JP4052296B2 - 液体移送装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体移送装置の製造方法に関し、特に圧電セラミックスを用いた液体移送装置の製造方法に関する。

インクジェットヘッドなどに用いられる液体移送装置の一種として、液体が収容される複数の圧力室を閉じるようにしてアクチュエータプレートが配され、このアクチュエータプレートが、撓みシート上に複数の圧電セラミックス層を各圧力室に対応して積層状態に接着させてなり、所要の圧電セラミックス層に電界を印加してアクチュエータプレートを局所的に撓み変形させることで液体を圧力室に連なる開孔から移送させる構成のものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平９−３１４８３６号公報

上記圧電セラミックス層は、セラミックス材料のグリーンシートを焼成して得られた圧電セラミックスシートを小片に分断した後、各シート片を撓みシートに接着することで得られる。しかしながら、焼成された圧電セラミックスシートは高強度のものであるため、これを分断する工程には、ダイアモンドカッター等の大掛かりな装置が必要になる等の困難性が伴う。また、多数の圧電セラミックスのシート片を撓みシート上の各圧力室に対応した位置に精密に接着する必要がある。

そこで、本願出願人により次のような技術が開発されている。まず圧電セラミックス材料からなるグリーンシートを平坦な治具基板上に形成し、そのグリーンシートをレーザ等で分断した後に焼成して、その後、圧電セラミックスのシート片に接着材を塗布してから撓みシート上の各圧力室に対応した位置に一括して接着する。これにより、分断工程が簡易になるとともに、圧電セラミックスのシート片を高い位置精度で接着することができる。

ここで、グリーンシートは焼成される際に幾分収縮することから、治具基板上での各シート片の位置にばらつきが生じる。すると、各シート片を撓みシートに接着した場合に、それらの位置精度が低くなってしまい、例えば液体の移送性能の低下や装置の小型化の妨げになるという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、圧電セラミックス層の位置精度を高めることの可能な液体移送装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る液体移送装置の製造方法は、液体が収容される複数の圧力室を閉じるようにアクチュエータプレートが配され、そのアクチュエータプレートが、撓みシートと、前記各圧力室に対応して設けられた圧電セラミックス層とを備えてなるものであって、前記アクチュエータプレートの所要の圧電セラミックス層に電界を印加して前記アクチュエータプレートを局部的に撓み変形させることによって前記液体を前記圧力室に連なる開孔から移送させる液体移送装置の製造方法であって、前記各圧力室に対応する位置に凹形状または凸形状の少なくとも一方を備える位置決め部が設けられた治具基板上に前記圧電セラミックス層を形成するためのグリーンシートを積層するグリーンシート積層工程と、前記グリーンシートを分断して前記治具基板上に前記各圧力室に対応する複数のシート片を形成する分断工程と、前記分断工程にて形成された前記複数のシート片をそれぞれ前記位置決め部により前記治具基板に位置決めされた状態で焼成して複数の前記圧電セラミックス層を形成する焼成工程と、前記位置決め部により前記治具基板上で位置決め状態にある前記複数の圧電セラミックス層を、前記撓みシートに対して固着する接着工程とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記接着工程は、前記撓みシートの表面における前記圧電セラミックス層の配置パターンに対応した部分のみに接着剤を塗布し、その撓みシートを焼成後の前記圧電セラミックス層に押し付けて行うところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記接着工程は、焼成後の前記圧電セラミックス層全面に接着剤を塗布し、前記撓みシートを前記圧電セラミックス層の接着剤塗布面に押し付けて行うところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記位置決め部は、前記各圧電セラミックス層の中央または重心に対応する位置に設けられているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記位置決め部は、前記治具基板から突出した位置決め突起または前記治具基板を窪ませた位置決め凹部であり、前記位置決め突起の先端または前記位置決め凹部の底偶部が面取り形状をなしているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記位置決め部は、前記治具基板から突出した位置決め突起または前記治具基板を窪ませた位置決め凹部であり、前記位置決め突起または前記位置決め凹部の周面が先細り状またはすり鉢状のテーパ形状をなしているところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載のものにおいて、前記位置決め部は、前記治具基板面に垂直な軸を中心とした回転体形状をなしているところに特徴を有する。

請求項８の発明は、液体が収容される複数の圧力室を閉じるようにアクチュエータプレートが配され、そのアクチュエータプレートが、少なくとも前記圧力室と反対側の面が非導電性の材料からなる撓みシートと、前記各圧力室に対応して設けられた圧電セラミックス層とを備えてなるものであって、前記アクチュエータプレートの所要の圧電セラミックス層に電界を印加して前記アクチュエータプレートを局部的に撓み変形させることによって前記液体を前記圧力室に連なる開孔から移送させる液体移送装置の製造方法であって、前記各圧力室に対応する位置に凹部または凸部の少なくとも一方を備えた位置決め部が設けられた治具基板上に前記圧電セラミックス層を形成するためのグリーンシートを積層するグリーンシート積層工程と、前記グリーンシートを分断して前記治具基板上に前記各圧力室に対応する複数のシート片を形成する分断工程と、前記分断工程にて形成された前記複数のシート片をそれぞれ前記位置決め部により前記治具基板に位置決めされた状態で焼成して複数の前記圧電セラミックス層を形成する焼成工程と、前記撓みシート上に第１の電極層を形成する第１の電極形成工程と、前記位置決め部により前記治具基板上で位置決め状態にある前記複数の圧電セラミックス層を、前記第１の電極層に対して固着する接着工程と、前記圧電セラミックス上に前記第１の電極層と対となる第２の電極層を形成する第２の電極形成工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８に記載の液体移送装置の製造方法であって、前記第１の電極形成工程と前記接着工程との間に、前記撓みシートの前記第１の電極層が形成された面に複数の前記圧力室にまたがって異方性導電層を形成する異方性導電層形成工程をさらに含むとともに、前記接着工程において、前記圧電セラミックス層を、前記異方性導電層を押し潰しつつ固着することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項８または請求項９に記載の液体移送装置の製造方法であって、前記第１の電極形成工程において、前記第１の電極層を前記圧力室に対応する領域に形成し、前記第２の電極形成工程において、前記第２の電極層を全面にわたって形成することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のものにおいて、前記分断工程は、前記グリーンシートを複数のシート片と不使用部とに分割することを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のものにおいて、前記分断工程は、前記グリーンシートに対しレーザ光線を照射して行うことを特徴とする。

