JP2003094655A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子は、焼成を行う時点である程度の厚
みを持っていないと焼成後に反りが発生する。圧電素子
の全体の厚みを大きくして焼成することで、反りの発生
を抑制できるが、圧電素子は厚くなるにつれて変形効率
が低下するため、焼成後の圧電素子をある程度まで薄く
することが必要であり、ラッピングやポリシング等から
選択される機械的加工によって良好な厚み精度を得よう
とした場合には、非常にコストが掛かってしまう課題が
ある。 【解決手段】 圧電材料６１，６２を一体焼成した構造
体である積層圧電素子６０を、内部に設けられた金属薄
膜６３ａをストッパーとしてサンドブラスト加工するこ
とにより、低コストかつ良好な厚み精度で薄膜化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインク液滴を記録媒
体へ飛翔させ、画像記録を行うインクジェット記録ヘッ
ドとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドを構成する主
要部分は、インクが吐出するノズル開口部と、このノズ
ル開口部の下部に設けられ、インクに圧力を与えてイン
クを吐出させるインク圧力室と、このインク圧力室にイ
ンクを供給するインクプールである。さらに、インクプ
ールとインク圧力室との間には、インクの流路（以下、
インク供給路という）が設けられ、インク圧力室の蓋板
となる振動板を挟んで、インクの圧力発生機構が設けら
れる。

【０００３】インクの圧力発生機構については様々な提
案が行われているが、一例として、振動板に固定された
圧電体層の駆動電極に対して電圧を印加し、圧電体層を
変形させてインク圧力室の容積を変化させることにより
インクを吐出するものが知られている。

【０００４】この圧力発生機構を製造するには、従来、
図１０に示すような工程が必要とされていた。まず、図
１０（ａ）のように銀ペースト等の導電性ペーストによ
って電極１６１を形成したシート状圧電材料１６０を準
備し、このシート状圧電材料１６０の上にもう１枚のシ
ート状圧電材料１６０を図１０（ｂ）に示されるように
して未焼成の状態でプレスによって一体に積層してから
図１０（ｃ）のように焼成する。次に、図１０（ｄ）に
示すように一方のシート状圧電材料１６０の不要な部分
を除去して分極を行い、更に、必要であれば、その上に
図１０（ｅ）のように電極１６２を再度形成して圧電素
子１０６が完成する。完成した圧電素子は、接着剤など
を用いてインク流路プレートに接合される。

【０００５】このような製造方法は、例えば、特開平１
１−３４３４１号や特開平１１−１３８７９６号等に開
示されている。これらの製造方法において、圧電材料に
はシート状のものが用いられるのが一般的である。

【０００６】しかしながら、本出願人らの実験によれ
ば、焼成を行う時点で圧電素子がある程度の厚みを持っ
ていないと、焼成時の熱応力による反りが発生し、後工
程でインク流路プレートに対して良好な接合が行えない
ことが明らかになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような反りの発生
は、圧電素子の全体の厚みを大きくして焼成することで
抑制できる。しかしながら、圧電素子が厚くなるにつれ
て変形効率が低下するため、焼成後の圧電素子をある程
度まで薄くすることが必要となる。

【０００８】焼成された圧電素子を所望の厚みにするた
めには、多くの場合、ラッピングやポリシング等から選
択される機械的加工によって不要部分の除去が行われ
る。しかしながら、前述のような機械的加工において
は、除去加工における切削の効率が被加工物の反りや内
部応力等の影響を受けるため、良好な厚み精度を得よう
とする場合には、非常にコストが掛かってしまうという
問題がある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上述の課題を鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、低コストで、厚
み精度が良好な圧力発生機構を実現することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明のインクジェ
ット記録ヘッドは、インクを吐出するノズルとインクに
圧力を加えるためのインク圧力室とを含むインク流路基
板と、前記インク圧力室の一面を形成する振動板と、前
記振動板を駆動する圧電素子からなる圧力発生機構とに
よって構成されるインクジェット記録ヘッドであって、
前記圧力発生機構が、少なくとも２つ以上の圧電体層の
層間に金属膜を介装した状態で一体焼成した構造体から
不要部分を除去して薄膜化したものであることを特徴と
する構成を有する。

【００１１】少なくとも２つ以上の圧電体層を金属膜を
介して重合した状態で焼成するようにしているので、焼
成時の厚さが大きく、熱応力による反りを抑制すること
ができる。

【００１２】また、第２の発明のインクジェット記録ヘ
ッドは、更に、圧電体層を全て同一の材料としたことを
特徴とするものである。

【００１３】全ての圧電体層が同一材料で形成され、材
料の熱膨張係数が一致しているため、焼成時の熱膨張差
に起因する反りを抑制することができる。

【００１４】第３の発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、少なくとも２つ以上の圧電体層の層間に金
属膜を設けて一体焼成した構造体から不要部分を除去し
て薄膜化することにより圧電素子からなる圧力発生機構
を製造するインクジェット記録ヘッドの製造方法であ
り、前記構造体を薄膜化する工程の少なくとも一部に、
サンドブラスト加工を含むことを特徴とする構成を有す
る。

【００１５】構造体の不要部分の除去にサンドブラスト
加工を適用することにより、ラッピングやポリシング等
を適用した除去加工と比較して、低コストの加工を行う
ことができる。

【００１６】第４の発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、更に、前記サンドブラスト加工の工程にお
いて構造体中の金属膜をストッパーとして用いることを
特徴とするものである。

【００１７】金属膜がストッパーとして機能してサンド
ブラストによる過剰な切削を防止するので、ラッピング
やポリシング等と比較して、厚み制御が容易となる。

【００１８】第５の発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、更に、ストッパーとして用いた金属膜を圧
力発生機構の電極の一つとして利用するようにしたもの
である。

【００１９】所望の形状に加工した圧力発生機構に改め
て電極を形成する工程が削減されるため、低コスト化が
可能となる。

【００２０】第６の発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、構造体の薄膜化、および、インクジェット
記録ヘッドのインク圧力室のそれぞれと対応させて構造
体を分割する工程を、インクジェット記録ヘッドのイン
ク流路基板に前記構造体を接合する前に行うことを特徴
とする構成を有する。

【００２１】インク流路基板に構造体を接合する段階で
は、既に、構造体がインク圧力室に対応するように分割
された状態となっているため、接合によって構造体に生
じる反りを緩和することができる。また、構造体を分割
するための切削加工も構造体の平坦性を確保した状態
（接合前）で行うことができるので、サンドブラスト以
外の加工を適用する場合であっても、確実な厚み制御が
可能である。

