JP2012206441A - 液体吐出装置の製造方法、圧電アクチュエータ装置の製造方法、及び、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はみ出した接着剤が圧電層の表面にせり上がるのを防止しつつ、複数のノズルからの液体の吐出特性がばらつくのを防止する。
【解決手段】流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着する前に、圧電アクチュエータ２２の、圧電層４２の縁とこの縁に最も近い個別電極４３との間に位置する部分に、圧電層４２の上面に開口した凹部を形成する。その後、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを、両者の接着面に少なくとも一方に接着材５１を塗布してから互いに積層させ、ヒータ６０により圧電層４２の上面を流路ユニット２１に向けて押圧する。ヒータ６０は、圧電層４２の上面を押圧する押圧面６２Ａを形成する部分が弾性材料からなる弾性部６２となっており、押圧面６２Ａが圧電層４２の縁よりもはみ出すように配置された状態で、圧電層４２の上面を押圧する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置の製造方法、圧電アクチュエータを備えたアクチュエータ装置の製造方法、及び、液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、複数のノズル、これら複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室などのインク流路が形成された流路ユニットと、互いに積層された圧電シート、圧電シートに複数の圧力室と対向するように形成された複数の個別電極、複数の個別電極との間に圧電シートを挟む共通電極などによって形成された圧電アクチュエータ（圧電ユニット）とが、互いに積層されて接着されている。

特開２０１０−２０１８７０号公報

ここで、特許文献１に記載されているように、流路ユニットと圧電アクチュエータとを互いに積層して接着する際には、例えば、ヒータなどによって、圧電アクチュエータの上面を、流路ユニットに向けて押圧するが、このとき、接着剤が流路ユニットと圧電アクチュエータとの間からはみ出して、圧電アクチュエータの上面に向けてせり上がってくる。

一方、圧電アクチュエータの上面に形成された個別電極などは、その厚みの分だけ圧電アクチュエータの上面よりも若干突出しているため、ヒータと圧電アクチュエータとの間には、個別電極の厚みに相当する僅かな隙間ができている。

そのため、せり上がってきた接着剤が、この隙間から、圧電アクチュエータの上面に流れ込み、流れ込んだ接着剤が、圧電アクチュエータの上面の電極が形成された部分に到達してしまうと、ノズルからのインクの吐出特性が変動してしまう虞がある。

そこで、本発明の発明者は、せり上がってきた接着剤が圧電アクチュエータの上面に流れ込むのを防止するために、例えば、ヒータを、その押圧面を形成する部分がゴムなどの弾性材料によって構成されているなど、押圧面を形成する部分が弾性を有し、その押圧面が圧電アクチュエータの縁からはみ出すように配置されたヒータによって圧電アクチュエータの上面を押圧することを考えた。

これによると、ヒータにより圧電アクチュエータを押圧したときに、ヒータの押圧面を形成する部分が圧電アクチュエータの形状に倣って弾性変形して、ヒータと圧電アクチュエータの縁との間の隙間が埋められ、流路ユニットと圧電アクチュエータとの間からはみ出してせり上がってきた接着剤が、圧電アクチュエータの上面に流れ込んでしまうのを防止することができる。

しかしながら、このように、押圧面を形成する部分が弾性を有しているとともに、押圧面が圧電アクチュエータの縁からはみ出すように配置されたヒータで圧電アクチュエータを押圧したときには、弾性変形したヒータの圧電アクチュエータの縁からはみ出した部分が、側方から圧電アクチュエータの縁に接触する。そのため、圧電アクチュエータの縁には、ヒータのはみ出した部分により面方向の力が加えられる。その結果、この面方向の力が、圧電アクチュエータの縁に近い個別電極と対向する部分に伝達されて、圧電アクチュエータの駆動特性にばらつきが生じ、ノズル間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまう虞がある。

本発明の目的は、せり上がってきた接着剤が圧電アクチュエータの流路ユニットと反対側の面に流れ込むのを防止しつつ、ノズル間の液体の吐出特性のばらつきを防止することが可能な液体吐出装置の製造方法、せり上がってきた接着剤が圧電アクチュエータの基材と反対側の面に流れ込むのを防止しつつ、駆動特性のばらつきを防止することが可能なアクチュエータ装置の製造方法、及び、ノズル間で液体の吐出特性にばらつきが生じない液体吐出装置を提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、複数のノズル、及び、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記複数の圧力室と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面の、各圧力室と対向する部分にそれぞれ形成された複数の個別電極を有し、前記流路ユニットに接着剤で接着された圧電アクチュエータと、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面において開口した凹部を形成する凹部形成工程と、前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータとを接着剤によって接着する接着工程と、を備え、前記接着工程において、少なくともその押圧面を形成する部分が弾性を有し、前記押圧面が前記圧電層の縁からはみ出すように前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に配置された押圧部材により、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面を、前記流路ユニットに向けて押圧することを特徴とする。

