(57)【要約】【課題】  低コスト化および小型化を図りつつ、複数のノズルを高密度に配することができる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】  液滴吐出ヘッド１００は、液滴を吐出するためのヘッド部Ａ、Ｂが複数重ねられている。互いに隣接する２つのヘッド部Ａとヘッド部Ｂとは、それらの間に共通基板３０を共有しており、一方のヘッド部Ｂの電極３４が共通基板３０の一方の面に設けられているとともに、共通基板３０の他方の面により他方のヘッド部Ａの収容室７０が区画形成されている。また、互いに隣接する２つのヘッド部Ａとヘッド部Ａとは、それらの間に共通基板１０を共有しており、一方のヘッド部Ａの電極１２が共通基板１０の一方の面に設けられているとともに、共通基板１０の他方の面に他方のヘッド部Ａの電極１２が設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の電極が前記共通基板の一方の面に設けられているとともに、前記共通基板の他方の面により他方のヘッド部の収容室が区画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２】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の電極が前記共通基板の一方の面に設けられているとともに、前記共通基板の他方の面に他方のヘッド部の電極が設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の収容室が前記共通基板の一方の面により区画形成されているとともに、前記共通基板の他方の面により他方のヘッド部の収容室が区画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４】
前記互いに隣接する２つのヘッド部は、前記共通基板を介して、前記一方のヘッド部と前記他方のヘッド部とが対称な形状に配置されている請求項２または３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記共通基板には、前記振動板を有する振動基板が接合され、前記共通基板と前記振動基板とが交互に積層されている請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記共通基板および前記振動基板からなる複数の基板のうち、該基板の板厚方向における液滴吐出ヘッドの中央部側に位置する基板の面積が、端部側に位置する基板の面積よりも大きくなっている請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記基板の板厚方向における液滴吐出ヘッドの中央部側に位置する基板の端部が、印加端部側に位置する基板に対し突出し、前記端部を介して前記振動板または前記電極に通電するように構成されている請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記ノズルおよび前記収容室は、前記共通基板と前記振動基板とにより区画形成される請求項５ないし７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記振動基板は、シリコンを主材料として構成されている請求項５ないし８のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記共通基板は、ガラスを主材料として構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記共通基板と前記振動基板とは互いに陽極接合により接合されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記共通基板は、前記ノズルを区画形成するための溝が形成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記振動基板は、前記ノズルを区画形成するための溝が形成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１４】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板の一方の面に前記電極を形成して、共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の一方の面側で、前記電極と前記振動板とを微小間隔を隔てて対向させるとともに、前記共通基板の他方の面側で、前記ノズルおよび前記収容室を形成する第２の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１５】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板の両方の面に前記電極を形成して、共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の両面側で、前記電極と前記振動板とを微小間隔を隔てて対向させる第２の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１６】
液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板を加工して、前記ノズルの一部を区画形成するための共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の両面側で、前記ノズルおよび前記収容室を形成する第２の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１７】
前記第１の工程において、前記第１の基板をプレス成形し、前記共通基板を得る請求項１４ないし１６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記プレス成形は、前記第１の基板の両面に対し同時に行う請求項１７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記第１の基板は、ガラスを主材料として構成されている請求項１７または１８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電駆動方式を採用する液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェットプリンタ等の液滴吐出装置には、液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドが備えられている。液滴吐出ヘッドとしては、ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、この収容室の一部を区画形成する振動板と、この振動板に微小空隙を隔てて対向する電極とを備えるもの（静電駆動方式）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような液滴吐出ヘッドでは、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、これらの間に静電引力が生じる。この静電引力により、前記振動板が前記電極に引き付けられて変形して、前記収容室の容積が拡大する。そして、前記電圧の印加が解除されることにより、前記振動板が元の状態に復元して、収容室の容積が縮小して、ノズルから液滴が吐出される。
特許文献１の液滴吐出ヘッドは、振動板を有する基板と他の基板とを接合してこれらの間でノズルおよび収容室を区画形成してなる複数のチップが、電極を有する電極基板に沿って、前記電極基板に接合されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、複数のチップを電極基板に接合するに際し、複数のチップ間でのノズルの位置決めのため、チップの位置を１ずつ調整しなければならないので、液滴吐出ヘッドの製造時に光学計測やチップ同士の接合等の複雑な工程が必要となる。その結果、液滴吐出ヘッドの高コスト化を招くこととなってしまう。
