JP2003017780A - Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording device - Google Patents
Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording deviceInfo
- Publication number
- JP2003017780A JP2003017780A JP2002115733A JP2002115733A JP2003017780A JP 2003017780 A JP2003017780 A JP 2003017780A JP 2002115733 A JP2002115733 A JP 2002115733A JP 2002115733 A JP2002115733 A JP 2002115733A JP 2003017780 A JP2003017780 A JP 2003017780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- piezoelectric element
- piezoelectric
- electrode
- element according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子、圧電素
子の製造方法、及び圧電素子を備えたインクジェットヘ
ッド並びにインクジェット式記録装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element, a method for manufacturing the piezoelectric element, an inkjet head having the piezoelectric element, and an inkjet recording apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１０〜図１３を参照しながら、従来の
この種の圧電素子とその製造方法及びインクジェットヘ
ッドを説明する。2. Description of the Related Art A conventional piezoelectric element of this type, a method of manufacturing the same, and an ink jet head will be described with reference to FIGS.
【０００３】図１０及び図１１に示すように、圧電素子
の製造に際して、まず単結晶の酸化マグネシウムからな
る基板１０１（以下、ＭｇＯ基板と称する）上に、白金
（Ｐｔ）からなる個別電極１０２を形成する（ステップ
Ｓ１０１）。次に、個別電極１０２上に、Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3からなる圧電膜１０３を形成する（ステップ
Ｓ１０２）。そして、圧電膜１０３がインクジェットヘ
ッドの個別の圧力室に対応した形状になるように、圧電
膜１０３を強酸性溶液でパターンニングする。その後、
圧電膜１０３上に共通電極１０４を形成し（ステップＳ
１０３）、更に共通電極１０４上にクロム（Ｃｒ）から
なる振動板１０５を形成する（ステップＳ１０４）。こ
れにより、個別電極１０２と圧電膜１０３と共通電極１
０４と振動板１０５とからなる圧電素子が得られる。As shown in FIGS. 10 and 11, in manufacturing a piezoelectric element, an individual electrode 102 made of platinum (Pt) is first formed on a substrate 101 made of single crystal magnesium oxide (hereinafter referred to as MgO substrate). It is formed (step S101). Next, Pb (Zr,
A piezoelectric film 103 made of Ti) O 3 is formed (step S102). Then, the piezoelectric film 103 is patterned with a strongly acidic solution so that the piezoelectric film 103 has a shape corresponding to each pressure chamber of the inkjet head. afterwards,
A common electrode 104 is formed on the piezoelectric film 103 (step S
103), and a diaphragm 105 made of chromium (Cr) is further formed on the common electrode 104 (step S104). As a result, the individual electrode 102, the piezoelectric film 103, and the common electrode 1
A piezoelectric element including 04 and the vibration plate 105 is obtained.
【０００４】次に、この圧電素子を用いてインクジェッ
トヘッドを製造する工程について説明する。まず、上述
のステップＳ１０４に続き、図１２及び図１３に示すよ
うに、予めインク吐出口１０６及び圧力室１０７が設け
られた感光性ガラスからなる本体部１０８を、接着剤１
１０を介して振動板１０５に接合する（ステップＳ１０
５）。そして、ＭｇＯ基板１０１を燐酸水溶液で溶解除
去し（ステップＳ１０６）、その後、図１３に示すよう
なインクジェットヘッドを製作していた（ステップＳ１
０７）。Next, a process of manufacturing an ink jet head using this piezoelectric element will be described. First, following step S104 described above, as shown in FIGS. 12 and 13, the main body 108 made of photosensitive glass, which is provided with the ink ejection ports 106 and the pressure chambers 107 in advance, is attached to the adhesive 1
It joins to the diaphragm 105 via 10 (step S10).
5). Then, the MgO substrate 101 was dissolved and removed with a phosphoric acid aqueous solution (step S106), and then an inkjet head as shown in FIG. 13 was manufactured (step S1).
07).
【０００５】なお、この種のインクジェットヘッドは、
例えば特開平１０−１８１０１６号公報、特開平１１−
３４８２８５号公報に開示されている。Incidentally, this type of ink jet head is
For example, JP-A-10-181016 and JP-A-11-
It is disclosed in Japanese Patent No. 348285.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような圧電素子の製造方法では、ＭｇＯ基板を燐酸水溶
液中で溶解除去する際（ステップＳ１０６）に圧電膜が
損傷し、その結果、耐電圧性の低下や電圧印加時の絶縁
破壊等を招くおそれがあるという課題を有していた。ま
た、ＭｇＯ基板は高価であることから、圧電素子の高コ
スト化を招くという課題もあった。However, in the method of manufacturing a piezoelectric element as described above, when the MgO substrate is dissolved and removed in the phosphoric acid aqueous solution (step S106), the piezoelectric film is damaged, and as a result, the withstand voltage property is increased. However, there is a problem that there is a possibility of causing a decrease in voltage and dielectric breakdown when a voltage is applied. Further, since the MgO substrate is expensive, there is a problem that the cost of the piezoelectric element is increased.
【０００７】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、圧電素子の耐電圧性の向上を図るとともに
絶縁破壊の発生を防止し、また、安価な圧電素子の製造
方法を提供することを目的とする。The present invention is intended to solve such a conventional problem, and aims at improving the withstand voltage of the piezoelectric element, preventing the occurrence of dielectric breakdown, and providing an inexpensive method of manufacturing the piezoelectric element. The purpose is to
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る圧電素子の製造方法は、紫外線を透
過する堆積用基板の一方の面上に、圧電素子の構成要素
の積層体であって少なくとも圧電膜及び振動板を含む積
層体を積層し、前記積層体に転写用基板を接合し、前記
堆積用基板の他方の面から紫外線を照射することにより
前記堆積用基板を前記積層体から分離するものである。In order to achieve the above-mentioned object, a method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention is a method of laminating piezoelectric element components on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays. A stack body including at least a piezoelectric film and a vibrating plate, a transfer substrate is bonded to the stack body, and the deposition substrate is formed by irradiating ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate. Separated from the laminate.
【０００９】本発明に係る他の圧電素子の製造方法は、
紫外線を透過する堆積用基板の一方の面上に圧電膜を形
成する工程と、前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を
順に形成する工程又は前記圧電膜上に第２の電極を兼ね
る振動板を形成する工程と、前記振動板上に転写用基板
を接合する工程と、前記堆積用基板の他方の面から紫外
線を照射することにより前記堆積用基板を前記圧電膜か
ら剥離させる工程と、剥離後の前記圧電膜上に第１の電
極を形成する工程とを有しているものである。Another method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention is
A step of forming a piezoelectric film on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, a step of sequentially forming a second electrode and a vibration plate on the piezoelectric film, or a step of also serving as a second electrode on the piezoelectric film A step of forming a vibration plate, a step of bonding a transfer substrate on the vibration plate, and a step of peeling the deposition substrate from the piezoelectric film by irradiating ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate. And a step of forming a first electrode on the piezoelectric film after peeling.
【００１０】上記製造方法では、堆積用基板の他方の面
から照射された紫外線は、堆積用基板を透過する一方で
圧電膜を透過しないので、堆積用基板と圧電膜との間の
界面に紫外線によるエネルギーが与えられる。特に、紫
外線は局所加熱が可能であるので、紫外線によるエネル
ギーは界面付近に集中的に与えられる。そして、このエ
ネルギーによって、堆積用基板と圧電膜との結合が解か
れ、堆積用基板は圧電膜から剥離する。In the above manufacturing method, since the ultraviolet light emitted from the other surface of the deposition substrate passes through the deposition substrate but does not pass through the piezoelectric film, the ultraviolet light does not pass through the interface between the deposition substrate and the piezoelectric film. Energy is given by. In particular, since the ultraviolet rays can be locally heated, the energy of the ultraviolet rays is concentratedly applied near the interface. Then, due to this energy, the bond between the deposition substrate and the piezoelectric film is released, and the deposition substrate is separated from the piezoelectric film.
【００１１】従来のように堆積用基板を燐酸水溶液に曝
して溶解除去する必要はなくなり、圧電膜の損傷が少な
くなるので、圧電膜の膜質は良好に保たれる。また、堆
積用基板は溶解しないので、堆積用基板を繰り返し使用
することができる。It is not necessary to expose the deposition substrate to an aqueous solution of phosphoric acid to dissolve and remove it as in the prior art, and the piezoelectric film is less damaged, so that the film quality of the piezoelectric film is kept good. Further, since the deposition substrate does not dissolve, the deposition substrate can be used repeatedly.
【００１２】本発明に係る他の圧電素子の製造方法は、
紫外線を透過する堆積用基板の一方の面上に導電膜を形
成する工程と、前記導電膜上に圧電膜を形成する工程
と、前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成す
る工程又は前記圧電膜上に第２の電極を兼ねる振動板を
形成する工程と、前記振動板上に転写用基板を接合する
工程と、前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射す
ることにより前記堆積用基板を前記導電膜と共に前記圧
電膜から剥離させる工程と、前記圧電膜上に第１の電極
を形成する工程とを有しているものである。Another method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention is
A step of forming a conductive film on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet light, a step of forming a piezoelectric film on the conductive film, and a second electrode and a diaphragm are sequentially formed on the piezoelectric film. Or a step of forming a vibrating plate also serving as a second electrode on the piezoelectric film; a step of bonding a transfer substrate on the vibrating plate; and irradiating ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate. The method includes a step of peeling the deposition substrate together with the conductive film from the piezoelectric film, and a step of forming a first electrode on the piezoelectric film.
【００１３】上記製造方法では、堆積用基板の他方の面
から照射された紫外線により、導電膜と圧電膜との間の
界面にエネルギーが与えられる。この際、紫外線のエネ
ルギーは、導電膜によって均一化される。そのため、紫
外線のエネルギーは、圧電膜の表面に均一に与えられ
る。したがって、堆積用基板の圧電膜からの剥離は均一
に行われ、圧電膜の膜質は更に向上する。In the above manufacturing method, energy is applied to the interface between the conductive film and the piezoelectric film by the ultraviolet rays emitted from the other surface of the deposition substrate. At this time, the energy of the ultraviolet rays is made uniform by the conductive film. Therefore, the energy of ultraviolet rays is uniformly applied to the surface of the piezoelectric film. Therefore, the deposition substrate is uniformly peeled from the piezoelectric film, and the film quality of the piezoelectric film is further improved.
