(57)【要約】【課題】内部に共通インク室が形成されていても、これの近傍に位置する複数枚の金属プレートを確実に金属接合する。【解決手段】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、及びサプライプレート２５を拡散接合で接合して上側構造体６１を形成する。３枚のマニホールドプレート２６、２７、２８を拡散接合で接合してマニホールド構造体６２を形成する。カバープレート２９及びノズルプレート３０を拡散接合で接合して下側構造体６３を形成する。そして、上側構造体６１、マニホールド構造体６２及び下側構造体６３を接着剤で接合する。【選択図】        図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔を有する少なくとも２枚の金属プレートを積層状態において金属接合し、これら少なくとも２枚の金属プレートを含む、孔を有する複数枚の薄板状部材を積層状態において接合することにより、共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る個別インク流路のうちの少なくとも一部を含む第１の積層構造体を形成する第１の接合工程と、
孔を有する複数枚の薄板状部材を積層状態において接合することにより、前記共通インク室の少なくとも一部を含む第２の積層構造体を形成する第２の接合工程と、
前記第１の接合工程で形成された前記第１の積層構造体と、前記第２の接合工程で形成された前記第２の積層構造体とを積層状態において接合する第３の接合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。
【請求項２】
前記少なくとも２枚の金属プレートが、前記共通インク室と前記圧力室との間に設けられた制限流路を構成する金属プレートを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記少なくとも２枚の金属プレートが、前記圧力室を構成する金属プレートを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の積層構造体に含まれる前記複数枚の薄板状部材が全て金属プレートであって、前記第１の接合工程では、前記複数枚の薄板状部材が金属接合されることを特徴とする請求項１〜３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。
【請求項５】
前記第１の接合工程で形成される前記第１の積層構造体に、前記共通インク室の壁となる前記薄板状部材が含まれていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第２の接合工程で形成される前記第２の積層構造体のみに、前記共通インク室の壁となる前記薄板状部材が含まれていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第２の接合工程では、前記複数枚の薄板状部材が接着剤によって接合されることを特徴とする請求項１〜６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。
【請求項８】
前記第２の接合工程では、前記複数枚の薄板状部材が金属接合されることを特徴とする請求項１〜６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。
【請求項９】
前記第３の接合工程では、前記第１の積層構造体と前記第２の積層構造体とが接着剤によって接合される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。
【請求項１０】
前記第３の接合工程では、前記第１の積層構造体と前記第２の積層構造体とが金属接合される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。
【請求項１１】
金属接合として、拡散接合及び半田接合のいずれかが行われることを特徴とする請求項１〜１０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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録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は、インクジェットヘッドに配置されているノズルからインクを吐出することにより被印刷媒体に対して印刷を施すことができる。このようなインクジェットヘッドにおいては、その内部に複雑且つ精密なインク流路を形成する必要がある。このため、インクジェットヘッドは薄板状のエッチングプレートを積層することによって形成される。エッチングプレートを積層して確実に接合するためには、例えば、エポキシ、ポリイミド、又はアクリル系の接着剤を用いて接合することが考えられる。しかしながら、塗布された接着剤の量が多い場合には、インクジェットヘッド内部に構成されるインク流路等に接着剤が流れ込むことがあり、これによりインク流路を狭めたり、塞いだりすることがある。そこで薄板状のエッチングプレートを積層して金属接合の１つである拡散接合により接合されるインクジェットヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、薄板状のエッチングプレートを強い結合力で接合することができるとともに、接着剤を利用しないため、インク流路に余分な接着剤が流れ込むことがなく、インク流路を狭めたり、塞いだりすることがない。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５８−１４７７４９号公報（第４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
金属接合による接合工程では、真空雰囲気の中で被接合物に対して接合方向に所定の圧力を加える必要がある。しかしながら、インクジェットヘッドの内部に大きな開口を有する大型のインク流路（共通インク室）が形成されている場合には、エッチングプレートの接合方向に対して所定の圧力を加えた場合に、共通インク室に隣接して積層されているエッチングプレートは、圧力の印加方向に対して共通インク室を形成する層からの支えが不十分な状態となる。これによりこのエッチングプレートが共通インク室に向かって凸となる方向に撓んで、共通インク室に隣接するエッチングプレートと、これに隣接するエッチングプレートとの間に隙間が生じ、接合方向に対して所定の圧力を隙間部分に加えることができない。このため共通インク室に隣接するエッチングプレートとこれに隣接するエッチングプレートとの間で充分な接合強度を得ることができない。また、これらのエッチングプレートにより形成される他のインク流路寸法が変形する場合もあるため、信頼性のある金属接合を実現することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、内部に共通インク室が形成されていても、これの近傍に位置する複数枚の金属プレートを確実に金属接合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を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、孔を有する少なくとも２枚の金属プレートを積層状態において金属接合し、これら少なくとも２枚の金属プレートを含む、孔を有する複数枚の薄板状部材を積層状態において接合することにより、共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る個別インク流路のうちの少なくとも一部を含む第１の積層構造体を形成する第１の接合工程と、孔を有する複数枚の薄板状部材を積層状態において接合することにより、共通インク室の少なくとも一部を含む第２の積層構造体を形成する第２の接合工程と、第１の接合工程で形成された第１の積層構造体と、第２の接合工程で形成された第２の積層構造体とを積層状態において接合する第３の接合工程とを備えている。
