(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有し、
前記第２の共通電極の一部は前記第２の主面に形成され、前記分極する工程は、前記第１の溝と前記第２の主面との間の底板を分極することを含む、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項２】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有し、
前記第１及び第２の溝はそれぞれ前記第１の側面から前記第２の側面まで延びるように形成され、前記第１及び第２の電極並びに前記第１及び第２の共通電極は、前記第１及び第２の溝の前記内壁面並びに前記第１及び第２の側面に金属膜を形成し、その後、前記第１の溝と前記第２の側面との境界部及び前記第２の溝と前記第１の側面との境界部の前記金属膜を除去することによって形成される、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項３】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有し、
前記第１の溝が第１の側面から前記第２の側面の手前まで延びるように形成され、前記第２の溝が前記第２の側面から前記第１の側面の手前まで延びるように形成され、前記第１及び第２の電極は、前記第１及び第２の溝の前記内壁面に金属膜を形成することによって形成され、前記第１及び第２の共通電極は前記第１及び第２の側面に金属膜を形成することによって形成され、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程では、前記第１の溝が前記第１の側面と反対側の側面まで達するように、前記圧電体の前記第２の側面側の部分が除去される、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項４】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有し、
前記第１の共通電極の一部及び第２の共通電極の一部がともに前記第２の主面上に形成される、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項５】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有し、
前記第１の共通電極と導通した第１の電極パッドと、第２の共通電極と導通した第２の電極パッドが前記第１の主面上に形成される、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項６】
前記分極する工程は絶縁性オイル中で行われる、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法。
【請求項７】
第１及び第２の主面と、前記第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の前記第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の前記第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の前記第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の前記第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記第１の溝と前記第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、前記分極する工程の後、前記第１の電極が前記第１の溝ごとに分離されかつ前記第２の電極が前記第２の溝ごとに分離されるように、前記第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有する圧電プレートの製造方法によって製造された圧電プレートと、第３の溝が並列して形成された第２の圧電プレートとを、前記第１、第２及び第３の溝が同じ向きに開口するように交互に積層し、前記第１の溝と前記第２の圧電プレートとによって形成される液室と、前記第２の溝と前記第２の圧電プレートとによって形成される第１の空気室と、前記第３の溝と前記第１の圧電プレートとによって形成される第２の空気室とを、前記第２の空気室と前記液室とが積層方向に沿って配列するように形成する工程を有する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法によって製造された圧電プレートと、第３の溝が並列して形成された第２の圧電プレートとを、前記第１、第２及び第３の溝が同じ向きに開口するように交互に積層し、前記第１の溝と前記第２の圧電プレートとによって形成される液室と、前記第２の溝と前記第２の圧電プレートとによって形成される第１の空気室と、前記第３の溝と前記第１の圧電プレートとによって形成される第２の空気室とを、前記第２の空気室と前記液室とが積層方向に沿って配列するように形成する工程を有する、液体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、インクなどの液体（以下では単にインクと称する）を吐出する液体吐出ヘッドに用いられる圧電プレート及びそれを用いた液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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】
