专利名称：液滴喷射头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液滴喷射头。
背景技术：
例如，作为用于喷射油墨等的液滴的、喷墨打印机等的液滴喷射装置，已知一种具备压电元件的液滴喷射头。这种液滴喷射头例如通过驱动信号等而使压电元件发生位移，由此能够使被形成于压电元件的下方的压力产生室内的压力发生变化，进而能够从喷嘴孔喷射被供给至压力产生室内的油墨等的液滴。在这种液滴喷射头中，例如存在具有如下结构的装置，所述结构为，以保护对于湿气等的外在因素而言较脆弱的、压电元件的压电体层为目的，而用共用电极来覆盖压电体层的结构(专利文献I)。这种压电元件在压电体层上具有被个别电极和共用电极夹着的能动部，在通常情况下，该能动部呈在俯视观察时于特定方向上延伸的形状。在这种压电元件中，有时能动部的长度方向的端部的位移量会过度增大。其结果为，有可能在压电元件 的压电体层上产生裂纹，从而使可靠性降低。因此，需要一种能够抑制裂纹的产生的、可靠性较高的液滴喷射头。专利文献1:日本特开2005-88441号公报
发明内容
根据本发明的几种方式，能够提供一种能够抑制裂纹的产生的、可靠性较高的液滴嗔射头。(I)作为本发明的一个方式的液滴喷射头包含:个别电极，其以与压力产生室相对应的方式而被设置；压电体层，其被形成在所述个别电极上；共用电极，其被形成在所述压电体层上，并以横跨多个所述压力产生室的方式而被设置，在被所述个别电极与所述共用电极夹着的所述压电体层的能动部的长度方向外侧处，设置有导电性部件，所述导电性部件被形成于所述压电体层上，并且与所述个别电极以及所述共用电极绝缘。在本发明中，将“上”这样的词语用于，例如“在特定的物体(以下称为“A”)的“上方”形成其他特定的物体(以下称为“B”)”等的情况中。在本发明中，在如该例这种情况下，作为包含在A之上直接形成B的情况、和在A之上经由其他部件而形成B的情况的意思，而使用“上”这个词语。同样，“下”这个词语的意思包含在A之下直接形成B的情况、和在A之下经由其他部件而形成B的情况。根据本发明，在能动部的长度方向外侧处设置有导电性部件，所述导电性部件被形成于压电体层之上，并与个别电极以及共用电极绝缘。虽然能动部的长度方向外侧容易因为位移量过度增大而产生裂纹，但是通过设置导电性部件从而能够抑制位移量。因而，根据本发明，能够提供一种可抑制裂纹的产生的、可靠性较高的液滴喷射头。(2)作为本发明的方式之一的液滴喷射头可以采用如下方式，S卩，所述导电性部件被设置成，和所述压力产生室的端部的一部分重叠。
(3)作为本发明的方式之一的液滴喷射头可以采用如下方式，S卩，所述导电性部件由与所述共用电极相同的材质形成。(4)作为本发明的方式之一的液滴喷射头可以采用如下方式，即，与所述个别电极电连接的引线被设置在所述压电体层之上，且所述导电性部件由与所述引线相同的材质形成。(5)作为本发明的方式之一的液滴喷射头可以采用如下方式，S卩，与所述个别电极电连接的引线被设置在所述压电体层之上，且所述导电性部件包含第一层和第二层，其中，所述第一层由与所述共用电极相同的材质形成，所述第二层由与所述引线相同的材质形成。(6)作为本发明的方式之一的液滴喷射头可以采用如下方式，S卩，所述导电性部件由相邻的多个部件构成。
图1为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的主要部分的俯视图及剖视图。图2为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的 主要部分的剖视图。图3为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的分解立体图。图4为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的主要部分的第一改变例的俯视图及剖视图。图5为模式化地表不本实施方式的液滴喷射头的主要部分的第二改变例的俯视图及剖视图。图6为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的主要部分的第三改变例的俯视图及剖视图。图7为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的主要部分的第四改变例的俯视图及剖视图。图8为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的制造工序的剖视图。图9为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的制造工序的剖视图。图10为模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的制造工序的剖视图。图11为模式化地表示液滴喷射装置的立体图。
