压电器件、液体喷射头以及液体喷射装置的制作方法

文档序号:16677867发布日期:2019-01-19 00:06阅读:122来源:国知局
压电器件、液体喷射头以及液体喷射装置的制作方法

本发明涉及一种具有压电元件的压电器件、具有压电器件的液体喷射头以及具备液体喷射头的液体喷射装置。



背景技术:

作为液体喷射头的代表性的示例即喷墨式记录头所使用的压电器件存在如下的方式,即,具备:独立流道,其与喷嘴相连通;流道形成基板,其设置有与独立流道连通的液体供给室;以及压电元件,其隔着振动板而被设置于流道形成基板的一面侧。

在具有这种压电器件的喷墨式记录头中,公开了一种通过在振动板上设置与液体供给室连通的多个液体供给口从而将振动板过滤器化的结构(例如,参照专利文献1)。

但是,在振动板上形成液体供给口的情况下,存在因振动板被施加油墨的供给压而易于破损的问题。

因此,在专利文献1中,通过层压多个层而对形成液体供给口的振动板进行形成,从而对振动板的内部应力进行调节以抑制振动板的破损。但是,由于被层压有多层而使振动板变厚,因此存在阻碍压电元件的变形而使位移特性降低的问题。

此外,这样的问题不仅存在于喷墨式记录头中,在喷射油墨以外液体的液体喷射头所使用的压电器件中也同样存在。

专利文献1:日本特开2013-993号公报



技术实现要素:

本发明鉴于这样的事实情况,其目的在于,提供一种在不阻碍压电元件的位移的条件下抑制了液体供给口的周围的膜的破损的压电器件、液体喷射头以及液体喷射装置。

解决上述课题的本发明的方式的压电器件,其被用于从喷嘴喷射液体的液体喷射头中,其特征在于,具备:流道形成基板,其形成有与所述喷嘴连通的独立液室和与所述独立液室连通的液体供给室;振动板,其被形成在与所述流道形成基板的所述独立液室和所述液体供给室相对应的位置上;多个液体供给口,其被形成于所述液体供给室;以及压电元件,其包含第一电极、压电体层和第二电极,并且被形成在所述振动板的与所述独立液室相对应的位置上,在所述振动板的与所述液体供给室相对应的位置上层压有金属层,所述液体供给口以贯穿所述振动板和所述金属层的方式被设置。

在所涉及的方式中,通过以贯穿振动板和金属层的方式而设置液体供给口,从而能够对因被供给至液体供给室的液体的压力而在液体供给口的周围的振动板以及金属层上产生裂缝等破损的情况进行抑制。另外,由于能够在不改变振动板或压电元件的结构的条件下抑制液体供给口的周围的振动板以及金属层的裂缝等破损,因此能够对层压有多个层而使振动板变厚的情况进行抑制,进而能够对振动板阻碍压电元件的位移的情况进行抑制。

在此,优选为,所述金属层由与所述第一电极或者所述第二电极相同的材料而形成。据此,通过以与第一电极或者第二电极相同的材料而形成金属层,从而能够抑制种类不同的材料的增加,进而能够降低成本。

此外,优选为,所述金属层以与所述第一电极或者所述第二电极为同一层的方式而形成。据此,能够与第一电极或者第二电极同时地形成金属层,从而能够降低成本。

此外,优选为,金属层不与所述第一电极以及所述第二电极电连接。据此,能够抑制第一电极以及第二电极经由金属层而与液体电连接的情况,从而能够抑制由漏电导致的压电元件的动作不良的情况。

此外,优选为,所述振动板和所述金属层在所述液体供给口的周向上连续地形成。据此,通过在液体供给口的周围连续地设置振动板和金属层,从而能够进一步对液体供给口的周围的振动板以及金属层的裂缝等破损进行抑制。

