液体吐出装置の製造方法
【課題】複数の電極のピッチにばらつきが生じることに起因する吐出特性の悪化を簡単な構成で防止することができる、液体吐出装置の製造方法を提供する。
【解決手段】（ａ）流路ユニット１６とアクチュエータユニット１８とをそれぞれ製造する工程と、（ｂ）複数の第１定電位電極４２について搬送方向（一方向）ＸにおけるピッチＰ２を測定するとともに、複数の圧力室３０について搬送方向（一方向）ＸにおけるピッチＰ１を測定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２と複数の圧力室３０のピッチＰ１とが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接合する工程とを備える。
【解決手段】（ａ）流路ユニット１６とアクチュエータユニット１８とをそれぞれ製造する工程と、（ｂ）複数の第１定電位電極４２について搬送方向（一方向）ＸにおけるピッチＰ２を測定するとともに、複数の圧力室３０について搬送方向（一方向）ＸにおけるピッチＰ１を測定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２と複数の圧力室３０のピッチＰ１とが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接合する工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合することにより液体吐出装置を製造する、液体吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合することにより製造される液体吐出装置としては、たとえばインク吐出装置が周知であり、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたインク吐出装置は、インクを吐出する複数のノズルと複数のノズルのそれぞれに個別に連通された複数の圧力室とを有する流路ユニットと、複数の圧力室内のインクに吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部を有するアクチュエータユニットとを備えている。流路ユニットは、複数のプレートを積層することによって製造されたものであり、流路ユニットには、各プレートに形成された孔または凹部が連通されることによって、複数のノズルおよび複数の圧力室等が形成されている。一方、アクチュエータユニットは、表面に導電材が印刷された複数のセラミックシートを積層した後、その積層体を焼成することによって製造されたものであり、セラミックシートの表面に印刷された導電材によって、定電位電極および個別電極が構成されている。また、定電位電極と個別電極とによって挟まれたセラミックシートの一部を分極処理することによって活性部が構成されており、定電位電極と個別電極との間に印加された駆動電圧によって活性部が駆動され、圧力室内のインクに吐出圧が付与されるようになっている。つまり、定電位電極と個別電極と活性部とによって駆動部が構成されている。そして、インク吐出装置を製造する際には、流路ユニットとアクチュエータユニットとをそれぞれ製造した後に、これらを互いに接合するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０４０２７号
【特許文献２】特開２００４−４８９８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のインク吐出装置では、流路ユニットとアクチュエータユニットとを別々に製造し、その後、これらを互いに接合していたので、流路ユニットおよびアクチュエータユニットのそれぞれの製造工程において寸法誤差が生じ易く、インク吐出装置の寸法精度にばらつきが生じるという問題があった。特に、アクチュエータユニットにおいては、焼成時の収縮の影響により複数の電極のピッチ（すなわち電極間の距離）にばらつきが生じ易く、活性部の位置が設計上の適正位置からずれるおそれがあった。そして、活性部の位置がずれた場合には、流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合したときに、圧力室に対する活性部の位置がずれるため、圧力室内のインクに適正な吐出圧を付与することができず、吐出特性（吐出速度等）が悪化するという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、特許文献２には、複数の駆動部の特性を検査し、その検査結果に基づいて駆動電圧を制御することによって、複数の駆動部における吐出特性のばらつきを緩和するようにした技術が開示されている。しかし、この技術では、複数の駆動部の特性を検査するための構成が複雑になるため、製造コストが高くなるという問題があった。特に、駆動部が複数の活性部を有する場合には、複数の活性部のそれぞれについて特性を検査する必要があるため、構成がさらに複雑になり、製造コストがさらに高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の圧力室に対応する複数の電極のピッチにばらつきが生じることに起因する吐出特性の悪化を簡単な構成で防止することができる、液体吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置の製造方法は、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに個別に連通され、一方向に沿って一定間隔をおいて配列された複数の圧力室とを有し、一面に前記複数の圧力室のそれぞれの開口が設けられた流路ユニットと、前記複数の圧力室のそれぞれの前記開口を閉塞する振動板と、前記振動板を駆動することによって前記複数の圧力室内の液体に吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部とを有し、前記流路ユニットの前記一面に接合されるアクチュエータユニットとを備え、前記複数の駆動部のそれぞれは、前記一面側から見たときに前記圧力室に対応して位置する個別電極と、前記一面側から見たときに前記一方向において前記個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、前記一方向に直交する方向において前記個別電極の全長に対応して位置する第１定電位電極と、前記一面側から見たときに少なくとも前記個別電極の前記中央領域よりも外側に位置する外側領域に対応して位置する第２定電位電極と、前記個別電極と前記第１定電位電極との間に位置する第１活性部と、前記個別電極と前記第２定電位電極との間に位置する第２活性部とを有して構成される液体吐出装置の製造方法であって、（ａ）前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとをそれぞれ製造する工程と、（ｂ）前記複数の第１定電位電極について前記一方向におけるピッチを測定するとともに、前記複数の圧力室について前記一方向におけるピッチを測定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチと前記複数の圧力室のピッチとが所定の許容誤差内にある前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとの組合せを選択する工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係る前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとを接合する工程とを備える。
【０００８】
アクチュエータユニットの駆動部においては、第１定電位電極が一方向において個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、当該一方向に直交する方向において個別電極の全長に対応して位置している。そして、個別電極と第１定電位電極との間に位置する第１活性部に印加された駆動電圧によって振動板における中央領域に対応する部分が駆動され、これにより圧力室内の液体に吐出圧が付与される。したがって、複数の駆動部における液体の吐出特性を均質化するためには、複数の駆動部のそれぞれにおいて、個別電極と第１定電位電極とが対向する対向部分が圧力室の中央領域に位置決めされている必要がある。
【０００９】
ここで、第１定電位電極は、前記一方向に直交する方向において個別電極の全長に対応して位置しているので、アクチュエータユニットを製造する際に第１定電位電極の位置が当該直交する方向にずれたとしても、前記対向部分の位置が大きく変動することはない。また、第１定電位電極は、前記一方向において個別電極の中央領域に対応して位置しているので、個別電極の位置が前記一方向にずれたとしても、前記対向部分の位置が大きく変動することはない。しかし、第１定電位電極の位置が前記一方向にずれた場合には、前記対向部分の位置が大きく変動する。つまり、アクチュエータユニットを製造する際の前記対向部分の位置決めに関しては、「第１定電位電極の前記一方向における位置ずれ」が大きく影響する。
【００１０】
この構成では、前記一方向における複数の第１定電位電極のピッチと、前記一方向における複数の圧力室のピッチとを測定し、これらが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニットと流路ユニットとの組合せを選択するようにしているので、「第１定電位電極の前記一方向における位置ずれ」に起因する「前記対向部分の圧力室に対する位置ずれ」の問題を優先的に解消することができ、他の要素（個別電極等）および他の方向（一方向に対して直交する方向）の位置ずれを特に考慮しなくても、前記対向部分を前記一方向における圧力室の中央領域に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の圧力室のそれぞれに対応して形成された複数の電極のピッチのばらつきに起因する吐出特性の悪化を簡単な構成で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示す示す平面図である。
