JP5891096B2 - 液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 Download PDF

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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の製造方法、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（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。
この種の液体噴射ヘッドとしてシェアモード型が知られている。シェアモード型の液体噴射ヘッドは、表面に対して垂直方向に分極処理が施される圧電性材料基板の表面に多数の並列する溝を形成し、隣接する溝の間の側壁の厚さ方向に電界を印加して側壁を厚み滑り変形させ、溝に充填される液体に圧力を印加し、溝に連通するノズルから液滴を吐出する。近年は、記録ドットの高密度化の要求に伴い、溝の狭ピッチ化、電極パターンの微細化が進んでいる。
特許文献１には、圧電性材料基板に多数の溝を形成し、無電解メッキ法により導電膜を形成して液体噴射ヘッドを製造する製造方法が記載されている。まず、基板表面の垂直方向に分極処理が施された２枚の圧電性材料基板を、分極方向を互いに反対に向けて接着剤により貼り合わせる。次に、圧電性材料基板の上面全面に液体レジスト又はドライフィルムにより被覆し硬化する。次に、ダイシングブレードを用いて溝幅は７０μｍ、深さは３００μｍの平行な複数列の溝を形成する。次に、親水化処理を施して圧電性材料基板の表面を改質し、次にメッキ前処理を行って圧電性材料基板の全面にメッキ触媒を付着させる。次に、無電解メッキ法によりメッキ膜を形成する。次に、レジスト膜（又はドライフィルム）を除去するリフトオフ法により駆動壁の上面からレジスト膜（又はドライフィルム）とともにメッキ膜を除去する。
図２２は、上記処理後の圧電性材料基板１０１の斜視図である（特許文献１の図７）。圧電性材料基板１０１には多数の平行する溝からなるチャンネル部１０２が形成される。各チャンネル部１０２は駆動壁１０３により離隔される。各駆動壁１０３の上面はリフトオフ法によりメッキ膜１２０が除去されて圧電性材料基板１０１が露出し、その他の表面はメッキ膜１２０により覆われている。
次に、圧電性材料基板１０１に感光性電着レジストを付着させてメッキ膜１２０の上にレジスト膜１３０を形成する。次に、電極パターンを形成する領域を遮光マスクにより遮光し、紫外線を照射して露光する。次に、現像液に浸漬しメッキ膜１２０を除去する領域のレジスト膜１３０を除去し、メッキ膜１２０を露出させる。図２３（ａ）〜（ｃ）は露光現像によりレジスト膜１３０のパターンが形成された圧電性材料基板１０１の表面を表す（特許文献１の図９）。図２３（ａ）は圧電性材料基板１０１の前側端面を表し、端面全面のレジスト膜１３０が露光現像により除去されて、メッキ膜１２０が全面に露出する。図２３（ｂ）は圧電性材料基板１０１の後側端面を表し、各駆動壁１０３の後側端面のメッキ膜１２０を縦方向に露出させる。図２３（ｃ）は圧電性材料基板１０１の底面を表し、後側端面に露出する各メッキ膜１２０と連続するようメッキ膜１２０を露出させる。次に、エッチング処理を行って露出するメッキ膜１２０を除去する。
図２４（ａ）〜（ｃ）は、エッチング処理後の圧電性材料基板１０１の表面を表し、それぞれ図２３（ａ）〜（ｃ）に対応する。圧電性材料基板１０１の前側端面からはメッキ膜１２０が除去され圧電性材料基板１０１が露出し、駆動壁１０３の側面には電極１０４が残される（図２４（ａ））。圧電性材料基板１０１の後側端面はメッキ膜１２０の除去部１４０によって電気的に分離される電極パターン１５０が形成される（図２４（ｂ））。圧電性材料基板１０１の裏面は後側端面の電極パターン１５０と電気的に接続される電極パターン１５０が形成される（図２４（ｃ））。次に、圧電性材料基板１０１の上面に各溝を塞ぐように図示しないカバー部材を接合し、圧電性材料基板１０１の前側のメッキ膜１２０が除去された表面にノズルプレートを接着し、圧電性材料基板１０１の底面に異方性導電フィルムを介してフレキシブルプリント基板を接合して、フレキシブルプリント基板の配線と底面の各電極パターン１５０とを電気的に接続する。
特開２００２−１７２７８９号公報
メッキ液に浸漬して電極を形成する場合に、圧電性材料基板１０１とメッキ膜１２０との間の密着性を確保するために、メッキ処理を行う前に圧電性材料基板１０１の表面を前処理する必要がある。しかし、レジスト膜には前処理液に対する耐性が無く、前処理液によってレジスト膜１３０が溶解し剥離する。そのため、特許文献１に記載されるように、駆動壁１０３の上面からメッキ膜１２０を均一に除去することは困難である。
そこで、上記のような無電解メッキ法を使用しないで蒸着法により導電膜を堆積し、リフトオフ法により電極パターンを形成することが考えられる。しかし、近年狭ピッチ化が進みチャンネル部１０２の溝幅が狭くなってきている。蒸着の際に狭い溝幅には金属蒸気が入り難く、壁面に必要な厚さの駆動電極を形成するためには長時間の蒸着が必要となる。そのため、駆動壁１０３の上端面に堆積される金属膜が厚くなり、リフトオフ法によって除去することが困難となる。
また、特許文献１においては、メッキ膜１２０の上にレジスト膜１３０を形成し、圧電性材料基板１０１の後側端面と底面をそれぞれ別々に遮光マスクを設置して露光・現像を行い、メッキ膜１２０をエッチングしてパターンを形成する。そのために、製造プロセスが長く、電極パターン形成に多大の時間を要する。
また、リフトオフ法やフォトリソグラフィ及びエッチング法を使用しないで、レーザー加工によってメッキ膜１２０のパターンを形成する方法も考えられる。しかし、レーザー加工では電極パターンを一ラインずつ加工しなければならず、やはり電極パターンの形成に多大な時間を要する。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、金属膜をレジスト等の感光性樹脂を用いないでパターンの形成が可能な液体噴射ヘッド及びそ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の製造方法は、アクチュエータ基板の表面の後方端の近傍に端子領域を定め、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に並列する複数の吐出溝を形成する溝形成工程と、前記端子領域に浅溝を形成する浅溝形成工程と、前記表面と前記吐出溝及び前記浅溝の側面及び底面に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記表面に形成される前記導電膜を研削して除去する研削工程と、前記端子領域を露出させ前記吐出溝を覆って前記表面にカバープレートを接合するカバープレート接合工程と、前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面にノズルプレートを接着するノズルプレート接着工程と、を備えることとした。
また、前記浅溝形成工程は、前記吐出溝と前記端子領域との間に前記吐出溝に連続する第一浅溝を形成し、前記端子領域に前記第一浅溝に連続する第二浅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、隣接する前記吐出溝の間に前記吐出溝と並列にダミー溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成する工程であり、前記浅溝形成工程は、前記第二浅溝を前記ダミー溝と交差する方向に形成するとともに、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に第三浅溝を形成する工程であり、前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部を面取りする面取り工程を備えることとした。
また、前記アクチュエータ基板の前記表面とは反対側の裏面を研削し、前記ダミー溝の底面に形成される前記導電膜を除去する裏面研削工程と、前記裏面にベース基板を接合するベース基板接合工程と、を備えることとした。
