压电致动器、包含它的液体喷头及其制造方法

专利名称：压电致动器、包含它的液体喷头及其制造方法
背景技术：
本发明涉及在振动板表面具有压电元件作为驱动源的压电致动器，包含这样的致动器的液体喷头，以及制造这样的致动器和喷头的方法。
压电元件在施加电能后产生变形，并被作为驱动元件广泛地用于例如液体喷头、微型泵和音响设备(如扬声器)。这里，压电元件由表现出压电效应的压电材料组成，如由金属氧化物粉末(例如，BaTiO3，PbZrO3，PbTiO3)压制和焙烧而成的压电陶瓷，利用聚合物复合物制成的压电聚合物膜等。液体喷头通过使压力腔中液体压力发生变化而从喷口喷射出液滴；液体喷头包括用于例如图象记录装置如打印机的记录头，用于制造液晶显示器的液晶喷头，和用于制造颜色滤光片的颜料喷头等。微型泵是一种能够输送痕量液体的超小型泵；例如，它可以用于极少量的液体药物的输送。
具有一个在振动板表面上的压电元件的压电致动器是这样一个液体喷头和微型泵中使用的一个重要零件。压电致动器被连在压力腔形成板上，压力腔形成板有一个作为压力腔的中空腔，振动板部分地确定出压力腔。为了喷射液滴或传送液体，给压电元件提供一个驱动脉冲使压电元件和振动板(即压力腔的变形部分)产生变形，从而改变压力腔的容积。
在液体喷头和微型泵中，对压电元件的高频驱动有很强的要求，以实现液滴的高频喷射和提高液体的输送能力。为了实现压电元件的高频驱动，有必要使得变形部件的柔性尽可能最小而压电元件的变形量尽可能最大，因为如果使得变形部件的柔性更小，则响应性能得到提高，从而有可能以比以往更高的频率驱动，而如果增大压电元件的变形量，则压力腔容积变化量增加，从而使得喷射的液滴量和输送的液体量增加。
人们提出了具有多层结构的压电元件以满足对变形部件柔性和压电元件的变形量的相互矛盾的要求。例如，日本专利公开No.2-289352A公开了一种压电元件，其压电体层具有由上压电体和下压电体组成的双层结构，驱动电极(分立的电极)在上压电体和下压电体之间的界面上形成，而上压电体和下压电体在外表面上都形成了一个公共电极。同样地，日本专利公开No.10-34924A也公开了一种具有多层结构的压电元件。
在上述的多层压电元件中，驱动电极位于上压电体和下压电体之间的界面，因而上压电体和下压电体都被施加了一个强度取决于驱动电极至各公共电极的距离(即各压电体的厚度)和驱动电极和各公共电极之间的电位差的电场。这样，与具有夹在驱动电极和公共电极之间的单层压电体的压电元件相比，在施加与以往相同电压时，即使为了增加刚度而略微加厚整个压电元件，双层结构的压电元件也可以产生更大的变形。
然而，实际上，上述具有多层结构的压电元件并没有实现商业化。因此作为实际产品所使用的肯定是具有夹在一个公共电极和一个驱动电极之间的单层压电体的压电元件。这可能有各种原因；而难以得到包含具有均一压电体特性的多层压电元件的组件也被认为是一个原因。

发明内容
本发明的一个目的是得到配备有高度一致的压电体特性的多层压电元件的压电致动器，和包含这样的致动器的液体喷头。
本发明的另一个目的是提供制造这样的压电致动器和液体喷头的方法。
为了实现上面的目的，根据本发明，所提供的压电致动器包括振动板；形成在振动板上并设定为预定电位的第一公共电极，第一公共电极具有一个第一邻近部分和从邻近部分延伸出来的第一分支部分；第一压电层，叠放在每一个第一分支部分上；驱动电极，叠放在每一个第一压电层上；第二压电层，叠放在每一个驱动电极上；第二公共电极，第二公共电极具有一个第二邻近部分和从邻近部分延伸出来的第二分支部分，使得每一个第二分支部分叠放在每一个第二压电层上，第二压电层要被保持在预定电位；以及导电部件，将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接。
根据本发明，还提供了一种液体喷头，它包含了上述致动器单元，以使得每一个第一分支部分与一个和喷射出液滴的喷口相通的压力腔相关联。
