液體噴射頭及液體噴射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液體噴射頭及液體噴射裝置，可降低壓電元件的應(yīng)力集中來抑制壓電元件的損壞。具備：沿著短邊方向并列設(shè)置有與噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室的流路形成基板；和壓電元件，其在該流路形成基板的一個面?zhèn)扰c壓力發(fā)生室對應(yīng)設(shè)置，具有第1電極、在第1電極上設(shè)置的壓電體層及在壓電體層上設(shè)置的第2電極，第1電極對應(yīng)于壓力發(fā)生室獨立設(shè)置，并且第2電極遍及壓力發(fā)生室的并列設(shè)置方向連續(xù)設(shè)置，與壓力發(fā)生室的并列設(shè)置方向交叉的方向上，在壓電體層的實質(zhì)上驅(qū)動的活性部和實質(zhì)上不驅(qū)動的非活性部的邊界的至少一方邊界的活性部側(cè)，在第1電極與第2電極之間設(shè)置有介電常數(shù)比活性部的中央部低的低電介質(zhì)層。
【專利說明】液體噴射頭及液體噴射裝置
[0001]本申請是2011年I月11日向中國國家專利局提出的申請?zhí)枮?01110008111.3、發(fā)明名稱為“液體噴射頭及液體噴射裝置”這一申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及具備壓電元件的液體噴射頭及液體噴射裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]液體噴射頭有如下所述的噴墨式記錄頭，所述噴墨式記錄頭在設(shè)置有與噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室的流路形成基板的一面?zhèn)龋O(shè)置由第I電極、壓電體層及第2電極構(gòu)成的壓電元件，通過壓電元件的驅(qū)動使壓力發(fā)生室發(fā)生壓力變化而從噴嘴開口噴出墨滴。這樣的噴墨式記錄頭所采用的壓電元件例如有因濕氣等外部環(huán)境而容易被損壞的問題。為了解決該問題，例如可以構(gòu)成為由第2電極覆蓋壓電體層的外周面(例如參照專利文獻I)。在該專利文獻I中，第I電極成為公用電極，第2電極成為個別電極。
[0004]另外，還提出了一種將壓電元件的第I電極按每個壓力發(fā)生室設(shè)置來作為個別電極，遍布多個壓力發(fā) 生室連續(xù)設(shè)置第2電極來作為公用電極的方案(例如參照專利文獻2)。
[0005]【專利文獻I】日本特開2005-88441號公報
[0006]【專利文獻2】日本特開2009-172878號公報(參照圖2及圖4)
[0007]但是，在專利文獻2的圖2及圖4所示的將第2電極作為公用電極那樣的壓電元件中，由于在壓力發(fā)生室的長度方向上，第2電極的端部設(shè)置在與壓力發(fā)生室對置的區(qū)域，所以設(shè)置有第2電極的區(qū)域和未設(shè)置的區(qū)域剛性出現(xiàn)差異，并且設(shè)置有第2電極的區(qū)域和未設(shè)置的區(qū)域成為產(chǎn)生電場的區(qū)域(活性部)和不產(chǎn)生電場的區(qū)域(非活性部)的邊界部分，因此，在活性部和非活性部的邊界部分發(fā)生應(yīng)力集中，存在壓電體層有可能出現(xiàn)裂紋等損壞這一問題。
[0008]需要說明的是，這樣的問題不僅存在于噴墨式記錄頭中，在噴射墨液以外的液體的液體噴射頭中也同樣存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明鑒于這樣的情況提出，其目的在于，提供一種可以降低壓電元件的應(yīng)力集中來抑制壓電元件的損壞的液體噴射頭及液體噴射裝置。
[0010]解決上述課題的本發(fā)明的方式涉及的液體噴射頭具備:沿短方向并列設(shè)置有與噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室的流路形成基板；和壓電元件，其在該流路形成基板的一個面?zhèn)扰c上述壓力發(fā)生室對應(yīng)設(shè)置，具有第I電極、在該第I電極上設(shè)置的壓電體層及在該壓電體層上設(shè)置的第2電極；上述第I電極對應(yīng)于上述壓力發(fā)生室獨立設(shè)置，并且上述第2電極遍及上述壓力發(fā)生室的并列設(shè)置方向連續(xù)設(shè)置，與上述壓力發(fā)生室的并列設(shè)置方向交叉的方向上，在上述壓電體層的實質(zhì)上驅(qū)動的活性部和實質(zhì)上不驅(qū)動的非活性部的邊界的至少一方邊界的上述活性部側(cè)，在上述第I電極與上述第2電極之間設(shè)置有介電常數(shù)比上述活性部的中央部低的低電介質(zhì)層。
[0011]在該方式中，通過在壓電元件的活性部和非活性部的邊界的活性部側(cè)設(shè)置低電介質(zhì)層，可以使對邊界的壓電體層施加的電場降低，能夠抑制位移量。由此，可以降低應(yīng)力向活性部和非活性部的邊界的集中，抑制壓電元件的損壞。
[0012]這里，優(yōu)選上述低電介質(zhì)層被設(shè)置成覆蓋上述第I電極的表面的寬度從上述活性部側(cè)向上述邊界逐漸增大。這樣，可以使向活性部側(cè)的邊界的壓電體層施加的電場降低的區(qū)域朝向邊界遞減，能夠進一步抑制應(yīng)力在邊界集中。
[0013]而且，優(yōu)選上述低電介質(zhì)層遍及上述活性部和上述非活性部設(shè)置。這樣，即便向接近活性部的非活性部施加電場，也可以通過低電介質(zhì)層降低所施加的電場。
[0014]并且，上述低電介質(zhì)層可以被設(shè)置成遍及上述活性部和上述非活性部而覆蓋上述第I電極的表面的寬度逐漸增大。
[0015]另外，上述低電介質(zhì)層具有朝向上述邊界逐漸減小而露出上述第I電極的表面的錐形部，上述錐形部的側(cè)面被設(shè)置成相對于上述第I電極的中央部的直線部的側(cè)面成為45度以下的角度。由此，可以通過規(guī)定角度的錐形部可靠地降低應(yīng)力向活性部和非活性部的邊界的集中。
[0016]而且，優(yōu)選上述低電介質(zhì)層具有與上述活性部的中央部不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選上述低電介質(zhì)層設(shè)置在上述第I電極的正上方。這樣，通過利用薄膜成膜法在低電介質(zhì)層上形成壓電體層，可使低電介質(zhì)層上的結(jié)晶性降低、使位移特性降低，能夠進一步抑制邊界發(fā)生應(yīng)力集中。
[0017]并且，優(yōu)選在與上述壓力發(fā)生室的并列設(shè)置方向交叉的方向上，在上述第I電極的一端部側(cè)，設(shè)置有延伸到上述壓電體層的外側(cè)的延設(shè)部，上述低電介質(zhì)層設(shè)置在上述壓電體層的活性部與非活性部的邊界的至少與上述延設(shè)部相反一側(cè)的邊界。由此，在壓電元件的活性部與非活性部的邊界的延設(shè)部側(cè)，由于通過該延設(shè)部而不會發(fā)生剛性的急劇變化，所以與延設(shè)部的相反側(cè)相比，壓電元件難以發(fā)生損壞，因此，通過設(shè)置寬度朝向更容易被破壞的延設(shè)部相反側(cè)的邊界逐漸減小的錐形部，可以抑制更容易損壞的區(qū)域的應(yīng)力集中。
