プレート積層体の製造方法及び板材の積層構造並びに板材
【課題】連結片の切断時においてプレートの変形を抑制する。
【解決手段】流路ユニットを製造するには、板材１０１〜１０６となる金属製の６枚の平板にエッチングを施して、フレーム１１１、複数の連結片１１５、所定パターンがそれぞれ形成された複数のプレート１１〜１６を各平板に形成する。そして、６枚の平板にさらにハーフエッチングを施して、フレーム１１１の一対の長辺部１１２ａに４本の溝１３１〜１３４を形成し、板材１０１〜１０６を形成する。次に、板材１０１〜１０６を位置決め積層状態で積層された板材１０１〜１０６を所定温度まで加熱するとともに積層方向に加圧し互いに拡散接合する。次に、一対の長辺部１１２ａを曲げて複数の連結片１１５を切断し、フレーム１１１からプレート１１〜１６の積層体を分離する。
【解決手段】流路ユニットを製造するには、板材１０１〜１０６となる金属製の６枚の平板にエッチングを施して、フレーム１１１、複数の連結片１１５、所定パターンがそれぞれ形成された複数のプレート１１〜１６を各平板に形成する。そして、６枚の平板にさらにハーフエッチングを施して、フレーム１１１の一対の長辺部１１２ａに４本の溝１３１〜１３４を形成し、板材１０１〜１０６を形成する。次に、板材１０１〜１０６を位置決め積層状態で積層された板材１０１〜１０６を所定温度まで加熱するとともに積層方向に加圧し互いに拡散接合する。次に、一対の長辺部１１２ａを曲げて複数の連結片１１５を切断し、フレーム１１１からプレート１１〜１６の積層体を分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプレートが互いに接合されたプレート積層体の製造方法、及び、複数のプレートを有する板材の積層構造、並びに、板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧電式インクジェットプリンタヘッドのキャビティユニット（流路ユニット）を構成するためのリードフレーム（板材）の構造について記載されている。キャビティユニットにおいては、複数のノズルを有するノズルプレート、ノズル毎の圧力室を有するベースプレート、インク供給源と各圧力室とをつなぐ共通インク室としてのマニホールド室を有するマニホールドプレートなどが積層固定されることで形成されている。
【０００３】
キャビティユニットを製造するには、まず、リードフレームを複数枚準備する。リードフレームは、略矩形状のフレーム枠（枠体）と、フレーム枠の内周側に並設された同一種類の複数のプレートと、複数のプレートとフレーム枠とをつなぐブリッジ片（連結片）とを一体的に形成してなるものである。なお、リードフレームの複数のプレートには、インク流路や圧力室等のインク流路パターンがエッチングにて形成されている。
【０００４】
これら複数種類のリードフレームを準備した後、複数のリードフレームを位置合わせしつつ積層し、プレート同士を接着剤を介して固定する。そして、複数のプレート同士が積層固定されたプレート積層体と各リードフレームのフレーム枠とを繋ぐ複数のブリッジ片を、ポンチなどを用いて押圧又は打ち抜く。こうして、プレート積層体をフレーム枠から切り離すことでキャビティユニットが製造される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の技術においては、ブリッジ片のそれぞれにポンチなどを用いて押圧又は打ち抜き力を加えなければならないので、その作業が非常に繁雑となる。しかし、プレート同士が接着剤で接着されており、フレーム枠同士は接着されていないため、ブリッジ片の折曲部分の曲率が小さくなるような状態でブリッジ片を切断するようにフレーム枠をそれぞれプレートに向かう方向に曲げてリードフレーム毎に複数のブリッジ片を切断することができる。ところで、複数のリードフレームを位置合わせしつつ積層した状態で拡散接合した場合では、積層状態で互いに接触する箇所が接合される。つまり、リードフレーム同士の接合箇所を接着剤を塗布した箇所だけとするように選択するのが困難となり、リードフレームのプレート同士及びフレーム枠同士が接合される。このようにプレート同士のみならずフレーム枠同士も拡散接合されると、複数のブリッジ片を切断するときに接合されたフレーム枠を一斉に曲げることになる。フレーム枠を一斉に曲げると、ブリッジ片の折曲部分の曲率が大きくなっていまい、ブリッジ片の変形がプレートにまで及びプレートも変形してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、連結片を切断するために枠体をプレートに向かう方向に曲げてもプレートの変形を抑制することが可能なプレート積層体の製造方法及び板材の積層構造並びに板材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】
【０００８】
本発明のプレート積層体の製造方法は、複数枚のプレートが積層状態で接合されたプレート積層体を形成するプレート積層体の製造方法において、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材を複数枚形成する板材形成工程と、前記複数枚の板材を積層するとともに互いに接触する前記プレートが位置合わせされた位置決め積層状態で前記複数枚の板材を拡散接合する接合工程と、前記複数の連結片を切断して前記プレートの積層体を前記枠体から分離する分離工程とを備えている。そして、前記板材形成工程は、前記枠体にその枠体を変形しやすくするための凹部又は孔を形成する枠体加工工程を含む。
【０００９】
これによると、接合工程において、複数枚の板材を位置決め積層状態にしつつ拡散接合で互いに接合しても、枠体には凹部又は孔が形成されているので、複数の板材の枠体は、互いに接合されないか、又はそれらの接合力がプレートにおける接合力よりも弱くなる。枠体同士が接合されていなければ、各板材の枠体を個々に折り曲げることが可能であり、枠体同士が接合されていてもそれらの接合力が弱ければ、連結片が切断されるように折り曲げたとき、積層された複数枚の板材は枠体の部分においてスリップする。したがって、連結片を折り曲げたときに、複数の板材の枠体は互いに積層された、他の枠体に拘束されないで移動するので、各連結片は曲率を小さいものとすることができる。この結果、分離工程において、複数のプレートの変形を抑制することができる。なお、枠体加工工程は、複数枚の板材の少なくとも１枚について行われればよい。
【００１０】
本発明において、前記板材はその長辺が前記一方向に沿った略矩形形状であり、前記枠体は、前記一方向に沿って延在する一対の長手枠部と前記一方向と直交する方向に延在する一対の短手枠部とからなり、前記複数の連結片は、各々が前記長手枠部と前記プレートとの間に設けられて、前記一方向に配列しており、前記枠体加工工程において、前記凹部又は孔が、前記一方向に延在するように前記長手枠部に形成されることが好ましい。これにより、凹部又は孔が連結片に対応した箇所にのみ形成されるので、枠体加工工程を効率よく行うことができる。
【００１１】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記凹部が前記一方向に延在する１又は複数本の溝として形成されていてもよい。これにより、溝の加工が容易になるとともに、積層された板材の枠体部分における接合面積を小さくし、複数の連結片の曲率がより小さくなる。
【００１２】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記溝は前記複数枚の板材の前記長手枠部にそれぞれ形成されるとともに、前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成されていてもよい。これにより、積層された板材の枠体部分における接合面積をさらに小さくし、複数の連結片の曲率がより一層小さくなる。
【００１３】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記複数枚の板材の各々に対し前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成される前記溝は、前記位置決め積層状態のときに同じ側となる面にそれぞれ形成されていてもよい。これにより、積層された板材の枠体部分における接合面積をさらに小さくし、連結片の曲率をさらに小さくすることができる。
【００１４】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記長手枠部には複数本の溝が形成され、これら複数本の溝は前記長手枠部の幅方向に関して交互に異なる面に形成されていてもよい。これによると、長手枠部をプレート積層体の最外層にあるプレートに向かうように折り曲げたときに、隣接する長手枠部に対してスリップする方向への力がかかりやすくなり、隣接する枠体により拘束されにくくなる。したがって、連結片は曲率をさらに小さいものとすることができる。
【００１５】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記長手枠部の幅方向に関して隣接する互いに異なる面に形成される２本の溝は、平面視で部分的に重なり合うように形成されていてもよい。これにより、各板材の長手枠部どうしが互いに接合されなくなる。そのため、長手枠部ごとに曲げることが可能となり、複数の連結片の曲率が大幅に小さくなる。したがって、複数の連結片の切断時に、プレートがほとんど変形しない。
【００１６】
また、本発明において、前記板材形成工程は、前記連結片の厚みを前記プレート及び前記枠体よりも薄くする連結片減肉工程を含むことが好ましい。これにより、連結片を切断しやすくなり、プレートがより変形しにくくなる。
【００１７】
本発明の板材の積層構造は、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材が複数枚積層された状態で互いに拡散接合されたものであり、前記連結片を切断することによってプレートが積層された積層体を得ることができる板材の積層構造において、前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されている。
【００１８】
これによると、複数枚の板材が拡散接合で互いに接合していても、積層方向に隣接する枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されているので、複数の連結片を切断するように枠体を曲げたときに、複数の連結片の曲率が小さくなる。したがって、複数の連結片の切断時に、複数のプレートの変形を抑制することができる。
【００１９】
本発明の板材は、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレートと、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体と、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを含むものであって、これらを複数枚積層した状態で拡散接合して前記連結片を切断することによって前記プレートの積層体を得るための金属製の板材である。そして、前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されている。
【００２０】
これにより、複数枚のプレートを積層状態で接合し、連結片を切断するように枠体を曲げたときに、連結片の曲率が小さくなる。したがって、連結片の切断時に、プレートの変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
まず、本発明の第１実施形態によるプレート積層体の製造方法により製造された流路ユニット（プレート積層体）を含むインクジェットヘッドについて説明する。図１は、本発明に係る第１実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。なお、図中の２点鎖線で示された領域は、アクチュエータユニット２０が配置される領域である。インクジェットヘッド６は、用紙上にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタに適用されるものである。図１に示すように、インクジェットヘッド６は、インクを吐出するヘッド本体２１と、このヘッド本体２１に駆動信号を供給するフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）４０とを含んでいる。このうち、ヘッド本体２１は、内部にインク流路が形成された流路ユニット１０と、この流路ユニット１０内のインクに吐出エネルギーを付与する圧電型のアクチュエータユニット２０とで構成されている。ＦＰＣ４０は、一端部側がアクチュエータユニット２０の上面２０ａに電気的に接続され、他端部側がインクジェットプリンタの制御部（図示せず）に接続されている。これにより、制御部からＦＰＣ４０を介してアクチュエータユニット２０に駆動信号（駆動電圧）が供給されると、ヘッド本体２１のインク吐出面６ａ（図４参照）からインクが吐出されることになる。流路ユニット１０の下面、すなわちインク吐出面６ａには、ノズル３５が多数開口されており、各ノズル３５から下向きにインクが吐出される。
【００２３】
図２は、流路ユニット１０の分解斜視図を、図３は流路ユニット１０の部分拡大斜視図を、それぞれ示している。図４は、図１に示すIV−IV線に沿った断面図である。流路ユニット１０は、図２に示すように、ノズルプレート１１、ダンパプレート１２、２枚のマニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６の計６枚の薄い矩形平板状の金属板を積層し、互いに拡散接合した構造とされている。本実施形態において、各プレート１１〜１６は、ステンレス鋼からなるが他の金属で構成されていてもよい。
【００２４】
ノズルプレート１１には、図２及び図３に示すように、インクを吐出するためのノズル３５が所定の間隔をおいて多数形成されている。これらノズル３５は、ノズルプレート１１における長手方向に沿って千鳥状配列で２列に穿設されている。
【００２５】
図３に示すように、ベースプレート１６には、複数の圧力室３６がベースプレート１６の長手方向に沿って千鳥状配列で２列に穿設されている。各圧力室３６は、矩形の平面形状を有し、その長手方向がベースプレート１６の長手方向に対して直交するように形成されている。また、ベースプレート１６のスペーサプレート１５に面する側には、それぞれの圧力室３６と接続された絞り部３６ｄと、この絞り部３６ｄと接続された連絡孔３６ｂとが形成されている。ベースプレート１６の短手方向中央側に存在する各圧力室３６の端部３６ａは、スペーサプレート１５、２枚のマニホールドプレート１３，１４、ダンパプレート１２にそれぞれ千鳥状配列で形成された貫通孔３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを介してノズル３５に連通している。なお、ベースプレート１６のアクチュエータユニット２０と対向する面には、図２に示すように、長手方向に沿って４つの凹溝１７が形成されている。これらの凹溝１７は、アクチュエータユニット２０側に開放し、図４に示すように、圧力室３６の形成領域外において、アクチュエータユニット２０の両側の縁部とそれぞれ対向して配設されている。
【００２６】