【００１４】前記導電膜は金属膜であってもよい。The conductive film may be a metal film.
【００１５】ところで、膜厚が小さすぎると膜形状がア
イランド状になってしまい、良好な膜形状を形成するこ
とが難しくなる。一方、膜厚が大きすぎると、紫外線の
透過量が低減する。そこで、前記導電膜は、膜厚１ｎｍ
〜３００ｎｍの金属膜であることが好ましい。By the way, if the film thickness is too small, the film shape becomes an island shape, and it becomes difficult to form a good film shape. On the other hand, when the film thickness is too large, the amount of transmitted ultraviolet rays decreases. Therefore, the conductive film has a film thickness of 1 nm.
It is preferably a metal film of ˜300 nm.
【００１６】前記導電膜は、膜厚１ｎｍ〜３００ｎｍの
白金を主成分とする金属膜であってもよい。The conductive film may be a metal film containing platinum as a main component and having a film thickness of 1 nm to 300 nm.
【００１７】本発明に係る他の圧電素子の製造方法は、
紫外線を透過する堆積用基板の一方の面上に、波長が３
５０ｎｍ以下の光を吸収する紫外線吸収膜を形成する工
程と、前記紫外線吸収膜上に第１の電極を形成する工程
と、前記第１の電極上に圧電膜を形成する工程と、前記
圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成する工程又
は前記圧電膜上に第２の電極を兼ねる振動板を形成する
工程と、前記振動板上に転写用基板を接合する工程と、
前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射することに
より前記堆積用基板を前記紫外線吸収膜と共に前記第１
の電極から剥離させる工程とを有しているものである。Another method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention is
A wavelength of 3 is formed on one surface of the deposition substrate that transmits ultraviolet rays.
Forming an ultraviolet absorbing film that absorbs light having a wavelength of 50 nm or less; forming a first electrode on the ultraviolet absorbing film; forming a piezoelectric film on the first electrode; A step of sequentially forming a second electrode and a vibrating plate thereon, or a step of forming a vibrating plate also serving as a second electrode on the piezoelectric film, and a step of bonding a transfer substrate on the vibrating plate,
The deposition substrate is irradiated with ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate so that the deposition substrate together with the ultraviolet absorbing film is exposed to the first light.
And a step of peeling it from the electrode.
【００１８】上記製造方法では、堆積用基板と圧電膜と
の間に紫外線吸収膜及び第１電極を介在させておき、紫
外線吸収膜と第１電極とを剥離させることとしたので、
剥離後の圧電膜上に第１電極を新たに設ける必要がな
い。そのため、圧電膜の膜質をより一層向上することが
できる。In the above manufacturing method, the ultraviolet absorbing film and the first electrode are interposed between the deposition substrate and the piezoelectric film, and the ultraviolet absorbing film and the first electrode are peeled off.
It is not necessary to newly provide the first electrode on the piezoelectric film after peeling. Therefore, the film quality of the piezoelectric film can be further improved.
【００１９】前記紫外線吸収膜は、ペロブスカイト構造
を有する酸化物又は酸化チタンからなる酸化物膜であっ
てもよい。The ultraviolet absorbing film may be an oxide film made of an oxide having a perovskite structure or titanium oxide.
【００２０】前記第１の電極は、白金を含有する金属膜
により形成されていてもよい。The first electrode may be formed of a metal film containing platinum.
【００２１】前記堆積用基板は、酸化マグネシウム、酸
化アルミニウム又は石英によって形成されていることが
好ましい。The deposition substrate is preferably made of magnesium oxide, aluminum oxide or quartz.
【００２２】このことにより、堆積用基板は、紫外線照
射の際に紫外線を良好に透過させることができる。ま
た、圧電膜の圧電定数を大きく確保することができる。As a result, the deposition substrate can satisfactorily transmit ultraviolet rays when it is irradiated with ultraviolet rays. In addition, a large piezoelectric constant of the piezoelectric film can be secured.
【００２３】前記圧電膜は、鉛を主成分とするペロブス
カイト構造の酸化物であってもよい。The piezoelectric film may be a perovskite structure oxide containing lead as a main component.
【００２４】前記圧電膜は、鉛、ジルコニウム及びチタ
ンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧電膜の
鉛の含有量は、転写用基板に近い領域の方が転写用基板
から遠い領域よりも少ないことが好ましい。The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the content of lead in the piezoelectric film is smaller in a region closer to the transfer substrate than in a region far from the transfer substrate. It is preferable.
【００２５】このことにより、圧電膜の剥離が良好に行
われる。As a result, the piezoelectric film can be peeled off well.
【００２６】また、前記圧電膜は、鉛、ジルコニウム及
びチタンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧
電膜のジルコニウムの含有量は、転写用基板に近い領域
の方が転写用基板から遠い領域よりも多くてもよい。Further, the piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the zirconium content of the piezoelectric film is closer to the transfer substrate than in the region far from the transfer substrate. There may be many.
【００２７】このことにより、圧電膜の剥離が良好に行
われる。As a result, the piezoelectric film can be peeled off well.
【００２８】前記圧電膜は、（００１）面又は（１１
１）面に優先配向していることが好ましい。The piezoelectric film has a (001) plane or a (11) plane.
It is preferable that the 1) plane is preferentially oriented.
【００２９】このことにより、紫外線の照射に際して、
圧電膜は紫外線を膜厚方向に均一に吸収しやすくなる。As a result, upon irradiation with ultraviolet rays,
The piezoelectric film easily absorbs ultraviolet rays uniformly in the film thickness direction.
【００３０】前記振動板は、膜厚０．５μｍ〜１０μｍ
のクロムを含有する金属膜であってもよい。The vibrating plate has a film thickness of 0.5 μm to 10 μm.
It may be a metal film containing chromium.
【００３１】このことにより、紫外線の照射に際して、
圧電膜の亀裂の発生が抑制される。また、圧電素子をイ
ンクジェットヘッドのアクチュエータとして用いる場合
に、良好な特性が得られる。As a result, upon irradiation with ultraviolet rays,
Generation of cracks in the piezoelectric film is suppressed. Moreover, when the piezoelectric element is used as an actuator of an inkjet head, good characteristics are obtained.
【００３２】照射する紫外線は、波長が１５０ｎｍ〜３
５０ｎｍのエキシマレーザ光であってもよい。The ultraviolet rays to be irradiated have a wavelength of 150 nm to 3
It may be 50 nm excimer laser light.
【００３３】また、照射する紫外線は、パルス幅が５０
×１０-9秒以下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2〜
５Ｊ／ｃｍ2のエキシマレーザ光であってもよい。The pulse width of the ultraviolet rays to be irradiated is 50.
Energy density of 0.1 J / cm 2 or more at × 10 -9 seconds or less
Excimer laser light of 5 J / cm 2 may be used.
【００３４】このことにより、堆積用基板に対する圧電
膜の剥離等を好適に実現することができる。With this, the peeling of the piezoelectric film from the deposition substrate and the like can be preferably realized.
【００３５】複数の圧電素子を同時又は連続的に製造す
る場合には、紫外線の照射面積に限りがあることから、
すべての圧電素子に対して紫外線を同時に照射すること
ができないこともある。When a plurality of piezoelectric elements are manufactured simultaneously or continuously, the irradiation area of ultraviolet rays is limited,
It may not be possible to simultaneously irradiate all the piezoelectric elements with ultraviolet rays.
【００３６】そこで、紫外線の照射に際して、紫外線の
照射位置を移動させるか又は被照射物を移動させてもよ
い。Therefore, when irradiating the ultraviolet rays, the irradiation position of the ultraviolet rays may be moved or the object to be irradiated may be moved.
【００３７】このことにより、複数の圧電素子を同時又
は連続的に製造することができる。With this, a plurality of piezoelectric elements can be manufactured simultaneously or continuously.
【００３８】本発明に係る圧電素子は、紫外線を透過す
る堆積用基板の一方の面上に、圧電素子の構成要素の積
層体であって少なくとも圧電膜及び振動板を含む積層体
を積層し、前記積層体に転写用基板を接合し、前記堆積
用基板の他方の面から紫外線を照射することにより前記
堆積用基板を前記積層体から分離してなるものである。In the piezoelectric element according to the present invention, a laminated body of constituent elements of the piezoelectric element, which is at least a piezoelectric film and a vibrating plate, is laminated on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays. A transfer substrate is joined to the laminate, and the deposition substrate is separated from the laminate by irradiating the other surface of the deposition substrate with ultraviolet rays.
【００３９】本発明に係る他の圧電素子は、紫外線を透
過する堆積用基板の一方の面上に圧電膜を形成し、前記
圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成し又は第２
の電極を兼ねる振動板を形成し、前記振動板に転写用基
板を接合し、前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照
射して前記堆積用基板を前記圧電膜から剥離させ、剥離
後の圧電膜上に第１の電極を形成してなるものである。In another piezoelectric element according to the present invention, a piezoelectric film is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, and a second electrode and a vibration plate are sequentially formed on the piezoelectric film. Two
A vibrating plate that also serves as an electrode of the transfer substrate is joined to the vibrating plate, and ultraviolet rays are irradiated from the other surface of the deposition substrate to peel the deposition substrate from the piezoelectric film. The first electrode is formed on the piezoelectric film.
【００４０】本発明に係る他の圧電素子は、紫外線を透
過する堆積用基板の一方の面上に導電膜を形成し、前記
導電膜上に圧電膜を形成し、前記圧電膜上に第２の電極
及び振動板を順に形成し又は第２の電極を兼ねる振動板
を形成し、前記振動板に転写用基板を接合し、前記堆積
用基板の他方の面から紫外線を照射して前記堆積用基板
を前記導電膜と共に前記圧電膜から剥離させ、前記圧電
膜上に第１の電極を形成してなるものである。In another piezoelectric element according to the present invention, a conductive film is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, a piezoelectric film is formed on the conductive film, and a second film is formed on the piezoelectric film. Electrode and the vibration plate are sequentially formed, or a vibration plate also serving as the second electrode is formed, a transfer substrate is bonded to the vibration plate, and ultraviolet rays are irradiated from the other surface of the deposition substrate to deposit the film. The substrate is separated from the piezoelectric film together with the conductive film, and a first electrode is formed on the piezoelectric film.
