(57)【要約】【課題】成膜工程においてエアロゾルが噴きつけられることによって振動板が変形するのを抑制する。【解決手段】まず、磁化されてない強磁性体からなる２枚の振動板４０のうち、一方の振動板４０に外部磁場を印加することにより、この振動板４０を磁化させ、磁化した一方の振動板４０に他方の振動板４０を近づけて、磁力によって２枚の振動板４０を接着する。そして、２枚の振動板４０の対向していない側のそれぞれの表面に、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により圧電層４１を成膜する（成膜工程）。成膜された圧電層４１を所定の温度で熱処理を施す。具体的には、圧電層４１がそれぞれ形成された２枚の振動板４０を、圧電層４１のアニール温度及び振動板４０の消磁温度以上の温度で加熱する（加熱工程）。これにより、加熱工程において、振動板４０の磁化の消磁が行われ、２枚の振動板４０が分離される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の振動板を積層する積層工程と、
積層された前記２枚の振動板のそれぞれの表面に、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含んだエアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させて、圧電層を形成する成膜工程と、
前記圧電層が形成された前記２枚の振動板を分離させる分離工程と、を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記成膜工程において、前記２枚の振動板のそれぞれの前記表面に同時に前記圧電層を形成することを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記圧電層形成工程においては、前記エアロゾルを噴射する噴射ノズルと前記振動板の相対位置を変化させながら、前記振動板の表面に前記圧電層を形成しており、
前記圧電層形成工程において、前記振動板に直交する方向から見て、前記２枚の振動板の同じ位置に同時に前記エアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させることを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記積層工程において、前記２枚の振動板を接着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記２枚の振動板は、強磁性体からなり、
前記積層工程において、前記２枚の振動板の少なくとも一方に外部磁場を印加することにより、その少なくとも一方の前記振動板を磁化させ、この磁化された前記少なくとも一方の振動板の磁力によって、前記２枚の振動板を接着させ、
前記分離工程において、磁化された振動板を消磁温度以上に加熱して、前記磁化された振動板の磁化の消磁を行うことを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記積層工程において、液体を介して前記２枚の振動板の対向面を積層させた状態で、前記液体の固化温度まで前記液体の温度を下げて前記液体を固化させることによって、前記２枚の振動板を接着させ、
前記成膜工程は、前記液体を固化させた状態で行い、
前記分離工程において、前記液体を前記液体の融点以上に加熱して、前記液体を融解させることを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記積層工程において、前記２枚の振動板を接着剤により接着させ、
前記分離工程において、前記接着剤を前記接着剤の熱分解温度以上に加熱して、前記接着剤を除去することを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記成膜工程の後に、前記２枚の振動板にそれぞれ形成された前記圧電層を加熱するアニール処理工程をさらに備えており、
前記アニール処理工程は、前記分離工程を兼ねており、前記２枚の振動板もともに加熱することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項９】
圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面に少なくとも前記圧力室を覆うように配置された振動板及び前記振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層を含んだ圧電アクチュエータと、を備えた液体移送装置の製造方法であって、
前記圧電アクチュエータの製造工程は、
２枚の前記振動板を積層する積層工程と、
積層された前記２枚の振動板のそれぞれの表面に、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含んだエアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させて、前記圧電層を成膜する成膜工程と、