＜請求項１および請求項８の発明＞
治具基板に位置決め部を設けたことによって、圧電セラミックス層の焼成時の収縮による位置ずれを防止することができる。従って、各圧電セラミックス層を撓みシート上に接着したときの位置精度が高められる。

＜請求項２の発明＞
接着工程では、撓みシートの表面における圧電セラミックス層の配置パターンに対応した部分のみに接着剤を塗布し、その撓みシートを焼成後の圧電セラミックス層に押し付けて行うことにより、治具基板上の圧電セラミックス層のうち、配置パターンに対応した部分のみを選択的に撓みシート側へ転写させることができる。

＜請求項３の発明＞
接着工程では、焼成後の圧電セラミックス層の全面に接着剤を塗布した後、撓みシートを圧電セラミックス層の接着剤塗布面に押し付けるようにすることで、接着剤をパターン状に塗布する必要がない分、接着工程を簡易に行うことができる。

＜請求項４の発明＞
圧電セラミックス層は収縮のときに位置決め部から離れた部分ほど位置ずれする量が大きくなるが、本構成では、位置決め部が圧電セラミックス層の中央または重心に対応する位置に設けられているため、位置決め部を端寄りに設けた場合に比べて、圧電セラミックス層全体の位置ずれ量を小さくできる。

＜請求項５の発明＞
位置決め突起の先端または位置決め凹部の底隅部を面取り形状としたことで、圧電セラミックス層が収縮したとき等にその位置決め突起または凹部の周辺部分に割れ等が生じることが防止される。

＜請求項６の発明＞
位置決め突起または位置決め凹部の周面が先細り状またはすり鉢状のテーパ形状をなしていることで、撓みシートに接着した圧電セラミックス層を治具基板から剥離させる場合に、位置決め突起または位置決め凹部を圧電セラミックス層から円滑に離脱させることができる。

＜請求項７の発明＞
位置決め部が治具基板面に垂直な軸を中心とした回転体形状をなしていることで、圧電セラミックス層が収縮したとき等にその位置決め部の周辺部分に割れ等が生じることが防止される。

＜請求項９の発明＞
請求項９の発明によれば、第１の電極層上に異方性導電層を設け、圧電セラミックス層をこの異方性導電層を押し潰しつつ固着する。このとき、異方性導電層において圧電セラミックス層と第１の電極層とに挟まれた領域では、圧縮されて導通が確保される。一方、圧電セラミックス層が固着されていない領域では、圧縮されていないために絶縁性が維持されているから、第１の電極層と第２の電極層との間の短絡が防止される。

＜請求項１０の発明＞
請求項１０の発明によれば、第１の電極層を前記圧力室に対応する領域に形成する個別電極とし、第２の電極層を複数の前記圧力室に対応する領域に渡って形成する共通電極とする。ここで、個別電極は複数の圧力室に対応する複数の領域に個別に形成されるとともに、各個別電極ごとに駆動回路と連絡する配線部の引き回しが必要となるので、複雑なパターンを有する。したがって、圧電セラミックス層を積層する前の平板な撓みシート面に形成される第一の電極層の方を個別電極とする方が、作業性および接続信頼性に優れる。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図１から図７を参照して説明する。本実施形態の液体移送装置１０は、インクジェットプリンタ（図示せず）のインクジェットヘッドとして用いられるものであり、図１は、液体移送装置１０を圧力室１２の長手方向と平行に切断した断面図、図２は、液体移送装置１０の一部破断平面図、図３は、液体移送装置１０を圧力室１２の配列方向と平行に切断した断面図である。

液体移送装置１０は、インク１１（本発明の「液体」に相当）が収容される複数の圧力室１２を備えた流路ユニット１３と、この流路ユニット１３上に圧力室１２を閉じるように接合されたアクチュエータプレート１４とを備えて構成されている。
流路ユニット１３は、ノズルプレート１６、マニホールドプレート１７、流路プレート１８、圧力室プレート１９を積層して構成されており、これらの各プレート１６，１７，１８，１９は、互いにエポキシ系の熱硬化性の接着剤にて接合されている。

