(57)【要約】【課題】機能部材を高精度に埋め込むことができる凹部を有するセラミック基板及びその製造方法並びにヘッドチップ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基準方向に延びる複数の凹部２４を有し、これら凹部２４内に機能的に動作する機能部材を固着して用いるセラミック基板２１において、前記凹部２４の形状が成形及び焼成することにより形成され、当該凹部２４の少なくとも一方面を研削により平坦化した基準面２５とする。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準方向に延びる複数の凹部を有し、これら凹部内に機能的に動作する機能部材を固着して用いるセラミック基板において、
前記凹部の形状が成形及び焼成することにより形成され、当該凹部の少なくとも一方面が研削により平坦化された基準面となっていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項２】
請求項１において、前記基準面が前記凹部の両側面に形成されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記凹部の底面の少なくとも前記基準面側には、当該凹部よりも幅狭で且つ前記基準面と面一となる第１の凹部が設けられていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記凹部の少なくとも前記基準面側の開口縁部には、前記凹部に連通し且つ当該凹部より浅い基準面に開口する第２の凹部が設けられていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記凹部の前記基準方向の少なくとも一方の端面が塞がれた形状となるように成形及び焼成により形成されると共に、前記基準面が当該凹部の前記基準方向の両端部に亘って形成されていることを特徴とするセラミック基板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかのセラミック基板と、このセラミック基板の前記凹部に接着剤を介して固定された圧電セラミックからなる機能部材とを具備し、当該機能部材の列方向に亘って所定間隔で溝を形成することにより該溝を区画する側壁を設け且つ当該側壁の前記機能部材の領域に電極をそれぞれ設けることにより独立して駆動する駆動部を形成し、前記セラミック基板の一方面にノズルプレートを接合すると共に、該ノズルプレートの前記溝の各駆動部に対応する位置に前記溝内のインクを吐出するノズル開口をそれぞれ設けて複数のノズル列を形成したことを特徴とするヘッドチップ。
【請求項７】
請求項６において、前記セラミック基板の他方面側の前記機能部材に対応しない領域には、前記溝にインクを供給するインク供給孔及び当該溝内のインクを排出するインク排出孔が設けられていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記セラミック基板の他方面側の前記機能部材に対向しない領域には、前記基準方向と同方向で且つ前記溝の並設方向に亘って当該溝の底部に連通する複数の共通溝が形成されており、該共通溝と前記溝とが連通する連通孔が前記インク供給孔及び前記インク排出孔であることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項９】
請求項６〜８の何れかにおいて、前記セラミック基板には、前記圧電セラミックが２個並設されていると共に、前記電極が前記側壁上に前記溝の両端部から前記駆動部に対向する領域までそれぞれ独立して設けられていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れかにおいて、前記セラミック基板には、前記圧電セラミックが前記溝の底面に達する深さで前記凹部が設けられていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項１１】
基準方向に延びる複数の凹部を有し、これら凹部内に機能的に動作する機能部材を固着して用いるセラミック基板の製造方法において、
成形及び焼成して前記凹部を形成する工程と、該凹部の少なくとも一方の側面側を研削することにより、平坦化された基準面を形成する工程とを具備することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記基準面を形成する工程では、前記凹部の底面を同時に研削することで、前記凹部の底面の少なくとも前記基準面側に当該凹部よりも幅狭で且つ前記基準面と面一となる側面を有する第１の凹部を形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、前記凹部を形成及び焼成により形成する工程では、当該凹部の前記基準方向の少なくとも一方の端面が塞がれた形状となるように形成し、前記基準面を形成する工程では、前記凹部の長手方向の両端部に亘って研削することで形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３の何れかにおいて、前記基準面を形成する工程では、さらに、前記凹部の少なくとも前記基準面側の開口縁部に前記凹部に連通し、且つ当該凹部より浅い第２の凹部を形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４の何れかにおいて、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、上部凹部と、該上部凹部の底面に前記機能部材よりも大きな幅を有する下部凹部とで構成される当該凹部を形成すると共に、前記基準面を形成する工程では、前記下部凹部の少なくとも一方の側面に形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５の何れかのセラミック基板の製造方法により形成された前記セラミック基板の前記凹部に圧電セラミックからなる前記機能部材を接着剤を介して固定する工程と、前記機能部材の列方向に亘って所定間隔で溝を形成して該溝を区画する側壁を形成する工程と、該側壁の前記機能部材の領域にそれぞれ電極を形成することにより独立して駆動する駆動部を形成する工程と、ノズル開口が前記溝の各駆動部に対応する位置にそれぞれ等間隔で複数列設けられたノズルプレートを前記セラミック基板の一方面に接合する工程とを具備することを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６において、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、前記セラミック基板の前記凹部が設けられた面とは反対側の面の前記機能部材に対向しない領域に、前記凹部の長手方向と同方向で且つ前記溝の並設方向に亘って当該溝の底部に連通する複数の共通溝を形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１７の何れかにおいて、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、当該凹部を前記機能部材が前記溝の底面に達する深さで形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記圧電セラミックが前記溝の深さ方向の略中央で分極方向が異なると共に、前記駆動部を形成する工程では、前記電極を前記圧電セラミックの露出した前記側壁の全面に設けることを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電デバイス、水晶デバイスなどに用いられて、圧電セラミック、水晶振動子片などの機能的に動作する機能部材が固定されるセラミック基板及びその製造方法に関し、特にプリンタ、ファックス及びオンデマンド印刷機などに利用されるインクジェット式記録装置に搭載されるヘッドチップ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット式記録装置に搭載されるヘッドチップなどの圧電デバイス、水晶素子などの微少回路基板等には、圧電セラミック、水晶振動子片などの機能的に動作する機能部材が固定されるセラミック材料からなるセラミック基板が用いられている。
【０００３】
このようなセラミック基板を用いたヘッドチップとしては、例えば、セラミック基板に凹部を設け、この凹部内に機能部材が固定されている。
