專利名稱：液體噴頭和液體噴射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴射液體的液體噴頭和液體噴射設(shè)備，更具體地，本發(fā)明涉及噴射墨滴的噴墨記錄頭和噴墨記錄設(shè)備。
背景技術(shù)：
在噴墨記錄頭中，與噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔的一部分由振動板形成，通過用壓電元件使此振動板變形，對壓力產(chǎn)生腔中的墨水施壓，從而從噴嘴孔噴射出墨滴。兩種噴墨記錄頭被投入實用，其中一種使用在壓電元件的軸向上伸長和收縮的縱向振動模式壓電致動器；一種使用彎曲振動模式的壓電致動器。
作為應(yīng)用彎曲振動模式的致動器的后一種噴墨記錄頭，例如已經(jīng)知道按如下所述所形成的一種。具體地，通過使用沉積技術(shù)在振動板的整個表面形成均勻壓電材料層。此后，通過使用光刻方法將此壓電材料層切割成與壓力產(chǎn)生腔相對應(yīng)的形狀。這樣，對于各個壓力產(chǎn)生腔獨立形成壓電元件。
在此，在這樣的其中壓電元件被密集排列的噴墨記錄頭中，每一個壓電元件的一個電極(公共電極)被設(shè)置成由多個壓電元件共用。因此，如果在某個時間大量壓電元件被同時驅(qū)動來噴射大量的墨滴，則壓電元件的電壓降和位移量變得不穩(wěn)定。結(jié)果，出現(xiàn)噴墨性能波動的問題。
因此，已經(jīng)提出了一種噴墨記錄頭，包括公共引線電極，其被從公共電極的除壓力產(chǎn)生腔的排列方向的端部之外的部分引出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域的外側(cè)；以及包括由接合線形成的連接配線的電阻減小部分(例如，參見專利文件1)。上述的噴墨記錄頭通過在將電壓施加到壓電元件時允許電阻減小部分降低公共電極的電阻值，可以防止由于電壓降導(dǎo)致的噴墨性能的波動。
但是，在如上所述的包括公共引線電極和電阻減小部分的噴墨記錄頭中，公共電極和公共引線電極是不同的構(gòu)件。因此，當(dāng)通過使用沉積技術(shù)形成連接到公共電極的公共引線電極時，會產(chǎn)生制造誤差。例如，由于掩模或者刻蝕條件的偏移，公共引線電極的諸如寬度之類的尺寸產(chǎn)生輕微的波動，或者公共引線電極的形成位置發(fā)生輕微的偏移。因此，公共引線電極從垂直于壓力產(chǎn)生腔的排列方向的兩側(cè)的分隔壁突出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。結(jié)果，出現(xiàn)如下的問題，即振動板的剛度被局部增大而導(dǎo)致噴墨性能波動。
而且，已知如下的噴墨記錄頭，其包括被從公共電極引出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域的外側(cè)的公共引線電極(例如，參見專利文件2)。在上述的噴墨記錄頭中，公共電極和公共引線電極被形成為具有相同的圖案。因此，可以解決如下問題，即在上述的其中公共電極和公共引線電極被單獨形成的情況下，公共引線電極突出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中從而導(dǎo)致噴墨性能的波動。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄頭具有不能充分防止在多個壓電元件被同時驅(qū)動時發(fā)生的電壓降。更具體而言，可以增大公共電極的厚度來防止電壓降。但是，因為公共電極一般形成振動板的一部分，所以如果公共電極的厚度增大，則由于壓電元件的驅(qū)動引起的振動板的變形的量減小。因此，需要形成較薄的公共電極。另一方面，如果公共電極的厚度減小，則電阻值增大。因此，存在可能引起由于電壓降導(dǎo)致的噴墨性能波動的問題的矛盾。因此，在上述的具有其中公共電極和公共引線電極被形成為具有相同圖案的結(jié)構(gòu)的噴墨記錄頭中，公共引線電極的厚度以及公共電極的厚度被減小而導(dǎo)致電壓降。因此，出現(xiàn)噴墨性能波動的問題。注意，無需多言的是，上述類似的問題不僅存在于噴射墨滴的噴墨記錄頭中，而且存在于噴射不同于墨滴的液體的其他液體噴頭中。
專利文件1日本專利特開No.2004-1366(圖1和2)專利文件2日本專利特開No.2003-127358(圖3)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題考慮到上述的情況，本發(fā)明的一個目的是提供可以獲得穩(wěn)定的液體噴射性能的液體噴頭和液體噴射設(shè)備。
解決問題的手段用于實現(xiàn)前述目的的本發(fā)明的第一方面是一種液體噴頭，包括通道形成襯底，其中形成有多個與噴射液體的噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔；壓電元件，其被設(shè)置在所述通道形成襯底一側(cè)上面對所述壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中且振動板被置于所述壓電元件和所述通道形成襯底之間，所述壓電元件中的每一個包括下電極、壓電層和上電極；上電極用引線電極，其從所述上電極引出；和下電極用引線電極，其從所述下電極引出。在所述液體噴頭中，所述下電極是被連續(xù)地設(shè)置在所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的公共電極。此外，所述下電極的與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。而且，所述下電極具有公共引線部分，所述公共引線部分被從與所述壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域中的一端引出到所述與相鄰壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域外側(cè)。而且，所述下電極用引線電極電連接到所述下電極的所述公共引線部分。此外，所述下電極用引線電極和所述公共引線部分之間的連接部分位于所述與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。
在第一方面中，下電極用引線電極和公共引線部分之間的連接部分被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域中。因此，可以可靠地防止下電極用引線電極由于制造誤差而被形成在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。而且，下電極用引線電極被進(jìn)一步從下電極的公共引線部分引出，下電極的電阻值被減小。因此，例如，與其中公共引線電極和公共電極被形成為具有相同圖案的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，可以可靠地防止當(dāng)多個壓電元件被同時驅(qū)動時的電壓降。因此，可以獲得穩(wěn)定的液體噴射性能。
本發(fā)明的第二方面是如第一方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述壓電元件在其與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的一端從所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域延伸到與所述壓力產(chǎn)生腔的外圍壁面對的區(qū)域。而且，所述下電極用引線電極和所述壓電元件的所述一端側(cè)上的所述公共引線部分之間的連接部分位于與所述壓電元件之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。
在第二方面中，下電極用引線電極和公共引線部分之間的連接部分位于與延伸到與壓力產(chǎn)生腔的外圍壁面對的區(qū)域的壓電元件之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。因此，可以更可靠地獲得穩(wěn)定的液體噴射性能。
本發(fā)明的第三方面是如第一和第二方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，連接到所述下電極的公共電極圖案沿著所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向設(shè)置在如下區(qū)域中，所述區(qū)域處于所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中與所述下電極用引線電極相反一端的外側(cè)。
在第三方面中，下電極的電阻值可以被進(jìn)一步減小，并且可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第四方面是如第三方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述公共引線部分還被從所述下電極的另一側(cè)的端部引出到達(dá)所述公共電極圖案。
