TWI574848B - 液體射出裝置、製造液體射出裝置的方法及印表機 - Google Patents

液體射出裝置、製造液體射出裝置的方法及印表機 Download PDF

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Description

液體射出裝置、製造液體射出裝置的方法及印表機
本發明係有關於一種液體射出裝置、一種製造液體射出裝置方法、及一種印表機。
液體射出裝置(液體射出頭)被建構來改變在一充滿液體的區域(壓力室)內的液體壓力，用以從一排放埠射出液體。一種隨需求而射出液滴(drop-on-demand)的液體射出裝置被廣為散佈。此外，對於施加壓力至液體的系統被廣義地分為兩種系統。這兩種系統中的一種是其內的壓力室的容量可藉由施加一驅動訊號至一壓電元件將該壓電元件移位藉以施加壓力至液體來予以改變的系統。這兩種系統中的另一種系統是其內的一電阻被施加至該電阻的驅動訊號產生熱，用以在該壓力室內生成一氣泡，藉以對液體施加壓力。
使用壓電元件的液體射出裝置可藉由機械性地處理一大塊的(a bulk of)壓電材料而被相對容易地製 造。此外，使用壓電元件的液體射出裝置在對於液體種類的限制較少這方面、及在包含各種材料的液體可被射出這方面亦具有優點。由此觀之，在最近幾年，將使用壓電元件的液體射出裝置運用在工業用途上(譬如，彩色濾光片或配線的形成上)的嘗試已有增加。
此外，一種包含藉由將一隔板(其由在剪力模式中的壓電材料形成)移位來改變壓力室(液體通道)的容量以射出液體的技術可精確地控制該壓力室的容量改變，並因而吸引極大的注意(專利文獻1)
此外，在最近幾年，對於射出微型液滴存在著需求。例如，要求微微升(picoliter)等級的液體射出。此外，甚至要求次微微升或更小等級的液體射出。
〔專利文獻〕
PTL1：日本審查專利公開案第H06-6375號。
PTL2：日本專利公開案第2003-165220號。
PTL3：日本專利公開案第2007-38654號。
然而，穩定地射出微型液滴並不容易。
本發明的目的是要提供一種能夠穩定地射出微型液滴的液體射出裝置。
依據本發明的一個實施例，一種液體射出裝置包含：一基底，其包括：一第一壓電件；及一第二壓電 件，其被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上；一壓力室，其被形成至該基底上且被至少兩個由該第一壓電件及該第二壓電件所形成的隔板隔開；及一電極，其形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上，其中：該壓力室在正面側是窄的，一被建構來射出液體的排放埠被形成在該正面側上；該至少兩個隔板的一面向該壓力室的面包括：一只由該第一壓電件形成的第一隔板部分；及一由該第一壓電件及該第二壓電件形成的第二隔板部分；該壓力室在該正面側係被該第一隔板部分隔開；該壓力室在一背面側係被該第二隔板部分隔開，一被建構來將該液體供應至該壓力室的液體室係被形成在該背面側上；形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上的該電極包括一在該壓力室側上的第一電極及一在和該壓力室側相反的一側上的第二電極；及相較於當一電壓被施加使得該第一電極的電位變成和該第二電極的電位相同的情形，當一電壓被施加使得該第一電極的電位變成低於該第二電極的電位時，該壓力室面向該第二隔板部分的容量會增加，且該壓力室面向該第一隔板部分的容量會減小。
依據該實施例的另一態樣，一種液體射出裝置包含：一基底，其包括：一第一壓電件；及一第二壓電件，其被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上；一壓力室，其被形成至該基底上且被至少兩個由該第一壓電件及該第二壓電件所形 成的隔板且被一安裝在該至少兩個隔板的端面上的板子隔開；及一電極，其形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上，其中：該壓力室在正面側是窄的，一被建構來射出液體的排放埠被形成在該正面側上；該至少兩個隔板的一面向該壓力室的面包括：一只由該第一壓電件形成的第一隔板部分；及一由該第一壓電件及該第二壓電件形成的第二隔板部分；該壓力室在該正面側係被該第一隔板部分隔開；該壓力室在一背面側係被該第二隔板部分隔開，一被建構來將該液體供應至該壓力室的液體室係被形成在該背面側上；及形成在該第一隔板部分的至少一側面上的該電極係被形成在一範圍內，該範圍是一離該端面一預定的範圍以外的範圍。
依據該實施例的又另一種態樣，一種製造液體射出裝置的方法包含：形成一溝槽於一第一壓電件及一第二壓電件內藉以形成一被一隔板隔開的壓力室，該第二壓電件被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上，該隔板包括一第一隔板部分及一第二隔板部分，該第一隔板部分係藉由切割至該第一壓電件來獲得，及該第二隔板部分係藉由從第一壓電件切割至該第二壓電件來獲得；形成一電極於該隔板上；及去除掉形成在該第一隔板部分的至少一側面上及形成在一離該隔板的一端面一預定範圍內的該電極。
依據該實施例的又另一種態樣，一種印表機包括上面提到的液體射出裝置。
本發明的其它特徵從下面參考附圖的示範性實施例的描述中將變得明顯。
12‧‧‧壓電板
11‧‧‧蓋板
100‧‧‧液體射出裝置(噴墨頭)
10‧‧‧壓電換能器
60‧‧‧孔口板(噴嘴板)
40‧‧‧歧管
50‧‧‧撓性基板
12a‧‧‧壓電件
12b‧‧‧壓電件
16‧‧‧黏劑層
1‧‧‧溝槽(壓力室)
2‧‧‧溝槽(啞室)
3‧‧‧隔板
7‧‧‧溝槽
23a‧‧‧提取電極
21a‧‧‧電極
14‧‧‧底面
15‧‧‧以環氧樹脂為主的黏劑層
21b‧‧‧電極
18‧‧‧區域
19‧‧‧區域
A‧‧‧縱長方向
25‧‧‧側壁
26‧‧‧側壁
31‧‧‧壁面
H1‧‧‧高度
H5‧‧‧高度
20‧‧‧隔離溝槽
28‧‧‧隔離溝槽
43‧‧‧共用的液體室
41‧‧‧供墨埠
42‧‧‧排墨埠
60a‧‧‧噴嘴
I‧‧‧液體(墨水)
4‧‧‧提取電極
56‧‧‧主表面
51‧‧‧訊號線
27‧‧‧共用的電極
23a‧‧‧提取圖案(提取電極)
4a2‧‧‧提取電極
4a1‧‧‧提取電極
4a3‧‧‧提取電極
24b‧‧‧提取圖案(提取電極)
1a‧‧‧部分壓力室
1b‧‧‧部分壓力室
A1‧‧‧射出方向
A2‧‧‧和射出方向相反的方向
55‧‧‧導電薄膜
32‧‧‧壁面
33‧‧‧壁面
H6‧‧‧高度
30‧‧‧壁面
34‧‧‧壁面
35‧‧‧壁面
37‧‧‧壁面
38‧‧‧壁面
61‧‧‧平的部分
62‧‧‧部分斜的部分
64‧‧‧平的部分
65‧‧‧斜的部分
63‧‧‧部分斜的部分
L‧‧‧壓力室1的長度
L1‧‧‧平的部分61的長度
L2‧‧‧部分斜的部分62的長度
L3‧‧‧部分斜的部分63的長度
L4‧‧‧平的部分64的長度
67‧‧‧邊界
圖1是一分解立體圖，用來示意地例示依據本發明的一實施例的液體射出裝置。
圖2是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖3是一立體圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖4是一立體圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖5A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖5B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖6A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖6B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖7A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖7B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例 的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖8A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖8B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖9A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖9B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖10A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖10B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一隔板的位移。
圖11A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的操作。
圖11B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的操作。
圖11C是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的操作。
圖11D是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的操作。
圖11E是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的操作。
圖12是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的 該實施例的液體射出裝置的方法。
圖13是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的液體射出裝置的方法。
圖14是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的液體射出裝置的方法。
圖15是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的液體射出裝置的方法。
圖16A是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例及本發明的該實施例的修改例(第3部分)的液體射出裝置的方法。
圖16B是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的修改例(第1部分)及修改例(第4部分)的液體射出裝置的方法。
圖16C是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的修改例(第2部分)及修改例(第5部分)的液體射出裝置的方法。
圖17是一處理圖，用來例示一種製造依據本發明的該實施例的液體射出裝置的方法。