【００２２】第７の発明のインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、前記構造体の薄膜化を、インクジェット記
録ヘッドのインク流路基板に前記構造体を接合した後に
行うことを特徴とする構成を有する。

【００２３】インク流路基板に対する構造体の接合が完
了した状態で構造体の薄膜化を行うことにより、部品の
ハンドリング性や作業性の低下を防ぐことができる。

【００２４】第８の発明のインクジェット記録ヘッド
は、構造体を薄膜化する工程の少なくとも一部に、構造
体中の金属膜をストッパーとして用いるサンドブラスト
加工を含むインクジェット記録ヘッドの製造方法によっ
て製造されたインクジェット記録ヘッドであり、前記ス
トッパーとして用いた金属膜をインク圧力室の振動板と
して用いたことを特徴とする構成を有する。

【００２５】振動板と圧力発生機構が予め一体で焼成さ
れているため、振動板と圧力発生機構とを接合するため
の格別の工程は不要となり、工数削減および精度向上が
可能となる。

【００２６】第９の発明のインクジェット記録ヘッド
は、２つ以上の圧電体層の層間に金属膜を介装した状態
で一体焼成した構造体から不要部分を除去して薄膜化す
ることにより圧電素子からなる圧力発生機構を製造する
インクジェット記録ヘッドの製造方法によって製造され
たインクジェット記録ヘッドであり、前記構造体を構成
する複数の圧電体層のうちの一層をインク圧力室の振動
板として用いたことを特徴とする構成を有する。

【００２７】振動板と圧力発生機構が予め一体で焼成さ
れているため、振動板と圧力発生機構とを接合するため
の格別の工程は不要となり、工数削減および精度向上が
可能となる。

【００２８】第１０の発明のインクジェット記録ヘッド
は、２つ以上の圧電体層の層間に金属膜を介装した状態
で一体焼成した構造体から不要部分を除去して薄膜化す
ることにより圧電素子からなる圧力発生機構を製造する
インクジェット記録ヘッドの製造方法によって製造され
たインクジェット記録ヘッドであり、前記構造体を構成
する複数の圧電体層のうちの一層がインク圧力室の一部
となっていることを特徴とする構成を有する。

【００２９】振動板をインク圧力室の界面に直接接合せ
ずに済むため、接着剤の食み出し等を始めとする振動板
の変位量のばらつきの要因を、インク圧力室と振動板の
界面から排除することができ、安定したインク吐出を行
うことができるようになる。

【００３０】第１１の発明のインクジェット記録ヘッド
は、２つ以上の圧電体層の層間に金属膜を介装した状態
で一体焼成した構造体から不要部分を除去して薄膜化す
ることにより圧電素子からなる圧力発生機構を製造する
インクジェット記録ヘッドの製造方法によって製造され
たインクジェット記録ヘッドであって、前記圧力発生機
構を設けられる面のインク圧力室の平面形状が概略正方
形であり、前記インク圧力室が、印字時のヘッド主走査
方向に対して一定角度傾いた複数の行と前記ヘッド主走
査方向に直行する複数の列とからなるマトリクス状に設
けられていることを特徴とする構成を有する。

【００３１】インク圧力室が高密度に配置されるため、
圧力発生機構をインク圧力室に対応するように分割する
ために必要とされる構造体の除去面積（構造体の不要部
分であってサンドブラスト等によって除去される部分の
面積つまりは切削量）が小さくなり、低コスト化に繋が
る。

【００３２】上述の製造方法の何れかを用いて製造され
たインクジェット記録装置が第１２の発明、また、上述
のインクジェット記録ヘッドの何れかを搭載したインク
ジェット記録装置が第１３の発明である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よるインクジェット記録ヘッドの製造方法の幾つかの実
施形態、および、これらを適用して製造されたインクジ
ェット記録ヘッドの構成について、実例を挙げて詳細に
説明する。

【００３４】〔第一実施形態〕図１は、第一実施形態の
インクジェット記録ヘッドの概略透視図である。図２
は、図１において楕円で囲んだＡの部分を拡大し、断面
を示した図である。

【００３５】図２において、本実施形態のインクジェッ
ト記録ヘッド１は、インク流路基板１０と圧力発生機構
６とから構成され、詳しくは、インクを吐出するノズル
２ａが配置されたノズルプレート２と、インクに圧力を
加えるためのインク圧力室３ａおよびインクを貯留する
インクプール３ｂが備えられたチャンバプールプレート
３と、インク圧力室３ａとインクプール３ｂを連通する
供給路４ａを備えた供給路プレート４と、インク圧力室
３ａの一面を形成する振動板５と、振動板５を駆動して
インク圧力室３ａの実質的な容積を変化させる圧力発生
機構６とから構成されている。

【００３６】まず、インク流路基板１０について説明す
る。

【００３７】チャンバプールプレート３には、図２にお
いて上下方向に該プレート３を貫通する複数のインク圧
力室３ａと、該インク圧力室３ａの列に沿って形成され
た溝状のインクプール３ｂが備えられており、チャンバ
プールプレート３の上面には、インク圧力室３ａとイン
クプール３ｂを連通する供給路４ａを備えた供給路プレ
ート４が配置されている。更に、供給路プレート４の上
面にはノズルプレート２が配置されている。また、チャ
ンバプールプレート３の下面には、インク圧力室３ａを
塞ぐための振動板５が接合されている。

【００３８】振動板５が設けられる面のインク圧力室３
ａの平面形状は図２あるいは図１に示される通り概略に
おいて正方形となっており、図１に示される通り、イン
ク圧力室３ａは、印字時のヘッド主走査方向に対して一
定角度傾いた複数の行とヘッド主走査方向に直行する複
数の列とからなるマトリクス状に配列されている。

【００３９】次に、圧力発生機構６について説明する。

【００４０】図３は、第一実施形態のインクジェット記
録ヘッド１における圧力発生機構６の製造方法を順を追
って示した図である。なお、図３におけるインク流路基
板１０は、図２に示したインクジェット記録ヘッド１を
Ｂ−Ｂ’断面から見た図である。

【００４１】圧力発生機構６は、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）に代表されるような圧電材料と、金属薄膜と
によって構成されている。

【００４２】本実施形態における金属薄膜の材料は、前
述した圧電材料の焼成温度程度の高温酸化雰囲気に耐え
得るものであれば、金属単体でも合金でも更には導電性
セラミックスであっても差し支えないが、特に、白金，
パラジウム，ロジウム等の高融点貴金属や、白金−パラ
ジウム，銀−パラジウム，銀−白金等の合金を主成分と
したものが適している。また、金属単体もしくは合金に
絶縁性セラミックス等を添加したものでも良いが、この
場合に添加される絶縁性セラミックスは、圧電材料と同
一であることが好ましい。これは、以降の全ての実施形
態においても同様である。

