CN101051669A - 驱动装置、液体喷头及液体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
一种驱动装置、液体喷头及液体喷射装置,该驱动装置,具备变位自如地设置在基板(10)上且由下电极(60)、压电体层(70)及上电极(80)构成的压电元件(300),并且,使所述下电极(60)的杨氏模量为200Gpa以上,从而防止因压电元件(300)的反复驱动引起的变位降低。
Description
技术领域
本发明涉及具有在基板上可变位地设置的压电元件的驱动装置、使用该驱动装置的液体喷头及液体喷射装置。
背景技术
作为在驱动装置中使用的压电元件,有将压电体层由下电极和上电极两个电极夹着而构成的压电元件,该压电体层由呈现电机转换功能的压电材料、例如由结晶后的压电陶瓷等构成。这样的驱动装置一般称作弯曲振动模式的驱动装置,例如在液体喷头等中搭载使用。此外,作为液体喷头的代表例,有:由振动板构成与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分,由压电元件使该振动板变形对压力产生室的墨液施压,而从喷嘴开口喷出墨滴的喷墨式记录头等。另外,作为喷墨式记录头中搭载的驱动装置,例如有以下装置,即在振动板的整个表面上通过成膜技术形成均匀的压电材料层,以通过光刻法(lithography)将该压电材料层切分为与压力产生室对应的形状并按每个压力产生室独立的方式形成压电元件的装置。
在此,压电元件通过将下电极、压电体层和上电极依次层叠而形成,所述下电极通过在单晶硅基板上将密接层、铂层和扩散防止层层叠而形成,所述压电体层由通过形成由压电材料构成的压电体前驱体膜并进行烧制而被结晶化了的压电体膜构成(例如,WO99/45598(第19~23页,图12~14))。
但是,压电元件的下电极是柔性材料时,具有良好的变位特性的压电元件中,存在以下问题:通过由压电元件的反复驱动引起的应变使下电极失去延展性而塑性变形,压电元件的变位特性降低。例如,在作为下电极使用纯铂(Pt)时,通过反复驱动压电元件,在使振动板变位500nm时,压电元件产生大约40%的变位降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种防止压电元件的变位降低的驱动装置、液体喷头及液体喷射装置。
解决上述问题的本发明的第一形式为驱动装置,其中,具备变位自如地设置在基板上且由下电极、压电体层及上电极构成的压电元件,并且,所述下电极的杨氏模量为200Gpa以上。
所述第一形式中,通过将下电极作成杨氏模量为200Gpa以上的高硬度,而反复驱动压电元件,从而不会因下电极失去延展性而导致塑性变形,能防止压电元件的变位降低。
本发明的第二形式为基于第一形式的驱动装置,其中,所述下电极由合金构成,该合金由铂、氧及其他金属构成。
所述第二形式中,作为下电极使用铂、氧及其他金属的合金,从而能形成希望硬度的下电极,并且能保持良好的导电性。
本发明的第三形式为基于第二形式的驱动装置,其中,所述其他金属由钛构成,并且,所述钛相对所述铂的含有率为3~30%。
所述第三形式中,通过规定下电极所使用的合金中铂和钛之比,能得到所希望的硬度。
本发明的第四形式为基于第二形式的驱动装置,其中,所述其他金属由铅构成,并且所述铅相对所述铂的含有率为1~12%。
所述第四形式中,通过规定下电极所使用的合金的铂和铅之比,能得到所希望的硬度。
本发明的第五形式为基于第一形式的驱动装置,其中,所述下电极的主成分是从钼、钽、铱、钒、钨及铬中选出的至少一种金属。
所述第五形式中,通过在下电极中使用规定的金属,能形成希望硬度的下电极,并且能保持良好的导电性。
本发明的第六形式为基于第1~5的任一形式的驱动装置,其中,所述压电元件经由振动板设置在所述基板上,并且,所述下电极作为所述振动板的一部分发挥作用。
所述第六形式中,通过将规定硬度的下电极作为振动板的一部分发挥作用,能维持压电元件的良好的变位。
本发明的第七形式为基于第1~6的任一形式的驱动装置,其中,所述压电元件的各层通过成膜及光刻法来形成。