根据本发明，还提供了制造压电致动器的方法，包括步骤配备振动板；在振动板上形成第一公共电极，使其具有第一邻近部分和从此邻近部分延伸出来的第一分支部分；在每一个第一分支部分上叠放一个第一压电层；在每一个第一压电层上叠放驱动电极；在每一个驱动电极上叠放第二压电层；形成具有第二邻近部分和从此邻近部分延伸出来的第二分支部分的第二公共电极，使得每一个第二分支部分叠放在每一个第二压电层上，而第一公共电极和第二公共电极彼此绝缘；以及电气连接第一邻近部分和第二邻近部分。
最好，此制造方法还包括步骤在将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接以前，测量第一压电层的第一压电特性；以及根据所测出的第一压电特性，将致动器划分到预先确定的等级之一中去。
最好，制造方法还包括下列步骤在将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接以前，测量第二压电层的第二压电特性；以及根据所测出的第二压电特性，将致动器划分到预先确定的等级之一中去。
根据本发明，还提供了制造液体喷头的方法，包括步骤配备按上述方法制造的致动器单元；配备流道单元，此单元形成有每个均和喷出液滴的喷口相通的压力腔；以及接合致动器单元和流道单元，使得每一个第一分支部分与压力腔之一相关联。
在上述构造中，由于第一公共电极和第二公共电极在其形成时是电气绝缘的，可以针对每一个上压电体和下压电体单独测量压电体特性。上压电体和下压电体的压电体特性可以单独测量。因此，能够得到压电元件的压电特性高度一致的产品。


在附图中图1是描述根据本发明第一实施例的喷头体基本结构的剖视图；图2示出从喷管板观察的第一实施例的喷头体；图3是示出第一实施例的致动器单元沿压力腔纵向方向的剖视图；图4是示出第一实施例的致动器单元沿压力腔横向方向的剖视图；图5是示出第一实施例的驱动电极的端部结构的剖视图；图6是示出第一实施例的上公共电极的端部结构的剖视图；图7A是第一实施例的上公共电极的俯视图；图7B是第一实施例中的下公共电极的俯视图；图8A至图8F是示出第一实施例中的压电元件制造过程的示意图；图9是示出第一实施例的压电元件的极化示意图；图10A是根据本发明第二实施例的压电元件的剖视图；图10B是第二实施例的压电元件的俯视图，示出了没有配备接线部件的情况；图10C是第二实施例的压电元件的俯视图，示出了配备接线部件的情况；图11是示出具有多个喷头体的记录头的俯视图。
具体实施例方式
现参照附图，在下面将描述优选实施例。在下面的描述中，以安装在图形记录装置如打印机或绘图仪中的记录头为例。例如，如图11所示，记录头具有多个安装在安装基体61上的喷头体1。
首先，将参照图1和图2讨论根据本发明第一实施例的喷头体的基本结构。喷头体1大致由流道单元2和致动器单元3组成。
流道单元2由一个供应端口形成板6，一个储存腔形成板8，和一个喷管板10组成，供应端口形成板上形成有通孔，用作供墨端口(孔)4的一部分和每一个喷管贯通端口5的一部分；储存腔形成板上形成有通孔，用作公共墨水储存腔7和每一个喷管贯通端口5的一部分；喷管板上有沿着朝副扫描方向制作(垂直于记录头移动的主扫描方向)的喷口9。供应端口形成板6，储存腔形成板8和喷管板10由例如不锈钢板材压制而成。
为了制造流道单元2，喷管板10被置于储存腔形成板8的一个表面上(图中的下侧)，而供应端口形成板6被置于储存腔形成板8相反一侧的表面上(图中的上侧)，且供应端口形成板6，储存腔形成板8和喷管板10由例如片状的胶粘剂接合。
如图2和图11所示，按预定的间距成排地制作喷口9以形成喷管行11。例如，92个喷口9组成一个喷管行11，两行喷管行11并排形成。
致动器单元3是也被称为头芯片的部件。致动器单元3由形成有作为压力腔12的通孔的压力腔形成板13、用于确定每个压力腔的一部分的振动板14、形成有作为供应贯通端口15和每一个喷管贯通端口5的通孔的盖部件16和作为驱动源的压电元件17组成。对于部件13，14和16的板厚度，最好是每一个压力腔形成板13和盖部件16的厚度都为50μm或50μm以上，100μm或100μm以上更优。振动板14的厚度最好为50μm或小于50μm，3μm至12μm更优。