図３に示すように、２枚のマニホールドプレートのうちスペーサプレート１５に近い側のマニホールドプレート１４には、２つのインク室半部１４ａが貫通状に形成されている。そして、このインク室半部１４ａの側壁には、連絡孔３６ｂに対応して接続部４５が形成されている。一方、ダンパプレート１２側のマニホールドプレート１３には、二つのインク室半部１３ａが、他側のマニホールドプレート１４に向けてのみ開放するように凹設されている。そして、図４に示すように、２枚のマニホールドプレート１３，１４とスペーサプレート１５の３枚のプレートが積層された状態では、貫通孔３７ａ〜３７ｄの列の両側に１つずつ、２つの共通インク室７が形成されている。
【００２７】
図３に示すように、ダンパプレート１２には、ダンパ溝１２ｃが凹設されており、このダンパ溝１２ｃはマニホールドプレート１３側に向けてのみ開放するように形成され、その平面視での位置および平面形状は共通インク室７と一致している。図２に戻って、ベースプレート１６には２つのインク供給孔３９ａが形成され、スペーサプレート１５にも２つのインク供給孔３９ｂが形成されている。ベースプレート１６とスペーサプレート１５とを接合することで、対応するインク供給孔３９ａ，３９ｂが互いに接続され、２つの共通インク室７に対応するインク供給口３９が形成されている。さらに、スペーサプレート１５の短手方向両端部側には連絡孔３６ｂと接続部４５とを連通させる連通孔３８が形成されている。
【００２８】
これら６枚のプレート１１〜１６が積層してなる流路ユニット１０には、共通インク室７から、接続部４５、連通孔３８、連絡孔３６ｂ、絞り部３６ｄ、圧力室３６を経て、連通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５に至る複数の個別インク流路が形成されている。そして、各個別インク流路において、アクチュエータユニット２０により圧力室３６内のインクに吐出エネルギーが与えられることで、貫通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５からインクが吐出される。
【００２９】
次に、アクチュエータユニット２０について説明する。図５は、図１に示すアクチュエータユニットの分解拡大斜視図である。図４、図５に示すように、アクチュエータユニット２０は、２種類の圧電シート２１，２２と１枚の絶縁シート２３とを積層した構造を有する。一方の圧電シート２１の上面には、流路ユニット１０における圧力室３６毎に対応した細幅の複数の駆動電極２４が、千鳥状配列で設けられている。図５に示すように、各駆動電極２４の一端部２４ａは、アクチュエータユニット２０の側面に露出するように形成されている。
【００３０】
他方の圧電シート２２の上面には、複数の圧力室３６に跨って共通のコモン電極２５が設けられている。コモン電極２５の一端部２５ａも、駆動電極２４の一端部２４ａと同様に、アクチュエータユニット２０の側面に露出するように形成されている。なお、圧電シート２１，２２は図示のように１枚ずつ交互に積層するだけでなく、交互に複数枚積層することもできる。そして、各駆動電極２４とコモン電極２５とに挟まれる圧電シート２２におけるそれぞれの領域は、圧力室３６ごとに対応した圧力発生部となる。この圧力発生部は、駆動電極２４とコモン電極２５との間に電圧が加えられると、圧電シートの有する電歪効果に基づいて変位する。ここでは、電界の強度に応じて、圧力発生部が主に積層方向に伸縮する。
【００３１】
最上段の絶縁シート２３の上面（すなわち、アクチュエータユニット２０の上面２０ａ）には、駆動電極２４の各々に対応する複数の表面電極２６が２列に配列されており、それら表面電極列の列方向に沿った一方の外側にコモン電極２５に対応する表面電極２７が設けられている。
【００３２】
また、アクチュエータユニット２０の長手方向に沿う両側面には、各駆動電極２４の一端部２４ａに凹部３０が、コモン電極２５の一端部２５ａに凹部３１が、それぞれ積層方向に延出されるように設けられている。各凹部３０内には、各駆動電極２４と各表面電極２６とを電気的に接続する側面電極２６ａが形成され、凹部３１内には、コモン電極２５と表面電極２７とを電気的に接続する側面電極２７ａが形成されている。なお、符号２８及び２９の電極は、捨てパターンの電極である。
【００３３】
このような構成の流路ユニット１０とアクチュエータユニット２０とは、圧力室３６と駆動電極２４とがそれぞれ対向するように積層して固定されている。このとき、アクチュエータユニット２０は、図４に示すように、側面電極２６ａ，２７ａの下端部がベースプレート１６の凹溝１７と対向する位置に配置され、流路ユニット１０と離隔されている。さらに、アクチュエータユニット２０の上面２０ａには、ＦＰＣ４０が積層されており、その配線パターン（図示せず）が対応する各表面電極２６，２７に半田などで電気的に接合されている。これにより、ＦＰＣ４０を介して、駆動電極２４に対して駆動信号を供給可能となり、コモン電極２５に対して接地電位が供給可能となる。
【００３４】
そして、任意の駆動電極２４とコモン電極２５との間に駆動電圧（駆動信号）が印加されると、この駆動電極２４の部分（即ち圧力発生部）に積層方向の歪みが発生し、この駆動電極２４に対応する圧力室３６内のインクに吐出エネルギーが与えられる。流路ユニット１０においては、インク供給口３９から共通インク室７内に流入したインクが、接続部４５、連通孔３８、絞り部３６ｄを経由して、各圧力室３６に供給されている。そして、各圧力室３６のインクは吐出エネルギーにより、圧力室３６から貫通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５から吐出される。これにより、用紙への所定の印字が行われる。
【００３５】
次に、ヘッド本体２１の流路ユニット１０を製造する過程において、形成される６枚の板材１０１〜１０６の積層構造１００について以下に説明する。図６は、本発明の第１実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。図７は、本発明の第１実施形態による板材の積層構造の平面図である。図８は、図７に示すVIII−VIII線における断面図である。図６に示すように、所定パターンが形成されたノズルプレート１１、ダンパプレート１２、マニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６は、それぞれ板材１０１〜１０６に４枚ずつ形成されている。
【００３６】
各板材１０１〜１０６は、各プレート１１〜１６の長手方向と直交する方向に長手方向を有する略矩形枠状のフレーム（枠部）１１１と、フレーム１１１の内側において同一種類の４枚のプレート１１〜１６がフレーム１１１の長手方向に沿って配列されてなるプレート組１２１〜１２６と、各プレート組１２１〜１２６とフレーム１１１とそれぞれ一体的に連結する微小幅の複数の連結片１１５とを備えている。
【００３７】
図７に示すように、各板材１０１〜１０６のフレーム１１１は、フレーム１１１の長手方向に沿って延在した図中上下にある一対の長辺部（長手枠部）１１２ａと、フレーム１１１の短手方向に沿って延在した図中左右にある一対の短辺部（短手枠部）１１２ｂとを有している。一対の長辺部１１２ａのうち下方の長辺部１１２ａには、位置決め用のピン（不図示）を差し込むための位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されている。なお、位置決め孔１１３ａは平面形状が円状となっており、位置決め孔１１３ｂは平面形状が楕円状となっている。
【００３８】
また、一対の長辺部１１２ａには、図６〜図８に示すように、フレーム１１１の長手方向に沿って延在した４本の溝（凹部）１３１〜１３４がそれぞれ形成されている。図８に示すように、４本の溝１３１〜１３４のうち、２本の溝１３１，１３３は長辺部１１２ａの上面に形成されており、２本の溝１３２，１３４は長辺部１１２ａの下面に形成されている。そして、４本の溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａの幅方向（板材の短手方向）に沿って交互に上方及び下方を向いて開くように配置されている。また、４本の溝１３１〜１３４は、平面視において、長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する他の溝１３１〜１３４と部分的に重なっている。さらに、各長辺部１１２ａに形成された４本の溝１３１〜１３４は、各板材１０１〜１０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっており、この一致する溝１３１〜１３４が同じ方向を向いて開いている。この構成より、図８に示すように、各板材１０１〜１０６を積層したときに、長辺部１１２ａの溝１３１〜１３４が形成されていない面がちょうど溝１３１〜１３４と対向するので、隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａにおいて接触しない。すなわち、長辺部１１２ａどうしが互いに固定されないようになっている。
【００３９】
図６〜図８に示すように、プレート組１２１〜１２６中の各プレートが、４つの連結片１１５によってそれぞれ一対の長辺部１１２ａと連結されている。より具体的には、１つのプレートの長手方向の両端部と各端部に隣接した長辺部１１２ａとがそれぞれ２つの連結片１１５によって連結されている。これら連結片１１５の全域には、図８に示すように、下面側において欠設領域１１６が形成されている。つまり、連結片１１５の厚みが、長辺部１１２ａの最大厚み（上面と下面との距離）及びプレートの厚みよりも小さくなっている。これにより、隣接する板材１０１〜１０６同士は連結片１１５において接触しない。なお、欠設領域１１６の深さは、溝１３１〜１３４の深さと同じである。また、平面視において、長辺部１１２ａの幅方向に関して連結片１１５の欠設領域１１６と溝１３１とが部分的に重なっている。つまり、６枚の板材１０１〜１０６を積層したときに、隣接する板材１０１〜１０６同士は連結片１１５と長辺部１１２ａとの境界において接触しない。これにより、各板材１０１〜１０６のプレート組１２１〜１２６及び短辺部１１２ｂ同士しか互いに接触しない。このような６枚の板材１０１〜１０６を互いに積層して各板材１０１〜１０６におけるプレート組１２１〜１２４及び短辺部１１２ｂ同士を拡散接合することで、板材１０１〜１０６の積層構造１００が形成される。
【００４０】
続いて、ヘッド本体２１の流路ユニット１０の製造方法について以下に説明する。図９は、流路ユニットの製造工程図である。図１０は、板材の連結片を切断するときの状況図である。図９に示すように、まず、ステップ１（Ｓ１）において、板材１０１〜１０６となる６枚のステンレス鋼製の平板を準備する。次に、ステップ２（Ｓ２）において、位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されたフレーム１１１、複数の連結片１１５、所定パターン（圧力室３６やノズル３５など）がそれぞれ形成されプレート組１２１〜１２６を構成するプレート１１〜１６が形成されるように各平板にフォトレジストをマスクとしたエッチング加工を施す。そして、ステップ３（Ｓ３）において、形成していたフォトレジストを除去した後、ステップ２において形成された一対の長辺部１１２ａ及び複数の連結片１１５に、溝１３１〜１３４及び欠設領域１１６が形成されるように、一対の長辺部１１２ａの溝１３１〜１３４となる箇所を除いた領域及び連結片１１５の下面を除いた領域に再度フォトレジストを平板に形成し、ハーフエッチング加工を施す（枠体加工工程，連結片減肉工程）。このとき、溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａの長手方向に沿って延在するように、且つ、長辺部１１２ａの幅方向に関して交互に上下方向に向かって開くように長辺部１１２ａに形成される。さらに、複数の溝１３１〜１３４が、上述したように板材１０１〜１０６が積層されたときに、平面視において一致する位置であって長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する溝同士が部分的に重なる位置、且つ、各長辺部１１２ａにおいて一致する複数の溝１３１〜１３４同士が長辺部１１２ａの同じ側の面にそれぞれ形成される。また、このとき、欠設領域１１６が連結片１１５の下面側であって、平面視において欠設領域１１６と溝１３１が部分的に重なる位置に形成される。このように、連結片１１５がプレート１１〜１６の厚みよりも小さくなることで、後述する切断時に切断しやすくなり、プレート１１〜１６が変形しにくくなる。こうして、６枚の板材１０１〜１０６が形成される（板材形成工程）。
【００４１】
次に、ステップ４において、各板材１０１〜１０６に形成された溝１３１〜１３４が平面視において一致するように、各板材１０１〜１０６に形成された位置決め孔１１３ａ，１１３ｂに位置決め用のピンを挿入して位置決めしつつ、図６に示すような板材１０１〜１０６の並びで互いに積層する。そして、位置決め状態で積層された板材１０１〜１０６（積層体）を所定温度まで加熱するとともに、積層体の上下面を上下一対のプレート状の治具で挟み込み、積層方向（板材の上下面と直交する方向）に加圧する。本実施形態においては、積層体を構成する６枚の板材１０１〜１０６が所定温度に達すると同時に加圧しているが、積層体を予め所定温度まで加熱しておいてから加圧してもよいし、積層体を加圧した状態で所定温度になるまで加熱してもよい。こうして、６枚の板材１０１〜１０６を互いに拡散接合する（接合工程）。このとき、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａ同士及び連結片１１５同士は上述したように互いに対向する面が接触していないので拡散接合されない。すなわち、各板材１０１〜１０６のプレート１１〜１６及び短辺部１１２ｂの互いに対向する面同士だけが拡散接合される。
【００４２】
次に、ステップ５（Ｓ５）において、図１０に示すように、板材１０６の長辺部１１２ａの外側端部（長辺部１１２ａにおいて最も連結片１１５から離れた端部）付近を力の作用点として、板材１０６の長辺部１１２ａが板材１０５の長辺部１１２ａから離れる方向（板材１０６の長辺部１１２ａの上面とベースプレート１６の上面とが成す角度が小さくなる方向であって長辺部１１２ａがベースプレート１６に近づく方向）に板材１０６を持ち上げる。これによって、板材１０６が連結片１１５において曲がる。この曲げを１回〜数回行うことによって板材１０６の連結片１１５を破断させ、板材１０６を連結片１１５において切断する。このような切断処理を板材１０６、板材１０５、板材１０４、板材１０３、板材１０２、板材１０１の順番で次々と行う。このとき、長辺部１１２ａに４つの溝１３１〜１３４が形成されていて隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａ及び連結片１１５において接合されていないために、各切断処理において、所定条件（例えば長辺部１１２ａの外側端部近傍の上面とベースプレート１６の上面とが成す角度が９０°となるという条件）を満たすまで長辺部１１２ａ及び連結片１１５を曲げるのに要する力は、隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａ及び連結片１１５において接合されている場合に比べて小さくなる。したがって、大きな力を要することなく、折曲作業を容易に行うことができる。こうして、各フレーム１１１とプレート１１〜１６が接合された積層体とを分離することで、流路ユニット１０の製造が完了する。なお、各板材１０１〜１０６には同一種類の４枚のプレート１１〜１６からなるプレート組１２１〜１２６が形成されているので、一度に４つの流路ユニット１０が形成される。
