JP2014195929A - 液体吐出装置の製造方法及び圧電アクチュエータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電層と別の層とを接着剤で接合したときに、接着剤が圧電層の上記別の層と反対側の面に染み出すことによってできる染み出し部が、圧電層の上記別の層と反対側の面に形成された電極と重なってしまうのを防止することができる液体吐出装置の製造方法を提供する。
【解決手段】圧電層と共通電極との積層体を作製し、この積層体とインク分離層とを接着剤で接合する。その後、圧電層の上面に個別電極を形成する。接着剤が圧電層の上面に染み出した染み出し部が存在する場合には、染み出し部を避けて個別電極を形成する。個別電極の形成後、個別電極と圧力室とを位置合わせして、インク分離層に流路ユニットを接合する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置の製造方法、及び、液体吐出装置などに用いられる圧電アクチュエータの製造方法に関する。

特許文献１では、個別電極、共通電極などの電極がそれぞれ形成された３枚の圧電材料のグリーンシートを互いに積層した状態で焼成することにより、３層の圧電層からなる積層体を作製している。さらにその後、この積層体と、流路ユニットに接合された振動板とを、熱硬化性接着剤により接合している。

特開２０１１−５４５９３号公報

ここで、特許文献１のように、上記圧電層の積層体と振動板とを接着剤で接合する場合には、これらの間に微細な異物が挟まってしまうことがある。そして、この場合には、この異物によって圧電層にクラックが生じ、接着剤がクラックを介して、上記積層体の振動板と反対側の面まで染み出してしまう。また、特許文献１では、振動板及び圧電層が圧力室と重なっているため、圧電層の個別電極が形成された部分やその近傍の部分に接着剤の染み出し部ができてしまうことがある。そしてこの場合には、後述するように、個別電極の接続端子とＦＰＣなどの配線部材とを接続する際に、染み出し部が干渉して接続不良が生じたり、圧電層内に接着剤が存在することにより、圧電層が変形したときに、圧電層を挟んで配置された個別電極と共通電極との間の絶縁性が低下したりする虞がある。

本発明の目的は、電極と配線部材との接続不良や、電極間の絶縁性の低下などを防止することが可能な液体吐出装置及び圧電アクチュエータを提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、ノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室と重なるように配置された圧電層と、前記圧力室と前記圧電層との間に配置された中間層と、前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記圧力室と重なる部分に配置された第１電極と、備えた液体吐出装置の製造方法であって、前記圧電層を含む第１部材と、前記中間層を含む第２部材とを接着剤で接合する第１接合工程と、前記第１接合工程の後、前記圧電層の前記中間層と反対側の面における、接着剤が染み出した染み出し部の位置を検出する染み出し位置検出工程と、前記染み出し位置検出工程の後、前記圧電層の前記中間層と反対側の面に前記第１電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記電極形成工程において、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置を避けて前記第１電極を形成する。

本発明によると、圧電層を含む第１部材と中間層を含む第２部材とを接着剤で接合した後に、圧電層の中間層と反対側の面に第１電極を形成するため、第１部材と第２部材との接合時に接着剤の染み出し部ができた場合に、染み出し部を避けて第１電極を形成することができる。これにより、染み出した接着剤が干渉することで第１電極と外部の配線との接続不良が生じたり、圧電層内に接着剤が存在することで、圧電層を変形させたときに、第１電極と他の電極との絶縁性が低下したりすることを防止することができる。

第１０の発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、圧電材料からなる第１層と、前記第１層と積層された第２層と、前記第１層の前記第２層と反対側の面に配置された電極と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、前記第１層を含む第１部材と、前記第２層を含む第２部材とを接着剤で接合する接合工程と、前記接合工程の後、前記第１層の前記第２層と反対側の面における前記接着剤が染み出した染み出し部の位置を検出する染み出し位置検出工程と、前記染み出し位置検出工程の後、前記第１層の前記第２層と反対側の面に前記第１電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記電極形成工程において、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置を避けて前記電極を形成する。

本発明によると、第１層を含む第１部材と、第２層を含む第２部材とを接着剤で接合した後に、第１層の第２層と反対側の面に電極を形成するため、第１部材と第２部材との接合時に接着剤の染み出し部ができた場合に、染み出し部を避けて電極を形成することができる。これにより、染み出した接着剤が干渉することで電極と外部の配線との接続不良が生じたり、第１層内に接着剤が存在することで、第１層を変形させたときに、電極と他の電極との絶縁性が低下したりすることを防止することができる。

本発明によれば、染み出した接着剤が干渉することで電極と外部の配線との接続不良が生じたり、圧電層や第１層内に接着剤が存在することで、圧電層や第１層を変形させたときに、電極間の絶縁性が低下したりすることを防止することができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２のIII−III線断面図である。 インクジェットヘッドの製造手順を示すフローチャートである。 インクジェットヘッドの製造の各工程を示す図であり、（ａ）が圧電層と共通電極との積層体を作製する工程、（ｂ）が（ａ）の積層体とインク分離層とを接合する工程、（ｃ）が個別電極を形成する工程、（ｄ）が流路ユニットを接合する工程をそれぞれ示している。 染み出し部が１つの場合の、個別電極の形成位置を示す図であり、（ａ）が基準位置に個別電極を形成した場合、（ｂ）が個別電極を基準位置からずらして形成した場合を示している。 染み出し部が２つの場合の、個別電極の形成位置を示す図であり、（ａ）が基準位置に個別電極を形成した場合、（ｂ）が個別電極を基準位置からずらして形成した場合を示している。 全ての染み出し部を避けて個別電極を形成することができない場合の一例を示す図である。 個別電極の形成手順を示す図であり、（ａ）がマスクを配置する工程を示しており、（ｂ）が導電性材料を形成する工程を示している。 接着剤の染み出しにより生じる不具合を説明する図であり、（ａ）が染み出し部が個別電極と重なる場合、（ｂ）が染み出し部が接続端子の近傍に位置している場合を示している。 （ａ）は変形例１の図６（ａ）相当の図である。（ｂ）は変形例１の図６（ｂ）相当の図である。 変形例２における個別電極の形成手順を示す図であり、（ａ）がレジストを形成するためのマスクを配置する工程、（ｂ）がレジストを形成する工程、（ｃ）が導電性材料を形成する工程を示している。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１は、キャリッジ２、インクジェットヘッド３、搬送ローラ４などを備えている。キャリッジ２は、走査方向に平行に延びた２本のガイドレール５に支持され、ガイドレール５に沿って走査方向に往復移動する。なお、以下では、図１に示すように走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。また、走査方向の右側及び左側を、単に右側、左側とする。インクジェットヘッド３は、キャリッジ２に搭載され、その下面に形成された複数のノズル１５からインクを吐出する。搬送ローラ４は、記録用紙Ｐを走査方向と直交する搬送方向に搬送する。

