JP4222333B2 - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド及びその製造方法に関する。

インクを吐出するノズルに連通するインク流路が形成されたインクジェットヘッドの流路ユニットは、複数枚のプレートを積層した積層体からなる場合がある。このような場合、流路ユニットは、例えば、以下のように作製される。まず、流路ユニットに含まれる複数枚のプレートには、複数の連通孔が形成される。そして、各プレートは、これら複数の連通孔が相互に連通してインク流路を構成するように積層される。

また、このような各プレートが接着により積層される場合には、特許文献１のように、プレートの表面に溝が形成されることがある。このような溝は、接着剤がインク流路を構成する連通孔に侵入することを規制するなどのために形成される。

特開２００４−１６０８２７号公報（図５）

しかし、特許文献１のように、同じプレートの両面に溝が形成されていると、プレートの上面及び下面に形成された溝が互いに対向している部分において、プレートが薄くなる。この場合、プレートの強度が低くなり、プレートの変形も生じやすくなる。従って、特許文献１のようなプレートを含む流路ユニットにおいては、流路ユニットの強度が低いものになる。

本発明の目的は、インク流路への接着剤の浸入を規制しつつ強度の高いインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む孔を有する３枚以上のプレートが接着剤を介して積層されることによって、共通インク室と前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに達する複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを含むインクジェットヘッドであって、前記３枚以上の各プレートにおいて、前記流路ユニットの一方の最外層プレートである前記ノズルプレート以外の各プレートにおける前記ノズルプレートに近い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む複数の環状溝が形成されており、前記流路ユニットの他方の最外層プレートであって前記圧力室を構成する空間の少なくとも一部を含むキャビティプレートと前記ノズルプレートとに挟まれた各プレートにおける前記ノズルプレートから遠い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む環状溝が形成されておらず、前記ノズルプレートにおける前記キャビティプレートに近い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む環状溝が形成されていないものである。

本発明のインクジェットヘッドによると、ノズルプレートとキャビティプレートとに挟まれた各プレートにおいては、ノズルプレートに近い面に環状溝が形成され、ノズルプレートから遠い方の面には環状溝が形成されていない。従って、両方の面に環状溝が形成されている場合よりも強度の高いプレートによって流路ユニットが構成されることとなり、強度の高い流路ユニットを有するインクジェットヘッドを実現することができる。また、キャビティプレート以外の各プレートにおいては、ノズルプレートに近い面だけに環状溝を形成すればよいため、これらのプレートの環状溝の形成方法を統一することができ、このインクジェットヘッドの製造工程を迅速かつ簡易なものにすることができる。さらに、ノズルプレートにおけるキャビティプレートに近い方の面には環状溝を形成しないため、環状溝を形成する場合と比べて強度の高いノズルプレートを実現することができる。これによって、強度の高い流路ユニットを有するインクジェットヘッドを実現することができる。さらに、多数のノズルを精密にノズルプレートに形成する場合でも、環状溝の形成がノズルの形成に悪影響を与えることもなく、精度の高いノズル形成を行うことができる。これによって、インクジェットヘッドの性能を上げることができる。なお、個別インク流路の一部となる孔の開口を取り囲む環状溝は、この環状溝が形成された面に接着剤を塗布する際やこの面を他の面と貼り付ける際、接着剤や空気の逃げ場所となるものである。このような環状溝により、接着剤の塗布などの際に個別インク流路に接着剤が浸入するのを規制することができ、流路抵抗の変動を抑えることができる。

さらに、本発明においては、前記ノズルプレートと前記キャビティプレートとに挟まれた前記各プレートに形成された前記環状溝は、前記孔の開口を個々に取り囲んでいることが好ましい。

これによると、環状溝が孔の開口を個々に取り囲むことにより、個々の孔への接着剤の浸入をより効果的に規制することができ、さらにインクジェットヘッドの性能を上げることができる。

さらに、本発明においては、前記キャビティプレートは、複数の前記圧力室がマトリクス状に配置された１又は２以上の圧力室群を有しており、前記キャビティプレートに形成された前記環状溝は、前記圧力室群を取り囲んでいることが好ましい。

これによると、キャビティプレートに形成された環状溝が圧力室群を取り囲んでいるため、これらの圧力室群への接着剤の侵入を規制し、圧力室における流路抵抗の変動を抑制し、より高い性能のインクジェットヘッドを実現することができる。

さらに、本発明においては、前記環状溝は、全ての前記圧力室群を取り囲んでいることが好ましい。

これによると、環状溝が個々の圧力室を囲んでいる場合よりも、環状溝を形成しやすく、インクジェットヘッドの製造がより簡易である。

さらに、本発明においては、前記流路ユニットには、前記３枚以上のプレートを貫通するように前記積層方向に一直線状に延在した１又は２以上の直進孔が形成されていることが好ましい。

これによると、プレートに形成された直進孔を使用して位置合わせをすることができる。従って、各プレートを積層する際、直進孔を使用して位置合わせを行いつつ各プレートを積層することができるため、精度の高い流路ユニットを有するインクジェットヘッドを実現することができる。また、２以上の直進孔がある場合には、位置合わせの作業ごとに別の直進孔を使用することができ、精度の高いインクジェットヘッドを実現することができる。

さらに、本発明においては、複数の前記圧力室に跨って対向するように前記キャビティプレート上に積層され、前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与することができるアクチュエータユニットをさらに備え、前記流路ユニットは、前記ノズルプレートと前記キャビティプレートとに挟まれた前記各プレートのうち少なくともいずれか１枚を前記積層方向に貫通する第１の貫通孔と、前記キャビティプレート上の前記アクチュエータユニットと対向していない部分に開口部を有する前記キャビティプレートを前記積層方向に貫通する第２の貫通孔とを有し、前記３枚以上の各プレートに形成された前記環状溝のうち少なくともいずれか１つと、前記第１の貫通孔と、前記第２の貫通孔とが相互に連通することにより、前記少なくともいずれか１つの環状溝から前記キャビティプレート上の前記第２の貫通孔の前記開口部へと連通する１又は２以上の連通路が形成されていることが好ましい。

これによると、第２の貫通孔のキャビティプレート上の開口から大気圧とは異なる大きさの空気圧を連通路内に加えることなどにより、積層した各プレート間に隙間がないかどうか、また、流路ユニットに形成された個別インク流路がノズル以外で大気と連通していないかどうかを調べることができる。さらに、上記のような隙間や個別インク流路の大気との連通が存在する場合には、どの程度の隙間があるかを調べることができる。これにより、隙間の有無や程度を検出することができ、高い品質を有するインクジェットヘッドを製造することができる。

さらに、本発明においては、前記１又は２以上の連通路のうち少なくともいずれか１つは、前記３枚以上のプレートのうち前記ノズルプレート以外の各プレートを貫通するように前記流路ユニットの前記積層方向に一直線状に延在した直進路を含んでおり、前記３枚以上のプレートのうち前記ノズルプレートに隣接するプレートに形成された前記環状溝と連通していることが好ましい。

これによると、ノズルプレートとノズルプレートに隣接するプレートとの間の隙間の有無や程度を検出することができる。これにより、ノズルプレートに精密にノズルが形成されており、高い接着精度を要求される場合でも、高い品質を有するインクジェットヘッドを製造することができる。また、連通路が積層方向に一直線上に延在し、簡単な構造の連通路であるため、連通路の加工を簡単なものにすることができる。

本発明によるインクジェットヘッドの製造方法は、複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む孔を有する３枚以上のプレートが接着剤を介して積層されることによって、共通インク室と前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに達する複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを含むインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットに含まれる各プレートに、前記個別インク流路の一部となる前記孔を形成する孔形成工程と、前記流路ユニットの一方の最外層プレートである前記ノズルプレートと前記流路ユニットの他方の最外層プレートであって前記圧力室を構成する空間の少なくとも一部を含むキャビティプレートとに挟まれた各プレートにおける一方の面だけに、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む複数の環状溝を形成する環状溝形成工程と、前記３枚以上のプレートのうちの前記ノズルプレート及び前記キャビティプレートを除く各プレートにおける前記環状溝が形成された面と、前記キャビティプレートにおける一方の面とに接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記３枚以上のプレートのうちの前記ノズルプレートを除く各プレートにおける接着剤の塗布された面が前記ノズルプレートに近い方の面となり且つ前記共通インク室及び前記個別インク流路が形成されるように、前記３枚以上のプレートを積層する積層工程とを備えている。

