JP2012224003A - Piezoelectric actuator, liquid ejecting head and liquid ejecting device - Google Patents

Piezoelectric actuator, liquid ejecting head and liquid ejecting device Download PDF

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雅夫 中山
Noboru Furuya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric actuator that can preferably cause displacement therein and suppress the breakage of a piezoelectric element layer, and to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting device.SOLUTION: In the piezoelectric actuator, the piezoelectric element layer 70 includes: an active part 70a interposed between a first electrode 60 and a second electrode 80; and a non-active part 70b not interposed between the first electrode 60 and the second electrode 80. A porous part 71 having density lower than that of the active part 70a is provided in at least part of the non-active part 70b.

Description

本発明は、圧電アクチュエーター及び圧電アクチュエーターを変位させることによってノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッド並びに液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a piezoelectric actuator, a liquid ejecting head that ejects liquid droplets from a nozzle by displacing the piezoelectric actuator, and a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head.

従来から、圧力発生室内の液体に、圧力発生手段によって圧力を付与することで、ノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例としては、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドがある。インクジェット式記録ヘッドを構成する圧力発生手段としては様々なものがあるが、その一つとして、例えば、第1電極(下電極膜)と、第1電極上に設けられた圧電体層と、圧電体層上に設けられた第2電極(上電極膜)とで構成される薄膜からなる圧電アクチュエーター(圧電素子)がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, there has been known a liquid ejecting head that ejects liquid droplets from a nozzle by applying pressure to a liquid in a pressure generating chamber by a pressure generating means. As a typical example, ink droplets are ejected as liquid droplets. There is an ink jet recording head. There are various types of pressure generating means constituting the ink jet recording head. One example is a first electrode (lower electrode film), a piezoelectric layer provided on the first electrode, and a piezoelectric layer. There is a piezoelectric actuator (piezoelectric element) made of a thin film composed of a second electrode (upper electrode film) provided on a body layer (see, for example, Patent Document 1).

このような薄膜からなる圧電アクチュエーターは、高密度に配置することができると共に、高速駆動が可能となるといった利点がある。   A piezoelectric actuator made of such a thin film has the advantages that it can be arranged at a high density and can be driven at a high speed.

特開2005−178293号公報JP 2005-178293 A

ところで圧電アクチュエーターの実質的な変位駆動部分である能動部の端部は、第1電極の端部又は第2電極の端部によって規定される。例えば、特許文献1の図4(a)にも示されているように、圧電体層の幅は第1電極側ほど広くなっており、圧電体層の側面は傾斜面となっている。したがって、圧電アクチュエーターの能動部の端部は、第2電極の端部によって規定され、第2電極の端部よりも外側の部分は実質的に変位駆動されない非能動部となる。   By the way, the end of the active part which is a substantial displacement driving part of the piezoelectric actuator is defined by the end of the first electrode or the end of the second electrode. For example, as shown in FIG. 4A of Patent Document 1, the width of the piezoelectric layer is wider toward the first electrode side, and the side surface of the piezoelectric layer is an inclined surface. Therefore, the end portion of the active portion of the piezoelectric actuator is defined by the end portion of the second electrode, and the portion outside the end portion of the second electrode is an inactive portion that is not substantially driven to be displaced.

そしてこのような構成においては、非能動部が大きくなると、圧電アクチュエーターを変位させる度に、非能動部と能動部との境界部分に応力集中が発生し、圧電体層にクラックが生じるという問題や、圧電体層と各電極とが剥離するという問題が生じる虞がある。   In such a configuration, when the inactive portion becomes large, each time the piezoelectric actuator is displaced, stress concentration occurs at the boundary portion between the inactive portion and the active portion, and cracks occur in the piezoelectric layer. There is a possibility that the problem that the piezoelectric layer and each electrode are peeled off occurs.

このような問題を解決するために、圧電体層の側面の第1電極に対する傾斜角を大きくすることで非能動部の大きさを小さくすることが考えられる。ただし、その場合、圧電体層の側面の長さ、すなわち第1電極の端部と第2電極の端部との距離が短くなり、リーク電流が増加し、圧電体層が焼損し易くなる虞がある。   In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the size of the inactive portion by increasing the inclination angle of the side surface of the piezoelectric layer with respect to the first electrode. However, in that case, the length of the side surface of the piezoelectric layer, that is, the distance between the end portion of the first electrode and the end portion of the second electrode is shortened, the leakage current is increased, and the piezoelectric layer may be easily burned out. There is.

なおこのような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドに限られず、他の液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。また液体噴射ヘッド以外の装置に搭載される圧電アクチュエーターにおいても、同様の問題がある。   Such a problem is not limited to an ink jet recording head that ejects ink droplets, but also exists in a liquid ejecting head that ejects other droplets. In addition, a piezoelectric actuator mounted on a device other than the liquid ejecting head has the same problem.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、良好に変位させることができ且つ圧電体層の破壊を抑制することができる圧電アクチュエーター及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a piezoelectric actuator, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus that can be favorably displaced and can suppress destruction of a piezoelectric layer. Objective.

