(57)【要約】【課題】容易な構成で、個別電極とＦＰＣの配線との電気的接続、及び、圧電層とＦＰＣの基材との機械的接続を行う。【解決手段】圧電層４１の上面には、基材４２と基材４２の上面に形成された配線４３とを有するＦＰＣ３３が配置されている。基材４２の接点１２ａ及び接点４３ａに重なる領域には貫通孔４２ａが形成され、基材４２の圧力室１０に重ならない領域には貫通孔４２ｂが形成されている。貫通孔４２ａには導電性材料４４が埋め込まれており、貫通孔４２ｂには固定材料４５が埋め込まれている。導電性材料４４は個別電極１２と配線４３とに接合されており、導電性材料４４を介して個別電極１２と配線４３とが電気的に接続されている。固定部材４５は圧電層４１と基材４２とに接合されており、固定部材４５により基材４２が圧電層４１に固定されている。【選択図】図４
2007055243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を移送する液体移送装置であって、
圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、
前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線、前記基材の、第１電極の前記接続領域と重なる領域に形成された第１の貫通孔、及び、前記基材の前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に形成された第２の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、
前記第１の貫通孔に充填されて前記第１の配線と前記第１電極の前記接続領域とに接合されることによって、前記第１の配線と前記第１電極とを電気的に接続する導電性材料と、
前記第２の貫通孔内に充填されて前記基材と前記圧電アクチュエータとに接合されることによって、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備えている液体移送装置。
【請求項２】
前記液体流路は、複数の個別液体流路として形成されており、前記圧力室は、複数の圧力室を含んで形成され、前記圧電アクチュエータにおいて、前記板材及び前記圧電層は前記複数の圧力室に跨って形成されるとともに、前記第１電極は前記複数の圧力室に対応して複数の個別電極として形成されており、前記配線部において、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔は、それぞれ複数の第１の貫通孔及び複数の第２の貫通孔を含んで形成されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項３】
前記複数の第２の貫通孔の一部は、前記複数の第１の貫通孔の、前記基材の所定の一方向において最も外側に形成されているものよりも外側に形成されている請求項２に記載の液体移送装置。
【請求項４】
前記基材の、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔を画成する面が、それぞれ前記基材の前記圧電層側ほど前記第１の貫通孔の中心及び前記第２の貫通孔の中心に向かって傾斜している請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項５】
前記固定材料が、導電性材料により形成されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項６】
前記圧電アクチュエータの前記圧電層は、前記板材とは反対側の面の、前記基材の前記第２の貫通孔が形成された領域と対向する領域に、前記個別電極とは絶縁されたダミー電極を有しており、
前記第２の貫通孔に充填された前記固定材料が、前記基材と前記ダミー電極とに接合されている請求項５に記載の液体移送装置。
【請求項７】
前記配線部が、前記基材において前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された第２の配線をさらに含んでおり、
前記板材が導電性材料からなり、
前記圧電アクチュエータの、前記第２の貫通孔と重なる領域には前記圧電層を貫通する第３の貫通孔が形成されており、
前記固定材料が前記第２及び第３の貫通孔に充填されて前記第２の配線と前記板材とに接合されることによって、前記振動板と前記第２の配線とが電気的に接続されている請求項５に記載の液体移送装置。
【請求項８】
前記流路ユニットの前記一面には前記圧力室の開口が形成されており、前記第３の貫通孔は、前記圧電層と前記板材とを貫通するとともに、前記流路ユニットの前記一面における前記圧力室の開口が形成されていない位置に対応して設けられている請求項７に記載の液体移送装置。
【請求項９】
前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記板材と反対側に突出した突出部が形成されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項１０】
前記配線部の前記基材の前記圧電層と対向する面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記圧電層側に突出した突出部が形成されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項１１】
前記配線部は、前記圧力室と重なる領域において、前記圧電アクチュエータと間隙を有して配置されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項１２】
他の部分よりも剛性の高い支持部を有する板材、前記板材の一面に積層された圧電層、並びに、前記板材の前記支持部を除く領域と重なる主領域及び前記板材の前記支持部と重なる接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域まで延在するように形成された第１電極を有する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線、前記基材の、第１電極の接続領域と重なる領域に形成された第１の貫通孔、及び、前記基材の、前記板材の前記支持部と重なる領域であって、第１電極の接続領域と重なる領域を除く領域に形成された第２の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、
前記第１の貫通孔に充填されて、前記第１の配線と前記第１電極とを電気的に接続する導電性材料と、
前記第２の貫通孔内に充填されて、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備えるアクチュエータユニット。
【請求項１３】
圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備える液体移送装置を製造する方法であって、
前記圧電アクチュエータ及び前記基材を提供する工程と、
前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに第１電極の前記接続領域と重なる領域に第１の貫通孔を形成し、前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に第２の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、
前記基材の前記第１の貫通孔が形成された領域が、第１電極の前記接続領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する配置工程と、
前記基材の、前記圧電アクチュエータの前記圧電層と反対側から、前記第１の貫通孔に向かって前記導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、
前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程と、
前記基材の前記圧電層と反対側から、前記第２の貫通孔に向かって固定材料の液滴を噴射する固定液滴噴射工程と、
前記固定液滴噴射工程において噴射した前記固定材料の液滴を硬化させる固定液滴硬化工程とを含む液体移送装置の製造方法。
【請求項１４】
前記固定液滴噴射工程が、前記導電性液滴噴射工程よりも先に行われる請求項１３に記載の液体移送装置の製造方法。
【請求項１５】
前記固定液滴が前記導電性液滴であって、前記導電性液滴噴射工程と前記固定液滴噴射工程とを同時に行う請求項１３に記載の液体移送装置の製造方法。
【請求項１６】
