(57)【要約】【課題】  無駄な部品コスト及び製造コストを削減する。【解決手段】  ノズルに至るインク流路を含む流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、圧力室の容積を変化させる圧電シートを含むアクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程と、流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合することによって、接合体を作製する接合体作製工程とを備えている。そして、接合体に含まれる圧電シートの活性部毎にインピーダンスの周波数特性を測定する測定工程と、インピーダンスが極大となる反共振周波数Ｆａとインピーダンスが極小となる共振周波数Ｆｒとの差Ｆａ−Ｆｒの偏差に基づいて、インクジェットヘッドが良品であるか否かを判定する判定工程とを備えている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を経てインクを吐出するノズルに至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、
前記流路ユニットに接合されていると共に、変形に伴って前記圧力室の容積を変化させる圧電体を含むアクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程と、
前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとを接合することによって、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとの接合体を作製する接合体作製工程と、
前記接合体に含まれる前記圧電体について、一又は複数の前記圧力室に対向する領域ごとに、インピーダンスの周波数特性を測定する測定工程と、
複数の前記領域に関する、インピーダンスが極大となる周波数である反共振周波数Ｆａとインピーダンスが極小となる周波数である共振周波数Ｆｒとの差Ｆａ−Ｆｒの分布に基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定する判定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】
前記判定工程で良品であると判定された前記接合体の前記アクチュエータユニットに、前記アクチュエータユニットに駆動信号を供給するための給電部材を接合する給電部材接合工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定す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。
【請求項４】
前記所定値が、差Ｆａ−Ｆｒの平均値の３０％であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記接合体作製工程において、前記流路ユニットと複数の前記アクチュエータユニットとを接合し、
前記判定工程において、前記接合体内の各アクチュエータユニットにおける複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが当該アクチュエータユニットについて設定された個別所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記アクチュエータユニットにおける複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの前記アクチュエータユニットごとの平均値の偏差のすべてが前記接合体について設定された全体所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定す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。
【請求項６】
前記判定工程において、複数の前記領域に関する、差Ｆａ−Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒの分布とに基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定す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。
【請求項７】
前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが第１所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の共振周波数Ｆｒの偏差のすべてが第２所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定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。
【請求項８】
前記判定工程において、複数の前記領域に関する、差Ｆａ−Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒにおけるインピーダンスの分布とに基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定す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。
【請求項９】
前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが第１所定値以下であり、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の共振周波数Ｆｒの偏差のすべてが第２所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記領域に対応した共振周波数Ｆｒにおけるインピーダンスの偏差のすべてが第３所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定することを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記判定工程で良品であると判定された前記接合体を、前記測定工程で得られた測定結果に基づいて複数の等級のいずれかに分類する工程をさらに備えている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。
【請求項１１】
前記測定工程においてネットワークアナライザを用いて測定を行う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。
【請求項１２】
インクを吐出するノズルに連通した複数の圧力室が平面内においてマトリクス状に互いに隣接配置されていると共に、前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニットと、
前記流路ユニットに接合されていると共に、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットにおいて、各圧力室に対向するように配置された複数の個別電極と一定電位に保持された共通電極とで挟まれた複数の活性部が形成された圧電シートであって複数の前記圧力室に跨って延在した一又は複数の活性部含有層と、前記活性部が形成されておらず複数の前記圧力室に跨って延在した一又は複数の非活性層とが、非対称に配置されるように積層されており、
