CN1320078A - 喷墨头、喷墨头的制造方法及喷墨式记录装置 - Google Patents

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Abstract

一种喷墨头1,在基板上依次叠层独立电极19、压电体18及共用电极17后把电压值比用于喷墨的通常的施加电压的电压值更大且施加时间更短的微小脉冲电压施加在独立电极19和共用电极17之间。用绝缘层22覆盖借助于微小绝缘击穿而被除去的共用电极17的缺损部25。压电体18的缺陷部24成为局部上不被施加电压的非电压施加部。该喷墨头即便在薄膜的压电体18上产生缺陷的情况下也可以不引起绝缘击穿。

Description

喷墨头、喷墨头的制造方法及喷墨式记录装置
本发明涉及一种喷墨头、喷墨头的制造方法及喷墨式记录装置。
长期以来，利用压电体的压电效果进行记录的喷墨式记录装置被用于打印机、文字处理机、传真机等。一般来说，用于这种记录装置的喷墨头具备有存放墨汁的多个压力室、分别与各压力室连通的多个喷嘴和通过把压力传给上述各压力室内的墨汁使墨汁从喷嘴喷出的调节器。如图26所示那样，在这样的调节器中带有由多层薄膜叠层而成的东西。
在上述喷墨头中，在头部的主体部101上设有沿图示的X1方向排列的多个压力室用凹部102。在头部主体部101之上设有能够覆盖多个压力室用凹部102的振动板104，压力室103借助于此振动板104和头部主体部101的压力室用凹部102被分区形成。在振动板104之上与各压力室103对应地设有由PZT组成的压电体105，在此压电体105之上设有由Pt(铂)组成的独立电极106。还有，振动板104是由Cr(铬)形成的，并作为压电体105的共用电极起作用。调节器是由这些振动板104、压电体105及独立电极106构成的。在喷出墨汁时，电压被加在独立电极106和振动板104之间，压电体105进行伸缩动作。由此，被固定在压电体105上的振动板104进行弯曲形变，压力室103内的墨汁被加压，墨汁从未图示的喷嘴被喷出。
但是，近年来，随着喷墨头的小型化，压电体105正朝着薄膜化方向发展。但是，当压电体105变薄时耐电压性降低，因此，随着薄膜化的发展，在施加电压时发生绝缘击穿的可能性增大。当在压电体105上发生绝缘击穿时，压力室103内的墨汁有可能漏到外部。于是，期待着有用于提高喷墨头的可靠性、预防压电体105的绝缘击穿的技术。
作为那样的技术之一，有如特开平10-217458号公报所公开的那样在压电材料的结晶构造上加以改进并提高压电体自身的耐电压性的技术。
但是，在喷墨头的制造过程中形成压电体时，如图27所示，由于在压电体中掺入制造装置内的杂质或压电体的热应力的影响等原因，在压电体105中有可能产生缺陷部107。因此，即便压电体105的材料本体的耐电压性高，由于存在这样的缺陷部107，压电体105在构造上也容易发生绝缘击穿。具体来说，在缺陷部107具有导电性的情况(掺入导电性的杂质的情况等)下，与压电体105的缺陷部107对应的部分成为在局部上膜厚较薄的部分，耐电压性明显降低。还有，即使在缺陷部107具有绝缘性的情况下，压电体105在缺陷部107上的膜厚不均匀，因此，在加电压时容易发生电场集中。因此，在该部分上容易发生绝缘击穿。特别是压电体越薄膜化缺陷部在压电体中所占的比例越大，因此，越薄膜化压电体的绝缘击穿的可能性越大。
于是，期待着除了考虑在压电体形成时产生的缺陷外还要防止压电体的绝缘击穿的新技术。还有，为了防止压电体的绝缘击穿，还期待有检测压电体缺陷的新技术和提高压电体的耐电压性的新技术。
本发明就是鉴于这样的问题而成的，其目的在于即便在含有缺陷的情况下也可以提供不使压电体的耐电压性降低的喷墨头、喷墨式记录装置及其制造方法。
还有，其目的还在于提供通过简易手法检测压电体缺陷并由此提高压电体的耐电压性的喷墨头的制造方法。还有，其目的还在于提供压电体的耐电压性高的喷墨头及喷墨式记录装置。
本发明之一就是借助于绝缘击穿除去与上部电极或下部电极上的压电体的缺陷部对应的部分，使得在局部上电压不被施加在压电体的缺陷部上。
还有，在另外的发明中，把电压施加在上部电极和下部电极之间，根据上部电极或下部电极的温度分布检测出缺陷部。
还有，在另外的发明中，把电压施加在上部电极和下部电极之间，引起微少的绝缘击穿，通过检测该绝缘击穿部分检测出缺陷部。
具体来说，与本发明相关的喷墨头的制造方法是一种借助于压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后借助于绝缘击穿除去与上述上部电极或下部电极上的上述压电体的缺陷部对应的部分的工序。
由此，与上部电极或下部电极上的压电体的缺陷部对应的部分被除去，因此，压电体的缺陷部的上部或下部中的至少一方成为在局部上电极不存在的电极缺损部。因此，电压不被施加在压电体的缺陷部上。这样，即便在压电体上包含缺陷也不会产生绝缘击穿，且压电体的耐电压性也不会降低。
上述压电体的厚度可以是0.5～5μm。
由此，尽管压电体为薄膜，其耐电压性也不会降低，耐电压性提高的效果特别明显。
与本发明相关的一喷墨头的制造方法是一种具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把上部电极叠层在上述压电体上的上部电极叠层工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述上部电极上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间的绝缘击穿工序。
由此，在压电体形成时产生缺陷部的情况下，该缺陷部或与上部电极的该缺陷部对应的部分借助于被施加在上部电极和下部电极之间的规定电压使压电体或上部电极的其他部分引起非破坏程度的微小的绝缘击穿并发热并由此使上部电极的一部分熔解而气化。因此，可以简单且顺利地除去与上部电极上的压电体的缺陷部对应的部分。
上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加也可以在上述上部电极定形之后进行。
由此，与在定形电极(独立化)之前施加规定电压的情形相比，电压施加时的电极的面积减小，因此，在两电极间累积的电荷量减少。因此，通过压电体的缺陷部的电流减小，容易把绝缘击穿控制在微小的程度。因此，可以容易地控制用于缺陷部检测的微小绝缘击穿。
在上述绝缘击穿工序之后还可以包含把绝缘体填充到上述上部电极的除去部分中的工序。
由此，绝缘体被填充在引起绝缘击穿的部分上，因此，可以可靠地防止通常电压被施加在压电体的缺陷部上。还可以防止墨汁从压力室侵入。
另一方面，在上述绝缘击穿工序之后还可以包含用绝缘体覆盖上述上部电极的除去部分的工序。
由此，引起绝缘击穿的部分被绝缘体覆盖，因此，可以可靠地防止通常电压被施加在压电体的缺陷部上。还可以防止墨汁从压力室侵入。
在上述绝缘击穿工序之后还可以包含把绝缘层叠层在上述上部电极上的绝缘层形成工序、把振动板叠层在上述绝缘层上的振动板叠层工序、把形成有多个压力室用凹部及喷嘴的第2基材粘接在上述振动板上使得上述压力室用凹部被上述振动板覆盖且由上述压力室用凹部和上述振动板分区形成多个压力室的工序、除去上述第1基材的工序和对上述下部电极及上述压电体定形使之与上述各压力室对应的工序。
由此，与前面一样，引起绝缘击穿的部分被绝缘体填充或被绝缘层覆盖，因此，该部分成为局部上不被施加通常电压的非电压施加部。由此，电压不会被加在缺陷部上，因此，可以保持压电体的耐电压性。还可以防止墨汁从压力室侵入。
