(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板部と電極とが所定の間隔を置いて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、前記振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧しノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記振動板部は電極側に絶縁層を有し、
前記静電アクチュエータへのパルス印加時間を計測する計測部を有する静電アクチュエータの駆動エージング装置を備え、
前記吐出室に液体を充填しない状態で、前記振動板部と前記電極との間に、極性の異なる正または逆の１パルスを１回とし、前記振動板部と前記電極とが当接するよう、静電アクチュエータの使用駆動条件より短いパルス周期で、少なくとも５０００万回繰り返すことに相当するパルス印加時間を計測して、前記振動板部と前記電極との相対変位量を安定化させる静電アクチュエータのエージング工程と、
前記静電アクチュエータのエージング工程終了後に、インクを充填して吐出検査を行う工程と、
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２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴吐出ヘッドを搭載した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、静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に係り、詳しくは静電アクチュエータの振動板部とこれに所定の間隔を置いて対向配置された電極との相対変位量を安定化させる初期の駆動エージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動板部と、振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とからなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの駆動方法として、以下の内容が知られている。
【０００３】
この液滴吐出ヘッドは、ノズルと、ノズルに連通するインク流通路と、インク流通路の一部に設けられた振動板と、振動板に対向して設けられた電極とを有し、振動板を静電気力を用いて変形させることによりノズルからインク液滴を吐出して記録を行うインクジェットヘッドである。その駆動方法は、振動板と電極との間に第１の極性の電圧を印加する第１の駆動形態で振動板を変形させてノズルからインク液滴の吐出を行わせると共に、少なくとも１回の第１の駆動形態によるインク液滴の吐出動作毎に、振動板と電極との間に第１の極性とは逆の第２の極性の電圧を印加する第２の駆動形態で振動板を変形させてノズルからインク液滴の吐出を行わせることが公知である（特許文献１）。
【０００４】
この駆動方法によれば、第１の極性を正とし、第２の極性を逆とすると正逆の駆動電圧パルスを印加して、インク液滴の吐出を行いながら、同時に振動板と電極との間に発生した残留電荷を除去することができる。この結果、振動板と電極との間の相対変位量を一定に保持してインク液滴の吐出を行うことができるようにしている。
【０００５】
またノズルと、このノズルに連通するインク流路と、該流路の一部に設けられた振動板と、振動板に対向して設けられた電極とからなるアクチュエータとを有し、振動板を変形させ、ノズルからインク液滴を吐出し、記録を行う印刷装置の駆動方法において、通常の記録時には、振動板を変形させる第１の電圧を印加し、所定時に、振動板の変位量を安定させるために、第１の電圧とは極性が異なり、且つ振動板が電極に接触する電圧値以上の大きさの第２の電圧を印加することが知られている（特許文献２）。
【０００６】
この場合、振動板と電極との間に発生した残留電荷を除去し、振動板の変位量を安定させるために印加する第２の電圧は、振動板と電極とが当接する当接電圧以上とすることがより大きな効果が得られるとしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１３６４１３号公報。
【特許文献２】特開平７−２１４７７５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の駆動方法では、振動板と電極との間の相対変位量は、駆動を続けることによって経時的に変化してゆくことが判明した。またインクジェットヘッドを構成する静電アクチュエータの製造バラツキにより、インクジェットヘッドの個体毎に前記相対変位量の経時変化率が異なることも明確になっている。
【０００９】
