(57)【要約】【課題】無駄となる圧電素子部材を抑え、貼り付ける前に個々の品質を容易に確保することができ、圧電素子を効率よく組み付けることができる液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】圧電素子は、互いに略平行に対向し、電極をそれぞれに備える第１主面と第１主面より面積が小さい第２主面とを有し分極方向が揃っている短冊状であり、振動板の配置に対応した上面の位置に窪みが設けられている配置プレートの窪みに圧電素子を入れて配置する圧電素子配置工程と、窪みに配置された圧電素子の第１主面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、振動板の外壁面と接着剤が塗布された第１主面とを対応させ、重ね合わせて接着する接着工程と、を有し、窪みは、第１主面が上面と同じ方向に向いて平面状に並び、圧電素子を位置決めするように前記圧電素子を保持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を液滴として吐出する複数のノズル孔に連通する圧力室と、前記圧力室の一部の壁面を形成している振動板と、前記振動板の外壁面に固定される圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記圧電素子は、互いに略平行に対向し、電極をそれぞれに備える第１主面と前記第１主面より面積が小さい第２主面とを有し分極方向が揃っている短冊状であり、
前記振動板の配置に対応した上面の位置に窪みが設けられている配置プレートの前記窪みに前記圧電素子を入れて配置する圧電素子配置工程と、
前記窪みに配置された前記圧電素子の前記第１主面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記振動板の外壁面と接着剤が塗布された前記第１主面とを対応させ、重ね合わせて接着する接着工程と、を有し、
前記窪みは、前記第１主面が前記上面と同じ方向に向いて平面状に並び、前記圧電素子を位置決めするように前記圧電素子を保持することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記圧電素子は、少なくとも１方向の断面形状が略台形であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記窪みの底面は、前記第２主面と接して前記第２主面を前記上面に対して略平行に支持し、
前記上面から前記窪みの底面までの深さは、前記圧電素子の厚さより浅く、
前記上面における前記窪みの開口は、前記窪みの底面が前記第２主面を支持した前記圧電素子が前記上面と交差してなす断面形状と略同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記窪みの底面は、前記第２主面と接して前記第２主面を前記上面に対して略平行に支持し、
前記上面から前記窪みの底面までの深さは、前記圧電素子の厚さと同じであり、
前記上面における前記窪みの開口は、前記第１主面と同じであり、
前記窪みの深さ方向に対して垂直な面と前記窪みが交差してなす開口断面及び前記窪みの底面は、前記第１主面の大きさ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記圧電素子配置工程において、
前記配置プレートの周囲は、前記圧電素子が前記上面から外れないように前記上面より突出している外周壁を備え、
前記上面の上に複数の圧電素子を任意に配置した後、前記配置プレートに振動を加える方法、前記配置プレートの上面を傾ける方法及び前記上面の上をへら状部材を移動させる方法の少なくとも何れか一つの方法により、前記上面の上の前記圧電素子を移動させ、前記窪みに前記圧電素子を入れて配置することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記圧電素子配置工程の後、前記窪みに配置された前記圧電素子を検査する検査工程を有し、
前記配置プレートは、前記窪みの底面で前記第２主面の電極に接し、且つ前記配置プレートの外壁に露出部を有する検査用電極を備え、
前記検査工程は、前記検査用電極と前記第１主面の電極とを用いて、前記窪みに入っている圧電素子の静電容量、共振周波数及び変位量の少なくとも何れか一つを検査することを特徴とする請求項１から５の何れか一項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小なインク滴を用いて画像を記録する方法として、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）のようにノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドを用いる方法がある。液滴吐出ヘッドでは、圧力室の例えば底部の振動板（ダイヤフラムとも称される。）に設けてある圧電素子に電圧を印加することによりダイヤフラムを変形させて圧力室内の液体のインクに圧力を付与する。この圧力の付与により、ノズル孔から液滴を記録紙等に向けて吐出し、この吐出された液滴が記録紙に付着することによって画像が形成される。
