(57)【要約】【課題】振動板の加圧液室側の面における短辺部分の撓みの変位幅を所望の幅に精度良く規定でき、しかも高い加工精度が必要になる箇所の数を減らせ、高価な精密加工装置の数を減らして生産コストの上昇を抑制できる。【解決手段】振動板２５の２つの長辺部分が、加圧液室２６の中央部分に向き、かつ互いに対応する第１隔壁２７ａに連続する第２隔壁２７ｂの壁面に、それぞれ接合されている。また、第１隔壁２７ａの壁面に沿って延びた仮想線の位置が、振動板２５の長辺部分との接合箇所である第２隔壁２７ｂの壁面に沿って延びた仮想線の位置より、インク液室２６の中央部分から遠ざかるように、第１隔壁２７ａが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔と連通するとともに室内空間形状が略直方体である加圧液室と、前記加圧液室の一部を構成し、かつ面形状が略長方形である振動板と、該振動板における前記加圧液室とは反対側の面上に形成され、前記振動板に振動を付与して前記加圧液室に圧力変化を発生させる圧電素子とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板の２つの長辺部分が、前記加圧液室の中央部分に向いて対向する前記隔壁の壁面に、それぞれ接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記隔壁を挟んで前記振動板の前記隔壁の壁面との接合箇所どうしを、部材で互いに連結することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記隔壁に連続する構造体の壁面に前記振動板の長辺部分を接合し、前記隔壁の壁面に沿って延びた仮想線の位置が、前記振動板の長辺部分との接合箇所である前記構造体の壁面に沿って延びた仮想線の位置より、前記加圧液室の中央部分から遠ざかるように、前記隔壁を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記構造体を挟んで前記振動板の前記構造体の壁面との接合箇所どうしを、部材で互いに連結することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記部材は、前記振動板を形成する材料で形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板の前記隔壁の壁面との接合箇所からの前記隔壁の厚さは、少なくとも前記振動板及び前記圧電素子の厚さの総和より大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板の前記構造体の壁面との接合箇所からの前記構造体の厚さは、少なくとも前記振動板及び前記圧電素子の厚さの総和より大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
液滴を吐出するノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔と連通するとともに室内空間形状が略直方体である加圧液室と、前記加圧液室の一部を構成し、かつ面形状が略長方形である振動板と、該振動板における前記加圧液室とは反対側の面上に形成され、前記振動板に振動を付与して前記加圧液室に圧力変化を発生させ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、
前記加圧液室が形成される基板の前記加圧液室に対向する場所に凹部を形成し、前記加圧液室を形成する隔壁と厚み方向に連続させた構造体を形成する第１工程と、
前記構造体の壁面に、振動板の長辺部分を接合する第２工程と、
前記加圧液室を前記基板に形成する第３工程と
を有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９】
請求項８記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記第３工程では、前記隔壁の壁面に沿って延びた仮想線の位置が、前記振動板との接合箇所である構造体の壁面に沿って延びた仮想線の位置より、前記加圧液室の中央部分から遠ざかるように、前記隔壁を形成して前記加圧液室を前記基板に形成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１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド、または請求項８又は９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを搭載して該液滴吐出ヘッドで記録液剤を媒体に吐出して画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを製造する製造方法、及び液滴吐出ヘッドを搭載して液滴を媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液滴吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置の記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００３】