この要因は、振動板と電極との間に電圧を印加すると静電気力で振動板が電極側に接触することによる接触帯電で、振動板と電極との間に存在する誘電体に電荷が残留することであると考えられる。この残留電荷が作り出す電界によって、振動板と電極との間のギャップが狭まる方向に徐々に変位し、その結果として相対変位量が一定となるように変化することによる。
【００１０】
振動板と電極との間のギャップが狭まって相対変位量が低下すると、この静電アクチュエータが最適な駆動条件から外れたところで駆動されることになり、吐出されるインクの吐出量や吐出スピードが低下して印字濃度や画素ずれ等の印字品質不良や画素抜け等の信頼性の低下を招くという問題点があった。
【００１１】
またこの誘電体としては、例えば、振動板と電極との接触による電気的な短絡を防ぐために設けられた絶縁層や、振動板と電極とが吸着したまま保持されることを防ぐために、振動板または電極の表面を処理した表面処理剤などが相当する。これらは、静電アクチュエータの製造工程で加工される際に膜厚や膜質などの加工状態が変動するため、製造された静電アクチュエータ毎にバラツキを持つこととなる。
【００１２】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、駆動時における振動板部と電極との相対変位量が経時的に変化しにくく、ほぼ一定した相対変位量を維持できる静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、これらの製造方法を用いた静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置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】
【００１３】
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、振動板部と、振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有し、振動板部と電極との間に電圧を印加することにより振動板部を静電気力によって変位させる静電アクチュエータの製造方法において、振動板部と電極との間に極性の異なるパルスを所定の印加条件で印加することにより、振動板部と電極との相対変位量を安定化させるエージング工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、振動板部と電極との間に極性の異なるパルスを所定の印加条件で印加するエージング工程を備えているため、静電アクチュエータの駆動により、振動板部と電極との間の誘電体に発生した残留電荷を除去して、振動板と電極との相対変位量を安定化させることができる。ゆえに一定した相対変位量を有する静電アクチュエータを製造することができる。
【００１５】
この場合、エージング工程において、振動板部と電極との間に印加する極性の異なるパルスの所定の印加条件は、静電アクチュエータの駆動条件のパルス電位、パルス幅、パルス周期、パルス印加回数のうち少なくとも１つを使用駆動条件と異なる設定とした加速条件とすることが好ましい。ここで「使用駆動条件」とは、静電アクチュエータを実際に駆動して使用するときの条件である。
【００１６】
この構成によれば、振動板部と電極との間に印加する極性の異なるパルスの所定の印加条件は、静電アクチュエータの駆動条件のパルス電位、パルス幅、パルス周期、パルス印加回数のうち少なくとも１つの設定を使用駆動条件と異なる条件で実施すれば、振動板部と電極との間に発生した残留電荷の除去を加速して実施することにより、エージング期間を短縮することができる。例えば、パルス周期を短縮して駆動することにより加速することができる。
【００１７】
またこの場合、エージング工程において、振動板部と電極との間に印加する極性の異なるパルスの所定の印加条件は、静電アクチュエータの使用駆動条件に相当する条件としてもよい。
【００１８】
これによれば、静電アクチュエータの使用駆動条件に相当する条件でエージングを実施することにより、使用状態を想定したエージングを行うことができる。また過度の条件で駆動してエージングすることで静電アクチュエータを破壊してしまうような不良の発生を防止することができる。
【００１９】
またこの場合、エージング工程において、振動板部と電極との間に印加する極性の異なるパルスの所定の印加条件は、静電アクチュエータの使用駆動条件に相当する条件であるパルス電位、パルス幅、パルス周期を用い、振動板部と電極との相対変位量が安定するまで繰り返し印加して、所定の回数行うことが好ましい。
【００２０】
さらには、所定の回数は、極性の異なる正または逆の１パルスを１回とし、少なくとも５０００万回行うことが好ましい。
【００２１】