【０００７】
本発明によると、少なくとも２枚の金属プレートの金属接合が、共通インク室を含む第２の積層構造体を形成するための接合と別工程で行われるために、これらの金属プレートを十分な圧力下において金属接合することができる。これにより内部に共通インク室が形成されていても、これの近傍に位置する複数枚の金属プレートを確実に金属接合することができる。
【０００８】
本発明においては、少なくとも２枚の金属プレートが、共通インク室と圧力室との間に設けられた制限流路を構成する金属プレートを含んでいてもよい。これによると、制限流路において流路抵抗の変動や流路つまりが発生しにくくなるため、インク吐出特性の均一性を高めることができる。
【０００９】
本発明においては、少なくとも２枚の金属プレートが、圧力室を構成する金属プレートを含んでいてもよい。これによると、圧力室において流路抵抗の変動や流路つまりが発生しにくくなるため、インク吐出特性の均一性を高めることができる。
【００１０】
本発明においては、第１の積層構造体に含まれる複数枚の薄板状部材が全て金属プレートであって、第１の接合工程では、複数枚の薄板状部材が金属接合されることが好ましい。これによると、接着剤を用いることなく第１の積層構造体を形成することができるので、第１の積層構造体に含まれる個別インク流路内に接着剤が流れ込むことによる流路抵抗の変動や流路つまりを防止することができる。この場合、第１の接合工程で形成される第１の積層構造体に、共通インク室の壁となる薄板状部材が含まれていてもよい。または、第２の接合工程で形成される前記第２の積層構造体のみに、共通インク室の壁となる薄板状部材が含まれていてもよい。これによると、共通インク室の壁となる薄板状部材の共通インク室とは反対側の面が個別インク流路である場合にも、流路抵抗の変動や流路つまりが発生しにくくなる。
【００１１】
本発明において、第２の接合工程では、複数枚の薄板状部材が接着剤によって接合されることが好ましい。これによると、流路抵抗の変動や流路つまりがあまり問題とならない共通インク室を含む第２の積層構造体を、接着剤を用いた接合で形成するので、生産性がよく低コストでの製造が可能となる。
【００１２】
または本発明において、第２の接合工程では、複数枚の薄板状部材が金属接合されることが好ましい。これによると、接着剤による流路抵抗の変動や流路つまりを防止することができる。
【００１３】
本発明において、第３の接合工程では、第１の積層構造体と第２の積層構造体とが接着剤によって接合されることが好ましい。これによると、第１の積層構造体と第２の積層構造体との界面において流路抵抗の変動や流路つまりがあまり問題とならない場合に、これらを、接着剤を用いた接合で形成するので、生産性がよく低コストでの製造が可能となる。
【００１４】
または本発明において、第３の接合工程では、第１の積層構造体と第２の積層構造体とが金属接合されることが好ましい。これによると、接着剤による流路抵抗の変動や流路つまりを防止することができる。
【００１５】
本発明においては、金属接合として、拡散接合及び半田接合のいずれかが行われることが好ましい。これによると、各金属プレート間の接合の信頼性が高くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
第１の実施の形態に係るインクジェットヘッド製造方法により製造されるインクジェットヘッド１について説明する。図１は、インクジェットヘッド１の外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための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７０と、ヘッド本体７０の上方に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路である２つのインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。
【００１８】
ヘッド本体７０は、インク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面に接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は共に、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０が接着され、左右に引き出されている。ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１の長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。
【００１９】
ベースブロック７１の下面７３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７１は、下面７３の開口３ｂの近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂの近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０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。
【００２０】
ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ７２は、把持部７２ａと、把持部７２ａの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部７２ｂとを含んでいる。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上にドライバＩＣ８０が設置されている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。
【００２１】
ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されているため、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方であって、ＦＰＣ５０の外側には、基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上面と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下面とＦＰＣ５０との間は、それぞれシール部材８４で接着されている。
【００２２】
図３は、図１に示したヘッド本体７０の平面図である。図３において、ベースブロック７１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。２つのインク溜まり３は、ヘッド本体７０の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。２つのインク溜まり３はそれぞれ一端に開口３ａを有し、この開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通することによって、常にインクで満たされている。また、開口３ｂは、ヘッド本体７０の長手方向に沿って各インク溜まり３に多数設けられていて、上述したように各インク溜まり３と流路ユニット４とを結んでいる。多数の開口３ｂは、対となる２つずつがヘッド本体７０の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対と、他方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対とは、千鳥状に配置されている。
【００２３】
開口３ｂが配置されていない領域には、開口３ｂの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット２１が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺（上辺及び下辺）は、ヘッド本体７０の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺の一部同士がヘッド本体７０の幅方向にオーバーラップしている。
【００２４】
図４は、図３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に示すように、各インク溜まり３に設けられた開口３ｂは共通インク室であるマニホールド５に連通し、さらに各マニホールド５の先端部は２つに分岐して副マニホールド５ａを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット２１における２つの斜辺側それぞれから、隣接する開口３ｂから分岐した２つの副マニホールド５ａが延出している。つまり、アクチュエータユニット２１の下方には、アクチュエータユニット２１の平行対向辺に沿って互いに離隔した計４つの副マニホールド５ａが延在している。
【００２５】
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、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８は、図面を簡単にするために図４では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。
【００２６】
図５は、図４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は、流路ユニット４における多数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室１０は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向に平行である。各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、他端はアパーチャ１２（図６参照）を介して共通インク流路としての副マニホールド５ａに連通している。平面視において各圧力室１０と重なり合う位置には、圧力室１０と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。図５には、図面を簡略にするために、多数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。なお、図４及び図５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。
【００２７】
図５において、圧力室１０がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域１０ｘは、互いに重なり合うことなく各辺を共有するように、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂ（第２の方向）の２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、インクジェットヘッド１の長手方向、すなわち副マニホールド５ａの延在方向であって、菱形領域１０ｘの短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす菱形領域１０ｘの一斜辺方向である。圧力室１０は、対応する菱形領域１０ｘと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。
【００２８】
配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのインク吐出領域内において、配列方向Ｂに１８個並べられている。但し、配列方向Ｂの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。
【００２９】
マトリクス状に配置された複数の圧力室１０は、図５に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図５の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。
【００３０】
第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、第３の方向から見て、配列方向Ａと直交する方向（第４の方向）に関して、ノズル８が図５の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの下端部に位置している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、第４の方向に関して、ノズル８が図５の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの上端部に位置している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、副マニホールド５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ｂ、１０ｃの全領域が、副マニホールド５ａと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。
