JP4540296B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも１枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された多数の個別電極すなわち駆動電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。駆動電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、外部電界の印加により活性層として働く。そのため、その両側にある駆動電極が共通電極と異なる電位にされると、活性層は、いわゆる圧電縦効果により圧電シートの積層方向に伸縮する。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから印刷媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３４１８５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、このようなインクジェットヘッドにおいて良好なインク吐出性能を確保するためには、平面視における各個別電極により規定される活性層の位置が圧力室と重なるように、流路ユニットに対してアクチュエータユニットを正確に位置合わせしなければならない。
【０００６】
このようなインクジェットヘッドでは、共通電極及び個別電極となる導電性のペーストが圧電シート上に所定のパターンで印刷された後に加熱されることによって、共通電極及び個別電極が形成される。一般に、ペーストを印刷することによって共通電極及び個別電極が形成される場合、接着剤の耐熱温度を超えた高温でペーストが圧電シートと共に加熱処理される。そのため、圧力室等を含むインク流路が形成された流路ユニットとアクチュエータユニットとが別々に製造された後、圧力室を内側として接着剤を用いて両者を互いに接着しなければならない。
【０００７】
しかしながら、上述したようにアクチュエータユニットが導電性の電極材料と圧電シートとを高温の加熱処理を経て製造された焼結体であるのに対して、流路ユニットは複数の金属シートを接着剤で貼り合わせた積層体である。このうち、高温の焼結工程で構成材料の収縮を生じるアクチュエータユニットにおいては、圧電シートのサイズが大きくなるほど個別電極の寸法精度が低下する。そのため、ヘッドが長尺化するにつれて流路ユニット内の圧力室とアクチュエータユニット内の個別電極との位置合わせは困難となり、ヘッドの製造歩留まりは低下してしまう。
【０００８】
また、アクチュエータユニット上には個別電極とドライバＩＣとを接続するためにフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：flexible printed circuit）などの外部接続部材が貼り合わせられる。従って、外部接続部材はアクチュエータユニットに対して強固に貼り付けられる必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の一つの目的は、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、前記マークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えている。
【００１２】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとが固定されてから流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１３】
本発明において、各工程の順序は適宜入れ替えることが可能である。例えば、マークを形成する工程は圧電シート含有体を用意する工程の後に行ってもよい。
【００１４】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、別の観点によると、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面に第１のマークを形成する工程と、前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体に第２のマークを形成する工程と、前記第１のマークと前記第２のマークとが所定位置関係となるように、前記圧電シート含有体を前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、前記第１のマーク又は前記第２のマークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えている。
【００１５】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとの両方に形成されたマークが所定位置関係となるように固定されてから、圧電シート含有体又は流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。図１に示すインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１１が、図中右方に排紙部１１２が、それぞれ構成されている。
【００２２】
プリンタ１０１内部には、給紙部１１１から排紙部１１２に向かって流れる用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１１のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂが配置されている。一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって用紙は図中左方から右方へ送られる。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ１０６、１０７と、両ローラ１０６、１０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト１０８とが配置されている。搬送ベルト１０８の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト１０８の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ１０６の図中時計回り（矢印１０４の方向）への回転駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。
【００２３】
用紙のベルトローラ１０６に対する挿入及び排出位置には、押さえ部材１０９ａ、１０９ｂがそれぞれ配置されている。押さえ部材１０９ａ、１０９ｂは、搬送ベルト１０８上の用紙が搬送面から浮かないように、搬送ベルト１０８の搬送面に用紙を押し付けて搬送面上に確実に粘着させるためのものである。
【００２４】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト１０８のすぐ下流側には、剥離機構１１０が設けられている。剥離機構１１０は、搬送ベルト１０８の搬送面に粘着されている用紙を搬送面から剥離して、右方の排紙部１１２へ向けて送るように構成されている。
【００２５】
４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体１ａを有している。ヘッド本体１ａは、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのヘッド本体１ａの各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のインク吐出口が形成されたノズルが設けられている。４つのヘッド本体１ａのそれぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。
【００２６】
ヘッド本体１ａは、その下面と搬送ベルト１０８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト１０８上を搬送される用紙が４つのヘッド本体１ａのすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００２７】
インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットヘッド１に対するメンテナンスを自動的に行うためのメンテナンスユニット１１７を有している。このメンテナンスユニット１１７には、４つのヘッド本体１ａの下面を覆うための４つのキャップ１１６や、図示せぬパージ機構などが設けられている。
【００２８】
メンテナンスユニット１１７は、インクジェットプリンタ１０１で印刷が行われているときには、給紙部１１１の直下方の位置（退避位置）に位置している。そして、印刷終了後に所定の条件が満たされたとき（例えば、印刷動作が行われない状態が所定の時間だけ継続したときや、プリンタ１０１の電源ＯＦＦ操作がされたとき）は、４つのヘッド本体１ａの直ぐ下方の位置に移動して、この位置（キャップ位置）にて、キャップ１１６によってヘッド本体１ａの下面をそれぞれ覆い、ヘッド本体１ａのノズル部分のインクの乾燥を防止するようになっている。
【００２９】
ベルトローラ１０６、１０７や搬送ベルト１０８は、シャーシ１１３によって支持されている。シャーシ１１３は、その下方に配置された円筒部材１１５上に載置されている。円筒部材１１５は、その中心から外れた位置に取り付けられた軸１１４を中心として回転可能となっている。そのため、軸１１４の回転に伴って円筒部材１１５の上端高さが変化すると、それに合わせてシャーシ１１３が昇降する。メンテナンスユニット１１７を退避位置からキャップ位置に移動させる際には、予め円筒部材１１５を適宜の角度回転させてシャーシ１１３、搬送ベルト１０８及びベルトローラ１０６、１０７を図１に示す位置から適宜の距離だけ下降させ、メンテナンスユニット１１７の移動のためのスペースを確保しておく必要がある。
【００３０】
搬送ベルト１０８によって囲まれた領域内には、インクジェットヘッド１と対向する位置、つまり上側にある搬送ベルト１０８の下面と接触することによって内周側からこれを支持するほぼ直方体形状（搬送ベルト１０８と同程度の幅を有している）のガイド１２１が配置されている。
【００３１】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の構造について、より詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の斜視図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。図２及び図３に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体１ａと、ヘッド本体１ａを支持するための基部１３１とを有している。基部１３１は、ヘッド本体１ａのほかに、個別電極３５（図６参照）などに駆動信号を供給するドライバＩＣ１３２及び基板１３３を支持している。
【００３２】
基部１３１は、図２に示すように、ヘッド本体１ａの上面と部分的に接着されることでヘッド本体１ａを支持するベースブロック１３８と、ベースブロック１３８の上面と接着されることでベースブロック１３８を保持するホルダ１３９とから構成されている。ベースブロック１３８は、ヘッド本体１ａの長尺方向長さとほぼ同じ長さを有する略直方体形状の部材である。ステンレスなどの金属材料からなるベースブロック１３８は、ホルダ１３９を補強する軽量の構造体としての機能を有している。ホルダ１３９は、ヘッド本体１ａ側に配置されるホルダ本体１４１と、ホルダ本体１４１からヘッド本体１ａとは反対側に延在した一対のホルダ支持部１４２とから構成されている。一対のホルダ支持部１４２は、いずれも平板状の部材であって、ホルダ本体１４１の長尺方向に沿って所定の間隔を隔てて互いに平行に設けられている。
【００３３】
ホルダ本体１４１の副走査方向（主走査方向と直交する方向）両端部には、下方に突出した一対のスカート部１４１ａが設けられている。ここで、一対のスカート部１４１ａは、いずれもホルダ本体１４１の長尺方向全幅にわたって形成されているため、ホルダ本体１４１の下面には、一対のスカート部１４１ａによって略直方体形状の溝部１４１ｂが形成されている。この溝部１４１ｂ内に、ベースブロック１３８が収納されている。ベースブロック１３８の上面と、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの底面とは、接着剤によって接着されている。ベースブロック１３８の厚さは、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの深さよりも若干大きいため、ベースブロック１３８の下端部は、スカート部１４１ａよりも下方に飛び出している。
【００３４】
ベースブロック１３８の内部には、ヘッド本体１ａに供給されるインクの流路として、その長尺方向に延在する略直方体形状の空隙（中空領域）であるインク溜まり３が形成されている。ベースブロック１３８の下面１４５には、インク溜まり３に連通した開口３ｂ（図４参照）が形成されている。なお、インク溜まり３は、プリンタ本体内の図示しないメインインクタンク（インク供給源）に、図示しない供給チューブにより接続されている。そのため、インク溜まり３には、メインインクタンクから適宜インクが補充されるようになっている。
【００３５】
ベースブロック１３８の下面１４５は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック１３８は、下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａにおいてのみヘッド本体１ａの流路ユニット４（図３参照）と接触している。そのため、ベースブロック１３８の下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａ以外の領域は、ヘッド本体１ａから離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。
【００３６】
ホルダ１３９のホルダ支持部１４２の外側面には、スポンジなどの弾性部材１３７を介してドライバＩＣ１３２が固定されている。ドライバＩＣ１３２の外側面には、ヒートシンク１３４が密着配置されている。ヒートシンク１３４は、略直方体形状の部材であって、ドライバＩＣ１３２で発生する熱を効率的に散逸させる。ドライバＩＣ１３２には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板１３６が接続されている。ドライバＩＣ１３２に接続されたＦＰＣ１３６は、基板１３３及びヘッド本体１ａとハンダ付けによって電気的に接合されている。ドライバＩＣ１３２およびヒートシンク１３４の上方であって、ＦＰＣ１３６の外側には、基板１３３が配置されている。ヒートシンク１３４の上面と基板１３３との間、および、ヒートシンク１３４の下面とＦＰＣ１３６との間は、それぞれシール部材１４９で接着されている。
【００３７】
ホルダ本体１４１のスカート部１４１ａの下面と流路ユニット４の上面との間には、ＦＰＣ１３６を挟むようにシール部材１５０が配置されている。つまりＦＰＣ１３６は、流路ユニット４およびホルダ本体１４１に対してシール部材１５０によって固定されている。これにより、ヘッド本体１ａが長尺化した場合の撓みの防止、アクチュエータユニット２１とＦＰＣ１３６との接続部への応力印可の防止およびＦＰＣ１３６の確実な保持が可能となる。
【００３８】
図２に示すように、インクジェットヘッド１の主走査方向に沿った下方角部近傍には、インクジェットヘッド１の側壁に沿って６つの凸設部３０ａが均等に離隔配置されている。これら凸設部３０ａは、ヘッド本体１ａの最下層にあるノズルプレート３０（図７参照）の副走査方向両端部に設けられた部分である。つまり、ノズルプレート３０は、凸設部３０ａとそれ以外の部分との境界線に沿って約９０度折り曲げられている。凸設部３０ａは、プリンタ１０１において印刷に用いられる各種サイズの用紙の両端部付近に対応する位置に設けられている。ノズルプレート３０の折り曲げ部分は直角ではなく丸みを帯びた形状となっているため、ヘッド１と近接する方向に搬送されてきた用紙の先端部がヘッド１の側面と接触することで生じる用紙の詰まりすなわちジャミングが起こりにくくなっている。
【００３９】
図４は、ヘッド本体１ａの模式的な平面図である。図４において、ベースブロック１３８内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。図４に示すように、ヘッド本体１ａは、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状をしている。ヘッド本体１ａは、後述する多数の圧力室１０やノズル先端のインク吐出口８（共に図５、図６、図７参照）が形成された流路ユニット４を有しており、その上面には、千鳥状になって２列に配列された複数の台形のアクチュエータユニット２１が接着されている。各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。そして、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。
【００４０】
アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のインク吐出口８がマトリクス状に多数配列されている。また、流路ユニット４の上方に配置されたベースブロック１３８内には、その長手方向に沿ってインク溜まり３が形成されている。インク溜まり３は、その一端に設けられた開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通しており、常にインクで満たされている。インク溜まり３には、その延在方向に沿って開口３ｂが２つずつ対になって、アクチュエータユニット２１が設けられていない領域に千鳥状に設けられている。
【００４１】
図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４及び図５に示すように、インク溜まり３は、開口３ｂを介してその下層にある流路ユニット４内のマニホールド５と連通している。開口３ｂには、インク内に含有される塵埃などを捕獲するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。マニホールド５は、その先端部が２つに分岐して副マニホールド５ａとなっている。１つのアクチュエータユニット２１の下部には、当該アクチュエータユニット２１に対してインクジェットヘッド１の長手方向両隣にある２つの開口３ｂからそれぞれ２つの副マニホールド５ａが進入してきている。つまり、１つのアクチュエータユニット２１の下部には、合計で４つの副マニホールド５ａがインクジェットヘッド１の長手方向に沿って延在している。各副マニホールド５ａは、インク溜まり３から供給されたインクで満たされている。
【００４２】
図６は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５及び図６に示すように、アクチュエータユニット２１の上面には、平面形状がほぼひし形の個別電極３５がマトリクス状に規則的に配列されている。また、流路ユニット４のアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域の表面には、多数のインク吐出口８がマトリクス状に規則的に配列されている。流路ユニット４内には、共に各インク吐出口８と連通した、平面形状が個別電極３５よりも一回り大きいほぼひし形の圧力室（キャビティ）１０と、アパーチャ１２とがそれぞれマトリクス状に規則的に配列されている。圧力室１０は、個別電極３５と対応する位置に形成されており、平面視において個別電極３５は圧力室１０の領域に含まれている。なお、図５及び図６において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。
【００４３】
図７は、図４に描かれたヘッド本体１ａの圧力室長手方向に沿った部分断面図である。各インク吐出口８は、図７からも分かるように、先細形状のノズルの先端に形成されている。各インク吐出口８は、圧力室１０（長さ９００μｍ、幅３５０μｍ）及びアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、インクジェットヘッド１には、インクタンクからインク溜まり３、マニホールド５、副マニホールド５ａ、アパーチャ１２及び圧力室１０を経てインク吐出口８に至るインク流路３２が形成されている。
【００４４】
また、図７から明らかなように、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なる高さに設けられている。これにより、図６に示すように、アクチュエータユニット２１の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１２を、当該圧力室に隣接する圧力室１０と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。
【００４５】
圧力室１０は、図５及び図６に描かれた平面内において、インクジェットヘッド１の長手方向（第１配列方向）と、インクジェットヘッド１の幅方向からやや傾いた方向（第２配列方向）との２方向にインク吐出領域内で配列されている。第１配列方向と第２配列方向は、直角よりもやや小さい角度θをなしている。インク吐出口８は、第１配列方向には５０ｄｐｉで配列されている。一方で、圧力室１０は、第２配列方向には１つのアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域内に１２個が含まれるように配列されている。これにより、インクジェットヘッド１の全幅内で、第１配列方向に隣接する２つのインク吐出口８間の距離だけ離隔した範囲には、１２個のインク吐出口８が存在するようになっている。なお、各インク吐出領域の第１配列方向についての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺に相当する）では、インクジェットヘッド１の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域と相補関係となることで上記条件を満たしている。そのため、本実施の形態によるインクジェットヘッド１では、第１及び第２配列方向に配列された多数のインク吐出口８から、インクジェットヘッド１の幅方向への用紙に対する相対的な移動に伴って順次インク滴を吐出させることで、主走査方向に６００ｄｐｉで印刷を行うことが可能になっている。
【００４６】
次に、図８を参照して、流路ユニット４の構造をより詳細に説明する。図８は、圧力室１０、インク吐出口８及びアパーチャ（制限流路）１２の三者の位置関係を示す模式的な図である。図８に示すように、圧力室１０は、第１配列方向に所定の間隔である５０ｄｐｉで列状に配列されている。このような圧力室１０の列は、第２配列方向には１２列配列されて、全体として圧力室１０は１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において２次元配列をしている。
【００４７】
圧力室１０には、ノズルが図８中上側の鋭角部に接続されている圧力室１０ａと、下側の鋭角部に接続されている圧力室１０ｂとの２種類がある。複数の圧力室１０ａ及び複数の圧力室１０ｂは、共に第１配列方向に配列されて圧力室列１１ａ、１１ｂをそれぞれ形成している。図８に示すように、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内においては、図８中下側から順に２列の圧力室列１１ａが配列され、その上側に隣接して２列の圧力室列１１ｂが配列されている。このような２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組が、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、下側から３回繰り返して配列されている。各圧力室列１１ａ、１１ｂ中の各圧力室の上側鋭角部を結ぶ直線は、この圧力室列に上側から隣接する圧力室列中の各圧力室の下側斜辺と交差している。
【００４８】
上述のように、図８の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０に接続されたノズルの配置位置が異なる第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂとを２列ずつ隣接して配列することにより、全体として圧力室１０は規則正しく整列している。一方、ノズルは、これら４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組の中において中央領域に集まって配列されることになる。これにより、上述のように、４列の圧力室列を１組として、下側から３回繰り返して圧力室列の組を配置した場合、圧力室列の組と組との境界近傍領域、すなわち、このような４列の圧力室列からなる組の両側には、ノズルが存在しない領域が形成される。そして、そこに各圧力室１０にインクを供給するための幅の広い副マニホールド５ａが延設されている。本実施の形態では、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、図中下側に１本、一番下側の圧力室列の組と二番目の圧力室列の組との間に１本、一番上側の圧力室列の組の両側に２本、合わせて４本の幅の広い副マニホールド５ａが第１配列方向に延設されている。
【００４９】
図８に示すように、インクを吐出するインク吐出口８に連通するノズルは、第１配列方向には、この方向に規則正しく並ぶ圧力室１０に対応して、５０ｄｐｉの等間隔で配列されている。また、第１配列方向と角度θで交差している第２配列方向にも１２個の圧力室１０が規則正しく配列されているのとは異なり、これら１２個の圧力室１０に対応した１２個のノズルは、上述したように圧力室１０の上側の鋭角部に連通したものと下側の鋭角部に連通したものとがあって、第２配列方向に規則的に一定の間隔で配列されていない。
【００５０】
他方、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に常に連通している場合には、ノズルも第２配列方向の方向に規則的に一定の間隔で配列されることになる。すなわち、この場合、ノズルは、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとに第１配列方向に印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ変位するように配列される。これに対して、本実施の形態では、２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組として、これが下側から３回繰り返して配列されているので、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位は常に同じではない。
【００５１】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、第１配列方向に５０ｄｐｉに相当する幅（約５０８．０μｍ）を有し、この第１配列方向と直交する方向に延在する帯状領域Ｒについて考える。この帯状領域Ｒの中には、１２列の圧力室列の内の何れの列についても、ノズルが１つしか存在していない。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Ｒを区画した場合、この帯状領域Ｒ内には、常に１２個のノズルが分布している。そして、これら１２個の各ノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した点の位置は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。
【００５２】
１つの帯状領域Ｒに属する１２個のノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１２個のノズルを(1)〜(12)と記することにしたとき、これら１２個のノズルは、下から、(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、(9)、(3)、(10)、(4)の順番に並んでいる。
【００５３】
このように構成された本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内の活性層を適宜駆動させると、６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。つまり、１２列の圧力室列に対応した活性層を印字媒体の搬送に合わせて順次選択的に駆動することで、特定の文字や図形を印字媒体に印刷することができる。