圧力室プレート１９はステンレス等の金属材料にて形成され、細長形状の複数の圧力室１２が整列して設けられている。流路プレート１８は、同じくステンレス等の金属材料にて形成されており、それぞれ圧力室１２の両端に連通したマニホールド流路２０とプレッシャ流路２１とが設けられている。マニホールドプレート１７は、やはりステンレス等の金属材料にて形成され、その内部にはインクタンク（図示せず）に連通するマニホールド２２と、プレッシャ流路２１に接続したノズル流路２３とが形成されている。更に、ノズルプレート１６は、ポリイミド系の合成樹脂材料にて形成され、インク１１を噴射するためのノズル２４（本発明の「開孔」に相当）がノズル流路２３に接続して形成されている。このようにして、インクタンクに接続されたマニホールド２２から、マニホールド流路２０、圧力室１２、プレッシャ流路２１およびノズル流路２３を経てノズル２４へと至る流路が形成されている。

アクチュエータプレート１４は、撓みシート２６に、各圧力室１２に対応して圧電セラミックス層２７を積層状態に接着してなるもので、撓みシート２６は、ステンレス等の導電性の金属材料にて形成されており、圧力室プレート１９の上面にエポキシ系の熱硬化性の導電性接着剤によって接合されている。なお、この撓みシート２６は、下部電極としても使用されており、図示しない駆動回路のグランドに接続されている。

圧電セラミックス層２７は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックス材料から形成されている。図２に示すように、圧力室１２は上方から視て略小判状をなしており、圧電セラミックス層２７も圧力室１２の形状を一回り小さくした略小判状をなしている。そして、圧電セラミックス層２７は、その長手方向の中心線が圧力室１２の長手方向の中心線と一致するようにして、撓みシート２６の上面に導電性の接着剤によって接着されている。圧電セラミックス層２７の上面における中央位置には、後述する治具基板３０の位置決め突起３１に対応した凹部２９が形成されている。

また、圧電セラミックス層２７の上面には、図示しない導電線を介して駆動回路と電気的に接続された上部電極２８が形成されている。上部電極２８は、フィルム状の導体で、圧電セラミックス層２７上に貼付あるいはプリントされている。圧電セラミックス層２７には分極処理が施されており、駆動回路によって上部電極２８の電位が下部電極である撓みシート２６より高い電位とされると、圧電セラミックス層２７にその分極方向（上部電極２８から下部電極に向かう方向）に電界が印加される。そして、圧電セラミックス層２７が厚み方向に膨らむとともに、面方向（図１および図３において左右方向）に収縮する。これにより、図３の左部に示すように、圧電セラミックス層２７と撓みシート２６と（即ちアクチュエータプレート１４）が、圧力室１２側に凸となるように局所的に変形する（ユニモルフ変形）。このため、圧力室１２の容積が低下して、インク１１の圧力が上昇し、ノズル２４からインク１１が噴射される。その後、上部電極２８が下部電極である撓みシート２６と同じ電位に戻されると、圧電セラミックス層２７と撓みシート２６とが元の形状になって圧力室１２の容積が元の容積に戻るので、インク１１をマニホールド２２より吸い込む。

次に、図４から図７を参照して、液体移送装置１０の製造方法について説明する。
圧電セラミックス層２７の形成には、図４（ａ）に示すように、アルミナ等の耐熱材料よりなる治具基板３０が用いられる。この治具基板３０の上面には、複数の位置決め突起３１（本発明の「位置決め部」に相当）が突出して設けられている。この位置決め突起３１は、後述するように、治具基板３０上に形成される圧電セラミックスの各シート片３２ａ（後の圧電セラミックス層２７）に対して一個ずつ設けられている。各位置決め突起３１は、円柱状をなしており、言い換えれば、治具基板３０面に垂直な軸を中心とした回転体形状となっている。
まず、この治具基板３０上に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミック粉末をバインダ樹脂に混合分散させたスラリー溶液を塗布して、グリーンシート３２を表面が平坦になるように形成する（グリーンシート積層工程、図４（ａ）参照）。このとき、グリーンシート３２には、位置決め突起３１に対応した凹部２９が形成される。

次に、図示しないＹＡＧレーザ光源より出射されたレーザ光線３３によって、グリーンシート３２を複数のシート片３２ａと不使用部３２ｂとに分断する（分断工程、図４（ｂ）及び図５参照）。ここで、治具基板３０上におけるシート片３２ａの位置は、流路ユニット１３における圧力室１２の位置と対応しており、シート片３２ａの形状は、圧力室１２の平面視形状とほぼ同形状でかつ僅かに小さい程度の大きさである。また、前記した位置決め突起３１は、それぞれ各シート片３２ａの中央に対応する位置に設けられており、その大きさはシート片３２ａに比べて十分に小さくされている。なお、シート片３２ａを分断するには、治具基板３０上のグリーンシート３２に治具を押し付けて分断するようにしても良い。いずれの場合でも、焼成されていないグリーンシート３２を分断するので、大掛かりな装置を要さず、作業を簡易に行うことができる。

続いて、治具基板３０上のグリーンシート３２を焼成する。焼成が行われると、グリーンシート３２がおよそ２〜３割程度収縮する（焼成工程、図４（ｃ）参照）。このとき、各シート片３２ａの凹部２９が位置決め突起３１に凹凸係合した状態となっていることから、各シート片３２ａの中央部が位置決め突起３１によって位置決めされている。そのため、焼成が進行すると、各シート片３２ａの周縁部が中央へ向けて変位するのに対し、シート片３２ａの中央部はほとんど位置ずれしない。また、位置決め突起３１が円柱形（回転体形状）であるから、シート片３２ａが収縮した時の位置に収縮に伴う応力集中が生じることが少なくなり、位置決め突起３１の周辺部分に割れや歪み等が生じることが防止される。

