CN100540314C - 液体喷射头和液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液体喷射头。在该液体喷射头中，作为对多个压电元件共用的公共电极的下电极延续地形成直到与压电元件相对的外区域，设置辅助电极层，辅助电极层包括与构成引出电极的层相同的层，并电连接到在与压电元件相对的区域向外定位的下电极，在至少在通路形成衬底的在平行于压电元件排列的方向上的端部附近的第一绝缘膜在与辅助电极层相对的区域中设置有穿透部分，且辅助电极层经由设置在第一绝缘膜中的穿透部分与下电极接触。

Description

液体喷射头和液体喷射装置

技术领域

本发明涉及液体喷射头和液体喷射装置，其中由振动板构成与用于液滴喷射的喷嘴口连通的压力产生室的一部分，压电元件形成在振动板上，且通过压电元件的位移喷射液滴。更具体而言，本发明涉及用于喷射作为液体的墨水的喷墨记录头和喷墨记录装置。

背景技术

在喷墨记录头中，由振动板构成与用于液滴喷射的喷嘴口连通的压力产生室的一部分，并通过压电元件使该振动板变形以向压力产生室中的墨水施压，从而从喷嘴口喷射墨滴。有两种喷墨记录头已被实用化。其中一种使用了在压电元件的轴向上伸缩的纵振动模式的压电致动器。另一种使用挠性振动模式的压电致动器。

前一种类型的记录头可以通过将压电元件的端面抵靠振动板来改变压力产生室的容积，因此使制造适于高密度打印的头成为可能。但是，这需要进行其中将压电元件与喷嘴开口的阵列间距相一致地切割和划分为梳齿状的较困难的工序以及将切割和划分后的压电元件对准并固定到压力产生室的操作。因此，存在制造工序复杂的问题。另一方面，对于后一种类型的记录头，可以通过将作为压电材料的印刷电路基板(green sheet)以与压力产生室的形状一致的方式附装到振动板并接着进行烧结的相对简单的工序，而将压电元件制造并安装在振动板上。但是，由于需要一定尺寸的振动板以利用挠性振动，因此存在难以实现压电元件的高密度阵列的问题。

为了解决后一种记录头的问题，已经提出了如下一种记录头，其中通过沉积技术在振动板的整个表面上形成均匀的压电材料层，并通过平板印刷方法将该压电材料层切割并划分成与压力产生室对应的形状，并使压电元件形成为对每个压力产生室彼此独立的压电元件。通过此处理，不需要用于将压电元件附装到振动板的操作。而且，获得了如下优点，不仅可以通过作为精确且简单方法的平板印刷方法以高密度制造和安装压电元件，而且可以使得压电元件的厚度较小，并可以实现高速驱动。

对于如上所述具有以高密度排列的压电元件的喷墨记录头，每个压电元件的电极之一(例如，公共电极)形成为多个压电元件公用。这样，当同时驱动压电元件中的多个以在相同的时机喷射多个墨滴时，有发生电压下降的问题，其导致压电元件位移量的不稳定并劣化墨水喷射特性。为解决此问题，将包括导电材料的多层电极层、连接配线层等设置在作为压电元件的公共电极的下电极膜上。通过这样处理，其趋于充分地降低下电极膜的电阻值，从而防止电压下降的发生(例如参见日本专利申请早期公开No.2004-1431)。

但是，如果如上述专利文献所述的结构，将多层电极层直接形成在下电极膜上，可能存在这样的问题，其使得在形成多层电极层时在下电极膜与多层电极层之间发生漏泄电流腐蚀(stray current corrosion)。

