JP6322369B2 - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に液滴を噴射して記録する液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介してチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液滴として吐出する。液滴の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。

特許文献１にはエッジシュート型の液体噴射装置が記載されている。図１６は液体噴射装置１００のヘッド部の分解斜視図である。液体噴射ヘッドは、複数の溝が形成される圧電セラミックスプレート１０２と、圧電セラミックスプレート１０２の表面に接合され、複数の溝に液体を供給するカバープレート１１０と、圧電セラミックスプレート１０２の端面１１６に接着され、溝に連通するノズル１２２から液滴を吐出するノズルプレート１２４を備える。

圧電セラミックスプレート１０２には、表面１１７側に開口する浅溝１０３と裏面１１８側に開口する深溝１１１とが交互に形成される。浅溝１０３は液体が充填されるインク室１０４を構成し、その側面の全面に金属電極１０８が形成される。深溝１１１は浅溝１０３の深さよりも裏面１１８側に開口幅が拡大し、その側面には浅溝１０３の半分程度の深さよりも裏面１１８側に金属電極１０９が形成される。各深溝１１１の金属電極１０９は電気的に独立している。圧電セラミックスプレート１０２は、矢印１０５の方向に分極処理が施されている。

カバープレート１１０には液体を導入するための液体導入口１１４と、液体を浅溝１０３に供給するためのマニホールド１０１を備える。カバープレート１１０の圧電セラミックスプレート１０２側の表面は浅溝１０３の金属電極１０８に電気的に接続する金属電極１１９を備える。ノズルプレート１２４は、ノズル１２２が浅溝１０３に連通して圧電セラミックスプレート１０２の端面１１６に接着される。浅溝１０３の側面の金属電極１０８と深溝１１１の側面の金属電極１０９との間に駆動信号を与えることにより、浅溝１０３と深溝１１１とを区画する側壁が変形して浅溝１０３に充填される液体に圧力波を生じさせ、ノズル１２２から液滴が吐出される。

特許文献２〜５には上記特許文献１と同様に、チャンネルを構成する溝が圧電体基板の表面とその反対側の裏面に交互に開口する液体噴射ヘッドが記載されている。特許文献２〜５では、各チャンネルの長手方向と直交する方向に一列に配列するチャンネル列からなり、発射チャンネルの長手方向の一方側の端部から液滴を発射するエッジシュート型の液体噴射ヘッドが記載されている。

特開平７−２０５４２２号公報 特表２００９−５００２０９号公報 特開平８−２５８２６１号公報 特開平１１−３１４３６２号公報 特開平１０−８６３６９号公報

特許文献１の液体噴射ヘッドでは、圧電セラミックスプレート１０２の表面１１７の側に浅溝１０３が形成され、裏面１１８の側に浅溝１０３と交互に深溝１１１が形成され、浅溝１０３は裏面１１８に開口せず、深溝１１１は表面の側に開口しない。そして、浅溝１０３には金属電極１０８が形成され、深溝１１１には金属電極１０９が形成され、互いに電気的に分離している。この浅溝１０３の金属電極１０８と深溝１１１の金属電極１０９を同時に形成することは困難である。特許文献１では、金属を裏面１１８の垂直方向から傾いた斜め方向からスパッタリング法により堆積し、裏面１１８から浅溝１０３の深さの約半分の高さまで形成し、浅溝１０３の金属電極１０８は別工程により形成している。

他の、特許文献２〜５においても、同様に、圧電体基板の表面側と裏面側に交互に溝が形成される。そして、溝が形成される領域において表面側の溝は裏面側に開口せず、裏面側の溝は表面側に開口しない。また、表面側の溝に形成される電極と裏面側の溝に形成される電極とは電気的に分離している。そのため、表面側の溝の電極と裏面側の溝の電極とを同時に形成することは困難である。また、特許文献２に記載の液体噴射ヘッドは、発射チャンネルと非発射チャンネルの両方に液体が充填されるので、液体が両方のチャンネルの電極表面に接触する。そのため、導電性の吐出液体を使用する場合には、電極の表面に保護膜等を設置する必要があり、製造工程が複雑で長くなる。

本発明の液体噴射ヘッドは、上面から下面にかけて貫通する吐出溝と下面に開口する非吐出溝とが基準方向に交互に配列して溝列を構成する圧電体基板と、前記吐出溝に連通する液室を有し、前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートと、前記吐出溝に連通するノズルを有し、前記圧電体基板の下面に接合されるノズルプレートと、を備え、前記吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面には共通駆動電極が設置され、前記非吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面には個別駆動電極が設置されることとした。

また、前記圧電体基板の下面には、前記共通駆動電極に電気的に接続する共通端子が設置され、前記個別駆動電極に電気的に接続する個別端子が設置されることとした。

また、前記個別端子は、前記吐出溝を挟む２つの前記非吐出溝の前記吐出溝側の側面に設置される２つの個別駆動電極を電気的に接続することとした。

また、配線パターンを備えるフレキシブル回路基板を更に含み、前記フレキシブル回路基板は、前記配線パターンが前記共通端子及び前記個別端子と電気的に接続して前記圧電体基板の下面に接続されることとした。

また、前記共通駆動電極の溝方向の幅は、前記吐出溝が前記圧電体基板の下面に開口する開口部の溝方向の幅と略等しいか溝方向の幅よりも狭いこととした。

また、前記非吐出溝が前記圧電体基板の下面に開口する開口部は、溝方向の少なくとも一方の端部が前記圧電体基板の側面まで延在することとした。

また、前記非吐出溝は、前記圧電体基板の上面であり前記液室が形成される領域以外の領域に開口することとした。

また、前記圧電体基板は基準方向に並列する前記溝列を複数備え、隣接する前記溝列の、一方側の溝列に含まれる前記吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とは離間し、かつ、前記圧電体基板の厚さ方向において重なることとした。

本発明の液体噴射装置は、上記いずれかの液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、圧電体基板の上面の側から前記圧電体基板を切削して吐出溝を複数形成する吐出溝形成工程と、前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板を切削して前記吐出溝の溝方向と平行に非吐出溝を複数形成する非吐出溝形成工程と、を備え、液室が形成されるカバープレートを前記液室が前記吐出溝に連通させて前記圧電体基板の上面に接合するカバープレート接合工程と、前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板に導電材を堆積させる導電材堆積工程と、を備えることとした。

また、前記導電材堆積工程の前に、前記圧電体基板の下面に感光性樹脂膜を設置する感光性樹脂膜形成工程を備えることとした。

また、前記吐出溝形成工程の後に前記圧電体基板を所定の厚さに研削する圧電体基板研削工程を備えることとした。

また、ノズルプレートを前記圧電体基板の下面に接合し、前記ノズルプレートに形成するノズルと前記吐出溝とを連通させるノズルプレート接合工程を備えることとした。

また、前記吐出溝形成工程及び前記非吐出溝形成工程は、前記吐出溝と前記非吐出溝が基準方向に交互に配列する溝列を隣接して複数形成するとともに、隣接する前記溝列の、一方側の溝列に含まれる前記吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とが離間し、かつ、前記圧電体基板の厚さ方向において重なるように形成する工程であることとした。

