液体吐出ヘッドの製造方法
【課題】より高い密度で配置され、かつ圧力室毎の吐出特性のばらつきがより小さい液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａに、第１の溝１８を複数形成する工程と、一の外面１７ａを覆うように第２の圧電プレート１９を第１の圧電プレート１７に接合することで、第１の溝１８および第２の圧電プレート１９からなる複数の圧力室７が配列されてなる圧力室列２１を備えた接合体２０を形成する工程と、接合体２０の第１の外面２０ａに、隣り合う圧力室７の間に位置する第２の溝２２を形成する工程と、複数の接合体２０を、接合体２０の圧力室７が延びる方向を揃えて積層して、複数の圧力室列２１を備える積層構造体２３を形成する工程と、積層構造体２３の、圧力室７が延びる方向の両外面のうちの一方の外面３ａより圧力室７が延びる方向に、隣り合う圧力室列２１の間に位置する第３の溝２４を掘る工程と、を含む。
【解決手段】第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａに、第１の溝１８を複数形成する工程と、一の外面１７ａを覆うように第２の圧電プレート１９を第１の圧電プレート１７に接合することで、第１の溝１８および第２の圧電プレート１９からなる複数の圧力室７が配列されてなる圧力室列２１を備えた接合体２０を形成する工程と、接合体２０の第１の外面２０ａに、隣り合う圧力室７の間に位置する第２の溝２２を形成する工程と、複数の接合体２０を、接合体２０の圧力室７が延びる方向を揃えて積層して、複数の圧力室列２１を備える積層構造体２３を形成する工程と、積層構造体２３の、圧力室７が延びる方向の両外面のうちの一方の外面３ａより圧力室７が延びる方向に、隣り合う圧力室列２１の間に位置する第３の溝２４を掘る工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクなどの液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録装置として、インクを吐出して被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを吐出するための液体吐出ヘッドが搭載されている。
【０００３】
液体吐出ヘッドには、インクが吐出するための圧力（以下、吐出圧力という）をインクに付与する圧力室と、当該圧力室へインクを供給する共通液室と、当該圧力室からインクを吐出する吐出口と、が設けられている。インクへ吐出圧力を付与する方法として、圧力室にインクを貯留している状態で圧力室の容積を収縮させる方法がある。
【０００４】
この方法を用いた液体吐出ヘッドでは、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される、電界を印加することで変形する圧電材料を用いて圧力室の少なくとも一部の壁（以下、駆動壁と称す）が形成されている。圧電材料に電界を印加して駆動壁を変形させ、圧力室の容積を収縮させることによってインクに吐出圧力が付与される。また、圧力室の容積を膨張させるように駆動壁を変形させることによって、共通液室から圧力室へインクが供給される。
【０００５】
ところで、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置では、インクに含まれる水分により、カール（被記録媒体が反り返る変形）やコックリング（被記録媒体が波打つ変形）などが被記録媒体に発生することがある。
【０００６】
被記録媒体にカールやコックリングなどの変形が発生した場合、被記録媒体に対する液体吐出ヘッドの吐出口の位置がずれることがある。その結果、インク滴の被記録媒体への着弾位置が所望の位置からずれ、記録画像の品位が低下していた。そこで、被記録媒体の変形を低減するために、インクの水分量が比較的少ない高粘度インクを使用することが提案されている。
【０００７】
高粘度インクを吐出するためには、粘度の比較的低いインクを吐出する場合に比べて、より大きい吐出力が液体吐出ヘッドに必要とされる。特許文献１では、より大きい吐出力を得られる液体吐出ヘッドとして、圧力室を形成するすべての壁を圧電材料からなる駆動壁としたグールドタイプの液体吐出ヘッドが開示されている。
【０００８】
グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧力室を形成するすべての壁が変形するため、例えば圧力室を形成する壁のうちの１つの壁を変形させて圧力室を膨張・縮小させる液体吐出ヘッドと比べて、インクの吐出力をより大きくすることができる。
【０００９】
グールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法として、棒形状の圧電材料に、該棒形状の長手方向に沿った貫通穴を形成して該貫通穴を圧力室とする方法が提案されている。貫通穴を形成するときに残存した部分の圧電材料が駆動壁となる。しかしながら、棒形状の圧電材料へ貫通穴を形成する加工は、比較的高度な技術を必要とするため、圧力室の小型化に限界があった。
【００１０】
一方、近年では印字速度を維持したまま記録画像の解像度をより高めるために、複数の吐出口をより高い密度で配置することが求められている。吐出口の高密度化に伴って、各々の吐出口に対応して設けられる圧力室をより小型化しかつより高い密度で配置することが必要とされている。そこで、特許文献１では、グールドタイプの液体吐出ヘッドにおける圧力室および駆動壁を、より簡易な加工で形成することができる製造方法が開示されている。
【００１１】
特許文献１で開示されているグールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。
【００１２】
まず、作業者または製造装置は、圧電材料からなる圧電プレートの一の外面に、第１の方向に延びる溝を、第１の方向と交わる第２の方向に所定の間隔だけ隔てて複数形成する。この圧電プレートを複数準備し、当該一の外面が覆われるように複数の圧電プレートを積層し、圧電プレートの積層構造体を形成する。一の圧電プレートに形成されている溝と、当該一の圧電プレートの一の外面を覆うように積層された他の圧電プレートと、で形成された空間が圧力室となる。
【００１３】
圧電プレートを積層するときに、それぞれの圧電プレートに形成された溝が延びる方向を揃え、かつ圧電プレートを積層する方向（以下、第３の方向と称す）に沿ってそれぞれの圧電プレートの溝を配置する。このように複数の圧電プレートを積層することによって、圧力室は、第２および第３の方向にマトリクス状に配置される。
【００１４】
次に、積層構造体の、第１の方向に位置する一の外面より第１の方向に、ダイシングブレードを用いて第２の方向に隣り合う圧力室の間に位置し第３の方向に延びる直線状の溝を形成する。続いて、積層構造体の当該一の外面より第１の方向に、ダイシングブレードを用いて第３の方向に隣り合う圧力室の間に位置し第２の方向に延びる溝を掘る。第２および第３の方向に延びる溝を第一の方向に掘ったときに圧力室と該溝との間に残存した圧電材料が、駆動壁となる。
【００１５】
