JP2006068767A - 微細穴の穿設加工方法およびそれに用いる工具および液体噴射ヘッドの製造方法ならびに液体噴射ヘッドの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塑性加工により微細穴を精度よく形成することができる微細穴の穿設加工方法および工具および液体噴射ヘッドの製造方法ならびに液体噴射ヘッドの製造装置を提供する。
【解決手段】プレス加工により金属基板５５に微細穴３４を穿設加工する方法，工具，液体噴射ヘッドの製造方法ならびに製造装置であって、上記方法，工具等に、所定のピッチで列状に並んだ窪み状部３３が形成された金属基板５５と、上記ピッチと同ピッチのポンチ５６，５８でポンチ列５６ａ，５８ａが形成された雄型５７，５９とを準備し、上記ポンチの各窪み状部３３に対する押込み時期が略同じとなるよう上記金属基板５５に向って雄型５７，５９を進出させることにより、上記窪み状部３３に微細穴３４を穿設して金属基板５５に列状に並んだ微細穴列を形成することが含まれている。よって、微細穴３４の配列精度が向上し、ポンチ５６，５８の磨耗や損傷も大幅に低減できる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、プレス加工により金属基板に直径や長辺が０．５ｍｍ以下程度の円形や矩形等の微細穴を穿設加工する微細穴の穿設加工方法およびそれに用いる工具および液体噴射ヘッドの製造方法ならびに液体噴射ヘッドの製造装置に関するものである。

液体噴射ヘッドの一例として用いられているインクジェット式記録ヘッド（以下「記録ヘッド」という）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、ノズル開口に対応して複数備えている。そして、小型化の要請から各圧力発生室は、記録密度に対応した細かいピッチで形成する必要がある。このため、隣り合う圧力発生室同士を区画する隔壁部の肉厚は極めて薄くなっている。また、圧力発生室と共通インク室とを連通するインク供給口は、圧力発生室内のインク圧力をインク滴の吐出に効率よく使用するため、その流路幅が圧力発生室よりもさらに絞られている。

そして、これらの圧力発生室や圧力発生室をノズル開口に連通する連通口等は、金属製基板に塑性加工を行なって成形されている。特に、上記連通口は、圧力発生室を成形した後から加工されるので、圧力発生室成形時に発生した圧力発生室形成板の変形状態に適合した加工が望まれる。
特開２００４−９８１６４号公報

ところで、雄型と雌型との間に圧力発生室形成板を配置し、雄型と雌型との動作ストロークが最大値になって金属製基板の塑性変形が完了した状態から、雄型と雌型が元位置に復帰すると、雄型と雌型から開放された圧力発生室形成板は内部応力によって、圧力発生室の列設方向で見て緩やかな湾曲形状となる。この湾曲形状は、圧力発生室が開口している側を上側に圧力発生室の底部を下側にして圧力発生室形成板を略水平状態にした場合、列設された圧力発生室の列設端部が上位に位置し、この列設端部から中央部に向って徐々に下位になって行く形状となっている。

このように湾曲形状に沿って配列されている圧力発生室の底部に上記連通口を成形するため、圧力発生室の列設ピッチと同じピッチを有する列状のポンチが準備される。しかし、この多数列設されたいわゆるポンチ列の先端位置が一直線状に配列されているため、ポンチを溝状窪部の深さ方向押込んで行くと、ポンチ列の端部もしくは端部近傍のポンチが最初に列設端部またはその近傍の溝状窪部の底部に食込み、その後、各ポンチが中央側の溝状窪部の底部に順次食込んで行く。

このようなポンチの食込みは、端部もしくは端部近傍のポンチの加工負荷が最も大きく、中央部に移行するにしたがって加工負荷が小さくなる。したがって、ポンチ列の端部もしくは端部近傍のポンチが早期の内に磨耗したり曲がったりして連通口の加工精度が低下し、ポンチの耐久性も低下するという問題がある。さらに、ポンチが折損するようなことが発生した場合には、交換のために生産が一時休止したり種々な処理費用がかかったりして不経済である。また、圧力発生室に設けられる連通口の大きさが著しく微細であるために、各ポンチは非常に細く、また、所定の長さが長くなり、それに伴って加工抵抗に対する剛性が不足しやすく、上記の問題点が一層重要なものとなる。

上記の問題点は、溝状窪部の列設方向における各ポンチの剛性に関するものであるが、他方、溝状窪部すなわち圧力発生室の長手方向における各ポンチの剛性を確保することも重要な課題である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、塑性加工により微細穴を精度よく形成することができる微細穴の穿設加工方法およびそれに用いる工具および液体噴射ヘッドの製造方法ならびに液体噴射ヘッドの製造装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の微細穴の穿設加工方法は、プレス加工により金属基板に微細穴を穿設加工する方法であって、所定のピッチで列状に並んだ窪み状部が形成された金属基板と、上記ピッチと同ピッチのポンチでポンチ列が形成された雄型とを準備し、上記ポンチの各窪み状部に対する押込み時期が略同じとなるよう上記金属基板に向って雄型を進出させることにより、上記窪み状部に微細穴を穿設して金属基板に列状に並んだ微細穴列を形成することを要旨とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の微細穴の穿設加工用工具は、プレス加工により金属基板に微細穴を穿設加工する工具であって、雄型の先端部にポンチを所定ピッチで列設してポンチ列を形成し、上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍よりも中央部近傍が、雄型の進出方向に向かって突出していることを要旨とする。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、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、上記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、上記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連通口を請求項１〜１１のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法によって形成することを要旨とする。

さらに、上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置は、圧力発生室となる溝状窪部が列設されると共に、各溝状窪部の一端に板厚方向に貫通する連通口を形成した金属製の圧力発生室形成板と、上記連通口と対応する位置にノズル開口を穿設した金属製のノズルプレートと、上記溝状窪部の開口面を封止する金属製の封止板とを有し、上記圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造装置であって、上記溝状窪部が形成された圧力発生室形成板を支持する第１型と、上記溝状窪部内に連通口を穿設するポンチが列設されたポンチ列を有する雄型が取り付けられた第２型とを備え、上記ポンチ列におけるポンチ先端列を、溝状窪部の配列形状に適合または近似させた状態で、各ポンチを溝状窪部内に押込むことを要旨とする。

すなわち、本発明の微細穴の穿設加工方法によれば、金属基板に所定のピッチで列状に並んだ窪み状部が形成される際に、金属基板の成形局部に発生する内部応力等が列状であることにより集積されて、窪み状部の列状の配列形態が、窪み状部の列設方向で見て、例えば、金属基板が湾曲したような異形形態を呈する。このような異形形態であっても、ポンチ列の各ポンチが各窪み状部に対して略同じ時期に押込まれるので、各窪み状部における加工形状が均一に確保され、異形形態による加工精度の低下を防止して良好な精度品質が得られる。さらに、各ポンチに対する加工負荷は偏ることがないので、特定の部分のポンチが曲がったり折損したりすることがなく、ポンチの耐久性を向上することができる。上記のような利点は、例えば、液体噴射ヘッドにおける微細穴を列状に設ける場合において、とくに有効なものである。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍よりも中央部近傍が、雄型の進出方向に向かって突出している場合には、上記窪み状部の配列状態が湾曲した異形形態であっても、上記ポンチ先端列を上記湾曲形状に適合または近似させることにより、窪み状部に各ポンチを略同時期に押込むことができる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチ列におけるポンチ先端列が、滑らかな曲線状である場合には、窪み状部の湾曲配列状態に対してポンチ先端列を正確に適合させることができ、各ポンチを同時に押込むことが可能となる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチ列におけるポンチ先端列が、ポンチ列の端部近傍部分が傾斜する直線状に形成されている場合には、窪み状部の湾曲配列状態に対してポンチ先端列を近似させて適合させることができ、各ポンチを略同時に押込むことが可能となる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチ列におけるポンチ先端列が、ポンチ列の端部近傍部分が傾斜する直線状に形成されるとともに、ポンチ列の中央近傍は列方向に延びる直線状に形成されている場合には、窪み状部の湾曲配列状態に対してポンチ先端列を近似させて適合させることができ、各ポンチを略同時に押込むことが可能となる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチ列におけるポンチ先端列が、ポンチ列の端部近傍から中央部側に向って段階的に突出する段状に形成されている場合には、窪み状部の湾曲配列状態に対してポンチ先端列を近似させて適合させることができ、各ポンチを略同時に押込むことが可能となる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチの長さが、ポンチ列の端部近傍のポンチが、ポンチ列の略中央部のポンチよりも短くなるよう設定されている場合には、端部近傍のポンチの加工負荷が大きくなっても、上記のように端部近傍のポンチ長さが短くしてあるので、この部分の耐久性が中央部側よりも低下するようなことが防止できる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記ポンチの断面形状が矩形である場合には、各ポンチが略同時に窪み状部に押込まれることにより、形状精度の高い矩形の微細穴が得られる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、第１ポンチにより金属基板に非貫通状の窪部を形成する第１工程と、第２ポンチにより上記窪部の底部を膨出させて非貫通状の窪部を形成する第２工程と、上記膨出した箇所を切除する第３工程を含んでいる場合には、窪み状部に対する各ポンチの押込み時期が略同じで押込み量も各ポンチにおいて略均一であることにより、第１工程および第２工程における各窪部が正確な形状となり、上記膨出箇所の膨出量も略均一となる。したがって、第３工程における切除厚さも各窪部毎に一定となり、切除工程が簡素化され、微細穴の長さが均一なものとなる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記窪み状部が溝状窪部である場合には、溝状窪部のピッチに適合させて溝状窪部の所定の箇所に正確に微細穴を列状に形成することができる。

