JP2014087949A - 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

Abstract

【課題】液体噴射ヘッド１の厚さを厚くすることなく吐出溝に液体を供給する液体供給室の内容積を増加させ、各ノズルから吐出する液体の吐出条件を揃える。
【解決手段】本発明の液体噴射ヘッド１は、カバープレート３とアクチュエータ基板２とノズルプレート４が積層する積層構造を備える。アクチュエータ基板２は、吐出溝（第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂ）とダミー溝（第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂ）が交互に配列する溝列と、吐出溝の一方端に連通する共通室９を備える。カバープレート３は、共通室９に連通する一方室１０と吐出溝の他方端に連通する他方室（第一又は第二液室１０ａ、１０ｂ）とを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板２に上端面ＴＳに設置される。ノズルプレート４は吐出溝に連通するノズルを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板２の下端面ＢＳに設置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴を吐出して被記録媒体に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、記録紙等にインクなどの液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（以下、液体という。）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体を吐出する。液体の吐出の際には、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。

図２０は、この種の液体噴射ヘッドであるインクジェットヘッド１００の部分断面模式図（特許文献１の図３）である。インクジェットヘッド１００は、ノズル板１２４、カバー部材１２６、ピエゾ電気部材１２８及び基材１３６からなる積層構造を有している。最上層のノズル板１２４には一対のノズル１３０が形成され、その下層のカバー部材１２６には各ノズル１３０に対応する直定規状開口１２９が形成される。カバー部材１２６と基材１３６の間には対をなす２つの台形状の壁からなるピエゾ電気部材１２８とその外側の枠材１３８が設置される。基材１３６には液体を導入するためのマニホールド１３２と、液体を排出するためのマニホールド１３４が形成される。台形状の壁であるピエゾ電気部材１２８は、紙面垂直方向に離間して多数配列し、紙面垂直方向の２つのピエゾ電気部材１２８の間にチャンネルが形成される。従って、インクジェットヘッド１００は対をなす２つのチャンネルが紙面垂直方向に並列して多数形成される。

図２１は、上記ノズル板１２４とカバー部材１２６を除去したインクジェットヘッド１００の斜視図である（特許文献１の図４）。下層の基材１３６には液体を導入するためのマニホールド１３２と液体を排出するためのマニホールド１３４が形成され、これらの間に台形状の壁であるピエゾ電気部材１２８が２列並列に設置され、その周囲は枠材１３８により囲まれている。従って、マニホールド１３２から導入される液体はピエゾ電気部材１２８からなる台形状の壁の間のチャンネルを流れ、両側のマニホールド１３４から排出され、枠材１３８の外部には流出しない構造となっている。台形状のピエゾ電気部材１２８の両側面には図示されない駆動電極が形成され、この両側面の駆動電極に電圧が印加されるとピエゾ電気部材１２８はせん断モードで変形し、チャンネルの液体に圧力波を生じさせる。この圧力波によりノズル１３０から液滴が吐出される。

ここで、基材１３６のチャンネル側の表面には多数の配線電極が形成されている。その配線電極の一端はピエゾ電気部材１２８の側面の駆動電極に接続され、他端が枠材１３８の外周よりも外側に設置される端子電極、あるいは駆動ＩＣに接続される。従って、ピエゾ電気部材１２８を駆動するための駆動信号は、基板１３６のノズル１２４側から供給される。なお、特許文献１には、図２０において示すカバー部材１２６を除去することができ、可動壁であるピエゾ電気部材１２８の上端面に直接ノズル板１２４を設置した例が記載されている。

図２２は、他の液体噴射ヘッド１０１の断面模式図である（特許文献２の図４）。液体噴射ヘッド１０１は、ノズルプレート１０２、圧電プレート１０４、カバープレート１０８及び流路部材１１１の積層構造を有し、一対のノズル１０３ａ、１０３ｂから液体を吐出する。圧電プレート１０４には深溝１０５ａと浅溝１０５ｂが紙面垂直方向に交互に形成され、深溝１０５ａがノズルプレート１０２に達する深さを備え、一対のノズル１０３ａ、１０３ｂに連通し、浅溝１０５ｂがノズルプレート１０２に達しない深さを備える。圧電プレート１０４の深溝１０５ａと浅溝１０５ｂの間は圧電プレート１０４からなる壁により仕切られ、壁の両側面には図示しない駆動電極が形成される。供給用継手１１４から供給される液体は、液体供給室１１２と液体供給口１０９を介して深溝１０５ａに流入し、一対の液体排出口１１０ａ、１１０ｂに流出し、一対の液体排出室１１３ａ、１１３ｂ及び排出用継手１１５ａ、１１５ｂから排出される。一方、浅溝１０５ｂは上部開口がカバープレート１０８により閉塞されるので、液体が流入しない。

深溝１０５ａと浅溝１０５ｂとを仕切る壁の駆動電極に駆動信号を印加することにより壁が厚みすべり変形し、深溝１０５ａに充填される液体に圧力波が生じ、ノズル１０３ａ、１０３ｂから液滴が吐出される。圧電プレート１０４のカバープレート１０８側の表面には図示されない配線電極が形成され、配線電極の一端は壁に形成される駆動電極に接続し、他端はカバープレート１０８側の表面に形成される電極端子に接続される。電極端子はフレキシブル基板等を介して駆動回路に接続される。

特表２００９−５３２２３７号公報 特開２０１１−１０４７９１号公報

特許文献１に記載のインクジェットヘッド１００では、基材１３６のノズル板１２４側の表面に電極端子が形成され、この電極端子に駆動信号を供給する駆動ＩＣやフレキシブル基板を接続する必要がある。この種のインクジェットヘッド１００ではノズル板１２４と被記録媒体との間隙が極めて狭い。そのため、基材１３６のノズル板１２４側の表面に設置される駆動ＩＣやフレキシブル基板を極めて薄く形成する必要がある。また、ピエゾ電気部材１２８からなる台形状の壁の両側面に形成する駆動電極を電気的に分離する必要がある。しかし、台形状の壁の上面と傾斜面は高低差が大きいのでフォトリソグラフィ及びエッチング法による電極のパターニングを行うのは困難である。そのため、個々の壁の上面及び傾斜面にレーザー光を照射して両側面の電極をパターニングする必要があり、製造するのが難しく、また製造工程が長いので量産性が低い。

また、特許文献２に記載の液体噴射ヘッド１０１では、浅溝１０５ｂはその溝底に圧電プレートを残している。各溝は金属円盤の外周部にダイヤモンド等の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言う。）を用いて形成する。そのため、溝底が貫通しない浅溝１０５ｂの両端部にはこのダイシングブレードの外形形状が残る。例えば、直径が２〜４インチのダイシングブレードを用いる場合、浅溝１０５ｂの両端部の円弧形状は、溝方向の合計幅が８ｍｍ〜１２ｍｍに達する。そのため、液体噴射ヘッド１０１の溝方向の幅が大きくなり、かつ、液体噴射ヘッド１０１は重くなった。

更に、液体噴射ヘッド１０１ではカバープレート１０８に形成した液体供給口１０９から多数の深溝１０５ａに液体が供給される。つまり、各深溝１０５ａにはカバープレート１０８側から液体が供給される。液体は各深溝１０５ａにおいて均等に供給されることが望ましく、そのために液体供給口１０９や液体供給室１１２の内容積は大きいほうが好ましい。一方、液体噴射ヘッド１０１は小型で軽量化が求められている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体噴射ヘッドの厚みを増加させることなく個々のチャンネルに供給する液体の均等化を図ることができるとともに、容易に製造することができる液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の液体噴射ヘッドは、吐出溝とダミー溝が交互に配列する溝列と、前記吐出溝の一方端に連通する共通室とを備えるアクチュエータ基板と、前記共通室に連通する一方室と、前記吐出溝の他方端に連通する他方室とを備え、前記溝列を覆うように前記アクチュエータ基板の上端面に設置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備え、前記溝列を覆うように前記アクチュエータ基板の下端面に設置されるノズルプレートと、を備えることとした。