また、ヘッドチップを電極基板に沿って並べて配置しているため、ノズル数を一方向にしか増やすことができない。仮に、このような液滴吐出ヘッドを基板の板厚方向に積層して、ノズル数を増やしても、ノズル同士の間に、前記２枚の基板および電極基板の３つの基板が介在することとなるので、ノズル同士の間の距離を小さくすることが難しい。その結果、液滴吐出ヘッドの大型化を招くこととなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５４６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低コスト化および小型化を図りつつ、複数のノズルを高密度に配することができる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の電極が前記共通基板の一方の面に設けられているとともに、前記共通基板の他方の面により他方のヘッド部の収容室が区画形成されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、複数のヘッド部を共通基板の板厚方向に重ねることができるので、ヘッド部を構成する基板の材料となるウエハ同士の位置決めを行うことにより、比較的容易に、複数のヘッド部間のノズルの位置決めを行うことができる。その結果、複雑な工程を要することなく、液滴吐出ヘッドの製造に要する時間を短縮することができ、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【０００９】
また、１つの共通基板が一方のヘッド部の電極のための基板と他方のヘッド部の収容室を形成するための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッド部間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッドの小型化を図りつつ、複数のノズルを高密度に配することができる。また、液滴吐出ヘッドを構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の電極が前記共通基板の一方の面に設けられているとともに、前記共通基板の他方の面に他方のヘッド部の電極が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、複数のヘッド部を共通基板の板厚方向に重ねることができるので、ヘッド部を構成する基板の材料となるウエハ同士の位置決めを行うことにより、比較的容易に、複数のヘッド部間のノズルの位置決めを行うことができる。その結果、複雑な工程を要することなく、液滴吐出ヘッドの製造に要する時間を短縮することができ、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１２】
また、１つの共通基板が一方のヘッド部の電極のための基板と他方のヘッド部の電極のための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッド部間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッドの小型化を図りつつ、複数のノズルを高密度に配することができる。また、液滴吐出ヘッドを構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１３】
本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられた液滴吐出ヘッドであって、
前記各ヘッド部は、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されており、
互いに隣接する２つのヘッド部は、それらの間に共通基板を共有しており、一方のヘッド部の収容室が前記共通基板の一方の面により区画形成されているとともに、前記共通基板の他方の面により他方のヘッド部の収容室が区画形成されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、複数のヘッド部を共通基板の板厚方向に重ねることができるので、ヘッド部を構成する基板の材料となるウエハ同士の位置決めを行うことにより、比較的容易に、複数のヘッド部間のノズルの位置決めを行うことができる。その結果、複雑な工程を要することなく、液滴吐出ヘッドの製造に要する時間を短縮することができ、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、１つの共通基板が一方のヘッド部の収容室を形成するための基板と他方のヘッド部の収容室を形成するための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッド部間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッドの小型化を図りつつ、複数のノズルを高密度に配することができる。また、液滴吐出ヘッドを構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記互いに隣接する２つのヘッド部は、前記共通基板を介して、前記一方のヘッド部と前記他方のヘッド部とが対称な形状に配置されていることが好ましい。
これにより、各基板の共通化を図ることができ、液滴吐出ヘッドの設計がより簡単なものとなりコストも下げることができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記共通基板には、前記振動板を有する振動基板が接合され、前記共通基板と前記振動基板とが交互に積層されていることが好ましい。
これにより、液滴吐出ヘッドの構造をより簡単なものとすることができ、製造工程の短縮によりコストを下げることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記共通基板および前記振動基板からなる複数の基板のうち、該基板の板厚方向における液滴吐出ヘッドの中央部側に位置する基板の面積が、端部側に位置する基板の面積よりも大きくなっていることが好ましい。
これにより、共通基板の材料となる基板と振動基板の材料となる基板とを、ウエハの状態で積層した後に、振動板と電極とに電圧を印加しやすい形状に、比較的簡単に加工することができる。
【００１８】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記基板の板厚方向における液滴吐出ヘッドの中央部側に位置する基板の端部が、印加端部側に位置する基板に対し突出し、前記端部を介して前記振動板または前記電極に通電するように構成されていることが好ましい。
これにより、基板の端部から振動板または電極に通電して、振動板と電極との間に電圧を印加することができる。
【００１９】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ノズルおよび前記収容室は、前記共通基板と前記振動基板とにより区画形成されることが好ましい。
これにより、液滴吐出ヘッドの構造をさらに簡単なものとすることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記振動基板は、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、振動板の加工精度をより優れたものとすることができる。