[0018]另外，上述低電介質(zhì)層還可以在上述壓電體層的活性部和非活性部的邊界的上述延設(shè)部側(cè)的邊界設(shè)置。由此，能夠更可靠地抑制難以被損壞的延設(shè)部側(cè)的邊界的損壞。
[0019]而且，優(yōu)選上述低電介質(zhì)層在成為上述活性部的區(qū)域中被設(shè)置成沿長度方向?qū)ΨQ。由此，可以容易地形成錐形部，并且抑制應(yīng)力分散的偏頗，能夠得到安定的位移。
[0020]并且，本發(fā)明的另一方式涉及的液體噴射裝置具備上述方式的液體噴射頭。
[0021]通過該方式，可以實現(xiàn)可靠性及耐久性得以提高的液體噴射裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是實施方式I涉及的記錄頭的分解立體圖。
[0023]圖2是實施方式I涉及的記錄頭的剖面圖。
[0024]圖3是實施方式I涉及的記錄頭的主要部分放大俯視圖及剖面圖。
[0025]圖4是表示實施方式I涉及的記錄頭的驅(qū)動狀態(tài)的剖面圖。
[0026]圖5是表示實施方式I涉及的記錄頭的制造方法的剖面圖。[0027]圖6是表示實施方式I涉及的記錄頭的制造方法的剖面圖。
[0028]圖7是表示實施方式I涉及的記錄頭的制造方法的剖面圖。
[0029]圖8是表示實施方式I涉及的記錄頭的制造方法的剖面圖。
[0030]圖9是表示實施方式I涉及的記錄頭的制造方法的剖面圖。
[0031]圖10是表示實施方式2涉及的記錄頭的俯視圖。
[0032]圖11是表示實施方式2涉及的記錄頭的變形例的俯視圖。
[0033]圖12是實施方式3涉及的記錄頭的俯視圖。
[0034]圖13是實施方式4涉及的記錄頭的俯視圖。
[0035]圖14是其他實施方式涉及的記錄頭的剖面圖。
[0036]圖15是一個實施方式涉及的記錄裝置的簡要圖。
[0037]圖中:A、B 一邊界，I 一噴墨式記錄頭(液體噴射頭)，II 一噴墨式記錄裝置(液體噴射裝置)，10 一流路形成基板，12 一壓力發(fā)生室，13 一連通部，14 一墨液供給路，15 一連通路,20 —噴嘴板，21 —噴嘴開口，30 —保護基板，31 —歧管(manifold)部,40 —柔性基板，50 —彈性膜，55 —絕緣體膜，60 —第I電極，65 —延設(shè)部，70 —壓電體層，80 —第2電極，100 一歧管，120 一驅(qū)動電路，200、200A、200B、200C—低電介質(zhì)層，201 一錐形部，202 —第I低電介質(zhì)部，203 —第2低電介質(zhì)部，300、300A、300B、300C —壓電元件，320 一活性部，330 一非活性部。
【具體實施方式】
[0038]以下根據(jù)實施方式，對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0039](實施方式I)
[0040]圖1是本發(fā)明的實施方式I涉及的液體噴射頭的一例、即噴墨式記錄頭的分解立體圖，圖2 Ca)是噴墨式記錄頭的剖面圖，圖2 (b)是圖2 Ca)的X_X’放大剖面圖。
[0041]如圖所示，本實施方式的流路形成基板10由單晶硅基板形成，在其一個面上形成了由二氧化硅構(gòu)成的彈性膜50。
[0042]在流路形成基板10中，多個壓力發(fā)生室12沿其寬度方向并列設(shè)置。而且，在流路形成基板10的壓力發(fā)生室12的長度方向外側(cè)的區(qū)域形成有連通部13，連通部13和各壓力發(fā)生室12借助按各個壓力發(fā)生室12設(shè)置的墨液供給路14及連通路15連通。連通部13與后述的保護基板的歧管部31連通，構(gòu)成了成為各壓力發(fā)生室12的公用墨液室的歧管的一部分。墨液供給路14以比壓力發(fā)生室12窄的寬度形成，將從連通部13向壓力發(fā)生室12流入的墨液的流路阻力保持一定。另外，在本實施方式中，通過從一側(cè)縮窄流路的寬度形成了墨液供給路14，但也可以從兩側(cè)縮窄流路的寬度來形成墨液供給路。而且，也可以不縮窄流路的寬度而通過從厚度方向進行縮窄來形成墨液供給路。
[0043]需要說明的是，在本實施方式中，流路形成基板10上設(shè)置有由壓力發(fā)生室12、連通部13、墨液供給路14及連通路15構(gòu)成的液體流路。
[0044]而且，在流路形成基板10的開口面?zhèn)韧ㄟ^粘接劑或熱熔敷膜等固接有噴嘴板20，該噴嘴板20上貫穿設(shè)有與各壓力產(chǎn)生室12的和墨液供給路14相反側(cè)的端部附近連通的噴嘴開口 21。其中，噴嘴板20例如由玻璃陶瓷、硅單晶基板、不銹鋼等構(gòu)成。
[0045]另一方面，在這樣的流路形成基板10的開口面的相反側(cè)，如上所述形成有彈性膜50，在該彈性膜50上形成有絕緣體膜55。并且，在該絕緣體膜55上層疊形成有第一電極60、壓電體層70和第二電極80，構(gòu)成了壓電元件300。這里，壓電元件300是指包括第一電極60、壓電體層70及第二電極80的部分。一般來說，將壓電元件300的任意一個電極作為公用電極，將另一個電極及壓電體層70按各壓力產(chǎn)生室12圖案化而構(gòu)成。而且，將在壓電體層70的由2個電極夾持的區(qū)域中通過向兩電極施加電壓而發(fā)生壓電變形的部分稱為活性部320。在本實施方式中，通過將第I電極60按各壓力發(fā)生室12設(shè)置，將其作為壓電元件300的個別電極，通過遍布多個壓力發(fā)生室12設(shè)置第2電極80，將其作為公用電極。即，將壓電體層70的由第I電極60及第2電極80夾持并實質(zhì)上驅(qū)動的區(qū)域作為活性部320，將壓電體層70的未設(shè)置電極60、80的一方或雙方且實質(zhì)上不驅(qū)動的區(qū)域作為非活性部330。并且，這里將具有能夠位移的壓電元件300的裝置稱為執(zhí)行元件裝置。另外，在上述的例子中，彈性膜50、絕緣體膜55及第I電極60作為振動板發(fā)揮作用，但當(dāng)然并不限定于此，例如也可以不設(shè)置彈性膜50及絕緣體膜55，而僅使第I電極60作為振動板發(fā)揮作用。而且，壓電元件300自身可以實質(zhì)上兼作振動板。
[0046]這里，參照圖3及圖4，對壓電元件300的構(gòu)成進行詳細(xì)說明。
[0047]如圖3及圖4所示，構(gòu)成壓電元件300的第I電極60對應(yīng)于各壓力發(fā)生室12獨立設(shè)置。這里，第I電極60對應(yīng)于各壓力發(fā)生室12獨立設(shè)置是指:第I電極60被分割成在壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向上不連續(xù)。在本實施方式中，通過將第I電極60設(shè)置成寬度比壓力發(fā)生室12的短邊方向的寬度(壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向的寬度)窄，將第I電極60對應(yīng)于各壓力發(fā)生室12獨立設(shè)置。
[0048]而且，這樣的按每個壓力發(fā)生室12獨立設(shè)置的第I電極60通過彼此未被電導(dǎo)通，來作為壓電元件300的個別電極發(fā)揮功能。
