JP2005035013A - 液体移送装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低い駆動電圧で駆動された圧電素子によっても、十分に液室内の液体に圧力を付与して、液室から外部に液体を移送することができる液体移送装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】インク貯留部形成工程（Ｓ１）により形成されたインク貯留部（またはインク貯留部となる積層体）に、振動板接合工程（Ｓ２）おいて振動板が拡散接合または陽極接合される。その後、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）により圧電体膜が成膜され、アニール工程（Ｓ４）でアニール処理される。このため、インク貯溜室に振動板を接合した状態で圧電体膜を振動板上に形成することができ、ＰＺＴ層を形成する処理条件が厳しくとも、振動板のダメージを軽減することができる。更に、インク貯留部を形成する板状部材のそれぞれの接合および振動板の接合において、有機系の接着剤は未使用であるので、板状部材の接合（積層）界面の耐熱性を向上させることができる。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体移送装置の製造方法に関し、特に、低い駆動電圧で駆動された圧電素子によっても、十分に液室内の液体に圧力を付与して、液室から外部に液体を移送することができる液体移送装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電素子により液体を移送する装置、例えば、インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドには各種構成のものが知られている。その一例として、特開平１１−３４３４１号公報に記載されたものは、弾性板として用いる圧電体層の表面全体に共通電極を印刷した後、その圧電体層の共通電極の印刷側に別の圧電体層を積層して真空プレスして更に焼成し一体化する。後者の圧電体層を分極した後、前者の圧電体層の弾性板と、インク室が予め形成されているキャビティプレートとを積層し、接着剤などにより接着する。最後に、前記後者の圧電体層の各インク室に対応する位置に帯状の個別電極を形成し、圧電素子を完成させる。この完成した圧電素子に対してノズルプレート、駆動回路などを接続すれば、インクジェットヘッドが完成となる。
【０００３】
この圧電素子の個別電極に正の電圧が印加され、共通電極に負の電圧が印加されると、圧電素子が変形して（電極に挟まれた圧電体層が面方向に収縮し、弾性板がこれを拘束しようとして生じる撓みにより）インク室内に突出する。このため、インク室内のインクは加圧され、インクがインク吐出口から吐出されて記録が実行されることとなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４３４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したインクジェットヘッドの製造方法は、積層された圧電体層を焼成して圧電素子を形成するものであるので、比較的厚みの厚い圧電素子（圧電体層）の製造に適した方法である。
【０００６】
ここで、インク室からインクを吐出する際には、弾性板が厚い（剛性が高い）ほど、高い応力を弾性板に付与しなくてはならない。この高い応力を弾性板に付与するためには、圧電素子（圧電体層）の変形量を大きくしなくてはならず、高い電圧が駆動電圧として必要になるという問題点があった。
【０００７】
一方、弾性板を薄くするほど、弾性板の剛性を小さくでき、低い駆動電圧で、該弾性板を動作させることができる。しかし、上述したインクジェットヘッドの製造方法では、成膜の限界や、ハンドリングなどの点から、数μｍから略１０μｍ程度の厚みの圧電体層（薄型の圧電体層）を作製することは困難であり、この点でも高い駆動電圧が必要となるという問題点があった。
【０００８】
薄型の圧電体層を形成する一般的な方法においては、基材となるシート材料上に圧電素子を形成する超微粒子を噴射、堆積させるエアロゾルデポジション法という手法がある。しかし、これを利用して薄型化された弾性板上に圧電素子を形成する場合には、高速で弾性板上に噴射される微粒子のエネルギーによって生ずる応力により、薄型化された弾性板に、回復できないダメージを与えてしまいかねないという問題点があった。
【０００９】
更に、薄型の圧電素子を形成する別の方法として、前記圧電素子を構成する材料の溶液をスピンコートによって塗布することと、加熱することとを繰り返すいわゆるゾルゲル法という手法がある。しかし、これを利用して薄型化された弾性板上に圧電素子を形成する場合には、繰り返される熱ストレスにより、弾性板が変形（カール）してしまいやすいという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたものであって、低い駆動電圧で駆動された圧電素子によっても、十分に液室内の液体に圧力を付与して、液室から外部に液体を移送することができる液体移送装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１に記載の液体移送装置の製造方法は、圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置において、前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して一体化する工程、前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する材料を成膜形成する工程、前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理し、前記圧電素子を構成する材料を結晶化する工程とを備えている。
【００１２】
この請求項１の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料とが積層され一体化される。このシート材料の積層体における第２のシート材料上の、少なくとも液室の開口に対応する位置を含む位置には、圧電素子を構成する材料が成膜形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体とは、アニール処理され、圧電素子を構成する材料が結晶化される。
【００１３】
請求項２に記載の液体移送装置の製造方法は、圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置の製造方法であり、前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して拡散接合または陽極接合により一体化する接合工程と、前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する超微粒子を噴射、堆積させて圧電体膜を形成する圧電体膜形成工程と、前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理するアニール工程とを備えている。
【００１４】
