JP2015120296A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチを粗くして、他の電極との間の電気的接続を容易にする。
【解決手段】液体噴射ヘッド１は、表面に開口する吐出溝３と表面に開口する非吐出溝４が基準方向Ｋに交互に配列する溝列５を有し、吐出溝３の両側面に共通駆動電極１３ａが設置され、非吐出溝４の両側面に個別駆動電極１３ｂが設置される圧電体基板２を備え、圧電体基板２は、非吐出溝４の長手方向における両端側の表面に互いに電気的に分離する個別配線１５ｙを備え、一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。
【選択図】図１

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及び液体噴射装置に関する。

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、圧電体基板に液体吐出用のチャンネルとして溝を多数形成し、溝の端部から液滴を吐出するエッジシュート型の液体噴射ヘッド１００が記載されている。図９は特許文献１に記載される液体噴射ヘッドの断面模式図である。図９（ａ）は、溝の長手方向に直交する方向の液体噴射ヘッド１００の断面模式図であり、図９（ｂ）は、インク室１０３の溝方向の断面模式図である。液体噴射ヘッド１００は、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の上面に接合されるカバープレート１１０と、圧電セラミックスプレート１０２の側面に接合されるノズルプレート１１４とを備える。圧電セラミックスプレート１０２には、インク室１０３を構成する溝１１９と液体が充填されない溝１０４とが隔壁１０６を挟んで交互に配列する。カバープレート１１０は圧電セラミックスプレート１０２の上面にエポキシ系樹脂１２０を介して接着される。カバープレート１１０にはマニホールド１２１が形成され、マニホールド１２１は溝１１９の端部に連通して液体（インク）供給が可能に構成される。圧電セラミックスプレート１０２はＰＺＴセラミックスプレートを使用し、分極方向１０５に分極される。

溝１０４は、カバープレート１１０を貫通して圧電セラミックスプレート１０２まで切削して形成される。溝１１９と溝１０４を仕切る隔壁１０６の、インク室１０３側の側面には金属電極１０８が形成され、溝１０４の側面には電極１１７が形成される。金属電極１０８は、溝１１９の深さの半分よりも上方に形成され、圧電セラミックスプレート１０２のノズルプレート１１４とは反対側の一端面１１５側の浅溝１０７に金属電極１０９として引き出される。電極１１７は、溝１０４の内側面、底面及びカバープレート１１０の平坦部１１６に形成される。この電極１１７を共通電位に設定し、金属電極１０９に駆動信号を与えてインク室１０３に充填される液体に圧力波を生じさせ、ノズル１１２から液滴を吐出する。

特開平７−１７８９０３号公報

特許文献１に記載の液体噴射ヘッド１００では、圧電セラミックスプレート１０２のノズルプレート１１４とは反対側の一端面１１５側の上面に金属電極１０９が設置される。各金属電極１０９はインク室１０３の側面に形成される各金属電極１０８とそれぞれ電気的に接続する。つまり、金属電極１０９はインク室１０３と同数形成される。そのため、インク室１０３の配列ピッチが狭くなると金属電極１０９の配列ピッチも狭くなり、金属電極１０９のパターニングが微細化する。そのため、この微細化した金属電極１０９と外部から駆動信号を供給するための配線、例えばフレキシブル回路基板の配線との間の電気的な接続も難しくなる。また、溝１０４はカバープレート１１０側からダイヤモンドブレードを用いて切削して形成する。この溝１０４を形成する際にはダイヤモンドブレードがマニホールド１２１に達しないように、溝１０４の溝方向の長さを溝１１９の溝方向の長さよりも短くする。そのため、駆動壁の実効長を確保するために圧電セラミックスプレート１０２の溝方向の長さが長くなる。

本発明の液体噴射ヘッドは、表面に開口する吐出溝と前記表面に開口する非吐出溝が基準方向に交互に配列する溝列を有し、前記吐出溝の両側面に設置される共通駆動電極と、前記非吐出溝の両側面に設置される個別駆動電極とを備える圧電体基板を備え、前記圧電体基板は、前記非吐出溝の長手方向における両端側の前記表面に互いに電気的に分離する個別配線を備え、一端側の前記個別配線は前記非吐出溝の一方の側面に設置される前記個別駆動電極と電気的に接続し、他端側の前記個別配線は前記非吐出溝の他方の側面に設置される前記個別駆動電極と電気的に接続することとした。