在致动器单元3中，振动板14和压电元件17组成了本发明的压电致动器单元。振动板14起到了支撑部件的作用，其上放置压电元件17。
为了制造致动器单元3，盖部件16被放置在压力腔形成板13的一个表面上而振动板14被放置在相反一侧的表面上，并且将这些部件接合起来，然后在振动板14的表面上形成压电元件。压力腔形成板13，振动板14和盖部件16由氧化铝或氧化锆等陶瓷材料制成，并通过焙烧彼此接合。
例如，将压力腔形成板13，振动板14和盖部件16接合的过程如下首先，使用陶瓷原材料，粘合剂，液体介质等制备陶瓷浆料。接着利用通用的装置如刮刀，逆转辊涂机等将浆料形成生材板(未焙烧板件)。然后，对生材板进行裁剪、冲孔等，以形成所需的通孔等，用于形成压力腔形成板13、振动板14和盖部件16的每一个片状前驱体。将这几个片状前驱体相互叠加并焙烧，藉此使它们变成一块，形成一个片状部件。在这种情况下，片状前驱体被烧结成一块，因此不需进行特别的粘接处理。前驱体的接合面也具有很好的密封性。
一个片状部件形成有多个单元的压力腔12和喷管贯通端口5等。换句话说，从一个片状部件制造出多个致动器单元(头芯片)。例如，每一个芯片区形成一个致动器单元，多个芯片区以类似矩阵的形式排列在一个片状部件中。在每一个芯片区中形成压电元件17等的所需部件，然后将片状部件(陶瓷片)按每一个芯片区切割，藉此提供多个致动器单元3。
每一个压力腔12都是一个沿垂直于喷嘴排方向拉长的中空腔，并与喷口9一一对应形成。即，如图2所示，多个压力腔12沿喷嘴排的方向排列成行。每一个压力腔12在一端通过喷管贯通端口5与相应的喷口9相连。压力腔12通过供应贯通端口15和供墨端口4在与和喷管贯通端口5相反的一端和公共储墨室7相通。此外，压力腔12的一部分由振动板14确定。
每个压电元件17都是处于偏移振动模式(deflection vibration)的压电元件，并在振动板14与压力腔12相反的表面上和压力腔12一一对应地形成。压电元件17的宽度大致与压力腔12相当，长度比压力腔12稍长。即，压电元件17这样形成以在压力腔12长度方向上覆盖住压力腔12。压电元件17具有包含压电体层31、公共电极32、驱动电极33等的多层结构，并且，例如，如图3所示，压电体层31夹在驱动电极33和公共电极32之间。压电元件17的具体结构将在后面详细描述。
将驱动信号供应源(没有画出)电气连接到驱动电极33，并且将公共电极32调整至例如地电位。当给驱动电极33提供一个驱动信号时，在驱动电极33和公共电极32之间产生了一个强度和电位差对应的电场。将电场施加到压电体层31以后，压电体层会随所加电场强度的大小产生变形。即，驱动电极33的电位越高，压电体层31沿垂直于电场方向的收缩程度越大，使振动板14变形，以减小压力腔12的容积。另一方面，驱动电极33的电位越低，压电体层31沿垂直于电场方向的膨胀程度越大，使动板14变形，以增大压力腔12的容积。
将致动器单元3与流道单元2彼此接合。例如，将片状胶粘剂置于供应端口形成板6和盖部件16之间，并在这种状态下，将致动器单元3压靠在流道单元2上，藉此使致动器单元3和流道单元2接合。
在所描述的喷头体1中，每一个墨水流道从公共储墨室7开始，通过供墨口4，供应贯通端口15，压力腔12和喷管贯通端口5到达喷口9，并与喷口9一一对应形成。在工作时，墨水流道中灌满墨水(一种液体)。当压电元件17发生变形，对应的压力腔12收缩或膨胀，压力腔12中的墨水压力产生波动。因墨水压力受到控制，墨滴能够从喷口9中喷出。例如，如果静态容积的压力腔12一旦膨胀并随后迅速收缩，则当压力腔12膨胀时，压力腔中充满了墨水，然后压力腔中的墨水因压力腔12随后的快速收缩而受到挤压，喷射出墨滴。
为了执行快速纪录，需要在短时间内喷射出大量的墨滴。为了满足这个要求，有必要考虑振动板14确定了压力腔12部分和压电元件17(即压力腔12的变形部分)的柔性和压电元件17的变形量。需要考虑柔性和变形量的原因是因为随着变形部分柔性的增加，对变形的响应能力变差，使高频驱动变难，并且随着变形部件柔性的降低，该部分变得不易变形，并且压力腔12的收缩量减小，一滴墨滴中的墨量减小。