此外,本发明的其他方式涉及一种液体喷射头,其特征在于,具备上述方式的压电器件。

在所涉及的方式中,能够实现在不阻碍压电元件的位移的条件下抑制供给口的周围的膜的破损的液体喷射头。

另外,本发明的其他方式涉及一种液体喷射装置,其特征在于,具备上述方式的液体喷射头。

在所涉及的方式中,能够实现在不阻碍压电元件的位移的条件下抑制供给口的周围的膜的破损的液体喷射装置。

附图说明

图1为本发明的实施方式1所涉及的记录头的分解立体图。

图2为本发明的实施方式1所涉及的记录头的俯视图。

图3为本发明的实施方式1所涉及的记录头的剖视图。

图4为将本发明的实施方式1所涉及的记录头的主要部分放大后的剖视图。

图5为将本发明的实施方式2所涉及的记录头的主要部分放大后的剖视图。

图6为表示本发明的一种实施方式所涉及的记录装置的概要结构的图。

具体实施方式

以下,参照附图而对本发明的实施方式进行说明。但是,以下的说明表示本发明的一种方式,并且在本发明的范围内能够任意地改变。在各附图中标记了相同符号的部件表示同一部件,并适当地省略说明。此外,在各附图中,x、y、z表示相互正交的三个空间轴。在本说明书中,将沿着这些轴的方向作为第一方向x、第二方向y以及第三方向z而进行说明。

实施方式1

图1为作为本发明的实施方式1所涉及的液体喷射头的一个示例的喷墨式记录头的分解立体图,图2为喷墨式记录头的俯视图,图3为图2的a-a'线剖视图,图4为将图3的主要部分放大后的图。

如附图所述,构成喷墨式记录头1(以下,也简称为“记录头1”)的流道形成基板10能够使用不锈钢或ni等金属、以zro2或者al2o3为代表的陶瓷材料、玻璃陶瓷材料以及如sio2、mgo、laalo3这样的氧化物等。在本实施方式中,流道形成基板10由单晶硅基板构成。

在该流道形成基板10上,通过从一面侧进行各向异性蚀刻,从而被多个隔壁11划分出的压力产生室12沿着排列设置有喷出油墨的多个喷嘴21的第一方向x而被排列设置。另外,在流道形成基板10上,在第二方向y上的压力产生室12的一端侧通过隔壁11而划分出油墨供给通道14和连通通道15。即,在本实施方式中,在流道形成基板10上,作为与各喷嘴21连通的独立流道,而设置有压力产生室12、油墨供给通道14和连通通道15。

此外,在连通通道15的第二方向y上的一端处形成有成为各压力产生室12的共用的液体室的连通部13。在本实施方式中,连通部13成为向独立流道供给油墨的液体供给室。即,在流道形成基板10上设置有由压力产生室12、连通部13、油墨供给通道14以及连通通道15构成的液体流道。

油墨供给通道14在第一方向x上以与压力产生室12相比较小的宽度而被形成,并且将从连通部13向压力产生室12流入的油墨的流道阻力保持为固定。此外,油墨供给通道14并不限定于缩小宽度的结构,也可以采用缩小第三方向z上的高度的方式。

穿口设置有与各压力产生室12的和油墨供给通道14相反的一侧的端部附近连通的喷嘴21的喷嘴板20通过粘合剂或热熔膜等而被固定在流道形成基板10的压力产生室12开口的面侧。此外,喷嘴板20由玻璃陶瓷、单晶硅基板或者不锈钢等而构成。

另一方面,在这种流道形成基板10的与喷嘴板20相反的一侧的面上形成有振动板50。在本实施方式中,采用如下方式,即,作为振动板50而设置:被设置于流道形成基板10侧的由氧化硅构成的弹性膜51;和被设置于弹性膜51上的由氧化锆构成的绝缘体膜52。此外,压力产生室12等液体流道通过从接合有喷嘴板20的面侧对流道形成基板10进行各向异性蚀刻而被形成,并且压力产生室12的与喷嘴板20相反的一侧的面通过弹性膜51而被划分出。

此外,由氧化硅构成的弹性膜51例如能够通过对由单晶硅基板构成的流道形成基板10进行热氧化而形成。另外,由氧化锆构成的绝缘体膜52例如能够在通过利用溅射法等而在弹性膜51上形成锆(zr)层之后对该锆层进行热氧化,从而形成由氧化锆(zro2)构成的绝缘体膜52。

这样的振动板50以成为与压电元件300相适应的内部应力的方式、即对于压电元件300的内部应力而成为最佳的内部应力的方式,既可以被设为压缩应力,也可以被设为拉伸应力。在本实施方式中,振动板50的内部应力成为拉伸应力。

