实现高质量图像记录所需的稳定操作特性的层状压电元件制造技术

本发明专利技术公开了一种层状压电元件，其包括由槽分割开的多个驱动部分以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分。驱动部分和非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层。驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。每个驱动部分的电容Ｃ（Ｆ），驱动部分的数量ｎ，以及非驱动部分之间的电阻Ｒ（Ω）满足Ｒ≤８×１０↑［－６］／ｎ／Ｃ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像记录，并且更特别地是涉及一种层状压电元件，一种制造此元件的方法，一压电致动器，一液滴喷射头，以及一喷墨记录装置。
技术介绍
一用作诸如打印机、传真机、复印机，或绘图仪的图像记录装置的喷墨记录装置包括一作为液滴喷射头的喷墨头，它包括用于喷出墨水液滴的喷嘴，与喷嘴相通的贮液室(也叫作墨水室，喷射室，压力室，压液室，或通道)，以及用于挤压贮液室中墨水的驱动部分(压力产生部分)。除了喷墨头以外，液滴喷射头包括一喷射防蚀液滴的头部和喷射DNA试样液滴的头部，不过下面的描述主要是基于作为液滴喷射头的喷墨头。作为一种喷墨头，众所同知的是一种所谓的压电喷墨头。压电喷墨头应用一种压电体，特别是一种具有压电层和内部电极的交替层的层状压电体，作为用于产生挤压贮液室中墨水的压力的一压力产生部分。形成贮液室壁的可弹性变形的隔膜由于层状压电元件在d33方向上的位移而变形，这就使得贮液室内的容积和压力产生变化，因此喷射出墨滴。日本特开第10-286951公开了一种使用这种层状压电元件的喷墨头。在这种喷墨头中，槽形成在层状压电元件的一部分中，层状压电元件在一侧上具有形成作为单独电极的外部电极并且具有形成在另一侧上的共用电极，以使多个驱动部分(驱动通道)形成在非驱动部分的之间，非驱动部分形成在两侧。层状压电元件的共用电极从两侧的非驱动部分按驱动部分布置的方向延伸。近些年来，需要喷墨记录装置在更高的速度下以更高的质量进行图像记录。为了增加记录的速度，沿第二扫描方向上头部喷嘴的数量被增加了，以使在打印过程中主扫描方向上的滑架的一次扫描在第二扫描方向上具有更大的宽度。但是，在如上所述的喷墨头中，在层状压电元件驱动部分的共用电极从处于其两纵向端的非驱动部分延伸的情况下，当出于增加记录速度的目的，层状压电元件被加长以增加驱动部分(驱动通道)的数量时，从共用电极延伸部分(非驱动部分)到每个驱动通道的传导长度随着驱动通道数量的增加而增加。结果就是共用电极的的电阻增加了。特别地，通过在层状压电元件上执行半切形成多个驱动部分的情况下，尚未开槽的部分作为共用外部电极，以使狭长部分增加了共用电极的电阻。在驱动所有驱动通道的情况下施加到驱动通道的驱动电压的时间常数不同于只驱动其中一个驱动通道的情况。驱动电压的时间常数随着驱动通道数量的增加而增加。另外，这种增加的程度随着共用电极电阻的增加而变大。当驱动电压的时间常数因此改变时，墨滴的喷射特性特别是墨滴的速度发生改变，从而改变墨滴的碰撞点。因此，当上述两种情况的时间常数之间有大的差异时，会导致图像质量的大幅度下降，特别是在打印大约为600dpi高密度图像的情况下。因此，在使用层状压电元件的传统喷墨头中，会存在这样一个问题，那就是由于共用电极大的电阻而无法获得高质量的图像，特别是在打印大约为600dpi高密度图像的情况下。
技术实现思路
因此，本专利技术一总的目标就是实现在图像记录中消除上述的不足。本专利技术一个更明确的目的就是提供一层状压电元件减少在驱动所有通道的情况下与仅驱动一个通道情况下驱动电压的时间常数之间的差异，以及制造这种元件的方法。本专利技术另一个更明确的目的就是提供一具有稳定操作特性的压电致动器，一具有稳定喷射特性的液滴喷射头，以及一能够进行高质量记录的喷墨记录装置。本专利技术的上述目标可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，以及每个驱动部分的一电容C(F)，驱动部分的数量n和非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。上面所述的层状压电元件满足表达式R≤8×10-6/n/C。因此，驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。本专利技术的上述目标也可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及连接到驱动部分共用外部电极并且没有由槽分割的用于传导的内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。上面所述的层状压电元件包括连接到驱动部分共用外部电极的用于传导的内部电极。因此，共用电极的电阻被减少了，致使驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。本专利技术的上述目标也可以通过一种层状压电元件来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。上面所述的层状压电元件包括用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的一外部电极。因此，共用电极的电阻被减少了，致使驱动所有通道和仅驱动一个通道之间的操作特性差异被减小了。本专利技术的上述目标也可以通过一种制造层状压电元件的方法来实现，这种元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，以及用于传导的连接到驱动部分共用外部电极的、并不由槽分割的一内部电极，这些驱动部分和非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，这些驱动部分包括从非驱动部分延伸的一共用电极，此方法包括步骤(a)将一包括伪部分的元件固定到基底，此伪部分由压电层形成，其形状在形成交替层的方向上与交替层的一组内部电极的形状基本上对称，(b)将伪部分从元件去掉。根据上面所述的方法，本专利技术的层状压电元件可以适当地被制造，减少翘曲。本专利技术的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，并且每个驱动部分的电容C(F)，驱动部分的数量n，以及非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。本专利技术的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，和一用于传导连接到驱动部分的共用外部电极并且不由槽所分割的一内部电极，其中驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸。本专利技术的上述目标也可以通过一种压电致动器来实现，这种致动器包括一可移动件以及变形此移动件的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开来的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和用于传导的连接到驱动部分的共用外部电极的外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中驱动部分的共用电极从非驱动部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层状压电元件，包括：由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动 部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容Ｃ（Ｆ），所述驱动部分的数量ｎ，以及所述非驱动部分之间的电阻Ｒ（Ω）满足Ｒ≤８×１０↑［－６］／ｎ／Ｃ。