所述第七形式中,能得到具有良好的变位特性的压电元件,并且,能实现压电元件的高密度化。
本发明的第八形式为液体喷头,其中,具备第1~7的任一形式的驱动装置,该驱动装置作为产生用于从喷嘴开口喷射液体的压力变化的压力产生部件。
所述第八形式中,可防止因压电元件的变位降低引起的液滴的喷射特性的降低,能实现提高耐久性及可靠性的液体喷头。
本发明的第九形式为液体喷射装置,其中,具备第八形式的液体喷头。
所述第九形式中,能实现提高耐久性及可靠性的液体喷射装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的记录头的概略构成的分解立体图。
图2A是实施方式1的记录头的主要部分俯视图,图2B是图2A的剖面图。
图3是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。
图4是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。
图5是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。
图6是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。
图7是本发明的一实施方式的喷墨式记录装置的概略图。
具体实施方式
下面基于实施方式详细说明本发明。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的喷墨式记录头的概略构成的分解立体图,图2A是喷墨式记录头的主要部分俯视图,图2B是图2A的A-A′剖面图。
如图所示,流路形成基板10在本实施方式中由单晶硅基板构成,在其一面上预先形成有通过热氧化而形成的二氧化硅构成的厚度0.5~2μm的弹性膜50。在流路形成基板10上在其宽度方向并排设有由隔壁11区划出的多个压力产生室12。另外,在流路形成基板10的压力产生室12的长度(长边)方向外侧的区域形成连通部13,连通部13和各压力产生室12经由按各压力产生室12所设置的墨液供给路14连通。此外,连通部13构成与后述的保护基板的储存部连通而成为各压力产生室12的公共的墨液室的储存部的一部分。墨液供给路14以比压力产生室12要窄的宽度形成,将从连通部13流入压力产生室12的墨液的流路阻力保持为恒定。
另外,在流路形成基板10的开口面侧经由后述的掩膜51通过粘接剂或热熔敷薄膜等来固定穿设有喷嘴开口21的喷嘴板20,该喷嘴开口21在各压力产生室12的与墨液供给路14相反一侧的端部附近连通。此外,喷嘴板20的厚度为例如0.01~1mm,线膨胀系数为300℃以下,例如由2.5~4.5[×10-6/℃]的玻璃陶瓷、单晶硅基板或不锈钢等构成。
另一方面,在流路形成基板10的与开口部相反一侧,如上所述形成有由二氧化硅构成且厚度例如约为1.0μm的弹性膜50,在该弹性膜50上层叠形成有例如由氧化锆(ZrO2)等构成且其厚度例如约为0.3~0.4μm的绝缘体膜55。另外,在绝缘体膜55上形成有由厚度例如约为0.1~0.2μm的下电极膜60、厚度例如约为0.5~5μm的压电体层70、和厚度例如约为0.05μm的上电极膜80构成的压电元件300。在此,压电元件300称作包含下电极膜60、压电体层70及上电极膜80的部分。一般将压电元件300中某一方的电极作为公共电极,将另一方电极及压电体层70按各压力产生室12图案形成而构成。并且,在此将由形成图案的某一方电极及压电体层70构成的、通过向两电极施加电压而产生压电应变的部分称作压电体有源部320。本实施方式中,将下电极膜60作为压电元件300的公共电极,将上电极膜80作为压电元件300的独立电极,但是,根据驱动电路和布线的情况将其作成相反也没有问题。即使在任意的情况下,按各压力产生室12形成压电体有源部。另外,这里将压电元件300和由该压电元件300的驱动而产生变位的振动板合称作驱动装置。此外,本实施方式中,在多个压电元件300的并设方向设置下电极膜60,将下电极膜60的压力产生室12的长度方向的端部设置成为与压力产生室12相对置的位置。另外,上述例子中,弹性膜50、绝缘体膜55及下电极膜60发挥振动板的作用,但是并不限此,例如也可以不设置弹性膜50及绝缘体膜55,而仅设置下电极膜60来发挥振动板的作用。