そして、プリンタ１では、記録用紙Ｐを搬送ローラ４により搬送方向に搬送させつつ、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３からインクを吐出させることにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。

次に、インクジェットヘッド３について詳細に説明する。インクジェットヘッド３は、複数のノズル１５や後述の圧力室１０などのインク流路が形成された流路ユニット２１と、圧力室１０内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ２２とを備えている。

流路ユニット２１は、４枚のプレート３１〜３４が互いに積層されることによって形成されている。４枚のプレート３１〜３４のうち、３枚のプレート３１〜３３は、ステンレスなどの金属材料からなる。プレート３４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料、あるいは、プレート３１〜３３と同様の金属材料からなる。プレート３１〜３４は、熱硬化性接着剤等によって互いに接合されている。ただし、図３では、プレート３１〜３４を接合する接着剤の図示は省略している。

プレート３１には、複数の圧力室１０が形成されている。圧力室１０は、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有している。また、複数の圧力室１０は、搬送方向に配列されることによって圧力室列９を形成しており、プレート３１には、このような圧力室列９が走査方向に沿って４つ並んでいる。また、左から１、３番目の圧力室列９を形成する圧力室１０と、左から２、４番目の圧力室列９を形成する圧力室１０とは、搬送方向にずれて配置されている。

プレート３２には、左から１、３番目の圧力室列９を形成する圧力室１０の右端部と重なる部分、及び、左から２、４番目の圧力室列９を形成する圧力室１０の左端部と重なる部分に、略円形の貫通孔１２が形成されている。また、プレート３２には、左から１、３番目の圧力室列９を形成する圧力室１０の左端部と重なる部分、及び、左から２、４番目の圧力室列９を形成する圧力室１０の右端部と重なる部分に、略円形の貫通孔１３が形成されている。

プレート３３には、２本のマニホールド流路１１が形成されている。２本のマニホールド流路１１は、それぞれが搬送方向に延び、走査方向に間隔をあけて配置されている。左側のマニホールド流路１１は、左から１、２番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０にまたがって延び、左から１番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の略左半分、及び、左から２番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の略右半分と重なっている。一方、右側のマニホールド流路１１は、左から３、４番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０にまたがって延び、左から３番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の略左半分、及び、左から４番目の圧力室列９を形成する複数の圧力室１０の略右半分と重なっている。また、２本のマニホールド流路１１は、搬送方向下流側の端部で互いに接続されている。２本のマニホールド流路１１には、搬送方向下流側の互いに接続された部分に設けられたインク供給口８からインクが供給される。また、プレート３３には、貫通孔１３と重なる部分に略円形の貫通孔１４が形成されている。プレート３４には、貫通孔１３と重なる部分にノズル１５が形成されている。

そして、流路ユニット２１では、マニホールド流路１１が貫通孔１２を介して複数の圧力室１０と連通する。また、圧力室１０が貫通孔１３、１４を介してノズル１５と連通する。このように、流路ユニット２１には、マニホールド流路１１の出口から圧力室１０を経てノズル１５に至る複数の個別インク流路が形成される。

圧電アクチュエータ２２は、インク分離層４１、圧電層４２、４３、共通電極４４、複数の個別電極４５を備えている。

インク分離層４１は、ステンレスなどの金属材料からなり、熱硬化性接着剤などによって、流路ユニット２１の上面に接合されている。これにより、流路ユニット２１の複数の圧力室１０の上面の開口が、インク分離層４１によって塞がれる。ここで、インク分離層４１は、圧力室１０内のインクが圧電層４２に接触してしまうのを防止するためのものである。なお、図３では、流路ユニット２１とインク分離層４１とを接合する接着剤の図示を省略している。圧電層４２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、インク分離層４１の上面に複数の圧力室１０にまたがって連続的に延びている。また、圧電層４２は、熱硬化性接着剤などの接着剤３９によってインク分離層４１に接合されている。圧電層４３は、圧電層４２と同じ圧電材料からなり、圧電層４２の上面に配置されている。

共通電極４４は、圧電層４２と圧電層４３との間のほぼ全域にわたって延びている。複数の個別電極４５は、圧力室１０よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有し、圧電層４３の上面の圧力室１０の略中央部と重なる部分に配置されている。これにより、個別電極４５は、搬送方向に配列され、電極列４６を形成している。また、電極列４６は、圧力室列９と同様、走査方向に沿って４つ並んでいる。そして、このように４つの電極列４６が走査方向に４つ並んでいることにより、複数の個別電極４５は、走査方向及び搬送方向に並んでいる。また、個別電極４５の走査方向における貫通孔１２側の端部は、圧力室と重ならない部分まで延び、その先端部が接続端子４５ａとなっている。接続端子４５ａの上面には、上方に突出したバンプ４９が形成されている。また、共通電極４４と複数の個別電極４５とがこのように配置されているのに対応して、圧電層４３の共通電極４４と個別電極４５とに挟まれた部分は、その厚み方向に分極されている。

