以下インクジェットヘッドの構成例を説� ��する。このインクジェットヘッドは、多チ� ��ンネル化が容易で、高密度のインクジェッ� ��ヘッドを作成しやすいシェアモード型イン� ��ジェットヘッドである。

 図1は、シェアモード型インクジェットヘッ ドの製造工程での各段階を示す斜視図である
 まず、同図(A)に示すように、下圧電素子板1 1の上に上圧電素子板12を接着剤を用いて接着 する。下圧電素子板11及び上圧電素子板12は� �れぞれ、一般的な圧電材料であるPZT(ジルコ� ��チタン酸鉛)で構成されていて、溝深さ方向 に上下に分極されている。下圧電素子板11は� ��板厚方向の下方向が正で上方向が負となる� ��うに分極されていて、上圧電素子板12は、� �厚方向の上方向が正で下方向が負となるよ� �に分極されている。このように下圧電素子� �11及び上圧電素子板12の分極方向を逆向きに� ��て接着することにより、接着面を境に分極� ��向の異なる1枚の圧電素子10を得ている。

 次に、同図(B)に示すように、圧電素子10� �前面から背面にかけて、上面側から下圧電� �子板11に及ぶ深さでダイシングを行う。この ダイシングを平行に複数回行い、複数の溝を 形成する。各溝はそれぞれ、インク室21を形� ��する。

 次に、同図(C)に示すように、複数のイン� ��室21に対して、内部にスパッタ法により金� �膜を形成することで、インク室21毎に独立し た駆動電極31を形成する。なお、図示してい� ��いがインク室21の後端側を部分的に接着剤� �埋め、接着剤より後端側の駆動電極31を入出 力端子とする。

 次に、同図(D)に示すように、圧電素子10� �両側面間にかけて上面側から下圧電素子板11 に及ぶ深さでダイシングを行う。上記接着剤 で埋めた位置よりもインク室21の前端側をダ� ��シングすることで、複数のインク室21を連� �する共通インク室22を形成する。

 次に、同図(E)に示すように、圧電素子10� �上面に、接着剤を用いて天板13を接着する。

 次に、同図(F)に示すように、圧電素子10� �前面にノズルプレート14を接着剤で接着する 。ノズルプレート14には、各インク室21それ� �れに連通する複数のノズル孔23を形成してい る。

 図2(A)にこのシェアモード型インクジェッ トヘッドの斜視図を示す。同図では解説のた めにノズルプレート14の一部を省略している� ��また同図(B)に、このシェアモード型インク� ��ェットヘッドの断面図を示す。

 インクジェットヘッド100は、圧電素子10� �天板13とノズルプレート14とから構成されて� ��る。圧電素子10は、底板部15と複数の圧電素 子壁部16とから構成される。底板部15は矩形� �板状の部位である。複数の圧電素子壁部16は 、それぞれインクジェットヘッド100の前面か ら背面にかけて平行に延び、底板部15の上面� ��立設する部位である。天板13は矩形平板状� �部材であり、複数の圧電素子壁部16それぞれ の上面に接着されている。ノズルプレート14� ��圧電素子10と天板13との前側面に接着されて いる。圧電素子壁部16が本発明の圧電素子壁� ��構成している。また、インク室21には駆動� �極31を形成している。そしてインク室21の後� ��側は部分的に接着剤33で埋めていて、接着� �33よりも後端側の電極により本発明の入出力 端子32を構成している。

 このインクジェットヘッド100は、ノズル� ��レート14の接着後に、接着不良判定装置に� �り各部材間の接着不良判定が実施された後� �良好に接着されていると判定された場合に� �図示しない画像形成装置のインクジェット� �ッド装着部に装着されることになる。

 インクジェットヘッド装着部への装着後� ��は、駆動電極31は入出力端子32を介して画像 形成装置の駆動回路に接続され、駆動回路か ら個別の駆動信号が印加される。また、共通 インク室22は図示しない画像形成装置のイン� ��タンクに供給チューブを介して接続され、� ��ンクタンクからインクの供給を受ける。

 図3は駆動信号によるインク室の変形を説 明する図である。同図(A)は、駆動信号が印加 されていない静定状態を示し、同図(B)は正の 電位の駆動信号が印加された状態を示し、同 図(C)は負の電位の駆動信号が印加された状態 を示す。

 図中に示す矢印は、圧電素子壁部の分極� ��向を示している。すなわち、圧電素子壁部1 6A,16Bの上側(上圧電素子板)は上方向が正で下� ��向が負となり、下側(下圧電素子板)は上方� �が負で下方向が正となるように分極されて� �る。

 同図(A)に示す静定時には、インク室21A~21C それぞれの駆動電極31A~31Cは接地されていて� �圧電素子壁部16Aと圧電素子壁部16Bとは変形� �ない。

 同図(B)に示す状態では、インク室21Bの駆� ��電極31Bに駆動信号として正の電位を印加し� ��その両側のインク室21A、21Cの駆動電極31A、3 1Cは接地する。この状態では、圧電素子壁部1 6Aと圧電素子壁部16Bとに電界が印加されて、� ��れぞれせん断モード変形し、インク室21Bの� ��積が拡大する。これにより共通インク室22� �らインク室21B内にインクが流入する。