これらの構成によれば、静電アクチュエータは、その製造工程において個々に特性のバラツキを持っており、この製造のバラツキを考慮して振動板部と電極との相対変位量が安定する所定の回数のパルスを印加することで、一定の相対変位量を有する静電アクチュエータを効率よく製造することができる。そして、所定の回数は、極性の異なる正または逆の１パルスを１回とし、少なくとも５０００万回行えば静電アクチュエータの相対変位量を安定化させることができる。
【００２２】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板部と電極とが所定の間隔を置いて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧しノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、上記本発明の静電アクチュエータのエージング工程を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドを構成する静電アクチュエータには、振動板部と電極との相対変位量を安定化させるためのエージング工程が施されるため、振動板部と電極の相対変位量が一定で安定した静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００２４】
またこの場合、吐出室に液体を充填しない状態で、静電アクチュエータのエージング工程を行うことが好ましい。これによれば、液滴を吐出しない状態でエージングすることによって、液滴の無駄な吐出をさけることができ、効率的な液滴吐出ヘッドの製造が可能となる。
【００２５】
本発明の静電アクチュエータは、上記発明の静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。これによれば、製造工程で振動板部と電極との相対変位量のバラツキを有した静電アクチュエータにエージング工程を施すことによって一定に安定化させることができる。
【００２６】
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記発明の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。これによれば、振動板部と電極の相対変位量が一定で安定した静電アクチュエータを備え、液滴の吐出特性が経時的に変化しにくい信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００２７】
本発明の液滴吐出装置は、上記発明の液滴吐出ヘッドを搭載していることを特徴とする。これによれば、液滴の吐出特性が経時的に変化しにくい信頼性の高い液滴吐出ヘッドを搭載しているため、安定した吐出品質と高い吐出信頼性を有する液滴吐出装置を提供することができる。
【００２８】
尚、本発明の液滴吐出装置とは、液体としてインクを用いたインクジェットプリンタ等の記録装置や液体としてカラーフィルタ材料、発光材料、金属配線材料などの機能液を用いて液滴吐出ヘッドから基板（ワーク）上に吐出して前記機能液からなるカラーフィルタ層、発光層および金属配線等を描画する描画装置を含むものである。
【００２９】
本発明の静電アクチュエータの駆動エージング装置は、振動板部と、振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有し、振動板部と電極との間に電圧を印加することにより振動板部を静電気力によって変位させる静電アクチュエータの駆動エージング装置であって、静電アクチュエータを駆動させるための極性の異なる正逆パルスを発生するパルス発生器と、静電アクチュエータを駆動させる駆動回路とパルス発生器とを電気的に接続する信号線ケーブルと、静電アクチュエータを駆動したパルス回数をカウントするかまたはパルス印加時間を計測する計測部と、少なくとも１つの静電アクチュエータの駆動エージングを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、本発明の静電アクチュエータの駆動エージング装置は、上記の構成を備えているため、この駆動エージング装置を用いて静電アクチュエータに所定の駆動条件でエージングを施すことにより、振動板部と電極との相対変位量が一定の安定した静電アクチュエータを製造することができる。またこの駆動エージング装置は、静電アクチュエータを駆動したパルス回数をカウントするかまたはパルス印加時間を計測する計測部を備えているため、エージングに必要な所定のパルス回数またはパルス印加時間を確実に印加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
まず本発明の一実施形態であるインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタについて、図１に基づいて説明する。図１は、インクジェットプリンタの構造を示す概略図である。詳しくは、インクジェットヘッド１０が搭載されたキャリッジの走査方向から見た概略図である。
