制造压电促动器的方法和制造液体输送装置的方法

专利名称：制造压电促动器的方法和制造液体输送装置的方法
技术领域：
本发明涉及制造压电促动器的方法和制造液体输送装置的方法。
技术背景一般来说，作为从喷嘴喷墨的喷墨头，已知有一种喷墨头，该喷 墨头具有压电促动器，该压电促动器利用在电场作用于压电材料层上时产生的压电变形(压电应变)对墨施加喷射压力。例如，在日本专利申请特开2006-96034中描述的喷墨头的压电促 动器具有振动板，该振动板由金属制成，且覆盖通道单元中形成的 多个压力腔室；布置在振动板的上表面上的压电层；和多个单独电极， 所述多个单独电极分别布置在压电层的上表面上面对所述多个压力腔 室的区域中。然后，在该压电促动器中，当在压电层的上表面上的单 独电极和位于压电层的下侧的作为共同电极的振动板之间施加预定驱 动电压时，压电层收縮，并且在振动板中产生弯曲变形。然后，压力 腔室中的容积随着振动板的该变形而改变，由此对压力腔室中的墨施 加喷射压力。另外，在日本专利申请特开2006-96034的压电促动器中，在振动 板的上表面中形成有凹进部分(沟槽、凹槽)。作为凹进部分，公开了一 种形成在面对压力腔室的区域中的凹进部分和一种形成在不面对压力腔室的外侧区域中的凹进部分。然后，通过利用气雾沉积方法(AD方 法)等将压电材料粒子沉积在包括所述凹进部分的振动板的整个上表面 上来形成压电层。于是，由于与在凹进部分周围的平坦区域中相比粒 子更难沉积在凹进部分中，所以压电层在振动板的形成凹进部分的区 域中局部变薄。因此，在形成有凹进部分的区域中，振动板和压电层 的厚度即压电促动器的刚性局部变低。当振动板的凹进部分布置在面对压力腔室的区域中时，振动板能 够在面对压力腔室的区域中容易地变形。换句话说，能够降低用于获 得预定变形量(即，压力腔室中的容积变化量)所需的驱动电压。另外， 当振动板的凹进部分每个都布置在相邻压力腔室之间的区域中时，抑 制了由于在相邻压力腔室之间的振动板变形的传播而导致的压力波动 (串扰)。考虑到通过促进振动板在面对压力腔室的区域中的变形来降低驱 动电压，或抑制相邻压力腔室之间的串扰，优选的是在凹进部分的表 面上不沉积压电材料，从而压电促动器在形成有凹进部分的区域中的刚性进一步降低。但是，在日本专利申请特开No.2006-96034中描述的 压电促动器中，沉积在凹进部分中的压电材料量少于沉积在除了凹进 部分之外的平坦区域上的压电材料量，但是压电材料在凹进部分中仍 然沉积一定程度。另外，虽然能够通过激光等去除沉积在凹进部分中 的压电层，但是该去除需要高处理精度以便不去除所需区域上的压电 层，并且增加这些步骤增加了制造成本。发明内容本发明的目的在于提供一种制造压电促动器的方法，该方法能够 在通过AD方法在形成有凹进部分的振动板的表面上形成压电层时容 易地防止在这些凹进部分的表面上形成压电层，本发明的目的还在于 提供一种制造压电促动器的方法，该方法能够容易地去除形成在振动 板的凹进部分的表面上的压电层。根据本发明的第一方面，提供一种制造压电促动器的方法，该方 法包括提供基部构件和振动板，该基部构件包括不干涉部分，该振动板 在其接合表面上接合以覆盖该不干涉部分，振动板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振动板堆叠在基部构件上，并且堆叠表面位于与接合 表面相反的一侧上；在振动板的堆叠表面中在与不干涉部分对应的位置处形成凹进；在振动板的该凹进中填充低弹性材料，该低弹性材料具有比振动 板的堆叠表面的弹性模量低的弹性模量；通过将包含压电材料粒子和载体气体的气雾吹到振动板的堆叠表 面上以将压电材料粒子沉积在堆叠表面的与填充在凹进中的低弹性材 料的表面不同的区域上来形成压电层；并且形成布置在压电层的一个表面上的第一电极和布置在压电层的另 一个表面上的第二电极。根据本发明的第一方面，在将弹性模量比振动板小的低弹性材料填充在振动板的凹进部分中之后，通过将包括压电材料粒子和载体气 体的气雾吹(喷洒)到振动板上以使粒子与振动板撞击并沉积在振动板上来形成压电层。这里，在将气雾喷洒在设有低弹性材料的振动板的 所述表面上时，已知的是，阻止了材料粒子附着在具有低弹性模量(即 具有低表面硬度)的低弹性材料的表面上(参见日本专利申请特开 No.2005-317952)。因此，压电材料粒子不沉积在填充在凹进部分中的 低弹性材料的表面上，并且压电层31只形成在除了该低弹性材料50 的表面之外的区域上。换句话说，仅通过在采用AD方法形成压电层之 前增加在凹进部分中填充低弹性材料的简单步骤就能够防止在形成于 振动板中的凹进部分的表面上形成压电层。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，所述低弹性材料可以 具有流动性。在该情况中，由于使用具有流动性的材料作为低弹性材料，所以 能够容易进行将低弹性材料填充在凹进部分中。另外，由于预先在振 动板中形成凹进部分、然后在该凹进部分中填充低弹性材料，所以， 具有流动性的低弹性材料能够安置在期望防止形成压电层的预定区域 中。根据本发明的制造压电促动器的方法还可以包括在形成压电层之 后去除低弹性材料。这样，通过在形成压电层之后去除凹进部分中的 低弹性材料，压电促动器的刚性在振动板中形成有凹进部分的区域中 进一步减小。根据本发明的制造压电促动器的方法还可以包括在形成压电层之 后在压电层上进行热处理，并且低弹性材料的热分解温度可以低于在 热处理中用于压电层的热处理温度。在通过AD方法形成压电层时，由于与振动板撞击而出现粒子微小化、晶格失效等，因此在该状态下经常发生的是没有获得用于使 振动板变形所必需的压电特性。因此，为了改善压电特性，通常在通过AD方法形成的压电层上进行热处理(退火)。这里，在本发明中，由于低弹性材料的热分解温度低于压电层的热分解温度(退火温度)，所以 低弹性材料在热处理期间热分解并蒸发。也就是说，压电层的热处理 和低弹性材料的去除能够同时进行，因此能够减少压电促动器的制造 步骤。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的区域处形成凹进。这样，通过在振动板的 面对不干涉部分(变形允许部分)的区域中形成凹进，并且进一步通过不 允许在该凹进部分的表面上沉积压电层，振动板变得容易在面对不干 涉部分的区域中变形，由此能够降低驱动电压。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的周边部分的区域处形成所述凹进。在该情 况中，在面对不干涉部分的中央部分的没有形成凹进部分的区域中形 成压电层。因此，通过将第一电极和第二电极布置成夹着该压电层， 形成有压电层的中央部分区域变为驱动区域，压电层在该驱动区域自 身收縮，以在振动板中产生变形。另一方面，在面对不干涉部分的周 边(边缘)部分的区域中不形成压电层，并且该区域变为从动区域，该从 动区域随着驱动区域产生的振动板变形而按照从动方式变形。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的中央部分的区域处形成所述凹进。在该情 况中，在面对不干涉部分的周边边缘部分的没有形成凹进部分的区域 中形成压电层。因此，通过将第一电极和第二电极布置成夹着该压电 层，形成有压电层的周边边缘部分区域变为驱动区域，压电层在该驱 动区域自身收缩，以在振动板中产生变形。另一方面，在面对不干涉 部分的中央部分的区域中不形成压电层，并且该区域变为从动区域， 该从动区域随着驱动区域产生的振动板变形而按照从动方式变形。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，基部构件可以具有作 为不干涉部分的多个单独不干涉部分以及将所述多个单独不干涉部分 分隔开的分隔壁；并且可以在振动板的堆叠表面上在面对分隔壁的区域处形成所述凹 进。