また、前記導電膜堆積工程は、隣接する前記溝列の一方側に含まれる非吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とを覆うように前記圧電体基板の下面にマスクを設置することとした。

また、前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から下面に貫通し、前記導電膜堆積工程の前に、前記圧電体基板の下面に開口する開口部の一部を遮蔽し、前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板に絶縁材を堆積する絶縁材堆積工程を含むこととした。

本発明による液体噴射ヘッドは、上面から下面にかけて貫通する吐出溝と下面に開口する非吐出溝とが基準方向に交互に配列して溝列を構成する圧電体基板と、吐出溝に連通する液室を有し、圧電体基板の上面に接合されるカバープレートと、吐出溝に連通するノズルを有し、圧電体基板の下面に接合されるノズルプレートと、を備え、吐出溝の圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面には共通駆動電極が設置され、非吐出溝の圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面には個別駆動電極が設置される。これにより、共通駆動電極と液体に接触しない個別駆動電極とを簡便に形成することができる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を表す工程図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の説明図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を表す工程図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の各工程を説明するための断面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程を説明するための平面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程を説明するための図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程を説明するための図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程を説明するための図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程を説明するための図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知の液体噴射ヘッドの分解斜視図である。

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図である。図２は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図２（ａ）は、吐出溝３の溝方向の断面模式図であり、図２（ｂ）は、非吐出溝４の断面模式図であり、図２（ｃ）は、圧電体基板２のノズルプレート１０側の平面模式図である。

図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、圧電体基板２と、圧電体基板２の上面ＵＳに接合されるカバープレート８と、圧電体基板２の下面ＬＳに接合されるノズルプレート１０とを備える。圧電体基板２は、上面ＵＳから下面ＬＳにかけて貫通する吐出溝３と、下面ＬＳに開口する非吐出溝４とが基準方向Ｋに交互に配列して溝列５を構成する。なお、本実施形態では、非吐出溝４は圧電体基板２の上面ＵＳから下面ＬＳにかけて貫通する。カバープレート８は、吐出溝３に連通する液室９を有する。ノズルプレート１０は、吐出溝３に連通するノズル１１を有する。ここで、吐出溝３の、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳの側の側面には共通駆動電極１３ａが設置され、非吐出溝４の、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳの側の側面に個別駆動電極１３ｂが設置される。

このように、吐出溝３を上面ＵＳから下面ＬＳに貫通させ、非吐出溝４を下面ＬＳに開口させて、共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂを圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳ側に形成する。これにより、後の製造方法の実施形態において詳しく説明するように、共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂを同じ工程で同時に形成することが可能となる。更に、圧電体基板２の下面ＬＳに形成する共通端子や個別端子を共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂに容易に接続することが可能となる。

圧電体基板２はＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックスを使用することができる。圧電体基板２は上面ＵＳ又は下面ＬＳの法線方向に分極処理が施されている。各溝は、円盤の外周にダイヤモンド等の切削砥粒を埋め込んだダイシングブレード（ダイヤモンドブレードともいう）により切削して形成することができる。吐出溝３は圧電体基板２の上面ＵＳから下面ＬＳに向けて切削し、非吐出溝４は圧電体基板２の下面ＬＳから上面ＵＳに向けて切削して形成することができる。カバープレート８は圧電体基板２と熱膨張係数が近似する材料を使用することが好ましい。例えば、ＰＺＴセラミックスや、マシナブルセラミックス材料を使用することができる。ノズルプレート１０は、例えばポリイミドフィルムを使用することができる。

図２を参照して具体的に説明する。図２（ａ）に示すように、吐出溝３は上面ＵＳから下面ＬＳにかけて貫通する。吐出溝３をダイシングブレード用いて切削し、吐出溝３の両端部にはダイシングブレードの外形が転写され、下面ＬＳから上面ＵＳに切り上がる傾斜面６が形成される。吐出溝３の両側面には、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳ側に共通駆動電極１３ａが設置される。共通駆動電極１３ａの溝方向の幅ｅｗは、吐出溝３が圧電体基板２の下面ＬＳに開口する開口部１４ａの溝方向の幅と略等しいか溝方向の幅よりも狭い。つまり、共通駆動電極１３ａは開口部１４ａを介して下面ＬＳ側から金属材料を堆積して形成する。そのため、共通駆動電極１３ａは開口部１４ａが開口する位置に設置され、溝方向の幅は開口部１４ａの溝方向の幅を超えない。

また、吐出溝３と非吐出溝４を仕切る側壁の側面に共通駆動電極１３ａ及び個別駆動電極１３ｂが設置されるが、少なくとも共通駆動電極１３ａが設置される溝方向の位置の側壁１８の上端面はカバープレート８と接合して固定することが好ましい。共通駆動電極１３ａが設置される側壁上端を固定することにより、吐出溝３の液体に効率よく圧力波を誘起することができる。なお、本発明は、ダイシングブレードを用いて吐出溝３を切削することが必須要件ではなく、従って、吐出溝３の両端部は垂直面であってもよい。

カバープレート８に形成される２つの液室９のうち、一方の液室９が吐出溝３の一方の端部に連通し、他方の液室９が吐出溝３の他方の端部に連通する。これにより、一方の液室９から流入する液体を他方の液室９から流出させることができる。ノズルプレート１０は溝方向の長さが圧電体基板２の溝方向の長さより短く、少なくとも一方の端部において下面ＬＳが露出する。

図２（ｂ）に示すように、非吐出溝４は、下面ＬＳから上面ＵＳにかけて圧電体基板２を貫通し、カバープレート８の圧電体基板２側にまで延在する。非吐出溝４は、吐出溝３と同様にダイシングブレードを用いて下面ＬＳから上面ＵＳに向けて切削して形成するので、非吐出溝４の断面はダイシングブレードの外形が転写され、端部は下面ＬＳ側に切り下がる傾斜面７をなす。非吐出溝４は、カバープレート８まで延在するが、液室９には開口しない深さに形成する。そのため、液室９の液体は非吐出溝４に流入しない。つまり、吐出溝３とは連通し非吐出溝４を塞ぐスリットを液室９に設ける必要が無い。

非吐出溝４が圧電体基板２の下面ＬＳに開口する開口部１４ｂは、溝方向の少なくとも一方の端部が圧電体基板２の側面ＳＳまで延在する。延在する領域の非吐出溝４は、下面ＬＳからの深さが圧電体基板２の板厚の１／２よりも深い。非吐出溝４の両側面には、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳ側に個別駆動電極１３ｂが設置され、両側面の個別駆動電極１３ｂは互いに電気的に分離する。個別駆動電極１３ｂは一方の端部（側面ＳＳ）まで延設される。なお、本発明はダイシングブレードを用いて非吐出溝４を切削することが必須要件ではなく、従って、非吐出溝４の両端部が垂直面であってもよいし、また、非吐出溝４をカバープレート８側に延設しなくてもよい。つまり、非吐出溝４を圧電体基板２を貫通しないように形成してもよい。