【０００４】
ここで、機能部材が固定される凹部を有するセラミック基板を用いたヘッドチップとしては、絶縁材料からなると共に一方面に凹部が設けられた基板本体と、基板本体の凹部内に設けられてその長手方向とは直交する方向に亘って複数の溝が形成された圧電セラミックからなる機能部材とを具備する基板と、基板に凹部の開口側を塞ぐように接合されたノズル開口を有するノズルプレートを具備し、圧電セラミックの側面に電極を形成することで、電極に電圧を印加して溝内に充填されたインクをノズル開口から吐出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、セラミック基板を用いたヘッドチップとしては、絶縁材料からなると共に一端面及び一方面に開口する凹部が設けられた基板本体と、凹部内に埋設された圧電セラミックとを具備する基板に、基板本体と圧電セラミックとに亘って、且つ凹部の長手方向に亘って複数の溝が側壁により区画され、基板の溝が開口する一端面に各溝に対応する領域にノズル開口が形成されたノズルプレートが接合されているものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、前者のヘッドチップでは、基板本体の凹部の底面の所定位置に圧電セラミックを位置決め接合しなくてはならず、高精度な位置決めが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、圧電セラミックに溝を形成する際に溝を区画する側壁が折れやすく、歩留まりが悪いという問題がある。
【０００８】
さらに、後者のヘッドチップでは、高速印字や高密度印字を行うため、ノズル開口を増やすには、ヘッドチップを並設しなくてはならず、ヘッドチップが大型化してしまうと共に高コストになってしまうという問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するため、絶縁性の基板の一方面側に基準方向に延びる複数列の圧電セラミックを埋め込んで基板とし、圧電セラミックの列方向に亘って所定間隔で溝を形成することにより側壁を設け、側壁の圧電セラミックの領域に電極をそれぞれ独立して設けることで複数のノズル列を有する構造のヘッドチップとすることで、溝の形成時に溝を区画する側壁が折れるのを確実に防止して製造歩留まりを向上すると共に圧電セラミックを基板本体に埋め込むことによって、圧電セラミックの所定位置への位置決めを行う必要がなく、容易に且つ高精度なヘッドチップを形成することができるものを提案した（特願２００２−３４７６８８）。
【００１０】
【特許文献１】
特表２０００−５１２２３３号公報（第９〜１４頁、第３図及び第６図）
【００１１】
【特許文献２】
特開２０００−２９６６１８号公報（第４〜６頁、第１〜１０図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミック材料からなるセラミック基板に圧電セラミックなどの機能部材を埋め込む凹部を形成する方法として、ダイシングによる形成では、高精度な凹部が形成できるものの、高コストになってしまうという問題がある。
【００１３】
このため、凹部を有するセラミック基板を成形及び焼成して形成することで低コストでの量産を実現することができるが、この成形及び焼成による形成では、凹部の側面及び底面が凹凸状に形成されてしまう。この凹部内に圧電セラミックなどの機能部材を接着により固定する際に、圧電セラミックを凹部の少なくとも一方の側面を基準面としてこの基準面に当接させて接合するため、凹部の基準面と圧電セラミックとの間の接着剤の厚みにばらつきが生じてしまう。これにより、圧電セラミックを駆動する際に変位量にばらつきが生じ、各ノズル開口によってインク吐出特性にばらつきが生じてしまうという問題がある。
【００１４】
また、セラミック基板を成形及び焼成により形成する場合、焼成の際の収縮率を考慮して寸法を設定するので、寸法精度に問題がある。また、凹部の基準面と底面との角部が曲面状に形成されてしまい、この凹部に圧電セラミックを埋め込む際に圧電セラミックの高さ制御が困難であり、セラミック基板へのノズルプレートの接合が困難であるという問題がある。
【００１５】
このため、圧電セラミックのセラミック基板から突出した領域を研削する工程が必要となり、製造工程が煩雑になると共に高コストになってしまうという問題がある。
【００１６】
さらに、セラミック基板の凹部に圧電セラミックを接合する際に用いられる接着剤がセラミック基板のノズルプレートとの接合面側に流出し、この接着剤によってノズルプレートの接合が困難になるという問題がある。
【００１７】
なお、このような問題は、ヘッドチップ及びその製造方法のみでなく、機能部材が埋め込まれる凹部を有するセラミック基板及びその製造方法においても同様に存在する。
【００１８】
本発明は、このような事情に鑑み、機能部材を高精度に埋め込むことができる凹部を有するセラミック基板及びその製造方法並びにヘッドチップ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、基準方向に延びる複数の凹部を有し、これら凹部内に機能的に動作する機能部材を固着して用いるセラミック基板において、前記凹部の形状が成形及び焼成することにより形成され、当該凹部の少なくとも一方面が研削により平坦化された基準面となっていることを特徴とするセラミック基板にある。
【００２０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記基準面が前記凹部の両側面に形成されていることを特徴とするセラミック基板にある。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記凹部の底面の少なくとも前記基準面側には、当該凹部よりも幅狭で且つ前記基準面と面一となる第１の凹部が設けられていることを特徴とするセラミック基板にある。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記凹部の少なくとも前記基準面側の開口縁部には、前記凹部に連通し且つ当該凹部より浅い基準面に開口する第２の凹部が設けられていることを特徴とするセラミック基板にある。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記凹部の前記基準方向の少なくとも一方の端面が塞がれた形状となるように成形及び焼成により形成されると共に、前記基準面が当該凹部の前記基準方向の両端部に亘って形成されていることを特徴とするセラミック基板にある。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様のセラミック基板と、このセラミック基板の前記凹部に接着剤を介して固定された圧電セラミックからなる機能部材とを具備し、当該機能部材の列方向に亘って所定間隔で溝を形成することにより該溝を区画する側壁を設け且つ当該側壁の前記機能部材の領域に電極をそれぞれ設けることにより独立して駆動する駆動部を形成し、前記セラミック基板の一方面にノズルプレートを接合すると共に、該ノズルプレートの前記溝の各駆動部に対応する位置に前記溝内のインクを吐出するノズル開口をそれぞれ設けて複数のノズル列を形成したことを特徴とするヘッドチップにある。
【００２５】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記セラミック基板の他方面側の前記機能部材に対応しない領域には、前記溝にインクを供給するインク供給孔及び当該溝内のインクを排出するインク排出孔が設けられていることを特徴とするヘッドチップにある。
【００２６】
本発明の第８の態様は、第６又は７の態様において、前記セラミック基板の他方面側の前記機能部材に対向しない領域には、前記基準方向と同方向で且つ前記溝の並設方向に亘って当該溝の底部に連通する複数の共通溝が形成されており、該共通溝と前記溝とが連通する連通孔が前記インク供給孔及び前記インク排出孔であることを特徴とするヘッドチップにある。
【００２７】
本発明の第９の態様は、第６〜８の何れかの態様において、前記セラミック基板には、前記圧電セラミックが２個並設されていると共に、前記電極が前記側壁上に前記溝の両端部から前記駆動部に対向する領域までそれぞれ独立して設けられていることを特徴とするヘッドチップにある。
【００２８】
