(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッドのエージングを効率良く行うことができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】インクジェット式記録ヘッド２２０のエージングを行う際に、中間電位に対する駆動パルスを含む第１駆動信号を第１圧電素子３００ａに印加すると共に、第１圧電素子３００ａに隣り合う第２圧電素子３００ｂには、中間電位に対して第１駆動信号とは反転した信号波形の第２駆動信号を印加する。このとき、第１圧電素子３００ａおよび第２圧電素子３００ｂの撓みにより圧力発生室１２ａ，ｂ間の隔壁が傾き（図７（ｂ）、（ｃ）参照）、隔壁１１間の距離が短かくなるので、圧電素子がより変位し易い状態となる。これにより、隣り合う圧電素子３００間で圧電素子３００および振動板の変位量が増幅されるので、圧電素子からの発熱を増すことなく、エージングの効率を向上させることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するためのノズル開口にそれぞれが連通する複数の圧力発生室が形成される流路形成基板と、前記圧力発生室ごとに設けられる圧力発生素子とを備える液体噴射ヘッドの製造方法であって、
所定の基準電位を基準として、前記圧力発生素子を駆動させるための駆動パルスを含む信号波形の第１駆動信号を前記圧力発生素子に印加すると共に、前記基準電位に対して前記第１駆動信号の駆動パルスとは逆電位となる駆動パルスを含む信号波形の第２駆動信号を、前記第１駆動信号を印加した前記圧力発生素子に隣り合う前記圧力発生素子に印加することにより、前記圧力発生素子を駆動させるエージング工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１駆動信号を印加する圧力発生素子と、前記第２駆動信号を印加する圧力発生素子とが交互となるように、圧力発生素子のそれぞれに対して前記第１駆動信号または前記第２駆動信号を印加することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ等の記録装置には、インク滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子によって変形させ圧力発生室のインクを加圧することによりノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。
【０００３】
ここで、圧力発生素子、例えば、圧電素子には、製造後の初期段階（製造後のパルスが印加された履歴がない状態から数億パルスを印加するまでの段階）において、駆動電圧を印加すると、圧力発生素子の変位量が著しく低下するという特性の初期劣化が生じる。初期劣化後にも、変位量は減少しつづけるが、初期段階に比べて、変位量の低下の推移が著しく緩やかになる。この緩やかな段階で圧力発生素子を駆動させると、長期にわたって安定した吐出特性を提供できるというものである。そこで、特許文献１には、インクジェット式記録ヘッドの製造時に圧力発生室を形成した後に、通常使用時より電圧または周波数が高い駆動信号を各圧電素子に印加して記録ヘッドに備わる各圧電素子を駆動させるエージング工程を実施することにより、記録ヘッドの製造工程において圧電素子の初期劣化を生じさせ、インクジェット式記録ヘッドのインク吐出特性を初期劣化後の安定した特性とする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０２８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では圧力発生素子に印加する電圧または周波数を高めているので、エージングの効率を高めることができるが、圧力発生素子からの発熱量も増大してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］液体を噴射するためのノズル開口にそれぞれが連通する複数の圧力発生室が形成される流路形成基板と、前記圧力発生室ごとに設けられる圧力発生素子とを備える液体噴射ヘッドの製造方法であって、所定の基準電位を基準として、前記圧力発生素子を駆動させるための駆動パルスを含む信号波形の第１駆動信号を前記圧力発生素子に印加すると共に、前記基準電位に対して前記第１駆動信号の駆動パルスとは逆電位となる駆動パルスを含む信号波形の第２駆動信号を、前記第１駆動信号を印加した前記圧力発生素子に隣り合う前記圧力発生素子に印加することにより、前記圧力発生素子を駆動させるエージング工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００８】
この構成によれば、第１駆動信号が印加される圧力発生素子に対して、隣り合う圧力発生素子には第１駆動信号の駆動パルスと逆電位となる駆動パルスを含む第２駆動信号が印加されるので、隣り合う圧力発生素子間において、基準電位が印加された状態に対して圧力発生素子が逆方向に変位する。隣り合う圧力発生素子間で圧力発生素子の変位量が増幅し合うようになる。したがって、特許文献１に記載のように駆動信号の周波数や電圧を高めることによって圧力発生素子からの発熱量を増すことなく、エージングの効率を向上させることができる。
【０００９】
［適用例２］上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記第１駆動信号を印加する圧力発生素子と、前記第２駆動信号を印加する圧力発生素子とが交互となるように、圧力発生素子のそれぞれに対して前記第１駆動信号または前記第２駆動信号を印加することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１０】