【００４３】
本実施形態においては、ステップ５で各板材１０１〜１０６を連結片１１５のみにおいて切断しているが、以下のような手順で各板材１０１〜１０６を連結片１１５とは異なる場所において切断してから連結片１１５において切断してもよい。まず、板材１０１の長辺部１１２ａの外側端部をノズルプレート１１の下面に近づく方向に曲げてその長辺部１１２ａの溝１３３が形成された箇所で切断し、これを各板材１０２〜１０６も同様に行う。そして、板材１０６の切断箇所をベースプレート１６の上面に近づく方向に曲げてその長辺部１１２ａの溝１３２が形成された箇所で切断し、これを各板材１０１〜１０５も同様に行う。つまり、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａを外側から順に溝１３１〜１３３が形成された箇所で切断する。そして、最終的に各長辺部１１２ａを連結片１１５で切断することで、本実施形態と同様に流路ユニット１０を製造することができる。この場合においても、連結片１１５の切断時における曲率が同様に小さくなる。
【００４４】
以上のように、本実施形態による流路ユニット１０の製造方法によると、６枚の板材１０１〜１０６を位置決め積層状態において拡散接合で互いに接合しても、長辺部１１２ａには溝１３１〜１３４が形成されているので、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａが固着されていない状態となる。このように、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａが固着されていないことによって、固着された状態の６枚の板材１０１〜１０６を一斉に折り曲げるのではなく、１枚ずつ分離して折り曲げることができるので、連結片１１５における折曲部分の曲率を小さくすることができる。したがって、複数のプレート１１〜１６が、連結片１１５の切断時において変形するのを抑制することができる。
【００４５】
また、長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する溝１３１〜１３４は、平面視において、部分的に重なり合っているので、各長辺部１１２ａ同士が完全に拡散接合されなくなる。そのため、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａ毎に曲げることが可能となり、複数の連結片１１５の曲率が大幅に小さくなる。したがって、複数の連結片１１５の切断時に、プレート１１〜１６がほとんど変形しない。
【００４６】
続いて、第２実施形態による板材の積層構造について以下に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態による板材の積層構造の部分断面図である。なお、本実施形態の板材の積層構造において、第１実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。図１１に示すように、板材の積層構造２００を構成する６枚の板材２０１〜２０６は、第１実施形態の６枚の板材１０１〜１０６とほぼ同様であるが、長辺部２１２ａにおいて形成される複数の溝２３１〜２３３の形態が異なる。つまり、各板材２０１〜２０６の一対の長辺部２１２ａには、図１１に示すように、長辺部２１２ａの長手方向（図１１中紙面垂直方向）に沿って延在した３本の溝２３１〜２３３がそれぞれ形成されている。各長辺部２１２ａにおいて、３本の溝２３１〜２３３は、長辺部２１２ａの幅方向に関して交互に上方及び下方を向いて開くように形成されている。また、３本の溝２３１〜２３３は、長辺部２１２ａの幅方向に関して隣接する溝２３１〜２３３同士が平面視において重ならずわずかに離れている。さらに、各長辺部２１２ａに形成された３本の溝２３１〜２３３は、各板材２０１〜２０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっており、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａの溝２３１〜２３３が同じ方向を向いて開いている。このような板材２０１〜２０６を積層したとき、長辺部２１２ａの溝２３１〜２３３が形成されていない領域同士が接触した状態となる。そして、拡散接合することで、長辺部２１２ａの部分的に接触した面同士、短辺部及びプレート同士が接合された板材２０１〜２０６の積層構造２００が形成される。
【００４７】
上述した板材２０１〜２０６は、第１実施形態の板材１０１〜１０６とほぼ同様な製造工程で製造される。なお、溝２３１〜２３３は上述のように第１実施形態とは配置及び形状が若干異なっているため、それに対応したフォトレジストをマスクとしたハーフエッチング加工で形成される。そして、形成された各板材２０１〜２０６が位置合わせした状態で、それら板材２０１〜２０６の積層体を所定温度に加熱し、上述のように上下一対のプレート状の治具で挟み込んで加圧する。このとき、各長辺部２１２ａは互いに部分的に接触しているので接触面同士が拡散接合される。なお、短辺部及びプレート同士はその全面において拡散接合される。次に、互いに接合された長辺部２１２ａの積層体の外側端部をベースプレート１６の上面に近づく方向に曲げる。このとき、長辺部２１２ａには、３つの溝２３１〜２３３が形成されているので、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａにおける互いに対向する面の接触面積は小さくなり、長辺部２１２ａ同士の接合力は弱いものとなっている。そのため、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａの部分は、隣接する長辺部２１２ａに対してスリップして独立に変位することができる。つまり、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａは、１枚ずつ折り曲げられる場合に近い挙動で変位することができるため、従来のように各板材の長辺部が強固に固着されている場合に比べて連結片２１５における折曲部分の曲率を小さくすることができる。これにより、各板材２０１〜２０６において、連結片２１５により長辺部２１２ａに連結されたプレート１１〜１６が連結片２１５の切断時に曲がるのを抑制することができる。このように、各長辺部２１２ａに形成された溝２３１〜２３３が、平面視で互いに一致する位置に形成されているので、長辺部１１２ａにおける接触面積を小さくしてこれらの接合力を弱めることができる。また、各長辺部２１２ａに平面視で一致するように形成された溝２３１〜２３３同士が、長辺部２１２ａの同じ側の面に形成されていることで、長辺部１１２ａにおける接触面積をさらに小さくしてこれらの接合力をさらに弱めることができる。また、３つの溝２３１〜２３３が長辺部２１２ａの幅方向に関して異なる面に交互に形成されているので、長辺部２１２ａのベースプレート１６の上面に近づく方向に折り曲げたときに隣接する長辺部２１２ａのスリップする方向への力がかかりやすくすることができる。
【００４８】
続いて、第３実施形態による板材の積層構造について以下に説明する。図１２は、本発明の第３実施形態による板材の積層構造の平面図である。図１３は、図１２に示すXIII−XIIIにおける断面図である。なお、本実施形態の板材の積層構造において、第１実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。図１２及び図１３に示すように、板材の積層構造３００を構成する６枚の板材３０１〜３０６は、第１実施形態の６枚の板材１０１〜１０６とほぼ同様であるが、長辺部３１２ａには溝ではなく複数の長孔（孔）３３１が形成されている。つまり、各板材３０１〜３０６の一対の長辺部３１２ａには、長辺部３１２ａの長手方向に沿って複数の長孔３３１が２列に配列されている。複数の長孔３３１は、図１２に示すように、長辺部３１２ａの長手方向に沿って所定の間隔をおいて配列されており、長辺部３１２ａの長孔３３１の間の領域及び長辺部３１２ａの長手方向に関して最も外側にある長孔３３１の外側領域が連結片３１５の延在方向（長辺部３１２ａの幅方向）延長上に配置されている。また、各長辺部３１２ａに形成された複数の長孔３３１は、各板材３０１〜３０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっている。このような板材３０１〜３０６が積層したとき、長辺部３１２ａの上下面において、長孔３３１が形成されていない領域同士が接触した状態となる。そして、長辺部３１２ａの部分的に接触した面同士、短辺部３１２ｂ及びプレート１１〜１６同士を拡散接合することで、板材３０１〜３０６の積層構造３００が形成される。
【００４９】
上述した板材３０１〜３０６は、第１実施形態の板材１０１〜１０６とほぼ同様な製造工程で製造される。なお、複数の長孔３３１は、それに対応したフォトレジストをマスクとしたエッチング加工で形成される。そして、形成された各板材３０１〜３０６が位置合わせした状態で、それら板材３０１〜３０６の積層体を所定温度に加熱し、上述のように上下一対のプレート状の治具で挟み込んで加圧する。このとき、各長辺部３１２ａは互いに部分的に接触しているので接触面同士が拡散接合される。なお、短辺部及びプレート同士はその全面によって拡散接合される。次に、互いに接合された長辺部３１２ａの積層体の外側端部をベースプレート１６の上面又はノズルプレート１１の下面に近づく方向に曲げて、各板材３０１〜３０６の連結片３１５を切断する。このとき、長辺部３１２ａには、複数の長孔３３１が形成されているので、各板材３０１〜３０６の長辺部３１２ａにおける互いに対向する面の接触面積は小さくなり、長辺部３１２ａ同士の接合力は弱いものとなっている。そのため、第２実施形態と同様に、各板材３０１〜３０６の長辺部３１２ａは、１枚ずつ折り曲げられる場合に近い挙動で変位することができるため、連結片３１５の曲率が小さくなる。これにより、各板材３０１〜３０６において、連結片３１５により長辺部３１２ａに連結されたプレート１１〜１６が連結片３１５の切断時に曲がるのを抑制することができる。
【００５０】
続いて、第４実施形態によるプレート積層体の製造方法により製造されたヘッド本体を備えたインクジェットヘッド４００について以下に説明する。図１４は、本発明に係る第４実施形態のプレート積層体（ヘッド本体）を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。図１５は、図１４に示すXV−XV線に沿った断面図である。本実施形態におけるインクジェットヘッド４００は、図１４に示すように、第１実施形態とはアクチュエータユニット２０の構成が異なるだけでそれ以外は同様である。したがって、上述したものと同様なものは同符号で示し説明を省略する。
【００５１】
インクジェットヘッド４００は、流路ユニット１０とアクチュエータユニット４２０とが固着されたヘッド本体４２１と、このヘッド本体４２１に駆動信号を供給するＦＰＣ４０とを備えている。アクチュエータユニット４２０は、ベースプレート１６とほぼ同じ矩形平面形状を有する振動板４３１と、振動板４３１の上面において複数の圧力室３６に跨って連続的に形成された圧電層４３２と、圧電層４３２の上面において複数の圧力室３６にそれぞれ対応して形成された複数の個別電極４３５とを備えている。
【００５２】
振動板４３１は、ステンレス鋼等の鉄系合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、チタン合金等の金属材料からなり、すべての圧力室３６を覆いつつベースプレート１６の上面と拡散接合されている。この振動板４３１は、複数の個別電極４３５と対向していて個別電極４３５と振動板４３１との間の圧電層４３２に電界を作用させる共通電極を兼ねており、図示しない領域において接地されてグランド電位に保持されている。また、振動板４３１の一端部側には、インク供給口３９とそれぞれ対向して配置された２つの孔４３９が形成されている。
【００５３】
圧電層４３２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり、主成分が強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。圧電層４３２は、振動板４３１の孔４３９近傍領域を除く上面に形成されており、複数の圧力室３６に跨って連続的に形成されている。そのため、圧電層４３２をすべての圧力室３６に対して一度に形成することができ、圧電層４３２の形成が容易になる。
【００５４】
圧電層４３２の上面には、圧力室３６よりも平面形状が一回り小さい長方形平面形状を有する複数の個別電極４３５が形成されている。これら複数の個別電極４３５は、平面視で、対応する圧力室３６の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。つまり、複数の個別電極４３５も、圧力室３６と同様に千鳥状配列で２列に配列されている。個別電極４３５は、金、銅、銀、パラジウム、白金、チタンなどの導電性材料からなる。
【００５５】
このような構成のアクチュエータユニット４２０の上面には、ＦＰＣ４０が積層されており、その配線パターン（図示せず）が対応する個別電極４３５に電気的に接続されている。
【００５６】
次に、アクチュエータユニット４２０の作用について説明する。ノズル３５からインクを吐出するとき、ＦＰＣ４０を介して駆動信号が各個別電極４３５に供給される。このとき、振動板４３１は、グランド電位に保持されているので、振動板４３１と個別電極４３５との間には電位差が生じる。すると、圧電層４３２の個別電極４３５と振動板４３１との間に挟まれた領域に厚み方向の電界が生じ、分極方向である厚み方向と垂直な水平方向に収縮する。この収縮に伴って、振動板４３１及び圧電層４３２の圧力室３６に対向する領域に積層方向の歪みが発生する。これによって圧力室３６の容積が変化し圧力室３６内のインクに圧力が付与される。こうして、個別電極４３５に対応するノズル３５からインクが吐出し、用紙への所定の印字が行われる。
【００５７】
次に、インクジェットヘッド４００を製造する過程において、ヘッド本体４２１を構成する７枚の板材１０１〜１０６，４５１の積層構造について以下に説明する。図１６は、本発明の第４実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。図１６に示すように、所定パターンが形成されたノズルプレート１１、ダンパプレート１２、マニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６、振動板４３１は、それぞれ板材１０１〜１０６，４５１に４枚ずつ形成されている。なお、６枚の板材１０１〜１０６は、第１実施形態と同様なため説明を省略する。
【００５８】
板材４５１は、振動板４３１の長手方向と直交する方向に長手方向を有する略矩形枠状のフレーム（枠部）４５２と、フレーム４５２の内側において同一種類の４枚の振動板４３１がフレーム４５２の長手方向に沿って配列されてなる振動板組４５３と、振動板組４５３とフレーム４５２とそれぞれ一体的に連結する微小幅の複数の連結片４５５とを備えている。
