JP2006224609A

JP2006224609A - 液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2006224609A
Application number: JP2005044073A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Miyata; 佳直宮田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】液滴吐出特性を均一化して高精度な印刷を行うことができると共にコストを低減した液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】液滴を吐出するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００を形成する際に、基準ヘッドの液滴吐出データに基づいて各圧電素子３００の実質的な駆動部となる圧電体能動部３２０の駆動面積を調整して、複数のノズル開口２１から吐出される液滴の吐出特性を均一化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に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の製造方法に関する。

インク滴を吐出するノズル開口と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り変形させて圧力発生室のインクを加圧して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実用化されている。例えば、このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、振動板の表面全体に亘って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものがある。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、複数の圧電素子の変位特性にバラツキが生じ、各ノズル開口から吐出されるインク滴の吐出速度及び吐出量からなる吐出特性にバラツキが生じてしまい印刷結果にムラができてしまうという問題がある。このため、圧電素子の駆動信号を補正することで複数のノズル開口から吐出されるインク滴の吐出特性を揃えるようにしたインクジェット記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、各圧電素子の駆動信号を補正する場合、実際には完成したヘッドを用いて印刷し、印刷結果からインク滴の吐出特性を取得して、駆動信号の補正量を決定するため、コストが増大してしまうという問題がある。

特開２００１−２６０３５０号公報（特許請求の範囲等、第１６図）

本発明はこのような事情に鑑み、液滴吐出特性を均一化して高精度な印刷を行うことができると共にコストを低減した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する際に、基準ヘッドの液滴吐出データに基づいて各圧電素子の実質的な駆動部となる圧電体能動部の駆動面積を調整して、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を均一化することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第１の態様では、圧電素子を形成する際に圧電体能動部の駆動面積を調整することで、複数のノズル開口から吐出させる液滴の吐出特性を均一化することができ、印刷品質を向上することができると共に、ヘッド完成後に試験印刷を行って駆動信号の補正を行う必要が無くなり、コストを低減することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、各圧電素子の前記下電極の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、下電極の面積を調整することで、圧電体能動部の駆動面積を確実に調整することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、各圧電素子の前記上電極の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、上電極の面積を調整することで、圧電体能動部の駆動面積を確実に調整することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、前記上電極及び圧電体層の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、上電極及び圧電体層の面積を調整することで、圧電体能動部の駆動面積を確実に調整することができる。

本発明の第５の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を含む液体流路が形成される流路形成基板の一方面に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に、前記流路形成基板に前記液体流路を形成する際に、基準ヘッドの液滴吐出特性データに基づいて各液体流路の大きさを調整して、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を均一化することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、液体流路を形成する際に液体流の大きさを調整することで、複数のノズル開口から吐出させる液滴の吐出特性を均一化することができ、印刷品質を向上することができると共に、ヘッド完成後に試験印刷を行って駆動信号の補正を行う必要が無くなり、コストを低減することができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記各液体流路の大きさの調整が、前記圧力発生室の幅又は長さの少なくとも一方の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、圧力発生室の幅又は長さの少なくとも一方を調整することによって、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を確実に均一化することができる。

本発明の第７の態様は、第５又は６の態様において、前記各液体流路が、前記圧力発生室と当該圧力発生室に液体を供給する液体供給路とで構成されていると共に、前記各液体流路の大きさの調整が、各液体供給路の断面積又は長さの少なくとも一方の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、液体供給路の断面積又は長さの少なくとも一方を調整することによって、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を確実に均一化することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。

図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その両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、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜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、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた保護膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４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が常温下で接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば、２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス又はステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる。ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、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、酸化ジルコニウム等からなり厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、白金及びイリジウム等からなり厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、イリジウム等からなり厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層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３２０という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子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これを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。

また、各圧電素子３００は、詳しくは後述する圧電素子３００の製造時に、基準ヘッドのインク滴吐出特性に基づいて、圧電体能動部３２０の駆動面積が調整されて、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出速度及び吐出量からなる吐出特性が均一化されている。このように複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化することで、印刷品質を向上することができると共に、ヘッド製造後に試験印刷及び駆動信号の補正を行う必要が無くなり、製造コストを低減することができる。