【図３】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示すＹ方向の部分断面図である。
【図４】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示すＸ方向の部分断面図である。
【図５】アクチュエータユニットの各電極の構成を示す図であり、（Ａ）は第２定電位電極の構成を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は第１定電位電極の構成を示す部分拡大平面図、（Ｃ）は個別電極の構成を示す部分拡大平面図である。
【図６】アクチュエータユニットの各電極の位置関係を示す部分拡大平面図である。
【図７】個別電極の位置が適正位置からずれた状態を示す図であり、（Ａ）は個別電極がＹ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は個別電極がＸ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図である。
【図８】第１定電位電極の位置が適正位置からずれた状態を示す図であり、（Ａ）は第１定電位電極がＹ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は第１定電位電極がＸ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図である。
【図９】電極のずれ量と圧力室における変位体積の比率との関係を示すグラフであり、（Ａ）は個別電極のＸ方向ずれ量と変位体積の比率との関係を示すグラフ、（Ｂ）は第１定電位電極のＸ方向ずれ量と変位体積の比率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「液体吐出装置の製造方法」について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を「インク吐出装置」に適用しているが、本発明は、着色液を吐出させる「着色液吐出装置」や、導電液を吐出させる「導電液吐出装置」等のような他の「液体吐出装置」にも適用可能である。本発明を「着色液吐出装置」または「導電液吐出装置」等に適用した場合には、以下の説明で用いる「インク」を「着色液」または「導電液」等に読み替えるものとする。また、以下の説明で用いる「下」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上」とは、その反対の方向を意味するものとする。
［インク吐出装置の全体構成］
図１は、インク吐出装置１０の構成を示す分解斜視図である。インク吐出装置１０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクを、ドライバＩＣ１２で生成された駆動電圧に基づいて複数のノズル１４（図３）から吐出対象物（用紙等）に向けて選択的に吐出するものであり、図１に示すように、流路ユニット１６と、アクチュエータユニット１８と、配線基板２０とを有している。
【００１４】
図示していないが、インク吐出装置１０は、キャリッジに搭載されて往復移動されながら、搬送装置によって搬送されてくる吐出対象物に向けてノズル１４（図３）からインクを吐出するように構成されており、インク吐出装置１０の移動方向と吐出対象物の搬送方向とは直交している。そこで、以下の説明では、吐出対象物の搬送方向を「搬送方向Ｘ」といい、インク吐出装置１０の移動方向（すなわちノズル１４の走査方向）を「走査方向Ｙ」という。
＜流路ユニット＞
流路ユニット１６は、図３に示すように、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅを積層することによって構成されており、これらのプレート２２ａ〜２２ｅに形成された「凹部」または「貫通孔」が互いに連通されることによって、インクの色ごとに４つのインク流路Ｎ１〜Ｎ４（図１）が構成されている。つまり、流路ユニット１６には、インクを溜めるマニホールド２４と、マニホールド２４にインクを供給するインク供給口２６（図１）と、マニホールド２４内のインクを外部に吐出する複数のノズル１４と、マニホールド２４と複数のノズル１４とを連通する複数の個別流路２８とがインクの色ごとに構成されている。また、複数の個別流路２８のそれぞれには、ノズル１４に対して個別に連通する圧力室３０が形成されており、圧力室３０の上部には、流路ユニット１６の一面（本実施形態では上面）１６ａに開かれた開口３０ａが形成されている。
【００１５】
図５（Ａ）に示すように、複数の圧力室３０は、搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）に沿って一定間隔をおいて配列されることによって圧力室列Ｌを成しており、複数の圧力室列Ｌが走査方向Ｙに間隔を隔てて互いに平行に配置されている。インク流路Ｎ１〜Ｎ４（図１）のそれぞれにおいては、互いに近接する２つの圧力室列Ｌが一対となっており、一対の圧力室列Ｌにおいては、一方の圧力室列Ｌの複数のノズル１４と他方の圧力室例Ｌの複数のノズル１４とが、走査方向Ｙの中央部に千鳥状に配置されている。複数の圧力室３０のそれぞれの平面視形状（すなわち上側から見たときの形状）は、走査方向Ｙに延びる長辺を有する略長方形に設計されており、搬送方向Ｘにおける複数の圧力室３０のピッチＰ１は、圧力室列Ｌの全長に亘って一定に設計されている。なお、流路ユニット１６においては、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅを積層する工程において寸法誤差が生じるため、実際に測定したピッチＰ１と設計上の適正ピッチとは必ずしも一致しない。
【００１６】
そして、流路ユニット１６の一面１６ａにアクチュエータユニット１８が接合されることによって、複数の圧力室３０のそれぞれの開口３０ａが閉塞されている。
＜アクチュエータユニット＞
アクチュエータユニット１８は、図２、図３および図４に示すように、圧力室３０の内部に存在するインクに吐出圧を付与するものであり、振動板３２と、振動板３２を駆動することによって複数の圧力室３０内のインクに吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部３４とを有している。
【００１７】
振動板３２は、複数の圧力室３０のそれぞれの開口３０ａを閉塞するとともに、駆動部３４により変形されることによって圧力室３０に体積変化を生じさせるものであり、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料によって形成されている。ただし、振動板３２の材料は、圧電材料に限定されるものではない。
【００１８】
複数の駆動部３４のそれぞれは、振動板３２の上面に一体に形成されたものであり、図３および図４に示すように、下部圧電層３６と、上部圧電層３８と、第２定電位電極４０と、第１定電位電極４２と、複数の個別電極４４と、第１活性部４６と、第２活性部４８とを有している。下部圧電層３６は、後述する第２活性部４８を構成するものであり、上部圧電層３８は、後述する第１活性部４６および第２活性部４８を構成するものであり、これらはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料によって形成されている。第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれは、第１活性部４６および第２活性部４８を所定の態様で駆動するための電界を生じさせるものであり、Ａｇ−Ｐｄ等を含む金属材料によって形成されている。
【００１９】
第２定電位電極４０は、図４に示すように、複数の個別電極４４のそれぞれと対向して位置することによって、下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれに構成された第２活性部４８に電界を作用させるものであり、図５（Ａ）に示すように、流路ユニット１６における一対の圧力室列Ｌの全体に対応するように、一対の圧力室列Ｌの幅よりも十分に広い幅を有して搬送方向Ｘに延びる帯状に形成されている。そして、図示していないが、第２定電位電極４０が、下部圧電層３６および上部圧電層３８を貫通して形成された導電部を介してアクチュエータユニット１８の上面に形成された第２表面端子に電気的に接続されている。
【００２０】
第１定電位電極４２は、図４に示すように、複数の個別電極４４のそれぞれと対向して位置することによって、上部圧電層３８に構成された第１活性部４６に電界を作用させるものであり、流路ユニット１６における複数の圧力室３０のそれぞれに部分的に対応するように形成されている。第１定電位電極４２は、図５（Ｂ）に示すように、走査方向Ｙに延びる長辺を有する平面視略長方形の複数の電極部４２ａと、複数の電極部４２ａを一対の圧力室列Ｌの幅方向（すなわち走査方向Ｙ）両側において電気的に接続する帯状の接続部４２ｂとを有している。複数の電極部４２ａのそれぞれは、圧力室３０の中央領域に対応し、かつ、走査方向Ｙにおいて圧力室３０の全長に対応するように配置されており、これにより圧力室３０には、電極部４２ａとは対向しない領域が中央領域の外側に確保されている。そして、図示していないが、第１定電位電極４２の接続部４２ｂが、上部圧電層３８を貫通して形成された導電部を介してアクチュエータユニット１８の上面に形成された第１表面端子に電気的に接続されている。
【００２１】
複数の個別電極４４のそれぞれは、図４に示すように、第２定電位電極４０および第１定電位電極４２のそれぞれと対向して位置することによって、上部圧電層３８に構成された第１活性部４６と、上部圧電層３８および下部圧電層３６のそれぞれに連続して構成された第２活性部４８とに電界を選択的に作用させるものであり、図５（Ｃ）に示すように、複数の圧力室３０のそれぞれに個別に対応するように形成されている。個別電極４４は、走査方向Ｙに延びる長辺を有する平面視略長方形の電極部４４ａと、電極部４４ａにおけるノズル１４側とは反対側の端部から一対の圧力室列Ｌにおける幅方向（すなわち走査方向Ｙ）の外側に延びて形成された端子部４４ｂとを有している。電極部４４ａにおける走査方向Ｙの長さは、圧力室３０における走査方向Ｙの長さとほぼ同じに設計されており、電極部４４ａにおける搬送方向Ｘの長さは、圧力室３０における搬送方向Ｘの長さよりもやや長めに設計されている。したがって、圧力室３０を平面視したときの面積と、電極部４４ａを平面視したときの面積とはほぼ同じである。