【００５９】
板材４５１のフレーム４５２は、フレーム４５２の長手方向に沿って延在した一対の長辺部（長手枠部）４５４ａと、フレーム４５２の短手方向に沿って延在した一対の短辺部（短手枠部）４５４ｂとを有している。一対の長辺部４５４ａ及び一対の短辺部４５４ｂは、図１６に示すように、板材１０１〜１０６の一対の長辺部１１２ａ及び一対の短辺部１１２ｂと同様である。つまり、一対の長辺部４５４ａには、位置決め用のピン（不図示）を差し込むための位置決め孔１１３ａ，１１３ｂ及び４本の溝（凹部）１３１〜１３４が形成されている。なお、複数の連結片４５５も板材１０１〜１０６の連結片１１５と同様なものである。このような７枚の板材１０１〜１０６、４５１を互いに積層して各板材１０１〜１０６，４５１におけるプレート組１２１〜１２６及び振動板組４３５同士と短辺部１１２ｂ，４５４ｂ同士とを拡散接合し、振動板４３１の上面に圧電層４３２を形成し、圧電層４３２の上面に複数の個別電極４３５を形成することで、板材１０１〜１０６，４５１の積層構造４５０が形成される。なお、板材４５１の一対の長辺部４５４ａは一対の長辺部１１２ａと同様であるため、互いに接触せず拡散接合されない。
【００６０】
続いて、インクジェットヘッド４００の製造方法について以下に説明する。図１７は、インクジェットヘッドの製造工程図である。図１８は、振動板４３１上に圧電層４３２及び個別電極４３５が形成される状況を示した図である。図１７に示すように、まず、ステップ１（Ｔ１）において、板材１０１〜１０６，４５１となる７枚のステンレス鋼製の平板を準備する。次に、ステップ２（Ｔ２）において、第１実施形態と同様に、位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されたフレーム１１１，４５２、複数の連結片１１５，４５５、所定パターン（圧力室３６やノズル３５など）がそれぞれ形成されプレート組１２１〜１２６を構成するプレート１１〜１６及び振動板組４５３を構成する振動板４３１が形成されるように７枚の平板のそれぞれにフォトレジストをマスクとしたエッチング加工を施す。
【００６１】
次に、ステップ３（Ｔ３）において、形成していたフォトレジストを除去した後、ステップ２（Ｔ２）において形成された一対の長辺部１１２ａ，４５４ａ及び複数の連結片１１５，４５５に、溝１３１〜１３４及び欠設領域１１６が形成されるように、一対の長辺部１１２ａ，４５４ａの溝１３１〜１３４となる箇所を除いた領域及び連結片１１５，４５５の下面を除いた領域に再度フォトレジストを平板に形成し、ハーフエッチング加工を施す（枠体加工工程，連結片減肉工程）。このとき、溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａ，４５４ａの長手方向に沿って延在するように、且つ、長辺部１１２ａ，４５４ａの幅方向に関して交互に上下方向に向かって開くように長辺部１１２ａ，４５４ａに形成される。さらに、複数の溝１３１〜１３４が、上述したように板材１０１〜１０６，４５１が積層されたときに、平面視において一致する位置であって長辺部１１２ａ，４５４ａの幅方向に関して隣接する溝同士が部分的に重なる位置、且つ、各長辺部１１２ａ，４５４ａにおいて一致する複数の溝１３１〜１３４同士が長辺部１１２ａ，４５４ａの同じ側の面にそれぞれ形成される。また、このとき、欠設領域１１６が連結片１１５，４５５の下面側であって、平面視において欠設領域１１６と溝１３１が部分的に重なる位置に形成される。このように、連結片１１５，４５５がプレート１１〜１６及び振動板４３１の厚みよりも小さくなることで、後述する切断時に切断しやすくなり、プレート１１〜１６及び振動板４３１が変形しにくくなる。こうして、７枚の板材１０１〜１０６，４５１が形成される（板材形成工程）。
【００６２】
次に、ステップ４において、各板材１０１〜１０６，４５１に形成された溝１３１〜１３４が平面視において一致するように、各板材１０１〜１０６，４５１に形成された位置決め孔１１３ａ，１１３ｂに位置決め用のピンを挿入して位置決めしつつ、図１６に示すような板材１０１〜１０６，４５１の並びで互いに積層する。そして、位置決め状態で積層された板材１０１〜１０６，４５１（積層体）を所定温度まで加熱するとともに、積層体の上下面を上下一対のプレート状の治具で挟み込み、積層方向に加圧する。こうして、７枚の板材１０１〜１０６，４５１を互いに拡散接合する（接合工程）。このとき、各板材１０１〜１０６，４５１の長辺部１１２ａ，４５４ａ同士及び連結片１１５，４５５同士は互いに対向する面が接触しないので拡散接合されない。すなわち、各板材１０１〜１０６，４５１のプレート１１〜１６、振動板４３１及び短辺部１１２ｂ，４５４ｂの互いに対向する面同士だけが拡散接合される。
【００６３】
次に、ステップ５（Ｔ５）において、図１８（ａ）に示すように、ベースプレート１６に拡散接合された振動板４５１の上面にそれぞれ圧電層４３２となる堆積層４６１を形成する。ここで、堆積層４６１を形成する工程においては、化学蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法や、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）等により、ＰＺＴの粒子を上方から振動板４３１の上面において複数の圧力室３６を連続して跨るように堆積させることにより堆積層４６１を形成する。このとき、振動板４３１はベースプレート１６と拡散接合されて剛性が高められているので、ＰＺＴの粒子の衝突により振動板４３１に衝撃が加わっても反り返り等の変形が生じることはない。
【００６４】
次に、ステップ６（Ｔ６）において、図１８（ｂ）に示すように、圧電層４３２の上面において、平面視で複数の圧力室３６にそれぞれ重なる領域に、スクリーン印刷法、蒸着法、あるいはスパッタ法などを用いて複数の個別電極４３５を形成する。そして、ステップ７（Ｔ７）において、堆積層４６１が形成され互いに拡散接合された７枚の板材１０１〜１０６，４５１を所定温度に加熱して堆積層４６１を焼成するアニール工程を行い、圧電層４３２を形成する。このアニール工程の際に７枚の板材１０１〜１０６，４５１が加熱されるため、これらが接着剤で接合されていると、接着剤が溶けて剥がれるおそれがあるが、上述のように７枚の板材１０１〜１０６，４５１は拡散接合によって接合されているためアニール工程の際に剥離が生じることはない。こうして、振動板４３１、圧電層４３２及び複数の個別電極４３５からなるアクチュエータユニット４２０が形成されるとともに、４つのヘッド本体４２１を有する板材１０１〜１０６，４５１の積層構造４５０が形成される。
【００６５】
次に、ステップ８（Ｓ８）において、第１実施形態のステップ５（Ｓ５）と同じ方法で、連結片１１５，４５５を折り曲げて破断させ、各フレーム１１１，４５１とプレート１１〜１６及び振動板４３１とを分離させる。こうして、一度に４つのヘッド本体４２１の製造が完了する。そして、ステップ９（Ｓ９）ヘッド本体４２１の複数の個別電極４３５とＦＰＣ４０の配線パターンとを半田などで電気的に接続することで、インクジェットヘッド４００の製造が完了する。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した各実施形態では、板材１０１〜１０６，２０１〜２０６，３０１〜３０６，４５１の長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａに、長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａの長手方向に沿って延在した複数の溝１３１〜１３４，２３１〜２３３及び複数の長孔３３１が形成されているが、溝や孔が長手方向に沿って延在していなくてもよいし、１つだけ形成されていてもよい。つまり、板材のフレームのどこかに溝又は孔が形成され、その形成された溝又は孔によって、長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａの接合力が弱められ、連結片１１５，２１５，３１５，４５５の切断時における曲率が小さくなるようにフレーム自体が曲げやすくなればよい。また、各長辺部に形成された溝１３１〜１３４、２３１〜２３３及び長孔３３１が、平面視において互いに一致していなくてもよい。さらに、溝１３１〜１３４，２３１〜２３３が、長辺部１１２ａ，２１２ａ，４５４ａの幅方向に関して交互に規則的に上下に向かって開いていなくてもよい。つまり、すべての溝が上又は下のいずれか、又は、不規則に上又は下に向かって開いていてもよい。また、連結片１１５，２１５，３１５，４５５は、その厚みが減じられる欠設領域が形成されていなくてもよい。また、欠設領域は、連結片の下部だけではなく、上部だけ又は上部及び下部の両方に形成されていてもよい。また、欠設領域の深さが溝１３１〜１３４，２３１〜２３３の深さと異なっていてもよい。しかし、連結片の曲げ強度が長辺部１１２ａ，２１２ａ，４５４ａの曲げ強度よりも小さいことが好ましい。また、上述した第１〜第３実施形態においてはインクジェットヘッドの流路ユニットに、第４実施形態においてはヘッド本体に、本発明が適用されているが、複数のプレートを積層して構成されるもの全般に本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る第１実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示す流路ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１に示す流路ユニットの部分拡大斜視図である。
【図４】図１に示すIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図１に示すアクチュエータユニットの分解拡大斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態による板材の積層構造の平面図である。
【図８】図７に示すVIII−VIII線における断面図である。
【図９】流路ユニットの製造工程図である。
【図１０】板材の連結片を切断するときの状況図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による板材の積層構造の部分断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による板材の積層構造の平面図である。
【図１３】図１２に示すXIII−XIIIにおける断面図である。
【図１４】本発明に係る第４実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図１５】図１４に示すXV−XV線に沿った断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。
【図１７】インクジェットヘッドの製造工程図である。
【図１８】振動板上に圧電層及び個別電極が形成される状況を示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
６，４００ インクジェットヘッド
１０ 流路ユニット（プレート積層体）
１１ ノズルプレート
１２ ダンパプレート
１３，１４ マニホールドプレート
１５ スペーサプレート
１６ ベースプレート
１０１〜１０６ 板材
１１１ フレーム（枠体）
１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａ 長辺部（長手枠部）
１１２ｂ，３１２ｂ，４５４ｂ 短辺部（短手枠部）
１１５，２１５，３１５，４５５ 連結片
１３１〜１３４，２３１〜２３３ 溝（凹部）
３３１ 長孔（孔）
４３１ 振動板（プレート）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプレートが互いに接合されたプレート積層体の製造方法、及び、複数のプレートを有する板材の積層構造、並びに、板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧電式インクジェットプリンタヘッドのキャビティユニット（流路ユニット）を構成するためのリードフレーム（板材）の構造について記載されている。キャビティユニットにおいては、複数のノズルを有するノズルプレート、ノズル毎の圧力室を有するベースプレート、インク供給源と各圧力室とをつなぐ共通インク室としてのマニホールド室を有するマニホールドプレートなどが積層固定されることで形成されている。
【０００３】
キャビティユニットを製造するには、まず、リードフレームを複数枚準備する。リードフレームは、略矩形状のフレーム枠（枠体）と、フレーム枠の内周側に並設された同一種類の複数のプレートと、複数のプレートとフレーム枠とをつなぐブリッジ片（連結片）とを一体的に形成してなるものである。なお、リードフレームの複数のプレートには、インク流路や圧力室等のインク流路パターンがエッチングにて形成されている。
【０００４】
これら複数種類のリードフレームを準備した後、複数のリードフレームを位置合わせしつつ積層し、プレート同士を接着剤を介して固定する。そして、複数のプレート同士が積層固定されたプレート積層体と各リードフレームのフレーム枠とを繋ぐ複数のブリッジ片を、ポンチなどを用いて押圧又は打ち抜く。こうして、プレート積層体をフレーム枠から切り離すことでキャビティユニットが製造される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の技術においては、ブリッジ片のそれぞれにポンチなどを用いて押圧又は打ち抜き力を加えなければならないので、その作業が非常に繁雑となる。しかし、プレート同士が接着剤で接着されており、フレーム枠同士は接着されていないため、ブリッジ片の折曲部分の曲率が小さくなるような状態でブリッジ片を切断するようにフレーム枠をそれぞれプレートに向かう方向に曲げてリードフレーム毎に複数のブリッジ片を切断することができる。ところで、複数のリードフレームを位置合わせしつつ積層した状態で拡散接合した場合では、積層状態で互いに接触する箇所が接合される。つまり、リードフレーム同士の接合箇所を接着剤を塗布した箇所だけとするように選択するのが困難となり、リードフレームのプレート同士及びフレーム枠同士が接合される。このようにプレート同士のみならずフレーム枠同士も拡散接合されると、複数のブリッジ片を切断するときに接合されたフレーム枠を一斉に曲げることになる。フレーム枠を一斉に曲げると、ブリッジ片の折曲部分の曲率が大きくなっていまい、ブリッジ片の変形がプレートにまで及びプレートも変形してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、連結片を切断するために枠体をプレートに向かう方向に曲げてもプレートの変形を抑制することが可能なプレート積層体の製造方法及び板材の積層構造並びに板材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】
【０００８】
