JP2011189585A - 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコン単結晶基板からなるノズルプレートであっても、破壊されることなくノズルプレートと固定部材とを確実に導通して接地することができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１が設けられたシリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０を有するヘッド本体２２０と、該ヘッド本体２２０の前記ノズル開口２０が開口する液体噴射面Ａ側が固定された固定部材２４０と、を備え、前記液体噴射面Ａの前記ノズル開口２１の周囲に撥水膜２３が設けられた撥水領域２５と、固定部材２４０が固定される領域に前記撥水膜２３が設けられていない非撥水領域２６と、を具備し、前記ノズルプレート２０の少なくとも前記非撥水領域２６以外の領域には、酸化膜２７が形成されており、前記ノズルプレート２０の前記非撥水領域２６と前記固定部材２４０とが、導電性接着剤４００を介して接合されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、インクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置に関する。

例えば、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドとしては、インクを吐出するノズル開口が開口する液体噴射面を有するノズルプレートと、ノズルプレートの液体噴射面に接着剤を介して固定される固定板等の固定部材とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、液体噴射面に撥水膜が設けられていると液体噴射面と固定部材との接着強度が低下してしまうため、液体噴射面の固定部材との接着領域に撥水膜を除去した非撥水領域を形成したものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、固定部材として金属製のカバーを用い、このカバーに接合突起を設け、カバーの接合突起をノズルプレートの液体吐出面の金属基材に接触させることで、カバーとノズルプレートとを導通したインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−０９６４１９号公報 特開２００８−２２１６５３号公報 特開２００６−１７５６６７号公報

しかしながら、ノズルプレートとしてシリコン単結晶基板を用いた場合、特許文献２のようにノズルプレート上の撥水膜を除去して非撥水領域を形成した状態で、液体噴射ヘッドの組み立て等により時間が経過すると、非撥水領域が酸化して酸化シリコンからなる絶縁膜が形成されてしまい、ノズルプレートとカバープレート等の固定部材とを導通することができず、ノズルプレートの接地を行うのが困難になってしまうという問題がある。

また、シリコン単結晶基板からなるノズルプレートに特許文献３の接合突起が設けられた金属製のカバーを適用すると、接合突起によってノズルプレートに亀裂等の破壊が発生してしまうという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、シリコン単結晶基板からなるノズルプレートであっても、破壊されることなくノズルプレートと固定部材とを確実に導通して接地することができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口が設けられたシリコン単結晶基板からなるノズルプレートを有するヘッド本体と、該ヘッド本体の前記ノズル開口が開口する液体噴射面側が固定された固定部材と、を備え、前記液体噴射面の前記ノズル開口の周囲に撥水膜が設けられた撥水領域と、固定部材が固定される領域に前記撥水膜が設けられていない非撥水領域と、を具備し、前記ノズルプレートの少なくとも前記非撥水領域以外の領域には、酸化膜が形成されており、前記ノズルプレートの前記非撥水領域と前記固定部材とが、導電性接着剤を介して接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、ノズルプレートと固定部材とを導電性接着剤を介して導通して、ノズルプレートを固定部材を介して接地することができる。また、非撥水領域以外の領域に酸化膜を形成することで、ノズルプレートの液体や湿気による侵食や破壊を抑制することができる。

ここで、前記固定部材が、前記ノズルプレートの前記液体噴射面と交差する側面と、前記導電性接着剤を介して接合されていてもよい。

また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、ノズルプレートを確実に接地して、静電気の帯電を抑制することで、高精度な印刷を行うことができる液体噴射ヘッドユニットを実現できる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、ノズルプレートを確実に接地して、静電気の帯電を抑制することで、高精度な印刷を行うことができる液体噴射装置を実現できる。

また、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口が設けられたシリコン単結晶基板からなるノズルプレートの液体噴射面に撥水膜が設けられた撥水領域と、前記撥水膜が設けられていない非撥水領域とを形成する工程と、前記非撥水領域に導電性接着剤を塗布する工程と、前記ノズルプレートを有するヘッド本体を形成する工程と、前記ヘッド本体の前記非撥水領域と固定部材とを前記非撥水領域に設けられた前記導電性接着剤を介して接合する工程と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、非撥水領域が時間の経過によって自然酸化されることがなく、絶縁性の酸化膜が邪魔することなく、ノズルプレートと固定部材とを導通させることができる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの組立斜視図である。 実施形態１に係るヘッド本体の分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録装置の概略図である。 他の実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式録ヘッドの組立斜視図である。