また、共通配線と個別配線が形成されるフレキシブル基板を、前記共通配線と前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させ、前記個別配線と前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させて前記端子領域に接着するフレキシブル基板接着工程を備えることとした。
また、前記溝形成工程は、吐出溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成し、隣接する前記吐出溝の間に前記吐出溝と並列にダミー溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成する工程であり、前記浅溝形成工程は、前記端子領域に前記吐出溝と交差する方向に第二浅溝を形成するとともに、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に第三浅溝を形成する工程であり、前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部と、前記第三浅溝と前記吐出溝が交差する交差部の前記吐出溝の側面と前記第三浅溝の側面及び底面との間の角部とを面取りする工程を備えることとした。
また、前記アクチュエータ基板の前記表面とは反対側の裏面を研削し、前記ダミー溝の底面に形成される前記導電膜を除去する裏面研削工程と、前記裏面にベース基板を接合するベース基板接合工程と、を備えることとした。
また、共通配線と個別配線が形成されるフレキシブル基板を、前記共通配線と前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させ、前記個別配線と前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させて前記端子領域に接着するフレキシブル基板接着工程を備えることとした。
また、前記導電膜形成工程は、メッキ法により前記導電膜を形成する工程であることとした。
本発明の液体噴射ヘッドは、表面の後方端の近傍に端子領域が定められ、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に向かって並列する複数の吐出溝が形成され、前記吐出溝の側面には駆動電極が形成されるアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板の前記表面に、前記吐出溝を覆い、前記端子領域を露出させて接合されるカバープレートと、前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面に接着されるノズルプレートと、配線電極を有し、前記端子領域に接着されるフレキシブル基板と、を備え、前記吐出溝と前記端子領域との間の前記表面に第一浅溝が形成され、前記端子領域には前記第一浅溝と深さの異なる第二浅溝が形成され、前記第一及び前記第二浅溝の側面と底面には前記駆動電極に電気的に接続する導電膜が形成され、前記導電膜と前記配線電極とが電気的に接続されることとした。
また、表面の後方端の近傍に端子領域が定められ、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に向かって並列する複数の吐出溝が形成され、隣接する前記吐出溝の間であり前記吐出溝に並列して前記前方端から前記後方端に亘ってダミー溝が形成され、前記吐出溝及び前記ダミー溝のそれぞれの側面には駆動電極が形成されるアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板の前記カバープレートとは反対側の裏面に接合されるベース基板と、前記アクチュエータ基板の前記表面に、前記吐出溝を覆い、前記端子領域を露出させて接合されるカバープレートと、前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面に接着されるノズルプレートと、配線電極を有し、前記端子領域に接着されるフレキシブル基板と、を備え、前記端子領域には浅溝が形成され、前記浅溝の側面と底面には前記駆動電極に電気的に接続する導電膜が形成され、前記導電膜と前記配線電極とが電気的に接続されることとした。
また、前記ダミー溝の底面に前記ベース基板が露出することとした。
また、前記吐出溝と前記端子領域との間の前記表面に第一浅溝が形成され、前記端子領域には前記浅溝に含まれる第二浅溝が前記第一浅溝に連続して形成されることとした。
また、前記浅溝には第三浅溝が含まれ、前記第二浅溝は前記ダミー溝と交差する方向に形成され、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に前記第三浅溝が形成され、前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との角部が面取りされて前記導電膜が除去されることとした。
また、前記配線電極は共通配線と個別配線とを備え、前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記共通配線に電気的に接続され、前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記個別配線に電気的に接続されることとした。
また、前記浅溝には第二浅溝と第三浅溝が含まれ、前記吐出溝は前記前方端から前記後方端に亘って形成され、前記第二浅溝は前記吐出溝と交差する方向に形成され、前記第三浅溝は前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に形成され、前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部と、前記第三浅溝と前記吐出溝が交差する交差部の前記吐出溝の側面と前記第三浅溝の側面及び底面との角部とが面取りされて前記導電膜が除去されることとした。
また、前記配線電極は共通配線と個別配線とを備え、前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記共通配線に電気的に接続され、前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記個別配線に電気的に接続されることとした。
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を往復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、アクチュエータ基板の表面の後方端の近傍に端子領域を定め、表面の前方端から端子領域の方向に並列する複数の吐出溝を形成する溝形成工程と、端子領域に浅溝を形成する浅溝形成工程と、表面と吐出溝及び浅溝の側面及び底面に導電膜を形成する導電膜形成工程と、表面に形成される導電膜を研削して除去する研削工程と、端子領域を露出させ吐出溝を覆って表面にカバープレートを接合するカバープレート接合工程と、アクチュエータ基板の吐出溝が開口する側面にノズルプレートを接着するノズルプレート接着工程と、を備える。つまり、導電膜を研削法により電極パターンに加工するので、製造工数の少ない簡便な方法により液体噴射ヘッドを製造することができる。
本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を表す工程図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程を説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程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製造方法を表す工程図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程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各製造工程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各製造工程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各製造工程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各製造工程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各製造工程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各製造工程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各製造工程を説明するための図である。 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研削工程の後のアクチュエータ基板の模式的な斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの面取り工程の後のアクチュエータ基板の模式的な斜視図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知のリフトオフ法により駆動壁の上面からメッキ膜を除去した圧電性材料基板の斜視図である。 従来公知のレジスト膜がパターニングされた圧電性材料基板の表面を表す。 従来公知のエッチング処理後の圧電性材料基板の表面を表す。