本発明の第１０の態様は、第６〜９の何れかの態様において、前記セラミック基板には、前記圧電セラミックが前記溝の底面に達する深さで前記凹部が設けられていることを特徴とするヘッドチップにある。
【００２９】
本発明の第１１の態様は、基準方向に延びる複数の凹部を有し、これら凹部内に機能的に動作する機能部材を固着して用いるセラミック基板の製造方法において、成形及び焼成して前記凹部を形成する工程と、該凹部の少なくとも一方の側面側を研削することにより、平坦化された基準面を形成する工程とを具備することを特徴とするセラミック基板の製造方法にある。
【００３０】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様において、前記基準面を形成する工程では、前記凹部の底面を同時に研削することで、前記凹部の底面の少なくとも前記基準面側に当該凹部よりも幅狭で且つ前記基準面と面一となる側面を有する第１の凹部を形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法にある。
【００３１】
本発明の第１３の態様は、第１１又は１２の態様において、前記凹部を形成及び焼成により形成する工程では、当該凹部の前記基準方向の少なくとも一方の端面が塞がれた形状となるように形成し、前記基準面を形成する工程では、前記凹部の長手方向の両端部に亘って研削することで形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法にある。
【００３２】
本発明の第１４の態様は、第１１〜１３の何れかの態様において、前記基準面を形成する工程では、さらに、前記凹部の少なくとも前記基準面側の開口縁部に前記凹部に連通し、且つ当該凹部より浅い第２の凹部を形成することを特徴とするセラミック基板の製造方法にある。
【００３３】
本発明の第１５の態様は、第１１〜１４の何れかの態様において、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、上部凹部と、該上部凹部の底面に前記機能部材よりも大きな幅を有する下部凹部とで構成される当該凹部を形成すると共に、前記基準面を形成する工程では、前記下部凹部の少なくとも一方の側面に形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【００３４】
本発明の第１６の態様は、第１１〜１５の何れかの態様のセラミック基板の製造方法により形成された前記セラミック基板の前記凹部に圧電セラミックからなる前記機能部材を接着剤を介して固定する工程と、前記機能部材の列方向に亘って所定間隔で溝を形成して該溝を区画する側壁を形成する工程と、該側壁の前記機能部材の領域にそれぞれ電極を形成することにより独立して駆動する駆動部を形成する工程と、ノズル開口が前記溝の各駆動部に対応する位置にそれぞれ等間隔で複数列設けられたノズルプレートを前記セラミック基板の一方面に接合する工程とを具備することを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【００３５】
本発明の第１７の態様は、第１６の態様において、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、前記セラミック基板の前記凹部が設けられた面とは反対側の面の前記機能部材に対向しない領域に、前記凹部の長手方向と同方向で且つ前記溝の並設方向に亘って当該溝の底部に連通する複数の共通溝を形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【００３６】
本発明の第１８の態様は、第１１〜１７の何れかの態様において、前記凹部を成形及び焼成により形成する工程では、当該凹部を前記機能部材が前記溝の底面に達する深さで形成することを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【００３７】
本発明の第１９の態様は、第１８の態様において、前記圧電セラミックが前記溝の深さ方向の略中央で分極方向が異なると共に、前記駆動部を形成する工程では、前記電極を前記圧電セラミックの露出した前記側壁の全面に設けることを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【００３８】
かかる本発明では、凹部を有するセラミック基板を成形及び焼成することで、量産を実現できると共に、凹部の少なくとも一方面に機能部材が固定される平坦化された基準面を研削することにより形成することで、機能部材が基準面に対して均一に固定され、機能部材の動作に悪影響を与えることがない。また、基準面のみを研削で形成することで、低コストで形成することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
（実施形態１）
本実施形態では、セラミック基板を用いたヘッドチップについて例示する。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図２は、実施形態１に係るヘッドチップの底面側の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′断面図である。
【００４２】
図示するように、本実施形態のヘッドチップ１０は、セラミック材料からなるセラミック基板２１の一方面に基準方向に延びるように複数列、本実施形態では２列の圧電セラミック２２が接着剤２３を介して埋め込まれた基板２０と、基板２０の一方面に接合されたノズル開口４１を有するノズルプレート４０とを具備する。
【００４３】
セラミック基板２１の一方面には、基準方向に延びるように、圧電セラミック２２と略同等の形状の凹部２４が複数列、本実施形態では、２列形成されており、この凹部２４内に圧電セラミック２２がセラミック基板２１の一方面と面一となるように接着剤２３を介して接合されている。
【００４４】
ここで、凹部２４の形状は成形及び焼成により形成され、この凹部２４の少なくとも一方の側面は、圧電セラミック２２が当接されて接着剤２３を介して固定される基準面２５となっており、この基準面２５は凹部２４の側面を基準方向に亘って研削することで平坦に形成されている。本実施形態では、凹部２４の両側面に研削により平坦化された基準面２５を設けた。
【００４５】
なお、圧電セラミック２２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなり、セラミック基板２１は、圧電セラミック２２との接合後の熱膨張及び収縮による変形等を考えると、ＰＺＴからなる圧電セラミック２２と線膨張率の近似した材料、例えば、アルミナ等のセラミック材料を用いるのが好ましい。また、加工性がＰＺＴと同等なフォレステライトを用いるのも可能である。
【００４６】
さらに、本実施形態の圧電セラミック２２は、凹部２４の深さ方向に分極方向が同一となるように設けられている。
【００４７】
このようなセラミック基板２１は、詳しくは後述するが、凹部２４を有するセラミック基板２１を押出成形などの成形により形成後、１２００℃以上で焼成させることで形成される。
【００４８】
このように成形及び焼成により凹部２４を有するセラミック基板２１を形成すると、凹部２４の側面及び底面を高寸法精度で形成することができず、場合によっては凹凸状に形成されてしまうが、凹部２４の両側の側面を基準方向に亘って研削することで高精度に位置決めされ且つ平坦な基準面２５を形成することができる。なお、凹部２４の基準面２５を形成する研削方法は、平坦な基準面２５を形成することができれば特に限定されず、例えば、円盤状のダイシングブレードを用いたダイサーや、複数のワイヤを用いたワイヤソーなどを用いることができ、これにより、基準面２５は、個別に又は複数個同時に形成することができる。
【００４９】
このように、セラミック基板２１の凹部２４に、圧電セラミック２２が当接されて接合される平坦な基準面２５を設けることにより、基準面２５と圧電セラミック２２との間に厚さが均一な接着剤２３を形成することができる。
【００５０】
また、この際の基準面２５を底部と面一になるまで研削することによって底面と側面（基準面２５）との角部の寸法精度を向上させることができる。すなわち、Ｒ形状に形成された角部による圧電セラミック２２の浮き上がりを防止することができる。なお、このような効果を得るためには、凹部２４が圧電セラミック２２と略同等の大きさで形成された本実施形態では、基準面２５を凹部２４の両側の側面に設ける必要がある。