また、前記吐出溝は第一吐出溝と第二吐出溝とを含み、前記ダミー溝は第一ダミー溝と第二ダミー溝とを含み、前記溝列は前記共通室を挟み並列する第一溝列と第二溝列とを含み、前記第一溝列は前記第一吐出溝と前記第一ダミー溝とが交互に配列し、前記第二溝列は前記第二吐出溝と前記第二ダミー溝とが交互に配列し、前記他方室は前記一方室を挟む第一室と第二室とを含み、前記第一室は前記第一吐出溝の他方端に連通し、前記第二室は前記第二吐出溝の他方端に連通し、前記ノズルは第一ノズルと第二ノズルを含み、前記第一ノズルが前記第一吐出溝に連通し、前記第二ノズルが前記第二吐出溝に連通することとした。

また、前記吐出溝は、前記溝列の列方向に交差する方向に前記共通室から前記アクチュエータ基板の外周端の手前まで形成されることとした。

また、前記ダミー溝は、前記アクチュエータ基板の外周端から前記共通室の手前まで形成されることとした。

また、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝は溝方向に一直線状に形成されることとした。

また、前記第一又は第二溝列の列方向において、複数の前記第一吐出溝と複数の前記第二吐出溝はピッチが等しく、複数の前記第一吐出溝は複数の前記第二吐出溝に対して１／２ピッチずれていることとした。

また、前記第一又は第二溝列の列方向において、前記第一ノズルが第一ノズル列を形成し、前記第二ノズルが第二ノズル列を形成し、複数の前記第一ノズルと複数の前記第二ノズルはピッチが等しく、複数の前記第一ノズルは複数の前記第二ノズルに対して１／２ピッチずれていることとした。

また、前記第一又は第二溝列の列方向に対し、前記第一又は第二吐出溝の溝方向が傾斜することとした。

また、前記吐出溝の両側面には互いに電気的に接続されるコモン電極が形成され、前記ダミー溝の両側面には互いに電気的に分離するアクティブ電極が形成され、前記吐出溝を挟んで隣接する前記ダミー溝の間であり、前記アクチュエータ基板の外周端近傍の上端面には、隣接する前記ダミー溝の隣接する側の側面に形成される２つの前記アクティブ電極と電気的に接続するアクティブ端子が設置され、前記吐出溝の他方端近傍の前記アクチュエータ基板の上端面には前記コモン電極と電気的に接続し、前記アクティブ端子と電気的に分離するコモン端子が設置されることとした。

また、前記コモン電極及び前記アクティブ電極は前記吐出溝、及び前記ダミー溝の各側面の略上半分に形成されることとした。

また、前記カバープレートは、前記溝列を覆い前記アクティブ端子及び前記コモン端子を露出させて前記アクチュエータ基板の上端面に接着されることとした。

また、コモン配線と複数のアクティブ配線を備え、前記アクチュエータ基板の上端面に接合されるフレキシブル基板を備え、前記コモン配線は複数の前記コモン端子と電気的に接続し、複数の前記アクティブ配線は複数の前記アクティブ端子のそれぞれに電気的に接続することとした。

また、前記アクチュエータ基板の下端面と前記ノズルプレートとの間に設置され、前記第一及び第二ノズルの対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔が形成される補強板を備えることとした。

また、外部から液体が前記共通室に供給され、前記他方室から液体が外部に排出されることとした。

また、前記一方室には補強用のブリッジが設置されることとした。

本発明の液体噴射装置は、上記いずれか一に記載される液体噴射ヘッドと、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、圧電材料を含むアクチュエータ基板に、第一吐出溝が配列する第一溝列と、第二吐出溝が配列する第二溝列とを並列に形成する溝形成工程と、前記アクチュエータ基板に、前記第一溝列と第二溝列の間であり、前記第一及び第二吐出溝のそれぞれの一方端に連通する共通室を形成する共通室形成工程と、カバープレートに一方室と前記一方室を挟むように第一室と第二室とを形成するカバープレート形成工程と、前記一方室を前記共通室に連通させ、前記第一室を前記第一吐出溝の他方端に連通させ、前記第二室を前記第二吐出溝の他方端に連通させて前記カバープレートを前記アクチュエータ基板の上端面に接着する第一接着工程と、第一ノズルと第二ノズルを備えるノズルプレートを、前記第一ノズルを前記第一吐出溝に、前記第二ノズルを前記第二吐出溝にそれぞれ連通させて前記アクチュエータ基板の下端面の側に接着する第二接着工程と、を備えることとした。

また、前記溝形成工程は、前記第一溝列を前記第一吐出溝と交互に第一ダミー溝を形成し、前記第二溝列を前記第二吐出溝と交互に第二ダミー溝を形成する工程であることとした。

また、前記溝形成工程は、前記アクチュエータ基板の前記上端面とは反対側の下端面に達しない深さに形成する工程であり、前記第一接着工程の後に、前記下端面を研削して前記第一及び第二吐出溝と前記共通室を貫通させる研削工程を備えることとした。

また、前記第二接着工程は、前記第一及び第二ノズルと対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔を有する補強板を前記アクチュエータ基板の下端面に接着し、次に、前記ノズルプレートを前記補強板に接着する工程を含むこととした。

また、前記溝形成工程の後に、前記アクチュエータ基板の上面に斜め蒸着法により導電膜を形成する導電膜形成工程を有することとした。

また、前記導電膜形成工程は、前記アクチュエータ基板の上面に、前記共通室が形成されるべき領域と、前記第一及び第二ダミー溝の前記共通室側の端部と、前記第一及び第二吐出溝の前記共通室側の端部とを覆うマスクを設置した後に、前記導電膜を形成することとした。

本発明の液体噴射ヘッドは、吐出溝とダミー溝が交互に配列する溝列と、吐出溝の一方端に連通する共通室とを備えるアクチュエータ基板と、共通室に連通する一方室と、吐出溝の他方端に連通する他方室とを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板の上端面に設置されるカバープレートと、吐出溝に連通するノズルを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板の下端面に設置されるノズルプレートと、を備える。これにより、液体噴射ヘッドの小型化が可能となるとともに、各吐出溝に供給される液体が均等化し、各ノズルから吐出される液滴の吐出条件が均等化する。

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部分斜視図である。 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を説明するための図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのカバープレートを除去した上面模式図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドのカバープレートを除去した上面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な部分斜視図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドを説明するための図である。 本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 本発明に係る液体噴射ヘッドの基本的な製造方法を表す工程図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を説明するための図である。 従来公知のインクジェットヘッドの部分断面模式図である。 従来公知のインクジェットヘッドの斜視図である。 従来公知の液体噴射ヘッドの断面模式図である。

＜液体噴射ヘッド＞
本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルプレートと、アクチュエータ基板と、カバープレートの積層構造を有する。アクチュエータ基板は、吐出溝とダミー溝が交互に配列する溝列と、吐出溝の一方端に連通する共通室とを備える。カバープレートは、アクチュエータ基板の共通室に連通する一方室と、吐出溝に連通する他方室とを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板の上端面に設置される。ノズルプレートは、吐出溝に連通するノズルを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板の下端面に設置される。