 同図(C)に示す状態では、インク室21Bの駆� ��電極31Bに駆動信号として負の電位が印加さ� ��、その両側のインク室21A、21Cの駆動電極31A� ��31Cは接地される。この状態では、圧電素子� ��部16Aと圧電素子壁部16Bとに同図(B)と逆向き� ��電界が印加されて、それぞれ逆方向にせん� ��モード変形し、インク室21Bの容積が収縮す� ��。このインク室21の容積変化によってイン� �に付与される圧力が高まり、インク室21Bの� �ズル孔23からインク液滴が吐出される。

 さて、インクジェットヘッド100の製造工� ��では、接着不良の有無の判定を行う接着不� ��判定工程が行われる。

 図4は、接着不良判定工程を説明する図で ある。

 接着不良判定工程では、同図(A)に示すよ� ��にインピーダンスアナライザ101と分析装置1 02とを用いる。インピーダンスアナライザ101� ��測定用端子は、インクジェットヘッド100の� ��接する2つのインク室の入出力端子の組を介 して、この2つのインク室の間に構成される� �電回路に接続される。この状態で、インピ� �ダンスアナライザから、周波数を掃引しな� �ら測定用信号を出力し、その測定用信号に� �する応答信号からこの組の周波数-インピー� ��ンス特性を得る。測定用信号の掃引周波数� ��囲は反共振周波数が含まれる範囲である。

 インピーダンスアナライザ101は、1回の測 定が終了するたびに、この圧電回路の周波数 -インピーダンス特性のデータを分析装置102� �出力する。そして、インピーダンスアナラ� �ザ101の測定端子を接続する入出力端子の組� �1個ずらして、次の組の周波数-インピーダン ス特性を測定する。このようにして全ての組 の圧電回路の周波数-インピーダンス特性を� �める。これらの周波数-インピーダンス特性� ��データは分析装置102で解析される。

 周波数-インピーダンス特性例を同図(B)に 示す。線No.1、及び線No.2は、同じシェアモー� ��型インクジェットヘッドを構成した、別の� ��電回路に対する測定結果である。この図に� ��いて、線No.1、及び線No.2いずれの組でも、� �波数1900kHz~2000kHz付近にインピーダンスの極� �点である共振周波数が位置している。また� �線No.1、及び線No.2いずれの組でも、周波数212 0kHz付近にインピーダンスの極大点である反� �振周波数が位置している。

 インピーダンス測定ではインピーダンス� ��ナライザ101の測定用端子をインクジェット� ��ッドの入出力端子の組に接続して行うが、� ��ンピーダンス値は測定用端子と入出力端子� ��組との接続インピーダンスにより大きく変� ��する。このため、同じ入出力端子の組につ� ��ての測定であっても、端子接続をやり直す� ��びに圧電回路の特性は変動する。

 圧電回路の特性のうち共振周波数は変動� ��るが、反共振周波数の周波数値は、共振周� ��数に比べて鋭いピークを示し、接着不良が� ��じていなければほとんど変動することが無� ��、明瞭に把握できる。接着不良が生じてい� ��ば、若干の変動を示す。

 一方、共振周波数の周波数値は、インピ� ��ダンス変化が鈍いピークしか示さないため� ��、接着不良の有無に関わらず、明瞭に割り� ��すことができない。

 同図(B)に示す線No.1と線No.2との周波数-イ� ��ピーダンス特性例では、反共振周波数は一� ��するが、共振周波数は約50kHzもの違いが生� �ている。このように反共振周波数は、同一� �インクジェットヘッドを構成し接着不良が� �じていない入出力端子の組であれば、ほと� �どばらつきが生じない。

 全ての入出力端子の組に対して反共振周� ��数が求まれば、そのばらつきを求めること� ��可能となる。そこで、分析装置102は、全て� ��周波数-インピーダンス特性のデータに基づ き反共振周波数のばらつきを求める。分析装 置102では、反共振周波数のばらつきが所定の 閾値よりも小さなインクジェットヘッドを、 接着不良が生じていない物であると判定し、 反共振周波数のばらつきが所定の範囲を超え たインクジェットヘッドを、接着不良が生じ た物であると判定する。反共振周波数のばら つきは、測定ステップで測定した反共振周波 数の平均値と、最大値と、最小値とに基づい て、算出するとよい。その際に、反共振周波 数の平均値の一定の範囲内に、各組の反共振 周波数が収まる場合に、接着が良好であると 判定すると好適である。

 なお、この接着不良判定工程は自動化す� ��ことが可能である。例えば、入出力端子の� ��組とインピーダンスアナライザ101との接続� ��スイッチにて自動的に切り替えて測定する� ��よい。さらに、求まった全ての反共振周波� ��からばらつきを自動的に求め、反共振周波� ��のばらつきの小さなインクジェットヘッド� ��自動的に選択して、画像形成装置に装着す� ��ようにしてもよい。