【００４１】前記導電膜は金属膜であってもよい。The conductive film may be a metal film.
【００４２】また、前記導電膜は、膜厚１ｎｍ〜３００
ｎｍの金属膜であってもよい。The conductive film has a film thickness of 1 nm to 300 nm.
It may be a metal film of nm.
【００４３】前記導電膜は、膜厚１ｎｍ〜３００ｎｍの
白金を主成分とする金属膜であってもよい。The conductive film may be a metal film containing platinum as a main component and having a film thickness of 1 nm to 300 nm.
【００４４】本発明に係る他の圧電素子は、紫外線を透
過する堆積用基板の一方の面上に波長が３５０ｎｍ以下
の光を吸収する紫外線吸収膜を形成し、前記紫外線吸収
膜上に第１の電極を形成し、前記第１の電極上に圧電膜
を形成し、当該圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に
形成し又は第２の電極を兼ねる振動板を形成し、前記振
動板に転写用基板を接合し、前記堆積用基板の他方の面
から紫外線を照射することにより前記堆積用基板を前記
紫外線吸収膜と共に前記第１の電極から剥離させてなる
ものである。In another piezoelectric element according to the present invention, an ultraviolet absorbing film that absorbs light having a wavelength of 350 nm or less is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet light, and the first ultraviolet absorbing film is formed on the ultraviolet absorbing film. Electrode is formed, a piezoelectric film is formed on the first electrode, and a second electrode and a vibration plate are sequentially formed on the piezoelectric film, or a vibration plate that also serves as a second electrode is formed, and the vibration is generated. The transfer substrate is joined to the plate, and the deposition substrate is peeled from the first electrode together with the ultraviolet absorbing film by irradiating ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate.
【００４５】前記紫外線吸収膜は、ペロブスカイト構造
を有する酸化物又は酸化チタンからなる酸化物膜であっ
てもよい。The ultraviolet absorbing film may be an oxide film having an oxide or titanium oxide having a perovskite structure.
【００４６】前記第１の電極は、白金を含有する金属膜
により形成されていてもよい。The first electrode may be formed of a metal film containing platinum.
【００４７】前記堆積用基板は、酸化マグネシウム、酸
化アルミニウム又は石英によって形成されていてもよ
い。The deposition substrate may be made of magnesium oxide, aluminum oxide or quartz.
【００４８】前記圧電膜は、鉛を主成分とするペロブス
カイト構造の酸化物であってもよい。The piezoelectric film may be a perovskite structure oxide containing lead as a main component.
【００４９】前記圧電膜は、鉛、ジルコニウム及びチタ
ンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧電膜の
鉛の含有量は、転写用基板に近い領域の方が転写用基板
から遠い領域よりも少なくてもよい。The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the content of lead in the piezoelectric film is smaller in a region closer to the transfer substrate than in a region far from the transfer substrate. May be.
【００５０】前記圧電膜は、鉛、ジルコニウム及びチタ
ンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧電膜の
ジルコニウムの含有量は、転写用基板に近い領域の方が
転写用基板から遠い領域よりも多くてもよい。The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the content of zirconium in the piezoelectric film is higher in a region closer to the transfer substrate than in a region far from the transfer substrate. May be.
【００５１】前記圧電膜は、（００１）面又は（１１
１）面に優先配向していてもよい。The piezoelectric film has a (001) plane or a (11) plane.
1) The plane may be preferentially oriented.
【００５２】前記振動板は、膜厚０．５μｍ〜１０μｍ
のクロムを含有する金属膜であってもよい。The vibrating plate has a film thickness of 0.5 μm to 10 μm.
It may be a metal film containing chromium.
【００５３】照射する紫外線は、波長が１５０ｎｍ〜３
５０ｎｍのエキシマレーザ光であってもよい。The ultraviolet rays to be irradiated have a wavelength of 150 nm to 3
It may be 50 nm excimer laser light.
【００５４】照射する紫外線は、パルス幅が５０×１０
-9秒以下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2〜５Ｊ／
ｃｍ2のエキシマレーザ光であってもよい。The ultraviolet ray to be irradiated has a pulse width of 50 × 10.
Energy density of 0.1 J / cm 2 to 5 J / in less than 9 seconds
Excimer laser light of cm 2 may be used.
【００５５】前記圧電素子は、紫外線の照射に際して、
紫外線の照射位置を移動させるか又は被照射物を移動さ
せてなるものであってもよい。When the piezoelectric element is irradiated with ultraviolet rays,
It may be formed by moving the irradiation position of ultraviolet rays or by moving the irradiation target.
【００５６】本発明に係るインクジェットヘッドは、イ
ンク吐出口と当該インク吐出口に連通した圧力室とを有
する本体部と、前記圧力室を振動板で覆うように前記本
体部に設けられた前記いずれか一つの圧電素子とを備え
ているものである。The ink jet head according to the present invention has a main body having an ink ejection port and a pressure chamber communicating with the ink ejection port, and any one of the above provided in the main body so as to cover the pressure chamber with a vibrating plate. It is provided with one piezoelectric element.
【００５７】本発明に係るインクジェット式記録装置
は、前記インクジェットヘッドと、前記インクジェット
ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動手段とを備え
ているものである。The ink jet recording apparatus according to the present invention comprises the ink jet head and a moving means for relatively moving the ink jet head and the recording medium.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
が得られる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【００５９】紫外線照射によって圧電膜等を堆積用基板
から分離するので、堆積用基板を溶解除去しなくても、
圧電膜を転写用基板に転写することができる。損傷の少
ない圧電膜を製造することができ、耐電圧不良が少なく
且つ安価な圧電素子を得ることができる。Since the piezoelectric film and the like are separated from the deposition substrate by ultraviolet irradiation, it is possible to dissolve and remove the deposition substrate
The piezoelectric film can be transferred to the transfer substrate. It is possible to manufacture a piezoelectric film with little damage, and to obtain an inexpensive piezoelectric element with few withstand voltage defects.
【００６０】耐電圧の優れた圧電素子を用いることによ
り、信頼性の高いインクジェットヘッド及びインクジェ
ット式記録装置を得ることができる。By using a piezoelectric element having an excellent withstand voltage, a highly reliable ink jet head and ink jet recording apparatus can be obtained.
【００６１】[0061]
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、図１〜図
５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態を説明す
る。図１は実施形態１の圧電素子とインクジェットヘッ
ドの製造工程図であり、図２は製造途中における圧電素
子の断面図であり、図３は圧電素子の断面図である。図
４はインクジェットヘッドの部分断面図であり、図５は
インクジェット式記録装置の要部を模式的に表した斜視
図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a piezoelectric element and an inkjet head according to Embodiment 1, FIG. 2 is a sectional view of the piezoelectric element during manufacturing, and FIG. 3 is a sectional view of the piezoelectric element. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the inkjet head, and FIG. 5 is a perspective view schematically showing the main part of the inkjet recording apparatus.
【００６２】本実施形態では、圧電素子及びインクジェ
ットヘッドを以下のようにして製造した。まず、紫外線
を透過する堆積用基板１として、単結晶の酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）基板を準備した。ＭｇＯ基板には、後述
する紫外線照射の際に紫外線の散乱を少なくするため
に、（１００）面で劈開し更に両面を研磨処理したもの
を用いることとした。なお、堆積用基板１は、紫外線を
透過する基板であればよく、その種類は特に限定される
ものではない。ただし、当該基板１上に圧電膜を形成し
ていくことから、堆積用基板１の材料は、圧電定数の大
きな圧電膜を形成するのに適した材料であることが好ま
しい。堆積用基板１の材料には、ＭｇＯの他に、圧電膜
の圧電定数を大きくとれる周知の材料を用いることが可
能である。In this embodiment, the piezoelectric element and the ink jet head are manufactured as follows. First, a single crystal magnesium oxide (MgO) substrate was prepared as a deposition substrate 1 that transmits ultraviolet rays. As the MgO substrate, in order to reduce the scattering of ultraviolet rays at the time of irradiation of ultraviolet rays described later, a substrate which is cleaved at the (100) plane and both surfaces are polished is used. It should be noted that the deposition substrate 1 may be any substrate that transmits ultraviolet rays, and the type thereof is not particularly limited. However, since the piezoelectric film is formed on the substrate 1, the material of the deposition substrate 1 is preferably a material suitable for forming the piezoelectric film having a large piezoelectric constant. As the material of the deposition substrate 1, it is possible to use, in addition to MgO, a known material that allows a large piezoelectric constant of the piezoelectric film.
【００６３】次に、堆積用基板１の一方の面上に、膜厚
が３μｍの圧電膜２を形成した（ステップＳ１）。ここ
では圧電膜２として、鉛（Ｐｂ）を主成分とするペロブ
スカイト構造の酸化物であって、（００１）面に優先配
向し且つ紫外線を吸収するＰｂ（Ｚｒ53Ｔｉ47）Ｏ
3（以下、ＰＺＴと記す）を形成した。なお、圧電膜２
はスパッタリング法で形成し、その際の堆積用基板１の
加熱温度は６００℃とした。Next, a piezoelectric film 2 having a film thickness of 3 μm was formed on one surface of the deposition substrate 1 (step S1). Here, the piezoelectric film 2 is Pb (Zr 53 Ti 47 ) O which is an oxide having a perovskite structure containing lead (Pb) as a main component and which is preferentially oriented in the (001) plane and absorbs ultraviolet rays.
3 (hereinafter referred to as PZT) was formed. The piezoelectric film 2
Was formed by a sputtering method, and the heating temperature of the deposition substrate 1 at that time was 600 ° C.
【００６４】次に、圧電膜２の上に、膜厚が３．５μｍ
のクロム（Ｃｒ）からなり、且つ第２の電極及び振動板
の両方の機能を果たす第２電極兼振動板３を、スパッタ
リング法で形成した（ステップＳ２及びＳ３）。Next, a film thickness of 3.5 μm is formed on the piezoelectric film 2.
The second electrode / vibration plate 3 made of chromium (Cr) and having the functions of both the second electrode and the vibration plate was formed by the sputtering method (steps S2 and S3).