不限于用于喷射墨水的喷墨记录头，而且对于用于喷射与墨水不同的液滴的其他液体喷射头也存在这种问题。

发明内容

在上述情况下已经实现了本发明。本发明的目的是提供一种可以保持令人满意的液体喷射特性并可以实现稳定的液体喷射特性的液体喷射头和液体喷射装置。

用于实现上述目的本发明的第一方面是一种液体喷射头，包括：

通路形成衬底，其中形成了与喷嘴口连通的压力产生室；

压电元件，其设置在所述通路形成衬底的一个表面侧上，且每个所述压电元件包括下电极、压电层和上电极；以及

引出电极，其至少包括从每个所述压电元件引出的第一引出电极，且

其中作为对多个所述压电元件共用的公共电极的所述下电极延续地形成直到在与所述压电元件相对的区域外侧，

设置辅助电极层，其包括与构成所述引出电极的层相同的层，且其电连接到在与所述压电元件相对的所述区域向外定位的所述下电极，

覆盖所述压电元件的第一绝缘膜延伸到形成所述辅助电极层的区域，

在至少在所述通路形成衬底的在平行于所述压电元件排列的方向上的端部附近的所述第一绝缘膜中，在与所述辅助电极层相对的区域中设置穿透部分，且

所述辅助电极层经由设置在所述第一绝缘膜中的所述穿透部分与所述下电极接触。

在第一方面中，通过辅助电极层，充分地降低了作为公共电极的下电极的电阻值。因此，可以防止当驱动压电元件时的电压下降，且可以总是令人满意地维持液体喷射特性。而且，辅助电极层的端部附近位于第一绝缘膜上。这样，可以防止在制造处理期间在辅助电极层与下电极之间发生漏泄电流腐蚀，且可以以令人满意的方式形成辅助电极层。

本发明的第二方面是根据第一方面所述的液体喷射头，其特征在于所述辅助电极层至少包括第一导电层，所述第一导电层包括与所述第一引出电极的那些层相同的层。

在第二方面中，通过第一导电层，可以可靠地降低作为公共电极的下电极的电阻值。这是因为第一导电层由与第一引出电极相同的层形成，而且可以形成辅助电极层而无需增加制造处理中的步骤。

本发明的第三方面是根据第二方面所述的液体喷射头，其特征在于所述引出电极包括从所述第一引出电极引出的第二引出电极，所述辅助电极层包括第二导电层，所述第二导电层包括与所述第二引出电极的那些层相同的层并经由第二绝缘膜设置在所述第一导电层上，所述第二绝缘膜具有至少设置在所述通路形成衬底的在平行于所述压电元件排列的所述方向上的所述端部附近的穿透部分，且所述第二导电层经由设置在所述第二绝缘层中的所述穿透部分与所述第一导电层接触。

在第三方面中，进一步降低了作为公共电极的下电极的主要电阻值，从而可以更可靠地防止在驱动压电元件时的电压下降。此外，第二导电层的端部附近位于第二绝缘膜上。这样，可以防止在制造处理期间在第一导电层和第二导电层之间发生漏泄电流腐蚀，且可以以令人满意的方式形成第二导电层。

本发明的第四方面是根据第一方面所述的液体喷射头，其特征在于所述引出电极包括所述第一引出电极和从所述第一引出电极引出的第二引出电极，且所述辅助电极层由所述第二导电层构成，所述第二导电层包括与所述第二引出电极的那些层相同的层。

在第四方面中，通过第二导电层，可以可靠地降低作为公共电极的下电极的主要电阻值。这是因为第二导电层由与第二引出电极相同的层形成，而且可以形成辅助电极层而无需增加制造处理中的步骤。

本发明的第五方面是根据第一至第四方面中任一项所述的液体喷射头，其特征在于所述第一绝缘膜延续地设置在除了在所述第一引出电极与所述压电元件之间的连接处之外的与所述压电元件对应的区域中。

在第五方面中，用第一绝缘膜覆盖压电元件，使得可以防止由于湿气对压电元件(压电层)的损害。

本发明的第六方面是根据第五方面所述的液体喷射头，其特征在于所述第一绝缘层包括无机绝缘材料。

在第六方面中，可以更可靠地用第一绝缘膜保护压电元件。

本发明的第七方面是根据第三方面所述的液体喷射头，其特征在于所述第二绝缘膜延续地设置在除了在所述第一引出电极与所述第二引出电极之间的连接处之外的与所述压电元件对应的区域中。

在第七方面中，可以用第二绝缘膜覆盖压电元件，使得可以防止由于湿气对压电元件(压电层)的损害。

本发明的第八方面是根据第七方面所述的液体喷射头，其特征在于所述第二绝缘膜包括无机绝缘材料。

在第八方面中，可以更可靠地用第二绝缘膜保护压电元件。

本发明的第九方面是根据第六或第八方面所述的液体喷射头，其特征在于所述无机绝缘材料是铝氧化物。

在第九方面中，可以更可靠地用第一或二绝缘膜保护压电元件。

本发明的第十方面是根据第一至第九中任一项所述的液体喷射头，还包括在彼此相邻的所述压电元件之间从所述下电极引出的下电极引出电极，所述下电极引出电极连接到所述辅助电极层。