本発明のインクジェットヘッドの製造方法によると、ノズルプレートとキャビティプレートとに挟まれた各プレートにおける一方の面だけに環状溝を形成するので、強度の高いプレートによって流路ユニットを構成することができ、強度の高い流路ユニットを有するインクジェットヘッドを製造することができる。また、上記の各プレートには一方の面だけに環状溝を形成するので、環状溝の形成方法を統一することができ、インクジェットヘッドの製造工程を迅速かつ簡易なものにすることができる。さらに、上記の各プレート及びキャビティプレートの一方の面に接着剤を塗布するので、接着剤の塗布の方法を統一することができるため、インクジェットヘッドの製造工程を迅速且つ簡易にすることができる。

本発明の好適な実施の形態について説明する。

＜インクジェットヘッド全体＞
図１は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの外観を示している。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

インクジェットヘッド１は、図１に示されるように、主走査方向に長尺な形状を有している。インクジェットヘッド１は、ヘッド本体１ａ、リザーバユニット７０及びヘッド本体１ａの駆動を制御する制御部８０を有している。以下、これらについて、図１及び図２に従って分説する。

制御部８０は、メイン基板８２、メイン基板８２の側面に配置されたサブ基板８１及びサブ基板８１においてメイン基板８２に対向する側面に固定されたドライバＩＣ８３を有している。ドライバＩＣ８３は、ヘッド本体１ａに含まれるアクチュエータユニット２１を駆動するための信号を生成する。

メイン基板８２及びサブ基板８１は、共に主走査方向に長尺な矩形形状を有し、互いに平行になるようにインクジェットヘッド１上に立設されている。メイン基板８２は、リザーバユニット７０上面に固定されている。サブ基板８１は、メイン基板８２からの距離が等間隔になるよう離隔してメイン基板８２の両側に配置されている。また、サブ基板８１は、リザーバユニット７０から上方に離隔するように配置されている。メイン基板８２及び各サブ基板８１は、互いに電気的に接続されている。各ドライバＩＣ８３におけるサブ基板８１に対向する面には、ヒートシンク８４が固定されている。

インクジェットヘッド１は、さらに、給電部材であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）５０を有している。ＦＰＣ５０の一端は、ヘッド下方のアクチュエータユニット２１と電気的に接続されている。ＦＰＣ５０の他端は、ヘッド下方からヘッド上方へと引き出され、サブ基板８１と電気的に接続されている。また、ＦＰＣ５０は、アクチュエータユニット２１からサブ基板８１に至る途中で、ドライバＩＣ８３と電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ５０は、サブ基板８１から出力された信号をドライバＩＣ８３に伝達し、ドライバＩＣ８３から出力された駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給することができる。

インクジェットヘッド１には、さらに、制御部８０を覆う上カバー５１及びヘッド下部を覆う下カバー５２が設けられている。これらのカバーにより、印刷時において飛び散ったインクが、制御部８０等まで飛翔することを防止することができる。なお、図１では、制御部８０の構成を見やすくするため、上カバー５１の図示を省略している。

上カバー５１は、図２に示されるように、アーチ形状の天井を有し、制御部８０を覆っている。下カバー５２は、上下に開口した四角筒状で、メイン基板８２の下部を覆っている。下カバー５２の側壁上端部には、内側に向かって突出した上壁５２ｂが形成されており、この上壁５２ｂと下カバー５２の側壁との接続部の上面に上カバー５１の下端が配置されている。下カバー５２及び上カバー５１は、共にヘッド本体１ａと同じ幅を有している。

下カバー５２の両側壁の下端には、下方に向かって突出する突出部５２ａが形成されている。突出部５２ａは、両側壁の長手方向に沿って２つ配置されている。図１には一方の側壁に突出部５２ａが形成されている様子が示されているが、他方の側壁にも、２つの突出部５２ａが同様に形成されている。突出部５２ａは、後述するリザーバユニット７０の凹部５３内に収容されている。また、突出部５２ａは、リザーバユニット７０の下部から凹部５３へと引き出されたＦＰＣ５０を覆っている。突出部５２ａの先端は、ヘッド本体１ａに含まれる流路ユニット４との間に製造誤差を吸収するための隙間を形成しつつ、流路ユニット４と対向している。突出部５２ａと流路ユニット４との間の隙間は、シリコン樹脂等が充填されることにより封鎖されている。下カバー５２の側壁下端は、側壁下端の突出部５２ａが形成されていない部分において、リザーバユニット７０上面に配置されている。

ＦＰＣ５０におけるアクチュエータユニット２１に接続された一端近傍は、流路ユニット４の上面に沿って水平に延在している。そして、ＦＰＣ５０は、リザーバユニット７０に設けられた凹部５３内を通って、屈曲しつつ上方に引き出されている。

リザーバユニット７０は、図２に示されるように、主走査方向（図１参照）に延在するようにヘッド本体１ａの上部に配置されている。リザーバユニット７０は、上記のとおり、下カバー５２の突出部５２ａが収まる形状に形成された凹部５３を有している。リザーバユニット７０は、主走査方向に長尺な矩形の平面形状を有する６枚のプレート７１、７２、７３、７４、７５及び７６が積層した積層構造を有している。リザーバユニット７０が有するプレート７１〜７６には、それぞれ、貫通孔７１ａ、インク溜まり７２ａ、溝７２ｂ、貫通孔７３ａ、インク溜まり７４ａ、孔７５ａ及び貫通孔７６ａが形成されている。

貫通孔７１ａは、図１に示されるように、プレート７１の主走査方向について一方の端部であって、副走査方向について一方の端部付近に形成されている。孔７１の上部には、インク供給口７９が設置されている。インク供給口７９は、図示しないインクタンクと接続されている。貫通孔７６ａは、流路ユニット４に設けられた後述のマニホールド流路（共通インク室）５と、開口３ａにおいて連通するようにプレート７６に１０個形成されている。貫通孔７５ａは、プレート７５における貫通孔７６ａと対向する位置に１０個形成されている。貫通孔７３ａは、プレート７３のほぼ中央部であって、インク溜まり７２ａ及び７４ａの両者に対向する領域内に形成されている。

インク溜まり７２ａ及び７４ａは、それぞれ主走査方向に延在するようにプレート７２及び７４に形成されている。

溝７２ｂは、プレート７２において貫通孔７１ａと対向する位置に形成されている。溝７２ｂの一端は、インク溜まり７２ａと繋がっている。

貫通孔７１ａから、溝７２ｂ、第１のインク溜まり７２ａ、貫通孔７３ａ、第２のインク溜まり７４ａ及び貫通孔７５ａを通じ、貫通孔７６ａまで連通するように、プレート７１〜７６が積層されている。

このように、リザーバユニット７０内には、貫通孔７１ａから貫通孔７６ａへと連通するインク流路が形成されている。そして、貫通孔７１ａと接続されたインクタンク内のインクが、このインク流路を通して、流路ユニット４のマニホールド流路５へと供給される。

＜ヘッド本体＞
以下、ヘッド本体１ａについて各図を参照しつつ説明する。図３は、ヘッド本体１ａの平面図である。なお、図３〜図５において、図に向かって手前が上方向、すなわち、リザーバユニット７０のある方向となる。

ヘッド本体１ａは、図２及び図３に示されるように、主走査方向に長尺な矩形の平面形状を有する流路ユニット４と、流路ユニット４上に接着されたアクチュエータユニット２１とを有している。アクチュエータユニット２１は、台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が主走査方向に平行になるように流路ユニット上面に配置されている。また、アクチュエータユニット２１は、主走査方向に平行な２本の直線のそれぞれに沿って２つずつ、合計４つが、全体として千鳥状に流路ユニット４上に配列されている。流路ユニット４上で隣接し合うアクチュエータユニット２１の斜辺同士は、副走査方向について部分的にオーバーラップしている。

＜流路ユニット＞
流路ユニット４の内部には、インク流路の一部となるマニホールド流路５が形成されている。流路ユニット４の上面には、マニホールド流路５の開口３ａが形成されている。開口３ａは、主走査方向に平行な２本の直線のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口３ａは、４つのアクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。さらに、上記のとおり、これらの開口３ａは、リザーバユニット７０の貫通孔７６ａと連通する位置に配置されている。

マニホールド流路５からは、４本の副マニホールド流路５ａが分岐している。これらの副マニホールド流路５ａは、各アクチュエータユニット２１の下側（流路ユニット４内部）に互いに隣接して延在している。

流路ユニット４の内部には、各プレートの積層方向に一直線状に延在した直進孔１３５ａ、１３５ｂ、１３６ａ及び１３６ｂが形成されている。流路ユニット４の上面には、これらの直進孔１３５ａ〜１３６ｂの開口が形成されている。また、流路ユニット４には、後述の環状溝３０ａ等に連通する連通路の開口１３８が２個形成されている。

