(57)【要約】【課題】鍛造加工品の研磨加工を、加工形状部の形状をより正確に確保しつつ良好な研磨を行う方法および液体噴射ヘッドの製造方法等を提供する。【解決手段】鍛造加工パンチを金属素材５５に押付けて鍛造加工品３０を成形した後、研磨加工を行う鍛造加工品３０の研磨方法であって、鍛造加工品３０の加工形状部６８に研磨治具６５を合致させて鍛造加工品３０と研磨治具６５との相対位置を決定してから、研磨加工が行われる。このような方法により、鍛造加工品３０と研磨治具６５との合体性を確実にして、仕上げ精度の高い研磨が可能となる。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造加工パンチを金属素材に押付けて鍛造加工品を成形した後、研磨加工を行う上記鍛造加工品の研磨方法であって、上記鍛造加工品の加工形状部を研磨治具との位置決めとして用いて研磨加工が行われることを特徴とする鍛造加工品の研磨方法。
【請求項２】
上記位置決めを鍛造加工品の加工形状部に研磨治具を合致させることにより、鍛造加工品と研磨治具との相対位置を決定する請求項１記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項３】
上記金属素材は板状部材であり、上記加工形状部が鍛造加工品の表面とされ、上記加工形状部の反対側が鍛造加工品の裏面とされ、上記研磨治具に設けた位置決め突起が上記加工形状部で位置決めされた状態で上記裏面の研磨が行われる請求項１または２記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項４】
上記加工形状部は所定ピッチで配列された窪部であり、上記鍛造加工パンチで上記窪部を成形するときに各窪部のあいだに成形された隔壁部の頂部が、上記位置決め突起に対する加工形状部の深さ方向の基準位置とされている請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項５】
上記窪部を成形するときに各窪部の周辺部の一部に成形された上記隔壁部よりも隆起した部分の窪部側内壁が、上記位置決め突起に対する窪部の開口面方向の基準位置とされている請求項４記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項６】
上記位置決め突起は、上記窪部の列設方向に配列された隔壁部の頂部に接触する長尺な形状とされている請求項４または５記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項７】
上記位置決め突起の表面は平坦面とされている請求項６記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項８】
上記裏面の研磨後に上記表面の研磨を行うことにより、所定ピッチで配列された窪部の深さが均一に設定される請求項４〜７のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項９】
上記裏面の研磨によって裏面を平坦面に成形し、該裏面の平坦面を位置決めとし、上記表面における隔壁部の頂部および隔壁部よりも隆起した部分を研磨して窪部以外の部分を平坦面に形成する請求項４〜８のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１０】
上記研磨治具には、平板状の部材に多数の上記位置決め突起が所定の間隔で配置され、位置決め突起によって複数の鍛造加工品が研磨治具上に位置決めされる請求項３〜９のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１１】
上記研磨治具から鍛造加工品がはずれることを防止する一体化手段が研磨治具に設けられている請求項１０記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１２】
上記一体化手段は、研磨治具に取付けられたマグネットシートである請求項１１記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１３】
上記研磨治具上に複数の鍛造加工品を位置決めしてから、鍛造加工品の上記裏面を露出させる開口が設けられたスペーサプレートを研磨治具に固定した後、上記裏面を研磨する請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１４】
上記裏面の研磨終了後、平坦面とされた表面研磨用の研磨治具に上記スペーサプレートを固定した後、上記開口に鍛造加工品をはめ込んで上記表面を露出させて表面の研磨を行う請求項８〜１３のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１５】
上記鍛造加工品の一部に研磨量を低減させる開口または凹部が設けられている請求項１〜１４のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１６】
上記鍛造加工品が、平行に配列された突条部および各突条部のあいだに形成された空隙部が設けられた第１金型と、上記空隙部と対応する部分に、上記突条部の配列方向に延びる凹部が設けられている第２金型により成形されている請求項４〜１４のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１７】
上記窪部は、液体噴射ヘッドに組み付けられる圧力発生室形成板に成形した圧力発生室である請求項４〜１６のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法。
【請求項１８】
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、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、前記連通口と対応する位置にノズル開口が穿設されて溝状窪部の反対側に接合された金属製のノズルプレートとを含む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、上記圧力発生室形成板は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法で研磨することによりつくることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッド等の部品製造に使用される鍛造加工品の研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造加工は種々な製品分野で活用されているが、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室を金属素材に鍛造で成形することが考えられる。上記液体噴射ヘッドは、加圧された液体をノズル開口から液滴として吐出させるものであり、種々な液体を対象にしたものが知られている。そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録ヘッドをあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録ヘッドを例にとって説明する。
【０００３】
インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称する。）は、共通インク室から溝状窪部の形状とされた圧力発生室を経てノズル開口に至る一連の流路を、ノズル開口に対応させて複数備えている。そして、小型化の要請から各圧力発生室は、記録密度に対応した細かいピッチで形成する必要がある。このため、隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部の肉厚は極めて薄くなっている。また、圧力発生室と共通インク室とを連通するインク供給口は、圧力発生室内のインク圧力をインク滴の吐出に効率よく使用するため、その流路幅が圧力発生室よりもさらに絞られている。このような微細形状の圧力発生室及びインク供給口を寸法精度良く作製する観点から、従来の記録ヘッドでは、シリコン基板が好適に用いられている。すなわち、シリコンの異方性エッチングにより結晶面を露出させ、この結晶面で圧力発生室やインク供給口を区画形成している。
【０００４】