【００３２】
図１に示すとおり、インクジェットプリンタ４００は、記録紙４０１と、記録紙４０１を送る送りローラ４０２，４０５と、送りローラ４０２，４０５に対応して記録紙４０１を押さえる押さえローラ４０３，４０４と、インクジェットヘッド１０のノズル面４４が、記録紙４０１の印字面と所定の間隔で平行となるようにベース部材４３を介してキャリッジ４０６に固定された液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１０と、キャリッジ軸４０８に軸支されたキャリッジ４０６を図示しない駆動機構と連結して移動させるベルト４０７と、インクジェットヘッド１０のガラス面４５に接合したインク供給管４１と、インク供給管４１に繋がって貯留したインクを供給するインクタンク部材４０９とで構成されている。
【００３３】
このインクジェットプリンタ４００は、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド１０を搭載しており、インクジェットヘッド１０のガラス面４５に接合したインク供給管４１を通じてインクタンク部材４０９からインクが供給される。すなわちインク供給方向Ｋとインク吐出方向Ｌが同一方向となるように構成されている。したがって、インクジェットヘッド１０が駆動されると、インク滴４２がノズル面４４と平行に位置した記録紙４０１に吐出され、キャリッジ４０６の走査と記録紙４０１の送りによって印刷される。
【００３４】
次に本実施形態のインクジェットヘッドについて説明する。図２は、インクジェットヘッド１０の構造を示す概略断面図である。このインクジェットヘッド１０は、フェイスインクジェット方式であり、電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２およびノズル４を有するノズルプレート３からなる３層構造となっている。
【００３５】
ガラス基板１には、振動板部５に所定の間隔を置いて対向配置される電極１１と、この電極１１のリード部１２と端子部１３とが凹部１５の底面に形成されている。そして、ガラス基板１とシリコン基板２を接合することにより、振動室９内に振動板部５と電極１１とが所定の間隔で配置された電気機械変換素子１８が形成されている。また振動室９は、端子部１３の上部でガラス基板１とシリコン基板２との隙間を封止することで密閉された状態となっている。さらに、ガラス基板１とシリコン基板２とを貫通しインクを共通インクキャビティであるリザーバ８に供給するためのインク取入口１４が形成されている。
【００３６】
シリコン基板２には、振動板部５を底面としノズル４に連通した吐出室６となる凹部２２と、共通インクキャビティであるリザーバ８となる凹部２４と、吐出室６とリザーバ８とを繋ぐオリフィス７を構成する細溝２３とが形成されている。
【００３７】
ノズルプレート３には、インクを吐出するためのノズル４と、オリフィス７を構成するもう一方の凹部１７とが形成されている。
【００３８】
接合されたガラス基板１とシリコン基板２にさらにノズルプレート３を接合することによって、インク取入口１４に繋がったリザーバ８と、リザーバ８にオリフィス７を経由して繋がった吐出室６とからなるインク流路が形成されている。
【００３９】
このインクジェットヘッド１０は、振動板部５に所定の間隔で対向配置された電極１１にリード部１２を介して繋がった端子部１３と、シリコン基板２に設けられた共通電極２６との間に静電アクチュエータ１９を駆動するドライバＩＣ５０を実装したＦＰＣ（フレキシブル回路基板）を接続して外部から信号を入力し電圧を印加する。
【００４０】
インクジェットヘッド１０は、電圧印加により静電気力で振動板部５は電極１１に引き寄せられ、この電圧印加を解除すると振動板部５は元の位置に戻る。この振動によって、振動板部５を底面とする吐出室６に充填されたインクを加圧して、ノズル４からインク液滴を吐出する。
【００４１】
尚、使用されるインクは、水、アルコール等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔料とを溶解または分散させることにより調整される。さらに、インクジェットヘッド１０にヒーター等を付設すれば、ホットメルトタイプのインクも使用できる。また本実施形態のインクジェットヘッド１０は、フェイスインクジェット方式であるが、インクを吐出するノズル４をシリコン基板２またはノズルプレート３の端面に開口させたエッジインクジェット方式であってもよい。
【００４２】
次にこのインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法は、図２に示すような概略断面構造のインクジェットヘッド１０をウェハ状のガラス基板、シリコン基板に複数区画形成して製造する方法である。また、１つのインクジェットヘッド１０には、複数のノズル４とこれに対応したインク流路および静電アクチュエータ１９が区画されている。そしてこの製造方法は、静電アクチュエータ１９の電気機械変換素子１８である振動板部５と電極１１との相対変位量を安定化させるエージング工程を備えている。