図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図面を見やすくするため、図４にはアクチュエータユニット２１が示されていない。また、マニホールド流路５の開口３ａも図４に図示していない。

流路ユニット４は、図４に示されるように、複数の圧力室１０がマトリクス状に形成されている圧力室群６を有している。圧力室１０は、後述のように、流路ユニット４の一方の最外層を構成するキャビティプレート２２（図６参照）の上面に開口するように形成されている。この圧力室群６に形成された圧力室１０は、アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面に亘って配列されている。すなわち、圧力室群６は、アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさ及び形状を有している。また、アクチュエータユニット２１と同様、４つの圧力室群６は、主走査方向に平行な２本の直線に沿って、キャビティプレート２２に千鳥状に配列されている。なお、流路ユニット４の一方の最外層を構成するプレートは、キャビティプレート２２とは異なり、圧力室１０を構成する空間の一部のみ含むものとしてもよい。つまり、本実施形態では、圧力室１０は、キャビティプレート２１を貫通する孔として形成されているが、キャビティプレート２１の厚さや要求されるインク吐出量によっては、圧力室の底面に薄肉部を残した凹部状に形成してもよい。

＜キャビティプレート上面の溝＞
図４に示されるように、キャビティプレート２２には、溝２２ｂ及び２２ｃが形成されている。溝２２ｂは、全ての圧力室群６を取り囲むように形成されている。また、溝２２ｂの一部は、隣り合う圧力室群６に挟まれた領域に形成されている。溝２２ｃは、隣り合う圧力室群６に挟まれた領域であって、溝２２ｂが形成されていない領域に形成されている。各圧力室群６の周囲は、これら溝２２ｂ及び溝２２ｃの双方により、個々に取り囲まれている。キャビティプレート２２が金属製の場合には、溝２２ｂ及び２２ｃは、後述の環状溝２２ａ等と同様にハーフエッチングによって形成されている。

溝２２ｂは、キャビティプレート２２の上面にアクチュエータユニット２１を接着する工程において、後述の環状溝２２ａ等と同様、圧力室１０内に侵入する接着剤を規制する役割を果たす。このように、圧力室１０内に浸入する接着剤を規制することにより、ノズル８から吐出するインクの吐出特性にばらつきが生じることを防ぐ効果がある。

＜個別インク流路＞
図５は、図４の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５においては、流路ユニット４の内部にあって破線で示されるべきノズル８、圧力室１０及びアパーチャ（しぼり）１２等のインク流路が実線で示されている。

流路ユニット４の下面には、多数のノズル８が形成されている。これらのノズル８は、流路ユニット４の下面における副マニホールド流路５ａと対向する領域を避ける位置に配置されている。また、これらのノズル８は、流路ユニット４におけるキャビティプレート２２とは逆側の最外層を構成するノズルプレート３１（図６参照）に形成されている。さらに、これらのノズル８は、圧力室群６と対向する領域内に配置されている。圧力室群６と対向するそれぞれの領域内のノズル８は、図５に示されるように、流路ユニット４の長手方向（主走査方向）に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。以下、これらの直線上のノズル８の配列間隔を配列間隔Ａとする。

さらに、流路ユニット４に形成された各ノズル８は、主走査方向に平行な仮想直線に各ノズル８の形成位置を射影したときの各射影点が、上記の仮想直線上に等間隔に並ぶように配列されている。また、これら各射影点の配列間隔は、配列間隔Ａより小さい。ここで、ノズル８の形成位置を長手方向に平行な仮想直線に射影した射影点とは、ノズル８の形成位置を通る長手方向に垂直な直線と仮想直線との交点をいう。

流路ユニット４の内部には、多数のアパーチャ１２が形成されている。これらのアパーチャ１２は、ノズルプレート３１とキャビティプレート２２との間の層に位置するアパーチャプレート２４（図６参照）に形成されている。また、これらのアパーチャ１２は、圧力室群６と対向する領域内に配置されている。本実施形態のアパーチャ１２は、水平面に平行な１方向に沿って延在している。

図４及び５に示されるように、圧力室１０は、副マニホールド流路５ａの延在方向（主走査方向）とこの延在方向から所定角度傾いた方向との２つの方向に沿って、マトリクス状に配列されている。各圧力室１０は、角部にアールが施された菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は副走査方向に平行である。各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、他端はアパーチャ１２を介して共通インク室としての副マニホールド流路５ａに連通している。

なお、アクチュエータユニット２１上の各圧力室１０と対向する位置には、圧力室１０とほぼ相似な形状でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が配置されている。図５の実線３５は、２つの圧力室１０に対応して配置されている２つの個別電極の位置及び概形を示している。

流路ユニット４には、副マニホールド流路５ａと連通し、各アパーチャ１２及び各圧力室１０を通じて各ノズル８と連通する個別インク流路が形成されている。この個別インク流路３２について、図６を参照しつつ説明する。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。

ヘッド本体１ａは、流路ユニット４と、その上面に接着されたアクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット４は、図６に示されるように、複数枚のプレートを積層した積層体によって構成されている。本実施形態においては、これらのプレートは、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、２９、カバープレート３０及びノズルプレート３１の、合計１０枚からなる。

上記の１０枚のプレートには、相互に連通することによって個別インク流路３２を構成するような連通孔が形成されている。すなわち、それぞれの連通孔は、個別インク流路３２の一部となるものである。これらの連通孔には、副マニホールド流路５ａを構成する連通孔（連通孔Ａとする）が含まれている。また、これらの連通孔には、圧力室１０の一端からノズル８へと連通する流路を構成する連通孔（連通孔Ｂとする）が含まれている。さらに、これらの連通孔には、圧力室１０の他端から副マニホールド流路５ａへと連通する流路を構成する連通孔（連通孔Ｃとする）が含まれている。

各プレートに形成されている連通孔について説明する。キャビティプレート２２には、圧力室１０が形成されている。そして、各プレート２３〜３１には、連通孔Ａ〜Ｃのうち、少なくともいずれか１つが形成されている。すなわち、ベースプレート２３には、連通孔Ｂ及びＣが形成されている。アパーチャプレート２４には、連通孔Ｂ及び連通孔Ｃ（アパーチャ１２）が形成されている。サプライプレート２５には、連通孔Ｂ及びＣが形成されている。マニホールドプレート２６〜２９のそれぞれには、連通孔Ａ及びＢが形成されている。カバープレート３０には、連通孔Ｂが形成されている。ノズルプレート３１には、連通孔Ｂ（ノズル８）が形成されている。

それぞれの連通孔は、以下のように相互に連通している。マニホールドプレート２６〜２９の連通孔Ａは、相互に連通し、副マニホールド流路５ａを構成している。各プレートの連通孔Ｂは、相互に連通している。また、ベースプレート２３の連通孔Ｂは、圧力室１０の一端と連通している。さらに、カバープレート３０の連通孔Ｂは、ノズル８と連通している。ベースプレート２３の連通孔Ｃは、圧力室１０の他端及びアパーチャ１２の一端と連通している。サプライプレート２５の連通孔Ｃは、アパーチャ１２の他端及び副マニホールド流路５ａと連通している。

上記のとおりに相互に連通した連通孔によって、個別インク流路３２が構成されている。副マニホールド流路５ａから流出したインクは、個別インク流路３２を通って、以下の経路でノズル８へと流出する。まず、副マニホールド流路５ａから上方向に向かって、アパーチャ１２の一端部に至る。次に、アパーチャ１２の延在方向に沿って水平に進み、アパーチャ１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、圧力室１０の一端部に至る。さらに、圧力室１０の延在方向に沿って水平に進み、圧力室１０の他端部に至る。そこから３枚のプレートを経由して斜め下方に向かい、さらに直下のノズル８へと進む。

このように、個別インク流路３２は、圧力室１０を頂部とする弓なり形状を有している。これにより、図５に示されるような個別インク流路３２を構成する各連通孔の高密度配置を可能とし、インクの円滑な流れを実現している。

＜直進孔＞
流路ユニット４には、図３に示されるように、４個の直進孔１３５ａ、１３５ｂ、１３６ａ及び１３６ｂが形成されている。このうち、直進孔１３５ａ及び直進孔１３６ａは、流路ユニット４の長手方向（主走査方向）における一方の端部付近に形成されている。また、直進孔１３５ｂ及び直進孔１３６ｂは、他方の端部付近に形成されている。これら４つの直進孔１３５ａ〜１３６ｂは、流路ユニット４の短手方向について中央付近を通り且つ長手方向に平行な一直線上に配置されている。そして、直進孔１３６ａ及び１３６ｂは、それぞれ、長手方向について直進孔１３５ａ及び１３５ｂより両端側に配置されている。