前記圧電層が形成された前記２枚の振動板を分離させる分離工程と、備えていることを特徴とする液体移送装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータの製造方法、及び、液体移送装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動板と振動板に形成された圧電層とを有し、電界が作用したときの圧電層の変形（圧電歪）を利用して対象を駆動する圧電アクチュエータが知られている。このような圧電アクチュエータを製造する際に、振動板に圧電層を形成（成膜）する方法としては、従来から様々な方法が知られているが、その中でも圧電材料の粒子とキャリアガスとを含んだエアロゾルを高速で振動板に噴きつけて圧電材料の粒子を堆積させて圧電層を形成する方法（エアロゾルデポジション法：ＡＤ法）がある。
【０００３】
ところで、圧電アクチュエータの変形効率を高くする（すなわち、低い駆動電圧で振動板を大きく変形させる）という観点からは、振動板の厚みは薄いことが好ましい。しかしながら、上述したＡＤ法によって振動板に圧電層を成膜する場合には、振動板の厚みが薄いほど、高速で噴きつけたエアロゾルが振動板に衝突する際の衝突エネルギーによって、この振動板が変形する。そして、振動板が変形した状態で成膜が行われると、均一な膜厚の圧電層を形成することが困難となる。
【０００４】
そこで、振動板自体は剛性を低くして変形しやすいように比較的厚みを薄くして、振動板にエアロゾルを噴きつける際に、あらかじめ振動板に厚みのある補強部材を接合して剛性を高めることが行われている。例えば、圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットに圧電アクチュエータが接続されて、圧電アクチュエータの駆動により圧力室内のインクに圧力を付与するように構成されたインクジェットヘッドがある。このようなインクジェットヘッドでは、振動板に流路ユニットを接合した状態で、ＡＤ法により振動板に圧電層を形成することがある。この一例として、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、流路ユニットの一部であり、圧力室が形成される比較的厚みが厚いキャビティプレートを振動板に接合して、ＡＤ法により振動板に圧電層を形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５０１８号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のように、振動板にキャビティプレートを接合して、ＡＤ法により圧電層を形成すると、振動板に噴きつけられた圧電材料の粒子の一部が、振動板に堆積せずに、圧力室などの液体流路内に侵入して残存してしまい、この残存した粒子によって流路詰まりが生じてしまうおそれがある。このように、製品時に振動板に接合される部材を補強部材として用いると、設計の自由度が低くなってしまう。また、製品としては必要のない補強部材を振動板に接合して、ＡＤ法によって圧電層を形成すると、この補強部材を取り外す工程が必要となり、製造工程が増えてしまう。
【０００７】
そこで、上述したような問題を解消しつつ、ＡＤ法による振動板への圧電層の成膜において、振動板の変形を抑制することが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、成膜工程においてエアロゾルが噴きつけられることによって振動板が変形するのを抑制することができる圧電アクチュエータの製造方法及び液体移送装置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】
本発明の圧電アクチュエータの製造方法は、２枚の振動板を積層する積層工程と、積層された前記２枚の振動板のそれぞれの表面に、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含んだエアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させて、圧電層を形成する成膜工程と、前記圧電層が形成された前記２枚の振動板を分離させる分離工程と、を備えている。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータの製造方法によると、２枚の振動板が互いを補強しあって全体として剛性を高めているため、特別な補強部材を必要とせず、成膜工程においてエアロゾルが噴きつけられることによって振動板が変形するのを抑制することができる。その結果、均一な厚みの圧電層を形成することができる。また、一連の工程で、圧電層が形成された振動板を簡単に複数作製することができ、製造時間の短縮化や製造工程の簡略化が図れ、生産性が高くなる。
【００１１】
また、前記成膜工程において、前記２枚の振動板のそれぞれの前記表面に同時に前記圧電層を形成することが好ましい。これによると、２枚の振動板への圧電層の形成時間が短くなり、２枚の振動板に迅速に圧電層を形成することができる。
