专利名称：实现高质量图像记录所需的稳定操作特性的层状压电元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像记录，并且更特别地是涉及一种层状压电元件，一种制造此元件的方法，一压电致动器，一液滴喷射头，以及一喷墨记录装置。
背景技术：
一用作诸如打印机、传真机、复印机，或绘图仪的图像记录装置的喷墨记录装置包括一作为液滴喷射头的喷墨头，它包括用于喷出墨水液滴的喷嘴，与喷嘴相通的贮液室(也叫作墨水室，喷射室，压力室，压液室，或通道)，以及用于挤压贮液室中墨水的驱动部分(压力产生部分)。除了喷墨头以外，液滴喷射头包括一喷射防蚀液滴的头部和喷射DNA试样液滴的头部，不过下面的描述主要是基于作为液滴喷射头的喷墨头。
作为一种喷墨头，众所同知的是一种所谓的压电喷墨头。压电喷墨头应用一种压电体，特别是一种具有压电层和内部电极的交替层的层状压电体，作为用于产生挤压贮液室中墨水的压力的一压力产生部分。形成贮液室壁的可弹性变形的隔膜由于层状压电元件在d33方向上的位移而变形，这就使得贮液室内的容积和压力产生变化，因此喷射出墨滴。
日本特开第10-286951公开了一种使用这种层状压电元件的喷墨头。在这种喷墨头中，槽形成在层状压电元件的一部分中，层状压电元件在一侧上具有形成作为单独电极的外部电极并且具有形成在另一侧上的共用电极，以使多个驱动部分(驱动通道)形成在非驱动部分的之间，非驱动部分形成在两侧。层状压电元件的共用电极从两侧的非驱动部分按驱动部分布置的方向延伸。
近些年来，需要喷墨记录装置在更高的速度下以更高的质量进行图像记录。为了增加记录的速度，沿第二扫描方向上头部喷嘴的数量被增加了，以使在打印过程中主扫描方向上的滑架的一次扫描在第二扫描方向上具有更大的宽度。
但是，在如上所述的喷墨头中，在层状压电元件驱动部分的共用电极从处于其两纵向端的非驱动部分延伸的情况下，当出于增加记录速度的目的，层状压电元件被加长以增加驱动部分(驱动通道)的数量时，从共用电极延伸部分(非驱动部分)到每个驱动通道的传导长度随着驱动通道数量的增加而增加。结果就是共用电极的的电阻增加了。特别地，通过在层状压电元件上执行半切形成多个驱动部分的情况下，尚未开槽的部分作为共用外部电极，以使狭长部分增加了共用电极的电阻。
在驱动所有驱动通道的情况下施加到驱动通道的驱动电压的时间常数不同于只驱动其中一个驱动通道的情况。
驱动电压的时间常数随着驱动通道数量的增加而增加。另外，这种增加的程度随着共用电极电阻的增加而变大。
当驱动电压的时间常数因此改变时，墨滴的喷射特性特别是墨滴的速度发生改变，从而改变墨滴的碰撞点。因此，当上述两种情况的时间常数之间有大的差异时，会导致图像质量的大幅度下降，特别是在打印大约为600dpi高密度图像的情况下。
因此，在使用层状压电元件的传统喷墨头中，会存在这样一个问题，那就是由于共用电极大的电阻而无法获得高质量的图像，特别是在打印大约为600dpi高密度图像的情况下。
发明内容
因此，本发明一总的目标就是实现在图像记录中消除上述的不足。
本发明一个更明确的目的就是提供一层状压电元件减少在驱动所有通道的情况下与仅驱动一个通道情况下驱动电压的时间常数之间的差异，以及制造这种元件的方法。
本发明另一个更明确的目的就是提供一具有稳定操作特性的压电致动器，一具有稳定喷射特性的液滴喷射头，以及一能够进行高质量记录的喷墨记录装置。
本发明的上述目标可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，以及每个驱动部分的一电容C(F)，驱动部分的数量n和非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
上面所述的层状压电元件满足表达式R≤8×10-6/n/C。因此，驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。
本发明的上述目标也可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及连接到驱动部分共用外部电极并且没有由槽分割的用于传导的内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
上面所述的层状压电元件包括连接到驱动部分共用外部电极的用于传导的内部电极。因此，共用电极的电阻被减少了，致使驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。
本发明的上述目标也可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
上面所述的层状压电元件包括用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的一外部电极。因此，共用电极的电阻被减少了，致使驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。
本发明的上述目标也可以通过一种制造层状压电元件的方法来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，以及用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的、并不由槽分割的一内部电极，这些驱动部分和非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，这些驱动部分包括从非驱动部分延伸的一共用电极，此方法包括步骤(a)将一包括伪部分的元件固定到基底，此伪部分由压电层形成，其形状在形成交替层的方向上与交替层的一组内部电极的形状基本上对称，(b)将伪部分从元件去掉。
根据上面所述的方法，本发明的层状压电元件可以适当地被制造，减少翘曲。
本发明的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，并且每个驱动部分的电容C(F)，驱动部分的数量n，以及非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