また、前記吐出溝は前記圧電体基板の上面に開口し、前記吐出溝に連通する液室を有し、前記圧電体基板の前記上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有し、前記圧電体基板の側面に設置されるノズルプレートと、を更に備えることとした。

また、前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から前記上面とは反対側の下面に貫通し、前記非吐出溝は前記圧電体基板の前記上面に開口し、前記個別配線は前記圧電体基板の前記上面に設置され、前記吐出溝に連通する液室を有し前記圧電体基板の前記上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有し前記圧電体基板の前記下面に設置されるノズルプレートと、を更に備えることとした。

また、前記カバープレートは、前記個別配線と電気的に接続する第一の貫通電極と、前記圧電体基板の側とは反対側の表面に設置され前記第一の貫通電極と電気的に接続する個別端子とを備えることとした。

また、前記圧電体基板の前記上面の法線方向から見る平面視において、前記個別端子は前記吐出溝を跨いで前記カバープレートに設置されることとした。

また、前記圧電体基板の前記上面に前記共通駆動電極と電気的に接続する共通配線を備えることとした。

また、前記カバープレートは、前記共通配線と電気的に接続する第二の貫通電極と、前記圧電体基板の側とは反対側の表面に設置され前記第二の貫通電極と電気的に接続する共通端子とを備えることとした。

また、一の前記吐出溝の両側面に設置される前記共通駆動電極と、他の一の前記吐出溝の両側面に設置される他の前記共通駆動電極とは前記共通配線を介して電気的に接続することとした。

また、前記吐出溝を挟んで隣接する前記非吐出溝の前記吐出溝の側の側面に設置される２つの前記個別駆動電極は、前記個別端子を介して電気的に接続することとした。

また、配線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、前記配線が前記個別端子と電気的に接続して前記カバープレートの表面に接続されることとした。

また、前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から前記上面とは反対側の下面に貫通し、前記非吐出溝は前記圧電体基板の前記下面に開口し、前記個別配線は前記圧電体基板の前記下面に設置され、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有し前記圧電体基板の下面に設置されるノズルプレートと、を更に備えることとした。

また、前記溝列が前記基準方向に複数並列することとした。

本発明の液体噴射装置は、上記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。

本発明による液体噴射ヘッドは、表面に開口する吐出溝と表面に開口する非吐出溝が基準方向に交互に配列する溝列を有し、吐出溝の両側面に設置される共通駆動電極と、非吐出溝の両側面に設置される個別駆動電極とを備える圧電体基板を備え、圧電体基板は、非吐出溝の長手方向における両端側の表面に互いに電気的に分離する個別配線を備え、一端側の個別配線は非吐出溝の一方の側面に設置される個別駆動電極と電気的に接続し、他端側の個別配線は非吐出溝の他方の側面に設置される個別駆動電極と電気的に接続する。これにより、個別配線の基準方向の配列ピッチが粗くなり、他の電極との間の電気的接続が容易となる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用する圧電体基板の模式的な斜視図である。 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断面模式図である。 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説明図である。 本発明の第五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の断面模式図である。 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。 従来公知の液体噴射ヘッドの断面模式図である。

（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に使用する圧電体基板２の模式的な斜視図である。なお、圧電体基板２の表面には、圧電体基板２の上面ＵＳと下面ＬＳが含まれるものとする。

圧電体基板２は、上面ＵＳに開口する吐出溝３と上面ＵＳに開口する非吐出溝４が基準方向Ｋに交互に配列する溝列５を有し、吐出溝３の両側面に設置される共通駆動電極１３ａと、非吐出溝４の両側面に設置される個別駆動電極１３ｂとを備える。圧電体基板２は、非吐出溝４の長手方向（本実施形態においては非吐出溝４が開口する開口部１４ｂの長手方向）における両端側の上面ＵＳに互いに電気的に分離する個別配線１５ｙを備え、一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方側の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。圧電体基板２は、更に、その上面ＵＳに吐出溝３の共通駆動電極１３ａと電気的に接続する共通配線１５ｘを備える。ここで、吐出溝３及び非吐出溝４は圧電体基板２の上面ＵＳから上面ＵＳとは反対側の下面ＬＳに貫通する。このように、個別配線１５ｙを非吐出溝４の一端側と他端側に振り分けて設置するので、個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチが粗くなり、第一の貫通電極２０（図２に記載）との間の電気的接続が容易となる。なお、図１では理解しやすくするために共通配線１５ｘと個別配線１５ｙに点描を施している。

