JP2010219284A - 圧電素子の製造方法、並びに、圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜化圧電素子を有する圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】第１の有機フィルム１１、第１の紫外線硬化樹脂膜１２、第１のセラミックスグリーンシート２１および前記第１のセラミックスグリーンシート２１上に形成された第１の電極パターン３０を有する第１のシート５０を準備する工程と、支持体上に形成された第２のセラミックスグリーンシート２１を有する基材シートを準備する工程と、前記第１のセラミックスグリーンシート２１および前記第１の電極パターン３０と、前記第２のセラミックスグリーンシート２１と、を貼り合わせる工程と、前記第１の紫外線硬化樹脂膜１２に紫外線を照射し、前記第１の紫外線硬化樹脂膜１２を硬化させる工程と、前記第１のセラミックスグリーンシート２１から、硬化した前記第１の紫外線硬化樹脂膜１２および前記第１の有機フィルム１１を剥離する工程と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧電素子の製造方法、並びに、圧電素子、圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置に関する。

例えばインクジェットプリンターに用いられる圧電素子の製造方法において、セラミックグリーンシートを形成し、セラミックグリーンシートを積層し圧着することによって圧電体の積層体を得ることが知られている（特許文献１）。近年は、インクジェットプリンターに搭載される液体噴射ヘッドの小型化が望まれており、それに伴い、圧電素子を小型化するために、セラミックグリーンシートを薄膜化することができる圧電素子の製造方法が望まれている。

特開平９−１１５７６６号公報

本発明の目的の１つは、セラミックグリーンシートを薄膜化することができる圧電素子の製造方法を提供することにある。

本発明の目的の１つは、上記方法によって製造され、小型化された圧電素子を提供することにある。

本発明の目的の１つは、小型化された圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することにある。

本発明の目的の１つは、小型化された圧電素子を有する液体噴射ヘッドを提供することにある。

本発明の目的の１つは、小型化された圧電素子を有する液体噴射装置を提供することにある。

（１）本発明に係る圧電素子の製造方法は、
第１の有機フィルム、前記第１の有機フィルム上に形成された第１の紫外線硬化樹脂膜、前記第１の紫外線硬化樹脂膜上に形成された第１のセラミックスグリーンシートおよび前記第１のセラミックスグリーンシート上に形成された第１の電極パターンを有する第１のシートを準備する工程と、
支持体および前記支持体上に形成された第２のセラミックスグリーンシートを有する基材シートを準備する工程と、
前記第１のセラミックスグリーンシートおよび前記第１の電極パターンと、前記第２のセラミックスグリーンシートと、を貼り合わせる工程と、
前記第１の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第１の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
前記第１のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第１の紫外線硬化樹脂膜および前記第１の有機フィルムを剥離する工程と、
を含む。

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。

本発明によれば、セラミックグリーンシートを薄膜化することができる圧電素子の製造方法を提供することができる。

（２）本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記第１のシートを準備する工程は、
有機フィルム、前記有機フィルム上に形成された紫外線硬化樹脂膜、前記紫外線硬化樹脂膜上に形成されたセラミックスグリーンシートおよび前記セラミックスグリーンシート上に形成された電極パターンを有するシートを準備する工程と、
前記シートを切断することにより、前記第１の有機フィルム、前記第１の紫外線硬化樹脂膜、前記第１のセラミックスグリーンシート、および前記第１の電極パターンを有する前記第１のシートと、第２の有機フィルム、第２の紫外線硬化樹脂膜、および前記第２のセラミックスグリーンシートを有する第２のシートと、を形成する工程と、
を含み、
前記基材シートを準備する工程は、
前記第２のセラミックスグリーンシートと前記支持体とを貼り合わせる工程と、
前記第２の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第２の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
前記第２のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第２の紫外線硬化樹脂膜および前記第２の有機フィルムを剥離することにより、前記基材シートを形成する工程と、
を含んでいてもよい。

（３）本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記第１のシートと第２のシートとを形成する工程において、前記第２シートには前記第１の電極パターンが形成されていなくてもよい。

