压电元件模块、以及压电元件模块的制造方法

压电元件模块、以及压电元件模块的制造方法
【专利摘要】本发明提供能够使发送部以及接收部双方的灵敏度均提高的压电元件模块、超声波换能器、超声波设备、液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件模块的制造方法。在同一基板（310）上具备具有第一压电体层（371）的第一压电元件、和具有与上述第一压电体层不同的第二压电体层（372）的第二压电元件，且上述第一压电体层的d常量比上述第二压电体层的d常量大。
【专利说明】压电元件模块、以及压电元件模块的制造方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及压电元件模块、超声波换能器、液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件模块的制造方法。

【背景技术】
[0002]在作为具备使用了压电元件的超声波换能器的超声波设备的一个例子的超声波传感器方面，可以列举出收发一体型和收发分离型两种。作为压电元件的选择指针，相对于在超声波的发送之际施加电压时的振幅振动较大，即压电应变常数d33较大的重要性，期望在接收之际施加压力时的产生电压较大，即压电电压常数g33较大。
[0003]然而，以往作为元件而使用了 d33较大的相界(MPB)组成的PZT，虽然发送性能优异，但PZT的相对介电常数较大所以g33较低，存在接收性能变差的问题。
[0004]于是，例如存在通过利用收发分离型的结构，使各单元的配置模式最佳化，来期望性能提高的元件(参照专利文献I)。另外，存在通过利用收发分离型的结构，在各单元间设置空隙部，来抑制声音的环绕、残留振动的元件(参照专利文献2)。
[0005]专利文献1:日本特开2010 - 183437号公报
[0006]专利文献2:日本特开2011 - 82624号公报
[0007]然而，专利文献1、2所记载的超声波传感器还不能够说灵敏度足够，仍期望更好的传感器。
[0008]此外，在专利文献1、2中，发送部以及接收部的压电元件均相同，由于制造方法的难度，在发送部和接收部不对压电元件进行改变。


【发明内容】

[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够使发送部以及接收部双方的灵敏度均提高的压电元件模块、超声波换能器、超声波设备、液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件模块的制造方法。
[0010]本发明解决上述问题的方式在于压电元件模块，其特征在于，在同一基板上具备:具有第一压电体层的第一压电元件、和具有与上述第一压电体层不同的第二压电体层的第二压电元件，上述第一压电体层的d常量比上述第二压电体层的d常量大。
[0011]在所述的方式中，在同一基板上具备上述第一压电体层的d常量比上述第二压电体层的d常量大的、特性不同的压电元件，从而在超声波换能器中，能够使发送部、接收部双方的灵敏度提高，另外，在液体喷射头中，即使驱动波形相同也能够喷出大小不一的液滴。
[0012]这里，优选上述第一压电元件与上述第二压电元件被并列设置在同一平面上。据此，两种压电元件并列设置于同一平面上，能够应用于各种用途。
[0013]另外，另一方式在于超声波换能器，其特征在于，具备上述方式的压电元件模块，上述第一压电体层的g常量比上述第二压电体层的g常量小，将上述第一压电元件作为发送部，将上述第二压电元件作为接收部。
[0014]在所述的方式中，能够实现提高了发送部以及接收部两者的灵敏度的超声波换能器。
[0015]另外，另一方式在于超声波设备，其特征在于，具备:基板，其具有开口 ；和上述方式的超声波换能器，其被设置在上述基板上。
[0016]在所述的方式中，能够实现提高了发送部以及接收部两者的灵敏度的超声波设备。