この請求項２に記載の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料とが、接合工程により、積層され、拡散接合または陽極接合により一体化される。つまり、一体化されたシート材料の積層体が形成される。このシート材料の積層体における第２のシート材料上の、少なくとも液室の開口に対応する位置を含む位置には、圧電体膜形成工程により、圧電素子を構成する超微粒子が噴射、堆積されて、圧電体膜が形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体と（圧電体膜の形成されたシート材料の積層体）は、アニール工程によりアニール処理される。
【００１５】
請求項３に記載の液体移送装置の製造方法は、圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置の製造方法であり、前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して拡散接合または陽極接合により一体化する接合工程と、前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する材料の溶液を塗布することと、加熱することとを繰り返して圧電体膜を形成する圧電体膜形成工程と、前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理するアニール工程とを備えている。
【００１６】
この請求項３に記載の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料とが、接合工程により、積層され、拡散接合または陽極接合により一体化される。つまり、一体化されたシート材料の積層体が形成される。一体化されたシート材料の積層体における第２のシート材料上の、少なくとも開口に対応する位置を含む位置には、圧電体膜形成工程により、圧電素子を構成する材料の溶液の塗布と、加熱とが繰り返されて圧電体膜が形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体と（圧電体膜の形成されたシート材料の積層体）は、アニール工程によりアニール処理される。
【００１７】
請求項４に記載の液体移送装置の製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法において、前記シート材料は、金属シート材料であって、拡散接合により一体化される。
【００１８】
請求項５に記載の液体移送装置の製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法において、前記第１のシート材料はガラスシート材料であり、前記第２のシート材料は金属シート材料若しくはシリコン基板であって、前記第１のシート材料と前記第２のシート材料とは、陽極接合により一体化される。
【００１９】
請求項６に記載の液体移送装置の製造方法は、請求項４に記載の液体移送装置の製造方法において、前記圧電体膜形成工程の前に、前記液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上の金属シート材料および前記第１のシート材料を、前記第１のシート材料が最上層になるように積層し、前記金属シート材料と前記第１のシート材料との積層体を拡散接合により一体化する積層工程を備えている。
【００２０】
請求項７に記載の液体移送装置の製造方法は、請求項５に記載の液体移送装置の製造方法において、前記圧電体膜形成工程の前に、前記液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上のガラスグリーンシートと前記第１のシート材料のグリーンシートとを、前記第１のシート材料が最上層に形成されるように積層して焼成し、一体化する積層工程を備えている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である製造方法により製造された圧電式インクジェットヘッド６を搭載したインクジェット記録装置１００を示す斜視図である。まず、このインクジェット記録装置１００について略述する。圧電式インクジェットヘッド６は、用紙６２に印字をするものであり、インクカートリッジ６１と共にキャリッジ６４に搭載されている。
【００２２】
キャリッジ６４は、エンドレスベルト７５に接合されており、プーリ７３がモータの駆動により正逆回転されると、キャリッジ軸７１およびガイド板７２に沿って直線方向に往復移動する。この往復移動中に圧電式インクジェットヘッド６に穿設されたノズル５４（図３参照）から、インクが用紙６２に向けて吐出される。用紙６２は、インクジェット記録装置１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から、圧電式インクジェットヘッド６と、プラテンローラ６６との間に給紙され、圧電式インクジェットヘッド６によって所定の印字がなされた後に排紙される。尚、用紙６２の給紙、排紙機構については図示を省略する。
【００２３】
また、プラテンローラ６６の側方にはパージ装置６７が設けられている。パージ装置６７は、圧電式インクジェットヘッド６の内部に溜まっている不良インクを排出するための装置である。キャリッジ６４がリセット位置にある場合に、圧電式インクジェットヘッド６のノズル形成面をパージキャップ８１で覆い密閉空間を形成する。その密閉空間は、パージキャップ８１と連通し、カム８３により作動するポンプ８２によって減圧される。こうして圧電式インクジェットヘッド６の内部に溜まっている不良インクは排出される。
【００２４】
次に、図２と図３とを参照して、圧電式インクジェットヘッド６の構成について説明する。図２は、圧電式インクジェットヘッド６の外観斜視図である。図２に示すように、圧電式インクジェットヘッド６は、インクを貯留するインク貯留部１０と、そのインク貯留部１０内のインクに圧力を付与するための圧力付与部材２０とを備えている。
【００２５】
インク貯留部１０は、（後述するノズルプレート４３を除いて）無機材料で形成された板状部材を積層して得られた積層体を、一体化したものである。板状部材としては、例えば、ステンレス、チタン、チタン合金、銅、銅合金、工具銅、低合金銅、ニッケル、ニッケル合金、コバルト合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属の圧延シートである板状金属部材のいずれかが用いられる。
【００２６】
また、板状部材は、板状金属部材に限られるものでなく、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラスなどのガラス粉末をアクリル系樹脂などのバインダ樹脂に分散させ、シート成形したグリーンシートを用いてもよい。尚、本実施例においては、板状部材を板状金属部材とする場合には、ステンレスを用いており、また、板状部材にグリーンシートを用いる場合にはホウ珪酸ガラスのものを用いている。また、グリーンシートを作製するガラス組成については、後述する圧電体膜２０ｂの形成時（ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）、アニール工程（Ｓ４））の熱処理条件においても軟化しないものが選択される。