前記導電性液滴噴射工程及び前記固定液滴噴射工程を同時に行った後、前記導電性液滴硬化工程及び前記固定液滴硬化工程を同時に行う請求項１５に記載の液体移送装置の製造方法。
【請求項１７】
前記配置工程の前に、前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重なる領域を除く領域に前記板材と反対側に突出した突出部を形成する突出部形成工程をさらに有する請求項１３に記載の液体移送装置の製造方法。
【請求項１８】
圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成されるとともに一面に前記圧力室の開口が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの前記一面に固定された導電性材料からなる板材、前記圧力室に対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された前記第１電極に駆動電圧を供給するための第１の配線、及び、前記振動板に定電位を付与するための第２の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備える液体移送装置を製造する方法であって、
前記基材、前記板材及び前記流路ユニットとを提供する工程と、
前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに第１電極の前記接続領域と重なる領域に第１の貫通孔を形成し、前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に第２の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、
前記板材の、前記板材が前記流路ユニットに接続されたときに前記圧力室と重なる領域を除く領域に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を形成する工程に続いて、前記板材の一面上にＡＤ法又は気相成膜法によって前記圧電層を形成して、前記板材の前記貫通孔が形成された領域に前記板材と前記圧電層とを貫通する第３の貫通孔を形成する工程と、
前記圧電層の前記板材と反対側の面に前記第１電極を形成する工程と、
前記基材の前記第１の貫通孔が形成された領域が第１電極の前記接続領域と重なり、且つ、前記基材の前記第２の貫通孔が形成された領域が、前記板材及び前記圧電層の前記第３の貫通孔が形成された領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する工程と、
前記基材の前記圧電層と反対側から、前記基材に形成された前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔に向けて導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、
前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程とを含む液体移送装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を移送する液体移送装置、アクチュエータユニット及び液体移送装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内のインクに圧電アクチュエータにより圧力を付与し、圧力室に連通するノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、圧電アクチュエータの上面に形成された個別電極または共通電極と、圧電アクチュエータの上方に配置されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の配線とが電気的に接続されているものがある。例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、ＦＰＣの配線層のパッドが圧電アクチュエータの圧電シート（圧電層）の個別電極及び共通電極の接点ランド部に対向する位置に設けられており、各パッドには、ハンダ層が形成されている。そして、熱圧着により各パッドと個別電極及び共通電極とがハンダ層を介して電気的に接続される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-２２１４８号公報（図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、圧電シートの個別電極及び共通電極とＦＰＣのパッドとを熱圧着により接合する際に、接点ランド部の高さのばらつきを吸収するために、高い圧力を加える必要があり、この圧力によって圧電シートが破損してしまう虞がある。また、圧電シートとＦＰＣとはこの電気的接続が行われている部分においてのみ接合されているため、ＦＰＣに外力が加わると電気的接続が外れてしまう虞もある。このように、電気的接続が外れてしまうのを防止するために、電気的接続を行った後、圧電シートとＦＰＣとの間に接着剤などを充填することも考えられるが、構成が複雑になってしまう。また、いわゆるユニモルフ型変形の圧電アクチュエータにおいて、圧電シートの表面が、その厚さ方向に大きく変位するような場合には、圧電シートとＦＰＣとの間に接着剤などを充填すると、圧電アクチュエータの圧電シートの剛性が変化して、圧電アクチュエータの動作に支障をきたす場合がある。特に、圧電シートが単層又は２層である場合のように、圧電シートの層数が少ない圧電アクチュエータの場合には、圧電シートの表面における圧電アクチュエータの剛性が非常に小さいため、問題となる。
【０００５】
本発明の目的は、圧電アクチュエータの表面において圧電層を破損することなく電気的接続を行うことができ、その電気的接続が外れにくく、且つ、構成が簡単な液体移送装置及びアクチュエータユニットを提供することと、このような液体移送装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、液体を移送する液体移送装置であって、圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線、前記基材の、第１電極の前記接続領域と重なる領域に形成された第１の貫通孔、及び、前記基材の前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に形成された第２の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、前記第１の貫通孔に充填されて前記第１の配線と前記第１電極の前記接続領域とに接合されることによって、前記第１の配線と前記第１電極とを電気的に接続する導電性材料と、前記第２の貫通孔内に充填されて前記基材と前記圧電アクチュエータとに接合されることによって、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備えている液体移送装置が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、基材に形成された第１の貫通孔に導電性材料が充填され、第２の貫通孔に固定材料が充填された簡単な構成で、圧電層と第１の配線との電気的接続及び圧電層と基材との機械的接続を行うことができる。また、導電性材料及び固定材料は、第１の貫通孔及び第２の貫通孔にそれぞれ導電性材料の液滴及び固定材料の液滴を噴射することなどにより第１の貫通孔及び第２の貫通孔に充填することができるので、このような接続を行う際に、圧電層に圧力を加える必要がなく、圧電層の破損を防止することができる。さらに、固定材料により圧電層と基材とが機械的に接続されているため、第１の配線と個別電極との電気的接続が外れにくくなっている。
【０００８】
また、本発明の液体移送装置においては、前記液体流路は、複数の個別液体流路として形成されており、前記圧力室は、複数の圧力室を含んで形成され、前記圧電アクチュエータにおいて、前記板材及び前記圧電層は前記複数の圧力室に跨って形成されるとともに、前記第１電極は前記複数の圧力室に対応して複数の個別電極として形成されており、前記配線部において、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔は、それぞれ複数の第１の貫通孔及び複数の第２の貫通孔を含んで形成されていてもよい。これによると、複数の個別液体流路が形成された液体移送装置においても、基材に形成された第１の貫通孔に導電性材料が充填され、第２の貫通孔に固定材料が充填された簡単な構成で、圧電層と第１の配線とを電気的に接続し、且つ、圧電層と基材とを機械的に接続することができる。
