溝状窪部を成形する突条部と、上記溝状窪部間に配置される隔壁部を成形する空隙部とが設けられ、上記第１工程において第１パンチで素材に溝状窪部を仮成形し、上記第２工程において上記仮成形された溝状窪部に対して仕上げ成形を行う場合には、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２工程における第２パンチの素材に対する押込み深さは、第１工程における第１パンチの素材に対する押込み深さよりも深く押込む場合には、第２パンチの押込み深さが第１パンチのそれよりも深いことにより、第１パンチによる成形の形状を確実に変形させることができ、所定の形状を確実に求めることが可能となる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の第２パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている場合には、仕上げの押込みストロークの段階での溝状窪部端部に向かう素材移動が、上記仕上げ傾斜面の傾斜角度が小さいことにより極力抑制されるので、溝状窪部端部付近の溝状窪部長手方向の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、仕上げ傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２パンチの仕上げ成形により、少なくとも上記第２仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される場合には、第１仮成形面，第２仮成形面の傾斜角度よりも小さな傾斜角度の第２パンチの仕上げ傾斜面で仕上げ加工を行うので、仕上げ傾斜面で第１仮成形面が押込まれて消滅した後においても、第２仮成形面の表面に上記仕上げ傾斜面が面接触することがなく、仕上げ傾斜面により第２仮成形面の端部の素材を押込み方向に移動させることとなる。したがって、溝状窪部端部には少なくとも第２仮成形面とそれに連続した仕上げ成形面が確実に形成され、溝状窪部端部の形状が正確に構成できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される場合には、第１仮成形面の傾斜角度よりも小さな傾斜角度の第２パンチの仕上げ傾斜面で仕上げ加工を行うので、第１仮成形面の表面に上記仕上げ傾斜面が面接触することがなく、仕上げ傾斜面により第１仮成形面の端部の素材を押込み方向に移動させることとなる。そして、この移動により第１仮成形面を消滅させないで一部を残存させることにより、溝状窪部端部には第２仮成形面，第１仮成形面およびそれに連続した仕上げ成形面が確実に形成され、溝状窪部端部の形状が正確に構成できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２工程で用いる第２パンチは連通口を開口する穴あけパンチであり、上記第２工程は、第１工程で成形された溝状窪部に対して連通口を開口する場合には、上記連通口は傾斜成形面に対して穴あけパンチが圧入されて形成されることから、連通口の成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。そして、傾斜成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。このように、溝状窪部の端部の連通口まわりの仕上げ形状が均一にしかも「返り」のない状態で確保できるので、連通口の部分におけるインク流に乱流が発生したり気泡が停滞したりせず、インクの吐出特性が一定に維持できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第１工程では、溝状窪部を成形する突条部が配列された仮加工パンチで素材に溝状窪部を仮成形した後、上記仮成形された溝状窪部に対して溝状窪部を成形する突条部が配列された仕上加工パンチで仕上げ成形を行い、上記第２工程では、上記第１工程で成形された溝状窪部に対して穴あけパンチにより連通口を開口する場合には、仮成形で最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的に徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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。
また、上記連通口は傾斜成形面に対して穴あけパンチが圧入されて形成されることから、連通口の成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。そして、傾斜成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。このように、溝状窪部の端部の連通口まわりの仕上げ形状が均一にしかも「返り」のない状態で確保できるので、連通口の部分におけるインク流に乱流が発生したり気泡が停滞したりせず、インクの吐出特性が一定に維持できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記仕上加工パンチの仕上げ成形時の素材に対する押込み深さは、仮加工パンチの仮成形時の素材に対する押込み深さよりも深く押込む場合には、仕上加工パンチの押込み深さが仮加工パンチのそれよりも深いことにより、仮加工パンチによる成形の形状を確実に変形させることができ、所定の形状を確実に求めることが可能となる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記仮加工パンチの突条部の長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられている場合には、傾斜面の角度を選定することにより、突条部の長手方向端部によって流動させられる素材の量や範囲を最適化して、溝状窪部端部の成形形状を正確にもとめることができる。このような素材流動は溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記傾斜面は上記突条部の先端部分に近づけて配置した第１傾斜面と上記突条部の先端部分から離隔させて配置した第２傾斜面から構成され、仮加工パンチの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面の傾斜角度は第１傾斜面の方が大きく設定されている場合には、傾斜角度の大きな第１傾斜面が溝状窪部端部から離隔した箇所で素材に押込まれるので、溝状窪部端部への素材の流動の影響が少ない状態で溝状窪部の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面が素材中に押込まれると、溝状窪部端部に近い側の傾斜角度の小さな第２傾斜面が素材に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部の幅方向の素材移動よりも溝状窪部端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面は傾斜角度が小さいので、溝状窪部の長手方向に対する素材の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部端部付近の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記仕上加工パンチの突条部の長手方向の端部に面取り状の仕上げ傾斜面が形成され、この仕上げ傾斜面の仕上加工パンチの押込み方向に対する傾斜角度は、上記第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されている場合には、仕上げの押込みストロークの段階での溝状窪部端部に向かう素材移動が、上記仕上げ傾斜面の傾斜角度が小さいことにより極力抑制されるので、溝状窪部端部付近の溝状窪部長手方向の素材の移動量も抑制されて、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。すなわち、仕上げ傾斜面が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部端部における溝状窪部の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部端部付近における隔壁部の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記仮加工パンチの仮成形時に上記第１傾斜面と第２傾斜面により素材に第１仮成形面と第２仮成形面を成形し、上記仕上加工パンチの仕上げ傾斜面の先端部が上記第１仮成形面に押付けられてから仕上加工パンチで仕上げ成形を行う場合には、溝状窪部の深さ方向で見て第２仮成形面よりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部の長手方向で見て溝状窪部端部から第２仮成形面よりも離隔した箇所にある第１仮成形面に対して仕上加工パンチの上記先端部が押付けられて塑性変形がなされる。したがって、仕上加工パンチによる仕上げ成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。また、仕上加工パンチの仕上げ傾斜面の傾斜角度が小さく設定してあるので、第１仮成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記仕上加工パンチの仕上げ成形により、上記第２仮成形面と上記第１仮成形面と上記仕上げ成形によって成形された仕上げ成形面とで溝状窪部の端部に仕上げ形状が形成される場合には、第１仮成形面の傾斜角度よりも小さな傾斜角度の仕上加工パンチの仕上げ傾斜面で仕上げ加工を行うので、第１仮成形面の表面に上記仕上げ傾斜面が面接触することがなく、仕上げ傾斜面により第１仮成形面の端部の素材を押込み方向に移動させることとなる。そして、この移動により第１仮成形面を消滅させないで一部を残存させることにより、溝状窪部端部には第２仮成形面，第１仮成形面およびそれに連続した仕上げ成形面が確実に形成され、溝状窪部端部の形状が正確に構成できる。
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、上記第２工程では、上記第１工程で成形された溝状窪部の端部に形成された仕上げ形状における第１仮成形面、第２仮成形面、仕上げ成形面のいずれかに対して穴あけパンチを圧入することにより連通口を開口する場合には、上記連通口は傾斜成形面に対して穴あけパンチが圧入されて形成されることから、連通口の成形は、溝状窪部端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部端部の形状が画然と形成される。そして、傾斜成形面の表面部は素材の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。このように、溝状窪部の端部の連通口まわりの仕上げ形状が均一にしかも「返り」のない状態で確保できるので、連通口の部分におけるインク流に乱流が発生したり気泡が停滞したりせず、インクの吐出特性が一定に維持できる。
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金属材製の封止板とを備え、圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドであって、上記溝状窪部の長手方向端部に傾斜部が設けられ、上記傾斜部に連続した成形面が上記傾斜部と異なる傾斜角度で形成されていることを特徴とする。