【００１２】
さらに、前記圧電層形成工程においては、前記エアロゾルを噴射する噴射ノズルと前記振動板の相対位置を変化させながら、前記振動板の表面に前記圧電層を形成しており、前記圧電層形成工程において、前記振動板に直交する方向から見て、前記２枚の振動板の同じ位置に同時に前記エアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させることが好ましい。これによると、振動板の直交する方向から見て同じ位置に同時にエアロゾルを噴きつけて粒子を堆積させるため、振動板の変形をより抑制することができる。その結果、より均一な厚みの圧電層を形成することができる。
【００１３】
加えて、前記積層工程において、前記２枚の振動板を接着することが好ましい。これによると、２枚の振動板を強固に接着することで、積層された２枚の振動板が成膜中においても分離しにくくなる。
【００１４】
また、前記２枚の振動板は、強磁性体からなり、前記積層工程において、前記２枚の振動板の少なくとも一方に外部磁場を印加することにより、その少なくとも一方の前記振動板を磁化させ、この磁化された前記少なくとも一方の振動板の磁力によって、前記２枚の振動板を接着させ、前記分離工程において、磁化された振動板を消磁温度以上に加熱して、前記磁化された振動板の磁化の消磁を行うことが好ましい。これによると、磁化された少なくとも一方の振動板の磁力によって、２枚の振動板を積層して強固に接着することができる。また、分離工程において、磁化された振動板を消磁温度まで加熱することで、この振動板に生じた磁化を除去して、２枚の振動板を容易に分離することができる。
【００１５】
また、前記積層工程において、液体を介して前記２枚の振動板の対向面を積層させた状態で、前記液体の固化温度まで前記液体の温度を下げて前記液体を固化させることによって、前記２枚の振動板を接着させ、前記成膜工程は、前記液体を固化させた状態で行い、前記分離工程において、前記液体を前記液体の融点以上に加熱して、前記液体を融解させてもよい。これによると、液体を固化させることで、２枚の振動板を積層して強固に接着することができる。また、分離工程において、液体を融解させることで、２枚の振動板を容易に分離することができる。
【００１６】
また、前記積層工程において、前記２枚の振動板を接着剤により接着させ、前記分離工程において、前記接着剤を前記接着剤の熱分解温度以上に加熱して、前記接着剤を除去してもよい。これによると、接着剤により、２枚の振動板を積層して強固に接着することができる。また、分離工程において、接着剤を除去することで、２枚の振動板を容易に分離することができる。
【００１７】
また、前記成膜工程の後に、前記２枚の振動板にそれぞれ形成された前記圧電層を加熱するアニール処理工程をさらに備えており、前記アニール処理工程は、前記分離工程を兼ねており、前記２枚の振動板もともに加熱することが好ましい。成膜工程において、エアロゾルを噴きつけて粒子を堆積させて圧電層を形成すると、圧電層の圧電特性を向上させるためのアニール処理として圧電層を加熱する工程が必要となる。このとき、アニール処理工程が分離工程を兼ねているため、製造工程を簡略化することができる。
【００１８】
本発明の液体移送装置の製造方法は、圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面に少なくとも前記圧力室を覆うように配置された振動板及び前記振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層を含んだ圧電アクチュエータと、を備えた液体移送装置の製造方法であって、前記圧電アクチュエータの製造工程は、２枚の前記振動板を積層する積層工程と、積層された前記２枚の振動板のそれぞれの表面に、圧電材料の粒子とキャリアガスとを含んだエアロゾルを噴きつけて前記粒子を堆積させて、前記圧電層を成膜する成膜工程と、前記圧電層が形成された前記２枚の振動板を分離させる分離工程と、備えている。
【００１９】
本発明の液体移送装置の製造方法によると、２枚の振動板が互いに補強しあって全体として剛性を高めているため、特別な補強部材を必要とせず、成膜工程においてエアロゾルが噴きつけられることによって振動板が変形するのを抑制することができる。その結果、均一な厚みの圧電層を形成することができる。また、一連の工程で、２つの圧電層が形成された振動板を簡単に作製することができ、製造時間の短縮化や製造工程の簡略化が図れ、生産性が高くなる。
【発明の効果】
【００２０】
２枚の振動板が互いに補強しあって全体として剛性を高めているため、特別な補強部材を必要とせず、成膜工程においてエアロゾルが噴きつけられることによって振動板が変形するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３のＩＶ―ＩＶ線断面図である。
【図５】インクジェットヘッドの製造工程を概略的に説明する図であり、（ａ）は流路ユニットに圧電アクチュエータを接合する工程を示す図、（ｂ）は接合後のインクジェットヘッドを示す図である。
