JP2003048323A - インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電プレートを任意の形状に形成しながら
も、簡潔な製造プロセスによって、マトリクス状配列ヘ
ッドの高密度で二次元配列された多数の圧電素子を容易
に製造することができるインクジェット式記録ヘッドの
製造方法を提供する。 【解決手段】 本製造方法は、インク室に連通し二次元
的に配列された複数の圧力室１２ａと、各圧力室１２ａ
を駆動する複数の圧電素子１４ａとを備え、圧電素子１
４ａの作動で圧力室１２ａ内のインクを加圧し、圧力室
１２ａに連通するノズル１１ａからインク滴を吐出する
形式のインクジェット式記録ヘッドを製造する。本製造
方法では、基板２３に剥離可能に接着した圧電プレート
をパターニングして、複数の圧電素子１４ａが基板２３
上に二次元的に配列された圧電素子ユニットを形成し、
圧電素子ユニットの各圧電素子１４ａを振動板１３に接
着してから、基板２３を各圧電素子１４ａから剥離す
る。
も、簡潔な製造プロセスによって、マトリクス状配列ヘ
ッドの高密度で二次元配列された多数の圧電素子を容易
に製造することができるインクジェット式記録ヘッドの
製造方法を提供する。 【解決手段】 本製造方法は、インク室に連通し二次元
的に配列された複数の圧力室１２ａと、各圧力室１２ａ
を駆動する複数の圧電素子１４ａとを備え、圧電素子１
４ａの作動で圧力室１２ａ内のインクを加圧し、圧力室
１２ａに連通するノズル１１ａからインク滴を吐出する
形式のインクジェット式記録ヘッドを製造する。本製造
方法では、基板２３に剥離可能に接着した圧電プレート
をパターニングして、複数の圧電素子１４ａが基板２３
上に二次元的に配列された圧電素子ユニットを形成し、
圧電素子ユニットの各圧電素子１４ａを振動板１３に接
着してから、基板２３を各圧電素子１４ａから剥離す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッ
サ、ファクシミリ、プリンタ等の情報機器への組込みが
可能なインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並
びにインクジェット式記録装置に関し、特に、二次元配
列に圧電素子が高密度実装されながらも大量生産が容易
になる構成のインクジェット式記録ヘッド、及びそのよ
うなインクジェット式記録ヘッドの製造方法、並びにイ
ンクジェット式記録装置に関する。
サ、ファクシミリ、プリンタ等の情報機器への組込みが
可能なインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並
びにインクジェット式記録装置に関し、特に、二次元配
列に圧電素子が高密度実装されながらも大量生産が容易
になる構成のインクジェット式記録ヘッド、及びそのよ
うなインクジェット式記録ヘッドの製造方法、並びにイ
ンクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノンインパクト記録方式は、記録
時の騒音が極めて小さく、また高速印字が可能である点
で関心を集めており、その中でも、インクジェット記録
方式を用いたインクジェット式プリンタは広く普及して
いる。このインクジェット式プリンタは、記録ヘッドか
らインク滴を飛翔させて記録紙に付着させ、文字、図
形、写真等の印字を高速で行う構成を備えており、普通
紙に特別の定着処理等を施すことなく記録することがで
きる。このようなインクジェット記録方式として、圧電
素子等の電気機械変換器を用い、インクが充填された圧
力室に圧力波（音響波）を発生させることで、圧力室に
連通するノズルからインク滴を吐出するドロップオンデ
マンド型インクジェット方式が知られている。
時の騒音が極めて小さく、また高速印字が可能である点
で関心を集めており、その中でも、インクジェット記録
方式を用いたインクジェット式プリンタは広く普及して
いる。このインクジェット式プリンタは、記録ヘッドか
らインク滴を飛翔させて記録紙に付着させ、文字、図
形、写真等の印字を高速で行う構成を備えており、普通
紙に特別の定着処理等を施すことなく記録することがで
きる。このようなインクジェット記録方式として、圧電
素子等の電気機械変換器を用い、インクが充填された圧
力室に圧力波（音響波）を発生させることで、圧力室に
連通するノズルからインク滴を吐出するドロップオンデ
マンド型インクジェット方式が知られている。
【０００３】ドロップオンデマンド型インクジェット方
式の記録ヘッド（以下、インクジェット式記録ヘッドと
呼ぶ）が、例えば特開昭56−64877号公報に記載されて
いる。図１１は該公報に記載のインクジェット式記録ヘ
ッドを示すもので、（ａ）は要部の縦断面図、（ｂ）は
一部破断した状態で示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のc−c
線に沿った断面図である。
式の記録ヘッド（以下、インクジェット式記録ヘッドと
呼ぶ）が、例えば特開昭56−64877号公報に記載されて
いる。図１１は該公報に記載のインクジェット式記録ヘ
ッドを示すもので、（ａ）は要部の縦断面図、（ｂ）は
一部破断した状態で示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のc−c
線に沿った断面図である。
【０００４】上記インクジェット式記録ヘッドは、ベー
スプレート４４と振動板４２とが相互に接合されて双方
の間に圧力室４５が形成されており、圧力室４５の一端
部にはインクノズルを成すオリフィス４３が形成されて
いる。また、振動板４２上には矩形状の圧電素子４１が
接合され、圧電素子４１にはパルス発生器４０が電気的
に接続されている。圧力室４５には、インク供給チュー
ブ４６を経由してインクタンク４７からインクが供給さ
れる。圧電素子４１は、圧電セラミック、特にＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）によって構成されている。
スプレート４４と振動板４２とが相互に接合されて双方
の間に圧力室４５が形成されており、圧力室４５の一端
部にはインクノズルを成すオリフィス４３が形成されて
いる。また、振動板４２上には矩形状の圧電素子４１が
接合され、圧電素子４１にはパルス発生器４０が電気的
に接続されている。圧力室４５には、インク供給チュー
ブ４６を経由してインクタンク４７からインクが供給さ
れる。圧電素子４１は、圧電セラミック、特にＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）によって構成されている。
【０００５】上記従来のインクジェット式記録ヘッドで
は、圧電素子４１が、機械加工で圧電セラミック板を所
定の寸法形状に加工することによって作製される。この
ような圧電素子４１の精密加工法としては、ダイヤモン
ド粒を含んだ円盤（ダイシングブレード）の回転で切断
又は溝加工するダイシングソー方式、或いは、ワイヤー
ソー方式等が挙げられる。しかし、これらの圧電素子の
精密加工法は、直線的な加工には適しているものの、圧
電セラミック板（圧電プレート）を任意の形状に形成す
るような加工はできなかった。
は、圧電素子４１が、機械加工で圧電セラミック板を所
定の寸法形状に加工することによって作製される。この
ような圧電素子４１の精密加工法としては、ダイヤモン
ド粒を含んだ円盤（ダイシングブレード）の回転で切断
又は溝加工するダイシングソー方式、或いは、ワイヤー
ソー方式等が挙げられる。しかし、これらの圧電素子の
精密加工法は、直線的な加工には適しているものの、圧
電セラミック板（圧電プレート）を任意の形状に形成す
るような加工はできなかった。
【０００６】圧電プレートを任意の形状に形成するため
の製造方法が、例えば特開平11-207970号公報に記載さ
れている。この公報に記載の製造方法は以下の通りであ
る。まずダミーガラス上に発泡剤シートを張り付け、圧
電膜を載せて張り合わせる。その上にレジストを配し、
マスク部をパターン形成し、マスク部に覆われた部分以
外の圧電膜をサンドブラスト加工により切削する。次
に、レジストを剥離し、インク室との位置合わせを行
い、振動板上の導電膜上に載置し、ダミーガラスを剥離
する。さらに、圧電膜上に電極を積層形成する。このよ
うな製造方法によれば、圧電膜の形状をマスクパターン
に応じて任意の形状に形成することができる。
の製造方法が、例えば特開平11-207970号公報に記載さ
れている。この公報に記載の製造方法は以下の通りであ
る。まずダミーガラス上に発泡剤シートを張り付け、圧
電膜を載せて張り合わせる。その上にレジストを配し、
マスク部をパターン形成し、マスク部に覆われた部分以
外の圧電膜をサンドブラスト加工により切削する。次
に、レジストを剥離し、インク室との位置合わせを行
い、振動板上の導電膜上に載置し、ダミーガラスを剥離
する。さらに、圧電膜上に電極を積層形成する。このよ
うな製造方法によれば、圧電膜の形状をマスクパターン
に応じて任意の形状に形成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット式記録ヘッドの分野では、近年、多数のノズルを二
次元的に配列し、ヘッドサイズの大型化を抑えつつノズ
ルの高密度実装を実現するための記録ヘッド（以下、マ
トリクス状配列ヘッドと呼ぶ）が考えられている。上記
従来例に記載の手法では、単に一次元状に配列された複
数の圧電素子は記載されているものの、マトリクス状配
列ヘッドの高密度で二次元配列された多数の圧電素子を
得ることは記載されていない。
ット式記録ヘッドの分野では、近年、多数のノズルを二
次元的に配列し、ヘッドサイズの大型化を抑えつつノズ
ルの高密度実装を実現するための記録ヘッド（以下、マ
トリクス状配列ヘッドと呼ぶ）が考えられている。上記
従来例に記載の手法では、単に一次元状に配列された複
数の圧電素子は記載されているものの、マトリクス状配
列ヘッドの高密度で二次元配列された多数の圧電素子を
得ることは記載されていない。
【０００８】本発明は、上記に鑑み、圧電プレートを任
意の形状に形成しながらも、簡易な製造プロセスによっ
て、マトリクス状配列ヘッドの高密度で二次元配列され
た多数の圧電素子を容易に製造できるインクジェット式
記録ヘッドの製造方法、及びそのような製造方法で製造
したインクジェット式記録ヘッド、並びにこのようなイ
ンクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式
記録装置を提供することを目的とする。
意の形状に形成しながらも、簡易な製造プロセスによっ
て、マトリクス状配列ヘッドの高密度で二次元配列され
た多数の圧電素子を容易に製造できるインクジェット式
記録ヘッドの製造方法、及びそのような製造方法で製造
したインクジェット式記録ヘッド、並びにこのようなイ
ンクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式
記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明は、圧電プレートにパターニ
ング、特にサンドブラスト加工を施す際に研削状態の良
好なインクジェット式記録ヘッドの製造方法を提供する
ことを目的とする。
ング、特にサンドブラスト加工を施す際に研削状態の良
好なインクジェット式記録ヘッドの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第１視点のインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドを製造する製造方法であって、基板に剥離
可能に圧電プレートを接着する工程と、前記圧電プレー
トにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記マスクフ
ィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を形成する
ための圧電素子マスクパターンに形成する工程と、前記
パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し、前記
圧電プレートをパターニングして、複数の圧電素子が前
記基板上に二次元的に配列された圧電素子ユニットを形
成する工程と、前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前
記振動板に接着してから、前記基板を各圧電素子から剥
離する工程とを備えることを特徴とする。
に、本発明に係る第１視点のインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドを製造する製造方法であって、基板に剥離
可能に圧電プレートを接着する工程と、前記圧電プレー
トにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記マスクフ
ィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を形成する
ための圧電素子マスクパターンに形成する工程と、前記
パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し、前記
圧電プレートをパターニングして、複数の圧電素子が前
記基板上に二次元的に配列された圧電素子ユニットを形
成する工程と、前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前
記振動板に接着してから、前記基板を各圧電素子から剥
離する工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】本明細書で言う「圧電プレート」は、圧電
素子の作製前の圧電セラミック板等の圧電素子材料を意
味している。
素子の作製前の圧電セラミック板等の圧電素子材料を意
味している。
【００１２】本発明に係る第１視点のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法では、圧電プレートを基板に剥離
可能に接着した状態でパターニングするだけで、圧電プ
レートを任意形状に容易に切断し、基板から個々に剥離
可能な多数の圧電素子を簡便に得ることができる。更
に、複数の圧電素子が基板上に二次元的に配列された圧
電素子ユニットとして形成できるので、簡易な製造プロ
セスにより、マトリクス状配列ヘッドの高密度で二次元
配列された多数の圧電素子を容易に製造することができ
る。
記録ヘッドの製造方法では、圧電プレートを基板に剥離
可能に接着した状態でパターニングするだけで、圧電プ