前記アクチュエータユニットにおける一又は複数の圧力室にそれぞれ対向した複数の領域に対応した、インピーダンスが極大となる周波数である反共振周波数Ｆａとインピーダンスが極小である共振周波数Ｆｒとの複数の差Ｆａ−Ｆｒのすべてが差Ｆａ−Ｆｒの平均値±３０％の範囲内にあることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは被印刷物にインクを吐出するインクジェットヘッドを備えている。インクジェットヘッドとしては、インクが供給される複数の圧力室と、これに対応する圧電素子とを備え、圧電素子に電位を印加して駆動させることにより圧力室内に圧力を発生させ、圧力室に対応する各ノズルからインクを吐出するものが知られている。このようなインクジェットヘッドは、開口加工等を施された金属薄板が積層されることによって内部に圧力室やノズルを含むインク流路が形成された流路部材と、電極に挟持された圧電素子とを接合して製作されるのが一般的である。そして、ノズルからインクを吐出させるときは、制御装置によりＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等の給電部材を介して圧電素子を挟持する電極に電位が印加される。
【０００３】
インクジェットヘッドの製造工程の1つに、流路部材と圧電素子との接合不良を判定するための判定工程がある。この判定工程では、組み立てが完了したインクジェットヘッドからインクを吐出させてこれらの不良を判定する。しかしながらインクジェットヘッドの組み立てが完了した後に判定工程を行うと、不良なインクジェットヘッドに対して部品コスト及び製造コストをかけなければならないという問題がある。そこで、圧電素子に給電部材を接続した段階で、給電部材であるＦＰＣを介して電極に電位を印加することにより圧電素子の固有振動数を測定し、その測定結果に基づいて流路部材と圧電素子との接合状態の不良を判定する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によると、インクを吐出させることなくこれらの不良を発見することができるため、無駄な部品コスト及び製造コストを削減することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６４１７５号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術は、固有振動数に基づいて圧電素子の機械的拘束状態を検査することで各部材の接合状態の不良を判定するものであるが、固有振動数のみでは圧電素子の圧電特性を十分に把握することができないため、圧電特性の異常を高い精度で発見することができない。従って、圧電素子の圧電特性に異常がある場合には、組み立てが完了したインクジェットヘッドからインクを吐出させなければその異常を発見することができない。このため、インクジェットヘッドに無駄な部品コスト及び製造コストをかけなければならない。
【０００６】
そこで、本発明の主たる目的は、無駄な部品コスト及び製造コストを削減することができるインクジェットヘッドの製造方法及びこれにより製造されたインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、圧力室を経てインクを吐出するノズルに至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、前記流路ユニットに接合されていると共に、変形に伴って前記圧力室の容積を変化させる圧電体を含むアクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程と、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとを接合することによって、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとの接合体を作製する接合体作製工程と、前記接合体に含まれる前記圧電体について、一又は複数の前記圧力室に対向する領域ごとに、インピーダンスの周波数特性を測定する測定工程と、複数の前記領域に関する、インピーダンスが極大となる周波数である反共振周波数Ｆａとインピーダンスが極小となる周波数である共振周波数Ｆｒとの差Ｆａ−Ｆｒの分布に基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定する判定工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の発明者は、Ｆａ−Ｆｒの分布が、圧電素子の圧電特性に対して相関を有することを新たに見出した。本発明は、この発明者の新たな知見に基づいてなされたものであり、Ｆａ−Ｆｒの分布を比較することにより異常な分布が含まれているか否かを判定することができる。つまり、分布の一部に異常がある場合でも容易にこれを検知することで、圧電素子の不良を高い精度で判定することができる。これにより、無駄な部品コスト及び製造コストを削減することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記判定工程で良品であると判定された前記接合体の前記アクチュエータユニットに、前記アクチュエータユニットに駆動信号を供給するための給電部材を接合する給電部材接合工程をさらに備えていることが好ましい。これによると、給電部材の接合前に判定工程を行うため、給電部材自体の抵抗や浮遊容量等に影響を受けることがなく、圧電素子の不良を高い精度で判定することができるため、無駄な部品コスト及び製造コストをさらに削減することができる。また、不良な接合体に給電部材が接合されることがないため、給電部材を無駄にすることがない。
【００１０】
さらに、本発明では、前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定することが好ましい。これによると、画一的な処理で圧電素子の不良を高い精度で判定することができる。
【００１１】
加えて、本発明においては、前記所定値が、差Ｆａ−Ｆｒの平均値の３０％であることがより好ましい。これによると、より高い精度で圧電素子の不良を判定することができる。
【００１２】
さらに、本発明においては、前記接合体作製工程において、前記流路ユニットと複数の前記アクチュエータユニットとを接合し、前記判定工程において、前記接合体内の各アクチュエータユニットにおける複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが当該アクチュエータユニットについて設定された個別所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記アクチュエータユニットにおける複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの前記アクチュエータユニットごとの平均値の偏差のすべてが前記接合体について設定された全体所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定することが好ましい。これによると、複数のアクチュエータユニットを備えている場合でも各部材の接合状態、及び圧電素子の不良を高い精度で判定することができる。
【００１３】
加えて、本発明においては、前記判定工程において、複数の前記領域に関する、差Ｆａ−Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒの分布とに基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定することが好ましい、または、前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが第１所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の共振周波数Ｆｒの偏差のすべてが第２所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定することが好ましい。これらによると、各部材の接合状態、及び圧電素子の不良をより高い精度で判定することができる。