圖18A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第1部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖18B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第1部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖19A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第2部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖19B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第2部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖20A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第3部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖20B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第3部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖21A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第4部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖21B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第4部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖22A是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第5部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖22B是一剖面圖，用來例示依據本發明的該實施例的修改例(第5部分)的液體射出裝置的壓電換能器的一個部分。
圖23是一立體圖，用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖24A是一立體圖，用來例示依據範例1及範例5的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖24B是一立體圖，用來例示依據範例2的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖24C是一立體圖，用來例示依據範例3的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
圖24D是一立體圖，用來例示依據範例4及範例6的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。
當一將被射出的液滴的速度變成等於或高於一給定的速度時，從一主液滴(主要液滴)撒出來的一微型液滴(minute liquid droplet)在該主液滴之前被非有意地產生。從該主液滴被分離地產生的此一微型液滴被稱為“衛星液滴(satellite droplet)”。
大致上，在液體射出時，該液體係在一液體射出裝置相對於一其上將落下該液滴的目標物運動時被射出的。因此，在一衛星液滴被產生之後，該衛星液滴係落在一和該主要液滴降落位置不一樣的位置。該衛星液滴的產生會造成圖案缺陷及類此者。
本發明的較佳實施例現將依據附圖詳細地加以描述。
〔實施例〕
一種依據本發明的一實施例的液體射出裝置係參考圖示來描述。圖1是一分解立體圖，用來示意地例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置。圖2是一剖面圖，用來例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。圖3是一立體圖，用來例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。圖4是一立體圖，用來例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。圖5A及圖5B是剖面圖，用來例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一些部分。圖5A相當於圖3的X-X’剖面。圖5B是圖5A中用虛線圈圍起來的部分的放大圖。圖6A是一剖面圖，用來例示依據本發明的此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。圖6A相當於圖3的Y-Y’剖面。圖6B是圖6A中用虛線圈圍起來的部分的放大圖。
應指出的是，一壓電板12被設置在上側及一蓋板11被設置在下側的例子被例示在圖1、圖3、及圖5A至圖6B中，但該壓電板12和該蓋板11之間的垂直關係並不侷限於此。該壓電板12可被設置在下側且該蓋板11可被設置在上側。在此說明書中，係以位在圖1、圖3、及圖5A至圖6B的圖紙上側的該壓電板12的表面是該壓電板12的下表面，及位在圖1、圖3、及圖5A至圖6B的圖紙下側的是該壓電板12的上表面的假設前提下來 進行描述的。圖1、圖3、及圖5A至圖6B的箭頭C的方向和該壓電板12的從該下表面側朝向該上表面側的方向一致。圖4和此說明書中的垂直關係的描述一致。
如圖1所示，一依據本發明的此實施例的液體射出裝置(噴墨頭)100包括一壓電換能器(射出單元或致動器)10。該壓電換能器10包括該壓電板(基底或基板主體)12及該蓋板(頂部)11，其被安裝至該壓電板12的一主表面(在圖1的下側的表面)上。此外，依據此實施例的該液體射出裝置100包括一孔口板(噴嘴板)60，其被安裝在該壓電換能器10的正面側上、及一歧管40，其被配置在該壓電換能器10的背側上。此外，依據此實施例的該液體射出裝置100包括一用來提供電力的撓性基板50，其被安裝至該壓電換能器10的一主表面(在圖1的圖紙的上側的表面)。
該壓電板12具有一實質扁平的板子的形狀。該壓電板12包括一壓電件12a及一固定在該壓電件12a上的壓電件12b。更具體地，如圖3所示，該壓電板12係藉由使用一黏劑層16將兩個具有相反的偏極方向的壓電體(壓電板或壓電材料)12a及12b彼此黏合在一起來形成。在和圖3的箭頭C所示的方向相反的方向上的偏極處理被實施在該壓電件(基底端側(base-end-side)壓電材料)12a上。圖3的箭頭C所示的方向上的偏極處理被實施在該壓電件(遠端側(distal-end-side)壓電材料)12b上。該壓電板12具有一例如約1mm的厚度。
例如，壓電陶瓷被用作為該壓電體12a及12b的材料。例如，以鋯酸鈦酸鉛(PZT：PbZrxTi1-xO3)為主的陶瓷材料(其為一鐵電陶瓷材料)被用作為該壓電陶瓷。應指出的是，例如，鈦酸鋇(BaTiO3)或鑭取代式鋯酸鈦酸鉛(PLZT：(Pb,La)(Zr,Ti)O3)可被用作為形成壓電體12a及12b的壓電陶瓷。
多個溝槽(開口)1及2被形成在該壓電板12上用以彼此平行。溝槽1及2的縱長方向和圖1中的箭頭A所示的方向一致。溝槽1及溝槽2沿著圖1的箭頭B的方向被交替地配置。應指出的是，圖1的箭頭A和圖1的箭頭B所示的方向正交。溝槽1係用來形成一壓力室(液體通道)。溝槽2則是用來形成一壓力室，即一啞室(dummy chamber)。溝槽1及2從該壓電換能器10的正面側(即，安裝了該孔口板60的那一側)延伸至該壓電換能器10的背面側(即，安裝了歧管40的那一側)。
該壓電板12包括被界定在溝槽1及溝槽2之間的隔板(壓電隔板)3。隔板3的每一者將形成為溝槽形狀的壓力室1及2彼此隔開。隔板3的縱長方向和圖1的箭頭A一致。多個隔板3沿著圖1的箭頭B所示的方向以彼此相隔一間距的方式被配置。隔板3從該壓電換能器10的正面側延伸至該壓電換能器10的背面側。
一用來形成提取電極(extracting electrode)23a(參見圖7A)(其由形成在溝槽2中的電極21a被提取)的溝槽7被形成在該壓電板12的正面側的一端面 上，亦即，在該壓電板12的安裝了該孔口板60的那一側的一端面上。該溝槽7的縱長方向是該壓電板12的主平面(principal surface)的法線方向。溝槽7被連接至形成該啞室2的溝槽2。在該壓電板12的正面側上的隔板3的一端面相對於該溝槽7的一底面14突伸出(參見圖3)。
該蓋板(有時被簡單地稱為“板子”)11沿著一和該隔板3的正面側上的端面相交的方向被安裝至該壓電板12的一端面(在此被稱為“主表面”(在圖1的圖紙的下側的表面))。例如，一熱膨脹係數等於該壓電板12的熱膨脹係數的材料被用作為該蓋板11的材料是較佳的。在此處，該蓋板11的材料係使用和該壓電板12相同的材料。該壓電板12的一個主平面(一沿著和該隔板3的正面側上的端面相交的方向的端面)(在圖1的圖紙的下側的表面)和該蓋板11的一主平面(在圖1的圖紙的上側的表面)被例如一以環氧樹脂為主的黏劑層15黏合在一起。溝槽1及2被蓋板11覆蓋，因此，壓力室被界定為形成有溝槽1及2的部件。應指出的是，壓力室1被界定為形成有溝槽1的部件，因此，溝槽1和壓力室1在此說明書中共用元件編號“1”。此外，壓力室(啞室)2被界定為形成有該溝槽2的部件，因此在此說明書中溝槽2和壓力室(啞室)2共用元件編號“2”。
壓力室1及和該壓力室1相鄰的壓力室2彼此被隔板3隔開。因此，獨立地控制壓力室1的容量以及 和壓力室1相鄰的壓力室2的容量並不容易。因此，壓力室1被用作為液體通道，和壓力室1相鄰的壓力室2則被用作為啞室。
壓力室1及2各自的容量亦可被控制，使得壓力室2亦可被用作為液體通道。例如，在該壓力室1的一側上被形成至該隔板3的一電極21b(參見圖5A至圖6B)及在該壓力室1的另一側上被形成至該隔板3的一電極21b可彼此被隔開，且不同的訊號電壓可被提供至這兩個電極21b。因此，不只可以使用壓力室1還可以使用壓力室2來作為液體通道。
在此處，壓力室2沒有被用作為液體通道的情形被用作為一個範例。
如圖4所示，在該壓電換能器10的正面側上的一個區域18內，該壓力室1的深度被設定為相對較小(壓力室1被設定為容量較小)。詳言之，在位於壓力室1在一縱長方向A上的一側上的區域18內，該壓力室1的底部被設置在一個比該壓電件12a及壓電件12b之間的邊界還淺的位置。因此，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內，只由作為一第一壓電件的該壓電件12b形成該隔板3。在此實施例中，一只由作為一第一壓電件的該壓電件12b形成的隔板的一部分被稱為“第一隔板部分”。應指出的是，在此說明書中，為了方便描述起見，同一元件編號“18”被用於一在該壓電換能器10的正面側上的區域，及該壓電板12的正面側的一個區域。
另一方面，在該壓電換能器10的背面側上的一個區域19內，該壓力室1的深度被設定為相對較大(較寬)。詳言之，在位於壓力室1在一縱長方向A上的另一側上的區域19內，該壓力室1的底部被設置在一個比該壓電件12a及壓電件12b之間的邊界還深的位置。因此，在該壓電板12的背面側上的該區域19內，隔板3是由該壓電件12a及該壓電件12b所形成。詳言之，在該壓電板12的背面側上的該區域19內，該隔板3具有一V型臂章(chevron)結構。在此實施例中，一由作為第一壓電件的該壓電件12b及作為第二壓電件的壓電件12a形成的隔板的一部分被稱為“第二隔板部分”。應指出的是，在此說明書中，為了方便描述起見，同一元件編號“19”被用於一在該壓電換能器10的背面側上的區域，及該壓電板12的背面側的一個區域。
如圖5A至6B中所示，每一隔板3包括一側壁(有時亦被稱為“側面”)25及一位在該側壁25的背面上的側壁(有時亦被稱為“側面”)26。側壁25面向壓力室1，且側壁26面向該啞室2。隔板3的側壁25及和該隔板3相鄰的另一隔板3的側壁25彼此對立。此外，隔板3的側壁26及和該隔板3相鄰的另一隔板3的側壁26彼此對立。