なお、本実施形態では、圧電素子３００の圧電体能動部３２０の駆動面積の調整は、圧電体層７０及び上電極膜８０の面積を調整することで行った。また、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行う際に用いられる基準ヘッドとしては、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行わずに、詳しくは後述する製造工程と同一の製造工程によって製造されたインクジェット式記録ヘッドや、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行ったにも拘わらず、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性が均一化されなかったインクジェット式記録ヘッド、及び圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行って複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性が均一化されたインクジェット式記録ヘッド等を用いることができる。何れのインクジェット式記録ヘッドからなる基準ヘッドの場合であっても、インク滴吐出特性を測定し、これをインク滴吐出特性データとして取得すればよい。ここで、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整とは、圧電体能動部３２０を構成する下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０の各部材の幅や長さを調整することを言う。この場合、下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０の厚みを各圧電素子３００毎で変えることは行っていない。また、流路形成基板１０に形成された各圧力発生室１２や各インク供給路１４などの各液体流路同士の大きさを変えることは行っていない。

また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜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、圧力発生室１２の列間に対向する領域の弾性膜５０上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０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が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、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の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。

また、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。

このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等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た。

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が設けられている。そして、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。

また、保護基板３０上の貫通孔３３の両側、すなわち、圧力発生室１２の各列に対応する領域のそれぞれには、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。この駆動回路１１０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、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１２０を介して電気的に接続されている。

また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

また、このリザーバ１００の長手方向略中央部外側のコンプライアンス基板４０上には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４が形成されている。さらに、保護基板３０には、インク導入口４４とリザーバ１００の側壁とを連通するインク導入路３５が設けられている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口４４からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について図３〜図７を参照して詳細に説明する。なお、図３及び図４は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図であり、図５及び図６は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０及び保護膜５１となる二酸化シリコン膜５２を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成する。

次に、図４（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。

そして本実施形態では、圧電素子３００を形成する際に、基準ヘッドのインク滴吐出特性に基づいて、圧電体能動部３２０の駆動面積を調整し、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化する。本実施形態では、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を、図５（ａ）に示すように、圧電素子３００の圧電体層７０及び上電極膜８０の幅を調整することで行った。詳しくは、下電極膜６０上に圧電体層７０及び上電極膜８０を順次積層形成し、圧電体層７０及び上電極膜８０をパターニングすることにより複数の圧電素子３００を形成する際に、パターニング時のマスクの幅を調整することで、圧電素子３００の圧電体層７０及び上電極膜８０の幅を調整した。

また、このような圧電体能動部３２０の駆動面積の調整によって、基準ヘッドの複数のノズル開口２１の最も低いインク滴吐出特性に合わせて、インク吐出特性が良いノズル開口２１に対応する圧電素子３００の圧電体能動部３２０の駆動面積を小さくすることで、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化することができる。

これにより、各圧電素子３００に対応するノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化することができ、印刷品質を向上することができる。また、圧電素子３００の形成により吐出特性を均一化することができるため、ヘッド製造後の試験印刷及び駆動信号の補正を行う必要が無く、コストを低減することができる。

また、本実施形態では、複数の圧電素子３００を同一の成膜条件の下で下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０のそれぞれを成膜してパターニングすることで複数の圧電素子３００を形成する際に、パターニング時のマスクの幅を調整することで容易に圧電体層７０及び上電極膜８０の幅を調整することができる。

なお、基準ヘッドとしては、上述のように、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行わずに、上述した製造工程と同一の成膜条件などによって製造されたインクジェット式記録ヘッドや、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行ったにも拘わらず、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性が均一化されなかったインクジェット式記録ヘッド、及び圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行って複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性が均一化されたインクジェット式記録ヘッド等を用いることができる。何れのインクジェット式記録ヘッドからなる基準ヘッドの場合であっても、インク滴吐出特性を測定し、これをインク滴吐出特性データとして取得すればよい。

また、圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を行ったにも拘わらず、複数のノズル開口から吐出されるインク滴の吐出特性が均一化されなかった場合には、上述した圧電体能動部３２０の駆動面積の調整を複数回繰り返し行うことで、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を高精度に均一化することができる。また、複数のノズル開口２１からインク滴の吐出特性が均一化されたインクジェット式記録ヘッドが製造されたら、このインクジェット式記録ヘッドを基準ヘッドとして、インク滴吐出特性データとして圧電体能動部３２０の駆動面積の調整データを用いるようにしてもよい。これにより、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴吐出特性が均一化されたインクジェット式記録ヘッドを容易に量産することができる。