【００１４】
または、本発明においては、前記判定工程において、複数の前記領域に関する、差Ｆａ−Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒの分布と、共振周波数Ｆｒにおけるインピーダンスの分布とに基づいて、前記接合体が良品であるか否かを判定してもよい。このとき、前記判定工程において、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の差Ｆａ−Ｆｒの偏差のすべてが第１所定値以下であり、前記接合体内の複数の前記領域に対応した複数の共振周波数Ｆｒの偏差のすべてが第２所定値以下であり、且つ、前記接合体内の複数の前記領域に対応した共振周波数Ｆｒにおけるインピーダンスの偏差のすべてが第３所定値以下である場合に、当該接合体が良品であると判定することが好ましい。これによると、各部材の接合状態、及び圧電素子の不良をより一層高い精度で判定することができる。
【００１５】
本発明のインクジェットヘッド製造方法は、前記判定工程で良品であると判定された前記接合体を、前記測定工程で得られた測定結果に基づいて複数の等級のいずれかに分類する工程をさらに備えていることが好ましい。これによると、予め判別された等級に対応するインクジェットヘッドに対するインクの吐出制御を行うことにより、インクジェットヘッド間のインクの吐出特性を均一化することができる。
【００１６】
本発明においては、前記測定工程においてネットワークアナライザを用いて測定を行うことが好ましい。これによると、インピーダンスアナライザを用いて測定を行う場合と比較して測定を迅速に行うことができる。
【００１７】
別の観点から見て本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルに連通した複数の圧力室が平面内においてマトリクス状に互いに隣接配置されていると共に、前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットに接合されていると共に、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットにおいて、各圧力室に対向するように配置された複数の個別電極と一定電位に保持された共通電極とで挟まれた複数の活性部が形成された圧電シートであって複数の前記圧力室に跨って延在した一又は複数の活性部含有層と、前記活性部が形成されておらず複数の前記圧力室に跨って延在した一又は複数の非活性層とが、非対称に配置されるように積層されており、前記アクチュエータユニットにおける一又は複数の圧力室にそれぞれ対向した複数の領域に対応した、インピーダンスが極大となる周波数である反共振周波数Ｆａとインピーダンスが極小である共振周波数Ｆｒとの複数の差Ｆａ−Ｆｒのすべてが差Ｆａ−Ｆｒの平均値±３０％の範囲内にある。これによると、圧力室に対応した複数の領域に関するアクチュエータユニットの特性ばらつきが少ないため、各ノズルのインクの吐出性能を均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜ヘッド全体構造＞
本発明の一実施の形態に係る製造方法によって製造されたインクジェットヘッドについて説明する。図１は、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。インクジェットヘッド１は、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が形成されたリザーバユニットであるベースブロック７１とを備えている。
【００２０】
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の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって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）５０が半田によって接着され、左又は右に引き出されている。
【００２１】
図３は、ヘッド本体７０の平面図である。図３に示すように、流路ユニット４は、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状を有している。図３において、流路ユニット４内に設けられた共通インク室であるマニホールド流路５が破線で描かれている。マニホールド流路５内へは、複数の開口３ａを介してベースブロック７１のインク溜まり３からインクが供給される。マニホールド流路５は、流路ユニット４の長手方向と平行に延在する複数の副マニホールド流路５ａに分岐している。
【００２２】
流路ユニット４の上面には、平面形状が台形である４つのアクチュエータユニット２１が、開口３ａを避けるように、千鳥状になって２列に配列された状態で接着されている。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の幅方向に部分的にオーバーラップしている。
【００２３】
アクチュエータユニット２１の接着領域と対向した流路ユニット４の下面は、多数のノズル８（図５参照）がマトリクス状に配列されたインク吐出領域となっている。アクチュエータユニット２１に対向する流路ユニット４の表面には、多数の圧力室１０（図５参照）がマトリクス状に配列された圧力室群９が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット２１は、多数の圧力室１０に跨る寸法を有している。
【００２４】
図２に戻って、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。インク溜まり３は、その一端に設けられた開口（図示せず）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おいて開口３ａと接続されるように千鳥状に設けられている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、及び、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。
【００２８】
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、アクチュエータユニット２１に対向した流路ユニット４内には、流路ユニット４の長手方向と平行に４本の副マニホールド流路５ａが延在している。各副マニホールド流路５ａには、その出口からノズル８に至る多数の個別インク流路が接続されている。図５は、個別インク流路を示す断面図である。図５から分かるように、各ノズル８は、圧力室１０及びアパーチャすなわち絞り１３を介して副マニホールド流路５ａと連通している。このようにして、ヘッド本体７０には、副マニホールド流路５ａの出口からアパーチャ１３、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路７が圧力室１０ごとに形成されている。
【００２９】
＜ヘッド断面構造＞
ヘッド本体７０は、図５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枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。
【００３０】