（４）本発明に係る圧電素子の製造方法において、
第３の有機フィルム、前記第３の有機フィルム上に形成された第３の紫外線硬化樹脂、前記第３の紫外線硬化樹脂上に形成された第３のセラミックスグリーンシートおよび前記第３のセラミックスグリーンシート上に形成された第２の電極パターンを有する第３のシートを準備する工程と、
前記第３のセラミックスグリーンシートおよび前記第２の電極パターンと、前記第１のセラミックスグリーンシートとを貼り合わせる工程と、
前記第３の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第３の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
前記第３のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第３の紫外線硬化樹脂および前記第３の有機フィルムを剥離する工程と、
を含んでいてもよい。

（５）本発明に係る圧電素子は、
上記いずれかに記載の方法により製造された圧電素子である。

本発明によれば、小型化された圧電素子を提供することができる。

（６）本発明に係る圧電アクチュエーターは、
上記の圧電素子を有する。

本発明によれば、小型化された圧電素子を有する圧電アクチュエーターを提供することができる。

（７）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
上記の圧電素子を有する。

本発明によれば、小型化された圧電素子を有する液体噴射ヘッドを提供することができる。

（８）本発明に係る液体噴射装置は、
上記の圧電素子を有する。

本発明によれば、小型化された圧電素子を有する液体噴射装置を提供することができる。

本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に説明する図。 本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に説明する図。

以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。

１． 圧電素子の製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係る圧電素子の製造方法について説明する。

図１〜図６は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法を模式的に説明する図である。

まず、図１（Ａ）に示すように、準備された有機フィルム１１の上に紫外線硬化樹脂膜１２を形成する。有機フィルム１１は、表面が剥離性を有するフィルムであってもよい。例えば、有機フィルム１１は、有機フィルム１１の表面が、例えばシリコンコートからなる樹脂膜に覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。有機フィルム１１は、樹脂からなる樹脂フィルムであってもよい。例えば、有機フィルム１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムであってもよい。有機フィルム１１の上に形成される紫外線硬化樹脂膜１２は、紫外線を照射されることによって硬化する樹脂である限り、特に限定されるものではない。紫外線硬化樹脂膜１２の材質としては、例えば、モノマー、オリゴマー、光開始剤、添加剤等を含む紫外線硬化樹脂等を用いることができる。紫外線硬化樹脂膜１２を形成する方法は特に限定されず、公知の成膜技術を用いることができる。成膜方法としては、例えば、ドクターブレード法、デップコート法、スロットダイコート法等を用いることができる。成膜された紫外線硬化樹脂膜１２は、熱処理されてもよい。しかしながら、有機フィルム１１の上に形成された紫外線硬化樹脂膜１２は紫外線を照射されない未硬化の膜であって、膜の表面において粘着性を有する。

ここで、図１（Ａ）に示すように、有機フィルム１１と有機フィルム１１の上に形成された紫外線硬化樹脂膜１２とをキャリアフィルム１０とする。

次に、図１（Ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂膜１２の上にスラリー２０を塗布する。本発明に係るスラリー２０は、結晶化した場合に圧電特性を発現するセラミックグリーンシート２１を形成するためのものであれば特に限定されるものではない。スラリー２０は、例えば、セラミックス粒子と、該セラミックス粒子を分散させることができる公知のバインダー、有機溶剤、可塑剤、分散媒等が含まれていてもよい。スラリー２０に分散するセラミックス粒子は、公知の圧電材料セラミックスを用いてもよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３）などを用いてもよい。
スラリー２０を紫外線硬化樹脂膜１２の上に塗布する方法は特に限定されず、公知の成膜技術を用いることができる。例えば、ドクターブレード法、デップコート法、スロットダイコート法等を用いることができる。

図１（Ｃ）に示すように、紫外線硬化樹脂膜１２の上に塗布されたスラリー２０を、例えば、７０℃以上１３０℃以下で熱処理することにより、紫外線硬化樹脂膜１２の上にセラミックグリーンシート２１を形成することができる。

