(57)【要約】【課題】  安価な材料で、耐熱性及び剛性に優れ、高い加工精度で大面積の液体吐出ヘッドを製造することができる液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  まず、一方向凝固シリコン（柱状、多結晶シリコン）からなる基板５２が電気炉において熱酸化され、酸化シリコン層５４が約５μｍ形成される（図３（ａ））。次に、酸化シリコン層５４上に下部電極５６、圧電膜５８及び上部電極６０が形成される（図３（ｄ））。次に、基板５２の図中下面に、マスク材料としてアルミニウム膜６２が成膜されてパターニングされ、異方性エッチングにより、インク室６４が形成される（図３（ｅ））。そして、ノズル７０Ａを有するノズルプレート７０が、インク室隔壁５２Ａを挟んで振動板５４と対向する面に接着剤によって貼り付けられる（図３（ｇ））。これにより、つなぎのない幅約２３０ｍｍ、有効印刷幅がＡ４サイズのライン状の液体吐出ヘッド５０が作成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出手段であって、その一部が一方向凝固シリコンから形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記液体吐出手段は、
ノズルがアレイ状に設けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートに接合されており、前記ノズルに対応して設けられ、前記ノズルに連通した加圧液室と、
インクを貯える共通液室に連通しており、前記加圧液室にインクを供給する流体抵抗路が形成された天板基材と、
前記加圧液室内に供給されたインクをノズルから吐出させる駆動手段を有する駆動板とを備え、
前記ノズルプレート、前記加圧液室、前記天板基材又は前記駆動板のうち少なくとも一部は一方向凝固シリコンにより形成されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンは、前記液体が吐出される印刷媒体の全幅以上の長さを有する一部品から構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが１５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが２００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが３００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記液体吐出手段の曲げ強度が８３ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
印刷媒体の全幅以上の幅を有する一方向凝固シリコンからなる基板を形成する工程と、
前記基板上にインクを加圧する加圧液室及びインクを貯える共通液室に連通し前記加圧液室にインクを供給する流体抵抗路を形成する工程と、
前記加圧液室内に供給されたインクをノズルから吐出させる駆動手段を有する駆動板を形成する工程と、
前記基板をダイシングして液体吐出ヘッドを切り出す工程と、
を備えることを特徴とする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及び液体吐出ヘッドの製造方法に係り、特にインクジェット記録装置に用いられる液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液室基板は金属膜で形成された振動板と、ガラス又はセラミックスで形成された液室形成基板とを有するインクジェットヘッドについて開示されている。また、特許文献２には、インクを噴射するノズルがシリコン単結晶で形成されたインクジェットガンについて開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３５３８６６号公報
【特許文献２】特開昭５４−１５０１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の特許文献１記載のインクジェットヘッドでは、ガラス基板は安価ではあるが、異方性エッチングができないため高精度な加工が困難である。さらに、ガラス基板は、耐熱性が低く圧電膜形成などのプロセス適合性に課題がある。また、セラミックス基板は焼結の際に、歪や加工ムラが生じるため高精度な加工が困難である。
【０００４】
また、特許文献２記載のインクジェットガンは、シリコン単結晶ウエハを異方性エッチングしてノズルを形成しているが、シリコン単結晶ウエハは高価である。さらに、シリコンウエハは、現状でも約３００ｍｍφが最大であり、大型のプリンタヘッドを作製するにはサイズが小さいという問題があった。また、シリコン単結晶ウエハは、曲げ強度が約８０ＭＰａであるが、さらに大きな曲げ強度の方が信頼性の高いものができる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、安価な材料で、耐熱性及び剛性に優れ、高い加工精度で大面積の液体吐出ヘッドを製造することができる液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッド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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する液体吐出手段であって、その一部が一方向凝固シリコンから形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る液体吐出ヘッドは、液体吐出手段に一方向凝固シリコンを用いることにより、安価で、剛性に優れ、高精度で加工できるという利点を有する。また、一方向凝固シリコンは、耐熱性に優れており、駆動手段として圧電膜を形成する際に、高温で成膜することができるので、圧電膜の性能を高めることができる。