本发明的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，和一用于传导连接到驱动部分的共用外部电极并且不由槽所分割的一内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
本发明的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和用于传导的连接到驱动部分的共用外部电极的外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
上面所述的每一个压电致动器包括本发明变形可移动件的层状压电元件。因此，上述压电致动器可以获得一减少变动的、稳定的操作特性。
本发明的上述目标也可以通过一液滴喷射头来实现，此液滴喷射头包括一用于挤压与喷嘴相连的贮液室的压电致动器，从而使液滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，并且每个驱动部分的电容C(F)，驱动部分的数量n，以及非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
本发明的上述目标也可以通过一液滴喷射头来实现，此液滴喷射头包括一用于挤压与喷嘴相连的贮液室的压电致动器，从而使液滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，以及一用于传导连接到驱动部分的共用外部电极并且不由槽所分割的一内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
本发明的上述目标也可以通过一液滴喷射头来实现，此液滴喷射头包括一用于挤压与喷嘴相连的贮液室的压电致动器，从而使液滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，以及用于传导的连接到驱动部分的共用外部电极的外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
上面所述的每一个液滴喷射头包括本发明的压电致动器，此致动器可以挤压贮液室里的液体。因此，上面所述的液滴喷射头可以获得一稳定的、减少了变动的操作特性，从而能够用高质量来执行图像的记录。
本发明的上述目标也可以通过包括了可喷出墨滴的喷墨头的喷墨记录装置来实现。此喷墨头包括一用于挤压与喷嘴相连的贮液室的压电致动器，从而使墨滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的一共用电极从非驱动部分延伸，并且每个驱动部分的电容C(F)，驱动部分的数量n，以及非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
本发明的上述目标也可以通过包括了可喷出墨滴的喷墨头的喷墨记录装置来实现。此喷墨头包括一用于挤压与喷嘴相连的贮液室的压电致动器，从而使墨滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的连接到驱动部分的共用外部电极并且不由槽所分割的内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
本发明的上述目标也可以通过包括了可喷出墨滴的喷墨头的喷墨记录装置来实现。此喷墨头包括一用于挤压与喷嘴相连的墨盒的压电致动器，从而使墨滴由喷嘴喷出，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及一用于传导的连接到驱动部分的共用外部电极的一外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。
上面所述的每一个喷墨记录装置包括本发明的液滴(墨水)喷射头。因此，上面所述的喷墨记录装置可以用高质量来稳定地执行图像的记录。
本发明的上述目标也可以进一步通过包括喷墨头的喷墨记录装置来实现，此喷墨头包括一用于挤压贮液室的层状压电元件以从贮液室中喷出墨滴，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，并且在驱动所有驱动部分的情况下施加到层状压电元件上的驱动电压时间常数与在驱动其中一个驱动部分的情况下施加到层状压电元件上的驱动电压时间常数之间的差异小于或等于2微秒。
上面所述的喷墨装置也减少了在驱动所有通道的情况下与驱动一个通道的情况下液滴喷射特性的差异，从而可用高质量来执行图像的记录。
本发明的其它目的、特点和优势通过以下结合附图所作的详细描述会变得更加显而易见，其中图1是根据本发明第一实施例沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的剖面图；图2是根据本发明第一实施例沿垂直于压力贮液室延伸方向截取的、图1中所示喷墨头的层状压电元件的剖面图；图3是沿线A-A截取的图2中所示喷墨头的层状压电元件的驱动部分的剖面图；图4是沿线B-B截取的图2中所示喷墨头的层状压电元件的非驱动部分的剖面图；图5A和图5B是根据本发明第一实施例、在处理之前喷墨头的层状压电元件的内部电极图案的平面图；图6是根据本发明第一实施例从共用电极一侧观察时喷墨头的层状压电元件的透视图；图7是根据本发明第一实施例从单独电极一侧观察时喷墨头的层状压电元件的透视图；图8是根据本发明第一实施例一电路的简图，此电路等效于从喷墨头的驱动波形产生部分至层状压电元件的一电子电路；图9是根据本发明第一实施例的图8中所示等效电路的简化版本的示意图；图10是根据本发明第一实施例、在驱动所有通道的情况下与在驱动一个通道的情况下驱动电压时间常数之间差异的曲线图；图11是根据本发明第一实施例的驱动电压上升时间和液滴喷射速度之间关系的曲线图；图12是根据本发明第二实施例沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件的剖面图；图13是根据本发明第二实施例沿垂直于压力贮液室延伸方向截取的图12中所示喷墨头的层状压电元件的剖面图；图14是根据本发明第二实施例的用于层状压电元件传导的内部电极图案的平面图；图15是根据本发明第三实施例沿压力贮液室延伸方向截取的一喷墨头的层状压电元件的剖面图；图16是根据本发明第三实施例的用于层状压电元件传导的内部电极图案的平面图；图17是根据本发明第四实施例沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件的剖面图；图18是将要处理成喷墨头的层状压电元件的未处理层状压电元件的剖面图，它展示了根据本发明第五实施例的一种制造层状压电元件的方法；