圧電プレートに溝を形成することは、棒形状の圧電材料に貫通穴を形成する場合に比べて容易にできるため、小型でかつ高密度で配置された圧力室を有する液体吐出ヘッドを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１６８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１で開示されている液体吐出ヘッドの製造方法では、圧電プレートを積層するときにいくつかの圧電プレートが所定の位置よりも第２の方向にずれた場合、圧力室が第３の方向に一直直線に配置されなくなる。第３の方向に延びる溝は直線状に形成されるため、圧力室が第３の方向に直線状に配置されていない状態で第３の方向に延びる溝を積層構造体に形成した場合、駆動壁の厚さは、圧電プレートがずれている分だけ厚くなったり薄くなったりする。
【００１８】
駆動壁の厚さは圧電材料の変形量や変形速度に影響を与える。したがって、それぞれの駆動壁の厚さが異なっている液体吐出ヘッドでは、液滴の吐出量や吐出速度などの吐出特性が圧力室毎に異なる。その結果、液体吐出ヘッドから吐出される液滴の大きさや、該液滴の被記録媒体への着弾位置がばらつき、記録画像の品位が低下する。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を鑑みなされたもので、複数の圧力室がより高い密度で配置され、かつ圧力室毎の吐出特性のばらつきがより小さい液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、圧電材料の変形に応じて液体が吐出するための圧力を液体に付与する圧力室が複数配列された液体吐出ヘッドの製造方法に係る。この態様において、圧電材料からなる第１の圧電プレートの一の外面に、第１の溝を複数形成する工程と、一の外面を覆うように圧電材料からなる第２の圧電プレートを第１の圧電プレートに接合することで、第１の溝および第２の圧電プレートから形成される圧力室が複数配列された圧力室列を備えた接合体を形成する工程と、接合体の、第１の圧電プレートと第２の圧電プレートとの接合面を挟んだ第１の外面および第２の外面のうちの第１の外面に、隣り合う圧力室の間に位置する第２の溝を形成する工程と、第２の溝が形成された接合体を複数準備する工程と、複数の接合体のうちの一の接合体の第１の外面と、複数の接合体のうちの他の接合体の第２の外面と、を当接させ、それぞれの接合体の圧力室が延びる方向を揃えて複数の接合体を積層して、圧力室列を複数備える積層構造体を形成する工程と、積層構造体の、圧力室が延びる方向と交わる両外面のうちの一方の外面より圧力室が延びる方向に、隣り合う圧力室列の間に位置する第３の溝を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の製造方法によれば、複数の圧力室がより高い密度で配置され、かつ圧力室毎の吐出特性のばらつきがより小さい液体吐出ヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の製造方法により製造される液体吐出ヘッドの斜視図。
【図２】図１に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図。
【図３】液体吐出ヘッドを、マニホールドからオリフィスプレートへ向かう面（図１に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るヘッドの製造方法を説明するための図。
【図５】本発明の製造方法により製造された積層構造体の斜視図。
【図６】図５に示す積層構造体に第１および第２の電極を形成する工程を説明するための図。
【図７】駆動壁の分極処理を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の製造方法により製造される液体吐出ヘッドの斜視図である。図１に示すように、液体吐出ヘッド１は、オリフィスプレート２、圧電素子基板３、流体制御プレート４およびマニホールド５がこの順に接合されている。
【００２５】
図２は、オリフィスプレート２、圧電素子基板３、流体制御プレート４およびマニホールド５を分離したときの液体吐出ヘッド１の斜視図である。図３は、マニホールド５からオリフィスプレート２へ向かう面（図１に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図である。
【００２６】
図２および図３に示すように、オリフィスプレート２には、インクを吐出するための吐出口６が形成されている。吐出口６は円形貫通孔からなり、複数の吐出口６が２次元のアレイ状に配設されている。
【００２７】
圧電素子基板３は圧電材料で形成されている。また、圧電素子基板３の、オリフィスプレート２が接合されるオリフィスプレート側の面３ａから、圧電素子基板３の、流体制御プレート４が接合される流体制御プレート側の面３ｂへ向かって貫通穴が形成されている。当該貫通穴がインクに吐出圧力を付与する圧力室７となっており、圧力室７を囲う壁が圧力室７の容積を変化させる駆動壁８となっている。駆動壁８の変形に応じてインクに吐出圧力が付与される。
【００２８】
圧力室７は、それぞれの吐出口６に対応する位置に、２次元のアレイ状に設けられている。圧力室７から吐出圧力を付与されたインクは、圧力室７に対応した位置にある吐出口６から吐出される。
【００２９】
駆動壁８は、それぞれの圧力室７の周囲に溝９が形成されることによって圧力室７毎に独立して設けられている。したがって、一の圧力室７を囲う駆動壁８が変形しても該一の圧力室７の隣に位置する他の圧力室７の容積は変化しない。すなわち、それぞれの圧力室７の容積を個別に変化させることができる。
【００３０】
なお、２次元のアレイ状に配設された圧力室７のうちの、最外周に位置する圧力室７では、圧力室７の全周に溝９を形成せずに圧電素子基板３の外周壁（図３に示す圧電素子基板３の左端の壁）を駆動壁８としてもよい。
【００３１】
駆動壁８の、圧力室７側の面には第１の電極１０が形成されており、駆動壁８の、溝９側の面には第２の電極１１（ＧＮＤ電極）が形成されている。なお、図１および図２において、ハッチングされている領域が、第１の電極１０または第２の電極１１が形成されている領域である。
【００３２】
駆動壁８が第１の電極１０および第２の電極１１から電界を印加されることによって駆動壁８が変形し、圧力室７の容積が変化する。
【００３３】
圧電素子基板３の流体制御プレート側の面３ｂには、第１の電極１０および第２の電極１１へ電力を送るための第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３が配設されている。第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３へフレキシブルケーブルを電気的に接続することで、液体吐出ヘッド１の外部から第１の電極１０および第２の電極１１へ電力が供給される。
【００３４】
第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３は、圧電素子基板３へ流体制御プレート４が接合されても露出されている（図１参照）。したがって、フレキシブルケーブルを容易に第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３へ接続することができる。