圧電体基板２としてＰＺＴセラミックス基板を使用することができる。圧電体基板２は基板面の垂直方向に一様に分極処理が施されている。本実施形態では共通駆動電極１３ａ及び個別駆動電極１３ｂを圧電体基板２の厚さの略１／２よりも上面ＵＳ側に設置している。これに代えて、圧電体基板２として基板表面の垂直方向の上方に分極処理が施される圧電体と、垂直方向の下方に分極処理が施される圧電体とを積層したシェブロン型の積層圧電体基板を使用する場合は、共通駆動電極１３ａ及び個別駆動電極１３ｂを溝の上端から分極境界よりも深く設置することができる。

圧電体基板２は、更に、上面ＵＳに吐出溝３の共通駆動電極１３ａと電気的に接続する共通配線１５ｘを備える。共通配線１５ｘは、吐出溝３が上面ＵＳに開口する開口部の端部近傍であり、溝列５を囲むように設置され、複数の吐出溝３の側面に設置される複数の共通駆動電極１３ａと電気的に接続する。つまり、一の吐出溝３に設置される共通駆動電極１３ａと、他の一の吐出溝３に設置される他の共通駆動電極１３ａとは共通配線１５ｘを介して電気的に接続する。

なお、本実施形態において、吐出溝３が上面ＵＳには開口せず、下面ＬＳに開口し、共通配線１５ｘが上面ＵＳには設置されず、下面ＬＳに設置されるものであってもよい。つまり、上面ＵＳに吐出溝３と非吐出溝４が開口する、又は、下面ＬＳに吐出溝３と非吐出溝４が開口する場合の他に、上面ＵＳに吐出溝３又は非吐出溝４が開口し、下面ＬＳに非吐出溝４又は吐出溝３が開口する場合も、本発明の範囲に含まれる。

（第二実施形態）
図２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３は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド1の断面模式図である。図３（ａ）は液体噴射ヘッド１の吐出溝３に沿う断面模式図であり、図３（ｂ）は液体噴射ヘッド１の非吐出溝４に沿う断面模式図であり、図３（ｃ）は個別駆動電極１３ｂと第一の貫通電極２０との間の接続構造の変形例を表す断面模式図である。なお、本第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１は第一実施形態において説明した圧電体基板２を使用しているので、圧電体基板２についての詳細な説明は省略する。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２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に設置されるカバープレート８と、圧電体基板２の下面ＬＳに設置されるノズルプレート１０とを備える。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。

カバープレート８は、吐出溝３に連通する液室９と、個別配線１５ｙと電気的に接続する第一の貫通電極２０と、圧電体基板２の側とは反対側の表面に設置され第一の貫通電極２０と電気的に接続する個別端子１７とを有する。個別端子１７は、Ｌ字形を有し、Ｌ字形の底部において、吐出溝３を挟んで隣接する非吐出溝４の吐出溝３の側の側面に設置される２つの個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。従って、個別端子１７のＬ字形の底部は、圧電体基板２の上面ＵＳの法線方向から見る平面視において、吐出溝３を跨いでカバープレート８に設置される。

個別端子１７は非吐出溝４の両端側に設置され、非吐出溝４の一端側の個別端子１７と他端側の個別端子１７はＬ字形の底部を外側に上部を内側に向けて基準方向Ｋに配列する。Ｌ字形の上部は、外部回路と電気的に接続する電極端子として機能する。例えば、基準方向Ｋにフレキシブル回路基板を接続し、フレキシブル回路基板の配線と個別端子１７を電気的に接続して外部回路で生成される駆動信号を個別端子１７に供給することができる。また、フレキシブル回路基板に代えて、ワイヤーボンディング法により外部回路と接続することができる。これにより、個別配線１５ｙと同様に、カバープレート８の表面に形成される個別端子１７の配列ピッチも粗くなり、図示しないフレキシブル回路基板等の他の配線との間の接続も容易となる。

図３（ａ）及び（ｂ）を用いて具体的に説明する。吐出溝３は、圧電体基板２の上面ＵＳから下面ＬＳに向けて凸形状を有し、上面ＵＳから下面ＬＳに貫通する。非吐出溝４は、下面ＬＳから上面ＵＳに向けて凸形状を有し、下面ＬＳから上面ＵＳに貫通する。そのため、吐出溝３は、上面ＵＳに開口する開口部１４ａの溝方向の長さが非吐出溝４の上面ＵＳに開口する開口部１４ｂの溝方向の長さよりも長い。吐出溝３は、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも上面ＵＳ側の両側面に共通駆動電極１３ａを備え、非吐出溝４は、圧電体基板２の厚さの略１／２よりも上面ＵＳ側の両側面に個別駆動電極１３ｂを備える。