ここで、吐出溝はアクチュエータ基板の上端面から下端面にかけて板厚方向に貫通する。そのため、吐出溝を形成する際にダイシングブレードを吐出溝の最終深さよりも深く研削することができ、吐出溝の他方端の円弧形状の幅を大幅に狭く形成することが可能となる。また、吐出溝の他方端の側のアクチュエータ基板には共通室のような液体を貯留するための領域を形成する必要がないので、吐出溝の他方端の側のアクチュエータ基板に駆動用の電極等を集約的に形成することができる。また、アクチュエータ基板の共通室はカバープレートの一方室と合わせて液体供給室又は液体合流室を構成する。その結果、液体噴射ヘッドの小型化が可能となるとともに、液体供給室又は液体合流室の内容積が増加して各吐出溝に供給される液体が均等化し、各ノズルから吐出される液滴の吐出条件が均等化する。

また、本発明の他の液体噴射ヘッドは、ノズルプレートと、アクチュエータ基板と、カバープレートの積層構造を有する。アクチュエータ基板は、一部又は全部が圧電体からなり、第一吐出溝と第一ダミー溝が交互に配列する第一溝列と、第二吐出溝と第二ダミー溝が交互に配列し第一溝列に並列する第二溝列と、第一溝列と第二溝列の間に設置され、第一及び第二吐出溝のそれぞれの一方端に連通する共通室とを備える。即ち、吐出溝は第一吐出溝と第二吐出溝を含み、ダミー溝は第一ダミー溝と第二ダミー溝を含み、溝列は第一溝列と第二溝列を含み、第一溝列と第二溝列との間に共通室が設置される。また、少なくとも第一及び第二吐出溝はアクチュエータ基板の上端面から下端面にかけて貫通する。また、第一及び第二吐出溝の溝方向と第一及び第二溝列の列方向とは交差するが、必ずしも直交するものに限定されず、傾斜して交差してもよい。また、第一吐出溝の溝方向と第二吐出溝の溝方向は平行であるが一直線である必要はなく、交互に千鳥状に配置してもよい。

カバープレートは、アクチュエータ基板の上端面に設置され、アクチュエータ基板の共通室に連通する一方室と、第一吐出溝の他方端に連通する第一室と、第二吐出溝の他方端に連通する第二室とを備える。即ち、、他方室は第一室と第二室を含み、一方室はこの第一室と第二室により挟まれる。ノズルプレートは、アクチュエータ基板の第一及び第二溝列を覆い、共通室を閉塞するようにアクチュエータ基板の下端面に設置され、第一吐出溝に連通する第一ノズルと第二吐出溝に連通する第二ノズルとを備える。即ち、ノズルは第一ノズルと第二ノズルを含む。

液体は、カバープレートの一方室からアクチュエータ基板の共通室に流入し、第一吐出溝の一端から他端に流れてカバープレートの第一室に流出し、更に、第二吐出溝の一端から他端に流れてカバープレートの第二室に流出する。また、液体は逆方向に流れてもよい。つまり、液体が、第一室と第二室に流入し、第一吐出溝の他端から一端に、また、第二吐出溝の他端から一端に流れて共通室で合流し、一方室に流出するものであってもよい。アクチュエータ基板の共通室は個々の吐出溝に液体を供給し又は液体が合流し、カバープレートに設置される一方室と合わせて液体供給室又は液体合流室が構成される。

このように、第一及び第二吐出溝は上端面から下端面に貫通するので、第一及び第二吐出溝を形成する際にダイシングブレードを吐出溝の最終深さよりも深く研削することができる。その結果、吐出溝の他方端の円弧形状の幅を特許文献１の場合よりも大幅に狭く形成することが可能となり、液体噴射ヘッドの小型化が可能となる。また、第一及び第二吐出溝の他方端の側のアクチュエータ基板には共通室のような液体を貯留するための領域を形成する必要がないので、第一及び第二吐出溝の他方端の側のアクチュエータ基板、つまりアクチュエータ基板の外周領域に駆動用の電極等を集約的に形成することができる。また、カバープレートの一方室に加えてアクチュエータ基板の共通室を液体供給室又は液体合流室とすることができるので、液体噴射ヘッドの総厚さを増加させることなく液体供給室又は液体合流室の内容積を増加させることができる。これにより、第一溝列や第二溝列の端部に位置する第一又は第二吐出溝と中央部に位置する第一又は第二吐出溝との間の流路抵抗の差異が低減する。その結果、液体の流速が各吐出溝において均一化しノズルから吐出される液滴の吐出条件が均等化する。また、アクチュエータ基板の上端面に駆動用の電極端子を設置することができ、ノズルプレート側に電極端子を形成する必要がないので、アクチュエータ基板と駆動回路との間の電極接続が容易となる。

なお、アクチュエータ基板は圧電体の電歪効果を利用するが、アクチュエータ基板の全部を圧電体としてもよいし、隣接する吐出溝の間の壁のみを圧電体とし、他の部分を絶縁体としてもよい。圧電体として板面に対して垂直方向に分極処理を施されたＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やＢａＴｉＯ₃（チタン酸バリウム）を使用することができる。また、アクチュエータ基板として、板面に垂直方向であり、互いに反対向きに分極処理を施された２枚の圧電体基板を積層したものを使用することができる。カバープレートは、アクチュエータ基板と熱膨張係数が近似する材料、例えばＰＺＴセラミックス、マシナブルセラミックス、合成樹脂等を使用することができる。ノズルプレートはポリイミドフィルムを使用することができる。特許文献１にも記載されるように、ピエゾ電気部材の上端面に薄いポリイミド膜を直接貼り付けても、チャンネルの液体にノズルから液滴を吐出させるに十分の圧力波を発生させることができる。以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。

（第一実施形態）
図１〜図３は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するための図である。図１は液体噴射ヘッド１の模式的な部分斜視図であり、図２は図１に示す液体噴射ヘッド１の分解斜視図であり、図３（ａ）はカバープレート３を除去したアクチュエータ基板２の平面模式図であり、図３（ｂ）は部分ＡＡ（図３（ａ））の断面模式図であり、図３（ｃ）は部分ＢＢ（図３（ａ））の断面模式図である。

図１〜図３に示すように、液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ基板２と、アクチュエータ基板２の上端面ＴＳに設置されるカバープレート３と、アクチュエータ基板２の下端面ＢＳに設置されるノズルプレート４とを備えている。アクチュエータ基板２は、第一吐出溝６ａと第一ダミー溝７ａが交互に配列する第一溝列８ａと、第一溝列８ａに並列し、第二吐出溝６ｂと第二ダミー溝７ｂが交互に配列する第二溝列８ｂと、第一溝列８ａと第二溝列８ｂの間に設置され、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂのそれぞれの一方端ＣＥに連通する共通室９を備える。

第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂは、第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向（ｙ方向）に交差する溝方向（ｘ方向）において、共通室９からアクチュエータ基板２の外周端の手前まで形成される。第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂは、アクチュエータ基板２の外周端から共通室９の手前まで形成される。第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂと第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂは、いずれも上端面ＴＳから下端面ＢＳに貫通する。第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂ、及び第一ダミー溝７ａと第二ダミー溝７ｂは共通室９を中心に対称な形状を有する。また、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂとは溝方向において一直線状に形成される。第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの他方端ＬＥ、ＲＥと、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの共通室９側の端部はいずれも傾斜又は円弧状の形状をなしている。これは、各溝を外周部にダイヤモンド砥粒を埋め込んだ円盤状のダイシングブレードを用いて形成するので、溝端部にダイシングブレードの外形形状が残るためである。

なお、本発明において、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂがアクチュエータ基板２の上端面ＴＳから下端面ＢＳに貫通していることが必須要件ではない。第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂはノズルに連通させる必要がなく、その下端部にアクチュエータ基板２を残してもよい。第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの下端部にアクチュエータ基板２を残すことにより、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂや第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂを形成した際のアクチュエータ基板２の強度を確保することができる。

