JP2008195047A - 液体吐出装置およびその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室の開口を覆うセラミックス層における欠陥（クラック）の有無を高い精度で検出する。
【解決手段】圧電アクチュエータは、圧力室の開口を直接覆う第１のセラミックス層４１と、複数の圧力室にわたって面状に形成された第１の電極５１と、第２のセラミックス層４２と、第２の電極５２と、第３のセラミックス層４３と、第３の電極５３とを、圧力室側からその順序に有する。圧力室にインクを充填した状態で、キャビティユニットと第１の電極５１との間の絶縁抵抗を測定することで、セラミックス層４１における欠陥を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出装置に係り、特に、キャビティユニットの圧力室内に充填した液体に、圧電アクチュエータが吐出圧力を与える液体吐出装置およびその検査方法に関するものである。

従来から、液体吐出装置、例えば特許文献１に示されるインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータを、キャビティユニットの圧力室に対向して配置し、この圧電アクチュエータの変位により、圧力室の容積に変化を与えインクを吐出させるものが知られている。

図１７にインクジェットヘッド９１０を模式的に示している。圧電アクチュエータ９２１は、複数のセラミックス層９６２を、その間に個別電極９５２とコモン電極９５３とを交互に介在させて積層して形成されており、セラミックス層９６２における個別電極９５２とコモン電極９５３とで上下に挟まれた領域が活性部となっている。コモン電極９５３を接地する一方個別電極９５２に選択的に電圧を印加することで対応する活性部が変位し、圧力室９２４内の液体に吐出圧力が与えられる。

圧電アクチュエータ９２１は、一般的に、ＰＺＴ系等のセラミックスからなるグリーンシートを積層して焼結することにより形成されているため、焼結体であるセラミックス層９６２には、微小な欠陥（クラック）９６０が生じやすい。この欠陥９６０が、図１７に示すように、圧力室９２４の開口を覆う最下層のセラミックス層９６２ａにおいて、その圧力室側の面から電極層に至るように延びていると、この欠陥９６０を通じて圧力室９２４から最下層のセラミックス層９６２ａにインクが浸透し、電極間の電気的短絡を招くという問題があった。

そのため、前記特許文献１では、キャビティユニット９２０と圧電アクチュエータ９２１との接着にインク非浸透性の接着シートを用い、この接着シートで、キャビティユニット９２０と対向する圧電アクチュエータ９２１の面を全部覆うようにして、圧電アクチュエータ９２１のセラミックス層９６２がインクと直接接触しないようにしている。
特開２００２−５９５４７号公報（図７及び図８参照）

ところで、キャビティユニット９２０では、静電気等によりインクに電荷が溜まることがある。通常インクは、正に帯電され、圧力室９２４に充填されたインク９７０と、グランドに接続された圧電アクチュエータ９２１のコモン電極９５３との間には、最下層のセラミックス層９６２ａを挟んで電位差が生じることになる。このような電位差は、正に帯電したインク９７０を陰極側（コモン電極９５３側）に移動させる電気浸透現象を発生させるため、インクには、セラミックス層９６２に浸透させようとする積極的な力が作用する。

前述した特許文献１では、接着シートで圧電アクチュエータ９２１のセラミックス層９６２を覆っているものの、微視的には、接着シートには微小な空孔が多数あるため、前述したようなインクを積極的にセラミックス層側に誘導する力が作用すると、インクが接着シートを通過する。その結果、セラミックス層９６２に図１７に示すような欠陥９６０があると、その内部にインクが浸透してしまい、従来同様の電気的短絡等の問題を招来する。

また、セラミックス層９６２の欠陥は、セラミックス層９６２を焼成処理する工程で発生するだけでなく、圧電アクチュエータ９６１をキャビティユニット９６２に接着する工程やフレキシブル配線基板等の他の部材を圧電アクチュエータ９２１上に積層して組立てる工程でも圧電アクチュエータ９２１をキャビティユニット９２０に向けて押す力で発生する。このため、組立てられた状態でその内部に存在するセラミックス層９６２の欠陥９７０を目視で確認することは困難であった。

本発明は、上記課題を解消するものであり、圧力室の開口を覆うセラミックス層における欠陥（クラック）の有無を高い精度で検出することのできる液体吐出装置およびその検査方法の提供を目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の液体吐出装置は、液体を吐出するノズル、そのノズルに連通する圧力室を有し、その圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、前記圧力室が開口した面を覆って前記キャビティユニットに固定される圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記圧力室の開口を直接覆う第１のセラミックス層、その第１のセラミックス層の前記開口とは反対側へ前記開口と平行な面に直交する方向に順次積層される第２および第３のセラミックス層を含む複数のセラミックス層と、前記第１のセラミックス層と第２のセラミックス層との間に配置された第１の電極、前記第２のセラミックス層と第３のセラミックス層との間に配置された第２の電極およびその第２の電極と前記第３のセラミックス層を挟んで配置される第３の電極を含む複数の電極とを有し、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が前記第２の電極に関して対称に分極形成され、前記第１の電極と第２の電極との間および前記第２の電極と第３の電極との間に前記分極方向と平行な電圧を印加することにより、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が変位して前記圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与するものにおいて、前記第１の電極と第３の電極とは、電源に接続されるそれぞれ独立した端子に接続されていることを特徴とする。

請求項２に記載の液体吐出装置は、請求項１に記載のものにおいて、前記圧力室は、前記平面上に複数個開口して位置し、前記複数のセラミックス層は、その複数の圧力室にわたって延在し、前記第２の電極は、前記各圧力室ごとにその圧力室に対向して位置し、前記第１の電極と第３の電極は、前記複数の圧力室にわたって延在していることを特徴とする。

請求項３に記載の液体吐出装置は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記圧電アクチュエータは、前記キャビティユニットと反対側の面に、前記第１の電極、第３の電極および第２の電極に接続されたそれぞれの端子を配列して有することを特徴とする。

請求項４に記載の液体吐出装置は、請求項３に記載のものにおいて、前記圧電アクチュエータの前記キャビティユニットと反対側の面に、前記第１の電極の端子、第３の電極の端子および第２の電極の端子と接続される配線を有する配線基板が配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の液体吐出装置は、請求項４に記載のものにおいて、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層、第２の電極および第３の電極は、前記第１のセラミックス層の前記キャビティユニットと反対側に交互にそれぞれ複数層積層され、前記圧電アクチュエータの前記面に位置する前記第２の電極の端子は、積層方向の前記複数の第２の電極に対し共通に接続され、前記圧電アクチュエータの前記面に位置する前記第３の電極の端子は、積層方向の前記複数の第３の電極に対し共通に接続され、前記第３の電極の端子に接続された前記配線は、前記第１の電極の端子に接続された前記配線よりも電気抵抗値が低く形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の液体吐出装置は、請求項４又は５に記載のものにおいて、前記第３の電極の端子を前記キャビティユニットに接地導通させるキャビティ導通部材を有し、前記第１の電極に、前記キャビティ導通部材との接触を避けるための接触回避部が設けられることを特徴とする。