图19是末处理的层状压电元件的剖面图，它展示了根据本发明第六实施例的一种制造层状压电元件的方法；图20是末处理的层状压电元件的剖面图，它展示了根据本发明第七实施例的一种制造层状压电元件的方法；图21A和21B是示出了根据本发明第七实施例的制造方法所产生效果的示意图；图22是根据本发明第八实施例沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件的剖面图；图23是根据本发明第九实施例沿压力贮液室延伸方向截取的一喷墨头的剖面图；图24是根据本发明第九实施例的喷墨记录装置的透视图；以及图25是图24中所示喷墨记录装置的侧视图，它示出了根据本发明第九
具体实施例方式
现在将结合附图对本发明的实施例进行描述。
第一实施例首先，结合图1对根据本发明第一实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。图1是沿压力贮液室延伸方向的一喷墨头的剖面图。
此喷墨头包括了由单晶硅基底所形成的通道基底(贮液室基底)1，一连接到通道基底1下表面的隔膜2，以及连接到通道基底1上表面的一喷嘴板3，由此形成压力贮液室6以及共用贮液室8。此压力贮液室6是通道(墨水贮液室)，它通过连接通道5a与喷射墨滴的喷嘴5相连通。共用贮液室8经由作为流体阻力部分的墨水供应通道7向压力贮液室6供应墨水。
通过作为墨水连接通道5a的孔以及作为压力贮液室6的凹入部分，墨水供应通道7以及共用贮液室8通过在晶体平面的单晶硅基底(110)上使用诸如氢氧化钾水溶液的碱性蚀刻液来执行各向异性蚀刻而形成的。
隔膜2是由诸如镍的金属片形成的。此隔膜2也可以由树脂件或层状的树脂和金属件所形成。
10至30微米的喷嘴5形成在喷嘴板3中使得其对应于压力贮液室6。喷嘴片3使用粘合剂粘合到通道基底1。喷嘴片3可以由诸如不锈钢或镍的金属、由金属和诸如聚茚树脂的树脂的混合物、由硅、或由这些材料的混合物所形成。一防水薄膜经由一种诸如电镀或防水涂层的众所周知的方法形成在喷嘴片3的喷嘴表面上以确保隔离墨水。喷嘴表面是指喷嘴片3在墨水被喷出方向上的一表面。此喷嘴表面也可以称为一喷射表面。
一层状压电元件12被连接到隔膜2的外部表面，此层状压电元件12的单个压电元件对应于压力贮液室6。此外部表面是指在压力贮液室6相对侧上的隔膜2的一个面。隔膜2和层状压电元件12形成变形隔膜2的一压电致动器，这是一个可移动部分。
此层状压电元件12具有在一侧上的连接到隔膜2的第一面以及在相对的一侧通过粘合剂连接并且固定到基底13的第二面。另外，层状的压电元件12的一侧面被连接到FPC(柔性印刷电路)线缆14，此线缆用于向层状压电元件12提供驱动波形。
在这个实施例中，对应于各自压力贮液室6的单个层状压电元件由在长的层状压电元件12中形成狭缝而产生。在本说明书中，“层状压电元件的整体长度”是指原有的长的层状压电元件12的长度，单个的层状压电元件部分由此层状压电元件所形成。
在本实施例中，压力贮液室6中的墨水可由层状压电元件12在d33或d31压电方向上的位移所挤压。
如上面所述，此层状压电元件12的第二面具有通过粘合剂连接并且固定到基底13。FPC线缆14通过粘合剂被连接到基底13的一个面，这个面垂直于其连接到层状压电元件12的面。此FPC线缆14被进一步直接焊接到此层状压电元件12的单个外部电极24上。
优选地使用金属作为用于基底13的材料。通过使用金属作为用于基底13的材料，可以防止从层状压电元件12的自热所导致的热量存储。通过粘合剂此层状压电元件12被连接到基底13。可是当通道的数量增加时，由于层状压电元件12的自热，温度升高接近100度，而显著地减少了接合的强度。另外，此层状压电元件12的自热增加了喷墨头内部的温度从而增加了墨水的温度。墨水温度的增加降低了墨水的粘性，因此显著地影响了喷墨头的墨水喷射特性。因此，通过使用金属作为用于基底13的材料可防止由于层状压电元件12的自热所导致的热量存储，由此可以防止因连接强度和墨水粘性下降所导致的喷墨头的墨水喷射特性的恶化。
当基底13有大的线膨胀系数时，在基底13和层状压电元件12之间结合处的粘合剂可能在高温或低温下脱落。对于传统的压电元件来说，由于此种压电元件在整体长度上更短，所以，很少会出现因环境变化导致温度差异而产生从基底13脱落的问题。这种问题在300dpi、使用大约有40个喷嘴的压电元件并且整体长度大约在30至40微米的情况下这个问题就已经变得明显了。
因此，对于基底13来说优选地要选用衬底膨胀系数为10E-6/℃或更低的材料。通过将衬底膨胀系数限制在这个范围里，就可以防止基底13因环境变化所导致的温度改变而在与压电元件12的结合处从压电元件12脱落。已经证实，将连接到压电元件的每个元件的衬底膨胀系数设定在小于或等于10E-6/℃就可以有效地防止在与压电元件结合处的脱落。
FPC线缆14包括多个驱动IC16用于提供波形(电子信号)来驱动相应的通道(相应于压力贮液室6)。通过向FPC线缆14提供驱动IC16，电子信号的设定在每个驱动IC16中可以独立地被执行。这就有利于对在层状压电元件12的驱动通道的位移特性的变化进行修正。
当压电元件在长度上变大时，很明显地是通道位移上的变化变大了。因此，通过向FPC线缆14提供驱动IC16，层状压电元件12在位移上的变化通过在通道方向上的电压被修正(在通道方向上安排有单个层状压电元件部分)，因此实现了始终如一的的喷射特性。
另外，通过粘合剂将一框架17连接到隔膜2的外围。从外侧向共用液体室8供应墨水的墨水供应通道18形成在框架17中，此框架从驱动IC16至少穿过基底13。此墨水供应通道18经由隔膜2的通孔2a与共用贮液室8相连。
因此墨水供应通道18，共用贮液室8，以及流体阻力部分7被安排在驱动IC16的相对一侧，以使墨水可以从连接到层状压电元件12的FPC线缆14的相对一侧被供应，这就可以防止由于驱动IC16的热量而导致的墨水温度的升高。
