JP2004160966A - Ink jet head, its manufacturing method, ink jet printer and manufacturing method for actuator unit - Google Patents

Ink jet head, its manufacturing method, ink jet printer and manufacturing method for actuator unit Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately align the respective pressure chambers provided in a flow channel unit with the discrete electrodes provided in the actuator unit. <P>SOLUTION: A laminate becoming the actuator unit 21, which has no discrete electrodes 35 formed thereto but has a common electrode therein, is bonded to the flow channel unit 4. Thereafter, the mark 55 formed on the flow channel unit 4 is recognized optically and a conductive paste 39 becoming the discrete electrodes 35 is printed on a piezoelectric sheet 41 patternwise on the basis of the position of the recognized mark 55. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッド、及びその製造方法、インクジェットプリンタ、並びに、アクチュエータユニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも１枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された多数の個別電極すなわち駆動電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。駆動電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、外部電界の印加により活性層として働く。そのため、その両側にある駆動電極が共通電極と異なる電位にされると、活性層は、いわゆる圧電縦効果により圧電シートの積層方向に伸縮する。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから印刷媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３４１８５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、このようなインクジェットヘッドにおいて良好なインク吐出性能を確保するためには、平面視における各個別電極により規定される活性層の位置が圧力室と重なるように、流路ユニットに対してアクチュエータユニットを正確に位置合わせしなければならない。
【０００６】
このようなインクジェットヘッドでは、共通電極及び個別電極となる導電性のペーストが圧電シート上に所定のパターンで印刷された後に加熱されることによって、共通電極及び個別電極が形成される。一般に、ペーストを印刷することによって共通電極及び個別電極が形成される場合、接着剤の耐熱温度を超えた高温でペーストが圧電シートと共に加熱処理される。そのため、圧力室等を含むインク流路が形成された流路ユニットとアクチュエータユニットとが別々に製造された後、圧力室を内側として接着剤を用いて両者を互いに接着しなければならない。
【０００７】
しかしながら、上述したようにアクチュエータユニットが導電性の電極材料と圧電シートとを高温の加熱処理を経て製造された焼結体であるのに対して、流路ユニットは複数の金属シートを接着剤で貼り合わせた積層体である。このうち、高温の焼結工程で構成材料の収縮を生じるアクチュエータユニットにおいては、圧電シートのサイズが大きくなるほど個別電極の寸法精度が低下する。そのため、ヘッドが長尺化するにつれて流路ユニット内の圧力室とアクチュエータユニット内の個別電極との位置合わせは困難となり、ヘッドの製造歩留まりは低下してしまう。
【０００８】
また、アクチュエータユニット上には個別電極とドライバＩＣとを接続するためにフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：flexible printed circuit）などの外部接続部材が貼り合わせられる。従って、外部接続部材はアクチュエータユニットに対して強固に貼り付けられる必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の一つの目的は、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、アクチュエータユニットに貼り合わせられるＦＰＣなどの外部接続部材がアクチュエータユニットから剥がれにくく信頼性の高いインクジェットヘッド、及び、これに用いられるアクチュエータユニットの製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点によると、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、前記マークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えているインクジェットヘッドの製造方法、これによって製造されたインクジェットヘッド及びこれを含むインクジェットプリンタが提供される（請求項１）。
【００１２】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとが固定されてから流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１３】
本発明において、各工程の順序は適宜入れ替えることが可能である。例えば、マークを形成する工程は圧電シート含有体を用意する工程の後に行ってもよい。
【００１４】
本発明の別の観点によると、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面に第１のマークを形成する工程と、前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体に第２のマークを形成する工程と、前記第１のマークと前記第２のマークとが所定位置関係となるように、前記圧電シート含有体を前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、前記第１のマーク又は前記第２のマークに基づいて、前記圧電シート含有体上に前記個別電極を形成する工程とを備えているインクジェットヘッドの製造方法が提供される（請求項１４）。
【００１５】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとの両方に形成されたマークが所定位置関係となるように固定されてから、圧電シート含有体又は流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１６】
本発明の別の一つの観点によると、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットと、前記アクチュエータユニットの前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極との離隔を保ちつつ前記個別電極と実質的に同じ厚みに形成された導電膜とを備えているインクジェットヘッドが提供される（請求項１５）。
【００１７】
これによると、ＦＰＣなどの外部接続部材とアクチュエータユニットとの固定力の強化のために個別電極以外の領域に形成された導電膜が個別電極と実質的に同じ厚みを有しているので、個別電極が形成された領域と導電膜が形成された領域とに高低差がほとんど生じない。そのため、アクチュエータユニットに貼り合わされた外部接続部材剥がれにくくなり、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。
【００１８】
本発明のさらに別の一つの観点によると、圧電シートを含むアクチュエータユニットであって、複数の圧力室が形成された流路ユニットに積層されるアクチュエータユニットの製造方法において、複数の前記圧力室に共通に設けられた共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体であって、その側面から前記共通電極が露出している圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面となる面とは反対側の面を覆うと共に、前記圧電シート含有体の側面上で前記共通電極と接触する表面電極を形成する工程と、各圧力室に対応した位置に個別電極が形成されるように、前記表面電極を部分的に除去する工程とを備えているアクチュエータユニットの製造方法が提供される（請求項２０）。
【００１９】
これによると、個別電極と表面電極との高低差がほとんど生じないので、アクチュエータユニットの両電極に対して外部接続部材が同様に貼り合わされると共にアクチュエータユニットから剥がれにくくなる。そのため、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。また、圧電シートにスルーホールを形成するという複雑な工程を行わなくても共通電極と表面電極とを導通させることができるために、製造コストを削減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。図１に示すインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１１が、図中右方に排紙部１１２が、それぞれ構成されている。
【００２２】
プリンタ１０１内部には、給紙部１１１から排紙部１１２に向かって流れる用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１１のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂが配置されている。一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって用紙は図中左方から右方へ送られる。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ１０６、１０７と、両ローラ１０６、１０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト１０８とが配置されている。搬送ベルト１０８の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト１０８の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ１０６の図中時計回り（矢印１０４の方向）への回転駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。
【００２３】
用紙のベルトローラ１０６に対する挿入及び排出位置には、押さえ部材１０９ａ、１０９ｂがそれぞれ配置されている。押さえ部材１０９ａ、１０９ｂは、搬送ベルト１０８上の用紙が搬送面から浮かないように、搬送ベルト１０８の搬送面に用紙を押し付けて搬送面上に確実に粘着させるためのものである。
【００２４】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト１０８のすぐ下流側には、剥離機構１１０が設けられている。剥離機構１１０は、搬送ベルト１０８の搬送面に粘着されている用紙を搬送面から剥離して、右方の排紙部１１２へ向けて送るように構成されている。
【００２５】
４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体１ａを有している。ヘッド本体１ａは、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのヘッド本体１ａの各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のインク吐出口が形成されたノズルが設けられている。４つのヘッド本体１ａのそれぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。
【００２６】
ヘッド本体１ａは、その下面と搬送ベルト１０８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト１０８上を搬送される用紙が４つのヘッド本体１ａのすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００２７】
インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットヘッド１に対するメンテナンスを自動的に行うためのメンテナンスユニット１１７を有している。このメンテナンスユニット１１７には、４つのヘッド本体１ａの下面を覆うための４つのキャップ１１６や、図示せぬパージ機構などが設けられている。
【００２８】
メンテナンスユニット１１７は、インクジェットプリンタ１０１で印刷が行われているときには、給紙部１１１の直下方の位置（退避位置）に位置している。そして、印刷終了後に所定の条件が満たされたとき（例えば、印刷動作が行われない状態が所定の時間だけ継続したときや、プリンタ１０１の電源ＯＦＦ操作がされたとき）は、４つのヘッド本体１ａの直ぐ下方の位置に移動して、この位置（キャップ位置）にて、キャップ１１６によってヘッド本体１ａの下面をそれぞれ覆い、ヘッド本体１ａのノズル部分のインクの乾燥を防止するようになっている。
【００２９】
ベルトローラ１０６、１０７や搬送ベルト１０８は、シャーシ１１３によって支持されている。シャーシ１１３は、その下方に配置された円筒部材１１５上に載置されている。円筒部材１１５は、その中心から外れた位置に取り付けられた軸１１４を中心として回転可能となっている。そのため、軸１１４の回転に伴って円筒部材１１５の上端高さが変化すると、それに合わせてシャーシ１１３が昇降する。メンテナンスユニット１１７を退避位置からキャップ位置に移動させる際には、予め円筒部材１１５を適宜の角度回転させてシャーシ１１３、搬送ベルト１０８及びベルトローラ１０６、１０７を図１に示す位置から適宜の距離だけ下降させ、メンテナンスユニット１１７の移動のためのスペースを確保しておく必要がある。
【００３０】
搬送ベルト１０８によって囲まれた領域内には、インクジェットヘッド１と対向する位置、つまり上側にある搬送ベルト１０８の下面と接触することによって内周側からこれを支持するほぼ直方体形状（搬送ベルト１０８と同程度の幅を有している）のガイド１２１が配置されている。
【００３１】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の構造について、より詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の斜視図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。図２及び図３に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体１ａと、ヘッド本体１ａを支持するための基部１３１とを有している。基部１３１は、ヘッド本体１ａのほかに、個別電極３５（図６参照）などに駆動信号を供給するドライバＩＣ１３２及び基板１３３を支持している。
【００３２】
基部１３１は、図２に示すように、ヘッド本体１ａの上面と部分的に接着されることでヘッド本体１ａを支持するベースブロック１３８と、ベースブロック１３８の上面と接着されることでベースブロック１３８を保持するホルダ１３９とから構成されている。ベースブロック１３８は、ヘッド本体１ａの長尺方向長さとほぼ同じ長さを有する略直方体形状の部材である。ステンレスなどの金属材料からなるベースブロック１３８は、ホルダ１３９を補強する軽量の構造体としての機能を有している。ホルダ１３９は、ヘッド本体１ａ側に配置されるホルダ本体１４１と、ホルダ本体１４１からヘッド本体１ａとは反対側に延在した一対のホルダ支持部１４２とから構成されている。一対のホルダ支持部１４２は、いずれも平板状の部材であって、ホルダ本体１４１の長尺方向に沿って所定の間隔を隔てて互いに平行に設けられている。
【００３３】
ホルダ本体１４１の副走査方向（主走査方向と直交する方向）両端部には、下方に突出した一対のスカート部１４１ａが設けられている。ここで、一対のスカート部１４１ａは、いずれもホルダ本体１４１の長尺方向全幅にわたって形成されているため、ホルダ本体１４１の下面には、一対のスカート部１４１ａによって略直方体形状の溝部１４１ｂが形成されている。この溝部１４１ｂ内に、ベースブロック１３８が収納されている。ベースブロック１３８の上面と、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの底面とは、接着剤によって接着されている。ベースブロック１３８の厚さは、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの深さよりも若干大きいため、ベースブロック１３８の下端部は、スカート部１４１ａよりも下方に飛び出している。
【００３４】
ベースブロック１３８の内部には、ヘッド本体１ａに供給されるインクの流路として、その長尺方向に延在する略直方体形状の空隙（中空領域）であるインク溜まり３が形成されている。ベースブロック１３８の下面１４５には、インク溜まり３に連通した開口３ｂ（図４参照）が形成されている。なお、インク溜まり３は、プリンタ本体内の図示しないメインインクタンク（インク供給源）に、図示しない供給チューブにより接続されている。そのため、インク溜まり３には、メインインクタンクから適宜インクが補充されるようになっている。
【００３５】
ベースブロック１３８の下面１４５は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック１３８は、下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａにおいてのみヘッド本体１ａの流路ユニット４（図３参照）と接触している。そのため、ベースブロック１３８の下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａ以外の領域は、ヘッド本体１ａから離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。
【００３６】
ホルダ１３９のホルダ支持部１４２の外側面には、スポンジなどの弾性部材１３７を介してドライバＩＣ１３２が固定されている。ドライバＩＣ１３２の外側面には、ヒートシンク１３４が密着配置されている。ヒートシンク１３４は、略直方体形状の部材であって、ドライバＩＣ１３２で発生する熱を効率的に散逸させる。ドライバＩＣ１３２には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板１３６が接続されている。ドライバＩＣ１３２に接続されたＦＰＣ１３６は、基板１３３及びヘッド本体１ａとハンダ付けによって電気的に接合されている。ドライバＩＣ１３２およびヒートシンク１３４の上方であって、ＦＰＣ１３６の外側には、基板１３３が配置されている。ヒートシンク１３４の上面と基板１３３との間、および、ヒートシンク１３４の下面とＦＰＣ１３６との間は、それぞれシール部材１４９で接着されている。
【００３７】
ホルダ本体１４１のスカート部１４１ａの下面と流路ユニット４の上面との間には、ＦＰＣ１３６を挟むようにシール部材１５０が配置されている。つまりＦＰＣ１３６は、流路ユニット４およびホルダ本体１４１に対してシール部材１５０によって固定されている。これにより、ヘッド本体１ａが長尺化した場合の撓みの防止、アクチュエータユニット２１とＦＰＣ１３６との接続部への応力印可の防止およびＦＰＣ１３６の確実な保持が可能となる。
【００３８】
図２に示すように、インクジェットヘッド１の主走査方向に沿った下方角部近傍には、インクジェットヘッド１の側壁に沿って６つの凸設部３０ａが均等に離隔配置されている。これら凸設部３０ａは、ヘッド本体１ａの最下層にあるノズルプレート３０（図７参照）の副走査方向両端部に設けられた部分である。つまり、ノズルプレート３０は、凸設部３０ａとそれ以外の部分との境界線に沿って約９０度折り曲げられている。凸設部３０ａは、プリンタ１０１において印刷に用いられる各種サイズの用紙の両端部付近に対応する位置に設けられている。ノズルプレート３０の折り曲げ部分は直角ではなく丸みを帯びた形状となっているため、ヘッド１と近接する方向に搬送されてきた用紙の先端部がヘッド１の側面と接触することで生じる用紙の詰まりすなわちジャミングが起こりにくくなっている。
【００３９】
図４は、ヘッド本体１ａの模式的な平面図である。図４において、ベースブロック１３８内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。図４に示すように、ヘッド本体１ａは、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状をしている。ヘッド本体１ａは、後述する多数の圧力室１０やノズル先端のインク吐出口８（共に図５、図６、図７参照）が形成された流路ユニット４を有しており、その上面には、千鳥状になって２列に配列された複数の台形のアクチュエータユニット２１が接着されている。各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。そして、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。
【００４０】
アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のインク吐出口８がマトリクス状に多数配列されている。また、流路ユニット４の上方に配置されたベースブロック１３８内には、その長手方向に沿ってインク溜まり３が形成されている。インク溜まり３は、その一端に設けられた開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通しており、常にインクで満たされている。インク溜まり３には、その延在方向に沿って開口３ｂが２つずつ対になって、アクチュエータユニット２１が設けられていない領域に千鳥状に設けられている。
【００４１】
図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４及び図５に示すように、インク溜まり３は、開口３ｂを介してその下層にある流路ユニット４内のマニホールド５と連通している。開口３ｂには、インク内に含有される塵埃などを捕獲するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。マニホールド５は、その先端部が２つに分岐して副マニホールド５ａとなっている。１つのアクチュエータユニット２１の下部には、当該アクチュエータユニット２１に対してインクジェットヘッド１の長手方向両隣にある２つの開口３ｂからそれぞれ２つの副マニホールド５ａが進入してきている。つまり、１つのアクチュエータユニット２１の下部には、合計で４つの副マニホールド５ａがインクジェットヘッド１の長手方向に沿って延在している。各副マニホールド５ａは、インク溜まり３から供給されたインクで満たされている。
【００４２】
図６は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５及び図６に示すように、アクチュエータユニット２１の上面には、平面形状がほぼひし形の個別電極３５がマトリクス状に規則的に配列されている。また、流路ユニット４のアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域の表面には、多数のインク吐出口８がマトリクス状に規則的に配列されている。流路ユニット４内には、共に各インク吐出口８と連通した、平面形状が個別電極３５よりも一回り大きいほぼひし形の圧力室（キャビティ）１０と、アパーチャ１２とがそれぞれマトリクス状に規則的に配列されている。圧力室１０は、個別電極３５と対応する位置に形成されており、平面視において個別電極３５は圧力室１０の領域に含まれている。なお、図５及び図６において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。
【００４３】
図７は、図４に描かれたヘッド本体１ａの圧力室長手方向に沿った部分断面図である。各インク吐出口８は、図７からも分かるように、先細形状のノズルの先端に形成されている。各インク吐出口８は、圧力室１０（長さ９００μｍ、幅３５０μｍ）及びアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、インクジェットヘッド１には、インクタンクからインク溜まり３、マニホールド５、副マニホールド５ａ、アパーチャ１２及び圧力室１０を経てインク吐出口８に至るインク流路３２が形成されている。
【００４４】
また、図７から明らかなように、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なる高さに設けられている。これにより、図６に示すように、アクチュエータユニット２１の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１２を、当該圧力室に隣接する圧力室１０と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。
【００４５】
圧力室１０は、図５及び図６に描かれた平面内において、インクジェットヘッド１の長手方向（第１配列方向）と、インクジェットヘッド１の幅方向からやや傾いた方向（第２配列方向）との２方向にインク吐出領域内で配列されている。第１配列方向と第２配列方向は、直角よりもやや小さい角度θをなしている。インク吐出口８は、第１配列方向には５０ｄｐｉで配列されている。一方で、圧力室１０は、第２配列方向には１つのアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域内に１２個が含まれるように配列されている。これにより、インクジェットヘッド１の全幅内で、第１配列方向に隣接する２つのインク吐出口８間の距離だけ離隔した範囲には、１２個のインク吐出口８が存在するようになっている。なお、各インク吐出領域の第１配列方向についての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺に相当する）では、インクジェットヘッド１の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域と相補関係となることで上記条件を満たしている。そのため、本実施の形態によるインクジェットヘッド１では、第１及び第２配列方向に配列された多数のインク吐出口８から、インクジェットヘッド１の幅方向への用紙に対する相対的な移動に伴って順次インク滴を吐出させることで、主走査方向に６００ｄｐｉで印刷を行うことが可能になっている。
【００４６】
次に、図８を参照して、流路ユニット４の構造をより詳細に説明する。図８は、圧力室１０、インク吐出口８及びアパーチャ（制限流路）１２の三者の位置関係を示す模式的な図である。図８に示すように、圧力室１０は、第１配列方向に所定の間隔である５０ｄｐｉで列状に配列されている。このような圧力室１０の列は、第２配列方向には１２列配列されて、全体として圧力室１０は１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において２次元配列をしている。
【００４７】
圧力室１０には、ノズルが図８中上側の鋭角部に接続されている圧力室１０ａと、下側の鋭角部に接続されている圧力室１０ｂとの２種類がある。複数の圧力室１０ａ及び複数の圧力室１０ｂは、共に第１配列方向に配列されて圧力室列１１ａ、１１ｂをそれぞれ形成している。図８に示すように、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内においては、図８中下側から順に２列の圧力室列１１ａが配列され、その上側に隣接して２列の圧力室列１１ｂが配列されている。このような２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組が、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、下側から３回繰り返して配列されている。各圧力室列１１ａ、１１ｂ中の各圧力室の上側鋭角部を結ぶ直線は、この圧力室列に上側から隣接する圧力室列中の各圧力室の下側斜辺と交差している。
【００４８】
上述のように、図８の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０に接続されたノズルの配置位置が異なる第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂとを２列ずつ隣接して配列することにより、全体として圧力室１０は規則正しく整列している。一方、ノズルは、これら４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組の中において中央領域に集まって配列されることになる。これにより、上述のように、４列の圧力室列を１組として、下側から３回繰り返して圧力室列の組を配置した場合、圧力室列の組と組との境界近傍領域、すなわち、このような４列の圧力室列からなる組の両側には、ノズルが存在しない領域が形成される。そして、そこに各圧力室１０にインクを供給するための幅の広い副マニホールド５ａが延設されている。本実施の形態では、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、図中下側に１本、一番下側の圧力室列の組と二番目の圧力室列の組との間に１本、一番上側の圧力室列の組の両側に２本、合わせて４本の幅の広い副マニホールド５ａが第１配列方向に延設されている。
【００４９】
図８に示すように、インクを吐出するインク吐出口８に連通するノズルは、第１配列方向には、この方向に規則正しく並ぶ圧力室１０に対応して、５０ｄｐｉの等間隔で配列されている。また、第１配列方向と角度θで交差している第２配列方向にも１２個の圧力室１０が規則正しく配列されているのとは異なり、これら１２個の圧力室１０に対応した１２個のノズルは、上述したように圧力室１０の上側の鋭角部に連通したものと下側の鋭角部に連通したものとがあって、第２配列方向に規則的に一定の間隔で配列されていない。
【００５０】
他方、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に常に連通している場合には、ノズルも第２配列方向の方向に規則的に一定の間隔で配列されることになる。すなわち、この場合、ノズルは、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとに第１配列方向に印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ変位するように配列される。これに対して、本実施の形態では、２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組として、これが下側から３回繰り返して配列されているので、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位は常に同じではない。
【００５１】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、第１配列方向に５０ｄｐｉに相当する幅（約５０８．０μｍ）を有し、この第１配列方向と直交する方向に延在する帯状領域Ｒについて考える。この帯状領域Ｒの中には、１２列の圧力室列の内の何れの列についても、ノズルが１つしか存在していない。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Ｒを区画した場合、この帯状領域Ｒ内には、常に１２個のノズルが分布している。そして、これら１２個の各ノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した点の位置は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。
【００５２】
１つの帯状領域Ｒに属する１２個のノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１２個のノズルを(1)〜(12)と記することにしたとき、これら１２個のノズルは、下から、(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、(9)、(3)、(10)、(4)の順番に並んでいる。
【００５３】
このように構成された本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内の活性層を適宜駆動させると、６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。つまり、１２列の圧力室列に対応した活性層を印字媒体の搬送に合わせて順次選択的に駆動することで、特定の文字や図形を印字媒体に印刷することができる。
【００５４】
例えば、６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に連通している場合について簡単に説明する。この場合には、印字蝶体が搬送されるのに対応して、図８中一番下に位置する圧力室列中のノズルからインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズルを選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが第１配列方向に向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線が描かれることになる。
【００５５】
一方、本実施の形態では、図８中一番下に位置する圧力室列１１ａ中のノズルからインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズルを選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位が常に同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って第１配列方向に沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。
【００５６】
すなわち、図８に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ａに連通するノズル(1)からインクが吐出され、印字媒体上に５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(7)の位置に達すると、このノズル(7)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の６倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×６＝約２５４．０μｍ）に２番目のインクドットが形成される。
【００５７】
次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(2)の位置に達すると、ノズル(2)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）だけ第１配列方向に変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(8)の位置に達すると、ノズル(8)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の７倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×７＝約２９６．３μｍ）に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(5)の位置に達すると、ノズル(5)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の４倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×４＝約１６９．３μｍ）に５番目のインクドットが形成される。
【００５８】
以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズルを選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図８中に示したノズルの番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から第１配列方向に変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１２個のノズルを選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列１１ａ中のノズル(1)により５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔（約４２．３μｍ）毎に離れて形成された１２個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を描くことが可能になっている。
【００５９】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の断面構造について説明する。図９は、図４に描かれたヘッド本体１ａの部分分解斜視図である。図７及び図９に示すように、インクジェットヘッド１の底部側の要部は、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６，２７，２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。
