CN102079168A - 压电致动器、排液头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压电致动器、排液头及其制造方法。该压电致动器包括压电层、放置在压电层的表面上的电极层、放置在电极层上并被构造为外部端子的接触点的金属端子、以及放置在压电层与金属端子和电极层中的每一个之间的第一金属层。

Description

压电致动器、排液头及其制造方法

技术领域

本发明涉及压电致动器，被提供有压电致动器的排液头以及制造压电致动器和排液头的方法，所述压电致动器包括在压电层的表面上形成的焙烧电极层和焙烧电极端子，所述焙烧电极端子被形成为焙烧电极层插入在压电层和焙烧电极端子之间。

背景技术

已知的构造成从多个排放口排放液体的排液头包括压电致动器，所述压电致动器被构造成分别将排放能量施加到与排放口连通的压力腔中的液体(例如，参见JP-A-2009-078564)。压电致动器均包括例如诸如PZT的压电层、公共电极和多个单个电极。公共电极被放置为横跨与各排放口流体连通的压力腔，并保持在预定的电势。单个电极被放置在与多个压力腔重叠的位置，从而压电层插入在公共电极和单个电极之间。金属端子被放置在每个单个电极上，并且布线构件连接至金属端子。当经由布线构件将电压施加到单个电极时，单个电极和公共电极之间形成电势差。因此，压电层的形状被改变、压力腔的容积被改变、并且压力腔内的液体被压缩，从而液体被从排放口排放。

然而，当操纵压电致动器时，如上所述的压电致动器可能由于施加到其的力而裂开。如果出现从金属端子向公共电极延伸的裂纹，可能出现迁移(即，金属离子从金属端子向公共电极移动的现象)，这可能导致绝缘劣化。因此，排放口会不能排放液体。

发明内容

根据本发明的一个方面，压电致动器包括压电层、放置在压电层的表面上的电极层、放置在电极层上并被构造为外部端子的接触点的金属端子、以及放置在压电层与金属端子以及电极层中的每一个之间的第一金属层。

利用上述构造，即使当出现裂纹时，也能限制裂纹传播超出第一金属层。因此，限制可横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于金属端子时，也可以减少与构成金属端子的元素(特别是金属)的迁移关联的压电致动器的绝缘劣化的发生的可能性。

根据本发明的另一个方面，当在与压电层的表面正交的方向上看时，金属端子被包含在第一金属层中。利用上述构造，在没有第一金属层作为中介的情况下，金属端子不能与压电层接触，并且能够进一步可靠地限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，当在与压电层的表面正交的方向上看时，金属端子被包含在电极层中。利用上述构造，在电极层用作减震器的情况下，能够进一步可靠地限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，压电致动器还包括放置在金属端子和电极层之间的第二金属层，其中当在与压电层的表面正交的方向上看时，金属端子被包含在第二金属层中，并且第二金属层被包含在第一金属层中。利用上述构造，当放置第二金属层时，利用第一金属层限制从第二金属层开始并到达压电层的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，第一金属层包含Ti、Ni和Cr之一。利用上述构造，增强了第一金属层产生的限制裂纹传播的效果。

根据本发明的另一方面，压电致动器还包括多个电极层、多个金属端子和多个第一金属层。所述多个电极层包括电极层，并且被放置在压电层的表面上。所述多个金属端子包括金属端子。所述多个第一金属层包括第一金属层。其中，金属端子中的一个和第一金属层中的一个被放置在多个电极层中的每一个上。

根据本发明的另一方面，压电致动器还包括公共电极层，其中多个电极层中的每一个与公共电极层重叠。

利用上述构造，对于易于出现裂纹的大尺寸的压电层，如果出现裂纹，则限制裂纹传播超过第一金属层，从而限制出现横跨压电层和金属端子的裂纹。

根据本发明的另一方面，排液头包括流动通道单元，所述流动通道单元包括多个单个的液流通道以及多个压力腔，多个单个液流通道中的每一个都包括各自的排放口，该排放口被构造为排放液体。所述排液头包括放置在流动通道单元上的压电致动器。所述压电致动器包括压电层。所述压电致动器包括放置在压电层的表面上的多个电极层。压电致动器包括多个金属端子，每个金属端子被放置在电极层的各自的一个上并被电连接至各自的电极层，并且每个金属端子被构造成关于外部端子的接触点。压电致动器包括多个金属层，每个金属层被放置在压电层与金属端子以及电极层中的各自的一个之间。压电致动器包括公共电极层，其中多个电极层中的每一个与公共电极层重叠。