在第四方面中，下電極的電阻值可以被進(jìn)一步減小，并且可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第五方面是如第三方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述下電極被連續(xù)地設(shè)置，以從所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域到達(dá)所述公共電極圖案。
在第五方面中，下電極的電阻值可以被進(jìn)一步減小，并且可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第六方面是如第三到第五方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，所述壓電元件在與所述公共電極圖案相對應(yīng)的一側(cè)的另一端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。
在第六方面中，與壓電元件的另一端部延伸到面對壓力產(chǎn)生腔的外圍壁的區(qū)域的情形相比，可以增大相對于通道形成襯底的一側(cè)上的整個表面，公共電極圖案所占面積的比例。因此，可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第七方面是如第一到第六方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，所述下電極用引線電極由粘附層和金屬層形成，所述粘附層由粘附金屬制成，所述金屬層由金屬材料制成并設(shè)置在所述粘附層上。而且，所述粘附層延伸到達(dá)所述下電極的所述一側(cè)上的所述端部，并且所述下電極用引線電極和所述下電極通過所述延伸的粘附層彼此電連接。
在第七方面中，下電極用引線電極和下電極之間的連接部分的電阻值可以被進(jìn)一步減小。
本發(fā)明的第八方面是如第一到第七方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，至少形成所述壓電元件的各層除了所述下電極用引線電極和所述公共引線部分之間的所述連接部分，都被由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋。而且，所述下電極用引線電極被引出到所述絕緣膜上。
在第八方面中，因為壓電層被由具有低水分滲透性的無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋，所以長時間內(nèi)可靠地防止了由水分(濕度)導(dǎo)致的壓電層(壓電元件)的劣化(破壞)。
用于實現(xiàn)前述目的的本發(fā)明的第九方面是一種液體噴頭，包括通道形成襯底，其中形成有多個與噴射液體的噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔；壓電元件，其被設(shè)置在所述通道形成襯底一側(cè)上面對所述壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中且振動板被置于所述壓電元件和所述通道形成襯底之間，所述壓電元件中的每一個包括下電極、壓電層和上電極；上電極用引線電極，其連接到所述上電極；和下電極用引線電極，其連接到所述下電極。在所述液體噴頭中，所述下電極是被連續(xù)地設(shè)置在所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的公共電極。此外，所述下電極的與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。而且，所述下電極用引線電極由粘附層和金屬層形成，所述粘附層由粘附金屬制成，所述金屬層由金屬材料制成并設(shè)置在所述粘附層上。而且，所述下電極用引線電極位于與所述壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。此外，所述形成所述下電極用引線電極的粘附層延伸到達(dá)所述下電極的所述一側(cè)上的所述端部，并且所述下電極用引線電極和所述下電極通過所述延伸的粘附層彼此電連接。
在第九方面中，因為粘附層是相對較薄的膜，所以即使粘附層由于制造誤差突出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中，振動板的剛度也幾乎不發(fā)生變化。而且，因為下電極用引線電極被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域中，所以金屬層也不會由于制造誤差而形成在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。因此，可以可靠地防止當(dāng)公共引線電極如傳統(tǒng)技術(shù)情形中那樣突出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中時發(fā)生的噴墨性能波動。而且，通過將下電極用引線電極連接到下電極，減小了下電極的電阻值。因此，例如，與其中公共引線電極和公共電極被形成為具有相同圖案的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，當(dāng)多個壓電元件被同時驅(qū)動時的電壓降可以被可靠地防止。因而，可以獲得穩(wěn)定的液體噴射性能。
本發(fā)明的第十方面是如第九方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述粘附層的厚度等于或者小于所述下電極的厚度，并且所述金屬層的厚度大于所述下電極的厚度。
在第十方面中，可以獲得更穩(wěn)定的液體噴射性能。
本發(fā)明的第十一方面是如第九和第十方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，連接到所述下電極的公共電極圖案沿著所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向設(shè)置在如下區(qū)域中，所述區(qū)域處于所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中與所述下電極用引線電極相反一端的外側(cè)。
在第十一方面中，可以進(jìn)一步減小下電極的電阻值，并且可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第十二方面是如第十一方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述粘附層從所述下電極用引線電極延伸到達(dá)所述公共電極圖案，并且所述下電極用引線電極和所述公共電極圖案通過所述延伸的粘附層彼此連接。
在第十二方面中，可以進(jìn)一步減小下電極的電阻值，并且可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第十三方面是如第九到第十二方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，所述粘附層設(shè)置在與所述多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的分隔壁面對的區(qū)域中的每一個中，并且各個粘附層至少在所述與壓力產(chǎn)生腔的分隔壁面對的區(qū)域中具有相同的圖案。
在第十三方面中，每一個壓電元件中振動板的振動特性是均一的。因此，可以可靠地防止液體噴射性能的波動。
本發(fā)明的第十四方面是如第十三方面所述的液體噴頭，其特征在于，所述多個粘附層中之一從所述下電極用引線電極延伸出，剩余的是僅僅由所述粘附層形成的虛電極。
在第十四方面中，每一個壓電元件中振動板的振動特性是均一的，同時可靠地防止了電壓降。因此，可以更可靠地防止液體噴射性能的波動。
本發(fā)明的第十五方面是如第九到第十四方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，所述下電極具有公共引線部分，所述公共引線部分被從所述下電極的所述一側(cè)的所述端部引出到所述下電極用引線電極。而且，所述下電極用引線電極和所述下電極通過設(shè)置在所述公共引線部分上的所述粘附層彼此連接。
在第十五方面中，形成下電極用引線電極的粘附層被設(shè)置在公共引線部分上。因此，可以充分地保證下電極和下電極用引線電極彼此連接處的部分的厚度。而且，可以更可靠地防止電壓降。
本發(fā)明的第十六方面是如第一到第十五方面任何之一所述的液體噴頭，其特征在于，至少形成所述壓電元件的各層除了所述下電極和所述粘附層之間的連接部分，都被由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋。
在第十六方面中，因為壓電層被由具有低水分滲透性的無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋，所以長時間內(nèi)可靠地防止了由水分(濕度)導(dǎo)致的壓電層(壓電元件)的劣化(破壞)。
本發(fā)明的第十七方面是一種液體噴射設(shè)備，其包括第九到第十六方面任何一項所述的液體噴頭。
