液體噴射裝置和形成液體噴射裝置的方法
【專利說明】液體噴射裝置和形成液體噴射裝置的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年12月26日提交的日本專利申請JP2014-264177的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過參考在此并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種液體噴射裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]日本專利JP4811598公開了作為液體噴射裝置的噴墨頭。噴墨頭包括用于液體噴射的壓電元件。噴墨頭包括具有多個壓力腔室的通道限定基板和為通道限定基板的對應(yīng)壓力腔室設(shè)置的壓電元件。每個壓電元件包括壓電膜、設(shè)置在壓電膜下方的下電極膜和設(shè)置在壓電膜上方的上電極膜。下電極膜是用于壓電元件的公共電極。上電極膜是單獨電極，并且為每個壓電元件設(shè)置上電極膜。下電極膜包括主要由鉑組成的導(dǎo)體層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]如果設(shè)置在壓電膜下方的電極由昂貴的鉑制成，則電極的厚度理想的是盡可能薄以減少成本。另外，具有大厚度的電極可能抑制壓電膜的變形。然而，減少電極厚度以克服這些問題會增加電極的電阻，這不利地影響壓電元件的行為(例如響應(yīng))。
[0006]本發(fā)明的目的是減小由鉑制成的電極的厚度以實現(xiàn)低成本并減小電極的實質(zhì)電阻。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種液體噴射裝置包括:壓力腔室；隔膜，所述隔膜覆蓋所述壓力腔室;壓電元件，所述壓電元件具有被定位成與所述壓力腔室相對的壓電部件;第一電極，所述第一電極被設(shè)置在所述壓電元件的朝向所述壓力腔室的第一側(cè)上;第二電極，所述第二電極被設(shè)置在所述壓電元件的與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)上且被設(shè)置在相對區(qū)域中，所述相對區(qū)域是與所述第二電極相對的區(qū)域;和金屬膜，所述金屬膜被設(shè)置在所述壓電部件和所述隔膜之間，在所述相對區(qū)域的至少一部分處缺少所述金屬膜。所述金屬膜和所述第一電極彼此電接觸。所述第一電極由鉑制成，并且所述金屬膜由除鉑以外的金屬材料制成。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，公開了一種形成液體噴射裝置的方法。所述方法包括:在基板的表面上形成隔膜層;在第一區(qū)域中形成金屬膜;和在所述第一區(qū)域中和在第二區(qū)域中形成第一電極，所述第一電極由鉑制成且電接觸所述金屬膜。所述方法還包括在所述第一電極上形成壓電層;和在所述第二區(qū)域中在所述壓電元件上形成第二電極。所述第二區(qū)域的至少一部分缺少所述金屬膜，并且所述金屬膜由除鉑以外的金屬材料制成。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出根據(jù)實施例的打印機的示意平面圖。
[0010]圖2是噴墨頭的頭單元之一的頂視圖。
[0011]圖3是圖2中的)(指示的部分的放大圖。
[0012]圖4是沿圖3中的線IV-1V截取的剖面圖。
[0013]圖5是沿圖3中的線V-V截取的剖面圖。
[0014]圖6A是金屬膜的平面圖。
[0015]圖6B是金屬膜上的下電極的平面圖。
[0016]圖7A至7E是分別示出作為生產(chǎn)噴墨頭的步驟的形成隔膜、金屬膜、下電極、壓電部件和上電極的步驟的圖。
[0017]圖8A和SB是分別示出作為生產(chǎn)噴墨頭的步驟的蝕刻通道基板的步驟和結(jié)合噴嘴板的步驟的圖。
[0018]圖9是示出根據(jù)第一變型的頭單元且與圖5對應(yīng)的剖面圖。
[0019]圖10是示出根據(jù)第二變型的頭單元且與圖5對應(yīng)的剖面圖。
[0020]圖11是示出根據(jù)第七變型的噴墨頭的頭單元之一的頂視圖。
[0021]圖12是圖11中的Y指示的部分的放大圖。