【０００９】
また、本発明の液体移送装置においては、前記複数の第２の貫通孔の一部は、前記複数の第１の貫通孔の、前記基材の所定の一方向において最も外側に形成されているものよりも外側に形成されていてもよい。これによると、配線部の基材に所定の一方向から外力が加わったときに、導電性材料よりも固定材料に大きな応力が加わるので、第１の配線と個別電極との電気的接続は外れにくい。
【００１０】
また、本発明の液体移送装置においては、前記基材の、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔を画成する面が、それぞれ前記基材の前記圧電層側ほど前記第１の貫通孔の中心及び前記第２の貫通孔の中心に向かって傾斜していてもよい。これによると、傾斜面に沿って導電性材料及び固定材料の液滴を流すことにより、導電性材料及び固定材料をそれぞれ第１の貫通孔及び第２の貫通孔に確実に充填することができる。
【００１１】
また、本発明の液体移送装置においては、固定材料が、導電性材料により形成されていてもよい。これによると、導電性材料と固定材料とを同一の材料にすることにより、導電性材料と固定材料とを１つの工程において形成することができる。
【００１２】
本発明の液体移送装置において、前記圧電アクチュエータの前記圧電層は、前記板材とは反対側の面の、前記基材の前記第２の貫通孔が形成された領域と対向する領域に、前記個別電極とは絶縁されたダミー電極を有しており、前記第２の貫通孔に充填された前記固定材料が、前記基材と前記ダミー電極とに接合されていてもよい。これによると、固定材料とダミー電極とを接合することにより、配線部と圧電層との接合強度が大きくなる。
【００１３】
本発明の液体移送装置において、前記配線部が、前記基材において前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された第２の配線をさらに含んでおり、前記板材が導電性材料からなり、前記圧電アクチュエータの、前記第２の貫通孔と重なる領域には前記圧電層を貫通する第３の貫通孔が形成されており、前記固定材料が前記第２及び第３の貫通孔に充填されて前記第２の配線と前記板材とに接合されることによって、前記振動板と前記第２の配線とが電気的に接続されていてもよい。これによると、圧電層を挟んで対向する第１電極との間に電位差を発生させるための共通電極として機能する振動板と、第１の配線と同一の面上に形成された第２の配線との電気的接続を、第２の貫通孔及び第３の貫通孔に導電性材料を充填することにより容易に行うことができる。また、固定材料が第２の貫通孔に加え第３の貫通孔にも充填されるので、基材と圧電層との接合強度が大きくなる。
【００１４】
本発明の液体移送装置において、前記流路ユニットの前記一面には前記圧力室の開口が形成されており、前記第３の貫通孔は、前記圧電層と前記板材とを貫通するとともに、前記流路ユニットの前記一面における前記圧力室の開口が形成されていない位置に対応して設けられていてもよい。これによると、第３の貫通孔が振動板まで延びており、第３の貫通孔に固定材料が充填されているため、基材と圧電層との接合強度が大きくなる。また、貫通孔が形成された振動板の表面にＡＤ法又は気相成膜法により圧電層を形成することにより、貫通孔が形成された圧電層を容易に形成することができる。
【００１５】
また、本発明の液体移送装置においては、前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記板材と反対側に突出した突出部が形成されていてもよく、前記配線部の前記基材の前記圧電層と対向する面の、前記圧力室に重ならない領域に、前記圧電層側に突出した突出部が形成されていてもよい。いずれの場合にも、突出部により、圧力室に対向する領域において圧電層と基材とが接触しにくくなるため、基材が液体の移送に影響を与えるのを防止することができる。
【００１６】
本発明の液体移送装置において、前記配線部は、前記圧力室と重なる領域において、前記圧電アクチュエータとの間に間隙を有して配置されていてもよい。この場合には、配線部が圧電アクチュエータの変形を妨げる恐れがない。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、板材、前記板材の一面に積層された圧電層、及び、前記圧電層の前記板材と反対側の面に形成された第１電極を有する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線、前記基材の、第１電極と重なる領域に形成された第１の貫通孔、及び、前記基材の第１電極のと重なる領域を除く領域に形成された第２の貫通孔を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部と、前記第１の貫通孔に充填されて、前記第１の配線と前記第１電極とを電気的に接続する導電性材料と、前記第２の貫通孔内に充填されて、前記配線部を前記圧電アクチュエータに固定する固定材料とを備えるアクチュエータユニットが提供される。
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、
【００１９】
本発明の第３の態様に従えば、圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの一面に固定された板材、前記圧力室と対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の前記液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータと反対側の面に形成された第１の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備える液体移送装置を製造する方法であって、前記圧電アクチュエータ及び前記基材を提供する工程と、前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに第１電極の前記接続領域と重なる領域に第１の貫通孔を形成し、前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に第２の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、前記基材の前記第１の貫通孔が形成された領域が、第１電極の前記接続領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する配置工程と、前記基材の、前記圧電アクチュエータの前記圧電層と反対側から、前記第１の貫通孔に向かって前記導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程と、前記基材の前記圧電層と反対側から、前記第２の貫通孔に向かって固定材料の液滴を噴射する固定液滴噴射工程と、前記固定液滴噴射工程において噴射した前記固定材料の液滴を硬化させる固定液滴硬化工程とを含む液体移送装置の製造方法が提供される。
【００２０】
これによると、第１の貫通孔及び第２の貫通孔が形成された配線部を形成し、第１の貫通孔と第１電極の接続領域とが重なるように配線部を配置し、第１の貫通孔に導電性材料の液滴を噴射して硬化させ、第２の貫通孔に固定材料の液滴を噴射して硬化させるという容易な方法により、第１の配線と個別電極とを電気的に接続し且つ基材と圧電層とを機械的に接続することができる。また、圧電層に圧力を加えることなく、配線部の基材と圧電アクチュエータの圧電層とを電気的に接続し、機械的に接続することができるので、圧電層の破損を防止することができる。さらに、固定材料により圧電層と基材とが機械的に接続されているため、第１の配線と第１電極との電気的接続が外れにくくなっている。
【００２１】
また、本発明の液体移送装置の製造方法においては、固定液滴噴射工程が、導電性液滴噴射工程よりも先に行われてもよい。これによると、固定液滴噴射工程において、圧電層と基材とを機械的に接続した後、圧電層と基材とを固定している治具などを取り外しても圧電層及び基材の位置がずれないため、固定液滴噴射工程の後、圧電層と基材とを固定している治具などを取り外してから導電性液滴噴射工程を行うことができる。このため、複数の液体移送装置を製造する場合、導電性液滴噴射工程を行っている間に、取り外したその治具などを次の液体移送装置の製造に用いることができる。
【００２２】