这样，通过在振动板的面对分隔壁部分的区域中形成凹进部分并 进一步通过不允许在该凹进部分的表面上沉积压电层，振动板的变形 难以在由分隔壁部分分开的两个变形允许部分之间传播，并且抑制了 串扰。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，振动板可以由金属材 料构成，可以不断地对第一电极施加预定参考电位，并且可以选择性地对第二电极施加该参考电位和与该参考电位不同的预定驱动电位中 的一个电位，并且该方法还可以包括在所述振动板的所述堆叠表面 中形成所述凹进之后形成绝缘层，该绝缘层覆盖所述堆叠表面上的所 述凹进；在所述绝缘层的表面上在不面对所述凹进的区域处形成所述第一 电极；并且在所述绝缘层的表面上形成所述压电层以覆盖所述第一电极之 后，在所述压电层的位于与所述振动板相反的一侧上的另一个表面上 在面对所述第一电极的区域处形成所述第二电极。在振动板由金属材料构成时，能够容易地通过蚀刻形成凹进部分。 但是，由于在形成压电层时压电材料不沉积在凹进部分的表面上，所 以担心的是，在凹进部分的表面保持暴露时，在导电振动板的凹进部 分表面和布置在压电层的与振动板相反的一侧上的第二电极之间出现 短路。但是，在本发明中，由于绝缘层形成为覆盖振动板的堆叠表面 上的凹进部分，所以能够可靠地防止在振动板和第二电极之间的短路。 另外，布置在压电层的位于振动板侧上的表面上的第一电极通过覆盖 振动板的绝缘层与具有导电性的振动板绝缘。另外，由于该第一电极 由压电层覆盖，所以也防止了在第一电极和第二电极之间的短路。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，低弹性材料可以成形 为具有小球或棒形式。在该情况中，由于低弹性材料是呈没有流动性 的粒子形式的固态材料，所以该低弹性材料能够容易地布置在凹进部 分中。根据本发明的第二方面，提供一种制造液体输送装置的方法，该 方法包括提供通道单元，在该通道单元中形成有包括压力腔室的液体通道； 提供振动板，该振动板在其接合表面上接合到通道单元的一个表 面上以覆盖该压力腔室，振动板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振动板堆叠到基部构件上，并且堆叠表面位于与接合表面相反的一侧上； 在振动板的堆叠表面中在与压力腔室对应的位置处形成凹进； 在振动板的该凹进中填充低弹性材料，该低弹性材料具有比振动板的堆叠表面低的弹性模量；通过将包含压电材料粒子和载体气体的气雾吹到振动板的堆叠表面上以将压电材料粒子沉积在与填充在凹进中的低弹性材料的表面不同的区域上来形成压电层；通过在压电层的一个表面上布置第一电极并在压电层的另一个表面上布置第二电极来形成压电促动器；并且将压电促动器布置在通道单元的所述一个表面上。根据本发明的第二方面，在将弹性模量比振动板小的低弹性材料 填充在振动板的凹进部分中之后，通过气雾沉积方法在振动板中形成 压电层。这里，在包含压电材料粒子和载体气体的气雾喷洒在形成有 低弹性材料的振动板的所述表面上时，阻止了压电材料沉积在低弹性 材料的所述表面上。因此，仅通过在利用AD方法形成压电层之前增加 在凹进部分中填充低弹性材料的简单步骤就能够防止在形成于振动板 中的凹进部分的表面上形成压电层。也就是说，能够容易地制造能够 实现驱动电压的进一步降低并抑制串扰的液体输送装置。在根据本发明的液体输送装置中，低弹性材料可以具有流动性。在该情况中，由于使用具有流动性的材料作为低弹性材料，所以 能够容易进行将低弹性材料填充在凹进部分中。另外，由于预先在振 动板中形成凹进部分、然后在该凹进部分中填充低弹性材料，所以， 具有流动性的低弹性材料能够安置在期望防止形成压电层的预定区域 中。根据本发明的第三方面，提供一种制造压电促动器的方法，该方 法包括提供基部构件，该基部构件包括不干涉部分和振动板，该振动板 在其接合表面上接合到基部构件的一个表面以覆盖不干涉部分，振动 板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振动板堆叠在基部构件上，并且 堆叠表面位于与接合表面相反的一侧上；在振动板的堆叠表面中在与不干涉部分对应的位置处形成凹进部分；在振动板的凹进中填充在第一温度下热分解的填充剂；通过在振动板的堆叠表面上形成压电层来形成包括振动板、压电 层和填充剂的堆叠体；将该堆叠体加热至等于或高于第一温度的温度以使填充剂热分解 并去除填充剂和压电层的位于填充剂的表面上的部分；并且形成布置在压电层的一个表面上的第一电极和布置在压电层的另 一个表面上的第二电极。根据本发明的第三方面，在将在预定温度(第一温度)下热分解的填 充剂填充在振动板的凹进部分中之后，在振动板的堆叠表面上形成压 电层。然后，将包括振动板、压电层和填充剂的堆叠体加热至预定温 度(填充剂的热分解温度)或更高。因此，使得填充在凹进部分中的填充 剂热分解，并且使得填充剂蒸发，然后把在面对凹进部分的区域上覆 盖填充剂的压电层吹掉。因此，能够容易地去除在面对凹进部分的区 域中的压电层。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，填充剂可以具有流动 性。在该情况中，由于使用具有流动性的材料作为填充剂，所以能够 容易地进行填充剂填充在凹进部分中。另外，由于预先在振动板中形 成凹进部分、然后在该凹进部分中填充填充剂，所以，具有流动性的 填充剂能够安置在期望去除压电层的预定区域中。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，在去除填充剂和压电 层的所述部分时，可以将所述堆叠体加热至不小于第二温度的温度，该第二温度大于所述第一温度，并且在该第二温度下对所述压电层进 行退火。根据形成压电层的该方法，可能存在如下的情况由于例如在所 形成的压电层中的小材料粒子直径、存在晶格失效等原因，不能获得 用于使振动板变形所必需的压电特性。在这种情况中，为了改善压电 特性，进行将压电层加热至预定退火温度(第二温度)的热处理(退火)。 这里，在本发明中，在去除填充剂和压电层的步骤中，将包括压电层、 振动板和填充剂的堆叠体加热至比填充剂的热分解温度高的压电层退 火温度或更高。因此，能够同时进行压电层的退火并去除填充剂和填 充剂的表面上的压电层，因此能够减少压电促动器的制造步骤。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的区域处形成凹进。这样，通过在振动板的 面对不干涉部分的区域中形成凹进部分并在振动板上形成压电层，然 后去除凹进部分的表面上的压电层，振动板变得容易在面对不干涉部 分的区域中变形，由此能够降低驱动电压。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的周边部分的区域处形成所述凹进。在该情 况中，在面对不干涉部分的中央部分的没有形成凹进部分的区域中形 成压电层。因此，通过将第一电极和第二电极布置成夹着该压电层， 形成有压电层的中央部分区域变为驱动区域，压电层在该驱动区域自 身收縮，以在振动板中产生变形。另一方面，在面对不干涉部分的周 边边缘部分的形成有凹进部分的区域中去除了压电层，因此该区域变 为从动区域，该从动区域随着驱动区域产生的振动板变形按照从动方 式变形。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，可以在振动板的堆叠 表面上在面对不干涉部分的中央部分的区域处形成所述凹进。在该情况中，在面对不干涉部分的周边部分的没有形成凹进部分的区域中形 成压电层。因此，通过将第一电极和第二电极布置成夹着该压电层， 形成有压电层的周边边缘部分区域变为驱动区域，压电层在该驱动区 域自身收缩，以在振动板中产生变形。