CN101274517A - 液体喷射头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够切实抑制压电元件的位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头及其制造方法。该液体喷射头具备：流道形成基板，其形成有与喷射液体的喷嘴开口相连通的压力发生室；压电元件，其由设置于该流道形成基板的一个表面侧的下电极、压电体层及上电极构成，上述压电体层由锆钛酸铅构成，是在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造，且饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。

Description

液体喷射头及其制造方法
技术领域
本发明涉及喷出液体的液体喷射头的制造方法，特别是涉及喷墨式记录头的制造方法，该喷墨式记录头是通过压电元件对供给到与喷出墨滴的喷嘴开口相连通的压力发生室的油墨进行加压，而从喷嘴开口喷出墨滴的。
背景技术
由振动片构成与喷出墨滴的喷嘴开口相连通的压力发生室的一部分，通过压电元件使该振动片变形而对压力发生室的油墨进行加压并从喷嘴开口喷出墨滴的喷墨式记录头，实际应用有两种，即、使用了在压电元件的轴向伸长、收缩的纵振动模式的压电致动器的喷墨式记录头，和使用了弯曲振动模式的压电致动器的喷墨式记录头。作为使用了弯曲振动模式的压电致动器的喷墨式记录头，例如，已知有在振动片的整个表面通过成膜技术形成均匀的压电材料层，并通过光刻法将该压电材料层切分为与压力发生室相对应的形状，而以每个压力发生室独立的方式形成压电元件的喷墨式记录头(参照专利文献1)。在该专利文献1中，作为压电致动器，从压电特性良好的角度来看，压电材料层的晶体构造，优选结晶方位为(100)，或菱形晶等。
专利文献1：日本特开2005-150491号公报(“0017”段、“0018”段、“0022”段等)
然而，这样的喷墨式记录头，由于反复驱动压电元件，因此具有以下问题：压电元件的位移量产生变化，并使得油墨喷出量、油墨喷出速度等油墨喷出特性不稳定，特别是在初期阶段，存在压电元件的位移量显著降低的情况。压电元件的位移量下降，使得打印质量降低。另外，这样的问题，不只是喷出油墨的喷墨式记录头，在喷射油墨以外的液体的液体喷射头中也同样存在。
发明内容
本发明就是鉴于这样的情况而做出的，目的在于提供一种能够切实抑制压电元件的位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头及其制造方法。
解决上述问题的本发明的方案为，提供一种液体喷射头，其具备：流道形成基板，其形成有与喷射液体的喷嘴开口相连通的压力发生室；压电元件，其由设置于该流道形成基板的一个表面侧的下电极、压电体层及上电极构成；其特征在于，上述压电体层由锆钛酸铅构成，是在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造，且饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。
在该方案中，由于由锆钛酸铅构成的、在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造的压电体层满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，因此可以提供一种能够切实抑制实际使用时压电元件的位移量的变化、并具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头。
在此，优选为，压电体层是厚度为1～5μm的薄膜。由此，可以抑制具有作为薄膜的压电体层的压电元件的位移量的变化。
此外，本发明的另一方案，提供一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备：流道形成基板，其形成有与喷射液体的喷嘴开口相连通的压力发生室；压电元件，其由设置于该流道形成基板的一个表面侧的下电极、由锆钛酸铅构成的压电体层以及上电极构成，其特征在于，具有：压电元件形成工序，在上述流道形成基板上形成具有上述压电体层的上述压电元件，上述压电体层是在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造；老化工序，对由该压电元件形成工序形成的上述压电元件输入驱动信号来驱动该压电元件，使上述压电体层的饱和极化Pm以及剩余极化Pr为33％≤2Pr/2Pm≤46％；以及压力发生室形成工序，在上述流道形成基板上形成上述压力发生室。
该方案，通过进行老化工序，使由锆钛酸铅构成的、在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造的压电体层，满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，从而可以制造能够切实抑制实际使用时压电元件的位移量的变化、并具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头。
上述老化工序，也可以在上述压电元件上设置了束缚部件的束缚状态下进行，该束缚部件使上述压电元件的位移比实际使用时更加受到束缚。由此，由于是在对压电元件的位移的束缚比实际使用时紧的状态下进行老化工序，因此是在对压电元件施加了比实际使用时更大的应力的状态下进行老化工序的。因此，不必施加比实际使用时高的负荷，即可以较低的驱动电压(电场强度)，使压电体层满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，从而可以制造能抑制压电元件的位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头。当利用比实际使用时低的电压进行老化工序时，由于老化工序中压电体层等的变形比实际使用时小，因此在老化工序中不会使压电体层产生裂纹。另外，由于在较低的电压下进行老化工序，因而不会过度地对压电体层造成损伤。
另外，优选为，在上述压力发生室形成工序之前进行上述老化工序，并且在该老化工序中，上述流道形成基板成为上述束缚部件。由此，只使用液体喷射头的构成部件，并且利用在压力发生室形成工序之前进行使压电体层满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的老化工序这样的简便方法，即可制造能够抑制压电元件位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头，而不必在老化工序中对压电元件等施加比实际使用时高的负荷。