（第一実施形態）
図１〜図７は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド及びその製造方法を説明するための図である。図１は液体噴射ヘッド１の説明図であり、図２は液体噴射ヘッド１の製造方法を表す工程図であり、図３〜図７は液体噴射ヘッド１の各製造工程を説明するための図である。
図１（ａ）は液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、図１（ｂ）は部分ＡＡの断面模式図であり、図１（ｃ）は部分ＢＢの断面模式図の一部であり、それぞれ矢印方向から見る図である。図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、圧電体材料を含むアクチュエータ基板２と、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに接合されるカバープレート１０と、アクチュエータ基板２及びカバープレート１０の前方端ＦＥに接着されるノズルプレート１２と、アクチュエータ基板２の表面ＴＰの後方端ＲＥの近傍に定められる端子領域Ｒに接着されるフレキシブル基板１５をと備える。
アクチュエータ基板２は、基板面に対して垂直方向に分極され、分極向きが互いに反対方向の２枚の圧電体基板が積層される構造を有する。アクチュエータ基板２は、表面ＴＰの後方端ＲＥの近傍に端子領域Ｒが定められ、表面ＴＰの前方端ＦＥから端子領域Ｒの方向に並列する複数の吐出溝４が形成され、その吐出溝４の側面には駆動電極９が形成される。カバープレート１０は、複数の吐出溝４を覆い端子領域Ｒを露出させてアクチュエータ基板２の表面ＴＰに接合される。吐出溝４の上部開口がカバープレート１０により塞がれてチャンネル２４が構成される。カバープレート１０の後方側には液体供給室１１が形成され、液体供給室１１は各チャンネル２４に連通し液体の供給を可能とする。ノズルプレート１２はアクチュエータ基板２の吐出溝４が開口する側面に接着される。ノズルプレート１２にノズル１３が形成され、アクチュエータ基板２の側面に開口する吐出溝４（チャンネル２４）に連通する。
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、吐出溝４は前方端ＦＥから途中まで一定の深さで形成され、途中から次第に浅く形成される。吐出溝４の後方端ＲＥ側の端部から端子領域Ｒの間には、吐出溝４に連続する第一浅溝６ａが形成される。更に、端子領域Ｒには、第一浅溝６ａと、第一浅溝６ａと深さの異なる第二浅溝６ｂが形成される。第一浅溝６ａ及び第二浅溝６ｂの側面及び底面には導電膜８が形成され、吐出溝４の側面に形成される駆動電極９と吐出溝４の底面に形成される導電膜８に連続し電気的に接続される。フレキシブル基板１５のアクチュエータ基板２側には各第二浅溝６ｂに対応する位置に配線電極１６が形成される。フレキシブル基板１５は端子領域Ｒに図示しない異方性導電膜を介して接着される。これにより、配線電極１６は第一及び第二浅溝６ａ、６ｂの導電膜８を介して駆動電極９に電気的に接続される。
液体噴射ヘッド１は次のように駆動される。図示しない液体タンクから供給される液体は液体供給室１１に供給され、更に、各吐出溝４に供給される。フレキシブル基板１５の配線電極１６から駆動電極９に駆動信号が伝達されると、吐出溝４の両側の側壁１９が厚み滑り変形し、両側壁１９に挟まれるチャンネル２４は容積が瞬間的に増大し、次に縮小する。これにより、液体供給室１１から液体がチャンネル２４に引き込まれ、ノズル１３から液滴として吐出される。図１に示す場合は３サイクル駆動により各吐出溝４から順次液滴が吐出される。
ここで、アクチュエータ基板２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電セラミックス基板を使用することができる。２枚の圧電セラミックス基板に予め板面に対して垂直方向に分極処理を施し、分極方向を互いに反対向きに貼り合わせてアクチュエータ基板２を形成する。導電膜８は、スパッタリング法、上蒸着法或いは無電解メッキ法により０．１μｍ〜５μｍの厚さに形成することができる。無電解メッキ法によりＮｉ-Ｐを形成し、更にＡｕを積層すれば、低コストでかつ短時間に導電膜８を形成することができる。吐出溝４、第一浅溝６ａ及び第二浅溝６ｂは外周端部にダイヤモンドを埋め込んだダイシングブレード（ダイヤモンドホイール）を用いて、連続的に形成することができる。カバープレート１０は、アクチュエータ基板２と線膨張係数が近い材料を使用する。例えば、アクチュエータ基板２と同じ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。ノズルプレート１２はポリイミドフィルムを使用することができる。
吐出溝４の深さは３００μｍ〜４００μｍであり、吐出溝４の幅及び側壁１９の厚さは４０μｍ〜１００μｍである。第一浅溝６ａと第二浅溝６ｂとは深さが異なる。例えば、第一浅溝６ａを第二浅溝６ｂよりも浅く形成することができる。第一浅溝６ａは、その上部に接着剤を介してカバープレート１０が接合されることにより封止される。この場合に、第一浅溝６ａの底面に形成される導電膜８の上面とカバープレート１０のアクチュエータ基板２側の表面との間の隙間は小さいほうが望ましい。吐出溝４に供給される液体が第一浅溝６ａに滞留するのを防ぐためである。一方、フレキシブル基板１５は配線電極１６を第二浅溝６ｂに異方性導電膜を介して勘合させることにより強固に接着することができる。そのため、第二浅溝６ｂは第一浅溝６ａよりも深く形成することが好ましい。
なお、第一浅溝６ａを第二浅溝６ｂよりも深く形成することも可能である。この場合は、第一浅溝６ａとカバープレート１０との間に接着材を十分に供給し、第一浅溝６ａの底面に形成する導電膜８の上面とカバープレート１０の間を封止すればよい。また、必要に応じてカバープレート１０の後方端とアクチュエータ基板２との角部に封止材をモールドして第一浅溝６ａを完全に封止することができる。第一浅溝６ａ及び第二浅溝６ｂは０．１μｍ〜３０μｍの深さとし、いずれも吐出溝４と同じ溝幅とする。
このように、アクチュエータ基板２の表面ＴＰの端子領域Ｒに第二浅溝６ｂを形成し、この第二浅溝６ｂと吐出溝４に導電膜８を形成すればよいので、簡便な方法により液体噴射ヘッド１を形成することができる。
図２を用いて、本発明の第一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２に示すように、まず、基板形成工程Ｓ０において、圧電体材料を含むアクチュエータ基板２を形成する。次に、溝形成工程Ｓ１において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰの後方端ＲＥの近傍に端子領域Ｒを定め、表面ＴＰの前方端ＦＥから端子領域Ｒの方向に並列する複数の吐出溝４を形成する。次に、浅溝形成工程Ｓ２において、アクチュエータ基板２の端子領域Ｒに吐出溝４に連通する第一浅溝６ａ形成する。次に、導電膜形成工程Ｓ３において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰと、吐出溝４及び第一浅溝６ａの側面及び底面に導電膜を形成する。なお、導電膜を無電解メッキ法により形成すれば低コストで短時間に成膜することができるので特に有効である。