【００２７】
尚、本実施例においては、インク貯留部１０の一部には合成樹脂が用いられており、かかる合成樹脂にて形成される部位については、後述するアニール工程（Ｓ４）など合成樹脂が変形する加熱を伴う工程の後にインク貯留部１０に組み付けられる。
【００２８】
金属材料で形成されたインク貯留部１０は、積層された板状金属部材の互いに面する側（積層界面）を固層拡散接合により接合し、一体化したものである。また、ガラスで形成されたインク貯留部１０は、積層されたグリーンシートを焼結により一体化したものである。このため、本実施例のインク貯留部１０を構成する各板状部材の積層界面には、有機系の接着剤は存在しない。このインク貯留部１０の詳細な構成を、図３を参照して説明する。
【００２９】
図３は、インク貯留部１０の分解斜視図である。このインク貯留部１０は、図３に示すように、マニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３及びキャビティプレート１４の４枚の板状部材を上記のように積層したものに、ノズルプレート４３を貼付した構造である。本実施例では、各プレート１１，１２，１３，１４，４３は、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さである。
【００３０】
ノズルプレート４３は、インク貯留部１０の最下層を形成する合成樹脂製の板状部材である。このノズルプレート４３には、微小径のインク吐出用のノズル５４が、当該ノズルプレート４３における長辺方向（第１の方向）に沿って２列の千鳥配列状に設けられている。ノズル５４は、微小ピッチｗの間隔でノズルプレート４３に多数個穿設されている。
【００３１】
マニホールドプレート１１は、ノズルプレート４３の上面に積層される板状部材である。マニホールドプレート１１の上面には、上向き開放するようにマニホールド室１１ａが凹設されている。
【００３２】
マニホールドプレート１２は、マニホールドプレート１１の上面に積層される板状部材である。このマニホールドプレート１２には、インク通路としての一対のマニホールド室１２ａ，１２ａが、ノズル５４の列の両側に沿って延びるように穿設されている。各マニホールド室１２ａは、マニホールド室１１ａとほぼ同じ位置にて、平面視形状で略同じ形状で設けられている。これにより、両マニホールド室１１ａ，１２ａが一体となって１つのマニホールド室を形成している。また、各マニホールド室１２ａは、プレートの平面視において、後述する液室１６の列と重なり且つその列方向に延びている。
【００３３】
キャビティプレート１４は、スペーサプレート１３を挟んで、マニホールドプレート１２の上方に積層されるものであり、インク貯留部１０の最上層の板状部材である。このキャビティプレート１４には、その長辺方向（第１の方向）に沿う中心線に沿って、多数個の液室１６が穿設されている。このため、各プレート１１，１２，１３，１４が積層された状態で、各液室１６の上面部（スペーサプレート１３と反対側の面）は、開口した状態となる。
【００３４】
この液室１６は、上記中心線を基準として左右に一列ずつ配列されている。一方の列の液室１６は、他方の列の液室１６と長手方向に交互に配置され、それぞれ、中心線に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細長い形状を有している。
【００３５】
各液室１６の先端１６ａは、前記ノズルプレート４３におけるノズル５４に、スペーサプレート１３及びマニホールドプレート１１，１２のそれぞれに穿設されている微小径の貫通孔１７を介して連通している。一方、各液室１６の他端１６ｂは、スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された貫通孔１８を介して、マニホールドプレート１１，１２におけるマニホールド室１１ａ，１２ａに連通している。なお、液室１６の他端１６ｂは、キャビティプレート１４の下面側にのみ開口するように凹み形成されているものである（図３（ｂ）の拡大図参照）。また、キャビティプレート１４とスペーサプレート１３との一端部であって両プレート１３，１４において積層方向に同じ位置には、マニホールド室１２ａ，１２ａに連通する供給孔１９ａ，１９ｂが穿設されている。
【００３６】
これにより、インクカートリッジ６１から供給されるインクは、供給孔１９ａ，１９ｂを介して前記左右両マニホールド室１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａ内に流入し、更に、各貫通孔１８を通って各液室１６内に分配される。そして、この各液室１６内から貫通孔１７を通って、当該液室１６に対応するノズル５４に至るという構成になっている（図４参照）。
【００３７】
圧力付与部材２０は、インク貯留部１０に設けられた液室１６の容積を変化させるためのものであり、電圧が印加されると動作する圧電アクチュエータである。この圧力付与部材２０は、インク貯留部１０の上面（最上層の板状部材、キャビティプレート１４の上面）に積層されており、全ての液室１６の上面の開口を被覆する長方形の形状を有している。この圧力付与部材２０は、金属の圧延シートである振動板２０ａと、その振動板２０ａの片面側（液室１６とは反対側）に設けられた圧電体膜２０ｂとの２層構造となっている。
【００３８】
振動板２０ａは、１０μｍ〜５０μｍ厚みのステンレス製の圧延シート（板状金属部材）、またはインク貯留部１０を形成する板状金属部材と同様の各種金属の圧延シートが用いられる。本実施例では、３０μｍ厚みのものが用いられている。また、振動板２０ａのキャビティプレート１４上面に重ね一体的に接合されている。これにより、全ての液室１６の上面部の開口は、振動板２０ａにより閉塞される。
【００３９】
この振動板２０ａとキャビティプレート１４との接合には、有機系の接着剤は使用されていない。言い換えれば、振動板２０ａとインク貯留部１０との接合界面には、無機物のみが存在している。
【００４０】
具体的には、インク貯留部１０が板状金属部材により形成されている場合には、振動板２０ａは、インク貯留部１０に固相拡散接合されている。また、インク貯留部１０がガラスで形成されている場合には、振動板２０ａは、インク貯留部１０に陽極接合される。尚、固相拡散接合および陽極接合においては、必ずしも、インク貯留部１０と振動板２０ａとを直接的に接合する必要はなく、インク貯留部１０や振動板２０ａを構成する素材よりも低融点の合金やガラスをインサート材として用いて、間接的にインク貯留部１０と振動板２０ａとを接合しても良い。
【００４１】
また、本実施例で使用する振動板２０ａは、１０μｍ〜５０μｍ厚であり、従来の振動板２０ａよりも薄型である。故に、低い電圧（圧電体膜２０ｂの小さな歪み）で振動板２０ａを動作させることができ、一層の省電力構成とすることができる。
【００４２】
圧電体膜２０ｂは、振動板２０ａ上に成膜され、振動板２０ａを変形させるための応力発生源である。この圧電体膜２０ｂは、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（以下単に「ＰＺＴ」と称す）を主成分として形成されている。その膜厚は、略１０μｍである。強誘電体であるＰＺＴは、電圧の印加により一方向に分極され、印加電圧をオフした後も、分極が残る（残留分極）物質である。また分極処理が行われたＰＺＴに電圧を印加すると、歪みが発生する。本実施例では、ＰＺＴの分極方向が振動板２０ａの面に対して垂直な方向となるように分極処理を施している。