電極(驅動電極)21b被形成在壓力室1內。形成在壓力室1內的電極21b和稍後將被描述之形成在啞室2內的電極21a一起被用來將一在和該偏極化方向垂直 的方向上的電場施加至該隔板(壓電件)3，用以在剪力模式下將該隔板3移位。電極21b被形成在隔板3的側壁25上及該溝槽1的底面上。
電極21b沒有形成在壁面(側面)31上，該壁面31係位在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的該隔板3的一上部(其離該第一隔板部分的一端面(即，將被黏合至該蓋板的面)一預定的範圍)，但被形成在一位在該壁面31底下的壁面30上(其在該預定的範圍以外的範圍內)(圖5B)。換言之，一形成在該第一隔板部分的至少一側面上的電極被形成在一範圍內，該範圍是離該第一隔板部分的該端面(將被黏合至該蓋板的表面)該預定的範圍之外的範圍。在此處，為了便於描述起見，描述是在假設圖5A及圖5B的圖紙的上側是下側且圖5A及圖5B的圖紙的下側是上側的前提下進行的。此外，描述是在假設沒有電極21b被形成的該預定的範圍是在該第一隔板部分的一壓力室側的側面上，但本發明並不侷限於此，且該預定的範圍可以是在該第一隔板部分的任何一側面上或是在第一隔板部分的兩個側面上。換言之，在啞室側上的該電極21a可以不被形成在該預定的區域內。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21b在該壓力室1內的高度H5例如被設定為大約是該隔板3的高度(即，從該溝槽1的底面到該隔板3的上表面的高度)H1的一半。換言之，電極21b的高度H5被設定為該隔板3在該壓力室1的縱長方向A上的一側上的該區 域18內的高度H1的一半。換言之，該第一隔板部分的該預定的範圍(即，電極21b或電極21a沒有形成於其內的範圍)的面積是該第一隔板部分一面向該壓力室的表面的面積的35%以上及75%以下。應指出的是，電極21b在該壓力室1內的高度H5並不侷限於此，且可被大致地設定，用以讓該隔板部分3被充分地位移。電極21b在該壓力室1內例如被連接至地極電位GND。以此方式，在此實施例中，該電極21b的上端被設置在該隔板3的上表面下方。詳言之，在此實施例中，該電極21b的上端被下凹於一從該隔板3的上部朝向溝槽1及2的底部的方向上。
另一方面，在如圖6A及6B所示的，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內，形成在該壓力室1內的電極21b的高度被設定為和隔板3的高度一樣。詳言之，在位於該壓力室1縱長方向A的另一側上的區域19內，形成在壓力室1內的該電極21b的上端其高度和該隔板3的上端一樣高。
電極21a被形成在隔板3的側壁26及溝槽2的底面上。電極21a的高度(從溝槽1的底面到電極21a的上端的高度)例如被設定為和隔板3的高度(從溝槽1的底面到隔板3的上表面的高度)H1相同。應指出的是，電極21a的高度並不侷限於此，且可被大致地設定，用以讓該隔板部分3被充分地位移。位在該啞室2的一側上的電極21a及位在啞室2的另一側上的電極21a彼此係被一形成在該啞室2的底面上的分隔槽20隔開。該分隔 槽20係沿著該啞室2的縱長方向(箭頭A所指的方向)被形成，用以從該溝槽2的一端延伸並到達溝槽2的另一端。此外，在形成在該壓電板12的正面側上的溝槽7內，該分隔槽20被連接至一形成在該壓電板12的一主表面(在圖1的圖紙的上側的表面)上的分隔溝槽28(參見圖1)。例如，一訊號電壓(控制電壓或控制訊號)被施加至該電極21a，該訊號電壓係用來將一具有所想要的大小的電場施加至隔板3。位在該啞室2的一側上的電極21a及位在啞室2的另一側上的電極21a彼此被電性地分隔開，因此可施加不同的訊號電壓至這些電極21a。
該壓力室1被形成為可到達在該壓電板12背側面上的端面，亦即，該壓電板12之其上安裝有歧管40的那一側上的端面(參見圖7A及7B)。藉此，液體從歧管40被供應至該啞室2內。
另一方面，啞室2被形成為不達到在該壓電板12背側面上的端面，亦即，該壓電板12之其上安裝有歧管40的那一側上的端面。藉此，可防止液體從歧管40被供應至該啞室2內。
歧管40被安裝至壓電換能器10的背面側。一用來供應液體(墨水)至壓電換能器10的壓力室1的共用的液體室43(參見圖2)被形成在該歧管40內。歧管40被建構成使得存在一液體瓶(未示出)內的液體經由一形成在該歧管40的背面側上的供墨埠41而被供應至該歧管40內。此外，一排墨埠(集墨埠)42亦被形成在 該歧管40的背面側上。該供墨埠41和該排墨埠42被形成在該歧管40上，這可允許墨水在該歧管40內被循環。
孔口板60被安裝在該壓電換能器10的正面側(在液體射出側的表面)。孔口板60是例如用塑膠製成。噴嘴(排放埠)60a被形成在孔口板60上和壓力室(液體通道)1相對應的位置處。噴嘴60a在圖1的箭頭B所示的方向上排成陣列。孔口板60例如藉由一以環氧樹脂為主的黏劑(未示出)而被黏合至該壓電換能器10的正面側的端面。
如圖2所示，從一墨水儲槽(未示出)被供應的液體(墨水)I係經由供墨埠41及該共用的液體室43而被供應至每一壓力室1，用以經由每一噴嘴60a被適當地射出。
如圖3所示，多個提取電極4被形成在該壓電板12的一主表面(在圖3的圖紙的上側的表面)56上。這些提取電極4被形成來和個別的壓力室1相對應。提取電極4經由提取配線(未示出)而被電連接至電極21a或類此者。如圖1所示，撓性基板50被安裝在該壓電板12的一表面(在圖1的圖紙的上側的表面)上。多條訊號線(訊號配線或訊號電極)51被形成在撓性基板50上。例示於圖1中的撓性基板50的訊號線51及例示於圖3中的提取電極4被對準，用以彼此連接。
接下來，一種施加一電壓至依據此實施例的液體射出裝置的每一電極的方法將參考圖7A及圖7B來 描述。圖7A及7B是立體圖，用來例示依據此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分。為了描述的簡要起見，圖7A及圖7B的例示只包括一個壓力室1。圖7A是壓電換能器10從該正面側觀看的立體圖，及圖7B是壓電換能器10從背面側觀看的立體圖。
如圖7A所示，多個提取電極4a1，4a2，及4a3和一共用的電極27被形成在該壓電板12的一主表面(在圖7A的圖紙的上側的表面)上。
如圖7A所示，提取電極23a被形成在溝槽7內，溝槽7係形成在該壓電板12的正面側上。形成在溝槽7內的該提取圖案(提取電極)23a被連接至形成在該啞室2內的電極21a。此外，形成在溝槽7內的該提取電極23a被連接至形成在該壓電板12的一主表面(在圖7A的圖紙的上側的表面)上的提取電極4a2。因此，形成在該壓電板12的主表面上的該提取電極4a2和形成在該啞室2內的電極21a經由該提取圖案23a而彼此電連接。
如圖7B所示，一提取圖案(提取電極或背電極)24b被形成在該壓電板12的背面側上。形成在該壓電板12的背面側上的該提取圖案24b被連接至形成在壓力室1內的電極21b。此外，形成在該壓電板12的背面側上的該提取圖案24b被連接至形成在該壓電板12的一主表面(在圖7B的圖紙的上側的表面)上的共用電極27。提取電極4a1及4a3被連接至共用電極27。因此，形成在該壓電板12的一主表面上的提取電極4a1及4a3經由 共用電極27及提取圖案24b被電連接至形成在壓力室1內的電極21b。
提取電極4a1，4a2，及4a3被電連接至形成在該撓性基板50上的各訊號線51(圖1)。因此，形成在該撓性基板50上的各訊號線51被電連接至形成在該啞室2內的電極21a及形成在該壓力室1內的電極21b。
因此，當一電壓Va被施加至形成在該撓性基板50(圖1)上的任何一條訊號線51時，該電壓Va經由提取電極4a2及提取圖案23a被施加至形成在啞室2內的電極21a。
此外，以相同的方式，當一電壓Vb被施加至形成在該撓性基板50(圖1)上的任何一條訊號線51時，該電壓Vb經由提取電極4a1及4a3及提取圖案24b被施加至形成在壓力室1內的電極21b。
接下來，依據此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的隔板的位移將參考圖8A至圖10B來描述。
圖8A至圖10B是剖面圖，用來例示依據此實施例的液體射出裝置的壓電換能器的隔板的位移。應指出的是，在此處的描述是在該啞室2內的電極21a有一電位Va及該壓力室1內的電極21b有一電位Vb的假設前提下提出的描述。圖8A、圖9A、及圖10A係對應於圖3的X-X’線所取的剖面。詳言之，圖8A、圖9A、及圖10A係用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖8B、圖9B、及圖10B係對應於圖3的Y-Y’ 線所取的剖面。詳言之，圖8B、圖9B、及圖10B係用來例示在該壓電換能器10的背面側上的區域19的剖面的圖式。
該啞室2內的電極21a的電位Va等於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的情形(亦即，Va=Vb的情形)被例示於圖8A及圖8B中。如可從圖8A中看出來的，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3沒有被變形。此外，如可從圖8B中看出來的，在該壓電換能器12的背面側上的區域19內，該隔板3也沒有被變形。
該啞室2內的電極21a的電位Va大於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的情形(亦即，Va>Vb的情形)被例示於圖9A及圖9B中。因為，該啞室2內的電極21a的電位Va大於該壓力室1內的電極21b的電位Vb，所以一電場被施加在和該偏極化方向正交的方向上。
如圖9A所示，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3被位移，使得該壓力室1的截面積減小。
如圖9B所示，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，該隔板3被位移，使得該壓力室1的截面積增加。
該啞室2內的電極21a的電位Va小於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的情形(亦即，Va<Vb的情形)被例示於圖10A及圖10B中。該啞室2內的電極21a 的電位Va小於該壓力室1內的電極21b的電位Vb，因此一電場被施加在和圖9A及圖9B的情形中的電場方向相反的方向上。
如圖10A所示，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3被位移，使得該壓力室1的截面積增加。
如圖10B所示，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，該隔板3被位移，使得該壓力室1的截面積減小。
接下來，依據此實施例的液體射出裝置的操作將參考圖11A至圖11E來描述。
圖11A至圖11E是剖面圖，用來例示依據此實施例的液體射出裝置的操作。在此處，位在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的壓力室1的一部分是部分壓力室1b。此外，位在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的壓力室1的一部分是部分壓力室1a。
該啞室2內的電極21a的電位Va等於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的情形(亦即，Va=Vb的情形)被例示於圖11A中。詳言之，圖11A所示的狀態對應於參考圖8A及圖8B所描述的狀態。在圖11A所示的狀態中，該壓力室1內的墨水I沒有流動。