また、本発明の液体移送装置の製造方法においては、固定材料の液滴が導電性材料の液滴であって、導電性液滴噴射工程と固定液滴噴射工程とを同時に行ってもよい。これによると、導電性液滴噴射工程と固定液滴噴射工程を同時に行うことにより製造工程が簡略化される。
【００２３】
本発明の液体移送装置の製造方法においては、導電性液滴噴射工程及び固定液滴噴射工程を同時に行った後、導電性液滴硬化工程及び固定液滴硬化工程を同時に行ってもよい。これによると、導電性液滴硬化工程と固定液滴硬化工程とを同時に行うことにより製造工程がさらに簡略化される。
【００２４】
また、本発明の液体移送装置の製造方法においては、前記配置工程の前に、前記圧電層の前記板材と反対側の面の、前記圧力室に重なる領域を除く領域に前記板材と反対側に突出した突出部を形成する突出部形成工程をさらに有していてもよい。これによると、基材を配置する前に圧電層の板材（例えば振動板）と反対側の面に突出部を形成することにより、基材を配置したときに圧力室に対向する領域において基材が圧電層に接触しにくくなる。
【００２５】
本発明の第４の態様に従えば、圧力室、液体排出口、及び前記圧力室を経て前記液体排出口に至る液体流路が形成されるとともに一面に前記圧力室の開口が形成された流路ユニットと、前記圧力室を覆うように前記流路ユニットの前記一面に固定された導電性材料からなる板材、前記圧力室に対向するように前記板材に積層された圧電層、並びに、前記圧力室と対向する主領域及び前記圧力室に対向しない接続領域を有し、前記圧電層の前記板材と反対側の面において、前記主領域から前記接続領域にまで延在するように形成された第１電極を有し、前記圧力室内の液体に排出エネルギーを付与する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを覆うように配された絶縁性を有する基材、その基材の前記圧電アクチュエータとは反対側の面に形成された前記第１電極に駆動電圧を供給するための第１の配線、及び、前記振動板に定電位を付与するための第２の配線を有し、前記圧電アクチュエータに対して駆動電圧を供給するために接続される配線部とを備える液体移送装置を製造する方法であって、前記基材、前記板材及び前記流路ユニットとを提供する工程と、前記基材の、前記基材が前記圧電アクチュエータに接続されたときに第１電極の前記接続領域と重なる領域に第１の貫通孔を形成し、前記圧力室と重なる領域を除く領域であって且つ第１電極の前記接続領域と重なる領域を除く領域に第２の貫通孔を形成して、前記配線部を形成する工程と、前記板材の、前記板材が前記流路ユニットに接続されたときに前記圧力室と重なる領域を除く領域に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔を形成する工程に続いて、前記板材の一面上にＡＤ法又は気相成膜法によって前記圧電層を形成して、前記板材の前記貫通孔が形成された領域に前記板材と前記圧電層とを貫通する第３の貫通孔を形成する工程と、前記圧電層の前記板材と反対側の面に前記第１電極を形成する工程と、前記基材の前記第１の貫通孔が形成された領域が第１電極の前記接続領域と重なり、且つ、前記基材の前記第２の貫通孔が形成された領域が、前記板材及び前記圧電層の前記第３の貫通孔が形成された領域と重なるように前記配線部の前記基材を配置する工程と、前記基材の前記圧電層と反対側から、前記基材に形成された前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔に向けて導電性材料の液滴を噴射する導電性液滴噴射工程と、前記導電性液滴噴射工程において噴射された前記導電性材料の液滴を硬化させる導電性液滴硬化工程とを含む液体移送装置の製造方法が提供される。
【００２６】
本発明の第４の態様によれば、貫通孔が形成された振動板等の板材に、ＡＤ法又は気相成膜法によりその表面に圧電層を形成することにより、圧電層に、板材に形成された貫通孔と連通する貫通孔を形成することができる。このため、圧電層に別途貫通孔を形成する工程が必要なく製造工程を簡略化することができる。また、第２の貫通孔に導電性液滴を噴射して第２の貫通孔及び第３の貫通孔に導電性材料を充填することにより共通電極として機能する振動板等の板材と第２の配線とを電気的に接続することができるので、別途板材と第２の配線との電気的接続を行うための工程を設ける必要がなく製造工程が簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。第１の実施の形態は、本発明を、ノズルからインクを吐出することによって記録用紙に記録を行うインクジェットヘッドに適用した一例である。
【００２８】
図１は、第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、図１の左右方向（走査方向）に移動可能なキャリッジ２と、キャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐにインクを吐出するシリアル式のインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを紙送り方向（図１の前方）に搬送する搬送ローラ４を有する。そして、インクジェットヘッド３はキャリッジ２と一体的に走査方向に移動しつつ、ノズル１６（図２参照）からインクを吐出して記録用紙Ｐに画像及び／又は文字など（以下、単に画像とする）を記録する。また、インクジェットヘッド３によって画像を記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ４によって紙送り方向に排出される。
【００２９】
次に、インクジェットヘッド３について図２〜図６を用いて説明する。図２は、インクジェットヘッド３の平面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図４は、図３のIV−IV線断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図２のＦＰＣ３３の平面図である。
【００３０】
図２〜図６に示すように、インクジェットヘッド３は、圧力室１０を含む複数の個別インク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置された圧電アクチュエータ３２と、圧電アクチュエータの上面に配置されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）（配線部材）３３とを有している。
【００３１】
流路ユニット３１は、図４、図５に示すように、キャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２及びノズルプレート２３を備えており、これら４枚が積層されて接合状態で接続されている。このうちキャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレートに後述するマニホールド流路（共通インク室）１１や圧力室１０などのインク流路がエッチングなどにより形成されている。また、ノズルプレート２３は、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により構成されており、マニホールドプレート２２の下面に接合される。または、ノズルプレート２３も、他の３枚のプレート２０〜２２と同様、ステンレス鋼等の金属材料によって構成されていてもよい。
【００３２】
図２〜図４に示すように、キャビティプレート２１には、平面に沿って配列され、上面に開口を有する複数の圧力室１０（例えば１０個）が形成されており、これら複数の圧力室１０は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。各圧力室１０の形状は、平面視で、走査方向（図２の左右方向）に長い略長円形である。
【００３３】
ベースプレート２１の平面視で複数の圧力室１０の長手方向両端部に重なる領域には連通孔１３、１４が形成されている。マニホールドプレート２２には、紙送り方向に延びるマニホールド流路１１が形成されている。マニホールド流路１１は、図２において左側に配列された圧力室１０の左半分及び右側に配列された圧力室１０の右半分に重なるように配置されている。そして、マニホールド流路１１にはインク供給口９からインクが供給される。また、マニホールドプレート２２には、平面視で連通孔１４に重なる位置には、連通孔１５が形成されている。
【００３４】
ノズルプレート２３には、平面視で連通孔１５に重なる位置にノズル１６が形成されている。なお、ノズルプレート２３が合成樹脂材料から構成されている場合には、ノズル１６はエキシマレーザ加工などによって形成することができ、ノズルプレート２３が金属材料からなる場合には、ノズル１６はプレスなどの方法によって形成することができる。
