(57)【要約】【課題】  圧電体の厚さにムラがなく、製造コストの低減が可能な圧液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  複数の圧力室の壁面を構成する振動板上に圧電体が形成された液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記複数の圧力室に対応するように複数の凹部が形成されたモールド用基板の前記複数の凹部に対して、圧電材料を充填する充填工程と、前記圧電材料が充填された凹部を塞ぐようにして、前記モールド用基板上に前記振動板となる第１のグリーンシートを積層する積層工程と、前記凹部に充填された前記圧電材料を加熱する第１の加熱工程と、前記モールド用基板から前記圧電材料を剥離する剥離工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。【選択図】  図４
2006239959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力室の壁面を構成する振動板上に圧電体が形成された液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記複数の圧力室に対応するように複数の凹部が形成されたモールド用基板の前記複数の凹部に対して、圧電材料を充填する充填工程と、
前記圧電材料が充填された凹部を塞ぐようにして、前記モールド用基板上に前記振動板となる第１のグリーンシートを積層する積層工程と、
前記凹部に充填された前記圧電材料を加熱する第１の加熱工程と、
前記モールド用基板から前記圧電材料を剥離する剥離工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第１のグリーンシートの表面には第１電極が形成され、
前記積層工程は、前記第１のグリーンシートの前記第１電極が形成される側が前記モールド用基板側となるように前記第１のグリーンシートを前記モールド用基板上に積層し、さらに、前記圧力室の隔壁を構成する流路プレートとなる第２のグリーンシートを前記第１のグリーンシート上に積層し、
前記剥離工程の後に、少なくとも前記圧電材料、前記第１のグリーンシート及び前記第２のグリーンシートを前記第１の加熱工程よりも高い温度で加熱する第２の加熱工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記充填工程において前記凹部に対して前記圧電材料を充填する前にバインダ樹脂を充填することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記充填工程において前記凹部に対して前記圧電材料を充填する前に第２電極を充填することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記充填工程において前記凹部に対して、前記バインダ樹脂を充填し、さらに前記第２電極を充填してから、前記圧電材料を充填することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記凹部には、大気連通孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記凹部の底面は凹凸状であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の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】
本発明は液体吐出ヘッドの製造方法に係り、特に、圧電方式の液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の画像形成装置には、圧電素子の変位を利用した圧電方式の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）を用いたものがある。圧電素子の構造として、例えば、複数の圧力室の上壁面を構成する振動板上の表面全体に共通電極が形成され、共通電極上の各圧力室に対応する位置にそれぞれ圧電体及び個別電極が積層されたものが挙げられる。圧電素子に電圧が印加されると、圧電横効果によって圧電体が変位し、振動板を介して圧力室の体積が変化して、圧力室に充填されるインクが加圧され、圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出される。
【０００３】
このような圧電方式の印字ヘッドでは、圧電素子に加えられる電気エネルギーをインク吐出時のインク滴の運動エネルギーに変換する際のエネルギー変換効率を向上させるため、振動板の厚さを圧電体の厚さ程度に薄くすることが重要である。しかし、振動板を薄く構成すると強度が低下してしまうため、振動板に圧電体を直接形成することは困難である。
【０００４】
そこで、振動板とは異なる転写用基板上に圧電体等を形成してから、振動板に転写用基板上の圧電体等を転写する方法が提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３等参照）。
【０００５】
特許文献１には、転写用基板（中間転写体）上に多孔質層及び電極（個別電極）を形成し、その上にパターニングされた圧電膜を形成し、金属等から成る接合層（共通電極）を介して圧電膜と振動板を接合し、多孔質層を破壊して転写用基板を電極及び圧電膜から剥離する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、転写用基板（第１基板）上に、貴金属膜、リフトオフ層、第１電極膜、圧電性を有する被転写膜、第２電極を順番に形成し、第２電極上に振動板を貼り合わせ、エッチャントを用いてリフトオフ層をエッチングして転写用基板を剥離して被転写膜を振動板上に転写する方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、転写用基板（高温安定基板）上に圧電材料をスクリーン印刷し、これを加熱、焼成して圧電体を転写用基板に形成し、ヘッド基板上に共通電極を形成し、共通電極上に薄く圧電材料を印刷又は塗布し、圧電体を圧力室の位置に対応させて共通電極上の圧電材料に密着させ、焼成した後、転写用基板を剥離する方法が開示されている。また同文献には、別の態様として、ヘッド基板上に形成される共通電極の代わりに金属粉末が混合された圧電材料を用いる方法や、共通電極上に形成される圧電材料の代わりにエポキシ系樹脂や低融点ガラスを用いる方法、圧電体を転写用基板上に形成するときに、転写用基板と圧電体の間に個別電極を介在させておく方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３０９３０３号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７６２６号公報