一方、ノズルプレート１６、マニホールドプレート１７、流路プレート１８、圧力室プレート１９及び撓みシート２６を互いに位置合わせした状態で積層し接着する（流路ユニット形成工程）。このとき、各プレート１６，１７，１８，１９には、ノズル２４、圧力室１２、マニホールド２２等に相当する孔を予め設けておく。これにより、流路ユニット１３内には、それぞれの孔が連通するように位置合わせされ、マニホールド２２から圧力室１２を介してノズル２４に至る流路が形成されている。

続いて、撓みシート２６の表面において、圧電セラミックス層２７の配置パターンに対応した部分のみに、導電性の接着剤３４を塗布する。接着剤３４の塗布方法の一例を挙げると、まず接着剤３４を図示しない平面部材の一面全体に一様に塗布する。そして、シート片３２ａと同じ形状の凹部が圧力室１２と同じパターンで配列された型を、接着剤３４の塗布された平面部材に押し付けて、接着剤３４を部分的に除去する。そして、平面部材上にシート片３２ａと同じ形状で圧力室１２と同じパターンで残存した接着剤３４を、撓みシート２６の圧力室１２と対応した位置に転写する。このとき、残存した接着剤３４の領域は、接着される圧電セラミックス層２７の外形と同じか、その外形にほぼ相似で、かつ少し広目に形成しておく。これにより、撓みシート２６と圧電セラミックス層２７との接着不良を防ぐことができる。その後、撓みシート２６と治具基板３０とを位置合わせして、撓みシート２６をシート片３２ａ（圧電セラミックス層２７）に押し付ける（接着工程、図６参照）。このとき、各シート片３２ａが位置決め突起３１によって治具基板３０に位置決めされているため、各シート片３２ａの位置ずれが防止される。なお、この接着工程では、まず上記と同様の手順で治具基板３０上の各シート片３２ａ（圧電セラミックス層２７）の表面だけに接着剤３４を塗布した後、撓みシート２６を各シート片３２ａに押し付けるようにしても良い。

そして、接着剤３４を固化させた後、治具基板３０を流路ユニット１３から引き離すと、接着剤３４によって撓みシート２６に接着されたシート片３２ａのみが治具基板３０より剥離する（剥離工程、図７参照）。これにより、撓みシート２６の表面に複数の圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）が所望の配置パターンで接着されたものが得られる。
なお、上記の接着工程において、圧力室１２に対応した焼成後のシート片３２ａ上に接着剤３４を転写により塗布したが、直接塗布しても良い。

さらに、上記した接着工程及び剥離工程において、焼成後のシート片３２ａ及び不使用部３２ｂの全面に接着剤３４を塗布した後、その接着剤塗布面に撓みシート２６を押し付けて各シート片３２ａ及び不使用部３２ｂの両方を撓みシート２６に接着させ、治具基板３０から剥離させるようにしても良い。あるいは、接着工程において、撓みシート２６の全面に接着剤３４を塗布した後、その撓みシート２６を焼成後のシート片３２ａ及び不使用部３２ｂに押し付けて、シート片３２ａ及び不使用部３２ｂの両方を撓みシート２６に接着させ、治具基板３０から剥離させるようにしても良い。いずれにしても、本実施の形態では、不使用部３２ｂが圧力室プレート１９と撓みシート２６との接着面上に配置され、この部分の剛性が向上する。これは、圧力室１２に対応した撓みシート２６の変位が隣接する圧力室１２に伝搬しくくなるので、クロストークの低減という効果がある。

この後、各圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）上に上部電極２８を貼付またはプリントにより形成する（電極形成工程）。そして、上部電極２８及び下部電極である撓みシート２６間に通常のインク噴射動作時よりも強い電界を印加して、両電極間の圧電セラミックス層２７を厚み方向に分極させる（分極工程）ことにより、液体移送装置１０が完成する。

以上のように、本実施形態によれば、治具基板３０面上に突出する位置決め突起３１を設けたことによって、圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）の焼成時の収縮による位置ずれを防止することができる。この位置決め突起３１は、圧力室１２の配置パターンに対応して設けられている。従って、各圧電セラミックス層２７を撓みシート２６上に接着したときの位置精度が高められる。これにより、例えば圧電セラミックス層２７の位置ずれによる液体の移送性能の低下を回避でき、また高密度化によって、液体移送装置１０の小型化を図ることができる。

また、接着工程では、撓みシート２６の表面における圧電セラミックス層２７の配置パターンに対応した部分のみに接着剤３４を塗布し、その撓みシート２６を焼成後の圧電セラミックス層２７に押し付けて行うことにより、治具基板３０上の圧電セラミックスのシート３２ａ，３２ｂのうち、配置パターンに対応した部分（シート片３２ａ）のみを選択的に転写させることができる。

また、これとは別に、接着工程では、焼成後の圧電セラミックスシート３２ａ，３２ｂの全面に接着剤３４を塗布した後、撓みシート２６を圧電セラミックスシート３２ａ，３２ｂの接着剤塗布面に押し付けるようにすることで、前記のように圧電セラミックスのシート片３２ａのみを選択的に転写させる場合に比べると、接着剤３４をパターン状に塗布する必要がない分、接着工程を簡易に行うことができる。