ここで、スラリー２０の粘度は、有機フィルム１１の上に塗布される場合と比べて低粘度に調整されていてもよい。言い換えれば、スラリー２０の粘度は、例えば２５℃において１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されていてもよい。具体的には、スラリー２０の粘度は、例えば２５℃において、５００ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されていてもよい。
また、１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されたスラリー２０を、紫外線硬化樹脂膜１２の上に塗布することによって、例えば、１μｍ以下の膜厚を有するセラミックグリーンシート２１を形成してもよい。具体的には、スラリー２０より形成されるセラミックグリーンシート２１の膜厚は、０．５μｍ〜１μｍであってもよい。以下に詳細を説明する。

通常、特許文献１等に開示されるセラミックグリーンシートの形成方法においては、セラミック原料を分散させたスラリーを、例えばシリコンコートされたポリエチレンテレフタレートからなる有機フィルムの上に塗布し、熱処理することによってセラミックグリーンシートを形成する。有機フィルムは、後の製造工程において、セラミックグリーンシートより剥離される必要があるため、表面は、一定の剥離性を有している必要がある。ここで、セラミックグリーンシートを薄膜化するためにはスラリーを調整する際に、低粘度化する必要がある。しかしながら、スラリーを、例えば２５℃において１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整した場合、有機フィルムの表面の濡れ性が低いため、有機フィルムの表面においてスラリーをはじき、スラリーを有機フィルムの上に成膜することができない。さらには、有機フィルムの表面の濡れ性を高めると、本来の剥離性が低下し、セラミックグリーンシートを形成後、有機フィルムがセラミックグリーンシートから剥離できなくなってしまう。つまりは、有機フィルムの表面の濡れ性と剥離性とがトレードオフの関係であるため、セラミックグリーンシートの薄膜化を行うことができない。

これに対し、本実施形態に係る圧電素子の製造方法によれば、スラリー２０は、粘着性を有する紫外線硬化樹脂膜１２の上に塗布される。つまりは、例えば２５℃において、５００ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されたスラリー２０であっても、紫外線硬化樹脂膜１２の表面がスラリー２０をはじくことはないため、スラリー２０を薄い膜厚でもって形成することができる。これによれば、スラリー２０を熱処理して形成されるグリーンシート２１を、例えば０．５μｍ以上１μｍ以下の膜厚でもって形成することができる。

次に、図２（Ａ）に示すように、セラミックグリーンシート２１の上の所定の領域に、電極パターン３０を形成する。電極パターン３０は、特に限定されるものではなく、所望の形状を有していてもよい。電極パターン３０は、公知の成膜技術により形成されることができる。電極パターン３０は、例えば、スクリーン印刷機を用いて形成されてもよい。また、電極パターン３０は、圧電素子の内部電極パターンであってもよい。電極パターン３０の材質は、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではない。電極パターン３０は、例えば、銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、銀−パラジウム、銀−白金等から形成されていてもよい。また、図示はされないが、電極パターン３０は、複数のパターンを有していてもよい。例えば、電極パターン３０の１つのパターンは、圧電素子の駆動回路用の電極パターン３１であってもよい。また、電極パターン３０の１つのパターンは、圧電素子の接地回路用の電極パターン３２であってもよい（図７（Ａ）参照）。

また、図２（Ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート２１の上の所定の領域が、電極パターン３０が形成されない領域であってもよい。

以上により、セラミックグリーンシート２１の上に電極パターン３０が形成されている領域と電極パターン３０が形成されていない領域とを有するシート４０が形成される。

次に、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、シート４０を所望の形状に切断し、電極パターン３０を有した第１のシート５０と、電極パターン３０を有しない第２のシート５１を形成する。第１のシート５０および第２のシート５１の形状は、特に限定されるものではない。第１のシート５０は、シート４０の電極パターン３０が形成された領域から形成され、第２のシート５１は、シート４０の電極パターン３０が形成されていない領域から形成されることができる。なお、上述のように、電極パターン３０は、複数のパターン形状を有していてもよいため、図示はされないが、第１のシート５０は、複数の異なる電極パターンを有していてもよい。例えば、第１のシート５０の電極パターン３０の１つは、圧電素子の駆動回路用の電極パターン３１であってもよい。また、第１のシート５０の電極パターン３０の１つは、圧電素子の接地回路用の電極パターン３２であってもよい（図７（Ａ）参照）。

