(57)【要約】【課題】圧電素子を構成する圧電体の焼成工程である熱処理の影響を受けずに、圧電体と振動板との間に生ずる熱応力の影響をなくして可撓性を向上させたインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】インクジェットヘッドは、インク圧力室３を覆って接合された振動板５を圧電素子２０によって振動させ、インク圧力室３に保有されたインクを吐出するものである。通常、６００℃〜１０００℃といった高温下での焼成が必要とされる圧電素子２０の製造工程を、Ｓｉ基板２上では行わず、Ｓｉ基板２とは別の成膜用基板１３上で行う。製造した圧電素子２０を振動板５上に陽極接合によって接合した後、成膜用基板１３を除去し、さらに圧電素子２０の上電極膜１２および圧電体１１を所定の形状に形成して完成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成されるインク圧力室のインクを、圧電素子により振動板を振動させて加圧し、前記インク圧力室に連通する吐出口から前記インクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記振動板を、前記インク圧力室を覆うように前記基板に接合する工程と、
前記基板とは別の成膜用基板表面に、電極膜を介して圧電体を成膜し焼成して前記圧電素子を形成する工程と、
前記成膜用基板上に形成された前記圧電素子を、前記振動板に接合し、前記成膜用基板を除去する工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドの構造体の製造方法に関し、特に、圧電素子による振動板の振動を利用してインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速、高画質、低消費、低価格のインクジェットプリンタが要求されており、このため低消費電力で駆動可能で、かつ高集積化可能なインクジェットヘッドの形状、構造およびそれらの製造方法が種々考案されている。
【０００３】
従来、インクジェットヘッドからインクを吐出する技術として、インク圧力室にインクを導入し、電気−機械変換素子（以下、「圧電素子」という）を用いてインク圧力室に体積変化を与え、インク圧力室に連通した吐出口からインクを吐出させるピエゾ方式のインク吐出技術が知られている。
【０００４】
圧電素子の製造技術としては、インクジェットヘッドの基体であるＳｉ基板上に中間層と、圧電セラミックスなどの電気−機械変換材料（以下「圧電体」という）層とを順次積層し、その後この圧電体層を高温で焼成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この製造方法において、中間層は焼成中のＳｉ基板と圧電体層との反応を阻止するために配置されている。
【０００５】
また、他の製造技術としては、インクジェットヘッドの基体であるＳｉ基板上に、Ｓｉ酸化膜を振動板として形成し、この振動板上に感光性溶液からなるゾル−ゲル溶液に分散させた圧電体粉末を圧電体膜として成膜し、その圧電体膜を露光現像処理によって所要パターンに形成した後、６００℃〜８００℃でアニ−ル処理する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
さらに他の製造技術としては、インクジェットヘッドの基体であるＳｉ基板上に、Ｓｉ酸化膜を振動板として形成し、このＳｉ酸化膜をエッチングにより凹状に薄片化し、薄型化したＳｉ酸化膜上に圧電素子を構成する下電極と圧電体と上電極とを順次成膜し、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で６００℃〜１０００℃程度の温度で焼成して結晶化させる技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２０７９５７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３８８０７号公報
【特許文献３】