也可以包含把绝缘性的振动板叠层在上述上部电极上的工序以取代上述绝缘层形成工序及上述振动板叠层工序。
由此，可以得到振动板兼作绝缘层的喷墨头。
在上述绝缘击穿工序之后还可以包含把绝缘层叠层在上述上部电极上的绝缘层形成工序、把振动板叠层在上述绝缘层上的振动板叠层工序、把多个压力室及喷嘴设在上述第1基材上的工序和对上述振动板定形使之与上述各压力室对应的工序。
由此，与前面一样，引起绝缘击穿的部分被绝缘体填充或被绝缘层覆盖，因此，该部分成为局部上不被施加通常电压的非电压施加部。由此，电压不会被加在缺陷部上，因此，可以提高压电体的耐电压性。还可以防止墨汁从压力室侵入。
也可以包含把绝缘性的振动板叠层在上述上部电极上的工序以取代上述绝缘层形成工序及上述振动板叠层工序。
由此，可以得到振动板兼作绝缘层的喷墨头。
但是，当上述绝缘击穿工序中的施加电压的电压值比通常电压还要大时，在施加通常电压时要发生的绝缘击穿必定也要在绝缘击穿工序中发生。反过来说，如果施加比通常电压还要大的电压时不发生绝缘击穿，则在施加通常电压时就不会发生绝缘击穿。于是，施加电压的电压值最好取大的。但是，如果施加电压的施加时间过长，则绝缘击穿会扩展，为了只在需要的位置引起绝缘击穿，规定电压的施加时间最好取短的。
于是，上述绝缘击穿工序中的规定电压也可以是脉冲电压，其电压值比用于在喷墨时使上述振动板变形而施加的通常电压还要大且施加时间短。
由此，压电体的耐电压性受到高度保证。而且，只有与电极层上的压电体的缺陷部对应的部分才被顺利地除去。
上述上部电极的厚度也可以小于上述下部电极的厚度。
由此，对于与压电体的缺陷部对应的部分，不除去下部电极而只除去上部电极变得容易，其后的除去部分的修复变得容易。
与本发明相关的一喷墨头的制造方法是一种具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把导电性的振动板叠层在上述压电体上的工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述导电性振动板上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述导电性振动板和上述下部电极之间的绝缘击穿工序、把绝缘层叠层在上述导电性振动板上的工序、把形成有多个压力室用凹部及喷嘴的第2基材粘接在上述绝缘层上使得上述压力室用凹部被上述绝缘层覆盖且由上述压力室用凹部和上述绝缘层分区形成多个压力室的工序、除去上述第1基材的工序和对上述下部电极及上述压电体定形使之与上述各压力室对应的工序。
由此，振动板具有导电性，因此，振动板也起着上部电极的作用。因此，不需要分别设置振动板和上部电极。还有，与前面一样，引起绝缘击穿的部分被绝缘体填充或被绝缘层覆盖，因此，该部分成为局部上不被施加通常电压的非电压施加部，可以提高压电体的耐电压性。
上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加也可以在上述导电性振动板定形之后进行。
由此，与在定形电极(独立化)之前施加规定电压的情形相比，电压施加时的电极的面积减小，因此，在两电极间累积的电荷量减少。因此，通过压电体的缺陷部的电流减小，容易把绝缘击穿控制在微小的程度。因此，可以容易地控制用于缺陷部检测的微小绝缘击穿。
与本发明相关的一喷墨头的制造方法是一种具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把导电性的振动板叠层在上述压电体上的工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述导电性振动板上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述导电性振动板和上述下部电极之间的绝缘击穿工序、把绝缘层叠层在上述导电性振动板上的工序、把多个压力室及喷嘴设在上述第1基材上的工序和对上述导电性振动板及上述绝缘层定形使之与上述各压力室对应的工序。
由此，与前面一样，振动板具有导电性，因此，振动板也起着上部电极的作用。因此，不需要分别设置振动板和上部电极。还有，与前面一样，引起绝缘击穿的部分被绝缘体填充或被绝缘层覆盖，因此，该部分成为局部上不被施加通常电压的非电压施加部，可以提高压电体的耐电压性。
上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加也可以在上述导电性振动板定形之后进行。
由此，与在定形电极(独立化)之前施加规定电压的情形相比，电压施加时的电极的面积减小，因此，在两电极间累积的电荷量减少。因此，通过压电体的缺陷部的电流减小，容易把绝缘击穿控制在微小的程度。因此，可以容易地控制用于缺陷部检测的微小绝缘击穿。
与本发明相关的喷墨头是一种通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，在上述第1及第2电极的至少一方上形成有因绝缘击穿所导致的缺损部。
由此，电压不被施加到压电体的缺陷部上，可以得到压电体的耐电压性优良的喷墨头。
也可以在上述第1或第2电极的缺损部上填充绝缘体。
由此，缺损部被绝缘体填充，因此，可以可靠地防止通常电压被施加在压电体的缺陷部上。
上述第1或第2电极的缺损部也可以被绝缘体覆盖。
由此，缺损部被绝缘体覆盖，因此，可以可靠地防止通常电压被施加在压电体的缺陷部上。
上述压电体的厚度可以是0.5～5μm。
由此，尽管压电体为薄膜，其耐电压性也不会降低，耐电压性提高的效果特别明显。
与本发明相关的一喷墨头是一种通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，上述第1电极的厚度小于上述第2电极的厚度，在上述第1电极上形成有因绝缘击穿所导致的缺损部。
由此，电压不被施加到压电体的缺陷部上，因此，可以得到压电体的耐电压性优良的喷墨头。
上述压电体的厚度可以是0.5～5μm。
由此，尽管压电体为薄膜，其耐电压性也不会降低，耐电压性提高的效果特别明显。
与本发明相关的另外的喷墨头的制造方法是一种通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间并同时检测出上述上部电极及上述下部电极的至少一方的温度分布并根据上述温度分布检测出上述压电体的缺陷部的工序。
这样，当在上部电极和下部电极之间施加电压时，在压电体上含有缺陷的情况下会在缺陷部上发生微小的绝缘击穿并使压电体发热。因此，通过检测出温度取极值(极大值或极小值)的部分可以发现压电体的缺陷部。
上述上部电极或上述下部电极的温度也可以通过周期性地检测温度的温度检测机构测定，以上述温度检测机构的检测周期以下的周期施加作为上述规定电压的多个脉冲电压。
这样，与长时间施加一定电压的情形不同，通过施加作为规定电压的多个脉冲电压可以防止上部电极或下部电极的过量发热。还有，当多个脉冲电压的周期过长时，施加电压所产生的温度分布被平均化，缺陷部的检测变得困难，但根据上述事项，脉冲电压的周期小于上述温度检测机构的检测周期，因此，缺陷部的检测变得容易。
与用于使墨汁喷出而被施加的通常脉冲电压相比，上述各脉冲电压也可以是电压值更大且施加时间更短的脉冲电压。
这样，当使各脉冲电压的电压值比通常脉冲电压的电压值更大时，在施加通常脉冲电压时要发生的绝缘击穿必定也要在施加上述各脉冲电压时发生。反过来说，如果施加上述各脉冲电压不导致发生绝缘击穿，则在施加通常脉冲电压时就不会发生绝缘击穿。因此，压电体的耐电压性受到高度保证。还有，各脉冲电压的施加时间比通常脉冲电压的施加时间短，因此，可以防止上部电极或下部电极的过量发热，不容易发生因发热导致的电极的损坏。