液体吐出ヘッドにおけるインクを吐出する機構として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）に代表される圧電材料によって液体吐出ヘッドに備えられた液室の容積を変化させてインクの導入及び吐出を行う機構が知られている。液室には、インクを液室に供給するための液体供給路と、液室からインクを吐出するための吐出口と、が設けられている。液室の容積収縮時には、液室にあるインクが吐出口から液滴として吐出され、液室の容積膨張時には、液体供給路から液室にインクが導入される。
【０００４】
液体吐出ヘッドは、液室の少なくとも１つの壁面を、圧電材料からなる低剛性の振動板で形成したものである。圧電材料の圧電縦モード、圧電横モード、圧電せん断モードを利用して振動板を変形させることによって、液室を膨張収縮させることができる。圧電せん断モードを利用したものとして、特許文献１が知られている。この形態の液体吐出ヘッドは、厚さ方向に分極処理されている平板状の圧電材料に液室が形成されている。液室を構成する隔壁に分極方向と直交する方向に電圧を印加することで隔壁がせん断変形し、液室が膨張収縮してインクが吐出される。
【０００５】
近年、液体吐出ヘッドから吐出されるインクに含まれている水分による被記録媒体の変形（カールやコックリングなど）を低減するために、インクの水分量を減らした高粘度インクの使用が検討されている。既存の商用プリンタでは、インクの水分による被記録媒体の変形を防止するために、装置内にヒーターによる乾燥ユニットを設けているものもある。高粘度インク吐出が可能になれば乾燥ユニットが不要となるので、省電力化、装置の小型化も実現することができる。また、液体吐出ヘッド装置を塗布装置やパターン形成装置として利用し、工業製品における機能性材料のパターン形成に技術応用するために、高粘度インクを吐出する技術が求められている。
【０００６】
高粘度インクを吐出するためには、大きな吐出力が求められる。このような要求に応えるため、断面形状が円形や矩形などの筒形状の圧電材料で液室を形成した、グールドタイプと呼ばれる筒型圧電部材が提案されている。筒型圧電部材は、筒形状の内外方向に一様に変形し液室を膨張収縮させ、液室内部のインクを吐出口より吐出する。このような形態は、低剛性の振動板を設けた形態と比較して、液室内の圧力の発生効率を改善することができる。液室の壁面が全て変形し、インクの吐出力に寄与するので、１つの壁面だけを振動板で形成した形態と比較して大きなインク吐出力を得ることができる。
【０００７】
筒型圧電部材を用いた液体吐出ヘッドとして特許文献２が知られている。特許文献２は、圧電体の外面及び内面に個別電極と共通電極とが設けられた、液体吐出ヘッド用の圧電アクチュエータを開示している。圧電体は内部に溝が形成された凹状の断面（コの字型）を有している。所定の方向に延びる圧電体の３方の隔壁は壁厚方向に分極処理されており、圧電体の開口した面に基板を接着することで個別液室が形成される。内側と外側の電極に電圧を印加して圧電アクチュエータを上方及び両側方の三方で変形させることができる。このため、圧電アクチュエータとこれに接着されている基板とで形成される液室内のインクに大きな飛翔力を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１６８０９４号公報
【特許文献２】特開平９−３００６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に開示されるような筒形状の圧電部材で液室を形成したグールドタイプと呼ばれる筒型圧電アクチュエータは、液室を構成する隔壁を壁厚方向に分極処理する必要がある。分極処理の方法としては、所定の温度環境で、個別液室の隔壁内面側の電極と外面側の電極との間に電界を印加する方法が知られている。基板との接着工程で個別液室を形成し、個別液室の配線パターンや電極パッドなどを基板上に形成した後であれば、複数の液室を構成する複数の隔壁を一括して分極処理することが可能である。しかし、接着工程を経て個別液室を形成した後に分極処理を行うことから、分極時に生じる圧電部材の歪みによって接着強度や液室の位置精度が低下する可能性がある。圧電部材に分極処理を行った後で圧電部材と基板との接着を行えば接着強度の低下は回避することができるが、基板の接着前であるので電極パッドなどの電極パターンが形成されておらず、複数の個別液室を一括して分極処理することが困難である。
【００１０】
特許文献１に開示されている、圧電せん断モードを利用した液体吐出ヘッドでは、平板状の圧電部材の１方向（厚さ方向）に対しては一括した分極処理が可能である。しかし、上述したようなグールドタイプで求められる、複数の方向に対する一括した分極処理を行うのは困難である。
【００１１】
本発明は、分極処理の必要な複数の隔壁をそれぞれの壁厚方向に一括して簡便に分極処理することができる、液体吐出ヘッド用の圧電プレート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】