【００５４】
例えば、６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に連通している場合について簡単に説明する。この場合には、印字蝶体が搬送されるのに対応して、図８中一番下に位置する圧力室列中のノズルからインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズルを選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが第１配列方向に向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線が描かれることになる。
【００５５】
一方、本実施の形態では、図８中一番下に位置する圧力室列１１ａ中のノズルからインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズルを選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位が常に同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って第１配列方向に沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。
【００５６】
すなわち、図８に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ａに連通するノズル(1)からインクが吐出され、印字媒体上に５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(7)の位置に達すると、このノズル(7)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の６倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×６＝約２５４．０μｍ）に２番目のインクドットが形成される。
【００５７】
次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(2)の位置に達すると、ノズル(2)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）だけ第１配列方向に変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(8)の位置に達すると、ノズル(8)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の７倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×７＝約２９６．３μｍ）に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(5)の位置に達すると、ノズル(5)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の４倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×４＝約１６９．３μｍ）に５番目のインクドットが形成される。
【００５８】
以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズルを選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図８中に示したノズルの番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から第１配列方向に変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１２個のノズルを選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列１１ａ中のノズル(1)により５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔（約４２．３μｍ）毎に離れて形成された１２個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を描くことが可能になっている。
【００５９】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の断面構造について説明する。図９は、図４に描かれたヘッド本体１ａの部分分解斜視図である。図７及び図９に示すように、インクジェットヘッド１の底部側の要部は、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６，２７，２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。
【００６０】
アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図１１参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記する）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２のほかに圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとの連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド５ａに加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズルとして機能する先細のインク吐出口８がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００６１】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図７に示すようなインク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。このインク流路３２は、副マニホールド５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にインク吐出口８へと向かう。
【００６２】
次に、アクチュエータユニット２１の詳細な構造について説明する。図１０は、アクチュエータユニット２１の拡大平面図である。図１１は、図１０のXI−XI線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。
【００６３】
図１０に示すように、アクチュエータユニット２１の上面であって平面視で各圧力室１０と実質的に重なり合う位置には、厚さ１．１μｍ程度の個別電極３５がそれぞれ設けられている。個別電極３５は、ほぼひし形の主電極部３５ａと、主電極部３５ａの一方の鋭角部から連続して形成された、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる。主電極部３５ａは、圧力室１０よりも一回り小さくほぼこれと相似形状を有しており、平面視において圧力室１０に収まるように配置されている。また、補助電極部３５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室１０からはみ出している。アクチュエータユニット２１の上面の個別電極３５以外の領域には、後述する圧電シート４１が露出している。
【００６４】
図１１に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。そして、アクチュエータユニット２１には、個別電極３５及び共通電極３４の電位を制御する信号を供給するためのＦＰＣ１３６が貼り付けられている。圧電シート４１〜４４は、インクジェットヘッド１内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。本実施の形態において、圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。なお、図１１では、ＦＰＣ１３６と圧電シート４１とが互いの全面において接着されているように描かれているが、実際には、両者は各個別電極３５の補助電極部３５ｂにおいてのみ接着されている。これは、図２２及び図３２においても同様である。
【００６５】
最上層にある圧電シート４１とその下方に隣接した圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。また、上述したように、アクチュエータユニット２１の上面つまり圧電シート４１の上面には、平面形状が圧力室１０と相似形状（長さ８５０μｍ、幅２５０μｍ）を有し且つ積層方向への射影領域が圧力室領域に含まれる主電極部３５ａと、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる個別電極３５が、圧力室１０ごとに形成されている。さらに、圧電シート４３と圧電シート４４との間、及び、圧電シート４２と圧電シート４３との間には、アクチュエータユニット２１を補強するための補強用金属膜３６ａ、３６ｂがそれぞれ介在している。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、共通電極３４と同様にシート全面に形成され且つこれとほぼ同じ厚さを有している。本実施の形態において、個別電極３５は下地にＮｉ（膜厚１μｍ程度）、表層にＡｕ（膜厚０．１μｍ程度）が形成された積層金属材料からなるものであり、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からなるものである。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは電極として作用するものではなく必ずしも設ける必要もないが、補強用金属膜３６ａ、３６ｂがあることで焼結後の圧電シート４１〜４４の脆さを補うことができ、圧電シート４１〜４４がハンドリングし易くなるという利点がある。
【００６６】
共通電極３４は、図示しない領域においてＦＰＣ１３６を介して接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応して選択的に電位を制御することができるように、ほぼひし形の補助電極部３５ｂにおいて、個別電極３５ごとに独立してＦＰＣ１３６内に配線されたリード線（図示せず）と電気的に接合しており、このリード線を介してドライバＩＣ１３２に接続されている。このように、本実施の形態では、平面視において圧力室１０の外側にある補助電極部３５ｂにおいて個別電極３５とＦＰＣ１３６とが接続されていることにより、アクチュエータユニット２１の積層方向への変形が阻害されることが少なく、圧力室１０の容積変化量を大きくすることができるようになっている。なお、共通電極３４は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含むように圧力室１０よりも大きいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよいし、或いは、射影領域が圧力室領域に含まれるように圧力室１０よりもやや小さいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよく、必ずしもシート全面に形成された１枚の導電層である必要はない。ただし、このとき、圧力室１０に対応する部分がすべて同一電位となるように共通電極どうしが電気的に接続されていることが必要である。
【００６７】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、圧電シート４１〜４４の分極方向はその厚み方向となっている。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上側（つまり、圧力室１０から最も離れた側）の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い側）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１〜４３中の電極に挟まれた部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、最上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図１１で示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固着されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、インク吐出口８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。
【００６８】
なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。
【００６９】
また、圧電シート４１〜４４に印加される電界方向とその分極方向とが逆であれば、圧電横効果により、個別電極３５と共通電極３４とで挟まれた圧電シート４１内の活性層が分極方向と直角方向に伸長しようとする。従って、圧電シート４１〜４４は、圧力室１０側に凹となるように変形する。このため、圧力室１０の容積が増加して、インクをマニホールド５側から吸い込む。その後、個別電極３５の電位が元に戻れば、圧電シート４１〜４４は元の平板形状となり、圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インク吐出口８からインクを吐出する。
【００７０】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、アクチュエータユニット２１の最外層であって圧力室から最も離れた圧電シート４１だけに活性層が含まれていて、その外側面（上面）上だけに個別電極３５が形成されたものである。そのため、アクチュエータユニット２１を作製する際に、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを形成する必要がなく、容易に製造可能である。
【００７１】
さらに、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０から最も離れた活性層を含む圧電シート４１と流路ユニット４との間に、３枚の非活性層としての圧電シート４２、４３、４４が配置されたものである。このように、１層の活性層を含む圧電シートに対して非活性層を３層とすることで、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となることが本発明者によって確認された。
【００７２】
インクジェットヘッド１は、活性層が存在する圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とが同じ材料で形成されているために、材料を交換する手間が不要となり、比較的簡略な製造工程により製造可能である。そのため、製造コストを低減できることが期待される。さらに、活性層を含む圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とがすべて実質的に同じ厚みを有していることからも、製造工程の簡略化によるコスト削減を図ることができる。なぜなら、圧電シートとなるセラミックス材料を積層していくときの厚さ調整工程を簡単に行うことができるようになるからである。
【００７３】
また、インクジェットヘッド１によると、圧電シート４１を共通電極３４と個別電極３５とで挟み込むことにより、圧電効果によって容易に圧力室１０の容積を変化させることができる。また、活性層を含む圧電シート４１が連続平板層であるため、容易に製造することが可能である。
【００７４】
また、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０に近い圧電シート４２〜４４を非活性層とし、圧力室１０から離れた圧電シート４１を活性層を含む層としたユニモルフ構造のアクチュエータユニット２１を有している。そのため、圧電横効果により圧力室１０の容積変化量を大きくすることができて、圧力室１０側が活性層を含む層でその反対側が非活性層のインクジェットヘッドと比較して、個別電極３５に印加される電圧の低電圧化及び／又は圧力室１０の高集積化を図ることが可能となる。印加電圧の低電圧化を図ることにより、個別電極３５を駆動するドライバＩＣを小型化できてコストを抑えることができ、圧力室１０を小さくできてその高集積化を図ったときであっても十分な量のインクを吐出することが可能となって、ヘッド１の小型化と印刷ドットの高密度配置が実現される。
【００７５】
次に、図４に示したインクジェットヘッド１の第１の製造方法について、さらに図１２〜図１５を参照しつつ説明する。
【００７６】
インクジェットヘッド１を製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４を作製するには、これを構成する各プレート２２〜３０に、パターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチングを施して、図７及び図９に示すような開孔及び凹部を各プレート２２〜３０のそれぞれに形成する。特に、本製造方法では、図１２に示すように、キャビティプレート２２に圧力室１０を形成する際、これと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５を形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述する個別電極３５の印刷位置決めのために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図１２においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。
【００７７】
変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。しかしながら、マーク５５を形成するためのエッチングを圧力室１０を形成するためのエッチングと同時の工程とすることで、圧力室１０に対するマーク５５の位置精度を高めることができ、後述するように個別電極３５と圧力室１０との位置精度が向上するという利益が得られる。
【００７８】
また、キャビティプレート２２以外の８枚のプレート２３〜３０についても、エッチングにより開孔を形成する。その後、インク流路３２が形成されるように９枚のプレート２２〜３０を接着剤を介在させつつ重ね合わせ、接着することで流路ユニット４を作製する。
【００７９】
一方、アクチュエータユニット２１を作製するには、まず、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成された、個別電極を有しない積層物（圧電シート含有体）が形成される。
【００８０】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２１となる積層物は、圧電シート４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図１５参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１３（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ａ）にそれぞれ示す。なお、圧電シート４１上の目印５５ａの形成は、圧電シート４１〜４４の焼成の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。
【００８１】
しかる後、図１３（ｂ）及び図１５に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１上の上述したような位置に、個別電極３５となる導電性のペースト３９をそれぞれパターン印刷する。このとき、図１３（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ｂ）に示す。
【００８２】
次に、焼成工程を行ってペースト３９を焼結させる。これにより、圧電シート４１上に個別電極３５が形成され、アクチュエータユニット２１が作製される。なお、このとき行う焼成工程において、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１となる積層物とを接着する接着剤として、その耐熱温度が個別電極３５のパターンで印刷されたペースト３９を焼成する際の焼成温度以上であるものを用いるか、或いは、ペースト３９の材料として、その焼成温度が流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを接着する接着剤の耐熱温度以下であるものを用いる必要がある。
【００８３】
その後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上にハンダ付けにより電気的に接合し、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。なお、ここでは詳述しないが、ＦＰＣ１３６内の配線が共通電極３４と接続されることで共通電極３４がグランド電位に維持される。
【００８４】
以上説明したインクジェットヘッドの製造法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてパターン印刷されたペースト３９を焼成することで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のインクジェットヘッド１のようにアクチュエータユニット２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【００８５】
また、本製造方法では、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してからペースト３９の印刷及び焼成を行っているので、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易である。しかも、共通電極３４を形成する際に用いる印刷機を用いて個別電極３５を印刷することができるので、製造コストを削減することができる。
【００８６】
また、本製造方法では、圧電シート４１〜４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本製造方法によると、比較的簡易な工程により低コストでインクジェットヘッド１を製造可能である。
【００８７】
さらに、本製造方法では、４枚の圧電シート４１〜４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート４１だけが活性層を含む層となり残りの３枚の圧電シート４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【００８８】
変形例として、圧電シート４１〜４４を含む積層物を焼成した後に、圧電シート４１上に目印５５ａ及び個別電極を形成し、その後にアクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせてもよい。この目印５５ａ及び個別電極３５は、導電性ペーストのパターン印刷後に焼成工程を行うことで形成される。なお、目印５５ａが予め圧電シート４１上に形成されているのであれば、この目印５５ａに基づいて個別電極３５を形成してもよい。いずれにしても、焼成された積層物（圧電シート４１〜４４）の寸法は、個別電極３５となるペーストの焼成時にほとんど変化しない。そのため、流路ユニット４上の目印５５と圧電シート４１上の目印５５ａとが所定の位置関係となるように両者を位置合わせしてしまえば、アクチュエータユニット２１全体にわたって個別電極３５と流路ユニット４に形成された圧力室１０とを精度よく位置合わせすることができる。また、この変形例によると、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせた後において個別電極３５を焼成するための加熱処理を行う必要がなくなるので、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせるために用いられる接着剤の選択の自由度が増すという利点が生じる。
【００８９】
また、先に述べたように、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けることで圧電シート４１〜４４の脆さを補い、圧電シート４１〜４４のハンドリング性を向上させることができるが、必ずしも補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設ける必要はない。例えば、アクチュエータユニット２１のサイズが１インチ程度であれば、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けなくても、脆さにより圧電シート４１〜４４のハンドリング性が損なわれることはない。
【００９０】
さらに、本実施の形態では、上述のように、圧電シート４１上にのみ個別電極３５が形成される。一方、圧電シート４１以外の圧電シート４２〜４４上にも個別電極を形成する場合には、かかる個別電極を圧電シート４１〜４４の積層及び焼成前に所望の圧電シート４１〜４４上に印刷しなければならなくなる。したがって、焼成時に生じる圧電シート４１〜４４の収縮のために、圧電シート４２〜４４上の個別電極の位置精度と、圧電シート４１上の個別電極３５の位置精度とに差が生じてしまう。しかし、本実施の形態では圧電シート４１上にのみ個別電極３５を形成するようにしているので、かかる位置精度の差が生じることがなく、個別電極３５は、対応する圧力室１０と精度よく位置合わせされることになる。
【００９１】
次に、インクジェットヘッド１の第２の製造方法について、図１６〜図１８をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【００９２】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１の上方にメタルマスク６１を配置する。このメタルマスク６１は、図１８にも示すように、個別電極３５と同形状の開孔６１ａが個別電極３５と同じマトリクス配列で多数形成されたものである。メタルマスク６１は、開孔６１ａの位置が個別電極３５を形成すべき位置と一致するようにマーク５５に基づき治具を用いて位置合わせされる。メタルマスク６１の開孔６１ａは、予めフォトレジストをマスクとして用いたエッチングにより形成されたものであってよい。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１６（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１７（ａ）にそれぞれ示す。
【００９３】
しかる後、図１６（ｂ）及びその一点鎖線で囲った領域の部分拡大図である図１７（ｂ）に示すように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理的蒸着）プロセスにより、メタルマスク６１の開孔６１ａから露出した圧電シート４１上に個別電極３５としての導電膜をパターン形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的蒸着）を行って個別電極３５をパターン形成してもよい。また、個別電極３５となる導電膜の下地のＮｉ及び表層のＡｕを共にＰＶＤで形成してもよいし、下地ＮｉをＰＶＤで、表層Ａｕをメッキで形成してもよい。
【００９４】
その後、流路ユニット４上からメタルマスク６１を移動させた後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００９５】
このように、本製造方法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいて配置されたメタルマスク６１を用いてＰＶＤプロセスで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。
【００９６】
また、ＰＶＤプロセスで個別電極３５を形成しているためにペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してから個別電極３５の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易になる。
【００９７】
また、本製造方法によると、第１の製造方法で行ったような印刷の場合とは異なり、接着剤の耐熱温度又は導電性ペーストの焼成温度を考慮する必要がないので、接着剤や導電性ペーストの材料選択の範囲が広がる。