本発明の微細穴の穿設加工方法において、上記溝状窪部がＶ字状の底部を有している場合には、Ｖ字状の底部を有する溝状窪部に微細穴を穿設する場合、溝状窪部が列設方向に異形形態であると、Ｖ字状の傾斜面によってポンチの曲がりや逃げが発生しやすく加工精度が低下しがちであるが、各ポンチの押込み時期を上記異形形態に合わせて略同じにすることにより、このような加工精度の問題を解消することができる。

また、本発明の微細穴の穿設加工用工具によれば、上記窪み状部の配列状態が湾曲した異形形態であっても、上記ポンチ先端列を上記湾曲形状に適合または近似させることにより、窪み状部に各ポンチを略同時期に押込むことができる。同時に、各ポンチの加工負荷が略均一であるから、特定の箇所のポンチが早期の内に損傷したりすることがなく、高価な工具としての寿命を長期化することができ、経済的である。

さらに、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法によれば、上記圧力発生室形成板の連通口を請求項１〜１１のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法によって形成するものであるから、圧力発生室形成板に上記異形形態が生じても、精密構造部である溝状窪部の連通口が極めて高い精度で形成することができ、液体噴射ヘッドとしての噴射特性を良好に保つことができる。

さらに、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置によれば、上記ポンチ列におけるポンチ先端列を、溝状窪部の配列形状に適合または近似させた状態で、各ポンチを溝状窪部内に押込むものであるから、溝状窪部の配列が異形形態であっても、各ポンチを均一に溝状窪部に押込むことができる。よって、精密構造部である溝状窪部の連通口が極めて高い精度で形成することができ、液体噴射ヘッドとしての噴射特性を良好に保つことができる。

つぎに、本発明の微細穴の穿設加工方法およびそれに用いる工具および液体噴射ヘッドの製造方法ならびに液体噴射ヘッドの製造装置を実施するための最良の形態を説明する。以下、本発明の実施例として、本発明の微細穴の穿設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。以下の説明では、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを例示するが、本発明がこれに限定されるものでないことはいうまでもない。

図１および図２は、インクジェット式記録ヘッド（以下「記録ヘッド」という）を示す図であり、記録ヘッド１は、ケース２と、このケース２内に収納される振動子ユニット３と、ケース２の先端面に接合される流路ユニット４と、先端面とは反対側のケース２の取付面上に配置される接続基板５と、ケース２の取付面側に取り付けられる供給針ユニット６等から概略構成されている。

上記の振動子ユニット３は、図３に示すように、圧電振動子群７と、この圧電振動子群７が接合される固定板８と、圧電振動子群７に駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル９とから概略構成される。

圧電振動子群７は、列状に形成された複数の圧電振動子１０…を備える。各圧電振動子１０…は、本発明の圧力発生素子の一種であり、電気機械変換素子の一種でもある。これらの各圧電振動子１０…は、列の両端に位置する一対のダミー振動子１０ａ，１０ａと、これらのダミー振動子１０ａ，１０ａの間に配置された複数の駆動振動子１０ｂ…とから構成されている。そして、各駆動振動子１０ｂ…は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けられ、１８０本設けられる。

また、ダミー振動子１０ａは、駆動振動子１０ｂよりも十分広い幅であり、駆動振動子１０ｂを衝撃等から保護する保護機能と、振動子ユニット３を所定位置に位置付けるためのガイド機能とを有する。

各圧電振動子１０…は、固定端部を固定板８上に接合することにより、自由端部を固定板８の先端面よりも外側に突出させている。すなわち、各圧電振動子１０…は、所謂片持ち梁の状態で固定板８上に支持されている。そして、各圧電振動子１０…の自由端部は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成されており、対向する電極間に電位差を与えることで素子長手方向に伸縮する。

フレキシブルケーブル９は、固定板８とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子１０と電気的に接続されている。そして、このフレキシブルケーブル９の表面には、圧電振動子１０の駆動等を制御するための制御用ＩＣ１１が実装されている。また、各圧電振動子１０…を支持する固定板８は、圧電振動子１０からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材であり、ステンレス板等の金属板が好適に用いられる。

上記のケース２は、例えば、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂で成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の先端が開口から臨む状態で収納空部１２内に収納される。
この収納状態において、固定板８の先端面は固定板当接面に当接した状態で接着されている。

先端凹部１５は、ケース２の先端面を部分的に窪ませることにより作製されている。本実施例の先端凹部１５は、収納空部１２よりも左右外側に形成された略台形状の凹部であり、収納空部１２側に台形の下底が位置するように形成されている。

インク供給路１３は、ケース２の高さ方向を貫通するように形成され、先端が先端凹部１５に連通している。また、インク供給路１３における取付面側の端部は、取付面から突設した接続口１６内に形成されている。

上記の接続基板５は、記録ヘッド１に供給する各種信号用の電気配線が形成されると共に、信号ケーブルを接続可能なコネクタ１７が取り付けられた配線基板である。そして、この接続基板５は、ケース２における取付面上に配置され、フレキシブルケーブル９の電気配線が半田付け等によって接続される。また、コネクタ１７には、制御装置（図示せず）からの信号ケーブルの先端が挿入される。

上記の供給針ユニット６は、インクカートリッジ（図示せず）が接続される部分であり、針ホルダ１８と、インク供給針１９と、フィルタ２０とから概略構成される。

インク供給針１９は、インクカートリッジ内に挿入される部分であり、インクカートリッジ内に貯留されたインクを導入する。このインク供給針１９の先端部は円錐状に尖っており、インクカートリッジ内に挿入し易くなっている。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、本実施例の記録ヘッド１は２種類のインクを吐出可能であるため、このインク供給針１９を２本備えている。

針ホルダ１８は、インク供給針１９を取り付けるための部材であり、その表面にはインク供給針１９の根本部分を止着するための台座２１を２本分横並びに形成している。この台座２１は、インク供給針１９の底面形状に合わせた円形状に作製されている。また、台座底面の略中心には、針ホルダ１８の板厚方向を貫通するインク排出口２２を形成している。また、この針ホルダ１８には、フランジ部を側方に延出している。

フィルタ２０は、埃や成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。

次に、上記の流路ユニット４について説明する。この流路ユニット４は、圧力発生室形成板３０の一方の面にノズルプレート３１を、圧力発生室形成板３０の他方の面に弾性板３２を接合した構成である。

圧力発生室形成板３０は、図４に示すように、溝状窪部３３と、連通口３４と、逃げ凹部３５とを形成した金属製の板状部材である。本実施例では、この圧力発生室形成板３０を、厚さ０．３５ｍｍのニッケル製の金属基板を加工することで作製している。

ここで、金属基板としてニッケルを選定した理由について説明する。第１の理由は、このニッケルの線膨張係数が、ノズルプレート３１や弾性板３２の主要部を構成する金属（本実施例では後述するようにステンレス）の線膨張係数と略等しいからである。すなわち、流路ユニット４を構成する圧力発生室形成板３０、弾性板３２およびノズルプレート３１の線膨張係数が揃うと、これらの各部材を加熱接着した際において、各部材は均等に膨張する。このため、膨張率の相違に起因する反り等の機械的ストレスが発生し難い。その結果、接着温度を高温に設定しても各部材を支障なく接着することができる。また、記録ヘッド１の作動時に圧電振動子１０が発熱し、この熱によって流路ユニット４が加熱されたとしても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２が均等に膨張する。このため、記録ヘッド１の作動に伴う加熱と作動停止に伴う冷却とが繰り返し行なわれても、流路ユニット４を構成する各部材３０，３１，３２に剥離等の不具合は生じ難い。

第２の理由は、防錆性に優れているからである。すなわち、この種の記録ヘッド１では水性インクが好適に用いられているので、長期間に亘って水が接触しても錆び等の変質が生じないことが肝要である。その点、ニッケルは、ステンレスと同様に防錆性に優れており、錆び等の変質が生じ難い。

第３の理由は、展性に富んでいるからである。すなわち、圧力発生室形成板３０を作製するにあたり、本実施例では後述するように塑性加工（例えば、鍛造加工）で行なっている。そして、圧力発生室形成板３０に形成される溝状窪部３３や連通口３４は、極めて微細な形状であり、且つ、高い寸法精度が要求される。そして、金属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、および、展性の要件を満たすならば、ニッケル以外の金属で構成してもよい。

溝状窪部３３は、圧力発生室２９となる溝状の窪部であり、図５に拡大して示すように、直線状の溝によって構成されている。本実施例では、幅約０．１ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝を溝幅方向に１８０個列設している。この溝状窪部３３の底面は、深さ方向（すなわち、奥側）に進むに連れて縮幅されてＶ字状に窪んでいる。底面をＶ字状に窪ませたのは、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁部２８の剛性を高めるためである。すなわち、底面をＶ字状に窪ませることにより、隔壁部２８の根本部分（底面側の部分）の肉厚が厚くなって隔壁部２８の剛性が高まる。そして、隔壁部２８の剛性が高くなると、隣の圧力発生室２９からの圧力変動の影響を受け難くなる。すなわち、隣の圧力発生室２９からのインク圧力の変動が伝わり難くなる。また、底面をＶ字状に窪ませることにより、溝状窪部３３を塑性加工によって寸法精度よく形成することもできる（後述する）。そして、このＶ字の角度は、加工条件によって規定されるが、例えば９０度前後である。

さらに、隔壁部２８における先端部分の肉厚が極く薄いことから、各圧力発生室２９…を密に形成しても必要な容積を確保することができる。

また、本実施例における溝状窪部３３に関し、その長手方向両端部は、奥側に進むにつれて内側に下り傾斜している。すなわち、溝状窪部３３の長手方向両端部は、面取形状に形成されている。このように構成したのも、溝状窪部３３を塑性加工によって寸法精度よく形成するためである。

