本發(fā)明涉及一種包括通過施加電壓而變形的壓電元件的壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置的制造方法以及液體噴射頭的制造方法。

背景技術(shù)：

壓電裝置是一種包括壓電元件的裝置，并被應(yīng)用于各種設(shè)備、傳感器等。例如，在液體噴射設(shè)備中，通過使用壓電裝置，從液體噴射頭噴射各種液體。作為液體噴射設(shè)備，例如，存在諸如噴墨式打印機(jī)或噴墨式繪圖機(jī)的圖像記錄設(shè)備，并且近些年來，通過利用可以將非常少量的液體精確地落在預(yù)定位置的事實(shí)，液體噴射設(shè)備還被應(yīng)用于各種制造設(shè)備。例如，液體噴射設(shè)備被應(yīng)用至用于制造諸如液晶顯示器的濾色器的顯示器制造設(shè)備，用于形成有機(jī)電致發(fā)光(el)顯示器、場(chǎng)致發(fā)射顯示器等的電極的電極形成設(shè)備，以及用于制造生物芯片(生物化學(xué)元件)的芯片制造設(shè)備。然后，用于圖像記錄設(shè)備的記錄頭噴射液體油墨，并且用于顯示器制造設(shè)備的顏色材料噴射頭噴射紅(r)、綠(g)和藍(lán)(b)的每種顏色材料的溶液。此外，在用于電極形成設(shè)備的電極材料噴射頭中，噴射液體電極材料，并且在用于芯片制造設(shè)備的生物有機(jī)材料噴射頭中，噴射生物有機(jī)材料的溶液。

上述液體噴射頭通過對(duì)噴嘴板、壓力室形成基板、壓電元件(一種致動(dòng)器)、密封板等進(jìn)行層壓來構(gòu)造，在噴嘴板上形成有多個(gè)噴嘴，在壓力室形成基板中形成有與每個(gè)噴嘴相對(duì)應(yīng)的壓力室，壓電元件引起各個(gè)壓力室內(nèi)的液體中的壓力變動(dòng)，在密封板中，形成有容納壓電元件的凹部。然后，液體噴射頭被配置為通過向壓電元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)而引起壓力室內(nèi)的液體中的壓力變動(dòng)(壓力變化)并通過使用該壓力變動(dòng)從噴嘴噴出液體。這里，已經(jīng)開發(fā)出了用于在面向密封板的凹部?jī)?nèi)的壓電元件的表面上形成用于向各個(gè)壓電元件傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路(也稱為驅(qū)動(dòng)器電路)的技術(shù)(例如，參見ptl1)。用于電連接驅(qū)動(dòng)電路和壓電元件的凸起電極形成在形成有驅(qū)動(dòng)電路的表面上。此外，作為密封板，由于可以通過半導(dǎo)體工藝(即，成膜步驟、光刻步驟、蝕刻步驟等)來構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電路，因此使用硅制的基板(以下稱為硅基板)。

引用列表

專利文獻(xiàn)

ptl1：jp-a-2009-252882

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

由于凹部通過蝕刻技術(shù)在密封板中構(gòu)建，因此其內(nèi)表面可能會(huì)粗糙。如果驅(qū)動(dòng)電路形成在這樣的表面上，則存在不能獲得期望的性能的擔(dān)心。因而，在驅(qū)動(dòng)電路形成在未形成有凹部的平面硅基板的表面上并且形成有能夠容納壓電元件的空間的狀態(tài)下，考慮通過粘合劑接合硅基板和壓電元件被層壓在其上的表面。然而，在這種構(gòu)造中，由于粘合劑變厚，固化前的粘合劑很可能從預(yù)定區(qū)域突出，所以存在對(duì)粘合劑突出的部分中會(huì)出現(xiàn)麻煩的擔(dān)心。例如，由于使粘合劑在振動(dòng)板的振動(dòng)區(qū)域(變動(dòng)區(qū)域)上突出而抑制了振動(dòng)板的振動(dòng)，因此存在對(duì)發(fā)生噴射故障的擔(dān)心。因而，有必要將粘合區(qū)域擴(kuò)展到包括諸如粘合劑的突出區(qū)域的邊緣，以便不會(huì)在構(gòu)造壓電裝置的諸如振動(dòng)板的位移部的另一部分與粘合劑之間進(jìn)行干擾。因而，難以減小壓電裝置和液體噴射頭的尺寸。

本發(fā)明是鑒于這種情況而做出的，并且本發(fā)明的目的在于提供一種在確保足夠的粘合強(qiáng)度的同時(shí)能夠減小尺寸的壓電裝置、液體噴射頭、壓電裝置的制造方法以及液體噴射頭的制造方法。

