(57)【要約】【課題】圧力室をより高い密度で配置することができる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド１は、吐出口６ａに連通し吐出口６ａから吐出される液体を貯留する複数の圧力室１０を備え、複数の圧力室１０は、間隔をおいて互いに対向する複数の基板７と、複数の基板７どうしの間に設けられた複数の壁部材８と、を用いて画定されており、複数の基板７と、複数の壁部材８と、の少なくとも１つは、圧電体からなり圧力室１０を拡縮可能に形成されており、複数の壁部材８は個別に複数の基板７に接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口に連通し該吐出口から吐出される液体を貯留する複数の圧力室を備え、
前記複数の圧力室は、間隔をおいて互いに対向する第１および第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた複数の壁部材と、を用いて画定されており、
前記第１の基板と、前記第２の基板と、前記複数の壁部材と、の少なくとも１つは、圧電体からなり前記圧力室を拡縮可能に形成されており、
前記複数の壁部材は個別に前記第１および第２の基板に接合されている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記壁部材は、棒状に形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１の基板に形成された電極パターンをさらに備え、
前記複数の壁部材は、前記電極パターンの少なくとも一部の上に並列して配置されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１および第２の基板と前記複数の壁部材とを用いて画定され前記圧力室の周囲に配された空気室をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
第１の基板と、第２の基板と、複数の壁部材と、の少なくとも１つを圧電体で形成することと、
前記複数の壁部材を互いに間隔をおいて個別に前記第１の基板に接合することと、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記複数の壁部材が位置するように前記第２の基板を前記複数の壁部材に接合し、拡縮可能な複数の圧力室を前記第１および第２の基板と前記複数の壁部材とで画定することと、を含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
接合用治具の上に前記壁部材を配置し、該壁部材の、前記接合用治具とは反対の側に前記第１の基板を接合すことを含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
溝穴を有する接合用治具を、前記第１の基板の上方に該第１の基板との間に間隔を設けて配置し、該溝穴に前記壁部材を通して前記第１の基板に前記壁部材を接合することを含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
把持具を用いて前記壁部材を把持して前記第１の基板の上に前記壁部材を配置することを含む、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記壁部材が前記第１の基板に接合されてなるユニットを複数形成し、複数の前記ユニットを積層することを含む、請求項５ないし８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記壁部材を前記第１の基板に接合することと、該壁部材に前記第２の基板を接合することと、を繰り返し行うことを含む、請求項５ないし８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