第８の発明に係るアクチュエータ装置の製造方法は、基材と、前記基材と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記基材と反対側の面に形成された複数の個別電極を有し、前記基材に接合された圧電アクチュエータと、を備えたアクチュエータ装置の製造方法であって、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記基材と反対側の面において開口した凹部を形成する凹部形成工程と、前記基材と前記圧電アクチュエータとを接着剤によって接着する接着工程と、を備え、前記接着工程において、少なくともその押圧面を形成する部分が弾性を有し、前記押圧面が前記圧電層の縁からはみ出すように前記圧電層の前記基材と反対側の面に配置された押圧部材により、前記圧電層の前記基材と反対側の面を、前記基材に向けて押圧することを特徴とする。

第９の発明に係る液体吐出装置は、複数のノズル、及び、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記複数の圧力室と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面の、各圧力室と対向する部分にそれぞれ形成された複数の個別電極を有し、前記流路ユニットに接着剤で接着された圧電アクチュエータと、を備え、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面において開口した凹部が形成されていることを特徴とする。

これらの発明によると、流路ユニット（基材）と圧電アクチュエータとを接着する際に、少なくともその押圧面を形成する部分が弾性を有し、押圧面が圧電層の縁からはみ出すように圧電層の流路ユニット（基材）と反対側の面に配置された押圧部材により、圧電層の流路ユニット（基材）と反対側の面を流路ユニット（基材）に向けて押圧すると、押圧部材の弾性材料からなる部分が圧電層にならって弾性変形して圧電層の縁に密着するため、圧電層の縁と押圧部材との間に隙間ができず、流路ユニット（基材）と圧電アクチュエータとの間からはみ出してせり上がってきた接着剤が圧電層の流路ユニットと反対側の面に流れ込んでしまうのを防止することができる。

さらに、本発明では、押圧部材により圧電層の流路ユニット（基材）と反対側の面を押圧する前に、圧電アクチュエータの、圧電層の縁と近接電極との間に位置する部分に、圧電層の流路ユニット（基材）と反対側の面が開口した凹部を形成しているため、弾性変形した押圧部材により圧電層の縁に加えられた面方向の力が、圧電層の近接電極が形成された部分に伝達しにくい。したがって、複数のノズルからの液体の吐出特性（圧電アクチュエータの駆動特性）にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

第２の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第１の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記凹部に充填材を充填する充填工程をさらに備えていることを特徴とする。

本発明によると、凹部に充填材を充填することにより、圧電層にクラックが発生してしまうのを防止することができる。

第３の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第２の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記圧電アクチュエータは、前記圧電層の前記流路ユニット側の面に形成されており、前記複数の個別電極と対向しているとともに、前記圧電層の縁と前記近接電極との間の位置まで延びた共通電極をさらに備え、前記凹部形成工程において、前記圧電層をその厚み方向に貫通しているとともに、前記流路ユニット側の端が前記共通電極で塞がれた前記凹部を形成し、前記充填工程において、前記凹部に前記充填材として導電材料を充填することによって、前記共通電極を前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に引き出すことを特徴とする。

第１０の発明に係る液体吐出装置は、第９の発明に係る液体吐出装置において、前記圧電アクチュエータは、前記圧電層の前記流路ユニット側の面に形成されており、前記複数の個別電極と対向しているとともに、前記圧電層の縁と前記近接電極との間の位置まで延びた共通電極をさらに備え、前記圧電アクチュエータには、前記圧電層をその厚み方向に貫通しているとともに、前記流路ユニット側の端が前記共通電極によって塞がれた前記凹部が形成されており、前記凹部に導電材料が充填されていることによって、前記共通電極が前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に引き出されていることを特徴とする。

これらの発明によると、通常のスルーホールなどに比べて面積の大きい凹部に充填された導電材料によって、内部電極を圧電層の流路ユニットと反対側の面に引き出しているので、共通電極の断線などが起こりにくい。

第４の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第３の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記充填工程において、印刷によって、前記凹部に導電材料を充填するのと同時に、前記複数の個別電極を形成することを特徴とする。