【０００３】
液滴吐出ヘッドは、高速で高解像度の記録を行うことができることが望まれ、１つの液滴吐出ヘッドが備えるノズル孔数、つまりは、圧電素子の数も増加し、しかも、小型化のためにノズル孔密度が高くなって圧電素子の配置密度も高くなっている。多数の圧電素子を歩留まり良く高密度配置できる液滴吐出ヘッドの例として以下がある。
【０００４】
特許文献１に記載されている液滴吐出ヘッドは、振動板に上電極及び下電極を有する圧電素子部材（バルク型圧電素子部材）を接合し、これにドライフィルム等により液滴吐出ヘッドに配置される圧力室に対応したマスクパターンをフォトリソグラフィー技術により形成する。振動板に接合され、マスクパターンが形成された圧電素子部材に対してブラスト加工を行うことにより、圧力室個々に対応し分割された圧電素子を形成している。
【特許文献１】特開２００７−６２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の振動板に圧電素子を形成する方法は、液滴吐出ヘッドに固定され駆動素子として利用される部分以外の圧電素子部材はブラスト加工により除去・廃棄されるため、廃棄される部分が多くコスト高になる。
【０００６】
また、圧電素子部材の状態で良好であってもブラスト加工後に個々に分離された圧電素子の電気特性や形状に不良（特に割れ）が発生する場合があり、液滴吐出ヘッドへの組み付け後の圧電素子の動作試験でないと良否判定ができない。このため、不良となった圧電素子と共にこの圧電素子が組み付けられている液滴吐出ヘッドも不良となるため、製造効率が著しく低下してしまう。
【０００７】
また、個々の圧電素子の良否を分別して振動板に貼り付ける場合、分離された圧電素子は分極方向の判別が容易に外観では分からない場合がある。この場合、液滴吐出ヘッドに分極方向を判別して圧電素子を組み付ける工程は煩雑となり製造効率が低下する。
【０００８】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、無駄となる圧電素子部材を抑え、貼り付ける前に個々の品質を容易に確保することができ、圧電素子を効率よく組み付けることができる液滴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】
【０００９】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１０】
１．液体を液滴として吐出する複数のノズル孔に連通する圧力室と、前記圧力室の一部の壁面を形成している振動板と、前記振動板の外壁面に固定される圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記圧電素子は、互いに略平行に対向し、電極をそれぞれに備える第１主面と前記第１主面より面積が小さい第２主面とを有し分極方向が揃っている短冊状であり、
前記振動板の配置に対応した上面の位置に窪みが設けられている配置プレートの前記窪みに前記圧電素子を入れて配置する圧電素子配置工程と、
前記窪みに配置された前記圧電素子の前記第１主面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記振動板の外壁面と接着剤が塗布された前記第１主面とを対応させ、重ね合わせて接着する接着工程と、を有し、
前記窪みは、前記第１主面が前記上面と同じ方向に向いて平面状に並び、前記圧電素子を位置決めするように前記圧電素子を保持することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１１】
２．前記圧電素子は、少なくとも１方向の断面形状が略台形であることを特徴とする前記１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１２】
３．前記窪みの底面は、前記第２主面と接して前記第２主面を前記上面に対して略平行に支持し、
前記上面から前記窪みの底面までの深さは、前記圧電素子の厚さより浅く、
前記上面における前記窪みの開口は、前記窪みの底面が前記第２主面を支持した前記圧電素子が前記上面と交差してなす断面形状と略同じであることを特徴とする前記１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１３】
４．前記窪みの底面は、前記第２主面と接して前記第２主面を前記上面に対して略平行に支持し、
前記上面から前記窪みの底面までの深さは、前記圧電素子の厚さと同じであり、
前記上面における前記窪みの開口は、前記第１主面と同じであり、
前記窪みの深さ方向に対して垂直な面と前記窪みが交差してなす開口断面及び前記窪みの底面は、前記第１主面の大きさ未満であることを特徴とする前記１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１４】