【００３５】
マニホールド５は、中空の略直方体の一側面を除去して開放した形状を有しており、この開放されている側が流体制御プレート４へ接合されている。マニホールド５が流体制御プレート４へ接合されて、インクを貯留する共通液室１４が形成されている。また、マニホールド５には、不図示のインクタンクから共通液室１４へインクを供給するためのインク供給口１５が形成されている。
【００３６】
流体制御プレート４の、圧力室７に対応する位置には、共通液室１４と圧力室７とを連通する絞り穴１６が形成されている。絞り穴１６は、駆動壁８の変形によって生じるインクの流れが吐出口６側に生じるように形成されている。したがって、駆動壁８が変形して圧力室７の容積が収縮する場合には圧力室７のインクは吐出口６から吐出され、圧力室７の容積が膨張する場合には共通液室１４から圧力室７へインクが供給される。
【００３７】
流体制御プレート４は第１の電極１０および第２の電極１１と接しているため、樹脂、ガラス、セラミクスなどの絶縁性材料で形成されている。
【００３８】
次に本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の製造方法を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｅ）は、製造途中にある圧電素子基板３を、オリフィスプレート側の面３ａから流体制御プレート側の面３ｂへ向かってみたときの断面図（図４（ａ’）〜（ｅ’）におけるＢ−Ｂ断面図）である。図４（ａ’）〜（ｅ’）は、図４（ａ）〜（ｅ）に対応する製造途中の圧電素子基板３の断面図（図４（ａ）〜（ｅ）におけるＣ−Ｃ断面図）である。なお、図４（ａ’）〜（ｅ’）では、オリフィスプレート側の面３ａとなる面が左側に配置され、流体制御プレート側の面３ｂとなる面が右側に配置されている。
【００４０】
まず、図４（ａ）および（ａ’）に示すように、圧電材料からなる第１の圧電プレート１７を準備し、第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａに、一の外面１７ａと平行な所定の方向（以下、第１の方向Ｘと称す）に沿って延びる複数の第１の溝１８を形成する。第１の方向Ｘは、図４（ａ）〜（ｅ）において紙面と垂直な方向であり、図４（ａ’）〜（ｅ’）において紙面の水平な方向である。
【００４１】
次に、圧電材料からなる第２の圧電プレート１９を準備する。図４（ｂ）および（ｂ’）に示すように、第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａを覆うように第２の圧電プレート１９を第１の圧電プレート１７に接合し、接合体２０を形成する。
【００４２】
第１の溝１８が第２の圧電プレート１９で覆われることにより、圧力室７が形成される。第１の圧電プレート１７には複数の第１の溝１８が形成されているため圧力室７が複数形成され、一の外面１７ａに沿って複数配列された１つの圧力室列２１が形成される。
【００４３】
第１の溝１８が圧力室７となるため、第１の溝１８を形成する工程（図４（ａ）および（ａ’））において、第１の溝１８の溝幅および溝深さは圧力室７の仕様によって適宜決定される。
【００４４】
液体吐出ヘッド１（図１ないし図３）には圧力室７が比較的高い密度で配置されることが求められる。例えば、第１の溝１８の溝幅および溝深さを数十μｍから数百μｍとすることがある。したがって、比較的高精度な加工を実現できるダイシング加工で第一の溝１８を形成することが好ましい。
【００４５】
第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９との接合には接着剤を用いることができる。液体吐出ヘッド１（図１等）の製造工程で接合体２０を加熱することがあるため、接着剤には比較的高い耐熱性が求められる。具体的には、耐熱温度が１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上の接着剤がよい。また、圧力室７の内壁には第１の電極１０（図２および図３）が形成され、液体吐出ヘッド１を使用するときには圧力室７にインクが充填されるため、比較的高い耐めっき液性および耐インク性を有する接着剤がよい。このような観点から、接着剤は主成分がエポキシ系であるものやポリイミド系であるものが好適に用いられる。金属膜を用いた金属接合により第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９とを接合しても良い。
【００４６】
図４（ｃ）および（ｃ’）に示すように、接合体２０の、第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９との接合面を挟んだ第１の外面２０ａおよび第２の外面２０ｂのうちの第１の外面２０ａに、隣り合う圧力室７の間に位置する第２の溝２２を形成する。第２の溝２２と圧力室７との間に残存した圧電材料が、圧力室列２１の方向（以下、第２の方向Ｙと称す）における駆動壁８となる。したがって、第２の溝２２の、位置や溝幅を管理することで、駆動壁８の厚みを所望の厚みとすることができる。
【００４７】
駆動壁８を比較的高い精度で形成するために、ダイシング加工により第２の溝２２を形成することが望ましい。
【００４８】
なお、本実施形態では、第２の溝２２が形成される第１の外面２０ａを、第２の圧電プレート１９側の外面としたが、第１の外面２０ａが第１の圧電プレート１７側の外面であってもよい。
【００４９】
また、圧力室列２１の端に位置する圧力室７と、接合体２０の、第２の方向Ｙに位置する外側面と、の間の領域からなる壁が、所望の駆動壁８の厚さよりも大きい場合には、当該領域に第２の溝２２を形成してもよい。
【００５０】
第２の溝２２は、隣り合う圧力室７の間に複数形成してもよい。これは、隣り合う圧力室７の間隔に対してダイシングブレードの厚さが比較的薄く、一度のダイシング加工では所望の駆動壁厚さが得られない場合に有効である。隣り合う圧力室７の一方の圧力室７から所望の距離だけ離れた位置に第２の溝２２を形成し、隣り合う圧力室７の他方の圧力室７から所望の距離だけ離れた位置にさらに第２の溝２２を形成する。このように第２の溝２２を形成することによって、隣り合う圧力室７の間隔に対してダイシングブレードの厚さが比較的薄い場合でも、所望の厚みを有する駆動壁８を容易に形成することができる。
【００５１】
また、第２の溝２２は、接合体２０の、圧力室７が延びる方向の両面のうちの一方の外面２０ｃから他方の外面２０ｄまでのすべての範囲に形成されていなくてもよい。すなわち、第２の溝２２は、接合体２０の、一方の外面２０ｃと他方の外面２０ｄとの間の位置から、一方の外面２０ｃまで形成された溝であってもよい。
【００５２】
次に、第２の溝２２が形成された接合体２０を複数準備する。図４（ｄ）および（ｄ’）に示すように、複数の接合体２０を積層して圧力室列２１を複数備える積層構造体２３を形成する。複数の接合体２０のうちの一の接合体２０の第１の外面２０ａと、複数の接合体２０のうちの他の接合体２０の第２の外面２０ｂと、が当接するように積層されている。
【００５３】