【００２０】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記共通基板は、ガラスを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、共通基板を比較的安価なものとすることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記共通基板と前記振動基板とは互いに陽極接合により接合されていることが好ましい。
これにより、共通基板と振動基板との接合強度をより高いものとし、液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させることができる。
また、接着剤等を用いることなく、共通基板と振動基板とを接合することができるので、使用する液体の選択の幅がより大きいものとなる。
【００２１】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記共通基板は、前記ノズルを区画形成するための溝が形成されていることが好ましい。
これにより、ノズル形状の自由度が高くなり、幅広い設計を可能とすることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記振動基板は、前記ノズルを区画形成するための溝が形成されていることが好ましい。
これにより、共通基板の加工が一方の面のみで済むので、共通基板の加工が容易となる。
【００２２】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板の一方の面に前記電極を形成して、共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の一方の面側で、前記電極と前記振動板とを微小間隔を隔てて対向させるとともに、前記共通基板の他方の面側で、前記ノズルおよび前記収容室を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化の図られた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２３】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板の両方の面に前記電極を形成して、共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の両面側で、前記電極と前記振動板とを微小間隔を隔てて対向させる第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化の図られた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２４】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するためのヘッド部が複数重ねられ、前記各ヘッド部が、ノズルと、該ノズルに連通し、液体を収容する収容室と、該収容室の一部を区画形成する振動板と、該振動板に微小間隔を隔てて対向する電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に電圧が印加されることにより、前記振動板を変位させて、前記収容室の容積を変化させ、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出するよう構成されている液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の基板を加工して、前記ノズルの一部を区画形成するための共通基板を得る第１の工程と、
前記共通基板の両面に、前記振動板を有する振動基板を接合して、前記共通基板の両面側で、前記ノズルおよび前記収容室を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化の図られた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２５】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記第１の工程において、前記第１の基板をプレス成形し、前記共通基板を得ることが好ましい。
これにより、より高精度な共通基板を比較的簡単に得ることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記プレス成形は、前記第１の基板の両面に対し同時に行うことが好ましい。
これにより、より高精度な共通基板をさらに簡単に得ることができる。
【００２６】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記第１の基板は、ガラスを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、より高精度な共通基板を得ることができる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化の図られた液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を説明する。
【００２８】
◆◆◆液滴吐出装置◆◆◆
まず、本発明の液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置、すなわち本発明の液滴吐出装置を簡単に説明する。なお、以下、液滴吐出装置としてインクジェットプリンタに本発明を適用した例を説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１は、本発明のインクジェットプリンタの第１実施形態を示す概略図である。なお、以下の説明では、図１中、上側を「上部」、下側を「下部」という。
図１に示すインクジェットプリンタ１は、装置本体２を備えており、上部後方に記録用紙（記録媒体）Ｐを設置するトレイ２Ａと、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口２Ｂと、上部面に操作パネル７とが設けられている。
【００２９】
操作パネル７は、例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット３を備える印刷装置（印刷手段）４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置４に送り込む給紙装置（給紙手段）５と、印刷装置４および給紙装置５を制御する制御部（制御手段）６と、各部に電力を供給する電源部（図示せず）とを有している。
【００３０】
制御部６の制御により、給紙装置５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
【００３１】
印刷装置４は、ヘッドユニット３と、ヘッドユニット３の駆動源となるキャリッジモータ４Ａと、キャリッジモータ４Ａの回転を受けて、ヘッドユニット３を往復動させる往復動機構４Ｂとを備えている。
ヘッドユニット３は、その下部に、本発明の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１００と、液滴吐出ヘッド１００にインクを供給するインクカートリッジ３Ａと、液滴吐出ヘッド１００およびインクカートリッジ３Ａを搭載したキャリッジ３Ｂとを有している。
【００３２】
なお、インクカートリッジ３Ａとして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、ヘッドユニット３には、各色にそれぞれ対応した液滴吐出ヘッド１００が設けられることになる。
往復動機構４Ｂは、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸４Ｂ１と、キャリッジガイド軸４Ｂ１と平行に延在するタイミングベルト４Ｂ２とを有している。