另外,作为下电极膜60,本实施方式中可列举杨氏模量为200GPa以上的例如金属、陶瓷等。具体而言,在下电极膜60为金属时,可列举出:由铂(Pt)、氧(O)及其他金属构成的合金、和将从钼(Mo)、钽(Ta)、铱(Ir)、钒(V)、钨(W)及铬(Cr)中选择的至少一个作为主成分的金属等。
例如,在作为下电极膜60使用了铂(Pt)、氧(O)及其他金属的情况下,作为其他金属,例如可列举出钛(Ti)和铅(Pb)等。另外,在作为下电极膜60使用了由铂、氧及钛构成的合金的情况下,优选钛相对铂的含有率为3~30%。进一步,在作为下电极膜60使用由铂、氧及铅构成的合金的情况下,优选铅相对铂的含有率为1~12%。这样,通过规定其他金属相对铂的含有率,能形成杨氏模量为200GPa的下电极膜60。
另外,关于这样的下电极膜60,通过例如在绝缘体膜55上形成密接层,再在密接层上依次层叠形成由钛构成的金属层、由铂构成的铂属后,利用详见后述的制造方法烧制形成压电体层70,这时同时对这些各层进行加热,而形成被合金化了的下电极膜60。此外,在作为下电极膜60使用由铂、铅及氧构成的合金的情况下,例如也可以在绝缘体膜55上直接形成由合金构成的下电极膜60。不言而喻,作为其他金属即使使用钛的情况下,也可以在绝缘体膜55上直接形成由铂、钛及氧构成的合金。另外,作为密接层可列举出将从钛(Ti)、铬(Cr)、钽(Ta)、锆(Zr)及钨(W)构成的组中所选择的至少一个金属作为主成分的层。并且,在作为密接层使用钛(Ti),作为下电极膜60使用由铂、钛及氧构成的合金时,也可以由钛构成的密接层构成下电极膜60的合金。
这样,作为下电极膜60通过使用杨氏模量为200GPa以上的金属或陶瓷等,能承受由压电元件300的反复驱动引起的应变,防止由于压电元件300的反复驱动引起的应变而下电极膜60失去延展性,能够防止塑性变形。即,通过压电元件300弯曲变形,对下电极膜60施加200GPa的应力。并且,通过反复驱动压电元件300,杨氏模量低的下电极膜60会塑性变形。因此使用本实施方式的杨氏模量为200GPa以上的下电极膜60的压电元件300不会由于压电元件300的反复驱动而塑性变形,而能防止压电元件300的变位降低。尤其,使用本实施方式的杨氏模量为200GPa以上的下电极膜60的压电元件300,即使将压电元件300反复驱动200亿次,也能防止变位降低。
此外,发挥作为本实施方式的振动板的功能的由二氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜55的韧性为6MN/m2/3,因此优选下电极膜60也有与二氧化锆相同程度以上的韧性即6MN/m2/3。
另外,压电体层70是由形成在下电极膜60上的表示电机转换作用的强介电性陶瓷材料构成的钙钛矿结构的结晶膜。作为压电体层70材料,优选例如钛酸锆酸铅(PZT)等的强介电性压电材料、或除此还另外添加氧化铌、氧化镍或氧化镁等的金属氧化物的材料等。具体而言,可使用钛酸铅(PbTiO3)、钛酸锆酸铅(Pb(Zr),Ti)O3)、锆酸铅(PbZr O3)、钛酸铅镧((Pb,La),Ti O3)、锆酸钛酸铅镧((Pb,La)(Zr,Ti)O3)或镁铌酸锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等。关于压电体层70的厚度,其厚度抑制为在制造工序中不产生裂缝的程度,且加厚形成为呈现充分的变位特性的程度。例如,本实施方式中,以1~2μm左右的厚度形成压电体层70。