[0017]另外，另一方式在于液体喷射头，其特征在于，具备:流路形成基板，其被设置有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力产生室；和上述方式的压电元件模块，其被设置在该流路形成基板上。
[0018]在所述的方式中，能够实现即使驱动波形相同也能够喷出大小不一的液滴的液体嗔射头。
[0019]另外，另一方式在于液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的液体喷射头。
[0020]在所述的方式中，能够实现即使驱动波形相同也能够喷出大小不一的液滴的液体嗔射头。
[0021]另外，另一方式在于压电元件模块的制造方法，其特征在于，该压电元件模块的制造方法为在同一基板上具备:具有第一压电体层的第一压电兀件、和具有与上述第一压电体层不同的第二压电体层的第二压电元件，上述第一压电体层的d常量比上述第二压电体层的d常量大的压电元件模块的制造方法，该压电元件模块的制造方法具备以下工序:将上述第一压电元件以及上述第二压电元件的任意一方的第一电极图案化为单个电极的工序；涂覆上述第一压电元件以及上述第二压电元件的任意一方的压电体层并进行图案化的工序；将上述第一压电元件以及上述第二压电元件的任意一方的第二电极设置为共用电极的工序；将上述第一压电元件以及上述第二压电元件的另一方的第一电极图案化为单个电极的工序；涂覆上述第一压电元件以及上述第二压电元件的另一方的压电体层并进行图案化的工序；以及将上述第一压电元件以及上述第二压电元件的另一方的第二电极设置为共用电极的工序。
[0022]在所述的方式中，能够在同一基板上并列设置种类不同的压电元件。

【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是表示实施方式的超声波设备的概略构成的俯视图以及A — A'线剖视图。
[0024]图2是表示压电元件模块的制造过程的图。
[0025]图3是表示压电元件模块的制造过程的图。
[0026]图4是表示压电元件模块的制造过程的图。
[0027]图5是本发明的实施方式所涉及的记录头的分解立体图。
[0028]图6是本发明的实施方式所涉及的记录头的俯视图以及剖视图。
[0029]图7是放大了本发明的实施方式所涉及的记录头的主要部分的剖视图。
[0030]图8是本发明的实施方式所涉及的记录装置的概略图。

【具体实施方式】
[0031]以下，基于实施方式对本发明进行详细说明。
[0032]图1是安装有本发明的一个实施方式所涉及的超声波换能器的超声波设备的俯视图以及其A — A'线剖视图。
[0033]如图1 (a)所示，超声波设备200将多个发送用超声波换能器301和接收用超声波换能器302以阵列状的方式设置于基板310上的基板开口部312的区域，而构成阵列传感器。按照每一列交替配置多个发送用超声波换能器301以及多个接收用超声波换能器302，并按照每个换能器的列切换通电。根据这样的通电切换而实现行扫描、扇形扫描。另夕卜，根据通电的换能器的个数和列数而决定超声波的输出和输入的等级。在图中省略为描绘6行X6列。排列的行数与列数根据扫描的范围的宽广来决定。
[0034]此外，也能够按照每个换能器交替配置发送用超声波换能器301与接收用超声波换能器302。该情况下，通过将发送侧与接收侧的中心轴作为合并的超声波发送接收源，从而容易地使发送接收的指向角合并。
[0035]另外，本实施例为了使设备小型化，使用了在一块基板310上配置了发送用超声波换能器301和接收用超声波换能器302双方的压电元件模块，详细内容如后述，对各个发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302分别使用了最适合的压电元件。
[0036]在图1 (b)中，作为能够作为超声波转换器使用的实施例，例如，基板310由具有
(100)、(110)或者(111)取向的单晶硅构成。另外，除了硅材料以外也能够使用以ZrO2或者Al2O3为代表的陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、如MgO、LaAlO3这样的氧化物基板材料、如SiC、S12、多晶硅、Si3N4这样的无机材料。或者，也可以是由这些材料的组合而成的层叠材料。