【００３３】
キャリッジ３Ｂは、キャリッジガイド軸４Ｂ１に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト４Ｂ２の一部に固定されている。
キャリッジモータ４Ａの動作により、プーリ（図示せず）を介してタイミングベルト４Ｂ２を正逆走行させると、キャリッジガイド軸４Ｂ１に案内されて、ヘッドユニット３が往復動する。そして、この往復動の際に、液滴吐出ヘッド１００から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００３４】
給紙装置５は、その駆動源となる給紙モータ５Ａと、給紙モータ５Ａの作動により回転する給紙ローラ５Ｂとを有している。
給紙ローラ５Ｂは、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ５Ｂ１と駆動ローラ５Ｂ２とで構成され、駆動ローラ５Ｂ２は給紙モータ５Ａに連結されている。これにより、給紙ローラ５Ｂは、トレイ２Ａに設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ２Ａに代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００３５】
制御部６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置４や給紙装置５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子（振動源）を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置４（キャリッジモータ４Ａ）を駆動する駆動回路、給紙装置５（給紙モータ５Ａ）を駆動する駆動回路、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路、および、印刷データを処理するデータ処理回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
【００３６】
また、ＣＰＵには、例えば、液滴吐出ヘッド１００の周囲の環境条件（例えば、温度、湿度等）、インクの吐出状況、記録用紙（記録媒体）Ｐ上の印刷状況、記録用紙Ｐの供給状態、記録用紙Ｐの印刷部位付近の雰囲気のインク溶媒濃度等を検出可能な各種センサが、それぞれ電気的に接続されている。
このようなインクジェットプリンタ１では、まず、ＣＰＵが、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。次いで、データ処理回路は、この印刷データを処理する。次いで、ＣＰＵは、この処理データおよび各種センサの検出データに基づいて、各駆動回路にそれぞれ駆動信号を出力する。この駆動信号により印刷装置４および給紙装置５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００３７】
◆◆◆液滴吐出ヘッド◆◆◆
次に、本発明の液滴吐出ヘッドである液滴吐出ヘッド１００を詳細に説明する。
図２は、液滴吐出ヘッド１００の概略構成を示す上半分の分解斜視図であり、図３は、液滴吐出ヘッド１００の概略構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図２および図３中、上側を「上」、下側を「下」という。また、図２では、共通基板１０よりも下方の図示を省略してある。
【００３８】
図２および図３に示すように、液滴吐出ヘッド１００は、上下方向でのほぼ中央に、共通基板１０を有し、この共通基板１０の両面に、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０が順次積層（接合）されている。言い換えすれば、液滴吐出ヘッド１００は、共通基板１０に対して、上下にほぼ対称な構成をなすように、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０が順次積層（接合）されている。
【００３９】
共通基板１０は、その両面に、複数の凹部１１が形成されているとともに、その底面に電極（個別電極）１２が設けられている。
共通基板１０は、ガラスを主材料として構成されているのが好ましい。これにより、共通基板１０の加工精度を優れたものとしつつ、共通基板１０を比較的安価に得ることができる。なお、このことは、後述する共通基板３０、端部基板５０についても同様である。
【００４０】
このような共通基板１０に接合された振動基板２０は、図２および図３に示すように、前述した電極１２に対応する部位に凹部２１が形成されている。この凹部２１により振動基板２０の肉薄化された部分が、電極１２に対し微小間隔を隔てて対向する振動板２３をなしている。
【００４１】
この振動板２３は、前述した電極１２との間に電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）に接続されており、この電圧印加装置からの電圧により弾性変形する。
また、振動基板２０は、前記凹部２１と間隔を隔てて、１つの凹部２２が形成されている。
さらに、振動基板２０は、下面近傍に、シリコンの酸化膜（ＳｉＯ２）等の絶縁層２４が形成されている。これにより、振動板２３と電極１２との接触による短絡を好適に防止することができる。
【００４２】
振動基板２０は、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。これにより、振動板２３の加工精度をより優れたものとすることができる。なお、このことは、後述する振動基板４０についても同様である。
振動基板２０がシリコンを主材料として構成されているとともに、共通基板１０がガラスを主材料として構成されている場合には、共通基板１０と振動基板２０とは互いに陽極接合により接合されているのが好ましい。これにより、共通基板１０と振動基板２０との接合強度をより高いものとし、液滴吐出ヘッド１００の耐久性を向上させることができる。また、接着剤等を用いることなく、共通基板１０と振動基板２０とを接合することができるので、使用する液体の選択の幅がより大きいものとなる。なお、このことは、振動基板２０と共通基板３０との接合、共通基板３０と振動基板４０との接合、さらには、振動基板４０と端部基板５０との接合についても同様である。
【００４３】
このような振動基板２０に接合された共通基板３０は、その一方の面（振動基板２０に対向する側の面）に、前述の凹部２１に対応して、外部に通ずる溝３１と、これに間隔を隔てた溝３２とが形成されている。また、共通基板３０には、凹部２２に対応する部位に、孔３５が形成されている。
前述した凹部２１、凹部２２、溝３１、溝３２により、振動基板２０と共通基板３０との間には、ノズル６０と、これに連通し、インク（液体）を収容する収容室（キャビティ）７０と、収容室７０に供給するインクを収容するリザーバ８０と、収容室７０とリザーバ８０とを連通させるインク供給口９０が形成されている。より具体的には、ノズル６０は、溝３１の壁面と振動基板２０の面とにより区画形成されている。また、インク供給口（オリフィス）９０は、溝３２の壁面と振動基板２０の面とにより区画形成されている。また、収容室７０は、凹部２１の壁面と共通基板３０の面とにより区画形成されている。また、リザーバ８０は、凹部２２の壁面と共通基板３０の面とにより区画形成されている。
【００４４】
収容室７０は、前述した振動板２３の振動（変位）により、その容積が変化して、ノズル６０からインク（液体）を液滴状に吐出するよう構成されている。
すなわち、前述した共通基板１０、振動基板２０、共通基板３０により、液滴を吐出するヘッド部Ａが構成されている。
共通基板３０は、ノズル６０を区画形成するための溝３１が形成されているので、例えば、後述する製造工程のようにプレス成形を用いることにより、ノズル６０の加工精度をより優れたものとすることができる。