【図６】圧電アクチュエータの製造工程における圧電層の成膜工程を説明する図である。
【図７】変形例における振動板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを噴射するインクジェットヘッド（液体移送装置）を備えた、インクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００２３】
まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを走査方向と直交する搬送方向に搬送する搬送機構４などを備えている。
【００２４】
キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。なお、プリンタ１には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ１０が設けられている。一方、キャリッジ２には、発光素子と受光素子とを有する透過型のフォトセンサ１１が設けられている。そして、プリンタ１は、キャリッジ２の移動中にフォトセンサ１１が検出したリニアエンコーダ１０の透光部の計数値（検出回数）から、キャリッジ２の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっている。
【００２５】
このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル３０（図２参照）を備えている。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル３０から噴射するように構成されている。
【００２６】
搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３と、を有している。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。
【００２７】
次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２は、インクジェットヘッドの平面図である。図３は、図２の一部拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル３０や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ７と、を有している。
【００２８】
まず、流路ユニット６について説明する。図４に示すように、流路ユニット６はキャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２、及びノズルプレート２３を有しており、これら４枚のプレート２０〜２３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は、それぞれ、ステンレス鋼などの金属材料からなる平面視で略矩形状の板である。そのため、これら３枚のプレート２０〜２２に、後述するマニホールド２７や圧力室２４などのインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート２３は、例えば、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート２２の下面に接着剤で接合される。
【００２９】
図２〜図４に示すように、４枚のプレート２０〜２３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室２４がプレート２０を貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室２４は、搬送方向（図２の上下方向）に千鳥状に２列に配列されている。また、図４に示すように、複数の圧力室２４は上下両側から後述の振動板４０及びベースプレート２１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室２４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。
【００３０】
図３及び図４に示すように、ベースプレート２１の、平面視で圧力室２４の長手方向両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔２５、２６が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、２列に配列された圧力室２４の連通孔２５側の部分と重なるように、搬送方向に延びる２つのマニホールド２７が形成されている。これら２つのマニホールド２７は、後述する振動板４０に形成されたインク供給口２８（図２参照）に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口２８を介してマニホールド２７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート２２の、平面視で複数の圧力室２４のマニホールド２７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔２６に連なる複数の連通孔２９も形成されている。