具体实施例方式下面，利用附图，对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。首先，在对本实施方式所涉及的液滴喷射头600的结构的一个示例进行说明之后，对作为本实施方式所涉及的液滴喷射头600的主要部分的压电元件100进行说明。另外，在下文中所说明的实施方式并不是对权利要求中所记载的本发明的内容进行不当限定的方式。此外，在下文中所说明的全部结构不一定均为本发明的必要构成要件。1.液滴喷射头液滴喷射头的结构参照附图对液滴喷射头600的一个示例进行说明。图1(A)为，模式化地表示作为本实施方式的液滴喷射头600的主要部分的压电元件100的俯视图，图1 (B)为，沿图1 (A)中所示的IB-1B线的剖视图。图2为，模式化地表示本实施方式的液滴喷射头的主要部分的剖视图。图3为，本实施方式所涉及的液滴喷射头600的分解立体图，且为与通常所使用的状态上下相反地表示的图。另外，在图3中，对压电元件100进行了简化图示。如图1至图3所示，液滴喷射头600具有:喷嘴板610，其具有喷嘴孔612 ;流道形成板620，其用于形成压力产生室622 ;压电元件100。压电元件100的数量并不被特别地限定，可以形成有多个。另外，如图3所示，液滴喷射头600可以具有筐体630。如图1至图3所示，喷嘴板610具有喷嘴孔612。从喷嘴孔612中可以以液滴的形式而喷出油墨等的液体等(不仅指液体，还包括通过溶剂或分散介质而将各种功能性材料调节为适当的粘度而形成的物质、或者包含金属碎箔等的物质等。以下相同)。在喷嘴板610上,例如将多个喷嘴孔612设置成一列。作为喷嘴板610的材质,可以列举娃、不锈钢(SUS)等。流道形成板620被设置在喷嘴板610之上(在图3的例中为之下)。作为流道形成板620的材质，例如可以例示为硅等。通过由流道形成板620对喷嘴板610和基板I之间的空间进行划分，从而如图3所示，设置有贮液器(液体贮留部)624、与贮液器624连通的供给口 626、和与供给口 626连通的压力产生室622 (在图1 (A)中为用虚线所表示的部分)。虽然在该例中，将贮液器624、供给口 626和压力产生室622区别开而进行了说明，但是这些均为液体等的流道，这种流道以何种方式设计均可。此外，例如，关于供给口 626，虽然在图示的示例中具有使流道的一部分缩窄了的形状，但是可以根据设计而任意地形成，而未必为必须采用的结构。贮液器624、供给口 626以及压力产生室622通过喷嘴板610、流道形成板620和基板I而被划分。贮液器624能够临时地贮留从外部(例如，墨盒)通过被设置在基板I上的贯穿孔628而被供给的油墨。贮液器624内的油墨能够经由供给口 626而被供给至压力产生室622内。压力产生室622通过基板I的变形而使容积发生变化。压力产生室622与喷嘴孔612连通，并且通过使压力产生室622的容积发生变化，从而从喷嘴孔612喷出液体等。在此，如图1 (A)及图1 (B)所示，将压力产生室622的端部(侧面)设定为端部623。压电元件100被设置在流道形成板620之上(在图3的例中为之下)。压电元件100与压电元件驱动电路(未图示)电连接，并且能够根据压电元件驱动电路的信号来进行动作(振动、变形)。振动板(基板I)能够通过层压结构(压电体层20)的动作而发生变形，并且能够使压力产生室622的内部压力适当地发生变化。如图3所示，筐体630能够对喷嘴板610、流道形成板620以及压电元件100进行收纳。作为筐体630的材质，可以例举为树脂、金属等。另外，在此，对液滴喷射头600为喷墨式记录头的情况进行了说明。但是，本发明的液滴喷射头例如还可以被用作:液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜料喷射头、有机 EL (Electro Luminescence:电致发光)显不器、FED (Field Emission Display:面发光显示器)等的电极形成中所使用的电极材料喷射头、生物芯片制造中所使用的生物体有机物喷射头等。压电元件 的结构在下文中，对被包括在液滴喷射头600中的压电元件100的结构进行说明。
如图1 (A)所示，压电元件100包括个别电极10、被形成于个别电极10之上的压电体层20、和被形成于压电体层20之上的共用电极30。如图1 (A)及图1 (B)所示，压电元件100被形成于基板I之上。压电元件100还可以具有能动部25 (被个别电极10和共用电极30夹着的压电体层20)，所述能动部25在俯视观察时在特定的方向上延伸。在此,将能动部25的俯视观察时的长度方向设定为第一方向110,将与第一方向交叉的方向设定为第二方向120 (宽度方向)。在本发明中，“俯视观察”这个词语作为具有如下含义的词语而使用，S卩，“从基板I的形成有压电元件100的面的法线方向观察时的俯视观察”。以下相同。图2相当于能动部25 (中央部分)的第二方向120上的剖视图。如图2所示，可以沿着第二方向120并排设置多个压电元件100。多个压电元件100可以分别与压力产生室622对应地设置。形成有压电元件100的基板I例如可以设定为由导电体、半导体、绝缘体形成的平板。基板I可以为单层，也可以为层压了多个层的结构。