【００９８】
なお、本製造方法では、個別電極３５のみＰＶＤで形成している。つまり、個別電極３５は、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂとは異なり圧電シート４１〜４４となるセラミックス材料と一緒に焼成しない。従って、外部に露出した個別電極３５が、焼成時の高温加熱により蒸発するというおそれがない。また、個別電極３５をＰＶＤで形成することにより、その膜厚を比較的薄く形成することが可能である。このように、インクジェットヘッド１では、最も上層にある個別電極３５を薄くすることで、活性層を含む圧電シート４１の変位が個別電極３５によって規制されづらくなって、インクジェットヘッド１における圧力室１０の容積変形量を向上させている。
【００９９】
本製造方法において、例えばＰＶＤの代わりにメッキによって個別電極３５を形成することができる。その場合には、メタルマスク６１に代えて、フォトレジストを圧電シート４１上に塗布した後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側に対応する領域内にあるフォトレジストに光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジストを除去する。これにより、フォトレジストがメタルマスク６１と同等のパターンで開孔を有するようになる。なお、上述のように開孔が設けられたフォトレジストをマスクとして、ＰＶＤにより個別電極３５をパターン形成してもよい。ただし、メタルマスクを用いる方が、再利用が可能で工程も簡略化できるなどフォトレジストを用いる場合よりも利益が大きい。また、個別電極を形成する際のマスクとしてメタルマスクやフォトレジスト以外のものを用いることも可能であり、フォトレジストとしてポジ型のほかネガ型を用いることも可能である。
【０１００】
次に、インクジェットヘッド１の第３の製造方法について、図１９〜図２０をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【０１０１】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、流路ユニット４と接着されたアクチュエータユニット２１上の全面にＰＶＤプロセスによって導電膜６４を形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ、メッキを行うか或いはペーストの印刷及び焼成を行って導電膜６４を形成してもよい。なお、ペーストの印刷及び焼成を行う場合には、上述したように接着剤の耐熱温度などに留意する必要がある。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１９（ａ）に示す。
【０１０２】
次に、導電膜６４上の全面にポジ型のフォトレジスト６５を塗布する。しかる後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側位置に対応する領域外にあるフォトレジスト６５に光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジスト６５を除去する。これにより、図２０にも示すように、フォトレジスト６５は各圧力室１０に対応した位置だけに個別電極３５のパターンで残存する。
【０１０３】
しかる後、残存したフォトレジスト６５をエッチングマスクとして、フォトレジスト６５で覆われていない領域の導電膜６４をエッチングにより除去する。これにより、圧電シート４１上には、個別電極３５がパターン形成される。この時点でのインクジェットヘッドの要部断面図を図１９（ｂ）に示す。
【０１０４】
その後、残存しているフォトレジスト６５を除去してから、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１０５】
この第３の製造方法によっても、第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０６】
次に、第３の製造方法の変形例について説明する。本変形例では、アクチュエータユニット２１を作製する際の圧電シート４１〜４４の積層工程において、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷し、さらに、圧電シート４１となるセラミックス材料のグリーンシート上の全面に個別電極３５となる導電膜６４をＰＶＤやメッキにより形成する。なお、導電膜をＰＶＤやメッキにより形成する代わりに、導電性のペーストを全面に印刷した後焼成してもよい。
【０１０７】
その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成され且つ圧電シート４１の上面に導電膜６４が形成された積層物が形成される。しかる後、この積層物を流路ユニット４と接着する。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図は図１９（ａ）と同じである。その後、第３の製造方法と同様の工程を経ることによりインクジェットヘッド１が完成する。
【０１０８】
この変形例によっても、上述した第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０９】
次に、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドについて、図２１及び図２２を参照して説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッドは、アクチュエータユニットの最上層にある圧電シート及びその周辺に関する構造においてのみ、第１の実施の形態と相違している。そのため、図１〜図９にかけて説明した構造は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおいてもほぼ共通である。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１０】
図２１は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。図２２は、図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれる流路ユニットは、第１の実施の形態と同様に構成されている。また、本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれるアクチュエータユニット２２１は、積層された４枚の圧電シート２４１〜２４４の内部に共通電極２３４及び補強用電極２３６ａ、２３６ｂが支持されたものである点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と共通している。しかしながら、圧電シート２４１の外側面（圧力室１０側の面とは反対側の面）に、（主電極部２３５ａ及び補助電極部２３５ｂからなる）個別電極２３５の外縁に沿って、これを取り囲むように溝部２５３が形成されており、且つ、圧電シート２４１の上面の個別電極２５３及び溝部２５３以外のほぼ全領域が導電膜２３８で被覆されている点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と相違している。
【０１１１】
導電膜２３８は、個別電極２３５と同じ材料を用いて同じ厚みに形成されている。個別電極２３５と導電膜２３８との間を絶縁する溝部２５３は、幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度に形成されている。後述するように、溝部２５３によって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１１２】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッドでは、アクチュエータユニット２２１の圧力室から最も離れた圧電シート２４１が活性層を含む層であって、アクチュエータユニット２２１の外側面に個別電極２３５が形成されていると共に、圧電シート２４１の上面に個別電極２３５同士の離隔を保ちつつ導電膜２３８が個別電極２３５と同じ厚みに形成されている。そのため、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、接着力の強化のために個別電極２３５にだけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着剤により貼り合わせた場合に、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。その他、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、第１の実施の形態のものと同様の利益を得ることができる。
【０１１３】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法について、さらに図２３〜図２７を参照しつつ説明する。
【０１１４】
インクジェットヘッドを製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４は第１の実施の形態で説明したのと同様に作製される。この際、図２３に示すように、圧力室１０を形成するのと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５をキャビティプレート２２に形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述するレーザ加工のトレース位置決定・修正のために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図２３においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。
【０１１５】
一方、アクチュエータユニット２２１を作製するには、まず、圧電シート２４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜２３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート２４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜２３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート２４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極２３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート２４１〜２４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート２４１の下面に共通電極２３４が形成された、個別電極を有しない積層物が形成される。この時点でのアクチュエータユニット２２１となる積層物の部分拡大断面図を図２４に示す。
【０１１６】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２２１となる積層物は、圧電シート２４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート２４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図２７参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。
【０１１７】
しかる後、圧電シート２４１上の全面に導電膜２３８がＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。この時点でのインクジェットヘッド１の図２２に相当する断面図を図２５（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ａ）にそれぞれ示す。
【０１１８】
次に、図２５（ｂ）及び図２７に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を基準にして、平面視で圧力室１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、圧電シート２４１上の導電膜２３８の図２１に示す溝部２５３に対応する領域２５７（図２７において太線で示す）だけを除去する。こうして導電膜２３８を部分的に除去することにより、導電膜２３８とは絶縁した個別電極２３５のパターンが形成される。このときの図２５（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ｂ）に示す。
【０１１９】
その後、個別電極２３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１２０】
このように、本実施の形態では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてレーザー加工により個別電極２３５のパターンを形成するので、予め個別電極などが形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート２４１上に形成される個別電極２３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のようにアクチュエータユニット２２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【０１２１】
また、ＰＶＤなどで導電膜２３８を形成する場合はペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート２４１〜２４４と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２２１のハンドリングが非常に容易になる。
【０１２２】
以上説明した本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法では、圧電シート２４１〜２４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート２４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート２４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本実施の形態によるインクジェットヘッドは、比較的簡易な工程により低コストで製造可能である。
【０１２３】
さらに、本実施の形態では、４枚の圧電シート２４１〜２４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート２４１だけが活性層となり残りの３枚の圧電シート２４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極２３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【０１２４】
また、本実施の形態では、導電膜２３８が除去された後もレーザ加工を引き続いて行うことにより、圧電シート２４１の厚さの１／３〜２／３程度の深さを有する溝部２５３を圧電シート２４１に形成する。このように、個別電極２３５と導電膜２３８との間に個別電極２３５の外縁に沿って溝部２５３を形成することによって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１２５】
また、本実施の形態では、溝部２５３に対応する部分以外の導電膜２３８は除去しない。そのため、上述したように、接着力の強化のために個別電極２３５だけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着により貼り合わせた場合に、個別電極２３５以外の領域に個別電極２３５とほぼ同じ厚さを有する導電膜２３８が存在することで、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上するという利益が得られる。ただし、主電極部２３５ａにＦＰＣ１３６を貼り付けるとアクチュエータユニット２２１及び圧力室１０の変形が阻害されるおそれがあるため、ＦＰＣ１３６は各個別電極２３５の主電極部２３５ａには接着されていない。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、レーザ加工を行う際に個別電極２３５となる以外の導電膜２３８を残存させているが、一変形例として、個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８は完全に除去してもよい。ただし、上述した利益が得られなくなることに加え加工時間が増加してコストアップにつながるので個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８の除去は特に行う必要はない。
【０１２７】
また、本実施の形態では、導電膜２３８の除去に引き続いて最上層の圧電シート２４１を一部除去して溝部２５３を形成しているが、溝部２５３は必ずしも形成しなくてよい。また、溝部２５３は共通電極２３４を孤立させない限りは上から２層目の圧電シート２４２以下まで達していてもよく、溝部２５３を深く形成するほどクロストーク抑制効果は大きくなる。
【０１２８】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット２２１と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８を形成しているが、アクチュエータユニット２２１上に導電膜２３８をＰＶＤなどで形成してから流路ユニット４を接着するようにしてもよい。
【０１２９】
次に、本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドについて説明する。先ず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１の概略構成について、図２８〜図３０に基づき説明する。
【０１３０】
図２８〜図３０に示すように、インクジェットヘッド３０１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなる流路ユニット３０２の上に、後述のように形成された平面視略台形状のプレート型の４枚の各アクチュエータユニット３２０（図３１〜図３６参照）が千鳥状になって２列に積層された構造となっている。そして、この各アクチュエータユニット３２０の各々の上側には、ＦＰＣ３０３の先端部に形成される電極パターン部３０３ａが載置され、ハンダ付けにより電気的に接続されている。この電極パターン部３０３ａは、このアクチュエータユニット３２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。
【０１３１】
各アクチュエータユニット３２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット３０２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット３２０の斜辺同士が、流路ユニット３０２の幅方向にオーバーラップしている。アクチュエータユニット３２０が積層される流路ユニット３０２の表面には、ほぼ菱形形状に形成された圧力室３１０が要求される印字密度に対応してマトリックス状に配列されている。また、この複数列の各圧力室３１０は、この圧力室３１０の鋭角部を互いに他の列の圧力室３１０間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【０１３２】
また、流路ユニット３０２は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、流路ユニット３０２は、図３０（ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート３１１、カバープレート３１２、３枚のマニホールドプレート３１３、３１４、３１５、サプライプレート３１６、アパーチャプレート３１７、スペーサプレート３１８及びキャビティプレート３１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
【０１３３】
図２８に示すように、アクチュエータユニット３２０が設けられない流路ユニット３０２の各領域には、各アクチュエータユニット３２０の上辺に対向するようにインクが供給される各インク導入口３１９ａが２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各アクチュエータユニット３２０の下辺の外側近傍位置にも各インク導入口３１９ａが１つずつ設けられている。この各インク導入口３１９ａのキャビティプレート３１９における下端には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各インク導入口３１９ａは、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路に連通し、このインクマニホールド通路へインクが供給される。
【０１３４】
図３０（ｂ）に示すように、ノズルプレート３１１には、微小径のインク吐出口３１１ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート３１２には、各インク吐出口３１１ａに対向する位置にインク吐出口３１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１２ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路の１つの壁面を構成している。
【０１３５】
マニホールドプレート３１３には、貫通孔３１２ａに対向する位置に貫通孔３１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１３ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１３ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３６】
マニホールドプレート３１４には、貫通孔３１３ａに対向する位置に貫通孔３１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１４ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１４ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３７】
マニホールドプレート３１５には、貫通孔３１４ａに対向する位置に該貫通孔３１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１５ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１５ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３８】
サプライプレート３１６には、貫通孔３１５ａに対向する位置に貫通孔３１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１６ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート３１６の貫通孔３１６ａに対して圧力室３１０の鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、孔部３１５ｂの側端縁部の近傍位置（図３０（ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、インクマニホールド通路に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔３１６ｂが多数穿設されている。
【０１３９】
このようにして、カバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ、３１４ｂ、３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面によって構成され、インクを各圧力室３１０に供給する共通のインク室として働くインクマニホールド通路が、長手方向に複数列形成されている。
【０１４０】
アパーチャプレート３１７には、貫通孔３１６ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１７ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート３１７には、各圧力室３１０のインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔３１７ｂが穿設されると共に、貫通孔３１７ｂの下端部から貫通孔３１６ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ３１７ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ３１７ｃは、アパーチャプレート３１７の厚みの約半分程度の深さを有している。
【０１４１】
スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ａに連通する貫通孔３１８ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ｂに連通する貫通孔３１８ｂが多数穿設されている。
【０１４２】
キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０が多数形成されている。また、スペーサプレート３１８に穿設された各貫通孔３１８ａ、３１８ｂは、圧力室３１０の各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各圧力室３１０の上面は、上側に積層される各アクチュエータユニット３２０によって塞がれている。
【０１４３】
図２９に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、個別電極３２５が形成されている。個別電極３２５は、主電極部３２５ａと、補助電極部３２５ｂとから構成されている。主電極部３２５ａは、各圧力室３１０に対応する位置にあって、菱形の圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有している。また、図３０（ａ）に示すように、補助電極部３２５ｂは、圧力室３１０のインク供給側の鋭角部に対応する主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出されており、略菱形形状を有している。なお、図面を見やすくするため、図２９においては、後述する導電膜３２８の上面部３２８ａ及び溝３３０の図示を省略している。
【０１４４】
次に、アクチュエータユニット３２０の詳細な構造について図３１及び図３２に基づいて説明する。図３１に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、厚さ１．１μｍ程度の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂが各圧力室３１０に対向して配置されている。また、各補助電極部３２５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室３１０の外側に形成されている。
【０１４５】
アクチュエータユニット３２０の上面の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂから形成される個別電極３２５以外の領域には、そのほとんどがこの各個別電極３２５と同じ厚みで同じ材料からなる導電膜３２８の上面部３２８ａ（表面電極として機能する）で被覆されている。また、各個別電極３２５と導電膜３２８の上面部３２８ａとの間は、この個別電極３２５の外縁に沿ってアクチュエータユニット３２０の表面に形成された幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度の溝３３０によって絶縁されている。この溝３３０によって隣接する活性層同士の相互干渉が軽減されるので、クロストークの発生を抑制することができる。
【０１４６】