【００６０】
アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図１１参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記する）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２のほかに圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとの連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド５ａに加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズルとして機能する先細のインク吐出口８がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００６１】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図７に示すようなインク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。このインク流路３２は、副マニホールド５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にインク吐出口８へと向かう。
【００６２】
次に、アクチュエータユニット２１の詳細な構造について説明する。図１０は、アクチュエータユニット２１の拡大平面図である。図１１は、図１０のXI−XI線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。
【００６３】
図１０に示すように、アクチュエータユニット２１の上面であって平面視で各圧力室１０と実質的に重なり合う位置には、厚さ１．１μｍ程度の個別電極３５がそれぞれ設けられている。個別電極３５は、ほぼひし形の主電極部３５ａと、主電極部３５ａの一方の鋭角部から連続して形成された、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる。主電極部３５ａは、圧力室１０よりも一回り小さくほぼこれと相似形状を有しており、平面視において圧力室１０に収まるように配置されている。また、補助電極部３５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室１０からはみ出している。アクチュエータユニット２１の上面の個別電極３５以外の領域には、後述する圧電シート４１が露出している。
【００６４】
図１１に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。そして、アクチュエータユニット２１には、個別電極３５及び共通電極３４の電位を制御する信号を供給するためのＦＰＣ１３６が貼り付けられている。圧電シート４１〜４４は、インクジェットヘッド１内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。本実施の形態において、圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。なお、図１１では、ＦＰＣ１３６と圧電シート４１とが互いの全面において接着されているように描かれているが、実際には、両者は各個別電極３５の補助電極部３５ｂにおいてのみ接着されている。これは、図２２及び図３２においても同様である。
【００６５】
最上層にある圧電シート４１とその下方に隣接した圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。また、上述したように、アクチュエータユニット２１の上面つまり圧電シート４１の上面には、平面形状が圧力室１０と相似形状（長さ８５０μｍ、幅２５０μｍ）を有し且つ積層方向への射影領域が圧力室領域に含まれる主電極部３５ａと、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる個別電極３５が、圧力室１０ごとに形成されている。さらに、圧電シート４３と圧電シート４４との間、及び、圧電シート４２と圧電シート４３との間には、アクチュエータユニット２１を補強するための補強用金属膜３６ａ、３６ｂがそれぞれ介在している。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、共通電極３４と同様にシート全面に形成され且つこれとほぼ同じ厚さを有している。本実施の形態において、個別電極３５は下地にＮｉ（膜厚１μｍ程度）、表層にＡｕ（膜厚０．１μｍ程度）が形成された積層金属材料からなるものであり、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からなるものである。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは電極として作用するものではなく必ずしも設ける必要もないが、補強用金属膜３６ａ、３６ｂがあることで焼結後の圧電シート４１〜４４の脆さを補うことができ、圧電シート４１〜４４がハンドリングし易くなるという利点がある。
【００６６】
共通電極３４は、図示しない領域においてＦＰＣ１３６を介して接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応して選択的に電位を制御することができるように、ほぼひし形の補助電極部３５ｂにおいて、個別電極３５ごとに独立してＦＰＣ１３６内に配線されたリード線（図示せず）と電気的に接合しており、このリード線を介してドライバＩＣ１３２に接続されている。このように、本実施の形態では、平面視において圧力室１０の外側にある補助電極部３５ｂにおいて個別電極３５とＦＰＣ１３６とが接続されていることにより、アクチュエータユニット２１の積層方向への変形が阻害されることが少なく、圧力室１０の容積変化量を大きくすることができるようになっている。なお、共通電極３４は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含むように圧力室１０よりも大きいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよいし、或いは、射影領域が圧力室領域に含まれるように圧力室１０よりもやや小さいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよく、必ずしもシート全面に形成された１枚の導電層である必要はない。ただし、このとき、圧力室１０に対応する部分がすべて同一電位となるように共通電極どうしが電気的に接続されていることが必要である。
【００６７】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、圧電シート４１〜４４の分極方向はその厚み方向となっている。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上側（つまり、圧力室１０から最も離れた側）の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い側）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１〜４３中の電極に挟まれた部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、最上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図１１で示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固着されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、インク吐出口８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。
【００６８】
なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。
【００６９】
また、圧電シート４１〜４４に印加される電界方向とその分極方向とが逆であれば、圧電横効果により、個別電極３５と共通電極３４とで挟まれた圧電シート４１内の活性層が分極方向と直角方向に伸長しようとする。従って、圧電シート４１〜４４は、圧力室１０側に凹となるように変形する。このため、圧力室１０の容積が増加して、インクをマニホールド５側から吸い込む。その後、個別電極３５の電位が元に戻れば、圧電シート４１〜４４は元の平板形状となり、圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インク吐出口８からインクを吐出する。
【００７０】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、アクチュエータユニット２１の最外層であって圧力室から最も離れた圧電シート４１だけに活性層が含まれていて、その外側面（上面）上だけに個別電極３５が形成されたものである。そのため、アクチュエータユニット２１を作製する際に、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを形成する必要がなく、容易に製造可能である。
【００７１】
さらに、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０から最も離れた活性層を含む圧電シート４１と流路ユニット４との間に、３枚の非活性層としての圧電シート４２、４３、４４が配置されたものである。このように、１層の活性層を含む圧電シートに対して非活性層を３層とすることで、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となることが本発明者によって確認された。
【００７２】
インクジェットヘッド１は、活性層が存在する圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とが同じ材料で形成されているために、材料を交換する手間が不要となり、比較的簡略な製造工程により製造可能である。そのため、製造コストを低減できることが期待される。さらに、活性層を含む圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とがすべて実質的に同じ厚みを有していることからも、製造工程の簡略化によるコスト削減を図ることができる。なぜなら、圧電シートとなるセラミックス材料を積層していくときの厚さ調整工程を簡単に行うことができるようになるからである。
【００７３】
また、インクジェットヘッド１によると、圧電シート４１を共通電極３４と個別電極３５とで挟み込むことにより、圧電効果によって容易に圧力室１０の容積を変化させることができる。また、活性層を含む圧電シート４１が連続平板層であるため、容易に製造することが可能である。
【００７４】
また、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０に近い圧電シート４２〜４４を非活性層とし、圧力室１０から離れた圧電シート４１を活性層を含む層としたユニモルフ構造のアクチュエータユニット２１を有している。そのため、圧電横効果により圧力室１０の容積変化量を大きくすることができて、圧力室１０側が活性層を含む層でその反対側が非活性層のインクジェットヘッドと比較して、個別電極３５に印加される電圧の低電圧化及び／又は圧力室１０の高集積化を図ることが可能となる。印加電圧の低電圧化を図ることにより、個別電極３５を駆動するドライバＩＣを小型化できてコストを抑えることができ、圧力室１０を小さくできてその高集積化を図ったときであっても十分な量のインクを吐出することが可能となって、ヘッド１の小型化と印刷ドットの高密度配置が実現される。
【００７５】
次に、図４に示したインクジェットヘッド１の第１の製造方法について、さらに図１２〜図１５を参照しつつ説明する。
【００７６】
インクジェットヘッド１を製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４を作製するには、これを構成する各プレート２２〜３０に、パターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチングを施して、図７及び図９に示すような開孔及び凹部を各プレート２２〜３０のそれぞれに形成する。特に、本製造方法では、図１２に示すように、キャビティプレート２２に圧力室１０を形成する際、これと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５を形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述する個別電極３５の印刷位置決めのために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図１２においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。
【００７７】
変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。しかしながら、マーク５５を形成するためのエッチングを圧力室１０を形成するためのエッチングと同時の工程とすることで、圧力室１０に対するマーク５５の位置精度を高めることができ、後述するように個別電極３５と圧力室１０との位置精度が向上するという利益が得られる。
【００７８】
また、キャビティプレート２２以外の８枚のプレート２３〜３０についても、エッチングにより開孔を形成する。その後、インク流路３２が形成されるように９枚のプレート２２〜３０を接着剤を介在させつつ重ね合わせ、接着することで流路ユニット４を作製する。
【００７９】
一方、アクチュエータユニット２１を作製するには、まず、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成された、個別電極を有しない積層物（圧電シート含有体）が形成される。
【００８０】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２１となる積層物は、圧電シート４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図１５参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１３（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ａ）にそれぞれ示す。なお、圧電シート４１上の目印５５ａの形成は、圧電シート４１〜４４の焼成の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。
【００８１】
しかる後、図１３（ｂ）及び図１５に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１上の上述したような位置に、個別電極３５となる導電性のペースト３９をそれぞれパターン印刷する。このとき、図１３（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ｂ）に示す。
【００８２】
次に、焼成工程を行ってペースト３９を焼結させる。これにより、圧電シート４１上に個別電極３５が形成され、アクチュエータユニット２１が作製される。なお、このとき行う焼成工程において、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１となる積層物とを接着する接着剤として、その耐熱温度が個別電極３５のパターンで印刷されたペースト３９を焼成する際の焼成温度以上であるものを用いるか、或いは、ペースト３９の材料として、その焼成温度が流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを接着する接着剤の耐熱温度以下であるものを用いる必要がある。
【００８３】
その後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上にハンダ付けにより電気的に接合し、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。なお、ここでは詳述しないが、ＦＰＣ１３６内の配線が共通電極３４と接続されることで共通電極３４がグランド電位に維持される。
【００８４】
以上説明したインクジェットヘッドの製造法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてパターン印刷されたペースト３９を焼成することで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のインクジェットヘッド１のようにアクチュエータユニット２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【００８５】
また、本製造方法では、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してからペースト３９の印刷及び焼成を行っているので、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易である。しかも、共通電極３４を形成する際に用いる印刷機を用いて個別電極３５を印刷することができるので、製造コストを削減することができる。
【００８６】
また、本製造方法では、圧電シート４１〜４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本製造方法によると、比較的簡易な工程により低コストでインクジェットヘッド１を製造可能である。
【００８７】
さらに、本製造方法では、４枚の圧電シート４１〜４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート４１だけが活性層を含む層となり残りの３枚の圧電シート４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【００８８】
変形例として、圧電シート４１〜４４を含む積層物を焼成した後に、圧電シート４１上に目印５５ａ及び個別電極を形成し、その後にアクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせてもよい。この目印５５ａ及び個別電極３５は、導電性ペーストのパターン印刷後に焼成工程を行うことで形成される。なお、目印５５ａが予め圧電シート４１上に形成されているのであれば、この目印５５ａに基づいて個別電極３５を形成してもよい。いずれにしても、焼成された積層物（圧電シート４１〜４４）の寸法は、個別電極３５となるペーストの焼成時にほとんど変化しない。そのため、流路ユニット４上の目印５５と圧電シート４１上の目印５５ａとが所定の位置関係となるように両者を位置合わせしてしまえば、アクチュエータユニット２１全体にわたって個別電極３５と流路ユニット４に形成された圧力室１０とを精度よく位置合わせすることができる。また、この変形例によると、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせた後において個別電極３５を焼成するための加熱処理を行う必要がなくなるので、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせるために用いられる接着剤の選択の自由度が増すという利点が生じる。
【００８９】
また、先に述べたように、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けることで圧電シート４１〜４４の脆さを補い、圧電シート４１〜４４のハンドリング性を向上させることができるが、必ずしも補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設ける必要はない。例えば、アクチュエータユニット２１のサイズが１インチ程度であれば、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けなくても、脆さにより圧電シート４１〜４４のハンドリング性が損なわれることはない。
【００９０】
さらに、本実施の形態では、上述のように、圧電シート４１上にのみ個別電極３５が形成される。一方、圧電シート４１以外の圧電シート４２〜４４上にも個別電極を形成する場合には、かかる個別電極を圧電シート４１〜４４の積層及び焼成前に所望の圧電シート４１〜４４上に印刷しなければならなくなる。したがって、焼成時に生じる圧電シート４１〜４４の収縮のために、圧電シート４２〜４４上の個別電極の位置精度と、圧電シート４１上の個別電極３５の位置精度とに差が生じてしまう。しかし、本実施の形態では圧電シート４１上にのみ個別電極３５を形成するようにしているので、かかる位置精度の差が生じることがなく、個別電極３５は、対応する圧力室１０と精度よく位置合わせされることになる。
【００９１】
次に、インクジェットヘッド１の第２の製造方法について、図１６〜図１８をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【００９２】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１の上方にメタルマスク６１を配置する。このメタルマスク６１は、図１８にも示すように、個別電極３５と同形状の開孔６１ａが個別電極３５と同じマトリクス配列で多数形成されたものである。メタルマスク６１は、開孔６１ａの位置が個別電極３５を形成すべき位置と一致するようにマーク５５に基づき治具を用いて位置合わせされる。メタルマスク６１の開孔６１ａは、予めフォトレジストをマスクとして用いたエッチングにより形成されたものであってよい。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１６（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１７（ａ）にそれぞれ示す。
【００９３】
しかる後、図１６（ｂ）及びその一点鎖線で囲った領域の部分拡大図である図１７（ｂ）に示すように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理的蒸着）プロセスにより、メタルマスク６１の開孔６１ａから露出した圧電シート４１上に個別電極３５としての導電膜をパターン形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的蒸着）を行って個別電極３５をパターン形成してもよい。また、個別電極３５となる導電膜の下地のＮｉ及び表層のＡｕを共にＰＶＤで形成してもよいし、下地ＮｉをＰＶＤで、表層Ａｕをメッキで形成してもよい。
【００９４】
その後、流路ユニット４上からメタルマスク６１を移動させた後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００９５】
このように、本製造方法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいて配置されたメタルマスク６１を用いてＰＶＤプロセスで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。
【００９６】
また、ＰＶＤプロセスで個別電極３５を形成しているためにペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してから個別電極３５の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易になる。
【００９７】
また、本製造方法によると、第１の製造方法で行ったような印刷の場合とは異なり、接着剤の耐熱温度又は導電性ペーストの焼成温度を考慮する必要がないので、接着剤や導電性ペーストの材料選択の範囲が広がる。
【００９８】
なお、本製造方法では、個別電極３５のみＰＶＤで形成している。つまり、個別電極３５は、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂとは異なり圧電シート４１〜４４となるセラミックス材料と一緒に焼成しない。従って、外部に露出した個別電極３５が、焼成時の高温加熱により蒸発するというおそれがない。また、個別電極３５をＰＶＤで形成することにより、その膜厚を比較的薄く形成することが可能である。このように、インクジェットヘッド１では、最も上層にある個別電極３５を薄くすることで、活性層を含む圧電シート４１の変位が個別電極３５によって規制されづらくなって、インクジェットヘッド１における圧力室１０の容積変形量を向上させている。
【００９９】
本製造方法において、例えばＰＶＤの代わりにメッキによって個別電極３５を形成することができる。その場合には、メタルマスク６１に代えて、フォトレジストを圧電シート４１上に塗布した後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側に対応する領域内にあるフォトレジストに光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジストを除去する。これにより、フォトレジストがメタルマスク６１と同等のパターンで開孔を有するようになる。なお、上述のように開孔が設けられたフォトレジストをマスクとして、ＰＶＤにより個別電極３５をパターン形成してもよい。ただし、メタルマスクを用いる方が、再利用が可能で工程も簡略化できるなどフォトレジストを用いる場合よりも利益が大きい。また、個別電極を形成する際のマスクとしてメタルマスクやフォトレジスト以外のものを用いることも可能であり、フォトレジストとしてポジ型のほかネガ型を用いることも可能である。
【０１００】
次に、インクジェットヘッド１の第３の製造方法について、図１９〜図２０をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【０１０１】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、流路ユニット４と接着されたアクチュエータユニット２１上の全面にＰＶＤプロセスによって導電膜６４を形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ、メッキを行うか或いはペーストの印刷及び焼成を行って導電膜６４を形成してもよい。なお、ペーストの印刷及び焼成を行う場合には、上述したように接着剤の耐熱温度などに留意する必要がある。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１９（ａ）に示す。
【０１０２】
次に、導電膜６４上の全面にポジ型のフォトレジスト６５を塗布する。しかる後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側位置に対応する領域外にあるフォトレジスト６５に光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジスト６５を除去する。これにより、図２０にも示すように、フォトレジスト６５は各圧力室１０に対応した位置だけに個別電極３５のパターンで残存する。
【０１０３】
しかる後、残存したフォトレジスト６５をエッチングマスクとして、フォトレジスト６５で覆われていない領域の導電膜６４をエッチングにより除去する。これにより、圧電シート４１上には、個別電極３５がパターン形成される。この時点でのインクジェットヘッドの要部断面図を図１９（ｂ）に示す。
【０１０４】
その後、残存しているフォトレジスト６５を除去してから、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１０５】
この第３の製造方法によっても、第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０６】
次に、第３の製造方法の変形例について説明する。本変形例では、アクチュエータユニット２１を作製する際の圧電シート４１〜４４の積層工程において、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷し、さらに、圧電シート４１となるセラミックス材料のグリーンシート上の全面に個別電極３５となる導電膜６４をＰＶＤやメッキにより形成する。なお、導電膜をＰＶＤやメッキにより形成する代わりに、導電性のペーストを全面に印刷した後焼成してもよい。
【０１０７】
その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成され且つ圧電シート４１の上面に導電膜６４が形成された積層物が形成される。しかる後、この積層物を流路ユニット４と接着する。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図は図１９（ａ）と同じである。その後、第３の製造方法と同様の工程を経ることによりインクジェットヘッド１が完成する。
【０１０８】
この変形例によっても、上述した第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０９】
次に、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドについて、図２１及び図２２を参照して説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッドは、アクチュエータユニットの最上層にある圧電シート及びその周辺に関する構造においてのみ、第１の実施の形態と相違している。そのため、図１〜図９にかけて説明した構造は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおいてもほぼ共通である。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１０】
図２１は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。図２２は、図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれる流路ユニットは、第１の実施の形態と同様に構成されている。また、本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれるアクチュエータユニット２２１は、積層された４枚の圧電シート２４１〜２４４の内部に共通電極２３４及び補強用電極２３６ａ、２３６ｂが支持されたものである点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と共通している。しかしながら、圧電シート２４１の外側面（圧力室１０側の面とは反対側の面）に、（主電極部２３５ａ及び補助電極部２３５ｂからなる）個別電極２３５の外縁に沿って、これを取り囲むように溝部２５３が形成されており、且つ、圧電シート２４１の上面の個別電極２５３及び溝部２５３以外のほぼ全領域が導電膜２３８で被覆されている点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と相違している。
【０１１１】
導電膜２３８は、個別電極２３５と同じ材料を用いて同じ厚みに形成されている。個別電極２３５と導電膜２３８との間を絶縁する溝部２５３は、幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度に形成されている。後述するように、溝部２５３によって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１１２】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッドでは、アクチュエータユニット２２１の圧力室から最も離れた圧電シート２４１が活性層を含む層であって、アクチュエータユニット２２１の外側面に個別電極２３５が形成されていると共に、圧電シート２４１の上面に個別電極２３５同士の離隔を保ちつつ導電膜２３８が個別電極２３５と同じ厚みに形成されている。そのため、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、接着力の強化のために個別電極２３５にだけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着剤により貼り合わせた場合に、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。その他、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、第１の実施の形態のものと同様の利益を得ることができる。
【０１１３】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法について、さらに図２３〜図２７を参照しつつ説明する。
【０１１４】
インクジェットヘッドを製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４は第１の実施の形態で説明したのと同様に作製される。この際、図２３に示すように、圧力室１０を形成するのと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５をキャビティプレート２２に形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述するレーザ加工のトレース位置決定・修正のために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図２３においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。
【０１１５】
一方、アクチュエータユニット２２１を作製するには、まず、圧電シート２４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜２３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート２４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜２３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート２４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極２３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート２４１〜２４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート２４１の下面に共通電極２３４が形成された、個別電極を有しない積層物が形成される。この時点でのアクチュエータユニット２２１となる積層物の部分拡大断面図を図２４に示す。
【０１１６】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２２１となる積層物は、圧電シート２４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート２４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図２７参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。
【０１１７】
しかる後、圧電シート２４１上の全面に導電膜２３８がＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。この時点でのインクジェットヘッド１の図２２に相当する断面図を図２５（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ａ）にそれぞれ示す。
【０１１８】
次に、図２５（ｂ）及び図２７に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を基準にして、平面視で圧力室１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、圧電シート２４１上の導電膜２３８の図２１に示す溝部２５３に対応する領域２５７（図２７において太線で示す）だけを除去する。こうして導電膜２３８を部分的に除去することにより、導電膜２３８とは絶縁した個別電極２３５のパターンが形成される。このときの図２５（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ｂ）に示す。
【０１１９】
その後、個別電極２３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１２０】
このように、本実施の形態では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてレーザー加工により個別電極２３５のパターンを形成するので、予め個別電極などが形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート２４１上に形成される個別電極２３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のようにアクチュエータユニット２２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【０１２１】
また、ＰＶＤなどで導電膜２３８を形成する場合はペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート２４１〜２４４と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２２１のハンドリングが非常に容易になる。
【０１２２】
以上説明した本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法では、圧電シート２４１〜２４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート２４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート２４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本実施の形態によるインクジェットヘッドは、比較的簡易な工程により低コストで製造可能である。
【０１２３】