【００１２】
本発明の液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法は、第１及び第２の主面と、第１及び第２の主面に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面と、を有する平板状の圧電プレートの第１の主面に、並列して延び長さ方向の少なくとも一部が互いに隣接する複数の第１及び第２の溝を交互に形成する工程と、複数の第１の溝の内壁面に第１の電極を形成し、複数の第２の溝の内壁面に第２の電極を形成する工程と、複数の第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極と、を形成する工程と、第１の共通電極と第２の共通電極との間に電圧を印加することによって、第１の溝と第２の溝とを仕切る隔壁を分極する工程と、分極する工程の後、第１の電極が第１の溝ごとに分離されかつ第２の電極が第２の溝ごとに分離されるように、第１及び第２の共通電極を除去する工程と、を有している。
一の態様では、第２の共通電極の一部は第２の主面に形成され、分極する工程は、第１の溝と第２の主面との間の底板を分極することを含む。
他の態様では、第１及び第２の溝はそれぞれ第１の側面から第２の側面まで延びるように形成され、第１及び第２の電極並びに第１及び第２の共通電極は、第１及び第２の溝の内壁面並びに第１及び第２の側面に金属膜を形成し、その後、第１の溝と第２の側面との境界部及び第２の溝と第１の側面との境界部の金属膜を除去することによって形成される。
他の態様では、第１の溝が第１の側面から第２の側面の手前まで延びるように形成され、第２の溝が第２の側面から第１の側面の手前まで延びるように形成され、第１及び第２の電極は、第１及び第２の溝の内壁面に金属膜を形成することによって形成され、第１及び第２の共通電極は第１及び第２の側面に金属膜を形成することによって形成され、第１及び第２の共通電極を除去する工程では、第１の溝が第１の側面と反対側の側面まで達するように、圧電体の第２の側面側の部分が除去される。
他の態様では、第１の共通電極の一部及び第２の共通電極の一部がともに第２の主面上に形成される。
他の態様では、第１の共通電極と導通した第１の電極パッドと、第２の共通電極と導通した第２の電極パッドが第１の主面上に形成される。
【００１３】
複数の第１の電極と電気的に接続された第１の共通電極と、複数の第２の電極と電気的に接続された第２の共通電極とが形成され、第１の共通電極と第２の共通電極との間に分極のための電圧が印加される。このため１回の電圧印加によって、複数の隔壁を一括して簡便に分極することができる。しかも、第１の溝に第１の電極が、第２の溝に第２の電極が形成されているため、いずれの隔壁も第１の溝側が同じ極性を持つように壁厚方向に分極される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、分極処理の必要な複数の隔壁をそれぞれの壁厚方向に一括して簡便に分極処理することができる、液体吐出ヘッド用の圧電プレートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用されるインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】液体吐出ヘッドユニットの吐出口の配置図である。
【図３】本発明が適用される液体吐出ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図４】図３に示す液体吐出ヘッドユニットの組立後の斜視図である。
【図５】本発明が適用される液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図６】図３に示す液体吐出ヘッドの駆動状態を図示した断面図である。
【図７】図３に示す液体吐出ヘッドの圧電プレートの分極状態を示す断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る圧電プレートの製造方法を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る圧電プレートの製造方法を示す斜視図である。
【図１０】第３の実施形態に係る圧電プレートの製造方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。本発明は以下の実施形態によって限定されるものではない。
【００１７】
図１に、本発明が適用される好ましいインクジェット記録装置の概略構成を示す。記録装置１００は、搬送ローラー１０３に張架された無端ベルト状の搬送ベルト１０４の上に記録媒体１０２が載置され、搬送ベルト１０４を駆動して記録媒体１０２を矢印方向Ａに走査するものである。
【００１８】
図１に示したインクジェット記録装置の例では、液体吐出ヘッドユニット１０１が用いられている。図の例では４個の、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色に対応した液体吐出ヘッドユニット１０１が、記録媒体搬送方向Ａに並置されている。インクタンク１０６から供給された各色インクを、記録媒体１０２を搬送しながら液体吐出ヘッドユニット１０１で吐出させることによって、高速にフルカラー記録が行われる。