【特許文献３】特開平７−１７１９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１乃至特許文献３に開示された方法のように、フラットな転写用基板上に圧電体を圧力室の形状に対応するようにパターニングする場合には、例えば、ベタ膜を形成してからエッチングやサンドブラスト等により個別化する方法や、スクリーン印刷による方法が用いられている。しかし、前者の方法では、印字ヘッドを製造する毎に個別化する工程を繰り返さなければならず、圧電体の形状にばらつきが生じる恐れがあると共に、製造コストの増加要因となる。また、後者の方法では、圧電体の厚さにばらつきが生じる恐れがある。
【０００９】
また特許文献３のように、圧電材料と共通電極との接着にエポキシ系樹脂又は低融点ガラスを用いる場合には接着安定性がなく、圧電体と共通電極の間に絶縁物が挟まれるようになるので圧電体に印加される電界が下がり、圧電体の変位が低下してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、圧電体の厚さにムラがなく、製造コストの低減が可能な液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の圧力室の壁面を構成する振動板上に圧電体が形成された液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記複数の圧力室に対応するように複数の凹部が形成されたモールド用基板の前記複数の凹部に対して、圧電材料を充填する充填工程と、前記圧電材料が充填された凹部を塞ぐようにして、前記モールド用基板上に前記振動板となる第１のグリーンシートを積層する積層工程と、前記凹部に充填された前記圧電材料を加熱する第１の加熱工程と、前記モールド用基板から前記圧電材料を剥離する剥離工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、圧電体は、モールド用基板の凹部に充填された圧電材料を振動板に転写するようにして形成される。従って、圧電体の厚さにムラがなくなる。また、モールド用基板は再利用可能であり、液体吐出ヘッドの製造コストを低減することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第１のグリーンシートの表面には第１電極が形成され、前記積層工程は、前記第１のグリーンシートの前記第１電極が形成される側が前記モールド用基板側となるように前記第１のグリーンシートを前記モールド用基板上に積層し、さらに、前記圧力室の隔壁を構成する流路プレートとなる第２のグリーンシートを前記第１のグリーンシート上に積層し、前記剥離工程の後に、少なくとも前記圧電材料、前記第１のグリーンシート及び前記第２のグリーンシートを前記第１の加熱工程よりも高い温度で加熱する第２の加熱工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の態様によれば、振動板及び流路プレートはグリーンシートから構成されるため、これらを接着剤を用いて接合することが不要となり、接合に対する信頼性が向上する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記充填工程において前記凹部に対して前記圧電材料を充填する前にバインダ樹脂を充填することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の態様によれば、第１の加熱工程において凹部に充填されたバインダ樹脂は蒸発するため凹部内に空隙ができ、モールド用基板の剥離性が向上する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記充填工程において前記凹部に対して前記圧電材料を充填する前に第２電極を充填することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の態様によれば、第２電極を圧電材料と共に一括焼成できるので、液体吐出ヘッドの製造プロセスが簡易化する。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記充填工程において前記凹部に対して、前記バインダ樹脂を充填し、さらに前記第２電極を充填してから、前記圧電材料を充填することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、モールド用基板の剥離性が向上すると共に、液体吐出ヘッドの製造プロセスが簡易化する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記凹部には、大気連通孔が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６の態様によれば、大気連通孔はバインダ樹脂の蒸発用の孔となるので、モールド用基板の剥離性がさらに向上する。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記凹部の底面は凹凸状であることを特徴とする。
【００２４】