また、ノズル開口が形成されるノズルプレートは、加工性等の要請から金属板により作製されている。そして、圧力発生室の容積を変化させるためのダイヤフラム部は、弾性板に形成されている。この弾性板は、金属製の支持板上に樹脂フィルムを貼り合わせた二重構造であり、圧力発生室に対応する部分の支持板を除去することで作製されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシリコン基板においては、加工工程が複雑であること等により製造上の問題がある。そこで、従来の記録ヘッドの圧力発生室を、金属素材に鍛造加工を施して成形することが注目されるが、この場合には溝状の窪みを鍛造加工パンチで加圧成形をする関係上、加圧時に金属素材が流動して圧力発生室の周辺が隆起したりする現象が発生する。このような隆起部分を除去して精度の高い圧力発生室を形成するために、鍛造加工後に研磨加工を行う必要がある。特に、この研磨加工においては、圧力発生室の空間寸法や形状がより高精度なものとなるように細心の注意をはらった手法が要求される。
【０００６】
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。このため、塑性加工によって圧力発生室を金属製基板に形成する試みがなされているが、圧力発生室が極めて微細であること、及び、インク供給口の流路幅を圧力発生室よりも狭くする必要があること等から高精度の加工が困難であり、ヘッドの組立精度の向上も図り難いという問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、金属素材に鍛造加工を行ったものにおいて、加工形状部にとってよりすぐれた研磨加工を行うことをその主たる目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の鍛造加工品の研磨方法は、鍛造加工パンチを金属素材に押付けて鍛造加工品を成形した後、研磨加工を行う上記鍛造加工品の研磨方法であって、上記鍛造加工品の加工形状部を研磨治具との位置決めとして用いて研磨加工が行われることを要旨とする。
【０００９】
すなわち、上記鍛造加工品の加工形状部を研磨治具との位置決めとして用いて研磨加工が行われる。
【００１０】
上記加工形状部は一般的に凹凸のある形状とされており、この凹凸部分により鍛造加工品と研磨治具との相対位置が決定づけられる。したがって、研磨加工時には研磨工具から外力を受ける鍛造加工品が研磨治具から位置がずれるようなことがなく、所期の研磨精度が確保できる。さらに、加工形状部と研磨治具との組合わせであるから、この組合わせの仕方を選択することにより、加工形状部と研磨治具との相対位置を適宜選定して、鍛造加工品にとって最も相応しい研磨を行うことができる。また、加工形状部を利用した状態で鍛造加工品と研磨治具との相対位置が決定づけられるので、鍛造加工品に特別な形状部分を設ける必要がなく、製造原価の低減において有利である。
【００１１】
さらに、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室のような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の金属素材への鍛造加工とその後の研磨加工を採用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各窪部の容積を均一に加工できるので、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室等を成形するような場合においては、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。
【００１２】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記位置決めを鍛造加工品の加工形状部に研磨治具を合致させることにより、鍛造加工品と研磨治具との相対位置を決定する場合には、上記位置決めが鍛造加工品の加工形状部と研磨治具との合致によってなされるので、加工形状部と研磨治具との確実な合致状態によってこれら両者の相対位置が正確に設定される。
【００１３】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記金属素材は板状部材であり、上記加工形状部が鍛造加工品の表面とされ、上記加工形状部の反対側が鍛造加工品の裏面とされ、上記研磨治具に設けた位置決め突起が上記加工形状部で位置決めされた状態で上記裏面の研磨が行われる場合には、板状部材である鍛造加工品の加工形状部が研磨治具の位置決め突起と一体化されるので、鍛造加工品を確実に研磨治具で保持したまま上記裏面の研磨をすることができ、高い研磨精度を維持することができる。すなわち、加工形状部の凹凸形状部に研磨治具の位置決め突起が合致するので、鍛造加工品と研磨治具との相対位置が一層確実に決定づけられる。また、鍛造加工品が板状部材であるので、研磨治具に表面側を保持させ、裏面側を研磨するという板状部材の形状に即した利点がえられる。
【００１４】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記加工形状部は所定ピッチで配列された窪部であり、上記鍛造加工パンチで上記窪部を成形するときに各窪部のあいだに成形された隔壁部の頂部が、上記位置決め突起に対する加工形状部の深さ方向の基準位置とされている場合には、鍛造加工パンチで成形された窪部と隔壁部は、窪部の底部から隔壁部の頂部までの高さが隔壁部の長さ方向において可及的に均一であるとともに、各隔壁部同士の上記高さも可及的に均一である。したがって、隔壁部の頂部は１仮想平面上に実質的に整然と整列した状態になっている。このような状態の隔壁部の頂部に上記位置決め突起が接触して、頂部が加工形状部の深さ方向の基準位置となっているので、鍛造加工品が研磨治具に対して傾いた姿勢で両者間の位置決めがなされるようなことがない。
【００１５】
こうすることにより、鍛造加工品の裏面が研磨されたときには、その研磨面と窪部の底部との素材厚さが均一になり、部品精度の向上にとって有効である。また、加工形状部は所定ピッチで配列された窪部であるから、各窪部の成形時に流動する素材の移動方向やその量が均一になるので、上記隔壁部の頂部が形成される位置も均一化されることとなり、上記のように位置決め突起との位置関係が良好に維持できる。
【００１６】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記窪部を成形するときに各窪部の周辺部の一部に成形された上記隔壁部よりも隆起した部分の窪部側内壁が、上記位置決め突起に対する窪部の開口面方向の基準位置とされている場合には、各窪部を加圧成形するときに金属素材が流動して、隔壁部よりもさらに隆起した部分が形成される。この隆起した部分の窪部側内壁に研磨治具の位置決め突起が受止められることにより、研磨治具は窪部の開口面方向に変位することが制約されて、上記窪部側内壁が上記位置決め突起に対する窪部の開口面方向の基準位置となる。したがって、例えば、板状部材とされた鍛造加工品は、窪部の開口面方向の位置決めが、上記加工形状部の深さ方向の位置決めとともに果たされ、鍛造加工品が研磨工具から外力を受けても、位置ずれを起すようなことがなく、高精度の研磨がえられる。
【００１７】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記位置決め突起が、上記窪部の列設方向に配列された隔壁部の頂部に接触する長尺な形状とされている場合には、多数の頂部に対して一時に接触できる接触長さが位置決め突起に付与されているので、鍛造加工品と研磨治具との相対位置をより一層正確に決定づけることが可能となる。
【００１８】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記位置決め突起の表面が平坦面とされている場合には、位置決め突起の平坦面が１仮想平面上に整列した隔壁部の頂部に正確に接触するので、鍛造加工品と研磨治具との相対位置が一層安定した状態で決定づけられる。さらに、多数の頂部が位置決め突起の平坦面に接触するので、頂部の列設方向の接触摩擦が大きくなり、この列設方向への研磨治具の位置ずれを防止するのにも有効である。
【００１９】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記裏面の研磨後に上記表面の研磨を行うことにより、所定ピッチで配列された窪部の深さが均一に設定される場合には、まず最初に鍛造加工品の加工形状部と研磨治具との相対位置が正しく維持された状態で上記裏面の研磨がなされ、この研磨面と各窪部の底部との素材厚さが均一に仕上げられる。その後、鍛造加工品の表裏を反転して上記表面すなわち加工形状部を研磨する。このときには、上記裏面研磨で仕上げられた平坦面を基準として表面研磨が行われるので、裏面研磨面と表面研磨面を完全に平行な関係とすることができ、結果的には、窪部の深さが均一に設定される。