也可以包含这样的工序，上述上部电极或上述下部电极的温度是通过在每个具有规定大小的单元上检测温度的温度检测机构检测出的，当在多个单元之中特定了检测温度为极大或极小的极值单元后，根据与上述极值单元相邻的多个相邻单元的温度分布特定上述极值单元内的峰值温度部。
由此，首先，上部电极或下部电极的温度分布借助于具有规定分辨率的温度检测机构以与该分辨率相应的单元单位被检测出。然后，多个单元的温度被检测出，检测温度比相邻的任一单元的高的单元检测温度比相邻的任一单元的低的单元被特定为极值单元。然后，根据与该极值单元相邻的多个相邻单元的温度分布通过内插等推断极值单元内的温度分布，并在极值单元内特定温度为极大值或极小值的部分(峰值温度部)。因此，可以以比温度检测机构的固有分辨率高的分辨率检测出温度分布，还可以检测出极微小的缺陷部。
也可以包含在检测出上述压电体的缺陷部后除去与上述上部电极或上述下部电极上的上述缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分的工序。
由此，与上部电极或下部电极的上述缺陷部对应的部分成为与局部上不存在电极的缺损部或其他电极部分隔离的孤立部，因此，在墨汁喷出时，电压不被施加在压电体的缺陷部上。因此，绝缘击穿不容易发生，可以提高压电体的耐电压性。
还可以包含把绝缘体填充在上述上部电极或上述下部电极的除去部分中的工序。
由此，绝缘体被填充在引起微小绝缘击穿的部分上，因此，可以可靠地防止电压被施加到该部分上。
还可以包含用绝缘体覆盖上述上部电极或上述下部电极的除去部分的工序。
由此，引起微小绝缘击穿的部分被绝缘体覆盖，因此，可以可靠地防止电压被施加到该部分上。
上述规定电压的施加也可以在对上述上部电极及上述下部电极之中的至少一方定形之后进行。
由此，与在定形电极(独立化)之前施加规定电压的情形相比，电压施加时的电极的面积减小，因此，在两电极间累积的电荷量减少。因此，通过压电体的缺陷部的电流减小，容易把绝缘击穿控制在微小的程度。因此，可以容易地控制用于缺陷部检测的微小绝缘击穿。
与本发明相关的另外的喷墨头的制造方法是一种通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间并通过检测由上述上部电极或上述下部电极上的上述电压施加所导致的绝缘击穿部分检测出上述压电体的缺陷部的工序。
由此，当微小的电压被施加在上部电极和下部电极之间时，在压电体上产生缺陷的情况下会在该部分发生微小的绝缘击穿。结果，与上部电极或下部电极上的压电体的缺陷部对应的部分飞散，在上部电极或下部电极上形成缺损部。然后，借助于显微镜等检测出该缺损部，由此检测出压电体的缺陷。
也可以包含在检测出压电体的缺陷部后除去与上述上部电极或上述下部电极上的上述缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分的工序。
由此，与上部电极或下部电极的上述缺陷部对应的部分成为与局部上不存在电极的缺损部或其他电极部分隔离的孤立部，因此，在墨汁喷出时，电压不被施加在压电体的缺陷部上。因此，绝缘击穿不容易发生，可以提高压电体的耐电压性。
还可以包含把绝缘体填充在上述上部电极或上述下部电极的除去部分中的工序。
由此，绝缘体被填充在引起微小绝缘击穿的部分上，因此，可以可靠地防止电压被施加到该部分上。
还可以包含用绝缘体覆盖上述上部电极或上述下部电极的除去部分的工序。
由此，引起微小绝缘击穿的部分被绝缘体覆盖，因此，可以可靠地防止电压被施加到该部分上。
上述规定电压的施加也可以在对上述上部电极及上述下部电极之中的至少一方定形之后进行。
由此，与在定形电极(独立化)之前施加规定电压的情形相比，电压施加时的电极的面积减小，因此，在两电极间累积的电荷量减少。因此，通过压电体的缺陷部的电流减小，容易把绝缘击穿控制在微小的程度。因此，可以容易地控制用于缺陷部检测的微小绝缘击穿。
与本发明相关的另外的喷墨头是一种通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，在上述第1及第2电极的至少一方上形成有除去与上述压电体的缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分而形成的缺损部。
由此，与在压电体的一侧或两侧的电极上的缺陷部对应的部分被除去，可以得到具备带有优良耐电压性的压电体的喷墨头。
也可以在上述第1或第2电极的缺损部上填充绝缘体。
由此，可以可靠地防止电压被施加在压电体的缺陷部上，提高压电体的耐电压性。
也可以用绝缘体覆盖上述第1或第2电极的缺损部。
由此，可以可靠地防止电压被施加在压电体的缺陷部上，提高压电体的耐电压性。
与本发明相关的喷墨式记录装置是一种具备有上述任一种喷墨头的装置。
由此可以得到带有耐电压性优良的压电体的可靠性高的喷墨式记录装置。
如上所述，根据本发明，在喷墨头的制造过程中，在压电体的缺陷部上引起微小的绝缘击穿，预先除去与压电体的上部电极或下部电极上的该缺陷部对应的部分，因此，可以使压电体的缺陷部成为局部上不被施加电压的非电压施加部。因此，即便在压电体上包含缺陷部的情况下，在施加通常电压时，电压也不会被施加在该缺陷部上，因此，可以防止绝缘击穿于未然。因此，压电体即使薄膜化，也可以良好地维持其耐电压性。
通过把绝缘体填充在上部电极或下部电极上的缺陷部中或用绝缘体覆盖该缺陷部可以进一步提高压电体的耐电压性。还可以防止墨汁侵入到缺陷部。
还有，根据本发明，可以容易地检测出压电体的缺陷部。因此，通过在其后对缺陷部进行去除或修复可以提高压电体的耐电压性。
根据与本发明相关的喷墨头及喷墨式记录装置，电压不被施加到压电体的缺陷部，因此，不会发生绝缘击穿。因此，可以得到带有耐电压性优良的压电体的喷墨头及喷墨式记录装置。
下面对附图进行简单说明。
图1为喷墨打印机的概略构成图。
图2为喷墨头的立体图。
图3为喷墨头的部分剖视图。
图4为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图5为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图6为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图7(a)为通常脉冲电压的波形图，图7(b)为微小脉冲电压的波形图。
图8为喷墨头的部分剖视图。
图9为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图10为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图11为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图12为喷墨头的部分剖视图。
图13为喷墨头的部分剖视图。
图14为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图15为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图16为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图17为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图18为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图19为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图20为表示喷墨头的制造工序的一部分的制造工序图。
