(57)【要約】【課題】アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差によりノズル８の位置が変化することや、アクチュエータ基板２が破損することを防止する。【解決手段】本発明の液体噴射ヘッド１は、長手方向に複数のチャンネル６が配列するチャンネル列７を有するアクチュエータ基板２と、板厚方向に貫通する貫通窓１１にアクチュエータ基板２と装着され、アクチュエータ基板２と接着剤５を介して接合されるキャップ部材３と、複数のノズル８が配列するノズル列９を有し、アクチュエータ基板２の側面ＳＰに接着されるノズルプレート４とを備える。アクチュエータ基板２はその長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａ側の端部に位置するチャンネル６ａとの間に第一緩衝溝１０ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数の前記チャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、
板厚方向に貫通する貫通窓を有し、前記貫通窓に前記側面が前記貫通窓の開口面と略平行に装着され、前記アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、
長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数の前記ノズルと複数の前記チャンネルとがそれぞれ連通して前記側面に接着されるノズルプレートと、を備え、
前記アクチュエータ基板は、その長手方向の一方端と前記チャンネル列の前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第一緩衝溝を有する液体噴射ヘッド。
【請求項２】
複数の前記チャンネルは前記アクチュエータ基板の長手方向に所定のピッチで配列し、前記第一緩衝溝と前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間の距離は前記ピッチとは異なる請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一緩衝溝は、前記チャンネルとは形状が異なる請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第一緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが短い請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第一緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが長い請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第一緩衝溝は、前記アクチュエータ基板の板厚方向に貫通する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記側面は前記キャップ部材の外表面と面一に設置され、
前記ノズルプレートは前記外表面に延在して接着され、
前記ノズルプレートの側において、前記貫通窓の内壁面と前記アクチュエータ基板の外表面との間は前記接着剤が充填される請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記アクチュエータ基板は、前記チャンネルに充填される液体に圧力を印加する圧電体基板と前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートとを備え、
前記チャンネル列は前記圧電体基板の前記上面に設置され、前記第一緩衝溝は前記圧電体基板に設置される請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記カバープレートは、前記圧電体基板の側の表面に前記第一緩衝溝に対向する第二緩衝溝を有し、前記上面に前記チャンネル列を覆い端面が前記側面と面一に接合される請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記第二緩衝溝は前記カバープレートの板厚方向に貫通する請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
前記アクチュエータ基板は、その長手方向の他方端と前記チャンネル列の前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第三緩衝溝を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１２】
複数の前記チャンネルは前記アクチュエータ基板の長手方向に所定のピッチで配列し、前記第三緩衝溝と前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間の距離は前記ピッチとは異なる請求項１１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１３】
前記第三緩衝溝は、前記チャンネルとは形状が異なる請求項１１又は１２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１４】
前記第三緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが短い請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１５】
前記第三緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが長い請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１６】
前記第三緩衝溝は、前記アクチュエータ基板の板厚方向に貫通する請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１７】
前記アクチュエータ基板は、前記チャンネルに充填される液体に圧力を印加する圧電体基板と前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートとを備え、
前記圧電体基板は、前記上面に前記チャンネル列が設置され、前記上面の長手方向の他方端と前記チャンネル列の前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第三緩衝溝を有し、
前記カバープレートは、前記圧電体基板の側の表面に前記第一緩衝溝及び前記第三緩衝溝にそれぞれ対向する第二緩衝溝及び第四緩衝溝を有し、前記上面に前記チャンネル列を覆い端面が前記側面と面一に接合される請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１８】
前記接着剤はショア硬度が８０°を下回らない請求項１〜１７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１９】
前記圧電体基板は圧電セラミックス材料からなり、前記キャップ部材は金属材料又はプラスチック材料からなる請求項１〜１８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
圧電体基板の上面に、前記上面の長手方向に配列する複数のチャンネルからなるチャンネル列を形成するチャンネル形成工程と、
前記上面の長手方向の一方端と前記チャンネル列の前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に前記チャンネルとは形状の異なる第一緩衝溝を形成する緩衝溝形成工程と、