請求項７に記載の液体吐出装置は、請求項６に記載のものにおいて、前記第３の電極は、前記圧電アクチュエータの側端面に露出する露出部を有し、前記キャビティ導通部材が、該露出部から、前記圧電アクチュエータの側端面を前記複数のセラミックス層の積層方向に延在して前記キャビティユニットの上面にまで設けられ、前記接触回避部は、前記第１の電極が、前記第１のセラミックス層および前記第２のセラミックス層の側端面において前記キャビティ導通部材が設けられる部分に露出しないように部分的に切り欠かれることにより、形成されることを特徴とする。

請求項８に記載の液体吐出装置は、請求項６または７に記載のものにおいて、前記配線基板上に、前記第１の電極の端子に接続される前記配線と前記第３の電極の端子に接続される前記配線とを導通させる配線導通部材が設けられることを特徴とする。

請求項９に記載の液体吐出装置は、請求項６または７に記載のものにおいて、前記配線基板は、電気接続部材を介して外部基板に接続され、該外部基板は、前記電気接続部材を介して前記第１の電極の端子に接続される前記配線と導通される第１の外部配線と、前記電気接続部材を介して前記第３の電極の端子に接続される前記配線と導通される第３の外部配線とを有し、前記外部基板上において、前記第１の外部配線と前記第３の外部配線とが導通されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の液体吐出装置は、請求項４乃至９のいずれかに記載のものにおいて、前記第１の電極の端子は、前記第１の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第１の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、前記第２の電極の端子は、前記第２の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第２の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、前記第３の電極の端子は、前記第３の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第３の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、前記第１の金属接合材のバンプおよび前記第３の金属接合材のバンプは、前記第２の金属接合材のバンプよりも少量になっていることを特徴とする。

請求項１１に記載の液体吐出装置は、請求項１０に記載のものにおいて、前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺に沿って該辺の延びる方向と平行に延びて並んで設けられ、前記第１の電極の端子に接続される前記配線および前記第３の電極の端子に接続される前記配線が、前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子の延びる方向に対応して延在し、前記第１の金属接合材のバンプおよび前記第３の金属接合材のバンプが、前記配線が延びる方向における互いの位置をずらして設けられていることを特徴とする。

請求項１２に記載の液体吐出装置は、請求項１１に記載のものにおいて、複数の前記第１の金属接合材のバンプ、及び複数の前記第３の金属接合材のバンプが、それぞれ前記配線が延びる方向に互いに離間して設けられ、前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、複数の金属接合材のバンプが設けられる部分において互いの端子の間へと突出する突出部を有しており、隣り合う該突出部の間の部分において該突出部よりも幅が狭く形成されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の液体吐出装置は、請求項４乃至９のいずれかに記載のものにおいて、前記第１の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺に沿って該辺の延びる方向と平行に延びて設けられており、前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の前記一辺の対辺に沿って該対辺の延びる方向と平行に延びて設けられていることを特徴とする。

請求項１４に記載の液体吐出装置は、請求項４乃至９のいずれかに記載のものにおいて、前記第１の端子および前記第３の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺の近傍において、該一辺の延びる方向に互いに離間して設けられていることを特徴とする。

請求項１５に記載の液体吐出装置の検査方法は、液体を吐出するノズル、そのノズルに連通する圧力室を有し、その圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、前記圧力室が開口した面を覆って前記キャビティユニットに固定される圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記圧力室の開口を直接覆う第１のセラミックス層、その第１のセラミックス層の前記開口とは反対側へ前記開口と平行な面に直交する方向に順次積層される第２および第３のセラミックス層を含む複数のセラミックス層と、前記第１のセラミックス層と第２のセラミックス層との間に配置された第１の電極、前記第２のセラミックス層と第３のセラミックス層との間に配置された第２の電極およびその第２の電極と前記第３のセラミックス層を挟んで配置される第３の電極を含む複数の電極とを有し、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が前記第２の電極に関して対称に分極形成され、前記第１の電極と第２の電極との間および前記第２の電極と第３の電極との間に前記分極方向と平行な電圧を印加することにより、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が変位して前記圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与するものにおいて、前記第１の電極と第３の電極とは、電源に接続される端子をそれぞれ独立した状態とし、前記圧力室に液体を充填した状態で、前記第１の電極と前記キャビティユニットとの間の電気的特性を測定することを特徴とする。

請求項１６に記載の液体吐出装置の検査方法は、請求項１５に記載のものにおいて、前記第３の電極が、前記キャビティユニットに接地導通され、前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記キャビティユニットと反対側の面上に設けられ、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面に、前記第１の電極の端子と接続される第１の配線と、前記第３の電極の端子と接続される第３の配線とを有する配線基板が配置され、前記第１の電極と前記キャビティユニットとの間の電気的特性を、前記第１の配線と前記第３の配線とが導通されていない状態において前記第１の配線と前記第３の配線との間で測定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、圧力室側から第１のセラミックス層、第１の電極、第２のセラミックス層、第２の電極、第３のセラミックス層および第３の電極を配置しており、第１の電極と第２の電極との間および第２の電極と第３の電極との間に電圧を印加することにより、第２のセラミックス層および第３のセラミックス層を変位させて圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与することができる。そういう構成において、第１の電極を利用して第１のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。つまり、第１の電極とキャビティユニットとの間の電気的特性は、第１のセラミックス層に生じた欠陥に液体が浸透することで変化する。このため、第１の電極と第３の電極の電源に接続される端子がそれぞれ独立した状態にあることで、第１の電極とキャビティユニットとの間の電気的特性を測定して第１のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の圧力室内の液体に選択的に圧力を付与し、吐出することができる。また、第１の電極が複数の圧力室にわたって延在しているため、複数の圧力室のどこで第１のセラミックス層に欠陥があっても検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、圧電アクチュエータのキャビティユニットと反対側の面に配列した端子から、液体を吐出するための電圧を印加したり、セラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、圧電アクチュエータのキャビティユニットと反対側の面に配置された配線基板を介して、液体を吐出するための電圧を印加したり、セラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、複数の第２の電極および複数の第３の電極に挟まれた複数のセラミックス層の変位により、大きな吐出圧力を得ることができる。また、複数の第３の電極の端子に接続された配線基板上の配線が、第１の電極の端子に接続された配線よりも電気抵抗値が低く形成されているため、インピーダンスのバランスをとり、液体吐出装置の特性を損ねることなく、上記のようにセラミックス層の欠陥を検出することができる。

請求項６に記載の発明によれば、キャビティ導通部材が第１の電極と接触することなく設けられるため、キャビティユニット、圧電アクチュエータおよび配線基板を組み付けてキャビティ導通部材を設けた状態において、第１の電極の端子に接続される配線と、第３の電極の端子に接続される配線との間の電気的特性を測定することにより、第１のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。このため、製造工程の下流側において、キャビティユニット、圧電アクチュエータ、配線基板を組み付けるときに発生した欠陥の有無を検出することができ、製品から不良品を選定する確実性が向上する。

請求項７に記載の発明によれば、キャビティ導通部材が圧電アクチュエータの側端面に設けられ、キャビティユニットおよび圧電アクチュエータを組み付けた後であっても、第３の電極をキャビティユニットに簡単に接続することができる。また、第１の電極に設けられる接触回避部は、キャビティ導通部材が設けられる部分に露出しないように部分的に切り欠くことによって形成されており、簡単に作成することができる。