５．前記圧電素子配置工程において、
前記配置プレートの周囲は、前記圧電素子が前記上面から外れないように前記上面より突出している外周壁を備え、
前記上面の上に複数の圧電素子を任意に配置した後、前記配置プレートに振動を加える方法、前記配置プレートの上面を傾ける方法及び前記上面の上をへら状部材を移動させる方法の少なくとも何れか一つの方法により、前記上面の上の前記圧電素子を移動させ、前記窪みに前記圧電素子を入れて配置することを特徴とする前記１から４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００１５】
６．前記圧電素子配置工程の後、前記窪みに配置された前記圧電素子を検査する検査工程を有し、
前記配置プレートは、前記窪みの底面で前記第２主面の電極に接し、且つ前記配置プレートの外壁に露出部を有する検査用電極を備え、
前記検査工程は、前記検査用電極と前記第１主面の電極とを用いて、前記窪みに入っている圧電素子の静電容量、共振周波数及び変位量の少なくとも何れか一つを検査することを特徴とする前記１から５の何れか一項記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第２主面が第１主面より面積が小さく短冊状で分極が揃っている圧電素子は、形状が単純で圧電素子部材から効率良く切り出すことができ、振動板の位置に対応した配置プレートの上面の位置に備える窪みで、圧電素子の第１主面が平面状に並び位置決めされて保持され、第１主面に接着剤が塗布され、第１主面と振動板の外壁面とを対応させて接着することができる。
【００１７】
更に、例えば配置プレートの窪みの底面に、配置プレートの外壁に露出部を有する検査用電極を備えることにより、圧電素子が第１主面及び第２主面に備える電極に検査のための電気的な接続を容易にすることができる。
【００１８】
よって、無駄となる圧電素子部材を抑え、貼り付ける前に個々の品質を容易に確保することができると共に、圧電素子を効率よく組み付けることができる液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。
【００２０】
本発明に係わる液滴吐出ヘッドの製造方法により製造される液滴吐出ヘッドについて説明する。
【００２１】
図１は、液滴吐出ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドＡと称する。）の構成の分解斜視図を示している。図１において、１はノズルプレート、５は中間プレート、２はボディプレート、３は圧電素子、３０はパイプ接続部、４２は圧電素子３に電力を供給するフレキシブル基板（以降、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）と称する。）を模式的に示している。
【００２２】
ノズルプレート１には、インク吐出のためのノズル孔１１を複数配列してある。ノズル孔１１の液滴を吐出する吐出口を有する吐出面１３には撥液膜４５がある。中間プレート５には、ノズル孔１１に連通する貫通孔１２が設けてあり、貫通孔１２の径はノズル孔１１の径より大きい。
【００２３】
また、ボディプレート２には、中間プレート５を介してノズルプレート１を貼り合わせることで圧力室となる圧力室溝２４、インク供給路となるインク供給路溝２３及び共通インク室となる共通インク室溝２２、並びにインク供給口２１が形成されている。
【００２４】
ノズルプレート１のノズル孔１１とボディプレート２の圧力室溝２４とが一対一で対応するように、中間プレート５を挟んでノズルプレート１とボディプレート２と貼り合わせることで、流路ユニットＭを形成する。ここで、以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号は、それぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。また、インク供給口２１に連通するようにパイプ接続部３０を固定してある。パイプ接続部３０と別途準備するインク貯蔵部（図示しない）とをパイプ（図示しない）で接続することで、流路ユニットＭにインクを供給することができる。
【００２５】
流路ユニットＭにおいて、圧力室２４の容積を変化させてノズル孔１１から液滴を吐出させるアクチュエータとして、圧電素子３をボディプレート２の中間プレート５を有する面と反対面で、各圧力室２４の振動板として機能する底部の外壁面に固定してある。
【００２６】
図２は、図１に示す記録ヘッドＡにおけるノズルプレート１のＸ１−Ｘ１’、中間プレート５のＸ２−Ｘ２’及びボディプレート２のＸ３−Ｘ３’の位置での断面を、圧電素子３を含めて模式的に示している。記録ヘッドＡには、圧電素子３をボディプレート２の中間プレート５を接着する面と反対側の各圧力室２４を構成する壁の一部である底部２５の外壁面に接着してある。底部２５は、圧電素子３の振動を圧力室２４内のインクに振動を伝える振動板（ダイヤフラムとも称す。）として機能する。
【００２７】