另外,虽然在本实施方式中采用了作为振动板50而设置弹性膜51和绝缘体膜52的方式,但是并不特别限定于此,也可以采用作为振动板50而仅设置弹性膜51以及绝缘体膜52中的任意一个的方式。另外,也可以采用如下方式,即,作为振动板50,除了设置弹性膜51以及绝缘体膜52以外,还设置其他的膜的方式。此外,作为振动板50的其他材料,例如列举出氮化硅(sin)、氧化钛(tiox)等。即,作为振动板50,能够使用将从氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、氧化钛(tiox)、氧化锆(zro2)中选出的至少一种材料设为单层或者将它们中的至少一种材料层压而成的物质。

另外,第一电极60、压电体层70以及第二电极80通过成膜以及光刻法而被层压在流道形成基板10的振动板50上,从而构成压电元件300。在本实施方式中,压电元件300成为使压力产生室12内的油墨产生压力变化的压力产生单元。在此,压电元件300也被称为压电致动器,是指包含第一电极60、压电体层70以及第二电极80的部分。一般而言,将压电元件300的任意一方的电极构成为多个压电元件300所共用的共用电极,而将另一方的电极构成为针对每个压电元件300而独立的独立电极。虽然在本实施方式中,将第一电极60设为共用电极,将第二电极80设为独立电极,但是也可以使其相反。

第一电极60为,在使压电体层70成膜时不会发生氧化而能够维持导电性的材料,例如,铂(pt)、铱(ir)等贵金属或者以氧化镍镧(lno)、氧化铱(iro2)等为代表的导电性氧化物,进一步,优选为使用它们的层压膜。

此外,作为第一电极60,也可以使用用于在所述导电材料与振动板50之间确保紧贴力的紧贴层。在本实施方式中,虽然未进行特别图示,但是作为紧贴层而使用了钛。此外,作为紧贴层,能够使用锆、钛、氧化钛等。即,在本实施方式中,利用由钛构成的紧贴层和从上述的导电材料中选出的至少一种导电层而形成了第一电极60。

压电体层70由具有被形成于第一电极60上的极化结构的氧化物的压电材料构成,例如,能够由以通式abo3所示的钙钛矿型氧化物构成,并且能够使用含铅的铅类压电材料或不含铅的非铅类压电材料等。压电体层70例如能够通过溶胶-凝胶法、mod(metal-organicdecomposition,金属有机沉积)法等液相法、或者溅射法、激光消融法等pvd(physicalvapordeposition,物理气相沉积)法(气相法)等而形成。

第二电极80优选为能够良好地形成其与压电体层70的界面、能够发挥导电性以及压电特性的材料,从而优选地使用铱(ir)、铂(pt)、钯(pd)、金(au)等贵金属材料以及以氧化镍镧(lno)为代表的导电氧化物。此外,第二电极80也可以为多种材料的层压结构。在本实施方式中,使用了铱与钛的层压电极(铱与压电体层70相接)。而且,第二电极80能够通过溅射法、激光消融法等pvd(physicalvapordeposition,物理气相沉积)法(气相法)、溶胶-凝胶法、mod(metal-organicdecomposition,金属有机沉积)法、电镀法等液相法而形成。另外,通过在第二电极80的形成之后实施加热处理,从而能够实施压电体层70的特性改善。

这样的第二电极80仅被形成在压电体层70之上,即,仅被形成在压电体层70的与流道形成基板10相反的一侧的表面上。

此外,压电元件300被保护膜200覆盖。作为保护膜200能够使用具有防潮性的绝缘材料。在本实施方式中,保护膜200以覆盖压电体层70的侧面和第二电极80的侧面以及上表面的周缘部的方式而被设置。即,对于作为第二电极80的上表面的大致中心区域的主要部分,并未设置有保护膜200,而设置有使第二电极80的主要部分开口的开口部201。

开口部201为,在作为厚度方向的第三方向z上贯穿保护膜200并沿着压电元件300的第二方向y而以矩形形状开口的部位,例如,能够通过在跨及流道形成基板10上的整个面而形成了保护膜200之后进行构图而形成。