さらに、本実施の形態では、４枚の圧電シート２４１〜２４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート２４１だけが活性層となり残りの３枚の圧電シート２４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極２３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【０１２４】
また、本実施の形態では、導電膜２３８が除去された後もレーザ加工を引き続いて行うことにより、圧電シート２４１の厚さの１／３〜２／３程度の深さを有する溝部２５３を圧電シート２４１に形成する。このように、個別電極２３５と導電膜２３８との間に個別電極２３５の外縁に沿って溝部２５３を形成することによって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１２５】
また、本実施の形態では、溝部２５３に対応する部分以外の導電膜２３８は除去しない。そのため、上述したように、接着力の強化のために個別電極２３５だけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着により貼り合わせた場合に、個別電極２３５以外の領域に個別電極２３５とほぼ同じ厚さを有する導電膜２３８が存在することで、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上するという利益が得られる。ただし、主電極部２３５ａにＦＰＣ１３６を貼り付けるとアクチュエータユニット２２１及び圧力室１０の変形が阻害されるおそれがあるため、ＦＰＣ１３６は各個別電極２３５の主電極部２３５ａには接着されていない。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、レーザ加工を行う際に個別電極２３５となる以外の導電膜２３８を残存させているが、一変形例として、個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８は完全に除去してもよい。ただし、上述した利益が得られなくなることに加え加工時間が増加してコストアップにつながるので個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８の除去は特に行う必要はない。
【０１２７】
また、本実施の形態では、導電膜２３８の除去に引き続いて最上層の圧電シート２４１を一部除去して溝部２５３を形成しているが、溝部２５３は必ずしも形成しなくてよい。また、溝部２５３は共通電極２３４を孤立させない限りは上から２層目の圧電シート２４２以下まで達していてもよく、溝部２５３を深く形成するほどクロストーク抑制効果は大きくなる。
【０１２８】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット２２１と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８を形成しているが、アクチュエータユニット２２１上に導電膜２３８をＰＶＤなどで形成してから流路ユニット４を接着するようにしてもよい。
【０１２９】
次に、本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドについて説明する。先ず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１の概略構成について、図２８〜図３０に基づき説明する。
【０１３０】
図２８〜図３０に示すように、インクジェットヘッド３０１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなる流路ユニット３０２の上に、後述のように形成された平面視略台形状のプレート型の４枚の各アクチュエータユニット３２０（図３１〜図３６参照）が千鳥状になって２列に積層された構造となっている。そして、この各アクチュエータユニット３２０の各々の上側には、ＦＰＣ３０３の先端部に形成される電極パターン部３０３ａが載置され、ハンダ付けにより電気的に接続されている。この電極パターン部３０３ａは、このアクチュエータユニット３２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。
【０１３１】
各アクチュエータユニット３２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット３０２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット３２０の斜辺同士が、流路ユニット３０２の幅方向にオーバーラップしている。アクチュエータユニット３２０が積層される流路ユニット３０２の表面には、ほぼ菱形形状に形成された圧力室３１０が要求される印字密度に対応してマトリックス状に配列されている。また、この複数列の各圧力室３１０は、この圧力室３１０の鋭角部を互いに他の列の圧力室３１０間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【０１３２】
また、流路ユニット３０２は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、流路ユニット３０２は、図３０（ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート３１１、カバープレート３１２、３枚のマニホールドプレート３１３、３１４、３１５、サプライプレート３１６、アパーチャプレート３１７、スペーサプレート３１８及びキャビティプレート３１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
【０１３３】
図２８に示すように、アクチュエータユニット３２０が設けられない流路ユニット３０２の各領域には、各アクチュエータユニット３２０の上辺に対向するようにインクが供給される各インク導入口３１９ａが２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各アクチュエータユニット３２０の下辺の外側近傍位置にも各インク導入口３１９ａが１つずつ設けられている。この各インク導入口３１９ａのキャビティプレート３１９における下端には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各インク導入口３１９ａは、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路に連通し、このインクマニホールド通路へインクが供給される。
【０１３４】
図３０（ｂ）に示すように、ノズルプレート３１１には、微小径のインク吐出口３１１ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート３１２には、各インク吐出口３１１ａに対向する位置にインク吐出口３１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１２ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路の１つの壁面を構成している。
【０１３５】
マニホールドプレート３１３には、貫通孔３１２ａに対向する位置に貫通孔３１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１３ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１３ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３６】
マニホールドプレート３１４には、貫通孔３１３ａに対向する位置に貫通孔３１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１４ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１４ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３７】
マニホールドプレート３１５には、貫通孔３１４ａに対向する位置に該貫通孔３１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１５ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１５ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３８】
サプライプレート３１６には、貫通孔３１５ａに対向する位置に貫通孔３１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１６ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート３１６の貫通孔３１６ａに対して圧力室３１０の鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、孔部３１５ｂの側端縁部の近傍位置（図３０（ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、インクマニホールド通路に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔３１６ｂが多数穿設されている。
【０１３９】
このようにして、カバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ、３１４ｂ、３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面によって構成され、インクを各圧力室３１０に供給する共通のインク室として働くインクマニホールド通路が、長手方向に複数列形成されている。
【０１４０】
アパーチャプレート３１７には、貫通孔３１６ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１７ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート３１７には、各圧力室３１０のインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔３１７ｂが穿設されると共に、貫通孔３１７ｂの下端部から貫通孔３１６ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ３１７ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ３１７ｃは、アパーチャプレート３１７の厚みの約半分程度の深さを有している。
【０１４１】
スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ａに連通する貫通孔３１８ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ｂに連通する貫通孔３１８ｂが多数穿設されている。
【０１４２】
キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０が多数形成されている。また、スペーサプレート３１８に穿設された各貫通孔３１８ａ、３１８ｂは、圧力室３１０の各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各圧力室３１０の上面は、上側に積層される各アクチュエータユニット３２０によって塞がれている。
【０１４３】
図２９に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、個別電極３２５が形成されている。個別電極３２５は、主電極部３２５ａと、補助電極部３２５ｂとから構成されている。主電極部３２５ａは、各圧力室３１０に対応する位置にあって、菱形の圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有している。また、図３０（ａ）に示すように、補助電極部３２５ｂは、圧力室３１０のインク供給側の鋭角部に対応する主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出されており、略菱形形状を有している。なお、図面を見やすくするため、図２９においては、後述する導電膜３２８の上面部３２８ａ及び溝３３０の図示を省略している。
【０１４４】
次に、アクチュエータユニット３２０の詳細な構造について図３１及び図３２に基づいて説明する。図３１に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、厚さ１．１μｍ程度の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂが各圧力室３１０に対向して配置されている。また、各補助電極部３２５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室３１０の外側に形成されている。
【０１４５】
アクチュエータユニット３２０の上面の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂから形成される個別電極３２５以外の領域には、そのほとんどがこの各個別電極３２５と同じ厚みで同じ材料からなる導電膜３２８の上面部３２８ａ（表面電極として機能する）で被覆されている。また、各個別電極３２５と導電膜３２８の上面部３２８ａとの間は、この個別電極３２５の外縁に沿ってアクチュエータユニット３２０の表面に形成された幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度の溝３３０によって絶縁されている。この溝３３０によって隣接する活性層同士の相互干渉が軽減されるので、クロストークの発生を抑制することができる。
【０１４６】
図３２に示すように、アクチュエータユニット３２０は、各々厚みが１５μｍ程度の平面視略台形状で同じになるように形成された４枚の圧電シート３２１、３２２、３２３、３２４を積層した構造に形成されている。圧電シート３２１の上面には、上記のように、各圧力室３１０に対応する位置に圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形の主電極部３２５ａと、主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出される略菱形形状の補助電極部３２５ｂとから構成された個別電極３２５が形成されている。
【０１４７】
圧電シート３２２の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の共通電極３２６が形成されている。共通電極３２６は、圧電シート３２２の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。圧電シート３２３の上面には、電極が形成されていない。
【０１４８】
圧電シート３２４の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の補強用電極３２７が形成されている。補強用電極３２７は、圧電シート３２４の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。なお、補強用電極３２７は、必ずしも、外部に露出させないでよい。
【０１４９】
図３２及び図３４に示すように、アクチュエータユニット３２０の左右両側面（両斜辺に相当する側面）は、アクチュエータユニット３２０の上面から左右側面にまで延在した導電膜３２８の側面部３２８ｂによって被覆されている。これにより、共通電極３２６及び補強用電極３２７が導電膜３２８と接触し、これと電気的に接続されている。導電膜３２８は、さらに、アクチュエータユニット３２０の下面にまで延在することで下面部３２８ｃを有しており、下面部３２８ｃはアクチュエータユニット３２０の圧力室３１０に臨んでいない領域を被覆している。ただし、図３２に示すように、下面部３２８ｃの最も圧力室３１０に近い端部は、圧力室３１０からやや離れている。これは、導電膜３２８がインクによって腐食するのを防止するためである。
【０１５０】
アクチュエータユニット３２０の上面には、ドライバＩＣから延設されるＦＰＣ３０３が配設されている。ＦＰＣ３０３からは、各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８を介して主電極部３２５ａ及び共通電極３２６にそれぞれ駆動電圧が供給される。主電極部３２５ａ及び共通電極３２６に駆動電圧が供給されることにより、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２１〜３２４が変形して、流路ユニット３０２の対応する圧力室３１０内のインクに圧力を与えることができる。
【０１５１】
各インク導入口３１９ａを介してカバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ〜３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面部から構成されるインクマニホールド通路から供給されるインクは、貫通孔３１６ｂ、アパーチャ３１７ｃ、貫通孔３１７ｂ及び貫通孔３１８ｂを経て、圧力室３１０に流入する。そして、ＦＰＣ３０３を介して主電極部３２５ａと共通電極３２６との間に駆動電圧が印可されると、アクチュエータユニット３２０が圧力室３１０側に変形して、圧力室３１０内のインクは押し出され、各貫通孔３１８ａ〜３１２ａを経て、インク吐出口３１１ａからインクが吐出される。
【０１５２】
次に、アクチュエータユニット３２０の製造方法について図３３〜図３６に基づいて説明する。先ず、図３３に示すように、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２２となるセラミックス材料のグリーンシート及び圧電シート３２４となるセラミックス材料のグリーンシートの上面全面にＡｇ−Ｐｂ系の金属材料からなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、共通電極３２６及び補強用電極３２７をそれぞれ形成する。その後、圧電シート２２１、２２２、２２３、２２４となるセラミックス材料のグリーンシートをこの順番で積層後、プレスして焼成する。これにより、平面視略台形状の４層の圧電シート３２１〜３２４を含む積層体３３５が形成される。積層体３３５の左右斜辺に相当する側面からは、共通電極３２６及び補強用電極３２７が露出している。
【０１５３】
続いて、図３５（ａ）に示すように、焼成後の積層体３３５の、上面（図３４（ｂ）における上面）、４つの側面のうちの２つの側面（図３４（ａ）における左右斜辺に対応した側面）、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層（膜厚１μｍ程度）を形成する。この一定距離は、Ｎｉ層が流路ユニット３０２の圧力室３１０に臨まないような距離に設定されている。そして、この下地としてのＮｉ層の上側に、表層としてＡｕ層（膜厚０．１μｍ程度）を形成する。Ｎｉ層、Ａｕ層は、ＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。これにより、積層体３３５の上面、２つの側面、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層とＡｕ層とが積層された導電膜３２８（３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ）が形成される。導電膜３２８は、積層体３３５の左右斜辺に相当する側面から露出する共通電極３２６及び補強用電極３２７と電気的に接続される。このときの図３５（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ａ）に示す。
【０１５４】
その後、積層体３３５の上面の４隅の角部にエッチングにより円形の位置決めマーク３３６を形成する。このようにして積層体３３８が作成される。
【０１５５】
なお、上述した工程は、下面のうち圧力室３１０に臨むことになる領域と位置決めマーク３３６とを同時にマスクした後、Ｎｉ層及びＡｕ層を形成して、その後にマスクを除去する工程に置き換えることもできる。このようにすると、位置決めマーク３３６を導電膜３２８の形成と同時に形成でき製造工数の削減を図ることができる。
【０１５６】
しかる後、図３５（ｂ）に示すように、積層体３３８の上面に形成された位置決めマーク３３６を基準にして、平面視で圧力室３１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、図３１に示す溝３３０に対応する領域の導電膜３２８を除去する。こうして導電膜３２８を部分的に除去することにより、導電膜３２８とは絶縁された主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂとからなる個別電極３２５のパターンが形成され、アクチュエータユニット３２０が作製される。このときの図３５（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ｂ）に示す。
【０１５７】
次に、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２上に配設する方法について図３７及び図３８に基づいて説明する。図３７に示すように、流路ユニット３０２のキャビティプレート３１９においてアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置には、位置合わせ用の目印として複数の位置合わせマーク３４０を形成する。位置合わせマーク３４０は、圧力室３１０を形成する際に同時に形成する。そのため、圧力室３１０に対する位置合わせマーク３４０の位置精度は高精度となる。
【０１５８】
続いて、図３８に示すように、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット３２０を、導電膜３２８の下面部３２８ｃとキャビティプレート３１９の上面の圧力室３１０以外の部分とが接触するように、接着剤により流路ユニット３０２と接着する。この際、流路ユニット３０２の表面に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係（例えば流路ユニット３０２の長手方向に両者が所定距離離れているといった関係）となるように両者を接着する。これにより、導電膜３２８と流路ユニット３０２とが電気的に接続される。また、アクチュエータユニット３２０上に形成された個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度を高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド３０１の長尺化を図ることが容易になる。
【０１５９】
その後、アクチュエータユニット３２０の各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８の上面部３２８ａに駆動電圧を供給するために、ＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａを、アクチュエータユニット３２０上に熱圧着などにより半田付けする。そして、さらに所定の工程を経ることによりインクジェットヘッド３０１の製造が完了する。
【０１６０】
以上詳細に説明した通り、本実施の形態のインクジェットヘッド３０１において、流路ユニット３０２は、９枚の薄い金属プレート３１１〜３１９を積層した構造となっている。また、キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０がマトリックス上に配列されて多数形成されていると共に、複数の位置合わせマーク３４０がアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置に形成されている。一方、アクチュエータユニット３２０の上面、２つの側面、及び、下面の一部であって圧力室３１０に臨まない領域を被覆するように、導電膜３２８が形成されている。そして、圧電シート３２１〜３２４が積層されたアクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６及び補強用電極３２７が、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する側面から露出して導電膜３２８の側面部３２８ｂと接触してこれと電気的に導通している。そのため、個別電極３２５の補助電極部３２５ｂと導電膜３２８の上面部３２８ａとにＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａの導体パターンを重ねて電気的に接続することによって、個別電極３２５及び共通電極３２６の電位を制御することができるようになるので、インクジェットヘッド３０１の組立工数の削減を図ることができる。また、導電膜３２８の側面部３２８ｂが、アクチュエータユニット３２０の両側面で共通電極３２６と電気的に接続されているため、アクチュエータユニット３２０上に形成される接地用電極と共通電極３２６との相互間を電気的に接続するためのスルーホール等を形成する必要がない。そのため、インクジェットヘッド３０１の製造コストの削減を図ることができる。また、共通電極３２６が露出したアクチュエータユニット３２０の２つの側面のほぼ全面が導電膜３２８の側面部３２８ｂによって覆われているため、共通電極３２６と導電膜３２８との電気的接続を確実に行うことができる。
【０１６１】
本実施の形態のインクジェットヘッド３０１を製造するには、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６に基づいて、レーザ加工により個別電極３２５のパターンが形成され、しかる後、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係となるように両者が接着される。そのため、個別電極３２５と圧力室３１０とを高い位置精度で位置合わせすることができる。
【０１６２】
また、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２に積層することによって、共通電極３２６と流路ユニット３０２とが導電膜３２８を介して電気的に導通するため、部品点数及び組立工数を増やすことなく共通電極３２６と流路ユニット３０２とを等電位にすることができる。これにより、製造コストの削減を図ることができると共に、インクの帯電に起因して流路ユニット３０２又は圧電シート３２４が腐食するのを防止することができる。
【０１６３】
さらに、アクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６がアクチュエータユニット３２０の上面を覆う導電膜３２８と確実に導通されると共に、各個別電極３２５と導電膜３２８とが電気的に確実に絶縁されるため、アクチュエータユニット３２０の上面に共通電極３２６に導通する接地用の電極としての導電膜３２８と各個別電極３２５とを容易に形成することができると共に、スルーホール等を形成する必要がないため、アクチュエータユニット３２０の製造コストの削減を図ることができる。
【０１６４】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態において、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）に示すように、積層体３３８に形成された位置決めマーク３３６と、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０とに基づいて両者を接着した後、位置合わせマーク３４０に基づいてレーザ加工により積層体３３８の上面に個別電極３２５のパターンを形成することによってアクチュエータユニット３２０を形成してもよい。これにより、アクチュエータユニット３２０上に形成される個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度をさらに高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性の向上を図ることができ、インクジェットヘッド３０１の長尺化をより容易に行うことができる。なお、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）において、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１と同一符号は、インクジェットヘッド３０１と同一あるいは相当部分を示すものである。
【０１６５】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面の全領域に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面のうちのいずれか一方の一部分だけに導電膜３２８を形成してもよい。また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の下面であって圧力室３１０に臨まないほぼ全領域にわたって導電膜３２８を形成したが、下面内においてこれよりも小さい領域だけに導電膜３２８を形成してもよい。これにより、導電膜３２８を形成するために必要な材料の使用量を削減することができる。
【０１６６】
さらに、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面に導電膜３２８を形成してもよい。また、このとき、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面近傍の下面であって、圧力室３１０に臨まないほぼ領域に導電膜３２８を形成してもよい。これにより、共通電極３２６と流路ユニット３０２との電気的な接続を導電膜３２８を介してさらに確実に行うことができる。
【０１６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述した３つの実施の形態で用いられている圧電シートや電極の材料は、上述したものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。また、圧力室の平面形状や断面形状、配置形態、そして、活性層を含む圧電シートの数、非活性層の数などは、適宜変更してよい。また、活性層を含む圧電シートと非活性層とで層厚を異なる厚みにしてもよい。
【０１６８】
また、上述の実施の形態では、圧電シートに個別電極及び共通電極を配置することでアクチュエータユニットを形成しているが、必ずしもこのようなアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する必要はなく、アクチュエータユニットは各圧力室の容積を個別に変化させることができるものであれば他のものを用いることもできる。また、上述の実施の形態では、圧力室がマトリクス状に配置されたものについて説明したが、圧力室が一列又は複数列に列設されたものについても本発明を適用することが可能である。
【０１６９】
上述の実施の形態では、圧力室から最も離れた最上層の圧電シートだけに活性層を形成しているが、最上層の圧電シートは必ずしも活性層を含んでいなくてもよく、また、最上層の圧電シートに加えてそれ以外の圧電シートに活性層を形成してもよい。これらの場合であっても、十分なクロストークの抑制効果を得ることができる。また、上述の実施の形態のインクジェットヘッドは圧電横効果を利用したユニモルフ構造を有するものであるが、これとは異なり、活性層を含む層を非活性層よりも圧力室側に配置した圧電縦効果を利用したインクジェットヘッドにも本発明は適用可能である。
【０１７０】
また、上述の実施の形態では、エッチングにより流路ユニットを構成する各プレートに開孔やマークを形成しているが、エッチング以外の方法で各プレートに開孔やマークを形成してもよい。
【０１７１】
さらに、上述の実施の形態では非活性層はすべて圧電シートであるが、非活性層として圧電シート以外の絶縁シートを用いてもよい。また、本発明において、アクチュエータユニットは、複数の圧力室に跨って連続して配置されていなくてもよい。つまり、アクチュエータユニットは各圧力室ごとに独立したものが圧力室の数ずつ流路ユニットに貼り付けられていてもよい。
【０１７２】
また、本発明において、圧電シート含有体は、上述の実施の形態のように、共通電極と個別電極とによって挟まれた活性層が存在する圧電シート１層だけを含むものであってもよいし、活性層が存在する一又は複数の圧電シートのほかにこれに積層された非活性層としての複数のシート状部材を含むものであってもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることが可能となり、インクジェットプリンタで形成される画像の画質が向上する。
【０１７４】
また、アクチュエータユニットに貼り合わせられるＦＰＣなどの外部接続部材がアクチュエータユニットから剥がれにくく信頼性の高いインクジェットヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。
【図５】図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図６】図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図７】図４に描かれたヘッド本体の部分断面図である。
【図８】図５内に描かれた二点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図９】図４に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。
【図１０】図６に示す領域におけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った図４に示すヘッド本体の部分断面図である。
【図１２】第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１５】第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、印刷が施される領域を説明するための平面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１８】第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、メタルマスクが配置された領域を説明するための平面図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、それぞれ、第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２０】第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、フォトレジストが配置された領域を説明するための平面図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図２２】図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２６】図２５に対応した部分拡大断面図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、レーザ照射される領域を説明するための平面図である。
【図２８】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２９】図２８に示すインクジェットヘッドにおける流路ユニット及びアクチュエータユニットの要部分解斜視図である。
【図３０】図３０（ａ）は、図２８に示すインクジェットヘッドにおける圧力室及び個別電極の平面図である。
図３０（ｂ）は、図２８に示すインクジェットヘッドの部分縦断面図である。
【図３１】図２８に示すインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大部分平面図である。
【図３２】図３１のXXXII−XXXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図３３】図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程におけるアクチュエータユニットの分解斜視図である。
【図３４】図３４（ａ）、図３４（ｂ）及び図３４（ｃ）は、それぞれ、アクチュエータユニットとなる積層体の平面図、正面図及び底面図である。
【図３５】図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図３６】図３６（ａ）及び図３６（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図３７】図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、位置合わせマークの一例を示す平面図である。
【図３８】図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、流路ユニット上にアクチュエータユニットが接着された状態を示す平面図である。
【図３９】図３９（ａ）及び図３９（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの変形例としての製造途中の一過程における部分断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１ａ ヘッド本体
４ 流路ユニット
５ マニホールド
５ａ 副マニホールド
８ インク吐出口
１０ 圧力室
１２ アパーチャ
２１ アクチュエータユニット
２２ キャビティプレート
３０ ノズルプレート
３２ インク流路
３４ 共通電極
３５ 個別電極
３５ａ 主電極部
３５ｂ 補助電極部
３６ａ，３６ｂ 補強用電極
４１ 圧電シート（活性層を含む層）
４２、４３、４４ 圧電シート（非活性層）
５５ マーク
１０１ インクジェットプリンタ
１３６ フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head that performs printing by discharging ink onto a print medium, a method of manufacturing the same, an inkjet printer, and a method of manufacturing an actuator unit.