上記課題を解決する本発明は、第1電極と、前記第1電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第2電極と、を備えた圧電アクチュエーターであって、前記圧電体層は、前記第1電極と前記第2電極との間に挟まれた能動部と、前記第1電極と前記第2電極との間に挟まれていない非能動部と、を有し、前記非能動部の少なくとも一部に、前記能動部よりも密度の小さいポーラス部が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエーターにある。   The present invention for solving the above problems is a piezoelectric actuator comprising a first electrode, a piezoelectric layer provided on the first electrode, and a second electrode provided on the piezoelectric layer. The piezoelectric layer includes an active part sandwiched between the first electrode and the second electrode, and an inactive part not sandwiched between the first electrode and the second electrode. The piezoelectric actuator is characterized in that a porous part having a density lower than that of the active part is provided in at least a part of the inactive part.

ここで、前記ポーラス部は、前記圧電体層の他の部分よりも各結晶の間隔が広くなっている。また前記ポーラス部は、前記圧電体層の他の部分よりも表面が粗くなっている。
かかる本発明では、圧電アクチュエーターの駆動によって非能動部の剛性が能動部に比べて低くなる。このため各圧電アクチュエーターを十分に変位させることができる。また第1電極と第2電極との間のリーク電流の発生が抑えられるため、リーク電流による圧電体層の破壊或いは劣化を抑制することができる。
Here, in the porous portion, the intervals between the crystals are wider than the other portions of the piezoelectric layer. Further, the surface of the porous portion is rougher than other portions of the piezoelectric layer.
In the present invention, the rigidity of the inactive portion is lower than that of the active portion by driving the piezoelectric actuator. For this reason, each piezoelectric actuator can be displaced sufficiently. In addition, since the generation of a leakage current between the first electrode and the second electrode is suppressed, it is possible to suppress the destruction or deterioration of the piezoelectric layer due to the leakage current.

また前記ポーラス部は、例えば、前記圧電体層の一部をフッ酸で溶かすことによって形成されている。これによりポーラス部を比較的容易に形成することができる。   The porous portion is formed, for example, by dissolving a part of the piezoelectric layer with hydrofluoric acid. Thereby, a porous part can be formed comparatively easily.

また前記ポーラス部には、有機保護膜が含まれていることが好ましい。これにより、ポーラス部が実質的に保護膜として機能し、第1電極と第2電極との間のリーク電流の発生がより確実に抑えられる。   The porous portion preferably includes an organic protective film. As a result, the porous portion substantially functions as a protective film, and the generation of leakage current between the first electrode and the second electrode can be more reliably suppressed.

また前記圧電体層は、具体的には、少なくとも鉛、ジルコニウムおよびチタンを含むペロブスカイト型酸化物からなる。この場合、圧電体層のリーク電流による破壊或いは劣化を特に効果的に抑制することができる。   The piezoelectric layer is specifically made of a perovskite oxide containing at least lead, zirconium and titanium. In this case, destruction or deterioration due to the leakage current of the piezoelectric layer can be particularly effectively suppressed.

また本発明は、このような圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。さらに本発明は、このような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にある。かかる本発明では、信頼性の高い液体噴射ヘッド或いは液体噴射装置を実現することができる。   According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting head including such a piezoelectric actuator. Furthermore, the present invention provides a liquid ejecting apparatus including such a liquid ejecting head. According to the present invention, a highly reliable liquid ejecting head or liquid ejecting apparatus can be realized.

実施形態1に係る記録ヘッドの概略斜視図である。2 is a schematic perspective view of a recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図及びA−A’線断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る圧電アクチュエーターを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a piezoelectric actuator according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る圧電アクチュエーターの形成工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a formation process of the piezoelectric actuator according to the first embodiment. 実施形態1に係る圧電アクチュエーターを示す断面写真である。2 is a cross-sectional photograph showing a piezoelectric actuator according to Embodiment 1. 実施形態2に係る圧電アクチュエーターを示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a piezoelectric actuator according to Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る圧電アクチュエーターを示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a piezoelectric actuator according to Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係る圧電アクチュエーターの形成工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a process for forming a piezoelectric actuator according to a third embodiment. 実施形態4に係る圧電アクチュエーターを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric actuator according to a fourth embodiment. 実施形態4に係る圧電アクチュエーターの形成工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a process for forming a piezoelectric actuator according to a fourth embodiment. 実施形態5に係る圧電アクチュエーターを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric actuator according to a fifth embodiment. 実施形態5に係る圧電アクチュエーターの形成工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a process for forming a piezoelectric actuator according to a fifth embodiment. 一実施形態に係る記録装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a recording apparatus according to an embodiment.

以下、本発明を一実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1及び図2に示すように、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板10には、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12が第1の方向で並設されている。また流路形成基板10には、第1の方向とは直交する第2の方向における圧力発生室12の外側には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるマニホールド100の一部を構成する連通部13が形成され、各圧力発生室12と連通部13とは、インク供給路14及び連通路15によって連通されている。すなわち流路形成基板10には、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路が設けられている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment.
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, a pressure generating chamber 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 is arranged in parallel in a first direction on a flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate. Further, the flow path forming substrate 10 has a manifold 100 serving as an ink chamber (liquid chamber) common to the pressure generation chambers 12 on the outside of the pressure generation chambers 12 in the second direction orthogonal to the first direction. A communication part 13 constituting a part is formed, and each pressure generating chamber 12 and the communication part 13 are communicated with each other by an ink supply path 14 and a communication path 15. That is, the flow path forming substrate 10 is provided with a liquid flow path including a pressure generation chamber 12, a communication portion 13, an ink supply path 14, and a communication path 15.

流路形成基板10の一方面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル21が穿設されたノズルプレート20が接合されている。   On one surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle 21 communicating with the vicinity of the end of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is joined.