レートを任意形状に容易に切断し、基板から個々に剥離
可能な多数の圧電素子を簡便に得ることができる。更
に、複数の圧電素子が基板上に二次元的に配列された圧
電素子ユニットとして形成できるので、簡易な製造プロ
セスにより、マトリクス状配列ヘッドの高密度で二次元
配列された多数の圧電素子を容易に製造することができ
る。
【００１３】ここで、前記圧電プレートのパターニング
では、サンドブラスト加工を施すことにより、圧電素子
の個数や配列形状に拘わらず、圧電プレートへのパター
ニングを容易に行うことができる。
では、サンドブラスト加工を施すことにより、圧電素子
の個数や配列形状に拘わらず、圧電プレートへのパター
ニングを容易に行うことができる。
【００１４】ところで、特開平11-129476号公報、特開2
001-88303号公報、及び特開2000-79686号公報には夫
々、形成した複数の圧電素子を一括転写する技術が記載
されている。しかし、これらの技術は何れも、サンドブ
ラスト加工を行わずに、フォトリソグラフィ、スクリー
ン印刷等を用いて基板上に複数の圧電素子を形成するも
のであり、製造工程が容易ではない。これに対し、本発
明の製造方法では、サンドブラスト加工等のパターニン
グによって基板上に形成した複数の圧電素子をユニット
単位で一括して取り扱うことができるので、比較的廉価
な装置を用いながらも、多数の圧電素子を形成する工程
と共に、圧電素子を各圧力室の壁に接着する工程が簡便
になる。このように、本製造方法によると、製造プロセ
スが簡便になり、多数の圧電素子を高密度実装したマト
リクス状配列ヘッドの量産化が容易になる。
001-88303号公報、及び特開2000-79686号公報には夫
々、形成した複数の圧電素子を一括転写する技術が記載
されている。しかし、これらの技術は何れも、サンドブ
ラスト加工を行わずに、フォトリソグラフィ、スクリー
ン印刷等を用いて基板上に複数の圧電素子を形成するも
のであり、製造工程が容易ではない。これに対し、本発
明の製造方法では、サンドブラスト加工等のパターニン
グによって基板上に形成した複数の圧電素子をユニット
単位で一括して取り扱うことができるので、比較的廉価
な装置を用いながらも、多数の圧電素子を形成する工程
と共に、圧電素子を各圧力室の壁に接着する工程が簡便
になる。このように、本製造方法によると、製造プロセ
スが簡便になり、多数の圧電素子を高密度実装したマト
リクス状配列ヘッドの量産化が容易になる。
【００１５】本発明に係る第２視点のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次
元的に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一
部を形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前
記振動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電
素子の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室
に連通するノズルからインク滴を吐出する形式のインク
ジェット式記録ヘッドを製造する製造方法であって、圧
電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記
マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を
形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧電素
子ユニットの外周となる外周ダミーパターンを形成する
ための外周ダミーマスクパターンとを備えたパターンマ
スクに形成する工程と、前記パターンマスク上からサン
ドブラスト加工を施して、前記圧電プレートをパターニ
ングする工程とを備えることを特徴とする。
記録ヘッドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次
元的に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一
部を形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前
記振動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電
素子の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室
に連通するノズルからインク滴を吐出する形式のインク
ジェット式記録ヘッドを製造する製造方法であって、圧
電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記
マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を
形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧電素
子ユニットの外周となる外周ダミーパターンを形成する
ための外周ダミーマスクパターンとを備えたパターンマ
スクに形成する工程と、前記パターンマスク上からサン
ドブラスト加工を施して、前記圧電プレートをパターニ
ングする工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】本発明に係る第２視点のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法では、上記第１視点のインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法と同様の効果を得ることが
できる。また、圧電素子ユニットの外周領域に外周ダミ
ーパターンが形成されるため、サンドブラスト加工時に
発生するサイドエッチングの影響を防止し、圧電素子に
高い寸法均一性を確保することが可能となる。
記録ヘッドの製造方法では、上記第１視点のインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法と同様の効果を得ることが
できる。また、圧電素子ユニットの外周領域に外周ダミ
ーパターンが形成されるため、サンドブラスト加工時に
発生するサイドエッチングの影響を防止し、圧電素子に
高い寸法均一性を確保することが可能となる。
【００１７】すなわち、圧電プレートをサンドブラスト
加工すると、圧電プレートの厚さ方向に対する加工（エ
ッチング）の進行と並行して、圧電プレートの幅方向へ
も加工が進行する。これを本明細書ではサイドエッチン
グと呼ぶ。このサイドエッチングは、サンドブラスト加
工を行う際に、ブラスト粒子が圧電プレートの側面に対
しても衝突するために発生する。
加工すると、圧電プレートの厚さ方向に対する加工（エ
ッチング）の進行と並行して、圧電プレートの幅方向へ
も加工が進行する。これを本明細書ではサイドエッチン
グと呼ぶ。このサイドエッチングは、サンドブラスト加
工を行う際に、ブラスト粒子が圧電プレートの側面に対
しても衝突するために発生する。
【００１８】そして、このサイドエッチングの加工速度
（加工レート）は、圧電プレートに形成する加工溝の幅
に依存する。つまり、圧電素子の脇に形成される加工溝
の幅が大きいほど、ブラスト粒子が圧電プレートの側面
に衝突しやすくなるため、サイドエッチングの進行速度
が大きくなる。サンドブラスト加工にはこのような特性
があるため、圧電素子ユニットの外周部に位置した圧電
素子では、サイドエッチングが激しく発生してしまう。
すなわち、外周部の圧電素子の脇には、ブラスト粒子の
側面衝突を防止する障害物が全く存在しないため、サイ
ドエッチングが極めて速い速度で進行する。そのため、
外周部の圧電素子は寸法精度が著しく悪化してしまう。
圧電素子のサイズは、吐出特性（滴体積、滴速など）に
大きく影響を及ぼすため、上記のような不均一なサイド
エッチングは防止する必要がある。
（加工レート）は、圧電プレートに形成する加工溝の幅
に依存する。つまり、圧電素子の脇に形成される加工溝
の幅が大きいほど、ブラスト粒子が圧電プレートの側面
に衝突しやすくなるため、サイドエッチングの進行速度
が大きくなる。サンドブラスト加工にはこのような特性
があるため、圧電素子ユニットの外周部に位置した圧電
素子では、サイドエッチングが激しく発生してしまう。
すなわち、外周部の圧電素子の脇には、ブラスト粒子の
側面衝突を防止する障害物が全く存在しないため、サイ
ドエッチングが極めて速い速度で進行する。そのため、
外周部の圧電素子は寸法精度が著しく悪化してしまう。
圧電素子のサイズは、吐出特性（滴体積、滴速など）に
大きく影響を及ぼすため、上記のような不均一なサイド
エッチングは防止する必要がある。
【００１９】そこで、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドの製造方法では、圧電ユニットを取り囲むように外
周ダミーパーンを配設する。これにより、外周部の圧電
素子に激しいサイドエッチングが発生することを防止す
ることができ、高い寸法均一性をもった圧電ユニットを
形成することが可能となる。
ッドの製造方法では、圧電ユニットを取り囲むように外
周ダミーパーンを配設する。これにより、外周部の圧電
素子に激しいサイドエッチングが発生することを防止す
ることができ、高い寸法均一性をもった圧電ユニットを
形成することが可能となる。
【００２０】なお、圧力室の圧力付与に寄与しないダミ
ー圧電素子を形成する技術が、例えば特開平9-39234号
公報、特開平6-143563号公報、及び特開2000-289200号
公報に夫々記載されている。しかし、これらの公報に記
載の技術は、圧電素子を設けた基台等を振動板に接合し
た際の機械的強度を単に向上させるためだけのものであ
り、「切削状態が良好な圧電素子のみを作製する」とい
う、本発明における上記効果は期待できない。
ー圧電素子を形成する技術が、例えば特開平9-39234号
公報、特開平6-143563号公報、及び特開2000-289200号
公報に夫々記載されている。しかし、これらの公報に記
載の技術は、圧電素子を設けた基台等を振動板に接合し
た際の機械的強度を単に向上させるためだけのものであ
り、「切削状態が良好な圧電素子のみを作製する」とい
う、本発明における上記効果は期待できない。
【００２１】ここで、前記マスクフィルムの貼付け工程
に先立って、前記圧電プレートを基板に剥離可能に接着
し、複数の圧電素子が前記基板上に二次元的に配列され
た圧電素子ユニットを形成し、前記圧電素子ユニットの
各圧電素子を前記振動板に接着してから、前記基板を各
圧電素子から剥離することが望ましい。これにより、サ
ンドブラスト加工によって基板上に形成した複数の圧電
素子をユニット単位で一括して取り扱うことができるの
で、比較的廉価な装置を用いながらも、多数の圧電素子
を形成する工程と共に、圧電素子を各圧力室の壁に接着
する工程が簡便になる。このように、本製造方法による
と、製造プロセスが簡便になり、多数の圧電素子を高密
度実装したマトリクス状配列ヘッドの量産化が容易にな
る。
に先立って、前記圧電プレートを基板に剥離可能に接着
し、複数の圧電素子が前記基板上に二次元的に配列され
た圧電素子ユニットを形成し、前記圧電素子ユニットの
各圧電素子を前記振動板に接着してから、前記基板を各
圧電素子から剥離することが望ましい。これにより、サ
ンドブラスト加工によって基板上に形成した複数の圧電
素子をユニット単位で一括して取り扱うことができるの
で、比較的廉価な装置を用いながらも、多数の圧電素子
を形成する工程と共に、圧電素子を各圧力室の壁に接着
する工程が簡便になる。このように、本製造方法による
と、製造プロセスが簡便になり、多数の圧電素子を高密
度実装したマトリクス状配列ヘッドの量産化が容易にな
る。
【００２２】本発明に係る第３視点のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次
元的に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一
部を形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前
記振動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電
素子の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室
に連通するノズルからインク滴を吐出する形式のインク
ジェット式記録ヘッドを製造する製造方法であって、圧
電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記
マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を
形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧電素
子ユニット内に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ同
じ寸法にするための残存ダミーパターンとを備えたパタ
ーンマスクに形成する工程と、前記パターンマスク上か
らサンドブラスト加工を施して、前記圧電プレートをパ
ターニングする工程とを備えることを特徴とする。
記録ヘッドの製造方法は、夫々がインク室に連通し二次
元的に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一
部を形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前
記振動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電
素子の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室
に連通するノズルからインク滴を吐出する形式のインク
ジェット式記録ヘッドを製造する製造方法であって、圧
電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、前記
マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領域を
形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧電素
子ユニット内に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ同
じ寸法にするための残存ダミーパターンとを備えたパタ