【００２０】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記裏面の研磨によって裏面を平坦面に成形し、該裏面の平坦面を位置決めとし、上記表面における隔壁部の頂部および隔壁部よりも隆起した部分を研磨して窪部以外の部分を平坦面に形成する場合には、鍛造加工品の表裏両面が平坦面となるので、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板のように、隣接する他の部品との密着性が良好になる。
【００２１】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記研磨治具には、平板状の部材に多数の上記位置決め突起が所定の間隔で配置され、位置決め突起によって複数の鍛造加工品が研磨治具上に位置決めされる場合には、上記研磨治具上に多数の鍛造加工品が位置決めされ、多数の鍛造加工品を一時に研磨することが可能となり、生産性向上にとって有効である。また、上記のように加工形状部の凹凸形状に対して位置決め突起を係合させる方法であるから、多数の鍛造加工品を確実に研磨治具に保持することができる。
【００２２】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記研磨治具から鍛造加工品がはずれることを防止する一体化手段が研磨治具に設けられている場合には、鍛造加工品と研磨治具との相対位置や一体性が確実に維持されるので、研磨工具等による外力が鍛造加工品に作用しても、鍛造加工品の位置が狂ったりせず、研磨精度を高いレベルに維持することができる。
【００２３】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記一体化手段が、研磨治具に取付けられたマグネットシートである場合には、磁石の吸引力で確実に鍛造加工品を研磨治具に保持することができる。また、シート状の部材が研磨治具に取付けてあるので、研磨治具と鍛造加工品との相対位置を大きく狂わせるような要素がなく、また、マグネットシートの配置空間も最小限で済み、鍛造加工品が板状部材であるようなときに、一層使い勝手がよくなる。
【００２４】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記研磨治具上に複数の鍛造加工品を位置決めしてから、鍛造加工品の上記裏面を露出させる開口が設けられたスペーサプレートを研磨治具に固定した後、上記裏面を研磨する場合には、スペーサプレートの板厚を選定することにより、研磨除去量が所定量に設定できて、裏面研磨を高精度で行うことができる。また、上記開口に鍛造加工品がはめ込まれたような状態なので、万一、鍛造加工品と研磨治具との一体性が緩んだりしても、上記開口が鍛造加工品を保持する機能を果たすので、鍛造加工品が研磨治具から外れたりすることがない。
【００２５】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記裏面の研磨終了後、平坦面とされた表面研磨用の研磨治具に上記スペーサプレートを固定した後、上記開口に鍛造加工品をはめ込んで上記表面を露出させて表面の研磨を行う場合には、平坦面とされた表面研磨用の研磨治具のあらかじめスペーサプレートを固定して上記開口を研磨治具上に準備し、それから各開口に表面を露出させた状態で鍛造加工品をはめ込む。このときにはすでに完了した裏面研磨による平坦な裏面が上記研磨治具の平坦面に密着していて、鍛造加工品と表面研磨用の研磨治具との相対位置が正確に設定される。この状態でスペーサプレートの板厚にしたがって研磨を行うことにより、表面研磨が完了する。
【００２６】
このような表面研磨の際には、鍛造加工品の裏面と窪部の底部との素材厚さが均一にされた鍛造加工品が表面研磨用の研磨治具に密着され、この状態で表面側が裏面と平行に研磨されるので、各窪部の深さは均一に揃うこととなる。
【００２７】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記鍛造加工品の一部に研磨量を低減させる開口または凹部が設けられている場合には、上記開口や凹部の面積に相当する面積分の研磨量が低減するので、研磨工程の短縮化等が図られて、製造原価の低減に役立つのである。
【００２８】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記鍛造加工品が、平行に配列された突条部および各突条部のあいだに形成された空隙部が設けられた第１金型と、上記空隙部と対応する部分に、上記突条部の配列方向に延びる凹部が設けられている第２金型により成形されている場合には、空隙部内に流動する素材量が空隙部の長手方向にわたって可及的に均一になるので、隔壁部の頂部の形状がほぼ直線的な状態になり、研磨治具の位置決め突起と隔壁部の頂部との接触が頂部全体にわたってなされる。したがって、上記のように第１金型と第２金型を使用することにより、研磨治具の位置決め突起と隔壁部の頂部との接触が良好な状態でえられる。さらに、第２金型の凹部によって鍛造加工品の裏面には隆起部が残存するが、これは上記裏面の研磨の際に完全に平面化されて、上記表面の研磨の際には支障を来すことがない。
【００２９】
本発明の鍛造加工品の研磨方法において、上記窪部が、液体噴射ヘッドに組み付けられる圧力発生室形成板に成形した圧力発生室である場合には、微細形状の溝状窪部部分を高精度で研磨仕上げをすることができ、列設された圧力発生室の深さが均一に製作され、各圧力発生室における液体の噴射特性を均一に揃えることができる。
【００３０】
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、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、前記連通口と対応する位置にノズル開口が穿設されて溝状窪部の反対側に接合された金属製のノズルプレートとを含む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、上記圧力発生室形成板は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法で研磨することによりつくることを要旨とする。
【００３１】
すなわち、上記圧力発生室形成板を、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法で研磨した上で液体噴射ヘッドをつくるのである。
【００３２】
鍛造加工パンチで成形された圧力発生室と隔壁部は、圧力発生室の底部から隔壁部の頂部までの高さが隔壁部の長さ方向において可及的に均一であるとともに、各隔壁部同士の上記高さも可及的に均一である。したがって、隔壁部の頂部は１仮想平面上に実質的に整然と整列した状態になっている。このような状態の隔壁部の頂部に研磨治具の上記位置決め突起が接触して、頂部が圧力発生室の深さ方向の基準位置となっているので、圧力発生室形成板が研磨治具に対して傾いた姿勢で両者間の位置決めがなされるようなことがない。
【００３３】
こうすることにより、圧力発生室形成板の裏面が研磨されたときには、その研磨面と圧力発生室の底部との素材厚さが均一になり、部品精度の向上にとって有効である。また、圧力発生室は所定ピッチで配列された溝状窪部であるから、各圧力発生室の成形時に流動する素材の移動方向やその量が均一になるので、上記隔壁部の頂部が形成される位置も均一化されることとなり、上記のように位置決め突起との位置関係が良好に維持できる。
【００３４】
さらに、各圧力発生室を加圧成形するときに金属素材が流動して、隔壁部よりもさらに隆起した部分が形成される。この隆起した部分の窪部側内壁に研磨治具の位置決め突起が受止められることにより、研磨治具は圧力発生室の開口面方向に変位することが制約されて、上記窪部側内壁が上記位置決め突起に対する圧力発生室の開口面方向の基準位置となる。したがって、板状部材とされた圧力発生室形成板は、圧力発生室の開口面方向の位置決めが、上記圧力発生室の深さ方向の位置決めとともに果たされ、圧力発生室形成板が研磨工具から外力を受けても、位置ずれを起すようなことがなく、高精度の研磨がえられる。
【００３５】
上述の利点は、請求項１〜１７項に記載の鍛造加工品の研磨方法を採用することによってえられる作用効果の一部であり、これ以外にも各請求項の内容に応じた良好な液体噴射ヘッドの製造方法がえられる。
【００３６】
さらに、液体噴射ヘッドの圧力発生室は微細な加工成形であるため、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の金属素材への鍛造加工とその後の研磨加工を採用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