【００２２】
このような第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれを流路ユニット１６の一面１６ａ側から見たときには、図６に示した部分拡大平面図から分かるように、個別電極４４（斜線で示す部分）が圧力室３０（二点鎖線で描いた部分）に対応して位置しており、第１定電位電極４２（破線で描いた部分）がＸ方向において個別電極の中央領域（一点鎖線で描いた部分）Ｓに対応して位置するとともに、Ｙ方向において個別電極４４の全長に対応して位置している。また、第２定電位電極４０（破線で描いた部分）が少なくとも個別電極４４の中央領域Ｓよりも搬送方向Ｘの外側に位置する外側領域Ｇに対応して位置している。
【００２３】
そして、図４に示すように、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に位置する上部圧電層３８の一部が、第１定電位電極４２から個別電極４４に向かって上向きに分極されており、当該一部が第１活性部４６となっている。また、個別電極４４と第２定電位電極４０との間に位置する下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれの一部のうち第１定電位電極４２と対向する部分を除いた部分が、個別電極４４から第２定電位電極４０に向かって下向きに分極されており、当該部分が第２活性部４８となっている。さらに、第１定電位電極４２と第２定電位電極４０との間に位置する下部圧電層３６の一部は、第１定電位電極４２から第２定電位電極４０に向かって下向きに分極されている。
＜配線基板＞
配線基板２０（図１）は、ポリイミド樹脂等のような可撓性を有する合成樹脂材料からなるシート状の基板本体と、基板本体の一方の表面に搭載されたドライバＩＣ１２（図１）と、アクチュエータユニット１８の第１定電位電極４２を所定電位（たとえば２０Ｖ）に電気的に接続する第１定電位配線と、アクチュエータユニット１８の第２定電位電極４０をグランド電位（０Ｖ）に電気的に接続する第２定電位配線と、アクチュエータユニット１８の複数の個別電極４４とドライバＩＣ１２の駆動用出力端子とを電気的に接続する複数の駆動用配線とを有している。そして、ドライバＩＣ１２によって、第１定電位電極４２が常に所定電位（たとえば２０Ｖ）に保持されるとともに、第２定電位電極４０が常にグランド電位（０Ｖ）に保持され、さらに、複数の個別電極４４のそれぞれがグランド電位（０Ｖ）と所定電位（たとえば２０Ｖ）との間で切り替えられる。
［インク吐出装置の動作］
インク吐出動作を実行する前の待機状態では、第１定電位電極４２の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）に保持されるとともに、第２定電位電極４０がグランド電位（０Ｖ）に保持され、複数の個別電極４４のそれぞれがグランド電位（０Ｖ）に保持される。この状態では、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に電位差が生じるため、第１活性部４６には、その分極方向と同じ上向きの電界が発生し、第１活性部４６は水平方向に収縮する。これにより上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２の圧力室３０と対向する部分が全体として圧力室３０に向かって凸となるように変形し、振動板３２が変形していない場合と比較して圧力室３０の体積が小さくなる。
【００２４】
ノズル１４からインクを吐出させる際には、個別電極４４の電位が、一旦、所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられた後、グランド電位（０Ｖ）に戻される。個別電極４４の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられると、個別電極４４が第１定電位電極４２と同電位になるとともに、第２定電位電極４０よりも高電位になるため、収縮されていた第１活性部４６が元に戻る。また、個別電極４４と第２定電位電極４０との間に電位差が生じるため、第２活性部４８には、その分極方向と同じ下向きの電界が発生し、第２活性部４８は水平方向に収縮する。これにより上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２が全体として圧力室３０と反対側に凸となるように変形し、圧力室３０の体積が増加する。その後、個別電極４４の電位がグランド電位（０Ｖ）に戻されると、上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２の圧力室３０と対向する部分は再び圧力室３０に向かって凸となるように変形し、圧力室３０の体積が小さくなる。これにより、圧力室３０の内部に存在するインクに吐出圧が付与され、ノズル１４からインクが吐出される。
【００２５】
また、インクを吐出させる動作において、個別電極４４の電位がグランド電位（０Ｖ）から所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられたときには、第１活性部４６が収縮前の状態にまで伸長するとともに、第２活性部４８が収縮するため、第１活性部４６の伸長が第２活性部４８の収縮に吸収される。一方、個別電極４４の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）からグランド電位（０Ｖ）に戻されたときには、第１活性部４６が収縮するとともに、第２活性部４８が収縮前の状態にまで伸長するため、第１活性部４６の収縮が第２活性部４８の伸長によって吸収される。これにより、下部圧電層３６および上部圧電層３８の圧力室３０と対向する部分の変形が、他の圧力室３０における吐出動作に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
［インク吐出装置の製造方法］
インク吐出装置を製造する際には、（ａ）流路ユニット１６とアクチュエータユニット１８とをそれぞれ製造する「ユニット製造工程」と、（ｂ）複数の第１定電位電極４２について搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）におけるピッチＰ２（図５（Ｂ））を測定するとともに、複数の圧力室３０について搬送方向ＸにおけるピッチＰ１（図５（Ａ））を測定する「ピッチ測定工程」と、（ｃ）複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２と複数の圧力室３０のピッチＰ１とが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する「組合せ工程」と、（ｄ）選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接合する「接合工程」とをこの順に実行する。
【００２６】
＜ユニット製造工程＞
「ユニット製造工程」において、流路ユニット１６を製造する際には、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅ（図３）を互いに位置決めして接合する。一方、アクチュエータユニット１８を製造する際には、振動板３２、下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれ（図３）に対応するセラミックグリーンシートの表面に、第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれ（図３）に対応する導電性ペーストを印刷し、その後、これらのセラミックグリーンシートを重ねて焼成する。この「ユニット製造工程」では、部材間を接合する際に寸法誤差が生じるが、特に、アクチュエータユニット１８においては、複数の電極間の位置関係を高精度に定める必要があることから、インクの吐出特性（吐出速度等）に与える寸法誤差の影響は大きくなる。
【００２７】
なお、「ユニット製造工程」では、流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８のそれぞれを１つずつ製造してもよいし、これらを複数ずつ製造してもよい。また、これらのいずれか一方を１つだけ製造し、他方を複数製造してもよい。
【００２８】
＜ピッチ測定工程＞
「ピッチ測定工程」では、インクの吐出特性に大きく影響する「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２（図５（Ｂ））」を測定するとともに、当該ピッチＰ２に対応する「複数の圧力室３０の搬送方向ＸにおけるピッチＰ１（図５（Ａ））」を測定する。以下に、「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２」がインクの吐出特性に大きく影響する理由について詳細に説明する。
【００２９】
アクチュエータユニット１８の駆動部３４においては、図６に示すように、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）において個別電極４４の中央領域Ｓに対応して位置するとともに、走査方向Ｙにおいて個別電極４４の全長に対応して位置している。そして、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に位置する第１活性部４６（図４）に印加された駆動電圧によって振動板３２における中央領域Ｓ（図６）に対応する部分が変形され、これにより圧力室３０内の液体に吐出圧が付与される。したがって、複数の駆動部３４におけるインクの吐出特性を均質化するためには、複数の駆動部３４のそれぞれにおいて、個別電極４４と第１定電位電極４２とが対向する部分（以下、「対向部分」という。）Ｒ（図６）が圧力室３０の中央領域に正確に位置決めされている必要があり、対向部分Ｒが圧力室３０の中央領域から大きくずれた場合には、圧力室３０の「変位体積の比率」が小さくなるため、吐出特性が悪化する。ここで、「変位体積の比率」とは、吐出動作において圧力室３０の体積が適正に変位したときの変位体積を適正変位体積としたときに、当該適正変位体積に対してどの程度に変位されるかを示すものであり、変位体積の比率（％）が小さくなると、圧力室３０内のインクに十分な吐出圧を付与することができなくなるため、吐出速度が低下し、吐出特性が悪化する。
