液体喷射头制造技术

液体喷射头包括：喷嘴；通道构件，包括多个压力腔室，每一个压力腔室与一个对应的喷嘴连通；以及与压力腔室对应的多个压电元件。每一个压电元件包括：振动膜，覆盖对应的压力腔室；压电膜，其相对于振动膜而言与压力腔室相反地定位；第一电极，介于振动膜与压电膜之间；以及第二电极，具有压缩应力且相对于压电膜而言与振动膜相反地定位。压电膜的(001)配向与(100)配向的比率等于或大于50％。在第一电极与第二电极之间不产生电位差的同时，振动膜和压电膜朝向对应的压力腔室凸出地挠曲。

Liquid jet head

【技术实现步骤摘要】
液体喷射头
本公开涉及一种从喷嘴喷射液体的液体喷射头。
技术介绍
作为用于从喷嘴喷射液体的传统液体喷射头，日本专利申请公布特开2000-094688公开了一种用于从喷嘴喷射墨的喷墨记录头。该传统喷墨记录头具有与喷嘴连通的压力腔室、覆盖该压力腔室的弹性膜、布置在弹性膜的与压力腔室相反的表面上的压电膜、在弹性膜与压电膜之间形成的下电极膜以及布置在压电膜的与弹性膜相反的表面上的上电极膜。压电膜根据溶胶-凝胶过程形成。上电极膜具有压缩应力，该压缩应力导致弹性膜、压电膜、下电极膜和上电极膜朝向与压力腔室相反的一侧凸出地挠曲。已知具有钙钛矿结构(用化学式ABO3表达)的锆钛酸铅(PZT)中的晶体配向极大地影响材料的压电性质。该压电性质响应于施加的电压在晶体中产生应变。获得优先沿着c轴线配向即(001)配向的薄膜，特别是在具有四方钙钛矿结构的PZT中，被认为对产生强压电性质是有效的。虽然当施加强电场以将c轴线的配向从与基板表面平行改变为与该表面垂直时，a轴线即(100)优先配向的薄膜等可能产生大的变形，但是由于它们的变形量趋向于不规则，所以在实现稳定驱动方面存在问题。利用上述传统技术，因为上电极膜具有压缩应力，所以在压电膜中产生拉伸应力，并且因此压电膜趋向于(100)配向。在根据传统技术中使用的溶胶-凝胶过程形成的压电膜中，(100)配向也是常见的。然而，如上所述，当电压施加在它们的上电极膜和下电极膜之间时，高度(100)配向的压电薄膜不趋向于产生良好的压电性质。此外，在传统技术中的弹性膜和振动膜通过在上电极膜中的压缩应力朝向与压力腔室相反的一侧凸出地挠曲。然而，具有弹性膜和朝向与压力腔室相反的一侧凸出地挠曲的振动膜的喷墨记录头在驱动期间容易产生串扰，如将在后面描述的那样。鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种液体喷射头，其在抑制串扰的同时实现良好的压电性质。
技术实现思路
为了实现上述目的和其它目的，根据一种形态，本公开提供了一种液体喷射头，该液体喷射头包括多个喷嘴、一个通道构件和多个压电元件。所述通道构件包括多个压力腔室，每一个压力腔室与所述多个喷嘴中的一个对应的喷嘴连通。所述多个压电元件中的每一个压电元件被设置用于所述多个压力腔室中的一个对应的压力腔室。所述多个压电元件中的每一个压电元件包括：振动膜，所述振动膜覆盖所述对应的压力腔室；压电膜，所述压电膜相对于所述振动膜而言与所述对应的压力腔室相反地定位；第一电极，所述第一电极介于所述振动膜与所述压电膜之间；以及第二电极，所述第二电极相对于所述压电膜而言与所述振动膜相反地定位。所述振动膜、所述压电膜、所述第一电极及所述第二电极与所述对应的压力腔室竖直重叠。所述第二电极具有压缩应力。所述压电膜的(001)配向与(100)配向的比率等于或大于50％。在所述第一电极与所述第二电极之间不产生电位差的同时，所述振动膜和所述压电膜朝向所述对应的压力腔室凸出地挠曲。利用根据所述一种形态的该结构，尽管压电膜由于第二电极的压缩应力而具有趋向于产生(100)配向的拉伸应力，但是通过极化压电膜实现了至少50％的(001)配向与(100)配向的比率。因此，压电膜具有良好的压电性质。此外，通过极化压电膜以增加(001)配向与(100)配向的比率，该压电膜能够被收缩，使得振动膜和压电膜朝向对应的压力腔室凸出地挠曲。采用该结构，与当振动膜和压电膜朝向背对对应的压力腔室的方向凸出地挠曲时相比，当振动膜和压电膜朝向对应的压力腔室凸出地挠曲时，不太可能发生串扰。在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选地，压电膜是根据溶胶-凝胶过程形成的膜。通过溶胶-凝胶过程形成的压电膜通常趋向于具有(100)配向。因此，重要的是，通过极化压电膜来提高(001)配向与(100)配向的比率。当使用溶胶-凝胶过程时，压电膜能够被形成为2μm或更薄，从而当在第一电极和第二电极之间施加电压时，增加在压电膜中产生的电场的强度。因此，能够增加在压电膜中产生的位移量。在该液体喷射头中，进一步优选的是：压电膜的厚度小于振动膜的厚度。更具体地，压电膜的厚度可以优选小于或等于2.0μm。该结构能够降低串扰的可能性。此外，在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选的是：每一个所述压力腔室限定深度和宽度，所述深度与所述宽度的比率在一倍与三倍之间。采用在一倍与三倍之间的比率，与其它情况相比，不太可能发生串扰。替代地，在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选的是：每一个所述压力腔室限定在50μm和150μm之间的深度。采用这种结构，同样，与其它情况相比，不太可能发生串扰。此外，在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选的是：在所述第一电极与所述第二电极之间不产生电位差的同时，所述振动膜和所述压电膜朝向所述对应的压力腔室凸出地挠曲以提供挠曲量，所述挠曲量小于或等于所述对应的压力腔室的宽度的1％。采用该结构，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，振动膜和压电膜中的变形量能够被最大化，同时减小串扰的可能性。替代地，在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选的是：在所述第一电极与所述第二电极之间不产生电位差的同时，所述振动膜和所述压电膜朝向所述对应的压力腔室凸出地挠曲以提供挠曲量，所述挠曲量在400nm-500nm的范围内。采用该结构，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，振动膜和压电膜中的变形量能够被最大化，同时减小串扰的可能性。此外，在根据所述一种形态的液体喷射头中，优选地，所述压电膜被极化，使得所述压电膜中的(001)配向与(100)配向的比率是80％或更大。通过将在压电膜中的(001)配向与(100)配向的比率增加到80％或更大，能够进一步充分改善压电膜的压电性质。附图说明通过以下结合附图的描述，实施例以及其它目的的特定特征和优点将变得显而易见，在所述附图中；图1是根据本公开一个实施例的打印机的示意性平面图；图2是根据该实施例的打印机的喷墨头的平面图；图3是图2的喷墨头的后端部的局部放大视图；图4是由在图3中的虚线包围的部分A的放大视图；图5是沿着在图4中的线V-V截取的部分的剖视图；图6是沿着在图4中的线VI-VI截取的部分的剖视图；图7是示出制造根据第二实施例的喷墨头的步骤的流程图；图8是在压力腔室被形成在根据实施例的喷墨头的通道构件中的状态下与图6的部分相对应的视图；并且图9是示出在挠曲量与静电容量之间关系的曲线图。具体实施方式在下文中，将参照图1至9描述本公开的一个实施例。<打印机1的整体结构>如在图1中所示，根据该实施例的打印机1包括压板2、托架3、喷墨头4、传送机构5、控制器6和墨盒保持器7。托架3被安装在沿着扫描方向延伸的两条导轨10和11上。托架3经由环形带14被连接到托架驱动马达15。托架3被构造成由托架驱动马达15驱动，以在被支撑在压板2上的记录片材100上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体喷射头，包括：/n多个喷嘴；/n通道构件，所述通道构件包括多个压力腔室，每一个压力腔室与所述多个喷嘴中的一个对应的喷嘴连通；以及/n多个压电元件，每一个压电元件被设置用于所述多个压力腔室中的一个对应的压力腔室，所述多个压电元件中的每一个压电元件包括：/n振动膜，所述振动膜覆盖所述对应的压力腔室；/n压电膜，所述压电膜相对于所述振动膜而言与所述对应的压力腔室相反地定位；/n第一电极，所述第一电极介于所述振动膜与所述压电膜之间；以及/n第二电极，所述第二电极相对于所述压电膜而言与所述振动膜相反地定位，其中所述振动膜、所述压电膜、所述第一电极及所述第二电极与所述对应的压力腔室竖直重叠，/n其中所述第二电极具有压缩应力，/n其中所述压电膜的(001)配向与(100)配向的比率等于或大于50％，并且/n其中在所述第一电极与所述第二电极之间不产生电位差的同时，所述振动膜和所述压电膜朝向所述对应的压力腔室凸出地挠曲。/n