【００１９】
図２に、液体吐出ヘッドユニット１０１の吐出口３０８の配置を示す。インク色毎に設けられている各液体吐出ヘッドユニット１０１の構造は各色で共通している。図２に示すように、短尺の液体吐出ヘッド３０９には、インク液滴を吐出する吐出口３０８が２次元アレー状に高密度で配列されている。この短尺の液体吐出ヘッド３０９を複数繋ぎ合わせ、全体で記録媒体１０２の全幅に対応する長さとなるようにして、１つの長尺のフルラインヘッドを備えた液体吐出ヘッドユニット１０１が構成されている。
【００２０】
次に、上述したインクジェット記録装置に搭載されている液体吐出ヘッドユニット１０１の構成について説明する。図３は液体吐出ヘッドユニット１０１の分解斜視図、図４は液体吐出ヘッドユニット１０１を組み立てた状態で示す斜視図である。
【００２１】
液体吐出ヘッドユニット１０１は、オリフィスプレート３０４、液体吐出ヘッド３０３、流体制御プレート３０２及び共通液室３０１をこの順番で積層し、互いに接合することによって構成されている。流体制御プレート３０２及び液体吐出ヘッド３０３は各液室内の電極と電気的に接続されている。液体吐出ヘッド３０３に接続された配線は、流体制御プレート３０２から引き出されたフレキシブルケーブル３１０によって外部と接続されている。オリフィスプレート３０４は、加圧されたインクが液滴として吐出される吐出口３０８を備えている。
【００２２】
次に、液体吐出ヘッド３０３の構成について説明する。図５に液体吐出ヘッド３０３の構成を示す。同図（ａ）は、一対の第１及び第２の圧電プレート５０１，５０２の分解斜視図及び組立図であり、同図（ｂ）は複数の第１及び第２の圧電プレート５０１，５０２が積層された液体吐出ヘッド３０３の部分分解斜視図及び組立図である。
【００２３】
第１の圧電プレート５０１の第１の主面Ｓ１には、吐出口３０８と連通する個別液室１１となる第１の溝５０３と、第１の空気室１２となる第２の溝５０４とが、交互にかつ平行に（すなわち並列に）形成されている。第１の溝５０３の内壁面には第１の電極（ＳＩＧ）５０５が形成され、第２の溝５０４の内壁面には第２の電極（ＧＮＤ）５０６が形成されている。ここで、ＳＩＧは「信号」、ＧＮＤは「接地」を意味する。第１及び第２の溝５０３，５０４が形成されている第１の主面Ｓ１の裏面である第２の主面Ｓ２には、その全面に第３の電極（ＧＮＤ）５０８が形成されている。第３の電極（ＧＮＤ）５０８は省略することも可能である。
【００２４】
第２の圧電プレート５０２には、第１の圧電プレート５０１の個別液室１１に対応する位置に、第２の空気室１３となる第３の溝５０７が、互いに平行に（すなわち並列に）複数本形成されている。第１の圧電プレート５０１と第２の圧電プレート５０２を積層すると、図５（ｂ）に示すように、第２の空気室１３と液室１１とが積層方向Ｐに沿って一列に配列する。第２の圧電プレート５０２の第３の溝５０７が設けられた面には、第３の溝５０７の内壁面を含めた全面に、第４の電極（ＧＮＤ）５０９が形成されている。第２の圧電プレート５０２の裏面の、第１の圧電プレート５０１に設けられた液室１１の直上となる位置には、第５の電極（ＳＩＧ）５１２が形成されている。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、第１の圧電プレート５０１と第２の圧電プレート５０２は、第１、第２及び第３の溝５０３，５０４，５０７が同じ向きに開口するように接合されている。この接合体を一つのユニットとして、複数のユニットを積層接合し、天板となる第１の基板５１０及び第２の基板５１１で挟み、これらの複数のユニットに接合することで液体吐出ヘッド３０３が作製される。この結果、第１の圧電プレート５０１と第２の圧電プレート５０２は交互に積層されている。第１の溝５０３と第２の圧電プレート５０２によって液室１１が形成され、第２の溝５０４と第２の圧電プレート５０２によって第１の空気室１２が形成される。また、第３の溝５０７と第１の圧電プレート５０１（または第１の基板５１０）によって第２の空気室１３が形成される。第２の空気室１３と液室１１は積層方向Ｐに沿って一列に配列している。第１の基板５１０及び第２の基板５１１はパターンが形成されていない平板のプレートである。第１の基板５１０及び第２の基板５１１は圧電体である必要はないが、接合時に加熱を要する場合には熱膨張率が第１の圧電プレート５０１及び第２の圧電プレート５０２に近い材料によって形成されることが望ましい。
【００２６】
次に流体制御プレート３０２について図３を用いて説明する。流体制御プレート３０２は、各個別液室１１に対応した位置に後方絞り（不図示）を備えている。後方絞りは駆動によって生じるインクの流動が吐出口３０８側に強く生じるようにインクの逆流を制限する。流体制御プレート３０２内には駆動回路が形成されている。駆動回路は液体吐出ヘッドの第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び第２の電極（ＧＮＤ）５０６と電気的に接続され、流体制御プレート３０２内に形成された圧電アクチュエータの駆動回路に配線されている。さらに各配線はフレキシブルケーブル３１０に電気的に接続され、外部にあるインクジェット記録装置の制御部（不図示）へと接続されている。
【００２７】