図３は、図１に示す記録ヘッドＡにおけるノズルプレート１のＹ１−Ｙ１’、中間プレート５のＹ２−Ｙ２’及びボディプレート２のＹ３−Ｙ３’の位置で隣接する２つの圧電素子３が設けてある圧力室２４の底部２５の周辺断面を、圧電素子３を含めて模式的に示し、また圧電素子３を駆動する駆動回路５０を示している。圧電素子３には、それぞれの両面に電極２０１、２０２が設けてある。電極２０１は電気的接続が可能な導電性接着剤等により、ボディプレート２の底部２５の外壁面に形成されているベース電極３５に固定されている。
【００２８】
記録ヘッドＡにおいて、駆動回路５０とベース電極３５とは共通配線ＣＬで、また駆動回路５０と各圧電素子３の電極２０２とは個別配線Ｌ１、Ｌ２で接続される。駆動回路５０より圧電素子３に駆動パルス電圧が印加され、圧電素子３が変形変位することで発生する振動が圧力室２４の底部２５に伝えられる。この底部２５の振動により圧力室２４内にあるインクに加える圧力を変動させることでノズル孔１１からインク滴を吐出させる。
【００２９】
本発明に係わる圧電素子３の断面形状は、図２、図３に示すように略台形であり、これに関しては以降で説明する。
【００３０】
記録ヘッドＡを製造する製造工程のフロー図を図４に示す。図４に沿って、記録ヘッドＡの製造に関して、適宜図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（ノズルプレートの製造、ボディプレートの製造、中間プレートの製造工程）
図１に示す流路ユニットＭを構成するノズルプレート１、中間プレート５、ボディプレート２をそれぞれ製造する。ノズルプレート１とボディプレート２を成す材料はＳｉとし、中間プレート５を成す材料は、可動イオンを含む硼珪酸ガラスが好ましい。各プレートをこれらの材料とすることで後述する陽極接合を容易に行うことができる。
【００３２】
ノズルプレート１にノズル孔１１を形成する方法、中間プレート５に貫通孔１２を形成する方法、ボディプレート２に圧力室溝２４等を形成する方法は、公知のフォトリソグラフィー技術（レジスト塗布、露光、現像）及びエッチング技術等を用いることができる。エッチング方法としては、ドライエッチングが好ましい。これらの方法により、ノズルプレート１、ボディプレート２及び中間プレート５を準備する。
【００３３】
（接合工程）
準備したノズルプレート１、中間プレート５、ボディプレート２の３枚のプレートを重ね合わせ陽極接合により接合して圧力室２４を形成する。
【００３４】
陽極接合は、陽極接合温度で中間プレート５の中の可動イオンが高電界に引かれて移動拡散する現象であり、この現象が顕著なガラスが好ましい。好ましいガラスとしてテンパックス  フロート（登録商標）及びパイレックス（登録商標）がある。
【００３５】
陽極接合することに関して図１６を用いて説明する。ノズルプレート１、中間プレート５、ボディプレート２は、十分に洗浄して乾燥させ、接合面にゴミが無いようにする。ノズルプレート１、中間プレート５、ボディプレート２の各接合面は、研磨等により各表面粗さを１０ｎｍ未満にするのが好ましい。
【００３６】
次に、プレート固定台２０の電極２０ａ上にボディプレート２、中間プレート５、ノズルプレート１を順に重ね合わせる。電極となる押圧部材１１０をノズルプレート１の上に設けてノズルプレート１を押圧し、この状態でプレート固定台２０が備えているヒーター（図示しない）により重ね合わせた３枚のプレートを加熱する。
【００３７】
陽極接合温度（概ね３５０℃から５５０℃の範囲）まで３枚のプレートを加熱し、陽極接合温度を維持した状態で直流電圧（概ね０．５ｋＶから２ｋＶの範囲）を３枚のプレートに印加する。具体的には、ボディプレート２に接触する電極２０ａと、押圧板１１０に接触する電極１２０とをプラスとし、中間プレート５に接触する電極１３０をマイナスとして直流電源１５０より直流電圧を３枚のプレートに印加する。
【００３８】
押圧部材１１０で押圧することで、３枚のプレート間の間隔を狭くして空気層を周囲に押し出し、空気が押し出された領域は、研磨等で表面粗さＲａが１０ｎｍ未満としている場合は間隔が非常に小さくなり、面同士が接触して分子間力で密着させることができる。ノズルプレート１を押圧する押圧部材１１０は、電極となる材料であれば特に限定されない。
【００３９】
本実施の形態では、同時に３つのプレートを接合することで製造工程を簡略化、時間短縮しているが、ボディプレート２と中間プレート５を接合し、次に中間プレート５とノズルプレート１とを接合するように順次陽極接合を行ってもよい。
【００４０】
（洗浄工程）
ノズルプレート１、中間プレート５、ボディプレート２を陽極接合した流路ユニットＭの洗浄を行う。洗浄により清浄した吐出面１３に後述の撥液膜４５を形成することで、吐出面１３に対する撥液膜４５の密着力を十分に確保でき、耐久性を向上することができる。また、後述のベース電極３５を形成する場合も、上記と同様に、流路ユニットＭの底部２５の外壁面にベース電極３５の密着力を十分に確保することができる。
【００４１】