[0049]并且，在壓力發(fā)生室12的長度方向，在第I電極60的與墨液供給路14相反側(cè)的端部，設(shè)置有與壓電體層70的端部相比延伸設(shè)置到外側(cè)的延設(shè)部65。該延設(shè)部65的端部未被壓電體層70覆蓋而是露出，由此成為與后面詳述的驅(qū)動電路120電連接的連接端子。SP，第I電極60還作為從壓電元件300引出來連接驅(qū)動電路120的引出布線發(fā)揮功能。當(dāng)然，也可以另外設(shè)置導(dǎo)電性與第I電極60不同的布線作為引出布線。
[0050]壓電體層70被設(shè)置成在壓力發(fā)生室12的短邊方向(壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向)上比第I電極60寬，且比壓力發(fā)生室12的短邊方向的寬度窄，壓電體層70覆蓋第I電極60的寬度方向的端面。
[0051]而且，壓電體層70被設(shè)置成在壓力發(fā)生室12的長度方向(與壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向交叉的方向)上比壓力發(fā)生室12長。在本實施方式中，壓電體層70在壓力發(fā)生室12的長度方向上以覆蓋第I電極60的墨液供給路14側(cè)的端部的大小進行設(shè)置。
[0052]并且，壓電體層70被設(shè)置成在壓力發(fā)生室12的長度方向上比第I電極60的與連通部13相反側(cè)的端部短，露出了第I電極60的引出布線的一部分。該露出的第I電極60的端部與驅(qū)動電路120電連接。
[0053]其中，壓電體層70由表現(xiàn)電氣機械轉(zhuǎn)換作用的壓電材料、例如具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)且含有Zr或Ti作為金屬的強電介質(zhì)材料，例如鋯鈦酸鉛(PZT)等強電介質(zhì)材料、或向其中添加了氧化鈮、氧化鎳或氧化鎂等金屬氧化物而得到的材料等形成。具體而言，可以舉出鋯鈦酸鉛(Pb (Zr，Ti) O3)、鈦鋯酸鋇(Ba (Zr，Ti) O3)、鋯鈦酸鉛鑭((Pb，La) (Zr，Ti) O3)或鎂鈮酸鋯鈦酸鉛(Pb (Zr, Ti) (Mg，Nb) O3)等。
[0054]對壓電體層70的厚度沒有特別限定，只要將厚度控制成在制造工序中不會發(fā)生裂紋的程度、且將厚度形成為顯現(xiàn)足夠的位移特性的程度即可。例如，通過以0.2?5μπι左右的厚度形成壓電體層70，容易得到所希望的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，為了得到最佳的壓電特性，使壓電體層70的膜厚為1.2 μ m。
[0055]而且，對壓電體層70的制造方法沒有特別限定，例如可以使用下述的所謂溶膠一凝膠法來形成壓電體層70，所述溶膠一凝膠法通過涂敷將有機金屬化合物溶解.分散到溶劑中而得到的所謂溶膠，并使其干燥而凝膠化，進而在高溫下燒成，由此得到由金屬氧化物構(gòu)成的壓電體層70。當(dāng)然，壓電體層70的制造方法不限于溶膠一凝膠法，例如也可以使用MOD (有機金屬分解法:Metal-Organic Decomposition)法、派射法等。
[0056]另外，在本實施方式中，按每個壓力發(fā)生室12獨立設(shè)置了壓電體層70，但并不限于此，例如也可以遍及多個壓力發(fā)生室12連續(xù)設(shè)置壓電體層70。在本實施方式中，通過按每個壓力發(fā)生室12分開獨立設(shè)置壓電體層70，使得壓電體層70不會妨礙壓電元件300的位移。
[0057]第2電極80遍及多個壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向連續(xù)設(shè)置。這里，第2電極80與多個壓力發(fā)生室12連續(xù)設(shè)置的情況，除了如圖3 Ca)所示在相鄰的壓力發(fā)生室12之間連續(xù)之外，還包括在相鄰的壓力發(fā)生室12之間一部分被切分的情況。
[0058]而且，第2電極80在壓力發(fā)生室12的長度方向(與壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向交叉的方向)上，被設(shè)置在與壓力發(fā)生室12對置的區(qū)域內(nèi)。即，第2電極80的長度方向(壓力發(fā)生室12的長度方向)的端部設(shè)置成位于壓力發(fā)生室12的區(qū)域內(nèi)。
[0059]并且，第2電極80在第I電極60的延設(shè)部65側(cè)被設(shè)置成與第I電極60相比成為內(nèi)側(cè)(壓力發(fā)生室12的中央側(cè))成為端部，即與第I電極60相比壓力發(fā)生室12側(cè)成為端部，第2電極80規(guī)定了壓電體層70的活性部320的長度方向的端部。
[0060]在這樣的由第I電極60、壓電體層70及第2電極80構(gòu)成的壓電元件300中，由第I電極60的寬度方向(壓力發(fā)生室12的短邊方向且為并列設(shè)置方向)的端部規(guī)定了壓電體層70的作為實質(zhì)驅(qū)動部的活性部320的短邊方向(寬度)的端部，由第2電極80的長度方向(壓力發(fā)生室12的長度方向)的端部規(guī)定了活性部320的長度方向的端部(長度)。而且，將其以外的壓電體層70的區(qū)域、即未設(shè)置第I電極60及第2電極80的任何一方或兩方的區(qū)域作為非活性部330。因此，活性部320與非活性部330的邊界由第I電極60和第2電極80規(guī)定。這里，在本實施方式中，對于壓力發(fā)生室12的長度方向上的活性部320與非活性部330的邊界，將墨液供給路14側(cè)作為邊界A，將墨液供給路14相反側(cè)(延設(shè)部65偵D作為邊界B。
[0061]在這樣的壓電元件300的第I電極60的上方、即第2電極80側(cè)，設(shè)置有低電介質(zhì)層 200。
[0062]低電介質(zhì)層200在與壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向交叉的方向(壓力發(fā)生室12的長度方向)上，被設(shè)置在活性部320與非活性部330的邊界A、B的一個邊界A的活性部320側(cè)，在本實施方式中，遍及活性部320和非活性部330、即跨邊界A連續(xù)設(shè)置。
[0063]這樣的低電介質(zhì)層200在本實施方式中，被設(shè)置在第I電極60的正上方，即設(shè)置在第I電極60與壓電體層70之間。而且，在本實施方式中，遍及壓電體層70的寬度(壓電元件300的并列設(shè)置方向)設(shè)置了低電介質(zhì)層200。
[0064]其中，低電介質(zhì)層200是介電常數(shù)比活性部320的中央部的壓電體層70低的材料。具體而言，作為低電介質(zhì)層200，可以使用陶瓷材料，作為陶瓷材料，例如可以舉出TiO3、ZrO3> PbTi03、Si03、BaTi03、SrTiO3> LaFeO3> BiFeO3等。另外，在使用鋯鈦酸鉛作為壓電體層70的情況下，作為低電介質(zhì)層200，優(yōu)選使用材料與壓電體層70相同且介電常數(shù)比壓電體層70低的PbTi03、PbZrTiO3等。這樣，只要介電常數(shù)比壓電體層70低的鋯鈦酸鉛含有鈦(Ti)比壓電體層70多即可。順便說明，通過低電介質(zhì)層200使用材料與壓電體層70相同且介電常數(shù)比壓電體層70低的材料，壓電體層70和低電介質(zhì)層200的剛性、楊氏模量等特性不會產(chǎn)生大的差異，不會使壓電元件300整體的位移特性降低，而且，難以發(fā)生低電介質(zhì)層200與壓電體層70、第I電極60等的層間剝離。