平板状の圧電体を切断して前記複数の壁部材を形成することを含む、請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記壁部材を前記第１の基板に接合する前に前記壁部材の寸法および外観の少なくとも一方を検査して該壁部材を選別することを含む、請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の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、液体を吐出する液体吐出ヘッド、および当該液体吐出ヘッドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体（例えばインク）を吐出して記録媒体に画像を記録する記録装置には、一般的に、液体を吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。液体を吐出する機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を用いる機構が知られている。この機構では、電圧印加された圧電素子の変形により圧力室が収縮し、それによって、圧力室内の液体が吐出口から吐出する。このような機構を有する液体吐出ヘッドには、シェアモードタイプの液体吐出ヘッドとグールドタイプの液体吐出ヘッドがある。
シェアモードタイプの液体吐出ヘッドでは、圧力室の断面が矩形であり、圧力室の壁の１つまたは２つが圧電素子で形成されている。当該圧電素子をせん断変形させることによって、圧力室が収縮する。
グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧力室は、圧電部材に形成された貫通穴からなる。当該貫通穴の断面は、円形や矩形である。圧電部材が圧力室の中心に対して内外方向（径方向）に伸縮変形することにより、圧力室が膨張または収縮する。グールドタイプの液体吐出ヘッドは、圧力室の壁の全てが変形し液体の吐出力に寄与するので、１つまたは２つの壁を圧電素子としたシェアモードタイプと比較して、大きな吐出力を得ることができる。
液体吐出ヘッドにおいて、より高い解像度を得るためには、複数の吐出口をより高密度に配置する必要がある。吐出口の高密度化に伴い、各々の吐出口に対応する圧力室を高密度に配置することが要求される。圧力室の高密度を実現する液体吐出ヘッドおよびその製造方法が特許文献１ないし３に記載されている。
特許文献１ではグールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。この製造方法では、まず、複数の圧電プレートの各々に、複数の溝がダイシング加工により形成される。その後、複数の圧電プレートが、当該複数の溝の開口を塞ぐように積層され、複数の圧電プレートからなる積層体が形成される。この積層体においては、溝の内側面と、溝の開口を塞ぐ圧電プレートと、で画定された空間が液体吐出ヘッドの圧力室として機能する。続いて、積層体の圧力室間に別の溝がダイシング加工により形成され、隣り合う圧力室の壁が分離される。積層体の上下に供給路プレート、液体プール部材、配線基板および吐出口プレートが固定され、液体吐出ヘッドが完成する。
特許文献２では、シェアモードタイプの液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。この製造方法では、まず、アルミニウムまたはガラスからなる基板上に、平板状の圧電部材が接着層を介して接着される。その後、複数の溝が、圧電部材の表面（基板とは反対側の面）から接着層に達するように研削加工により形成され、天板が溝の開口を塞ぐように圧電部材の表面に接合される。この方法によって製造される液体吐出ヘッドでは、溝の内側面と、天板と、で画定された空間が液体吐出ヘッドの圧力室として機能する。
特許文献３においても、シェアモードタイプの液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。この製造方法では、まず、平板状の圧電素子基板が用意され、複数の溝が当該圧電基板の表面に研削加工により形成される。その後、天板が圧電素子基板の表面に溝の開口を塞ぐように接合される。この方法によって製造される液体吐出ヘッドでは、溝の内側面と、天板と、で画定された空間が液体吐出ヘッドの圧力室として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４４０３８号公報
【特許文献２】特開平５−９６７２７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される製造方法では、圧力室が溝の内側面と当該溝の開口を覆う圧電プレートとで画定されるので、圧力室の幅（溝の幅方向の寸法をいう）はダイシングブレードの加工限界幅に依存する。特許文献２，３に開示される製造方法においても、圧力室が溝の内側面と当該溝の開口を覆う天板とで画定されるので、圧力室の幅は研削加工に用いられる超砥粒ホイールの加工限界幅に依存する。そのため、特許文献１ないし３に開示される方法では、圧力室の大きさをダイシングブレードや超砥粒ホイールの加工限界幅以下にできず、圧力室の高密度化に限界がある。