并且,在流路形成基板10的压电元件300一侧的面上设置具有耐湿性的保护膜120,以便覆盖构成压电元件300的下电极膜60、压电体层70及上电极膜80(压电体有源部320)。此外,作为保护膜120,例如优选使用氧化硅(SiOx)、氧化钽(TaOx)、氧化铝(AlOx)等无机绝缘材料,尤其优选使用无机非结晶材料即氧化铝(AlOx)、例如氧化铝(Al2O3)。作为保护膜120,在使用氧化铝时,使保护膜120的膜厚作成100nm左右较薄的膜厚,充分地防止高温环境下的水分透过,且不会阻碍压电元件300的变形。
在该保护膜120上设置有例如由金(Au)等构成的引线电极90。引线电极90,其一端部经由设置在保护膜120上的连接孔121而与上电极膜80连接,且另一端部延伸至流路形成基板10的端部附近,被延伸的前端部经由连接布线210而与用于驱动详见后述的压电元件300的驱动电路200连接。
进一步,在形成有压电元件300的流路形成基板10上由粘接剂35接合有保护基板30,该保护基板30在与压电元件300对置的区域具有空出不阻碍压电元件300运动的程度的空间的压电元件保持部32。此外,压电元件保持部32具有不阻碍压电元件300运动的程度的空间即可,该空间也可以密封,也可以不密封。
另外,在保护基板30上的与连通部13相对置的区域设有储存部31,该储存部31,如上所述构成与流路形成基板10的连通部13连通而成为各压力产生室12的公共的墨液室的储存部100。另外,在保护基板30的压电元件保持部32和储存部31之间的区域设置有将保护基板30在厚度方向贯通的贯通孔33,在该贯通孔33内露出下电极膜60的一部分及引线电极90的前端部。
另外,在保护基板30上固定有用于驱动压电元件300的驱动IC、由半导体集成电路等构成的驱动电路200,驱动电路200和引线电极90通过由接线等导电线构成的连接布线210电连接。
作为保护基板30,优选使用与流路形成基板10的热膨胀率大致相同的材料例如玻璃、陶瓷材料等,本实施方式中,使用与流路形成基板10相同的材料的单晶基板形成。
在保护基板30上接合有由密封膜41及固定板42构成的柔性基板40。在此,密封膜41由刚性低并具有可挠性的材料(例如,厚度为6μm的聚苯硫醚(PPS)薄膜)构成,由该密封膜41密封储存部31的一方。另外,固定板42由金属等硬质材料(例如,厚度为30μm的不锈钢(SUS)等形成。该固定板42的与储存部100对置的区域成为在厚度方向完全被去除的开口部43,因此储存部100的一方仅由具有可挠性的密封膜41所密封。
上述的本实施方式的喷墨式记录头中,从未图示的外部墨液供给部件取入墨液,从储存部100到喷嘴开口21由墨液填满内部之后,根据来自驱动电路的记录信号,在与压力产生室12对应的各个下电极膜60和上电极膜80之间施加电压,使弹性膜50、绝缘体膜55、下电极膜60及压电体层70弯曲变形,从而各压力产生室12内的压力变高,墨滴从喷嘴开口21喷出。
在此,参照图3~图6说明喷墨式记录头的制造方法。此外,图3~图6是压力产生室的长度方向的剖面图。首先,如图3A所示,将硅晶片即流路形成基板用晶片110在大约1100℃的扩散炉中进行热氧化,在其表面上形成用于构成弹性膜50的二氧化硅膜52。此外,本实施方式中,作为流路形成基板用晶片110,使用膜厚大约为625μm的较厚且刚性高的硅晶片。
接着,如图3B所示,在弹性膜50(二氧化硅膜52)上形成由氧化锆构成的绝缘体膜55。具体而言,在弹性膜50(二氧化硅膜52)上例如通过溅射法等形成锆(Zr)层之后,通过将该锆层例如在500~1200℃的扩散炉中进行热氧化,而形成由氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜55。
接着,如图4A所示,形成由密接层61及铂层62构成的下电极膜60。具体而言,首先在绝缘体膜55上形成由钛(Ti)构成的厚度为5~50nm的密接层61。本实施方式中,以10μm的厚度形成密接层61。这样通过在下电极膜60的最下层设置密接层61,能提高绝缘体膜55和下电极膜60之间的密接力。
接着,在密接层61上形成由铂(Pt)构成的厚度为50~500nm的铂层62。本实施方式中,以130nm的厚度形成铂层62。由此形成由密接层61及铂层62构成的下电极膜60。