カバープレート８は、２つの液室９と、第一の貫通電極２０と、第一の貫通電極２０に電気的に接続する個別端子１７とを備える。カバープレート８は、更に、図示しない第二の貫通電極と、第二の貫通電極と電気的に接続する図示しない共通端子を備える。一方の液室９は複数の吐出溝３の一方側の端部に連通し、他方の液室９は複数の吐出溝３の他方側の端部に連通する。非吐出溝４は、液室９が設置される領域の上面ＵＳには開口せず、従って、液室９とは連通しない。第二の貫通電極は、カバープレート８の板厚方向に貫通し、共通配線１５ｘに電気的に接続する。第二の貫通電極は、カバープレート８の基準方向Ｋの端部に設置され、圧電体基板２の側とは反対側の表面に設置される図示しない共通端子と電気的に接続する。第一及び第二の貫通電極や、個別端子及び共通端子はめっき法等により低抵抗に形成することができる。また、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を有する材料を使用することができる。例えば、ＰＺＴセラミックスやマシナブルセラミックスを使用することができる。

なお、本発明において個別端子１７がＬ字形であることが必須要件ではなく、Ｔ字形であってもよいし、他の形状であってもよい。また、本第二実施形態においては、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が個別端子１７を介して電気的に接続するが、これに代えて、２つの個別駆動電極１３ｂが個別端子１７においては電気的に接続せず、他の配線や外部回路を介して電気的に接続してもよい。また、吐出溝３の基準方向Ｋの配列ピッチが微細になると、個別端子１７の基準方向Ｋの配列ピッチも微細になる。この場合は、個別端子１７のＬ字形の上部を削除し、一方側の個別端子１７と他方側の個別端子１７を離間させればよい。

液体噴射ヘッド１は次のように駆動する。まず、一方の液室９に液体を供給する。液体は、各吐出溝３に流入し、更に、他方の液室９に流出して排出される。そして、図示しない共通端子にＧＮＤ電位を、個別端子１７に駆動信号をそれぞれ与える。ＧＮＤ電位は、共通端子から図示しない第二の貫通電極を介して共通配線１５ｘに伝達し、各吐出溝３の共通駆動電極１３ａに与えられる。駆動信号は、個別端子１７から第一の貫通電極２０と個別配線１５ｙを介して非吐出溝４の個別駆動電極１３ｂに与えられる。すると、吐出溝３と非吐出溝４の間の側壁１８が厚みすべり変形し、吐出溝３の容積が拡大し、次に縮小して吐出溝３に圧力波が誘起される。この圧力波がノズル１１に伝達してノズル１１から液滴が吐出される。各個別端子１７に独立に駆動信号を与えて、各吐出溝３を独立に駆動することができる。液体は、吐出溝３に充填されるが非吐出溝４には充填されない。液体は、個別配線１５ｙ、第一の貫通電極２０及び個別端子１７には接しない。そのため、導電性の液体を使用しても液体を介して駆動信号が漏洩することがない。また、駆動信号を入力する個別端子１７や共通端子をカバープレート８に設置するので、圧電体基板２の溝方向の幅をカバープレート８と同じ幅とすることができ、液体噴射ヘッド１を小さく構成することができる。なお、液体は、一方の液室９と他方の液室９の両方から吐出溝３に供給してもよい。

なお、上述した実施形態においては、共通端子にＧＮＤ電位を印加し、個別端子１７に駆動信号を印加する技術について記載したが、本願発明はこの形態に限られるものではない。例えば、吐出溝３の駆動電極１３にＧＮＤ電位ではなく駆動信号を印加し、非吐出溝４にＧＮＤ電位を印加することも可能である。