次に、研削工程Ｓ４において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに形成される導電膜８を研削して除去する。これにより、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに導電パターンが形成される。次に、カバープレート接合工程Ｓ５において、アクチュエータ基板２の端子領域Ｒを露出させ、吐出溝４を覆って表面ＴＰにカバープレート１０を接合する。次に、ノズルプレート接着工程Ｓ６において、アクチュエータ基板２の吐出溝４が開口する側面にノズルプレート１２を接着する。次に、フレキシブル基板接着工程Ｓ１０において、配線電極１６が形成されるフレキシブル基板１５を配線電極１６と第二浅溝６ｂの底面に形成される導電膜８とを電気的に接続させて端子領域Ｒに接着する。
このように、本発明の液体噴射ヘッド１の製造方法では、導電膜を形成する前後に感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂のパターンを形成後にリフトオフ法或いはエッチング法により導電膜のパターンを形成することに代えて、アクチュエータ基板２の表面に浅溝を形成し、次に全面に導電膜を形成した後に、基板表面を研削して浅溝に堆積した導電膜のパターンが残るようにする。そのため、パターン形成工数が少なく、レジスト膜の塗布、現像、露光、エッチングの複雑なフォトプロセスを繰り返して行う必要が無く、導電膜のパターンを形成することができる。
以下、図３〜図７により具体的に説明する。以下、同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
図３は基板形成工程Ｓ０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。基板形成工程Ｓ０において、基板面に垂直方向に分極処理を施した圧電体基板２ａと、反対方向に分極処理を施した圧電体基板２ｂとを接着剤により貼り合わせたアクチュエータ基板２を形成する。圧電体基板２ｂは圧電体基板２ａよりも厚く形成し、吐出溝４を形成したときに圧電体基板２ａと圧電体基板２ｂの境界が溝の深さの中間の位置となるようにする。アクチュエータ基板２はＰＺＴセラミックスを使用するが、ＰＺＴセラミックス以外のチタン酸バリウム等の他の圧電体基板を使用することができる。また、絶縁体基板の上の必要な領域に圧電体基板２ａ、２ｂの積層体を形成してアクチュエータ基板２としてもよい。
図４は溝形成工程Ｓ１及び浅溝形成工程Ｓ２を説明するための図であり、図４（ａ）はアクチュエータ基板２の部分的な平面模式図であり、図４（ｂ）は部分ＣＣの断面模式図であり、図４（ｃ）は部分ＤＤの断面模式図であり、図４（ｄ）は部分ＥＥの断面模式図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝形成工程Ｓ１においてアクチュエータ基板２の表面ＴＰに吐出溝４を形成し、引き続いて浅溝形成工程Ｓ２において吐出溝４に連続する第一浅溝６ａ及び第一浅溝６ａよりも深い第二浅溝６ｂを形成する。
吐出溝４は、ダイシングブレードを用いてアクチュエータ基板２の表面ＴＰの前方端ＦＥから端子領域Ｒの手前まで形成する。ダイシングブレードは円盤形状を有するので、図４（ｂ）に示すように、吐出溝４の後方端ＲＥ側の端部は円弧形状となる。吐出溝４を形成後、ダイシングブレードを上昇させて第一浅溝６ａを形成し、次に第一浅溝６ａに連続して第二浅溝６ｂを形成する。吐出溝４、及び、第一及び第二浅溝６ａ、６ｂは、後の研削工程において表面ＴＰを研削するので溝形成工程Ｓ１及び浅溝形成工程Ｓ２において研削する深さよりも最終形状は浅くなる。そのため、浅溝形成工程においては最終形状よりも深く形成しておくことが望ましい。吐出溝４は深さ３００μｍ〜４００μｍ、幅４０μｍ〜１００μｍに形成し、第一浅溝６ａは、吐出溝４に連続させて深さ１０μｍ〜４０μｍ、吐出溝４と同じ幅に形成し、第二浅溝６ｂは、第一浅溝６ａに連続させて深さ３０μｍ〜４０μｍ、第一浅溝６ａと同じ幅に形成する。図４（ｃ）に示すように、チャンネル２４を構成する領域の吐出溝４は一定の深さを有する。図４（ｄ）に示すように、端子領域Ｒに形成される第二浅溝６ｂは圧電体基板２ａの表面ＴＰに浅溝６として形成される。なお、すでに説明したように、第一浅溝６ａを第二浅溝６ｂよりも深く形成しても良いし、同じ深さに形成することも可能である。
図５は導電膜形成工程Ｓ３を説明するための図であり、図５（ａ）はアクチュエータ基板２の部分的な平面模式図であり、図５（ｂ）は部分ＦＦの断面模式図である。導電膜形成工程Ｓ３において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰと吐出溝４、第一浅溝６ａ及び第二浅溝６ｂの側面及び底面に無電解メッキ法により導電膜８を形成する。まず、アクチュエータ基板２の表面にメッキ前処理を施し、次に、無電解メッキ法によりＮｉ−Ｐを表面に析出させ、次にＡｕを析出させてＡｕ／Ｎｉ−Ｐからなる導電膜８を形成する。導電膜８は厚さ０．１μｍ〜５μｍ形成する。メッキ前処理を施すことにより導電膜８の密着性を向上させることができる。
図６は研削工程Ｓ４を説明するための図であり、図６（ａ）はアクチュエータ基板２の部分的な平面模式図であり、図６（ｂ）は部分ＧＧの断面模式図であり、図６（ｃ）は部分ＨＨの断面模式図である。図６（ａ）に示すように、研削工程Ｓ４において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに堆積した導電膜８を研削・除去し、表面ＴＰに導電膜８のパターンを形成する。研削は、幅の広い研削ブレード等を用い、導電膜８と表面ＴＰの表層を除去する。次に、研磨定盤を用いて表面ＴＰを平坦化する。これにより、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、吐出溝４の底面と側面、第一及び第二浅溝６ａ、６ｂの底面及び側面に導電膜８が残る。吐出溝４の側壁に堆積した導電膜８は駆動電極９となる。
第二浅溝６ｂの導電膜８は外部回路との接続用端子として機能する。各第二浅溝６ｂの導電膜８は対応する吐出溝４の駆動電極９にそれぞれ電気的に接続される。
図７（ａ）は、カバープレート接合工程Ｓ５において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰにカバープレート１０を接合した状態を表す断面模式図である。カバープレート１０は、アクチュエータ基板２の端子領域Ｒを露出させ、吐出溝４を覆うように表面ＴＰに接着剤により接合される。研削工程Ｓ４において、第一浅溝６ａに形成した導電膜８の上端面が表面ＴＰと同程度の高さに形成することにより、カバープレート１０と表面ＴＰとを面一に接合することができる。カバープレート１０と表面ＴＰが面一でない場合であっても、カバープレート１０はアクチュエータ基板２に接着剤を介して接合されるので、第一浅溝６ａは接着剤により封止される。カバープレート１０には液体供給室１１が形成され、液体供給室１１は各吐出溝４に連通する。なお、アクチュエータ基板２にカバープレート１０を接合した後にカバープレート１０の後方端とアクチュエータ基板２との角部に封止材をモールドして第一浅溝６ａを完全に封止することもできる。
図７（ｂ）は、ノズルプレート接着工程Ｓ６において、アクチュエータ基板２の吐出溝４が開口する前方端ＦＥの側面にノズルプレート１２を接着剤により接着した状態を表す断面模式図である。ノズルプレート１２にはノズル１３が形成され、ノズル１３が吐出溝４に連通する。図７（ｃ）は、アクチュエータ基板２の端子領域Ｒにフレキシブル基板１５を接着した状態を表す断面模式図である。フレキシブル基板１５には配線電極１６が形成され、配線電極１６と第二浅溝６ｂの導電膜８と図示しない異方性導電膜を介して電気的に接続する。第二浅溝６ｂは、浅溝形成工程Ｓ２において導電膜８の厚さと配線電極１６の厚さの合計の厚さよりも浅く形成しておく。これにより、導電膜８と配線電極１６間を電気的に接続することができる。