問題的解決方案

本發(fā)明的壓電裝置為了實(shí)現(xiàn)上述目的而提出，并且包括：第一基板，其包括設(shè)置在允許彎曲變形的第一區(qū)域中的壓電元件和電連接到壓電元件的電極層；第二基板，其中形成有與電極層抵接并導(dǎo)通并且具有彈性的凸起電極，并且第二基板被布置為以預(yù)定的間隔面向壓電元件；以及粘合劑，其在保持所述第一基板與所述第二基板之間的距離的狀態(tài)下接合所述第一基板與所述第二基板。所述粘合劑在相對(duì)于所述第一基板或所述第二基板的表面的高度方向上的中央部具有比在相同方向上的端部的寬度大的寬度。

根據(jù)該構(gòu)造，由于粘合劑的在高度方向上的中央部的寬度比粘合劑的在高度方向上的端部的寬度大，所以可以在確保足夠量的粘合劑來確保粘合強(qiáng)度的同時(shí)來抑制粘合劑在第一基板或第二基板的粘合表面中擴(kuò)展。因此，可以抑制粘合劑從預(yù)定區(qū)域突出并且允許粘合劑盡可能地接近構(gòu)造壓電裝置的其它部分，諸如第一區(qū)域。因此，可以在確保足夠的粘合強(qiáng)度的同時(shí)來減小壓電裝置的尺寸。

此外，本發(fā)明的液體噴射頭包括具有上述構(gòu)造的壓電裝置。

此外，提供了本發(fā)明的壓電裝置的制造方法，所述壓電裝置包括：第一基板，其中形成有壓電元件以及電連接到壓電元件的電極層；第二基板，其被布置為以預(yù)定的間隔面向所述壓電元件，并且其中形成有與所述電極層抵接并導(dǎo)通并且具有彈性的凸起電極；以及熱固性粘合劑，其在保持所述第一基板與所述第二基板之間的距離的狀態(tài)下接合所述第一基板與所述第二基板，所述制造方法包括：在所述第二基板中形成具有預(yù)定高度的所述凸起電極；對(duì)所述粘合劑進(jìn)行層壓，用于形成距所述基板的表面的高度等于或小于所述凸起電極在所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)上的高度的所述粘合劑；并且對(duì)所述基板進(jìn)行接合，用于在通過將所述粘合劑夾于所述第一基板與所述第二基板之間的同時(shí)加壓而使所述粘合劑收縮的狀態(tài)下加熱以固化所述粘合劑來在高度方向上接合所述第一基板與所述第二基板。

根據(jù)該方法，由于在粘合劑通過加壓而被在高度方向上收縮的狀態(tài)下加熱來固化粘合劑來接合兩個(gè)基板，因此可以在確保足夠量的粘合劑來確保粘合強(qiáng)度的同時(shí)來抑制粘合劑在第一基板或第二基板的粘合表面中在表面方向上擴(kuò)展。因而，可以抑制粘合劑從預(yù)定區(qū)域突出并且允許粘合劑盡可能地接近構(gòu)造壓電裝置的其它部分，諸如第一區(qū)域。因此，可以在確保足夠的粘合強(qiáng)度的同時(shí)來減小壓電裝置的尺寸。

然后，本發(fā)明的液體噴射頭的制造方法包括通過上述制造方法來制造壓電裝置。

附圖說明

圖1是描述打印機(jī)的構(gòu)造的立體圖；

圖2是描述記錄頭的構(gòu)造的截面圖；

圖3是描述致動(dòng)器單元的構(gòu)造的截面圖；

圖4是圖3中的區(qū)域iv的放大圖；

圖5a是描述通過粘合劑接合兩個(gè)基板的示意圖；

圖5b是描述通過粘合劑接合兩個(gè)基板的示意圖；

圖6是描述致動(dòng)器單元的制造步驟的流程的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。此外，在下述實(shí)施例中，盡管作為本發(fā)明的優(yōu)選具體示例存在各種限制，但是除非在以下描述中包括限定本發(fā)明的具體描述，否則本發(fā)明的范圍不限于這些實(shí)施例。另外，在下面的描述中，在安裝有作為一種液體噴射頭的噴墨式記錄頭(下文中稱為記錄頭)的、作為一種液體噴射設(shè)備的噴墨式打印機(jī)(下文中稱為打印機(jī))中，作為根據(jù)本發(fā)明的壓電裝置，舉例示出了采用用于噴墨的致動(dòng)器的情況。