【００４５】
このようなヘッド部Ａに他のヘッド部Ｂを積層するため、共通基板３０の他方の面（振動基板４０に対向する側の面）には、前述した共通基板１０の凹部１１、電極１２と同様に、凹部３３および電極（個別電極）３４が設けられている。
このような共通基板３０に接合された振動基板４０は、前述した振動基板２０と同様に構成されている。
【００４６】
すなわち、前述した電極３４に対応する部位に凹部４１が形成されている。この凹部４１により振動基板４０を肉薄化した部分が、電極３４に対し微小間隔を隔てて対向する振動板４３をなしている。また、振動基板４０には、孔３５に対応する部位に、孔４５が形成されている。
【００４７】
この振動板４３は、前述した電極３４との間に電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）に接続されており、この電圧印加装置からの電圧により弾性変形する。
また、振動基板４０は、前記凹部４１と間隔を隔てて、１つの凹部４２が形成されている。
さらに、振動基板４０は、下面近傍に、シリコンの酸化膜（ＳｉＯ２）等の絶縁層４４が形成されている。これにより、振動板４３と電極３４との接触による短絡を好適に防止することができる。
【００４８】
このような振動基板４０に接合された端部基板５０の一方の面は、前述した共通基板３０の振動基板２０に対向する面と同様に構成されている。
すなわち、端部基板５０は、その一方の面（振動基板４０に対向する側の面）に、前述の凹部４１に対応して、外部に通ずる溝５１と、これに間隔を隔てた溝５２とが形成されている。また、端部基板５０には、凹部４２に対応する部位に孔５３が形成されているとともに、孔４５に対応する部位に孔５４が形成されている。
【００４９】
ヘッド部Ｂにおいても、ヘッド部Ａと同様に、前述した凹部４１、凹部４２、溝５１、溝５２により、振動基板４０と端部基板５０との間には、ノズル６０と、これに連通し、インク（液体）を収容する収容室（キャビティ）７０と、収容室７０に供給するインクを収容するリザーバ８０と、収容室７０とリザーバ８０とを連通させるインク供給口９０が形成されている。
【００５０】
このようにして、前述した共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０により、液滴を吐出するヘッド部Ｂが構成されている。
このような液滴吐出ヘッド１００にあっては、互いに隣接する２つのヘッド部である、ヘッド部Ａとヘッド部Ｂとは、共通基板である共通基板３０の一方の面に一方のヘッド部Ｂの電極が設けられているとともに、共通基板３０の他方の面により他方のヘッド部Ａの収容室７０が区画形成されている。
【００５１】
また、互いに隣接する２つのヘッド部である、ヘッド部Ａ同士は、共通基板である共通基板１０の一方の面に一方のヘッド部Ａの電極が設けられているとともに、共通基板１０の他方の面に他方のヘッド部Ａの電極が設けられている。
このような液滴吐出ヘッド１００は、複数のヘッド部Ａ、Ｂを各基板の板厚方向（共通基板の板厚方向）に重ねられているので、後述する製造工程において、ヘッド部Ａ、Ｂを構成する基板、すなわち共通基板１０、３０、振動基板２０、４０、端部基板５０の材料となるウエハ同士の位置決めを行うことにより、比較的容易に、ヘッド部Ａとヘッド部Ｂとの間、およびヘッド部Ａ同士の間のノズルの位置決めを行うことができる。その結果、複雑な工程を要することなく、液滴吐出ヘッド１００の製造に要する時間を短縮することができ、液滴吐出ヘッド１００の低コスト化を図ることができる。
【００５２】
また、１つの共通基板３０が一方のヘッド部Ｂの電極のための基板と他方のヘッド部Ａの収容室を形成するための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッドＡ−Ｂ間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッド１００の小型化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッド１００を構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッド１００の低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、１つの共通基板１０が一方のヘッド部Ａの電極のための基板と他方のヘッド部Ａの電極のための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッドＡ−Ａ間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッド１００の小型化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッド１００を構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッド１００の低コスト化を図ることができる。
【００５４】
また、共通基板１０には、振動板２３を有する振動基板２０が接合され、共通基板３０には、振動基板２０と、振動板４３を有する振動基板４０とが接合されており、共通基板と振動基板とが交互に積層されているので、液滴吐出ヘッド１００の構造をより簡単なものとすることができる。
【００５５】
また、ノズル６０および収容室７０が共通基板と振動基板とにより区画形成されているので、液滴吐出ヘッド１００の構造がさらに簡単なものとなっている。
また、共通基板および振動基板の面積（大きさ）が共通基板１０、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０の順となっている。すなわち、共通基板および振動基板からなる複数の基板のうち、該基板の板厚方向における液滴吐出ヘッド１００の中央部側に位置する基板の面積が、端部側に位置する基板の面積よりも大きくなっている。これにより、後述する製造工程において、共通基板と振動基板とを、ウエハの状態で積層した後に、振動板と電極とに電圧を印加しやすい形状に、比較的簡単に加工することができる。
【００５６】
また、共通基板１０、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０において、前記基板の板厚方向における液滴吐出ヘッド１００の中央部側に位置する基板の端部が、印加端部側に位置する基板に対し突出し、前記端部を介して振動板または電極に通電するように構成されている。すなわち、共通基板１０、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０のそれぞれの図３における右側の端部は、露出していて、はんだや導電粒子等により配線を固定しやすいようになっている。これにより、基板の端部から振動板または電極に通電して、振動板と電極との間に電圧を印加することができる。
【００５７】
また、互いに隣接する２つのヘッド部Ａ、Ａ同士は、共通基板１０を介して、一方のヘッド部Ａと他方のヘッド部Ａとが対称な形状に配置されている。すなわち、互いに隣接する２つのヘッド部Ａ、Ａ同士は、共通基板１０を介して、一方のヘッド部Ａと他方のヘッド部Ａとが鏡像関係となっている。これにより、液滴吐出ヘッド１００の設計がより簡単なものとなり、一方のヘッド部Ａと他方のヘッド部Ａで共通基板２０および振動基板３０を共通化することができる。これは、ヘッド部Ｂに関しても同様である。
【００５８】
以上のような構成の液滴吐出ヘッド１００は、次のようにして駆動する。なお、以下の説明では、ヘッド部Ａの動作について説明し、ヘッド部Ｂの動作については、ヘッド部Ａの動作と同様であるので、その説明を省略する。