【００６５】次に、第２電極兼振動板３と転写用基板５
とを、接着剤としての樹脂４を用いて接合した（ステッ
プＳ４）。なお、転写用基板５には、振動板３の振動部
分にあらかじめ貫通穴６が形成された感光性ガラスを用
いた。Next, the second electrode / vibration plate 3 and the transfer substrate 5
And were joined using resin 4 as an adhesive (step S4). As the transfer substrate 5, photosensitive glass having through holes 6 formed in advance in the vibrating portion of the vibrating plate 3 was used.
【００６６】次に、図２に示すように、エネルギー密度
が０．５Ｊ／ｃｍ2、パルス幅が３０×１０-9秒のエキ
シマレーザからなる紫外線７を、堆積用基板１の他方の
面から照射した（ステップＳ５）。これにより、紫外線
７は堆積用基板１を透過する一方で圧電膜２を透過しな
いので、紫外線７のエネルギーが堆積用基板１と圧電膜
２との間の界面に与えられる。これにより、堆積用基板
１と圧電膜２との間で剥離が起こり、堆積用基板１は圧
電膜２から分離される。この結果、圧電膜２と第２電極
兼振動板３とが転写用基板５側に残り、圧電膜２と第２
電極兼振動板３とは、転写用基板５に転写されたことに
なる（ステップＳ６）。Next, as shown in FIG. 2, ultraviolet rays 7 consisting of an excimer laser having an energy density of 0.5 J / cm 2 and a pulse width of 30 × 10 −9 seconds are emitted from the other surface of the deposition substrate 1. It was irradiated (step S5). As a result, the ultraviolet rays 7 pass through the deposition substrate 1 but do not pass through the piezoelectric film 2, so that the energy of the ultraviolet rays 7 is applied to the interface between the deposition substrate 1 and the piezoelectric film 2. As a result, peeling occurs between the deposition substrate 1 and the piezoelectric film 2, and the deposition substrate 1 is separated from the piezoelectric film 2. As a result, the piezoelectric film 2 and the second electrode / vibrating plate 3 remain on the transfer substrate 5 side, and the piezoelectric film 2 and the second diaphragm
The electrode / vibration plate 3 is transferred to the transfer substrate 5 (step S6).
【００６７】その後、図３に示すように、剥離後の圧電
膜２上に、個別化した第１の電極８を形成した（ステッ
プＳ７）。これにより、構成要素としての第１の電極８
と圧電膜２と第２電極兼振動板３との積層体を有する圧
電素子１３が得られた。Thereafter, as shown in FIG. 3, the individualized first electrodes 8 were formed on the peeled piezoelectric film 2 (step S7). Thereby, the first electrode 8 as a component
A piezoelectric element 13 having a laminated body of the piezoelectric film 2 and the second electrode / vibrating plate 3 was obtained.
【００６８】本実施形態の圧電素子１３に対して、１０
０Ｖの電圧を印加して耐電圧不良の発生率を測定してみ
たところ、発生率は従来技術の７８％に対して１３％と
著しく低下した。これは、本実施形態では、従来技術の
ような圧電膜の膜質劣化が起こらないからである。すな
わち、従来の技術では、堆積用基板１が溶解除去される
タイミングを見極めることが容易ではなく、堆積用基板
１が不均一な溶解を起こしやすかった。そのため、圧電
膜の一部に、エッチング液に曝されて膜質が劣化したも
のが発生していた。これに対し、本実施形態では、その
ような膜質の劣化は起こらない。For the piezoelectric element 13 of this embodiment, 10
When a voltage of 0 V was applied and the rate of occurrence of withstand voltage failure was measured, the rate of occurrence was remarkably reduced to 13% compared to 78% of the conventional technique. This is because in the present embodiment, the film quality deterioration of the piezoelectric film as in the conventional technique does not occur. That is, in the conventional technique, it is not easy to determine the timing at which the deposition substrate 1 is dissolved and removed, and the deposition substrate 1 is likely to cause uneven dissolution. Therefore, some of the piezoelectric films were exposed to the etching solution and deteriorated in film quality. On the other hand, in the present embodiment, such deterioration of film quality does not occur.
【００６９】なお、本実施形態では、紫外線の照射によ
って圧電膜２から剥離した堆積用基板１は、その表面を
研磨加工又はエツチング加工等することにより、繰り返
し何回も使用することができる。したがって、堆積用基
板１の再利用が可能である分、製造コストの低コスト化
を図ることができる。In the present embodiment, the deposition substrate 1 separated from the piezoelectric film 2 by irradiation with ultraviolet rays can be repeatedly used many times by polishing or etching the surface of the deposition substrate 1. Therefore, since the deposition substrate 1 can be reused, the manufacturing cost can be reduced.
【００７０】次に、上記圧電素子１３をアクチュエータ
として有するインクジェットヘッド３０を説明する。Next, the ink jet head 30 having the piezoelectric element 13 as an actuator will be described.
【００７１】図４は実施形態１に係るインクジェットヘ
ッド３０の一部の断面を示している。インクジェットヘ
ッド３０は、上記圧電素子１３と本体部１１とを備えて
おり、上記圧電素子１３を用いて製作される（ステップ
Ｓ８）。FIG. 4 shows a partial cross section of the ink jet head 30 according to the first embodiment. The inkjet head 30 includes the piezoelectric element 13 and the main body 11, and is manufactured using the piezoelectric element 13 (step S8).
【００７２】本体部１１は、圧力室１０を区画する転写
用基板５と、圧力室１０とインク吐出口９とをつなぐイ
ンク流路２１や圧力室１０と共通インク室（図示せず）
とをつなぐインク流路２２を区画する積層板２３〜２５
とを備えている。本体部１１における圧力室１０に対応
する部分は、圧電素子１３の第２電極兼振動板３に撓み
変形を行わせる振動部１２を構成している。The main body 11 includes a transfer substrate 5 for partitioning the pressure chamber 10, an ink flow path 21 connecting the pressure chamber 10 and the ink ejection port 9, and a common ink chamber (not shown) with the pressure chamber 10.
Laminated plates 23 to 25 for partitioning the ink flow path 22 connecting
It has and. A portion of the main body portion 11 corresponding to the pressure chamber 10 constitutes a vibrating portion 12 that causes the second electrode / vibration plate 3 of the piezoelectric element 13 to be flexibly deformed.
【００７３】圧電素子１３は樹脂４を介して本体部１１
に接合されており、より詳しくは、本体部１１の振動部
１２の周りに接合されている。The piezoelectric element 13 has the main body 11 through the resin 4.
And more specifically, is joined around the vibrating portion 12 of the main body portion 11.
【００７４】記録動作の際には、インクジェットヘッド
３０において、第１の電極８と第２電極兼振動板３との
間に交流電圧を印加し、圧電膜２の圧電効果によって第
２電極兼振動板３を撓み変形させる。第２電極兼振動板
３が撓み変形すると、圧力室１０内のインクが加圧され
てインク吐出口９からインクが吐出される。In the recording operation, in the ink jet head 30, an AC voltage is applied between the first electrode 8 and the second electrode / vibrating plate 3, and the piezoelectric effect of the piezoelectric film 2 vibrates the second electrode / vibrating. The plate 3 is flexibly deformed. When the second electrode / vibration plate 3 is flexibly deformed, the ink in the pressure chamber 10 is pressurized and the ink is ejected from the ink ejection port 9.
【００７５】なお、圧電素子の駆動信号として周波数１
０ｋＨｚ、電圧３０Ｖの交流電圧を１０日間印加した場
合、従来の圧電素子を用いたインクジェットヘッドで
は、１５％の圧電素子で吐出不良が発生した。これに対
し、本実施形態のインクジェットヘッドでは、インク吐
出不良はなく、その振動特性もほとんど低下しなかっ
た。A frequency of 1 is used as the drive signal for the piezoelectric element.
When an alternating voltage of 0 kHz and a voltage of 30 V was applied for 10 days, in the inkjet head using the conventional piezoelectric element, ejection failure occurred in 15% of the piezoelectric elements. On the other hand, in the ink jet head of the present embodiment, there was no ink ejection failure, and its vibration characteristics were hardly deteriorated.
【００７６】図５は、上記インクジェットヘッド３０を
搭載したインクジェット式のプリンタ３１の概略構成を
示している。インクジェットヘッド３０は、キャリッジ
モータ（図示せず）が設けられたキャリッジ３２に固定
されている。キャリッジ３２は、上記キャリッジモータ
によって主走査方向Ｘに延びるキャリッジ軸にガイドさ
れ、その方向に往復移動するように構成されている。し
たがって、インクジェットヘッド３０も主走査方向Ｘに
往復移動するように構成されている。FIG. 5 shows a schematic structure of an ink jet type printer 31 equipped with the above ink jet head 30. The inkjet head 30 is fixed to a carriage 32 provided with a carriage motor (not shown). The carriage 32 is configured to be guided by a carriage shaft extending in the main scanning direction X by the carriage motor and reciprocate in that direction. Therefore, the inkjet head 30 is also configured to reciprocate in the main scanning direction X.
【００７７】記録紙３４は、図示を省略する搬送モータ
によって回転駆動される２つの搬送ローラ３５に挟まれ
ており、この搬送モータ及び搬送ローラ３５により、主
走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに搬送される。The recording paper 34 is sandwiched by two conveying rollers 35 which are rotationally driven by a conveying motor (not shown), and the conveying motor and the conveying rollers 35 cause the recording sheet 34 to be sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X. Be transported to.
【００７８】ただし、本発明に係る記録装置は、上記の
ようなプリンタ３１に限定されるものではなく、他の種
類のプリンタに本発明を適用することも可能である。ま
た、本発明に係る記録装置は、プリンタに限定されず、
複写機やＦＡＸ等、インクジェットヘッドを備える他の
記録装置であってもよい。However, the recording apparatus according to the present invention is not limited to the printer 31 as described above, and the present invention can be applied to other types of printers. The recording device according to the present invention is not limited to the printer,
It may be another recording device having an inkjet head, such as a copying machine or a fax machine.
【００７９】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図６及び図７を参照しながら説明する。図６は実施形態
２の圧電素子とインクジェットヘッドの製造工程図、図
７は実施形態２の圧電素子の製造途中における断面図で
ある。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the piezoelectric element and the inkjet head according to the second embodiment, and FIG.