さらに、圧電セラミックス層２７は収縮のときに位置決め突起３１から離れた部分ほど位置ずれする量が大きくなるが、本実施形態では、位置決め突起３１が圧電セラミックス層２７の中央に対応する位置に設けられているため、位置決め突起３１を端寄りに設けた場合に比べて、圧電セラミックス層２７全体の位置ずれ量を小さくできる。なお、圧電セラミックス層２７が本実施形態のように厚みが一定の２次元的（平面的）形状であった場合には、その平面視形状の中央に対応する位置に位置決め突起３１を設ければ良く、厚みが一定でないような３次元的（立体的）形状であった場合には、その重心に対応する位置に位置決め突起３１を設けると良い。

また、位置決め突起３１が治具基板３０面に垂直な軸を中心とした回転体形状であるから、圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）が収縮したときに、位置決め突起３１の周囲で圧電セラミックス層２７の収縮状態が比較的等方的になるので、位置決め突起３１の周辺部分に割れや歪み等が生じることが防止される。

図８には、第１実施形態の変形例を示した。図８（ａ）に示した位置決め突起３６は、円錐形状をなしている。言い換えれば、位置決め突起３１は、その周面が先細り状のテーパ形状となっており、また、治具基板３０面に垂直な軸を中心とした回転体形状となっている。焼成後の圧電セラミックス層２７には、円錐形の位置決め突起３６に対応してすり鉢状に窪んだ凹部３７が形成される。上述した以外の構成については第１実施形態による液体移送装置１０と同様である。
この変形例によれば、第１実施形態と同様の作用効果に加え、前述の剥離工程を行う場合に、撓みシート２６に接着された圧電セラミックス層２７の凹部３７から位置決め突起３６を円滑に離脱させることができる。

また、図８（ｂ）に示した位置決め突起３８は、基端側が円柱状をなしその先端が略半球形となっている。即ち、この位置決め突起３８は、先端が角のない面取り形状となっており、圧電セラミックス層２７の収縮のときに位置決め突起３８の周辺部分において割れ等が生じにくくなっている。また、この位置決め突起３１は、治具基板３０面に垂直な軸を中心とした回転体形状にもなっている。また圧電セラミックス層２７には、この位置決め突起３８に対応した形状の凹部３９が形成される。

図９には、第１実施形態の別の変形例を示した。図９（ａ）に示した位置決め突起４０は、断面正方形の角柱状をなしている。圧電セラミックス層２７には、この位置決め突起４０に対応した凹部４１が形成されている。
また、図９（ｂ）に示した位置決め突起４２は、平断面が圧電セラミックス層２７の長さ方向と同じ方向に細長く、かつ丸みを帯びた形状となっている。圧電セラミックス層２７には、この位置決め突起４２に対応した凹部４３が形成されている。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図１０によって説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
治具基板３０の上面には、複数の位置決め凹部４５（本発明の「位置決め部」に相当）が窪んで設けられている。この位置決め凹部４５は、治具基板３０上に形成される各圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）に対して一個ずつ設けられており、かつそれぞれ各圧電セラミックス層２７の中央に対応する位置に配設されている。また、位置決め凹部４５は、平断面が半径一定の円形であり、即ち治具基板３０に垂直な軸を中心とした回転体形状となっている。圧電セラミックス層２７には、この位置決め凹部４５に対応した円柱状の突起４６が形成される。
この実施形態によれば、治具基板３０を窪ませた位置決め凹部４５を設けたことによって、圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）の焼成時の収縮による位置ずれを防止することができる。従って、各圧電セラミックス層２７を撓みシート２６上に接着したときの位置精度が高められる。

また、図１０（ｂ）は、第２実施形態の変形例を示している。この位置決め凹部４７は、その周面がすり鉢状（逆円錐状）のテーパ形状をなしており、やはり治具基板３０に垂直な軸を中心とした回転体形状となっている。また、圧電セラミックス層２７には、位置決め凹部４７に対応して円錐形の突起４８が形成される。この変形例によれば、剥離工程を行う場合に、撓みシート２６に接着された圧電セラミックス層２７の突起４８をから位置決め凹部４７から円滑に離脱させることができる。
さらに、図１０（ｃ）は、第２実施形態の別の変形例であり、この位置決め凹部４９は、開口側が半径が一定の断面円形をなし、底面が半球状をなしている。即ち、この位置決め凹部４９は、底隅部が面取り形状をなし、また治具基板３０に垂直な軸を中心とした回転体形状である。また、圧電セラミックス層２７には、位置決め凹部４９に対応した突起５０が形成される。
なお、第２実施形態において、位置決め凹部４５の断面形状を例えば正方形、長方形、楕円形等にしても良い。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を図１１（ａ）（ｂ）によって説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の位置決め部５１は、半径一定の断面円形に窪んだ位置決め凹部５１ａと、その外周部に位置決め凹部５１ａと同軸の円筒状に突出した位置決め突起５１ｂとから構成されており、やはり治具基板３０に垂直な軸を中心とした回転体形状である。圧電セラミックス層２７には、この位置決め部５１に凹凸部５２が形成される。本実施形態によっても第１実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態において位置決め部５１の平面視形状は同心円状をなしているが、これを例えば正方形状、長方形状、楕円形状等にしても良い。また、位置決め部５１の上面・底面は平坦であるが、曲面にしても良い。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を図１２（ａ）（ｂ）によって説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の位置決め部５４は、治具基板３０上に突出する円錐状の位置決め突起５４ａと、その外周に位置決め突起５４ａと同軸の円形に窪んだ位置決め凹部５４ｂと、さらにその外周に位置決め突起５４ａと同軸の円形に突出した位置決め突起５４ｃとから構成されている。この位置決め部５４は、その周面が先細り状またはすり鉢状のテーパ形状をなし、また治具基板３０に垂直な軸を中心とした回転体形状である。また圧電セラミックス層２７には、この位置決め部５４に対応した凹凸部５５が形成される。本実施形態によっても第１実施形態と概ね同様の効果が得られる。
なお、本実施形態において位置決め部５４の平面視形状は同心円状をなしているが、これを例えば正方形状、長方形状、楕円形状等にしても良い。また、位置決め部５４の上面・底面の角部を面取り形状としても良い。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を図１３〜図１６によって説明する。
本実施形態の液体移送装置６０は、第１実施形態と同様に、インクジェットプリンタ（図示せず）のインクジェットヘッドとして用いられるものである。図１３は、液体移送装置６０を圧力室１２の長手方向と平行に切断した断面図、図１４は、液体移送装置６０を圧力室１２の配列方向と平行に切断した断面図、図１５は、図１４における円Ｒ内の拡大図、図１６は、撓みシート６２上に下部電極６３を形成した様子を示す上面図である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の液体移送装置６０におけるアクチュエータプレート６１は、撓みシート６２において各圧力室１２に対応する領域に、下部電極６３、異方性導電層６４、圧電セラミックス層２７、上部電極６５をこの順に積層してなるものである。撓みシート６２は、ポリイミド等の非導電性（絶縁性）の樹脂にて形成されて、圧力室プレート１９の上面に接合されている。