这里,在以后的工序中烧制形成压电体层70之际,同时对由钛(Ti)构成的密接层61和由铂(Pt)构成的铂层62进行加热,使下电极膜60成为由钛(Ti)、铂(Pt)及氧(O)构成的合金(详见后述)。此时,为了使下电极膜60的杨氏模量为200GPa以上,优选预先变更密接层61及铂层62的厚度使钛相对铂的含有率为3~30%。
接着,在下电极膜60上形成由钛(Ti)构成且厚度为1~20nm、本实施方式中厚度为4nm的钛层63。这样通过在下电极膜60上设置钛层63,而在以后的工序中在下电极膜60上经由钛层63形成压电体层70时,可将压电体层70的优先取向方位控制为(100)或(111),作为电机转换元件能得到适当的压电体层70。此外,钛层63在压电体层70结晶时发挥作为促进结晶的种晶(seed)的功能,在压电体层70被烧制之后,钛层63的一部分或全部扩散到压电体层70内。
此外,这样的下电极膜60的各层61、62及钛层63例如通过DC磁控管溅射法来形成。
接着,形成压电体层70。在此本实施方式中对将金属有机物溶解/分散在催化剂中的所谓的溶胶进行涂敷干燥并使其凝胶化,进一步利用通过在高温下进行烧制而得到由金属氧化物构成的压电体层70的所谓的溶胶-凝胶法形成压电体层70。此外,作为压电体层70的材料使用例如钛酸锆酸铅(PZT)等强介电性压电材料、和/或除此还另外添加了铌、镍、镁、铋或钇等金属的弛豫型强介电体(relaxor ferroelectrics)等。另外,压电体层70的制造方法并不限于溶胶-凝胶法,例如也可以使用MOD(Metal-Organic Decomposition)法等。
具体而言,首先,如图4B所示,在形成图案前的下电极膜60上形成PZT前驱体膜即压电体前驱体膜71。即,在形成了下电极膜60的流路形成基板10上涂敷含有金属有机化合物的溶胶(溶液)(涂敷工序)。接着将该压电体前驱体膜71加热到规定温度并使其干燥一定时间(干燥工序)。例如,本实施方式中,将压电体前驱体膜71在170~180℃下保持8~30分钟而进行干燥。另外,干燥工序中的升温速度优选为0.5~1.5℃/sec。此外,在此所说的“升温速度”规定为从上升了加热开始时的温度(室温)和到达温度之间的温度差的20%的温度到达温度差的80%的温度为止的温度的时间变化率。例如,从室温25℃开始到100℃为止以50秒升温后的升温速度变为(100-25)×(0.8-0.2)/50=0.9[℃/sec]。
接着,将干燥了的压电体前驱体膜71通过加热到规定温度并保持一定时间而进行脱脂(脱脂工序)。例如,本实施方式中将压电体前驱体膜71加热到300~400℃左右的温度并保持大约10~30分钟进行脱脂。此外,在此所说的脱脂可使包含在压电体前驱体膜71中的有机成分例如作为NO2、CO2、H2O等来使其脱离。另外,脱脂工序中,优选升温速度为0.5~1.5℃/sec。
接着,如图4C所示,将压电体前驱体膜71加热到规定温度并保持一定时间来使其结晶化,形成压电体膜72(烧制工序)。在烧制工序中,优选将压电体前驱体膜71加热到680~900℃,但是同时对下电极膜60的各层61、62进行加热而被合金化,因此优选为700℃以下。由此,能形成由杨氏模量为200GPa以上的高强度的合金构成的下电极膜60。本实施方式中,在680℃下进行5~30分钟的加热,并将压电体前驱体膜71烧制而形成压电体膜72。在此,烧制工序中的上电极膜80的加热方法并不特别限定,但是优选利用RTA(Rapid Themal Annealing)法等而快速提高升温速度。例如,本实施方式中,利用由红外线灯的照射来加热的RTA(ThermalAnnealing)装置,以较快的升温速度对压电体膜进行加热。此外,烧制压电体膜时的升温速度为50℃/sec以上。
并且,如图4D所示,在下电极膜60上形成压电体膜72的第一层的步骤,同时形成下电极膜60及第一层的压电体膜72的图案。