以上のとおり、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに第一浅溝６ａ及び第二浅溝６ｂを形成し、この第一及び第二浅溝６ａ、６ｂに無電解メッキ法により導電膜８を堆積し、その後、表面ＴＰの導電膜８を除去することにより導電膜８のパターンを形成するので、製造工程が短く、電極パターンをフォトリソグラフィ及びエッチング法を用いないで簡便に形成することができる。なお、導電膜形成工程Ｓ３において導電膜８を無電解メッキ法により形成したが、本発明はこれに限定されず、無電解メッキ法に代えてスパッタリング法や蒸着法により導電膜８を形成してもよい。
（第二実施形態）
図８〜図１７は本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド及びそ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の説明図であり、図９は液体噴射ヘッド１の製造方法を表す工程図であり、図１０〜図１７は液体噴射ヘッド１の各製造工程を説明するための図である。第一実施形態と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た。
図８（ａ）は液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、図８（ｂ）は吐出溝４の長手方向に沿った断面模式図であり、図８（ｃ）はダミー溝５の長手方向に沿った断面模式図である。図８に示すように、液体噴射ヘッド１は、圧電体材料を含むアクチュエータ基板２と、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに接合されるカバープレート１０と、アクチュエータ基板２及びカバープレート１０の前方の側面に接着されるノズルプレート１２と、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面ＴＰの端子領域Ｒに接着されるフレキシブル基板１５を備える。
アクチュエータ基板２は、圧電体材料から成り、分極方向が基板面に垂直で互いに反対方向を向く２枚の圧電体基板２ａ、２ｂを備える。アクチュエータ基板２のカバープレート１０とは反対側の裏面にはベース基板１４が接合される。アクチュエータ基板２は、表面ＴＰの後方端ＲＥの近傍に端子領域Ｒが定められ、表面ＴＰの前方端ＦＥから端子領域Ｒの方向に並列する複数の吐出溝４と、隣接する吐出溝４の間に吐出溝４と並列し前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘ってダミー溝５とが形成される。吐出溝４の側面には駆動電極９が形成され、吐出溝４の底面には導電膜８が形成される。ダミー溝５の側面には駆動電極９が形成され、ダミー溝５の底面にはベース基板１４が露出する。
カバープレート１０は、複数の吐出溝４及び複数のダミー溝５を覆い、端子領域Ｒを露出させてアクチュエータ基板２の表面ＴＰに接合される。カバープレート１０の後方側には液体供給室１１が形成され、液体供給室１１には吐出溝４に対応する位置にスリット２０が形成される。吐出溝４は上部開口がカバープレート１０により塞がれてチャンネル２４が構成され、このチャンネル２４はスリット２０を介して液体供給室１１と連通する。ダミー溝５は上部開口がカバープレート１０により塞がれて液体供給室１１とは連通しない。ノズルプレート１２はアクチュエータ基板２及びカバープレート１０の前方端ＦＥに接着される。ノズルプレート１２にノズル１３が形成され、アクチュエータ基板２の前方側の側面に開口する吐出溝４（チャンネル２４）に連通する。
図８（ｂ）に示すように、吐出溝４はアクチュエータ基板２の前方端ＦＥから端子領域Ｒの手前まで形成される。吐出溝４の後方側の端部はダイシングブレードの外形形状が転写された円弧形状を有する。吐出溝４の後方側の端部から端子領域Ｒの間に吐出溝４に連続する第一浅溝６ａが形成される。更に、端子領域Ｒには、第一浅溝６ａに連続しダミー溝５と交差する第二浅溝６ｂと、第二浅溝６ｂよりも後方端ＲＥの側に第二浅溝６ｂと並列に第三浅溝６ｃが形成される。第一浅溝６ａは第二及び第三浅溝６ｂ、６ｃよりも深さが浅く形成される。
図１４は、後に説明する面取り工程後のアクチュエータ基板２を表す部分斜視図であり、この図１４を参照して第一〜第三浅溝６ａ〜６ｃと導電膜８の構成を説明する。第一〜第三浅溝６ａ〜６ｃの側面及び底面には導電膜８が形成される。第二浅溝６ｂの底面及び側面に形成される導電膜８は第一浅溝６ａに形成される導電膜８を介して吐出溝４の側面に形成される駆動電極９に電気的に接続される。第三浅溝６ｃに形成される導電膜８はダミー溝５の側面に形成される駆動電極９に電気的に接続される。ここで、第二浅溝６ｂとダミー溝５が交差する交差部のダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの側面及び底面との角部には面取り部２１が形成され、導電膜８が除去される。その結果、第二浅溝６ｂの導電膜８と第三浅溝６ｃの導電膜８とは電気的に独立する。
図８（ｂ）に示すように、端子領域Ｒにフレキシブル基板１５が接着される。フレキシブル基板１５には第二浅溝６ｂに対応して共通配線１７が形成され、第三浅溝６ｃに対応して個別配線１８が形成される。フレキシブル基板１５は図示しない異方性導電膜を介して端子領域Ｒに接着される。その結果、第二浅溝６ｂの底面の導電膜８は、吐出溝４の側面の駆動電極９と共通配線１７とに電気的に接続され、第三浅溝６ｃの底面の導電膜８は、吐出溝４を挟む２つのダミー溝５の吐出溝４側の側面に形成される２つの駆動電極９と個別配線１８とに電気的に接続される。
液体噴射ヘッド１は次のように駆動される。図示しない液体タンクから供給される液体は液体供給室１１に供給され、スリット２０を介して各吐出溝４（チャンネル２４）に充填される。フレキシブル基板１５の共通配線１７と個別配線１８の間に駆動信号が与えられると第二浅溝６ｂの導電膜８と第三浅溝６ｃの導電膜８に伝達される。更に、駆動信号は吐出溝４の側面の２つの駆動電極９と、吐出溝４を挟む２つの側壁１９のダミー溝５側の駆動電極９に与えられ、側壁１９ａと側壁１９ｂ（図１４を参照）には側面に垂直方向に電界が印加されて厚み滑り変形する。これにより、両側壁１９ａ、１９ｂに挟まれる吐出溝４（チャンネル２４）は容積が瞬間的に増大し、次に縮小してノズル１３から液滴を吐出する。この場合は１サイクル駆動により各吐出溝４から順次液滴を吐出することができる。
アクチュエータ基板２の材料、吐出溝４、第一浅溝６ａの深さや幅、無電解メッキ法による導電膜８の形成、カバープレート１０及びノズルプレート１２等は、第一実施形態と同様なので説明を省略する。第二浅溝６ｂ及び第三浅溝６ｃの幅は吐出溝４や第一浅溝６ａよりも幅広に形成することができる。第二及び第三浅溝６ｂ、６ｃの深さは２０μｍ〜３０μｍとすることができる。第二及び第三浅溝６ｂ、６ｃは、導電膜８と共通配線１７又は個別配線１８の合計厚さよりも浅く形成する。
図９〜図１７を参照して本発明の第二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１０は基板形成工程Ｓ０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。基板形成工程Ｓ０において、基板面に対して垂直方向に分極処理が施され、分極方向が互いに反対方向に向いた２枚の圧電体基板を接着剤により貼り合わせてアクチュエータ基板２を形成する。圧電体基板２ｂは圧電体基板２ａよりも厚く形成し、後に吐出溝４やダミー溝５を形成したときに側壁が圧電体基板２ｂに固定されるようにする。アクチュエータ基板２の材料等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。
図１１は溝形成工程Ｓ１と浅溝形成工程Ｓ２を説明するための説明図である。図１１（ａ）がアクチュエータ基板２の部分平面模式図であり、図１１（ｂ）が部分ＩＩの断面模式図であり、図１１（ｃ）が部分ＪＪの断面模式図である。溝形成工程Ｓ１において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰの後方端ＲＥ近傍に端子領域Ｒを定め、表面ＴＰの前方端ＦＥから端子領域Ｒの方向に端子領域Ｒの手前まで並列する複数の吐出溝４と、隣接する吐出溝４の間に吐出溝４と並列にダミー溝５を前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成する。そして、浅溝形成工程Ｓ２において、吐出溝４と端子領域Ｒの間に第一浅溝６ａを形成し、端子領域Ｒに第一浅溝６ａに連続し、ダミー溝５と交差する方向に第二浅溝６ｂを形成し、更に第二浅溝６ｂよりも後方端ＲＥの側に第二浅溝６ｂと並列に第三浅溝６ｃを形成する。