図１に示すように、インクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド１とも言う）を構成する保持部材であるカートリッジケース２１０は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクが充填された別体で構成され、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。また、カートリッジケース２１０の底面には、図３に示すように、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路（図示なし）が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路内に形成されたフィルター（図示なし）を介して固定されている。

また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数の圧電素子３００を有すると共に、カートリッジケース２１０とは反対側の端面に圧電素子３００の駆動によってノズル開口２１からインク滴を吐出するヘッド本体２２０が固定されるヘッドケース２３０を有する。本実施形態では、インクカートリッジの各色のインクを吐出するヘッド本体２２０がインク色毎に対応して複数設けられ、ヘッドケース２３０も各ヘッド本体２２０に対応してそれぞれ独立して複数設けられている。

ここで、カートリッジケース２１０に搭載される本実施形態のヘッド本体２２０及びヘッドケース２３０について説明する。図３は、ヘッド本体及びヘッドケースの分解斜視図であり、図４は、ヘッド本体、ヘッドケース及びカバーヘッドの断面図である。図３及び図４に示すように、ヘッド本体２２０を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が、幅方向に並設された列が２列形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述する保護基板３０に設けられるマニホールド部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、インク供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。すなわち、本実施形態では、１つのヘッド本体２２０にノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、シリコン単結晶基板からなり、ノズル開口２１は、例えば、異方性エッチングによって形成されている。

また、図４に示すように、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する液体噴射面Ａには、撥水膜２３が下地膜２４を介して設けられている。

下地膜２４は、シリコーン材料のプラズマ重合膜、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＳｎＯ_２、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、酸化銅、酸化銀、酸化クロム、または酸化鉄を用いることができる。本実施形態では、下地膜２４として、シリコーンをアルゴンプラズマガスにより重合したプラズマ重合膜を用いた。そして、この下地膜２４は、後述する分子膜である撥水膜２３とシリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０との密着性を向上する役割がある。また、撥水膜２３は、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜からなり、例えば、アルコキシラン等のシランカップリング剤をシンナー等の溶媒と混合して金属アルコキシド溶液を形成し、この金属アルコキシド溶液にノズルプレート２０を浸漬することで、金属アルコキシドの重合した撥水膜２３を形成することができる。この分子膜からなる撥水膜２３は、従来の撥水膜、例えば、共析メッキによる撥水膜よりも薄く形成できると共に、ヘッド面をクリーニングする際にワイピングによって液体噴射面Ａが拭かれることによっても撥水性が劣化しない「耐擦性」、及び「耐水性」を向上できるという利点を有する。勿論、「耐擦性」、「撥液性」は劣るが、従来の撥水膜を用いることもできる。そして、このような撥水膜２３は、液体噴射面Ａの中央部のみに形成されている。このように、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａのノズル開口２１が開口する領域を含む中央部は、撥水膜２３が設けられた撥水領域２５となっている。また、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａには、液体噴射面Ａの四方の外周に沿って撥水膜２３が設けられていない非撥水領域２６が形成されている。

このようなノズルプレート２０の液体噴射面Ａの非撥水領域２６には、ヘッド本体２２０を保持する固定部材であるカバーヘッド２４０が接合されている。詳しくは後述するが、カバーヘッド２４０は、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａ側を固定するものであり、図１及び図４に示すように、箱形状を有する導電材料、本実施形態で、金属材料からなり、ノズル開口２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面Ａの少なくともノズル列２１Ａの並設されたノズル開口２１の両端部側に接合される接合部２４２とを具備する。

接合部２４２は、本実施形態では、複数のヘッド本体２２０に亘って液体噴射面Ａの外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するヘッド本体２２０の間に延設されて露出開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されており、枠部２４３及び梁部２４４がヘッド本体２２０の液体噴射面Ａの非撥水領域２６に接合されている。

本実施形態では、ヘッド本体２２０は、カバーヘッド２４０に導電性接着剤４００を介して接合されている。すなわち、液体噴射面Ａの非撥水領域２６とカバーヘッド２４０との間には導電性接着剤４００が設けられており、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とは導電性接着剤４００を介して導通している。