利用上述构造，即使当出现裂纹时，也能限制裂纹传播超出金属层。因此，限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于金属端子时，也可以降低与构成金属端子的元素(特别是金属)的迁移关联的压电致动器的绝缘劣化的发生的可能性。

根据本发明的另一方面，多个金属层不与多个压力腔相对。利用上述构造，与液体排放关联的压电层的驱动几乎不受金属层的影响。

根据本发明的另一方面，制造压电致动器的方法包括下述步骤：在压电层的表面沉积第一金属层；在第一金属层的表面上焙烧电极层；以及在电极层上焙烧金属端子以将其电连接至电极层。

利用上述构造，即使当出现裂纹时，可以限制裂纹传播超出第一金属层。因此，限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于金属端子时，可以降低与构成金属端子的元素(特别是金属)的迁移关联的压电致动器的绝缘劣化的发生的可能性。

根据本发明的另一方面，焙烧金属端子包括焙烧金属端子以使得当在与压电层的表面正交的方向上看时，其被包含在第一金属层中。根据如上所述的制造压电致动器的方法，金属端子在没有第一金属层作为中介的情况下不能与压电层接触，并且能够进一步可靠地限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，焙烧金属端子包括焙烧金属端子以使得当在与压电层的表面正交的方向上看时，其被包含在电极层中，根据如上所述的制造压电致动器的方法，在电极层用作减震器的情况下，能够进一步可靠地限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，制造压电致动器的方法还包括在电极层上焙烧第二金属层，其中在电极层上焙烧金属端子的步骤包括在第二金属层上焙烧金属端子，并且其中，焙烧金属端子包括焙烧金属端子以使其被包含在第二金属层中，并且焙烧第二金属层包括焙烧第二金属层以使得当在与压电层的表面正交的方向上看时其被包含在第一金属层中。根据如上所述的制造压电致动器的方法，当形成第二金属层时，利用第一金属层，能够进一步可靠地限制从第二金属层开始并且到达压电层的裂纹的出现。

根据本发明的另一方面，制造包括流动通道单元的排液头的方法包括形成压电致动器的步骤，其包括在压电层的表面上沉积金属层；在金属层的表面上焙烧电极层；以及在电极层上焙烧金属端子。制造排液头的方法包括步骤：在流动通道单元的表面上层压压电致动器，从而电极层与压力腔重叠并且金属端子与流动通道单元的不是压力腔的部分重叠。

利用如上所述的制造排液头的方法，即使当出现裂纹时，也可以限制裂纹传播超出第一金属层。因此，限制横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于金属端子时，也可以降低与构成金属端的元素(特别是金属)的迁移关联的压电致动器的绝缘劣化的发生的可能性。

根据本发明的另一方面，压电致动器包括：压电层；电极层，所述电极层被放置在所述压电层的表面上；金属端子，所述金属端子被放置成将所述电极层夹在所述压电层和所述金属端子之间并且被电连接到所述电极层，并且被构造为与外部端子的接触点；以及第一金属层，所述第一金属层被放置在所述压电层和所述金属端子之间。

利用上述构造，即使当出现裂纹时，也能限制裂纹传播超出第一金属层。因此，限制可横跨压电层和金属端子的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于金属端子时，也可以减少与构成金属端子的元素(特别是金属)的迁移关联的压电致动器的绝缘劣化的发生的可能性。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的喷墨打印机总体构造的示意性侧视图。