請求項８に記載の発明によれば、上記のように互いに独立した状態になっている第１の電極の端子に接続される配線と、第３の電極の端子に接続される配線とを利用して欠陥の有無を測定した後、これら配線を導通させる配線導通部材を設けることで、第１の電極が接地に接続されるようになる。このため、第２の電極と第１の電極との間を活性部として有効に利用することができる。

請求項９に記載の発明によれば、上記のように互いに独立した状態になっている第１の電極の端子に接続される配線と、第３の電極の端子に接続される配線とを利用して欠陥の有無を測定した後、配線基板を外部基板に接続し、これら配線と接続される第１および第３の外部配線が導通されることで、第１の電極が接地に接続される。このため、第２の電極と第１の電極との間を活性部として有効に利用することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、第１の電極の端子および第３の電極の端子に溶着される金属接合材のバンプが少量になっているため、各端子にバンプが溶着されるときに、互いのバンプがブリッジするおそれを低減することができる。したがって、配線基板を圧電アクチュエータに組み付けた後であっても、第１の電極の端子に接続される配線と、第３の電極の端子に接続される配線とが、互いに独立した状態に保持され、これらの配線を利用して欠陥の測定を確実に行うことができる。

請求項１１に記載の発明によれば、第１の電極の端子および第３の電極の端子が、圧電アクチュエータの辺縁に並んで設けられ、両端子に溶着されるバンプが延在方向における位置をずらして（すなわち、互い違いとなるように）設けられているため、互いのバンプがブリッジするおそれをさらに低減することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、一方の端子の突出部は、他方の端子における隣り合う突出部の間に位置する幅が狭い部分と対向し、両端子の突出部が、端子の延在方向における位置をずらして（すなわち、互い違いとなるように）設けられる。このため、突出部においてバンプを溶着させるために十分な面積が確保されるとともに、圧電アクチュエータにおける第１の電極の端子および第３の電極の端子を設けるための領域を、両端子が並ぶ方向にコンパクトにすることができ、圧電アクチュエータの大型化を避けることができる。

請求項１３に記載の発明によれば、第１の電極の端子が、圧電アクチュエータの辺縁に設けられ、第３の電極の端子が、上記辺の対辺近傍に設けられる。また、請求項１４に記載の発明によれば、第１の電極の端子と、第３の電極の端子とが、圧電アクチュエータの辺縁近傍において該辺の延在方向に互いに離れて設けられる。このため、いずれの場合においても、端子を設けるための領域が該辺の延在方向と直交する方向にコンパクトにすることができ、圧電アクチュエータの大型化を避けることができる。

請求項１５に記載の発明によれば、圧力室側から第１のセラミックス層、第１の電極、第２のセラミックス層、第２の電極、第３のセラミックス層および第３の電極を配置しており、第１の電極と第２の電極との間および第２の電極と第３の電極との間に電圧を印加することにより、第２のセラミックス層および第３のセラミックス層を変位させて圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与することができる。そういう構成において、第１の電極を利用して第１のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。つまり、第１の電極とキャビティユニットとの間の電気的特性は、第１のセラミックス層に生じた欠陥に液体が浸透することで変化する。このため、第１の電極と第３の電極の電源に接続される端子がそれぞれ独立した状態とし、圧力室に液体を充填した状態で、第１の電極とキャビティユニットとの間の電気的特性を測定することで、第１のセラミックス層における欠陥の有無を検出することができる。

請求項１６に記載の発明によれば、第１の電極とキャビティユニットとの間の電気的特性を、キャビティユニット、圧電アクチュエータおよび配線基板が組み付けられた状態において、第１の配線と第３の配線との間で測定することができる。したがって、製造工程の下流側において、キャビティユニット、圧電アクチュエータおよび配線基板を互いに組み付けるときに発生する欠陥を検出することができ、製品から不良品を選定する確実性が向上する。

以下に、本発明の液体吐出装置をインクジェットヘッドに具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１乃至図７を参照して第１実施形態のインクジェットヘッド１０について説明する。図１に示すように、インクジェットヘッド１０は、複数枚のプレートからなるキャビティユニット２０、その上面に接合された圧電アクチュエータ２１からなり、さらに圧電アクチュエータ２１の上面にフレキシブルな配線基板２２（図２）が接合されている。

キャビティユニット２０は、ノズルプレート３０、スペーサプレート３１、ダンパプレート３２、２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂ、サプライプレート３４、ベースプレート３５、及びキャビティプレート３６の薄い板を積層し接着剤にて一体に接合した構造となっている。各プレート３０〜３６は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート３０はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート３１〜３６は４２％ニッケル合金鋼板製である。ノズルプレート３０には、微小径（２０μｍ程度）のインク吐出用のノズル２３が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル２３は、当該ノズルプレート３０における長辺方向（Ｘ方向）と平行な５列に配列されている。

また、キャビティプレート３６には、複数の圧力室２４がノズル２３と対応して５列に配列されている。各圧力室２４は、平面視細長形状に板厚を貫通して形成され、その長手方向がキャビティプレート３６の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにして穿設されている。つまり、各圧力室２４は、その上面をキャビティユニット２０の平面上に開口している。その開口上面を圧電アクチュエータ２１にて覆い、下面をベースプレート３５にて覆うことにより、各圧力室２４の上下が画定されている。圧力室２４の長手方向の一端部はノズル２３と連通し、他端部は後述する共通インク室２５と連通する。

２枚のマニホールドプレート３３ａ，３３ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い５つの共通インク室２５が圧力室２４の各列の下に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。すなわち、２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート３４にて覆い、下面をダンパプレート３２にて覆うことにより、共通インク室（マニホールド室）２５の上下が画定される。

キャビティプレート３６とマニホールドプレート３３ｂとの間に位置するベースプレート３５、サプライプレート３４には、共通インク室２５をその上方で列をなす各圧力室２４へインクを供給するための接続流路２９および貫通孔２８が設けられる。サプライプレート３４の各接続流路２９は、大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部を備え、ベースプレート３５の貫通孔２８を介して各圧力室２４の一端へ接続している。

キャビティプレート３６、ベースプレート３５およびサプライプレート３４の一方の短辺側の端部には、上下の位置を相互に対応させて、それぞれ４つのインク供給口４０が穿設されている。これらインク供給口４０が各共通インク室２５の一端部に連通しており、インク供給源からのインクが各共通インク室２５に供給されるようになっている。１つのインク供給口４０が他のインク供給口よりも大きいのは、使用頻度の高い例えば黒インクを２つの共通インク室２５へ供給するためである。また、インク供給口４０には、フィルタ体４０ａが接着剤等で貼着されている。

ダンパプレート３２は、各共通インク室２５に対応する位置に板厚を薄くした薄肉部３２ａを有し、圧力室２４内のインクに吐出圧力を付与したとき共通インク室２５に伝播する圧力をその薄肉部３２ａの弾性変形で吸収する。

各圧力室２４における先端部は、ベースプレート３５、サプライプレート３４と２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂ、ダンパプレート３２およびスペーサプレート３１に穿設されている連通孔２６を介して、ノズルプレート３０における各ノズル２３に連通している。