さらに、両端部の溝状窪部３３，３３に隣接させてこの溝状窪部３３よりも幅広なダミー窪部３６を１つずつ形成している。このダミー窪部３６は、インク滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室となる溝状の窪部である。本実施例のダミー窪部３６は、幅約０．２ｍｍ，長さ約１．５ｍｍ，深さ約０．１ｍｍの溝によって構成されている。そして、このダミー窪部３６の底面は、Ｗ字状に窪んでいる。これも、隔壁部２８の剛性を高めるため、および、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…および一対のダミー窪部３６，３６によって窪部列が構成される。本実施例では、この窪部列を横並びに２列形成している。

連通口３４は、溝状窪部３３の底部の一端から板厚方向を貫通する微細貫通孔として形成している。この連通口３４は、溝状窪部３３毎に形成されており、１つの窪部列に１８０個形成されている。本実施例の連通口３４は、図５に示すように、開口形状が矩形状であり、圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側から板厚方向の途中まで形成した第１連通口３７と、この第１連通口３７に連続して圧力発生室形成板３０の裏面に開口している第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、本実施例では、加工を２回に分け、１回目の加工では第１連通口３７を板厚方向の途中まで形成し、２回目の加工で第２連通口３８を形成している。なお、この連通口３４の加工手順については、後で説明する。

また、ダミー窪部３６にはダミー連通口３９が形成されている。このダミー連通口３９は、上記の連通口３４と同様に、第１ダミー連通口４０と第２ダミー連通口４１とから構成されており、第２ダミー連通口４１の内寸法が第１ダミー連通口４０の内寸法よりも小さく設定されている。

なお、本実施例では、上記の連通口３４およびダミー連通口３９に関し、開口形状が矩形状の微細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や多角形状の貫通孔によって構成してもよい。

図２および図４に示すように、逃げ凹部３５は、共通インク室１４におけるコンプライアンス部の作動用空間を形成する。本実施例では、ケース２の先端凹部１５と略同じ形状であって、深さが溝状窪部３３と等しい台形状の凹部によって構成している。

次に、上記の弾性板３２について説明する。この弾性板３２は、封止板の一種であり、例えば、支持板４２上に弾性体膜４３を積層した二重構造の複合材（本発明の金属材の一種）によって作製される。本実施例では、支持板４２としてステンレス板を用い、弾性体膜４３としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いている。

図６に示すように、弾性板３２には、ダイヤフラム部４４と、インク供給口４５と、コンプライアンス部４６とを形成している。

ダイヤフラム部４４は、圧力発生室２９の一部を区画する部分である。すなわち、ダイヤフラム部４４は溝状窪部３３の開口面を封止し、この溝状窪部３３と共に圧力発生室２９を区画形成する。このダイヤフラム部４４は、図７（ａ）に示すように、溝状窪部３３に対応した細長い形状であり、溝状窪部３３を封止する封止領域に対し、各溝状窪部３３…毎に形成されている。具体的には、ダイヤフラム部４４の幅は溝状窪部３３の溝幅と略等しく設定され、ダイヤフラム部４４の長さは溝状窪部３３の長さよりも多少短く設定されている。長さに関し、本実施例では、溝状窪部３３の長さの約２／３に設定されている。そして、形成位置に関し、図２に示すように、ダイヤフラム部４４の一端を、溝状窪部３３の一端（連通口３４側の端部）に揃えている。

このダイヤフラム部４４は、図７（ｂ）に示すように、溝状窪部３３に対応する部分の支持板４２をエッチング等によって環状に除去して弾性体膜４３のみとすることで作製され、この環内には島部４７を形成している。この島部４７は、圧電振動子１０の先端面が接合される部分である。

インク供給口４５は、圧力発生室２９と共通インク室１４とを連通するための孔であり、弾性板３２の板厚方向を貫通している。このインク供給口４５も、ダイヤフラム部４４と同様に、溝状窪部３３に対応する位置に各溝状窪部３３…毎に形成されている。このインク供給口４５は、図２に示すように、連通口３４とは反対側の溝状窪部３３の他端に対応する位置に穿設されている。また、このインク供給口４５の直径は、溝状窪部３３の溝幅よりも十分に小さく設定されている。本実施例では、２３ミクロンの微細な貫通孔によって構成している。

このようにインク供給口４５を微細な貫通孔にした理由は、圧力発生室２９と共通インク室１４との間に流路抵抗を付与するためである。すなわち、この記録ヘッド１では、圧力発生室２９内のインクに付与した圧力変動を利用してインク滴を吐出させている。このため、インク滴を効率よく吐出させるためには、圧力発生室２９内のインク圧力をできるだけ共通インク室１４側に逃がさないようにすることが肝要である。この観点から本実施例では、インク供給口４５を微細な貫通孔によって構成している。

そして、本実施例のように、インク供給口４５を貫通孔によって構成すると、加工が容易であり、高い寸法精度が得られるという利点がある。すなわち、このインク供給口４５は貫通孔であるため、レーザー加工による作製が可能である。従って、微細な直径であっても高い寸法精度で作製でき、作業も容易である。

コンプライアンス部４６は、共通インク室１４の一部を区画する部分である。
すなわち、コンプライアンス部４６と先端凹部１５とで共通インク室１４を区画形成する。このコンプライアンス部４６は、先端凹部１５の開口形状と略同じ台形状であり、支持板４２の部分をエッチング等によって除去し、弾性体膜４３だけにすることで作製される。

なお、弾性板３２を構成する支持板４２および弾性体膜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になる厚肉部および該厚肉部周辺の薄肉部と、コンプライアンス部４６になる薄肉部とを設けた金属板で構成してもよい。

次に、上記のノズルプレート３１について説明する。ノズルプレート３１は、ノズル開口４８を列設した金属製の板状部材である。本実施例ではステンレス板を用い、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口４８…を開設している。本実施例では、合計１８０個のノズル開口４８…を列設してノズル列を構成し、このノズル列を２列横並びに形成している。

そして、このノズルプレート３１を圧力発生室形成板３０の他方の表面、すなわち、弾性板３２とは反対側の表面に接合すると、対応する連通口３４に各ノズル開口４８が連通した状態となる。

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、本実施例では、共通インク室１４と圧力発生室２９とを連通するインク供給口４５を、弾性板３２の板厚方向を貫通する微細孔によって構成したので、レーザー加工等によって高い寸法精度が容易に得られる。これにより、各圧力発生室２９…へのインクの流入特性（流入速度や流入量等）を高いレベルで揃えることができる。さらに、レーザー光線によって加工を行なった場合には、加工も容易である。

また、本実施例では、列端部の圧力発生室２９，２９に隣接させてインク滴の吐出に関与しないダミー圧力発生室（すなわち、ダミー窪部３６と弾性板３２とによって区画される空部）を設けたので、これらの両端の圧力発生室２９，２９に関し、片側には隣りの圧力発生室２９が形成され、反対側にはダミー圧力発生室が形成されることになる。これにより、列端部の圧力発生室２９，２９に関し、その圧力発生室２９を区画する隔壁の剛性を、列途中の他の圧力発生室２９…における隔壁の剛性に揃えることができる。その結果、一列全ての圧力発生室２９のインク滴吐出特性を揃えることができる。

さらに、このダミー圧力発生室に関し、列設方向側の幅を各圧力発生室２９…の幅よりも広くしている。換言すれば、ダミー窪部３６の幅を溝状窪部３３の幅よりも広くしている。これにより、列端部の圧力発生室２９と列途中の圧力発生室２９の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。

さらに、本実施例では、ケース２の先端面を部分的に窪ませて先端凹部１５を形成し、この先端凹部１５と弾性板３２とにより共通インク室１４を区画形成しているので、共通インク室１４を形成するための専用部材が不要であり、構成の簡素化が図れる。また、このケース２は樹脂成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の素材として使用される帯状の金属基板５５（図１０参照）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、窪み状部である溝状窪部３３を形成する溝状窪部形成工程と、連通口３４を溝状窪部３３の底部に形成する連通口形成工程とからなり、順送り型によって行なわれる。

溝状窪部形成工程では、図８に示す第１雄型５１と図９に示す雌型５２とを用いる。この第１雄型５１は、溝状窪部３３を形成するための金型である。この雄型には、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。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、図９に示すように、雌型５２には、その上面に筋状突起５４が複数形成されている。この筋状突起５４は、隣り合う圧力発生室２９，２９同士を区画する隔壁の形成を補助するものであり、突条部５３に対向した位置に突条部５３の長手方向と同方向に設けられている。そして、筋状突起５４は、図９，図１０に示すように、断面が楔形とされ尖った部分が突条部５３の先端部分５３ａに対向している。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の上面に金属基板５５を載置し、金属基板５５の上方に第１雄型５１を配置する。次に、図１０（ｂ）に示すように、第１雄型５１を下降させて突条部５３の先端部を金属基板５５内に押込む。このとき、突条部５３の先端部分５３ａをＶ字状に尖らせているので、突条部５３を座屈させることなく先端部分５３ａを金属基板５５内に確実に押込むことができる。この突条部５３の押込みは、図１０（ｃ）に示すように、金属基板５５の板厚方向の途中まで行なう。

突条部５３の押込みにより、金属基板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、高い寸法精度で形成することができる。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。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金属基板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形成できる。

上記のように先端部分５３ａが金属基板５５に食込むと、先端部分５３ａに対向している筋状突起５４と先端部分５３ａとの間で金属素材が挟みつけられ、それに伴う素材の流動が突条部５３，５３の間の空間内に向ってなされる。

また、突条部５３の押込みを板厚方向の途中で止めているので、貫通孔として形成する場合よりも厚い金属基板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の取り扱いも容易となるうえ、平面精度の向上にも有利である。

また、突条部５３で押圧されたことにより、金属基板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と対向するよう配置されているので、この空間内への金属基板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金属基板５５を導入することができ、隆起部を高く形成できる。

