(57)【要約】【課題】沿面放電を防止することができ、信頼性が向上させることができるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】圧電アクチュエータとして必要とされる厚み以上の所定の厚みを有し且つ一方の面に電極が形成された圧電基板の前記一方の面を、複数の前記圧電アクチュエータを形成するための所定形状に加工する加工工程と（ステップ１０２〜１０６）、前記圧電基板の一方の面と、電極が形成された圧力室形成基板の当該電極が形成された側の面とを接着剤により接着する接着工程と（ステップ１０８、１１０）、前記圧電基板の他方の面を、前記所定形状が現れるまで研磨する研磨工程と（ステップ１１２）、前記圧電基板の他方の面に、上部電極を形成する電極形成工程と（ステップ１１６、１１８）、を含む。【選択図】図１
2009234091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータとして必要とされる厚み以上の所定の厚みを有し且つ一方の面に電極が形成された圧電基板の前記一方の面を、複数の前記圧電アクチュエータを形成するための所定形状に加工する加工工程と、
前記圧電基板の一方の面と、電極が形成された圧力室形成基板の当該電極が形成された側の面とを接着剤により接着する接着工程と、
前記圧電基板の他方の面を、前記所定形状が現れるまで研磨する研磨工程と、
前記圧電基板の他方の面に、上部電極を形成する電極形成工程と、
を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記加工工程は、支持基板に貼り合わされた前記圧電基板を前記所定形状に加工する工程であり、
前記接着工程の後で且つ前記研磨工程の前に、前記支持基板を前記圧電基板から剥離する剥離工程をさらに含む
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの製造方法に係り、特に、ベンドタイプ（ユニモルフ構造）の圧電アクチュエータを含むインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベンドタイプの圧電アクチュエータを含むインクジェット記録ヘッドの作成方法としては、圧電基板を薄膜化してから、圧力室が形成された圧力室形成基板を圧電基板に接着剤で貼り合わせる方法や、未加工の圧電基板と圧力室形成基板とを接着剤により貼り合わせた後、圧電基板を研磨する等して薄膜化し、圧力室に相当する形状に圧電基板を加工する方法が一般的である。
【０００３】
しかしながら、前者の方法では、薄膜された圧電基板のハンドリングが困難であり破損しやすい。このため、薄膜化が困難であり高密度化に限界がある、という問題があった。
【０００４】
また、後者の方法では、未加工の圧電基板と圧力室形成基板とを接着させたときに接着剤の逃げ道がなく、接着の安定性が欠ける、という問題があった。
【０００５】
また、圧電基板を薄膜化した後に圧力室に相当する形状に加工する場合には、圧力室形成基板との接着面とは反対側の面にマスキングを行って加工するため、前記接着面側の寸法精度が悪化し、各圧電アクチュエータの変位のばらつきが大きくなる、という問題もあった。
【０００６】
さらに、圧電基板の薄膜化は可能であるものの、圧電基板の加工面、すなわち圧力室形成基板との接着面とは反対側の面は全て露出されているため、この面から圧力室に相当する形状に加工していった場合、薄膜化することにより沿面放電により破壊する虞があり、これを防止するための対策を施す必要がある、という問題もあった。
【０００７】
また、特許文献１には、支持基板に薄板の圧電基板を仮貼りして圧力室に相当する形状に加工し、これを圧力室形成基板と接着した後に、支持基板を剥離する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１記載の方法では、支持基板へ薄板の圧電基板を仮貼りする工程や支持基板を圧力室形成基板から剥離する工程において破損したりクラックが発生したりする可能性が高い、という問題がった。