振動板２３と電極１２との間に、電圧を印加すると、振動板２３と電極１２との間に、静電引力（クーロン力）が生じる。この静電引力により、振動板２３が下方に撓んで変位する。
【００５９】
このようにして、収容室７０内の容積が拡大する。その際、インクには、図示しないインクカートリッジから収容室７０へ向かう圧力（正方向への圧力）とノズル６０から収容室７０へ向かう圧力とが作用している。これらの圧力に対してノズル６０にはメニスカスの表面張力が作用しているため、空気がノズル６０から収容室７０へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクが前記インクカートリッジからリザーバ８０およびインク供給口９０を介して収容室７０へ供給される。このとき、前記インクカートリッジから凹部２２によるリザーバ８０へのインク供給は、孔５４、４５、３５を通じて行われる。前記インクカートリッジから凹部４２によるリザーバ８０へのインク供給は、孔５３を通じて行われる。
【００６０】
このように収容室７０の容積が拡大された状態から、振動板２３と電極１２との間の電位差を急激に低下させると、振動板２３は、その弾性復元力によって図中上方に復元して、初期状態となる。
これにより、収容室７０の容積が急激に収縮する。その結果、収容室７０を満たすインク（液体）の一部が、この収容室７０に連通するノズル６０からインク滴として吐出される。
【００６１】
◆◆◆液滴吐出ヘッドの製造方法◆◆◆
前述した液滴吐出ヘッド１００は、例えば、次のようにして製造することができる。
図４〜図５は、液滴吐出ヘッド１００の製造工程を説明するための模式的な縦断面図、図６は、プレス成形装置の縦断面図である。なお、以下では、図４〜７中、上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、左側を「先方」、右側を「後方」として説明する。また、共通基板がガラスを主材料として構成され、振動基板がシリコンを主材料として構成されている場合を例に説明する。
液滴吐出ヘッド１００の製造方法は、振動基板２０、４０の製造工程と、共通基板１０、３０の製造工程（第１の工程）と、端部基板５０の製造工程と、振動基板と共通基板と端部基板との接合工程（第２の工程）とを有する。以下、これらの工程を順次説明する。
【００６２】
（振動基板の製造工程）
まず、振動基板２０を製造する。
図４（Ａ）に示すように、例えば、シリコンを主材料として構成された基板１１０を用意する。
次に、図４（Ｂ）に示すように、基板１１０の両面に、熱酸化処理により、酸化膜１１１（ＳｉＯ２膜）を形成する。
熱酸化処理の方法としては、特に限定されず、スチーム酸化、ウェット酸化、ドライ酸化、高圧酸化、希釈酸素酸化等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。例えば、スチーム酸化の場合には、水蒸気を含有する酸素存在雰囲気下で行う。
【００６３】
次に、図４（Ｃ）に示すように、基板１１０の下方の面側の酸化膜１１１ｂを除去し、基板１１０の下方の面にボロン等を所望する振動板の厚み分だけ拡散した拡散層１１２を形成する。
次に、図４（Ｄ）に示すように、基板１１０の上方の面側の酸化膜１１１ａのうち、凹部２１、２２を形成する領域を除去する。このとき、凹部２２に対応する領域については、酸化膜の膜厚の半分程度だけ除去する。
【００６４】
次に、図４（Ｅ）に示すように、酸化膜１１１ａを介して、基板１１０を水酸化カリウム水溶液等で途中までエッチングする。
そして、基板１１０の前記上方の面側の酸化膜１１１ａをその膜厚の半分だけ除去して、凹部２２に対応する領域の酸化膜１１１ａを完全に除去した後に、酸化膜１１１ａを介して、基板１１０をエッチングする。これにより、凹部２１、２２が形成される。
【００６５】
また、拡散層１１２では水酸化カリウム等によるエッチングが極端に遅くなるため、拡散層１１２は薄膜状に残り、これが高精度な振動板２３となる。
次に、図４（Ｆ）に示すように、必要に応じて酸化膜１１１を全て除去した後に、基板１１０の全面にドライ酸化等で絶縁膜１１３を成膜する。
これには、酸化膜の優れた親水性により、インク流路をなす収容室７０およびリザーバ８０へのインクの充填性を優れたものとする効果も期待できる。
また、振動基板２０と同様にして、振動基板４０を製造する。
【００６６】
（共通基板の製造工程）
まず、共通基板３０を製造する。
図５（Ｇ）に示すように、ガラスを主材料とする基板１２０を用意し、これを、下型１３０と上型１４０との間に介在させる。
基板１２０としては、基板１１０（振動基板２０、４０）との熱膨張係数の差が小さいものを用いるのが好ましい。具体的には、基板１２０を構成するガラスの熱膨張係数は、２０×１０−７〜９０×１０−７℃−１であるのが好ましく、３５×１０−７〜４５×１０−７℃−１であるのがより好ましい。これにより、振動基板２０、４０と共通基板１０、３０、５０を接合するに際して、これらの基板に生じる応力が小さく抑えられ、基板の破損を防止することができる。例えば、基板１１０としてシリコン基板を使用する場合、基板１２０としては、硼珪酸ガラスを主材料とする基板等を使用するのが好ましい。これは、これらの材料が、シリコンと熱膨張特性が近似しているためである。
【００６７】
上型１４０は、基板１２０に形成すべき凹部３３に対応した凹凸が形成された型であり、下型１３０は、基板１２０に形成すべき溝３１、３２に対応した凹凸が形成された型である。すなわち、上型１４０には、凹部３３の凹凸パターンの反転パターンが形成され、下型１３０には、溝３１、３２の凹凸パターンの反転パターンが形成されている。
下型１３０および／または上型１４０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英、シリコン、セラミック、カーボン等が挙げられ、これらの中でも、石英を使用するのが好ましい。これにより、良好な転写性が得られ、また耐久性に優れ繰り返し使用が可能な下型１３０および／または上型１４０が得られる。
【００６８】
また、下型１３０および／または上型１４０には、前記他方の面（以下、「押し当て面」ともいう）に離型処理が施されているのが好ましい。これにより、基板１２０を、下型１３０および／または上型１４０から容易に取り外すことができる。
前記離型処理は、下型１３０および／または上型１４０の少なくとも押し当て面に、離型剤を付与することにより行うことができる。離型剤としては、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、またはこれらのうち少なくとも１種を含む合金などが挙げられる。
【００６９】
特に、前記離型処理は、下型１３０および／または上型１４０の少なくとも押し当て面に、Ｐｔを含む合金および／またはＩｒを含む合金で構成された薄膜を形成するものであるのが好ましい。これにより、基板１２０を、下型１３０および／または上型１４０からより容易に取り外すことができる。
この場合、前記薄膜は、前記薄膜と下型１３０および／または上型１４０との密着性を向上させるための下地層を介して、下型１３０および／または上型１４０の少なくとも押し当て面に形成されているのが好ましい。これにより、下型１３０および／または上型１４０と前記薄膜との密着性が向上し、基板１２０を下型１３０および／または上型１４０から取り外すに際して、下型１３０および／または上型１４０からの薄膜の剥離が防止される。
【００７０】
下地層としては、前記薄膜と下型１３０および／または上型１４０との密着性を向上させるものであれば、特に限定されず、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ等の金属を主材料とするものが挙げられるが、Ｎｉを主材料として構成されているものが好ましい。
また、前記離型処理は、下型１３０および／または上型１４０の押し当て面に、粗面化加工を施した後に行われるのが好ましい。