[0037]在基板310的上方形成有振动板50。振动板50具备在基板310上形成的氧化物，例如，由二氧化硅构成的氧化层51、和由在氧化层51上通过液相法形成的氧化锆(ZrO2)构成的氧化锆层52。此外，振动板50的膜厚基于共振频率而决定。
[0038]在振动板50上，配置有发送用超声波换能器301和接收用超声波换能器302。
[0039]发送用超声波换能器301由按照各发送用超声波换能器301进行了图案化而成为单个电极的第一电极361、压电体层371、以及成为共用电极的第二电极380构成。
[0040]另一方面，接收用超声波换能器302由按照各接收用超声波换能器302进行了图案化而成为单个电极的第一电极362、压电体层372、以及成为共用电极的第二电极380构成。
[0041]这里，压电体层371由d常量比压电体层372大，并且相对介电常数比压电体层372大的压电材料构成。作为这种材料，优选包含铅(Pb)、钛(Ti)以及锆(Zr)的钙钛矿结构的氧化物，在本实施方式中，利用锆钛酸铅(PZT ;组成为Zr / Ti = 52 / 48)形成压电体层 371。
[0042]另一方面，压电体层372由d常量比压电体层371小且相对介电常数比压电体层371小的压电材料构成。作为这种压电材料，优选包含铋(Bi)、铁(Fe)的钙钛矿结构的氧化物、包含铋(Bi )、镧(La)、铁(Fe)的钙钛矿结构的氧化物、包含铋(Bi )、钡(Ba)、铁(Fe)、钛(Ti )的钙钛矿结构的氧化物、包含钾(K)、钠(Na)、铌(Nb )的钙钛矿结构的氧化物、或者除了这些元素还包含Mn等元素的钙钛矿结构的氧化物，具体而言，优选BiFeO3系材料，例如BiLaFeMn03、BiFeMn 一 BaT13、“KNaNbO3系材料”等。另外，也能够使用锆钛酸铅(PZT ；组成为Zr / Ti = 30 / 70)等。在本实施方式中，使用了 BiFeMn — BaTi03。
[0043]根据这种构成，当在电压施加时的振幅振动较大的超声波的发送之际进行动作的发送用超声波换能器301由于压电体层371的压电应变常数d33较大，所以灵敏度良好。另外，当在压力施加时的产生电压较大的接收之际进行动作的接收用超声波换能器302的压电体层372与压电体层371相比虽然压电应变常数d33较小，但相对介电常数相当小，所以压电电压常数g33相比压电体层371变大，使灵敏度良好。根据这种观点，作为接收用超声波换能器302的压电体层372优选使用相对介电常数尽量小的材料，其结果是，需要使用压电电压常数g33比压电体层371大的材料。
[0044]第一电极361以及362的材料需要为在形成压电体层371以及372时不使其氧化，而能够维持导电性的材料，例如，适合使用白金(Pt)等贵金属，或者以镧镍氧化物(LNO)等为代表的导电性氧化物。在本实施方式中，未特别图示但也可以设置锆、钛、氧化钛等紧贴层来作为第一电极361的基底。
[0045]压电体层371以及压电体层372由上述的材料构成，但在本实施方式中，均通过液相法形成，在形成了压电体层371之后，进行图案化，之后，设置压电体层372。在进行压电体层371的图案化时，为了防止压电体层371的恶化，优选较薄地设置白金等导体层来进行图案化。另外，在本实施方式中，为了在之后设置压电体层372时保护压电体层371，也可以在以覆盖压电体层371的方式设置白金等导体层并进行图案化之后，设置压电体层372。这里设置的导体层也可以与第一电极361共用化。
[0046]根据这种图案化法，在烧制压电体层372时，压电体层371也再次被烧制，所以优选压电体层371的烧制温度比压电体层372高。因此优选根据使用的材料，来确定首先形成压电体层371以及372的哪一个。
[0047]此外，压电体层371以及压电体层372能够不利用液相法，而利用溅射法、激光烧蚀法等PVD (Physical Vapor Deposit1n:物理气相沉积)法(气相法)等形成。