本発明のプレート積層体の製造方法は、複数枚のプレートが積層状態で接合されたプレート積層体を形成するプレート積層体の製造方法において、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材を複数枚形成する板材形成工程と、前記複数枚の板材を積層するとともに互いに接触する前記プレートが位置合わせされた位置決め積層状態で前記複数枚の板材を拡散接合する接合工程と、前記複数の連結片を切断して前記プレートの積層体を前記枠体から分離する分離工程とを備えている。そして、前記板材形成工程は、前記枠体にその枠体を変形しやすくするための凹部又は孔を形成する枠体加工工程を含む。
【０００９】
これによると、接合工程において、複数枚の板材を位置決め積層状態にしつつ拡散接合で互いに接合しても、枠体には凹部又は孔が形成されているので、複数の板材の枠体は、互いに接合されないか、又はそれらの接合力がプレートにおける接合力よりも弱くなる。枠体同士が接合されていなければ、各板材の枠体を個々に折り曲げることが可能であり、枠体同士が接合されていてもそれらの接合力が弱ければ、連結片が切断されるように折り曲げたとき、積層された複数枚の板材は枠体の部分においてスリップする。したがって、連結片を折り曲げたときに、複数の板材の枠体は互いに積層された、他の枠体に拘束されないで移動するので、各連結片は曲率を小さいものとすることができる。この結果、分離工程において、複数のプレートの変形を抑制することができる。なお、枠体加工工程は、複数枚の板材の少なくとも１枚について行われればよい。
【００１０】
本発明において、前記板材はその長辺が前記一方向に沿った略矩形形状であり、前記枠体は、前記一方向に沿って延在する一対の長手枠部と前記一方向と直交する方向に延在する一対の短手枠部とからなり、前記複数の連結片は、各々が前記長手枠部と前記プレートとの間に設けられて、前記一方向に配列しており、前記枠体加工工程において、前記凹部又は孔が、前記一方向に延在するように前記長手枠部に形成されることが好ましい。これにより、凹部又は孔が連結片に対応した箇所にのみ形成されるので、枠体加工工程を効率よく行うことができる。
【００１１】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記凹部が前記一方向に延在する１又は複数本の溝として形成されていてもよい。これにより、溝の加工が容易になるとともに、積層された板材の枠体部分における接合面積を小さくし、複数の連結片の曲率がより小さくなる。
【００１２】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記溝は前記複数枚の板材の前記長手枠部にそれぞれ形成されるとともに、前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成されていてもよい。これにより、積層された板材の枠体部分における接合面積をさらに小さくし、複数の連結片の曲率がより一層小さくなる。
【００１３】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記複数枚の板材の各々に対し前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成される前記溝は、前記位置決め積層状態のときに同じ側となる面にそれぞれ形成されていてもよい。これにより、積層された板材の枠体部分における接合面積をさらに小さくし、連結片の曲率をさらに小さくすることができる。
【００１４】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記長手枠部には複数本の溝が形成され、これら複数本の溝は前記長手枠部の幅方向に関して交互に異なる面に形成されていてもよい。これによると、長手枠部をプレート積層体の最外層にあるプレートに向かうように折り曲げたときに、隣接する長手枠部に対してスリップする方向への力がかかりやすくなり、隣接する枠体により拘束されにくくなる。したがって、連結片は曲率をさらに小さいものとすることができる。
【００１５】
また、このとき、前記枠体加工工程において、前記長手枠部の幅方向に関して隣接する互いに異なる面に形成される２本の溝は、平面視で部分的に重なり合うように形成されていてもよい。これにより、各板材の長手枠部どうしが互いに接合されなくなる。そのため、長手枠部ごとに曲げることが可能となり、複数の連結片の曲率が大幅に小さくなる。したがって、複数の連結片の切断時に、プレートがほとんど変形しない。
【００１６】
また、本発明において、前記板材形成工程は、前記連結片の厚みを前記プレート及び前記枠体よりも薄くする連結片減肉工程を含むことが好ましい。これにより、連結片を切断しやすくなり、プレートがより変形しにくくなる。
【００１７】
本発明の板材の積層構造は、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材が複数枚積層された状態で互いに拡散接合されたものであり、前記連結片を切断することによってプレートが積層された積層体を得ることができる板材の積層構造において、前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されている。
【００１８】
これによると、複数枚の板材が拡散接合で互いに接合していても、積層方向に隣接する枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されているので、複数の連結片を切断するように枠体を曲げたときに、複数の連結片の曲率が小さくなる。したがって、複数の連結片の切断時に、複数のプレートの変形を抑制することができる。
【００１９】
本発明の板材は、互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレートと、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体と、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを含むものであって、これらを複数枚積層した状態で拡散接合して前記連結片を切断することによって前記プレートの積層体を得るための金属製の板材である。そして、前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されている。
【００２０】
これにより、複数枚のプレートを積層状態で接合し、連結片を切断するように枠体を曲げたときに、連結片の曲率が小さくなる。したがって、連結片の切断時に、プレートの変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
まず、本発明の第１実施形態によるプレート積層体の製造方法により製造された流路ユニット（プレート積層体）を含むインクジェットヘッドについて説明する。図１は、本発明に係る第１実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。なお、図中の２点鎖線で示された領域は、アクチュエータユニット２０が配置される領域である。インクジェットヘッド６は、用紙上にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタに適用されるものである。図１に示すように、インクジェットヘッド６は、インクを吐出するヘッド本体２１と、このヘッド本体２１に駆動信号を供給するフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）４０とを含んでいる。このうち、ヘッド本体２１は、内部にインク流路が形成された流路ユニット１０と、この流路ユニット１０内のインクに吐出エネルギーを付与する圧電型のアクチュエータユニット２０とで構成されている。ＦＰＣ４０は、一端部側がアクチュエータユニット２０の上面２０ａに電気的に接続され、他端部側がインクジェットプリンタの制御部（図示せず）に接続されている。これにより、制御部からＦＰＣ４０を介してアクチュエータユニット２０に駆動信号（駆動電圧）が供給されると、ヘッド本体２１のインク吐出面６ａ（図４参照）からインクが吐出されることになる。流路ユニット１０の下面、すなわちインク吐出面６ａには、ノズル３５が多数開口されており、各ノズル３５から下向きにインクが吐出される。
【００２３】
図２は、流路ユニット１０の分解斜視図を、図３は流路ユニット１０の部分拡大斜視図を、それぞれ示している。図４は、図１に示すIV−IV線に沿った断面図である。流路ユニット１０は、図２に示すように、ノズルプレート１１、ダンパプレート１２、２枚のマニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６の計６枚の薄い矩形平板状の金属板を積層し、互いに拡散接合した構造とされている。本実施形態において、各プレート１１〜１６は、ステンレス鋼からなるが他の金属で構成されていてもよい。
【００２４】
ノズルプレート１１には、図２及び図３に示すように、インクを吐出するためのノズル３５が所定の間隔をおいて多数形成されている。これらノズル３５は、ノズルプレート１１における長手方向に沿って千鳥状配列で２列に穿設されている。
【００２５】
図３に示すように、ベースプレート１６には、複数の圧力室３６がベースプレート１６の長手方向に沿って千鳥状配列で２列に穿設されている。各圧力室３６は、矩形の平面形状を有し、その長手方向がベースプレート１６の長手方向に対して直交するように形成されている。また、ベースプレート１６のスペーサプレート１５に面する側には、それぞれの圧力室３６と接続された絞り部３６ｄと、この絞り部３６ｄと接続された連絡孔３６ｂとが形成されている。ベースプレート１６の短手方向中央側に存在する各圧力室３６の端部３６ａは、スペーサプレート１５、２枚のマニホールドプレート１３，１４、ダンパプレート１２にそれぞれ千鳥状配列で形成された貫通孔３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを介してノズル３５に連通している。なお、ベースプレート１６のアクチュエータユニット２０と対向する面には、図２に示すように、長手方向に沿って４つの凹溝１７が形成されている。これらの凹溝１７は、アクチュエータユニット２０側に開放し、図４に示すように、圧力室３６の形成領域外において、アクチュエータユニット２０の両側の縁部とそれぞれ対向して配設されている。
【００２６】
図３に示すように、２枚のマニホールドプレートのうちスペーサプレート１５に近い側のマニホールドプレート１４には、２つのインク室半部１４ａが貫通状に形成されている。そして、このインク室半部１４ａの側壁には、連絡孔３６ｂに対応して接続部４５が形成されている。一方、ダンパプレート１２側のマニホールドプレート１３には、二つのインク室半部１３ａが、他側のマニホールドプレート１４に向けてのみ開放するように凹設されている。そして、図４に示すように、２枚のマニホールドプレート１３，１４とスペーサプレート１５の３枚のプレートが積層された状態では、貫通孔３７ａ〜３７ｄの列の両側に１つずつ、２つの共通インク室７が形成されている。
【００２７】
図３に示すように、ダンパプレート１２には、ダンパ溝１２ｃが凹設されており、このダンパ溝１２ｃはマニホールドプレート１３側に向けてのみ開放するように形成され、その平面視での位置および平面形状は共通インク室７と一致している。図２に戻って、ベースプレート１６には２つのインク供給孔３９ａが形成され、スペーサプレート１５にも２つのインク供給孔３９ｂが形成されている。ベースプレート１６とスペーサプレート１５とを接合することで、対応するインク供給孔３９ａ，３９ｂが互いに接続され、２つの共通インク室７に対応するインク供給口３９が形成されている。さらに、スペーサプレート１５の短手方向両端部側には連絡孔３６ｂと接続部４５とを連通させる連通孔３８が形成されている。
【００２８】
これら６枚のプレート１１〜１６が積層してなる流路ユニット１０には、共通インク室７から、接続部４５、連通孔３８、連絡孔３６ｂ、絞り部３６ｄ、圧力室３６を経て、連通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５に至る複数の個別インク流路が形成されている。そして、各個別インク流路において、アクチュエータユニット２０により圧力室３６内のインクに吐出エネルギーが与えられることで、貫通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５からインクが吐出される。
【００２９】
次に、アクチュエータユニット２０について説明する。図５は、図１に示すアクチュエータユニットの分解拡大斜視図である。図４、図５に示すように、アクチュエータユニット２０は、２種類の圧電シート２１，２２と１枚の絶縁シート２３とを積層した構造を有する。一方の圧電シート２１の上面には、流路ユニット１０における圧力室３６毎に対応した細幅の複数の駆動電極２４が、千鳥状配列で設けられている。図５に示すように、各駆動電極２４の一端部２４ａは、アクチュエータユニット２０の側面に露出するように形成されている。
【００３０】
他方の圧電シート２２の上面には、複数の圧力室３６に跨って共通のコモン電極２５が設けられている。コモン電極２５の一端部２５ａも、駆動電極２４の一端部２４ａと同様に、アクチュエータユニット２０の側面に露出するように形成されている。なお、圧電シート２１，２２は図示のように１枚ずつ交互に積層するだけでなく、交互に複数枚積層することもできる。そして、各駆動電極２４とコモン電極２５とに挟まれる圧電シート２２におけるそれぞれの領域は、圧力室３６ごとに対応した圧力発生部となる。この圧力発生部は、駆動電極２４とコモン電極２５との間に電圧が加えられると、圧電シートの有する電歪効果に基づいて変位する。ここでは、電界の強度に応じて、圧力発生部が主に積層方向に伸縮する。
【００３１】
最上段の絶縁シート２３の上面（すなわち、アクチュエータユニット２０の上面２０ａ）には、駆動電極２４の各々に対応する複数の表面電極２６が２列に配列されており、それら表面電極列の列方向に沿った一方の外側にコモン電極２５に対応する表面電極２７が設けられている。
【００３２】
また、アクチュエータユニット２０の長手方向に沿う両側面には、各駆動電極２４の一端部２４ａに凹部３０が、コモン電極２５の一端部２５ａに凹部３１が、それぞれ積層方向に延出されるように設けられている。各凹部３０内には、各駆動電極２４と各表面電極２６とを電気的に接続する側面電極２６ａが形成され、凹部３１内には、コモン電極２５と表面電極２７とを電気的に接続する側面電極２７ａが形成されている。なお、符号２８及び２９の電極は、捨てパターンの電極である。
【００３３】
このような構成の流路ユニット１０とアクチュエータユニット２０とは、圧力室３６と駆動電極２４とがそれぞれ対向するように積層して固定されている。このとき、アクチュエータユニット２０は、図４に示すように、側面電極２６ａ，２７ａの下端部がベースプレート１６の凹溝１７と対向する位置に配置され、流路ユニット１０と離隔されている。さらに、アクチュエータユニット２０の上面２０ａには、ＦＰＣ４０が積層されており、その配線パターン（図示せず）が対応する各表面電極２６，２７に半田などで電気的に接合されている。これにより、ＦＰＣ４０を介して、駆動電極２４に対して駆動信号を供給可能となり、コモン電極２５に対して接地電位が供給可能となる。
【００３４】