在第十七方面中，可以獲得穩(wěn)定的液體噴射性能，并且可以相對容易和可靠地實現(xiàn)具有優(yōu)異可靠性的液體噴射設(shè)備。


圖1是根據(jù)實施例1的記錄頭的分解透視圖。
圖2(a)和2(b)是根據(jù)實施例1的記錄頭的俯視圖和部視圖。
圖3(a)和3(b)是根據(jù)實施例1的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖和剖視圖。
圖4是根據(jù)實施例2的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖。
圖5(a)和5(b)是根據(jù)實施例3的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖和剖視圖。
圖6是根據(jù)實施例3的另一個記錄頭的主要部分的放大的俯視圖。
圖7是根據(jù)實施例4的另一個記錄頭的主要部分的放大的俯視圖。
圖8是根據(jù)實施例5的另一個記錄頭的主要部分的放大的俯視圖。
圖9是根據(jù)實施例6的記錄頭的分解透視圖。
圖10(a)和10(b)是根據(jù)實施例6的記錄頭的俯視圖和剖視圖。
圖11(a)和11(b)是根據(jù)實施例6的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖和剖視圖。
圖12(a)和12(b)是根據(jù)實施例7的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖和剖視圖。
圖13(a)和13(b)是根據(jù)實施例8的記錄頭的主要部分的放大的俯視圖和剖視圖。
圖14是根據(jù)實施例的記錄設(shè)備的示意圖。
標(biāo)號說明10通道形成襯底12壓力產(chǎn)生腔13連通部分14墨水供應(yīng)通路20噴嘴板21噴嘴孔30保護(hù)板31壓電元件保持部分32儲液室部分
40柔性板50彈性膜60下電極膜65公共引線部分70壓電層80上電極膜90上電極用引線電極95下電極用引線電極100絕緣膜110儲液室120驅(qū)動IC130公共電極層140公共電極圖案200連接部分(對應(yīng)于第一接觸孔的連接部分)250連接部分(對應(yīng)于第二接觸孔的連接部分)300壓電元件具體實施方式

下面將通過實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
(實施例1)圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的噴墨記錄頭的分解透視圖。圖2(a)是根據(jù)實施例1的噴墨記錄頭的俯視圖，圖2(b)是沿圖2(a)中的線A-A′的剖視圖。圖3(a)是根據(jù)實施例1的噴墨記錄頭的主要部分的放大的俯視圖，圖3(b)是沿圖3(a)中的線B-B′的剖視圖。如這些圖中所示，在本實施例中通道形成襯底10由具有(110)面取向的單晶硅襯底制成，并且在通道形成襯底10的一個表面上形成厚度為0.5μm到2μm的彈性膜50，該彈性膜50由通過熱氧化預(yù)先形成的二氧化硅膜制成。在通道形成襯底10中，排列有多個壓力產(chǎn)生腔12，所述壓力產(chǎn)生腔12通過從襯底的另一個表面進(jìn)行各向異性刻蝕而形成并由分隔壁11分隔開。
而且，連通部分13形成在各個壓力產(chǎn)生腔12的垂直于排列方向(橫向)的方向(縱向)上的外側(cè)區(qū)域中，所述連通部分13形成作為各個壓力產(chǎn)生腔12的公共墨水腔的儲液室110的一部分。連通部分13通過墨水供應(yīng)通路14分別與各個壓力產(chǎn)生腔12的縱向的一個端部連通。而且，與各個壓力產(chǎn)生腔12的一端連通的墨水供應(yīng)通路14中的每一個以被形成為具有比壓力產(chǎn)生腔12的橫截面積更小的橫截面積，并使墨水流入壓力產(chǎn)生腔12的通道阻力保持恒定。
此外，通過粘接劑、熱熔膜等將噴嘴板20固定到通道形成襯底10的開口表面?zhèn)?，在噴嘴?0上鉆有噴嘴孔21。具體地，噴嘴孔21與各個壓力產(chǎn)生腔12的與墨水供應(yīng)通路14相反一側(cè)的端部附近連通。注意，噴嘴板20由玻璃陶瓷、單晶硅襯底、不銹鋼等制成，該玻璃陶瓷具有例如從0.01mm至1mm的厚度和在低于或等于300℃的溫度下例如從2.5至4.5×[10-6/℃]的線性膨脹系數(shù)。而且，噴嘴板20可以由具有與通道形成襯底10大致相同的熱膨脹系數(shù)的材料形成。
同時，如前所述，在通道形成襯底10的與開口表面相反的一側(cè)上形成厚度例如約為1.0μm的彈性膜50。在彈性膜50上形成厚度例如約為0.4μm的絕緣膜55。此外，在絕緣膜55上層疊厚度例如約為0.2μm的下電極膜60、厚度例如約為1.0μm的壓電層70和厚度例如約為0.05μm的上電極膜80，從而形成壓電元件300。
在此，壓電元件300指的是包括下電極膜60、壓電層70和上電極膜80的部分。一般而言，通過使用其電極中的任何一個作為公共電極并且對應(yīng)于各個壓力產(chǎn)生腔12圖案化另一電極和壓電層70，來形成壓電元件300。因而，在此，包括被圖案化的任何一個電極和壓電層70的并且其中通過對這兩個電極施加電壓來產(chǎn)生壓電應(yīng)變的部分被稱為壓電活性部分。
而且，在此，壓電元件300和通過壓電元件300的驅(qū)動而產(chǎn)生位移的振動板被一起稱為壓電致動器。注意，在上述實施例中，彈性膜50、絕緣膜55和下電極膜60充當(dāng)振動板。
注意，作為壓電層70的材料，可以使用通過將諸如鈮、鎳、鎂、鉍釔和鐿之類的金屬加入到例如鋯鈦酸鉛(PZT)等的鐵電體(壓電)材料中而形成的馳豫鐵電體物質(zhì)。可以考慮到壓電元件的特性、應(yīng)用等來相應(yīng)地選擇成分。例如，可以舉出PbTiO3(PT)、PbZrO3(PZ)、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PZN-PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PNN-PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PIN-PT)、Pb(Sc1/2Ta1/2)O3-PbTiO3(PST-PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PSN-PT)、BiScO3-PbTiO3(BS-PT)和BiYbO3-PbTiO3(BY-PT)等。
在此，作為上述的壓電元件300的公共電極的下電極膜60被連續(xù)地提供在面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域上。更具體而言，下電極膜60被連續(xù)地提供在整個面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域和與沿壓力產(chǎn)生腔的排列方向處于壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上的兩側(cè)上的分隔壁11相對的區(qū)域。而且，在此實施例中，下電極膜60的垂直于壓力產(chǎn)生腔12的排列方向的方向上的兩端分別位于面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中。
上述的下電極膜60具有公共引線部分65(參見圖3(a)和3(b))，所述公共引線部分65被從與在壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上的兩個壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的至少一側(cè)上的端部(在此實施例中，從上電極用引線電極90被從其引出的一側(cè)的端部)，引出到與相鄰壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。而且，上述的公共引線部分65被從下電極膜60的公共引線部分65引出到與上電極用引線電極90之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域(通道形成襯底10的端部附近)。注意，公共引線部分65的寬度被形成為窄于壓力產(chǎn)生腔12寬度方向的兩側(cè)上的各個分隔壁11的寬度。例如，在此實施例中，分隔壁11的寬度被設(shè)為約15μm，而公共引線部分65的寬度為設(shè)為約4μm。
而且，在此實施例中，壓電層70和上電極膜80被設(shè)置于在壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中。但是，壓電層70和上電極膜80在與壓力產(chǎn)生腔12的排列方向垂直的方向上被延伸到下電極膜60的端部的外側(cè)。此外，下電極膜60的兩個端部表面被壓電層70覆蓋。而且，在此實施例中，每一個壓電元件300延伸到面對在與壓力產(chǎn)生腔12的排列方向垂直的方向的兩端上的外圍壁的區(qū)域。因而，將作為壓電元件300的實際驅(qū)動部分的壓電活性部分330被形成在壓力產(chǎn)生腔12的大致中心部分中。在壓電活性部分的兩端附近，形成壓電被動部分340(見圖2(a))，其與壓電活性部分330連續(xù)，并且具有壓電層70和上電極膜80，但是實際上并不被驅(qū)動。