【００４３】本実施形態の圧力発生機構６は、２層の圧
電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工した
ものであって、第一層の圧電材料（圧電体層）６１は厚
さ４０ミクロンのグリーンシートを未焼成の状態で１０
枚重ねたものであり、第二層の圧電材料（圧電体層）６
２は厚さ４０ミクロンのグリーンシートである。

【００４４】図３（ａ）に示すように、第一層の圧電材
料６１の下面には金属薄膜６３ａが、また、第二層の圧
電材料６２の下面には、陽極に接合される個別電極とな
る金属薄膜６２ａが、それぞれ銀−パラジウム合金を主
成分とした導電性ペーストにより形成されている。この
うち金属薄膜６３ａは、２つ以上の圧電体層の層間、具
体的には、第一層の圧電材料６１と第二層の圧電材料６
２の層間に介装された金属膜である。

【００４５】これら２層の圧電材料層６１，６２を、図
３（ｂ）のようにプレスによって一体積層した後に焼成
して一体の構造体とする。金属薄膜６２ａ，６３ａの厚
さはいずれも、焼成後で４ミクロンである。

【００４６】第一層の圧電材料６１が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１と第二層の
圧電材料６２には全て同一の材料を用いているため、焼
成時の熱応力に起因する反りや熱膨張差による反りを緩
和することができる。

【００４７】次に、図３（ｃ）のように金属薄膜６２ａ
の表面を熱発泡タイプのシート７に貼り付け、図３
（ｄ）に示されるように、圧力発生機構６として不要な
部分、すなわち、第一層の圧電材料６１を金属薄膜６３
ａをストッパーとしたサンドブラスト加工によって除去
し、この構造体を薄膜化する。

【００４８】この後、前述のサンドブラスト加工におい
てストッパーとして用いた金属薄膜６３ａを図３（ｅ）
に示されるように剥離し、更に、陰極に接合される金属
薄膜６１ａを第二層の圧電材料６２の表面にスパッタリ
ング等によって形成することにより、図３（ｆ）に示す
ような形状となる。

【００４９】次に、金属薄膜６１ａ，金属薄膜６２ａお
よび第二層の圧電材料６２を図３（ｇ）に示されるよう
にして各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
することにより、金属薄膜６１ａを共通電極６１ａと
し、金属薄膜６２ａを個別電極６２ａとする。ここでの
分割方法は、サンドブラスト加工やダイシング，レーザ
ー加工などを用いて行う。

【００５０】インク圧力室３ａの平面形状を振動板が変
形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室３
ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維持
することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得ること
ができる。従って、吐出するインク適量を落とすことな
く、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列で
きるため、共通電極６１ａ，個別電極６２ａおよび第二
層の圧電材料６２を各インク圧力室３ａの位置と対応す
るように分割する際の構造体の除去面積（切削量）を小
さくすることができ、材料コストの低減に繋がる。

【００５１】その後、圧力発生機構６は、振動板５に接
合される。このとき、図３（ｈ）に示したように、分割
した個別電極６２ａおよび第二層の圧電材料６２が、各
インク圧力室３ａの位置と対応するように接合すること
によって圧力発生機構６が完成する。

【００５２】圧力発生機構６と振動板５の接合時には、
既に圧力発生機構６が各インク圧力室３ａに対応するよ
うに分割されているため、圧力発生機構６と振動板５の
接合によって生じる反りを緩和できる。

【００５３】最後に、熱発泡タイプのシート７を加熱し
て剥がし、それぞれの共通電極６１ａを全て配線によっ
て繋いだ後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａをスイ
ッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せず）に
接続することでインクジェット記録ヘッドが完成する。

【００５４】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は２層構造であるが、３層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【００５５】また、金属薄膜６２ａは、圧電体層との一
体焼成でなく、スパッタリングや真空蒸着，メッキ等の
薄膜形成手法によって、別途形成してもよい。

【００５６】本実施形態においては、図３（ｈ）の時点
で圧力発生機構６を接合する振動板５は、既にインク流
路基板１０に組み込まれたものとなっているが、インク
流路基板１０に組み込まれていない単体の振動板５に圧
力発生機構６を接合した後に、振動板５と、インク流路
基板１０の振動板５以外の要素とを接合しても、得られ
る効果に変わりはない。

【００５７】加えて、振動板５がＳＵＳ等の導電性金属
材料であるか、もしくは、振動板５の表面にスパッタリ
ングや真空蒸着，メッキ等の薄膜形成手法によって、導
電性を持つ薄膜が形成されており、かつ図３（ｈ）の時
点で振動板５と圧力発生機構６の接合に導電性接着剤を
用いれば、共通電極６１ａを全て配線によって繋ぐ必要
はない。

【００５８】〔第二実施形態〕次に、インクジェット記
録ヘッドの製造方法に関する第二実施形態について説明
する。

【００５９】インクジェット記録ヘッド１およびインク
流路基板１０の構成は、第一実施形態と同様である。

【００６０】図４は、本実施形態のインクジェット記録
ヘッドにおける圧力発生機構６の製造方法を順を追って
示した図である。なお、図４におけるインク流路基板１
０は、図２に示したインクジェット記録ヘッド１をＢ−
Ｂ’断面から見た図である。

【００６１】本実施形態では、圧力発生機構６は、２層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一層の圧電材料６１は厚さ４０ミ
クロンのグリーンシートであり、第二層の圧電材料６２
は厚さ４０ミクロンのグリーンシートを未焼成の状態で
１０枚重ねたものである。

【００６２】図４（ａ）に示すように、第一層の圧電材
料６１の上面には陰極に接合される共通電極となる金属
薄膜６１ａが、また、第二層の圧電材料６２の上面に
は、金属薄膜６３ａが、それぞれ銀−パラジウム合金を
主成分とした導電性ペーストによって形成されている。
このうち金属薄膜６３ａは、２つ以上の圧電体層の層
間、具体的には、第一層の圧電材料６１と第二層の圧電
材料６２の層間に介装された金属膜である。

【００６３】これら２層の圧電材料層６１，６２をプレ
スによって一体積層した後に焼成して図４（ｂ）に示さ
れるような構造体とする。金属薄膜６１ａ，６３ａの厚
さはいずれも、焼成後で４ミクロンである。

【００６４】第二層の圧電材料６２が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１と第二層の
圧電材料６２には全て同一の材料を用いるため、焼成時
の熱応力に起因する反りや熱膨張差による反りを緩和す
ることができる。