【０００８】
請求項２に係る液体吐出ヘッドは、請求項１において、前記液体吐出手段は、ノズルがアレイ状に設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合されており、前記ノズルに対応して設けられ、前記ノズルに連通した加圧液室と、インクを貯える共通液室に連通しており、前記加圧液室にインクを供給する流体抵抗路が形成された天板基材と、前記加圧液室内に供給されたインクをノズルから吐出させる駆動手段を有する駆動板とを備え、前記ノズルプレート、前記加圧液室、前記天板基材又は前記駆動板のうち少なくとも一部は一方向凝固シリコンにより形成されることを特徴とする。請求項２は、請求項１において、液体吐出手段の構成を列挙したものである。
【０００９】
請求項３に係る液体吐出ヘッドは、請求項１又は２において、前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンは、前記液体が吐出される印刷媒体の全幅以上の長さを有する一部品から構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る液体吐出ヘッドによれば、小さな液体吐出ヘッドをつなぎ合わせることなく、印刷媒体の全幅相当の液体吐出ヘッドを製造できるため、印刷媒体に対してシングルパスで（ヘッドを印刷媒体の幅方法に動かさずに）精度よく印刷することができる。
【００１１】
請求項４に係る液体吐出ヘッドは、請求項３において、前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが１５０ｍｍ以上であることを特徴とする。また、請求項５に係る液体吐出ヘッドは、請求項３において、前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが２００ｍｍ以上であることを特徴とする。また、請求項６に係る液体吐出ヘッドは、請求項３において、前記液体吐出手段を形成する一方向凝固シリコンの長さが３００ｍｍ以上であることを特徴とする。請求項４から６は、液体吐出手段の長さを限定したものである。
【００１２】
請求項７に係る液体吐出ヘッドは、請求項１から６において、前記液体吐出手段の曲げ強度が８３ＭＰａ以上であることを特徴とする。請求項７は、液室基板の曲げ強度の範囲を限定したものである。
【００１３】
請求項８に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、印刷媒体の全幅以上の幅を有する一方向凝固シリコンからなる基板を形成する工程と、前記基板上にインクを加圧する加圧液室及びインクを貯える共通液室に連通し前記加圧液室にインクを供給する流体抵抗路を形成する工程と、前記加圧液室内に供給されたインクをノズルから吐出させる駆動手段を有する駆動板を形成する工程と、前記基板をダイシングして液体吐出ヘッドを切り出す工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、安価で、剛性、耐熱性に優れ、高精度で加工でき、大面積化が可能な一方向凝固シリコンを用いることにより、小さな液体吐出ヘッドをつなぎ合わせることなく、印刷媒体の全幅相当の液体吐出ヘッドを製造できる。また、一度の製造工程で長尺の液体吐出ヘッドを複数製造できるので、液体吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、安価で、剛性、耐熱性に優れ、高精度で加工でき、大面積化が可能な一方向凝固シリコンを用いることにより、小さな液体吐出ヘッドをつなぎ合わせることなく、印刷媒体の全幅相当の液体吐出ヘッドを製造できる。また、一度の製造工程で長尺の液体吐出ヘッドを複数製造できるので、液体吐出ヘッドの低コスト化を図ることができる。さらに、つなぎによるバラツキがないため、長期間安定した吐出が可能で信頼性が高く、スジムラなどがないため高画質な印刷が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】
まず、本発明に係る液体吐出ヘッドが適用されるインクジェット記録装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、インクジェット記録装置の全体構成図である。
【００１８】
図１に示すインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印刷部１２と、各ヘッド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、印刷部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、印刷部１２による印刷結果を読み取る印刷検出部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。