前記チャンネル列を覆って前記上面にカバープレートを接合し、前記複数のチャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板を形成するカバープレート接合工程と、
前記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、
キャップ部材の貫通窓に前記側面を前記貫通窓の開口面と略平行に装着し、前記アクチュエータ基板と前記キャップ部材とを接着剤を介して接合するキャップ部材接合工程と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さを短く形成する請求項２１に記載される液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さを長く形成する請求項２１に記載される液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりも深く形成する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりも浅く形成する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２６】
前記キャップ部材接合工程は、前記ノズルプレートを接着したアクチュエータ基板を前記貫通窓に嵌挿し、前記ノズルプレートの側の前記貫通窓の内壁面と前記アクチュエータ基板の外表面との間に前記接着剤を充填し硬化する工程である請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記ノズルプレートは前記側面よりも外形が大きい請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記カバープレート接合工程は、前記カバープレートの前記圧電体基板の側の表面に第二緩衝溝を形成し、前記第二緩衝溝を前記第一緩衝溝に対向させて前記カバープレートを前記上面に接合する工程である請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記緩衝溝形成工程は、前記圧電体基板に前記第一緩衝溝を形成すると同時に前記カバープレートに第二緩衝溝を形成する工程である請求項２１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、この液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
図１０は、この種の液体噴射ヘッド（インクジェットヘッド１０１）の分解斜視図である（特許文献１の図１）。インクジェットヘッド１０１は、液滴を吐出するための吐出口１１１を設けたノズルプレート１１２と、液体を押し出すポンプ機能を有するチャンバが複数配列するアクチュエータ１１０と、中央部に貫通窓を備え、アクチュエータ１１０が挿入されて接着剤により固定されるノズルキャップ１１３とを備える。インクジェットヘッド１０１は、更に、アクチュエータ１１０の各チャンバに液体を供給する流路１１６と、アクチュエータ１１０に駆動信号を伝達するフレキシブル基板１１７と、フレキシブル基板１１７に駆動信号を供給する回路基板１１５と、ノズルキャップ１１３及び回路基板１１５を固定するベース部材１１４とを備える。
【０００４】
図１１は、組み立て後のインクジェットヘッド１０１の断面模式図である（特許文献１の図２）。アクチュエータ１１０の液体吐出側がノズルキャップ１１３の開口部に挿入され、ノズルプレート１１２はアクチュエータ１１０の吐出面及びノズルキャップ１１３の吐出側の外表面に接着剤により貼り付けられる。また、ノズルキャップ１１３と流路１１６及びベース部材１１４とは接着剤１１９により接着され、固定される。なお、１２１は弾性部材、１２０は温度センサー、１２２は熱伝導樹脂である。図１１において、ノズルキャップ１１３の開口部の内壁面とアクチュエータ１１０の挿入部の外表面との間に隙間が存在するが、この隙間は、通常、接着剤１１９により埋め立てられている。
【０００５】
ここで、アクチュエータ１１０は圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスが使用され、ノズルキャップ１１３は金属材料、たとえばステンレスやアルミニウムが使用される。接着剤１１９としては硬化後の硬度の高い高硬度材料や硬化後の硬度の低い低硬度材料が使用される。低硬度材料を使用すれば、アクチュエータ１１０とノズルキャップ１１３の熱膨張差に伴う応力がアクチュエータ１１０に加わることを低減させることができる。しかし、硬化後の硬度が低硬度の接着剤１１９を使用すると、液体として溶剤系インクを使用したときに接着剤１１９が溶剤系インクにより溶解してノズルキャップ１１３からアクチュエータ１１０が剥がれてしまう等の不具合が発生する。そこで、ノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０の間は硬化後の硬度の高い高硬度の接着剤１１９を使用し、液体として溶剤系インクを使用しても接着剤１１９が劣化しないようにする。
【０００６】
しかし、高硬度の接着剤１１９を使用してノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０を接着すると、ノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０の熱膨張差による応力がアクチュエータ１１０に直接印加され、アクチュエータ１１０が変形する。アクチュエータ１１０としてＰＺＴセラミックスを使用しノズルキャップ１１３として熱伝導性の高いアルミニウムやステンレスを使用した場合、ＰＺＴセラミックスの線膨張係数は４〜９×１０-6／℃であり、アルミニウムの線膨張係数は２４×１０-6／℃であり、ステンレスの線膨張係数は１２〜１９×１０-6／℃である。そのため、接着剤１１９を加熱して硬化させた後に冷却したときの温度変化や駆動の際の温度変化に伴ってアクチュエータ１１０に応力が印加され、アクチュエータ１１０に接着したノズルプレート１１２の寸法が変化し、ノズルの位置ずれが発生する。また、高硬度の接着剤は高温で硬化するので、冷却後の熱膨張差によりアクチュエータ１１０にクラックが入る、あるいはアクチュエータ１１０が破壊するなどの不具合が発生する。
【０００７】
特許文献２では、このような不具合を防止するために、ＰＺＴセラミックスの線膨張係数と略同等の線膨張係数を有するスペーサをアクチュエータ基板に積層して接着し、アクチュエータ基板の変形を抑えている。スペーサとして、例えば厚さ０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの石英板やアルミナ板（Ａｌ2Ｏ3）を使用する。このスペーサをアクチュエータ基板に積層して接着することにより、ノズルキャップとアクチュエータ基板の熱膨張差に基づいてアクチュエータ基板に応力が加わっても、アクチュエータ基板の変形を抑えることができる。そのために、高温で硬化する高硬度の接着剤を使用することができ、溶剤系インクに対する接着剤の耐性を向上させることができる、と記載されている。
【０００８】
特許文献３には、１サイクルで駆動することが可能な液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、ＰＺＴの圧電材料からなるアクチュエータ基板と、その上に接合されるカバープレート基板と、アクチュエータ基板及びカバープレート基板の端面に接合されるノズルプレートを備えている。アクチュエータ基板の表面には同じ形状の複数の吐出溝が所定のピッチで並列して形成される。各吐出溝はその上部がカバープレート基板により覆われて各チャンネルを構成する。各チャンネルは、液体を吐出するための吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に所定のピッチで配列し、端部に位置するダミーチャンネルとアクチュエータ基板の端部との間には溝が形成されていない。