【技术特征摘要】
JP 2002-2-25 47371/20021.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。2.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极，并且不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。3.如权利要求2所述的层状压电元件，其中用于传导的所述内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极的形状在交替层被开槽之前基本相同。4.如权利要求2所述的层状压电元件，其中用于传导的所述内部电极按多层形式形成。5.如权利要求4所述的层状压电元件，其中用于传导的所述多层内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极的形状在交替层被开槽之前基本相同。6.一种层状压电元件，包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电元件的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。7.一种制造层状压电元件的方法，该层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分、形成在驱动部分阵列两端的非驱动部分以及连接到驱动部分共用外部电极的、用于传导的并且不由槽所分割的内部电极，这些驱动部分和非驱动部分包括了压电层和内部电极的交替层，驱动部分的共用电极从非驱动部分延伸，此方法包括的步骤有(a)将包括伪部分的一元件固定到基底，此伪部分由压电层形成，其具有的形状在交替层的形成方向上基本上对称于交替层的一组内部电极；以及(b)从此元件去掉伪部分。8.根据权利要求7所述的方法，其中在伪部分里形成有对应于用于传导的内部电极的伪内部电极。9.根据权利要求8所述的方法，其中伪内部电极具有的形状在交替层被开槽前对称于交替层中一个内部电极所具有的形状，在伪部分被去掉后，内部电极中的一个最靠近所述元件通过去掉伪部分所形成的一个表面。10.根据权利要求8所述的方法，其中伪内部电极具有的形状在交替层被开槽前对称于交替层中第一个内部电极所具有的形状，交替层中第一个内部电极与第二个相互交替设置，在伪部分被移开后，内部电极中的第二个内部电极最接近所述元件通过去掉伪部分所形成的一个表面。11.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸；以及每个所述驱动部分的电容C(F)，所述驱动部分的数量n，以及所述非驱动部分之间的电阻R(Ω)满足R≤8×10-6/n/C。12.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；和形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层，用于传导的内部电极，连接到所述驱动部分共用外部电极并且不由槽所分割；其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。13.如权利要求12所述的压电致动器，其中在交替层被开槽前所述用于传导的内部电极具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。14.如权利要求12所述的压电致动器，其中所述用于传导的内部电极按多层形式形成。15.如权利要求14所述的压电致动器，其中在交替层被开槽前用于传导的所述内部电极的每个层具有的形状与交替层中一个内部电极所具有的形状基本相同。16.一种压电致动器，包括可移动的部分；和将所述可移动部分变形的层状压电元件，此层状压电元件包括由槽分割开的多个驱动部分，这些驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；形成在所述驱动部分阵列两端的非驱动部分，这些非驱动部分包括压电层和内部电极的交替层；以及用于传导的外部电极，连接到所述驱动部分的共用外部电极，此用于传导的外部电极形成在层状压电层的一表面上，此表面不由槽所分割，其中所述驱动部分的共用电极从所述非驱动部分延伸。17.一种液滴喷射...

【专利技术属性】
技术研发人员：日吉隆之，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]