【００３０】
図６に示した駆動部３４において、対向部分Ｒの位置に影響を与える要因について検討すると、まず、第２定電位電極４０は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するものではないため、また、一対の圧力室列Ｌの幅よりも十分に広い幅を有して搬送方向Ｘに延びて形成されているため（図５（Ａ））、その位置ずれが吐出特性に影響を与えることはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて第２定電位電極４０の位置ずれを考慮する必要はない。
【００３１】
個別電極４４は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するが、上述のように、電極部４４ａにおける走査方向Ｙの長さは、圧力室３０における走査方向Ｙの長さとほぼ同じに設計されており、電極部４４ａにおける搬送方向Ｘの長さは、圧力室３０における搬送方向Ｘの長さよりもやや長めに設計されているので（図５（Ｃ））、個別電極４４が走査方向Ｙに位置ずれした場合（図７（Ａ））でも、或いは、搬送方向Ｘに位置ずれした場合（図７（Ｂ））でも、対向部分Ｒの位置が変動することはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて個別電極４４の位置ずれを考慮する必要はない。図９（Ａ）は、個別電極４４が搬送方向Ｘに位置ずれした場合における「変位体積の比率」の変化を示したグラフであるが、このグラフからも当該位置ずれが「変位体積の比率」に影響しないことは明白である。なお、図７および図８では、個別電極４４および第１定電位電極４２のそれぞれを斜線で示しており、これらの斜線が格子状に重なる部分に対向部分Ｒが位置している。また、図７および図８中の二点鎖線は、位置ずれ前の位置を示したものである。
【００３２】
第１定電位電極４２は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するが、上述のように、複数の電極部４２ａのそれぞれは、圧力室３０の中央領域に対応し、かつ、走査方向Ｙにおいて圧力室３０の全長に対応するように配置されているので（図５（Ｂ））、第１定電位電極４２が走査方向Ｙに位置ずれした場合には、図８（Ａ）に示すように、対向部分Ｒの位置が変動することはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて第１定電位電極４２の走査方向Ｙへの位置ずれを考慮する必要はない。しかし、第１定電位電極４２の電極部４２ａは、搬送方向Ｘにおいて圧力室３０の中央領域にのみ対応して配置されているで（図５（Ｂ））、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘに位置ずれした場合には、図８（Ｂ）に示すように、対向部分Ｒの位置が大きく変動し、その変動幅が大きい場合には、圧力室３０の「変位体積の比率」が小さくなって吐出特性が悪化する。図９（Ｂ）は、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘに位置ずれした場合における「変位体積の比率」の変化を示したグラフであるが、このグラフからも当該位置ずれが「変位体積の比率」に大きく影響していることは明白である。
【００３３】
以上より、対向部分Ｒの位置決めにおいては、「第１定電位電極４２の搬送方向Ｘへの位置ずれ」だけを考慮すればよいことが分かる。そこで、「ピッチ測定工程」では、当該位置ずれが反映される「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２」を測定し、当該ピッチＰ２に基づいて以下の「組合せ工程」を行うようにしている。なお、上述の「ユニット製造工程」において流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８の少なくとも一方を複数製造する場合には、それらの全てについてピッチＰ１およびピッチＰ２を測定することになる。
【００３４】
＜組合せ工程＞
「組合せ工程」では、「ピッチ測定工程」で測定した第１定電位電極４２間のピッチＰ２および圧力室３０間のピッチＰ１を分析し、これらが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する。本実施形態では、対向部分Ｒの位置精度に大きく影響する「第１定電位電極４２の搬送方向Ｘにおける位置ずれ」が反映された「複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２」を基準にして、アクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択するようにしているので、「組合せ工程」において、他の要素（個別電極４４等）および他の方向（走査方向Ｙ等）の位置ずれを考慮する必要はない。
【００３５】
なお、「ユニット製造工程」において複数のアクチュエータユニット１８を製造する場合には、「ピッチ測定工程」で測定した第１定電位電極４２間のピッチＰ２に基づいて、流路ユニット３０に組み合わせるアクチュエータユニット１８を複数のアクチュエータユニット１８の中から選択するようにしてもよい。また、「ユニット製造工程」において流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８の両方を複数製造する場合には、それらの全てについてピッチＰ１およびピッチＰ２を分析し、「ピッチの値（すなわち距離）」や「ピッチのばらつきの程度」等に基づいてそれらをランク分けし、同じランクに属するアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択するようにしてもよい。
【００３６】
＜接合工程＞
「接合工程」では、「組合せ工程」で選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを対向させ、アクチュエータユニット１８および流路ユニット１６のそれぞれに光を透過させることによって、これらの両方に設けられたマーカー（印刷された標示等）の位置を確認し、一方のマーカーと他方のマーカーとが重なるようにアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接触させる。このとき、アクチュエータユニット１８および流路ユニット１６の少なくとも一方の表面に接着剤を塗布しておき、当該接着剤により両者を接合する。なお、「接合工程」における「位置決め」および「接合」の具体的な方法は、本実施形態に限定されるものではなく、従来から存在する方法を適宜選択して用いることができる。また、アクチュエータユニット１８と配線基板２０とを接合する方法も、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｅ… 側部領域
Ｓ… 中央領域
Ｇ… 外側領域
Ｌ… 圧力室列
Ｒ… 対向部分
Ｐ１，Ｐ２… ピッチ
Ｘ… 搬送方向
Ｙ… 走査方向
１０… インク吐出装置（液体吐出装置）
１２… ドライバＩＣ
１４… ノズル
１６… 流路ユニット
１６ａ… 一面
１８… アクチュエータユニット
２０… 配線基板
３０… 圧力室
３０ａ… 開口
３２… 振動板
３４… 駆動部
３６… 下部圧電層
３８… 上部圧電層
４０… 第２定電位電極
４２… 第１定電位電極
４４… 個別電極
４６… 第１活性部
４８… 第２活性部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合することにより液体吐出装置を製造する、液体吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合することにより製造される液体吐出装置としては、たとえばインク吐出装置が周知であり、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたインク吐出装置は、インクを吐出する複数のノズルと複数のノズルのそれぞれに個別に連通された複数の圧力室とを有する流路ユニットと、複数の圧力室内のインクに吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部を有するアクチュエータユニットとを備えている。流路ユニットは、複数のプレートを積層することによって製造されたものであり、流路ユニットには、各プレートに形成された孔または凹部が連通されることによって、複数のノズルおよび複数の圧力室等が形成されている。一方、アクチュエータユニットは、表面に導電材が印刷された複数のセラミックシートを積層した後、その積層体を焼成することによって製造されたものであり、セラミックシートの表面に印刷された導電材によって、定電位電極および個別電極が構成されている。また、定電位電極と個別電極とによって挟まれたセラミックシートの一部を分極処理することによって活性部が構成されており、定電位電極と個別電極との間に印加された駆動電圧によって活性部が駆動され、圧力室内のインクに吐出圧が付与されるようになっている。つまり、定電位電極と個別電極と活性部とによって駆動部が構成されている。そして、インク吐出装置を製造する際には、流路ユニットとアクチュエータユニットとをそれぞれ製造した後に、これらを互いに接合するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０４０２７号