【００５１】
なお、基準面２５を研削により形成する際に、基準面２５を凹部２４の底面と面一より少し深く底面を研削して僅かな凹部を形成するようにしてもよく、このような僅かな凹部も凹部２４に含まれる。
【００５２】
また、基板２０には、基準方向と直交する方向に圧電セラミック２２の列方向に亘って溝２６が側壁２７により区画されて形成されている。
【００５３】
すなわち、基板２０の側壁２７の一部が圧電セラミック２２で構成された領域が各溝２６に２箇所設けられている。
【００５４】
なお、圧電セラミック２２は、基板２０に溝２６を形成した際に、側壁２７の一部に設けられた圧電セラミック２２が基準方向に亘って溝２６の底面で連続する厚さで形成されている。これにより、圧電セラミック２２は、セラミック基板２１から剥がれ難く剛性を向上することができる。
【００５５】
また、各溝２６の長手方向両端部は、基板２０の基準方向とは直交する方向の両端部まで深さが徐々に浅くなるように延設されている。この各溝２６の浅くなった両端部側は、詳しくは後述するノズルプレート４０を接合する際に用いられる接着剤４２によって封止されている。
【００５６】
このような各溝２６は、基準面２５と同様に、円盤状のダイシングブレードを用いたダイサーや複数のワイヤを用いたワイヤソーなどにより個別に又は複数個同時に形成される。本実施形態では、円盤状のダイシングブレードを用いたダイサーにより各溝２６を形成することにより、溝２６の浅くなった両端部側をダイシングブレードの形状を利用して形成した。
【００５７】
さらに、各溝２６を区画する側壁２７の一部を構成する圧電セラミック２２には、溝２６の内面に開口側に亘って電極２８が設けられ、この電極２８によって側壁２７の一部を構成する圧電セラミック２２が独立して駆動する駆動部２９となる。
【００５８】
また、各溝２６の２つの駆動部２９の電極２８は、側壁２７上にそれぞれ溝２６の浅くなった両端部まで延設されて設けられており、各駆動部２９の間の側壁２７上には、それぞれの電極２８が絶縁されるように不連続となっている。
【００５９】
これにより、各溝２６の２つの駆動部２９の電極２８に選択的に電圧を印加して独立して駆動することができる。
【００６０】
また、本実施形態の圧電セラミック２２は、凹部２４の深さ方向で分極方向が同一となるように設けられているため、溝２６を区画する側壁２７の両側に電極２８を設けて電圧を印加することで発生される駆動電界は、分極方向と直交する方向に印加される。これにより、側壁２８は、剪断方向に変形する所謂シェアモードとなっている。
【００６１】
なお、側壁２７は、底面及び側面がセラミック基板２１によって固定されると共に、上面が詳しくは後述するノズルプレート４０に接合されて固定されるため、駆動電界の印加による側壁２８の剪断方向の変形は、溝２６方向への撓み変形となる。このシェアモードを用いた駆動は、分極方向と同一方向に駆動電界を印加するダイレクトモードに比べ大きな変形を得ることができ、溝２６の容積を小さくしてもインク吐出量及びインク吐出速度等のインク吐出特性を向上することができる。
【００６２】
また、本実施形態の圧電セラミック２２は、凹部２４の深さ方向で分極方向が同一となるように設けられているため、電極２８は、側壁２７の開口側に亘って設けるようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、凹部２４の深さ方向で分極方向が異なる圧電セラミック２２を用いた場合には、側壁２７の全面に亘って電極を設けるようにすればよい。
【００６３】
一方、基板２０の溝２６が形成された一方面とは反対の他方面側には、圧電セラミック２２に対向しない領域に溝２６の並設方向、すなわち基準方向に亘って各溝２６の底部に連通する複数列の共通溝３０〜３２が設けられている。
【００６４】
本実施形態では、溝２６の長手方向で、２つの駆動部２９の間に共通溝３０を設け、２つの駆動部２９と溝２６の長手方向両端部との間にそれぞれ共通溝３１及び３２を設けた。すなわち、本実施形態では、３列の共通溝３０〜３２を設けるようにした。
【００６５】
この共通溝３０〜３２の内、２つの駆動部２９の間に設けられた共通溝３０と各溝２６とが連通する連通孔を各溝２６にインクを供給するインク供給孔３３とし、２つの駆動部２９よりも溝２６の長手方向両端部側に設けられた共通溝３１及び３２と各溝２６とが連通する連通孔を溝２６内に供給されたインクを排出するインク排出孔３４及び３５とした。
【００６６】
すなわち、共通溝３０から供給されたインクは、インク供給孔３３から溝２６内に供給され、溝２６の両端部側に設けられたインク排出孔３４及び３５まで流れることによって、インク供給孔３３とインク排出孔３４及び３５との間にそれぞれ設けられた駆動部２９にインクを供給することができる。
【００６７】
なお、各共通溝３０〜３２には、図示しないインクタンク等のインク貯留部がインク供給管等を介して接続され、共通溝３１及び３２から排出されたインクはインク貯留部に戻されるようになっている。これにより、インク貯留部内のインクは共通溝３０、溝２６及び共通溝３１、３２を通り循環するようになっている。
【００６８】
また、このような共通溝３０〜３２を形成する際に、共通溝３０〜３２を基板２０の基準方向に亘って両端部まで形成する場合は、共通溝３０〜３２の長手方向両端部側を接着剤等の封止層で封止する必要がある。
【００６９】
また、各溝２６を、例えば、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクに対応したグループに分ける場合は、共通溝３０〜３２を色毎に封止層で４つに区画する必要がある。
【００７０】
さらに、このような共通溝３０〜３２は、量産性及び作業効率を考えると、凹部２４を有するセラミック基板２１を成形及び焼成により形成する際に、同時に形成するのが好ましいが、セラミック基板２１を成形及び焼成により形成した後に、研削により形成するようにしてもよい。
【００７１】
一方、基板２０の一方面には、ノズルプレート４０が接着剤４２を介して接合されている。このノズルプレート４０の各駆動部２９に対応する領域にはノズル開口４１が形成されている。
【００７２】
このようなノズル開口４１は、本実施形態では、基板２０の基準方向に並設された駆動部２９が２列設けられているため、基準方向に並設されたノズル開口４１のノズル列が２列形成されている。
【００７３】
また、ノズル開口４１は、例えば、吐出側に向かって内径が漸小するテーパ形状に形成されており、このようなノズル開口４１は、基板２０とノズルプレート４０とを接合する前又は接合後に、レーザ等で形成することができる。
【００７４】
さらに、図示しないが、ノズルプレート４０の被記録媒体に対向する面には、インクの付着等を防止する撥水性を有する撥水膜や親水性を有する滑落膜などが設けられている。
【００７５】
なお、このようなノズルプレート４０は、単一層又は複数層で構成され、例えば、ノズルプレート４０が複数層で構成される場合は、金属板やその表面に絶縁処理を施したもの、或いはガラス板、プラスチックの表面に剛性のある膜で被覆した厚さが１０〜５０μｍの第１のノズルプレートに、ノズル開口よりも大きな開口を形成すると共に第１のノズルプレート上にポリイミド等のプラスチック又は金属箔板の第２のノズルプレートを接着することで形成することができる。
【００７６】
このようなヘッドチップ１０では、セラミック基板２１の凹部２４に、圧電セラミック２２が当接される平坦な基準面２５を設けることにより、基準面２５と圧電セラミック２２との間に均一な厚さの接着剤２３を形成することができる。これにより、駆動部２９の側壁２７で、インク吐出時に変形する圧電セラミック２２がセラミック基板２１によって均一に拘束されるため、各駆動部２９での圧電セラミック２２の変形を均一にして、各駆動部２９におけるインク吐出特性を安定させることができる。
【００７７】
また、セラミック基板２１に圧電セラミック２２を複数埋め込み、溝２６を圧電セラミック２２の列に亘って設けるようにしたため、溝２６を形成時に溝２６を区画する側壁２７が折れるのを確実に防止して製造歩留まりを向上することができる。
【００７８】
さらに、圧電セラミック２２をセラミック基板２１に埋め込むことによって、圧電セラミック２２の所定位置への位置決めを行う必要がなく、容易に高精度なヘッドチップ１０を形成することができる。