そこで本発明は、圧力室をより高い密度で配置することができる液体吐出ヘッドおよびその製造方法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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出口に連通し吐出口から吐出される液体を貯留する複数の圧力室を備え、複数の圧力室は、間隔をおいて互いに対向する第１および第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に設けられた複数の壁部材と、を用いて画定されており、第１の基板と、第２の基板と、複数の壁部材と、の少なくとも１つは、圧電体からなり圧力室を拡縮可能に形成されており、複数の壁部材は個別に第１および第２の基板に接合されている。
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、第１の基板と、第２の基板と、複数の壁部材と、の少なくとも１つを圧電体で形成することと、複数の壁部材を互いに間隔をおいて個別に第１の基板に接合することと、第１の基板と第２の基板との間に複数の壁部材が位置するように第２の基板を複数の壁部材に接合し、拡縮可能な複数の圧力室を第１および第２の基板と複数の壁部材とで画定することと、を含む。
本発明によれば、複数の壁部材が個別に第１および第２の基板に接合されているので、基板上の壁部材どうしの間隔を自由に決めることができる。したがって、壁部材８どうしの間隔を、溝加工用の工具（ダイシングソーや超砥粒ホイール）の幅（溝幅）に制約されることなく狭めることが可能になり、圧力室をより高い密度で配置することが可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る液体吐出ヘッドおよびその製造方法によれば、圧力室をより高い密度で配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図。
【図２】圧電ブロック体の前面の拡大図。
【図３】基板および壁部材の分極方向を示す拡大正面図。
【図４】第１の実施形態に係る製造方法を説明するための図。
【図５】第２の実施形態に係る製造方法を説明するための図。
【図６】第３の実施形態に係る製造方法を説明するための図。
【図７】第４の実施形態に係る製造方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明に係る液体吐出ヘッドを図面に基づき詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、液体プール部材２と、配線部材３と、後方絞り部材４と、圧電ブロック体５と、吐出口形成部材６と、を有する。後方絞り部材４は圧電ブロック体５の一の面に接合されている。配線部材３は、後方絞り部材４の、圧電ブロック体５とは反対側の面に接合されている。液体プール部材２は、配線部材３の、後方絞り部材４とは反対側の面に接合されている。吐出口形成部材６は、圧電ブロック体５の、後方絞り部材４とは反対側の面に接合されている。
なお、図１では、圧電ブロック体５の構造をわかりやすくするために、吐出口形成部材６が圧電ブロック体５から分離されている。本書の説明において、圧電ブロック体５の、吐出口形成部材６が接合された面を圧電ブロック体５の「前面」とも称し、圧電ブロック体５の、後方絞り部材４が接合された面を圧電ブロック体５の「背面」とも称する。
吐出口形成部材６には複数の吐出口６ａが形成されている。複数の吐出口６ａは、例えば円形貫通孔からなる。複数の吐出口６ａは所定の間隔で二次元的に配列されている。複数の吐出口６ａは一次元的に配列されていてもよい。
【０００９】
図２は、圧電ブロック体５の前面の拡大図である。図２に示すように、圧電ブロック体５は、間隔をおいて互いに対向する複数の基板７と、複数の基板７の間に設けられた複数の壁部材８と、を含む。複数の壁部材８は、それぞれ別個の部材であり、接着剤９ａ，９ｂを介して個別に基板７に接合されている。複数の基板７は圧電体からなり、基板７の表面と裏面の両方に電極パターン７ａ，７ｂがそれぞれ形成されており、壁部材８は、電極パターン７ａ，７ｂの少なくとも一部の上に並列して配置されている。複数の壁部材８は圧電体からなり、壁部材８の両面に電極パターン８ａ，８ｂが形成されている。
複数の基板７と複数の壁部材８とを用いて画定された複数の空間のうちの一部の空間が液体を貯留する圧力室１０として機能し、他の空間が空気室１１として機能する。言い換えれば、圧力室１０および空気室１１は、複数の基板７と複数の壁部材８とを用いて画定されている。