ーンマスクに形成する工程と、前記パターンマスク上か
らサンドブラスト加工を施して、前記圧電プレートをパ
ターニングする工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】これにより、圧電素子ユニット内の圧電素
子についても、上記サイドエッチングの進行速度を均一
化することができ、圧電素子の寸法均一性を更に向上す
ることができる。すなわち、上述したように、サイドエ
ッチングの進行速度は圧電素子を取り囲む加工溝の幅に
よって変化するため、各圧電素子の間に残存ダミーパタ
ーンを形成し、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ同一
とする。これにより、サイドエッチングの進行速度を全
ての圧電素子において均一化でき、寸法均一性の高い圧
電素子を得ることが可能となる。
子についても、上記サイドエッチングの進行速度を均一
化することができ、圧電素子の寸法均一性を更に向上す
ることができる。すなわち、上述したように、サイドエ
ッチングの進行速度は圧電素子を取り囲む加工溝の幅に
よって変化するため、各圧電素子の間に残存ダミーパタ
ーンを形成し、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ同一
とする。これにより、サイドエッチングの進行速度を全
ての圧電素子において均一化でき、寸法均一性の高い圧
電素子を得ることが可能となる。
【００２４】ここでも、前記マスクフィルムの貼付け工
程に先立って、前記圧電プレートを基板に剥離可能に接
着し、複数の圧電素子が前記基板上に二次元的に配列さ
れた圧電素子ユニットを形成し、前記圧電素子ユニット
の各圧電素子を前記振動板に接着してから、前記基板を
各圧電素子から剥離することが望ましい。
程に先立って、前記圧電プレートを基板に剥離可能に接
着し、複数の圧電素子が前記基板上に二次元的に配列さ
れた圧電素子ユニットを形成し、前記圧電素子ユニット
の各圧電素子を前記振動板に接着してから、前記基板を
各圧電素子から剥離することが望ましい。
【００２５】なお、本発明の第２視点の製造方法で述べ
た外周ダミーパターンと、第３視点の製造方法で述べた
残存ダミーパターンとの双方を備えれば、さらに好まし
い態様となる。
た外周ダミーパターンと、第３視点の製造方法で述べた
残存ダミーパターンとの双方を備えれば、さらに好まし
い態様となる。
【００２６】更に好ましくは、前記圧電素子ユニットの
各圧電素子を前記振動板に接着するに際し位置決めのた
めの目印となるマークを、前記基板及び／又は前記圧電
プレートに前記サンドブラスト加工と同時に形成する工
程を備える。
各圧電素子を前記振動板に接着するに際し位置決めのた
めの目印となるマークを、前記基板及び／又は前記圧電
プレートに前記サンドブラスト加工と同時に形成する工
程を備える。
【００２７】位置決めのための目印となるマークとし
て、以下の工程で形成したマークを使用することができ
る。この工程では、例えば、前記基板に第１の貫通孔
を、前記圧力室の壁を成す振動板に第２の貫通孔を、前
記圧力室を有する圧力室プレート上に位置決めマークを
夫々形成し、前記圧電素子ユニットを形成する際に、前
記第１の貫通孔の位置にほぼ合致する前記第１の貫通孔
より小サイズの目合わせマークと、各圧電素子を相互に
分離する二次元配列分離溝とをサンドブラスト加工で前
記圧電プレートに同時に形成する。更に、前記目合わせ
マークを基準として、前記第１の貫通孔、前記目合わせ
マーク、前記第２貫通の孔及び前記位置決めマークを合
致させつつ、前記圧力室プレート上の圧電素子を前記振
動板に接合する。この場合、基板に目合わせマークのピ
ッチに対応して目合わせマークより大きい第１の貫通孔
が形成されるので、基板の裏面から容易に目合わせを行
うことができる。
て、以下の工程で形成したマークを使用することができ
る。この工程では、例えば、前記基板に第１の貫通孔
を、前記圧力室の壁を成す振動板に第２の貫通孔を、前
記圧力室を有する圧力室プレート上に位置決めマークを
夫々形成し、前記圧電素子ユニットを形成する際に、前
記第１の貫通孔の位置にほぼ合致する前記第１の貫通孔
より小サイズの目合わせマークと、各圧電素子を相互に
分離する二次元配列分離溝とをサンドブラスト加工で前
記圧電プレートに同時に形成する。更に、前記目合わせ
マークを基準として、前記第１の貫通孔、前記目合わせ
マーク、前記第２貫通の孔及び前記位置決めマークを合
致させつつ、前記圧力室プレート上の圧電素子を前記振
動板に接合する。この場合、基板に目合わせマークのピ
ッチに対応して目合わせマークより大きい第１の貫通孔
が形成されるので、基板の裏面から容易に目合わせを行
うことができる。
【００２８】また、前記圧力室の壁が振動板から成り、
該振動板には、前記圧電素子ユニットとの接合時の基準
である位置決めマークが予め形成され、前記基板には、
前記位置決めマークと光学的に目合わせするための開口
がサンドブラスト加工時に同時に形成されることが好ま
しい。この場合、後続の工程で必要になる開口を、圧電
素子の分離工程時のサンドブラスト等によるパターニン
グ時に同時に形成することができる。これにより、目合
わせ精度のバラツキを累積させることなく、圧力室に対
面する振動板に対応する各圧電素子を一括して高精度に
位置決め接合することができる。
該振動板には、前記圧電素子ユニットとの接合時の基準
である位置決めマークが予め形成され、前記基板には、
前記位置決めマークと光学的に目合わせするための開口
がサンドブラスト加工時に同時に形成されることが好ま
しい。この場合、後続の工程で必要になる開口を、圧電
素子の分離工程時のサンドブラスト等によるパターニン
グ時に同時に形成することができる。これにより、目合
わせ精度のバラツキを累積させることなく、圧力室に対
面する振動板に対応する各圧電素子を一括して高精度に
位置決め接合することができる。
【００２９】更に好ましくは、前記基板に熱発泡性接着
フィルムを介して前記圧電プレートを接着し、前記圧電
素子ユニットから基板を剥離する際には、前記基板を加
熱して前記熱発泡性接着フィルムの接着力を低減する。
これにより、圧電素子ユニットと基板との接着工程と、
接着後の基板の剥離工程とが極めて容易になる。
フィルムを介して前記圧電プレートを接着し、前記圧電
素子ユニットから基板を剥離する際には、前記基板を加
熱して前記熱発泡性接着フィルムの接着力を低減する。
これにより、圧電素子ユニットと基板との接着工程と、
接着後の基板の剥離工程とが極めて容易になる。
【００３０】また、前記圧電素子ユニットの形成工程と
前記振動板への圧電素子の接着工程との間に、各圧電素
子の側面に絶縁性樹脂膜を蒸着形成する蒸着工程を備
え、前記蒸着工程では、前記圧電素子ユニットの表面を
前記マスクフィルムで覆った前記基板を鉛直方向から所
定角度傾けて自転運動させつつ蒸着源の周りを公転運動
させることも好ましい態様である。この場合、各圧電素
子の側面に絶縁性樹脂膜をムラ無く良好に蒸着形成する
ことができ、各圧電素子の側面の絶縁性樹脂膜によっ
て、空気中の水分吸収による圧電素子の絶縁破壊を確実
に防止し、信頼性を向上させることができる。
前記振動板への圧電素子の接着工程との間に、各圧電素
子の側面に絶縁性樹脂膜を蒸着形成する蒸着工程を備
え、前記蒸着工程では、前記圧電素子ユニットの表面を
前記マスクフィルムで覆った前記基板を鉛直方向から所
定角度傾けて自転運動させつつ蒸着源の周りを公転運動
させることも好ましい態様である。この場合、各圧電素
子の側面に絶縁性樹脂膜をムラ無く良好に蒸着形成する
ことができ、各圧電素子の側面の絶縁性樹脂膜によっ
て、空気中の水分吸収による圧電素子の絶縁破壊を確実
に防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３１】好ましくは、前記圧電素子ユニットと前記
振動板とを導電性接着剤で前記圧力室壁に接着する。こ
の場合、各圧電素子の圧力室壁に接する面に金属薄膜が
形成されていても、金属薄膜を有する圧電素子を、良好
な導電性を損なうことなく圧力室壁に確実に固着するこ
とができる。
振動板とを導電性接着剤で前記圧力室壁に接着する。こ
の場合、各圧電素子の圧力室壁に接する面に金属薄膜が
形成されていても、金属薄膜を有する圧電素子を、良好
な導電性を損なうことなく圧力室壁に確実に固着するこ
とができる。
【００３２】また、前記サンドブラスト加工を、前記圧
電プレートの厚みに応じて最小限必要な通常加工時間よ
りも長い時間行うことも好ましい態様である。この場
合、例えば、通常加工時間の２〜４倍の時間をかけてサ
ンドブラスト加工することができる。これにより、サン
ドブラスト加工で切り離した各圧電素子の相互間の分離
溝の形状を均一にした良好な二次元配列の圧電素子ユニ
ットを得ることができる。
電プレートの厚みに応じて最小限必要な通常加工時間よ
りも長い時間行うことも好ましい態様である。この場
合、例えば、通常加工時間の２〜４倍の時間をかけてサ
ンドブラスト加工することができる。これにより、サン
ドブラスト加工で切り離した各圧電素子の相互間の分離
溝の形状を均一にした良好な二次元配列の圧電素子ユニ
ットを得ることができる。
【００３３】前記サンドブラスト加工で、行列方向に延
在し各圧電素子を相互に分離する略同一幅の分離溝を形
成することができる。この場合、各圧電素子のサンドブ
ラストによる加工溝（分離溝）の断面形状を均一に形成
することができる。
在し各圧電素子を相互に分離する略同一幅の分離溝を形
成することができる。この場合、各圧電素子のサンドブ
ラストによる加工溝（分離溝）の断面形状を均一に形成
することができる。
【００３４】好ましくは、前記圧電素子の少なくとも一
端を前記圧力室の壁上に、且つ他端を前記圧力室上に夫
々位置させた状態で各圧電素子を接合する。これによ
り、圧電素子の一端を圧力室プレート部の振動板に固定
でき、該圧電素子の伸縮によって開口上の振動板に変位
を生じさせることができる。
端を前記圧力室の壁上に、且つ他端を前記圧力室上に夫
々位置させた状態で各圧電素子を接合する。これによ
り、圧電素子の一端を圧力室プレート部の振動板に固定
でき、該圧電素子の伸縮によって開口上の振動板に変位
を生じさせることができる。
【００３５】更に好ましくは、前記圧力室の壁上におけ
る前記圧電素子の表面に、半田バンプを介してフレキシ
ブル配線板を機械的且つ電気的に結合する。この場合、
圧力室の壁上に位置させて接合した圧電素子の表面に半
田バンプを介して接続するので、半田バンプ接続時の圧
力を大きく設定することができ、接合強度を向上させる
ことができる。更に、半田バンプを、フレキシブル配線
板を介して制御部に接続することができるので、半田バ
ンプの高さにバラツキがある場合でも確実な接続が可能
になる。
る前記圧電素子の表面に、半田バンプを介してフレキシ
ブル配線板を機械的且つ電気的に結合する。この場合、
圧力室の壁上に位置させて接合した圧電素子の表面に半
田バンプを介して接続するので、半田バンプ接続時の圧
力を大きく設定することができ、接合強度を向上させる
ことができる。更に、半田バンプを、フレキシブル配線
板を介して制御部に接続することができるので、半田バ
ンプの高さにバラツキがある場合でも確実な接続が可能
になる。
【００３６】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
は、夫々がインク室に連通し二次元的に配列された複数
の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成する振動板
と、前記圧力室に対応するように前記振動板に接合され
た複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動で前記圧
力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通するノズルか
らインク滴を吐出する形式のインクジェット式記録ヘッ
ドであって、各圧電素子の側面に絶縁性樹脂膜が形成さ
れていることを特徴とする。
は、夫々がインク室に連通し二次元的に配列された複数
の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成する振動板
と、前記圧力室に対応するように前記振動板に接合され
た複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動で前記圧
力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通するノズルか
らインク滴を吐出する形式のインクジェット式記録ヘッ
ドであって、各圧電素子の側面に絶縁性樹脂膜が形成さ
れていることを特徴とする。
【００３７】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
では、二次元配列の圧電素子を高密度で実装した構成が
得られると共に、各圧電素子の側面に絶縁性樹脂膜が夫
々形成されるので、空気中の水分吸収による圧電素子の
絶縁破壊を防止し、信頼性を向上させることができる。
では、二次元配列の圧電素子を高密度で実装した構成が
得られると共に、各圧電素子の側面に絶縁性樹脂膜が夫
々形成されるので、空気中の水分吸収による圧電素子の
絶縁破壊を防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３８】本発明に係る第１視点のインクジェット式
記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドであって、前記圧電素子が前記圧力室の壁を
成す振動板上に二次元的に配列され、前記圧電素子の周
囲に外周ダミーパターンが形成されていることを特徴と
する。
記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドであって、前記圧電素子が前記圧力室の壁を
成す振動板上に二次元的に配列され、前記圧電素子の周
囲に外周ダミーパターンが形成されていることを特徴と
する。
【００３９】本発明に係る第１視点のインクジェット式
記録ヘッドでは、二次元配列の圧電素子の外周に外周ダ
ミーパターンが形成され、サンドブラスト加工のサイド
エッチングによって多く加工される部分を外周ダミーパ
ターンで受け持つことができるので、寸法精度の良い圧
電素子を作製することができる。
記録ヘッドでは、二次元配列の圧電素子の外周に外周ダ
ミーパターンが形成され、サンドブラスト加工のサイド
エッチングによって多く加工される部分を外周ダミーパ
ターンで受け持つことができるので、寸法精度の良い圧