このような画像形成装置における液滴吐出ヘッドの駆動方式では、現在、圧電素子を用いた電気機械変換方式が主流になっている。この電気機械変換方式の液滴吐出ヘッドでは、加圧液室の天井部分を構成する振動板を介して、圧電素子の振動を加圧液室内の圧力変化に変換させ、加圧液室の底部分を構成するノズル板に設けられたノズル孔から液滴を吐出させる。共通液室に連通する加圧液室の部分以外の周りの内面箇所には隔壁がそれぞれ設けられている。加圧液室において、共通液室と連通している箇所は開放端になっており、この開放端と反対側の箇所は閉塞端になっている。振動板が圧電素子の振動によって厚み方向に撓んだときの加圧液室内の圧力と、撓んでないときの圧力との圧力差（以下撓み圧力差という）は、加圧液室の開放端側より閉塞端側の方が大きい。インクジェット記録装置では、形成する画像の解像度に応じて、ノズル孔からの吐出量の異なるインク液滴、例えば大滴、中滴、小滴を吐出させている。複数の吐出量のインク液滴を吐出する制御は、加圧液室内の圧力変化の範囲の広いほうが行い易い。そのため、ノズル孔は、加圧液室内の上記撓み圧力差が大きい閉塞端側に設けられている。閉塞端側と開放端側とが近いと、閉塞端側の閉塞性が下がって閉塞端側の加圧液室内の上記撓み圧力差が小さくなり、複数の吐出量のインク液滴を吐出する制御が難しくなる。そのため、閉塞端と開放端側とは離しておく必要がある。よって、加圧液室の室内空間形状は略直方体であるものが多く、その加圧液室の室内空間形状に合わせて、１つの加圧液室に対応する振動板部分の形状は長方形になっている。
【０００４】
振動板の加圧液室側と反対側の表面には、圧電素子が設けられている。この圧電素子は、下部電極、圧電層及び上部電極から構成され、積層構造で形成されている。圧電素子には、下部電極と上部電極との間に電圧を印加すると、例えば厚み方向に圧電層全体の厚みが増加するものや、厚み方向に圧電層が撓むもの等がある。振動板は、上述したように、加圧液室を形成する各隔壁の厚み方向で、ノズルとの接合部分と反対側の端部とが接合されており、この振動板の隔壁との接合部分では、圧電素子の振動によって生じる振動板の厚み方向の撓みが規制されている。一方、振動板において、共通液室と連通している側の箇所では上記隔壁に相当するような構造体と接合されていない。このため、振動板における共通液室側の厚み方向の撓みは規制されていない。振動板が厚み方向に撓む部分は、各隔壁との接合部分以外の部分になる。
【０００５】
この振動板の厚み方向の撓み部分において、振動板の厚み方向の撓みにおける変位量の最も大きい箇所は、短手方向の中央、かつ長手方向の中央である箇所から、閉塞端側に寄った箇所である。この箇所を通る振動板の短辺幅と長辺幅とにおいて、振動板の厚み方向の撓みにおける変位量にバラツキが生じたとき、このバラツキの影響は、短辺幅のほうが長辺幅のほうより大きい。ところで、液滴吐出ヘッドの吐出特性を安定させるためには、液滴吐出ヘッドにおけるノズル孔から吐出される液滴の吐出量を所望の量にしなければならない。このため、加圧液室内の閉塞端側の上記撓み圧力差が所望の圧力差になっていることが重要である。この加圧液室内の上記撓み圧力差が所望の圧力差にならない要因の一つに、上記の振動板の短辺幅のバラツキが挙げられる。よって、振動板の短辺幅を所望の幅に規定できる構造にする必要がある。
【０００６】
振動板の短辺幅を所望の幅に規定できる構造を備えた液滴吐出ヘッドとして、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、ノズル孔に連通し、かつ基板をエッチングして形成した加圧液室、該加圧液室を区画する隔壁、振動板及びノズル板を備えている。隔壁の厚み方向における一方の端部にはノズル板が接合され、他方の端部には振動板が接合される。その振動板の長方形の長手方向に延びる隔壁との接合箇所では、振動板の短辺幅における厚み方向の撓みを規制している。そして、振動板の隔壁との接合箇所と反対側の振動板の面には、振動板の隔壁との接合箇所に対応する箇所に積層膜が形成されている。この積層膜は、振動板の短手方向において、隔壁の加圧液室側の端面を越えて加圧液室上に至る箇所まで形成されている。これにより、振動板の隔壁との接合によらず、積層膜の剛性によって振動板の短辺幅を規制している。よって、加圧液室における振動板が短手方向における厚み方向の所望の撓みを行うことによって、ノズル孔から所望の吐出量の液滴を吐出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、振動板の一方の面に積層膜を所定の範囲に形成した後に、積層膜の形成範囲を基準にして、振動板の他方の面に接合された基板をエッチングして加圧液室を形成している。このため、上記の振動板の短辺幅のバラツキがないようにするには、積層膜の形成範囲の精度及び加圧液室の加工の精度が共に要求される。いずれかの精度が落ちただけで、振動板の加圧液室側の面における短辺部分の撓みの変位幅が所望の幅にならず、不良品の数を増やしてしまう。不良品の数を減らし歩留まりを上げるためには、積層膜の形成及び加圧液室の加工において高価な精密加工装置がそれぞれ必要になり、生産コストが上昇する虞がある。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は以下のとおりである。振動板の加圧液室側の面における短辺部分の撓みの変位幅を所望の幅に精度良く規定でき、しかも高い加工精度が必要になる箇所の数を減らせ、高価な精密加工装置の数を減らして生産コストの上昇を抑制できる、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔と連通するとともに室内空間形状が略直方体である加圧液室と、前記加圧液室の一部を構成し、かつ面形状が略長方形である振動板と、該振動板における前記加圧液室とは反対側の面上に形成され、前記振動板に振動を付与して前記加圧液室に圧力変化を発生させる圧電素子とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板の２つの長辺部分が、前記加圧液室の中央部分に向き、かつ互いに対向する前記隔壁の壁面に、それぞれ接合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、加圧液室の中央部分に向き、かつ互いに対向する隔壁における壁面の振動板の長辺部分との接合部分で、振動板の短手方向における厚み方向の変位を規制している。