そして、任意の駆動電極２４とコモン電極２５との間に駆動電圧（駆動信号）が印加されると、この駆動電極２４の部分（即ち圧力発生部）に積層方向の歪みが発生し、この駆動電極２４に対応する圧力室３６内のインクに吐出エネルギーが与えられる。流路ユニット１０においては、インク供給口３９から共通インク室７内に流入したインクが、接続部４５、連通孔３８、絞り部３６ｄを経由して、各圧力室３６に供給されている。そして、各圧力室３６のインクは吐出エネルギーにより、圧力室３６から貫通孔３７ａ〜３７ｄを介してノズル３５から吐出される。これにより、用紙への所定の印字が行われる。
【００３５】
次に、ヘッド本体２１の流路ユニット１０を製造する過程において、形成される６枚の板材１０１〜１０６の積層構造１００について以下に説明する。図６は、本発明の第１実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。図７は、本発明の第１実施形態による板材の積層構造の平面図である。図８は、図７に示すVIII−VIII線における断面図である。図６に示すように、所定パターンが形成されたノズルプレート１１、ダンパプレート１２、マニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６は、それぞれ板材１０１〜１０６に４枚ずつ形成されている。
【００３６】
各板材１０１〜１０６は、各プレート１１〜１６の長手方向と直交する方向に長手方向を有する略矩形枠状のフレーム（枠部）１１１と、フレーム１１１の内側において同一種類の４枚のプレート１１〜１６がフレーム１１１の長手方向に沿って配列されてなるプレート組１２１〜１２６と、各プレート組１２１〜１２６とフレーム１１１とそれぞれ一体的に連結する微小幅の複数の連結片１１５とを備えている。
【００３７】
図７に示すように、各板材１０１〜１０６のフレーム１１１は、フレーム１１１の長手方向に沿って延在した図中上下にある一対の長辺部（長手枠部）１１２ａと、フレーム１１１の短手方向に沿って延在した図中左右にある一対の短辺部（短手枠部）１１２ｂとを有している。一対の長辺部１１２ａのうち下方の長辺部１１２ａには、位置決め用のピン（不図示）を差し込むための位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されている。なお、位置決め孔１１３ａは平面形状が円状となっており、位置決め孔１１３ｂは平面形状が楕円状となっている。
【００３８】
また、一対の長辺部１１２ａには、図６〜図８に示すように、フレーム１１１の長手方向に沿って延在した４本の溝（凹部）１３１〜１３４がそれぞれ形成されている。図８に示すように、４本の溝１３１〜１３４のうち、２本の溝１３１，１３３は長辺部１１２ａの上面に形成されており、２本の溝１３２，１３４は長辺部１１２ａの下面に形成されている。そして、４本の溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａの幅方向（板材の短手方向）に沿って交互に上方及び下方を向いて開くように配置されている。また、４本の溝１３１〜１３４は、平面視において、長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する他の溝１３１〜１３４と部分的に重なっている。さらに、各長辺部１１２ａに形成された４本の溝１３１〜１３４は、各板材１０１〜１０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっており、この一致する溝１３１〜１３４が同じ方向を向いて開いている。この構成より、図８に示すように、各板材１０１〜１０６を積層したときに、長辺部１１２ａの溝１３１〜１３４が形成されていない面がちょうど溝１３１〜１３４と対向するので、隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａにおいて接触しない。すなわち、長辺部１１２ａどうしが互いに固定されないようになっている。
【００３９】
図６〜図８に示すように、プレート組１２１〜１２６中の各プレートが、４つの連結片１１５によってそれぞれ一対の長辺部１１２ａと連結されている。より具体的には、１つのプレートの長手方向の両端部と各端部に隣接した長辺部１１２ａとがそれぞれ２つの連結片１１５によって連結されている。これら連結片１１５の全域には、図８に示すように、下面側において欠設領域１１６が形成されている。つまり、連結片１１５の厚みが、長辺部１１２ａの最大厚み（上面と下面との距離）及びプレートの厚みよりも小さくなっている。これにより、隣接する板材１０１〜１０６同士は連結片１１５において接触しない。なお、欠設領域１１６の深さは、溝１３１〜１３４の深さと同じである。また、平面視において、長辺部１１２ａの幅方向に関して連結片１１５の欠設領域１１６と溝１３１とが部分的に重なっている。つまり、６枚の板材１０１〜１０６を積層したときに、隣接する板材１０１〜１０６同士は連結片１１５と長辺部１１２ａとの境界において接触しない。これにより、各板材１０１〜１０６のプレート組１２１〜１２６及び短辺部１１２ｂ同士しか互いに接触しない。このような６枚の板材１０１〜１０６を互いに積層して各板材１０１〜１０６におけるプレート組１２１〜１２４及び短辺部１１２ｂ同士を拡散接合することで、板材１０１〜１０６の積層構造１００が形成される。
【００４０】
続いて、ヘッド本体２１の流路ユニット１０の製造方法について以下に説明する。図９は、流路ユニットの製造工程図である。図１０は、板材の連結片を切断するときの状況図である。図９に示すように、まず、ステップ１（Ｓ１）において、板材１０１〜１０６となる６枚のステンレス鋼製の平板を準備する。次に、ステップ２（Ｓ２）において、位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されたフレーム１１１、複数の連結片１１５、所定パターン（圧力室３６やノズル３５など）がそれぞれ形成されプレート組１２１〜１２６を構成するプレート１１〜１６が形成されるように各平板にフォトレジストをマスクとしたエッチング加工を施す。そして、ステップ３（Ｓ３）において、形成していたフォトレジストを除去した後、ステップ２において形成された一対の長辺部１１２ａ及び複数の連結片１１５に、溝１３１〜１３４及び欠設領域１１６が形成されるように、一対の長辺部１１２ａの溝１３１〜１３４となる箇所を除いた領域及び連結片１１５の下面を除いた領域に再度フォトレジストを平板に形成し、ハーフエッチング加工を施す（枠体加工工程，連結片減肉工程）。このとき、溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａの長手方向に沿って延在するように、且つ、長辺部１１２ａの幅方向に関して交互に上下方向に向かって開くように長辺部１１２ａに形成される。さらに、複数の溝１３１〜１３４が、上述したように板材１０１〜１０６が積層されたときに、平面視において一致する位置であって長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する溝同士が部分的に重なる位置、且つ、各長辺部１１２ａにおいて一致する複数の溝１３１〜１３４同士が長辺部１１２ａの同じ側の面にそれぞれ形成される。また、このとき、欠設領域１１６が連結片１１５の下面側であって、平面視において欠設領域１１６と溝１３１が部分的に重なる位置に形成される。このように、連結片１１５がプレート１１〜１６の厚みよりも小さくなることで、後述する切断時に切断しやすくなり、プレート１１〜１６が変形しにくくなる。こうして、６枚の板材１０１〜１０６が形成される（板材形成工程）。
【００４１】
次に、ステップ４において、各板材１０１〜１０６に形成された溝１３１〜１３４が平面視において一致するように、各板材１０１〜１０６に形成された位置決め孔１１３ａ，１１３ｂに位置決め用のピンを挿入して位置決めしつつ、図６に示すような板材１０１〜１０６の並びで互いに積層する。そして、位置決め状態で積層された板材１０１〜１０６（積層体）を所定温度まで加熱するとともに、積層体の上下面を上下一対のプレート状の治具で挟み込み、積層方向（板材の上下面と直交する方向）に加圧する。本実施形態においては、積層体を構成する６枚の板材１０１〜１０６が所定温度に達すると同時に加圧しているが、積層体を予め所定温度まで加熱しておいてから加圧してもよいし、積層体を加圧した状態で所定温度になるまで加熱してもよい。こうして、６枚の板材１０１〜１０６を互いに拡散接合する（接合工程）。このとき、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａ同士及び連結片１１５同士は上述したように互いに対向する面が接触していないので拡散接合されない。すなわち、各板材１０１〜１０６のプレート１１〜１６及び短辺部１１２ｂの互いに対向する面同士だけが拡散接合される。
【００４２】
次に、ステップ５（Ｓ５）において、図１０に示すように、板材１０６の長辺部１１２ａの外側端部（長辺部１１２ａにおいて最も連結片１１５から離れた端部）付近を力の作用点として、板材１０６の長辺部１１２ａが板材１０５の長辺部１１２ａから離れる方向（板材１０６の長辺部１１２ａの上面とベースプレート１６の上面とが成す角度が小さくなる方向であって長辺部１１２ａがベースプレート１６に近づく方向）に板材１０６を持ち上げる。これによって、板材１０６が連結片１１５において曲がる。この曲げを１回〜数回行うことによって板材１０６の連結片１１５を破断させ、板材１０６を連結片１１５において切断する。このような切断処理を板材１０６、板材１０５、板材１０４、板材１０３、板材１０２、板材１０１の順番で次々と行う。このとき、長辺部１１２ａに４つの溝１３１〜１３４が形成されていて隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａ及び連結片１１５において接合されていないために、各切断処理において、所定条件（例えば長辺部１１２ａの外側端部近傍の上面とベースプレート１６の上面とが成す角度が９０°となるという条件）を満たすまで長辺部１１２ａ及び連結片１１５を曲げるのに要する力は、隣接する板材１０１〜１０６同士が長辺部１１２ａ及び連結片１１５において接合されている場合に比べて小さくなる。したがって、大きな力を要することなく、折曲作業を容易に行うことができる。こうして、各フレーム１１１とプレート１１〜１６が接合された積層体とを分離することで、流路ユニット１０の製造が完了する。なお、各板材１０１〜１０６には同一種類の４枚のプレート１１〜１６からなるプレート組１２１〜１２６が形成されているので、一度に４つの流路ユニット１０が形成される。
【００４３】
本実施形態においては、ステップ５で各板材１０１〜１０６を連結片１１５のみにおいて切断しているが、以下のような手順で各板材１０１〜１０６を連結片１１５とは異なる場所において切断してから連結片１１５において切断してもよい。まず、板材１０１の長辺部１１２ａの外側端部をノズルプレート１１の下面に近づく方向に曲げてその長辺部１１２ａの溝１３３が形成された箇所で切断し、これを各板材１０２〜１０６も同様に行う。そして、板材１０６の切断箇所をベースプレート１６の上面に近づく方向に曲げてその長辺部１１２ａの溝１３２が形成された箇所で切断し、これを各板材１０１〜１０５も同様に行う。つまり、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａを外側から順に溝１３１〜１３３が形成された箇所で切断する。そして、最終的に各長辺部１１２ａを連結片１１５で切断することで、本実施形態と同様に流路ユニット１０を製造することができる。この場合においても、連結片１１５の切断時における曲率が同様に小さくなる。
【００４４】
以上のように、本実施形態による流路ユニット１０の製造方法によると、６枚の板材１０１〜１０６を位置決め積層状態において拡散接合で互いに接合しても、長辺部１１２ａには溝１３１〜１３４が形成されているので、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａが固着されていない状態となる。このように、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａが固着されていないことによって、固着された状態の６枚の板材１０１〜１０６を一斉に折り曲げるのではなく、１枚ずつ分離して折り曲げることができるので、連結片１１５における折曲部分の曲率を小さくすることができる。したがって、複数のプレート１１〜１６が、連結片１１５の切断時において変形するのを抑制することができる。
【００４５】
また、長辺部１１２ａの幅方向に関して隣接する溝１３１〜１３４は、平面視において、部分的に重なり合っているので、各長辺部１１２ａ同士が完全に拡散接合されなくなる。そのため、各板材１０１〜１０６の長辺部１１２ａ毎に曲げることが可能となり、複数の連結片１１５の曲率が大幅に小さくなる。したがって、複数の連結片１１５の切断時に、プレート１１〜１６がほとんど変形しない。
【００４６】
続いて、第２実施形態による板材の積層構造について以下に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態による板材の積層構造の部分断面図である。なお、本実施形態の板材の積層構造において、第１実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。図１１に示すように、板材の積層構造２００を構成する６枚の板材２０１〜２０６は、第１実施形態の６枚の板材１０１〜１０６とほぼ同様であるが、長辺部２１２ａにおいて形成される複数の溝２３１〜２３３の形態が異なる。つまり、各板材２０１〜２０６の一対の長辺部２１２ａには、図１１に示すように、長辺部２１２ａの長手方向（図１１中紙面垂直方向）に沿って延在した３本の溝２３１〜２３３がそれぞれ形成されている。各長辺部２１２ａにおいて、３本の溝２３１〜２３３は、長辺部２１２ａの幅方向に関して交互に上方及び下方を向いて開くように形成されている。また、３本の溝２３１〜２３３は、長辺部２１２ａの幅方向に関して隣接する溝２３１〜２３３同士が平面視において重ならずわずかに離れている。さらに、各長辺部２１２ａに形成された３本の溝２３１〜２３３は、各板材２０１〜２０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっており、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａの溝２３１〜２３３が同じ方向を向いて開いている。このような板材２０１〜２０６を積層したとき、長辺部２１２ａの溝２３１〜２３３が形成されていない領域同士が接触した状態となる。そして、拡散接合することで、長辺部２１２ａの部分的に接触した面同士、短辺部及びプレート同士が接合された板材２０１〜２０６の積層構造２００が形成される。
【００４７】