このようにノズルプレート２０の非撥水領域２６と、カバーヘッド２４０とを導電性接着剤４００で接着することにより、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０との接着強度を向上して剥離等の破壊が発生するのを防止することができる。また、ノズルプレート２０の撥水膜２３が設けられていない非撥水領域２６とカバーヘッド２４０とを導電性接着剤４００で接着することにより、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを確実に導通することができる。このため、ノズルプレート２０をカバーヘッド２４０を介して接地することができ、ノズルプレート２０やカバーヘッド２４０の静電気の帯電を抑制することができる。

ちなみに、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａに設けられた撥水膜２３は、絶縁性を有するため、カバーヘッド２４０をノズルプレート２０の撥水領域２５に接着しても、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを導通することはできない。なお、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０は、実際には半導体であるが、本発明では、導電体として扱っているため、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０とを導通させることで、ノズルプレート２０をカバーヘッド２４０を介して接地することができる。

さらに、ノズルプレート２０の少なくとも非撥水領域２６以外の領域には、酸化膜２７が設けられている。酸化膜２７は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０を熱酸化することによって形成された二酸化シリコンからなる。本実施形態では、酸化膜２７は、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａとは反対側の面、すなわち、流路形成基板１０側の面と、ノズルプレート２０の側面（液体噴射面Ａに交差する面）と、ノズル開口２１の内面とに設けられている。このような酸化膜２７は、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０がインクや湿気等によって侵食されないように保護する保護膜として機能すると共に、ノズルプレート２０と流路形成基板１０との接合強度を向上する機能を有する。ちなみに、下地膜２４と酸化膜２７とを同じ膜で形成してもよい。すなわち、下地膜２４が撥水領域２５と酸化膜２７の形成された領域とに亘って設けられていてもよい。

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、弾性膜５０上に、金属からなる下電極膜と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部３１を有する保護基板３０が接合されている。このマニホールド部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成している。

また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。このような保護基板３０としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

さらに、保護基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤー等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動ＩＣ１１０の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

また、このような保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０のマニホールド１００に対向する領域には、マニホールド１００にインクを供給するためのインク導入口４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板４０のマニホールド１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、マニホールド１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、マニホールド１００内にコンプライアンスを与えている。

このように、本実施形態のヘッド本体２２０は、ノズルプレート２０、流路形成基板１０、保護基板３０及びコンプライアンス基板４０の４つの基板で構成されている。そして、このようなヘッド本体２２０のコンプライアンス基板４０上には、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられたヘッドケース２３０が設けられている。このヘッドケース２３０には、可撓部４３に対向する領域に凹部２３２が形成され、可撓部４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。また、ヘッドケース２３０には、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動ＩＣ保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動ＩＣ保持部２３３を挿通して駆動ＩＣ１１０と接続されている。

このような本実施形態のヘッド本体２２０は、インクカートリッジからのインクをインク連通路及びインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

このようなヘッド本体２２０を構成する各部材及びヘッドケース２３０には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、ヘッド本体２２０及びヘッドケース２３０が一体的に形成される。

なお、上述したヘッド本体２２０は、１枚のシリコンウェハー上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図４に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することによってヘッド本体２２０となる。

このようなヘッド本体２２０及びヘッドケース２３０は、上述したカートリッジケース２１０にノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔で４つ固定されている。すなわち、本実施形態の記録ヘッド１には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。このように複数のヘッド本体２２０を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つのヘッド本体２２０にノズル列２１Ａを多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列２１Ａの多列化を図るために複数のヘッド本体２２０を用いることで、１枚のシリコンウェハーから形成できるヘッド本体２２０の取り数を増大させることができ、シリコンウェハーの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。

また、カートリッジケース２１０にヘッドケース２３０を介して保持された４つのヘッド本体２２０は、上述したように、カバーヘッド２４０によって相対的に位置決めされて保持されている。カバーヘッド２４０は、上述したように、ノズル開口２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面Ａの少なくともノズル列２１Ａの並設されたノズル開口２１の両端部側に導電性接着剤４００を介して接合される接合部２４２とを具備する。