ここで、図２に示すように、左から２番目の電極列４６を形成する個別電極４５と、左から３番目の電極列４６を形成する個別電極４５との走査方向の間隔をＤａとする。また、搬送方向における個別電極４５の間隔をＤｂとする。また、左から１番目の電極列４６を形成する個別電極４５と、左から２番目の電極列４６を形成する個別電極４５の走査方向の間隔、及び、左から３番目の電極列４６を形成する個別電極４５と、左から４番目の電極列４６を形成する個別電極４５の走査方向の間隔をＤｃとする。本実施の形態では、複数の個別電極４５が上述したように配置されていることにより、Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃが、Ｄａ＞Ｄｂ＞Ｄｃの大小関係になっている。

また、図２に示すように、圧電層４２、４３の搬送方向の長さをＬａとする。また、搬送方向の最も上流側に配置された個別電極４５の搬送方向上流側の端と、搬送方向の最も下流側に配置された個別電極４５の搬送方向下流側の端との距離をＬｂとする。また、搬送方向の個別電極４５の長さをＬｃとする。本実施の形態では、圧電層４２、４３の搬送方向の長さＬａは、Ｌａ＞Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｋの関係が成り立つような長さとなっている。ここで、Ｋは、後述する染み出し部６１の直径Ａ（図６（ａ）参照）の上限値である。

また、図２に示すように、圧電層４２、４３の走査方向の長さＬｄとする。また、最も左側に配置された個別電極４５の左端と、最も右側に配置された個別電極４５の右端との距離をＬｅとする。また、走査方向の個別電極４５の長さをＬｆとする。本実施の形態では、圧電層４２、４３の走査方向の長さＬｄが、Ｌｄ＞Ｌｅ＋Ｌｆ＋Ｋの関係が成り立つような長さとなっている。

圧電アクチュエータ２２の上方には、ＣＯＦ（Chip On Film）５０が配置されている。ＣＯＦ５０はバンプ４９に接続されている。ＣＯＦ５０には、図示しないドライバＩＣが実装されている。個別電極４５はＣＯＦ５０の図示しない配線、及び、バンプ４９を介してドライバＩＣと接続されている。そして、各個別電極４５には、ドライバＩＣにより、グランド電位及び所定の駆動電位のいずれかが選択的に付与される。また、共通電極４４は、ＣＯＦ５０の配線や圧電層４３に形成された図示しないスルーホールなどを介してドライバＩＣと接続されている。そして、共通電極４４は、ドライバＩＣにより常にグランド電位に保持されている。

ここで、圧電アクチュエータ２２を駆動してノズル１５からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２２では、全ての個別電極４５が予めグランド電位に保持されている。あるノズル１５からインクを吐出するためには、当該ノズル１５に対応する個別電極４５の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。すると、個別電極４５と共通電極４４との電位差により、圧電層４３のこれらの電極に挟まれた部分に分極方向と平行な電界が発生する。この電界により圧電層４３の当該部分が水平方向に収縮し、これに伴って、圧電層４２、４３及びインク分離層４１が全体として圧力室１０側に凸となるように変形する。これにより、圧力室１０の容積が低下して圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。

次に、インクジェットヘッド３の製造方法について説明する。インクジェットヘッド３を製造するためには、図４に示すように、まず、圧電層４２となる、上面に共通電極４４が形成された圧電材料のグリーンシートと、圧電層４３となる圧電材料のグリーンシートとを積層させて焼成することで、図５（ａ）に示すような圧電層４２、４３との積層体を作製する（ステップＳ１０１）。なお、以下では、ステップＳ１０１を単にＳ１０１にするなど「ステップ」を省略する。また、この段階では、圧電層４３の上面に個別電極４５が形成されていない。また、インクジェットヘッド３の製造時にはインクジェットヘッド３の各構成部材が任意の向きに配置され得るが、図５や後述の図６などでは、便宜上、プリンタ１に組み付けられたときの方向を図示している。また、以下では、これらの図に示す方向を用いて説明を行う。

次に、図５（ｂ）に示すように、熱硬化性接着剤により、圧電層４２の下面にインク分離層４１を接合する（Ｓ１０２）。次に、圧電層４３の上面における染み出し部６１の位置を検出する（Ｓ１０３）。染み出し部６１とは、圧電層４２とインク分離層４１との間の接着剤３９が、圧電層４３の上面に染み出した部分である。より詳細に説明すると、Ｓ１０２の圧電層４２とインク分離層４１との接合時に、圧電層４２とインク分離層４１との間に微細な異物等が挟まっていることがある。この場合には、異物により圧電層４２、４３にクラック４８が発生することがある。そして、クラック４８が発生すると、接着剤３９がクラック４８を介して圧電層４３の上面まで染み出すことがある。このとき、染み出した接着剤３９は、圧電層４３の上面に染み出し部６１となって現れる。そして、Ｓ１０３では、圧電層４３の上面に走査方向及び搬送方向の座標を設定し、染み出し部６１が配置されている位置の座標を検出する。このとき、検出された座標は、１つの染み出し部６１に対して、走査方向及び搬送方向に隣接する複数の座標からなる座標群を形成する。また、この座標群を形成する複数の座標のうち、走査方向又は搬送方向における両端の座標の間の距離が、当該染み出し部６１の直径Ａに対応する。また、染み出し部６１が複数存在する場合には、検出した座標が、上述したよう座標群を複数形成する。なお、Ｓ１０３の染み出し部６１の位置の検出は、カメラによる撮影、目視などによって行う。