从很多观点来看，在已实际使用的采用偏移振动模式压电元件的记录头中，采用了都具有夹在公共电极和驱动电极之间的单层压电体的压电元件；最高的响应频率约为25KHz，最大的墨滴墨量约为13pL(皮升)。
在本实施例中，采用的每一个压电元件17都具有多层结构，用来降低振动板14的柔性，并且，对压电元件17的结构进行了改进，藉此，有可能在比以往更高的频率下喷射所需墨量的墨滴。这一点将在下面讨论
首先，压电元件17的结构将被详细讨论。如图3所示，压电体层31由彼此层叠的上压电体(外压电体)34和下压电体(内压电体)35组成。公共电极由上公共电极(外公共电极)36和下公共电极(内公共电极)37组成。公共电极32和驱动电极33(分立的电极)组成了电极层。
这里提及的术语“上(外)”或“下(内)”是用来指明以振动板14作为参照物的位置关系。换句话说，用来指明基于压电元件17到振动板14的接合面，也可被称为压电元件17的变形输出作用面，对振动板的位置关系。术语“上(外)”用于表示远离振动板14的那一侧，而术语“下(内)”用于表示靠近振动板14的那一侧。
驱动电极33在上压电体34和下压电体35之间的交界处形成，而下公共电极37在下压电体35和振动板14之间形成。上公共电极36在下压电体35相反一侧的上压电体34的表面上形成。即，压电元件17是多层结构，其中，下公共电极37，下压电体35，驱动电极33，上压电体34和上公共电极36从振动板的一侧依次层叠。压电体层31的厚度约为17μm(上压电体34的厚度加下压电体35的厚度)。压电元件17加上公共电极32的总厚度约为20μm。
有关技术中的多层结构压电元件的总厚度约为15μm。因此，随着压电元件17厚度的增加，振动板14的柔性相应地降低。
不管驱动信号如何，将上公共电极36和下公共电极37调节至恒定的电位。在本实施例中，上公共电极和下公共电极在电绝缘状态下形成，然后被彼此电气连接。在工作时，上公共电极36和下公共电极37被调整为例如地电位。如前面所提及的，驱动电极33被电气连接到驱动信号供应源，其电位相应于所供应的驱动信号改变。因此，在提供驱动信号时，在驱动电极33与上公共电极36之间以及驱动电极33和下公共电极37之间产生了方向相反的电场。对于形成电极33，36和37的材料，可以选择金属单质，合金，绝缘陶瓷与金属的混合物等各种导体，但要求在焙烧温度下，不发生失效等。在本实施例中，上公共电极36用金制造，下公共电极37和驱动电极33用铂制造。
上压电体34和下压电体35，例如，都是用主要包含锆酸钛酸铅(PZT)的压电材料制成。上压电体34和下压电体35的极化方向相反。所以，当施加驱动信号时，上压电体34和下压电体35的膨胀和收缩方向相一致，且能够没有阻碍地使振动板14产生变形。即，当使驱动电极33的电位升高时，上压电体34和下压电体35使振动板14变形以减小压力腔12的容积；当使得驱动电极33的电位降低时，上压电体34和下压电体35使振动板14变形以增大压力腔12的容积。
为了使具有多层结构的压电元件17有效地变形，在本实施例中，当提供驱动信号时，上压电体34的变形度被设定得大于下压电体体35的变形度。即，当提供相同的信号时，上压电体34的变形大于下压电体35。如果上压电体34的弯曲程度相对比下压电体35更大，则上压电体34较下压电体35离振动板14的距离更远，因此上压电体34的变形量被放大并作用在振动板14上，有可能使振动板14的变形量增大。
因为振动板14可以产生大的变形，在收缩时压力腔的容积能变得更小。因此，与仅仅使用多层结构的压电元件17的情况相比，压力腔12在膨胀和收缩时的容积差能被加大，墨滴的喷射墨量能增多。