カバープレート３は、共通室９に連通する一方室１０と、第一吐出溝６ａの他方端ＬＥに連通する第一室１０ａと、第二吐出溝６ｂの他方端ＲＥに連通する第二室１０ｂとを備える。カバープレート３は、共通室９、第一溝列８ａ及び第二溝列８ｂを覆い、溝方向（ｘ方向）の外周近傍が露出するようにアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに設置される。第一及び第二室１０ａ、１０ｂは、表面を浚った凹部からなり、列方向（ｙ方向）に長い長尺形状を有し、各凹部の底面に形成されるスリット２２ａ、２２ｂを介して第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの各他方端ＬＥ、ＲＥに連通する。第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの第一及び第二液室１０ａ、１０ｂに対応する上面はカバープレート３により覆われる。一方室１０は、列方向に長い長尺形状を有し、途中に長尺形状を横切るように補強用のブリッジ２０が設置される。ここで、共通室９と一方室１０は液体供給室又は液体合流室として機能する。

ノズルプレート４は、第一吐出溝６ａに連通する第一ノズル１３ａと第二吐出溝６ｂに連通する第二ノズル１３ｂと、を備え、共通室９、第一溝列８ａ及び第二溝列８ｂを塞ぐようにアクチュエータ基板２の下端面ＢＳに設置される。従って、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂは、上面がカバープレート３により覆われ、下面がノズルプレート４により覆われて液体が流れるチャンネルを構成する。

液体は、一方室１０から共通室９に流入し、共通室９から第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの個々の吐出溝に分流し、各吐出溝に対応するスリット２２ａ、２２ｂを介して第一室１０ａと第二室１０ｂに流出する。あるいは、液体は、第一室１０ａと第二室１０ｂに流入し、スリット２２ａ、２２ｂを介して第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂに分流し、共通室９で合流し、一方室１０に流出する。第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂには液体は流入しない。その結果、従来例のように、個々のチャンネルにカバープレート側から液体を流入し、個々のチャンネルからカバープレート側に流出させる場合よりも、共通室９を設けた分、液体供給室又は液体合流室の内容積が増加する。これにより、第一及び第二ノズル１３ａ、１３ｂの配列方向において共通室９と一方室１０（液体供給室又は液体合流室）が流路抵抗の勾配を持たないようにすることができる。これは、液体がｚ方向から一方室１０と共通室９に流入し、共通室９からｘ方向に向かって第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂへ流入するためである。つまり、液体の流れは共通室９の長手方向であるｙ方向よりもｚ方向およびｘ方向に支配的であり、ｙ方向に対して流路抵抗が生じにくい。よって、列方向の中央に位置する吐出溝と端部に位置する吐出溝との間の流路抵抗差が減少し、端部に位置する吐出溝と中央部に位置する吐出溝との間の吐出条件を均等化することができる。

なお、本実施形態においては、単一部材であるカバープレート３の表面を浚って第一室１０ａや第二室１０ｂを形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、本発明におけるカバープレート３は、単一部材により構成してもよいし、複数部材により多層に構成してもよい。例えば、第一の基板に第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂにそれぞれ連通するスリット２２ａ、２２ｂを形成し、その上部に設置する第二の基板にスリット２２ａが連通する第一室１０ａとスリット２２ｂが連通する第二室１０ｂを形成し、この積層される第一の基板と第二の基板をカバープレート３としてもよい。

また、本実施形態においては、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂは、アクチュエータ基板２の溝方向の端面に開口するが、本発明はこの構成に限定されない。第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂを、アクチュエータ基板２の溝方向の端面の手前まで形成し、閉じた空間としてもよい。なお、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂをアクチュエータ基板２の溝方向の端面に開口するように形成するので、後に説明するアクティブ端子１７ｂの形成が容易となる。また、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの他方端ＬＥ、ＲＥ、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの共通室９側の端部が円弧形状をなしているが、これらの溝をダイシングブレードにより研削して形成する際に、ダイシングブレードを用いて溝の最終深さよりも深く研削することにより、円弧形状の溝方向の幅を短く形成することができる。これにより、一枚の圧電体ウエハーからアクチュエータ基板２の取り個数を増やすことができる。

図３を用いて電極構成を説明する。図３（ａ）に示すように、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの両側面には互いに電気的に接続されるコモン電極１６ａが形成され、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの両側面には互いに電気的に分離されるアクティブ電極１６ｂが形成される。第一吐出溝６ａを挟んで隣接する第一ダミー溝７ａの間であり、アクチュエータ基板２の外周端近傍の上端面ＴＳには、隣接する第一ダミー溝７ａの隣接する側の側面に形成される２つのアクティブ電極１６ｂと電気的に接続するアクティブ端子１７ｂが設置される。第一吐出溝６ａの他方端ＬＥ近傍のアクチュエータ基板２の上端面ＴＳにはコモン電極１６ａと電気的に接続し、アクティブ端子１７ｂと電気的に分離するコモン端子１７ａが設置される。同様に、第二吐出溝６ｂを挟んで隣接する第二ダミー溝７ｂの間であり、アクチュエータ基板２の外周端近傍の上端面ＴＳには、隣接する第二ダミー溝７ｂの隣接する側の側面に形成される２つのアクティブ電極１６ｂと電気的に接続するアクティブ端子１７ｂが設置される。第二吐出溝６ｂの他方端ＲＥ近傍のアクチュエータ基板２の上端面ＴＳにはコモン電極１６ａと電気的に接続し、アクティブ端子１７ｂと電気的に分離するコモン端子１７ａが設置される。

即ち、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの他方端ＬＥ、ＲＥからスリット２２ａ、２２ｂを介して第一及び第二液室１０ａ、１０ｂに液体を流出させるので、隣接する第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂの間に設置される第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂをアクチュエータ基板２の外周端まで延設することができる。その結果、第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂの側面に形成されるアクティブ電極１６ｂをアクチュエータ基板２の外周端近傍の上端面ＴＳに容易に引き出すことができる。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、コモン電極１６ａ及びアクティブ電極１６ｂは第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂ、並びに第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの各側面の略上半分に形成される。この電極構成により、コモン電極１６ａとアクティブ電極１６ｂに駆動信号が供給されると第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂとこれに隣接する第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂの間の２つの側壁が厚みすべり変形し、第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂに充填される液体に圧力波を生じさせる。この圧力波により、第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂに連通する第一又は第二ノズル１３ａ、１３ｂから液滴が吐出される。

通常、各コモン端子１７ａにはＧＮＤ電位が与えられ、個々のアクティブ端子１７ｂに溝駆動信号が与えられる。コモン電極１６ａが形成される第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂには液体が充填されるが、アクティブ電極１６ｂが形成される第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂには液体が充填されない。そのため、液体にコモン電極１６ａが接触しても全ての吐出溝のコモン電極１６ａは同電位となり、導電性の液体を使用しても電気分解せず、また、導電性の液体を介して駆動信号が漏えいすることもない。これに対して特許文献１ではすべての溝に液体が流入し、液体は高電圧の電極と低電圧の電極の両方に接するので、導電性の液体を使用する場合は電極表面に絶縁性材料をコーティングする必要があり、構造が複雑となる。

なお、本実施形態ではコモン電極１６ａ及びアクティブ電極１６ｂを側面の略１／２の深さまで形成したが、本発明はこれに限定されず、アクチュエータ基板２を、互いに反対方向に分極処理を施した２枚の圧電体基板を重ねて形成し、コモン電極１６ａとアクティブ電極１６ｂを側面の上端部から下端部まで形成してもよい。

このように、コモン端子１７ａやアクティブ端子１７ｂはアクチュエータ基板２のノズルプレート４とは反対側に設置したので、コモン端子１７ａやアクティブ端子１７ｂに接続するフレキシブル基板の厚さや、フレキシブル基板を上端面ＴＳに接着したときの接着部の高さに大きな制約がない。