洗浄方法としては、例えば超音波洗浄が有り、洗浄液は、流路ユニットＭを成す材料に浸食等の化学的変化を生じないものであれば特に限定されず、汚染物質に応じて適宜選択すれば良い。例えば、ガラスやＳｉ等の粒子汚れの除去性や脱脂力に優れているアルカリ洗剤、取り扱いが容易な中性洗剤を挙げられ、また、ＲＣＡ洗浄法を適用しても良い。
【００４２】
洗浄後、流路ユニットＭを純水によりリンス処理を行い乾燥させ、この後、更に酸素プラズマによるアッシング処理を行ってもよい。
【００４３】
（撥液膜形成工程）
ノズルプレート１の吐出面１３に撥液膜４５を設ける。撥液膜４５を設けることで、ノズル孔１１から液体が吐出面１３に馴染むことによる染み出しや広がりを抑制することができる。撥液膜４５は、例えば液体が水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体が油性であれば撥油性を有する材料が用いられる。一般に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素化シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が用いられることが多く、塗布方法、真空蒸着方法、浸漬方法で吐出面１３に成膜する。撥液膜４５の厚みは、撥液膜４５の材料、形成方法により適宜決めればよい。
【００４４】
撥液膜４５は、撥液膜４５の密着性を向上させるために、下地層、例えばプラズマＣＶＤ法で形成できるＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜を介して成膜するのが好ましい。
【００４５】
（ベース電極形成工程）
流路ユニットＭの背面（ノズルプレート１がある側と反対側の面）の圧力室２４の位置に該当する部分（所謂振動板として機能する部分）にベース電極３５を設ける（図２、図３参照）。ベース電極３５は、この上に設ける全ての圧電素子３に電圧を印加して駆動するための共通電極として機能する。このベース電極３５の材料は、電極となる材料であれば特に限定することはなく、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇが挙げられ、密着性を良くするためのＣｒ等の下地層を設けてもよい。ベース電極３５を形成する方法は、特に限定はなく、例えば公知のスパッタリングや真空蒸着がある。
【００４６】
（圧電素子固定工程）
振動板として機能する底部２５の外壁面に設けられたベース電極３５の上に圧電素子３を固定することに関して説明するが、説明を容易にするためベース電極３５を省いて底部２５の外壁面に圧電素子３を固定するものとして以降の説明を行う。
【００４７】
底部２５の外壁面に圧電素子３を固定する場合、主に、後述する配置プレートの窪みに圧電素子を入れて配置する圧電素子配置工程、圧電素子に接着剤を塗布する接着剤塗布工程、及び底部２５の外壁面と圧電素子と重ね合わせて接着する接着工程とがあり、順次説明する。
【００４８】
（圧電素子配置工程）
圧電素子３は、分極方向が揃っており、直交方向の断面形状の少なくとも一方は略台形であるのが好ましく、図２、図３に示す様に直交する両方向の断面形状が略台形であるのがより好ましい。圧電素子３の断面形状が略台形であると、分極処理されたバルク型圧電素子部材を切り離して形成される圧電素子３の分極方向（極性）を容易に判別でき、また、後述する配置プレートの窪みに圧電素子３を入れて配置する際、圧電素子３の分極方向を揃えて窪みに容易に入れることができる。圧電素子３の配置プレートへ窪みに入れることに関しては、後で詳細に説明する。
【００４９】
圧電素子３の断面形状を略台形としているが、略台形に関して以下に説明する。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、互いに平行な短い辺を上底３０１とし、長い辺を下底３０２とすると、上底３０１と下底３０２との間における上底３０１（又は下底３０２）に平行な方向の幅３Ｗが、少なくとも下底３０２の幅より小さいものであればよい。又、幅３Ｗは、上底３０１と下底３０２との間の全ての範囲で必ずしも上底３０１より大きくなくてもよく、一時的に幅３Ｗが上底３０１より小さい括れ形状であってもよい。
【００５０】
例えば、理想的な台形形状を示す図７（ａ）ように上底３０１の両端とこれに対向する下底３０２の両端同士を結ぶ辺が必ず直線である必要はなく、図７（ｂ）、（ｃ）に示すような内側に凹む又は外側に膨らむ曲線でもよい。また、上底３０１又は下底３０２に垂直な軸で図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように線対称であるのが好ましいが、図７（ｄ）に示す様に線対称で無くても良い。但し、振動板に接着する複数の圧電素子３においては、複数のノズル孔からの液滴の吐出性能が均一となるように断面形状が揃っていることが好ましい。
【００５１】