共通液室３０１にはインクタンク１０６からインクを供給するためのインク供給口３０５が形成され、共通液室３０１は各個別液室１１と連通している。
【００２８】
次に液体吐出ヘッド３０３の駆動動作について説明する。図６は図５（ｂ）の領域Ａの断面拡大図である。図６（ａ）に示すように、個別液室１１を形成する第１の溝５０３は第２及び第３の空気室１２，１３を形成する第２及び第３の溝５０４，５０７に対して区画され、２次元アレー状に形成されている。第１の溝５０３を構成する隔壁５１３は第１の溝５０３から外向きの分極方向６０１、６０２、６０３、すなわち第１の溝５０３側が正、第２の溝５０４側が負となるように分極方向６０１に分極されている。また、第１の溝５０３と第２の主面Ｓ２との間の底板５１４は、その第１の溝５０３側が隔壁５１３の第１の溝５０３側と同じ極性を持つように、すなわち第１の溝５０３側が正、第２の主面Ｓ２側が負となるように分極方向６０２に分極されている。第２の圧電プレート５０２の第１の溝５０３に面する底板５１５も、第１の溝５０３側が正、第３の溝５０７側が負となるように分極方向６０３に分極されている。ここで、底板５１４，５１５は対応する第１の溝５０３溝ごとに別々の部分として定義する。分極方向６０１，６０２，６０３はこの逆でもよい。すなわち、隔壁５１３は、第１の溝５０３側が負、第２の溝５０４側が正となるように、底板５１４が第１の溝５０３側が負、第２の主面Ｓ２側が正となるように、底板５１５が第１の溝５０３側が負、第３の溝５０７側が正となるように分極されてもよい。
【００２９】
図６（ｂ）は駆動電圧印加時の様子を示している。まず、第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び第５の電極（ＳＩＧ）５１２を正電位とし、第２の電極５０６（ＧＮＤ）、第３の電極５０８（ＧＮＤ）及び第４の電極５０９（ＧＮＤ）をＧＮＤ電位とする。この電位状態で、ＳＩＧ電極５０５，５１２とＧＮＤ電極５０６，５０８，５０９との間に電圧を印加すると、図示のように、個別液室１１を形成している隔壁５１３及び底板５１４，５１５は個別液室１１を収縮させるように変形する。この変形によって個別液室１１内に充填されているインクの圧力が高められ、吐出口３０８より液滴が吐出する。第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び第５の電極（ＳＩＧ）５１２をＧＮＤ電位、第２の電極５０６（ＧＮＤ）、第３の電極５０８（ＧＮＤ）及び第４の電極５０９（ＧＮＤ）を正電位として駆動電圧を印加すると逆の変形が生じる。すなわち、個別液室１１が膨張するように隔壁５１３及び底板５１４，５１５が変形する（不図示）。
【００３０】
個別液室１１を構成する隔壁５１３及び底板５１４，５１５が上述したような変形をするためには、図６（ａ）で示すような分極方向６０１、６０２、６０３に隔壁５１３及び底板５１４，５１５を分極する必要がある。特に第１の圧電プレート５０１では第１の溝５０３を構成する隔壁５１３及び底板５１４を異なる３方向に分極処理する必要がある。図７に第１の圧電プレート５０１の分極状態について示す。図７に示すように隔壁５１３及び底板５１４を分極方向６０１、６０２に分極するには、第１の電極５０５を正電位、第２の電極５０６及び第３の電極５０８をＧＮＤ電位として、ＳＩＧ電極５０５とＧＮＤ電極５０６，５０８との間に高電界を印加する。
【００３１】
本発明は、第１の圧電プレート５０１の複数の個別液室１１を構成する隔壁５１３及び底板５１４を一括して簡便に分極処理することが可能な製造方法に関するものであり、本実施形態の具体的な構成及び製造方法について以下に説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
液体吐出ヘッド用の第１の圧電プレート５０１の、第１の実施形態に係る製造方法について説明する。本実施形態に係る第１の圧電プレート５０１の製造方法を、図８（ａ）〜（ｇ）の斜視図に示す。
【００３３】
まず、工程（ａ）で、図８（ａ）に示すように、所望の厚みと形状を有する平板状の圧電プレート８０１を準備する。圧電プレート８０１は、第１及び第２の主面Ｓ１，Ｓ２と、第１及び第２の主面Ｓ１，Ｓ２に隣接し互いに対向する第１及び第２の側面Ｗ１，Ｗ２と、を有する、平板状で直方体状の圧電部材である。
【００３４】
工程（ｂ）で、図８（ｂ）に示すように、圧電プレート８０１の第１の主面Ｓ１に、複数の第１の溝５０３を、互いに平行に（すなわち並列に）形成する。第１の溝５０３は第１の側面Ｗ１から第２の側面Ｗ２まで、第１の主面Ｓ１を横断して延びるように形成される。形成された第１の溝５０３の一部は上述した個別液室１１として機能する。第１の溝５０３は所定の均一の深さで形成する必要があるため、深さ制御の精度が高いダイシング加工などを用いることが望ましい。次に、第２の溝５０４を第１の溝５０３が形成された同一の面（第１の主面Ｓ１）に、第１の溝５０３の長さ方向Ｌに沿って、第１の溝５０３と平行に（すなわち並列に）形成する。第２の溝５０４は第１の溝５０３の両隣りに、すなわち複数の第１及び第２の溝５０３，５０４が交互に位置するように形成される。第２の溝５０４は第１の側面Ｗ１から第２の側面Ｗ２まで、第１の主面Ｓ１を横断して延びるように形成される。形成された第２の溝５０４の一部は上述した第１の空気室１２として機能する。第２の溝５０４の深さ制御及び第１の溝５０３と第２の溝５０４の間の隔壁５１３の厚さ制御は高い精度が要求されるため、ダイシング加工などを適用するのが望ましい。加工の順序は特に限定されない。図では第２の溝５０４の溝幅が第１の溝５０３の溝幅よりも広くなっているが、大小関係はこれに限定されない。