[0048]另外，为了使发送用超声波换能器301和接收用超声波换能器302的灵敏度提高，压电体层371以及372优选取向于规定的面，特别是取向于(100)面，优选在压电体层371以及372的基底设置籽晶层、取向控制膜等。在本实施方式中为了由PZT构成的压电体层371的取向控制，优选设置由晶钛、LNO (LaN13)构成的取向控制膜。另外，在本实施方式中优选在由BiFeMn — BaT13构成的压电体层372的基底设置由LNO、BiMnO3等包含Bi以及Mn的氧化物、BiFeT13等包含B1、Fe以及Ti的钙钛矿结构的氧化物构成的籽晶层、取向控制层。
[0049]另外，压电体层371以及372除了利用上述的图案化法依次设置之外，虽然在精度上劣于图案化，但也可以利用喷墨法的打印分开涂抹设置压电体层371以及372。
[0050]第二电极380是发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302的共用电极，该第二电极380将发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302双方共用化，但也可以作为发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302的各自独立的共用电极。第二电极380优选能够良好地形成压电体层371以及372的界面，且能够发挥绝缘性以及压电特性的材料，适合使用铱(Ir)、白金(Pt)、钮!(Pd)、金(Au)等贵金属材料，以及以镧镍氧化物(LNO)为代表的导电性氧化物。另外，第二电极380也可以是多种材料的层叠。而且，第二电极380能够通过派射法、激光烧蚀法等PVD (Physical Vapor Deposit1n:物理气相沉积)法(气相法)、溶胶凝胶法、MOD (Metal-Organic Decomposit1n:金属有机物分解)法、电镀法等液相法来形成。
[0051]在本实施方式中，在基板310上形成有基板开口部312。基板开口部312能够根据基板材料而使用蚀刻、研磨、激光加工等加工方法来形成，在使用了硅基板的情况下优选通过各向异性湿法蚀刻形成。
[0052]以上说明的超声波设备200具备分别对发送部和接收部配置了适合的压电元件300的压电元件模块，所以能够发挥最大限度的性能。另外，由于能够利用简便的工序在同一晶圆上形成压电元件模块，所以也容易进行发送部与接收部的邻接配置，且被检测物的检测精度也为良好。
[0053]具体而言，在基板310上的同一平面上邻接地并列设置有发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302。这样，通过按照每个换能器交替配置发送用超声波换能器301与接收用超声波换能器302，能够将发送侧与接收侧的中心轴作为合并的超声波发送接收源从而容易地使发送接收的指向角合并。
[0054]这样，在本申请的超声波设备中，与利用了整体型压电陶瓷等的传感器相比能够以狭窄的间距(高分辨率)配置使用MEMS的技术制作而成的压电元件，并且驱动电压较低，所以对设备和安装该设备的装置的小型化、轻薄化和节能化具有效果。另外，由于压电元件间的制造偏差较小，所以也有提高识别精度的效果。
[0055]并且，通过使压电体层371、372的膜厚变薄来提高位移特性，从而获得能够提高超声波的发送与接收的效率的效果。
[0056]接下来，基于图2?图4对以上说明的超声波设备200所使用的压电元件模块的制造方法的一个例子进行说明。
[0057]如图2 (a)所示，在基板310上设置了由氧化硅构成的氧化层51以及氧化锆层52之后，设置白金等导体层并进行图案化来设置第一电极361。
[0058]接下来，如图2 (b)所示，根据需要，在设置了晶钛等之后，通过液相法涂覆压电体前驱体层，并通过干燥、脱脂、烧制，形成压电体层371A，并且，在较薄地设置了白金等第一导体层381A之后，对压电体层371A以及第一导体层381A进行图案化，而成为压电体层371以及第一导体层381。