在此,在下电极膜60上形成钛层63之后形成图案,再形成第一层的压电体膜72时,为了通过光刻工序/离子蚀刻/灰化而形成电极膜60图案,钛层63变质,即使在变质了的钛层63上形成第一层的压电体膜72,该压电体膜72的结晶性也变得不好,在第一层的压电体膜72上形成的其他压电体膜72也影响到第一层的压电体膜72的结晶状态而结晶生长,因此不会形成具有良好的结晶性的压电体膜72。
与其相比,若在形成第一层的压电体膜72之后与下电极膜60同时形成图案,则第一层的压电体膜72与钛层63相比作为使第二层以后的压电体膜72结晶生长良好的种(种晶),其性质也强,例如即使由图案形成在表层上形成极薄的变质层,也不会给第二层以后的压电体膜72的结晶生长带来较大的影响。
并且,形成图案之后将由涂敷工序、干燥工序、脱脂工序及烧制工序构成的压电体膜形成工序反复进行多次,如图4E所示形成由多个层的压电体膜72构成的规定厚度的压电体层70。例如,每一次溶胶的膜厚为0.1μm左右时,例如由10层的压电体膜72构成的压电体层70整体的膜厚为大约1.1μm左右。
此外,如上所述,通过在下电极膜60上形成压电体膜72的第一层的步骤,将这些同时形成图案,在形成第二层的压电体膜72之际,在形成有下电极膜60及第一层的压电体膜72的部分和其以外的部分之间的边界附近,能降低由于基底的不同引起的给第二层的压电体膜72的结晶性带来的不良影响,即可以缓和该不良影响。由此,在下电极膜60和其以外的部分之间的边界附近,积极推动第二层的压电体膜72的结晶生长,能形成结晶性良好的压电体层70。
这样形成压电体层70之际,也同时对下电极膜60进行加热,形成由合金构成的下电极膜60,该合金由密接层61、铂层62和氧(O)构成,该密接层61由钛(Ti)构成,该铂层由铂(Pt)构成。此时,本实施方式中形成了厚度为10nm的密接层61和厚度为130nm的铂层62,因此下电极膜60的钛相对铂的含有率为大约7.7%。此时,通过使下电极膜60中钛相对铂的含有率为3~30%,能以杨氏模量为200GPa以上的高硬度形成下电极膜60,而下电极膜60不会因为压电元件300的反复驱动而塑性变形,能防止压电元件300的变位降低。
并且,通过图4B~图4E所示的工序形成压电体层70之后,如图5A所示,例如,在流路形成基板用晶片110的整个面上形成由铱(Ir)构成的上电极膜80,在与各压力产生室12对置的区域图案形成压电体层70及上电极膜80,并且形成压电元件300。
接着,如图5B所示,在流路形成基板用晶片110的整个面形成保护膜120,并且以规定形状图案形成,形成连接孔121。作为保护膜120,优选使用具有耐湿性的材料,例如使用氧化硅(SiOx)、氧化钽(TaOx)、氧化铝(AlOx)等的无机绝缘材料,尤其,优选使用无机非结晶材料即氧化铝(AlOx)、例如使用氧化铝(Al2O3)。
接着,如图5C所示,在流路形成基板用晶片110的整个面形成例如由金(Au)等构成的引线电极90之后,通过由抗蚀剂等构成的掩膜图案(未图示)形成各压电元件300的图案。
接着,如图5D所示,在流路形成基板用晶片110的压电元件300一侧经由粘接剂35接合由硅晶片构成的形成为多个保护基板30的保护基板用晶片130。此外,该保护基板用晶片130具有例如400μm左右的厚度,因此通过接合保护基板用晶片130而显著提高流路形成基板用晶片110的刚性。
接着,如图6A所示,将流路形成基板用晶片110研磨至某一程度的厚度后,进一步由氟硝酸进行湿式蚀刻,从而将流路形成基板用晶片110作成规定的厚度。例如,本实施方式中,对流路形成基板用晶片110进行蚀刻加工,以便成为大约70μm厚度。
接着,如图6B所示,在流路形成基板用晶片110上重新形成例如由氮化硅(SiN)构成的掩膜51,以规定形状形成图案。并且,如图6C所示,使用KOH等的碱性溶液经由掩膜51各向异性蚀刻(湿式时刻)流路形成基板用晶片110,从而形成与压电元件300对应的压力产生室12、连通部13及墨液供给路14等。