在第十方面中，下电极引出电极形成为与辅助电极层延续，使得可以更可靠地防止电压下降的发生。

本发明的第十一方面是一种包括如第一至第十中任一项所述的液体喷射头的液体喷射装置。

在第十一方面中，可以实现具有增强的耐久性和可靠性的液体喷射装置。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，将结合附图对以下说明进行参考。

图1是示出根据实施例1的记录头的分解立体图。

图2A和图2B分别是根据实施例1的记录头的俯视图和剖视图。

图3是示出了根据实施例1的记录头的主要部件的剖视图。

图4是示出根据实施例1的配线结构的概要的俯视图。

图5是示出根据实施例1的配线结构的修改方案的俯视图。

图6是示出根据实施例1的配线结构的修改方案的俯视图。

图7A至7D是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图8A至8C是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图9A至9C是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图10A至10C是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图11A和11B是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图12A至12C是示出用于根据实施例1的记录头的制造处理中的步骤的剖视图。

图13是根据实施例2的记录头的剖视图。

图14是根据本发明实施例的记录装置的示意图。

具体实施方式

现在，将基于以下提供的实施例详细描述本发明。

(实施例1)

图1是示出根据本发明实施例1的喷墨记录头的分解立体图。图2A是图1中的喷墨记录头的俯视图，且图2B是沿图2A的线A-A′所取的剖视图。图3是沿图2A的线B-B′所取的剖视图(示出了形成在通路形成衬底10的在平行于多个压电元件300排列的方向上的端部附近的电极层的构造)。在本发明中，通路形成衬底10由具有平面(110)的平面取向的单晶硅衬底构成。如图所示，包括二氧化硅并具有0.5至2μm厚度的弹性膜50存在于通路形成衬底10的一个表面上。在通路形成衬底10中，多个压力产生室12在通路形成衬底10的宽度方向上平行地排列。在通路形成衬底10的在压力产生室12的纵向向外的区域中形成连通部分13。连通部分13与每个压力产生室12经由为每个压力产生室12设置的墨水供应路径14进行连通。连通部分13与保护板(后述)的储液池部分连通以构成充当用于各个压力产生室12的公共墨水室的储液池。墨水供应路径14以比压力产生室12更窄的宽度形成，并使从连通部分13流入压力产生室12的墨水的通路阻力保持恒定。

在其中具有钻孔的喷嘴口21的喷嘴板20通过粘接剂或热封膜紧固到通路形成衬底10的开口表面上。每个喷嘴口21与压力产生室12在与墨水供应路径14相对的那侧上的端部附近连通。喷嘴板20包括例如玻璃陶瓷、单晶硅衬底、或不锈钢。

在通路形成衬底10的与开口表面相对的表面上，形成如上所述的具有例如约1.0μm厚度的弹性膜50。具有例如约0.4μm厚度的绝缘膜55形成在弹性膜50上。在绝缘膜55上，通过处理，以层叠状态形成具有例如约0.2μm厚度的下电极膜60、具有例如约1.0μm厚度的压电层70、和具有例如约0.05μm厚度的上电极膜80来构成压电元件300。压电元件300表示包括下电极膜60、压电层70、和上电极膜80的部分。通常，压电元件300的电极之一用作公共电极，而另一个电极和压电层70为每个压力产生室12通过图案化来构造。由已经被图案化的电极中的任一个和压电层70组成的、并在对两个电极施加电压时经历压电变形的部分被称为压电主动部分。在本实施例中，将下电极膜60用作压电元件300的公共电极，而将上电极膜80用作每个压电元件300的个别电极。但是，也可以根据驱动电路和配线的方便情况将其使用状况反过来。不管在何种情况下，都会为每个压力产生室形成压电主动部分。这里，压电元件300和通过压电元件300的驱动而产生位移的振动板合起来称作压电致动器。从压力产生室12的在与墨水供应路径14相对的那侧上的端部附近延伸到通路形成衬底10的端部附近的上电极引出电极90连接到上电极膜80，作为每个压电元件300的个别电极。

将详细描述压电元件300。如图4所示，压电元件300的作为公共电极的下电极膜60形成在与压力产生室12在压力产生室12的纵向上相对的区域中，并在平行于压力产生室12排列的方向上连续地设置在与多个压力产生室12对应的区域之上。下电极膜60延伸到通路形成衬底10的在平行于压力产生室12排列的方向上的端部附近，且在本实施例中连续地设置以围绕从各个压电元件300引出的多个上电极引出电极90的外周。

压电层70和上电极膜80基本设置在与压力产生室12相对的区域中，但在压力产生室12的纵向上，从下电极膜60的端部向外延伸，同时用压电层70覆盖下电极膜60的端面。