隔壁における壁面と振動板の長辺部分との接合部分から離れていくほど、振動板の短手方向における厚み方向の変位を規制する力は弱まっていく。このため、振動板の短手方向における変位幅は、対向し合う隔壁における壁面の振動板との接合部分の間隔に相当する。この間隔の精度を高めるには、隔壁形成のエッチングの加工精度のみを高めればよい。これにより、振動板の短手方向における変位幅を所望の幅に精度良く規定でき、しかも従来に比べて高い加工精度が必要になる箇所の数を減らせ、不良品の数を減らすことができ歩留まりを向上させることができる。よって、高価な精密加工装置を減らすことができ、生産コストの上昇を抑制できる、という特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置の機構部の概要を示す側面図である。
【図２】インクジェット記録装置の機構部の概要を示す要部平面図である。
【図３】本実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態のインクジェットヘッドの断面図である。
【図５】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図６】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図７】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図８】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図９】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図１０】本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態の画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置の機構部について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１はインクジェット記録装置の機構部の概要を示す側面図、図２は同じく要部平面図である。
【００１３】
インクジェット記録装置１００の機構部において、フレーム１２１を構成する左右の側板１２１Ａ、１２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向である双方向のキャリッジ主走査方向に移動走査する。
【００１４】
キャリッジ１３３には、液滴吐出ヘッド１３４が主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。液滴吐出ヘッド１３４は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッド１３４ａ〜１３４ｄとからなる。なお、各色のインク液滴を吐出するノズル列を有する１又は複数のヘッド構成などを採用することもできる。ここで、液滴吐出ヘッド１３４を構成するインクジェットヘッドは、圧電素子などの圧電アクチュエータの加圧液室での圧力を発生する圧力発生手段を備えている。
【００１５】
また、キャリッジ１３３には、各液滴吐出ヘッド１３４ａ〜１３４ｄに各色のインクを供給するためのヘッドタンク１３５ａ〜１３５ｄを搭載している。各ヘッドタンク１３５ａ〜１３５ｄには各色のインクを送液する可撓性のインク供給チューブ１３６を介してカートリッジ装填部１０４に装着された各色のインクカートリッジ１１０ｙ，１１０ｍ，１１０ｃ，１１０ｋから各色のインクが充填供給される。なお、このカートリッジ装填部１０４にはインクカートリッジ１１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１２４が設けられ、またインク供給チューブ１３６は這い回しの途中でフレーム１２１を構成する後板１２１Ｃに係止部材１２５にて保持されている。供給ポンプユニット１２４は逆方向に送液（逆転送液）することもできる。
【００１６】
一方、図１の給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部は、分離パッド１４４を備えている。この分離パッド１４４は、摩擦係数の大きな材質からなる。そして、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向する。この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
【００１７】
そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を液滴吐出ヘッド１３４の下方側に送り込むために、用紙を案内するガイド部材１４５、カウンタローラ１４６、搬送ガイド部材１４７及び押さえ部材１４８を備えている。押さえ部材１４８は先端加圧コロ１４９を有する。更に、給送された用紙１４２を静電吸着して液滴吐出ヘッド１３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１５１を備えている。
【００１８】
この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置されている。更に、搬送ベルト１５１の裏側には、液滴吐出ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１５７が配置されている。