また、圧電プレートをあらかじめ薄くしておく必要があるため、大サイズの圧電基板を使用することができない、という問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、沿面放電を防止することができ、信頼性が向上させることができるインクジェット記録ヘッド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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、圧電アクチュエータとして必要とされる厚み以上の所定の厚みを有し且つ一方の面に電極が形成された圧電基板の前記一方の面を、複数の前記圧電アクチュエータを形成するための所定形状に加工する加工工程と、  前記圧電基板の一方の面と、電極が形成された圧力室形成基板の当該電極が形成された側の面とを接着剤により接着する接着工程と、前記圧電基板の他方の面を、前記所定形状が現れるまで研磨する研磨工程と、前記圧電基板の他方の面に、上部電極を形成する電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、圧電アクチュエータとして必要とされる厚み以上の所定の厚みを有する圧電基板を加工して圧力室形成基板と接着し、その後圧電基板を研磨することによりインクジェット記録ヘッドを製造するので、製造工程において圧電基板を把持した際等に圧電基板が破損してしまうのを防ぐことができる。
【００１２】
また、圧電基板の薄膜化が容易であり、圧電アクチュエータを大型化及び高密度化することができる。
【００１３】
また、圧電基板の圧力室形成基板との接着面側を加工するので、従来のように圧力室形成基板との接着面とは反対側の面にマスキングを行って加工する場合と比較して、接着面側の寸法精度が悪化するのを防ぐことができる。これにより、各圧電アクチュエータの変位のばらつきが大きくなるのを防ぐことができる。従って、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００１４】
また、圧電基板の圧力室形成基板との接着面側を加工してから圧力室形成基板を接着するので、圧電基板の加工面に形成された溝に余剰な接着剤がはみ出して圧電基板上に形成された電極を覆うように接着されるので、圧電素子と圧力室形成基板側の電極とを絶縁することができ、沿面放電を防ぐことができる。従って、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００１５】
なお、請求項２に記載したように、前記加工工程は、支持基板に貼り合わされた前記圧電基板を前記所定形状に加工する工程であり、前記接着工程の後で且つ前記研磨工程の前に、前記支持基板を前記圧電基板から剥離する剥離工程をさらに含むようにしてもよい。これにより、支持基板と貼り合わせない場合と比較して薄い圧電基板を用いることができ、支持基板剥離後の圧電基板の研磨量を大幅に減らすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、沿面放電を防止することができ、信頼性が向上させることができる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
【００１９】
本実施形態では、画像に応じてインクを紙等の記録媒体上に吐出することにより画像を記録するインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するノズルを複数有し、各ノズルに対応して圧電アクチュエータが形成された構成である。
【００２０】
図１には、インクジェット記録ヘッドの製造工程の流れを示すフローチャートを、図２、３には、インクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図を示した。
【００２１】
まず、図２（Ａ）に示すように、所定の厚みｄ１の厚みを有する圧電基板１０を用意する。厚みｄ１は、圧電アクチュエータとして必要とされる厚みｄ２以上の厚みであって、製造工程において圧電基板１０を把持する等した際に破損しない程度の厚みを有する。本実施形態では、一例としてｄ１は約３ｍｍ、ｄ２は約１５μｍとする。
【００２２】
そして、図１に示すように、まずステップ１０２では、このような圧電基板１０の一方の面に対して、図２（Ｂ）に示すように、電極１２を成膜する。電極１２の成膜方法としては、例えば抵抗加熱蒸着や電子ビーム（ＥＢ）蒸着、スパッタリング等の種々公知の手法を用いることができる。
【００２３】
ステップ１０４では、圧電基板１０の電極１２が形成された面に溝を形成するためにフォトリソグラフィを行う。すなわち、図２（Ｃ）に示すように、電極１２上にフォトレジスト１４を塗布し、溝を形成すべき領域１６以外の領域にフォトレジスト１４が残るようにマスキングしてパターン露光し、その後現像処理する。これにより、溝を形成すべき領域１６以外の領域にフォトレジスト１４が残る。なお、フォトレジスト１４を残す領域の形状は、後述する圧力室形成基板に形成された圧力室に対応する形状であって複数の圧電アクチュエータを形成するための予め定めた所定形状である。