如上所述，驱动IC16的热量依赖于通道的数量或驱动波形而变化，当层状压电元件12在长度上变大时可达到100摄氏度。当墨水的温度由于驱动IC16的热量而升高时，墨水的粘度会下降从而会显著地影响喷射特性。因此，由于驱动IC16温度的上升而导致的墨水粘度的下降是应通过任何方法来避免的。驱动IC的热量在有少量通道的传统喷墨头中不是一个显著的问题。但是，当喷墨头在长度上变大时，由于驱动IC的温度上升所导致的墨水粘性的下降就会变成一个严重的问题。这个问题可通过运用上述的配置予与解决。
在这里将结合附图2至附图7对层状压电元件12给出一个详细的描述。图2是根据本实施例沿垂直于压力贮液室6延伸方向截取的喷墨头层状压电元件12的剖面图。图3是沿线A-A截取的图2中所示喷墨头的层状压电元件12的剖面图。图4是沿线B-B截取的图2中所示喷墨头的层状压电元件12的剖面图。图5A和图5B是层状压电元件12的内部电极图案的平面图。图6是从共用电极一侧观察时本实施例的喷墨头的层状压电元件12的透视图。图7是从单独电极一侧观察时本实施例的喷墨头的层状压电元件12的透视图。
在层状压电元件12中，通过在压电层(压电材料层)21和内部电极22A和22B的交替层上开缝或者开槽，多个驱动部分25(一个个的层状压电元件部分)形成在处于驱动部分25阵列两端的非驱动部分26之间。内部电极22A和22B分别具有如图5A和图5B所示图案形状，共用外部电极23和单个外部电极24形成在层结构的相对的纵向一侧。此共用外部电极23由处于驱动部分25的共用电极一侧上的外部电极形成。
在开缝或开槽工艺中，狭缝形成在层状压电元件12中，在深度方向上尺寸为D的桥部27保留在处于基底13上的层状压电元件12的底部。另外，切口28沿驱动部分25的安装方向形成在层状压电元件12的单个外部电极24一侧上。
因此，每个驱动部分25的内部电极22A被连接到共用外部电极23，由于桥部27可以防止共用外部电极23被分开。这样，每个驱动部分25的内部电极22A通过共用外部电极23被连接到处于两端的非驱动部分26的内部电极22A。另外，非驱动部分26的内部电极22A延伸到层状压电元件12的单个外部电极(24)的一侧，如图4所示。因此，通过将FPC线缆14连接到单个外部电极(24)一侧，共用电极和单个电极可以从层状压电元件12的一侧延伸。
在具有上述配置的喷墨头中，20伏至50伏的驱动脉冲电压被施加到所选择的一个或多个层状压电元件12的驱动部分25上，施加了驱动脉冲电压的驱动部分25伸长在层被形成的方向上(也就是图2至图4中的向上方向)，从而使隔膜2朝向喷嘴5变形。因此，每个相应的压力贮液室6的容积或容量发生变化从而向其中的墨水增压，这样墨滴就会从相应的喷嘴5被喷射出来。
随着墨滴的喷射，压力贮液室6中的液压下降，由于在此时墨水流体的惯性在压力贮液室6中产生了一定的负压。在这种状况下，通过停止向层状压电元件12施加电压，隔膜2回到它的原始位置从而将压力贮液室6还原到它们的原始形状，因此进一步产生了负压。这时，墨水通过墨水供应通道18、共用贮液室8以及墨水供应通道7(流体阻力部分)填充到压力贮液室6中。然后，在喷嘴5的墨水半月面的振动衰减直至稳定后，为了产生下一步的墨滴喷射，另一脉冲电压被施加到层状压电元件12上，从而墨滴被喷射出来。
图8示出了一电路的简图，此电路等效于从驱动波形产生部分至层状压电元件12的电子电路。如图8中所示，每个驱动部分25(驱动通道)是由一系列的电阻器(电阻)Ron(Ω)和一电容器(电容)C(F)的电路形成的，并且此驱动部分25通过电阻器(电阻)Rc(Ω)彼此相互连接。对图8的电路进行简化，而用处于驱动部分25和每个非驱动部分26之间的共用电极电阻器(电阻)Rcom(Ω)来代替电阻器Rc，如图9所示。
如图10所示，当向图9的电路施加一个脉冲驱动电压Pv，驱动部分25(驱动通道)的数量为n时，在仅驱动n个通道其中之一的情况下，施加到驱动部分25的驱动电压Pv的时间常数τ1由下面的方程(1)给出τ1＝C(Ron+Rcom)…(1)另外，在驱动所有n个通道的情况下，施加到驱动部分25的驱动脉冲电压Pv的时间常数τall(秒)由下面的方程(2)给出τall＝C(Ron+n·Rcom/2)…(2)因此，在驱动所有n个通道情况下的时间常数τall和在仅驱动n个通道其中之一情况下的时间常数τ1之间的差异Δτ可从以下的方程(3)获得Δτ＝τall-τ1＝C(Ron+n·Rcom/2)-C(Ron+Room)＝C(n/2-1)·Rcom…(3)方程(3)示出了当驱动通道n的数量变大或共用电极电阻Rcom变大时，驱动时间常数τ的变化变大。也就是，墨滴喷射特性的变化变大了。
在另一方面，最受时间常数τ的变化所影响的墨滴喷射特性是喷射速度Vj。当喷射速度Vj变化时，墨滴从喷墨头被喷射出来定位到纸张(墨滴被喷射到的介质)上所需要的时间也会发生变化。由于喷墨头在主扫描方向上移动，这种变化最终作为点位置偏差出现在主扫描方向上。
在记录一个600dpi图像的情况下，当一条线的偏差(Δdot)超过大约一个点、或在距离上超过42.3微米时，此偏差已是大到能够被分辨出来。因此对于高图像质量来说，此偏差优选地要小于或等于42.3微米。
在驱动所有n个通道的情况下，如果喷射速度为Vjall，在驱动n个通道其中一个的情况下让喷射速度为Vj1，以及喷嘴到纸的距离为L，在驱动所有n个通道的情况下墨滴从喷嘴移动到纸所需时间与在驱动n个通道其中一个的情况下墨滴从喷嘴移动到纸所需时间之间的差异ΔT可由下面的方程(4)给出ΔT＝L/Vjall-L/Vj1…(4)另外，如果主扫描方向的扫描速度为Vs，则一个点的偏差可由下面的方程(5)给出Δdot＝ΔT×Vs＝(L/Vjall-L/Vj1)×Vs...(5)因此，在驱动所有n个通道情况下所需要的喷射速度要满足下面的方程(6)Vjall＝L/(Δdot/Vs+L/Vj1)…(6)在主扫描速度Vs和喷嘴到纸的距离L被分别设定为0.4m/s(600dpi)和0.001m的情况下，当相对于驱动电压Pv的上升时间(微秒)对喷射速度Vj(m/sec)进行测量时，可获得如图11所示的特性。
这里，在仅驱动n个通道中其中一个的情况下，如果喷射速度Vj1被设定在10m/sec(τ1＝大约2微秒)，为了将Δdot设定为如上所述的那样小于或等于42.3微米，根据上面所述的测量结果，在驱动所有n个通道的情况下此喷射速度需要被设定为大于或等于4.86m/sec。因此，在驱动所有n个通道的情况下的时间常数被设定为大约为4微秒。