另外，在上述压电元件形成工序之后具有保护膜形成工序，在该保护膜形成工序中，以覆盖上述压电元件的方式设置保护膜，并且在上述老化工序中，也可以使上述保护膜成为上述束缚部件。由此，利用以保护膜覆盖压电元件并进行使压电体层满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的老化工序这样的简单方法，即可制造能够抑制压电元件位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头，而不必在老化工序中对压电元件等施加比实际使用时高的负荷。
另外，在上述老化工序之后，也可以具有保护膜凹部形成工序，在该保护膜凹部形成工序中，在上述保护膜的与上述上电极相对的区域形成凹部。由此，由于在与上电极相对的区域设置凹部，因此可以保留保护膜，将其作为保护压电元件不受湿度影响的膜，而不会妨碍压电元件的位移。
另外，优选为，在上述老化工序中，对上述压电元件输入驱动电压比实际使用时低的驱动信号。由此，可以切实抑制在老化工序中产生裂纹。另外，由于施加较低的电压，因此不会过度地对压电体层造成损伤。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的记录头的概略构成的分解立体图。
图2是实施方式1涉及的记录头的俯视图及剖视图。
图3是表示压电体层的磁滞曲线的图。
图4是表示实施方式1涉及的记录头的制造方法的剖视图。
图5是表示实施方式1涉及的记录头的制造方法的剖视图。
图6是表示实施方式1涉及的记录头的制造方法的剖视图。
图7是实施方式2涉及的记录头的剖视图。
图8是表示实施方式2涉及的记录头的制造方法的剖视图。
图9是表示实施方式2涉及的记录头的制造方法的剖视图
图10是表示试验例的结果的图。
符号说明：1、1A…喷墨式记录头(液体喷射头)；10…流道形成基板；12…压力发生室；13…连通部；14…油墨供给道；20…喷嘴板；21…喷嘴开口；30…保护基板；31…贮留部；32…压电元件保持部；40…柔性基板；50…弹性膜；60…下电极膜；70…压电体层；80…上电极膜；100…贮留室；200…保护膜；201…开口部；300…压电元件
具体实施方式
以下基于实施方式详细地说明本发明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1涉及的记录头的一例、即喷墨式记录头1的概略构成的分解立体图，图2(a)是喷墨式记录头1的要部俯视图，图2(b)是图2(a)的A-A′处剖视图。
如图所示，流道形成基板10，在本实施方式中由板厚方向的晶面方位为(110)的单晶硅基板构成，在其一个面上形成有由二氧化硅构成的、厚度0.5～2μm的弹性膜50。对于该流道形成基板10，通过从其另一面侧进行各向异性蚀刻，而在流道形成基板10上，在其宽度方向(短边方向)并列设置了被多个隔壁11划分出的多个压力发生室12。另外，在流道形成基板10的压力发生室12的长边方向的一个端部侧，由隔壁11划分出油墨供给道14和连通道15。另外，在连通道15的一端，形成有连通部13，该连通部13构成成为各压力发生室12公用的油墨室(液体室)的贮留室100的一部分。即，流道形成基板10设置有液体流道，该液体流道是由压力发生室12、连通部13、油墨供给道14、以及连通道15构成的。
油墨供给道14与压力发生室12的长边方向的一个端部侧相连通，并且具有小于压力发生室12的截面积。而且，各连通道15，与油墨供给道14的和压力发生室12相反的一侧连通，具有大于油墨供给道14的宽度方向(短边方向)的截面积的截面积。在本实施方式中，以与压力发生室12相同的截面积形成了连通道15。即，在流道形成基板10上，由多个隔壁11划分设置了：压力发生室12；供给道14，其具有比压力发生室12的短边方向的截面积小的截面积；连通道15，其与该油墨供给道14连通，并且具有比油墨供给道14的短边方向的截面积大、而与压力发生室12同等的截面积。
另外，在流道形成基板10的开口面侧，通过粘接剂或热熔敷膜等粘着有喷嘴板20，该喷嘴板20贯穿设置有喷嘴开口21，该喷嘴开口21与各压力发生室12的和油墨供给道14相反的一侧的端部附近相连通。另外，喷嘴板20由玻璃陶瓷、单晶硅基板或者不锈钢等构成。
另一方面，在流道形成基板10的开口面的相反侧，如上所述，形成有弹性膜50，其由二氧化硅形成，厚度例如约为0.5～2μm，在该弹性膜50上，层叠有绝缘体膜55，该绝缘体膜55例如由氧化锆(ZrO2)形成，厚度例如约为0.3～0.4μm。另外，在绝缘体膜55上，利用后述的成膜工艺层叠形成了：下电极膜60，其厚度例如约为0.1～0.5μm；压电体层70，其由例如厚度约为1～5μm的锆钛酸铅(PZT)形成，是在(100)面上优先取向的菱形晶系或者单斜晶系构造；上电极膜80，其厚度例如约为0.05μm，由此形成了压电元件300。而且，压电体层70的饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，详见下述。在此，压电元件300指包含下电极膜60、压电体层70以及上电极膜80的部分。一般地，将压电元件300的任意一个电极作为公共电极，将另一个电极以及压电体层70按每个压力发生室12进行图形化。而且，在此，将由图形化后的任意一个电极以及压电体层70构成的、通过向两个电极施加电压而产生压电应变的部分称为压电体能动部320。在本实施方式中，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，然而，根据驱动线路和布线的情况，也可以将它们反过来。不论在哪种情况下，在每个压力发生室12都形成有压电体能动部320。另外，在本实施方式中，下电极膜60、压电体层70以及上电极膜80，如图2(b)所示，被图形化得上电极膜80侧的宽度变窄，且其侧面为倾斜面。另外，在此，将压电元件300和通过该压电元件300的驱动而产生位移的振动片合起来称为致动器装置。在上述的例子中，弹性膜50、绝缘体膜55以及下电极膜60作为振动片发挥作用，当然不局限于此，例如，也可以不设置弹性膜50、绝缘体膜55，而仅以下电极膜60作为振动片来发挥作用。另外，压电元件300本身也可以兼做实质上的振动片。