此外，在此實施例中，作為布置上述壓電元件300的區(qū)域的圖案區(qū)域用由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜100覆蓋。在此，對于上述絕緣膜100的材料沒有具體限制，只要該材料是無機(jī)絕緣材料。例如，可以舉出氧化鋁(Al2O3)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化硅(SiO2)等。優(yōu)選使用氧化鋁(Al2O3)。具體地，在使用氧化鋁的情況下，即使絕緣膜100被形成為薄至約100nm，也可以充分防止在高濕度環(huán)境下的水分滲透。注意，當(dāng)例如使用諸如樹脂的有機(jī)絕緣材料作為絕緣膜的材料時，如果由該有機(jī)絕緣材料制成的膜具有與由上述的無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜大致相同的厚度，則不能充分防止水分滲透。而且，如果為了防止水分滲透而增大絕緣膜的厚度，則存在導(dǎo)致其中壓電元件的運(yùn)動受到阻礙的情況的風(fēng)險。如上所述，在此實施例中，通過用由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜100至少覆蓋形成壓電元件300的各層，可以在長時間內(nèi)可靠地防止由水分(濕度)造成的壓電層70(壓電元件300)的劣化(破壞)。
在此實施例中，在上述的絕緣膜100上，如圖3(a)和3(b)所示，上電極用引線電極90被從作為壓電元件300的單個電極的上電極膜80引出，并且下電極用引線電極95被從下電極膜60引出。更具體而言，在上述的絕緣膜100中，第一接觸孔100a將作為其中上電極膜80和上電極用引線電極90彼此電連接的連接部分200，所述第一接觸孔100a被設(shè)置在面對壓電元件300的一端的區(qū)域中，也就是面對與壓力產(chǎn)生腔12的墨水供應(yīng)通路14連通側(cè)相反的外圍壁的區(qū)域。而且，在絕緣膜100中，在此實施例中，第二接觸孔100b將作為其中公共引線部分65和下電極用引線電極95彼此電連接的連接部分250，所述第二接觸孔100b被設(shè)置在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域中。
因此，上電極用引線電極90被從每一個壓電元件300的一端通過絕緣膜100中的連接部分200(第一接觸孔100a)引出到通道形成襯底10的端部附近。注意，作為形成上述的上電極用引線電極90的材料，可以舉出例如金、鋁合金等。在此實施例中，使用金。
同時，如圖3(a)和3(b)所示，下電極用引線電極95由與形成上電極用引線電極90的相同的層形成，換句話說，在此實施例中由金制成。而且，在此實施例中，上述的下電極用引線電極95通過設(shè)置在絕緣膜100中的第二接觸孔100b，在公共引線部分65的被引出到與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域的部分中，被電連接到公共引線部分65。具體地，公共引線部分65和下電極用引線電極95之間的連接部分250被設(shè)置在壓力產(chǎn)生腔12端部的外側(cè)的區(qū)域中。注意，在此實施例中，下電極用引線電極95沿著公共引線部分65被引出到絕緣膜100上與上電極用引線電極90之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域(通道形成襯底10的端部附近)。
在此，可以設(shè)置至少一個或者多個上述的下電極用引線電極95。優(yōu)選的是，以一定的間隔(例如每n個上電極用引線電極90，n表示不小于1的整數(shù))設(shè)置一個下電極用引線電極95。注意，雖然在圖中沒有示出，但是下電極用引線電極95以下面的方式與上電極用引線電極90一起被圖案化成預(yù)定的形狀。具體地，通過使用沉積和光刻法形成構(gòu)成壓電元件300的各層。此后，由金制成的金屬層被形成在通道形成襯底10的一側(cè)的整個表面上。隨后，通過使用由光刻膠等制成的掩模圖案刻蝕該金屬層。這樣，引線電極被圖案化。
如上所述，在此實施例中，下電極用引線電極95和公共引線部分65之間的連接部分250被設(shè)置在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。因此，可以可靠地防止下電極用引線電極95被形成在面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中，而不管下電極用引線電極95的制造誤差如何，例如即使下電極用引線電極95的尺寸發(fā)生輕微的波動，或者即使下電極用引線電極95的形成位置被輕微地偏移。而且，下電極用引線電極95被進(jìn)一步從下電極膜60的公共引線部分65引出，并且下電極膜60的電阻值被減小。因此，例如，與其中公共引線電極和公共電極被形成為具有相同圖案的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，可以可靠地防止當(dāng)多個壓電元件300被同時驅(qū)動時的電壓降。因此，可以獲得穩(wěn)定的噴墨性能。
具體地，在此實施例的情形中，因為包括在由多個薄膜形成的壓電元件300中的下電極膜60很薄，所以其電阻值可能較高。但是，如上所述，公共引線部分65被整體地從下電極膜60引出，并且下電極用引線電極95被進(jìn)一步從公共引線部分65引出。因此，可以有效地防止由于電壓降導(dǎo)致的噴墨性能的波動。
而且，為了可靠地防止電壓降，優(yōu)選的是形成比公共引線部分65更寬的下電極用引線電極95。此外，還優(yōu)選的是形成比下電極膜60更厚的下電極用引線電極95。例如，在此實施例中，下電極用引線電極95被形成為比公共引線部分65更寬并且比下電極膜60更厚。
注意，在其上形成有壓電元件300的通道形成襯底10上，通過使用膠粘劑35結(jié)合保護(hù)板30。具體地，保護(hù)板30具有壓電元件保持部分31，該壓電元件保持部分31能夠在面對壓電元件300的區(qū)域中確保足夠的空間而不妨礙壓電元件300的移動。因為壓電元件300形成在壓電元件保持部分31內(nèi)，所以壓電元件300被保護(hù)在幾乎不受外部環(huán)境影響的狀態(tài)下。上述的壓電元件保持部分31可以或者可以不使該空間密封。
此外，在上述保護(hù)板30中設(shè)有構(gòu)成儲液室110的至少一部分的儲液室部分32。在本實施例中，該儲液室部分32沿壓力產(chǎn)生腔12的寬度方向形成，同時在保護(hù)板30的厚度方向上穿透保護(hù)板30。而且，儲液室部分32通過設(shè)置在彈性膜50中的通孔與通道形成襯底10中的連通部分13連通，構(gòu)成儲液室110，所述儲液室110將作為各個壓力產(chǎn)生腔12的公共墨水腔。注意，作為上述的保護(hù)板30，可以舉出例如玻璃、陶瓷材料、金屬、樹脂等。但是，優(yōu)選由具有與通道形成襯底10基本相同的熱膨脹系數(shù)的材料形成保護(hù)板30。在此實施例中，使用作為與通道形成襯底10相同材料的單晶硅襯底形成保護(hù)板。
而且，在保護(hù)板30上，包括密封膜41和固定板42的柔性板40被結(jié)合到對應(yīng)于儲液室部分32的區(qū)域。在此，密封膜41由低剛度的柔性材料(例如，厚度為6μm的聚苯硫醚(PPS)膜)形成，并且此密封膜41密封儲液室部分32的一個表面。而且，固定板42由諸如金屬的硬材料(例如，厚度為30μm的不銹鋼(SUS)等)形成。此固定板42的面對儲液室110的區(qū)域被設(shè)為開口部分43，其通過在其厚度方向上完全去除該區(qū)域中的固定板42來獲得。所以，儲液室110的一側(cè)僅僅由具有柔性的密封膜41來密封。
注意，在此實施例中，在上述的保護(hù)板30上安裝驅(qū)動IC 120。雖然沒有示于圖中，但是驅(qū)動IC 120、上電極用引線電極90以及下電極用引線電極95通過使用由接合線制成的連接配線在通道形成襯底10的端部的區(qū)域中被導(dǎo)線接合在一起。上述此實施例的噴墨記錄頭從未示出的墨水供應(yīng)裝置吸入墨水，并在其從儲液室110到噴嘴孔21的內(nèi)部填充墨水。之后，根據(jù)來自驅(qū)動IC 120的驅(qū)動信號，施加驅(qū)動電壓至與各個壓力產(chǎn)生腔12對應(yīng)的各個上電極膜80和下電極膜60。結(jié)果，壓電元件300和振動板發(fā)生位移。由此，各個壓力產(chǎn)生腔12內(nèi)的壓力增大，從而從噴嘴孔21噴出墨滴。
(實施例2)圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例2的噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖。在上述的實施例1中，通過舉例說明如下結(jié)構(gòu)，即其中公共引線部分65和下電極用引線電極95之間的連接部分250被設(shè)置在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)，進(jìn)行了描述。但是，在此實施例中，如圖4所示，公共引線部分65和下電極用引線電極95A之間的連接部分250A被設(shè)置在這樣的區(qū)域中，該區(qū)域在與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。