因此，优选地将时间常数τall和时间常数τ1之间的差异Δτ设定为小于或等于τall-τ1＝4-2＝2微秒。由此可以防止因点位置的偏差所导致的图像质量的下降，特别是在记录一个大约为600-dpi的图像时。
因此，在本实施例的喷墨头的层状压电元件12中，如果每个驱动部分25的电容，驱动部分25的数量，以及处于两端的共用电极延伸部分(非驱动部分26)之间的电阻分别为C(F)、n和R(Ω)、C(F)，则n以及R(Ω)满足下面的方程(7)R≤8×10-6/n/C...(7)也就是，基于上面所述的方程(3)，为了在喷射特性中满足Δτ≤2微秒，下面的表达式(8)应保持。
C(n/2-1)·Rcom≤2×10-6...(8)如果致动器长而使n足够的大，则(n/2-1)可以被看作n/2。因此，上面的表达式可以被转换成下面的表达式(9)Rcom≤4×10-6/n/C...(9)由于层状压电元件12的共用电极延伸部分之间的电阻是电阻Rcom的两倍，所以表达式(9)可以被表达成表达式(7)。
因此，在本实施例的喷墨头中，在驱动所有通道的情况下施加的驱动电压Pv的时间常数与在驱动其中一个通道的情况下施加的驱动电压Pv的时间常数之间的差异，可以被设定成小于或等于2微秒。因此，在喷墨头的喷射特性的变化会被减少，从而获得稳定的高质量图像。
第二实施例下面将结合附图12至图14对根据本发明的第二实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。在第二实施例中，已在第一实施例中描述过的相同元件用相同的附图标记进行标识。图12是在沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件12的剖面图。图13是在沿垂直于压力贮液室延伸方向截取的本实施例的喷墨头的层状压电元件12的剖面图。图14是根据本实施例的层状压电元件12的内部电极图案的平面图。
第二实施例的层状压电元件12具有用于传导的、提供在桥部27里的一内部电极30，此桥部不由开槽工艺所分割。此内部电极30具有一种图案，其形状等同于图14中所示的层状压电元件12的平面轮廓。在形成的层状压电元件12中，当内部电极22A和22B被分层、被印刷在作为压电层21的绿板上时，通过印刷在压电层21之间形成内部电极30，内部电极30可容易地形成在桥部27中。
在开槽工艺之后，此内部电极30在驱动部分25下面保留连接到共用外部电极23。因此，电通道在共用电极一侧宽了很多，以使共用电极的电阻可以被减少。只要内部电极30在开槽工艺之后是可以连接到驱动部分25的共用外部电极23，此内部电极30可以有任何的形状。内部电极30越宽，共用电极电阻减少的期望效果就越好。
所提供的没有被开槽工艺所分割的用于传导的内部电极30被连接到共用外部电极23。因此，减小了共用电极的电阻，从而如上面所述，在驱动所有通道的情况下施加到层状压电元件12上的驱动电压Pv的时间常数与在驱动其中一个通道的情况下施加到层状压电元件12上的驱动电压Pv的时间常数之间的差异可以被设定成小于或等于2微秒。因此，减少了喷墨头的喷射特性的变化，从而获得稳定的高质量图像。
第三实施例下面将结合附图15和16对根据本发明的第三实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。在第三实施例中，已在第一和第二实施例中描述过的相同元件用相同的附图标记进行标识。图15是沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件12的剖面图。图16是根据本实施例的层状压电元件12的内部电极图案的平面图。
第三实施例的层状压电元件12具有用于传导、提供在桥部27里的一内部电极31，以连接到共用外部电极23。此桥部27不由开槽工艺所分割。如图16中所示，此内部电极31的图案形状等同于内部电极22A的形状。
因此不需要为用于传导的内部电极31准备专门的印刷图案，从而使制造设备得以简化。
第四实施例下面将结合附图17对根据本发明的第四实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。在第四实施例中，已在第一至第三实施例中描述过的相同元件用相同的附图标记进行标识。图17是沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件12的剖面图。
第四实施例的层状压电元件12具有第二实施例的用于传导的、以多层形式提供在桥部27中的内部电极30，以连接到共用外部电极23。此桥部不由开槽工艺所分割。此内部电极30可以由第三实施例的内部电极31或其他图案外形的内部电极所代替。
通过以多层形式提供内部电极30，共用电极的电阻可以被进一步减小。通常，内部电极的厚度由于制造方法而要受到限制。因此，不容易通过增加内部电极的厚度来减小电阻。另外，内部电极通常由钯银合金形成，与用作外部电极的金或铜相比，其具有较高的体积电阻率。因此，用于传导的单个内部电极层仅可以将共用电极电阻减少到一定有限的程度。即使在本实施例中提供了多个内部电极层，内部电极层之间的厚度可以小到大约20微米。因此，可以减少诸如压电体厚度增加的不良效果。
第五实施例下面通过结合附图18对根据本发明的第五实施例的制造层状压电元件12的一种方法进行描述。图18是未处理的层状压电元件32的剖面图，它是将要被处理成层状压电元件12的一个元件。
根据第五实施例的制造方法，首先，形成包括伪部分33的未处理的层状压电元件32。此伪部分33由压电层所形成，在层形成方向上其形状基本上与一组内部电极22A和22B(或具有相应压电层21的内部电极22A和22B的结构)相对称。然后，在将未处理的层状压电元件32固定到基底13之后，此伪部分33被磨掉直到图18中所示的完成线C，以形成图12中所示的层状压电元件12。此未处理的层状压电元件32也可以形成为图15或图17中的层状压电元件。
因此，减小了在烘干或极化层状压电元件时产生的层状压电元件的弯曲，由此可以防止在制造喷墨头时因层状压电元件的弯曲所导致的那些问题，例如在将层状压电元件粘合到基底时，因在弯曲方向上的应力所导致的粘合剂的松脱和空气的吸入从而无法保持住压电体。
第六实施例下面通过结合附图19对根据本发明的第六实施例的制造层状压电元件12的一种方法进行描述。图19是根据第六实施例的制造方法示出了末处理的层状压电元件32的剖面图。