積層構造体２３を形成するときに、接合体２０の、圧力室７が延びる方向を揃えて接合体２０を積層する。その結果、積層構造体２３には、圧力室７の開口を有する２つの面が形成され、該２つの面のうちの一方の面がオリフィスプレート側の面３ａとなり、他方の面が流体制御プレート側の面３ｂとなる。
【００５４】
接合体２０を積層して固定させる方法としては、接合体２０を形成する工程で用いた接着剤と同様に、エポキシ系やポリイミド系が主成分の接着剤を用いる方法が好ましい。
【００５５】
その後、図４（ｅ）および（ｅ’）に示すように、積層構造体２３の、圧力室７が延びる方向と直行する両外面のうちの一方の外面３ａより第１の方向Ｘに、隣り合う圧力室列２１の間（図４（ｄ）に示す領域Ｄ）に位置する第３の溝２４を形成する。その際、第３の溝２４の加工領域（領域Ｄ）は、隣り合う接合体２０の接合部を含む領域とする。
【００５６】
第３の溝２４を形成することにより、圧力室７の、接合体２０を積層した方向（以下、第３の方向Ｚと称す）の駆動壁８が形成される。また、隣り合う接合体２０の接合部を含めて第３の溝２４を形成することにより、駆動壁８内に該接合部が残らないようにすることができる。
【００５７】
本実施形態では、複数の第３の溝２４のうちの１つの溝２４と、それに隣接する圧力室列２１を形成する圧力室７の間に形成された第２の溝２２と、を連通するように、第３の溝２４を形成している。第２の溝２２と第３の溝２４とが連通されることによって、圧力室７の周囲に溝が形成され、圧力室７の容積の収縮・膨張に寄与する駆動壁８をより大きくすることができる。すなわち、圧力室７の容積の変化がより大きくなり、圧力室７からインクに付与される吐出力をより大きくすることができる。
【００５８】
第３の溝２４と圧力室７との間に残る圧電材料の厚さが所望の厚さになるように、第３の溝２４を形成する。第２の溝２２を形成したときと同様に、隣り合う圧力室列２１の間に複数の第３の溝２４を形成してもよい。
【００５９】
また、第３の方向Ｚの端に位置する圧力室７と、積層構造体２３の、第３の方向Ｚに位置する外側面と、の間の領域からなる壁が、所望の駆動壁８の厚さよりも大きい場合には、当該領域に第３の溝２４を形成してもよい。
【００６０】
第３の溝２４を形成する方法としては、ダイシングブレードを用いた加工が好適であるが、ワイヤーソーを用いた加工方法も可能である。
【００６１】
以上の工程により、圧力室７の周囲の駆動壁８が一定の厚みを有する積層構造体２３が形成される。図５は、本発明の製造方法により製造された積層構造体２３の斜視図である。
【００６２】
なお、図５に示される積層構造体２３は、第２の溝２２を形成する工程（図４（ｃ））において、第２の溝２２を、接合体２０の、一方の外面２０ｃと他方の外面２０ｄとの間の位置から、一方の外面２０ｃまで形成した接合体２０を積層したものである。
【００６３】
図６は、図５に示す積層構造体２３に第１および第２の電極１０、１１（図１ないし図３）を形成する工程を説明するための図である。
【００６４】
まず、図６（ａ）に示すように、積層構造体２３の表面（圧力室７の内側面を含む）に金属膜２５を形成する。図６において、ハッチングが施されている領域が、金属膜２５が形成されている領域である。駆動壁８の、圧力室７側の面に形成された金属膜２５が第１の電極１０となり、駆動壁８の、圧力室７側とは反対の面に形成された金属膜２５が第２の電極１１となる。
【００６５】
次に、積層構造体２３のオリフィスプレート側の面３ａの金属膜２５を研削または研磨加工により除去する。
【００６６】
また、図６（ｂ）に示すように、積層構造体２３の流体制御プレート側の面３ｂの金属膜２５を、第１の電極用パッド１２、第２の電極用パッド１３、およびそれらと第１の電極１０、第２の電極１１とを電気的に接続する配線を残して部分的に除去する。このような、金属膜２５を除去する方法としては、強力なレーザーを照射して金属膜２５を削り取るレーザーアブレーション法や、感光性物質を用いて露光することで配線模様を生成するフォトリソグラフィ法等がある。
【００６７】
その後、駆動壁８の分極処理を行なう。図７は、駆動壁８の分極処理を説明するための模式図である。図７には、１つの圧力室７およびそれを囲う駆動壁８が示されている。
【００６８】
駆動壁８の分極処理を行うために、１００℃ないし２００℃の温度を有するシリコンオイル内で、第１の電極１０と第２の電極１１との間に、高圧電源２６を用いて１ｋＶ／ｍｍから５ｋＶ／ｍｍの電界を３０分から９０分印加する。この分極処理によって駆動壁８は分極方向２７に分極され、駆動信号に応じて圧力室７を膨張・収縮させるような変形が可能となる。
【００６９】
第１の電極１０および第２の電極１１の電圧の正負の組み合わせに関しては特に限定はない。
【００７０】
駆動壁８の分極処理が行われることによって、図１に示す圧電素子基板３が完成する。その後、圧電素子基板３に、オリフィスプレート２、流体制御プレート４、マニホールド５が接合されて、液体吐出ヘッド１が完成する。
【００７１】
このようにして製造された液体吐出ヘッド１は、図４に示すように、積層構造体２３を形成する前に、第２の方向Ｙにおける駆動壁８の厚みが所望の厚みとなっている。そのため、積層構造体２３を形成するときに接合体２０が第２の方向Ｙに所望の位置からずれても駆動壁８の厚みにばらつきが生じない。
【００７２】
すなわち、駆動壁８の厚みが均一に形成されるため、各吐出口６から吐出される液滴の量と吐出速度を均一にすることが可能である。したがって、従来の製造方法により製造された液体吐出ヘッドに比べ、より品位の高い画像を記録することが可能となる。
【００７３】
また、第１の溝１８を第２の圧電プレート１９で覆うことで圧力室７が形成されるため、棒形状の圧電材料に貫通穴を形成する場合に比べ、より容易な加工でより高密度に圧力室７を配置することができる。さらに、すなわち第１の圧電プレート１７および第２の圧電プレート１９の厚さの合計を、従来の製造方法の圧電プレートと同じ厚さとすることで、第３の方向Ｚにおける圧力室７の密度を小さくすることなく、液体吐出ヘッド１を製造することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ 液体吐出ヘッド
７ 圧力室
１７ 第１の圧電プレート
１７ａ 第１の圧電プレートの一の外面
１８ 第１の溝
１９ 第２の圧電プレート
２０ 接合体
２０ａ 接合体の第１の外面
２０ｂ 接合体の第２の外面
２１ 圧力室列
２２ 第２の溝
２３ 積層構造体
２４ 第３の溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクなどの液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録装置として、インクを吐出して被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを吐出するための液体吐出ヘッドが搭載されている。
【０００３】
液体吐出ヘッドには、インクが吐出するための圧力（以下、吐出圧力という）をインクに付与する圧力室と、当該圧力室へインクを供給する共通液室と、当該圧力室からインクを吐出する吐出口と、が設けられている。インクへ吐出圧力を付与する方法として、圧力室にインクを貯留している状態で圧力室の容積を収縮させる方法がある。
【０００４】