【００３５】
そして、マニホールド流路１１は連通孔１３を介して圧力室１０に連通し、圧力室１０はさらに連通孔１４、１５を介してノズル１６まで連通している。このように、流路ユニット３１には、マニホールド流路１１から圧力室１０を経てノズル１６に至る複数の個別インク流路が形成されている。
【００３６】
次に、圧電アクチュエータ３２について説明する。圧電アクチュエータ３２は、図４、図５に示すように、流路ユニット３１の上面に形成された振動板４０と、振動板４０の上面に形成された圧電層４１と、圧電層４１の上面に複数の圧力室１０に対応して形成された複数の個別電極１２とを有している。
【００３７】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属材料からなる板状体であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室１０の開口を覆うように配設され、キャビティプレート２０の上面に接合される。金属製の振動板４０は、導電性を有しており、圧電層４１において個別電極１２との間に挟まれた部分に電界を作用させるための共通電極を兼ねている。
【００３８】
振動板４０の上面には、図４に示すように、チタン酸鉛とジルコン酸鉛の固溶体であり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層４１が配置されている。圧電層４１は、マニホールド流路１１が図２の左右方向に延びている部分及び振動板４０の図２の左上の隅部に重なる領域を除いて、複数の圧力室１０にわたって連続的に形成されている。圧電層４１は、例えば、非常に小さな圧電材料の粒子を基板に吹き付けて高速で衝突させることによって基板に堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成することができる。また、圧電層４１は、スパッタ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、ゾルゲル法又は水熱合成法により形成することも可能である。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することによって生成された圧電シートを所定の大きさに切断し、振動板４０の上面に貼り付けることによって形成することも可能である。
【００３９】
圧電層４１の上面には、平面視で複数の圧力室１０に重なる領域（主領域）に、圧力室１０よりも一回り小さい略長円形状の個別電極１２が形成されている。個別電極１２は、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。また、個別電極１２においては、個別電極１２の長手方向に関する一方の端部が個別電極１２の長手方向に圧力室１０に重ならない領域（接続領域）まで延びており、この部分が接点１２ａとなっている。個別電極１２は、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法及び蒸着法等により形成することができる。
【００４０】
圧電アクチュエータ３２の上面には、図２〜図６に示すように、ＦＰＣ３３が配置されている。ＦＰＣ３３は、圧電層４１の上面に配置された絶縁性の合成樹脂材料などにより構成される基材４２と、基材４２の上面に形成された接点１２ａとの接続を行うための配線（第１の配線）４３と、振動板４０に接続された配線４６とを有する。
【００４１】
基材４２の、平面視で接点１２ａに重なる位置には、複数の貫通孔（第１の貫通孔）４２ａが形成されている。また、基材４２の、平面視で、圧電アクチュエータ３２の列間領域及び列外領域と重なる領域には、複数の貫通孔（第２の貫通孔）４２ｂが形成されている。ここで、圧電アクチュエータ３２の列間領域及び列外領域とは、圧電層４１の、平面視でそれぞれ、２列に配置された圧力室１０の列の間と重なる領域あって且つ圧力室１０とは重ならない領域と、各列において紙送り方向（図２の上下方向）に隣接する圧力室１０の間と重なる領域であって且つ貫通孔４２ａが形成された領域よりも走査方向（図２の左右方向）の外側と重なる領域をいう。貫通孔４２ａ、４２ｂの直径は、３０〜４０μｍ程度であり、これらの貫通孔４２ａ、４２ｂは、それぞれ基材４２の下面側ほど（圧電層４１側ほど）内径が小さく形成されている。
【００４２】
図２〜図４に示すように、貫通孔４２ａには導電性材料４４が充填されている。導電性材料４４は配線４３と個別電極１２の接点１２ａとに接合されており、導電性材料４４を介して、配線４３の接点４３ａと個別電極１２とが電気的に接続されている。後述するように、導電性材料４４は、銀、金などのナノ粒子を含んだナノ導電粒子インク、溶融したハンダなどを基材４２の上方から噴射することによって貫通孔４２ａ内に充填される。貫通孔４２ｂには、固定材料４５が充填されている。固定材料４５は、基材４２と圧電層４１とに接合されており、固定材料４５により基材と圧電層４１とが機械的に接続されている。後述するように、固定材料４５はＵＶ硬化樹脂、エポキシ樹脂などを基材の上方から噴射することによって貫通孔４２ｂ内に充填される。
【００４３】
図２、図６に示すように、配線４３は、基材４２の貫通孔４２ａに重なる接点４３ａから、走査方向における基材４２の中央と反対側に向かって延び、紙送り方向におけるインク供給口９からドライバＩＣ５０へ向かう向き（図２の上向き）に折れ曲がり、さらに、走査方向における基材４２の中央側に向かって折れ曲がって、ＦＰＣ３３の上面に配置されたドライバＩＣ５０まで延びている。そして、ドライバＩＣ５０は、配線４３及び導電性材料４４を介して、所望の個別電極１２を所定の電位に設定する。配線４６は、図２、図６に示すように、基材４２の一隅部（図２の左上の隅部）から走査方向における基材４２の中央側（図２の右側）に延び、さらに、紙送り方向におけるドライバＩＣ５０からインク供給口９へ向かう向き（図２の下向き）に折れ曲がってドライバＩＣ５０に接続される。また、配線４６の、基材４２の図２の左上の隅部に対向する部分には接点４６ａが形成されており、接点４６ａにおいて、配線４６と振動板４０とが電気的に接続されている。そして、ドライバＩＣ５０は、配線４６を介して、共通電極を兼ねている振動板４０の電位を常にグランド電位に保持している。
【００４４】
次に、圧電アクチュエータ３２の動作について説明する。ドライバＩＣ５０によって個別電極１２の電位が選択的に設定されると、個別電極１２と、共通電極としての振動板４０との間に電位差が発生し、これらに挟まれた圧電層４１の部分に厚み方向の電界が発生する。このとき、圧電層４１の分極方向がこの電界の方向と同じであれば、圧電層４１は、厚み方向に直交する水平方向に収縮する。この圧電層４１の収縮に伴って、振動板４０が圧力室１０に向かって凸になるように変形するため、圧力室１０の体積が減少し、圧力室１０内の圧力が増加するため、圧力室１０に連通するノズル１６からインクが吐出される。
【００４５】
次に、インクジェットヘッド３の製造方法について図７を用いて説明する。図７は、インクジェットヘッド３の製造工程を表す図である。ただし、以下では、流路ユニット３１の上面に振動板４０を形成した後の製造工程について説明する。
【００４６】
インクジェットヘッド３を製造するためには、流路ユニット３１を形成し、流路ユニット３１の上面に振動板４０を形成した後、図７（ａ）に示すように、上面に配線４３が形成された基材４２に貫通孔４２ａ及び貫通孔４２ｂを形成して、ＦＰＣ３３を形成する（配線部形成工程）。ここで、貫通孔４２ａは、基材４２の、次の工程でＦＰＣ３３を圧電層４１の上面に配置するときに平面視で個別電極１２の接点１２ａと重なる領域（第１貫通孔形成領域）、つまり、基材４２の接点４３ａが形成されている領域に形成される。貫通孔４２ｂは、次の工程においてＦＰＣ３３を圧電層４１の上面に配置するときに、平面視で基材４２の、圧電アクチュエータ３２の列間領域及び列外領域と重なる領域に形成される。ここで、圧電アクチュエータ３２の列間領域及び列外領域とは、それぞれ、２列に配置された圧力室１０の列の間であって且つ圧力室１０に重ならない領域と、各列において紙送り方向に隣接する圧力室１０の間であって且つ貫通孔４２ａが形成された領域よりも走査方向の外側の領域とを示している。
【００４７】
次に、図７（ｂ）に示すように、平面視で、ＦＰＣ３３に形成された貫通孔４２ａと接点１２ａとが重なるようにＦＰＣ３３を位置合わせして、圧電層４１の上面に配置する（配線部配置工程）。このとき、ＦＰＣ３３の貫通孔４２ｂが形成された領域は、平面視で圧電層４１の列間領域及び列外領域と重なるように配置される。