圖11B是緊接在該電壓被施加之後該啞室2內的電極21a的電位Va變成高於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的狀態的圖式，亦即，緊接在該電壓被施 加之後，滿足Va>Vb的狀態。圖11B所示的狀態相當於上文中參考圖9A至9B所描述的狀態。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3被位移於一將該壓力室1收縮的方向上(圖9A)。詳言之，隔板3被位移於將該部分壓力室1b收縮的方向上。另一方面，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，該隔板3被位移於一將該壓力室1擴張的方向上(圖9B)。詳言之，隔板3被位移於將該部分壓力室1a擴張的方向上。
當隔板3被如此地位移時，墨水I流入到位在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的部分壓力室1a中。另一方面，在位於該壓電換能器10的正面側上的區域18內的部分壓力室1b中，在噴嘴60a附近的墨水I流動於一射出方向A1上。
圖11C是該電壓被施加以滿足Va>Vb之後經過一段固定的時間後的狀態的圖式。在此情形中，在位於該壓電換能器10的正面側上的區域18內的部分壓力室1b中，在噴嘴60a附近的墨水I的流動方向被反轉。詳言之，在圖11B中，在噴嘴60a附近的墨水I係流動於射出方向A1上，而在圖11C中在噴嘴60a附近的墨水I則是朝向和射出方向A1相反的方向A2流動。亦可料想到的是，在噴嘴60a附近的墨水I的流動因為下面的原因而以此方式被反轉。具體而言，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的該隔板3的位移量大於在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的該隔板3的位移量。因此， 位在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的該部分壓力室1a容量的變動量(change amount)變成大於位在位於該壓電換能器10的正面側上的區域18內的部分壓力室1b容量的變動量。可料想到的是，被吸引至該部分壓力室1b內的墨水I流變成是主導的(dominant)，因此，在噴嘴60a附近的墨水I的流動被反轉。
圖11D是緊接在該電壓被施加之後該啞室2內的電極21a的電位Va變成低於該壓力室1內的電極21b的電位Vb的狀態的圖式，亦即，緊接在該電壓被施加之後，滿足Va<Vb的狀態。圖11D所示的狀態相當於上文中參考圖10A至10B所描述的狀態。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3被位移於一將該壓力室1擴張的方向上(圖10A)。詳言之，隔板3被位移於將該部分壓力室1b擴張的方向上。另一方面，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，該隔板3被位移於一將該壓力室1收縮的方向上(圖10B)。詳言之，隔板3被位移於將該部分壓力室1a收縮的方向上。當隔板3被如此地位移時，墨水I流出位在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的部分壓力室1a。另一方面，在位於該壓電換能器10的正面側上的區域18內的部分壓力室1b中，在噴嘴60a附近的墨水I流動於和該射出方向A1相反的A2方向上。
圖11E是該電壓被施加以滿足Va<Vb之後經過一段固定的時間後的狀態的圖式。在此情形中，在位於 該壓電換能器10的正面側上的區域18內的部分壓力室1b中，在噴嘴60a附近的墨水I的流動方向被反轉。詳言之，在圖11D中，在噴嘴60a附近的墨水I係流動於和該射出方向A1相反的A2方向上，而在圖11E中，在噴嘴60a附近的墨水I則是朝向射出方向A1流動。
在此實施例中，在圖11D的情形中，在噴嘴60a附近的墨水I係流動於和該射出方向A1相反的A2方向上。墨水I在和該相反的A2方向上的流動扮演了緩和圖11E的情形中墨水I流動於射出方向A1上的角色。因此，依據此實施例，墨水急劇地集中至噴嘴60a中的情況可被緩和，且可抑制在主液滴被形成之前有一液滴(衛星液滴)從墨水的主液滴(主要液滴)分離出來的情況。因此，依據此實施例，一種可以穩定地射出液體的液體射出裝置被提供。
此外，可藉由適當地設定在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的該隔板3的位移量及在該壓電換能器10的背面側上的區域19內的隔板3的位移量來用所想要的射出速度穩定地射出液體。
以此方式，依據此實施例，在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，壓力室1的底面被設置在比該壓電件12a和壓電件12b之間的邊界還深的位置。另一方面，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，壓力室1的底面被設置在比該壓電件12a和壓電件12b之間的邊界還淺的位置。此外，在該壓電換能器10的正面側 上，第一電極21b的上端被設置在隔板3的上表面的下方。因此，依據此實施例，隔板3可在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。因此，當壓力室1在該壓電換能器10的背面側上的區域19內被收縮時，該壓力室1在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被擴張。因此，依據此實施例，當液滴因位在該壓電換能器10的背面側上的區域19的收縮而被射出時，可緩合壓力突然地集中至噴嘴內，這可抑制衛星液滴被產生。因此，依據此實施例，可提供一種穩定地射出微型液滴的液體射出裝置。
接下來，一種製造依據此實施例的液體射出裝置的方法將參考圖12至圖17來描述。圖12至圖17是處理圖，用來例示製造依據此實施例的液體射出裝置的方法。
首先，兩個具有相反的偏極方向的壓電基板(壓電體)12a及12b藉由使用黏劑層16(參見圖3)而被黏合在一起。對壓電件(基底端側壓電材料)12a實施和圖12的箭頭C所示的方向相反方向上的偏極處理。對壓電件(遠端側壓電材料)12b實施在圖12的箭頭C所示的方向上的偏極處理。例如，PZT、鈦酸鋇、或PLZT被用作為壓電體12a及12b的材料。例如，在此處，PZT被用作為壓電體12a及12b的材料。
接下來，壓電件12b的表面接受切割(研磨)，使得壓電件12b的厚度變成所想要的厚度。以此方 式，可獲得壓電板12，其中具有所想要的厚度的壓電件12b被設置在壓電件12a上(參見圖12)。應指出的是，圖12的虛線顯示出壓電件12b接受研磨之前的狀態。
接下來，如圖13所示，用來形成壓力室的溝槽1藉由例如使用鑽石刀(未示出)而被形成在壓電板12上。亦即，溝槽被形成來形成被隔板隔開的壓力室，其中隔板具有藉由切割至該第一壓電件而獲得的第一隔板部分和藉由從該第一壓電件切割至該第二壓電件的第二隔板部分。
詳言之，該等多個溝槽1被形成為彼此平行。在形成溝槽1時，只有位在壓電板12的該正面側(圖13的圖紙的前側)上的端面附近的區域18內的壓電件12b被處理。另一方面，在壓電板12的背面側上的區域19內，壓電件12a及壓電件12b這兩者都被處理。該處理在壓電板12的該正面側上的端面附近的區域18內被實施，使得溝槽1成為淺的溝槽。另一方面，在壓電板12的背面側上的區域19內，該處理被實施，使得溝槽1成為深的溝槽。使用一可至少被雙向地控制的切割設備作為切割設備是較佳的。例如，在此例子中，一由DISCO Corporation製造的切割鋸(商標名：Fully Automatic Dicing Saw，型號：DAD6240，心軸類型：1.2kW)被用作為切割設備。最好不要將支撐該壓電板12的桌台的進給速度設定得很快以防止壓電板12在使用鑽石刀片進行處理時受太大的應力。應指出的是，許多將被形成的溝槽1中的一些溝槽 被摘錄在圖13中。
然後，用來形成啞室的溝槽2藉由使用鑽石刀片(未示出)而被形成在壓電板12上。例如，一類似於形成溝槽1時所用的切割設備可被用作為切割設備。溝槽2被形成為沿著溝槽1的縱長方向。該等多個溝槽2被形成為彼此平行。其內將被形成溝槽2的區域被設定為讓該等多個溝槽2係分別位在被彼此平行地形成的該等多個溝槽1之間的中心處。溝槽2被形成為不會到達壓電板12在背面側的端面。這是為了防止液體從歧管40被供應啞室2內。在壓電板12的背面側上的區域19內，溝槽2的深度例如是和溝槽1的深度相同。應指出的是，溝槽2的深度並不一定要和溝槽1的深度相同。例如，溝槽2的深度可被大致設定為溝槽1的深度的1倍至1.5倍的範圍內。溝槽1和溝槽2之間的部分係作為隔板3。隔板3被設置在由溝槽1所形成的壓力室的兩側。
然後，藉由使用鑽石刀片(未示出)，溝槽7被形成在該壓電板12在正面側的端面。溝槽7被形成來延伸在該壓電板12的主表面的法線方向上。溝槽7是為了形成從電極21a提取的提取電極23a的目的而被形成的。形成溝槽7的處理條件例如是類似於形成溝槽2時的處理條件。溝槽7被形成在壓電板12的正面側上(亦即，在圖13的圖紙的側上)，用以連通至溝槽2。
應指出的是，使用鑽石刀片的處理例子在此處係作為一個範例被描述，但本發明並不侷限於此。
能夠將該壓電板12保持在居理溫度之下實施該處理的處理工具可被適當地使用。例如，該壓電板12可使用端面銑刀(end mill)或類此者來進行處理。
然後，如圖14所示，一導電膜55被形成，其係作為覆蓋該壓電板12的整個表面的電極。該導電膜55可被如下所述地形成。
首先，藉由蝕刻壓電板12的表面，使得微小的凹陷(不均勻性)被形成在該壓電板12的該表面上。然後，實施去鉛處理(de-leading treatment)，用以將包含在該壓電板12的材料內的鉛(Pb)從該壓電板12的該表面上去除掉。
接下來，如下文所描述地，一電鍍觸媒被沉積到該壓電板12的表面上。例如，錫(Sn)及鈀(Pd)被用作為電鍍觸媒。在此例子中，該沉積係用鈀的電鍍觸媒被產生為例子來加以描述。首先，該壓電板12被浸泡在約0.1%的氯化亞錫濃度水溶液中，藉以將氯化亞錫沉積到該壓電板12的表面上。接下來，該壓電板12被浸泡在約0.1%的氯化鈀的水溶液中，藉以讓事先沉積在該壓電板12的該表面上的氯化亞錫和氯化鈀之間產生氧化還原反應，用以產生金屬靶於該壓電板12的表面上。因此，金屬靶的電鍍媒被沉積在該電鍍板12的表面上。
接下來，其表面上生成了金屬靶的該壓電板12被浸泡在例如一鎳電鍍浴中，藉以形成一包含鎳(Ni)的無電式電鍍膜於該壓電板12的表面上。例如， 下列薄膜被形成為無電式電鍍膜：鎳-磷(Ni-P)的無電式電鍍膜及鎳-硼(Ni-B)的無電式電鍍膜。為了充分地覆蓋該壓電板12的表面及充分地降低電阻值的目的，無電式電鍍膜的厚度被設定為約0.5微米至1.0微米是較佳的。以此方式，無電式電鍍膜被形成在該壓電板12的表面上。
之後，例如透過取代電鍍(replacement plating)，例如金(Au)電鍍膜被形成在無電式電鍍膜上。以此方式，包括該電鍍膜的該導電膜55被形成在該壓電板12的整個表面上。
然後，形成在該壓電板12的整個表面上該導電膜55的非必要部分被去除掉(參見圖15)。該導電膜55的非必要部分可被如下文所描述地去除掉。
該導電膜55在該壓電板12的一主表面(在圖15的圖紙的上側的表面)上及在另一主表面(在圖15的圖紙的下側的表面)上的一些部分被去除掉。該導電膜55在該壓電板12的一主表面上及在另一主表面上的那些部分可例如藉由研磨而被去除掉。