根据第六实施例的制造方法，具有基本上与内部电极30相同图案形状的伪内部电极35形成在未处理的层状压电元件32的伪部分33中，以使伪内部电极35和内部电极30基本上处于对称位置上。在形成图15中的层状压电元件12的情况下，此伪内部电极35优选地具有与内部电极31基本上相同的图案外形，以使伪内部电极35和内部电极31基本上处于对称位置上。在形成多层内部电极30的情况下，优选地形成多层伪内部电极35。
因此，未处理的层状压电元件32的对称性比第五实施例的制造方法进一步得到了改善。因此，在烘干或极化层状压电元件时产生的层状压电元件的弯曲可以被进一步减小，由此可以进一步地防止在制造喷墨头时因层状压电元件的弯曲所导致的那些问题，例如在将层状压电元件粘合到基底时，因在弯曲方向上的应力所导致的粘合剂的松脱和空气的吸入从而无法保持住压电体。
第七实施例下面通过结合附图20对根据本发明的第七实施例的制造层状压电元件12的一种方法进行描述。图20是根据第七实施例的制造方法，示出了末处理的层状压电元件32的剖面图。
根据第七实施例的制造方法，一伪内部电极36形成在未处理的层状压电元件32的伪部分33中，具有与内部电极相同图案的形状，此内部电极与最接近层状压电元件12表面的内部电极22Aa交替。未处理的层状压电元件32要处理成层状压电元件12。也就是，在这种情况下，此伪内部电极36形成与内部电极22B相同的图案形状。如上面所述，内部电极31与内部电极22A有着相同的图案形状。
通过这样形成伪内部电极36，内部电极的分层顺序图案可以被简化。因此，在制造层状压电元件12时，所浪费的内部电极的数量可以被减少。
也就是，在将伪内部电极36和内部电极22B作成相同形状以及将内部电极31和内部电极22A作成相同形状的情况下，内部电极按图21A中所示的顺序从顶部到底部被分层。在图21A和图21B中，“A”指与内部电极22A有相同图案形状的内部电极，“B”指与内部电极22B有相同图案形状的内部电极。通常，当内部电极根据图案形状被分为两类时，内部电极的两种类型因它们的印刷方法在印刷时彼此交替。在这种情况下，每个压电元件在内部电极“A”被连续分层处包括多个连续“A”的一部分。因此，形成在连续内部电极“A”之间的内部电极“B”被浪费掉了。
在另外一方面，将伪内部电极36以及内部电极31作成与内部电极22A相同形状的情况下，内部电极按图21B中所示的顺序从顶部到底部被分层。在这种情况下，两个部分的连续“A”形成在每个压电元件中，并且一部分连续“A”的形成在每相邻的压电元件的之间，这样，每个压电元件总共包括三个连续的“A”部分。因此，每个压电元件浪费了三层内部电极“B”。
第八实施例下面将结合附图22对根据本发明的第八实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。图22是根据第八实施例沿压力贮液室延伸方向截取的喷墨头的层状压电元件12的剖面图。根据本实施例的层状压电元件12包括一用于传导的外部电极40，此电极具有与压电元件12一样的平面形状。外部电极40形成在层状压电元件12的一表面上，此表面不是被开槽工艺所分割开的，以使其被连接到共用外部电极23。
此外部电极40不被开槽工艺被分割开。因此，电通道在共用电极一侧极大地扩宽了，减少了共用电极的电阻。只要在开槽工艺后外部电极40可以连接到驱动部分25的共用电极23，那么外部电极40可以是任何的形状。外部电极40越宽，共用电极电阻所希望的减少就越大。
通过提供不由开槽工艺分割的外部电极40，以使外部电极40被连接到共用外部电极23，此共用电极电阻被减小了，从而使在驱动所有通道的情况下施加到层状压电元件12上的驱动电压Pv的时间常数与在驱动其中一个通道的情况下施加到层状压电元件12上的驱动电压Pv的时间常数之间的差异可以被设定成小于或等于2微秒。因此，减小了喷射特性之间的差异，以获得稳定的、高质量的图像。
第九实施例下面将结合附图23对根据本发明的第九实施例的作为液滴喷射头的喷墨头进行描述。图23是根据本实施例沿压力贮液室6延伸方向截取的喷墨头的剖面图。
本实施例的喷墨头具有布置成两行的喷嘴5、压力贮液室6和其它的贮液室，以及层状压电元件12。在本实施例中使用了第二实施例中的层状压电元件12，可是也可以使用根据其它任何一个实施例的层状压电元件12。
下面将结合附图24和25对根据本发明第九实施例的包括了喷墨头的喷墨记录装置进行描述。图24是此喷墨记录装置的透视图，图25是此喷墨记录装置的侧视图，它示出了此装置的机构部分。
在记录装置的主体111中，此喷墨记录装置包括了一打印机构部分112。此打印机构部分112形成有能够在主扫描方向上移动的滑架123，安装在滑架123上的由本发明喷墨头形成的记录头以及向记录头供应墨水的墨水盒125。能够容纳多个纸张113的供纸匣114(或供纸托盘)能够从图24和25中所示的前侧或Y2侧被可拆卸地安装到主体111的下部。用于手动供纸的手动供纸托盘115可以被转动和打开。来自于供纸匣114或手动供纸托盘115的纸张113被加载以使需要的图像可通过打印机构部分112被记录在纸张上。此后，纸张113被弹出到连接于主体111后侧或Y1侧的排纸托盘116。
在打印机构部分112中，滑架123由处于相对侧板(未示出)之间作为导向件的主引导杠121和第二引导杠122在主扫描方向上可滑动地保持着。此主扫描方向对应于主引导杠121和第二引导杠122的延伸方向。也就是，此主扫描方向对应于图24和图25中的X轴。由分别喷出黄色(Y)墨水、蓝绿色(C)墨水、洋红色(M)墨水以及黑色(BK)墨水的本发明的喷墨头(液滴喷射头)所形成的头部124被连接到滑架123，头部上的多个喷射开口沿着横跨主扫描方向的方向设置，墨水以向下的方向从墨水喷射开口被喷射出来。FPC线缆14被连接在头部124和控制部分150之间以向每个头部124供应驱动波形。此FPC线缆14在头部124和控制部分150之间交换信号。
用于向相应的头部24供应相应颜色墨水的墨水盒125被可替换地安装到滑架123上。每个墨水盒125具有一形成在其上部的通气口以及形成在其下部的供应开口。此通气口与大气相通。墨水从每个墨水盒125通过它的供应开口被供应到相应的头部。另外，每个墨水盒125包括一个填充有墨水的多孔体以使供应到相应头部124的墨水由多孔体的毛细管作用力以轻微的负压被保持着。