在构成压电元件300的各个层的图案区域中，形成了包括无机绝缘材料的第一绝缘膜100，且用第一绝缘膜100覆盖构成压电元件300的各个层。第一绝缘膜100延伸到形成辅助电极层140(后述)的区域。在本实施例中，上电极引出电极90包括连接到上电极膜80的第一引出电极91和连接到第一引出电极91的第二引出电极94。第一引出电极91延伸到第一绝缘膜100上，并也经由形成在第一绝缘膜100中的触孔101连接到上电极膜80。还用包括无机绝缘材料的第二绝缘膜110覆盖构成第一引出电极91和压电元件300的各个层。如同第一绝缘膜那样，第二绝缘膜110也延伸到形成辅助电极层140的区域。构成上电极引出电极90的第二引出电极94延伸到第二绝缘膜110上，并经由形成在第二绝缘膜110中的触孔111连接到第一引出电极91。从安装在保护板30(后述)上的驱动IC 130引出的连接导线135连接到第二引出电极94的前端部附近。

在本实施例中，第一引出电极91由具有0.1至0.5μm量级厚度的粘接层92和具有0.5至3μm量级厚度的金属层93构成。用于粘接层92的材料示例是镍(Ni)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、和钛钨(TiW)。用于金属层93的材料示例是金(Au)和铝(Al)。在本实施例中，构成第一引出电极91的粘接层92包括钛钨(TiW)，且金属层93包括铝(Al)。

如同第一引出电极91，第二引出电极94由粘接层95和金属层96构成。在本实施例中，例如，构成第二引出电极94的粘接层95包括镍铬(NiCr)，而金属层96包括金(Au)。

用于第一绝缘膜100和第二绝缘膜200的材料不受限制，只要其为无机绝缘材料即可。这种材料的示例是铝氧化物(AlO_x)和钽氧化物(TaO_x)。具体地，优选使用无机绝缘材料，例如，铝氧化物(Al₂O₃)。当然，为实现本发明的目的，也可以使用诸如聚酰亚胺之类的有机绝缘材料。但是，从利用比有机绝缘材料更薄的厚度可以确保抗潮性的角度看，优选形成无机绝缘材料的绝缘膜。

辅助电极层140经由第一绝缘膜100设置在平行排列的压力产生室12向外的区域中的下电极膜60上，并与下电极膜60接触。

辅助电极层140包括与构成上电极引出电极90相同的层。例如，在本实施例中，辅助电极层140包括具有与第一引出电极91相同的层(即，粘接层92和金属层93)的第一导电层141，和具有与第二引出电极94相同的层(即，粘接层95和金属层96)的第二导电层142。如图3所示，第一绝缘膜100在通路形成衬底10的在平行于压电元件300排列的方向上的端部附近设置有穿透部分102。在本实施例中，穿透部分102连续地设置为延伸到通路形成衬底10的在压电元件300的纵向上的端部附近。就是说，穿透部分102连续地设置以围绕上电极引出电极90的外周。第一导电层141经由第一绝缘膜100的穿透部分102连接到下电极膜60。而且，穿透部分102设置在与第一导电层141相对的区域中。就是说，第一导电层141形成为使得其端部附近定位在第一绝缘膜100上。

在本实施例中，穿透部分102连续地形成为围绕上电极引出电极90。穿透部分102至少可以设置在通路形成衬底10的在平行于压电元件300排列的方向上的端部附近，并且不需要设置在其他区域中。

第二导电层142经由上述第二绝缘膜110设置在第一导电层141上。第二导电层142与第一导电层141经由在与第二导电层142相对的区域内形成在第二绝缘膜110中的穿透部分112连接。就是说，类似第一导电层141，第二导电层142形成为使得其端部附近定位在第二绝缘膜110上。

在本实施例中，从第一导电层141延续的下电极引出电极97设置在平行排列的压电元件300之间的区域，使得例如大约为十个压电元件设置一个下电极引出电极97。就是说，下电极引出电极97由构成第一引出电极91的粘接层92和金属层93构成。在与压力产生室12对应的于相邻压电元件300之间的区域中，下电极引出电极97经由设置在第一绝缘膜100中的触孔103连接到下电极膜60，并沿着上电极引出电极90的引出方向延伸。为了防止包括铝(Al)的金属层与下电极膜60的反应从而引起交互扩散，设置了构成下电极引出电极97等的粘接层92。