以上、本実施形態においてはアクチュエータ基板２に共通室９を挟んで第一溝列８ａと第二溝列８ｂを形成し、カバープレート３には一方室１０を挟んで第一液室１０ａと第二液室１０ｂを形成し、ノズルプレート４には第一ノズル１３ａと第二ノズル１３ｂを形成する例について説明した。本発明は、上記構成に代えて、液体噴射ヘッド１の一方室１０及び共通室９を含めた左側のみ、または右側のみのからなる液体噴射ヘッド１とすることができる。

つまり、アクチュエータ基板２は、第一吐出溝６ａ（又は第二吐出溝６ｂ）（吐出溝）とダミー溝である第一ダミー溝７ａ（又は第二ダミー溝７ｂ）（ダミー溝）が交互に配列する第一溝列８ａ（又は第二溝列８ｂ）（溝列）と、吐出溝の一方端ＣＥに連通する共通室９とを備える。カバープレート３は、共通室９に連通する一方室１０と、吐出溝の他方端ＬＥ（又は他方端ＲＥ）に連通する第一液室１０ａ（又は第二液室１０ｂ）（他方室）とを備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに設置される。ノズルプレート４は吐出溝に連通する第一ノズル１３ａ（又は第二ノズル１３ｂ）（ノズル）を備え、溝列を覆うようにアクチュエータ基板２の下端面ＢＳに設置される。

更に、吐出溝の両側面に互いに電気的に接続されるコモン電極１６ａ、ダミー溝の両側面に互いに電気的に分離するアクティブ電極１６ｂ、アクチュエータ基板２の外周端近傍の上端面ＴＳに形成されるコモン端子１７ａ及びアクティブ端子１７ｂ等の構成は、第一実施形態の場合と同様である。このように一本の溝列に対応する一本のノズル列を構成する場合でも、上記第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第二実施形態）
図４は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１のカバープレート３を除去した上面模式図である。第一実施形態と異なる点は、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂ、及び、第一ダミー溝７ａと第二ダミー溝７ｂの配置が異なる点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、主に第一実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。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４に示すように、第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向（ｙ方向）と第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂの溝方向（ｘ方向）は直交する。第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向において、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂはピッチＰが等しく、第一吐出溝６ａは第二吐出溝６ｂに対してＰ／２ピッチずれている。第一ダミー溝７ａと第二ダミー溝７ｂも同様である。従って、第一溝列８ａの第一吐出溝６ａは共通室９を挟んで第二溝列８ｂの第二ダミー溝７ｂに対向し、第二溝列８ｂの第二吐出溝６ｂは共通室９を挟んで第一溝列８ａの第一ダミー溝７ａに対向する。また、第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向において、第一ノズル１３ａが第一ノズル列１４ａを形成し、第二ノズル１３ｂが第二ノズル列１４ｂを形成し、第一ノズル１３ａと第二ノズル１３ｂとはピッチＰが等しく、第一ノズル１３ａは第二ノズル１３ｂに対してＰ／２ピッチずれている。これにより、列方向の記録密度を２倍とすることができる。その他の作用効果は第一実施形態と同様である。

（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１のカバープレート３を除去した上面模式図である。第一実施形態と異なる点は、直線状に形成される第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂの溝方向が第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向に対して傾斜する点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、主に第一実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。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５に示すように、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂは共通室９を挟んで直線状に形成され、第一及び第二溝列８ａ、８ｂの列方向に対し、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの溝方向が傾斜する。同様に、第一及び第二溝列８ａ、８ｂの列方向に対し、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの溝方向が傾斜する。そして、第一又は第二溝列８ａ、８ｂの列方向において、第一ノズル１３ａが第一ノズル列１４ａを形成し、第二ノズル１３ｂが第二ノズル列１４ｂを形成し、第一ノズル列１４ａと第二ノズル列１４ｂはピッチＰが等しく、第一ノズル１３ａは第二ノズル１３ｂに対してＰ／２ピッチずれている。その結果、列方向の記録密度を２倍とすることができる。また、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂはダイシングブレード等により連続的に形成することができる。その他の作用効果は第一実施形態と同様である。

なお、本実施形態では、第一吐出溝６ａと第二吐出溝６ｂおよび第一ダミー溝７ａと第二ダミー溝７ｂは共通室９を挟んで列方向に対して直線状に傾斜する形態を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、第一及び第二溝列８ａ、８ｂで傾斜角度が異なっても構わないし、第一溝列８ａは図５に示すまま他方端ＬＥが＋ｘ方向かつ＋ｙ方向に形成されるように傾き、第二溝列８ｂは図５に示す傾斜方向とは反対に他方端ＲＥが−ｘ方向かつ＋ｙ方向に形成されるように傾いても構わない。

（第四実施形態）
図６及び図７は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するための図である。図６は液体噴射ヘッド１の模式的な部分斜視図であり、図７は図６に示す液体噴射ヘッド１の分解斜視図である。第一実施形態と異なる部分はアクチュエータ基板２とノズルプレート４の間に補強板５が挿入される点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。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６及び図７に示すように、液体噴射ヘッド１はカバープレート３、アクチュエータ基板２、補強板５及びノズルプレート４が積層する積層構造を有する。補強板５は、アクチュエータ基板２の下端面ＢＳとノズルプレート４との間に設置され、第一及び第二ノズル１３ａ、１３ｂに対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔１５が形成されている。補強板５はノズルプレート４よりも剛性の高いセラミックス材料や金属材料を使用することができる。貫通孔１５は、第一又は第二ノズル１３ａ、１３ｂの開口径よりも大きく、第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂの下部開口外形よりも若干小さくなる程度の形状とする。好ましくは、貫通孔１５の形状は液体の流れる方向となる吐出溝の長手方向（ｘ方向）を自身の長手方向とする。より好ましくは、貫通孔１５の開口部はアクチュエータ基板２側からノズルプレート４側へ向かって傾斜するテーパ形状を有している。これにより、液体に混入する気泡の滞留を防止することができる。また、補強板５を設置することにより、吐出溝の両側壁である可動壁は上端部がカバープレート３により下端部が補強板５により固定される。これにより、駆動電圧や駆動条件がノズルプレート４の材質や板厚に影響されないようにすることができる。その他の作用効果は第一実施形態と同様である。

（第五実施形態）
図８は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するための図である。図８（ａ）は吐出溝方向の断面模式図であり、図８（ｂ）は上面模式図である。本実施形態は、第四実施形態におけるカバープレート３、アクチュエータ基板２、補強板５及びノズルプレート４からなる積層構造にフレキシブル基板２１ａ、２１ｂを追加している。従って、当該積層構造については説明を省略する。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（ｂ）において、フレキシブル基板２１ａ、２１ｂに形成するコモン配線１８ａ及びアクティブ配線１８ｂは紙面奥側の表面に形成される。アクチュエータ基板２の第一吐出溝６ａ側の外周の上端面、及び第二吐出溝６ｂ側の外周側の上端面にはコモン端子１７ａとアクティブ端子１７ｂが設置される。アクティブ端子１７ｂはアクチュエータ基板２の最外周の上端面上であり隣接するダミー溝に跨って形成される。コモン端子１７ａは吐出溝６ａ、６ｂからアクティブ端子１７ｂの手前まで形成される。フレキシブル基板２１ａ、２１ｂは、コモン配線１８ａと複数のアクティブ配線１８ｂとを備え、アクチュエータ基板２の上端面に接合され、コモン配線１８ａは複数のコモン端子１７ａと電気的に接続し、複数のアクティブ配線１８ｂは複数のアクティブ端子１７ｂのそれぞれに電気的に接続される。これにより、複数のコモン電極１６ａには同一の電圧、例えばＧＮＤの電位が与えられ、複数のアクティブ電極には個別の駆動信号が与えられる。