【００８０】本実施形態では、まず実施形態１と同じ単
結晶のＭｇＯからなる堆積用基板１の上に、膜厚が５０
ｎｍの白金からなる金属膜１４をスパッタリング法で形
成した（ステップＳ１１）。In this embodiment, first, the film thickness of 50 is formed on the deposition substrate 1 made of the same single crystal MgO as in the first embodiment.
A metal film 14 of platinum having a thickness of platinum was formed by a sputtering method (step S11).
【００８１】次に、その金属膜１４の上に、実施形態１
と同様に、膜厚が３μｍのＰＺＴからなる圧電膜２をス
パッタリング法で形成した（ステップＳ１２）。その
後、実施形態１と同様に、膜厚が３．５μｍのＣｒから
なり且つ電極と振動板の両機能を有する第２電極兼振動
板３を、スパッタリング法で形成した（ステップＳ１３
及びＳ１４）。Next, the first embodiment is formed on the metal film 14.
Similarly, the piezoelectric film 2 made of PZT having a film thickness of 3 μm was formed by the sputtering method (step S12). Then, similarly to Embodiment 1, the second electrode / vibration plate 3 made of Cr having a film thickness of 3.5 μm and having both the functions of the electrode and the vibration plate was formed by the sputtering method (step S13).
And S14).
【００８２】次に、第２電極兼振動板３を樹脂４を用い
て転写用基板５と接合した（ステップＳ１５）。なお、
転写用基板５には、実施形態１と同様、貫通穴６があら
かじめ形成された感光性ガラスを用いた。Next, the second electrode / vibration plate 3 was bonded to the transfer substrate 5 using the resin 4 (step S15). In addition,
As in the first embodiment, the transfer substrate 5 is made of photosensitive glass in which the through holes 6 are formed in advance.
【００８３】次に、図７に示すように、堆積用基板１の
他方の面から、エネルギー密度が０．８Ｊ／ｃｍ2、パ
ルス幅が３０×１０-9秒のＫｒＦエキシマレーザからな
る紫外線７を照射した（ステップＳ１６）。すると、堆
積用基板１及び金属膜１４を透過した紫外線が圧電膜２
に吸収され、金属膜１４と圧電膜２との界面で剥離が起
こり、金属膜１４及び堆積用基板１は圧電膜２から分離
された。これにより、圧電膜２及び第２電極兼振動板３
は、転写用基板５上に転写された（ステップＳ１７）。Next, as shown in FIG. 7, from the other surface of the deposition substrate 1, ultraviolet rays 7 made of a KrF excimer laser having an energy density of 0.8 J / cm 2 and a pulse width of 30 × 10 −9 seconds were used. Was irradiated (step S16). Then, the ultraviolet light transmitted through the deposition substrate 1 and the metal film 14 is transmitted to the piezoelectric film 2.
Was absorbed into the piezoelectric film 2, and peeling occurred at the interface between the metal film 14 and the piezoelectric film 2, and the metal film 14 and the deposition substrate 1 were separated from the piezoelectric film 2. As a result, the piezoelectric film 2 and the second electrode / vibrating plate 3
Was transferred onto the transfer substrate 5 (step S17).
【００８４】なお、本実施形態の方法により作製された
圧電素子の耐電圧不良率は８％であり、不良率は実施形
態１よりも低かった。これは、導電性に優れた金属膜１
４が圧電膜２上に設けられていることにより、紫外線の
エネルギーが金属膜１４を介して圧電膜２上に均一に与
えられたことが原因と考えられるからである。つまり、
通常、照射する紫外線のエネルギー分布にはばらつきが
あるが、本実施形態によれば、そのようなばらつきが金
属膜１４によって均一化される。そのため、金属膜１４
と圧電膜２との間の界面に与えられるエネルギーの分布
が均一になり、圧電膜２は良好に剥離したものと考えら
れる。したがって、本実施形態によれば、圧電膜２の膜
質はより一層良好に保たれる。The withstand voltage defect rate of the piezoelectric element manufactured by the method of the present embodiment was 8%, which was lower than that of the first embodiment. This is a metal film 1 with excellent conductivity.
This is because the provision of 4 on the piezoelectric film 2 causes the energy of ultraviolet rays to be uniformly applied to the piezoelectric film 2 via the metal film 14. That is,
Normally, the energy distribution of the ultraviolet rays to be irradiated has variations, but according to the present embodiment, such variations are made uniform by the metal film 14. Therefore, the metal film 14
It is considered that the distribution of energy applied to the interface between the piezoelectric film 2 and the piezoelectric film 2 became uniform, and the piezoelectric film 2 was well separated. Therefore, according to the present embodiment, the film quality of the piezoelectric film 2 is maintained even better.
【００８５】本実施形態では金属膜１４として、膜厚が
５０ｎｍの白金を用いていたが、少なくとも白金を主成
分とする材料でその膜厚が１ｎｍから３００ｎｍのもの
であれば、本実施形態と同様の効果が得られる。また、
金属膜１４の代わりに、紫外線を透過する導電性材料、
例えばルテニウムオキサイド、ＩＴＯ等を用いることも
可能である。In the present embodiment, platinum having a film thickness of 50 nm is used as the metal film 14. However, if the material containing at least platinum as the main component and having a film thickness of 1 nm to 300 nm, the present embodiment The same effect can be obtained. Also,
Instead of the metal film 14, a conductive material that transmits ultraviolet rays,
For example, ruthenium oxide, ITO or the like can be used.
【００８６】なお、本実施形態の圧電素子を用いたイン
クジェットヘッドに周波数１０ｋＨｚ、電圧３０Ｖの交
流電圧を１８日間印加したところ、インク吐出不良はな
く、その振動特性もほとんど低下しなかった。When an AC voltage having a frequency of 10 kHz and a voltage of 30 V was applied to the ink jet head using the piezoelectric element of this embodiment for 18 days, there was no ink ejection defect and its vibration characteristics were hardly deteriorated.
【００８７】（実施の形態３）本発明の実施の形態３を
図８及び図９を参照しながら説明する。図８は実施形態
３の圧電素子とインクジェットヘッドの製造工程図、図
９は実施形態３の圧電素子の断面図である。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a manufacturing process diagram of the piezoelectric element and the inkjet head of the third embodiment, and FIG. 9 is a sectional view of the piezoelectric element of the third embodiment.
【００８８】まず、実施形態１と同じ単結晶のＭｇＯか
らなる堆積用基板１の上に、約０．２μｍの膜厚の酸化
物膜１５をスパッタリング法で形成した（ステップＳ２
１）。ここでは、酸化物膜１５として、ＰｂＴｉＯ3に
おけるＰｂの約１０％をランタン（Ｌａ）で置換したペ
ロブスカイト構造を有する酸化物（以下、ＰＬＴと称す
る）を用いることとした。なお、この酸化物膜１５は、
３５０ｎｍ以下の光を吸収するものである。First, an oxide film 15 having a thickness of about 0.2 μm was formed on the deposition substrate 1 made of the same single crystal MgO as in Embodiment 1 by a sputtering method (step S2).
1). Here, as the oxide film 15, an oxide having a perovskite structure in which about 10% of Pb in PbTiO 3 is replaced with lanthanum (La) (hereinafter referred to as PLT) is used. The oxide film 15 is
It absorbs light of 350 nm or less.
【００８９】次に、酸化物膜１５の上に、膜厚が約０．
１μｍの白金からなる第１の電極１６をスパッタリング
法で形成した（ステップＳ２２）。Next, on the oxide film 15, a film thickness of about 0.
The 1st electrode 16 which consists of 1-micrometer platinum was formed by the sputtering method (step S22).
【００９０】次に、第１の電極１６の上に、実施形態１
と同様に、膜厚が３μｍのＰＺＴからなる圧電膜２をス
パッタリング法で形成した（ステップＳ２３）。Next, the first embodiment is placed on the first electrode 16.
Similarly, the piezoelectric film 2 made of PZT having a film thickness of 3 μm was formed by the sputtering method (step S23).
【００９１】次に、実施形態１と同様に、膜厚が３．５
μｍのＣｒからなり且つ電極と振動板の両機能を有する
第２電極兼振動板３を、圧電膜２上にスパッタリング法
で形成した（ステップＳ２４及びＳ２５）。Next, as in the first embodiment, the film thickness is 3.5.
The second electrode / vibration plate 3 made of Cr and having the functions of both an electrode and a vibration plate was formed on the piezoelectric film 2 by the sputtering method (steps S24 and S25).
【００９２】さらに、第２電極兼振動板３を、樹脂４を
用いて転写用基板５と接合した（ステップＳ２６）。な
お、転写用基板５には、貫通穴６があらかじめ形成され
た感光性ガラスを用いた。Further, the second electrode / vibration plate 3 was bonded to the transfer substrate 5 using the resin 4 (step S26). The transfer substrate 5 was made of photosensitive glass in which the through holes 6 were formed in advance.
【００９３】次に、図９に示すように、堆積用基板１の
他方の面から、エネルギー密度が０．５Ｊ／ｃｍ2、パ
ルス幅３０×１０-9秒のＫｒＦエキシマレーザからなる
紫外線７を照射した（ステップＳ２７）。すると、堆積
用基板１を透過した紫外線が酸化物膜１５で完全に吸収
されるため、第１の電極１６と酸化物膜１５との界面で
剥離が起こり、第１の電極１６と圧電膜２と第２電極兼
振動板３とが転写用基板５上に転写された（ステップＳ
２８）。Next, as shown in FIG. 9, ultraviolet rays 7 consisting of a KrF excimer laser having an energy density of 0.5 J / cm 2 and a pulse width of 30 × 10 −9 seconds are irradiated from the other surface of the deposition substrate 1. It was irradiated (step S27). Then, the ultraviolet rays that have passed through the deposition substrate 1 are completely absorbed by the oxide film 15, so that peeling occurs at the interface between the first electrode 16 and the oxide film 15, and the first electrode 16 and the piezoelectric film 2 are separated. And the second electrode / vibration plate 3 were transferred onto the transfer substrate 5 (step S
28).