インクは、インク供給口４０から共通インク室２５に供給された後、サプライプレート３４の接続流路２９およびベースプレート３５の貫通孔２８を経由して各圧力室２４に分配供給される。そして、インクは各圧力室２４内から連通孔２６を通って、その圧力室２４に対応するノズル２３に至る。

圧電アクチュエータ２１は、複数の圧力室２４にわたる大きさを有する扁平形状でかつその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、この複数のセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極とからなる。圧電アクチュエータ２１は、セラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合したものを１枚の厚さが３０μｍ程度の扁平に成形したグリーンシートの上面に導電性ペーストで電極を適宜パターン形成し、その複数枚のグリーンシートを積層して焼成して一体化することで形成される。これにより、各グリーンシートは、焼結体のセラミックス層となる。このセラミックス層としては、圧力室の開口を直接覆うように最も下面（キャビティユニット２０）側に配置される第１のセラミックス層４１と、第１のセラミックス層４１の上面に重ねられる第２のセラミックス層４２と、その上面に重ねられる第３のセラミックス層４３と、最上層の第４のセラミックス層４４と、最上層の直下に位置する第５のセラミックス層４５とがある。第２および第３のセラミックス層４２、４３は、交互に複数層ある。

電極は、第１のセラミックス層４１と第２のセラミックス層４２との間に配置される第１の電極５１と、第２のセラミックス層４２と第３のセラミックス層４３との間に配置される第２の電極５２と、第３のセラミックス層４３とその上面の第２のセラミックス層４２との間に配置される（第２の電極５２とともに第３のセラミックス層４３を挟んで配置される）第３の電極５３とからなる。

第１の電極５１は、図２では、第１のセラミックス層４１の扁平面の全面にわたって形成されているが、少なくとも、すべての圧力室２４の上面に対応する位置にあって相互につながって位置しておればよい。

第２の電極５２は、第２のセラミックス層４２の扁平面上に各圧力室２４ごとにその上面に対応する位置に位置している。第３の電極５３は、すべての圧力室２４の上面に対応する位置にあって相互につながって位置している。第３の電極５３は、第３のセラミックス層４３の扁平面の全面にわたって形成されてもよいが、後述するように第２の電極５２を最上面の端子に接続するための導電材５２ｂを形成する領域を残して第３のセラミックス層４３の扁平面上に、圧力室２４の列毎に帯状に形成されている。第２の電極５２を有する第２のセラミックス層４２と、第３の電極５３を有する第３のセラミックス層４３とは、交互に複数層重ねられている。

つまり、第２のセラミックス層４２は、第１の電極５１と第２の電極５２とで挟まれ、第３のセラミックス層４３は、第２の電極５２と第３の電極５３とで挟まれ、その第３のセラミックス層４３の上の第２のセラミックス層４２は、第３の電極５３と第２の電極５２とで挟まれていることになる。第１および第３の電極５１、５３を共通の低電位部位に、第２の電極５２を高電位部位に接続することで、それらの挟まれた各セラミックス層の領域は、第２の電極５２に関して対称（第２の電極５２から第１の電極５１または第３の電極５３にそれぞれ向かう方向）にそれぞれ分極され、活性部となっている。そして、インク吐出のために第１および第３の電極５１、５３を共通の低電位部位（例えば接地）に、第２の電極５２を正電位部位に接続する、つまり、分極方向と平行に電圧を印加すると、活性部は積層方向に伸長変位する。

最上層のセラミックス層４４とその直下のセラミックス層４５との間には、電極を設けない。これは、前述の活性部の変位が圧電アクチュエータ２１の上面側に現れるのを抑え、圧力室２４側に大きく現れるようにするためである。最上層のセラミックス層４４の圧力室２４と反対側の上面には、各電極５１、５２、５３と接続される端子が設けられる。

第１の電極５１と接続される端子５１ｃは、セラミックス層４２、４３、４４、４５に積層方向に貫通して設けたスルーホールに充填した導電材５１ａを介して、第１の電極５１と電気的に接続されている。

第３の電極５３は、圧力室２４の列方向に延びる各帯状部の両端（図２では一端のみ図示）を相互に接続する導電材５３ａを連接している。他のセラミックス層４２、４４、４５において、この導電材５３ａと積層方向に対応する位置に導電材５３ｂを設け、最上層のセラミックス層４４の導電材を端子５３ｃとしている。セラミックス層４２、４３、４４、４５には、導電材５３ａ、５３ｂまたは端子５３ｃがある領域において積層方向に貫通して設けたスルーホールに導電材５３ｄが充填されている。そのスルーホールの導電材５３ｄは、帯状の導電材５３ａ、５３ｂ、端子５３ｃどうしを電気的に相互に接続している。その結果、端子５３ｃは、積層方向のすべての第３の電極５３と電気的に接続されている。

導電材５３ａ、５３ｂは、後述する配線基板２２の引き出し方向と平行なセラミックス層４２、４３、４４、４５の両側縁に沿って帯状に設けられている。第１の電極５１と接続される端子５１ｃおよび導電材５１ａは、導電材５３ａ、５３ｂの長手方向の延長線上のセラミックス層４２、４３、４４、４５の角部近傍に設けられている。端子５１ｃと端子５３ｃとは、少なくともパターンが形成される際には相互に独立して設けられており、第４セラミックス層４４の長辺の近傍に、長辺方向に互いに離れて形成されている。なお、端子５１ｃは、この長辺の端部に島状に配置されており、端子５３ｃは、この長辺のほぼ全長にわたって延在している。

各第２の電極５２は、その一端に最上面の端子５２ｃと接続するための延長導電材５２ａを有している。延長導電材５２ａは、圧力室２４間の隔壁上に位置するように第２の電極５２の長手方向の延長線からずれて延びている。第３のセラミックス層４３および上から２番目のセラミックス層４５には、延長導電材５２ａと上下方向に対応する位置に、導電材５２ｂが配置されている。第２のセラミックス層４２の延長導電材５２ａと、第３のセラミックス層４３および上から２番目のセラミックス層４５の導電材５２ｂと、最上層のセラミックス層４４の端子５２ｃとは、それらのセラミックス層を積層方向に貫通して設けたスルーホールに充填した導電材５２ｄを介して、相互に電気的に接続されている。その結果、各端子５２ｃは、積層方向のすべての第２の電極５２と電気的に接続されている。

なお、第１の電極５１に対し、第３の電極５３および第２の電極５２を電気的に独立させるため、第１の電極５１と隣接する第２のセラミックス層４２の導電材５３ｂおよび延長領域導電材５２ａ領域には、上記のスルーホールを設けない。

第２の電極５２と接続した端子５２ｃは、圧力室２４の列方向と直交する方向に所定長さを有し、その長さ方向の端部に、後述する配線基板２２と接続するための接続端子部５２ｅを有する。各接続端子部５２ｅは、隣接する端子５２ｃにおいて互いに遠い側の端部に位置し、各接続端子部５２ｅの間隔を大きくしている。図２では、端子５１ｃ、５３ｃ上に上記のような接続端子部を図示していないが、同様に端子上に突出状態で形成することができる。