图2是沿着图1中示出的喷墨头的宽度方向截取的横截面视图。

图3是图1中示出的头主体的平面图。

图4是图3中示出的由点划线围绕的区域的放大图。

图5是沿着图4中的V-V线截取的横截面视图。

图6A是图5中示出的由点划线围绕的区域的放大图。

图6B是示出根据实施例的单个电极的平面图。

图7A是示出根据实施例的制造头主体的方法中形成图6A中所示的金属层的步骤的横截面视图。

图7B是示出根据实施例的制造头主体的方法中形成图6A中所示的单个电极的步骤的横截面视图。

图7C是示出根据实施例的制造头主体的方法中形成图6A中所示的平台(land)的步骤的横截面视图。

图7D是示出根据实施例的制造头主体的方法中形成图6A中所示的凸块的步骤的横截面视图。

图7E是示出根据实施例的制造头主体的方法中将致动器单元固定到图6A中所示的流动通道单元的步骤的横截面视图。

图8A是示出根据实施例的制造致动器单元的方法中放置图6B中所示的金属层的状态的平面图。

图8B是示出根据实施例的制造致动器单元的方法中放置图6B中的单个电极的状态的平面图。

图8C是示出根据实施例的制造致动器单元的方法中放置平台的状态的平面图。

图8D是示出根据实施例的制造致动器单元的方法中放置凸块的状态的平面图。

具体实施方式

可以参照图1至图8理解各实施例及其特征和优点，在各附图中相同的附图标记用于对应的部分。

参照图1，根据实施例的喷墨头1被放置在喷墨打印机101中。喷墨打印机101包括平行六面体形状的外壳101a。在外壳101a中，放置被构造为从上向下排放墨水的4个喷墨头1、被构造为传送纸P的传送装置16、被构造为进纸P的进纸单元101b以及被构造为在其中存储墨水的盒单元101c。被构造为控制各装置的操作的控制单元100被放置在避免与这些装置发生干扰的位置。纸输出部分15放置在外壳101a的顶板的上部，从而在纸输出部分15上排出纸P。

4个喷墨头1均形成为在主扫描方向上伸长的大体平行六边体形状，并被沿着纸P的传送方向(即，副扫描方向)布置并固定。换句话说，打印机101是行式打印机，并且传送方向和主扫描方向具有彼此正交的关系。

每个喷墨头1都包括形成有多个排放口108的头主体2(参见图4和图5)。每个排放口108在排放表面2a处开口，该排放表面2a是头主体2的下表面。排放表面2a以预定的距离与传送的纸P相对。在控制单元101的控制下，从各排放口108排放墨水，由此，在纸P的上表面上形成图像。

传送装置16包括两个带辊6和7、传送带8、张力辊10和台板18。传送带8是围绕辊6和辊7缠绕以在其间延伸的环形带，并通过张力辊10向其施加张力。台板18被布置在传送带8内的区域中，并且在以适于形成图像的距离与喷墨头1相对的位置处支撑传送带8。带辊7是由电机(未示出)驱动并在图1中的顺时针方向上旋转的驱动辊，并且使传送带8行进。带辊6是由正在行进的传送带8旋转的从动辊。因此，传送装置16能够在传送方向(即，图1中从左向右的方向(传送方向))上传送放在传送带8上的纸P。

进纸单元101b被放置为安装到外壳101a以及从外壳101a移除。进纸单元101b可以包括进纸托盘11和进纸辊12。进纸托盘11具有向上开口的盒形，并且可以存储处于堆叠的状态的多张纸P。进纸辊12在控制单元100的控制下进给进纸托盘11上最上面的纸P。由引导件13a和13b引导进给的纸P，并通过进纸辊对14将其进给到传送装置16。

盒单元101c包括在其内部存储的4个墨盒17。墨盒17可拆卸地安装在盒单元101c上。各墨盒17包括彼此颜色不同的墨水(例如，青色、洋红色、黄色和黑色)。每个墨盒中的墨水经由墨水管(未示出)供给对应的喷墨头1。

在喷墨打印机101内部(沿着图1中示出的黑色箭头)形成传送路线。路线通常具有在横向方向反转的S形。当从位于传送路径下面的进纸单元101b进给的纸P在排放表面2a的前方通过时，在控制单元100的控制下，依次从4个喷墨头1排放墨水，由此在纸P的上表面上形成想要的彩色图像。从传送装置16进给形成有图像的纸P。通过进给辊对28沿着引导件29a和29b进给纸P，并且将其从形成在外壳101a的上部上的输出口22弹出至纸输出部分15上。

参照图2，4个喷墨头1具有相同的构造。喷墨头1具有层压结构，所述层压结构包括头主体2，其包括流动通道单元9和致动器单元21；贮存单元71，其被构造为将墨水供应到头主体2；以及其上安装有电子组件的控制板54。控制板54和致动器单元21通过平的柔性基板50(即，COF(膜上芯片))电连接。侧盖53和顶盖55放置在流动通道单元9上。在由流动通道单元9的上表面、侧盖53和顶盖55限定的空间内放置致动器单元21、贮存单元71、COF 50和控制板54，并且防止墨雾从外部进入其中。

贮存单元71是包括在其中层压的四块板91至94的流动通道构件。将要供应给流动通道单元9的墨水暂时存储在贮存单元71中。在贮存单元71的内部放置从外部向其供应墨水的墨水贮存器61和从墨水贮存器61分支的10个墨水流出通道62。在图2中，仅示出了墨水流出通道62中的一个。板93可以包括作为墨水捕集器的墨水贮存器61。板94包括在其下表面上放置的10个凸起94a。墨水流出通道62在定位在凸起94a的远端表面的位置处开口。凸起94a的远端表面与流动通道单元9的上表面9a接合，从而贮存单元71的墨水流动通道与流动通道单元9彼此连通。板94的下表面上由凸起94a限定的凹陷部分形成板94和流动通道单元9之间的余隙，并且4个致动器单元21被布置在余隙内。