图21(a)为通常脉冲电压的波形图，图21(b)为温度检测用的微小脉冲电压的波形图。
图22为说明在测定上部电极层的表面温度时的辐射温度计的测定单元的图。
图23为说明在测定上部电极层的表面温度时的辐射温度计的测定单元的图。
图24为表示修整部分的上部电极层的俯视图。
图25为用于引起微小绝缘击穿的微小脉冲电压的波形图。
图26为以往的喷墨头的部分剖视图。
图27为以往的喷墨头的部分剖视图。
用于实施发明的最佳样例
下面根据附图说明本发明的实施例。
实施例1
喷墨头的构成
如图1所示，与实施例相关的喷墨头1被装入作为喷墨式记录装置的喷墨式打印机6中，使喷出的墨汁击中纸等记录介质4并进行记录。喷墨头1被装载在沿滑架轴3往返移动的滑架2上，与滑架2一起在主扫描方向(图示的X方向)上进行往返移动。辊子5被构成为每当滑架2沿主扫描方向进行扫描移动时就使记录介质4沿副扫描方向(图示的Y方向)输送。
如图2所示，喷墨头1具备有形成有共用墨汁室10和多个压力室用凹部14和多个喷嘴12的喷墨头主体部15、和把压力传给压力室11内的墨汁的调节器部16。
喷墨头主体部15的压力室用凹部14被沿副扫描方向(Y方向)每隔规定的间隔配设。各压力室用凹部14被形成为开口断面(XY断面)为在主扫描方向(X方向)上细长的大致矩形状。在压力室用凹部14的底部上的长度方向的一端(图2的右侧端)上形成有连通共用墨汁室10和压力室11的墨汁供给口21，在另一端(图2的左侧端)形成有连通压力室11和喷嘴12的墨汁通路13。
调节器部16具备有由覆盖喷墨头主体部15的压力室用凹部14的厚度4μm的铬(Cr)组成的振动板23、在振动板23上形成的厚度0.5μm的绝缘层22、由在绝缘层22上形成的厚度0.1μm～0.2μm的铂(Pt)组成的共用电极17、由在共用电极17上形成的厚度3μm的PZT薄膜组成的压电体18、在压电体18上形成的厚度0.1μm铂组成的独立电极19和填充相邻的压电体18及各独立电极19的侧面的间隙的由聚酰亚胺组成的绝缘层(图1～3中图示省略)。还有，为了在各图中易于理解，调节器部16的各构成要素是以与实际的尺寸比率不同的比率表示的。压电体18及各独立电极19各自被设在与喷墨头主体部15的各压力室用凹部14对应的位置上。
如图3所示，共用电极17在位于压电体18的缺陷部24的下方的位置上形成有缺损部25。在缺损部25中充填有绝缘层22的一部分。也就是说，与共用电极17上的缺陷部24对应的部分成为局部上电极不存在的部分。由此，即使电压被施加在独立电极19和共用电极17之间，压电体18的缺陷部24也成为局部上不被施加电压的非电压施加部。还有，在图中夸大显示了缺陷部24，但通常缺陷部24在压电体18中所占的比例非常小，为0.4％程度。与此相对应，共用电极17上的缺损部25的面积也非常小，因此，缺损部25的存在不会导致墨汁的喷出性能降低。
喷墨头的制造方法
下面，参照图4～图6对喷墨头1的制造方法进行说明。
首先，如图4(a)所示，借助于溅射或蒸镀等在由氧化镁(MgO)组成的第1基板(第1基材)30的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm～0.2μm的下部电极31。其次，如图4(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在下部电极31的表面上形成由PZT(钛酸锆酸铅)组成的厚度3μm的压电体32。还有，此时，在压电体32上可能产生缺陷部24。然后，如图4(c)所示，借助于溅射或蒸镀等在压电体32的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm的上部电极33(上部电极形成工序)。此上部电极33就这样成为共用电极17。
接着，如图4(d)所示，在上部电极33和下部电极31之间施加电压值比用于使墨汁喷出所施加的通常脉冲电压的电压值更大且施加时间更短的规定的微小脉冲电压并引起微小绝缘击穿(微小绝缘击穿工序)。具体来说，在本实施例中，如图7(a)所示，为了使振动板23变形并把压力传送给压力室11的墨汁而施加的通常脉冲电压其最大电压值为20V，施加时间为28μs。与此相对，如图7(b)所示，在微小绝缘击穿工序中所施加的微小脉冲电压是电压值为100V且施加时间为0.5μs的矩形状脉冲电压。由此，局部上在压电体32的缺陷部24上通过巨大的电流，引起微小的绝缘击穿。然后，通过由此导致的发热熔解在上部电极33上的缺陷部24的上方部分并气化，与该部分对应的上部电极33的一部分被除去。结果，在上部电极33上形成缺损部25。
接着，如图5(a)所示，借助于旋涂法等在上部电极33的表面上形成厚度0.5μm的绝缘层22(绝缘层形成工序)使之至少覆盖缺损部25。还有，在本实施例中，假设用绝缘层22的一部分堵住缺损部25。即假设把绝缘体填充到缺损部25中。
接着，如图5(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在绝缘层22的表面上形成由铬组成的厚度4μm的振动板23(振动板叠层工序)。然后，如图5(c)所示，通过粘接等把预先形成有压力室用凹部14和喷嘴12的喷墨头主体部15(第2基材)粘接在振动板23上。
接着，如图6(a)所示，除去第1基板30。然后，如图6(b)所示，借助于蚀刻等除去下部电极31的一部分，使之只留下含有与下部电极31上的压力室11对应的部分的规定部分。通过这样的定形，由下部电极31形成与各压力室11对应的多个独立电极19。然后，如图6(c)所示，与独立电极19一样，借助于蚀刻等除去压电体32的一部分，使之只留下含有与压电体32上的压力室11对应的部分的规定部分，形成与各压力室11对应的多个压电体18。
本实施例的效果
如上所述，根据本实施例，即便在压电体18上包含缺陷部24的情况下，与上部电极33(=共用电极17)上的该缺陷部24对应的部分也成为借助于微小绝缘击穿被除去后的缺损部25，因此，即便在独立电极19和共用电极17之间施加通常电压，在局部上电压也不被施加到缺陷部24上。因此，即便在压电体18上包含缺陷部24，在缺陷部24上也不会发生绝缘击穿，因此，不会降低喷墨头1的性能及品质。因此，可以得到带有耐电压性优良的压电体18的喷墨头1。
特别是在本实施例中假设了把绝缘体填充到共用电极17的缺损部25中，因此，借助于此绝缘体可以可靠地防止通常电压被施加到缺陷部24。因此，进一步提高压电体18的耐电压性。
但是，在上部电极33上有缺损部25的情况下，当上部电极33的表面上直接形成振动板23时，在与缺损部25对应的部分上有可能产生落差。但是，在本实施例中，假设在上部电极33的表面上设置绝缘层22并通过绝缘层22在上部电极33的上方设置振动板23，因此，即使在上部电极33上有缺损部25的情况下，应形成振动板23的面(即绝缘层22的上表面)成为与压电体32平行的面。因此，与压电体18平行地形成振动板23，因此，即使在缺损部25的面积大的情况下也可以使振动板23的动作稳定，不会有损喷墨性能。
还有，通过把上部电极33做得比下部电极31薄可以在微小绝缘击穿工序中容易地只除去上部电极33的一部分而无损下部电极31。因此，缺损部25只在上部电极33上被形成，因此，可以容易地把绝缘体往缺损部25埋设。