此外，作为基板1，只要上表面为平面形状则不限定内部的结构，例如可以为在内部形成有空间等的结构。在液滴喷射头600中，基板I为振动板，且成为在压电元件100工作时实施机械性的输出的部件。基板I可以成为包括压电元件100在内的压电致动器的可动部分，并且还可以构成压力产生室622等的壁的一部分。根据后述的压力产生室622的尺寸与驱动频率、以及所使用的材质的弹性率等，来最优地选择基板I的厚度。基板I的厚度例如可以为200nm以上且3000nm以下。当基板I的厚度薄于200nm时，有时将难以提取出振动等的机械性的输出，当基板I的厚度厚于3000nm时，有时无法产生振动等。基板I能够根据压电体层20的动作而进行弯曲或 振动。优选为，在基板I的材质中包含刚性及机械强度较高的材料。作为基板I的材质，例如可以使用氧化锆、氮化硅、氧化硅等的无机氧化物、不锈钢等的合金。在这些材料中，基板I的材质，在化学稳定性及刚性这一点上，优选为氧化硅及氧化锆。基板I也可以为，所例示的物质中的两种以上的层压结构。如图1(A)至图2所示，个别电极10在基板I之上与压力产生室622对应地设置。个别电极10的形状只需为与后述的共用电极30重叠，且能够在压力产生室622的上方形成能动部25，则并不被特别地限定。如图1 (A)所示，可以以在第一方向110上延伸的方式而形成。在此，俯视观察时的形状“在第一方向110上延伸”意味着，在第一方向110上的宽度与在正交的第二方向120上的宽度相比而较大。此外，“个别电极”意味着，在多个压电元件之间，各自的个别电极10相互间电绝缘，从而驱动电压被分别单独地施加的电极。虽然未图示，但是个别电极10分别与驱动电路(未图示)电连接。个别电极10的结构及材料只要具有导电性，则并不被特别地限定。对于个别电极10的材料，例如可以使用N1、Ir、Au、Pt、W、T1、Pd、Ag、Ta、Mo、Cr等的各种金属以及这些金属的合金、这些金属的导电性氧化物(例如氧化铱等)、Sr和Ru的复合氧化物、La和Ni的复合氧化物等。此外，个别电极10可以为例示的材料的单层，也可以为层压了多种材料而成的结构。个别电极10的厚度并不被特别地限定，但是例如可以设定为20nm以上且400nm以下。此外，虽然未图示，但是个别电极10还可以具有包含T1、T1-W合金等的阻挡层。阻挡层可以设置在个别电极10与基板1(振动板)之间的分界面上，也可以设置在个别电极10与压电体层20之间的分界面上。此外，虽然未图示，但是个别电极10也可以在其与基板I (振动板)之间，具有用于提高贴紧强度的层(紧贴层)。紧贴层可以由钛、二氧化钛(Ti02)、氧化锆、锆等形成。如图1 (B)所示，压电体层20被形成在个别电极10上。如图2所示，压电体层20还可以被形成在基板I上。压电体层20的形状只要是在压力产生室622的上方以覆盖(遮盖)个别电极10的方式而形成，则并不被特别地限定。如图1及图2所示，压电体层20可以为被一体地形成的板状部件，且形成有使相邻的压电元件100彼此(各段片)之间分离的开口部220。在此，如图2所示，压电体层20的侧表面可以构成开口部220的一部分。如图2所示，在将压电体层20的与基板I相接的面称为下表面时，可以称为压电体层20具有上表面21和侧表面22。压电体层20由具有压电特性的多晶体构成，并且在压电元件100上能够通过被施加电压而进行振动。压电体层20的结构只需具有压电特性即可，并不被特别地限定。作为压电体层20的材质，优选使用能够通过一般式ABO3来表示的钙钛矿型氧化物。作为这种材质的具体示例，可以例举出:钛锆酸铅(Pb (Zr、Ti) O3)、铌钛锆酸铅(Pb (Zr、T1、Nb) 03)、钛酸钡(BaTi03)、铌酸钾钠((K、Na)Nb03)，或者，在上述化合物中添加了少量(例如，几mol%以下)的元素的化合物等。压电体层20的厚度虽然不被特别地限定，但是例如可以设定为300nm以上且5000nm以 下。此外，如图1 (B)所示，在压电体层20上可以形成有，使个别电极10的一部分露出的接触孔26。接触孔26的位置处于，没有在其下方设置压力产生室622的个别电极10的上方，并且只要从设置有后述的共用电极30的区域以及露出区域28离开，则并不被特别地限定。接触孔26的形状只需为能够使个别电极10露出的形状即可，并不被特别地限定。如图1 (B)所示，压电体层20包含被形成于压力产生室622的上方的第一部分20a。此外，压电体层20具有第二部分20b，第二部分20b包围第一部分20a，并且被形成在构成压力产生室622的壁部等的流道形成基板620的上方。此外，在压电体层20的第一部分20a中形成有，作为被个别电极10与后述的共用电极30所夹着的部分的能动部25。通过向能动部25施加电场以使压电体层20自身发生变形(反压电效应)，从而能够使基板I弯曲或者振动。如图1 (A)所示,能动部25具有在俯视观察时于第一方向110上延伸的形状(用灰色标度来图不的部分)。此外，如图1 (B)所示，在能动部25与非能动部之间形成有分界面25a。如图1至图2所示，共用电极30被形成在压电体层20之上，且以横跨多个压力产生室622的方式而设置。