本発明によると、個別電極の形成を、充填材の充填とを同時に行うことができるので、液体吐出装置の製造工程が簡略化される。

第５の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第１〜第４のいずれかの発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記複数の圧力室及び前記複数の個別電極が、前記圧電層の縁に沿って配列されていることによって、前記近接電極が前記圧電層の縁に沿って複数配列されており、前記凹部形成工程において、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と複数の前記近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の縁に沿って延びた前記凹部を形成することを特徴とする。

本発明によると、複数の個別電極が、圧電層の縁に沿って配列されていることで、近接電極が圧電層の縁に沿って配列されている場合において、流路ユニットと圧電アクチュエータとを接着する際に、押圧部材により圧電層の縁に加えられる上記面方向の力を、圧電層の複数の近接電極と対向する部分に伝達しにくくすることができる。

第６の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第１〜第４のいずれかの発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記複数の圧力室及び前記複数の個別電極が、前記圧電層の縁に沿って配列されていることによって、前記近接電極が前記圧電層の縁に沿って複数配列されており、前記凹部形成工程において、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と複数の前記近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の縁に沿って配列された複数の前記凹部を形成することを特徴とする。

本発明によると、複数の個別電極が圧電層の縁に沿って配列されていることで、近接電極が圧電層の縁に沿って複数配列されている場合において、流路ユニットと圧電アクチュエータとを接着する際に、押圧部材により圧電層の縁に加えられる上記面方向の力を、圧電層の複数の近接電極と対向する部分に伝達しにくくしつつも、凹部を形成することによる圧電アクチュエータの剛性の低下を抑えることができる。

第７の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第６の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記凹部形成工程において、各近接電極とこれに対応する前記凹部とが、前記圧電層の縁と直交する方向に並ぶように、複数の前記近接電極に対して個別に前記凹部を形成することを特徴とする。

本発明によると、圧電層の縁に沿って配列された複数の凹部を形成した場合において、押圧部材により圧電層の縁に加えられる上記面方向の力を、圧電層の近接電極が形成された部分にとくに伝達しにくくすることができる。

本発明によれば、流路ユニット（基材）と圧電アクチュエータとの間からはみ出してせり上がってきた接着剤が圧電層の流路ユニット（基材）と反対側の面に流れ込んでしまうのを防止することができる。さらに、押圧部材から圧電層の縁に加わった面方向の力が、圧電層の近接電極が形成された部分に伝達しにくくなり、複数のノズルからの液体の吐出特性（圧電アクチュエータの駆動特性）にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２のIII−III線断面図である。 インクジェットヘッドの製造手順を示す図である。 変形例１の図４相当の図である。 変形例２の図２相当の図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１は、キャリッジ２、インクジェットヘッド３、用紙搬送ローラ４などを備えている。キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に延びたガイド部材５に沿って、走査方向に往復移動する。インクジェットヘッド３（液体吐出ヘッド）は、キャリッジ２に搭載されており、その下面に形成された複数のノズル１５（図２参照）からインクを吐出する。用紙搬送ローラ４は、記録用紙Ｐを、走査方向と直交する紙送り方向（図１の手前方向）に搬送する。

そして、プリンタ１においては、用紙搬送ローラ４により紙送り方向に搬送される記録用紙Ｐに、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３からインクを吐出することによって、記録用紙Ｐに印刷を行う。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２、図３に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル１５や圧力室１０などのインク流路（液体流路）が形成された流路ユニット２１と、圧力室１０内のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータ２２とを備えている。

流路ユニット２１は、４枚のプレート３１〜３４が互いに積層されることによって形成されている。ここで、４枚のプレート３１〜３４のうち、最も下方に配置されたプレート３４を除く３枚のプレート３１〜３３は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレート３４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。あるいは、プレート３４もプレート３１〜３３と同様、金属材料によって構成されていてもよい。

プレート３１には、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有する、複数の圧力室１０が形成されている。複数の圧力室１０は、紙送り方向に配列されることによって圧力室列８を形成しており、プレート３１には、このような圧力室列８が、走査方向に４列に配列されている。

プレート３２には、圧力室１０の長手方向の両端部と対向する部分に、それぞれ、略円形の貫通孔１２、１３が形成されている。プレート３３には、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、４つの圧力室列８に対応して紙送り方向に４列に延びており、各圧力室列８を構成する複数の圧力室１０の略右半分と対向している。また、マニホールド流路１１には、その下端部に設けられたインク供給口９からインクが供給される。

また、プレート３３には、複数の貫通孔１３と対向する部分に略円形の複数の貫通孔１４が形成されている。プレート３４には、複数の貫通孔１４と対向する部分に複数のノズル１５が形成されている。