【００３５】
工程（ｃ）では、図８（ｃ）に示すように、形成された第１の溝５０３の内壁面に第１の電極（ＳＩＧ）５０５を、第２の溝５０４の内壁面に第２の電極（ＧＮＤ）５０６を形成する。電極のパターニングは、リフトオフで形成することができるほか、レーザーや研磨などを利用することもできる。リフトオフを用いる場合、レジストを塗布した後、フォトリソグラフィによって、電極パターンを残さない部分を除いてレジストを除去し、その上部からスパッタリングや蒸着によって電極となる金属層をレジストのパターンを含めて全面に形成する。そして、レジストを除去することでレジスト上部に成膜されていた金属膜をレジストと共に剥離して、最終的に所望の金属膜のパターンが得られる。レーザーや研磨を用いる場合は、まず全面にスパッタリング、蒸着、無電解めっきなどの方法で金属膜を成膜する。そして、成膜された金属膜の不要な部分をレーザーや研磨によって除去することで所望の電極パターンが得られる。
【００３６】
リフトオフ、レーザー、研磨などのいずれの方法を取る場合も、第１の溝５０３及び第２の溝５０４の端部と接している第１の側面Ｗ１及び第２の側面Ｗ２にも金属膜を成膜する。第１の側面Ｗ１の金属膜は第１の共通電極８０２の一部を、第２の側面Ｗ２の金属膜は第２の共通電極８０３の一部をそれぞれ構成する。第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び第２の電極（ＧＮＤ）５０６は、第１の側面Ｗ１に成膜された第１の共通電極８０２及び第２の側面Ｗ２に成膜された第２の共通電極８０３と導通している。
【００３７】
工程（ｄ）では、図８（ｄ）に示すように、圧電プレート８０１の第１の主面Ｓ１の裏面である第２の主面Ｓ２に、金属膜で構成される第１の共通電極８０２と、同じく金属膜で構成される第２の共通電極８０３と、を形成する。第２の共通電極８０３は、図６に示す第３の電極５０８（ＧＮＤ）として機能する。第１の共通電極８０２と第２の共通電極８０３は、第１及び第２の溝５０３，５０４の長さ方向Ｌと垂直な方向に延びる分離帯８０４によって分断される。この結果、第１の共通電極８０２は、第２の主面Ｓ２の比較的小さな領域と第１の側面Ｗ１とに跨って形成され、第２の共通電極８０３は、第２の主面Ｓ２の比較的大きな領域と第２の側面Ｗ２とに跨って形成される。第２の主面Ｓ２における両共通電極８０２，８０３のパターニングは、フォトリソグラフィを利用してフォトレジストをリフトオフする方法、金属膜の不要部分をエッチング、レーザー、ダイシング、フライス加工などで除去する方法によって行うことができる。第１の共通電極８０２は、各第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び各第２の電極（ＧＮＤ）５０６と電気的に接続されている。第２の共通電極８０３も各第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び各第２の電極（ＧＮＤ）５０６と電気的に接続されている。
【００３８】
工程（ｅ）では、図８（ｅ）に示すように、第１の電極（ＳＩＧ）５０５と第２の電極（ＧＮＤ）５０６との電気的接続を分断する。電気的接続は、少なくとも第１の溝５０３と第２の側面Ｗ２との境界部及び第２の溝５０４と第１の側面Ｗ１との境界部の金属膜を除去することができる限り、様々な方法を採用できる。本実施形態では、第１の側面Ｗ１の一部を切り欠いて（切り欠き８０６）、第２の電極（ＧＮＤ）５０６を除去している。同様に、図示は省略するが、第２の側面Ｗ２の一部を切り欠いて、第１の電極（ＳＩＧ）５０５を除去している。切り欠き８０６はダイシング、フライス加工、レーザーアブレーションなどによって形成することができる。この工程によって第１の電極（ＳＩＧ）５０５と第２の電極（ＧＮＤ）５０６の間は絶縁される。しかし、複数の第１の電極（ＳＩＧ）５０５同士は第１の共通電極８０２を介して導通し、複数の第２の電極（ＧＮＤ）５０６同士は第２の共通電極８０３を介して導通している。
【００３９】
工程（ｆ）では、図８（ｆ）に示すように、隔壁５１３及び底板５１４の分極処理を行う。具体的には、圧電プレート８０１をそのキュリー点付近まで加熱した状態で、第１の電極（ＳＩＧ）５０５と第２の電極（ＧＮＤ）５０６の間（実際には、第１の共通電極８０２と第２の共通電極８０３の間）に１〜２ｋＶ/ｍｍ程度の高電界を所定の時間印加する。第１の溝５０３と第２の溝５０４とを仕切る隔壁５１３及び第１の溝５０３と第２の主面Ｓ２の間にある底板５１４は、第１の溝５０３側が同じ極性を持つように分極される。第２の主面Ｓ２に形成された第１の共通電極８０２及び第２の共通電極８０３はパターンサイズが大きいので、これらを電極パッドとして利用することができる。このため、第１の共通電極８０２及び第２の共通電極８０３を、高電界を発生する電源装置８０７に容易に接続することができる。
【００４０】