このように、上記溝状窪部の長手方向端部に傾斜部が設けられ、上記傾斜部に連続した成形面が上記傾斜部と異なる傾斜角度で形成されていることから、パンチの押し込み時において金属が円滑に流れ、極く微細な形状の溝状窪部であっても、端部の寸法精度を高めることができ、隔壁部の高さを十分確保することができる。また、圧力発生室の端部において液体は、傾斜面に沿って淀みなく流れる。このため、上記端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記成形面の傾斜角度は、傾斜部の傾斜角度よりも急な傾斜角度である場合には、圧力発生室の端部における気泡の停滞を有効に防止できるし、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記傾斜部は、角度の異なる２つの傾斜面から構成されている場合には、圧力発生室の端部において液体は、２つの傾斜面から成形面に沿って淀みなく流れるため、上記端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記角度の異なる２つの傾斜面は、溝状窪部の底部に近い第１傾斜面と、溝状窪部の底部から離隔した第２傾斜面であり、上記第１傾斜面に連続して成形面が形成されている場合には、圧力発生室の端部において液体は、第１傾斜面、第２傾斜面および成形面に沿って淀みなく流れるため、この端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記第１傾斜面の傾斜よりも第２傾斜面の方が急な傾斜である場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、第２パンチの押込み時に当該傾斜面の少なくとも一部に打ち込むときの第２パンチに与える負担が少ない。このため、第２パンチの耐久性を維持しつつ、端面の傾斜下端に隣接させて第２パンチを押込める。また、第２パンチを傾斜面に対して打ち込むため、第１パンチにより形成された傾斜面と第２パンチにより形成された傾斜面との間に窪部底部と平行な平面が生じないため、圧力発生室内に入り込んだ気泡の停滞が防止される。さらに、端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記傾斜部に連続した成形面が、圧力発生室の端部形状を形成する面である場合には、圧力発生室の端部における気泡の停滞を防止でき、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記傾斜部に連続した成形面が、上記連通口である場合にも、圧力発生室の端部から連通口にわたる部分における気泡の停滞を防止でき、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
また、本発明の請求項４３に記載のものは、圧力発生室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を流路ユニット内に形成し、圧力発生素子によって圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせてノズル開口から液滴を吐出可能に構成した液体噴射ヘッドにおいて、
前記流路ユニットは、
圧力発生室となる複数の溝状窪部を溝幅方向に列設すると共に、各溝状窪部の長手方向一端側の底部から板厚方向を貫通する連通口を形成した金属製の圧力発生室形成板と、
この圧力発生室形成板の一方の表面に接合され、前記溝状窪部の開口を封止する封止板と、
前記ノズル開口が穿設されると共に圧力発生室形成板の他方の表面に接合されるノズルプレートとを備え、
上記溝状窪部の長手方向端部に傾斜部が設けられ、上記傾斜部にかかるように連通口が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドである。
請求項４４記載のものは、上記傾斜部は、溝状窪部における連通口側の端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成されたものであり、該連通口側端面の傾斜下端に隣接させて上記連通口を開設した請求項４３記載の液体噴射ヘッドである。
請求項４５に記載のものは、上記連通口側端面の窪部底部に対する起立角度を４５度以上９０度未満に設定したことを特徴とする請求項４４に記載の液体噴射ヘッドである。
ここで、「起立角度」とは、溝長手方向の外側に向けて該窪部底部と平行に設定された基準線からの起立角度を意味する。
請求項４６に記載のものは、上記連通口側端面を、窪部底部に対する起立角度が異なる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４３または請求項４５に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項４７に記載のものは、上記連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４４または請求項４５に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項４８に記載のものは、上記連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成したことを特徴とする請求項４４または請求項４５に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項４９に記載のものは、上記連通口側端面の傾斜上端から上記連通口の一端側開口縁までの距離を、上記溝状窪部の深さよりも短くしたことを特徴とする請求項４４〜請求項４８のいずれかに記載の液体噴射ヘッドである。
請求項５０に記載のものは、上記溝状窪部の長手方向他端側に位置する供給側端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成したことを特徴とする請求項４４〜請求項４９のいずれかに記載の液体噴射ヘッドである。
請求項５１に記載のものは、上記供給側端面の窪部底部に対する起立角度を４５度以上９０度未満に設定したことを特徴とする請求項５０に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項５２に記載のものは、上記供給側端面を、窪部底部に対する起立角度が異なる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項５３に記載のものは、上記供給側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッドである。
請求項５４に記載のものは、上記供給側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成したことを特徴とする請求項５０または請求項５１に記載の液体噴射ヘッドである。
【図面の簡単な説明】  図１は、インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
図２は、インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
図３は（Ａ）及び（Ｂ）は、振動子ユニットを説明する図である。
図４は、圧力発生室形成板の平面図である。
図５は、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は、弾性板の平面図である。
図７は、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は、第１パンチと素材との関係を示す斜視図である。
図１２は、本発明の第１の実施の形態における、第１パンチ，第２パンチを示す図であり、（Ａ）は第１パンチが素材に押込まれた状態を示す断面図、（Ｂ）は第２パンチが素材に押込まれた状態を示す断面図、（Ｃ）は第１パンチの側面図、（Ｄ）は第２パンチの側面図、（Ｅ）は（Ｃ）の（Ｅ）−（Ｅ）断面図、（Ｆ）は（Ｄ）の（Ｆ）−（Ｆ）断面図である。
図１３は、仮成形パンチ，仕上げ成形パンチの突条部端部の形状を示す斜視図である。
図１４は、各突条部端部の傾斜面と素材の変形状態を示す縦断側面図である。
図１５は、本発明の第２の実施の形態を示す図であり、（Ａ）は第１工程で溝状窪部を成形する状態、（Ｂ）および（Ｃ）は第２工程で連通口を成形する状態である。
図１６は、本発明の第３の実施の形態を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は第１工程で溝状窪部を成形する状態、（Ｃ）および（Ｄ）は第２工程で連通口を成形する状態である。
図１７は、本発明の第４の実施の形態における、溝状窪部を説明する図であり、（ａ）は窪部開口側から見た図、（ｂ）は溝長手方向に切断した断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
図１８は、溝状窪部形成工程を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は１回目のパンチングを説明する図である。
図１９は、溝状窪部形成工程を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は２回目のパンチングを説明する図である。
図２０は、連通口形成工程を説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）は上半部分の形成工程を説明する図である。
図２１は、連通口形成工程を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は下半部分の形成工程を説明する図である。
図２２は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。
図２３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、連通口側端面の変形例を説明する図である。
図２４は、圧力発生素子として発熱素子を用いた記録ヘッドへの適用例を説明する図である。
図２５（ａ），（ｂ）は、従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
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、図示の実施の形態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。なお、本発明は他の液体噴射ヘッド、例えば、色材噴射ヘッド，電極材噴射ヘッド，生体有機物噴射ヘッド等にも同様に適用できる。
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、櫛歯状の圧電振動子１０からなる圧電振動子群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、この例では１ユニットあたり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、各圧電振動子１０に駆動信号を供給するための可撓性を有するテープ状の配線部材である。上記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。
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の先端が収納空部１２の先端側開口から臨む状態で収納空部１２内に収納される。各圧電振動子２４…の先端面が開口から臨む状態で収納空部１７内に収納され固定される。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。そして、この収納状態で各圧電振動子１０…の先端面は、流路ユニット４の島部４７に接合される。従って、圧電振動子１０が伸縮することで島部４７が押されたり引っ張られたりしてダイヤフラム部４４が変形する。
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。この先端凹部１５は、後述するように流路ユニット４の弾性板３２によって封止されてリザーバ（共通インク室）１４となる。そして、インク供給路１３の取付面側の端部は、この先端凹部１５内に臨んでいる。本実施形態の先端凹部１５は、収納空部１２よりも左右外側に形成された略台形状の凹部であり、収納空部１２側に台形の下底が位置するように形成されている。
インク供給路１３は、ケース２の高さ方向を貫通するように形成され、先端が先端凹部１５に連通している。また、インク供給路１３における取付面側の端部は、取付面から突設した接続口１６内に形成されている。
上記の接続基板５は、記録ヘッド１に供給する各種信号用の電気配線が形成されると共に、信号ケーブルを接続可能なコネクタ１７が取り付けられた配線基板である。そして、この接続基板５は、ケース２における取付面上に配置され、フレキシブルケーブル９の電気配線が半田付け等によって接続される。また、コネクタ１７には、制御装置（図示せず）からの信号ケーブルの先端が挿入される。
上記の供給針ユニット６は、インク（液体状のインクであり、本発明の液体の一種である。）を貯留したインクカートリッジ（図示せず）が接続される部分であり、針ホルダ１８と、インク供給針１９と、フィルタ２０とから概略構成される。
インク供給針１９は、インクカートリッジ内に挿入される部分であり、インクカートリッジ内に貯留されたインクを導入する。このインク供給針１９の先端部は円錐状に尖っており、インクカートリッジ内に挿入し易くなっている。また、この先端部には、インク供給針１９の内外を連通するインク導入孔が複数穿設されている。そして、本実施形態の記録ヘッド１は２種類のインクを吐出可能であるため、このインク供給針１９を２本備えている。