如此,通过利用保护膜200而覆盖压电元件300的压电体层70的侧面,从而对电流在第一电极60与第二电极80之间发生泄漏的情况进行抑制,由此能够抑制压电元件300的破损。此外,通过设置开口部201,从而能够对因保护膜200而使压电元件300的位移特性显著降低的情况进行抑制。作为这种保护膜200的材料,只要为具有防潮性的材料即可,能够使用无机绝缘材料或有机绝缘材料等。

作为能够用作保护膜200的无机绝缘材料,例如列举出从氧化硅(siox)、氧化锆(zrox)、氧化钽(taox)、氧化铝(alox)以及氧化钛(tiox)中选出的至少一种。作为保护膜200的无机绝缘材料,特别优选使用作为无机非晶材料的氧化铝(alox)、例如三氧化二铝(al2o3)。此外,由无机绝缘材料构成的保护膜200例如能够通过mod法、溶胶-凝胶法、溅射法、cvd法等而形成。

另外,作为能够用作保护膜200的有机绝缘材料,例如列举出从环氧类树脂、聚酰亚胺类树脂、硅类树脂以及氟类树脂中选出的至少一种。此外,由有机绝缘材料构成的保护膜200例如能够通过旋涂法、喷射法等而形成。

在该保护膜200上设置有例如由金(au)等构成的引线电极90。引线电极90的一端部经由被设置于保护膜200上的连通孔202而与第二电极80连接,并且另一端部延伸至流道形成基板10的与油墨供给通道14相反的一侧的端部,并且被延伸出的顶端部经由连接配线121而与下文所述的对压电元件300进行驱动的驱动电路120连接。

另外,在流道形成基板10的压电元件300侧的表面上接合有具有向连通部13供给油墨的歧管部31的保护基板30。在本实施方式中,利用粘合剂35而将流道形成基板10与保护基板30接合在一起。保护基板30的歧管部31经由多个液体供给口16而与连通部13连通,从而使来自歧管部31的油墨经由多个液体供给口16而被供给至连通部13。

在此,在流道形成基板10上的包含歧管部31的开口的区域内,设置有振动板50和被设置于振动板50上的金属层55。此外,歧管部31和连通部13具有大致相同的开口。即,歧管部31的连通部13侧的开口和连通部13的歧管部31侧的开口具有大致相同的面积。而且,金属层55以与歧管部31的开口相比略大的面积而被形成,并且在从第三方向z进行俯视观察时,歧管部31的开口被包含在金属层55中。即,在从第三方向z进行俯视观察时,金属层55以内含歧管部31的连通部13侧的开口和连通部13的歧管部31侧的开口的大小而被设置。

在这样的振动板50以及金属层55上,设置有用于向连通部13供给来自于歧管部31的油墨的多个液体供给口16。

液体供给口16具有与歧管部31的连通部13侧开口相比较小的开口,并且设置有至少两个以上的多个液体供给口16。在此,设置有多个液体供给口16是指,针对一个连通部13而设置有两个以上的液体供给口16的情况。例如,在流道形成基板10上设置有两个以上的多个连通部13的情况下,只要针对各个连通部13而设置有多个液体供给口16即可。即,虽然在振动板50以及金属层55上设置有多个液体供给口16,但是针对一个连通部13而设置有一个液体供给口16的情况不包含在本发明的“多个供给口”的情况中。而且,通过针对一个连通部13而设置两个以上的多个液体供给口16,从而振动板50和金属层55在连通部13的保护基板30侧的开口处被设置为檐状。

这样的液体供给口16以贯穿振动板50和金属层55的方式被设置。在此,液体供给口16以贯穿振动板50和金属层55的方式被设置的情况是指,振动板50和金属层55被设置于液体供给口16的周围的至少一部分处。即,振动板50和金属层55被设置于液体供给口16的周围的至少一部分处的情况,既包含振动板50和金属层55在一个液体供给口16的周向上不连续地设置的结构,也包含振动板50和金属层55在一个液体供给口16的周向上连续地设置的结构。此外,振动板50和金属层55被设置于液体供给口16的周围的至少一部分处的情况包括:振动板50和金属层55形成液体供给口16的开口边缘部的一部分的结构;振动板50和金属层55被形成于彼此相邻的液体供给口16之间的一部分处的结构;以及振动板50和金属层55被形成于液体供给口16与流道壁之间的一部分处的结构。在本实施方式中,振动板50和金属层55在液体供给口16的开口边缘部于周向上连续地形成。

