专利名称：液体喷射头以及液体喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体喷射头以及液体喷射装置。
背景技术：
已知一种液体喷射头(参照专利文献1、2)，其具备:基板，其形成有压力产生室，所述压力产生室与用于喷射液体的喷嘴连通；压电元件，其具有压电体层、被形成于压电体层的下方侧的下电极、以及被形成于压电体层的上方侧的上电极。在这种液体喷射头中，将下电极作为与每个压力产生室相对应的独立电极，将上电极作为对于与多个压力产生室相对应的多个压电元件而言的共用电极。上述压电元件通过向两电极间施加电压从而发生位移，并向压力产生室发生挠曲。在以此种方式发生挠曲时，在压电元件中的上电极、压电体层以及下电极进行重叠的范围(有源部)与非有源部的部分(无源部)之间的边界位置处将产生较大的应力，并且由于该应力而导致应变在该位置处集中。由于这种应变的集中可能会使构成压电元件的压电体层产生龟裂(裂纹)等不良，因此需要用于防止该不良的产生的方法。此外，还需要在防止该不良的产生的同时，使通过振动板根据压电元件的弯曲而发生变形，从而从压力产生室向喷嘴开口外排出(喷射)的液体量增加，由此进一步提高液体喷射头的性能。专利文献1:日本特开2009-172878号公报专利文献2:日本特开2009-196329号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一个而实施的发明，其目的在于，提供一种能够抑制压电体层的裂纹等不良的产生，并且实现上述被喷射的液体量的增加的液体喷射头以及液体喷射装置。 本发明的一个方式涉及一种液体喷射头，其具备:基板，其形成有与喷嘴开口连通的压力产生室；压电元件，其具有压电体层、第一电极以及第二电极，其中，所述第一电极在所述压电体层的所述基板侧以与所述压力产生室相对应的方式而形成，所述第二电极在所述压电体层的、形成有第一电极的一侧的相反侧以遍及多个所述压力产生室的方式而形成，所述第二电极以在所述压力产生室的长度方向上延伸至所述压力产生室的外侧的方式而形成。根据该结构，第二电极以在压力产生室的长度方向上延伸至压力产生室的外侧的方式而形成。因此，与第二电极于该长度方向上仅被形成在未超出压力产生室的范围内的情况相比，缓和了应变向压电元件中的上述边界位置处的集中，从而抑制了裂纹等不良的产生。此外，由于与现有技术相比提高了压电元件对裂纹等的耐受性，从而也提高了压电元件的耐压。在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，S卩，所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极进行重叠的范围，以在所述长度方向上延伸至所述压力产生室的外侧的方式而形成。即，由于第一电极、压电体层以及第二电极进行重叠的范围(有源部)为，在施加了电压时进行驱动的部位，因此通过使有源部在该长度方向上延伸至压力产生室的外侧，从而缓和了应变向压电元件中的上述边界位置处的集中，由此抑制了裂纹等不良的产生。在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，S卩，在与所述压力产生室之间大致相对应的区域内形成去除了所述压电体层而得到的压电体层的开口部，该开口部在所述长度方向上被形成至与所述压力产生室的端部相比靠外侧的位置处。根据该结构，由于开口部在该长度方向上被形成至与压力产生室的端部相比靠外侧的位置处，因此提高了压力产生室的端部附近处的压电元件的位移量，其结果为，增加了对应于压电元件的挠曲而被喷射出的液体量。 在本发明的一个实施方式中，可以采用如下方式，即，被层叠在所述第二电极上且作为配线而发挥功能的金属层被形成在，横跨所述压力产生室的内外的位置处。根据该结构，通过使金属层被形成在横跨压力产生室的内外的位置处，从而缓和了应变向压电元件中的所述边界位置处的集中，由此抑制了裂纹等不良的产生。本发明所涉及的技术的思想不仅能以液体喷射头这种实施方式来实现，例如具备上述任一方式的液体喷射头的液体喷射装置也可以作为一项发明来掌握。此外，也能够掌握包括如上所述的任一方式的压电元件、液体喷射头或喷射装置的制造过程在内的制造方法(压电元件的制造方法、液体喷射头的制造方法、液体喷射装置的制造方法等)的发明。
图1为表示记录头的概要的分解立体图。图2为记录头的、沿与长度方向平行的面的剖视图。图3为对于基板上的一部分区域的俯视图。图4为沿图3中的各条线的剖视图。图5为依次表示压电元件的制造过程的一部分的图。图6为依次表示压电元件的制造过程的一部分的图。图7为对于改变例所涉及的基板上的一部分区域的俯视图。图8为用于对通过改变例而实现的效果进行说明的图。图9为表示喷墨式记录装置的一个示例的概要图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。1.液体喷射头的概要结构图1通过分解立体图而图示了作为液体喷射头的一个示例的喷墨式记录头I (以下，称为记录头I)的概要。图2图示了记录头I的、沿与压力产生室12的长度方向平行的面且穿过与一个压力产生室12相对应的下电极膜2的面的垂直剖视图。记录头I具备基板(流道形成基板)10。基板10例如由单晶硅基板构成，在其一侧表面上形成有振动板50。振动板50例如包括:弹性膜51，其与基板10相接且由氧化膜构成；绝缘体膜55，其由材料与弹性膜51不同的氧化膜构成且被层叠在弹性膜51上。在基板10上，多个压力产生室12于其短边方向(宽度方向)上并排设置，所述压力产生室12通过隔壁11而被划分并且其一侧表面通过振动板50而被封闭。在基板10上，于压力产生室12的长度方向上的一端侧设置有油墨供给通道14，所述油墨供给通道14通过隔壁11而被划分且与各个压力产生室12连通。在油墨供给通道14的外侧，设置有与各个油墨供给通道14连通的连通部13。连通部13与后文叙述的保护基板30的贮液部31连通，而构成成为各个压力产生室12的共用的油墨室(液体室)的贮液器9的一部分。油墨供给通道14被形成为，上述宽度方向上的横截面积与压力产生室12相比较窄，从而将从连通部13向压力产生室12流入的油墨的流道阻力保持为固定。另外，还可以采用如下方式，即，油墨供给通道14的横截面积通过在基板10的厚度方向上缩小，以形成为与压力产生室12的横截面积相比较窄，而不是通过在上述宽度方向上缩小，以形成为与压力产生室12的横截面积相比较窄。作为基板10的材料，并不限定于单晶硅基板，例如也可以使用玻璃陶瓷、不锈钢等。在基板10的、形成有振动板50的表面的相反侧的表面上，通过粘合剂或热熔敷薄膜等而粘着有喷嘴板20。在喷嘴板20上贯穿设置有喷嘴开口 21，所述喷嘴开口 21与各个压力产生室12相对应，且与上述长度方向上的另一端侧附近连通。喷嘴板20例如可以由玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等构成。在振动板50的、与基板10相反的一侧的表面上,于上述宽度方向上并排形成有多个压电元件3，所压电元件3具有下电极膜2、压电体层5以及上电极膜4。压电元件3以与各压力产生室12相对应的方式而形成。下电极膜2相当于第一电极，所述第一电极在压电体层5的基板10侧以与每个压力产生室12相对应的方式而形成。另一方面，上电极膜4相当于第二电极，所述第二电极在压电体层5的形成有第一电极的一侧的相反侧以遍及与多个压力产生室12相对应的区域的方式而形成。