【００７９】
また、ノズル開口４１の並設されたノズル列を複数列設けることで、高速印字を実現できる。
【００８０】
以下に、このようなヘッドチップの製造方法について説明する。なお、図４及び図５は、実施形態１に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【００８１】
まず、図４（ａ）に示すように、セラミック材料を成形及び焼成して凹部２４及び共通溝３０〜３２を有するセラミック基板２１を形成する。
【００８２】
詳しくは、セラミック基板２１を成形する際に、一方面に基準方向に延びる凹部２４と、他方面の隣接する凹部２４の間に対応した領域に基準方向に延びる共通溝３０〜３２とを形成する。
【００８３】
このように凹部２４及び共通溝３０〜３２の設けられたセラミック基板２１を１２００℃以上で焼成する。
【００８４】
なお、ここで形成される凹部２４は、後の工程で、基準面２５が形成される際に側面側が研削されるため、予めセラミック基板２１に接合される圧電セラミック２２の幅よりも若干狭い幅で形成する。
【００８５】
次に、図４（ｂ）に示すように、セラミック基板２１の凹部２４の両側の側面を基準方向に亘って研削することにより平坦な基準面２５を形成する。
【００８６】
このような基準面２５は、例えば、ダイシングブレードを用いたダイサーや、複数のワイヤを用いたワイヤソーなどにより個別に又は複数個同時に形成することができる。本実施形態では、ダイシングブレード５０を用いたダイサーにより凹部２４の両側面を研削することで、凹部２４の両側面に基準面２５を形成した。
【００８７】
また、ダイシングブレード５０による基準面２５の研削では、凹部２４の側面を底面と面一又は少し底面を研削して僅かな凹部を形成するまで行う。
【００８８】
このように基準面２５を研削により形成することで、セラミック基板２１を成形及び焼成で形成した際に凹部２４の側面及び底面が高寸法精度で形成することができず、場合によっては凹凸状に形成されても、凹凸状の側面を研削により除去して高精度に位置決めされ且つ平坦な基準面２５を高精度に形成することができる。また、基準面２５を凹部２４の底面と面一又は少し底面を研削することで、底面と基準面２５と角部の寸法精度を向上することができる。すなわち、Ｒ形状に形成された角部による圧電セラミック２２の浮き上がりを防止することができる。
【００８９】
また、このように基準面２５は、次の工程で埋め込まれる圧電セラミック２２よりも若干大きな幅を有する凹部２４となるように形成する。
【００９０】
次に、図５（ａ）に示すように、セラミック基板２１の一方面に形成した凹部２４に、凹部２４と略同等の形状で形成された圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込み、基板２０を形成する。
【００９１】
この圧電セラミック２２は、セラミック基板２１の一方面と面一とするため、例えば、セラミック基板２１に凹部２４の深さよりも厚い圧電セラミック２２を接合後、セラミック基板２１をその一方面から突出した圧電セラミック２２と共にラッピングして平坦に加工するようにしてもよい。
【００９２】
この圧電セラミック２２のセラミック基板２１への接着では、凹部２４の両側面が平坦な基準面２５で形成されているため、基準面２５と圧電セラミック２２との間に均一な厚さの接着剤２３を形成することができる。
【００９３】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板２０の一方面に基準方向とは直交する方向に所定間隔で複数の溝２６を形成する。
【００９４】
この各溝２６の形成は、例えば、円盤状のダイシングブレードを用いたダイサーや複数のワイヤを用いたワイヤソーにより個別に又は複数個同時に形成することができる。
【００９５】
本実施形態では、各溝２６が基板２０の基準方向とは直交する方向の両端部側で深さが徐々に浅くなるように形成するため、円盤状のダイシングブレード（図示なし）を利用して溝２６を形成した。
【００９６】
また、溝２６を形成することで、各溝２６の底部と共通溝３０〜３２の底部とを連通して、インク供給孔３３及びインク排出孔３４及び３５を同時に形成することができる。
【００９７】
その後、各溝２６を区画する側壁２７上の所定位置に電極２８を形成することで駆動部２９を形成し、基板２０の一方面にノズルプレート４０を接合することで、図３に示すような本実施形態のヘッドチップを形成することができる。
【００９８】
なお、電極２８の形成は、例えば、公知の斜め蒸着により形成後、各駆動部２９間の電極をレーザ等により除去するようにしてもよく、また、基板２０の表面にレジストを塗布してから溝２６の加工を行い、電極２８を形成後にレジストを剥離するリフトオフ工程を行うことにより、必要な部分のみ電極２８を形成するようにしてもよい。
【００９９】
このように、本発明では、成形及び焼成により形成された凹部２４の両側面を研削することにより、圧電セラミック２２が当接される平坦な基準面２５を形成するようにしたため、圧電セラミック２２を凹部２４に接着剤２３を介して埋め込む際に、圧電セラミック２２と基準面２５との間に均一な接着剤２３を形成でき、各駆動部２９でセラミック基板２１に圧電セラミック２２が均一に拘束される。これにより、各駆動部２９の電極２８に電圧を印加して圧電セラミック２２を変形させた際に、圧電セラミック２２が均一に変位することができ、各駆動部２９に連通するノズル開口４１から吐出されるインク滴のインク吐出特性を均一化することができる。これにより、印刷品質を向上することができる。
【０１００】
また、凹部２４の両側面に基準面２５を設けることで、凹部２４を成形及び焼成により形成した際に、底面と側面との角部がＲ形状に形成されたとしても、Ｒ形状に形成された角部による圧電セラミック２２の浮き上がりを防止することができる。
【０１０１】
さらに、成形及び焼成により凹部２４を形成すると共に、基準面２５のみを研削により形成することで、高精度な凹部２４を低コストで且つ量産することができる。
【０１０２】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図７は、ヘッドチップの溝の長手方向の断面図である。
【０１０３】
図示するように、本実施形態では、ヘッドチップ１０Ａのセラミック基板２１Ａには基準方向に延びる複数の凹部２４Ａが形成され、この凹部２４Ａの少なくとも一方の側面は、研削されることで平坦に形成された基準面２５Ａが設けられている。
【０１０４】
また、凹部２４Ａの底面の少なくとも基準面２５Ａ側には、凹部２４Ａよりも幅狭で且つ凹部２４Ａの基準面２５Ａと面一となる側面を有する第１の凹部６０が形成されている。
【０１０５】
このような第１の凹部６０は、凹部２４Ａの側壁を研削して基準面２５Ａを形成する際に、同時に凹部２４Ａの底面をセラミック基板２１Ａが貫通しない程度の所定深さで研削することで形成することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、凹部２４Ａの両側の側壁をそれぞれ研削することで、凹部２４Ａの両側面が基準面２５Ａとなるようにしたため、第１の凹部６０を凹部２４Ａの底面の両側面側にそれぞれ独立して形成した。
【０１０７】
また、基準面２５Ａ及び第１の凹部６０を、本実施形態では、円盤状のダイシングブレードを用いたダイサーにより研削することで形成した。
【０１０８】
このようなセラミック基板２１Ａの凹部２４Ａ内に圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込むことで、基板２０Ａを形成する際に、第１の凹部６０内には接着剤２３が充填されるようになっている。
【０１０９】
また、凹部２４Ａの底面の両側の側面側に第１の凹部６０を設けることで、凹部２５Ａを成形及び焼成により形成した際に、底面と側面との角部がＲ形状に形成されたとしても、Ｒ形状に形成された角部による圧電セラミック２２の浮き上がりを防止することができる。
【０１１０】
以下に、本実施形態のヘッドチップの製造方法について説明する。なお、図８及び図９は、実施形態２に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【０１１１】
まず、図８（ａ）に示すように、上述した実施形態１と同様にセラミック材料を成形及び焼成して凹部２４Ａ、共通溝３０〜３２を有するセラミック基板２１Ａを形成する。