電素子を作製することができる。
【００４０】本発明に係る第２視点のインクジェット式
記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドであって、前記圧電素子が前記圧力室の壁を
成す振動板上に二次元的に配列され、相互に隣接する前
記圧電素子の間に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ
同じ寸法にするための残存ダミーパターンが形成されて
いることを特徴とする。
記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドであって、前記圧電素子が前記圧力室の壁を
成す振動板上に二次元的に配列され、相互に隣接する前
記圧電素子の間に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ
同じ寸法にするための残存ダミーパターンが形成されて
いることを特徴とする。
【００４１】本発明に係る第２視点のインクジェット式
記録ヘッドによると、圧電素子ユニット内の全ての圧電
素子においてサイドエッチングの進行速度を均一化で
き、寸法均一性に優れた圧電素子を得ることが可能とな
る。
記録ヘッドによると、圧電素子ユニット内の全ての圧電
素子においてサイドエッチングの進行速度を均一化で
き、寸法均一性に優れた圧電素子を得ることが可能とな
る。
【００４２】また、本発明に係る第３視点のインクジェ
ット式記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的
に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を
形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振
動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子
の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連
通するノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェ
ット式記録ヘッドであって、前記圧力室を有する圧力室
プレートと、前記複数の圧電素子が形成された圧電プレ
ートとを有し、前記圧力室プレート上には位置決めマー
クが、前記振動板には前記位置決めマークに位置合わせ
された貫通孔が、前記圧電プレートには目合わせマーク
が夫々形成されていることを特徴とする。
ット式記録ヘッドは、夫々がインク室に連通し二次元的
に配列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を
形成する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振
動板に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子
の作動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連
通するノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェ
ット式記録ヘッドであって、前記圧力室を有する圧力室
プレートと、前記複数の圧電素子が形成された圧電プレ
ートとを有し、前記圧力室プレート上には位置決めマー
クが、前記振動板には前記位置決めマークに位置合わせ
された貫通孔が、前記圧電プレートには目合わせマーク
が夫々形成されていることを特徴とする。
【００４３】本発明に係る第３視点のインクジェット式
記録ヘッドによると、圧力室と圧電素子とを振動板を介
して精度良く位置合わせすることができるという効果を
得ることができる。
記録ヘッドによると、圧力室と圧電素子とを振動板を介
して精度良く位置合わせすることができるという効果を
得ることができる。
【００４４】また、本発明に係るインクジェット式記録
装置は、上記記載のインクジェット式記録ヘッドを搭載
したことを特徴としている。これにより、圧電素子の形
状均一性が極めて高く、イジェクタ間の特性ばらつきが
防止でき、高画質の画像出力を実行できるインクジェッ
ト式記録装置を得ることができる。
装置は、上記記載のインクジェット式記録ヘッドを搭載
したことを特徴としている。これにより、圧電素子の形
状均一性が極めて高く、イジェクタ間の特性ばらつきが
防止でき、高画質の画像出力を実行できるインクジェッ
ト式記録装置を得ることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図
１は、本発明の第１実施形態例に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す断面図である。
実施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図
１は、本発明の第１実施形態例に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す断面図である。
【００４６】第１実施形態例
本実施形態例では、圧力室と同じ正方形状を有する圧電
素子を備えたインクジェット式記録ヘッドの例を挙げ
る。本インクジェット式記録ヘッドは、複数のノズル１
１ａが二次元的に形成されたノズルプレート１１を有し
ており、このノズルプレート１１上に、各ノズル１１ａ
に連通する複数の圧力室１２ａが形成された圧力室プレ
ート１２と、各圧力室１２ａに対面するように接着され
た振動板１３とを備えている。
素子を備えたインクジェット式記録ヘッドの例を挙げ
る。本インクジェット式記録ヘッドは、複数のノズル１
１ａが二次元的に形成されたノズルプレート１１を有し
ており、このノズルプレート１１上に、各ノズル１１ａ
に連通する複数の圧力室１２ａが形成された圧力室プレ
ート１２と、各圧力室１２ａに対面するように接着され
た振動板１３とを備えている。
【００４７】振動板１３の圧力室１２ａと逆側の面に
は、複数の圧電素子１４ａが各圧力室１２ａに対向して
二次元的にマトリクス状に配列されている。各圧電素子
１４ａの側面には絶縁性樹脂膜１５が形成され、上面及
び下面には、第１及び第２の電極層３４ａ、３４ｂが夫
々形成されている。各圧力室１２ａは、振動板１３側か
らノズル１１ａに向かって徐々に細くなる略四角錐形状
を呈している。各圧電素子１４ａは、第１の電極層３４
ａが半田ボールバンプ１６を介して配線層１７に機械的
且つ電気的に結合され、第２の電極層３４ｂが導電性接
着剤で振動板１３に接着されており、図示しない制御部
からの駆動電圧が配線層１７及び半田ボールバンプ１６
を介して印加される。
は、複数の圧電素子１４ａが各圧力室１２ａに対向して
二次元的にマトリクス状に配列されている。各圧電素子
１４ａの側面には絶縁性樹脂膜１５が形成され、上面及
び下面には、第１及び第２の電極層３４ａ、３４ｂが夫
々形成されている。各圧力室１２ａは、振動板１３側か
らノズル１１ａに向かって徐々に細くなる略四角錐形状
を呈している。各圧電素子１４ａは、第１の電極層３４
ａが半田ボールバンプ１６を介して配線層１７に機械的
且つ電気的に結合され、第２の電極層３４ｂが導電性接
着剤で振動板１３に接着されており、図示しない制御部
からの駆動電圧が配線層１７及び半田ボールバンプ１６
を介して印加される。
【００４８】図２は、二次元配列された複数の圧電素子
１４ａとノズル１１ａとの位置関係を示す図１のII−II
線に沿った平面図である。複数のノズル１１ａがノズル
プレート１１にマトリクス状に配列され、これらノズル
１１ａに対向する複数の圧電素子１４ａが振動板１３上
にマトリクス状に配列されている。各圧電素子１４ａ
は、正方形状を有し、４つの側面の絶縁性樹脂膜１５に
囲まれた中心位置にノズル１１ａが位置するように位置
決めされている。
１４ａとノズル１１ａとの位置関係を示す図１のII−II
線に沿った平面図である。複数のノズル１１ａがノズル
プレート１１にマトリクス状に配列され、これらノズル
１１ａに対向する複数の圧電素子１４ａが振動板１３上
にマトリクス状に配列されている。各圧電素子１４ａ
は、正方形状を有し、４つの側面の絶縁性樹脂膜１５に
囲まれた中心位置にノズル１１ａが位置するように位置
決めされている。
【００４９】次に、上記構成のインクジェット式記録ヘ
ッドを製造する製造方法について説明する。先ず、圧電
素子１４ａを作製するにあたり、図３に示すように、一
枚の矩形状の圧電プレート２１（図４）を準備し、この
圧電プレート２１上に圧電素子マスクパターン及び外周
ダミーマスクパターンを形成する。図３は、圧電素子マ
スクパターン及び外周ダミーマスクパターンの形成によ
る圧電素子パターン及び外周ダミーパターンの形成状態
を概略的に示す図である。
ッドを製造する製造方法について説明する。先ず、圧電
素子１４ａを作製するにあたり、図３に示すように、一
枚の矩形状の圧電プレート２１（図４）を準備し、この
圧電プレート２１上に圧電素子マスクパターン及び外周
ダミーマスクパターンを形成する。図３は、圧電素子マ
スクパターン及び外周ダミーマスクパターンの形成によ
る圧電素子パターン及び外周ダミーパターンの形成状態
を概略的に示す図である。
【００５０】上記パターン形成工程では、先ず、圧電プ
レート２１の全体に感光性フィルム２４を貼り付け、感
光性フィルム２４を碁盤目状のマスク（図示せず）で覆
った状態で露光し現像する。現像により硬化・残存した
升目状部分の感光性フィルム２４によって、圧電素子パ
ターン１９ａを形成するための圧電素子マスクパターン
と、圧電素子パターン１９ａを囲む外周ダミーパターン
１９ｂを形成するための外周ダミーマスクパターンとが
得られる。圧電素子マスクパターン及び外周ダミーマス
クパターンを有するパターンマスクで覆われない領域が
除去されることにより、行列方向に延在する溝パターン
１９ｃが得られる。
レート２１の全体に感光性フィルム２４を貼り付け、感
光性フィルム２４を碁盤目状のマスク（図示せず）で覆
った状態で露光し現像する。現像により硬化・残存した
升目状部分の感光性フィルム２４によって、圧電素子パ
ターン１９ａを形成するための圧電素子マスクパターン
と、圧電素子パターン１９ａを囲む外周ダミーパターン
１９ｂを形成するための外周ダミーマスクパターンとが
得られる。圧電素子マスクパターン及び外周ダミーマス
クパターンを有するパターンマスクで覆われない領域が
除去されることにより、行列方向に延在する溝パターン
１９ｃが得られる。
【００５１】図４は圧電プレートの段階的に異なる形状
を示し、（ａ）は、圧電素子パターンを形成した図３の
状態に対応する側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に
示した圧電プレートにサンドブラスト加工を行った後の
圧電プレートを示す側面断面図である。
を示し、（ａ）は、圧電素子パターンを形成した図３の
状態に対応する側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に
示した圧電プレートにサンドブラスト加工を行った後の
圧電プレートを示す側面断面図である。
【００５２】図４（ａ）では、平板状の基板２３上に、
熱発泡性を有する接着フィルム２２を介して圧電プレー
ト２１が一方の面を接着固定されている。圧電プレート
２１の他方の面には、図３に示した感光性フィルム２４
により、圧電素子パターン１９ａ及び外周ダミーパター
ン１９ｂを形成するための圧電素子マスクパターン及び
外周ダミーマスクパターンが夫々形成されている。熱発
泡性接着フィルム２２は、接着後に所定の温度で加熱さ
れると、発泡して接着力が大幅に低下する性質を備え
る。
熱発泡性を有する接着フィルム２２を介して圧電プレー
ト２１が一方の面を接着固定されている。圧電プレート
２１の他方の面には、図３に示した感光性フィルム２４
により、圧電素子パターン１９ａ及び外周ダミーパター
ン１９ｂを形成するための圧電素子マスクパターン及び
外周ダミーマスクパターンが夫々形成されている。熱発
泡性接着フィルム２２は、接着後に所定の温度で加熱さ
れると、発泡して接着力が大幅に低下する性質を備え
る。
【００５３】図４（ｂ）は、感光性フィルム２４上か
ら、研磨材噴射装置（図示せず）を用いて微細な研磨材
を吹き付けるサンドブラスト加工を行った後の状態であ
り、基板２３上に接着固定された圧電プレート２１が、
圧電素子マスクパターン及び外周ダミーマスクパターン
に従って研削されて、夫々が分離溝１８で相互に分離さ
れた圧電素子１４ａとダミー素子１４ｂとが得られてい
る。また、外周ダミーパターン１９（図３）を設けたこ
とにより、外周部の圧電素子に発生しやすいサイドエッ
チングを防止することができ、均一な二次元配列の圧電
素子１４ａが得られている。なお、ここでは圧電素子１
４ａが４個、４個の圧電素子１４ａから成る圧電素子ユ
ニット１４を囲むダミー素子１４ｂが１２個とされてい
るが、個数はこれらに限定されるものではない。
ら、研磨材噴射装置（図示せず）を用いて微細な研磨材
を吹き付けるサンドブラスト加工を行った後の状態であ
り、基板２３上に接着固定された圧電プレート２１が、
圧電素子マスクパターン及び外周ダミーマスクパターン
に従って研削されて、夫々が分離溝１８で相互に分離さ
れた圧電素子１４ａとダミー素子１４ｂとが得られてい
る。また、外周ダミーパターン１９（図３）を設けたこ
とにより、外周部の圧電素子に発生しやすいサイドエッ
チングを防止することができ、均一な二次元配列の圧電
素子１４ａが得られている。なお、ここでは圧電素子１
４ａが４個、４個の圧電素子１４ａから成る圧電素子ユ
ニット１４を囲むダミー素子１４ｂが１２個とされてい
るが、個数はこれらに限定されるものではない。
【００５４】図５は、サンドブラスト加工で形成した圧
電素子ユニット１４を示す断面図であり、（ａ）はサン
ドブラスト加工を通常時間だけ行った結果を示し、
（ｂ）は通常時間の３倍の時間をかけてサンドブラスト
加工した結果を示す。サンドブラスト加工を通常時間だ
け行った際には、図５（ａ）に示すように、圧電素子１
４ａの間の分離溝１８が斜めに形成される。一方、サン
ドブラスト加工時間を３倍に設定した際には、図５
（ｂ）に示すように、図５（ａ）の分離溝１８の傾斜形
状が修正されて鉛直状の分離溝１８に改善され、圧電素
子１４ａが相互に良好に分離される。
電素子ユニット１４を示す断面図であり、（ａ）はサン
ドブラスト加工を通常時間だけ行った結果を示し、
（ｂ）は通常時間の３倍の時間をかけてサンドブラスト
加工した結果を示す。サンドブラスト加工を通常時間だ
け行った際には、図５（ａ）に示すように、圧電素子１