在本实施例中用于各颜色的墨水、作为记录头的头部124可以由包括了用于喷射各颜色墨水墨滴的喷嘴的单个头部所替代。
主引导杠121穿过滑架123的后(Y1侧)部(在纸张113被输送的方向上的下游部分)，以使滑架123可以沿主引导杠121滑动。滑架123的前(Y2侧)部(在纸张113被输送的方向上的上游部分)被放置在第二引导杠上以使滑架123可以沿第二引导杠122滑动。一同步皮带130延伸在由主扫描电机127旋转的驱动带轮128和从动带轮129之间。此同步皮带130被固定到滑架123上，通过主扫描电机127的正反向的旋转，使滑架123前后运动，以沿主扫描方向进行扫描。
在另一方面，为了向在头部124下面的一个位置输送每个处于供纸匣114中的纸张113，此喷墨记录装置包括供纸辊131和磨擦垫132，用于将每一纸张113与供纸匣114分开；导向元件133，用于引导每一纸张113；输送辊134，面向上输送每一纸张113；一个辊135紧压在输送辊134的外表面上；并且一个端部辊136定义了从输送辊134被送来的每一纸张113的角度。此输送辊134由第二扫描电机137经由一传动链被旋转。
另外，此喷墨记录装置包括一打印接收元件139，它是一纸张导引元件用于在头部124下面导引来自于输送辊134的每一纸张113。打印接收元件139引导范围对应于滑架123在主扫描方向上的移动范围。沿着每一纸张113被传送的方向，在打印接收元件139的下游一侧，此墨水记录装置包括一输送辊141和一齿轮142在弹出每一纸张113的方向上旋转输送每一纸张113，并且还包括弹出辊143以及一齿轮144用于将每一纸张送到排纸托盘116上，以及形成排纸通道的导向元件145和146，通过它们每一被输送的纸张被弹出去。
在进行记录的时候，头部124根据图像信号随着滑架123被驱动而移动。因此，墨水被喷射到静止的纸张113上从而在一条线上进行记录。然后，在纸张113被输送了一个预定距离后，在下一条线上进行记录。当一记录终止信号或一指示了此纸张113的后缘已经到达记录区域的信号被收到时，记录操作被终止从而将纸张113弹出。在这种情况下，由于形成此头部124的本发明的每个喷墨头具有经过改善的对墨滴喷射的控制能力，因此抑制了特性的变化，所以此喷墨记录装置可以记录高质量的图像。
另外，此喷墨记录装置包括一个恢复元件147，用于从头部124的弹出失效中进行恢复。此恢复部分147沿着滑架123移动方向设置在X1侧，处于图24中所示记录区域外侧的一个位置。此恢复元件147包括一个盖元件，一个吸入元件，以及一个清洁元件。当等待打印时，滑架123被移动到此恢复元件147一侧，从而由盖元件将头部124盖住。因此，头部124的墨水喷射开口可以被保持在湿润的状态，从而可以防止因干燥所导致的喷射失效。另外，在记录操作过程中，与打印不相关的墨水被喷出以使所有的墨水喷射开口具有相同的墨水粘度，因此可以保持稳定的喷射特性。
在发生喷射失效的情况下，头部124的墨水喷射开口(喷嘴5)被盖元件所密闭，并且气泡与墨水一样通过吸入元件的一个管子从墨水喷射开口被排出。粘到头部124墨水喷射表面的墨水或灰尘可以被清洁元件所清除。因此，头部124可从喷射失效恢复。被排出的墨水被喷射到提供在主体111下侧的墨水回收容器中(在图中未示出)。在墨水回收容器中，回收的墨水被吸收并且被保留在墨水吸收体里。
所以本实施例的喷墨记录装置包括本发明的喷墨头。因此，在驱动一个通道的情况下的时间常数与在驱动所有通道的情况下的时间常数之间的差异可以被减小，从而可以稳定地记录高质量的图像。
在上面所述的实施例中，本发明被应用到作为液滴喷射头的一种喷墨头中。但是，本发明也可以被应用到不同于喷墨头的液滴喷射头，例如喷射液体抗蚀剂的液滴喷射头以及喷射DNA试样的液滴喷射头。
另外，在上面所述的实施例中，本发明也被应用到致动元件(压力产生装置)，诸如喷墨头的液滴喷射头的压电致动器。但是，本发明也可以被用于微动开关(微型继电器)，用于多光学透镜的致动器(一种光学开关)，用于微液流量表，以及压力传感器，同样也用于微型泵以及光学装置(光学调制器)。
另外，在上面所述的实施例中，本发明也被应用于侧向喷射头，其中的隔膜被放置成与墨滴喷射的方向相同。但是，本发明也可以被应用到边侧喷射头，其中隔膜被放置的方向与墨滴喷射的方向垂直。
本发明并不受限于特定的实施例，而是可以在不背离本发明范围的前提下作出修改和变更。
本申请是基于2002年2月5日提交的日本专利申请第2002-047371提出的，其全部内容包括此作为参考。
权利要求
1.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
2.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极，并且不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
3.如权利要求2所述的层状压电元件，其中用于传导的所述内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极的形状在交替层被开槽之前基本相同。
4.如权利要求2所述的层状压电元件，其中用于传导的所述内部电极按多层形式形成。
5.如权利要求4所述的层状压电元件，其中用于传导的所述多层内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极的形状在交替层被开槽之前基本相同。
6.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
7.一种制造层状压电元件的方法，该层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分、形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分以及连接到驱动部分共用外部电极的、用于传导的并且不由槽所分割的内部电极，这些驱动部分和非驱动部分包括了压电层和内部电极的交替层，驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，此方法包括的步骤有(a)将包括伪部分的一元件固定到基底，此伪部分由压电层形成，其具有的形状在交替层的形成方向上基本上对称于交替层的一组内部电极；以及(b)从此元件去掉伪部分。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在伪部分里形成有对应于用于传导的内部电极的伪内部电极。