流路形成基板10のノズルプレート20とは反対側の面である他方面には振動板を構成する弾性膜50及び絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とで構成される圧電アクチュエーター300が設けられている。圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を複数の圧電アクチュエーター300に共通する共通電極とし、他方の電極を圧電アクチュエーター300毎に独立する個別電極としている。本実施形態では、第1電極60を共通電極とし、第2電極80を個別電極としている。また各圧電アクチュエーター300の個別電極である第2電極80には、リード電極90がそれぞれ接続されている。   An elastic film 50 and an insulator film 55 constituting a vibration plate are formed on the other surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the nozzle plate 20. Furthermore, a piezoelectric actuator 300 composed of the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80 is provided on the insulator film 55. One of the electrodes of the piezoelectric actuator 300 is a common electrode common to the plurality of piezoelectric actuators 300, and the other electrode is an individual electrode independent for each piezoelectric actuator 300. In the present embodiment, the first electrode 60 is a common electrode, and the second electrode 80 is an individual electrode. In addition, the lead electrode 90 is connected to the second electrode 80 which is an individual electrode of each piezoelectric actuator 300.

なお第1電極60及び第2電極80は、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)などの貴金属や、ニッケル酸ランタン(LNO)などの導電性酸化物などで形成されている。   The first electrode 60 and the second electrode 80 are made of, for example, a noble metal such as platinum (Pt) or iridium (Ir), or a conductive oxide such as lanthanum nickelate (LNO).

圧電体層70は、例えば、少なくとも鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)およびチタン(Ti)を含むペロブスカイト型酸化物からなる。すなわち圧電体層70の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適に用いられる。具体的には、チタン酸鉛(PbTiO)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O)、ジルコニウム酸鉛(PbZrO)、チタン酸鉛ランタン((Pb,La),TiO)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O)又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O)等が挙げられる。本実施形態では、圧電体層70の材料として、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いている。勿論、圧電体層70の材料は、これらに限定されるものではない。 The piezoelectric layer 70 is made of, for example, a perovskite oxide containing at least lead (Pb), zirconium (Zr), and titanium (Ti). That is, as a material of the piezoelectric layer 70, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) or a material obtained by adding a metal oxide such as niobium oxide, nickel oxide, or magnesium oxide to the piezoelectric material. Preferably used. Specifically, lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La), TiO 3 ) ), Lead lanthanum zirconate titanate ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ), or lead magnesium niobate zirconium titanate (Pb (Zr, Ti) (Mg, Nb) O 3 ). . In this embodiment, lead zirconate titanate (PZT) is used as the material of the piezoelectric layer 70. Of course, the material of the piezoelectric layer 70 is not limited to these.

リード電極90は、例えば、金(Au)等で形成されている。また本実施形態では、弾性膜50及び弾性膜50が圧電アクチュエーター300の駆動に伴って変形する振動板として機能するが、振動板の構成は特に限定されるものではない。   The lead electrode 90 is made of, for example, gold (Au) or the like. In the present embodiment, the elastic film 50 and the elastic film 50 function as a diaphragm that is deformed as the piezoelectric actuator 300 is driven, but the configuration of the diaphragm is not particularly limited.

このような圧電アクチュエーター300が形成された流路形成基板10上には、圧電アクチュエーター300を保護するための保持部31を備える保護基板30が接合されている。また保護基板30には、マニホールド部32が設けられている。このマニホールド部32は、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるマニホールド100を構成している。   On the flow path forming substrate 10 on which such a piezoelectric actuator 300 is formed, a protective substrate 30 including a holding portion 31 for protecting the piezoelectric actuator 300 is joined. The protective substrate 30 is provided with a manifold portion 32. The manifold portion 32 is connected to the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 and constitutes a manifold 100 that serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12.

また保護基板30には、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。各圧電アクチュエーター300から引き出されたリード電極90の端部近傍は、貫通孔33内に露出するように設けられている。   The protective substrate 30 is provided with a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction. The vicinity of the end portion of the lead electrode 90 drawn from each piezoelectric actuator 300 is provided so as to be exposed in the through hole 33.

保護基板30上には、各圧電アクチュエーター300を駆動するための駆動回路120が固定されている。この駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路120とリード電極90とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線121を介して電気的に接続されている。   A drive circuit 120 for driving each piezoelectric actuator 300 is fixed on the protective substrate 30. For example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) can be used as the drive circuit 120. The drive circuit 120 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 121 made of a conductive wire such as a bonding wire.

また、このような保護基板30上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜41によってマニホールド部32の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。   In addition, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility, and one surface of the manifold portion 32 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal. Since the area of the fixing plate 42 facing the manifold 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the manifold 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド100からノズル21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの圧電アクチュエーター300に電圧を印加し、弾性膜50及び絶縁体膜55で構成される振動板をたわみ変形させる。これにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル21からインク滴が噴射される。   In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown), and the interior from the manifold 100 to the nozzle 21 is filled with ink, and then from the drive circuit 120. In accordance with the recorded signal, a voltage is applied to each piezoelectric actuator 300 corresponding to the pressure generating chamber 12 to bend and deform the diaphragm composed of the elastic film 50 and the insulator film 55. As a result, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases and ink droplets are ejected from the nozzles 21.

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの圧電アクチュエーター300の構成についてさらに詳細に説明する。   Here, the configuration of the piezoelectric actuator 300 of such an ink jet recording head will be described in more detail.