压电元件3包括下电极膜2、压电体层5以及上电极膜4进行重叠的范围 (有源部)。此外，压电元件3与通过该压电元件3的驱动而发生位移的振动板50合称为致动器装置。虽然通常以如下方式构成压电元件3，即，将夹持压电体层5的任意一方电极设定为共用电极,将另一方电极设定为独立电极，但在本实施方式中，下电极膜2为与各压力产生室12相对应的每个压电元件3的独立电极，上电极膜4为对于与各个压力产生室12相对应的各个压电元件3而言的共用电极。此外如图1所示，在压电体层5上，形成有多个压电体层5被去除从而成为凹部的开口部5a。多个开口部5a在上述宽度方向上并排，并被形成在与压力产生室12之间大致相对应的区域内。换言之，在开口部5a与开口部5a之间，形成有包含有源部且与一个压力产生室12相对应的压电元件3。另外，开口部5a的表面被上电极膜4所覆盖。另外，在振动板50的形成有压电元件3的一侧粘着有保护基板30，所述保护基板30上粘着有可塑性基板40。在本实施方式中，将记录头I的可塑性基板40侧设为上侧，并将喷嘴板20侧设为下侧来进行适当说明。在形成有压电元件3的振动板50上，通过粘合剂35而接合有保护基板30，所述保护基板30在与压电元件3对置的区域内具有能够确保不阻碍压电元件3的运动的程度的空间的压电元件保持部32。由于压电元件3被形成在压电元件保护部32内，因此以基本不受外部环境的影响的状态而被保护。此外，在保护基板30上，于与基板10的连通部13相对应的区域内设置有贮液部31。贮液部31例如在厚度方向上贯穿保护基板30并沿着压力产生室12的宽度方向而设置，并且如上文所述与基板10的连通部13连通而构成了贮液器
9。作为保护基板30的材料，例如可列举出玻璃、陶瓷材料、金属、树脂等，但更优选为以与基板10的热膨胀率大致相同的材料构成，在本实施方式中，使用与基板10为相同材料的单晶硅基板而形成。另外，如图2所示，引线电极60与作为共用电极的上电极膜4连接，引线电极61与作为独立电极的下电极膜2连接。在图1中，对于引线电极60、61以及通孔5b (后文叙述)省略了图示，所述通孔5b贯穿压电体层5以使引线电极61与下电极膜2连接。引线电极60、61经由未图示的引线等而与驱动电路120 (图1)连接，所述驱动电路120安装了用于对压电元件3进行驱动的驱动IC (Integrated Circuit:集成电路)。引线电极60相当于被层叠在第二电极上且作为配线而发挥功能的金属层。另外，虽然在图2的示例中，图示了将与独立电极连接的引线电极61配置在上述长度方向上的另一端侧的结构，但该引线电极61的位置也可以位于上述长度方向上的一端侧。在保护基板30上，还接合有通过密封膜41以及固定板42而构成的可塑性基板40。密封膜41由刚性较低且具有挠性的材料构成，通过该密封膜41从而密封了贮液部31的一侧表面。固定板42通过金属等硬质的材料而形成。由于该固定板42的与贮液器9对置的区域成为，在厚度方向上完全被去除了的开口部43，因此贮液器9的一侧表面仅通过具有挠性的密封膜41而被密封。在这种记录头I中，从未图示的外部的油墨供给单元获取油墨，并在从贮液器9到喷嘴开口 21为止的内部被填满油墨之后，按照来自上述驱动IC的记录信号，而对与压力产生室12相对应的各个压电元件3施加电压，从而使压电元件3发生挠曲变形。其结果为，各个压力产生室12内的压力升高，从而从喷嘴开口 21喷出(喷射)油墨滴(液体)。2.有源部的形成范围接下来，根据图1、2以及以下的图3、4，来对本实施方式所涉及的压电元件3的结构进行详细说明。图3为，对于基板10上的一部分区域、且形成有与一个压力产生室12相对应的压电元件3的区域的俯视图。