圧電素子３の形状の例を図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。図８（ａ）は、直交する２方向Ｖ−Ｖ’、Ｗ−Ｗ’の断面形状が略台形である圧電素子３の外観を斜視図で示す。圧電素子３は、短冊状であって台形台を成し、台形台を成す互いに略平行で対向する面の内、面積の大きい方を第１主面３１０とし、面積が小さい方を第２主面３２０とする。図８（ａ）の圧電素子３を第２主面３２０側から見た様子を図８（ｂ）に示す。２方向の断面形状が略台形である圧電素子３は、後で説明する配置プレートの窪みにより容易に入れることができるより好ましい形態である。
【００５２】
圧電素子３の断面形状が略台形である方向は、必ず直交する２方向Ｖ−Ｖ’、Ｗ−Ｗ’である必要はなく、少なくとも１方向の断面形状が略台形であればよい。１方向の断面形状のみが略台形である圧電素子３の第２主面３２０側から見た様子を図８（ｃ）、（ｄ）に示す。図８（ｃ）では、Ｗ−Ｗ’方向の断面形状が略台形であり、図８（ｄ）では、Ｖ−Ｖ’方向の断面形状が略台形であり、図８（ｃ）のＶ−Ｖ’方向及び図８（ｄ）のＷ−Ｗ’方向の断面形状は長方形である。
【００５３】
図８（ａ）に示すような２方向の断面形状が略台形の短冊状で分極方向が揃っている圧電素子３は、例えば図９に示す様な圧電素子母体２０５の表裏両面に電極２０１、２０２を備え、電極方向に分極されているバルク型圧電素子部材２００を用いて以下の方法により形成することができる。
【００５４】
図１０（ａ）に示すように、固定台８０にバルク型圧電素子部材２００を熱剥離シート等の粘着固定シート８２を介して固定し、このバルク型圧電素子部材２００の表面に、フォトリソグラフィー技術により短冊格子状のマスク８６を形成する。この後、図１０（ｂ）に示すように酸化アルミナ等の微小球を吹き付ける（矢印で示す）ブラスト加工を行う。
【００５５】
また、図１１に示すように、固定台８０に、バルク型圧電素子部材２００をダイシングシート等の粘着固定シート８２を介して固定し、刃先がテーパ状のブレード８４（例えば、（株）ディスコ  ＮＢＣ−Ｚ１０９０ＬＧ２Ｓ３Ｔ２  ５６×０．１５×４０×４５°）を備えたダイサーを用いて直交する２方向に短冊状に切断する。尚、図１０、１１に示すバルク型圧電素子部材２００においては、上下面の電極２０１、２０２を省略している。
【００５６】
バルク型圧電素子部材２００を切断し、２方向の断面が略台形の短冊状の圧電素子３とした様子の一部分を図１２に示す。図１２に示す様に、圧電素子３は、バルク型圧電素子部材２００を規則正しく切断して得ることができるため、廃棄する部分の発生を抑えて、バルク型圧電素子部材２００から効率良く得ることができる。尚、断面形状を長方形とする場合は、例えば、刃先がテーパ状でない板状のブレードを用いればよい。
【００５７】
上記のようにして得た断面形状が略台形の圧電素子３を流路ユニットＭの各圧力室２４の底部２５の外壁面に、以下で説明する配置プレートを用いて固定させる。
【００５８】
図５に示すように、配置プレート６０は、上面６１に窪み６２を備えている。この窪み６２は、流路ユニットＭにおける各圧力室２４の振動板として機能する底部２５の配置に対応する位置に設けられ、圧電素子３の第２主面３２０を窪み６２の底部に向けて窪み６２に入れられ位置決めするように保持される。
【００５９】
窪み６２に圧電素子３が入れられて保持されている様子を図５のＺ１−Ｚ１’位置での部分断面で図６に示す。図６（ａ）、（ｂ）においては、窪み６２の底面６２１は、第２主面３２０と接し、第２主面３２０を上面６１に対し略平行に圧電素子３を支持し、配置プレート６０の上面６１から底面６２１までの深さは、圧電素子３の厚さより小さい。このため、圧電素子３の第１主面３１０は上面６１より浮いた位置となる。
【００６０】
また、上面６１での窪み６２の開口は、圧電素子３を底面６２１で支持した状態で、上面６１と交差する断面形状と略同じである。このため、圧電素子３は、流路ユニットＭの底部２５の配置に対応した上面６１の位置に設けた窪み６２により位置決めされた状態で保持される。窪み６２の深さ方向に対して垂直な面と窪みの内壁面とが交差する開口横断面は、図６（ａ）のように底面６２１に向かって小さくなっても良いし、図６（ｂ）のように上面６１における開口形状と同じとして良く、特にこれらに限定しない。
【００６１】
尚、底面６２１は、第２主面３２０全面と必ずしも接する必要はなく、第２主面３２０と接する部分は、例えば田の字等の格子状としてもよい。
【００６２】
窪み６２の別の態様として図６（ｃ）を示す。図６（ｃ）において、窪み６２の底面６２１は、第２主面３２０と接し、第２主面３２０を上面６１と略平行に圧電素子３を支持し、配置プレート６０の上面６１から底面６２１までの深さは、圧電素子３の厚さと同じである。このため、圧電素子３の第１主面３１０は上面６１と同一面内となる。
【００６３】
また、上面６１での窪み６２の開口は、圧電素子３の第１主面３１０と略同じであり、圧電素子３は、流路ユニットＭの底部２５の配置に対応した上面６１の位置に設けた窪み６２により位置決めされた状態で保持される。窪み６２の深さ方向に対して垂直な面と窪みの内壁面とが交差する開口断面（開口横断面）は、第１主面３１０の大きさ未満である。このため、上面６１での開口が第１主面３１０と大きさが同じであっても、窪み６２には第１主面３１０が窪み６２の底面に向いた状態では保持されない。