將參照?qǐng)D1對(duì)打印機(jī)1的構(gòu)造進(jìn)行描述。打印機(jī)1是一種通過將墨水(一種液體)噴射到諸如記錄紙的記錄介質(zhì)2(一種著落目標(biāo))的表面上來執(zhí)行對(duì)圖像等的記錄的裝置。打印機(jī)1包括記錄頭3、安裝有記錄頭3的滑架4、在主掃描方向上移動(dòng)滑架4的滑架移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、在副掃描方向上供給記錄介質(zhì)2的傳送機(jī)構(gòu)6等等。這里，墨水被儲(chǔ)存在作為液體供應(yīng)源的墨盒7中。墨盒7可拆卸地安裝在記錄頭3上。此外，還可以采用墨盒布置在打印機(jī)的主體側(cè)并且墨水從墨盒經(jīng)過墨水供應(yīng)管供應(yīng)到記錄頭的構(gòu)造。

滑架移動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括正時(shí)帶8。然后，正時(shí)帶8由諸如dc電動(dòng)機(jī)的脈沖電動(dòng)機(jī)9驅(qū)動(dòng)。因而，如果脈沖電動(dòng)機(jī)9被操作，則滑架4由橋接到打印機(jī)1的引導(dǎo)桿10引導(dǎo)，并在主掃描方向(記錄介質(zhì)2的寬度方向)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滑架4在主掃描方向上的位置由作為一種位置信息檢測(cè)單元的線性編碼器(未示出)檢測(cè)。線性編碼器將其檢測(cè)信號(hào)，即編碼器脈沖(一種位置信息)，傳輸?shù)酱蛴C(jī)1的控制部。

此外，作為滑架4的掃描的基點(diǎn)的初始位置在滑架4的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置在比記錄區(qū)域更靠外側(cè)的端部區(qū)域中。在初始位置，蓋11和擦拭單元12從該端部側(cè)依次設(shè)置，蓋11密封形成在記錄頭3的噴嘴表面(噴嘴板21)上的噴嘴22，擦拭單元12用于擦拭噴嘴表面。

接下來，將描述記錄頭3。圖2是描述記錄頭3的構(gòu)造的截面圖。圖3是放大記錄頭3的主要部分的截面圖，即，致動(dòng)器單元14(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的壓電裝置)的截面圖。圖4是圖3中的區(qū)域iv的放大圖。在本實(shí)施例中，如圖2所示，記錄頭3在致動(dòng)器單元14和流路單元15被層壓的狀態(tài)下安裝在頭殼體16上。此外，為方便起見，將每個(gè)構(gòu)件的層壓方向描述為豎直方向。

頭殼體16是由合成樹脂制成的盒狀構(gòu)件，在其內(nèi)部形成有向各個(gè)壓力室30供給墨水的貯液器18。貯液器18是用于儲(chǔ)存墨水的空間，其在壓力室30中是共用的并沿著噴嘴列方向而形成。此外，在頭殼體16上方形成有將墨盒7側(cè)的墨水引入到貯液器18的墨水引導(dǎo)路徑(未圖示)。此外，在高度方向上從頭殼體16的下表面到中間，凹陷的長(zhǎng)方體狀的容納空間17在頭殼體16的下表面?zhèn)壬闲纬?。下面描述的流路單?5在位于頭殼體16的下表面的狀態(tài)下被接合到頭殼體16的下表面，層壓在連通基板24上的致動(dòng)器單元14(壓力室形成基板29、密封板33等)被構(gòu)造為容納在容納空間17內(nèi)。

接合到頭殼體16的下表面的流路單元15具有連通基板24、噴嘴板21和順應(yīng)性片28。連通基板24是由硅制成的板材，在本實(shí)施例中為由表面(上表面和下表面)為(110)平面的硅單晶基板制成。如圖2所示，公共液體室25和獨(dú)立連通路徑26通過各向異性蝕刻來形成在連通基板24中，公共液體室25與貯液器18連通并且其中儲(chǔ)存有每個(gè)壓力室30中共用的墨水，獨(dú)立連通路徑26將來自貯液器18的墨水通過公共液體室25獨(dú)立地供應(yīng)到各個(gè)壓力室30。公共液體室25是在噴嘴列方向(壓力室30的排列方向)上伸長(zhǎng)的空間部。公共液體室25由在連通基板24的板厚度方向上穿過其的第一液體室25a和從連通基板24的下表面在板厚度方向上朝向上表面?zhèn)劝歼M(jìn)到連通基板24的中間的第二液體室25b構(gòu)造成，并且第二液體室25b在留下薄板部的狀態(tài)下形成。多個(gè)獨(dú)立連通路徑26在第二液體室25b的薄板部中在壓力室30的排列方向上對(duì)應(yīng)于壓力室30地形成。在連通基板24和壓力室形成基板29以被定位的狀態(tài)被接合的狀態(tài)下，獨(dú)立連通路徑26在縱向上與對(duì)應(yīng)的壓力室30的一個(gè)端部連通。

