JP2014179468A - Electromechanical conversion element, electromechanical conversion element manufacturing method, droplet discharge head, and droplet discharge device - Google Patents

Electromechanical conversion element, electromechanical conversion element manufacturing method, droplet discharge head, and droplet discharge device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromechanical conversion element whose polarization treatment is capable of being performed reliably.SOLUTION: An electromechanical conversion element includes a plurality of electromechanical conversion parts, each of which includes a lower electrode 21, an electromechanical conversion film 22 arranged on the lower electrode, and an upper electrode 23 arranged on the electromechanical conversion film, wherein one of the lower electrode 21 and the upper electrode 23 is constructed as a common electrode that is common among the plurality of electromechanical conversion parts, and the other of the lower electrode 21 and the upper electrode 23 is constructed as an individual electrode corresponding to each electromechanical conversion part on a one-to-one basis, with an amount of leakage current between the common electrode and the individual electrode being equal to or smaller than a predetermined value.

Description

本発明は、電気−機械変換素子、電気−機械変換素子の製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to an electro-mechanical transducer, a method for manufacturing an electro-mechanical transducer, a droplet ejection head, and a droplet ejection apparatus.

電気−機械変換素子は、印加した電圧に応じてその形状が変化する特性を有しており、係る特性を活かして、従来から、画像形成装置の液滴吐出ヘッドや、各種用途において用いられている。   The electro-mechanical conversion element has a characteristic that its shape changes in accordance with an applied voltage. Conventionally, the electro-mechanical conversion element has been used in a droplet discharge head of an image forming apparatus and various applications by taking advantage of such a characteristic. Yes.

電気−機械変換素子を構成する電気−機械変換膜に含まれる圧電体結晶は、図1(a)に示すように電圧印加直前において分極の向きがランダムな状態となっている。これに対して、電圧印加を繰り返すことで、図1(b)に示すように圧電体結晶は分極の向きが揃ったドメインの集合体となってくる。   As shown in FIG. 1A, the piezoelectric crystal included in the electro-mechanical conversion film constituting the electro-mechanical conversion element has a random polarization direction immediately before voltage application. On the other hand, by repeating the voltage application, the piezoelectric crystal becomes an aggregate of domains in which the polarization directions are aligned as shown in FIG.

このように圧電体結晶の分極の向きが揃うまでは、駆動電圧に対する変位量が安定しない。このため、予め分極の向きを揃えることが試されており、エージング工程またはポーリング(分極処理)工程と称した所定駆動電圧に対して変位量を安定化させる工夫が行われてきた。   Thus, the displacement amount with respect to the drive voltage is not stable until the polarization directions of the piezoelectric crystals are aligned. For this reason, attempts have been made to align the direction of polarization in advance, and contrivances have been made to stabilize the amount of displacement with respect to a predetermined drive voltage called an aging process or a poling (polarization process) process.

例えば、特許文献1には、まず、第1の面に電極が形成されている圧電体の、第1の面と対向する第2の面上に、間隙を介してコロナワイヤーを配置する。そして、電極とコロナワイヤーとの間に電圧を印加して、圧電体の第2の面に電荷を供給して、圧電体内に電界を発生させる無機圧電体のポーリング処理方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1, first, a corona wire is disposed via a gap on a second surface of a piezoelectric body having an electrode formed on the first surface and facing the first surface. An inorganic piezoelectric material poling method is disclosed in which a voltage is applied between an electrode and a corona wire to supply electric charges to a second surface of the piezoelectric material to generate an electric field in the piezoelectric material.

しかしながら、特許文献1に開示された分極処理方法により分極処理を行っても、電気−機械変換素子によっては分極処理が進まない場合があった。   However, even if the polarization process is performed by the polarization process method disclosed in Patent Document 1, the polarization process may not proceed depending on the electromechanical conversion element.

そこで、本発明は上記従来技術の問題に鑑みて、確実に分極処理を施すことができる電気−機械変換素子を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an electromechanical conversion element that can be reliably subjected to polarization treatment.