更具體而言，如在上述的實施例1的情形中，壓電元件300在壓力產(chǎn)生腔12排列方向上的兩端從面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域延伸到面對壓力產(chǎn)生腔12的外圍壁的區(qū)域。而且，在此實施例中，下電極膜60的公共引線部分65被從下電極膜60的與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的部分，引出到如下區(qū)域，該區(qū)域在與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。因此，公共引線部分65通過在處于與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的部分中的連接部分250A，電連接到下電極用引線電極95A。利用上述的結(jié)構(gòu)，可以獲得與上述的實施例1相同的效果。
而且，在此實施例的情形中，通過將公共引線部分65和下電極用引線電極95A之間的連接部分250A設(shè)置在處于與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域中，在制造時將對壓電元件300和連接部分250A之間的間隔等沒有限制。因此，通過縮窄壓電元件300之間的距離可以密集地排列壓電元件300，同時保持穩(wěn)定的噴墨性能。
(實施例3)圖5(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施例3的噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖，圖5(b)是沿圖5(a)中的線C-C’的剖視圖。而且，圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例3的另一個噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖。在上述實施例1中，通過舉例說明如下結(jié)構(gòu)，即其中公共引線部分65以與上電極用引線電極90相同的方向被引出，而進(jìn)行了描述。但是，在此實施例中，如圖5(a)和5(b)所示，公共引線部分65A還被從下電極膜60A的在與從其引出上電極用引線電極90的一側(cè)相反的一側(cè)上的端部引出。
而且，下電極膜60A的公共引線部分65A被引出到如下區(qū)域，該區(qū)域處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。此外，在處于面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域的端部(與上電極用引線電極90相反一側(cè))的外側(cè)的區(qū)域中，沿著壓力產(chǎn)生腔12的排列方向設(shè)置公共電極層130。具體地，公共電極層130由與形成下電極膜60A相同的層形成，并且通過下電極膜60A和公共引線部分65A連接。
在公共電極層130上提供公共電極圖案140，其由與形成下電極用引線電極95相同的層形成。注意，在此實施例中，形成壓電元件300的各個層除了層疊有公共電極層130和公共電極圖案140的部分，都由絕緣膜100覆蓋。利用上述結(jié)構(gòu)，可以更可靠地防止電壓降，并且可以獲得更穩(wěn)定的噴墨性能。
注意，此實施例不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，如圖6所示，在與第二公共電極圖案140A的公共引線部分65A相對應(yīng)的部分中，可以設(shè)置延伸部分140a，該延伸部分140a延伸到與壓電元件300之間的空間對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域。因此，可以更可靠地防止電壓降。
而且，在此實施例中，所采用的是如下結(jié)構(gòu)，其中壓電元件300在垂直于壓力產(chǎn)生腔12的排列方向的方向上的兩端都延伸到面對壓力產(chǎn)生腔12的外圍壁的區(qū)域。但是，無需多言，該結(jié)構(gòu)不限于上述的結(jié)構(gòu)。雖然沒有示于圖中，但是壓電元件的在對應(yīng)于公共電極圖案的一側(cè)上的另一端可以設(shè)置在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。因此，與其中壓電元件的所述另一端延伸到面對壓力產(chǎn)生腔的外圍壁的區(qū)域的情形相比，可以增大相對于通道形成襯底的一側(cè)上的整個表面，公共電極圖案所占面積的比例。結(jié)果，可以更可靠地防止電壓降。
(實施例4)圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例4的噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖。在上述的實施例3中，通過舉例說明其中公共電極層130和公共電極圖案140通過公共引線部分65A電連接到下電極膜60A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了描述。但是，在此實施例中，如圖7所示，下電極膜60B從面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域連續(xù)延伸，到達(dá)公共電極圖案140B。具體地，下電極膜60B從面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域，延伸到通道形成襯底10的一個表面上(絕緣膜55)的面對經(jīng)排列的供應(yīng)通路14的區(qū)域。而且，在下電極膜60的表面上、面對經(jīng)排列的供應(yīng)通路14的部分中，沿著壓力產(chǎn)生腔12的排列方向設(shè)置公共電極圖案140B。利用上述結(jié)構(gòu)，可以充分地保證振動板在面對壓力產(chǎn)生腔12的端部的區(qū)域中的剛度，同時更可靠地防止電壓降。
(實施例5)圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例5的噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖。在上述的實施例1中，通過舉例說明具有單層結(jié)構(gòu)的下電極用引線電極95，而進(jìn)行了描述。但是，在此實施例中，如圖8所示，下電極用引線電極95A由粘附層95a和金屬層95b形成，所述粘附層95a由粘附金屬制成，所述金屬層95b由金屬材料制成并且設(shè)置在粘附層95a上。而且，粘附層95a延伸到達(dá)下電極膜60的端部，并且下電極用引線電極95A和下電極膜60通過延伸的粘附層95a彼此電連接。
更具體而言，下電極用引線電極95A形成在其中層疊粘附層95a和金屬層95b的部分中。而且，包括在下電極用引線電極95A中的金屬層95b在壓電元件300側(cè)的端部被置于如下區(qū)域中，該區(qū)域處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)。因此，下電極用引線電極95A通過粘附層95a電連接到下電極膜60。而且，粘附層95a從面對金屬層95b的區(qū)域的基部單獨延伸到達(dá)公共引線部分65的基部。因此，粘附層95a起到在絕緣膜100上將金屬層95b附接到絕緣膜100的作用。而且，粘附層95a起到在下電極用引線電極95A和下電極膜60之間的連接區(qū)域中(在對應(yīng)于第二接觸孔100b的連接部分250中)，將金屬層95b和下電極膜60的公共引線部分65彼此附接和電連接的作用。
注意，作為形成粘附層95a的材料的粘附金屬，例如可以舉出鈦鎢合金、鎳鉻合金等。作為形成被形成在粘附層95a上的金屬層95b的材料，例如可以舉出鋁合金、金等。而且，粘附層95a的厚度例如為約0.1μm到0.3μm。粘附層95a的厚度優(yōu)選等于或者小于下電極膜60的厚度，并且更優(yōu)選被設(shè)為小于下電極膜60的厚度。這是為了有效地防止由于在面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中形成粘附層95a而增大振動板的剛度。例如，在此實施例中，下電極膜60的厚度被設(shè)為約0.2μm，粘附層95a的厚度被設(shè)為約0.1μm。同時，金屬層95b的厚度例如為約1.0～3.0μm，并且優(yōu)選大于下電極膜60的厚度。這是為了減小下電極膜60的電阻值。例如，在此實施例中，金屬層95b的厚度被設(shè)為約1.2μm。
如上所述，在此實施例中，僅僅下電極用引線電極95A的粘附層95a被延伸到公共引線部分65的底部。因此，例如與上述的實施例1的結(jié)構(gòu)相比，可以進(jìn)一步減小下電極用引線電極95A和下電極膜60之間的連接部分250中的電阻值。