【００７１】
前記粗面化加工は、特に限定されず、例えば、サンドブラスト処理、ショットブラスト処理、酸またはアルカリによる表面処理、逆スパッタ処理などが挙げられる。これらの中でも、逆スパッタ処理であるのが好ましい。これにより、下型１３０および／または上型１４０の外表面（押し当て面）が逆スパッタ処理により粗面化されるので、下型１３０および／または上型１４０と前記薄膜との密着性がより向上する。
【００７２】
具体的には、例えば、石英製の下型１３０および／または上型１４０に対し、Ｎｉを主材料として構成された下地層を形成した後に、Ｐｔ−Ｉｒ合金を主材料として構成された薄膜を形成する場合には、少なくとも離型剤を付与する領域に、逆スパッタ処理を行うことによって表面を粗面化した後、下地層、薄膜を順次形成するのが好ましい。これにより、下型１３０および／または上型１４０と下地層および／または薄膜との密着性がよくなり、基板１２０を下型１３０および／または上型１４０から取り外す際に、下地層および／または薄膜が下型１３０および／または上型１４０から剥離してしまうのが防止される。
【００７３】
次に、基板１２０に、下型１３０および上型１４０を用いて、プレス成形によって凹部３３、溝３１、３２を形成する。
このプレス成形は、下型１３０と上型１４０とによって、加熱された基板１２０を狭圧することによって行う。より具体的には、このプレス成形は、例えば、図６に示すプレス成形装置２００を用いて行われる。
このプレス成形装置２００は、下型１３０を保持する下保持体２０１と、上型１４０を保持する上保持体２０２とを有している。
【００７４】
下保持体２０１は、上面にプレス面２０３Ａを有する円柱状本体２０３と、その周囲を覆う胴型２０４とを有しており、円柱状本体２０３に対して胴型２０４が相対的に移動し得るように構成されている。また、円柱状本体２０３には加熱手段および冷却手段が設けられており、下型１３０上に載置された基板１２０を、適宜加熱または冷却し得るようになっている。
下型１３０は、円柱状本体２０３のプレス面２０３Ａ上に載置され、円柱状本体２０３に取付けられた爪２０５によって固定されている。
【００７５】
この下型１３０は、板状に形成されており、その一方の面がプレス面２０３Ａに当接した状態で、下保持体２０１に保持されている。
一方、上保持体２０２は、下保持体２０１のプレス面２０３Ａに対向するように、上型１４０が保持されている。この上保持体２０２は、図示しないエアシリンダの駆動軸に垂下支持され、下保持体２０１に対し接離する方向に移動可能となっている。
このようなプレス成形装置２００によって基板１２０のプレス成形を行うには、下型１３０上に基板１２０を載置した状態で、基板１２０を加熱により軟化させる。
【００７６】
加熱温度は、基板１２０の結晶化温度以上であるのが好ましく、３５０〜８００℃であるのがより好ましく、５５０〜７００℃であるのがさらに好ましい。加熱温度が前記下限値未満であると、基板１２０を構成する材料などによっては、基板１２０が十分に軟化せず、下型１３０や上型１４０の押し当て面の形状（溝３１、３２、凹部３３）が、基板１２０に十分に転写されない可能性がある。また、加熱温度が前記上限値を超えると、プレス成形装置のプレス条件などによっては、下型１３０や上型１４０等、プレス成形装置の各部にダメージを与える可能性がある。
【００７７】
次に、上保持体２０２を、下保持体２０１へ向け下降させる。そして、上保持体２０２に保持された上型１４０の押し当て面を、基板１２０に当接させ、加圧する。これにより、基板１２０は、図５（Ｈ）に示すように、下型１３０と上型１４０とにより狭圧され、溝３１、３２、凹部３３が転写される。
この加圧による荷重は、１０〜５０ｋｇ／ｃｍ2であるのが好ましく、２０〜３０ｋｇ／ｃｍ2であるのがより好ましい。荷重が前記下限値未満であると、基板１２０や下型１３０および上型１４０を構成する材料や、加熱温度等によっては、下型１３０および／または上型１４０の押し当て面の形状が基板１２０に十分に転写されない可能性がある。また、荷重が前記上限値を超えると、基板１２０や下型１３０および上型１４０を構成する材料等によっては、基板１２０を適正な厚さとするのが困難になる。
そして、下型１３０および上型１４０による加圧状態を維持したまま、基板１２０を冷却する。その結果、下型１３０および上型１４０の押し当て面の形状が転写された状態で基板１２０が固化し、図５（Ｉ）に示すように、溝３１、３２、凹部３３が形成された基板１２０が得られる。
【００７８】
次に、基板１２０の凹部３３が形成された側の面に、図５（Ｊ）に示すように、導電膜１２１を形成する。
導電膜１２１の構成材料としては、基板１２０上に形成できるとともに電極として機能するものであれば、特に限定されず、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等の金属材料、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ２等の導電性酸化物等が挙げられる。さらに、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７９】
導電膜１２１の形成方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等が挙げられる。
ここで、導電膜１２１の厚さは、凹部３３の深さよりも小さいものとする。
【００８０】
次に、導電膜１２１上に、フォトリソグラフィ法によって、電極３４に対応する平面形状のフォトレジストを形成する。そして、このフォトレジストをマスクとして、導電膜１２１をエッチングした後、フォトレジストを剥離除去する。これにより、図５（Ｋ）に示すように、基板１２０の凹部３３の底面に電極３４が形成される。
この導電膜１２１のエッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８１】
以上の工程により共通基板３０が作製される。
本工程（第１の工程）においては、基板１２０（第１の基板）をプレス成形し、共通基板３０を得るので、より高精度な共通基板を比較的簡単に得ることができる。
特に、前記プレス成形は、基板１２０（第１の基板）の両面に対し同時に行うので、より高精度な共通基板３０をさらに簡単に得ることができる。
【００８２】
また、基板１２０（第１の基板）がガラスを主材料として構成されているので、より確実に、より高精度な共通基板３０を得ることができる。
また、共通基板３０と同様にして、共通基板１０を製造する。このとき、共通基板１０の製造に際しては、下型１３０に代えて、上型１４０を上下反転したような型を下型として用いる。
なお、共通基板の製造方法は、前述したものに限定されない。
例えば、基板１２０の一方の面に、例えば、クロムや金、アルミニウム等により金属膜のマスクを形成し、エッチングを行うことにより、溝３１、３２、凹部３３を形成してもよい。
【００８３】
（端部基板の製造工程）
また、共通基板３０と同様にして、端部基板５０を製造する。下型１３０および上型１４０を用いて、端部基板５０を製造に際する場合には、例えば、上型１４０に代えて、平坦な板面をなす平板形状の型を上型として用いる。
（振動基板と共通基板と端部基板との接合工程）
前述のようにして得られた、共通基板１０、振動基板２０、共通基板３０、振動基板４０、端部基板５０を順次、陽極接合により接合して、図１および図２に示すような液滴吐出ヘッド１００を得る。なお、各基板の接合としては、陽極接合に限定されず、直接接合や接着接合を用いることもできる。例えば、各基板をすべてシリコン基板とした場合には、各基板を直接接合により接合することができる。