【００４３】
振動板２０ａの厚み（剛性）に対して、圧電体膜２０ｂの厚みには最適範囲がある。振動板２０ａの厚みが厚い（剛性が高い）ほど、圧力付与部材２０を変形させるためには、大きな応力が必要となる。圧電体膜２０ｂの厚みを大きくすると発生する応力を増大させることができるが、駆動電圧を高くする必要がある。
【００４４】
一方、従来の圧電アクチュエータの形成に用いられた方法、即ち、ペースト状のＰＺＴをドクターブレード法またはスクリーン印刷法でＰＺＴのグリーンシートを制作する方法は、数十μｍ以上の厚膜の圧電体膜を形成する方法であって、数μｍから１０μｍ程度の圧電体膜を形成することは困難で、駆動電圧を高くする必要がある。また、化学蒸着法やスパッタ法は、１μｍ程度の膜を形成する方法で、本実施例に適用不可能ではないが、十分な応力を発生するには以下の方法が好適である。
【００４５】
そこで、本実施例の圧電体膜２０ｂは、後述するエアロゾルデポジション法（以下単に「ＡＤ法」と称す）（Ｓ３１）、ゾルゲル法（Ｓ３２）の内のいずれかの方法で形成されている（図５〜図７参照）。
【００４６】
また、圧電体膜２０ｂの上面（振動板２０ａと反対側の面）には、積層方向においてその下側に設けられた各液室１６に対応する箇所ごとに、細幅の個別電極２４が、第１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成されている（図２において（ａ）で示す拡大図参照）。各個別電極２４は、圧電体膜２０ｂの中央部から、第１の方向と直交する第２の方向に延出された短冊状に形成されている。本実施例においては、前記各個別電極２４の幅寸法は対応する液室１６における平面視での幅より少し狭く設定されている。
【００４７】
振動板２０ａは導電性の金属材料で形成され、個別電極２４とで圧電体膜２０ｂを挟み込む構成となって、全ての液室１６に対して共通のコモン電極となる。
【００４８】
圧力付与部材２０の上側には、フレキシブルフラットケーブル４０が重ねられる。このフレキシブルフラットケーブル４０には、各個別電極２４のそれぞれに独立に接続される配線パターン（図示せず）が形成され、各個別電極２４は、該配線パターンを介して電源及び信号源に電気的に接続される。
【００４９】
フレキシブルフラットケーブル４０を介して全ての個別電極２４と振動板２０ａとの間に、通常の吐出動作時よりも高い電圧を印加することで、圧電体膜２０ｂにおいて、個別電極２４と振動板２０ａとの間に挟まれた部分が分極処理される。これにより、圧電体膜２０ｂの分極処理された部分に、吐出動作のための電圧を印加したときに歪みの発生する活性部が形成される。
【００５０】
次に、図４を参照して、上記のように構成された圧電式インクジェットへッド６のインク吐出動作について説明する。
【００５１】
図４は、図２に示した圧電式インクジェットへッド６のＩＩ−ＩＩ断面線における断面構造を模式的に示した図である。図４（ａ）は、個別電極２４と振動板２０ａとに電圧が印加されていない状態を示した図である。
【００５２】
キャビティプレート１４により形成される液室１６にはインクが充填されており、スペーサプレート１３及びマニホールドプレート１１，１２のそれぞれに設けられた貫通孔１７によって、液室１６に充填されたインクは、ノズルプレート４３のノズル５４の開口近傍まで誘導されている。
【００５３】
尚、圧電式インクジェットヘッド６に保持されているインク（吐出前のインク）には、吐出方向とは反対側に作用する負圧が作用している。このため、電圧が印加されていない状態で、下向きに開口したノズル５４からインクが吐出されることはなく、ノズル５４まで誘導されたインクには、メニスカスＺが形成されている。
【００５４】
液室１６の上面には、個別電極２４と振動板２０ａとの間の分極処理された圧電体膜２０ｂの活性部が対応している。活性部は、図４の圧電体膜２０ｂにおいて、黒の太枠線で囲み表示している。本実施例では、分極方向は、振動板２０ａの面に対して垂直な方向、即ち、圧電体膜２０ｂの厚み方向であり、且つ、圧電体膜２０ｂから振動板２０ａに向かう方向（図４において矢印Ｐで示す方向）となるように分極処理が施されている。また、コモン電極となる振動板２０ａは、グランドに接続（接地）されている。
【００５５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した圧電式インクジェットヘッド６に電圧が印加された状態を示した図である。フレキシブルフラットケーブル４０を介して任意の個別電極２４に電圧を印加する（個別電極２４を正極とし、振動板２０ａを接地する）と、活性部に分極方向Ｐと同方向に電界が形成される。そして、該活性部は、分極方向Ｐと直角方向（図４（ｂ）において矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向）に収縮する。このとき、振動板２０ａは縮まないので、振動板２０ａと圧電体膜２０ｂとは、振動板側、即ち、液室１６側に凸となるように湾曲する。
【００５６】
このため、所定の液室１６が選択的に加圧され、該液室１６の容積が低下する。すると、該液室１６内のインクの圧力が上昇し、その圧力が、対応するノズル５４に伝播されて、インク滴が吐出される。電圧の印加が停止されれば、湾曲した圧電体膜２０ｂと振動板２０ａとは元の状態に戻って、液室１６の容積が元に戻る。液室１６は減圧状態となるので、インク供給側（インクカートリッジ６１）からインクを吸引する。これにより、圧電式インクジェットヘッド６の状態は、図４（ａ）に示した状態に復帰する。
【００５７】
なお、通常、圧力付与部材２０の全個別電極２４に電圧を印加して液室１６の容積を縮小しておき、ノズルからインク滴を吐出させるときには、その吐出させようとする液室１６に対応する個別電極２４の電圧印加を停止し、圧力付与部材２０の弾性により液室１６の容積を拡大した後、再びその個別電極２４に電圧を印加して液室１６内のインクに吐出のための圧力を付与することもできる。
【００５８】
次に、図５から図７を参照して、上記のように構成された圧電式インクジェットヘッド６の製造方法について説明する。
【００５９】
図５は、本発明の実施の形態の１つである圧電式インクジェットヘッド６の製造工程（ヘッド製造工程）を示した図である。圧電式インクジェットヘッド６は、インク貯留部形成工程（Ｓ１）、振動板接合工程（Ｓ２）、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）、アニール工程（Ｓ４）、電極印刷工程（Ｓ５）、分極工程（Ｓ６）、組立工程（Ｓ７）の各工程を順に経て製造され、完成に至る。
【００６０】
インク貯留部形成工程（Ｓ１）は、インク貯留部１０を形成する工程であり、積層工程（Ｓ１１）を備えている。積層工程（Ｓ１１）は、インク貯留部１０を形成する板状部材を積層する工程である。所定形状に加工されたマニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３、キャビティプレート１４は、マニホールドプレート１１，１２及びスペーサプレート１３の各貫通孔１７と、キャビティプレート１４の液室１６の先端１６ａとが、それぞれ対応する位置にセットされるように位置決めされ、上記した順に積層される。