根据上述本发明的特征，由第一导电层141和第二导电层142构成的辅助电极层140电连接到作为压电元件300的公共电极的下电极膜60。这样，充分地降低了下电极膜60的电阻值。因此，即使当同时驱动压电元件300中的多个时也可以防止电压下降的发生。具体地，在本实施例中，下电极膜60与辅助电极层140经由具有相对较大开口面积的穿透部分102进行接触。而且，形成多个下电极引出电极97以与构成辅助电极层140的第一导电层141延续。这样，可以更可靠地防止电压下降的发生。因此，可以获得总是令人满意并稳定的墨水喷射特性，而且也可以减小压电元件之间墨水喷射特性的变化。在本实施例中，穿透部分102连续地设置以围绕上电极引出电极90的外周。但是，该特征并非限制性的，而可以围绕上电极引出电极90设置多个穿透部分102。而且，在本实施例中，设置了多个下电极引出电极97，但这并非限制性的，而可以设置至少一个下电极引出电极97。

在本实施例中，下电极膜60连续地设置为围绕从各个压电元件300引出的多个上电极引出电极90。但是，如图5所示，下电极膜60可以设置为不仅围绕上电极引出电极90的外周，而且围绕各个压电元件300的外周。通过此方式，进一步提高了下电极膜60的电流承载能力，并可以更可靠地防止电压下降的发生。

而且，在本实施例中，下电极膜60连续地形成为围绕上电极引出电极90，且辅助电极层140形成在下电极膜60上。但是，辅助电极层140可以具有其形成在下电极膜60上并电连接到下电极膜60的端部。例如，如图6所示，下电极膜60以以预定宽度仅沿着平行于压电元件300排列的方向延伸，且仅辅助电极层140可以连续地形成为围绕上电极引出电极90。存在这样的情况，下电极膜60到绝缘膜55的粘接力在一些区域中较弱。但是，通过使下电极膜60的区域较窄，可以最小化下电极膜60剥落的发生。对于下电极膜60，构成振动板的绝缘膜55在一些情况下具有对弹性膜50较弱的粘接力。因此，在除了与压力产生室12对应的区域之外的区域中的绝缘膜55可以被移除。通过这样处理，可以最小化绝缘膜55剥落的发生。

在本实施例中，包括无机绝缘材料的第一绝缘膜100和第二绝缘膜110形成为覆盖与压电元件300对应的区域，使得压电元件300基本不接触空气。这样，可以防止由于空气中的水分(湿气)对压电元件300(压电层70)的损害。

具有可以确保足够宽敞的空间而不阻碍压电元件300运动的压电元件容纳部分31的保护板30在与压电元件300相对的区域中经由例如粘接剂35连接到形成压电元件300的通路形成衬底10。由于压电元件300形成在压电元件容纳部分31内，所以它们以其中基本不受外部环境影响的状态被保护。压电元件容纳部分31可以密封，当然，也可以不密封。

而且，在保护板30中，储液部分32设置在与通路形成衬底10的连通部分13对应的区域中。在本实施例中，储液部分32沿着平行于压力产生室12排列的方向设置以在保护板30的厚度方向上穿透保护板30。如上所述，储液部分32与通道形成衬底10的连通部分13进行连通以构成为各个压力产生室12充当公共墨水室的储液池120。在越过压电元件容纳部分与储液部分32相对的区域中，形成在保护板30厚度方向上穿透保护板30并通过其曝露第二引出电极94的曝露孔33。从安装在保护板30上的驱动IC 130引出的连接导线135在此曝露孔33中连接到第二引出电极94和第二导电层142(下电极膜60)。

用于保护板30的材料是例如玻璃、陶瓷材料、金属、或树脂。优选地，保护板30由与通路形成衬底10具有相同热膨胀系数的材料形成。在本实施例中，保护板30由作为与用于通路形成衬底10相同的材料的单晶硅衬底形成。

此外，由密封膜41和固定板42构成的柔顺板40连接到保护板30上。密封膜41包括小刚度的柔性材料(例如，厚度为6μm的聚苯硫醚(PPS)膜)，且密封膜41密封储液部分32的一个表面。固定板42由金属之类的硬质材料(例如，厚度为30μm的不锈钢(SUS))形成。固定板42的与储液池120相对的区域界定了在该板的厚度方向被完全去掉的开口部分43。这样，储液池120的一个表面仅由具有柔性的密封膜41所密封。