[0002]
[Prior art]
In an ink jet printer, an ink jet head distributes ink supplied from an ink tank to a plurality of pressure chambers, and discharges ink from nozzles by selectively applying a pulsed pressure to each pressure chamber. As one means for selectively applying pressure to the pressure chamber, an actuator unit in which a plurality of ceramic piezoelectric sheets are stacked may be used.
[0003]
As an example of such an ink jet head, a plurality of continuous flat-plate-like piezoelectric sheets straddling a plurality of pressure chambers are stacked, and at least one of the piezoelectric sheets is common to many pressure chambers and held at a ground potential. 2. Description of the Related Art There is known an actuator having one actuator unit sandwiched between a common electrode and a number of individual electrodes arranged at positions corresponding to the respective pressure chambers, that is, drive electrodes (see Patent Document 1). The portion of the piezoelectric sheet sandwiched between the driving electrode and the common electrode and polarized in the stacking direction functions as an active layer by applying an external electric field. Therefore, when the driving electrodes on both sides thereof are set to a potential different from that of the common electrode, the active layer expands and contracts in the stacking direction of the piezoelectric sheets due to a so-called piezoelectric longitudinal effect. As a result, the volume in the pressure chamber fluctuates, and ink can be ejected from the nozzles communicating with the pressure chamber toward the print medium.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-341852
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in order to ensure good ink ejection performance in such an ink jet head, the actuator unit is positioned relative to the flow path unit such that the position of the active layer defined by each individual electrode in plan view overlaps the pressure chamber. Must be precisely aligned.
[0006]
In such an ink-jet head, the common electrode and the individual electrode are formed by printing the conductive paste serving as the common electrode and the individual electrode in a predetermined pattern on the piezoelectric sheet and then heating the paste. Generally, when the common electrode and the individual electrode are formed by printing the paste, the paste is heated together with the piezoelectric sheet at a high temperature exceeding the heat resistant temperature of the adhesive. Therefore, after the flow path unit having the ink flow path including the pressure chamber and the like and the actuator unit are separately manufactured, the two must be bonded to each other using the adhesive with the pressure chamber inside.
[0007]
However, as described above, the actuator unit is a sintered body manufactured by subjecting the conductive electrode material and the piezoelectric sheet to high-temperature heat treatment, whereas the channel unit is formed by bonding a plurality of metal sheets with an adhesive. It is a laminated body that is bonded. Among them, in an actuator unit in which a constituent material is shrunk in a high-temperature sintering step, the dimensional accuracy of the individual electrodes decreases as the size of the piezoelectric sheet increases. Therefore, as the head becomes longer, it becomes more difficult to align the pressure chamber in the flow path unit with the individual electrodes in the actuator unit, and the production yield of the head decreases.
[0008]
An external connection member such as a flexible printed circuit (FPC) is attached on the actuator unit to connect the individual electrodes and the driver IC. Therefore, the external connection member needs to be firmly attached to the actuator unit.
[0009]
Therefore, one object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet head that can align each pressure chamber in a flow path unit with an individual electrode in an actuator unit with high accuracy.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a highly reliable inkjet head in which an external connection member such as an FPC bonded to an actuator unit is hardly peeled off from the actuator unit, and a method of manufacturing the actuator unit used in the inkjet head. It is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a flow path unit includes a plurality of pressure chambers each having one end connected to a nozzle and the other end connected to an ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane. And an actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, and an individual unit disposed at a position corresponding to each pressure chamber. Forming a mark on the one surface of the flow path unit, wherein the electrode and an actuator unit including an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode; A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting electrodes, and fixing the piezoelectric sheet-containing body to the one surface of the flow path unit And forming the individual electrodes on a surface of the piezoelectric sheet-containing member fixed to the flow channel unit on a surface opposite to a fixing surface with the flow channel unit, based on the mark. A method of manufacturing an ink jet head provided, an ink jet head manufactured by the method, and an ink jet printer including the same are provided.
[0012]
According to this, the individual electrodes are formed on the piezoelectric sheet-containing body based on the marks formed on the flow path unit after the piezoelectric sheet-containing body serving as the actuator unit and the flow path unit are fixed. As compared with the case where the actuator unit formed with is formed on the channel unit, an ink jet head in which the positional accuracy of the individual electrodes on the actuator unit with respect to the pressure chambers can be improved.
[0013]
In the present invention, the order of each step can be appropriately changed. For example, the step of forming a mark may be performed after the step of preparing a piezoelectric sheet-containing body.
[0014]
According to another aspect of the present invention, a flow path unit includes a plurality of pressure chambers each having one end connected to a nozzle and the other end connected to an ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane. And an actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, and an individual unit disposed at a position corresponding to each pressure chamber. An electrode, and a method of manufacturing an ink jet head having an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode, wherein a step of forming a first mark on the one surface of the flow path unit; Preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting the common electrode, and forming a second mark on the piezoelectric sheet-containing body; Fixing the piezoelectric sheet-containing member to the one surface of the flow path unit so that the first mark and the second mark have a predetermined positional relationship; and the first mark or the second mark. Forming an individual electrode on the piezoelectric sheet-containing body based on a mark.
[0015]
According to this, the marks formed on both the piezoelectric sheet containing body serving as the actuator unit and the flow path unit are fixed so as to have a predetermined positional relationship, and then the marks formed on the piezoelectric sheet containing body or the flow path unit are formed. Since the individual electrodes are formed on the piezoelectric sheet-containing body based on the above, the position of the individual electrodes on the actuator unit with respect to the pressure chambers in comparison with the case where the actuator unit in which the individual electrodes are formed in advance is fixed to the channel unit. An inkjet head with improved accuracy can be obtained.
[0016]
According to another aspect of the present invention, the method includes a plurality of pressure chambers each having one end connected to a nozzle and the other end connected to an ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane. A passage unit and an actuator unit fixed to one surface of the flow passage unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, disposed at a position corresponding to each pressure chamber. An individual electrode, and an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode, and the individual electrode on a surface of the actuator unit opposite to a surface on which the flow path unit is fixed. An ink jet head comprising: a conductive film formed to have substantially the same thickness as the individual electrodes while maintaining a distance from the ink jet head.
[0017]
According to this, the conductive film formed in a region other than the individual electrode for strengthening the fixing force between the external connection member such as the FPC and the actuator unit has substantially the same thickness as the individual electrode. Almost no difference in height occurs between the region where the electrode is formed and the region where the conductive film is formed. Therefore, the external connection member bonded to the actuator unit is hardly peeled off, and the reliability of the ink jet head is improved.
[0018]
According to still another aspect of the present invention, in a method of manufacturing an actuator unit including a piezoelectric sheet, the actuator unit being stacked on a flow path unit in which a plurality of pressure chambers are formed; A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting a common electrode provided in common, wherein the piezoelectric sheet-containing body in which the common electrode is exposed from a side surface thereof; A step of forming a surface electrode that contacts the common electrode on a side surface of the piezoelectric sheet-containing body while covering a surface opposite to a surface serving as a fixing surface with the flow channel unit, and corresponding to each pressure chamber. Partially removing the surface electrode so that an individual electrode is formed at a position.
[0019]
According to this, since there is almost no height difference between the individual electrode and the surface electrode, the external connection member is similarly bonded to both electrodes of the actuator unit, and it is difficult for the external connection member to be separated from the actuator unit. Therefore, the reliability of the inkjet head is improved. In addition, since the common electrode and the surface electrode can be electrically connected without performing a complicated process of forming a through hole in the piezoelectric sheet, the manufacturing cost can be reduced.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a schematic diagram of an ink jet printer including an ink jet head according to a first embodiment of the present invention. An inkjet printer 101 shown in FIG. 1 is a color inkjet printer having four inkjet heads 1. The printer 101 includes a paper feed unit 111 on the left side in the figure and a paper discharge unit 112 on the right side in the figure.
[0022]
Inside the printer 101, a paper transport path that flows from the paper supply unit 111 to the paper discharge unit 112 is formed. Immediately downstream of the paper feed unit 111, a pair of feed rollers 105a and 105b for nipping and transporting a sheet as an image recording medium are arranged. The sheet is fed from left to right in the figure by a pair of feed rollers 105a and 105b. Two belt rollers 106 and 107 and an endless conveyance belt 108 wound around the rollers 106 and 107 are disposed in an intermediate portion of the sheet conveyance path. The outer peripheral surface of the transport belt 108, that is, the transport surface is subjected to a silicone process, and the paper transported by the pair of feed rollers 105a and 105b is held on the transport surface of the transport belt 108 by its adhesive force, The belt roller 106 can be conveyed downstream (to the right) by rotating clockwise (in the direction of arrow 104) in the figure.
[0023]
Pressing members 109a and 109b are arranged at positions where paper is inserted into and discharged from the belt roller 106, respectively. The pressing members 109a and 109b press the paper against the transport surface of the transport belt 108 so that the paper on the transport belt 108 does not float off the transport surface, and securely adhere the paper to the transport surface.
[0024]
A peeling mechanism 110 is provided immediately downstream of the transport belt 108 along the paper transport path. The peeling mechanism 110 is configured to peel the sheet adhered to the transport surface of the transport belt 108 from the transport surface, and to feed the paper toward the right paper discharge unit 112.
[0025]
The four inkjet heads 1 have a head body 1a at the lower end. The head main bodies 1a each have a rectangular cross-section, and are arranged close to each other such that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the paper transport direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1). That is, the printer 101 is a line type printer. The bottom surface of each of the four head bodies 1a is opposed to the paper transport path, and these bottom surfaces are provided with nozzles formed with a large number of ink ejection ports having a small diameter. Magenta, yellow, cyan, and black inks are ejected from each of the four head bodies 1a.
[0026]
The head main body 1a is arranged so that a small gap is formed between the lower surface thereof and the conveyance surface of the conveyance belt 108, and a paper conveyance path is formed in the gap. With this configuration, when the paper conveyed on the conveyance belt 108 sequentially passes immediately below the four head bodies 1a, ink of each color is ejected from the nozzles toward the upper surface of the paper, that is, the printing surface. Thus, a desired color image can be formed on paper.
[0027]
The inkjet printer 101 has a maintenance unit 117 for automatically performing maintenance on the inkjet head 1. The maintenance unit 117 is provided with four caps 116 for covering the lower surfaces of the four head main bodies 1a, a purge mechanism (not shown), and the like.
[0028]
When printing is being performed by the inkjet printer 101, the maintenance unit 117 is located at a position immediately below the sheet feeding unit 111 (a retracted position). When a predetermined condition is satisfied after printing is completed (for example, when a state in which a printing operation is not performed continues for a predetermined time, or when a power-off operation of the printer 101 is performed), the four head main bodies are used. The head is moved to a position immediately below 1a, and at this position (cap position), the cap 116 covers the lower surface of the head main body 1a, respectively, to prevent the ink in the nozzle portion of the head main body 1a from drying. .
[0029]
The belt rollers 106 and 107 and the transport belt 108 are supported by a chassis 113. The chassis 113 is mounted on a cylindrical member 115 disposed below the chassis 113. The cylindrical member 115 is rotatable about a shaft 114 attached at a position off the center. Therefore, when the height of the upper end of the cylindrical member 115 changes with the rotation of the shaft 114, the chassis 113 moves up and down accordingly. When the maintenance unit 117 is moved from the retracted position to the cap position, the cylindrical member 115 is rotated in advance by an appropriate angle to move the chassis 113, the transport belt 108, and the belt rollers 106 and 107 by an appropriate distance from the position shown in FIG. It is necessary to lower it and secure a space for moving the maintenance unit 117.
[0030]
In a region surrounded by the transport belt 108, a substantially rectangular parallelepiped shape (which is in contact with the inkjet head 1, that is, the lower surface of the transport belt 108 on the upper side and which supports the inkjet belt 1 from the inner peripheral side thereof) (Having the same width).
[0031]
Next, the structure of the inkjet head 1 according to the present embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head 1. FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the inkjet head 1 according to the present embodiment has a head body 1a having a rectangular planar shape extending in one direction (main scanning direction) and a base for supporting the head body 1a. 131. The base 131 supports, in addition to the head body 1a, a driver IC 132 that supplies a drive signal to the individual electrodes 35 (see FIG. 6) and the like, and a substrate 133.
[0032]
As shown in FIG. 2, the base 131 is partially bonded to the upper surface of the head main body 1 a to support the head main body 1 a, and the base 131 is bonded to the upper surface of the base block 138 so as to be bonded to the base block 138. And a holder 139 for holding the same. The base block 138 is a substantially rectangular parallelepiped member having substantially the same length as the length of the head body 1a in the longitudinal direction. The base block 138 made of a metal material such as stainless steel has a function as a lightweight structure for reinforcing the holder 139. The holder 139 includes a holder main body 141 disposed on the head main body 1a side, and a pair of holder support portions 142 extending from the holder main body 141 to the side opposite to the head main body 1a. Each of the pair of holder supporting portions 142 is a flat plate-shaped member, and is provided in parallel with each other at predetermined intervals along the longitudinal direction of the holder main body 141.
[0033]
At both ends of the holder body 141 in the sub-scanning direction (a direction orthogonal to the main scanning direction), a pair of skirt portions 141a projecting downward are provided. Here, since the pair of skirt portions 141a are formed over the entire length of the holder body 141 in the longitudinal direction, a substantially rectangular parallelepiped groove portion 141b is formed on the lower surface of the holder body 141 by the pair of skirt portions 141a. ing. The base block 138 is housed in the groove 141b. The upper surface of the base block 138 and the bottom surface of the groove 141b of the holder main body 141 are bonded with an adhesive. Since the thickness of the base block 138 is slightly larger than the depth of the groove 141b of the holder body 141, the lower end of the base block 138 protrudes below the skirt 141a.
[0034]
Inside the base block 138, an ink reservoir 3, which is a substantially rectangular parallelepiped space (hollow region) extending in the longitudinal direction, is formed as a flow path of the ink supplied to the head main body 1a. An opening 3 b (see FIG. 4) communicating with the ink reservoir 3 is formed in the lower surface 145 of the base block 138. The ink reservoir 3 is connected to a main ink tank (ink supply source) (not shown) in the printer body by a supply tube (not shown). Therefore, the ink reservoir 3 is appropriately refilled with ink from the main ink tank.
[0035]
The lower surface 145 of the base block 138 protrudes below the periphery near the opening 3b. The base block 138 is in contact with the flow path unit 4 (see FIG. 3) of the head main body 1a only at a portion 145a near the opening 3b of the lower surface 145. Therefore, a region other than the portion 145a near the opening 3b on the lower surface 145 of the base block 138 is separated from the head main body 1a, and the actuator unit 21 is arranged in this separated portion.
[0036]
A driver IC 132 is fixed to an outer surface of the holder support portion 142 of the holder 139 via an elastic member 137 such as a sponge. A heat sink 134 is disposed in close contact with the outer surface of the driver IC 132. The heat sink 134 is a substantially rectangular parallelepiped member, and efficiently dissipates heat generated by the driver IC 132. A flexible printed wiring board 136 as a power supply member is connected to the driver IC 132. The FPC 136 connected to the driver IC 132 is electrically connected to the substrate 133 and the head main body 1a by soldering. A board 133 is disposed above the driver IC 132 and the heat sink 134 and outside the FPC 136. The seal member 149 is bonded between the upper surface of the heat sink 134 and the substrate 133 and between the lower surface of the heat sink 134 and the FPC 136.
[0037]
A seal member 150 is arranged between the lower surface of the skirt portion 141a of the holder body 141 and the upper surface of the flow path unit 4 so as to sandwich the FPC 136. That is, the FPC 136 is fixed to the flow path unit 4 and the holder body 141 by the seal member 150. This makes it possible to prevent bending when the head main body 1a is elongated, to prevent stress from being applied to the connection between the actuator unit 21 and the FPC 136, and to reliably hold the FPC 136.
[0038]
As shown in FIG. 2, in the vicinity of a lower corner portion of the inkjet head 1 along the main scanning direction, six protrusions 30 a are evenly spaced along the side wall of the inkjet head 1. These protruding portions 30a are portions provided at both ends in the sub-scanning direction of the nozzle plate 30 (see FIG. 7) in the lowermost layer of the head main body 1a. That is, the nozzle plate 30 is bent by about 90 degrees along the boundary between the protruding portion 30a and the other portion. The protrusions 30 a are provided at positions corresponding to the vicinity of both ends of various sizes of paper used for printing in the printer 101. Since the bent portion of the nozzle plate 30 has a rounded shape rather than a right angle, paper jam caused by the leading end of the paper conveyed in the direction approaching the head 1 coming into contact with the side surface of the head 1 That is, jamming is less likely to occur.
[0039]
FIG. 4 is a schematic plan view of the head main body 1a. In FIG. 4, the ink reservoir 3 formed in the base block 138 is virtually drawn by a broken line. As shown in FIG. 4, the head main body 1a has a rectangular planar shape extending in one direction (main scanning direction). The head main body 1a has a channel unit 4 in which a number of pressure chambers 10 to be described later and ink discharge ports 8 at the nozzle tip (both shown in FIGS. 5, 6, and 7) are formed. A plurality of trapezoidal actuator units 21 arranged in two rows in a staggered manner are adhered. Each actuator unit 21 is arranged such that its parallel opposing sides (upper side and lower side) are along the longitudinal direction of the flow path unit 4. The oblique sides of the adjacent actuator units 21 overlap in the width direction of the flow path unit 4.
[0040]
The lower surface of the flow path unit 4 corresponding to the adhesion area of the actuator unit 21 is an ink ejection area. As described later, a large number of ink ejection ports 8 are arranged in a matrix on the surface of the ink ejection area. In the base block 138 disposed above the flow path unit 4, an ink reservoir 3 is formed along the longitudinal direction. The ink reservoir 3 communicates with an ink tank (not shown) through an opening 3a provided at one end thereof, and is always filled with ink. The ink reservoir 3 is provided with two pairs of openings 3b along the extending direction, and is provided in a staggered manner in a region where the actuator unit 21 is not provided.
[0041]
FIG. 5 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line drawn in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the ink reservoir 3 communicates with the manifold 5 in the channel unit 4 located below the ink reservoir 3 through the opening 3 b. The opening 3b is provided with a filter (not shown) for capturing dust and the like contained in the ink. The manifold 5 has a sub-manifold 5a with a leading end branched into two. Two sub-manifolds 5a enter into the lower part of one actuator unit 21 from two openings 3b located on both sides of the actuator unit 21 in the longitudinal direction of the inkjet head 1 respectively. That is, a total of four sub-manifolds 5 a extend below the one actuator unit 21 along the longitudinal direction of the inkjet head 1. Each sub-manifold 5a is filled with the ink supplied from the ink reservoir 3.
[0042]
FIG. 6 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line drawn in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, on the upper surface of the actuator unit 21, individual electrodes 35 having a substantially rhombic planar shape are regularly arranged in a matrix. On the surface of the ink discharge area corresponding to the actuator unit 21 of the flow path unit 4, a large number of ink discharge ports 8 are regularly arranged in a matrix. In the flow path unit 4, substantially rhombic pressure chambers (cavities) 10 each having a plane shape larger than the individual electrode 35 and communicating with each ink discharge port 8, and apertures 12 are regularly arranged in a matrix. Are arranged. The pressure chamber 10 is formed at a position corresponding to the individual electrode 35, and the individual electrode 35 is included in a region of the pressure chamber 10 in a plan view. In FIGS. 5 and 6, the pressure chambers 10 and the apertures 12 and the like in the actuator unit 21 or the flow path unit 4 which should be drawn by broken lines are drawn by solid lines for easy understanding.
[0043]
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the head main body 1a depicted in FIG. 4 along the longitudinal direction of the pressure chamber. As can be seen from FIG. 7, each ink ejection port 8 is formed at the tip of a tapered nozzle. Each ink ejection port 8 communicates with the sub-manifold 5 a via a pressure chamber 10 (length 900 μm, width 350 μm) and an aperture 12. In this manner, the ink flow path 32 is formed in the ink jet head 1 from the ink tank to the ink discharge port 8 via the ink reservoir 3, the manifold 5, the sub-manifold 5a, the aperture 12, and the pressure chamber 10.
[0044]
As is clear from FIG. 7, the pressure chamber 10 and the aperture 12 are provided at different heights. As a result, as shown in FIG. 6, in the flow path unit 4 corresponding to the ink ejection area below the actuator unit 21, the aperture 12 communicating with one pressure chamber 10 is connected to the pressure chamber adjacent to the pressure chamber. 10 can be arranged at the same position in plan view. As a result, since the pressure chambers 10 are arranged in close contact with each other and at a high density, high-resolution image printing is realized by the inkjet head 1 having a relatively small occupied area.
[0045]
The pressure chambers 10 are arranged such that, in the planes illustrated in FIGS. 5 and 6, the longitudinal direction of the inkjet head 1 (first arrangement direction) and the direction slightly inclined from the width direction of the inkjet head 1 (second arrangement direction). Are arranged in the ink ejection area in two directions. The first arrangement direction and the second arrangement direction form an angle θ slightly smaller than a right angle. The ink discharge ports 8 are arranged at 50 dpi in the first arrangement direction. On the other hand, the pressure chambers 10 are arranged in the second arrangement direction such that twelve pressure chambers are included in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21. Thus, within the entire width of the inkjet head 1, there are twelve ink ejection ports 8 in a range separated by a distance between two ink ejection ports 8 adjacent in the first arrangement direction. Note that, at both ends (corresponding to the oblique sides of the actuator unit 21) of each ink ejection region in the first arrangement direction, the ink ejection regions are complementary to the ink ejection regions corresponding to another actuator unit 21 facing in the width direction of the inkjet head 1. Satisfies the above condition. Therefore, in the ink jet head 1 according to the present embodiment, the ink is sequentially discharged from the large number of ink ejection ports 8 arranged in the first and second arrangement directions with the relative movement of the ink jet head 1 in the width direction with respect to the sheet. By discharging droplets, printing can be performed at 600 dpi in the main scanning direction.