この撓みシート６２上に設けられる下部電極６３は、薄膜状の導体をプリント等によって所定形状に形成したものである。この下部電極６３は、圧力室１２の平面視形状を一回り小さくしたような細長い小判状をなしており、撓みシート６２上において各圧力室１２に対応する位置に重ねて形成されている。各下部電極６３の一端からは、配線部６３Ａが流路ユニット１３の長手方向に延設されている。そして、各配線部６３Ａの端部は、図示しない駆動回路の駆動信号を出力する端子と接続されている。

下部電極６３が設けられた撓みシート６２上には、全面にわたって異方性導電層６４が設けられている。この異方性導電層６４は、例えば熱硬化性エポキシ樹脂に金属等の導電性粒子を分散させたものであって、下に述べる圧電セラミックス層２７を下部電極６３上に接着する接着剤としての役割を果たすとともに、厚み方向に圧縮することによりその厚み方向（圧縮方向）にのみ電流を通すことができるようになっている。

圧電セラミックス層２７は、第１実施形態と同様にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックス材料により、圧力室１２の形状を一回り小さくした略小判状に形成されている。この圧電セラミックス層２７は、各圧力室１２に対応する位置に、異方性導電層６４を介して下部電極６３と上下方向に重なるようにして接着されている。この圧電セラミックス層２７が存在する領域では、異方性導電層６４が圧電セラミックス層２７によって押し潰されており、これにより、異方性導電層６４は、下部電極６３に対応する領域において導電性を有している。一方、圧電セラミックス層２７の周辺領域では、異方性導電層６４は押し潰されておらず、絶縁性を維持した状態となっている。なお、圧電セラミックス層２７の上面における中央位置には、第１実施形態と同様に治具基板３０の位置決め突起３１に対応した凹部２９が形成されている。

また、この異方性導電層６４上には、この異方性導電層６４およびその上に形成された圧電セラミックス層２７の表面を覆う上部電極６５が全面にわたって形成されている。上部電極６５は、フィルム状の導体で、異方性導電層６４上に貼付あるいはプリントされている。この上部電極６５は、図示しない導電線を介して駆動回路のグランドに接続されている。

この液体移送装置６０を製造する際には、まず、第１実施形態と同様に、グリーンシート積層工程、分断工程、焼成工程を経て、治具基板３０上に圧電セラミックス層２７となるシート片３２ａを形成する。このとき、治具基板３０上には位置決め突起３１が設けられているから、第１実施形態と同様に、焼成に伴うシート片３２ａの位置ずれを防止することができる。
同時に、ノズルプレート１６、マニホールドプレート１７、流路プレート１８、圧力室プレート１９及び撓みシート６２を互いに位置合わせした状態で積層し接着する。

次に、撓みシート６２の表面に、下部電極６３および配線部６３Ａをスクリーン印刷により形成する（第１の電極形成工程）。次いで、下部電極６３が形成された撓みシート６２上に、熱硬化性エポキシ樹脂中に導電性粒子を分散させた異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film)を全面にわたって貼り付けることにより、異方性導電層６４を形成する。

続いて、撓みシート６２と治具基板３０とを位置合わせして、異方性導電層６４にシート片３２ａ（圧電セラミックス層２７）を押し当てる（接着工程）。このとき、各シート片３２ａが位置決め突起３１によって治具基板３０に位置決めされているため、各シート片３２ａの位置ずれが防止される。そして、治具基板３０を撓みシート６２側に向かって押圧することにより、各シート片３２ａが異方性導電層６４を押し潰しつつ接着されるようにする。

そして、異方性導電層６４を加熱により固化させた後、治具基板３０を流路ユニット１３から引き離すと、異方性導電層６４によって撓みシート６２に接着されたシート片３２ａが治具基板３０より剥離する（剥離工程）。これにより、撓みシート６２の表面に複数の圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）が所望の配置パターンで接着されたものが得られる。なお、治具基板３０上には各シート片３２ａの間に不使用部３２ｂが存在しており、この不使用部３２ｂも同様に撓みシート６２上に転写されるが、この不使用部３２ｂが接着される領域は圧力室１２および下部電極６３が存在しない領域であるから、特に影響はない。