４ａの間の分離溝１８が斜めに形成される。一方、サン
ドブラスト加工時間を３倍に設定した際には、図５
（ｂ）に示すように、図５（ａ）の分離溝１８の傾斜形
状が修正されて鉛直状の分離溝１８に改善され、圧電素
子１４ａが相互に良好に分離される。
【００５５】本実施形態例では、後述の転写工程後に破
棄可能な基板２３に圧電プレート３１を貼り付けるの
で、上記のようにサンドブラスト加工時間を３倍にして
も、他の部材を損なうような問題を引き起こすことな
く、充分にサンドブラスト加工を行って鉛直状の分離溝
１８を形成することができる。
棄可能な基板２３に圧電プレート３１を貼り付けるの
で、上記のようにサンドブラスト加工時間を３倍にして
も、他の部材を損なうような問題を引き起こすことな
く、充分にサンドブラスト加工を行って鉛直状の分離溝
１８を形成することができる。
【００５６】図６は、圧電素子１４ａの４側面に絶縁性
樹脂１５（図１及び図２参照）を蒸着形成する際の形態
を示す正面図である。この蒸着工程は、分離溝１８で相
互に分離した複数の圧電素子１４ａを圧電素子ユニット
１４として一括に扱いながら行うことができる。
樹脂１５（図１及び図２参照）を蒸着形成する際の形態
を示す正面図である。この蒸着工程は、分離溝１８で相
互に分離した複数の圧電素子１４ａを圧電素子ユニット
１４として一括に扱いながら行うことができる。
【００５７】蒸着工程は、圧電素子ユニット１４の形成
工程と振動板１３への各圧電素子１４ａの接着工程との
間で、以下に述べる蒸着装置を用いて行う。この蒸着装
置は、ポリアミド等の蒸着材を収容した蒸着源３１と、
圧電素子ユニット１４を固着した基板２３を保持する円
板状の基板保持体３３と、蒸着源３１及び基板保持体３
３を収容する真空チャンバ（図示せず）とを備えてい
る。基板保持体３３は、蒸着源３１の開口３１ａに下ろ
した鉛直線Ｖに対し角度θだけ傾斜する第１軸３０を中
心として回転するもので、第１軸３０から等距離に位置
しその先端に基板２３を保持する複数の第２軸３２を備
えている。
工程と振動板１３への各圧電素子１４ａの接着工程との
間で、以下に述べる蒸着装置を用いて行う。この蒸着装
置は、ポリアミド等の蒸着材を収容した蒸着源３１と、
圧電素子ユニット１４を固着した基板２３を保持する円
板状の基板保持体３３と、蒸着源３１及び基板保持体３
３を収容する真空チャンバ（図示せず）とを備えてい
る。基板保持体３３は、蒸着源３１の開口３１ａに下ろ
した鉛直線Ｖに対し角度θだけ傾斜する第１軸３０を中
心として回転するもので、第１軸３０から等距離に位置
しその先端に基板２３を保持する複数の第２軸３２を備
えている。
【００５８】蒸着工程では、先ず、図６に示すように、
圧電素子ユニット１４の各圧電素子１４ａの表面を感光
性フィルム２４で覆ったままの基板２３を第２軸３２の
先端に固定する。そして、真空チャンバ内を真空に保持
した状態で、各第２軸３２を同じ方向に回転させて自転
運動させると共に、第１軸３０を中心として基板保持体
３３を回転させて公転運動させる。これにより、圧電素
子ユニット１４の各圧電素子１４ａの４つの側面に、ム
ラ無く絶縁性樹脂膜１５を蒸着形成する。この絶縁性樹
脂膜１５の形成により、空気中の水分吸収による圧電素
子１４ａの絶縁破壊を確実に防止し、信頼性を向上させ
ることができる。
圧電素子ユニット１４の各圧電素子１４ａの表面を感光
性フィルム２４で覆ったままの基板２３を第２軸３２の
先端に固定する。そして、真空チャンバ内を真空に保持
した状態で、各第２軸３２を同じ方向に回転させて自転
運動させると共に、第１軸３０を中心として基板保持体
３３を回転させて公転運動させる。これにより、圧電素
子ユニット１４の各圧電素子１４ａの４つの側面に、ム
ラ無く絶縁性樹脂膜１５を蒸着形成する。この絶縁性樹
脂膜１５の形成により、空気中の水分吸収による圧電素
子１４ａの絶縁破壊を確実に防止し、信頼性を向上させ
ることができる。
【００５９】図７は、絶縁性樹脂膜１５が形成された圧
電素子ユニット１４を振動板１３に接着した状態を示す
断面図である。先ず、ノズルプレート１１上に圧力室プ
レート１２及び振動板１３を順次に接合しておき、各圧
電素子１４ａの基板２３と逆側の面を振動板１３に目合
わせして接合する。この際に、振動板１３には、圧電素
子ユニット１４と振動板１３との接合時の基準である十
字状の位置決めマーク３６Ａが予め形成され、基板２３
には、位置決めマーク３６Ａと光学的に目合わせするた
めの開口３７がサンドブラスト加工時に同時に形成され
ている。
電素子ユニット１４を振動板１３に接着した状態を示す
断面図である。先ず、ノズルプレート１１上に圧力室プ
レート１２及び振動板１３を順次に接合しておき、各圧
電素子１４ａの基板２３と逆側の面を振動板１３に目合
わせして接合する。この際に、振動板１３には、圧電素
子ユニット１４と振動板１３との接合時の基準である十
字状の位置決めマーク３６Ａが予め形成され、基板２３
には、位置決めマーク３６Ａと光学的に目合わせするた
めの開口３７がサンドブラスト加工時に同時に形成され
ている。
【００６０】従って、開口３７を通して光学顕微鏡で位
置決めマーク３６Ａを光学的に検知しつつ、二次元配列
の圧電素子１４ａを、振動板１３（圧力室１２ａの壁）
上に一括して高精度に接合することができる。このと
き、圧電素子１４ａの両面には夫々、電極層としての第
１及び第２の電極層３４ａ、３４ｂがスパッタリング法
で予め形成されており、第２の電極層３４ｂを振動板１
３に導電性接着剤３５で接着固定する。
置決めマーク３６Ａを光学的に検知しつつ、二次元配列
の圧電素子１４ａを、振動板１３（圧力室１２ａの壁）
上に一括して高精度に接合することができる。このと
き、圧電素子１４ａの両面には夫々、電極層としての第
１及び第２の電極層３４ａ、３４ｂがスパッタリング法
で予め形成されており、第２の電極層３４ｂを振動板１
３に導電性接着剤３５で接着固定する。
【００６１】続いて、振動板１３に固定した各圧電素子
１４ａから基板２３を剥離するのであるが、その際に
は、基板２３を加熱して熱発泡性接着フィルム２２の接
着力を低減させる。これにより、圧電素子ユニット１４
と基板２３とを離間させる工程が極めて容易になる。
１４ａから基板２３を剥離するのであるが、その際に
は、基板２３を加熱して熱発泡性接着フィルム２２の接
着力を低減させる。これにより、圧電素子ユニット１４
と基板２３とを離間させる工程が極めて容易になる。
【００６２】第１実施形態例の実施例
本実施例では、夫々が直径３０±０．５μｍで６４行×
４列の二次元配列として複数のノズル１１ａが形成され
たノズルプレート１１を準備し、図１に示すように、各
ノズル１１ａに連通する圧力室１２ａと対面するよう
に、ステンレス製の振動板１３を接合した。
４列の二次元配列として複数のノズル１１ａが形成され
たノズルプレート１１を準備し、図１に示すように、各
ノズル１１ａに連通する圧力室１２ａと対面するよう
に、ステンレス製の振動板１３を接合した。
【００６３】次いで、厚み３０μｍのチタン酸ジルコン
酸鉛製の一枚の圧電プレート２１を、熱発泡性接着フィ
ルム（例えばリバアルファ（登録商標））２２を用いて
基板２３に接着した後、圧電プレート２１上に、ウレタ
ン系の感光性フィルム２４を用いてパターン処理を施し
た。このパターン処理では、圧電素子１４ａの４個分の
圧電素子パターン１９ａを形成するための圧電素子マス
クパターンと、圧電素子パターン１９ａの外周に外周ダ
ミーパターン１９ｂを形成するための外周ダミーマスク
パターンとを備えたパターンマスクを形成した。
酸鉛製の一枚の圧電プレート２１を、熱発泡性接着フィ
ルム（例えばリバアルファ（登録商標））２２を用いて
基板２３に接着した後、圧電プレート２１上に、ウレタ
ン系の感光性フィルム２４を用いてパターン処理を施し
た。このパターン処理では、圧電素子１４ａの４個分の
圧電素子パターン１９ａを形成するための圧電素子マス
クパターンと、圧電素子パターン１９ａの外周に外周ダ
ミーパターン１９ｂを形成するための外周ダミーマスク
パターンとを備えたパターンマスクを形成した。
【００６４】引き続き、上記パターンマスク上から炭化
珪素砥粒（砥粒径：例えば２０μｍ）を所定の圧力（例
えば２ｋｇ／ｃｍ2）で吹き付け、圧電プレート２１に
サンドブラスト加工を施した。ここで、圧電プレート２
１の厚み方向でのサンドブラスト加工による溝貫通時間
（通常加工時間）を２秒とした際に、その３倍の６秒を
加工時間として設定した。その結果、通常加工時間で実
施すると、図５（ａ）に示すように傾斜する分離溝１８
の形状が図５（ｂ）に示すように修正されて、断面形状
が幅８０μｍの鉛直溝に改善された。
珪素砥粒（砥粒径：例えば２０μｍ）を所定の圧力（例
えば２ｋｇ／ｃｍ2）で吹き付け、圧電プレート２１に
サンドブラスト加工を施した。ここで、圧電プレート２
１の厚み方向でのサンドブラスト加工による溝貫通時間
（通常加工時間）を２秒とした際に、その３倍の６秒を
加工時間として設定した。その結果、通常加工時間で実
施すると、図５（ａ）に示すように傾斜する分離溝１８
の形状が図５（ｂ）に示すように修正されて、断面形状
が幅８０μｍの鉛直溝に改善された。
【００６５】これにより、一辺が５００μｍ±１０μｍ
の正方形状を有し、厚みが３０μｍ±１μｍの圧電素子
１４ａが得られた。外周ダミーパターンを配置しないで
サンドブラスト加工した場合には、外周部の圧電素子幅
に±５０μｍ以上のばらつきが発生したことと比較する
と、外周ダミーパターンを配置することの効果は非常に
高いと言える。また、サンドブラスト加工時間は、数秒
であり、他の工程に比して極めて短いので、３倍に設定
したとしても生産性に大きな影響はない。なお、本実施
形態例では、外周ダミーパターンを図９のように形成し
たが、外周ダミーパターンを一体構造として形成しても
かまわない。
の正方形状を有し、厚みが３０μｍ±１μｍの圧電素子
１４ａが得られた。外周ダミーパターンを配置しないで
サンドブラスト加工した場合には、外周部の圧電素子幅
に±５０μｍ以上のばらつきが発生したことと比較する
と、外周ダミーパターンを配置することの効果は非常に
高いと言える。また、サンドブラスト加工時間は、数秒
であり、他の工程に比して極めて短いので、３倍に設定
したとしても生産性に大きな影響はない。なお、本実施
形態例では、外周ダミーパターンを図９のように形成し
たが、外周ダミーパターンを一体構造として形成しても
かまわない。
【００６６】次いで、サンドブラスト後の圧電素子ユニ
ット１４を基板２３に接着したままの状態で、各圧電素
子１４ａの４つの側面に厚み１０μｍのポリアミド製の
絶縁性樹脂膜１５を蒸着形成する。この際に使用する蒸
着装置は、図６に示すように、ポリアミドを蒸着材とし
た蒸着源３１と、蒸着源３１に下ろした鉛直線Ｖに対し
て１５°傾いた第１軸３０を中心として回転する基板保
持体３３とを備えている。基板保持体３３には、第１軸
３０から等しい距離にある複数の第２軸３２が設けられ
ている。
ット１４を基板２３に接着したままの状態で、各圧電素
子１４ａの４つの側面に厚み１０μｍのポリアミド製の
絶縁性樹脂膜１５を蒸着形成する。この際に使用する蒸
着装置は、図６に示すように、ポリアミドを蒸着材とし
た蒸着源３１と、蒸着源３１に下ろした鉛直線Ｖに対し
て１５°傾いた第１軸３０を中心として回転する基板保
持体３３とを備えている。基板保持体３３には、第１軸
３０から等しい距離にある複数の第２軸３２が設けられ
ている。
【００６７】蒸着工程では、感光性フィルム２４で覆っ
たままの基板２３を第２軸３２の先端に固定し、第２軸
３２を中心として自転運動させつつ、基板保持体３３を
第１軸３０を中心として公転運動させることによって、
各圧電素子１４ａの側面に、膜厚１０μｍの絶縁性樹脂
膜１５を均一に蒸着形成した。
たままの基板２３を第２軸３２の先端に固定し、第２軸
３２を中心として自転運動させつつ、基板保持体３３を
第１軸３０を中心として公転運動させることによって、
各圧電素子１４ａの側面に、膜厚１０μｍの絶縁性樹脂
膜１５を均一に蒸着形成した。
【００６８】次いで、圧電素子ユニット１４の熱発泡性
接着フィルム２２と逆側の面を、振動板１３上の位置決
めマーク３６Ａと開口３７を通して光学顕微鏡で目合わ
せしつつ振動板１３に接合し、６４行×４列の圧電素子
１４ａの圧電素子ユニット１４を、振動板１３に一括し
て±１５μｍ以内の高精度で接合した。ここで、各圧電
素子１４ａの両面には予め、電極層３４ａ、３４ｂとし
て、Ｃｒ製の0.2μｍの金属薄膜とＡｕ製の0.1μｍの金
属薄膜とが順次にスパッタリング法で形成されている。
振動板１３には、導電性接着剤（ぺースト）３５で電極
層３４ｂを接着した。
接着フィルム２２と逆側の面を、振動板１３上の位置決
めマーク３６Ａと開口３７を通して光学顕微鏡で目合わ
せしつつ振動板１３に接合し、６４行×４列の圧電素子
１４ａの圧電素子ユニット１４を、振動板１３に一括し
て±１５μｍ以内の高精度で接合した。ここで、各圧電
素子１４ａの両面には予め、電極層３４ａ、３４ｂとし
て、Ｃｒ製の0.2μｍの金属薄膜とＡｕ製の0.1μｍの金
属薄膜とが順次にスパッタリング法で形成されている。
振動板１３には、導電性接着剤（ぺースト）３５で電極
層３４ｂを接着した。
【００６９】この後、基板２３を加熱して熱発泡性接着
フィルム２２の接着強度を低減し、基板２３を各圧電素
子１４ａから剥離した。更に、各圧電素子１４ａを、半
田ボールバンプ１６及び配線１７を介して制御部（図示
せず）に接続した。このようにして作製したインクジェ
ット式記録ヘッドでは、駆動電圧３０Ｖ、周波数３０ｋ
Ｈｚで、各圧電素子１４ａが良好に駆動し、対応するノ
ズル１１ａからインク滴を吐出することができた。
フィルム２２の接着強度を低減し、基板２３を各圧電素
子１４ａから剥離した。更に、各圧電素子１４ａを、半
田ボールバンプ１６及び配線１７を介して制御部（図示
せず）に接続した。このようにして作製したインクジェ
ット式記録ヘッドでは、駆動電圧３０Ｖ、周波数３０ｋ
Ｈｚで、各圧電素子１４ａが良好に駆動し、対応するノ
ズル１１ａからインク滴を吐出することができた。
【００７０】第２実施形態例
次に、本発明に係る第２実施形態例について説明する。
本実施形態例では、正方形状の圧力室とは異なる長方形
状を有する圧電素子を備えたインクジェット式記録ヘッ
ドの例を挙げる。図８は、本実施形態例のインクジェッ
ト式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
本実施形態例では、正方形状の圧力室とは異なる長方形
状を有する圧電素子を備えたインクジェット式記録ヘッ
ドの例を挙げる。図８は、本実施形態例のインクジェッ