この方法を用いた液体吐出ヘッドでは、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される、電界を印加することで変形する圧電材料を用いて圧力室の少なくとも一部の壁（以下、駆動壁と称す）が形成されている。圧電材料に電界を印加して駆動壁を変形させ、圧力室の容積を収縮させることによってインクに吐出圧力が付与される。また、圧力室の容積を膨張させるように駆動壁を変形させることによって、共通液室から圧力室へインクが供給される。
【０００５】
ところで、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置では、インクに含まれる水分により、カール（被記録媒体が反り返る変形）やコックリング（被記録媒体が波打つ変形）などが被記録媒体に発生することがある。
【０００６】
被記録媒体にカールやコックリングなどの変形が発生した場合、被記録媒体に対する液体吐出ヘッドの吐出口の位置がずれることがある。その結果、インク滴の被記録媒体への着弾位置が所望の位置からずれ、記録画像の品位が低下していた。そこで、被記録媒体の変形を低減するために、インクの水分量が比較的少ない高粘度インクを使用することが提案されている。
【０００７】
高粘度インクを吐出するためには、粘度の比較的低いインクを吐出する場合に比べて、より大きい吐出力が液体吐出ヘッドに必要とされる。特許文献１では、より大きい吐出力を得られる液体吐出ヘッドとして、圧力室を形成するすべての壁を圧電材料からなる駆動壁としたグールドタイプの液体吐出ヘッドが開示されている。
【０００８】
グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧力室を形成するすべての壁が変形するため、例えば圧力室を形成する壁のうちの１つの壁を変形させて圧力室を膨張・縮小させる液体吐出ヘッドと比べて、インクの吐出力をより大きくすることができる。
【０００９】
グールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法として、棒形状の圧電材料に、該棒形状の長手方向に沿った貫通穴を形成して該貫通穴を圧力室とする方法が提案されている。貫通穴を形成するときに残存した部分の圧電材料が駆動壁となる。しかしながら、棒形状の圧電材料へ貫通穴を形成する加工は、比較的高度な技術を必要とするため、圧力室の小型化に限界があった。
【００１０】
一方、近年では印字速度を維持したまま記録画像の解像度をより高めるために、複数の吐出口をより高い密度で配置することが求められている。吐出口の高密度化に伴って、各々の吐出口に対応して設けられる圧力室をより小型化しかつより高い密度で配置することが必要とされている。そこで、特許文献１では、グールドタイプの液体吐出ヘッドにおける圧力室および駆動壁を、より簡易な加工で形成することができる製造方法が開示されている。
【００１１】
特許文献１で開示されているグールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法について説明する。
【００１２】
まず、作業者または製造装置は、圧電材料からなる圧電プレートの一の外面に、第１の方向に延びる溝を、第１の方向と交わる第２の方向に所定の間隔だけ隔てて複数形成する。この圧電プレートを複数準備し、当該一の外面が覆われるように複数の圧電プレートを積層し、圧電プレートの積層構造体を形成する。一の圧電プレートに形成されている溝と、当該一の圧電プレートの一の外面を覆うように積層された他の圧電プレートと、で形成された空間が圧力室となる。
【００１３】
圧電プレートを積層するときに、それぞれの圧電プレートに形成された溝が延びる方向を揃え、かつ圧電プレートを積層する方向（以下、第３の方向と称す）に沿ってそれぞれの圧電プレートの溝を配置する。このように複数の圧電プレートを積層することによって、圧力室は、第２および第３の方向にマトリクス状に配置される。
【００１４】
次に、積層構造体の、第１の方向に位置する一の外面より第１の方向に、ダイシングブレードを用いて第２の方向に隣り合う圧力室の間に位置し第３の方向に延びる直線状の溝を形成する。続いて、積層構造体の当該一の外面より第１の方向に、ダイシングブレードを用いて第３の方向に隣り合う圧力室の間に位置し第２の方向に延びる溝を掘る。第２および第３の方向に延びる溝を第一の方向に掘ったときに圧力室と該溝との間に残存した圧電材料が、駆動壁となる。
【００１５】
圧電プレートに溝を形成することは、棒形状の圧電材料に貫通穴を形成する場合に比べて容易にできるため、小型でかつ高密度で配置された圧力室を有する液体吐出ヘッドを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１６８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１で開示されている液体吐出ヘッドの製造方法では、圧電プレートを積層するときにいくつかの圧電プレートが所定の位置よりも第２の方向にずれた場合、圧力室が第３の方向に一直直線に配置されなくなる。第３の方向に延びる溝は直線状に形成されるため、圧力室が第３の方向に直線状に配置されていない状態で第３の方向に延びる溝を積層構造体に形成した場合、駆動壁の厚さは、圧電プレートがずれている分だけ厚くなったり薄くなったりする。
【００１８】
駆動壁の厚さは圧電材料の変形量や変形速度に影響を与える。したがって、それぞれの駆動壁の厚さが異なっている液体吐出ヘッドでは、液滴の吐出量や吐出速度などの吐出特性が圧力室毎に異なる。その結果、液体吐出ヘッドから吐出される液滴の大きさや、該液滴の被記録媒体への着弾位置がばらつき、記録画像の品位が低下する。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を鑑みなされたもので、複数の圧力室がより高い密度で配置され、かつ圧力室毎の吐出特性のばらつきがより小さい液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、圧電材料の変形に応じて液体が吐出するための圧力を液体に付与する圧力室が複数配列された液体吐出ヘッドの製造方法に係る。この態様において、圧電材料からなる第１の圧電プレートの一の外面に、第１の溝を複数形成する工程と、一の外面を覆うように圧電材料からなる第２の圧電プレートを第１の圧電プレートに接合することで、第１の溝および第２の圧電プレートから形成される圧力室が複数配列された圧力室列を備えた接合体を形成する工程と、接合体の、第１の圧電プレートと第２の圧電プレートとの接合面を挟んだ第１の外面および第２の外面のうちの第１の外面に、隣り合う圧力室の間に位置する第２の溝を形成する工程と、第２の溝が形成された接合体を複数準備する工程と、複数の接合体のうちの一の接合体の第１の外面と、複数の接合体のうちの他の接合体の第２の外面と、を当接させ、それぞれの接合体の圧力室が延びる方向を揃えて複数の接合体を積層して、圧力室列を複数備える積層構造体を形成する工程と、積層構造体の、圧力室が延びる方向と交わる両外面のうちの一方の外面より圧力室が延びる方向に、隣り合う圧力室列の間に位置する第３の溝を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の製造方法によれば、複数の圧力室がより高い密度で配置され、かつ圧力室毎の吐出特性のばらつきがより小さい液体吐出ヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の製造方法により製造される液体吐出ヘッドの斜視図。