[0059]这里，压电体前驱体层例如能够使用MOD法、溶胶凝胶法等液相法、激光烧蚀法、溅射法、脉冲激光沉积法(PLD法)、CVD法、气溶胶沉积法等气相法来形成。压电体层371A以及第一导体层381A的图案化能够利用干法蚀刻等进行。
[0060]此外，也可以通过根据所希望的膜厚等反复多次进行上述的涂覆工序、干燥工序以及脱脂工序或者涂覆工序、干燥工序、脱脂工序以及烧制工序，来形成由多层的压电体膜构成的压电体层。
[0061]接下来，如图2 (C)所示，在对整体设置了第二导体层382A之后，进行图案化，成为覆盖压电体层371的第二导体层382、和第一电极362。这里，第二电极380在设置接收用超声波换能器302的压电体层372时，是用于保护压电体层371的电极，另外，与第一导体层381—起，兼为发送用超声波换能器301的第二电极380。并且，在该例子中，与第二导体层382 —起，设置了接收用超声波换能器302的第一电极362，但第一电极362也可以另外设置。此外，根据这种观点，第二导体层382A需要对压电体层372的烧制的温度具备耐久性，例如，优选为白金。
[0062]接下来，如图3 (a)所示，根据需要，在设置了取向控制层之后，通过液相法涂覆压电体前驱体层，并通过干燥、脱脂、烧制，而形成压电体层372A，并且，在该电体层372A上形成第三导体层383A，并通过图案化，在与接收用超声波换能器302对应的位置设置第三导体层383。该第三导体层383用于保护接收用超声波换能器302的压电体层372的表面，但也可以省略。
[0063]接下来，如图3 (b)所示，设置抗蚀层391，并进行图案化，使该抗蚀层391成为用于通过湿法蚀刻对接收用超声波换能器302进行图案化的掩模392。
[0064]接下来，如图3 (C)所示，通过掩模392，对压电体层372A进行图案化，使其成为压电体层372。
[0065]之后，如图4 (a)所示，设置构成第二电极380的主要部分的第四导体层384，如图4 (b)所示，通过各向异性湿法蚀刻在基板310上设置基板开口部312。
[0066]这样，通过湿法蚀刻进行发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302中的后形成的接收用超声波换能器302的压电体层372的图案化，而能够将发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302并列设置在基板310上。此外，对首先形成发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302的哪一个并不特别限定，考虑材料、工序来决定即可。然而，首先形成的一方，在该情况下，发送用超声波换能器301的压电体层371被第二导体层382覆盖。
[0067]在以上说明的例子中，发送用超声波换能器301由第一导体层381、第二导体层382和第四导体层384构成第二电极380，接收用超声波换能器302由第三导体层383以及第四导体层384构成第二电极380,但第一导体层381、第四导体层384也可以省略。
[0068]另外，在通过湿法蚀刻进行发送用超声波换能器301以及接收用超声波换能器302中的后形成的接收用超声波换能器302的压电体层372的图案化的情况下，也可以通过干法蚀刻来进行，直到第二导体层382露出为止，之后，通过湿法蚀刻来进行。此外，对于先形成的压电体层371，在上述的制造例子中为干法蚀刻，但当然也可以通过湿法蚀刻进行图案化。
[0069]通过例示以上说明的超声波设备而说明的压电元件模块，S卩，适当地配置了具备特性不同的压电体层的压电元件的压电元件模块能够应用于液体喷射头。即，在以往的液体喷射头中，通过变更驱动波形，来用同一个压电元件喷出大小不同的液滴，但能够通过使用上述的压电体元件模块来实现无法通过驱动波形的变更而应对的情况下的大小墨点的喷出、和能够将驱动波形设为相同再喷出大小墨点的液体喷射头。