【００６５】次に、図４（ｃ）に示すように、振動板５
に構造体である圧電素子６０を接合し、圧力発生機構６
として不要な部分、すなわち、第二層の圧電材料６２を
金属薄膜６３ａをストッパーとしたサンドブラスト加工
によって除去し、この構造体を図４（ｄ）に示すように
薄膜化する。

【００６６】この段階では既にインク流路基板１０と圧
電素子６０の接合が完了しているため、圧電素子６０を
薄膜化してもハンドリング性や作業性が低下することは
ない。

【００６７】この後、前述のサンドブラスト加工におい
てストッパーとして用いた金属薄膜６３ａを剥離し、個
別電極となる金属薄膜６２ａを第一層の圧電材料６１の
表面にスパッタリング等によって形成することにより、
図４（ｅ）に示すような形状となる。

【００６８】この後、図４（ｆ）に示すように、金属薄
膜６２ａおよび第一層の圧電材料６１を各インク圧力室
３ａの位置と対応するように分割することにより圧力発
生機構６を完成させ、金属薄膜６２ａを個別電極６２ａ
とし、また、金属薄膜６１ａをそのまま共通電極６１ａ
とし利用する。ここでの分割方法は、サンドブラスト加
工に限定されるものではなく、例えばダイシングやレー
ザー加工などでもよい。

【００６９】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第一層の圧電材料６
１を、各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
する際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト
低減に繋がる。

【００７０】最後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａ
をスイッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続することでインクジェット記録ヘッドが完成
する。

【００７１】インクプール３ｂは、インク流路（図示せ
ず）を介してインクタンク（図示せず）に連結されてい
る。インクは、インクタンクからインクプール３ｂに貯
留された後、供給路４ａを経由してインク圧力室３ａに
充填される。電源より圧力発生機構６に電圧を印加する
と、圧電素子の作用によって加圧されたインクがノズル
２ａより吐出するに至る。

【００７２】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は２層構造であるが、３層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【００７３】また、本実施形態において、図４（ｃ）の
時点で圧電素子６０を接合する振動板５は、既にインク
流路基板１０に組み込まれたものとなっているが、イン
ク流路基板１０に組み込まれていない単体の振動板５に
圧電素子６０を接合してしまえば、振動板５と、インク
流路基板１０の振動板５以外の要素との接合は、構造体
からなる圧電素子６０の薄膜化終了後であっても、圧電
素子６０を各インク圧力室３ａの位置と対応するように
分割した後であっても構わない。

【００７４】さらに、振動板５がＳＵＳ等の導電性金属
材料であるか、もしくは、振動板５の表面にスパッタリ
ングや真空蒸着，メッキ等の薄膜形成手法によって、導
電性を持つ薄膜が形成されており、かつ、図４（ｃ）の
時点で振動板５と圧電素子６０の接合に導電性接着剤を
用いるとすれば、図４（ａ）における金属薄膜６１ａが
存在せずとも得られる効果に変わりはなく、また、図４
（ｆ）の工程で個別電極６２ａおよび第一層の圧電材料
６１を分割する際、同時に共通電極６１ａを分割してし
まってもよい。

【００７５】〔第三実施形態〕続いて、インクジェット
記録ヘッドの製造方法に関する第三実施形態について説
明する。

【００７６】インクジェット記録ヘッド１およびインク
流路基板１０の構成は、第一実施形態と同様である。

【００７７】図５は、第三実施形態のインクジェット記
録ヘッドにおける圧力発生機構６の製造方法を示した図
である。なお、図５におけるインク流路基板１０は、図
２に示したインクジェット記録ヘッド１をＢ−Ｂ’断面
から見た図である。

【００７８】本実施形態では、圧力発生機構６は、２層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一層の圧電材料６１は厚さ４０ミ
クロンのグリーンシートであり、第二層の圧電材料６２
は厚さ４０ミクロンのグリーンシートを未焼成の状態で
１０枚重ねたものである。

【００７９】図５（ａ）に示すように、第一層の圧電材
料６１の上面には陰極に接合される共通電極となる金属
薄膜６１ａが、第二層の圧電材料６２の上面には、陽極
に接合される個別電極となる金属薄膜６２ａが、それぞ
れ銀−パラジウム合金を主成分とした導電性ペーストに
よって形成されている。このうち金属薄膜６２ａは、２
つ以上の圧電体層の層間、具体的には、第一層の圧電材
料６１と第二層の圧電材料６２の層間に介装された金属
膜である。

【００８０】これら２層の圧電材料層６１，６２をプレ
スによって一体積層した後に焼成して図５（ｂ）に示さ
れるような構造体とする。金属薄膜６１ａ，６２ａの厚
さはいずれも、焼成後で４ミクロンである。

【００８１】第二層の圧電材料６２が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１と第二層の
圧電材料６２には全て同一の材料を用いているため、焼
成時の熱応力に起因する反りや熱膨張差による反りを緩
和することができる。

【００８２】次に、図５（ｃ）に示すように、振動板５
に構造体である圧電素子６０を接合し、圧力発生機構６
として不要な部分すなわち第二層の圧電材料６２を金属
薄膜６２ａをストッパーとしたサンドブラスト加工によ
って除去し、この構造体を図５（ｄ）に示すように薄膜
化する。

【００８３】この段階では既にインク流路基板１０と圧
電素子６０の接合が完了しているため、圧電素子６０を
薄膜化しても、ハンドリング性や作業性が低下すること
はない。

【００８４】この後、図５（ｅ）に示すように、金属薄
膜６２ａおよび第一層の圧電材料６１を各インク圧力室
３ａの位置と対応するように分割することにより圧力発
生機構６を完成させ、前述のサンドブラスト加工におい
てストッパーとして用いた金属薄膜６２ａを個別電極６
２ａとし、また、金属薄膜６１ａをそのまま共通電極６
１ａとして利用する。ここでの分割方法は、サンドブラ
スト加工に限定されるものではなく、例えばダイシング
やレーザー加工などでもよい。

【００８５】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第一層の圧電材料６
１を、各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
する際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト
低減に繋がる。

【００８６】最後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａ
をスイッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続することでインクジェット記録ヘッドが完成
する。

【００８７】インクプール３ｂは、インク流路（図示せ
ず）を介してインクタンク（図示せず）に連結されてい
る。インクは、インクタンクからインクプール３ｂに貯
留された後、供給路４ａを経由してインク圧力室３ａに
充填される。電源より圧力発生機構６に電圧を印加する
と、圧電素子の作用によって加圧されたインクがノズル
２ａより吐出するに至る。