【０００９】
特許文献４にはアクチュエータと流路部材の間に緩衝部材を設置した液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、アクチュエータに形成される溝の容積を圧電体の電歪効果により瞬間的に変化させて溝に充填される液体を吐出する。液体の吐出速度はアクチュエータが持つ固有振動の影響を受け、この固有振動は、アクチュエータと流路部材やベース部材との間に介在する接着剤の硬度の変化や厚さのむらによって変化する。そこで、アクチュエータと流路部材やベース部材との間に緩衝部材を設置してアクチュエータの振動が流路部材やベース部材の影響を受けないようにし、液体の吐出速度のばらつきによる液滴の着弾地点がずれることを防止する。そして、アクチュエータとノズルキャップとして機能するベース部材との間には間隙を設けてアクチュエータの振動がベース部材に伝達されない構造としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１４３２１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２０８０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３１９４１号公報
【特許文献４】特会２０１１−１２６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
溶剤系インクに対して耐性のある高硬度の接着剤は高温での硬化処理を必要とする。そのため、キャップ部材とアクチュエータ基板とをこの種の接着剤により接着すると、アクチュエータ基板の特に長手方向に大きな応力が加わり、ノズルの位置ずれが発生しやすくなる。また、この長手方向の大きな応力によりアクチュエータ基板にクラックや割れが発生しやすくなる。そのため、接着剤の硬化温度を高くすることができない、という課題があった。
【００１２】
特許文献２では、アクチュエータ基板にアクチュエータ基板と同等の線膨張係数を有するスペーサを接着してアクチュエータ基板を補強し、ノズルキャップが膨張してもスペーサによってアクチュエータ基板が変形することを抑制する。これにより、硬化温度の高い高硬度の接着剤を使用することができる。しかし、スペーサを付加することによりアクチュエータ基板周辺の容積が増大し、重量も増加する。更に、部品点数及び製造工数も増加してコスト高となる。
【００１３】
また、特許文献４の構造のように、ノズルキャップとアクチュエータとの間のノズルプレート側に隙間が存在すると、この隙間に液体が滞留する。ノズルプレートは薄いポリイミド樹脂を使用するので半透明である。そのため、この隙間に滞留する液体が外部から見えてしまい、外観上好ましくない。これを防ぐために隙間に接着剤を充填すると、アクチュエータ基板とキャップ部材が接着剤により固定され、キャップ部材の膨張や収縮に伴ってアクチュエータ基板が変形し、ノズルの位置ずれが発生しやすくなる。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ基板が温度変化してもノズルの位置ずれが発生し難い液体噴射ヘッド、液体噴射装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数の前記チャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、板厚方向に貫通する貫通窓を有し、前記貫通窓に前記側面が前記貫通窓の開口面と略平行に装着され、前記アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数の前記ノズルと複数の前記チャンネルとがそれぞれ連通して前記側面に接着されるノズルプレートと、を備え、前記アクチュエータ基板は、その長手方向の一方端と前記チャンネル列の前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第一緩衝溝を有することとした。
【００１６】
また、複数の前記チャンネルは前記アクチュエータ基板の長手方向に所定のピッチで配列し、前記第一緩衝溝と前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間の距離は前記ピッチとは異なることとした。
【００１７】
また、前記第一緩衝溝は、前記チャンネルとは形状が異なることとした。
【００１８】
また、前記第一緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが短いこととした。
【００１９】
また、前記第一緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが長いこととした。
【００２０】
また、前記第一緩衝溝は、前記アクチュエータ基板の板厚方向に貫通することとした。
【００２１】
また、前記側面は前記キャップ部材の外表面と面一に設置され、前記ノズルプレートは前記外表面に延在して接着され、前記ノズルプレートの側において、前記貫通窓の内壁面と前記アクチュエータ基板の外表面との間は前記接着剤が充填されることとした。
【００２２】
また、前記アクチュエータ基板は、前記チャンネルに充填される液体に圧力を印加する圧電体基板と前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートとを備え、前記チャンネル列は前記圧電体基板の前記上面に設置され、前記第一緩衝溝は前記圧電体基板に設置されることとした。
【００２３】
また、前記カバープレートは、前記圧電体基板の側の表面に前記第一緩衝溝に対向する第二緩衝溝を有し、前記上面に前記チャンネル列を覆い端面が前記側面と面一に接合されることとした。
【００２４】
また、前記第二緩衝溝は前記カバープレートの板厚方向に貫通することとした。
【００２５】
また、前記アクチュエータ基板は、その長手方向の他方端と前記チャンネル列の前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第三緩衝溝を有することとした。
【００２６】
また、複数の前記チャンネルは前記アクチュエータ基板の長手方向に所定のピッチで配列し、前記第三緩衝溝と前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間の距離は前記ピッチとは異なることとした。
【００２７】
また、前記第三緩衝溝は、前記チャンネルとは形状が異なることとした。
【００２８】
また、前記第三緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが短いこととした。
【００２９】
また、前記第三緩衝溝は、前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さが長いこととした。
【００３０】
また、前記第三緩衝溝は、前記アクチュエータ基板の板厚方向に貫通することとした。
【００３１】
また、前記アクチュエータ基板は、前記チャンネルに充填される液体に圧力を印加する圧電体基板と前記圧電体基板の上面に接合されるカバープレートとを備え、前記圧電体基板は、前記上面に前記チャンネル列が設置され、前記上面の長手方向の他方端と前記チャンネル列の前記他方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第三緩衝溝を有し、前記カバープレートは、前記圧電体基板の側の表面に前記第一緩衝溝及び前記第三緩衝溝にそれぞれ対向する第二緩衝溝及び第四緩衝溝を有し、前記上面に前記チャンネル列を覆い端面が前記側面と面一に接合されることとした。
【００３２】
また、前記接着剤はショア硬度が８０°を下回らないこととした。
【００３３】
また、前記圧電体基板は圧電セラミックス材料からなり、前記キャップ部材は金属材料又はプラスチック材料からなることとした。