図２（ｃ）に示すように、圧電体基板２の下面ＬＳには、共通駆動電極１３ａに電気的に接続する共通端子１６が設置され、また、個別駆動電極１３ｂに電気的に接続する個別端子１７が設置される。個別端子１７は、吐出溝３を挟む２つの非吐出溝４の吐出溝３側の側面に設置される２つの個別駆動電極１３ｂを電気的に接続する。共通端子１６は、吐出溝３と個別端子１７の間に設置され、吐出溝３の両側面に設置される共通駆動電極１３ａに電気的に接続する。共通端子１６と個別端子１７は、ノズルプレート１０を圧電体基板２の下面ＬＳに接合したときに露出するように設置される。配線パターンを備える図示しないフレキシブル回路基板は、配線パターンが共通端子１６及び個別端子１７と電気的に接続して圧電体基板２の下面ＬＳに接続され、図示しない駆動回路から駆動信号が配線パターンを介して共通端子１６と個別端子１７に供給される。

液体噴射ヘッド１は次のように駆動される。カバープレート８のいずれか一方の液室９に供給される液体は、各吐出溝３に流入し、他方の液室９に流出し、他方の液室９から排出されて循環される。非吐出溝４には液体が流入しない。共通端子１６と個別端子１７の間に駆動信号が与えられると、吐出溝３の両側壁が厚みすべり変形して吐出溝３の容積を変化させ、吐出溝３に充填される液体に圧力波を誘起する。これにより、ノズル１１から液滴が吐出される。

既に説明したように、各液室９は吐出溝３にのみ連通するので、液室９の構造を極めて簡単にすることができる。また、液体は共通駆動電極１３ａにのみ接触し、個別駆動電極１３ｂや、個別駆動電極１３ｂと個別端子１７との間の配線に接触することが無い。そのため、導電性の液体を使用しても共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂの間に電流が流れず、共通駆動電極１３ａや個別駆動電極１３ｂが電気分解する等の不具合を生じない。なお、本実施形態においては、吐出溝３と非吐出溝４とが基準方向Ｋに交互に配列する一つの溝列について説明したが、一枚の圧電体基板２に並列する複数の溝列を形成することができる。

（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図である。図４及び図５は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図４（ａ）は液体噴射ヘッド１の溝方向の断面模式図であり、図４（ｂ）は液体噴射ヘッド１をカバープレート８の法線方向から見る部分平面模式図であり、図５は圧電体基板２の下面ＬＳの部分平面模式図である。第一実施形態と異なる点は、基準方向Ｋに交互に配列する溝列が隣接して複数形成される点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図３に示すように、液体噴射ヘッド１は、第一溝列５ａと第二溝列５ｂを有する圧電体基板２と、液室９を有するカバープレート８と、ノズル１１を有するノズルプレート１０とを備える。圧電体基板２は、上面ＵＳから下面ＬＳにかけて貫通する吐出溝３と下面ＬＳに開口する非吐出溝４とが基準方向Ｋに交互に配列する第一溝列５ａと第二溝列５ｂを有する。カバープレート８は、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂに連通する液室９を有し、圧電体基板２の上面ＵＳに接合される。ノズルプレート１０は、第一溝列５ａに対応して第一吐出溝３ａに連通する第一ノズル１１ａが配列する第一ノズル列１２ａと、第二溝列５ｂに対応して第二吐出溝３ｂに連通する第二ノズル１１ｂが配列する第二ノズル列１２ｂとを有し、圧電体基板２の下面ＬＳに接合される。

図４（ａ）に示すように、隣接する第一及び第二溝列５ａ、５ｂの、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一吐出溝３ａの他方側の端部と、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二非吐出溝４ｂの一方側の端部とは離間し、かつ、圧電体基板２の厚さ方向Ｔにおいて重なる。同様に、隣接する第一及び第二溝列５ａ、５ｂの、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二吐出溝３ｂの一方側の端部と、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一非吐出溝４ａの他方側の端部とは離間し、かつ、圧電体基板２の厚さ方向Ｔにおいて重なる。具体的には、第一吐出溝３ａの他方側の端部と第二非吐出溝４ｂの一方側の端部とは最接近距離Δｔで離間する。そして、第一吐出溝３ａの他方側の端部は溝方向に長さＷ１の切り上がり傾斜面を有し、第二非吐出溝４ｂの一方側の端部は溝方向に同じ長さの切り下がり傾斜面を有し、厚さ方向Ｔにおいて溝方向の長さｗ２で重なる。ここで、最接近距離Δｔを１０μｍ以上とするのが好ましい。最接近距離Δｔが１０μｍを下回ると圧電体基板２に内在するボイドを介して第一吐出溝３ａと第二非吐出溝４ｂが連通することがあり、これを避けるために１０μｍ以上とする。第二吐出溝３ｂの一方側の端部と第一非吐出溝４ａの他方側の端部との間も同様である。

液室９は、共通液室９ａと２つの個別液室９ｂ、９ｃを含む。共通液室９ａは、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一吐出溝３ａの他方側の端部と、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二吐出溝３ｂの一方側の端部において連通する。また、個別液室９ｂは、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一吐出溝３ａの一方側の端部において連通する。個別液室９ｃは、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二吐出溝３ｂの他方側の端部において連通する。

図４（ｂ）に示すように、基準方向Ｋに重なる第一吐出溝３ａと第二吐出溝３ｂの領域の上面ＵＳに第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂが開口しない。そのため、共通液室９ａと第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂとを連通させ、共通液室９ａに対して第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂを塞ぐためのスリットを共通液室９ａに設ける必要が無い。図４（ａ）に示すように、厚さ方向Ｔに重なる第一吐出溝３ａと第二非吐出溝４ｂ、及び、第二吐出溝３ｂと第一非吐出溝４ａとは互いに離間するので、共通液室９ａに流入する液体は第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂに流入することなく、第一吐出溝３ａを流れて個別液室９ｂに流出し、第二吐出溝３ｂを流れて個別液室９ｃに流出する。また、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂに流入した液体の一部は、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂそれぞれに連通する第一及び第二ノズル１１ａ、１１ｂから吐出される。

更に、図４（ａ）に示すように、第一吐出溝３ａの第二溝列５ｂ側の端部、及び、第二吐出溝３ｂの第一溝列５ａ側の端部は、共通液室９ａの圧電体基板２側の開口部の領域内に位置するのが好ましい。同様に、第一吐出溝３ａの第二溝列５ｂ側とは反対側の端部、及び、第二吐出溝３ｂの第一溝列５ａ側とは反対側の端部は、それぞれ個別液室９ｂ及び個別液室９ｃの圧電体基板２側の開口部の領域内に位置するのが好ましい。これにより、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの内部領域や共通液室９ａ及び個別液室９ｂ、９ｃの流路内に液だまりが減少し、気泡が滞留し難くなる。

第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂと第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳの側の側面には共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂとがそれぞれ形成され、略１／２よりも上面ＵＳの側の側面には電極が形成されない。特に、第一又は第二吐出溝３ａ、３ｂの側面に形成される共通駆動電極１３ａは、溝方向において第一又は第二吐出溝３ａ、３ｂの下面ＬＳに開口する開口部１４の位置に形成される。具体的には、共通駆動電極１３ａの溝方向の位置は、開口部１４の溝方向の位置と略一致する、又は、開口部１４の溝方向の位置範囲に含まれる。また、第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの両側面に形成される個別駆動電極１３ｂは、互いに電気的に分離し、圧電体基板２の側面ＳＳまで延設される。

