JP5024564B2 - アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッド - Google Patents
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Description
かかる第1の態様では、ZrO2層は所定の突出部を有し、下電極とZrO2層との密着力に優れたアクチュエーター装置となる。
かかる第2の態様では、下電極はZrO2層の突出部上に凸部を有し、下電極とZrO2層との密着力に優れたアクチュエーター装置となる。
本発明の第4の態様は、前記ZrO 2 層はZr層を酸化することにより形成されたものであり、前記突出部は、Zrを結晶成長させて形成されると共に高さが16.0〜40.6nmで平面視の大きさが直径0.3〜0.5μmで突出した1.11×10 7 〜1.25×10 7 個/cm 2 の密度の特別結晶領域が酸化されることにより形成されたものであることを特徴とする第1〜3の何れか一つの態様のアクチュエーター装置にある。
かかる第4の態様では、下電極側の表面に所定の特別結晶領域を有するように成膜したZr層を酸化して形成されたZrO 2 層は、特別結晶領域に応じた所定の突出部を有し、下地であるSiO 2 層や下電極とZrO 2 層との密着力に優れたアクチュエーター装置となる。
かかる第5の態様では、下電極等とZrO2層との密着力に優れたアクチュエーター装置を用いるため、アクチュエーター装置の駆動による下電極等とZrO2層との剥れが防止されるので、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ー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、図4は図3の要部拡大図、図5は酸化ジルコニウム(ZrO2)層の前駆体であるジルコニウム(Zr)層の要部拡大断面図、図6はZrO2層の前駆体であるZr層の要部拡大平面図である。
(実施例1)
上記実施形態に基づき、アクチュエーター装置を製造した。詳述すると、シリコン基板に厚さ1μmのSiO2膜を設けた。このSiO2膜上に、DCスパッタ法で、成膜時のAr圧力:0.5Pa、出力のパワー密度:15kW/m2、成膜温度:室温(23℃。表中「RT」表記する。)、ターゲット(Zr)とSiO2膜との距離(T/S):65mmの条件で、厚さ270nmのZr層を成膜した。得られたZr層は、シリコン基板とは反対側の表面に、特別結晶領域を有し、また、結晶が緻密な膜だった。特別結晶領域の高さ、平面視の大きさ(直径)及び密度や、Zr層の(002)面配向度を表1に示す。
実施例2〜4については下電極膜を形成する際の各金属膜の成膜条件を表2に示す条件とした以外は実施例1と同様にして、また、実施例5及び6については、Zr層を形成する際の成膜条件を表1に示す条件とした以外は実施例1と同様にして、アクチュエーター装置を作成した。得られた各実施例2〜6のZr層は、シリコン基板とは反対側の表面に、特別結晶領域を有し、また、結晶が緻密な膜だった。特別結晶領域の高さ等や、Zr層の(002)面配向度を表1に示す。また、各実施例2〜6のZrO2層は、各実施例2〜6のZr層の特別結晶領域と同じ高さ、大きさ及び密度の突出部を、シリコン基板とは反対側の面に有し、また、結晶が緻密な膜だった。そして、各実施例2〜6の下電極膜は、シリコン基板とは反対側の面に凸部を有していた。下電極膜の凸部の高さ等を表1に示す。
Zr層を形成する際の成膜条件を表1に示す条件とした以外は、実施例1と同様にして、アクチュエーター装置を製造した。得られたZr膜の表面は平坦で、特別結晶領域は存在せず、ZrO2層も下電極膜も平坦だった。
実施例1〜6及び比較例1〜3のアクチュエーター装置について、スクラッチ装置でスクラッチ試験を行って、SiO2とZrO2層との密着力を測定した。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、上述した実施形態1では、基板上にSiO2層とZr層を順に設けたが、金属酸化物からなる基板を用い、この基板上にZr層を直接設けてもよい。金属酸化物の金属としては、Mg等が挙げられる。このような構成にすると、下電極膜や基板とZrO2層との密着性に優れたアクチュエーター装置となる。なお、Zr層が設けられる一方面側が金属酸化物からなる基板であればよく、例えば、基板本体のZr層が設けられる側に金属酸化膜が設けられている基板を用いてもよい。
Claims (5)
- 基板上に形成されたSiO 2 層と、前記SiO 2 層上に形成されたZrO 2 層と、前記ZrO 2 層上に形成された下電極と、前記下電極上に形成された圧電体層と、前記圧電体層上に形成された上電極を具備し、
前記ZrO 2 層は、前記下電極側の表面に突出部を有し、前記突出部は、高さが16.0〜40.6nmで平面視の大きさが直径0.3〜0.5μmであり、前記ZrO 2 層上に1.11×10 7 〜1.25×10 7 個/cm 2 の密度で存在することを特徴とするアクチュエーター装置。 - 前記下電極は、前記圧電体層側の表面に、前記ZrO2層の前記突出部によって突出した凸部を有し、前記凸部は、高さが16.0〜40.6nmで平面視の大きさが直径0.3〜0.5μmであり、前記下電極上に1.11×10 7 〜1.25×10 7 個/cm 2 の密度で存在することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエーター装置。
- 前記ZrO 2 層が、柱状結晶で(−111)面優先配向してい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ー装置。
- 前記ZrO 2 層はZr層を酸化することにより形成されたものであり、前記突出部は、Zrを結晶成長させて形成されると共に高さが16.0〜40.6nmで平面視の大きさが直径0.3〜0.5μmで突出した1.11×10 7 〜1.25×10 7 個/cm 2 の密度の特別結晶領域が酸化されることにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のアクチュエーター装置。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載のアクチュエーター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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