[0070]具备特性不同的压电体层的压电元件可以交替或者按照每块配置在一个压电元件的列，也可以以在一个基板具备两列压电元件列的方式，在每一列设置不同的压电元件。
[0071]以下将对这种液体喷射头的一个例子进行说明，但如何配置不同的压电元件是按照上述那样进行的，所以省略该点的说明。
[0072]图5是作为本发明的一个实施方式所涉及的液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头的立体图，图6是喷墨式记录头的俯视图以及B — B'线剖视图，图7是放大了第一方向X的主要部分的剖视图。
[0073]如图所示，在作为本实施方式的液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头I所具备的流路形成基板10中形成有压力产生室12。而且，由多个隔壁11划分的压力产生室12沿并列设置排出相同颜色的墨水的多个喷嘴开口 21的方向而并列设置。以下，将该方向称为压力产生室12的并列设置方向，或者第一方向X。另外，在流路形成基板10上，设置有多列在第一方向X上并列设置了压力产生室12的列，在本实施方式中为两列。以下，将设置了多列沿第一方向X形成了压力产生室12的该压力产生室12的列的列设置方向称为第二方向Y。
[0074]另外，在流路形成基板10的压力产生室12的长度方向的一端部侧，即与第一方向X正交的第二方向Y的一端部侧，通过多个隔壁11划分有墨水供给路13和连通路14。在连通路14的外侧(在第二方向Y上与压力产生室12相反的一侧)形成有连通部15，该连通部15构成成为各压力产生室12的共用的墨水室(液体室)的连通器100的一部分。S卩，在流路形成基板10设置有由压力产生室12、墨水供给路13、连通路14以及连通部15构成的液体流路。
[0075]在流路形成基板10的一面侧即压力产生室12等液体流路开口的面，通过粘合剂、熔融胶膜等接合有被贯穿设置了与各压力产生室12连通的喷嘴开口 21的喷嘴板20。SP，在喷嘴板20上，沿第一方向X并列设置有喷嘴开口 21。
[0076]在流路形成基板10的另一面侧，形成有振动板50。如图6所示，本实施方式的振动板50具备:在流路形成基板10上形成的由氧化物构成的氧化层51、和在氧化层51上通过液相法形成的由氧化锆(ZrO2)构成的氧化锆层52。
[0077]在振动板50上形成有第一电极60、压电体层70以及第二电极80。在本实施方式中，通过振动板50、第一电极60、压电体层70以及第二电极80构成压电兀件300A。在该基板(流路形成基板10 )上以能够变形的方式设置的压电元件300A成为本实施方式的压电致动器。
[0078]这里，构成压电元件300A的第一电极60按照每个压力产生室12被切开，并按照每个后述的能动部构成电独立的单个电极。而且第一电极60在压力产生室12的第一方向X上，以比压力产生室12的宽度窄的宽度形成。即，在压力产生室12的第一方向X上，第一电极60的端部位于与压力产生室12对置的区域的内侧。另外，在第二方向Y上，第一电极60的两端部分别被延伸设置到压力产生室12的外侧。
[0079]压力产生室12的第二方向Y的一端部侧(在本实施方式中，是墨水供给路侧)的压电体层70的端部与第一电极60的端部相比位于外侧。即，第一电极60的端部被压电体层70覆盖。压力产生室12的第二方向Y的另一端侧的压电体层70的端部与第一电极60的端部相比位于内侧(压力产生室12侧)。
[0080]此外，在延伸设置到压电体层70的外侧的第一电极60例如连接有由金(Au)等构成的引线电极90。虽然省略图示，但该引线电极90构成连接与驱动电路等连结的连接布线的端子部。
[0081]这里，对压电元件300A的压电体层70使用与上述的压电体层371以及压电体层372相同的压电材料，以使得喷出大小不同的液滴。此外，压电体层371如上所述，另一方面，压电体层372由d常量比压电体层371小但相对介电常数比压电体层371小的压电材料构成之处也如上所述。