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７参照）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部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）とされ、残り３層が活性部を有しない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の空隙を構成するほぼ菱形の孔が、アクチュエータユニット２１の貼付範囲内に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１３との連絡孔２３ａ及び圧力室１０からノズル８への連絡孔２３ｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００３１】
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１３となる孔のほかに圧力室１０からノズル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１３と副マニホールド流路５ａとの連絡孔及び圧力室１０からノズル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、副マニホールド流路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。
【００３２】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図５に示すような個別インク流路７が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路７は、副マニホールド流路５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１３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１３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。
【００３３】
図５から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室１０とアパーチャ１３とは異なるレベルに設けられている。これにより、図４に示すように、アクチュエータユニット２１に対向した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１３を、当該圧力室に隣接する別の圧力室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。
【００３４】
ベースプレート２３及びマニホールドプレート２８の上下面と、サプライプレート２５及びマニホールドプレート２６、２７の上面と、カバープレート２９の下面には、余分な接着剤を流すための逃し溝１４が、各プレートの接合面に形成された開口を取り囲むように設けられている。この逃し溝１４があることによって、プレートどうしを接着する際の接着剤が個別インク流路内にはみ出して流路抵抗が変動することが防止される。
【００３５】
＜流路ユニットの詳細＞
図４に戻って、アクチュエータユニット２１の貼付範囲内には、多数の圧力室１０からなる圧力室群９が形成されている。圧力室群９は、アクチュエータユニット２１の貼付範囲とほぼ同じ大きさの台形形状を有している。圧力室群９は、各アクチュエータユニット２１について１つずつ形成されている。
【００３６】
図４から明らかなように、圧力室群９に属する各圧力室１０は、その長い対角線の一端においてノズル８に連通されていると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ１３を介して副マニホールド流路５ａに連通されている。後述するように、アクチュエータユニット２１上には、平面形状がほぼひし形で圧力室１０よりも一回り小さい個別電極３５（図６及び図７参照）が、圧力室１０と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図４において、図面を分かりやすくするために、流路ユニット４にあって破線で描くべき、ノズル８、圧力室１０及びアパーチャ１３等を実線で描いている。
【００３７】
圧力室１０は、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、すなわち流路ユニット４の延在方向であって、圧力室１０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をなす圧力室１０の一斜辺方向である。そして、圧力室１０の両方の鋭角部は、隣接する別の２つの圧力室の間に位置している。
【００３８】
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つのアクチュエータユニット２１内において、配列方向Ｂに１６個並べられている。
【００３９】
マトリクス状に配置された多数の圧力室１０は、図４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４の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド流路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。
【００４０】
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４の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する圧力室１０の下端部付近と対向している。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４の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する圧力室１０の上端部付近と対向している。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、副マニホールド流路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のほぼ全領域が、副マニホールド流路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が副マニホールド流路５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド流路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。
【００４１】
図４に示すように、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の対となる平行辺のうちの長辺に沿って、圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する多数の周縁空隙１５が長辺の全域に亘って一直線状に配列されている。周縁空隙１５は、キャビティプレート２２に形成された圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する孔がアクチュエータユニット２１及びベースプレート２３によって塞がれることによって画定されている。つまり、周縁空隙１５にはインク流路が接続されておらず、しかも周縁空隙１５には対向する個別電極３５が設けられていない。つまり、周縁空隙１５はインクで満たされることがない。
【００４２】
また、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の対となる平行辺のうちの短辺に沿って、多数の周縁空隙１６が短辺の全域に亘って一直線状に配列されている。さらに、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の両斜辺に沿って、多数の周縁空隙１７が両斜辺の全域に亘って一直線状に配列されている。周縁空隙１６、１７は、共に平面視正三角形の領域においてキャビティプレート２２を貫通している。周縁空隙１６、１７にはインク流路が接続されておらず、しかも周縁空隙１６、１７には対向する個別電極３５が設けられていない。つまり、周縁空隙１５と同様、周縁空隙１６、１７はインクで満たされることがない。