そして、流路ユニット２１においては、マニホールド流路１１が貫通孔１２を介して複数の圧力室１０に連通しており、さらに、各圧力室１０が、貫通孔１３、１４を介してノズル１５に連通している。すなわち、流路ユニット２１には、マニホールド流路１１の出口から圧力室１０を経てノズル１５に至る個別インク流路が複数形成されている。

圧電アクチュエータ２２は、振動板４１、圧電層４２、複数の個別電極４３、共通電極４４等を備えている。振動板４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、複数の圧力室１０を覆うように、接着剤５１により流路ユニット２１の上面に接着されている。なお、振動板４１は、次に説明する圧電層４２とは異なり、圧電材料以外の材料によって構成されていてもよい。

圧電層４２は、振動板４１と同様の圧電材料からなり、振動板４１の上面に複数の圧力室１０にまたがって連続的に形成されている。また、圧電層４２は、圧電アクチュエータ２２の最上層を形成している。

複数の個別電極４３は、それぞれ、圧力室１０よりも一回り小さい略楕円形状を有しており、圧電層４２の上面４２Ａの、複数の圧力室１０の略中央部と対向する部分に形成されている。これにより、複数の個別電極４３は、圧力室１０と同様、紙送り方向に配列されることによってそれぞれ形成された、４つの個別電極列４０を形成している。

なお、本実施の形態では、複数の個別電極４３のうち、圧電層４２の図２における右側の縁４２Ｂから最も近い、図２の最も右側の個別電極列４０を構成する複数の個別電極４３Ｂ、圧電層４２の図２における左側の縁４２Ｃから最も近い、図２の最も左側の個別電極列４０を構成する複数の個別電極４３Ｃ、圧電層４２の図２における上側の縁４２Ｄから最も近い、各個別電極列４０の図中最も上側に配置された４つの個別電極４３Ｄ、及び、圧電層４２の図２における下側の縁４２Ｅから最も近い、各個別電極列４０の図中最も下側に配置された４つの個別電極４３Ｅが、それぞれ、本発明に係る近接電極に相当する。

ここで、図２の左から２番目及び４番目の個別電極列４０を構成する個別電極４３Ｄは、厳密には、左から１番目及び３番目の個別電極列４０を構成する個別電極４３Ｄよりも縁４２Ｄから離れているが、その差は、ノズル１５の間隔の約半分であり、僅かなものであるため、４つの個別電極４３Ｄが、実質的に縁４２Ｄから最も近い個別電極となっている。

同様に、図２の左から１番目及び３番目の個別電極列４０を構成する個別電極４３Ｅは、厳密には、左から２番目及び４番目の個別電極列４０を構成する個別電極４３Ｅよりも縁４２Ｅから離れているが、その差は、ノズル１５の間隔の約半分であり、僅かなものであるため、４つの個別電極４３Ｅが、実質的に縁４２Ｄから最も近い個別電極となっている。

また、各個別電極４３のノズル１５と反対側（図２の右側）の端部は、圧力室１０と対向しない部分まで延びており、その先端部が接続端子４５となっている。接続端子４５には、図示しない配線部材を介して図示しないドライバＩＣが接続されており、複数の個別電極４３には、ドライバＩＣにより、グランド電位及び駆動電位（例えば、２０Ｖ程度）のいずれかが選択的に付与される。

共通電極４４は、振動板４１と圧電層４２との間（圧電層４２の流路ユニット２１側の面）に複数の圧力室１０にまたがって連続的に形成されており、複数の個別電極４３との間にそれぞれ圧電層４２を挟んでいる。ここで、圧電層４２の個別電極４３と共通電極４４とに挟まれた部分は、その厚み方向に分極されている。また、共通電極４４は、複数の個別電極４３が形成された領域よりも外側（圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとの間）まで延びている。

圧電アクチュエータ２２の、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとの間に位置する部分には、それぞれ、圧電層４２を貫通しているとともに、その下端が共通電極４４と振動板４１とによって塞がれた凹部４６Ｂ〜４６Ｅが形成されている。凹部４６Ｂ、４６Ｃは、それぞれ、縁４２Ｂ、４２Ｃとほぼ平行に（縁４２Ｂ、４２Ｃに沿って）紙送り方向に沿って延びており、凹部４６Ｄ、４６Ｅは、それぞれ、縁４２Ｄ、４２Ｅとほぼ平行に（縁４２Ｄ、４２Ｅに沿って）走査方向に沿って延びている。