図3に示すように、圧電アクチュエーター300は、上述のように絶縁体膜55上に形成された第1電極60と、第1電極60上に形成された圧電体層70と、圧電体層70上に形成された第2電極80と、で構成されている。本実施形態では、第1電極60と圧電体層70とが、流路形成基板10上に圧力発生室12の並設方向で連続的に設けられている。また第2電極80は、圧電アクチュエーター300毎に独立して設けられている。これにより圧電体層70は、第1電極60と第2電極80との間に挟まれた能動部70aと、第1電極60と第2電極80との間に挟まれていない非能動部70bとを有している。   As shown in FIG. 3, the piezoelectric actuator 300 includes the first electrode 60 formed on the insulator film 55 as described above, the piezoelectric layer 70 formed on the first electrode 60, and the piezoelectric layer 70. And the second electrode 80 formed thereon. In the present embodiment, the first electrode 60 and the piezoelectric layer 70 are continuously provided on the flow path forming substrate 10 in the direction in which the pressure generation chambers 12 are arranged. The second electrode 80 is provided independently for each piezoelectric actuator 300. Accordingly, the piezoelectric layer 70 includes an active part 70a sandwiched between the first electrode 60 and the second electrode 80, and an inactive part 70b not sandwiched between the first electrode 60 and the second electrode 80. And have.

このように本実施形態では、第1電極60と第2電極80との間に圧電体層70が連続的に形成されているため、第1電極60と第2電極80との間のリーク電流の発生が抑えられる。したがって、リーク電流による圧電体層70の破壊或いは劣化を抑制することができる。   As described above, in this embodiment, since the piezoelectric layer 70 is continuously formed between the first electrode 60 and the second electrode 80, the leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80. Occurrence is suppressed. Therefore, the destruction or deterioration of the piezoelectric layer 70 due to the leak current can be suppressed.

そして本発明では、圧電体層70の非能動部70bの少なくとも一部に、圧電体層70の他の部分よりも密度の小さいポーラス部71が設けられている。本実施形態では、圧電体層70の非能動部70bの全てがポーラス部71となっている。このポーラス部71は、具体的には、圧電体層70の他の部分(ポーラス部71以外の部分)よりも、結晶の間隔が広くなっている。   In the present invention, at least a part of the inactive portion 70 b of the piezoelectric layer 70 is provided with a porous portion 71 having a lower density than other portions of the piezoelectric layer 70. In the present embodiment, all of the inactive portions 70 b of the piezoelectric layer 70 are porous portions 71. Specifically, the porous portion 71 has a larger crystal interval than other portions of the piezoelectric layer 70 (portions other than the porous portion 71).

このようにポーラス部71が圧電体層70の非能動部70bに形成されていることで、圧電アクチュエーター300の駆動によって非能動部70bの剛性は、能動部70aの合成よりも大幅に低くなる。このため圧電体層70が連続的に形成されていても、各圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができる。また圧電アクチュエーター300の繰り返し駆動による圧電体層70の破壊を抑制できる。したがって、信頼性の高いインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。   Thus, since the porous part 71 is formed in the non-active part 70b of the piezoelectric body layer 70, the rigidity of the non-active part 70b becomes significantly lower than the synthesis of the active part 70a by driving the piezoelectric actuator 300. For this reason, even if the piezoelectric layer 70 is continuously formed, each piezoelectric actuator 300 can be sufficiently displaced. In addition, the piezoelectric layer 70 can be prevented from being broken by the repeated driving of the piezoelectric actuator 300. Therefore, a highly reliable ink jet recording head can be realized.

なお圧力発生室12の並設方向とは交差する方向においては、圧電体層70は第1電極60よりも外側まで延設されているが、ポーラス部71は、圧電体層70の第1電極60の端部近傍に対向する部分には形成されていないことが好ましい。また本実施形態では、非能動部70bの全てをポーラス部71としたが、ポーラス部71は、非能動部70bの少なくとも一部、例えば、非能動部70bの表層部のみに設けられていてもよい。   In the direction intersecting with the direction in which the pressure generating chambers 12 are juxtaposed, the piezoelectric layer 70 is extended to the outside of the first electrode 60, but the porous portion 71 is the first electrode of the piezoelectric layer 70. It is preferable that it is not formed in the part facing 60 edge part vicinity. In the present embodiment, all of the non-active part 70b is the porous part 71. However, the porous part 71 may be provided at least in part of the non-active part 70b, for example, only on the surface layer part of the non-active part 70b. Good.

このポーラス部71の形成方法は、特に限定されないが、既知の方法で圧電アクチュエーター300を形成した後、例えば、図4に示すように、第2電極80上にレジスト膜200を形成した状態で、圧電体層70の非能動部70bをエッチング液に浸す。これにより、圧電体層70の非能動部70bの一部(一部の成分)がエッチング液によって溶かされて、圧電体層70の他の部分よりも密度の低いポーラス部71が形成される(図3参照)。つまりポーラス部71の形成に用いられるエッチング液は、圧電体層70を形成する一部の材料(元素)しか溶かさない溶液を用いる必要があり、例えば、本実施形態ではフッ酸を用いている。このようなエッチング液を用いることで、圧電体層70は全て除去されることなく、溶解されない元素を含んだ酸化物やエッチング溶液の成分と反応した反応物(例えば、フッ化物など)が残る。結果として、例えば、図5に示すように、圧電体層70の非能動部70bには、これらの物質と空孔とで構成される低密度層であるポーラス部71が形成されることになる。   The method of forming the porous portion 71 is not particularly limited, but after forming the piezoelectric actuator 300 by a known method, for example, in a state where the resist film 200 is formed on the second electrode 80 as shown in FIG. The inactive portion 70b of the piezoelectric layer 70 is immersed in an etching solution. As a result, a part (part of components) of the inactive portion 70b of the piezoelectric layer 70 is dissolved by the etching solution, and the porous portion 71 having a lower density than the other portions of the piezoelectric layer 70 is formed ( (See FIG. 3). That is, the etching solution used to form the porous portion 71 needs to use a solution that dissolves only a part of the material (element) for forming the piezoelectric layer 70. For example, hydrofluoric acid is used in this embodiment. By using such an etching solution, the piezoelectric layer 70 is not completely removed, but an oxide containing an element that is not dissolved and a reaction product (for example, fluoride) that reacts with a component of the etching solution remains. As a result, for example, as shown in FIG. 5, the inactive portion 70 b of the piezoelectric layer 70 is formed with a porous portion 71 that is a low-density layer composed of these substances and pores. .