【００４３】
＜アクチュエータユニットの詳細＞
次に、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。アクチュエータユニット２１上には、圧力室１０と同じパターンで多数の個別電極３５がマトリクス状に配置されている。各個別電極３５は、平面視において圧力室１０と対向する位置に配置されている。
【００４４】
図６は個別電極３５の平面図である。図６に示すように、個別電極３５は、圧力室１０と対向する位置に配置されて平面視において圧力室１０内に収容される主電極領域３５ａと、主電極領域３５ａにつながっており且つ圧力室１０外に対向する位置に配置された補助電極領域３５ｂとから構成されている。
【００４５】
図７は、図６のVII−VII線に沿った断面図である。図７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。
【００４６】
最上層の圧電シート４１上に形成された個別電極３５の主電極領域３５ａは、図６に示すように、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。略菱形の主電極領域３５ａにおける下方鋭角部は延出されて、圧力室１０外に対向する補助電極領域３５ｂにつながっている。補助電極領域３５ｂの先端には、個別電極３５と電気的に接続された円形のランド部３６が設けられている。図７に示すように、ランド部３６は、キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない領域に対向している。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６に示すように、補助電極領域３５ｂにおける延出部表面上に接着されている。図７ではＦＰＣ５０の図示を省略しているものの、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。この接合を行う際に、ＦＰＣ５０の接点を、ランド部３６に対して押圧する必要がある。ランド部３６に対向するキャビティプレート２２の領域に、圧力室１０が形成されていないため、十分な押圧により確実な接合を行うことができる。
【００４７】
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、圧電シート４１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極３４が介在している。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。
【００４８】
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一定の電位、本実施の形態では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。
【００４９】
＜アクチュエータユニットの駆動方法＞
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を活性部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部として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
【００５０】
本実施の形態では、圧電シート４１において主電極領域３５ａと共通電極３４とによって挟まれた部分は、電界が印加されると圧電効果によって歪みを発生する活性部として働く。一方、圧電シート４１の下方にある３枚の圧電シート４２〜４４は、外部から電界が印加されることが無く、そのために活性部としてほとんど機能しない。したがって、圧電シート４１において主に主電極領域３５ａと共通電極３４とによって挟まれた部分が、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
【００５１】
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変位しないので、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７に示したように、圧電シート４１〜４４で構成されたアクチュエータユニット２１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、インクを副マニホールド流路５ａ側から吸い込む。
【００５２】
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、インクが副マニホールド流路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。
【００５３】
＜インクジェットヘッドの製造方法＞
次にインクジェットヘッド１の製造方法について図８を参照しつつ説明する。図８はインクジェットヘッド１の製造方法を示したブロック図である。図８に示すように、インクジェットヘッド１は、流路ユニット作製工程、アクチュエータユニット作製工程、ヘッド本体（接合体）作製工程、測定工程、判定工程、ＦＰＣ（給電部材）接合工程、及び等級分類工程が含まれている。
【００５４】
流路ユニット作製工程は、図５に示す流路ユニット４を作製するための工程である。流路ユニット作製工程においては、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の各プレート２２〜３０が、個別インク流路７を内部に形成するように位置合わせされた状態で接着剤で接合される。
【００５５】
アクチュエータユニット作製工程は、アクチュエータユニット２１を作製するための工程である。アクチュエータユニット作製工程においては、複数の個別電極３５、圧電シート４１、共通電極３４、圧電シート４２〜４４が順に焼成により焼結される。
【００５６】
ヘッド本体作製工程は、ヘッド本体７０を作製するための工程である。ヘッド本体作製工程においては、流路ユニット作製工程において作製された流路ユニット４と、アクチュエータユニット作製工程において作製されたアクチュエータユニット２１とが、接着剤により接合される。このとき、各個別電極３５に対応する活性部を含むアクチュエータユニット２１の部分領域と、個別電極３５に対応する個別インク流路７を構成する流路ユニット４の部分領域とが接合された複数の接合体がヘッド本体７０内に作製されている。
【００５７】
測定工程は、ヘッド本体作製工程において作製されたヘッド本体７０における、各接合体の活性部のインピーダンスの周波数特性を測定する工程である。活性部のインピーダンスの周波数特性は、後述するように、当該活性部に対応する接合体の接合状態に基づいて変化する。測定工程におけるインピーダンスの周波数特性の測定方法について図９を参照しつつ説明する。図９は、活性部におけるインピーダンスの周波数特性の測定方法を示す図である。図９に示すように、活性部におけるインピーダンスの周波数特性の測定にはネットワークアナライザ２００が用いられる。そして、インピーダンスの周波数特性の測定は、ネットワークアナライザ２００のプローブを、ロボット等を用いて測定対象の活性部に対応する個別電極３５に順次接触させて行われる。
【００５８】