【００４３】
ガラス基板１は、厚み１ｍｍのホウ珪酸ガラスを用いており、電極１１を振動板部５に所定の間隔で対向配置させるための凹部１５をおよそ０．３μｍの深さにエッチングする。エッチング方法としては、ガラス基板１のエッチング面以外の表面をＣｕ−Ａｕでマスクし、常温でフッ化アンモニウムと過酸化水素水の混合液にガラス基板１を浸漬する方法で行う。
【００４４】
次に電極となるＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜をスパッタ法または蒸着法等でおよそ０．１μｍの厚みに成膜し、フォトリソグラフィ方式で所定の形状に電極１１とリード部１２および端子部１３を凹部１５の底面に形成する。
【００４５】
シリコン基板２は、シリコンの単結晶基板を厚みおよそ２００μｍに両面研磨したものを用いている。そして、大気中にて１１００℃で１時間加熱することにより熱酸化し、全面にＳｉＯ２の酸化膜をおよそ０．１μｍの厚みで形成する。この酸化膜は、振動板部５と電極１１とが接触することにより電気的に短絡することを防ぐ絶縁層２５として機能する。またこの絶縁層２５は、振動板部５と電極１１との間に存在する誘電体の１つである。
【００４６】
インク流路となる凹部２２，２３，２４は、絶縁層２５が形成されたシリコン基板２を、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液に浸漬するウェットエッチング方式により振動板部５の厚みがおよそ２μｍとなるようにエッチングする。
【００４７】
またシリコン基板２の共通電極２６は、インク流路となる凹部２２，２３，２４をマスキングして、Ｐｔ（白金）を真空蒸着法または真空スパッタ法で成膜して形成する。
【００４８】
次に電極１１が形成されたガラス基板１と振動板部５が形成されたシリコン基板２とを接合する。この接合方法は、ガラス基板１をマイナス電極に、シリコン基板２をプラス電極に接続して３００〜４００℃の温度で５分間程度７００〜９００Ｖ印加する陽極接合により行う。これにより振動板部５と電極１１とは、およそ０．２μｍの間隔（ギャップ）を置いて接合される。
【００４９】
接合されたガラス基板１とシリコン基板２は、ガラス基板１の端子部１３上で隙間を有しており、この隙間をエポキシ樹脂等の封止材で気密封止する。これによって振動室９は、密閉された状態となる。
【００５０】
さらにガラス基板１とシリコン基板２とを貫通しリザーバ８に通ずる貫通孔をダイヤモンドドリルやレーザー等の孔明け方式で形成してインク取入口１４とする。
【００５１】
ノズルプレート３は、シリコン基板２と同様にシリコン薄板を用いており、オリフィス７となる凹部１７は、シリコン基板２のインク流路と同様な方法で異方性エッチングされて形成する。そしてノズル４は、腐食性ガスを用いたプラズマエッチングによりドライエッチングして１度に複数個分を開口させる。
【００５２】
次に接合されたガラス基板１とシリコン基板２にさらにノズル４を有するノズルプレート３をエポキシ系熱硬化型の接着剤等を用いて接着し、ノズル４に連通する吐出室６と、
リザーバ８と、リザーバ８と吐出室６とを繋ぐオリフィス７とからなるインク流路を形成する。
【００５３】
このようにして形成されたインクジェットヘッド１０が複数区画形成された３層構造体を所定の位置でダイシング等の方法により切断して１つのインクジェットヘッド１０を取り出す。さらに前述のようにガラス基板１の端子部１３と、シリコン基板２の共通電極２６との間に駆動回路を有するＦＰＣをＡＣＦ（異方性導電フィルム（Anisotropic  Conductive  Film））等を用いて接合する。
【００５４】
次にインクジェットヘッド１０のエージング工程について図３、図４に基づいて説明する。図３は、エージング装置を示す概略図である。上記のようにして駆動回路が接続され組立てられたヘッドユニット１００は、振動板部５と電極１１との間に絶縁層２５を有している。またこの絶縁層２５は、誘電体であるため、その成膜時の膜厚、膜質等のバラツキは、個々の静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との相対変位量のバラツキを生じさせる。
【００５５】
エージング工程は、ヘッドユニット１００をエージング装置２００に接続して、振動板部５と電極１１との間に極性の異なるパルスを所定の印加条件で印加することにより、振動板部５と電極１１との相対変位量を安定化させる初期の駆動エージングを行う工程である。
【００５６】