針ホルダ１８は、インク供給針１９を取り付けるための部材であり、その表面にはインク供給針１９の根本部分を止着するための台座２１を２本分横並びに形成している。この台座２１は、インク供給針１９の底面形状に合わせた円形状に作製されている。また、台座底面の略中心には、針ホルダ１８の板厚方向を貫通するインク排出口２２を形成している。また、この針ホルダ１８には、フランジ部を側方に延出している。
フィルタ２０は、埃や成型時のバリ等のインク内の異物の通過を阻止する部材であり、例えば、目の細かな金属網によって構成される。このフィルタ２０は、台座２１内に形成されたフィルタ保持溝に接着されている。
そして、この供給針ユニット６は、図２に示すように、ケース２の取付面上に配設される。この配設状態において、供給針ユニット６のインク排出口２２とケース２の接続口１６とは、パッキン２３を介して液密状態で連通する。
このような構成の記録ヘッド１では、インクカートリッジに貯留されたインクをインク供給針１９を介してインク供給路１３に導く。このインクは、共通インク室１４、圧力発生室２９、及び、連通口３４を満たす。そして、圧電振動子１０が素子長手方向に伸縮すると、ダイヤフラム部４４が変形して圧力発生室２９の容積が変動する。この容積変動によって圧力発生室２９内に貯留されているインクに圧力変動が生じ、ノズル開口４８からインク滴が吐出される。例えば、中間容積にある圧力発生室２９を一旦膨張させた後に急激に収縮させると、膨張に伴う減圧によって共通インク室１４からのインクが圧力発生室２９に供給され、収縮に伴う加圧によってノズル開口４８からインク滴が吐出される。
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。
上記流路ユニット４は、インク供給口４５（液体供給口の一種）から圧力発生室２９を通ってノズル開口４８に至る一連のインク流路（本発明における液体流路の一種）を内部に形成した部材である。この流路ユニット４は、圧力発生室２９となる溝状窪部３３、及び、連通口３４を形成した金属製の圧力発生室形成板３０と、複数のノズル開口４８…を形成した金属製のノズルプレート３１と、ダイヤフラム部４４及びインク供給口４５を形成した弾性板３２（本発明における封止板の一種）とを備えている。
この流路ユニット４は、圧力発生室形成板３０の一方の表面に弾性板３２を接合し、他方の表面にノズルプレート３１を接合することで作製されている。ここで、各部材３２，３０，３１の接合には例えばシート状の接着剤が好適に用いられる。そして、各部材を接合することにより、溝状窪部３３の開口（以下、窪部開口という。）が弾性板３２のダイヤフラム部４４によって封止されて圧力発生室２９が区画形成される。この圧力発生室２９の一端部とノズル開口４８との間は連通口３４によって連通され、圧力発生室２９の他端部にはインク供給口４５が臨んでいる。
そして、この流路ユニット４は、弾性板３２をケース２側に向けた状態でケース先端面に接合される。例えば、シート状の接着剤によって接着される。これにより、共通インク室１４が区画形成されると共に、共通インク室１４と圧力発生室２９とがインク供給口４５を通じて連通する。
圧力発生室形成板３０は、図４に示すように、溝状窪部３３と、連通口３４と、逃げ凹部３５とを形成した金属製の板状部材である。本実施形態では、この圧力発生室形成板３０を、厚さ０．３５ｍｍのニッケル製の基板を塑性加工することで作製している。
ここで、基板としてニッケルを選定した理由について説明する。第１の理由は、このニッケルの線膨張係数が、ノズルプレート３１や弾性板３２の主要部を構成する金属（本実施形態では後述するようにステンレス）の線膨張係数と略等しいからである。すなわち、流路ユニット４を構成する圧力発生室形成板３０、弾性板３２及びノズルプレート３１の線膨張係数が揃うと、これらの各部材を加熱接着した際において、各部材は均等に膨張する。このため、膨張率の相違に起因する反り等の機械的ストレスが発生し難い。その結果、接着温度を高温に設定しても各部材を支障なく接着することができる。また、記録ヘッド１の作動時に圧電振動子１０が発熱し、この熱によって流路ユニット４が加熱されたとしても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２が均等に膨張する。このため、記録ヘッド１の作動に伴う加熱と作動停止に伴う冷却とが繰り返し行われても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２に剥離等の不具合は生じ難い。
第２の理由は、防錆性に優れているからである。すなわち、この種の記録ヘッド１では水性インクが好適に用いられているので、長期間に亘って水が接触しても錆び等の変質が生じないことが肝要である。その点、ニッケルは、ステンレスと同様に防錆性に優れており、錆び等の変質が生じ難い。
第３の理由は、展性に富んでいるからである。すなわち、圧力発生室形成板３０を作製するにあたり、本実施形態では後述するように塑性加工（例えば、鍛造加工）で行っている。そして、圧力発生室形成板３０に形成される溝状窪部３３や連通口３４は、極めて微細な形状であり、且つ、高い寸法精度が要求される。そして、基板にニッケルを用いると、展性に富んでいることから塑性加工であっても溝状窪部３３や連通口３４を高い寸法精度で形成することができる。
なお、圧力発生室形成板３０に関し、上記した各要件、すなわち、線膨張係数の要件、防錆性の要件、及び、展性の要件を満たすならば、ニッケル以外の金属で構成してもよい。
溝状窪部３３は、圧力発生室２９となる溝状の窪部であり、図５に拡大して示すように、直線状の溝によって構成されている。本実施形態では、幅約０．１ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝を溝幅方向に１８０個列設している。この溝状窪部３３の底面は、深さ方向（すなわち、奥側）に進むに連れて縮幅されてＶ字状に窪んでいる。底面をＶ字状に窪ませたのは、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁部２８の剛性を高めるためである。すなわち、底面をＶ字状に窪ませることにより、隔壁部２８の根本部分（底面側の部分）の肉厚が厚くなって隔壁部２８の剛性が高まる。
そして、隔壁部２８の剛性が高くなると、隣の圧力発生室２９からの圧力変動の影響を受け難くなる。すなわち、隣の圧力発生室２９からのインク圧力の変動が伝わり難くなる。また、底面をＶ字状に窪ませることにより、溝状窪部３３を塑性加工によって寸法精度よく形成することもできる（後述する）。そして、このＶ字の角度は、加工条件によって規定されるが、例えば９０度前後である。さらに、隔壁部２８における先端部分の肉厚が極く薄いことから、各圧力発生室２９…を密に形成しても必要な容積を確保することができる。
また、本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。塑性加工による溝状窪部３３の形成工程および溝状窪部３３の形状は、後に詳しく説明する。
さらに、両端部の溝状窪部３３，３３に隣接させてこの溝状窪部３３よりも幅広なダミー窪部３６を１つずつ形成している。このダミー窪部３６は、インク滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室となる溝状の窪部である。本実施形態のダミー窪部３６は、幅約０．２ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝によって構成されている。そして、このダミー窪部３６の底面は、Ｗ字状に窪んでいる。これも、隔壁部２８の剛性を高めるため、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。本実施形態では、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。本実施形態の連通口３４は、開口形状が矩形状であり、圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口３７と、溝状窪部３３とは反対側の表面から板厚方向の途中まで形成した第２連通口３８とから構成されている。
そして、第１連通口３７と第２連通口３８とは断面積が異なっており、第２連通口３８の内寸法が第１連通口３７の内寸法よりも僅かに小さく設定されている。これは、連通口３４をプレス加工によって作製していることに起因する。すなわち、この圧力発生室形成板３０は、厚さ０．３５ｍｍのニッケル板を加工することで作製しているため、連通口３４の長さは、溝状窪部３３の深さを差し引いても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。
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。
逃げ凹部３５は、共通インク室１４におけるコンプライアンス部の作動用空間を形成する。本実施形態では、ケース２の先端凹部１５と略同じ形状であって、深さが溝状窪部３３と等しい台形状の凹部によって構成している。なお、逃げ凹部３５を圧力発生室形成板３０を板厚方向に貫通する貫通口としてもよい。
次に、上記の弾性板３２について説明する。この弾性板３２は、封止板の一種であり、例えば、支持板４２上に弾性体膜４３を積層した二重構造の複合材（本発明の金属材の一種）によって作製される。本実施形態では、支持板４２としてステンレス板を用い、弾性体膜４３としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いている。
図６に示すように、弾性板３２には、ダイヤフラム部４４と、インク供給口４５と、コンプライアンス部４６とを形成している。
ダイヤフラム部４４は、圧電振動子１０の伸縮（変形）によって変形する部分であり、圧力発生室２９の一部を区画する部分である。すなわち、ダイヤフラム部４４は溝状窪部３３の開口面を封止し、この溝状窪部３３と共に圧力発生室２９を区画形成する。このダイヤフラム部４４は、図７（ａ）に示すように、溝状窪部３３に対応した細長い形状であり、溝状窪部３３を封止する封止領域に対し、各溝状窪部３３…毎に形成されている。具体的には、ダイヤフラム部４４の幅は溝状窪部３３の溝幅と略等しく設定され、ダイヤフラム部４４の長さは溝状窪部３３の長さよりも多少短く設定されている。長さに関し、本実施形態では、溝状窪部３３の長さの約２／３に設定されている。そして、形成位置に関し、図２に示すように、ダイヤフラム部４４の一端を、溝状窪部３３の一端（連通口３４側の端部）に揃えている。
このダイヤフラム部４４は、図７（ｂ）に示すように、溝状窪部３３に対応する部分の支持板４２をエッチング等によって環状に除去して弾性体膜４３のみとすることで作製され、この環内には島部４７を形成している。即ち、剛体部としての島部４７の周辺に変形部としての弾性体膜４３を設けた構成である。そして、上記したように、この島部４７には圧電振動子１０の先端面が接合され、圧電振動子１０の伸縮によって島部４７が移動すると共に弾性体膜４３が変形する。この弾性体膜４３の変形によって圧力発生室２９が膨張或いは収縮する。
インク供給口４５は、圧力発生室２９と共通インク室１４とを連通するための孔であり、弾性板３２の板厚方向を貫通している。このインク供給口４５も、ダイヤフラム部４４と同様に、溝状窪部３３に対応する位置に各溝状窪部３３…毎に形成されている。このインク供給口４５は、図２に示すように、連通口３４とは反対側の溝状窪部３３の他端に対応する位置に穿設されている。また、このインク供給口４５の直径は、溝状窪部３３の溝幅よりも十分に小さく設定されている。本実施形態では、２３ミクロンの微細な貫通孔によって構成している。
このようにインク供給口４５を微細な貫通孔にした理由は、圧力発生室２９と共通インク室１４との間に流路抵抗を付与するためである。すなわち、この記録ヘッド１では、圧力発生室２９内のインクに付与した圧力変動を利用してインク滴を吐出させている。このため、インク滴を効率よく吐出させるためには、圧力発生室２９内のインク圧力をできるだけ共通インク室１４側に逃がさないようにすることが肝要である。この観点から本実施形態では、インク供給口４５を微細な貫通孔によって構成している。
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。
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。そして、このコンプライアンス部４４は、共通インク室１４内のインク圧力に応じて変形し、圧力変動を吸収する作用を奏する。
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、弾性板３２を金属板のみによって構成することもできる。例えば、変形し難い厚肉部と弾性を備える程度の薄さの薄肉部とを設けた金属板を用い、ダイヤフラム部４４の島部４７を上記の厚肉部によって構成し、ダイヤフラム部４４の変形部とコンプライアンス部４６とを上記の薄肉部によって構成してもよい。