[0046]
Next, the structure of the channel unit 4 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a positional relationship among the three members of the pressure chamber 10, the ink discharge port 8, and the aperture (restricted flow path) 12. As shown in FIG. 8, the pressure chambers 10 are arranged in a row at a predetermined interval of 50 dpi in the first arrangement direction. Twelve rows of such pressure chambers 10 are arranged in the second arrangement direction, and the pressure chambers 10 are two-dimensionally arranged in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21 as a whole.
[0047]
The pressure chamber 10 includes two types, a pressure chamber 10a in which a nozzle is connected to an upper acute angle portion in FIG. 8 and a pressure chamber 10b in which a nozzle is connected to a lower acute angle portion. The plurality of pressure chambers 10a and the plurality of pressure chambers 10b are arranged in the first arrangement direction to form pressure chamber rows 11a and 11b, respectively. As shown in FIG. 8, in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21, two pressure chamber rows 11a are arranged in order from the lower side in FIG. The chamber rows 11b are arranged. The combination of the two pressure chamber rows 11a and the two pressure chamber rows 11b as a set of four pressure chamber rows constitutes one set of pressure chamber rows, and ink ejection corresponding to one actuator unit 21 is performed. In the region, the sequence is repeated three times from the lower side. A straight line connecting the upper acute angles of the pressure chambers in each of the pressure chamber rows 11a and 11b intersects with the lower oblique side of each pressure chamber in the pressure chamber row adjacent to the pressure chamber row from above.
[0048]
As described above, the first pressure chamber row 11a and the second pressure chamber row 11b in which the arrangement positions of the nozzles connected to the pressure chambers 10 are different from each other when viewed from a direction perpendicular to the paper surface of FIG. By arranging the pressure chambers 10 adjacent to each other, the pressure chambers 10 are regularly arranged as a whole. On the other hand, the nozzles are arranged in a central region in a set of the pressure chamber rows including the four pressure chamber rows. As a result, as described above, when four pressure chamber rows are set as one set and the pressure chamber row sets are repeatedly arranged three times from the lower side, the area near the boundary between the pressure chamber row sets, that is, On both sides of such a set of four rows of pressure chambers, areas where no nozzles exist are formed. A wide sub-manifold 5a for supplying ink to each pressure chamber 10 is extended there. In the present embodiment, in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21, one lower part in the figure, between the pair of the lowermost pressure chamber row and the second pair of the pressure chamber rows. , And a total of four wide sub-manifolds 5a extending in the first arrangement direction, two in total on both sides of the uppermost set of pressure chamber rows.
[0049]
As shown in FIG. 8, the nozzles communicating with the ink ejection ports 8 for ejecting ink are arranged at equal intervals of 50 dpi in the first arrangement direction, corresponding to the pressure chambers 10 regularly arranged in this direction. . Also, unlike the case where twelve pressure chambers 10 are regularly arranged also in the second arrangement direction intersecting the first arrangement direction at an angle θ, twelve pressure chambers 10 corresponding to these twelve pressure chambers 10 are provided. As described above, there are nozzles that communicate with the upper acute angle portion of the pressure chamber 10 and nozzles that communicate with the lower acute angle portion as described above, and are not regularly arranged at regular intervals in the second arrangement direction. .
[0050]
On the other hand, when the nozzles are always in communication with the acute angle portion on the same side of the pressure chamber 10, the nozzles are also regularly arranged in the second arrangement direction at regular intervals. That is, in this case, the nozzles are arranged so as to be displaced in the first arrangement direction by an interval corresponding to 600 dpi, which is the resolution at the time of printing, every time the pressure chamber row moves upward from the lower side in the drawing. On the other hand, in the present embodiment, the four pressure chamber rows 11a and the two pressure chamber rows 11b are combined into one set of four pressure chamber rows, and this is repeated three times from the lower side. Therefore, the displacement of the nozzle position in the first arrangement direction every time the pressure chamber row is raised from the lower side to the upper side in the figure is not always the same.
[0051]
In the inkjet head 1 according to the present embodiment, a band-shaped region R having a width (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi in the first arrangement direction and extending in a direction orthogonal to the first arrangement direction is considered. In this band-shaped region R, only one nozzle exists in any of the 12 pressure chamber rows. That is, when such a band-shaped region R is partitioned at an arbitrary position in the ink ejection region corresponding to one actuator unit 21, twelve nozzles are always distributed in the band-shaped region R. The positions of the points where the twelve nozzles are projected on a straight line extending in the first arrangement direction are separated by an interval corresponding to 600 dpi which is the resolution at the time of printing.
[0052]
The 12 nozzles belonging to one band-shaped region R are projected on a straight line extending in the first arrangement direction, and the positions of the 12 nozzles are described as (1) to (12) in the order from the left. Then, these 12 nozzles, from the bottom, (1), (7), (2), (8), (5), (11), (6), (12), (9), ( 3), (10), and (4).
[0053]
In the inkjet head 1 according to the present embodiment configured as described above, if the active layer in the actuator unit 21 is appropriately driven, characters, graphics, and the like having a resolution of 600 dpi can be drawn. That is, by selectively driving the active layers corresponding to the twelve pressure chamber rows sequentially in accordance with the transport of the print medium, specific characters and figures can be printed on the print medium.
[0054]
For example, a case where a straight line extending in the first arrangement direction is printed at a resolution of 600 dpi will be described. First, the case where the nozzle communicates with the acute angle portion on the same side of the pressure chamber 10 will be briefly described. In this case, in response to the transport of the printing butterfly, ink starts to be ejected from the nozzles in the lowermost pressure chamber row in FIG. 8, and sequentially belongs to the upper adjacent pressure chamber row. A nozzle is selected to discharge ink. Thus, ink dots are formed adjacent to each other at an interval of 600 dpi in the first arrangement direction. Ultimately, a straight line extending in the first arrangement direction is drawn at a resolution of 600 dpi as a whole.
[0055]
On the other hand, in the present embodiment, ink starts to be ejected from the nozzles in the lowermost pressure chamber row 11a in FIG. 8, and communicates with the pressure chambers adjacent to the upper side sequentially as the print medium is transported. The selected nozzle is ejected. At this time, since the displacement of the nozzle position in the first arrangement direction every time one pressure chamber row is raised from the lower side to the upper side is not always the same, the nozzle positions are sequentially formed along the first arrangement direction as the print medium is transported. The dots of the ink to be printed are not equally spaced at intervals of 600 dpi.
[0056]
That is, as shown in FIG. 8, in response to the printing medium being conveyed, first, ink is ejected from the nozzle (1) communicating with the lowermost pressure chamber row 11a in the figure, and the ink is discharged onto the printing medium. Dot rows are formed at intervals (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi. Thereafter, when the straight line forming position reaches the position of the nozzle (7) communicating with the second lowest pressure chamber row 11a along with the conveyance of the print medium, ink is ejected from the nozzle (7). As a result, a position (about 42.3 μm × 6 = about 254.0 μm) displaced in the first arrangement direction by 6 times the interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi from the dot position formed first. A second ink dot is formed.
[0057]
Next, as the printing medium is transported, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (2) communicating with the third pressure chamber row 11b from the bottom, ink is ejected from the nozzle (2). Thus, a third ink dot is formed at a position displaced in the first arrangement direction by an interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi from the dot position formed first. Further, when the straight line forming position reaches the position of the nozzle (8) communicating with the fourth pressure chamber row 11b from the bottom as the print medium is transported, ink is ejected from the nozzle (8). As a result, a position (about 42.3 μm × 7 = about 296.3 μm) displaced in the first arrangement direction by seven times the interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi from the position of the initially formed dot. A fourth ink dot is formed. Further, when the straight line forming position reaches the position of the nozzle (5) communicating with the fifth pressure chamber row 11a from the bottom along with the transport of the print medium, ink is ejected from the nozzle (5). Thereby, the position (about 42.3 μm × 4 = about 169.3 μm) displaced in the first arrangement direction by four times the interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi from the dot position formed first. A second ink dot is formed.
[0058]
In the same manner, ink dots are successively formed while sequentially selecting the nozzles communicating with the pressure chambers 10 located from the lower side to the upper side in the figure. At this time, assuming that the nozzle number shown in FIG. 8 is N, the first array from the initially formed dot position by an amount corresponding to (magnification n = N−1) × (interval corresponding to 600 dpi) An ink dot is formed at a position displaced in the direction. When the 12 nozzles are finally selected, the ink dots formed at intervals (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi by the nozzles (1) in the lowermost pressure chamber row 11a in FIG. Are connected by 12 dots formed at intervals of about 600 dpi (about 42.3 μm), so that a straight line extending in the first arrangement direction can be drawn with a resolution of 600 dpi as a whole.
[0059]
Next, a sectional structure of the inkjet head 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a partially exploded perspective view of the head main body 1a depicted in FIG. As shown in FIGS. 7 and 9, the main part on the bottom side of the inkjet head 1 is, from above, an actuator unit 21, a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture plate 24, a supply plate 25, and manifold plates 26, 27, 28. , A cover plate 29 and a nozzle plate 30 having a laminated structure in which a total of ten sheet materials are laminated. Of these, the channel unit 4 is composed of nine plates excluding the actuator unit 21.
[0060]
As will be described in detail later, the actuator unit 21 has four piezoelectric sheets 41 to 44 (see FIG. 11) stacked and provided with electrodes, so that only the uppermost layer becomes an active layer when an electric field is applied. This is a layer having a portion (hereinafter simply referred to as a “layer having an active layer”), and the remaining three layers are non-active layers. The cavity plate 22 is a metal plate provided with a large number of substantially rhombic openings corresponding to the pressure chambers 10. The base plate 23 is a metal plate provided with a communication hole between the pressure chamber 10 and the aperture 12 and a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink discharge port 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The aperture plate 24 is a metal plate in which one of the pressure chambers 10 of the cavity plate 22 is provided with a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink discharge port 8 in addition to the aperture 12. The supply plate 25 is a metal plate provided with a communication hole between the aperture 12 and the sub-manifold 5a and a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink discharge port 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The manifold plates 26, 27, and 28 are metal plates provided with communication holes from the pressure chambers 10 to the ink discharge ports 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22, in addition to the sub-manifold 5a. The cover plate 29 is a metal plate provided with communication holes from the pressure chambers 10 to the ink discharge ports 8 for one of the pressure chambers 10 of the cavity plate 22. The nozzle plate 30 is a metal plate provided with a tapered ink discharge port 8 functioning as a nozzle for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22.
[0061]
These ten sheets 21 to 30 are laminated while being aligned with each other so that an ink flow path 32 as shown in FIG. 7 is formed. The ink flow path 32 extends upward from the sub-manifold 5a first, extends horizontally at the aperture 12, then further upwards, extends horizontally again at the pressure chamber 10, and then moves away from the aperture 12 for a while. The diagonally downward direction is followed by the vertically downward direction toward the ink discharge port 8.
[0062]
Next, a detailed structure of the actuator unit 21 will be described. FIG. 10 is an enlarged plan view of the actuator unit 21. FIG. FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the inkjet head 1 taken along line XI-XI in FIG.
[0063]
As shown in FIG. 10, individual electrodes 35 each having a thickness of about 1.1 μm are provided on the upper surface of the actuator unit 21 at positions substantially overlapping the respective pressure chambers 10 in plan view. The individual electrode 35 includes a substantially diamond-shaped main electrode portion 35a and a substantially diamond-shaped auxiliary electrode portion 35b formed continuously from one acute angle portion of the main electrode portion 35a and smaller than the main electrode portion 35a. The main electrode portion 35a is slightly smaller than the pressure chamber 10 and has a substantially similar shape to the pressure chamber 10, and is arranged so as to fit in the pressure chamber 10 in plan view. In addition, most of the auxiliary electrode portion 35b protrudes from the pressure chamber 10 in plan view. In an area other than the individual electrodes 35 on the upper surface of the actuator unit 21, a piezoelectric sheet 41 described later is exposed.
[0064]
As shown in FIG. 11, the actuator unit 21 includes four piezoelectric sheets 41, 42, 43, and 44 each having a thickness of about 15 μm and formed to be the same. An FPC 136 for supplying a signal for controlling the potential of the individual electrode 35 and the common electrode 34 is attached to the actuator unit 21. Each of the piezoelectric sheets 41 to 44 is a continuous layered flat plate (continuous flat plate layer) so as to be arranged across a number of pressure chambers 10 formed in one ink ejection region in the ink jet head 1. By arranging the piezoelectric sheets 41 to 44 as a continuous flat layer over a large number of pressure chambers 10, it is possible to arrange the individual electrodes 35 at a high density by using, for example, a screen printing technique. Therefore, the pressure chambers 10 formed at positions corresponding to the individual electrodes 35 can also be arranged at a high density, and a high-resolution image can be printed. In the present embodiment, the piezoelectric sheets 41 to 44 are made of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material having ferroelectricity. In FIG. 11, the FPC 136 and the piezoelectric sheet 41 are drawn so as to be adhered to each other over the entire surface. However, actually, both are adhered only to the auxiliary electrode portion 35 b of each individual electrode 35. . This is the same in FIGS. 22 and 32.
[0065]
Between the piezoelectric sheet 41 in the uppermost layer and the piezoelectric sheet 42 adjacent below the uppermost layer, a common electrode 34 having a thickness of about 2 μm is formed on the entire surface of the sheet. As described above, the top surface of the actuator unit 21, that is, the top surface of the piezoelectric sheet 41 has a planar shape similar to that of the pressure chamber 10 (length 850 μm, width 250 μm), and the projection area in the stacking direction has a pressure. Individual electrodes 35 each including a main electrode portion 35a included in the chamber region and a substantially diamond-shaped auxiliary electrode portion 35b smaller than the main electrode portion 35a are formed for each pressure chamber 10. Further, between the piezoelectric sheets 43 and 44 and between the piezoelectric sheets 42 and 43, reinforcing metal films 36a and 36b for reinforcing the actuator unit 21 are interposed. The reinforcing metal films 36a and 36b are formed on the entire surface of the sheet similarly to the common electrode 34, and have substantially the same thickness. In the present embodiment, the individual electrode 35 is made of a laminated metal material having Ni (about 1 μm in thickness) as a base and Au (about 0.1 μm in thickness) as a base layer. The metal films 36a and 36b are made of an Ag-Pd-based metal material. The reinforcing metal films 36a and 36b do not function as electrodes and need not necessarily be provided. However, the presence of the reinforcing metal films 36a and 36b can compensate for the brittleness of the sintered piezoelectric sheets 41 to 44. There is an advantage that the piezoelectric sheets 41 to 44 can be easily handled.
[0066]
The common electrode 34 is grounded via an FPC 136 in a region (not shown). Thus, the common electrode 34 is maintained at the same ground potential in the regions corresponding to all the pressure chambers 10. The individual electrodes 35 are wired in the FPC 136 independently of each individual electrode 35 in the substantially diamond-shaped auxiliary electrode portion 35b so that the potential can be selectively controlled corresponding to each pressure chamber 10. And is electrically connected to a driver IC 132 via the lead wire (not shown). As described above, in the present embodiment, since the individual electrode 35 and the FPC 136 are connected in the auxiliary electrode portion 35b outside the pressure chamber 10 in plan view, deformation of the actuator unit 21 in the stacking direction is inhibited. And the amount of change in volume of the pressure chamber 10 can be increased. The common electrode 34 may be formed in a large number for each of the pressure chambers 10 so as to have a projection area in the laminating direction larger than the pressure chamber 10 so that the projection area includes the pressure chamber area. May be formed in each of the pressure chambers 10 so as to be slightly smaller than the pressure chambers 10, and it is not necessarily required to be a single conductive layer formed on the entire surface of the sheet. However, at this time, it is necessary that the common electrodes are electrically connected so that the portions corresponding to the pressure chambers 10 all have the same potential.
[0067]
In the inkjet head 1 according to the present embodiment, the polarization direction of the piezoelectric sheets 41 to 44 is the thickness direction. In other words, the actuator unit 21 uses the uppermost piezoelectric sheet 41 (that is, the side farthest from the pressure chamber 10) as a layer on which the active layer is present and the lower three piezoelectric sheets 41 (that is, the side closer to the pressure chamber 10). It has a so-called unimorph type configuration in which the sheets 42 to 44 are inactive layers. Accordingly, when the individual electrode 35 is set to a predetermined positive or negative potential, for example, if the electric field and the polarization are in the same direction, the portion sandwiched between the electrodes in the piezoelectric sheets 41 to 43 functions as an active layer, and the polarization is caused by the piezoelectric transverse effect. Shrink at right angles to the direction. On the other hand, the piezoelectric sheets 42 to 44 do not shrink spontaneously because they are not affected by the electric field, and therefore, between the uppermost piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheets 42 to 44, in the direction perpendicular to the polarization direction. Of the piezoelectric sheets 41 to 44 so as to be deformed so as to be convex toward the inactive side (unimorph deformation). At this time, as shown in FIG. 11, the lower surfaces of the piezoelectric sheets 41 to 44 are fixed to the upper surfaces of the partition walls (cavity plates) 22 that partition the pressure chambers. Deform so that it becomes convex to the side. Therefore, the volume of the pressure chamber 10 decreases, the pressure of the ink increases, and the ink is ejected from the ink ejection port 8. After that, when the individual electrode 35 is returned to the same potential as the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume, so that the ink is sucked from the manifold 5 side.
[0068]
As another driving method, the individual electrode 35 is previously set to a potential different from that of the common electrode 34, and the individual electrode 35 is once set to the same potential as the common electrode 34 every time there is a discharge request. The potential of the electrode 35 can be different from that of the common electrode 34. In this case, at the timing when the individual electrode 35 and the common electrode 34 have the same potential, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape, so that the volume of the pressure chamber 10 is in the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). And ink is drawn into the pressure chamber 10 from the manifold 5 side. Thereafter, at the timing when the potential of the individual electrode 35 is changed to a potential different from that of the common electrode 34 again, the piezoelectric sheets 41 to 44 are deformed so as to protrude toward the pressure chamber 10, and the pressure on the ink increases due to a decrease in the volume of the pressure chamber 10. , Ink is ejected.
[0069]
If the direction of the electric field applied to the piezoelectric sheets 41 to 44 is opposite to the direction of polarization, the active layer in the piezoelectric sheet 41 sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 is polarized by the piezoelectric transverse effect. Attempts to extend in a direction perpendicular to the direction. Therefore, the piezoelectric sheets 41 to 44 are deformed so as to be concave toward the pressure chamber 10. For this reason, the volume of the pressure chamber 10 increases, and ink is sucked from the manifold 5 side. Thereafter, when the potential of the individual electrode 35 returns to its original state, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original plate shape, and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume.
[0070]
As described above, in the inkjet head 1 according to the present embodiment, the active layer is included only in the outermost layer of the actuator unit 21 and the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber, and only on the outer surface (upper surface) thereof. Are formed with individual electrodes 35. Therefore, when the actuator unit 21 is manufactured, it is not necessary to form a through hole for connecting the individual electrodes provided so as to overlap each other in a plan view, and the actuator unit 21 can be easily manufactured.
[0071]
Further, the inkjet head 1 according to the present embodiment has three non-active piezoelectric sheets 42 and 43 between the flow path unit 4 and the piezoelectric sheet 41 including the active layer farthest from the pressure chamber 10. Reference numeral 44 is arranged. In this way, by using three inactive layers for the piezoelectric sheet including one active layer, the amount of change in the volume of the pressure chamber 10 can be made relatively large. It has been confirmed by the present inventor that it is possible to reduce the size of the pressure chamber 10 and increase the degree of integration with the reduction in voltage.
[0072]
Since the piezoelectric sheet 41 in which the active layer is present and the piezoelectric sheets 42 to 44 which are the non-active layers are formed of the same material, the inkjet head 1 does not require labor for changing the material and is relatively simple to manufacture. It can be manufactured by a process. Therefore, it is expected that manufacturing costs can be reduced. Further, since the piezoelectric sheet 41 including the active layer and the piezoelectric sheets 42 to 44 which are the non-active layers all have substantially the same thickness, the cost can be reduced by simplifying the manufacturing process. . This is because the thickness adjustment step when laminating the ceramic materials to be the piezoelectric sheets can be easily performed.
[0073]
In addition, according to the inkjet head 1, by sandwiching the piezoelectric sheet 41 between the common electrode 34 and the individual electrodes 35, the volume of the pressure chamber 10 can be easily changed by the piezoelectric effect. Further, since the piezoelectric sheet 41 including the active layer is a continuous flat layer, it can be easily manufactured.
[0074]
In addition, the inkjet head 1 according to the present embodiment has the actuator unit having a unimorph structure in which the piezoelectric sheets 42 to 44 close to the pressure chamber 10 are inactive layers and the piezoelectric sheet 41 remote from the pressure chamber 10 is a layer including an active layer. 21. Therefore, the amount of change in volume of the pressure chamber 10 can be increased by the piezoelectric lateral effect, and the pressure chamber 10 is applied to the individual electrode 35 as compared with the ink jet head having the layer including the active layer and the opposite side including the inactive layer. It is possible to achieve a lower voltage and / or a higher integration of the pressure chamber 10. By reducing the applied voltage, the driver IC for driving the individual electrodes 35 can be reduced in size and the cost can be reduced, and even when the pressure chamber 10 can be reduced in size to achieve higher integration. As a result, a sufficient amount of ink can be ejected, so that the head 1 can be reduced in size and high-density arrangement of print dots can be realized.
[0075]
Next, a first manufacturing method of the inkjet head 1 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS.
[0076]
In order to manufacture the ink jet head 1, first, the flow path unit 4 and the actuator unit 21 are separately manufactured in parallel, respectively, and then both are bonded. In order to manufacture the channel unit 4, each of the plates 22 to 30 constituting the channel unit 4 is etched using a patterned photoresist as a mask to form openings and recesses as shown in FIGS. 7 and 9. It is formed on each of the plates 22-30. In particular, in this manufacturing method, as shown in FIG. 12, when forming the pressure chambers 10 in the cavity plate 22, a circular mark (cavity position recognition mark) 55 is formed by an etching process at the same time. That is, the cavity plate 22 is etched using a photoresist having openings in portions corresponding to the pressure chambers 10 and the marks 55 as a mask. The marks 55 are provided for printing positioning of the individual electrodes 35 described later. For example, the marks 55 are spaced apart in the width direction of the cavity plate 22 at predetermined intervals in the longitudinal direction of the cavity plate 22 outside the ink ejection region. It is formed in two places. The mark 55 may be an opening or a recess. In FIG. 12, only some of the pressure chambers 10 among the many pressure chambers 10 are shown.