図３に示すようにエージング装置２００は、エージングチェッカ２０１と、エージングチェッカ２０１から複数（１２個）のヘッドユニット１００に信号を送るためのフレキシブルフラットケーブル（以降ＦＦＣと呼ぶ）２０７を分岐する分岐ＢＯＸ２０６と、ＦＦＣ２０７の先端部に各ヘッドユニット１００を固定するための複数のクリップコネクタ２０８とで構成されている。
【００５７】
ヘッドユニット１００には、入力用のＦＦＣ１０１を有しており、このＦＦＣ１０１をクリップコネクタ２０８に取り付けることによって、ヘッドユニット１００は、エージングチェッカ２０１と接続され駆動される。
【００５８】
図４は、エージング装置の電気的な構成を示すブロック図である。エージングチェッカ２０１には、駆動用のパルスを所定の印加条件で発生させるパルス発生器２０２と、発生したパルスをカウントするカウンタ２０３と、エージング装置２００を操作し、その状態を表示する表示部を有する操作・表示部２０４と、複数（１２個）のヘッドユニット１００にＦＦＣ２０７を経由して接続し駆動用のパルスを送ると共にこれを制御する制御部２０５とを備えている。
【００５９】
所定の印加条件は、エージングチェッカ２０１の操作・表示部２０４を操作してパルス電位、パルス幅、パルス周期、パルス印加回数を入力することにより設定される。制御部２０５は、駆動条件が設定されエージングがスタートすると所定の駆動パルスを各ヘッドユニット１００に送り駆動すると共に、カウンタ２０３の信号を受けて所定のパルス印加回数に到達すると駆動パルスを止めてエージングを終了させる。
【００６０】
尚、本実施形態では、パルス印加回数をカウンタ２０３で計数しているが、１パルスのパルス周期により印加時間を計時する方法を用いてもよい。
【００６１】
エージング工程における所定の印加条件は、インクジェットヘッド１０に実際にインクを充填させて吐出駆動する使用時と同じ条件（使用駆動条件）に相当するパルス電位、パルス幅、パルス周期を用い、パルス印加回数として、極性の異なる正または逆の１パルスを１回とし、少なくとも５０００万回印加する。この場合、インクジェットヘッド１０には、インクは充填しない状態で駆動エージングを行う。
【００６２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、エージングにおける駆動パルスを示すタイミングチャートである。図５（ａ）は、印字動作のタイミングパルスを示しており、図５（ｂ）は、印字動作毎に出力される通電パルスを示している。また図５（ｃ）は、インクジェットヘッド１０の各ノズルの駆動電圧波形を示している。この駆動波形は、電極１１と共通電極２６の間の電位差を表している。
【００６３】
図５（ｃ）に示すように、エージング工程では、電極１１と共通電極２６（振動板部５）の間に正の駆動電圧パルス（Ｖｐ）が印加され、その後にこれに対して極性の異なる逆の駆動電圧パルス（−Ｖｐ）が印加されるステップを繰り返してエージングを行っている。またパルス印加の回数は、図５（ｂ）に示す通電パルスの周期Ｖｔを１回としてカウントしている。
【００６４】
このように正逆の極性の異なる駆動電圧パルスを両電極間に交互に印加しているので、同一極性の駆動電圧を両電極に印加する場合と異なり、振動板部５と電極１１とが駆動により接触帯電して発生する残留電荷を常に除去しながら通電を行うことになる。これにより残留電荷による振動板部５と電極１１との間の相対変位量を安定化させ、一定にするものである。尚、接触帯電による残留電荷は、振動板部５と電極１１の接触を繰り返すうちに、その接触面等の誘電特性（帯電特性）が徐々に安定して一定化するものと考えられる。
【００６５】
また、極性の異なる駆動電圧パルスの印加の順序は、逆正でもよい。また、これに限らず１通電パルス毎に印加する正と逆の極性の異なる駆動電圧パルスの組み合わせパターンや１通電パルス毎の駆動電圧パルスの数は、適宜設定することができる。例えば、1通電パルスで逆正逆の極性の異なる駆動電圧パルスを印加し、これを繰り返す方式でもよい。
【００６６】
図６は、インクジェットヘッドのインク質量Ｗとパルス幅Ｐｗとの関係を示すグラフである。さらに詳しくは、エージングを行わない状態で、インクジェットヘッドにインクを充填して吐出させた場合のインク質量Ｗとパルス幅Ｐｗとの関係を示すグラフである（パルス幅Ｐｗは、図５（ｂ）を参照）。
【００６７】
この試験方法は、エージングを行っていないインクジェットヘッド１０にインクを充填しインクを吐出するように駆動する。また駆動の際にパルス幅Ｐｗの条件を１０〜１４μｓｅｃの５段階に設定し各段階毎に駆動電圧パルスを１７億回まで印加する。また駆動電圧パルス印加数の初期（０），１，５，９，１３，１７億回毎にインク質量Ｗを計測する。インク質量Ｗの計測方法としては、数千回程度吐出させたインク質量を秤量して回数で除した数値を用いている。
【００６８】