【００２４】
ステップ１０６では、まずエッチング、例えばリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行う。これにより、図２（Ｄ）に示すように、フォトレジスト１４以外の領域がエッチングされ、溝１８が形成される。すなわち、圧電基板１０の電極１２が形成された面が所定形状に加工される。このとき、溝１８の深さが所定の深さｄ３以上となるようにエッチングする。
【００２５】
このｄ３は、前述した圧電アクチュエータとして必要とされる厚みｄ２以上とする。例えばｄ２が約１５μｍの場合、ｄ３は約１６〜２０μｍとする。これは、後述するように圧電基板１０の厚みがｄ２となるまで圧電基板１０を他方の面から研磨した場合に、当該他方の面に前記所定形状が現れるようにするためである。
【００２６】
なお、リアクティブイオンエッチングに限らず、サンドブラストにより溝１８を形成してもよい。また、溝１８は、図２（Ｄ）に示すように、開口部分が広く底部分が狭いテーパ形状となる。
【００２７】
上記のようにエッチングした後は、溶剤等により、残ったフォトレジスト１４を除去する。
【００２８】
ステップ１０８では、図２（Ｅ）に示すように、一方の面に電極２０が形成された圧力室形成基板２２の電極２０上に、接着剤２４を例えばスピンコート等の方法により所定の塗布厚で塗布する。接着剤２４の塗布厚は、少なくとも圧電基板１０に形成された電極１２の厚み以上とすることが好ましく、例えば約１μｍ程度である。
【００２９】
圧力室形成基板２２には、複数の圧力室２６が形成され、各圧力室２６の下方には、インクが吐出されるノズル２８が設けられている。なお、電極２０は、共通電極として機能する電極である。
【００３０】
ステップ１１０では、図２（Ｆ）に示すように、圧電基板１０と圧力室形成基板２２とを接着する。このとき、接着剤２４の塗布厚が、少なくとも圧電基板１０に形成された電極１２の厚み以上とされているため、溝１８の側面に余剰の接着剤２４Ａがはみ出す。
【００３１】
このように、溝１８は、余剰の接着剤２４Ａを逃がすための空間として機能し、はみ出した接着剤２４Ａが電極１２を覆うようにして圧電基板１０と接着される。これにより、圧電基板１０に形成された溝１８の側面と圧力室形成基板２２側の電極２０とを絶縁することができ、沿面放電を防ぐことができる。
【００３２】
ステップ１１２では、図３（Ａ）に示すように、圧電基板１０の圧力室形成基板２２との接着面と反対側の面を、圧電基板１０の厚みがｄ２となるまで研磨する。これにより、圧電基板１０の圧力室形成基板２２との接着面と反対側の面に前記所定形状が現れ、圧電素子１０Ａが形成される。
【００３３】
ステップ１１４では、上部電極を形成するためにフォトリソグラフィを行う。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、圧電基板１０の研磨側の面にフォトレジスト３０を塗布し、上部電極３２を形成すべき領域以外の領域にフォトレジスト３０が残るようにマスキングしてパターン露光し、その後現像処理する。これにより、上部電極３２を形成すべき領域以外の領域にフォトレジスト３０が残る。
【００３４】
ステップ１１６では、図３（Ｂ）に示すように、フォトレジスト３０が残った領域以外の領域に上部電極３２を形成する。
【００３５】
ステップ１１８では、図３（Ｃ）に示すように、フォトレジスト３０を溶剤等により除去し、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００３６】
図４には、図３（Ｃ）を上部電極３２側から見た平面図の一例を示した。図３（Ｃ）は、図４のＡ−Ａ断面図である。なお、図４に示す破線３４は、圧電素子１０Ａの下部側、すなわち圧力室形成基板２２側のエッジを示している。また、図４においては、圧電素子１０Ａが六角形状、すなわち圧力室２６の圧電素子１０Ａ側の形状が六角形状としているが、圧電素子１０Ａ及び圧力室２６の圧電素子１０Ａ側の形状はこれに限られるものではない。
【００３７】
このように、本実施形態では、圧電アクチュエータとして必要とされる厚み以上の厚みであって、製造工程において圧電基板１０を把持する等した際に破損しない程度の厚みを有する圧電基板を加工して圧力室形成基板２２と接着し、その後圧電基板１０を研磨することによりインクジェット記録ヘッドを製造するので、製造工程において圧電基板１０を把持した際等に圧電基板１０が破損してしまうのを防ぐことができる。また、圧電基板１０の薄膜化が容易であり、圧電アクチュエータを大型化及び高密度化することができる。