此外，分隔溝槽20被形成在該溝槽2的底部，用來作為該啞室，及分隔溝槽28被形成在用於提取電極的該溝槽7的底部。這些分隔溝槽20及28係用來將位在溝槽2及7的一側上的電極21a和位在溝槽2及7的另一側上的電極21a彼此分隔開。例如，可使用鑽石刀片來形成分隔溝槽20及28。分隔溝槽20及28每一者都具 有一寬度，其例如是溝槽2及7的寬度的約1/2至1/3。應指出的是，分隔溝槽20及28的寬度並不侷限於此，且可被適當地設定。分隔溝槽20係沿著溝槽2的縱長方向被形成，用以從溝槽2的前端延伸到達其後端。此外，分隔溝槽28係沿著溝槽7的縱長方向被形成，用以從溝槽7的上端延伸到達其下端。位在溝槽2或7的一側上的電極21a和位在溝槽2或7的另一側上的電極21a彼此被分隔開，因此不同的訊號電壓可被施加至這些電極21a。因此，壓力室1的隔板3可被個別地位移。
接下來，如圖16A所示，導電膜55存在於該壓電板12的正面側的區域18內的部分被去除掉。換言之，形成在該第一隔板部分的至少一側面上且形成在離該隔板的端面(將被黏合至該蓋板的表面)一預定範圍內的電極(導電膜55)被去除掉。詳言之，在隔板3的側壁25的上部的導電膜55被去除掉。圖16A中的高度D標示該導電膜55被去除掉的高度。在該隔板3的側壁25的上部內的導電膜55可例如藉由使用鑽石刀片來去除掉。在該隔板3的側壁25的上部內的導電膜55可在用桌台(未示出)來調整位置的同時透過使用鑽石刀片或類此者的切割(研磨)來將其去除掉。
應指出的是，亦可藉由使用雷射束或類此者來去除存在於隔板3之側壁25上的導電膜55的不必要的部分。例如，一準分子雷射或KrF雷射可被用作為該雷射束。該雷射束具有例如約1J/cm2至10J/cm2的能量密度。 導電膜55的不必要的部分可藉由用適當的速度掃描該雷射束來去除掉。
以此方式，形成在該壓電板12的表面上的該導電膜的不必要的部分可被去除掉，用以將電極21a形成為所想要的形狀。
然後，如圖17所示，蓋板(頂板)11被安裝在該壓電板12上。例如，使用一熱膨脹係數等於該壓電板12的熱膨脹係數的材料作為該蓋板11的材料是較佳的。在此例子中，該蓋板11的材料係使用和壓電板12的材料一樣的材料。在此例子中，使用該蓋板11的材料例如是PZT。應指出的是，蓋板11的材料並不侷限於和壓電板12的材料一樣的材料。陶瓷材料(譬如，氧化鋁)亦可被用作為蓋板11的材料。該壓電板12的一主表面(在圖17的圖紙的下側的表面)和該蓋板11的一主表面(在圖17的圖紙的上側的表面)被環氧樹脂為主的黏劑層15黏合在一起。溝槽1及2被蓋板11封閉，因此該壓力室1係沿著溝槽1及2的縱長方向被形成。
接下來，該壓電板12的正面側、背面側及類此者接受研磨、拋光、及類此者的處理，用以藉此將導電膜55從該壓電板12去除掉並調整外部形狀及尺寸。
接下來，分隔溝槽(未示出)28被適當地形成在該壓電板12的一主平面(在圖17的圖紙的上側的表面)上。該分隔溝槽28係為了將提取電極4彼此隔開的目的而被形成的。分隔溝槽28可例如藉由掃描一雷射束 來形成。例如，一準分子雷射或KrF雷射可被用作為該雷射束。應指出的是，分隔溝槽28可藉由使鑽石刀片或類此者的處理來形成。
之後，該歧管40被安裝在該壓電換能器10的背面側上(參見圖1)。該歧管40由一共用的液體室43形成於其內(參見圖2)，用來供應液體至該壓電換能器10內的壓力室1。儲存在一液體瓶(未示出)內的液體經由形成在該歧管40的背面側上的供墨埠41而被供應至該歧管40中。此外，該排墨埠42亦被形成在該歧管40內。該供墨埠41和該排墨埠42被形成在該歧管40內，這可允許墨水被循還於該歧管40內。
此外，該孔口板60被安裝至該壓電板12的正面側上(參見圖1)。孔口板60可被如下所述地形成。首先，準備一用來形成該孔口板60的板形基板。例如，塑膠可被用作為此一板形基板的材料。在此例子中，例如聚亞醯胺可被用作為該板形基板的材料。然後，一斥墨(ink-repellent)薄膜(未示出)被形成在第一主表面(其為該板形基板的一個主表面)上。該板形基板的該第一主表面是和一主表面(第二主表面)相反的主表面，其中該主表面(第二主表面)在孔口板60被安裝至該壓電板12時係和該壓電板12相對立。例如，一由ASAHI GLASS有限公司所製造的非晶體氟樹脂(商標名：CYTOP)可被用作為該斥墨薄膜的材料。然後，一雷射束被照射至該板形基板，用以在板形基板上形成孔，藉此形 成噴嘴60a。當孔被形成在該板形基板上時，該雷射束係照射在從該板形基板的該第二主表面側朝向該第一主表面的方向上。例如，一準分子雷射可被用作為該雷射束。形成在該板形基板上的孔的大小從該板形基板的該第二主表面側朝向該第一主表面愈來愈小。噴嘴60a分別被形成在和壓力室(液體通道)1相對應的位置。以此方式可獲得其內形成有噴嘴60a的孔口板60。該孔口板60例如使用一以環氧樹脂為主的黏劑(未示出)而被黏合至該壓電板12在該前端面側的端面(黏合表面)。
此外，該撓性基板50被安裝至壓電板12的一主表面(在圖1的圖紙的上側的表面)(參見圖1)。該等多條訊號線51被形成在該撓性基板50上。該撓性基板50和該壓電板12被對準且該撓性基板50和該壓電板12例如藉由熱壓接合而被黏合在一起。
以此方式，可製造出依據此實施例的液體射出裝置。
(修改例(第1部分))
接下來，一依據此實施例的修改例(第1部分)的液體射出裝置將參考圖18A及圖18B來描述。圖18A及圖18B是剖面圖，用來例示依據此修改例的液體射出裝置的壓電換能器的部件。圖18A相當於圖3的X-X’剖面。詳言之，圖18A是一用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖18B是被圖18A的虛線包 圍的部分的放大視圖。
在依據此修改例的液體射出裝置中，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21a的上端被設置在該隔板3的上表面的下方。
如圖18A及18B所示，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，電極21a並沒有被形成在一位於該隔板3的上部內的壁面33上，電極21a被形成在位於該壁面33的下方的壁面32上。在此處，位了便於描述起見，此描述是在圖18A及圖18B的圖紙的上側是下側且圖18A及圖18B的圖紙的下側是上側的假設前提下進行的。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21a的高度(從溝槽1的底面到電極21a的上端的高度)H6例如被設定為大約是該隔板3的高度(從溝槽1的底面到隔板3的上表面的高度)H1的一半。應指出的是，電極21a的高度H6並不侷限於此，且可被適當地設定以允許隔板3被充分地位移。
電極21b被形成在隔板3的側壁25及溝槽1的底面上。該電極21b的高度(從溝槽1的底面到電極21b的上端的高度)例如被設定為和該隔板3的高度(從溝槽1的底面到隔板3的上表面的高度)H1一樣高。詳言之，在此修改例中，該電極21b的上端並未被設置在該隔板3的上表面的下方。
在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，此修改例具有和上文中參考圖6A及圖6B所描述的 結構相同的結構。
以此方式，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21a的上端可被設置在該隔板3的上表面下方。而且在此修改例中，該隔板3可用依據本發明該實施例的液體射出裝置相同的方式在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。
接下來，一種製造依據此修改例的液體射出裝置的方法將參考圖16B來描述。圖16B是一處理圖，用來例示製造依據此修改例的液體射出裝置的方法。
從形成該壓電板12的步驟到形成分隔溝槽20及28的步驟係和上文中參考圖12至圖15所描述的製造一種液體射出裝置的方法的相應步驟是相同的，因此，它們的描述將被省略。
接下來，如圖16B所示，該導電膜55延伸在該壓電板12的正面側上的區域18內的部分被去除掉。詳言之，在該隔板3的側壁26的上部內的導電膜55被去除掉。在該隔板3的側壁26的上部內的導電膜55可藉由例如使用鑽石刀片或雷射束來去除掉。
製造一液體射出裝置之方法的後續步驟和依據上文中所描述的實施例製造一種液體射出裝置的方法的步驟相同，因此它們的描述被省略。
以此方式，可製造出依據此修改例的液體射出裝置。
(修改例(第2部分))
接下來，一依據此實施例的修改例(第2部分)的液體射出裝置將參考圖19A及圖19B來描述。圖19A及圖19B是剖面圖，用來例示依據此修改例的液體射出裝置的壓電換能器的部件。圖19A相當於圖3的X-X’剖面。詳言之，圖19A是一用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖19B是圖19A中被虛線包圍的部分的放大視圖。
在依據此修改例的液體射出裝置中，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21b的上端被設置在該隔板3的上表面的下方，且該電極21a的上端亦被設置在該隔板3的上表面的下方。
如圖19A及19B所示，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，電極21b並沒有被形成在一位於該隔板3的上部內的壁面31上，且電極21b被形成在位於該壁面31的下方的壁面30上。在此處，位了便於描述起見，此描述是在圖19A及圖19B的圖紙的上側是下側且圖19A及圖19B的圖紙的下側是上側的假設前提下進行的。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21b的高度(從溝槽1的底面到電極21a的上端的高度)H5例如被設定為大約是該隔板3的高度(從溝槽1的底面到隔板3的上表面的高度)H1的一半。應指出的是，電極21b的高度H5並不侷限於此，且可被適當地設定以允許隔板3被充分地位移。
在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，電極21a並沒有被形成在位於該隔板3的上部內的壁面33上，且電極21a被形成在位於該壁面33的下方的壁面32上。在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21a的高度(從溝槽1的底面到電極21a的上端的高度)H6例如被設定為大約是該隔板3的高度(從溝槽1的底面到隔板3的上表面的高度)H1的一半。應指出的是，電極21a的高度H6並不侷限於此，且可被適當地設定以允許隔板3被充分地位移。
在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，此修改例具有和上文中參考圖6A及圖6B所描述的結構相同的結構。
以此方式，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該電極21b的上端可被設置在該隔板3的上表面下方，且該電極21a的上端亦可被設置在該隔板3的上表面下方。而且在此修改例中，該隔板3可用依據本發明該實施例的液體射出裝置相同的方式在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。
接下來，一種製造依據此修改例的液體射出裝置的方法將參考圖16C來描述。圖16C是一處理圖，用來例示製造依據此修改例的液體射出裝置的方法。
從形成該壓電板12的步驟到形成分隔溝槽20及28的步驟係和上文中參考圖12至圖15所描述的製造一種液體射出裝置的方法的相應步驟是相同的，因此，它 們的描述將被省略。