因为上公共电极36比其它电极的变形更大，所以上公共电极36采用比其它任何电极(驱动电极，下公共电极37)更薄和柔韧形更高的电极材料。即，上公共电极36在上压电体34的表面上形成，因此其变形比其它电极更大。所以，上公共电极36使用了比任何其它电极更柔软的材料，并/或被减薄，这样可防止在上公共电极36发生反复变形时上公共电极36产生断裂。如果把上公共电极36减薄，可采用具有良好导电性的电极材料来防止电阻过分增大。
具体地说，对于电极材料，如上所述，上公共电极36用金制成，驱动电极33和下公共电极37用铂制成。下公共电极37和驱动电极33都为2至3μm度；上公共电极36(te1)的厚度被设定为下公共电极37或驱动电极33的十分之一(例如，0.3μm)。这样的组合有可能使得上公共电极36跟随压电元件17变形，并避免削弱压电元件17的变形量的情况。如果压电元件17反复变形，断裂故障等不易发生。另外，可以允许电流有效地流过上公共电极36。
如图5所示，驱动电极33在压电元件17的一个端部暴露在压电元件17的外边，并通过连接电极39和供电端子40相连。每个供电端子40都是用于提供驱动信号的接触接点，并与驱动电极33一一对应地形成。把用于提供驱动信号的柔性扁平电缆(FFC)接触接点和每一个供电端子40电气连接。因此，驱动信号通过供电端子40和连接电极39提供给相应的驱动电极33。
连接电极39在压电元件17的端面、振动板14的表面和安装有供电端子40的接线板41的表面上形成。尽管如上所述，下公共电极37也形成在振动板14的表面，但在连接电极39和下公共电极37之间设有没有形成电极的绝缘区域X，所以连接电极39和下公共电极37之间是电气绝缘的。
通过这个方法，如上所述，压电元件17和喷口9一一对应地形成，这样每一个喷管行11的压电元件17的数目是92。尽管上公共电极36和下公共电极37是彼此电气连接的，但是如果公共电极36和公共电极37都与每一个压电元件17电气连接，则工作效率很低且生产率无法提高。另一方面，如果在形成公共电极32(36和37)时将公共电极36和公共电极37电气连接，在针对每一个压电元件17，测量每一个上压电体34和下压电体35的电容(一种压电体特性)的情况下，这样的测量必须针对各个压电元件17一起进行。在这样的情况下，很难指定有问题的元件。
基于上面的考虑，在此实施例中，每一个上公共电极36和下公共电极37形成由一个邻近电极和多个分支电极组成的梳状的电极，且分别测量上压电体34和下压电体35的压电体特性，然后将它邻近电极彼此电气连接。即，在电极的形成过程中，上公共电极36和下公共电极37彼此绝电气绝缘，在测量过压电体特性以后，再将电极36和37电气连接。这点将在下面讨论。
如图5至7所示，上电极36是由一个沿平行于喷嘴排方向拉长的条状邻近电极42和多个从邻近电极42的一侧延伸出来的分支电极43组成的梳状电极，覆盖压电元件17(上压电体34)的表面。
邻近电极42在振动板14的表面形成，且为了使如果在同一时间给所有压电元件17提供驱动信号时让电流无阻碍地流过，邻近电极42具有被设定得比分支电极43足够地宽的宽度。如图7A所示，邻近电极42沿长度方向在端部形成有一个导电区42a。当把上公共电极36和下公共电极37电气连接时(在后面描述)使用到导电区42a。如图6所示，每一个分支电极43都在上压电体的表面延伸，通过了压电体层31的一端的斜坡部分。
如图5所示，每一个分支电极43的远心端都被放置得远离上压电体34的端面。原因是每一个上压电体43的端部和驱动电极33被彼此分开放置，藉此防止分支电极43和驱动电极33之间由于空气放电而短路的不良情况。
整个下公共电极37在振动板的表面形成；下公共电极37是由一个沿平行于喷嘴排方向拉长的条状的邻近电极44、多个分支电极45和导电带46形成的梳状电极。分支电极45与压电元件17(下压电体35)一一对应地形成，以从邻近电极44的一侧延伸出来，导电带46从邻近电极44的另一端延伸到分支电极45相反的一侧。