【００３１】
次に、ヘッド本体７０の断面構造について、図６及び図７を参照してさらに説明する。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図であり、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａが描かれている。図７はヘッド本体の部分分解斜視図である。図６から分かるように、ノズル８は、圧力室１０（１０ａ）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、ヘッド本体７０には、副マニホールド５ａの出口からアパーチャ１２、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路３２が圧力室１０ごとに形成されている。
【００３２】
ヘッド本体７０は、図７からも分かるように、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枚の金属プレートから流路ユニット４が構成されている。
【００３３】
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８（ａ）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からインクノズル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、２つの孔とその間を結ぶ領域で形成されたアパーチャ１２のほかに圧力室１０からインクノズル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からインクノズル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からインクノズル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からインクノズル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８がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００３４】
これら９枚の金属プレートは、図６に示すような個別インク流路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。この個別インク流路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ノズル８へと向かう。
【００３５】
次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。図８（ａ）はアクチュエータユニット２１と圧力室１０との部分拡大断面図であり、図８（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。
【００３６】
図８（ａ）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。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０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圧電シート４１上に個別電極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。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。
【００３７】
最上層の圧電シート４１上には、個別電極３５が形成されている。最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２と圧電シート４３の間に、電極は配置されていない。これら個別電極３５及び共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。
【００３８】
個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図８（ｂ）に示すように、図５に示した圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の個別電極３５における鋭角部の一方は延出され、その先端に、個別電極３５と電気的に接続された、略１６０μｍの径を有する円形のランド部３６が設けられている。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図８（ａ）に示すように、個別電極３５における延出部表面上に接着されている。また、ランド部３６は、ＦＰＣ５０に設けられた接点と電気的に接合されている。
【００３９】
共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。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に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに独立した別のリード線を含むＦＰＣ５０及びランド部３６を介してドライバＩＣ８０に接続されている（図１及び図２参照）。
【００４０】
次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート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）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中の電極に挟まれた電界印加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、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８（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画するキャビティプレート２２の上面に固定されているので、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、ノズル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。
【００４１】
ここで、前記所定のタイミングは、吐出要求の入力により圧電シート４１〜４４の変形を一旦解放したときに生じる負圧が、アパーチャ１２を介して伝播し、開放端としてのマニホールド５ａにおいて位相反転して再び圧力室１０に戻る時点に相当する。このタイミングで圧力室１０の容積を小さくするように圧電シート４１〜４４を変位させることにより、その変位量が小さくても、反転反射してきた正圧も加わることで所望の液適量を有したインクをノズル８から吐出することができる。すなわち、この駆動方式では、インクの吐出に対して、先に説明した駆動方式における圧力室１０の働きと同様に、圧力室１０ばかりでなく、副マニホールド５ａまでの流路が寄与している。