(実施形態2)
実施形態1では、並設された複数の圧電アクチュエーター300を構成する圧電体層70が連続して形成された例を説明した。これに対し、本実施形態では、図6に示すように、圧電体層70が圧電アクチュエーター300毎に独立して設けられている。そして、各圧電アクチュエーター300を構成する圧電体層70は、その幅が第1電極60側ほど広くなっている。その結果、圧電アクチュエーター300を構成する圧電体層70のそれぞれが、第1電極60と第2電極80とで挟まれた能動部70aと、第1電極60と第2電極80とで挟まれていない非能動部70bとを備えている。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which the piezoelectric layers 70 constituting the plurality of piezoelectric actuators 300 arranged in parallel are continuously formed has been described. In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the piezoelectric layer 70 is provided independently for each piezoelectric actuator 300. The width of the piezoelectric layer 70 constituting each piezoelectric actuator 300 is wider toward the first electrode 60 side. As a result, each of the piezoelectric layers 70 constituting the piezoelectric actuator 300 is sandwiched between the active portion 70a sandwiched between the first electrode 60 and the second electrode 80, and the first electrode 60 and the second electrode 80. Non-active part 70b.

そして本実施形態では、ポーラス部71Aが、圧電体層70の非能動部70bと共に能動部70aの一部にまで形成されている。勿論、ポーラス部71Aは、非能動部70bの一部、例えば、表層部のみに形成されていてもよい。   In the present embodiment, the porous portion 71 </ b> A is formed to part of the active portion 70 a together with the inactive portion 70 b of the piezoelectric layer 70. Of course, the porous portion 71A may be formed only on a part of the inactive portion 70b, for example, only on the surface layer portion.

このように本実施形態の構成では、圧電体層70が圧電アクチュエーター300毎に独立して設けられているため、すなわち圧電体層70が連続して形成されていないため、各圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができる。特に本実施形態では、圧電体層70の非能動部70bにポーラス部71Aが形成されているため、圧電アクチュエーター300をさらに良好に変位させることができ、インク滴を良好に噴射させることができる。   As described above, in the configuration of this embodiment, since the piezoelectric layer 70 is provided independently for each piezoelectric actuator 300, that is, the piezoelectric layer 70 is not continuously formed, each piezoelectric actuator 300 is sufficiently provided. Can be displaced. In particular, in the present embodiment, since the porous portion 71A is formed in the inactive portion 70b of the piezoelectric layer 70, the piezoelectric actuator 300 can be displaced more favorably and ink droplets can be ejected favorably.

また圧電体層70が圧電アクチュエーター300毎に設けられた構成では、第1電極60と第2電極80との間のリーク電流が生じ易いが、圧電体層70の非能動部70bにポーラス部71Aが形成されていることで、リーク電流の発生を抑制することができる。ポーラス部71Aの表面は、圧電体層70の他の部分よりも表面が粗くなっている。このため、圧電体層70の表面上における第1電極60と第2電極80との距離は、圧電体層70にポーラス部71Aが形成されていない構成に比べて長い。したがって、これら第1電極60と第2電極80との間のリーク電流の発生を抑制することができる。   Further, in the configuration in which the piezoelectric layer 70 is provided for each piezoelectric actuator 300, a leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 is likely to occur, but the porous portion 71A is provided in the inactive portion 70b of the piezoelectric layer 70. As a result, the occurrence of leakage current can be suppressed. The surface of the porous portion 71A is rougher than the other portions of the piezoelectric layer 70. For this reason, the distance between the first electrode 60 and the second electrode 80 on the surface of the piezoelectric layer 70 is longer than the configuration in which the porous portion 71 </ b> A is not formed on the piezoelectric layer 70. Therefore, the generation of leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 can be suppressed.

なお本実施形態に係るポーラス部71Aも、既知の方法により圧電アクチュエーター300を形成した後、実施形態1の場合と同様に、圧電体層70の非能動部70bをエッチング液に浸すことによって形成されている。勿論、ポーラス部71Aの形成方法は、特に限定されるものではない。   The porous portion 71A according to the present embodiment is also formed by immersing the inactive portion 70b of the piezoelectric layer 70 in an etching solution after forming the piezoelectric actuator 300 by a known method, as in the first embodiment. ing. Of course, the method for forming the porous portion 71A is not particularly limited.