还有，在微小绝缘击穿工序中施加在微小脉冲电压只要是电压值高且施加时间短的脉冲电压即可，并不限于矩形状的脉冲电压。还有，不限于1个脉冲电压，也可以是由多个小脉冲构成的。
还有，在本实施例中，假设在制造工序的最后阶段(图6(b))进行对下部电极31的定形，但也可以在第1基板30之上设置了下部电极31之后定形此下部电极31并在其上使压电体32成膜。
实施例2
如图8所示，与实施例2相关的喷墨头1a为独立地形成有与各压力室11对应的振动板23的喷墨头。在喷墨头主体部15的表面一侧设有能够覆盖各压力室用凹部14的由厚度0.1μm～0.2μm的铂组成的共用电极17。在共用电极17的表面上设有由厚度3μm的PZT薄膜组成的压电体18，在此压电体18的表面上设有由厚度0.1μm铂组成的独立电极19。在独立电极19的侧面及上方形成有填充相邻独立电极19的间隙的绝缘层20，以防止独立电极19之间的短路。在绝缘层20的表面上形成有由铬组成的厚度4μm的振动板23，使之与各压力室11对应。
在独立电极19上的位于压电体18的缺陷部24的上方的部分上形成有缺损部25。与实施例1一样，绝缘层20的一部分被嵌入缺损部25，缺损部25成为局部上不被施加电压的非电压施加部。
下面，参照图9～图11对本喷墨头1a的制造方法进行说明。
首先，如图9所示，借助于溅射或蒸镀等在由氧化镁组成的第1基板30的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm～0.2μm的下部电极31。而且，此下部电极31直接成为共用电极17(参照图11(c))。其次，如图9(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在下部电极31的表面上形成由PZT组成的厚度3μm的压电体32。还有，此时在压电体32上可能产生缺陷。然后，如图9(c)所示，借助于溅射或蒸镀等在压电体32的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm的上部电极33(上部电极形成工序)。
其次，与实施例1一样，在上部电极33和下部电极31之间施加微小脉冲电压。由此，如图10(a)所示，局部上在压电体32的缺陷部24上通过巨大的电流，引起微小的绝缘击穿。由此导致上部电极33上的缺陷部24的上方部分气化，与该部分对应的上部电极33的一部分被除去。结果，在上部电极33上形成缺损部25(微小绝缘击穿工序)。
然后，如图10(b)所示，借助于蚀刻等除去上部电极33的一部分，使之只留下上部电极33的规定部分。通过这样的定形，由上部电极33形成多个独立电极19。然后，如图10(c)所示，借助于旋涂法等形成填充相邻的独立电极19的之间的间隙和缺损部25的绝缘层20。也就是说，把绝缘层填充在独立电极19的之间的间隙和缺损部25。还有，只要绝缘层20的厚度超过独立电极19的厚度即可，在本实施例中把绝缘层20的厚度设成大于独立电极19的厚度。
接着，如图11(a)所示，借助于溅射或蒸镀等在绝缘层20的表面上形成由铬组成的厚度4μm的振动板36。然后，如图11(b)所示，加工第1基板30，使得在与各独立电极19对应的位置上各形成压力室11。然后，如图11(c)所示，蚀刻振动板36并进行定形，使得只留下包含与振动板36上的独立电极19对应的规定部分。由此，由振动板36形成与各压力室11对应的多个振动板23。
如上所述，在实施例2中，与独立电极19上的缺陷部24对应的部分也成为缺损部25，因此，即便在独立电极19和共用电极17之间施加通常电压，在缺陷部24上也不会发生绝缘击穿。还有，绝缘体被填入缺损部25，因此，可以可靠地防止通常电压被施加到缺陷部24，可以得到与
实施例1同样的效果。
实施例3
也可以不是象实施例1那样分别设置绝缘层22和振动板23(参照图3)而是如图12所示那样设置兼作绝缘层22的绝缘性的振动板23a。
这样的喷墨头是通过在上部电极33上形成绝缘性的振动板23a来取代实施例1中在上部电极33上形成绝缘层22(绝缘层形成工序)并在绝缘层22上形成振动板23(振动板叠层工序)而得到的。
还有，如图13所示，也可以在独立电极19上形成绝缘性的振动板23a来取代实施例2中在独立电极19上依次形成绝缘层20及振动板36。
实施例4
实施例3为采用了绝缘性的振动板23a的实施例，但也可以采用导电性的振动板并使振动板兼作共用电极而不是分别设置振动板和共用电极。也就是说，也可以把振动板本身用作电极。
这样的喷墨头例如可以依照如下方式制造。具体来说，首先，在第1基板30上形成下部电极31，在下部电极31上形成压电体32，在压电体32上形成导电性的振动板。然后，在此导电性的振动板和下部电极31之间施加微小脉冲电压并引起微小绝缘击穿，由此在上述导电性振动板上形成缺损部25。然后，在导电性的振动板上形成绝缘层22，使之能够填充缺损部25，然后，把喷墨头主体部15粘接在该绝缘层22上。然后，除去第1基板30并对下部电极31及压电体32进行定形。还有，因导电性振动板其厚度比较厚，为了简易地形成缺损部，也可以在独立电极19上而不是在导电性振动板上形成缺损部。例如，也可以在做完图6(c)的状态后通过绝缘击穿在独立电极19上设置缺损部。
这样，因振动板兼作共用电极，不需要分别形成振动板和共用电极，可以谋求喷墨头的小型化和制造成本的降低。
还有，如以下所说明那样，也可以这样构成，即在实施例2中省略独立电极19并使振动板兼作独立电极。
具体来说，首先，在第1基板30上形成下部电极31，在下部电极31上形成压电体32，在压电体32上形成导电性的振动板。然后，在此导电性的振动板和下部电极31之间施加微小脉冲电压并引起微小绝缘击穿，由此在导电性振动板上形成缺损部25。然后，在导电性的振动板上形成绝缘层22，使之能够填充缺损部25，然后，加工第1基板30并形成压力室11等。然后，对导电性振动板及绝缘层22进行定形，形成与各压力室11对应的多个导电性振动板。
这样，因振动板兼作独立电极，不需要分别形成振动板和独立电极，可以谋求喷墨头的小型化和制造成本的降低。
实施例5
如图14～图16所示，实施例5为在实施例1中在对上部电极定形后再施加微小绝缘击穿工序中的微小电压的实施例。
在本实施例中，首先，如图14(a)～(c)所示，在由氧化镁组成的第1基板30上依次叠层下部电极31、压电体32及上部电极33。然后，如图14(d)所示，对上部电极33定形(独立化)。然后，如图15(a)所示，在上部电极33和下部电极31之间施加规定的电压并引起微小绝缘击穿。结果，在上部电极33的一部分上形成缺损部25。然后，如图15(b)～(d)及图16(a)～(c)所依次表示，与实施例1一样地制造喷墨头。
根据本实施例，微小绝缘击穿工序中假设了在对上部电极33定形后施加规定电压，因此，与在定形之前施加规定电压的情形相比，可以减少累积在两电极31、33之间的电量。因此，可以容易地控制微小绝缘击穿，使绝缘击穿不会过大。
还有，在实施例2中，也可以在对上部电极定形后施加微小绝缘击穿工序中的微小电压。具体来说，也可以在图14(a)～(d)及图15(a)～(c)的工序之后如图17(a)所示那样加工第1基板30并形成压力室等，然后，如图17(b)所示那样对振动板23进行定形。
实施例6
如图18～图20所示，实施例6为在制造工序的最后阶段进行微小绝缘击穿工序的实施例。
