[发明专利]墨水喷射头及其制造方法以及墨水喷射式记录装置

说明书

本发明涉及一种利用压电促动器使墨水从喷嘴中喷出的墨水喷射头及其制造方法以及具有该墨水喷射头的墨水喷射式记录装置。

众所周知，以往的利用压电促动器使墨水喷出的墨水喷射头如图9所示，设置形成具有供给墨水的供给口102a以及用于使墨水喷出的喷射口102b的多个压力室用凹部102的头主体101。把该头主体101的各凹部102沿1个方向(垂直于纸面的方向)拉开给定间隔来排列。

所述头主体101由构成所述各凹部102侧壁部的压力室部件105、构成该各凹部102的底壁部并粘合多个薄板的墨水流路部106以及喷嘴板113构成。在所述墨水流路部106内形成有分别连接所述各凹部102的供给102a的供给用墨水流路107和分别连接所述各凹部102的喷射口102b的喷射用墨水流路108。所述各供给用墨水流路107连接沿所述各凹部102排列方向延伸的墨水供给室110，该墨水供给室110连接形成在压力室部件105以及墨水流路部106上并与图外的墨水容器连接的墨水供给孔111。在所述喷嘴板113上形成分别与所述各喷射用墨水流路108连接的喷嘴114。

在所述头主体101的压力室部件105的上面分别设置封闭所述头主体101的各凹部102并与该凹部102一起构成压力室103的压电促动器121。所述各压电促动器121具有压电元件123、在该压电元件123的与所述压力室103相反的一侧设置的上部电极124、以及设置在压电元件123的压力室103一侧的下部电极122。该下部电极122在整个压电促动器121上由共同的一个所构成，还具有所谓振动板的作用。

而且，如果在所述下部电极122和上部电极124之间外加脉冲电压，则压电元件123利用在该压电元件123内部产生的电场向与该厚度方向垂直的方向收缩，而与此相对，下部电极122以及上部电极124不收缩，所以利用所谓的双金属片效果使对应压电促动器121的压力室103的部分向压力室3一侧弯曲变形为凸形。利用该弯曲变形，在压力室3内产生压力，利用该压力使压力室3内的墨水通过喷射口102b以及喷射用墨水流路108，从喷嘴114向外部喷出。

但是，如所述那样，对利用压电促动器使墨水从喷嘴中喷射出来的墨水喷射头来说，近年来，虽然在对小型轻量化、低驱动电压化、低噪音化、低成本化以及墨水喷出的控制性改善等的严格要求下，对其进行了各种改良等尝试，但现在仍然在考虑以更进一步的小型化、高性能化为目标，把压电元件和电极等作为容易进行细微加工的薄膜来形成。在这种情况下，以下方法是比较容易并切实可行的：即，首先利用溅射和真空镀敷在基底上依次形成上部电极、压电元件以及下部电极，而后固定所述形成的下部电极和头主体，接着利用腐蚀等来除去所述基底。

但是，如所述那样，如果利用溅射和真空镀敷来形成压电元件，则由于成膜时的异物等原因，在压电元件的不特定部分上产生利用龟裂部来与周围分割开的微小缺陷部。特别是在溅射的情况下，溅射初期的放电不均和电位不均等成为触发器，更容易产生这样的缺陷部。并且，该缺陷部随着成膜的进行而逐渐成长，所以所述龟裂部沿着压电元件的厚度方向延伸并形成圆锥形状，通常，在压电元件厚度方向的两面呈近似圆环状的开口状态(沿着厚度方向贯通的状态)。而且，如果在该压电元件上利用溅射和真空镀敷来形成下部电极，则在下部电极上也连续产生由于所述压电元件的缺陷部所造成的缺陷部，其结果，所形成的下部电极龟裂部是与压电元件龟裂部连续的。而且，在下部电极上，在所述压电元件的缺陷部以外的部分也产生与压电元件同样的缺陷部。特别是当使下部电极为在兼作振动板的情况下，在墨水喷射性能等方面比较理想的铬制品时，是非常容易产生缺陷部的。虽然能够在某种程度上抑制这种缺陷部，但要使缺陷部完全消除是比较困难的。

如以上所述的那样，如果在压电元件上产生缺陷部(龟裂部)，则在压电元件的机械强度降低的同时，龟裂部的电场强度增大，从而容易产生漏损。而且，如果在下部电极上产生龟裂部，则在下部电极的机械强度降低的同时，还会使电压不能均一地加到整个压电元件上。而且，压力室内的墨水通过下部电极的龟裂部一接触压电元件，根据墨水的材料有时压电元件会因被熔化等而受损。而且，在压电元件以及下部电极连续产生龟裂部时，如果比压电元件电绝缘性能差的墨水浸入该龟裂部内，则在下部电极和上部电极之间发生短路，从而使电绝缘性遭到破坏。

鉴于以上所存在的问题，本发明的目的在于：在使压电促动器的压电元件和电极等薄膜化，使墨水喷射头小型化的情况下，防止在膜形成的过程中，在压电元件和电极上产生的龟裂部所造成的压电促动器工作状况劣化等问题的发生，提高其使用寿命。