特開平１１−３０９８６７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの従来技術においても，インク吐出のためのエネルギー発生手段である圧電素子を形成するために圧電体を成膜した後に焼成している。そして、この焼成温度が６００℃〜１０００℃と高温であるので、製造されるインクジェットヘッドの部材間には、室温まで降温したときの異種材料間の熱膨張差に起因する残留応力が生じてしまう。その結果、インクジェットヘッドに所定電圧を印加しても、残留応力に阻害されて振動板が所望の変位まで撓まない場合があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、圧電素子によってインクを吐出するピエゾ方式のインクジェットヘッドの製造方法おいて、圧電素子を構成する圧電体の焼成過程がおよぼすインクジェットヘッドへの影響をなくし、振動板が効率よく振動するインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のインクジェットの製造方法は、基板に形成されるインク圧力室のインクを、圧電素子により振動板を振動させて加圧し、インク圧力室に連通する吐出口からインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、振動板を、インク圧力室を覆うように基板に接合する工程と、基板とは別の成膜用基板表面に、電極膜を介して圧電体を成膜し焼成して圧電素子を形成する工程と、成膜用基板上に形成された圧電素子を、振動板に接合し、成膜用基板を除去する工程とを含むことを特徴とする
本発明のインクジェットの製造方法では、通常６００℃〜１０００℃程度の高温での処理が必要な圧電体の焼成を、インクジェットヘッドの基体となるＳｉ基板とは別の成膜用基板上で行う。すなわち、成膜基板上に、圧電素子を構成する上電極膜と圧電体と下電極膜とを順次積層し、圧電体の焼成のための熱処理を実施する。成膜用基板はＳｉ基板とは独立しているため、Ｓｉ基板およびＳｉ基板上に配置された振動板は圧電体焼成時の高温にさらされない。その結果、部材間の残留応力は最小限に抑えられ、製造されるインクジェットヘッドの振動板の可撓性を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１〜５は、本発明によるインクジェットヘッドの製造工程を順に説明するためのインクジェットヘッドの断面図である。
【００１３】
図５に示すように、本実施形態で製造するインクジェットヘッド３０は、下電極膜１０と圧電体１１と上電極膜１２とで構成される圧電素子２０によって振動板５を振動させて、インク圧力室３に保有したインクを吐出するものである。
【００１４】
より詳細には、インクジェットヘッド３０の基体となるＳｉ基板２には、インクを保有するインク圧力室３と、インク圧力室３から連通する流路（不図示）および吐出口（不図示）とが形成されている。インク圧力室３を覆うように、ガラスからなる振動板５がＳｉ基板２に接合面４ａを接合面として陽極接合されている。振動板５の接合面４ａと反対側の面には、端子電極膜８および表面電極膜９を介して、下電極膜１０が接合面４ｂを接合面として陽極接合される。圧電体１１および上電極膜１２は、下電極膜１０上のインク圧力室３の上部の領域のみに形成されている。なお、端子電極膜８および表面電極膜９は、導電体からなる薄膜であり陽極接合工程で使用されるものである。以上の構成のインクジェットヘッド３０では、圧電体１１と、圧電体１１を挟み込むように形成された上電極膜１２および下電極膜１０とで圧電素子２０が構成されており、上電極膜１２および下電極膜１０に電圧を印加して振動板５を撓ませて、インク圧力室３を加圧して不図示の吐出口からインクを吐出することができる。
【００１５】
以下、図１〜５を順に参照してインクジェットヘッド３０の製造工程を説明する。
【００１６】
図１に示すように、インクジェットヘッド３０の基体となるＳｉ基板２上に、Ｓｉ基板と同等の熱膨張係数を有するホウケイ酸ガラスを材料とした振動板５を陽極接合する。振動板５は、取扱い性を考慮して目的の厚さより厚い状態で接合した後、薄膜化する。
【００１７】
Ｓｉ基板２は、陽極接合時に被接合物を高温にする加熱手段（不図示）を備えたヒータ付きプラテン１上に配置される。Ｓｉ基板２には、予めホトリソグラフィ工程およびエッチング工程によってインク圧力室３と、インク圧力室３に連通する流路（不図示）および吐出口（不図示）とを形成しておく。
【００１８】