注意，在上述的實施例中，舉例說明了如下結(jié)構(gòu)，其中僅僅下電極用引線電極95A的粘附層95a被延伸到公共引線部分65的底部。但是，無需多言，該結(jié)構(gòu)不限于上述的結(jié)構(gòu)。例如，下電極用引線電極的粘附層可以從公共引線部分延伸到與壓電元件的壓電活性部分之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域。在上述的結(jié)構(gòu)中，因為粘附層相對較薄，即使粘附層由于制造誤差突出到面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中，振動板的剛度也幾乎不發(fā)生變化。而且，金屬層被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。因此，不管金屬層的制造誤差怎樣，例如即使金屬層的尺寸出現(xiàn)輕微的波動，或者即使金屬層的形成位置發(fā)生輕微偏移，金屬層也不會形成在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。因此，即使出現(xiàn)下電極用引線電極的制造誤差，也可以可靠地防止噴墨性能的波動。
(實施例6)圖9是根據(jù)實施例6的噴墨記錄頭的分解透視圖。圖10(a)是根據(jù)實施例6的噴墨記錄頭的俯視圖，圖10(b)是沿圖10(a)中的線D-D’的剖視圖。圖11(a)是根據(jù)實施例6的噴墨記錄頭的主要部分的放大的俯視圖，圖11(b)是沿圖11(a)中的線E-E’的剖視圖。
在此實施例中，如圖9-11所示，下電極膜60C被連續(xù)地設(shè)置在面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域上。更具體而言，下電極膜60C被沿著壓力產(chǎn)生腔12的排列方向連續(xù)設(shè)置在整個面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域和面對壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上兩側(cè)的分隔壁11的區(qū)域。而且，下電極膜60C的在垂直于壓力產(chǎn)生腔12的排列方向的方向上的兩端分別被置于面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中。此外，下電極用引線電極95B被連接到上述的下電極膜60C的端部。在此實施例中，下電極用引線電極95B具有兩層結(jié)構(gòu)，更具體而言，由粘附層95a和金屬層95b形成，所述粘附層95a由粘附金屬制成，所述金屬層95b由金屬材料制成并且設(shè)置在粘附層95a上。
而且，下電極用引線電極95B被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。此外，僅僅是包括在下電極用引線電極95B中的粘附層95a被延伸到達(dá)下電極膜60C的端部。而且，下電極用引線電極95B和下電極膜60C通過延伸的粘附層95a彼此電連接。除了上述的這些，實施例6與實施例1相同。
此外，同樣在此實施例中，作為布置壓電元件300的區(qū)域的圖案區(qū)域用絕緣膜覆蓋。在此絕緣膜100上，上電極用引線電極90A被引出，所述上電極用引線電極90A通過第一接觸孔100a與壓電元件300的上電極膜80電連接。同時，在絕緣膜100中，第二接觸孔100b將作為其中下電極膜60C和下電極用引線電極95B彼此電連接的連接部分250，所述第二接觸孔100b被設(shè)置在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間對應(yīng)的區(qū)域中。例如，在此實施例中，第二接觸孔100b被設(shè)置在絕緣膜100在壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上一側(cè)、在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域中的端部中，即設(shè)置在上電極用引線電極90A從其引出的一側(cè)上的端部中。
如圖10(a)和10(b)所示，上述的上電極用引線電極90A由粘附層90a和金屬層90b形成，所述粘附層90a由諸如鈦鎢合金和鎳鉻合金之類的粘附金屬制成，并且被從上電極膜80引出到絕緣膜100上，所述金屬層90b由鋁合金、金等制成，并且設(shè)置在粘附層90a上。注意，上電極用引線電極90A的粘附層90a是用于將金屬層90b附接到絕緣膜100等的相對較薄的層。
同時，在此實施例中，下電極用引線電極95B具有與上述的上電極用引線電極90A相同的結(jié)構(gòu)。更具體而言，如圖11(a)和11(b)所示，下電極用引線電極95B由粘附層95a和金屬層95b形成，所述粘附層95a由粘附金屬制成，并且電連接到下電極膜60C，所述金屬層95b設(shè)置在粘附層95a上。具體地，粘附層95a由與上電極用引線電極90A的粘附層90a相同的層形成，并且金屬層95b由與上電極用引線電極90A的金屬層90b相同的層形成。
而且，下電極用引線電極95B為上述的粘附層95a和金屬層95b層疊的部分，所述下電極用引線電極95B被置于處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。而且，在此實施例中，下電極用引線電極95B被延伸到絕緣膜100上的與上電極用引線電極90A之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域(通道形成襯底10的端部附近)。在此實施例中，包括在上述的下電極用引線電極95B中的粘附層95a被延伸到達(dá)下電極膜60C的端部。延伸的粘附層(延伸部分)95a通過絕緣膜100中的第二接觸孔100b(連接部分250)被電連接到下電極膜60C。因此，下電極膜60C和下電極用引線電極95B被彼此電連接。注意，在此實施例中，在對應(yīng)于壓力產(chǎn)生腔12之間的空間的區(qū)域中，上述的從下電極用引線電極95B延伸出的粘附層95a的寬度小于下電極用引線電極95B的寬度。
在此，包括在下電極用引線電極95B中的粘附層95a的厚度例如為約0.1μm到0.3μm，并且優(yōu)選等于或者小于下電極膜60C的厚度，更優(yōu)選小于下電極膜60C的厚度。這是為了有效地防止由于在面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中形成粘附層95a而增大振動板的剛度。這將在后面詳細(xì)描述。例如，在此實施例中，下電極膜60C的厚度被設(shè)為約0.2μm，粘附層95a的厚度被設(shè)為約0.1μm。同時，金屬層95b的厚度例如為約1.0～3.0μm，并且優(yōu)選大于下電極膜60C的厚度。這是為了減小下電極膜60C的電阻值。例如，在此實施例中，金屬層95b的厚度被設(shè)為約1.2μm。
注意，在此實施例中，雖然沒有示于圖中，但是用下面的方式，將下電極用引線電極95B連同上電極用引線電極90A圖案化成預(yù)定的形狀。具體地，通過使用沉積和光刻方法形成構(gòu)成壓電元件300的各層。此后，第一層和第二層被層疊在通道形成襯底10一側(cè)的整個表面上。隨后，在通過使用由光刻膠等制成的掩模圖案刻蝕第二層之后，刻蝕第一層。于是，引線電極被圖案化。
如上所述，在此實施例的噴墨記錄頭中，下電極用引線電極95B被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。此外，包括在下電極用引線電極95B中的粘附層95a被延伸到達(dá)下電極膜60C。而且，下電極用引線電極95B和下電極膜60C通過延伸的粘附層95a彼此電連接。因此，可以獲得穩(wěn)定的噴墨性能。
更具體而言，在此實施例中，包括在下電極用引線電極95B中的粘附層95a被延伸到達(dá)下電極膜60C的端部。因此，得到其中下電極用引線電極95B和下電極膜60C被彼此電連接的結(jié)構(gòu)。因此，即使粘附層95a由于制造誤差突出到面對壓力產(chǎn)生腔12的區(qū)域中，振動板的剛度也幾乎不發(fā)生變化，因為粘附層95a相對較薄。而且，下電極用引線電極95B被設(shè)置在處于與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。因此，不管金屬層95b的制造誤差怎樣，例如即使金屬層95b的尺寸出現(xiàn)輕微的波動，或者即使金屬層95b的形成位置發(fā)生輕微偏移，金屬層95b也不會形成在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。因此，即使出現(xiàn)下電極用引線電極95B的制造誤差，也可以可靠地防止噴墨性能的波動。
而且，在此實施例中，通過將下電極用引線電極95B連接到下電極膜60C，可以可靠地防止同時驅(qū)動多個壓電元件300時的電壓降。更具體而言，在此實施例的情形中，因為包括在由薄膜形成的壓電元件300中的下電極膜60C很薄，所以其電阻值可能變得較高。但是，如上所述，通過將下電極用引線電極95B連接到下電極膜60C，減小了下電極膜60C的電阻值。因此，可以可靠地防止在同時驅(qū)動多個壓電元件300時的電壓降。因此，還可以可靠地防止由于電壓降導(dǎo)致的噴墨性能的波動。