COF 50在其一端与致动器单元21的上表面连接，并且在其另一端与控制板54上的连接器54a连接。驱动器IC 52安装在COF 50的中部。驱动器IC 52与侧盖53的内壁表面接触。侧盖53是金属板构件，并且用作驱动器IC 52的排热板。

参照图3，头主机2包括流动通道单元9，以及定位在流动通道单元9的上表面9a上的4个致动器单元21。

流动通道单元9是包括9个层压板122至130的流动通道构件。流动通道单元9与贮存单元71的板94的大小和形状基本相同。板122至130均在主扫描方向上伸长，并且在平面视图上具有矩形形状。在层压构件的内部形成从上表面9a上的墨水供应口105b延伸至下表面(即排放表面2a)的排放口108的墨水流动通道。如图3至图5中所示，每个墨水流动通道包括在其一端与墨水供应口105b连通的多支管流动通道105、从多支管流动通道105分支的子多支管流动通道105a；以及经由压力腔110从子多支管流动通道105a的出口延伸至排放口108的多个单个墨水流动通道132。参照图4，除多个墨水供应口105b外，多个压力腔110形成为在上表面9a上开口。多个压力腔110布置成矩阵图案。压力腔110和墨水供应口105b形成为分别穿过板112及其开口的孔。与压力腔110数量相同的排放口108被形成为以矩阵图案打开排放表面2a。

经由墨水供给口105b从贮存单元71向流动通道单元9供应的墨水从多支管流动通道105分布至子多支管流动通道105a。子多支管流动通道105a中的墨水流到单个的墨水流动通道132中，并且经由用作节流阀的孔112和压力腔110到达排放口108。

往回参照图3，在平面视图中，4个致动器单元21均具有梯形形状。多个致动器在主扫描方向上布置成“之”字图案，以避开墨水供应口105b。每个致动器单元21的平行对边沿着主扫描方向延伸，并且相邻的致动器单元21的斜边在传送方向上彼此重叠。

参照图6A，致动器单元21包括由基于具有铁电特性的锆钛酸铅(即，PZT)的陶瓷材料形成的3个压电层41至43。分别与多个压力腔110重叠的单个电极35放置在最上面的压电层41的表面上，如图6A和6B中所示。在片材的整个表面之上形成的公共电极34定位在压电层41和压电层41的下侧的压电层42之间。

参照图6B，单个电极35包括主电极部分35a，其被布置为与压力腔110重叠；从主电极部分35a引出的连接部分35b；以及定位在连接部分35b的远端的端子部分35c。主电极部分35a的形状与压力腔110的形状类似，并且基本上具有比平面图中的形状略小的菱形。连接部分35b从主电极部分35a的锐角部分之一引出，并且其远端部分不与压力腔110重叠，如图6A和6B中所示。在平面视图中，端子部分35c具有圆形形状。在本实施例中，端子部分35c也不与压力腔110重叠。

通过焙烧包括Au作为主要成份的导电浆来放置单个电极35。除了Au外，能够包括Ag、Ag-Pd的金属细小颗粒作为单个电极35的材料。以包含这些金属细小颗粒的浆的形式来使用这样的材料。

金属层36被放置在各端子部分35c和压电层41之间。金属层36比端子部分35c稍大，并且在平面视图中为圆形。以此方式，金属层36和端子部分35c依次层压在压电层41上。金属层36也不与压力腔110重叠。通过用Ti、Ni和Cr之一作为沉积材料的真空气相沉积形成金属层36。形成金属层36的方法不限于真空气相沉积，也可以使用诸如物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)的其它方法。

平台37放置在每个端子部分35c上。平台37比端子部分35c稍小，并且在平面视图中为圆形。通过焙烧由Ag-Pd作为主要成份形成的导电浆放置平台37。除Ag-Pd外，能够包括Ag、Au的金属细小颗粒，作为平台37的材料，并且以包含这些金属细小颗粒的浆的形式来使用这些金属细小颗粒。