【００６１】
板状部材が板状金属部材であると、得られた積層体は、位置ズレを防止するために仮止めを行った後、振動板接合工程（Ｓ２）へ搬入される。一方、板状部材がガラスのグリーンシートであると、積層工程（Ｓ１１）の終了後、得られた積層体は、焼結工程（Ｓ１２）へ搬入される。
【００６２】
焼結工程（Ｓ１２）は、グリーンシートの積層体を焼結により一体化する工程である。該工程（Ｓ１２）では、積層体を真空プレスして各プレート１１〜１４を密着させた後、脱脂と焼成とを行ってインク貯留部１０の成型体を得る。得られた成型体は、振動板接合工程（Ｓ２）へ搬入される。
【００６３】
振動板接合工程（Ｓ２）は、インク貯留部形成工程（Ｓ１）において作製された積層体或いは成型体に振動板２０ａを接合する工程である。この振動板接合工程（Ｓ２）では、拡散接合工程（Ｓ２１）または、陽極接合工程（Ｓ２２）のいずれかの工程によって、振動板２０ａの接合が実行される。
【００６４】
拡散接合工程（Ｓ２１）は、板状金属部材の積層体に対して適用される工程である。該工程（Ｓ２１）では、インク貯留部形成工程（Ｓ１）で作製された積層体を、真空もしくは窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気下で、積層体の再結晶温度以上（１０００℃〜１３００℃）に加熱しつつ、４．９Ｍｐａ〜１９．６Ｍｐａで０．５時間〜２４時間圧縮する。
【００６５】
陽極接合工程（Ｓ２２）は、ガラスの成形体に対して適用される工程である。該工程（Ｓ２２）では、インク貯留部形成工程（Ｓ１）で作製された成形体を、ガラス軟化点より低い温度に加熱し、振動板２０ａを負極、インク貯留部１０を陽極として数百ボルトの直流電圧を印加する。
【００６６】
これらの拡散接合工程（Ｓ２１）または、陽極接合工程（Ｓ２２）を経ることにより、振動板２０ａとインク貯留部１０とは接合される。つまり、振動板２０ａと、インク貯留部１０を形成するキャビティプレート１４とが接合される。尚、請求項１に記載の第１のシート材料は、本実施例においては、キャビティプレート１４を示している。尚、キャビティプレート１４は、必ずしも、他のプレートと独立した状態の板状部材（シート材料）である必要はなく、他のプレートと一体化されている板状部材（シート材料）であっても良い。
【００６７】
このように、インク貯留部１０を形成する板状部材のそれぞれの接合および振動板２０ａの接合において、有機系の接着剤は未使用であるので、板状部材の接合（積層）界面の耐熱性を向上させることができる。
【００６８】
ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）は、振動板２０ａの上面に、圧電体膜２０ｂを形成するための処理である。このＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）では、ＡＤ法（Ｓ３１）またはゾルゲル法（Ｓ３２）のいずれかの方法によって、緻密な略１０μｍ厚さの圧電体膜２０ｂが成膜される。このＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）のＡＤ法（Ｓ３１）およびゾルゲル法（Ｓ３２）について、図６と図７とを参照して説明する。
【００６９】
図６は、ＰＺＴ成膜方法の１つであるＡＤ法（Ｓ３１）を説明する図である。ＡＤ（Ｓ３１）法は、サブμｍの直径のＰＺＴ微粒子をガス流に乗せて被着体に吹き付け、被着体表面に結合させる成膜方法である。図６に示すように、ＰＺＴ粉末は、タンク１２０に収蔵され、ガスボンベ１２４の駆動によってチューブ１２３を介して供給された圧縮ガスによって舞上がり、圧縮ガスを媒体として、貫通口１２５からチューブ１２７経由で成膜室１３０へ輸送される。このとき輸送媒体として用いるガスは、窒素ガス、ヘリウムガスなどである。
【００７０】
成膜室１３０は、振動板２０ａにＰＺＴ粉末を噴射するための室である。この成膜室１３０の天井部には、タンク１２０からチューブ１２７を介して供給されたＰＺＴ粉末を下方に向かって噴射するノズル部材１３２が備えられている。
【００７１】
ノズル部材１３２の下方であって、その対向する位置には、振動板接合工程（Ｓ２）で作製されたインク貯留部１０と振動板２０ａとの接合体が設置される設置台（非図示）が設けられている。この設置台はノズル部材１３２と対向する方向と直角な水平面に沿ってすなわちＸ−Ｙ方向に移動可能に構成されている。インク貯留部１０と振動板２０ａとの接合体は、振動板２０ａがノズル部材１３２に対向するように設置台に設置される。
【００７２】
この成膜室１３０には、その内部を脱気するための真空ポンプ１３３が接続されている。ＰＺＴ粉末の噴射時には、この真空ポンプ１３３によって、成膜室１３０内は所定の圧力に減圧されている。
【００７３】
タンク１２０から輸送されたＰＺＴ粉末は、高速で、ノズル部材１３２から被着体である振動板２０ａ上に噴射される。噴射されたＰＺＴ粉末の運動エネルギーは、振動板２０ａに衝突することによって熱エネルギーに変換され、その熱エネルギーによって粒子同士が一体化され、振動板２０ａの面上に圧電体膜２０ｂが形成される。設置台に設置された接合体は、Ｘ−Ｙ方向に搬送される。これにより、振動板２０ａの面上に、まんべんなくＰＺＴ粉末が噴射され、均一で緻密な圧電体膜２０ｂが形成される。なお、表面に露出しているインク貯留部１０の部分（振動板２０ａ以外の部分）には、マスキングを施しておいても良い。
【００７４】
ＡＤ法（Ｓ３１）は、高速でＰＺＴ粉末を被着体に噴射する必要があるので、被着体には強い衝撃力が加わる。本実施例の圧電式インクジェットヘッド６の製造方法では、インク貯留部形成工程（Ｓ１）、振動板接合工程（Ｓ２）を経た後に、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）へと進行するので、振動板２０ａ単体の状態ではなく、振動板２０ａをインク貯留部１０に組み付けて剛性の高い状態で圧電体膜２０ｂを成膜することができる。故に、振動板２０ａが１０μｍ〜５０μｍ厚といった薄型のものであっても、ＰＺＴ噴射時の衝撃力に十分に耐えることができる。
【００７５】
図７は、ＰＺＴ成膜方法の１つであるゾルゲル法（Ｓ３２）を説明する図である。ゾルゲル法（Ｓ３２）は、圧電体膜２０ｂを形成可能な金属成分の水酸化物の水和錯体、すなわちゾルを脱水処理してゲルとし、このゲルを加熱焼成して無機酸化物を調整する方法である。
【００７６】
このゾルゲル法（Ｓ３２）により圧電体膜２０ｂを形成するには、まず、ＰＺＴ膜を形成可能なチタン、ジルコニウム、鉛、さらには他の金属成分それぞれのアルコキシドに水、アルコールを加えて、ＰＺＴ前駆体溶液を調整する。調整されたＰＺＴ前駆体溶液は、ゾル組成物となる。
【００７７】
そして、ＰＺＴ前駆体溶液スピンコート工程（Ｓ３２１）において、ＰＺＴ前駆体溶液を振動板２０ａ上にスピンコートする。振動板２０ａは、振動板接合工程（Ｓ２）において、インク貯留部１０に接合されているので、ＰＺＴ前駆体溶液は、インク貯留部１０に接合された振動板２０ａの上面に塗布される。尚、塗布方法は、スピンコート以外に、通常行われている方法、例えば、ディップコート、ロールコート、バーコート、スクリーン印刷あるいはスプレー噴霧等によって行ってもよい。