接合部２４２は、本実施形態では、複数のヘッド本体２２０に亘って液体噴射面Ａの外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するヘッド本体２２０の間に延設されて露出開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されており、枠部２４３及び梁部２４４がヘッド本体２２０の液体噴射面Ａに接合されている。また、接合部２４２の枠部２４３は、ヘッド本体２２０の製造時に各部材を位置決めするピン挿入孔２３４を塞ぐように形成されている。また、カバーヘッド２４０には、ヘッド本体２２０の液体噴射面Ａの側面側に、液体噴射面Ａの外周縁部に亘って屈曲するように延設された側壁部２４５が設けられている。

このように、カバーヘッド２４０は、接合部２４２をヘッド本体２２０の液体噴射面Ａに接着するようにしたため、液体噴射面Ａとカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、液体噴射面Ａのワイピングや吸引動作などを行っても、液体噴射面Ａにインクが残留するのを防止することができる。また、梁部２４４によって隣接するヘッド本体２２０の間が塞がれているため、隣接するヘッド本体２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動ＩＣ１１０などのインクによる劣化及び破壊を防止することができる。また、ヘッド本体２２０の液体噴射面Ａとカバーヘッド２４０との間は、導電性接着剤４００によって隙間なく接着されているため、隙間に被噴射媒体が入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。さらに、側壁部２４５が、複数のヘッド本体２２０の外周縁部を覆うことで、ヘッド本体２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。また、カバーヘッド２４０に、ヘッド本体２２０の液体噴射面Ａと接合される接合部２４２を設けるようにしたため、複数のヘッド本体２２０の各ノズル列２１Ａをカバーヘッド２４０に対して高精度に位置決めして接合することができる。

このようなカバーヘッド２４０としては、導電性を有する材料で形成されている。カバーヘッド２４０の材料としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料が挙げられ、金属板をプレス加工により形成してもよく、成形により形成するようにしてもよい。また、カバーヘッド２４０を導電性の材料とすることで、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを接地することができる。なお、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０とは、上述したようにノズルプレート２０の非撥水領域２６にて、導電性接着剤４００を介して接着されることで、互いに導通している。そして、カバーヘッド２４０を接地することで、ノズルプレート２０の接地を行うことができ、ノズルプレート２０やカバーヘッド２４０に静電気が帯電するのを抑制することができる。

また、接合部２４２には、カバーヘッド２４０を他部材に位置決め固定するための固定孔２４７が設けられたフランジ部２４６が設けられている。このフランジ部２４６は、側壁部２４５から液滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して設けられている。本実施形態では、カバーヘッド２４０は、図２及び図３に示すように、ヘッド本体２２０及びヘッドケース２３０を保持した保持部材であるカートリッジケース２１０に固定されている。詳しくは、図２に示すように、カートリッジケース２１０には、液体噴射面Ａ側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入すると共に、突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カートリッジケース２１０にカバーヘッド２４０が固定されている。このようなカートリッジケース２１０に設けられた突起部２１５を、フランジ部２４６の固定孔２４７よりも小径の外径とすることで、カバーヘッド２４０を液体噴射面Ａの面方向に位置決めしてカートリッジケース２１０に固定することができる。

また、このようなカバーヘッド２４０と各ヘッド本体２２０とは、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と複数のノズル列２１Ａとの位置決めにより固定されている。ここで、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と各ヘッド本体２２０のノズル列２１Ａとの位置決めは、カバーヘッド２４０がヘッド本体２２０の液体噴射面Ａに接合されるため、例えば、透過性を有するガラスマスク等を用いて行うことができる。

このようなインクジェット式記録ヘッド１の製造方法について説明する。なお、図５〜７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す１つのノズル列におけるノズル開口の並設方向の断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、予めノズル開口２１が形成されたシリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０に選択的に撥水膜２３（下地膜２４）を形成して撥水領域２５と非撥水領域２６とを形成する。例えば、ノズルプレート２０の非撥水領域２６を予めレジスト等で保護した後、ノズルプレート２０に撥水膜２３を形成し、その後、レジストを除去することで、撥水領域２５と非撥水領域２６とを形成することができる。また、ノズルプレート２０の非撥水領域２６以外の領域、本実施形態では、非撥水領域２６及び撥水領域２５以外の領域に酸化膜２７を形成する。酸化膜２７は、例えば、ノズルプレート２０にノズル開口２１や撥水膜２３等を形成する前に形成し、非撥水領域２６の酸化膜２７を部分的に除去することで形成することができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、ノズルプレート２０の非撥水領域２６に導電性接着剤４００を塗布する。導電性接着剤４００は、例えば、スクリーン印刷によって塗布することができる。