上述した板材２０１〜２０６は、第１実施形態の板材１０１〜１０６とほぼ同様な製造工程で製造される。なお、溝２３１〜２３３は上述のように第１実施形態とは配置及び形状が若干異なっているため、それに対応したフォトレジストをマスクとしたハーフエッチング加工で形成される。そして、形成された各板材２０１〜２０６が位置合わせした状態で、それら板材２０１〜２０６の積層体を所定温度に加熱し、上述のように上下一対のプレート状の治具で挟み込んで加圧する。このとき、各長辺部２１２ａは互いに部分的に接触しているので接触面同士が拡散接合される。なお、短辺部及びプレート同士はその全面において拡散接合される。次に、互いに接合された長辺部２１２ａの積層体の外側端部をベースプレート１６の上面に近づく方向に曲げる。このとき、長辺部２１２ａには、３つの溝２３１〜２３３が形成されているので、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａにおける互いに対向する面の接触面積は小さくなり、長辺部２１２ａ同士の接合力は弱いものとなっている。そのため、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａの部分は、隣接する長辺部２１２ａに対してスリップして独立に変位することができる。つまり、各板材２０１〜２０６の長辺部２１２ａは、１枚ずつ折り曲げられる場合に近い挙動で変位することができるため、従来のように各板材の長辺部が強固に固着されている場合に比べて連結片２１５における折曲部分の曲率を小さくすることができる。これにより、各板材２０１〜２０６において、連結片２１５により長辺部２１２ａに連結されたプレート１１〜１６が連結片２１５の切断時に曲がるのを抑制することができる。このように、各長辺部２１２ａに形成された溝２３１〜２３３が、平面視で互いに一致する位置に形成されているので、長辺部１１２ａにおける接触面積を小さくしてこれらの接合力を弱めることができる。また、各長辺部２１２ａに平面視で一致するように形成された溝２３１〜２３３同士が、長辺部２１２ａの同じ側の面に形成されていることで、長辺部１１２ａにおける接触面積をさらに小さくしてこれらの接合力をさらに弱めることができる。また、３つの溝２３１〜２３３が長辺部２１２ａの幅方向に関して異なる面に交互に形成されているので、長辺部２１２ａのベースプレート１６の上面に近づく方向に折り曲げたときに隣接する長辺部２１２ａのスリップする方向への力がかかりやすくすることができる。
【００４８】
続いて、第３実施形態による板材の積層構造について以下に説明する。図１２は、本発明の第３実施形態による板材の積層構造の平面図である。図１３は、図１２に示すXIII−XIIIにおける断面図である。なお、本実施形態の板材の積層構造において、第１実施形態と同様なものに関しては、同符号で示し説明を省略する。図１２及び図１３に示すように、板材の積層構造３００を構成する６枚の板材３０１〜３０６は、第１実施形態の６枚の板材１０１〜１０６とほぼ同様であるが、長辺部３１２ａには溝ではなく複数の長孔（孔）３３１が形成されている。つまり、各板材３０１〜３０６の一対の長辺部３１２ａには、長辺部３１２ａの長手方向に沿って複数の長孔３３１が２列に配列されている。複数の長孔３３１は、図１２に示すように、長辺部３１２ａの長手方向に沿って所定の間隔をおいて配列されており、長辺部３１２ａの長孔３３１の間の領域及び長辺部３１２ａの長手方向に関して最も外側にある長孔３３１の外側領域が連結片３１５の延在方向（長辺部３１２ａの幅方向）延長上に配置されている。また、各長辺部３１２ａに形成された複数の長孔３３１は、各板材３０１〜３０６を位置合わせして積層すると、平面視においてそれぞれ一致するようになっている。このような板材３０１〜３０６が積層したとき、長辺部３１２ａの上下面において、長孔３３１が形成されていない領域同士が接触した状態となる。そして、長辺部３１２ａの部分的に接触した面同士、短辺部３１２ｂ及びプレート１１〜１６同士を拡散接合することで、板材３０１〜３０６の積層構造３００が形成される。
【００４９】
上述した板材３０１〜３０６は、第１実施形態の板材１０１〜１０６とほぼ同様な製造工程で製造される。なお、複数の長孔３３１は、それに対応したフォトレジストをマスクとしたエッチング加工で形成される。そして、形成された各板材３０１〜３０６が位置合わせした状態で、それら板材３０１〜３０６の積層体を所定温度に加熱し、上述のように上下一対のプレート状の治具で挟み込んで加圧する。このとき、各長辺部３１２ａは互いに部分的に接触しているので接触面同士が拡散接合される。なお、短辺部及びプレート同士はその全面によって拡散接合される。次に、互いに接合された長辺部３１２ａの積層体の外側端部をベースプレート１６の上面又はノズルプレート１１の下面に近づく方向に曲げて、各板材３０１〜３０６の連結片３１５を切断する。このとき、長辺部３１２ａには、複数の長孔３３１が形成されているので、各板材３０１〜３０６の長辺部３１２ａにおける互いに対向する面の接触面積は小さくなり、長辺部３１２ａ同士の接合力は弱いものとなっている。そのため、第２実施形態と同様に、各板材３０１〜３０６の長辺部３１２ａは、１枚ずつ折り曲げられる場合に近い挙動で変位することができるため、連結片３１５の曲率が小さくなる。これにより、各板材３０１〜３０６において、連結片３１５により長辺部３１２ａに連結されたプレート１１〜１６が連結片３１５の切断時に曲がるのを抑制することができる。
【００５０】
続いて、第４実施形態によるプレート積層体の製造方法により製造されたヘッド本体を備えたインクジェットヘッド４００について以下に説明する。図１４は、本発明に係る第４実施形態のプレート積層体（ヘッド本体）を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。図１５は、図１４に示すXV−XV線に沿った断面図である。本実施形態におけるインクジェットヘッド４００は、図１４に示すように、第１実施形態とはアクチュエータユニット２０の構成が異なるだけでそれ以外は同様である。したがって、上述したものと同様なものは同符号で示し説明を省略する。
【００５１】
インクジェットヘッド４００は、流路ユニット１０とアクチュエータユニット４２０とが固着されたヘッド本体４２１と、このヘッド本体４２１に駆動信号を供給するＦＰＣ４０とを備えている。アクチュエータユニット４２０は、ベースプレート１６とほぼ同じ矩形平面形状を有する振動板４３１と、振動板４３１の上面において複数の圧力室３６に跨って連続的に形成された圧電層４３２と、圧電層４３２の上面において複数の圧力室３６にそれぞれ対応して形成された複数の個別電極４３５とを備えている。
【００５２】
振動板４３１は、ステンレス鋼等の鉄系合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、チタン合金等の金属材料からなり、すべての圧力室３６を覆いつつベースプレート１６の上面と拡散接合されている。この振動板４３１は、複数の個別電極４３５と対向していて個別電極４３５と振動板４３１との間の圧電層４３２に電界を作用させる共通電極を兼ねており、図示しない領域において接地されてグランド電位に保持されている。また、振動板４３１の一端部側には、インク供給口３９とそれぞれ対向して配置された２つの孔４３９が形成されている。
【００５３】
圧電層４３２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり、主成分が強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。圧電層４３２は、振動板４３１の孔４３９近傍領域を除く上面に形成されており、複数の圧力室３６に跨って連続的に形成されている。そのため、圧電層４３２をすべての圧力室３６に対して一度に形成することができ、圧電層４３２の形成が容易になる。
【００５４】
圧電層４３２の上面には、圧力室３６よりも平面形状が一回り小さい長方形平面形状を有する複数の個別電極４３５が形成されている。これら複数の個別電極４３５は、平面視で、対応する圧力室３６の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。つまり、複数の個別電極４３５も、圧力室３６と同様に千鳥状配列で２列に配列されている。個別電極４３５は、金、銅、銀、パラジウム、白金、チタンなどの導電性材料からなる。
【００５５】
このような構成のアクチュエータユニット４２０の上面には、ＦＰＣ４０が積層されており、その配線パターン（図示せず）が対応する個別電極４３５に電気的に接続されている。
【００５６】
次に、アクチュエータユニット４２０の作用について説明する。ノズル３５からインクを吐出するとき、ＦＰＣ４０を介して駆動信号が各個別電極４３５に供給される。このとき、振動板４３１は、グランド電位に保持されているので、振動板４３１と個別電極４３５との間には電位差が生じる。すると、圧電層４３２の個別電極４３５と振動板４３１との間に挟まれた領域に厚み方向の電界が生じ、分極方向である厚み方向と垂直な水平方向に収縮する。この収縮に伴って、振動板４３１及び圧電層４３２の圧力室３６に対向する領域に積層方向の歪みが発生する。これによって圧力室３６の容積が変化し圧力室３６内のインクに圧力が付与される。こうして、個別電極４３５に対応するノズル３５からインクが吐出し、用紙への所定の印字が行われる。
【００５７】
次に、インクジェットヘッド４００を製造する過程において、ヘッド本体４２１を構成する７枚の板材１０１〜１０６，４５１の積層構造について以下に説明する。図１６は、本発明の第４実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。図１６に示すように、所定パターンが形成されたノズルプレート１１、ダンパプレート１２、マニホールドプレート１３，１４、スペーサプレート１５、ベースプレート１６、振動板４３１は、それぞれ板材１０１〜１０６，４５１に４枚ずつ形成されている。なお、６枚の板材１０１〜１０６は、第１実施形態と同様なため説明を省略する。
【００５８】
板材４５１は、振動板４３１の長手方向と直交する方向に長手方向を有する略矩形枠状のフレーム（枠部）４５２と、フレーム４５２の内側において同一種類の４枚の振動板４３１がフレーム４５２の長手方向に沿って配列されてなる振動板組４５３と、振動板組４５３とフレーム４５２とそれぞれ一体的に連結する微小幅の複数の連結片４５５とを備えている。
【００５９】
板材４５１のフレーム４５２は、フレーム４５２の長手方向に沿って延在した一対の長辺部（長手枠部）４５４ａと、フレーム４５２の短手方向に沿って延在した一対の短辺部（短手枠部）４５４ｂとを有している。一対の長辺部４５４ａ及び一対の短辺部４５４ｂは、図１６に示すように、板材１０１〜１０６の一対の長辺部１１２ａ及び一対の短辺部１１２ｂと同様である。つまり、一対の長辺部４５４ａには、位置決め用のピン（不図示）を差し込むための位置決め孔１１３ａ，１１３ｂ及び４本の溝（凹部）１３１〜１３４が形成されている。なお、複数の連結片４５５も板材１０１〜１０６の連結片１１５と同様なものである。このような７枚の板材１０１〜１０６、４５１を互いに積層して各板材１０１〜１０６，４５１におけるプレート組１２１〜１２６及び振動板組４３５同士と短辺部１１２ｂ，４５４ｂ同士とを拡散接合し、振動板４３１の上面に圧電層４３２を形成し、圧電層４３２の上面に複数の個別電極４３５を形成することで、板材１０１〜１０６，４５１の積層構造４５０が形成される。なお、板材４５１の一対の長辺部４５４ａは一対の長辺部１１２ａと同様であるため、互いに接触せず拡散接合されない。
【００６０】
続いて、インクジェットヘッド４００の製造方法について以下に説明する。図１７は、インクジェットヘッドの製造工程図である。図１８は、振動板４３１上に圧電層４３２及び個別電極４３５が形成される状況を示した図である。図１７に示すように、まず、ステップ１（Ｔ１）において、板材１０１〜１０６，４５１となる７枚のステンレス鋼製の平板を準備する。次に、ステップ２（Ｔ２）において、第１実施形態と同様に、位置決め孔１１３ａ，１１３ｂが形成されたフレーム１１１，４５２、複数の連結片１１５，４５５、所定パターン（圧力室３６やノズル３５など）がそれぞれ形成されプレート組１２１〜１２６を構成するプレート１１〜１６及び振動板組４５３を構成する振動板４３１が形成されるように７枚の平板のそれぞれにフォトレジストをマスクとしたエッチング加工を施す。
【００６１】
次に、ステップ３（Ｔ３）において、形成していたフォトレジストを除去した後、ステップ２（Ｔ２）において形成された一対の長辺部１１２ａ，４５４ａ及び複数の連結片１１５，４５５に、溝１３１〜１３４及び欠設領域１１６が形成されるように、一対の長辺部１１２ａ，４５４ａの溝１３１〜１３４となる箇所を除いた領域及び連結片１１５，４５５の下面を除いた領域に再度フォトレジストを平板に形成し、ハーフエッチング加工を施す（枠体加工工程，連結片減肉工程）。このとき、溝１３１〜１３４が、長辺部１１２ａ，４５４ａの長手方向に沿って延在するように、且つ、長辺部１１２ａ，４５４ａの幅方向に関して交互に上下方向に向かって開くように長辺部１１２ａ，４５４ａに形成される。さらに、複数の溝１３１〜１３４が、上述したように板材１０１〜１０６，４５１が積層されたときに、平面視において一致する位置であって長辺部１１２ａ，４５４ａの幅方向に関して隣接する溝同士が部分的に重なる位置、且つ、各長辺部１１２ａ，４５４ａにおいて一致する複数の溝１３１〜１３４同士が長辺部１１２ａ，４５４ａの同じ側の面にそれぞれ形成される。また、このとき、欠設領域１１６が連結片１１５，４５５の下面側であって、平面視において欠設領域１１６と溝１３１が部分的に重なる位置に形成される。このように、連結片１１５，４５５がプレート１１〜１６及び振動板４３１の厚みよりも小さくなることで、後述する切断時に切断しやすくなり、プレート１１〜１６及び振動板４３１が変形しにくくなる。こうして、７枚の板材１０１〜１０６，４５１が形成される（板材形成工程）。
【００６２】
次に、ステップ４において、各板材１０１〜１０６，４５１に形成された溝１３１〜１３４が平面視において一致するように、各板材１０１〜１０６，４５１に形成された位置決め孔１１３ａ，１１３ｂに位置決め用のピンを挿入して位置決めしつつ、図１６に示すような板材１０１〜１０６，４５１の並びで互いに積層する。そして、位置決め状態で積層された板材１０１〜１０６，４５１（積層体）を所定温度まで加熱するとともに、積層体の上下面を上下一対のプレート状の治具で挟み込み、積層方向に加圧する。こうして、７枚の板材１０１〜１０６，４５１を互いに拡散接合する（接合工程）。このとき、各板材１０１〜１０６，４５１の長辺部１１２ａ，４５４ａ同士及び連結片１１５，４５５同士は互いに対向する面が接触しないので拡散接合されない。すなわち、各板材１０１〜１０６，４５１のプレート１１〜１６、振動板４３１及び短辺部１１２ｂ，４５４ｂの互いに対向する面同士だけが拡散接合される。
【００６３】
次に、ステップ５（Ｔ５）において、図１８（ａ）に示すように、ベースプレート１６に拡散接合された振動板４５１の上面にそれぞれ圧電層４３２となる堆積層４６１を形成する。ここで、堆積層４６１を形成する工程においては、化学蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法や、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）等により、ＰＺＴの粒子を上方から振動板４３１の上面において複数の圧力室３６を連続して跨るように堆積させることにより堆積層４６１を形成する。このとき、振動板４３１はベースプレート１６と拡散接合されて剛性が高められているので、ＰＺＴの粒子の衝突により振動板４３１に衝撃が加わっても反り返り等の変形が生じることはない。
【００６４】