上記目的を達成するために、本発明は、下部電極と、前記下部電極上に配置された電気−機械変換膜と、前記電気−機械変換膜上に配置された上部電極と、を備えた電気−機械変換部を複数備えた電気−機械変換素子であって、前記下部電極および前記上部電極のうちの一方の電極は、前記複数の電気−機械変換部間で共通の1つの共通電極として構成され、前記下部電極または前記上部電極のうちの他方の電極は、それぞれの電気−機械変換部に対応した個別電極として構成されており、前記共通電極と、前記個別電極との間のリーク電流量が所定値以下である電気−機械変換素子を提供する。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides an electric device comprising a lower electrode, an electro-mechanical conversion film disposed on the lower electrode, and an upper electrode disposed on the electro-mechanical conversion film. -An electro-mechanical conversion element having a plurality of mechanical conversion units, wherein one of the lower electrode and the upper electrode is configured as one common electrode common to the plurality of electro-mechanical conversion units The other electrode of the lower electrode or the upper electrode is configured as an individual electrode corresponding to each electro-mechanical converter, and the amount of leakage current between the common electrode and the individual electrode An electromechanical conversion element having a value equal to or less than a predetermined value is provided.

本発明によれば、確実に分極処理を施すことができる電気−機械変換素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electromechanical conversion element which can perform a polarization process reliably can be provided.

圧電体結晶内の分極の向きの変化の説明図。Explanatory drawing of the change of the direction of polarization in a piezoelectric crystal. 本発明の第1の実施形態における電気−機械変換部の断面図。Sectional drawing of the electromechanical conversion part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における電気−機械変換素子の構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Configuration explanatory drawing of the electromechanical conversion element in the 1st Embodiment of this invention. 分極処理を行う際に用いる分極装置の構成例の説明図。Explanatory drawing of the structural example of the polarization apparatus used when performing a polarization process. 分極処理の説明図。Explanatory drawing of a polarization process. Pr、Pindの説明図。Explanatory drawing of Pr and Pind. リーク電流の発生のメカニズムの説明図。Explanatory drawing of the generation mechanism of leak current. 白金膜上にSrRuO膜を形成した際のX線回折パターンX-ray diffraction pattern when SrRuO 3 film is formed on platinum film 本発明の第2の実施形態における液滴吐出ヘッドの構成説明図。FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a droplet discharge head according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態における液滴吐出ヘッドの構成説明図。FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a droplet discharge head according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態における液滴吐出装置の斜視説明図。FIG. 9 is a perspective explanatory view of a droplet discharge device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態における液滴吐出装置の機構部の側面説明図。Side surface explanatory drawing of the mechanism part of the droplet discharge apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 実施例における代表的なP−Eヒステリシス曲線。Typical PE hysteresis curve in an Example.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
[第1の実施形態]
本実施形態においてはまず、本発明の電気−機械変換素子の構成例について説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are not departed from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made.
[First Embodiment]
In the present embodiment, first, a configuration example of the electro-mechanical conversion element of the present invention will be described.

本実施形態の電気−機械変換素子は、下部電極と、前記下部電極上に配置された電気−機械変換膜と、前記電気−機械変換膜上に配置された上部電極と、を備えた電気−機械変換部を複数備えている。前記下部電極および前記上部電極のうちの一方の電極は、前記複数の電気−機械変換部間で共通の1つの共通電極として構成され、前記下部電極または前記上部電極のうちの他方の電極は、それぞれの電気−機械変換部に対応した個別電極として構成されている。そして、前記共通電極と、前記個別電極との間のリーク電流量が所定値以下であることを特徴とする。   The electro-mechanical conversion element of this embodiment includes an electric electrode including a lower electrode, an electro-mechanical conversion film disposed on the lower electrode, and an upper electrode disposed on the electro-mechanical conversion film. A plurality of mechanical conversion units are provided. One of the lower electrode and the upper electrode is configured as one common electrode common to the plurality of electro-mechanical converters, and the other electrode of the lower electrode or the upper electrode is It is comprised as an individual electrode corresponding to each electromechanical conversion part. The leakage current amount between the common electrode and the individual electrode is not more than a predetermined value.

本実施形態の電気−機械変換部の構成を図2に示す。図2は、電気−機械変換部の断面構成図を示している。本実施形態の電気−機械変換部20は図2に示すように、下部電極21、電気−機械変換膜22、上部電極23が積層された構成を有している。   The configuration of the electro-mechanical converter of this embodiment is shown in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional configuration diagram of the electro-mechanical converter. As shown in FIG. 2, the electro-mechanical conversion unit 20 of the present embodiment has a configuration in which a lower electrode 21, an electro-mechanical conversion film 22, and an upper electrode 23 are laminated.