图4A图示了沿图3中的A-A'线的垂直剖视图，图4B图示了沿图3中的B-B'线的垂直剖视图，图4C图示了沿图3中的C-C'线的垂直剖视图。在图3中，通过双点划线而例示了压力产生室12以及与之连通的油墨供给通道14的形状。另外，虽然图3所示的压力产生室12以及油墨供给通道14的形状与图1、2所示的形状略有不同，但可以采用任意所示的形状。此外，在图3中，通过细虚线而例示了作为独立电极的下电极膜2的范围，通过粗虚线而例示了压电体层5的范围，通过涂灰而例示了作为共用电极的上电极膜4的范围。另外，在图3中，通过标记剖面线而例示了被层叠在上电极膜4的一部分上的引线电极60的范围、和被层叠在压电体层5的一部分上的引线电极61的范围。在压电体层5的一部分上形成有上述通孔5b，引线电极61经由通孔5b而与下电极膜2电连接。下电极膜 2被形成为，在上述宽度方向上收敛于压力产生室12的宽度内，且被形成为，在上述长度方向上长于压力产生室12。具体而言,在上述长度方向上的一端侧,下电极膜2的端部延伸至油墨供给通道14的位置处，在上述长度方向上的另一端侧，下电极膜2的端部向与压力产生室12的端部相比靠外侧的位置延伸。此外，下电极膜2中与通孔5b相对应的范围以外的部分被压电体层5所覆盖。由此，能够极力地抑制自下电极膜2的漏电流，并且省去实施用于抑制该漏电流的特别措施(例如通过氧化铝等保护膜而实施的保护)的时间和劳力。在与压力产生室12的上述宽度方向上的两侧的隔壁11上大致相对应的区域的一部分上，形成有上述的开口部5a，并且从图4B可知，压电体层5已被去除。由于所涉及的开口部5a的存在，从而压力产生室12上的压电体层5被形成为，大部分收敛于压力产生室12的宽度内。另一方面，在上述长度方向上，压电体层5的两端被形成为，延伸至压力产生室12的外侧，从而完全覆盖了压力产生室12的长度。上电极膜4在上述宽度方向上已然被形成为，延伸至压力产生室12的外侧，并且在上述长度方向上，也被形成为，延伸至压力产生室12的外侧，从而完全覆盖了压力产生室12的长度。即，在本实施方式中，与每个压力产生室12相对应的有源部以在上述长度方向上延伸至压力产生室12的外侧的方式而形成。在图3中，将上述长度方向上的有源部的长度设为LI，将压力产生室L2的长度设为L2，可知LI覆盖了 L2的范围。另外，由于在基板10上(准确而言，在绝缘体膜55上)，以与各个压力产生室12相对应的方式而在上述宽度方向上反复形成有图3所示的结构，因此压电体层5、上电极膜4以及引线电极60分别以在上述宽度方向上连续的方式而形成(适当参照图1)。此外，图3中被形成在两个位置处的引线电极60 (图4A所示引线电极60和图4C所示引线电极60)在未图示的预定位置处相互连接 ，从而整体形成了一个共用电极。如此，在本实施方式中，构成了如下结构，S卩，在压力产生室12的长度方向上，有源部的两端延伸至压力产生室12的外侧。因此，与在压力产生室12的长度方向上，有源部的端部未延伸至压力产生室12的外侧的结构相比，在压电元件3的有源部进行驱动而使压电元件3发生挠曲变形时，缓和了应变向压电元件3中的有源部与无源部的边界位置处的集中，从而抑制了压电体层50的裂纹等不良的产生。此外，由于与现有技术相比提高了压电元件3对裂纹等的耐受性，从而同时也提高了压电元件3的耐压。此外，在本实施方式中，从图2、3可知，引线电极60被形成在横跨压力产生室12的内外(压力产生室12的端部)的位置处。通过在这种位置处形成引线电极60，从而缓和了应变向压电元件3中的有源部与无源部的边界、或向该端部附近的压电元件3的位置处的集中，从而进一步提高了对上述裂纹等不良的产生的抑制效果。开口部5a通过使有源部周围的膜厚变薄从而实现了确保有源部的弹性的作用。因此，开口部5a的大小给有源部的挠曲容易度度带来较大的影响。