【００１９】
この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ１５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００２０】
更に、液滴吐出ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１０３を備えている。
【００２１】
また、装置本体１０１の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させてカウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に再度給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。
【００２２】
更に、図２に示すように、キャリッジ１３３の走査方向一方側の非印字領域には、液滴吐出ヘッド１３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構１８１を配置している。
【００２３】
この維持回復機構１８１には、液滴吐出ヘッド１３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）１８２ａ〜１８２ｄ（区別しないときは「キャップ１８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１８４などを備えている。ここでは、キャップ１８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ１８２ｂ〜１８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００２４】
そして、この維持回復機構１８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ１８２に排出されたインクは、図示しない廃液タンクに排出されて収容される。あるいは、ワイパーブレード１８３に付着してワイパークリーナ１８５で除去されたインク、空吐出受け１８４に空吐出されたインクも、図示しない廃液タンクに排出されて収容される。
【００２５】
また、図２に示すように、キャリッジ１３３の走査方向他方側の非印字領域には、空吐出受け１８８を配置している。この空吐出受け１８８は、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受けるものである。この空吐出受け１８８には液滴吐出ヘッド１３４のノズル列方向に沿った開口１８９などを備えている。
【００２６】
このように構成した本実施形態のインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１０２から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド部材１４５で案内される。そして、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド部材１４７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２７】
このとき、後述する制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ１５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。搬送ベルト１５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。
【００２８】
そこで、リニアエンコーダ１３７による主走査位置情報に基づいてキャリッジ１３３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１３４を駆動する。これにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１０３に排紙する。
【００２９】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１３３は維持回復機構１８１側に移動されて、キャップ１８２で液滴吐出ヘッド１３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ１８２で液滴吐出ヘッド１３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、液滴吐出ヘッド１３４の安定した吐出性能を維持する。
【００３０】
次に、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用した実施形態について説明する。
図３は本実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。図４は本実施形態のインクジェットヘッドの断面図である。
【００３１】
図３及び図４に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、サブフレーム基板（保持基板）１０とアクチュエータ基板２０とを接着剤によってそれぞれ接合して形成される。サブフレーム基板１０はシリコン基板を用いたものである。そして、サブフレーム基板１０には、アクチュエータ基板２０との接合面側に、アクチュエータ保護キャビティ１１、サブフレーム接合面１２が形成される。これら以外にも外部よりインクを供給するためのインク供給孔、外部への電気配線の取り回し用開口、あるいはアクチュエータ基板２０とのアライメント用マーク等が形成される。アクチュエータ基板２０はシリコン基板を用いたものである。