本発明による鍛造加工品の研磨方法は、種々な対象部材に適用することができるが、上記対象部材の代表的なものとして液体噴射ヘッドの圧力発生室形成板が挙げられる。したがって、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具体事例として、インクジェット式記録ヘッドの例を示している。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
収納空部１２は、振動子ユニット３を収納可能な大きさの空部である。この収納空部１２の先端側部分はケース内壁が側方に向けて部分的に突出しており、この突出部分の上面が固定板当接面として機能する。そして、振動子ユニット３は、各圧電振動子１０の先端が開口から臨む状態で収納空部１２内に収納される。この収納状態において、固定板８の先端面は固定板当接面に当接した状態で接着されている。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
針ホルダ１８は、インク供給針１９を取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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
圧力発生室形成板３０は、図４に示すように、溝状窪部３３と、連通口３４と、逃げ凹部３５とを形成した金属製の板状部材である。本実施形態では、この圧力発生室形成板３０を、厚さ０．３５ｍｍのニッケル製の基板を加工することで作製している。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
ダイヤフラム部４４は、圧力発生室２９の一部を区画する部分である。すなわち、ダイヤフラム部４４は溝状窪部３３の開口面を封止し、この溝状窪部３３と共に圧力発生室２９を区画形成する。このダイヤフラム部４４は、図７（ａ）に示すように、溝状窪部３３に対応した細長い形状であり、溝状窪部３３を封止する封止領域に対し、各溝状窪部３３…毎に形成されている。具体的には、ダイヤフラム部４４の幅は溝状窪部３３の溝幅と略等しく設定され、ダイヤフラム部４４の長さは溝状窪部３３の長さよりも多少短く設定されている。長さに関し、本実施形態では、溝状窪部３３の長さの約２／３に設定されている。そして、形成位置に関し、図２に示すように、ダイヤフラム部４４の一端を、溝状窪部３３の一端（連通口３４側の端部）に揃えている。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
なお、弾性板３２を構成する支持板４２及び弾性体膜４３は、この例に限定されるものではない。例えば、弾性体膜４３としてポリイミドを用いてもよい。また、この弾性板３２を、ダイヤフラム部４４になる厚肉部及び該厚肉部周辺の薄肉部と、コンプライアンス部４６になる薄肉部とを設けた金属板で構成してもよい。
【００７９】
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。
【００８０】
そして、上記の弾性板３２を、圧力発生室形成板３０の一方の表面、すなわち、溝状窪部３３の形成面に接合すると、ダイヤフラム部４４が溝状窪部３３の開口面を封止して圧力発生室２９が区画形成される。同様に、ダミー窪部３６の開口面も封止されてダミー圧力発生室が区画形成される。また、上記のノズルプレート３１を圧力発生室形成板３０の他方の表面に接合するとノズル開口４８が対応する連通口３４に臨む。この状態で島部４７に接合した圧電振動子１０を伸縮すると、島部４７周辺の弾性体膜４３が変形し、島部４７が溝状窪部３３側に押されたり、溝状窪部３３側から離隔する方向に引かれたりする。この弾性体膜４３の変形により、圧力発生室２９が膨張したり収縮したりして圧力発生室２９内のインクに圧力変動が付与される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
上記圧力発生室２９を構成するための基本的な形状すなわち溝状窪部３３の成形は、上述のとおりである。このようにして圧力発生室形成板３０に成形された圧力発生室２９は、それに続いて行われる研磨加工との関係で、その成形精度、とりわけ各隔壁部２８の頂部の形状を可及的に真直ぐな形状で各頂部が均一に揃っていることが重要となる。このような要請に応えるために、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、適正な隔壁部２８の頂部を成形するようにしている。それと同時に、圧力発生室２９が成形されるときに、隔壁部２８の頂部よりも隆起した部分が素材５５の流動によって形成されるのであるが、この隆起した部分を活用することも、研磨工程において重要である。
【００９８】
上記の隔壁部２８の頂部を適正な状態で構成するための加工方法を図１１〜図１４に示す。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。
【００９９】
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。
【０１００】
雄型５１ａすなわち第１金型に、多数の成形パンチ５１ｂが所定ピッチで配列されている。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、所定ピッチの突条部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金型５１ａが素材である圧力発生室形成板３０（５５）に押込まれた状態が、図１２（Ｃ）に示してある。
【０１０１】
一方、上記雌型５２ａすなわち第２金型は、上記突条部５３ｃの長手方向における中間部に対応する部分に、突条部５３ｃの配列方向に延びる凹部５４ａが設けられている。そして、第２金型５２ａには、仮成形金型５６と仕上げ金型５７の２種類の金型が準備されている。
【０１０２】
上記仮成形金型５６には上記空隙部５３ｂに対向するとともにこの空隙部５３ｂ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。
【０１０３】
上記筋状突起５４は、図９や図１０に示したものは、高さの低い突条のような部材形状であるが、凹部５４ａを形成するためには、筋状突起５４に図１２〜図１４に示すような所要の高さが必要とされている。したがって、このような凹部５４ａが形成された筋状突起５４は、高さのある「突条」が多数平行に配列されたもので、図１２では断面形状が先端の尖った楔形状とされている。この楔形状部分の楔角度は、９０度以下の鋭角とされている。なお、筋状突起５４の配列により谷部５６ａが形成されている。また、圧力発生室形成板５５の裏面に後述の仮成形工程で成形される隆起部５５ａが図示されている。
【０１０４】
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１／２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５４のピッチについては、０．３ｍｍ以下とすることにより、液体噴射ヘッド等の部品加工等においてより好適な予備成形となる。このピッチは好ましくは０．２ｍｍ以下，より好ましくは０．１５ｍｍ以下である。さらに、筋状突起５４の少なくとも凹部５４ａの部分は、その表面が平滑に仕上げられている。この仕上げとしては、鏡面仕上げが適しているが、他に例えば、クロム鍍金を施してもよい。
【０１０５】
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１４の（Ａ）〜（Ｆ）に示すような凹部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１４（Ａ２）のように断面で見ると平面となり、凹部全体では細長い円弧面になっている。
【０１０６】
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１４（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。
【０１０７】
つぎに、上記第２金型５２ａの仕上げ金型５７は、上記仮成形金型５６による仮成形後に使用されるもので、この仕上げ金型５７には仮成形金型５６の筋状突起５４が除去された平坦面５７ａが形成され、また、仮成形金型５６の凹部５４ａに対応する箇所に収容凹部５７ｂが形成されている。すなわち、仕上げ金型５７の成形面の幅方向で見て、中央部に収容凹部５７ｂが形成され、この収容凹部５７ｂの両側に平坦面５７ａが設けられている。
【０１０８】
上記平坦面５７ａは、上記突条部５３の配列方向における端部近傍の箇所が端部に向かって低くなる表面形状とされている。図１３（Ａ）に示す表面形状は上記平坦面５７ａに連続した傾斜面５７ｃである。
【０１０９】