この後、圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）および異方性導電層６４の上面を覆う上部電極６５を、貼付またはプリントにより全面にわたって形成する（第２の電極形成工程）。そして、上部電極６５及び下部電極６３間に通常のインク噴射動作時よりも強い電界を印加して、両電極間の圧電セラミックス層２７を厚み方向に分極させる（分極工程）ことにより、液体移送装置６０が完成する。

以上のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様に治具基板３０面上に突出する位置決め突起３１を設けたことによって、圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）の焼成時の収縮による位置ずれを防止することができる。加えて、下部電極６３上に異方性導電層６４を設け、この異方性導電層６４を押し潰しつつ圧電セラミックス層２７（シート片３２ａ）を接着する。このとき、圧電セラミックス層１７が存在する領域では、異方性導電層６４が圧縮されて導通が確保される。一方、圧電セラミックス層２７が固着されていない領域では、異方性導電層６４が圧縮されていないために絶縁性が維持されているから、配線部６３Ａと上部電極６５との間の短絡が防止される。

また、本実施形態によれば下部電極６３を各圧力室１２に対応して形成される個別電極とし、上部電極６５を全面にわたって形成する共通電極としている。ここで、個別電極は複数の圧力室１２に対応する複数の領域に個別に形成されるとともに、各個別電極ごとに駆動回路と連絡する配線部６３Ａの引き回しが必要となるので、複雑なパターンを有する。したがって、セラミックス層２７の存在により表面に段差が存在する状態で形成される上部電極６５よりも、セラミックス層２７を積層する前の平板な撓みシート６２の上に形成される下部電極６３の方を個別電極とする方が、電極形成の作業性がよい。また、アクチュエータプレート６１作動時の接続信頼性も確保できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記各実施形態では、液体移送装置がインクジェットヘッドとして用いられるものを示したが、本発明は、例えば圧電セラミックスを利用して液体を移送するマイクロポンプの製造方法等にも適用することができる。
（２）上記各実施形態の位置決め部は、いずれも圧電セラミックス層の中央に対応する位置に一個のみ設けられているが、本発明によれば、位置決め部を圧電セラミックス層の中央以外の位置（端寄り位置など）に設けても良く、また位置決め部を一つの圧電セラミックス層に対し複数個設けるようにしても良い。
（３）上記実施形態では、撓みシートとして、導電性の金属材料もしくはポリイミド等の樹脂を用いたものを示したが、本発明によれば、アルミナ等のセラミックスを用いても良い。なおこの場合には、第５実施形態と同様に、そのセラミックスの表面に下部電極に相当する部位を別途設けることになる。
（４）第５実施形態では、下部電極６３を各圧力室に対応した位置に形成される個別電極、上部電極６５を全面に形成される共通電極としたが、これとは逆に下部電極（第１の電極層）を共通電極、上部電極（第２の電極層）を個別電極としても構わない。
（５）第５実施形態では、撓みシート６２を非導電性の樹脂にて形成していたが、本発明によれば、ステンレス鋼などの金属材料のシートの一面にアルミナなどの非導電材料（絶縁性材料）の薄膜をエアロゾルデポジション法、スパッタ法などで形成することで撓みシートを形成しても良いし、シリコン材料からなる薄板の一面に非導電性（絶縁性）を有する酸化膜を形成することで撓みシートを形成しても良い。これらの場合、非導電性の膜が形成された面とは反対側の面が圧力室プレートの上面と接合される。
（６）第５実施形態では、下部電極６３が形成された撓みシート６２の全面にわたって異方性導電層６４を設けているが、本発明によれば、下部電極６３と重なる領域に限って異方性導電層を形成しても良い。この場合、配線部６３Ａと上部電極６５との間には絶縁層を形成することが望ましい。

本発明の第１実施形態に係る液体移送装置を圧力室の長手方向に沿って切断した断面図 液体移送装置の一部破断平面図 液体移送装置を圧力室の配列方向に沿って切断した断面図 （ａ）治具基板上にグリーンシートを形成した状態を示す断面図 （ｂ）グリーンシートをレーザにより分断した状態を示す断面図 （ｃ）グリーンシートを焼成した後の状態を示す断面図 治具基板上のグリーンシートを分断した状態を示す一部破断平面図 撓みシートを治具基板上の圧電セラミックス層に押し付けた状態を示す断面図 圧電セラミックス層を治具基板より剥離した状態を示す断面図 （ａ）（ｂ）第１実施形態の変形例における圧電セラミックス層の形成過程を示す断面図 （ａ）（ｂ）第１実施形態の変形例における圧電セラミックス層の形成過程を示す平断面図 （ａ）第２実施形態における圧電セラミックス層の形成過程を示す断面図 （ｂ）（ｃ）第２実施形態の変形例における圧電セラミックス層の形成過程を示す平断面図 （ａ）第３実施形態における圧電セラミックス層の形成過程を示す断面図 （ｂ）その平面図 （ａ）第４実施形態における圧電セラミックス層の形成過程を示す断面図 （ｂ）その平面図 第５実施形態の液体移送装置を圧力室の長手方向と平行に切断した断面図 液体移送装置を圧力室の配列方向と平行に切断した断面図 図１４における円Ｒ内の拡大図 撓みシート上に下部電極を形成した様子を示す上面図