【００３２】
アクチュエータ基板２０の一方の面には、下部電極層、圧電層及び上部電極層から成る圧電素子２１が形成されている。圧電素子２１の上部電極層の上には、層間絶縁膜２２、外部駆動回路からの信号を伝達するためのメタル配線２３、及びメタル配線２３を保護するためのパッシベーション保護膜２４が形成される。アクチュエータ基板２０の他方の面には、振動板２５、加圧液室であるインク液室２６及び隔壁２７が形成される。振動板２５は、インク液室２６に圧力変化を付与する変位する振動部２５ａと、この振動部２５ａを短辺方向の両端支持梁で支持する支持部２５ｂとを含んで構成されている。隔壁２７は、インク液室２６を区画している第１隔壁２７ａと、第１隔壁２７ａに連続し、かつ振動板２５の振動部２５ａにおける長辺部分の両端が接合される壁面を有する第２隔壁２７ｂとを備えている。ノズル基板３０はプレス加工あるいはＮｉ電鋳工法等によって形成されたノズル孔３１が配列されており、隔壁２７における第１隔壁２７ａの下端部の面と接着剤（不図示）によって接合される。
【００３３】
このような構成を有するインクジェットヘッド１では、外部の駆動回路（不図示）より入力された電気信号がメタル配線２３を介して、圧電素子２１に供給される。そして、対応する圧電素子２１が変形し、それによって振動板２５が変位する。これにより、インク液室２６内の圧力を変化させることで、ノズル孔３１より所望のインク滴を吐出させるものである。ここでインク滴を安定して吐出させるためには、圧電素子２１の変位特性を安定にする以外に、圧電素子２１の変形を安定させて振動板２５に安定な変位をもたらすことが重要である。そして、振動板２５が変位可能な領域、つまりインク液室２６の短辺方向における振動板の変位幅において加工寸法をいかに正確に規定するかが重要となる。
【００３４】
本実施形態では、振動板２５の短手方向の変位幅を規定するために、アクチュエータ基板２０に凹部及び凸部を予め形成する。そして、その形成された凹部を形成する第２隔壁２７ｂの長辺部分の壁面に、振動板２５の振動部２５ａの両端が両持ち梁で接合され、振動板２５が形成されている。これによって、振動板２５の短手方向の変位幅はアクチュエータ基板２０に形成された凹部及び凸部の加工精度によってのみ規定されることになる。これにより、１つの加工精度を高めるだけでよいので、振動板の変位幅の大きさにバラツキが生じにくい。また、インク液室２６を区画する第１隔壁２７ａの短辺方向の幅Ｗ１は第２隔壁２７ｂの短辺方向の幅Ｗ２よりも小さくなるように形成される。これにより、振動板２５の短手方向の変位幅に及ぼす影響はない。
【００３５】
次に、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
図５〜図１０は、本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
はじめに、図５（ａ）に示すように、アクチュエータ基板３００上に凹部及び凸部の凹凸パターンを形成するためのレジストパターン３０１を形成する。ここでアクチュエータ基板３００は、結晶方位＜１００＞の６２５［μｍ］厚のシリコンウェハを用いている。次に、図５（ｂ）に示すように、シリコンエッチングによって凹部３０２を形成する。凹部３０２のエッチング深さは、後工程で形成される圧電素子、層間絶縁膜、メタル配線の各厚みの総和より深く形成しておく必要がある。ここでは凹部３０２の深さは、約５０［μｍ］として形成している。そして、図５（ｃ）に示すように、レジストパターン３０１を剥離し、剥離された後のアクチュエータ基板３００の一部が凸部３０３となる。次に、図５（ｄ）に示すように、凹部３０２及び凸部３０３が形成されたアクチュエータ基板３００に振動板３０４を形成する。振動板３０４は、熱酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、ポリシリコン膜を熱酸化法及び化学蒸着法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）によって形成された積層構成を有している。凸部３０３を挟んで形成された振動板３０４が、凸部３０３の壁面及び上端部を介して互いにつながっている。これにより、後述する振動板３０４上に設けられる圧電素子３０５等に対する振動板３０４の強度が高くなる。
【００３６】
次に、図６（ａ）に示すように、少なくとも、振動板３０４上に圧電素子３０５を形成する。圧電素子３０５は、下部電極層としてＴｉ膜、Ｐｔ膜又はＳＲＯ膜、圧電層としてＰＺＴ膜、さらに上部電極層としてＳＲＯ膜又はＰｔ膜が、順次形成されている。各電極層はスパッタ法によって形成され、圧電層はスピンコート及び焼成によって形成されている。次いで、図６の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、凹部内にのみ圧電素子３０５を残す形で所望のレジストパターン３０６を形成し、フォトリソグラフィ工程やエッチング工程によって、凹部３０２内にのみに所望のパターンの圧電素子３０５を形成する。
【００３７】
次に、図７（ａ）に示すように、圧電素子３０５上には、層間絶縁膜３０７が形成される。層間絶縁膜３０７は下地層としてＡｌ２Ｏ３膜、上層にシリコン酸化膜を用いている。そして、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、予め形成されたレジストパターン３０８をフォトリソグラフィ工程やエッチング工程によって剥離して、層間絶縁膜３０７の所望のパターンを形成する。図７では凸部３０３上の層間絶縁膜３０７を取り除いているが、凸部３０３上に残すことでも差し支えがない。また、図７（ｄ）に示すメタル配線３０９が各電極層に電気的に接続する部分（不図示）ではコンタクトホールとして、層間絶縁膜３０７が取り除かれている。そして、図７（ｄ）に示すように、メタル配線３０９を形成する。メタル配線３０９は下地層としてＴｉＮ膜、上層にＡＬ膜を用いている。