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５６と仕上げ金型５７が組になって構成されているので、仮成形金型５６と仕上げ金型５７を隣合わせて配列し、圧力発生室形成板３０（５５）を順次移行させるのが適当である。
【０１１０】
つぎに、上記の第１金型５１ａ，第２金型５２ａによって構成された鍛造加工パンチの加工動作を説明する。
【０１１１】
上記両金型５１ａ，５２ａのあいだで加圧された金属素材板５５は、第１金型５１ａの空隙部５３ｂに押し込まれるようにして素材５５の流入移動がなされる。このとき、第２金型５２ａには中間部の高さが低くされた凹部５４ａが設けられているので、上記凹部５４ａ両側の第２金型５２ａの端部に近い箇所５６ｂ，５６ｂ（図１２（Ｄ）参照）においては、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔Ｄ１が中間部（凹部）の間隔Ｄ２よりも狭くなっていて、この狭い部分においては素材の加圧量が多くなる。このようにして加圧された金属素材板５５は、加圧方向に略直交する方向へ押し出されるようにして流動させられ、両金型５１ａ，５２ａ間の間隔が広くなった加圧量の少ない凹部５４ａの方へより多くの素材移動がなされる。換言すると、上記素材流動において、凹部５４ａが素材５５の逃げ込み場所を提供しているような機能を果たしている。このような素材移動は、主として、上記突条部５３ｃや空隙部５３ｂの長手方向に沿って行われ、また、素材５５の一部が凹部５４ａの方へ膨出した隆起部５５ａとなる。
【０１１２】
したがって、上記加圧量の多い箇所５６ｂにおいては強い素材加圧により、空隙部５３ｂへの素材流入が積極的に行われ、また、加圧量の少ない凹部５４ａの方へはより多くの素材５５が流動してくるので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行われる。このようにして、凹部５４ａの両側５６ｂ，５６ｂで素材の流動を凹部５４ａ側へ仕向けつつ空隙部の全域にわたってより多くの素材流入がなされる。
【０１１３】
上記の空隙部５３ｂに流入した素材５５が溝状窪部３３の隔壁部２８を構成するので、溝状窪部３３の空間形状を正確に形成することができる。さらに、このような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の鍛造加工パンチを金属製のニッケル等の素材に使用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。
【０１１４】
上記の加工動作は、第２金型５２ａの凹部５４ａの動作機能に重点を置いて説明したものであるが、図示の筋状突起５４およびその凹部５４ａによる動作機能はつぎのとおりである。図１２（Ｂ）は、第１金型５１ａと第２金型５２ａとのあいだで素材５５が加圧される直前の状態を示している。この状態から（Ｃ）（Ｄ）に示すように両金型５１ａ，５２ａ間で素材５５が加圧されると、筋状突起５４が素材５５に突き刺さるようにして圧入されて行くのと同時に、空隙部５３ｂ内への素材流動がなされて、隔壁部２８の仮成形がなされる。
【０１１５】
上記の仮成形の段階においては、筋状突起５４の凹部５４ａにより、上述の場合と同様に加圧量の少ない凹部５４ａの方へはより多くの素材５５が流動して行くので、凹部５４ａに対応した箇所の空隙部５３ｂに対しても多くの素材流入が行われる。このようにして、凹部５４ａの両側５６ｂ，５６ｂで素材の流動を凹部側へ仕向けつつ空隙部５３ｂの全域にわたってより多くの素材流入がなされる。さらに、筋状突起５４自体の突起高さが相乗して、より一層多くの素材５５が空隙部５３ｂ内に積極的に押し込まれる。このような仮成形状態における隔壁部２８の高さは、図１２（Ｄ）に示すように、低い部分２８ａ，２８ａと高い部分２８ｂが形成される。このように高低差ができるのは、端部に近い箇所５６ｂ，５６ｂにおいて加圧された素材５５が凹部５４ａの箇所へより多く流動して、そのときに多くの素材５５が空隙部５３ｂ内に流動するからである。
【０１１６】
図１２（Ｃ）（Ｄ）に示す仮成形が完了すると、仮成形状態の素材５５は図１３（Ｂ）に示すように、第１金型５１ａと仕上げ金型５７のあいだに移送され、そこで両金型５１ａ，５２ａで（Ｃ）に示すように加圧される。仕上げ金型５７には収容凹部５７ｂの両側に平坦面５７ａが形成してあるので、上記の低い隔壁部の部分２８ａ，２８ａにおける空隙部５３ｂ内への素材５５の流動量が多くなり、部分２８ａ，２８ａの高さが高くなる。このとき、上記隆起部５５ａは収容凹部５７ｂ内に収容されて仕上げ金型５７から加圧力を受けることがないので、上記の高い部分２８ｂの高さはほとんど変わらない。したがって、最終的には（Ｄ）に示すように、隔壁部２８の高さが略均一な高さとなる。
【０１１７】
また、仕上げ成形の段階においては、上記傾斜面５７ｃが形成されているので、各空隙部５３ｂ内への素材５５の流入量が全ての空隙部５３ｂにおいて可及的に均一化される。すなわち、上記突条部５３の配列方向に流動した素材５５が突条部５３の配列中央部から端部の方へ少しずつ流動して集積的に偏った状態になり、端部付近がいわゆる多肉状態になる。このように集積的に偏った素材量を端部が低くなった傾斜面５７ｃで加圧するので、多肉状態の素材を過度に空隙部５３ｂ内に流動させることが防止される。したがって、各空隙部５３ｂ内への素材５５の流入量が全ての空隙部５３ｂにおいて可及的に均一化される。
【０１１８】
上記筋状突起５４は、先端の尖った楔形状としてあるので、上記楔形状の部分が素材５５に確実に食い込むので、空隙部５３ｂに対向した箇所の素材５５を正確に加圧することができ、空隙部５３ｂへの素材流動が確実になされる。また、楔角がいわゆる９０度以下の鋭角とされていることにより、素材５５への食い込みがより一層確実に達成される。上記筋状突起５４のピッチが、０．３ｍｍ以下とされていることにより、この鍛造加工パンチでインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室をきわめて精巧な鍛造加工で製作することができる。
【０１１９】
上記凹部５４ａが、円弧状の凹部形状とされていることにより、第２金型中間部の高さが徐々に緩やかに変化をするので、上記空隙部５３ｂに流入する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て、可及的に均一なものとなる。また、凹部５４ａが、複数の平面で構成された凹部形状とされていることにより、平面の傾斜角度を選定することにより、第２金型中間部の高さを徐々に緩やかに変化させることができ、空隙部５３ｂに流入する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て、可及的に均一なものとなる。
【０１２０】
上記凹部５４ａの中間部分に隆起形状部５４ｂが設けられている場合には、上記隆起形状部５４ｂと第２金型５２ａの端部に近い箇所において両金型５１ａ，５２ａの間隔（上記間隔Ｄ１に相当）が狭くなるとともに、上記凹部５４ａが複数化されるので、加圧量の多い箇所と加圧量の少ない箇所が交互に複数配置される。したがって、加圧量の多い箇所（上記５６ｂに相当）と素材５５の流動先となる凹部５４ａが交互に小刻みに配置されるので、空隙部５３ｂに流動する素材５５の量が空隙部５３ｂの長さ方向で見て略均一になる。
【０１２１】
上記筋状突起５４の長手方向の凹部５４ａの長さを、筋状突起５４の長さの約１／２以下に設定することにより、加圧方向に略直交する方向への素材流動量とそれを受け入れる凹部５４ａの空間を、加圧ストロークの大きさとの兼ね合いにおいて、程よくバランスさせることができ、空隙部５３ｂ内への素材流動が最適化される。
【０１２２】
上記筋状突起５４の少なくとも凹部５４ａの部分が、鏡面仕上げやクロム鍍金等でその表面が平滑に仕上げられているので、加圧方向に略直交する方向に流動してきた素材５５が凹部５４ａにおいてその平滑な表面状態により、積極的に空隙部５３ｂの方へ変向され、空隙部５３ｂ内への素材流入がより一層積極的に行われる。
【０１２３】
上述の溝状窪部３３の鍛造加工により成形された隔壁部２８の頂部２８ｃは、図１３（Ｄ）に示すように、隔壁部２８の端縁部すなわち隔壁部２８の稜線のような形態であり、その長さ方向全域にわたって略直線的な形状となる。なお、同図（Ｄ）の場合はわずかに膨らんだ形に図示してあるが、実際には略直線的な頂部２８ｃの形状である。そして、溝状窪部３３の底部３３ａから頂部２８ｃまでの高さは溝状窪部３３の長手方向において略均一である。なお、ここでは溝状窪部３３の底部形状はＶ字型であるので、上記底部３３ａはＶ字型部分の最も深い隅角部の箇所とされている。同時に所定ピッチで配列されている各頂部２８ｃは、１仮想平面上に整然と整列している。