【００４８】
次に、図７（ｃ）に示すように、インクジェットヘッド又はマイクロディスペンサなどによって、ＦＰＣ３３の上方から、ＦＰＣ３３の貫通孔４２ｂが形成された領域に向かって、ＵＶ硬化樹脂、エポキシ樹脂などからなる直径が５０μｍ程度の固定材料の液滴５１を噴射し、貫通孔４２ｂに固定材料４５を充填する（固定液滴噴射工程）。
【００４９】
次に、図７（ｄ）に示すように、貫通孔４２ｂに充填された固定材料４５を硬化させる（固定液滴硬化工程）。ここで、固定材料４５がＵＶ硬化樹脂の場合には、例えばＵＶランプにより紫外線を照射することによって固定材料４５を硬化させ、固定材料４５がエポキシ樹脂の場合には、例えば赤外線ランプにより加熱することによって固定材料４５を硬化させる。
【００５０】
次に、図７（ｅ）に示すように、ＦＰＣ３３の上方から、インクジェットヘッドやマイクロディスペンサなどによって、貫通孔４２ａに銀、金などのナノ粒子を含んだナノ導電粒子インク又は溶融したハンダなどからなる、直径が５０μｍ程度の導電性材料の液滴５２を噴射し、貫通孔４２ａに導電性材料４４を充填する（導電性材料噴射工程）。
【００５１】
次に、図７（ｆ）に示すように、貫通孔４２ａに充填された導電性材料４４を硬化させる（導電性材料硬化工程）。ここで、導電性材料４４が銀、金などのナノ粒子を含むナノ導電粒子インクの場合には、例えば赤外線ランプにより加熱することによって導電性材料４４を硬化させ、導電性材料４４がハンダの場合には例えばハンダの温度が下がるのを待つことによって導電性材料を硬化させる。この後、基材４２の配線４６の接点４６ａが形成されている部分を振動板４０に押し付けてハンダ付けを行うなどして振動板４０と配線４６との電気的接続が行われ、インクジェットヘッド３が完成する。
【００５２】
以上に説明した第１の実施の形態によると、貫通孔４２ａ及び貫通孔４２ｂが形成された基材４２を有するＦＰＣ３３を圧電層４１の上面に配置し；基材４２（ＦＰＣ３３）の貫通孔４２ｂが形成された領域に向かって固定材料の液滴５１を噴射して、貫通孔４２ｂ内に固定材料４５を充填し、固定材料４５を硬化させ；基材４２の貫通孔４２ａが形成された領域に向かって導電性材料の液滴５２を噴射することにより貫通孔４２ａ内に導電性材料４４を充填し、導電性材料４４を硬化させている。このような容易な方法で、ＦＰＣ３３の基材４２と圧電層４１とを機械的に接続し、且つ、ＦＰＣ３３の配線４３と個別電極１２とを電気的に接続することができるので、インクジェットヘッド３の製造工程が簡略化される。また、ＦＰＣ３３を圧電層４１に接続する際に圧電層４１に圧力を加える必要がないため、圧電層４１に加えられた圧力により圧電層４１が破損する恐れがない。さらに、導電性材料４４に加えて固定材料４５もＦＰＣ３３と圧電層４１との接合に寄与しているので、導電性材料４４のみによって接合されている場合と比べて、ＦＰＣ３３と圧電層４１との接合強度が大きくなり、導電性材料４４による電気的接続が外れにくくなる。
【００５３】
また、走査方向において、一部の貫通孔４２ｂは、貫通孔４２ａが形成されている領域よりも外側の領域に形成されているので、走査方向に沿ってＦＰＣ３３をはがすような外力が加わったときに、貫通孔４２ａ内に充填された導電性材料４４よりも、走査方向において貫通孔４２ａよりも外側の領域に形成された貫通孔４２ｂに充填された固定材料４５に大きな応力が加わる。つまり、これらの貫通孔４２ｂに充填された固定材料４５によって、貫通孔４２ａに充填された導電性材料４４によるＦＰＣ３３の配線４３と圧電層に形成された個別電極１２との接合が保護されることになるので、配線４３と個別電極１２との電気的接続は外れにくくなる。
【００５４】
また、基材４２の貫通孔４２ａ及び貫通孔４２ｂを画成している面は、それぞれ圧電層４１側（下側）ほど貫通孔４２ａ及び貫通孔４２ｂの中心に向かって傾斜しているので、基材４２の貫通孔４２ａ，４２ｂを画成する面に沿って導電性材料の液滴及び固定材料の液滴を流すことにより確実に貫通孔４２ａ、４２ｂ内に導電性材料４４及び固定材料４５を充填することができる。
【００５５】
また、固定液滴噴射工程及び固定液滴硬化工程は、導電性液滴噴射工程及び導電性液滴硬化工程よりも先に行われるので、固定液滴噴射工程及び固定液滴硬化工程において、圧電層と基材とを機械的に接続した後、圧電層と基材とを固定している治具などを取り外しても、圧電層と基材との位置がずれる恐れがない。そのため、固定液滴噴射工程及び固定液滴硬化工程の後、圧電層と基材とを固定している治具などを取り外してから導電性液滴噴射工程及び導電性液滴硬化工程を行うことができる。このため、複数のインクジェットヘッドを製造する場合、導電性液滴噴射工程及び導電性液滴硬化工程を行っている間に、取り外された固定用の治具などを用いて次のインクジェットヘッドの製造を行うことができる。
【００５６】
次に、第１の実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、第１の実施の形態と同様の構成を有するものには同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００５７】
〈第１変更形態〉
第１の例として、図８、図９に示すように、圧電層４１の表面の、平面視で紙送り方向に隣接する圧力室１０の間であって圧力室１０に重ならない領域に、上方に突出したエポキシ樹脂などからなる突出部６０が形成されていてもよい。この場合、突出部６０により、圧電層４１の平面視で圧力室１０に重なる領域において、ＦＰＣ３３との間に隙間ができ、この隙間により圧電層４１とＦＰＣ３３とが接触するのが防止される。これにより、ＦＰＣ３３が圧電層４１の圧力室１０に重なる領域に接触してインクの吐出特性に影響を与えてしまうのを防止することができる。なお、このような突出部６０は、配置工程において圧電層４１の上面にＦＰＣ３３を配置する前に、圧電層４１の上面に突出部６０を形成する工程（突出部形成工程）を行うことにより形成することができる。
【００５８】
第２の例として、圧電層４１の上面に突出部６０を形成することに加えて、あるいはこれに代わって、図１０に示すように、ＦＰＣ３３の下面側（圧電層と対向する面側）の、平面視で圧力室１０に重なる領域を除く領域に、下向きに突出する突出部６０Ａを設けてもよい。これにより、前述の突出部６０と同様に、ＦＰＣ３３が圧電層４１の圧力室１０に重なる領域に接触して、インクの吐出特性に影響を与えてしまうのを防止できる。なお、このような突出部６０Ａは、ＦＰＣ３３の下面に、例えばエポキシ樹脂などにより形成してもよく、あるいは、ＦＰＣ３３にパンチなどで型押しすることによってＦＰＣ３３を塑性変形させて形成してもよい。
【００５９】
〈第２変更形態〉
図１１に示すように、圧電層４１の、平面視で貫通孔４２ｂに重なる領域には、個別電極１２と絶縁されたダミー電極１７が形成されており、貫通孔４２ｂに導電性材料４９が充填されていてもよい。この場合でも、導電性材料４９により圧電層４１と基材４２とが機械的に接続される。ここで、導電性材料４９は圧電層４１の表面に形成されたダミー電極１７に接合されているので、ダミー電極１７を形成せずに貫通孔４２ｂに導電性材料４９を充填した場合よりも接合強度が大きくなる。さらに、導電性材料４９と導電性材料４４とが同じ材料である場合には、導電性材料４４と導電性材料４９とを同じ工程で形成し、その後同時に硬化させることができ、製造工程が簡略化される。
【００６０】
［第２の実施の形態］
次に本発明に係る第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、振動板及び圧電層の構造が第１の実施の形態と異なるので、特にこの部分について詳細に説明する。
【００６１】
図１２は第２の実施の形態に係るインクジェットヘッド５３の平面図であり、図１３は図１２のXII−XII線断面図である。図１２、図１３に示すように、インクジェットヘッド５３は第１の実施の形態と同様、圧力室１０を含む複数の個別インク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置された圧電アクチュエータ６２と、圧電アクチュエータ６２の上面に配置されたＦＰＣ６３とを有している。
【００６２】
流路ユニット３１は、第１の実施の形態の流路ユニットと同様であり、キャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２及びノズルプレート２３の４枚が積層されて接合状態で接続されている。そして、第１の実施の形態と同様、流路ユニット３１には、マニホールド流路１１から圧力室１０を経てノズル１６に至る複数の個別インク流路が形成されている。