この構成によれば、液体噴射ヘッドに備わる圧力発生素子に対して、エージングを効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドユニットの分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドユニットの組立斜視図であり、図３は、その要部断面図である。以下、図１ないし図３に従ってインクジェット式記録ヘッドユニットの構成について説明する。図１に示すように、液体噴射ヘッドユニットの一例であるインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、「ヘッドユニット」ともいう）２００を構成する保持部材であるカートリッジケース２１０は、液体供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。例えば、インクカートリッジは、ブラックおよび３色のカラーインクが充填された別体で構成され、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。また、カートリッジケース２１０の底面には、図３に示すように、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路２１２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路２１２の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路２１２に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。
【００１３】
また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数の圧電素子３００（図４参照）を有すると共に、カートリッジケース２１０とは反対側の端面には、液体噴射ヘッドの一例であり、圧電素子３００の駆動によってノズル開口２１からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」ともいう）２２０が固定されるヘッドケース２３０を有する。ヘッドユニット２００には、インクカートリッジの複数色のインクに対応して複数の記録ヘッド２２０が設けられ、さらに記録ヘッド２２０ごとにヘッドケース２３０が設けられている。
【００１４】
次に、カートリッジケース２１０に搭載される記録ヘッド２２０およびヘッドケース２３０の構成について、インクジェット式記録ヘッドおよびヘッドケースの要部の分解斜視図である図４、およびインクジェット式記録ヘッドの断面図である図５に従って説明する。
【００１５】
記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、図４および図５に示すように、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、隔壁によって互いに区画され、幅方向に沿って２列に並設する圧力発生室１２が形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述する保護基板３０に設けられるリザーバ部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。この連通部１３は、インク供給路１４と連通路１５とを介して圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されており、圧力発生室１２と同じ幅で形成されている。なお、インク供給路１４は、圧力発生室１２の幅方向を絞ることで所定の流路抵抗を与えるようになっている。
【００１６】
流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２の連通路１５とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。これにより、１つの記録ヘッド２２０にはノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステンレス鋼等からなる。
【００１７】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等からなり厚さが例えば、０．３〜０．４μｍの絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、具体的な材料は限定されないが、例えば、白金、チタン、イリジウムなどの材料からなる下電極膜６０と、結晶がペロブスカイト構造の誘電材料からなり厚さが例えば、約１〜５μｍの圧電体層７０と、具体的な材料は限定されないが、例えば、白金、チタン、イリジウムなどの材料からなる上電極膜８０とが積層形成されている。ここで、下電極膜６０、圧電体層７０および上電極膜８０を含む部分が圧電素子３００を構成する。一般的には、圧電素子３００のいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極および圧電体層７０を圧力発生室１２ごとにパターニングすることにより圧電素子３００が構成される。パターニングされたいずれか一方の電極および圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部といい、こうした圧電体能動部は圧力発生室１２ごとに形成される。