次に、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、基材シート６０を準備する。基材シート６０を準備する工程は、支持体６１を準備する工程と、第２のシート５１を準備する工程と、第２のシート５１のセラミックスグリーンシート２１が形成されている面と、支持体６１とが互いに向き合うように積層する工程と、第２のシート５１の紫外線硬化樹脂膜１２に対して紫外線９０を照射し、紫外線硬化樹脂膜１２を硬化させる工程と、硬化した紫外線硬化樹脂膜１２および有機フィルム１１を剥離する工程と、を含んでいてもよい。

図４（Ａ）に示すように、準備された支持体６１の上に第２のシート５１を積層してもよい。このとき、第２のシート５１のセラミックグリーンシート２１が形成されている面と、支持体とが互いに向き合うように積層されてもよい。支持体６１の上に第２のシート５１を積層する工程は、例えば、ヒータープレス機等を用いて、支持体６１と第２のシート５１とを加熱しながら加圧する工程を含んでいてもよい。これによれば、第２のシート５１を支持体６１の上に確実に積層することができる。支持体６１は、例えば樹脂シートであってもよい。具体的には、支持体６１の第２のシート５１と接する界面が感熱性の発泡シートで形成されていてもよい。

次に、図４（Ｂ）に示すように、支持体６１の上に積層された第２のシート５１の紫外線硬化樹脂膜１２に対して紫外線９０を照射し、紫外線硬化樹脂膜１２を硬化させてもよい。これによれば、硬化した紫外線樹脂膜１２は、硬化して粘着性を失うことができる。つまりは、第２のシート５１のセラミックグリーンシート１２と紫外線硬化樹脂膜１２との界面にて、接着性が失われることにより、第２のシート５１のキャリアフィルム１０を剥離することができる。これによって、図４（Ｃ）に示すように、第２のシート５１からキャリアフィルム１０が剥離された基材シート６０を形成してもよい。

また、基材シート６０を準備する方法は、上記の工程に限定されるものではない。基材シート６０は、セラミックグリーンシートが最表層において形成された積層体であればよいため、公知の積層方法等により、基材シート６０を準備してもよい。例えば、有機フィルム１１の上に形成されたセラミックグリーンシートを用いて、基材シート６０を準備してもよい。

次に、図５（Ａ）に示すように、第１のシート５０のセラミックスグリーンシート２１が形成されている面と、基材シート６０のセラミックスグリーンシート２１とが互いに向き合うように積層し第１の積層体７０を形成する。このとき、図５（Ａ）に示すように、第１のシート５０の電極パターン３０と基材シート６０のセラミックグリーンシート２１とが接するように積層されてもよい。基材シート６０の上に第１のシート５０を積層し、第１の積層体７０を形成する工程は、例えば、ヒータープレス機等を用いて、基材シート６０と第１のシート５０とを加熱しながら加圧する工程を含んでいてもよい。

次に、図５（Ｂ）に示すように、第１の積層体７０の第１のシート５０の紫外線硬化樹脂膜１２に対して紫外線９０を照射し、キャリアフィルム１０の紫外線硬化樹脂膜１２を硬化させる。有機フィルム１１は、光透過性を有しているため、有機フィルム１１の上方の光源（図示せず）より紫外線９０を照射することによって、紫外線９０を紫外線硬化樹脂膜１２に照射することができる。これによって、硬化した紫外線樹脂膜１２は、硬化して粘着性を失うことができる。つまりは、第１のシート５０のセラミックグリーンシート１２と紫外線硬化樹脂膜１２との界面にて、接着性が失われることにより、第１のシート５０のキャリアフィルム１０を剥離することができる。これによれば、図５（Ｃ）に示すように、第１の積層体７０から第１のシート５０のキャリアフィルム１０が剥離された第２の積層体７１を形成することができる。