【００６３】
圧電アクチュエータ６２は、図１３に示すように、流路ユニット３１の上面に形成された振動板７０と、振動板７０の上面に形成された圧電層７１と、圧電層７１の上面に複数の圧力室１０に対応して形成された複数の個別電極１２とを有している。
【００６４】
振動板７０は、第１の実施の形態の振動板４０（図４参照）と同様、平面視で略矩形状の金属板である。振動板７０は、キャビティプレート２０の上面に、複数の圧力室１０を覆うように配設され、キャビティプレート２０の上面に接合される。金属製の振動板７０は、導電性を有しており、個別電極１２との間に挟まれた部分の圧電層７１に電界を作用させるための共通電極を兼ねている。また、振動板７０の、複数の圧力室１０のうち図１１の最も左上にある圧力室の右側に隣接する領域に対向する部分であって、平面視で圧力室１０とは重ならない部分には、貫通孔７０ａが形成されている。
【００６５】
振動板７０の上面には、図１３に示すように、チタン酸鉛とジルコン酸鉛の固溶体であり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層７１が配置されている。圧電層７１は、マニホールド流路１１が図１２の左右方向に延びている部分に重なる領域を除いて、複数の圧力室１０にわたって連続的に形成されている。また、圧電層７１の、振動板７０の貫通孔７０ａと平面視で重なる領域には、貫通孔７１ａが形成されている。圧電層７１は、後述するようにエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）又は気相成膜法により、非常に小さな圧電材料の粒子を振動板４０の上面に堆積させて形成される。
【００６６】
圧電層７１の上面には、平面視で複数の圧力室１０に重なる領域（主領域）に、圧力室１０よりも一回り小さい略長円形状の個別電極１２が形成されている。個別電極１２は、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。また、個別電極１２においては、個別電極１２の長手方向に関する一方の端部が個別電極１２の長手方向に圧力室１０に重ならない領域（接続領域）まで延びており、この部分が接点１２ａとなっている。個別電極１２は、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法及び蒸着法等により形成することができる。
【００６７】
圧電アクチュエータ６２の上面には、図１２、図１３に示すように、ＦＰＣ６３が配置されている。ＦＰＣ６３は、圧電層７１の上面に配置された合成樹脂材料などにより構成される基材７２と、基材７２の上面に形成された、個別電極１２の接点１２ａとの接続を行うための配線（第１の配線）７３と、振動板７０との接続を行うための配線（第２の配線）７６とを有する。
【００６８】
基材７２において、前述の第１貫通孔形成領域には、複数の貫通孔（第１の貫通孔）７２ａが形成されており、列間領域及び列外領域には、複数の貫通孔（第２の貫通孔）７２ｂが形成されている。貫通孔７２ａ、７２ｂの直径は３０〜４０μｍ程度であり、基材７２の、貫通孔７２ａ，７２ｂを画成する面は、それぞれ下面側（圧電層７１側）ほど、貫通孔７２ａ、７３ａの中心に向かって傾斜している。また、貫通孔７２ｂのうちの１つは貫通孔７０ａ、７１ａに連通している。
【００６９】
図１２、図１３に示すように、貫通孔７２ａには導電性材料７４が充填されている。導電性材料７４は配線７３と個別電極１２とに接合されており、導電性材料７４を介して配線７３と個別電極１２とが電気的に接続されている。貫通孔７２ｂには、導電性材料７５が充填されている。貫通孔７０ａ、７１ａに連通する貫通孔７２ｂに充填されている導電性材料７５は、貫通孔７０ａ、７１ａを介して振動板７０に接合されるとともに配線７６に接合され、振動板７０と配線７６とを電気的に接続している。貫通孔７２ｂ以外の貫通孔に充填されている導電性材料７５は、基材７２と圧電層７１とに接合されており、導電性材料７５により基材７２と圧電層７１との機械的に接続されている。
【００７０】
配線７３は、図１２に示すように、基材７２の各貫通孔７２ａに重なる接点７３ａから基材７２の図１２の左右方向の外側に延び、図１２の上方向に折れ曲がり、さらに、図１２の左右方向内側に折れ曲がり、ＦＰＣ６３の上面に配置されたドライバＩＣ５０まで延びている。そして、ドライバＩＣ５０によって配線７３及び導電性材料７４を介して、所望の個別電極１２に所定の電位が付与される。配線７６は、基材７２の、貫通孔７２ｂと貫通孔７０ａ、７１ａとが連通するように形成された位置から図１２の上方に延びてドライバＩＣ５０に接続されている。そして、共通電極を兼ねる振動板７０の電位は、ドライバＩＣ５０によって、配線７６を介して常にグランド電位に保持されている。
【００７１】
次に、インクジェットヘッド５３の製造方法について図１４、図１５を用いて説明する。ただし、以下ではインクジェットヘッド５３の製造方法のうち、流路ユニット３１を製造した後の工程について説明する。図１４は製造工程の前半を示す工程図であり、図１５は製造工程の後半を示す工程図である。
【００７２】
インクジェットヘッド５３を製造するには、流路ユニット３１を製造した後、図１４（ａ）に示すように、配線７３、配線７６（図１２参照）が形成された基材７２に貫通孔７２ａ、７２ｂを形成することにより、ＦＰＣ６３を形成する（配線部形成工程）。ここで、貫通孔７２ａは、次の工程で基材７２を圧電アクチュエータ６２の上面に配置するときに、平面視で個別電極１２の接点１２ａと重なる領域（第１貫通孔形成領域）、つまり、接点部７３ａに重なる領域に形成される。貫通孔７２ｂは、次の工程で基材７２を圧電アクチュエータ６２の上面に配置するときに、平面視で、基材７２の、圧電アクチュエータ６２の列間領域及び列外領域と重なる領域に形成される。
【００７３】
次に、振動板７０にプレス加工などにより、図１４（ｂ）に示すように、貫通孔７０ａを形成する。このとき、貫通孔７０ａは、振動板７０を流路ユニット３１の上面に配置したときに、図１３の最も左上にある圧力室１０の、図１３の右側に隣接する領域に重なるように形成される。
【００７４】
次に、図１４（ｃ）に示すように、貫通孔７０ａが形成された振動板７０の上面にＡＤ法又は気相成膜法により圧電層７１を形成する。このとき、振動板７０の、平面視で貫通孔７０ａと重なる領域には、貫通孔７１ａが形成される。
【００７５】
次に、図１４（ｄ）に示すように、圧電層７１の上面に、スクリーン印刷、スパッタ法及び蒸着法等により個別電極１２を形成する。このとき、個別電極１２は、圧電層７１の、圧電アクチュエータ６２を流路ユニット３１に接合したときに平面視で圧力室１０に重なる領域に形成される。このようにして振動板７０、圧電層７１及び個別電極１２を形成することにより圧電アクチュエータ６２を形成する（圧電アクチュエータ形成工程）。そして、図１４（ｅ）に示すように、圧電アクチュエータ６２を流路ユニット３１のキャビティプレート２０の上面に接合する。
【００７６】
次に、図１５（ａ）に示すように、ＦＰＣ６３の貫通孔７２ａが形成された領域と接点１２ａとが平面視で重なるように位置合わせして、ＦＰＣ６３を圧電層７１の上面に配置する（配線部配置工程）。このとき、ＦＰＣ６３は、貫通孔７２ｂのうちの１つの貫通孔と、圧電アクチュエータ６２の列間領域において図１２の最も上側に形成されている貫通孔７０ａ、７１ａとが連通するように配置される。貫通孔７２ｂのうち、貫通孔７０ａ，７１ａと連通する貫通孔を、貫通孔７２ｃと呼ぶ。
【００７７】
次に、図１５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド、マイクロディスペンサなどによって、ＦＰＣ６３の上方から、ＦＰＣ６３の貫通孔７２ａ、７２ｂが形成された領域に向かって、銀、金などのナノ粒子を含むナノ導電粒子インク又は溶融したハンダなどからなる直径が５０μｍ程度の導電性材料の液滴８１を噴射し、貫通孔７２ａに導電性材料７４を充填するとともに、貫通孔７２ｂに導電性材料７５を充填する（導電性材料噴射工程）。このとき、導電性材料７５は、貫通孔７０ａ、７１ａにも充填される。
【００７８】
次に、図１５（ｃ）に示すように、貫通孔７２ａに噴射した導電性材料７４及び貫通孔７２ｂに噴射した導電性材料７５を硬化させる（導電性材料硬化工程）。ここで、導電性材料７４、７５が銀、金などのナノ粒子を含むナノ導電粒子インクの場合には、例えば赤外線ランプにより加熱することによって導電性材料７４、７５を硬化させることができ、導電性材料７４、７５がハンダの場合には、例えばハンダの温度が下がるのを待つことによって導電性材料７４、７５を硬化させることができる。以上のような工程で、インクジェットヘッド３は製造される。