由此，在压力产生室622的上方的压电体层20上形成了被个别电极10与共用电极30夹着的能动部25。共用电极30的形状只要为能够在压力产生室622上方的压电体层20上形成能动部25的形状，则并不被特别地限定。在此，“共用电极”意味着由对多个压电元件之间进行连接的方式而设置的导电层构成的电极，即，能够以共用的方式被施加相同的驱动电压、或者成为共用的接地电极的电极。虽然未图示，但是共用电极30与驱动电路(未图示)被电连接。如图1 (A)及图1 (B)所示，共用电极30在压电体层20的第一部分20a的上方，包含第一方向110上的端部31、32。如图1 (B)所示，通过端部31、32，来规定能动部25的分界面25a。此外，如图1 (A)及图1 (B)所示，共用电极30被图案形成为，在能动部25的第一方向110 (长度方向)的外侧处，形成使压电体层20的上表面21露出的露出区域28。共用电极30的图案形成可以以端部31成为构成开口部的端部的一部分的方式而实施。此外，还可以以端部32成为梳齿状(或者凹状)端部的一部分的方式而实施。由此，形成了在第一方向(长度方向)110上与覆盖能动部25的共用电极30的端部31、32相邻的露出区域28。共用电极30的结构及材料只要具有导电性，则并不被特别地限定。对于共用电极30的材料，例如可以使用N1、Ir、Au、Pt、W、T1、Pd、Ag、Ta、Mo、Cr等的各种金属以及这些金属的合金、这些金属的导电性氧化物(例如，氧化铱等)、Sr和Ru的复合氧化物、La和Ni的复合氧化物等。此外，共用电极30可以为所例示的材料的单层，也可以为层压了多个材料而成的结构。共用电极30的厚度虽然并不被特别地限定，但是例如可以设定为IOnm以上且400nm以下。此外，虽然并没有图示，但是共用电极30可以以向设置有多个压电元件100的区域外延伸的方式而形成，并且构成用于向能动部25施加电场的引线的一部分。引线40 (在图1 (A)中用左斜线表示的部分)可以被形成在共用电极30之上。因此，引线40为，作为上部电极的共用电极30用的引出配线。引线40与未图示的驱动电路电连接。由此，使共用电极30和驱动电路被电连接。但是，在未形成引线40的情况下，如上所述，能够使共用电极30自身作为引线而延伸，并且与驱动电路电连接。引线40以至少避开对能动部25进行覆盖的、共用电极30的中央部分(在第一方向上被两端部31、32·所夹着的部分)、以及压电体层20的露出区域28的方式而被图案形成。例如，引线40可以以对能动部25之上的、共用电极30的第一方向110上的两端部31、32分别进行覆盖的方式而设置。因为通过以这种方式对引线40进行配置，能够使引线40作为压重物而物理性地发挥作用，从而抑制压电元件100的长度方向上的过度的位移，所以能够抑制压电体层20上的裂纹的产生。此外，虽然没有图示，但是引线40能够以向设置有多个压电元件100的区域外延伸的方式而形成，从而构成用于向能动部25施加电场的引线的一部分。引线40可以通过和共用电极30层压在一起，从而作为整体而构成引线，也可以以引线40单层来构成引线。引线40的材料只要具有导电性，则并不被特别地限定。可以优选地使用与共用电极30相比导电性较高的材料。例如，引线40可以含有Au。此外，引线40还可以含有铜(Cu)、N1、N1-Cr合金、铅(Pb)等。通过在引线40中使用高导电性材料(与共用电极30相比时，具有较高的导电性的材料)，从而能够在共用电极30上选择考虑了与压电体层20的紧贴性及生产成本等的材质，同时抑制由驱动电路与压电元件100之间的引线自身的电阻而引起的电压降。因此，即使在需要对更多的压电元件段片进行高集成化的情况下，也能够减小多个段片之间的设定电压值与实际施加的电压值之间的差，并且能够将喷出的液滴的体积设置为比较期望的体积。此外，如图1 (B)所示，除引线40之外，在压电体层20上另外设置有与个别电极10电连接的引线41。如图1 (A)及图1 (B)所示，引线41在接触孔26处，直接或间接地和个别电极10连接在一起。因此，引线41为，作为下部电极的个别电极10用的引出配线。引线41和未图示的驱动电路电连接。由此，使个别电极10和驱动电路被电连接。引线41的材料只要具有导电性，则并不被特别地限定。可以优选地使用与共用电极30相比导电性较高的材料。此外，引线41可以由与引线40相同的材质构成，并且在制造时与引线40 —体地形成。虽然没有在图1 (A)中进行图示，但是如图1 (B)所示，可以在个别电极10与引线41之间设置导电层36。导电层36为，在对共用电极30进行图案形成时被一体地形成的导电层，并且能够防止在对于露出的个别电极10表面的蚀刻等工序上的损伤。如图1 (A)及图1 (B)所示，在能动部25的长度方向外侧的露出区域28的压电体层20之上，形成有导电性部件50。导电性部件50被设置成，与共用电极30及引线41以能够保持绝缘性的程度而分离。例如，如果导电性部件50与共用电极30或引线41的间距宽度为5 μ m以上，则能够保证绝缘性。由此，导电性部件50能够成为与个别电极10以及共用电极30绝缘了的部件。