【００３８】
また、圧電基板１０の圧力室形成基板２２との接着面側を圧力室形成基板２２の圧力室２６に対応する形状に加工するので、従来のように圧力室形成基板との接着面とは反対側の面にマスキングを行って加工する場合と比較して、接着面側の寸法精度が悪化するのを防ぐことができる。これは、従来のように圧力室形成基板との接着面とは反対側の面を加工すると、加工した溝の底部分の位置がばらつくことになり、その結果、各圧電素子の寸法精度がばらつくためである。これに対し、本実施形態では、圧電基板１０の圧力室形成基板２２との接着面側を加工するので、各圧電素子の寸法精度がばらつくのを防ぐことができ、その結果、各圧電アクチュエータの変位のばらつきが大きくなるのを防ぐことができる。従って、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００３９】
また、圧電基板１０の圧力室形成基板２２との接着面側を加工してから圧力室形成基板２２を接着するので、圧電基板１０側の溝１８に余剰な接着剤２４Ａがはみ出して圧電基板１０上に形成された電極１２を覆うように接着されるので、圧電素子１０Ａと圧力室形成基板２２側の電極２０とを絶縁することができ、沿面放電を防ぐことができる。従って、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
図５には、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程の流れを示すフローチャートを、図６には、インクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図を示した。
【００４３】
本実施形態の製造工程が第１実施形態で説明した製造工程と異なるのは、図６（Ａ）に示すように、支持基板４０が貼り合わされた圧電基板１０を用いる点である。この支持基板としては、例えば熱発泡テープ等の熱を加えることにより圧電基板１０から剥離可能な部材や、紫外線を照射することにより圧電基板１０から剥離可能なテープ等を用いることができるが、圧電基板１０から剥離可能なものであればこれに限られるものではない。
【００４４】
この場合、圧電基板１０と支持基板４０との合計の厚みは、製造工程において把持する等した際に破損しない程度の厚みを有し、圧電基板１０の厚みｄ１は、圧電アクチュエータとして必要とされる厚みｄ２以上の厚みであって、例えば製造工程において支持基板４０を圧電基板１０から剥離する等した際に破損しない程度の厚み（例えば約１ｍｍ程度）を有する。
【００４５】
従って、図６（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、支持基板４０が圧電基板１０に貼り合わされた状態で、図５のステップ１０２〜１１０が実行される。これは図１のステップ１０２〜１１０と同様である。
【００４６】
そして、図５のステップ１１１において、図６（Ｇ）に示すように、支持基板４０が圧電基板１０から剥離される。
【００４７】
その後のステップ１１４〜１１６は、図１のステップ１１４〜１１６と同様であるが、ステップ１１２の研磨工程では、すでに圧電基板１０の厚みが図２の場合と比較して薄くなっているので、研磨量を大幅に減らすことができる。
【００４８】
なお、上記各実施形態では、圧力室２６がすでに形成された圧力室形成基板２２を圧電基板１０と接着する場合について説明したが、これに限らず、圧力室２６が未形成の圧力室形成基板を圧電基板１０と接着した後に、圧力室２６を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図２】第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】インクジェット記録ヘッドの平面図である。
【図５】第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０      圧電基板
１０Ａ      圧電素子
１２      電極
１４      フォトレジスト
１８      溝
２０      電極
２２      圧力室形成基板
２４、２４Ａ      接着剤
２６      圧力室
２８      ノズル
３０      フォトレジスト
３２      上部電極
４０      支持基板
【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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