そして、本実施形態の電気−機械変換素子は、上記電気−機械変換部を複数備えた構成を有している。具体的な構成例について、図3を用いて説明する。   And the electromechanical conversion element of this embodiment has the structure provided with two or more said electromechanical conversion parts. A specific configuration example will be described with reference to FIG.

図3(a)が、電気−機械変換素子の断面構成図を示したものであり、図3(b)は、電気−機械変換素子の上面図を示したものである。図3(b)については、構成が分かり易いように、第1、第2の保護膜(層間絶縁膜)については記載を省略している。   FIG. 3A shows a cross-sectional configuration diagram of the electro-mechanical conversion element, and FIG. 3B shows a top view of the electro-mechanical conversion element. In FIG. 3B, the description of the first and second protective films (interlayer insulating films) is omitted for easy understanding of the configuration.

まず、図3(a)に示すように、本実施形態の電気−機械変換素子は下部電極21、電気−機械変換膜22、上部電極23を備えた電気−機械変換部20を有しており、図3(b)に示すように、係る電気−機械変換部20を複数備えている。このような電気−機械変換部20は、例えば図3に示すように基板31上に配置することができ、後述する液滴吐出ヘッドとして用いる場合には、さらに、図示しない振動板を設けることもできる。また、下部電極21と基板31との密着性を高めるために、図示しない密着層等を設けることもできる。   First, as shown in FIG. 3A, the electro-mechanical conversion element of this embodiment has an electro-mechanical conversion unit 20 including a lower electrode 21, an electro-mechanical conversion film 22, and an upper electrode 23. As shown in FIG. 3B, a plurality of such electro-mechanical converters 20 are provided. Such an electromechanical conversion unit 20 can be disposed on the substrate 31 as shown in FIG. 3, for example, and when used as a droplet discharge head described later, a diaphragm (not shown) may be provided. it can. Further, in order to improve the adhesion between the lower electrode 21 and the substrate 31, an adhesion layer (not shown) or the like can be provided.

下部電極21および上部電極23のうちのいずれか一方の電極については、複数の電気−機械変換部20間で共通の1つの共通電極として構成することができる。この場合、下部電極21および上部電極23のうちの他方の電極はそれぞれの電気−機械変換部に対応した個別電極として構成されることとなる。図3においては、下部電極21を電気−機械変換部20間で共通の1つの電極として構成し、上部電極23を電気−機械変換部20毎に独立した別個の個別電極として構成した例を示しているが、上記のように係る形態に限定されるものではない。   One of the lower electrode 21 and the upper electrode 23 can be configured as one common electrode that is common among the plurality of electro-mechanical conversion units 20. In this case, the other of the lower electrode 21 and the upper electrode 23 is configured as an individual electrode corresponding to each electro-mechanical converter. FIG. 3 shows an example in which the lower electrode 21 is configured as one common electrode between the electromechanical conversion units 20 and the upper electrode 23 is configured as a separate individual electrode independent for each electromechanical conversion unit 20. However, it is not limited to the form which concerns as mentioned above.

そして、上部電極23および下部電極21上には第1の絶縁保護膜32が設けられた構成とすることができる。第1の絶縁保護膜32は後述するように無機化合物により構成されていることが好ましく、第1の絶縁保護膜32には、上部電極23および下部電極21が他の部材と電気的に接続できるようにコンタクトホール33設けられていることが好ましい。   The first insulating protective film 32 can be provided on the upper electrode 23 and the lower electrode 21. The first insulating protective film 32 is preferably made of an inorganic compound as will be described later, and the upper electrode 23 and the lower electrode 21 can be electrically connected to other members on the first insulating protective film 32. Thus, the contact hole 33 is preferably provided.

また、個別電極、すなわち、図3においては上部電極23は、それぞれ個別電極パッド35と接続された構成とすることができ、個別電極と個別電極パッドとの間は個別電極−個別電極パッド間接続部材34により電気的に接続することができる。   In addition, the individual electrodes, that is, the upper electrode 23 in FIG. 3 can be configured to be connected to the individual electrode pads 35, respectively, and the connection between the individual electrodes and the individual electrode pads is between the individual electrodes and the individual electrode pads. The members 34 can be electrically connected.

共通電極、すなわち、図3においては下部電極21についても共通電極パッド37と接続された構成とすることができ、共通電極と共通電極パッドとの間は共通電極−共通電極パッド間接続部材36により電気的に接続することができる。   The common electrode, that is, the lower electrode 21 in FIG. 3 can also be configured to be connected to the common electrode pad 37, and the common electrode and the common electrode pad are connected by a common electrode-common electrode pad connecting member 36. Can be electrically connected.