具体来说，首先，如图18(a)～(d)及图19(a)所依次显示那样，在第1基板30上依次叠层下部电极31、压电体32、上部电极33、绝缘层20及振动板23。然后，如图19(b)及(c)所示那样，在把喷墨头主体部15粘接在振动板23上之后除去第1基板30。其次，如图20(a)及(b)所示那样，在对下部电极31定形并作为独立电极19后再对压电体32定形。然后，如图20(c)所示，在上部电极33和独立电极19之间施加规定电压并引起微小绝缘击穿，在独立电极19上生成缺损部25。
还有，在本实施例中，绝缘层20并非必需的，还有，振动板23也可以兼作上部电极。
实施例7
实施例7为在喷墨头的制造工序中对缺陷部进行检测并根据该检测结果除去缺陷部的实施例。
喷墨头的基本制造方法与实施例1一样。也就是说，首先，如图4(a)所示，借助于溅射或蒸镀等在由氧化镁(MgO)组成的第1基板(第1基材)30的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm～0.2μm的下部电极31。其次，如图4(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在下部电极31的表面上形成由PZT(钛酸锆酸铅)组成的厚度3μm的压电体32。还有，此时，在压电体32上可能产生缺陷部24。然后，如图4(c)所示，借助于溅射或蒸镀等在压电体32的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm的上部电极33(上部电极形成工序)。而且，此上部电极33就这样成为共用电极17(参照图6(c))。
接着进行缺陷部检测工序。在此工程中，首先，在每规定的周期把电压值比用于在喷墨时施加的通常电压还要大且施加时间短的微小脉冲电压连续施加在上部电极33和下部电极31之间。也就是说，把由多个微小脉冲电压组成的电压组施加在两电极33、31之间。
具体来说，在本实施例中，如图21(a)所示，用于使振动板23变形并把压力传给压力室11的墨汁而施加的通常脉冲电压其最大电压值为20V，施加时间为28μs。与此相对，如图21(b)所示，在缺陷部检测工序中所施加的微小脉冲电压是电压值为100V且施加时间为0.03μs的脉冲电压。而且，在施加此微小脉冲电压时，限流器被设定为1A。每隔1ms就施加这样的微小脉冲电压。由此，当在压电体32上产生缺陷部24时，因绝缘击穿而导致在该缺陷部24上流过电流，与上部电极33的缺陷部24对应的部分发热，其温度变得比其周围的温度高。因此，上部电极33的表面温度分布在与缺陷部24对应的位置上有极大点。于是，可以特定上部电极33的温度成为极大值的位置。
首先，在施加上述微小脉冲电压组的同时从上部电极33的上方用辐射温度计(表面测温术)测定上部电极33的表面温度。而且，辐射温度计具有规定的分辨率，因此，如图22所示，在具有规定大小(例如20μm×20μm)的单元上检测出上部电极33的表面温度。还有，辐射温度计被构成为以规定的采样周期检测对象物的温度，因此，上部电极33的温度每隔该采样周期被检测出。这里，采样周期为1/60s(60分之1秒)。因此，微小脉冲电压组的微小脉冲电压施加周期在辐射温度计的采样周期以下。
下面对上部电极33的表面温度测定的具体例进行说明。在以下的说明中，以图22的左右方向(X方向)上所附的序号1、2、3、…和上下方向(Y方向)所附的序号1、2、3、…组合而成的序号如E11、E12、…、E21、E22、…等表示由辐射温度计检测出的单元序号。首先，比较各单元之间的温度并特定温度成为极大值的极值单元。这里，假设E33为极值单元。然后，检测出与此极值单元E33相邻的单元即E22、E23、E24、E32、E34、E42、E43及E44的各相邻单元的温度T22、T23、T24、T32、T34、T42、T43及T44。
然后，对极值单元E33的内部的温度分布进行内插。具体来说，通过把与各相邻单元的温度对应的加权系数分别乘以相对于X方向和Y方向从极值单元到各相邻单元的距离可以在极值单元E33的内部特定温度成为峰值的部分(峰值温度部)的位置。例如，如图23所示，在各单元的温度之比为T22∶T23∶T24∶T32∶T34∶T42∶T43∶T44=2∶6∶4∶3∶6∶1∶3∶2的情况下，极值单元的内部温度的峰值位置位于X方向2/3、Y方向2/3的位置的P点。由此，可以用具有比如20μm×20μm的分辨率的辐射温度计以5μm×5μm以下的分辨率检测出缺陷部，使得以高精度特定缺陷部的位置成为可能。
在以上的缺陷部检测工序之后，如图4(d)所示，用激光等修整与上部电极33的缺陷部24对应的部分(对应部)。结果，在上部电极33上形成缺损部25。还有，对上部电极33的上述对应部的修整是为了使该对应部不起电极的作用而进行的，并非一定要对该对应部本身进行修整。例如，如图24所示，也可以通过对上述对应部50的外围部51进行修整使该对应部50与上部电极33的其余部分52分开。
接着，如图5(a)所示，借助于旋涂法等在上部电极33的表面上形成厚度0.5μm的绝缘层22使之至少覆盖缺损部25。还有，在本实施例中，假设用绝缘层22的一部分堵住缺损部25。即假设把绝缘体填充到缺损部25中。
接着，如图5(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在绝缘层22的表面上形成由铬组成的厚度4μm的振动板23。然后，如图5(c)所示，通过粘接等机构把预先形成有压力室用凹部14和喷嘴12的喷墨头主体部15(第2基材)粘接在振动板23上。
接着，如图6(a)所示，除去第1基板30。然后，如图6(b)所示，借助于蚀刻等除去下部电极31的一部分，使之只留下含有与下部电极31上的压力室11对应的部分的规定部分。通过这样的定形，由下部电极31形成与各压力室11对应的多个独立电极19。然后，如图6(c)所示，与独立电极19一样，借助于蚀刻等除去压电体32的一部分，使之只留下含有与压电体32上的压力室11对应的部分的规定部分，形成与各压力室11对应的多个压电体18。
本实施例的效果
如上所述，根据本实施例，用简易的方法可以检测出压电体18的缺陷部24。而且，借助于修整除去与上部电极33(=共用电极17)上的该缺陷部24对应的部分并把该部分作为缺损部25，因此，即便在独立电极19和共用电极17之间施加通常电压，在局部上电压也不被施加到缺陷部24上。因此，即便在压电体18上包含缺陷部24，也不会发生绝缘击穿，因此，不会降低喷墨头1的性能及品质。因此，可以得到带有耐电压性优良的压电体18的喷墨头1。
特别是在本实施例中，假设了把绝缘体填充到共用电极17的缺损部25中，因此，借助于此绝缘体可以可靠地防止通常电压被施加到缺陷部24。因此，进一步提高压电体18的耐电压性。还可以防止墨汁侵入到缺陷部24。
在缺陷部检测工序中，不但特定了辐射温度计的检测温度成为极值的极值单元，还对相邻单元的温度分布进行内插并特定极值单元的内部温度的峰值位置，因此，可以以超过辐射温度计的分辨率的精度检测出缺陷部。因此，非常微小的缺陷部也可以检测出。
实施例8
与实施例2一样，与实施例8相关的喷墨头1a为独立地形成有与各压力室11对应的振动板23的喷墨头(参照图8)。
在喷墨头主体部15上设有能够覆盖各压力室用凹部14的由厚度0.1μm～0.2μm的铂组成的共用电极17。在共用电极17的表面上设有由厚度4μm的PZT薄膜组成的压电体18，在此压电体18的表面上设有由厚度0.1μm铂组成的独立电极19。在独立电极19的侧面及上方形成有填充相邻独立电极19的间隙的绝缘层20，以防止独立电极19之间的短路。在绝缘层20的表面上形成有由铬组成的厚度3μm的振动板23，使之与各压力室11对应。
