JP2008078408A - アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板の一方面側に設けられた下電極と該下電極上に設けられた圧電体層と該圧電体層上に設けられた上電極とからなる圧電素子を有し、前記下電極が、PtとTiOX(0.1≦x≦2)との合金からなる密度弾性調整層を有する。
【選択図】図9
Description
かかる第1の態様では、電極材料よりも密度が低くヤング率が高い密度弾性調整材料との合金からなる密度弾性調整層を有するため、電極材料のみからなる下電極を有するアクチュエータ装置よりも、振動の応答性及び耐久性が確実に向上する。また、密度弾性調整層をSIMS測定した際に基板側の境界とPtイオンが最も弱く検出される部分での各イオンの強度比が上記所定の範囲内なので、密度弾性調整層の圧電体層側でTiOXが多くなりPt量が少なくなるため、下電極膜の剛性が高くなり、振動板の耐久性が良好になる。
かかる第2の態様では、圧電体層側のヤング率が高いため、下電極の剛性が高くなり、耐久性がより良好になる。
かかる第3の態様では、Pt−Ti層と、TiOXとPtとの合金からなる密度弾性調整層と、Pt層と、Ir層を積層した構成の下電極を有し、振動板の応答性及び耐久性に優れたアクチュエータ装置となる。
かかる第4の態様では、下電極と上記各層が振動板を構成し、振動の応答性に優れたアクチュエータ装置となる。
かかる第5の態様では、基板と下電極の間にあるZrO2層が、平均結晶粒径20〜100nmの柱状結晶で(−111)面が優先配向していると、ZrO2層の表面が平滑となり、品質が良好で基板及び下電極との密着性も良好なため、変位が大きくても下電極等から剥離することなく耐久性に優れたアクチュエータ装置となる。
かかる第6の態様では、Zr1−XMXOY(MはY及びCaから選択される少なくとも一種)層と下電極が振動板を構成し、振動の応答性に優れたアクチュエータ装置となる。
かかる第7の態様では、圧電特性及び耐久性に優れた液体噴射ヘッドを実現できる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るアクチュエータ装置を有する液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの要部平面図であり、図3は、図2のA−A′断面図及びその要部拡大断面図である。
(実施例1)
上記実施形態に基づき、アクチュエータ装置を製造した。詳述すると、表1中、PZT成膜前構造に示すように、厚さ625μmのシリコン基板に、厚さ1μmのSiO2膜及び厚さ400nmのZrO2膜を順に設け、その上に、厚さ70nmのTi膜、厚さ80nmのPt膜、厚さ10nmのIr膜をスパッタリング法で形成した。その後、PZT組成がPb/(Zr+Ti)=1.18、Zr/(Zr+Ti)=0.517のゾルを用いて、下電極膜上に配向制御層を介してPZTからなる圧電体層を形成した。なお、圧電体層は、当該ゾルを用いて形成した1層目の圧電体前駆体膜を焼成した後、その上に圧電体前駆体膜を3層形成する毎に焼成する工程を3回行って、厚さ1.1μmの圧電体層を作成した。この時の焼成条件は、4回とも700℃で5分とした。その後、圧電体層上に厚さ50nmのIrからなる上電極を設けて、アクチュエータ装置を製造した。製造されたアクチュエータ装置の構成を表1に示す。
Ti膜の膜厚を50nmとして、アクチュエータ装置を作製した。
Ti膜の膜厚を20nmとして、アクチュエータ装置を作製した。
実施例1〜2及び比較例1で製造されたアクチュエータ装置から圧電体層及びZrO2膜を剥がした状態のアクチュエータ装置について、厚さ方向に亘って二次イオン質量分析装置(SIMS)により測定した。結果を実施例1は図9に、実施例2は図10に、比較例1は図11に示す。なお、各図の左側が絶縁体膜(ZrO2)55側、右側が圧電体層70側である。図中、図9及び図10の一番短い垂直線(矢印(2)で示された垂直線)以外の垂直線は下電極膜60を構成する層の境界を表す。
実施例1及び実施例2について、図9及び図10から、密度弾性調整層501の絶縁体膜55側の境界(矢印(1)で示された垂直線部分)で検出されるPtイオンの強度Z1と密度弾性調整層501中でPtイオンが最も弱く検出される部分(矢印(2)で示された垂直線部分)でのPtイオンの強度Z2との比Z2/Z1と、密度弾性調整層501の絶縁体膜55側の境界で検出されるTiイオンの強度Z3と密度弾性調整層501中でPtイオンが最も弱く検出される部分でのTiイオンの強度Z4との比Z4/Z3と、密度弾性調整層501の絶縁体膜55側の境界で検出されるOイオンの強度Z5と密度弾性調整層501中でPtイオンが最も弱く検出される部分でのOイオンの強度Z6との比Z6/Z5を求めた。結果を表1に示す。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態1に限定されるものではない。例えば、実施形態1では、下電極膜60を絶縁体膜55側から順に、PtとTiとの合金からなるPt−Ti層500と、TiOXとPtとの合金からなるTiOX−Pt層(密度弾性調整層501)と、PtからなるPt層502と、イリジウムからなるIr層503を積層した構造としたが、下電極膜60は密度弾性調整層501を有し、その密度弾性調整層501をSIMS測定した際に検出される各イオンの比が所定範囲内であればよく、密度弾性調整層501の位置や、その他の層の組成は特に限定されない。
Claims (7)
- 基板の一方面側に設けられた下電極と該下電極上に設けられた圧電体層と該圧電体層上に設けられた上電極とからなる圧電素子を有し、
前記下電極が、PtとTiOX(0.1≦x≦2)との合金からなる密度弾性調整層を有すると共に、前記下電極を厚さ方向に二次イオン質量分析装置(SIMS)により測定した際に、前記密度弾性調整層中でPtイオンが最も弱く検出される部分は、前記密度弾性調整層の厚さ方向中心よりも前記圧電体層側であり、
前記密度弾性調整層の前記基板側の境界で検出されるPtイオンの強度Z1と前記密度弾性調整層中でPtイオンが最も弱く検出される部分でのPtイオンの強度Z2との比Z2/Z1が0.05〜0.3、
前記密度弾性調整層の前記基板側の境界で検出されるTiイオンの強度Z3と前記密度弾性調整層中でPtイオンが最も弱く検出される部分でのTiイオンの強度Z4との比Z4/Z3が0.6〜1.0、
前記密度弾性調整層の前記基板側の境界で検出されるOイオンの強度Z5と前記密度弾性調整層中でPtイオンが最も弱く検出される部分でのOイオンの強度Z6との比Z6/Z5が1.5〜4.0の範囲内であることを特徴とするアクチュエータ装置。 - 前記密度弾性調整層は、前記基板側よりも前記圧電体層側のヤング率が高いことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ装置。
- 前記下電極が、前記基板側から順に、PtとTiとの合金からなるPt−Ti層と、TiOXとPtとの合金からなる密度弾性調整層と、PtからなるPt層と、IrからなるIr層を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載のアクチュエータ装置。
- 前記基板と前記下電極との間に、SiO2層、ZrO2層及びZr1−XMXOY(0.01≦X≦0.15、Y=2.0±α、αは化学量論的に許容される値、MはIIA族元素、IIIA族元素、又はIIIB族元素)層から選択される少なくとも1層を有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のアクチュエータ装置。
- 前記基板と前記下電極の間にZrO2層を有し、該ZrO2層は平均結晶粒径20〜100nmの柱状結晶で(−111)面が優先配向していることを特徴とする請求項4に記載のアクチュエータ装置。
- 前記基板と前記下電極との間に前記Zr1−XMXOY層を有し、前記Mが、Y及びCaから選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項4又は5に記載のアクチュエータ装置。
- 請求項1〜6の何れかに記載のアクチュエータ装置を液体を噴射させるための液体吐出手段として具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008078407A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
JP2011189586A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2012176578A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2013161800A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置 |