【００８８】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は２層構造であるが、３層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【００８９】また、振動板５がＳＵＳ等の導電性金属材
料であるか、もしくは、振動板５の表面にスパッタリン
グや真空蒸着，メッキ等の薄膜形成手法によって、導電
性を持つ薄膜が形成されており、かつ図５（ｃ）の時点
で、振動板５と圧電素子６０の接合に導電性接着剤を用
いるとすれば、図５（ａ）における金属薄膜６１ａはな
くてもよく、図５（ｅ）の工程で、個別電極６２ａおよ
び第一層の圧電材料６１を分割する際、同時に共通電極
６１ａを分割してしまってもよい。

【００９０】さらに、本実施形態において、図５（ｃ）
の時点で圧電素子６０を接合する振動板５は、既にイン
ク流路基板１０に組み込まれたものとなっているが、イ
ンク流路基板１０に組み込まれていない単体の振動板５
に圧電素子６０を接合してしまえば、振動板５と、イン
ク流路基板１０の振動板５以外の要素との接合は、構造
体からなる圧電素子６０の薄膜化終了後であっても、圧
電素子６０を各インク圧力室３ａの位置と対応するよう
に分割した後であっても構わない。

【００９１】加えて、図５（ｄ）の時点で、サンドブラ
スト加工におけるストッパーとして用いた金属薄膜６２
ａを剥離し、その表面に、スパッタリングや真空蒸着，
メッキ等の薄膜形成手法によって個別電極６２ａを形成
してもよい。

【００９２】〔第四実施形態〕次にインクジェット記録
ヘッドの製造方法に関する第四実施形態について説明す
る。

【００９３】インクジェット記録ヘッド１およびインク
流路基板１０の構成は、第一実施形態と同様である。

【００９４】図６は、第四実施形態のインクジェット記
録ヘッドにおける圧力発生機構６の製造方法を示した図
である。なお、図６におけるインク流路基板１０は、図
２に示したインクジェット記録ヘッド１をＢ−Ｂ’断面
から見た図である。

【００９５】本実施形態では、圧力発生機構６は、２層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一層の圧電材料６１は厚さ４０ミ
クロンのグリーンシートを未焼成の状態で１０枚重ねた
ものであり、第二層の圧電材料６２は厚さ４０ミクロン
のグリーンシートである。

【００９６】図６（ａ）に示すように、第一層の圧電材
料６１の下面には陰極に接合される共通電極となる金属
薄膜６１ａが、また、第二層の圧電材料６２の下面に
は、陽極に接合される個別電極となる金属薄膜６２ａ
が、それぞれ銀−パラジウム合金を主成分とした導電性
ペーストにより形成されている。このうち金属薄膜６１
ａは、２つ以上の圧電体層の層間、具体的には、第一層
の圧電材料６１と第二層の圧電材料６２の層間に介装さ
れた金属膜である。

【００９７】これら２層の圧電材料層６１，６２を図６
（ｂ）のようにプレスによって一体積層した後に焼成し
て構造体とする。金属薄膜６１ａ，６２ａの厚さはいず
れも、焼成後で４ミクロンである。

【００９８】第一層の圧電材料６１が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１と第二層の
圧電材料６２には全て同一の材料を用いているため、焼
成時の熱応力に起因する反りや熱膨張差による反りを緩
和することができる。

【００９９】次に、図６（ｃ）のように、第一層の圧電
材料６１の表面を熱発泡タイプのシート７に貼り付け、
金属薄膜６２ａおよび第二層の圧電材料６２を各インク
圧力室３ａの位置と対応するように分割して金属薄膜６
２ａを個別電極６２ａとし、また、金属薄膜６１ａを共
通電極６１ａとする。ここでの分割方法は、サンドブラ
スト加工やダイシング，レーザー加工などを用いて行
う。

【０１００】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第二層の圧電材料６
２を、各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
する際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト
低減に繋がる。

【０１０１】次いで、熱発泡シート７を加熱して圧電素
子６０を剥がし、圧電素子６０を反転させて、今度は圧
電素子６０の個別電極６２ａ側を発泡シート７に貼り付
けた後、図６（ｄ）のように、圧力発生機構６として不
要な部分、すなわち、第一層の圧電材料６１を共通電極
６１ａをストッパーとしたサンドブラスト加工によって
除去して薄膜化することによって、圧力発生機構６が完
成する。

【０１０２】その後、圧力発生機構６は、振動板５に接
合される。このとき、図６（ｅ）に示したように、分割
された個別電極６２ａおよび第二層の圧電材料６２が、
各インク圧力室３ａの位置と対応するように接合する。

【０１０３】圧力発生機構６と振動板５の接合時には、
既に圧力発生機構６が各インク圧力室３ａに対応するよ
うに分割されているため、接合によって生じる反りを緩
和できる。

【０１０４】最後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａ
をスイッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続することでインクジェット記録ヘッドが完成
する。

【０１０５】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は２層構造であるが、３層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【０１０６】また、本実施形態において、図６（ｅ）の
時点で圧力発生機構６を接合する振動板５は、既にイン
ク流路基板１０に組み込まれたものとなっているが、イ
ンク流路基板１０に組み込まれていない単体の振動板５
に圧力発生機構６を接合した後に、振動板５と、インク
流路基板１０の振動板５以外の要素とを接合しても、得
られる効果に変わりはない。

【０１０７】さらに、図６（ｄ）の時点で、サンドブラ
スト加工におけるストッパーとして用いた金属薄膜６１
ａを剥離し、その表面にスパッタリングや真空蒸着，メ
ッキ等の薄膜形成手法によって、共通電極６１ａを形成
してもよい。振動板５がＳＵＳ等の導電性金属材料であ
るか、もしくは、振動板５の表面にスパッタリングや真
空蒸着，メッキ等の薄膜形成手法によって、導電性を持
つ薄膜が形成されており、かつ、図６（ｅ）の時点で振
動板５と圧力発生機構６の接合に導電性接着剤を用いる
場合は、共通電極６１ａを改めて形成する必要はない。

【０１０８】〔第五実施形態〕続いて、インクジェット
記録ヘッドの製造方法に関する第五実施形態について、
図７に沿って説明する。なお、図７におけるインク流路
基板１０は、図２に示したインクジェット記録ヘッド１
をＢ−Ｂ’断面から見た図である。