【００９４】なお、この方法により作製した圧電素子の
耐電圧不良率は５％であり、不良率は従来の技術及び前
記各実施形態よりも低い値であった。The withstand voltage defect rate of the piezoelectric element manufactured by this method was 5%, and the defect rate was lower than that of the prior art and each of the above embodiments.
【００９５】また、本実施形態の圧電素子を用いたイン
クジェットヘッドに周波数１０ｋＨｚ、電圧３０Ｖの交
流電圧を２７日間以上印加してみたところ、インク吐出
不良はなく、その振動特性もほとんど低下しなかった。When an AC voltage having a frequency of 10 kHz and a voltage of 30 V was applied for 27 days or longer to the ink jet head using the piezoelectric element of the present embodiment, no ink ejection defect was found and its vibration characteristics were not substantially deteriorated. .
【００９６】なお、紫外線吸収膜として、ＰＬＴに代え
て、ＳｒＴｉＯ3などで代表されるペロブスカイト構造
を有する酸化物膜又は酸化チタン（ＴｉＯ2）等の３５
０ｎｍ以下の波長を吸収する酸化物膜を用いても、同様
の効果が得られる。As the ultraviolet absorbing film, instead of PLT, an oxide film having a perovskite structure typified by SrTiO 3 or titanium oxide (TiO 2 ) 35 or the like is used.
The same effect can be obtained by using an oxide film that absorbs a wavelength of 0 nm or less.
【００９７】ところで、圧電膜としてＰＺＴを用いる場
合、堆積用基板１との界面付近の領域に鉛成分を多く含
んでいるほど、圧電膜は堆積用基板から剥離しやすくな
ることが経験的に分かっている。そこで、圧電膜とし
て、全体の組成が均一なＰＺＴに代えて、鉛、ジルコニ
ウム及びチタンを含有するペロブスカイト構造で且つ転
写用基板に近い領域の鉛の含有量がそれ以外の領域より
も少ないものを用いることが好ましい。言い換えると、
分離前の堆積用基板に近い領域の鉛含有量がそれ以外の
領域の鉛含有量よりも多い組成分布を有する圧電膜を用
いることが好ましい。組成分布の変化の態様としては、
転写用基板に近づくにつれて鉛含有量が連続的に減少す
るものであってもよく、また、ステップ状に減少するも
の（つまり、組成の異なるＰＺＴを多層に組み合わせた
もの）であってもよい。By the way, when PZT is used as the piezoelectric film, it is empirically found that the more lead component is contained in the region near the interface with the deposition substrate 1, the more easily the piezoelectric film is separated from the deposition substrate. ing. Therefore, as the piezoelectric film, one having a perovskite structure containing lead, zirconium, and titanium and having a lower lead content in the region near the transfer substrate than in the other regions is used instead of PZT having a uniform composition as a whole. It is preferable to use. In other words,
It is preferable to use a piezoelectric film having a composition distribution in which the lead content in the region near the deposition substrate before separation is higher than the lead content in the other regions. As a mode of changing the composition distribution,
The lead content may be continuously reduced as it approaches the transfer substrate, or the lead content may be reduced stepwise (that is, PZT having different compositions are combined in multiple layers).
【００９８】また、経験的に、ＰＺＴにおいて局所的に
ジルコニウムの含有量を多くすると、当該箇所において
は、それに伴って鉛の含有量が少なくなることが分かっ
ている。そこで、圧電膜として、全体の組成が均一なＰ
ＺＴに代えて、鉛、ジルコニウム及びチタンを含有する
ペロブスカイト構造で且つ転写用基板に近い領域のジル
コニウムの含有量がそれ以外の領域より多いものを用い
てもよい。言い換えると、分離前の堆積用基板に近い領
域のジルコニウムの含有量がそれ以外の領域のジルコニ
ウム含有量よりも少ない組成分布を有する圧電膜を用い
てもよい。なお、組成分布の態様としては、転写用基板
に近づくにつれてジルコニウムの含有量が連続的に増加
するものであってもよく、ステップ状に増加するもの
（つまり、組成の異なるＰＺＴを多層に組み合わせたも
の）であってもよい。Further, it has been empirically known that when the content of zirconium is locally increased in PZT, the content of lead is correspondingly decreased in the relevant portion. Therefore, as a piezoelectric film, P having a uniform composition as a whole is used.
Instead of ZT, a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium and having a zirconium content in a region close to the transfer substrate may be larger than that in other regions. In other words, a piezoelectric film having a composition distribution in which the zirconium content in the region near the deposition substrate before separation is smaller than the zirconium content in the other regions may be used. The composition distribution may be such that the zirconium content continuously increases as the transfer substrate is approached, or the zirconium content increases stepwise (that is, PZTs having different compositions are combined in multiple layers). Thing).
【００９９】紫外線を透過させる堆積用基板としては、
酸化マグネシウムに代えて酸化アルミニウム又は石英を
用いてもよい。この場合でも、前記各実施形態と同様の
効果が得られる。さらに、圧電膜は（１１１）面に優先
配向させてもよい。この場合も、（００１）面に優先配
向させたものと同様に、膜厚方向に紫外線を均一に吸収
する効果が得られる。As a deposition substrate which transmits ultraviolet rays,
Aluminum oxide or quartz may be used instead of magnesium oxide. Even in this case, the same effect as each of the above-described embodiments can be obtained. Furthermore, the piezoelectric film may be preferentially oriented in the (111) plane. Also in this case, the effect of uniformly absorbing ultraviolet rays in the film thickness direction can be obtained as in the case of preferentially orienting the (001) plane.
【０１００】振動板には、厚みが０．５μｍから１０μ
ｍのクロムを用いることが特に好ましい。これは、クロ
ムの剛性の高さから、紫外線照射によって圧電膜に亀裂
が発生することを効果的に抑えることができるからであ
る。また、インクジェットヘッドのアクチュエータとし
て、良好な特性を得ることができるからである。The diaphragm has a thickness of 0.5 μm to 10 μm.
It is particularly preferred to use m chromium. This is because, due to the high rigidity of chromium, it is possible to effectively prevent cracks from being generated in the piezoelectric film due to ultraviolet irradiation. Further, it is because good characteristics can be obtained as an actuator of the inkjet head.
【０１０１】さらに、照射する紫外線には、波長が１５
０ｎｍ〜３５０ｎｍのエキシマレーザ光を用いることが
好ましい。このように波長を３５０ｎｍ以下とすると、
圧電膜に紫外線を十分に吸収させることができ、特に好
適である。このことにより、堆積用基板と圧電膜との剥
離に十分な強度のエネルギーを照射することができる。
さらに、パルス幅を５０×１０-9秒以下とし、エネルギ
ーを０．１Ｊ／ｃｍ2〜５Ｊ／ｃｍ2とすると、堆積用基
板に接する圧電膜を急熱急冷することができ、特に好適
である。これにより、照射による圧電膜の損傷を、ごく
一部の部分に限定することができる。Further, the wavelength of ultraviolet rays to be irradiated is 15
It is preferable to use excimer laser light of 0 nm to 350 nm. If the wavelength is 350 nm or less,
Ultraviolet rays can be sufficiently absorbed by the piezoelectric film, which is particularly preferable. This makes it possible to irradiate with energy of sufficient intensity to separate the deposition substrate and the piezoelectric film.
Furthermore, when the pulse width is 50 × 10 −9 seconds or less and the energy is 0.1 J / cm 2 to 5 J / cm 2 , the piezoelectric film in contact with the deposition substrate can be rapidly heated and rapidly cooled, which is particularly preferable. . Thereby, the damage of the piezoelectric film due to the irradiation can be limited to a very small part.
【０１０２】前記各実施形態は、圧電素子毎に紫外線を
照射する形態であった。しかし、圧電素子を複数作製し
ておき、それら複数の圧電素子に対して紫外線を同時に
又は連続的に照射することも可能である。例えば、１枚
の堆積用基板上に多数の圧電素子を形成しておき、それ
ら圧電素子に対して、紫外線を照射する光源自体又は紫
外線の照射方向を移動させてもよい。また、逆に、堆積
用基板、圧電膜、電極、振動板、転写用基板が積層され
てなる被照射物を移動させながら、紫外線を照射するよ
うにしてもよい。In each of the above-mentioned embodiments, each piezoelectric element is irradiated with ultraviolet rays. However, it is also possible to prepare a plurality of piezoelectric elements and irradiate the plurality of piezoelectric elements with ultraviolet rays simultaneously or continuously. For example, a large number of piezoelectric elements may be formed on one deposition substrate, and the light source itself for irradiating ultraviolet rays or the irradiation direction of ultraviolet rays may be moved with respect to these piezoelectric elements. On the contrary, the ultraviolet rays may be irradiated while moving the irradiation object formed by stacking the deposition substrate, the piezoelectric film, the electrode, the vibration plate, and the transfer substrate.
【０１０３】上記各実施形態では、圧電膜２上に、第２
電極と振動板とを兼ねる第２電極兼振動板３を一体物と
して積層していたが、第２電極と振動板とを別々の材料
で形成することも勿論可能である。つまり、圧電膜２上
に、第２電極と振動板とをこの順に積層してもよい。In each of the above embodiments, the second film is formed on the piezoelectric film 2.
Although the second electrode / vibration plate 3 that also serves as an electrode and a vibration plate is laminated as an integral body, it is of course possible to form the second electrode and the vibration plate with different materials. That is, the second electrode and the vibration plate may be laminated in this order on the piezoelectric film 2.
【図１】本発明の実施形態１の圧電素子とインクジェッ
トヘッドの製造工程図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a piezoelectric element and an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施形態１の圧電素子の製造方法を示
す圧電素子の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the piezoelectric element showing the method for manufacturing the piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施形態１の圧電素子の断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施形態１のインクジェットヘッドの
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施形態１に係るプリンタの要部の斜
視図である。FIG. 5 is a perspective view of a main part of the printer according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施形態２の圧電素子とインクジェッ
トヘッドの製造工程図である。FIG. 6 is a manufacturing process diagram of a piezoelectric element and an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施形態２の圧電素子の製造方法を示
す圧電素子の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the piezoelectric element showing the method for manufacturing the piezoelectric element according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施形態３の圧電素子とインクジェッ
トヘッドの製造工程図である。FIG. 8 is a manufacturing process diagram of a piezoelectric element and an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施形態３の圧電素子の断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view of a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】従来の圧電素子とインクジェットヘッドの製
造工程図である。FIG. 10 is a manufacturing process diagram of a conventional piezoelectric element and an inkjet head.