因为能动部25 (分界面25a附近)的长度方向外侧的压电体层20处于能动部25a与非能动部之间的分界区域，所以为应力集中从而容易产生裂纹的区域，其中，能动部25a通过被施加电场而能动性地发生变形，而非能动部未被施加电场且不会能动性地发生变形。通过在这种区域上设置不作为电极发挥作用、而能够通过物理性的重压物效果来抑制压电体层20的位移的导电性部件50，从而能够有效地抑制裂纹的产生。此外，如图1 (A)及图1 (B)所示，导电性部件50以在俯视观察时与压力产生室622的端部623的一部分重叠的方式而设置。因为压力产生室622的端部623上方的压电体层20为应力容易集中的部分，所以通过以这种方式对导电性部件50进行配置，从而能够有效地抑制裂纹的产生。 虽然导电性部件50的平面形状或大小并没有被特别地限定，但是例如，如图1(A)所示，平面形状可以为矩形。此外，虽然并没有图示，但是可以为不具有角部的平面形状。导电性部件50的材质可以为，与共用电极30相同的材质。换言之，导电性部件50可以为，与共用电极30被一体地制造的部件。因为根据这种方式，不需要设置新用途的部件的成膜及定型工序，所以能够用简单的制造方法来进行制造。另外，压电元件100的导电性部件50的形式并不限于在上文中所说明的形式。在下文中，参照附图对液滴喷射装置700的改变例进行说明。另外，对与已经说明过的部件相同的结构的部件，标记相同的符号，并且省略其说明。第一改变例图4 (A)为，模式化地说明第一改变例所涉及的压电元件101的主要部分的俯视图，图4 (B)为，沿图4 (A)的IVB-1VB线的剖视图。在第一改变例中，如图4 (A)及图4 (B)所示，导电性部件51由相邻的多个部件(51a、51b)形成。例如，如图4 (A)所示，导电性部件51可以包含在第一方向110上的宽度相互不同的多个部件。当将在第一方向110上的宽度最大的部件(面积最大的部件)设定为第一部件51a时，将与第一部件51a相比在第一方向110上的宽度较小的部件设定为第二部件51b。虽然没有图示，但是也可以形成有与第二部件51b相比在第一方向110上的宽度较小的第三部件。由多个部件构成的导电性部件51的平面形状与配置，能够在考虑了应力集中的条件下适当地决定。如图4 (B)所示，在压电体层20上，存在有如下的三个区域，S卩，(i)通过施加电场，从而能动性地发生变形的部分(能动部25)、(ii)虽然下表面没有被固定，但是不会能动性地发生变形的部分(除能动部25之外的第一部分20a)、(iii)下表面被固定，从而不会能动性地发生变形的部分(第二部分20b)。而且，根据驱动电压等的制品的使用条件与构成的部件的刚性等的条件，在由于应力集中而应当抑制位移的区域、和为了确保固定的位移量而应当适度地抑制位移的区域上将产生个体差。因此，在导电性部件51由相邻的多个部件(51a、51b)形成的第一改变例中，因为导电性部件51和端部623重叠，且处于第一部分20a与第二部分20b之间的分界处，所以可以在应力容易集中的压电体层20之上配置第一部件51a，并且在其他应当适度地抑制位移的区域内配置第二部件51b。根据这种方式，能够在抑制裂纹的产生的同时，确保压电元件的固定的位移量。此外，如前文所述，由多个部件构成的导电性部件51的形状及配置，能够在考虑到应力集中的条件下适当地决定。虽然在图4 (A)中，例示了具有在第二方向120上延伸的形状的多个部件51a、51b，但是为了缓和应力，也可以适当地配置具有在其他方向上延伸的形状的部件。第二改变例图5 (A)为，模式化地说明第二改变例所涉及的压电元件102的主要部分的俯视图，图5 (B)为，沿图5 (A)的VB-VB线的剖视图。如图5 (A)及图5 (B)所示，在第二改变例中，导电性部件52由与引线41 (引线40)相同的材质形成。因此， 导电性部件50由与共用电极30相比导电性较高的部件(例如Au等)形成。此外，导电性部件52的膜厚H1被形成为，与共用电极30的膜厚H2相比而较厚。当共用电极30的膜厚H2为例如5nm以上且200nm以下时，能够将导电性部件52的膜厚H1设定为500 μ m以上且2000 μ m以下。共用电极30为，覆盖能动部25的上表面的部件，且其膜厚(刚性)对压电元件的位移量有影响。因此，为了确保有用的位移量，从而共用电极30的膜厚受到限制。此外，因为作为共用电极30的材质而能够选择铱等的材质，所以从成膜的工序条件来讲，实现进一步的膜厚化会伴随技术上的困难性。但是，当将导电性部件52与引线41以相同的材质而一体地成膜时，将不存在膜厚上的限制。而且，因为作为引线41的材质，能够选择金等的材质，所以从工序条件上讲，能够实现以微米为单位的成膜，并且能够简便地实现膜厚化。因此，在导电性部件52由与引线41相同的材质形成的第二改变例中，能够以与上述的导电性部件50、51相比而较厚的膜厚来形成导电性部件52，并且能够发挥更佳的重压物效果。因此，能够更有效地抑制裂纹的发生。此外，因为能够实现引线40、41的进一步的膜厚化，所以能够降低作为引线自身整体的电阻，并且能够抑制电压降。第三改变例