フレキシブルな配線基板２２は、図７に示すように、ポリイミド等の絶縁フィルム６４上に配線を形成し、その配線上を絶縁体６５で覆った構造である。第２の電極５２の端子５２ｃに接続する配線６２は、その端部の接続端子６２ａを絶縁フィルム６４の開口から露出させ、導電性のろう材６６のバンプで端子５２ｃと接続される。第１の電極５１の端子５１ｃに接続する配線６１および第３の電極５３の端子５３ｃに接続する配線６３も、同様に端子５１ｃ、５３ｃと対応する位置で絶縁フィルム６４の開口から露出し、導電性のろう材で端子５１ｃ、５３ｃと接続される。

配線基板２２は、圧電アクチュエータ２１の上面からその圧電アクチュエータの長辺方向（Ｘ方向）と直交する方向に引き出され、駆動回路（図示しない）に接続される。配線６１、６３は、その引き出し方向と平行な配線基板２２の両側縁に沿って２本並んで延びている。インクを吐出するとき、配線６１、６３は接地、すなわちグランド電位に接続され、配線６２を介して第２の電極５２に選択的に正電圧が印加される。第３の電極５３が第１の電極５１よりも多く設けられているため、インピーダンスのバランスをとるべく、配線６３は、配線６１よりも電気抵抗値が小さく、例えば、平面視において幅を大きく形成されている。

ここで、インクジェットヘッド１０の製造工程を簡単に説明する。予め、キャビティユニット２０、圧電アクチュエータ２１および配線基板２２のそれぞれを、上記のように構成しておく（第１工程）。次に、キャビティユニット２０の上面に、圧電アクチュエータ２１を押圧しながら接着させる（第２工程）。次に、ろう材６６を設けた配線基板２２を圧電アクチュエータ２１の上面に配置し、配線基板２２を押圧しながらろう材６６のバンプを加熱して端子５１ｃ，５２ｃ，５３ｃに溶着させる（第３工程）。これにより、圧電アクチュエータ２１に配線基板２２が固定され、各端子５１ｃ，５２ｃ，５３ｃが、対応する配線６１，６２，６３と導通される。次に、圧電アクチュエータ２１の側端面に、導電性ペーストからなるキャビティ導通部材６９を、第３の電極５３およびキャビティユニット２０にわたって付着させる（第４工程）。本実施形態では、キャビティ導通部材６９が、圧電アクチュエータ２１の側端面における、第１の電極および第３の電極５３が露出する部分に設けられており、このキャビティ導通部材６９を介して第１の電極５１、第３の電極５３およびキャビティユニット２０が相互に電気的に接続される。これにより、特開２００３-８０７０９号公報に記載のように、第２の電極５２に印加した電圧が漏れて他の圧力室でのインクの吐出を不安定にしたり、インクが静電気に帯電するのを抑えることができる。

また、第４工程と前後して、配線基板２２が、電源等に繋がる図示しない外部基板に接続される（第５工程）。配線基板２２の一辺縁には、配線６１、６２、６３等に繋がる（配線６２は駆動回路を介して繋がる）複数の接触端子が該辺縁の延びる方向に整列して設けられている。一方の外部基板には、配線基板２２の上記辺縁を嵌合させるレセプタクルコネクタが実装されている。配線基板２２がレセプタクルコネクタに嵌合されることにより、配線基板２２と外部基板とが電気的に接続された状態となり、この接続状態においては、配線基板２２上の配線６１、６２、６３がそれぞれ、外部基板上に印刷形成された外部配線と接続される。これにより、駆動回路に、外部基板を中継して電力や制御信号などが供給され、第２の電極５２に電圧を印加可能になる。

第１のセラミックス層４１に欠陥（クラック）が発生しているか否かの検査は、圧力室２４を含むインクジェットヘッド内のインク流路にインクを充填した状態として、第１の電極５１とキャビティユニット２０との間で、電気的特性、例えば抵抗値を計測する。具体的には、キャビティユニット２０のプレート３１〜３６が導電性のある材料であるため、そのプレートの１つと、第１の電極５１に導通されている部材とに絶縁抵抗計を接続して、絶縁抵抗値を計測する。なお、キャビティユニット（圧力室）２０へのインクの充填は、第２工程の終了後であればいつでも行うことができる。

第１のセラミックス層４１において、圧力室２４側から積層方向に延びる欠陥（クラック）が生じていると、この欠陥に圧力室２４内のインクが浸透する。第１の電極５１とキャビティユニット２０とは本来電気的に独立しており、前記欠陥がなければ、第１の電極５１とキャビティユニット２０とは、第１のセラミックス層４１の静電容量だけを介して接続された状態となり、抵抗値は無限大となる。ところが、欠陥にインクが浸透すると、抵抗値が大幅に低下する。したがって、この抵抗値を測定することで、第１のセラミックス層４１に欠陥が存在するか否かを検査することができる。

上記検査によって第１のセラミックス層４１に欠陥が生じていると判定されたインクジェットヘッドは、不良品として製造工程から除外される。これにより、電気的短絡を招くような欠陥（クラック）が存在しない圧電アクチュエータ２１を有するインクジェットヘッド１を良品として選別し、インクジェットプリンタ等の本体に接続して搭載することができるので、製造工程の効率化を図ることができる。なお、第１の電極５１とキャビティユニット２０との間では、電気的特性として抵抗値を測定するだけではなく、必要に応じて静電容量等を測定してもよい。

上記検査は、第２工程と第３工程の間（すなわち、圧電アクチュエータ２１に配線基板を接続する前）において、第１の電極５１に接続した端子５１ｃを利用して行うことができる。このため、インクは、第２工程の後かつ第３工程の前に充填される。この場合、第１工程において第１のセラミックス層４１に生じた欠陥に加え、第２工程においてキャビティユニット２０に圧電アクチュエータ２１を接着する際に、押圧力をかけることで圧電アクチュエータ２１の第１のセラミックス層４１に生じた欠陥を検出することができる。また、上記検査は、第３工程と第４工程の間（配線基板２２を圧電アクチュエータ２１に接続した後）において、配線基板２２の配線６１を利用して行うことができる。このため、インクは、第２工程の後かつ第４工程の前に充填される。この場合、第１および第２工程において生じた欠陥に加え、第３工程において圧電アクチュエータ２１に配線基板２２を接続する際に、押圧力をかけることで第１のセラミックス層４１に生じた欠陥を検出することができる。

次に、図８および図９を参照して本発明に係る第２実施形態のインクジェットヘッド１１０について説明する。このインクジェットヘッド１１０は、第１実施形態に対し、第１の電極１５１の態様が異なっており、これに付随して上記検査の方法も異なっている。また、同一構成部分については、同一符号を付して重複説明を省略する。