【００６４】
上記で説明した窪み６２の２つの態様において、上面６１での開口から底面６２１までの窪み６２の深さ方向の開口横断面が圧電素子３の第２主面３２０より大きく第１主面３１０より小さい範囲であって、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、圧電素子３が第２主面３２０を底面６２１に向けて窪み６２により容易に入るように、窪み６２の深さ方向に対して平行な面と窪みの内壁面とが交差する開口断面（開口縦断面）はテーパ状とするのが好ましい。尚、テーパを成す斜面は、圧電素子３が入れば良く、必ずしも直線である必要はない。
【００６５】
尚、図６（ａ）から（ｃ）において窪み６２の開口縦断面形状は、図８（ａ）に示す圧電素子３のＶ−Ｖ’方向に対応する図５のＺ１−Ｚ１’方向の断面形状に対して説明したが、圧電素子３のＷ−Ｗ’方向に対応する図５のＺ２−Ｚ２’方向の断面形状に対しても図６（ａ）から（ｃ）と同様であるため説明を省略する。また、図８（ｃ）、（ｄ）に示した、一方の方向の断面形状が長方形である圧電素子３が窪み６２に配置される様子の例を図６（ｄ）、（ｅ）に示す。図６（ｄ）は、図６（ａ）、（ｂ）のように第１主面３１０が上面６１より浮いている状態を示し、図６（ｅ）は、図６（ｃ）のように第１主面３１０が上面６１と同一面内である状態を示す。
【００６６】
尚、配置プレートに設ける窪み６２の実際の具体的な寸法は、圧電素子３の外形寸法の公差や底部２５の配置に対応する位置の許容誤差等を考慮して決めれば良い。
【００６７】
次に、圧電素子３を配置プレート６０の窪み６２に入れて位置決めするように保持させる。具体的には、配置プレート６０の上面６１上の任意の位置に圧力室２４の数以上の圧電素子３を置いて、図１３（ａ）に示す様に配置プレート６０を例えばモータ４００を正逆転させる等でシーソー状態に傾斜させる方法、図１３（ｂ）に示す様に配置プレート６０に例えばエアーシリンダ４１０のロッドを間欠的に配置プレートの背面に当てる等で振動を加える方法、図１３（ｃ）に示す様に配置プレートの上をへら状の部材４２０を例えばモータ等で圧電素子３に接触させて移動させる方法がある。何れの方法においても、圧電素子３を上面６１の上を移動させて、圧電素子３を窪み６２に入るようにする。これらの方法は、一つでも良いし、組み合わせても良い。
【００６８】
配置プレート６０の周囲には、上面６１に置かれて移動させられる圧電素子３が上面６１上から逸脱しない様に上面６１より高く突出した外周壁６５を設けておく。上記の方法によって、これまで説明した圧電素子３の形状と窪み６２の形状とから、圧電素子３は、第２主面３２０を窪み６２の底面６２１に向けて窪み６２に入り位置決めされて保持される。
【００６９】
（接着剤塗布工程及び接着工程）
配置プレート６０の窪み６２に配置された圧電素子３の第１主面３１０に導電性接着剤、例えば、銀ペースト、カーボンペースト等を塗布し、圧電素子３を配置した配置プレート６０に流路ユニットＭを各圧力室２４の底部２５に対応するように重ね合わせて接着する。これらに関して、図１４を用いて説明する。
【００７０】
配置プレート６０の窪み６２に配置された圧電素子３は、配置プレート６０の上面６１側に第１主面３１０が揃っている。また、圧電素子３を形成する際に母材としたバルク型圧電素子部材２００は、厚みが精度良く形成されているため、配置プレート６０の上面６１から窪み６２の底面６２１までの深さを均一とすることにより、上面６１から各圧電素子３の第１主面３１０までの高さを均一にすることができる。よって、圧電素子３は、第１主面が平面状に揃って並ぶことになる。
【００７１】
第１主面３１０に導電性接着剤を塗布する際、第１主面３１０の高さが均一であると、塗布が容易であると共に塗布量を均一化しやすい。接着剤を塗布する方法は、公知の方法で良く、第１主面３１０が上面６１より浮いている状態の場合は、スプレー法や転写法が好ましく、第１主面３１０が上面６１と同一面内の場合は印刷やディスペンサ法が好ましい。
【００７２】
図１４（ａ）はディスペンサによる接着剤塗布の例を示す。ディスペンサ７５は、配置プレート６０の窪み６２に保持されている圧電素子３の第１主面３１０に接着剤を順次塗布する。この後、図１４（ｂ）に示すように、配置プレート６０の圧電素子３の位置と流路ユニットＭの底部２５の位置とが合うように位置調整を行い、配置プレート６０に流路ユニットＭを重ねる。底部２５の外壁部に圧電素子３を固定した後、図１４（ｃ）に示すように、配置プレート６０から流路ユニットＭを離すと、各圧力室２４の底部２５の外壁面に圧電素子３が固定された流路ユニットＭを得ることができる。
【００７３】
（検査工程）