[0077]
As a modification, the mark 55 may be formed in a step different from the etching for forming the pressure chamber 10, that is, using another photoresist as a mask. However, by performing the etching for forming the mark 55 at the same time as the etching for forming the pressure chamber 10, the positional accuracy of the mark 55 with respect to the pressure chamber 10 can be increased. The advantage that the positional accuracy between the pressure chamber 35 and the pressure chamber 10 is improved is obtained.
[0078]
Also, holes are formed in the eight plates 23 to 30 other than the cavity plate 22 by etching. Thereafter, the nine plates 22 to 30 are overlapped with an adhesive therebetween so that the ink flow path 32 is formed, and the nine plates 22 to 30 are bonded to produce the flow path unit 4.
[0079]
On the other hand, to manufacture the actuator unit 21, first, a conductive paste to be the reinforcing metal film 36 a is pattern-printed on a green sheet of a ceramic material to be the piezoelectric sheet 44. At the same time, a conductive paste for the reinforcing metal film 36b is pattern-printed on a green sheet of a ceramic material to be the piezoelectric sheet 43, and the common electrode 34 is formed on the green sheet of the ceramic material to be the piezoelectric sheet 42. The conductive paste is printed with a pattern. Thereafter, a laminate obtained by stacking the four piezoelectric sheets 41 to 44 while positioning them using a jig is fired at a predetermined temperature. As a result, a laminate (piezoelectric sheet-containing body) having no individual electrodes, in which the common electrode 34 is formed on the lower surface of the uppermost piezoelectric sheet 41, is formed.
[0080]
Next, the laminate to be the actuator unit 21 manufactured as described above is bonded to the flow path unit 4 with an adhesive so that the piezoelectric sheet 44 and the cavity plate 22 are in contact with each other. At this time, the two are adhered based on the alignment marks 55 and 55a (see FIG. 15) formed on the surface of the cavity plate 22 of the channel unit 4 and the surface of the piezoelectric sheet 41, respectively. Note that high accuracy is not required for this alignment since no individual electrodes have been formed on the laminate to be the actuator unit 21 yet. FIG. 13A is a sectional view of a main part of the ink jet head corresponding to FIG. 11 at this time, and FIG. 14A is a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line. The formation of the mark 55a on the piezoelectric sheet 41 may be performed before or after firing the piezoelectric sheets 41 to 44.
[0081]
Thereafter, as shown in FIGS. 13B and 15, the mark 55 formed on the cavity plate 22 is optically recognized, and the position of the recognized mark 55 on the piezoelectric sheet 41 is referred to. The conductive paste 39 to be the individual electrode 35 is pattern-printed at the positions as described above. At this time, FIG. 14B shows a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line in FIG.
[0082]
Next, a firing step is performed to sinter the paste 39. Thereby, the individual electrodes 35 are formed on the piezoelectric sheet 41, and the actuator unit 21 is manufactured. In the firing step performed at this time, as the adhesive for bonding the flow path unit 4 and the laminate to be the actuator unit 21, the firing temperature when firing the paste 39 printed with the pattern of the individual electrodes 35 is used. It is necessary to use a material having a temperature equal to or higher than the temperature, or a material having a sintering temperature equal to or lower than the heat-resistant temperature of the adhesive bonding the flow path unit 4 and the actuator unit 21 as the material of the paste 39.
[0083]
Thereafter, an FPC 136 for supplying an electric signal to the individual electrode 35 is electrically connected to the actuator unit 21 by soldering, and the manufacturing of the ink jet head 1 is completed through a predetermined process. Although not described in detail here, the wiring in the FPC 136 is connected to the common electrode 34 so that the common electrode 34 is maintained at the ground potential.
[0084]
In the manufacturing method of the ink jet head described above, the pattern of the individual electrodes 35 is formed by baking the pattern-printed paste 39 based on the mark 55 formed on the flow channel unit 4 side where the pressure chamber 10 is located. The positional accuracy of the individual electrode 35 formed on the piezoelectric sheet 41 with respect to the pressure chamber 10 is improved as compared with the case where the actuator unit in which the individual electrodes are formed in advance is bonded to the channel unit. Thereby, the uniformity of the ink ejection performance becomes excellent, and it is easy to increase the length of the inkjet head 1. That is, instead of providing a plurality of actuator units 21 and arranging them in the longitudinal direction of the flow path unit 4 as in the ink jet head 1 of the present embodiment, the actuator unit 21 is as long as the flow path unit 4. May be used.
[0085]
Further, in the present manufacturing method, as described above, since the printing and baking of the paste 39 are performed after the piezoelectric sheets 41 to 44 and the flow path unit 4 are bonded, the handling of the actuator unit 21 is very easy. is there. In addition, since the individual electrodes 35 can be printed using a printing machine used when forming the common electrodes 34, manufacturing costs can be reduced.
[0086]
In the present manufacturing method, when the piezoelectric sheets 41 to 44 are stacked, no individual electrode is formed between the adjacent piezoelectric sheets, that is, only the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber 10 becomes a layer including an active layer. Therefore, it is not necessary to form through holes in the piezoelectric sheets 41 to 44 for connecting the individual electrodes provided so as to overlap in a plan view. Therefore, as described above, according to the present manufacturing method, the inkjet head 1 can be manufactured at a low cost by relatively simple steps.
[0087]
Further, in the present manufacturing method, four piezoelectric sheets 41 to 44 are laminated, and only the uppermost piezoelectric sheet 41 becomes a layer including an active layer, and the remaining three piezoelectric sheets 42 to 44 become non-active layers. Like that. According to the ink jet head 1 manufactured in this manner, as described above, the amount of change in the volume of the pressure chamber 10 can be made relatively large, so that the driving voltage of the individual electrode 35 can be reduced and the pressure chamber 10 can be reduced. It is possible to reduce the size and increase the integration of the device.
[0088]
As a modified example, after firing the laminate including the piezoelectric sheets 41 to 44, the marks 55a and the individual electrodes may be formed on the piezoelectric sheet 41, and then the actuator unit 21 and the flow path unit 4 may be bonded. The marks 55a and the individual electrodes 35 are formed by performing a firing process after printing the pattern of the conductive paste. If the mark 55a is formed on the piezoelectric sheet 41 in advance, the individual electrode 35 may be formed based on the mark 55a. In any case, the dimensions of the fired laminate (piezoelectric sheets 41 to 44) hardly change when the paste to be the individual electrodes 35 is fired. Therefore, if the mark 55 on the flow channel unit 4 and the mark 55a on the piezoelectric sheet 41 are aligned so as to have a predetermined positional relationship, the individual electrode 35 and the flow channel unit 4 Can be accurately aligned with the pressure chamber 10 formed in the pressure chamber 10. Further, according to this modification, it is not necessary to perform a heat treatment for firing the individual electrodes 35 after the actuator unit 21 and the flow path unit 4 are bonded to each other. There is an advantage that the degree of freedom in selecting an adhesive used for bonding is increased.
[0089]
Further, as described above, by providing the reinforcing metal films 36a and 36b, the brittleness of the piezoelectric sheets 41 to 44 can be compensated and the handling properties of the piezoelectric sheets 41 to 44 can be improved. It is not necessary to provide the metal films 36a and 36b. For example, when the size of the actuator unit 21 is about 1 inch, even if the reinforcing metal films 36a and 36b are not provided, the handling properties of the piezoelectric sheets 41 to 44 are not impaired due to the brittleness.
[0090]
Further, in the present embodiment, as described above, the individual electrode 35 is formed only on the piezoelectric sheet 41. On the other hand, when individual electrodes are formed on the piezoelectric sheets 42 to 44 other than the piezoelectric sheet 41, the individual electrodes are printed on desired piezoelectric sheets 41 to 44 before lamination and firing of the piezoelectric sheets 41 to 44. I have to. Therefore, due to the contraction of the piezoelectric sheets 41 to 44 generated during firing, a difference occurs between the positional accuracy of the individual electrodes on the piezoelectric sheets 42 to 44 and the positional accuracy of the individual electrodes 35 on the piezoelectric sheet 41. However, in the present embodiment, since the individual electrodes 35 are formed only on the piezoelectric sheet 41, such a difference in positional accuracy does not occur, and the individual electrodes 35 are accurately positioned with respect to the corresponding pressure chamber 10. Will be combined.
[0091]
Next, a second method of manufacturing the ink jet head 1 will be described with reference to FIGS. Note that the same steps up to the bonding step shown in FIG.
[0092]
First, from the state shown in FIG. 13A in which the bonding process has been performed, the mark 55 formed on the cavity plate 22 is optically recognized, and the piezoelectric sheet 41 is determined based on the position of the recognized mark 55. A metal mask 61 is disposed above. As shown in FIG. 18, the metal mask 61 has a large number of openings 61 a having the same shape as the individual electrodes 35 formed in the same matrix arrangement as the individual electrodes 35. The metal mask 61 is aligned using the jig based on the mark 55 so that the position of the opening 61a matches the position where the individual electrode 35 is to be formed. The opening 61a of the metal mask 61 may be formed in advance by etching using a photoresist as a mask. FIG. 16A is a sectional view of a main part of the ink jet head corresponding to FIG. 11 at this time, and FIG. 17A is a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line.
[0093]
Thereafter, as shown in FIG. 16 (b) and FIG. 17 (b) which is a partially enlarged view of the region surrounded by the dashed line, the metal mask 61 is opened by a PVD (Physical Vapor Deposition) process. On the piezoelectric sheet 41 exposed from the hole 61a, a conductive film as the individual electrode 35 is pattern-formed. The individual electrodes 35 may be patterned by performing CVD (Chemical Vapor Deposition) instead of PVD. In addition, the underlying Ni of the conductive film serving as the individual electrode 35 and the surface Au may both be formed by PVD, or the underlying Ni may be formed by PVD and the surface Au may be formed by plating.
[0094]
Then, after moving the metal mask 61 from above the flow path unit 4, an FPC 136 for supplying an electric signal to the individual electrode 35 is adhered onto the actuator unit 21, and after a predetermined process, the FPC 136 of the ink jet head 1 is formed. Manufacturing is completed.
[0095]
As described above, in the present manufacturing method, since the pattern of the individual electrode 35 is formed by the PVD process using the metal mask 61 arranged based on the mark 55 formed on the flow path unit 4 side where the pressure chamber 10 is located, The positional accuracy of the individual electrode 35 formed on the piezoelectric sheet 41 with respect to the pressure chamber 10 is improved as compared with the case where the actuator unit in which the individual electrodes are formed in advance is bonded to the channel unit. Thereby, the uniformity of the ink ejection performance becomes excellent, and it is easy to increase the length of the inkjet head 1.
[0096]
Further, since the individual electrodes 35 are formed by the PVD process, unlike the case of printing the paste, it is not necessary to perform a high-temperature treatment. Therefore, as described above, the piezoelectric sheets 41 to 44 and the flow path unit 4 are bonded. After that, the formation and patterning of the individual electrode 35 can be performed. Therefore, handling of the actuator unit 21 becomes very easy.
[0097]
Also, according to the present manufacturing method, unlike the case of printing as performed in the first manufacturing method, it is not necessary to consider the heat-resistant temperature of the adhesive or the firing temperature of the conductive paste. The range of paste material selection is expanded.
[0098]
In this manufacturing method, only the individual electrode 35 is formed by PVD. In other words, unlike the common electrode 34 and the reinforcing metal films 36a and 36b, the individual electrode 35 is not fired together with the ceramic material to be the piezoelectric sheets 41 to 44. Therefore, there is no fear that the individual electrodes 35 exposed to the outside are evaporated by high-temperature heating during firing. Further, by forming the individual electrode 35 by PVD, it is possible to form the film with a relatively small thickness. As described above, in the inkjet head 1, the displacement of the piezoelectric sheet 41 including the active layer is less likely to be restricted by the individual electrodes 35 by making the uppermost individual electrode 35 thinner. The volume deformation is improved.
[0099]
In the present manufacturing method, for example, the individual electrode 35 can be formed by plating instead of PVD. In that case, instead of the metal mask 61, a photoresist is applied on the piezoelectric sheet 41, and then the mark 55 formed on the cavity plate 22 is optically recognized, and the position of the recognized mark 55 is used as a reference. Then, the photoresist in the region corresponding to the inside of the inner wall of the pressure chamber 10 is slightly irradiated with light. After that, the photoresist in the region irradiated with the light is removed using a developing solution. As a result, the photoresist has openings in the same pattern as the metal mask 61. The individual electrodes 35 may be patterned by PVD using the photoresist provided with the openings as a mask as described above. However, using a metal mask is more profitable than using a photoresist because it can be reused and the process can be simplified. In addition, a mask other than a metal mask or a photoresist can be used as a mask when forming the individual electrodes, and a negative photoresist as well as a positive photoresist can be used as the photoresist.
[0100]
Next, a third method of manufacturing the inkjet head 1 will be described with reference to FIGS. Note that the same steps up to the bonding step shown in FIG.
[0101]
First, a conductive film 64 is formed by a PVD process on the entire surface of the actuator unit 21 bonded to the flow path unit 4 from the state shown in FIG. Note that the conductive film 64 may be formed by performing CVD, plating, or printing and firing a paste instead of PVD. When printing and firing the paste, it is necessary to pay attention to the heat resistant temperature of the adhesive as described above. FIG. 19A is a cross-sectional view of a relevant part of the inkjet head corresponding to FIG. 11 at this time.
[0102]
Next, a positive photoresist 65 is applied to the entire surface of the conductive film 64. Thereafter, the mark 55 formed on the cavity plate 22 is optically recognized, and the photoresist located outside a region corresponding to a position slightly inside the inner wall of the pressure chamber 10 with reference to the position of the recognized mark 55 is referred to. The light 65 is irradiated with light. After that, the photoresist 65 in the region irradiated with the light is removed using a developing solution. Thereby, as shown in FIG. 20, the photoresist 65 remains in the pattern of the individual electrode 35 only at the position corresponding to each pressure chamber 10.
[0103]
Thereafter, using the remaining photoresist 65 as an etching mask, the conductive film 64 in a region not covered with the photoresist 65 is removed by etching. Thereby, the individual electrodes 35 are pattern-formed on the piezoelectric sheet 41. FIG. 19B is a cross-sectional view of a main part of the inkjet head at this time.
[0104]
Thereafter, after removing the remaining photoresist 65, an FPC 136 for supplying an electric signal to the individual electrode 35 is attached on the actuator unit 21, and the production of the inkjet head 1 is performed through a predetermined process. Complete.
[0105]
According to the third manufacturing method, the same advantages as in the first and second manufacturing methods can be obtained.
[0106]
Next, a modification of the third manufacturing method will be described. In this modification, in the step of laminating the piezoelectric sheets 41 to 44 when the actuator unit 21 is manufactured, a conductive paste to be the reinforcing metal film 36a is pattern-printed on a green sheet of a ceramic material to be the piezoelectric sheet 44. I do. At the same time, a conductive paste for the reinforcing metal film 36b is pattern-printed on a green sheet of a ceramic material to be the piezoelectric sheet 43, and the common electrode 34 is formed on the green sheet of the ceramic material to be the piezoelectric sheet 42. The conductive paste is printed by patterning, and a conductive film 64 to be the individual electrode 35 is formed on the entire surface of the ceramic material green sheet to be the piezoelectric sheet 41 by PVD or plating. Note that instead of forming the conductive film by PVD or plating, a conductive paste may be printed over the entire surface and then fired.
[0107]
Thereafter, a laminate obtained by stacking the four piezoelectric sheets 41 to 44 while positioning them using a jig is fired at a predetermined temperature. Thus, a laminate is formed in which the common electrode 34 is formed on the lower surface of the uppermost piezoelectric sheet 41 and the conductive film 64 is formed on the upper surface of the piezoelectric sheet 41. Thereafter, the laminate is bonded to the flow channel unit 4. A cross-sectional view of a main part of the ink jet head corresponding to FIG. 11 at this time is the same as FIG. 19A. Thereafter, through the same steps as in the third manufacturing method, the inkjet head 1 is completed.
[0108]
According to this modification, it is possible to obtain the same advantages as those of the first and second manufacturing methods.
[0109]
Next, an inkjet head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ink jet head according to the present embodiment is different from the first embodiment only in the structure relating to the piezoelectric sheet on the uppermost layer of the actuator unit and its periphery. Therefore, the structure described with reference to FIGS. 1 to 9 is substantially common to the inkjet head according to the present embodiment. In this embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
[0110]
FIG. 21 is an enlarged plan view of an actuator unit in the inkjet head according to the present embodiment. FIG. 22 is a partial cross-sectional view of the inkjet head 1 along the line XXII-XXII in FIG. The flow channel unit included in the ink jet head according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment. Further, the actuator unit 221 included in the inkjet head according to the present embodiment is such that the common electrode 234 and the reinforcing electrodes 236a and 236b are supported inside the four stacked piezoelectric sheets 241 to 244. , Are common to the actuator unit 21 of the first embodiment. However, the outer surface of the piezoelectric sheet 241 (the surface opposite to the surface on the side of the pressure chamber 10) is formed along the outer edge of the individual electrode 235 (consisting of the main electrode portion 235a and the auxiliary electrode portion 235b) so as to surround the same. The actuator unit 21 according to the first embodiment is different from the actuator unit 21 of the first embodiment in that a groove 253 is formed in the piezoelectric unit 241, and almost the entire area other than the individual electrodes 253 and the groove 253 on the upper surface of the piezoelectric sheet 241 is covered with the conductive film 238. Is different.
[0111]
The conductive film 238 is formed using the same material as the individual electrode 235 and has the same thickness. The groove 253 insulating between the individual electrode 235 and the conductive film 238 is formed to have a width of about 30 μm and a depth of about 5 to 10 μm. As will be described later, the groove 253 makes it difficult for the influence of the deformation of the piezoelectric sheet corresponding to a certain pressure chamber 10 to be transmitted to the piezoelectric sheet on the adjacent pressure chamber 10 and reduces the occurrence of crosstalk between the adjacent pressure chambers 10. It is possible to make it.
[0112]
As described above, in the ink jet head according to the present embodiment, the piezoelectric sheet 241 farthest from the pressure chamber of the actuator unit 221 is a layer including the active layer, and the individual electrodes 235 are formed on the outer surface of the actuator unit 221. In addition, the conductive film 238 is formed on the upper surface of the piezoelectric sheet 241 to have the same thickness as the individual electrodes 235 while maintaining the separation between the individual electrodes 235. Therefore, there is almost no height difference between the region where the individual electrode 235 is formed and the other region. Therefore, when the FPC 136 is bonded not only to the individual electrode 235 but also to the entire surface of the piezoelectric sheet 241 with an adhesive to enhance the adhesive force, when an external force is applied to the FPC 136 to peel it off. Even if there is, the FPC 136 and the actuator unit 221 are hardly peeled off, and the reliability of the inkjet head is improved. In addition, according to the ink jet head of the present embodiment, the same advantages as those of the first embodiment can be obtained.
[0113]
Next, a method of manufacturing the ink jet head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0114]
In order to manufacture the ink jet head, first, the flow path unit 4 and the actuator unit 221 are separately manufactured in parallel, respectively, and then the two are bonded. The channel unit 4 is manufactured in the same manner as described in the first embodiment. At this time, as shown in FIG. 23, a circular mark (cavity position recognition mark) 55 is formed on the cavity plate 22 by an etching process at the same time as the pressure chamber 10 is formed. That is, the cavity plate 22 is etched using a photoresist having openings in portions corresponding to the pressure chambers 10 and the marks 55 as a mask. The mark 55 is provided for determining and correcting the trace position of the laser processing described later. For example, outside the ink ejection region, the mark 55 is provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the cavity plate 22 in the width direction of the cavity plate 22. It is formed at two separate places. The mark 55 may be an opening or a recess. In FIG. 23, only some of the pressure chambers 10 among the many pressure chambers 10 are shown. As a modification, the mark 55 may be formed in a step different from the etching for forming the pressure chamber 10, that is, using another photoresist as a mask.
[0115]
On the other hand, in order to manufacture the actuator unit 221, first, a conductive paste to be the reinforcing metal film 236a is pattern-printed on a green sheet of a ceramic material to be the piezoelectric sheet 244. At the same time, a conductive paste for forming the reinforcing metal film 236b is pattern-printed on the green sheet of the ceramic material to be the piezoelectric sheet 243, and the common electrode 234 is formed on the green sheet of the ceramic material to be the piezoelectric sheet 242. The conductive paste is printed with a pattern. Thereafter, a laminate obtained by overlapping the four piezoelectric sheets 241 to 244 while aligning them using a jig is fired at a predetermined temperature. As a result, a laminate having no common electrode and a common electrode 234 formed on the lower surface of the uppermost piezoelectric sheet 241 is formed. FIG. 24 shows a partially enlarged cross-sectional view of the laminate serving as the actuator unit 221 at this time.
[0116]
Next, the laminate to be the actuator unit 221 manufactured as described above is bonded to the flow channel unit 4 with an adhesive so that the piezoelectric sheet 244 and the cavity plate 22 are in contact with each other. At this time, the two are adhered based on the alignment marks 55 and 55a (see FIG. 27) formed on the surface of the cavity plate 22 of the channel unit 4 and the surface of the piezoelectric sheet 241 respectively. Note that this positioning does not require high precision because no individual electrode is formed on the laminate that will be the actuator unit 221 yet.
[0117]
Thereafter, a conductive film 238 is formed on the entire surface of the piezoelectric sheet 241 by PVD, printing, or plating. FIG. 25A shows a cross-sectional view corresponding to FIG. 22 of the ink jet head 1 at this time, and FIG. 26A shows a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line.
[0118]
Next, as shown in FIG. 25B and FIG. 27, the emission direction is set so that the laser is applied to the outer edge or the inside of the pressure chamber 10 in plan view with reference to the mark 55 formed on the cavity plate 22. Is performed, for example, by using a YAG laser to remove only a region 257 (shown by a thick line in FIG. 27) of the conductive film 238 on the piezoelectric sheet 241 corresponding to the groove 253 shown in FIG. By partially removing the conductive film 238 in this manner, a pattern of the individual electrode 235 insulated from the conductive film 238 is formed. FIG. 26B shows a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line in FIG. 25B at this time.