[0082]这种构成的压电元件300通过在第一电极60与第二电极80之间施加电压而产生位移。即通过在两电极60、80之间施加电压，从而使夹在第一电极60与第二电极80之间的压电体层70产生压电形变。而且，将在对两个电极60、80施加了电压时，压电体层70产生压电形变的部分称为能动部。与此相对，将压电体层70未产生压电形变的部分称为非能动部。另外，在压电体层70产生压电形变的能动部中，将与压力产生室12对置的部分称为可挠部，并将压力产生室12的外侧的部分称为非可挠部。
[0083]在本实施方式中，在压力产生室12的第二方向Y上到压力产生室12的外侧为止，连续地设置有第一电极60、压电体层70以及第二电极80的全部。即到压力产生室12的外侧为止，连续地设置有能动部。因此，能动部中与压电元件300的压力产生室12对置的部分成为可挠部，压力产生室12的外侧的部分成为非可挠部。
[0084]如图6所示，在形成了这种压电元件300A的流路形成基板10上，通过粘合剂35接合有保护压电元件300A的保护基板30。
[0085]在保护基板30设置有划分收纳压电元件300的空间的凹部亦即压电元件保持部31。另外在保护基板30设置有构成连通器100的一部分的连通器部32。连通器部32在厚度方向上贯通保护基板30并且沿整个压力产生室12的宽度方向而形成，如上述那样该连通器部32与流路形成基板10的连通部15连通。另外在保护基板30设置有在厚度方向上贯通保护基板30的贯通孔33。与各能动部的第一电极60连接的引线电极90在该贯通孔33内露出，与未图示的驱动电路连接的连接布线的一端在该贯通孔33内与引线电极90连接。
[0086]在保护基板30上接合有由密封膜41以及固定板42构成的柔性基板40。密封膜41由刚性较低且具有可挠性的材料构成，通过该密封膜41来密封连通器部32的一个面。另外，固定板42由金属等硬质的材料形成。由于该固定板42的与连通器100对置的区域为在厚度方向上被完全除去的开口部43，所以连通器100的一个面仅被具有可挠性的密封膜41密封。
[0087]在这种本实施方式的喷墨式记录头I中，从与未图示的外部墨水供给单元连接的墨水导入口获取墨水，在从连通器100到喷嘴开口 21使内部充满了墨水后，根据来自驱动电路的记录信号，对分别与压力产生室12对应的第一电极60和第二电极80之间施加电压。由此振动板50与压电元件300 —起弯曲变形使各压力产生室12内的压力升高，而使墨水滴从各喷嘴开口 21喷射。
[0088]另外，如图8所示，本实施方式的喷墨式记录头I例如被安装于喷墨式记录装置
II。具有喷墨式记录头I的记录头单元I以能够拆卸的方式被设置于构成墨水供给单元的墨盒2，安装了该记录头单元I的滑架3以能够进行轴向移动的方式被设置于安装在装置主体4中的滑架轴5。该记录头单元I例如喷射黑色油墨组合物以及彩色油墨组合物。
[0089]而且，通过经由未图示的多个齿轮以及同步带7将驱动马达6的驱动力传递给滑架3，从而使安装了记录头单元I的滑架3沿滑架轴5移动。另一方面，在装置主体4中，沿滑架轴5设置有压纸滚筒8，通过未图示的供纸辊等供给的纸等记录介质亦即记录薄片S缠绕于压纸滚筒8并被输送。
[0090]而且在本发明中，如上述那样具备多种特性不同的构成喷墨式记录头I的压电元件300，所以即使不变更驱动波形，也能够喷出大小不同的液滴。作为结果，能够实现提高打印质量并提高耐久性的喷墨式记录装置II。
[0091]此外，在上述的例子中，作为喷墨式记录装置II，例示了喷墨式记录头I被安装于滑架3并在主扫描方向上移动的装置，但其构成并未特别限定。喷墨式记录装置II例如也可以是固定喷墨式记录头I，通过使纸等记录薄片S在副扫描方向上移动来进行打印的所谓的行式记录装置。
[0092]另外，在上述的例子中，喷墨式记录装置II为作为液体存积单元的墨盒2安装于滑架3的构成，但并不特别限定于此，例如，也可以将墨容器等液体存积单元固定于装置主体4，并经由软管等供给管而连接存积单元与喷墨式记录头I。另外，液体存积单元也可以不安装于喷墨式记录装置。
[0093]其他的实施方式