各隔壁５１３及び底板５１４の厚さは数十〜数百μｍであり、電極５０５，５０６も同等の間隔で配置されているため、空気中で１〜２ｋＶ/ｍｍの高電界を印加すると空中放電や沿面放電を生じる可能性が高い。そのため例えばシリコーンオイル（絶縁破壊電圧：１０ｋＶ／ｍｍ以上）のような絶縁性の高い絶縁性オイル中で分極処理を行うことが望ましい。シリコーンオイルは分極後にキシレン、ベンゼン、トルエンといった炭化水素系溶剤や塩化メチレン、１.１.１-トリクロロエタン、クロロベンゼンといった塩素化炭化水素系溶剤によって除去可能である。
【００４１】
工程（ｇ）では、図８（ｇ）に示すように、第１の電極５０５が第１の溝５０３ごとに分離され、かつ第２の電極５０６が第２の溝５０４ごとに分離されるように、第１及び第２の共通電極８０２，８０３を除去する。除去方法としては、ダイシング、フライス加工、研磨、レーザーアブレーションなどを利用することができる。ダイシングを用いる場合、図８（ｆ）に示すように、両側側面Ｗ１，Ｗ２よりも内側のａ−ａ線及びｂ−ｂ線に沿ってダイシングすることで、両側側面Ｗ１，Ｗ２上の切り欠き８０６を合わせて除去することができる。また、分離帯８０４の内側境界線付近でダイシングすることで、分極の際に第１の共通電極８０２または分離帯８０４に面していた（すなわち、第３の電極５０８に面していなかった）底板５１４の部分を除去することができる。
【００４２】
上述した液体吐出ヘッドの製造方法を用いることによって、各液室１１に対応して平板状の圧電プレート上に形成された複数の電極を、同一平面上に設けられた大面積の電極パッドに、電位の正負ごとに集約することが可能になる。従って、分極処理時の電源装置８０７と圧電プレートの各電極との配線が容易になり、複数の隔壁５１３及び底板５１４をそれぞれの壁厚方向に一括して分極処理することが可能になる。
【００４３】
このようにして製造された圧電プレートが複数積層されて、液体吐出ヘッドユニット１０１が形成される。圧電プレートを積層接着し、各種配線などを形成した後に一括して分極処理をする場合、分極時の圧電プレートの歪みによって各圧電プレート間の接着強度が低下する可能性がある。本実施形態では、圧電プレートを積層接着する前に分極処理を行うので、分極時の圧電プレートの歪みによる接着強度の低下を回避することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、液体吐出ヘッド３０３を構成する第１の圧電プレート５０１の、第２の実施形態に係る製造方法について説明する。本実施形態に係る第１の圧電プレート５０１の製造方法を、図９（ａ）〜（ｈ）の斜視図を示す。ここでは第１の実施形態との差異を主に説明する。説明のない点は第１の実施形態と同様である。
【００４５】
まず、工程（ａ）では、図９（ａ）に示すように、所望の厚みと形状を有した平板状の圧電プレート８０１を準備する。
【００４６】
工程（ｂ）では、図９（ｂ）に示すように、平板状の圧電プレート８０１に、複数の第１の溝５０３を形成する。形成された第１の溝５０３の一部が個別液室１１として機能する。第１の実施形態では第１の溝５０３は第１の側面Ｗ１から第２の側面Ｗ２まで、第１の主面Ｓ１を貫通するように形成した。本実施形態では、ダイシング加工時にダイシングブレード（不図示）を第２の側面Ｗ２の手前で引き上げることによって、第１の溝５０３を第１の側面Ｗ１から第２の側面Ｗ２の手前まで延びるように形成する。
【００４７】
工程（ｃ）では、図９（ｃ）に示すように、平板状の圧電プレート８０１に、複数の第２の溝５０４を長さ方向Ｌに沿って平行に（すなわち並列に）形成する。第２の溝５０４は第２の側面Ｗ２から第１の側面Ｗ１の手前まで延びるように形成され、長さ方向Ｌの一部で第１の溝５０３と互いに隣接する。つまり第２の溝５０４は第１の溝５０３の両隣りに、すなわち複数の第１及び第２の溝５０３、５０４が交互に位置するように形成される。形成された第２の溝５０４の一部は第１の空気室１２として機能する。第１の実施形態と同様、第２の溝５０４は第１の溝５０３の両隣りに、第１の溝５０３と交互にかつ平行に（すなわち並列に）形成される。第１の溝５０３が連通している第１の側面Ｗ１には第２の溝５０４が連通しておらず、第２の溝５０４が連通している第２の側面Ｗ２には第１の溝５０３が連通していない。
【００４８】
工程（ｄ）では、図９（ｄ）に示すように、形成された第１の溝５０３に第１の電極（ＳＩＧ）５０５を、第２の溝５０４に第２の電極（ＧＮＤ）５０６を形成する。電極となる金属膜の成膜方法とパターニング方法は第１の実施形態と同様である。金属膜成膜時に、第１の溝５０３が連通する第１の側面Ｗ１及び第２の溝５０４が連通する第２の側面Ｗ２にも金属膜が成膜される。第１の溝５０３内に形成された各第１の電極（ＳＩＧ）５０５は、第１の側面Ｗ１に成膜された金属膜（第１の共通電極８０２の一部となる）を介して互いに導通している。第２の溝５０４内に形成された各第２の電極（ＧＮＤ）５０６は、第２の側面Ｗ２に成膜された金属膜（第２の共通電極８０３の一部となる）を介して互いに導通している。
【００４９】