次に、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように、本実施形態に係る圧電素子の製造方法は、第２の積層体７１の上に第３の積層体７２を形成する工程をさらに含む。第２の積層体７１の上に第３の積層体７２を形成する工程は、第２の積層体７１の上方において、第１のシート５０のセラミックスグリーンシート２１が形成されている面が、第２の積層体７１と向き合うように、第１のシート５０を積層する第１工程（図６（Ａ））と、第２の積層体７１の上方に積層された第１のシート５０の紫外線硬化樹脂膜１２に対して紫外線９０を照射し、紫外線硬化樹脂膜１２を硬化させる第２工程（図６（Ｂ））と、硬化した紫外線硬化樹脂膜１２および有機フィルム１１からなるキャリアフィルム１０を剥離する第３工程（図６（Ｃ））と、を所望の回数繰り返すこと、を含む。

図６（Ａ）に示すように、第１工程においては、第１のシート５０のセラミックグリーンシート２１が形成されている面が、第２の積層体７１の上方に形成されるセラミックグリーンシート２１と対向するように、第１のシート５０を第２の積層体７１の上に積層する。第２の積層体７１の上方に複数の第１のシート５０を積層し、第３の積層体７２を形成する工程は、例えば、ヒータープレス機等を用いて、第２の積層体７１と第１のシート５０とを加熱しながら加圧する工程を含んでいてもよい。図６（Ｂ）に示すように、第２工程においては、第２の積層体７１の上方に積層された第１のシート５０の紫外線硬化樹脂膜１２に紫外線９０が照射される。これによって、第１工程において積層された第１のシート５０の紫外線硬化樹脂膜１２が硬化することができる。図６（Ｃ）に示すように、第３工程においては、第２工程において紫外線硬化樹脂膜１２が硬化し粘着性を失っていることより、第１工程において積層された第１のシート５０のキャリアフィルム１０を剥離することができる。以上の第１工程から第３工程を所望の回数繰り返すことによって、図６（Ｄ）に示すように、第２の積層体７１の上に、所望の厚みと積層構造を有する第３の積層体７２を形成することができる。ここで、第２の積層体７１の上に第３の積層体７２を形成して得られる積層体を第４の積層体７３とする。

ここで、第１工程から第３工程を所望の回数繰り返す工程において、例えば、駆動電極用の電極パターン３１を有した第１のシート５０と、接地回路用の電極パターン３２を有した第１のシート５０とが交互に積層されるように第１のシート５０を積層してもよい（図７（Ａ）参照）。言い換えれば、第４の積層体７３は、各層毎に、駆動回路用の電極パターン３１と接地回路用の電極パターン３２を交互に有していてもよい。

次に、図示はされないが、第４の積層体７３を形成後、第４の積層体７３の基材シート６０に含まれる支持体６１を剥離してもよい。支持体６１の第２のシート５１と接する界面が感熱性の発泡シートで形成されていてもよい。したがって、支持体６１を加熱することにより、第２のシート５１との界面において発泡し、剥離することができる。

次に、公知のプレス機等によって、支持体６１が剥離された第４の積層体７３を加圧処理する。例えば、静水圧プレス、金型プレス、静水圧プレス等のプレス機によって、第４の積層体７３を等方圧縮してもよい。これによって、第４の積層体７３の複数の重なり合うセラミックグリーンシート２１が圧着され、所望の圧縮形状を有した第４の積層体７３を得ることができる。