此外，在連通基板24的板厚方向上穿過連通基板24的噴嘴連通路徑27形成在連通基板24的對(duì)應(yīng)于每個(gè)噴嘴22的位置。即，多個(gè)噴嘴連通路徑27在對(duì)應(yīng)于噴嘴列的噴嘴列方向上形成。壓力室30和噴嘴22通過噴嘴連通路徑27連通。在連通基板24和壓力室形成基板29以被定位的狀態(tài)而被接合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的噴嘴連通路徑27與對(duì)應(yīng)的壓力室30的在其縱向上的另一(與獨(dú)立連通路徑26相對(duì)的一側(cè))端部連通。

噴嘴板21是接合到連通基板24的下表面(與壓力室形成基板29相對(duì)的一側(cè)的表面)的由硅制成的基板(例如，硅單晶基板)。本實(shí)施例的噴嘴板21接合到連通基板24中的順應(yīng)性片28(公共液體室25)的外側(cè)的區(qū)域。多個(gè)噴嘴22以直線形(列形)在噴嘴板21中開口。多個(gè)陣列噴嘴22(噴嘴列)以與從一端側(cè)的噴嘴22到另一端側(cè)的噴嘴22的點(diǎn)形成密度對(duì)應(yīng)的間距(例如，180dpi)等距離設(shè)置在與主掃描方向正交的副掃描方向上。

在由公共液體室25形成的空間在下表面?zhèn)鹊拈_口關(guān)閉的狀態(tài)下，順應(yīng)性片28被接合到噴嘴板21接合到連通基板24的區(qū)域以及對(duì)應(yīng)于公共液體室25的區(qū)域以外的區(qū)域。順應(yīng)性片28由具有柔性的柔性膜28a和其上表面上固定有柔性膜28a的硬固定板28b構(gòu)造成。在固定板28b對(duì)應(yīng)于公共液體室25的位置設(shè)置有開口，以便不會(huì)抑制柔性膜28a的柔性變形。因而，公共液體室25的下表面是僅由柔性膜28a分隔的順應(yīng)性部?？梢酝ㄟ^順應(yīng)性部吸收貯液器18和公共液體室25內(nèi)的墨水中產(chǎn)生的壓力改變。

致動(dòng)器單元14是薄板形器件，起到用于在每個(gè)壓力室30內(nèi)的墨水中產(chǎn)生壓力變動(dòng)的致動(dòng)器的作用，并且如圖3所示，致動(dòng)器單元14將壓力室形成基板29、振動(dòng)板31、壓電元件32和密封板33層壓在一起而成為一個(gè)單元。致動(dòng)器單元14形成為小于容納空間17以容納在容納空間17內(nèi)。

壓力室形成基板29(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的支撐板)是由硅制成的硬板材，并且在本實(shí)施例中，由表面(上表面和下表面)為(110)平面的硅單晶基板制成。通過各向異性蝕刻在板厚度方向上完全除去壓力室形成基板29的一部分，在壓力室形成基板29中形成了待作為壓力室30的空間。作為壓力室30的多個(gè)空間對(duì)應(yīng)于各個(gè)噴嘴22而陣列排布。各個(gè)壓力室30是在與噴嘴列方向正交的方向上伸長(zhǎng)的空間部，獨(dú)立連通路徑26與縱向上的一端部連通，并且噴嘴連通路徑27與另一端部連通。

振動(dòng)板31(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的彈性板)是具有彈性的薄膜狀構(gòu)件，并且被層壓在壓力室形成基板29的上表面(與連通基板24側(cè)的相對(duì)的一側(cè)的表面)上。待作為壓力室30的空間的上部開口被振動(dòng)板31密封。換句話說，壓力室30被振動(dòng)板31分隔。振動(dòng)板31中的對(duì)應(yīng)于壓力室30(具體而言說，壓力室30的上部開口)的部分起到根據(jù)壓電元件32的彎曲變形而在遠(yuǎn)離噴嘴22的方向上或在靠近噴嘴22的方向上移位的位移部的作用。即，對(duì)應(yīng)于壓力室30的振動(dòng)板31的區(qū)域是允許彎曲變形的第一區(qū)域a1，并且壓力室30外部的振動(dòng)板31中的區(qū)域是抑制彎曲變形的第二區(qū)域a2。此外，例如，振動(dòng)板31由形成在壓力室形成基板29的上表面上的由二氧化硅(sio2)制成的彈性膜以及在該彈性膜上形成的由氧化鋯(zro2)制成的絕緣膜形成。然后，將壓電元件32在對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室30的區(qū)域中(即，第一區(qū)域a1中)層壓在絕緣膜(振動(dòng)板31的與壓力室形成基板29相對(duì)的一側(cè)的表面)上。此外，壓力室形成基板29和其上面層壓的振動(dòng)板31對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第一基板。