さらに、共通電極パッド37および個別電極パッド35上には、第2の絶縁保護膜38を設けた構成とすることができる。第2の絶縁保護膜は後述のように無機化合物により構成されていることが好ましい。そして、第2の絶縁保護膜38には、共通電極パッドおよび個別電極パッドを露出する開口部が設けられている構成とすることが好ましい。   Further, the second insulating protective film 38 may be provided on the common electrode pad 37 and the individual electrode pad 35. The second insulating protective film is preferably composed of an inorganic compound as will be described later. The second insulating protective film 38 is preferably provided with an opening for exposing the common electrode pad and the individual electrode pads.

以上のような構成を有する電気−機械変換素子に分極処理を施す方法について説明する。   A method for applying polarization treatment to the electromechanical conversion element having the above configuration will be described.

分極処理は例えば図4に示すような分極装置40により実施することができる。   The polarization process can be performed by a polarization device 40 as shown in FIG.

分極装置40は、コロナ電極41とグリッド電極42が具備されており、コロナ電極41、グリッド電極42はそれぞれコロナ電極用電源411、グリッド電極用電源421に接続されている。グリッド電極42についてはメッシュ加工を施し、コロナ電極に高電圧を印加したときに、コロナ放電により発生するイオンや電荷等を効率よく下のサンプルステージに降り注ぐように構成されていることが好ましい。そして、試料に対して電荷が流れやすくするように試料を設置するステージ43にはアース線44が接続されていることが好ましい。また、ステージ43には、例えば電気−機械変換素子を加熱できるように温調機能を設けておくこともできる。この際の加熱温度は特に限定されるものではないが、最大350℃まで加熱できるように構成されていることが好ましい。   The polarization device 40 includes a corona electrode 41 and a grid electrode 42. The corona electrode 41 and the grid electrode 42 are connected to a corona electrode power source 411 and a grid electrode power source 421, respectively. The grid electrode 42 is preferably configured so that mesh processing is performed and ions, charges, and the like generated by corona discharge are efficiently poured onto the lower sample stage when a high voltage is applied to the corona electrode. And it is preferable that the ground wire 44 is connected to the stage 43 on which the sample is placed so that the electric charge can easily flow to the sample. The stage 43 may be provided with a temperature control function so that, for example, the electro-mechanical conversion element can be heated. The heating temperature at this time is not particularly limited, but is preferably configured to be heated up to 350 ° C.

コロナ電極やグリッド電極に印加する電圧の大きさや、試料と各電極間の距離は特に限定されるものではなく、十分に分極処理を施すことができるように試料に応じてこれらを調整し、コロナ放電の強弱をつけることができる。   The magnitude of the voltage applied to the corona electrode and the grid electrode and the distance between the sample and each electrode are not particularly limited, and these are adjusted according to the sample so that sufficient polarization treatment can be performed. The intensity of discharge can be applied.

上記の様にコロナ電極(コロナワイヤー)を用いてコロナ放電させる場合、分極処理は図5に示すように、大気中の分子をイオン化させることで陽イオンを発生する。発生した陽イオンは、電気−機械変換素子の例えば上記共通電極パッドや個別電極パッドを介して電気−機械変換素子に流れ込み、圧電素子に電荷が蓄積した状態となる。そして、上部電極と下部電極との電荷差によって内部電位差が生じて、分極処理が行われていると考えられる。   When corona discharge is performed using a corona electrode (corona wire) as described above, the polarization treatment generates cations by ionizing molecules in the atmosphere as shown in FIG. The generated cations flow into the electro-mechanical conversion element via, for example, the common electrode pad or the individual electrode pad of the electro-mechanical conversion element, and charge is accumulated in the piezoelectric element. Then, it is considered that an internal potential difference is generated by the charge difference between the upper electrode and the lower electrode, and the polarization process is performed.