図３２に示すように、アクチュエータユニット３２０は、各々厚みが１５μｍ程度の平面視略台形状で同じになるように形成された４枚の圧電シート３２１、３２２、３２３、３２４を積層した構造に形成されている。圧電シート３２１の上面には、上記のように、各圧力室３１０に対応する位置に圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形の主電極部３２５ａと、主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出される略菱形形状の補助電極部３２５ｂとから構成された個別電極３２５が形成されている。
【０１４７】
圧電シート３２２の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の共通電極３２６が形成されている。共通電極３２６は、圧電シート３２２の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。圧電シート３２３の上面には、電極が形成されていない。
【０１４８】
圧電シート３２４の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の補強用電極３２７が形成されている。補強用電極３２７は、圧電シート３２４の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。なお、補強用電極３２７は、必ずしも、外部に露出させないでよい。
【０１４９】
図３２及び図３４に示すように、アクチュエータユニット３２０の左右両側面（両斜辺に相当する側面）は、アクチュエータユニット３２０の上面から左右側面にまで延在した導電膜３２８の側面部３２８ｂによって被覆されている。これにより、共通電極３２６及び補強用電極３２７が導電膜３２８と接触し、これと電気的に接続されている。導電膜３２８は、さらに、アクチュエータユニット３２０の下面にまで延在することで下面部３２８ｃを有しており、下面部３２８ｃはアクチュエータユニット３２０の圧力室３１０に臨んでいない領域を被覆している。ただし、図３２に示すように、下面部３２８ｃの最も圧力室３１０に近い端部は、圧力室３１０からやや離れている。これは、導電膜３２８がインクによって腐食するのを防止するためである。
【０１５０】
アクチュエータユニット３２０の上面には、ドライバＩＣから延設されるＦＰＣ３０３が配設されている。ＦＰＣ３０３からは、各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８を介して主電極部３２５ａ及び共通電極３２６にそれぞれ駆動電圧が供給される。主電極部３２５ａ及び共通電極３２６に駆動電圧が供給されることにより、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２１〜３２４が変形して、流路ユニット３０２の対応する圧力室３１０内のインクに圧力を与えることができる。
【０１５１】
各インク導入口３１９ａを介してカバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ〜３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面部から構成されるインクマニホールド通路から供給されるインクは、貫通孔３１６ｂ、アパーチャ３１７ｃ、貫通孔３１７ｂ及び貫通孔３１８ｂを経て、圧力室３１０に流入する。そして、ＦＰＣ３０３を介して主電極部３２５ａと共通電極３２６との間に駆動電圧が印可されると、アクチュエータユニット３２０が圧力室３１０側に変形して、圧力室３１０内のインクは押し出され、各貫通孔３１８ａ〜３１２ａを経て、インク吐出口３１１ａからインクが吐出される。
【０１５２】
次に、アクチュエータユニット３２０の製造方法について図３３〜図３６に基づいて説明する。先ず、図３３に示すように、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２２となるセラミックス材料のグリーンシート及び圧電シート３２４となるセラミックス材料のグリーンシートの上面全面にＡｇ−Ｐｂ系の金属材料からなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、共通電極３２６及び補強用電極３２７をそれぞれ形成する。その後、圧電シート２２１、２２２、２２３、２２４となるセラミックス材料のグリーンシートをこの順番で積層後、プレスして焼成する。これにより、平面視略台形状の４層の圧電シート３２１〜３２４を含む積層体３３５が形成される。積層体３３５の左右斜辺に相当する側面からは、共通電極３２６及び補強用電極３２７が露出している。
【０１５３】
続いて、図３５（ａ）に示すように、焼成後の積層体３３５の、上面（図３４（ｂ）における上面）、４つの側面のうちの２つの側面（図３４（ａ）における左右斜辺に対応した側面）、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層（膜厚１μｍ程度）を形成する。この一定距離は、Ｎｉ層が流路ユニット３０２の圧力室３１０に臨まないような距離に設定されている。そして、この下地としてのＮｉ層の上側に、表層としてＡｕ層（膜厚０．１μｍ程度）を形成する。Ｎｉ層、Ａｕ層は、ＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。これにより、積層体３３５の上面、２つの側面、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層とＡｕ層とが積層された導電膜３２８（３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ）が形成される。導電膜３２８は、積層体３３５の左右斜辺に相当する側面から露出する共通電極３２６及び補強用電極３２７と電気的に接続される。このときの図３５（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ａ）に示す。
【０１５４】
その後、積層体３３５の上面の４隅の角部にエッチングにより円形の位置決めマーク３３６を形成する。このようにして積層体３３８が作成される。
【０１５５】
なお、上述した工程は、下面のうち圧力室３１０に臨むことになる領域と位置決めマーク３３６とを同時にマスクした後、Ｎｉ層及びＡｕ層を形成して、その後にマスクを除去する工程に置き換えることもできる。このようにすると、位置決めマーク３３６を導電膜３２８の形成と同時に形成でき製造工数の削減を図ることができる。
【０１５６】
しかる後、図３５（ｂ）に示すように、積層体３３８の上面に形成された位置決めマーク３３６を基準にして、平面視で圧力室３１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、図３１に示す溝３３０に対応する領域の導電膜３２８を除去する。こうして導電膜３２８を部分的に除去することにより、導電膜３２８とは絶縁された主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂとからなる個別電極３２５のパターンが形成され、アクチュエータユニット３２０が作製される。このときの図３５（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ｂ）に示す。
【０１５７】
次に、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２上に配設する方法について図３７及び図３８に基づいて説明する。図３７に示すように、流路ユニット３０２のキャビティプレート３１９においてアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置には、位置合わせ用の目印として複数の位置合わせマーク３４０を形成する。位置合わせマーク３４０は、圧力室３１０を形成する際に同時に形成する。そのため、圧力室３１０に対する位置合わせマーク３４０の位置精度は高精度となる。
【０１５８】
続いて、図３８に示すように、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット３２０を、導電膜３２８の下面部３２８ｃとキャビティプレート３１９の上面の圧力室３１０以外の部分とが接触するように、接着剤により流路ユニット３０２と接着する。この際、流路ユニット３０２の表面に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係（例えば流路ユニット３０２の長手方向に両者が所定距離離れているといった関係）となるように両者を接着する。これにより、導電膜３２８と流路ユニット３０２とが電気的に接続される。また、アクチュエータユニット３２０上に形成された個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度を高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド３０１の長尺化を図ることが容易になる。
【０１５９】
その後、アクチュエータユニット３２０の各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８の上面部３２８ａに駆動電圧を供給するために、ＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａを、アクチュエータユニット３２０上に熱圧着などにより半田付けする。そして、さらに所定の工程を経ることによりインクジェットヘッド３０１の製造が完了する。
【０１６０】
以上詳細に説明した通り、本実施の形態のインクジェットヘッド３０１において、流路ユニット３０２は、９枚の薄い金属プレート３１１〜３１９を積層した構造となっている。また、キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０がマトリックス上に配列されて多数形成されていると共に、複数の位置合わせマーク３４０がアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置に形成されている。一方、アクチュエータユニット３２０の上面、２つの側面、及び、下面の一部であって圧力室３１０に臨まない領域を被覆するように、導電膜３２８が形成されている。そして、圧電シート３２１〜３２４が積層されたアクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６及び補強用電極３２７が、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する側面から露出して導電膜３２８の側面部３２８ｂと接触してこれと電気的に導通している。そのため、個別電極３２５の補助電極部３２５ｂと導電膜３２８の上面部３２８ａとにＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａの導体パターンを重ねて電気的に接続することによって、個別電極３２５及び共通電極３２６の電位を制御することができるようになるので、インクジェットヘッド３０１の組立工数の削減を図ることができる。また、導電膜３２８の側面部３２８ｂが、アクチュエータユニット３２０の両側面で共通電極３２６と電気的に接続されているため、アクチュエータユニット３２０上に形成される接地用電極と共通電極３２６との相互間を電気的に接続するためのスルーホール等を形成する必要がない。そのため、インクジェットヘッド３０１の製造コストの削減を図ることができる。また、共通電極３２６が露出したアクチュエータユニット３２０の２つの側面のほぼ全面が導電膜３２８の側面部３２８ｂによって覆われているため、共通電極３２６と導電膜３２８との電気的接続を確実に行うことができる。
【０１６１】
本実施の形態のインクジェットヘッド３０１を製造するには、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６に基づいて、レーザ加工により個別電極３２５のパターンが形成され、しかる後、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係となるように両者が接着される。そのため、個別電極３２５と圧力室３１０とを高い位置精度で位置合わせすることができる。
【０１６２】
また、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２に積層することによって、共通電極３２６と流路ユニット３０２とが導電膜３２８を介して電気的に導通するため、部品点数及び組立工数を増やすことなく共通電極３２６と流路ユニット３０２とを等電位にすることができる。これにより、製造コストの削減を図ることができると共に、インクの帯電に起因して流路ユニット３０２又は圧電シート３２４が腐食するのを防止することができる。
【０１６３】
さらに、アクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６がアクチュエータユニット３２０の上面を覆う導電膜３２８と確実に導通されると共に、各個別電極３２５と導電膜３２８とが電気的に確実に絶縁されるため、アクチュエータユニット３２０の上面に共通電極３２６に導通する接地用の電極としての導電膜３２８と各個別電極３２５とを容易に形成することができると共に、スルーホール等を形成する必要がないため、アクチュエータユニット３２０の製造コストの削減を図ることができる。
【０１６４】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態において、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）に示すように、積層体３３８に形成された位置決めマーク３３６と、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０とに基づいて両者を接着した後、位置合わせマーク３４０に基づいてレーザ加工により積層体３３８の上面に個別電極３２５のパターンを形成することによってアクチュエータユニット３２０を形成してもよい。これにより、アクチュエータユニット３２０上に形成される個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度をさらに高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性の向上を図ることができ、インクジェットヘッド３０１の長尺化をより容易に行うことができる。なお、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）において、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１と同一符号は、インクジェットヘッド３０１と同一あるいは相当部分を示すものである。
【０１６５】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面の全領域に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面のうちのいずれか一方の一部分だけに導電膜３２８を形成してもよい。また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の下面であって圧力室３１０に臨まないほぼ全領域にわたって導電膜３２８を形成したが、下面内においてこれよりも小さい領域だけに導電膜３２８を形成してもよい。これにより、導電膜３２８を形成するために必要な材料の使用量を削減することができる。
【０１６６】
さらに、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面に導電膜３２８を形成してもよい。また、このとき、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面近傍の下面であって、圧力室３１０に臨まないほぼ領域に導電膜３２８を形成してもよい。これにより、共通電極３２６と流路ユニット３０２との電気的な接続を導電膜３２８を介してさらに確実に行うことができる。
【０１６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述した３つの実施の形態で用いられている圧電シートや電極の材料は、上述したものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。また、圧力室の平面形状や断面形状、配置形態、そして、活性層を含む圧電シートの数、非活性層の数などは、適宜変更してよい。また、活性層を含む圧電シートと非活性層とで層厚を異なる厚みにしてもよい。
【０１６８】
また、上述の実施の形態では、圧電シートに個別電極及び共通電極を配置することでアクチュエータユニットを形成しているが、必ずしもこのようなアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する必要はなく、アクチュエータユニットは各圧力室の容積を個別に変化させることができるものであれば他のものを用いることもできる。また、上述の実施の形態では、圧力室がマトリクス状に配置されたものについて説明したが、圧力室が一列又は複数列に列設されたものについても本発明を適用することが可能である。
【０１６９】
上述の実施の形態では、圧力室から最も離れた最上層の圧電シートだけに活性層を形成しているが、最上層の圧電シートは必ずしも活性層を含んでいなくてもよく、また、最上層の圧電シートに加えてそれ以外の圧電シートに活性層を形成してもよい。これらの場合であっても、十分なクロストークの抑制効果を得ることができる。また、上述の実施の形態のインクジェットヘッドは圧電横効果を利用したユニモルフ構造を有するものであるが、これとは異なり、活性層を含む層を非活性層よりも圧力室側に配置した圧電縦効果を利用したインクジェットヘッドにも本発明は適用可能である。
【０１７０】
また、上述の実施の形態では、エッチングにより流路ユニットを構成する各プレートに開孔やマークを形成しているが、エッチング以外の方法で各プレートに開孔やマークを形成してもよい。
【０１７１】
さらに、上述の実施の形態では非活性層はすべて圧電シートであるが、非活性層として圧電シート以外の絶縁シートを用いてもよい。また、本発明において、アクチュエータユニットは、複数の圧力室に跨って連続して配置されていなくてもよい。つまり、アクチュエータユニットは各圧力室ごとに独立したものが圧力室の数ずつ流路ユニットに貼り付けられていてもよい。
【０１７２】
また、本発明において、圧電シート含有体は、上述の実施の形態のように、共通電極と個別電極とによって挟まれた活性層が存在する圧電シート１層だけを含むものであってもよいし、活性層が存在する一又は複数の圧電シートのほかにこれに積層された非活性層としての複数のシート状部材を含むものであってもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることが可能となり、インクジェットプリンタで形成される画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】 図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】 図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。
【図５】 図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図６】 図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図７】 図４に描かれたヘッド本体の部分断面図である。
【図８】 図５内に描かれた二点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図９】 図４に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。
【図１０】 図６に示す領域におけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１１】 図１０のXI−XI線に沿った図４に示すヘッド本体の部分断面図である。
【図１２】 第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図１３】 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１４】 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１５】 第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、印刷が施される領域を説明するための平面図である。
【図１６】 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１７】 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１８】 第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、メタルマスクが配置された領域を説明するための平面図である。
【図１９】 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、それぞれ、第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２０】 第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、フォトレジストが配置された領域を説明するための平面図である。
【図２１】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図２２】 図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図２３】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図２４】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図２５】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２６】 図２５に対応した部分拡大断面図である。
【図２７】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、レーザ照射される領域を説明するための平面図である。
【図２８】 本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２９】 図２８に示すインクジェットヘッドにおける流路ユニット及びアクチュエータユニットの要部分解斜視図である。
【図３０】 図３０（ａ）は、図２８に示すインクジェットヘッドにおける圧力室及び個別電極の平面図である。
図３０（ｂ）は、図２８に示すインクジェットヘッドの部分縦断面図である。
【図３１】 図２８に示すインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大部分平面図である。
【図３２】 図３１のXXXII−XXXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図３３】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程におけるアクチュエータユニットの分解斜視図である。
【図３４】 図３４（ａ）、図３４（ｂ）及び図３４（ｃ）は、それぞれ、アクチュエータユニットとなる積層体の平面図、正面図及び底面図である。
【図３５】 図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図３６】 図３６（ａ）及び図３６（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図３７】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、位置合わせマークの一例を示す平面図である。
【図３８】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、流路ユニット上にアクチュエータユニットが接着された状態を示す平面図である。
【図３９】 図３９（ａ）及び図３９（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの変形例としての製造途中の一過程における部分断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１ａ ヘッド本体
４ 流路ユニット
５ マニホールド
５ａ 副マニホールド
８ インク吐出口
１０ 圧力室
１２ アパーチャ
２１ アクチュエータユニット
２２ キャビティプレート
３０ ノズルプレート
３２ インク流路
３４ 共通電極
３５ 個別電極
３５ａ 主電極部
３５ｂ 補助電極部
３６ａ，３６ｂ 補強用電極
４１ 圧電シート（活性層を含む層）
４２、４３、４４ 圧電シート（非活性層）
５５ マーク
１０１ インクジェットプリンタ
１３６ フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも１枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された多数の個別電極すなわち駆動電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。駆動電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、外部電界の印加により活性層として働く。そのため、その両側にある駆動電極が共通電極と異なる電位にされると、活性層は、いわゆる圧電縦効果により圧電シートの積層方向に伸縮する。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから印刷媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３４１８５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、このようなインクジェットヘッドにおいて良好なインク吐出性能を確保するためには、平面視における各個別電極により規定される活性層の位置が圧力室と重なるように、流路ユニットに対してアクチュエータユニットを正確に位置合わせしなければならない。
【０００６】
このようなインクジェットヘッドでは、共通電極及び個別電極となる導電性のペーストが圧電シート上に所定のパターンで印刷された後に加熱されることによって、共通電極及び個別電極が形成される。一般に、ペーストを印刷することによって共通電極及び個別電極が形成される場合、接着剤の耐熱温度を超えた高温でペーストが圧電シートと共に加熱処理される。そのため、圧力室等を含むインク流路が形成された流路ユニットとアクチュエータユニットとが別々に製造された後、圧力室を内側として接着剤を用いて両者を互いに接着しなければならない。
【０００７】
しかしながら、上述したようにアクチュエータユニットが導電性の電極材料と圧電シートとを高温の加熱処理を経て製造された焼結体であるのに対して、流路ユニットは複数の金属シートを接着剤で貼り合わせた積層体である。このうち、高温の焼結工程で構成材料の収縮を生じるアクチュエータユニットにおいては、圧電シートのサイズが大きくなるほど個別電極の寸法精度が低下する。そのため、ヘッドが長尺化するにつれて流路ユニット内の圧力室とアクチュエータユニット内の個別電極との位置合わせは困難となり、ヘッドの製造歩留まりは低下してしまう。
【０００８】
また、アクチュエータユニット上には個別電極とドライバＩＣとを接続するためにフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：flexible printed circuit）などの外部接続部材が貼り合わせられる。従って、外部接続部材はアクチュエータユニットに対して強固に貼り付けられる必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の一つの目的は、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、前記マークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えている。
【００１２】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとが固定されてから流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１３】
本発明において、各工程の順序は適宜入れ替えることが可能である。例えば、マークを形成する工程は圧電シート含有体を用意する工程の後に行ってもよい。