図１０に活性部におけるインピーダンスの周波数特性の一例を示す。尚、縦軸はインピーダンスを、横軸は周波数を示している。図１０に示すように、活性部におけるインピーダンスの周波数特性は、インピーダンスが極小となる周波数である共振周波数Ｆｒと、インピーダンスが極大となる周波数である反共振周波数Ｆａとを有しているとともに、反共振周波数Ｆａが共振周波数Ｆｒよりも高くなっていることを特徴としている。尚、共振周波数Ｆｒにおけるインピーダンスの値を共振インピーダンスＺｒとする。
【００５９】
判定工程は、測定工程において測定された各接合体の活性部のインピーダンスの周波数特性に基づいて、ヘッド本体７０が良品か否かを判定する工程である。ヘッド本体７０が良品か否かは、（ａ）全アクチュエータユニット２１において、各個別電極３５に対応する活性部の反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差の偏差（以下Ｆａ−Ｆｒ偏差と称す）が平均値の３０％（第１所定値）以内であるとともに、各ヘッド本体７０において、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値をさらに全ユニットにわたって平均化した平均値の１５％以内であり、（ｂ）全アクチュエータユニット２１において、各個別電極３５に対応する活性部の共振周波数Ｆｒの偏差（以下Ｆｒ偏差と称す）が平均値の１０％（第２所定値）以内であるとともに、各ヘッド本体７０において、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の５％以内であり、且つ、（ｃ）全アクチュエータユニット２１において、各個別電極３５に対応する活性部の共振インピーダンスＺｒの偏差（以下Ｚｒ偏差と称す）が平均値の３０％（第３所定値）以内であるとともに、各ヘッド本体７０において、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１５％以内であるか否かにより判定する。判定工程において良品と判定されたヘッド本体７０のみが次のＦＰＣ接合工程に進められる。
【００６０】
ＦＰＣ接合工程は、判定工程において良品と判定されたヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１の各個別電極３５に対応するＦＰＣ５０の端子を半田により接合する工程である。
【００６１】
等級分類工程は、ＦＰＣ接合工程によりＦＰＣ５０が接合されたヘッド本体７０を、測定工程により得られた測定結果に基づいて等級付けすることにより、分類する工程である。１つのインクジェットプリンタには、同じ等級付けされたヘッド本体７０が組み込まれたインクジェットヘッド１が使用される。
【００６２】
＜判定工程における判定基準＞
次に、判定工程における判定基準（ａ）〜（ｃ）について順に詳細に説明する。
【００６３】
（判定基準（ａ）について）
前述したように、活性部は個別電極３５から電位が印加されると圧電横効果により分極方向と直角方向つまり個別電極３５の長辺方向に歪んで縮む。このような薄板状の圧電部材において、圧電部材に印加される電圧に対する伸縮量を示す定数は圧電定数ｄ31として次式で表される。
【００６４】
【数１】
2005225028.tif 000003
【００６５】
ここで電気機械結合定数ｋ31は活性部に印加した電気エネルギーが活性部の長辺方向に関する機械的エネルギーに変換される効率を示す定数（ｋ31＜１）であり、活性部の圧電的な活性度を示している。誘電率ε33は分極のしやすさを示す定数であり、コンプライアンスＳは応力に対する歪み率を示す定数である。従って、電気機械結合定数ｋ31を把握することにより各個別電極３５に対応する活性部の駆動状態、つまり各ノズル８から吐出されるインクの吐出速度、体積などの吐出状態を把握することができる。そして、電気機械結合定数ｋ31は、共振周波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａと次式に示す関係にある。
【００６６】
【数２】
2005225028.tif 000004
【００６７】
このように、上述した圧電部材においては、電気機械結合定数ｋ31が大きくなると反共振周波数ｆａ／共振周波数ｆｒの値が大きくなり、逆に、電気機械結合定数ｋ31が小さくなると反共振周波数ｆａ／共振周波数ｆｒの値が小さくなる関係にある。反共振周波数ｆａ／共振周波数ｆｒの値が大きくなる場合の多くは、反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差が大きくなる場合である。従って、反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差が大きくなると、圧電定数ｄ31が大きくなるため、インクの吐出速度が高くなるとともに吐出されるインクの体積が大きくなる。逆に、反共振周波数ｆａ／共振周波数ｆｒの値が小さくなる場合の多くは、反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差が小さくなる場合である。反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差が小さくなると、圧電定数ｄ31が小さくなるため、インクの吐出速度が低くなるとともに吐出されるインクの体積が小さくなる。このように、アクチュエータユニット２１における各活性部間の反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差を比較することにより圧電特性を知ることができるので各ノズル８から吐出されるインクの吐出速度、体積などの吐出状態の傾向を把握することができる。これにより、各接合体が良品か否かを引いてはヘッド本体７０が良品か否かを判定することができる。
【００６８】
複数の接合体の測定結果として、Ｆａ−Ｆｒ偏差（判定基準（ａ）参照）毎の、インクの吐出速度の平均値、インクの吐出速度の３σ値、吐出されたインクの体積の平均値、及びインクの体積の平均値に対する３σ値の割合を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2005225028.tif 000005
【００７０】
ヘッド本体７０においては、インクの吐出速度及びインクの液滴の体積のばらつきが少ないものほど吐出状態が良好と判定される。ここで、インクの吐出速度においては、インクの吐出速度の３σ値の比較によりばらつきを判定するが、インクの体積においては、体積が大きいほど吐出時にインクの液滴にともなって発生する小滴インクの体積の量が増えるため、インクの体積が大きいほどそのバラツキ絶対量も大きくなってしまうことを考慮し、インクの体積の平均値に対する３σ値の割合の比較によりばらつきを判定する。さらにこの測定結果を図１１に示す。横軸はＦａ−Ｆｒ偏差（％）を、縦軸左側はインクの吐出速度（ｍ／ｓｅｃ）を、縦軸右側は吐出されたインクの体積（ｐｌ）を示している。図中の菱形印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８からのインクの吐出速度の平均値を示しており、四角印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８から吐出されたインクの体積の平均値を示している。また、インクの吐出速度のばらつきは±３σ値の範囲で、インクの体積のばらつきは平均値に対する３σ値の割合（％）で示している。図１１に示すように、アクチュエータユニット２１においても、反共振周波数Ｆａと共振周波数Ｆｒとの差の偏差であるＦａ−Ｆｒ偏差が大きくなるとインクの吐出速度が高くなり、吐出されるインクの体積が大きくなる。逆に、Ｆａ−Ｆｒ偏差が小さくなるとインクの吐出速度が低くなり、吐出されるインクの体積が小さくなる。ここで、Ｆａ−Ｆｒ偏差が＋方向に３５％以上大きくなると、インクの吐出速度が急激に高くなるとともに、吐出されるインクの体積が急激に小さく且つばらつきが大きくなる。これはインクを吐出するための圧力が高くなりすぎ、吐出されたインクの液滴が分離するためである。逆にＦａ−Ｆｒ偏差が−方向に３５％以上大きくなると、インクの吐出速度及び体積のばらつきが急激に大きくなる。