下电极膜60是由例如铱(Ir)、铂(Pt)等金属材料形成的。另外，下电极膜60也可以是层叠了由这些金属材料构成的多个层的膜。另外，在层叠的情况下，也可以通过后面的工艺，成为混合层。
在该下电极膜60上，设置有由压电材料构成的压电体层70。在本发明中，压电体层70，由锆钛酸铅(PZT)形成，具有在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造。另外，优先取向是指，晶体的取向方向不是无秩序的，而是特定的晶面基本朝向一定方向的状态。具体而言，“在(100)面上优先取向”是指，在通过X线衍射广角法测量压电体膜时产生的(100)面、(110)面以及(111)面的衍射强度的比率(100)/((100)+(110)+(111))大于0.5。
另外，压电体层70的饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。对于作为强电介质的锆钛酸铅，改变外部电场的朝向和值并且求极化的大小，而得到了图3那样的磁滞曲线。将在电场强度(Em)为200～300kv/cm左右的十分高的电压下的极化称为饱和极化Pm，将降低施加电压而使之降至0伏时的极化称为剩余极化Pr。本发明中，规定了由锆钛酸铅构成的压电体层70的剩余极化Pr与饱和极化Pm的比值。
这样，由于由锆钛酸铅(PZT)形成的、在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造的压电体层70，满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，因而能够抑制实际使用时的压电元件300的位移量的变化，即，抑制反复驱动压电元件300而达到一定驱动后的压电元件300的位移相对于实际使用时的驱动初期的压电元件300的位移的变化率。因此，即使反复进行油墨的喷出也能够控制油墨喷出特性的变化，可以获得稳定的油墨喷出特性。
在此，对于压电体层70的剩余极化Pr及饱和极化Pm与压电元件300的位移量的变化的关系，详述如下。压电元件300的位移量是由对压电元件300输入了规定的驱动信号时的压电元件的位移量(到达应变)、和使该驱动信号为0时的压电元件300的位移量(剩余应变)决定的。而且，由于该剩余应变因反复进行压电元件300的驱动而增加，因此压电元件300的位移量因压电元件300的驱动而发生经时变化。剩余应变因压电元件300的驱动而这样增加的原因是，反复进行压电元件300的驱动，使得构成压电体层70的压电材料的极化一部分被固定，并在压电元件300内产生剩余极化Pr。
而且，剩余应变反映于剩余极化Pr，到达应变反映于饱和极化Pm。该剩余极化Pr因构成压电元件300的各层的厚度和材质等的不同而不同，另外，饱和极化Pm也因与剩余极化Pr相同的因素，即、构成压电元件300的各层的厚度和材质等的不同而不同。因此，通过观察作为相对于饱和极化Pm的相对值的剩余极化Pr，就可以判断由剩余应变的增加所致的压电元件300的位移量的降低。具体而言，如下述的试验例所示的那样，在实际使用时的最初阶段，当压电体层70的剩余极化Pr与饱和极化Pm的比值、即2Pr/2Pm为33％以上时，可以显著地抑制由剩余应变的增加所致的压电元件300的位移量的降低。
在本实施方式中，通过在实际使用时的最初阶段使压电体层70的2Pr/2Pm满足在33％以上，即，通过预先增加剩余应变而形成使剩余应变增大了的状态的压电体层70，来抑制实际使用时剩余应变的增加，从而抑制压电元件300的变化。另外，由于由对压电元件300的反复驱动所致的压电材料的极化固定在某种程度下是饱和的，因此通过预先使剩余应变进行某种程度的增加，可以抑制以后的剩余应变的变化。
另外，在根据压电元件300的位移量发生变化前的油墨喷出特性，对喷墨式记录头1的驱动条件和打印质量等进行了最优化的情况下，打印质量由于压电元件300的位移量的变化而降低。例如，当在实际使用时压电元件300的位移降低时，油墨喷出特性将发生变化，而不能保持恒定的打印质量。另外，“实际使用时”是指，从喷墨式记录头1喷出油墨而在记录纸张等上实际进行打印。而在本发明中，通过形成以规定的晶体构造满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的压电体层70，可以预先对喷墨记录头1进行最优化处理，因而可以保持良好的打印质量。
当压电体层70的2Pr/2Pm小于33％时，压电元件的位移量的变化变大，不能得到稳定的油墨喷出特性。另外，当压电体层70的2Pr/2Pm大于46％时，不能得到用于以所需的油墨喷出特性来喷出油墨的压电元件300的位移量。另外，对于Pm，在用±35V的三角波对大约1.2μm的压电体层70的层厚进行测量时，优选为38.0～49.6μC/cm2。当为38.0μC/cm2以上时，可以切实确保足以作为喷墨头的340nm以上的位移量，另外，当为49.6μC/cm2以下时，可以防止由于位移量过大而引起的振动片等的破裂。
上电极膜80与下电极膜60一样，由铂(Pt)、或铱(Ir)、或者它们的层叠膜或合金等金属材料构成。
而且，在压电元件300的作为独立电极的各个上电极膜80上，连接有引线电极90，该引线电极90从油墨供给道14侧的端部附近引出，并延伸设置到绝缘体膜55上，由例如金(Au)等构成。
此外，在形成有压电元件300的流道形成基板10上，在与压电元件300相对的区域，通过粘接剂35接合有具有压电元件保持部32的保护基板30，该压电元件保持部32具有不阻碍压电元件300的运动的程度的空间。另外，压电元件保持部32，只要具有不阻碍压电元件300的运动的程度的空间即可，该空间可以是密封的，也可以不密封。
另外，在保护基板30上，在与连通部13相对的区域设置有贮留部31，该贮留部31，如上所述，与流道形成基板10的连通部13相连通，构成成为各压力发生室12公用的油墨室的贮留室100。另外，在保护基板30的压电元件保持部32和贮留部31之间的区域，设置有在厚度方向贯穿保持基板30的贯穿孔33，在该贯穿孔33内露出有下电极膜60的一部分以及引线电极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的未图示的驱动线路，驱动线路和引线电极90，通过由焊丝(bonding wire)等导电性引线构成的连接布线电连接。
作为保护基板30，优选为，使用与流道形成基板10的热膨胀率大致相同的材料，例如，玻璃、陶瓷材料等。在本实施方式中，是使用材料与流道形成基板10相同的单晶硅基板形成的。