【特許文献２】特開２００４−４８９８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のインク吐出装置では、流路ユニットとアクチュエータユニットとを別々に製造し、その後、これらを互いに接合していたので、流路ユニットおよびアクチュエータユニットのそれぞれの製造工程において寸法誤差が生じ易く、インク吐出装置の寸法精度にばらつきが生じるという問題があった。特に、アクチュエータユニットにおいては、焼成時の収縮の影響により複数の電極のピッチ（すなわち電極間の距離）にばらつきが生じ易く、活性部の位置が設計上の適正位置からずれるおそれがあった。そして、活性部の位置がずれた場合には、流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合したときに、圧力室に対する活性部の位置がずれるため、圧力室内のインクに適正な吐出圧を付与することができず、吐出特性（吐出速度等）が悪化するという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、特許文献２には、複数の駆動部の特性を検査し、その検査結果に基づいて駆動電圧を制御することによって、複数の駆動部における吐出特性のばらつきを緩和するようにした技術が開示されている。しかし、この技術では、複数の駆動部の特性を検査するための構成が複雑になるため、製造コストが高くなるという問題があった。特に、駆動部が複数の活性部を有する場合には、複数の活性部のそれぞれについて特性を検査する必要があるため、構成がさらに複雑になり、製造コストがさらに高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の圧力室に対応する複数の電極のピッチにばらつきが生じることに起因する吐出特性の悪化を簡単な構成で防止することができる、液体吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置の製造方法は、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに個別に連通され、一方向に沿って一定間隔をおいて配列された複数の圧力室とを有し、一面に前記複数の圧力室のそれぞれの開口が設けられた流路ユニットと、前記複数の圧力室のそれぞれの前記開口を閉塞する振動板と、前記振動板を駆動することによって前記複数の圧力室内の液体に吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部とを有し、前記流路ユニットの前記一面に接合されるアクチュエータユニットとを備え、前記複数の駆動部のそれぞれは、前記一面側から見たときに前記圧力室に対応して位置する個別電極と、前記一面側から見たときに前記一方向において前記個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、前記一方向に直交する方向において前記個別電極の全長に対応して位置する第１定電位電極と、前記一面側から見たときに少なくとも前記個別電極の前記中央領域よりも外側に位置する外側領域に対応して位置する第２定電位電極と、前記個別電極と前記第１定電位電極との間に位置する第１活性部と、前記個別電極と前記第２定電位電極との間に位置する第２活性部とを有して構成される液体吐出装置の製造方法であって、（ａ）前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとをそれぞれ製造する工程と、（ｂ）前記複数の第１定電位電極について前記一方向におけるピッチを測定するとともに、前記複数の圧力室について前記一方向におけるピッチを測定する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチと前記複数の圧力室のピッチとが所定の許容誤差内にある前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとの組合せを選択する工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係る前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとを接合する工程とを備える。
【０００８】
アクチュエータユニットの駆動部においては、第１定電位電極が一方向において個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、当該一方向に直交する方向において個別電極の全長に対応して位置している。そして、個別電極と第１定電位電極との間に位置する第１活性部に印加された駆動電圧によって振動板における中央領域に対応する部分が駆動され、これにより圧力室内の液体に吐出圧が付与される。したがって、複数の駆動部における液体の吐出特性を均質化するためには、複数の駆動部のそれぞれにおいて、個別電極と第１定電位電極とが対向する対向部分が圧力室の中央領域に位置決めされている必要がある。
【０００９】
ここで、第１定電位電極は、前記一方向に直交する方向において個別電極の全長に対応して位置しているので、アクチュエータユニットを製造する際に第１定電位電極の位置が当該直交する方向にずれたとしても、前記対向部分の位置が大きく変動することはない。また、第１定電位電極は、前記一方向において個別電極の中央領域に対応して位置しているので、個別電極の位置が前記一方向にずれたとしても、前記対向部分の位置が大きく変動することはない。しかし、第１定電位電極の位置が前記一方向にずれた場合には、前記対向部分の位置が大きく変動する。つまり、アクチュエータユニットを製造する際の前記対向部分の位置決めに関しては、「第１定電位電極の前記一方向における位置ずれ」が大きく影響する。
【００１０】
この構成では、前記一方向における複数の第１定電位電極のピッチと、前記一方向における複数の圧力室のピッチとを測定し、これらが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニットと流路ユニットとの組合せを選択するようにしているので、「第１定電位電極の前記一方向における位置ずれ」に起因する「前記対向部分の圧力室に対する位置ずれ」の問題を優先的に解消することができ、他の要素（個別電極等）および他の方向（一方向に対して直交する方向）の位置ずれを特に考慮しなくても、前記対向部分を前記一方向における圧力室の中央領域に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の圧力室のそれぞれに対応して形成された複数の電極のピッチのばらつきに起因する吐出特性の悪化を簡単な構成で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す斜視図である。
【図２】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示す示す平面図である。
【図３】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示すＹ方向の部分断面図である。
【図４】流路ユニットとアクチュエータユニットとを接合した構成を示すＸ方向の部分断面図である。
【図５】アクチュエータユニットの各電極の構成を示す図であり、（Ａ）は第２定電位電極の構成を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は第１定電位電極の構成を示す部分拡大平面図、（Ｃ）は個別電極の構成を示す部分拡大平面図である。
【図６】アクチュエータユニットの各電極の位置関係を示す部分拡大平面図である。
【図７】個別電極の位置が適正位置からずれた状態を示す図であり、（Ａ）は個別電極がＹ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は個別電極がＸ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図である。
【図８】第１定電位電極の位置が適正位置からずれた状態を示す図であり、（Ａ）は第１定電位電極がＹ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は第１定電位電極がＸ方向にずれた状態を示す部分拡大平面図である。
【図９】電極のずれ量と圧力室における変位体積の比率との関係を示すグラフであり、（Ａ）は個別電極のＸ方向ずれ量と変位体積の比率との関係を示すグラフ、（Ｂ）は第１定電位電極のＸ方向ずれ量と変位体積の比率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「液体吐出装置の製造方法」について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を「インク吐出装置」に適用しているが、本発明は、着色液を吐出させる「着色液吐出装置」や、導電液を吐出させる「導電液吐出装置」等のような他の「液体吐出装置」にも適用可能である。本発明を「着色液吐出装置」または「導電液吐出装置」等に適用した場合には、以下の説明で用いる「インク」を「着色液」または「導電液」等に読み替えるものとする。また、以下の説明で用いる「下」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上」とは、その反対の方向を意味するものとする。
［インク吐出装置の全体構成］
図１は、インク吐出装置１０の構成を示す分解斜視図である。インク吐出装置１０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびマゼンダ（Ｍ）の４色のインクを、ドライバＩＣ１２で生成された駆動電圧に基づいて複数のノズル１４（図３）から吐出対象物（用紙等）に向けて選択的に吐出するものであり、図１に示すように、流路ユニット１６と、アクチュエータユニット１８と、配線基板２０とを有している。
【００１４】
図示していないが、インク吐出装置１０は、キャリッジに搭載されて往復移動されながら、搬送装置によって搬送されてくる吐出対象物に向けてノズル１４（図３）からインクを吐出するように構成されており、インク吐出装置１０の移動方向と吐出対象物の搬送方向とは直交している。そこで、以下の説明では、吐出対象物の搬送方向を「搬送方向Ｘ」といい、インク吐出装置１０の移動方向（すなわちノズル１４の走査方向）を「走査方向Ｙ」という。
＜流路ユニット＞