另一方面，在面对不干涉部分 的中央部分的形成有凹进部分的区域中去除了压电层，因此该区域变 为从动区域，该从动区域随着驱动区域产生的振动板变形按照从动方 式变形。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，基部构件可以具有作 为不干涉部分的多个单独不干涉部分以及将所述多个单独不干涉部分分隔开的分隔壁；并且可以在振动板的堆叠表面上在面对分隔壁的区域处形成所述凹 进。这样，通过在振动板的面对分隔壁部分的区域中形成凹进部分并 在振动板上形成压电层之后去除凹进部分的表面上的压电层，振动板 的变形难以在由分隔壁部分分开的两个不干涉部分之间传播，因此抑 制了串扰。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，振动板可以由金属材 料构成；并且可以不断地对所述第一电极施加预定参考电位，并且选择性地对 所述第二电极施加该参考电位和与参考电位不同的预定驱动电位中的 一个电位，并且该方法还可以包括在所述振动板的所述堆叠表面中 形成所述凹进之后形成绝缘层，该绝缘层覆盖所述堆叠表面上的所述 凹进；在所述绝缘层的表面上在不面对凹进部分的区域处形成所述第 一电极；并且在所述绝缘层的表面上形成所述压电层以覆盖所述第一 电极之后，在所述压电层的位于与所述振动板相反的一侧上的表面上 在面对所述第一电极的区域处形成所述第二电极。在振动板由金属材料构成时，能够容易地通过蚀刻形成凹进部分。 但是，由于在去除步骤中去除了凹进部分的表面上的压电层，所以担心的是，在凹进部分的表面保持暴露时，在导电振动板的凹进部分表 面和布置在压电层的与振动板相反的一侧上的第二电极之间出现短 路。但是，在本发明中，由于绝缘层形成为覆盖振动板的堆叠表面上 的凹进部分，所以能够可靠地防止在振动板和第二电极之间的短路。 另外，布置在压电层的位于振动板侧上的表面上的第一电极通过覆盖 振动板的绝缘层与具有导电性的振动板绝缘。另外，由于该第一电极 由压电层覆盖，所以也防止了在第一电极和第二电极之间的短路。在根据本发明的制造压电促动器的方法中，还可以包括将所述 堆叠体加热至比第二温度低的温度，该第二温度比所述第一温度高， 并且在该第二温度下对所述压电层进行退火以去除所述填充剂；然后 将所述堆叠体加热至高于第二温度的第三温度以再次对所述压电层进 行退火。在该情况中，能够分别在适于去除填充剂的温度和适于退火 的温度下进行去除处理和退火处理，因此能够增加调节温度的自由度。根据本发明的第四方面，提供一种制造液体输送装置的方法，该 方法包括提供通道单元，在该通道单元中形成有包括压力腔室的液体通道； 提供振动板，该振动板在其接合表面上接合到通道单元的一个表面上以覆盖该压力腔室，振动板在与该接合表面相反的一侧上具有堆叠表面；在振动板的堆叠表面中在与压力腔室对应的位置处形成凹进； 在振动板的该凹进中填充在第一温度下热分解的填充剂； 通过在振动板的堆叠表面上形成压电层来形成包括振动板、压电层和填充剂的堆叠体；将该堆叠体加热至不小于第一温度的温度以使填充剂热分解并去除填充剂和压电层的位于填充剂的表面上的部分；通过在压电层的一个表面上布置第一电极并在压电层的另一个表面上布置第二电极来形成压电促动器；并且将压电促动器布置在所述通道单元的所述一个表面上。根据本发明的第四方面，将在预定温度或更高温度下热分解的填 充剂填充在振动板的凹进部分中，然后在振动板的堆叠表面上形成压 电层。然后，将包括振动板、压电层和填充剂的堆叠体加热至填充剂 的热分解温度或更高。因此，使得填充在凹进部分中的填充剂热分解， 并且将凹进部分的表面上的压电层吹掉，由此能够容易地去除面对凹 进部分的区域上的压电层。也就是说，能够容易地制造出能够实现驱 动电压的进一步降低并抑制串扰的压电促动器。在根据本发明的制造液体输送装置的方法中，填充剂可以具有流 动性。在该情况中，由于使用具有流动性的材料作为填充剂，所以能 够容易地进行将填充剂填充在凹进部分中。另外，由于预先在振动板 中形成凹进部分、然后在该凹进部分中填充填充剂，所以，具有流动 性的填充剂能够安置在期望去除压电层的预定区域中。根据本发明，仅通过在通过AD方法形成压电层之前增加在凹进 部分中填充低弹性材料的简单步骤就能够防止在形成于振动板中的凹 进部分的表面上形成压电层。在使用具有流动性的材料作为低弹性材 料时，能够容易地进行将低弹性材料填充在凹进部分中。另外，由于 预先在振动板中形成凹进部分，然后在凹进部分中填充低弹性材料， 所以能够将具有流动性的低弹性材料安置在期望防止形成压电层的预 定区域中。另外，根据本发明，通过将填充剂填充在振动板的凹进部分中、 然后形成压电层、之后使得填充剂热分解从而吹掉覆盖填充剂的压电 层，能够容易地去除在面对凹进部分的区域中的压电层。另外，在使 用具有流动性的材料作为填充剂时，能够容易地进行将填充剂填充在 凹进部分中。而且，由于预先在振动板中形成凹进部分、然后在凹进 部分中填充填充剂，所以能够将具有流动性的填充剂安置在期望去除 压电层的预定区域中。


图1为根据本发明实施方案的喷墨打印机的示意性结构图。图2为喷墨头的平面图。图3为图2的局部放大图。图4为沿着图3中的IV-IV线的剖视图。 图5为沿着图3中的V-V线的剖视图。图6A至图6C显示制造第一和第二实施方案共有的喷墨头的方 法，其中图6A显示板接合步骤，图6B显示绝缘层形成步骤，并且图 6C显示共同电极形成步骤。图7A至图7D显示根据第一实施方案的制造喷墨头的方法，其中 图7A显示低弹性材料填充步骤，图7B显示压电层形成步骤，图7C 显示热处理步骤，并且图7D显示单独电极形成步骤和喷嘴板接合步 骤。图8为表示图6A至图6D中所示的步骤的流程图。 图9为表示图7A至图7D中所示的步骤的流程图。 图10显示填充低弹性材料或填充剂的步骤的另一个模式。 图IIA至图IID显示根据第二实施方案的制造喷墨头的方法，其 中图11A显示填充步骤，图IIB显示压电层形成步骤，图11C显示去 除步骤，并且图IID显示单独电极形成步骤和喷嘴板接合步骤。 图12为表示图IIA至图11D中所示的步骤的流程图。 图13为第一变型的喷墨头的与图5对应的剖视图。 图14为第二变型的喷墨头的与图5对应的剖视图。 图15为第三变型的喷墨头的局部放大平面图。 图16为沿着图15中的XV-XV线的剖视图。 图17为第四变型的喷墨头的与图5对应的剖视图。 图18为第五变型的喷墨头的与图5对应的剖视图。 图19为第六变型的喷墨头的与图5对应的剖视图。具体实施方式

接下来将对本发明第一实施方案进行说明。该实施方案是将作为 液体输送装置的本发明应用于将墨喷射到用于记录的记录纸上的喷墨 头的示例。首先，将对该实施方案的具有喷墨头2的喷墨打印机100进行简 要说明。如图1所示，喷墨打印机100具有滑架1、串行式喷墨头2和 馈送辊3，滑架1可以在图1中的左右方向上运动，串行式喷墨头2设 在滑架1上并将墨喷射到记录纸P上，馈送辊3沿着图1中的向前方 向馈送记录纸P。在与滑架1 一体地在图1中的左右方向上运动期间，喷墨头2通 过布置在其下侧的喷嘴20(参见图2至图5)将从墨盒(未示出)供应的墨 喷射到记录纸P上。另外，馈送辊3在图1中的向前方向上馈送记录 纸P。然后，喷墨打印机100通过在通过喷墨头2的喷嘴20将墨喷射 到记录纸P上时，通过由馈送辊3在向前方向上馈送记录纸P来将所 期望的图像、字母等打印在记录纸P上。接下来将对喷墨头2进行详细说明。如图2至图5所示，喷墨头 2具有通道单元4和压电促动器5，通道单元4中形成有包括喷嘴20 和压力腔室14的墨通道，压电促动器5对压力腔室14中的墨施加压 力，以通过通道单元4的喷嘴20喷射墨。首先，将对通道单元4进行说明。如图4和图5所示，通道单元 4具有空腔板10、基板11、集管板12和喷嘴板13，并且这四块板10 至13在堆叠层中接合在一起。在这些板中，空腔板10、基板11和集 管板12为由不锈钢制成的板，并且在三块板IO至13中，能够容易地 通过蚀刻来形成将在下面说明的墨通道如集管17、压力腔室14。