在保护基板30上，接合有柔性基板40，该柔性基板是由密封膜41和固定板42构成的。在此，密封膜41由刚性低的具有挠性的材料(例如，厚度为6μm的聚苯硫醚(PPS)膜)构成，并由该密封膜41来密封贮留部31的一个面。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)所形成。该固定板42的与贮留室100相对的区域，由于成为在厚度方向上被完全除去的开口部43，因此贮留室100的一个面只以具有挠性的密封膜41来密封。
本实施方式中的这样的喷墨式记录头1，从未图示的外部油墨供给单元取得油墨，并用油墨填充从贮留室100至喷嘴开口21的内部，之后，按照来自驱动线路的记录信号，在与压力发生室12相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以及压电体层70弯曲变形，由此来提高各压力发生室12内的压力，从而从喷嘴开口21喷出墨滴。
在此，对于这样的喷墨式记录头1的制造方法，参照图4～图6进行说明。另外，图4～图6是压力发生室的长边方向的剖视图。首先，如图4(a)所示，在硅晶片、即流道形成基板用晶片110的表面，形成构成弹性膜50的二氧化硅膜51。其次，如图4(b)所示，在弹性膜50(二氧化硅膜51)上，形成由氧化锆构成的绝缘体膜55。
接着，在绝缘体膜55上形成压电元件300。具体而言，首先，如图4(c)所示，例如，在绝缘体膜55的整个表面上形成由铂等构成的下电极膜60后，进行图形化，形成规定形状。其次，如图5(a)所示，依次层叠例如由锆钛酸铅(PZT)构成的压电体层70、和例如由铂等金属构成的上电极膜80，如图5(b)所示，同时对它们进行图形化而形成压电元件300。接着，如图5(c)所示，在流道形成基板用晶片110的整个表面形成由例如金(Au)等构成的引线电极90，并且按每个压电元件300进行图形化。以上是膜形成工艺。另外，在本实施方式中，涂敷在溶剂中溶解、分散了金属有机物的所谓的胶体溶液，并使之干燥、凝胶化而形成压电体前体膜，进而利用高温进行烧制，由此得到由金属氧化物构成的压电体层70，即、使用所谓的溶胶-凝胶法形成压电体层70。另外，并不局限于溶胶-凝胶法，也可以使用例如MOD(Metal-Organic Decomposition)法或溅射法等。另外，压电体层70和上电极膜80的图形化，可以通过利用形成为规定形状的抗蚀剂(未图示)来进行干蚀刻而一并进行。而且，对于这样的干蚀刻而言，若预先使抗蚀剂的侧面倾斜，则压电体层70和上电极膜80，将以上电极膜80侧的宽度变窄的方式被图形化，从而其侧面成为倾斜面。
在本实施方式中，在这样形成了压电元件300后并且在形成压电发生室12之前，即，在图5(c)的阶段，对压电元件300输入驱动电压比实际使用时低的驱动信号来进行老化工序。而且，在该老化工序中，通过调整驱动电压和驱动时间等老化条件，而变成满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的压电体层70。另外，若对压电元件300施加高电压，将会产生如下问题，即，压电元件300不产生位移，或者压电体层70等产生裂纹，因此在实际使用时，当然，是在不产生这些问题的条件下驱动压电元件300，使压电元件300以及振动片变形，从而从喷嘴开口21喷出填充到压力发生室12中的油墨。
在本实施方式中，在制造阶段进行对压电元件300输入驱动信号来驱动压电元件300的老化工序，预先固定一部分压电材料的极化，由此来增大剩余应变，使压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，从而使实际使用时的压电元件300的位移量处于稳定的状态。另外，在本实施方式中，老化工序前的压电体层70的2Pr/2Pm不足33％，然而通过进行老化工序，使其处于了33％≤2Pr/2Pm≤46％的范围内。
在本实施方式中，如上述那样在形成压力发生室12之前进行老化工序。即，在压电元件300下侧的整个表面接合了流道形成基板10(流道形成基板用晶片110)的状态下进行老化工序。另外，在本实施方式中，形成压力发生室12之前的流道形成基板10相当于权利要求4中所述的“束缚部件”。
这样，当在压电元件300被固定于流道形成基板10的状态下对压电元件300输入驱动信号来驱动压电元件300时，压电体层70将要进行收缩，然而，由于压电元件300被固定于流道形成基板10，动作受到束缚，因此，在本实施方式的老化工序中，压电元件300的位移比实际使用时，即，比在流道形成基板10上设置压力发生室12，压电元件300等可以产生弯曲变形时，更加受到流道形成基板10的束缚。其结果，在本实施方式的老化工序中，对压电元件300施加比实际使用时更大的拉伸应力。另外，将通过这样在压电元件300上设置束缚部件，而使压电元件300的位移比实际使用时更加受到束缚的状态称为束缚状态。
通过在对压电元件300施加了比实际使用时更大的拉伸应力的状态下进行老化工序，可以固定压电材料的极化，因此，即使在老化工序中施加于压电元件300的电压比实际使用时低，也可以充分地进行老化。
像这样利用比实际使用时低的电压进行老化工序时，老化工序中的压电体层70的变形比实际使用时小，因此在老化工序中不会使压电体层70产生裂纹，从而可以制造在实际使用时能够抑制压电元件300的位移量的变化、具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头。另外，由于振动片的变形也比实际使用时小，因此可以抑制在老化工序中振动片产生裂纹。而且，由于利用较低的电压进行老化工序，因此也不会产生过度地对压电体层70造成损伤、压电元件300不产生位移这样的问题。此外，由于可以缩短老化工序中所需的时间，因此可以使老化工序在短时间内进行，因而可以进一步降低带给压电元件300的负荷。另外，由于是在加工成用作喷墨式记录头1时的最终形状之前使用形成压力发生室12之前的流道形成基板10这样的构成喷墨式记录头1的部件，因此无需准备新的部件，就能够进行比以往效率更高的老化。另外，输入到压电元件300的驱动信号可以是直流也可以是交流，还可以是脉冲波。波形，优选为，例如sin波、矩形波等频率单一的波形。无论哪一种，在本实施方式中，都以压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的方式来调整老化条件。