【００１８】
なお、本実施形態では、弾性膜５０、絶縁体膜５５および下電極膜６０が振動板として作用するが、弾性膜５０および絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用する構成としてもよい。また、本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合で、上電極膜８０を圧電素子３００の共通電極とし、下電極膜６０を圧電素子３００の個別電極とする構成にしてもよい。
【００１９】
圧電素子３００の各上電極膜８０には、インク供給路１４とは反対側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上まで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００２０】
こうして圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合される。リザーバ部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２に共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。なお、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２ごとに分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとする構成としてもよいし、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設ける構成としてもよい。
【００２１】
保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。保護基板３０は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。この保護基板３０は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成している。
【００２２】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられており、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。そして、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１１０が固定されている。駆動回路１１０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路等を用いることができる。駆動回路１１０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１１１を介して電気的に接続されている。この駆動回路１１０は、スイッチング回路、制御ロジック等を有しており、供給される複数の駆動信号のうちから、圧電素子３００に出力する駆動信号を選択する機能を有する。
【００２３】
さらに、保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスが与えられている。
【００２４】
このように、本実施形態の記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２０、流路形成基板１０、保護基板３０およびコンプライアンス基板４０の４つの基板で構成されている。そして、記録ヘッド２２０のコンプライアンス基板４０上には、図４に示すように、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路２１２に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が形成されたヘッドケース２３０が設けられる。
【００２５】
以上に説明した記録ヘッド２２０は、インクカートリッジからのインクをインク連通路２１２およびインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまでの内部をインクで満たした後、駆動回路１１０から供給される駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、圧電素子３００の圧電体能動部をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まってノズル開口２１からインク滴を吐出する。
【００２６】
また、記録ヘッド２２０を構成する各部材およびヘッドケース２３０には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、記録ヘッド２２０およびヘッドケース２３０が一体的に形成される。
【００２７】
なお、上述した記録ヘッド２２０は、１枚のシリコンウェハ上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０およびコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図４に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０ごとに分割することによって得られる。
【００２８】