吐出溝４、ダミー溝５及び第一〜第三浅溝６ａ、６ｂ、６ｃはダイシングブレードを用いて研削して形成することができる。実際には、吐出溝４とこれに連続する第一浅溝６ａを連続的に形成する。つまり、吐出溝４を形成する溝形成工程Ｓ１の後にこの吐出溝４に連続する第一浅溝６ａを浅溝形成工程Ｓ２において連続的に形成する、又はその逆の順で形成する。また、ダミー溝５は吐出溝４よりも深く形成する。吐出溝４は深さ３００μｍ〜４００μｍ、幅４０μｍ〜１００μｍに形成する。吐出溝４、ダミー溝５及び第一〜第三浅溝６ａ、６ｂ、６ｃは、後の研削工程において表面ＴＰを研削するので溝形成工程Ｓ１及び浅溝形成工程Ｓ２において研削する深さよりも最終形状は浅くなる。そのため、浅溝形成工程においては最終形状よりも深く形成しておくことが望ましい。例えば、後の研削工程で表面ＴＰを約１０μｍ研削するとして、第一浅溝６ａは、吐出溝４に連続させて深さ１０μｍ〜４０μｍ、幅を吐出溝４と同じに形成し、第二浅溝６ｂは、第一浅溝６ａに連続させて深さ３０μｍ〜４０μｍ、幅を第一浅溝６ａよりも広く形成する。第三浅溝６ｃは第二浅溝と同じ深さ、同程度の幅で形成することができる。ダミー溝５は吐出溝４と同程度の幅又は吐出溝４の幅よりも狭く、深さを吐出溝４よりも１０μｍ〜１００μｍ深く形成する。なお、すでに説明したように、第一浅溝６ａを第二浅溝６ｂ又は第三浅溝６ｃよりも深く形成しても良いし、同じ深さに形成することも可能である。
図１２は導電膜形成工程Ｓ３を説明するための図である。図１２（ａ）はアクチュエータ基板２の部分平面模式図であり、図１２（ｂ）は部分ＬＬの断面模式図である。導電膜形成工程Ｓ３において、無電解メッキ法によりアクチュエータ基板２の表面ＴＰと、吐出溝４、ダミー溝、第一〜第三浅溝６ａ〜６ｃの底面及び側面に導電膜８を形成する。メッキ前処理、無電解メッキ法、材料等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。
図１３は研削工程Ｓ４を説明するための図である。図１３（ａ）はアクチュエータ基板２の部分平面模式図であり、図１３（ｂ）は部分ＮＮの断面模式図である。研削工程Ｓ４において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰに形成される導電膜８を研削して除去する。研削は、幅の広い研削ブレード等を用い、導電膜８と表面ＴＰの表層を除去し、研磨定盤を用いて表面ＴＰを平坦化する。これにより、表面ＴＰ近傍に導電膜８のパターンを形成することができる。なお、吐出溝４の側面に形成される導電膜８、即ち駆動電極９は第一浅溝６ａを介して第二浅溝６ｂに電気的に接続される。また、ダミー溝５の側面に形成される導電膜８、即ち駆動電極９は、ダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの底面及び側面の角部に堆積した導電膜８を介して吐出溝４の駆動電極９に導通する。また、ダミー溝５の側面に形成される駆動電極９は、ダミー溝５の側面と第三浅溝６ｃの底面及び側面の角部に堆積した導電膜８を介して第三浅溝６ｃの底面の導電膜８に導通する。従って、この状態では吐出溝４の駆動電極９とダミー溝５の駆動電極９は電気的に接続する。
図１４は面取り工程Ｓ７を説明するための図であり、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥの部分斜視図である。面取り工程Ｓ７において、第二浅溝６ｂとダミー溝５が交差する交差部のダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの側面及び底面との間の角部を面取りする。例えばダミー溝５を形成したダイシングブレードの厚さよりも若干厚いブレードを用いて容易に面取りすることができる。その結果、ダミー溝５の側面の駆動電極９と吐出溝４の側面の駆動電極９とが電気的に分離して、第二浅溝６ｂの導電膜８と第三浅溝６ｃの導電膜８は端子電極として機能する。
図１５はカバープレート接合工程Ｓ５を説明するための断面模式図である。カバープレート接合工程Ｓ５において、端子領域Ｒを露出させ吐出溝４及びダミー溝５を覆って表面ＴＰに接着剤を介してカバープレート１０を接合する。第一浅溝６ａは接着剤により封止される。カバープレート１０には液体供給室１１が形成され、液体供給室１１と吐出溝４とはスリット２０を介して連通し、ダミー溝５の上部開口はカバープレート１０により閉塞される。その結果、液体供給室１１に供給される液体は吐出溝４に流入するがダミー溝５には流入しない。
図１６は裏面研削工程Ｓ８及びベース基板接合工程Ｓ９を説明するための図であり、図１６（ａ）が裏面研削工程Ｓ８の後の断面模式図であり、図１６（ｂ）がベース基板接合工程Ｓ９の後の断面模式図である。裏面研削工程Ｓ８において、アクチュエータ基板２の表面ＴＰとは反対側の裏面ＢＰを研削して、ダミー溝５の底面を除去し、吐出溝４の底面を残す。これにより、ダミー溝５の底面に形成される導電膜８は除去され、ダミー溝５の両側面に形成される駆動電極９ａ、９ｂは電気的に分離される。
次に、ベース基板接合工程Ｓ９において、研削した裏面ＢＰにベース基板１４を接合し裏面ＢＰに開口するダミー溝５を塞ぐ。ベース基板１４は比誘電率の小さい絶縁体を用いる。その結果、ダミー溝５の底面に比誘電率の大きな圧電体が存在する場合よりも駆動電極９ａと駆動電極９ｂの間の容量結合が小さくなり、駆動電極９ａと駆動電極９ｂ間のクロストークが低減する。
図１７は、ノズルプレート接着工程Ｓ６及びフレキシブル基板接着工程Ｓ１０を説明するための液体噴射ヘッド１の断面模式図である。ノズルプレート接着工程Ｓ６において、アクチュエータ基板の吐出溝４が開口する側面にノズルプレート１２を接合する。次に、フレキシブル基板接着工程Ｓ１０において、共通配線１７と個別配線１８が形成されるフレキシブル基板１５を共通配線１７と第二浅溝６ｂの底面に形成される導電膜８とを電気的に接続させ、個別配線１８と第三浅溝６ｃの底面に形成される導電膜８とを電気的に接続させて端子領域Ｒに接着する。
このように、無電解メッキ法により導電膜を形成する前後に感光性樹脂（レジスト膜）やフォトリソグラフィ及びエッチング法を使用することなく電極パターンを形成するとともに、ダミー溝の両側面に形成される駆動電極を研削法により一括して分離するので、製造工数の少ない簡便な方法で液体噴射ヘッドを製造することができる。
（第三実施形態）
図１８は本発明の第三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１８（ａ）は、吐出溝４の溝方向の断面模式図であり、図１８（ｂ）はダミー溝５の溝方向の断面模式図である。第一及び第二実施形態と異なる部分は、吐出溝４とダミー溝５がアクチュエータ基板２の前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成され、カバープレート１０の後方端において吐出溝４とダミー溝５が封止材２３により封止される点である。以下、主に第二実施形態と異なる部分について説明する。第一実施形態又は第二実施形態と同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
アクチュエータ基板の表面ＴＰの後方端ＲＥの近傍に端子領域Ｒが構成され、表面ＴＰの図示しない前方端から後方端ＲＥに亘って吐出溝４とダミー溝５が交互に並列して形成される。図１８（ａ）に示すように、吐出溝４の底部にはベース基板１４と、ベース基板１４の上に薄く残されるアクチュエータ基板２ｂが形成される。吐出溝４の底面及び側面には導電膜８及び駆動電極９が形成される。吐出溝４は、カバープレート１０の液体供給室１１とスリット２０を介して連通し、カバープレート１０の後方端において封止材２３により封止される。端子領域Ｒには第二浅溝６ｂと第三浅溝６ｃが形成され、第二浅溝６ｂは吐出溝４に交差する方向に形成され、第三浅溝６ｃは第二浅溝６ｂよりも後方端ＲＥの側に第二浅溝６ｂと並列に形成される。
吐出溝４の後方端ＲＥ側の側面に形成される導電膜８と第二浅溝６ｂの底面及び側面に形成される導電膜８とは電気的に接続する。第三浅溝６ｃと吐出溝４が交差する交差部の吐出溝４の側面と第三浅溝６ｃの側面及び底面との間の角部は面取りされて面取り部２１ｂが形成される。吐出溝４の側面に形成される導電膜８と第三浅溝６ｃの底面と側面に形成される導電膜８とは電気的に分離される。