这样，在本实施方式中，通过在流道形成基板10上形成压力发生室12之前进行老化工序，在老化工序中可以利用流道形成基板10施加于压电元件300的拉伸应力，因此可以利用比实际使用时低的电压进行充分的老化。
在实行了老化工序之后，如图6(a)所示，在流道形成基板用晶片110的压电元件300侧，通过粘接剂35接合硅晶片、即由多个保护基板30构成的保护基板用晶片130，接着使流道形成基板用晶片110薄化，直到成为规定的厚度为止。其后，如图6(b)所示，在流道形成基板用晶片110上重新形成掩模膜52，并图形化为规定形状。
然后，如图6(c)所示，利用掩模膜52对流道形成基板用晶片110进行使用了KOH等碱溶液的各向异性蚀刻(湿蚀刻)，而形成与压电元件300相对应的压力发生室12、连通部13、油墨供给道14以及连通道15等。
其后，例如通过切割等切断除去流道形成基板用晶片110以及保护基板用晶片130的外周缘部的不要部分。然后，在流道形成基板用晶片110的与保护基板用晶片130相反的一侧的面上接合贯穿设置了喷嘴开口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，通过将流道形成基板用晶片110等分割为图1所示那样的一个芯片大小的流道形成基板10等，而形成喷墨式记录头1。
在本实施方式中，在形成压力发生室12之前进行老化工序，然而，也可以在形成压力发生室12之后，进行使压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％的老化工序。另外，通过进行老化工序，电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，当然，在不进行老化工序的阶段，如果压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，当然就无需进行老化工序。
另外，在本实施方式中，在将压电元件300图形化为规定形状后，进行老化工序，但是，也可以在对压电元件300进行图形化之前进行老化工序。当对压电元件300进行了图形化之后，进行老化工序时，需要在老化工序中对每个压电元件300的电极施加电压，然而，若在图形化之前进行，则由于连接有多个压电元件300的各个电极，因而可以一并进行老化工序中的电压的施加。另外，由于是压电元件300束缚其它压电元件300的结构，因此对压电元件300的应力施加变得更加显著。另外，在本实施方式中，在形成引线电极90后进行老化工序，之后设置保护基板30，然而也可以在引线基板90形成前进行老化工序，另外，还可以在设置了保护基板30后进行老化工序。此外，在本实施方式中，在老化工程中施加了比实际使用时低的电压，然而也可以施加与实际使用时相同或者比实际使用时高的电压来进行老化工序。
(实施方式2)
图7是通过本发明的实施方式2涉及的制造方法所制造的液体喷射头的一例、即喷墨式记录头的剖视图。如图7所示，本发明的实施方式涉及的喷墨式记录头1A，是在实施方式1涉及的喷墨式记录头1上，以覆盖压电元件300的方式设置了保护膜200的喷墨式记录头，该保护膜200由具有耐湿性的绝缘材料构成，压电体层70与实施方式1一样，满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。另外，对与图2(b)相同的部件标记同样的符号，另外，省略与实施方式1重复的说明。
具体而言，在本实施方式中，压电元件300被具有耐湿性的绝缘材料构成的保护膜200所覆盖。在本实施方式中，在压电体层70的侧面和上电极膜80的侧面及上表面的周缘部覆盖保护膜200，并且在多个压电元件300上连续地进行设置。即，上电极膜80的上表面的大致中心区域、即主要部分，不设置保护膜200，而是设置有使上电极膜80的上表面的主要部分露出的开口部201。开口部201在厚度方向贯穿保护膜200，沿着压电元件300的长边方向形成矩形开口。
通过用保护膜200像这样覆盖压电元件300，而成为防止由大气中的水分等引起的压电元件300的损坏的构造。而且，在压电元件300上，存在有实际上不驱动的非能动区域和实际上驱动的能动区域(压电体能动部320)，为了不使压电元件300的驱动过低，在保护膜200的与压电元件300的能动区域相对的位置设置了开口部201，从而不妨碍压电元件300的位移，而良好地保持油墨排出特性。此时，大气中的水分容易从压电元件300的侧面侵入压电元件300的内部，因此通过将上述侧面覆盖保护膜200，可以基本防止水分的侵入，因而压电元件300的上表面的一部分无需以保护膜200来覆盖。
作为保护膜200的材料，优选使用例如，作为无机非晶形材料的氧化硅(SiOx)、氧化钽(TaOx)、氧化铝(AlOx)等无机绝缘材料。
而且，在该保护膜200上，设有引线电极90。引线电极90的一端部与上电极膜80连接，并且另一端部延伸设置到流道形成基板10的油墨供给道14侧，被延伸设置的前端部通过连接布线与驱动压电元件300的驱动线路连接。
对于这样的喷墨式记录头1A的制造方法，参照图8及图9进行说明。具体而言，与实施方式1同样形成压电元件300后(图4(a)～图5(b))，如图8(a)所示，在流道形成基板用晶体110的整个表面形成保护膜200。其后，如图8(b)所示，使流道形成基板用晶体110薄化至规定的厚度之后，如图8(c)所示，在流道形成基板用晶片110上，重新形成掩模膜52，并图形化为规定形状。然后，如图9(a)所示，利用掩模膜52对流道形成基板用晶片110进行使用了KOH等碱溶液的各向异性蚀刻(湿蚀刻)，而形成与压电元件300相对应的压力发生室12、连通部13、油墨供给道14以及连通道15等。
其后，与实施方式1一样进行老化工序，对压电元件300输入比实际使用时低的驱动电压的驱动信号，使压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。调整驱动电压和驱动时间等老化条件以及保护膜200的膜厚等来进行老化工序，使压电体层70满足33％≤2Pr/2Pm≤46％，由此可以切实地抑制实际使用时的压电元件300的位移的降低。另外，在本实施方式中，老化工序前的压电体层70的2Pr/2Pm是不足33％，在本实施方式中，在以覆盖压电元件300的方式形成保护膜200后，且在保护膜200上形成开口部201之前，即，在图9(a)的阶段，进行老化工序。另外，在本实施方式中，形成开口部201之前的保护膜200相当于权利要求4所述的“束缚部件”