【００７１】
よって、全ての活性部においてＦａ−Ｆｒ偏差が−３０％〜３０％の範囲外にあるヘッド本体７０は不良品と判定される。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１５％以内とするのが好ましい。
【００７２】
さらに、インクの吐出速度及び体積が安定しているＦａ−Ｆｒ偏差の範囲は２０％以内である。よって、より高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＦａ−Ｆｒ偏差が−２０％〜２０％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１０％以内とするのが好ましい。
【００７３】
加えて、インクの吐出速度及び体積がさらに安定しているＦａ−Ｆｒ偏差の範囲は１０％以内である。よって、より一層高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＦａ−Ｆｒ偏差が−１０％〜１０％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦａ−Ｆｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の５％以内とするのが好ましい。
【００７４】
（判定基準（ｂ）について）
共振周波数Ｆｒは活性部の拘束状態、つまり、各接合体における各層の接合状態と流路ユニット４内における各プレートの接合状態と各接合体及び流路ユニット４の接合状態とが影響する。活性部の拘束状態が強い場合は活性部の共振周波数Ｆｒが高くなる。この場合、吐出されるインクの速度が低くなるとともに、体積が小さくなる傾向にある。これは各接合状態における積層方向の厚みが厚くなるためである。逆に、活性部の拘束状態が弱い場合は活性部の共振周波数Ｆｒが低くなる。この場合、吐出されるインクの速度が高くなるとともに、体積が大きくなる傾向にある。これは各接合状態における積層方向の厚みが薄くなるためである。このように、活性部間の共振周波数Ｆｒを比較することにより各活性部に関与する部材の接合状態を判定することができる。これにより、各接合体が良品か否かを引いてはヘッド本体７０が良品か否かを判定することができる。
【００７５】
複数の接合体の測定結果として、Ｆｒ偏差（判定基準（ｂ）参照）毎の、インクの吐出速度の平均値、インクの吐出速度の３σ値、吐出されたインクの体積の平均値、及びインクの体積の平均値に対する３σ値の割合を表２に示す。
【００７６】
【表２】
2005225028.tif 000006
【００７７】
さらにこの測定結果を図１２に示す。横軸はＦｒ偏差（％）を、縦軸左側はインクの吐出速度（ｍ／ｓｅｃ）を、縦軸右側は吐出されたインクの体積（ｐｌ）を示している。図中の菱形印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８からのインクの吐出速度の平均値を示しており、四角印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８から吐出されたインクの体積の平均値を示している。また、インクの吐出速度のばらつきは±３σ値の範囲で、インクの体積のばらつきは平均値に対する３σ値の割合（％）で示している。図１２に示すように、アクチュエータユニット２１においても、共振周波数Ｆｒの偏差であるＦｒ偏差が大きくなるとインクの吐出速度が低くなり、吐出されるインクの体積が小さくなる。逆に、Ｆｒ偏差が小さくなるとインクの吐出速度が高くなり、吐出されるインクの体積が高くなる。そして、Ｆｒ偏差が＋方向に１２％以上大きくなると、インクの吐出速度が急激に低くなるとともに、吐出されるインクの体積が急激に小さく且つばらつきが大きくなる。これは接着剤の充填過多により各接合状態の積層方向の厚みが部分的に極端に厚くなるためである。逆にＦｒ偏差が−方向に１２％以上大きくなると、インクの吐出速度及び体積のばらつきが大きくなる。特にＦｒ偏差が−方向に１２％以上大きくなると、逆にインクの吐出速度が低くなり、吐出されるインクの体積も小さくなる。これは各接合状態の少なくともいずれかに不良があるためである。
【００７８】
よって、全ての活性部においてＦｒ偏差が−１０％〜１０％の範囲外にあるヘッド本体７０は不良品と判定される。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の５％以内とするのが好ましい。
【００７９】
さらに、インクの吐出速度及び体積が安定しているＦｒ偏差の範囲は６％以内となる。よって、より高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＦｒ偏差が−６％〜６％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の３％以内とするのが好ましい。
【００８０】
加えて、インクの吐出速度及び体積がさらに安定しているＦｒ偏差の範囲は３％以内となる。よって、より一層高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＦｒ偏差が−３％〜３％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＦｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１．５％以内とするのが好ましい。
【００８１】
（判定基準（ｃ）について）
共振インピーダンスＺｒは活性部の分極率が影響する。活性部の分極率が低い場合は活性部の共振インピーダンスＺｒが高くなる。この場合、吐出されるインクの速度が低くなるとともに、体積が小さくなる傾向にある。逆に、活性部の分極率が高い場合は活性部の共振インピーダンスＺｒが低くなる。この場合、吐出されるインクの速度が高くなるとともに、体積が大きくなる傾向にある。このように、活性部間の共振インピーダンスＺｒを比較することにより圧電シート４１における材料特性の均一性を判定することができる。
【００８２】
複数の接合体の測定結果として、Ｚｒ偏差（判定基準（ｃ）参照）毎の、インクの吐出速度の平均値、インクの吐出速度の３σ値、吐出されたインクの体積の平均値、及びインクの体積の平均値に対する３σ値の割合を表３に示す。
【００８３】
【表３】
2005225028.tif 000007
【００８４】
さらにこの測定結果を図１３に示す。横軸はＺｒ偏差（％）を、縦軸左側はインクの吐出速度（ｍ／ｓｅｃ）を、縦軸右側は吐出されたインクの体積（ｐｌ）を示している。図中の菱形印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８からのインクの吐出速度の平均値を示しており、四角印は偏差毎に分類された活性部に対応するノズル８から吐出されたインクの体積の平均値を示している。また、インクの吐出速度のばらつきは±３σ値の範囲で、インクの体積のばらつきは平均値に対する３σ値の割合（％）で示している。図１３に示すように、アクチュエータユニット２１においても、共振インピーダンスＺｒの偏差であるＺｒ偏差が大きくなるとインクの吐出速度が低くなり、吐出されるインクの体積が小さくなる傾向にある。逆に、Ｚｒ偏差が小さくなるとインクの吐出速度が高くなり、吐出されるインクの体積が高くなる傾向にある。そして、Ｚｒ偏差が＋方向に３５％以上大きくなると、インクの吐出速度が急激に低くなるとともに、吐出されるインクの体積が急激に小さく且つばらつきが大きくなる。逆にＺｒ偏差が−方向に３５％以上大きくなると、インクの吐出速度が急激に高くなるとともに、吐出されるインクの体積が急激に小さく且つばらつきが大きくなる。これはインクを吐出するための圧力が高くなりすぎ、吐出されたインクが分離するためである。