【００３８】
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、レジストパターン３１０を形成し、フォトリソグラフィ工程やエッチング工程によって、所望のパターンのメタル配線３０９を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、パッシベーション保護膜３１１を形成する。パッシベーション保護膜３１１にはシリコン窒化膜が用いられている。
【００３９】
次に、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、レジストパターン３１２を形成し、フォトリソグラフィ工程やエッチング工程によって、所望のパターンのパッシベーション保護膜３１１を形成する。ここで、凹部３０２の深さに関して、凹部３０２の深さは圧電素子等のアクチュエータ部を形成するための各膜の総膜厚以上としている。本実施形態では、各電極層が約２［μｍ］、層間絶縁膜が約１［μｍ］、メタル配線が約３［μｍ］、パッシベーション保護膜が約１［μｍ］とし、総膜厚が約７［μｍ］で形成している。それに対して凹部３０２の深さはアクチュエータ部の保護スペースを考慮して約５０［μｍ］で形成している。図９（ｃ）に示すように、圧電素子３０５が形成された反対面側のアクチュエータ基板３００を図中点線で示すように研磨してインク液室を形成する。先ず、インク液室の所望の高さとするために、バックグラインド及びポリッシュ加工等の研磨加工によってインク液室の高さを形成する。本実施形態では、インク液室の高さは約７５［μｍ］としている。
【００４０】
次に、図１０（ａ）に示すように、インク液室のパターンを形成するためにレジストパターン３１３を形成する。そして、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、ドライエッチングによってアクチュエータ基板３００をエッチングしてインク液室となる凹部３１４を形成する。ここで、凹部３１４間に形成される隔壁３１５の短辺方向の幅Ｗ１は凸部３０３の短辺方向の幅Ｗ２よりも小さくなるように形成されている。これによって、凹部３１４を形成する際のドライエッチングによる加工寸法のばらつきの影響が回避され、振動板の短手方向の変位幅における寸法精度が保たれる。このように形成されたアクチュエータ基板には、サブフレーム基板（不図示）及びノズル孔３１６が形成されたノズル基板３１７が接着剤によって接合される。以上の製造工程により、所望の吐出量が得られるインクジェットヘッドを製造することができる。
【００４１】
本実施形態では、サブフレーム基板との接合面となる凸部上には振動板のみ残す構成としているが、層間絶縁膜、メタル配線、パッシベーション保護膜を組み合わせても差し支えない。
【００４２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
振動板２５の２つの長辺部分が、インク液室２６等の加圧液室の中央部分に向き、かつ互いに対向する第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂ等の隔壁の壁面に、接合されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂにおける壁面の振動板２５の長辺部分との接合部分で、振動板２５の短手方向における厚み方向の変位を規制している。第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂにおける壁面と振動板２５の長辺部分との接合部分から離れていくほど、振動板２５の短手方向における厚み方向の変位を規制する力は弱まっていく。このため、振動板２５の短手方向における厚み方向の変位幅は、対向し合う第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂにおける壁面の振動板２５の両端との接合部分の間隔に相当する。この間隔は、基板をエッチングして形成した凹部の対向し合う第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂの間隔に相当する。この第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂの精度を高めるには、隔壁形成のエッチングの加工精度のみを高めればよい。これにより、振動板２５の短手方向における厚み方向の変位幅を所望の幅に精度良く規定でき、しかも従来に比べて高い加工精度が必要になる箇所の数を減らせ、不良品の数を減らすことができ歩留まりを向上させることができる。よって、高価な精密加工装置を減らすことができ、生産コストの上昇を抑制できる。
（態様２）
（態様１）において、第１隔壁２７ａ等の隔壁を挟んで振動板２５の構造体の壁面との接合箇所どうしを、部材で互いに連結する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、第１隔壁２７ａを挟んで形成された振動板２５の振動部２５ａを介して支持部２５ｂが、第１隔壁２７ａの壁面及び上端部を介して互いにつながっている。これにより、振動板上に設けられる圧電素子等に対する振動板の強度が高くなる。
（態様３）