图6 (A)为，模式化地说明第三改变例所涉及的压电元件103的主要部分的俯视图，图6 (B)为，沿图6 (A)的VIB-VIB线的剖视图。如图6 (A)及图6 (B)所示，在第三改变例中，与第二改变例相同，导电性部件53由与引线41相同的材质形成。此外，与第一改变例相同，导电性部件53由相邻的多个部件(53a、53b)形成。即，第三改变例具有将第一改变例和第二改变例组合而成的形式。具体而言，虽然第一部件53a和第二部件53b与第一部件51a和第二部件51b相同，在考虑到应力集中的分布的条件下适当地进行了配置，但是其膜厚与共用电极30的膜厚相比而较厚。因此，根据第三改变例，能够在应力应变局部性地增大的情况下，局部性地抑制裂纹的产生，同时确保压电元件的固定的位移量。第四改变例图7 (A)为，模式化地说明第四改变例所涉及的压电元件104的主要部分的俯视图，图7 (B)为，沿图7 (A)的VIIB-VIIB线的剖视图。如图7 (A)及图7 (B)所示，在第四改变例中，导电性部件54包含第一层54a和第二层54b的层压体，其中，所述第一层54a由与共用电极30相同的材质构成，所述第二层54b由与引线41 (引线40)相同的材质构成。因此，由于第四改变例具有与压电元件100相同的特征，并且能够使导电性部件54与导电性部件50相比而膜厚化，所以能够更加有效地抑制裂纹的产生。此外，虽然没有图示，但是可以将第一改变例的形式应用于第四改变例中。具体而言，导电性部件54可以由·相邻的多个部件(54a、54b、未图示)形成。本实施方式所涉及的液滴喷射头600具备上述任意一个压电元件100 104。因此，能够提供一种可抑制裂纹的产生的、可靠性较高的液滴喷射头600。2.液滴喷射头的制造方法接下来，对本实施方式所涉及的液滴喷射头600的制造方法进行说明。图8 (A)至图10为，模式化地表示本实施方式的液滴喷射头600的制造工序的剖视图(例如，与图1的IB-1B线相对应的剖视图)。但是，液滴喷射头600的制造方法能够应用公知的成膜、图案形成技术，而并不限定于以下的说明。首先，如图8 (A)所示，准备基板I。在制造包含压电元件100的液滴喷射头600时，作为基板1，准备被形成于流道形成板620之上的振动板。在此处所准备的流道形成板620上，可以形成有或未形成有压力产生室622等的流道。在本实施方式中，准备如下的流道形成板620，所述流道形成板620未形成有压力产生室622等的流道，而具有成为压力产生室622的区域622a。另外，由于基板I的详细内容已经在上文中说明故此省略。接下来，如图8 (A)所示，在基板I (振动板)之上形成个别电极10。个别电极10的形成方法并不被特别地限定，可以使用公知的成膜方法。例如，能够通过CVD (chemicalvapor deposition:化学气相沉积)法与 PVD (Physical Vapor Deposition:物理气相沉积)法等的蒸镀法、电镀法、溅射法、MOD法(M0DAPTS:模特法)、旋涂法等来形成导电膜，并将该导电膜通过公知的图案形成方法来形成具有所需的形状的个别电极10。另外，由于个别电极10的详细内容在上文中已说明故此省略。上述的公知的成膜方法还能够应用于以下的导电性的各部件的形成方法中。此夕卜，作为在本实施方式的压电元件的制造方法中所使用的公知的图案形成方法，能够在按照所需的形状而适当地形成了抗蚀层之后，通过公知的光刻技术以及/或者蚀刻技术来实施。在使用蚀刻技术的情况下，可以适当地使用湿蚀刻或者干蚀刻。在此，虽然没有图示，但是可以在个别电极10之上，或者基板I (振动板)之上，形成氮化钛膜等的抗氧化膜、或钛膜、镧镍氧化膜等的对压电体层的取向进行控制的取向控制膜。此外，可以在个别电极10与基板I (振动板)之间包含钛或铬等等的紧贴层。接下来，如图8 (A)所示，在个别电极10之上形成压电体层20。压电体层20的形成方法并不被特别地限定，可以使用公知的形成方法。例如，通过溶胶凝胶法等来形成压电材料膜。压电材料膜能够通过旋涂法、CVD法、MOD法、溅射法、激光烧蚀法等而形成。接下来，以压电材料的结晶化为目的，对压电材料膜进行热处理。通过这种方式，能够形成由结晶化了的压电体构成的压电体膜。作为热处理的条件，只要为能够使所使用的压电材料膜结晶化的温度，则并不被特别地限定。热处理例如可以在氧气气氛中，在500°C以上且800°C以下实施。另外，由于压电体层20的详细内容已经在上文中说明过故此省略。