【００１９】
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る（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。
【００２０】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録紙１６としてロール紙を使用するため、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられている。このカッター２８によってロール紙（記録紙１６）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、この固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されている。固定刃２８Ａは記録紙１６の印刷面の裏面側に設けられ、搬送路を挟んで印刷面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、記録紙１６としてカット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００２１】
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、少なくとも印刷部１２のノズル面及び印刷検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００２２】
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に示すように、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印刷部１２のノズル面及び印刷検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ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。
【００２３】
ベルト３３が巻かれているローラ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上の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。
【００２４】
縁無しプリント等を印刷するとベルト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（印刷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。
【００２５】
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刷部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、印刷前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印刷直前に記録紙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。
【００２６】
印刷部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送り方向と直交方向（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（図２参照）。各印刷ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、図２に示すように、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吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドにより構成されている。
【００２７】
記録紙１６の搬送方向に沿って上流側から黒（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。
【００２８】
印刷検出部２４は、印刷部１２の打滴結果を撮像するためのラインセンサを含んでいる。このラインセンサによって読み取られ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ことができる。
【００２９】
以下、再び図１を参照して説明する。印刷検出部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、印刷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。印刷後のインクが乾燥するまでは印刷面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００３０】
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る。記録紙１６の画像面は、この加熱・加圧部４４によって加熱されながら、表面に所定の凹凸形状を有する加圧ローラ４５によって加圧される。これにより、記録紙１６の画像面に加圧ローラ４５の表面の凹凸形状が転写される。
【００３１】