另外， 喷嘴13由例如高分子合成树脂材料如聚酰亚胺形成，并附着在集管板 12的下表面上。如图2至图5所示，在四块板10至13之中，位于最上层位置处 的空腔板10具有沿着平坦表面布置并且由垂直地贯穿板10的孔形成 的多个压力腔室14。然后，如图5所示，每相邻的一对压力腔室14由 分隔壁10a分开。另外，多个压力腔室14在馈纸方向(图2中的上下方 向)上呈之字形形式布置成两排。然后，多个压力腔室14由将在下面描 述的振动板30和基板11分别从上侧和下侧覆盖。另外，每个压力腔 室14形成为在平面图中在扫描方向(图2中的左右方向)上较长的大致 椭圆形形状。如图3和图4所示，在基板11中在平面图中分别与每个压力腔室 14的两端重叠的位置处形成有连通孔15、 16。另外，在集管板12中， 在馈纸方向上延伸的两个集管n形成为与在平面图中成两排布置的压 力腔室14的连通孔15侧的部分重叠。这两个集管17与形成在将在下 面描述的振动板30中的供墨孔18连通，并且墨从墨容器(未示出)经由 供墨孔18供应到集管17。而且，分别与多个连通孔16连通的多个连 通孔19在集管板12中形成在位于与集管17相反的一侧上在平面图中 与多个压力腔室14的端部重叠的位置处。另外，在喷嘴板13中分别在平面图中与所述多个连通孔19重叠 的位置处形成所述多个喷嘴20。如图2所示，所述多个喷嘴20布置成 分别与位于与集管17相反的一侧上的在馈纸方向上布置成两排的多个 压力腔室14的端部重叠。换句话说，多个喷嘴20按照分别与多个压 力腔室14对应的之字形形式布置成两排。然后，如图4所示，集管17每个都经由连通孔15中的一个孔与 压力腔室14中的一个压力腔室连通，并且压力腔室14每个都经由连 通孔16、 19与喷嘴20中的一个连通。这样，在通道单元4中形成多 条单独墨通道21，每条单独墨通道从一个集管17经由一个压力腔室 14延伸至一个喷嘴20。接下来将对压电促动器5进行说明。如图2至图5所示，压电促动器5具有振动板30，该振动板30布置在空腔板IO的上表面上， 以覆盖多个压力腔室14;绝缘层37，该绝缘层37覆盖振动板30的上 表面(堆叠表面)；压电层31，该压电层31布置在振动板30的由绝缘层 37覆盖的上表面上；共同电极34(第一电极)，该共同电极34布置在压 电层31的下表面上(在绝缘层37和压电层31之间)；以及布置在压电 层31的上表面上的多个单独电极32(第二电极)。振动板30是在平面图中具有大致矩形形状的金属板，并且由例如 铁合金例如不锈钢、铜合金、镍合金、钛合金等构成。如图4和图5 所示，在振动板30设置在空腔板10的上表面上以覆盖多个压力腔室 14的状态下，振动板30的下表面(接合表面)接合到空腔板10的分隔壁 部分10a。要注意的是，接合了振动板30的空腔板10对应于本发明的 基部构件，并且形成在空腔板10中的压力腔室14对应于本发明的可 接受(允许)变形部分。在振动板30的上表面中，在与多个压力腔室14分别对应的位置 处形成有多个凹进部分(凹进)40。具体地说，每个凹进部分40是在周 向上的一部分分开的大致环形(C形)的沟槽(凹槽)。然后，在振动板30 的上表面上面对一个压力腔室14的周边部分的区域中，凹进部分40 沿着压力腔室的除了面对连通孔15的区域之外的大致全周延伸。另外， 如图3所示，凹进部分40的外周边形状略大于压力腔室的外周边形状， 并且凹进部分40形成为在平面图中覆盖相应压力腔室14的边缘。也 就是说，凹进部分40的内侧部分布置在面对压力腔室14的区域中， 并且凹进部分40的外侧部分布置在不面对压力腔室14的区域中。绝缘层37形成在振动板30的整个上表面上，并且多个凹进部分 40的表面由绝缘层37覆盖。如将在后面详细说明，在压电促动器5的 制造步骤中，在形成绝缘层37之后对压电层31进行热处理，因此对 绝缘层37使用具有高耐热温度的绝热材料。作为这种绝热材料，能够使用例如绝热陶瓷材料例如氧化铝、氧化锆等。压电层31由主要由锆钛酸铅(PZT)构成的压电材料形成，该压电材料为钛酸铅和锆酸铅的铁电固溶体。压电层31形成为覆盖振动板30 的形成有绝缘层37的上表面上的多个压力腔室14。但是，压电层31 不形成在振动板30的多个凹进部分40的表面上。换句话说，通过分 别与多个凹进部分40对应地在压电层31中形成多个通孔41，实现了 如下的结构，其中分别由多个通孔41包围的多个驱动部分38布置在 面对多个压力腔室14的中央部分的区域中。另外，在面对一个压力腔 室14的一个端部(位于连通孔15侧的端部)的区域中切割每个凹进部分 40，并且将压电层31(联接部分)形成在切割凹进部分40的这个部分的 表面上。也就是说，压电层31具有如下的结构，其中分别与多个压力 腔室14对应的多个驱动部分38通过多个联接部分39相互联接。共同电极34布置在绝缘层37的表面(即压电层31的下表面)上， 并通过绝缘层37与导电振动板30的上表面绝缘。该共同电极34由导 电金属如金、铜、银、钯、铂、钛等形成。该共同电极34形成为面对 至少所有多个压力腔室14。但是，共同电极34不形成在面对振动板 30的凹进部分40的区域中。另外，如上所述，通过将压电层31形成 在除了面对多个凹进部分40的区域之外的区域中，共同电极34完全 由压电层31覆盖，并且不暴露出。另外，该共同电极34连接到未示 出的驱动器IC，并且通过该驱动器IC不断地保持在作为参考电位的地 电位。多个单独电极32分别布置在压电层31的多个驱动部分38的上表 面上。每个单独电极32具有在平面图中略小于压力腔室14的大致椭 圆形形状的主电极部分32a以及从该主电极部分32a的一端沿着压电层 31的上表面延伸的触点部分32b。主电极部分32a在压电层31的上表 面上布置在面对一个压力腔室14的大致中央部分(驱动部分38)的区域 中。另一方面，在联接部分39的连接到驱动部分38的上表面上从主电极部分32a的沿着纵向方向的所述一个端部沿着主电极部分32a的纵 向方向引出触点部分32b，并且触点部分32b延伸至不面对压力腔室 14的区域。另外，与共同电极34类似，多个单独电极32也由导电材 料如金、铜、银、钯、铂、钛等形成。多个单独电极32的触点部分32b通过柔性印刷电路(FPC)连接到 未示出的驱动器IC。然后，多个单独电极32被构造成使得地电位和与 该地电位不同的预定驱动电位中的一个电位被选择性地从驱动器IC施 加到多个单独电极32。接下来，将对在喷墨时压电促动器5的操作进行说明。当从驱动 器IC将驱动电压选择性地施加到多个单独电极32时，被施加了驱动 电压的单独电极32的主电极部分32a的电位和保持在地电位的压电层 31的下侧的共同电极34的电位变得彼此不同，因此在夹在单独电极 32和共同电极34之间的压电层31的驱动部分38中产生出沿着厚度方 向的电场。然后，当压电层31的极化方向和电场的方向相同时，压电 层31沿着作为极化方向的厚度方向延伸并沿着水平方向收縮，而且， 随着压电层31的该收縮变形，振动板30的面对一个压力腔室14的部 分变形成朝压力腔室14侧突出(单压电晶片变形)。这时，压力腔室14 的容积减小，因此压力被施加到其中的墨，由此通过与压力腔室14连 通的喷嘴20喷射出墨的液滴。这里，如上所述，由于夹在共同电极34和一个单独电极32之间 的一个驱动部分38在振动板30的上表面上布置在面对一个压力腔室 14的中央部分的区域中，所以该区域变为驱动区域，在该驱动区域中， 当对单独电极32施加驱动电位时，驱动部分38自身收縮并在振动板 30中产生变形。另一方面，振动板30的上表面上包围驱动区域的区域 (面对一个压力腔室14的周边部分的区域)变为从动区域，振动板30在 该从动区域由于驱动部分38的收縮而按照从动方式变形。然后，在该 从动区域中， 一个凹进部分40形成在振动板30中，另外，压电层31没有布置在凹进部分40的表面上。也就是说，压电促动器5的刚性在 该从动区域中局部降低。这样，当压电促动器5的刚性在该从动区域中降低时，振动板30 变得容易在驱动部分38沿着水平方向收縮时在面对一个压力腔室14 的区域中变形。换句话说，能够降低用于在振动板30中产生预定或更 大变形所需的驱动电压(单独电极32和共同电极34之间的电压)，由此 降低了压电促动器5的电力消耗。另外，当压电促动器5的刚性在驱动部分38的周围区域中降低时， 在面对一个压力腔室14的驱动部分38收縮时，随着该收縮而在振动 板30中产生的变形变得难以传播到相邻的压力腔室14。也就是说，抑 制了相邻压力腔室14之间的串扰。接下来将参照图6A至图6D、图7A至图7D、以及图8和图9对 该实施方案的制造喷墨头2的方法进行说明。这里，图8、图9为表示 分别在图6A至图6D以及在图7A至图7D中示出的步骤的流程图。首 先，在振动板30的上表面上的在接合到空腔板10时将面对多个压力 腔室14的周边部分的区域中形成多个凹进部分40(凹进部分形成步 骤)。这里，在该实施方案中，由于振动板30由金属材料构成，所以能 够容易地通过蚀刻来形成多个凹进部分40。另一方面，在构成通道单元4的板中的空腔板10、基板11和集管 板12中形成构成墨通道(例如压力腔室14和集管17)的孔。由于这些板 10至12与振动板30类似地由金属材料构成，所以能够容易地通过蚀 刻来形成构成墨通道的孔。然后，如图6A所示，将四块板即振动板30、空腔板IO、基板11 和集管板12堆叠成层并接合在一起。在该接合步骤中，能够通过例如 利用将堆叠板加热至预定温度(例如，IOO(TC)或更高温度并同时对它们加压来进行金属扩散结合而将这四块板接合在一起。或者，能够通过 具有高热阻的陶瓷粘接剂将这四块板接合在一起。接下来，如图6B所示，在振动板30的上表面上，将绝缘层37 形成为覆盖多个凹进部分40(绝缘层形成步骤)。这里，当使用绝缘陶瓷 材料如氧化铝或氧化锆时，能够通过采用气雾沉积方法(AD方法)、溅 射方法、化学气相沉积方法(CVD方法)等在振动板30的上表面上沉积 陶瓷材料粒子来形成绝缘层37。然后，如图6C所示，在绝缘层37的表面上，共同电极34形成为 面对所有多个压力腔室14(共同电极(第一电极)形成步骤)。但是，该共 同电极34不形成在面对振动板30的多个凹进部分40的区域中。能够 通过丝网印刷、气相沉积方法、溅射方法等来形成该共同电极34。接下来，如图7A所示，将具有流动性的低弹性材料50填充在由 绝缘层37覆盖的凹进部分40中(低弹性材料填充步骤)。这里，使用弹 性模量远低于由金属制成的振动板30的弹性模量和覆盖振动板30的 上表面的绝缘层37(例如氧化铝)的弹性模量(约300Gpa)、并且热分解 温度远低于压电层31的热处理温度(退火温度65(TC至90(TC)的材料 作为流体低弹性材料50，这将在后面进行说明。例如，可以使用环氧 树脂(处于未固化状态、热分解温度大约为40(TC)、含氟树脂(处于未固 化状态、热分解温度大约为60(TC)等。这里，通过使用具有流动性的材料作为低弹性材料50，能够容易 地在凹进部分40中进行填充操作。例如，如图7A所示，可以使用分 送器51将低弹性材料50注入到凹进部分40中。或者，如图10所示， 还可以使用刮片52等将低弹性材料50施加在绝缘层37的表面上，从 而将低弹性材料50填充在凹进部分40中。另外，通过预先在振动板30的上表面上在与压力腔室14对应的区域中形成凹进部分40并且将流体低弹性材料50填充在该凹进部分 40中，能够将具有流动性的低弹性材料安置在凹进部分40中，并且能 够防止该低弹性材料从预定填充区域中流出。另外，该低弹性材料50 可以是任何材料，只要它至少在填充时展现出流动性，并且该低弹性 材料50并不特别需要在填充在凹进部分40中之后具有流动性。之后，如图7B所示，通过AD方法在由绝缘层37覆盖的振动板 30的上表面上形成压电层31(压电层形成步骤)。具体地说，首先，通 过未示出的气雾发生器将压电材料(PZT)粒子和载体气体混合以产生 气雾。然后，通过薄膜形成喷嘴(未示出)朝着振动板喷洒(吹)包括压电 材料粒子和载体气体的气雾，压电材料粒子高速撞击绝缘层37的表面 并沉积在该表面上。另外，作为载体气体，可以使用惰性气体如氦气、 氩气等，或者使用氮气、氧气、空气等。顺便说一下，由于填充在振动板30的凹进部分40中的低弹性材 料50是弹性模量(刚性)低于振动板30和绝缘层37的材料，所以在振 动板30的由绝缘层37覆盖的上表面上填充有低弹性材料50的凹进部 分区域的表面硬度比其它区域的表面硬度低。这里，本发明人发现， 在将包括压电材料粒子和载体气体的气雾喷洒在振动板30上时，与具 有较高弹性模量(表面硬度)的区域相比，阻止了粒子沉积在具有较低弹 性模量(表面硬度)的区域中(参见日本专利申请特开2005-317952)。因此，当在将低弹性材料50填充在振动板30的凹进部分40中之 后将气雾喷洒在振动板30的上表面上时，如图7B所示，压电材料粒 子不沉积在填充于凹进部分40中的低弹性材料50的表面上，并且压 电层31只形成在除了低弹性材料50的表面之外的区域上。也就是说， 压电层31(驱动部分38)在振动板30的上表面上形成在由凹进部分40 包围并面对压力腔室14的中央部分的区域上，同时压电层31不形成 在面对压力腔室14的周边边缘部分的形成有凹进部分40的区域上。 另外，如上所述，由于共同电极34不形成在面对凹进部分40的区域上，所以压电层31形成为完全覆盖共同电极34。顺便说一下，在通过AD方法形成压电层31时，在撞击振动板30 时出现粒子微小化、晶格失效等，因此在该状态下，不能够获得用于 使振动板30变形所必需的压电特性。因此，为了使压电材料粒子晶体 生长并且恢复晶体中的晶格失效以改善压电特性，将包括压电层31、 振动板30以及板10至12的堆叠体加热至预定的退火温度，由此在压 电层31上进行热处理(退火)(热处理步骤)。从改善压电材料的压电特性方面考虑，退火温度越高越好，但是 当退火温度太高时，有助于包括在由金属制成的振动板中的(金属)元素 扩散，并且这些元素越过绝缘层37并到达压电层31。然后，压电层 31的压电特性由于这种元素扩散而降低。因此，将退火温度设定为能 够抑制包括在振动板30中的元素扩散到压电层31的温度。具体地说， 退火温度设定在65(TC至90(TC之间。这里，填充在振动板30的凹进部分40中的低弹性材料50的热分 解温度比上述退火温度低。因此，在将包括压电层31、振动板30以及 板10至12的堆叠体加热至650'C至90(TC用于在压电层31上进行热 处理时，低弹性材料50如图7C所示热分解并蒸发，因此去除了凹进 部分40中的低弹性材料50(去除步骤)。之后，如图7D所示，将多个单独电极32形成在压电层31的面对 多个压力腔室14和共同电极34的多个驱动部分38的上表面上(单独电 极(第二电极)形成步骤)。可以通过丝网印刷、气相沉积方法、溅射方 法等来形成所述多个单独电极32。最后，在通过激光处理等在由合成树脂制成的喷嘴板13中形成多 个喷嘴20之后，通过粘接剂等将喷嘴板13接合到集管板12的下表面。另外，与构成通道单元4的其它三块板10至12类似，可以通过金属材料如不锈钢来形成喷嘴板13。在该情况中，喷嘴板13的耐热温 度比压电层31的退火温度高，因此喷嘴板13可以在压电层形成步骤 之前接合到集管板12。例如，在图6A中所示的板接合步骤中，可以 一次将板10至12以及振动板30和喷嘴板13接合在一起。根据如上所述的制造喷墨头2的方法，获得了以下效果。在将低 弹性材料50填充在形成于振动板30中的凹进部分40中之后将气雾喷 洒在振动板30的上表面上时，压电材料不沉积在填充于凹进部分40 中的低弹性材料50的表面上，并且压电材料31仅形成在除了低弹性 材料50的表面之外的区域中。也就是说，仅仅通过在利用AD方法形 成压电层31之前增加将低弹性材料50填充在凹进部分40中这一简单 步骤，能够防止在形成于振动板30中的凹进部分40的表面上形成压 电层31。另外，在使用具有流动性的材料作为低弹性材料50时，能够 容易地进行在凹进部分40中的填充。另外，由于预先在振动板30中 形成凹进部分40，并且将低弹性材料50填充在该凹进部分40中，所 以能够将低弹性材料50安置在期望防止形成压电层31的预定区域中。另外，由于在形成压电层31之后去除凹进部分40中的低弹性材 料50，所以能够进一步降低整个压电促动器5在形成凹进部分40的区 域中的刚性。因此，振动板30变得更容易在面对压力腔室14的区域 中变形，并且能够进一步降低驱动电压。另外，能够进一步抑制相邻 压力腔室14之间的串扰。而且，通过使得低弹性材料50在压电层31 的热处理(退火)期间热分解，能够在压电层31退火的同时进行低弹性 材料50的去除，因此能够减少压电促动器5的制造步骤。由于绝缘层37形成为覆盖振动板30的上表面上的多个凹进部分 40，所以振动板30的上表面不暴露在所述多个凹进部分40中。因此， 可靠地防止了导电振动板30和被施加了驱动电压的单独电极32之间 出现短路。另外，压电层31的下侧的共同电极34通过绝缘层37与具有导电性的振动板30绝缘。另外，由于共同电极34由压电层31覆盖 并且不暴露出，所以也防止了共同电极34和单独电极32之间出现短路。第二实施方案接下来将对本发明的第二实施方案进行说明。该实施方案也是将 将作为液体输送装置的本发明应用于将墨喷射到用于记录的记录纸上 的喷墨头的示例。与根据第一实施方案的制造液体输送装置的方法中 相同的部分将被赋予相同的参考标号，并且省略其说明。直到如图6C中所示的将共同电极34形成为面对绝缘层37的表面 上的所有压力腔室14的步骤的步骤都与第一实施方案的制造步骤中的 步骤相同。要指出的是，图12为表示图IIA至图IID中所示的步骤的 流程图。在形成共同电极34之后，如图11A所示，将具有流动性的填 充剂150填充在由绝缘层37覆盖的凹进部分40中(填充步骤)。这里， 使用了热分解温度远低于压电层31的热处理温度(退火温度60(TC至 卯(TC)的材料作为流体填充剂150，这将在下面进行说明。例如，可以 使用环氧树脂(处于未固化状态、热分解温度大约为400°C)、含氟树脂 (处于未固化状态、热分解温度大约为60(TC)等。这里，通过使用具有流动性的材料作为低弹性材料50,则容易进 行在凹进部分40中的填充操作。例如，如图11A所示，可以使用分送 器51将低弹性材料50注入到凹进部分40中。或者，如图10所示， 还可以使用刮片52等将低弹性材料50应用在绝缘层37的表面上，以 将低弹性材料50填充在凹进部分40中。另外，通过预先在振动板30的上表面上的与压力腔室14对应的 区域中形成凹进部分40并且将流体低弹性材料50填充在凹进部分40 中，能够将具有流动性的低弹性材料安置在凹进部分40中，并且能够 防止该低弹性材料150从预定填充区域中流出。另外，该填充剂150可以为任何材料，只要它至少在填充时展现出流动性，并且该填充剂 并不特别需要在填充在凹进部分40之后具有流动性。之后，如图11B所示，在由绝缘层37覆盖的振动板30的上表面 上，压电层31形成为覆盖多个压力腔室14以及在多个凹进部分40中 的填充剂150的表面(压电层形成步骤)。这里，能够通过气雾沉积(AD) 方法、溅射方法、化学气相沉积(CVD)方法、水热合成方法等来形成压 电层31。顺便说一下，在通过AD方法等形成压电层31时在压电层31中 产生粒子的微小化、晶格失效等的情况下，在该状态下不能够获得用 于使振动板30变形所必需的压电特性。因此，在这种情况下，为了使 压电材料的粒子晶体生长并且恢复晶体中的晶格失效以改善压电特 性，将包括压电层31、振动板30以及板10至12的堆叠体加热至预定 的退火温度或更高，由此在压电层31上进行热处理(退火)(热处理步 骤)。要指出的是，从改善单一压电材料的压电特性方面考虑，退火温 度越高越好，但是当退火温度太高时，有助于包括在由金属制成的振 动板中的元素扩散，并且这些元素越过绝缘层37并到达压电层31。然 后，压电层31的压电特性由于这种元素扩散而降低。因此，将退火温 度设定为能够抑制包括在振动板30中的元素扩散到压电层31的温度。 具体地说，退火温度设定在65(TC至90(TC之间。这里，填充在振动板30的凹进部分40中的填充剂150的热分解 温度比压电层31的上述退火温度低。因此，在将包括压电层31、振动 板30以及板10至12的堆叠体60加热至65(TC至900°C以用于在压电 层31上进行退火时，填充剂150热分解并且填充剂150因此蒸发。然 后，通过使得填充剂150蒸发，如图11C所示，将面对凹进部分40的 区域中的覆盖填充剂的压电层31吹掉并且去除(去除步骤)。这里，由于填充剂150的热膨胀系数大于压电层31的热膨胀系数并且填充剂150随着堆叠体60的加热而大大膨胀，所以覆盖填充剂150的一部分 压电层31裂开。在通过进一步加热堆叠体60而使填充剂150蒸发时， 由压电层31覆盖的凹进部分40的区域中的压力迅速增大并且覆盖凹 进部分40的压电层31部分被吹掉。因此，保留在由凹进部分40包围 的面对压力腔室14中央部分的区域中的压电层31分别变为驱动部分 38。这里，在去除步骤中，可以通过胶带等将没有被吹掉的剩余压电 层31去除。之后，与第一实施方案类似，将多个单独电极32形成在压电层 31的面对多个压力腔室14和共同电极34的多个驱动部分38的上表面 上(单独电极(第二电极)形成步骤)。能够通过丝网印刷、气相沉积方法、 溅射方法等来形成多个单独电极32。最后，在通过激光处理等在由合成树脂制成的喷嘴板13中形成多 个喷嘴20之后，通过粘接剂等将喷嘴板13接合到集管板12的下表面。另外，与构成通道单元4的其它三块板IO至12类似，可以通过 金属材料如不锈钢来形成喷嘴板13。在该情况中，喷嘴板13的耐热温 度高于压电层31的退火温度，因此可以在压电层形成步骤之前将喷嘴 板13接合到集管板12。例如，在图6A中所示的板接合步骤中，可以 一次将板10至12以及振动板30和喷嘴板13接合在一起。通过根据上述第二实施方案的制造喷墨头2的方法，获得了以下 效果。在将填充剂150填充在振动板30的凹进部分40中并且在振动 板30的上表面上形成压电层31之后，将包括振动板30、压电层31和 填充剂150的堆叠体60加热至填充剂150的热分解温度或更高的温度。 因此，使得填充在凹进部分40中的填充剂150热分解并使得填充剂150 蒸发，并且将覆盖填充剂150的压电层31吹掉。因此，能够容易地去 除面对凹进部分40的区域中的压电层31。因此，能够容易地制造出能够实现进一步降低驱动电压并抑制串扰的压电促动器5。如果使用热分解温度低于压电层31的退火温度的填充剂作为填充剂150，则能够在对压电层31进行退火的同时去除填充剂150和它 表面上的压电层31，因此能够减少压电促动器5的制造步骤。另外， 虽然在上面的实施方案中压电层31的退火结合(也用于)对填充剂150 进行热分解处理，但是可以独立地进行这些处理。例如，当填充剂150 的热分解温度比压电层31的退火温度低很多时，可以在高于填充剂150 的热分解温度并且低于压电层31的退火温度的温度下进行热分解处 理，之后可以在高退火温度下进行退火。也就是说，能够在两个或更 多阶段中单独实施热处理，例如热分解处理、退火等。另外，依照根据上述第一和第二实施方案的制造喷墨头2的方法， 由于绝缘层37形成为覆盖振动板30的上表面上的多个凹进部分40， 所以振动板30的上表面不暴露在多个凹进部分40中。因此，可靠地 防止了在导电振动板30和被施加了驱动电压的单独电极32之间出现 短路。另外，位于压电层31的下侧的共同电极34通过绝缘层37与具 有导电性的振动板30绝缘。另外，由于共同电极34由压电层31覆盖 并且没有暴露出，所以也防止了在共同电极34和单独电极32之间出 现短路。