(實施例7)圖12(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施例7的噴墨記錄頭的主要部分的放大俯視圖，圖12(b)是沿圖12(a)中的線F-F’的剖視圖。在上述的實施例6中，通過舉例說明其中下電極用引線電極95B被設(shè)置在與壓力產(chǎn)生腔12之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)的結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行了描述。同樣，在此實施例中，如圖12(a)和圖12(b)所示，下電極用引線電極95C被設(shè)置在與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。利用上述結(jié)構(gòu)，可以獲得與上述的實施例1相同的效果。
而且，在此實施例的情形中，通過將下電極用引線電極95C設(shè)置在與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中，在制造時將對壓電元件300和下電極用引線電極95C之間的間隔等沒有限制。因此，通過縮窄壓電元件300之間的距離可以密集地排列壓電元件300，同時保持穩(wěn)定的噴墨性能。
(實施例8)圖13(a)是根據(jù)本發(fā)明的實施例8的噴墨記錄頭的主要部分的放大的俯視圖，圖13(b)是沿圖13(a)中的線G-G’的剖視圖。在上述的實施例6中，通過舉例說明其中包括在下電極用引線電極95B中的粘附層95a被延伸到達(dá)下電極膜60C的端部的結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行了描述。同時，在此實施例中，如圖13(a)和13(b)所示，公共電極圖案140C被沿著壓力產(chǎn)生腔12的排列方向設(shè)置在如下區(qū)域中，該區(qū)域處于壓力產(chǎn)生腔12的與下電極用引線電極95D相反一側(cè)的端部的外側(cè)。因此，包括在下電極用引線電極95D中的粘附層95a被延伸到達(dá)公共電極圖案140C。
在此，在此實施例中，公共電極圖案140C由第一公共電極圖案141和第二公共電極圖案142形成，所述第一公共電極圖案141具有與下電極用引線電極95D相同的結(jié)構(gòu)，更具體而言，由與形成粘附層95a相同的層制成，所述第二公共電極圖案142由與形成金屬層95b相同的層制成。注意，在此實施例中，形成壓電元件300的各個層除了層疊有第一公共電極圖案141和第二公共電極圖案142的部分，都由絕緣膜100覆蓋。
從下電極用引線電極95D延伸出的粘附層95a被延伸到達(dá)上述的公共電極圖案140C。具體地，下電極用引線電極95D和公共電極圖案140C通過從下電極用引線電極95D延伸出的粘附層95a彼此電連接。而且，從下電極用引線電極95D延伸出的粘附層95a通過第二接觸孔100b連接到下電極膜60C，所述第二接觸孔100b處在絕緣膜100中、與壓電元件300之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的在壓力產(chǎn)生腔12的排列方向上的兩端處。利用上述結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步減小下電極的電阻值，并且可以更可靠地防止電壓降。
此外，在此實施例中，粘附層95a被設(shè)置在面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔12的分隔壁11的各個區(qū)域中。各個粘附層95a被設(shè)置為在面對壓力產(chǎn)生腔12的分隔壁的區(qū)域中具有相同的圖案形狀。而且，多個粘附層95a中的一個是從下電極用引線電極95B延伸出的粘附層95a，而其余的是由僅僅粘附層95a形成的虛電極150。利用上述結(jié)構(gòu)，各個壓電元件300中的振動板的振動特性變得均一。因此，可以可靠地防止噴墨性能的波動。
(其他實施例)雖然上面描述了本發(fā)明的實施例1-8，但是無需多言，本發(fā)明不限于上述的實施例1-8。例如，在上述的實施例1-8中，通過舉例說明其中形成壓電元件的各層由絕緣膜覆蓋并且上電極用引線電極和下電極用引線電極被引出到絕緣膜的表面上的結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行了描述。但是，無需多言，本發(fā)明不限于上述的結(jié)構(gòu)，而是可以具有如下結(jié)構(gòu)，其中連接到每一個壓電元件的上電極用引線電極和連接到下電極膜的下電極用引線電極由絕緣膜覆蓋，除了上電極用引線電極以及下電極用引線電極與外部配線之間的連接部分。
注意，在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是使用鋁合金作為形成上電極用和下電極用引線電極的金屬層的材料。由鋁合金制成的金屬層具有較平坦的表面。因此，可以改善絕緣膜和引線電極之間的粘附。而且，如果同種材料(例如氧化鋁)被用作絕緣膜材料，則可以進(jìn)一步改善絕緣膜和引線電極之間的粘附。
具體地，在其中上述實施例5-7中的每一個的結(jié)構(gòu)被設(shè)定為上電極用和下電極用引線電極用如上所述的絕緣膜覆蓋的結(jié)構(gòu)的情況下，例如可以采用如下結(jié)構(gòu)。具體地，在此結(jié)構(gòu)中，通過將在與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域中的下電極膜的在上電極用引線電極一側(cè)的端部引出到下電極用引線電極，來設(shè)置公共引線部分。此外，粘附層從下電極用引線電極在公共引線部分上延伸。而且，下電極用引線電極和下電極膜通過在公共引線部分上的粘附層彼此電連接。利用上述結(jié)構(gòu)，可以充分保證下電極和下電極用引線電極在此彼此連接的部分的厚度。而且，可以更可靠地防止電壓降。
而且，在上述的實施例1-8中，通過舉例說明其中下電極膜在壓力產(chǎn)生腔的排列方向上的兩端被設(shè)置在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行了描述。但是，無需多言，本發(fā)明不限于上述結(jié)構(gòu)，而是可以具有如下結(jié)構(gòu)，其中下電極膜從面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域延伸到面對位于通道形成襯底的一個表面上的經(jīng)排列的墨水供應(yīng)通路的區(qū)域。利用上述結(jié)構(gòu)，可以充分保證振動板在面對壓力產(chǎn)生腔的位于墨水供應(yīng)通路一側(cè)的端部的區(qū)域中的剛度。
此外，在上述的實施例1-8中，通過舉例說明其中壓電元件的兩端延伸到面對壓力產(chǎn)生腔的外圍壁的區(qū)域的結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行了描述。但是，無需多言，本發(fā)明不限于上述結(jié)構(gòu)，而是可以例如具有如下結(jié)構(gòu)，其中各個壓電元件在連通部分側(cè)的端部被設(shè)置在面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。利用上述結(jié)構(gòu)，可以增大相對于通道形成襯底的一側(cè)上的整個表面，公共電極圖案所占面積的比例。因此，可以更可靠地防止電壓降。
上述實施例中的每一個的噴墨記錄頭構(gòu)成包括與墨盒等連通的墨水通道的記錄頭單元的一部分，并且被安裝在噴墨記錄設(shè)備中。圖14是示出了噴墨記錄設(shè)備的一個實例的示意圖。如圖14所示，包括在墨水供應(yīng)裝置中的盒2A和2B被可拆卸地設(shè)置在具有噴墨記錄頭的記錄頭單元1A和1B中。其上安裝有記錄頭單元1A和1B的托架3以可以沿軸向移動的方式被設(shè)置在安裝到設(shè)備主體4的托架軸5上。例如，這些記錄頭單元1A和1B分別是噴射黑色墨水組合物和彩色墨水組合物的記錄頭單元。驅(qū)動電機(jī)6的驅(qū)動力通過多個沒有示出的齒輪和同步帶7傳遞到托架3。因此，其上安裝有記錄頭單元1A和1B的托架3沿著托架軸5移動。同時，在設(shè)備主體4中設(shè)置有沿著托架軸5的滾筒8，并且作為諸如紙片的記錄介質(zhì)并由沒有示出的供入輥等供入的記錄片S在滾筒8上傳輸。
而且，作為本發(fā)明的液體噴頭的實例對噴墨記錄頭進(jìn)行了描述。但是，液體噴頭的基本結(jié)構(gòu)不限于上述的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明意在寬泛地應(yīng)用于一般的液體噴頭，并且無需多言，還可以應(yīng)用于噴射不同于墨水的液體的液體噴頭。作為其他的液體噴頭，例如可以舉出用于諸如打印機(jī)的圖像記錄設(shè)備的各種記錄頭；用于制造液晶顯示器等的色彩過濾器的顏料噴頭；用于形成有機(jī)EL顯示器、FED(場發(fā)射顯示器)等的電極的電極材料噴頭；用于制造生物芯片的生物有機(jī)物質(zhì)噴頭等。