【００３１】
さらに、ノズルプレート２３の、平面視で複数の連通孔２９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル３０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル３０は、搬送方向に沿って２列に配列された複数の圧力室２４の、マニホールド２７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。
【００３２】
そして、図４に示すように、マニホールド２７は連通孔２５を介して圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４は、連通孔２６，２９を介してノズル３０に連通している。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路３１が複数形成されている。
【００３３】
次に、圧電アクチュエータ７について説明する。図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、を有している。
【００３４】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）などの強磁性金属材料からなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、圧電アクチュエータ７を駆動するヘッドドライバ（図示省略）のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。
【００３５】
圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。図２に示すように、この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも圧力室２４と対向する領域において厚み方向に分極されている。
【００３６】
圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。これら複数の接点部４５は、図示しないフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）を介してヘッドドライバ（図示省略）と電気的に接続されている。これにより、ヘッドドライバから複数の個別電極４２に対して、所定の駆動電位とグランド電位の２種類の電位のうち、何れか一方の電位を選択的に付与することが可能となっている。
【００３７】
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、ヘッドドライバから所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域（活性領域）の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。
【００３８】
次に、上述したインクジェットヘッド３の製造工程について説明する。図５は、インクジェットヘッド３の製造工程を概略的に説明する図である。図６は、圧電アクチュエータの製造工程における圧電層の成膜工程を説明する図である。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、流路ユニット６と圧電アクチュエータ７とを別々の工程で製造した後、流路ユニット６の上面に圧電アクチュエータ７を接合して、図５（ｂ）のインクジェットヘッド３を作製する。また、１度の圧電アクチュエータ７の製造工程で、圧電層４１が形成された振動板４０を２つ同時に作製することができる。
【００３９】
（流路ユニット製造工程）
まず、流路ユニット６を構成する４枚のプレート２０〜２３のうち、金属製のキャビティプレート２０、ベースプレート２１、及び、マニホールドプレート２２の３枚のプレートに、圧力室２４やマニホールド２７などのインク流路を構成する孔を、エッチングにより形成する。また、合成樹脂製のノズルプレート２３に、レーザー加工により複数のノズル３０を形成する。そして、４枚のプレート２０〜２３を互いに積層した状態で接着剤で接合し、流路ユニット６を完成させる。
【００４０】
あるいは、３枚の金属製のプレート２０〜２３を積層した状態で、高温（例えば、９００℃程度）に加熱しながらプレート積層方向に押圧することで、３枚のプレート２０〜２３を金属拡散接合により接合してもよい。この場合には、金属拡散接合によって得られた３枚のプレート２０〜２３の積層体に、合成樹脂製のノズルプレート２３を接着剤で接合する。
【００４１】
（圧電アクチュエータ製造工程）