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。
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。
さらに、弾性板３２（すなわち、流路ユニット４）をケース２に接合すると、コンプライアンス部４６が先端凹部１５を封止する。このコンプライアンス部４６は、共通インク室１４に貯留されたインクの圧力変動を吸収する。すなわち、貯留されたインクの圧力に応じて弾性体膜４３が膨張したり収縮したりして変形する。そして、上記の逃げ凹部３５は、弾性体膜４３の膨張時において、弾性体膜４３が膨らむための空間を形成する。
上記構成の記録ヘッド１は、インク供給針１９から共通インク室１４までの共通インク流路と、共通インク室１４から圧力発生室２９を通って各ノズル開口４８…に至る個別インク流路とを有する。そして、インクカートリッジに貯留されたインクは、インク供給針１９から導入されて共通インク流路を通って共通インク室１４に貯留される。この共通インク室１４に貯留されたインクは、個別インク流路を通じてノズル開口４８から吐出される。
例えば、圧電振動子１０を収縮させると、ダイヤフラム部４４が振動子ユニット３側に引っ張られて圧力発生室２９が膨張する。この膨張により圧力発生室２９内が負圧化されるので、共通インク室１４内のインクがインク供給口４５を通って各圧力発生室２９に流入する。その後、圧電振動子１０を伸張させると、ダイヤフラム部４４が圧力発生室形成板３０側に押されて圧力発生室２９が収縮する。この収縮により、圧力発生室２９内のインク圧力が上昇し、対応するノズル開口４８からインク滴が吐出される。
そして、この記録ヘッド１では、圧力発生室２９（溝状窪部３３）の底面がＶ字状に窪んでいる。このため、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁部２８は、その根本部分の肉厚が先端部分の肉厚よりも厚く形成される。これにより、隔壁部２８の剛性を従来よりも高めることができる。従って、インク滴の吐出時において、圧力発生室２９内にインク圧力の変動が生じたとしても、その圧力変動を隣の圧力発生室２９に伝わり難くすることができる。その結果、所謂隣接クロストークを防止でき、インク滴の吐出を安定化できる。
また、本実施形態では、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。
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。
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。
次に、上記記録ヘッド１の製造方法について説明する。なお、この製造方法では、上記の圧力発生室形成板３０の製造工程に特徴を有しているので、圧力発生室形成板３０の製造工程を中心に説明することにする。なお、この圧力発生室形成板３０は、順送り型による鍛造加工によって作製される。また、圧力発生室形成板３０の素材として使用する帯板は、上記したようにニッケル製である。
圧力発生室形成板３０の製造工程は、溝状窪部３３を形成する溝状窪部形成工程と、連通口３４を形成する連通口形成工程とからなり、順送り型によって行われる。なお、溝状窪部３３の長手方向端部の成形については、後述する。
溝状窪部形成工程では、図８に示す雄型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、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。
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。
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。
また、突条部５３の押し込みを板厚方向の途中で止めているので、貫通孔として形成する場合よりも厚い帯板５５を用いることができる。これにより、圧力発生室形成板３０の剛性を高めることができ、インク滴の吐出特性の向上が図れる。また、圧力発生室形成板３０の取り扱いも容易になる。
また、突条部５３で押圧されたことにより、帯板５５の一部は隣り合う突条部５３，５３の空間内に隆起する。ここで、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。
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。
上記前提のもとに、本発明の第１の実施の形態を説明する。
ここで、溝状窪部３３の成形精度、とりわけ溝状窪部３３の長手方向端部における成形処理が隔壁部２８の端部付近を画然と成形するために重要となる。このような要請に応えるために、本発明では上述の加工工程を、仮成形工程（本発明の第１工程の一態様）と仕上げ成形工程に分割するとともに、突条部５３の端部の面取り形状を、上記仮成形工程と仕上げ成形工程（本発明の第２工程の一態様）に適合した特殊な形状としている。
図１１〜図１４は上記のような微細鍛造加工方法，液体噴射ヘッドの製造方法および液体噴射ヘッド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。
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。
仮成形用の雄型５１ａすなわち第１パンチに、多数の仮成形パンチ５１ｂが配列されている。溝状窪部３３を成形するために、この仮成形パンチ５１ｂを細長く変形して、突条部５３ｃとされている。また、隔壁部２８を成形するために、上記仮成形パンチ５１ｂのあいだに空隙部５３ｂ（図８，図１０参照）が設けられている。上記第１パンチ５１ａが素材である圧力発生室形成板５５に押込まれた状態が、図１２（Ａ）に示してある。
一方、図１１のような斜視図の形態では図示していないが、図１２（Ｂ）に示すように、仕上げ成形用の雄型５１ｃすなわち第２パンチに、多数の仕上げ成形パンチ５１ｄが上記仮成形パンチ５１ｂと同様にして配列されている。溝状窪部３３を仕上げ成形するために、この仕上げ成形パンチ５１ｄを細長く変形して、突条部５３ｄとされている。また、隔壁部２８を成形するために、上記仕上げ成形パンチ５１ｄのあいだに空隙部５３ｅ（図示されていない）が設けられている。上記第２パンチ５１ｃが素材である圧力発生室形成板５５に押込まれた状態が、図１２（Ｂ）に示してある。図１２（Ｂ）に符号Ｓで示すように、第２パンチ５１ｃの押込み深さは、第１パンチ５１ａの押込み深さよりも深さＳだけ深く設定されている。
上記第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃの各突条部５３ｃ，５３ｄは、それらの幅と長さが略等しく設定されている。
上記第１パンチ５１ａの突条部５３ｃの長手方向端部には、角度の異なる面取り状の傾斜面が配置されている。この傾斜面は、先端部分５３ａに近づけて配置した第１傾斜面６３と先端部分５３ａから離隔させて配置した第２傾斜面６４が図１３（Ａ）に示すように連続して設けられている。図１４（Ａ）に示すように、第１パンチ５１ａの押込み方向（押込み方向線Ｌ）に対する第１傾斜面６３の傾斜角度をθ１で表し、同じく第２傾斜面６４の傾斜角度をθ２で表してあり、両角度の大小関係はθ１＞θ２とされている。
一方、仕上げ成形用の第２パンチ５１ｃには、突条部５３ｄの長手方向端部に面取り状の仕上げ傾斜面６５が設けられ、図１４（Ｂ）に２点鎖線で示すように、第２パンチ５１ｃの押込み方向（押込み方向線Ｌ）に対する仕上げ傾斜面６５の傾斜角度をθ３で表し、θ２＞θ３の大小関係とされている。したがって、第１傾斜面６３，第２傾斜面６４，仕上げ傾斜面６５の各傾斜角度は、θ１＞θ２＞θ３なる大小関係となる。なお、第１傾斜面６３，第２傾斜面６４，仕上げ傾斜面６５は、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、平坦な面で構成され、各突条部５３ｃ，５３ｄの厚さ方向と平行な向きに配置されている。
第１パンチ５１ａがニッケル製の素材５５に仮成形として押込まれ、その後、第１パンチ５１ａが後退させられると、図１４（Ｂ）等に示すように、第１仮成形面６３Ａと第２仮成形面６４Ａが成形される。上記仕上げ傾斜面６５と先端部分５３ａの交わっている箇所が、仕上げ傾斜面６５の先端部６６である。第２パンチ５１ｃが仕上げストロークで押込まれてきたときには、上記先端部６６がまず最初に上記第１仮成形面６３Ａに押付けられるように、第１仮成形面６３Ａと先端部との相対位置が設定されている（図１４（Ｂ）参照）。
つぎに、上記の第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃの素材５５に対する加工動作を説明する。
まず、第１パンチ５１ａによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチ５１ｃで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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。
上記の仮成形の工程において、第１パンチ５１ａが素材５５に押付けられると、仮成形パンチ５１ｂ間の空隙部５３ｂに素材５５が流入し隔壁部２８が仮成形される。それに引続いた仕上げ成形の工程において、第２パンチ５１ｃに配列された仕上げ成形パンチ５１ｄ間の空隙部５３ｅに素材５５が流入し隔壁部２８が仕上げ成形される。この隔壁部２８の成形においても、第１パンチ５１ａによる仮成形で、最終形状には至らない隔壁部２８の形状の段階までまず仮成形しておき、その後、第２パンチ５１ｃで上記仮成形に引き続いて隔壁部２８の仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃによる徐々な塑性加工が施されるので、肉厚の薄い隔壁部２８であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。
上記の成形動作において、図１２（Ｂ）に示すように、第２パンチ５１ｃの仕上げ成形時の素材５５に対する押込み深さは、第１パンチ５１ａの仮成形時の素材５５に対する押込み深さよりも深さＳだけ深く押込まれるように、第２パンチ５１ｃの動作ストロークが設定されている。そして、第１パンチ５１ａの仮成形パンチ５１ｂと第２パンチ５１ｃの仕上げ成形パンチ５１ｄが平行に配列された突条部５３ｃ，５３ｄの状態で素材５５に押込まれる。さらに、第１パンチ５１ａと第２パンチ５１ｃの各突条部５３ｃ，５３ｄの幅と長さは略等しく設定きれた状態で両パンチの押し込みがなされる。
したがって、突条部５３ｃ，５３ｄにより上記窪部が平行に配列された溝状窪部３３として成形され、仕上げ成形における第２パンチ５１ｃの押込み深さが第１パンチ５１ａのそれよりも深いことにより、第１パンチ５１ａによる仮成形の形状を確実に変形させて仕上げ成形に転じることができる。また、第１パンチ５１ａの仮成形に引き続いた第２パンチ５１ｃの仕上げ成形が、略等しくされた寸法の各突条部５３ｃ，５３ｄによって行われるので、仮成形で成形された形状は、それが異常に変形したりすることがなく、仕上げ成形へと移行することができて、最終的に精密な溝状窪部３３がえられる。
一方、第２パンチ５１ｃの突条部５３ｄ間のピッチは、第１パンチ５１ａの突条部５３ｃ間のピッチよりも大きく設定されている。すなわち、第１パンチ５１ａの突条部５３ｃにより加圧成形された素材５５は、第１パンチ５１ａを素材５５から後退させると、仮成形されて解放された素材の各部寸法が若干大きくなる現象がある。このような現象にともなって第１パンチ５１ａで成形された溝状窪部３３のピッチも第１パンチ５１ａの突条部５３ｃのピッチよりも若干大きくなる。そこで、このように大きくなった溝状窪部３３のピッチに合わせた突条部５３ｄ間ピッチを第２パンチ５１ｃに設定しておくことにより、仮成形寸法に適合した第２パンチ５１ｃの突条部５３ｄ間ピッチで正確な仕上げ成形が、無理な素材変形をともなうことなく円滑にしかも確実に行うことができる。
第２パンチ５１ｃの突条部５３ｄ間ピッチを０．３ｍｍ以下とすることにより、例えば、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。