【００３４】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれか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、を備えることとした。
【００３５】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、圧電体基板の上面に、前記上面の長手方向に配列する複数のチャンネルからなるチャンネル列を形成するチャンネル形成工程と、前記上面の長手方向の一方端と前記チャンネル列の前記一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に前記チャンネルとは形状の異なる第一緩衝溝を形成する緩衝溝形成工程と、前記チャンネル列を覆って前記上面にカバープレートを接合し、前記複数のチャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板を形成するカバープレート接合工程と、前記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、キャップ部材の貫通窓に前記側面を前記貫通窓の開口面と略平行に装着し、前記アクチュエータ基板と前記キャップ部材とを接着剤を介して接合するキャップ部材接合工程と、を備えることとした。
【００３６】
また、前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さを短く形成することとした。
【００３７】
また、前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりもチャンネル方向の長さを長く形成することとした。
【００３８】
また、前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりも深く形成することとした。
【００３９】
また、前記緩衝溝形成工程は、前記第一緩衝溝を前記チャンネルよりも浅く形成することとした。
【００４０】
また、前記キャップ部材接合工程は、前記ノズルプレートを接着したアクチュエータ基板を前記貫通窓に嵌挿し、前記ノズルプレートの側の前記貫通窓の内壁面と前記アクチュエータ基板の外表面との間に前記接着剤を充填し硬化する工程であることとした。
【００４１】
また、前記ノズルプレートは前記側面よりも外形が大きいこととした。
【００４２】
また、前記カバープレート接合工程は、前記カバープレートの前記圧電体基板の側の表面に第二緩衝溝を形成し、前記第二緩衝溝を前記第一緩衝溝に対向させて前記カバープレートを前記上面に接合する工程であることとした。
【００４３】
また、前記緩衝溝形成工程は、前記圧電体基板に前記第一緩衝溝を形成すると同時に前記カバープレートに第二緩衝溝を形成する工程であることとした。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数のチャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、板厚方向に貫通する貫通窓を有し、側上記面が貫通窓に貫通窓の開口面と略平行に装着され、アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数のノズルと複数のチャンネルとがそれぞれ連通して側面に接着されるノズルプレートと、を備える。アクチュエータ基板は、その長手方向の一方端とチャンネル列の一方端の側の端部に位置するチャンネルとの間に第一緩衝溝を有する。これにより、アクチュエータ基板とキャップ部材との間の熱膨張差によりアクチュエータ基板の長手方向に応力が印加された場合でも、第一緩衝溝がこの応力を緩和し、ノズルの位置ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】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。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのノズルプレートを除去した吐出側の正面模式図である。
【図３】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。
【図４】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドのノズルプレートを除去した吐出側の正面模式図である。。
【図５】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。
【図６】本発明の第六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。
【図７】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドの各製造工程の説明図である。
【図８】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドのノズルプレート接着工程の説明図である。
【図９】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドのキャップ部材接合工程の説明図である。
【図１０】従来公知のインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図１１】従来公知のインクジェットヘッドの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
＜液体噴射ヘッド＞
（第一実施形態）
図１は本発明の液体噴射ヘッド１の説明図であり、図１（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、図１（ｂ）が部分ＡＡの縦断面模式図であり、図１（ｃ）が液体噴射ヘッド１の上面模式図である。
【００４７】
図１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とキャップ部材３とノズルプレート４とを備える。アクチュエータ基板２はその長手方向（ｙ方向）に複数のチャンネル６が配列するチャンネル列７を有し、複数のチャンネル６が側面ＳＰに開口する。キャップ部材３は、その板厚方向（ｘ方向）に貫通する貫通窓１１を有し、貫通窓１１にアクチュエータ基板２の側面ＳＰが貫通窓１１の開口面と略平行に装着され、アクチュエータ基板２と接着剤５を介して接合される。ノズルプレート４は、その長手方向に複数のノズル８が配列するノズル列９を有し、複数のノズル８と複数のチャンネル６とがそれぞれ連通して側面ＳＰに接着される。更に、アクチュエータ基板２は、その長手方向（ｙ方向）の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間に第一緩衝溝１０ａを有する。また、アクチュエータ基板２は、その長手方向の他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃの側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間に第三緩衝溝１０ｃを有する。
【００４８】
これにより、アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差に基づいて、アクチュエータ基板２の長手方向（ｙ方向）に応力が印加される場合に、この応力は第一緩衝溝１０ａにより緩和され、側面ＳＰのｙ方向の位置ずれ、すなわちノズル８の位置ずれが抑制され、アクチュエータ基板２の破損も確実に防止できる。本実施形態ではアクチュエータ基板２の他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃ側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間にも第三緩衝溝１０ｃを設置したので、ノズル８の位置ずれが一層効果的に抑制される。