【００１４】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、別の観点によると、一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、前記流路ユニットの前記一表面に第１のマークを形成する工程と、前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、前記圧電シート含有体に第２のマークを形成する工程と、前記第１のマークと前記第２のマークとが所定位置関係となるように、前記圧電シート含有体を前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、前記第１のマーク又は前記第２のマークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えている。
【００１５】
これによると、アクチュエータユニットとなる圧電シート含有体と流路ユニットとの両方に形成されたマークが所定位置関係となるように固定されてから、圧電シート含有体又は流路ユニットに形成されたマークに基づいて圧電シート含有体上に個別電極が形成されるので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに固定する場合と比較して、アクチュエータユニット上の個別電極の圧力室に対する位置精度が向上したインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。図１に示すインクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１１が、図中右方に排紙部１１２が、それぞれ構成されている。
【００２２】
プリンタ１０１内部には、給紙部１１１から排紙部１１２に向かって流れる用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１１のすぐ下流側には、画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂが配置されている。一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって用紙は図中左方から右方へ送られる。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルトローラ１０６、１０７と、両ローラ１０６、１０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト１０８とが配置されている。搬送ベルト１０８の外周面すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一対の送りローラ１０５ａ、１０５ｂによって搬送されてくる用紙を、搬送ベルト１０８の搬送面にその粘着力により保持させながら、一方のベルトローラ１０６の図中時計回り（矢印１０４の方向）への回転駆動によって下流側（右方）に向けて搬送できるようになっている。
【００２３】
用紙のベルトローラ１０６に対する挿入及び排出位置には、押さえ部材１０９ａ、１０９ｂがそれぞれ配置されている。押さえ部材１０９ａ、１０９ｂは、搬送ベルト１０８上の用紙が搬送面から浮かないように、搬送ベルト１０８の搬送面に用紙を押し付けて搬送面上に確実に粘着させるためのものである。
【００２４】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト１０８のすぐ下流側には、剥離機構１１０が設けられている。剥離機構１１０は、搬送ベルト１０８の搬送面に粘着されている用紙を搬送面から剥離して、右方の排紙部１１２へ向けて送るように構成されている。
【００２５】
４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体１ａを有している。ヘッド本体１ａは、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのヘッド本体１ａの各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のインク吐出口が形成されたノズルが設けられている。４つのヘッド本体１ａのそれぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。
【００２６】
ヘッド本体１ａは、その下面と搬送ベルト１０８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。この構成で、搬送ベルト１０８上を搬送される用紙が４つのヘッド本体１ａのすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズルから各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００２７】
インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットヘッド１に対するメンテナンスを自動的に行うためのメンテナンスユニット１１７を有している。このメンテナンスユニット１１７には、４つのヘッド本体１ａの下面を覆うための４つのキャップ１１６や、図示せぬパージ機構などが設けられている。
【００２８】
メンテナンスユニット１１７は、インクジェットプリンタ１０１で印刷が行われているときには、給紙部１１１の直下方の位置（退避位置）に位置している。そして、印刷終了後に所定の条件が満たされたとき（例えば、印刷動作が行われない状態が所定の時間だけ継続したときや、プリンタ１０１の電源ＯＦＦ操作がされたとき）は、４つのヘッド本体１ａの直ぐ下方の位置に移動して、この位置（キャップ位置）にて、キャップ１１６によってヘッド本体１ａの下面をそれぞれ覆い、ヘッド本体１ａのノズル部分のインクの乾燥を防止するようになっている。
【００２９】
ベルトローラ１０６、１０７や搬送ベルト１０８は、シャーシ１１３によって支持されている。シャーシ１１３は、その下方に配置された円筒部材１１５上に載置されている。円筒部材１１５は、その中心から外れた位置に取り付けられた軸１１４を中心として回転可能となっている。そのため、軸１１４の回転に伴って円筒部材１１５の上端高さが変化すると、それに合わせてシャーシ１１３が昇降する。メンテナンスユニット１１７を退避位置からキャップ位置に移動させる際には、予め円筒部材１１５を適宜の角度回転させてシャーシ１１３、搬送ベルト１０８及びベルトローラ１０６、１０７を図１に示す位置から適宜の距離だけ下降させ、メンテナンスユニット１１７の移動のためのスペースを確保しておく必要がある。
【００３０】
搬送ベルト１０８によって囲まれた領域内には、インクジェットヘッド１と対向する位置、つまり上側にある搬送ベルト１０８の下面と接触することによって内周側からこれを支持するほぼ直方体形状（搬送ベルト１０８と同程度の幅を有している）のガイド１２１が配置されている。
【００３１】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の構造について、より詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の斜視図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。図２及び図３に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体１ａと、ヘッド本体１ａを支持するための基部１３１とを有している。基部１３１は、ヘッド本体１ａのほかに、個別電極３５（図６参照）などに駆動信号を供給するドライバＩＣ１３２及び基板１３３を支持している。
【００３２】
基部１３１は、図２に示すように、ヘッド本体１ａの上面と部分的に接着されることでヘッド本体１ａを支持するベースブロック１３８と、ベースブロック１３８の上面と接着されることでベースブロック１３８を保持するホルダ１３９とから構成されている。ベースブロック１３８は、ヘッド本体１ａの長尺方向長さとほぼ同じ長さを有する略直方体形状の部材である。ステンレスなどの金属材料からなるベースブロック１３８は、ホルダ１３９を補強する軽量の構造体としての機能を有している。ホルダ１３９は、ヘッド本体１ａ側に配置されるホルダ本体１４１と、ホルダ本体１４１からヘッド本体１ａとは反対側に延在した一対のホルダ支持部１４２とから構成されている。一対のホルダ支持部１４２は、いずれも平板状の部材であって、ホルダ本体１４１の長尺方向に沿って所定の間隔を隔てて互いに平行に設けられている。
【００３３】
ホルダ本体１４１の副走査方向（主走査方向と直交する方向）両端部には、下方に突出した一対のスカート部１４１ａが設けられている。ここで、一対のスカート部１４１ａは、いずれもホルダ本体１４１の長尺方向全幅にわたって形成されているため、ホルダ本体１４１の下面には、一対のスカート部１４１ａによって略直方体形状の溝部１４１ｂが形成されている。この溝部１４１ｂ内に、ベースブロック１３８が収納されている。ベースブロック１３８の上面と、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの底面とは、接着剤によって接着されている。ベースブロック１３８の厚さは、ホルダ本体１４１の溝部１４１ｂの深さよりも若干大きいため、ベースブロック１３８の下端部は、スカート部１４１ａよりも下方に飛び出している。
【００３４】
ベースブロック１３８の内部には、ヘッド本体１ａに供給されるインクの流路として、その長尺方向に延在する略直方体形状の空隙（中空領域）であるインク溜まり３が形成されている。ベースブロック１３８の下面１４５には、インク溜まり３に連通した開口３ｂ（図４参照）が形成されている。なお、インク溜まり３は、プリンタ本体内の図示しないメインインクタンク（インク供給源）に、図示しない供給チューブにより接続されている。そのため、インク溜まり３には、メインインクタンクから適宜インクが補充されるようになっている。
【００３５】
ベースブロック１３８の下面１４５は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック１３８は、下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａにおいてのみヘッド本体１ａの流路ユニット４（図３参照）と接触している。そのため、ベースブロック１３８の下面１４５の開口３ｂ近傍部分１４５ａ以外の領域は、ヘッド本体１ａから離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。
【００３６】
ホルダ１３９のホルダ支持部１４２の外側面には、スポンジなどの弾性部材１３７を介してドライバＩＣ１３２が固定されている。ドライバＩＣ１３２の外側面には、ヒートシンク１３４が密着配置されている。ヒートシンク１３４は、略直方体形状の部材であって、ドライバＩＣ１３２で発生する熱を効率的に散逸させる。ドライバＩＣ１３２には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板１３６が接続されている。ドライバＩＣ１３２に接続されたＦＰＣ１３６は、基板１３３及びヘッド本体１ａとハンダ付けによって電気的に接合されている。ドライバＩＣ１３２およびヒートシンク１３４の上方であって、ＦＰＣ１３６の外側には、基板１３３が配置されている。ヒートシンク１３４の上面と基板１３３との間、および、ヒートシンク１３４の下面とＦＰＣ１３６との間は、それぞれシール部材１４９で接着されている。
【００３７】
ホルダ本体１４１のスカート部１４１ａの下面と流路ユニット４の上面との間には、ＦＰＣ１３６を挟むようにシール部材１５０が配置されている。つまりＦＰＣ１３６は、流路ユニット４およびホルダ本体１４１に対してシール部材１５０によって固定されている。これにより、ヘッド本体１ａが長尺化した場合の撓みの防止、アクチュエータユニット２１とＦＰＣ１３６との接続部への応力印可の防止およびＦＰＣ１３６の確実な保持が可能となる。
【００３８】
図２に示すように、インクジェットヘッド１の主走査方向に沿った下方角部近傍には、インクジェットヘッド１の側壁に沿って６つの凸設部３０ａが均等に離隔配置されている。これら凸設部３０ａは、ヘッド本体１ａの最下層にあるノズルプレート３０（図７参照）の副走査方向両端部に設けられた部分である。つまり、ノズルプレート３０は、凸設部３０ａとそれ以外の部分との境界線に沿って約９０度折り曲げられている。凸設部３０ａは、プリンタ１０１において印刷に用いられる各種サイズの用紙の両端部付近に対応する位置に設けられている。ノズルプレート３０の折り曲げ部分は直角ではなく丸みを帯びた形状となっているため、ヘッド１と近接する方向に搬送されてきた用紙の先端部がヘッド１の側面と接触することで生じる用紙の詰まりすなわちジャミングが起こりにくくなっている。
【００３９】
図４は、ヘッド本体１ａの模式的な平面図である。図４において、ベースブロック１３８内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。図４に示すように、ヘッド本体１ａは、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状をしている。ヘッド本体１ａは、後述する多数の圧力室１０やノズル先端のインク吐出口８（共に図５、図６、図７参照）が形成された流路ユニット４を有しており、その上面には、千鳥状になって２列に配列された複数の台形のアクチュエータユニット２１が接着されている。各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。そして、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。
【００４０】
アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のインク吐出口８がマトリクス状に多数配列されている。また、流路ユニット４の上方に配置されたベースブロック１３８内には、その長手方向に沿ってインク溜まり３が形成されている。インク溜まり３は、その一端に設けられた開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通しており、常にインクで満たされている。インク溜まり３には、その延在方向に沿って開口３ｂが２つずつ対になって、アクチュエータユニット２１が設けられていない領域に千鳥状に設けられている。
【００４１】
図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４及び図５に示すように、インク溜まり３は、開口３ｂを介してその下層にある流路ユニット４内のマニホールド５と連通している。開口３ｂには、インク内に含有される塵埃などを捕獲するためのフィルタ（図示せず）が設けられている。マニホールド５は、その先端部が２つに分岐して副マニホールド５ａとなっている。１つのアクチュエータユニット２１の下部には、当該アクチュエータユニット２１に対してインクジェットヘッド１の長手方向両隣にある２つの開口３ｂからそれぞれ２つの副マニホールド５ａが進入してきている。つまり、１つのアクチュエータユニット２１の下部には、合計で４つの副マニホールド５ａがインクジェットヘッド１の長手方向に沿って延在している。各副マニホールド５ａは、インク溜まり３から供給されたインクで満たされている。
【００４２】
図６は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５及び図６に示すように、アクチュエータユニット２１の上面には、平面形状がほぼひし形の個別電極３５がマトリクス状に規則的に配列されている。また、流路ユニット４のアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域の表面には、多数のインク吐出口８がマトリクス状に規則的に配列されている。流路ユニット４内には、共に各インク吐出口８と連通した、平面形状が個別電極３５よりも一回り大きいほぼひし形の圧力室（キャビティ）１０と、アパーチャ１２とがそれぞれマトリクス状に規則的に配列されている。圧力室１０は、個別電極３５と対応する位置に形成されており、平面視において個別電極３５は圧力室１０の領域に含まれている。なお、図５及び図６において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。
【００４３】
図７は、図４に描かれたヘッド本体１ａの圧力室長手方向に沿った部分断面図である。各インク吐出口８は、図７からも分かるように、先細形状のノズルの先端に形成されている。各インク吐出口８は、圧力室１０（長さ９００μｍ、幅３５０μｍ）及びアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、インクジェットヘッド１には、インクタンクからインク溜まり３、マニホールド５、副マニホールド５ａ、アパーチャ１２及び圧力室１０を経てインク吐出口８に至るインク流路３２が形成されている。
【００４４】
また、図７から明らかなように、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なる高さに設けられている。これにより、図６に示すように、アクチュエータユニット２１の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１２を、当該圧力室に隣接する圧力室１０と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。
【００４５】
圧力室１０は、図５及び図６に描かれた平面内において、インクジェットヘッド１の長手方向（第１配列方向）と、インクジェットヘッド１の幅方向からやや傾いた方向（第２配列方向）との２方向にインク吐出領域内で配列されている。第１配列方向と第２配列方向は、直角よりもやや小さい角度θをなしている。インク吐出口８は、第１配列方向には５０ｄｐｉで配列されている。一方で、圧力室１０は、第２配列方向には１つのアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域内に１２個が含まれるように配列されている。これにより、インクジェットヘッド１の全幅内で、第１配列方向に隣接する２つのインク吐出口８間の距離だけ離隔した範囲には、１２個のインク吐出口８が存在するようになっている。なお、各インク吐出領域の第１配列方向についての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺に相当する）では、インクジェットヘッド１の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域と相補関係となることで上記条件を満たしている。そのため、本実施の形態によるインクジェットヘッド１では、第１及び第２配列方向に配列された多数のインク吐出口８から、インクジェットヘッド１の幅方向への用紙に対する相対的な移動に伴って順次インク滴を吐出させることで、主走査方向に６００ｄｐｉで印刷を行うことが可能になっている。
【００４６】
次に、図８を参照して、流路ユニット４の構造をより詳細に説明する。図８は、圧力室１０、インク吐出口８及びアパーチャ（制限流路）１２の三者の位置関係を示す模式的な図である。図８に示すように、圧力室１０は、第１配列方向に所定の間隔である５０ｄｐｉで列状に配列されている。このような圧力室１０の列は、第２配列方向には１２列配列されて、全体として圧力室１０は１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において２次元配列をしている。
【００４７】
圧力室１０には、ノズルが図８中上側の鋭角部に接続されている圧力室１０ａと、下側の鋭角部に接続されている圧力室１０ｂとの２種類がある。複数の圧力室１０ａ及び複数の圧力室１０ｂは、共に第１配列方向に配列されて圧力室列１１ａ、１１ｂをそれぞれ形成している。図８に示すように、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内においては、図８中下側から順に２列の圧力室列１１ａが配列され、その上側に隣接して２列の圧力室列１１ｂが配列されている。このような２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組が、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、下側から３回繰り返して配列されている。各圧力室列１１ａ、１１ｂ中の各圧力室の上側鋭角部を結ぶ直線は、この圧力室列に上側から隣接する圧力室列中の各圧力室の下側斜辺と交差している。
【００４８】
上述のように、図８の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０に接続されたノズルの配置位置が異なる第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂとを２列ずつ隣接して配列することにより、全体として圧力室１０は規則正しく整列している。一方、ノズルは、これら４列の圧力室列を１組とした圧力室列の組の中において中央領域に集まって配列されることになる。これにより、上述のように、４列の圧力室列を１組として、下側から３回繰り返して圧力室列の組を配置した場合、圧力室列の組と組との境界近傍領域、すなわち、このような４列の圧力室列からなる組の両側には、ノズルが存在しない領域が形成される。そして、そこに各圧力室１０にインクを供給するための幅の広い副マニホールド５ａが延設されている。本実施の形態では、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内において、図中下側に１本、一番下側の圧力室列の組と二番目の圧力室列の組との間に１本、一番上側の圧力室列の組の両側に２本、合わせて４本の幅の広い副マニホールド５ａが第１配列方向に延設されている。
【００４９】
図８に示すように、インクを吐出するインク吐出口８に連通するノズルは、第１配列方向には、この方向に規則正しく並ぶ圧力室１０に対応して、５０ｄｐｉの等間隔で配列されている。また、第１配列方向と角度θで交差している第２配列方向にも１２個の圧力室１０が規則正しく配列されているのとは異なり、これら１２個の圧力室１０に対応した１２個のノズルは、上述したように圧力室１０の上側の鋭角部に連通したものと下側の鋭角部に連通したものとがあって、第２配列方向に規則的に一定の間隔で配列されていない。
【００５０】
他方、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に常に連通している場合には、ノズルも第２配列方向の方向に規則的に一定の間隔で配列されることになる。すなわち、この場合、ノズルは、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとに第１配列方向に印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ変位するように配列される。これに対して、本実施の形態では、２列の圧力室列１１ａと２列の圧力室列１１ｂとの合わせて４列の圧力室列を１組として、これが下側から３回繰り返して配列されているので、図中下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位は常に同じではない。
【００５１】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、第１配列方向に５０ｄｐｉに相当する幅（約５０８．０μｍ）を有し、この第１配列方向と直交する方向に延在する帯状領域Ｒについて考える。この帯状領域Ｒの中には、１２列の圧力室列の内の何れの列についても、ノズルが１つしか存在していない。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Ｒを区画した場合、この帯状領域Ｒ内には、常に１２個のノズルが分布している。そして、これら１２個の各ノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した点の位置は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。
【００５２】
１つの帯状領域Ｒに属する１２個のノズルを第１配列方向に延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１２個のノズルを(1)〜(12)と記することにしたとき、これら１２個のノズルは、下から、(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、(9)、(3)、(10)、(4)の順番に並んでいる。
【００５３】
このように構成された本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内の活性層を適宜駆動させると、６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。つまり、１２列の圧力室列に対応した活性層を印字媒体の搬送に合わせて順次選択的に駆動することで、特定の文字や図形を印字媒体に印刷することができる。
【００５４】
例えば、６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズルが圧力室１０の同じ側の鋭角部に連通している場合について簡単に説明する。この場合には、印字蝶体が搬送されるのに対応して、図８中一番下に位置する圧力室列中のノズルからインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズルを選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが第１配列方向に向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線が描かれることになる。
【００５５】
一方、本実施の形態では、図８中一番下に位置する圧力室列１１ａ中のノズルからインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズルを選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の第１配列方向への変位が常に同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って第１配列方向に沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。
【００５６】
すなわち、図８に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ａに連通するノズル(1)からインクが吐出され、印字媒体上に５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(7)の位置に達すると、このノズル(7)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の６倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×６＝約２５４．０μｍ）に２番目のインクドットが形成される。
【００５７】
次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(2)の位置に達すると、ノズル(2)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）だけ第１配列方向に変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル(8)の位置に達すると、ノズル(8)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の７倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×７＝約２９６．３μｍ）に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ａに連通するノズル(5)の位置に達すると、ノズル(5)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分（約４２．３μｍ）の４倍だけ第１配列方向に変位した位置（約４２．３μｍ×４＝約１６９．３μｍ）に５番目のインクドットが形成される。
【００５８】