図１８（ｂ）に示すように、図示しないアクチュエータ基板２のカバープレート１０とは反対側の裏面にベース基板１４が接合され、ダミー溝５の底部にはベース基板１４が露出する。ダミー溝５の側面には導電膜８及び駆動電極９が形成される。ダミー溝５は、カバープレート１０の液体供給室１１とは連通せず、カバープレート１０の後方端において封止材２３により封止される。ダミー溝５の後方端ＲＥ側の側面に形成される導電膜８と第三浅溝６ｃの底面及び側面に形成される導電膜８とは電気的に接続する。第二浅溝６ｂとダミー溝５が交差する交差部のダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの側面及び底面との間の角部は面取りされて面取り部２１ａが形成される。ダミー溝５の側面に形成される導電膜８と第二浅溝６ｂの底面と側面に形成される導電膜８とは電気的に分離される。
図２０は、この後説明する液体噴射ヘッド１の製造方法における面取り工程の後のアクチュエータ基板２の斜視図であり、この図を参照して第二浅溝６ｂ及び第三浅溝６ｃを説明する。アクチュエータ基板２の表面には吐出溝４とダミー溝５が交互に形成される。そして、第二浅溝６ｂとダミー溝５が交差する交差部のダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの側面及び底面との間の角部に面取り部２１ａが形成される。同様に、第三浅溝６ｃと吐出溝４が交差する交差部の吐出溝４の側面と第三浅溝６ｃの側面及び底面との角部に面取り部２１ｂが形成される。面取り部２１ａは導電膜８が除去され、ダミー溝５の側面の駆動電極９と第二浅溝６ｂの底面の導電膜８とが電気的に分離される。また、面取り部２１ｂは導電膜８が除去され、吐出溝４の側面の駆動電極９と第三浅溝６ｃの底面の導電膜８とが電気的に分離される。これにより、吐出溝４の側面に形成される駆動電極９とダミー溝５の側面に形成される駆動電極９とは電気的に分離される。
再び図１８に戻り、端子領域Ｒには共通配線１７と個別配線１８を備えるフレキシブル基板１５が接着される。フレキシブル基板１５の共通配線１７は図示しない異方性導電膜を介して第二浅溝６ｂの導電膜８と電気的に接続し、個別配線１８は図示しない異方性導電膜を介して第三浅溝６ｃの導電膜８と電気的に接続する。その他の構成は第二実施形態と同様である。
第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法は、基本的に第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の製造方法と同じであり、以下、異なる点について説明する。溝形成工程Ｓ１において、吐出溝４をアクチュエータ基板２の表面ＴＰの前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成し、隣接する吐出溝４の間に吐出溝４と並列にダミー溝５を前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成する。この場合に、第二実施形態と同様に、ダミー溝５は吐出溝４よりも深く形成する。次に、浅溝形成工程Ｓ２、導電膜形成工程Ｓ３及び研削工程Ｓ４を行うが、これらの工程は第二実施形態と同様なので、説明を省略する。
図１９は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の研削工程Ｓ４の後のアクチュエータ基板２の模式的な斜視図である。図に示すように、吐出溝４とダミー溝５が前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成され、端子領域Ｒには第二浅溝６ｂと第三浅溝６ｃが吐出溝４及びダミー溝５に交差する方向に形成される。吐出溝４、ダミー溝５、第二浅溝６ｂ及び第三浅溝６ｃの側面及び底面には導電膜８が形成される。
次に、図２０に示すように、面取り工程Ｓ７において、第二浅溝６ｂとダミー溝５が交差する交差部のダミー溝５の側面と第二浅溝６ｂの側面及び底面との間の角部を面取りして面取り部２１ａを形成し、ダミー溝５の駆動電極９と第二浅溝６ｂの底面の導電膜８とを電気的に分離する。また、第三浅溝６ｃと吐出溝４が交差する交差部の吐出溝４の側面と第三浅溝６ｃの側面及び底面との間の角部を面取りして面取り部２１ｂを形成し、吐出溝４と第三浅溝６ｃの底面の導電膜８とを電気的に分離する。
次に、カバープレート接合工程Ｓ５、裏面研削工程Ｓ８、ベース基板接合工程Ｓ９、ノズルプレート接着工程Ｓ６及びフレキシブル基板接着工程Ｓ１０を行う。これらの工程は第二実施形態と同様なので説明を省略する。なお、吐出溝４の後方側の開口を図示しない封止材２３により封止する。
このように、吐出溝４とダミー溝５を前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘ってストレートに形成するので、吐出溝４にダイシングブレードの外形が転写される領域が無く、前方端ＦＥと後方端ＲＥの間の長さを大幅に短くすることが可能となり、液体噴射ヘッド１を小型化することができる。また、すでに説明したように、導電膜８を形成する前後に感光性樹脂膜を形成してフォトリソグラフィ及びエッチング処理を行う必要が無く、製造工数の少ない簡便な方法により製造することができる。
（第四実施形態）
図２１は本発明の第四実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。液体噴射装置５０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。各液体噴射ヘッド１、１’は複数のヘッドチップを備え、各ヘッドチップは複数のチャンネルを備え、各チャンネルに連通するノズルから液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第三実施形態のいずれかを使用する。
液体噴射装置５０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。
１ 液体噴射ヘッド
２ アクチュエータ基板
２ａ、２ｂ 圧電体基板
４ 吐出溝
５ ダミー溝
６ 浅溝、６ａ 第一浅溝、６ｂ 第二浅溝、６ｃ 第三浅溝
８ 導電膜
９、９ａ、９ｂ 駆動電極
１０ カバープレート
１１ 液体供給室
１２ ノズルプレート
１３ ノズル
１４ ベース基板
１５ フレキシブル基板
１６ 配線電極、１７ 共通配線、１８ 個別配線
１９、１９ａ、１９ｂ 側壁
２０ スリット
２１ 面取り部
２３ 封止材
２４ チャンネル
ＴＰ 表面、ＢＰ 裏面、ＦＥ 前方端、ＲＥ 後方端
Ｒ 端子領域

Claims (17)

  1. アクチュエータ基板の表面の後方端の近傍に端子領域を定め、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に並列する複数の吐出溝を形成する溝形成工程と、前記端子領域に浅溝を形成する浅溝形成工程と、 前記表面と前記吐出溝及び前記浅溝の側面及び底面に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記表面に形成される前記導電膜を研削して除去する研削工程と、前記端子領域を露出させ前記吐出溝を覆って前記表面にカバープレートを接合するカバープレート接合工程と、前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面にノズルプレートを接着するノズルプレート接着工程と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法であって、
    前記浅溝形成工程は、前記吐出溝と前記端子領域との間に前記吐出溝に連続する第一浅溝を形成し、前記端子領域に前記第一浅溝に連続する第二浅溝を形成する工程である液体噴射ヘッドの製造方法。
  2. 前記溝形成工程は、さらに、隣接する前記吐出溝の間に前記吐出溝と並列にダミー溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成する工程であり、
    前記浅溝形成工程は、前記第二浅溝を前記ダミー溝と交差する方向に形成するとともに、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に第三浅溝を形成する工程であり、