符号の説明

１０、６０…液体移送装置
１１…インク（液体）
１２…圧力室
１４、６１…アクチュエータプレート
２４…開孔
２６、６２…撓みシート
２７…圧電セラミックス層
３０…治具基板
３１，３６，３８，４０，４２，５１ｂ，５４ａ，５４ｃ…位置決め突起（位置決め部）
３２…グリーンシート
３２ａ…シート片（圧電セラミックス層）
３４…接着剤
４５，４７，４９，５１ａ，５４ｂ…位置決め凹部（位置決め部）
５１，５４…位置決め部
６３…下部電極（第１の電極層）
６４…異方性導電層
６５…上部電極（第２の電極層）

Claims (12)

1. 液体が収容される複数の圧力室を閉じるようにアクチュエータプレートが配され、そのアクチュエータプレートが、撓みシートと、前記各圧力室に対応して設けられた圧電セラミックス層とを備えてなるものであって、前記アクチュエータプレートの所要の圧電セラミックス層に電界を印加して前記アクチュエータプレートを局部的に撓み変形させることによって前記液体を前記圧力室に連なる開孔から移送させる液体移送装置の製造方法であって、
   前記各圧力室に対応する位置に凹形状または凸形状の少なくとも一方を備える位置決め部が設けられた治具基板上に前記圧電セラミックス層を形成するためのグリーンシートを積層するグリーンシート積層工程と、
   前記グリーンシートを分断して前記治具基板上に前記各圧力室に対応する複数のシート片を形成する分断工程と、
   前記分断工程にて形成された前記複数のシート片をそれぞれ前記位置決め部により前記治具基板に位置決めされた状態で焼成して複数の前記圧電セラミックス層を形成する焼成工程と、
   前記位置決め部により前記治具基板上で位置決め状態にある前記複数の圧電セラミックス層を、前記撓みシートに対して固着する接着工程とを備えたことを特徴とする液体移送装置の製造方法。
2. 前記接着工程は、前記撓みシートの表面における前記圧電セラミックス層の配置パターンに対応した部分のみに接着剤を塗布し、その撓みシートを焼成後の前記圧電セラミックス層に押し付けて行うことを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置の製造方法。
3. 前記接着工程は、焼成後の前記圧電セラミックス層全面に接着剤を塗布し、前記撓みシートを前記圧電セラミックス層の接着剤塗布面に押し付けて行うことを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置の製造方法。
4. 前記位置決め部は、前記各圧電セラミックス層の中央または重心に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
5. 前記位置決め部は、前記治具基板から突出した位置決め突起または前記治具基板を窪ませた位置決め凹部であり、前記位置決め突起の先端または前記位置決め凹部の底偶部が面取り形状をなしていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
6. 前記位置決め部は、前記治具基板から突出した位置決め突起または前記治具基板を窪ませた位置決め凹部であり、前記位置決め突起または前記位置決め凹部の周面が先細り状またはすり鉢状のテーパ形状をなしていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
7. 前記位置決め部は、前記治具基板面に垂直な軸を中心とした回転体形状をなしていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
8. 液体が収容される複数の圧力室を閉じるようにアクチュエータプレートが配され、そのアクチュエータプレートが、少なくとも前記圧力室と反対側の面が非導電性の材料からなる撓みシートと、前記各圧力室に対応して設けられた圧電セラミックス層とを備えてなるものであって、前記アクチュエータプレートの所要の圧電セラミックス層に電界を印加して前記アクチュエータプレートを局部的に撓み変形させることによって前記液体を前記圧力室に連なる開孔から移送させる液体移送装置の製造方法であって、
   前記各圧力室に対応する位置に凹部または凸部の少なくとも一方を備えた位置決め部が設けられた治具基板上に前記圧電セラミックス層を形成するためのグリーンシートを積層するグリーンシート積層工程と、
   前記グリーンシートを分断して前記治具基板上に前記各圧力室に対応する複数のシート片を形成する分断工程と、
   前記分断工程にて形成された前記複数のシート片をそれぞれ前記位置決め部により前記治具基板に位置決めされた状態で焼成して複数の前記圧電セラミックス層を形成する焼成工程と、
   前記撓みシート上に第１の電極層を形成する第１の電極形成工程と、
   前記位置決め部により前記治具基板上で位置決め状態にある前記複数の圧電セラミックス層を、前記第１の電極層に対して固着する接着工程と、
   前記圧電セラミックス上に前記第１の電極層と対となる第２の電極層を形成する第２の電極形成工程と、を備えたことを特徴とする液体移送装置の製造方法。
9. 前記第１の電極形成工程と前記接着工程との間に、前記撓みシートの前記第１の電極層が形成された面に複数の前記圧力室にまたがって異方性導電層を形成する異方性導電層形成工程をさらに含むとともに、
   前記接着工程において、前記圧電セラミックス層を、前記異方性導電層を押し潰しつつ固着することを特徴とする請求項８に記載の液体移送装置の製造方法。
10. 前記第１の電極形成工程において、前記第１の電極層を前記圧力室に対応する領域に形成し、前記第２の電極形成工程において、前記第２の電極層を複数の前記圧力室に対応する領域に渡って形成することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の液体移送装置の製造方法。
11. 前記分断工程は、前記グリーンシートを複数のシート片と不使用部とに分割することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。
12. 前記分断工程は、前記グリーンシートに対しレーザ光線を照射して行うことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の液体移送装置の製造方法。

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