次に、Ｓ１０３で染み出し部６１が検出されなかった場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、続いて、圧電層４３の上面の予め設定された基準位置を複数の個別電極４５の形成位置に決定し（Ｓ１０５）、後述のＳ１１１に進む。一方、Ｓ１０３において染み出し部６１が検出された場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、染み出し部６１の直径Ａが、所定の上限値Ｋを超えているか否かを判定する（Ｓ１０６）。ここで、上限値Ｋは、搬送方向に隣接する個別電極４５の間の間隔Ｄｂよりも小さい値に設定されている。なお、染み出し部６１の直径Ａは、例えば、Ｓ１０３で検出した、上記座標群を形成する複数の座標のうち、走査方向又は搬送方向における両端の座標の間の距離からわかる。

そして、染み出し部６１の直径Ａが上限値Ｋを超えている場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０１、Ｓ１０２で作製した積層体を廃棄する、あるいは、リサイクルの工程に進み（Ｓ１０７）、インクジェットヘッド３の製造の処理を終了する。一方、染み出し部６１の直径Ａが上限値Ｋ以下の場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、さらに染み出し部６１の数が１つであるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで、染み出し部６１の数は、例えば、Ｓ１０３で検出した座標が形成する上記座標群の数からわかる。

染み出し部６１の数が１つである場合には（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０３で検出した染み出し部６１の位置に基づいて、個別電極４５の形成位置の、上記基準位置に対する走査方向へのずらし量を決定し（Ｓ１０９）、その後Ｓ１１２に進む。

Ｓ１０９のずらし量の決定についてより詳細に説明する。仮に、染み出し部６１が検出されなかった場合と同様に上記基準位置に個別電極４５を形成してしまうと、図６（ａ）に実線で示すように染み出し部６１が個別電極４５と重なってしまうことがある。あるいは、図６（ａ）に二点鎖線で示すように染み出し部６１が接続端子４５ａの近傍に位置してしまうことがある。そこで、このような場合に、図６（ｂ）に示すように、染み出し部６１が、最も左側の電極列４６よりも左側、左から２番目と３番目の電極列４６の間、及び、最も右側の電極列４６よりも右側に位置するように、個別電極４５の形成位置の走査方向へのずらし量を決定する。すなわち、Ｓ１０９では、染み出し部６１が、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置するように、個別電極４５の形成位置の走査方向へのずらし量を決定する。このとき、個別電極４５の形成位置は、基準位置に対して、走査方向における接続端子４５ａ側にずらされる。なお、当然のことではあるが、上記基準位置に個別電極４５を形成しても、染み出し部６１が、個別電極４５と重なることもなく、接続端子４５ａの近傍に位置することもない場合は、Ｓ１０９においてずらし量を０に決定する。

一方、染み出し部６１の数が複数である場合には（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０３で検出した染み出し部６１の位置に基づいて、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成することが可能であるか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここで、本実施の形態において、「全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成する」というのは、全ての染み出し部６１が、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置する、あるいは、搬送方向に隣接する個別電極４５の間に位置するように、複数の個別電極４５を形成するということである。

そして、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成することができないと判定された場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１０１、Ｓ１０２で作製した積層体を廃棄する、あるいは、リサイクルの工程に進み（Ｓ１０７）、インクジェットヘッド３の製造の処理を終了する。一方、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成することが可能であると判定された場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１０３で検出した染み出し部６１の位置に基づいて、個別電極４５の形成位置の、走査方向及び搬送方向における、上記基準位置からのずらし量を決定し（Ｓ１１１）、その後Ｓ１１２に進む。

Ｓ１１０の判定、Ｓ１１１のずらし量の決定についてより詳細に説明する。例えば、染み出し部６１が２つの場合、一方の染み出し部６１の位置に基づいて、Ｓ１０９と同様に、個別電極４５の形成位置の走査方向へのずらし量を決定すれば、一方の染み出し部６１は、上述したように、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置する。しかしながら、このように個別電極４５の形成位置をずらしたときに、図７（ａ）、図８に示すように、他方の染み出し部６１が、個別電極４５と重なったり、接続端子４５ａの近傍に位置したりしてしまうことがある。

このとき、例えば、２つの染み出し部６１が図７（ａ）に示すような位置関係にある場合には、図７（ｂ）に示すように、個別電極４５の形成位置を搬送方向にずらすと、一方の染み出し部６１を、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置させたまま、他方の染み出し部６１を、搬送方向に隣接する個別電極４５の間に位置させることができる。すなわち、この場合には、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができる。

しかしながら、例えば、２つの染み出し部６１が、図８に示すような位置関係にある場合には、個別電極４５の形成位置を搬送方向にどれだけずらしても、他方の染み出し部６１は、個別電極４５と重なるか、接続端子４５ａの近傍に位置することになる。すなわち、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができない。

また、染み出し部６１が３つ以上ある場合にも、これら３つ以上染み出し部６１の位置関係によっては、個別電極４５の形成位置を走査方向及び搬送方向にどれだけずらしても、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができないことがある。

このように、染み出し部６１が２つ以上ある場合には、染み出し部６１の位置関係によって、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成することができる場合もあればできない場合もある。そして、Ｓ１１０では、染み出し部６１の位置から、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成することができるか否かを判定する。そして、可能な場合には、Ｓ１１１で個別電極４５の形成位置の、走査方向及び搬送方向における、基準位置に対するずらし量を決定する。