【０１２４】
上記の鍛造工程において、図１３に示すように突条部５３ｃが仕上げ工程として予備成形品に押込まれると、同図（Ｄ）に示すような隆起した部分６３が成形される。これは、溝状窪部３３の長手方向端部すなわち突条部５３ｃの長手方向端部の近傍に形成されるもので、溝状窪部３３の長手方向に流動した素材が頂部２８ｃよりもさらに隆起した形状となっている。この隆起した部分６３は、溝状窪部３３の長手方向端部に形成されるので、図１６（Ｃ）に示すように平面的に見ると、頂部２８ｃと隆起した部分６３はずれた位置関係となっている。隆起した部分６３の溝状窪部３３側には窪部側内壁６３ａが形成されていて、各窪部側内壁６３ａは１直線上に整列した状態になっている。したがって、溝空間６４として仮想的に見ると、整列した頂部２８ｃが溝空間６４の仮想底面を形成し、同様に整列した窪部側内壁６３ａが溝空間６４の仮想内側壁を形成していることになる。
【０１２５】
圧力発生室形成板３０を研磨加工するとき、圧力発生室形成板３０を正しく支持したり、その位置がずれたりしないようにするために、研磨治具６５が設けられている。この研磨治具６５には細長い位置決め突起６６が形成され、ここでは、列設された圧力発生室２９（溝状窪部３３）の列が図１５に示すように、２列が１組になっているので、各圧力発生室２９の列に合致する位置決め突起６６も２列が１組になっている。位置決め突起６６の表面６６ａは平坦面とされ、上記の整列状態の頂部２８ｃに接触できるようになっており、また、位置決め突起６６の側面６６ｂ，６６ｂは上記窪部側内壁６３ａ，６３ａと略密着できるように位置決め突起６６の幅が設定されている。
【０１２６】
上記のように第１金型５１ａ，第２金型５２ａによって加工されて鍛造加工品は金属材料製の板状部材であり、圧力発生室２９が成形された加工形状部６８が鍛造加工品の表面６９であり、その反対側が鍛造加工品の裏面７０である。
【０１２７】
後述のように研磨治具６５を鍛造加工品すなわち圧力発生室形成板３０に合致させたときに、研磨治具６５から圧力発生室形成板３０がはずれることを防止するために、図１７，図１８，図１９に示す一体化手段であるマグネットシート７１が研磨治具６５の表面に取付けられている。
【０１２８】
上記研磨治具６５の位置決め突起６６を上記溝空間６４に相対的に挿入すると、位置決め突起６６の表面６６ａが整列状態の頂部２８ｃに接触し、また、位置決め突起６６の両側面６６ｂ，６６ｂが窪部側内壁６３ａ，６３ａと略密着した状態になる。したがって、上記頂部２８ｃが位置決め突起６６に対する加工形状部６８の深さ方向の基準位置になっており、他方、窪部側内壁６３ａ，６３ａが位置決め突起６６に対する圧力発生室２９の開口面方向の基準位置になっている。
【０１２９】
図１７および図１８は、位置決め突起６６が加工形状部６８に合致しきった状態を示している。したがって、多数の頂部２８ｃに対して一時に接触できる接触長さが位置決め突起６６に付与されているので、鍛造加工品すなわち圧力発生室形成板３０と研磨治具６５との相対位置をより一層正確に決定づけることが可能となる。また、位置決め突起６６の平坦な表面６６ａが１仮想平面上に整列した隔壁部２８の頂部２８ｃに正確に接触するので、鍛造加工品３０と研磨治具６５との相対位置が一層安定した状態で決定づけられる。さらに、多数の頂部２８ｃが位置決め突起６６の平坦面（６６ａ）に接触するので、頂部２８ｃの列設方向の接触摩擦が大きくなり、この列設方向への研磨治具６５の位置ずれを防止するのにも有効である。
【０１３０】
図示していないが、ここで使用される研磨加工機は、研磨工具が回転あるいは往復する通常の形式のものであり、圧力発生室形成板３０がセットされた研磨治具６５を研磨加工機に取付けて研磨加工を行うものである。
【０１３１】
図１７から図２１における符号７２は、研磨治具６５に取付けられるスペーサプレートであり、そこにあけた開口７３内に圧力発生室形成板３０が略ぴったりとはめ込まれ、最初に研磨される裏面７０が開口７３から露出している。スペーサプレート７２の厚さを選定することにより、研磨代Ｔ（図１８参照）が設定される。
【０１３２】
図１８のセット状態で裏面７０の研磨代Ｔが研磨されて上記隆起部５５ａもともに除去されると、裏面７０は平坦な面となる。その後、全面が平坦面とされた表面研磨用の研磨治具７４にスペーサプレート７２を図２０に示すように固定してから、今度は開口７３に圧力発生室形成板３０の表面６９を露出させて同形成板３０を図２１に示すようにはめ込む。その後、圧力発生室形成板３０の表面を研磨すると、上記の隆起した部分６３や隔壁部２８の頂部２８ｃが研磨されて、表面６９の研磨が完了する。
【０１３３】
なお、スペーサプレート７２を研磨治具６５や表面研磨用の研磨治具７４に固定する方法としては、種々なものが採用できるが、ここでは図１８に示すようにスペーサプレート７２の周縁に係合縁７２ａを設け、この係合縁７２ａを各研磨治具６５や７４の周縁に合致させるようにした。また、圧力発生室形成板３０の研磨された面の平面度は著しく高いので、研磨治具７４の平坦面に対しては、両面間には空気層がなく密着性が良好であるので、圧力発生室形成板３０が開口７３からはずれたりしないのである。
【０１３４】
図１９は、１つの研磨治具６５に多数（ここでは９枚）の圧力発生室形成板３０が保持されている場合であり、このような集合体７５を複数配列して研磨することが、生産性を向上させる点で有効である。その具体例が図２２に示されている。この事例は、ターンテーブルの方式であり、中心に公転軸７６を有する親テーブル７７があり、その上に自転軸７８を有する子テーブル７９が設けられている。この子テーブル７９上に上記の集合体７５が６枚固定されている。このようなターンテーブルを研磨工具に対面させて集合体７５に自転と公転の複合運動を付与することにより、全ての圧力発生室形成板３０には均一な研磨が施される。したがって、研磨治具６５上に多数の圧力発生室形成板３０が位置決めされ、多数の圧力発生室形成板３０を一時に研磨することが可能となり、生産性向上にとって有効である。また、上記のように加工形状部６８の凹凸形状に対して位置決め突起６６を係合させる方法であるから、多数の鍛造加工品３０を確実に研磨治具６５に保持することができる。
【０１３５】
上記圧力発生室形成板３０の一部に研磨量を低減させる開口８０が設けられている。こうすることにより、上記開口８０の面積に相当する面積分の研磨量が低減するので、研磨工程の短縮化等が図られて、製造原価の低減に役立つのである。この開口８０を凹部に置き換えても同じ作用効果がえられる。
【０１３６】
上記のような裏面７０，表面６９の研磨が完了したらインクジェット式記録ヘッド１の流路ユニット４の１部品として組立てられるのであるが、組立て前に必要に応じてさらに表裏両面６９，７０の両面研磨を行ってもよい。
【０１３７】
また、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、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液体供給口４５を穿設した金属材製の封止板と、前記連通口３４と対応する位置にノズル開口４８が穿設されて溝状窪部３３の反対側に接合された金属製のノズルプレート３１とを含む流路ユニット４を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記圧力発生室形成板３０は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の鍛造加工品の研磨方法で研磨することにより液体噴射ヘッドがつくられる。
【０１３８】
上記の実施の形態による作用効果を列記するとつぎのとおりである。
【０１３９】
上記加工形状部６８は一般的に凹凸のある形状とされており、この凹凸部分である加工形状部６８を研磨治具６５との位置決めとして用いている。具体的には、研磨治具６５を加工形状部６８に合致させることにより、鍛造加工品３０と研磨治具６５との相対位置が決定づけられる。したがって、研磨加工時には研磨工具から外力を受ける鍛造加工品３０が研磨治具６５から位置がずれるようなことがなく、所期の研磨精度が確保できる。さらに、加工形状部６８と研磨治具６５との組合わせであるから、この組合わせの仕方を選択することにより、加工形状部６８と研磨治具６５との相対位置を適宜選定して、鍛造加工品３０にとって最も相応しい研磨を行うことができる。また、加工形状部６８を利用した状態で鍛造加工品３０と研磨治具６５との相対位置が決定づけられるので、鍛造加工品３０に特別な形状部分を設ける必要がなく、製造原価の低減において有利である。
【０１４０】