図５に示すように、第一溝列５ａの第一非吐出溝４ａは第二溝列５ｂ側とは反対側の圧電体基板２の端部（側面ＳＳ）まで延設され、第一非吐出溝４ａの側面に設置される個別駆動電極１３ｂは電気的に分離して圧電体基板２の端部（側面ＳＳ）まで延設される。同様に、第二溝列５ｂの第二非吐出溝４ｂは第一溝列５ａ側とは反対側の圧電体基板２の端部（側面ＳＳ）まで延設され、第二非吐出溝４ｂの側面に設置される個別駆動電極１３ｂは電気的に分離して圧電体基板２の端部（側面ＳＳ）まで延設される。圧電体基板２の下面ＬＳには、第一吐出溝３ａの両側面に設置される共通駆動電極１３ａと電気的に接続する第一共通端子１６ａと、第一非吐出溝４ａの個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する第一個別端子１７ａが設置される。更に、圧電体基板２の下面ＬＳには、第二吐出溝３ｂの共通駆動電極１３ａと電気的に接続する第二共通端子１６ｂと、第二非吐出溝４ｂの個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する第二個別端子１７ｂが設置される。第一共通端子１６ａと第一個別端子１７ａは圧電体基板２の下面ＬＳの一方側の側面ＳＳ近傍に設置され、第二共通端子１６ｂと第二個別端子１７ｂは他方側の側面ＳＳ近傍に設置される。これらの第一及び第二共通端子１６ａ、１６ｂ、第一及び第二個別端子１７ａ、１７ｂは配線パターンを備える図示しないフレキシブル回路基板と接続して駆動信号が与えられる。

より具体的には、第一溝列５ａにおいて、第一吐出溝３ａの両側面に設置される共通駆動電極１３ａが第一共通端子１６ａに接続される。第一吐出溝３ａを挟む２つの第一非吐出溝４ａの第一吐出溝３ａ側の側面に設置される２つの個別駆動電極１３ｂは、第一個別端子１７ａに電気的に接続される。第一個別端子１７ａは圧電体基板２の第一溝列５ａ側の下面ＬＳの端部に設置され、第一共通端子１６ａは第一個別端子１７ａと第一吐出溝３ａの間の下面ＬＳに設置される。第二溝列５ｂにおいても、第二共通端子１６ｂ及び第二個別端子１７ｂは第一共通端子１６ａ及び第一個別端子１７ａと同様に配置される。

本実施形態においては、第一及び第二共通端子１６ａ、１６ｂ、第一及び第二個別端子１７ａ、１７ｂを圧電体基板２の下面ＬＳに設置し、図示しないフレキシブル回路基板に接続して駆動信号を供給可能に構成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズルプレート１０にフレキシブル回路基板の機能を兼用させて、ノズルプレート１０を介して駆動信号を与えるように構成することができる。

また、共通液室９ａと個別液室９ｂ又は９ｃとの間においてカバープレート８と圧電体基板２の上面ＵＳとが接合する溝方向の領域を接合領域ｊｗ（図４（ａ）を参照）として、第一又は第二吐出溝３ａ、３ｂの側面に設置される共通駆動電極１３ａは、溝方向において接合領域ｊｗと同じか接合領域ｊｗに含まれるように構成することが好ましい。これにより、第一又は第二吐出溝３ａ、３ｂの内部の液体に圧力波を効率よく誘起することができる。

液体噴射ヘッド１は次のように駆動する。共通液室９ａに供給された液体は第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂに流入し第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂを満たす。液体は、更に、第一吐出溝３ａから個別液室９ｂに、また、第二吐出溝３ｂから個別液室９ｃに流出して循環する。圧電体基板２は予め厚さ方向Ｔに分極処理が施されている。例えば、第一吐出溝３ａに連通する第一ノズル１１ａから液滴を吐出する場合は、第一吐出溝３ａの両側壁の共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂの間に駆動信号を与えて両側壁を厚みすべり変形させ、第一吐出溝３ａの液体に圧力波を誘起して第一吐出溝３ａに連通する第一ノズル１１ａから液滴を吐出する。より具体的には、第一共通端子１６ａと第一個別端子１７ａの間に駆動信号を与えて第一吐出溝３ａの両側壁を厚みすべり変形させる。実際には、第一共通端子１６ａをＧＮＤレベルの電位に固定し、第一個別端子１７ａに駆動信号を与える。第二吐出溝３ｂに連通する第二ノズル１１ｂから液滴を吐出する場合も同様である。なお、液体は個別液室９ｂ、９ｃから流入して共通液室９ａから流出するように循環させてもよい。

なお、第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂには液体が充填されず、また、第一及び第二個別端子１７ａ、１７ｂと第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの個別駆動電極１３ｂとの間の各配線は液体に接触しない。そのため、導電性の液体を使用する場合でも、第一又は第二個別端子１７ａ、１７ｂと第一又は第二共通端子１６ａ、１６ｂとの間に印加する駆動信号が液体を介して漏洩することがなく、共通駆動電極１３ａ、個別駆動電極１３ｂや配線が電気分解するなどの不具合も生じない。

このように圧電体基板２を構成したことにより、第一溝列５ａと第二溝列５ｂの距離を近づけることができるので、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂを高密度に構成することができると共に、一枚の圧電体ウエハーから圧電体基板２の取個数を増加させて低コスト化を図ることができる。例えば、圧電体基板２の厚さを３６０μｍに形成すると、吐出溝３の傾斜面６の溝方向の長さｗ１は約３．５ｍｍとなり、吐出溝３と非吐出溝４とが厚さ方向Ｔに連通することなく重なる重なり部の溝方向の長さｗ２は約２ｍｍとなる。厚さを３００μｍとすれば、傾斜面６の溝方向の長さｗ１が約３．１ｍｍに対し、重なり部の溝方向の長さｗ２は約１．７ｍｍとなる。カバープレート８に液室９を設置することや、圧電体基板２に共通端子１６や個別端子１７を設置することを考慮すれば、重なり長さ以上に圧電体基板２の幅が縮小し、圧電体ウエハーからの取個数を増やすことができる。

また、第一吐出溝３ａの端部と第二吐出溝３ｂの端部とが基準方向Ｋに重なる方向に設置し、かつ、この重なる領域に第一非吐出溝４ａや第二非吐出溝４ｂが開口しない。また、第一吐出溝３ａの第二溝列５ｂ側とは反対側の端部の領域や第二吐出溝３ｂの第一溝列５ａ側とは反対側の端部の領域にも第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂが開口しない。そのため、共通液室９ａや個別液室９ｂ、９ｃに、第一又は第二吐出溝３ａ、３ｂには連通し、第一又は第二非吐出溝４ａ、４ｂを塞ぐためのスリットを設ける必要が無く、カバープレート８の構造を極めて簡素化することができる。