其后,通过切片等切断去除流路形成基板用晶片110及保护基板用晶片130的外周缘部的无用部分。并且,在流路形成基板用晶片110的与保护基板用晶片130相反一侧面接合穿设有喷嘴开口21的喷嘴板20,并且在保护基板用晶片130上接合柔性基板40,将流路形成基板用晶片110等分割为图1所示的一个芯片尺寸的流路形成基板10等,从而作成本实施方式的喷墨式记录头。
另一实施方式
以上对本发明的各实施方式进行了说明,但是本发明的基本构成并不限于上述的实施方式。例如,在上述的实施方式1的喷墨式记录头的制造方法中,作为密接层61使用了钛(Ti),因此作为下电极膜60设置密接层61及铂层62,但是作为密接层61使用了钛(Ti)以外的金属,例如使用了铬(Cr)、钽(Ta)、锆(Zr)及钨(W)等的情况下,若在密接层61上设置由钛(Ti)构成且厚度为5~50nm的金属层,则与上述的实施方式1相同,可使下电极膜60中钛相对铂的含有率为3~30%。
另外,在上述的实施方式1的喷墨式记录头的制造方法中,烧制形成压电体层70时,同时对下电极膜60进行加热并使其合金化,但是并不限定于此,例如,也可以在形成由合金构成的下电极膜60之后,在电极膜60上形成压电体层70。
另外,这些各实施方式的喷墨式记录头构成具有与墨盒等连通的墨液流路的记录头组件的一部分,且搭载于喷墨式记录装置上。图7是表示其喷墨式记录装置的一例的概略图。
如图7所示,具有喷墨式记录头的记录头组件1A及1B可拆装地设置构成墨液供给部件地墨盒2A及2B,搭载该记录头组件1A及1B的载架3在轴方向移动自如地设置于安装在装置本体4中的载架轴5。该记录头组件1A及1B分别喷出黑墨组成物及彩墨组成物。
并且,驱动电机6的驱动力经由未图示的多个齿轮及定时带7传递到载架3上,从而搭载记录头组件1A及1B的载架3沿着载架轴5移动。另一方面,在转子主体4上沿着载架轴5设置有压板8,由未图示的供纸辊等供给的纸等记录介质即记录薄片S卷入压板8而被传送。
另外,上述的实施方式1中,作为液体喷头的一例举例说明了喷墨式记录头,但是本发明是广泛地以液体喷头整体作为对象的,也当然适用于喷射墨液以外的液体的液体喷射头。作为其他液体喷射头,例如可列举出:打印机等图像记录装置中使用的各种记录头、液晶显示器等彩色滤色器的制造中使用的色材喷射头、有机EL显示器、FED(面发光显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷头、和生物Chip制造中使用的生物体有机喷头等。此外,本发明不仅适用于搭载在液体喷头(喷墨式记录头等)中的驱动装置,也适用于搭载在所有装置中的驱动装置。
Claims (9)
1、一种驱动装置,其中,
具备变位自如地设置在基板上且由下电极、压电体层及上电极构成的压电元件,并且,所述下电极的杨氏模量为200Gpa以上。
2、根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述下电极由合金构成,该合金由铂、氧及其他金属构成。
3、根据权利要求2所述的驱动装置,其中,
所述其他金属由钛构成,并且,所述钛相对所述铂的含有率为3~30%。
4、根据权利要求2所述的驱动装置,其中,
所述其他金属由铅构成,并且,所述铅相对所述铂的含有率为1~12%。
5、根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述下电极的主成分是从钼、钽、铱、钒、钨及铬中选出的至少一种金属。
6、根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述压电元件经由振动板设置在所述基板上,并且,所述下电极作为所述振动板的一部分发挥作用。
7、根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述压电元件的各层通过成膜及光刻法来形成。
8、一种液体喷头,其中,
具备权利要求1所述的驱动装置,该驱动装置作为改变用于从喷嘴开口喷射液体的压力的压力产生部件。
9、一种液体喷射装置,其中,
具备权利要求8所述的液体喷头。
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