此处，在本实施方式中，从图3可知，在上述长度方向上，开口部5a的长度L3被形成为，收敛于压力产生室12的长度L2内。即，上述长度方向上的开口部5a的两端与压力产生室12的两端相比均位于内侧。因此，在上述长度方向上的压力产生室12的两端处层叠有压电体层5，其结果为，提高了压力产生室12的该两端附近处的压电元件3的刚性。由此，缓和了应变向压电元件3中的有源部与无源部的边界、或向该两端附近的位置处的集中，从而进一步提高了对上述裂纹等不良的产生的抑制效果。3.制造方法接下来，对本实施方式所涉及的记录头I的制造方法的一个示例进行说明。图5A、B、C以及图6A、B、C依次图示了制造构成记录头I的压电元件3的过程。在这些图5、6中，通过与图2相同的视角下的沿与上述长度方向平行的面的垂直剖视图、与沿图中的D-D'线的垂直剖视图的组合，从而图示了通过各个工序而产生的变化。但是，在图
5、6中，适当省略了压电元件3的结构要素以外的基板10等。首先，在作为基板10的原料的单晶硅基板(未图示)上，形成由二氧化硅(SiO2)构成的弹性膜51以及由氧化锆(ZrO2)构成的绝缘膜55 (参照日本特开2005-8841号公报)。然后，在例如通过利用溅射法等而将钼和铱层叠在绝缘膜55上从而形成下电极膜之后，在下电极膜上例如利用溶胶-凝胶法而将压电体层形成得较薄。此处所说的“形成得较薄”是指，至少与最终完成的压电元件3中所需要的压电体层5的膜厚相比形成得较薄。通过对以这种方式形成的下电极膜以及压电体层实施光刻，从而将下电极膜以及压电体层图案形成为与形成有各个压力产生室12的预定的各个位置相对应的预定形状。在图5A中，图示了通过该图案形成而形成的下电极膜2以及下电极膜2上的电压体层500。接下来，对图5A所示的状态，再次利用溶胶-凝胶法等而将压电体层形成至成为上述在压电元件3中最终所需要的膜厚，并在该压电体层上例如通过溅射法等而将由铱构成的上电极膜形成得较薄。此处所说的“形成得较薄”是指，至少与最终完成的压电元件3中所需要的上电极膜4的膜厚相比形成得较薄。在图5B中，图示了通过至此为止的工序所形成的压电体层501以及压电体层501上的上电极膜400。接下来，通过在图5B所示的状态下，对上电极膜400以及压电体层501实施光刻，从而图案形成为，残留有与覆盖下电极膜的预定膜厚相对应的量的压电体层、以及该压电体层上的上电极膜。即，形成相当于开口部5a的凹部。在本实施方式中，将这种用于形成开口部5a的压电体层的蚀刻，适当地称为“压电体层的第一蚀刻工序”。在图5C中，图示了通过至此为止的工序所形成的压电体层502以及压电体层502上的上电极膜401。接下来，通过在图5C所示状态下，对上电极膜401以及压电体层502进行光刻，从而形成使下电极膜2的一部分露出的通孔5b。在本实施方式中，将用于形成通孔5b的压电体层的蚀刻，适当地称为“压电体层的第二蚀刻工序”。在图6A中，图示了通过至此为止的工序所形成的压电 体层5以及压电体层5上的上电极膜402。如图6A所示，在压电体层5以及上电极膜402上贯穿有通孔5b。如此，在本实施方式中，在图5B所示的状态以后，分开实施了用于形成开口部5的压电体层的蚀刻、和用于形成通孔5b的压电体层的蚀刻。对于其理由将在后文进行叙述。接下来，对图6A所示的状态，再次利用溅射法等而将上电极膜形成至上述在压电元件3中最终所需要的膜厚，在此基础上，通过对上电极膜实施光刻，从而将上电极膜图案形成为，与形成有各个压力产生室12的预定的各位置相对应的预定形状、以及包含通孔的范围在内的预定形状(参照图3)。在图6B中，图示了通过该图案形成所形成的上电极膜4。接下来，对图6B所示的状态，利用溅射法等而形成作为引线电极60、61的原料的金属层(例如包含金Au以及镍铬合金NiCr的金属层),并且通过实施相对于该金属层的光刻,从而形成引线电极60、61。