ト式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【００７１】本インクジェット式記録ヘッドは、複数の
ノズル１１ａが二次元的に形成されたノズルプレート１
１を有しており、このノズルプレート１１上に、各ノズ
ル１１ａに連通する複数の圧力室１２ａが形成された圧
力室プレート１２と、各圧力室１２ａに対面するように
接着された振動板１３とを備えている。
ノズル１１ａが二次元的に形成されたノズルプレート１
１を有しており、このノズルプレート１１上に、各ノズ
ル１１ａに連通する複数の圧力室１２ａが形成された圧
力室プレート１２と、各圧力室１２ａに対面するように
接着された振動板１３とを備えている。
【００７２】振動板１３の圧力室１２ａと逆側の面に
は、複数の圧電素子１４ａが各圧力室１２ａに対向して
二次元的に配列されている。各圧力室１２aは、上方か
ら見た開口が正方形状である。長方形状の圧電素子１４
aは、その表面端部が圧力室１２ａの壁、つまり圧力室
プレート１２部分に位置させて振動板１３に接合されて
いる。
は、複数の圧電素子１４ａが各圧力室１２ａに対向して
二次元的に配列されている。各圧力室１２aは、上方か
ら見た開口が正方形状である。長方形状の圧電素子１４
aは、その表面端部が圧力室１２ａの壁、つまり圧力室
プレート１２部分に位置させて振動板１３に接合されて
いる。
【００７３】各圧電素子１４ａの側面には絶縁性樹脂膜
１５が形成され、上面及び下面には、第１及び第２の電
極層３４ａ、３４ｂが夫々形成されている。各圧力室１
２ａは、振動板１３側からノズル１１ａに向かって徐々
に細くなる略四角錐形状を呈している。第１の電極層３
４ａが半田ボールバンプ１６を介してフレキシブル配線
板５０に機械的且つ電気的に結合され、第２の電極層３
４ｂが導電性接着剤で振動板１３に接着されている。図
示しない制御部からの駆動電圧が、フレキシブル配線板
５０及び半田ボールバンプ１６を介して各圧電素子１４
ａに印加される。
１５が形成され、上面及び下面には、第１及び第２の電
極層３４ａ、３４ｂが夫々形成されている。各圧力室１
２ａは、振動板１３側からノズル１１ａに向かって徐々
に細くなる略四角錐形状を呈している。第１の電極層３
４ａが半田ボールバンプ１６を介してフレキシブル配線
板５０に機械的且つ電気的に結合され、第２の電極層３
４ｂが導電性接着剤で振動板１３に接着されている。図
示しない制御部からの駆動電圧が、フレキシブル配線板
５０及び半田ボールバンプ１６を介して各圧電素子１４
ａに印加される。
【００７４】図９は、圧電素子パターンの形成状態を示
す図８のIX−IX線に沿って見た際の平面図である。圧電
プレート２１では、複数のノズル１１ａが、ノズルプレ
ート１１に二次元的にマトリクス配列され、これらノズ
ル１１ａに対向して複数の圧電素子１４ａが振動板１３
上にマトリクス状に配列されている。
す図８のIX−IX線に沿って見た際の平面図である。圧電
プレート２１では、複数のノズル１１ａが、ノズルプレ
ート１１に二次元的にマトリクス配列され、これらノズ
ル１１ａに対向して複数の圧電素子１４ａが振動板１３
上にマトリクス状に配列されている。
【００７５】次に、本実施形態例のインクジェット式記
録ヘッドの製造方法について説明する。先ず、圧電素子
１４ａを作製するにあたり、図９に示すように、一枚の
矩形状の圧電プレート２１を準備し、圧電プレート２１
上に圧電素子パターンを形成する。
録ヘッドの製造方法について説明する。先ず、圧電素子
１４ａを作製するにあたり、図９に示すように、一枚の
矩形状の圧電プレート２１を準備し、圧電プレート２１
上に圧電素子パターンを形成する。
【００７６】上記パターン形成工程では、先ず、基板２
３上に貼り付けた圧電プレート２１上の全体に感光性フ
ィルムを貼り付け、この感光性フィルムを碁盤目状のマ
スクで覆った状態で露光し現像する。現像により硬化・
残存した升目状部分の感光性フィルム（図示せず）によ
って、８個の圧電素子１４ａを有する圧電素子パターン
１４Ａを形成するための圧電素子マスクパターンと、圧
電素子パターン１４Ａを囲む１６個の外周ダミーパター
ン５２を形成するための外周ダミーマスクパターンとを
備えたパターンマスクが得られる。このパターンマスク
には更に、残存ダミーパターン５３を形成するための残
存ダミーマスクパターンが形成される。
３上に貼り付けた圧電プレート２１上の全体に感光性フ
ィルムを貼り付け、この感光性フィルムを碁盤目状のマ
スクで覆った状態で露光し現像する。現像により硬化・
残存した升目状部分の感光性フィルム（図示せず）によ
って、８個の圧電素子１４ａを有する圧電素子パターン
１４Ａを形成するための圧電素子マスクパターンと、圧
電素子パターン１４Ａを囲む１６個の外周ダミーパター
ン５２を形成するための外周ダミーマスクパターンとを
備えたパターンマスクが得られる。このパターンマスク
には更に、残存ダミーパターン５３を形成するための残
存ダミーマスクパターンが形成される。
【００７７】残存ダミーパターン５３は、圧電素子ユニ
ット１４の内部側、つまり圧電素子パターン１４Ａと外
周ダミーパターン５２との境界部分に、各圧電素子１４
ａ周囲に形成される二次元配列の分離溝５４が同じにな
るようにするために設けられる。上記パターンマスクで
覆われない領域が、サンドブラスト加工で除去されるこ
とにより、行列方向に延在する溝パターンが得られる。
ット１４の内部側、つまり圧電素子パターン１４Ａと外
周ダミーパターン５２との境界部分に、各圧電素子１４
ａ周囲に形成される二次元配列の分離溝５４が同じにな
るようにするために設けられる。上記パターンマスクで
覆われない領域が、サンドブラスト加工で除去されるこ
とにより、行列方向に延在する溝パターンが得られる。
【００７８】上記溝パターンは、残存ダミーパターン５
３の存在により得られる分離溝５４ａと、残存ダミーパ
ターン５３とは無関係に得られる分離溝５４ｂを有して
おり、各圧電素子１４ａの周囲の隙間である分離溝５４
ａ及び５４ｂは、全ての幅がほぼ同じ寸法（±２０％）
に形成される。このような溝パターンを含むパターンマ
スクを用いてサンドブラスト加工することにより、各加
工溝の断面形状が均一な複数の圧電素子１４ａを得るこ
とができる。
３の存在により得られる分離溝５４ａと、残存ダミーパ
ターン５３とは無関係に得られる分離溝５４ｂを有して
おり、各圧電素子１４ａの周囲の隙間である分離溝５４
ａ及び５４ｂは、全ての幅がほぼ同じ寸法（±２０％）
に形成される。このような溝パターンを含むパターンマ
スクを用いてサンドブラスト加工することにより、各加
工溝の断面形状が均一な複数の圧電素子１４ａを得るこ
とができる。
【００７９】図１０は図９のX−X線に沿った、基板２３
から剥離する前の状態を示す断面図である。上述の工程
で基板２３上の圧電素子ユニット１４に形成した複数の
圧電素子１４ａを圧力室１２ａ上に実装する際には、先
ず、ノズルプレート１１上に、予め圧力室プレート１２
及び振動板１３を順次に接合しておき、各圧電素子１４
ａの基板２３と逆側の面を振動板１３に目合わせして接
合する。
から剥離する前の状態を示す断面図である。上述の工程
で基板２３上の圧電素子ユニット１４に形成した複数の
圧電素子１４ａを圧力室１２ａ上に実装する際には、先
ず、ノズルプレート１１上に、予め圧力室プレート１２
及び振動板１３を順次に接合しておき、各圧電素子１４
ａの基板２３と逆側の面を振動板１３に目合わせして接
合する。
【００８０】この場合、基板２３には貫通孔５６を予め
形成しておき、この基板２３に剥離可能に接着した圧電
プレート２１に、圧電素子１４ａを相互に分離する分離
溝５４ａ及び分離溝５４ｂ（図９）と、貫通孔５６の位
置にほぼ合致する目合わせマーク５５とをサンドブラス
トで同時に加工しつつ、圧電素子ユニット１４を形成す
る。更に、目合わせマーク５５を基準として、基板２３
の貫通孔５６、目合わせマーク５５、圧力室１２ａの１
つの壁面を成す振動板１３の貫通孔５７、及び、圧力室
プレート１２上に予め形成された位置決めマーク３６Ｂ
を合致させつつ、圧力室プレート１２上の振動板１３
に、パターンを１８０゜反転させた状態で各圧電素子１
４ａを接合する。
形成しておき、この基板２３に剥離可能に接着した圧電
プレート２１に、圧電素子１４ａを相互に分離する分離
溝５４ａ及び分離溝５４ｂ（図９）と、貫通孔５６の位
置にほぼ合致する目合わせマーク５５とをサンドブラス
トで同時に加工しつつ、圧電素子ユニット１４を形成す
る。更に、目合わせマーク５５を基準として、基板２３
の貫通孔５６、目合わせマーク５５、圧力室１２ａの１
つの壁面を成す振動板１３の貫通孔５７、及び、圧力室
プレート１２上に予め形成された位置決めマーク３６Ｂ
を合致させつつ、圧力室プレート１２上の振動板１３
に、パターンを１８０゜反転させた状態で各圧電素子１
４ａを接合する。
【００８１】この際、目合わせマーク５５のピッチに対
応して、目合わせマーク５５より大きい貫通孔５６が基
板２３に形成されているので、目合わせは基板２３の裏
面から容易に行われる。この目合わせでは、貫通孔５６
を通して光学顕微鏡で位置決めマーク３６Ｂを光学的に
検知しつつ、二次元配列の圧電素子１４ａを、振動板１
３（圧力室１２ａの壁）上に一括して高精度に接合す
る。なお、貫通孔５６が無い場合には、基板２３として
透明なガラス基板を用いることができる。
応して、目合わせマーク５５より大きい貫通孔５６が基
板２３に形成されているので、目合わせは基板２３の裏
面から容易に行われる。この目合わせでは、貫通孔５６
を通して光学顕微鏡で位置決めマーク３６Ｂを光学的に
検知しつつ、二次元配列の圧電素子１４ａを、振動板１
３（圧力室１２ａの壁）上に一括して高精度に接合す
る。なお、貫通孔５６が無い場合には、基板２３として
透明なガラス基板を用いることができる。
【００８２】続いて、振動板１３に固定した各圧電素子
１４ａから基板２３を剥離するのであるが、この剥離
は、第１実施形態例と同様に、基板２３を加熱して熱発
泡性接着フィルム２２の接着力を低減させた上で行う。
これにより、圧電素子ユニット１４と基板２３との接着
工程と共に、接着後に双方を離間させる工程が極めて容
易になる。
１４ａから基板２３を剥離するのであるが、この剥離
は、第１実施形態例と同様に、基板２３を加熱して熱発
泡性接着フィルム２２の接着力を低減させた上で行う。
これにより、圧電素子ユニット１４と基板２３との接着
工程と共に、接着後に双方を離間させる工程が極めて容
易になる。
【００８３】第２実施形態例の実施例
本実施例では、夫々が直径３０μｍで６４行×４列の二
次元配列とされた複数のノズル１１ａを形成したノズル
プレート１１を準備し、図８に示すように、各ノズル１
１ａに連通する圧力室１２ａと対面するように、ステン
レス製の振動板１３を接合した。
次元配列とされた複数のノズル１１ａを形成したノズル
プレート１１を準備し、図８に示すように、各ノズル１
１ａに連通する圧力室１２ａと対面するように、ステン
レス製の振動板１３を接合した。
【００８４】次いで、厚み３０μｍのチタン酸ジルコン
酸鉛製の一枚の圧電プレート２１を、熱発泡性接着フィ
ルム２２を用いて基板２３に接着した後、圧電プレート
２１上に、ウレタン系の感光性フィルム２４を用いてパ
ターン処理を施した。この際に、圧電素子パターン１４
Ａの外周に圧電素子と同じ形状の外周ダミーパターン５
２を設けた。更に、圧電素子ユニット１４の内部側に、
各圧電素子１２ａの周囲の隙間が同じサイズ（例えば８
０μｍ）になるように、残存ダミーパターン５３を設け
た。
酸鉛製の一枚の圧電プレート２１を、熱発泡性接着フィ
ルム２２を用いて基板２３に接着した後、圧電プレート
２１上に、ウレタン系の感光性フィルム２４を用いてパ
ターン処理を施した。この際に、圧電素子パターン１４
Ａの外周に圧電素子と同じ形状の外周ダミーパターン５
２を設けた。更に、圧電素子ユニット１４の内部側に、
各圧電素子１２ａの周囲の隙間が同じサイズ（例えば８
０μｍ）になるように、残存ダミーパターン５３を設け
た。
【００８５】引き続き、第１実施形態例の実施例と同様
に、圧電プレート２１にサンドブラスト加工を施した。
この場合にも、加工時間は通常加工時間の３倍の６秒と
した。これにより、短辺が４５０μｍ±５μｍ、長辺が
７５０μｍ±５μｍの長方形状を有し、厚みが３０μｍ
±１μｍの圧電素子１４ａが得られた。圧力室１２ａの
開口は、一辺が５００μｍ±１０μｍの正方形状を呈し
ている。
に、圧電プレート２１にサンドブラスト加工を施した。
この場合にも、加工時間は通常加工時間の３倍の６秒と
した。これにより、短辺が４５０μｍ±５μｍ、長辺が
７５０μｍ±５μｍの長方形状を有し、厚みが３０μｍ
±１μｍの圧電素子１４ａが得られた。圧力室１２ａの
開口は、一辺が５００μｍ±１０μｍの正方形状を呈し
ている。
【００８６】次いで、サンドブラスト後の圧電素子ユニ
ット１４を基板２３に接着したままの状態で、各圧電素
子１４ａの４側面に厚み１０μｍのポリアミド製の絶縁
性樹脂膜１５を蒸着形成した。続いて、図１０に示すよ
うに、圧電素子ユニット１４の熱発泡性接着フィルム２
２（図７）と逆側の面を、振動板１３の貫通孔５７を通
して、圧力室プレート１２上の位置決めマーク３６Ｂと
圧電プレート２１の目合わせマーク５５とを貫通孔５６
から光学顕微鏡で目合わせしつつ、振動板１３に接合し
た。この場合、６４行×４列の圧電素子１４ａの圧電素
子ユニット１４を、振動板１３に一括して±１５μｍ以
内の高精度で接合することができた。
ット１４を基板２３に接着したままの状態で、各圧電素
子１４ａの４側面に厚み１０μｍのポリアミド製の絶縁
性樹脂膜１５を蒸着形成した。続いて、図１０に示すよ
うに、圧電素子ユニット１４の熱発泡性接着フィルム２
２（図７）と逆側の面を、振動板１３の貫通孔５７を通
して、圧力室プレート１２上の位置決めマーク３６Ｂと
圧電プレート２１の目合わせマーク５５とを貫通孔５６
から光学顕微鏡で目合わせしつつ、振動板１３に接合し
た。この場合、６４行×４列の圧電素子１４ａの圧電素
子ユニット１４を、振動板１３に一括して±１５μｍ以
内の高精度で接合することができた。
【００８７】ここで、各圧電素子１４ａの両面には予
め、電極層３４ａ、３４ｂとして、Ｃｒ製の0.2μｍの
金属薄膜とＡｕ製の0.1μｍの金属薄膜とが順次にスパ
ッタリング法で形成されている。振動板１３には、導電
性ぺースト３５で電極層３４ｂを接着した。
め、電極層３４ａ、３４ｂとして、Ｃｒ製の0.2μｍの
金属薄膜とＡｕ製の0.1μｍの金属薄膜とが順次にスパ
ッタリング法で形成されている。振動板１３には、導電
性ぺースト３５で電極層３４ｂを接着した。
【００８８】引き続き、基板２３を加熱して熱発泡性接
着フィルム２２（図７）の接着強度を低減し、基板２３