凹部４６Ｂ〜４６Ｅには、金属ペースト、導電性樹脂などの導電性材料からなる充填材４７が充填されており、充填材４７の上面が表面電極４７Ａとなっている。そして、これにより、共通電極４４は、充填材４７により圧電層４２の上面４２Ａに引き出されている。表面電極４７Ａには、図示しない配線部材を介して図示しないドライバＩＣに接続されており、共通電極４４は、ドライバＩＣにより常にグランド電位に保持されている。

ここで、圧電アクチュエータ２２を駆動して、ノズル１５からインクを吐出させる方法について説明する。インクジェットヘッド３においては、予め複数の個別電極４３が全てグランド電位に保持されている。そして、あるノズル１５からインクを吐出させるためには、当該ノズル１５に対応する個別電極４３の電位をグランド電位から駆動電位に切り替える。

すると、駆動電位が付与された個別電極４３とグランド電位に保持されたグランド電極との間の電位差により、圧電層のこれらの電極に挟まれた部分には、その厚み方向の電界が発生する。この電界の向きは圧電層４２の分極方向と平行であるので、圧電層４２のこの部分は、厚み方向と直交する水平方向に収縮し、圧電層４２及び振動板４１の圧力室１０と対向する部分が圧力室１０側に凸となるように変形する。これにより、圧力室１０の容積が小さくなって圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、このインクの圧力上昇によって、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。

次に、インクジェットヘッド３の製造方法について説明する。インクジェットヘッド３を製造するためには、まず、流路ユニット２１、及び、圧電アクチュエータ２２を別々に作製する。ここで、圧電アクチュエータ２２は、例えば、個別電極４３や共通電極４４が形成された、振動板４１及び圧電層４２となる２枚の圧電シートを積層させて焼成することによって作製するが、圧電層４２となる圧電シートに、凹部４６Ｂ〜４６Ｅとなる貫通孔を形成してから、２枚の圧電シートを積層して焼成し、これにより、図４（ａ）に示すように、凹部４６Ｂ〜４６Ｅが形成された圧電アクチュエータ２２を作製する（凹部形成工程）。ただし、この段階では、凹部４６Ｂ〜４６Ｅへの充填材４７の充填は行わない。いいかえると、この段階では、共通電極４４の一部が凹部を介して露出している状態である。

次に、図４（ａ）に示すように、流路ユニット２１の上面及び圧電アクチュエータ２２の下面の少なくともいずれか一方に熱硬化性接着剤５１を塗布してから、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを積層させ、ヒータ６０（押圧部材）により、圧電層４２の上面４２Ａを流路ユニット２１に向けて下方に押圧しつつ加熱することによって、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着材５１で接着する（接着工程）。

ヒータ６０は、金属材料などからなるヒータ本体６１の下面に、ゴム材料などの弾性材料からなる弾性部６２が設けられたものであり、弾性部６２の下面が、圧電層４２の上面を押圧する押圧面６２Ａとなっている。すなわち、ヒータ６０は、押圧面６２Ａを形成する部分が弾性を有している。また、このとき、ヒータ６０を、押圧面６２Ａが圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅからはみ出すように配置している。

なお、このとき、ヒータ６０を下方に移動させることによって、押圧面６２Ａで圧電層４２の上面４２Ａを流路ユニット２１に向けて押圧してもよいし、流路ユニット２１及び圧電アクチュエータ２２が設置された台などを固定されたヒータ６０に向かって上方に移動させることによって、押圧面６２Ａで圧電層４２の上面４２Ａを流路ユニット２１に向けて押圧してもよい。

そして、このようなヒータ６０により、圧電層４２の上面４２Ａを流路ユニット２１に向けて下方に押圧すると、図４（ｂ）に示すように、弾性部６２が、圧電層４２の形状に倣って、圧電層４２と対向する部分がめり込むように弾性変形する。そのため、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと押圧面６２Ａとが密着し、ヒータ６０と圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅとの間には隙間がない。

ここで、圧電層４２の上面４２Ａを流路ユニット２１に向けて下方に押圧すると、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２との間から接着剤５１がはみ出し、はみ出した接着剤５１が振動板４１及び圧電層４２の側面を上面４２Ａに向かってせり上がってくる。しかしながら、本実施の形態では、上述の通り、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと押圧面６２Ａとが密着しており、これらの間に隙間がないため、せり上がってきた接着剤５１が、圧電層４２の上面４２Ａに流れ込んでしまうのが防止される。これにより、接着剤５１が圧電層４２の上面４２Ａの個別電極４３と対向する部分に到達して、対応するノズル１５からのインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