１つの基板７の表面に複数の壁部材８が接合されてなる部材は、圧電ブロックユニットとも呼ばれる。圧電ブロック体５は、ある圧電ブロックユニットの壁部材８の上面（壁部材８の、基板７が接合された面とは反対側の面をいう）と、別の圧電ブロックユニットの基板７の裏面と、を、接着剤９ｂを介して接合することによって形成される。
電極パターン７ａ，７ｂは、後述する基板７の電極形成工程において形成される。電極パターン８ａ、８ｂは、後述する壁部材８の電極形成工程において形成される。圧力室１０の内壁面１０ａは、電極パターン７ａ，８ａが形成された面からなり、空気室１１の内壁面１１ａは、電極パターン７ｂ，８ｂが形成された面からなる。ある圧力室１０の内壁面１０ａに形成された電極パターン７ａ，８ａは互いに電気的に接続されている。ある圧力室１０の電極パターン７ａ，８ａと、別の圧力室１０の電極パターン７ａ，８ａと、は、電気的に接続されていないことが好ましい。
図１および図２を参照する。液体プール部材２には不図示の共通液室が形成されている。配線部材３は、内壁面１０ａに形成された電極パターン７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂと電気的に接続されている。後方絞り部材４には液体を供給するための不図示の開口が形成されており、液体プール部材２の共通液室と圧力室１０とは後方絞り部材４の開口を介して連通している。吐出口形成部材６の吐出口６ａは圧力室１０と連通している。
【００１０】
図３は、基板７および壁部材８の分極方向を示す拡大正面図である。基板７および壁部材８が圧電ブロック体５として組み立てられる前に、基板７および壁部材８には予め一方向に分極処理が行われる。壁部材８を基板７に接合する際、壁部材８の分極方向１２が互いに向き合うように基板７上に配置される。圧力室１０の電極パターン７ａ、８ａに正の電圧を印加し、空気室１１の電極パターン７ｂ、８ｂを接地すると圧力室１０は収縮変形する。これにより、液体プール部材２（図１参照）から圧力室１０に導入された液体が吐出口６ａ（図１参照）から吐出される。圧力室１０は収縮変形する形態に限られず、拡縮可能であればよい。
このように本実施形態によれば、複数の壁部材８がそれぞれ別個の部材であり個別に基板７に接合されているので、ある基板７上の壁部材８どうしの間隔を自由に決めることができる。したがって、壁部材８どうしの間隔を、溝加工用の工具（ダイシングソーや超砥粒ホイール）の幅（溝幅）に制約されることなく狭めることが可能になり、圧力室１０や空気室１１をより高い密度で配置することが可能になる。
また、壁部材８どうしの間隔を、溝加工用の工具の幅に制約されることなく狭めることができるので、ある基板７上の壁部材８どうしの間隔を狭めて圧電ブロック体５の剛性を高めることが可能になる。その結果、基板７や壁部材８の変形量を大きくしても圧電ブロック体５は破損しにくく、液体吐出ヘッド１の吐出力をより高めることができる。
さらに、板状の圧電体に掘られた溝を圧力室として用いる液体吐出ヘッドでは溝加工工程後に電極形成、分極といった工程が必要とされるが、本実施形態では溝加工工程後の電極形成、分極といった工程を省略することができる。したがって、液体吐出ヘッドの製作期間を短縮することとともにコストを削減することができる。
なお、本実施形態では、空気室１１が圧力室１０の周囲に形成されているので、圧力室１０を四方から変形させることが可能になり、液体吐出ヘッド１の吐出力を向上させることができる。
また、本実施形態では、圧力室１０の壁がすべて変形するグールドタイプの液体吐出ヘッドの例が示されているが、本発明は、シェアモードタイプの液体吐出ヘッドにも適用可能である。グールドタイプの液体吐出ヘッドは、高粘度の液体を使用したいという要求がある工業用途等の液体吐出装置に好適である。
圧電体は比較的脆く、圧電体に溝を加工することは容易ではない。そのため、圧電体に溝を加工して当該溝の側壁を壁部材として用いる液体吐出ヘッドの製造は比較的困難である。本発明によれば、複数の壁部材８はそれぞれ別個の部材からなるので、壁部材８が圧電体であっても、圧電体への溝加工が不要であり、液体吐出ヘッドを容易に製造することができる。
【００１１】
次に、本発明の実施形態１の製造方法を、図４（ａ）〜（ｋ）を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｋ）は、液体吐出ヘッド１の製造方法を説明するための図である。
（１．基板の形成）