図６に示すように、インクジェットヘッド１０を継続して駆動してゆくと、インク質量Ｗが最大となるパルス幅Ｐｗは、初期に対して短い方向にシフトしていることが分かる。また１億回以上印加した状態では各パルス幅でのインク質量Ｗが安定してくることがわかる。これは継続的な駆動により振動板部５と電極１１との間隔（ギャップ）が、残留電荷によって作り出される電界により狭くなった状態で安定していることを表している。
【００６９】
次に実際のエージング効果について図７，図８に基づいて説明する。図７は、パルス印加回数に対するインク質量Ｗの変化率を示すグラフである。また同様に図８は、パルス印加回数に対するインクスピードＶｍの変化率を示すグラフである。詳しくは、インクを充填せずに１億回までエージングを施した後のインクジェットヘッド１０と、エージングを施していない別のインクジェットヘッド１０とにインクを充填して継続的な吐出駆動を行う耐久試験を実施したものであり、パルス印加回数に対するインク質量Ｗ，インクスピードＶｍの変化率をエージングの有り無しで比較したグラフである。
【００７０】
変化率は、駆動電圧パルスを１億回印加したときの値を基準値とし、この基準値に対する他の値の変化量を±の百分率（％）としている。
【００７１】
この場合の駆動条件は、駆動電圧  ３６．０Ｖ、パルス幅  １０．０μｓｅｃ、パルス周期  ８．０ＫＨｚ／ｄｏｔ、駆動方法  ２ｓｈｏｔ／ｄｏｔで正逆の極性の異なる駆動電圧パルスを印加している。また、振動板部５と電極１１とが確実に当接する駆動条件を選択している。
【００７２】
尚、インクスピードＶｍは、インクジェットヘッド１０からインク液滴が吐出される状態を飛行観察し、単位時間あたりの飛行距離もしくは、液滴となるまでの飛行距離と時間によって算出される。
【００７３】
図７および図８に示すように、エージングを施してから耐久試験を実施したインクジェットヘッド１０は、試験当初からインク質量Ｗ、インクスピードＶｍともに安定した状態を維持している。一方エージングを施していないインクジェットヘッド１０は、耐久試験のパルス印加回数がおよそ５０００万回を超えるとインク質量Ｗ，インクスピードＶｍの変化率が安定し、その後一定の範囲に入ってくることがわかる。
【００７４】
このようなインク吐出を伴う耐久試験と印字品質との関係において、インク質量Ｗの変化率は、−８％以下の場合、質量不足による白スジ等が顕著となり、＋８％以上では質量過多による文字つぶれ等が顕著となる。
【００７５】
同様にインクスピードＶｍの変化率は、−８％以下の場合、白スジ等が顕著となると考えられる。本試験において、＋８％以上では特に顕著な印字不良は発生してない。
【００７６】
以上のような試験結果からインクジェットヘッド１０を構成する静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との間の相対変位量を安定化させ一定の状態とするには、少なくとも５０００万回の駆動電圧パルスを印加するエージングを施せば、インク質量Ｗ、インクスピードＶｍは、当初の半分以下の変化率以内に安定することがわかる。さらに静電アクチュエータ１９の駆動寿命が保証できれば、１億回程度駆動電圧パルスを印加することが望ましい。そして、エージングを施す際には、インクを充填しなくてもインクを充填した場合と同等の効果が得られる。
【００７７】
また、開発設計段階において静電アクチュエータ１９の振動板部５や電極１１の構成、すなわち絶縁層２５や間隔（ギャップ）等を変更した場合、上述のような試験を行ってこの静電アクチュエータ１９を有するインクジェットヘッド１０の基本吐出特性であるインク質量Ｗ，インクスピードＶｍとパルス幅Ｐｗとの関係を明らかにすれば、初期のエージングにおける所定の印加条件を見出すことができる。
【００７８】
また、インクを充填せずにエージングを行う場合には、実際のインク充填における駆動特性に近づくように、駆動条件を設定してエージングすることが望ましい。さらには、振動板部５と電極１１とが当接する当接電位を満足するパルス電位を印加してエージングすることが望ましい。なぜならば、実際にインクを充填して駆動する場合と同様に、振動板部５と電極１１とを当接させることにより、振動板部５と電極１１との接触帯電を安定化させるためである。
【００７９】
以上のようにしてエージング工程が終了すると、あらためてインクジェットヘッド１０にインクを充填してヘッドユニット１００毎に吐出検査を行い完成品となる。
【００８０】
上記の実施形態における効果は以下のとおりである。
（１）振動板部５と電極１１との間に極性の異なるパルスを所定の印加条件で印加するエージング工程を備えていることにより、振動板部５と電極１１との相対変位量を安定化させて一定とすることができる。ゆえに一定した相対変位量を有する静電アクチュエータ１９を製造することができる。