【００４９】
更に、図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ基板２の側面ＳＰはキャップ部材３の外表面（キャップ部材３の＋ｘ側の表面）と面一に設置され、ノズルプレート４は側面ＳＰからキャップ部材３の外表面にかけて延在して接着される。ノズルプレート４側において、貫通窓１１の内壁面ＩＳとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰ（アクチュエータ基板２の±ｚ側の表面）との間は接着剤５が充填される。このように、キャップ部材３の外表面とアクチュエータ基板２の側面ＳＰとの間の隙間に接着剤５を充填したのでこの間隙に液体が滞留せず、外観上の不具合を防止することができる。また、ノズルプレート４をアクチュエータ基板２の側面ＳＰからキャップ部材３の外表面まで延在させたので、アクチュエータ基板２とキャップ部材３を接着剤５により接着する際に接着剤５がノズルプレート４の外表面側に滲み出すこともない。
【００５０】
なお、本発明においてはキャップ部材３の外表面とアクチュエータ基板２の側面ＳＰとを面一に設置することや、ノズルプレート４の外形を側面ＳＰよりも大きく形成することに代えて、ノズルプレート４をアクチュエータ基板２の側面ＳＰと同じ外形、あるいは側面ＳＰよりも小さな外形としてもよいし、側面ＳＰを貫通窓１１の内部側に引込めても、また外部側に突出させてもよい。
【００５１】
更に、複数のチャンネル６はアクチュエータ基板２の長手方向に所定のピッチで配列し、第一緩衝溝１０ａと一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間の距離は上記ピッチとは異なるように設置することができる。同様に、第三緩衝溝１０ｃと他方端Ｔｃの側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間の距離は上記ピッチとは異なるように設置することができる。また、第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃの形状をチャンネル６の形状とは異なるように形成する。例えば、第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃをチャンネル列７の各チャンネル６と並列に設置し、その深さ（ｚ方向）、長さ（ｘ方向）又は幅（ｙ方向）のいずれかをチャンネル６と異なるように形成する。第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃのｚ方向の深さを各チャンネル６の深さよりも深く形成すれば、側面ＳＰに開口する各チャンネル６の開口部の位置変化を一層抑制することができる。また、少なくとも側面ＳＰに第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃが開口するように形成すれば、各チャンネル６の側面ＳＰに開口する開口部の位置変化を抑制することができる。即ち、第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃのチャンネル方向（ｘ方向）の長さをチャンネル６よりも短く形成しても、各チャンネル６の側面ＳＰに開口する開口部の位置変化を抑制する効果を維持することができる。
【００５２】
また、第一緩衝溝１０ａは、ｙ方向に配列する複数の溝でも構わない。具体的には、−ｙ方向の最端溝であるチャンネル６ａより−ｙ方向側に複数の第一緩衝溝１０ａが形成されていても構わない。第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃがそれぞれ複数の溝である形状でも構わない。なお、複数の第一緩衝溝１０ａと単一の第三緩衝溝１０ｃという組み合わせでも可能である。
【００５３】
なお、第一緩衝溝１０ａ又は第三緩衝溝１０ｃいずれか一方のみを形成してもよい。また、本発明は、図１に示すｘ方向に細長いチャンネル６の形状やアクチュエータ基板２の上面に開口する供給口１２の位置や形状に限定されない。また、図１（ｃ）に示すように、チャンネル列７の一方端Ｔａ側や他方端Ｔｃ側の端部に位置するチャンネル６ａやチャンネル６ｃはそれ自体が液滴を吐出するチャンネルではなく、隣接するチャンネル６との間の隔壁に電界を印加するために設けてある。この場合でも、チャンネル６ａからチャンネル６ｃまでの各チャンネル６は等間隔の所定のピッチで設置される。以下において、液滴吐出用ではないが等間隔で設置されるチャンネルをチャンネル列７に含める。
【００５４】
また、アクチュエータ基板２に形成するチャンネル列７は２列以上であってもよい。例えば、２枚のアクチュエータ基板を積層して一体化し、２つのチャンネル列及びこれに対応する２つのノズル列を形成することができる。この場合に、一体化したアクチュエータ基板の一方端と２列のチャンネル列の一方端側の端部に位置するチャンネルとの間に第一緩衝溝を設置することができる。他方端側も同様に第三緩衝溝を設置することができる。
【００５５】
アクチュエータ基板２の隣接するチャンネル６の隔壁はＰＺＴ等の圧電体材料が使用される。本実施形態ではアクチュエータ基板２としてＰＺＴセラミックスを使用し、隣接するチャンネル６の隔壁はｚ方向に分極処理が施されている。図１において、各チャンネル６はｘ方向に細長い形状を有し、上面にはチャンネル列７の各チャンネル６に液体を供給するための供給口１２が開口する。キャップ部材３として金属材料、例えばステンレスやアルミニウム、あるいはプラスチック材料を使用することができる。ノズルプレート４として合成樹脂フィルム、例えばポリイミドフィルムを使用することができる。
【００５６】
アクチュエータ基板２に第一緩衝溝１０ａを設置してアクチュエータ基板２に印加される応力が緩和されることに伴い、高温で硬化する高硬度の接着剤５を使用することができる。例えば温度８０℃〜１００℃で硬化するエポキシ系樹脂を使用することが可能となる。高温で硬化させることが可能となったことに伴い、硬化後の硬度を高くすることができる。本実施形態において、接着剤５の硬化後のショア硬度は８０°を下回らず、例えば８５°〜９０°とすることができ、溶剤系インクに対する耐性を向上させることができる。また、接着剤５は、硬化温度の上昇に伴って熱履歴の影響が低減する。アクチュエータ基板２とキャップ部材３とを接合した後に硬化温度よりも高い温度に晒されると、その熱履歴に応じてアクチュエータ基板２に加わる応力が変化し、ノズル８の位置ずれが発生する。本発明においては接着剤５の硬化温度を高くすることができるので、この熱履歴による影響を除去することができる。また、アクチュエータ基板２の長手方向の応力が緩和されるので、キャップ部材３の材料の選択幅を広げることができる。
【００５７】
液体噴射ヘッド１は次のように動作する。図示しない液体タンクから液体が図示しない流路を介して供給口１２に供給され、更に、液体は供給口１２から各チャンネル６に供給されて各チャンネル６に充填される。各チャンネルを離隔する隔壁はｚ方向に分極され、隔壁の表面には図示しない駆動電極が形成される。駆動信号が各チャンネル６の駆動電極に供給されると隔壁は厚みすべり変形してチャンネル６の容積が瞬間的に拡張し収縮する。チャンネル６の拡張の際に供給口１２から液体を引き込み、収縮の際にノズル８から液滴を吐出する。
【００５８】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態にかかる液体噴射ヘッド１のノズルプレート４を除去した吐出側の正面模式図である。第一実施形態と異なる部分は、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃがアクチュエータ基板２の上面に開口する点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態と異なる構成について説明する。