また、このとき、弾性部６２が圧電層４２の形状にならって弾性変形しているため、弾性部６２の縁４２Ｂ〜４２Ｅからはみ出した部分は、圧電層４２の側方に位置している。そのため、弾性部６２から圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに、図４（ｂ）に矢印で示すような面方向の力Ｆが加わる。しかしながら、本実施の形態では、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとの間に、それぞれ、圧電層４２の上面４２Ａに開口した凹部４６Ｂ〜４６Ｅが形成されているため、上述した面方向の力Ｆは、圧電層４２の個別電極４３Ｂ〜４３Ｅを含む個別電極４３と対向する部分には伝達されない。したがって、この力Ｆによって、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅに対応するノズル１５からのインクの吐出特性が変動して、複数のノズル１５からのインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、圧電層４２の上面４２Ａに開口した凹部４６Ｂ〜４６Ｅが形成されているため、圧電層４２とヒータ６０の弾性部６２との間に僅かに接着剤５１が流れ込んだとしても、流れ込んだ接着材５１は、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに流れ込み、これにより、接着剤５１が、圧電層４２の上面４２Ａの個別電極４３と対向する部分に到達してしまうのを防止することができる。

そして、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着した後、図３に示すように、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７を充填する（充填工程）ことによって、インクジェットヘッド３が完成する。このとき、凹部４６Ｂ〜４６Ｅは、通常のスルーホールなどに比べて大きいので、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填された充填材４７により共通電極４４を圧電層４２の上面４２Ａに引き出すことにより、通常のスルーホールを介して共通電極４４を圧電層４２の上面４２Ａに引き出す場合よりも、共通電極４４の断線が起こりにくい。

また、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７を充填しているため、圧電層４２の凹部４６Ｂ〜４６Ｅの角となる部分などにクラックが発生しにくくなる。

次に、本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、本実施の形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。

一変形例（変形例１）では、図５（ａ）に示すように、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着する前の、圧電アクチュエータ２２を作製する段階で、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７を充填しないのに加えて、個別電極４３も形成せず、この状態で、上述の実施の形態と同様、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、圧電層４２の上面４２Ａをヒータ６０で押圧しつつ加熱して、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着する。そして、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着した後に、印刷によって、凹部４６Ｂ〜４６Ｅを充填するのと同時に、圧電層４２の上面４２Ａに個別電極４３を形成する。

この場合には、凹部４６Ｂ〜４６Ｅへの充填材４７の充填と、個別電極４３の形成とを同時に行うことができるので、インクジェットヘッド３の製造工程を簡略化することができる。

また、上述の実施の形態では、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着した後に、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７を充填していたが、これには限られず、充填材が導電性樹脂などやわらかい材料からなる場合には、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを接着する前に、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７を充填してもよい。

この場合には、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２との接着時に、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに加わる上記面方向の力Ｆによって充填材４７が弾性変形するため、この面方向の力Ｆが、圧電層４２の個別電極４３と対向する部分まで伝達しにくい。また、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材４７が充填された状態で、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２との接着を行うので、接着時に圧電層４２の凹部４６Ｂ〜４６Ｅの角となる部分などにクラックが発生しにくくなる。

また、上述の実施の形態では、凹部４６Ｂ、４６Ｃが圧電層４２の縁４２Ｂ、４２Ｃに沿って紙送り方向に延びたものであり、凹部４６Ｄ、４６Ｅが圧電層４２の縁４２Ｄ、４２Ｅに沿って走査方向に延びたものであったが、これには限られない。別の一変形例（変形例２）では、図６に示すように、圧電アクチュエータ２２の、圧電層４２の縁４２Ｂ、４２Ｃと、個別電極４３Ｂ、４３Ｃとの間に位置する部分に、それぞれ、紙送り方向に（縁４２Ｂ、４２Ｃに沿って）配列された複数の凹部７１Ｂ、７１Ｃが形成されている。

複数の凹部７１Ｂ、７１Ｃは、それぞれ、複数の個別電極４３Ｂ、４３Ｃに対して個別に設けられており、個別電極４３Ｂとこれに対応する凹部７１Ｂ、及び、個別電極４３Ｃとこれに対応する凹部７１Ｃとが、それぞれ、圧電層４２の縁４２Ｂ、４２Ｃと直交する走査方向に並んでいる。

また、圧電アクチュエータ２２の、圧電層４２の縁４２Ｄ、４２Ｅと、個別電極４３Ｄ、４３Ｅとの間に位置する部分に、それぞれ、走査方向に沿って（縁４２Ｄ、４２Ｅに沿って）配列された複数の凹部７１Ｄ、７１Ｅが形成されている。