つぎに、金属基板に窪み状部を多数形成した場合における金属基板の変形挙動について説明する。

図１０（ｃ）は第１雄型５１が進出し切って最大ストロークとなっている状態である。この状態では、金属基板５５は第１雄型５１と雌型５２との間で完全に拘束された状態になっている。ここで、第１雄型５１が元の位置に復帰すると、金属基板５５は開放状態となる。このときに金属基板５５の内部応力によって、圧力発生室形成板３０は図１０（ｄ）に示すように、中央部が低く端部側が高い位置をとるような滑らかな曲線状の変形を呈する。この変形は略円弧状である。上記のように湾曲するのは、金属基板５５の多肉部５５ａが内部応力によって溝状窪部３３の列設方向に延びる現象と、多肉部５５ａの上側に位置する溝状窪部３３が空間部になっていて上記列設方向の延びを制約できない現象とが複合して発生しているものと考えられる。

換言すると、上述のように、この湾曲形状は、溝状窪部３３が開口している側を上側に溝状窪部３３の底部を下側にして圧力発生室形成板３０を略水平状態にした場合、列設された溝状窪部３３の列設端部が上位に位置し、この列設端部から中央部に向って徐々に下位になって行く形状となっている。

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溝状窪部３３の底部に微細穴である連通口３４を形成する。

この連通口形成工程では、図１１に示すように、第２雄型５７と第３雄型５９とを用いる。ここで、第２雄型５７は、第１連通口３７の形状に対応する角柱状の第１ポンチ５６を複数本櫛歯状に設けたもの、すなわち、複数の第１ポンチ５６…をベース部材に所定ピッチで列設したものである。また、第３雄型５９は、第２連通口３８の形状に対応した角柱状の第２ポンチ５８を複数本櫛歯状に形成したものであり、同様に、複数の第２ポンチ５８…をベース部材に所定ピッチで列設したものである。なお、第２ポンチ５８は、第１ポンチ５６よりも一回り細い形状に作製されている。

図１０（ｄ）に示すように、溝状窪部３３の底部も略円弧状の線上に配列されているので、第１ポンチ５６におけるポンチ列５６ａのポンチ先端列５６ｂは、図１１（ｄ）に示すように、溝状窪部３３の円弧形状に略等しい略円弧状になっている。上記ポンチ先端列５６ｂは、各ポンチ５６の先端部をポンチの配列方向に連ねることによって形成される形状線を意味している。なお、図１１（ｄ）〜（ｈ）においては、圧力発生室形成板３０（金属基板５５）にあらかじめ成形されている溝状窪部３３は、短い線を細かく並べて簡略的に図示してある。

この連通口形成工程では、ベース部材を昇降させて列設された第１ポンチ５６および第２ポンチ５８を一斉に上下させて、列状に並んだ微細穴である連通口３４を同時に穿設加工する。すなわち、まず、図１１（ａ）に示すように、第２雄型５７の第１ポンチ５６を金属基板５５における溝状窪部３３側の底部から板厚方向の途中まで押込んで第１連通口３７となる非貫通状の窪部を形成する（第１連通口形成工程）。この第１連通口形成工程においては、ポンチ先端列５６ｂが図１１（ｄ）に示すように、滑らかな曲線状である略円弧状になっているので各ポンチ５６の先端部すなわちポンチ先端列５６ｂは、略同時期に溝状窪部３３の底部に押込まれる。

上記のように、各ポンチ５６が溝状窪部３３の底部に押込まれる時期が略同じなので、各ポンチ５６に課せられる加工負荷が均一になり、ポンチ先端列５６ｂの特定の箇所が早期の内に損耗するようなことがない。また、各加工箇所の押込み深さが均一になるので、加工精度を向上させることができる。

第３雄型５９の第２ポンチ５８においても、図１１（ｂ）に示すように、上記ポンチ５６と同様に、ポンチ列５８ａと各ポンチ５８の先端部で形成されるポンチ先端列５８ｂが形成されている。上記ポンチ先端列５８ｂは圧力発生室形成板３０の円弧線上に配列されている。上記のように、第１連通口３７となる窪部を形成したならば、図１１（ｂ）に示すように、第３雄型５９の第２ポンチ５８を溝状窪部３３側から押込んで第１連通口３７の底部に押込み、第２連通口３８となる非貫通状の窪部を形成する（第２連通口形成工程）。この第２連通口形成工程において、金属基板５５の裏面に膨出部３８ａが形成される。

その後、上記膨出部３８ａを図１１（ｂ）に２点鎖線で示す仮想平面３０ａのところまで研磨して、第２連通口３８を圧力発生室形成板３０の裏面側に開通させる（第３連通口形成工程）。

図１１（ｅ）は、ポンチ先端列５６ｂを直線状にした比較例を示す。このような場合は、ポンチ先端列５６ｂの端部近傍のポンチ５６が最初に溝状窪部３３の底部に押込まれ、順次、押込み箇所が溝状窪部３３の列設中央部側に移行して行く。したがって、ポンチ先端列５６ｂの端部近傍のポンチ５６が果たしている素材変形の時間が長時間にわたり、そのために加工負荷が大きくなって端部近傍のポンチ５６が早期の内に損耗する。

溝状窪部３３の列設方向における湾曲形状と、ポンチ先端列５６ｂの湾曲形状とが、図１１（ｄ）に示すように、略同じになっているのが最も望ましいのであるが、それに近似した状態であっても本発明の課題は解決される。すなわち、図１１（ｆ）に示す変形例は、ポンチ先端列５６ｂが、ポンチ列５６ａの端部近傍部分が傾斜する直線状部分５６ｃに形成されるとともに、ポンチ列５６ａの中央近傍は列方向に延びる直線状部分５６ｄに形成されている。また、（ｇ）に示すように、ポンチ先端列５６ｂは、ポンチ列の端部近傍から中央部側に向って段階的に突出する段状に形成されている。あるいは、（ｈ）に示すように、ポンチ先端列５６ｂは、ポンチ列５６ａの端部近傍部分が傾斜する直線状部分５６ｃに形成されている。

上記微細穴の穿設加工方法の実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。

すなわち、本発明の微細穴の穿設加工方法によれば、金属基板５５における圧力発生室形成板３０に所定のピッチで列状に並んだ溝状窪部３３が形成される際に、圧力発生室形成板３０の成形局部に発生する内部応力等が列状であることにより集積されて、溝状窪部３３の列状の配列形態が、溝状窪部３３の列設方向で見て、例えば、圧力発生室形成板３０が湾曲したような異形形態を呈する。このような異形形態であっても、ポンチ列５６ａ，５８ａの各ポンチ５６，５８が各溝状窪部３３に対して略同じ時期に押込まれるので、各溝状窪部３３における加工形状が均一に確保され、異形形態による加工精度の低下を防止して良好な精度品質が得られる。さらに、各ポンチ５６，５８に対する加工負荷は偏ることがないので、特定の部分のポンチが曲がったり折損したりすることがなく、ポンチの耐久性を向上することができる。上記のような利点は、例えば、液体噴射ヘッドにおける微細穴を列状に設ける場合において、とくに有効なものである。

上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂは、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍よりも中央部近傍が、雄型５７，５９の進出方向に向かって突出しているので、上記溝状窪部３３の配列状態が湾曲した異形形態であっても、上記ポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを上記湾曲形状に適合または近似させることにより、溝状窪部３３に各ポンチ５６，５８を略同時期に押込むことができる。

上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂが、滑らかな曲線状である場合には、溝状窪部３３の湾曲配列状態に対してポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを正確に適合させることができ、各ポンチ５６，５８を同時に押込むことが可能となる。

図１１（ｆ）や（ｈ）に示すように、上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂが、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍部分が傾斜する直線状部分５６ｃに形成されているので、溝状窪部３３の湾曲配列状態に対してポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを近似させて適合させることができ、各ポンチ５６，５８を略同時に押込むことが可能となる。

図１１（ｆ）に示すように、上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂが、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍部分が傾斜する直線状部分５６ｃに形成されるとともに、ポンチ列の中央近傍は列方向に延びる直線状部分５６ｄに形成されているので、溝状窪部３３の湾曲配列状態に対してポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを近似させて適合させることができ、各ポンチ５６，６８を略同時に押込むことが可能となる。量産レベルで耐用テストを行なった結果、この例（ｆ）が他のポンチ先端列に比して約５倍の耐久性が認められた。

図１１（ｇ）に示すように、上記ポンチ列５６，５８におけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂが、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍から中央部側に向って段階的に突出する段状に形成されているので、溝状窪部３３の湾曲配列状態に対してポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを近似させて適合させることができ、各ポンチ５６，５８を略同時に押込むことが可能となる。

図１１（ｄ），（ｆ），（ｇ）および（ｈ）に示すように、上記ポンチ５６，５８の長さが、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍のポンチ５６，５８が、ポンチ列５６ａ，５８ａの略中央部のポンチ５６，５８よりも短くなるよう設定されているので、端部近傍のポンチ５６，５８の加工負荷が大きくなっても、上記のように端部近傍のポンチ長さが短くしてあるので、この部分の耐久性が中央部側よりも低下するようなことが防止できる。

上記の矩形断面形状の各ポンチ５６，５８が略同時に溝状窪部３３に押込まれることにより、形状精度の高い矩形の微細穴が得られる。

第１ポンチであるポンチ５６により圧力発生室形成板３０に非貫通状の窪部を形成する第１工程と、第２ポンチであるポンチ５８により上記窪部の底部を膨出させて非貫通状の窪部を形成する第２工程と、上記膨出した箇所である膨出部３８ａを研磨加工で切除する第３工程を含んだ工程で連通口３４が形成されている。したがって、溝状窪部３３に対する各ポンチ５６，５８の押込み時期が略同じで押込み量も各ポンチ５６，５８において略均一であることにより、第１工程および第２工程における各窪部が正確な形状となり、上記膨出箇所（３８ａ）の膨出量も略均一となる。したがって、第３工程における研磨加工の研磨量も各窪部毎に一定となり、第３工程が簡素化され、微細穴の長さが均一なものとなる。