まず、図４（ａ）に示されるように、所望の厚みと形状を有した平板状の基板７を準備する。基板７は、例えば、幅８０ｍｍ、奥行き８０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）基板が挙げられる。基板７には分極のための電極（不図示）が形成されており、圧電ブロック体５の各圧力室１０（図２参照）を伸長、収縮変形可能にするための分極処理が基板７に施される。分極処理は、例えば、不図示の容器に２００℃のシリコンオイルを入れ、電源により２ｋＶ／ｍｍの電界を基板７に加えることによって行われる。
続いて、不図示の端部電極を介して、基板７の表裏に電極パターン７ａ，７ｂを形成する。電極パターン７ａ，７ｂは、例えば、Ｐｄ／Ｃｒ層をシード層としＡｕ／Ｎｉ層を無電解メッキ法によりシード層上に設けることに形成することができる。
次に、図４（ｂ）に示されるように、壁部材８（図２参照）を基板７に接合するための接着剤９ａをディスペンサー、印刷、スピナー、転写等の方法で基板７の表面に塗布する。接着剤９ａを塗布する領域は電極パターン７ａ，７ｂが形成された領域以外の領域であり、接着剤９ａの厚みとしては薄い方が好ましく２μｍ以下が望ましい。また本実施形態では基板７に接着剤９ａを塗布しているが、壁部材８に接着剤９ａを塗布してもよい。接着剤９ａとしては、エポキシ系接着剤が好ましく、常温硬化型の接着剤がなお好ましい。
【００１２】
（２．壁部材の形成）
図４（ｃ）に示すように、所望の厚みと形状を有し圧電体からなる平板１３を準備する。平板１３としては、例えば、幅８０ｍｍ、奥行き８０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）基板が挙げられる。平板１３には分極のための電極（不図示）が形成されており、圧電ブロック体５の各圧力室１０（図２参照）を伸長、収縮変形可能にするための分極処理が平板１３に施される。分極処理は、例えば、不図示の容器に２００℃のシリコンオイルを入れ、電源により２ｋＶ／ｍｍの電界を平板１３に加えることによって行われる。
図４（ｄ）に示すように、超砥粒ホイールを用いた研削加工によって、平板１３を所定の間隔で切断して、棒状（例えば一辺の長さが０．１ｍｍの正方形の断面を有する棒形状）の壁部材８を形成する。図４（ｄ）に示される例では、壁部材８の寸法は二種類あるが、すべての壁部材が同じ寸法であってもよい。
続いて、壁部材８に電極パターン８ａ，８ｂを形成する。電極パターン８ａ，８ｂは、例えば、Ｐｄ／Ｃｒ層をシード層としＡｕ／Ｎｉ層を無電解メッキ法によりシード層上に設けることに形成することができる。
次に、電極パターン８ａ，８ｂを形成した壁部材８を洗浄し（洗浄工程）、壁部材８の寸法等を検査する（検査工程）。検査工程では、図４（ｅ）に示されるように、切削加工により形成された壁部材８が、例えば、レーザー顕微鏡のステージ上に並べられる。レーザー１４を少なくとも３つの走査ライン１５上を走査させ、壁部材８の高さ、幅、外観検査を行う。例えば、高さが０．１ｍｍ±０．００１ｍｍの範囲内にあり、幅が０．１ｍｍ±０．００１ｍｍの範囲内にあり、カケやクラックが無い壁部材８を検査結果より選別する。
【００１３】
（３．壁部材の接合）
図４（ｆ）に示されるように、壁部材８を基板７に接合するために、接合用治具１６を準備する。接合用治具１６は、ガラスや金属、セラミックスなどで製作される。接合用治具１６は快削性セラミックスを用いて製作されていてもよい。
接合用治具１６には、壁部材８が入るように溝穴１７が形成されている。具体的には、接合用治具１６上に板材１６ａ〜１６ｇが０．１ｍｍ間隔で敷かれている。板材１６ａ〜１６ｇの隙間が溝穴１７として機能する。板材１６ａ〜１６ｇが０．１ｍｍ間隔である場合、隣り合う壁部材８の間隔は０．１ｍｍになる。
接合用治具１６の溝穴１７に、ある壁部材８の電極パターン８ａと別の壁部材８の電極パターン８ａとが互いに向かい合うように、かつ、ある壁部材８の分極方向１２が別の壁部材８の方を向くように壁部材８を配置する。接着剤９ａが塗布された基板７を表裏反転した状態で、不図示のアライメント手段を用いてと基板７と壁部材８との位置を合わせ、基板７に壁部材８を接合する。接着剤９ａが固まったところで基板７から接合用治具１６を離すことで、基板７上に壁部材８が残り、圧電ブロックユニット１８が完成する（図４（ｇ））。
【００１４】
（４．圧電ブロックユニットへの接着剤転写）
図４（ｇ）に示されるように、基板７と壁部材８からなる圧電ブロックユニット１８に接着剤９ｂを転写する。接着剤９ｂとして、エポキシ系接着剤を例えば用いることができる。接着剤９ｂは常温接着剤であることが好ましい。