接下来，可以将压电体膜图案形成为预期的形状，从而形成压电体层20。在实施图案形成时，形成开口部220或接触孔26 (参照图2、图8 (A))。接下来，如图8 (A)所示，在压电体层20之上形成导电层60。在此，导电层60的材质可以以铱为主成分。可以通过对导电层60进行图案形成，从而形成共用电极30和导电性部件50。根据上述方法，能够在同一工序中一体地形成由相同材质构成的共用电极30和导电性部件50。在此，可以如图8(A)所示，以保留接触孔26内的导电层60的方式进行图案形成，从而形成导电层36。根据这种方式，能够在实施蚀刻时，防止在接触孔26内露出的个别电极10的表面受到蚀刻损伤。接下来，如图8 (B)所示，可以通过使导电层70成膜，并且使之图案形成为所需的形状，从而形成引线40、41。导电层70的材质可以适当地选择与导电层60相比导电性较高的材质，例如可以以金为主成分。通过上述方式，能够制造出压电元件100。在此，虽然没有图示，但是可以在使导电层60和导电层70连续成膜之后，实施图案形成以成为所需的形状。此外，在制造第一改变例中的压电元件101时，能够通过在对导电层60进行图案形成时，以如图4 (A)所示的方式进行图案形成，从而制造出压电元件101。此外，在制造第四改变例中的压电元件104时，能够通过在压电体层20之上使导电层60成膜并实施图案形成时，使导电层60和导电层70连续成膜,从而形成第一层54a和第二层54b。接下来，参照附图，对第二改变例中的压电元件102的制造方法进行说明。如图9(A)所示，用与上述方法相同的方法来形成个别电极10、压电体层20。但是，在对导电层60实施图案形成时，在露出区域28上不形成导电层，而只形成共用电极30。接下来，如图9 (B)所示，以使导电层70具有与导电层60的膜厚相比而较厚的膜厚(H1)的方式使之成膜。通过对该导电层70进行图案形成，从而与引线40、41同时形成导电性部件52。根据这种方式，能够在同一工序中一体地形成由相同材质构成的引线41 (弓丨线40)和导电性部件52。此外，在制造第三改变例中的压电元件103时，能够通过在对导电层70进行图案形成时，以如图6 (A)所示的方式进行图案形成，从而制造出压电元件103。
接下来，在制造包含压电元件100 (102、103、104)的液滴喷射头600时，如图10所示，在压电元件100 (102、103、104)的下方的流道形成板620上形成压力产生室622等的流道，并设置喷嘴板610。此外，如图10所示，以对压电元件100 (102、103、104)进行密封的方式设置包含密封板的筐体630等。虽然没有图示，但是也可以在设置密封板之后，对流道形成板620等进行加工。3.液滴喷射装置接下来，参照附图，对本实施方式所涉及的液滴喷射装置进行说明。液滴喷射装置具有上述的液滴喷射头。在下文中，对液滴喷射装置为具有上述的液滴喷射头600的喷墨打印机的情况进行说明。图11为模式化地表示本实施方式所涉及的液滴喷射装置700的立体图。如图11所示，液滴喷射装置700包含头单元730、驱动部710和控制部760。另外，液滴喷射装置700可以包含:装置主体720 ;供纸部750 ;设置纸张P的托架721 ;对记录纸张P进行排出的排出口 722 ;被配置在装置主体720的上表面上的操作面板770。头单元730具有由上述的液滴喷射头600构成的喷墨式记录头(以下，简称为“头”)。头单元730还具备:墨盒731，其向头供给油墨；输送部(滑架)732，其搭载有头及墨盒 731。驱动部710能够使头单元730进行往复移动。驱动部710具有:滑架电机741，其成为头单元730的驱动 源；往复移动机构742，其通过接受滑架电机741的旋转，从而使头单元730进行往复移动。往复移动机构742具备:滑架引导轴744，其两端被支承在支架(未图示)上；正时皮带743，其与滑架引导轴744平行地延伸。滑架引导轴744以使滑架732能够自由地进行往复移动的方式而对滑架732进行支承。另外，滑架732被固定在正时皮带743的一部分上。当通过滑架电机741的工作而使正时皮带743运行时，头单元730被滑架电机744引导，从而进行往复移动。在进行这种往复移动时，从头适当地喷出油墨，从而执行向记录纸张P的印刷。另外，虽然在本实施方式中，例示了在液滴喷射头600及记录纸张P均移动的同时实施印刷的示例，但是本发明的液滴喷射装置也可以为如下的机构，即，通过使液滴喷射头600及记录纸张P相互相对性地改变位置，从而对记录纸张P实施印刷的机构。此外，虽然在本实施方式中，例示了对记录纸张P实施印刷的示例，但是作为能够通过本发明的液滴喷射装置而实施印刷的记录介质，并不限于纸，还可以列举出布、薄膜、金属等的广泛的介质，并且能够适当地改变结构。控制部760能够对头单元730、驱动部710以及供纸部750进行控制。供纸部750能够将记录纸张P从托架721送入头单元730侧。供纸部750具备:供纸电机751，其成为供纸部750的驱动源；供纸辊752，其通过供纸电机751的工作而进行旋转。供纸辊752具备隔着记录纸张P的输送路径而在上下方向上对置的从动辊752a以及驱动辊752b。驱动辊752b与供纸电机751相连结。当通过控制部760而驱动供纸部750时，对记录纸张P进行输送，以使其通过头单元730的下方。头单元730、驱动部710、控制部760以及供纸部750被设置在装置主体720的内部。