【技术特征摘要】
20180809 JP 2018-1501861.一种液体喷射头，包括：
多个喷嘴；
通道构件，所述通道构件包括多个压力腔室，每一个压力腔室与所述多个喷嘴中的一个对应的喷嘴连通；以及
多个压电元件，每一个压电元件被设置用于所述多个压力腔室中的一个对应的压力腔室，所述多个压电元件中的每一个压电元件包括：
振动膜，所述振动膜覆盖所述对应的压力腔室；
压电膜，所述压电膜相对于所述振动膜而言与所述对应的压力腔室相反地定位；
第一电极，所述第一电极介于所述振动膜与所述压电膜之间；以及
第二电极，所述第二电极相对于所述压电膜而言与所述振动膜相反地定位，其中所述振动膜、所述压电膜、所述第一电极及所述第二电极与所述对应的压力腔室竖直重叠，
其中所述第二电极具有压缩应力，
其中所述压电膜的(001)配向与(100)配向的比率等于或大于50％，并且
其中在所述第一电极与所述第二电极之间不产生电位差的同时，所述振动膜和所述压电膜朝向所述对应的压力腔室凸出地挠曲。


2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中所述压电膜是根据溶胶-凝胶过程形成的膜。

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【专利技术属性】
技术研发人员：垣内徹，田中大树，伊藤祐一，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP