JP2012231055A - 圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧電体層30の凹部32内に第2電極40が形成される。これによれば、第2電極40の側面420が圧電体層30で覆われているため、第2電極40の側面420付近の電界集中を緩和することができる。したがって、放電が発生しづらくなる。
【選択図】図2
Description
本適用例に係る圧電素子は、第1電極と、前記第1電極上に形成され、圧電体からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成された第2電極と、を備えた圧電素子であって、前記圧電体層は、前記第2電極側の表面に凹部を有し、前記第2電極が前記凹部内に形成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第2電極の側面が凹部の内面と接触して覆われているので、第1電極と、第2電極の側面との間の誘電率が一定となり、第2電極の側面のエッジ部の電界集中を緩和することができる。したがって、圧電体層の絶縁破壊が減少し、信頼性が向上した圧電素子が得られる。
上記適用例に記載の圧電素子は、前記圧電体層は同一材料からなることが好ましい。
本適用例によれば、同一材料であるため、異なる材料間の界面における電界集中をより抑制し、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。
上記適用例に記載の圧電素子は、前記圧電体層は前記凹部の底面を構成する材料と前記凹部の側面を構成する材料とが異なっており、前記凹部の前記側面を構成する材料の誘電率が前記凹部の前記底面を構成する材料の誘電率より高いことが好ましい。
本適用例によれば、凹部の側面を構成する材料の誘電率が、凹部の底面を構成する材料の誘電率より高いため、第2電極の側面付近の電界集中をさらに緩和させ、信頼性をさらに向上させることができる。
上記適用例に記載の圧電素子は、前記第2電極の厚みは、凹部の深さより薄いことが好ましい。
本適用例によれば、第2電極が凹部より上に出ることがなく、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。
本発明の態様の1つである液体噴射ヘッドは、上記の圧電素子を含む。
本適用例によれば、上記いずれかの圧電素子を有し、前述の効果を達成できる液体噴射ヘッドを提供することができる。
本発明の態様の1つである液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドを含む。
本適用例によれば、上記液体噴射ヘッドを有し、前述の効果を達成できる液体噴射装置を提供することができる。
1−1.圧電素子の構造
図1(a)は、実施形態の圧電素子100を模式的に示す平面図、(b)は、(a)に示すA−A線における圧電素子を示す模式断面図、(c)は、(a)に示すB−B線における圧電素子100を示す模式断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る圧電素子100は、振動板10、第1電極20、圧電体層30および第2電極40を含む。
また、第1電極20の材質は、導電性を有する物質である限り特に限定されない。第1電極20の材質として、例えば、Ni、Ir、Au、Pt、W、Ti、Cr、Ag、Pd、Cuなどの各種の金属およびこれらの金属の合金、それらの導電性酸化物(例えば酸化イリジウムなど)、SrとRuの複合酸化物、LaとNiの複合酸化物などを用いることができる。また、第1電極20は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
圧電体層30は、図1(c)に示すように、圧電体層30の面31において凹部32を有する。
ここで、本発明において、「凹部」という文言は、公知のMEMS加工において、意図的にパターニングすることにより形成された凹部を意味する。したがって、より微視化することによって、物質の表面において不可避的に確認される凹部は、本発明の「凹部」の文言範囲として含まれないものとする。
図1(c)に示すように、凹部32の内面は、底面33と面31における開口部に連続したテーパー状の側面34とから構成される。ここで、図1(c)に示すように、側面34および底面33が連結する部分が角部35を形成する。ここで、角部35の形成する角度は、鈍角であってもよい。
また、図示はされないが、凹部32の内面は、側面および底面が連続した面であって、例えば略円弧状の連続した曲面から形成されていてもよい。
また、図示はされないが、第2電極40の一部の表面には絶縁性保護膜が形成されていてもよい。
実施形態に係る圧電素子100は、例えば、以下の特徴を有する。
実施形態に係る圧電素子100によれば、圧電体層30の凹部32内に第2電極40が形成される。これによれば、第2電極40の側面420が圧電体層30で覆われているため、第2電極40の側面420付近の電界集中を緩和することができる。したがって、放電が発生しづらくなる。
以上より、圧電体層を覆うように形成された第2電極を有する圧電素子と比べて、より信頼性の高い圧電素子100を提供することができる。
次に、実施形態に係る圧電素子100の製造方法について説明する。図2(a)〜図2(g)は、実施形態の圧電素子100の製造工程を模式的に示す断面図である。各図において、左図は、第1の方向110における断面図であり、右図は、第2の方向120における断面図である。
圧電体層30のパターニングは、例えば、所望の位置にレジストを形成し、公知のフォトリソグラフィー技術および/またはエッチング技術によって行われることができる。エッチング技術を用いる場合、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。
ここで、第2電極40は、凹部32を埋めるように形成される。
図3(a)に変形例1を、図3(b)に変形例2を示した。
(変形例1)
図3(a)において、圧電体層30は、複数の材料を積層した構造であってもよい。例えば、圧電体層30は、第1の圧電体層36と第1の圧電体層36上に形成された第2の圧電体層37とを備えている。ここで、第1の圧電体層36の誘電率より第2の圧電体層37の誘電率が高いのが好ましい。