【図１１】従来の圧電素子の製造方法を示す圧電素子の
断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a piezoelectric element showing a conventional method for manufacturing a piezoelectric element.
【図１２】従来の圧電素子の製造方法を示す圧電素子の
断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a piezoelectric element showing a conventional method for manufacturing a piezoelectric element.
【図１３】従来のインクジェットヘッドの断面図であ
る。FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional inkjet head.
１ 堆積用基板 ２ 圧電膜 ３ 第２電極兼振動板（振動板） ４ 樹脂 ５ 転写用基板 ７ 紫外線 ８ 第１の電極 ９ インク吐出口 １０ 圧力室 １１ 本体部 １２ 振動部 １３ 圧電素子 １４ 金属膜 １５ 酸化物膜 １６ 第１の電極 ３０ インクジェットヘッド ３１ プリンタ（インクジェット式記録装置） 1 Deposition substrate 2 Piezoelectric film 3 Second electrode / vibration plate (vibration plate) 4 resin 5 Transfer substrate 7 UV 8 First electrode 9 Ink outlet 10 Pressure chamber 11 Main body 12 Vibration part 13 Piezoelectric element 14 Metal film 15 Oxide film 16 First electrode 30 inkjet head 31 Printer (inkjet recording device)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 矢島 浩義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原 慎太郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG44 AG52 AG55 AP02 AP14 AP52 BA03 BA14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Ken Kamata 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyoshi Yajima 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Shintaro Hara 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 2C057 AF93 AG44 AG52 AG55 AP02 AP14 AP52 BA03 BA14
Claims (38)
上に、圧電素子の構成要素の積層体であって少なくとも
圧電膜及び振動板を含む積層体を積層し、前記積層体に
転写用基板を接合し、前記堆積用基板の他方の面から紫
外線を照射することにより前記堆積用基板を前記積層体
から分離する圧電素子の製造方法。1. A laminate for forming a piezoelectric element, the laminate comprising at least a piezoelectric film and a vibrating plate, is laminated on one surface of a deposition substrate which transmits ultraviolet rays, and is transferred to the laminate. A method of manufacturing a piezoelectric element, comprising bonding substrates to each other, and irradiating ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate to separate the deposition substrate from the stacked body.
上に圧電膜を形成する工程と、 前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成する工
程又は前記圧電膜上に第２の電極を兼ねる振動板を形成
する工程と、 前記振動板上に転写用基板を接合する工程と、 前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射することに
より前記堆積用基板を前記圧電膜から剥離させる工程
と、 剥離後の前記圧電膜上に第１の電極を形成する工程とを
有している請求項１に記載の圧電素子の製造方法。2. A step of forming a piezoelectric film on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, a step of sequentially forming a second electrode and a vibration plate on the piezoelectric film, or a step of forming a second electrode on the piezoelectric film. A step of forming a vibrating plate that also serves as the second electrode; a step of bonding a transfer substrate on the vibrating plate; The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, further comprising: a step of peeling the piezoelectric element from the substrate, and a step of forming a first electrode on the piezoelectric film after the peeling.
上に導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に圧電膜を形成する工程と、 前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成する工
程又は前記圧電膜上に第２の電極を兼ねる振動板を形成
する工程と、 前記振動板上に転写用基板を接合する工程と、 前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射することに
より前記堆積用基板を前記導電膜と共に前記圧電膜から
剥離させる工程と、 前記圧電膜上に第１の電極を形成する工程とを有してい
る請求項１に記載の圧電素子の製造方法。3. A step of forming a conductive film on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, a step of forming a piezoelectric film on the conductive film, a second electrode and a vibration on the piezoelectric film. A step of sequentially forming a plate or a step of forming a vibration plate also serving as a second electrode on the piezoelectric film; a step of bonding a transfer substrate on the vibration plate; and an ultraviolet ray from the other surface of the deposition substrate. The piezoelectric element according to claim 1, further comprising a step of peeling the deposition substrate together with the conductive film from the piezoelectric film by irradiating the piezoelectric film, and a step of forming a first electrode on the piezoelectric film. Manufacturing method.
載の圧電素子の製造方法。4. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 3, wherein the conductive film is a metal film.
金属膜である請求項３に記載の圧電素子の製造方法。5. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 3, wherein the conductive film is a metal film having a film thickness of 1 nm to 300 nm.
の白金を主成分とする金属膜である請求項３に記載の圧
電素子の製造方法。6. The conductive film has a film thickness of 1 nm to 300 nm.
4. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 3, wherein the metal film contains platinum as a main component.
上に、波長が３５０ｎｍ以下の光を吸収する紫外線吸収
膜を形成する工程と、 前記紫外線吸収膜上に第１の電極を形成する工程と、 前記第１の電極上に圧電膜を形成する工程と、 前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成する工
程又は前記圧電膜上に第２の電極を兼ねる振動板を形成
する工程と、 前記振動板上に転写用基板を接合する工程と、 前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射することに
より前記堆積用基板を前記紫外線吸収膜と共に前記第１
の電極から剥離させる工程とを有している請求項１に記
載の圧電素子の製造方法。7. A step of forming an ultraviolet absorbing film that absorbs light having a wavelength of 350 nm or less on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet light, and forming a first electrode on the ultraviolet absorbing film. A step of forming a piezoelectric film on the first electrode, a step of sequentially forming a second electrode and a diaphragm on the piezoelectric film, or a diaphragm also serving as a second electrode on the piezoelectric film. A step of forming, a step of joining a transfer substrate on the vibration plate, and a step of irradiating the deposition substrate with ultraviolet rays from the other surface of the deposition substrate so that the deposition substrate together with the ultraviolet absorbing film
The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, further comprising a step of peeling the piezoelectric element from the electrode.
造を有する酸化物又は酸化チタンからなる酸化物膜であ
る請求項７に記載の圧電素子の製造方法。8. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein the ultraviolet absorbing film is an oxide film made of oxide or titanium oxide having a perovskite structure.
膜により形成されている請求項７又は８に記載の圧電素
子の製造方法。9. The method of manufacturing a piezoelectric element according to claim 7, wherein the first electrode is formed of a metal film containing platinum.
ム、酸化アルミニウム又は石英によって形成されている
請求項１〜９のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方
法。10. The method of manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, wherein the deposition substrate is made of magnesium oxide, aluminum oxide, or quartz.
ブスカイト構造の酸化物からなる請求項１〜１０のいず
れか一つに記載の圧電素子の製造方法。11. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric film is made of a perovskite structure oxide containing lead as a main component.
チタンを含有するペロブスカイト構造を有し、 前記圧電膜の鉛の含有量は、転写用基板に近い領域の方
が転写用基板から遠い領域よりも少ない請求項１〜１１
のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。12. The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium, and titanium, and the content of lead in the piezoelectric film is closer to a transfer substrate than to a region far from the transfer substrate. Claims 1 to 11
A method for manufacturing a piezoelectric element according to any one of 1.
チタンを含有するペロブスカイト構造を有し、 前記圧電膜のジルコニウムの含有量は、転写用基板に近
い領域の方が転写用基板から遠い領域よりも多い請求項
１〜１１のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。13. The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium, and titanium, and the content of zirconium in the piezoelectric film is closer to a transfer substrate than to a region far from the transfer substrate. The method for manufacturing a piezoelectric element according to any one of claims 1 to 11, which has a large amount.
１１）面に優先配向している請求項１〜１３のいずれか
一つに記載の圧電素子の製造方法。14. The piezoelectric film has a (001) plane or a (1) plane.
11) The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, wherein the plane is preferentially oriented.
μｍのクロムを含有する金属膜である請求項１〜１４の
いずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。15. The diaphragm has a film thickness of 0.5 μm to 10 μm.
15. The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric element is a metal film containing chromium having a thickness of μm.
〜３５０ｎｍのエキシマレーザ光である請求項１〜１５
のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。16. The ultraviolet ray for irradiation has a wavelength of 150 nm.
Excimer laser light of ˜350 nm.
A method for manufacturing a piezoelectric element according to any one of 1.
１０-9秒以下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2〜５
Ｊ／ｃｍ2のエキシマレーザ光である請求項１〜１６の
いずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。17. The ultraviolet ray for irradiation has a pulse width of 50 ×
Energy density of 0.1 J / cm 2 to 5 in 10 -9 seconds or less
The method for manufacturing a piezoelectric element according to claim 1, wherein the excimer laser light is J / cm 2 .
位置を移動させるか又は被照射物を移動させる請求項１
〜１７のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。18. The irradiation position of ultraviolet rays is moved or the object to be irradiated is moved during irradiation of ultraviolet rays.
18. The method for manufacturing a piezoelectric element according to any one of items 1 to 17.
面上に、圧電素子の構成要素の積層体であって少なくと
も圧電膜及び振動板を含む積層体を積層し、前記積層体
に転写用基板を接合し、前記堆積用基板の他方の面から
紫外線を照射することにより前記堆積用基板を前記積層
体から分離してなる圧電素子。19. A layered body of components of a piezoelectric element, the layered body including at least a piezoelectric film and a vibration plate, is laminated on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, and is transferred to the layered body. A piezoelectric element obtained by bonding the substrates and irradiating the other surface of the deposition substrate with ultraviolet rays to separate the deposition substrate from the stacked body.
面上に圧電膜を形成し、前記圧電膜上に第２の電極及び
振動板を順に形成し又は第２の電極を兼ねる振動板を形
成し、前記振動板に転写用基板を接合し、前記堆積用基
板の他方の面から紫外線を照射して前記堆積用基板を前
記圧電膜から剥離させ、剥離後の圧電膜上に第１の電極
を形成してなる請求項１９に記載の圧電素子。20. A piezoelectric film is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, and a second electrode and a vibration plate are sequentially formed on the piezoelectric film, or a vibration plate also serving as the second electrode is provided. Formed, the transfer substrate is joined to the vibration plate, the other surface of the deposition substrate is irradiated with ultraviolet rays to peel the deposition substrate from the piezoelectric film, and the first substrate is formed on the peeled piezoelectric film. The piezoelectric element according to claim 19, wherein an electrode is formed.