請求項７の態様によれば、振動板上に複雑形状の圧電体を形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、圧電体は、モールド用基板の凹部に充填された圧電材料を振動板に転写するようにして形成される。従って、圧電体の厚さにムラがなくなる。また、モールド用基板は再利用可能であり、液体吐出ヘッドの製造コストを低減することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明が適用される印字ヘッド（液体吐出ヘッド）を備えたインクジェット記録装置の全体概略図である。図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００２９】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００３１】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３３】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３４】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００３５】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００３６】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３７】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３８】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００３９】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。
【００４０】
すなわち、印字部１２を構成する各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインクの吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００４１】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４２】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４３】
なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いる。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。
【００４４】
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００４５】
また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００４６】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４７】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００４８】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００４９】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００５０】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００５１】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５２】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５３】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００５４】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００５５】
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとする。
【００５６】
図２は、印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。同図に示すように、本例における印字ヘッド５０は、インク滴を吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、印字ヘッド５０の長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５７】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１とインク供給口５４が設けられている。
【００５８】
図３は、図２中３−３線に沿う断面図である。図３に示すように、印字ヘッド５０は、複数のプレート部材を積層した構造となっている。すなわち、インク吐出面（ノズル面）５０ａ側から順番に、ノズル５１が形成されるノズルプレート６０、圧力室５２の側壁５２ａを構成する流路プレート６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ）、及び振動板７０が積層されている。
【００５９】
ノズル５１は、圧力室５２と連通している。また圧力室５２には、図２に示した圧力室５２の一端に形成されるインク供給口５４を介して不図示の共通液室からインクが供給される。なお共通液室には、インク供給源たるインクタンク（不図示）から供給されるインクが貯留されている。
【００６０】
振動板７０は複数の圧力室５２の上壁面を構成しており、その圧力室５２と反対側の表面全体には共通電極７２（第１電極）が形成されている。また共通電極７２を挟んで、振動板７０上の各圧力室５２に対応する位置には圧電体７４がそれぞれ形成されている。また、各圧電体７４上には個別電極７６（第２電極）が形成されている。共通電極７２及び個別電極７６の電極材料は、金、銀、銅、ニッケル、プラチナ等の金属である。また圧電体７４の圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウム等である。
【００６１】
本実施形態における圧電素子７８は、共通電極７２及び個別電極７６により挟まれた圧電体７４から構成され、圧力室５２に充填されるインクに対する加圧発生手段となっている。なお本実施形態では、振動板７０の表面全体に共通電極７２を配置する構成となっているが、これに限らず、各圧力室５２に対応する位置にのみ共通電極７２を配置する構成でもよい。