本實(shí)施例的壓電元件32是所謂的彎曲模式的壓電元件。例如，壓電元件32通過將下電極層37(獨(dú)立電極)、壓電層38和上電極層39(共用電極)依次層壓在振動(dòng)板31上而構(gòu)造成。當(dāng)在下電極層37與上電極層39之間施加根據(jù)兩電極的電位差的電場(chǎng)時(shí)，具有這樣的構(gòu)造的壓電元件32在遠(yuǎn)離噴嘴22的方向上或在靠近噴嘴22的方向上彎曲變形。如圖3所示，上電極層39和下電極層37的一部分從與電連接到壓電元件32的區(qū)域(即，第一區(qū)域a1)位于壓電層38的外側(cè)，并延伸到比對(duì)應(yīng)于壓力室30的區(qū)域更靠外側(cè)的區(qū)域(即，第二區(qū)域a2)。在本實(shí)施例中，上電極層39延伸到壓力室30的在縱向上的一側(cè)的第二區(qū)域a2，并且下電極層37延伸到另一側(cè)的第二區(qū)域a2。然后，對(duì)應(yīng)的凸起40(下面將會(huì)描述)分別地抵接延伸的部分。此外，上電極層39或下電極層37對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的電極層。

密封板33(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的第二基板)是由硅制成的板材，并且在本實(shí)施例中，由表面(上表面和下表面)為(110)平面的硅單晶基板制成。此外，本實(shí)施例的密封板33不形成容納壓電元件32的凹進(jìn)的密封空間，而是形成為與現(xiàn)有技術(shù)的密封板不同的平板形狀。密封板33和層壓有振動(dòng)板31的壓力室形成基板29由厚粘合劑43固定。因而，密封板33相對(duì)于壓電元件32而布置在振動(dòng)板31上，以便覆蓋壓電元件32的列以形成不抑制壓電元件32的彎曲變形的程度的距離。即，層壓有振動(dòng)板31的壓力室形成基板29和密封板33在保持它們之間的距離的狀態(tài)下由粘合劑43接合。此外，例如，振動(dòng)板31和密封板33之間的距離被設(shè)定為5μm至25μm。

此外，在密封板33的面向壓電元件32的區(qū)域中形成有用于獨(dú)立驅(qū)動(dòng)各個(gè)壓電元件32的驅(qū)動(dòng)電路46(驅(qū)動(dòng)器電路)。驅(qū)動(dòng)電路46通過使用半導(dǎo)體工藝(即，成膜步驟、光刻步驟、蝕刻步驟等)形成在作為密封板33的硅單晶基板(硅晶圓)的表面上。此外，在壓力室形成基板29側(cè)上突出的具有彈性的凸起40(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的凸起電極)形成在驅(qū)動(dòng)電路46的端部的區(qū)域中。凸起40由具有彈性的內(nèi)部樹脂41和從驅(qū)動(dòng)電路46以線狀拉出并且覆蓋了內(nèi)部樹脂41的表面的導(dǎo)電膜42構(gòu)造成。將諸如聚酰亞胺樹脂的樹脂用作內(nèi)部樹脂41。此外，將諸如au、cu和ni的金屬用作導(dǎo)電膜42。

本實(shí)施例的凸起40分別設(shè)置在與延伸到壓力室30的在縱向上的一側(cè)的第二區(qū)域a2的上電極層39相對(duì)應(yīng)的位置以及與延伸到另一側(cè)的第二區(qū)域a2的下電極層37相對(duì)應(yīng)的位置。然后，凸起40分別抵接并導(dǎo)通至對(duì)應(yīng)的上電極層39和下電極層37。因而，來自驅(qū)動(dòng)電路46的驅(qū)動(dòng)電壓通過各個(gè)凸起40施加到每個(gè)壓電元件32。此外，在層壓有振動(dòng)板31的壓力室形成基板29和密封板33接合之前的狀態(tài)下凸起40距密封板33的尺寸(高度)大于接合之后振動(dòng)板31與密封板33之間的距離，并且該尺寸被設(shè)定為例如10μm至30μm。即，在壓力室形成基板29與密封板33之間接合之后，凸起40被設(shè)定為略微塌縮。此外，在密封板33的表面(下表面)中的除凸起40以外的表面(下表面)被諸如氧化硅膜(sio2)(未示出)的具有絕緣性的氧化膜覆蓋。