上記窪み状部が溝状窪部３３あることから、溝状窪部３３のピッチに適合させて溝状窪部３３の所定の箇所に正確に微細穴を列状に形成することができる。

上記溝状窪部３３がＶ字状の底部を有しているので、Ｖ字状の底部を有する溝状窪部３３に連通口３４を穿設する場合、溝状窪部３３が列設方向に異形形態であると、Ｖ字状の傾斜面によって第１連通口３７を成形するポンチ５６の曲がりや逃げが発生しやすく加工精度が低下しがちであるが、ポンチ５６の押込み時期を上記異形形態に合わせて略同じにすることにより、このような加工精度の問題を解消することができる。

上記微細穴の穿設加工に使用する工具は、雄型５７，５９の先端部にポンチ５６，５８を所定ピッチで列設してポンチ列５６ａ，５８ａを形成し、上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂは、ポンチ列５６ａ，５８ａの端部近傍よりも中央部近傍が、雄型５７，５９の進出方向に向かって突出している。

したがって、上記溝状窪部３３の配列状態が湾曲した異形形態であっても、上記ポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを上記湾曲形状に適合または近似させることにより、溝状窪部３３に各ポンチ５６，５８を略同時期に押込むことができる。同時に、各ポンチ５６，５８の加工負荷が略均一であるから、特定の箇所のポンチ５６，５８が早期の内に損傷したりすることがなく、高価な工具としての寿命を長期化することができ、経済的である。

つぎに、図１２に示すように、上記櫛歯状の両ポンチ５６，５８でのプレス加工による連通口３４を穿設加工する第１連通口形成工程および第２連通口形成工程において、第１ポンチ５６および第２ポンチ５８をそれぞれガイド部材７０ａ，７０ｂで挟持してガイドしながら加工することが行なわれる。以下、この点について説明する。

図１２（ａ）は、所定ピッチで櫛歯状に列設されたポンチ５６，５８と、各ポンチ５６，５８をガイドするガイド部材７０ａ，７０ｂを示す模式図である。これを実際のポンチに適用した状態が図１２（ｂ）に示されている。

図１３（ａ）は図１２（ａ）の横断面図、（ｂ）は列設方向の縦断面図である。なお、図ではポンチ５６，５８を５つしか示していないが、実際には、圧力発生室２９となる溝状窪部３３と同じ数だけ列設される。

上記第１および第２ポンチ５６，５８は、図１４に示すように、それぞれ断面形状が矩形であり、上記矩形の平行な２辺を含む面Ａ，Ｂが、それぞれ列設方向Ｌに沿うよう所定ピッチで列設されている。そして、上記列設された各ポンチ５６，５８の列設方向に沿った両側面Ａ，Ｂを２方向からガイド部材７０ａ，７０ｂにより挟持してガイドしている（図１３（ａ）参照）。

上記ガイド部材７０ａ，７０ｂは、ポンチ５６，５８の列設方向Ｌに延びる一対の角棒状であり、ガイド部材７０ａ，７０ｂの対面する内側面で各ポンチ５６，５８の列設方向に沿った両側面Ａ，Ｂをガイドするようになっている。

上記各ガイド部材７０ａ，７０ｂには、列設されたポンチ５６，５８同士の間隙７２に面するポンチ５６，５８の側面Ｃ，Ｄ（図１４参照）をガイドする突部７１が設けられている。上記突部７１は、ガイド部材７０ａ，７０ｂの対面する内側面に、ガイド部材７０ａ，７０ｂの上端から下端にわたって上下方向に延びるよう形成されている。また、列設されたポンチ５６，５８の両端部に位置するポンチ５６，５８の列設方向Ｌの外側面をガイドする突部７１は、いわゆる凸状ではなく段状に形成されている。本実施例において、上記間隙７２に面するポンチ５６，５８の側面Ｃ，Ｄをガイドする突部７１は、この両端部の突部７１も含むものとする。

このような突部７１は、ガイド部材７０ａ，７０ｂの対面する内側面に研削による溝加工を施すことにより、溝と溝の間に残される突条により形成される。このように、比較的安価な加工手段である研削による溝加工によって突部７１を形成することによりガイド部材７０ａ，７０ｂの加工コストを低減し、全体的な加工コストの低減を図ることができる。しかも、突部７１を高い加工精度で加工することが可能で、ポンチ５６，５８のガイド精度を十分確保し、連通口３４の加工精度も確保できる。

上記突部７１は、一方のガイド部材７０ａにおいて、列設されたポンチ５６，５８同士の間隙７２の１つおきに設けられ、他方のガイド部材７０ｂにおいても、上記間隙７２の１つおきに設けられている。そして、上記１つおきに設けられた突部７１は、列設されたポンチ５６，５８の一側面Ａ側に配置された一方のガイド部材７０ａと、他側面Ｂ側に配置された他方のガイド部材７０ｂとの間においては、千鳥状に配置されている。

そして、一方のガイド部材７０ａでは突部７１同士の間にポンチ５６，５８が２つずつ配置され、他方のガイド部材７０ｂでは、一方のガイド部材７０ａと１つずれた位置において同様に２つずつ配置されている。

上記ガイド部材７０ａ，７０ｂによる下記の作用効果と、上述の本発明によるパンチ列５６ａ，５８ａやパンチ先端列５６ｂ，５８ｂ等の作用効果が複合することにより、より一層優れた微細穴の穿設加工方法や工具が確保でき、さらには、品質的に安定した記録ヘッド１の製造やその装置が得られるのである。

上記突部７１をこのような配置とすることにより、ポンチを列設方向Ｌに沿った２面Ａ，Ｂの２方向だけからガイドするだけでなく、千鳥状に配置された突部７１により、１つのポンチ５６，５８の間隙７２に対応する面Ｃ，Ｄを含めた４方向からガイドすることができ、加工途中のポンチ５６，５８の曲がりや逃げを大幅に抑え、各連通口３４の形状精度や寸法精度ならびに連通口３４の配列精度を飛躍的に向上させることができる。

しかも、上記突部７１をポンチ５６，５８同士の間隙７２の１つおきに設けたことにより、ガイド部材７０ａ，７０ｂに形成される突部７１の数をそれだけ少なくすることができ、突部７１を形成させるガイド部材７０ａ，７０ｂの研削加工を簡略化でき、加工コストが比較的安価な研削の加工コストをさらに低減し、全体的なコストの低減を図ることができる。

このようなガイド部材７０ａ，７０ｂにより、列設されたポンチ５６，５８の列設方向Ｌに沿った両側面Ａ，Ｂをガイド部材７０ａ，７０ｂにより挟持し、断面矩形の各ポンチ５６，５８の４面をガイド部材７０ａ，７０ｂの内側面および各突部７１でガイドし、ガイドされた状態で各ポンチ５６，５８を金属基板５５に押込むことにより、列状に並んだ開口形状矩形の連通口３４を形成する。

このように、列設された各ポンチ５６，５８の列設方向Ｌに沿った両側面Ａ，Ｂおよび間隙７２に対応する面Ｃ，Ｄをガイドしながらプレス加工を行なうため、加工によって生じる応力によるポンチ５６，５８の曲がりや逃げが防止され、１つ１つの連通口３４の形状精度や寸法精度を向上させるとともに、列状の並んだ連通口３４の配列精度も向上させることができる。また、ポンチ５６，５８の曲がりや逃げが防止された状態で加工できることから、ポンチ５６，５８の磨耗や損傷を大幅に低減でき、工具寿命を大幅に延長することができ、連通口３４の精度を長期間にわたって維持でき、工程管理や精度管理の面でも有利である。そして、隣接する溝状窪部３３やＶ字状底部の加工形状を損なうことなく寸法精度良く加工でき、高精度の加工が比較的困難な所定ピッチで多数列設された微細穴を高精度で加工できる。

また、上記連通口形成工程では、金属基板５５における塑性加工による加工部である溝状窪部３３のＶ字状の底部をプレス加工により打ち抜いて微細な連通口３４を形成する。このように、塑性加工による加工部は加工硬化によって加工性が低下し、微細な連通口３４を形成する加工を行なう場合に精度や型寿命をあげるのがより困難であるが、ポンチ５６，５８をガイドしながら加工することにより、ポンチの曲がりや逃げを防止して高精度の加工ができる。また、Ｖ字状の底部を有する溝状窪部３３に微細な連通口３４を穿設する場合、ポンチ５６，５８の曲がりや逃げを起こしやすく、加工精度が低下しがちであるが、本実施例によれば、ポンチの曲がりや逃げを防止して高精度の加工ができる。

さらに、図１５に示す一般的な手法である丸穴７４によりガイド部７５を形成するガイド部材７３によって断面形状矩形のポンチ５６，５８をガイドする場合、ガイド部７５の摺動面積が極めて微小なものとなり、ガイド部７５の磨耗や損傷が激しく、ガイド部材７３の寿命が極めて短いが、本実施例のように列設されたポンチ５６，５８を列設方向Ｌに沿った両面から一対のガイド部材７０ａ，７０ｂで挟持してガイドすることにより、ガイド面の摺動面積を広く確保でき、ガイド部材７０ａ，７０ｂの寿命を大幅に延長することができる。

また、上記のような丸穴７４によるガイドによって列設されたポンチ５６，５８をガイドしようとすると、ピッチ寸法Ｐがある程度必要で、微小ピッチで列状に並ぶ穴を同時に穿設加工することができなかったが、本実施例によれば、ピッチ寸法Ｐを微小にしても、安定してガイドすることができ、高い加工精度を確保することができるのである。

本発明では、上記第１および第２ポンチ５６，５８のピッチ寸法Ｐは、０．３ｍｍ以下に設定し、このピッチで列設された連通口３４を形成する場合に効果的であり、上記ピッチ寸法Ｐは０．２５ｍｍ以下であるときにより効果的で、０．２ｍｍ以下であれば一層効果的である。