引线电极60与上电极膜4连接。另一方面，引线电极61经由通孔5b以及被成膜在通孔5b的表面上的上电极膜4 (图6B)而与下电极膜2连接。另外，被成膜在通孔5b的表面上的上电极膜4 (图6B)作为对驱动电路120和独立电极(下电极膜2)进行连接的配线的一部分而发挥功能。在图6C中，图示了通过至此为止的工序所形成的结构。图6C所示的结构与图2或图3所示压电元件3的结构相一致。之后经过如下的各个工序，从而完成记录头1，所述各个工序包括:保护基板30向压电元件3侧的接合、通过对基板10的蚀刻而进行的压力产生室12及油墨供给通道14等的形成、喷嘴板20向基板10的接合、可塑性基板40向保护基板30的接合等。另外，上述的记录头I的制造方法仅为一个示例，可以进行各种变更。上述的压电体层的成膜方法也不被限定，可以通过溅射法来形成。此外，作为压电体层的材料，可以采用以锆钛酸铅类的材料、或钛酸钡等为代表的非铅(不使用铅)的钙钛矿型氧化物等各种材料。对在上述制造方法中，分别设置压电体层的第一蚀刻工序和压电体层的第二蚀刻工序的理由进行说明。如图5B所示，在将压电体层501成膜为覆盖下电极膜2以及下电极膜2周围的绝缘体膜55的情况下，在制造的精度方面，使绝缘体膜55上的压电体层501的膜厚、和下电极膜2上的压电体层501的膜厚相同并不一定容易。特别是，在以溶胶-凝胶法为代表的这种使用液体来形成压电体层的情况下，这种膜厚的不均匀性尤为显著。因此，用于使绝缘体55露出(用于形成开口部5a)的最佳的压电体层501的蚀刻量、和用于使下电极膜2露出(用于形成通孔5b)的最佳的压电体层501的蚀刻量也并不相同。在这种情况下，当同时实施用于使绝缘体55露出的蚀刻和用于使下电极膜2露出的蚀刻时，由于对每个位置处的蚀刻量的准确的控制较为困难，因此对于绝缘体膜55和下电极膜2中的一方而言可能会成为过蚀刻(削除过度的状态)，或者对于另一方而言可能会成为欠蚀刻(削除不足的状态)。例如,在绝缘体膜55上的压电体层501的膜厚大于下电极膜2上的压电体层501的膜厚的情况下，如果同时实施上述蚀刻，则在欲去除绝缘体膜55上的压电体层501时，对于下电极膜2而言会 成为过蚀刻，从而产生下电极膜2断线的可能性。此外，如果欲避免对下电极膜2的过蚀刻，则存在未能使绝缘体膜55露出的情况。或者，在绝缘体膜55上的压电体层501的膜厚小于下电极膜2上的压电体层501的膜厚的情况下，如果同时实施上述蚀刻，则在欲去除下电极膜2上的压电体层501时,对于绝缘体膜55而言会成为过蚀刻。于是，存在如下的可能性，即，开口部5a的膜厚变得薄于所需的厚度，从而无法得到所需要的刚性而在开口部5a上产生裂纹等。此外，如果欲避免绝缘体膜55的过蚀刻，则存在未能使下电极膜2露出的情况。因此如上文所述，在本实施方式中，分别设置压电体层的第一蚀刻工序和压电体层的第二蚀刻工序，并且在各自的工序中对作为处理对象的范围内的压电体层的膜厚设定最佳的蚀刻量。由此，能够实现用于形成开口部5a时最佳的压电体层501的蚀刻、和用于形成通孔5b时最佳的压电体层501的蚀刻，从而避免如上述那样的过蚀刻或欠蚀刻的发生。另外，压电体层的第一蚀刻工序和压电体层的第二蚀刻工序的实施顺序也可以与上述说明相反。4.改变例本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内，于各种方式中实施，例如也可以为如下所述的改变例。将各实施方式或改变例适当组合后的内容也在本发明的公开范围内。在下文中，对与上述实施方式的不同点进行说明，而对于与上述实施方式共同的结构及作用则适当省略说明。