作为这样的以贯穿的方式而设置有液体供给口16的金属层55,优选为对于油墨而言耐腐蚀性较高的材料,且优选为使用铂(pt)、铱(ir)、钌(ru)、锇(os)等贵金属。

此外,金属层55优选为由与构成压电元件300的电极、即第一电极60或者第二电极80相同的材料而形成。即,金属层55既可以为由与第一电极60相同的材料而形成的层,金属层55也可以为由与第二电极80相同的材料而形成的层,金属层55还可以为与第一电极60相同的材料和与第二电极80相同的材料被层压或者被合金化而成的层。如此,通过由与第一电极60或者第二电极80相同的材料而形成金属层55,从而能够抑制不同种类的材料的增加以降低制造成本。当然,金属层55也可以由与第一电极60或者第二电极80不同的材料而形成。

另外,优选为,金属层55以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式被形成。即,金属层55既可以是以与第一电极60为同一层的方式被形成,金属层55也可以是以与第二电极80为同一层的方式被形成,金属层55还可以是第一电极60的同一层和第二电极80的同一层被层压或者被合金化而成的层。在此,金属层55以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式被形成是指,金属层55与第一电极60或者第二电极80同时被形成的情况。即,金属层55即使由与第一电极60或者第二电极80相同的材料而形成,但与第一电极60或者第二电极80以不同的工序而形成的情况也不被包含在同一层中。如此,通过以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式而形成金属层55,从而不会新增形成金属层55的工序而能够简化制造工艺。因此,能够降低制造成本。当然,金属层55也可以由与第一电极60或者第二电极80为相同材料但为不同的制造工序而被形成。

此外,优选为,金属层55不与第一电极60以及第二电极80电连接。在此,金属层55不与第一电极60以及第二电极80电连接的情况是指,金属层55在不与第一电极60以及第二电极80电连接的条件下以成为非连接的方式而被设置的情况。并且,只要金属层55不与第一电极60以及第二电极80电连接,则金属层55也可以隔着绝缘膜而被层压于第一电极60或第二电极80上。如此,通过将金属层55设为与第一电极60以及第二电极80非电连接,从而能够抑制第一电极60以及第二电极80经由金属层55而与油墨电连接的情况,进而能够抑制由漏电所导致的压电元件300的动作不良的情况。当然,金属层55也可以与第一电极60以及第二电极80的任意一个电连接。

在本实施方式中,金属层55以与第一电极60为相同材料且为同一层的方式而形成,并且在不与第一电极60以及第二电极80电连接的条件下而以电气独立的方式被设置。如此,通过以与第一电极60为相同材料并且为同一层的方式而形成金属层55,从而不会新增形成金属层55的工序而能够简化制造工艺。因此,能够降低制造成本。当然,金属层55也可以由与第一电极60以及第二电极80不同的材料而形成,并且即使采用与第一电极60以及第二电极80相同的材料,也可以利用与第一电极60以及第二电极80不同的工序而制造出。

另外,金属层55也可以由与引线电极90相同的材料而形成。此外,金属层55也可以是以与引线电极90为同一层的方式而形成。另外,优选为,金属层55在不与引线电极90电连接的条件下而以电气独立的方式被设置。即,金属层55通过由与构成压电元件300的电极或以其他的金属材料所形成的膜相同的材料而形成,从而能够降低成本。此外,金属层55通过以与构成压电元件300的电极或由其他的金属材料所形成的膜为同一层的方式而形成,从而能够简化制造工序以降低成本。

此外,优选为,金属层55的内部应力为压缩应力。其原因在于,由于本实施方式的振动板50的内部应力为拉伸应力,因此通过设置内部应力成为压缩应力的金属层55而抵消振动板50与金属层55的内部应力,从而能够抑制振动板50和金属层55发生翘曲的情况。当然,金属层55的内部应力也可以为拉伸应力。