第１実施形態においては、第１の電極５１が、第１のセラミックス層４１の平面全域を覆い、第１のセラミックス層の各辺縁にまで達して設けられており、このため、この第１の電極５１が、セラミックス層４１〜４５を積層してなる圧電アクチュエータ２１の４つの側端面を一周するように露出した構造となっている。一方、図８に示すように、本実施形態の第１の電極１５１は、第１のセラミックス層４１の全域を覆うようには形成されておらず、部分的に切り欠かれた形状となるように設けられている。この第１の電極１５１に対する切り欠き部は、辺縁近傍に設けられており、第１のセラミックス層４１の表面が、この辺縁近傍において部分的に露出している。したがって、セラミックス層４１〜４５を積層すると、図９に示すように、圧電アクチュエータ１２１の側端面において、第１の電極１５１が露出されない部分ができる。なお、この切り欠き部は、圧力室２４と対向する位置からずれた箇所に設けられており、各第２の電極５２の下方には必ず第１の電極が位置するようにして、各活性部が安定して作動するような構造となっている。以下では、圧電アクチュエータ２１の側端面における第１の電極１５１が露出されていない部分を、接触回避部１５１ｅと称して説明する。

接触回避部１５１ｅを有したインクジェットヘッド１１０の製造工程を簡単に説明すると、第１実施形態と同様に、第１乃至第３工程を通じて、キャビティユニット２０、圧電アクチュエータ１２１および配線基板２２が組み付けられた状態となる。そして、第４工程において、圧電アクチュエータ１２１の側端面にキャビティ導通部材６９が設けられる。このとき、キャビティ導通部材６９は、圧電アクチュエータ１２１の側面に対し、第３の電極５３が露出している部分から、接触回避部１５１ｅを通過して、キャビティユニット２０の上面にわたって設けられる。したがって、キャビティユニット２０と、第３の電極５３、端子５３ｃおよび配線６３とが接地に接続される一方、第１の電極１５１、端子５１ｃおよび配線６１と、これらキャビティユニット２０や第３の電極５３とは、非導通の状態となっている。

なお、上記検査は、この第４工程の後に、第１の電極１５１の端子５１ｃに接続された配線６１と、第３の電極５３の端子５３ｃに接続された配線６３とを利用して行うことができる。この場合、第１乃至第４工程において生じた欠陥を検出することができる。このように製造工程の下流側で検査が行われるため、製品から不良品を除外する確実性が向上する。また、絶縁抵抗計を、キャビティユニット２０のみならず、インクジェットヘッド１１０全体として上端面に配置された配線６３を利用することができ、検査の作業性や操作性が良好になる。

さらに、製造工程を説明すると、第１実施形態と同様に、第４工程と前後する第５工程において、配線基板２２が外部基板に接続される。なお、本実施形態においては、第１実施形態に対し、第４工程において第１の電極５１と第３の電極５３とが接続されないため、別途、これらを接続するための構成が付与される。例えば、上記検査後、配線基板２２上に、配線６１、６３を導通させるため、半田等の導電材ペーストからなるブリッジ部を設けてもよい。また、上記検査および第５工程の後、外部基板上に、配線６１、６３とそれぞれコネクタおよび電気配線を介して接続される２つの外部配線を導通させるため、半田等の導電材ペーストからなるブリッジ部を設けてもよい。さらに、外部基板上において、配線６１、６３と接続される２つの外部配線を導通させる接続配線を予め印刷形成しておいてもよい。この場合、第４工程および上記検査の後に第５工程を行うという手順を踏めば、この第５工程において配線基板２２が外部基板に接続されると同時に、第１の電極５１が、第３の電極に導通される。したがって、上記のようにキャビティ導通部材６９を介して第１の電極５１と第３の電極とが接続されない構造であっても、別途これらを接続するための工程を追加する必要がなく、検査にあたり上記の効果を有するインクジェットヘッド１０を、製造コストを増加させずに製造することができる。

次に、図１０および図１１を参照して第３実施形態を説明し、図１２乃至図１４を参照して第４実施形態を説明し、図１５および図１６を参照して第５実施形態を説明する。第３乃至第５実施形態はそれぞれ、第１および第２実施形態に対し、圧電アクチュエータに設けられる端子の配置構造が異なっているが、第１の電極の構成や、インクジェットヘッドの製造工程および上記検査の手順については、第１および第２実施形態で挙げたものを同様にして適用することができる。以下、第３乃至第５実施形態を、便宜的に第１実施形態の変更例として説明し、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

第３実施形態においては、図１０に示すように、第４のセラミックス層４４の長辺の近傍において、第１の電極５１の端子２５１ｃと、第３の電極５３の端子２５３ｃとが、長辺方向に互いに離間して設けられている。より具体的には、この長辺に対し、第１の電極５１の端子２５１ｃが長辺方向中央部に設けられ、第３の電極５３の端子２５３ｃがこの第１の電極５１の端子２５１ｃを長辺方向に挟んで２つ設けられている。図１１に示すように、配線基板２２２上においては、これら端子２５１ｃ、２５３ｃの配列に対応して、これらの端子２５１ｃ、２５３ｃに接続される配線２６１、２６３が配列されている。なお、このように端子２５１ｃ、２５３ｃのレイアウトが変更されることにより、端子と電極とを接続するためのスルーホールの形成位置は、適宜変更される。

このように端子２５１ｃ、２５３ｃを配置しても、第１実施形態と同様にして、第４のセラミックス層４４の上面に長辺方向に延びて端子を設けるための領域を、この長辺方向と直交する方向（短辺方向）にコンパクトにすることができ、圧電アクチュエータ２２１の上面に３種の電極の端子を設けるにあたり、その圧電アクチュエータ２２１の大型化を避けることができる。

第４実施形態においては、図１２に示すように、第４セラミックス層４４の上面における長辺の近傍において、第１の電極５１の端子３５１ｃと、第３の電極５３の端子３５３ｃとが、それぞれ長辺方向と平行に延びるとともに、短辺方向に２本並んで設けられている。第１の電極の端子３５１ｃは、該端子３５１ｃの延在方向に略等間隔に並んで、第３の電極５３の端子３５３ｃが設けられている側へと突出する複数の突出部３５１ｆ，３５１ｆ，…を有している。第３の電極の端子３５３ｃも、該端子３５３ｃの延在方向に略等間隔に並んで、第１の電極５１の端子３５１ｃが設けられている側へと突出する複数の突出部３５３ｆ，３５３ｆ，…を有している。第１の端子３５１ｃの突出部３５１ｆ，３５１ｆ，…は、第３の電極５３の端子３５３ｃに対し、該端子３５３ｃにおいて隣り合う突出部３５３ｆ，３５３ｆの間に形成された突出部よりも幅が狭い部分３５３ｇと対向している。同様に、第３の電極５３の端子３５３ｃの突出部３５３ｆ，３５３ｆ，…は、第１の電極５１の端子３５１ｃに対し、該端子３５１ｃにおいて隣り合う突出部３５１ｆ，３５１ｆの間に形成された突出部３５１ｆよりも幅が狭い部分３５１ｇと対向している。すなわち、両端子３５１ｃ、３５３ｃの突出部３５１ｆ、３５３ｆが、端子３５１ｃ、３５３ｃの延在方向に互い違いとなるように形成されるようになっている。

図１３に示すように、配線基板上３２２においては、第１の電極５１の端子３５１ｃに接続される配線３６１と、第３の電極５３の端子３５３ｃに接続される配線３６３とがそれぞれ、平行に２本並んで形成されている。配線３６１に対して形成されて第１の電極５１の端子３５１ｃに溶着されるろう材６６を設けるための開口と、配線３６３に対して同様にして形成される開口とは、配線３６１，３６３が延びる方向に互い違いとなるように配置されている。第１の電極５１の端子３５１ｃおよび第３の電極５３の端子３５３ｃに溶着されるろう材６６の量は、第２の電極５２の端子５２ｃに溶着されるろう材６６の量よりも、少量になっている。