图7为对于一个改变例所涉及的基板10上的一部分区域的俯视图，且与图3同样地图示了形成有与一个压力产生室12相对应的压电元件3的区域。在对图7和图3的结构进行比较时，开口部5a的上述长度方向上的长度在两种结构中有所不同。具体而言，图7所示的开口部5a较长，该开口部5a在上述长度方向上被形成至与压力产生室12的两端相比靠外侧的位置处。即，在图7中，上述长度方向上的开口部5a的长度L3被形成为，包含压力产生室12的长度L2。根据所涉及的结构，上述长度方向上的压力产生室12的两端附近的压电元件3的刚性降低，从而压力产生室12的两端附近的压电元件3的位移量增大。图8为用于对通过该改变例而实现的效果进行说明的图。在图8中，非常简单地例示了上述长度方向上的压力产生室12、与封闭压力产生室12的上侧的弹性膜51之间的位置关系。当向以与压力产生室12相对应的方式而形成的压电元件3施加电压而使有源部进行驱动时，在有源部的位移的同时，弹性膜51将向压力产生室12内发生挠曲。该挠曲前的位置(图8中用实线表示的弹性膜51的位置)与发生挠曲状态下的位置在上下方向上的差为位移量Ah。此外，在图8中，分别用虚线、双点划线而例示了发生了挠曲状态下的弹性膜51的位置。虚线所示的位置例示了采用如下结构时的位置，所述结构为，开口部5a的长度L3被形成为，收敛于压力产生室12的长度L2内的结构，双点划线所示的位置例示了采用如下结构时的位置，所述结构为，开口部5a的长度L3包含压力产生室12的长度L2的结构(图7的结构)。从图8可知，上述长度方向上的压力产生室12的中央部处的位移量Ah不受开口部5a的长度L3的上述不同的影响而基本相同。但是，在压力产生室12的端部附近，开口部5a的长度L3较长的结构中，位移量Ah增加。如此，由于在压力产生室12的端部附近位移量Ah增加，从而通过压电元件3的挠曲而被喷出的液体量增加。即，根据图7所示的改变例，通过进一步增加该被喷出的液体量，从而能够提高记录头I的性能。另外，在图7所示的结构中，沿B-B'线的垂直剖视图与图4B所示的垂直剖视图相同。此外，在沿A-A'线的垂直剖视图以及沿C-C'线的垂直剖视图中，也与沿B-B'线的垂直剖视图同样地出现有开口部5a，且在开口部5a上层叠有上电极膜4和引线电极60。其他:·上述的记录头I构成具备与墨盒连通的油墨流道的记录头单元的一部分，并被搭载于作为液体喷射装置的喷墨式记录装置中。图9为表示该喷墨式记录装置的一个示例的概要图。如图9所示，在具有记录头的记录单元1A、1B中，以可拆装的方式设置有构成油墨供给单元的墨盒2A、2B，搭载了该记录头单元1A、1B的滑架16以在轴向上移动自如的方式而被设置在安装于装置主体17上的滑架轴18上。该记录头单元1A、1B例如分别被设为喷出黑色油墨组合物和彩色油墨组合物的记录头单元。而且，通过使驱动电机19的驱动力经由未图示的多个齿轮、以及同步齿形带17而被传达至滑架16，从而搭载了记录头单元1A、IB的滑架16沿着滑架轴18而进行移动。另一方面，在装置主体17上，沿着滑架轴18而设置有压印板8，通过未图示的供纸辊等而被供给的纸等作为记录介质的记录薄片S在压印板8上被输送。另外，虽然在上文中，对作为本发明的液体喷射头的一个示例的喷墨式记录头进行了说明，但液体喷射头并不限定于上述内容。本发明为，广泛地以全部液体喷射头为对象的发明，其当然也能够应用于喷射油墨以外的液体的液体喷射头中。作为其他液体喷射头，例如可列举出:打印机等图像记录装置中所使用的各种记录头、液晶显示器等的色彩过滤器的制造中所使用的彩色颜料喷射头、有机EL (电致发光)显示器、FED (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