[0065]另外，在本實施方式中，還在壓力發(fā)生室12的長度方向上的與墨液供給路14相反側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B，在活性部320側(cè)的第I電極60與第2電極80之間設(shè)置了低電介質(zhì)層200。在本實施方式中，在邊界B處也與邊界A側(cè)的低電介質(zhì)層200同樣，遍及活性部320和非活性部330、即跨邊界B設(shè)置了低電介質(zhì)層200。
[0066]這里，在第I電極60的與墨液供給路14相反側(cè)，設(shè)置有如上所述延伸設(shè)置至壓電體層70的外部的延設(shè)部65。該延設(shè)部65與活性部320的第I電極60連續(xù)，延伸設(shè)置到壓力發(fā)生室12的外側(cè)，延設(shè)部65延伸設(shè)置的端部與后述的驅(qū)動電路120的連接布線121連接。
[0067]這樣，通過在第I電極60的上方遍及活性部320和非活性部330設(shè)置低電介質(zhì)層200，在設(shè)置有低電介質(zhì)層200的活性部320的端部(邊界A)附近，施加給壓電體層70的電場減少。這里，對壓電體層70而言，由于位移量對應(yīng)于電場強度發(fā)生變化，所以在跨過在第I電極60與第2電極80之間設(shè)置有低電介質(zhì)層200的邊界A的區(qū)域中，與活性部320的中央部(僅由壓電體層70構(gòu)成的區(qū)域)相比，位移量降低。順便說明，在非活性部330中，未對壓電體層70施加電場。這樣，在壓力發(fā)生室12的長度方向上，壓電體層70中存在被施加電場的區(qū)域(活性部320)、和未被施加電場的區(qū)域(非活性部330)，其中，在被施加電場的區(qū)域(活性部320)中，存在大幅位移的中央側(cè)(未設(shè)置低電介質(zhì)層200的區(qū)域)、和在活性部320與非活性部330的邊界區(qū)域(邊界A及其附近)位移量比中央減小的區(qū)域。順便說明，當(dāng)向未設(shè)置低電介質(zhì)層200的壓電元件300施加電壓而使其變形時，進行圖4的虛線所示的變形，在活性部320與非活性部330的邊界A發(fā)生應(yīng)力集中。這是因為，在設(shè)置了第2電極80的活性部320與未設(shè)置第2電極80的非活性部330的邊界A，產(chǎn)生了因第2電極80的有無所引起的剛性差。而且，邊界A的應(yīng)力集中還因為向活性部320施加電場使其變形，未向非活性部330施加電場沒有使其自發(fā)變形(進行追隨活性部320的變形的變形)而發(fā)生。
[0068]但是，在本實施方式中，通過設(shè)置低電介質(zhì)層200，可以向活性部320的非活性部330側(cè)的端部(邊界A)側(cè)的壓電體層70施加比活性部320的中央側(cè)低的電場，能夠減少活性部320的非活性部330側(cè)的端部的位移量。由此，如圖4所示，可以緩和壓電元件300位移后的邊界A及其附近的傾斜角度，能夠降低應(yīng)力在壓電體層70的邊界A及其附近集中，可抑制裂紋等損壞的發(fā)生。
[0069]而且，在本實施方式中，跨過邊界A將低電介質(zhì)層200設(shè)置于活性部320和非活性部330。即，低電介質(zhì)層200還設(shè)置在非活性部330的活性部320側(cè)的端部(邊界A側(cè))。當(dāng)然，低電介質(zhì)層200只要設(shè)置在活性部320側(cè)即可，可以不設(shè)置于非活性部330。
[0070]并且，在本實施方式中，由于在延設(shè)部65側(cè)的活性部320與非活性部330的邊界B，也設(shè)置了在第I電極60上遍及活性部320和非活性部330連續(xù)的低電介質(zhì)層200，所以與上述的邊界A側(cè)的低電介質(zhì)層200同樣，通過邊界B側(cè)的低電介質(zhì)層200也可以降低壓電體層70的邊界B側(cè)的邊界部分的應(yīng)力集中，能夠抑制裂紋等損壞的發(fā)生。
[0071]另外，在活性部320與非活性部330的邊界A側(cè)，在非活性部330中設(shè)置了第I電極60，但第I電極60被設(shè)置成與壓力發(fā)生室12的長度方向的端部相比內(nèi)側(cè)成為端部。與此相對，在活性部320與非活性部330的邊界B側(cè)的非活性部330中，第I電極60 (延設(shè)部65)設(shè)置到壓力發(fā)生室12的端部的外側(cè)。因此，與邊界B的附近相比，在邊界A的附近，在與壓力發(fā)生室12對置的區(qū)域內(nèi)，非活性部330的剛性與活性部320的剛性產(chǎn)生大的差異。因此，低電介質(zhì)層200優(yōu)選至少設(shè)置在邊界A。
[0072]而且，在本實施方式中，將低電介質(zhì)層200設(shè)于墨液供給路14側(cè)、和延設(shè)部65側(cè)雙方的邊界A、B。因此，這2個低電介質(zhì)層200在成為活性部320的區(qū)域中可以沿著長度方向?qū)ΨQ。
[0073]并且，通過使用結(jié)晶性與壓電體層70不同的材料作為低電介質(zhì)層200，可以使第I電極60上形成的壓電體層70、和低電介質(zhì)層200上形成的壓電體層70的結(jié)晶性發(fā)生變化。具體而言，當(dāng)在低電介質(zhì)層200上通過外延生長使壓電體層70進行結(jié)晶生長時，由于作為基底的低電介質(zhì)層200的結(jié)晶性的影響，形成結(jié)晶性比第I電極60上形成的壓電體層70低的壓電體層70。由此，低電介質(zhì)層200上形成的壓電體層70具有比其他區(qū)域低的壓電特性，由此也會使低電介質(zhì)層200上的壓電體層70的位移量降低，可以降低活性部320與非活性部330的邊界A、B及其附近的應(yīng)力集中。
[0074]另外，在本實施方式中，將低電介質(zhì)層200設(shè)置在第I電極60與壓電體層70之間，但并不限于此，例如也可以設(shè)置在壓電體層70的厚度方向的中途、或壓電體層70與第2電極80之間等。不過，通過如上述那樣，將低電介質(zhì)層200設(shè)置在低電介質(zhì)層200上有壓電體層70存在的位置、即設(shè)置在壓電體層70的厚度方向的中途、第I電極60與壓電體層70之間，利用薄膜成膜法(例如濺射、CVD法、溶膠一凝膠法等)在低電介質(zhì)層200上設(shè)置壓電體層70，可以使將壓電體層70形成在第I電極60上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、與形成在低電介質(zhì)層200上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)成為不同的結(jié)構(gòu)，通過使低電介質(zhì)層200上的壓電體層70的結(jié)晶性比活性部320的中央部的壓電體層70的結(jié)晶性降低而難以位移，能夠進一步有效降低應(yīng)力集中。