这样，当在压电元件300被保护膜200覆盖的状态下将驱动信号输入到压电元件300来驱动压电元件300时，压电体层70将要进行收缩，然而，由于压电元件300被保护膜200所覆盖，动作受到束缚，因此，在本实施方式的老化工序中，与实际使用时，即，在保护膜200的与上电极膜80相对的区域形成有开口部201的状态相比，压电元件300的位移更加被保护膜200所束缚。其结果，本实施方式的老化工序，将在压电元件300上施加比实际使用时大的拉伸应力。这样，通过在压电元件300上施加比实际使用时大的拉伸应力的状态下进行老化工序，可以固定压电材料的极化，因此，即使在老化工序中施加于压电元件300的电压比实际使用时低，也可以充分地进行老化。
当像这样利用比实际使用时低的电压进行老化工序时，老化工序中的压电体层70的变形比实际使用时小，因此在老化工序中不会使压电体层70产生裂纹，而可以制造在实际使用时能够抑制压电元件300的位移量的变化、并具有稳定的油墨喷出特性的液体喷射头。另外，由于振动片的变形也比实际使用时小，因此可以抑制老化工序中振动片产生裂纹。而且，通过利用较低的电压进行老化工序，也不会产生以下问题：过度地对压电体层70造成损伤，使得压电元件300不产生位移。此外，由于还可以缩短老化工序所需的时间，因此，可以通过以短时间进行老化工序，来进一步降低带给压电元件300的负荷。另外，由于在加工成用作喷墨式记录头1时的最终形状之前使用形成开口部201之前的保护膜200这样的构成喷墨式记录头1A的部件，因此无需准备新的部件，就能够进行比以往效率更高的老化。
在老化工序后，如图9(b)所示，通过对保护膜200的与各压电元件300相对应的区域，选择性地进行离子铣或反应性干蚀刻等干蚀刻，在保护膜200的与上电极膜80相对的区域形成开口部201。为了形成开口部201，优选，保护膜200是可以容易除去的材质。
之后，如图9(c)所示，形成引线90，然后，与实施方式1一样，在流道形成基板用晶片110的压电元件300侧，通过粘接剂35接合作为硅晶片的由多个保护基板30构成的保护基板用晶片130。然后，通过例如切割等切断除去流道形成基板用晶片110以及保护基板用晶片130的外周缘部的不要部分。其后，在流道形成基板用晶片110的与保护基板用晶片130相反的一侧的面上接合贯穿设置了喷嘴开口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，并将流道形成基板用晶片110等分割为图1所示那样的一个芯片大小的流道形成基板10等，由此形成喷墨式记录头1A。
另外，在本实施方式中，是在形成压力发生室12之后进行老化工序的，然而也可以在形成压力发生室12之前进行老化工序。通过在形成保护膜200并且形成压力发生室12的工序之前进行老化工序，可在老化工序中对压电元件300施加比实际使用时大的拉伸应力，因此可以用较低的施加电压充分地进行老化。
另外，在本实施方式中，使保护膜200为耐湿性材料，然而只要是在老化工序中可以束缚压电元件300的位移的材料，对材质不进行特殊限定。此外，在本实施方式中，是在流道形成基板10的整个表面设置了保护膜200的状态下，进行老化工序，然而，只要保护膜200是以覆盖压电元件300的至少压电体层70的表面的方式设置即可，也可以对每个压电元件300设置保护膜，并在多个压电元件300的保护膜不连续的状态下进行老化工序。另外，在本实施方式中，是在老化工序之后，在保护膜200上形成开口部201作为耐湿性保护膜，然而也可以在老化工序后全部除去保护膜200。另外，在除去了保护膜200的情况下，能够制造与实施方式1同样的喷墨式记录头1A。
在此，基于试验例对本实施方式进一步详细地说明。
(实施例)
基于实施方式2，制作了八个喷墨式记录头。具体而言，该喷墨式记录头，其弹性膜(SiO2)的厚度为2μm，绝缘体膜(ZrO2)的厚度为0.4μm，并具备以下这样的压电元件，且压力发生室的长边方向的宽度为表1的值，该压电元件具有：下电极膜，由铱构成，厚度为0.2μm；压电体层，由锆钛酸铅构成，厚度为1.2μm；上电极膜，由铂构成，厚度为0.05μm。该喷墨式记录头是在以覆盖压电元件的方式设置了由氧化铝构成的厚度100nm的保护膜的状态下，在压力发生室形成前进行老化工序而制作的。另外，在老化工序中压电体层和振动片也未产生裂纹。
各喷墨式记录头，具有在(100)面上优先取向的菱形晶系构造的压电体层。另外，表1表示的结果为，对各喷墨式记录头的压电元件施加DC35V来求剩余极化Pr和饱和极化Pm而得到的结果。如表1所示，各喷墨式记录头的压电体层，在33％≤2Pr/2Pm≤46％的范围内。将这些喷墨式记录头分别作为实施例1～8。
(对比例)
除了未进行老化工序以外，与上述实施例同样地制作了九个喷墨式记录头。各个喷墨式记录头，具有在(100)面上优先取向的菱形晶系构造的压电体层。另外，表1表示的结果为，对各喷墨式记录头的压电元件施加DC35V来求剩余极化Pr和饱和极化Pm而得到的结果。如表1所示，压电体层的2Pr/2Pm不足33％。将这些喷墨式记录头分别作为对比例1～9。
(试验例)
对实施例以及对比例的喷墨式记录头，进行连续施加190亿次规定驱动脉冲的耐久试验，求出施加前后的压电元件的位移降低率。将结果表示于表1及图10。另外，在耐久试验中施加于压电元件的驱动脉冲，是电压50V、频率100kHz的sin波形，位移测量时施加的驱动脉冲，是电压30V、频率800Hz的梯形波形。
表1
  压力发生室的宽度(μm)   Pm+   2Pr   2Pr/2Pm(％)   位移降低率(％)
 对比例1   57   44.9   28.2   31.39   -16.7
 对比例2   57   44.2   25.9   29.28   -14.4
 对比例3   57   45.0   27.0   30.01   -12.6
 对比例4   57.5   45.0   29.1   32.28   -12.4
 对比例5   58   44.7   28.0   31.34   -12.3
 对比例6   57.5   45.8   29.1   31.82   -11.6
 对比例7   57   44.5   27.1   30.51   -11.6
 对比例8   57   45.0   26.9   29.90   -11.1
 对比例9   57   43.8   28.2   32.12   -10.7
 实施例1   57   44.6   31.7   35.62   -4.0