【００５９】
アクチュエータ基板２の側面ＳＰとキャップ部材３の外表面とを面一にしてアクチュエータ基板２が貫通窓１１に装着され、図示しないノズルプレートの側において貫通窓１１の内壁面ＩＳとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間に接着剤５が充填されて一体的に構成される。更に、アクチュエータ基板２の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａ側の端部に位置するチャンネル６ａとの間であり、アクチュエータ基板２の上面（外表面ＧＰ）に開口する第一緩衝溝１０ａが形成される。同様に、他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃ側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間であり、アクチュエータ基板２の上面（外表面ＧＰ）に開口する第三緩衝溝１０ｃが形成される。
【００６０】
第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃは、アクチュエータ基板２を通常工程で形成した後に、円盤の外周部に研削粒子を付着させたダイシングブレードを用いて容易に形成することができる。なお、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃはアクチュエータ基板２の上面とは反対側の下面に開口させて形成してもよいし、上面から下面にかけて貫通させて形成してもよい。また、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃのいずれか一方のみを形成しても本発明の効果を奏することができる。
【００６１】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図であり、図３（ａ）は液体噴射ヘッド１の部分分解斜視図であり、図３（ｂ）は液体噴射ヘッド１のノズルプレート４を除去した吐出側の正面模式図である。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。
【００６２】
液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ基板２とキャップ部材３とノズルプレート４とを備える。アクチュエータ基板２は、チャンネル６に充填される液体に圧力を印加する圧電体基板２ａと、圧電体基板２ａの上面に接合されるカバープレート２ｂとを備える。圧電体基板２ａの上面にはその長手方向（ｙ方向）に配列する複数のチャンネル６からなるチャンネル列７が設置される。各チャンネル６は、圧電体基板２ａのノズルプレート４側の側面ＳＰからノズルプレート４とは反対側の後方端Ｔｂの手前まで形成される。各チャンネル６は、側面ＳＰに開口し、側面ＳＰ側では一定の深さを有し、後方端Ｔｂ側では漸次浅く形成される。隣接するチャンネル６は隔壁１５により離隔され、各隔壁１５の側面には各チャンネル６を駆動するための駆動電極１３が形成される。圧電体基板２ａの後方端Ｔｂ側の上面には電極端子１４が形成され、駆動電極１３に電気的に接続する。
【００６３】
圧電体基板２ａは、その長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間に第一緩衝溝１０ａを有する。第一緩衝溝１０ａは、圧電体基板２ａの厚み方向に貫通し、チャンネル方向（ｘ方向）の長さはチャンネル６よりも短い。圧電体基板２ａは、更にその長手方向の他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃの側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間に第三緩衝溝１０ｃを有する。カバープレート２ｂは各チャンネル６に液体を供給するための供給口１２を備え、各チャンネル６及び第一及び第二緩衝溝１０ａ、１０ｃの上面を覆うように圧電体基板２ａの上面に接合される。圧電体基板２ａとカバープレート２ｂとはノズルプレート４側の端面を面一に接合されて側面ＳＰを構成する。
【００６４】
圧電体基板２ａはＰＺＴセラミックスを使用することができる。カバープレート２ｂは、圧電体基板２ａと同じＰＺＴセラミックスを使用することができる。また、圧電体基板２ａと異なる他の材料を使用することができる。他の材料を使用する場合は、圧電体基板２ａと同等の線膨張係数の材料を使用することが望ましい。圧電体基板２ａはその厚さ方向に予め分極処理が施される。キャップ部材３、ノズルプレート４及び接着剤５によりキャップ部材３とアクチュエータ基板２とを一体的に構成する点については第一実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６５】
液体噴射ヘッド１をこのように構成すれば、アクチュエータ基板２の内部にチャンネル列７を容易に設置することができる。また、アクチュエータ基板２の後方端Ｔｂ近傍の電極端子１４はフレキシブル基板等を介して回路基板等に電気的に接続することができる。また、圧電体基板２ａの側面ＳＰ側の一方端Ｔａ及び他方端Ｔｃに第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃを形成したことにより、アクチュエータ基板２とキャップ部材３との熱膨張差によりアクチュエータ基板２に加わる応力が緩和され、ノズル８の位置ずれを抑制することができる。
【００６６】
なお、本発明において第一緩衝溝１０ａは圧電体基板２ａの板厚方向に貫通するものに限定されず、チャンネル６と同様に貫通しない形状であってもよいし、チャンネル方向（ｘ方向）においてチャンネル６よりも長い形状であってもよい。また、各チャンネル６の形状や配置は図３に示すものに限定されず、側面ＳＰから後方端Ｔｂに亘って設置されるものであってもよいし、液体を吐出する吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルが交互に配置されるものであってもよい。
【００６７】
（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１のノズルプレート４を除去した液体吐出側の正面模式図である。本実施形態ではカバープレート２ｂに第二及び第四緩衝溝１０ｂ、１０ｄが形成される点が第三実施形態と異なり、その他の構成は第三実施形態と同様である。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。
【００６８】
図４（ａ）は、第一〜第四緩衝溝１０ａ〜１０ｄがアクチュエータ基板２の内部に閉じて形成される場合である。アクチュエータ基板２は、チャンネル６に充填される液体に圧力を印加する圧電体基板２ａと、圧電体基板２ａの上面に接合されるカバープレート２ｂを備える。圧電体基板２ａは、その上面にチャンネル列７が設置され、上面の長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間にチャンネル６とは形状の異なる第一緩衝溝１０ａを有し、長手方向の他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃの側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間にチャンネル６とは形状の異なる第三緩衝溝１０ｃを有する。
【００６９】
カバープレート２ｂは、圧電体基板２ａの側の表面に第一緩衝溝１０ａ及び第三緩衝溝１０ｃにそれぞれ対応する第二緩衝溝１０ｂ及び第四緩衝溝１０ｄを有し、圧電体基板２ａの上面にチャンネル列７を覆い圧電体基板２ａの吐出側の側面ＳＰと面一に接合される。第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃの板厚方向の深さはチャンネル６の深さよりも深い。