具有凸形形状并且由含Ag的金属材料形成的凸块38放置在每个平台37上。凸块38比平台37稍小，并且在平面视图中为圆形。轮廓为半球形，如图6A中所示。以此方式，金属层36、端子部分35c、平台37和凸块38基本上同轴地堆叠在压电层41上。参照图6B，在平面视图中，凸块38被包含在平台37中，平台37被包含在端子部分35c中，并且端子部分35c被包含在金属层36中。通过焙烧包括Ag作为主要成份的导电浆形成凸块38。除了Ag外，能够包括Au和Ag-Pd的金属颗粒作为凸块38的材料，并且以包含这些金属细小颗粒的浆的形式来使用这些金属细小颗粒。

凸块38是COF 50的端子的接触点。单个电极35经由凸块38单独地与驱动器IC 52的输出端子连接。经由COF 50的布线选择性地向其提供驱动信号。当驱动信号被提供给单个电极35时，对应于单个电极35的致动器单元21的部分能够独立地变形。与单个电极35重叠的部分用作单个致动器。以此方式，致动器单元21是整体驱动元件组，并且包括与其中集成化的压力腔110的数目相同数目的致动器。

在致动器单元21中，在厚度方向上极化最上面的压电层41。通过施加电场，插入在单个电极35和公共电极34之间的压电层41的部分移位。活性部分在从d₃₁、d₃₃、d₁₅中选择的至少一种振动模式中移位。在此实施例中，活性部分在d₃₁的振动模式中移位。即使当施加电场时，压电层42和43的与单个电极35相对的部分(非活性部分)没有变形。在此组合中的每个致动器都是具有所谓的单压电片结构(unimorph-structure)类型的压电元件。

公共电极34接地，从而参考电势同等施加到对应于所有压力腔110的区域。当单个电极35被控制为预定的正电势或负电势，并且极化方向上的电场被施加到活性部分时，由于横向压电效应，活性部分在与极化方向正交的方向(即，平面方向)上收缩。相反地，尽管施加了电场，但是压电层42和43没有自发地变形，并且因此在上面的压电层41与下面的压电层42和43之间出现平面方向上的畸变差。利用此畸变差，整个压电层41至43准备以朝向压力腔110的凸起形状变形(即，单压电片变形)。

这里，因为压电层41至43固定在将压力腔110分成小部分的腔板122的上表面，所以对应于活性部分的区域(即，单个致动器)以朝向压力腔110的凸起形状变形。此时，压力腔110的容积减小，压力(即，排放能量)施加至各压力腔110中的墨水，并且从排放口排放墨滴。随后，当单个电极35的电势返回到与公共电极34相同的电势时，对应于活性部分的区域恢复到其原来的形状，并且压力腔110的容积返回到原来的容积，从而墨水从多支管流动通道105被吸入压力腔110。

作为另外一种驱动方法，以下方法也是适用的：事先控制单个电极35，使其电势与公共电极34的电势不同；一旦收到排放请求，使单个电极35的电势变为与公共电极34相同的电势；并且在预定的时段之后，使单个电极35的电势变成与公共电极34的电势不同。在这种情况下，在初始的状态中，对应于活性部分的区域变形为朝向压力腔110的凸起形状。一旦接收到排放请求，在单个电极35的电势变得与公共电极34的电势相同的同时，对应于活性部分的区域变成平坦的形状，并且与初始状态相比，压力腔110的容积增加。此时，墨水从多支管流动通道105被吸入压力腔110。随后，在单个电极35的电势再次呈现与公共电极34的电势不同的电势时，对应于活性部分的区域变形为朝向压力腔110的凸起形状。因此，由于压力腔110的容积减少导致施加到墨水的压力增加，从而排放墨水。

参照图7和图8，为了制造头主体2，分别制造流动通道单元9和致动器单元21，并且然后用粘合剂进行组装。为了制造致动器单元21，首先形成层压构件的压电层41至43。当形成压电层41至43时，形成使用压电陶瓷粉末的具有预定形状和尺寸的生片(green sheet)。多个通孔形成在生片四周的边缘部分上，以制造压电层41。通过丝网印刷工艺在生片上形成公共电极图案，以制造压电层42。公共电极图案基本上占据生片的上表面的整个部分。随后，(用于制造压电层41，43的)两个生片与(用于制造压电层42的)生片进行层压，从而将其上形成有电极图案的(用于制造压电层42的)生片夹在(用于制造压电层41，43的)两个生片之间。因此，放置了包括3个生片的压电层41至43的前体。在电极图案上，层压具有通孔的生片。相对于公共电极图案开通通孔。在形成前体之后，将导电浆填充到通孔中。例如，使用基于Ag-Pd的浆。然后，对前体进行去油污及焙烧(例如，900℃至1000℃)，从而获得压电层41至43。