このように非撥水領域２６に導電性接着剤４００を塗布することで、非撥水領域２６は導電性接着剤４００により覆われて、ノズルプレート２０の表面が酸化され難くなっている。すなわち、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０は、露出されていると、時間の経過と共に酸化して酸化膜（二酸化シリコン膜）が形成されるが、ノズルプレート２０の露出された表面である非撥水領域２６をペースト状の導電性接着剤４００で覆うことで、非撥水領域２６が酸化されて酸化膜が形成されるのを抑制することができる。

そして、図６（ａ）に示すように、ノズルプレート２０の非撥水領域２６に導電性接着剤４００が塗布された状態で、ノズルプレート２０を用いてヘッド本体２２０を形成する。すなわち、圧電素子３００が形成された流路形成基板にノズルプレート２０を接合してヘッド本体２２０を形成する。

次に、図６（ｂ）に示すように、ヘッド本体２２０にカバーヘッド２４０を導電性接着剤４００を介して接着する。このとき、新たな接着剤を用いることなく、ノズルプレート２０の非撥水領域２６に塗布された導電性接着剤４００を用いて両者の接合を行うことで工程を簡略化することができると共に、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０とを導通させることができる。また、ヘッド本体２２０をカバーヘッド２４０に固定する際には、複数のヘッド本体２２０のノズル開口２１の相対位置を位置決めした状態で行う。これにより、複数のヘッド本体２２０のノズル開口２１を高精度に位置決めして、印刷品質を向上することができる。その後は、ヘッド本体２２０のカバーヘッド２４０とは反対側に、カートリッジケース２１０を固定することで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１とする。

このように、ノズルプレート２０に非撥水領域２６を形成した直後に非撥水領域に導電性接着剤４００を塗布することで、ノズルプレート２０の非撥水領域に露出された表面（シリコン単結晶基板の表面）が酸化され難く、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを導電性接着剤４００で接着した際に、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを確実に導通することができる。すなわち、ノズルプレート２０の露出された表面（シリコン単結晶基板の表面）は、酸化され易く、ヘッド本体２２０を形成する工程などでカバーヘッド２４０と接着するまでに時間が経過すると、その表面には自然酸化により酸化膜（二酸化シリコン膜）が形成されてしまう。酸化膜は、絶縁性を有するため、酸化膜上にカバーヘッド２４０を導電性接着剤４００で接着したとしても、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを導通することはできない。本実施形態では、ノズルプレート２０に非撥水領域２６を形成した直後に非撥水領域２６に導電性接着剤４００を塗布することで、非撥水領域２６に酸化膜が形成される前に導電性接着剤４００で表面を保護することができ、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを確実に導通することができる。

なお、本実施形態では、ノズルプレート２０の非撥水領域２６に設けられた導電性接着剤４００のみを用いて、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０とを接着するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、カバーヘッド２４０側にも導電性接着剤をさらに塗布してカバーヘッド２４０とノズルプレート２０とを接着するようにしてもよい。

また、本実施形態では、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａに非撥水領域２６を設け、液体噴射面Ａの非撥水領域２６とカバーヘッド２４０とを導電性接着剤４００で接合するようにしたが、特にこれに限定されるものではない。本実施形態のカバーヘッド２４０は、ノズルプレート２０の側面（液体噴射面Ａと交差する面）に相対向する側壁部２４５を有するため、例えば、図７に示すように、ノズルプレート２０とカバーヘッド２４０との導電性接着剤４００による接合をノズルプレート２０の側面でも行うようにしてもよい。すなわち、ノズルプレート２０の非撥水領域２６を、ノズル開口２１が開口する液体噴射面Ａにおいてノズル開口２１が設けられた中央部の撥水領域２５の周囲と、ノズルプレート２０の側面（ノズルプレート２０の液体噴射面Ａと交差する面）とし、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０とをこの非撥水領域２６において導電性接着剤４００で接合してもよい。なお、ノズルプレート２０の側面を非撥水領域２６とする場合には、酸化膜２７は、ノズルプレート２０の非撥水領域２６以外の領域に設ければよいため、酸化膜２７は、ノズルプレート２０の流路形成基板１０側の面とノズル開口２１の内面とに形成されている。ちなみに、図７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示すヘッド本体の並設方向の断面図である。