坐寸ο另外，本发明所涉及的压电元件并不限于液体喷射头中所使用的压电元件，也能够用于其他的设备中。作为其他的设备，例如可列举出:超声波发射器等超声波设备，超声波电机、温度-电力转换器、压力-电力转换器、铁电体晶体管、压电变压器、红外线等有害光线的拦截滤波器、使用了通过量子点形成而产生的光子晶体效应的光学滤波器、利用了薄膜的光干涉的光学滤波器等滤波器等。此外，本发明也能够应用于作为传感器而使用的压电元件、作为强电体存储器而使用的压电元件中。作为使用了压电元件的传感器，例如可列举出:红外线传感器、超声波传感器、感热传感器、压力传感器、热电传感器、以及陀螺传感器(角速度传感器)等。符号说明L...记录头;1A、1B…记录头单元;2A、2B…墨盒;2…下电极膜；3…压电元件；4…上电极膜；5…压电体层；5a...开口部；5b...通孔；7…同步齿形带；8…压印板；9…忙液器；10…基板；11...隔壁；12…压力产生室；13...连通部；14…油墨供给通道；16...滑架；17...装置主体；18...滑架轴；19...驱动电机；20…喷嘴板；21...喷嘴开口 ；30…保护基板；3L...贮液部；32…压电元件保持部；40...可塑性基板；41…密封膜；42...固定板；43...开口部；50…振动板；51...弹性膜；5 5…绝缘体膜；60、61…引线电极。
权利要求
1.一种液体喷射头，其特征在于，具备: 基板，其形成有与喷嘴开口连通的压力产生室； 压电元件，其具有压电体层、第一电极以及第二电极，其中，所述第一电极在所述压电体层的所述基板侧以与所述压力产生室相对应的方式而形成，所述第二电极在所述压电体层的、形成有第一电极的一侧的相反侧以遍及多个所述压力产生室的方式而形成， 所述第二电极以在所述压力产生室的长度方向上延伸至所述压力产生室的外侧的方式而形成。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于， 所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极进行重叠的范围，以在所述长度方向上延伸至所述压力产生室的外侧的方式而形成。
3.如权利要求1或2所述的液体喷射头，其特征在于， 在与所述压力产生室之间大致对应的区域内，形成去除了所述压电体层而得到的压电体层的开口部，并且该开口部在所述长度方向上被形成至与所述压力产生室的端部相比靠外侧的位置处。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液体喷射头，其特征在于， 被层叠在所述第二电极上且作为配线而发挥功能的金属层被形成在，横跨所述压力产生室的内外的位置处。
5.一种液体喷射装置，其特征在于，` 具备权利要求1至4中任一项所述的液体喷射头。
全文摘要
本发明涉及一种液体喷射头及液体喷射装置，其防止压电体层中的裂纹等不良的产生。所述液体喷射头具备基板，其形成有与喷嘴开口连通的压力产生室；压电元件，其具有压电体层、第一电极以及第二电极，其中，所述第一电极在所述压电体层的所述基板侧以与所述压力产生室相对应的方式而形成，所述第二电极在所述压电体层的、形成有第一电极的一侧的相反侧以遍及多个所述压力产生室的方式而形成，所述第二电极以在所述压力产生室的长度方向上延伸至所述压力产生室的外侧的方式而形成。
文档编号B41J2/045GK103240994SQ201310042
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月31日 优先权日2012年2月1日
发明者平井荣树, 矢崎士郎, 角浩二, 高部本规, 小岛力, 伊藤浩, 清水稔弘, 上條隆弘, 鸟本达朗, 加藤治郎 申请人:精工爱普生株式会社