なお、本実施形態では、圧電素子３００を形成する際に、圧電体層７０及び上電極膜８０の幅を調整することで、圧電体能動部３２０の駆動面積を調整して、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するようにしたが、圧電素子３００の圧電体能動部３２０の駆動面積の調整は、これに限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）に示すように、圧電素子３００を形成する際に、上電極膜８０の一部を切り欠くことで、圧電体能動部３２０の駆動面積を調整するようにしてもよい。なお、上電極膜８０の一部を切り欠いて駆動面積を調整する場合でも、パターニングすることで複数の圧電素子３００を形成する際に、上電極膜８０の一部をエッチングで除去することで容易に形成することができる。また、図６に示すように、下電極膜６０を形成する際に、各圧電素子３００の下電極膜６０の幅を調整することにより圧電体能動部３２０の駆動面積を調整するようにしてもよい。この場合であっても、下電極膜６０を形成する際にマスクの幅を調整することで下電極膜６０の幅を容易に調整することができる。何れにしても、複数の圧電素子３００を同一の成膜条件で形成しておいて、パターニング時のマスクの幅やエッチングなどで容易に圧電体能動部の駆動面積を調整することができ、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化して印刷品質を向上することができる。

また、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するために、圧電体能動部３２０を構成する各部材の厚みを変えることも考えられるが、例えば、圧電素子３００同士で各部材の成膜条件を変えることになるため、製造が非常に困難になり、また効果的ではない。つまり、圧電体能動部３２０の各部材の厚みを調整することよりも、駆動面積を調整する方が製造しやすいことが言える。

次に、図４（ｂ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、リード電極９０を流路形成基板１０の全面に亘って形成し、各圧電素子３００毎にパターニングすることにより形成することができる。

次に、図４（ｃ）に示すように、リザーバ形成基板３０を、流路形成基板１０上に接着剤３４によって接着する。ここで、このリザーバ形成基板３０には、リザーバ部３１、圧電素子保持部３２等が予め形成されている。なお、リザーバ形成基板３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するシリコン単結晶基板であり、リザーバ形成基板３０を接合することで流路形成基板１０の剛性は著しく向上することになる。

次に、図４（ｄ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００が形成された面とは反対側の二酸化シリコン膜５２を所定形状にパターニングすることで保護膜５１を形成し、保護膜５１をマスクとして流路形成基板１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。

その後は、流路形成基板１０の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０にコンプライアンス基板４０を接合することで、図１に示すようなインクジェット式記録ヘッドが形成される。

なお、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することでインクジェット式記録ヘッドが形成される。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、圧電体能動部３２０の駆動面積を調整することで、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化したが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２及びインク供給路１４からなる液体流路を形成する際に、液体流路の大きさを調整することで複数のノズル開口から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するようにしてもよい。ここで言う「液体流路の大きさを調整する」とは、各液体流路同士の幅、長さ、インクが流れる方向の断面積を調整することを言う。例えば、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０に圧力発生室１２を形成する際に、圧力発生室１２の幅を調整することにより、圧力発生室１２の容積を調整し、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するようにしてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、インク供給路１４の幅を調整することで、圧力発生室１２に供給されるインクの流路抵抗を調整し、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するようにしてもよい。なお、図７（ｂ）では、インク供給路１４の幅を調整するようにしたが、インクが流れる方向の断面積が調整されれば特に限定されず、例えば、インク供給路１４の深さを調整するようにしてもよい。また、インク供給路１４のインクが流れる方向の断面積を変えずにインク供給路１４のインクが流れる方向の長さを調整するようにしてもよい。何れにしても、複数のノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化することができるため、印刷品質を向上することができると共に、ヘッド製造後の試験印刷及び駆動信号の補正が不要となって、コストを低減することができる。

また、例えば、上述した実施形態１では、成膜及びリソグラフィ法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を例にしたが、勿論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も本発明を採用することができる。

なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッドの製造方法全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、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、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１リザーバ部、３２圧電素子保持部、４０コンプライアンス基板、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバ、１１０駆動回路、１２０接続配線、３００圧電素子、３２０圧電体能動部

Claims

液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する際に、基準ヘッドの液滴吐出データに基づいて各圧電素子の実質的な駆動部となる圧電体能動部の駆動面積を調整して、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を均一化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１において、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、各圧電素子の前記下電極の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
請求項１又は２において、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、各圧電素子の前記上電極の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記各圧電体能動部の駆動面積の調整が、前記上電極及び圧電体層の面積の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を含む液体流路が形成される流路形成基板の一方面に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に、前記流路形成基板に前記液体流路を形成する際に、基準ヘッドの液滴吐出特性データに基づいて各液体流路の大きさを調整して、複数のノズル開口から吐出される液滴の吐出特性を均一化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５において、前記各液体流路の大きさの調整が、前記圧力発生室の幅又は長さの少なくとも一方の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
請求項５又は６において、前記各液体流路が、前記圧力発生室と当該圧力発生室に液体を供給する液体供給路とで構成されていると共に、前記各液体流路の大きさの調整が、各液体供給路の断面積又は長さの少なくとも一方の調整であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。