接合密封板33和層壓有振動(dòng)板31的壓力室形成基板29的粘合劑43布置在壓力室形成基板29的形成有壓電元件32的一側(cè)的表面上的與壓力室30相對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域(第二區(qū)域a2)以及不干擾凸起40的區(qū)域(即，凸起40以外的區(qū)域)。在本實(shí)施例中，粘合劑43被布置使得以橫跨上電極層39和下電極層37的一部分的帶形包圍壓電元件32的周圍。具體而言，如圖3所示，在縱向上比布置在壓力室30的一側(cè)(圖3中的左側(cè))的凸起40更靠?jī)?nèi)側(cè)(壓電元件32側(cè))地，粘合劑43沿著壓電元件32的列以帶形布置。此外，在縱向上布置在壓力室30的的另一側(cè)(圖3中的右側(cè))的凸起40的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，粘合劑43沿著壓電元件32的列布置。此外，在本實(shí)施例中，粘合劑43粘附在振動(dòng)板31上，但可以去除接合有粘合劑43的區(qū)域的振動(dòng)板31。此外，在本實(shí)施例中，一些粘合劑43布置在電極層上，但是也可以布置成使得避開電極層。此外，在本實(shí)施例中，凸起40設(shè)置在密封空間之外，但是如果凸起40設(shè)置在密封空間中，則粘合劑43以不橫跨上電極層39和下電極層37的一部分的方式布置。

這里，如圖4所示，粘合劑43形成為使得在相對(duì)于振動(dòng)板31或密封板33的表面的高度方向(厚度方向或垂直于粘合表面的方向)上的中央部的寬度wa(在與粘合表面平行的方向上以及與粘合劑43的延伸方向正交的方向上的尺寸)大于在相同方向上的端部的寬度wb。換句話說，在固化在振動(dòng)板31與密封板33之間被固化的狀態(tài)下的粘合劑43的中間部分形成為向外側(cè)突出。在本實(shí)施例中，振動(dòng)板31側(cè)的粘合表面的寬度和密封板33側(cè)的粘合表面的寬度對(duì)齊成基本彼此相等，并且形成為使得寬度從兩個(gè)粘合表面到粘合表面的大致中間位置逐漸變寬。即，粘合劑43在高度方向上的中央部形成為使得其橫截面區(qū)域(與粘合表面平行的表面的面積)與端部相比有擴(kuò)展。此外，在上文中，通過針對(duì)圖4所示的粘合劑43給出了描述，即，針對(duì)設(shè)置在一側(cè)(圖3中的左側(cè))的粘合劑43給出了描述。然而，接合密封板33與層壓有振動(dòng)板31的壓力室形成基板29的另一粘合劑43也形成為相同的形狀。此外，下面將描述形成具有這種形狀的粘合劑43的方法。此外，優(yōu)選地將包括光敏性和熱固性的樹脂用作粘合劑43。例如，優(yōu)選地將包含環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、有機(jī)硅樹脂、苯乙烯樹脂等的樹脂用作主要成分。

在如上所述而形成的記錄頭3中，來自墨盒7的墨水通過墨水引導(dǎo)路徑、貯液器18、公共液體室25和獨(dú)立連通路徑26被引入壓力室30中，并且來自驅(qū)動(dòng)電路46的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過凸起40被提供給壓電元件32。因而，通過驅(qū)動(dòng)壓電元件32在壓力室30中產(chǎn)生壓力變動(dòng)。因此，通過利用該壓力變動(dòng)，墨滴經(jīng)過連通基板24的噴嘴連通路徑27而從噴嘴22噴出。

接下來，將描述記錄頭3的制造方法，尤其是上述的致動(dòng)器單元14的制造方法。圖5a和圖5b是描述通過粘合劑43接合兩個(gè)基板的示意圖，圖5a是描述在接合兩個(gè)基板之前的粘合劑43的形狀的截面圖，以及圖5b是描述在接合兩個(gè)基板之后的粘合劑43的形狀的截面圖。此外，圖6是描述致動(dòng)器單元14的制造步驟的流程的流程圖。此外，在本實(shí)施例中，在密封板33側(cè)形成凸起40的步驟和在壓力室形成基板29側(cè)形成粘合劑43的步驟并行執(zhí)行，但是可以較早地執(zhí)行這兩個(gè)步驟中的任一步驟。