板状部材である鍛造加工品すなわち圧力発生室形成板３０の加工形状部６８が研磨治具６５の位置決め突起６６と一体化されるので、鍛造加工品３０を確実に研磨治具６５で保持したまま上記裏面７０の研磨をすることができ、高い研磨精度を維持することができる。すなわち、加工形状部６８の凹凸形状部に研磨治具６５の位置決め突起６６が合致するので、鍛造加工品３０と研磨治具６５との相対位置が一層確実に決定づけられる。また、鍛造加工品３０が板状部材であるので、研磨治具６５に表面６９側を保持させ、裏面７０側を研磨するという板状部材の形状に即した利点がえられる。
【０１４１】
鍛造加工パンチで成形された圧力発生室２９と隔壁部２８は、圧力発生室２９の底部３３ａから隔壁部２８の頂部２８ｃまでの高さが隔壁部２８の長さ方向において可及的に均一であるとともに、各隔壁部２８同士の上記高さも可及的に均一である。したがって、隔壁部２８の頂部２８ｃは１仮想平面上に実質的に整然と整列した状態になっている。このような状態の隔壁部２８の頂部２８ｃに上記位置決め突起６６が接触して、頂部２８ｃが加工形状部６８すなわち圧力発生室２９の深さ方向の基準位置となっているので、鍛造加工品３０が研磨治具６５に対して傾いた姿勢で両者間の位置決めがなされるようなことがない。
【０１４２】
各圧力発生室２９を加圧成形するときに金属素材が流動して、隔壁部２８よりもさらに隆起した部分６３が形成される。この隆起した部分６３の窪部側内壁６３ａ，６３ａに研磨治具６５の位置決め突起６６が受止められることにより、研磨治具６５は圧力発生室２９の開口面方向に変位することが制約されて、上記窪部側内壁６３ａ，６３ａが上記位置決め突起６６に対する圧力発生室２９の開口面方向の基準位置となる。したがって、板状部材とされた鍛造加工品３０は、圧力発生室３０の開口面方向の位置決めが、上記加工形状部６８の深さ方向の位置決めとともに果たされ、鍛造加工品３０が研磨工具から外力を受けても、位置ずれを起すようなことがなく、高精度の研磨がえられる。
【０１４３】
研磨工程の順序としては、まず最初に鍛造加工品３０の加工形状部６８と研磨治具６５との相対位置が正しく維持された状態で上記裏面７０の研磨がなされ、この研磨面と各圧力発生室２９の底部３３ａとの素材厚さが、図１８の符号Ｄで示すように均一に仕上げられる。その後、鍛造加工品３０の表裏を反転して上記表面６９すなわち加工形状部６８を研磨する。このときには、上記裏面研磨で仕上げられた平坦面を基準として表面研磨が行われるので、裏面研磨面と表面研磨面を完全に平行な関係とすることができ、結果的には、圧力発生室２９の深さが均一に設定される。
【０１４４】
組立て精度の観点からすると、鍛造加工品３０の表裏両面が平坦面となるので、インクジェット式記録ヘッド１の圧力発生室形成板３０のように、隣接する他の部品との密着性が良好になり、高精度の組立て品質がえられる。
【０１４５】
上記研磨治具６５から圧力発生室形成板３０がはずれることを防止する一体化手段がマグネットシート７１の態様で研磨治具６５に設けられているので、圧力発生室形成板３０と研磨治具６５との相対位置や一体性が確実に維持されるので、研磨工具等による外力が圧力発生室形成板３０に作用しても、圧力発生室形成板３０の位置が簡単に狂ったりせず、研磨精度を高いレベルに維持することができる。また、磁石の吸引力で確実に圧力発生室形成板３０を研磨治具６５に保持することができる。そして、シート状の部材が研磨治具６５に取付けてあるので、研磨治具６５と圧力発生室形成板３０との相対位置を大きく狂わせるような要素がなく、また、マグネットシート７１の配置空間も最小限で済み、圧力発生室形成板３０が板状部材であるようなときに、一層使い勝手がよくなる。
【０１４６】
上記裏面７０の研磨終了後、平坦面とされた表面研磨用の研磨治具７４に上記スペーサプレート７２を固定した後、上記開口７３に圧力発生室形成板３０をはめ込んで上記表面６９を露出させて表面６９の研磨を行うものであるから、平坦面とされた表面研磨用の研磨治具７４にあらかじめスペーサプレート７２を固定して上記開口７３を研磨治具７４上に準備し、それから各開口７３に表面６９を露出させた状態で圧力発生室形成板３０をはめ込む。このときにはすでに完了した裏面研磨による平坦な裏面が上記研磨治具７４の平坦面に密着していて、圧力発生室形成板３０と表面研磨用の研磨治具７４との相対位置が正確に設定される。この状態でスペーサプレート７２の板厚にしたがって研磨を行うことにより、表面研磨が完了する。
【０１４７】
このような表面研磨の際には、圧力発生室形成板３０の裏面７０と圧力発生室２９の底部３３ａとの素材厚さが均一にされた圧力発生室形成板３０が表面研磨用の研磨治具７４に密着され、この状態で表面６９側が裏面７０と平行に研磨されるので、各圧力発生室２９の深さは均一に揃うこととなる。
【０１４８】
上記圧力発生室形成板３０が、平行に配列された突条部５３ｃおよび各突条部５３ｃのあいだに形成された空隙部５３ｂが設けられた第１金型５１ａと、上記突条部５３ｃの長手方向における中間部に対応する部分に、突条部５３ｃの配列方向に延びる凹部５４ａが設けられている第２金型５２ａにより成形されることにより、空隙部５３ｂ内に流動する素材量が空隙部５３ｂの長手方向にわたって可及的に均一になるので、隔壁部２８の頂部２８ｃの形状がほぼ直線的な状態になり、研磨治具６５の位置決め突起６６と隔壁部２８の頂部２８ｃとの接触が頂部２８ｃ全体にわたってなされる。したがって、上記のように第１金型５１ａと第２金型５２ａを使用することにより、研磨治具６５の位置決め突起６６と隔壁部２８の頂部２８ｃとの接触が良好な状態でえられる。さらに、第２金型５２ａの凹部５４ａによって圧力発生室形成板３０の裏面７０には隆起部５５ａが残存するが、これは上記裏面７０の研磨の際に完全に平面化されて、上記表面の研磨の際には支障を来すことがない。
【０１４９】
上記窪部が、インクジェット式記録ヘッド１に組付けられる圧力発生室形成板３０に成形した圧力発生室２９である場合には、微細形状の圧力発生室２９を高精度で研磨仕上げをすることができ、列設された圧力発生室２９の深さが均一に製作され、各圧力発生室２９におけるインクの吐出特性を均一に揃えることができる。
【０１５０】
また、液体噴射ヘッドの製造方法に関しては、つぎのような作用効果がえられる。すなわち、鍛造加工パンチで成形された圧力発生室２９と隔壁部２８は、圧力発生室２９の底部３３ａから隔壁部２８の頂部２８ｃまでの高さが隔壁部２８の長さ方向において可及的に均一であるとともに、各隔壁部２８同士の上記高さも可及的に均一である。したがって、隔壁部２８の頂部２８ｃは１仮想平面上に実質的に整然と整列した状態になっている。このような状態の隔壁部２８の頂部２８ｃに研磨治具６５の上記位置決め突起６６が接触して、頂部２８ｃが圧力発生室２９の深さ方向の基準位置となっているので、圧力発生室形成板３０が研磨治具６５に対して傾いた姿勢で両者間の位置決めがなされるようなことがない。
【０１５１】
こうすることにより、圧力発生室形成板３０の裏面７０が研磨されたときには、その研磨面と圧力発生室２９の底部３３ａとの素材厚さが均一になり、部品精度の向上にとって有効である。また、圧力発生室２９は所定ピッチで配列された溝状窪部３３であるから、各圧力発生室２９の成形時に流動する素材の移動方向やその量が均一になるので、上記隔壁部２８の頂部２８ｃが形成される位置も均一化されることとなり、上記のように位置決め突起６６との位置関係が良好に維持できる。
【０１５２】
さらに、各圧力発生室２９を加圧成形するときに金属素材５５が流動して、隔壁部２８よりもさらに隆起した部分６３が形成される。この隆起した部分６３の窪部側内壁６３ａに研磨治具６５の位置決め突起６６が受止められることにより、研磨治具６５は圧力発生室２９の開口面方向に変位することが制約されて、上記窪部側内壁６３ａが上記位置決め突起６６に対する圧力発生室２９の開口面方向の基準位置となる。したがって、板状部材とされた圧力発生室形成板３０は、圧力発生室２９の開口面方向の位置決めが、上記圧力発生室２９の深さ方向の位置決めとともに果たされ、圧力発生室形成板３０が研磨工具から外力を受けても、位置ずれを起すようなことがなく、高精度の研磨がえられる。
【０１５３】
上述の利点は、請求項１〜１６項に記載の鍛造加工品の研磨方法を採用することによってえられる作用効果の一部であり、これ以外にも各請求項の内容に応じた良好な液体噴射ヘッドの製造方法がえられる。
【０１５４】
さらに、液体噴射ヘッドの圧力発生室２９は微細な加工成形であるため、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の金属素材５５への鍛造加工とその後の研磨加工を採用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。
【０１５５】