面上に導電膜を形成し、前記導電膜上に圧電膜を形成
し、前記圧電膜上に第２の電極及び振動板を順に形成し
又は第２の電極を兼ねる振動板を形成し、前記振動板に
転写用基板を接合し、前記堆積用基板の他方の面から紫
外線を照射して前記堆積用基板を前記導電膜と共に前記
圧電膜から剥離させ、前記圧電膜上に第１の電極を形成
してなる請求項１９に記載の圧電素子。21. A conductive film is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet rays, a piezoelectric film is formed on the conductive film, and a second electrode and a vibration plate are sequentially formed on the piezoelectric film. Or a vibration plate also serving as a second electrode is formed, a transfer substrate is bonded to the vibration plate, and ultraviolet rays are radiated from the other surface of the deposition substrate to irradiate the deposition substrate with the conductive film. 20. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the piezoelectric element is separated from the film and a first electrode is formed on the piezoelectric film.
に記載の圧電素子。22. The conductive film is a metal film.
The piezoelectric element according to 1.
の金属膜である請求項２１に記載の圧電素子。23. The conductive film has a film thickness of 1 nm to 300 nm.
The piezoelectric element according to claim 21, which is the metal film of.
ｍの白金を主成分とする金属膜である請求項２１に記載
の圧電素子。24. The conductive film has a film thickness of 1 nm to 300 n.
22. The piezoelectric element according to claim 21, which is a metal film containing m of platinum as a main component.
面上に波長が３５０ｎｍ以下の光を吸収する紫外線吸収
膜を形成し、前記紫外線吸収膜上に第１の電極を形成
し、前記第１の電極上に圧電膜を形成し、前記圧電膜上
に第２の電極及び振動板を順に形成し又は第２の電極を
兼ねる振動板を形成し、前記振動板に転写用基板を接合
し、前記堆積用基板の他方の面から紫外線を照射するこ
とにより前記堆積用基板を前記紫外線吸収膜と共に前記
第１の電極から剥離させてなる請求項１９に記載の圧電
素子。25. An ultraviolet absorbing film that absorbs light having a wavelength of 350 nm or less is formed on one surface of a deposition substrate that transmits ultraviolet light, and a first electrode is formed on the ultraviolet absorbing film. A piezoelectric film is formed on one electrode, a second electrode and a vibration plate are sequentially formed on the piezoelectric film, or a vibration plate which also serves as the second electrode is formed, and a transfer substrate is bonded to the vibration plate. 20. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the deposition substrate is separated from the first electrode together with the ultraviolet absorbing film by irradiating the deposition substrate with ultraviolet light from the other surface.
構造を有する酸化物又は酸化チタンからなる酸化物膜で
ある請求項２５に記載の圧電素子。26. The piezoelectric element according to claim 25, wherein the ultraviolet absorbing film is an oxide film made of oxide or titanium oxide having a perovskite structure.
属膜により形成されている請求項２５又は２６に記載の
圧電素子。27. The piezoelectric element according to claim 25, wherein the first electrode is formed of a metal film containing platinum.
ム、酸化アルミニウム又は石英によって形成されている
請求項１９〜２７のいずれか一つに記載の圧電素子。28. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the deposition substrate is made of magnesium oxide, aluminum oxide, or quartz.
ブスカイト構造の酸化物からなる請求項１９〜２８のい
ずれか一つに記載の圧電素子。29. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the piezoelectric film is made of lead-based oxide having a perovskite structure.
チタンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧電
膜の鉛の含有量は、転写用基板に近い領域の方が転写用
基板から遠い領域よりも少ない請求項１９〜２９のいず
れか一つに記載の圧電素子。30. The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the lead content of the piezoelectric film is closer to the transfer substrate than to the transfer substrate. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the piezoelectric element is small.
チタンを含有するペロブスカイト構造を有し、前記圧電
膜のジルコニウムの含有量は、転写用基板に近い領域の
方が転写用基板から遠い領域よりも多い請求項１９〜２
９のいずれか一つに記載の圧電素子。31. The piezoelectric film has a perovskite structure containing lead, zirconium and titanium, and the content of zirconium in the piezoelectric film is larger in a region closer to the transfer substrate than in a region far from the transfer substrate. Many claims 19 to 2
9. The piezoelectric element according to any one of 9.
１１）面に優先配向している請求項１９〜３１のいずれ
か一つに記載の圧電素子。32. The piezoelectric film has a (001) plane or a (1) plane.
The piezoelectric element according to any one of claims 19 to 31, which is preferentially oriented in the (11) plane.
μｍのクロムを含有する金属膜である請求項１９〜３２
のいずれか一つに記載の圧電素子。33. The diaphragm has a film thickness of 0.5 μm to 10 μm.
33. A metal film containing chromium having a thickness of .mu.m.
The piezoelectric element according to any one of 1.
〜３５０ｎｍのエキシマレーザ光である請求項１９〜３
３のいずれか一つに記載の圧電素子。34. The ultraviolet ray for irradiation has a wavelength of 150 nm.
An excimer laser beam having a wavelength of ˜350 nm.
3. The piezoelectric element according to any one of 3 above.
１０-9秒以下でエネルギー密度が０．１Ｊ／ｃｍ2〜５
Ｊ／ｃｍ2のエキシマレーザ光である請求項１９〜３４
のいずれか一つに記載の圧電素子。35. The ultraviolet ray for irradiation has a pulse width of 50 ×
Energy density of 0.1 J / cm 2 to 5 in 10 -9 seconds or less
The excimer laser light of J / cm 2 is used.
The piezoelectric element according to any one of 1.
位置を移動させるか又は被照射物を移動させてなる請求
項１９〜３５のいずれか一つに記載の圧電素子。36. The piezoelectric element according to claim 19, wherein the irradiation position of ultraviolet rays is moved or the object to be irradiated is moved during irradiation of ultraviolet rays.
通した圧力室とを有する本体部と、前記圧力室を振動板
で覆うように前記本体部に設けられた請求項１９〜３６
のいずれか一つに記載の圧電素子とを備えているインク
ジェットヘッド。37. A body part having an ink ejection port and a pressure chamber communicating with the ink ejection port, and the body part provided so as to cover the pressure chamber with a vibration plate.
An inkjet head comprising the piezoelectric element according to claim 1.
ッドと、前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対
移動させる移動手段とを備えているインクジェット式記
録装置。38. An ink jet recording apparatus comprising: the ink jet head according to claim 37; and a moving unit that relatively moves the ink jet head and a recording medium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115733A JP2003017780A (en) | 2001-04-27 | 2002-04-18 | Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-131413 | 2001-04-27 | ||
| JP2001131413 | 2001-04-27 | ||
| JP2002115733A JP2003017780A (en) | 2001-04-27 | 2002-04-18 | Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017780A true JP2003017780A (en) | 2003-01-17 |
Family
ID=26614399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002115733A Pending JP2003017780A (en) | 2001-04-27 | 2002-04-18 | Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017780A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245094A (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method and transfer method for thin-film piezoelectric body element |
| JP2011071467A (en) * | 2009-08-28 | 2011-04-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Method of manufacturing ferroelectric device |
| US11586956B2 (en) | 2013-05-28 | 2023-02-21 | Keysight Technologies, Inc. | Searching apparatus utilizing sub-word finite state machines |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002115733A patent/JP2003017780A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245094A (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method and transfer method for thin-film piezoelectric body element |
| JP2011071467A (en) * | 2009-08-28 | 2011-04-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Method of manufacturing ferroelectric device |
| US11586956B2 (en) | 2013-05-28 | 2023-02-21 | Keysight Technologies, Inc. | Searching apparatus utilizing sub-word finite state machines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130182043A1 (en) | Liquid jet head, liquid jet apparatus, and method of manufacturing liquid jet head | |
| US8474116B2 (en) | Method of manufacturing piezoelectric element and method of manufacturing liquid ejection head | |
| JP2011037057A (en) | Method of manufacturing inkjet head | |
| JP6439331B2 (en) | Method for manufacturing liquid ejection device, and liquid ejection device | |
| JP2014065220A (en) | Manufacturing method of liquid discharge device, manufacturing method of nozzle plate, and liquid discharge device | |
| US20070138906A1 (en) | Methods of manufacturing piezoelectric actuator and liquid ejection head, piezoelectric actuator, liquid ejection head, and image forming apparatus | |
| JP5772100B2 (en) | Piezoelectric element manufacturing apparatus, piezoelectric element manufacturing method, piezoelectric element, droplet discharge apparatus, and printing apparatus | |
| JP2015085534A (en) | Manufacturing method of liquid jet head, and liquid jet head and liquid jet device | |
| US7765659B2 (en) | Method of manufacturing a liquid ejection head | |
| JP3820589B2 (en) | Liquid discharge head, manufacturing method thereof, and ink jet recording apparatus | |
| JP2003017780A (en) | Piezoelectric element and its manufacturing method, ink jet head having the piezoelectric element, and ink jet recording device | |
| JP2008200931A (en) | Nozzle plate, method for manufacturing the same, and method for manufacturing inkjet head | |
| JP2009083140A (en) | Liquid discharge head and method of manufacturing the same | |
| JP2000168094A (en) | Manufacture of ink-jet head | |
| JP2007125849A (en) | Liquid droplet discharging head, its manufacturing method and liquid droplet discharging device | |
| JP2010208070A (en) | Liquid ejection head, method for manufacturing the same and liquid ejection apparatus | |
| US20020158947A1 (en) | Piezoelectric element, method for manufacturing piezoelectric element, and ink jet head and ink jet recording apparatus having piezoelectric element | |
| JP2010228277A (en) | Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, actuator device, and method of manufacturing the liquid ejection head | |
| JP2010225709A (en) | Method of manufacturing piezoelectric actuator | |
| JP3775323B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric transducer and liquid droplet ejecting apparatus | |
| JPH09286102A (en) | Ink jet head and its production | |
| JP2012081695A (en) | Inkjet head and method of manufacturing the same | |
| JPH10138476A (en) | Share mode type ink jet head and formation thereof | |
| JP4682603B2 (en) | Liquid transfer device | |
| JP2011124405A (en) | Method of manufacturing actuator apparatus, method of manufacturing liquid jet head, and method of manufacturing liquid jet apparatus |