【００７８】
塗布されたＰＺＴ前駆体溶液は、乾燥工程（Ｓ３２２）において、７５℃〜２００℃で５分間乾燥し、溶媒を蒸発させる。この乾燥（加熱）された膜上に、ＰＺＴ前駆体溶液をさらに塗布して膜厚を厚くすることもできる。
【００７９】
乾燥工程の後は、形成された膜を、焼成工程（Ｓ３２３）において焼成する。この焼成工程は、ゾル組成物の膜をゲル化し、かつ膜中から有機物を除去するのに十分な温度で、十分な時間加熱が行われる。本実施例では、焼成温度を３５０〜４５０℃として、５分間焼成が行われる。このＰＺＴ前駆体溶液スピンコート工程（Ｓ３２１）、乾燥工程（Ｓ３２２）、焼成工程（Ｓ３２３）の各工程を所定回数、例えば４回以上繰り返して必要厚みの圧電体前駆体膜を積層する。これらの乾燥と脱脂処理により、溶液中の金属アルコキシドは、金属、酸素、金属のネットワークを形成する。
【００８０】
その後、プレアニール工程（Ｓ３２４）において、圧電体前駆体膜のアニール処理を行う。プレアニール処理は、圧電体前駆体膜を熱処理により結晶化させる工程である。該工程（Ｓ３２４）において、圧電体前駆体膜を酸素雰囲気下において、７００℃で１分間焼成する。これにより、圧電体前駆体膜は、ペロブスカイト結晶構造の金属酸化膜からなる膜に変換され、圧電体膜２０ｂが形成される。
【００８１】
ゾルゲル法（Ｓ３２）では、繰り返して熱処理を行う必要がある。このため、１０μｍ〜５０μｍ厚みの振動板２０ａに圧電体膜２０ｂを形成する場合には、振動板２０ａとの熱膨張率の相違からカールの発生が懸念される。しかし、本実施例の圧電式インクジェットヘッド６の製造方法では、振動板２０ａ単体の状態ではなく、振動板２０ａをインク貯留部１０に組み付けた状態（振動板２０ａの剛性を高めた状態）で圧電体膜２０ｂを形成するので、振動板２０ａが１０μｍ〜５０μｍ厚といった薄型のものであっても、カールの発生を抑制できる。
【００８２】
工程内部品にカールや変形が生じると、その取り扱いが煩雑となる。また、カールや変形の修正を行いつつ組み立てなどを行わなくてはならず、生産効率を低下させる。また、カールなどが著しい場合には、製品として取り扱えない不良品となる。しかし、本実施例の製造方法においては、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）の前に、インク貯留部形成工程（Ｓ１）と振動板接合工程（Ｓ２）とを設けているので、カールや変形を抑制でき、良好な製品を歩留まり良く製造することができる。
【００８３】
図５に戻って説明する。アニール工程（Ｓ４）は、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）で作製された圧電体膜２０ｂを形成するＰＺＴの結晶を成長させるための工程であり、高温での熱処理が行われる。ＰＺＴの成膜方法に応じてアニール条件は設定される。例えば、ＡＤ法（Ｓ３１）で作製された場合には、６００℃〜７５０℃で１時間程度、熱処理される。ゾルゲル法（Ｓ３２）で作製された場合には、ＲＴＡ炉を用いると、６００℃〜１２００℃で０．１〜１０分程度で熱処理される。
【００８４】
このアニール工程では、従来のグリーンシートを焼成する場合のような千数百℃の高温を用いないので、インク貯留部１０を形成する板状部材の変形や損傷を生じることはない。この場合、もちろんインク貯留部１０を形成する板状部材は、アニール処理には耐え得る材料である。このアニール工程により、圧電体に前述の成膜時に生じた応力を解放することができるとともに圧電体を結晶化させ、圧電特性を発現させまたは駆動時における圧電特性を向上させることができる。
【００８５】
本実施例においては、上記のとおり剛性を高めているので、アニール工程（Ｓ４）において高温の熱処理を行っても、部材の脱離や変形などが発生することはない。
【００８６】
電極印刷工程（Ｓ５）は、圧電体膜２０ｂの上面に、個別電極２４を形成する工程である。個別電極２４は、各液室１６のそれぞれの位置に対応つけてパターンニングされたマスクを圧電体膜２０ｂの上面に合わせ、マスクの上から電極ペーストを印刷する。各液室１６の上面に対応する位置に印刷されたペーストは、所定条件で乾燥した後に焼成して金属層とする。
【００８７】
分極工程（Ｓ６）は、圧電体膜２０ｂを分極するための工程である。この分極工程（Ｓ６）では、フレキシブルフラットケーブル４０を圧電体膜２０ｂの上部に装着し、電極印刷工程（Ｓ５）で形成された個別電極２４のそれぞれと、各個別電極２４に対応するフレキシブルフラットケーブル４０の配線パターンとを導通する。そして、個別電極２４を正極とし、振動板２０ａを接地して、インク吐出動作時よりも高い電圧を圧電体膜２０ｂに印加する。これにより、圧電体膜２０ｂは、振動板２０ａの面に対して垂直な方向、即ち、圧電体膜２０ｂの厚み方向に分極処理が施される。また、分極方向は、圧電体膜２０ｂの上面から振動板２０ａ側に向かう方向となる。これにより、圧電体膜２０ｂにおいて、個別電極２４の形成された（電圧の印加された）部分に、圧電体として機能する活性部が形成される。
【００８８】
その後、組立工程（Ｓ７）によって、圧電式インクジェットヘッド６は、インクジェット記録装置１００の本体に搭載される。
【００８９】
以上説明したように、本実施例の圧電式インクジェットヘッド６の製造方法によれば、各板状部材および振動板２０ａを有機系の接着剤を使用することなく接合して圧電式インクジェットヘッド６を形成するので、各接合部の耐熱性を向上させることができる。このため、圧電体膜２０ｂを形成するために熱処理を行った後も、その形状を保つように接合形態を維持することができる。また、インク貯留部１０に振動板２０ａを接合した状態で圧電体膜２０ｂを振動板２０ａ上に形成するので、圧電体膜２０ｂを形成する処理条件が厳しくとも、振動板２０ａのダメージを軽減することができる。更に、圧電体膜２０ｂの形成された振動板２０ａ（圧力付与部材２０）のハンドリング性を向上させることができる。
【００９０】
以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００９１】
本実施例においては、上記した製造方法は、予め単独の圧電式インクジェットヘッド６を形成するために所定形状に加工された板状部材を使用するものとした。これに代えて、１の圧電式インクジェットヘッド６を作製するための各部材がマトリクス状に連ねられた板状部材を用いて、本実施例の圧電式インクジェットヘッド６を製造するようにしてもよい。これによれば、複数の圧電式インクジェットヘッド６が同時に形成された一体物を得ることとなり、得られた一体物を、分極工程（Ｓ６）の後であって組立工程（Ｓ７）の前にダイシングすることにより、個別の圧電式インクジェットヘッド６とする。
【００９２】
加えて、上記実施例においては、特に言及していないが、ＰＺＴ成膜工程（Ｓ３）の前に、形成される圧電体膜２０ｂと振動板２０ａとの密着性を向上させるために、振動板２０ａの清浄工程や、更にはプライマー処理を行う処理工程を設けても良い。
【００９３】