流路ユニット１６は、図３に示すように、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅを積層することによって構成されており、これらのプレート２２ａ〜２２ｅに形成された「凹部」または「貫通孔」が互いに連通されることによって、インクの色ごとに４つのインク流路Ｎ１〜Ｎ４（図１）が構成されている。つまり、流路ユニット１６には、インクを溜めるマニホールド２４と、マニホールド２４にインクを供給するインク供給口２６（図１）と、マニホールド２４内のインクを外部に吐出する複数のノズル１４と、マニホールド２４と複数のノズル１４とを連通する複数の個別流路２８とがインクの色ごとに構成されている。また、複数の個別流路２８のそれぞれには、ノズル１４に対して個別に連通する圧力室３０が形成されており、圧力室３０の上部には、流路ユニット１６の一面（本実施形態では上面）１６ａに開かれた開口３０ａが形成されている。
【００１５】
図５（Ａ）に示すように、複数の圧力室３０は、搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）に沿って一定間隔をおいて配列されることによって圧力室列Ｌを成しており、複数の圧力室列Ｌが走査方向Ｙに間隔を隔てて互いに平行に配置されている。インク流路Ｎ１〜Ｎ４（図１）のそれぞれにおいては、互いに近接する２つの圧力室列Ｌが一対となっており、一対の圧力室列Ｌにおいては、一方の圧力室列Ｌの複数のノズル１４と他方の圧力室例Ｌの複数のノズル１４とが、走査方向Ｙの中央部に千鳥状に配置されている。複数の圧力室３０のそれぞれの平面視形状（すなわち上側から見たときの形状）は、走査方向Ｙに延びる長辺を有する略長方形に設計されており、搬送方向Ｘにおける複数の圧力室３０のピッチＰ１は、圧力室列Ｌの全長に亘って一定に設計されている。なお、流路ユニット１６においては、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅを積層する工程において寸法誤差が生じるため、実際に測定したピッチＰ１と設計上の適正ピッチとは必ずしも一致しない。
【００１６】
そして、流路ユニット１６の一面１６ａにアクチュエータユニット１８が接合されることによって、複数の圧力室３０のそれぞれの開口３０ａが閉塞されている。
＜アクチュエータユニット＞
アクチュエータユニット１８は、図２、図３および図４に示すように、圧力室３０の内部に存在するインクに吐出圧を付与するものであり、振動板３２と、振動板３２を駆動することによって複数の圧力室３０内のインクに吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部３４とを有している。
【００１７】
振動板３２は、複数の圧力室３０のそれぞれの開口３０ａを閉塞するとともに、駆動部３４により変形されることによって圧力室３０に体積変化を生じさせるものであり、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料によって形成されている。ただし、振動板３２の材料は、圧電材料に限定されるものではない。
【００１８】
複数の駆動部３４のそれぞれは、振動板３２の上面に一体に形成されたものであり、図３および図４に示すように、下部圧電層３６と、上部圧電層３８と、第２定電位電極４０と、第１定電位電極４２と、複数の個別電極４４と、第１活性部４６と、第２活性部４８とを有している。下部圧電層３６は、後述する第２活性部４８を構成するものであり、上部圧電層３８は、後述する第１活性部４６および第２活性部４８を構成するものであり、これらはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料によって形成されている。第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれは、第１活性部４６および第２活性部４８を所定の態様で駆動するための電界を生じさせるものであり、Ａｇ−Ｐｄ等を含む金属材料によって形成されている。
【００１９】
第２定電位電極４０は、図４に示すように、複数の個別電極４４のそれぞれと対向して位置することによって、下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれに構成された第２活性部４８に電界を作用させるものであり、図５（Ａ）に示すように、流路ユニット１６における一対の圧力室列Ｌの全体に対応するように、一対の圧力室列Ｌの幅よりも十分に広い幅を有して搬送方向Ｘに延びる帯状に形成されている。そして、図示していないが、第２定電位電極４０が、下部圧電層３６および上部圧電層３８を貫通して形成された導電部を介してアクチュエータユニット１８の上面に形成された第２表面端子に電気的に接続されている。
【００２０】
第１定電位電極４２は、図４に示すように、複数の個別電極４４のそれぞれと対向して位置することによって、上部圧電層３８に構成された第１活性部４６に電界を作用させるものであり、流路ユニット１６における複数の圧力室３０のそれぞれに部分的に対応するように形成されている。第１定電位電極４２は、図５（Ｂ）に示すように、走査方向Ｙに延びる長辺を有する平面視略長方形の複数の電極部４２ａと、複数の電極部４２ａを一対の圧力室列Ｌの幅方向（すなわち走査方向Ｙ）両側において電気的に接続する帯状の接続部４２ｂとを有している。複数の電極部４２ａのそれぞれは、圧力室３０の中央領域に対応し、かつ、走査方向Ｙにおいて圧力室３０の全長に対応するように配置されており、これにより圧力室３０には、電極部４２ａとは対向しない領域が中央領域の外側に確保されている。そして、図示していないが、第１定電位電極４２の接続部４２ｂが、上部圧電層３８を貫通して形成された導電部を介してアクチュエータユニット１８の上面に形成された第１表面端子に電気的に接続されている。
【００２１】
複数の個別電極４４のそれぞれは、図４に示すように、第２定電位電極４０および第１定電位電極４２のそれぞれと対向して位置することによって、上部圧電層３８に構成された第１活性部４６と、上部圧電層３８および下部圧電層３６のそれぞれに連続して構成された第２活性部４８とに電界を選択的に作用させるものであり、図５（Ｃ）に示すように、複数の圧力室３０のそれぞれに個別に対応するように形成されている。個別電極４４は、走査方向Ｙに延びる長辺を有する平面視略長方形の電極部４４ａと、電極部４４ａにおけるノズル１４側とは反対側の端部から一対の圧力室列Ｌにおける幅方向（すなわち走査方向Ｙ）の外側に延びて形成された端子部４４ｂとを有している。電極部４４ａにおける走査方向Ｙの長さは、圧力室３０における走査方向Ｙの長さとほぼ同じに設計されており、電極部４４ａにおける搬送方向Ｘの長さは、圧力室３０における搬送方向Ｘの長さよりもやや長めに設計されている。したがって、圧力室３０を平面視したときの面積と、電極部４４ａを平面視したときの面積とはほぼ同じである。
【００２２】
このような第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれを流路ユニット１６の一面１６ａ側から見たときには、図６に示した部分拡大平面図から分かるように、個別電極４４（斜線で示す部分）が圧力室３０（二点鎖線で描いた部分）に対応して位置しており、第１定電位電極４２（破線で描いた部分）がＸ方向において個別電極の中央領域（一点鎖線で描いた部分）Ｓに対応して位置するとともに、Ｙ方向において個別電極４４の全長に対応して位置している。また、第２定電位電極４０（破線で描いた部分）が少なくとも個別電極４４の中央領域Ｓよりも搬送方向Ｘの外側に位置する外側領域Ｇに対応して位置している。
【００２３】
そして、図４に示すように、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に位置する上部圧電層３８の一部が、第１定電位電極４２から個別電極４４に向かって上向きに分極されており、当該一部が第１活性部４６となっている。また、個別電極４４と第２定電位電極４０との間に位置する下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれの一部のうち第１定電位電極４２と対向する部分を除いた部分が、個別電極４４から第２定電位電極４０に向かって下向きに分極されており、当該部分が第２活性部４８となっている。さらに、第１定電位電極４２と第２定電位電極４０との間に位置する下部圧電層３６の一部は、第１定電位電極４２から第２定電位電極４０に向かって下向きに分極されている。
＜配線基板＞
配線基板２０（図１）は、ポリイミド樹脂等のような可撓性を有する合成樹脂材料からなるシート状の基板本体と、基板本体の一方の表面に搭載されたドライバＩＣ１２（図１）と、アクチュエータユニット１８の第１定電位電極４２を所定電位（たとえば２０Ｖ）に電気的に接続する第１定電位配線と、アクチュエータユニット１８の第２定電位電極４０をグランド電位（０Ｖ）に電気的に接続する第２定電位配線と、アクチュエータユニット１８の複数の個別電極４４とドライバＩＣ１２の駆動用出力端子とを電気的に接続する複数の駆動用配線とを有している。そして、ドライバＩＣ１２によって、第１定電位電極４２が常に所定電位（たとえば２０Ｖ）に保持されるとともに、第２定電位電極４０が常にグランド電位（０Ｖ）に保持され、さらに、複数の個別電極４４のそれぞれがグランド電位（０Ｖ）と所定電位（たとえば２０Ｖ）との間で切り替えられる。
［インク吐出装置の動作］
インク吐出動作を実行する前の待機状態では、第１定電位電極４２の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）に保持されるとともに、第２定電位電極４０がグランド電位（０Ｖ）に保持され、複数の個別電極４４のそれぞれがグランド電位（０Ｖ）に保持される。この状態では、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に電位差が生じるため、第１活性部４６には、その分極方向と同じ上向きの電界が発生し、第１活性部４６は水平方向に収縮する。これにより上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２の圧力室３０と対向する部分が全体として圧力室３０に向かって凸となるように変形し、振動板３２が変形していない場合と比較して圧力室３０の体積が小さくなる。