【００７９】
以上に説明した第２の実施の形態によると、貫通孔７２ａ及び貫通孔７２ｂが形成された基材７２を有するＦＰＣ６３を圧電層７１の上面に配置し、基材７２の貫通孔７２ａ、７２ｂが形成された領域に向かって導電性材料の液滴８１を噴射することによって、貫通孔７２ａ、７２ｂに導電性材料７４、７５を充填し、導電性材料７４、７５を硬化させている。このような容易な方法で、ＦＰＣ６３の基材７２と圧電層７１とを機械的に接続し、ＦＰＣ６３の配線７３及び個別電極１２と、ＦＰＣの配線７６及び振動板７０とを電気的に接続することができるので、インクジェットヘッド５３の製造工程が簡略化される。また、ＦＰＣ６３を接続する際に圧電層７１に圧力を加える必要がないため、加圧に起因する圧電層７１の破損を防止することができる。
【００８０】
また、一部の貫通孔７２ｂは、ＦＰＣ６３の、貫通孔７２ａが形成されている領域及び、貫通孔７２ｃが形成されている領域よりも走査方向において外側の領域に形成されている。そのため、走査方向に沿ってＦＰＣ６３をはがす向きの外力が加わったときに、貫通孔７２ａに充填された導電性材料７４及び貫通孔７２ｂのうち貫通孔７０ａ、７１ａに連通している貫通孔（貫通孔７２ｃ）に充填された導電性材料７５よりも、他の貫通孔７２ｂ内に充填された導電性材料７５に大きな応力が加わる。これにより、配線７３及び個別電極１２と、配線７６及び振動板７０との電気的接続が外れにくくなる。
【００８１】
また、導電性材料７４と導電性材料７５とを同一の工程により形成することができるので製造工程が簡略化される。
【００８２】
また、貫通孔７０ａが形成された振動板７０の表面に、ＡＤ法又は気相成膜法により圧電層７１を形成する際に、同時に貫通孔７１ａが形成されるので、別途貫通孔７１ａを形成する工程が必要なく製造工程が簡略化される。
【００８３】
また、導電性液滴噴射工程において貫通孔７２ａに充填された導電性材料７４により、個別電極１２と配線７３とが電気的に接続されるともに、貫通孔７２ｃに充填された導電性材料７５により、振動板４０と配線７６とが電気的に接続されるので、振動板７０と配線７６とを電気的に接続するための工程を別途設ける必要がなく製造工程がさらに簡略化される。
【００８４】
また、第１の実施の形態の場合と同様、基材７２の、貫通孔７２ａ及び貫通孔７２ｂを画成する面は、圧電層７１側（下側）ほど貫通孔７２ａ及び貫通孔７２ｂの中心に向かって傾斜しているので、基材７２のこれらの貫通孔を画成する面に沿って導電性材料の液滴を流すことにより確実に貫通孔７２ａ、７２ｂに導電性材料７４、７５を充填することができる。
【００８５】
次に第２の実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
【００８６】
〈第３変更形態〉
振動板７０に貫通孔７０ａが形成されていなくてもよい。この場合、貫通孔７１ａと貫通孔７２ｃとが連通しており、貫通孔７２ｃ及び貫通孔７１ａに充填された導電性材料７５は、配線７６と振動板７０の上面とに接合される。このため、導電性材料７５により振動板７０と配線７６とが電気的に接続される。なお、この場合は、圧電層７１にレーザ加工などにより貫通孔７１ａを形成する工程が別途必要となる。
【００８７】
〈第４変更形態〉
第２の実施の形態では、貫通孔７２ｂのうちの１つに連通する振動板７０及び圧電層７１に貫通孔７０ａ、７１ａが１つ形成されていたが、貫通孔７２ｂのうちの複数に連通するように、振動板７０及び圧電層７１に複数の貫通孔７０ａ、７１ａが形成されていてもよい。
【００８８】
第１、第２の実施の形態では、本発明をインクジェットヘッドに適用した例について説明したが、このほか、本発明は、試薬、生体溶液、配線材料溶液、電子材料溶液、冷媒用、燃料用などインク以外の液体を移送する液体移送装置に適用することも可能である。
【００８９】
〈第３の実施の形態〉
本実施の形態のアクチュエータユニット１０１は、流路ユニット３１に代えて金属製の板材１３１を有している点を除いて、第１の実施の形態のインクジェットヘッド３と同様の構成である。ここで、図１６に示すように、板材１３１の、平面視で、アクチュエータユニット１０１の個別電極１２の主領域と重なる領域には、圧電層４１と反対側（下側）に開口する凹部１３２が形成されている。板材１３１の、凹部１３２が形成されている領域の剛性は、板材１３１の凹部１３２が形成されていない領域（支持部）の剛性と比べて低くなっている。そのため、共通電極を兼ねる板材１３１と所望の個別電極１２との間に電圧を印加してこれらの電極に挟まれた部分の圧電層４１を変形させる際に、圧電層４１の変形が妨げられる恐れがない。このようなアクチュエータユニット１０１は、様々な用途に用いることができる。例えば、図１６に示したように、凹部１３２にミラー１４０を設けることによって、所望の各ミラー１４０変形させることができるマルチミラーとして利用できる。ミラー１４０は、例えば、板材１３１の凹部１３２が形成された面に、銀を蒸着することによって形成することができる。所望のミラー１４０を変形させることにより、マルチミラーにより反射される光の反射方向、強度を調整することができ、あるいは、マルチミラーの表面に文字などを浮かび上がらせることもできる。
【００９０】
本実施の形態のアクチュエータユニットにおいて、板材の、圧電アクチュエータの個別電極と重なる領域の剛性が、圧電層の変形を阻害しない程度に低くなっている限りにおいて、必ずしも、板材に凹部が形成されている必要はない。また、基材の材質、形状は任意にし得る。基材が絶縁性の材料で形成されている場合には、基材と圧電層との間に、共通電極を形成することができる。また、本実施の形態のアクチュエータユニットは、マルチミラー以外の任意の用途に使用しうる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１のＦＰＣ及びドライバＩＣの平面図である。
【図７】図２のインクジェットヘッドの製造工程を示す工程図である。
【図８】第１変更形態の第１の例に係る図２相当の平面図である。
【図９】第１変更形態の第１の例に係る図５相当の断面図である。
【図１０】第１変形形態の第２の例に係る図５相当の断面図である。
【図１１】第２変更形態の図４相当の断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図１３】図１２のXII−XII線断面図である。
【図１４】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の前半を示す工程図である。
【図１５】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造工程の後半を示す工程図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るアクチュエータユニットの概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
３  インクジェットヘッド
１０  圧力室
１２  個別電極
１７  ダミー電極
３１  流路ユニット
３２  圧電アクチュエータ
３３  ＦＰＣ
４０  振動板
４１  圧電層
４２  基材
４２ａ、４２ｂ  貫通孔
４３  配線
４４  導電性材料
４５  固定材料
６２  圧電アクチュエータ
６３  ＦＰＣ
７０  振動板
７０ａ  貫通孔
７１  圧電層
７１ａ  貫通孔
７２  基材
７２ａ、７２ｂ  貫通孔
７３  配線
７４、７５  導電性材料
【図１】
2007055243.tif 000003
【図２】
2007055243.tif 000004
【図３】
2007055243.tif 000005
【図４】
2007055243.tif 000006
【図５】
2007055243.tif 000007
【図６】
2007055243.tif 000008
【図７】
2007055243.tif 000009
【図８】
2007055243.tif 000010
【図９】
2007055243.tif 000011
【図１０】
2007055243.tif 000012
【図１１】
2007055243.tif 000013
【図１２】
2007055243.tif 000014
【図１３】
2007055243.tif 000015
【図１４】
2007055243.tif 000016
【図１５】
2007055243.tif 000017
【図１６】
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