なお、コモン配線１８ａは、第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂ（図３参照）を横切る。そのため、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂとコモン配線１８ａが交差する交差部の第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂと上端面ＴＳの角部を面取りすることにより、アクティブ電極１６ｂとコモン配線１８ａの短絡を防止することができる。また、角部の面取りに変えて、コモン端子１７ａに対応する領域のコモン配線１８ａを露出させ、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂと交差する領域のコモン配線１８ａを絶縁膜で覆ってもよい。このように、フレキシブル基板２１ａ、２１ｂはアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに設置されるので、厚さの制限はない。その他の作用効果は第四実施形態と同様である。

以上、第三実施形態〜第五実施形態において、液体噴射ヘッド１が第一溝列８ａと第二溝列８ｂの二本の溝列を有する場合について説明したが、第一実施形態の最後に説明したように、液体噴射ヘッド１の一方室１０及び共通室９を含めた左側のみ、または右側のみからなる一本の溝列を有する液体噴射ヘッド１とすることができる。第四実施形態〜第五実施形態において一本の溝列とした場合であっても元の実施形態が有する作用効果を奏することができることは明らかである。

＜液体噴射装置＞
（第六実施形態）
図９は本発明の第六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’に液体を供給する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。液体噴射ヘッド１、１’は本発明の液体噴射ヘッドを使用し、例えば第一〜第五実施形態のいずれかを適用することができる。即ち、各液体噴射ヘッド１、１’は第一及び第二溝列を備え、第一及び第二溝列はそれぞれ複数の第一及び第二吐出溝を備え、第一及び第二ノズル列から液滴を吐出する。

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。

＜液体噴射ヘッドの製造方法＞
図１０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工程図である。図１０に示すように、まず、溝形成工程Ｓ１において、圧電体を含むアクチュエータ基板に、第一吐出溝が配列する第一溝列と、第二吐出溝が配列する第二溝列とを並列に形成する。アクチュエータ基板は、吐出溝の最終的な深さよりも板厚を厚くし、吐出溝の溝底にアクチュエータ基板を残し基板強度を維持するのが好ましい。アクチュエータ基板は、非圧電体の上に圧電体を積層した積層基板を使用してもよいし、第一及び第二溝列の領域のみを圧電体とし、他を非圧電体により構成してもよい。圧電体としてＰＺＴセラミックスを使用し、予め基板表面の垂直方向に分極処理を施しておく。

次に、共通室形成工程Ｓ２において、アクチュエータ基板に、第一溝列と第二溝列の間であり、第一及び第二吐出溝のそれぞれの一方端に連通する共通室を形成する。共通室は、第一及び第二吐出溝と同程度の深さに研削し、吐出溝と同様に溝底にアクチュエータ基板を残し、基板強度を維持するのが好ましい。

また、カバープレート形成工程Ｓ３において、カバープレートに一方室とこの一方室を挟むように第一室と第二室を形成する。カバープレートはアクチュエータ基板と線膨張係数が同程度の材料を使用するのが好ましい。カバープレートとしてアクチュエータ基板と同じ圧電体を使用することができる。また、圧電体の他にマシナブルセラミックスやその他の材料を使用することができる。

次に、第一接着工程Ｓ４において、カバープレートをアクチュエータ基板の上端面に接着する。ここで、一方室を共通室に連通させ、第一室を第一吐出溝の他方端に連通させ、第二室を第二吐出溝の他方端に連通させる。これにより、一方室と共通室が一つの液体供給室又は一つの液体合流室を構成し、一方室のみによって液体供給室又は液体合流室を構成する場合よりも内容積が増加する。次に、アクチュエータ基板のカバープレートとは反対側の下端面を研削し、第一吐出溝、第二吐出溝及び共通室の溝底を開口させる。

次に、第二接着工程Ｓ５において、ノズルプレートをアクチュエータ基板の下端面の側に接着する。ノズルプレートは第一ノズルと第二ノズルを備え、第一ノズルを第一吐出溝に第二ノズルを第二吐出溝に連通させる。第一及び第二ノズルは、ノズルプレートをアクチュエータ基板の下端面の側に接着する前に形成してもよいし、接着後に形成してもよい。ノズルプレートはポリイミド樹脂膜を使用することができる。

このように、アクチュエータ基板に各吐出溝と連通する共通室を形成することにより、第一及び第二ノズル１３ａ、１３ｂの配列方向において共通室９と一方室１０（液体供給室又は液体合流室）が流路抵抗の勾配を持たないようにすることができる（図１〜図３を参照）。これは、液体がｚ方向から一方室１０と共通室９に流入し、共通室９からｘ方向に向かって第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂへ流入するためである。つまり、液体の流れは共通室９の長手方向であるｙ方向よりもｚ方向およびｘ方向に支配的であり、ｙ方向に対して流路抵抗が生じにくい。よって、各吐出溝の間の流路抵抗差が減少し吐出条件が均等化する。また、通常、吐出溝を円盤状のダイシングブレードを用いて形成するが、各溝の切り上がり部にダイシングブレードの外形形状が残り、アクチュエータ基板の溝方向の長さが長くなってしまう。本発明では、吐出溝の形成工程において吐出溝の最終深さよりも深く形成するので、この切り上がり部を短く形成することができる。これにより、アクチュエータウエハーからの取り個数を増やすことができ、液体噴射ヘッドの製造コストを大幅に低減させることができる。

（第七実施形態）
図１１〜図１９を用いて、本発明の第七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。図１１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法の工程図であり、図１２〜図１９は各工程を説明するための図である。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１２は、樹脂膜形成工程Ｓ０１とパターン形成工程Ｓ０２を説明するためのアクチュエータ基板２の断面模式図である。まず、吐出溝や共通室の深さよりも厚い圧電体を含むアクチュエータ基板２を用意する。本実施形態においてはアクチュエータ基板２の全部が圧電体からなる。アクチュエータ基板２としてＰＺＴセラミックスを使用し、基板表面の垂直方向に分極処理が施してある。なお、アクチュエータ基板２は、吐出溝の深さの圧電体基板と非圧電体基板とを積層した積層板を使用することができる。また、アクチュエータ基板２は、吐出溝が形成される領域のみを圧電体とし、他の領域を非圧電体とする複合基板を使用してもよい。

樹脂膜形成工程Ｓ０１において、図１２（ａ）に示すように、アクチュエータ基板２の上端面ＴＳに感光性樹脂２５、例えばレジスト膜を塗布し乾燥する。次に、パターン形成工程Ｓ０２において、図１２（ｂ）に示すように、感光性樹脂２５を露光現像して感光性樹脂２５のパターンを形成する。後にコモン端子やアクティブ端子を形成する領域から感光性樹脂２５を除去し、電極を形成しない領域の感光性樹脂２５を残してパターンを形成する。

図１３は、溝形成工程Ｓ１を説明するための図であり、図１３（ａ）がアクチュエータ基板２の断面模式図であり、図１３（ｂ）がアクチュエータ基板２の平面模式図である。溝形成工程Ｓ１において、アクチュエータ基板２に、ダイシングブレード２６を用いて、第一吐出溝６ａと第一ダミー溝７ａが交互に配列する第一溝列８ａと、第二吐出溝６ｂと第二ダミー溝７ｂが交互に配列する第二溝列８ｂとを並列に形成する。実際には、ダイシングブレード２６を後に第一溝列８ａのコモン端子１７ａとなる領域の端部に降下させ、第二溝列８ｂのコモン端子１７ａとなる領域の端部まで水平に研削して上昇させて、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂを連続して形成する。また、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂは、ダイシングブレード２６をアクチュエータ基板２の外周端から後に共通室となる手前まで水平に研削して形成する。