また、本実施例においては、ノズルプレート４３を除く板状部材の積層体と振動板２０ａとを拡散接合或いは陽極接合して、得られた積層体の振動板２０ａの上面に圧電体膜２０ｂを形成したが、圧電体膜２０ｂの被形成側の積層体はこれに限られるものではなく、例えば、キャビティプレート１４と振動板２０ａとの積層体、或いはキャビティプレート１４とスペーサプレート１３と振動板２０ａとの積層体など、積層体の構成は適宜選択できるものである。
【００９４】
これによれば、ノズルプレート４３以外にも、圧電体膜２０ｂを形成する工程を経ない部品については、プラスチック材料などを用いることができ、また、有機系の接着剤で接合を行うことができるので、コストの低減や、製造時間の短縮を図ることができる。
【００９５】
加えて、インク貯留部１０を全て無機材料の板状部材を用いて形成しても良い。つまり、インク貯留部１０を完成体としてから振動板２０ａの接合を行うようにしても良い。これによれば、工程内の作業を簡略にすることができる。
【００９６】
更に、本実施例においては、インクジェットヘッドに適用した例を用いて説明したが、本発明は、圧電素子の変形により液体に圧力を付与して移送するものならば、各種の装置に適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料とが積層され一体化される。このシート材料の積層体における第２のシート材料上の、少なくとも液室の開口に対応する位置を含む位置には、圧電素子を構成する材料が成膜形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体とは、アニール処理される。
【００９８】
よって、第２のシート材料のみの場合よりも剛性が高められた状態（第１のシート材料と第２シート材料が一体化された状態）で、圧電体膜を形成することができ、圧電体膜の形成によってシート材料が受けるダメージを軽減することができる。
【００９９】
更に、アニール処理によって、積層されたシート材料を損傷することなく圧電体を結晶化して、圧電体の特性を発現または向上させることができる。
【０１００】
請求項２に記載の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料とが、接合工程により、積層され、拡散接合または陽極接合により一体化される。一体化されたシート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも液室の開口に対応する位置を含む位置には、圧電体膜形成工程により、圧電素子を構成する超微粒子が噴射、堆積されて、圧電体膜が形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体と（圧電体膜の形成されたシート材料の積層体）は、アニール工程によりアニール処理される。
【０１０１】
よって、第２のシート材料のみの場合よりも剛性が高められた状態（第１のシート材料と第２のシート材料が一体化された状態）で、圧電体膜を形成することができ、圧電体膜の被形成側（第２のシート材料）の耐衝撃性を向上させることができるという効果がある。このため、圧電体膜の形成によって第２のシート材料が受けるダメージを軽減させることができるという効果がある。
【０１０２】
圧電素子を構成する超微粒子を噴射、堆積して、圧電体膜を形成する製造方法では、第２のシート材料が、厳しい成膜条件にさらされるが、第２のシート材料が受けるダメージを軽減できるので、薄型の圧電素子を、即ち、薄型化された第２のシート材料に対して適正な厚みの圧電体膜を備えた圧電素子を形成することができる。
【０１０３】
更に、第１のシート材料と第２のシート材料とは、拡散接合または陽極接合により一体化されているので、有機物が分解される高温でアニール処理を行っても、積層体の接合面は、積層体を維持する十分な接合強度を保持することができるという効果がある。
【０１０４】
これによれば、圧電体素子を低い電圧で駆動させても大きな変形量を得ることができる圧電素子を形成できるので、消費電力を低減することのできる液体移送装置を製造することができる。
【０１０５】
請求項３に記載の液体移送装置の製造方法によれば、液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料が、接合工程により、積層され、拡散接合または陽極接合により一体化される。一体化されたシート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも開口に対応する位置を含む位置には、圧電体膜形成工程により、圧電素子を構成する材料の溶液の塗布と、加熱とが繰り返されて圧電体膜が形成される。形成された圧電体膜とシート材料の積層体と（圧電体膜の形成されたシート材料の積層体）は、アニール工程によりアニール処理される。
【０１０６】
よって、第２のシート材料のみの場合よりも剛性が高められた状態（第１のシート材料と第２のシート材料が一体化された状態）で、圧電体膜を形成することができ、圧電体膜の形成によって第２のシート材料が受けるダメージを軽減させることができるという効果がある。
【０１０７】
つまり、圧電素子を構成する材料の溶液のスピンコートによる塗布と、加熱とを繰り返して圧電体膜を形成する製造方法は、繰り返しの熱履歴に、第１のシート材料と第２のシート材料との積層体はさらされる。このため、例えば、厚みの薄い第２のシート材料単独に圧電体膜を形成すると、カールや変形（ダメージ）が生じやすい。しかし、第２のシート材料の厚みが薄い場合であっても、第２のシート材料が第１のシート材料で補強された状態で圧電体膜を形成することができるので、カールや変形を抑制できる。これにより、薄型の圧電素子を、即ち、薄型化された第２のシート材料に対して適正な厚みの圧電体膜を備えた圧電素子を形成することができる。
【０１０８】
更に、第１のシート材料と第２のシート材料とは、拡散接合または陽極接合により一体化されているので、有機物が分解される高温でアニール処理を行っても、積層体の接合面は、積層体を維持する十分な接合強度を保持することができるという効果がある。
【０１０９】
故に、圧電体素子を低い電圧で駆動させても大きな変形量を得ることができる圧電素子を形成でき、消費電力を低減することのできる液体移送装置を製造することができる。
【０１１０】
請求項４に記載の液体移送装置の製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法の奏する効果に加え、シート材料は、金属シート材料であって、拡散接合により一体化される。よって、シート材料の積層体を、圧電体膜（圧電素子）の形成に耐え得る十分な強度を有するものとすることができる上、材質に適した接合方法で各シート材料を接合でき、一体化されたシート材料の積層体に十分な接合強度を付与することができるという効果がある。
【０１１１】
請求項５に記載の液体移送装置の製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法の奏する効果に加え、第１のシート材料はガラスシート材料であり、第２のシート材料は金属シート材料若しくはシリコン基板であって、第１のシート材料と第２のシート材料とは、陽極接合により一体化される。よって、シート材料の積層体を、圧電体膜（圧電素子）の形成に耐え得る十分な強度を有するものとすることができる上、材質に適した接合方法で各シート材料を接合でき、一体化されたシート材料の積層体に十分な接合強度を付与することができるという効果がある。