この圧電アクチュエータ７の製造工程では、２枚の振動板４０に圧電層４１をそれぞれ同時に形成する。まず、２枚の振動板４０を積層して接着する（積層工程）。２枚の振動板４０の接着方法としては、磁化されてない強磁性体からなる２枚の振動板４０のうち、一方の振動板４０に面直交方向の磁束密度成分を有する外部磁場を印加することにより、この振動板４０を磁化させる。そして、自発磁化を有する一方の振動板４０に他方の振動板４０を近づけると、この２枚の振動板４０の間に磁力が作用することになり、この磁力によって２枚の振動板４０を容易に且つ強固に接着することができる。
【００４２】
そして、接着された２枚の振動板４０の対向していない側のそれぞれの表面に、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により圧電層４１を成膜する（成膜工程）。図６に示すように、振動板４０に圧電層４１を成膜する成膜装置５０は、チャンバー５１と、チャンバー５１内に設けられ、接着された２枚の振動板４０の外周を取り囲んで把持する枠状のフレーム５２と、チャンバー５１内に設けられ、フレーム５２を振動板４０の面と平行な方向（図６のＹ及びＺ方向）に往復移動させる移動機構６０と、成膜材料の粒子とキャリアガスとからなるエアロゾルが封入されたエアロゾル室５４と、エアロゾル室５４と接続され、フレーム５２に把持された２枚の振動板４０のそれぞれの表面に向けてエアロゾルを噴射する２つの噴射ノズル５５と、を有している。
【００４３】
移動機構６０は、ネジがきられた軸６１、６５と、軸６１、６５をそれぞれ回転させるステッピングモータ６２、６６と、軸６１、６５にそれぞれ係合された金具６３、６７と、一方端部が金具６３と連結されるとともに、他方端部がステッピングモータ６６に連結された支持部材６４と、を有している。ステッピングモータ６２は、チャンバー５１の内壁に固定されている。移動機構６０は、ステッピングモータ６２の駆動により、軸６１を回転させて、金具６３を図６の上下方向（Ｚ方向）に往復移動させる。また、移動機構６０は、ステッピングモータ６６の駆動により、軸６５を回転させて、金具６７を図６の紙面に直交する方向（Ｙ方向）に往復移動させる。金具６７はフレーム５２と連結されているため、金具６７のＹ方向への移動に伴い、フレーム５２はＹ方向へ移動する。また、金具６３は、支持部材６４、ステッピングモータ６６及び軸６５を介して金具６７と連結されているため、金具６３のＺ方向への移動に伴い、フレーム５２はＺ方向へ移動する。このような構成により、フレーム５２は、振動板４０の面方向に往復移動可能となっている。
【００４４】
２つの噴射ノズル５５は、フレーム５２に把持された２枚の振動板４０と直交する方向（Ｘ方向）から見て同じ位置に配置されている。この成膜装置５０は、２つの噴射ノズル５５の位置を固定して、フレーム５２に把持された２枚の振動板４０の位置を面方向に往復移動させながら、２つの噴射ノズル５５から同じタイミングでエアロゾルを噴射して、２つの振動板４０のＸ方向から見て同じ位置に粒子を堆積させることが可能となっている。
【００４５】
このような成膜装置５０の構成において、まず、２枚の接着された振動板４０をフレーム５２で把持する。次に、２枚の振動板４０のそれぞれの表面に、ＡＤ法により圧電層４１を形成する。より詳細には、まず、図示しない真空ポンプによりチャンバー５１内をほぼ真空状態とする。その状態で、噴射ノズル５５とエアロゾル室５４との間に設けられたバルブ５６を開くと、エアロゾル室５４に封入された、圧電材料（ＰＺＴ）の粒子と気体（キャリアガス）との混合物（エアロゾル）が、このエアロゾル室５４とチャンバー５１との間の気圧差によってチャンバー５１内の２つの噴射ノズル５５へ送られる。そして、２つの噴射ノズル５５は、フレーム５２に把持された２枚の振動板４０のＸ方向から見た同じ位置に向けてエアロゾルを同時に高速で噴きつけて、粒子を堆積させる。
【００４６】
なお、キャリアガスとしては、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガスや、空気、酸素などを使用することができる。また、このエアロゾルの噴射中に、移動機構６０によってフレーム５２を振動板４０の面方向に往復移動させる。これにより、フレーム５２に把持された２枚の振動板４０のそれぞれの表面の所定領域に、エアロゾルに含まれる圧電材料の粒子が堆積していき、圧電層４１がそれぞれ形成される。
【００４７】
振動板の表面に圧電材料の粒子が高速で衝突すると、振動板の表面が削られるなどして強度が下がる。それにより、振動板が薄い場合には、圧電材料の粒子が衝突した面側が凸となる変形が生じる。ここで、２枚の振動板４０を接着してそれぞれの表面に圧電材料の粒子を衝突させると、各振動板４０には、互いに離反する方向の力が働く。しかし、前述したように、２枚の振動板４０は、磁力で強固に接着固定されている。そのため、噴射ノズル５５から噴射されたエアロゾルの衝突を受けても、特別な補強部材を必要とせず、振動板１枚のみにエアロゾルを噴きつけて圧電層を成膜する場合よりも、成膜対象物である２枚の振動板４０が全体として剛性が高くなっていることから、２枚の振動板４０の変形を抑制することができる。２枚の振動板を変形させることなく平らに保持することで、２枚の振動板４０の表面に均一な厚みの圧電層４１を形成することができる。
