JP5376107B2 - 圧電素子及びその製造方法、アクチュエータ装置、液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置 - Google Patents
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Description
かかる態様では、充填層を設けることで、下電極の端部に相対向する領域及びその周辺の圧電体層の結晶を垂直とすることができ、圧電素子の圧電特性を向上して、圧電素子の圧電特性を面内で均一化することができる。また、充填層を設けることによって、下電極の端面が絶縁材料で覆われることになり、下電極膜の端面に印加される電界を減少させて、電界集中を防止することができ、圧電素子の破壊を防止することができる。
また、何れの絶縁材料からなる充填層を設けても、圧電体層の結晶状態を良好にすることができる。
さらに、充填層として、基板側に酸化ジルコニウムからなる酸化ジルコニウム層を設け、圧電体層側に酸化チタンからなる酸化チタン層を設けるようにすれば、充填層は、絶縁性が良く、圧電体層の結晶成長させる際の種として機能させることができ、優れた圧電特性の圧電素子とすることができる。
かかる態様では、充填層を設けることによって、下電極の端部に相対向する領域の圧電体層の応力集中を防止して、圧電素子の破壊を防止することができる。また、圧電素子の変位特性を向上して、変位特性の面内での均一化を図ることができる。
かかる態様では、液体噴射特性を向上して信頼性を向上した液体噴射ヘッドを実現できる。
かかる態様では、印刷品質を向上して信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
かかる態様では、所望の領域に充填層を形成することができると共に、下地層と充填層とに亘って圧電体層を形成することで、基板の表面に対して垂直に結晶が成長した圧電体層を得ることができる。
また、何れの絶縁材料からなる充填層を設けても、圧電体層の結晶状態を良好にすることができる。
さらに、充填層として、基板側に酸化ジルコニウムからなる酸化ジルコニウム層を設け、圧電体層側に酸化チタンからなる酸化チタン層を設けるようにすれば、充填層は、絶縁性が良く、圧電体層の結晶成長させる際の種として機能させることができ、優れた圧電特性の圧電素子とすることができる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係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、図1の平面図及びそのA−A′断面図であり、図3は、図2の要部拡大断面図である。
図10は、本発明の実施形態2に係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要部断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1及び2では、圧電体前駆体膜71を塗布、乾燥及び脱脂した後、焼成して圧電体膜72を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧電体前駆体膜71を塗布、乾燥及び脱脂する工程を複数回、例えば、2回繰り返し行った後、焼成することで圧電体膜72を形成するようにしてもよい。
Claims (8)
- 基板上に設けられた下電極と、該下電極を含む下地層上に当該下電極の端部の外側まで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を具備し、
前記下電極の端部の外側の前記圧電体層と前記基板との間には、当該下電極を含む下地層の前記圧電体層側の表面と面一となる厚さで設けられた絶縁材料からなる充填層を具備し、
前記充填層が、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛からなる群から選択された材料で形成された複数層を有し、
前記充填層と前記圧電体層との間には、界面が存在し、
前記充填層は、前記基板側に設けられた酸化ジルコニウムからなる酸化ジルコニウム層と、前記圧電体層側に設けられた酸化チタンからなる酸化チタン層と、を有することを特徴とする圧電素子。 - 前記圧電体層の側面と、前記充填層の側面とが面一となるように設けられていることを特徴とする請求項1記載の圧電素子。
- 前記下地層が、前記下電極のみで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電素子。
- 前記圧電体層は複数の圧電体膜が積層されて形成されていると共に、前記下地層が、前記下電極と、当該下電極上に設けられた少なくとも1層の前記圧電体膜とで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電素子。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載された圧電素子を撓み変形可能に具備することを特徴とするアクチュエータ装置。
- 請求項5記載のアクチュエータ装置と、該アクチュエータ装置が一方面側に設けられると共に液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項6記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
- 基板上に下電極を含む下地層を形成すると共に該下地層をパターニングする工程と、
前記下地層の端部に酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛からなる群から選択された材料で形成された複数層を有し、前記基板側に設けられた酸化ジルコニウムからなる酸化ジルコニウム層と、前記圧電体層側に設けられた酸化チタンからなる酸化チタン層と、を有する充填層を形成すると共に該充填層と前記下地層の表面とを面一とする工程と、
前記下地層及び前記充填層上に亘って圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層上に上電極を形成する工程と、
前記圧電体層、前記上電極及び前記充填層を同時にパターニングして、前記圧電体層を前記下電極の端部の外側に設け、前記下電極、前記圧電体層及び前記上電極からなる圧電素子を形成する工程と、
を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法。
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