上記第１パンチ５１ａによる仮成形においては、突条部の先端部分５３ａに近づけて配置した第１傾斜面６３と突条部の先端部分５３ａから離隔させて配置した第２傾斜面６４から構成された傾斜面が、第１パンチ５１ａの押込みにより、先ず最初に素材５５に対して第１傾斜面６３が圧接される。このときには、第１傾斜面６３の傾斜角度θ１が第２傾斜面の傾斜角度θ２よりも大きく設定されているので、傾斜角度の大きな第１傾斜面６３が溝状窪部３３端部から離隔した箇所で素材５５に押込まれ、溝状窪部３３端部への素材５５の流動の影響が少ない状態で溝状窪部３３の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部３３の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部３３の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面６３が素材５５中に押込まれると、溝状窪部３３端部に近い側の傾斜角度の小さな第２傾斜面６４が素材５５に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部３３の幅方向の素材移動よりも溝状窪部３３端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面６４は傾斜角度θ２が小さいので、溝状窪部３３の長手方向に対する素材５５の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部３３端部付近の素材５５の移動量も抑制されて、溝状窪部３３端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面６４が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部３３端部における溝状窪部３３の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部３３端部付近における隔壁部２８の厚さや形状が溝状窪部の端部まで画然と成形される。
上記第１パンチ５１ａの仮成形時に第１傾斜面６３と第２傾斜面６４により素材５５に第１仮成形面（本発明の傾斜成形面すなわち第１傾斜成形面の一態様）６３Ａと第２仮成形面（本発明の傾斜成形面すなわち第２傾斜成形面の一態様）６４Ａが成形され、第２パンチ５１ｃの仕上げ傾斜面６５の先端部６６が第１仮成形面６３Ａに押付けられてから第２パンチ５１ｃで仕上げ成形が行われる。この動作においては、溝状窪部３３の深さ方向で見て第２仮成形面６４Ａよりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部３３の長手方向で見て溝状窪部３３端部から第２仮成形面６４Ａよりも離隔した箇所にある第１仮成形面６３Ａに対して第２パンチの上記先端部６６が押付けられて塑性変形がなされる。
したがって、第２パンチ５１ｃによる仕上げ成形は、溝状窪部３３端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部３３端部の形状が画然と形成される。上記の仕上げ傾斜面６５の傾斜角度θ３は第２仮成形面６４Ａや第１仮成形面６３Ａの傾斜角度（上記θ２やθ１と同じ角度となっている）よりも小さくしてあるので、仕上げ傾斜面６５の押込み変位による素材５５の溝状窪部３３の長手方向の移動量をきわめて少なくすることができ、溝状窪部３３端部の正確な成形に有効に機能している。
図１４（Ｂ）や（Ｃ）に示したように、第２パンチ５１ｃの先端部６６が第１仮成形面６３Ａに押込まれてさらに変形が進行すると、最終仕上げ形状６７は、第２仮成形面６４Ａ，第１仮成形面６３Ａ，仕上げ傾斜面６５で新たに成形された仕上げ成形面６８によって形成される。これは、第１仮成形面６３Ａの傾斜角度θ１よりも小さな傾斜角度θ３の第２パンチ５１ｃの仕上げ傾斜面６５で仕上げ加工を行うので、第１仮成形面６３Ａの表面に上記仕上げ傾斜面６５が面接触することがなく、仕上げ傾斜面６５により第１仮成形面６３Ａの端部の素材５５を押込み方向に移動させることとなる。したがって、この押込みで第１仮成形面６３Ａが消滅してしまうと、溝状窪部３３端部には少なくとも第２仮成形面６４Ａとそれに連続した仕上げ成形面６８が確実に形成される。
また、第２仮成形面６４Ａに連続した第１仮成形面６３Ａが消滅しないで部分的に残っている場合には、第２仮成形面６４Ａ，第１仮成形面６３Ａ，仕上げ成形面６８による最終仕上げ形状６７となる。このようにして、仕上げ傾斜面６５の傾斜角度θ３が最も小さく設定されていることにより、溝状窪部３３端部の形状が正確に構成できる。
図１４（Ｃ）の符号Ｃで示したように、第２パンチ５１ｃで最終的に押込みが完了した状態では、隙間Ｃが存在している。これは、仕上げ傾斜面６５の傾斜角度θ３が第２仮成形面６４Ａの傾斜角度θ２よりも小さく設定してあるためで、溝状窪部３３の端部開口側を溝状窪部３３の長手方向に押し広げるような力が作用しないので、溝状窪部３３端部の形状を正確に仕上げることにとって有益である。
上記のように仕上げ傾斜面６５が第１仮成形面６３Ａを押込んで行くときには、第１仮成形面６３Ａの表面部が素材５５の内部の方へ押込まれるような移動をする。したがって、第２パンチ５１ｃを後退させたときには、溝状窪部３３端部には「返り」のない形状がえられる。
図１３（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第１傾斜面６３，第２傾斜面６４，仕上げ傾斜面６５を山形にすることにより、溝状窪部３３の幅方向に素材を少しでも多く移動させて、溝状窪部３３端部の形状を精密に仕上げることもできる。これら図示の山形は傾斜と稜線によって構成されているが、これを丸みのある凸状の曲面にしても、同様の効果がある。
上記第１パンチ５１ａおよび第２パンチ５１ｃの突条部５３ｃ，５３ｄには、それら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、突条部５３ｃ，５３ｄの両側面と上記斜面との境界部６９が丸みのある滑らかな接続形状とされている。このため、上記空隙部５３ｂ，５３ｅへの素材の流動性を円滑にして隔壁部２８の形状が容易に求められる。また、溝状窪部３３の低部をＶ字型の形状にして溝状窪部３３の容積を可及的に大きく確保するとともに、隔壁部２８の基部の剛性を高めて強度的に安定した隔壁部２８を構成することができる。
つぎに、上記微細鍛造加工方法を用いた液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
本発明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を穿設した金属材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側に封止板を、反対側にノズルプレート３１をそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッド１の製造方法であって、上記圧力発生室形成板３０の溝状窪部３３を上記の各微細鍛造加工方法によって形成するようにしている。
したがって、上述の微細鍛造加工方法の有利な作用効果を駆使して、素材である圧力発生室形成板３０に溝状窪部３３が加工される。上記の有利な作用効果に基づく圧力発生室形成板３０の加工の例を列記すると、つぎのとおりである。
例えば、第１パンチ５１ａによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチ５１ｃで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの溝状窪部３３の加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド１の噴射特性を安定させる等の面で非常に有効である。
あるいは、第１パンチ５１ａの突条部５３ｃの長手方向端部に角度の異なる面取り状の傾斜面が設けられ、上記傾斜面は突条部５３ｃの先端部分に近づけて配置した第１傾斜面６３と突条部５３ｃの先端部分５３ａから離隔させて配置した第２傾斜面６４から構成され、第１パンチ５１ａの押込み方向に対する上記第１，第２両傾斜面６３，６４の傾斜角度θ１，θ２は第１傾斜面６３の方が大きく設定されていることにより、傾斜角度の大きな第１傾斜面６３が溝状窪部３３端部から離隔した箇所で圧力発生室形成板３０に押込まれるので、溝状窪部３３端部への素材の流動の影響が少ない状態で溝状窪部３３の初期成形が開始される。したがって、この初期段階においては溝状窪部３３の端部付近における長手方向の素材移動が少なく、むしろ溝状窪部３３の幅方向の素材移動が積極的に推進される。
その後、第１傾斜面６３が圧力発生室形成板３０中に押込まれると、溝状窪部３３端部に近い側の傾斜角度θ２の小さな第２傾斜面６４が素材（３０）に押込まれて行くので、今度は、溝状窪部３３の幅方向の素材移動よりも溝状窪部３３端部に向かう素材移動が行われる。この場合、第２傾斜面６４は傾斜角度θ２が小さいので、溝状窪部３３の長手方向に対する素材（３０）の移動量が可及的に少なくとどめられることとなり、溝状窪部３３端部付近の素材（３０）の移動量も抑制されて、溝状窪部３３端部の形状が画然と形成される。すなわち、第２傾斜面６４が押込まれて行く段階においても、やはり溝状窪部３３端部における溝状窪部３３の幅方向の素材流動成分をより多くするので、溝状窪部３３端部付近における隔壁部２８の厚さや形状が溝状窪部３３の端部まで画然と成形できる。したがって、溝状窪部３３間の隔壁部２８は溝状窪部３３の端部の箇所まで正確に成形され、精密に仕上げられた圧力発生室２９の形状がえられる。
さらに、上記第１パンチ５１ａの仮成形時に上記第１傾斜面６３と第２傾斜面６４により圧力発生室形成板３０に第１仮成形面６３Ａと第２仮成形面６４Ａを成形し、上記第２パンチ５１ｃの仕上げ傾斜面６５の先端部６６が上記第１仮成形面６３Ａに押付けられてから第２パンチ５１ｃで仕上げ成形を行う場合には、溝状窪部３３の深さ方向で見て第２仮成形面６４Ａよりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部３３の長手方向で見て溝状窪部３３端部から第２仮成形面６４Ａよりも離隔した箇所にある第１仮成形面６３Ａに対して第２パンチ５１ｃの上記先端部６６が押付けられて塑性変形がなされる。したがって、第２パンチ５１ｃによる仕上げ成形は、溝状窪部３３端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部３３端部の形状が画然と形成される。したがって、溝状窪部３３間の隔壁部２８は溝状窪部３３の端部の箇所まで正確に成形され、精密に仕上げられた圧力発生室２９の形状がえられる。
つぎに、上記微細鍛造加工方法によってえられた液体噴射ヘッドについて説明する。
本発明の液体噴射ヘッド１は、所定ピッチで配列される溝状窪部３３が素材である圧力発生室形成板３０に形成されたものであって、仮成形パンチ５１ｂが配列された第１パンチ５１ａで上記圧力発生室形成板３０に各溝状窪部３３を仮成形した後、上記仮成形された溝状窪部３３に対して仕上げ成形パンチ５１ｄが配列された第２パンチ５１ｃで仕上げ成形が行われたものである。
したがって、上記微細鍛造加工方法や液体噴射ヘッドの製造方法において述べたように、微細な形状の溝状窪部３３が、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。さらに、通常の異方性エッチングの手法よりも簡単な製法であるから、製造原価の面で有利である。
さらに、各溝状窪部３３の容積を均一に加工できるので、圧力発生室２９の部分精度が著しく向上し、液体噴射ヘッド１の噴射特性を安定させる等の面で非常に有効である。また、圧力発生室形成板３０を、例えば、ニッケルを素材として製作すれば、流路ユニット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の線膨張係数が略揃うので、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７が発熱し、この熱によって流路ユニットが加熱されたとしても、流路ユニットを構成する各部材が均等に膨張する。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、流路ユニットを構成する各部材に剥離等の不具合は生じにくくなる。
仕上げ成形においては、溝状窪部３３の深さ方向で見て第２仮成形面６４Ａよりも深い箇所にあり、しかも溝状窪部３３の長手方向で見て溝状窪部３３端部から第２仮成形面６４Ａよりも離隔した箇所にある第１仮成形面６３Ａに対して第２パンチ５１ｃの上記先端部６６が押付けられて塑性変形がなされる。したがって、第２パンチ５１ｃによる仕上げ成形は、溝状窪部３３端部に素材移動の面でほとんど影響することなく行われ、溝状窪部３３端部の形状が画然と形成される。また、第２パンチ５１ｃの仕上げ傾斜面６５の傾斜角度θ３が小さく設定してあるので、第１仮成形面６３Ａの表面部は素材（３０）の内部の方へ移動されることとなり、いわゆる「返り」が生じたりしない。したがって、溝状窪部間の隔壁部は溝状窪部の端部の箇所まで正確に成形される。