このような記録ヘッド２２０およびヘッドケース２３０は、上述したカートリッジケース２１０にノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔で４つ固定される。すなわち、本実施形態のヘッドユニット２００には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。このように複数の記録ヘッド２２０を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つの記録ヘッド２２０にノズル列２１Ａを多列形成する場合に比べて歩留まりの低下を防止することができる。
【００２９】
また、カートリッジケース２１０にヘッドケース２３０を介して保持された４つの記録ヘッド２２０は、図１および図２に示すように、カバーヘッド２４０によって相対的に位置決めされて保持される。カバーヘッド２４０は、ノズル開口２１を露出する開口部２４１と、開口部２４１を画成すると共に記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の少なくともノズル列２１Ａの並設されたノズル開口２１の両端部側に接合される固定部２４２とを具備する。
【００３０】
固定部２４２は、複数の記録ヘッド２２０に亘ってインク滴吐出面の外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接する記録ヘッド２２０の間に延設されて開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されており、枠部２４３および梁部２４４が記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接合される。また、固定部２４２の枠部２４３は、記録ヘッド２２０の製造時に各部材を位置決めするピン挿入孔２３４を塞ぐように形成されている。カバーヘッド２４０には、記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の側面側に、インク滴吐出面の外周縁部に亘って屈曲するように延設された側壁部２４５が設けられている。
【００３１】
このように、カバーヘッド２４０は、固定部２４２を記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接着するようにしたため、インク滴吐出面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、インク滴吐出面のワイピングや吸引動作等を行っても、インク滴吐出面にインクが残留することを防止することができる。また、梁部２４４によって隣接する記録ヘッド２２０の間が塞がれているため、隣接する記録ヘッド２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動回路１１０等のインクによる劣化および破壊を防止することができる。また、記録ヘッド２２０のインク滴吐出面とカバーヘッド２４０との間は、接着剤によって隙間なく接着されているため、隙間に被記録媒体が入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形および紙ジャムを防止することができる。さらに、複数の記録ヘッド２２０のインク滴吐出面をカバーヘッド２４０に接合することにより、各記録ヘッド２２０のインク滴吐出面と記録用紙との距離をカバーヘッド２４０によって位置合わせすることができる。これにより、複数の記録ヘッド２２０でインク滴の着弾位置等のインク吐出特性を合わせることができる。
【００３２】
さらに、側壁部２４５が、複数の記録ヘッド２２０の外周縁部を覆うことで、記録ヘッド２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。また、カバーヘッド２４０に、記録ヘッド２２０のインク滴吐出面と接合される固定部２４２を設けるようにしたため、複数の記録ヘッド２２０の各ノズル列２１Ａをカバーヘッド２４０に対して高精度に位置決めして接合することができる。
【００３３】
このようなカバーヘッド２４０の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられ、カバーヘッド２４０を導電性の金属材料とすることで、接地することができる。なお、カバーヘッド２４０とノズルプレート２０との接合は、特に限定されず、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤による接着が挙げられる。
【００３４】
また、固定部２４２には、カバーヘッド２４０を他部材に位置決め固定するための固定孔２４７を有するフランジ部２４６が設けられている。このフランジ部２４６は、側壁部２４５からインク滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して形成されている。カバーヘッド２４０は、図２および図３に示すように、記録ヘッド２２０およびヘッドケース２３０を保持した保持部材であるカートリッジケース２１０に固定される。詳しくは、図２および図３に示すように、カートリッジケース２１０には、インク滴吐出面側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入すると共に、突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カバーヘッド２４０をインク滴吐出面の面方向に位置決めしてカートリッジケース２１０に固定される。
【００３５】