図７に示されるように、直進孔１３５ａ〜１３６ｂは、流路ユニット４に含まれる最上層のキャビティプレート２２から最下層のノズルプレート３１までを貫通するように形成されている。そして、直進孔１３５ａ〜１３６ｂは、これらのプレートの積層方向に沿って一直線状に延在している。

直進孔１３５ａ、１３５ｂは、どちらもほぼ円形の横断面形状を有している。そして、図７に示されるように、流路ユニット４におけるどの横断面についても、同一の大きさの断面形状を有している。一方、直進孔１３６ａ、１３６ｂの形状は、相互に異なっている。これらの直進孔１３５ａ〜１３６ｂは、後述のとおり、各プレート同士及び流路ユニット４とリザーバユニット７０との位置合わせに使用される。

なお、直進孔１３５ａ〜１３６ｂの中には、同じ形状のものがあってもよい。例えば、直進孔１３５ａ及び１３５ｂ同士、又は、直進孔１３５ａ及び直進孔１３６ａ同士等で、同じ形状を有していてもよい。あるいは、全ての直進孔が同じ形状を有していてもよい。さらに、これらの直進孔１３５ａ〜１３６ｂの形状は、円形と大きく異なるものでもよい。

＜アクチュエータユニット＞
アクチュエータユニット２１について、図８を参照しつつ説明する。図８（ａ）は、図６のアクチュエータユニット２１付近を拡大した図である。

アクチュエータユニット２１は、図８（ａ）に示されるように、圧電層４１、シート４２、４３及び４４を含んでいる。そして、これらの圧電層４１及びシート４２〜４４は、共通電極３４を介して積層されている。圧電層４１、シート４２〜４４及び共通電極３４は、複数の圧力室１０に跨るように配置されている。また、圧電層４１の上面における圧力室１０と対向する位置には、個別電極３５が配置されている。

圧電層４１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料などの強誘電性を有する圧電材料からなる。また、共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。従って、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位に保たれている。

図８（ｂ）は、個別電極３５の上面図である。個別電極３５は、菱型形状の本体部を有している。この本体部は、圧力室１０とほぼ同じ形状を有しているが、圧力室１０より一回り小さい。そして、個別電極３５は、この本体部が圧力室１０と対向する領域の中央部に位置するように、圧電層４１上に配置されている。

個別電極３５は、本体部から延出されたランド部３６を有している。ランド部３６は、個別電極３５の本体部における一方の鋭角部から延出されている。また、ランド部３６は円形形状を有している。さらに、図８（ａ）に示されるように、ランド部３６は、本体部よりも厚い。つまり、ランド部３６の上面は、本体部の上面よりも、圧電層４１の表面から離れた位置にある。

個別電極３５のランド部３６の上面は、ＦＰＣ５０（図１及び図２参照）に設けられた接続部と電気的に接合されている。これにより、ＦＰＣ５０は、サブ基板８１から出力された信号をドライバＩＣ８３に伝達し、ドライバＩＣ８３から出力された駆動信号を各個別電極３５に供給することができる。

なお、シート４２〜４４の材料には、金属を用いてもよいし、圧電層４１と同様のＰＺＴを用いてもよい。あるいは、ＰＺＴ以外の圧電材料等を使用してもよい。例えば、ＰＺＴと類似の材料として、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛等を使用することができる。これらの材料は互いに親和性が高く、これらの材料を使用した場合、アクチュエータユニット２１の耐久性を高くすることができる。

＜インク吐出＞
アクチュエータユニット２１の駆動によるインク吐出について説明する。

アクチュエータユニット２１における圧力室１０から最も離れた層には、個別電極３５が配置されている。そして、個別電極３５は、共通電極３４と共に、１つの圧電層４１を挟み込んでいる。圧電層４１は、厚み方向に分極されており、アクチュエータユニット２１に含まれる唯一の活性層である。すなわち、アクチュエータユニット２１は、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。

個別電極３５をグランド電位と異なる電位とすると、圧電層４１における個別電極３５と共通電極３４とによって挟まれた部分に電界が生じる。この電界は、個別電極３５及び共通電極３４に垂直、つまり、圧電層４１の厚み方向に平行である。圧電層４１はこの電界の印加方向に分極されているので、圧電層４１の電極による電界印加部分は、電歪効果により、上記の分極方向と垂直な方向について収縮する。

このとき、シート４２〜４４は、印加された電界の影響を受けず、自発的に縮むことはない。従って、圧電層４１の収縮により、圧電層４１と、シート４２〜４４との間に歪みが生じる。この歪みによって、シート４２〜４４は、圧電層４１とは逆側、つまり、アクチュエータユニット２１の下面側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。

一方、アクチュエータユニット２１の下面における個別電極３５と対向する領域には、図６に示されるように、圧力室１０が配置されている。従って、アクチュエータユニット２１の個別電極３５と対向する領域が、上記のように下面側に凸となるように変形すると、凸部が圧力室１０内部に突出する。従って、圧力室１０の容積が減少する。圧力室１０の容積が減少すると、圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室１０からインクを押し出す。これによって、ノズル８からインクが吐出されることとなる。すなわち、アクチュエータユニット２１は、ノズル８から吐出する吐出エネルギーを圧力室１０内のインクに付与することができるものである。

ところで、上記のとおり、各ノズル８は、流路ユニット４の長手方向に平行な直線に沿って、一定の配列間隔Ａで配列されている。一方で、本実施形態のインクジェットヘッド１は、配列間隔Ａよりも小さいドット間隔で印字できる。これは、以下のように実現されている。

インクジェットヘッド１を使用して、主走査方向（図３等参照）に沿って一本のラインを印刷用紙を搬送しつつ印字する場合を考える。まず、印刷用紙の搬送によって、印刷すべきラインの位置が搬送方向について上流側から下流側へと移動する。そして、搬送方向について最も上流側に位置するノズル８のちょうど下方に印刷すべきラインの位置が到達するタイミングを計って、そのノズル８からインクを吐出する。ここで、各ノズル８は、上記のとおり、流路ユニット４の長手方向に平行な直線に沿って配列間隔Ａで形成されているため、この時点では、印刷用紙上には配列間隔Ａでドットが形成される。

次に、印刷用紙の搬送方向について２番目に上流側の位置にあるノズル８のちょうど下方に印刷すべきラインの位置が到達するタイミングを計って、そのノズル８からインクを吐出する。このように、印刷用紙の搬送に従って、次々と各ノズル８からインクを吐出する。

上記のように全てのノズル８からインクを吐出すると、印刷用紙上の印刷すべきラインの位置には、各ノズル８によって形成されたドットが並ぶ。一方、上記のように、各ノズル８の位置を流路ユニット４の長手方向、すなわち、主走査方向に平行な仮想直線に射影した際、その射影点は、配列間隔Ａより小さい間隔で等間隔に並ぶようになっている。従って、印刷用紙上には、各ノズル８によって形成された各ドットが、主走査方向における印字の解像度に対応した間隔で等間隔に並ぶこととなる。

なお、各ノズル８は、図５に示されるように、ノズルプレート３１における圧力室群６に対向する領域に形成されている。従って、隣り合う圧力室群６同士に挟まれた領域には、ノズル８が形成されていない。

しかし、圧力室１０と同様、ノズル８の形成領域も、台形形状を有する圧力室群６の斜辺付近において、副走査方向についてオーバーラップしている。そして、このオーバーラップした領域においても、この領域にある各ノズル８の形成位置を流路ユニット４の主走査方向に平行な仮想直線に射影した際、その射影点が等間隔に並んで途切れないようになっている。

これによって、インクジェットヘッド１が、その主走査方向についての幅全体に亘って、印字の解像度に対応した間隔で途切れずに印字できるようになっている。

＜環状溝＞
流路ユニット４に含まれる各プレート２３〜３０には、図６に示されるように、環状溝２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａ及び３０ａが形成されている。図６に示されるように、これらの環状溝２３ａ〜３０ａは、各プレート２３〜３０におけるノズルプレート３１に近い方の面に形成されている。そして、各プレート２３〜３０におけるノズルプレート３１から遠い方の面には、これらの環状溝は形成されていない。さらに、ノズルプレート３１には、環状溝は形成されていない。

図９は、キャビティプレート２２、カバープレート３０及びノズルプレート３１における下面の一部を示している。キャビティプレート２２には、圧力室群６を取り囲むように、環状溝２２ａが形成されている。カバープレート３０の下面には、後述のように、個別インク流路３２を構成する連通路の開口を取り囲むように、環状溝３０ａ等が形成されている。また、図示しないプレート２３〜２９の下面にも、個別インク流路３２を構成する連通路の開口を個々に取り囲むように、環状溝２３ａ〜２９ａがそれぞれ形成されている。ノズルプレート３１には、その上面及び下面のいずれにおいても、環状溝が形成されていない。なお、各プレート２２〜３０の下面は、ノズルプレート３１に近い方の面に相当する。