首先，對(duì)密封板33側(cè)的制造步驟進(jìn)行描述。首先，通過半導(dǎo)體工藝在硅單晶基板上制造驅(qū)動(dòng)電路46等，并且形成密封板33(sa1)。接下來，在凸起電極形成步驟中，在密封板33的形成有驅(qū)動(dòng)電路46的表面?zhèn)刃纬删哂蓄A(yù)定高度(距密封板33的最外側(cè)表面的尺寸)的凸起40。具體而言，首先，在密封板33的表面上涂覆樹脂膜，然后通過進(jìn)行諸如蝕刻的圖案化工藝來形成內(nèi)部樹脂41(sa2)。接下來，通過氣相沉積、濺射等來沉積金屬膜，通過進(jìn)行圖案化工藝形成導(dǎo)電膜42(sa3)。此外，由cu、ni、al等構(gòu)成的基部的導(dǎo)電膜42的表面可以進(jìn)一步被au鍍層等覆蓋。因而，形成了在與密封板33的壓力室形成基板29側(cè)的表面相同側(cè)突出的凸起40。在這種情況下，凸起40形成為高于接合之后從振動(dòng)板31的表面到密封板33的表面的高度(即，振動(dòng)板31與密封板33之間的距離)。例如，接合后的振動(dòng)板31與密封板33之間的距離被設(shè)定為5μm至25μm，并且形成在密封板33上的凸起40的高度被設(shè)定為10μm至30μm。

接下來，對(duì)壓力室形成基板29側(cè)的制造步驟進(jìn)行描述。首先，通過光刻、蝕刻技術(shù)等在硅單晶基板中形成壓力室30。此外，在硅基板上形成振動(dòng)板31、壓電元件32等。因而，形成了上面層壓有振動(dòng)板31和各層的壓力室形成基板29(sb1)。此外，如果形成了上面層壓有振動(dòng)板31和壓電元件32的壓力室形成基板29，則可以使用任何方法，例如，振動(dòng)板和壓電元件被層壓在硅單晶基板上，然后可以形成壓力室。接下來，在粘合劑層壓步驟中，粘合劑43具有等于或小于凸起40的高度hb的距壓力室形成基板29的表面的高度ha，并且粘合劑43被層壓在上面層壓有振動(dòng)板31和各層的壓力室形成基板29上。例如，粘合劑43被層壓成使得距壓力室形成基板29的表面的高度ha為10μm至30μm。具體而言，在涂敷步驟中，通過使用旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)等將具有光敏性和熱固性質(zhì)的液體粘合劑43涂覆在振動(dòng)板31上(sb2)，并且通過烘烤(加熱)(sb3)形成具有彈性的粘合劑層。然后，在曝光步驟中，用光照射粘合劑層(sb4)，然后在顯影步驟中，使粘合劑層顯影。因而，粘合劑43的形狀在預(yù)定位置被圖案化(sb5)。

然后，如果通過上述步驟在密封板33中形成凸起40，并且在壓力室形成基板29中形成粘合劑43，則在基板接合步驟中，粘合劑43抵接密封板33，并且壓力室形成基板29和密封板33被接合。具體而言，如圖5a所示，壓力室形成基板29被相對(duì)地移動(dòng)并層壓在密封板33側(cè)，以將粘合劑43夾于兩者之間(sc1)。在這種狀態(tài)下，如圖5b中的箭頭所示，凸起40和粘合劑43通過在壓力室形成基板29側(cè)和密封板33側(cè)加壓而在高度方向上收縮，并且在該狀態(tài)下進(jìn)行加熱(sc2)。例如，將壓力施加到凸起40和粘合劑43被塌縮3μm至5μm的程度，并且通過在120℃至300℃的溫度下加熱5分鐘至4小時(shí)使粘合劑43固化。因而，粘合劑43在高度方向上的中央部向外側(cè)擴(kuò)展，并且粘合劑43在高度方向上的兩端部被粘合到壓力室形成基板29和密封板33。

這里，凸起40的高度形成為高于在接合后從振動(dòng)板31的表面到密封板33的表面的高度，并且由于兩個(gè)基板在凸起40塌縮的狀態(tài)下接合，因此可以可靠地使與凸起40相對(duì)應(yīng)的電極層37和39導(dǎo)通。此外，由于粘合劑43形成為使得高度ha等于或小于凸起40的高度hb并且粘合劑43在塌縮的狀態(tài)下被固化，因此可以通過確認(rèn)粘合劑43的在高度方向上的中央部的擴(kuò)展程度(即，粘合劑43的塌縮程度)來檢查與凸起40相對(duì)應(yīng)的電極層37與39之間的導(dǎo)電性。

通過上述步驟制造的致動(dòng)器單元14通過使用粘合劑等被定位并固定到流路單元15(連通基板24)。然后，在致動(dòng)器單元14被容納在頭殼體16的容納空間17中的狀態(tài)下，通過接合頭殼體16與流路單元15來制造記錄頭3。