在独立电极19上的位于压电体18的缺陷部24的上方的部分上形成有缺损部25。与实施例1一样，绝缘层20的一部分被嵌入缺损部25，缺陷部24成为局部上不被施加电压的非电压施加部。
本实施例的喷墨头的制造方法基本上与实施例2一样。具体来说，首先，如图9(a)所示，借助于溅射或蒸镀等在由氧化镁组成的第1基板30的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm～0.2μm的下部电极31。而且，此下部电极31直接成为共用电极17。其次，如图9(b)所示，借助于溅射或蒸镀等在下部电极31的表面上形成由PZT组成的厚度4μm的压电体32。还有，此时在压电体32上可能产生缺陷。然后，如图9(c)所示，借助于溅射或蒸镀等在压电体32的表面上形成由铂组成的厚度0.1μm的上部电极33。
接着，执行缺陷部检测工序。缺陷部检测工序的具体步骤与实施例7一样。
接着，如图10(a)所示，通过激光修整等除去与上部电极33上的压电体32的缺陷部24对应的部分。结果，在上部电极33上形成缺损部25。
然后，如图10(b)所示，借助于蚀刻等除去上部电极33的一部分，使之只留下上部电极33的规定部分。通过这样的定形形成多个独立电极19。然后，如图10(c)所示，借助于旋涂法等形成填充相邻的独立电极19的之间的间隙和缺损部25的绝缘层20。也就是说，把绝缘层填充到独立电极19的之间的间隙和缺损部25。还有，只要绝缘层20的厚度超过独立电极19的厚度即可，在本实施例中把绝缘层20的厚度设成大于独立电极19的厚度。
接着，如图11(a)所示，借助于溅射或蒸镀等在绝缘层20的表面上形成由铬组成的厚度3μm的振动板36。然后，如图11(b)所示，加工第1基板30，使得在与各独立电极19对应的位置上各形成压力室11。然后，如图11(c)所示，蚀刻振动板36并进行定形，使得只留下包含与振动板36上的独立电极19对应的规定部分。由此，由振动板36形成与各压力室11对应的多个振动板23。
如上所述，在实施例8中，与独立电极19上的缺陷部24对应的部分也成为缺损部25，因此，即便在独立电极19和共用电极17之间施加通常电压，在缺陷部24上也不会发生绝缘击穿。还有，绝缘体被填入缺损部25，因此，可以可靠地防止通常电压被施加到缺陷部24。
实施例9
实施例9 为在实施例7或8中的缺陷部检测工序上加以改变的实施例。
在本实施例中，在上部电极33和下部电极31之间施加电压值比温度检测用的微小脉冲电压大的微小脉冲电压。例如，如图25所示，施加电压值为100V且施加时间为0.5μs的矩形状脉冲电压。而且，限流器被设定为1A。由此，局部上在压电体32的缺陷部24上通过巨大的电流，引起微小的绝缘击穿。由此导致上部电极33上的缺陷部24的上方部分气化，与该部分对应的上部电极33的一部分被除去。也就是说，至少在与上部电极33上的压电体32的缺陷部24对应的部分上引起微小的绝缘击穿。
然后，通过显微镜等观察上部电极33的表面状态并检测出引起微小的绝缘击穿的部分。然后，与实施例7或8一样，借助于激光修整等除去与上部电极33上的压电体32的缺陷部24对应的部分并形成缺损部25。在与上部电极33上的缺陷部24对应的部分通过微小的绝缘击穿被充分除去的情况下，也可以省略激光修整等。
然后，与实施例7或8一样得到喷墨头1、1a。
因此，根据本实施例也可以通过简易的方法检测出缺陷部24，而且，可以提高压电体18的耐电压性。
实施例10
也可以不分别设置绝缘层22和振动板23而是如图12所示的实施例3那样设置兼作绝缘层22的绝缘性的振动板23a。
这样的喷墨头是通过在上部电极33上形成绝缘性的振动板23a来取代实施例7中在上部电极33上形成绝缘层22(绝缘层形成工序)并在绝缘层22上形成振动板23(振动板叠层工序)而得到的。
还有，如图13所示，也可以在独立电极19上形成绝缘性的振动板23a来取代实施例8中在独立电极19上依次形成绝缘层20及振动板36。
实施例11
与实施例4一样，也可以采用导电性的振动板并使振动板兼作共用电极17而不分别设置振动板和共用电极17。也就是说，也可以把振动板本身用作电极。
这样的喷墨头例如可以依照如下方式制造。具体来说，首先，在第1基板30上形成下部电极31，在下部电极31上形成压电体32，在压电体32上形成导电性的振动板。然后，在此导电性的振动板和下部电极31之间施加微小脉冲电压并根据温度分布的测定或微小绝缘击穿检测出缺陷部24并除去。由此在上述导电性振动板上形成缺损部25。然后，在导电性的振动板上形成绝缘层22，使之能够填充缺损部25，然后，把喷墨头主体部15粘接在该绝缘层22上。然后，除去第1基板30并对下部电极31及压电体32进行定形。
这样，因振动板兼作共用电极，不需要分别形成振动板和共用电极，可以谋求喷墨头的小型化和制造成本的降低。
还有，如以下所说明那样，也可以这样构成，即在实施例8中省略独立电极19并使振动板兼作独立电极。
具体来说，首先，在第1基板30上形成下部电极31，在下部电极31上形成压电体32，在压电体32上形成导电性的振动板。然后，在此导电性的振动板和下部电极31之间施加微小脉冲电压并根据温度分布的测定或微小绝缘击穿检测出缺陷部24并除去。由此在导电性振动板上形成缺损部25。然后，在导电性的振动板上形成绝缘层22，使之能够填充缺损部25，然后，加工第1基板30并形成压力室11等。然后，对导电性振动板及绝缘层22进行定形，形成与各压力室11对应的多个导电性振动板。
这样，因振动板兼作独立电极，不需要分别形成振动板和独立电极，可以谋求喷墨头的小型化和制造成本的降低。
如上所述，本发明在进行喷墨式记录的打印机、传真机、复印机等记录装置上有用。

Claims (39)

1．一种喷墨头的制造方法，是借助于压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后借助于绝缘击穿除去与上述上部电极或下部电极上的上述压电体的缺陷部对应部分的工序。
2．根据权利要求1所述的喷墨头的制造方法，上述压电体的厚度为0.5～5μm。
3．一种喷墨头的制造方法，是具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把上部电极叠层在上述压电体上的上部电极叠层工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述上部电极上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间的绝缘击穿工序。
4．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加在上述上部电极定形之后进行。
5．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，在上述绝缘击穿工序之后还包含把绝缘体填充到上述上部电极的除去部分中的工序。
6．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，在上述绝缘击穿工序之后还包含用绝缘体覆盖上述上部电极的除去部分的工序。
7．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，在上述绝缘击穿工序之后还包含把绝缘层叠层在上述上部电极上的绝缘层形成工序、把振动板叠层在上述绝缘层上的振动板叠层工序、把形成有多个压力室用凹部及喷嘴的第2基材粘接在上述振动板上使得上述压力室用凹部被上述振动板覆盖且由上述压力室用凹部和上述振动板分区形成多个压力室的工序、除去上述第1基材的工序和对上述下部电极及上述压电体定形使之与上述各压力室对应的工序。