このように溝状窪部３３端部の最終仕上げ形状６７が均一にしかも「返り」のない状態で確保できるので、各圧力発生室２９の容積が一定になりインクの吐出特性が一定に維持でき、また、「返り」がないので溝状窪部３３端部におけるインク流に乱流が発生したり気泡が停滞したりしない。
さらに、上述のような各傾斜角度θ１，θ２，θ３の設定により、第２パンチ５１ｃの仕上げ成形で、少なくとも第２仮成形面６４Ａと仕上げ成形面６８とで溝状窪部３３の端部に最終仕上げ形状６７が形成される。上記成形面６４Ａ，６８に加えて第１仮成形面６３Ａを含んだ最終仕上げ形状６７がえられる。これらの最終仕上げ形状６７は上記傾斜角度の設定により均一にえられるので、溝状窪部３３の端部形状の加工品質を向上させ、インク滴の吐出特性の安定化に有効なものとなる。
上記のように溝状窪部３３の幅方向の素材移動に重点をおいた加工方法で圧力発生室形成板３０に溝状窪部３３が成形されるので、圧力発生室形成板３０の板圧方向の素材変形が可及的に少量化される。したがって、加工後の圧力発生室形成板３０の表面平面度が著しく良好となるので、最終仕上げの研磨加工も簡素化された、原価的に有利な液体噴射ヘッドがえられる。
さらに、上記液体噴射ヘッドでは、溝状窪部３３における端面を、溝状窪部３３開口に向けて拡開する傾斜面によって構成したので、圧力発生室２９の一端部において液体は、傾斜面に沿って淀みなく流れ、この一端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室２９内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。また、端面が溝状窪部３３開口に向けて拡開する傾斜面で作製されていることから、パンチの押し込み時において金属が円滑に流れ、極く微細な形状の溝状窪部３３であっても、端面の寸法精度を高めることができ、隔壁部２８の高さを十分確保することができる。
また、溝状窪部３３の端面を、溝状窪部３３底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したため、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、第２パンチ５１ｃでの加工の時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても第２パンチ５１ｃに与える負担が少ない。このため、第２パンチ５１ｃの耐久性を維持できる。さらに、端面における溝状窪部３３開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、溝状窪部３３の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
この場合において、端面を、溝状窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成することもできる。このようにした場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても第２パンチ５１ｃに与える負担が少ない。このため、第２パンチ５１ｃの耐久性を維持できる。さらに、端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、溝状窪部３３の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
つぎに、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、前提となる溝状窪部３３は、基本的には上述した第１の実施の形態と同様である。
この例は、第１工程において溝状窪部３３を成形し、第２工程において穴あけパンチにより連通口３４を開口するようにしたものである。
図１５（Ａ）に示すように、第１パンチ７２は、その突条部５３ｃの長手方向端部に、角度の異なる面取り状の傾斜面が配置されている。この傾斜面は、先端部分５３ａに近づけて配置した第１傾斜面６３と先端部分５３ａから離隔させて配置した第２傾斜面６４が連続して設けられている。第１パンチ７２の押込み方向に対する第１傾斜面６３の傾斜角度をθ１よりも、第２傾斜面６４の傾斜角度をθ２の方が大きくなるように設定されている。
そして、第１工程では、上記第１パンチ７２を素材に押込んで溝状窪部３３を成形する。この第１工程において第１パンチ７２を素材に押込んで成形された溝状窪部３３の端面は、溝状窪部３３底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面すなわち第１傾斜成形面７５Ａ，第２傾斜成形面７５Ｂで構成されている。
ついで、第２工程では、図１５（Ｂ）に示すように、上記第１傾斜成形面７５Ａに対して穴あけパンチ（Ａ）７３の端部が当るように穴あけパンチ（Ａ）７３を素材の厚み途中まで押込んで凹部７６を形成したのち、図１５（Ｃ）に示すように、上記凹部７６の底部に穴あけパンチ（Ｂ）７４を打ち込んで、連通口３４を形成する。このように、第２工程の穴あけは、２段階の加工によって連通口３４を形成する場合を含む趣旨である。
このとき、溝状窪部３３における連通口３４側の端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成し、該連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４が開設されるので、圧力発生室２９の一端部において液体は、傾斜面に沿って連通口３４側端面から連通口３４に向けて淀みなく流れる。このため、この一端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室２９内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
また、連通口３４側端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面で作製されていることから、穴あけパンチ７３，７４の押し込み時において金属が円滑に流れる。これにより、極く微細な形状の溝状窪部３３であっても、連通口３４側端面の寸法精度を高めることができ、隔壁部２８の高さを十分確保することができる。
また、連通口３４側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したため、窪部底部に近い傾斜面のが比較的緩やかな勾配になるので、連通口３４の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても穴あけパンチ（Ａ）７３に与える負担が少ない。このため、穴あけパンチ（Ａ）７３の耐久性を維持しつつ、連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設できる。さらに、連通口３４側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
また、この場合において、連通口３４側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成することもできる。このようにした場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口３４の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても穴あけパンチ（Ａ）７３に与える負担が少ない。このため、穴あけパンチ（Ａ）７３の耐久性を維持しつつ、連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設できる。さらに、連通口３４側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
なお、この第２の実施の形態では、溝状窪部３３の連通口側の端部の特性についてのみ説明したが、溝状窪部３３の反対側のすなわち供給口側の端部においても同様の加工が行なわれてそれによる加工形状が得られ、連通口側の端部と同様の特性が発揮される。
つぎに、本発明の第３の実施の形態を説明する。なお、前提となる溝状窪部３３は、基本的には上述した第１の実施の形態と同様である。
この例は、第１工程において、第１の実施の形態のように仮加工と仕上加工の２段階の加工により溝状窪部３３を成形し、第２工程において穴あけパンチにより連通口３４を開口するようにしたものである。
まず、第１工程では、図１６（Ａ）に示すように第１パンチ５１ａにより仮成形を行なった後、図１６（Ｂ）に示すように第２パンチ５１ｃによる仕上げ成形を行なって溝状窪部３３を成形する。これらに用いる第１パンチ５１ａ，第２パンチ５１ｃは基本的には第１の実施の形態で説明したものと同様である。
すなわち、第１パンチ５１ａは、その突条部５３ｃの長手方向端部に、角度の異なる面取り状の傾斜面が配置されている。この傾斜面は、先端部分５３ａに近づけて配置した第１傾斜面６３と先端部分５３ａから離隔させて配置した第２傾斜面６４が連続して設けられている。第１パンチ５１ａの押込み方向に対する第１傾斜面６３の傾斜角度θ１よりも、第２傾斜面６４の傾斜角度θ２の方が大きくなるように設定されている。
そして、上記第１工程の仮成形では、上記第１パンチ５１ａを素材に押込んで溝状窪部３３を仮成形する。この仮成形工程において第１パンチ５１ａを素材に押込んで成形された溝状窪部３３の端面は、溝状窪部３３底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面すなわち第１傾斜成形面７５Ａ，第２傾斜成形面７５Ｂで構成されている。
ついで、第２パンチ５１ｃは、突条部５３ｄの長手方向端部に面取り状の仕上げ傾斜面６５が設けられ、第２パンチ５１ｃの押込み方向に対する仕上げ傾斜面６５の傾斜角度θ３は、上記第１パンチ５１ａの第２傾斜面の傾斜角度θ２よりも小さくなるよう設定されている。したがって、第１傾斜面６３，第２傾斜面６４，仕上げ傾斜面６５の各傾斜角度は、θ１＞θ２＞θ３なる大小関係となる。
そして、第１工程の仕上げ成形では、上記第１パンチ５１ａにより素材５５に形成された第１傾斜成形面７５Ａと第２傾斜成形面７５Ｂが成形され、第２パンチ５１ｃの仕上げ傾斜面６５の先端部６６が第１傾斜成形面７５Ａに押付けられてから第２パンチ５１ｃで仕上げ成形が行われる。
これら第１工程における仮成形と仕上げ成形における加工の挙動は、上述した第１の実施の形態で述べたものと同様である。
つぎに、第２工程では、図１６（Ｃ）に示すように、上記第１傾斜成形面７５Ａに対して穴あけパンチ（Ａ）７３の端部が当るように穴あけパンチ（Ａ）７３を素材の厚み途中まで押込んで凹部７６を形成したのち、図１６（Ｄ）に示すように、上記凹部７６の底部に穴あけパンチ（Ｂ）７４を打ち込んで、連通口３４を形成する。このように、第２工程の穴あけは、２段階の加工によって連通口３４を形成する場合を含む趣旨である。
このとき、溝状窪部３３における連通口３４側の端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成し、該連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４が開設されるので、圧力発生室２９の一端部において液体は、傾斜面に沿って連通口３４側端面から連通口３４に向けて淀みなく流れる。このため、この一端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室２９内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
また、連通口３４側端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面で作製されていることから、穴あけパンチ７３，７４の押し込み時において金属が円滑に流れる。これにより、極く微細な形状の溝状窪部３３であっても、連通口３４側端面の寸法精度を高めることができ、隔壁部２８の高さを十分確保することができる。
また、連通口３４側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成したため、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口３４の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても穴あけパンチ（Ａ）７３に与える負担が少ない。このため、穴あけパンチ（Ａ）７３の耐久性を維持しつつ、連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設できる。さらに、連通口３４側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