【００８４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態について図に基づいて説明する。以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図７は、本実施形態にかかる液滴吐出ヘッド１００’の概略構成を示す図である。なお、以下では、図中、上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」として説明する。
【００８５】
本実施形態の液滴吐出ヘッド１００’は、ヘッド部Ａ、Ｂの配置、ノズル６０のための溝が形成される基板が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
液滴吐出ヘッド１００’は、図７に示すように、上下方向でのほぼ中央に、共通基板５０’を有し、この共通基板５０’の両面に、振動基板４０’、共通基板３０’、振動基板２０’、端部基板１０’が順次積層（接合）されている。言い換えすれば、液滴吐出ヘッド１００’は、共通基板５０’に対して、上下にほぼ対称な構成をなすように、振動基板４０’、共通基板３０’、振動基板２０’、端部基板１０’が順次積層（接合）されている。
【００８６】
共通基板５０’は、その両面に、振動基板４０’の凹部４１に対応して、外部に通ずる溝５１と、これに間隔を隔てた溝５２とが形成されている。
端部基板１０’は、その一方の面（振動基板２０’と対向する側の面）に、複数の凹部１１が形成されているとともに、その底面に電極（個別電極）１２が設けられている。
振動基板２０’、４０’は、ノズル６０を区画形成するための溝３１’、５１’が形成されている。これにより、共通基板５０’の加工がほとんど不要、また、共通基板３０’の加工が一方の面のみで済むので、共通基板３０’、５０’の加工が容易となる。
【００８７】
このような端部基板１０’および共通基板５０’を用いて、共通基板５０’、振動基板４０’、共通基板３０’、振動基板２０’、端部基板１０’が順次積層されることにより、液滴吐出ヘッド１００’は、ヘッド部Ａ、ヘッド部Ｂ、ヘッド部Ｂ、ヘッド部Ａが順次積層されている。
このような液滴吐出ヘッド１００’においても、複数のヘッド部Ａ、Ｂが各基板の板厚方向（共通基板の板厚方向）に重なっているので、ヘッド部を構成する基板の材料となるウエハ同士の位置決めを行うことにより、比較的容易に、複数のヘッド部間のノズルの位置決めを行うことができる。その結果、複雑な工程を要することなく、液滴吐出ヘッド１００’の製造に要する時間を短縮することができ、液滴吐出ヘッド１００’の低コスト化を図ることができる。
【００８８】
また、１つの共通基板３０’が一方のヘッド部Ｂの電極のための基板と他方のヘッド部Ａの収容室を形成するための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッドＡ−Ｂ間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッド１００’の小型化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッド１００’を構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッド１００’の低コスト化を図ることができる。
【００８９】
また、１つの共通基板５０’が一方のヘッド部Ｂの収容室を形成するための基板と他方のヘッド部Ｂの収容室を形成するための基板とを兼ねるので、互いに隣接するヘッドＢ−Ｂ間におけるノズル同士の距離を小さくすることが容易である。その結果、液滴吐出ヘッド１００’の小型化を図ることができる。また、液滴吐出ヘッド１００’を構成する部品点数が低減されるとともに、製造工程が簡略化されるので、液滴吐出ヘッド１００’の低コスト化を図ることができる。
【００９０】
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の液滴吐出ヘッドを構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
また、前述した実施形態では、４つのヘッド部を重ねた液滴吐出ヘッドについて説明したが、これに限定されず、２つ以上のヘッド部を重ねた液滴吐出ヘッドであれば、本発明を適用することができる。また、３つ以上のヘッド部を重ねた液滴吐出ヘッドに本発明を適用する場合、互いに隣接する２つのヘッド部が、これらの間に前述したような共通基板を共有していれば、本発明の効果を得ることができる。
【００９１】
また、本発明の液滴吐出ヘッド（上述の実施形態では、液滴吐出ヘッド１）から吐出する吐出対象液（液滴）としては、特に限定されず、例えば以下のような各種の材料を含む液体（サスペンション、エマルション等の分散液を含む）とすることができる。すなわち、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインク、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置におけるＥＬ発光層を形成するための発光材料、電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料、ＤＮＡや蛋白質を含む液体などである。
また、本発明によって製造されたノズルプレートを備える液滴吐出装置において、液滴を吐出する対象となる液滴受容物は、記録用紙のような紙に限らず、フィルム、織布、不織布等の他のメディアや、ガラス基板、シリコン基板等の各種基板のようなワークであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる液滴吐出装置の一例であるインクジェットプリンタの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタに備えられた液滴吐出ヘッドの概略構成を示す上半分の分解斜視図である。
【図３】図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの製造工程を説明するための図である。
【図６】プレス成形装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１……インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）  ２……装置本体  ２Ａ……トレイ  ２Ｂ……排紙口  ３……ヘッドユニット  ３Ａ……インクカートリッジ  ３Ｂ……キャリッジ  ４……印刷装置  ４Ａ……キャリッジモータ  ４Ｂ……往復動機構  ４Ｂ１……キャリッジガイド軸  ４Ｂ２……タイミングベルト  ５……給紙装置  ５Ａ……給紙モータ  ５Ｂ……給紙ローラ  ５Ｂ１……従動ローラ  ５Ｂ２……駆動ローラ  ６……制御部  ７……操作パネル  １００、１００’……液滴吐出ヘッド  １０……共通基板  １０’……端部基板  １１……凹部  １２……電極  ２０、２０’、４０、４０’……振動基板  ２１、２２、４１、４２……凹部  ２３、４３……振動板  ２４、４４……絶縁膜  ３０、３０’……共通基板  ３１、３１’、３２、５１、５１’、５２……溝  ３３……凹部  ３４……電極  ３５……孔  ４５……孔  ５０……端部基板  ５０’……共通基板  ５３、５４……孔  ６０……ノズル  ７０……収容室  ８０……リザーバ  ９０……インク供給口  １１０……基板  １１１……酸化膜  １１２……拡散層  １２０……基板  １２１……導電膜  １３０……下型  １４０……上型  ２００……プレス成形装置  ２０１……下保持体  ２０２……上保持体  ２０３……円筒状本体  ２０３Ａ……プレス面  ２０４……胴型  ２０５……爪
【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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