複数の凹部７１Ｄ、７１Ｅは、それぞれ、複数の個別電極４３Ｄ、４３Ｅに対して個別に設けられており、個別電極４３Ｄとこれに対応する凹部７１Ｄ、及び、個別電極４３Ｅとこれに対応する凹部７１Ｅとが、それぞれ、圧電層４２の縁４２Ｄ、４２Ｅと直交する紙送り方向に並んでいる。

圧電層４２に凹部を形成した場合には、圧電層４２の剛性が低下するが、上述の実施の形態のように圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに沿って延びた長尺の凹部４６Ｂ〜４６Ｅを形成する代わりに、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに沿って配列された複数の凹部７１Ｂ〜７１Ｅを形成することにより、圧電層４２の剛性の低下を抑えることができる。

ただし、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに沿って配列された複数の凹部７１Ｂ〜７１Ｅを形成した場合には、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２との接着時に、ヒータ６０の弾性部６２から圧電層４２の縁に加わる面方向の力Ｆは、隣接する凹部７１Ｂ〜７１Ｅの間から、圧電層４２の凹部７１Ｂ〜７１Ｅよりも内側の部分に伝達することとなる。

しかしながら、変形例２では、各個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとこれに対応する凹部７１Ｂ〜７１Ｅとが、それぞれ、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと直交する方向に並んでいるため、力Ｆが、隣接する凹部７１Ｂ〜７１Ｅの間から、圧電層４２の凹部７１Ｂ〜７１Ｅよりも内側の部分に伝達したとしても、個別電極４３と対向する部分には伝達しにくい。

また、変形例２では、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとこれに対応する凹部７１Ｂ〜７１Ｅとが、それぞれ、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅと直交する方向に並んでいたが、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとこれに対応する凹部７１Ｂ〜７１Ｅとが、それぞれ、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに沿った方向にずれていてもよい。

さらには、複数の凹部７１Ｂ〜７１Ｅが、それぞれ、複数の個別電極４３Ｂ〜４３Ｅに対して個別に設けられていることにも限られず、複数の凹部７１Ｂ〜７１Ｅの数は、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅの数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。

また、上述の実施の形態では、圧電アクチュエータ２２の、圧電層４２の４つの縁４２Ｂ〜４２Ｅと、個別電極４３Ｂ〜４３Ｅとの間に位置する部分に、それぞれ、凹部４６Ｂ〜４６Ｅを形成していたが、例えば、凹部４６Ｂ、４６Ｃだけなど、凹部４６Ｂ〜４６Ｅのうちの一部のみを形成してもよい。

また、上述の実施の形態では、焼成前の圧電シートに凹部４６Ｂ〜４６Ｅとなる貫通孔を形成していたが、圧電シートを焼成して圧電アクチュエータ２２を形成した後に、レーザ加工などによって凹部４６Ｂ〜４６Ｅを形成してもよい。

また、上述の実施の形態では、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに導電材料からなる充填材４７を充填し、共通電極４４を充填材４７により圧電層４２の上面４２Ａに引き出していたが、これには限られない。例えば、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに、合成樹脂など導電性のない充填材を充填し、共通電極４４を、別途圧電層４２に設けられたスルーホールを介して圧電層４２の上面４２Ａに引き出してもよい。さらには、凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填材を充填しなくてもよい。また、これらの場合には、共通電極４４を凹部４６Ｂ〜４６Ｅに充填された充填材４７によって圧電層４２の上面４２Ａに引き出すわけではないので、凹部４６Ｂ〜４６Ｅが、圧電層４２を貫通していなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、複数の個別電極４３が、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに沿って配列されていたが、複数の個別電極４３の配置はこれには限られず、例えば、複数の個別電極４３が、圧電層４２の縁４２Ｂ〜４２Ｅに対して傾斜した方向に配列されているなどしてもよい。

また、上述の実施の形態では、ヒータ６０の、ゴムなどの弾性材料からなる弾性部６２によって押圧面６２Ａが形成されていたが、これには限られない。ヒータは、押圧面を形成する部分が弾性を有していれば、例えば、ヒータ６０の弾性部６２の下面が金属の薄膜で覆われており、この薄膜の表面が押圧面となったものなどであってもよい。

また、上述の実施の形態では、圧電アクチュエータ２２が、振動板４１の上面に圧電層４２を１層だけ備えたものであったが、振動板４１の上面に複数の圧電層が積層されたものであってもよい。なお、この場合には、複数の圧電層のうち、最上層に配置された圧電層が、本発明に係る圧電層に相当する。