(実施形態3)
実施形態2では、ポーラス部71Aが、圧電体層70の厚さ方向に亘って形成されていた。これに対し、本実施形態では、図7に示すように、ポーラス部71Bが、圧電体層70の第1電極60側の一部のみに形成されている。なお詳しくは後述するが、本実施形態に係る圧電体層70は、第1の圧電体層72と第2の圧電体層73とからなる。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the porous portion 71 </ b> A is formed across the thickness direction of the piezoelectric layer 70. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the porous portion 71 </ b> B is formed only on a part of the piezoelectric layer 70 on the first electrode 60 side. Although described later in detail, the piezoelectric layer 70 according to the present embodiment includes a first piezoelectric layer 72 and a second piezoelectric layer 73.

そして本実施形態においても、実施形態2の場合と同様に、各圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができ、また第1電極60と第2電極80との間でのリーク電流の発生を抑制することができる。さらに本実施形態では、圧電体層70の第2電極80との境界部分にポーラス部71Bが形成されていないため、圧電体層70と第2電極80との密着力も向上する。   Also in the present embodiment, as in the case of the second embodiment, each piezoelectric actuator 300 can be sufficiently displaced, and the generation of a leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 is suppressed. can do. Further, in the present embodiment, since the porous portion 71B is not formed at the boundary portion between the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80, the adhesion between the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 is also improved.

また本実施形態の圧電アクチュエーター300の形成方法は、特に限定されないが、例えば、以下の手順で形成することができる。まず図8(a)に示すように、絶縁体膜55上に第1電極60を所定パターンで形成し、この第1電極60上に所定厚さで第1の圧電体層72を形成する。次いで図8(b)に示すように、第1の圧電体層72の能動部70aが形成される領域にレジスト膜201を形成し、この状態で第1の圧電体層72をエッチング液に浸すことによってポーラス部71Bを形成する。次いで、図8(c)に示すように、ポーラス部71Bを含む第1の圧電体層72上に所定厚さで第2の圧電体層73と、第2電極80とを順次形成する。その後、図8(d)に示すように、第2電極80上に各第1の圧電体層72(能動部70a)に対向してレジスト膜202を形成する。そして、このレジスト膜202をマスクとして、第2電極80、第2の圧電体層73及び第1の圧電体層72のポーラス部71Bを順次パターニングすることによって、本実施形態の圧電アクチュエーター300が形成される(図7参照)。   Moreover, the formation method of the piezoelectric actuator 300 of this embodiment is not specifically limited, For example, it can form in the following procedures. First, as shown in FIG. 8A, the first electrode 60 is formed in a predetermined pattern on the insulator film 55, and the first piezoelectric layer 72 is formed on the first electrode 60 with a predetermined thickness. Next, as shown in FIG. 8B, a resist film 201 is formed in a region where the active portion 70a of the first piezoelectric layer 72 is formed, and in this state, the first piezoelectric layer 72 is immersed in an etching solution. Thus, the porous portion 71B is formed. Next, as shown in FIG. 8C, a second piezoelectric layer 73 and a second electrode 80 are sequentially formed with a predetermined thickness on the first piezoelectric layer 72 including the porous portion 71B. Thereafter, as shown in FIG. 8D, a resist film 202 is formed on the second electrode 80 so as to oppose each first piezoelectric layer 72 (active portion 70a). Then, by using the resist film 202 as a mask, the second electrode 80, the second piezoelectric layer 73, and the porous portion 71B of the first piezoelectric layer 72 are sequentially patterned to form the piezoelectric actuator 300 of this embodiment. (See FIG. 7).

(実施形態4)
本実施形態の構成は、基本的には実施形態3と同様であり、図9に示すように、ポーラス部71Cは、圧電体層70の第1電極60側の一部のみに形成されており、さらに圧電体層70と第2電極80との境界部分が保護膜220で覆われている。本実施形態では、非能動部70bを構成するポーラス部71Cが、非能動部70bの他の部分よりも外側まで延設されており、ポーラス部71Cの上面71aが露出されている。そして保護膜220は、第2電極80上からこのポーラス部71Cの上面71aまで連続して設けられている。
(Embodiment 4)
The configuration of the present embodiment is basically the same as that of the third embodiment. As shown in FIG. 9, the porous portion 71C is formed only on a part of the piezoelectric layer 70 on the first electrode 60 side. Further, the boundary portion between the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 is covered with a protective film 220. In the present embodiment, the porous portion 71C constituting the inactive portion 70b extends to the outside of the other portions of the inactive portion 70b, and the upper surface 71a of the porous portion 71C is exposed. The protective film 220 is continuously provided from the second electrode 80 to the upper surface 71a of the porous portion 71C.

このような構成においても、上述の実施形態と同様に、各圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができ、また第1電極60と第2電極80との間でのリーク電流の発生を抑制することができる。特に、圧電体層70と第2電極80との境界部分が保護膜220で覆われていることで、より確実にリーク電流を抑えられる。さらに圧電体層70と第2電極80との剥離をより確実に抑制することができる。また保護膜220がポーラス部71Cの上面71aまで延設されていることで、保護膜220の圧電体層70との密着性を高めることができる。   Even in such a configuration, each piezoelectric actuator 300 can be sufficiently displaced as in the above-described embodiment, and the occurrence of leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 can be suppressed. be able to. In particular, since the boundary portion between the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 is covered with the protective film 220, the leakage current can be suppressed more reliably. Furthermore, peeling between the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 can be more reliably suppressed. Further, since the protective film 220 extends to the upper surface 71a of the porous portion 71C, the adhesion of the protective film 220 to the piezoelectric layer 70 can be enhanced.