溝形成工程Ｓ１は、各溝を、アクチュエータ基板２の上端面ＴＳとは反対側の下端面に達しない深さに形成する。つまり、各溝は、破線Ｚで示す最終的な溝の深さよりも深く、かつ、下面に貫通しないで溝底が残るように研削する。溝の深さを深くすることにより切り上がり部２７の水平方向の幅Ｗを狭く形成することができる。例えば、２インチのダイシングブレード２６を用いて深さ３６０μｍの溝を形成する場合、切り上がり部２７の幅Ｗは約４ｍｍとなる。一方、同じダイシングブレード２６を用いて深さ５９０μｍの溝を形成すれば、深さ３６０μｍまでの幅Ｗを約２ｍｍと半分に縮小させることができる。つまり、アクチュエータ基板一枚当たり４カ所の切り上がり部２７（第一及び第二吐出溝６ａ、６bの２カ所の一方端ＬＥ、ＲＥと、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの共通室９側の２カ所の端部）で合計８ｍｍ短縮させることができ、圧電体ウエハーからアクチュエータ基板の取個数を大幅に増やすことができる。

図１４は、共通室形成工程Ｓ２を説明するためのアクチュエータ基板２の上面模式図である。共通室形成工程Ｓ２において、アクチュエータ基板２に第一溝列８ａと第二溝列８ｂの間であり、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの一方端ＣＥに連通する共通室９を形成する。溝の深さは第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂと同じとする。幅広のダイシングブレード２６を使用すれば共通室９を短時間で形成することができる。この場合も、溝底は貫通させないで残るように研削する。

図１５は、導電膜形成工程Ｓ２１及び電極形成工程Ｓ２２を説明するための図である。図１５（ａ）はアクチュエータ基板２の表面にマスクを設置した状態を表す部分平面模式図である。図１５（ｂ）は導電材料を斜め方向から蒸着する様子を表すアクチュエータ基板２の部分ＥＥの断面模式図である。図１５（ｃ）は感光性樹脂２５を除去して電極パターンを形成した状態を表す断面模式図である。図１５（ｄ）はアクチュエータ基板２の部分上面模式図である。

図１５（ａ）に示すように、導電膜形成工程Ｓ２１において、共通室９と、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの共通室９側の端部と、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの共通室９側の端部とを覆うマスク２８を設置する。より具体的には、共通室９と第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの共通室９側端部の切り上がり部２７を半分以上覆うようにアクチュエータ基板２の上面にマスク２８を設置する。次に、図１５（ｂ）に示すように、アクチュエータ基板２の上面に溝方向と直交する斜め方向から導電体を蒸着し（斜め蒸着法）、導電膜２９を形成する。つまり、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂと第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの最終的な溝の深さの略１／２より上部に導電膜２９を形成する。導電膜２９としてアルミニウム、ニッケル、クロム等の金属材料や半導体材料を使用することができる。

次に、電極形成工程Ｓ２２において、図１５（ｃ）に示すように、感光性樹脂２５を除去するリフトオフ法により、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの両側面にコモン電極１６ａを、第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの両側面にアクティブ電極１６ｂをそれぞれ形成する。更に、図１５（ｄ）に示すように、アクチュエータ基板２の溝方向の外周の上端面ＴＳにアクティブ端子１７ｂと、アクティブ端子１７ｂと吐出溝（第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂ）の間の上端面ＴＳにコモン端子１７ａを形成する。コモン端子１７ａは、吐出溝（第一又は第二吐出溝６ａ、６ｂ）の両側面に形成されるコモン電極１６ａと切り上がり部２７ａの上半分に形成される導電膜２９を介して電気的に接続される。アクティブ端子１７ｂは、吐出溝を挟む２つのダミー溝（第一又は第二ダミー溝７ａ、７ｂ）の吐出溝側の側面に形成されるアクティブ電極１６ｂと電気的に接続される。ダミー溝の切り上がり部２７ｂの上半分にはマスク２８の効果により導電膜２９が形成されないので、ダミー溝の両側面に形成される２つのアクティブ電極１６ｂは電気的に分離される。もちろん、第一及び第二溝列８ａ、８ｂにそれぞれ形成されるコモン端子１７ａおよびアクティブ端子１７ｂもマスク２８によって分離される。

なお、溝形成工程Ｓ１において第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂ等の溝を形成する前に共通室形成工程Ｓ２により共通室９を形成してもよいし、電極形成工程Ｓ２２の後に共通室形成工程Ｓ２において共通室９を形成してもよい。

図１６は、カバープレート形成工程Ｓ３を説明するためのカバープレート３の断面模式図である。図１６（ａ）に示すように、アクチュエータ基板２の上面に、一方室１０の領域とこの一方室１０を挟む第一及び第二室１０ａ、１０ｂの領域が露出するように樹脂膜５０を形成し、カバープレート３の下面に、第一又は第二室１０ａ、１０ｂにそれぞれ連通させるスリット２２ａ、２２ｂの領域と一方室１０の領域が露出するように樹脂膜５０を形成する。樹脂膜５０は、感光性樹脂膜を塗布し露光現像を行ってパターンを形成してもよいし、印刷法により形成してもよい。次に、図１６（ｂ）に示すように、カバープレート３を上方及び下方からサンドブラスト法により研削し、第一又は第二室１０ａ、１０ｂとスリット２２ａ、２２ｂとを連通させ、板厚方向に貫通する一方室１０を形成する。次に、図１６（ｃ）に示すように、樹脂膜５０を除去する。カバープレート３は、アクチュエータ基板２と同じＰＺＴセラミックスを使用し、熱膨張差による変形や割れを防止する。なお、ＰＺＴセラミックスに変えて、アクチュエータ基板２と熱膨張率が近似する材料を使用することができる。

図１７は第一接着工程Ｓ４と研削工程Ｓ４１を説明するための断面模式図である。第一接着工程Ｓ４において、図１７（ａ）に示すようにカバープレート３をアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに接着剤を介して接着する。この際に、一方室１０は共通室９に連通し、第一室１０ａはスリット２２ａを介して第一吐出溝６ａの他方端ＬＥに連通し、第二室１０ｂはスリット２２ｂを介して第二吐出溝６ｂの他方端ＲＥに連通する。カバープレート３はアクチュエータ基板２の溝方向の外形よりも小さく形成し、コモン端子１７ａ及びアクティブ端子１７ｂを露出させる。次に、研削工程Ｓ４１において、図１７（ｂ）に示すように、アクチュエータ基板２の下端面を研削し、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂや第一及び第二ダミー溝７ａ、７ｂの溝底を開口させて各溝を所定の深さとする。各溝間の側壁の上端面ＴＳは接着剤を介してカバープレート３に接合されているので、研削の際に各側壁が破損することはない。

図１８は補強板接着工程Ｓ４２及び第二接着工程Ｓ５を説明するための断面模式図である。補強板接着工程Ｓ４２において、第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂと対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔１５を有する補強板５にアクチュエータ基板２の下端面ＢＳに接着剤を介して接着する。次に、第二接着工程Ｓ５において、第一ノズル１３ａ及び第二ノズル１３ｂを有するノズルプレート４を、第一ノズル１３ａを第一吐出溝６ａに、第二ノズル１３ｂを第二吐出溝６ｂにそれぞれ連通させてアクチュエータ基板２の下端面ＢＳの側である補強板５の下面に接着剤を介して接着する。

図１９はフレキシブル基板接着工程Ｓ５１を説明するための断面模式図である。コモン配線１８ａ及びアクティブ配線１８ｂを有する２枚のフレキシブル基板２１ａ、２１ｂを、コモン配線１８ａがコモン端子１７ａに、アクティブ配線１８ｂがアクティブ端子１７ｂにそれぞれ電気的に接続するようにアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに接着する。