振動板５とＳｉ基板２とを陽極接合するため、電圧を印加する電源１７にリード線１９を介して電気的に連結された負電極である針状電極１５を振動板５に接続させ、リード線１８を介して電気的に連結された正電極の針状電極１４を、ヒータ付きプラテンに接続させて、実質的にＳｉ基板２を正電極化させる。
【００１９】
このような接続状態で、ヒータ付きプラテン１の加熱手段（不図示）を作動させて、４００℃まで加熱して、電源１７によって振動板５とヒータ付きプラテン１との間に２５０Ｖの電圧を１０分間印加してＳｉ基板２と振動板５とを陽極接合する。このときの陽極接合面は接合面４ａとなる。
【００２０】
陽極接合後、振動板５の上面（図１に示す点線以上の領域）、すなわち圧電素子２０が配置される面を、振動板５の厚さが５μｍになるまで研磨する。こうして振動板５を薄膜化することにより、振動板５の断面二次モーメントが減るので可撓性が向上し、振動板としての機能が高まる。また、研磨された振動板５の上面の表面状態は、従来技術のような、例えば酸化膜としてＳｉ基板上に形成される振動板の表面状態に比べてより平滑となるので、振動板５上に接合される圧電素子２０の密着性を向上することができる。
【００２１】
なお、振動板５の薄膜化方法として、例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）あるいは薄片化研磨を使用することができる。これらの薄膜化方法では、大面積の振動板を一様な厚さに薄膜化可能であるので、高効率的にばらつきを抑えた薄膜化を実施できる。
【００２２】
振動板５を接合し所定の厚さまで薄膜化したら、図２に示すように、Ｓｉ基板２とは別の成膜用基板１３上に、下電極膜１０と圧電体１１と上電極膜１２とで構成される圧電素子２０を製造する。
【００２３】
圧電素子２０を製造するための基体となる成膜用基板１３には、エッチングによって除去可能なＭｇＯ単結晶基板を用い、成膜用基板１３上にＰｔからなる上電極膜１２を成膜し、上電極膜１２上にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を圧電体１１として成膜し、さらに圧電体１１上にＰｔからなる下電極膜１０を成膜する。このように、圧電素子２０を構成する下電極膜１０と圧電体１１と上電極膜１２とを成膜した後、圧電体１１の焼成を目的として、成膜用基板１３に７００℃の高温状態で３０分の熱処理を行い、圧電素子２０を完成した。そして、この圧電素子２０を上述の振動板５へ接合するために、Ａｌからなる表面電極膜９を下電極膜１０上に被着する。
【００２４】
一方、圧電素子２０が接合される振動板５の端部には、後述する陽極接合時に電極を接続させるためのＡｌからなる端子電極膜８を成膜する。より詳細には、端子電極膜８は後述する圧電素子２０と振動板５との陽極接合の際、成膜用基板１３上に被着された表面電極膜９に電気的に結合する位置に成膜され、膜厚は０．１μｍである。
【００２５】
なお、上述した上電極膜１２、下電極膜１０、表面電極膜９、および端子電極膜８の成膜は、例えばスパッタリングよって実施可能であり、圧電体１１の成膜は、例えばゾル−ゲル法によって実施することができる。
【００２６】
以上のように成膜用基板１３上に製造された圧電素子２０を、表面電極膜９を介して既にＳｉ基板２上に接合された振動板５に溶着接合、すなわち二重陽極接合する。
【００２７】
図３に示すように、表面電極膜９と、振動板５上の端子電極膜８とが接するように成膜用基板１３を振動板５上に配置する。上述の陽極接合と同様に、電源１７、リード線１８、１９、そして針状電極１４、１５を使用する。正電極となる針状電極１５を端子電極膜８に接続することで、圧電素子２０の表面に形成された表面電極膜９も正電極となる。一方、負電極である針状電極１４をヒータ付きプラテン１に接続することで、実質的にＳｉ基板２が負電極となる。
【００２８】
以上の接続状態で、ヒータ付きプラテン１を作動させ２００℃の高温状態で、３０分間、電源１７によって端子電極膜８とヒータ付きプラテン１との間に２００Ｖの電圧を印加し陽極接合する。このときの陽極接合面は接合面４ｂとなる。
【００２９】
こうしてＳｉ基板２上に接合された成膜用基板１３を、ウェット選択エッチングで除去して図４に示す状態にした後、さらに、図５に示すようにインク圧力室直上の領域以外の領域の圧電体１１および上電極膜１２を、ホトリソグラフィ工程およびドライエッチング工程にて選択的に除去してインクジェットヘッド３０を完成する。下電極膜１０は除去せずに、上述の工程によって形成される複数の上電極膜１２に対する共通電極とすることが好ましい。