を各圧電素子１４ａから剥離した。更に、各圧電素子１
４ａを、半田ボールバンプ１６及びフレキシブル配線板
５０を介して制御部（図示せず）に接続した。このよう
にして作製したインクジェット式記録ヘッドでも、第１
実施形態例の実施例におけるインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の駆動能力を得ることができた。
着フィルム２２（図７）の接着強度を低減し、基板２３
を各圧電素子１４ａから剥離した。更に、各圧電素子１
４ａを、半田ボールバンプ１６及びフレキシブル配線板
５０を介して制御部（図示せず）に接続した。このよう
にして作製したインクジェット式記録ヘッドでも、第１
実施形態例の実施例におけるインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の駆動能力を得ることができた。
【００８９】以上のように、第１及び第２実施形態例で
は、基板２３に接着した状態の圧電プレート２１に圧電
素子ユニット外周の外周ダミーパターンを設けてパター
ニングすることにより、基板２３に固着した複数の圧電
素子１４ａをユニット単位で一括して取り扱うことがで
きる。これにより、圧電素子１４ａを各圧力室１２ａに
対向させて振動板１３に接着する工程が極めて容易にな
る。従って、ノズル１１ａをマトリクス状に高密度実装
した小型のインクジェット式記録ヘッドを高効率で大量
生産することができ、製造コストを低減して廉価な製品
を得ることができる。具体的には、同じ個数のノズル１
１ａを有する従来型のインクジェット式記録ヘッドに比
して、製造コストがほぼ５０％低減した。
は、基板２３に接着した状態の圧電プレート２１に圧電
素子ユニット外周の外周ダミーパターンを設けてパター
ニングすることにより、基板２３に固着した複数の圧電
素子１４ａをユニット単位で一括して取り扱うことがで
きる。これにより、圧電素子１４ａを各圧力室１２ａに
対向させて振動板１３に接着する工程が極めて容易にな
る。従って、ノズル１１ａをマトリクス状に高密度実装
した小型のインクジェット式記録ヘッドを高効率で大量
生産することができ、製造コストを低減して廉価な製品
を得ることができる。具体的には、同じ個数のノズル１
１ａを有する従来型のインクジェット式記録ヘッドに比
して、製造コストがほぼ５０％低減した。
【００９０】また、第１及び第２実施形態例では、圧電
素子１４ａを正方形状又は長方形状としたが、これに限
らず、六角形状や円形状としても同様の効果を得ること
ができる。更に、圧電素子１４ａをマトリクス状に配列
したが、これに限らず、全体で円形状をなすような二次
元配列とすることもできる。また、絶縁性樹脂膜１５と
してポリアミドを用いたが、これ以外に、フッ素樹脂や
シリコン樹脂等を用いることができる。
素子１４ａを正方形状又は長方形状としたが、これに限
らず、六角形状や円形状としても同様の効果を得ること
ができる。更に、圧電素子１４ａをマトリクス状に配列
したが、これに限らず、全体で円形状をなすような二次
元配列とすることもできる。また、絶縁性樹脂膜１５と
してポリアミドを用いたが、これ以外に、フッ素樹脂や
シリコン樹脂等を用いることができる。
【００９１】第３実施形態例
図１２は、本発明に係るインクジェット式記録装置の実
施形態例を示す斜視図である。本実施形態例のインクジ
ェット式記録装置６０は、インクジェット式記録ヘッド
を搭載するキャリッジ６１、キャリッジ６１を主走査方
向６６に走査するための主走査機構６３、及び、記録媒
体としての記録用紙６４を副走査方向６７に搬送するた
めの副走査機構６５を含み構成されている。
施形態例を示す斜視図である。本実施形態例のインクジ
ェット式記録装置６０は、インクジェット式記録ヘッド
を搭載するキャリッジ６１、キャリッジ６１を主走査方
向６６に走査するための主走査機構６３、及び、記録媒
体としての記録用紙６４を副走査方向６７に搬送するた
めの副走査機構６５を含み構成されている。
【００９２】インクジェット式記録ヘッド６０は、ノズ
ル面が記録用紙６４と対向するようにキャリッジ６１上
に搭載され、主走査方向６６に搬送されながら記録用紙
６４に対してインク滴を吐出することにより、一定のバ
ンド領域６８に対して記録を行う。次いで、記録用紙６
４を副走査方向６７に搬送し、再びキャリッジ６１を主
走査方向６６に搬送しながら次のバンド領域を記録す
る。このような動作を複数回繰り返すことにより、記録
用紙６４の全面にわたって画像記録を行うことができ
る。
ル面が記録用紙６４と対向するようにキャリッジ６１上
に搭載され、主走査方向６６に搬送されながら記録用紙
６４に対してインク滴を吐出することにより、一定のバ
ンド領域６８に対して記録を行う。次いで、記録用紙６
４を副走査方向６７に搬送し、再びキャリッジ６１を主
走査方向６６に搬送しながら次のバンド領域を記録す
る。このような動作を複数回繰り返すことにより、記録
用紙６４の全面にわたって画像記録を行うことができ
る。
【００９３】実際に、本インクジェット式記録装置６０
を用いて画像記録を行い、記録速度及び画像品質の評価
を行った。インクジェット式記録ヘッドには、上記第２
実施形態例で述べたヘッド構造のものを使用した。イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応させ
て、１色あたり２５６個（６４行×４列）のイジェクタ
を有するマトリクス状配列ヘッドをキャリッジ６１上に
並べて配置し、記録用紙６４上で４色のドットを重ねあ
わせることにより、フルカラーの画像記録を行った。そ
の結果、各イジェクタから吐出されるインク滴体積に±
３％以内の均一性が得られ、画像品質の高い出力画像を
得ることができた。すなわち、本実施形態例のインクジ
ェット式記録装置６０では、圧電素子の形状均一性が極
めて高いため、イジェクタ間の特性ばらつきを防止する
ことができ、高画質の画像出力を実行できることが実証
された。
を用いて画像記録を行い、記録速度及び画像品質の評価
を行った。インクジェット式記録ヘッドには、上記第２
実施形態例で述べたヘッド構造のものを使用した。イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応させ
て、１色あたり２５６個（６４行×４列）のイジェクタ
を有するマトリクス状配列ヘッドをキャリッジ６１上に
並べて配置し、記録用紙６４上で４色のドットを重ねあ
わせることにより、フルカラーの画像記録を行った。そ
の結果、各イジェクタから吐出されるインク滴体積に±
３％以内の均一性が得られ、画像品質の高い出力画像を
得ることができた。すなわち、本実施形態例のインクジ
ェット式記録装置６０では、圧電素子の形状均一性が極
めて高いため、イジェクタ間の特性ばらつきを防止する
ことができ、高画質の画像出力を実行できることが実証
された。
【００９４】なお、本実施形態例では、ヘッドをキャリ
ッジによって搬送しながら記録を行う形態としたが、ノ
ズルを記録媒体の全幅にわたって配置したライン型ヘッ
ドを用い、ヘッドを固定して、記録媒体のみを搬送しな
がら記録を行うなど、別の装置形態に本発明を適用する
ことも可能である。
ッジによって搬送しながら記録を行う形態としたが、ノ
ズルを記録媒体の全幅にわたって配置したライン型ヘッ
ドを用い、ヘッドを固定して、記録媒体のみを搬送しな
がら記録を行うなど、別の装置形態に本発明を適用する
ことも可能である。
【００９５】以上、本発明をその好適な第１、第２実施
形態例及びその各実施例、並びに第３実施形態例に基づ
いて説明したが、本発明のインクジェット式記録ヘッド
及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置は、
上記実施形態例及び実施例の構成にのみ限定されるもの
ではなく、上記実施形態例及び実施例の構成から種々の
修正及び変更を施したインクジェット式記録ヘッド及び
その製造方法並びにインクジェット式記録装置も、本発
明の範囲に含まれる。
形態例及びその各実施例、並びに第３実施形態例に基づ
いて説明したが、本発明のインクジェット式記録ヘッド
及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置は、
上記実施形態例及び実施例の構成にのみ限定されるもの
ではなく、上記実施形態例及び実施例の構成から種々の
修正及び変更を施したインクジェット式記録ヘッド及び
その製造方法並びにインクジェット式記録装置も、本発
明の範囲に含まれる。
【００９６】例えば、上記第１及び第２実施形態例で
は、基板に接着した圧電素子プレートに対してサンドブ
ラスト加工を行って圧電素子ユニットを形成したが、こ
れに代えて、圧電素子プレートを振動板上に接着した状
態でサンドブラスト加工を行い、振動板上に直接圧電素
子ユニットを形成することも可能である。
は、基板に接着した圧電素子プレートに対してサンドブ
ラスト加工を行って圧電素子ユニットを形成したが、こ
れに代えて、圧電素子プレートを振動板上に接着した状
態でサンドブラスト加工を行い、振動板上に直接圧電素
子ユニットを形成することも可能である。
【００９７】また、上記第１及び第２実施形態例では、
ノズルの配置を略格子状の配列としたが、ノズル配列は
略格子状のものに限定されるわけではなく、その他の２
次元的配列方法を用いた場合においても本発明を適用す
ることは可能である。
ノズルの配置を略格子状の配列としたが、ノズル配列は
略格子状のものに限定されるわけではなく、その他の２
次元的配列方法を用いた場合においても本発明を適用す
ることは可能である。
【００９８】また、上記第１〜第３実施形態例では、記
録紙上に着色インクを吐出して文字や画像などの記録を
行うインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録
装置を例に挙げたが、本明細書におけるインクジェット
記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定される
ものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるわ
けではなく、また、吐出する液体も着色インクに限定さ
れるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上
に着色インクを吐出してディスプレイ用のカラーフィル
ターを作製したり、溶融状態のハンダを基板上に吐出し
て部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業的に
用いられる液滴噴射装置一般に対して、本発明を利用す
ることも可能である。
録紙上に着色インクを吐出して文字や画像などの記録を
行うインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録
装置を例に挙げたが、本明細書におけるインクジェット
記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定される
ものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるわ
けではなく、また、吐出する液体も着色インクに限定さ
れるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上
に着色インクを吐出してディスプレイ用のカラーフィル
ターを作製したり、溶融状態のハンダを基板上に吐出し
て部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業的に
用いられる液滴噴射装置一般に対して、本発明を利用す
ることも可能である。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
圧電プレートを任意の形状に形成しながらも、簡潔な製
造プロセスによって、マトリクス状配列ヘッドの高密度
で二次元配列された多数の圧電素子を容易に製造するこ
とができる製造方法、及びそのような製造方法で製造し
たインクジェット式記録ヘッド、並びにこのようなイン
クジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記
録装置を得ることができる。
圧電プレートを任意の形状に形成しながらも、簡潔な製
造プロセスによって、マトリクス状配列ヘッドの高密度
で二次元配列された多数の圧電素子を容易に製造するこ
とができる製造方法、及びそのような製造方法で製造し
たインクジェット式記録ヘッド、並びにこのようなイン
クジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記
録装置を得ることができる。
【図１】本発明に係る第１実施形態例のインクジェット
式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態例における二次元配列された複数
の正方形圧電素子とノズルとの位置関係を示す図１のII
−II線に沿った平面図である。
の正方形圧電素子とノズルとの位置関係を示す図１のII
−II線に沿った平面図である。
【図３】第１実施形態例における圧電素子パターンの形
成状態を示す概略図である。
成状態を示す概略図である。
【図４】第１実施形態例における圧電プレートの異なる
形状を示す断面図であり、（ａ）は圧電素子パターンを
形成した図３の状態を示し、（ｂ）は（ａ）の圧電プレ
ートにサンドブラスト加工を行った後の圧電プレートを
示す。
形状を示す断面図であり、（ａ）は圧電素子パターンを
形成した図３の状態を示し、（ｂ）は（ａ）の圧電プレ
ートにサンドブラスト加工を行った後の圧電プレートを
示す。
【図５】第１実施形態例におけるサンドブラスト加工で
形成した圧電素子ユニットを示す断面図であり、（ａ）
はサンドブラスト加工を通常時間だけ行った結果を示
し、（ｂ）は通常時間の３倍の時間をかけてサンドブラ
スト加工した結果を示す。
形成した圧電素子ユニットを示す断面図であり、（ａ）
はサンドブラスト加工を通常時間だけ行った結果を示
し、（ｂ）は通常時間の３倍の時間をかけてサンドブラ
スト加工した結果を示す。
【図６】第１実施形態例における圧電素子の４側面に絶
縁性樹脂を蒸着形成する際の形態を示す正面図である。
縁性樹脂を蒸着形成する際の形態を示す正面図である。
【図７】第１実施形態例における絶縁性樹脂膜が形成さ
れた正方形圧電素子ユニットを振動板に接着した状態を
示す断面図である。
れた正方形圧電素子ユニットを振動板に接着した状態を
示す断面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態例のインクジェット