この際、分極処理に必要な電荷量Qについては特に限定されるものではないが、電気−機械変換素子に1.0×10−8C以上の電荷量が蓄積されることが好ましく、4.0×10−8C以上の電荷量が蓄積されることがさらに好ましい。係る範囲の電荷量を電気−機械変換素子に蓄積させることにより、より確実に後述の分極率となるように分極処理を行うことができる。 At this time, the charge amount Q required for the polarization treatment is not particularly limited, but it is preferable that a charge amount of 1.0 × 10 −8 C or more is accumulated in the electromechanical conversion element. More preferably, a charge amount of 0 × 10 −8 C or more is accumulated. By accumulating the charge amount in such a range in the electro-mechanical conversion element, it is possible to perform the polarization process so that the polarizability described later can be obtained more reliably.

ここで、分極処理の状態については、電気−機械変換素子のP−Eヒステリシスループから判断することができる。分極処理の判断の方法について図6を用いて説明する。   Here, the state of the polarization treatment can be determined from the PE hysteresis loop of the electromechanical conversion element. A method of determining the polarization process will be described with reference to FIG.

P−Eヒステリシスループの例を図6(a)、(b)に示す。図6(a)は分極処理を行う前の試料の、図6(b)は分極処理後のP−Eヒステリシスループを示している。   Examples of the PE hysteresis loop are shown in FIGS. FIG. 6A shows a sample before the polarization process, and FIG. 6B shows a PE hysteresis loop after the polarization process.

図6(a)、(b)に示すように、±150kV/cmの電界強度かけてヒステリシスループを測定した場合に、電圧をかける前の0kV/cm時の分極をPindとし、+150kV/cmの電圧印加後0kV/cmまで戻したときの0kV/cm時の分極をPrとする。   As shown in FIGS. 6A and 6B, when the hysteresis loop is measured with an electric field strength of ± 150 kV / cm, the polarization at 0 kV / cm before applying the voltage is Pind, and +150 kV / cm Let Pr be the polarization at 0 kV / cm when the voltage is returned to 0 kV / cm after voltage application.

この時、Pr−Pindの値を分極率として定義し、この分極率により、分極の状態が適切であるか否かを判断することができる。具体的には、図6(b)に示すように、分極処理を行った後の試料については、分極率Pr−Pindの値は所定値以下になっていることが好ましい。例えば、10μC/cm以下となっていることが好ましく、5μC/cm以下となっていることがさらに好ましい。Pr−Pindの値が十分に小さくなっていない場合は、分極が十分になされておらず、電気−機械変換素子の所定駆動電圧に対する変位量が安定しない状態となる。 At this time, the value of Pr-Pind is defined as the polarizability, and it is possible to determine whether or not the polarization state is appropriate based on this polarizability. Specifically, as shown in FIG. 6B, for the sample after the polarization treatment, the value of the polarizability Pr-Pind is preferably equal to or less than a predetermined value. For example, it is preferable that has a 10 [mu] C / cm 2 or less, further preferably has a 5 [mu] C / cm 2 or less. When the value of Pr-Pind is not sufficiently small, polarization is not sufficiently performed, and the displacement amount of the electromechanical conversion element with respect to the predetermined drive voltage is not stable.

以上のような分極処理を施しても、上記のように従来の電気−機械変換素子においては、分極処理がなされていない素子が発生する場合があり、この場合電気−機械変換素子の所定駆動電圧に対する変位量が安定しないため問題であった。   Even if the polarization treatment as described above is performed, in the conventional electro-mechanical conversion element as described above, an element that is not subjected to the polarization treatment may occur. In this case, a predetermined drive voltage of the electro-mechanical conversion element is generated. This is a problem because the amount of displacement is not stable.

係る原因について本発明の発明者らが検討を重ねたところ、分極処理が行えていない電気−機械変換素子においては、主に上部電極と下部電極間、すなわち、共通電極と個別電極との間でリーク電流が生じていることがわかった。このため、分極処理の際に供給した電荷が電気−機械変換部に留まらずに流れ、分極処理が適切に行えていなかった。   When the inventors of the present invention have repeatedly investigated the cause of this, in an electro-mechanical conversion element that has not been subjected to polarization treatment, mainly between the upper electrode and the lower electrode, that is, between the common electrode and the individual electrode. It was found that leak current was generated. For this reason, the electric charge supplied in the polarization process flows without staying in the electro-mechanical converter, and the polarization process cannot be performed appropriately.

係る知見に基づき、安定して確実に分極処理を施すことができる電気−機械変換素子とするため、本実施形態の電気−機械変換素子においては、共通電極と、個別電極との間のリーク電流量が所定値以下としたものである。   Based on such knowledge, in order to obtain an electro-mechanical conversion element that can perform polarization processing stably and reliably, in the electro-mechanical conversion element of the present embodiment, the leakage current between the common electrode and the individual electrode The amount is a predetermined value or less.