9.根据权利要求8所述的方法，其中伪内部电极具有的形状在交替层被开槽前对称于交替层中一个内部电极所具有的形状，在伪部分被去掉后，内部电极中的一个最靠近所述元件通过去掉伪部分所形成的一个表面。
10.根据权利要求8所述的方法，其中伪内部电极具有的形状在交替层被开槽前对称于交替层中第一个内部电极所具有的形状，交替层中第一个内部电极与第二个相互交替设置，在伪部分被移开后，内部电极中的第二个内部电极最接近所述元件通过去掉伪部分所形成的一个表面。
11.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
12.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极并且不由槽所分割；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
13.如权利要求12所述的压电致动器，其中在交替层被开槽前所述用于传导的内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
14.如权利要求12所述的压电致动器，其中所述用于传导的内部电极按多层形式形成。
15.如权利要求14所述的压电致动器，其中在交替层被开槽前用于传导的所述内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
16.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
17.一种液滴喷射头，包括压电致动器，挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
18.一种液滴喷射头，包括压电致动器，挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极并且不由槽所分割；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
19.如权利要求18所述的液滴喷射头，其中在交替层被开槽前所述用于传导的内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
20.如权利要求18所述的液滴喷射头，其中所述用于传导的内部电极按多层形式形成。
21.如权利要求20所述的液滴喷射头，其中在交替层被开槽前用于传导的所述内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
22.一种液滴喷射头，包括压电致动器，挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
23.一种喷墨记录装置，包括喷射墨水墨滴的喷墨头，此喷墨头包括挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来的压电致动器，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸，每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。
24.一种喷墨记录装置，包括喷射墨水墨滴的喷墨头，此喷墨头包括挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来的压电致动器，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极并且不由槽所分割；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
25.如权利要求24所述的喷墨记录装置，其中在交替层被开槽前所述用于传导的内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
26.如权利要求24所述的喷墨记录装置，其中所述用于传导的内部电极按多层形式形成。
27.如权利要求26所述的喷墨记录装置，其中在交替层被开槽前用于传导的所述内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。
28.一种喷墨记录装置，包括喷射墨水墨滴的喷墨头，此喷墨头包括挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来的压电致动器，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。
29.一种喷墨记录装置，包括喷射墨水墨滴的喷墨头，此喷墨头包括挤压与喷嘴相通的贮液室而将液滴从喷嘴中喷射出来的压电致动器，此压电致动器包括一层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及在驱动所有所述驱动部分的情况下作用到层状压电元件上驱动电压的时间常数与在仅驱动所述驱动部分其中之一的情况下作用到层状压电元件上驱动电压的时间常数之间的差异小于或等于2微秒。
全文摘要
本发明公开了一种层状压电元件，其包括由槽分割开的多个驱动部分以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分。驱动部分和非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层。驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。每个驱动部分的电容C(F)，驱动部分的数量n，以及非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10
文档编号B41J2/055GK1592975SQ03801578
公开日2005年3月9日 申请日期2003年2月6日 优先权日2002年2月25日
发明者日吉隆之 申请人:株式会社理光