このようなカバーヘッド２４０と各記録ヘッド２２０とは、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と複数のノズル列２１Ａとの位置決めにより固定される。ここで、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と各記録ヘッド２２０のノズル列２１Ａとの位置決めは、カバーヘッド２４０が記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接合されるため、例えば、ガラス等の透過性を有する板状部材からなる位置決め治具を用いて行うことができる。
【００３６】
なお、カバーヘッド２４０と複数の記録ヘッド２２０とを位置決め接合した後、記録ヘッド２２０のインク導入口４４側に接合されたヘッドケース２３０をカートリッジケース２１０に接合すると共に、カバーヘッド２４０の固定孔２４７をカートリッジケース２１０の突起部２１５に固定することで、ヘッドユニット２００が組み立てられる。
【００３７】
このように、複数の記録ヘッド２２０を備えたヘッドユニット２００が組み立てられると、組み立て後のヘッドユニット２００に対してエージングを実施する。以下、エージング工程の手順について説明する。
【００３８】
エージングは、記録ヘッド２２０の各圧電素子３００に駆動信号を印加し、圧電体層７０に電界強度を発生させて圧電素子３００を繰り返し駆動させることにより行う。そのため、エージング工程では、まず、記録ヘッド２２０の駆動回路１１０に対して、装置外部の駆動信号生成装置（図示なし）が接続される。そして、駆動回路１１０は、駆動信号生成装置から第１駆動信号および第２駆動信号の供給を受けて、並設された複数の圧電素子３００に対して、第１駆動信号を印加する圧電素子３００と、第２駆動信号を印加する圧電素子３００とが隣接し合うよう、圧電素子３００の並び順に対して第１駆動信号と第２駆動信号とを交互に印加する。
【００３９】
ここで、図６を用いて、第１駆動信号および第２駆動信号の信号波形について説明する。図６（ａ）に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１は、その第１区間Ｔ１において、所定の中間電圧（基準電圧）ＶＣの状態から電圧ＶＨに電圧上昇して、その後中間電圧ＶＣに戻る駆動パルスＤＰ１１を含んでいる。その後の第２区間Ｔ２においては、中間電圧ＶＣの状態から電圧ＶＬに電圧下降して、その後中間電圧ＶＣに戻る駆動パルスＤＰ１２を含んでいる。第２区間Ｔ２の次には再び第１区間Ｔ１の電圧変化を起こすようにして、第１区間Ｔ１と第２区間Ｔ２との電圧変化を繰り返すことにより、中間電圧ＶＣを中心として、駆動パルスＤＰ１１、駆動パルスＤＰ１２を交互に出力する信号波形を有する。一方、第２駆動信号ＣＯＭ２は、図６（ｂ）に示すように、その第１区間Ｔ１において、所定の中間電圧ＶＣから電圧ＶＬに電圧下降して、その後中間電圧ＶＣに戻る駆動パルスＤＰ２１を含んでいる。その後の第２区間Ｔ２においては、中間電圧ＶＣの状態から電圧ＶＨに電圧上昇して、その後中間電圧ＶＣに戻る駆動パルスＤＰ２２を含んでいる。第２区間Ｔ２の次には再び第１区間Ｔ１の電圧変化を起こすようにして、第１区間Ｔ１と第２区間Ｔ２との電圧変化を繰り返すことにより、中間電圧ＶＣを中心として、駆動パルスＤＰ２１、駆動パルスＤＰ２２を交互に出力する信号波形を有する。
【００４０】
すなわち、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２とは、第１区間Ｔ１および第２区間Ｔ２のそれぞれにおいて、中間電圧ＶＣに対して互いに逆電位となる信号波形を有しており、一方の駆動信号ＣＯＭが中間電圧ＶＣより高い電位にあるとき、他方の駆動信号ＣＯＭは中間電圧ＶＣより低い電圧となる。つまり、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスＤＰ１１と、第２駆動信号ＣＯＭ２の駆動パルスＤＰ２１は逆電位であり、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスＤＰ１２と、第２駆動信号ＣＯＭ２の駆動パルスＤＰ２２は逆電位である。なお、図６の例では、第１駆動信号ＣＯＭ１の信号波形と第２駆動信号ＣＯＭ２の信号波形は中間電位ＶＣに対して反転した形状となっているが、この信号波形に限られるものではなく、中間電位ＶＣに対して逆電位となっていればよい。
【００４１】
なお、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、記録ヘッド２２０に備わる駆動回路１１０、および記録ヘッド２２０の外部より駆動回路１１０に接続される駆動信号供給装置（図示なし）によって各圧電素子３００に供給される。すなわち、駆動信号ＣＯＭ１および駆動信号ＣＯＭ２は駆動信号供給装置から駆動回路に供給され、駆動回路がインクジェット記録ヘッドに並設された複数の圧電素子に対して、駆動信号ＣＯＭ１および駆動信号ＣＯＭ２を交互に選択的に印加することによって圧電体層７０に電界強度を発生させ、これにより記録ヘッド２２０のエージングが行われる。
【００４２】
エージング時の動作についてさらに説明する。図７は、エージング時の圧力発生室１２周辺の様子を示した模式図であり、例として３組の圧力発生室１２、圧電素子３００および振動板を示している。なお、説明の便宜上、以下では、第１駆動信号ＣＯＭ１を印加する圧電素子３００を第１圧電素子３００ａ、第２駆動信号ＣＯＭ２を印加する圧電素子３００を第２圧電素子３００ｂと称し、第１圧電素子３００ａに対応する圧力発生室１２を第１圧力発生室１２ａ、第２圧電素子３００ｂに対応する圧力発生室１２を第２圧力発生室１２ｂと称する。