【００８５】
よって、全ての活性部においてＺｒ偏差が−３０％〜３０％の範囲外にあるヘッド本体７０は不良品と判定される。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１５％以内とするのが好ましい。
【００８６】
さらに、インクの吐出速度及び体積が安定しているＺｒ偏差の範囲は２０％以内となる。よって、より高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＺｒ偏差が−２０％〜２０％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の１０％以内とするのが好ましい。
【００８７】
加えて、インクの吐出速度及び体積がさらに安定しているＺｒ偏差の範囲は１０％以内となる。よって、より一層高品質のヘッド本体７０が要求される場合には、全ての活性部においてＺｒ偏差が−１０％〜１０％の範囲外にあるヘッド本体７０を不良品と判定することが好ましい。尚、ヘッド本体７０に複数のアクチュエータユニット２１が接合される場合は、各アクチュエータユニット２１の間でも吐出特性が均一化されることが望ましく、そのためには、上述した判定基準に加えて、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値が、各アクチュエータユニット２１におけるＺｒ偏差の平均値を更に全てのアクチュエータユニット２１にわたって平均化した平均値の５％以内とするのが好ましい。
【００８８】
以上説明した好適な実施の形態においては、判定工程が、Ｆａ−Ｆｒ偏差、Ｆｒ偏差、及び、Ｚｒ偏差の全てが良品の範囲にあるヘッド本体７０のみを良品と判定するため、高い精度で各部材の接合状態の不良、及びアクチュエータユニット２１の不良を判定することができる。これにより、不良なヘッド本体７０に対する無駄な部品コスト及び製造コストを削減することができる。
【００８９】
また、ＦＰＣ５０が接合されていない状態で判定工程を行うため、ＦＰＣ５０自体の抵抗や浮遊容量等に影響を受けることがなくヘッド本体７０における接合体が良品か否かを精度良く判定することができる。このため、無駄な部品コスト及び製造コストを削減することができる。また、判定工程において全ての接合体が良品と判定されたヘッド本体７０に対してのみＦＰＣ５０を接合するため、ヘッド本体７０が不良であってもＦＰＣ５０を無駄にすることがない。
【００９０】
さらに、本実施の形態においては、判定工程において良品と判定されたヘッド本体７０を吐出特性に応じて等級付けされるため、複数のヘッド本体７０においても吐出特性を均一化することができる。
【００９１】
加えて、本実施の形態においては、ネットワークアナライザ２００により活性部におけるインピーダンスの周波数特性を測定するため、インピーダンスアナライザを用いて測定を行う場合と比較して測定を迅速に行うことができる。
【００９２】
尚、本実施の形態では、判定工程において、ヘッド本体７０が判断基準（ａ）〜（ｃ）の全てを満たす場合にのみヘッド本体７０が良品と判定される構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、少なくとも判断基準（ａ）を満たす場合、つまり、判断基準（ａ）のみ、判断基準（ａ）及び（ｂ）のみ、又は、判断基準（ａ）及び（ｃ）のみを満たす場合にヘッド本体７０が良品と判定される構成でもよい。この場合、判断基準（ａ）〜（ｃ）の全てを判断する場合と比較して迅速にヘッド本体７０が良品か否かの判定を行うことができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、活性部におけるインピーダンスの周波数特性をネットワークアナライザ２００で測定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、インピーダンスアナライザで測定する構成でもよい。この場合ネットワークアナライザ２００で測定する場合と比較してより精密な測定結果を得ることができる。
【００９４】
また、本実施の形態では、ＦＰＣ５０が接合されていない状態で測定工程と判定工程とを行う構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、ＦＰＣ５０の接合工程の後に測定工程と判定工程とを行う構成でも良い。例えば、ＦＰＣ５０の接合工程の後に、Ｆａ−Ｆｒ偏差を測定し、判断基準（ａ）に基づいた判定を行ってもよく、または、ＦＰＣ５０の接合後に測定工程を行い、少なくとも判断基準（ａ）を含む判定を行うようにしても良い。ＦＰＣ５０の接合後であっても、本発明の発明者が見出したＦａ−Ｆｒとインクジェットヘッドの吐出特性との相関関係に変化はないため、インクジェットヘッドの良品判定は十分可能である。
【００９５】
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様々な設計変更が可能なものである。例えば、本実施の形態においては、ヘッド本体７０が良品か否かを、共振周波数Ｆｒ、反共振周波数Ｆａ、及び共振インピーダンスＺｒに対して所定の基準を設定して判定する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、活性部におけるインピーダンスの周波数特性の波形パターンから直接判定する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施の形態によって製造されたインクジェットヘッドの外観斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】図１に示す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の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図３に示すヘッド本体の圧力室に対応した部分断面図である。
【図６】図３に描かれたアクチュエータユニット上に形成された個別電極の平面図である。
【図７】図３に描かれたアクチュエータユニットの部分断面図である。
【図８】図１に示すインクジェットヘッドの製造方法を示したブロック図である。
【図９】図８に示された測定工程におけるインピーダンスの周波数特性の測定方法を示す図である。
【図１０】図８に示された測定工程において測定された、活性部におけるインピーダンスの周波数特性の例である。
【図１１】図５に描かれたアクチュエータユニットにおける各接合体の活性部のＦａ−Ｆｒ偏差とインクの吐出速度及び体積との関係を示した図である。
【図１２】図５に描かれたアクチュエータユニットにおける各接合体の活性部のＦｒ偏差とインクの吐出速度及び体積との関係を示した図である。
【図１３】図５に描かれたアクチュエータユニットにおける各接合体の活性部のＺｒ偏差とインクの吐出速度及び体積との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００９７】
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
７  個別インク流路
８  ノズル
１０  圧力室
１２  アパーチャ
１７  インク流路
２１  アクチュエータユニット
３４  共通電極
３５  個別電極
４１〜４４  圧電シート
５０  ＦＰＣ
７０  ヘッド本体
１０１  インクジェットプリンタ
２００  ネットワークアナライザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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