図３（ｃ）は、第二実施形態の変形例を表す。カバープレート８は圧電体基板２の側の裏面に第一の中間電極２２を備える。第一の中間電極２２は、第一の貫通電極２０に電気的に接続するとともに、個別配線１５ｙに電気的に接続する。つまり、個別配線１５ｙは第一の中間電極２２と第一の貫通電極２０を介して個別端子１７に電気的に接続される。同様に、カバープレート８は、図示しない第二の貫通電極と、圧電体基板２の側とは反対側の表面に設置され、第二の貫通電極と電気的に接続する図示しない共通端子と、圧電体基板２の側の裏面に設置され、第二の貫通電極と電気的に接続する図示しない第二の中間電極とを備える。第二の中間電極は共通配線１５ｘに電気的に接続する。つまり、共通配線１５ｘは第二の中間電極と第二の貫通電極を介して共通端子に電気的に接続する。個別配線１５ｙと第一の中間電極２２の間、或いは、共通配線１５ｘと第二の中間電極の間は直接接触させて電気的に接続してもよいし、異方性導電シートを介して電気的に接続してもよい。第一の中間電極２２や第二の中間電極を設置することにより、圧電体基板２側とカバープレート８側との間の電気的な接触抵抗を低減させることができる。また、第一の貫通電極２０を個別配線１５ｙの上部に、或いは第二の貫通電極を共通配線１５ｘの上部に設置する必要が無くなり、設計自由度が拡大する。

なお、本第二実施形態において、吐出溝３及び非吐出溝４を円盤状ブレードの外周に切削材を埋め込んだダイシングブレードを用いて形成するために、溝端部が切り上がる又は切り下がる傾斜面となっている。しかし、本発明は、溝端部を傾斜面とすることが必須要件ではなく、上面ＵＳから下面ＬＳにストレートに貫通する溝であってもよい。この場合でも、上面ＵＳに接合するカバープレート８の液室９に非吐出溝４が連通しないように、非吐出溝４の溝方向の長さを吐出溝３の溝方向の長さよりも短く形成する。

また、本第二実施形態において、圧電体基板２の上面ＵＳに設置される共通配線１５ｘと個別配線１５ｙは、貫通電極を介してカバープレート８の外表面まで引出されるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、圧電体基板２の溝方向の幅をカバープレート８の溝方向の幅よりも広く形成し、共通配線１５ｘと個別配線１５ｙが露出するようにカバープレート８を上面ＵＳに設置する。この露出する共通配線１５ｘと個別配線１５ｙにフレキシブル回路基板を接続し、外部回路により生成される駆動信号を個別駆動電極１３ｂに伝達させることができる。この場合も、個別配線１５ｙは非吐出溝４の一端側と他端側に振り分けられるので、個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチが粗くなり、フレキシブル回路基板の配線との間の電気的接続が容易となる。

（第三実施形態）
図４は本発明の第三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）は圧電体基板２の上面模式図であり、図４（ｂ）はカバープレート８の上面模式図である。本実施形態においては、共通端子１６の形状が具体的に示され、第二の貫通電極２１が各吐出溝３に対応して複数設置され、個別端子１７はＴ字形を有する。その他の構成は第二実施形態と同様である。以下、主に第二実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成は説明を省略する。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（ａ）に示すように、吐出溝３の両端近傍であり、隣接する吐出溝３の間の圧電体基板２の上面ＵＳに共通配線１５ｘが設置され、共通配線１５ｘは隣接する吐出溝３の側面に設置される共通駆動電極１３ａと電気的に接続する。吐出溝３の両側面に設置される２つの共通駆動電極１３ａは吐出溝３の両端部の切り上がる傾斜面の底部において電気的に接続する。従って、吐出溝３に設置される共通駆動電極１３ａは共通配線１５ｘを介してすべて電気的に接続する。言いかえると、一の吐出溝３に設置される共通駆動電極１３ａと他の一の吐出溝３に設置される他の共通駆動電極１３ａとは圧電体基板２の上面ＵＳに設置される共通配線１５ｘを介して電気的に接続する。更に、第二実施形態と同様に、非吐出溝４の長手方向における両端側の上面ＵＳに互いに電気的に分離する個別配線１５ｙが設置され、一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方側の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。

カバープレート８は、隣接する吐出溝３の間に設置される共通配線１５ｘに対応して第二の貫通電極２１を備える。本実施形態においては、吐出溝３の両端近傍に共通配線１５ｘが設置され、各共通配線１５ｘに対応して第二の貫通電極２１が設置される。従って、カバープレート８は、吐出溝３の数の２倍の第二の貫通電極２１を備える。カバープレート８は、更に、圧電体基板２の側とは反対側の表面に、各第二の貫通電極２１に電気的に接続する共通端子１６を備える。従って、吐出溝３の両側面に設置される２つの共通駆動電極１３ａは２つの第二の貫通電極２１を介して共通端子１６と電気的に接続される。言いかえると、一の吐出溝３に設置される共通駆動電極１３ａと、他の一の吐出溝３に設置される他の共通駆動電極１３ａとはカバープレート８の表面に設置される共通端子１６を介して電気的に接続されることなる。更に、第一実施形態と同様に、カバープレート８は、個別配線１５ｙと電気的に接続する第一の貫通電極２０と、圧電体基板２の側とは反対側の表面に設置され第一の貫通電極２０と電気的に接続する個別端子１７を備える。