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３０，３２，３１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を構成する各部材に剥離等の不具合は生じにくくなる。
【０１５６】
図２３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】
【発明の効果】
以上のように、本発明の鍛造加工品の研磨方法によれば、上記加工形状部は一般的に凹凸のある形状とされており、この凹凸部分により鍛造加工品と研磨治具との相対位置が決定づけられる。したがって、研磨加工時には研磨工具から外力を受ける鍛造加工品が研磨治具から位置がずれるようなことがなく、所期の研磨精度が確保できる。さらに、加工形状部と研磨治具との組合わせであるから、この組合わせの仕方を選択することにより、加工形状部と研磨治具との相対位置を適宜選定して、鍛造加工品にとって最も相応しい研磨を行うことができる。また、加工形状部を利用した状態で鍛造加工品と研磨治具との相対位置が決定づけられるので、鍛造加工品に特別な形状部分を設ける必要がなく、製造原価の低減において有利である。
【０１６１】
さらに、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室のような微細な構造の加工成形としては、一般に、異方性エッチングの手法が採用されるのであるが、このような手法は加工工数が多大なものとなるので、製造原価の面で不利である。それに対して、上記の金属素材への鍛造加工とその後の研磨加工を採用すれば、加工工数が大幅に削減され、原価的にも極めて有利である。さらに、各窪部の容積を均一に加工できるので、例えば、液体噴射ヘッドの圧力発生室等を成形するような場合においては、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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
また、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、鍛造加工パンチで成形された圧力発生室と隔壁部は、圧力発生室の底部から隔壁部の頂部までの高さが隔壁部の長さ方向において可及的に均一であるとともに、各隔壁部同士の上記高さも可及的に均一である。したがって、隔壁部の頂部は１仮想平面上に実質的に整然と整列した状態になっている。このような状態の隔壁部の頂部に研磨治具の上記位置決め突起が接触して、頂部が圧力発生室の深さ方向の基準位置となっているので、圧力発生室形成板が研磨治具に対して傾いた姿勢で両者間の位置決めがなされるようなことがない。
【０１６４】
こうすることにより、圧力発生室形成板の裏面が研磨されたときには、その研磨面と圧力発生室の底部との素材厚さが均一になり、部品精度の向上にとって有効である。また、圧力発生室は所定ピッチで配列された溝状窪部であるから、各圧力発生室の成形時に流動する素材の移動方向やその量が均一になるので、上記隔壁部の頂部が形成される位置も均一化されることとなり、上記のように位置決め突起との位置関係が良好に維持できる。
【０１６５】
さらに、各圧力発生室を加圧成形するときに金属素材が流動して、隔壁部よりもさらに隆起した部分が形成される。この隆起した部分の窪部側内壁に研磨治具の位置決め突起が受止められることにより、研磨治具は圧力発生室の開口面方向に変位することが制約されて、上記窪部側内壁が上記位置決め突起に対する圧力発生室の開口面方向の基準位置となる。したがって、例えば、板状部材とされた圧力発生室形成板は、圧力発生室の開口面方向の位置決めが、上記圧力発生室の深さ方向の位置決めとともに果たされ、圧力発生室形成板が研磨工具から外力を受けても、位置ずれを起すようなことがなく、高精度の研磨がえられる。
【０１６６】
上述の利点は、請求項１〜１７項に記載の鍛造加工品の研磨方法を採用することによってえられる作用効果の一部であり、これ以外にも各請求項の内容に応じた良好な液体噴射ヘッドの製造方法がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、振動子ユニットを説明する図である。
【図４】圧力発生室形成板の平面図である。
【図５】圧力発生室形成板の説明図であり、（ａ）は図４におけるＸ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】弾性板の平面図である。
【図７】弾性板の説明図であり、（ａ）は図６におけるＹ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる雄型を説明する図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、溝状窪部の形成に用いる雌型を説明する図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、溝状窪部の形成を説明する模式図である。
【図１１】金型と素材との関係を示す斜視図である。
【図１２】仮成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。
【図１３】仕上げ成形の進行状態を示す斜視図と断面図である。
【図１４】筋状突起の凹部形状を示す側面図と断面図である。
【図１５】圧力発生室形成板の斜視図である。
【図１６】圧力発生室形成板と研磨治具との関係を示す断面図，平面図である。
【図１７】圧力発生室形成板に研磨治具が合致した状態を示す断面図である。
【図１８】圧力発生室形成板に研磨治具が合致した状態を示す断面図である。
【図１９】研磨治具に多数の圧力発生室形成板が合致している状態を示す平面図である。
【図２０】表面研磨用の研磨治具にスペーサプレートが固定された状態を示す部分的な平面図である。
【図２１】スペーサプレートに表面研磨のために圧力発生室形成板がはめ込まれた状態を示す部分的な平面図である。
【図２２】研磨用ターンテーブルを示す平面図である。
【図２３】変形例のインクジェット式記録ヘッドを説明する断面図である。
【符号の説明】
１　　　インクジェット式記録ヘッド
１´　　インクジェット式記録ヘッド
２　　　ケース
３　　　振動子ユニット
４　　　流路ユニット
５　　　接続基板
６　　　供給針ユニット
７　　　圧電振動子群
８　　　固定板
９　　　フレキシブルケーブル
１０　　　圧電振動子
１０ａ　　ダミー振動子
１０ｂ　　駆動振動子
１１　　　制御用ＩＣ
１２　　　収納空部
１３　　　インク供給路
１４　　　共通インク室
１５　　　先端凹部
１６　　　接続口
１７　　　コネクタ
１８　　　針ホルダ
１９　　　インク供給針
２０　　　フィルタ
２１　　　台座
２２　　　インク排出口
２３　　　パッキン
２８　　　隔壁部
２８ａ　　隔壁部の低い部分
２８ｂ　　隔壁部の高い部分
２８ｃ　　頂部
２９　　　圧力発生室
３０　　　圧力発生室形成板
３１　　　ノズルプレート
３２　　　弾性板
３３　　　溝状窪部
３３ａ　　底部
３４　　　連通口
３５　　　逃げ凹部
３６　　　ダミー窪部
３７　　　第１連通口
３８　　　第２連通口
３９　　　ダミー連通口
４０　　　第１ダミー連通口
４１　　　第２ダミー連通口
４２　　　支持板
４３　　　弾性体膜
４４　　　ダイヤフラム部
４５　　　インク供給口
４６　　　コンプライアンス部
４７　　　島部
４８　　　ノズル開口
５１　　　雄型
５１ａ　　第１金型
５１ｂ　　成形パンチ
５２　　　雌型
５２ａ　　第２金型
５３　　　突条部
５３ａ　　先端部分
５３ｂ　　空隙部
５３ｃ　　突条部
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　　　仮成形金型
５６ａ　　谷部
５６ｂ　　端部に近い箇所
５７　　　仕上げ金型
５７ａ　　平坦面
５７ｂ　　収容凹部
５７ｃ　　傾斜面
６１　　　発熱素子
６２　　　封止基板
６３　　　隆起した部分
６３ａ　　窪部側内壁
６４　　　溝空間
６５　　　研磨治具
６６　　　位置決め突起
６６ａ　　表面
６６ｂ　　側面
６８　　　加工形状部
６９　　　表面
７０　　　裏面
７１　　　マグネットシート
７２　　　スペーサプレート
７２ａ　　係合縁
７３　　　開口
７４　　　表面研磨用の研磨治具
７５　　　集合体
７６　　　公転軸
７７　　　親テーブル
７８　　　自転軸
７９　　　子テーブル
８０　　　開口
Ｔ　　　　裏面の研磨代
Ｄ　　　　研磨裏面と底部とのあいだの素材厚さ
【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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