【図２】図１に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図。
【図３】液体吐出ヘッドを、マニホールドからオリフィスプレートへ向かう面（図１に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るヘッドの製造方法を説明するための図。
【図５】本発明の製造方法により製造された積層構造体の斜視図。
【図６】図５に示す積層構造体に第１および第２の電極を形成する工程を説明するための図。
【図７】駆動壁の分極処理を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の製造方法により製造される液体吐出ヘッドの斜視図である。図１に示すように、液体吐出ヘッド１は、オリフィスプレート２、圧電素子基板３、流体制御プレート４およびマニホールド５がこの順に接合されている。
【００２５】
図２は、オリフィスプレート２、圧電素子基板３、流体制御プレート４およびマニホールド５を分離したときの液体吐出ヘッド１の斜視図である。図３は、マニホールド５からオリフィスプレート２へ向かう面（図１に示すＡ−Ａ面）で切断したときの断面図である。
【００２６】
図２および図３に示すように、オリフィスプレート２には、インクを吐出するための吐出口６が形成されている。吐出口６は円形貫通孔からなり、複数の吐出口６が２次元のアレイ状に配設されている。
【００２７】
圧電素子基板３は圧電材料で形成されている。また、圧電素子基板３の、オリフィスプレート２が接合されるオリフィスプレート側の面３ａから、圧電素子基板３の、流体制御プレート４が接合される流体制御プレート側の面３ｂへ向かって貫通穴が形成されている。当該貫通穴がインクに吐出圧力を付与する圧力室７となっており、圧力室７を囲う壁が圧力室７の容積を変化させる駆動壁８となっている。駆動壁８の変形に応じてインクに吐出圧力が付与される。
【００２８】
圧力室７は、それぞれの吐出口６に対応する位置に、２次元のアレイ状に設けられている。圧力室７から吐出圧力を付与されたインクは、圧力室７に対応した位置にある吐出口６から吐出される。
【００２９】
駆動壁８は、それぞれの圧力室７の周囲に溝９が形成されることによって圧力室７毎に独立して設けられている。したがって、一の圧力室７を囲う駆動壁８が変形しても該一の圧力室７の隣に位置する他の圧力室７の容積は変化しない。すなわち、それぞれの圧力室７の容積を個別に変化させることができる。
【００３０】
なお、２次元のアレイ状に配設された圧力室７のうちの、最外周に位置する圧力室７では、圧力室７の全周に溝９を形成せずに圧電素子基板３の外周壁（図３に示す圧電素子基板３の左端の壁）を駆動壁８としてもよい。
【００３１】
駆動壁８の、圧力室７側の面には第１の電極１０が形成されており、駆動壁８の、溝９側の面には第２の電極１１（ＧＮＤ電極）が形成されている。なお、図１および図２において、ハッチングされている領域が、第１の電極１０または第２の電極１１が形成されている領域である。
【００３２】
駆動壁８が第１の電極１０および第２の電極１１から電界を印加されることによって駆動壁８が変形し、圧力室７の容積が変化する。
【００３３】
圧電素子基板３の流体制御プレート側の面３ｂには、第１の電極１０および第２の電極１１へ電力を送るための第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３が配設されている。第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３へフレキシブルケーブルを電気的に接続することで、液体吐出ヘッド１の外部から第１の電極１０および第２の電極１１へ電力が供給される。
【００３４】
第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３は、圧電素子基板３へ流体制御プレート４が接合されても露出されている（図１参照）。したがって、フレキシブルケーブルを容易に第１の電極用パッド１２および第２の電極用パッド１３へ接続することができる。
【００３５】
マニホールド５は、中空の略直方体の一側面を除去して開放した形状を有しており、この開放されている側が流体制御プレート４へ接合されている。マニホールド５が流体制御プレート４へ接合されて、インクを貯留する共通液室１４が形成されている。また、マニホールド５には、不図示のインクタンクから共通液室１４へインクを供給するためのインク供給口１５が形成されている。
【００３６】
流体制御プレート４の、圧力室７に対応する位置には、共通液室１４と圧力室７とを連通する絞り穴１６が形成されている。絞り穴１６は、駆動壁８の変形によって生じるインクの流れが吐出口６側に生じるように形成されている。したがって、駆動壁８が変形して圧力室７の容積が収縮する場合には圧力室７のインクは吐出口６から吐出され、圧力室７の容積が膨張する場合には共通液室１４から圧力室７へインクが供給される。
【００３７】
流体制御プレート４は第１の電極１０および第２の電極１１と接しているため、樹脂、ガラス、セラミクスなどの絶縁性材料で形成されている。
【００３８】
次に本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の製造方法を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｅ）は、製造途中にある圧電素子基板３を、オリフィスプレート側の面３ａから流体制御プレート側の面３ｂへ向かってみたときの断面図（図４（ａ’）〜（ｅ’）におけるＢ−Ｂ断面図）である。図４（ａ’）〜（ｅ’）は、図４（ａ）〜（ｅ）に対応する製造途中の圧電素子基板３の断面図（図４（ａ）〜（ｅ）におけるＣ−Ｃ断面図）である。なお、図４（ａ’）〜（ｅ’）では、オリフィスプレート側の面３ａとなる面が左側に配置され、流体制御プレート側の面３ｂとなる面が右側に配置されている。
【００４０】
まず、図４（ａ）および（ａ’）に示すように、圧電材料からなる第１の圧電プレート１７を準備し、第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａに、一の外面１７ａと平行な所定の方向（以下、第１の方向Ｘと称す）に沿って延びる複数の第１の溝１８を形成する。第１の方向Ｘは、図４（ａ）〜（ｅ）において紙面と垂直な方向であり、図４（ａ’）〜（ｅ’）において紙面の水平な方向である。
【００４１】
次に、圧電材料からなる第２の圧電プレート１９を準備する。図４（ｂ）および（ｂ’）に示すように、第１の圧電プレート１７の一の外面１７ａを覆うように第２の圧電プレート１９を第１の圧電プレート１７に接合し、接合体２０を形成する。
【００４２】
第１の溝１８が第２の圧電プレート１９で覆われることにより、圧力室７が形成される。第１の圧電プレート１７には複数の第１の溝１８が形成されているため圧力室７が複数形成され、一の外面１７ａに沿って複数配列された１つの圧力室列２１が形成される。