例えば、基準方向Ｋに配列する第一又は第二ノズル列１２ａ、１２ｂのノズルピッチが１００μｍであるとすると、第一又は第二非吐出溝４ａ、４ｂの基準方向Ｋのピッチも１００μｍとなる。本発明とは異なり、圧電体基板２の上面ＵＳに吐出溝と非吐出溝が開口する場合は、カバープレート８の液室に形成するスリットとは基準方向Ｋに１００μｍのピッチで形成する必要がある。カバープレート８は圧電体基板２と同程度の熱膨張係数の材料を使用する必要があり、微細加工の難いセラミックス材料、例えば圧電体基板２と同じＰＺＴセラミックスが使用される。このセラミックス材料にピッチ１００μｍのスリットを設けるのは高度な加工技術が必要である。ノズルは峡ピッチ化の趨勢であり、本実施形態のように微細スリットの不要なカバープレートは液体噴射ヘッド１の低コスト化に大きく寄与することができる。

（第三実施形態）
図６は本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法を表す工程図である。図７は本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法の説明図である。図７（Ｓ１）は、円盤状のダイシングブレード２０を用いて圧電体基板２に吐出溝３を形成する様子を表し、図７（Ｓ２）は、圧電体基板２の上面ＵＳにカバープレート８を接合した状態を表し、図７（Ｓ３）は、ダイシングブレード２０を用いて圧電体基板２の下面ＬＳに非吐出溝４を形成する様子を表し、図７（Ｓ４）は、圧電体基板２の下面ＬＳの側から導電材を堆積する様子を表す。本実施形態は本発明に係る液体噴射ヘッド１の基本的な製造方法を表す。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図６に示すように、液体噴射ヘッド１の製造方法は、吐出溝形成工程Ｓ１と、カバープレート接合工程Ｓ２と、非吐出溝形成工程Ｓ３と、導電材堆積工程Ｓ４とを備える。吐出溝形成工程Ｓ１から順に導電材堆積工程Ｓ４まで実施してもよいし、先に非吐出溝形成工程Ｓ３を実施し、次に吐出溝形成工程Ｓ１、カバープレート接合工程Ｓ２、導電材堆積工程Ｓ４のように実施してもよい。

図７を用いて説明する。まず、吐出溝形成工程Ｓ１において、円盤状のダイシングブレード２０を用いて圧電体基板２の上面ＵＳの側から圧電体基板２を切削して吐出溝３を形成する。圧電体基板２としてＰＺＴセラミックスを使用することができる。吐出溝３は、ダイシングブレード２０により上面ＵＳから下面ＬＳに貫通させてもよいし、吐出溝形成工程Ｓ１では貫通させず、後に圧電体基板２の下面ＬＳを研削して貫通させてもよい。

次に、カバープレート接合工程Ｓ２において、液室９が形成されるカバープレート８を液室９が吐出溝３の端部に連通するように圧電体基板２の上面ＵＳに接合する。カバープレート８として圧電体基板２と同程度の熱膨張係数の材料を使用することが好ましい。カバープレート８として例えばＰＺＴセラミックスやマシナブルセラミックス等を使用することができる。液室９はスリットが形成されないストレートの開口を有する。カバープレート８は圧電体基板２を補強する補強板としても機能する。

次に、非吐出溝形成工程Ｓ３において、ダイシングブレード２０を用いて圧電体基板２の下面ＬＳの側から圧電体基板２を切削し、吐出溝３の溝方向と平行に非吐出溝４を複数形成する。この場合に、非吐出溝４は圧電体基板２を貫通させてカバープレート８の液室９に達しない深さまで形成することができる。非吐出溝４は吐出溝３と交互に形成する。

次に、導電材堆積工程Ｓ４において、圧電体基板２の下面ＬＳの側から圧電体基板２に導電材を堆積させる。導電材は、チタンやアルミニウム等の金属を使用することができ、溝方向に直交する斜め下方から蒸着する。この斜め蒸着法により、吐出溝３と非吐出溝４のそれぞれの側面に、圧電体基板２の厚さの略１／２の深さまで同時に堆積し、図示しない共通配線と個別配線とを同時に駆動電極１３を形成することができる。導電材は下面ＬＳにも堆積する。そこで、圧電体基板２の下面ＬＳに予め感光性樹脂膜を設置し、感光性樹脂膜のパターンを形成しておけば、導電材堆積工程Ｓ４の工程の後に感光性樹脂膜を除去するリフトオフ法により、下面ＬＳに電極端子や配線を形成することができる。あるいは、導電材堆積工程Ｓ４の後に、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により下面ＬＳに電極端子や配線のパターンを形成してもよい。

液体噴射ヘッド１をこのように製造すれば、カバープレート８の液室９は、吐出溝３の端部と連通し非吐出溝４とは連通しないので、非吐出溝４を塞ぐためのスリットを設ける必要が無い。また、下面ＬＳの開口を通して共通駆動電極１３ａと個別駆動電極１３ｂとを同時に形成することができると共に、下面ＬＳにも導電材が同時に堆積するので、電極形成工程が極めて簡単となる。

なお、導電材を堆積させる前に、圧電体基板２の下面ＬＳに開口する開口部の一部を遮蔽し、圧電体基板２の下面ＬＳの側から圧電体基板２に絶縁材を堆積して、側壁１８の駆動領域を規定することができる。絶縁材としては、例えばＳｉＯ₂を蒸着法により堆積する。具体的には、吐出溝３及び非吐出溝４が下面ＬＳに開口する開口部にマスクを設置し、側壁１８の駆動領域となる溝方向の範囲を覆い、下方から絶縁材を蒸着する。その結果、駆動領域の外側の側壁に絶縁膜が形成される。これにより、無駄な駆動領域をカットし、電気的な効率と側壁１８の変形を最適化することができる。

（第四実施形態）
図８〜図１４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法を説明するための図である。図８は液体噴射ヘッド１の製造方法を表す工程図であり、図９〜図１４が各工程を説明するための断面模式図又は平面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図８に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法は、圧電体基板２の上面ＵＳの側に細長い吐出溝３を形成する吐出溝形成工程Ｓ１と、圧電体基板２の上面ＵＳを研削して圧電体基板２の厚さを薄くする基板上面研削工程Ｓ５と、研削した上面ＵＳにカバープレート８を接合するカバープレート接合工程Ｓ２と、圧電体基板２の下面ＬＳの側を研削して吐出溝３を下面ＬＳに開口させる基板下面研削工程Ｓ６と、研削した下面ＬＳに感光性樹脂膜を設置する感光性樹脂膜設置工程Ｓ７と、感光性樹脂膜をパターニングする樹脂膜パターン形成工程Ｓ８と、感光性樹脂膜のパターンが形成される下面ＬＳであり基準方向Ｋに配列する吐出溝３の間に細長い非吐出溝４を形成する非吐出溝形成工程Ｓ３と、圧電体基板２の下面ＬＳの側から絶縁材を堆積する絶縁材堆積工程Ｓ９と、圧電体基板２の下面ＬＳの側から導電材を堆積する導電材堆積工程Ｓ４と、リフトオフ法により導電膜をパターニングする導電膜パターン形成工程Ｓ１０と、圧電体基板２の下面ＬＳにノズルプレート１０を接合するノズルプレート接合工程Ｓ１１とを備える。