工程（ｅ）では、図９（ｅ）に示すように、第１の実施形態と同様に、第２の主面Ｓ２に分離した金属膜を成膜し、第１の共通電極８０２と第２の共通電極８０３を形成する。第２の主面Ｓ２に形成された第１の共通電極８０２は、第１の側面Ｗ１に形成された第１の共通電極８０２を介して第１の電極（ＳＩＧ）５０５と導通している。第２の共通電極８０３は、第２の側面Ｗ２に形成された第２の共通電極８０３を介して第２の電極（ＧＮＤ）５０６と導通している。本実施形態では、第１の溝５０３が第１の側面Ｗ１に形成された第１の共通電極８０２だけに連通し、第２の溝５０４が第２の側面Ｗ２に形成された第２の共通電極８０３だけに連通している。このため、第１の実施形態の工程（ｅ）のような、第１及び第２の側面Ｗ１，Ｗ２で第１の共通電極８０２と第２の共通電極８０３を分離する工程は不要である。
【００５０】
工程（ｆ）では、図９（ｆ）に示すように、隔壁５１３及び底板５１４の分極処理を行う。分極処理の方法は第１の実施形態と同様である。
【００５１】
工程（ｇ）では、図９（ｇ）に示すように、第１の溝５０３が第１の側面Ｗ１と反対側の側面まで達するように、ダイシングブレード９０１によって圧電プレートの第２の側面Ｗ２側の部分が除去される。第１の溝５０３は個別液室１１として機能するので両側の側面と連通する必要がある。このとき、第２の側面Ｗ２上の第２の共通電極８０３も除去される。除去方法としてはダイシングのほか、研磨やレーザーアブレーションなどが挙げられる。この結果、各第２の溝５０４内の第２の電極（ＧＮＤ）５０６及び第２の主面Ｓ２の第２の共通電極８０３は電気的に互いに分離される。
【００５２】
工程（ｈ）では、図９（ｈ）に示すように、第１の側面Ｗ１上の第１の共通電極８０２を除去する。除去方法としてはダイシング、研磨やレーザーアブレーションなどが挙げられる。この工程によって第１の側面Ｗ１上の第１の共通電極８０２が除去されるため、各第１の溝５０３内の第１の電極（ＳＩＧ）５０５は電気的に互いに分離される。
【００５３】
上述した液体吐出ヘッドの製造方法を用いることによって、第１の空気室１２となる第２の溝５０４が第１の側面Ｗ１に連通しない形状で分極処理を行うことが可能となる。図５（ｂ）に示すように、圧電プレートを積層接着して、個別液室１１である第１の溝５０３を２次元アレー状に配列する際、各個別液室１１からの個別配線は積層した圧電プレートの側面から引き出す必要があり、そのための配線スペースを確保する必要がある。本実施形態によれば、積層接着された圧電プレートの第１の側面Ｗ１上に第１の空気室１２となる第２の溝５０４が形成されないため、そのスペースを配線スペースとして充当することができ、各個別液室１１からの配線引き出しが容易となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
液体吐出ヘッド３０３を構成する第１の圧電プレート５０１の、第３の実施形態に係る製造方法について説明する。本実施形態に係る第１の圧電プレート５０１の製造方法を、図１０（ａ）〜（ｈ）の斜視図に示す。本実施形態は第２の実施形態の一部を変更したものであり、説明のない点は第２の実施形態と同様である。
【００５５】
第２の実施形態では、第１及び第２の溝の形成と、溝内への電極形成を行った後に、第２の主面Ｓ２に共通電極を形成していたが、本実施形態では第２の主面Ｓ２に共通電極を形成し、その後で第１及び第２の溝の形成と溝内への電極形成を行う。すなわち、本実施形態では、図９の工程（ｅ）が工程（ｂ）として実施され、それ以外の工程については図９と同じ順序で行われる。
【００５６】
第２の実施形態と異なる他の点は、工程（ｅ）（図１０（ｅ））において、第１の主面Ｓ１の第１及び第２の溝５０３，５０４が形成されている部分とは異なる位置に、第１の電極パッド１１０１及び第２の電極パッド１１０２が形成されることである。これらの電極パッド１１０１，１１０２は、第１及び第２の溝５０３，５０４内に第１の電極（ＳＩＧ）５０５及び第２の電極（ＧＮＤ）５０６を形成する際に同時に形成され、工程（ｆ）（図１０（ｆ））において分極時の電極パッドとして用いられる。第１の電極パッド１１０１は第１の側面Ｗ１上に形成された第１の共通電極８０２と導通し、第２の電極パッド１１０２は第２の側面Ｗ２上に形成された第２の共通電極８０３と導通するように形成される。工程（ｆ）における分極処理は、この第１の電極パッド１１０１、第２の電極パッド１１０２に電源装置８０７を配線し行うことができる。
【００５７】
上述した液体吐出ヘッドの製造方法によれば、第２の主面Ｓ２の共通電極を形成した後に圧電プレートを反転することなく工程を進めることができる。ＰＺＴのような圧電セラミックスは脆性材料であり、工程途中のハンドリングに注意を要する。特に、圧電プレートに溝を形成した後は圧電プレート自体が非常に脆弱になるため、工程途中のハンドリングの際に圧電プレート自体が破損するおそれがある。本実施形態の製造方法では、第２の主面Ｓ２に共通電極を形成した後に、圧電プレートよりも剛性の高いハンドリング用の支持基板（不図示）に圧電プレートを仮接着して、以降の製造工程を進めることができる。上述した第１の電極パッド１１０１、第２の電極パッド１１０２は第１の実施形態と組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００５８】
５０５  第１の電極
５０６  第２の電極
５１３  隔壁
８０２  第１の共通電極
８０３  第２の共通電極
【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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