なお、当然のことではあるが、複数の個別電極４５を基準位置に形成しても、全ての染み出し部６１が、個別電極４５と重なることもなく、接続端子４５ａの近傍に位置することもない場合には、Ｓ１１１において走査方向及び搬送方向へのずらし量を０に決定する。また、個別電極４５の形成位置を走査方向にずらしただけで、全ての染み出し部６１が、個別電極４５と重なることもなくなり、接続端子４５ａの近傍に位置することもなくなる場合には、Ｓ１１１において搬送方向へのずらし量を０に決定する。

Ｓ１１２では、圧電層４３の上面のＳ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１１で決定された位置に、複数の個別電極４５を形成する。そして、Ｓ１１２の個別電極４５の形成の後、インク分離層４１の下面に、予め作製しておいた流路ユニット２１を接合する（Ｓ１１３）。このとき、個別電極４５と圧力室１０とを位置合わせして接合を行う。以上の工程により、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とによって構成される、ＣＯＦ５０との接合前のインクジェットヘッド３が完成する。

Ｓ１１２の個別電極４５の形成方法についてより詳細に説明すると、まず、図９（ａ）に示すように、圧電層４３の上面に、複数の個別電極４５に対応する複数の開口部７１ａを有するマスク７１を配置する。このとき、Ｓ１０３で基準位置を個別電極４５の形成位置に決定した場合には、開口部７１ａが基準位置に重なるようにマスク７１を配置する。一方、Ｓ１０９、Ｓ１１１でずらし量を決定した場合には、開口部７１ａが基準位置から走査方向及び搬送方向に決定したずらし量だけずれた位置に位置するようにマスク７１を配置する。なお、図９（ａ）では、クラック４８や染み出し部６１を図示しているが、Ｓ１０３で基準位置を個別電極４５の形成位置に決定した場合には、クラック４８や染み出し部６１は存在しない。

次に、図９（ｂ）に示すように、マスク７１が配置された圧電層４３の上面にスクリーン印刷等により導電性材料を形成する。これにより、圧電層４３の上面の開口部７１ａから露出した部分に形成された導電性材料が、個別電極４５となる。そして、個別電極４５を形成した後、マスク７１を除去する。

なお、図４に示すフローチャートは、１つのインクジェットヘッド３を見たときの製造工程を説明したものであるが、実際には、複数のインクジェットヘッド３をまとめて作製してもよい。この場合、Ｓ１０１及びＳ１０２の工程を経て作製された複数の積層体のそれぞれについて、染み出し部の位置の検出を行って、基準位置に個別電極を形成する第１のグループと、基準位置からずれた位置に個別電極を形成するもの若しくは廃棄又はリサイクルにまわす第２のグループと、の２つのグループに振り分けてもよい。そして、第１のグループと第２のグループとは、それぞれ別の製造ラインで、Ｓ１１２、Ｓ１１３を行っても良い。このとき、第２のグループの積層体については、それぞれの積層体について一つずつ、上述のＳ１０３からＳ１１３を繰り返し行い、それぞれの積層体の染み出し部に応じて個別電極の形成、若しくは、廃棄を行なってもよい。

ここで、本実施の形態とは異なり、図１０（ａ）に示すように、クラック４８や染み出し部６１が個別電極４５と重なっていると、圧電層４２、４３のクラック４８内に接着剤３９が存在していることにより、圧電アクチュエータ２２を駆動して圧電層４２、４３を変形させたときに、圧電層４３を挟んで配置された個別電極４５と共通電極４４との絶縁性が低下してしまう虞がある。

また、図１０（ａ）のように、個別電極４５が、圧電層４３の上面の染み出し部６１と重なる部分に形成された場合には、個別電極４５と圧電層４３との間に染み出し部６１が介在する部分ができる。この場合には、圧電アクチュエータ２２の駆動時に、個別電極４５を駆動電位にして個別電極４５と共通電極４４との間に電位差を生じさせると、染み出し部６１及び圧電層４２、４３において電圧降下が生じる。このとき、接着剤からなる染み出し部６１は、圧電層４２、４３と比較して誘電率が低いため、染み出し部６１において、圧電層４２、４３よりも大きな電圧降下が生じる。その結果、圧電層４２、４３に、変形させるのに必要な電界が発生せず、ノズル１５からのインクの吐出不良が生じてしまう虞がある。

また、染み出し部６１は、圧電層４３の上面に盛り上がっているため、圧電層４３の上面の染み出し部６１と重なる部分に個別電極４５を形成すると、形成した個別電極４５が圧電層４３の上面に定着せずに剥がれたり、形成される個別電極４５の形状が歪んだりする虞もある。

一方、図１０（ｂ）に示すように、染み出し部６１が、接続端子４５ａの近傍に位置していると、圧電層４３の上面に盛り上がった染み出し部６１の高さがバンプ４９の高さよりも高い場合などに、ＣＯＦ５０をバンプ４９に接続する際に、ＣＯＦ５０が染み出し部６１に干渉し、ＣＯＦ５０とバンプ４９との接続不良が生じてしまう虞がある。なお、本実施の形態では、間隔Ｄｃが、間隔Ｄａや間隔Ｄｂよりも短くなっているが、間隔Ｄｃが、間隔Ｄａ、Ｄｂよりも長い場合であっても、同様の問題が生じる虞がある。