【０１０９】本実施形態におけるインクジェット記録ヘ
ッド１は、振動板を除外したインク流路基板１０と、振
動板５と圧力発生機構６が一体となった構造物とから構
成される。すなわち、本実施形態におけるインク流路基
板１０は、ノズルプレート２，チャンバプールプレート
３，供給路プレート４によって構成され、インク圧力室
３ａのノズル２ａ側でない面（振動板を装着する面）は
開放された状態となっている。

【０１１０】本実施形態では、圧力発生機構６は、２層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一層の圧電材料６１は厚さ４０ミ
クロンのグリーンシートを未焼成の状態で１０枚重ねた
ものであり、第二層の圧電材料６２は厚さ４０ミクロン
のグリーンシートである。

【０１１１】図７（ａ）に示したように、第一層の圧電
材料６１の下面には陰極に接合される共通電極となる金
属薄膜６１ａが、また、第二層の圧電材料６２の下面に
は、陽極に接合される個別電極となる金属薄膜６２ａ
が、それぞれ銀−パラジウム合金を主成分とした導電性
ペーストによって形成されている。このうち金属薄膜６
１ａは、２つ以上の圧電体層の層間、具体的には、第一
層の圧電材料６１と第二層の圧電材料６２の層間に介装
された金属膜である。

【０１１２】これら２層の圧電材料層をプレスによって
一体積層した後に焼成して図７（ｂ）に示されるような
構造体とする。金属薄膜の厚さは、共通電極となる金属
薄膜６１ａが焼成後で１０ミクロン、個別電極となる金
属薄膜６２ａが焼成後で４ミクロンである。

【０１１３】第一層の圧電材料６１が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１と第二層の
圧電材料６２には全て同一の材料を用いているため、焼
成時の熱応力に起因する反りや熱膨張差による反りを緩
和することができる。

【０１１４】次に、図７（ｃ）のように、第一層の圧電
材料６１の表面を熱発泡タイプのシート７に貼り付け、
金属薄膜６２ａおよび第二層の圧電材料６２を各インク
圧力室３ａの位置と対応するように分割することによ
り、金属薄膜６２ａを個別電極６２ａとし、また、金属
薄膜６１ａは共通電極６１ａとしてそのまま利用する。
ここでの分割方法は、サンドブラスト加工やダイシン
グ，レーザー加工などを用いて行う。

【０１１５】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第二層の圧電材料６
２を、各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
する際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト
低減に繋がる。

【０１１６】次に、熱発泡シート７を加熱して圧電素子
６０を剥がし、圧電素子６０を反転させて、今度は圧電
素子６０の個別電極６２ａ側を発泡シート７に貼り付け
た後、圧力発生機構６として不要な部分、すなわち、第
一層の圧電材料６１を、図７（ｄ）のように、共通電極
６１ａをストッパーとしたサンドブラスト加工によって
除去することによって、圧力発生機構６が完成する。

【０１１７】その後、該圧力発生機構６をチャンバプー
ルプレート３に接合する。このとき、図７（ｅ）のよう
に、分割した個別電極６２ａおよび第二の圧電材料６２
が各インク圧力室３ａの位置と対応するようにする。本
実施形態の場合、サンドブラスト加工においてストッパ
ーとして機能した共通電極６１ａが、そのまま振動板５
の機能をも兼ね備えるため、振動板５と圧力発生機構６
を接合するための独立的な接合工程は不要である。

【０１１８】最後に、共通電極６１ａ（振動板５）およ
び個別電極６２ａの各々をスイッチング回路（図示せ
ず）を介して電源（図示せず）に接続することでインク
ジェット記録ヘッドが完成する。

【０１１９】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は２層構造であるが、３層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【０１２０】また、本実施形態では、第四実施形態と同
様、構造体である圧電素子６０の薄膜化および各インク
圧力室３ａの位置と対応させる分割を、圧力発生機構６
とチャンバプールプレート３を接合する前に行っている
が、これらの工程を、圧電素子６０とチャンバプールプ
レート３を接合した後に行っても得られる効果は同様で
ある。

【０１２１】〔第六実施形態〕続いて、インクジェット
記録ヘッドの製造方法に関する第六実施形態について述
べる。

【０１２２】インクジェット記録ヘッド１およびインク
流路基板１０の構成は、第五実施形態と同様である。

【０１２３】図８は、本実施形態のインクジェット記録
ヘッドにおける圧力発生機構６の製造方法を示した図で
ある。なお、図８におけるインク流路基板１０は、図２
に示したインクジェット記録ヘッド１をＢ−Ｂ’断面か
ら見た図である。

【０１２４】本実施形態では、圧力発生機構６は、３層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一層の圧電材料６１は厚さ２０ミ
クロン、第二層の圧電材料６２は厚さ４０ミクロンのグ
リーンシートであり、第三層の圧電材料（圧電体層）６
３は、厚さ４０ミクロンのグリーンシートを未焼成の状
態で１０枚重ねたものである。

【０１２５】図８（ａ）に示すように、第一層の圧電材
料６１の下面には陰極に接合される共通電極となる金属
薄膜６１ａが、また、第二層の圧電材料６２の下面には
陽極に接合される個別電極となる金属薄膜６２ａが、そ
れぞれ銀−パラジウム合金を主成分とした導電性ペース
トにより形成されている。このうち金属薄膜６１ａ，６
２ａは、２つ以上の圧電体層の層間、具体的には、第一
層の圧電材料６１と第二層の圧電材料６２の層間、およ
び、第二層の圧電材料６２と第三層の圧電材料６３の層
間に介装された金属膜である。

【０１２６】これら３層の圧電材料６１，６２，６３
を、図８（ｂ）のように、プレスによって一体積層した
後に焼成して構造体とする。金属薄膜６１ａ，６２ａの
厚さはいずれも、焼成後で４ミクロンである。

【０１２７】第三層の圧電材料６３が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一層の圧電材料６１，第二層の
圧電材料６２，第三層の圧電材料６３に全て同一の材料
を用いているため、焼成時の熱応力に起因する反りや、
熱膨張差による反りを緩和することができる。

【０１２８】次に、図８（ｃ）に示すように、チャンバ
プールプレート３と圧電素子６０を接合し、第三層の圧
電材料６３を金属薄膜６２ａをストッパーとしたサンド
ブラスト加工によって除去すると図８（ｄ）の形状が得
られる。

【０１２９】この後、図８（ｅ）のように、金属薄膜６
２ａおよび第二層の圧電材料６２を各インク圧力室３ａ
の位置と対応するように分割することにより圧力発生機
構６を完成させ、金属薄膜６２ａを個別電極６２ａと
し、また、金属薄膜６１ａをそのまま共通電極６１ａと
して利用する。ここでの分割方法は、サンドブラスト加
工に限定されるものではなく、例えばダイシングやレー
ザー加工などでもよい。