【００４８】
２枚の振動板４０を接着した場合であっても、それぞれの振動板４０が薄い場合には、振動板４０にエアロゾルを噴きつけて圧電層４１を成膜する場合に、振動板４０が変形するおそれがある。振動板４０の端部を把持してエアロゾルを噴きつけると、エアロゾルを噴きつけた部分は噴きつけ面側に凸となる変形をするが、振動板４０の端部が固定されているため、噴きつけた部分の周囲には噴きつけ面と反対側の面が凸となる変形が生じる。すなわち、２枚の振動板４０の一方の振動板４０にエアロゾルを噴きつけると、一方の振動板４０のエアロゾルを噴きつけた部分は、他方の振動板４０から離反する方向の力が生じ、エアロゾルを噴きつけた部分の周囲の部分は、他方の振動板４０を押圧する方向の力が生じる。
【００４９】
ここで、２枚の振動板４０のＸ方向から見て同じ位置に同時にエアロゾルを噴きつけて粒子を堆積させるため、各振動板４０に作用する上述した離反する方向の力と押圧する方向の力が、２枚の振動板４０のＸ方向から見た同じ位置に同時に働き、一方の振動板４０に作用する力を他方の振動板４０に作用する力で相殺することができる。これにより、２枚の振動板４０の変形をより抑制することができる。したがって、２枚の振動板４０の表面により均一な厚みの圧電層４１を形成することができる。また、２枚の振動板４０を水平方向に配置せずに、鉛直方向に配置して、Ｘ方向から粒子を堆積させて圧電層４１を形成していることで、エアロゾルを噴きつけるときのエアロゾルのＸ方向の速度は重力の影響を受けず、振動板４０のそれぞれの表面に同じような厚みの圧電層４１を形成することができる。
【００５０】
ところで、上述したＡＤ法によって圧電層４１を成膜した場合、粒子の衝突時に粒子の微細化や格子欠陥が生じることがある。そこで、通常、圧電材料の粒子結晶を成長させるとともに結晶中の格子欠陥を修復して、圧電特性を向上させるために、前記成膜工程後に成膜装置５０のフレーム５２から取り外された、圧電層４１がそれぞれ形成された２枚の振動板４０を図示しない炉内に収容し、所定の温度（例えば、９００℃）で熱処理を施す（アニール処理工程）。
【００５１】
すると、この温度は、振動板４０の消磁温度（フェライト系ステンレスのような鉄系金属の場合には、約７７０℃）以上の温度であるため、一方向に揃っていた原子の磁気モーメントの方向を、熱エネルギーの影響により揺らがせて、磁化を除去することができる。これにより、２枚の振動板４０の間に作用していた磁化が除去され、２枚の振動板４０を分離することができる。これにより、加熱工程において、圧電層４１のアニール処理と振動板４０の磁化の消磁による２枚の振動板４０の分離とを同時に行うことができるため、全体の工程数を増やすことなく製造工程を簡略化して、２枚の振動板４０の分離を行うことが可能となる。このように、一連の工程で、圧電層４１が形成された振動板４０を一度に２枚簡単に作製することができ、製造時間の短縮化や製造工程の簡略化が図れ、生産性が高くなる。
【００５２】
加熱工程が終了すると、圧電層４１の表面の、複数の圧力室２４と対向する領域に、スクリーン印刷、蒸着法、スパッタ法などにより複数の個別電極４２をそれぞれ形成し、圧電アクチュエータ７の製造を完了する。
【００５３】
その後、図５（ｂ）に示すように、流路ユニット６の、複数の圧力室２４が開口した上面に、圧電アクチュエータ７の振動板４０を接着剤により接合することで、インクジェットヘッド３の製造を完了する。
【００５４】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５５】
前記実施形態では、成膜工程前に２枚の振動板４０を接着する方法として、一方の振動板４０を磁化させ、この一方の振動板４０の磁力によって２枚の振動板４０を接着する方法を例示したが、その他にも以下に例示するような様々な方法を採用できる。
【００５６】
１）２枚の振動板４０を積層した状態で、この積層された２枚の振動板４０に面直交方向の磁束密度成分を有する外部磁場を印加して磁化させ、両者の磁力により強固に接着してもよい。この場合も、圧電層４１の成膜工程後に行う加熱工程において、振動板４０の消磁温度以上に加熱することで、振動板４０の磁化を消し、２枚の振動板４０を容易に分離することができる。
【００５７】
２）水を介して２枚の振動板４０を積層する。そして、この積層された２枚の振動板４０を成膜工程においてチャンバー５１内に入れて、チャンバー５１内を真空にすることで、２枚の振動板４０の間に介在する水の沸点は下がり、水は沸騰する。そして、沸騰した水が水蒸気に変化する際には、水から気化熱が奪われ、気化熱が奪われることで水は冷却し固化する（凍る）。このように、水の温度を固化温度まで下げることで、水が固化して氷となり、２枚の振動板４０を強固に接着してもよい。この場合、圧電層４１の成膜工程後に行う加熱工程において、２枚の振動板４０の間に介在していた氷は融解して水に戻り、２枚の振動板４０を容易に分離することができる。また、加熱工程において、積極的に水の融点以上に加熱しなくとも、氷が介在した２枚の振動板４０をチャンバー５１の外に出して、常温下で氷を自然に水に戻して、２枚の振動板４０を分離してもよい。さらに、水に限らず、成膜工程において固化して、温度を上げることで融解する材料であれば、いかなる液体であってもよい。