【００７０】
このように、圧電体基板２ａに第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃを設置することに加えて、これら緩衝溝にそれぞれ対応するようにカバープレート２ｂに第二及び第四緩衝溝１０ｂ、１０ｄを設置した。これにより、カバープレート２ｂとキャップ部材３との間の熱膨張差による長手方向（ｙ方向）の応力が緩和され、ノズル８の位置ずれを効果的に抑制することができる。なお、本実施形態ではカバープレート２ｂに第二緩衝溝１０ｂ及び第四緩衝溝１０ｄを設置したが、これに代えて、第二緩衝溝１０ｂ又は第四緩衝溝１０ｄのいずれか一方としてもノズル８の位置ずれを抑制する効果を奏することができる。
【００７１】
図４（ｂ）は、第一〜第四緩衝溝１０ａ〜１０ｄがアクチュエータ基板２の外表面ＧＰに開口する場合である。第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃは圧電体基板２ａの板厚方向（ｚ方向）に貫通する。第二及び第四緩衝溝１０ｂ、１０ｄはカバープレート２ｂの板厚方向（ｚ方向）に貫通する。その結果、第一及び第二緩衝溝１０ａ、１０ｂと第三及び第四緩衝溝１０ｃ、１０ｄはアクチュエータ基板２の下面から上面にかけて貫通する。これにより、アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差による長手方向の応力が緩和され、ノズル８の位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００７２】
＜液体噴射装置＞
（第五実施形態）
図５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〜第四実施形態のいずれかを使用する。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
＜液体噴射ヘッドの製造方法＞
図６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６に示すように、まず、チャンネル形成工程Ｓ１において、圧電体基板２ａ（図３を参照）の上面に、その長手方向に配列する複数のチャンネル６からなるチャンネル列７を形成する。次に、緩衝溝形成工程Ｓ２において、圧電体基板２ａの上面の長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間にチャンネル６ａとは形状の異なる第一緩衝溝１０ａを形成する。なお、本発明においてはチャンネル形成工程Ｓ１と緩衝溝形成工程Ｓ２の順序は問わない。したがって、緩衝溝形成工程Ｓ２の後にチャンネル形成工程Ｓ１を行ってもよいし、チャンネル形成工程Ｓ１と緩衝溝形成工程Ｓ２を交互に行ってもよい。
【００７８】
次に、カバープレート接合工程Ｓ３において、チャンネル列７を覆って圧電体基板２ａの上面にカバープレート２ｂを接合し、複数のチャンネル６が圧電体基板２ａの側面ＳＰに開口するアクチュエータ基板２を形成する。なお、カバープレート２ｂには必要に応じて第一緩衝溝１０ａに対応する第二緩衝溝１０ｂ（図４（ａ）を参照）を形成しておく。次に、ノズルプレート接着工程Ｓ４において、アクチュエータ基板２の側面ＳＰにノズルプレート４を接着する。次に、キャップ部材接合工程Ｓ５において、キャップ部材３の貫通窓１１に側面ＳＰを貫通窓１１の開口面と略平行に装着し、アクチュエータ基板２とキャップ部材３とを接着剤５を介して接合する。
【００７９】
このように、アクチュエータ基板２の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａ側の端部に位置するチャンネル６ａとの間に第一緩衝溝１０ａを形成する。これにより、アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差に基づいてアクチュエータ基板２の長手方向に印加される応力が緩和され、ノズルプレート４に形成したノズル８の位置ずれを抑制することができる。また、チャンネル形成工程Ｓ１と緩衝溝形成工程Ｓ２とを連続して行うことができるので、製造工程を大きく増加させることがない。
【００８０】
なお、上記製造工程に代えて、チャンネル形成工程Ｓ１→カバープレート接合工程Ｓ３→緩衝溝形成工程Ｓ２→ノズルプレート接着工程Ｓ４→キャップ部材接合工程Ｓ５の順とすることができる。つまり、アクチュエータ基板２を形成した後に一方端Ｔａとチャンネル６ａとの間に第一緩衝溝１０ａを形成する（図４（ｂ）又は図２を参照）。第一緩衝溝１０ａはダイシングブレード等を用いて容易に形成することができる。また、チャンネル形成工程Ｓ１→緩衝溝形成工程Ｓ２→カバープレート接合工程Ｓ３→キャップ部材接合工程Ｓ５→ノズルプレート接着工程Ｓ４の順とすることができる。
【００８１】
（第六実施形態）
図７〜図９は本発明の第六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。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。なお、以下の説明においては圧電体基板２ａの長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａ側の端部に位置するチャンネル６ａとの間、及び他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃ側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間のそれぞれに第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｂを形成する例について説明する。
【００８２】
図７（ａ）は、チャンネル形成工程Ｓ１の説明図である。ＰＺＴセラミックス等からなる圧電体基板２ａの上面ＴＰに、ダイシングブレード１６を用いて複数のチャンネル６からなるチャンネル列７を形成する。各チャンネル６はｘ方向に細長く、圧電体基板２ａの側面ＳＰに開口し、圧電体基板２ａの長手方向であるｙ方向に所定のピッチで配列する。各チャンネル６は、圧電体基板２ａの上面ＴＰからの深さが３００μｍ〜４００μｍであり、チャンネル幅及び隔壁１５の厚さ（ｙ方向）が４０μｍ〜１００μｍである。圧電体基板２ａは予め厚み方向（ｚ方向）に分極処理が施されている。
【００８３】
図７（ｂ）は、緩衝溝形成工程Ｓ２の説明図である。チャンネル形成工程Ｓ１と同様に、圧電体基板２ａの一方端Ｔａとチャンネル列７の一方端Ｔａ側の端部に位置するチャンネル６ａとの間にダイシングブレード１６を用いて第一緩衝溝１０ａを形成する。同様に、圧電体基板２ａの他方端Ｔｃとチャンネル列７の他方端Ｔｃ側の端部に位置するチャンネル６ｃとの間にダイシングブレード１６を用いて第三緩衝溝１０ｃを形成する。第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃは、各チャンネル６とは形状を異にする。例えば、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃのチャンネル方向（ｘ方向）の長さをチャンネル６の長さよりも長く形成する、あるいは短く形成する。熱膨張差により応力が印加される圧電体基板２ａは図示しないキャップ部材３の貫通窓１１に挿入される側面ＳＰの近傍領域なので、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃのチャンネル方向の長さはチャンネルの長さよりも短く形成しても応力緩衝効果を奏することができる。また、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃの深さをチャンネル６の深さよりも浅く形成してもよいし、深く形成してもよいし、上面から下面に貫通させてもよいが、チャンネル６よりも深く形成すれば応力緩和効果が一層大きくなる。