对于上述本实施例的喷墨记录头，从外部墨水供应装置(未示出)取入墨水，并用墨水填满从储液池120至喷嘴口21的范围上的该头的内部。接着，根据来自安装在保护板30上的驱动IC 130的记录信号，向对应于压力产生室12的下电极膜60和上电极膜80之间施加电压，以使弹性膜50、绝缘膜55、下电极膜60以及压电层70柔性变形。结果，在压力产生室12内的压力升高以通过喷嘴口21喷射墨滴。

将参考图7A至7D到图12A至12C描述用于制造上述喷墨记录头的方法。图7A至7D、8A至8C、10A至10C、和12A至12C是对应于图2A的线A-A′所取的剖视图，而图9A至9C和11A与11B是对应于图2A的线B-B′所取的剖视图。

首先，如图7A所示，作为硅晶片的通路形成衬底晶片160在扩散炉中以约1,100℃被热氧化以在晶片160的表面上形成构成弹性膜50的二氧化硅膜52。在本实施例中，具有约625μm的相对较大厚度并具有较高刚度的硅晶片被用作通道形成衬底晶片160(通道形成衬底10)。然后，如图7B所示，在弹性膜50(二氧化硅膜52)上形成锆(Zr)层，并接着在扩散炉中以约500至1,200℃热氧化以形成包括锆氧化物(ZrO₂)的绝缘膜55。接着，如图7C所示，例如，将铂和铱堆叠在绝缘膜55上以形成下电极膜60，其后将下电极膜60图案化为预定形状。

然后，如图7D所示，包括例如铅锆钛(PZT)的压电层70和包括例如铱(Ir)的上电极膜80形成在通路形成衬底晶片160的整个表面上。接着，在与各个压力产生室12相对的区域上图案化压电层70和上电极膜80以形成压电元件300。

用于压电层70的材料可以是例如如下材料：诸如铅锆钛(PZT)之类的铁电压电材料、或将诸如铌、镍、镁、铋或钇之类的金属加到这种铁电压电材料的驰豫铁电体(relaxor ferroelectric)。可以考虑压电元件的特性、用途等适当地选择压电层70的成分。其示例是PbTiO₃(PT)、PbZrO₃(PZ)、Pb(Zr_xTi_1-x)O₃(PZT)、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PMN-PT)、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PZN-PT)、Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PNN-PT)、Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-PbTiO₃(PIN-PT)、Pb(Sc_1/3Ta_2/3)O₃-PbTiO₃(PST-PT)、Pb(Sc_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PSN-PT)、BiScO₃-PbTiO₃(BS-PT)、和BiYbO₃-PbTiO₃(BY-PT)。用于形成压电层70的方法不限于溶胶-凝胶处理。例如，可以使用MOD(金属-有机分解)。

然后，形成包括铝氧化物的第一绝缘膜100。具体地，如图8A和图9A所示，在将第一绝缘膜100形成在通路形成衬底晶片160的整个表面上之后，经由例如包括抗蚀剂等的遮罩(未示出)刻蚀第一绝缘膜100，从而形成触孔101、103和穿透部分102。

在本实施例中，在除了构成压电元件300的各个层的图案区域之外的区域中的第一绝缘膜100被移除。无需多言，第一绝缘膜100可以设置在除了图案区域之外的区域中。图案化第一绝缘膜100的方法不受限制，但其优选地是例如使用诸如离子铣削之类的干法刻蚀。通过此方法，可以以令人满意的方式有选择地移除第一绝缘膜100。

然后，形成第一引出电极91，并也形成构成辅助电极层140的第一导电层141和下电极引出电极97。具体地，如图8B和图9B所示，将包括例如钛钨(TiW)的粘接层92形成在通路形成衬底晶片160的整个表面上，且将包括例如铝(Al)的金属层形成在粘接层92的整个表面上。接着，如图8C和图9C所示，经由包括例如抗蚀剂的遮罩(未示出)相继刻蚀(湿法刻蚀)金属层93和粘接层92以形成第一引出电极91、第一导电层141和下电极引出电极97。

在此时，第一导电层141经由在与第一导电层141相对的区域中形成在第一绝缘膜100中的穿透部分102与下电极膜60接触。即使说，第一导电层141被图案化使得第一导电层141的端部附近定位在第一绝缘膜100上。由于此特征，当第一导电层141被图案化时，在下电极膜60与第一导电层141之间不发生漏泄电流腐蚀，且可以令人满意地形成第一导电层141。