8．根据权利要求7所述的喷墨头的制造方法，包含把绝缘性的振动板叠层在上述上部电极上的工序以取代上述绝缘层形成工序及上述振动板叠层工序。
9．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，在上述绝缘击穿工序之后还包含把绝缘层叠层在上述上部电极上的绝缘层形成工序、把振动板叠层在上述绝缘层上的振动板叠层工序、把多个压力室及喷嘴设在上述第1基材上的工序和对上述振动板定形使之与上述各压力室对应的工序。
10．根据权利要求9所述的喷墨头的制造方法，包含把绝缘性的振动板叠层在上述上部电极上的工序以取代上述绝缘层形成工序及上述振动板叠层工序。
11．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，上述绝缘击穿工序中的规定电压是脉冲电压，其电压值比用于在喷墨时使上述振动板变形而施加的通常电压还要大且施加时间短。
12．根据权利要求3所述的喷墨头的制造方法，上述上部电极的厚度小于上述下部电极的厚度。
13．一种喷墨头的制造方法，是具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把导电性的振动板叠层在上述压电体上的工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述导电性振动板上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述导电性振动板和上述下部电极之间的绝缘击穿工序、把绝缘层叠层在上述导电性振动板上的工序、把形成有多个压力室用凹部及喷嘴的第2基材粘接在上述绝缘层上使得上述压力室用凹部被上述绝缘层覆盖且由上述压力室用凹部和上述绝缘层分区形成多个压力室的工序、除去上述第1基材的工序和对上述下部电极及上述压电体定形使之与上述各压力室对应的工序。
14．根据权利要求13所述的喷墨头的制造方法，上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加在上述导电性振动板定形之后进行。
15．一种喷墨头的制造方法，是具备有形成有存放墨汁的多个压力室和分别与各压力室连通的多个喷嘴的喷墨头主体、带有压电体及振动板并通过上述压电体的压电效应使上述振动板变形从而把压力传给上述各压力室内的墨汁并使上述墨汁从上述各喷嘴喷出的多个调节器的喷墨头的制造方法，包含把下部电极叠层在第1基材上的工序、把压电体叠层在上述下部电极上的工序、把导电性的振动板叠层在上述压电体上的工序、为了借助于绝缘击穿除去与上述导电性振动板上的上述压电体的缺陷部对应的部分而把规定电压施加在上述导电性振动板和上述下部电极之间的绝缘击穿工序、把绝缘层叠层在上述导电性振动板上的工序、把多个压力室及喷嘴设在上述第1基材上的工序和对上述导电性振动板及上述绝缘层定形使之与上述各压力室对应的工序。
16．根据权利要求15所述的喷墨头的制造方法，上述绝缘击穿工序中的规定电压的施加在上述导电性振动板定形之后进行。
17．一种喷墨头，是通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，在上述第1及第2电极的至少一方上形成有因绝缘击穿所导致的缺损部。
18．根据权利要求17所述的喷墨头，在上述第1或第2电极的缺损部上填充绝缘体。
19．根据权利要求17所述的喷墨头，上述第1或第2电极的缺损部被绝缘体覆盖。
20．根据权利要求17所述的喷墨头，上述压电体的厚度为0.5～5μm。
21．一种喷墨头，是通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，上述第1电极的厚度小于上述第2电极的厚度，在上述第1电极上形成有因绝缘击穿所导致的缺损部。
22．根据权利要求21所述的喷墨头，上述压电体的厚度为0.5～5μm。
23．一种喷墨头的制造方法，是通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间并同时检测出上述上部电极及上述下部电极的至少一方的温度分布并根据上述温度分布检测出上述压电体的缺陷部的工序。
24．根据权利要求23所述的喷墨头的制造方法，上述上部电极或上述下部电极的温度是通过周期性地检测温度的温度检测机构测定的，以上述温度检测机构的检测周期以下的周期施加作为上述规定电压的多个脉冲电压。
25．根据权利要求24所述的喷墨头的制造方法，与用于使墨汁喷出而被施加的通常脉冲电压相比上述各脉冲电压是电压值更大且施加时间更短的脉冲电压。
26．根据权利要求23所述的喷墨头的制造方法，包含这样的工序，即上述上部电极或上述下部电极的温度是通过在每个具有规定大小的单元上检测温度的温度检测机构检测出的，当在多个单元之中特定了检测温度为极大或极小的极值单元后，根据与上述极值单元相邻的多个相邻单元的温度分布特定上述极值单元内的峰值温度部的工序。
27．根据权利要求23所述的喷墨头的制造方法，包含在检测出上述压电体的缺陷部后除去与上述上部电极或上述下部电极上的上述缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分的工序。
28．根据权利要求27所述的喷墨头的制造方法，包含把绝缘体填充在上述上部电极或上述下部电极的除去部分中的工序。
29．根据权利要求27所述的喷墨头的制造方法，包含用绝缘体覆盖上述上部电极或上述下部电极的除去部分的工序。
30．根据权利要求23所述的喷墨头的制造方法，上述规定电压的施加是在对上述上部电极及上述下部电极之中的至少一方定形之后进行的。
31．一种喷墨头的制造方法，是通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头的制造方法，包含在形成压电体和上述压电体的上部电极及下部电极之后把规定电压施加在上述上部电极和上述下部电极之间并通过检测由上述上部电极或上述下部电极上的上述电压施加所导致的绝缘击穿部分检测出上述压电体的缺陷部的工序。
32．根据权利要求31所述的喷墨头的制造方法，包含在检测出压电体的缺陷部后除去与上述上部电极或上述下部电极上的上述缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分的工序。
33．根据权利要求32所述的喷墨头的制造方法，包含把绝缘体填充到上述上部电极或上述下部电极的除去部分中的工序。
34．根据权利要求32所述的喷墨头的制造方法，包含用绝缘体覆盖上述上部电极或上述下部电极的除去部分的工序。
35．根据权利要求31所述的喷墨头的制造方法，上述规定电压的施加是在对上述上部电极及上述下部电极之中的至少一方定形之后进行的。
36．一种喷墨头，是通过压电体的压电效应使墨汁喷出的喷墨头，在上述压电体的两侧设有用于把电压施加在上述压电体上的第1及第2电极，在上述第1及第2电极的至少一方上形成有除去与上述压电体的缺陷部或上述缺陷部的外围部对应的部分而形成的缺损部。
37．根据权利要求36所述的喷墨头，在上述第1或第2电极的缺损部上填充绝缘体。
38．根据权利要求36所述的喷墨头，用绝缘体覆盖上述第1或第2电极的缺损部。
39．一种喷墨式记录装置，具备有根据权利要求17～22及36～38中任一项所述的喷墨头。
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