【００８４】
また、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃの幅をチャンネル６の幅よりも広く形成してもよいし、狭く形成してもよい。この場合は、チャンネル６を形成するチャンネル形成工程Ｓ１で用いるダイシングブレード１６と幅の異なるダイシングブレード１６を用いて第一又は第三緩衝溝１０ａ、１０ｃを形成する緩衝溝形成工程Ｓ２を行うことができる。あるいは、チャンネル６を形成するチャンネル形成工程Ｓ１で用いるダイシングブレード１６をそのまま用いて、例えば最初に第一緩衝溝１０ａの一部を形成し、次にダイシングブレード１６をｙ方向に変位させ、残りの第一緩衝溝１０ａを形成することができる。この場合の緩衝溝形成工程Ｓ２の工程数は２回に限られず、複数回の工程数でも構わない。
【００８５】
なお、本実施形態ではチャンネル形成工程Ｓ１と緩衝溝形成工程Ｓ２を便宜上分離して説明しているが、これを、まず第一緩衝溝１０ａを形成し（緩衝溝形成工程Ｓ２）、次に同じダイシングブレード１６を用いて各チャンネル６ａ〜６ｃを形成し（チャンネル形成工程Ｓ１）、次に同じダイシングブレード１６を用いて第三緩衝溝１０ｃを形成してもよい（緩衝溝形成工程Ｓ２）。あるいは、第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃを形成し（緩衝溝形成工程Ｓ２）、同じダイシングブレード１６を用いて各チャンネル６ａ〜６ｃを形成してもよい（チャンネル形成工程Ｓ１）。チャンネル形成工程Ｓ１と緩衝溝形成工程Ｓ２を同じダイシングブレード１６を用いて行えば、ダイシングブレードやダイシング装置を変更する必要がないので各溝工程の時間を短縮することができる。
【００８６】
図７（ｃ）は、カバープレート接合工程Ｓ３の説明図である。カバープレート２ｂを圧電体基板２ａのチャンネル列７と第一及び第三緩衝溝１０ａ、１０ｃが形成される上面ＴＰにこれらを覆うようにして接着剤を介して接合し、アクチュエータ基板２を形成する。カバープレート２ｂの圧電体基板２ａ側の表面には第一緩衝溝１０ａに対応する第二緩衝溝１０ｂと第三緩衝溝１０ｃに対応する第四緩衝溝１０ｄを形成し、圧電体基板２ａに接合する際に第二緩衝溝１０ｂを第一緩衝溝１０ａに連通させ、第四緩衝溝１０ｄを第三緩衝溝１０ｃに連通させる。
【００８７】
圧電体基板２ａとカバープレート２ｂを接合した後に、液体吐出側の端面を研削して圧電体基板２ａの端面とカバープレート２ｂの端面とを面一とする側面ＳＰを形成する。なお、カバープレート２ｂはＰＺＴセラミックスを使用し、圧電体基板２ａとの間に熱膨張差に基づく応力の発生を抑制する。また、カバープレート２ｂとして他の材料、例えばＰＺＴセラミックスと同等の線膨張係数を有するマシナブルセラミックス等を使用することができる。また、カバープレート２ｂに第二及び第四緩衝溝１０ｂ、１０ｄを形成しない場合であっても、後に接合する図示しないキャップ部材３とアクチュエータ基板２との間の熱膨張差に基づく長手方向（ｙ方向）の応力を低減させる効果を有する。
【００８８】
図８は、ノズルプレート接着工程Ｓ４の説明図であり、図８（ａ）が正面模式図であり、図８（ｂ）が断面模式図である。アクチュエータ基板２の側面ＳＰにノズルプレート４を接着剤により接着する。ノズルプレート４の外形はアクチュエータ基板２の側面ＳＰの外形よりも大きく形成する。ノズルプレート４としてポリイミドフィルムを使用することができる。側面ＳＰにはチャンネル列７の各チャンネルが開口する。ノズルプレート４には予め各チャンネルに対応する位置にレーザー光を用いて複数のノズル８からなるノズル列９を形成する。ノズルプレート４を側面ＳＰに接着する際に各ノズル８を各チャンネル６の開口部に位置合わせを行う。なお、ノズルプレート４を側面ＳＰに接着する前にノズル列９を形成することに代えて、ノズルプレート４を側面ＳＰに接着した後に、各チャンネル６の開口部にノズル８を形成してもよい。また、ノズルプレート４の外形を側面ＳＰの外形よりも大きく形成することに代えて、ノズルプレート４の外形と側面ＳＰの外形を等しく、あるいはノズルプレート４の外形を側面ＳＰの外形よりも小さく形成することができる。
【００８９】
図９は、キャップ部材接合工程Ｓ５の説明図であり、図９(ａ)が正面模式図であり、図９（ｂ）が断面模式図である。ノズルプレート４を接着したアクチュエータ基板２をキャップ部材３の貫通窓１１に嵌挿し、貫通窓１１の内壁面ＩＳとノズルプレート４の側のアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間に接着剤５を充填し、加熱して硬化する。接着剤５は高硬度のエポキシ系接着剤を使用した。例えば、８０℃〜１００℃に加熱して接着剤５を硬化させる。昇温および冷却は徐々に行ってアクチュエータ基板２、キャップ部材３及びノズルプレート４の膨張及び収縮を均一化する。加熱することにより接着剤５は軟化し、貫通窓１１の内壁面ＩＳとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間、及びノズルプレート４とキャップ部材３の間に浸み込む。
【００９０】
このように、アクチュエータ基板２に第一緩衝溝１０ａ〜第四緩衝溝１０ｄを設けたことにより、高温硬化型の接着剤５を使用することが可能となり、液体に対する耐性を向上させることができる。具体的には、接着剤５のショア硬度を８０°〜９０°、例えば８５°〜９０°とすることができ、液体として溶剤系インクを使用することが可能となる。また、高温硬化型の接着剤５を使用することができるので、熱履歴による応力のばらつきに基づくノズル８の位置変化を低減し、安定させることができる。
【００９１】
なお、本実施形態においてはアクチュエータ基板２の側面ＳＰの長手方向の両端部に第一及び第二緩衝溝１０ａ、１０ｂと第三及び第四緩衝溝１０ｃ、１０ｄを形成したが、これに代えて、第一及び第二緩衝溝１０ａ、１０ｂ又は第三及び第四緩衝溝１０ｃ、１０ｄをいずれか一方に形成しても本発明の作用効果を奏することができる。また、第一緩衝溝１０ａと第三緩衝溝１０ｃを圧電体基板２ａに形成せず、第二緩衝溝１０ｂと第四緩衝溝１０ｄをカバープレート２ｂに形成することも可能である。
【００９２】
また、本実施形態とは異なり、チャンネル形成工程Ｓ１→カバープレート接合工程Ｓ３→緩衝溝形成工程Ｓ２の順に製造することができる。つまり、圧電体基板２ａの上面にカバープレート２ｂを接合してアクチュエータ基板２を形成した後に、アクチュエータ基板２の長手方向の一方端Ｔａとチャンネル列７の当該一方端Ｔａの側の端部に位置するチャンネル６ａとの間にチャンネル６とは形状の異なる第一緩衝溝１０ａを形成する（緩衝溝形成工程Ｓ２）。つまり、緩衝溝形成工程Ｓ２において、圧電体基板２ａに第一緩衝溝１０ａを形成すると同時にカバープレート２ｂに第二緩衝溝１０ｂを形成することができ、製造方法が簡単となる。
【符号の説明】
【００９３】
１  液体噴射ヘッド
２  アクチュエータ基板
２ａ  圧電体基板
２ｂ  カバープレート
３  キャップ部材
４  ノズルプレート
５  接着剤
６、６ａ、６ｃ  チャンネル
７  チャンネル列
８  ノズル
９  ノズル列
１０ａ  第一緩衝溝、１０ｂ  第二緩衝溝、１０ｃ  第三緩衝溝、１０ｄ  第四緩衝溝
１１  貫通窓
１２  供給口
１３  駆動電極
１４  電極端子
１５  隔壁
１６  ダイシングブレード
３０  液体噴射装置
ＳＰ  側面、ＴＰ  上面、ＧＰ  外表面、Ｔａ  一方端、Ｔｂ  後方端、Ｔｃ  他方端
ＩＳ  内壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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