次に、圧着された第４の積層体７３を熱処理する。第４の積層体７３を熱処理することによって、第４の積層体７３を構成する複数のセラミックグリーンシート２１が結晶化することができる。ここで、結晶化したセラミックグリーンシート２１を、圧電体層２２とする。熱処理される温度、時間は、セラミックグリーンシート２１が十分に結晶化することができ得る限り、特に限定されるものではない。
熱処理する温度は、例えば、７０℃以上１３０℃以下で行われてもよい。
また、第４の積層体７３を熱処理する工程は、セラミックグリーンシート２１を結晶化させる温度よりも低い温度で熱処理することによって、セラミックグリーンシート２１に残留しているバインダーを揮発させる工程（脱バインダー処理）を含んでいてもよい。

次に、熱処理された第４の積層体７３は、切断されて、図７（Ａ）に示すような所望の形状に成形される。ここで、第４の積層体７３を所望の形状に切断したものを第５の積層体７４とする。第４の積層体７３は、例えば、回転ブレード等を用いて所定の切断線に沿って切断（ダイシング）されてもよい。図７（Ａ）に示すように、第５の積層体７４は、セラミックグリーンシート２１が結晶化した圧電体層２２の積層体であって、各層間に、電極パターン３０が形成されていてもよい。例えば、電極パターン３０は、駆動回路用の電極パターン３１と接地回路用の電極パターン３２とが圧電体層２２を介して交互に配置されていてもよい。図７（Ａ）に示すように、駆動回路用の電極パターン３１および接地回路用の電極パターン３２は、それぞれ櫛形となるように形成されていてもよい。また、図７（Ａ）に示すように、電極パターン３０は、第５の積層体７４の一方向の両端面において露出するように形成されていてもよい。つまりは、第５の積層体７４は、所定のサイズに切断された積層体セラミックスチップであってもよい。

次に図７（Ｂ）に示すように、第５の積層体７４の一方向の両端面であって、電極パターン３０が露出する両端面をそれぞれ覆うように、金属膜８０が形成される。金属膜８０は、圧電素子の外部電極であってもよい。金属膜８０の材質は、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではない。金属膜８０は、例えば、銀、パラジウム、ニッケル、金、白金、銀−パラジウム、銀−白金等から形成されていてもよい。つまりは、金属膜８０は、圧電素子の外部電極であってもよい。

図７（Ｂ）に示すように、以上のいずれかの製造方法により、圧電素子１００を製造することができる。

本実施形態に係る圧電素子の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

本実施形態に係る圧電素子の製造方法によれば、例えば０．５μｍ以上１μｍ以下の膜厚を有する圧電体層２２が積層された圧電素子１００を製造することができる。

上述のように、スラリー２０は、粘着性を有する紫外線硬化樹脂膜１２の上に塗布される。つまりは、例えば、２５℃において１０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されたスラリー２０であっても、紫外線硬化樹脂膜１２の表面がスラリー２０をはじくことはないため、紫外線効果樹脂膜１２の上にスラリー２０を薄い膜厚でもって形成することができる。つまりは、スラリー２０を熱処理して形成されるグリーンシート２１を、例えば０．５μｍ以上１μｍ以下の膜厚でもって形成することができる。

以上によって、本実施形態に係る圧電素子の製造方法によれば、セラミックグリーンシートを薄膜化することができる圧電素子の製造方法を提供することができる。また、本実施形態に係る圧電素子の製造方法によれば、セラミックグリーンシートを薄膜化することができるため、小型化された圧電素子１００を提供することができる。

２．１ 液体噴射ヘッド
次に本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。本実施形態に係る液体噴射ヘッドは、本発明に係る圧電素子の製造方法によって製造された圧電素子１００を有する。以下、圧電素子１００を用いた例について説明する。図８は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド４００の分解斜視図である。

液体噴射ヘッド４００は、図８に示すように、圧電素子１００と、圧力室４１０と、ノズルプレート４２０と、振動板４３０と、を有することができる。

圧力室４１０は、ノズルプレート４２０上に形成されている。圧力室４１０は、ノズルプレート４２０の開口部４２１に連通して形成されている。圧力室４１０は、圧力室基板４１２によって区画されている。圧力室基板４１２は、例えば、ニッケル、銅、シリコンからなる。圧力室４１０は、図８に示すように、供給路４４０を介してリザーバ４５０と連通していることができる。リザーバ４５０は、供給路４４０を介して圧力室４１０に液体を供給することができる。リザーバ４５０には、貫通孔（図示せず）が形成されており、貫通孔を通って外部からリザーバ４５０内に液体が供給される。