【０１３０】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第二層の圧電材料６
２を各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割す
る際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト低
減に繋がる。

【０１３１】最後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａ
をスイッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続することでインクジェット記録ヘッドが完成
する。本実施形態においては、第一層の圧電材料６１が
振動板として機能するため、振動板５と圧力発生機構６
を接合するための独立的な接合工程は不要である。

【０１３２】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は３層構造であるが、４層以上の構造でも構わない。

【０１３３】また、本実施形態では、第三実施形態と同
様、圧電素子６０の薄膜化および各インク圧力室３ａの
位置と対応させる分割を、圧電素子６０とチャンバプー
ルプレート３を接合した後に行っているが、これらの工
程を、圧力発生機構６とチャンバプールプレート３を接
合する前に行っても得られる効果は同様である。

【０１３４】〔第七実施形態〕最後に、インクジェット
記録ヘッドの製造方法に関する第七実施形態について述
べる。

【０１３５】インクジェット記録ヘッド１およびインク
流路基板１０の構成は、第五実施形態および第六実施形
態と同様である。

【０１３６】図９は、第七実施形態のインクジェット記
録ヘッドにおける圧力発生機構６の製造方法を示した図
である。なお、図９におけるインク流路基板１０は、図
２に示したインクジェット記録ヘッド１をＢ−Ｂ’断面
から見た図である。

【０１３７】本実施形態では、圧力発生機構６は、４層
の圧電材料によって形成される積層圧電素子６０を加工
したものであって、第一，第二層の圧電材料６１，６２
はいずれも厚さ２０ミクロンのグリーンシート、また、
第三層の圧電材料６３は厚さ４０ミクロンのグリーンシ
ートであり、第四層の圧電材料（圧電体層）６４は、厚
さ４０ミクロンのグリーンシートを未焼成の状態で１０
枚重ねたものである。

【０１３８】図９（ａ）のように、第一層の圧電材料６
１の下面には金属薄膜６３ａが、また、第二層の圧電材
料６２の下面には陰極に接合される共通電極となる金属
薄膜６１ａが、更に、第三層の圧電材料６３の下面に
は、陽極に接合される個別電極となる金属薄膜６２ａ
が、それぞれ銀−パラジウム合金を主成分とした導電性
ペーストにより形成されている。金属薄膜６１ａ，６２
ａ，６３ａは、２つ以上の圧電体層の層間に介装された
金属膜である。

【０１３９】図９（ｂ）に示すように、これら４層の圧
電材料層をプレスによって一体積層した後に焼成して構
造体とする。金属薄膜６１ａ，６２ａ，６３ａの厚さは
いずれも、焼成後で４ミクロンである。

【０１４０】第四層の圧電材料６４が十分な厚さを持っ
ていることに加えて、第一，第二，第三，第四層の圧電
材料６１，６２，６３，６４の圧電材料には全て同一の
材料を用いているため、焼成時の熱応力に起因する反り
や熱膨張差による反りを緩和することができる。

【０１４１】次に、図９（ｃ）のように、第一層の圧電
材料６１からインク圧力室３ａに対応する部分を除去す
る。除去にはサンドブラスト加工を用い、金属薄膜６３
ａをストッパーとする。

【０１４２】この後、圧電素子６０とチャンバプールプ
レート３を接合する。このとき、図９（ｄ）に示すよう
に、第一層の圧電材料６１の除去された部分と、各イン
ク圧力室３ａの位置が対応するようにする。

【０１４３】続いて、図９（ｅ）のように、第四層の圧
電材料６４を金属薄膜６２ａをストッパーとしたサンド
ブラスト加工によって除去することによって薄膜化す
る。

【０１４４】そして、図９（ｆ）に示したように、金属
薄膜６２ａおよび第三層の圧電材料６３を各インク圧力
室３ａの位置と対応するように分割することにより圧力
発生機構６を完成させ、金属薄膜６２ａを個別電極６２
ａとし、また、金属薄膜６１ａをそのまま共通電極６１
ａとし利用する。ここでの分割方法は、サンドブラスト
加工に限定されるものではなく、例えばダイシングやレ
ーザー加工などでもよい。

【０１４５】インク圧力室３ａの平面形状を、振動板が
変形しやすい概略正方形状とすることで、インク圧力室
３ａの占有面積を小さくしても駆動時の体積変化量を維
持することが可能な高効率のインク圧力室３ａを得るこ
とができる。従って、吐出するインク適量を落とすこと
なく、インク圧力室３ａを高密度なマトリクス状に配列
できるため、個別電極６２ａおよび第三層の圧電材料６
３を、各インク圧力室３ａの位置と対応するように分割
する際の除去面積を小さくすることができ、材料コスト
低減に繋がる。

【０１４６】最後に、共通電極６１ａ，個別電極６２ａ
をスイッチング回路（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続することでインクジェット記録ヘッドが完成
する。

【０１４７】本実施形態においては、第二層の圧電材料
６２が振動板として機能し、第一層の圧電材料６１はイ
ンク圧力室３ａの一部となる。

【０１４８】振動板５（第二層の圧電材料６２）をイン
ク圧力室３の界面に直接接合せずに済むため、接着剤の
食み出し等による振動板の変位量のばらつきの要因をイ
ンク圧力室と振動板の界面から排除でき、安定したイン
ク吐出を行うことができる。

【０１４９】尚、本実施形態においては、圧電素子６０
は４層構造であるが、５層以上の構造であっても同様の
効果が得られる。

【０１５０】また、本実施形態においては、圧電素子６
０の薄膜化および各インク圧力室３ａの位置と対応させ
る分割を、圧電素子６０とチャンバプールプレート３を
接合した後に行っているが、これらの工程を、圧力発生
機構６とチャンバプールプレート３を接合する前に行っ
ても得られる効果は同様である。

【０１５１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のインク
ジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、少なくとも２つ以上の圧電体層を一体焼成
した構造体の内部に設けられた金属薄膜をストッパーと
して利用し、圧電素子として機能する構造体をサンドブ
ラスト加工によって薄膜化するようにしているので、低
コストかつ厚み精度が良好な圧力発生機構を実現するこ
とができる。

【０１５２】また、圧電体層は全て同一の材料から形成
しているので、材料の熱膨張係数の相違によって焼成時
に発生する可能性のある反りを効果的に抑制することが
できる。

【０１５３】更に、ストッパーとして用いた金属膜を圧
力発生機構の電極の一つとして利用しているため、圧力
発生機構に改めて電極を形成する工程は不要となり、低
コスト化が達成される。