参照图7A，使用掩模160以通过真空气相沉积形成金属层36。更具体地讲，使用公知的真空气相沉积设备形成金属层36。首先，在压电层41的表面上覆盖有掩模160的焙烧的压电层41至43被支撑在真空气相沉积设备的真空腔中。作为沉积源的Ti、Ni或Cr的小球被设置为与压电层41至压电层43相对。当真空腔内的真空达到10^-3至10^-4Pa时，通过电阻加热或电子束加热蒸发小球。掩模160形成有布置为矩阵形式的圆形开口161。因为蒸发的颗粒在真空腔中线性地飞行，所以以平面视图中与开口161相同的圆形在压电层41的上表面上沉积金属层36。沉积的金属膜为高纯度，并且韧性高。

参照图7B，通过丝网印刷工艺，在压电层41的表面上形成电极布置图案。用于印刷的掩模170包括形成为矩阵图案的开口171。开口171具有与单个电极(即，主电极部分35a、连接部分35b和端子部分35c)对应的形状。在印刷之前，掩模170与压电层41至压电层43对准，从而部分掩模170的端子部分35c分别被包含在金属层36中。基于Au的导电浆被用于印刷。印刷之后，在500℃至1000℃的温度执行焙烧。因此，形成对应于掩模图案的单个电极35，如图8B中所示。在平面视图中，单个电极35的端子部分35c分别被包含在金属层36中，并且部分连接部分35b和端子部分35c叠加在金属层36上。主电极部分35a和连接部分35b的其余部分放置在压电层41的表面上。单个电极35的厚度大约为0.1μm至1μm。

参照图7C，通过丝网印刷工艺在端子部分35c上形成电极布置图案。除了对应于平台37的圆形开口181外，用于印刷的掩模180还包括对应于公共电极34的平台的开口(未示出)。开口181被布置为矩阵图案。对应于公共电极34的平台的开口被布置为从四边围绕用于平台37的开口181。对应于公共电极34的平台的开口沿着梯形相对的平行边伸长。在印刷之前，掩模180与压电层41至43对准，从而对应于平台37的掩模180的部分分别被包含在端子部分35c中。此时，对应于用于公共电极34的平台的开口与压电层41的通孔(未示出)相对。基于Ag-Pd的浆被用于印刷。印刷之后，在500℃至1000℃的温度执行焙烧。因此，形成对应于掩模图案的平台37，如图8C中所示。在平面视图中，平台37分别被包含在单个电极35的端子部分35c中。用于公共电极34的平台叠加在压电层41的通孔中填充的导电构件上，并且被电连接至公共电极34。平台37的厚度大约为10μm。

参照图7D，通过丝网印刷工艺在平台37上形成电极布置图案，如图7D中所示。除了对应于凸块38的圆形开口191外，用于印刷的掩模190还包括对应于公共电极的凸块的开口。以与布置对应于两个平台的开口相同的方式布置对应于两个凸块的开口。其大小稍小于各平台的开口。在印刷之前，掩模190与压电层41至43对准，从而对应于凸块38的部分掩模190分别被包含在平台37中。此时，对应于用于公共电极34的凸块的开口与压电层41的通孔相对。基于Ag的导电浆被用于印刷。在印刷之后，在从100℃至200℃的温度执行焙烧。通过此焙烧硬化电极布置图案。因此，放置对应于掩模图案的凸块38，如图8D中所示。在平面视图中，凸块38分别被包含在平台37中。凸块38从压电层41的表面开始的高度大约为50μm。

如上所述，通过在压电层41的表面上放置金属层36、单个电极35、平台37和凸块38完成致动器单元21。除致动器单元21之外，通过层压板122至130并且将这些板相对于彼此接合来构造流动通道单元9。通过使用热固化粘合剂接合这些板。参照图7E，经由热固化粘合剂(未示出)在流动通道单元9的上表面9a上层压致动器单元21。此时，致动器单元21和流动通道单元9对准，从而各单个电极35的主电极部分35a与压力腔110重叠，并且各金属层36不与压力腔110相对。此时，在平面视图中分别包含在金属层36中的端子部分35c、平台37和凸块38不与压力腔110重叠。

接着，通过夹具150，将压力朝向金属层36施加于凸起形状的凸块38的远端，当朝彼此的方向上压紧时，加热致动器单元21和流动通道单元9。因此，致动器单元21被固定到流动通道单元9，并且完成了头主体2。