[0119]
Thereafter, an FPC 136 for supplying an electric signal to the individual electrode 235 is attached on the actuator unit 221, and the manufacturing of the inkjet head 1 is completed by performing a predetermined process.
[0120]
As described above, in the present embodiment, the pattern of the individual electrode 235 is formed by laser processing based on the mark 55 formed on the flow channel unit 4 side where the pressure chamber 10 is located. The positional accuracy of the individual electrodes 235 formed on the piezoelectric sheet 241 with respect to the pressure chambers 10 is improved as compared with the case where the actuator unit is bonded to the channel unit. Thereby, the uniformity of the ink ejection performance becomes excellent, and it is easy to increase the length of the inkjet head 1. That is, instead of providing a plurality of actuator units 221 and arranging them in the longitudinal direction of the channel unit 4 as in the present embodiment, only one actuator unit 221 that is as long as the channel unit 4 is used. Could be used.
[0121]
In addition, when the conductive film 238 is formed by PVD or the like, unlike the case of printing the paste, it is not necessary to perform a high-temperature treatment. Therefore, as described above, the piezoelectric sheets 241 to 244 and the flow path unit 4 are bonded to each other. Thus, formation and patterning of the conductive film 238 can be performed. Therefore, handling of the actuator unit 221 becomes very easy.
[0122]
In the manufacturing method of the inkjet head according to the present embodiment described above, when the piezoelectric sheets 241 to 244 are stacked, no individual electrode is formed between the adjacent piezoelectric sheets, that is, only the piezoelectric sheet 241 farthest from the pressure chamber 10 is formed. Is a layer including an active layer, it is not necessary to form through holes in the piezoelectric sheets 241 to 44 for connecting the individual electrodes provided to overlap each other in a plan view. Therefore, as described above, the inkjet head according to the present embodiment can be manufactured at a low cost by a relatively simple process.
[0123]
Further, in the present embodiment, four piezoelectric sheets 241 to 244 are stacked, and only the uppermost piezoelectric sheet 241 becomes an active layer, and the remaining three piezoelectric sheets 242 to 44 become inactive layers. ing. According to the ink jet head 1 manufactured in this manner, as described above, the amount of change in the volume of the pressure chamber 10 can be made relatively large, so that the drive voltage of the individual electrode 235 can be reduced and the pressure chamber 10 can be reduced. It is possible to reduce the size and increase the integration of the device.
[0124]
In this embodiment mode, laser processing is continuously performed even after the conductive film 238 is removed, so that the groove 253 having a depth of about 1/3 to 2/3 of the thickness of the piezoelectric sheet 241 is formed. Formed on the sheet 241. As described above, by forming the groove 253 along the outer edge of the individual electrode 235 between the individual electrode 235 and the conductive film 238, the influence of the deformation of the piezoelectric sheet corresponding to a certain pressure chamber 10 is reduced by the pressure chamber 10 It is difficult to transmit to the upper piezoelectric sheet, and it is possible to reduce the occurrence of crosstalk between the adjacent pressure chambers 10.
[0125]
In this embodiment, the conductive film 238 other than the portion corresponding to the groove 253 is not removed. Therefore, as described above, when the FPC 136 is bonded not only to the individual electrode 235 but also to the entire surface of the piezoelectric sheet 241 by adhesion in order to strengthen the adhesive force, the area other than the individual electrode 235 is substantially the same as the individual electrode 235. The presence of the conductive film 238 having a thickness causes almost no difference in height between the region where the individual electrode 235 is formed and the other region. Therefore, even when an external force for peeling the FPC 136 is applied thereto, the FPC 136 and the actuator unit 221 are not easily peeled off, and there is an advantage that the reliability of the inkjet head is improved. However, since the deformation of the actuator unit 221 and the pressure chamber 10 may be hindered when the FPC 136 is attached to the main electrode 235a, the FPC 136 is not bonded to the main electrode 235a of each individual electrode 235.
[0126]
Note that in this embodiment mode, the conductive film 238 other than the individual electrode 235 is left when the laser processing is performed. However, as a modification, the conductive film 238 other than the region to be the individual electrode 235 is completely formed. It may be removed. However, it is not necessary to particularly remove the conductive film 238 other than the region where the individual electrode 235 is formed, since the above-described advantage is not obtained and the processing time is increased, leading to an increase in cost.
[0127]
Further, in the present embodiment, following the removal of the conductive film 238, the groove 253 is formed by partially removing the uppermost piezoelectric sheet 241. However, the groove 253 is not necessarily formed. The groove 253 may reach up to the second piezoelectric sheet 242 or less from the top as long as the common electrode 234 is not isolated. The deeper the groove 253, the greater the effect of suppressing crosstalk.
[0128]
Further, in the present embodiment, the conductive film 238 is formed after the actuator unit 221 and the flow channel unit 4 are bonded, but the conductive film 238 is formed on the actuator unit 221 by PVD or the like, and then the flow channel is formed. The unit 4 may be bonded.
[0129]
Next, an inkjet head according to a third embodiment of the present invention will be described. First, a schematic configuration of the inkjet head 301 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0130]
As shown in FIGS. 28 to 30, the inkjet head 301 has a substantially trapezoidal shape in a plan view formed on a flow path unit 302 formed of a laminated structure of thin metal plates formed in a substantially rectangular shape as described later. The plate-shaped four actuator units 320 (see FIGS. 31 to 36) are arranged in a staggered manner and stacked in two rows. An electrode pattern portion 303a formed on the tip of the FPC 303 is placed on the upper side of each of the actuator units 320, and is electrically connected by soldering. The electrode pattern portion 303a is formed in a substantially trapezoidal shape in a plan view, which is substantially equal to the shape of the actuator unit 320.
[0131]
Each actuator unit 320 is arranged such that its parallel opposing sides (upper side and lower side) are along the longitudinal direction of the flow path unit 302. The oblique sides of the adjacent actuator units 320 overlap in the width direction of the channel unit 302. On the surface of the channel unit 302 on which the actuator units 320 are stacked, pressure chambers 310 formed in a substantially rhombic shape are arranged in a matrix in accordance with a required printing density. Each of the pressure chambers 310 in the plurality of rows is arranged at a high density so that the acute angle portions of the pressure chambers 310 are inserted between the pressure chambers 310 in the other rows.
[0132]
The flow channel unit 302 has a nine-layer structure in which nine substantially rectangular metal plates are stacked. Specifically, as shown in FIG. 30B, the flow path unit 302 includes a nozzle plate 311, a cover plate 312, three manifold plates 313, 314, 315, a supply plate 316, and an aperture plate 317 from the lower layer. , A spacer plate 318 and a cavity plate 319.
[0133]
As shown in FIG. 28, in each area of the flow path unit 302 where the actuator unit 320 is not provided, two ink introduction ports 319a to which ink is supplied so as to face the upper side of each actuator unit 320 are provided in pairs. And are provided in a staggered manner in the longitudinal direction. Further, one ink introduction port 319a is also provided at a position near the outer side of the lower side of each actuator unit 320 at both left and right ends. At the lower end of each of the ink introduction ports 319a in the cavity plate 319, there is provided a filter (not shown) in which a large number of fine through holes are formed to prevent dust in the ink from entering. Each of the ink introduction ports 319a communicates with an ink manifold passage described later formed by each of the manifold plates 313, 314, and 315, and the ink is supplied to the ink manifold passage.
[0134]
As shown in FIG. 30B, the nozzle plate 311 is provided with a large number of ink discharge ports 311a having a small diameter. In the cover plate 312, a large number of through holes 312a, which are small diameter ink passages communicating with the ink discharge ports 311a, are formed at positions facing the respective ink discharge ports 311a, and each of the manifold plates 313, 314 is formed. 315 constitute one wall surface of an ink manifold passage described later.
[0135]
In the manifold plate 313, a large number of through holes 313a, which are small diameter ink passages communicating with the through holes 312a, are formed at positions opposed to the through holes 312a, and a groove-like portion forming a part of the ink manifold passage is formed. A plurality of holes 313b are formed along each row of each pressure chamber 310 so as to extend along the longitudinal direction.
[0136]
In the manifold plate 314, a large number of through holes 314a, which are small diameter ink passages communicating with the through holes 313a, are formed at positions opposed to the through holes 313a, and a groove-like portion forming a part of the ink manifold passage is formed. A plurality of holes 314b are formed along each row of the pressure chambers 310 so as to extend along the longitudinal direction.
[0137]
In the manifold plate 315, a large number of through holes 315a, which are small diameter ink passages communicating with the through holes 314a, are formed at positions facing the through holes 314a, and grooves forming a part of the ink manifold passages. A plurality of holes 315b are formed along each row of the pressure chambers 310 so as to extend in the longitudinal direction.
[0138]
In the supply plate 316, a large number of through-holes 316a, which are passages for ink having a small diameter, communicating with the through-holes 315a are formed at positions facing the through-holes 315a. In addition, a diagonal direction opposite to the acute angle portion of the pressure chamber 310 with respect to the through hole 316a of the supply plate 316 and a position near the side edge of the hole 315b (the right edge in FIG. 30B). (A position in the vicinity of the portion), a large number of through holes 316b communicating with the ink manifold passage and forming an ink supply passage are formed.
[0139]
In this manner, the ink manifold, which is constituted by the upper surface of the cover plate 312, the groove-shaped holes 313b, 314b, 315b, and the bottom surface of the supply plate 316, serves as a common ink chamber for supplying ink to each pressure chamber 310. A plurality of passages are formed in the longitudinal direction.
[0140]
The aperture plate 317 is provided with a large number of through holes 317a, which are small diameter ink passages communicating with the through holes 316a. Further, in the aperture plate 317, a through hole 317b is formed at a position below the acute angle portion of each pressure chamber 310 on the ink supply side, and a position facing the through hole 316b from the lower end of the through hole 317b. An aperture 317c, which is a groove-shaped recess, is formed on the bottom surface. The aperture 317c has a depth of about half the thickness of the aperture plate 317.
[0141]
The spacer plate 318 has a large number of through holes 318a communicating with the respective through holes 317a. The spacer plate 318 has a large number of through holes 318b communicating with the respective through holes 317b.
[0142]
In the cavity plate 319, a large number of substantially rhombic pressure chambers 310 are formed. Further, the through holes 318a and 318b formed in the spacer plate 318 are arranged so as to face each acute angle portion of the pressure chamber 310. The upper surface of each pressure chamber 310 is closed by each actuator unit 320 stacked on the upper side.
[0143]
As shown in FIG. 29, an individual electrode 325 is formed on the upper surface of the actuator unit 320. The individual electrode 325 includes a main electrode part 325a and an auxiliary electrode part 325b. The main electrode portion 325a is located at a position corresponding to each pressure chamber 310, and has a substantially similar rhombic shape slightly smaller than the projected shape of the rhombic pressure chamber 310. Further, as shown in FIG. 30A, the auxiliary electrode portion 325b is continuous from the acute angle portion of the main electrode portion 325a corresponding to the acute angle portion on the ink supply side of the pressure chamber 310 to a position corresponding to the outside of the pressure chamber 310. And has a substantially rhombic shape. 29, illustration of an upper surface portion 328a and a groove 330 of the conductive film 328, which will be described later, is omitted in FIG.
[0144]
Next, a detailed structure of the actuator unit 320 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 31, on the upper surface of the actuator unit 320, a main electrode part 325a and an auxiliary electrode part 325b having a thickness of about 1.1 μm are arranged to face each pressure chamber 310. Most of the auxiliary electrode portion 325b is formed outside the pressure chamber 310 in plan view.
[0145]
In regions other than the individual electrodes 325 formed by the main electrode portion 325a and the auxiliary electrode portion 325b on the upper surface of the actuator unit 320, most of the upper surface portions of the conductive films 328 made of the same material and having the same thickness as the individual electrodes 325 328a (functioning as a surface electrode). A groove 330 formed on the surface of the actuator unit 320 along the outer edge of the individual electrode 325 and having a width of about 30 μm and a depth of about 5 to 10 μm is provided between each individual electrode 325 and the upper surface 328 a of the conductive film 328. Insulated by Mutual interference between adjacent active layers is reduced by the groove 330, so that occurrence of crosstalk can be suppressed.
[0146]
As shown in FIG. 32, the actuator unit 320 is formed in a structure in which four piezoelectric sheets 321, 322, 323, and 324 each having a thickness of about 15 μm and having a substantially trapezoidal shape in a plan view are formed to be the same. Have been. On the upper surface of the piezoelectric sheet 321, as described above, the substantially rhombus-shaped main electrode portion 325 a, which is slightly similar to the projected shape of the pressure chamber 310 at a position corresponding to each pressure chamber 310, and the main electrode portion 325 a An individual electrode 325 composed of a substantially rhombus-shaped auxiliary electrode portion 325b continuously drawn from the acute angle portion to a position corresponding to the outside of the pressure chamber 310 is formed.
[0147]
On the upper surface of the piezoelectric sheet 322, a common electrode 326 having a thickness of about 2 μm is formed over almost the entire surface. The common electrode 326 extends to both left and right sides of the piezoelectric sheet 322 (side surfaces corresponding to both oblique sides of the actuator unit 320), and is exposed from the side surface of the actuator unit 320. No electrodes are formed on the upper surface of the piezoelectric sheet 323.
[0148]
On the upper surface of the piezoelectric sheet 324, a reinforcing electrode 327 having a thickness of about 2 μm is formed over almost the entire surface. The reinforcing electrode 327 extends to both left and right side surfaces (side surfaces corresponding to both oblique sides of the actuator unit 320) of the piezoelectric sheet 324, and is exposed from the side surface of the actuator unit 320. Note that the reinforcing electrode 327 does not necessarily have to be exposed to the outside.
[0149]
As shown in FIGS. 32 and 34, the left and right side surfaces (side surfaces corresponding to both oblique sides) of the actuator unit 320 are covered with side surface portions 328b of the conductive film 328 extending from the upper surface of the actuator unit 320 to the left and right side surfaces. ing. Thus, the common electrode 326 and the reinforcing electrode 327 are in contact with the conductive film 328 and are electrically connected thereto. The conductive film 328 further has a lower surface portion 328c by extending to the lower surface of the actuator unit 320, and the lower surface portion 328c covers a region of the actuator unit 320 that does not face the pressure chamber 310. However, as shown in FIG. 32, the end of the lower surface 328c closest to the pressure chamber 310 is slightly away from the pressure chamber 310. This is to prevent the conductive film 328 from being corroded by the ink.
[0150]
An FPC 303 extending from the driver IC is provided on the upper surface of the actuator unit 320. A driving voltage is supplied from the FPC 303 to each of the main electrode portion 325a and the common electrode 326 via each of the auxiliary electrode portions 325b and the conductive film 328. When a driving voltage is supplied to the main electrode unit 325a and the common electrode 326, the piezoelectric sheets 321 to 324 of the actuator unit 320 are deformed, and pressure is applied to the ink in the corresponding pressure chamber 310 of the channel unit 302. Can be.
[0151]
The ink supplied from the ink manifold passage including the top surface of the cover plate 312, the groove-shaped holes 313b to 315b, and the bottom surface of the supply plate 316 through the ink inlets 319a passes through the through holes 316b and the apertures. It flows into the pressure chamber 310 via 317c, the through hole 317b, and the through hole 318b. Then, when a drive voltage is applied between the main electrode unit 325a and the common electrode 326 via the FPC 303, the actuator unit 320 is deformed toward the pressure chamber 310, and the ink in the pressure chamber 310 is pushed out. Ink is ejected from the ink ejection port 311a through the through holes 318a to 312a.
[0152]
Next, a method for manufacturing the actuator unit 320 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 33, a conductive paste made of an Ag-Pb-based metal material is formed on the entire upper surface of the ceramic material green sheet serving as the piezoelectric sheet 322 of the actuator unit 320 and the ceramic material green sheet serving as the piezoelectric sheet 324. Is applied and dried to form a common electrode 326 and a reinforcing electrode 327, respectively. After that, green sheets of a ceramic material to be the piezoelectric sheets 221, 222, 223, and 224 are laminated in this order, and then pressed and fired. Thus, a stacked body 335 including four layers of piezoelectric sheets 321 to 324 having a substantially trapezoidal shape in plan view is formed. The common electrode 326 and the reinforcing electrode 327 are exposed from the side surfaces corresponding to the right and left oblique sides of the stacked body 335.
[0153]
Subsequently, as shown in FIG. 35A, the upper surface (the upper surface in FIG. 34B) of the fired laminate 335, two of the four side surfaces (the right and left oblique sides in FIG. 34A). And a Ni layer (approximately 1 μm thick) on the lower surface and within a certain distance from the connection with the two side surfaces. This constant distance is set such that the Ni layer does not reach the pressure chamber 310 of the flow path unit 302. Then, an Au layer (having a thickness of about 0.1 μm) is formed as a surface layer above the Ni layer as the underlayer. The Ni layer and the Au layer are formed by PVD, printing, or plating. As a result, the conductive film 328 (328a) in which the Ni layer and the Au layer are stacked on the upper surface, the two side surfaces, and the lower surface of the stacked body 335 within a certain distance from the connection portion between the two side surfaces. , 328b, 328c) are formed. The conductive film 328 is electrically connected to the common electrode 326 and the reinforcing electrode 327 exposed from the side surfaces corresponding to the right and left oblique sides of the stacked body 335. FIG. 36A shows a partially enlarged view of a region surrounded by a dashed line in FIG. 35A at this time.
[0154]
After that, circular positioning marks 336 are formed at the four corners of the upper surface of the stacked body 335 by etching. Thus, a laminate 338 is created.
[0155]
Note that the above-described process may be replaced by a process of simultaneously masking an area of the lower surface facing the pressure chamber 310 and the positioning mark 336, forming a Ni layer and an Au layer, and then removing the mask. You can also. By doing so, the positioning mark 336 can be formed simultaneously with the formation of the conductive film 328, and the number of manufacturing steps can be reduced.
[0156]
Thereafter, as shown in FIG. 35 (b), the emission direction is set so that the laser is applied to the outer edge or the inside of the pressure chamber 310 in plan view with reference to the positioning mark 336 formed on the upper surface of the stacked body 338. Laser processing is performed using, for example, a YAG laser while controlling, and the conductive film 328 in a region corresponding to the groove 330 shown in FIG. 31 is removed. By partially removing the conductive film 328 in this manner, a pattern of the individual electrode 325 including the main electrode portion 325a and the auxiliary electrode portion 325b insulated from the conductive film 328 is formed, and the actuator unit 320 is manufactured. FIG. 36B shows a partially enlarged view of the region surrounded by the dashed line in FIG. 35B at this time.
[0157]
Next, a method of disposing the actuator unit 320 on the flow path unit 302 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 37, a plurality of alignment marks 340 are formed at predetermined positions in a surface area of the cavity plate 319 of the channel unit 302 which is not covered by the actuator unit 320, as alignment marks. The alignment mark 340 is formed at the same time when the pressure chamber 310 is formed. Therefore, the position accuracy of the alignment mark 340 with respect to the pressure chamber 310 becomes high.
[0158]
Subsequently, as shown in FIG. 38, the actuator unit 320 manufactured as described above is placed in such a manner that the lower surface portion 328c of the conductive film 328 and the portion of the upper surface of the cavity plate 319 other than the pressure chamber 310 are in contact with each other. It adheres to the flow channel unit 302 with an adhesive. At this time, the alignment mark 340 formed on the surface of the flow path unit 302 and the positioning mark 336 formed on the upper surface of the actuator unit 320 have a predetermined positional relationship (for example, the two are positioned at a predetermined distance in the longitudinal direction of the flow path unit 302). Are bonded so that they are separated from each other. Thereby, the conductive film 328 and the channel unit 302 are electrically connected. Further, the positional accuracy of the individual electrode 325 formed on the actuator unit 320 with respect to the pressure chamber 310 can be made high. Therefore, the uniformity of the ink ejection performance is excellent, and the length of the inkjet head 301 can be easily increased.
[0159]
Thereafter, in order to supply a driving voltage to each auxiliary electrode portion 325b of the actuator unit 320 and the upper surface portion 328a of the conductive film 328, the electrode pattern portion 303a of the FPC 303 is soldered onto the actuator unit 320 by thermocompression or the like. Then, the production of the ink jet head 301 is completed through a predetermined process.
[0160]
As described in detail above, in the ink jet head 301 of the present embodiment, the channel unit 302 has a structure in which nine thin metal plates 311 to 319 are stacked. In the cavity plate 319, a large number of substantially rhombus-shaped pressure chambers 310 are arranged in a matrix, and a plurality of alignment marks 340 are formed at predetermined positions in a surface area not covered by the actuator unit 320. Have been. On the other hand, the conductive film 328 is formed so as to cover a region that is a part of the upper surface, the two side surfaces, and the lower surface of the actuator unit 320 and does not reach the pressure chamber 310. Then, the common electrode 326 and the reinforcing electrode 327 disposed inside the actuator unit 320 in which the piezoelectric sheets 321 to 324 are laminated are exposed from the side surfaces corresponding to the right and left oblique sides of the actuator unit 320, and the side surfaces of the conductive film 328 are exposed. 328b and is in electrical communication therewith. Therefore, the potential of the individual electrode 325 and the common electrode 326 is reduced by overlapping and electrically connecting the conductor pattern of the electrode pattern portion 303a of the FPC 303 to the auxiliary electrode portion 325b of the individual electrode 325 and the upper surface portion 328a of the conductive film 328. Since the control can be performed, the number of assembling steps of the inkjet head 301 can be reduced. Further, since the side surface portion 328 b of the conductive film 328 is electrically connected to the common electrode 326 on both side surfaces of the actuator unit 320, the mutual distance between the ground electrode formed on the actuator unit 320 and the common electrode 326 is reduced. It is not necessary to form a through-hole or the like for electrically connecting the components. Therefore, the manufacturing cost of the inkjet head 301 can be reduced. In addition, since almost all of the two side surfaces of the actuator unit 320 where the common electrode 326 is exposed are covered by the side surface portions 328b of the conductive film 328, the electrical connection between the common electrode 326 and the conductive film 328 is ensured. Can be.