上記端子３５１ｃ、３５３ｃを有するインクジェットヘッドにおいては、第１実施形態と同様に第３工程において、第１の電極５１の端子３５１ｃおよび第３の電極５３の端子３５３ｃの突出部３５１ｆ，３５３ｆに、ろう材６６が溶着される。

このように、端子３５１ｃ、３５３ｃは、ろう材６６が溶着される部分が幅広の突出部３５１ｆ，３５３ｆになっている。また、一方の端子の突出部は、他方の端子の突出部の間の狭い部分に対向している。このため、両端子３５１ｃ、３５３ｃにおいて、ろう材６６を溶着させるだけの面積が十分に確保され、第４のセラミックス層４４の上面に長辺方向に延びて端子を設けるための領域を、この長辺方向と直交する方向であって２つの端子が並ぶ方向にコンパクトにすることができ、圧電アクチュエータ３２２の大型化を避けることができる。また、このようにろう材６６が溶着される突出部が、互い違いに配置されているため、互いの端子に溶着されるろう材６６同士がブリッジするおそれも少ない。

また、第１の電極３５１の端子３５１ｃに溶着するろう材６６の量と、第３の電極３５３の端子３５３ｃに溶着されるろう材６６の量とが、第２の電極３５２の端子３５２ｃに溶着されるろう材６６の量よりも少量に設定されているため、近接対向して配置される端子３５１ｃ，３５３ｃ間におけるろう材６６のブリッジを避けることができ、第１の電極３５１と第３の電極３５３とを、電気的に互いに独立した状態で保持することができ、その後の欠陥検査において欠陥の有無の検出をより確実に行うことができる。

なお、図１４には本実施形態の変更構成例を示している。図１４（ａ）に示す構成例においては、第４セラミックス層４４の上面における長辺近傍に、第１の電極５１の端子３５１ｃ′と、第３の電極５３の端子３５３ｃ′とが、それぞれ長辺方向と平行に延びるとともに、短辺方向に２本並んで設けられている。なお、この変更構成例においては、両端子３５１ｃ′、３５３ｃ′は、上記突出部を有していないが、図１２に示す構成例と同様に、該長辺の延びる方向に対してろう材６６をずらして配置されている。これにより、ろう材６６のブリッジを避けることができる。また、図１４（ｂ）においても、図１４（ａ）に示す構成例と同様に、第４セラミックス層４４の上面における長辺近傍に、第１の電極５１の端子３５１ｃ′と、第３の電極５３の端子３５３ｃ′とが、それぞれ長辺方向と平行に延びるとともに、短辺方向に２本並んで設けられている。さらに、この変更構成例においては、両端子３５１ｃ″、３５３ｃ″に溶着されるろう材６６が、端子の延在方向に対して同位置に設けられており、端子３５１ｃ″、３５３ｃ″の並ぶ方向にこれらのろう材６６が並んで配置されている。ただし、このろう材６６を図１２に示す構成例と同様に、第２の電極５２の端子に溶着されるろう材６６よりも少量にすることで、両端子３５１ｃ″、３５３ｃ″を近接して配置しても、ろう材６６のブリッジを避けることができる。

第５実施形態においては、図１５に示すように、第１の電極５１の端子４５１ｃが、第４セラミックス層４４の２つの長辺のうち第１の長辺４４Ａに沿って該第１の長辺４４Ａの延在方向に延びて設けられ、第３の電極５３の端子４５３ｃが、第４セラミックス層４４の２つの長辺のうち上記第１の長辺４４Ａの対辺となる第２の長辺４４Ｂに沿って該第２の長辺４４Ｂの延在方向に延びて設けられている。これに付随して、図１６に示すように、配線基板４２２上においても、配線基板４２２の一辺の近傍には、該辺に沿って第１の電極５１の端子４５１ｃに接続される配線４６１のみが設けられ、配線基板４２２の上記一辺の対辺に沿って第３の電極５３の端子４５３ｃに接続される配線４６３のみが設けられている。

このように、一方の長辺の近傍に対しては第１の電極５１の端子４５１ｃおよび第３の電極５３の端子４５３ｃのうちの一つの端子のみを沿わせて設ける構造とすることにより、第１乃至第３実施形態と同様にして、第４圧電アクチュエータ４２１の大型化を避けることができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記の構成に限られない。例えば、端子５１の配置構造は、各実施形態に示した構成に限らず、圧電アクチュエータ２１の配線基板２２の引き出し方向とは反対側の側縁に沿って複数個所に配置することもできる。これに併せて、配線６１を配線基板２２の引き出し方向両側縁に沿って配置したり、配線基板２２の３辺に沿ってＵ字形に配置することができる。また、各端子と配線基板上の配線とを導通させる導電材としては、例えば半田等のろう材を適用することができる。

また、キャビティユニット２０のプレート３１〜３６は導電性のある材料を使用しているが、少なくともインクに触れるプレートの１つが導電性のある材料であればよい。

なお、本発明の液体吐出装置は、インクジェットヘッドだけでなく、電気的な配線パターンを形成したり、カラーフィルターを形成するなど、各種の液体を吐出する装置に適用できる。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおけるキャビティユニットおよび圧電アクチュエータの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータおよび配線基板の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。 図２のＶ−Ｖ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板と圧電アクチュエータとの接続部分を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータおよび配線基板の分解斜視図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータの平面図である。 本発明の第３実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図である。 本発明の第４実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータの平面図である。 本発明の第４実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図である。 (ａ)，(ｂ)ともに、本発明の第４実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータの変更構成例を示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧電アクチュエータの平面図である。 本発明の第５実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図である。 従来のインクジェットヘッドを説明する縦断面図である。

符号の説明

１０ インクジェットヘッド（液体吐出装置）
２０ キャビティユニット
２１ 圧電アクチュエータ
２２ 配線基板
２４ 圧力室
４１ 第１のセラミックス層
４２ 第２のセラミックス層
４３ 第３のセラミックス層
５１ 第１の電極
５２ 第２の電極
５３ 第３の電極
５１ｃ 端子
５３ｃ 端子
６１ （第１の電極の端子に接続される）配線
６２ （第２の電極の端子に接続される）配線
６３ （第３の電極の端子に接続される）配線
６９ キャビティ導通部材
１１０ インクジェットヘッド
１５１ 第１の電極
１５１ｅ 接触回避部
２５１ｃ （第１の電極の）端子
２５３ｃ （第３の電極の）端子
３５１ｃ、３５１ｃ′、３５１ｃ″ （第１の電極の）端子
３５１ｆ 突出部
３５３ｃ、３５３ｃ′、３５３ｃ″ （第３の電極の）端子
４５１ｃ （第１の電極の）端子
４５３ｃ （第３の電極の）端子

Claims (16)