分别根据各制造过程准备了贮存单元71、COF 50、控制板54、侧盖53和顶盖55。

将COF 50附接到头主体2，以使其与致动器单元21接合。将连接到驱动器IC 52的各输出端子的接合端子布置在COF 50的接合区域中。通过在将其压紧至对应的凸块38的同时加热接合端子(例如，在大约200℃的温度)实现接合。这里，接合部分的形式可以是通过焊接使接合端子与凸块38接合，或者彼此接触的凸块38和接合端子的四周涂覆热固化粘合剂。这些形式可以相互结合。

随后，贮存单元71与头主体2接合。此时，放置在贮存单元71的板94上的凸起94a，被定位为与头主体2的墨水供应口105b相对。通过插入其间的热固化粘合剂完成这两个构件的接合。

在贮存单元71上方放置控制板54，并且COF 50的另一端连接到控制板54上的连接器54a。在流动通道单元9上放置侧盖53。此时，侧盖53被布置为驱动器IC与其内壁表面接触。通过由硅形成的灌封剂(未标出)密封侧盖53和流动通道单元9之间的边界、侧盖53和侧盖55之间的边界。使用上述工序完成喷墨头1。

如上所述，根据本实施例中提供在喷墨头1中的致动器单元21，即使当出现裂纹时，可以限制裂纹传播超出金属层36。因此，防止横跨压电层41和凸块38的裂纹的出现。因此，即使当采用廉价的基于银的材料用于凸块38时，可以减少与构成凸块38的银元素的迁移关联的致动器21的绝缘劣化的发生的可能性。

在本实施例中的喷墨头1中，在平面视图中，凸块38分别被包含在金属层36中。因此，在没有金属层36作为中介的情况下，凸块38不能与压电层41接触，并且能够进一步可靠地限制横跨压电层41和凸块38的裂纹的出现。

在本实施例中的喷墨头1中，在平面视图中，凸块38分别被包含在单个电极35中。因而，通过将单个电极35用作减震器，进一步可靠地防止横跨压电层41和凸块38的裂纹的出现。

在本实施例的喷墨头1中，通过焙烧将平台37放置在凸块38和单个电极35之间，在平面视图中，凸块38被包含在平台37中，并且平台37被包含在金属层36中。因此，通过金属层36防止从平台37开始并且到达压电层41的裂纹的出现。

在本实施例的喷墨头1中，由Ti、Ni和Cr中的任一个形成金属层36。因此，增强由金属层36带来的限制裂纹传播的效果。

在本实施例的喷墨头1中，在压电层41的表面上放置多个单个电极35，并且分别为这些多个单个电极35放置凸块38和金属层36。公共电极34被放置为经由压电层41的中介而与多个单个电极35重叠。因此，对于易于出现裂纹的大尺寸的压电层，如果出现裂纹，则限制裂纹传播超出金属层36，从而限制横跨压电层41和凸块38的裂纹的出现。

在本实施例中的喷墨头1中，多个金属层36不与多个压力腔110重叠。因此，金属层36几乎不会削弱在排放墨水时压电层41至43与压力腔110重叠的部分的变形。

尽管到此为止已描述了实施例，但本发明不限于上述实施例，并且各种修改都是可能的。

例如，在上述实施例中，金属层36被放置在压电层41的表面上，并且单个电极35的连接部分35b和端子部分35c的部分在金属层36上叠加。然而，下面的构造也可以是可用的：反转垂直方向上单个电极35和金属层36之间的位置关系；在压电层41的表面上形成所有单个电极35；并且金属层36叠加在单个电极的端子部分35c上。

在上述实施例中，在平面视图中，凸块38分别被包含在单个电极35和金属层36中。然而，凸块38可以不被包含在单个电极35中，而被包含在金属层36中。

在上述实施例中，在平面视图中，凸块38被包含在平台37中，并且平台37被包含在金属层36中。然而，可以不必形成平台37。

在上述实施例中，金属层36包括Ti、Ni和Cr中的任何一个。然而，金属层36可以包括其它金属物质。

在上述实施例中，金属层36不与压力腔110重叠。然而，金属层36可以与压力腔110重叠。而且，每个金属层36可以具有包含整个单个电极35的大小和形状。

在上述实施例中，致动器单元21包括层压构件，该层压构件包括三个压电层，该三个压电层包括一个活性层。然而，层压构件可以包括两层，并且不包含压电层43。或者，层压构件可以包括4个或更多的多层。在这种情况下，可以有包括活性层的多层。

在上述实施例中，实例应用于构造成从排放口108排放墨水的喷墨头1。然而，可以将本发明应用于被构造成排放除墨水以外的其他液体的排液头。此外，可以将本发明应用于被构造成驱动各种设备的驱动单元的压电致动器。