【００４３】
第１の溝１８が圧力室７となるため、第１の溝１８を形成する工程（図４（ａ）および（ａ’））において、第１の溝１８の溝幅および溝深さは圧力室７の仕様によって適宜決定される。
【００４４】
液体吐出ヘッド１（図１ないし図３）には圧力室７が比較的高い密度で配置されることが求められる。例えば、第１の溝１８の溝幅および溝深さを数十μｍから数百μｍとすることがある。したがって、比較的高精度な加工を実現できるダイシング加工で第一の溝１８を形成することが好ましい。
【００４５】
第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９との接合には接着剤を用いることができる。液体吐出ヘッド１（図１等）の製造工程で接合体２０を加熱することがあるため、接着剤には比較的高い耐熱性が求められる。具体的には、耐熱温度が１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上の接着剤がよい。また、圧力室７の内壁には第１の電極１０（図２および図３）が形成され、液体吐出ヘッド１を使用するときには圧力室７にインクが充填されるため、比較的高い耐めっき液性および耐インク性を有する接着剤がよい。このような観点から、接着剤は主成分がエポキシ系であるものやポリイミド系であるものが好適に用いられる。金属膜を用いた金属接合により第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９とを接合しても良い。
【００４６】
図４（ｃ）および（ｃ’）に示すように、接合体２０の、第１の圧電プレート１７と第２の圧電プレート１９との接合面を挟んだ第１の外面２０ａおよび第２の外面２０ｂのうちの第１の外面２０ａに、隣り合う圧力室７の間に位置する第２の溝２２を形成する。第２の溝２２と圧力室７との間に残存した圧電材料が、圧力室列２１の方向（以下、第２の方向Ｙと称す）における駆動壁８となる。したがって、第２の溝２２の、位置や溝幅を管理することで、駆動壁８の厚みを所望の厚みとすることができる。
【００４７】
駆動壁８を比較的高い精度で形成するために、ダイシング加工により第２の溝２２を形成することが望ましい。
【００４８】
なお、本実施形態では、第２の溝２２が形成される第１の外面２０ａを、第２の圧電プレート１９側の外面としたが、第１の外面２０ａが第１の圧電プレート１７側の外面であってもよい。
【００４９】
また、圧力室列２１の端に位置する圧力室７と、接合体２０の、第２の方向Ｙに位置する外側面と、の間の領域からなる壁が、所望の駆動壁８の厚さよりも大きい場合には、当該領域に第２の溝２２を形成してもよい。
【００５０】
第２の溝２２は、隣り合う圧力室７の間に複数形成してもよい。これは、隣り合う圧力室７の間隔に対してダイシングブレードの厚さが比較的薄く、一度のダイシング加工では所望の駆動壁厚さが得られない場合に有効である。隣り合う圧力室７の一方の圧力室７から所望の距離だけ離れた位置に第２の溝２２を形成し、隣り合う圧力室７の他方の圧力室７から所望の距離だけ離れた位置にさらに第２の溝２２を形成する。このように第２の溝２２を形成することによって、隣り合う圧力室７の間隔に対してダイシングブレードの厚さが比較的薄い場合でも、所望の厚みを有する駆動壁８を容易に形成することができる。
【００５１】
また、第２の溝２２は、接合体２０の、圧力室７が延びる方向の両面のうちの一方の外面２０ｃから他方の外面２０ｄまでのすべての範囲に形成されていなくてもよい。すなわち、第２の溝２２は、接合体２０の、一方の外面２０ｃと他方の外面２０ｄとの間の位置から、一方の外面２０ｃまで形成された溝であってもよい。
【００５２】
次に、第２の溝２２が形成された接合体２０を複数準備する。図４（ｄ）および（ｄ’）に示すように、複数の接合体２０を積層して圧力室列２１を複数備える積層構造体２３を形成する。複数の接合体２０のうちの一の接合体２０の第１の外面２０ａと、複数の接合体２０のうちの他の接合体２０の第２の外面２０ｂと、が当接するように積層されている。
【００５３】
積層構造体２３を形成するときに、接合体２０の、圧力室７が延びる方向を揃えて接合体２０を積層する。その結果、積層構造体２３には、圧力室７の開口を有する２つの面が形成され、該２つの面のうちの一方の面がオリフィスプレート側の面３ａとなり、他方の面が流体制御プレート側の面３ｂとなる。
【００５４】
接合体２０を積層して固定させる方法としては、接合体２０を形成する工程で用いた接着剤と同様に、エポキシ系やポリイミド系が主成分の接着剤を用いる方法が好ましい。
【００５５】
その後、図４（ｅ）および（ｅ’）に示すように、積層構造体２３の、圧力室７が延びる方向と直行する両外面のうちの一方の外面３ａより第１の方向Ｘに、隣り合う圧力室列２１の間（図４（ｄ）に示す領域Ｄ）に位置する第３の溝２４を形成する。その際、第３の溝２４の加工領域（領域Ｄ）は、隣り合う接合体２０の接合部を含む領域とする。
【００５６】
第３の溝２４を形成することにより、圧力室７の、接合体２０を積層した方向（以下、第３の方向Ｚと称す）の駆動壁８が形成される。また、隣り合う接合体２０の接合部を含めて第３の溝２４を形成することにより、駆動壁８内に該接合部が残らないようにすることができる。
【００５７】
本実施形態では、複数の第３の溝２４のうちの１つの溝２４と、それに隣接する圧力室列２１を形成する圧力室７の間に形成された第２の溝２２と、を連通するように、第３の溝２４を形成している。第２の溝２２と第３の溝２４とが連通されることによって、圧力室７の周囲に溝が形成され、圧力室７の容積の収縮・膨張に寄与する駆動壁８をより大きくすることができる。すなわち、圧力室７の容積の変化がより大きくなり、圧力室７からインクに付与される吐出力をより大きくすることができる。
【００５８】
第３の溝２４と圧力室７との間に残る圧電材料の厚さが所望の厚さになるように、第３の溝２４を形成する。第２の溝２２を形成したときと同様に、隣り合う圧力室列２１の間に複数の第３の溝２４を形成してもよい。
【００５９】
また、第３の方向Ｚの端に位置する圧力室７と、積層構造体２３の、第３の方向Ｚに位置する外側面と、の間の領域からなる壁が、所望の駆動壁８の厚さよりも大きい場合には、当該領域に第３の溝２４を形成してもよい。
【００６０】
第３の溝２４を形成する方法としては、ダイシングブレードを用いた加工が好適であるが、ワイヤーソーを用いた加工方法も可能である。
【００６１】
以上の工程により、圧力室７の周囲の駆動壁８が一定の厚みを有する積層構造体２３が形成される。図５は、本発明の製造方法により製造された積層構造体２３の斜視図である。
【００６２】
なお、図５に示される積層構造体２３は、第２の溝２２を形成する工程（図４（ｃ））において、第２の溝２２を、接合体２０の、一方の外面２０ｃと他方の外面２０ｄとの間の位置から、一方の外面２０ｃまで形成した接合体２０を積層したものである。
【００６３】
図６は、図５に示す積層構造体２３に第１および第２の電極１０、１１（図１ないし図３）を形成する工程を説明するための図である。
【００６４】