以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズルを選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図８中に示したノズルの番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から第１配列方向に変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１２個のノズルを選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列１１ａ中のノズル(1)により５０ｄｐｉに相当する間隔（約５０８．０μｍ）で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔（約４２．３μｍ）毎に離れて形成された１２個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で第１配列方向に延びる直線を描くことが可能になっている。
【００５９】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の断面構造について説明する。図９は、図４に描かれたヘッド本体１ａの部分分解斜視図である。図７及び図９に示すように、インクジェットヘッド１の底部側の要部は、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６，２７，２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。
【００６０】
アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図１１参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記する）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２のほかに圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとの連絡孔及び圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド５ａに加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からインク吐出口８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズルとして機能する先細のインク吐出口８がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００６１】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図７に示すようなインク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。このインク流路３２は、副マニホールド５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にインク吐出口８へと向かう。
【００６２】
次に、アクチュエータユニット２１の詳細な構造について説明する。図１０は、アクチュエータユニット２１の拡大平面図である。図１１は、図１０のXI−XI線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。
【００６３】
図１０に示すように、アクチュエータユニット２１の上面であって平面視で各圧力室１０と実質的に重なり合う位置には、厚さ１．１μｍ程度の個別電極３５がそれぞれ設けられている。個別電極３５は、ほぼひし形の主電極部３５ａと、主電極部３５ａの一方の鋭角部から連続して形成された、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる。主電極部３５ａは、圧力室１０よりも一回り小さくほぼこれと相似形状を有しており、平面視において圧力室１０に収まるように配置されている。また、補助電極部３５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室１０からはみ出している。アクチュエータユニット２１の上面の個別電極３５以外の領域には、後述する圧電シート４１が露出している。
【００６４】
図１１に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。そして、アクチュエータユニット２１には、個別電極３５及び共通電極３４の電位を制御する信号を供給するためのＦＰＣ１３６が貼り付けられている。圧電シート４１〜４４は、インクジェットヘッド１内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。本実施の形態において、圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。なお、図１１では、ＦＰＣ１３６と圧電シート４１とが互いの全面において接着されているように描かれているが、実際には、両者は各個別電極３５の補助電極部３５ｂにおいてのみ接着されている。これは、図２２及び図３２においても同様である。
【００６５】
最上層にある圧電シート４１とその下方に隣接した圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。また、上述したように、アクチュエータユニット２１の上面つまり圧電シート４１の上面には、平面形状が圧力室１０と相似形状（長さ８５０μｍ、幅２５０μｍ）を有し且つ積層方向への射影領域が圧力室領域に含まれる主電極部３５ａと、主電極部３５ａよりも小さいほぼひし形の補助電極部３５ｂとからなる個別電極３５が、圧力室１０ごとに形成されている。さらに、圧電シート４３と圧電シート４４との間、及び、圧電シート４２と圧電シート４３との間には、アクチュエータユニット２１を補強するための補強用金属膜３６ａ、３６ｂがそれぞれ介在している。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、共通電極３４と同様にシート全面に形成され且つこれとほぼ同じ厚さを有している。本実施の形態において、個別電極３５は下地にＮｉ（膜厚１μｍ程度）、表層にＡｕ（膜厚０．１μｍ程度）が形成された積層金属材料からなるものであり、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂは、Ａｇ−Ｐｄ系の金属材料からなるものである。補強用金属膜３６ａ、３６ｂは電極として作用するものではなく必ずしも設ける必要もないが、補強用金属膜３６ａ、３６ｂがあることで焼結後の圧電シート４１〜４４の脆さを補うことができ、圧電シート４１〜４４がハンドリングし易くなるという利点がある。
【００６６】
共通電極３４は、図示しない領域においてＦＰＣ１３６を介して接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応して選択的に電位を制御することができるように、ほぼひし形の補助電極部３５ｂにおいて、個別電極３５ごとに独立してＦＰＣ１３６内に配線されたリード線（図示せず）と電気的に接合しており、このリード線を介してドライバＩＣ１３２に接続されている。このように、本実施の形態では、平面視において圧力室１０の外側にある補助電極部３５ｂにおいて個別電極３５とＦＰＣ１３６とが接続されていることにより、アクチュエータユニット２１の積層方向への変形が阻害されることが少なく、圧力室１０の容積変化量を大きくすることができるようになっている。なお、共通電極３４は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含むように圧力室１０よりも大きいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよいし、或いは、射影領域が圧力室領域に含まれるように圧力室１０よりもやや小さいものが圧力室１０ごとに多数形成されてもよく、必ずしもシート全面に形成された１枚の導電層である必要はない。ただし、このとき、圧力室１０に対応する部分がすべて同一電位となるように共通電極どうしが電気的に接続されていることが必要である。
【００６７】
本実施の形態によるインクジェットヘッド１において、圧電シート４１〜４４の分極方向はその厚み方向となっている。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上側（つまり、圧力室１０から最も離れた側）の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い側）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１〜４３中の電極に挟まれた部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、最上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図１１で示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固着されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、インク吐出口８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。
【００６８】
なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。
【００６９】
また、圧電シート４１〜４４に印加される電界方向とその分極方向とが逆であれば、圧電横効果により、個別電極３５と共通電極３４とで挟まれた圧電シート４１内の活性層が分極方向と直角方向に伸長しようとする。従って、圧電シート４１〜４４は、圧力室１０側に凹となるように変形する。このため、圧力室１０の容積が増加して、インクをマニホールド５側から吸い込む。その後、個別電極３５の電位が元に戻れば、圧電シート４１〜４４は元の平板形状となり、圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インク吐出口８からインクを吐出する。
【００７０】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、アクチュエータユニット２１の最外層であって圧力室から最も離れた圧電シート４１だけに活性層が含まれていて、その外側面（上面）上だけに個別電極３５が形成されたものである。そのため、アクチュエータユニット２１を作製する際に、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを形成する必要がなく、容易に製造可能である。
【００７１】
さらに、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０から最も離れた活性層を含む圧電シート４１と流路ユニット４との間に、３枚の非活性層としての圧電シート４２、４３、４４が配置されたものである。このように、１層の活性層を含む圧電シートに対して非活性層を３層とすることで、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となることが本発明者によって確認された。
【００７２】
インクジェットヘッド１は、活性層が存在する圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とが同じ材料で形成されているために、材料を交換する手間が不要となり、比較的簡略な製造工程により製造可能である。そのため、製造コストを低減できることが期待される。さらに、活性層を含む圧電シート４１と非活性層である圧電シート４２〜４４とがすべて実質的に同じ厚みを有していることからも、製造工程の簡略化によるコスト削減を図ることができる。なぜなら、圧電シートとなるセラミックス材料を積層していくときの厚さ調整工程を簡単に行うことができるようになるからである。
【００７３】
また、インクジェットヘッド１によると、圧電シート４１を共通電極３４と個別電極３５とで挟み込むことにより、圧電効果によって容易に圧力室１０の容積を変化させることができる。また、活性層を含む圧電シート４１が連続平板層であるため、容易に製造することが可能である。
【００７４】
また、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、圧力室１０に近い圧電シート４２〜４４を非活性層とし、圧力室１０から離れた圧電シート４１を活性層を含む層としたユニモルフ構造のアクチュエータユニット２１を有している。そのため、圧電横効果により圧力室１０の容積変化量を大きくすることができて、圧力室１０側が活性層を含む層でその反対側が非活性層のインクジェットヘッドと比較して、個別電極３５に印加される電圧の低電圧化及び／又は圧力室１０の高集積化を図ることが可能となる。印加電圧の低電圧化を図ることにより、個別電極３５を駆動するドライバＩＣを小型化できてコストを抑えることができ、圧力室１０を小さくできてその高集積化を図ったときであっても十分な量のインクを吐出することが可能となって、ヘッド１の小型化と印刷ドットの高密度配置が実現される。
【００７５】
次に、図４に示したインクジェットヘッド１の第１の製造方法について、さらに図１２〜図１５を参照しつつ説明する。
【００７６】
インクジェットヘッド１を製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４を作製するには、これを構成する各プレート２２〜３０に、パターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチングを施して、図７及び図９に示すような開孔及び凹部を各プレート２２〜３０のそれぞれに形成する。特に、本製造方法では、図１２に示すように、キャビティプレート２２に圧力室１０を形成する際、これと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５を形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述する個別電極３５の印刷位置決めのために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図１２においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。
【００７７】
変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。しかしながら、マーク５５を形成するためのエッチングを圧力室１０を形成するためのエッチングと同時の工程とすることで、圧力室１０に対するマーク５５の位置精度を高めることができ、後述するように個別電極３５と圧力室１０との位置精度が向上するという利益が得られる。
【００７８】
また、キャビティプレート２２以外の８枚のプレート２３〜３０についても、エッチングにより開孔を形成する。その後、インク流路３２が形成されるように９枚のプレート２２〜３０を接着剤を介在させつつ重ね合わせ、接着することで流路ユニット４を作製する。
【００７９】
一方、アクチュエータユニット２１を作製するには、まず、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成された、個別電極を有しない積層物（圧電シート含有体）が形成される。
【００８０】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２１となる積層物は、圧電シート４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図１５参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１３（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ａ）にそれぞれ示す。なお、圧電シート４１上の目印５５ａの形成は、圧電シート４１〜４４の焼成の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。
【００８１】
しかる後、図１３（ｂ）及び図１５に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１上の上述したような位置に、個別電極３５となる導電性のペースト３９をそれぞれパターン印刷する。このとき、図１３（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１４（ｂ）に示す。
【００８２】
次に、焼成工程を行ってペースト３９を焼結させる。これにより、圧電シート４１上に個別電極３５が形成され、アクチュエータユニット２１が作製される。なお、このとき行う焼成工程において、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１となる積層物とを接着する接着剤として、その耐熱温度が個別電極３５のパターンで印刷されたペースト３９を焼成する際の焼成温度以上であるものを用いるか、或いは、ペースト３９の材料として、その焼成温度が流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とを接着する接着剤の耐熱温度以下であるものを用いる必要がある。
【００８３】
その後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上にハンダ付けにより電気的に接合し、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。なお、ここでは詳述しないが、ＦＰＣ１３６内の配線が共通電極３４と接続されることで共通電極３４がグランド電位に維持される。
【００８４】
以上説明したインクジェットヘッドの製造法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてパターン印刷されたペースト３９を焼成することで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のインクジェットヘッド１のようにアクチュエータユニット２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【００８５】
また、本製造方法では、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してからペースト３９の印刷及び焼成を行っているので、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易である。しかも、共通電極３４を形成する際に用いる印刷機を用いて個別電極３５を印刷することができるので、製造コストを削減することができる。
【００８６】
また、本製造方法では、圧電シート４１〜４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本製造方法によると、比較的簡易な工程により低コストでインクジェットヘッド１を製造可能である。
【００８７】
さらに、本製造方法では、４枚の圧電シート４１〜４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート４１だけが活性層を含む層となり残りの３枚の圧電シート４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【００８８】
変形例として、圧電シート４１〜４４を含む積層物を焼成した後に、圧電シート４１上に目印５５ａ及び個別電極を形成し、その後にアクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせてもよい。この目印５５ａ及び個別電極３５は、導電性ペーストのパターン印刷後に焼成工程を行うことで形成される。なお、目印５５ａが予め圧電シート４１上に形成されているのであれば、この目印５５ａに基づいて個別電極３５を形成してもよい。いずれにしても、焼成された積層物（圧電シート４１〜４４）の寸法は、個別電極３５となるペーストの焼成時にほとんど変化しない。そのため、流路ユニット４上の目印５５と圧電シート４１上の目印５５ａとが所定の位置関係となるように両者を位置合わせしてしまえば、アクチュエータユニット２１全体にわたって個別電極３５と流路ユニット４に形成された圧力室１０とを精度よく位置合わせすることができる。また、この変形例によると、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせた後において個別電極３５を焼成するための加熱処理を行う必要がなくなるので、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを貼り合わせるために用いられる接着剤の選択の自由度が増すという利点が生じる。
【００８９】
また、先に述べたように、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けることで圧電シート４１〜４４の脆さを補い、圧電シート４１〜４４のハンドリング性を向上させることができるが、必ずしも補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設ける必要はない。例えば、アクチュエータユニット２１のサイズが１インチ程度であれば、補強用金属膜３６ａ、３６ｂを設けなくても、脆さにより圧電シート４１〜４４のハンドリング性が損なわれることはない。
【００９０】
さらに、本実施の形態では、上述のように、圧電シート４１上にのみ個別電極３５が形成される。一方、圧電シート４１以外の圧電シート４２〜４４上にも個別電極を形成する場合には、かかる個別電極を圧電シート４１〜４４の積層及び焼成前に所望の圧電シート４１〜４４上に印刷しなければならなくなる。したがって、焼成時に生じる圧電シート４１〜４４の収縮のために、圧電シート４２〜４４上の個別電極の位置精度と、圧電シート４１上の個別電極３５の位置精度とに差が生じてしまう。しかし、本実施の形態では圧電シート４１上にのみ個別電極３５を形成するようにしているので、かかる位置精度の差が生じることがなく、個別電極３５は、対応する圧力室１０と精度よく位置合わせされることになる。
【００９１】
次に、インクジェットヘッド１の第２の製造方法について、図１６〜図１８をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【００９２】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧電シート４１の上方にメタルマスク６１を配置する。このメタルマスク６１は、図１８にも示すように、個別電極３５と同形状の開孔６１ａが個別電極３５と同じマトリクス配列で多数形成されたものである。メタルマスク６１は、開孔６１ａの位置が個別電極３５を形成すべき位置と一致するようにマーク５５に基づき治具を用いて位置合わせされる。メタルマスク６１の開孔６１ａは、予めフォトレジストをマスクとして用いたエッチングにより形成されたものであってよい。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１６（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図１７（ａ）にそれぞれ示す。
【００９３】
しかる後、図１６（ｂ）及びその一点鎖線で囲った領域の部分拡大図である図１７（ｂ）に示すように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理的蒸着）プロセスにより、メタルマスク６１の開孔６１ａから露出した圧電シート４１上に個別電極３５としての導電膜をパターン形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的蒸着）を行って個別電極３５をパターン形成してもよい。また、個別電極３５となる導電膜の下地のＮｉ及び表層のＡｕを共にＰＶＤで形成してもよいし、下地ＮｉをＰＶＤで、表層Ａｕをメッキで形成してもよい。
【００９４】
その後、流路ユニット４上からメタルマスク６１を移動させた後、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００９５】
このように、本製造方法では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいて配置されたメタルマスク６１を用いてＰＶＤプロセスで個別電極３５のパターンを形成するので、予め個別電極が形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート４１上に形成される個別電極３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。
【００９６】
また、ＰＶＤプロセスで個別電極３５を形成しているためにペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート４１〜４４と流路ユニット４とを接着してから個別電極３５の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２１のハンドリングが非常に容易になる。
【００９７】
また、本製造方法によると、第１の製造方法で行ったような印刷の場合とは異なり、接着剤の耐熱温度又は導電性ペーストの焼成温度を考慮する必要がないので、接着剤や導電性ペーストの材料選択の範囲が広がる。
【００９８】
なお、本製造方法では、個別電極３５のみＰＶＤで形成している。つまり、個別電極３５は、共通電極３４及び補強用金属膜３６ａ、３６ｂとは異なり圧電シート４１〜４４となるセラミックス材料と一緒に焼成しない。従って、外部に露出した個別電極３５が、焼成時の高温加熱により蒸発するというおそれがない。また、個別電極３５をＰＶＤで形成することにより、その膜厚を比較的薄く形成することが可能である。このように、インクジェットヘッド１では、最も上層にある個別電極３５を薄くすることで、活性層を含む圧電シート４１の変位が個別電極３５によって規制されづらくなって、インクジェットヘッド１における圧力室１０の容積変形量を向上させている。
【００９９】
本製造方法において、例えばＰＶＤの代わりにメッキによって個別電極３５を形成することができる。その場合には、メタルマスク６１に代えて、フォトレジストを圧電シート４１上に塗布した後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側に対応する領域内にあるフォトレジストに光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジストを除去する。これにより、フォトレジストがメタルマスク６１と同等のパターンで開孔を有するようになる。なお、上述のように開孔が設けられたフォトレジストをマスクとして、ＰＶＤにより個別電極３５をパターン形成してもよい。ただし、メタルマスクを用いる方が、再利用が可能で工程も簡略化できるなどフォトレジストを用いる場合よりも利益が大きい。また、個別電極を形成する際のマスクとしてメタルマスクやフォトレジスト以外のものを用いることも可能であり、フォトレジストとしてポジ型のほかネガ型を用いることも可能である。
【０１００】
次に、インクジェットヘッド１の第３の製造方法について、図１９〜図２０をさらに参照して説明する。なお、図１３（ａ）に示す接着工程までは同じ工程であるのでここでは説明を省略する。
【０１０１】
まず、接着工程が行われた図１３（ａ）に示す状態から、流路ユニット４と接着されたアクチュエータユニット２１上の全面にＰＶＤプロセスによって導電膜６４を形成する。なお、ＰＶＤの代わりにＣＶＤ、メッキを行うか或いはペーストの印刷及び焼成を行って導電膜６４を形成してもよい。なお、ペーストの印刷及び焼成を行う場合には、上述したように接着剤の耐熱温度などに留意する必要がある。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図を図１９（ａ）に示す。
【０１０２】
次に、導電膜６４上の全面にポジ型のフォトレジスト６５を塗布する。しかる後、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を光学的に認識し、認識されたマーク５５の位置を基準にして、圧力室１０の内壁のやや内側位置に対応する領域外にあるフォトレジスト６５に光を照射する。その後、現像液を用いて光の照射された領域内のフォトレジスト６５を除去する。これにより、図２０にも示すように、フォトレジスト６５は各圧力室１０に対応した位置だけに個別電極３５のパターンで残存する。
【０１０３】
しかる後、残存したフォトレジスト６５をエッチングマスクとして、フォトレジスト６５で覆われていない領域の導電膜６４をエッチングにより除去する。これにより、圧電シート４１上には、個別電極３５がパターン形成される。この時点でのインクジェットヘッドの要部断面図を図１９（ｂ）に示す。