接着剤９ｂの層は、薄い均一な接着剤層が形成されたプレート１９を準備し、プレート１９を圧電ブロックユニット１８の壁部材８の上面８ｃに押しつけた後、プレート１９を圧電ブロックユニット１８から離すことで上面８ｃに薄く均一に形成される。プレート１９としては、ウエハーなどの平坦な基板を用いることができる。プレート１９に接着剤層を形成する方法としては、スピンコート法、スクリーン印刷法、などが挙げられる。
【００１５】
（５．ユニットの積層）
図４（ｈ）に示されるように、接着剤９ｂが転写された複数の圧電ブロックユニット１８ａ〜１８ｅを積層する。具体的には、接着剤９ｂを圧電ブロックユニット１８に塗布した後、圧電ブロックユニット１８ａ，１８ｂ間に微小な間隔がある状態で、圧電ブロックユニット１８ａ，１８ｂの位置合わせを行い、圧電ブロックユニット１８ａ，１８ｂを加圧接着する。次に、圧電ブロックユニット１８ｂ，１８ｃを加圧接着する。
圧電ブロックユニット１８どうしの接合は、一括で行ってもよい。
接着剤９ｂの厚さの目安としては、接着前の厚さが例えば、４μｍ、接着後の厚さが２μｍとなることが望ましい。また、圧力室１０や空気室１１（図２参照）への接着剤９ｂのはみ出しを軽減するために、ダミー圧力室（不図示）を形成し、接着剤９ｂの逃がし溝として使用することも有効である。積層時のアライメントは、基板７の端面を位置決めピンに突き当てることによって行うこともできるし、さらに位置決め精度を向上させるには、カメラによるアライメントを行ってもよい。カメラによるアライメントに用いる目印としては、基板７のエッジ、電極形成時にパターニングした不図示のアライメントマークなどを使用することができる。また、積層時の加圧荷重は、１９０Ｎで均一荷重することが望ましい。
以上のように複数の圧電ブロックユニット１８を積層することで１２００ｎｐｉに対応した、圧電ブロック体５を形成することができる。また、図４（ｉ）に示す通り、圧電ブロック体５の反りの矯正や剛性の向上、取り扱い性向上などの目的で、天板２０を圧電ブロック体５に接合することもできる。天板２０は圧電体である必要はないが、接合時に加熱を要する場合には熱膨張率が基板７の熱膨張率と近い材料によって形成されていることが望ましい。
【００１６】
（６．切断）
圧電ブロック体５が完成したところで、圧電ブロック体５を切断する（切断工程）。図４（ｊ）は、圧電ブロック体５の切断工程を説明するための斜視図である。天板２０には切断ライン２１を予め形成しておくことが望ましい。切断ライン２１としては電極を用いることができ、例えば、シード層材料であるＰｄ／Ｃｒ層を切断ライン２１としてもよい。圧電ブロック体５は、切断ライン２１に沿って、ブレードダイシングやワイヤーソーを用いて切断される。図４（ｋ）は、不図示のワイヤーソーにより切断された後の圧電ブロック体５が示されている。
ワイヤーソーなどを用いた場合、壁部材８が倒れる場合がある。倒れ防止を目的として圧力室１０および空気室１１に穴埋め部材を充填してもよい。穴埋め部材としては、液レジストやワックスなどが挙げられる。液レジストの場合、剥離液を用いれば簡易にレジスト除去が可能である。また、ワックスとして水溶性ワックスを用いれば簡易に除去が出来る。液レジストやワックスを用いることによって、高温プロセスを経ることなく圧電ブロック体５の切断工程が完了するので、分極劣化を抑制することができる。本実施形態では、ワイヤーソーを使用しているが、汎用的な切断装置を用いて切断することも可能である。
【００１７】
（７．部材接合）
最後に、切断した圧電ブロック体５の背面に後方絞り部材４を接合し、後方絞り部材４に配線部材３を接合し、配線部材３に液体プール部材２を接合する。また、圧電ブロック体５の前面に吐出口形成部材６を接合する。これにより、高密度な吐出が可能となる液体吐出ヘッド１が完成する。
圧電体に溝を加工して当該溝の側壁を壁部材として用いる液体吐出ヘッドでは、圧電体に溝を加工した後に電極を形成し、分極処理を施さなければならない。本実施形態によれば、溝を加工する必要がなく、また、溝加工後に電極形成や分極処理をする必要がない。したがって、液体吐出ヘッドの製造工程を省略でき、コストの削減が可能になる。
【００１８】
なお、壁部材８を基板７に接合する工程（前述の「３．壁部材の接合」における工程）において、同じ接合用治具１６を用いることで、同じ位置に圧力室１０および空気室１１がある圧電ブロックユニット１８が複数形成される。このような複数の圧電ブロックユニット１８を積層した場合、基板７に垂直な方向に圧力室１０が並ぶ。