そこで、本実施の形態では、上述したように、個別電極４５が形成されていない圧電層４２、４３の積層体に熱硬化性の接着剤でインク分離層４１を接合し、その後、圧電層４３の上面における染み出し部６１の位置を検出する。そして、染み出し部６１が検出された場合には、検出された位置に基づいて、全ての染み出し部６１を避けて複数の個別電極４５を形成する。これにより、上述したような問題が発生するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、複数の個別電極４５が搬送方向に配列されて電極列４６を形成しているため、個別電極４５が高密度に配置されている場合ほど、搬送方向に隣接する個別電極４５の間の間隔Ｄｂが短くなる。そこで、本実施の形態では、染み出し部６１が１つである場合の個別電極４５の形成位置をずらし方向を走査方向にする。これにより、染み出し部６１を、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置させて、染み出し部６１と個別電極４５とを大きく離すことができる。

また、個別電極４５を基準位置からずらして形成した場合、個別電極４５と共通電極４４との位置関係が変わってしまう。しかしながら、本実施の形態では、共通電極４４が圧電層４２と圧電層４３との間のほぼ全域に形成されている。すなわち、共通電極４４が、個別電極４５が形成され得る領域全体と重なっている。したがって、個別電極４５を基準位置からずらして形成した場合でも、個別電極４５と共通電極４４とが対向する面積は変化しない。

また、Ｓ１０９やＳ１１１で決定される個別電極４５の形成位置のずらし量は、染み出し部６１の径が上限値Ｋであり、且つ、個別電極４５を基準位置に形成すると、染み出し部６１が個別電極４５の中央部と重なってしまう場合に最大となる。このとき、個別電極４５の形成位置をずらす方向が搬送方向である場合には、最低限必要なずらし量の最大値は［（Ｌｃ／２）＋（Ｋ／２）］となる。一方、個別電極４５の形成位置をずらす方向が走査方向である場合には、ずらし量の最大値は［（Ｌｆ／２）＋（Ｋ／２）］となる。

これに対して、本実施の形態では、上述したように、圧電層４２、４３の搬送方向の長さＬａが、Ｌａ＞Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｋの関係となっているため、個別電極４５の形成位置を、搬送方向のどちら側にずらす場合にも、圧電層４２、４３の搬送方向の長さが足りないということがない。また、本実施の形態では、上述したように、圧電層４２、４３の走査方向の長さＬｄが、Ｌｄ＞Ｌｅ＋Ｌｆ＋Ｋの関係となっているため、個別電極４５の形成位置を、走査方向のどちら側にずらす場合にも、圧電層４２、４３の走査方向の長さが足りないということがない。

また、染み出し部６１の直径ＡがＤｂよりも大きい場合には、染み出し部６１を搬送方向に隣接する個別電極４５の間に位置させても、染み出し部６１と個別電極４５とが重なってしまう。また、上述したように、染み出し部６１が複数ある場合に、これらの染み出し部６１の位置関係によっては、個別電極４５を基準位置からどれだけずらしても、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができないことがある。

本実施の形態では、染み出し部６１の直径Ａが上限値Ｋよりも大きい場合や、複数の染み出し部６１の位置関係により、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができない場合には、圧電層４２、４３とインク分離層４１との積層体を廃棄する、あるいは、リサイクルの工程に回す。これにより、本実施の形態では、全ての染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することが可能な場合にのみ、個別電極４５の形成することができる。

また、本実施の形態では、個別電極４５を形成した後に、個別電極４５と圧力室１０とを位置合わせして、インク分離層４１の下面に流路ユニット２１を接合するため、個別電極４５をずらしたことによって、個別電極４５と圧力室１０との位置関係がずれてしまうことがない。

なお、本実施の形態では、インクジェットヘッド３が本発明に係る液体吐出装置に相当する。また、流路ユニット２１が、本発明に係る圧力室形成部材に相当する。また、インク分離層４１が本発明に係る中間層、第２層及び第２部材に相当する。また、圧電層４２、４３が本発明に係る第１層に相当する。また、共通電極４４が本発明に係る第２電極に相当し、個別電極４５が本発明に係る第１電極に相当する。また、圧電層４２、４３と共通電極４４との積層体が本発明に係る第１部材に相当する。また、走査方向が、本発明に係る第１方向及び第３方向に相当する。そして、走査方向の右側が本発明に係る第１方向の一方側に相当し、走査方向の左側が本発明に係る第１方向の他方側に相当する。また、搬送方向が、本発明に係る第２方向及び第４方向に相当する。また、Ｓ１０２の工程が本発明に係る第１接合工程に相当する。また、Ｓ１０３の工程が本発明に係る染み出し位置検出工程に相当する。また、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０の工程が、本発明に係る判定工程に相当する。また、Ｓ１０９、Ｓ１１１の工程が、本発明に係る電極位置決定工程に相当する。また、Ｓ１１２の工程が本発明に係る電極形成工程に相当する。また、Ｓ１１３の工程が本発明に係る第２接合工程に相当する。また、図９（ａ）に示す工程が、本発明に係るマスク配置工程に相当する。また、図９（ｂ）に示す工程が、本発明に係る導電性材料形成工程に相当する。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。

上述の実施の形態では、染み出し部６１が１つの場合に、染み出し部６１が、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置するように、個別電極４５を形成したが、これには限られない。一変形例（変形例１）では、図１１（ａ）に示すように、各電極列４６において搬送方向の個別電極４５の間隔Ｄｄが、左から２番目と３番目の電極列４６の間隔Ｄａよりも大きくなっている。そして、図１１（ａ）に示すように、仮に個別電極４５を基準位置に形成すると、染み出し部６１が個別電極４５と重なったり、接続端子４５ａの近傍に位置したりしてしまう場合に、図１１（ｂ）に示すように、個別電極４５の形成位置を基準位置から搬送方向にずらし、染み出し部６１が搬送方向に隣接する個別電極４５の間に位置するようにする。

この場合には、搬送方向に隣接する個別電極４５の間に十分なスペースがあるため、染み出し部６１が搬送方向に隣接する個別電極４５の間に位置するように、個別電極４５を形成することにより、個別電極４５と染み出し部６１とを大きく離すことができる。