式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
式記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図９】第２実施形態例における二次元配列された複数
の長方形圧電素子とノズル、ダミーパターン及び目合わ
せパターンとの位置関係を示す図８のIX−IX線に沿った
平面図である。
の長方形圧電素子とノズル、ダミーパターン及び目合わ
せパターンとの位置関係を示す図８のIX−IX線に沿った
平面図である。
【図１０】第２実施形態例における長方形圧電素子ユニ
ットを振動板に接着した状態を示す断面図である。
ットを振動板に接着した状態を示す断面図である。
【図１１】従来のインクジェット式記録ヘッドを示し、
（ａ）は要部の縦断面図、（ｂ）は一部断面した状態で
示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のc−c線に沿った断面図で
ある。
（ａ）は要部の縦断面図、（ｂ）は一部断面した状態で
示す平面図、（ｃ）は（ｂ）のc−c線に沿った断面図で
ある。
【図１２】本発明に係る第３実施形態例のインクジェッ
ト記録装置を示す斜視図である。
ト記録装置を示す斜視図である。
１１：ノズルプレート
１１ａ：ノズル
１２：圧力室プレート
１２ａ：圧力室
１３：振動板
１４：圧電素子ユニット
１４ａ：圧電素子
１４ｂ：ダミー素子
１４Ａ：圧電素子マスクパターン
１５：絶縁性樹脂膜
１６：ボールバンプ
１７：配線層
１８：分離溝
１９ａ：圧電素子パターン
１９ｂ：ダミーパターン
１９ｃ：溝パターン
２１：圧電プレート
２２：熱発泡性接着フィルム
２３：基板
２４：感光性フィルム
３０：第１軸
３１：蒸着源
３２：第２軸
３３：基板保持体
３４ａ：第１の電極層
３４ｂ：第２の電極層
３５：導電性接着剤
３６Ａ、３６Ｂ：位置決めマーク
３７：開口
５０：フレキシブル配線板
５２：外周ダミーパターン
５３：残存ダミーパターン
５４：二次元配列の分離溝
５４ａ、５４ｂ：分離溝
５５：目合わせマーク
５６：基板の貫通孔
５７：振動板の貫通孔
６０：インクジェット式記録装置
６１：キャリッジ
６３：主走査機構
６４：記録用紙
６５：副走査機構
６６：主走査方向
６７：副走査方向
６８：バンド領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2C057 AF34 AF93 AG14 AG40 AG84
AP02 AP14 AP22 AP25 BA04
BA14
Claims (19)
- 【請求項１】 夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドを製造する製造方法であって、 基板に剥離可能に圧電プレートを接着する工程と、 前記圧電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程
と、 前記マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領
域を形成するための圧電素子マスクパターンに形成する
工程と、 前記パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し、
前記圧電プレートをパターニングして、複数の圧電素子
が前記基板上に二次元的に配列された圧電素子ユニット
を形成する工程と、 前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前記振動板に接着
してから、前記基板を各圧電素子から剥離する工程とを
備えることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
製造方法。 - 【請求項２】 夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドを製造する製造方法であって、 圧電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、 前記マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領
域を形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧
電素子ユニットの外周となる外周ダミーパターンを形成
するための外周ダミーマスクパターンとを備えたパター
ンマスクに形成する工程と、 前記パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し
て、前記圧電プレートをパターニングする工程とを備え
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造
方法。 - 【請求項３】 夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドを製造する製造方法であって、 基板に剥離可能に圧電プレートを接着する工程と、 前記圧電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程
と、 前記マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領
域を形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧
電素子ユニットの外周となる外周ダミーパターンを形成
するための外周ダミーマスクパターンとを備えたパター
ンマスクに形成する工程と、 前記パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し、
前記圧電プレートをパターニングして、複数の圧電素子
が前記基板上に二次元的に配列された圧電素子ユニット
を形成する工程と、 前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前記振動板に接着
してから、前記基板を各圧電素子から剥離する工程とを
備えることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
製造方法。 - 【請求項４】 夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドを製造する製造方法であって、 圧電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程と、 前記マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領
域を形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧
電素子ユニット内に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほ
ぼ同じ寸法にするための残存ダミーパターンとを備えた
パターンマスクに形成する工程と、 前記パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し
て、前記圧電プレートをパターニングする工程とを備え
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造
方法。 - 【請求項５】 夫々がインク室に連通し二次元的に配列
された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成す
る振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板に
接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作動
で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通する
ノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット式
記録ヘッドを製造する製造方法であって、 基板に剥離可能に圧電プレートを接着する工程と、 前記圧電プレートにマスクフィルムを貼り付ける工程
と、 前記マスクフィルムを、前記圧電素子ユニットとなる領
域を形成するための圧電素子マスクパターンと、前記圧
電素子ユニット内に、各圧電素子の周囲の隙間を全てほ
ぼ同じ寸法にするための残存ダミーパターンとを備えた
パターンマスクに形成する工程と、 前記パターンマスク上からサンドブラスト加工を施し、
前記圧電プレートをパターニングして、複数の圧電素子
が前記基板上に二次元的に配列された圧電素子ユニット
を形成する工程と、 前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前記振動板に接着
してから、前記基板を各圧電素子から剥離する工程とを
備えることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
製造方法。 - 【請求項６】 前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前
記振動板に接着するに際し位置決めのための目印となる
マークを、前記基板及び／又は前記圧電プレートに前記
サンドブラスト加工と同時に形成することを特徴とする
請求項１、３又は５の何れかに記載のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 前記基板に熱発泡性接着フィルムを介し
て前記圧電プレートを接着し、前記圧電素子ユニットか
ら基板を剥離する際には、前記基板を加熱して前記熱発
泡性接着フィルムの接着力を低減することを特徴とする
請求項１、３、５又は６の何れかに記載のインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項８】 前記圧電素子ユニットの形成工程と前記
振動板への圧電素子の接着工程との間に、各圧電素子の
側面に絶縁性樹脂膜を蒸着形成する蒸着工程を備え、 前記蒸着工程では、前記圧電素子ユニットの表面を前記
マスクフィルムで覆った前記基板を鉛直方向から所定角
度傾けて自転運動させつつ蒸着源の周りを公転運動させ
ることを特徴とする請求項１、３、５、６又は７の何れ
かに記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 前記圧電素子ユニットと前記振動板とを
導電性接着剤で接着することを特徴とする請求項１〜８
の内の何れか１項に記載のインクジェット式記録ヘッド
の製造方法。 - 【請求項１０】 前記サンドブラスト加工を、前記圧電
プレートの厚みに応じて最小限必要な通常加工時間より
も長い時間行うことを特徴とする請求項１〜９の内の何
れか１項に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１１】 前記サンドブラスト加工で、行列方向
に延在し各圧電素子を相互に分離する略同一幅の分離溝
を形成することを特徴とする請求項１〜１０の内の何れ
か１項に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１２】 前記圧電素子の少なくとも一端を前記
圧力室の壁上に、且つ他端を前記圧力室上に夫々位置さ
せた状態で各圧電素子を接合することを特徴とする請求
項１〜１１の内の何れか１項に記載のインクジェット式
記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】 前記圧力室の壁上における前記圧電素
子の表面に、半田バンプを介してフレキシブル配線板を
機械的且つ電気的に結合することを特徴とする請求項１
２に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１４】 夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドであって、 各圧電素子の側面に絶縁性樹脂膜が形成されていること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１５】 夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドであって、 前記圧電素子が前記圧力室の壁を成す振動板上に二次元
的に配列され、前記圧電素子の周囲に外周ダミーパター
ンが形成されていることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。 - 【請求項１６】 夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドであって、 前記圧電素子が前記圧力室の壁を成す振動板上に二次元
的に配列され、相互に隣接する前記圧電素子の間に、各
圧電素子の周囲の隙間を全てほぼ同じ寸法にするための
残存ダミーパターンが形成されていることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１７】 夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドであって、 前記圧力室を有する圧力室プレートと、前記複数の圧電
素子が形成された圧電プレートとを有し、前記圧力室プ
レート上には位置決めマークが、前記振動板には前記位
置決めマークに位置合わせされた貫通孔が、前記圧電プ
レートには目合わせマークが夫々形成されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１８】 夫々がインク室に連通し二次元的に配
列された複数の圧力室と、該圧力室の壁面の一部を形成
する振動板と、前記圧力室に対応するように前記振動板
に接合された複数の圧電素子とを備え、該圧電素子の作
動で前記圧力室内のインクを加圧し、該圧力室に連通す
るノズルからインク滴を吐出する形式のインクジェット
式記録ヘッドであって、 圧電素子の少なくとも一端を前記圧力室の壁上に、且つ
他端を前記圧力室上に夫々位置させた状態で各圧電素子
を接合し、 前記圧力室の壁上における前記圧電素子の表面に、半田
バンプを介してフレキシブル配線板を機械的且つ電気的
に結合したことを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項１９】 請求項１４〜１８の内の何れか１項に
記載のインクジェット式記録ヘッドを搭載したことを特
徴とするインクジェット式記録装置。
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