（態様１）において、第１隔壁２７ａ等の隔壁に連続する第２隔壁２７ｂ等の構造体の壁面に振動板２５の長辺部分を接合し、第１隔壁２７ａの壁面に沿って延びた仮想線の位置が、振動板２５の両端との接合箇所である第２隔壁２７ｂの壁面に沿って延びた仮想線の位置より、インク液室２６等の加圧液室の中央部分から遠ざかるように、第１隔壁２７ａを形成する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、振動板２５における短手方向変位の変位幅に及ぼす影響はなくなる。
（態様４）
（態様３）において、第２隔壁２７ｂ等の構造体を挟んで振動板２５の構造体の壁面との接合箇所どうしを、部材で互いに連結する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、第２隔壁２７ｂを挟んで形成された振動板２５の振動部２５ａを介して支持部２５ｂが、第２隔壁２７ｂの壁面及び上端部を介して互いにつながっている。これにより、振動板上に設けられる圧電素子等に対する振動板の強度が高くなる。
（態様５）
（態様２）又は（態様４）において、部材は、振動板を形成する材料で形成されている。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、振動板を形成する工程において振動板２５の材料を第１隔壁２７ａ又は第２隔壁２７ｂの壁面及び上端部にも形成することで工程数を減らすことができ、生産コストを抑えられる。
（態様６）
（態様１）において、振動板２５の第１隔壁２７ａ等の隔壁の壁面との接合箇所からの隔壁の厚さは、少なくとも振動板２５及び圧電素子２１の厚さの総和より大きい。これによれば、上記実施形態について説明したように、アクチュエータ基板上に設けた凹部の場所に、圧電素子２１、層間絶縁膜２２、メタル配線２３及びパッシベーション保護膜２４を形成することができる。
（態様７）
（態様３）において、振動板２５の第２隔壁２７ｂ等の構造体の壁面との接合箇所からの構造体の厚さは、少なくとも振動板２５及び圧電素子２１の厚さの総和より大きい。これによれば、上記実施形態について説明したように、アクチュエータ基板上に設けた凹部の場所に、圧電素子２１、層間絶縁膜２２、メタル配線２３及びパッシベーション保護膜２４を形成することができる。
（態様８）
液滴を吐出するノズル孔を有するノズル板と、ノズル孔と連通するとともに室内空間形状が略直方体である加圧液室と、加圧液室の一部を構成し、かつ面形状が略長方形である振動板と、該振動板における加圧液室とは反対側の面上に形成され、振動板に振動を付与して加圧液室に圧力変化を発生させ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、加圧液室が形成される基板の加圧液室に対向する場所に凹部を形成し、加圧液室を区画する隔壁と厚み方向に連続させた構造体を形成する第１工程と、構造体の壁面に、振動板の長辺部分を接合する第２工程と、加圧液室を基板に形成する第３工程とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、振動板の短辺方向変位の変位幅における寸法精度は凹部３０２の形成寸法精度によって規定される。よって、所望の吐出量が得られる液滴吐出ヘッドを製造することができる。
（態様９）
（態様８）において、第３工程では、隔壁の壁面に沿って延びた仮想線の位置が、振動板の両端との接合箇所である構造体の壁面に沿って延びた仮想線の位置より、加圧液室の中央部分から遠ざかるように、隔壁を形成して加圧液室を基板に形成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、振動板の短辺方向の変位幅における加工精度は凹部３０２又は加圧液室の形成加工精度によって規定される。振動板２５の短辺方向の変位幅に及ぼす影響はなくなり、所望の吐出量が得られる液滴吐出ヘッドを製造することができる。
（態様１０）
（態様１）〜（態様７）のいずれかの液滴吐出ヘッド、または（態様８）又は（態様９）の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを搭載して該液滴吐出ヘッドで記録液剤を媒体に吐出して画像形成を行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、吐出特性に優れ、安定した画像形成を行うことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  インクジェットヘッド
１０  サブフレーム基板
１１  アクチュエータ保護キャビティ
１２  サブフレーム接合面
２０  アクチュエータ基板
２１  圧電素子
２２  層間絶縁膜
２３  メタル配線
２４  パッシベーション保護膜
２５  振動板
２５ａ  振動部
２５ｂ  支持部
２６  インク液室
２７  隔壁
２７ａ  第１隔壁
２７ｂ  第２隔壁
３０  ノズル基板
３１  ノズル孔
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２０１２−０７６４４９号公報
【図１】
2014177043.tif 000003
【図２】
2014177043.tif 000004
【図３】
2014177043.tif 000005
【図４】
2014177043.tif 000006
【図５】
2014177043.tif 000007
【図６】
2014177043.tif 000008
【図７】
2014177043.tif 000009
【図８】
2014177043.tif 000010
【図９】
2014177043.tif 000011
【図１０】
2014177043.tif 000012