なお本実施形態の圧電アクチュエーター300の形成方法も、特に限定されないが、例えば、以下の手順で形成することができる。まず図10(a)に示すように、第1電極60上に圧電体層70及び第2電極80を順次積層した後、これら第2電極80及び圧電体層70をパターニングする。このとき、圧電体層70は、その厚さ方向の一部のみを除去する。次いで図10(b)に示すように、圧電体層70及び第2電極80の表面を覆って、例えば、酸化アルミニウム等からなる保護膜220を形成する。次いで、図10(c)に示すように、保護膜220を所定形状にパターニングする。次いで図10(d)に示すように、保護膜220を介して露出された圧電体層70をエッチング液に浸すことでポーラス部71Cを形成する。その後、ポーラス部71Cをパターニングすることで、本実施形態に係る圧電アクチュエーター300が形成される(図9参照)。   The method for forming the piezoelectric actuator 300 of the present embodiment is not particularly limited, but can be formed by the following procedure, for example. First, as shown in FIG. 10A, the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 are sequentially stacked on the first electrode 60, and then the second electrode 80 and the piezoelectric layer 70 are patterned. At this time, only a part of the piezoelectric layer 70 in the thickness direction is removed. Next, as shown in FIG. 10B, a protective film 220 made of, for example, aluminum oxide is formed so as to cover the surfaces of the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80. Next, as shown in FIG. 10C, the protective film 220 is patterned into a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 10D, a porous portion 71C is formed by immersing the piezoelectric layer 70 exposed through the protective film 220 in an etching solution. Thereafter, by patterning the porous portion 71C, the piezoelectric actuator 300 according to the present embodiment is formed (see FIG. 9).

(実施形態5)
本実施形態は、基本的には実施形態2と同様の構成であるが、図11に示すように、第2電極80上に、例えば、フッ素系の樹脂やシリコン系樹脂(例えば、ジビニルテトラメチルシロキサンベンゾシクロブテン樹脂)、ポリイミド等の材料からなる保護膜221を形成するようにした点で実施形態2とは異なる。また詳しくは後述するが、ポーラス部71Dには、保護膜221の材料(成分)が含まれている。
(Embodiment 5)
This embodiment has basically the same configuration as that of the second embodiment. However, as shown in FIG. 11, for example, a fluorine-based resin or a silicon-based resin (for example, divinyltetramethyl) is formed on the second electrode 80. The second embodiment is different from the second embodiment in that a protective film 221 made of a material such as siloxane benzocyclobutene resin or polyimide is formed. Although details will be described later, the material (component) of the protective film 221 is included in the porous portion 71D.

このような構成においても、実施形態2と同様に、各圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができ、インク滴を良好に噴射させることができる。また第1電極60と第2電極80との間のリーク電流の発生を抑制することができる。特に本実施形態では、第2電極80が保護膜221で覆われると共に、ポーラス部71Dに保護膜221の材料が含まれているため、第1電極60と第2電極80との間のリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。すなわちポーラス部71Dを、実質的に保護膜として機能させることができ、第1電極60と第2電極80との間のリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。特に、保護膜221の材料として、有機保護膜(有機材料)を用いた場合、有機保護膜の剛性が小さいため、ポーラス部71Dの剛性を大幅に上昇させることがなく、圧電アクチュエーター300を十分に変位させることができる。   Even in such a configuration, as in the second embodiment, each piezoelectric actuator 300 can be sufficiently displaced, and ink droplets can be ejected satisfactorily. In addition, the generation of leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 can be suppressed. In particular, in the present embodiment, since the second electrode 80 is covered with the protective film 221 and the material of the protective film 221 is included in the porous portion 71D, a leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 is obtained. Can be more reliably suppressed. That is, the porous portion 71D can function substantially as a protective film, and the generation of a leakage current between the first electrode 60 and the second electrode 80 can be more reliably suppressed. In particular, when an organic protective film (organic material) is used as a material for the protective film 221, the rigidity of the organic protective film is small, so that the rigidity of the porous portion 71D is not significantly increased, and the piezoelectric actuator 300 is sufficiently provided. Can be displaced.

なおこのような圧電アクチュエーター300は、例えば、下記の手順で形成することができる。まず図12(a)に示すように、絶縁体膜55上に第1電極60を所定パターンで形成した後、この第1電極60上に圧電体層70及び第2電極80を順次形成する。次いで図12(b)に示すように、第2電極80を所定形状にパターニングした後、各第2電極80を覆ってレジスト膜203を形成する。すなわち圧電体層70の能動部70aが形成される領域にレジスト膜203を形成する。次いで図12(c)に示すように、この状態で圧電体層70をエッチング液に浸すことによってポーラス部71Dを形成する。次に、図12(d)に示すように、ポーラス部71D(圧電体層70)及び第2電極80の表面を覆ってフッ素系の樹脂からなる保護膜221を形成する。このときポーラス部71Dに保護膜221の材料が含まれることになる。保護膜221の材料は、例えば、ポーラス部71Dの空孔に入り込む。その後、保護膜221及び圧電体層70(ポーラス部71D)を順次パターニングすることによって、本実施形態の圧電アクチュエーター300が形成される(図11参照)。   Such a piezoelectric actuator 300 can be formed by the following procedure, for example. First, as shown in FIG. 12A, the first electrode 60 is formed in a predetermined pattern on the insulator film 55, and then the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 are sequentially formed on the first electrode 60. Next, as shown in FIG. 12B, after patterning the second electrode 80 into a predetermined shape, a resist film 203 is formed to cover each second electrode 80. That is, the resist film 203 is formed in a region where the active portion 70a of the piezoelectric layer 70 is formed. Next, as shown in FIG. 12C, the porous portion 71D is formed by immersing the piezoelectric layer 70 in the etching solution in this state. Next, as shown in FIG. 12D, a protective film 221 made of a fluorine-based resin is formed so as to cover the surfaces of the porous portion 71D (piezoelectric layer 70) and the second electrode 80. At this time, the material of the protective film 221 is included in the porous portion 71D. The material of the protective film 221 enters, for example, the pores of the porous portion 71D. Thereafter, the piezoelectric film 300 of this embodiment is formed by sequentially patterning the protective film 221 and the piezoelectric layer 70 (porous portion 71D) (see FIG. 11).