図１０は、キャビティプレート２２の下面図である。キャビティプレート２２に形成された環状溝２２ａは、全ての圧力室群６を取り囲むように、格子状に形成されている。なお、環状溝２２ａは、全ての圧力室群６を取り囲むものでなくてもよい。例えば、各圧力室群６を個々に取り囲むようなものでもよい。

環状溝２２ａは、流路ユニット４の製造工程において、ベースプレート２３と接着する際に、接着剤が圧力室１０内に浸入することを規制する。これにより、後述の環状溝２３ａ〜３０ａと同様、ノズル８から吐出するインクの吐出特性にばらつきが生じることを防止することができる。

なお、図１０に示されるように、環状溝２２ａは、キャビティプレート２２の下面における圧力室１０が形成された領域の近傍にのみ形成されているが、プレート下面の全領域に亘って形成されていてもよい。また、直進孔１３５及び１３６や、マニホールド流路５の開口３ａを取り囲むような溝が、キャビティプレート２２に形成されていてもよい。

＜環状溝の詳細＞
以下、キャビティプレート２２とノズルプレート３１とに挟まれた各プレート２３〜３０に形成されている環状溝２３ａ〜３０ａの詳細について説明する。図１１は、図９（ｂ）の一部を拡大したものである。以下の説明にあたっては、図１１に示されるカバープレート３０に形成された環状溝３０ａを代表例として説明する。他のプレート２３〜２９に形成された環状溝２３ａ〜２９ａの態様も、環状溝３０ａと同様である。

カバープレート３０には、図１１に示されるように、個別インク流路３２の一部となる多数の連通孔６０が形成されている。これらの連通孔６０は、それぞれノズルプレート３１のノズル８と対向する位置に形成されている。従って、連通孔６０は、ノズル８と同様の配列で形成されている。

また、カバープレート３０には、ダンパー室６５が形成されている。このダンパー室６５は、カバープレート３０におけるノズルプレート３１に近い方の面に形成された凹部６１からなる。凹部６１は、開口３ａ（図３参照）からマニホールド流路５と対向する位置に、ハーフエッチングによって形成されている。ダンパー室６５は、アクチュエータユニット２１により圧力室１０内のインクが加圧されたときに、圧力室１０からマニホールド流路５に伝播した圧力変動を吸収するためのものである。

カバープレート３０の下面には、連通孔６０の開口が形成されている。連通孔６０は、カバープレート３０の長手方向に沿って複数列に配列されている。これらの連通孔６０は、連通孔群６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ及び６０ｅに分けて形成されている。これらの連通孔群６０ａ〜６０ｅは、互いに一定の間隔を空けて配置されている。各連通孔群６０ａ〜６０ｅは、連通孔６０が配列された複数の列からなる。これらの列の数は、連通孔群６０ａ〜６０ｅの順に、それぞれ、２列、４列、４列、４列、２列である。

カバープレート３０の下面には、上記のように配列した連通孔６０の開口を取り囲む多数の環状溝３０ａが形成されている。環状溝３０ａは、後述のとおり、ハーフエッチングによって形成されている。なお、環状溝３０ａは、カバープレート３０の上面には形成されていない。これにより、プレート両面に環状溝を形成した場合より、プレートの強度を高くすることができる。

環状溝３０ａは、以下のような役割を果たしている。連通孔６０等が形成された各プレートは、接着剤を介して積層されている。従って、流路ユニット４の製造工程において、後述のように、接着剤を介して積層された各プレートは、熱硬化性の接着剤を硬化させるため加圧しつつ加熱される。このとき、接着剤を介して積層された各プレートを加圧することにより、連通孔６０などの個別インク流路３２を構成する連通路に接着剤が浸入する場合がある。環状溝３０ａは、このように連通孔６０に侵入しようとする余剰な接着剤を逃がす役割を果たしている。

また、複数の連通孔６０に接着剤が浸入する場合には、連通孔６０ごとに浸入する接着剤の量にばらつきが生じることがある。このように流入量の異なる接着剤が連通孔６０内で硬化すると、連通孔６０内の流路抵抗にばらつきが生じてしまう。このような流路抵抗の違いにより、ノズル８から吐出するインクの吐出特性にもばらつきが生じ、インクジェットヘッド１の印字品質が低下することとなる。

一方で、環状溝３０ａは、各連通孔６０を規則正しく個々に取り囲んでいるため、連通孔６０内部に流入する接着剤の量にもばらつきが生じにくくなる。これによって、インクの吐出特性にばらつきが生じにくくなり、高い印字品質を有するインクジェットヘッド１を実現することが可能となる。

図１２は、カバープレート３０下面に形成された２個の隣り合う環状溝３０ａの平面図である。図１３は、図１２に示されるXIII―XIII線に沿った縦断面図である。

図１２に示されるように、環状溝３０ａは、連通孔６０の開口を個々に取り囲んでいる。なお、カバープレート３０を含む各プレートには、複数の連通孔６０を取り囲むように環状溝を形成してもよい。

連通孔６０と環状溝３０ａとは、連通孔６０の開口を取り囲む接着領域６４によって隔てられている。接着領域６４は、均一な幅を有する環状且つ帯状の領域である。流路ユニット４の製造工程において、カバープレート３０の下面に接着剤が塗布されると、図１３に示されるように、接着領域６４に接着剤が付着する。そして、積層した各プレートが加圧された際には、接着領域６４に付着した接着剤のうち余分な接着剤が、環状溝３０ａによって逃がされる。しかし、余分な接着剤のうちの一部は、連通孔６０に侵入する場合がある。一方、接着領域６４は、複数の連通孔６０について、同一の形状で形成されている。これによって、複数の連通孔６０に浸入する接着剤を均一に規制することができる。

なお、図１３に示されるように、環状溝３０ａの幅Ｂ１は、接着領域６４の幅Ｂ２より大きい。これにより、接着領域６４に付着した接着剤を逃がすのに充分な容積が、環状溝３０ａ内に確保されている。

＜その他の溝＞
図１１に示されるように、カバープレート３０には、連結溝３０ｂ、包囲溝３０ｃ、格子溝３０ｄ、ダンパー包囲溝３０ｅ及び格子溝３０ｆが、ハーフエッチングにより形成されている。これらの溝も、環状溝３０ａと同様、連通孔６０などに余剰な接着剤が侵入することを規制するために形成されている。

連結溝３０ｂは、異なる環状溝３０ａ同士を連通させるように形成されている。包囲溝３０ｃは、連通孔群６０ａ〜６０ｅの各連通孔群に対応する複数の環状溝３０ａ全体を取り囲むように形成されている。格子溝３０ｄは、隣り合う連通孔群６０の間に格子状に形成され、異なる包囲溝３０ｃ同士を連通させるように形成されている。ダンパー包囲溝３０ｅは、ダンパー室６５を包囲するように形成されている。格子溝３０ｆは、カバープレート３０下面における上記の溝３０ａ〜３０ｅが形成されていない領域のほぼ全面に亘って、格子状に形成されている。これらの溝３０ａ〜３０ｆは、互いに連通するように形成されている。

なお、各プレート２３〜２９にも、環状溝以外の溝３０ｂ〜３０ｆのような溝が形成されている。

＜環状溝連通路＞
図１４は、図３のXIV−XIV線に沿った縦断面図を示している。

図１４（ａ）に示されるように、流路ユニット４には、環状溝３０ａなどからキャビティプレート２２の開口１３８に連通する環状溝連通路１４０が形成されている。この環状溝連通路１４０は、積層方向に沿って一直線状に延在した直進路１３９ａを有している。直進路１３９ａは、各プレート２２〜３０を積層方向に貫通する貫通孔が相互に連通することにより構成されている。直進路１３９ａは、キャビティプレート２２の上面におけるアクチュエータユニット２１と対向していない領域に、開口１３８を有している。直進路１３９ａは、カバープレート３０に形成された溝３０ｂ〜３０ｆを通じて、環状溝３０ａと連通している。

本実施形態では、カバープレート３０以外の各プレート２２〜２９におけるノズルプレート３１に近い方の面には、環状溝が形成されている。直進路１３９ａは、これらの各プレートに形成された環状溝２２ａ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａ等とも、直進路１３９ａと環状溝を連結する溝（図示せず）を介して連通している。例えば、キャビティプレート２２においては、環状溝２２ａと直進路１３９ａとは互いに離れた位置に形成されている。このため、環状溝２２ａのうち、直進路１３９ａと最も近接した部分から直線的に分岐した溝がキャビティプレート２２に形成され、この溝を介して、環状溝２２ａと直進路１３９ａとが連通している。