然后，形成包括铝氧化物的第二绝缘膜110。具体地，如图10A和图11A所示，在将第二绝缘膜110形成在通路形成衬底晶片160的整个表面上之后，经由例如包括抗蚀剂等的遮罩(未示出)刻蚀第二绝缘膜110，从而形成触孔111和穿透部分112。在本实施例中，如同第一绝缘膜100，在除了构成压电元件300的各个层的图案区域之外的区域中的第二绝缘膜110被移除。

然后，形成第二引出电极94和构成辅助电极层140的第二导电层142。例如，在本实施例中，如图10B和图11B所示，将包括例如镍铬(NiCr)的粘接层95形成在通路形成衬底晶片160的整个表面上，并将包括例如金(Au)的金属层96形成在粘接层95的整个表面上。接着，经由遮罩图案(未示出)相继刻蚀金属层96和粘接层95以在第二绝缘膜110上形成第二引出电极94并也形成第二导电层142。通过此过程，由第一导电层141和第二导电层142构成的辅助电极层140经由第一绝缘膜100的穿透部分102电连接到下电极膜60。

在此时，第二导电层142经由在与第二导电层142相对的区域中形成在第二绝缘膜110中的穿透部分112与第一导电层141接触。就是说，第二导电层142被图案化使得第二导电层142的端部定位在第二绝缘膜110上。因为此特征，当第二导电层142被图案化时，在第一导电层141与第二导电层142之间不发生漏泄电流腐蚀，并可以令人满意地形成第二导电层142。

然后，如图10C所示，将作为硅晶片并将成为多个保护板30的保护板晶片170连接到已经形成压电元件300的通路形成衬底晶片160的表面上。保护板晶片170具有例如625μm量级的厚度，并这样通过将保护板晶片170连接到其上，明显地增大了通路形成衬底晶片160的刚度。

然后，如图12A所示，通路形成衬底晶片160被打磨到一定厚度，并接着由氟代硝酸湿法刻蚀以使通路形成衬底晶片达到预定厚度。例如，在本实施例中，通路形成衬底晶片160被处理到具有约70μm的厚度。接着，如图12B所示，在通路形成衬底晶片160上重新形成包括例如氮化硅(SiN)的遮罩膜51，并将遮罩膜51图案化为预定形状。然后，使通路形成衬底晶片160经由遮罩膜51经受各向异性刻蚀以在通路形成衬底晶片160中形成压力产生室12、连通部分13和墨水供应路径14(图12C)。

然后，例如通过块切(dicing)方式的切割，将通路形成衬底晶片160和保护板晶片170的不需要的外周缘部分移除。接着，将其中钻有喷嘴口21的喷嘴板20连接到通路形成衬底晶片160的与保护板晶片170相对的表面，并将柔顺板40连接到保护板晶片170。包括其他构件的通路形成衬底晶片160被分为如图1所示的单片尺寸的通路形成衬底10等以制造本实施例的喷墨记录头。

(实施例2)

图13是示出根据实施例2的喷墨记录头的主要部件的剖视图，即，对应于沿图2A的线A-A′所取的剖视图。

本实施例是辅助电极层的修改方案。根据实施例1的辅助电极层140有多个层构成，具体地，由第一导电层141和第二导电层142构成。另一方面，在本实施例中，辅助电极层140由单个层构成。就是说，如图13所示，除了辅助电极层140A仅由包括与第二引出电极94相同层的第二导电层142构成之外，本实施例与实施例1相同。

即使通过上述特征，还是可以实现与实施例1相同的效果。即就是说，如图实施例1，由于充分地降低了下电极膜60的电阻值，即使当同时驱动多个压电元件300时，也可以防止电压下降的发生。而且，当辅助电极层140A(第二导电层142)被图案化时，在下电极膜60与辅助电极层140A之间不发生漏泄电流腐蚀，并可以令人满意地形成辅助电极层140A。

在本实施例中，辅助电极层140A仅由第二导电层142构成，但并不是说辅助电极层140A可以仅由包括与第一引出电极相同层的第一导电层141构成。不过，当保护板30连接到形成有辅助电极层140A的通路形成衬底10上时，辅助电极层140A优选地由具有包括金(Au)的金属层96的第二导电层142形成。如果辅助电极层仅由具有包括例如铝(Al)的金属层93的第一导电层141形成，则金属层93可能被当将通路形成衬底10和保护板30连接时进行的涂底(primer coating)而熔合。

(其他实施例)

虽然以上已经描述了本发明的实施例，但是本发明不限于这些实施例。例如，在上述实施例中，采用将在下电极膜上由一个导电层或两个导电层(第一和第二导电层)构成的辅助电极层的形式作示例。但是，这不是限制性的，而且不需多言，辅助电极层可以由三个或更多导电层构成。