こうして生成されたプリント物はカッター２８によって所定のサイズに切断された後、排紙部２６から排出される。なお、本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印刷とは分けて排出されることが好ましい。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、テスト印刷のプリント物とを選別してそれぞれの排紙部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印刷とを同時に並列に形成する場合は、カッター（マスク用カッター）４８によってテスト印刷の部分を切り離す。
【００３２】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す図である。図３（ａ）から図３（ｇ）は、液体吐出ヘッドの製造の段階ごとの断面図である。なお、実際には、１枚の基板から複数の液体吐出ヘッドが作成されるが、図３では１つに省略されている。
【００３３】
まず、図３（ａ）に示すように、一方向凝固シリコン（柱状、多結晶シリコン）からなる基板５２を用意する。この基板５２の大きさは約３００ｍｍ角で、厚さは約０．３ｍｍである。基板５２は、例えば、ジェムコ（ＪＥＭＣＯ）社製の一方向凝固シリコン（柱状晶シリコン）から形成することができる。
【００３４】
ここで、一方向凝固シリコンからなる基板５２の製造工程の例について、図４を参照して説明する。図４は、一方向凝固シリコンからなる基板５２の製造工程を模式的に示す図である。
【００３５】
図４に示すシリコンインゴットの製造装置１００は、水平断面積が大きいルツボ１０１と、ルツボ１０１の上方に配置された天井ヒータ１０２と、ルツボ１０１の下方に配置された床下ヒータ１０３と、ルツボ１０１と床下ヒータ１０３の間に配置されたチルプレート１０４と、ルツボ１０１の周囲を包囲する断熱材１０５とを備える。天井ヒータ１０２及び床下ヒータ１０３は、ルツボ１０１を平面状に加熱するヒータであり、例えば、カーボン発熱体を平面状に加工した構造のヒータである。上記したシリコンインゴットの製造装置１００は、シリコン原料１０６の溶解中の酸化を防止できるように、内部の気体を制御することができるチャンバー（図示せず）内に設置される。なお、例えば、断熱材１０５として繊維質カーボンからなる断熱材を用いた場合には、シリカ製のルツボで溶解すると、ＳｉＣが溶解シリコン中に残留することがあるため、ルツボ１０１内に不活性ガスを供給する装置を設けて、シリコンが溶解している期間中にルツボ１０１内を不活性ガス雰囲気に保持することが好ましい。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、ルツボ１０１にはシリコン原料１０６が底に敷き詰めるように装入され、天井ヒータ１０２及び床下ヒータ１０３に通電することによりシリコン原料１０６を加熱溶解する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン原料１０６が完全に溶解し溶解シリコン１０６′となると、床下ヒータ１０３への通電を停止あるいは通電量を低下するとともに、チルプレート１０４に冷媒（例えば、水のほか、不活性ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス）を流してルツボ１０１の底部を冷却する。これにより、溶解シリコン１０６′がルツボ１０１の底部から冷却され、一方向凝固組織が生成される。
【００３８】
また、天井ヒータ１０２に対する通電量を段階的又は連続的に減少させることにより、天井ヒータ１０２の温度を段階的または連続的に下げると、一方向凝固組織は上方向に向かってさらに成長する。これにより、図４（ｃ）に示すように、水平断面積の大きい一方向凝固組織を有するシリコンインゴット１０７を製造することができる。上記のようにして製造されたシリコンインゴット１０７により、図３（ａ）に示す複数枚の一方向凝固シリコンの基板５２が形成される。上記のようにして製造された一方向凝固シリコン基板は一方向凝固された柱状晶であって、結晶粒界が一方向に制御されているとともに、合計の不純物濃度が約１０ｐｐｍ以下である。上記のようにして製造された基板５２の表面では、シリコン結晶の面方位が（００１）にそろっている。なお、一方向凝固シリコンの基板５２の製造方法は、上記の方法に限定されるものではない。
【００３９】
図３の機能性構造物素子の製造工程の説明に戻ると、次に、図３（ａ）に示すように、基板５２が電気炉において熱酸化され、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層５４が約５μｍ形成される。なお、酸化シリコン層は、例えば、ＣＶＤ法により形成するようにしてもよい。また、基板５２上に成膜する材料としてはシリコンに他の元素を添加したものでも構わないし、シリコン窒化物でも構わない。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、酸化シリコン層５４上に下部電極（共通電極）５６が形成される。この下部電極５６は、例えば、チタン（Ｔｉ）層２０ｎｍ、イリジウム（Ｉｒ）層１５０ｎｍをｒｆスパッタ法により順に成膜されて形成される。なお、この下部電極５６には、例えば、リフトオフ法やドライエッチング法により所定のパターン化が施される。
【００４１】
次に、図３（ｃ）に示すように、下部電極５６上に圧電体の膜（圧電膜）５８が形成される。この圧電膜５８は、例えば、基板の温度を５５０℃として、スパッタ法によりチタン酸ジルコン酸塩（ＰＺＴ；Pb (lead) zirconate titanate）が約５μｍ成膜されて形成される。
【００４２】
次に、圧電膜５８にアニール処理を施した後、図３（ｄ）に示すように、圧電膜５８上に上部電極（個別電極）６０が形成される。この上部電極６０は、例えば、厚さが約１５０ｎｍのイリジウム製（Ｉｒ）であり、例えば、リフトオフ法やドライエッチング法により形成される。
【００４３】
そして、この圧電膜５８及び上部電極６０は、後述するインク室に対応して約３００μｍ角のサイズになるようにパターニングされる。なお、このパターニングは、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やドライエッチング、サンドブラストにより行う。その後、圧電膜５８及び上部電極６０にポリイミドの防湿膜（不図示）がスピンコートにより形成される。
【００４４】
次に、図３（ｄ）に示すように、基板５２の図中下面に、マスク材料としてアルミニウム（Ａｌ）膜６２が成膜されてパターニングされる。そして、ＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductive Coupled Plasma（誘導結合プラズマ）−Reactive Ion Etching）により、酸化シリコン層５４をエッチングストッパとして異方性エッチングを行う。これにより、図３（ｅ）に示すように、インク室隔壁５２Ａに囲まれた、オープンプール構造のインク室６４が形成される。なお、図３（ｅ）の工程において、一方向凝固シリコンの基板５２のエッチング特性は、シリコン単結晶ウエハと同様であった。
【００４５】
また、図３（ｅ）の工程において形成された上記インク室６４のサイズは約３００μｍ角であり、インク室６４のサイズの誤差は±５μｍであった。また、このインク室隔壁５２Ａの太さ（図の横方向の幅）は、一例で３０μｍから７０μｍである。また、酸化シリコン層５４からなる振動板が形成され、下部電極５６、圧電膜５８及び振動板５４の構造体が得られる。なお、このアルミニウム層６２は、インク室６４が形成された後、エッチングにより除去される。
【００４６】
次に、図３（ｆ）に示すように、ＲＩＥ法により、上記防湿膜が成膜された圧電膜５８の図中上面からインク室６４に達するインク通過孔６６が形成される。これにより、液体吐出ヘッドのピエゾ部分が約３００ｍｍ角の基板５２上に均一に形成される。
【００４７】
次に、図３（ｆ）の工程により得られたデバイスが幅約３０ｍｍ、長さ約２３０ｍｍにダイシングされる。そして、図３（ｇ）に示すように、上部電極６０にアルミニウム電極６８が配線され、不図示の天板が接着される。
【００４８】
最後に、図３（ｇ）に示すように、ノズル７０Ａを有するノズルプレート７０が、インク室隔壁５２Ａを挟んで振動板５４と対向する面に接着剤によって貼り付けられる。これにより、つなぎのない幅約２３０ｍｍ、有効印刷幅がＡ４サイズ（約２１０ｍｍ）のライン状の液体吐出ヘッド５０が作成される。なお、本実施形態では、図３（ａ）の約３００ｍｍ角の基板５２から液体吐出ヘッド５０を９本（最大で１０本）製造できた。
【００４９】
また、液体吐出ヘッド５０のインク室隔壁５２Ａの曲げ強度は、約８３ＭＰａ以上であり、剛性に優れた長期間の使用に耐える液体吐出ヘッドを製造することができた。
【００５０】
［比較例１−１］
基板材料として、直径６インチのシリコン単結晶ウエハを用いた場合、幅３０ｍｍ、長さ６０ｍｍの液体吐出ヘッドを６本製造できた。そして、液体吐出ヘッドを４本つなぎ合わせることにより、有効印刷幅がＡ４サイズ（約２１０ｍｍ）のライン状の液体吐出ヘッドとした。比較例１の液体吐出ヘッドを用いて、スキャンしながら繰り返し印刷テストを行った結果、実施例よりも僅かに文字の流れた印刷性能であった。
【００５１】
［比較例１−２］
基板材料として、３００ｍｍ角のガラス基板を用いた場合、ガラス基板はインク室の形成工程（図３（ｅ）参照）において異方性エッチングが十分にできず、精度よいものを作ることができなかった。また、圧電膜形成時の温度によってガラス基板に歪が生じ、精度よいヘッドを得ることができなかった。
【００５２】
すなわち、本実施形態によれば、有効印刷幅がＡ４サイズ（約２１０ｍｍ）の長尺のライン状液体吐出ヘッドをつなぎ無しで、無駄なく作製することができる。一方、比較例１−１では、長尺の液体吐出ヘッドを作製する場合、直径６インチのウエハからの取り分などを考慮すると幅３０ｍｍ、長さ６０ｍｍのものを作ってつなぐ必要がある。また、比較例１−１では、高い位置精度で液体吐出ヘッド同士をつなぐことが困難であり、印刷性能を高めることが困難であった。また、比較例１−２では、高い形状精度で液体吐出ヘッドを作成することは困難であった。
【００５３】
次に、液体吐出ヘッドの製造方法の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す図である。図５（ａ）から図５（ｆ）は、液体吐出ヘッドの製造の段階ごとの断面図である。なお、実際には、１枚の基板から複数の液体吐出ヘッドが作成されるが、図５では１つに省略されている。また、以下の説明において、上記図３と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
まず、図５（ａ）に示すように、天板用の基材（天板基材）７２として約３００ｍｍ角、厚さ約０．３ｍｍｔの一方向凝固シリコンを用意する。そして、図５（ｂ）に示すように、サンドブラストにより、インクの通過孔７２Ａと電極配線を行うための電極貫通孔７２Ｂが上記天板基材７２上に形成される。
【００５５】
また、図３（ａ）から図３（ｆ）の製造工程により、基板５２上に下部電極５６、圧電膜５８、上部電極６０及びインク通過孔６６が形成され、図３（ｆ）に示す構造体７４が形成される。そして、図５（ｃ）に示すように、天板基材７２が、構造体７４の上部電極６０に接着される。図５（ｃ）に示す工程では、天板部材７２のインク通過孔７２Ａと、構造体７４のインク通過孔６６とが互いに重なるように、かつ、天板部材７２の電極貫通孔７２Ｂと、構造体７４の上部電極６０とが互いに重なるように位置合わせされる。
【００５６】
次に、図５（ｄ）に示すように、電極貫通孔７２Ｂにアルミニウム配線７６がスパッタ法により形成され、はんだ７８を電極貫通孔７２Ｂに埋め込むことにより、上部電極６０と導通させる。
【００５７】
次に、図５（ｄ）の工程により得られたデバイスが幅約３０ｍｍ、長さ約２３０ｍｍにダイシングされる。そして、図５（ｅ）に示すように、インク貫通孔７２Ａにインクタンク８０が接続されるとともに、スイッチングＩＣ（不図示）が接続される。
【００５８】
最後に、図５（ｆ）に示すように、ノズル７０Ａを有するノズルプレート７０が、インク室隔壁５２Ａを挟んで振動板５４と対向する面に接着剤によって貼り付けられる。これにより、つなぎのない幅約２３０ｍｍ、有効印刷幅がＡ４サイズ（約２１０ｍｍ）のライン状の液体吐出ヘッド５０′が作成される。なお、本実施形態では、図３（ａ）の約３００ｍｍ角の基板５２及び図５（ａ）の天板基材７２から液体吐出ヘッド５０を９本製造できた。
【００５９】
そして、本実施形態の液体吐出ヘッド５０′により、インクの吐出を温度５０℃の環境にて行ったが、２０℃での吐出と同じように良好に吐出できた。
【００６０】
［比較例２−１］
基板材料として、一方向凝固シリコン（熱膨張係数３．３４Ｅ−６／Ｋ）とし、上部の天板基材としてエポキシ基板（熱膨張係数１４Ｅ−６／Ｋ）を用いて液体吐出ヘッドを作製した。そして、比較例２−１の液体吐出ヘッドにより、インクの吐出を温度２０℃及び５０℃の環境にて行った。すると、温度２０℃では良好にインクを吐出していたものの、５０℃では天板の歪により液体吐出ヘッドが反ってしまい、インクの吐出される位置精度が低下した。
【００６１】
本実施形態によれば、天板基材７２として一方向凝固シリコンを用いることにより、耐熱性が高く、印刷性能に優れた液体吐出ヘッドを製造することができる。
【００６２】
なお、上記実施形態では、基板５２及び天板基材７２として一方向凝固シリコンを用いたが、例えば、振動板５４やノズルプレート７０等のほかの部分も一方向凝固シリコンにより形成するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、液体吐出ヘッド５０の幅を約２３０ｍｍ、有効印刷幅をＡ４サイズ（約２１０ｍｍ）としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板５２及び天板基材７２として用いる一方向凝固シリコンのサイズを変えることにより、所望の有効印刷幅の液体吐出ヘッドを作成できる。例えば、基板５２及び天板基材７２として用いる一方向凝固シリコンのサイズをより大きくすることにより（例えば、約８８０ｍｍ角、液体吐出ヘッド５０の長さの整数倍）、より大きな液体吐出ヘッドを製造することができる。
【００６４】
また、上記実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法は、一方向凝固シリコン上に、例えば、圧力センサやサーマルヘッドを作成する場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】インクジェット記録装置の全体構成図
【図２】インクジェット記録装置の印刷部周辺の主要構成を示す平面図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す図
【図４】一方向凝固シリコンからなる基板５２の製造工程を模式的に示す図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を示す図
【符号の説明】
【００６６】
１０…インクジェット記録装置、１２…印刷部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印刷検出部、２６…排紙部、２８…裁断用のカッター（第１のカッター）、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３４…吸着チャンバ、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラ、４８…カッター（マスク用カッター）、５０…液体吐出ヘッド、５２…一方向凝固シリコンからなる基板、５４…酸化シリコン層、５６…下部電極、５８…圧電膜、６０…上部電極、６２…アルミニウム膜、６４…インク室、６６…インク通過孔、６８…電極、７０…ノズルプレート、７２…天板基材、７６…アルミニウム配線、７８…はんだ、８０…インクタンク、１００…シリコンインゴットの製造装置
【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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