【０１１２】
次に、図８（ｂ）に示すように、セラミック基板２１Ａの凹部２４Ａの両側の側面及び底面を基準方向に亘って研削することで、基準面２５Ａ及び第１の凹部６０を形成する。
【０１１３】
本実施形態では、ダイシングブレード５０を用いたダイサーにより研削した。
【０１１４】
このダイシングブレード５０により、セラミック基板２１の凹部２４Ａの側面を基準方向に亘って所定の厚さで研削すると共に、凹部２４Ａよりも深く研削することで、ダイシングブレード５０の刃厚と同じ幅の第１の凹部６０を形成する。
【０１１５】
このように第１の凹部６０は、基準面２５Ａを形成するための研削により同時に形成されるため、基準面２５Ａと第１の凹部６０の側面とは面一で形成される。
【０１１６】
このように、セラミック基板２１Ａに基準面２５Ａ及び第１の凹部６０を形成する研削では、ダイシングブレード５０の一方面のみをセラミック基板２１Ａに当接させて基準面２５Ａを形成するのではなく、ダイシングブレード５０の両面をセラミック基板２１Ａに当接させて基準面２５Ａと第１の凹部６０とを形成するため、ダイシングブレード５０の片当たりによる変形による破壊を確実に防止できる。なお、ダイシングブレード５０が変形して破壊されると、ダイシングブレード５０の破片が共通溝３０〜３２や、第１の凹部６０内などに飛散してしまう。このように飛散した破片は、セラミック基板２１Ａ内から除去し難く、ヘッドチップ１０Ａを組み立てた後にノズル開口４１の目詰まり等が生じてしまうという問題もある。本実施形態では、ダイシングブレード５０の破壊を防止することでノズル開口４１の目詰まりを防止することができるという効果も奏する。
【０１１７】
次に、図９（ａ）に示すように、セラミック基板２１Ａの一方面に形成した凹部２４Ａに、凹部２４Ａと略同等の形状で形成された圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込み、基板２０Ａを形成する。
【０１１８】
本実施形態では、凹部２４Ａの底面に第１の凹部６０が形成されているため、第１の凹部６０内が接着剤２３で充填されるように圧電セラミック２２をセラミック基板２１Ａに埋め込む。
【０１１９】
次に、図９（ｂ）に示すように、上述した実施形態１と同様に基板２０Ａの一方面に基準方向とは直交する方向に所定間隔で複数の溝２６を形成する。
【０１２０】
その後、各溝２６を区画する側壁２７上の所定位置に電極２８を形成することで駆動部２９を形成し、基板２０Ａの一方面にノズルプレート４０を接合することで、図６に示すような本実施形態のヘッドチップ１０Ａを形成することができる。
【０１２１】
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図１１は、実施形態３に係るヘッドチップの溝の長手方向の断面図である。
【０１２２】
図示するように、本実施形態では、ヘッドチップ１０Ｂのセラミック基板２１Ｂには基準方向に延びる複数の凹部２４Ｂが形成され、この凹部２４Ｂの少なくとも一方の側面には、研削されることで平坦に形成された基準面２５Ｂが設けられている。
【０１２３】
また、セラミック基板２１Ｂの凹部２４Ｂの少なくとも基準面２５Ｂ側の開口縁部には、基準方向に亘って凹部２４Ｂよりも浅く、且つ凹部２４Ｂの基準面２５Ｂに開口して連通する第２の凹部６１が設けられている。
【０１２４】
本実施形態では、凹部２４Ｂの両側の側面をそれぞれ研削することで、凹部２４Ｂの両側面が基準面２５Ｂとなるようにしたため、第２の凹部６１を凹部２４Ｂの幅方向両側の開口縁部に形成した。
【０１２５】
また、第２の凹部６１の形成方法は、特に限定されず、例えば、凹部２４Ｂを有するセラミック基板２１Ｂを成形及び焼成時に同時に形成するようにしてもよく、また、基準面２５Ｂと同様に研削により形成するようにしてもよい。
【０１２６】
本実施形態では、詳しくは後述するが、ダイシングブレードを用いたダイサーにより形成した。
【０１２７】
このような第２の凹部６１を凹部２４Ｂの開口縁部に設けることで、凹部２４Ｂ内に圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込んだ際に、余分な接着剤２３が第２の凹部６１内に流れ込み、余分な接着剤がセラミック基板２１Ｂのノズルプレート４０との接合面側にはみ出るのを防止して、ノズルプレート４０との接合を良好に行うことができる。
【０１２８】
以下に、本実施形態のヘッドチップの製造方法について説明する。なお、図１２及び図１３は、実施形態３に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【０１２９】
上述した実施形態１の図４（ａ）に示す工程と同様の工程を行うことにより、図１２（ａ）に示す、凹部２４Ｂの両側面に基準面２５Ｂが形成されたセラミック基板２１Ｂを形成する。
【０１３０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、凹部２４Ｂの開口縁部を基準方向に亘って研削することにより第２の凹部６１を形成する。
【０１３１】
本実施形態では、円盤状のダイシングブレード５０を用いたダイサーによって、凹部２４Ｂの開口縁部を基準方向に沿って研削することで、第２の凹部６１を形成した。
【０１３２】
次に、図１３（ａ）に示すように、セラミック基板２１Ｂの一方面に形成した凹部２４Ｂに、凹部２４Ｂと略同等の形状で形成された圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込み、基板２０Ｂを形成する。
【０１３３】
このとき、凹部２４Ｂと圧電セラミック２２との間の接着剤２３の余分なものが、セラミック基板２１Ｂのノズルプレート４０との接合面側に流れ出るが、本実施形態では、凹部２４Ｂの開口縁部に第２の凹部６１が形成されているため、この第２の凹部６１内に余分な接着剤が流れ込む。このため、セラミック基板２１Ｂのノズルプレート４０との接合面側に余分な接着剤が流れでるのを防止して、セラミック基板２１Ｂとノズルプレート４０との接合を良好に行うことができる。
【０１３４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、上述した実施形態１と同様に基板２０Ｂの一方面に基準方向とは直交する方向に所定間隔で複数の溝２６を形成する。
【０１３５】
その後、各溝２６を区画する側壁２７上の所定位置に電極２８を形成することで駆動部２９を形成し、基板２０Ｂの一方面にノズルプレート４０を接合することで、図１０に示すような本実施形態のヘッドチップ１０Ｂを形成することができる。
【０１３６】
なお、本実施形態では、第２の凹部６１をセラミック基板２１Ｂを成形及び焼成して形成した後に研削により形成するようにしたが、第２の凹部６１は、セラミック基板２１Ｂと圧電セラミック２２とを接着時に余分な接着剤を流れ込ませるだけで、高精度に形成する必要はない。このため、例えば、凹部２４Ｂを有するセラミック基板２１Ｂを成形及び焼成により形成する際に、同時に第２の凹部６１を形成するようにしてもよい。なお、このような場合、セラミック基板２１Ｂを研削して基準面２５Ｂを形成した際に、同時に研削されて無くならないような大きさで形成しておく必要がある。
【０１３７】
また、本実施形態では、実施形態１のヘッドチップ１０の他の例を示したが、このような第２の凹部６１有する構成及び製造方法は、実施形態１に限定されるものではなく、実施形態２に適用しても同様の効果を得られるものである。
【０１３８】
（実施形態４）
図１４及び図１５は、本発明の実施形態２に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【０１３９】
まず、図１４（ａ）に示すように、凹部２４Ｃを有するセラミック基板２１Ｃを成形及び焼成により形成する。
【０１４０】
このとき、凹部２４Ｃをセラミック基板２１Ｃの基準方向の少なくとも一方の端面が塞がれるような形状で形成する。本実施形態では、凹部２４Ｃの両端部が塞がれるような形状、すなわち、基準方向の断面が凹形状となるように形成することで、凹部２４Ｃの基準方向の両端部にブレ防止壁６３を形成した。
【０１４１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、凹部２４Ｃの側面をセラミック基板２１Ｃの基準方向の両端部に亘って研削することで、基準面２５Ｃを形成する。