また、上述の実施の形態では、染み出し部６１が２以上ある場合に、個別電極４５の形成位置を走査方向及び搬送方向のいずれにもずらしたが、これには限られない。例えば、複数の個別電極４５が搬送方向に高密度に配列され、間隔Ｄｂが短い場合には、染み出し部６１の数に関わらず、個別電極４５の形成位置を走査方向にのみずらしてもよい。また、この場合には、圧電層４２、４３の搬送方向の長さＬａが、Ｌｂ＜Ｌａ≦Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｋの関係を満たすような長さであってもよい。また、間隔Ｄａ、Ｄｃが短い場合などには、染み出し部６１の数に関わらず、個別電極４５の形成位置を搬送方向にのみずらしてもよい。また、この場合には、圧電層４２、４３の走査方向の長さＬｄが、Ｌｅ＜Ｌｄ≦Ｌｅ＋Ｌｆ＋Ｋの関係を満たすような長さであってもよい。

また、個別電極４５をずらす方向に関わらず、圧電層４２、４３の搬送方向の長さＬａが、Ｌｂ＜Ｌａ≦Ｌｂ＋Ｌｃ＋Ｋの関係を満たすような長さであってもよい。また、圧電層４２、４３の走査方向の長さＬｄが、Ｌｅ＜Ｌｄ≦Ｌｅ＋Ｌｆ＋Ｋの関係を満たすような長さであってもよい。これらの場合には、個別電極４５の形成位置の、基準位置からのずらし量に制限が生じる。しかしながら、個別電極４５を基準位置に形成すると、染み出し部６１が個別電極４５の縁の近傍の部分に重なってしまうような場合等、ずらし量をそれほど大きくする必要がない場合には、染み出し部６１を避けて個別電極４５を形成することができる。

また、上述の実施の形態では、染み出し部６１が、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａと反対側に位置しないように、個別電極４５の形成位置を決定したが、これには限られない。例えば、バンプ４９の高さが十分に高く、染み出し部６１の高さがバンプ４９の高さを超えることがないような場合には、染み出し部６１が、左から１番目と２番目の電極列４６の間、及び、左から３番目と４番目の電極列４６の間のいずれかに位置するように個別電極４５の形成位置を決定してもよい。すなわち、染み出し部６１が、個別電極４５の、走査方向における接続端子４５ａ側に位置するように、個別電極４５の形成位置を決定してもよい。

また、圧電層４３の上面に個別電極４５を形成する方法は、これには限られない。別の一変形例（変形例２）では、図１２（ａ）に示すように、圧電層４３の上面に、個別電極４５を形成する部分を除く部分に開口部８１ａが形成されたマスク８１を配置する。次に、図１２（ｂ）に示すように、マスク８１が配置された圧電層４３の上面に、レジストの材料を形成する。これにより、圧電層４３の上面に、個別電極４５を形成する位置に開口部８２ａを有するレジスト８２が形成される。次に、図１２（ｃ）に示すように、マスク８１を除去し、レジスト８２が形成された圧電層４３の上面に、スパッタ法などの成膜法により、導電性材料を形成する。これにより、圧電層４３の上面に個別電極４５が形成される。そして、個別電極４５の形成後、レジスト８２を除去する。

なお、変形例２では、開口部８２ａを有するレジスト８２が、本発明の、第１電極に対応する開口部を有するマスクに相当する。また、図１２（ａ）、（ｂ）に示す工程が、本発明に係るマスク配置工程に相当する。また、図１２（ｃ）に示す工程が、本発明に係る導電性材料形成工程に相当する。

さらには、圧電層４３の上面に個別電極４５に対応する開口部が形成されたマスクを配置し、マスクが配置された圧電層４３の上面に導電性材料を形成することによって個別電極４５を形成することにも限られない。例えば、インクジェットヘッドにより圧電層４３の上面に導電性材料を滴下することによって、個別電極４５を形成してもよい。

また、本実施の形態では、個別電極４５を形成した後に、個別電極４５と圧力室１０とを位置合わせして、インク分離層４１に流路ユニット２１を接合したがこれには限られない。例えば、圧電層４２、４３の走査方向及び搬送方向の長さが短く、個別電極４５を基準位置に対するずらし量に制限がある場合には、予めインク分離層４１と流路ユニット２１とを接合しておき、Ｓ１０２において、圧電層４２、４３と共通電極４４との積層体と、インク分離層４１と流路ユニット２１との積層体とを接合してもよい。なお、この場合には、インク分離層４１と流路ユニット２１との積層体が、本発明に係る第２部材に相当する。

また、上述の実施の形態では、複数の個別電極が搬送方向に配列されているのに対して、個別電極４５の走査方向における一方の端部に接続端子４５ａが設けられていることにより、本発明の第１方向と第２方向とが直交していたが、これには限られない。個別電極４５の搬送方向における一方側の端部など、個別電極４５の走査方向と異なる第１方向の端部に接続端子４５ａが設けられていてもよい。この場合には、染み出し部６１が、個別電極４５の、第１方向における接続端子４５ａと反対側に位置するように、個別電極４５の形成位置を決定すれば、染み出し部６１と接続端子４５ａから離すことができる。

また、上述の実施の形態では、圧電アクチュエータ２２が、圧電層４３の上面に配置された個別電極４３と、圧電層４２と圧電層４３との間に配置された共通電極４４とを備えたものであったが、これには限られない。インク分離層４１が合成樹脂材料等、非導電性の材料からなる場合には、圧電層４２はなくてもよい。また、圧電アクチュエータは、圧電層４３の上面にのみ駆動用の電極が形成されたものであってもよい。