 实施例2   57   43.7   31.3   35.77   -4.0
 实施例3   57   44.6   32.0   35.85   -3.9
 实施例4   57.5   44.6   33.3   37.29   -3.7
 实施例5   58   44.2   31.9   36.12   -3.2
 实施例6   57   43.9   29.5   33.53   -1.3
 实施例7   57   44.8   32.7   36.47   -1.1
 实施例8   57   43.5   31.7   36.45   3.2
如表1及图10所示，在耐久性试验之前压电体层在33％≤2Pr/2Pm≤46％的范围内的实施例1～8的喷墨式记录头，压电元件的位移降低率为4％以内。另外，耐久性试验之前的2Pr/2Pm不足33％的对比例1～9的喷墨式记录头，压电元件的位移降低率为10％以上，与实施例相比较位移降低率显著增高。另外，对于实施例以及对比例，耐久性试验之前的2Pr/2Pm都为46％以下，另外，作为喷墨式记录头，具有充分的340nm以上的位移。
(其他实施方式)
以上，对本发明的实施方式进行了说明，当然，本发明不局限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，以应用成膜以及光刻工艺所制造的薄膜型喷墨式记录头为例，当然不局限于此，例如，利用粘贴生片(greensheet)等方法所形成的厚膜型喷墨式记录头也可以采用本发明。
另外，在上述实施方式中，作为液体喷射头的一例，对喷出油墨的喷墨式记录头进行了说明，然而本发明是以更广的液体喷射头的全体为对象的。作为液体喷射头，可以列举出例如，使用于打印机等图像记录装置的记录头，用于液晶显示器等的滤色片的制造的彩色喷射头，用于有机EL显示器、FED(场发射显示器)等的电极形成的电极材料喷射头、用于生物芯片制造的生物有机物喷射头等。

Claims (8)

1.一种液体喷射头，具备：流道形成基板，其形成有与喷射液体的喷嘴开口相连通的压力发生室；压电元件，其由设置于该流道形成基板的一个表面侧的下电极、压电体层及上电极构成，其特征在于，
上述压电体层由锆钛酸铅构成，是在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造，且饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％。
2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
上述压电体层是厚度为1～5μm的薄膜。
3.一种液体喷射头的制造方法，该液体喷射头具备：流道形成基板，其形成有与喷射液体的喷嘴开口相连通的压力发生室；压电元件，其由设置于该流道形成基板的一个表面侧的下电极、由锆钛酸铅构成的压电体层以及上电极构成，其特征在于，具有：
压电元件形成工序，在上述流道形成基板上形成具有上述压电体层的上述压电元件，上述压电体层是在(100)面上优先取向的菱形晶系构造或者单斜晶系构造；
老化工序，对由该压电元件形成工序形成的上述压电元件输入驱动信号来驱动该压电元件，使上述压电体层的饱和极化Pm以及剩余极化Pr满足33％≤2Pr/2Pm≤46％；以及
压力发生室形成工序，在上述流道形成基板上形成上述压力发生室。
4.根据权利要求3所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
上述老化工序是在上述压电元件上设置了束缚部件的束缚状态下进行的，该束缚部件使上述压电元件的位移比实际使用时更加受到束缚。
5.根据权利要求4所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在上述压力发生室形成工序之前进行上述老化工序，并且在该老化工序中，上述流道形成基板成为上述束缚部件。
6.根据权利要求4或5所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在上述压电元件形成工序之后具有保护膜形成工序，在该保护膜形成工序中，以覆盖上述压电元件的方式设置保护膜，在上述老化工序中，上述保护膜成为上述束缚部件。
7.根据权利要求6所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在上述老化工序之后，具有保护膜凹部形成工序，在该保护膜凹部形成工序中，在上述保护膜的与上述上电极相对的区域形成凹部。
8.根据权利要求4至7的任意一项所述的液体喷射头的制造方法，其特征在于，
在上述老化工序中，对上述压电元件输入驱动电压比实际使用时低的驱动信号。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102632713A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 株式会社理光 喷墨头和图像形成装置
CN106985529A (zh) * 2016-01-08 2017-07-28 佳能株式会社 液体排出头和液体排出方法
US10336091B2 (en) 2016-01-08 2019-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and liquid discharge method

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4844750B2 (ja) * 2007-03-20 2011-12-28 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、インクジェット式記録ヘッド、およびインクジェットプリンター
JP2010089470A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置
JP2010143098A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5305018B2 (ja) * 2009-03-26 2013-10-02 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及びアクチュエーター装置