[0075]而且,在本實施方式中，通過在設(shè)置有延設(shè)部65的邊界B設(shè)置低電介質(zhì)層200,可以抑制邊界B的應(yīng)力集中，但由于低電介質(zhì)層200只不過設(shè)置在第I電極60上，所以低電介質(zhì)層200不會提高第I電極60 (延設(shè)部65)的電阻，施加給壓電元件300的電壓不會降低。順便說明，也可以可以通過縮窄第I電極60的邊界B附近的寬度或設(shè)置開口，來降低施加給壓電體層70的電場，但如果縮窄第I電極60的寬度或設(shè)置開口，則第I電極的電阻升高，導(dǎo)致施加給壓電兀件300的電壓降低。在本實施方式中，由于未使第I電極60變形，所以第I電極60的電阻不會升高。
[0076]在形成了這樣的壓電元件300的流路形成基板10上、即在第I電極60及絕緣體膜55上，借助粘接劑35接合了具有構(gòu)成歧管100的至少一部分的歧管部31的保護基板30。該歧管部31在本實施方式中沿著厚度方向貫通保護基板30并遍及壓力發(fā)生室12的寬度方向形成，如上所述構(gòu)成了與流路形成基板10的連通部13連通并成為各壓力發(fā)生室12的公用墨液室的歧管100。另外，可以按每個壓力發(fā)生室12將流路形成基板10的連通部13分割成多個，僅將歧管部31作為歧管。并且，例如可以在流路形成基板10上僅設(shè)置壓力發(fā)生室12，在介于流路形成基板10與保護基板30之間的構(gòu)件(例如彈性膜50、絕緣體膜55等)上設(shè)置將歧管和各壓力發(fā)生室12連通的墨液供給路14。
[0077]另外，在保護基板30的與壓電元件300對置的區(qū)域，設(shè)置了具有不妨礙壓電元件300運動的程度的空間的壓電元件保持部32。壓電元件保持部32只要具有不妨礙壓電元件300的運動程度的空間即可，該空間可以被密封，也可以未被密封。
[0078]作為這樣的保護基板30，優(yōu)選使用熱膨脹率與流路形成基板10大致相同的材料，例如使用玻璃、陶瓷材料等，在本實施方式中，使用材料與流路形成基板10相同的單晶硅基板形成。
[0079]另外，在保護基板30上固定了用于驅(qū)動并列設(shè)置的壓電元件300的驅(qū)動電路120。作為該驅(qū)動電路120，例如可以使用電路基板、半導(dǎo)體集成電路(IC)等。而且，驅(qū)動電路120和第I電極60及第2電極80借助由接合線等導(dǎo)電性線構(gòu)成的連接布線121電連接。
[0080]另外，在這樣的保護基板30上，接合有由密封膜41及固定板42構(gòu)成的柔性基板40。這里，密封膜41由剛性低且具有可撓性的材料形成，通過該密封膜41密封歧管部31的一個面。而固定板42由比較硬質(zhì)的材料形成。由于該固定板42的與歧管100對置的區(qū)域成為在厚度方向上被完全除去的開口部43，所以歧管100的一個面僅被具有可撓性的密封膜41密封。
[0081]在這樣的本實施方式的噴墨式記錄頭中，從與未圖示的外部墨液供給機構(gòu)連接的墨液導(dǎo)入口攝入墨液，在從歧管100至噴嘴開口 21由墨液充滿了內(nèi)部之后，按照來自驅(qū)動電路120的記錄信號，向與壓力發(fā)生室12對應(yīng)的各第I電極60和第2電極80之間施加電壓，使彈性膜50、絕緣體膜55、第I電極60及壓電體層70撓曲變形，由此各壓力發(fā)生室12內(nèi)的壓力升高，從噴嘴開口 21噴出墨滴。
[0082]此時，通過在與第I電極60的延設(shè)部65相反側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界A，遍及活性部320和非活性部330設(shè)置跨過邊界A的低電介質(zhì)層200，可以抑制應(yīng)力向活性部320和非活性部330的邊界A集中。同樣，通過在延設(shè)部65側(cè)的邊界B也設(shè)置低電介質(zhì)層200，可以抑制應(yīng)力向延設(shè)部65側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B集中。
[0083]下面，對這樣的本實施方式的噴墨式記錄頭的制造方法進行說明。其中，圖5?圖9是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的噴墨式記錄頭的制造方法的剖面圖。
[0084]首先，如圖5(a)所示，在作為硅晶片且一體化形成多個流路形成基板10的流路形成基板用晶片110的表面，形成構(gòu)成彈性膜50的氧化膜51。該氧化膜51的形成方法沒有特別限定，例如只要通過擴散爐等對流路形成基板用晶片110進行熱氧化而形成即可。接著，如圖5 (b)所示，在彈性膜50 (氧化膜51)上形成由材料與彈性膜50不同的氧化膜構(gòu)成的絕緣體膜55。
[0085]接著,如圖5 (C)所示,例如遍及絕緣體膜55的整個面形成由鉬及銥構(gòu)成的第I電極60。第I電極60例如可以通過濺射法等形成。
[0086]接下來，如圖6 (a)所示，在第I電極60上形成由鈦(Ti)構(gòu)成的種晶層61。該種晶層61以3.5?5.5nm的厚度形成。其中，種晶層61的厚度優(yōu)選為4.0nm。在本實施方式中，以4.0nm的厚度形成了種晶層61。另外，在本實施方式中，作為種晶層61，使用了鈦(Ti)，但種晶層61只要在以后的工序中形成壓電體層70時，成為壓電體層70的結(jié)晶的核即可，沒有特別限定于此，例如作為種晶層61，也可以使用氧化鈦(Ti02)。
[0087]接著，如圖6 (b)所示，在形成低電介質(zhì)層200的區(qū)域，本實施方式中是在跨過邊界A的區(qū)域、和跨過邊界B的區(qū)域(未圖示)，形成由鈦(Ti)構(gòu)成的低電介質(zhì)層形成層62。在本實施方式中，以20nm的厚度形成了低電介質(zhì)層形成層62。上述種晶層61及低電介質(zhì)層形成層62可以分別通過濺射法形成。通過該低電介質(zhì)層形成層62的鈦向后述的壓電體膜72擴散而引起氧化，形成了 PbTi03、TiO2等的低電介質(zhì)層200。
[0088]接著，形成由鋯鈦酸鉛(PZT)構(gòu)成的壓電體層70。這里，在本實施方式中，例如可以使用如下所述的溶膠一凝膠法形成壓電體層70，所述溶膠-凝膠法通過涂敷將金屬有機物溶解.分散到溶劑中得到的所謂溶膠，并將其干燥而凝膠化，進而在高溫下燒成，來得到由金屬氧化物構(gòu)成的壓電體層70。另外，壓電體層70的制造方法不限于溶膠一凝膠法，例如也可以使用MOD (有機金屬分解法:Metal_0rganic Decomposition)法、派射法等。