例えば吐出口密度１２００ｎｐｉにおける液体吐出ヘッド１では、圧力室１０は千鳥状に並べられる。このような液体吐出ヘッド１の圧電ブロック体５を形成するには、全ての圧電ブロックユニット１８を同じ接合用治具１６を用いずに板材１６ａ〜１６ｇを並べ直して、異なる位置に圧力室１０および空気室１１がある複数の圧電ブロックユニット１８を形成する。
具体的には、ある圧電ブロックユニット１８を形成したところで、２１．６μｍずらした位置に板材１６ａ〜１６ｇを並べ直して溝穴１７に壁部材８を配置する。その後、接着剤９ａが塗布された基板７を表裏反転した状態で、基板７と壁部材８との位置を合わせて基板７に壁部材８を接合することによって、異なる位置に圧力室１０および空気室１１がある複数の圧電ブロックユニット１８を形成することができる。
【００１９】
（第２の実施形態）
次に、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、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態の要素と同じ要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。図５（ａ）および図（ｂ）は、本実施形態に係る製造方法の一工程を説明するための断面図および斜視図である。図５（ａ）に示される断面図は、図５（ｂ）に示されるＡ−Ａ’図で基板７および壁部材８を切断したときの図である。
図５（ａ）に示されるように、本実施形態では、接着剤９ａは、基板７に電極パターンを形成し分極処理を施した後に、ディスペンサー、印刷、スピナー、転写等の方法で基板７の表面に塗布される。接着剤９ａの厚みとしては薄い方が好ましく２μｍ以下が望ましい。接合用治具１６を、接着剤９ａが塗布された基板７上に配置する。このとき、接着剤９ａが接合用治具１６に付着しないように、基板７の上方に基板７との間に間隔を設けて配置することが好ましい。溝穴１７は、例えば０．１ｍｍピッチで設けられる。
その後、第１の実施形態と同様に、接合用治具１６の溝穴１７に、ある壁部材８の電極パターン８ａと別の壁部材８の電極パターン８ａとが互いに向かい合うように、かつ、ある壁部材８の分極方向１２が別の壁部材８の方を向くように、壁部材８を配置する。壁部材８を基板７に接合することによって、図５（ｂ）に示す圧電ブロックユニット１８が形成される。接着剤９ａが硬化した後に接合用治具１６を基板７から取り外すことで、第１の実施形態と同等な精度で壁部材８を基板７に接合することができる。
圧電体に溝を加工して当該溝の側壁を壁部材として用いる液体吐出ヘッドでは、圧電体に溝を加工した後に電極を形成し、分極処理を施さなければならない。本実施形態によれば、溝を加工する必要がなく、また、溝加工後に電極形成や分極処理をする必要がない。したがって、液体吐出ヘッドの製造工程を省略でき、コストの削減が可能になる。
【００２０】
複数の圧電ブロックユニット１８を形成する場合において、基板７と接合用治具１６との位置関係を常に同じにすることで、同じ位置に圧力室１０および空気室１１がある複数の圧電ブロックユニット１８が形成される。このような複数の圧電ブロックユニット１８を積層した場合、基板７に垂直な方向に圧力室１０が並ぶ。
例えば吐出口密度１２００ｎｐｉにおける液体吐出ヘッド１では、圧力室１０は千鳥状に並べられる。このような液体吐出ヘッド１の圧電ブロック体５を形成するには、圧電ブロックユニット１８を組み立てる際に基板７と接合用治具１６との位置関係を変える。具体的には、ある圧電ブロックユニット１８を組み立てたところで、接合用治具１６の位置を基板７に対して２１．６μｍずらして壁部材８を配置する。接着剤９ａが硬化した後に接合用治具１６を基板７から取り外すことで、異なる位置に圧力室１０および空気室１１がある複数の圧電ブロックユニット１８を形成することができる。
【００２１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図６を用いて説明する。なお、第１の実施形態の要素と同じ要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６（ａ）は、本実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されるＢ−Ｂ’面で基板７および壁部材８を切断したときの断面図である。
図６（ｂ）に示されるように、本実施形態では、接着剤９ａは、基板７に電極パターンを形成し分極処理を施した後に、ディスペンサー、印刷、スピナー、転写等の方法で基板７の表面に塗布される。接着剤９ａの厚みとしては薄い方が好ましく２μｍ以下が望ましい。接着剤９ａを基板７上に塗布した後、壁部材８の両端部を把持具（例えばロボットハンド）２２ａ，２２ｂを用いて把持し、不図示のアライメント手段を用いて壁部材８どうしの間隔が０．１ｍｍになるようにロボット制御して壁部材８を基板７上に配置する。