接下来描述对第一和第二实施方案作出了各种变化的变型。但是， 具有与在上面实施方案中相同的结构的部分被赋予相同的参考标号， 并且适当省略其说明。第一变型在第一和第二实施方案中在振动板上形成凹进部分的区域不限于 面对压力腔室的周边边缘部分的区域。例如，如图13所示，凹进部分40A每个都可以在振动板30A的上表面上从面对压力腔室14的周边部分的区域越过分隔壁部分10a形 成到面对相邻的另一个压力腔室14的周边部分的区域。在该情况中， 在将低弹性材料填充在凹进部分40A中之后通过AD方法沉积压电材 料粒子时，将不会在面对压力腔室14的周边部分和分隔壁部分10a的 区域上形成压电层31A。或者，在将填充剂150填充在凹进部分40A 中从而形成压电层31A之后，能够通过加热至填充剂的热分解温度或 更高温度来去除面对压力腔室14的周边边缘部分和分隔壁部分10a的 区域上的压电层31A。因此，面对压力腔室的周边部分的区域(从动区 域)中的压电促动器的刚性降低，由此能够降低驱动电压。除此之外， 压电促动器在面对分隔壁部分10a的区域中的刚性也降低，由此能够 更有效地抑制振动板30A的变形在由一个分隔壁部分10a分开的两个 压力腔室14之间的传播(串扰)。第二变型凹进部分不必形成在振动板的上表面上的面对压力腔室的区域 中。例如，当需要比降低驱动电压更优先实现抑制串扰时，如图14所 示，可以只是将凹进部分40B形成在振动板30B的上表面上面对分隔 壁部分10a的区域中，这些区域对串扰具有最大影响，并且不在凹进 部分40B的表面上形成压电层31。第三变型在第一和第二实施方案中，压电层的驱动部分分别布置在面对压 力腔室的中央部分的区域中，并且这些区域变为驱动区域。但是，当 驱动部分(驱动区域)的位置不同时，随着驱动部分的变形而按照从动方 式变形的从动区域的位置也不同，因此应该形成凹进部分的位置不可 避免地发生改变。例如，如图15和图16所示，当作为部分压电层31C的环形驱动 部分38C形成在振动板30C的上表面上面对压力腔室14的周边部分的 区域中并且环形单独电极32C布置在驱动部分38C的上表面上时，面对压力腔室14的周边部分的区域变为驱动区域，并且面对压力腔室14 的中央部分的区域变为从动区域。在制造这种压电促动器时，首先在振动板30C的上表面上在面对压力腔室14的中央部分的从动区域中形 成凹进部分40C。然后，通过将低弹性材料填充在凹进部分40C中并 且利用AD方法将压电材料粒子沉积在振动板30C的上表面上，可以 仅仅在面对压力腔室14的周边部分的驱动区域中形成压电层31C(驱动 部分38C)。或者，通过将填充剂填充在凹进部分40C中、然后形成压 电层31C、之后通过热分解使得填充剂150蒸发从而去除面对压力腔室 14的中央部分的区域上的压电层31C，可以在面对压力腔室14的周边 部分的驱动区域上形成压电层31C(驱动部分38C)。第四变型如图17所示，通过使由金属制成的振动板30不断地保持在地电 位，能够使用振动板30的上表面作为面对多个单独电极32的共同电 极(第一电极)。在该情况中，单独形成共同电极的步骤不再是必需的， 并且压电促动器的结构也变得简单。要指出的是，在第四变型中，与 第一和第二实施方案不同，当然不必用绝缘层37覆盖作为共同电极的 振动板30的上表面。但是，由于压电材料粒子不沉积在凹进部分40 的表面上，所以凹进部分40的导电部分暴露出，并且担心的是，在凹 进部分40的表面和单独电极32之间出现短路。因此，为了防止出现 这种短路，仅仅振动板30的上表面内的凹进部分40的表面可以被绝 缘层覆盖。第五变型如图18所示，不断地保持在地电位(参考电位)的共同电极34可以 布置在压电层31的上表面上，并且被选择性地施加了地电位和驱动电 位中的一个电位的单独电极32可以形成在绝缘层37的表面上并布置 在压电层31的下表面上(在压电层31和绝缘层37之间)。第六变型在第一实施方案中，作为填充在振动板的凹进部分中的低弹性材 料，也可以使用热分解温度高于压电层的热处理温度的材料。在该情 况中，如图19所示，即使在对压电层31进行热处理之后，低弹性材料50也保留在凹进部分40上。因此，与如在上述实施方案中的从凹 进部分40将低弹性材料50去除的情况相比，压电促动器在形成凹进 部分的区域中的刚性在一定程度上变得较高。但是，与压电层31不是 局部形成在没有凹进部分的平坦振动板的上表面上的模式相比，压电 促动器的刚性降低了具有高刚性的振动板30的厚度减小的量。第七变型在第二变型中，不必总是对压电层进行退火。根据形成压电层的 方法，能够确保所期望的压电特性并且因此退火不再是必需的。另外， 还可以通过将利用燃烧由压电材料构成的生片而获得的压电片接合到 振动板上来形成压电层，并且在该情况中不必在接合到振动板之后进 行热处理。另外，在其它制造步骤方面，在一些情况中最好进行与退 火分开地执行去除填充剂的步骤。因此，不管是否对压电层进行退火，都还单独地执行将包括压电 层、振动板和填充剂的堆叠体加热至填充剂的热分解温度或更高温度 的步骤，以去除填充剂和它表面上的压电层。要指出的是，振动板不必是上述第一和第二实施方案中的金属板， 并且也可以使用由除了金属之外的材料(例如陶瓷材料，如氧化铝和氧 化锆、硅等)形成的振动板，只要它具有在一定程度上能够随着驱动部 分的收縮进行单压电晶片变形的刚性。在该情况中，在振动板中形成 凹进部分40的最优选方法是超声波机加工。另外，低弹性材料或填充 剂具有上述第一和第二实施方案中的流动性，但是低弹性材料和填充 剂不必总是具有流动性。例如，可以将小球或棒形式的固态低弹性材 料或填充剂填充在振动板的凹进部分中，随后可通过例如加热等使低 弹性材料在凹进部分中固化，之后可以通过AD方法在形成凹进部分的振动板表面上形成压电层。这里，使低弹性材料或填充剂固化的原因 在于防止低弹性材料或填充剂由于在AD方法中使压电层的材料粒子 与低弹性材料或填充剂高速撞击时的冲击而弹出。因此，在通过除了AD方法之外的方法形成压电层的情况中可以省略填充剂的固化，不甩担心填充剂被施加过大的冲击。在前面，作为本发明的实施方案，已经利用将本发明应用于对压 力腔室中的墨施加喷射压力的喷墨头的压电促动器的示例进行了说 明，并且本发明所应用的主题不限于此。例如，本发明可以应用于作为用来在微型总体分析系统QiTAS)中输送液体(例如化学溶液或者生物 化学溶液)的液体输送装置、在微型化学系统中输送液体(例如溶剂或化 学溶液)的液体输送装置等的液体输送促动器的压电促动器。另外，本发明所应用的主题不限于用于对液体例如墨施加压力的 促动器。具体地说，本发明还可以应用于用于除了液体输送之外的应 用的压电促动器，例如允许振动板在基部构件的变形允许部分中变形 并且通过振动板的变形部分挤压和驱动各种类型物体的促动器。
权利要求
1.一种制造压电促动器的方法，该方法包括提供基部构件和振动板，该基部构件包括不干涉部分，该振动板在其接合表面上接合以覆盖该不干涉部分，振动板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振动板堆叠在基部构件上，并且堆叠表面位于与接合表面相反的一侧上；在振动板的堆叠表面中在与不干涉部分对应的位置处形成凹进；在振动板的该凹进中填充低弹性材料，该低弹性材料具有比振动板的堆叠表面的弹性模量低的弹性模量；通过将包含压电材料粒子和载体气体的气雾吹到振动板的堆叠表面上以将压电材料粒子沉积在堆叠表面的与填充在凹进中的低弹性材料的表面不同的区域上来形成压电层；并且形成布置在压电层的一个表面上的第一电极和布置在压电层的另一个表面上的第二电极。
2. 如权利要求l所述的制造压电促动器的方法，其中所述低弹性 材料具有流动性。
3. 如权利要求2所述的制造压电促动器的方法，还包括在形成所 述压电层之后去除所述低弹性材料。
4. 如权利要求3所述的制造压电促动器的方法，还包括在形成所 述压电层之后在所述压电层上进行热处理，其中所述低弹性材料的热 分解温度比在该热处理中用于所述压电层的热处理温度低。