接下來，如圖16C所示，該導電膜55延伸在該壓電板12的正面側上的區域18內的部分被去除掉。詳言之，在該隔板3的側壁25的上部內的導電膜55被去除掉。此外，在該隔板3的側壁26的上部內的導電膜55被去除掉。在該隔板3的側壁25，26的上部的每一者之內的導電膜55可藉由例如使用鑽石刀片或雷射束來去除掉。
製造一液體射出裝置的後續步驟和依據上文中所描述的實施例製造一種液體射出裝置的方法的步驟相同，因此它們的描述被省略。
(修改例(第3部分))
接下來，一依據此實施例的修改例(第3部分)的液體射出裝置將參考圖20A及圖20B來描述。圖20A及圖20B是剖面圖，用來例示依據此修改例的液體射出裝置的壓電換能器的部件。圖20A相當於圖3的X-X’剖面。詳言之，圖20A是一用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖20B是圖20A中被虛線包圍的部分的放大視圖。
在依據此修改例的液體射出裝置中，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3在該上部內的厚度被設定為小於該隔板3在該下部內的厚度。
如圖20A及20B所示，在此修改例中，在該 壓電換能器10的正面側上的區域18內，該隔板3在該上部側的厚度被設定為是小的。詳言之，位在該隔板3在該上部內的壁面35相對於位在該壁面35下方的壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮。在此處，位了便於描述起見，此描述是在圖20A及圖20B的圖紙的上側是下側且圖20A及圖20B的圖紙的下側是上側的假設前提下進行的。
電極21b被形成在壁面34上，但沒有被形成在壁面35上。電極21b的上部的高度被設定為和壁面34的上端的高度一樣高。
換言之，隔板3位在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的上部中(在離該第一隔板部分的端面(被黏合至該蓋板的表面)預定的範圍內)的一壁面(側面)的厚度被設定為小於一在該預定範圍之外的範圍內的隔板部分的厚度。
在該預定的範圍內的該第一隔板部分(它只比在該預定的範圍以外的範圍內的該第一隔板部分稍薄)是有效的。在該預定的範圍內的該第一隔板部分的厚度是在該預定的範圍以外的範圍內的該第一隔板部分的厚度的45%以上及99%以下是較佳的，因為小於45%時該第一隔板部分的強度會受到不利的影響。
在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，此修改例具有和上文中參考圖6A及圖6B所描述的結構相同的結構。
以此方式，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，位在該隔板3的側壁25的上部內的壁面35可相對於位在該壁面35下方的壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮。而且，在此修改例中，該隔板3可用依據本發明該實施例的液體射出裝置相同的方式在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。
接下來，一種製造依據此修改例的液體射出裝置的方法將參考圖16A來描述。
從形成該壓電板12的步驟到形成分隔溝槽20及28的步驟係和上文中參考圖12至圖15所描述的製造一種液體射出裝置的方法的相應步驟是相同的，因此，它們的描述將被省略。
接下來，如圖16A所示，該側壁25在該壓電板12的正面側上的區域18內的上部被部分地研磨，而被去除掉。這造成位在該隔板3的側壁25的該上部內的壁面35可相對於位在該壁面35下方的壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮(參考圖20B)。該隔板3的側壁25的該上部可例如藉由使用鑽石刀片而被部分地研磨，且被去除掉。
製造一液體射出裝置的方法的後續步驟和依據上文中所描述的實施例製造一種液體射出裝置的方法的步驟相同，因此它們的描述被省略。
(修改例(第4部分))
接下來，一依據此實施例的修改例(第4部分)的液體射出裝置將參考圖21A及圖21B來描述。圖21A及圖21B是剖面圖，用來例示依據此修改例的液體射出裝置的壓電換能器的部件。圖21A相當於圖3的X-X’剖面。詳言之，圖21A是一用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖21B是被圖21A的虛線包圍的部分的放大視圖。
在依據此修改例的液體射出裝置中，如圖21A及圖21B所示，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，位在該隔板3的該側壁26的上部內的壁面38相對於位在該壁面38下方的壁面37在該壁面38的法線方向上被內縮。因此，該隔板3在該上部內的厚度被設定為小於該隔板3在該下部內的厚度。在此處，位了便於描述起見，此描述是在圖21A及圖21B的圖紙的上側是下側且圖21A及圖21B的圖紙的下側是上側的假設前提下進行的。
電極21a被形成在壁面37上，但沒有被形成在壁面38上。電極21a的上部的高度被設定為和壁面37的上端的高度一樣高。
在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，此修改例具有和上文中參考圖6A及圖6B所描述的結構相同的結構。
以此方式，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，位在該隔板3的上部內的壁面38可相對於位 在該壁面38下方的壁面37在該壁面38的法線方向上被內縮。而且，在此修改例中，該隔板3可用依據本發明該實施例的液體射出裝置相同的方式在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。
接下來，一種製造依據此修改例的液體射出裝置的方法將參考圖16B來描述。
從形成該壓電板12的步驟到形成分隔溝槽20及28的步驟係和上文中參考圖12至圖15所描述的製造一種液體射出裝置的方法的相應步驟是相同的，因此，它們的描述將被省略。
接下來，如圖16B所示，該側壁26在該壓電板12的正面側上的區域18內的上部被部分地研磨，而被去除掉。這造成位在該隔板3的側壁26的該上部內的壁面38相對於位在該壁面38下方的壁面37在該壁面38的法線方向上被內縮(參見圖21B)。該隔板3的側壁26的該上部可例如藉由使用鑽石刀片而被部分地研磨，且被去除掉。
製造一液體射出裝置的方法的後續步驟和依據上文中所描述的實施例製造一種液體射出裝置的方法的步驟相同，因此它們的描述被省略。
(修改例(第5部分))
接下來，一依據此實施例的修改例(第5部分)的液體射出裝置將參考圖22A及圖22B來描述。圖22A及圖 22B是剖面圖，用來例示依據此修改例的液體射出裝置的壓電換能器的部件。圖22A相當於圖3的X-X’剖面。詳言之，圖22A是一用來例示在該壓電換能器10的正面側上的區域18的剖面的圖式。圖22B是被圖22A的虛線包圍的部分的放大視圖。
在依據此修改例的液體射出裝置中，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，位在該隔板3的側壁25及26的上部內的壁面35及38相對於位在該壁面35及38下方的壁面34及37在該壁面35及38的法線方向上被內縮。因此，在此修改例中，該隔板3在該上部內的厚度比該隔板3在該下部內的厚度小很多。在此處，位了便於描述起見，此描述是在圖22A及圖22B的圖紙的上側是下側且圖22A及圖22B的圖紙的下側是上側的假設前提下進行的。
電極21b被形成在壁面34上，但沒有被形成在壁面35上。電極21b的上部的高度被設定為和壁面34的上端的高度一樣高。電極21a被形成在壁面37上，但沒有被形成在壁面38上。電極21a的上部的高度被設定為和壁面37的上端的高度一樣高。
在該壓電換能器10的背面側上的區域19內，此修改例具有和上文中參考圖6A及圖6B所描述的結構相同的結構。
以此方式，在該壓電換能器10的正面側上的區域18內，位在該隔板3的側壁25及26的上部內的壁 面35及38可分別相對於位在該壁面35及38下方的壁面34及37在該壁面35及38的法線方向上被內縮。而且，在此修改例中，該隔板3可用依據本發明該實施例的液體射出裝置相同的方式在該壓電換能器10的正面側上的區域18內被位移。
接下來，一種製造依據此修改例的液體射出裝置的方法將參考圖16C來描述。
從形成該壓電板12的步驟到形成分隔溝槽20及28的步驟係和上文中參考圖12至圖15所描述的製造一種液體射出裝置的方法的相應步驟是相同的，因此，它們的描述將被省略。
接下來，如圖16C所示，該側壁25及26在該壓電板12的正面側上的區域18內的上部每一者都被部分地研磨，且被去除掉。這造成位在該隔板3的側壁25的該上部內的壁面35相對於位在該壁面35下方的壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮(參見圖22B)。此外，位在隔板3的側壁26的上部內的壁面38相對於位在該壁面38下方的壁面37在該壁面38的法線方向上被內縮。該隔板3的側壁25及26的該上部可例如藉由使用鑽石刀片而被部分地研磨，且被去除掉。
製造一液體射出裝置的方法的後續步驟和依據上文中所描述的實施例製造一種液體射出裝置的方法的步驟相同，因此它們的描述被省略。
應指出的是，本發明並不侷限於上述的實施 例。在此技術領域中具有通常知識者可在不偏離本發明的技術教導的範圍內對該實施例進行改變。
此外，在上述的實施例中，將被用於一印表機或類此者的噴墨頭被描述為該液體射出裝置的例子，但本發明並不侷限於此。例如，該液體射出裝置可以是一種被建構來射出包含金屬微粒的液體的液體射出裝置。當包含金屬微粒的液體被射出時，可形成金屬配線(金屬圖案)或類此者。此外，該液體射出裝置可以是一種被建構來射出光阻液體(光阻墨水)的液體射出裝置。當該光阻液體被射出時，可形成光阻圖案。
〔範例〕
接下來，更多本發明的範例將被描述。
(範例1)
首先，範例1係參考圖23及圖24A來描述。範例1係對應於上文中參考圖1至圖17所示的實施例描述的液體射出裝置。圖23是一用來例示依據本發明的該實施例的液體射出裝置的壓電換能器的一部分的立體圖。圖24A是一用來例示依據範例1的液體射出裝置的壓電換能器的一部分的立體圖。
在範例1中，溝槽1係藉由使用鑽石刀片的處理來形成的。因此，在範例1中，壓力室1被設定為部分具有斜面的形狀。在範例1中，一平的部分61(其為 具有該壓力室1的一平的底面的部分)被形成在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內(圖23的圖紙的左側)。此外，在範例1中，一平的部分64(其為具有該壓力室1的一平的底面的部分)被形成在該壓電換能器10的正面側上的該區域18之外的區域19內，亦即，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內(圖23的圖紙的右側)。此外，在範例1中，一斜的部分65(其為具有該壓力室1的斜的底面的部分)被形成在該平的部分61和該平的部分64之間。在範例1中，一部分斜的部分62(其為該斜的部分65的一部分)係位在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內。另一方面，在範例1中，一部分斜的部分63(其為該斜的部分65的一部分)係位在該壓電換能器10的被面側上的該區域19內。