【０１４２】
本実施形態では、ブレ防止壁６３が設けられているため、ダイシングブレード５０によって一方のブレ防止壁６３から研削を始め、他方のブレ防止壁６３に達するまで研削することで、基準面２５Ｃを形成する。
【０１４３】
このように、凹部２４Ｃを基準方向の断面が凹状となるように形成することでブレ防止壁６３を設け、このブレ防止壁６３からダイシングブレード５０によって研削することで、研削始めに、ダイシングブレード５０の両面がブレ防止壁６３を研削するため、ダイシングブレード５０が片当たりすることなく、ダイシングブレード５０の変形による破壊を防止することができる。
【０１４４】
その後、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述した実施形態１〜３と同様に、凹部２４Ｃ内に圧電セラミック２２を接着剤２３を介して埋め込むことで基板２０Ｃを形成すると共に、基板２０Ｃに圧電セラミック２２の列方向に亘って溝２６を形成する。
【０１４５】
その後、各溝２６を区画する側壁２７上の所定位置に図示しない電極を形成することで駆動部を形成し、基板２０Ｃの一方面にノズルプレートを接合することで、ヘッドチップを形成することができる。
【０１４６】
なお、本実施形態では、実施形態１の他の例を示したが、このような凹部２４Ｃを有する構成及び製造方法は、実施形態１に限定されるものではなく、実施形態２〜３に適用しても、同様の効果を得られるものである。
【０１４７】
（実施形態５）
図１６は、本発明の実施形態５に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図１７は、実施形態２に係るヘッドチップの溝の長手方向の断面図である。
【０１４８】
図示するように、本実施形態のヘッドチップ１０Ｄは、絶縁性のセラミック基板２１Ｄの一方面に基準方向に延びるように複数列、本実施形態では２列の圧電セラミック２２Ａが接着剤２３を介して埋め込まれた基板２０Ｄと、基板２０Ｄの一方面に接合されたノズル開口４１を有するノズルプレート４０とを具備する。
【０１４９】
セラミック基板２１Ｄの一方面には、基準方向に延びるように、上部凹部６４と、この上部凹部６４の底面の略中央部に圧電セラミック２２Ａが基準方向と直交する方向に離れて埋め込まれる下部凹部６５とを有する凹部２４Ｄが形成されている。
【０１５０】
また、下部凹部６５の底面の両側面は、圧電セラミック２２Ａがそれぞれ当接されて接着剤２３を介して固定される基準面２５Ｄとなっており、この基準面２５Ｄは、下部凹部６５の側面を基準方向に亘って研削することで平坦に形成されている。
【０１５１】
なお、この上部凹部６４及び下部凹部６５を有する凹部２４Ｄを有するセラミック基板２１Ｄは、上述した実施形態１と同様に、セラミック材料を成形及び焼成することで形成されている。
【０１５２】
また、凹部２４Ｄの基準方向両端部には、圧電セラミック２２Ａが基準面２５Ｄに当接して固定された際に、圧電セラミック２２Ａの間で、溝２５Ｄ内のインクが流出しないように流出防止壁７１が設けられている。
【０１５３】
ここで、圧電セラミック２２Ａ及びセラミック基板２１Ｄは、上述した実施形態１と同じ材料が使用されるが、圧電セラミック２２Ａは、詳しくは後述する溝２６Ａの深さ方向の略中央部で分極方向が異なる。
【０１５４】
また、基板２０Ｄには、基準方向と直交する方向に圧電セラミック２２Ａの列方向に亘って溝２６Ａが側壁２７Ａにより区画されて形成されている。
【０１５５】
この溝２６Ａは、本実施形態では、基準方向と直交する方向に亘って同一深さで形成されている。また、セラミック基板２１Ｄの基準方向と直交する方向の両端部側には、上部凹部６４と同一の深さの段差部６６が設けられている。
【０１５６】
このように、溝２６Ａを同一深さとすると共に溝２６Ａの両端部側のセラミック基板２１Ｄに段差部６６を設けることによって、溝２６Ａを形成する際に、複数のワイヤを用いたワイヤソーにより複数個同時に加工することができ、量産性を向上することができる。
【０１５７】
また、上部凹部６４を設けることにより、溝２６Ａを画成する側壁２７Ａは、圧電セラミック２２Ａのみで構成される領域と、セラミック基板２１Ｄのみで構成される領域とが不連続となるように形成され、各溝２６Ａ毎に圧電セラミック２２Ａのみで構成される駆動部２９Ａが２箇所設けられている。
【０１５８】
さらに、各溝２６Ａの内面には電極２８Ａが形成されている。この電極２８Ａは、溝２６Ａの底面及び側壁２７Ａの圧電セラミック２２Ａのみで構成される側壁２７Ａに連続して形成されて、溝２６Ａの長手方向で隣接する駆動部２９Ａの間には、それぞれの電極２８Ａが絶縁されるように不連続となっている。これにより、各駆動部２９Ａに選択的に電圧を印加することができ、独立して駆動させることができる。
【０１５９】
なお、本実施形態では、圧電セラミック２２Ａが溝２６Ａの深さ方向の略中央で分極方向が異なるようにしたため、電極２８Ａを圧電セラミック２２Ａのみで構成される側壁２７Ａの全面に亘って形成することで、上述した実施形態１〜４の側壁２７に比べて低い電圧で大きな変形を得ることができる。
【０１６０】
さらに、各溝２６Ａの長手方向両端部側には、セラミック基板２１Ｄのみで構成される側壁２７Ａに当接する四角柱状のスペーサ７０が基準方向に２列設けられている。
【０１６１】
このスペーサ７０は、溝２６Ａの両端部を封止して、溝２６Ａ内に供給されたインクが溝２６Ａの両端部から排出されないようにするものである。
【０１６２】
このようなスペーサ７０は、基板２０Ｄと、ノズルプレート４０との間に接着剤を介して接合されている。
【０１６３】
なお、ノズル開口４１及び滑落膜等は上述した実施形態１と同様であり、ノズルプレート４０は、単一層又は複数層で形成することができる。
【０１６４】
一方、セラミック基板２１Ｄの溝２６Ａが形成された一方面とは反対の他方面側には、圧電セラミック２２Ａに対向しない領域に溝２６Ａの並設方向、すなわち基準方向に亘って各溝２６Ａの底部に連通する３列の共通溝３０Ａ、３１及び３２が設けられている。
【０１６５】
本実施形態では、共通溝３０Ａを下部凹部６５の底部に設けることにより、この共通溝３０Ａが各溝２６Ａに連通して、各溝２６Ａにインクを供給するインク供給孔となっている。
【０１６６】
また、共通溝３１及び３２を、溝２６Ａを区画する側壁２７Ａのセラミック基板２１Ｄのみで構成される領域に設けることにより、各溝２６Ａと共通溝３１及び３２とを連通孔で連通させ、この連通孔を溝２６Ａ内に供給されたインクを排出するインク排出孔３４及び３５とした。
【０１６７】
なお、本実施形態では、各溝２９Ａと共通溝３１及び３２とが、各溝２６Ａの底面でインク排出孔３４及び３５を介して連通するようにしたが、本実施形態の基準方向に隣接する溝２６Ａ同士は、側壁２７Ａのセラミック基板２１Ｄのみで構成される領域と、圧電セラミック２２Ａのみで構成される領域との間で連通しているため、溝２６Ａと共通溝３１及び３２とを連通するインク排出孔３４及び３５は、溝２６Ａの何れか１つと連通するようにしてもよい。
【０１６８】
このように駆動部２９Ａを圧電セラミック２２Ａのみで構成し、その両側がセラミック基板２１Ｄで拘束されないようにすることで、駆動部２９Ａの側壁２７Ａを大きく変形させることができる。また、駆動部２９Ａで圧電セラミック２２Ａを変形することにより発生した衝撃波は、主に駆動部２９Ａのみで反射し、溝２６Ａを共有する他の駆動部２９Ａへの衝撃波による影響を無くすことができる。
【０１６９】
以下に、このようなヘッドチップ１０Ｄの製造方法について説明する。なお、図１８及び図１９は、ヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【０１７０】
まず、図１８（ａ）に示すように、セラミック材料を成形及び焼成して上部凹部６４及び下部凹部６５からなる凹部２４Ｄと、段差部６６と、共通溝３０Ａ、３１及び３２とを有するセラミック基板２１Ｄを形成する。
【０１７１】
詳しくは、セラミック基板２１Ｄを成形する際に、一方面に基準方向に延びる上部凹部６４と下部凹部６５とからなる凹部２４Ｄと、セラミック基板２１Ｄの基準方向と直交する両端部側に上部凹部６４と同一深さで基準方向に延びる段差部６６とを形成すると共に、他方面に下部凹部６５の底面と連通する共通溝３０Ａと、他方面の上部凹部６４と段差部６６との間の領域に共通溝３１及び３２を形成する。