【０１０４】
その後、残存しているフォトレジスト６５を除去してから、個別電極３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１０５】
この第３の製造方法によっても、第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０６】
次に、第３の製造方法の変形例について説明する。本変形例では、アクチュエータユニット２１を作製する際の圧電シート４１〜４４の積層工程において、圧電シート４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極３４となる導電性のペーストをパターン印刷し、さらに、圧電シート４１となるセラミックス材料のグリーンシート上の全面に個別電極３５となる導電膜６４をＰＶＤやメッキにより形成する。なお、導電膜をＰＶＤやメッキにより形成する代わりに、導電性のペーストを全面に印刷した後焼成してもよい。
【０１０７】
その後、４枚の圧電シート４１〜４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート４１の下面に共通電極３４が形成され且つ圧電シート４１の上面に導電膜６４が形成された積層物が形成される。しかる後、この積層物を流路ユニット４と接着する。この時点でのインクジェットヘッドの図１１に相当する要部断面図は図１９（ａ）と同じである。その後、第３の製造方法と同様の工程を経ることによりインクジェットヘッド１が完成する。
【０１０８】
この変形例によっても、上述した第１及び第２の製造方法と同様の利益を得ることが可能である。
【０１０９】
次に、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドについて、図２１及び図２２を参照して説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッドは、アクチュエータユニットの最上層にある圧電シート及びその周辺に関する構造においてのみ、第１の実施の形態と相違している。そのため、図１〜図９にかけて説明した構造は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおいてもほぼ共通である。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１０】
図２１は、本実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。図２２は、図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッド１の部分断面図である。本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれる流路ユニットは、第１の実施の形態と同様に構成されている。また、本実施の形態によるインクジェットヘッドに含まれるアクチュエータユニット２２１は、積層された４枚の圧電シート２４１〜２４４の内部に共通電極２３４及び補強用電極２３６ａ、２３６ｂが支持されたものである点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と共通している。しかしながら、圧電シート２４１の外側面（圧力室１０側の面とは反対側の面）に、（主電極部２３５ａ及び補助電極部２３５ｂからなる）個別電極２３５の外縁に沿って、これを取り囲むように溝部２５３が形成されており、且つ、圧電シート２４１の上面の個別電極２５３及び溝部２５３以外のほぼ全領域が導電膜２３８で被覆されている点において、第１の実施の形態のアクチュエータユニット２１と相違している。
【０１１１】
導電膜２３８は、個別電極２３５と同じ材料を用いて同じ厚みに形成されている。個別電極２３５と導電膜２３８との間を絶縁する溝部２５３は、幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度に形成されている。後述するように、溝部２５３によって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１１２】
このように、本実施の形態によるインクジェットヘッドでは、アクチュエータユニット２２１の圧力室から最も離れた圧電シート２４１が活性層を含む層であって、アクチュエータユニット２２１の外側面に個別電極２３５が形成されていると共に、圧電シート２４１の上面に個別電極２３５同士の離隔を保ちつつ導電膜２３８が個別電極２３５と同じ厚みに形成されている。そのため、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、接着力の強化のために個別電極２３５にだけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着剤により貼り合わせた場合に、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。その他、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、第１の実施の形態のものと同様の利益を得ることができる。
【０１１３】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法について、さらに図２３〜図２７を参照しつつ説明する。
【０１１４】
インクジェットヘッドを製造するには、まず流路ユニット４及びアクチュエータユニット２２１をそれぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着する。流路ユニット４は第１の実施の形態で説明したのと同様に作製される。この際、図２３に示すように、圧力室１０を形成するのと同時のエッチング工程により、円形のマーク（キャビティ位置認識マーク）５５をキャビティプレート２２に形成する。つまり、圧力室１０及びマーク５５に相当する部分に開孔を有するフォトレジストをマスクとしてキャビティプレート２２にエッチングを施す。マーク５５は、後述するレーザ加工のトレース位置決定・修正のために設けられるものであり、例えば、インク吐出領域外において、キャビティプレート２２の長手方向の所定間隔ごとに、キャビティプレート２２の幅方向に離れた２個所に形成される。マーク５５は開孔であってもよいし、凹部であってもよい。なお、図２３においては、多数の圧力室１０のうち一部の圧力室１０だけを図示している。変形例として、マーク５５は、圧力室１０を形成するためのエッチングと別工程で、つまり別のフォトレジストをマスクとして行うようにしてもよい。
【０１１５】
一方、アクチュエータユニット２２１を作製するには、まず、圧電シート２４４となるセラミックス材料のグリーンシート上に、補強用金属膜２３６ａとなる導電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、圧電シート２４３となるセラミックス材料のグリーンシート上に補強用金属膜２３６ｂとなる導電性のペーストをパターン印刷すると共に、圧電シート２４２となるセラミックス材料のグリーンシート上に共通電極２３４となる導電性のペーストをパターン印刷する。その後、４枚の圧電シート２４１〜２４４を治具を用いて位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積層物を所定の温度で焼成する。これにより、最上層にある圧電シート２４１の下面に共通電極２３４が形成された、個別電極を有しない積層物が形成される。この時点でのアクチュエータユニット２２１となる積層物の部分拡大断面図を図２４に示す。
【０１１６】
次に、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット２２１となる積層物は、圧電シート２４４とキャビティプレート２２とが接触するように、接着剤により流路ユニット４と接着される。この際、流路ユニット４のキャビティプレート２２の表面及び圧電シート２４１の表面にそれぞれ形成された位置合わせのための目印５５，５５ａ（図２７参照）に基づいて両者が接着される。なお、この位置合わせは、アクチュエータユニット２２１となる積層物に未だ個別電極が形成されていないことから、高い精度を要求されない。
【０１１７】
しかる後、圧電シート２４１上の全面に導電膜２３８がＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。この時点でのインクジェットヘッド１の図２２に相当する断面図を図２５（ａ）に、その一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ａ）にそれぞれ示す。
【０１１８】
次に、図２５（ｂ）及び図２７に示すように、キャビティプレート２２上に形成されたマーク５５を基準にして、平面視で圧力室１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、圧電シート２４１上の導電膜２３８の図２１に示す溝部２５３に対応する領域２５７（図２７において太線で示す）だけを除去する。こうして導電膜２３８を部分的に除去することにより、導電膜２３８とは絶縁した個別電極２３５のパターンが形成される。このときの図２５（ｂ）の一点鎖線で囲った領域の部分拡大図を図２６（ｂ）に示す。
【０１１９】
その後、個別電極２３５に電気信号を供給するためのＦＰＣ１３６をアクチュエータユニット２２１上に貼り付け、さらに所定の工程を経ることによってインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１２０】
このように、本実施の形態では、圧力室１０のある流路ユニット４側に形成されたマーク５５に基づいてレーザー加工により個別電極２３５のパターンを形成するので、予め個別電極などが形成されたアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する場合と比較して、圧電シート２４１上に形成される個別電極２３５の圧力室１０に対する位置精度が向上する。これにより、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド１の長尺化を図ることが容易になる。つまり、本実施の形態のようにアクチュエータユニット２２１を複数設け、それらを流路ユニット４の長手方向に配列するのではなく、アクチュエータユニット２２１として流路ユニット４と同じ程度に長いものを１つだけ用いるようにでき得る。
【０１２１】
また、ＰＶＤなどで導電膜２３８を形成する場合はペーストを印刷する場合とは異なり高温処理を行う必要がなくなるので、上述したように、圧電シート２４１〜２４４と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８の形成及びそのパターニングを行うことができるようになる。従って、アクチュエータユニット２２１のハンドリングが非常に容易になる。
【０１２２】
以上説明した本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法では、圧電シート２４１〜２４４を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電極を形成しない、つまり、圧力室１０から最も離れた圧電シート２４１だけが活性層を含む層となるようにしているので、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互いに接続するためのスルーホールを圧電シート２４１〜４４に形成する必要がない。そのため、上述したように、本実施の形態によるインクジェットヘッドは、比較的簡易な工程により低コストで製造可能である。
【０１２３】
さらに、本実施の形態では、４枚の圧電シート２４１〜２４４を積層し、そのうち最上層の圧電シート２４１だけが活性層となり残りの３枚の圧電シート２４２〜４４が非活性層となるようにしている。このようにして製造されたインクジェットヘッド１によると、上述したように、圧力室１０の容積変化量を比較的大きくすることができ、従って、個別電極２３５の駆動電圧の低電圧化と共に圧力室１０の小型化及び高集積化を図ることが可能となる。
【０１２４】
また、本実施の形態では、導電膜２３８が除去された後もレーザ加工を引き続いて行うことにより、圧電シート２４１の厚さの１／３〜２／３程度の深さを有する溝部２５３を圧電シート２４１に形成する。このように、個別電極２３５と導電膜２３８との間に個別電極２３５の外縁に沿って溝部２５３を形成することによって、ある圧力室１０に対応した圧電シートの変形による影響が隣接する圧力室１０上の圧電シートに伝わりにくくなり、隣接した圧力室１０間のクロストークの発生を低減させることが可能となっている。
【０１２５】
また、本実施の形態では、溝部２５３に対応する部分以外の導電膜２３８は除去しない。そのため、上述したように、接着力の強化のために個別電極２３５だけでなく圧電シート２４１上の全面にＦＰＣ１３６を接着により貼り合わせた場合に、個別電極２３５以外の領域に個別電極２３５とほぼ同じ厚さを有する導電膜２３８が存在することで、個別電極２３５が形成された領域とそれ以外の領域とに高低差がほとんど生じない。従って、ＦＰＣ１３６を引き剥がそうとする外力がこれに加えられた場合であっても、ＦＰＣ１３６とアクチュエータユニット２２１とが剥がれにくくなって、インクジェットヘッドの信頼性が向上するという利益が得られる。ただし、主電極部２３５ａにＦＰＣ１３６を貼り付けるとアクチュエータユニット２２１及び圧力室１０の変形が阻害されるおそれがあるため、ＦＰＣ１３６は各個別電極２３５の主電極部２３５ａには接着されていない。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、レーザ加工を行う際に個別電極２３５となる以外の導電膜２３８を残存させているが、一変形例として、個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８は完全に除去してもよい。ただし、上述した利益が得られなくなることに加え加工時間が増加してコストアップにつながるので個別電極２３５となる領域以外の導電膜２３８の除去は特に行う必要はない。
【０１２７】
また、本実施の形態では、導電膜２３８の除去に引き続いて最上層の圧電シート２４１を一部除去して溝部２５３を形成しているが、溝部２５３は必ずしも形成しなくてよい。また、溝部２５３は共通電極２３４を孤立させない限りは上から２層目の圧電シート２４２以下まで達していてもよく、溝部２５３を深く形成するほどクロストーク抑制効果は大きくなる。
【０１２８】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット２２１と流路ユニット４とを接着してから導電膜２３８を形成しているが、アクチュエータユニット２２１上に導電膜２３８をＰＶＤなどで形成してから流路ユニット４を接着するようにしてもよい。
【０１２９】
次に、本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドについて説明する。先ず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１の概略構成について、図２８〜図３０に基づき説明する。
【０１３０】
図２８〜図３０に示すように、インクジェットヘッド３０１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなる流路ユニット３０２の上に、後述のように形成された平面視略台形状のプレート型の４枚の各アクチュエータユニット３２０（図３１〜図３６参照）が千鳥状になって２列に積層された構造となっている。そして、この各アクチュエータユニット３２０の各々の上側には、ＦＰＣ３０３の先端部に形成される電極パターン部３０３ａが載置され、ハンダ付けにより電気的に接続されている。この電極パターン部３０３ａは、このアクチュエータユニット３２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。
【０１３１】
各アクチュエータユニット３２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット３０２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット３２０の斜辺同士が、流路ユニット３０２の幅方向にオーバーラップしている。アクチュエータユニット３２０が積層される流路ユニット３０２の表面には、ほぼ菱形形状に形成された圧力室３１０が要求される印字密度に対応してマトリックス状に配列されている。また、この複数列の各圧力室３１０は、この圧力室３１０の鋭角部を互いに他の列の圧力室３１０間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【０１３２】
また、流路ユニット３０２は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、流路ユニット３０２は、図３０（ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート３１１、カバープレート３１２、３枚のマニホールドプレート３１３、３１４、３１５、サプライプレート３１６、アパーチャプレート３１７、スペーサプレート３１８及びキャビティプレート３１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
【０１３３】
図２８に示すように、アクチュエータユニット３２０が設けられない流路ユニット３０２の各領域には、各アクチュエータユニット３２０の上辺に対向するようにインクが供給される各インク導入口３１９ａが２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各アクチュエータユニット３２０の下辺の外側近傍位置にも各インク導入口３１９ａが１つずつ設けられている。この各インク導入口３１９ａのキャビティプレート３１９における下端には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各インク導入口３１９ａは、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路に連通し、このインクマニホールド通路へインクが供給される。
【０１３４】
図３０（ｂ）に示すように、ノズルプレート３１１には、微小径のインク吐出口３１１ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート３１２には、各インク吐出口３１１ａに対向する位置にインク吐出口３１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１２ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート３１３、３１４、３１５によって形成される後述のインクマニホールド通路の１つの壁面を構成している。
【０１３５】
マニホールドプレート３１３には、貫通孔３１２ａに対向する位置に貫通孔３１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１３ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１３ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３６】
マニホールドプレート３１４には、貫通孔３１３ａに対向する位置に貫通孔３１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１４ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１４ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３７】
マニホールドプレート３１５には、貫通孔３１４ａに対向する位置に該貫通孔３１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１５ａが多数穿設されると共に、インクマニホールド通路の一部を構成する溝状の孔部３１５ｂが長手方向に沿って延びるように各圧力室３１０の各列に沿って複数列形成されている。
【０１３８】
サプライプレート３１６には、貫通孔３１５ａに対向する位置に貫通孔３１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１６ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート３１６の貫通孔３１６ａに対して圧力室３１０の鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、孔部３１５ｂの側端縁部の近傍位置（図３０（ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、インクマニホールド通路に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔３１６ｂが多数穿設されている。
【０１３９】
このようにして、カバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ、３１４ｂ、３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面によって構成され、インクを各圧力室３１０に供給する共通のインク室として働くインクマニホールド通路が、長手方向に複数列形成されている。
【０１４０】
アパーチャプレート３１７には、貫通孔３１６ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔３１７ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート３１７には、各圧力室３１０のインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔３１７ｂが穿設されると共に、貫通孔３１７ｂの下端部から貫通孔３１６ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ３１７ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ３１７ｃは、アパーチャプレート３１７の厚みの約半分程度の深さを有している。
【０１４１】
スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ａに連通する貫通孔３１８ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート３１８には、各貫通孔３１７ｂに連通する貫通孔３１８ｂが多数穿設されている。
【０１４２】
キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０が多数形成されている。また、スペーサプレート３１８に穿設された各貫通孔３１８ａ、３１８ｂは、圧力室３１０の各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各圧力室３１０の上面は、上側に積層される各アクチュエータユニット３２０によって塞がれている。
【０１４３】
図２９に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、個別電極３２５が形成されている。個別電極３２５は、主電極部３２５ａと、補助電極部３２５ｂとから構成されている。主電極部３２５ａは、各圧力室３１０に対応する位置にあって、菱形の圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有している。また、図３０（ａ）に示すように、補助電極部３２５ｂは、圧力室３１０のインク供給側の鋭角部に対応する主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出されており、略菱形形状を有している。なお、図面を見やすくするため、図２９においては、後述する導電膜３２８の上面部３２８ａ及び溝３３０の図示を省略している。
【０１４４】
次に、アクチュエータユニット３２０の詳細な構造について図３１及び図３２に基づいて説明する。図３１に示すように、アクチュエータユニット３２０の上面には、厚さ１．１μｍ程度の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂが各圧力室３１０に対向して配置されている。また、各補助電極部３２５ｂは、平面視においてそのほとんどの領域が圧力室３１０の外側に形成されている。
【０１４５】
アクチュエータユニット３２０の上面の主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂから形成される個別電極３２５以外の領域には、そのほとんどがこの各個別電極３２５と同じ厚みで同じ材料からなる導電膜３２８の上面部３２８ａ（表面電極として機能する）で被覆されている。また、各個別電極３２５と導電膜３２８の上面部３２８ａとの間は、この個別電極３２５の外縁に沿ってアクチュエータユニット３２０の表面に形成された幅３０μｍ程度、深さ５〜１０μｍ程度の溝３３０によって絶縁されている。この溝３３０によって隣接する活性層同士の相互干渉が軽減されるので、クロストークの発生を抑制することができる。
【０１４６】
図３２に示すように、アクチュエータユニット３２０は、各々厚みが１５μｍ程度の平面視略台形状で同じになるように形成された４枚の圧電シート３２１、３２２、３２３、３２４を積層した構造に形成されている。圧電シート３２１の上面には、上記のように、各圧力室３１０に対応する位置に圧力室３１０の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形の主電極部３２５ａと、主電極部３２５ａの鋭角部から圧力室３１０の外側に対応する位置まで連続して引き出される略菱形形状の補助電極部３２５ｂとから構成された個別電極３２５が形成されている。
【０１４７】
圧電シート３２２の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の共通電極３２６が形成されている。共通電極３２６は、圧電シート３２２の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。圧電シート３２３の上面には、電極が形成されていない。
【０１４８】
圧電シート３２４の上面には、そのほぼ全面にわたって厚み２μｍ程度の補強用電極３２７が形成されている。補強用電極３２７は、圧電シート３２４の左右両側面（アクチュエータユニット３２０の両斜辺に相当する側面）にまで延在し、アクチュエータユニット３２０の側面から露出している。なお、補強用電極３２７は、必ずしも、外部に露出させないでよい。
【０１４９】
図３２及び図３４に示すように、アクチュエータユニット３２０の左右両側面（両斜辺に相当する側面）は、アクチュエータユニット３２０の上面から左右側面にまで延在した導電膜３２８の側面部３２８ｂによって被覆されている。これにより、共通電極３２６及び補強用電極３２７が導電膜３２８と接触し、これと電気的に接続されている。導電膜３２８は、さらに、アクチュエータユニット３２０の下面にまで延在することで下面部３２８ｃを有しており、下面部３２８ｃはアクチュエータユニット３２０の圧力室３１０に臨んでいない領域を被覆している。ただし、図３２に示すように、下面部３２８ｃの最も圧力室３１０に近い端部は、圧力室３１０からやや離れている。これは、導電膜３２８がインクによって腐食するのを防止するためである。
【０１５０】
アクチュエータユニット３２０の上面には、ドライバＩＣから延設されるＦＰＣ３０３が配設されている。ＦＰＣ３０３からは、各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８を介して主電極部３２５ａ及び共通電極３２６にそれぞれ駆動電圧が供給される。主電極部３２５ａ及び共通電極３２６に駆動電圧が供給されることにより、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２１〜３２４が変形して、流路ユニット３０２の対応する圧力室３１０内のインクに圧力を与えることができる。
【０１５１】
各インク導入口３１９ａを介してカバープレート３１２の上面、溝状の各孔部３１３ｂ〜３１５ｂ、及びサプライプレート３１６の底面部から構成されるインクマニホールド通路から供給されるインクは、貫通孔３１６ｂ、アパーチャ３１７ｃ、貫通孔３１７ｂ及び貫通孔３１８ｂを経て、圧力室３１０に流入する。そして、ＦＰＣ３０３を介して主電極部３２５ａと共通電極３２６との間に駆動電圧が印可されると、アクチュエータユニット３２０が圧力室３１０側に変形して、圧力室３１０内のインクは押し出され、各貫通孔３１８ａ〜３１２ａを経て、インク吐出口３１１ａからインクが吐出される。