[0094]以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明的基本的构成并不限定于上述的构成。
[0095]本发明不仅能够应用于超声波设备、液体喷射头(喷墨式记录头)，还能够应用于所有的安装于装置的致动器装置或者利用了压电元件的各种传感器类等。
[0096]另外，在上述的实施方式中，作为液体喷射头的一个例子列举了喷墨式记录头来对本发明进行了说明，但本发明是广泛地以液体喷射头整体为对象的。作为液体喷射头，例如，除了打印机等图像记录装置所使用的各种记录头之外，还列举了液晶显示器等的彩色滤光片的制造所使用的颜色材料喷射头、有机EL显示器、FED (场致发射显示器)等的电极形成所使用的电极材料喷射头、生物chip制造所使用的生物有机物喷射头等。
[0097]符号说明:
[0098]I…喷墨式记录头(液体喷射头)，II…喷墨式记录装置(液体喷射装置)，10…流路形成基板(基板)，11…隔壁，12…压力产生室(基板开口部)，13…墨水供给路，14…连通路，15...连通部,20...喷嘴板,21...喷嘴开口，30...保护基板,31...压电兀件保持部,32...连通器部，33…贯通孔,35...粘合剂,40...柔性基板,41...密封膜,42…固定板,43...开口部,50...振动板，51...氧化层，52...氧化锆层，60...第一电极，70...压电体层，80...第二电极，90…引线电极，100…连通器，200…超声波设备，300、300A…压电元件，301…发送用超声波换能器，302…接收用超声波换能器，361、362…第一电极，371、372…压电体层，380…第二电极。
【权利要求】
1.一种压电元件模块，其特征在于， 在同一基板上具备:具有第一压电体层的第一压电元件、和具有与所述第一压电体层不同的第二压电体层的第二压电元件， 所述第一压电体层的d常量比所述第二压电体层的d常量大。
2.根据权利要求1所述的压电元件模块，其特征在于， 所述第一压电元件与所述第二压电元件被并列设置在同一平面上。
3.一种超声波换能器，其特征在于， 具备权利要求1或者2所述的压电元件模块，所述压电元件模块的第一压电体层的g常量比所述压电元件模块的第二压电体层的g常量小，将所述第一压电元件作为发送部，将所述第二压电元件作为接收部。
4.一种超声波设备,其特征在于,具备: 基板，其具有开口 ；和 被设置在所述基板上的权利要求3所述的超声波换能器。
5.—种液体喷射头,其特征在于,具备: 流路形成基板，其被设置有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力产生室；和 被设置在该流路形成基板上的权利要求1或者2所述的压电元件模块。
6.一种液体喷射装置，其特征在于， 具备权利要求5所述的液体喷射头。
7.一种压电元件模块的制造方法，其特征在于， 该压电兀件模块的制造方法为在同一基板上具备:具有第一压电体层的第一压电兀件、和具有与所述第一压电体层不同的第二压电体层的第二压电元件，且所述第一压电体层的d常量比所述第二压电体层的d常量大的压电元件模块的制造方法， 具备: 将所述第一压电元件以及所述第二压电元件的任意一方的第一电极图案化为单个电极的工序； 涂覆所述第一压电元件以及所述第二压电元件的任意一方的压电体层并进行图案化的工序； 将所述第一压电元件以及所述第二压电元件的任意一方的第二电极设置为共用电极的工序； 将所述第一压电元件以及所述第二压电元件的另一方的第一电极图案化为单个电极的工序； 涂覆所述第一压电元件以及所述第二压电元件的另一方的压电体层并进行图案化的工序；以及 将所述第一压电元件以及所述第二压电元件的另一方的第二电极设置为共用电极的工序。
【文档编号】B41J2/045GK104078452SQ201410116108
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】古林智一, 西胁学 申请人:精工爱普生株式会社