【００３０】
以上説明したように本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法では、圧電体１１の焼成をＳｉ基板とは別の成膜用基板１３上で実施している。したがって、インクジェットヘッド３０の基体となるＳｉ基板２およびＳｉ基板２上に配置された振動板５は、圧電体１１を焼成するための６００℃〜１０００℃（本実施形態では７００℃）といった高温にさらされないため、各材料の熱膨張差に起因する残留応力の影響をなくすことができ、残留応力に起因する振動板５の可撓性低下を防止することができる。つまり、本実施形態によって製造されたインクジェットヘッド３０は、エネルギー効率よく振動板５が撓むので駆動電力の省電力化を実現できる。また、可撓性がよいため振動板５の高速の変位動作が可能であり、高速印字および高精細記録を実現できる。
【００３１】
また、振動板５は、貼り付けられたガラス基板を薄膜化することによって形成されているので、Ｓｉ基板２上に予めインク圧力室３などを形成しておくことができ、製造の効率化を実現できる。すなわち、従来技術の一つとして提案されている酸化膜を用いた振動板形成では、製造工程上、Ｓｉ基板上に予めインク圧力室などを形成しておけないが、本実施形態によれば振動板５を陽極接合によって貼り付けるのでＳｉ基板２に事前の加工を施すことができ、製造効率を向上できる。
【００３２】
加えて、Ｓｉ基板２と振動板５との接合、および振動板５と圧電素子２０との接合を陽極接合によって実施しているので、接着剤等を使用する接合法と比較すると、接着材層などの余分な中間層が形成されない。振動エネルギーを吸収する中間層が形成されないので、振動板を可撓性よく接合することができる。かつ、中間層を有することなく被接合物どうしが直接的に接合されるので、経時変化も抑えられる。
【００３３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１枚のガラス基板で振動板を構成したが、複数のガラス基板で振動板を構成したものであっても本発明を適用することができる。
【００３４】
すなわち、本実施形態では図１０に示すように、第１の振動板１０５ａ、第２の振動板１０５ｂ、および２枚の振動板１０５ａ、１０５ｂに挟まれた中間電極膜１０５ｃによって構成される振動板ユニット１０５を用いたインクジェットヘッド１３０を製造する方法を説明する。
【００３５】
インクジェットヘッド１３０は、上述の振動板ユニット１０５以外の構造については実質的に第１の実施形態で説明したインクジェットヘッド３０と同一であるので、説明は省略し、同一部分は図１〜５と同様の符号で示す。
【００３６】
以下、図６〜１０を順に参照してインクジェットヘッド１３０の製造工程を説明する。
【００３７】
はじめに、図６に示すように複数の振動板１０５ａ、１０５ｂからなる振動板ユニット１０５を製造する。作業性を考慮して、それぞれ目的の板厚以上の板厚を有する第１の振動板１０５ａと第２の振動板１０５ｂとを用意する。第１の振動板１０５ａ上に、Ａｌからなる中間電極膜１０５ｃを成膜して、中間電極膜１０５ｃを挟み込むように、第１の振動板１０５ａと第２の振動板１０５ｂとを陽極接合によって接合して２枚の振動板１０５ａ、１０５ｂを積層する。そして、Ｓｉ基板２へ接合される第１の振動板１０５ａの図中矢印以下の領域を研磨またはＣＭＰによって除去して第１の振動板１０５ａを目的の厚さまで薄膜化する。
【００３８】
なお本実施形態では、第１の振動板１０５ａおよび第２の振動板１０５ｂのいずれの材料もホウケイ酸ガラスを用いた。
【００３９】
こうして第１の振動板１０５ａが所定の厚さまで研磨された振動板ユニット１０５を、図７に示すように、陽極接合によってＳｉ基板２に接合する。第１の実施形態同様、予め形成されたインク圧力室３を覆うようにＳｉ基板２上に振動板ユニット１０５を配置する。そして、電源１７を用い、正電極である針状電極１４をＳｉ基板２を搭載しているヒータ付きプラテン１へ、一方の負電極である針状電極１５を中間電極膜１０５ｃへ接続する。
【００４０】