また、以上では、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッド及びその製造に本発明を適用した例について説明したが、これには限られず、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置及びその製造に本発明を適用することも可能である。さらには、圧電アクチュエータが流路ユニット以外の基材に接着される、液体吐出装置以外の装置（アクチュエータ装置）の製造に、本発明を適用することも可能である。

１０ 圧力室
１５ ノズル
２１ 流路ユニット
２２ 圧電アクチュエータ
４２ 圧電層
４２Ａ 上面
４２Ｂ〜４２Ｅ 縁
４３ 個別電極
４４ 共通電極
４６Ｂ〜４６Ｅ 凹部
４７Ａ 充填材
６０ ヒータ
６２ 弾性部
６２Ｂ 押圧面
７１Ｂ〜７１Ｅ 凹部

Claims (10)

1. 複数のノズル、及び、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、
   前記複数の圧力室と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面の、各圧力室と対向する部分にそれぞれ形成された複数の個別電極を有し、前記流路ユニットに接着剤で接着された圧電アクチュエータと、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、
   前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面において開口した凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータとを接着剤によって接着する接着工程と、を備え、
   前記接着工程において、少なくともその押圧面を形成する部分が弾性を有し、前記押圧面が前記圧電層の縁からはみ出すように前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に配置された押圧部材により、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面を、前記流路ユニットに向けて押圧することを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
2. 前記凹部に充填材を充填する充填工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
3. 前記圧電アクチュエータは、
   前記圧電層の前記流路ユニット側の面に形成されており、前記複数の個別電極と対向しているとともに、前記圧電層の縁と前記近接電極との間の位置まで延びた共通電極をさらに備え、
   前記凹部形成工程において、前記圧電層をその厚み方向に貫通しているとともに、前記流路ユニット側の端が前記共通電極で塞がれた前記凹部を形成し、
   前記充填工程において、前記凹部に前記充填材として導電材料を充填することによって、前記共通電極を前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に引き出すことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置の製造方法。
4. 前記充填工程において、印刷によって、前記凹部に導電材料を充填するのと同時に、前記複数の個別電極を形成することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置の製造方法。
5. 前記複数の圧力室及び前記複数の個別電極が、前記圧電層の縁に沿って配列されていることによって、前記近接電極が前記圧電層の縁に沿って複数配列されており、
   前記凹部形成工程において、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と複数の前記近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の縁に沿って延びた前記凹部を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
6. 前記複数の圧力室及び前記複数の個別電極が、前記圧電層の縁に沿って配列されていることによって、前記近接電極が前記圧電層の縁に沿って複数配列されており、
   前記凹部形成工程において、前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と複数の前記近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の縁に沿って配列された複数の前記凹部を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出装置の製造方法。
7. 前記凹部形成工程において、各近接電極とこれに対応する前記凹部とが、前記圧電層の縁と直交する方向に並ぶように、複数の前記近接電極に対して個別に前記凹部を形成することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置の製造方法。
8. 基材と、
   前記基材と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記基材と反対側の面に形成された複数の個別電極を有し、前記基材に接合された圧電アクチュエータと、を備えたアクチュエータ装置の製造方法であって、
   前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記基材と反対側の面において開口した凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記基材と前記圧電アクチュエータとを接着剤によって接着する接着工程と、を備え、
   前記接着工程において、少なくともその押圧面を形成する部分が弾性を有し、前記押圧面が前記圧電層の縁からはみ出すように前記圧電層の前記基材と反対側の面に配置された押圧部材により、前記圧電層の前記基材と反対側の面を、前記基材に向けて押圧することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
9. 複数のノズル、及び、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、
   前記複数の圧力室と対向するように配置された圧電層、及び、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面の、各圧力室と対向する部分にそれぞれ形成された複数の個別電極を有し、前記流路ユニットに接着剤で接着された圧電アクチュエータと、を備え、
   前記圧電アクチュエータの、前記圧電層の縁と、前記複数の個別電極のうち当該縁との距離が最も近い近接電極との間に位置する部分に、前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面において開口した凹部が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
10. 前記圧電アクチュエータは、
    前記圧電層の前記流路ユニット側の面に形成されており、前記複数の個別電極と対向しているとともに、前記圧電層の縁と前記近接電極との間の位置まで延びた共通電極をさらに備え、
    前記圧電アクチュエータには、前記圧電層をその厚み方向に貫通しているとともに、前記流路ユニット側の端が前記共通電極によって塞がれた前記凹部が形成されており、
    前記凹部に導電材料が充填されていることによって、前記共通電極が前記圧電層の前記流路ユニットと反対側の面に引き出されていることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。

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