[0022 ]圖13A和圖13B是分別沿圖12中的線A-A和線B-B截取的剖面圖。
[0023]圖14是示出根據(jù)第八變型的頭單元且與圖13A對應(yīng)的剖面圖。
【具體實施方式】
[0024]下面描述本發(fā)明的實施例。圖1是示出本實施例中的打印機的示意平面圖。參考圖1描述噴墨打印機I的總體構(gòu)造。在該說明書中，圖1中的前、后、左、右側(cè)被定義為打印機的前、后、左、右側(cè)。面對觀察者的一側(cè)被定義為上側(cè)，離開觀察者的一側(cè)被定義為下側(cè)。下文中，術(shù)語例如前、后、左、右、上、下側(cè)適用于描述實施例。
[0025]打印機的總體構(gòu)造
[0026]如圖1所示，噴墨打印機I包括壓盤2、滑架3、噴墨頭4、傳輸機構(gòu)5、控制器6和其它部件。
[0027]作為記錄介質(zhì)的記錄片材100被放置在壓盤2的上表面上。滑架3被構(gòu)造成在面對壓盤2的區(qū)域中沿著兩個導(dǎo)軌1和11在下文中可被稱為掃描方向的左右方向上往復(fù)移動。被連接到滑架3的無端皮帶14通過滑架驅(qū)動馬達15旋轉(zhuǎn)以在掃描方向上移動滑架3。
[0028]噴墨頭4被安裝在滑架3上以便和滑架3—起在掃描方向上移動。噴墨頭4包括在掃描方向上布置的四個頭單元16。頭單元16每一個經(jīng)由管(未示出)連接到保持四種顏色(黑色、黃色、青色和品紅色)的墨盒17的盒保持器7。每個頭單元16在其下表面(在圖1中面對離開觀察者側(cè)的表面)包括多個噴嘴24(見圖2至圖4)。每個頭單元16的噴嘴24將從墨盒17供應(yīng)的墨噴射到壓盤2上的記錄介質(zhì)100。
[0029]傳輸機構(gòu)5包括在前后方向上設(shè)置的兩個傳輸輥18、19，壓盤2設(shè)置在所述兩個傳輸輥18、19之間。傳輸機構(gòu)5通過傳輸輥18、19向前傳輸在壓盤2上的記錄片材100(在傳輸方向上)。
[0030]控制器6包括例如只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)和包括各種控制電路的專用集成電路(ASIC)?？刂破?控制ASIC根據(jù)ROM中的程序執(zhí)行各種操作，例如在記錄介質(zhì)100上的打印操作。在打印操作中，例如，控制器6控制噴墨頭4、滑架驅(qū)動馬達15和其它部件以基于外部設(shè)備例如PC輸入的打印指令在記錄介質(zhì)100上打印圖像。具體地，打印通過交替重復(fù)噴墨操作和傳輸操作來執(zhí)行，在所述噴墨操作中，噴墨頭4在與滑架3—起在掃描方向上移動的同時噴射墨，在所述傳輸操作中，傳輸輥18、19將記錄片材100在傳輸方向上傳輸預(yù)定距離的。
[0031]噴墨頭的詳細描述
[0032]詳細描述噴墨頭4。圖2是噴墨頭4的頭單元16之一的頂視圖。噴墨頭4包括四個相同的頭單元16。描述頭單元16之一的構(gòu)造，省略其它頭單元16的描述。圖3是圖2中由)(指示的部分的放大圖。圖4是沿圖3中的線IV-1V截取的剖面圖。圖5是沿圖3中的線V-V截取的剖面圖。
[0033]如圖2至圖5所示，頭單元16包括通道基板20、噴嘴板21、壓電致動器22和儲存器限定構(gòu)件23。在圖2中，位于通道基板20和壓電致動器22上方的儲存器限定構(gòu)件23的輪廓由雙點劃線示出以簡化圖示。另外，通過圖4中的實線表示的C0F50在圖2和圖3中由雙點劃線指不O
[0034]通道基板
[0035]通道基板20是單晶硅基板。通道基板20包括多個壓力腔室26。如圖2和圖3所示，壓力腔室26每一個均具有在平面圖中在掃描方向上伸長的矩形形狀。壓力腔室26在傳輸方向上布置以便形成在掃描方向上并排布置的兩個壓力腔室列。通道基板20進一步包括覆蓋壓力腔室26的隔膜30。隔膜30是通過部分氧化或滲氮由硅制成的通道基板20獲得的二氧化硅(Si02)膜或氮化硅(SiNx)膜。隔膜30具有多個連通孔30a以允許后面描述的儲存器限定構(gòu)件23中的通道和壓力腔室26彼此連通。
[0036]噴嘴板
[0037]噴嘴板21被結(jié)合到通道基板20的下表面。噴嘴板21包括與通道基板20的壓力腔室26連通的多個噴嘴24。如圖2所示，與壓力腔室26相同，噴嘴24在傳輸方向上布置以便形成在掃描方向上并排布置的兩個噴嘴列25a和25b。噴嘴列25a中的每個噴嘴24與噴嘴列25b中的對應(yīng)噴嘴24在