如此设置有多个液体供给口16的振动板50以及金属层55,在从歧管部31向连通部13供给油墨时,作为对油墨中所包含的气泡或灰尘等异物进行捕捉的过滤器而发挥功能。如此作为过滤器而发挥功能的设置有多个液体供给口16的振动板50以及金属层55在连通部13的保护基板30侧的开口处被设置为檐状,因此,在通过从歧管部31向连通部13供给的油墨而被施加压力时不被流道形成基板10支承。但是,通过在振动板50上设置韧性较高的金属层55,从而即使被设置于连通部13的开口上的振动板50以及金属层55发生挠曲变形,也能够抑制在振动板50以及金属层55上产生裂缝等破损的情况。特别是,在本实施方式中,振动板50和金属层55在液体供给口16的周向上连续地形成。如此,通过在液体供给口16的周向上连续地设置振动板50和金属层55,从而能够跨及液体供给口16的周向的整周而进一步抑制振动板50以及金属层55的裂缝。并且,当在连通部13与歧管部31所连通的区域内仅设置振动板50、且在振动板50上设置液体供给口16的情况下,由于振动板50的内部应力以及油墨的压力,会使振动板50上产生裂缝等破损。在本实施方式中,通过在连通部13与歧管部31所连通的区域内设置振动板50和金属层55,从而能够对由于振动板50的内部应力以及油墨的压力而使振动板50以及金属层55上产生裂缝等破损的情况进行抑制。因此,能够实现可靠性较高的记录头1。

另外,在本实施方式中,通过仅在振动板50上的设置液体供给口16的区域内设置金属层55,从而能够在不改变振动板50以及压电元件300的结构的条件下抑制振动板50以及金属层55的裂缝。因此,无需以从3层至10层的多层结构而较厚地形成振动板50,从而能够对振动板50阻碍压电元件300的位移的情况进行抑制。

另外,由于液体供给口16周围的振动板50以及金属层55的韧性较高,因此振动板50以及金属层55即使因为连通部13内的压力变动而发生变形,也不易产生裂缝。因此,能够使液体供给口16周围的振动板50以及金属层55根据连通部13内的压力变化而发生变形,从而吸收连通部13内的压力变动。因此,能够减少或者不需要设置下文详述的柔性部。

此外,在本实施方式中,将设置有压力产生室12等的流道形成基板10、振动板50、金属层55和压电元件300统称为压电器件。

另一方面,在保护基板30的与压电元件300对置的区域内设置有压电元件保持部32。压电元件300由于被形成在该压电元件保持部32内,因此以几乎不受外部环境的影响的状态而被保护。此外,压电元件保持部32既可以被密封也可以不被密封。

作为这种保护基板30的材料,例如列举出玻璃、陶瓷材料、金属、树脂等,但是优选为由与流道形成基板10的热膨胀率大致相同的材料而形成,在本实施方式中,使用与流道形成基板10相同材料的单晶硅基板而形成。

另外,在保护基板30上设置有用于对压电元件300进行驱动的驱动电路120。作为驱动电路120,例如能够使用电路基板或半导体集成电路(ic)等。而且,驱动电路120和引线电极90通过由接合线等导电性电线构成的连接配线121而被电连接。

另外,在保护基板30的与歧管部31相对应的区域上,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由刚性较低的具有挠性的材料(例如,厚度为6μm的聚苯硫醚(pps)薄膜)构成,并通过该密封膜41而使歧管部31的一面被密封。此外,固定板42由金属等硬质的材料(例如,厚度为30μm的不锈钢(sus)等)而形成。由于该固定板42的与歧管部31对置的区域成为在厚度方向上被完全去除了的开口部43,因此歧管部31的一个面成为仅被具有挠性的密封膜41所密封的柔性部。

在这样的本实施方式的喷墨式记录头1中,从未图示的外部油墨供给单元吸取油墨,并在从歧管部31起至喷嘴21为止的内部充满了油墨之后,根据来自驱动电路120的记录信号而对与压力产生室12相对应的各自的第一电极60与第二电极80之间施加电压,而使压电元件300以及振动板50弯曲变形,从而使各压力产生室12内的压力升高而从喷嘴21喷出油墨。