以下、各工程について図９〜図１４を参照して説明する。圧電体基板２としてＰＺＴセラミックス基板を用いている。まず、図９（Ｓ１）に示す吐出溝形成工程Ｓ１において、円盤状のダイシングブレード２０を用いて、厚さｔが０．８ｍｍの圧電体基板２を上面ＵＳの側から切削して細長い第一吐出溝３ａを紙面奥側の基準方向Ｋに複数等間隔に形成する。更に、複数の第一吐出溝３ａに隣接して細長い第二吐出溝３ｂを紙面奥側の基準方向Ｋに複数等間隔に形成する。複数の第一吐出溝３ａは第一溝列５ａを構成し、複数の第二吐出溝３ｂは第二溝列５ｂを構成する。ここで、第一溝列５ａに含まれる第一吐出溝３ａの第二溝列５ｂの側の端部と、第二溝列５ｂに含まれる第二吐出溝３ｂの第一溝列５ａの側の端部とは、基準方向Ｋ（紙面奥側の方向）において重なる。ダイシングブレード２０は、例えば半径が１インチのものを使用することができる。第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂは下面ＬＳに貫通しない深さに切削し、圧電体基板２の強度を確保する。

次に、図９（Ｓ５）に示す基板上面研削工程Ｓ５において、圧電体基板２の上面ＵＳを研削して圧電体基板２の厚さｔを０．５ｍｍとする。このときも、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂは圧電体基板２の下面ＬＳに開口していないので、各吐出溝３の間の側壁は圧電体基板２の下面ＬＳ側で連続し、強度が保持される。

次に、図９（Ｓ２）に示すカバープレート接合工程Ｓ２において、中央に共通液室９ａが形成され、共通液室９ａの両側に個別液室９ｂ、９ｃが形成されるカバープレート８を、共通液室９ａを第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂに連通させて圧電体基板２の上面ＵＳに接着剤を用いて接合する。共通液室９ａは内部にスリットがなく、基準方向Ｋに細長いストレートの開口を有する。個別液室９ｂ、９ｃは、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂにそれぞれ連通し、共通液室９ａと同様に内部にスリットがなく、基準方向Ｋに細長いストレートの開口を有する。

カバープレート８は、圧電体基板２と同等の熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。例えば、圧電体基板２と同じ材料を使用することができる。また、圧電体基板２と熱膨張係数が近似するマシナブルセラミックスを使用することができる。カバープレート８は、ピッチが数十μｍ〜数百μｍのスリットを設ける必要が無いので、容易に製造することができる。カバープレート８は圧電体基板２を補強する補強板としても機能する。

次に、図９（Ｓ６）に示す基板下面研削工程Ｓ６において、圧電体基板２の下面ＬＳを研削して圧電体基板２の厚さｔを０．３ｍｍに薄くして、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂを下面ＬＳ側に開口させる。これにより、下面ＬＳの側から第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの位置を容易に視認することができる。

次に、図９（Ｓ７）に示す感光性樹脂膜設置工程Ｓ７において、圧電体基板２の下面ＬＳに感光性樹脂膜２１を設置する。シート状の感光性樹脂膜２１を下面ＬＳに貼り付ける。次に、図１０（Ｓ８）に示すように、樹脂膜パターン形成工程Ｓ８において、感光性樹脂膜２１の露光現像を行って、ハッチングで示す感光性樹脂膜２１のパターンを形成する。

次に、図１１（Ｓ３-１）に示す非吐出溝形成工程Ｓ３において、円盤状のダイシングブレード２０を用いて圧電体基板２を上面ＵＳとは反対側の下面ＬＳの側から切削して吐出溝３の溝方向と平行に細長い非吐出溝４を複数形成する。第一溝列５ａにおいては、第一非吐出溝４ａを第一吐出溝３ａと平行に基準方向Ｋに交互に形成し、第二溝列５ｂにおいては、第二非吐出溝４ｂを第二吐出溝３ｂと平行に基準方向Ｋに交互に形成する。非吐出溝４は、上下を反転させたときの圧電体基板２内の断面形状が吐出溝３の断面形状と同じ形状にするために、カバープレート８に若干かかる深さに切削する。

更に、隣接する第一及び第二溝列５ａ、５ｂにおいて、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一吐出溝３ａの他方側の端部と、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二非吐出溝４ｂの一方側の端部とが離間し、かつ、圧電体基板２の厚さ方向Ｔにおいて重なるように形成する。同様に、隣接する第一及び第二溝列５ａ、５ｂにおいて、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二吐出溝３ｂの一方側の端部と、一方側の第一溝列５ａに含まれる第一非吐出溝４ａの他方側の端部とが離間し、かつ、圧電体基板２の厚さ方向Ｔにおいて重なるように形成する。また、第二非吐出溝４ｂの第一溝列５ａ側とは反対側の端部を、圧電体基板２の上面ＵＳ側に圧電体基板２の板厚の１／２よりも少ない厚さを残して側面ＳＳまで延設する。図１１（Ｓ３−１）では、ダイシングブレード２０を下面ＬＳ側に引き下げ、側面ＳＳ方向に移動させて第二非吐出溝４ｂを側面ＳＳまで延設する。第一非吐出溝４ａも第二非吐出溝４ｂと同様に、第二溝列５ｂ側とは反対側の端部を側面ＳＳまで延設する。

第一吐出溝３ａと第二非吐出溝４ｂとの間、第二吐出溝３ｂと第一非吐出溝４ａとの間の最接近距離は１０μｍを下回らない距離とする。溝方向における重なり幅は略１．７ｍｍである。最接近距離が１０μｍを下回ると圧電体基板２の内部に存在する空孔（ボイド）により吐出溝３と非吐出溝４が連通する場合がある。第一溝列５ａと第二溝列５ｂの間隔を狭くして圧電体ウエハーからの圧電体基板２の取個数を増加させる。

図１１（Ｓ３-２）は圧電体基板２の下面ＬＳ側から見る平面模式図である。下面ＬＳには第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂが開口し、更に、感光性樹脂膜２１のパターンが形成されているので、非吐出溝４を切削する際に容易に位置合わせを行うことができる。感光性樹脂膜２１が除去されて下面ＬＳが露出する領域が配線や端子の電極を形成する領域である。

次に、図１２に示す絶縁材堆積工程Ｓ９において、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの側面に、側壁１８の駆動領域を規定する絶縁材、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ₂、ＳｉＯ，石英、シリカなど。）を堆積して絶縁膜１９を形成する。図１２（Ｓ９−１）は絶縁物を堆積する前に圧電体基板２の下面ＬＳにマスク２３を設置した状態を下面ＬＳの下方から見る平面模式図であり、図１２（Ｓ９−２）は下面ＬＳの下方の側から絶縁材を蒸着する様子を表す断面模式図であり、図１２（Ｓ９−３）は第一吐出溝３ａ及び第二非吐出溝４ｂの側面に絶縁膜１９を形成した状態を表す断面模式図である。