凹部32は、第2の圧電体層37に、第1の圧電体層36が露出するまで形成され、凹部32の底面33は第1の圧電体層36で構成されている。また、第2電極40の側面420は、第2の圧電体層37で覆われている。
これによれば、凹部32に形成された第2電極40の側面420付近の電界集中をさらに緩和させ、信頼性をさらに向上させることができる。
図3(b)において、第2電極40の厚みは、凹部32の深さより薄く形成されている。
これによれば、第2電極40が凹部32の開口部(破線で示した面31の位置)より上に出ることがなく、信頼性をさらに向上させることができると共に、効率的に製造することが可能となる。
次に、実施形態に係る圧電素子100を有する液体噴射ヘッド200について、図面を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係る液体噴射ヘッド200の要部を示す模式断面図である。図5は、実施形態に係る液体噴射ヘッド200の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。なお、図5では、圧電素子100を簡略化して図示している。
リザーバー224は、外部(例えばインクカートリッジ)から、振動板10に設けられた貫通孔228を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー224内のインクは、供給口226を介して、圧力室222に供給されることができる。圧力室222は、振動板10の変形により容積が変化する。圧力室222はノズル孔212と連通しており、圧力室222の容積が変化することによって、ノズル孔212から液体等が吐出される。
筐体230は、図5に示すように、ノズル板210、圧力室基板220および圧電素子100を収納することができる。筐体230の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
次に、実施形態に係る液体噴射装置300について、図面を参照しながら説明する。液体噴射装置300は、上述の液体噴射ヘッド200を有する。以下では、液体噴射装置300が上述の液体噴射ヘッド200を有するインクジェットプリンターである場合について説明する。図6は、実施形態に係る液体噴射装置300を示す模式斜視図である。
Claims (6)
- 第1電極と、
前記第1電極上に形成され、圧電体からなる圧電体層と、
前記圧電体層上に形成された第2電極と、を備えた圧電素子であって、
前記圧電体層は、前記第2電極側の表面に凹部を有し、前記第2電極が前記凹部内に
形成されている
ことを特徴とする圧電素子。 - 請求項1において、
前記圧電体層は、同一材料からなる
ことを特徴とする圧電素子。 - 請求項1において、
前記圧電体層は前記凹部の底面を構成する材料と前記凹部の側面を構成する材料とが異なっており、前記凹部の前記側面を構成する材料の誘電率が前記凹部の前記底面を構成する材料の誘電率より高い
ことを特徴とする圧電素子。 - 請求項2または3において、
前記第2電極の厚みは、前記凹部の深さより薄い
ことを特徴とする圧電素子。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の圧電素子を備える
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 請求項5に記載の液体噴射ヘッドを備える
ことを特徴とする液体噴射装置。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007119556A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電共振子及び圧電フィルタ |
JP2008055871A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Canon Inc | 圧電体素子 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007119556A1 (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電共振子及び圧電フィルタ |
JP2008055871A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Canon Inc | 圧電体素子 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018117022A (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 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、超音波探触子、超音波装置、電子機器、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置 |
CN108336216A (zh) * | 2017-01-17 | 2018-07-27 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及致动器、超声波探头、超声波装置、电子设备 |
US11005026B2 (en) | 2017-01-17 | 2021-05-11 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric element, piezoelectric actuator, ultrasonic probe, ultrasonic apparatus, electronic apparatus, liquid ejection head, and liquid ejection device |
CN108336216B (zh) * | 2017-01-17 | 2023-08-29 | 精工爱普生株式会社 | 压电元件及致动器、超声波探头、超声波装置、电子设备 |
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