また、本発明は、特に、開口の大きさが０．２ｍｍ以下の連通口３４を形成させる場合や、連通口３４の開口寸法に対する金属基板５５の厚みすなわち貫通寸法の比が０．５以上の微細穴を形成する場合に効果的である。また、上記比として０．８以上の微細穴を形成するのであればなお効果的であり、１以上の微細穴の加工であれば一層効果的である。なお、上記実施例では、連通口３４の開口寸法は、０．０９５ｍｍ×０．１６ｍｍの矩形である。

さらに、本実施例では、太さの異なるポンチ５６，５８を用い、複数回の加工によって連通口３４を作製しているので、極く微細な連通口３４であっても寸法精度良く作製することができる。しかも、溝状窪部３３側から作製する第１連通口３７を板厚方向の途中までしか作製しないので、第１連通口３７の作製時において、圧力発生室２９の隔壁部２８等が過度に引っ張られてしまう不具合を防止できる。これにより、溝状窪部３３のＶ字状底部や隔壁部２８の形状を損なうことなく寸法精度良く作製することができる。

なお、本実施例では、２回の加工によって連通口３４を作製する工程を例示したが、３回以上の加工によって連通口３４を作製してもよい。また、上記の不具合が生じなければ、１回の加工で連通口３４を作製してもよい。

連通口３４を作製したならば、金属基板５５における溝状窪部３３側の表面および反対側の表面を研磨して平坦化する（研磨工程）。すなわち、図１１（ｃ）に一点鎖線で示すように、溝状窪部３３側の表面、および、溝状窪部３３とは反対側の表面を研磨し、これらの各表面を平坦化すると共に、板厚を所定厚さ（本実施例では０．３ｍｍ）に調整する。

なお、上記の溝状窪部形成工程と連通口形成工程は、別ステージで行なってもよく、同一ステージで行なってもよい。そして、同一ステージで行なった場合には、両工程において金属基板５５が移動しないため、溝状窪部３３内に連通口３４を位置精度良く作製することができる。

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。本実施例では、これらの各部材の接合を接着により行なっている。この接着時において、上記の研磨工程で圧力発生室形成板３０の表面を平坦化しているので、弾性板３２やノズルプレート３１を確実に接着できる。

また、弾性板３２はステンレス板を支持板４２とする複合材であるので、その線膨張率は支持板４２であるステンレスによって規定される。そして、ノズルプレート３１もステンレス板によって作製されている。さらに、圧力発生室形成板３０を構成するニッケルは、上記したように、線膨張率がステンレスと略等しい。以上から、接着温度を高めても線膨張率の差に起因する反りが発生しない。その結果、シリコン基板を用いていた時よりも接着温度を高めることができ、接着時間の短縮化が図れて製造効率が向上する。

流路ユニット４を作製したならば、別途作製されたケース２に、振動子ユニット３と流路ユニット４とを接合する。この場合にも、これらの各部材の接合は接着によって行なわれている。従って、接着温度を高めても流路ユニット４には反りが発生せず、接着時間の短縮化が図れる。

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、液体噴射ヘッドが得られる。

図１６は、連通口形成工程の第２例を示す。この例では、ガイド部材７０ａ，７０ｂ内面の突部７１をポンチ５６，５８同士の間隙７２の１つおきに設けるのではなく、上記間隙７２の全てに設けている。このようにすることにより、断面矩形の各ポンチ５６，５８の４側面をしっかりとガイドでき、より高精度の加工が可能となる。

図１７は、連通口形成工程の第３例を示す。この例では、ガイド部材７０ａ，７０ｂ内面に突部７１が形成されておらず、断面矩形の各ポンチ５６，５８の列設方向Ｌに沿った２面Ａ，Ｂをガイドしている。この例によれば、列設されたポンチ５６，５８の列設方向Ｌに沿った両側面を２方向から挟持することにより、ガイド部材７０ａ，７０ｂのガイド面が平面状であっても各ポンチ５６，５８の被ガイド面である両側面Ａ，Ｂと面接触することから、ガイド効果を確保しながらガイド部材７０ａ，７０ｂの形状を単純化し、コストを節減できる。

上述のような金属基板５５すなわち圧力発生室形成板３０に、溝状窪部３３を列設し、この列設された溝状窪部３３に対して上記の各加工方法により、連通口３４が形成されることによって、本発明の記録ヘッド１の製造方法が実施される。したがって、圧力発生室形成板３０に上記異形形態が生じても、精密構造部である溝状窪部３３の連通口３４が極めて高い精度で形成することができ、記録ヘッド１としてのインク吐出特性を良好に保つことができる。

つぎに、上記連通口の穿設加工方法を実施するための液体噴射ヘッドの製造装置について説明する。

図１９〜図２３は、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置の第１の実施例を示す。

符号７６は記録ヘッド１あるいは図１８に示す記録ヘッド１'の製造装置全体を示す断面図である。上記製造装置７６は、主としてプレス装置を形成する上側動作部７７と下側動作部７８と、上記下側動作部７８に固定された第１型７９と、上記上側動作部７７に固定された第２型８０と、上記第２型８０に固定された雄型８１と、上記雄型８１をガイドし第２型８０に取り付けられているガイド部材８２とによって構成されている。

上記上側動作部７７と下側動作部７８からなるプレス装置は、一般的に使用されている形式のもので、上側動作部７７が駆動装置（図示していない）によって進退動作をする。

上記第１型７９は、前述の金属基板５５に相当する圧力発生室形成板３０を、第１型７９に固定した位置決めピン８３で所定位置に位置決めして支持すると共に、図１０（ｂ）に示した上記膨出部３８ａを形成する凹部８４が設けられている。なお、上記圧力発生室形成板３０には、溝状窪部３３が図１０に示した溝状窪部形成工程であらかじめ成形されている。

上記に第２型８０は、上側動作部７７に結合されているベース部材８５と、上記ベース部材８５に結合されているパンチプレート８６によって構成されている。パンチプレート８６には雄型８１が固定片８７を介して取り付けてある。雄型８１は、列設された溝状窪部３３の列の２つの列にそれぞれ連通口を成形するために、２つ取り付けてある。

上記ガイド部材８２は、ガイドプレート８８とガイドベース部材８９が一体化されたものであり、固定片８７との干渉を避け後述の相対変位を許容する空間部９０が設けてある。このガイド部材８２は、前述のガイド部材７０ａ，７０ｂに相当するものであり、また、ガイドプレート８８とガイドベース部材８９の２部材を図示のボルトで一体化した構造とされているが、これらを単一の部材で構成してもよく、あるいは、３部材以上で構成してもよい。

上記ガイド部材８２は、雄型８１の進退方向と同方向に相対移動ができる状態で第２型８０に対して取り付けられている。進退部材である断面円形の進退軸９１が上側動作部７７の進退方向と同方向の状態でガイドベース部材８９に固定され、その上部はベース部材８５に形成した進退室９２内に進入させてある。上記進退室９２は断面円形のシリンダ状の空間であり、その内径は進退軸９１の直径よりも大きく設定されている。進退軸９１の上端にはストッパ片９３が固定され、上記ストッパ片９３がピストンのようにして進退室９２内を上下に摺動できるようになっている。進退室９２内に付勢手段である圧縮コイルスプリング９４が挿入され、そのばね力がストッパ片９３に作用している。そして、上記ばね力は、ガイド部材８２が第２型から離れる方向に作用している。ストッパ片９３に作用するばね力を調整するために、ばね座９５とばね座９５の位置を調整する調整ボルト９６が設けられている。なお、圧縮コイルスプリング９４に代えて弾性ゴム片を採用することもできる。

第２型８０に対するガイド部材８２の相対移動を行なわせるために、第２型８０とガイド部材８２との間に変位空間Ｓが設けられている。また、上記の空間部９０にも固定片８７の下面とガイドプレート８８の上面との間に、同様な変位空間Ｓが設けられている。

図２２および図２３は、雄型８１の全体形状とポンチ部分を示す斜視図である。雄型８１は、前述の第２雄型５７または第３雄型５９に相当し、その先端部に多数のポンチ９７が一列に設けてあり、上記ポンチ９７の固定部側に連続させて高剛性部９８が設けてある。上記高剛性部９８の断面積は、ポンチ９７の部分の断面積よりも大きく設定してある。さらに、上記高剛性部９８の固定部側に連続させて固定基部９９が設けてある。上記固定基部９９の断面積は、高剛性部９８の部分の断面積よりも大きく設定してある。ここで組み込まれている雄型８１は、図１２に示したものと同じである。図２２にポンチ列やポンチ先端列を示すために、図１２と同じ符号、すなわちポンチ列５６ａ，５８ａおよびポンチ先端列５６ｂ，５８ｂが付してある。

そして、固定基部９９に、雄型８１の進退方向に略直交する向きの押圧面１００が形成してある。上記の固定片８７（図１９参照）には、固定基部９９が挿入される細長い挿入穴１０１と上記押圧面１００を押える固定面１０２が設けてある。また、ポンチ９７と高剛性部９８との間および高剛性部９８と固定基部９９との間は、図２２に示すように、それぞれ曲面１０３，１０４で滑らかに連続してある。

図２３に示すように、隣合うポンチ９７の間には分離スリット１０５が設けられ、各ポンチ９７のピッチは列設された溝状窪部３３のピッチと同じである。

雄型８１は、ポンチ９７が列設された溝状窪部３３の端部を押込む位置すなわちポンチ９７の列が溝状窪部３３の長手方向に直交するように、その取り付け位置が設定されている。この例では、雄型８１をガイドしている箇所がポンチ９７の部分であり、そのために図２１に示すように、ポンチ９７が貫通するスリット穴１０６が設けられている。上記スリット穴１０６の対向する内面が規制面１０７ａ，１０７ｂとされ、ポンチ９７が溝状窪部３３の長手方向に変位するのを抑止している。この抑止機能を確実に達成するために、上記規制面１０７ａ，１０７ｂがポンチ９７の両側部に摺動する状態とされている。もしくは、規制面１０７ａ，１０７ｂとポンチ９７の両側部の間にわずかな間隙を設けてある。なお、図１９および図２１等には、上記間隙がかなり大きく図示されているが、実際には上記のような摺動関係とされている。また、ガイドプレート８８には、高剛性部９８を受け入れる細長い凹溝１０８が、スリット穴１０６に連通した状態で形成してある。