（２）所定の印加条件は、実際の使用駆動条件に相当する印加条件を用いて、駆動電圧パルスを少なくとも５０００万回印加することにより、個々に吐出特性（インク質量Ｗ、インクスピードＶｍ）のバラツキを持ったインクジェットヘッド１０の振動板部５と電極１１との相対変位量を安定化させ一定とすることができる。
（３）実際の使用駆動条件に相当する印加条件を用いてエージングしているため、必要以上に過酷な条件で振動板部５と電極１１とをエージングすることを避けることができる。すなわち、振動板部５と電極１１との相対変位に対する信頼性は高まるものの寿命が短くなってしまうことを防止することができる。
（４）インクジェットヘッド１０にインクを充填せずにエージングを行うエージング工程であるため、製造工程で使用するインクの無駄を省くことができる。
（５）複数のインクジェットヘッド１０を同時に装着してエージングできるエージング装置を用いているため、効率のよいエージングを実施することができる。
（６）インクジェットプリンタ４００は、あらかじめエージングされた静電アクチュエータ１９を有するインクジェットヘッド１０を搭載しているため、経時的に吐出特性（インク質量Ｗ、インクスピードＶｍ）が安定した印字品質と高い信頼性を有するインクジェットプリンタ４００とすることができる。
【００８１】
上記の実施形態における変形例は以下のとおりである。
（変形例１）所定の印加条件は、静電アクチュエータ１９の駆動条件のうち、パルス電位、パルス幅、パルス周期の少なくとも１つを加速的な条件として印加してもよい。例えばパルス周期を実際の使用条件よりも短く設定すれば、エージング時間を短縮することができる。
（変形例２）インクジェットヘッド１０にインクを充填してエージングしてもよい。
（変形例３）エージング装置２００のエージングチェッカ２０１を構成する制御部２０５に、エージングの終了や異常を知らせるためのブザーやランプ等を備えてもよい。
（変形例４）エージングチェッカ２０１のカウンタ２０３は、１つのパルス周期Ｖｔを１回としてカウントしているが、このパルス周期Ｖｔの時間を計測して所定の印加時間を管理する時間計測タイプとしてもよい。
【００８２】
上記の各実施形態と変形例から把握される技術的思想は、以下のとおりである。
（１）前記振動板部と前記電極との間に極性の異なるパルスを前記振動板部と前記電極とが当接するように印加することにより、前記振動板部と前記電極との相対変位量を安定化させるエージング工程を備えた静電アクチュエータの製造方法または液滴吐出ヘッドの製造方法。
（２）前記エージング工程において、所定の印加条件は、前記振動板部と前記電極との間に極性の異なるパルスを交互に印加する静電アクチュエータの製造方法または液滴吐出ヘッドの製造方法。
【００８３】
上記の技術思想によれば、エージング工程は、振動板部と電極とが当接する極性の異なるパルスが印加されることにより、振動板部と電極とが接触することによる接触帯電を安定化させることができる。また、振動板部と電極との間に極性の異なるパルスを交互に印加することにより、振動板部と電極との間に発生する帯電を常に打ち消すようにして振動板部と電極との間の相対変位量を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態のインクジェットプリンタの構造を示す概略図。
【図２】インクジェットヘッドの構造を示す概略断面図。
【図３】エージング装置の構造を示す概略図。
【図４】エージング装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）エージングにおける駆動パルスを示すタイムチャート。
【図６】インク質量Ｗとパルス幅Ｐｗとの関係を示すグラフ。
【図７】パルス印加回数に対するインク質量Ｗの変化率を示すグラフ。
【図８】パルス印加回数に対するインクスピードＶｍの変化率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８５】
１…ガラス基板、２…シリコン基板、３…ノズルプレート、４…ノズル、５…振動板部、６…吐出室、７…オリフィス、８…リザーバ、９…振動室、１０…液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド、１１…電極、１２…リード部、１３…端子部、１８…電気機械変換素子、１９…静電アクチュエータ、２５…絶縁層、２６…共通電極、５０…ドライバＩＣ、１００…ヘッドユニット、２００…エージング装置、２０１…エージングチェッカ、２０２…パルス発生器、２０３…カウンタ、２０５…制御部、２０７…信号線ケーブルとしてのフレキシブルフラットケーブル、４００…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ。
【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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