まず、図６（ａ）に示すように、積層構造体２３の表面（圧力室７の内側面を含む）に金属膜２５を形成する。図６において、ハッチングが施されている領域が、金属膜２５が形成されている領域である。駆動壁８の、圧力室７側の面に形成された金属膜２５が第１の電極１０となり、駆動壁８の、圧力室７側とは反対の面に形成された金属膜２５が第２の電極１１となる。
【００６５】
次に、積層構造体２３のオリフィスプレート側の面３ａの金属膜２５を研削または研磨加工により除去する。
【００６６】
また、図６（ｂ）に示すように、積層構造体２３の流体制御プレート側の面３ｂの金属膜２５を、第１の電極用パッド１２、第２の電極用パッド１３、およびそれらと第１の電極１０、第２の電極１１とを電気的に接続する配線を残して部分的に除去する。このような、金属膜２５を除去する方法としては、強力なレーザーを照射して金属膜２５を削り取るレーザーアブレーション法や、感光性物質を用いて露光することで配線模様を生成するフォトリソグラフィ法等がある。
【００６７】
その後、駆動壁８の分極処理を行なう。図７は、駆動壁８の分極処理を説明するための模式図である。図７には、１つの圧力室７およびそれを囲う駆動壁８が示されている。
【００６８】
駆動壁８の分極処理を行うために、１００℃ないし２００℃の温度を有するシリコンオイル内で、第１の電極１０と第２の電極１１との間に、高圧電源２６を用いて１ｋＶ／ｍｍから５ｋＶ／ｍｍの電界を３０分から９０分印加する。この分極処理によって駆動壁８は分極方向２７に分極され、駆動信号に応じて圧力室７を膨張・収縮させるような変形が可能となる。
【００６９】
第１の電極１０および第２の電極１１の電圧の正負の組み合わせに関しては特に限定はない。
【００７０】
駆動壁８の分極処理が行われることによって、図１に示す圧電素子基板３が完成する。その後、圧電素子基板３に、オリフィスプレート２、流体制御プレート４、マニホールド５が接合されて、液体吐出ヘッド１が完成する。
【００７１】
このようにして製造された液体吐出ヘッド１は、図４に示すように、積層構造体２３を形成する前に、第２の方向Ｙにおける駆動壁８の厚みが所望の厚みとなっている。そのため、積層構造体２３を形成するときに接合体２０が第２の方向Ｙに所望の位置からずれても駆動壁８の厚みにばらつきが生じない。
【００７２】
すなわち、駆動壁８の厚みが均一に形成されるため、各吐出口６から吐出される液滴の量と吐出速度を均一にすることが可能である。したがって、従来の製造方法により製造された液体吐出ヘッドに比べ、より品位の高い画像を記録することが可能となる。
【００７３】
また、第１の溝１８を第２の圧電プレート１９で覆うことで圧力室７が形成されるため、棒形状の圧電材料に貫通穴を形成する場合に比べ、より容易な加工でより高密度に圧力室７を配置することができる。さらに、すなわち第１の圧電プレート１７および第２の圧電プレート１９の厚さの合計を、従来の製造方法の圧電プレートと同じ厚さとすることで、第３の方向Ｚにおける圧力室７の密度を小さくすることなく、液体吐出ヘッド１を製造することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ 液体吐出ヘッド
７ 圧力室
１７ 第１の圧電プレート
１７ａ 第１の圧電プレートの一の外面
１８ 第１の溝
１９ 第２の圧電プレート
２０ 接合体
２０ａ 接合体の第１の外面
２０ｂ 接合体の第２の外面
２１ 圧力室列
２２ 第２の溝
２３ 積層構造体
２４ 第３の溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料の変形に応じて液体が吐出するための圧力を液体に付与する圧力室が複数配列された液体吐出ヘッドの製造方法であって、
圧電材料からなる第１の圧電プレートの一の外面に、第１の溝を複数形成する工程と、
前記一の外面を覆うように圧電材料からなる第２の圧電プレートを前記第１の圧電プレートに接合することで、前記第１の溝および前記第２の圧電プレートから形成される前記圧力室が複数配列された圧力室列を備えた接合体を形成する工程と、
前記接合体の、前記第１の圧電プレートと前記第２の圧電プレートとの接合面を挟んだ第１の外面および第２の外面のうちの第１の外面に、隣り合う前記圧力室の間に位置する第２の溝を形成する工程と、
前記第２の溝が形成された前記接合体を複数準備する工程と、
複数の前記接合体のうちの一の接合体の前記第１の外面と、複数の前記接合体のうちの他の接合体の前記第２の外面と、を当接させ、それぞれの前記接合体の前記圧力室が延びる方向を揃えて複数の前記接合体を積層して、前記圧力室列を複数備える積層構造体を形成する工程と、
前記積層構造体の、前記圧力室が延びる方向と交わる両外面のうちの一方の外面より前記圧力室が延びる方向に、隣り合う前記圧力室列の間に位置する第３の溝を形成する工程と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第３の溝を形成する工程において、
前記第３の溝と、該第３の溝に隣接する前記圧力室列を形成する前記圧力室の間に形成された前記第２の溝とを連通するように、前記第３の溝を形成することを含む、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
圧電材料の変形に応じて液体が吐出するための圧力を液体に付与する圧力室が複数配列された液体吐出ヘッドの製造方法であって、
圧電材料からなる第１の圧電プレートの一の外面に、第１の溝を複数形成する工程と、
前記一の外面を覆うように圧電材料からなる第２の圧電プレートを前記第１の圧電プレートに接合することで、前記第１の溝および前記第２の圧電プレートから形成される前記圧力室が複数配列された圧力室列を備えた接合体を形成する工程と、
前記接合体の、前記第１の圧電プレートと前記第２の圧電プレートとの接合面を挟んだ第１の外面および第２の外面のうちの第１の外面に、隣り合う前記圧力室の間に位置する第２の溝を形成する工程と、
前記第２の溝が形成された前記接合体を複数準備する工程と、
複数の前記接合体のうちの一の接合体の前記第１の外面と、複数の前記接合体のうちの他の接合体の前記第２の外面と、を当接させ、それぞれの前記接合体の前記圧力室が延びる方向を揃えて複数の前記接合体を積層して、前記圧力室列を複数備える積層構造体を形成する工程と、
前記積層構造体の、前記圧力室が延びる方向と交わる両外面のうちの一方の外面より前記圧力室が延びる方向に、隣り合う前記圧力室列の間に位置する第３の溝を形成する工程と、を含む液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第３の溝を形成する工程において、
前記第３の溝と、該第３の溝に隣接する前記圧力室列を形成する前記圧力室の間に形成された前記第２の溝とを連通するように、前記第３の溝を形成することを含む、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３０８８０（Ｐ２０１２−１３０８８０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６１２５（Ｐ２０１０−２８６１２５）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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