【０１７２】
また、このとき、凹部２４Ｄの基準方向両端部には、溝２６Ａ内のインクの流出を防止する流出防止壁７１を形成する。
【０１７３】
次に、図１８（ｂ）に示すように、上述した実施形態１と同様に、セラミック基板２１Ｄの下部凹部６５の両側の側面を基準方向に亘って研削するこにより平坦な基準面２５Ｄを形成する。本実施形態では、上述した実施形態１と同様に、図示しないダイシングブレードを用いた。
【０１７４】
次に、図１９（ａ）に示すように、セラミック基板２１Ｄの一方面に形成した下部凹部６５に、四角柱形状を有する圧電セラミック２２Ａを接着剤２３を介して埋め込み、基板２０Ｄを形成する。
【０１７５】
次に、図１９（ｂ）に示すように、基板２０Ｄの一方面に基準方向とは直交する方向に所定間隔で複数の溝２６Ａを形成する。
【０１７６】
本実施形態では、セラミック基板２１Ｄの基準方向と直交する方向の両端部側に、段差部６６を設けたため、基準方向と直交する方向に亘って同一の深さの溝２６Ａを形成した。
【０１７７】
また、このような溝２６Ａは、同一の深さで形成するため、複数のワイヤを用いたワイヤソーにより複数個同時に研削して形成することができる。
【０１７８】
また、溝２６Ａを形成することにより、各溝２６Ａと共通溝３１及び３２とが連通し、各溝２６Ａと共通溝３１及び３２とを連通させてインク排出孔３４及び３５を形成する。
【０１７９】
その後、各溝２６Ａの内側に電極２８Ａを形成することで、駆動部２９Ａを形成し、両端の段差部にスペーサ７０を接合すると共に、基板２０Ｄの一方面にノズル開口４１の設けられたノズルプレート４０を接合することで、図１６に示すような本実施形態のヘッドチップ１０Ｄを形成することができる。
【０１８０】
なお、電極２８Ａの形成は、公知のスパッタ、蒸着、電鋳により形成後、各駆動部２９Ａ間の電極をレーザ等により除去するようにしてもよく、また、基板２０Ｄの表面にレジスト等の犠牲膜を塗布してから溝２６Ａの加工を行い、電極２８Ａを形成後に犠牲膜を剥離するリフトオフ工程を行うことにより、必要な部分のみ電極２８Ａを形成するようにしてもよい。
【０１８１】
また、本実施形態では、実施形態１のヘッドチップ１０の他の例を示したが、このような構成のヘッドチップに上述した実施形態２〜４の構成を適用しても同様の効果を得られるものである。
【０１８２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、ヘッドチップの基本的な構成は上述したものに限定されるものではなく、また、各実施形態１〜５を組み合わせた構成としてもよい。
【０１８３】
例えば、上述した実施形態１〜５では、溝２６、２６Ａを基準方向と直交する方向に圧電セラミック２２、２２Ａの列方向に亘って形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、溝を基準方向と直交する方向から所定角度傾斜する方向に形成することで、ノズル列の基準方向の位置が全て異なるようにしてもよい。
【０１８４】
このようにノズル列の基準方向の位置を全て異なるようにすることで、ノズル開口の基準方向のピッチを半分のピッチとすることができ、ヘッドチップが固定されるライン型のインクジェット式記録装置に用いても、高密度印刷を行うことができる。
【０１８５】
また、例えば、上述した実施形態１〜５では、共通溝３０、３０Ａ、３１及び３２が各溝２６、２６Ａに連通し、各溝２６、２６Ａにインクが充填されるようにしたため、水性インク等の導電性のインクを用いた場合、溝２６、２６Ａ内の駆動部２９、２９Ａの対向する電極２８、２８Ａが導通してしまい、インクを吐出することができない。このため、例えば、電極２８、２８Ａとインクとが触れる領域にポリイミド、酸化膜、パリレン等の絶縁膜を設けることで導電性のインクを用いることも可能である。
【０１８６】
また、水性インク等の導電性のインクを用いる場合には、深さの異なる溝を交互に配設することで、共通溝に連通する深さを有する溝（チャンバ）と、共通溝に連通しない深さを有する溝（ダミーチャンバ）とを交互に配設した構造とし、インクが充填されないダミーチャンバ内の電極を個別電極とすると共にチャンバ内の電極を共通電極とすることで、ダミーチャンバ内の対向する電極同士が短絡することなく、チャンバの駆動部毎に独立して駆動することもできる。
【０１８７】
また、上述した実施形態１〜５では、ヘッドチップ１０〜１０Ｄに駆動部２９、２９Ａを各溝２６、２６Ａの長手方向に亘って２箇所設けるようにしたが、駆動部の数及び位置は特に限定されず、駆動部を多く設けることによってさらに複数のノズル列を形成することができ、さらに高密度及び高速印刷を行うことができる。なお、駆動部を３箇所以上設ける場合は、各駆動部の電極同士が短絡しないように溝内から引き出す必要があり、例えば、ノズルプレート側やインク供給孔及びインク排出孔側等から引き出すようにすればよい。
【０１８８】
さらに、上述した実施形態１〜５では、ヘッドチップ１０〜１０Ｄを例示したが、本発明のセラミック基板及びその製造方法は、ヘッドチップ及びその製造方法に限定されるものではなく、例えば、水晶振動子片や圧電セラミック等の機能部材を有する水晶発振デバイスを含む圧電発振デバイスなどにも用いることができる。
【０１８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凹部を有するセラミック基板を成形及び焼成することで、量産を実現できると共に、凹部の少なくとも一方面に機能部材が固定される平坦化された基準面を研削することにより形成することで、機能部材が基準面に対して均一に固定され、機能部材の動作に悪影響を与えることがない。また、基準面のみを研削で形成することで、低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの底面側の平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るヘッドチップの断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態２に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態３に係るヘッドチップの断面図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態４に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態４に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態５に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態５に係るヘッドチップの断面図である。
【図１８】本発明の実施形態５に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施形態５に係るヘッドチップの製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄ  ヘッドチップ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  基板
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ  セラミック基板
２２、２２Ａ  圧電セラミック
２３  接着剤
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ  凹部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ  基準面
２６、２６Ａ  溝
２７、２７Ａ  側壁
２８、２８Ａ  電極
２９、２９Ａ  駆動部
３０、３０Ａ、３１、３２  共通溝
３３  インク供給孔
３４、３５  インク排出孔
４０  ノズルプレート
４１  ノズル開口
５０  ダイシングブレード
６０  第１の凹部
６１  第２の凹部
６３  ブレ防止壁
６４  上部凹部
６５  下部凹部
７０  スペーサ
７１  流出防止壁
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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