如上所述，通過在粘合劑43通過加壓而在高度方向上收縮的狀態(tài)下加熱使粘合劑43固化來接合兩個(gè)基板。因而，可以在確保足夠量的粘合劑43來確保粘合強(qiáng)度的同時(shí)，來抑制粘合劑43在表面方向上在層壓有振動(dòng)板31和各層的壓力室形成基板29與密封板33之間的粘合表面中擴(kuò)展。因而，可以抑制粘合劑43從預(yù)定區(qū)域突出，并且允許粘合劑43盡可能多地接近構(gòu)造致動(dòng)器單元14的其他部分，例如振動(dòng)板31的位移部(第一區(qū)域a1)。因此，可以在通過確保足夠的粘合強(qiáng)度來抑制由于粘合劑的脫落而產(chǎn)生異物的同時(shí)來減小致動(dòng)器單元14和記錄頭3的尺寸。

在上述實(shí)施例中，在密封板33和壓力室形成基板29接合之前的狀態(tài)下，在壓力室形成基板29側(cè)形成了粘合劑43，但本發(fā)明不限于本實(shí)施例。例如，粘合劑可以被構(gòu)造成形成在密封板側(cè)。在這種情況下，在粘合劑層壓步驟中，在密封板側(cè)形成粘合劑。

然后，如上所述，作為液體噴射頭，作為示例描述了安裝在噴墨打印機(jī)上的噴墨式記錄頭，但是可以應(yīng)用于噴射除了墨水之外的液體的液體噴射頭。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于用于制造諸如液晶顯示器的濾色器的顏色材料噴射頭、用于形成諸如有機(jī)電致發(fā)光(el)顯示器和場(chǎng)致發(fā)射顯示器(fed)的電極的電極材料噴射頭、用于制造生物芯片(生物化學(xué)元件)的生物有機(jī)材料噴射頭等等。

此外，本發(fā)明不限于用作液體噴射頭的致動(dòng)器，例如還可以應(yīng)用于在各種傳感器等中使用的壓電裝置。

參考標(biāo)記列表

1打印機(jī)

3記錄頭

14致動(dòng)器單元

15流路單元

16頭殼體

17容納空間

18貯液器

21噴嘴板

22噴嘴

24連通基板

25公共液體室

26獨(dú)立連通路徑

28順應(yīng)性片

29壓力室形成基板

30壓力室

31振動(dòng)板

32壓電元件

33密封板

37下電極層

38壓電層

39上電極層

40凸起

41內(nèi)部樹脂

42導(dǎo)電膜

43粘合劑

46驅(qū)動(dòng)電路

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種壓電裝置，包括：

第一基板，其包括設(shè)置在允許彎曲變形的第一區(qū)域中的壓電元件和電連接到所述壓電元件的電極層；

第二基板，其中形成有與所述電極層抵接并導(dǎo)通并且具有彈性的凸起電極，并且所述第二基板被布置為使得以預(yù)定的間隔面向所述壓電元件；以及

粘合劑，其包括光敏性且布置為包圍所述壓電元件的周圍，并在保持所述第一基板與所述第二基板之間的距離的狀態(tài)下接合所述第一基板與所述第二基板，

其中所述粘合劑在相對(duì)于所述第一基板或所述第二基板的表面的高度方向上的中央部具有比在相同方向上的端部的寬度大的寬度。

2.一種液體噴射頭，包括：

根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置。

3.一種壓電裝置的制造方法，所述壓電裝置包括第一基板、第二基板和熱固性粘合劑，在所述第一基板中形成有壓電元件以及電連接到所述壓電元件的電極層，所述第二基板被布置為使得以預(yù)定的間隔面向所述壓電元件，并且在所述第二基板中，形成有與所述電極層抵接并導(dǎo)通、并且具有彈性的凸起電極，所述熱固性粘合劑在保持所述第一基板與所述第二基板之間的距離的狀態(tài)下接合所述第一基板與所述第二基板，所述制造方法包括：

在所述第二基板中形成具有預(yù)定高度的所述凸起電極；

對(duì)所述粘合劑進(jìn)行層壓，用于形成所述粘合劑，所述粘合劑包括光敏性且布置為包圍所述壓電元件的周圍，并且其距所述基板的表面的高度等于或小于所述凸起電極在所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)上的高度；以及

對(duì)所述基板進(jìn)行接合，用于在通過將所述粘合劑夾于所述第一基板與所述第二基板之間的同時(shí)加壓而使所述粘合劑在高度方向上收縮的狀態(tài)下加熱以固化所述粘合劑來接合所述第一基板與所述第二基板。

4.一種液體噴射頭的制造方法，包括：

利用根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法來制造所述壓電裝置。