このように、各吐出溝３の両端近傍に第二の貫通電極２１を設置したことにより、共通端子１６と共通駆動電極１３ａとの間の電気抵抗が低下し、配線抵抗に基づく液滴の吐出異常が低減する。なお、第二の貫通電極２１を各吐出溝３の両端近傍に設置したが、吐出溝３の一方側にのみ第二の貫通電極２１を設置してもよいし、吐出溝３の２つおきに第二の貫通電極２１を設置してもよいし、更にまばらに第二の貫通電極２１を設置してもよい。要は、吐出異常が発生しない程度の密度で第二の貫通電極２１を設置すればよい。また、個別端子１７はＴ字形を有し、Ｔ字形の上部が２つの第一の貫通電極２０に電気的に接続し、Ｔ字形の下部が吐出溝３を覆い、外部回路に電気的に接続する端子として機能する。

（第四実施形態）
図５は、本発明の第第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図５（ａ）は液体噴射ヘッド１の圧電体基板２の上面模式図であり、図５（ｂ）は液体噴射ヘッド１の吐出溝３の溝方向に沿う断面模式図である。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。

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に設置されるカバープレート８と、圧電体基板２の側面ＳＳに設置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に開口する吐出溝３と上面ＵＳに開口する非吐出溝４が基準方向Ｋに交互に配列する溝列５を有し、吐出溝３の両側面に設置される共通駆動電極１３ａと、非吐出溝４の両側面に設置される個別駆動電極１３ｂとを備える。圧電体基板２は、非吐出溝４の長手方向（本実施形態においては非吐出溝４が開口する開口部１４の長手方向）における両端側の上面に互いに電気的に分離する個別配線１５ｙを備え、一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。圧電体基板２は、更に、その上面ＵＳに吐出溝３の共通駆動電極１３ａと電気的に接続する共通配線１５ｘを備える。

カバープレート８は、吐出溝３に連通する液室９と、個別配線１５ｙと電気的に接続する第一の貫通電極２０と、共通配線１５ｘと電気的に接続する第二の貫通電極２１と、第一の貫通電極２０と電気的に接続する個別端子１７と、第二の貫通電極２１と電気的に接続する共通端子１６とを備える。個別端子１７と共通端子１６はカバープレート８の圧電体基板２とは反対側の表面に設置される。個別端子１７は非吐出溝４の両端側に設置され、各個別端子１７は、吐出溝３を挟んで隣接する非吐出溝４の吐出溝３の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。従って、各個別端子１７は、圧電体基板２の上面ＵＳの法線方向から見る平面視において、吐出溝３を跨いでカバープレート８に設置される。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。

このように、個別配線１５ｙを非吐出溝４の一端側と他端側に振り分けて設置するので、個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチが粗くなり、第一の貫通電極２０との間の電気的接続が容易となる。同様に、カバープレート８の表面に形成される個別端子１７の配列ピッチも粗くなり、図示しないフレキシブル回路基板の配線との間の接続も容易となる。

圧電体基板２について具体的に説明する。吐出溝３は一方の側面ＳＳから他方の側面ＳＳの手前まで形成され、非吐出溝４は、一方の側面ＳＳの手前から他方の側面ＳＳの手前まで形成される。吐出溝３は上面ＵＳに開口し下面ＬＳには開口しない。非吐出溝４は、下面ＬＳの側からダイシングブレードにより研削して形成し、上面ＵＳに貫通させる。非吐出溝４の両端部はダイシングブレードの外形形状が転写され、下面ＬＳから上面ＵＳに向けて凸形状を有する。カバープレート８に形成される液室９は吐出溝３と他方側の端部において連通する。カバープレート８の液室９が開口する圧電体基板２の上面ＵＳには非吐出溝４が開口しないので、液室９が非吐出溝４と連通するのを阻止するためのスリットを液室９に設ける必要が無い。