また、この場合において、連通口３４側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成することもできる。このようにした場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口３４の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても穴あけパンチ（Ａ）７３に与える負担が少ない。このため、穴あけパンチ（Ａ）７３の耐久性を維持しつつ、連通口３４側端面の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設できる。さらに、連通口３４側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
なお、この第３の実施の形態では、溝状窪部３３の連通口側の端部の特性についてのみ説明したが、溝状窪部３３の反対側のすなわち供給口側の端部においても同様の加工が行なわれてそれによる加工形状が得られ、連通口側の端部と同様の特性が発揮される。
つぎに、本発明の第４の実施の形態を説明する。なお、前提となる溝状窪部３３は、基本的には上述した第１の実施の形態と同様である。
溝状窪部３３は、圧力発生室２９となる溝状の窪部であり、図１７（ａ）に示すように、開口形状が矩形の溝によって構成されている。本実施形態では、幅ＣＷを約０．１ｍｍに、長さＣＬを約１．６ｍｍに、深さＣＤを約０．１ｍｍにそれぞれ設定した溝を、溝幅方向に１８０個並設して窪部列とし、この窪部列を２列設けている。そして、５溝状窪部３３の底面は、図１７（ｃ）に示すように、深さ方向（即ち、奥側）に進むに連れて縮幅されてＶ字状に窪んでいる。即ち、この溝状窪部３３は、略ホームベース状の五角形断面に作製されている。ここで、底面をＶ字状に窪ませたのは、溝状窪部３３をパンチによる塑性加工（プレス加工）で作製しているためである。即ち、パンチの先端を山形に尖らせることで、ニッケルの流れが促進されて溝状窪部３３を寸法精度良く作製できるからである。なお、この溝状窪部３３において、Ｖ字の谷部３３ａが溝状窪部３３における最も深い場所であり、本発明における窪部底部に相当する。
また、図１７（ｂ）に示すように、この溝状窪部３３において、その長手方向両端面、即ち、連通口３４に近い連通口側端面８１、及び、インク供給口４５側に近い供給側端面８２とに関し、これらの両端面８１，８２を窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成している。換言すれば、深さ方向の奥側に進むに連れて長手方向内側に下り傾斜した傾斜面によって作製している。本実施形態では、これらの両端面８１，８２を、Ｖ字状谷部３３ａから離隔する程に該谷部３３ａに対する起立角度が急峻となる２段の傾斜面によって構成している。即ち、谷部３３ａ側であって傾斜が緩やかな下側傾斜面８１ａ，８２ａと窪部開口側であって傾斜が急峻な上側傾斜面８１ｂ，８２ｂとによって構成している。
なお、起立角度とは、溝長手方向の外側に向けて、谷部３３ａと平行に且つこの谷部３３ａを通るように設定された基準線Ｌ１からの起立角度のことである。また、この起立角度は、基準線Ｌ１と連通口側端面８１とのなす角度（交差角度）とも表現できる。
上記の連通口３４は、溝状窪部３３の一端部から板厚方向を貫通する貫通孔として、溝状窪部３３毎に開設されている。即ち、１つの窪部列に対して１８０個設けられている。本実施形態の連通口３４は、溝状窪部３３と同様に塑性加工（プレス加工）で作製されることから開口形状を矩形としている。ここで、溝状窪部３３の底面における板厚は周囲の板厚よりも薄いので、連通口３４をこの溝状窪部３３の開口内に形成することでパンチへの負荷が軽減され、座屈等を防止できる。なお、本実施形態では、連通口３４を、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。
この連通口３４は、溝状窪部３３の長手方向一側に位置する連通口側端面８１の傾斜下端、詳しくは、下側傾斜面８１ａの傾斜下端に隣接した位置に設けている。このように構成したのは、塑性加工による寸法精度を確保しつつ、圧力発生室２９内における気泡の排出性を向上させるためである。
即ち、連通口側端面８１の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設することにより、下り傾斜している下側傾斜面８１ａと連通口３４とが一連に繋がる。このため、当該部分、即ち、溝状窪部３３における連通口３４よりも溝長手方向の外側部分において、流路が連通口３４側に向けて連続的に縮幅することになり、インクが淀みなく流れる。なお、以下の説明において、この部分、具体的には、図１７（ｂ）に符号Ｄで示す範囲、即ち、連通口３４の一端側開口縁から連通口側端面８１の傾斜上端までの範囲を、便宜上、外側膨出部ということにする。
そして、インクが淀みなく流れることから、この外側膨出部において気泡の滞留を防止することができる。また、万一、圧力発生室２９内に気泡が入り込んでしまっても、この気泡の停滞を防止できると共に、インクの流れに乗せて気泡を排出することもできる。
また、この連通口側端面８１は、溝の深さ方向に進むに連れて溝長手方向の内側に下り傾斜しているので、溝状窪部３３の作製時に用いるパンチもその長手方向端部が斜めに面取りされる。このため、溝状窪部３３を作製すべくパンチを金属基板（帯板）に押し込んだ際に、パンチの長手方向端部に接する金属の流れが円滑になって連通口側端面８１を寸法精度良く作製することができる。
ところで、圧力発生室２９内におけるインクの淀みを防止する目的からすれば、外側膨出部の容積は可及的に少ない方が良い。この点に鑑み本実施形態では、連通口側端面８１のＶ字状谷部３３ａに対する起立角度を４５度以上９０度未満に設定している。具体的には、下側傾斜面８１ａの谷部３３ａに対する起立角度θ１を４５度に、上側傾斜面８１ｂの谷部３３ａに対する起立角度θ２を６５度に設定している。さらに、下側傾斜面８１ａの上端を溝状窪部３３の深さＣＤの半分よりも下（谷部３３ａ側）、詳しくは、この溝部深さＣＤの１／４程度の位置に設定している。これにより、連通口側端面８１の傾斜上端から連通口３４の一端側開口縁までの距離ｄを可及的に短くしている。この距離ｄに関し、実験的には、溝部深さＣＤの１／２以下に設定することが好ましいことが判った。このため、本実施形態では、この距離ｄを溝部深さＣＤの１／２である０．０５ｍｍに設定している。
また、下側傾斜面８１ａの起立角度θ１を上側傾斜面８１ｂの起立角度θ２よりも緩やかに設定したのは、連通口３４を形成するためのパンチの耐久性を高めるためである。後で詳しく説明するように、この連通口３４は溝状窪部３３の底面を板厚方向に打ち抜くことで作製される。この場合において、連通口側端面８１の形成位置は溝長手方向に多少ばらついてしまう。
そこで、連通口３４の作製時において、パンチの一端側（溝長手方向の一端側）の部分を下側傾斜面８１ａの上方に位置させて、この下側傾斜面８１ａの一部分をも打ち抜くようにする。この場合、下側傾斜面８１ａの起立角度θ１を４５度程度までなだらかにしているので、下側傾斜面８１ａの一部を打ち抜いたとしてもパンチへの負担が少なく、耐久性を高めることができる。
このように、本実施形態では、連通口側端面８１を傾斜面とすることで溝状窪部３３の寸法精度を高めており、この傾斜面を比較的なだらかな下側傾斜面８１ａと比較的急峻な上側傾斜面８１ｂによって構成することで、パンチの耐久性を高めて連通口３４の作製の効率化を図ると共に外側膨出部の容積を可及的に小さくして気泡の排出性を高めている。
一方、上記したように、連通口側端面８１とは反対側の供給側端面８２についても複数段の傾斜面によって構成している。これは、当該部分における寸法精度を高めること、インクの淀みを少なくすること、及び、インクを積極的に連通口３４側（溝状窪部３３の一端側）に流すことを意図している。
本実施形態では、供給側端面８２のＶ字状谷部３３ａに対する起立角度についても４５度以上９０度未満に設定している。詳しくは、下側傾斜面８２ａの谷部３３ａに対する起立角度θ３（基準線Ｌ１´と下側傾斜面８２ａとがなす角度）を４５度に設定し、上側傾斜面８２ｂの谷部３３ａに対する起立角度θ４を６０度に設定している。このように、供給側端面８２を傾斜面によって作製することで、パンチを帯板に押し込んだ際に、金属の流れが円滑になって供給側端面８２を寸法精度良く作製することができる。
また、上記のインク供給口４５がこの供給側端面８２に対応する位置、詳しくは、符号Ｅで示す範囲内（窪部開口側から見て供給側端面８２が投影される投影範囲内）に臨んでいるので、リザーバ１４側から圧力発生室２９内に流入したインクは、この供給側端面８２に沿って流れる。これにより、インクの淀みを少なくすることができるし、インクを積極的に連通口３４側に流すことができる。
さらに、インク供給口４５から遠い下側傾斜面８２ａの起立角度θ３を、インク供給口４５に近い上側傾斜面８２ｂの起立角度θ４よりも緩やかに設定しているので、換言すれば、溝状窪部３３の谷部３３ａに近づくに連れて、供給側端面８２の傾斜を緩やかに設定しているので、この点でもインクの淀みを少なくすることができる。
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。そして、この圧力発生室形成板３０は、順送り型による塑性加工（プレス加工）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（本発明の第１工程の一態様）と、連通口３４を形成する連通口形成工程（本発明の第２工程の一態様）とに大別される。
溝状窪部形成工程は、図１８及び図１９に模式的に示すように、溝状窪部３３に対応した先端形状の第１パンチ（雄型）７２を同じ場所に２回押し込むことでなされる。まず、図１８に示すように、帯板５５に対し、窪部深さの途中まで第１パンチ７２を押し込む（図１８（ａ）〜（ｂ）の状態。）。この第１パンチ７２の押し込み動作、即ち、パンチングにより、帯板５５が部分的に流動して塑性変形し、溝部深さよりも浅い浅溝部３３´が形成される。
ここで、第１パンチ７２の先端部分が幅方向から見てＶ字状に尖っているため、この先端部分で押された部分が円滑に流れ、形成される浅溝部３３´は先端形状に倣った形状に作製される。さらに、先端部分における長手方向の両端も連通口側端面８１及び供給側端面８２の形状に面取りしてあるので、当該部分で押圧された部分も円滑に流れる。従って、浅溝部３３´の長手方向両端部についても先端形状に倣った形状に作製される。
次に、押し込んだ第１パンチ７２を上昇させて帯板５５から一旦離隔し（図１８（ｃ）の状態。）、続いて２回目のパンチングを行う。即ち、同じ形状のパンチ（便宜上、第１パンチ７２という。）を帯板５５の同じ位置に再度押し込む（図１９（ａ）〜（ｂ）の状態。）。この２回目のパンチングでは、第１パンチ７２の先端部分を溝状窪部３３の溝部深さＣＤ（図１７（ｃ）参照。）まで押し込む。
この第１パンチ７２の押し込みにより、１回目のパンチングで作製された浅溝部３３´に第１パンチ７２が再度押し込まれ、帯板５５に溝状窪部３３が作製される。この場合において、パンチングを２回に分けて行っているので、１回のパンチングで作製する場合よりも深い窪部を作製できる。
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、まず、図２０に示すように、連通口３４に対応した先端形状の穴あけパンチである第２パンチ８５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連通口３４の上半部分３４´を作製する。このとき、図２０（ｂ）に示すように、第２パンチ８５における溝長手方向の一端側の部分を下側傾斜面８１ａの上方（即ち、符号Ｇで示す傾斜範囲内）に位置させる。従って、この第２パンチ８５によるパンチングでは、下側傾斜面８１ａの一部分をも打ち抜く。この場合において、上記したように、下側傾斜面８１ａの起立角度θ１が４５度程度であるので、下側傾斜面８１ａの一部を打ち抜いたとしても第２パンチ８５への負担は少ない。その結果、第２パンチ８５の耐久性を高めることができる。
そして、下側傾斜面８１ａの一部（傾斜下端部分）を第２パンチ８５で打ち抜くようにしたので、連通口側端面８１の形成位置が多少溝長手方向にばらついたとしても下側傾斜面８１ａの傾斜範囲Ｇを打ち抜くことで、気泡停滞の原因となる平坦部は作られない。なお、このような機能を有する下側傾斜面８１ａについては、「第２パンチ８５によって塑性変形される塑性加工部を備えた傾斜面」ということもできる。