この際、共通電極と個別電極との間のリーク電流量の許容される範囲は特に限定されるものではなく、分極処理を行う際の条件等により選択することができる。ただし、より確実に分極処理を行うには、共通電極と個別電極との間に、50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が1.0×10−8A以下であることが好ましい。また、共通電極と個別電極との間に、50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が8.0×10−10A以下であることがより好ましい。 At this time, the allowable range of the amount of leakage current between the common electrode and the individual electrode is not particularly limited, and can be selected according to the conditions for performing the polarization process. However, in order to perform the polarization process more reliably, it is preferable that the amount of leakage current when a voltage of 50 V is applied between the common electrode and the individual electrode is 1.0 × 10 −8 A or less. Moreover, it is more preferable that the amount of leakage current when a voltage of 50 V is applied between the common electrode and the individual electrode is 8.0 × 10 −10 A or less.

そして、図7に示すように上部電極23と下部電極21との間(共通電極と個別電極との間)で発生するリーク電流としては、まず、図中Aで示した、電気―機械変換膜22中にリーク電流が流れる場合が考えられる。さらに、図中Bで示した、電気―機械変換膜22の側壁部分、すなわち、電気−機械変換膜22と、第1の絶縁保護膜32との界面に沿って流れる場合とが考えられる。   As shown in FIG. 7, the leakage current generated between the upper electrode 23 and the lower electrode 21 (between the common electrode and the individual electrode) is firstly an electro-mechanical conversion film indicated by A in the figure. A case in which a leak current flows in 22 is considered. Furthermore, it is conceivable that the electric current flows along the side wall portion of the electromechanical conversion film 22, that is, along the interface between the electromechanical conversion film 22 and the first insulating protective film 32, as indicated by B in the drawing.

まず、Aのリーク電流を抑制するためには、電気−機械変換膜22の絶縁抵抗が所定値よりも高くなっていることが好ましい。特に、電気−機械変換膜22の絶縁抵抗が、5.0×1010Ω以上であることが好ましく、1.0×1010Ω以上であることがより好ましい。 First, in order to suppress the leakage current of A, it is preferable that the insulation resistance of the electromechanical conversion film 22 is higher than a predetermined value. In particular, the insulation resistance of the electromechanical conversion film 22 is preferably 5.0 × 10 10 Ω or more, and more preferably 1.0 × 10 10 Ω or more.

一般的に電気−機械変換素子は、下部電極、電気−機械変換膜、上部電極を積層してからパターニングして、複数の電気−機械変換部となるように製造される。上記絶縁抵抗は、いずれの状態における測定値であっても良いが、特に実際の製品の状態に近い、パターニング後、すなわち、電気−機械変換膜を個別化する工程後において、上記所定の絶縁抵抗となることが好ましい。   In general, an electro-mechanical conversion element is manufactured so as to form a plurality of electro-mechanical conversion units by laminating a lower electrode, an electro-mechanical conversion film, and an upper electrode and then patterning them. The insulation resistance may be a measured value in any state, but particularly after the patterning, that is, after the step of individualizing the electromechanical conversion film, which is close to the actual product state, the predetermined insulation resistance. It is preferable that

上記の様に、電気−機械変換部を形成する際、通常、下部電極、電気−機械変換膜、上部電極となる各層を積層した後、パターニングにより、電気−機械変換膜及び上部電極、場合によってはさらに下部電極をパターニングして個別化する方法がとられている。   As described above, when forming the electro-mechanical conversion part, usually, after laminating each layer to be the lower electrode, the electro-mechanical conversion film, and the upper electrode, by patterning, the electro-mechanical conversion film and the upper electrode, depending on circumstances Further, a method is used in which the lower electrode is patterned and individualized.

そして、図7中、Bで示したリーク電流の原因としては、上記パターニングの際に発生した残渣が電気−機械変換膜の側面(側壁)に付着することが挙げられる。   In FIG. 7, the cause of the leakage current indicated by B is that the residue generated during the patterning adheres to the side surface (side wall) of the electromechanical conversion film.