虽然已结合各种结构和实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的前提下，可以对上述实施例和结构进行其它变化和修改。考虑这里公开的本发明的说明书或实践，对本领域技术人员来说，其它结构和实施例将是明显的。期望的是，本发明的真实范围由权利要求限定，说明书及所述的实例为示例性的。

Claims (15)

1.一种压电致动器，包括：

压电层；

电极层，所述电极层被放置在所述压电层的表面上；

金属端子，所述金属端子被放置在所述电极层上，并且被构造为与外部端子的接触点；以及

第一金属层，所述第一金属层被放置在所述金属端子和所述电极层中的每个与所述压电层之间。

2.根据权利要求1所述的压电致动器，其中当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述第一金属层中。

3.根据权利要求1所述的压电致动器，其中当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述电极层中。

4.根据权利要求1所述的压电致动器，还包括被放置在所述金属端子和所述电极层之间的第二金属层，

其中当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述第二金属层中，并且所述第二金属层被包含在所述第一金属层中。

5.根据权利要求1所述的压电致动器，其中所述第一金属层包括Ti、Ni和Cr之一。

6.根据权利要求1所述的压电致动器，还包括：

多个电极层，所述多个电极层包括所述电极层，所述多个电极层被放置在所述压电层的表面上；

多个金属端子，所述多个金属端子包括所述金属端子；以及

多个第一金属层，所述多个第一金属层包括所述第一金属层；

其中所述多个金属端子之一和所述第一金属层之一被放置在所述多个电极层的每个上。

7.根据权利要求6所述的压电致动器，还包括公共电极层，其中所述多个电极层的每个与所述公共电极层重叠。

8.一种排液头，包括：

流动通道单元，所述流动通道单元包括多个单个液体流动通道和多个压力腔，所述多个单个液体流动通道的每个都包括被构造成排放液体的各自的排放口；以及

压电致动器，所述压电致动器被放置在所述流动通道单元上，所述压电致动器包括：

压电层；

多个电极层，所述多个电极层被放置在所述压电层的表面上；

多个金属端子，所述多个金属端子的每个均被放置在多个电极层中的相应的一个电极层上，并被电连接至该相应的一个电极层，并且每个金属端子被构造为与外部端子的接触点；

多个金属层，所述多个金属层的每个均被放置在所述多个金属端子和所述多个电极层中的各个与所述压电层之间；以及

公共电极层，其中所述多个电极层中的每个与所述公共电极层重叠。

9.根据权利要求8所述的排液头，其中所述多个沉积的金属层与所述多个压力腔不重叠。

10.一种制造压电制动器的方法，所述方法包括如下步骤：

在压电层的表面上沉积第一金属层；

在所述第一金属层的表面上焙烧电极层；以及

在所述电极层上焙烧金属端子，以将所述金属端子电连接至所述电极层。

11.根据权利要求10所述的制造压电致动器的方法，其中所述焙烧金属端子包括：焙烧所述金属端子以当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述第一金属层中。

12.根据权利要求11所述的制造压电致动器的方法，其中所述焙烧金属端子包括：焙烧所述金属端子以当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述电极层中。

13.根据权利要求12所述的制造压电致动器的方法，还包括在所述电极层上焙烧第二金属层的步骤，

其中所述在所述电极层上焙烧金属端子的步骤包括在所述第二金属层上焙烧所述金属端子，

其中所述焙烧金属端子包括焙烧所述金属端子以当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述金属端子被包含在所述第二金属层中，以及

其中所述焙烧第二金属层包括焙烧所述第二金属层以当在与所述压电层的表面正交的方向上看时，所述第二金属层被包含在所述第一金属层中。

14.一种制造包括流动通道单元的排液头的方法，包括如下步骤：

形成压电致动器，包括：

在压电层的表面上沉积金属层；

在所述金属层的表面上焙烧电极层；以及

在所述电极层上焙烧金属端子；

以及

将所述压电致动器层压在所述流动通道单元的表面上，使得所述电极层与压力腔重叠，并且所述金属端子与所述流动通道单元的不是所述压力腔的部分重叠。

15.一种压电致动器，包括：

压电层；

电极层，所述电极层被放置在所述压电层的表面上；

金属端子，所述金属端子被放置成将所述电极层夹在所述压电层和所述金属端子之间并且被电连接到所述电极层，并且被构造为与外部端子的接触点；以及

第一金属层，所述第一金属层被放置在所述压电层和所述金属端子之间。

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