図１９は、ガイド部材８２と雄型８１との成形動作開始前の状態を示しており、この状態のときには、圧縮コイルスプリング９４のばね力でストッパ片９３が進退室９２の下面に密着し、ガイドプレート８８とポンチ９７との相対位置が設定されている。この例では、上記成形動作開始前の状態は、ガイドプレート８８の下面とポンチ９７の先端部の端面とが、一仮想平面上に存在するようになっている。

図２４は、上記押圧面１００の形成箇所を雄型８１の両端部に変更した場合である。

上記記録ヘッドの製造装置７６の動作を説明する。

図１９に示した状態から第２型８０が進出し、これとともにガイドプレート８８とポンチ９７は両者の相対位置が不変のまま移動すると、最初にガイドプレート８８が圧力発生室形成板３０に密着して、ガイド部材８２は停止する。その後、さらに第２型８０が進出すると、今度は、圧縮コイルスプリング９４が圧縮されながらポンチ９７がガイドプレート８８から相対的に突出し、溝状窪部３３の端部に押込まれる。ポンチ９７の押込み長さが所定長さに達すると、第２型８０が復帰動作を開始し、ガイドプレート８８が圧縮コイルスプリング９４で圧力発生室形成板３０を加圧したままポンチ９７が圧力発生室形成板３０から引き抜かれる。

上記記録ヘッドの製造装置７６によれば、上記ポンチ列５６ａ，５８ａにおけるポンチ先端列５６ｂ，５８ｂを、溝状窪部３３の配列形状に適合または近似させた状態で、各ポンチ５６，５８を溝状窪部３３内に押込むものであるから、溝状窪部３３の配列が異形形態であっても、各ポンチ５６，５８を均一に溝状窪部３３に押込むことができる。よって、精密構造部である溝状窪部３３連通口３４が極めて高い精度で形成することができ、記録ヘッド１，１’としてのインク吐出特性を良好に保つことができる。

さらに、本装置によれば、ポンチ９７の両側部をガイドプレート８８に形成したスリット穴１０６の規制面１０７ａ，１０７ｂでガイドしながらプレス加工を行なう装置構造であるから、加工によって生じる応力によるポンチ９７の曲がりや逃げが防止され、１つ１つの微細な連通口３４の形状精度や寸法精度を向上させるとともに、列状の並んだ連通口３４の配列精度も向上させることができる。また、ポンチ９７の曲がりや逃げが防止された状態で加工できることから、ポンチ９７の磨耗や損傷を大幅に低減でき、工具寿命を大幅に延長することができ、連通口３４の精度を長期間にわたって維持でき、工程管理や精度管理の面でも有利である。そして、隣接する連通口３４や加工形状を損なうことなく寸法精度良く加工でき、高精度の加工が比較的困難な所定ピッチで多数列設された連通口３４を高精度で加工できる。

さらに、あらかじめ成形される溝状窪部３３は、塑性加工による加工硬化によって加工性が低下し、微細な連通口３４を形成する加工を行なう場合に精度や型寿命をあげるのがより困難であるが、ポンチ９７をガイドしながら加工することにより、ポンチ９７の曲がりや逃げを防止して高精度の加工ができる。

雄型８１のポンチ９７は進退可能なガイドプレート８８にガイドされているので、圧力発生室形成板３０に対するポンチ９７の押込み長さが長くなっても、ガイドプレート８８が、圧力発生室形成板３０の表面に密着しているかまたは圧力発生室形成板３０のごく近傍に位置している。このため、加工によって生じる応力の発生箇所にできるだけ近い箇所でガイドプレート８８のガイド機能が果たされ、加工応力によるポンチ９７の曲がりや逃げがより一層確実に防止される。

上記規制面１０７ａ，１０７ｂが、ポンチ９７が上記溝状窪部３３の長手方向に変位するのを抑止する。したがって、ポンチ９７は、その列設方向よりもこれに略直交する上記長手方向に曲がりや逃げが発生しやすいのであるが、そのようなポンチ９７の変位を規制面１０７ａ，１０７ｂで抑止することにより、ポンチ９７の曲がりや逃げを防止し、加工精度の高い連通口３４の形成がなされる。

上記規制面１０７ａ，１０７ｂが、スリット穴１０６の対向する内面によって形成されているので、上記内面が大きな荷重に耐えられる高い剛性の下で存在する。したがって、規制面１０７ａ，１０７ｂに安定したガイド機能を行なわせることができる。また、上記スリット穴１０６の形成により直ちに規制面１０７ａ，１０７ｂが確保できるので、規制面１０７ａ，１０７ｂが簡単な構成によって得られる。

第２型８０が進出してガイドプレート８８が圧力発生室形成板３０に押し付けられると、ポンチ９７が相対的にガイドプレート８８から突出して圧力発生室形成板３０に押込まれ、圧力発生室形成板３０に対するポンチ９７の押込み長さが長くなっても、ガイドプレート８８が、圧力発生室形成板３０の表面に密着しているかまたは圧力発生室形成板３０のごく近傍に位置している。このため、加工によって生じる応力の発生箇所にできるだけ近い箇所でガイドプレート８８のガイド機能が果たされ、加工応力によるポンチ９７の曲がりや逃げがより一層確実に防止される。

上記ポンチ９７，高剛性部９８，固定基部９９にかけての断面積が順次大きくなって、雄型８１全体の剛性が固定基部９９において最も大きく設定されている。したがって、雄型８１の剛性系が徐々に固定部側に向って大きくなっているので、押込み時や引き抜き時に雄型８１の特定個所に応力が異常に集中することがなく、雄型８１の全体構造の耐久性を向上することができる。また、雄型８１の第２型８０に対する取り付け剛性が安定した状態で確保でき、頻繁に行なわれる加圧成形にとって十分な耐久性が得られる。

上記固定片８７で上記押圧面１００を強く加圧した状態で雄型８１が取り付けられるので、雄型８１の第２型８０に対する取り付け剛性を高めることができる。特に、圧力発生室形成板３０に押込まれているポンチ９７を引き抜くときには、大きな引き抜き力を第２型８０から雄型８１に伝達する必要があり、このような際に上記押圧面１００を固定片８７の固定面１０２が押え付けているので、雄型８１と第２型８０とは確実な一体性をもって引き抜くことができ、このような面からも動作安定性のよい製造装置７６が得られる。

複数の上記雄型８１により、１回の成形ストロークで、列設された複数の溝状窪部３３の列の各々に、連通口３４を一時に成形することができ、生産性の向上が図れる。また、上記連通口を２列平行に形成できるよう上記雄型を２つ配置した場合においても、同様に生産性の向上が図れる。

なお、ガイドプレート８８には、ガイド機能を果たすスリット穴１０６と、圧力発生室形成板３０を押える面との２機能部位分が設けてあるので、簡単な構造のガイド部材で多機能化を果たすことができる。

図２５および図２６は、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置の第２の実施例を示す。

この実施例は、溝状窪部３３の端部に傾斜面１０９が形成され、上記傾斜面１０９にポンチ９７が押込まれるものである。上記傾斜面１０９を成形するために、図２５に示した突条部５３の先端部分５３ａの長手方向端部に、面取りをして斜面成形部５３ｂが設けられている。上記の突条部５３が圧力発生室形成板３０に押込まれると、長手方向の端部に傾斜面１０９を有する溝状窪部３３が成形される。上記傾斜面１０９を有する圧力発生室形成板３０を第１型７９の所定位置に支持し、傾斜面１０９にポンチ９７が圧入されるよう、ポンチ９７と圧力発生室形成板３０との相対位置が設定される。この状態で雄型８１を進出させて傾斜面１０９に連通口３４が成形される。それ以外は、上記実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、ポンチ９７の先端部が押込み初期の段階で上記傾斜面１０９に加圧されるので、ポンチ９７には大きな曲げモーメントが作用するのであるが、ポンチ９７の部分がガイドプレート８８でガイドされているので、上記曲げモーメントがガイドプレート８８で確実に受け止められ、上記のような傾斜面１０９であっても、ポンチ９７に曲がりや逃げが発生することなく、正常な状態で連通口３４が形成できる。さらに、上記のような傾斜面１０９にポンチが正確に圧入できるので、圧入によって流動する素材は傾斜面１０９から滑らかに押込まれて行き、溝状窪部３３の空間部分に突出した「返り」等の発生が防止でき、インク中の気泡が滑らかに流下してゆき、インク噴射ヘッドのインク滴の吐出状態を正常に維持できる。それ以外は、上記実施例と同様の作用効果を奏する。

なお、溝状窪部３３はＶ字型の断面形状とされているので、図２３に示すように、四角い断面のポンチ９７を溝状窪部３３の端部に押込むときには、ポンチ９７の先端部が上記Ｖ字型の傾斜面と上記傾斜面１０９の両方に対して押込まれる。したがって、Ｖ字型の傾斜面においても上記のような「返り」等の発生が防止できる。

図２７は、本発明の液体噴射ヘッドの製造装置の第３の実施例を示す。

この実施例は、上記高剛性部９８をガイドプレート８８でガイドするものである。それ以外は、上記各実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、雄型８１の剛性の高い部分である高剛性部９８をガイドしているので、雄型８１のガイド状態が安定したものとなる。これと同時に、ポンチ部分には、ガイドに要する長さを確保することなく、ポンチ９７の圧入に要するポンチ長さだけを確保すればよいので、実質的にポンチ９７の長さを短くすることができて、ポンチ９７自体の曲げや逃げ等に対する剛性を高めることができる。それ以外は、上記各実施例と同様の作用効果を奏する。