【０１５４】また、ストッパーとして用いた金属膜、あ
るいは、構造体を構成する複数の圧電体層のうちの一層
をインク圧力室の振動板として用いるようにしているの
で、工数の削減と組立精度の向上が達成される。更に、
構造体を構成する複数の圧電体層のうちの一層をインク
圧力室の一部として用いた場合には、振動板をインク圧
力室の界面に直接接合せずに済むので、接着剤の食み出
し等を始めとする振動板の変位量のばらつきの要因を排
除することができ、安定したインク吐出を行うことがで
きるようになる。

【０１５５】更に、インク圧力室の平面形状を概略正方
形とし、インク圧力室をマトリクス状に高密度に配置し
ているため、圧力発生機構をインク圧力室に対応するよ
うに分割するために必要とされる構造体の除去面積、つ
まり、サンドブラスト等によって除去される部分の切削
量が僅かで済み、全体としての加工の高速化と材料の歩
留まりの向上が実現される。

【０１５６】構造体の薄膜化、および、インクジェット
記録ヘッドのインク圧力室のそれぞれと対応させて構造
体を分割する工程は、インク流路基板に構造体を接合す
る工程の前もしくは後の何れで実施してもよいが、イン
ク流路基板に構造体を接合する前に構造体の薄膜化およ
び分割を行うようにした場合には、インク流路基板と構
造体との接合によって構造体に生じる反りを緩和するこ
とが可能であり、また、インク流路基板に構造体を接合
した後に構造体の薄膜化および分割を行うようにした場
合には、部品のハンドリング性や作業性が確保されると
いったメリットが生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第一実施形態のインクジェッ
ト記録ヘッドの概略透視図である。

【図２】同実施形態のインクジェット記録ヘッドの要部
拡大斜視図である。

【図３】同実施形態のインクジェット記録ヘッドにおけ
る圧力発生機構の製造方法を順を追って示した図であ
る。

【図４】第二実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図５】第三実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図６】第四実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図７】第五実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図８】第六実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図９】第七実施形態における圧力発生機構の製造方法
を順を追って示した図である。

【図１０】従来の技術による圧力発生機構の製造方法を
順を追って示した図である。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド ２ ノズルプレート ２ａ ノズル ３ チャンバプールプレート ３ａ インク圧力室 ３ｂ インクプール ４ 供給路プレート ４ａ 供給路 ５ 振動板 ６ 圧力発生機構 ７ シート １０ インク流路基板 ６０ 積層圧電素子 ６１ 第一層の圧電材料（圧電体層） ６１ａ 金属薄膜（共通電極） ６２ 第二層の圧電材料（圧電体層） ６２ａ 金属薄膜（個別電極） ６３ 第三層の圧電材料（圧電体層） ６３ａ 金属薄膜（圧電体層の層間に介装された金属
膜） ６４ 第四層の圧電材料（圧電体層） １０６ 圧電素子 １６０ シート状圧電材料 １６１ 電極 １６２ 電極

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Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するノズルとインクに圧力
   を加えるためのインク圧力室とを含むインク流路基板
   と、前記インク圧力室の一面を形成する振動板と、前記
   振動板を駆動する圧電素子からなる圧力発生機構とによ
   って構成されるインクジェット記録ヘッドであって、 前記圧力発生機構は、少なくとも２つ以上の圧電体層の
   層間に金属膜を介装した状態で一体焼成した構造体から
   不要部分を除去して薄膜化したものであることを特徴と
   するインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記圧電体層は、全て同一の材料である
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 少なくとも２つ以上の圧電体層の層間に
   金属膜を設けて一体焼成した構造体から不要部分を除去
   し薄膜化することにより圧電素子からなる圧力発生機構
   を形成する工程の少なくとも一部に、サンドブラスト加
   工を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記サンドブラスト加工では、前記構造
   体中に設けられた金属膜をストッパーとして用いる工程
   を含むことを特徴とする請求項３記載のインクジェット
   記録ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記圧力発生機構の電極の少なくとも一
   つが、前記ストッパーとして用いた金属膜であることを
   特徴とする請求項４記載のインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記構造体の薄膜化、および、インクジ
   ェット記録ヘッドのインク圧力室のそれぞれと対応させ
   て前記構造体を分割する工程を、インクジェット記録ヘ
   ッドのインク流路基板に前記構造体を接合する前に行う
   ことを特徴とする請求項３，請求項４または請求項５の
   何れか一項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記構造体の薄膜化を、インクジェット
   記録ヘッドのインク流路基板に前記構造体を接合した後
   に行うことを特徴とする請求項３，請求項４または請求
   項５の何れか一項に記載のインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
8. 【請求項８】 請求項４，請求項５，請求項６または請
   求項７の何れか一項に記載のインクジェット記録ヘッド
   の製造方法によって製造されたインクジェット記録ヘッ
   ドであって、 前記ストッパーとして用いた金属膜をインクジェット記
   録ヘッドのインク圧力室の振動板として用いたことを特
   徴とするインクジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項３，請求項４，請求項５，請求項
   ６または請求項７の何れか一項に記載のインクジェット
   記録ヘッドの製造方法によって製造されたインクジェッ
   ト記録ヘッドであって、 前記構造体を構成する複数の圧電体層のうちの一層をイ
   ンクジェット記録ヘッドのインク圧力室の振動板として
   用いたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
10. 【請求項１０】 請求項３，請求項４，請求項５，請求
    項６または請求項７の何れか一項に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッドの製造方法によって製造されたインクジェ
    ット記録ヘッドであって、 前記構造体を構成する複数の圧電体層のうちの一層がイ
    ンクジェット記録ヘッドのインク圧力室の一部となって
    いることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
11. 【請求項１１】 請求項３，請求項４，請求項５，請求
    項６または請求項７の何れか一項に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッドの製造方法によって製造されたインクジェ
    ット記録ヘッドであって、 前記圧力発生機構を設けられる面のインク圧力室の平面
    形状が概略正方形であり、前記インク圧力室は、印字時
    のヘッド主走査方向に対して一定角度傾いた複数の行と
    前記ヘッド主走査方向に直行する複数の列とからなるマ
    トリクス状に設けられていることを特徴とするインクジ
    ェット記録ヘッド。
12. 【請求項１２】 請求項３，請求項４，請求項５，請求
    項６または請求項７の何れか一項に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッドの製造方法によって製造されたことを特徴
    とするインクジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 請求項１，請求項２，請求項８，請求
    項９，請求項１０または請求項１１の何れか一項に記載
    のインクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴とす
    るインクジェット記録装置。