5. 如权利要求2所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振动 板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的区域处形成所述凹进。
6. 如权利要求5所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振动板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的周边部分的区域处形成 所述凹进。
7. 如权利要求5所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振动 板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的中央部分的区域处形成 所述凹进。
8. 如权利要求2所述的制造压电促动器的方法，其中所述基部构件具有作为所述不干涉部分的多个单独不干涉部分以及将所述多个单独不干涉部分分隔开的分隔壁；并且在所述振动板的所述堆叠表面上在面对该分隔壁的区域处形成所 述凹进。
9. 如权利要求2所述的制造压电促动器的方法，其中所述振动板 由金属材料构成，不断地对所述第一电极施加预定参考电位，并且选 择性地对第二电极施加该参考电位和与参考电位不同的预定驱动电位 中的一个电位，并且该方法还包括在所述振动板的所述堆叠表面中形成所述凹进之后形成绝缘层，该绝缘层覆盖所述堆叠表面上的所述凹进；在所述绝缘层的表面上在不面对所述凹进的区域处形成所述第一 电极；并且在所述绝缘层的表面上形成所述压电层以覆盖所述第一电极之 后，在所述压电层的位于与所述振动板相反的一侧上的另一个表面上 在面对所述第一电极的区域处形成所述第二电极。
10. 如权利要求1所述的制造压电促动器的方法，其中所述低弹 性材料成形为具有小球或棒形式。
11. 一种制造液体输送装置的方法，包括提供通道单元，在该通道单元中形成有包括压力腔室的液体通道;提供振动板，该振动板在其接合表面上接合到通道单元的一个表 面上以覆盖该压力腔室，振动板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振 动板堆叠到基部构件上，并且堆叠表面位于与接合表面相反的一侧上;在振动板的堆叠表面中在与压力腔室对应的位置处形成凹进；在振动板的该凹进中填充低弹性材料，该低弹性材料具有比振动 板的堆叠表面低的弹性模量；通过将包含压电材料粒子和载体气体的气雾吹到振动板的堆叠表 面上以将压电材料粒子沉积在与填充在凹进中的低弹性材料的表面不 同的区域上来形成压电层；通过在压电层的一个表面上布置第一电极并在压电层的另一个表 面上布置第二电极来形成压电促动器；并且将压电促动器布置在通道单元的所述一个表面上。
12. 如权利要求IO所述的制造液体输送装置的方法，其中所述低 弹性材料具有流动性。
13. —种制造压电促动器的方法，包括提供基部构件，该基部构件包括不干涉部分和振动板，该振动板 在其接合表面上接合到基部构件的一个表面以覆盖不干涉部分，振动 板具有堆叠表面，在该堆叠表面上将振动板堆叠在基部构件上，并且 堆叠表面位于与接合表面相反的一侧上；在振动板的堆叠表面中在与不干涉部分对应的位置处形成凹进部分；在振动板的凹进中填充在第一温度下热分解的填充剂；通过在振动板的堆叠表面上形成压电层来形成包括振动板、压电 层和填充剂的堆叠体；将该堆叠体加热至等于或高于第一温度的温度以使填充剂热分解 并去除填充剂和压电层的位于填充剂的表面上的部分；并且形成布置在压电层的一个表面上的第一电极和布置在压电层的另一个表面上的第二电极。
14. 如权利要求13所述的制造压电促动器的方法，其中所述填充 剂具有流动性。
15. 如权利要求14所述的制造压电促动器的方法，其中在去除所 述填充剂和压电层的所述部分时，将所述堆叠体加热至不小于第二温 度的温度，该第二温度大于所述第一温度，并且在该第二温度下对所 述压电层进行退火。
16. 如权利要求14所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振 动板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的区域处形成所述凹 进。
17. 如权利要求16所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振 动板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的周边部分的区域处形 成所述凹进。
18. 如权利要求16所述的制造压电促动器的方法，其中在所述振 动板的所述堆叠表面上在面对所述不干涉部分的中央部分的区域处形 成所述凹进。
19. 如权利要求14所述的制造压电促动器的方法，其中所述基部 构件具有作为所述不干涉部分的多个单独不干涉部分以及将所述多个单独不干涉部分分隔开的分隔壁；并且在所述振动板的所述堆叠表面上在面对该分隔壁的区域处形成所 述凹进。
20. 如权利要求2所述的制造压电促动器的方法，其中 所述振动板由金属材料构成；并且不断地对所述第一电极施加预定参考电位，并且选择性地对所述 第二电极施加该参考电位和与参考电位不同的预定驱动电位中的一个 电位，并且该方法还包括在所述振动板的所述堆叠表面中形成所述凹进之后形成绝缘层， 该绝缘层覆盖所述堆叠表面上的所述凹进；在所述绝缘层的表面上在不面对凹进部分的区域处形成所述第一 电极；并且在所述绝缘层的表面上形成所述压电层以覆盖所述第一电极之 后，在所述压电层的位于与所述振动板相反的一侧上的表面上在面对 所述第一电极的区域处形成所述第二电极。
21. 如权利要求14所述的制造压电促动器的方法，还包括将所述堆叠体加热至比第二温度低的温度，该第二温度比所述第一温度高，并且在该第二温度下对所述压电层进行退火以去除所述填充剂；然后 将所述堆叠体加热至高于第二温度的第三温度以再次对所述压电层进 行退火。
22. —种制造液体输送装置的方法，该方法包括 提供通道单元，在该通道单元中形成有包括压力腔室的液体通道； 提供振动板，该振动板在其接合表面上接合到通道单元的一个表面上以覆盖该压力腔室，振动板在与该接合表面相反的一侧上具有堆 叠表面；在振动板的堆叠表面中在与压力腔室对应的位置处形成凹进； 在振动板的该凹进中填充在第一温度下热分解的填充剂； 通过在振动板的堆叠表面上形成压电层来形成包括振动板、压电层和填充剂的堆叠体；将该堆叠体加热至不小于第一温度的温度以使填充剂热分解并去除填充剂和压电层的位于填充剂的表面上的部分；通过在压电层的一个表面上布置第一电极并在压电层的另一个表面上布置第二电极来形成压电促动器；并且将压电促动器布置在所述通道单元的所述一个表面上。
23.如权利要求22所述的制造液体输送装置的方法，其中所述填 充剂具有流动性。
全文摘要
在振动板的上表面上在与压力腔室对应的位置处形成凹进。接着，在该凹进中填充低弹性材料，该低弹性材料具有比振动板低的弹性模量。然后，在振动板的上表面上喷洒包括压电材料粒子和载体气体的气雾，以形成压电层。这时，压电材料粒子不附着于填充在凹进中的低弹性材料的表面，因此能够只在除了低弹性材料的该表面之外的区域中形成压电层。因此，提供了一种制造压电促动器的方法，该方法能够容易地防止在通过气雾沉积方法形成压电层时在凹进的表面上形成压电层。本发明还提供制造包括该压电促动器的液体输送装置的方法。
文档编号B41J2/14GK101244651SQ200810080770
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月18日 优先权日2007年2月16日
发明者菅原宏人 申请人:兄弟工业株式会社