また、以上では、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造に本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出装置の製造に本発明を適用することも可能である。また、液体吐出装置以外の装置の圧電アクチュエータの製造に本発明を適用することも可能である。

３ インクジェットヘッド
１０ 圧力室
１５ ノズル
３９ 接着剤
４１ インク分離層
４２、４３ 圧電層
４４ 共通電極
４５ 個別電極
６１ 染み出し部

Claims (10)

1. ノズルと、
   前記ノズルに連通する圧力室と、
   前記圧力室と重なるように配置された圧電層と、
   前記圧力室と前記圧電層との間に配置された中間層と、
   前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記圧力室と重なる部分に配置された第１電極と、
   を備えた液体吐出装置の製造方法であって、
   前記圧電層を含む第１部材と、前記中間層を含む第２部材とを接着剤で接合する第１接合工程と、
   前記第１接合工程の後、前記圧電層の前記中間層と反対側の面における、接着剤が染み出した染み出し部の位置を検出する染み出し位置検出工程と、
   前記染み出し位置検出工程の後、前記圧電層の前記中間層と反対側の面に前記第１電極を形成する電極形成工程と、を備え、
   前記電極形成工程において、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置を避けて前記第１電極を形成することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
2. 前記液体吐出装置は、
   前記第１電極との間で前記圧電層を挟む第２電極をさらに備え、
   前記第２電極が、前記電極形成工程において第１電極が形成され得る領域全体と重なるものあって、
   前記第１接合工程において、前記圧電層及び前記第２電極を含む前記第１部材と、前記第２部材とを接合することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
3. 前記第２部材には、前記圧力室が形成されておらず、
   前記電極形成工程の後、前記第２部材の前記圧電層と反対側の面に、前記第１電極の位置に合わせて、前記圧力室が形成された圧力室形成部材を接合する第２接合工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置の製造方法。
4. 前記液体吐出装置は、
   前記第１電極が、前記圧電層の面方向と平行な所定の第１方向の一方側の端部に、前記圧電層の前記中間層と反対側に配置された配線部材との接続を行うための接続端子を有するものであって、
   前記電極形成工程において、前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記染み出し部から前記第１方向の前記一方側にずれた部分、又は、前記染み出し部から前記第１方向と直交する方向にずれた部分に、前記第１電極を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
5. 前記液体吐出装置は、
   複数の前記圧力室、及び、複数の前記第１電極が、所定の第２方向に配列されたものであって、
   前記電極形成工程において、前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記染み出し部から前記第２方向と直交する方向にずれた部分に、前記複数の第１電極を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
6. 前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置に基づいて、全ての染み出し部を避けて前記第１電極を形成することが可能であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程で、全ての染み出し部を避けて前記第１電極を形成することが可能であると判定された場合に、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置に基づいて、前記圧電層の前記中間層と反対側の面における前記第１電極の形成位置を決定する電極位置決定工程と、をさらに備え、
   前記電極形成工程において、前記電極位置決定工程で決定された位置に前記第１電極を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
7. 前記判定工程において、前記染み出し部の直径が所定の上限値を超えている場合には、全ての染み出し部を避けて前記複数の個別電極を形成することができないと判定し、
   前記電極形成工程において、前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置から所定の第３方向にずれた部分に前記第１電極を形成し、
   前記液体吐出装置は、
   複数の前記圧力室、及び、複数の前記第１電極が、前記第３方向に沿って並び、
   前記第３方向における前記圧電層の長さが、
   複数の前記第１電極のうち、前記第３方向の最も一方側に配置された前記第１電極の前記一方側の端と、前記第３方向の最も他方側に配置された前記第１電極の前記他方側の端との距離と、
   前記第３方向における前記第１電極の長さと、
   前記上限値と、を合計した長さよりも長いものであることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置の製造方法。
8. 前記電極形成工程において、前記圧電層の前記中間層と反対側の面の、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置から前記第３方向及び前記第３方向と直交する第４方向のいずれかの方向にずれた部分に前記第１電極を形成し、
   前記液体吐出装置は、
   複数の前記圧力室、及び、複数の前記第１電極が、前記第３方向及び前記第４方向に沿って並び、
   前記第４方向における前記圧電層の長さが、
   複数の前記第１電極のうち、前記第４方向の最も一方側に配置された前記第１電極の前記一方側の端と、前記第４方向の最も他方側に配置された前記第１電極の前記他方側の端との距離と、
   前記第４方向における前記第１電極の長さと、
   前記上限値と、を合計した長さよりも長いものであることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置の製造方法。
9. 前記電極形成工程が、
   前記第１電極に対応する開口部を有するマスクを、前記圧電層の前記中間層と反対側の面に配置するマスク配置工程と、
   前記マスクが配置された前記圧電層の前記中間層と反対側の面に導電性材料を形成する導電性材料形成工程と、を備え、
   前記マスク配置工程において、前記開口部が、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し位置と重ならないように、前記マスクを配置することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
10. 圧電材料からなる第１層と、
    前記第１層と積層された第２層と、
    前記第１層の前記第２層と反対側の面に配置された電極と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、
    前記第１層を含む第１部材と、前記第２層を含む第２部材とを接着剤で接合する接合工程と、
    前記接合工程の後、前記第１層の前記第２層と反対側の面における前記接着剤が染み出した染み出し部の位置を検出する染み出し位置検出工程と、
    前記染み出し位置検出工程の後、前記第１層の前記第２層と反対側の面に前記第１電極を形成する電極形成工程と、を備え、
    前記電極形成工程において、前記染み出し位置検出工程で検出された前記染み出し部の位置を避けて前記電極を形成することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。

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