圧電素子３は、バルク型圧電素子部材から分極が揃っている台形台の形状で切り出されるため、電極を備えている第１主面３１０と第２主面３２０とから分極方向を容易に判別することができる。このため、流路ユニットＭに圧電素子３を固定する前に、個々の圧電素子３対して静電容量、共振周波数及び変位量等の特性を容易に検査することができ、流路ユニットＭに固定する前に不良の圧電素子３を取り除くことが容易にできる。よって、流路ユニットＭに組み付けられた圧電素子３は不良が発生せず、効率良く組み立てを行うことができる。
【００７４】
個々の圧電素子３を検査する場合、配置プレート６０の窪み６２で圧電素子３を保持させた後は、圧電素子３は分極方向が揃って整列した状態であるため、圧電素子３をより容易に検査することができる。具体的には、図１５に示すように、配置プレート６０の窪み６２の底面６２１に検査用電極９０を設けておいて、この窪み６２に圧電素子３を入れて保持すると、第２主面３２０の電極２０２は検査用電極９０に接触し電気的に結合される。このように圧電素子３が配置プレート６０に配列された状態で、検査用電極９０の配置プレートの外壁部に露出している部分と第１主面３１０の電極２０１に静電容量、共振周波数及び変位量等の検査を行う検査装置９５の電極端子９２、９３をそれぞれより容易に効率よく接続することができる。よって、流路ユニットＭに圧電素子３を固定する前に各圧電素子３の良否判定をより効率良く行うことができる。また、流路ユニットＭに組み付けられた圧電素子３は不良が発生せず、より効率良く記録ヘッドの製造を行うことができる。
【００７５】
（ＦＰＣ配線工程）
次に、流路ユニットＭに固定した各圧電素子３に電力を供給する配線をする。図３に示す様なＦＰＣ４２を流路ユニットＭの背面に接着剤等で固定する。流路ユニットＭの背面にＦＰＣ４２が固定され、ベース電極３５及び各圧電素子３とＦＰＣ４２と接続されている様子を図１７に示す。ＦＰＣ４２は、ベース電極３５に接続する共通配線ＣＬと各圧電素子３に接続する個別配線Ｌｉ（ｉ＝１、２、・・・）とを含んでいる。共通配線ＣＬは、銀ペースト等の導電性接着剤ＣＰでベース電極３５と電気的に接続し、各圧電素子３の電極２０２と個別配線Ｌｉとは、例えばＡｕ線をワイヤＷとしたワイヤボンディングにて接続する。
【００７６】
（インク供給路固定工程）
流路ユニットＭに開口しているインク供給口２１にインクを供給するためのパイプ接続部３０を接着剤等で固定する。パイプ接続部３０を流路ユニットＭに設けることで、パイプ接続部３０と別途設けるインク貯蔵部（図示しない）とをパイプで接続することができ、流路ユニットＭにインクを供給することができる。
【００７７】
以上でもって、記録ヘッドＡを完成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの一例を示す分解斜視図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの断面図を示す図である。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの断面図を示す図である。
【図４】インクジェット式記録ヘッドを製造する製造工程を示すフロー図である。
【図５】配置プレートに圧電素子を配置する様子を示す図である。
【図６】配置プレートの窪みに圧電素子が配置されている様子を示す図である。
【図７】圧電素子の断面形状である略台形を説明する図である。
【図８】圧電素子の形状の例を示す図である。
【図９】バルク型圧電素子部材を示す図である。
【図１０】バルク型圧電素子部材から圧電素子を得る加工方法の例を示す図である。
【図１１】バルク型圧電素子部材から圧電素子を得る加工方法の例を示す図である。
【図１２】バルク型圧電素子部材から圧電素子を切り離した様子を示す図である。
【図１３】配置プレートの窪みに圧電素子を配置する方法を説明する図である。
【図１４】流路ユニットに配置プレートに配置されている圧電素子を貼り付ける工程を示す図である。
【図１５】配置プレートに配置された圧電素子を検査する方法を説明する図である。
【図１６】陽極接合を説明する図である。
【図１７】インクジェット式記録ヘッドにフレキシブル基板が接続されている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  ノズルプレート
２  ボディプレート
３  圧電素子
５  中間プレート
１１  ノズル孔
１２  貫通孔
２１  インク供給口
２２  共通インク室（溝）
２３  インク供給路（溝）
２４  圧力室（溝）
２５  底部
３５  ベース電極
４５  撥液膜
５０  駆動回路
６０  配置プレート
６１  上面
６２  窪み
６２１  底面
９０  検査用電極
２００  バルク型圧電素子部材
２０１、２０２  電極
２０５  圧電素子母体
３１０  第１主面
３２０  第２主面
Ａ  記録ヘッド
Ｍ  流路ユニット
ＣＬ  共通配線
Ｌ１、Ｌ２  個別配線
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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