このような接続状態で、ヒータ付きプラテン１を作動させ２００℃の高温状態で、３０分間、電源１７によって中間電極膜１０５ｃとヒータ付きプラテン１との間に２００Ｖの電圧を印加し陽極接合する。このときの陽極接合面は接合面４ａとなる。その後、第２の振動板１０５ｂの図中点線以上の領域を薄膜化研磨等によって除去して目的の厚さになるように薄膜化することで、２枚の振動板１０５ａおよび１０５ｂと中間電極膜１０５Ｃとで構成される振動板ユニット１０５の可撓性を向上させる。
【００４１】
なお、この陽極接合工程で針状電極１５の接続部を確保するために、第１の振動板１０５ａおよび第２の振動板１０５ｂとの２枚を接合する際、中間電極膜１０５ｃが第２の振動板１０５ｂに覆い隠されないようにすることが好ましい。
【００４２】
図８に示すように、振動板ユニット１０５上に配置される圧電素子２０は、第１の実施形態同様、成膜用基板１３上で成膜および焼成される。すなわち、第１の実施形態同様に成膜用基板１３上にＰｔからなる上電極膜１２と、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電体１１と、Ｐｔからなる下電極膜１０とを順次成膜し、圧電体１１の焼成を目的として、成膜用基板１３に７００℃の高温状態で３０分の熱処理を加えた後、下電極膜１０の表面にＡｌからなる表面電極膜９を被着する。
【００４３】
一方のＳｉ基板２上には、圧電素子２０を振動板１０５へ陽極接合するためのＡｌからなる端子電極膜８を第１の実施形態同様に振動板１０５の端部に形成する。
【００４４】
圧電素子２０と振動板１０５との陽極接合、すなわち二重陽極接合は、図９に示すように、正電極をヒータ付きプラテン１（Ｓｉ基板２）および端子電極膜８とし、負電極を中間電極膜１０５ｃとして実施する。具体的には、リード線１８によって電源１７の正電極に結合する正電極である針状電極１４、１５をそれぞれ端子電極膜８、ヒータ付きプラテン１に接続し、負電極である針状電極１６はリード線１９を介して中間電極膜１０５ｃに接続する。このような接続状態で、ヒータ付きプラテン１を作動させ２００℃の高温状態で、２０分間、電源１７によって中間電極膜１０５ｃとヒータ付きプラテン１との間および中間電極膜１０５ｃと端子電極膜８との間に２００Ｖの電圧を印加し陽極接合する。このときの陽極接合面は接合面４ｂとなる。
【００４５】
このような接続状態で陽極接合することで、既に陽極接合した振動板５とＳｉ基板２との接合面４ａの剥がれを防止することができる。
【００４６】
その後、図１０に示すように、第１の実施形態同様、成膜用基板１３をウェット選択エッチングで除去した後、さらに、インク圧力室３の直上の領域以外の領域の圧電体１１および上電極膜１２を、ホトリソグラフィ工程およびドライエッチング工程にて選択的に除去してインクジェットヘッド１３０を完成する。
【００４７】
以上説明したように、第２の実施形態では、導電体からなる中間電極膜１０５ｃを挟むように複数の振動板１０５ａ、１０５ｂを積層して形成した振動板ユニット１０５を有するインクジェットヘッド１３０の製造方法においても本発明を利用することができ、第１の実施形態同様の効果に加え、第１の実施形態に比べより安定的な陽極接合を実現できる。
【００４８】
なお、第１および第２の実施形態では振動板にホウケイ酸ガラスを用いたが、この他にも例えばソーダライムガラスあるいはアルミノケイ酸ガラスであってもよい。
【００４９】
また、端子電極膜および中間電極膜にＡｌを用いたが、この他にも導電性を有する物質、例えばＩｎ、Ａｇ，Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｐｄ，Ｐｂであってもよい。
【００５０】
また、第１および第２の実施形態では端子電極膜の膜厚を０．１μｍとしたが、膜厚はできるだけ薄い方がよい。より好ましくは、図１１に示すように終端の膜厚を０．１μｍとして振動板の中心に向かって傾斜するテーパを有するくさび形状であることがより好ましく、振動板５と表面電極膜９との隙間を狭くすることで両部材の密着性を上げ、接合強度を向上させることができる。
【００５１】
さらには、圧電体としてＰＺＴを用いたが、この他にも例えば水晶、ぺロブスカイト系結晶、タングステンブロンズ系結晶あるいはウルツ鉱型結晶でもよく、好ましくは、ＰＺＴ系（チタン酸ジルコン酸鉛）、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ニオブ酸リチュウム、タンタル酸リチュウム、ニオブ酸バリウムナトリウム、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＢｅＯおよびＣｄＳでもよく、あるいはこれらの積層膜、あるいはこれらのバルク焼結体でもよい。