在範例1中，該壓力室1在縱長方向上的尺寸L，亦即，該壓力室1的長度L被設定為8mm。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的該平的部分61的長度L1被設定為0.5mm。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的該部分斜的部分62的長度L2被設定為1.1mm。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內的該部分斜的部分63的長度L3被設定為2.8mm。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內的該平的部分64的長度L4被設定為3.6mm。
圖23的箭頭C所標示的方向對應於高度方 向。在範例1中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的該平的部分61中，從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H1被設定為100微米。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內的該平的部分64中，從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H2被設定為300微米。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內的該平的部分64中，從該壓力室1的底面到壓電件12a的頂面的高度H4被設定為150微米。此外，在範例1中，在該壓電換能器10的背面側上的該區域19內的該平的部分64中，該壓電件12b的高度H3被設定為150微米。此外，在範例1中，黏劑層15及16的厚度被設定為2微米。
此外，在範例1中，隔板3在圖23的箭頭B所標示的方向上的尺寸W1，亦即，隔板3的寬度(厚度)W1被設定為60微米。此外，在範例1中，壓力室1在在圖23的箭頭B所標示的方向上的尺寸W2，亦即，壓力室1的寬度W2被設定為60微米。
圖24A至圖24D分別為用來例示依據範例1至範例4的液體射出裝置的壓電換能器的一部分的立體圖。在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的隔板3被例示於圖24A至圖24D中。
在範例1中，如圖24A所示，電極21a及21b被形成。
詳言之，在範例1中，形成在隔板3的一側 壁26上的電極21a在高度上被建造成和隔板3的上表面一樣高。
另一方面，在範例1中，形成在隔板3的一側壁25上的電極21b則從隔板3的上表面被向下內縮。在該平的部分61中，電極21b的上部被去除掉D1的高度。該電極21b被去除掉的高度D1，亦即介於隔板3的上表面和電極21b的上端之間的尺寸D1，被設定為50微米，其為該平的部分61內從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H1的一半。在該斜的部分62中，電極21b的上部被去除掉的高度逐漸增加。在一介於該壓電換能器10的正面側上的該區域18和該壓電換能器10的背面側上的該區域19之間的邊界67處，該電極21b的上部被去除掉D2的高度，其被設定為75微米，它是壓電件12b的高度H3的一半。電極21b的上部係使用雷射束來去除掉。
之後，蓋板11被安裝至以用此方式處理過的該壓電板12上，然後該歧管40、該孔口板60、該撓性基板50、及類此者被安裝至該壓電換能器10上以形成依據範例1的液體射出裝置。
依據範例1的液體射出裝置將液體射出來進行評估。一用水稀釋的乙二醇溶液被用作為評估時被射出被射出的液體。在該液體中的乙二醇的濃度被設定為80%。當該液體從依據範例1的液體射出裝置被射出時，將被施加至電極21a及21b的電壓係如下所述地予以設 定。
亦即，電極21b被設定為具有0V的電位。另一方面，一具有正電壓的脈衝式訊號被施加至電極21a。該將被施加至電極21a的訊號被設定為具有8微米的脈衝寬度。
一其上安裝了顯微鏡的影像拍攝設備被用來拍攝在飛翔狀態中的小液滴。一被建構來發出奈米脈衝雷射光的光源被用作為拍攝該小液滴在飛翔狀態中的影像時的光源。
隨著將被施加至電極21a的脈衝式訊號的電壓被提高，該小液滴的速度亦被增加。當該小液滴(主液滴)的速度變成等於或大於一給定的速度時，一從該主液滴分離出來的微型液滴(衛星液滴)會在該主液滴之前被產生。主液滴在該衛星液滴開始被產生時表現出來的速度會依據噴嘴60a的直徑而有所不同。主液滴在該衛星液滴開始被產生時表現出來的速度被顯示於表1中。
在對照例中，使用的是液體射出裝置中的電極21b的上部沒有被去除掉的設計。
從表1中可看出來的是，在對照例中，當噴 嘴60a的直徑被設定成相對小時，即使是用一相對低的液滴的速度，衛星液滴仍會被產生。
相反地，在範例1中，即使是在噴嘴60a的直徑相對小且液滴的速度相對高時，衛星液滴幾乎不會被產生。
在對照例中，可料想到的是，當噴嘴60a的直徑被設定成相對小時，即使液滴的速度相對低，但因為下面的原因，衛星液滴仍會被產生。詳言之，在對照例中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內，電極21a及21b的上部沒有被去除掉。此外，隔板3的上表面被固定至蓋板11。因此，在對照例中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內，隔板3沒有被位移。因此，在對照例中，當部分壓力室1a(參見圖11A至11E)被收縮時，部分壓力室1b沒有被擴張。因此，在對照例中，當部分壓力室1a被收縮時，液體突然地集中至噴嘴60a中。因此，在對照例中，可料想到的是，當噴嘴60a的直徑變得相對小時，即使是液滴的速度相對小，衛星液滴仍會被產生。
在範例1中，在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內，電極21b的上部被去除掉，因此，隔板3可在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內被移位。在範例1中，當部分壓力室1a被收縮時，部分壓力室1b被擴張。因此，依據範例1，可緩和進入該噴嘴60a內的液體的壓力集中。因此，依據範例1，即使當噴嘴 60a的直徑相對小且液滴的速度相對高時，仍可防止衛星液滴被輕易地產生。
(範例2)
接下來，範例2將參考圖23及24B來描述。圖24B是一用來例示依據範例2的液體射出裝置的壓電換能器的一部分的立體圖。
範例2係對應於上文中參考圖18A及圖18B所示的修改例(第1部分)所描述的液體射出裝置。範例2不同於範例1之處在於，電極21a的上部被去除掉，而範例1則是電極21b的上部被去除掉。除了電極21a的上部被去除掉電極21b的上部沒有被去除掉之外，範例2和範例1是相同的。
在範例2中，如圖24B所示，電極21a及21b被形成。
詳言之，在範例2中，形成在隔板3的一側壁25上的電極21b上端在高度上被建造成和隔板3的上表面一樣高。
另一方面，在範例2中，形成在隔板3的另一側壁26上的電極21a係位在隔板3的上表面下方。在該平的部分61中，電極21a的上部被去除掉D1的高度。該電極21a被去除掉的高度D1，亦即介於隔板3的上表面和電極21a的上端之間的尺寸D1，被設定為50微米，其為該平的部分61內從該壓力室1的底面到隔板3的上 表面的高度H1的一半。在該斜的部分62中，電極21a的上部被去除掉的高度逐漸增加。在一介於該壓電換能器10的正面側上的該區域18和該壓電換能器10的背面側上的該區域19之間的邊界67處，該電極21a的上部被去除掉D2的高度，其被設定為75微米，它是壓電件12b的高度H3的一半。電極21a的上部係使用雷射束來去除掉。
依據範例2所形成的液體射出裝置係用和範例1相同的方式被評估。依據範例2的液體射出裝置的評估結果被示於表2中。
從表1和表2的比較中可看出來得是，在範例2中可獲得和範例1實質相同的效能。
範例2的評估結果和範例1的評估結果實質相同是可以想像得到的，因為該電極的上部被移除的部分只從側壁25側換到側壁26側，隔板3本身的位移量並沒有作任何的改變。
(範例3)
接下來，範例3將參考圖23及24C來描述。圖24C是一用來例示依據範例3的液體射出裝置的壓電換能器的 一部分的立體圖。
範例3係對應於上文中參考圖19A及圖19B所示的修改例(第2部分)所描述的液體射出裝置。範例3不同於範例1及2之處在於，電極21a的上部及電極21b的上部這兩者都被去除掉，而範例1及2中則是電極21a及21b兩者的上部中的一者被去除掉。除了電極21a及21b兩者的上部都被去除掉之外，範例3和範例1及2是相同的。
在範例3中，如圖24C所示，電極21a及21b被形成。
詳言之，在範例3中，分別形成在隔板3的側壁25及26上的電極21a及21b的上端係位在隔板3的上表面下方。在該平的部分61中，電極21a及21b的上部被去除掉D1的高度。該電極21a及21b被去除掉的高度D1，亦即介於隔板3的上表面和電極21a及21b每一者的上端之間的尺寸，被設定為50微米，其為該平的部分61內從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H1的一半。在該斜的部分62中，電極21a及21b的上部被去除掉的高度逐漸增加。在一介於該壓電換能器10的正面側上的該區域18和該壓電換能器10的背面側上的該區域19之間的邊界67處，該電極21a及21b的上部被去除掉D2的高度，其被設定為75微米，它是壓電件12b的高度H3的一半。電極21a及21b的上部係使用雷射束來去除掉。
依據範例3所形成的液體射出裝置係用和範例1及2相同的方式被評估。依據範例3的液體射出裝置的評估結果被示於表3中。
從表3和表1及表2的比較中可看出來得是，和表1及表2相較，在衛星液滴開始產生時，該主液滴表現出來的速度在表3中明顯下降。
在衛星液滴開始產生時，該主液滴表現出來的速度在範例3中被降低下來是可想像得到的，因為在範例3中，隔板3該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的位移量比在範例1及2小。在範例3中，隔板3該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的位移量減小是因為當電電極21a及21b兩者的上部都被去除掉時，施加至隔板3的電場即減小。
當隔板3該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的位移量減小時，部分壓力室1b在該部分壓力室1a被收縮時表現出來的擴張量亦減小。因此，在範例3中，緩和液體進入到噴嘴60a中的壓力集中的效果會變差。因此，在範例3中主液滴在衛星液滴開始產生時表現出來速度會比範例1及2下降是可料想得到的。
(範例4)
接下來，範例4將參考圖23及24D來描述。圖24D是一用來例示依據範例4的液體射出裝置的壓電換能器的一部分的立體圖。
範例4係對應於上文中參考圖20A及圖20B所示的修改例(第3部分)所描述的液體射出裝置。範例4不同於範例1之處在於，隔板3的側壁25的上部在該側壁25的法線方向上被內縮，而在範例1中隔板3的側壁25的上部在該側壁25的法線方向上沒有被內縮。除了隔板3的側壁25的上部在該側壁25的法線方向上被內縮之外，範例4和範例1是相同的。
在範例4中，如圖24D所示，電極21b及21a被形成。
詳言之，在範例4中，形成在隔板3的一側壁26上的電極21a在高度上被建造成和隔板3的上表面一樣高。