 次に、実際の接着不良の有無の判定を行� ��た実験結果を図4(C)に示す。この実験では、 同一形状で、インクジェットヘッドの吐出特 性のばらつき、具体的には、吐出速度及び吐 出量のばらつきが異なる複数のシェアモード 型インクジェットヘッドに対して、反共振周 波数のばらつきと共振周波数のばらつきを算 出した。測定には、アジレント・テクノロジ ー社製の「4294A プレシジョン インピーダン ス・アナライザ」を用いた。共振周波数のば らつきを表す値としては、共振周波数の最大 値と最小値との差分を、平均値で割った値を 用いた。また、反共振周波数のばらつきを表 す値としては、同様に、反共振周波数の最大 値と最小値との差分を、平均値で割った値を 用いた。

 シェアモード型インクジェットヘッドAは 、吐出速度及び吐出量それぞれのばらつきが 共に標準基準値未満となったシェアモード型 インクジェットヘッドの代表例である。シェ アモード型インクジェットヘッドBは、吐出� �度(または吐出量)のばらつきが標準基準値以 上で限界基準値未満となったシェアモード型 インクジェットヘッドの代表例である。シェ アモード型インクジェットヘッドCは、吐出� �度(または吐出量)のばらつきが標準基準値以 上となったシェアモード型インクジェットヘ ッドの代表例である。

 図4(C)に示すように、いずれのインクジェ ットヘッドも、反共振周波数に比べて共振周 波数のばらつきが大きい。また、シェアモー ド型インクジェットヘッドAでは、反共振周� �数のばらつきが0.9%となった。また、シェア� ��ード型インクジェットヘッドBでは、反共振 周波数のばらつきが1.3%となった。また、シ� �アモード型インクジェットヘッドCでは、反� ��振周波数のばらつきが1.5%となった。

 この実験に用いた形状のシェアモード型� ��ンクジェットヘッドでは、反共振周波数の� ��らつきが約1.0%未満の場合に、吐出特性のば らつきが設定していた標準基準値以下になり 、極めて小さくなった。また、反共振周波数 のばらつきが約1.4%未満の場合に、吐出特性� �ばらつきが設定していた限界基準値以下に� �り、有る程度の範囲内におさまった。また� �反共振周波数のばらつきが約1.4%以上の場合� ��、吐出特性のばらつきが、設定していた限� ��基準値以上になり、画像形成装置に装着す� ��のに不適当なものになった。一方、共振周� ��数のばらつきにおいては、ある程度の相関� ��係はみられるものの、明確な判定基準値を� ��ることが困難であった。

 以上により、シェアモード型インクジェ� ��トヘッドにおいて、入出力端子の組の反共� ��周波数のばらつきが一定以下のインクジェ� ��トヘッドを用いることにより、ノズル毎の� ��出特性が一定の範囲に収まり、吐出特性の� ��らつきの小さなインクジェットヘッドが得� ��れることがわかる。

 なお、ノズル孔の個数に冗長性があり、� ��らつきの大きな入出力端子の組に関わるノ� ��ル孔を除いてもインクジェットヘッドとし� ��使用可能であれば、反共振周波数のばらつ� ��の大きな入出力端子の組にかかるノズル孔� ��使用しないように設定することにより、使� ��範囲内においてはばらつきが一定の範囲内� ��あるインクジェットヘッドを得ることもで� ��る。

 本実施の形態においては、インク室の溝� ��方向と液滴の吐出方向とが同一となる構成� ��インクジェットヘッドを元に説明を行った� ��、本発明はそれに限定されるものでは無い� ��例えば、図5(A)に示すような、液滴の吐出方 向がインク室の溝の方向に垂直な方向のもの でも良い。

 また、本実施の形態においては、圧電素� ��壁の分極方向が異なる2方向を持つ構造のイ ンクジェットヘッドを元に説明を行ったが、 本発明はそれに限定されるものでは無い。例 えば、PZTの分極の方向が一方向で、電極が溝 深さ方向で略半分のみに形成されている図5(B )に示す構造のものでも良い(同図は、ノズル� ��レートの一部を省略している)。

 あるいは、圧電素子壁の分極の方向が一� ��向で、溝の底面から略1/3と溝の上面から略1 /3にのみに電極が形成されている図5(C)に示す 構造のものでも良い(同図も、ノズルプレー� �の一部を省略している)。この場合にも圧電� ��子壁を挟んだ2つの電極間に電位差を形成す ることで圧電素子壁の変形を行うが、溝の底 面側の電極と上面側の電極とでは電位の方向 が逆方向となるように電位を加えることで、 インク室の容積の拡大や縮小が行われる。

 また、本実施の形態においては、圧電材� ��としてPZTを用いたがそれに限られるもので� ��無く、他の圧電材料を用いても良い。

 最後に、上述の実施形態の説明は、すべ� ��の点で例示であって、制限的なものではな� ��と考えられるべきである。本発明の範囲は� ��上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲� ��よって示される。さらに、本発明の範囲に� ��、特許請求の範囲と均等の意味および範囲� ��でのすべての変更が含まれることが意図さ� ��る。