1. 液体を吐出するノズル、そのノズルに連通する圧力室を有し、その圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、
   前記圧力室が開口した面を覆って前記キャビティユニットに固定される圧電アクチュエータとを備え、
   前記圧電アクチュエータは、
   前記圧力室の開口を直接覆う第１のセラミックス層、その第１のセラミックス層の前記開口とは反対側へ前記開口と平行な面に直交する方向に順次積層される第２および第３のセラミックス層を含む複数のセラミックス層と、
   前記第１のセラミックス層と第２のセラミックス層との間に配置された第１の電極、前記第２のセラミックス層と第３のセラミックス層との間に配置された第２の電極およびその第２の電極と前記第３のセラミックス層を挟んで配置される第３の電極を含む複数の電極とを有し、
   前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が前記第２の電極に関して対称に分極形成され、前記第１の電極と第２の電極との間および前記第２の電極と第３の電極との間に前記分極方向と平行な電圧を印加することにより、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が変位して前記圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与する液体吐出装置において、
   前記第１の電極と第３の電極とは、電源に接続されるそれぞれ独立した端子に接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記圧力室は、前記平面上に複数個開口して位置し、前記複数のセラミックス層は、その複数の圧力室にわたって延在し、前記第２の電極は、前記各圧力室ごとにその圧力室に対向して位置し、前記第１の電極と第３の電極は、前記複数の圧力室にわたって延在していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記圧電アクチュエータは、前記キャビティユニットと反対側の面に、前記第１の電極、第３の電極および第２の電極に接続されたそれぞれの端子を配列して有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記圧電アクチュエータの前記キャビティユニットと反対側の面に、前記第１の電極の端子、第３の電極の端子および第２の電極の端子と接続される配線を有する配線基板が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層、第２の電極および第３の電極は、前記第１のセラミックス層の前記キャビティユニットと反対側に交互にそれぞれ複数層積層され、
   前記圧電アクチュエータの前記面に位置する前記第２の電極の端子は、積層方向の前記複数の第２の電極に対し共通に接続され、前記圧電アクチュエータの前記面に位置する前記第３の電極の端子は、積層方向の前記複数の第３の電極に対し共通に接続され、
   前記第３の電極の端子に接続された前記配線は、前記第１の電極の端子に接続された前記配線よりも電気抵抗値が低く形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記第３の電極の端子を前記キャビティユニットに接地導通させるキャビティ導通部材を有し、
   前記第１の電極に、前記キャビティ導通部材との接触を避けるための接触回避部が設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出装置。
7. 前記第３の電極は、前記圧電アクチュエータの側端面に露出する露出部を有し、前記キャビティ導通部材が、該露出部から、前記圧電アクチュエータの側端面を前記複数のセラミックス層の積層方向に延在して前記キャビティユニットの上面にまで設けられ、
   前記接触回避部は、前記第１の電極が、前記第１のセラミックス層および前記第２のセラミックス層の側端面において前記キャビティ導通部材が設けられる部分に露出しないように部分的に切り欠かれることにより、形成されることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
8. 前記配線基板上に、前記第１の電極の端子に接続される前記配線と前記第３の電極の端子に接続される前記配線とを導通させる配線導通部材が設けられることを特徴とする請求項６または７に記載の液体吐出装置。
9. 前記配線基板は、電気接続部材を介して外部基板に接続され、該外部基板は、前記電気接続部材を介して前記第１の電極の端子に接続される前記配線と導通される第１の外部配線と、前記電気接続部材を介して前記第３の電極の端子に接続される前記配線と導通される第３の外部配線とを有し、
   前記外部基板上において、前記第１の外部配線と前記第３の外部配線とが導通されていることを特徴とする請求項６または７に記載の液体吐出装置。
10. 前記第１の電極の端子は、前記第１の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第１の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、前記第２の電極の端子は、前記第２の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第２の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、前記第３の電極の端子は、前記第３の電極の端子に接続された前記配線上に設けられる第３の金属接合材のバンプが溶着されて該配線に接続され、
    前記第１の金属接合材のバンプおよび前記第３の金属接合材のバンプは、前記第２の金属接合材のバンプよりも少量になっていることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の液体吐出装置。
11. 前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺に沿って該辺の延びる方向と平行に延びて並んで設けられ、前記第１の電極の端子に接続される前記配線および前記第３の電極の端子に接続される前記配線が、前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子の延びる方向に対応して延在し、
    前記第１の金属接合材のバンプおよび前記第３の金属接合材のバンプが、前記配線が延びる方向における互いの位置をずらして設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出装置。
12. 複数の前記第１の金属接合材のバンプ、及び複数の前記第３の金属接合材のバンプが、それぞれ前記配線が延びる方向に互いに離間して設けられ、
    前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、複数の金属接合材のバンプが設けられる部分において互いの端子の間へと突出する突出部を有しており、隣り合う該突出部の間の部分において該突出部よりも幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記第１の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺に沿って該辺の延びる方向と平行に延びて設けられており、前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の前記一辺の対辺に沿って該対辺の延びる方向と平行に延びて設けられていることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の液体吐出装置。
14. 前記第１の端子および前記第３の端子が、前記圧電アクチュエータの前記反対側の面の一辺の近傍において、該一辺の延びる方向に互いに離間して設けられていることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の液体吐出装置。
15. 液体を吐出するノズル、そのノズルに連通する圧力室を有し、その圧力室が平面上に開口形成されたキャビティユニットと、
    前記圧力室が開口した面を覆って前記キャビティユニットに固定される圧電アクチュエータとを備え、
    前記圧電アクチュエータは、
    前記圧力室の開口を直接覆う第１のセラミックス層、その第１のセラミックス層の前記開口とは反対側へ前記開口と平行な面に直交する方向に順次積層される第２および第３のセラミックス層を含む複数のセラミックス層と、
    前記第１のセラミックス層と第２のセラミックス層との間に配置された第１の電極、前記第２のセラミックス層と第３のセラミックス層との間に配置された第２の電極およびその第２の電極と前記第３のセラミックス層を挟んで配置される第３の電極を含む複数の電極とを有し、
    前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が前記第２の電極に関して対称に分極形成され、前記第１の電極と第２の電極との間および前記第２の電極と第３の電極との間に前記分極方向と平行な電圧を印加することにより、前記第２のセラミックス層および第３のセラミックス層が変位して前記圧力室に充填した液体に吐出圧力を付与する液体吐出装置において、
    前記第１の電極と第３の電極とは、電源に接続される端子をそれぞれ独立した状態とし、前記圧力室に液体を充填した状態で、前記第１の電極と前記キャビティユニットとの間の電気的特性を測定することを特徴とする液体吐出装置の検査方法。
16. 前記第３の電極が、前記キャビティユニットに接地導通され、
    前記第１の電極の端子および前記第３の電極の端子が、前記圧電アクチュエータの前記キャビティユニットと反対側の面上に設けられ、
    前記圧電アクチュエータの前記反対側の面に、前記第１の電極の端子と接続される第１の配線と、前記第３の電極の端子と接続される第３の配線とを有する配線基板が配置され、
    前記第１の電極と前記キャビティユニットとの間の電気的特性を、前記第１の配線と前記第３の配線とが導通されていない状態において前記第１の配線と前記第３の配線との間で測定することを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出装置の検査方法。

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