[0089]作為壓電體層70的具體形成步驟，首先，如圖6 (c)所示，在種晶層61及低電介質(zhì)層形成層62上形成作為PZT前體膜的壓電體前體膜71。S卩，在形成了種晶層61及低電介質(zhì)層形成層62的流路形成基板10上，涂敷含有金屬有機化合物的溶膠(溶液)(涂敷工序)。接下來，將該壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，使其干燥一定時間(干燥工序)。接著，將干燥后的壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，保持一定時間，由此進行脫脂(脫脂工序)。然后，如圖6 (d)所示，通過將壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，并保持一定時間而使其結(jié)晶化，形成壓電體膜72 (燒成工序)。通過該燒成工序的加熱，種晶層61及低電介質(zhì)層形成層62的鈦向壓電體膜72的膜中擴散。此時，設(shè)置有低電介質(zhì)層形成層62的區(qū)域的壓電體膜72與其他區(qū)域(未形成低電介質(zhì)層形成層62的區(qū)域)相比，由于被更多地擴散了鈦，所以在低電介質(zhì)層形成層62上形成與其他區(qū)域相比更富含鈦的PZT。而且，由于含鈦比其他區(qū)域多的富含鈦的PZT，成為結(jié)晶性與具有單斜結(jié)構(gòu)的其他區(qū)域不同的四方晶結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)降低，所以可以作為低電介質(zhì)層200使用。順便說明，雖然種晶層61、低電介質(zhì)層形成層62等向壓電體膜72擴散，但可以殘留在壓電體膜72與第I電極60的界面。
[0090]其中，作為在這樣的干燥工序、脫脂工序及燒成工序中使用的加熱裝置，例如可以使用加熱板、通過紅外線燈的照射進行加熱的RTP (快速熱處理:Rapid ThermalProcessing)裝置等。
[0091]然后，如圖7 Ca)所示，在將壓電體膜72的第I層形成在第I電極60上的階段，使第I電極60及第I層的壓電體膜72按照它們的側(cè)面傾斜的方式同時形成圖案。
[0092]這樣，如果在形成了第I層的壓電體膜72之后與第I電極60同時形成圖案，則第I層的壓電體膜72即使作為使第2層以后的壓電體膜72良好結(jié)晶生長的種(籽晶)，性質(zhì)也較強，即便通過形成圖案在表層形成極薄的變質(zhì)層，也不會對第2層以后的壓電體膜72的結(jié)晶生長造成較大影響。
[0093]而且，通過在形成圖案之后，多次反復(fù)進行由上述的涂敷工序、干燥工序、脫脂工序及燒成工序構(gòu)成的壓電體膜形成工序，來形成如圖7 (b)所示的由多層壓電體膜72構(gòu)成的規(guī)定厚度的壓電體層70。在如此形成了多層壓電體膜72時，如上所述，形成在低電介質(zhì)層200上的壓電體膜72與其他壓電體膜72相比結(jié)晶性低，可以使位移特性降低。[0094]接著，如圖8 (a)所示，在壓電體層70上形成由銥(Ir)構(gòu)成的第2電極80。
[0095]然后，如圖8 (b)所示，將壓電體層70及第2電極80在分別與各壓力發(fā)生室12對置的區(qū)域形成圖案，形成壓電元件300。
[0096]接著，如圖8 (c)所示，在流路形成基板用晶片110的壓電元件300側(cè)，借助粘接劑35接合作為硅晶片且成為多個保護基板30的保護基板用晶片130。其中，由于該保護基板用晶片130例如具有為數(shù)百ym左右的厚度，所以通過接合保護基板用晶片130，使得流路形成基板用晶片110的剛性顯著提高。然后，如圖9 (a)所示，使流路形成基板用晶片110成為規(guī)定的厚度。
[0097]接著，如圖9 (b)所示，在流路形成基板用晶片110上新形成例如由氮化硅(SiN)構(gòu)成的掩模膜52，形成規(guī)定形狀的圖形。然后，如圖9 (。)所示，通過隔著掩模膜52對流路形成基板用晶片110實施使用了 KOH等堿溶液的各向異性蝕刻(濕式蝕刻)，形成與壓電元件300對應(yīng)的壓力發(fā)生室12、連通部13、墨液供給路14及連通路15等。
[0098]隨后，利用例如切割刀具等切斷流路形成基板用晶片110及保護基板用晶片130的外周緣部的不要部分而將其除去。然后，在流路形成基板用晶片110的與保護基板用晶片130相反側(cè)的面接合穿設(shè)有噴嘴開口 21的噴嘴板20，并且在保護基板用晶片130上接合柔性基板40，將流路形成基板用晶片110等分割成圖1所示那樣的一個芯片尺寸的流路形成基板10等，由此制成本實施方式的噴墨式記錄頭。
[0099](實施方式2)
[0100]圖10是將本發(fā)明的實施方式2涉及的液體噴射頭的一例、即噴墨式記錄頭的主要部分放大后的俯視圖。其中，對與上述的實施方式I同樣的構(gòu)件附加相同的符號，并省略重復(fù)的說明。
[0101]如圖10所示，實施方式2的壓電元件300A具備:第I電極60、低電介質(zhì)層200A、壓電體層70及第2電極80。
[0102]低電介質(zhì)層200A在壓力發(fā)生室12的長度方向(與并列設(shè)置方向交叉的方向)的活性部320和非活性部330的墨液供給路14側(cè)的邊界A，遍及活性部320和非活性部330跨邊界A連續(xù)設(shè)置。
[0103]而且，低電介質(zhì)層200A被設(shè)置成覆蓋第I電極60的寬度從活性部320側(cè)向邊界A逐漸增大。換言之，低電介質(zhì)層200A被設(shè)置成在從第2電極80側(cè)俯視第I電極60時,與上述第I電極60重疊的寬度從活性部320向邊界A逐漸增大。
[0104]本實施方式中，在低電介質(zhì)層200A的活性部320側(cè)，設(shè)置了使第I電極60的邊界A側(cè)的端部朝向邊界A緩緩露出的切成三角形狀的開口、即錐形部201。而且，通過本實施方式的錐形部201被設(shè)置成遍及活性部320和非活性部330跨邊界A連續(xù)，錐形部201遍及活性部320和非活性部330對第I電極60的表面進行能夠覆蓋的寬度逐漸增大。
[0105]這樣的錐形部201的內(nèi)側(cè)面的角度Θ相對于第I電極60的側(cè)面以45度以下形成為。即，錐形部201的邊界A側(cè)的先端的角度為90度以下。通過如此規(guī)定錐形部201的角度，可以將朝向活性部320與非活性部330的邊界向壓電體層70施加大的電場的面積的逐漸減小率設(shè)成合適的值，能夠可靠地降低應(yīng)力向活性部320和非活性部330的邊界部分集中，可抑制應(yīng)力集中引起的裂紋的發(fā)生。
[0106]另外，優(yōu)選錐形部201的覆蓋第I電極60的邊界A的寬度W1相對于第I電極60的寬度Wtl為50%以下，希望為25%?50%。這樣，通過規(guī)定邊界A的寬度W1,能夠可靠地進行由邊界的錐形部201實現(xiàn)的應(yīng)力的分散。
[0107]這樣，在本實施方式的壓電元件300A中，由于在邊界A設(shè)置了具有錐形部201的低電介質(zhì)層200A，所以活性部320的向壓電體層70施加大電場的面積朝向邊界A緩緩遞減。換言之，在活性部320的非活性部330側(cè)的壓電體層70中，通過低電介質(zhì)層200A屏蔽電場而被施加弱的電場的區(qū)域，朝向邊界A緩緩增大。這里，由于如上所述那樣，壓電體層70對應(yīng)于被施加電場的面積而改變位移量，所以在設(shè)置有錐形部201的區(qū)域中，位移量朝向活性部320和非活性部330的邊界A遞減。結(jié)果，壓電元件300位移后的邊界部分的傾斜角度進一步趨緩，可以降低邊界部分的應(yīng)力集中。因此，可抑制在壓電體層70的邊界A及其附近發(fā)生裂紋等損壞。