次に、ステップ６（Ｔ６）において、図１８（ｂ）に示すように、圧電層４３２の上面において、平面視で複数の圧力室３６にそれぞれ重なる領域に、スクリーン印刷法、蒸着法、あるいはスパッタ法などを用いて複数の個別電極４３５を形成する。そして、ステップ７（Ｔ７）において、堆積層４６１が形成され互いに拡散接合された７枚の板材１０１〜１０６，４５１を所定温度に加熱して堆積層４６１を焼成するアニール工程を行い、圧電層４３２を形成する。このアニール工程の際に７枚の板材１０１〜１０６，４５１が加熱されるため、これらが接着剤で接合されていると、接着剤が溶けて剥がれるおそれがあるが、上述のように７枚の板材１０１〜１０６，４５１は拡散接合によって接合されているためアニール工程の際に剥離が生じることはない。こうして、振動板４３１、圧電層４３２及び複数の個別電極４３５からなるアクチュエータユニット４２０が形成されるとともに、４つのヘッド本体４２１を有する板材１０１〜１０６，４５１の積層構造４５０が形成される。
【００６５】
次に、ステップ８（Ｓ８）において、第１実施形態のステップ５（Ｓ５）と同じ方法で、連結片１１５，４５５を折り曲げて破断させ、各フレーム１１１，４５１とプレート１１〜１６及び振動板４３１とを分離させる。こうして、一度に４つのヘッド本体４２１の製造が完了する。そして、ステップ９（Ｓ９）ヘッド本体４２１の複数の個別電極４３５とＦＰＣ４０の配線パターンとを半田などで電気的に接続することで、インクジェットヘッド４００の製造が完了する。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した各実施形態では、板材１０１〜１０６，２０１〜２０６，３０１〜３０６，４５１の長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａに、長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａの長手方向に沿って延在した複数の溝１３１〜１３４，２３１〜２３３及び複数の長孔３３１が形成されているが、溝や孔が長手方向に沿って延在していなくてもよいし、１つだけ形成されていてもよい。つまり、板材のフレームのどこかに溝又は孔が形成され、その形成された溝又は孔によって、長辺部１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａの接合力が弱められ、連結片１１５，２１５，３１５，４５５の切断時における曲率が小さくなるようにフレーム自体が曲げやすくなればよい。また、各長辺部に形成された溝１３１〜１３４、２３１〜２３３及び長孔３３１が、平面視において互いに一致していなくてもよい。さらに、溝１３１〜１３４，２３１〜２３３が、長辺部１１２ａ，２１２ａ，４５４ａの幅方向に関して交互に規則的に上下に向かって開いていなくてもよい。つまり、すべての溝が上又は下のいずれか、又は、不規則に上又は下に向かって開いていてもよい。また、連結片１１５，２１５，３１５，４５５は、その厚みが減じられる欠設領域が形成されていなくてもよい。また、欠設領域は、連結片の下部だけではなく、上部だけ又は上部及び下部の両方に形成されていてもよい。また、欠設領域の深さが溝１３１〜１３４，２３１〜２３３の深さと異なっていてもよい。しかし、連結片の曲げ強度が長辺部１１２ａ，２１２ａ，４５４ａの曲げ強度よりも小さいことが好ましい。また、上述した第１〜第３実施形態においてはインクジェットヘッドの流路ユニットに、第４実施形態においてはヘッド本体に、本発明が適用されているが、複数のプレートを積層して構成されるもの全般に本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る第１実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示す流路ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１に示す流路ユニットの部分拡大斜視図である。
【図４】図１に示すIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図１に示すアクチュエータユニットの分解拡大斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態による板材の積層構造の平面図である。
【図８】図７に示すVIII−VIII線における断面図である。
【図９】流路ユニットの製造工程図である。
【図１０】板材の連結片を切断するときの状況図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による板材の積層構造の部分断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による板材の積層構造の平面図である。
【図１３】図１２に示すXIII−XIIIにおける断面図である。
【図１４】本発明に係る第４実施形態のプレート積層体を含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図１５】図１４に示すXV−XV線に沿った断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による板材の積層構造の分解斜視図である。
【図１７】インクジェットヘッドの製造工程図である。
【図１８】振動板上に圧電層及び個別電極が形成される状況を示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
６，４００ インクジェットヘッド
１０ 流路ユニット（プレート積層体）
１１ ノズルプレート
１２ ダンパプレート
１３，１４ マニホールドプレート
１５ スペーサプレート
１６ ベースプレート
１０１〜１０６ 板材
１１１ フレーム（枠体）
１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４５４ａ 長辺部（長手枠部）
１１２ｂ，３１２ｂ，４５４ｂ 短辺部（短手枠部）
１１５，２１５，３１５，４５５ 連結片
１３１〜１３４，２３１〜２３３ 溝（凹部）
３３１ 長孔（孔）
４３１ 振動板（プレート）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のプレートが積層状態で接合されたプレート積層体を形成するプレート積層体の製造方法において、
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材を複数枚形成する板材形成工程と、
前記複数枚の板材を積層するとともに互いに接触する前記プレートが位置合わせされた位置決め積層状態で前記複数枚の板材を拡散接合する接合工程と、
前記複数の連結片を切断して前記プレートの積層体を前記枠体から分離する分離工程とを備えており、
前記板材形成工程は、前記枠体にその枠体を変形しやすくするための凹部又は孔を形成する枠体加工工程を含むことを特徴とするプレート積層体の製造方法。
【請求項２】
前記板材はその長辺が前記一方向に沿った略矩形形状であり、
前記枠体は、前記一方向に沿って延在する一対の長手枠部と前記一方向と直交する方向に延在する一対の短手枠部とからなり、
前記複数の連結片は、各々が前記長手枠部と前記プレートとの間に設けられて、前記一方向に配列しており、
前記枠体加工工程において、前記凹部又は孔が、前記一方向に延在するように前記長手枠部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項３】
前記枠体加工工程において、前記凹部が前記一方向に延在する１又は複数本の溝として形成されることを特徴とする請求項２に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項４】
前記枠体加工工程において、前記溝は前記複数枚の板材の前記長手枠部にそれぞれ形成されるとともに、前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成されることを特徴とする請求項３に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項５】
前記枠体加工工程において、前記複数枚の板材の各々に対し前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成される前記溝は、前記位置決め積層状態のときに同じ側となる面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項４に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項６】
前記枠体加工工程において、前記長手枠部には複数の本の溝が形成され、これら複数の本の溝は前記長手枠部の幅方向に関して交互に異なる面に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項７】
前記枠体加工工程において、前記長手枠部の幅方向に関して隣接する互いに異なる面に形成される２本の溝は、平面視で部分的に重なり合うように形成されることを特徴とする請求項６に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項８】
前記板材形成工程は、前記連結片の厚みを前記プレート及び前記枠体よりも薄くする連結片減肉工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項９】
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材が複数枚積層された状態で互いに拡散接合されたものであり、前記連結片を切断することによってプレートが積層された積層体を得ることができる板材の積層構造において、
前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されていることを特徴とする板材の積層構造。
【請求項１０】
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレートと、
前記複数枚のプレートを取り囲む枠体と、
前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを含むものであって、これらを複数枚積層した状態で拡散接合して前記連結片を切断することによって前記プレートの積層体を得るための金属製の板材において、
前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されていることを特徴とする板材。
【請求項１】
複数枚のプレートが積層状態で接合されたプレート積層体を形成するプレート積層体の製造方法において、
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材を複数枚形成する板材形成工程と、
前記複数枚の板材を積層するとともに互いに接触する前記プレートが位置合わせされた位置決め積層状態で前記複数枚の板材を拡散接合する接合工程と、
前記複数の連結片を切断して前記プレートの積層体を前記枠体から分離する分離工程とを備えており、
前記板材形成工程は、前記枠体にその枠体を変形しやすくするための凹部又は孔を形成する枠体加工工程を含むことを特徴とするプレート積層体の製造方法。
【請求項２】
前記板材はその長辺が前記一方向に沿った略矩形形状であり、
前記枠体は、前記一方向に沿って延在する一対の長手枠部と前記一方向と直交する方向に延在する一対の短手枠部とからなり、
前記複数の連結片は、各々が前記長手枠部と前記プレートとの間に設けられて、前記一方向に配列しており、
前記枠体加工工程において、前記凹部又は孔が、前記一方向に延在するように前記長手枠部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項３】
前記枠体加工工程において、前記凹部が前記一方向に延在する１又は複数本の溝として形成されることを特徴とする請求項２に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項４】
前記枠体加工工程において、前記溝は前記複数枚の板材の前記長手枠部にそれぞれ形成されるとともに、前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成されることを特徴とする請求項３に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項５】
前記枠体加工工程において、前記複数枚の板材の各々に対し前記位置決め積層状態のときに平面視で互いに一致する位置に形成される前記溝は、前記位置決め積層状態のときに同じ側となる面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項４に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項６】
前記枠体加工工程において、前記長手枠部には複数の本の溝が形成され、これら複数の本の溝は前記長手枠部の幅方向に関して交互に異なる面に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項７】
前記枠体加工工程において、前記長手枠部の幅方向に関して隣接する互いに異なる面に形成される２本の溝は、平面視で部分的に重なり合うように形成されることを特徴とする請求項６に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項８】
前記板材形成工程は、前記連結片の厚みを前記プレート及び前記枠体よりも薄くする連結片減肉工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプレート積層体の製造方法。
【請求項９】
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレート、前記複数枚のプレートを取り囲む枠体、及び、前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを有する金属製の板材が複数枚積層された状態で互いに拡散接合されたものであり、前記連結片を切断することによってプレートが積層された積層体を得ることができる板材の積層構造において、
前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されていることを特徴とする板材の積層構造。
【請求項１０】
互いに間隔をおいて一方向に配列された複数枚のプレートと、
前記複数枚のプレートを取り囲む枠体と、
前記複数枚のプレートのいずれかと前記枠体とを連結する複数の連結片とを含むものであって、これらを複数枚積層した状態で拡散接合して前記連結片を切断することによって前記プレートの積層体を得るための金属製の板材において、
前記板材の前記枠体には、積層方向に隣接する前記枠体との接合面積を小さくするための凹部又は孔が形成されていることを特徴とする板材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−１０５８９６（Ｐ２００７−１０５８９６Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９６１０３（Ｐ２００５−２９６１０３）
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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