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these embodiment.

また、このような構成のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図13に示すインクジェット式記録装置において、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1は、インク供給手段を構成するカートリッジ2を着脱可能に備える。記録ヘッドユニット1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動可能に設けられている。この記録ヘッドユニット1は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。   Further, the ink jet recording head having such a configuration constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. In the ink jet recording apparatus shown in FIG. 13, a recording head unit 1 having an ink jet recording head is detachably equipped with a cartridge 2 constituting an ink supply means. A carriage 3 on which the recording head unit 1 is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. For example, the recording head unit 1 ejects a black ink composition and a color ink composition, respectively.

そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送されるようになっている。   Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head unit 1 is mounted is moved along the carriage shaft 5. On the other hand, the apparatus main body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a not-shown paper feed roller, is conveyed on the platen 8. It is like that.

なおインクジェット式記録装置Iとして、記録ヘッドユニット1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、インクジェット式記録装置Iの構成はこれに限定されるものではない。インクジェット式記録装置Iは、例えば、インクジェット式記録ヘッドが固定されて、紙等の記録シートを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式のものであってもよい。   Although the ink jet recording apparatus I has been exemplified in which the recording head unit 1 is mounted on the carriage 3 and moves in the main scanning direction, the configuration of the ink jet recording apparatus I is not limited to this. The ink jet recording apparatus I may be, for example, a so-called line type in which an ink jet recording head is fixed and printing is performed by moving a recording sheet such as paper in the sub-scanning direction.

また上述した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッドの他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。   In the above-described example, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads, and is a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink. Of course, it can also be applied. Examples of the liquid ejecting head include various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used for manufacturing color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

また、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載される圧電アクチュエーターに限られず、その他の装置に搭載される圧電アクチュエーターにも適用することができる。   The present invention is not limited to a piezoelectric actuator mounted on a liquid ejecting head typified by an ink jet recording head, and can also be applied to piezoelectric actuators mounted on other devices.

10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 30 保護基板、 40 コンプライアンス基板、 41 封止膜、 42 固定板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 第1電極、 70 圧電体層、 70a 能動部、 70b 非能動部、 71 ポーラス部、 80 第2電極、 90 リード電極、 100 マニホールド、 200〜203 レジスト膜、 220,221 保護膜、 300 圧電アクチュエーター   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generating chamber, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle, 30 Protection board | substrate, 40 Compliance board | substrate, 41 Sealing film, 42 Fixing board, 50 Elastic film, 55 Insulator film, 60 1st electrode, 70 Piezoelectric layer, 70a Active part, 70b Inactive part, 71 Porous part, 80 Second electrode, 90 Lead electrode, 100 Manifold, 200-203 Resist film, 220, 221 Protective film, 300 Piezoelectric actuator

Claims (8)

第1電極と、前記第1電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第2電極と、を備えた圧電アクチュエーターであって、
前記圧電体層は、前記第1電極と前記第2電極との間に挟まれた能動部と、前記第1電極と前記第2電極との間に挟まれていない非能動部と、を有し、
前記非能動部の少なくとも一部に、前記能動部よりも密度の小さいポーラス部が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
A piezoelectric actuator comprising a first electrode, a piezoelectric layer provided on the first electrode, and a second electrode provided on the piezoelectric layer,
The piezoelectric layer has an active part sandwiched between the first electrode and the second electrode, and an inactive part not sandwiched between the first electrode and the second electrode. And
A piezoelectric actuator, wherein a porous portion having a density lower than that of the active portion is provided on at least a part of the inactive portion.
前記ポーラス部は、前記圧電体層の他の部分よりも各結晶の間隔が広いことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエーター。   2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the porous portion has a larger interval between crystals than the other portion of the piezoelectric layer. 前記ポーラス部は、前記圧電体層の他の部分よりも表面が粗いことを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電アクチュエーター。   3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the porous portion has a rougher surface than other portions of the piezoelectric layer. 前記ポーラス部は、前記圧電体層の一部をフッ酸によって溶かすことによって形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の圧電アクチュエーター。   The piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous portion is formed by dissolving a part of the piezoelectric layer with hydrofluoric acid. 前記ポーラス部には、有機保護膜が含まれていることを特徴とする請求項4に記載の圧電アクチュエーター。   The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the porous portion includes an organic protective film. 前記圧電体層は、少なくとも鉛、ジルコニウムおよびチタンを含むペロブスカイト型酸化物からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の圧電アクチュエーター。   The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric layer is made of a perovskite oxide containing at least lead, zirconium, and titanium. 請求項1〜6の何れか一項に記載の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。   A liquid ejecting head comprising the piezoelectric actuator according to claim 1. 請求項7に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。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 7.
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