【００５２】
成膜用基板としてＭｇＯ基板を用いたが、この他にも例えばＳｉ基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板でもよく、あるいは単結晶基板の表面を多孔質であるポーラス形状に陽極酸化した表面を有する基板でもよい。すなわち、選択的なエッチングによって除去できる材料であればよい。特に、ポーラス形状の表面を有する単結晶基板を用いれば、ポーラス形状部のエッチングレートが母材の単結晶よりもがより大きいので、成膜用基板と上電極との分離をエッチングによってより速やかに行うことが可能になる。
【００５３】
また、針状電極の接合すなわち電極取りを容易にするために、成膜用基板を振動板上に配置する際、成膜用基板が端子電極膜を覆い隠さないように、成膜用基板、振動板、あるいは端子電極膜の形状を適宜設定するのが好ましい（図３および図９参照）。
【００５４】
本発明により製造されたインクジェットヘッドを備えるインクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置を図１２および図１３を参照して説明する。
【００５５】
図１２は、上述したような方法により製造されたインクジェットヘッドを備えたインクジェットカートリッジの一例を示す斜視図である。図１３は、図１２に示すインクジェットカートリッジを搭載可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
【００５６】
図１２に示すインクジェットカートリッジ３１は、第１の実施形態で製造したインクジェットヘッド３０と、インクジェットヘッド３０に供給するインクを保有するインクタンク３２とで構成されている。インクジェットヘッド３０のインク圧力室３（図５参照）とインクタンク３２とが不図示の流路によって連通しており、インクタンク３２に保有されたインクがインクジェットヘッド３０の吐出口３３から吐出できるように構成されている。また、インクジェットカートリッジ３１は、外部から供給される駆動電源を導入するための電気的接続部（不図示）を有している。これにより、インクジェットヘッド３０の圧電素子２０を駆動させることができる。
【００５７】
図１３に示すインクジェット記録装置５０は、上述したインクジェットカートリッジ３１を搭載するキャリッジ５１と、記録紙Ｐを搬送する搬送ローラ５３と、記録紙Ｐを保持するプラテン５４と、これら各機構の駆動制御を行う不図示の駆動制御部とを有し、インクジェットヘッド３０から記録紙Ｐにインクを吐出して記録を行う装置であり、図示する状態はインクジェットカートリッジ３１を搭載した状態である。
【００５８】
キャリッジ５１は、記録紙Ｐの幅方向と平行に配置されたガイド軸５２に支持されており、不図示の駆動手段によってガイド軸５２に沿って往復走査する。また、キャリッジ５１は、インクジェットカートリッジ３１に電源を供給するための電気的接続部（不図示）を有しており、搭載されるインクジェットヘッドカートリッジ３１の電気的接続部と接触して駆動制御部からの駆動信号をインクジェットヘッド３０に伝達できる。インクジェットカートリッジ３１は、その吐出口３３が記録紙Ｐと対向するように、着脱可能にキャリッジ５１に搭載される。吐出口３３と対向する領域にはプラテン５４が配置されており、記録時には、プラテン５４の上面で記録紙Ｐを保持する。プラテン５４に対して、記録紙Ｐの搬送方向の上流および下流となる位置には２対の搬送ローラ５３が配置されており、搬送ローラ５３によって記録紙Ｐが搬送される。
【００５９】
以上のように構成されたインクジェット記録装置５０による記録は以下のように実施される。すなわち、搬送ローラ５３によってプラテン５４上に記録紙Ｐが搬送され、記録紙Ｐ上を記録紙の幅方向にキャリッジ５１が往復走査しながら、駆動制御部からの駆動信号に応じてインクジェットヘッド３０の吐出口３３からインクを吐出して記録を行う。
【００６０】
以上に説明したインクジェット記録装置では、本発明によって製造されたインクジェットヘッドを備えたインクジェットカートリッジを用いて記録を行うため、省電力駆動が可能となり、かつ、記録紙Ｐへの高速印字および高精細記録が実現される。
【００６１】