【０１１２】
請求項６に記載の液体移送装置の製造方法によれば、請求項４に記載の液体移送装置の製造方法の奏する効果に加え、圧電体膜形成工程の前に、液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上の金属シート材料および第１のシート材料を、第１のシート材料が最上層になるように積層し、金属シート材料と第１のシート材料との積層体を拡散接合により一体化する積層工程を備えている。よって、第１のシート材料は、別の金属シート材料と一体化された状態となり、第１のシート材料のみに第２のシート材料を積層する場合よりも圧電体膜の被形成側の剛性を一層高めることができるという効果がある。このため、第２のシート材料（圧電体膜の被形成側）を、圧電体膜の形成に十分に耐える強度を有するものとすることができ、良好な状態の液体移送装置を製造できる。加えて、積層工程により作製された積層体は、拡散接合により金属シート材料が一体化されたものであるので、かかる積層体部分についても、アニール処理を経ることによる接合状態の悪化や、製品として使用できないような熱変形が発生することがない。
【０１１３】
請求項７に記載の液体移送装置の製造方法によれば、請求項５に記載の液体移送装置の製造方法の奏する効果に加え、圧電体膜形成工程の前に、液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上のガラスグリーンシートと第１のシート材料のグリーンシートとを、第１のシート材料が最上層に形成されるように積層して焼成し、一体化する積層工程を備えている。
【０１１４】
よって、第１のシート材料は、別のガラスシート材料（ガラスグリーンシートが焼成されたもの）と一体化された状態となり、第１のシート材料単独に第２のシート材料を積層する場合よりも圧電体膜の被形成側の剛性を一層高めることができるという効果がある。このため、第２のシート材料（圧電体膜の被形成側）を、圧電体膜の形成に十分に耐える強度を有するものとすることができ、良好な状態の液体移送装置を製造できる。加えて、積層工程により作製された積層体についても、アニール処理を経ることによる接合状態の悪化や、製品として使用できないような熱変形が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により製造された圧電式インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】圧電式インクジェットヘッドの外観斜視図である。
【図３】インク貯留部の分解斜視図である。
【図４】図２に示した圧電式インクジェットへッドのＩＩ−ＩＩ断面線における断面構造を模式的に示した図である。
【図５】本発明の圧電式インクジェットヘッドの製造工程を示した図である。
【図６】ＰＺＴ成膜方法の１つであるエアロゾルデポジション法を説明する図である。
【図７】ＰＺＴ成膜方法の１つであるゾルゲル法を説明する図である。
【符号の説明】
６ 圧電式インクジェットヘッド（液体移送装置）
１６ 液室（液室、開口）
１４ キャビティプレート（第１のシート材料）
１７ 貫通孔（流路口）
２０ａ 振動板（第２のシート材料）
５４ ノズル（流路口）
Ｓ１ インク貯留部形成工程（積層工程）
Ｓ２ 振動板接合工程（接合工程）
Ｓ３ ＰＺＴ成膜工程（圧電体膜形成工程）
Ｓ１１ 積層工程（積層工程）
Ｓ１２ 焼成工程（積層工程）
Ｓ２１ 拡散接合工程（接合工程、積層工程の一部）
Ｓ２２ 陽極接合工程（接合工程）
液体（インク）
板状金属部材（金属シート材料）
グリーンシート（ガラスグリーンシート、グリーンシート）

Claims (7)

1. 圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置において、
   前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して一体化する工程、
   前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する材料を成膜形成する工程、
   前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理し、前記圧電素子を構成する材料を結晶化する工程からなる液体移送装置の製造方法。
2. 圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置の製造方法において、
   前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して拡散接合または陽極接合により一体化する接合工程と、
   前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する超微粒子を噴射、堆積させて圧電体膜を形成する圧電体膜形成工程と、
   前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理するアニール工程とを備えている液体移送装置の製造方法。
3. 圧電素子を変形させてその圧電素子に対応して設けられた液室内の液体に圧力を付与し、その液室から外部に液体を移送する液体移送装置の製造方法において、
   前記液室を形成する開口を有する第１のシート材料とその開口を覆う第２のシート材料を積層して拡散接合または陽極接合により一体化する接合工程と、
   前記シート材料の積層体における第２のシート材料上の少なくとも前記開口に対応する位置を含む位置に、前記圧電素子を構成する材料の溶液を塗布することと、加熱することとを繰り返して圧電体膜を形成する圧電体膜形成工程と、
   前記シート材料の積層体及び前記圧電体膜をアニール処理するアニール工程とを備えている液体移送装置の製造方法。
4. 前記シート材料は、金属シート材料であって、拡散接合により一体化されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
5. 前記第１のシート材料はガラスシート材料であり、前記第２のシート材料は金属シート材料若しくはシリコン基板であって、前記第１のシート材料と前記第２のシート材料とは、陽極接合により一体化されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
6. 前記圧電体膜形成工程の前に、前記液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上の金属シート材料および前記第１のシート材料を、前記第１のシート材料が最上層になるように積層し、前記金属シート材料と前記第１のシート材料との積層体を拡散接合により一体化する積層工程を備えていることを特徴とする請求項４に記載の液体移送装置の製造方法。
7. 前記圧電体膜形成工程の前に、前記液室に連通する流路を形成する流路口を有する１以上のガラスグリーンシートと前記第１のシート材料のグリーンシートとを、前記第１のシート材料が最上層に形成されるように積層して焼成し、一体化する積層工程を備えていることを特徴とする請求項５に記載の液体移送装置の製造方法。

Images