（第五実施形態）
図６は本発明の第五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７は本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。図７（ａ）は液体噴射ヘッド１の吐出溝３に沿う断面模式図であり、図７（ｂ）は液体噴射ヘッド１の非吐出溝４に沿う断面模式図である。なお、図８及び図７では上下が反転している。第一実施形態と異なる点は、圧電体基板２のノズルプレート１０が設置される下面ＬＳに共通配線１５ｘや個別配線１５ｙが設置される点である。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６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に設置されるカバープレート８と、圧電体基板２の下面ＬＳに設置されるノズルプレート１０とを備える。圧電体基板２は、下面ＬＳに開口する吐出溝３と下面ＬＳに開口する非吐出溝４が基準方向Ｋに交互に配列する溝列５を有し、吐出溝３の両側面に設置される共通駆動電極１３ａと、非吐出溝４の両側面に設置される個別駆動電極１３ｂとを備える。圧電体基板２は、非吐出溝４の長手方向（本実施形態においては非吐出溝４が開口する開口部１４の長手方向）における両端側の下面ＬＳに互いに電気的に分離する個別配線１５ｙを備え、一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方側の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。圧電体基板２は、更に、下面ＬＳに吐出溝３の共通駆動電極１３ａと電気的に接続する共通配線１５ｘを備える。ここで、吐出溝３及び非吐出溝４は圧電体基板２の下面ＬＳから上面ＵＳに貫通するが、本発明はこれに限定されず、非吐出溝４は上面ＵＳ側に貫通しなくともよい。

ノズルプレート１０は、吐出溝３に連通するノズル１１を備え、圧電体基板２の下面ＬＳに設置される。ノズルプレート１０は、溝方向の幅が圧電体基板２の溝方向の幅よりも狭く、圧電体基板２のノズルプレート１０を設置したときに、非吐出溝４の両端側の下面ＬＳに形成される個別配線１５ｙと片方側に形成される共通配線１５ｘが露出する。この露出する共通配線１５ｘ及び個別配線１５ｙと図示しないフレキシブル回路基板の配線を電気的に接続し、外部から駆動信号を供給可能とする。カバープレート８には２つの液室９が形成され、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。このように、個別配線１５ｙを非吐出溝４の一端側と他端側に振り分けて設置するので、個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチが粗くなり、他の電極との接続が容易となる。また、非吐出溝４は、液室９が設置される領域の上面ＵＳには開口せず、液室９に、非吐出溝４との連通を遮断するためのスリットを設ける必要が無い。

図７（ａ）及び（ｂ）を用いて具体的に説明する。吐出溝３は、上面ＵＳから下面ＬＳに向けて凸形状を有する。非吐出溝４は、下面ＬＳから上面ＵＳに向けて凸形状を有し、溝方向の両端側が下面ＬＳから一定の深さを有する。その深さは圧電体基板２の厚さの略１／２よりも深い。吐出溝３は圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳ側の両側面に共通駆動電極１３ａを備える。非吐出溝４は圧電体基板２の厚さの略１／２よりも下面ＬＳ側の両側面に個別駆動電極１３ｂを備え、両側面の個別駆動電極１３ｂは互いに電気的に分離する。共通配線１５ｘは下面ＬＳに開口する吐出溝３の開口部よりも他方側に設置され、吐出溝３の両側面に設置される共通駆動電極１３ａと電気的に接続する。非吐出溝４の一端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の一方側の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続し、他端側の個別配線１５ｙは非吐出溝４の他方側の側面に設置される個別駆動電極１３ｂと電気的に接続する。更に、吐出溝３を挟んで隣接する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は個別配線１５ｙを介して電気的に接続する。そのため、非吐出溝４の一端側に設置される個別配線１５ｙは基準方向Ｋに配列する吐出溝３の一つ置きに設置される。非吐出溝４の他端側に設置される個別配線１５ｙも同様である。その結果、個別配線１５ｙの基準方向Ｋの配列ピッチが粗くなり、吐出溝３の配列ピッチが微細となる場合でも、他の配線との電気的な接続が容易となる。圧電体基板２の材料や液体噴射ヘッド１の動作は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