另一方面，在範例4中，隔板3在隔板3的另一側壁25側上的上部被去除掉。這造成位在該側壁25(參見圖20A及20B)的上部內的該壁面35相對於位在該壁面35(參見圖20A及20B)下方的壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮。壁面35相對於壁面34在該壁面35的法線方向上被內縮的量(尺寸)W3被設定為20微米。當隔板3在該側壁25側上的上部被去除掉時，電極21b的上部亦被去除掉。
在該平的部分61中，隔板3在該側壁25側上的上部被去除掉D1的高度。該高度D1被設定為50微米，其為該平的部分61內從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H1的一半。在該斜的部分62中，電極21b的上部被去除掉的高度逐漸增加。在一介於該壓電換能器10的正面側上的該區域18和該壓電換能器10的背面側上的該區域19之間的邊界67處，隔板3在該側壁25側上的上部被去除掉的高度D2被設定為75微米，它是壓電件12b的高度H3的一半。隔板3在該側壁25側上的上部係使用端面銑刀(end mill)來去除掉。
依據範例4所形成的液體射出裝置係用和範例1相同的方式被評估。依據範例4的液體射出裝置的評估結果被示於表4中。
從表4中可看出來的是，和範例1及2相較，在範例4中主液滴在衛星液滴開始產生時所表現出來的速度有所改善。
在範例4中，主液滴在衛星液滴開始產生時所表現出來的速度有所改善是可以想像得到的，因為在範例4中，隔板3在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的位移量大於在範例1及範例2中的位移量。在範 例4中，隔板3在壓電換能器10的主表面側上的區域18內的位移量增加是可以想像得到的，因為隔板3的剛性因隔板3在上部內的較小的厚度而減小且隔板3的位移量因而增加。
當隔板3在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內的位移量增加時，部分壓力室1b在該部分壓力室1a被收縮時表現出來的擴張量亦隨之增加。因此，在範例4中，緩和液體進入到噴嘴60a中的壓力集中的效果會有所改善。因此，在範例4中主液滴在衛星液滴開始產生時表現出來速度會比範例1及2會有所改善是可料想得到的。
(範例5)
範例5係參考圖23及圖24A來描述。
範例5係對應於上文中參考圖1至圖17所示的實施例描述的液體射出裝置。在範例5中，該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2被改變而不同於範例1中被去除掉的高度。除了該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2被改變以外，其它部分範例5和範例1是相同的。
在範例5中，電極21b的上部被去除掉的高度D1相比於在該壓電換能器10的正面側上的該區域18內從該壓力室1的底面到隔板3的上表面的高度H1的比例(D1/H1)從0.2被改變至0.8。
此外，在範例5中，電極21b的上部被去除掉的高度D2相比於該壓電件12b在介於該壓電換能器10的正面側上的區域18和在背面側上的該區域19之間的邊界67處的高度H3的比例(D2/H3)從0.2被改變至0.8。
依據範例5所形成的液體射出裝置係用和範例1相同的方式被評估。依據範例5的液體射出裝置的評估結果被示於表5中。
從表5中可以看出來的是，當該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2很大或很小時，主液滴在衛星液滴開始產生時所表現出來的速度會下降。
當該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2很大時，主液滴在衛星液滴開始產生時所表現出來的速度會下降是可以想像得到的，因為在該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2設定為很高時，施加至隔板3的電場會減低，藉以減小隔板3的位移量。
另一方面，當該電極21b的上部被去除掉的 高度D1，D2很小時，主液滴在衛星液滴開始產生時所表現出來的速度會下降是可以料想得到的，因為施加至隔板3上部的電場和在施加至隔板3下部的電場是在同一方向被施加，藉以減小隔板3的位移量。
同樣可從表5看出來的是，該電極21b的上部被去除掉的高度D1，D2最好是該隔板3的高度H1及H3的35%或以上及75%或以下。詳言之，從位在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的壓力室1的底部到電極21b的上端的高度最好是從位在該壓電換能器10的正面側上的區域18內的壓力室1的底部到隔板3的上表面的高度的25%或以上及65%或以下。
(範例6)
接下來，範例6將參考圖23及圖24D來描述。
範例6對應於上文中參考圖20A及圖20B所示的修改例(第3部分)所描述的液體射出裝置。在範例6中，壁面35相對於壁面34的內縮量(去除掉的量或尺寸)W3被改變而不同於範例4。除了壁面35相對於壁面34的內縮量W3被改變之外，其它部分範例6和範例4是相同的。
在範例6中，隔板3在隔板3的下部中的厚度W1被設定為60微米。在範例6中，壁面35的內縮量W3和在該隔板3的下部內的隔板3的厚度W1的比例(W3/W1)從0.16被改變成0.66。在範例6中，噴嘴60a 的直徑被設定為 10微米。
依據範例6而獲得的液體射出裝置用和範例1相同的方式被評估。依據範例6的液體射出裝置的評估結果被示於表6中。
從表6可看出來的是，該主液滴在衛星液滴開始被產生時表現出的速度會隨著壁面35相對於壁面34的內縮量W3被設定得較大而被改善。
該主液滴在衛星液滴開始被產生時表現出的速度會隨著壁面35相對於壁面34的內縮量W3被設定得較大而被改善是可料想到的，因為當壁面35相對於壁面34的內縮量W3被設定得較大時，隔板3的剛性會降低且隔板3的位移量會增加。
另一方面，當壁面35相對於壁面34的內縮量W3被設定得太大時，該隔板3在處理時期破裂的此一故障會經常發生。
有鑑於上文所述，壁面35的內縮量W3和在該隔板3的下部內的隔板3的厚度W1的比率(W3/W1)小於55%是較佳的。換言之，在該壓電換能器10的正面 側上的區域18內介於該壁面35和該側壁26之間的厚度較佳地為在該壓電換能器10的正面側上的區域18內介於該壁面34和該側壁26之間的厚度的45%或更大。
依據本發明，在該壓電換能器的背面側上的區域內，該壓力室的底面被設置在比該第一壓電件及該第二壓電件之間的邊界還深的位置。另一方面，在該壓電換能器的正面側上的區域內，該壓力室的底面被設置在比該第一壓電件及該第二壓電件之間的邊界還淺的位置。然後，在該壓電換能器的正面側上的區域內，該第一壓電件的上端被設置成低於該隔板的上表面。因此，依據本發明，在該壓電換能器的正面側上的區域內，該隔板被可被移位。因此，當在該壓電換能器的背面側上的區域內的該壓力室被收縮時，在該壓電換能器的正面側上的區域內的該壓力室則被擴張。因此，依據本發明，當液滴被該壓電換能器的背面側的區域的收縮射出時，可以消除進入到該噴嘴內的急遽的壓力集中，此急遽的壓力集中會抑制衛星液滴被產生。因此，依據本發明，一種可穩定地射出微型液滴的液體射出裝置可被提供。
雖然本發明已參考示範性實施例加以描述，但應被瞭解的是，本發明並不侷限於至被揭露的示範性實施例。下面申請專利範圍的範圍應符合最廣義的解讀，用以涵蓋所有這些修改及等效結構及功能。
1‧‧‧溝槽(壓力室)
2‧‧‧溝槽(啞室)
3‧‧‧隔板
11‧‧‧蓋板
12‧‧‧壓電板
15‧‧‧以環氧樹脂為主的黏劑層
16‧‧‧黏劑層
20‧‧‧隔離溝槽
21a‧‧‧電極
21b‧‧‧電極
31‧‧‧壁面

Claims (9)

  1. 一種液體射出裝置，其包含：一基底，其包括：一第一壓電件；及一第二壓電件，其被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上；一壓力室，其被形成至該基底上且被至少兩個由該第一壓電件及該第二壓電件所形成的隔板隔開；及一電極，其形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上，其中：該壓力室在正面側是窄的，一被建構來射出液體的排放埠被形成在該正面側上；該至少兩個隔板的一面向該壓力室的面包括：一只由該第一壓電件形成的第一隔板部分；及一由該第一壓電件及該第二壓電件形成的第二隔板部分；該壓力室在該正面側係被該第一隔板部分隔開；該壓力室在一背面側係被該第二隔板部分隔開，一被建構來將該液體供應至該壓力室的液體室係被形成在該背面側上；形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上的該電極包括一在該壓力室側上的第一電極及一在和該壓力室側相反的一側上的第二電極；及相較於當一電壓被施加使得該第一電極的電位變成和 該第二電極的電位相同的情形，當一電壓被施加使得該第一電極的電位變成低於該第二電極的電位時，該壓力室面向該第二隔板部分的容量會增加，且該壓力室面向該第一隔板部分的容量會減小。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體射出裝置，其中相較於當該電壓被施加使得該第一電極的電位變成和該第二電極的電位相同的情形，當一電壓被施加使得該第一電極的電位變成高於該第二電極的電位時，該壓力室面向該第二隔板部分的容量會減小，且該壓力室面向該第一隔板部分的容量會增加。
  3. 一種液體射出裝置，包含：一基底，其包括：一第一壓電件；及一第二壓電件，其被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上；一壓力室，其被形成至該基底上且被至少兩個由該第一壓電件及該第二壓電件所形成的隔板且被一安裝在該至少兩個隔板的端面上的板子隔開；及一電極，其形成在該至少兩個隔板的兩側面的每一側面上，其中：該壓力室在正面側是窄的，一被建構來射出液體的排放埠被形成在該正面側上；該至少兩個隔板的一面向該壓力室的面包括：一只由該第一壓電件形成的第一隔板部分；及 一由該第一壓電件及該第二壓電件形成的第二隔板部分；該壓力室在該正面側係被該第一隔板部分隔開；該壓力室在一背面側係被該第二隔板部分隔開，一被建構來將該液體供應至該壓力室的液體室係被形成在該背面上；及形成在該第一隔板部分的至少一側面上的該電極係被形成在一範圍內，該範圍是一離該端面一預定的範圍以外的範圍。
  4. 如申請專利範圍第3項之液體射出裝置，其中在該預定的範圍內的該第一隔板部分的厚度小於在該預定的範圍以外的該範圍內的該第一隔板部分的厚度。
  5. 如申請專利範圍第3項之液體射出裝置，其中該預定的範圍的面積是該第一隔板部分面向該壓力室的表面的面積的35%或以上及75%或以下。
  6. 如申請專利範圍第4項之液體射出裝置，其中在該預定範圍內的該第一隔板部分的該厚度是在該預定的範圍以外的該範圍內該第一隔板的厚度的45%或更大。
  7. 一種製造液體射出裝置的方法，包含：形成一溝槽於一第一壓電件及一第二壓電件內藉以形成一被一隔板隔開的壓力室，該第二壓電件被固定至該第一壓電件且被偏極化於一和該第一壓電件的偏極方向相反的方向上，該隔板包括一第一隔板部分及一第二隔板部分，該第一隔板部分係藉由切割至該第一壓電件來獲得， 及該第二隔板部分係藉由從第一壓電件切割至該第二壓電件來獲得；形成一電極於該隔板上；及去除掉形成在該第一隔板部分的至少一側面上及形成在一離該隔板的一端面一預定範圍內的該電極。
  8. 如申請專利範圍第7項之製造液體射出裝置的方法，其中該去除電極包含切割。
  9. 一種印表機，包含如申請專利範圍第1-6項中任一項之液體射出裝置。
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