【０１５２】
次に、アクチュエータユニット３２０の製造方法について図３３〜図３６に基づいて説明する。先ず、図３３に示すように、アクチュエータユニット３２０の圧電シート３２２となるセラミックス材料のグリーンシート及び圧電シート３２４となるセラミックス材料のグリーンシートの上面全面にＡｇ−Ｐｂ系の金属材料からなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、共通電極３２６及び補強用電極３２７をそれぞれ形成する。その後、圧電シート２２１、２２２、２２３、２２４となるセラミックス材料のグリーンシートをこの順番で積層後、プレスして焼成する。これにより、平面視略台形状の４層の圧電シート３２１〜３２４を含む積層体３３５が形成される。積層体３３５の左右斜辺に相当する側面からは、共通電極３２６及び補強用電極３２７が露出している。
【０１５３】
続いて、図３５（ａ）に示すように、焼成後の積層体３３５の、上面（図３４（ｂ）における上面）、４つの側面のうちの２つの側面（図３４（ａ）における左右斜辺に対応した側面）、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層（膜厚１μｍ程度）を形成する。この一定距離は、Ｎｉ層が流路ユニット３０２の圧力室３１０に臨まないような距離に設定されている。そして、この下地としてのＮｉ層の上側に、表層としてＡｕ層（膜厚０．１μｍ程度）を形成する。Ｎｉ層、Ａｕ層は、ＰＶＤ、印刷又はメッキにより形成される。これにより、積層体３３５の上面、２つの側面、及び、下面であって前記２つの側面との接続部から一定距離内の領域に、Ｎｉ層とＡｕ層とが積層された導電膜３２８（３２８ａ、３２８ｂ、３２８ｃ）が形成される。導電膜３２８は、積層体３３５の左右斜辺に相当する側面から露出する共通電極３２６及び補強用電極３２７と電気的に接続される。このときの図３５（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ａ）に示す。
【０１５４】
その後、積層体３３５の上面の４隅の角部にエッチングにより円形の位置決めマーク３３６を形成する。このようにして積層体３３８が作成される。
【０１５５】
なお、上述した工程は、下面のうち圧力室３１０に臨むことになる領域と位置決めマーク３３６とを同時にマスクした後、Ｎｉ層及びＡｕ層を形成して、その後にマスクを除去する工程に置き換えることもできる。このようにすると、位置決めマーク３３６を導電膜３２８の形成と同時に形成でき製造工数の削減を図ることができる。
【０１５６】
しかる後、図３５（ｂ）に示すように、積層体３３８の上面に形成された位置決めマーク３３６を基準にして、平面視で圧力室３１０の外縁やや内側にレーザが照射されるよう出射方向を制御しつつ例えばＹＡＧレーザを用いてレーザ加工を行い、図３１に示す溝３３０に対応する領域の導電膜３２８を除去する。こうして導電膜３２８を部分的に除去することにより、導電膜３２８とは絶縁された主電極部３２５ａ及び補助電極部３２５ｂとからなる個別電極３２５のパターンが形成され、アクチュエータユニット３２０が作製される。このときの図３５（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図を図３６（ｂ）に示す。
【０１５７】
次に、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２上に配設する方法について図３７及び図３８に基づいて説明する。図３７に示すように、流路ユニット３０２のキャビティプレート３１９においてアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置には、位置合わせ用の目印として複数の位置合わせマーク３４０を形成する。位置合わせマーク３４０は、圧力室３１０を形成する際に同時に形成する。そのため、圧力室３１０に対する位置合わせマーク３４０の位置精度は高精度となる。
【０１５８】
続いて、図３８に示すように、上述のようにして作製されたアクチュエータユニット３２０を、導電膜３２８の下面部３２８ｃとキャビティプレート３１９の上面の圧力室３１０以外の部分とが接触するように、接着剤により流路ユニット３０２と接着する。この際、流路ユニット３０２の表面に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係（例えば流路ユニット３０２の長手方向に両者が所定距離離れているといった関係）となるように両者を接着する。これにより、導電膜３２８と流路ユニット３０２とが電気的に接続される。また、アクチュエータユニット３２０上に形成された個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度を高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性が優れたものとなり、インクジェットヘッド３０１の長尺化を図ることが容易になる。
【０１５９】
その後、アクチュエータユニット３２０の各補助電極部３２５ｂ及び導電膜３２８の上面部３２８ａに駆動電圧を供給するために、ＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａを、アクチュエータユニット３２０上に熱圧着などにより半田付けする。そして、さらに所定の工程を経ることによりインクジェットヘッド３０１の製造が完了する。
【０１６０】
以上詳細に説明した通り、本実施の形態のインクジェットヘッド３０１において、流路ユニット３０２は、９枚の薄い金属プレート３１１〜３１９を積層した構造となっている。また、キャビティプレート３１９には、略菱形形状の圧力室３１０がマトリックス上に配列されて多数形成されていると共に、複数の位置合わせマーク３４０がアクチュエータユニット３２０によって覆われない表面領域の所定位置に形成されている。一方、アクチュエータユニット３２０の上面、２つの側面、及び、下面の一部であって圧力室３１０に臨まない領域を被覆するように、導電膜３２８が形成されている。そして、圧電シート３２１〜３２４が積層されたアクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６及び補強用電極３２７が、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する側面から露出して導電膜３２８の側面部３２８ｂと接触してこれと電気的に導通している。そのため、個別電極３２５の補助電極部３２５ｂと導電膜３２８の上面部３２８ａとにＦＰＣ３０３の電極パターン部３０３ａの導体パターンを重ねて電気的に接続することによって、個別電極３２５及び共通電極３２６の電位を制御することができるようになるので、インクジェットヘッド３０１の組立工数の削減を図ることができる。また、導電膜３２８の側面部３２８ｂが、アクチュエータユニット３２０の両側面で共通電極３２６と電気的に接続されているため、アクチュエータユニット３２０上に形成される接地用電極と共通電極３２６との相互間を電気的に接続するためのスルーホール等を形成する必要がない。そのため、インクジェットヘッド３０１の製造コストの削減を図ることができる。また、共通電極３２６が露出したアクチュエータユニット３２０の２つの側面のほぼ全面が導電膜３２８の側面部３２８ｂによって覆われているため、共通電極３２６と導電膜３２８との電気的接続を確実に行うことができる。
【０１６１】
本実施の形態のインクジェットヘッド３０１を製造するには、アクチュエータユニット３２０の上面に形成された位置決めマーク３３６に基づいて、レーザ加工により個別電極３２５のパターンが形成され、しかる後、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０と、アクチュエータユニット３２０に形成された位置決めマーク３３６とが所定位置関係となるように両者が接着される。そのため、個別電極３２５と圧力室３１０とを高い位置精度で位置合わせすることができる。
【０１６２】
また、アクチュエータユニット３２０を流路ユニット３０２に積層することによって、共通電極３２６と流路ユニット３０２とが導電膜３２８を介して電気的に導通するため、部品点数及び組立工数を増やすことなく共通電極３２６と流路ユニット３０２とを等電位にすることができる。これにより、製造コストの削減を図ることができると共に、インクの帯電に起因して流路ユニット３０２又は圧電シート３２４が腐食するのを防止することができる。
【０１６３】
さらに、アクチュエータユニット３２０の内部に配置される共通電極３２６がアクチュエータユニット３２０の上面を覆う導電膜３２８と確実に導通されると共に、各個別電極３２５と導電膜３２８とが電気的に確実に絶縁されるため、アクチュエータユニット３２０の上面に共通電極３２６に導通する接地用の電極としての導電膜３２８と各個別電極３２５とを容易に形成することができると共に、スルーホール等を形成する必要がないため、アクチュエータユニット３２０の製造コストの削減を図ることができる。
【０１６４】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態において、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）に示すように、積層体３３８に形成された位置決めマーク３３６と、流路ユニット３０２に形成された位置合わせマーク３４０とに基づいて両者を接着した後、位置合わせマーク３４０に基づいてレーザ加工により積層体３３８の上面に個別電極３２５のパターンを形成することによってアクチュエータユニット３２０を形成してもよい。これにより、アクチュエータユニット３２０上に形成される個別電極３２５の圧力室３１０に対する位置精度をさらに高精度とすることができる。従って、インク吐出性能の均一性の向上を図ることができ、インクジェットヘッド３０１の長尺化をより容易に行うことができる。なお、図３９（ａ）及び図３９（ｂ）において、本実施の形態に係るインクジェットヘッド３０１と同一符号は、インクジェットヘッド３０１と同一あるいは相当部分を示すものである。
【０１６５】
また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面の全領域に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面のうちのいずれか一方の一部分だけに導電膜３２８を形成してもよい。また、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の下面であって圧力室３１０に臨まないほぼ全領域にわたって導電膜３２８を形成したが、下面内においてこれよりも小さい領域だけに導電膜３２８を形成してもよい。これにより、導電膜３２８を形成するために必要な材料の使用量を削減することができる。
【０１６６】
さらに、本実施の形態では、アクチュエータユニット３２０の左右斜辺に相当する２つの側面に導電膜３２８を形成しているが、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面に導電膜３２８を形成してもよい。また、このとき、アクチュエータユニット３２０の上辺及び下辺に相当する側面近傍の下面であって、圧力室３１０に臨まないほぼ領域に導電膜３２８を形成してもよい。これにより、共通電極３２６と流路ユニット３０２との電気的な接続を導電膜３２８を介してさらに確実に行うことができる。
【０１６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述した３つの実施の形態で用いられている圧電シートや電極の材料は、上述したものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。また、圧力室の平面形状や断面形状、配置形態、そして、活性層を含む圧電シートの数、非活性層の数などは、適宜変更してよい。また、活性層を含む圧電シートと非活性層とで層厚を異なる厚みにしてもよい。
【０１６８】
また、上述の実施の形態では、圧電シートに個別電極及び共通電極を配置することでアクチュエータユニットを形成しているが、必ずしもこのようなアクチュエータユニットを流路ユニットに接着する必要はなく、アクチュエータユニットは各圧力室の容積を個別に変化させることができるものであれば他のものを用いることもできる。また、上述の実施の形態では、圧力室がマトリクス状に配置されたものについて説明したが、圧力室が一列又は複数列に列設されたものについても本発明を適用することが可能である。
【０１６９】
上述の実施の形態では、圧力室から最も離れた最上層の圧電シートだけに活性層を形成しているが、最上層の圧電シートは必ずしも活性層を含んでいなくてもよく、また、最上層の圧電シートに加えてそれ以外の圧電シートに活性層を形成してもよい。これらの場合であっても、十分なクロストークの抑制効果を得ることができる。また、上述の実施の形態のインクジェットヘッドは圧電横効果を利用したユニモルフ構造を有するものであるが、これとは異なり、活性層を含む層を非活性層よりも圧力室側に配置した圧電縦効果を利用したインクジェットヘッドにも本発明は適用可能である。
【０１７０】
また、上述の実施の形態では、エッチングにより流路ユニットを構成する各プレートに開孔やマークを形成しているが、エッチング以外の方法で各プレートに開孔やマークを形成してもよい。
【０１７１】
さらに、上述の実施の形態では非活性層はすべて圧電シートであるが、非活性層として圧電シート以外の絶縁シートを用いてもよい。また、本発明において、アクチュエータユニットは、複数の圧力室に跨って連続して配置されていなくてもよい。つまり、アクチュエータユニットは各圧力室ごとに独立したものが圧力室の数ずつ流路ユニットに貼り付けられていてもよい。
【０１７２】
また、本発明において、圧電シート含有体は、上述の実施の形態のように、共通電極と個別電極とによって挟まれた活性層が存在する圧電シート１層だけを含むものであってもよいし、活性層が存在する一又は複数の圧電シートのほかにこれに積層された非活性層としての複数のシート状部材を含むものであってもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、流路ユニットにある各圧力室とアクチュエータユニットにある個別電極とを高い精度で位置合わせすることが可能となり、インクジェットプリンタで形成される画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】 図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】 図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。
【図５】 図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図６】 図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図７】 図４に描かれたヘッド本体の部分断面図である。
【図８】 図５内に描かれた二点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図９】 図４に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。
【図１０】 図６に示す領域におけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１１】 図１０のXI−XI線に沿った図４に示すヘッド本体の部分断面図である。
【図１２】 第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図１３】 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１４】 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、それぞれ、第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１５】 第１の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、印刷が施される領域を説明するための平面図である。
【図１６】 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図１７】 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ、第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図１８】 第２の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、メタルマスクが配置された領域を説明するための平面図である。
【図１９】 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、それぞれ、第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２０】 第３の製造方法に基づいた図４に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、フォトレジストが配置された領域を説明するための平面図である。
【図２１】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図２２】 図２１のXXII−XXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図２３】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、マークが形成されたキャビティプレートを示す平面図である。
【図２４】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図２５】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図２６】 図２５に対応した部分拡大断面図である。
【図２７】 本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、レーザ照射される領域を説明するための平面図である。
【図２８】 本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２９】 図２８に示すインクジェットヘッドにおける流路ユニット及びアクチュエータユニットの要部分解斜視図である。
【図３０】 図３０（ａ）は、図２８に示すインクジェットヘッドにおける圧力室及び個別電極の平面図である。
図３０（ｂ）は、図２８に示すインクジェットヘッドの部分縦断面図である。
【図３１】 図２８に示すインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの拡大部分平面図である。
【図３２】 図３１のXXXII−XXXII線に沿ったインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図３３】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程におけるアクチュエータユニットの分解斜視図である。
【図３４】 図３４（ａ）、図３４（ｂ）及び図３４（ｃ）は、それぞれ、アクチュエータユニットとなる積層体の平面図、正面図及び底面図である。
【図３５】 図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における部分断面図である。
【図３６】 図３６（ａ）及び図３６（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、アクチュエータユニットの部分拡大断面図である。
【図３７】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、位置合わせマークの一例を示す平面図である。
【図３８】 図２８に示すインクジェットヘッドの製造途中の一過程における、流路ユニット上にアクチュエータユニットが接着された状態を示す平面図である。
【図３９】 図３９（ａ）及び図３９（ｂ）は、それぞれ、図２８に示すインクジェットヘッドの変形例としての製造途中の一過程における部分断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１ａ ヘッド本体
４ 流路ユニット
５ マニホールド
５ａ 副マニホールド
８ インク吐出口
１０ 圧力室
１２ アパーチャ
２１ アクチュエータユニット
２２ キャビティプレート
３０ ノズルプレート
３２ インク流路
３４ 共通電極
３５ 個別電極
３５ａ 主電極部
３５ｂ 補助電極部
３６ａ，３６ｂ 補強用電極
４１ 圧電シート（活性層を含む層）
４２、４３、４４ 圧電シート（非活性層）
５５ マーク
１０１ インクジェットプリンタ
１３６ フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）
Claims (15)
- 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路ユニットの前記一表面にマークを形成する工程と、
前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体を、前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、
前記マークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シートを前記圧電シート含有体の一方の最外層として形成すると共に、
前記圧電シート含有体を固定する工程において、前記圧電シート含有体の他方の最外層を前記流路ユニットの前記一表面に固定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記個別電極を形成する工程が、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電性材料からなる前記個別電極のパターンを印刷する工程と、
前記個別電極のパターンを焼成する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記個別電極を形成する工程が、
前記マークに基づいて、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極のパターンの開孔を有するマスクを配置する工程と、
物理蒸着、化学蒸着及びメッキからなる群より選択されたいずれかによって、前記開孔から露出した前記圧電シート含有体上に前記個別電極のパターンで導電膜を形成する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記個別電極を形成する工程が、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電膜を形成する工程と、
前記マークに基づいて、前記個別電極のパターンとは反対のパターンで開孔を有するマスクを前記導電膜上に配置する工程と、
前記導電膜の前記開孔から露出した部分を除去する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記個別電極を形成する工程が、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、導電膜を形成する工程と、
前記マークに基づいて、前記個別電極が形成されるようにレーザー加工により前記導電膜を部分的に除去する工程とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記レーザー加工工程において、前記圧電シート含有体の少なくとも一部を前記導電膜の除去に引き続いて除去することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記レーザー加工工程において、前記個別電極が形成されるようにしつつ前記個別電極以外にある領域の前記導電膜の少なくとも一部を残存させることを特徴とする請求項６又は７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記マークを形成する工程を前記圧力室の作製と同時に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シート含有体の内部に前記個別電極を形成しないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シートが前記圧電シート含有体の一方の最外層となり且つ前記圧電シート含有体の内部に共通電極が形成されるように、前記圧電シート及び３枚の非活性層を積層し、
前記圧電シート含有体を固定する工程において、前記圧電シート含有体の他方の最外層を前記流路ユニットの前記一表面に固定することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 一端をノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力室が平面に沿って相互に隣接配置された流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定されたアクチュエータユニットであって、一定電位に保たれた共通電極、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートを含む互いに同じ厚みを有する複数の圧電シート、及び、前記複数の圧電シートのうちの隣接するいずれか２枚の圧電シート間に挟まれており前記共通電極と同じ形状で同じ厚みに形成された一又は複数の補強用金属膜を含むアクチュエータユニットとを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記流路ユニットの前記一表面に第１のマークを形成する工程と、
前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜を支持した前記複数の圧電シートを含む圧電シート含有体であって、前記圧電シート含有体内において前記共通電極及び前記一又は複数の補強用金属膜のいずれかである複数の内部配置膜が前記圧電シート含有体の厚み方向の中心に対して対称に配置され、かつ所定の温度で焼成された圧電シート含有体を用意する工程と、
前記圧電シート含有体に第２のマークを形成する工程と、
前記第１のマークと前記第２のマークとが所定位置関係となるように、前記圧電シート含有体を前記流路ユニットの前記一表面に接着剤により固定する工程と、
前記第１のマーク又は前記第２のマークに基づいて、前記流路ユニットに固定された前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面上に、前記個別電極を形成する工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記圧電シート含有体を用意する工程において、前記圧電シート含有体の側面から前記共通電極を露出させ、
前記個別電極を形成する工程が、
前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面となる面とは反対側の面を覆うと共に、前記圧電シート含有体の側面上で前記共通電極と接触する表面電極を形成する工程と、
各圧力室に対応した位置に個別電極が形成されるように、前記表面電極を部分的に除去する工程とを含んでいることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記表面電極を形成する工程において、前記圧電シート含有体が有する複数の側面のうちの少なくとも１つであって前記共通電極が露出している側面を実質的にその全領域にわたって被覆するように、前記表面電極を形成することを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記表面電極を形成する工程において、前記圧電シート含有体の前記流路ユニットとの固定面となる面上にまで延在して前記圧力室に臨まない領域を被覆するように、前記表面電極を形成することを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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