【００５８】
３）２枚の振動板４０を接着剤により接着してもよい。これにより、２枚の振動板４０を強固に接着することができる。この場合、圧電層４１の成膜工程後に行う加熱工程において、接着剤の熱分解温度以上に加熱することで、接着剤が熱分解して除去され、２枚の振動板４０を容易に分離することができる。また、加熱工程において、熱分解により接着剤を除去しなくとも、接着剤を溶剤で溶かすなど化学的に除去して、２枚の振動板４０を分離してもよい。
【００５９】
４）２枚の振動板４０は非常に薄いため、常圧下で接触させるだけで静電吸着して、強固に固定してもよい。この場合、圧電層形成工程時のチャンバー５１内を常圧にして、チャンバー５１内とエアロゾル室５４との間にエアロゾルを高速で振動板４０に対して衝突させることが可能な気圧差が生じるように、エアロゾル室５４を加圧した状態にすればよい。
【００６０】
（２）〜（４）のような磁力によって２枚の振動板４０を接着しない場合には、振動板４０の材質は、ＳＵＳ４３０のような強磁性体に限らない。例えば、ＳＵＳ３０４などの常磁性の金属材料であってもよい。また、ジルコニアなどのセラミックスでもよい。ただし、セラミックスからなる振動板の場合、この振動板では導電性がなく、共通電極を兼ねることができないため、振動板と圧電層の間に別個に共通電極を形成する必要がある。
【００６１】
本実施形態においては、２枚の振動板４０のＸ方向から見て同じ位置に同時に圧電層４１を形成していたが、２枚の振動板４０のそれぞれ異なる位置に圧電層４１を形成してもよい。例えば、１つの噴射ノズル５５のみで、一方の振動板４０に圧電層４１を形成した後、他方の振動板４０に圧電層４１を形成してもよい。このとき、噴射ノズル５５が１つでよいため、設備を簡略化することができる。ただし、２枚の振動板のＸ方向から見て同じ位置ではなく、違う位置に圧電層４１を形成したとしても、２つの噴射ノズル５５で２枚の振動板４０の表面に同じ成膜時間で圧電層４１を形成する方が、迅速に２枚の振動板４０に圧電層４１を形成することができるため好ましい。
【００６２】
また、本実施形態においては、成膜工程において２枚の振動板４０を把持したフレーム５２を振動板４０の面方向に往復移動させて、２つの噴射ノズル５５の位置を固定させて、圧電層４１を形成していたが、２枚の振動板４０を把持したフレーム５２を固定させて、２つの噴射ノズル５５をフレーム５２の移動機構６０と同様の移動機構に連結させて、振動板４０の面方向に往復移動させて、圧電層４１を形成してもよい。
【００６３】
さらに、図７に示すように、面方向に複数枚の振動板４０を形成可能な平面形状の板状部材１４０を２枚積層させて、この２枚の板状部材１４０のそれぞれの表面に複数の圧電層４１を離間させて形成し、この２枚の板状部材１４０を分離させた後、それぞれ隣接する圧電層４１間で板状部材を分割（裁断）することで、圧電層の形成された振動板を複数作製してもよい。このとき、板状部材の振動板とはならない領域をフレームへのネジ止めに使用することができる。また、圧電層がそれぞれ形成された複数枚の振動板を迅速に作製することができる。なお、２枚の板状部材を一方向に沿って移動させながら、成膜工程、加熱工程、板状部材を分割する工程を順に連続して行ってもよい。
【００６４】
以上、説明した実施形態及びその変更形態では、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像などを記録するインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータの製造方法に適用したが、本発明の適用対象は、このようなインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータに限られず、様々な用途に使用される圧電アクチュエータの製造方法に適用できる。また、本発明を、圧力室内のインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法に適用したが、本発明の適用対象は、ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドなど、圧力室内の液体に圧力を付与することによって圧力室を含む液体移送流路内の液体を移送する液体移送装置の製造方法に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  インクジェットプリンタ
３  インクジェットヘッド
６  流路ユニット
７  圧電アクチュエータ
４０  振動板
４１  圧電層
【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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