また、キャビティプレート２２を除く各プレート２３〜３０においては、個別インク流路３２の一部となる連通孔に対して、いろいろな形態の環状溝が形成されている。これらの環状溝の中には、連通孔の形状や配設状態によっては、環状溝連通路に連通させることができないものもあるが、それ以外の環状溝は、上記のとおり、環状溝連通路に連通している。つまり、各プレート２２〜３０の全てのプレートにおいて、いずれかの環状溝は環状溝連通路に連通し、開口１３８を通じて大気と連通している。

環状溝連通路１４０は、流路ユニット４の製造工程において、各プレートの接着状況を検査するために使用される。すなわち、環状溝連通路１４０及びこれに連通する各環状溝２２ａ〜３０ａには、開口１３８以外に外部と通じた出口がない。このため、開口１３８を通じて環状溝連通路１４０に大気圧と異なる圧力を加えることにより、環状溝連通路１４０内の気圧を変化させることができる。一方で、例えばカバープレート３０とノズルプレート３１との接着面に溝３０ａ〜３０ｆと、流路ユニット４の外部あるいは個別インク流路３２やマニホールド流路５などのインク流路とを繋ぐ隙間がある場合には、環状溝連通路１４０内の空気がこの隙間から洩れる。従って、開口１３８から大気圧と異なる圧力を加えつつ連通路内の気圧を計測することにより、カバープレート３０とノズルプレート３１との間に隙間があるかどうかを検査することができる。

なお、環状溝連通路１４０は、以下のように構成されていてもよい。すなわち、図１４（ｂ）に示されるように、環状溝連通路１４０が、開口１３８を有する直進路１３９ｂ及び１３９ｃを有している。直進路１３９ｂ及び１３９ｃは、それぞれ、各プレートを積層方向に貫通する貫通孔が相互に連通することによって構成され、積層方向に一直線状に延在している。直進路１３９ｂは、マニホールドプレート２６に形成された環状溝２６ａ以外の溝２６ｂを通じて、１つの環状溝２６ａと連通している。直進路１３９ｃは、直進路１３９ｂに連通した環状溝２６ａ及び環状溝３０ａと連通している。これにより、環状溝３０ａから、直進路１３９ｃ、環状溝２６ａを通じて開口１３８まで連通する環状溝連通路１４０が形成されている。なお、環状溝連通路１４０は、ノズルプレート３１以外の各プレートごとに異なる位置（互いに対向しない位置）で貫通する貫通孔から構成されていてもよい。

＜インクジェットヘッドの製造方法＞
以下、本実施形態によるインクジェットヘッド１の製造方法について、流路ユニット４の製造工程を中心に説明する。

＜製造工程全体＞
製造工程全体の流れを、図１５を参照しつつ説明する。

まず、流路ユニット４を構成する各プレート２２〜３１に、連通孔６０などの連通孔、環状溝３０ａなどの環状溝、直進孔１３５ａ〜１３６ｂ及び環状溝連通路１４０を構成する貫通孔を形成する（Ｓ１〜Ｓ３、孔形成工程及び環状溝形成工程）。連通孔、直進孔、貫通孔及び環状溝のそれぞれを形成する工程は、どのような順番で行ってもよい。

次に、連通孔、直進孔、貫通孔及び環状溝を形成した各プレートに、接着剤を塗布する（Ｓ４、接着剤塗布工程）。

次に、接着剤を塗布したプレートを含む各プレートを、直進孔１３５ａ及び１３５ｂを使用して位置合わせしつつ積層する（Ｓ５、積層工程）。

次に、各プレートを積層した積層体を加熱して、積層体に介在する接着剤を硬化させ、各プレートを接着する（Ｓ６）。この接着剤の加熱硬化時には、全ての接着面において、接着剤の厚みが均一になるように、且つ確実な接着がなされるように、所定の圧力が加えられる。そして、各プレートに接着剤を塗布して積層し、加熱して接着する工程を、流路ユニット４が完成するまで繰り返す（Ｓ７、ＮＯ及びＳ４〜Ｓ７）。本実施形態においては、後述のように、ノズルプレート３１以外の各プレートを積層して接着し、その後で、ノズルプレート３１を積層して接着する。流路ユニット４が完成すると、次の手順に移る（Ｓ７、ＹＥＳ）。

次に、流路ユニット４にアクチュエータユニット２１を接着して、ヘッド本体１ａを完成させる（Ｓ８）。

次に、ヘッド本体１ａを、直進孔１３６ａ及び１３６ｂを使用して位置合わせしつつ、リザーバユニット７０に積層する（Ｓ９）。

次に、積層したヘッド本体１ａ及びリザーバユニット７０と、制御部８０などの他の部材とを組み立てる（Ｓ１０）。これにより、インクジェットヘッド１が完成する。

上記の各工程について、以下、詳説する。

＜連通孔及び環状溝などの形成＞
連通孔６０などの連通孔、環状溝３０ａなどの環状溝等を形成する工程（孔形成工程及び環状溝形成工程）について説明する。

キャビティプレート２２等の各プレートが金属材料からなる場合には、連通孔６０などの連通孔は、エッチングによって形成される。エッチングについて、図１６を参照しつつ説明する。

連通孔を形成するためのエッチングは、以下のように行われる。まず、連通孔を形成しようとするプレート１０２の表面に、ポジ型又はネガ型のレジスト材１００を配置する。そして、プレート１０２に形成する連通孔の平面形状と同一形状のマスク部分又は非マスク部分を有するマスクを、レジスト材１００に配置する。このとき、プレート１０２に形成しようとする連通孔の位置及び形状は、これらのプレート１０２を積層した際に相互に連通することにより、図６に示されるような個別インク流路３２が形成されるような位置及び形状に設定されている。なお、マスク部分及び非マスク部分のどちらを連通孔と同一形状にするのかは、レジスト材１００の型がポジ及びネガのどちらの型かによる。その後、マスク上方からプレート１０２に光を照射する。これにより、マスクされた部分のレジスト材１００は露光し、それ以外の部分は露光しない。

次に、光を照射したプレート１０２を現像液に漬ける。これにより、露光したレジスト材１００の露光部分及び露光していない非露光部分のどちらかが現像液に溶け出す。従って、プレート１０２の表面における連通孔の開口となるべき部分にはレジスト材１００がなく、プレート１０２の表面における連通孔の開口となるべき部分以外の部分はレジスト材１００によって覆われる状態になる。

次に、レジスト材１００に覆われたプレート１０２の表面に、エッチング剤をかける。これにより、図１６（ａ）に示されるように、プレート１０２における表面がレジスト材１００に覆われていない非レジスト部分１０１は、その表面から徐々にエッチング剤に溶解していく。そして、一定時間経過後には、プレート１０２の非レジスト部分１０１は、表面から裏面に至るまで、完全に溶解する。最後に、プレート１０２の表面からエッチング剤及びレジスト材１００を除去する。これにより、プレートを貫通する連通孔が形成される。

なお、個別インク流路３２を構成する連通孔には、アパーチャ１２のように、プレートを貫通しない部分を有するものがある（図６参照）。このように、プレートを貫通しない連通孔等は、ハーフエッチングによって形成される。すなわち、レジスト材で覆われたプレートにエッチング剤をかける際、エッチング剤による溶解で連通孔がプレートを完全に貫通する前にエッチングを中止し、レジスト材を除去する。これにより、プレートを貫通しない連通孔を形成することができる。

直進孔１３５ａ〜１３６ｂ及び環状溝連通路１４０を構成する貫通孔は、エッチングによって各プレート２２〜３１に形成される。

また、環状溝３０ａなどの環状溝は、ハーフエッチングによって各プレート２３〜３０に形成される。さらに、連結溝３０ｂ、包囲溝３０ｃ及び格子溝３０ｄ、ダンパー包囲溝３０ｅ及び格子溝３０ｆなどの接着剤を逃がすためのその他の溝も、ハーフエッチングによって各プレートに形成される。なお、環状溝を含めたこれらの溝は、各プレート２３〜３０におけるノズルプレート３１に近い方の面にのみ形成される。

さらに、溝２２ａ〜２２ｃも、ハーフエッチングによって、キャビティプレート２２に形成される。

ノズルプレート３１に形成されるノズル８は、プレス加工によって形成される。この場合には、ノズルプレート３１は、以下のように作製される。まず、ノズルプレート３１上の複数のノズル８と同一の配列で形成された複数のパンチを有するプレス加工装置などによって、金属プレートに複数のノズル孔を形成する。次に、プレスによって金属プレートの反対側に生じた突隆部を平らに研磨する。さらに、研磨した金属プレートから、ノズルプレート３１の形状を切り出すことにより、ノズルプレート３１が作製される。