[0161]
In order to manufacture the ink jet head 301 of the present embodiment, a pattern of the individual electrode 325 is formed by laser processing based on the positioning mark 336 formed on the upper surface of the actuator unit 320. The positioning mark 340 formed and the positioning mark 336 formed on the actuator unit 320 are bonded so that they have a predetermined positional relationship. Therefore, the individual electrode 325 and the pressure chamber 310 can be positioned with high positional accuracy.
[0162]
Further, by stacking the actuator unit 320 on the flow channel unit 302, the common electrode 326 and the flow channel unit 302 are electrically connected via the conductive film 328, so that the common electrode 326 can be provided without increasing the number of parts and the number of assembly steps. 326 and the flow path unit 302 can be set to the same potential. Accordingly, the manufacturing cost can be reduced, and the corrosion of the flow path unit 302 or the piezoelectric sheet 324 due to the charging of the ink can be prevented.
[0163]
Further, the common electrode 326 disposed inside the actuator unit 320 is reliably conducted to the conductive film 328 covering the upper surface of the actuator unit 320, and the individual electrodes 325 are electrically insulated from the conductive film 328 reliably. Therefore, it is possible to easily form the conductive film 328 and the individual electrodes 325 on the upper surface of the actuator unit 320 that are electrically connected to the common electrode 326 as a ground electrode, and it is not necessary to form a through hole or the like. Thus, the manufacturing cost of the actuator unit 320 can be reduced.
[0164]
Next, a modified example of the present embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in FIGS. 39A and 39B, a positioning mark 336 formed on the laminated body 338 and a positioning mark 340 formed on the flow path unit 302 are used. After bonding the two, the actuator unit 320 may be formed by forming a pattern of the individual electrodes 325 on the upper surface of the stacked body 338 by laser processing based on the alignment mark 340. Thereby, the positional accuracy of the individual electrode 325 formed on the actuator unit 320 with respect to the pressure chamber 310 can be further improved. Therefore, the uniformity of the ink discharge performance can be improved, and the length of the inkjet head 301 can be more easily increased. 39A and 39B, the same reference numerals as those of the inkjet head 301 according to the present embodiment indicate the same or corresponding parts as those of the inkjet head 301.
[0165]
Further, in the present embodiment, the conductive film 328 is formed on the entire region of the two side surfaces corresponding to the left and right oblique sides of the actuator unit 320. However, any one of the two side surfaces corresponding to the left and right oblique sides of the actuator unit 320 is used. The conductive film 328 may be formed only on one of the portions. Further, in the present embodiment, the conductive film 328 is formed over almost the entire lower surface of the actuator unit 320 and not facing the pressure chamber 310. However, the conductive film 328 is formed only on a smaller region within the lower surface. You may. Thus, the amount of material used for forming the conductive film 328 can be reduced.
[0166]
Further, in the present embodiment, the conductive films 328 are formed on the two side surfaces corresponding to the right and left oblique sides of the actuator unit 320. However, the conductive films 328 are formed on the side surfaces corresponding to the upper side and the lower side of the actuator unit 320. Is also good. Further, at this time, the conductive film 328 may be formed on the lower surface near the side surface corresponding to the upper side and the lower side of the actuator unit 320 and substantially in the region not facing the pressure chamber 310. Thus, the electrical connection between the common electrode 326 and the channel unit 302 can be made more reliably via the conductive film 328.
[0167]
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made within the scope of the appended claims. For example, the materials of the piezoelectric sheets and electrodes used in the above-described three embodiments are not limited to those described above, and may be changed to other known materials. Further, the planar shape, the cross-sectional shape, the arrangement form, the number of the piezoelectric sheets including the active layer, the number of the inactive layers, and the like of the pressure chamber may be appropriately changed. Further, the piezoelectric sheet including the active layer and the non-active layer may have different thicknesses.
[0168]
In the above-described embodiment, the actuator unit is formed by arranging the individual electrodes and the common electrode on the piezoelectric sheet. However, such an actuator unit does not necessarily need to be bonded to the flow path unit. Any other material can be used as long as the capacity of each pressure chamber can be individually changed. Further, in the above-described embodiment, the case where the pressure chambers are arranged in a matrix has been described. However, the present invention can be applied to a case where the pressure chambers are arranged in one or more rows.
[0169]
In the above-described embodiment, the active layer is formed only on the uppermost piezoelectric sheet farthest from the pressure chamber. However, the uppermost piezoelectric sheet does not necessarily need to include the active layer. The active layer may be formed on other piezoelectric sheets in addition to the upper piezoelectric sheet. Even in these cases, a sufficient effect of suppressing crosstalk can be obtained. Further, the ink jet head according to the above-described embodiment has a unimorph structure utilizing the lateral piezoelectric effect. However, unlike this, the piezoelectric vertical in which the layer including the active layer is disposed closer to the pressure chamber than the non-active layer. The present invention can be applied to an ink jet head utilizing the effect.
[0170]
Further, in the above-described embodiment, the openings and marks are formed in each plate constituting the flow path unit by etching, but the holes and marks may be formed in each plate by a method other than etching.
[0171]
Further, in the above-described embodiment, all the non-active layers are piezoelectric sheets, but an insulating sheet other than the piezoelectric sheet may be used as the non-active layer. Further, in the present invention, the actuator units need not be arranged continuously over a plurality of pressure chambers. In other words, the actuator units that are independent for each pressure chamber may be attached to the channel unit by the number of pressure chambers.
[0172]
Further, in the present invention, the piezoelectric sheet-containing body may include only one piezoelectric sheet having an active layer sandwiched between a common electrode and an individual electrode as in the above-described embodiment. In addition, one or a plurality of piezoelectric sheets having an active layer and a plurality of sheet-like members as inactive layers laminated thereon may be included.
[0173]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to align each pressure chamber in the flow path unit and the individual electrode in the actuator unit with high accuracy, and to improve the image quality of an image formed by the inkjet printer. I do.
[0174]
Further, an external connection member such as an FPC bonded to the actuator unit is hardly peeled off from the actuator unit, and a highly reliable ink jet head can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an inkjet printer including an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of a head body included in the inkjet head illustrated in FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line drawn in FIG. 4;
FIG. 6 is an enlarged view of a region surrounded by a chain line drawn in FIG. 5;
FIG. 7 is a partial sectional view of the head main body depicted in FIG. 4;
FIG. 8 is an enlarged view of a region surrounded by a two-dot chain line drawn in FIG. 5;
FIG. 9 is a partially exploded perspective view of the head main body depicted in FIG. 4;
FIG. 10 is an enlarged plan view of the actuator unit in a region shown in FIG. 6;
11 is a partial cross-sectional view of the head main body shown in FIG. 4, taken along the line XI-XI in FIG.
FIG. 12 is a plan view showing a cavity plate on which marks have been formed in a process during the manufacture of the ink jet head shown in FIG. 4 based on the first manufacturing method.
13 (a) and 13 (b) are partial cross-sectional views each showing a step in the process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 4 based on the first manufacturing method.
14 (a) and 14 (b) are partial enlarged cross-sectional views of the actuator unit in a process of manufacturing the inkjet head shown in FIG. 4 based on the first manufacturing method, respectively. .
FIG. 15 is a plan view illustrating a region where printing is performed in a process of manufacturing the inkjet head illustrated in FIG. 4 based on the first manufacturing method.
16 (a) and 16 (b) are partial cross-sectional views each showing a step in the process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 4 based on the second manufacturing method.
17 (a) and 17 (b) are partial enlarged cross-sectional views of the actuator unit in a process of manufacturing the inkjet head shown in FIG. 4 based on the second manufacturing method, respectively. .
FIG. 18 is a plan view for explaining a region where a metal mask is arranged in one process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 4 based on the second manufacturing method.
19 (a) and 19 (b) are partial cross-sectional views each showing a step in the process of manufacturing the ink-jet head shown in FIG. 4 based on the third manufacturing method.
FIG. 20 is a plan view for explaining a region where a photoresist is arranged in a process of manufacturing the inkjet head shown in FIG. 4 based on a third manufacturing method.
FIG. 21 is an enlarged plan view of an actuator unit in an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a partial cross-sectional view of the inkjet head taken along line XXII-XXII in FIG.
FIG. 23 is a plan view showing a cavity plate on which marks have been formed in a process during the manufacture of the ink jet head according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a partially enlarged cross-sectional view of the actuator unit during a step in the process of manufacturing the ink jet head according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a partial cross-sectional view showing a step in the process of manufacturing the inkjet head according to the second embodiment of the present invention.
26 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to FIG.
FIG. 27 is a plan view illustrating a region irradiated with a laser in a process of manufacturing the ink jet head according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 28 is an exploded perspective view of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.
29 is an exploded perspective view of a main part of a flow channel unit and an actuator unit in the ink jet head shown in FIG. 28.
FIG. 30A is a plan view of a pressure chamber and individual electrodes in the inkjet head shown in FIG. 28.
FIG. 30B is a partial longitudinal sectional view of the ink jet head shown in FIG.
31 is an enlarged partial plan view of an actuator unit in the inkjet head shown in FIG. 28.
FIG. 32 is a partial cross-sectional view of the inkjet head taken along the line XXXII-XXXII of FIG.
FIG. 33 is an exploded perspective view of the actuator unit in a process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 28.
34 (a), 34 (b), and 34 (c) are a plan view, a front view, and a bottom view, respectively, of a stacked body serving as an actuator unit.
35 (a) and 35 (b) are partial cross-sectional views each showing a step in the process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 28.
36 (a) and 36 (b) are each a partially enlarged cross-sectional view of the actuator unit during a step in the process of manufacturing the ink jet head shown in FIG. 28.
FIG. 37 is a plan view showing an example of an alignment mark in a process during the manufacture of the ink jet head shown in FIG. 28.
FIG. 38 is a plan view showing a state where the actuator unit is adhered to the flow channel unit in a process during the manufacture of the ink jet head shown in FIG. 28.
FIGS. 39 (a) and 39 (b) are partial cross-sectional views each showing a process during manufacturing as a modified example of the ink jet head shown in FIG. 28.
[Explanation of symbols]
1 inkjet head
1a Head body
4 Channel unit
5 Manifold
5a Sub manifold
8 Ink ejection port
10 Pressure chamber
12 Aperture
21 Actuator unit
22 Cavity plate
30 Nozzle plate
32 ink flow path
34 common electrode
35 individual electrodes
35a Main electrode
35b auxiliary electrode
36a, 36b Reinforcing electrode
41 Piezoelectric sheet (layer including active layer)
42, 43, 44 Piezoelectric sheet (inactive layer)
55 mark
101 inkjet printer
136 Flexible Printed Circuit (FPC)

Claims (22)

一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、
前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、
前記マークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。A flow path unit including a plurality of pressure chambers each having one end connected to the nozzle and the other end connected to the ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane;
An actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, an individual electrode disposed at a position corresponding to each pressure chamber, And, in a method of manufacturing an inkjet head having an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode,
Forming a mark on the one surface of the flow path unit,
A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting the common electrode,
Fixing the piezoelectric sheet-containing body to the one surface of the flow channel unit,
Forming the individual electrode on a surface of the piezoelectric sheet-containing member fixed to the flow channel unit, the surface being opposite to a surface fixed to the flow channel unit, based on the mark. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シートを前記圧電シート含有体の一方の最外層として形成すると共に、
前記圧電シート含有体を固定する工程において、前記圧電シート含有体の他方の最外層を前記流路ユニットの前記一表面に固定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。In the step of preparing the piezoelectric sheet containing body, while forming the piezoelectric sheet as one outermost layer of the piezoelectric sheet containing body,
2. The method according to claim 1, wherein, in the step of fixing the piezoelectric sheet containing member, the other outermost layer of the piezoelectric sheet containing member is fixed on the one surface of the flow path unit. 3. 前記個別電極を形成する工程が、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電性材料からなる前記個別電極のパターンを印刷する工程と、
前記個別電極のパターンを焼成する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。Forming the individual electrodes,
Based on the mark, a step of printing a pattern of the individual electrodes made of a conductive material on a surface of the piezoelectric sheet containing body opposite to a surface fixed with the flow path unit,
3. The method according to claim 1, further comprising: firing the pattern of the individual electrode. 前記個別電極を形成する工程が、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極のパターンの開孔を有するマスクを配置する工程と、
物理蒸着、化学蒸着及びメッキからなる群より選択されたいずれかによって、前記開孔から露出した前記圧電シート含有体上に前記個別電極のパターンで導電膜を形成する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。Forming the individual electrodes,
Based on the mark, a step of arranging a mask having an opening of the pattern of the individual electrode on a surface of the piezoelectric sheet containing body opposite to a surface fixed with the flow path unit,
Physical vapor deposition, by any one selected from the group consisting of chemical vapor deposition and plating, the step of forming a conductive film in the pattern of the individual electrode on the piezoelectric sheet containing body exposed from the opening. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1 or 2, wherein: 前記個別電極を形成する工程が、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電膜を形成する工程と、
前記マークに基づいて、前記個別電極のパターンとは反対のパターンで開孔を有するマスクを前記導電膜上に配置する工程と、
前記導電膜の前記開孔から露出した部分を除去する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。Forming the individual electrodes,
A step of forming a conductive film on the surface of the piezoelectric sheet containing body opposite to the surface fixed with the flow channel unit,
A step of disposing a mask having openings in a pattern opposite to the pattern of the individual electrode on the conductive film based on the mark,
3. The method according to claim 1, further comprising: removing a portion of the conductive film exposed from the opening. 前記個別電極を形成する工程が、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電膜を形成する工程と、
前記マークに基づいて、前記個別電極が形成されるようにレーザー加工により前記導電膜を部分的に除去する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。Forming the individual electrodes,
A step of forming a conductive film on the surface of the piezoelectric sheet containing body opposite to the surface fixed with the flow channel unit,
3. The method according to claim 1, further comprising: a step of partially removing the conductive film by laser processing based on the mark so that the individual electrode is formed. Method. 前記レーザー加工工程において、前記圧電シート含有体の少なくとも一部を前記導電膜の除去に引き続いて除去することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。The method according to claim 6, wherein in the laser processing step, at least a part of the piezoelectric sheet-containing body is removed following the removal of the conductive film. 前記レーザー加工工程において、前記個別電極が形成されるようにしつつ前記個別電極以外にある領域の前記導電膜の少なくとも一部を残存させることを特徴とする請求項６又は７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。8. The inkjet head according to claim 6, wherein in the laser processing step, at least a part of the conductive film in a region other than the individual electrode is left while the individual electrode is formed. 9. Production method. 前記マークを形成する工程を前記圧力室の作製と同時に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the step of forming the mark is performed simultaneously with the production of the pressure chamber. 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シート含有体の内部に前記個別電極を形成しないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。The method according to any one of claims 1 to 9, wherein, in the step of preparing the piezoelectric sheet-containing body, the individual electrode is not formed inside the piezoelectric sheet-containing body. 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シートが前記圧電シート含有体の一方の最外層となり且つ前記圧電シート含有体の内部に共通電極が形成されるように、前記圧電シート及び３枚の非活性層を積層し、
前記圧電シート含有体を固定する工程において、前記圧電シート含有体の他方の最外層を前記流路ユニットの前記一表面に固定することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方法。In the step of preparing the piezoelectric sheet-containing body, the piezoelectric sheet and the three sheets are formed such that the piezoelectric sheet becomes one outermost layer of the piezoelectric sheet-containing body and a common electrode is formed inside the piezoelectric sheet-containing body. Lamination of inactive layers of
The method according to claim 10, wherein, in the step of fixing the piezoelectric sheet-containing member, the other outermost layer of the piezoelectric sheet-containing member is fixed to the one surface of the flow path unit. 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドであって、
前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、
前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを少なくとも行うことによって製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。A flow path unit including a plurality of pressure chambers each having one end connected to the nozzle and the other end connected to the ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane;
An actuator unit fixed to one surface of the flow channel unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, an individual electrode disposed at a position corresponding to each pressure chamber, An inkjet head having an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrodes,
Forming a mark on the one surface of the flow path unit,
A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting the common electrode,
Fixing the piezoelectric sheet-containing body to the one surface of the flow channel unit,
Forming at least a step of forming the individual electrodes on a surface of the piezoelectric sheet-containing body opposite to a surface on which the flow path unit is fixed, based on the mark. Ink jet head. 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタであって、
前記インクジェットヘッドが、
前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、
前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを少なくとも行うことによって製造されたものであることを特徴とするインクジェットプリンタ。A flow path unit including a plurality of pressure chambers each having one end connected to the nozzle and the other end connected to the ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane;
An actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, an individual electrode disposed at a position corresponding to each pressure chamber, An inkjet printer including an inkjet head having an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrodes,
The inkjet head,
Forming a mark on the one surface of the flow path unit,
A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting the common electrode,
Fixing the piezoelectric sheet-containing body to the one surface of the flow channel unit,
Forming at least a step of forming the individual electrodes on a surface of the piezoelectric sheet-containing body opposite to a surface fixed to the flow channel unit based on the mark. Characteristic inkjet printer. 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路ユニットの前記一表面に第１のマークを形成する工程と、
前記共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体に第２のマークを形成する工程と、
前記第１のマークと前記第２のマークとが所定位置関係となるように、前記圧電シート含有体を前記流路ユニットの前記一表面に固定する工程と、
前記第１のマーク又は前記第２のマークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。A flow path unit including a plurality of pressure chambers each having one end connected to the nozzle and the other end connected to the ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane;
An actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, an individual electrode disposed at a position corresponding to each pressure chamber, And, in a method of manufacturing an inkjet head having an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode,
Forming a first mark on the one surface of the channel unit;
A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting the common electrode,
Forming a second mark on the piezoelectric sheet-containing body;
Fixing the piezoelectric sheet-containing member to the one surface of the flow path unit so that the first mark and the second mark have a predetermined positional relationship;
Based on the first mark or the second mark, the individual electrode is formed on a surface of the piezoelectric sheet-containing member fixed to the channel unit on a surface opposite to a surface fixed to the channel unit. Forming an ink jet head. 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、及び、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含むアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットの前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極との離隔を保ちつつ前記個別電極と実質的に同じ厚みに形成された導電膜とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。A flow path unit including a plurality of pressure chambers each having one end connected to the nozzle and the other end connected to the ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other along a plane;
An actuator unit fixed to one surface of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber, a common electrode maintained at a constant potential, an individual electrode disposed at a position corresponding to each pressure chamber, And, an actuator unit including a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode,
On the surface of the actuator unit opposite to the fixed surface with the flow path unit, a conductive film formed to have substantially the same thickness as the individual electrodes while maintaining a separation from the individual electrodes is provided. An ink jet head, characterized in that: 前記共通電極が前記アクチュエータユニットの側面から露出していると共に、前記導電膜が前記アクチュエータユニットの側面上にまで延在して前記共通電極と接触することによって、前記導電膜が前記共通電極と電気的に導通していることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットヘッド。The common electrode is exposed from the side surface of the actuator unit, and the conductive film extends on the side surface of the actuator unit and contacts the common electrode, so that the conductive film is electrically connected to the common electrode. The ink jet head according to claim 15, wherein the ink jet head is electrically connected. 前記導電膜が、前記アクチュエータユニットが有する複数の側面のうちの少なくとも１つであって前記共通電極が露出している側面を実質的にその全領域にわたって被覆していることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットヘッド。The said conductive film covers at least one of the plurality of side surfaces of the actuator unit and the side surface where the common electrode is exposed, covering substantially the entire area thereof. 16. The inkjet head according to item 15. 前記流路ユニットが導電材料から作製されたものであると共に、前記導電膜が、前記アクチュエータユニットの前記流路ユニットとの固定面上にまで延在して前記圧力室に臨んでいない領域を被覆していることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。The flow channel unit is made of a conductive material, and the conductive film covers a region not extending to the pressure chamber by extending to a surface of the actuator unit fixed to the flow channel unit. The inkjet head according to any one of claims 15 to 17, wherein: 前記アクチュエータユニットが複数の前記圧力室に跨って連続して配置されていると共に、前記導電膜が複数の前記個別電極との離隔を保ちつつ形成されていることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。19. The actuator unit according to claim 15, wherein the actuator units are arranged continuously over the plurality of pressure chambers, and the conductive film is formed while keeping a distance from the plurality of individual electrodes. The inkjet head according to any one of the above. 圧電シートを含むアクチュエータユニットであって、複数の圧力室が形成された流路ユニットに積層されるアクチュエータユニットの製造方法において、
複数の前記圧力室に共通に設けられた共通電極を支持した前記圧電シートを含む圧電シート含有体であって、その側面から前記共通電極が露出している圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面となる面とは反対側の面を覆うと共に、前記圧電シート含有体の側面上で前記共通電極と接触する表面電極を形成する工程と、
各圧力室に対応した位置に個別電極が形成されるように、前記表面電極を部分的に除去する工程とを備えていることを特徴とするアクチュエータユニットの製造方法。A method of manufacturing an actuator unit including a piezoelectric sheet, wherein the actuator unit is stacked on a channel unit in which a plurality of pressure chambers are formed.
A step of preparing a piezoelectric sheet-containing body including the piezoelectric sheet supporting a common electrode provided in common to the plurality of pressure chambers, wherein the common electrode is exposed from a side surface thereof,
A step of forming a surface electrode that contacts the common electrode on a side surface of the piezoelectric sheet-containing body while covering a surface opposite to a surface of the piezoelectric sheet-containing body that becomes a fixing surface with the flow path unit,
A step of partially removing the surface electrode so that an individual electrode is formed at a position corresponding to each pressure chamber. 前記表面電極を形成する工程において、前記圧電シート含有体が有する複数の側面のうちの少なくとも１つであって前記共通電極が露出している側面を実質的にその全領域にわたって被覆するように、前記表面電極を形成することを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータユニットの製造方法。In the step of forming the surface electrode, to cover at least one of a plurality of side surfaces of the piezoelectric sheet-containing body and the side surface where the common electrode is exposed, over substantially the entire area thereof. The method for manufacturing an actuator unit according to claim 20, wherein the surface electrode is formed. 前記表面電極を形成する工程において、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面となる面上にまで延在して前記圧力室に臨まない領域を被覆するように、前記表面電極を形成することを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータユニットの製造方法。In the step of forming the surface electrode, the surface electrode extends so as to cover a region that does not face the pressure chamber by extending to a surface of the piezoelectric sheet-containing body that becomes a fixing surface with the flow channel unit. The method of manufacturing an actuator unit according to claim 20, wherein the actuator unit is formed.
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