为了使如果在同一时间给所有压电元件17提供驱动信号时让电流无阻碍地流过，邻近电极44具有被设定得比分支电极45足够地宽的宽度。如图5所示，分支电极45被放置在压电体层31(下压电体35)和振动板14之间，且具有与上公共电极36相匹配的远心端。当把下公共电极37和上公共电极36电气连接时，用到导电带46。即，导电带46形成在靠近上公共电极36的导电区42a的位置，并且导体部件47如焊锡等被置于跨接导电区42a和导电带46的状态，如图8F所示。因此，为了将公共电极36和37都电气连接，导体部件47只需跨接导电区42a和导体带46形成，并且操作能被简化，也适合于自动化。
接着，参照图8A至图8F，将讨论上公共电极36和下公共电极37的制造工序。公共电极36和公共电极37都是在振动板14上(更具体些，在切割得到致动器单元3之前的基体，但为了描述起来更方便，用“振动板14”)在形成压电元件17的元件形成工序中形成的。
在元件形成工序中，首先，如图8A所示，在振动板14的表面上形成下公共电极37。在本实施例中，下公共电极37通过印刷形成。因此，首先将掩模放在振动板14上的预定位置，铂膏通过掩模被涂敷到振动板14的表面上。如果涂敷好了铂膏，接着将铂膏进行焙烧。即，把在振动板表面涂敷了铂膏的片状部件(压力腔形成板13，振动板14和盖部件16的前驱体的已焙烧物)放入焙烧炉中，在预定的温度下焙烧预定的时间。在片状部件焙烧以后，在振动板14的表面上形成了下公共电极37。
如果形成了下公共电极37，则如图8B所示形成下压电体35。即，把掩模放在振动板14上的预定位置，接着把压电材料的浆料(如锆酸钛酸铅)涂敷到振动板14的表面。对涂敷的压电材料的浆料进行焙烧。在此以后，如图8C至8E所示，按相似的方式依次形成驱动电极33，上压电体34和上公共电极36。具体地说，驱动电极33在下压电体35之上形成；上压电体34在下压电体35之上形成以覆盖住驱动电极33；上公共电极36在上压电体34的表面形成。
在上公共电极36形成完成以后，过程前进到切割工序。在切割工序中，把陶瓷片(形成有压电元件17的片状部件)按每一个芯片区进行切割，以提供多个致动器单元3。
如果陶瓷片被切割成致动器单元3，过程前进到检测工序，进行检验以保证压电元件17的组成层制造正常。
在本实施例中，与其尺寸(例如厚度和宽度)有关的压电体层的电容被针对每一个上压电体34和下压电体35分别进行测量。即，在检测工序中，公共电极36和37都还没有被电气连接，所以可以针对每一个上压电体34和下压电体35分别测量电容。
在完成对所有压电元件17的检测后(例如，测量电容)，致动器单元3是否可用取决于所测出的电容。此外，根据所测出的电容，对确定为可用的致动器单元3进行分类。例如，根据致动器单元3的平均电容或电容的变化范围对致动器单元3分级。
在对致动器单元3进行分类后，工序前进到制造出的压电元件的极化工序。极化是施加一个强电场使内部的电偶极子具有统一的恒定方向。例如，如图9所示，上公共电极36和下公共电极37都接地，并且驱动电极33接电源。在这种情况下，极化在充分高于平常所用的驱动电压的电压下进行。在本实施例中，驱动电压约为30V，而极化电压设为约70V。如果极化电压被施加了预定的时间，极化被终止。
如果上压电体34和下压电体35被极化，随后过程前进到电气连接工序。在电气连接工序中，如图8F所示，在经历了用于电气连接上公共电极36和下公共电极37的极化后，对驱动单元3进行锡焊等电气连接。例如，把作为导体部件47的锡焊，焊线等被置于跨接导电区42a和导电带46的状态。
这里，用于进行极化的极化电压是经过驱动电极33施加的，所以上压电体34和下压电体35可以一起极化。因此可操作性优异。由于上公共电极36和下公共电极37在电极形成时电气绝缘而在检测完成后电气连接，所以一个压电元件17的压电体特性可以在检测工序中针对每一个上压电体34和下压电体35被分别测量。因此，能够得到每一个都具有一致的压电体特性的致动器单元3。也可以高准确度地找出制造时的不良情况。(defective condition on manufacturing)虽然已对每一个上公共电极36和下公共电极37形成梳状电极的实例进行了描述，但上公共电极36或下公共电极37中的任一个可以针对每一个压电元件17分立地形成，并且上公共电极36和下公共电极37可以用柔形扁平线等接线部件电气连接。