權(quán)利要求
1.一種液體噴頭，包括通道形成襯底，其中形成有多個與噴射液體的噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔；壓電元件，其被設(shè)置在所述通道形成襯底一側(cè)上面對所述壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中且振動板被置于所述壓電元件和所述通道形成襯底之間，所述壓電元件中的每一個包括下電極、壓電層和上電極；上電極用引線電極，其從所述上電極引出；和下電極用引線電極，其從所述下電極引出，其中，所述下電極是被連續(xù)地設(shè)置在所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的公共電極，所述下電極的與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中，所述下電極具有公共引線部分，所述公共引線部分從與所述壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域中的一端引出到與所述相鄰壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)，所述下電極用引線電極電連接到所述下電極的所述公共引線部分，并且所述下電極用引線電極和所述公共引線部分之間的連接部分位于所述與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴頭，其中所述壓電元件的與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的一端從所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域延伸到與所述壓力產(chǎn)生腔的外圍壁面對的區(qū)域，并且所述下電極用引線電極和所述壓電元件的所述一端側(cè)上的所述公共引線部分之間的連接部分位于與所述壓電元件之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求1和2中任何一項所述的液體噴頭，其中，連接到所述下電極的公共電極圖案沿著所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向設(shè)置在如下區(qū)域中，所述區(qū)域處于所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中與所述下電極用引線電極相反一端的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的液體噴頭，其中，所述公共引線部分還被從所述下電極的另一側(cè)的端部引出到達(dá)所述公共電極圖案。
5.如權(quán)利要求3所述的液體噴頭，其中，所述下電極被連續(xù)地設(shè)置，以從所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域到達(dá)所述公共電極圖案。
6.如權(quán)利要求3-5中任何一項所述的液體噴頭，其中，所述壓電元件的與所述公共電極圖案對應(yīng)的一側(cè)上的另一端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。
7.如權(quán)利要求1-6中任何一項所述的液體噴頭，其中所述下電極用引線電極由粘附層和金屬層形成，所述粘附層由粘附金屬制成，所述金屬層由金屬材料制成并設(shè)置在所述粘附層上，并且所述粘附層延伸到達(dá)所述下電極的所述一側(cè)上的所述端部，并且所述下電極用引線電極和所述下電極通過所述延伸的粘附層彼此電連接。
8.如權(quán)利要求1-7中任何一項所述的液體噴頭，其中，至少形成所述壓電元件的各層除了所述下電極用引線電極和所述公共引線部分之間的所述連接部分，都被由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋，并且所述下電極用引線電極被引出到所述絕緣膜上。
9.一種液體噴頭，包括通道形成襯底，其中形成有多個與噴射液體的噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔；壓電元件，其被設(shè)置在所述通道形成襯底一側(cè)上面對所述壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中且振動板被置于所述壓電元件和所述通道形成襯底之間，所述壓電元件中的每一個包括下電極、壓電層和上電極；上電極用引線電極，其連接到所述上電極；和下電極用引線電極，其連接到所述下電極，其中，所述下電極是被連續(xù)地設(shè)置在所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的公共電極，所述下電極的與所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一側(cè)上的端部位于所述面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中，所述下電極用引線電極由粘附層和金屬層形成，所述粘附層由粘附金屬制成，所述金屬層由金屬材料制成并設(shè)置在所述粘附層上，所述下電極用引線電極位于與所述壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中，并且所述形成所述下電極用引線電極的粘附層延伸到達(dá)所述下電極的所述一側(cè)上的所述端部，并且所述下電極用引線電極和所述下電極通過所述延伸的粘附層彼此電連接。
10.權(quán)利要求9所述的液體噴頭，其中，所述粘附層的厚度等于或者小于所述下電極的厚度，并且所述金屬層的厚度大于所述下電極的厚度。
11.如權(quán)利要求9和10中任何一項所述的液體噴頭，其中，連接到所述下電極的公共電極圖案沿著所述壓力產(chǎn)生腔的排列方向設(shè)置在如下區(qū)域中，所述區(qū)域處于所述面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中與所述下電極用引線電極相反一端的外側(cè)。
12.如權(quán)利要求11所述的液體噴頭，其中，所述粘附層從所述下電極用引線電極延伸到達(dá)所述公共電極圖案，并且所述下電極用引線電極和所述公共電極圖案通過所述延伸的粘附層彼此連接。
13.如權(quán)利要求9-12中任何一項所述的液體噴頭，其中，所述粘附層設(shè)置在與所述多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的分隔壁面對的區(qū)域中的每一個中，并且各個粘附層至少在所述與壓力產(chǎn)生腔的分隔壁面對的區(qū)域中具有相同的圖案。
14.如權(quán)利要求13所述的液體噴頭，其中，所述多個粘附層中之一從所述下電極用引線電極延伸出，剩余的是僅僅由所述粘附層形成的虛電極。
15.如權(quán)利要求9-14中任何一項所述的液體噴頭，其中，所述下電極具有公共引線部分，所述公共引線部分被從所述下電極的所述一側(cè)的所述端部引出到所述下電極用引線電極，并且所述下電極用引線電極和所述下電極通過設(shè)置在所述公共引線部分上的所述粘附層彼此連接。
16.如權(quán)利要求9-15中任何一項所述的液體噴頭，其中，至少形成所述壓電元件的各層除了所述下電極和所述粘附層之間的連接部分，都被由無機(jī)絕緣材料制成的絕緣膜覆蓋。
17.一種液體噴射設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-16中任何一項所述的液體噴頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了確保穩(wěn)定液體噴射特性的液體噴頭和液體噴射設(shè)備。液體噴頭包括通道形成襯底，其中形成有多個與噴射液體的噴嘴孔連通的壓力產(chǎn)生腔；壓電元件，其通過隔膜被設(shè)置在通道形成襯底一側(cè)上面對所述壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中，且包括下電極、壓電層和上電極；從上電極引出的引線電極；和從下電極引出的引線電極。下電極是被連續(xù)地設(shè)置在面對多個經(jīng)排列的壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中的公共電極，下電極的與壓力產(chǎn)生腔的排列方向垂直的方向上的至少一端位于面對壓力產(chǎn)生腔的區(qū)域中。下電極用引線電極位于與壓力產(chǎn)生腔之間的空間相對應(yīng)的區(qū)域的外側(cè)，并且通過從下電極延伸出的公共引線部分進(jìn)行連接?；蛘?，下電極用引線電極由粘附層和金屬層組成，且僅僅粘附層延伸到下電極。
文檔編號B41J2/055GK1914038SQ200580003300
公開日2007年2月14日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者高橋智明 申請人:精工愛普生株式會社