このように、アクチュエータ基板２に第一及び第二吐出溝６ａ、６ｂの各吐出溝と連通する共通室９を複雑な工程を必要とせずに容易に形成することができる。また、各溝を形成する際に溝の深さを最終深さよりも若干深く研削することにより、各溝の切り上がり部２７の幅Ｗを狭く形成することができるので、アクチュエータウエハーからのアクチュエータ基板２の取り個数を増やすことができ、アクチュエータ基板２の製造コストを大幅に低減させることができる。また、フレキシブル基板２１ａ、２１ｂをアクチュエータ基板２の上端面ＴＳに設置するので、厚さの制限はない。

１ 液体噴射ヘッド
２ アクチュエータ基板
３ カバープレート
４ ノズルプレート
５ 補強板
６ａ 第一吐出溝、６ｂ 第二吐出溝
７ａ 第一ダミー溝、７ｂ 第二ダミー溝
８ａ 第一溝列、８ｂ 第二溝列
９ 共通室
１０ 一方室、１０ａ 第一室、１０ｂ 第二室
１３ａ 第一ノズル、１３ｂ 第二ノズル
１４ａ 第一ノズル列、１４ｂ 第二ノズル列
１５ 貫通孔
１６ａ コモン電極、１６ｂ アクティブ電極
１７ａ コモン端子、１７ｂ アクティブ端子
１８ａ コモン配線、１８ｂ アクティブ配線
２１、２１ａ、２１ｂ フレキシブル基板
２２、２２ａ、２２ｂ スリット
２３、２３ａ、２３ｂ 駆動電極
２４、２４ａ、２４ｂ 電極端子
２５ 感光性樹脂
２６ ダイシングブレード
２７、２７ａ、２７ｂ 切り上がり部
２８ マスク
２９ 導電膜
５０ 樹脂膜
Ｐ ピッチ
ＣＥ 一方端、ＬＥ、ＲＥ 他方端
ＴＳ 上端面、ＢＳ 下端面

Claims (22)

1. 吐出溝とダミー溝が交互に配列する溝列と、前記吐出溝の一方端に連通する共通室とを備えるアクチュエータ基板と、
   前記共通室に連通する一方室と、前記吐出溝の他方端に連通する他方室とを備え、前記溝列を覆うように前記アクチュエータ基板の上端面に設置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備え、前記溝列を覆うように前記アクチュエータ基板の下端面に設置されるノズルプレートと、を備える液体噴射ヘッド。
2. 前記吐出溝は第一吐出溝と第二吐出溝とを含み、前記ダミー溝は第一ダミー溝と第二ダミー溝とを含み、
   前記溝列は前記共通室を挟み並列する第一溝列と第二溝列とを含み、前記第一溝列は前記第一吐出溝と前記第一ダミー溝とが交互に配列し、前記第二溝列は前記第二吐出溝と前記第二ダミー溝とが交互に配列し、
   前記他方室は前記一方室を挟む第一室と第二室とを含み、前記第一室は前記第一吐出溝の他方端に連通し、前記第二室は前記第二吐出溝の他方端に連通し、
   前記ノズルは第一ノズルと第二ノズルを含み、前記第一ノズルが前記第一吐出溝に連通し、前記第二ノズルが前記第二吐出溝に連通する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記吐出溝は、前記溝列の列方向に交差する方向に前記共通室から前記アクチュエータ基板の外周端の手前まで形成される請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記ダミー溝は、前記アクチュエータ基板の外周端から前記共通室の手前まで形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記第一吐出溝と前記第二吐出溝は溝方向に一直線状に形成される請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記第一又は第二溝列の列方向において、複数の前記第一吐出溝と複数の前記第二吐出溝はピッチが等しく、複数の前記第一吐出溝は複数の前記第二吐出溝に対して１／２ピッチずれている請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記第一又は第二溝列の列方向において、前記第一ノズルが第一ノズル列を形成し、前記第二ノズルが第二ノズル列を形成し、複数の前記第一ノズルと複数の前記第二ノズルはピッチが等しく、複数の前記第一ノズルは複数の前記第二ノズルに対して１／２ピッチずれている請求項２、５、６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記第一又は第二溝列の列方向に対し、前記第一又は第二吐出溝の溝方向が傾斜する請求項２、５〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記吐出溝の両側面には互いに電気的に接続されるコモン電極が形成され、
   前記ダミー溝の両側面には互いに電気的に分離するアクティブ電極が形成され、
   前記吐出溝を挟んで隣接する前記ダミー溝の間であり、前記アクチュエータ基板の外周端近傍の上端面には、隣接する前記ダミー溝の隣接する側の側面に形成される２つの前記アクティブ電極と電気的に接続するアクティブ端子が設置され、
   前記吐出溝の他方端近傍の前記アクチュエータ基板の上端面には前記コモン電極と電気的に接続し、前記アクティブ端子と電気的に分離するコモン端子が設置される請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記コモン電極及び前記アクティブ電極は前記吐出溝、及び前記ダミー溝の各側面の略上半分に形成される請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記カバープレートは、前記溝列を覆い前記アクティブ端子及び前記コモン端子を露出させて前記アクチュエータ基板の上端面に接着される請求項９又は１０に記載の液体噴射ヘッド。
12. コモン配線と複数のアクティブ配線を備え、前記アクチュエータ基板の上端面に接合されるフレキシブル基板を備え、
    前記コモン配線は複数の前記コモン端子と電気的に接続し、複数の前記アクティブ配線は複数の前記アクティブ端子のそれぞれに電気的に接続する請求項９〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
13. 前記アクチュエータ基板の下端面と前記ノズルプレートとの間に設置され、前記ノズルの対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔が形成される補強板を備える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
14. 外部から液体が前記共通室に供給され、前記他方室から液体が外部に排出される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
15. 前記一方室には補強用のブリッジが設置される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
16. 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。
17. 圧電材料を含むアクチュエータ基板に、第一吐出溝が配列する第一溝列と、第二吐出溝が配列する第二溝列とを並列に形成する溝形成工程と、
    前記アクチュエータ基板に、前記第一溝列と第二溝列の間であり、前記第一及び第二吐出溝のそれぞれの一方端に連通する共通室を形成する共通室形成工程と、
    カバープレートに一方室と前記一方室を挟むように第一室と第二室とを形成するカバープレート形成工程と、
    前記一方室を前記共通室に連通させ、前記第一室を前記第一吐出溝の他方端に連通させ、前記第二室を前記第二吐出溝の他方端に連通させて前記カバープレートを前記アクチュエータ基板の上端面に接着する第一接着工程と、
    第一ノズルと第二ノズルを備えるノズルプレートを、前記第一ノズルを前記第一吐出溝に、前記第二ノズルを前記第二吐出溝にそれぞれ連通させて前記アクチュエータ基板の下端面の側に接着する第二接着工程と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法。
18. 前記溝形成工程は、前記第一溝列を前記第一吐出溝と交互に第一ダミー溝を形成し、前記第二溝列を前記第二吐出溝と交互に第二ダミー溝を形成する工程である請求項１７に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
19. 前記溝形成工程は、前記アクチュエータ基板の上端面とは反対側の下端面に達しない深さに形成する工程であり、
    前記第一接着工程の後に、前記下端面を研削して前記第一及び第二吐出溝と前記共通室を貫通させる研削工程を備える請求項１７又は１８に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
20. 前記第二接着工程は、
    前記第一及び第二ノズルと対応する位置に板厚方向に貫通する貫通孔を有する補強板を前記アクチュエータ基板の下端面に接着し、次に、前記ノズルプレートを前記補強板に接着する工程を含む請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
21. 前記溝形成工程の後に、前記アクチュエータ基板の上面に斜め蒸着法により導電膜を形成する導電膜形成工程を有する請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
22. 前記導電膜形成工程は、前記アクチュエータ基板の上面に、前記共通室が形成される領域と、前記第一及び第二ダミー溝の前記共通室側の端部と、前記第一及び第二吐出溝の前記共通室側の端部とを覆うマスクを設置した後に、前記導電膜を形成する請求項２１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。

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