【００２４】
ノズル１４からインクを吐出させる際には、個別電極４４の電位が、一旦、所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられた後、グランド電位（０Ｖ）に戻される。個別電極４４の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられると、個別電極４４が第１定電位電極４２と同電位になるとともに、第２定電位電極４０よりも高電位になるため、収縮されていた第１活性部４６が元に戻る。また、個別電極４４と第２定電位電極４０との間に電位差が生じるため、第２活性部４８には、その分極方向と同じ下向きの電界が発生し、第２活性部４８は水平方向に収縮する。これにより上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２が全体として圧力室３０と反対側に凸となるように変形し、圧力室３０の体積が増加する。その後、個別電極４４の電位がグランド電位（０Ｖ）に戻されると、上部圧電層３８、下部圧電層３６および振動板３２の圧力室３０と対向する部分は再び圧力室３０に向かって凸となるように変形し、圧力室３０の体積が小さくなる。これにより、圧力室３０の内部に存在するインクに吐出圧が付与され、ノズル１４からインクが吐出される。
【００２５】
また、インクを吐出させる動作において、個別電極４４の電位がグランド電位（０Ｖ）から所定電位（たとえば２０Ｖ）に切り替えられたときには、第１活性部４６が収縮前の状態にまで伸長するとともに、第２活性部４８が収縮するため、第１活性部４６の伸長が第２活性部４８の収縮に吸収される。一方、個別電極４４の電位が所定電位（たとえば２０Ｖ）からグランド電位（０Ｖ）に戻されたときには、第１活性部４６が収縮するとともに、第２活性部４８が収縮前の状態にまで伸長するため、第１活性部４６の収縮が第２活性部４８の伸長によって吸収される。これにより、下部圧電層３６および上部圧電層３８の圧力室３０と対向する部分の変形が、他の圧力室３０における吐出動作に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
［インク吐出装置の製造方法］
インク吐出装置を製造する際には、（ａ）流路ユニット１６とアクチュエータユニット１８とをそれぞれ製造する「ユニット製造工程」と、（ｂ）複数の第１定電位電極４２について搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）におけるピッチＰ２（図５（Ｂ））を測定するとともに、複数の圧力室３０について搬送方向ＸにおけるピッチＰ１（図５（Ａ））を測定する「ピッチ測定工程」と、（ｃ）複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２と複数の圧力室３０のピッチＰ１とが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する「組合せ工程」と、（ｄ）選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接合する「接合工程」とをこの順に実行する。
【００２６】
＜ユニット製造工程＞
「ユニット製造工程」において、流路ユニット１６を製造する際には、５枚のプレート２２ａ〜２２ｅ（図３）を互いに位置決めして接合する。一方、アクチュエータユニット１８を製造する際には、振動板３２、下部圧電層３６および上部圧電層３８のそれぞれ（図３）に対応するセラミックグリーンシートの表面に、第２定電位電極４０、第１定電位電極４２および複数の個別電極４４のそれぞれ（図３）に対応する導電性ペーストを印刷し、その後、これらのセラミックグリーンシートを重ねて焼成する。この「ユニット製造工程」では、部材間を接合する際に寸法誤差が生じるが、特に、アクチュエータユニット１８においては、複数の電極間の位置関係を高精度に定める必要があることから、インクの吐出特性（吐出速度等）に与える寸法誤差の影響は大きくなる。
【００２７】
なお、「ユニット製造工程」では、流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８のそれぞれを１つずつ製造してもよいし、これらを複数ずつ製造してもよい。また、これらのいずれか一方を１つだけ製造し、他方を複数製造してもよい。
【００２８】
＜ピッチ測定工程＞
「ピッチ測定工程」では、インクの吐出特性に大きく影響する「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２（図５（Ｂ））」を測定するとともに、当該ピッチＰ２に対応する「複数の圧力室３０の搬送方向ＸにおけるピッチＰ１（図５（Ａ））」を測定する。以下に、「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２」がインクの吐出特性に大きく影響する理由について詳細に説明する。
【００２９】
アクチュエータユニット１８の駆動部３４においては、図６に示すように、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘ（すなわち「一方向」）において個別電極４４の中央領域Ｓに対応して位置するとともに、走査方向Ｙにおいて個別電極４４の全長に対応して位置している。そして、個別電極４４と第１定電位電極４２との間に位置する第１活性部４６（図４）に印加された駆動電圧によって振動板３２における中央領域Ｓ（図６）に対応する部分が変形され、これにより圧力室３０内の液体に吐出圧が付与される。したがって、複数の駆動部３４におけるインクの吐出特性を均質化するためには、複数の駆動部３４のそれぞれにおいて、個別電極４４と第１定電位電極４２とが対向する部分（以下、「対向部分」という。）Ｒ（図６）が圧力室３０の中央領域に正確に位置決めされている必要があり、対向部分Ｒが圧力室３０の中央領域から大きくずれた場合には、圧力室３０の「変位体積の比率」が小さくなるため、吐出特性が悪化する。ここで、「変位体積の比率」とは、吐出動作において圧力室３０の体積が適正に変位したときの変位体積を適正変位体積としたときに、当該適正変位体積に対してどの程度に変位されるかを示すものであり、変位体積の比率（％）が小さくなると、圧力室３０内のインクに十分な吐出圧を付与することができなくなるため、吐出速度が低下し、吐出特性が悪化する。
【００３０】
図６に示した駆動部３４において、対向部分Ｒの位置に影響を与える要因について検討すると、まず、第２定電位電極４０は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するものではないため、また、一対の圧力室列Ｌの幅よりも十分に広い幅を有して搬送方向Ｘに延びて形成されているため（図５（Ａ））、その位置ずれが吐出特性に影響を与えることはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて第２定電位電極４０の位置ずれを考慮する必要はない。
【００３１】
個別電極４４は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するが、上述のように、電極部４４ａにおける走査方向Ｙの長さは、圧力室３０における走査方向Ｙの長さとほぼ同じに設計されており、電極部４４ａにおける搬送方向Ｘの長さは、圧力室３０における搬送方向Ｘの長さよりもやや長めに設計されているので（図５（Ｃ））、個別電極４４が走査方向Ｙに位置ずれした場合（図７（Ａ））でも、或いは、搬送方向Ｘに位置ずれした場合（図７（Ｂ））でも、対向部分Ｒの位置が変動することはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて個別電極４４の位置ずれを考慮する必要はない。図９（Ａ）は、個別電極４４が搬送方向Ｘに位置ずれした場合における「変位体積の比率」の変化を示したグラフであるが、このグラフからも当該位置ずれが「変位体積の比率」に影響しないことは明白である。なお、図７および図８では、個別電極４４および第１定電位電極４２のそれぞれを斜線で示しており、これらの斜線が格子状に重なる部分に対向部分Ｒが位置している。また、図７および図８中の二点鎖線は、位置ずれ前の位置を示したものである。
【００３２】
第１定電位電極４２は、第１活性部４６の駆動に直接寄与するが、上述のように、複数の電極部４２ａのそれぞれは、圧力室３０の中央領域に対応し、かつ、走査方向Ｙにおいて圧力室３０の全長に対応するように配置されているので（図５（Ｂ））、第１定電位電極４２が走査方向Ｙに位置ずれした場合には、図８（Ａ）に示すように、対向部分Ｒの位置が変動することはない。したがって、対向部分Ｒの位置決めにおいて第１定電位電極４２の走査方向Ｙへの位置ずれを考慮する必要はない。しかし、第１定電位電極４２の電極部４２ａは、搬送方向Ｘにおいて圧力室３０の中央領域にのみ対応して配置されているで（図５（Ｂ））、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘに位置ずれした場合には、図８（Ｂ）に示すように、対向部分Ｒの位置が大きく変動し、その変動幅が大きい場合には、圧力室３０の「変位体積の比率」が小さくなって吐出特性が悪化する。図９（Ｂ）は、第１定電位電極４２が搬送方向Ｘに位置ずれした場合における「変位体積の比率」の変化を示したグラフであるが、このグラフからも当該位置ずれが「変位体積の比率」に大きく影響していることは明白である。
【００３３】
以上より、対向部分Ｒの位置決めにおいては、「第１定電位電極４２の搬送方向Ｘへの位置ずれ」だけを考慮すればよいことが分かる。そこで、「ピッチ測定工程」では、当該位置ずれが反映される「複数の第１定電位電極４２の搬送方向ＸにおけるピッチＰ２」を測定し、当該ピッチＰ２に基づいて以下の「組合せ工程」を行うようにしている。なお、上述の「ユニット製造工程」において流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８の少なくとも一方を複数製造する場合には、それらの全てについてピッチＰ１およびピッチＰ２を測定することになる。