在本发明的第二个实施例中，如图10A至图10C所示，分立的上公共电极36’与压电元件17一一对应地形成，且下公共电极37’呈梳状形成。为了电气连接上公共电极36’和下公共电极37’，赔了了一个接线部件51。即，在接线部件51的连接部分形成了一个平面状的导电层52，并且导电层52被放置在下公共电极37’(邻近电极)和上公共电极36’上，以连接它们。
通过这样做，一个压电元件17的压电体特性可以针对每一个上压电体34和下压电体35被分别测量。因此，能够选出每一个具有一致压电体特性的致动器单元3，并且也可以高准确度地找出制造时的不良情况。
虽然对将本发明应用于一种液体喷头式记录头和用于此记录头的压电致动器的实例已进行了描述，但本发明不限于这些具体的实例。例如，本发明也可以应用于其它液体喷头，如液晶喷头和颜料喷头以及用于这些液体喷头的压电致动器。本发明也可应用于用于微型泵和音响设备的压电致动器。
权利要求
1.一种压电致动器，包括振动板；形成在振动板上并设定为预定电位的第一公共电极，第一公共电极具有一个第一邻近部分和从所述邻近部分延伸出来的第一分支部分；第一压电层，叠放在每一个第一分支部分上；驱动电极，叠放在每一个第一压电层上；第二压电层，叠放在每一个驱动电极上；第二公共电极，第二公共电极具有一个第二邻近部分和从所述邻近部分延伸出来的第二分支部分，使得每一个第二分支部分叠放在每一个第二压电层上，第二压电层要被保持在预定电位；以及导电部件，将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接。
2.一种制备压电致动器的方法，包括步骤配备振动板；在振动板上形成第一公共电极，使其具有第一邻近部分和从所述邻近部分延伸出来的第一分支部分；在每一个第一分支部分上叠放一个第一压电层；在每一个第一压电层上叠放驱动电极；在每一个驱动电极上叠放第二压电层；形成具有第二邻近部分和从此邻近部分延伸出来的第二分支部分的第二公共电极，使得每一个第二分支部分叠放在每一个第二压电层上，而第一公共电极和第二公共电极彼此绝缘；以及电气连接第一邻近部分和第二邻近部分。
3.如权利要求2所述的制备方法，还包括步骤在将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接以前，测量第一压电层的第一压电特性；以及根据所测出的第一压电特性，将致动器划分到预先确定的等级之一中去。
4.如权利要求2所述的制备方法，还包括步骤在将第一邻近部分和第二邻近部分电气连接以前，测量第二压电层的第二压电特性；以及根据所测出的第二压电特性，将致动器划分到预先确定的等级之一中去。
5.一种液体喷头，包括如权利要求1中所述的致动器元件，使得每一个第一分支部分和一个压力腔相关联，所述压力腔与喷出液滴的喷口相通。
6.一种制造液体喷头的方法，包括配备按如权利要求2中的方法制造出的致动器单元；以及配备流道单元，此单元形成有每个均和喷出液滴的喷口相通的压力腔；以及接合致动器单元和流道单元，使得每一个第一分支部分与压力腔之一相关联。
全文摘要
本发明公开了一种压电致动器，包含此致动器的液体喷头和制造此致动器与喷头的方法，其中设定为预定电位的第一公共电极在振动板上形成。第一公共电极具有一个第一邻近部分和从第一邻近部分延伸出来的第一分支部分。每一个第一分支部分上层叠一个第一压电层。每一个第一压电层上层叠一个驱动电极。每一个驱动电极上层叠一个第二压电层。设定为预定电位的第二公共电极具有一个第二邻近部分和从第二邻近部分延伸出来的第二分支部分，使得每一个第二压电层上层叠一个第二分支部分。一个导电部件电气连接第一邻近部分和第二邻近部分。
文档编号B41J2/16GK1445919SQ03120708
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月18日 优先权日2002年3月18日
发明者张俊华 申请人:精工爱普生株式会社