液滴喷射装置700包含本实施方式所涉及的液滴喷射头600。因此，能够实现提高了可靠性的液滴喷射装置。另外，虽然上述例示的液滴喷射装置具有一个液滴喷射头，并且能够通过该液滴喷射头来对记录纸张实施印刷，但是也可以具有多个液滴喷射头。在液滴喷射装置具有多个液滴喷射头时，多个液滴喷射头可以分别独立地以上述方式工作，也可以将多个液滴喷射头相互连结在一起，从而构成一个集合而成的头。作为这种形成集合的头，可以例举如多个头各自的喷嘴孔作为整体而具有均匀的间隔的、行式的头。虽然在上文中，作为本发明所涉及的液滴喷嘴装置的一个示例，而对作为喷墨打印机的喷墨记录装置700进行了说明，但是本发明所涉及的液滴喷射装置还可以应用于工业上。作为此时所喷出的液体等(液状材料)，可以使用通过溶剂或分散介质而将各种功能性材料调节为适当的粘度而形成的材料等。本发明的液滴喷射装置除了所例示的打印机等的图像记录装置以外，还可以作为液晶显示器等的滤色器的制造上所使用的颜料喷射装置、有机 EL (Electro Luminescence:电致发光)显不器、FED (Field Emission Display:面发光显示器)、电泳显示器等的电极或滤色器的形成时所使用的液体材料喷射装置、生物芯片制造时所使用的生物体有机材料喷射装置而适当地进行使用。另外，上述的实施方式以及各种改变均为一个示例，本发明并不限定于这些方式。例如，实施方式以及各种改变可以适当地组合多个方式。本发明并不限于上述的实施方式，而还能够进行各种改变。例如，本发明包括与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构，或者目的以及效果相同的结构)。此外，本发明包括对在实施方式中说明的结构中的非本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括能够获得与在实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构，或者，能够达成相同的目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中说明的结构上附加了公知技术的结构。符号说明
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I…基板(振动板)；10...个别电极；20...压电体层；21...上表面；22…侧表面；25...能动部；26...接触孔；28...露出区域；30...共用电极；31、32...端部；36...导电层；40…引线;41…引线;50、51、52、53、54…导电性部件;60…导电层;70…导电层;100、101、102、103、104…压电兀件;110…第一方向;120…第二方向;600…液滴喷射头；610…喷嘴板；612…喷嘴孔；620…流道形成基板；622…压力产生室；624…忙液器；626…供给口 ；628…贯穿孔；630…筐体；700…液滴喷射装置；710…驱动部；720…装置主体；721…托架；722…排出口 ；730…头单元；731…墨盒；732…滑架；741…滑架电机；742…往复移动机构；743…正时皮带；744…滑架引导轴；750…供纸部；751…供纸电机；752…供纸辊；752a…从动辊；752b…驱动辊；760…控制部；770…操作面板。
权利要求
1.一种液滴喷射头，包括 个别电极，其以与压力产生室相对应的方式而被设置； 压电体层，其被形成在所述个别电极之上； 共用电极，其被形成在所述压电体层之上，并以横跨多个所述压力产生室的方式而被设置， 在被所述个别电极与所述共用电极夹着的所述压电体层的能动部的长度方向外侧处，设置有导电性部件，所述导电性部件被形成于所述压电体层之上，并且与所述个别电极以及所述共用电极绝缘。
2.如权利要求I所述的液滴喷射头，其中， 所述导电性部件被设置成，和所述压力产生室的端部的一部分重叠。
3.如权利要求I或2所述的液滴喷射头，其中， 所述导电性部件由与所述共用电极相同的材质形成。
4.如权利要求I或2所述的液滴喷射头，其中， 与所述个别电极电连接的引线被设置在所述压电体层之上， 所述导电性部件由与所述弓I线相同的材质形成。
5.如权利要求I或2所述的液滴喷射头，其中， 与所述个别电极电连接的引线被设置在所述压电体层之上， 所述导电性部件包括第一层和第二层，其中，所述第一层由与所述共用电极相同的材质形成，所述第二层由与所述引线相同的材质形成。
6.如权利要求I至5中的任意一项所述的液滴喷射头，其中， 所述导电性部件由相邻的多个部件构成。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制裂纹的产生的、可靠性较高的液滴喷射头。本发明所涉及的液滴喷射头包括个别电极，其以与压力产生室相对应的方式而被设置；压电体层，其被形成在所述个别电极之上；共用电极，其被形成在所述压电体层之上，并以横跨多个所述压力产生室的方式而被设置，在被所述个别电极与所述共用电极夹着的所述压电体层的能动部的长度方向外侧处，设置有导电性部件，所述导电性部件被形成于所述压电体层之上，并且与所述个别电极以及所述共用电极绝缘。
文档编号B41J2/045GK103252995SQ201310049819
公开日2013年8月21日 申请日期2013年2月7日 优先权日2012年2月15日
发明者平井荣树, 矢崎士郎, 伊藤浩 申请人:精工爱普生株式会社