図１２（Ｓ９−１）に示すように、マスク２３は、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂが下面ＬＳに開口する開口部１４の範囲内であり、駆動領域となる範囲Ｒを覆うように下面ＬＳ又はその近傍に設置する。次に、図１２（Ｓ９−２）に示すように、蒸着法により下方から上方に向かう矢印で示す絶縁材を堆積する。具体的には、下面ＬＳの法線に対して基準方向Ｋに傾斜する方向と、基準方向Ｋとは反対方向に傾斜する方向から斜め蒸着法により堆積する。これにより、マスク２３で覆われていない開口部１４を通して、絶縁材を第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの側面、及び、第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの側面に堆積し、絶縁膜１９を形成する。図１２（Ｓ９−３）に示すように、絶縁膜１９は、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの側面の圧電体基板２の厚さの略１／４の深さよりも深く、好ましくは略１／３〜略１／２の深さに形成する。絶縁膜１９を圧電体基板２の厚さの略１／４の深さよりも浅く形成すると駆動領域の規定効果が弱くなり、略１／２よりも深く形成すると絶縁材の堆積時間が長くなり、生産性が低下する。

このように、側壁１８の駆動領域を規定することにより、無駄な駆動領域をカットすることができ、電気的な効率と側壁１８の変形を最適化することができる。また、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂはダイシングブレードを用いて切削するので開口部１４の形状がばらつきやすく、そのままでは次の導電材堆積工程Ｓ４において導電材の蒸着範囲がばらつくことになる。本実施形態のように、絶縁膜１９を形成して駆動領域を規定することにより導電材の蒸着範囲のばらつきによる影響を取り除くことができる。なお、本実施形態では第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの側面にも絶縁膜１９を形成しているが、第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの絶縁膜１９は省いてもよい。また、絶縁膜１９を下面ＬＳや第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの側面ＳＳ近傍に堆積しない場合には、領域Ｒよりも外側にスリット状の開口部を設けたマスク２３を使用すればよい。

次に、図１３に示す導電材堆積工程Ｓ４において、第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの側面、及び、第一及び第二非吐出溝４ａ、４ｂの側面に圧電体基板２の下面ＬＳの側から導電材を堆積して導電膜２２を形成する。図１３（Ｓ４−１）は導電材を堆積する前に圧電体基板２の下面ＬＳにマスク２３を設置した状態を下面ＬＳの下方から見る平面模式図であり、図１３（Ｓ４−２）は下面ＬＳの下方から下面ＬＳに向けて矢印で示す導電材を斜め蒸着する様子を表す断面模式図であり、図１３（Ｓ４−３）は導電膜２２を形成した状態を表す断面模式図である。

図１３（Ｓ４−１）に示すように、第一溝列５ａの第一吐出溝３ａが下面ＬＳに開口する開口部１４と第二溝列５ｂの第二吐出溝３ｂが下面ＬＳに開口する開口部１４との間の領域を覆うように下面ＬＳにマスク２３を設置する。言いかえると、隣接する第一及び第二溝列５ａ、５ｂの一方側に含まれる第一非吐出溝４ａの第二溝列５ｂ側の端部と、他方側の第二溝列５ｂに含まれる第二非吐出溝４ｂの一方側の端部とを覆うように圧電体基板２の下面ＬＳにマスク２３を設置する。具体的には、第一非吐出溝４ａの底面ＢＳの下面ＬＳからの深さが圧電体基板２の厚さの略１／２よりも深くなる溝方向の位置にマスク２３の第一溝列５ａ側の端部を設置する。更に、第二非吐出溝４ｂの底面ＢＳの下面ＬＳからの深さが圧電体基板２の厚さの略１／２よりも深くなる溝方向の位置にマスク２３の第二溝列５ｂ側の端部を設置する。より一般的には、第一非吐出溝４ａの底面ＢＳの深さが、形成しようとする駆動電極１３（個別駆動電極１３ｂ）の上端部よりも深くなる溝方向の位置と、第二非吐出溝４ｂの底面ＢＳの深さが、形成しようとする駆動電極１３（個別駆動電極１３ｂ）の上端部よりも深くなる溝方向の位置との間にマスク２３を設置する。これにより、第一非吐出溝４ａの両側面に形成する駆動電極１３（個別駆動電極１３ｂ）が底面ＢＳを介して電気的に短絡することを防止する。第二非吐出溝４ｂも同様である。

次に、図１３（Ｓ４−２）に示すように、斜め蒸着法により下方から上方に向かう矢印で示す導電材を堆積する。導電材は、下面ＬＳの法線に対して基準方向Ｋに傾斜する方向と、基準方向Ｋとは反対方向に傾斜する方向から斜め蒸着法により堆積する。これにより、図１３（Ｓ４−２）に示すように、導電材は第一吐出溝３ａと第二非吐出溝４ｂの側面に圧電体基板２の厚さの略１／２の深さまで堆積し、駆動電極１３が形成される。また、導電材は、下面ＬＳの感光性樹脂膜２１が除去された表面と感光性樹脂膜２１の表面に堆積して導電膜２２が形成される。また、マスク２３が設置された領域には導電材が堆積されない。第一吐出溝３ａの導電材としてチタンやアルミニウム等の金属材料を使用する。

図１４（Ｓ１０）は、圧電体基板２の下面ＬＳ側から見る平面模式図である。図１４（Ｓ１０）に示す導電膜パターン形成工程Ｓ１０において、感光性樹脂膜２１を下面ＬＳから除去するリフトオフ法により、導電膜２２のパターンを形成する。この結果、第一溝列５ａの側においては、第一吐出溝３ａの下面ＬＳの開口部１４より側面ＳＳ側の下面ＬＳに第一共通端子１６ａが形成され、第一共通端子１６ａは途中の配線を介して第一吐出溝３ａの両側壁に形成される共通駆動電極１３ａに電気的に接続する。また、第一共通端子１６ａよりも側面ＳＳ側には第一個別端子１７ａが形成され、第一吐出溝３ａを挟む２つの第一非吐出溝４ａの第一吐出溝３ａ側の側面に形成される２つの個別駆動電極１３ｂに電気的に接続する。第二溝列５ｂの側においても同様である。

次に、図１４（Ｓ１１）に示すノズルプレート接合工程Ｓ１１において、ノズルプレート１０を圧電体基板２の下面ＬＳに接着剤を用いて接合し、ノズルプレート１０に形成するノズル１１ａ、１１ｂと第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂとを連通させる。第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂの対応する位置に予めノズル１１ａ、１１ｂを形成しておき、ノズルプレート１０の位置合わせを行って下面ＬＳに接合し、各ノズル１１ａ、１１ｂを第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂのそれぞれに連通させる。下面ＬＳに第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂが開口しているので、ノズル１１ａ、１１ｂの位置合わせを容易に行うことができる。或いは、ノズルプレート１０を圧電体基板２の下面ＬＳに接合した後に、ノズル１１ａ、１１ｂを開口して、各ノズル１１ａ、１１ｂを第一及び第二吐出溝３ａ、３ｂそれぞれに連通させてもよい。この際に、ノズルプレート１０の幅を圧電体基板２の幅よりも狭く形成し、第一及び第二共通端子１６ａ、１６ｂ、及び、第一及び第二個別端子１７ａ、１７ｂを露出させる。