WO2011007645A1 (ja) * 2009-07-15 2011-01-20 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜アクチュエータ、及びインクジェットヘッド
JP5510663B2 (ja) * 2009-09-30 2014-06-04 セイコーエプソン株式会社 液滴噴射ヘッド、液滴噴射装置および圧電素子
JP5610133B2 (ja) * 2010-05-07 2014-10-22 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び圧電素子
US8866367B2 (en) 2011-10-17 2014-10-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Thermally oxidized seed layers for the production of {001} textured electrodes and PZT devices and method of making
US9761785B2 (en) 2011-10-17 2017-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Stylo-epitaxial piezoelectric and ferroelectric devices and method of manufacturing
ITTO20130312A1 (it) * 2013-04-18 2014-10-19 St Microelectronics Srl Metodo di fabbricazione di un dispositivo di eiezione di fluido e dispositivo di eiezione di fluido
JP2015074174A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 株式会社リコー 圧電素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、画像形成装置及び圧電素子の製造方法
JP6660629B2 (ja) * 2014-08-05 2020-03-11 ローム株式会社 圧電素子利用装置およびその製造方法
US10032977B2 (en) 2014-08-05 2018-07-24 Rohm Co., Ltd. Device using a piezoelectric element and method for manufacturing the same
JP6855686B2 (ja) * 2016-04-27 2021-04-07 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法及びｍｅｍｓデバイスの製造方法
JP2019162801A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP2020001369A (ja) * 2018-06-20 2020-01-09 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04179287A (ja) 1990-11-13 1992-06-25 Nippon Steel Chem Co Ltd 圧電素子の分極方法
JPH0548173A (ja) 1991-08-09 1993-02-26 Toyota Motor Corp 圧電体磁器の製造方法
JPH11298062A (ja) 1998-04-10 1999-10-29 Seiko Epson Corp 圧電体素子の製造方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法
JP2002043641A (ja) 2000-07-19 2002-02-08 Seiko Epson Corp 圧電体素子及びこれを用いたインクジェット式記録ヘッド
JP4662112B2 (ja) 2001-09-05 2011-03-30 独立行政法人産業技術総合研究所 強誘電体薄膜及びその製造方法
WO2004057683A1 (ja) 2002-12-19 2004-07-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 圧電変換シート
JP4165347B2 (ja) * 2003-06-25 2008-10-15 セイコーエプソン株式会社 圧電素子の製造方法
JP4920867B2 (ja) 2003-11-18 2012-04-18 キヤノン株式会社 アクチュエータおよびインクジェットヘッド
JP4192794B2 (ja) * 2004-01-26 2008-12-10 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、圧電アクチュエーター、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、薄膜圧電共振器、及び電子機器
JP4984018B2 (ja) * 2005-03-30 2012-07-25 セイコーエプソン株式会社 圧電素子及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102632713A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 株式会社理光 喷墨头和图像形成装置
CN102632713B (zh) * 2011-02-10 2015-01-07 株式会社理光 喷墨头和图像形成装置
CN106985529A (zh) * 2016-01-08 2017-07-28 佳能株式会社 液体排出头和液体排出方法
US10336091B2 (en) 2016-01-08 2019-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and liquid discharge method
CN106985529B (zh) * 2016-01-08 2019-11-22 佳能株式会社 液体排出头和液体排出方法

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