連通口３４の上半部分３４´を形成したならば、続いて連通口３４の下半部分を作製する。この下半部分の作製は、第２パンチ８５よりも一回り細い先端形状の第３パンチ８６を用いて行う。即ち、図２１に示すように、この第３パンチ８６を、第２パンチ８５で作製した上半部分３４´に挿入して押し込み、この上半部分３４´の底部を打ち抜く。このようにして連通口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。
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３２とノズルプレート３１とを圧力発生室形成板３０に接合して流路ユニット４を作製する。本実施形態では、これらの各部材の接合を接着により行う。流路ユニット４を作製したならば、この流路ユニット４を別途作製されたケース２の先端面に接着し、その後、振動子ユニット３をケース２内に収納固定する。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。
ところで、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
例えば、連通口側端面８１及び供給側端面８２を構成する傾斜面に関し、谷部３３ａに対する起立角度を変えてもよい。また、供給側端面８２については、窪部開口側の部分をＶ字状谷部３３ａと直交する垂直面によって構成してもよい。
例えば、図２２に示す第５実施形態は、連通口側端面８１の一部を構成する上側傾斜面８１ｂに関し、谷部３３ａに対する起立角度θ２´を８０度に設定している。これにより、外側膨出部（範囲Ｄの部分）の容積を可及的に小さく設定している。また、供給側端面８２については、谷部３３ａに近い側の下側傾斜面８２ａと、この下側傾斜面８２ａの上端縁から上方に形成された上側垂直面８２ｂ´とによって構成し、下側傾斜面８２ａと谷部３３ａに対する起立角度θ３´を６０度に設定すると共に上側垂直面８２ｂ´と谷部３３ａに対する起立角度θ４´を９０度に設定している。
そして、この第５実施形態でも、連通口側端面８１（下側傾斜面８１ａ）の傾斜下端に連通口３４が形成されているので、インクを淀み難くすることができ、気泡の停滞を防止できる。また、外側膨出部の容積を可及的に小さくできるので、やはりインクの淀みを防止でき、万一、圧力発生室２９内に気泡が入り込んでしまっても、この気泡を確実に排出することができる。
また、供給側端面８２に関し、下側傾斜面８２ａの投影領域内（図２２に符号Ｅで示す領域内）にインク供給口４５を臨ませているので、リザーバである共通インク室１４側からのインクを淀みなく連通口３４側に流すことができる。
また、連通口側端面８１及び供給側端面８２に関し、谷部３３ａに対する起立角度が異なる２段の傾斜面に限らない。例えば、連通口側端面８１に関し、図２３（ａ）に示すように、単一の傾斜面８１Ａによって構成してもよい。この例では、谷部３３ａに対する起立角度θ５が６０度に設定された単一の傾斜面８１Ａによって連通口側端面８１を構成している。
なお、この起立角度θ５については、６０度に限らず適宜設定することができる。そして、第１パンチ７２への負担を軽減する観点からは起立角度θ５は緩やかな方がよく、外側膨出部の容積を少なくする観点からは起立角度θ５は急峻な方がよい。そして、これらの要件を勘案すると、起立角度θ５は４５度〜６０度の範囲で設定することが好ましい。
また、連通口側端面８１及び供給側端面８２を、谷部３３ａに対する起立角度が異なる３段以上の傾斜面によって構成してもよい。例えば、連通口側端面８１に関し、図２３（ｂ）に示すように、谷部３３ａから上方に離隔する程に谷部３３ａに対する起立角度が急峻となる３段の傾斜面８１Ｂ、即ち、起立角度θ６の下側傾斜面８１ｃと、起立角度θ７の中傾斜面８１ｄと、起立角度θ８の上側傾斜面８１ｅとによって構成してもよい。
なお、この例では、起立角度θ６を４５度，起立角度θ７を６０度，起立角度θ８を８０度としているが、これに限定されるものではない。例えば、起立角度θ６を３０度，起立角度θ７を４５度，起立角度θ８を６０度としてもよい。また、図２３（ｃ）に示すように、中傾斜面８１ｄの起立角度θ７´が他の傾斜面（下側傾斜面８１ｃ，上側傾斜面８１ｄ）の起立角度θ６´，θ８´よりも緩やかな３段の傾斜面８１Ｃによって構成してもよい。
また、連通口側端面８１及び供給側端面８２を、谷部３３ａから離隔する程に谷部３３ａに対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成してもよい。例えば、連通口側端面に関し、図２３（ｄ）に示すように、谷部３３ａから上方に離隔する程に谷部３３ａに対する起立角度が徐々に急峻となる彎曲傾斜面８１Ｄによって構成しても良い。この構成においても、連通口３４と接する部分の起立角度θ９は、４５度以上であることが好ましい。
また、溝状窪部３３の底面形状はＶ字状に限られない。例えば、溝状窪部３３の底部を、下底が上底よりも短い逆台形状に窪ませてもよい。
また、圧力発生素子に関し、圧電振動子１０以外の素子を用いてもよい。例えば、静電アクチュエータや磁歪素子等の電気機械変換素子を用いてもよい。さらに、圧力発生素子として発熱素子を用いてもよい。
上述の各実施の形態は、インクジェット式記録ヘッドであるが、本発明によ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。
図２４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。
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すると共に、溝状窪部３３における連通口側端面８１及び供給側端面８２を窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成し、且つ、連通口側端面８１の傾斜下端に隣接させて連通口３４を開設しているので、上記実施形態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。
【発明の効果】
以上のように、本発明の微細鍛造加工方法および液体噴射ヘッドの製造方法によれば、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、上記の微細鍛造加工方法であれば、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、液体噴射ヘッド圧力発生室等を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、本発明の液体噴射ヘッドによれば、第１パンチによる仮成形で、最終形状には至らない形状の段階までまず成形しておき、その後、第２パンチで上記仮成形に引き続いて仕上げ成形が行われる。したがって、段階的にすなわち第１パンチ，第２パンチによる徐々な塑性加工が施されるので、微細な形状であっても、異常な形状になったり素材に割れが発生したりする等の問題がなく、所定どおりの加工形状が正確に求められる。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、本液体噴射ヘッドであれば、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、圧力発生室等の部分精度が著しく向上し、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。また、圧力発生室形成板を、例えば、ニッケルを素材として製作すれば、流路ユニットを構成する圧力発生室形成板，弾性板及びノズルプレートの線膨張係数が略揃うので、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、記録ヘッドの作動時に圧電振動子が発熱し、この熱によって流路ユニットが加熱されたとしても、流路ユニットを構成する各部材が均等に膨張する。このため、記録ヘッド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、流路ユニットを構成する各部材に剥離等の不具合は生じにくくなる。
また、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、溝状窪部における端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成し、該端面の傾斜下端に隣接させて第２パンチを押込んで成形したので、圧力発生室の一端部において液体は、傾斜面に沿って淀みなく流れる。このため、この一端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力発生室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
また、端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面で作製されていることから、パンチの押し込み時において金属が円滑に流れる。これにより、極く微細な形状の溝状窪部であっても、連通口側端面の寸法精度を高めることができ、隔壁部の高さを十分確保することができる。
また、端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成した場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、第２パンチの押込み時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても第２パンチに与える負担が少ない。このため、第２パンチの耐久性を維持しつつ、端面の傾斜下端に隣接させて第２パンチを押込める。さらに、端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
また、端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成した場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、第２パンチの押込み時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いても第２パンチに与える負担が少ない。このため、第２パンチの耐久性を維持しつつ、端面の傾斜下端に隣接させて第２パンチを押込める。さらに、端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
さらに、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、溝状窪部における連通口側の端面を、窪部開口に向けて拡開する傾斜面によって構成し、該連通口側端面の傾斜下端に隣接させて連通口を開設したので、圧力室の一端部において液体は、傾斜面に沿って連通口側端面から連通口に向けて淀みなく流れる。このため、この一端部における気泡の停滞を防止できるし、圧力室内に入り込んでしまった気泡を液体の流れに乗せて確実に排出することができる。
また、連通口側端面が窪部開口に向けて拡開する傾斜面で作製されていることから、パンチの押し込み時において金属が円滑に流れる。これにより、極く微細な形状の溝状窪部であっても、連通口側端面の寸法精度を高めることができ、隔壁部２８の高さを十分確保することができる。
また、連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる複数段の傾斜面で構成した場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いてもパンチに与える負担が少ない。このため、パンチの耐久性を維持しつつ、連通口側端面の傾斜下端に隣接させて連通口を開設できる。さらに、連通口側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
また、連通口側端面を、窪部底部から離隔する程に該窪部底部に対する起立角度が急峻となる彎曲傾斜面で構成した場合には、窪部底部に近い傾斜面が比較的緩やかな勾配になるので、連通口の作製時に当該傾斜面の少なくとも一部を打ち抜いてもパンチに与える負担が少ない。このため、パンチの耐久性を維持しつつ、連通口側端面の傾斜下端に隣接させて連通口を開設できる。さらに、連通口側端面における窪部開口に近い部分については傾斜が急峻になるので、窪部の一端部における容積を可及的に少なくすることができ、液体の淀みを少なくすることができる。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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