【００４２】
尚、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、インクが副マニホールド５ａ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。
【００４３】
次にヘッド本体７０の製造方法について説明する。ヘッド本体７０は、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４上とを接着剤で接合することにより製造される。
【００４４】
図９は、流路ユニット４を形成するための工程ブロック図である。図１０は各工程を説明するための図である。図９及び図１０に示すように、インクジェットヘッド製造方法は、上側構造体（第１の積層構造体）６１を形成する上側接合工程（第１の接合工程）と、マニホールド構造体（第２の積層構造体）６２を形成するマニホールド接合工程（第２の接合工程）と、下側構造体（第１の積層構造体）６３を形成する下側接合工程（第１の接合工程）と、流路ユニット４を形成する構造体接合工程（第３の接合工程）とを備えている。
【００４５】
上側接合工程では、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、及びサプライプレート２５を一括して拡散接合で接合することにより上側構造体６１を形成する。マニホールド接合工程では、３枚のマニホールドプレート２６、２７、２８を一括して拡散接合で接合することによりマニホールド構造体６２を形成する。下側接合工程は、カバープレート２９及びノズルプレート３０を拡散接合で接合することにより下側構造体６３を形成する。構造体接合工程では、上側接合工程により形成された上側構造体６１、マニホールド接合工程により形成されたマニホールド構造体６２、及び下側接合工程により形成された下側構造体６３を接着剤で接合することにより流路ユニット４を形成する。尚、上側接合工程、マニホールド接合工程、及び下側接合工程は同一の真空雰囲気の中で同時に行われ、その後、構造体接合工程が行われる。
【００４６】
以上説明した第１の実施の形態によると、上側構造体６１及び下側構造体６３が、マニホールド接合工程と独立した上側接合工程及び下側接合工程により接合されるため、上側構造体６１及び下側構造体６３を構成する各金属プレートを十分な圧力下において確実に金属接合することができる。
【００４７】
また、上側接合工程は、圧力室１０及びアパーチャ１２が形成される上側構造体６１を拡散接合により形成するため、圧力室１０及びアパーチャ１２に接着剤が流入することがなく、流路抵抗の変動や流路つまりが発生しない。これにより、インクジェットヘッド１のインク吐出特性の均一性を高めることができる。
【００４８】
さらに、上側構造体６１は、副マニホールド５ａの壁となるサプライプレート２５を含んでいるため、構造体接合工程においてアパーチャ１２に接着剤が流入することが無い。
【００４９】
加えて、構造体接合工程では、上側構造体６１、マニホールド構造体６２、及び下側構造体６３を接着剤で接合するため、拡散接合で接合する場合と比較して生産性がよく低コストでのインクジェットヘッド１の製造が可能となる。
【００５０】
また、上側接合工程、マニホールド接合工程及び下側接合工程では、各金属プレートを拡散接合で接合するため、内部に形成される他のインク流路に接着剤が流入することがなく、流路抵抗の変動や流路つまりが発生しない。
【００５１】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５２】
第２の実施の形態のインクジェットヘッド製造方法により製造されるインクジェットヘッドは、第１の実施の形態のインクジェットヘッド製造方法により製造されるインクジェットヘッド１と実質的に同様であるため、第２の実施の形態のインクジェットヘッド製造方法により製造されるインクジェットヘッドの説明は省略する。
【００５３】
ヘッド本体７０の製造方法について説明する。ヘッド本体７０は、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４上とを接着剤で接合することにより製造される。
【００５４】
図１１は、流路ユニット４を形成するための工程ブロック図である。図１２は各工程を説明するための図である。図１１及び図１２に示すように、インクジェットヘッド製造方法は、上側構造体（第１の積層構造体）６１Ａを形成する上側接合工程（第１の接合工程）と、マニホールド構造体（第２の積層構造体）６２Ａを形成するマニホールド接合工程（第２の接合工程）と、流路ユニット４を形成する構造体接合工程（第３の接合工程）とを備えている。
【００５５】
上側接合工程では、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、及びアパーチャプレート２４を一括して拡散接合で接合することにより上側構造体６１Ａを形成する。マニホールド接合工程では、サプライプレート２５、３枚のマニホールドプレート２６、２７、２８、及びカバープレート２９を一括して拡散接合で接合することによりマニホールド構造体６２Ａを形成する。構造体接合工程では、上側接合工程により形成された上側構造体６１Ａ、マニホールド接合工程により形成されたマニホールド構造体６２Ａ、及びノズルプレート３０を接着剤で接合することにより流路ユニット４を形成する。尚、上側接合工程及びマニホールド接合工程は同一の真空雰囲気の中で同時に行われ、その後、構造体接合工程が行われる。
【００５６】
以上説明した第２の実施の形態によると、上側構造体６１Ａが、マニホールド接合工程と独立した上側接合工程により接合されるため、上側構造体６１Ａを構成する各金属プレートを十分な圧力下において確実に金属接合することができる。
【００５７】
また、上側接合工程は、圧力室１０及びアパーチャ１２が形成される上側構造体６１Ａを拡散接合により形成するため、圧力室１０及びアパーチャ１２において接着剤が流入することが少なく、流路抵抗の変動や流路つまりが発生しにくい。これにより、インクジェットヘッド１のインク吐出特性の均一性を高めることができる。
【００５８】
加えて、構造体接合工程では、上側構造体６１Ａ、マニホールド構造体６２Ａ、及びノズルプレート３０を接着剤で接合するため、拡散接合で接合する場合と比較して生産性がよく低コストでのインクジェットヘッド１の製造が可能となる。
【００５９】
また、上側接合工程及びマニホールド接合工程では、各金属プレートを拡散接合で接合するため、内部に形成される他のインク流路に接着剤が流入することがない。
【００６０】