上述实施例的喷墨记录头作为具有与墨盒等连通的墨水通路的记录头单元的一部分安装在喷墨记录装置上。图14是示出这种喷墨记录装置示例的示意图。如图14所示，构成墨水供应装置的墨盒2A和2B可拆卸地设置在具有喷墨记录头的记录头单元1A和1B中，且承载记录头单元1A和1B的托架3轴向可移动地设置在安装在装置主体4上的托架轴5上。记录头单元1A和1B分别是为了喷射例如黑墨水成份和彩色墨水成份的。驱动电机6的驱动力经由多个齿轮(未示出)和同步带7传递到托架3，从而使承载记录头单元1A和1B的托架3沿着托架轴5移动。装置主体4沿着托架轴5设置有滚筒8，且已经通过送片辊等(未示出)递送的作为诸如纸张之类的记录介质的记录片S在滚筒8上运送。

在上述实施例中，为解释目的，采用喷墨记录头作为本发明液体喷射头的示例。但是，液体喷射头的基本构造不限于上述的那种。总之，本发明宽泛地涉及液体喷射头。因此，无需多言，本发明可以应用到用于喷射不同于墨水的液体的液体喷射头。其他液体喷射头包括例如在诸如打印机之类的图像记录设备中使用的各种记录头、在诸如液晶显示之类的颜色过滤器的制造中使用的彩色材料喷射头、在有机EL显示器和FED(场发射显示器)的形成中使用的电极材料喷射头、和在生物芯片的制造中使用的生物有机材料喷射头。应该理解的是，其中可以进行这些改变、置换和改造而不偏离由所附权利要求界定的本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种液体喷射头，包括：

通路形成衬底，其中形成了与喷嘴口连通的压力产生室；

压电元件，其设置在所述通路形成衬底的一个表面侧上，且每个所述压电元件包括下电极、压电层和上电极；以及

引出电极，其包括从每个所述压电元件引出的第一引出电极和从所述第一引出电极引出的第二引出电极，且

其中作为对多个所述压电层共用的公共电极的所述下电极延续地形成直到在与所述压电层相对的区域外侧的区域，

设置辅助电极层，其包括与所述第二引出电极具有的层相同的层，且其电连接到在与所述压电层相对的所述区域向外定位的所述下电极，

覆盖所述压电元件的第一绝缘膜延伸到形成所述辅助电极层的区域，

在至少在所述通路形成衬底的在平行于所述压电层排列的方向上的端部附近的所述第一绝缘膜中，在与所述辅助电极层相对的区域中设置穿透部分，且

所述辅助电极层经由设置在所述第一绝缘膜中的所述穿透部分与所述下电极接触。

2.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述辅助电极层至少包括第一导电层，所述第一导电层包括与所述第一引出电极具有的层相同的层。

3.如权利要求2所述的液体喷射头，其中所述辅助电极层包括第二导电层，所述第二导电层包括与所述第二引出电极具有的层相同的层，并经由第二绝缘膜设置在所述第一导电层上，

所述第二绝缘膜具有至少设置在所述通路形成衬底的在平行于所述压电层排列的所述方向上的所述端部附近的穿透部分，且

所述第二导电层经由设置在所述第二绝缘层中的所述穿透部分与所述第一导电层接触。

4.如权利要求1所述的液体喷射头，其中所述第一绝缘膜延续地设置在除了在所述第一引出电极与所述压电元件之间的连接处之外的与所述压电元件对应的区域中。

5.如权利要求4所述的液体喷射头，其中所述第一绝缘层包括无机绝缘材料。

6.如权利要求3所述的液体喷射头，其中所述第二绝缘膜延续地设置在除了在所述第一引出电极与所述第二引出电极之间的连接处之外的与所述压电元件对应的区域中。

7.如权利要求6所述的液体喷射头，其中所述第二绝缘膜包括无机绝缘材料。

8.如权利要求5所述的液体喷射头，其中所述无机绝缘材料是铝氧化物。

9.如权利要求7所述的液体喷射头，其中所述无机绝缘材料是铝氧化物。

10.如权利要求1所述的液体喷射头，还包括在彼此相邻的所述压电元件之间从所述下电极引出的下电极引出电极，所述下电极引出电极连接到所述辅助电极层。

11.一种包括如权利要求1至10中任一项所述的液体喷射头的液体喷射装置。

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