振動板４３０は、圧力室４１０上および圧力室基板４１２上に形成されている。振動板４３０の材質としては、圧電素子１００によって変形できれば特に限定されず、プラスチック、金属などを用いることができる。より具体的には、振動板４３０は、例えば、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、二酸化ジルコニウムや二酸化シリコンなどの絶縁膜からなる。振動板４３０は、圧電素子１００によって振動（変位）することができる。振動板４３０は、高弾性領域４３２を有してもよい。高弾性領域４３２を有することにより、圧電素子１００の変形による圧力を振動板４３０に効率的に伝達することができる。

圧電素子１００は、振動板４３０上に形成されている。圧電素子１００は、図示はしないが、接着剤などを介して、振動板４３０上に形成されていてもよい。圧電素子１００は、与えられる電気信号にしたがって、振動板４３０を上下方向に振動（変位）させることができる。圧電素子１００は、複数の電極と複数の圧電体が交互に積層された構造を有する。圧電素子１００の電極の延びる方向は、振動板４３０の振動方向に対して垂直（縦モード）である。圧電素子１００の上部は、固定基板（図示せず）に固定されている。圧電素子１００の電極である金属膜８０は、例えばケーブル（図示せず）によって、外部駆動回路と接続されている。圧電素子１００の詳細は上述されているため、省略する。

ここで、振動板４３０と圧電素子１００とを圧電アクチュエーター３００とする。

液体噴射ヘッド４００では、本発明に係る圧電素子の製造方法による圧電素子１００を有することができる。本発明に係る圧電素子の製造方法は、上述のように、セラミックグリーンシート２１を薄膜化することができる。そのため、小型化された圧電素子１００を有する圧電アクチュエーター３００及び液体噴射ヘッド４００を得ることができる。

２．２ 液体噴射ヘッドの製造方法
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド４００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

液体噴射ヘッド４００の製造方法は、まず、図１０に示すように、ノズルプレート４２０上に圧力室基板４１２を形成する。圧力室基板４１２は、例えば、電鋳法により形成されてもよい。具体的には、ノズルプレート４２０上に所定の形状を有するレジスト層（図示しない）を形成し、めっきを行うことにより、圧力室基板４１２を形成する。レジスト層を除去することにより、圧力室４１０、供給路４４０、リザーバ４５０を形成することができる。

図１０に示すように、圧力室４１０上および圧力室基板４１２上に振動板４３０を形成する。振動板４３０は、例えば、めっき法により形成された金属膜を、接着することにより形成されてもよい。次に、振動板４３０上に圧電素子１００を形成する。圧電素子１００は上述された本実施形態に係る圧電素子の製造方法で形成された後、振動板４３０上に接着されてもよい。

以上の工程により、圧電アクチュエーター３００及び液体噴射ヘッド４００を製造することができる。

３． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液滴噴射装置について説明する。本実施形態に係る液滴噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッド４００を有する。ここでは、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図９は、本実施形態に係る液滴噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。

液滴噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液滴噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。

ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド４００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。

駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。

往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。

給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。

ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。

液滴噴射装置１０００は、本発明に係る圧電素子の製造方法によって製造された圧電素子００を有することができる。本発明に係る圧電素子の製造方法によれば、上述のように、小型化された圧電素子１００を得ることができる。そのため、小型化された圧電素子１００を有した液滴噴射装置１０００を得ることができる。