【００４３】
エージング工程において、第１駆動信号ＣＯＭ１が第１圧電素子３００ａ、第２駆動信号ＣＯＭ２が第２圧電素子３００ｂに印加されると、まず、第１駆動信号ＣＯＭ１および第２駆動信号ＣＯＭ２の第１区間Ｔ１において、まず、各圧電素子３００ａ，ｂに中間電圧ＶＣが印加され、図７（ａ）に示すように、各圧電素子３００ａ，ｂおよび振動板が、圧力発生室１２側に撓んだ状態となる。このとき、第１圧電素子３００ａの変形により振動板を介して隔壁１１に働く力と、第２圧電素子３００ｂの変形により振動板を介して隔壁１１に働く力とは打ち消し合うため（図７の破線矢印参照）、隔壁１１の変形は生じない。
【００４４】
次に、第１区間Ｔ１において、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスＤＰ１１が第１圧電素子３００ａ、第２駆動信号ＣＯＭ２の駆動パルスＤＰ２１が第２圧電素子３００ｂに印加されると、図７（ｂ）に示すように、第１圧電素子３００ａは、中間電圧ＶＣが印加された状態（図７（ｂ）の破線参照）からさらに第１圧力発生室１２ａ側に撓んだ状態となり、第１圧力発生室１２ａの隔壁１１は振動板に引っ張られるようにして第１圧力発生室１２ａ側に力が働く。一方で、第２圧電素子３００ｂは、中間電圧ＶＣが印加された状態から撓みがより小さい状態となり、第２圧電素子３００ｂの隔壁１１を第２圧力発生室１２ｂ側に引っ張る力が小さくなるので、相対的に、隔壁１１を第１圧力発生室１２ａ側に押し戻すように働く。このように、第１圧力発生室１２ａおよび第２圧力発生室１２ｂを区画する隔壁１１には、第１圧電素子３００ａおよび第２圧電素子３００ｂの双方から、第１圧電素子３００ａ側に働く力が作用することにより、隔壁１１は第１圧力発生室１２ａ側に傾くまたは撓む。これにより、第１圧力発生室１２ａの両側に位置する隔壁１１間の距離が短くなって第１圧電素子３００ａおよび振動板がより撓み易い状態となり、結果として、第１圧電素子３００ａの撓み量が増幅される。
【００４５】
そして、所定の時間が経過すると、第１駆動信号ＣＯＭ１および第２駆動信号ＣＯＭ２は、中間電位ＶＣとなり、図７（ａ）の状態に戻る。
【００４６】
次に、第２区間Ｔ２において、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスＤＰ１２が第１圧電素子３００ａ、第２駆動信号ＣＯＭ２の駆動パルスＤＰ２２が第２圧電素子３００ｂに印加されると、図７（ｃ）に示すように、第２圧電素子３００ｂは、中間電圧ＶＣが印加された状態（図７（ｃ）の破線部分参照）からさらに撓んだ状態となることによって、第２圧力発生室１２ｂの隔壁１１は振動板に引っ張られるようにして第２圧力発生室１２ｂ側に力が働く。一方で、第１圧電素子３００ａは、中間電圧ＶＣが印加された状態から撓みがより小さい状態となり、第１圧電素子３００ａの隔壁１１を第１圧力発生室１２ａ側に引っ張る力が小さくなるので、相対的に、隔壁１１を第２圧力発生室１２ｂ側に押し戻すように働く。このように、第１圧力発生室１２ａおよび第２圧力発生室１２ｂを区画する隔壁１１には、第１圧電素子３００ａおよび第２圧電素子３００ｂの双方から、第２圧電素子３００ｂ側に働く力が作用することにより、隔壁１１は第２圧力発生室１２ｂ側に傾くまたは撓む。これにより、第２圧力発生室１２ｂの両側に位置する隔壁１１間の距離が短くなって第２圧電素子３００ｂおよび振動板がより撓み易い状態となり、結果として第２圧電素子３００ｂの撓み量が増幅される。
【００４７】
このように、本実施形態のエージング工程では、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電素子３００ａ，３００ｂに印加し続け、上述した第１区間Ｔ１および第２区間Ｔ２の動作を繰り返すことによって、エージング工程における圧電素子３００および振動板の変位量を増幅させている。
【００４８】
なお、駆動信号の信号波形としては、図６に示した波形に限られることなく、例えば、ｓｉｎ波、矩形波等の波形であってもよい。また、駆動信号のパルス数は、圧電素子３００に発生させる電界強度、駆動信号の周波数等によって適宜決定する必要があるが、少なくとも０．１億パルス以上であることが好ましい。これにより、振動板の内部応力が確実に緩和され、且つ圧電体層７０も確実に分極される。
【００４９】
こうしてエージングが実施されたヘッドユニット２００は、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図８に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニット２００は、インク供給手段を構成するカートリッジ１Ａおよび１Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。このヘッドユニット２００は、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出するものである。
【００５０】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２００を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラ等により給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送される。そして、プラテン８上を搬送される記録シートＳに向けて、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット２００がインクを吐出することによって、記録シートＳに印字が行われる。