＜接着剤塗布＞
接着剤塗布工程について説明する。

エッチング等によって個別インク流路３２の連通孔などが形成された各プレートには、接着剤が塗布される。接着剤には、エポキシ樹脂等の熱硬化性接着剤が用いられる。

図１７は、各プレートに接着剤を塗布するための接着剤塗布装置を示している。この接着剤塗布装置は、塗布台９５、ブレード９６を有している。塗布台９５には、フィルム９１が配置されている。フィルム９１には、塗布台９５上において、プレートに転写するための接着剤が塗布される。ブレード９６は、塗布台９５の上部に配置されている。このブレードは、接着剤をフィルム９１上で引き伸ばすために用いられる。

さらに、接着剤塗布装置は、ワーク設置プレート９３を有している。接着剤が塗布されるプレートは、このワーク設置プレート９３の下面に設置される。

また、接着剤塗布装置は、転写ローラ９０及び転写ローラ移動ユニット９４を有している。転写ローラ９０の上端部は、ワーク設置プレート９３に設置されたプレートの下面との間に僅かな隙間を空けて配置されている。転写ローラ移動ユニット９４は、転写ローラ９０を、ワーク設置プレート９３の長手方向（図１７に向かって左右方向）について移動させることができる。

さらに、接着剤塗布装置は、ガイドローラ９２、巻き取りドラム９８及び供給ドラム９９を有している。供給ドラム９９には、フィルム９１が巻き取られている。供給ドラム９９は、回動可能に接着剤塗布装置に設置されている。フィルム９１が引き出されると、供給ドラム９９が回動する。

供給ドラム９９から引き出されたフィルム９１の一端は、２個のガイドローラ９２を介して、巻き取りドラム９８に固定されている。巻き取りドラム９８は、図示しないドラム駆動部によって駆動されることにより、フィルム９１を巻き取っていくことができる。供給ドラム９９から引き出されたフィルム９１は、２個のガイドローラ９２の間で、塗布台９５の上部と、転写ローラ９０の上端部を通っている。

このような構成を有する接着剤塗布装置を使用することにより、各プレートに、以下のような手順で接着剤が塗布される。

まず、転写ローラ９０を塗布台９５から最も離れた位置に移動させる。そして、ワーク設置プレート９３にプレートを設置する。ここで、ワーク設置プレート９３には、プレートにおける環状溝が形成された面が下側、すなわち、転写ローラ９０がある側を向くように、各プレートが設置される。図１７においては、例として、サプライプレート２５が設置された様子が図示されている。

次に、塗布台９５上部を通るフィルム９１に、接着剤１０４が置かれる。そして、巻き取りドラム９８を駆動してフィルム９１を巻き取る。このとき、フィルム９１上に置かれた接着剤１０４は、ブレード９６と塗布台９５との隙間を通り、所定の厚さに引き伸ばされる。

次に、フィルム９１上に引き伸ばされた接着剤がワーク設置プレート９３の真下に位置するまで、巻き取りドラム９８を駆動してフィルム９１を巻き取る。

次に、転写ローラ９０を、図１７の矢印で示されるように、ワーク設置プレート９３に設置されたサプライプレート２５の一端から他端まで移動させる。これにより、転写ローラ９０の上端部によって、フィルム９１が順にサプライプレート２５の下面に押し付けられる。これによって、フィルム９１の上面に引き伸ばされた接着剤を、サプライプレート２５における環状溝２５ａを形成した面に均一に塗布することができる。

このようにして、各プレート２２〜３０における環状溝２２ａ〜３０ａを形成した面にのみ、接着剤を塗布する。

＜積層工程＞
接着剤を塗布した各プレートを積層する積層工程について説明する。図１８〜図２０は、積層工程における各段階を示している。積層は、次の手順で行われる。

各プレートを積層する積層台１１２には、位置合わせ用の位置合わせピン１１１ａ及び１１１ｂが固定されている。位置合わせピン１１１ａ及び１１１ｂは、各プレートの直進孔１３５ａ及び１３５ｂの離隔距離と同じ距離だけ離隔して配置されている。

まず、図１８に示されるように、位置合わせピン１１１ａ及び１１１ｂを直進孔１３５ａ及び直進孔１３５ｂに通しつつ、カバープレート３０を積層台１１２に置く。このとき、カバープレート３０における環状溝３０ａを形成した面が積層台１１２側を向くように、カバープレート３０を積層台１１２の上に置く。なお、このカバープレート３０には、接着剤は塗布されていない。

次に、接着剤を塗布したマニホールドプレート２９を、位置合わせピン１１１ａ及び１１１ｂを直進孔１３５ａ及び直進孔１３５ｂに通しつつ、カバープレート３０に積層する。このとき、マニホールドプレート２９における環状溝２９ａを形成した面がカバープレート３０側を向くように、マニホールドプレート２９をカバープレート３０に積層する。

上記と同様に位置合わせしつつ、接着剤を塗布した各プレート２２〜２８をマニホールドプレート２９上に順に積層していく。このとき、各プレートにおける環状溝２２ａ〜２８ａを形成した面がマニホールドプレート２９側を向くように、各プレートをマニホールドプレート２９に積層する。図１９は、このように各プレート２２〜３０を積層し終えた状態を示している。このとき、各プレートにおける環状溝２２ａ〜３０ａを形成した面は、図６に示されるように、同一の方向（図６におけるノズルプレート３１の方向）を向いている。

＜積層したプレートの加熱＞
接着剤を塗布して積層した各プレート２２〜３０の熱硬化性接着剤を硬化させるために、積層した各プレートを加圧しつつ加熱する工程について説明する。

図２０は、積層した各プレートを加熱する様子を示している。各プレートの加熱には、上ヒータ１２１及び下ヒータ１２２を用いる。まず、各プレートを積層した積層体１１０を加熱台１２３上に置き、さらに、その加熱台１２３を下ヒータ１２２上に置く。そして、上ヒータ１２１を積層体１２１に押し付け、両ヒータにより積層体１１０を加熱する。これにより、積層体１１０を、積層方向に加圧しつつ加熱することができる。このように積層体１１０を加熱することにより、各プレート２２〜３０の接着を完了することができる。

＜ノズルプレートの積層＞
接着を完了した積層体１１０にさらにノズルプレート３１を接着する工程について説明する。

接着を完了した積層体１１０には、さらに接着剤が塗布され、積層台１１２上に置かれたノズルプレート３１に積層される。図２１は、積層体１１０とノズルプレート３１とを積層した状態を示している。そして、積層した積層体１１０とノズルプレート３１とを加熱して、接着を完了させる。このとき、接着剤を塗布する手順及び積層する手順については、上述のとおりである。なお、接着剤を塗布する際には、積層体１１０に含まれるカバープレート３０における環状溝３０ａを形成した面に接着剤が塗布される。

このようにして積層体１１０とノズルプレート３１との接着が完了すると、流路ユニット４が完成する。

完成した流路ユニット４の内部では、直進孔１３５ａ及び１３５ｂを用いた位置合わせによって、各プレートに形成された連通孔が相互に連通する。これによって、図３及び図６に示されるような個別インク流路３２、マニホールド流路５及び副マニホールド流路５ａが、流路ユニット４内部に形成される。また、各プレートに形成された環状溝３０ａ等の環状溝は、図６に示されるように、各プレートにおけるノズルプレート３１に近い方の面にのみ配置されている。

＜ヘッド本体の完成＞
上記のように完成した流路ユニット４上にアクチュエータユニット２１を貼り付けることにより、ヘッド本体１ａが完成する。このとき、アクチュエータユニット２１の個別電極３５と流路ユニット４の圧力室１０とが対向するように（図５参照）位置合わせしつつ、アクチュエータユニット２１を流路ユニット４上に配置する。

＜リザーバユニットへの積層＞
完成したヘッド本体１ａとリザーバユニット７０とを積層する工程について説明する。

リザーバユニット７０は、上記のとおり、矩形の平面形状を有する６枚のプレート７１〜７６が積層した積層構造を有している。リザーバユニット７０は、貫通孔７１ａや、インク溜まり７２ａなどが形成されたプレート７１〜７６を積層することによって作製される。リザーバユニット７０には、ヘッド本体１ａに形成された直進孔１３６ａ及び１３６ｂと対応する図示しない位置合わせ孔が形成されている。この位置合わせ孔は、ヘッド本体１ａ側の直進孔１３６ａ及び１３６ｂとの間で位置を合わせたとき、リザーバユニット７０の貫通孔７６ａとヘッド本体１ａの開口３ａとが連通するような位置に配置されている。