【００６２】
かかる構造を有する印字ヘッド５０において、インク吐出時には、駆動回路（不図示）から圧電素子７８に対して駆動電圧が印加されると、圧電横効果によって圧電体７４が変形し、その圧電体７４に対応する振動板７０の部分が圧力室５２側に撓み変形する。これにより圧力室５２の体積は変位し、圧力室５２に充填されているインクが加圧され、圧力室５２に連通するノズル５１からインク滴が吐出される。インク吐出後は、圧電素子７８に対する印加電圧を元に戻すと、圧電体７４及び振動板７０は元の状態に戻り、インク供給口５４を介して共通液室から圧力室５２にインクが供給される。
【００６３】
次に、本発明の特徴である印字ヘッド５０の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態における印字ヘッド５０の製造工程を表す説明図である。なお説明の便宜上、図４では、図３に示した印字ヘッド５０を上下逆にしてインク吐出面５０ａが上向きとなるように図示する（図５〜図９も同様とする）。
【００６４】
まず、モールド用基板作製工程として、図４（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）又はガラスから成る基板に対して、各圧電体７４（図３参照）の形状に対応する凹部８０ａをドライエッチング（ＲＩＥ）で加工して、モールド用基板８０を作製する。モールド用基板８０の平面構造は特に図示しないが、図２に示した印字ヘッド５０における圧力室５２と同様に、概略正方形の平面形状の凹部８０ａが千鳥でマトリクス状（２次元状）に配置された構造となっている。また、凹部８０ａの深さは、圧電体７４の厚さと略同様であり、１０μｍ程度となっている。
【００６５】
次に、充填工程として、図４（ｂ）に示すように、モールド用基板８０の各凹部８０ａに対して、スクリーン印刷又はディスペンサによってスラリー状の圧電材料８２を充填する。
【００６６】
次に、第１の積層工程として、図４（ｃ）に示すように、圧電材料８２が充填された凹部８０ａを塞ぐようにして、振動板７０（図３参照）に相当するセラミック（ＺｒＯ２）のグリーンシート８４をモールド用基板８０上に積層する。このとき、グリーンシート８４の表面全体にはスクリーン印刷やスパッタリング等によって共通電極７２を形成しておき、グリーンシート８４の共通電極７２が形成される側がモールド用基板８０側となるようにグリーンシート８４を積層する。
【００６７】
次に、第２の積層工程として、図４（ｄ）に示すように、グリーンシート８４上に、流路プレート６２（図３参照）に相当する複数のセラミック（ＺｒＯ２）のグリーンシート８８を積層する。
【００６８】
次に、脱バインダ工程（第１の加熱工程）として、図４（ｅ）に示すように、グリーンシート８４、８８が積層されたモールド用基板８０を約４００℃で加熱する。これにより、凹部８０ａに充填された圧電材料８２は加熱されて、圧電材料８２に含まれるバインダ樹脂が蒸発するので、圧電材料８２は収縮し、凹部８０ａに空隙９０が形成される。
【００６９】
次に、剥離工程では、図４（ｆ）に示すように、グリーンシート８４、８８から成る積層体９２からモールド用基板８０を剥離する。このとき、脱バインダ工程において凹部８０ａに形成された空隙９０によって、凹部８０ａに充填されていた圧電材料８２は共通電極７２の表面に転写されるようにして、凹部８０ａから圧電材料８２を容易に分離することができ、モールド用基板８０の剥離性が良いものとなっている。
【００７０】
次に、焼成工程（第２の加熱工程）として、図４（ｇ）に示すように、積層体９２を積層方向に加圧しながら約１２００℃で焼成する。これにより、接着剤を使用することなく、グリーンシート８４、８８の焼結体である振動板７０、流路プレート６２が接合される。なお、圧電材料８２の焼結体は圧電体７４に相当する。
【００７１】
次に、個別電極形成工程として、図４（ｈ）に示すように、圧電体７４の共通電極７２が形成される側と反対側の表面に、個別電極７６をスクリーン印刷し焼成する。
【００７２】
そして最後に、ノズルプレート接合工程として、図４（ｉ）に示すように、従来からよく知られている方法で形成されたノズルプレート６０を、ノズル５１と圧力室５２とが連通するように位置合わせを行いながら、流路プレート６２の振動板７０が配置される側と反対側にノズルプレート６０を接着剤等で接着する。このようにして印字ヘッド５０が製造される。
【００７３】
第１の実施形態では、圧電体７４は、モールド用基板８０の凹部８０ａに充填された圧電材料８２を振動板７０に転写するようにして形成される。従って、圧電体７４の厚さにムラがなくなる。またモールド用基板８０を用いることによって、ハンドリングが容易となるので薄膜圧電体を容易に形成することが可能となる。
【００７４】
また、第１の実施形態では、モールド用基板８０を再利用することが可能であるため、モールド用基板作製工程を繰り返し行うことは不要となり、印字ヘッド５０の製造コストを低減することができる。
【００７５】
また、第１の実施形態では、振動板７０及び流路プレート６２をセラミックのグリーンシートから構成したことにより、これらを接着剤を用いて接合することが不要となり、接合に対する信頼性が向上する。
【００７６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態における印字ヘッド５０の製造工程の一部を表した説明図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態において示した図４（ｄ）及び（ｅ）にそれぞれ相当する。
【００７７】
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、図５（ａ）に示すように、モールド用基板８０の凹部８０ａに対して圧電材料８２を充填する前にバインダ樹脂９６を充填する。バインダ樹脂９６の材料は、グリーンシート、印刷ペーストに用いられるバインダ材料と同様であり、アクリル系、ポリウレタン系、ナイロン系、テフロン系、シリコン系等が用いられる。そして、第１の実施形態と同様に、凹部８０ａを塞ぐようにして、グリーンシート８４、８８をモールド用基板８０上に積層する。
【００７８】