JP2014177124A (ja) * | 2014-04-08 | 2014-09-25 | Seiko Epson Corp | 圧電素子及び超音波デバイス |
CN105529394A (zh) * | 2014-10-17 | 2016-04-27 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及其制造方法以及压电元件应用装置 |
JP2020157652A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびプリンター |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1081016A (ja) * | 1995-09-19 | 1998-03-31 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子、その製造方法、及び圧電体薄膜素子を用いたインクジェット式記録ヘッド |
JPH11205898A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | 誘電体薄膜素子用電極およびその製造方法とそれを用いた超音波振動子 |
JP2001203401A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子及びその製造方法、インクジェット式記録ヘッド並びにインクジェットプリンタ |
JP2003133604A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子およびその製造方法、ならびにこれを用いたインクジェット記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
JP2005249645A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサおよびその製造方法 |
JP2005245247A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Kanazawa Univ Tlo Inc | Herp欠損細胞を利用した評価系 |
JP2005333105A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-12-02 | Seiko Epson Corp | 強誘電体膜積層体、強誘電体メモリ、圧電素子、液体噴射ヘッドおよびプリンタ |
JP2006093312A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子の製造方法 |
JP2008060259A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Seiko Epson Corp | 圧電素子及びその製造方法並びに液体噴射ヘッド |
JP2008078407A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
JP2008078406A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
-
2006
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1081016A (ja) * | 1995-09-19 | 1998-03-31 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子、その製造方法、及び圧電体薄膜素子を用いたインクジェット式記録ヘッド |
JPH11205898A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | 誘電体薄膜素子用電極およびその製造方法とそれを用いた超音波振動子 |
JP2001203401A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子及びその製造方法、インクジェット式記録ヘッド並びにインクジェットプリンタ |
JP2003133604A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-09 | Seiko Epson Corp | 圧電体薄膜素子およびその製造方法、ならびにこれを用いたインクジェット記録ヘッド及びインクジェットプリンタ |
JP2005245247A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Kanazawa Univ Tlo Inc | Herp欠損細胞を利用した評価系 |
JP2005249645A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサおよびその製造方法 |
JP2005333105A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-12-02 | Seiko Epson Corp | 強誘電体膜積層体、強誘電体メモリ、圧電素子、液体噴射ヘッドおよびプリンタ |
JP2006093312A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子の製造方法 |
JP2008060259A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Seiko Epson Corp | 圧電素子及びその製造方法並びに液体噴射ヘッド |
JP2008078407A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
JP2008078406A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008078407A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド |
JP2011189586A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2012176578A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Seiko Epson Corp | 圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2013161800A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエーター、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置 |
JP2014177124A (ja) * | 2014-04-08 | 2014-09-25 | Seiko Epson Corp | 圧電素子及び超音波デバイス |
CN105529394A (zh) * | 2014-10-17 | 2016-04-27 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及其制造方法以及压电元件应用装置 |
JP2016082104A (ja) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子及びその製造方法並びに圧電素子応用デバイス |
US10134977B2 (en) | 2014-10-17 | 2018-11-20 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric element, method for manufacturing the same, and piezoelectric element-applied device |
JP2020157652A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびプリンター |
JP7275743B2 (ja) | 2019-03-27 | 2023-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびプリンター |
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JP5024518B2 (ja) | 2012-09-12 |
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