液体噴射ヘッド１をこのように形成することにより、圧電体基板２の溝方向の幅を大幅に短縮することができる。例えば、従来のように、第一吐出溝３ａ（第二吐出溝３ｂ）と第二非吐出溝４ｂ（第一非吐出溝４ａ）の端部を重ねないで並列に第一及び第二溝列５ａ、５ｂを形成した場合に圧電体基板２の溝方向の幅が２９ｍｍ必要であったのに対して、本発明のように第一吐出溝３ａ（第二吐出溝３ｂ）と第二非吐出溝４ｂ（第一非吐出溝４ａ）の端部を重ねることにより、圧電体基板２の溝方向の幅を１８ｍｍに短縮することができる。また、従来はカバープレート８の液室９に微細スリットを吐出溝３と同数形成する必要があったが、本発明ではこの微細スリットを不要とし、特に、ノズルピッチの高密度化に対応することが可能となる。

なお、上記製造方法は本発明の一例であり、例えば先に非吐出溝形成工程Ｓ２を形成後に吐出溝形成工程Ｓ１を形成してもよい。また、上記実施形態では、第一及び第二溝列５ａ、５ｂの２列形成する例について説明したが、本発明は２列の溝列に限定されず、例えば３列や４列の溝列を有する液体噴射ヘッド１を形成することができる。溝列が増加するほど一枚の圧電体ウエハーからの取個数が増加し、製造コストを削減することが可能となる。

（第五実施形態）
図１５は本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１、１’から液体を排出する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に連通する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数の溝列を備え、一方側の溝列に含まれる吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる非吐出溝の一方側の端部とは離間し、かつ、圧電体基板の厚さ方向において重なる。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第四実施形態のいずれかを使用する。

液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。

一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。

キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。

なお、本実施形態は、移動機構４０がキャリッジユニット４３と被記録媒体４４を移動させて記録する液体噴射装置３０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。

１ 液体噴射ヘッド
２ 圧電体基板
３ 吐出溝、３ａ 第一吐出溝、３ｂ 第二吐出溝
４ 非吐出溝、４ａ 第一非吐出溝、４ｂ 第二非吐出溝
５ 溝列、５ａ 第一溝列、５ｂ 第二溝列
６、７ 傾斜面
８ カバープレート
９ 液室、９ａ 共通液室、９ｂ 個別液室、９ｃ 個別液室
１０ ノズルプレート
１１ ノズル、１１ａ 第一ノズル、１１ｂ 第二ノズル
１２ ノズル列、１２ａ 第一ノズル列、１２ｂ 第二ノズル列
１３ 駆動電極、１３ａ 共通駆動電極、１３ｂ 個別駆動電極
１４、１４ａ、１４ｂ 開口部
１６ 共通端子、１６ａ 第一共通端子、１６ｂ 第二共通端子
１７ 個別端子、１７ａ 第一個別端子、１７ｂ 第二個別端子
１８ 側壁
２０ ダイシングブレード
２１ 感光性樹脂膜
２２ 導電膜
Ｋ 基準方向、Ｔ 厚さ方向、ＵＳ 上面、ＬＳ 下面、ＳＳ 側面

Claims (15)

1. 上面から下面にかけて貫通する吐出溝と下面に開口する非吐出溝とが基準方向に交互に配列して溝列を構成する圧電体基板と、
   前記吐出溝に連通する液室を有し、前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートと、
   前記吐出溝に連通するノズルを有し、前記圧電体基板の下面に接合されるノズルプレートと、を備え、
   前記吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面のみに共通駆動電極が設置され、前記非吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面のみに個別駆動電極が設置される、
   液体噴射ヘッドであって、
   前記非吐出溝は、前記圧電体基板の上面であり前記液室が形成される領域以外の領域に開口する、
   液体噴射ヘッド。
2. 前記圧電体基板の下面には、前記共通駆動電極に電気的に接続する共通端子が設置され、前記個別駆動電極に電気的に接続する個別端子が設置される請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記個別端子は、前記吐出溝を挟む２つの前記非吐出溝の前記吐出溝側の側面に設置される２つの個別駆動電極を電気的に接続する請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 配線パターンを備えるフレキシブル回路基板を更に含み、
   前記フレキシブル回路基板は、前記配線パターンが前記共通端子及び前記個別端子と電気的に接続して前記圧電体基板の下面に接続される請求項２又は３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記共通駆動電極の溝方向の幅は、前記吐出溝が前記圧電体基板の下面に開口する開口部の溝方向の幅と略等しいか溝方向の幅よりも狭い請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記非吐出溝が前記圧電体基板の下面に開口する開口部は、溝方向の少なくとも一方の端部が前記圧電体基板の側面まで延在する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射
   ヘッド。
7. 前記圧電体基板は基準方向に並列する前記溝列を複数備え、
   隣接する前記溝列の、一方側の溝列に含まれる前記吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とは離間し、かつ、前記圧電体基板の厚さ方向において重なる請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
8. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
   前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
   前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
9. 圧電体基板の上面の側から前記圧電体基板を切削して吐出溝を複数形成する吐出溝形成工程と、
   前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板を切削して前記吐出溝の溝方向と平行に非吐出溝を複数形成する非吐出溝形成工程と、を備え、
   液室が形成されるカバープレートを前記液室が前記吐出溝に連通させて前記圧電体基板の上面に接合するカバープレート接合工程と、
   前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板に導電材を堆積させる導電材堆積工程と、を備える、
   液体噴射ヘッドの製造方法において、
   前記導電材堆積工程では、前記吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面のみに共通駆動電極が設置されるとともに、前記非吐出溝の前記圧電体基板の厚さの略１／２よりも下面の側の側面のみに個別駆動電極が設置される、
   液体噴射ヘッドの製造方法。
10. 前記導電材堆積工程の前に、前記圧電体基板の下面に感光性樹脂膜を設置する感光性樹脂膜形成工程を備える請求項９に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
11. 前記吐出溝形成工程の後に前記圧電体基板を所定の厚さに研削する圧電体基板研削工程を備える請求項９又は１０に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
12. ノズルプレートを前記圧電体基板の下面に接合し、前記ノズルプレートに形成するノズルと前記吐出溝とを連通させるノズルプレート接合工程を備える請求項９〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
13. 前記吐出溝形成工程及び前記非吐出溝形成工程は、前記吐出溝と前記非吐出溝が基準方向に交互に配列する溝列を隣接して複数形成するとともに、隣接する前記溝列の、一方側の溝列に含まれる前記吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とが離間し、かつ、前記圧電体基板の厚さ方向において重なるように形成する工程である請求項９〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
14. 前記導電材堆積工程は、隣接する前記溝列の一方側に含まれる非吐出溝の他方側の端部と、他方側の溝列に含まれる前記非吐出溝の一方側の端部とを覆うように前記圧電体基板の下面にマスクを設置する請求項１３に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
15. 前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から下面に貫通し、
    前記導電材堆積工程の前に、前記圧電体基板の下面に開口する開口部の一部を遮蔽し、前記圧電体基板の下面の側から前記圧電体基板に絶縁材を堆積する絶縁材堆積工程を含む請求項９〜１４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。

Images