なお、上述した例では、液滴噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

１０ キャリアフィルム、１１ 有機フィルム、１２ 紫外線硬化樹脂膜、
２０ スラリー、２１ セラミックグリーンシート、
３０ 電極パターン、３１ 駆動回路用の電極パターン、
３２ 接地回路用の電極パターン、
４０ シート、５０ 第１のシート、５１ 第２のシート、
６０ 基材シート、６１ 支持体、７０ 第１の積層体、７１ 第２の積層体、
７２ 第３の積層体、７３ 第４の積層体、７４ 第５の積層体、８０ 金属膜、
９０ 紫外線、１００ 圧電素子、３００ 圧電アクチュエーター、
４００ 液体噴射ヘッド、４１０ 圧力室、４１２ 圧力室基板、
４２０ ノズルプレート、４２１ 開口部、４３０ 振動板、４３２ 高弾性領域、
４４０ 供給路、４５０ リザーバ、
１０００ 液体噴射装置、１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、
１０２１ トレイ、１０２２ 排出口、１０３０ ヘッドユニット、
１０３１ インクカートリッジ、１０３２ キャリッジ、
１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、１０４３ タイミングベルト、
１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、１０５１ 給紙モータ、
１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、１０７０ 操作パネル

Claims (8)

1. 第１の有機フィルム、前記第１の有機フィルム上に形成された第１の紫外線硬化樹脂膜、前記第１の紫外線硬化樹脂膜上に形成された第１のセラミックスグリーンシートおよび前記第１のセラミックスグリーンシート上に形成された第１の電極パターンを有する第１のシートを準備する工程と、
   支持体および前記支持体上に形成された第２のセラミックスグリーンシートを有する基材シートを準備する工程と、
   前記第１のセラミックスグリーンシートおよび前記第１の電極パターンと、前記第２のセラミックスグリーンシートと、を貼り合わせる工程と、
   前記第１の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第１の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
   前記第１のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第１の紫外線硬化樹脂膜および前記第１の有機フィルムを剥離する工程と、
   を含む、圧電素子の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記第１のシートを準備する工程は、
   有機フィルム、前記有機フィルム上に形成された紫外線硬化樹脂膜、前記紫外線硬化樹脂膜上に形成されたセラミックスグリーンシートおよび前記セラミックスグリーンシート上に形成された電極パターンを有するシートを準備する工程と、
   前記シートを切断することにより、前記第１の有機フィルム、前記第１の紫外線硬化樹脂膜、前記第１のセラミックスグリーンシート、および前記第１の電極パターンを有する前記第１のシートと、第２の有機フィルム、第２の紫外線硬化樹脂膜、および前記第２のセラミックスグリーンシートを有する第２のシートと、を形成する工程と、
   を含み、
   前記基材シートを準備する工程は、
   前記第２のセラミックスグリーンシートと前記支持体とを貼り合わせる工程と、
   前記第２の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第２の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
   前記第２のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第２の紫外線硬化樹脂膜および前記第２の有機フィルムを剥離することにより、前記基材シートを形成する工程と、
   を含む、圧電素子の製造方法。
3. 請求項２において、
   前記第１のシートと第２のシートとを形成する工程において、前記第２シートには前記第１の電極パターンが形成されていない、圧電素子の製造方法。
4. 請求項２または３において、
   第３の有機フィルム、前記第３の有機フィルム上に形成された第３の紫外線硬化樹脂、前記第３の紫外線硬化樹脂上に形成された第３のセラミックスグリーンシートおよび前記第３のセラミックスグリーンシート上に形成された第２の電極パターンを有する第３のシートを準備する工程と、
   前記第３のセラミックスグリーンシートおよび前記第２の電極パターンと、前記第１のセラミックスグリーンシートとを貼り合わせる工程と、
   前記第３の紫外線硬化樹脂膜に紫外線を照射し、前記第３の紫外線硬化樹脂膜を硬化させる工程と、
   前記第３のセラミックスグリーンシートから、硬化した前記第３の紫外線硬化樹脂および前記第３の有機フィルムを剥離する工程と、
   を含む、圧電素子の製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法により製造された圧電素子。
6. 請求項５に記載の圧電素子を含む、圧電アクチュエーター。
7. 請求項５に記載の圧電素子を含む、液体噴射ヘッド。
8. 請求項５に記載の圧電素子を含む、液体噴射装置。

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