なお、上述したインクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置では、上述した第１の実施形態によって製造したインクジェットヘッドを使用したが、第２の実施形態によって製造されるインクジェットヘッドを使用しても同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、インクジェットカートリッジは、上述したようなインクジェットヘッドとインクタンクとが一体的に形成されたものに限らず、インクジェットヘッドとインクタンクとが分解できるものであってもよい。こうした構成にすることで、インクタンクのみを交換することが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば６００℃〜１０００℃といった高温下の焼成が必要とされる圧電素子の製造を、Ｓｉ基板上に接合された振動板上で行わず、Ｓｉ基板とは別の成膜用基板上で行うことにより、従来の製造方法において問題であった、圧電素子を構成する圧電体を焼成する際の高温状態に起因して圧電体と振動板との間に生ずる熱応力の影響をなくすことができる。その結果、残留応力に起因する振動板の可撓製低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおける、Ｓｉ基板と振動板との接合工程を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおける、成膜用基体上での圧電素子の製造工程を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおける、振動板上への圧電素子の接合工程を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおける、成膜用基板の除去工程を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図６】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおける、複数の振動板で構成される振動板ユニットの製造工程を示す断面図である。
【図７】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおける、Ｓｉ基板上への振動板ユニット接合工程を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおける、成膜用基体上での圧電素子の製造工程を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおける、振動板ユニット上への圧電素子の接合工程を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図１１】圧電素子の密着性を向上させるための端子電極膜形状の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明により製造されたインクジェットヘッドを備えたインクジェットカートリッジの一例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すインクジェットカートリッジを搭載可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  ヒータ付きプラテン
２  Ｓｉ基板
３  インク圧力室
４ａ、４ｂ  （陽極接合の際の）接合面
５  振動板
１０５  振動板ユニット
１０５ａ  第１の振動板
１０５ｂ  第２の振動板
１０５ｃ  中間電極膜
８  端子電極膜
９  表面電極膜
１０  下電極膜
１１  圧電体
１２  上電極膜
１３  成膜用基板
１４、１５、１６  針状電極
１７  電源
１８、１９  リード線
２０  圧電素子
３０、１３０  インクジェットヘッド
３１  インクジェットカートリッジ
３２  インクタンク
３３  吐出口
５０  インクジェット記録装置
５１  キャリッジ
５２  ガイド軸
５３  搬送ローラ
５４  プラテン
Ｐ  記録紙
【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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