【００５１】
以上に説明したインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法によれば、圧電素子３００および振動板の変位量が増幅されるので、圧電素子３００および振動板のエージングを効率良く行うことができ、液体噴射ヘッドである記録ヘッド２２０のエージング工程に要する時間を短縮することができる。なお、特許文献１に記載のように、駆動信号ＣＯＭの電圧および周波数を高めることによるエージング効率の向上を図るものではないため、エージング工程において大きな負荷を圧電素子３００に与えたり、圧電素子の発熱量が増大したりすることによって圧電素子３００が破壊する虞を増すことなく、エージング効率を向上させることができる。したがって、安定した液体吐出特性をもつ記録ヘッド２２０を、より短時間のエージングによって、より確実に製造することが可能となる。
【００５２】
また、このエージングにより圧電体層７０が確実に分極されると共に振動板の内部応力が確実に緩和され、実使用時の圧電素子３００および振動板の変位量の変動が著しく小さく抑えられるので、安定したインク吐出特性を得ることができる。すなわち、圧電素子３００に駆動信号を印加し、圧電素子３００を繰り返し駆動させるエージングを行うことにより、インク吐出量特性の低下量が比較的大きい初期劣化を製造工程において生じさせ、圧電素子３００を初期劣化後の安定した特性とすることができるので、初期劣化後の安定したインク吐出量特性をもつ記録ヘッド２２０、およびそれを搭載したインクジェット式記録ヘッドユニット２００を実現することができる。
【００５３】
以上、液体噴射ヘッドの製造方法に係る一実施形態について説明したが、以下の変形例としてもよい。
【００５４】
（変形例１）上記実施形態では、成膜およびリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッド２２０の例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドについても、同様のエージング方法を用いて、効率的にエージングを行うことができる。
【００５５】
（変形例２）上記実施形態では、ヘッドユニット２００を組み立て後にエージングを実施するようにしたが、記録ヘッド２２０を形成した後に、１つのヘッドユニット２００に組み入れる前に、ヘッドごとにエージングを実施し、エージング後の複数の記録ヘッド２２０を組み立ててヘッドユニット２００としてもよい。
【００５６】
（変形例３）上記実施形態では、第１駆動信号と第２駆動信号は、互いに反転した信号波形を有していたが、反転した第２駆動信号を第１駆動信号の中間電位に対して逆電位となる信号波形を有していれば、反転した波形でなくてもよい。すなわち、例えば、高電圧側の電圧ＶＨまたは低電圧側の電圧ＶＬが、第１駆動信号と第２駆動信号とで異なるようにしてもよい。
【００５７】
（変形例４）上記実施形態では、圧電素子を圧力発生素子として用いて説明したが、圧電素子以外の駆動素子として発熱素子を用いても本願発明を適用することは可能である。
【００５８】
（変形例５）上記実施形態では、インクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明したが、液体噴射ヘッドとしては、例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態に係るヘッドユニットの分解斜視図。
【図２】ヘッドユニットの組立斜視図。
【図３】ヘッドユニットの要部断面図。
【図４】ヘッドユニットの要部の分解斜視図。
【図５】記録ヘッドの断面図。
【図６】駆動信号の信号波形を示した図であり、（ａ）は第１駆動信号の信号波形、（ｂ）は第２駆動信号の信号波形を示した図。
【図７】エージング工程を説明するための説明図。
【図８】インクジェット式記録装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ，１Ｂ…液体供給手段としてのカートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モータ、７…タイミングベルト、８…プラテン、１０…流路形成基板、１１…隔壁、１２…圧力発生室、１３…連通部、１４…インク供給路、１５…連通路、２０…ノズルプレート、２１…ノズル開口、２１Ａ…ノズル列、３０…保護基板、３１…リザーバ部、３２…圧電素子保持部、３３…貫通孔、３５…接着剤、４０…コンプライアンス基板、４３…可撓部、４４…インク導入口、５０…弾性膜、５５…絶縁体膜、６０…下電極膜、７０…圧電体層、８０…上電極膜、８０…上電極膜、９０…リード電極、１００…リザーバ、１１０…駆動回路、１１１…接続配線、２００…インクジェット式記録ヘッドユニット、２１０…カートリッジケース、２１１…カートリッジ装着部、２１２…インク連通路、２１３…インク供給針、２１５…突起部、２２０…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド、２３０…ヘッドケース、２３１…インク供給連通路、２３４…ピン挿入孔、２４０…カバーヘッド、２４１…開口部、２４２…固定部、２４３…枠部、２４４…梁部、２４５…側壁部、２４６…フランジ部、２４７…固定孔、３００…圧電素子。
【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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