図２２は、ヘッド本体１ａとリザーバユニット７０とを位置合わせしつつ積層している様子を示している。積層の手順は以下のとおりである。なお、リザーバユニット７０とヘッド本体１ａとの積層に先立って、ＦＰＣ５０とアクチュエータユニット２１の個別電極３５とが接続されるが、図面を簡略化するために、図２２にはＦＰＣ５０が図示されていない。

まず、ヘッド本体１ａにおけるリザーバユニット７０との積層面に接着剤を塗布する。そして、積層台１３７に固定された位置合わせピン１３１ａ及び１３１ｂに直進孔１３６ａ及び１３６ｂを通しつつ、ヘッド本体１ａを積層台１３７上に配置する。次に、リザーバユニット７０に形成された位置合わせ孔を位置合わせピン１３１ａ及び１３１ｂに通しつつ、ヘッド本体１ａ上にリザーバユニット７０を積層する。

これにより、リザーバユニット７０の貫通孔７６ａとヘッド本体１ａの開口３ａとが連通する（図２及び図３参照）。そして、リザーバユニット７０内のインク流路を通じ、リザーバユニット７０の貫通孔７１ａと接続されたインクタンクとヘッド本体１ａのマニホールド流路５とを連通するインク流路が形成される。

なお、リザーバユニット７０の位置合わせ孔は、リザーバユニット７０を貫通していなくてもよい。この場合には、位置合わせ作業において、リザーバユニット７０の厚さとヘッド本体１ａの厚さとを合わせた長さよりも短い位置合わせピン１３１が使用される。

また、ヘッド本体１ａの直進孔１３６も、ヘッド本体１ａを貫通していなくてもよい。この場合には、リザーバユニット７０の位置合わせ孔がリザーバユニット７０を貫通している必要がある。また、位置合わせ作業において、リザーバユニット７０の厚さとヘッド本体１ａの厚さとを合わせた長さよりも短い位置合わせピン１３１が使用される。さらに、リザーバユニット７０の位置合わせ孔に位置合わせピン１３１を通した後、その上にヘッド本体１ａが積層される。

＜インクジェットヘッドの完成＞
上記のとおり積層されたヘッド本体１ａ及びリザーバユニット７０や、制御部８０、上カバー５１及び下カバー５２等の部材を組み立てることにより、インクジェットヘッド１が完成する。

＜変形例＞
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変更が可能なものである。

例えば、本発明による別の実施形態として、上記の実施形態と異なり、キャビティプレート２２におけるノズルプレート３１から遠い方の面（アクチュエータユニット２１の貼り付け面）には溝を形成しないものでもよい。また、上記の実施形態と異なり、各プレートの接着に熱硬化性接着剤以外の接着剤を用いてもよい。さらに、上記の実施形態では、インクジェットヘッドのインク吐出方式として、いわゆるピエゾ方式を用いているが、サーマル方式など、その他の方式を用いてもよい。

本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。 図１に示されるＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。 図１に示されるヘッド本体の上面図である。 図３に示される一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。 図４に示される一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。 図５に示されるＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。 図３に示されるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。 図８（ａ）は、図６に示されるアクチュエータユニットの拡大縦断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示される個別電極の上面図である。 図６に示される流路ユニットを構成する各プレートの上面図である。 図６に示される流路ユニットに含まれるキャビティプレートの上面図である。 図９に示されるカバープレートの一部を拡大した図である。 図１１に示される環状溝の拡大図である。 図１２に示されるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った縦断面図である。 図３に示されるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った縦断面図である。 本実施形態によるインクジェットヘッドの製造工程全体の流れを説明するフローチャートである。 図８に示される流路ユニットに含まれるプレートに、図５に示される個別インク流路を構成する連通孔等を形成する工程を説明する図である。 図８に示される流路ユニットに含まれるプレートに接着剤を塗布する接着剤塗布装置の概略図である。 図６に示される流路ユニットに含まれるプレートを積層する工程を説明する図である。 図６に示される流路ユニットに含まれるノズルプレート以外のプレートを積層した様子を示す図である。 図１８で説明される工程によって積層した各プレートを過熱する工程を説明する図である。 図６に示される流路ユニットに含まれる全プレートを積層した様子を示す図である。 図１に示されるヘッド本体とリザーバユニットとを積層する工程を説明する図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
１ａ ヘッド本体
３ａ 開口
４ 流路ユニット
５ マニホールド流路
５ａ 副マニホールド流路
６ 圧力室群
８ ノズル
１０ 圧力室
２１ アクチュエータユニット
２２ キャビティプレート
２３ ベースプレート
２４ アパーチャプレート
２５ サプライプレート
２６〜２９ マニホールドプレート
３０ カバープレート
３１ ノズルプレート
２２ａ〜３０ａ 環状溝
３２ 個別インク流路
６０ 連通孔
７０ リザーバユニット
１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂ 直進孔
１４０ 環状溝連通路

Claims (8)

1. 複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む孔を有する３枚以上のプレートが接着剤を介して積層されることによって、共通インク室と前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに達する複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを含むインクジェットヘッドであって、
   前記３枚以上の各プレートにおいて、前記流路ユニットの一方の最外層プレートである前記ノズルプレート以外の各プレートにおける前記ノズルプレートに近い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む複数の環状溝が形成されており、前記流路ユニットの他方の最外層プレートであって前記圧力室を構成する空間の少なくとも一部を含むキャビティプレートと前記ノズルプレートとに挟まれた各プレートにおける前記ノズルプレートから遠い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む環状溝が形成されておらず、
   前記ノズルプレートにおける前記キャビティプレートに近い方の面には、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む環状溝が形成されていないことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記ノズルプレートと前記キャビティプレートとに挟まれた前記各プレートに形成された前記環状溝は、前記孔の開口を個々に取り囲んでい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。
3. 前記キャビティプレートは、複数の前記圧力室がマトリクス状に配置された１又は２以上の圧力室群を有しており、
   前記キャビティプレートに形成された前記環状溝は、前記圧力室群を取り囲んで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。
4. 前記環状溝は、全ての前記圧力室群を取り囲んでいることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記流路ユニットには、前記３枚以上のプレートを貫通するように前記積層方向に一直線状に延在した１又は２以上の直進孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 複数の前記圧力室に跨って対向するように前記キャビティプレート上に積層され、前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与することができるアクチュエータユニットをさらに備え、
   前記流路ユニットは、前記ノズルプレートと前記キャビティプレートとに挟まれた前記各プレートのうち少なくともいずれか１枚を前記積層方向に貫通する第１の貫通孔と、前記キャビティプレート上の前記アクチュエータユニットと対向していない部分に開口部を有する前記キャビティプレートを前記積層方向に貫通する第２の貫通孔とを有し、
   前記３枚以上の各プレートに形成された前記環状溝のうち少なくともいずれか１つと、前記第１の貫通孔と、前記第２の貫通孔とが相互に連通することにより、前記少なくともいずれか１つの環状溝から前記キャビティプレート上の前記第２の貫通孔の前記開口部へと連通する１又は２以上の連通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記１又は２以上の連通路のうち少なくともいずれか１つは、前記３枚以上のプレートのうち前記ノズルプレート以外の各プレートを貫通するように前記流路ユニットの前記積層方向に一直線状に延在した直進路を含んでおり、前記３枚以上のプレートのうち前記ノズルプレートに隣接するプレートに形成された前記環状溝と連通してい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。
8. 複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む孔を有する３枚以上のプレートが接着剤を介して積層されることによって、共通インク室と前記共通インク室の出口から圧力室を経て前記ノズルに達する複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを含むインクジェットヘッドの製造方法において、
   前記流路ユニットに含まれる各プレートに、前記個別インク流路の一部となる前記孔を形成する孔形成工程と、
   前記流路ユニットの一方の最外層プレートである前記ノズルプレートと前記流路ユニットの他方の最外層プレートであって前記圧力室を構成する空間の少なくとも一部を含むキャビティプレートとに挟まれた各プレートにおける一方の面だけに、前記個別インク流路の一部となる前記孔の開口を取り囲む複数の環状溝を形成する環状溝形成工程と、
   前記３枚以上のプレートのうちの前記ノズルプレート及び前記キャビティプレートを除く各プレートにおける前記環状溝が形成された面と、前記キャビティプレートにおける一方の面とに接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記３枚以上のプレートのうちの前記ノズルプレートを除く各プレートにおける接着剤の塗布された面が前記ノズルプレートに近い方の面となり且つ前記共通インク室及び前記個別インク流路が形成されるように、前記３枚以上のプレートを積層する積層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。

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