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、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。例えば、第１及び第２の実施の形態では、上側接合工程において、全ての金属プレートを拡散接合で接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ベースプレート２３、及びアパーチャプレート２４のみを拡散接合する等、少なくとも２枚の金属プレートを拡散接合する構成であればよい。この場合、他の金属プレートは接着剤により接合すればよい。尚、アパーチャ１２は、接合時における接着剤の流入によって、インクの吐出特性に敏感に影響を及ぼす。そのため、第１の実施の形態ではアパーチャ１２が形成されたアパーチャプレート２４と、これに隣接して積層されるベースプレート２３及びサプライプレート２５とを拡散接合することが、吐出特性をより均一化するという観点から有効である。
【００６１】
また、第１及び第２の実施の形態では、上側接合工程において、少なくともキャビティプレート２２、ベースプレート２３、及びアパーチャプレート２４を接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、上側接合工程において、これらの一部または全部を含まない金属プレートを接合する構成でもよい。
【００６２】
また、第１及び第２の実施の形態では、マニホールド接合工程において、副マニホールド５ａを形成する金属プレートのみを接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、少なくとも副マニホールド５ａの一部を形成する金属プレートを接合する構成であればよい。例えば、副マニホールド５ａを形成する金属プレート以外の金属プレートをともに接合する構成でもよい。
【００６３】
さらに、第１及び第２の実施の形態では、マニホールド接合工程において、各金属プレートを拡散接合で接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、各金属プレートを接着剤で接合してもよいし、拡散接合の接合と接着剤の接合とが混在していてもよい。この場合、拡散接合のみで接合する場合と比較して生産性がよく低コストでのインクジェットヘッド１の製造が可能となる。
【００６４】
また、第１及び第２の実施の形態では、流路ユニット４を形成するシート材が全て金属プレートとなる構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、上側接合工程において接合されるシート材の少なくとも２枚が金属プレートであれば、他のシート材はどのような材質であってもよい。尚、金属プレート以外のシート材の接合は、接着剤を用いる等の他の接合方法で実現すればよい。また、この場合でも、第１の実施の形態において、吐出特性の均一化の観点から、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、及びサプライプレート２５を金属プレートとし、拡散接合により互いの接合を行うことが有効である。
【００６５】
さらに、第１及び第２の実施の形態では、構造体接合工程において各構造体６１〜６３、６１Ａ、６２Ａや金属プレートを接着剤で接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、各構造体６１〜６３、６１Ａ、６２Ａや金属プレートを拡散接合で接合する構成でもよい。この場合、内部に形成される他のインク流路に接着剤が流入することがない。特に、第２の実施の形態では、少なくともアパーチャ１２を形成するための構造体６１Ａと構造体６２Ａとを拡散接合で接合することがよい。
【００６６】
加えて、第１及び第２の実施の形態では、金属接合として拡散接合で接合する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、例えば金属接合として、拡散接合の替わりに半田接合で接合する構成でもよい。尚、半田接合で接合する場合には、半田とぬれ性の良好な材料である銅メッキ、銀メッキ、及び金メッキ等で予めメッキされたか、またはこれらの元素を含有したステンレス鋼版である金属プレートを真空雰囲気の中で高温接合する。
【００６７】
また、第１及び第２の実施の形態では、上側接合工程、マニホールド接合工程、及び下側接合工程（第１の実施の形態のみ）を同時に行う構成であるが、各工程を行う順序は特に限定されるものではない。例えば、上側接合工程、マニホールド接合工程、及び下側接合工程を順に行ってもよいし、マニホールド接合工程行ったのちに上側接合工程や下側接合工程を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット製造方法により製造されるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】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４】図３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】図４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のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図６に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。
【図８】図６に描かれたアクチュエータユニット２１の拡大図である。
【図９】図６に示す流路ユニットを形成するための工程ブロック図である。
【図１０】図９に示すインクジェット製造方法の各工程を説明するための図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るインクジェット製造方法において図６に示す流路ユニットを形成するための工程ブロック図である。
【図１２】図１１に示すインクジェット製造方法の各工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１  インクジェットヘッド
４  流路ユニット
５  マニホールド
５ａ  副マニホールド
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
２３  ベースプレート
２４  アパーチャプレート
２５  サプライプレート
２６、２７、２８  マニホールドプレート
２９  カバープレート
３０  ノズルプレート
６１、６１Ａ  上側構造体
６２、６２Ａ    マニホールド構造体
６３  下側構造体
７０  ヘッド本体
【図１】
2005022174.tif 000003
【図２】
2005022174.tif 000004
【図３】
2005022174.tif 000005
【図４】
2005022174.tif 000006
【図５】
2005022174.tif 000007
【図６】
2005022174.tif 000008
【図７】
2005022174.tif 000009
【図８】
2005022174.tif 000010
【図９】
2005022174.tif 000011
【図１０】
2005022174.tif 000012
【図１１】
2005022174.tif 000013
【図１２】
2005022174.tif 000014