[0108]而且，在本實施方式中，與上述的實施方式I同樣，在與墨液供給路14相反側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B，設(shè)置了具有從活性部320向邊界B覆蓋第I電極60的寬度逐漸增大的錐形部201的低電介質(zhì)層200A。這樣，通過在第I電極60的延設(shè)部65側(cè)的邊界B也設(shè)置具有錐形部201的低電介質(zhì)層200A，可抑制延設(shè)部65側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B的應(yīng)力集中，降低裂紋等損壞的發(fā)生。
[0109]另外，本實施方式中，在邊界B側(cè)僅設(shè)置了一個低電介質(zhì)層200A，但不特別限于此。這里在圖11中表示了其他例子。其中，圖11是表示本發(fā)明的實施方式2涉及的噴墨式記錄頭的變形例的俯視圖。
[0110]如圖11所示，在第I電極60的邊界B側(cè)，對活性部320側(cè)和非活性部330雙方分別設(shè)置I個低電介質(zhì)層200A，使活性部320側(cè)的低電介質(zhì)層200A和非活性部330側(cè)的低電介質(zhì)層200A在邊界B連續(xù)。而且，各低電介質(zhì)層200A的錐形部201在邊界B連續(xù)并開口。
[0111]這樣，即使在邊界B設(shè)置2個低電介質(zhì)層200A，且使各錐形部201朝向邊界B開口率逐漸增大，也可以緩和邊界B處的應(yīng)力集中。
[0112]而且，在本實施方式中，未對低電介質(zhì)層200A的位置進行說明，但低電介質(zhì)層200A與上述的實施方式I同樣，可以位于第I電極60與壓電體層70之間，也可以位于壓電體層70的厚度方向的中途，還可以位于壓電體層70與第2電極80之間。順便說明，通過在低電介質(zhì)層200A的第2電極80側(cè)存在壓電體層70，且利用薄膜成膜法形成壓電體層70，可以使低電介質(zhì)層200A上的壓電體層70的結(jié)晶性降低能夠進一步降低應(yīng)力向邊界A、B的集中。
[0113](實施方式3)
[0114]圖12是將本發(fā)明的實施方式3涉及的液體噴射頭的一例、即噴墨式記錄頭的主要部分放大后的俯視圖。其中，對與上述的實施方式I同樣的構(gòu)件附加相同的符號，并省略重復(fù)的說明。
[0115]如圖12所示，實施方式3的壓電元件300B具備:第I電極60、低電介質(zhì)層200B、壓電體層70及第2電極80。
[0116]低電介質(zhì)層200B在壓力發(fā)生室12的長度方向(與并列設(shè)置方向交叉的方向)的活性部320和非活性部330的墨液供給路14側(cè)的邊界A，遍及活性部320和非活性部330具有跨邊界A連續(xù)設(shè)置的多個短柵狀的第I低電介質(zhì)部202。這些第I低電介質(zhì)部202在與第I電極60對置的區(qū)域沿著第I電極60的寬度方向(壓電元件300的并列設(shè)置方向)并列設(shè)置多個，在本實施方式中為4個。
[0117]通過這樣的低電介質(zhì)層200B，也可以與上述的實施方式I同樣，降低邊界A的應(yīng)力集中，抑制壓電體層70發(fā)生裂紋等損壞。
[0118]而且，在本實施方式中，與上述的實施方式I同樣，在與墨液供給路14相反側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B，也設(shè)置有低電介質(zhì)層200B。這樣，通過在第I電極60的延設(shè)部65側(cè)的邊界B也設(shè)置低電介質(zhì)層200B，可以抑制延設(shè)部65側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B的應(yīng)力集中，降低裂紋等損壞的發(fā)生。
[0119]另外，在本實施方式中，未對低電介質(zhì)層200B的位置進行說明，但低電介質(zhì)層200B與上述的實施方式I同樣，可以位于第I電極60和壓電體層70之間，也可以位于壓電體層70的厚度方向的中途，還可以位于壓電體層70與第2電極80之間。順便說明，通過在低電介質(zhì)層200B的第2電極80側(cè)存在壓電體層70，且利用薄膜成膜法形成壓電體層70，可以使低電介質(zhì)層200B上的壓電體層70的結(jié)晶性降低，能夠進一步降低應(yīng)力向邊界A、B的集中。
[0120](實施方式4)
[0121]圖13是將本發(fā)明的實施方式4涉及的液體噴射頭的一例、即噴墨式記錄頭的主要部分放大后的俯視圖。其中，對與上述的實施方式同樣的構(gòu)件附加相同的符號，并省略重復(fù)的說明。
[0122]如圖13所示，實施方式3的壓電元件300C具備:第I電極60、低電介質(zhì)層200C、壓電體層70及第2電極80。
[0123]低電介質(zhì)層200C在壓力發(fā)生室12的長度方向(與并列設(shè)置方向交叉的方向)的活性部320和非活性部330的墨液供給路14側(cè)的邊界A，具有遍及活性部320和非活性部330被設(shè)置成跨邊界A且不連續(xù)的多個第2低電介質(zhì)部203。這些第2低電介質(zhì)部203在與第I電極60對置的區(qū)域中，沿著第I電極60的長度方向(與壓電元件300的并列設(shè)置方向交叉的方向)設(shè)置多個而成的列在第I電極60的寬度方向上并列設(shè)置有3列。
[0124]在本實施方式中，使第2低電介質(zhì)部203為矩形，以單體遍及活性部320和非活性部330非連續(xù)設(shè)置，通過多個第2低電介質(zhì)部203設(shè)置在邊界A的兩側(cè)(活性部320及非活性部330)，由多個第2低電介質(zhì)部203構(gòu)成的低電介質(zhì)層200C遍及活性部320和非活性部330而設(shè)置。
[0125]而且，低電介質(zhì)層200C覆蓋第I電極60的寬度從活性部320朝向非活性部330逐漸增大。在本實施方式中，作為低電介質(zhì)層200C，設(shè)置了 3列如上所述從活性部320朝向非活性部330并列設(shè)置的第2低電介質(zhì)部203的列，在其中的中心I列中，減小活性部320的中央側(cè)的第2低電介質(zhì)部203的面積，增大了非活性部330側(cè)的第2低電介質(zhì)部203的面積。而對于第2低電介質(zhì)部203并列設(shè)置的其他2列，成為相同的開口面積。由此，低電介質(zhì)層200C從活性部320朝向非活性部330，覆蓋第I電極60的面積逐漸增大。結(jié)果，壓電元件300位移后的邊界部分的傾斜角度進一步趨緩，可以降低邊界部分的應(yīng)力集中。因此，可抑制壓電體層70的邊界A及其附近發(fā)生裂紋等損壞。
[0126]另外，在本實施方式中，與上述的實施方式I同樣，在與墨液供給路14相反側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B，設(shè)置了具有從活性部320朝向邊界B覆蓋第I電極60的寬度逐漸增大的第2低電介質(zhì)部203的低電介質(zhì)層200C。這樣,通過在第I電極60的延設(shè)部65側(cè)的邊界B也設(shè)置低電介質(zhì)層200C，可以抑制延設(shè)部65側(cè)的活性部320和非活性部330的邊界B的應(yīng)力集中，降低裂紋等損壞的發(fā)生。
[0127]當(dāng)然，在本實施方式中，也可以像上述的實施方式2的圖11所示的例子那樣，將低電介質(zhì)層200C分別設(shè)置在邊界B的兩側(cè)的活性部320及非活性部330。