次に、脱バインダ工程として、図５（ｂ）に示すように、グリーンシート８４、８８が積層されたモールド用基板８０を約４００℃で焼成を行う。このとき、第１の実施形態と同様に、圧電材料８２に含まれるバインダ樹脂が蒸発するため圧電材料８２が収縮し、さらに、凹部８０ａに圧電材料８２よりも先に充填されたバインダ樹脂９６も蒸発するので、第１の実施形態と比べて大きな空隙９１が凹部８０ａに形成される。このような大きな空隙９１は、モールド用基板８０の剥離性をさらに向上させる。なお、後の工程については第１の実施形態と共通するので、その説明を省略する。
【００７９】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態における印字ヘッド５０の製造工程の一部を表した説明図である。図６は、第１の実施形態において示した図４（ｄ）に相当する。
【００８０】
第３の実施形態では、図６に示すように、モールド用基板８０の凹部８０ａに対して圧電材料８２を充填する前に、バインダ樹脂９６及び個別電極７６を充填して、凹部８０ａを塞ぐようにしてグリーンシート８４、８８をモールド基板８０上に積層する。後の工程については、個別電極形成工程を除いて、第１及び第２の実施形態と同様である。
【００８１】
このように個別電極７６を圧電材料８２と共に充填しておくことにより、個別電極７６は、焼成工程においてグリーンシート８４、８８や圧電材料８２と共に一括焼成されるので、個別電極形成工程が不要となる。すなわち、第１及び第２の実施形態と比べて焼成回数が１回減り、印字ヘッド５０の製造プロセスが簡易化する。
【００８２】
また、凹部８０ａに対するバインダ樹脂９６の充填により、第２の実施形態と同様に、モールド用基板８０の剥離性が向上する。
【００８３】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は、第４の実施形態における印字ヘッド５０の製造工程の一部を表した説明図であり、第１の実施形態において示した図４（ｄ）に相当する。
【００８４】
第４の実施形態では、モールド用基板８０の凹部８０ａには大気連通孔８０ｂが形成されている。大気連通孔８０ｂは、凹部８０ａの底面の一端からモールド用基板８０を貫通するように構成される。そして、大気連通孔８０ｂが形成された凹部８０ａに対して圧電材料８２を充填する前に個別電極７６を充填する。このとき、個別電極７６は大気連通孔８０ｂにわずかに進入し、個別電極７６にバンプ部７６ａが形成される。後の工程については、第３の実施形態と同様である。
【００８５】
このように第４の実施形態では、凹部８０ａに個別電極７６を充填することによって、第３の実施形態と同様に、個別電極７６は焼成工程においてグリーンシート８４、８８や圧電材料８２と共に一括焼成されると共に、さらに、個別電極７６にバンプ部７６ａを同時に形成することができるので、印字ヘッド５０の製造プロセスがさらに簡易化する。
【００８６】
また、大気連通孔８０ｂは、脱バインダ工程において圧電材料８２に含まれるバインダ樹脂の蒸発用の孔として作用するので、凹部８０ａに空隙が形成されやすく、モールド用基板８０の剥離性が向上する。
【００８７】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図８は、第５の実施形態における印字ヘッド５０の製造工程の一部を表した説明図であり、第１の実施形態において示した図４（ｄ）に相当する。
【００８８】
第５の実施形態では、モールド用基板８０の凹部８０ａの底面が凹凸形状となっている。すなわち、凹部８０ａは複数の深さを有しており、図８に示した例では凹部８０ａの中央部より周辺部の方がその深さが深くなっている。そして、凹部８０ａに対して圧電材料８２を充填し、第１の実施形態と同様の工程を行うことによって、複雑形状の圧電体を形成することができる。これにより、他の実施形態に比べて、変位体積を損なうことなく、剛性（発生圧力）を高めることができ、高吐出力の印字ヘッド５０を製造することが可能となる。
【００８９】
また、第２及び第３の実施形態と同様に、凹凸形状の底面を有する凹部８０ａに対する圧電材料８２の充填前にバインダ樹脂や個別電極を充填する場合には、モールド用基板８０の剥離性や製造プロセスの簡易化を図ることができる。また、第４の実施形態と同様に、凹部８０ａに大気連通孔を設ける場合には、モールド用基板８０の剥離性をさらに向上させることが可能である。
【００９０】
図９は、第５の実施形態の変形例である。同図に示すように、モールド用基板８０の凹部８０ａの底面の一端部には、さらに深さが深い凹部８０ｃが形成されている。凹部８０ａには、圧電材料８２の充填前に個別電極７６が充填される。このようなモールド用基板８０を用いることによって、第４の実施形態と同様に、個別電極７６のバンプ部７６ａを同時に形成することができる。
【００９１】
以上、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】インクジェット記録装置の全体概略図である。
【図２】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図３】図２中３−３線に沿う断面図である。
【図４】第１の実施形態における印字ヘッドの製造工程を表す説明図である。
【図５】第２の実施形態における印字ヘッドの製造工程の一部を表した説明図である。
【図６】第３の実施形態における印字ヘッドの製造工程の一部を表した説明図である。
【図７】第４の実施形態における印字ヘッドの製造工程の一部を表した説明図である。
【図８】第５の実施形態における印字ヘッドの製造工程の一部を表した説明図である。
【図９】第５の実施形態の変形例である。
【符号の説明】
【００９３】
１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、６０…ノズルプレート、６２…流路プレート、７０…振動板、７２…共通電極、７４…圧電体、７６…個別電極、７８…圧電素子、８０…モールド用基板、８０ａ…凹部、８２…圧電材料、８４…グリーンシート、８８…グリーンシート、９０…空隙、９２…積層体、９６…バインダ樹脂
【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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