如以上所说明的那样,在本实施方式中,喷射油墨的记录头中所使用的压电器件具备:流道形成基板10,其形成有作为与喷嘴21连通的独立液室的压力产生室12、和作为与压力产生室12连通的液体供给室的连通部13;振动板50,其被形成在与流道形成基板10的压力产生室12和连通部13相对应的位置上;多个液体供给口16,其被形成于连通部13上;以及压电元件300,其包含第一电极60、压电体层70和第二电极80,并且被形成在振动板50的与压力产生室12相对应的位置上,在振动板50的与连通部13相对应的位置上层压有金属层55,液体供给口16以贯穿振动板50和金属层55的方式被设置。如此,由于将多个液体供给口16设置在振动板50和金属层55上,从而能够通过金属层55的韧性而对在多个液体供给口16周围的振动板50和金属层55上产生裂缝的情况进行抑制。另外,由于能够在不改变压电元件300或振动板50的结构的条件下抑制多个液体供给口16周围的振动板50的破损,因此能够对振动板50阻碍压电元件300的变形的情况进行抑制,进而能够抑制压电元件300的位移特性的降低。

此外,优选为,金属层55由与第一电极60或者第二电极80相同的材料而形成。在本实施方式中,金属层55由与第一电极60相同的材料而形成。如此,通过由与第一电极60或者第二电极80相同的材料而形成金属层55,从而能够抑制种类不同的材料的增加,进而能够降低制造成本。当然,金属层55也可以由与第一电极60或者第二电极80不同的材料而形成。

另外,优选为,金属层55以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式而形成。在本实施方式中,金属层55以与第一电极60为同一层的方式而形成。如此,通过以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式而形成金属层55,从而能够与第一电极60或者第二电极80同时地形成金属层55,由此能够降低成本。当然,金属层55也可以与第一电极60或者第二电极80以相同的材料且不同的制造工序而形成。

此外,优选为,金属层55不与第一电极60以及第二电极80电连接。据此,能够抑制第一电极60以及第二电极80经由金属层55而与油墨电连接的情况,从而能够抑制由漏电导致的压电元件300的动作不良的情况。当然,金属层55也可以与第一电极60以及第二电极80的任意一个电连接。

另外,优选为,振动板50和金属层55在液体供给口16的周向上连续地形成。据此,通过跨及液体供给口16的周向上的整周而连续地设置振动板50和金属层55,从而能够跨及液体供给口16的周向上的整周而进一步抑制振动板50以及金属层55的裂缝。

实施方式2

图5为将作为本发明的实施方式2所涉及的液体喷射头的一个示例的喷墨式记录头的主要部分放大后的剖视图。此外,对与上述的实施方式1相同的部件标注相同的符号并且省略重复的说明。

如图5所示,在设置有供给口的振动板50上,层压有作为金属层55的第一金属层551和第二金属层552。

在本实施方式中,第一金属层551以与压电元件300的第一电极60为相同的材料且为同一层的方式而形成。

在本实施方式中,第二金属层552以与压电元件300的第二电极80为相同的材料且为同一层的方式而形成。

而且,层压第一金属层551和第二金属层552而成的金属层55不与第一电极60以及第二电极80电连接,而以电气独立的方式被设置。

如此,通过设置层压有第一金属层551和第二金属层552的金属层55,也能够在不改变振动板50以及压电元件300的膜结构的条件下抑制设置有液体供给口16的振动板50以及金属层55的破损。此外,由于能够在不改变压电元件300或振动板50的结构的条件下抑制多个液体供给口16周围的振动板50的破损,因此能够对振动板50阻碍压电元件300的变形的情况进行抑制,进而能够抑制压电元件300的位移特性的降低。

其他实施方式

以上,虽然对本发明的各实施方式进行了说明,但是本发明的基本结构并不限定于上述的实施方式。

例如,虽然在上述的各实施方式中例示了覆盖压电元件300的保护膜200未被设置在形成有液体供给口16的区域内的结构,但是并不特别限定于此,例如,也可以采用将保护膜200设置在设置有液体供给口16的区域内。即,也可以在歧管部31与连通部13之间的区域内层压有振动板50、金属层55和保护膜200,并且贯穿它们而设置有液体供给口16。此外,保护膜200的位置并不特别限定于此,如上述的实施方式1以及2所示,在作为金属层55而以与第一电极60或者第二电极80为同一层的方式被设置的情况下,按照振动板50、金属层55、保护膜200的顺序而被层压。此外,在作为金属层55而以与引线电极90为同一层的方式被设置的情况下,保护膜200被设置在金属层55与振动板50之间。