特に電気−機械変換膜としてPZTを用いた場合、PZTのPb含有量によって残渣の出方が異なる。そして、第1の絶縁保護膜としてAlを用いた場合、Alの成膜条件によっては、残渣とAlとの反応物がリークパスとなり、リーク電流量が大きくなってしまう場合がある。 In particular, when PZT is used as the electromechanical conversion film, the manner in which the residue emerges varies depending on the Pb content of PZT. When Al 2 O 3 is used as the first insulating protective film, the reaction product of the residue and Al 2 O 3 becomes a leak path depending on the Al 2 O 3 film forming conditions, and the amount of leak current increases. May end up.

このため、電気−機械変換膜がPZTにより形成されている場合、電気−機械変換膜の組成を調整することにより、残渣の発生を抑制し、Bで示したリーク電流の発生を抑制することができる。具体的には、PZTにより形成された電気−機械変換膜において、ZrおよびTiの物質量の合計に対する、Pbの物質量が、105%以上120%以下であることが好ましい。すなわち、物質量で、Pb/(Zr+Ti)が1.05以上1.20以下となることが好ましい。Pbの物質量の比率が上記下限値を下回ると、電気−機械変換素子が十分に変位しない場合があるため好ましくない。また、Pbの物質量の比率が上記上限値を超えると残渣が発生しやすくなり、リーク電流量が多くなるため好ましくない。
特に、ZrおよびTiの物質量の合計に対する、Pbの物質量は、110%以上120%以下であることがより好ましい。
For this reason, when the electro-mechanical conversion film is formed of PZT, by adjusting the composition of the electro-mechanical conversion film, the generation of residue can be suppressed and the generation of the leakage current indicated by B can be suppressed. it can. Specifically, in the electromechanical conversion film formed of PZT, it is preferable that the substance amount of Pb is 105% or more and 120% or less with respect to the sum of the substance amounts of Zr and Ti. That is, it is preferable that Pb / (Zr + Ti) is 1.05 or more and 1.20 or less in terms of the amount of substance. If the ratio of the amount of Pb is less than the lower limit value, the electro-mechanical conversion element may not be sufficiently displaced, which is not preferable. Further, if the ratio of the amount of Pb exceeds the upper limit, residues are likely to be generated, and the amount of leakage current increases, which is not preferable.
In particular, the amount of Pb relative to the total amount of Zr and Ti is more preferably 110% to 120%.

また、上記の様に、電気−機械変換素子において、個別電極が個別電極パッドと接続された構成を有する場合、個別電極パッド間でリーク電流が生じると、同様に分極処理を行った際に電荷が電気−機械変換部にとどまらずに流れ、分極処理が適切に行えない恐れがある。このため、個別電極パッド間はについてもリーク電流を所定値以下になるように構成することが好ましい。具体的には、個別電極パッド間に50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が1.0×10−8A以下であることが好ましい。また、個別電極間に50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が8.0×10−10A以下であることがより好ましい。 In addition, as described above, in the electro-mechanical conversion element, when the individual electrode is connected to the individual electrode pad, if a leakage current is generated between the individual electrode pads, the charge is generated when the polarization process is performed in the same manner. May flow not only in the electro-mechanical converter, but the polarization process may not be performed properly. For this reason, it is preferable that the leakage current be set to a predetermined value or less between the individual electrode pads. Specifically, the amount of leakage current when a voltage of 50 V is applied between the individual electrode pads is preferably 1.0 × 10 −8 A or less. Moreover, it is more preferable that the amount of leakage current when a voltage of 50 V is applied between the individual electrodes is 8.0 × 10 −10 A or less.

このように個別電極パッド間のリーク電流を抑制するためには、個別電極パッド間の距離を所定値以上とすることが好ましい。具体的には例えば個別電極パッド間の距離が50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましい。   Thus, in order to suppress the leakage current between the individual electrode pads, it is preferable to set the distance between the individual electrode pads to a predetermined value or more. Specifically, for example, the distance between the individual electrode pads is preferably 50 μm or more, and more preferably 100 μm or more.

以下に、本実施形態の電気−機械変換素子の各部材について説明する
上記の様に、本実施形態の電気−機械変換素子は、基板31上に形成することができる。
Hereinafter, each member of the electro-mechanical conversion element of the present embodiment will be described. As described above, the electro-mechanical conversion element of the present embodiment can be formed on the substrate 31.

基板31の材料としては特に限定されるものではないが、加工の容易性や、入手しやすさ等を鑑みると、シリコン単結晶基板を用いることが好ましい。   The material of the substrate 31 is not particularly limited, but it is preferable to use a silicon single crystal substrate in view of ease of processing, availability, and the like.