[0128]另外，在本實施方式中，未對低電介質(zhì)層200C的位置進行說明，但低電介質(zhì)層200C與上述的實施方式I同樣，可以位于第I電極60和壓電體層70之間，也可以位于壓電體層70的厚度方向的中途，還可以位于壓電體層70與第2電極80之間。順便說明，通過在低電介質(zhì)層200C的第2電極80側(cè)存在壓電體層70，且利用薄膜成膜法形成壓電體層70，可以使低電介質(zhì)層200C上的壓電體層70的結(jié)晶性降低，能夠進一步降低應(yīng)力向邊界A、B的集中。
[0129](其他實施方式)
[0130]以上，對本發(fā)明的各實施方式進行了說明，但本發(fā)明的基本構(gòu)成并不限于上述。例如，上述的實施方式I?4中，在與墨液供給路14相反側(cè)的活性部320的端部(邊界B)也設(shè)置了低電介質(zhì)層200?200C，但延設(shè)部65側(cè)的低電介質(zhì)層200?200C也可以是與其相反側(cè)的墨液供給路14側(cè)的低電介質(zhì)層200?200C不同的組合。
[0131]而且，在上述的例子中，將低電介質(zhì)層200?200C設(shè)置在第I電極60的正上方，但如上所述，低電介質(zhì)層200?200C的位置并不限于此。這里，將變更了低電介質(zhì)層200?200C的位置的例子表示于圖14。其中，圖14是表示其他實施方式涉及的變形例的剖面圖。如圖14 (a)所示，低電介質(zhì)層200可以設(shè)置在壓電體層70的厚度方向的中途。另外，還可以如圖14 (b)所示，低電介質(zhì)層200被設(shè)置在壓電體層70與第2電極80之間。
[0132]并且，在上述的例子中，作為流路形成基板10，例示了單晶硅基板，但并不限于此，例如也可以使用SOI基板、玻璃等材料。
[0133]而且，在上述的例子中，即便不在壓電元件300?300C上設(shè)置具有耐濕性的保護膜，由于第I電極60的壓力發(fā)生室12的長度方向的一端部被壓電體層70覆蓋,所以在第I電極60和第2電極80之間也沒有電流漏泄，可以抑制壓電元件300?300C的損壞。另夕卜，雖然第I電極60的壓力發(fā)生室12的長度方向的另一端部未被壓電體層70覆蓋,但由于在第I電極60和第2電極80之間有距離，所以沒有特別影響。當(dāng)然，通過在上述例子的壓電元件300?300C上設(shè)置具有耐濕性的保護膜，能夠進一步可靠地保護壓電元件300?300C，但通過如上述例子的壓電元件300?300C那樣不設(shè)置保護膜，可以在保護膜不妨礙壓電元件300?300C的位移的情況下得到大的位移量。
[0134]并且，在上述的例子中，按各壓力發(fā)生室12將壓電體層70分開，但并不限于此，例如也可以設(shè)置遍及壓力發(fā)生室12的并列設(shè)置方向連續(xù)的壓電體層70。該情況下，例如可以遍及壓電元件300?300C的并列設(shè)置方向連續(xù)設(shè)置低電介質(zhì)層200?200C。
[0135]另外，上述各實施方式的噴墨式記錄頭構(gòu)成了具備與墨盒等連通的墨液流路的記錄頭單元的一部分，被搭載于噴墨式記錄裝置。圖15是表示其噴墨式記錄裝置的一例的簡要圖。
[0136]在圖15所示的噴墨式記錄裝置II中，具有噴墨式記錄頭I的記錄頭單元IA及IB以能夠裝卸的方式設(shè)有構(gòu)成墨液供給機構(gòu)的墨盒2A及2B，搭載了該記錄頭單元IA及IB的托架3軸向移動自如地設(shè)置于安裝在裝置主體4上的滑架軸5。該記錄頭單元IA及IB例如分別噴出黑色墨液組合物及彩色墨液組合物。
[0137]而且，驅(qū)動馬達(dá)6的驅(qū)動力通過未圖示的多個齒輪及同步帶7傳遞給滑架3，由此使搭載了記錄頭單元IA及IB的滑架3沿著滑架軸5移動。另一方面，在裝置主體4上沿著滑架軸5設(shè)有壓板8，由未圖示的供紙輥等供給的紙等作為記錄介質(zhì)的記錄片S被卷繞到壓板8上而輸送。
[0138]另外，在上述的噴墨式記錄裝置II中，例示了將噴墨式記錄頭I (噴頭單元1A、1B)搭載于托架3上并沿主掃描方向移動的構(gòu)成，但并不特別限定于此，例如也可以將本發(fā)明應(yīng)用于下述的所謂行式記錄裝置中，即噴墨式記錄頭I被固定，僅使紙等記錄片材S沿副掃描方向移動來進行打印。
[0139]此外，在上述的實施方式I中，作為液體噴射頭的一例舉例說明了噴墨式記錄頭，但本發(fā)明是以所有液體噴射頭為對象的，當(dāng)然也能夠應(yīng)用于噴射墨液以外的液體的液體噴射頭中。作為其他液體噴射頭，例如可舉出打印機等圖像記錄裝置所用的各種記錄頭、液晶顯示器等濾色器的制造所用的色材噴頭、有機EL顯示器、FED (場致顯示器)等的電極形成所用的電極材料噴頭、生物芯片制造所用的生體有機物噴頭等。
【權(quán)利要求】
1.一種液體噴射頭，其特征在于，具備: 在第I電極與第2電極之間具有壓電體層的壓電元件、和與所述壓電元件對應(yīng)設(shè)置的壓力發(fā)生室， 在包括被所述第I電極和所述第2電極夾持的活性部與未被所述第I電極和所述第2電極夾持的非活性部的邊界的區(qū)域，設(shè)置有介電常數(shù)比所述壓電體層低的低電介質(zhì)層。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層具有與所述壓電體層不同的結(jié)晶構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層的介電常數(shù)低于所述活性部的中央部。
4.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層設(shè)置在所述第I電極與所述第2電極之間。
5.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層被設(shè)置成覆蓋所述第I電極的表面的寬度從所述活性部側(cè)朝向所述邊界逐漸增大。
6.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層被遍及所述活性部的短邊方向的寬度設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層形成為短柵狀。
8.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層不連續(xù)地形成。
9.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層與所述活性部的長邊方向的兩端部各自的所述邊界對應(yīng)地分別設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述低電介質(zhì)層被設(shè)置成在所述活性部的長邊方向或者短邊方向的任意一個方向?qū)ΨQ。
11.一種液體噴射裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?10中任意一項所述的液體噴射頭。
【文檔編號】B41J2/045GK103950290SQ201410101265
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2010年1月13日
【發(fā)明者】宮澤弘, 伊藤浩, 加藤治郎 申請人:精工愛普生株式會社