另外,虽然在上述的各实施方式中,液体供给室的连通部13以与全部的独立流道共用地连通的方式被设置,但是并不特别限定于此,连通部13既可以针对每个独立流道而独立设置,也可以以与由两个以上的多个独立流道构成的每组独立流道连通的方式被设置。但是,即使在针对每个独立流道而设置了连通部13的情况下,只要针对一个连通部13而设置有两个以上的液体供给口16即可。此外,在使连通部13与每个独立流道或者由两个以上的独立流道构成的每组独立流道连通的情况下,由于通过液体供给口16而被施加流道阻力,因此例如也可以采用不在流道形成基板10上设置油墨供给通道14或连通通道15的方式。当然,在上述的各实施方式中,也可以采用不设置油墨供给通道14以及连通通道15中的至少一个的方式。

此外,虽然在上述的各实施方式中,作为使压力产生室12发生压力变化的压力产生单元而使用薄膜型的压电元件300来进行了说明,但是并不特别限定于此,例如能够使用通过贴附印刷电路基板等方法所形成的厚膜型的压电元件、使压电材料和电极形成材料交替层压而在轴向上伸缩的纵向振动型的压电元件等。

此外,上述各实施方式的喷墨式记录头1构成了具备与墨盒等连通的油墨流道的喷墨式记录头单元的一部分,并被搭载于喷墨式记录装置上。图6为表示该喷墨式记录装置的一个示例的示意图。

在图6所示的喷墨式记录装置i中,多个记录头1以可拆装的方式而设置有构成油墨供给单元的墨盒2,并且搭载了该记录头1的滑架3以在轴向上移动自如的方式而被设置在滑架轴5上,所述滑架轴5被安装于装置主体4上。

而且,驱动电机6的驱动力经由未图示的多个齿轮以及同步带7而被传递至滑架3,从而使搭载了记录头1的滑架3沿着滑架轴5而移动。另一方面,在装置主体4中设置有作为输送单元的输送辊8,从而纸等作为记录介质的记录薄片s通过输送辊8而被输送。此外,对记录薄片s进行输送的输送单元并不限于输送辊,也可以为带或硒鼓等。

此外,虽然在上述的喷墨式记录装置i中采用了作为油墨供给单元的墨盒2被搭载于滑架3上的结构,但是并不特别限定于此,例如也可以将油墨罐等油墨供给单元固定于装置主体4中,并经由管道等供给管而对油墨供给单元和记录头1进行连接。此外,油墨供给单元也可以不被搭载于喷墨式记录装置上。

另外,虽然在上述的喷墨式记录装置i中示例了记录头1被搭载于滑架3上从而在主扫描方向上移动的结构,但是并不特别限定于此,例如也能够将本发明应用于记录头1被固定而仅通过使纸等记录薄片s在副扫描方向上移动从而实施印刷的所谓的行式记录装置中。

另外,本发明为广泛地以全体的液体喷射头为对象的发明,例如能够应用于打印机等图像记录装置所使用的各种喷墨式记录头等记录头、液晶显示器等的滤色器的制造中所使用的颜色材料喷射头、有机el(electroluminescence,电致发光)显示器、面发光显示器(fieldemissiondisplay,fed:场致发光显示器)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中。此外,虽然作为液体喷射装置的一个示例而列举了喷墨式记录装置i来进行了说明,但是也可以应用于使用了上述的其他液体喷射头的液体喷射装置中。

符号说明

i…喷墨式记录装置(液体喷射装置);1…喷墨式记录头(液体喷射头);2…墨盒;3…滑架;4…装置主体;5…滑架轴;6…驱动电机;7…同步带;8…输送辊;10…流道形成基板;11…隔壁;12…压力产生室(独立流道);13…连通部(液体供给室);14…油墨供给通道(独立流道);15…连通通道(独立流道);16…液体供给口;20…喷嘴板;21…喷嘴;30…保护基板;31…歧管部;32…压电元件保持部;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…弹性膜;52…绝缘体膜;55…金属层;60…第一电极;70…压电体层;80…第二电极;90…引线电极;120…驱动电路;121…连接配线;200…保护膜;201…开口部;202…连通孔;300…压电元件;551…第一金属层;552…第二金属层;s…记录薄片;x…第一方向;y…第二方向;z…第三方向。

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