壁部材８は第１および第２の実施形態と同様に、ある壁部材８の電極パターン８ａと別の壁部材８の電極パターン８ａとが互いに向かい合うように、かつ、ある壁部材８の分極方向１２（図３参照）が別の壁部材８の方を向くように配置する。接着剤９ａが硬化した後にロボットハンド２２ａ，２２ｂをアンクランプすることで、第１および第２の実施形態と同等な精度で壁部材８を基板７に接合することができる。
ある圧電ブロックユニット１８に別の圧電ブロックユニット１８を積層するには、圧電ブロックユニット１８毎に、吐出口密度１２００ｎｐｉにおいて、２１．６μｍずらした位置にシーケンス制御により壁部材８を配置し接着組立をしてユニット化を繰り返す。このように、ロボットハンド２２ａ，２２ｂを用いて壁部材８を基板７に接合することで、圧力室１０および空気室１１の寸法の自由度が高く簡易に設計変更が可能な液体吐出ヘッドの製造が可能になる。
【００２２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図７を用いて説明する。なお、第１の実施形態の要素と同じ要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７（ａ）は、本実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。図７（ｂ）は、本実施形態により製造されるユニットの斜視図である。
図７（ａ）に示されるように、圧電ブロックユニット１８を、第１ないし第３の実施形態により製造し、壁部材８の上面８ｃに接着剤９ｂを転写する。接着剤９ｂとして、エポキシ系接着剤を例えば用いることができる。接着剤９ｂは常温接着剤であることが好ましい。
接着剤９ｂの層は、薄い均一な接着剤層が形成されたプレート１９を準備し、プレート１９を圧電ブロックユニット１８の壁部材８の上面８ｃに押しつけた後、プレート１９を圧電ブロックユニット１８から離すことで上面８ｃに薄く均一に形成される。プレート１９としては、ウエハーなどの平坦な基板を用いることができる。プレート１９に接着剤層を形成する方法としては、スピンコート法、スクリーン印刷法、などが挙げられる。
続いて、図７（ｂ）に示すように、壁部材８が接合された基板７（以下、「第１の基板７」と称する）とは別の基板７（以下、「第２の基板７’」と称する）を用意する。第２の基板７’は圧電体からなり、第２の基板７’には、第１の基板７と同様に、第２の基板７’に予め電極パターンが形成され分極処理が施されている。
次に、圧電ブロックユニット１８の壁部材８の上面８ｃに、第２の基板７’の裏面を接合する。第２の基板７’を圧電ブロックユニット１８に接合する際、第２の基板７’と圧電ブロックユニット１８との間に所定の空間を設け、不図示のアライメント手段で第２の基板７’と圧電ブロックユニット１８との位置を合わせることが好ましい。
第２の基板７’を圧電ブロックユニット１８に接合したところで、第１の基板７に接合された壁部材８（以下、「第１の壁部材８」と称する）とは別の壁部材（不図示。以下、「第２の壁部材」と称する）を第２の基板７’に接合する。第２の壁部材を第２の基板７’に接合する方法は、第１の壁部材８を第１の基板７に接合する方法と同じであるため、ここではその説明を省略する。第１の壁部材８と第２の基板７’との接合と、第２の基板７’と第２の壁部材との接合と、を繰り返すことにより、圧電ブロック体５（図４（ｉ））参照）が完成する。
本実施形態によれば、第１の壁部材８を第１の基板７に接合した直後に第２の基板７’を第１の壁部材８に接合することができるので、第１の壁部材８が第１の基板７から剥離したり第１の基板７に対して倒れたりするのを防ぐことができる。その結果、液体吐出ヘッド１をより高い歩留りで製造することができる。
本実施形態では、壁部材８の上面８ｃに接着剤９ｂが塗布されているが、第２の基板７の裏面に接着剤９ｂが塗布されていてもよい。接着剤９ｂは、ディスペンサー、印刷、スピナー、転写等の方法で第２の基板７の裏面に塗布することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    液体吐出ヘッド
７    基板
８    壁部材
１０    圧力室
【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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