    前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部を面取りする面取り工程を備える請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  3. 前記アクチュエータ基板の前記表面とは反対側の裏面を研削し、前記ダミー溝の底面に形成される前記導電膜を除去する裏面研削工程と、
    前記裏面にベース基板を接合するベース基板接合工程と、を備える請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  4. 共通配線と個別配線が形成されるフレキシブル基板を、前記共通配線と前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させ、前記個別配線と前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させて前記端子領域に接着するフレキシブル基板接着工程を備える請求項２又は３に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  5. 前記溝形成工程は、さらに、吐出溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成し、隣接する前記吐出溝の間に前記吐出溝と並列にダミー溝を前記前方端から前記後方端に亘って形成する工程であり、
    前記浅溝形成工程は、前記端子領域に前記吐出溝と交差する方向に第二浅溝を形成するとともに、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に第三浅溝を形成する工程であり、
    前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部と、前記第三浅溝と前記吐出溝が交差する交差部の前記吐出溝の側面と前記第三浅溝の側面及び底面との間の角部とを面取りする工程を備える請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  6. 前記アクチュエータ基板の前記表面とは反対側の裏面を研削し、前記ダミー溝の底面に形成される前記導電膜を除去する裏面研削工程と、
    前記裏面にベース基板を接合するベース基板接合工程と、を備える請求項５に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  7. 共通配線と個別配線が形成されるフレキシブル基板を、前記共通配線と前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させ、前記個別配線と前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜とを電気的に接続させて前記端子領域に接着するフレキシブル基板接着工程を備える請求項５又は６に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  8. 前記導電膜形成工程は、メッキ法により前記導電膜を形成する工程である請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
  9. 表面の後方端の近傍に端子領域が定められ、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に向かって並列する複数の吐出溝が形成され、前記吐出溝の側面には駆動電極が形成されるアクチュエータ基板と、
    前記アクチュエータ基板の前記表面に、前記吐出溝を覆い、前記端子領域を露出させて接合されるカバープレートと、
    前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面に接着されるノズルプレートと、
    配線電極を有し、前記端子領域に接着されるフレキシブル基板と、を備え、
    前記吐出溝と前記端子領域との間の前記表面に第一浅溝が形成され、前記端子領域には前記第一浅溝と深さの異なる第二浅溝が形成され、前記第一及び前記第二浅溝の側面と底面には前記駆動電極に電気的に接続する導電膜が形成され、前記導電膜と前記配線電極とが電気的に接続される液体噴射ヘッド。
  10. 表面の後方端の近傍に端子領域が定められ、前記表面の前方端から前記端子領域の方向に向かって並列する複数の吐出溝が形成され、隣接する前記吐出溝の間であり前記吐出溝に並列して前記前方端から前記後方端に亘ってダミー溝が形成され、前記吐出溝及び前記ダミー溝のそれぞれの側面には駆動電極が形成されるアクチュエータ基板と、
    前記アクチュエータ基板の前記表面に、前記吐出溝を覆い、前記端子領域を露出させて接合されるカバープレートと、
    前記アクチュエータ基板の前記カバープレートとは反対側の裏面に接合されるベース基板と、
    前記アクチュエータ基板の前記吐出溝が開口する側面に接着されるノズルプレートと、
    配線電極を有し、前記端子領域に接着されるフレキシブル基板と、を備え、
    前記端子領域には浅溝が形成され、前記浅溝の側面と底面には前記駆動電極に電気的に接続する導電膜が形成され、前記導電膜と前記配線電極とが電気的に接続される液体噴射ヘッド。
  11. 前記ダミー溝の底面に前記ベース基板が露出する請求項１０に記載の液体噴射ヘッド。
  12. 前記吐出溝と前記端子領域との間の前記表面に第一浅溝が形成され、前記端子領域には前記浅溝に含まれる第二浅溝が前記第一浅溝に連続して形成される請求項１０又は１１に記載の液体噴射ヘッド。
  13. 前記浅溝には第三浅溝が含まれ、
    前記第二浅溝は前記ダミー溝と交差する方向に形成され、前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に前記第三浅溝が形成され、
    前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との角部に、前記ダミー溝の側面に形成された前記駆動電極と、前記第二浅溝の側面及び底面に形成された前記導電膜とが電気的に導通しない面取り部が形成される請求項１２に記載の液体噴射ヘッド。
  14. 前記配線電極は共通配線と個別配線とを備え、
    前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記共通配線に電気的に接続され、
    前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記個別配線に電気的に接続される請求項１３に記載の液体噴射ヘッド。
  15. 前記浅溝には第二浅溝と第三浅溝が含まれ、
    前記吐出溝は前記前方端から前記後方端に亘って形成され、
    前記第二浅溝は前記吐出溝と交差する方向に形成され、前記第三浅溝は前記第二浅溝よりも前記後方端の側に前記第二浅溝と並列に形成され、
    前記第二浅溝と前記ダミー溝が交差する交差部の前記ダミー溝の側面と前記第二浅溝の側面及び底面との間の角部に、前記ダミー溝の側面に形成された前記駆動電極と、前記第二浅溝の側面及び底面に形成された前記導電膜とが電気的に導通しない面取り部が形成され、かつ前記第三浅溝と前記吐出溝が交差する交差部の前記吐出溝の側面と前記第三浅溝の側面及び底面との角部に、前記吐出溝の側面に形成された前記駆動電極と、前記第三浅溝の側面及び底面に形成された前記導電膜とが電気的に導通しない面取り部が形成される請求項１０又は１１に記載の液体噴射ヘッド。
  16. 前記配線電極は共通配線と個別配線とを備え、
    前記第二浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記共通配線に電気的に接続され、
    前記第三浅溝の底面に形成される前記導電膜は前記個別配線に電気的に接続される請求項１５に記載の液体噴射ヘッド。
  17. 請求項９又は１０に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドを往復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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