なお、本実施形態では、共通配線１５ｘ及び個別配線１５ｙにフレキシブル回路基板の配線を電気的に接続するが、これに代えて、ノズルプレート１０を溝方向に延長し、ノズルプレート１０にフレキシブル回路基板の機能を持たせることができる。この場合、ノズルプレート１０の圧電体基板２の側の表面に個別配線１５ｙと電気的に接続する配線を設置し、更に、ノズルプレート１０に共通配線１５ｘと電気的に接続する貫通電極を設置し、圧電体基板２の側とは反対側の表面にこの貫通電極と電気的に接続する配線を設置する。その結果、部品点数が減少するとともに、ノズルプレート１０のノズル１１と圧電体基板２の吐出溝３との間の位置合わせと、ノズルプレート１０の配線及び貫通電極と圧電体基板２の共通配線１５ｘ及び個別配線１５ｙとの間の位置合わせを同時に行うことができ、製造工数も低減する。

以上、第一〜第五実施形態において１列の溝列５を有する液体噴射ヘッド１について説明してきたが、本発明はこれらに限定されず、２列以上の溝列５が基準方向Ｋに並列する場合にも適用することができる。

（第六実施形態）
図８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、既に説明した第一〜第五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とを備えている。

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、
４ 非吐出溝４
５ 溝列
８ カバープレート
９ 液室
１０ ノズルプレート
１１ ノズル
１３ａ 共通駆動電極、１３ｂ 個別駆動電極
１４、１４ａ、１４ｂ 開口部
１５ｘ 共通配線、１５ｙ 個別配線
１６ 共通端子
１７ 個別端子
１８ 側壁
２０ 第一の貫通電極、２１ 第二の貫通電極
２２ 第一の中間電極
ＵＳ 上面、ＬＳ 下面、Ｋ 基準方向

Claims (13)

1. 表面に開口する吐出溝と前記表面に開口する非吐出溝が基準方向に交互に配列する溝列を有し、前記吐出溝の両側面に設置される共通駆動電極と、前記非吐出溝の両側面に設置される個別駆動電極とを備える圧電体基板を備え、
   前記圧電体基板は、前記非吐出溝の長手方向における両端側の前記表面に互いに電気的に分離する個別配線を備え、一端側の前記個別配線は前記非吐出溝の一方の側面に設置される前記個別駆動電極と電気的に接続し、他端側の前記個別配線は前記非吐出溝の他方の側面に設置される前記個別駆動電極と電気的に接続する液体噴射ヘッド。
2. 前記吐出溝は前記圧電体基板の上面に開口し、
   前記吐出溝に連通する液室を有し、前記圧電体基板の前記上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有し、前記圧電体基板の側面に設置されるノズルプレートと、を更に備える請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から前記上面とは反対側の下面に貫通し、前記非吐出溝は前記圧電体基板の前記上面に開口し、前記個別配線は前記圧電体基板の前記上面に設置され、
   前記吐出溝に連通する液室を有し前記圧電体基板の前記上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有し前記圧電体基板の前記下面に設置されるノズルプレートと、を更に備える請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記カバープレートは、前記個別配線と電気的に接続する第一の貫通電極と、前記圧電体基板の側とは反対側の表面に設置され前記第一の貫通電極と電気的に接続する個別端子とを備える請求項２又は３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記圧電体基板の前記上面の法線方向から見る平面視において、前記個別端子は前記吐出溝を跨いで前記カバープレートに設置される請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記圧電体基板の前記上面に前記共通駆動電極と電気的に接続する共通配線を備える請求項２〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記カバープレートは、前記共通配線と電気的に接続する第二の貫通電極と、前記圧電体基板の側とは反対側の表面に設置され前記第二の貫通電極と電気的に接続する共通端子とを備える請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 一の前記吐出溝の両側面に設置される前記共通駆動電極と、他の一の前記吐出溝の両側面に設置される他の前記共通駆動電極とは前記共通配線を介して電気的に接続する請求項６又は７に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記吐出溝を挟んで隣接する前記非吐出溝の前記吐出溝の側の側面に設置される２つの前記個別駆動電極は、前記個別端子を介して電気的に接続する請求項４又は５に記載される液体噴射ヘッド。
10. 配線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、前記配線が前記個別端子と電気的に接続して前記カバープレートの表面に接続される請求項４、５、９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記吐出溝は前記圧電体基板の上面から前記上面とは反対側の下面に貫通し、前記非吐出溝は前記圧電体基板の前記下面に開口し、前記個別配線は前記圧電体基板の前記下面に設置され、
    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有し前記圧電体基板の下面に設置されるノズルプレートと、を更に備える請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
12. 前記溝列が前記基準方向に複数並列する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
13. 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。

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