また、図７に示す例では、液体噴射面Ａの非撥水領域２６とカバーヘッド２４０とを接着するようにしたが、ノズルプレート２０の側面のみをカバーヘッド２４０と導電性接着剤４００で接合するようにしてもよい。この場合には、ノズルプレート２０の非撥水領域２６である側面以外の領域に酸化膜２７を形成すればよい。なお、固定部材であるカバーヘッド２４０は、ノズルプレート２０の液体噴射面Ａ側を固定するものであるが、液体噴射面Ａ側とは、液体噴射面Ａ自体や液体噴射面Ａと交差する側面（液体噴射面Ａに連続する側面）などを含むものである。

また、このようなインクジェット式記録ヘッド１は、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置を示す概略図である。

図８に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、インクジェット式記録ヘッド１を有するインクジェット式記録ヘッドユニット２Ａ、２Ｂ（以下、ヘッドユニット２Ａ、２Ｂとも言う）は、インク供給手段を構成するカートリッジ９Ａ及び９Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット２Ａ、２Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。このヘッドユニット２Ａ及び２Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２Ａ及び２Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の被噴射媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、ヘッド本体２２０のノズルプレート２０を保持する固定部材として、カバーヘッド２４０を例示したが、固定部材は特にこれに限定されるものではない。ここで、固定部材の他の例について説明する。なお、図９は、本発明の他の実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。図９に示すように、記録ヘッド１Ａは、複数のヘッド本体２２０が、液体噴射面Ａに接合された共通の固定板２５０に位置決めされて保持されている。この固定板２５０は、平板からなり、ノズル開口２１を露出する露出開口部２５１と、露出開口部２５１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面Ａに接合される接合部２５２とを具備する。

この固定板２５０が本実施形態のノズルプレート２０が固定された固定部材であり、この固定板２５０とノズルプレート２０の非撥水領域２６（図示なし）とが導電性接着剤４００（図示なし）を介して接合されている。

また、固定板２５０とカバーヘッド２４０とを導電性接着剤４００を介して接合することで、ノズルプレート２０を固定板２５０及びカバーヘッド２４０を介して接地することができる。もちろん、カバーヘッド２４０と固定板２５０とを導通させずに、固定板２５０のみをノズルプレート２０と導通させて、固定板２５０を接地してもよい。

さらに、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、撓み振動型の圧電素子３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子などを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるものなどを使用することができる。

なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド、インクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置を一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。

１、１Ａ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２Ａ、２Ｂ インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、 ３ キャリッジ、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２３ 撥水膜、 ２４ 下地膜、 ２５ 撥水領域、 ２６ 非撥水領域、 １００ マニホールド、 ２１０ カートリッジケース、 ２２０ ヘッド本体、 ２３０ ヘッドケース、 ２４０ カバーヘッド（固定部材）、 ２４１ 露出開口部、 ２４２、２５２ 接合部、 ２４５ 側壁部、 ２４６ フランジ部、 ２４７ 固定孔、 ２５０ 固定板（固定部材）、 ３００ 圧電素子、 ４００ 導電性接着剤

Claims (6)

1. 液体を噴射するノズル開口が設けられたシリコン単結晶基板からなるノズルプレートを有するヘッド本体と、該ヘッド本体の前記ノズル開口が開口する液体噴射面側が固定された固定部材と、を備え、
   前記液体噴射面の前記ノズル開口の周囲に撥水膜が設けられた撥水領域と、固定部材が固定される領域に前記撥水膜が設けられていない非撥水領域と、を具備し、
   前記ノズルプレートの少なくとも前記非撥水領域以外の領域には、酸化膜が形成されており、
   前記ノズルプレートの前記非撥水領域と前記固定部材とが、導電性接着剤を介して接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記固定部材が、前記ノズルプレートの前記液体噴射面と交差する側面と、前記導電性接着剤を介して接合されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
4. 請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項３記載の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。
6. 液体を噴射するノズル開口が設けられたシリコン単結晶基板からなるノズルプレートの液体噴射面に撥水膜が設けられた撥水領域と、前記撥水膜が設けられていない非撥水領域とを形成する工程と、
   前記非撥水領域に導電性接着剤を塗布する工程と、
   前記ノズルプレートを有するヘッド本体を形成する工程と、
   前記ヘッド本体の前記非撥水領域と固定部材とを前記非撥水領域に設けられた前記導電性接着剤を介して接合する工程と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。

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