【００３４】
＜組合せ工程＞
「組合せ工程」では、「ピッチ測定工程」で測定した第１定電位電極４２間のピッチＰ２および圧力室３０間のピッチＰ１を分析し、これらが所定の許容誤差内にあるアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択する。本実施形態では、対向部分Ｒの位置精度に大きく影響する「第１定電位電極４２の搬送方向Ｘにおける位置ずれ」が反映された「複数の第１定電位電極４２のピッチＰ２」を基準にして、アクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択するようにしているので、「組合せ工程」において、他の要素（個別電極４４等）および他の方向（走査方向Ｙ等）の位置ずれを考慮する必要はない。
【００３５】
なお、「ユニット製造工程」において複数のアクチュエータユニット１８を製造する場合には、「ピッチ測定工程」で測定した第１定電位電極４２間のピッチＰ２に基づいて、流路ユニット３０に組み合わせるアクチュエータユニット１８を複数のアクチュエータユニット１８の中から選択するようにしてもよい。また、「ユニット製造工程」において流路ユニット１６およびアクチュエータユニット１８の両方を複数製造する場合には、それらの全てについてピッチＰ１およびピッチＰ２を分析し、「ピッチの値（すなわち距離）」や「ピッチのばらつきの程度」等に基づいてそれらをランク分けし、同じランクに属するアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６との組合せを選択するようにしてもよい。
【００３６】
＜接合工程＞
「接合工程」では、「組合せ工程」で選択した組合せに係るアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを対向させ、アクチュエータユニット１８および流路ユニット１６のそれぞれに光を透過させることによって、これらの両方に設けられたマーカー（印刷された標示等）の位置を確認し、一方のマーカーと他方のマーカーとが重なるようにアクチュエータユニット１８と流路ユニット１６とを接触させる。このとき、アクチュエータユニット１８および流路ユニット１６の少なくとも一方の表面に接着剤を塗布しておき、当該接着剤により両者を接合する。なお、「接合工程」における「位置決め」および「接合」の具体的な方法は、本実施形態に限定されるものではなく、従来から存在する方法を適宜選択して用いることができる。また、アクチュエータユニット１８と配線基板２０とを接合する方法も、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｅ… 側部領域
Ｓ… 中央領域
Ｇ… 外側領域
Ｌ… 圧力室列
Ｒ… 対向部分
Ｐ１，Ｐ２… ピッチ
Ｘ… 搬送方向
Ｙ… 走査方向
１０… インク吐出装置（液体吐出装置）
１２… ドライバＩＣ
１４… ノズル
１６… 流路ユニット
１６ａ… 一面
１８… アクチュエータユニット
２０… 配線基板
３０… 圧力室
３０ａ… 開口
３２… 振動板
３４… 駆動部
３６… 下部圧電層
３８… 上部圧電層
４０… 第２定電位電極
４２… 第１定電位電極
４４… 個別電極
４６… 第１活性部
４８… 第２活性部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに個別に連通され、一方向に沿って一定間隔をおいて配列された複数の圧力室とを有し、一面に前記複数の圧力室のそれぞれの開口が設けられた流路ユニットと、
前記複数の圧力室のそれぞれの前記開口を閉塞する振動板と、前記振動板を駆動することによって前記複数の圧力室内の液体に吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部とを有し、前記流路ユニットの前記一面に接合されるアクチュエータユニットとを備え、
前記複数の駆動部のそれぞれは、前記一面側から見たときに前記圧力室に対応して位置する個別電極と、前記一面側から見たときに前記一方向において前記個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、前記一方向に直交する方向において前記個別電極の全長に対応して位置する第１定電位電極と、前記一面側から見たときに少なくとも前記個別電極の前記中央領域よりも外側に位置する外側領域に対応して位置する第２定電位電極と、前記個別電極と前記第１定電位電極との間に位置する第１活性部と、前記個別電極と前記第２定電位電極との間に位置する第２活性部とを有して構成される液体吐出装置の製造方法であって、
（ａ）前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとをそれぞれ製造する工程と、
（ｂ）前記複数の第１定電位電極について前記一方向におけるピッチを測定するとともに、前記複数の圧力室について前記一方向におけるピッチを測定する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチと前記複数の圧力室のピッチとが所定の許容誤差内にある前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとの組合せを選択する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係る前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとを接合する工程とを備える、液体吐出装置の製造方法。
【請求項２】
前記一方向に対して直交する方向における前記複数の第１定電位電極のピッチおよび前記一方向に対して直交する方向における前記複数の圧力室のピッチは、前記（ｂ）工程において測定せず、前記（ｃ）工程において考慮しない、請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項３】
前記（ａ）工程では、複数の前記アクチュエータユニットを製造し、
前記（ｂ）工程では、前記複数のアクチュエータユニットのそれぞれについて、前記一方向における前記複数の第１定電位電極のピッチを測定し、
前記（ｃ）工程では、前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチに基づいて、前記流路ユニットに組み合わせる前記アクチュエータユニットを前記複数のアクチュエータユニットの中から選択する、請求項１または２に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに個別に連通され、一方向に沿って一定間隔をおいて配列された複数の圧力室とを有し、一面に前記複数の圧力室のそれぞれの開口が設けられた流路ユニットと、
前記複数の圧力室のそれぞれの前記開口を閉塞する振動板と、前記振動板を駆動することによって前記複数の圧力室内の液体に吐出圧を選択的に付与する複数の駆動部とを有し、前記流路ユニットの前記一面に接合されるアクチュエータユニットとを備え、
前記複数の駆動部のそれぞれは、前記一面側から見たときに前記圧力室に対応して位置する個別電極と、前記一面側から見たときに前記一方向において前記個別電極の中央領域に対応して位置するとともに、前記一方向に直交する方向において前記個別電極の全長に対応して位置する第１定電位電極と、前記一面側から見たときに少なくとも前記個別電極の前記中央領域よりも外側に位置する外側領域に対応して位置する第２定電位電極と、前記個別電極と前記第１定電位電極との間に位置する第１活性部と、前記個別電極と前記第２定電位電極との間に位置する第２活性部とを有して構成される液体吐出装置の製造方法であって、
（ａ）前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとをそれぞれ製造する工程と、
（ｂ）前記複数の第１定電位電極について前記一方向におけるピッチを測定するとともに、前記複数の圧力室について前記一方向におけるピッチを測定する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチと前記複数の圧力室のピッチとが所定の許容誤差内にある前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとの組合せを選択する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程で選択した組合せに係る前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとを接合する工程とを備える、液体吐出装置の製造方法。
【請求項２】
前記一方向に対して直交する方向における前記複数の第１定電位電極のピッチおよび前記一方向に対して直交する方向における前記複数の圧力室のピッチは、前記（ｂ）工程において測定せず、前記（ｃ）工程において考慮しない、請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項３】
前記（ａ）工程では、複数の前記アクチュエータユニットを製造し、
前記（ｂ）工程では、前記複数のアクチュエータユニットのそれぞれについて、前記一方向における前記複数の第１定電位電極のピッチを測定し、
前記（ｃ）工程では、前記（ｂ）工程で測定した前記複数の第１定電位電極のピッチに基づいて、前記流路ユニットに組み合わせる前記アクチュエータユニットを前記複数のアクチュエータユニットの中から選択する、請求項１または２に記載の液体吐出装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２２８４２３（Ｐ２０１０−２２８４２３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１４０４（Ｐ２００９−８１４０４）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【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２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]