ところで、本発明は、上記の実施例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、隔壁部２８に関し、その根本部分が先端部分よりも厚肉であれば、隔壁部２８の剛性を従来よりも高めることができ、圧力発生室２９として必要な容積を確保できる。この観点からすれば、溝状窪部底面の窪み形状はＶ字状に限られない。例えば、溝状窪部３３の底面を円弧状に窪ませてもよい。そして、このような底面形状の溝状窪部３３を作製するためには、先端部分が円弧状に先細りした突条部５３を有する第１雄型５１を用いればよい。

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。

図１８に例示した記録ヘッド１'は、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（本発明の封止板の一種）を用い、この封止基板６２によって圧力発生室形成板３０における溝状窪部３３側を封止している。また、この例では、圧力発生室２９内における封止基板６２の表面に発熱素子６１を取り付けている。この発熱素子６１は電気配線を通じて給電されて発熱する。

なお、圧力発生室形成板３０やノズルプレート３１等、その他の構成は上記実施例と同様であるので、その説明は省略する。

この記録ヘッド１'では、発熱素子６１への給電により、圧力発生室２９内のインクが突沸し、この突沸によって生じた気泡が圧力発生室２９内のインクを加圧する。この加圧により、ノズル開口４８からインク滴が吐出される。

そして、この記録ヘッド１'でも、圧力発生室形成板３０を金属の塑性加工で作製しているので、上記した実施例と同様の作用効果を奏する。

なお、上記各実施例において、微細穴の穿設加工方法，圧力発生室形成板３０における圧力発生室形成工程および連通口形成工程において行なわれる鍛造加工やプレス加工等の塑性加工は、所望の精度を得るために冷間加工を行なうのが好適であり、高精度の加工を行なうためには、ワークの温度が一定範囲内になるよう温度管理を行なうのが好ましい。

また、圧力発生室形成板３０の加工に関し、上記実施例では塑性加工の一種である鍛造加工で作製した例について説明したが、これに限らない。さらに、圧力発生室形成板３０を作製するための素材に関し、隔壁部２８の根本部分を先端部分よりも厚肉に形成する観点においては、単一の金属板に限定されるものではない。例えば、複数の板材を積層して作製した積層板材を用いても良く、金属基板の表面に樹脂をコーティングしたコーティング板材によって作製してもよい。

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

上記各実施例は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施例では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。

さらに、上述した各実施例では、本発明の微細穴の穿設加工方法を液体噴射ヘッドの製造に適用した例を示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではないことはいうまでもない。

インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。 インクジェット式記録ヘッドの断面図である。 振動子ユニットを説明する図である。 圧力発生室形成板の平面図である。 圧力発生室形成板の説明図であり、（ａ）は図４におけるＸ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 弾性板の平面図である。 弾性板の説明図であり、（ａ）は図６におけるＹ部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。 溝状窪部の形成に用いる第１雄型を説明する図である。 溝状窪部の形成に用いる雌型を説明する図である。 溝状窪部を形成する工程を説明する模式図である。 連通口を形成する工程を説明する模式図である。 微細穴の穿設加工方法を適用した連通口の形成工程を説明する斜視図である。 上記工程を説明する図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。 被ガイド面を説明する図である。 丸穴によるガイド部材を示す図である。 本発明の微細穴の穿設加工方法の第２例を説明する横断面図である。 本発明の微細穴の穿設加工方法の第３例を説明する横断面図である。 変形例のインクジェット式記録ヘッドを説明する断面図である。 インク噴射ヘッドの製造装置を示す断面図である。 図１９の〔２０〕−〔２０〕断面図である。 ガイド部分の部分的な拡大断面図である。 雄型単体の斜視図である。 ポンチ部分の部分的な拡大斜視図である。 他の雄型単体の斜視図である。 溝状窪部の形成に用いる第１雄型を説明する図である。 傾斜面が成形された溝状窪部の平面図と断面図である。 高剛性部をガイドした場合の断面図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド，１' 記録ヘッド，２ ケース，３ 振動子ユニット，４ 流路ユニット，５ 接続基板，６ 供給針ユニット，７ 圧電振動子群，８ 固定板，９ フレキシブルケーブル，１０ 圧電振動子，１０ａ ダミー振動子，１０ｂ 駆動振動子，１１ 制御用ＩＣ，１２ 収納空部，１３ インク供給路，１４ 共通インク室，１５ 先端凹部，１６ 接続口，１７ コネクタ，１８ 針ホルダ，１９ インク供給針，２０ フィルタ，２１ 台座，２２ インク排出口，２３ パッキン，２８ 隔壁部，２９ 圧力発生室，３０ 圧力発生室形成板，３０ａ 仮想平面，３１ ノズルプレート，３２ 弾性板，３３ 溝状窪部，３４ 連通口，３５ 逃げ凹部，３６ ダミー窪部，３７ 第１連通口，３８ 第２連通口，３８ａ 膨出部，３９ ダミー連通口，４０ 第１ダミー連通口，４１ 第２ダミー連通口，４２ 支持板，４３ 弾性体膜，４４ ダイヤフラム部，４５ インク供給口，４６ コンプライアンス部，４７ 島部，４８ ノズル開口，５１ 第１雄型，５２ 雌型，５３ 突条部，５３ａ 先端部分，５３ｂ 斜面成形部，５４ 筋状突起，５５ 金属基板，５５ａ 多肉部，５６ 第１ポンチ，５６ａ ポンチ列，５６ｂ ポンチ先端列，５６ｃ 直線状部分，５６ｄ 直線状部分，５７ 第２雄型，５８ 第２ポンチ，５８ａ ポンチ列，５８ｂ ポンチ先端列，５９ 第３雄型，６１ 発熱素子，６２ 封止基板，７０ａ ガイド部材，７０ｂ ガイド部材，７１ 突部，７２ 間隙，７３ ガイド部材，７４ 丸穴，Ｐ ピッチ寸法，７５ ガイド部，７６ インク噴射ヘッドの製造装置，７７ 上側動作部，７８ 下側動作部，７９ 第１型，８０ 第２型，８１ 雄型，８２ ガイド部材，８３ 位置決めピン，８４ 凹部，８５ ベース部材，８６ パンチプレート，８７ 固定片，８８ ガイドプレート，８９ ガイドベース部材，９０ 空間部，Ｓ 変位空間，９１ 進退軸，９２ 進退室，９３ ストッパ片，９４ 圧縮コイルスプリング，９５ ばね座，９６ 調整ボルト，９７ ポンチ，９８ 高剛性部，９９ 固定基部，１００ 押圧面，１０１ 挿入穴，１０２ 固定面，１０３ 曲面，１０４ 曲面，１０５ 分離スリット，１０６ スリット穴，１０７ａ 規制面，１０７ｂ 規制面，１０８ 凹溝，１０９ 傾斜面

Claims (14)

1. プレス加工により金属基板に微細穴を穿設加工する方法であって、所定のピッチで列状に並んだ窪み状部が形成された金属基板と、上記ピッチと同ピッチのポンチでポンチ列が形成された雄型とを準備し、上記ポンチの各窪み状部に対する押込み時期が略同じとなるよう上記金属基板に向って雄型を進出させることにより、上記窪み状部に微細穴を穿設して金属基板に列状に並んだ微細穴列を形成することを特徴とする微細穴の穿設加工方法。
2. 上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍よりも中央部近傍が、雄型の進出方向に向かって突出している請求項１記載の微細穴の穿設加工方法。
3. 上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、滑らかな曲線状である請求項２記載の微細穴の穿設加工方法。
4. 上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍部分が傾斜する直線状に形成されている請求項２記載の微細穴の穿設加工方法。
5. 上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍部分が傾斜する直線状に形成されるとともに、ポンチ列の中央近傍は列方向に延びる直線状に形成されている請求項２記載の微細穴の穿設加工方法。
6. 上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍から中央部側に向って段階的に突出する段状に形成されている請求項２記載の微細穴の穿設加工方法。
7. 上記ポンチの長さは、ポンチ列の端部近傍のポンチが、ポンチ列の略中央部のポンチよりも短くなるよう設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法。
8. 上記ポンチの断面形状は矩形である請求項１〜７のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法。
9. 第１ポンチにより金属基板に非貫通状の窪部を形成する第１工程と、第２ポンチにより上記窪部の底部を膨出させて非貫通状の窪部を形成する第２工程と、上記膨出した箇所を切除する第３工程を含んでいる請求項１〜８のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法。
10. 上記窪み状部が溝状窪部である請求項１〜９のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法。
11. 上記溝状窪部がＶ字状の底部を有している請求項１０記載の微細穴の穿設加工方法。
12. プレス加工により金属基板に微細穴を穿設加工する工具であって、雄型の先端部にポンチを所定ピッチで列設してポンチ列を形成し、上記ポンチ列におけるポンチ先端列は、ポンチ列の端部近傍よりも中央部近傍が、雄型の進出方向に向かって突出していることを特徴とする微細穴の穿設加工用工具。
13. 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、上記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、上記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連通口を請求項１〜１１のいずれか一項に記載の微細穴の穿設加工方法によって形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
14. 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、上記溝状窪部の開口面を封止する金属製の封止板とを有し、上記圧力発生室形成板における溝状窪部側に封止板を、反対側にノズルプレートをそれぞれ接合してなる液体噴射ヘッドの製造装置であって、上記溝状窪部が形成された圧力発生室形成板を支持する第１型と、上記溝状窪部内に連通口を穿設するポンチが列設されたポンチ列を有する雄型が取り付けられた第２型とを備え、上記ポンチ列におけるポンチ先端列を、溝状窪部の配列形状に適合または近似させた状態で、各ポンチを溝状窪部内に押込むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造装置。

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