シリコン単結晶基板としては、面方位が(100)、(110)、(111)の3種あるが、特に限定されるものではなく、加工の内容等に応じて適切な基板を選択することができる。   The silicon single crystal substrate has three types of plane orientations (100), (110), and (111), but is not particularly limited, and an appropriate substrate can be selected according to the content of processing. it can.

例えば、基板に対してエッチング加工を要する場合には、エッチング加工の内容にあわせて所定の面方位を有する基板を選択することができる。後述する液滴吐出ヘッドを形成する場合を例に説明すると、通常エッチングにより基板に加圧室を作製するが、この際のエッチング方法としては一般的に異方性エッチングが用いられている。ここで、異方性エッチングとは、結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものであり、例えばKOH等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、(100)面に比べて(111)面は約1/400程度のエッチング速度となる。従って、面方位(100)では約54°の傾斜を持つ構造体が作製できるのに対して、面方位(110)では深い溝を掘ることができ、より剛性を保ちつつ、配列密度を高くすることができることが分かっている。このため、例えば液滴吐出ヘッドを構成する基板の場合には(110)の面方位を持ったシリコン単結晶基板を好ましく用いることができる。   For example, when etching processing is required for a substrate, a substrate having a predetermined plane orientation can be selected in accordance with the content of the etching processing. In the case of forming a droplet discharge head, which will be described later, as an example, a pressure chamber is usually formed on a substrate by etching, and anisotropic etching is generally used as an etching method at this time. Here, the anisotropic etching utilizes the property that the etching rate is different with respect to the plane orientation of the crystal structure. For example, in anisotropic etching immersed in an alkaline solution such as KOH, the (100) plane is used. In contrast, the (111) plane has an etching rate of about 1/400. Accordingly, while a structure having an inclination of about 54 ° can be produced in the plane orientation (100), deep grooves can be dug in the plane orientation (110), and the arrangement density is increased while maintaining rigidity. I know I can. For this reason, for example, in the case of a substrate constituting a droplet discharge head, a silicon single crystal substrate having a (110) plane orientation can be preferably used.

基板31の厚さは用途等により選択することができ、特に限定されるものではないが、例えば、100〜600μmの厚みをもつものを好ましく用いることができる。   Although the thickness of the board | substrate 31 can be selected by a use etc. and is not specifically limited, For example, what has a thickness of 100-600 micrometers can be used preferably.

下部電極21についても特に限定されるものではなく、任意に選択することができる。例えば、金属電極膜や酸化物電極膜により構成することができ、特に金属電極膜と酸化物電極膜の積層体であることが好ましい。   The lower electrode 21 is not particularly limited and can be arbitrarily selected. For example, it can be composed of a metal electrode film or an oxide electrode film, and is particularly preferably a laminate of a metal electrode film and an oxide electrode film.

金属電極膜としては、白金、イリジウム、ロジウムなどの白金族元素や、例えば白金−ロジウムなどのこれら合金からなる膜が挙げられる。   Examples of the metal electrode film include platinum group elements such as platinum, iridium, and rhodium, and films made of these alloys such as platinum-rhodium.

金属電極膜として白金を使用する場合であって、基板上に形成する場合には基板(特に基板表面にSiOが形成されている場合)との密着性が悪いために、基板と金属電極膜との間に後述する密着層を形成することが好ましい。 In the case where platinum is used as the metal electrode film, the adhesion between the substrate and the metal electrode film is poor because the adhesion to the substrate (especially when SiO 2 is formed on the substrate surface) is poor. It is preferable to form an adhesion layer to be described later.

金属電極膜の作製方法としては、特に限定されるものではなく各種成膜方法を採用することができる。例えば、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚についても特に限定されるものではないが、80nm〜200nmであることが好ましく、100nm〜150nmであることが好ましい。これは、金属電極膜の膜厚が薄すぎる場合には十分な電流を供給することができない場合があるためである。膜厚が厚すぎる場合には、金属電極膜が白金属の高価な材料により構成されているため、コストが高くなるため、また、膜厚を厚くしていった場合に表面粗さが大きくなり、その上に積層する層の表面粗さや結晶配向性に影響を与える場合があるためである。   The method for producing the metal electrode film is not particularly limited, and various film forming methods can be employed. For example, vacuum film formation such as sputtering or vacuum deposition is common. The film thickness is not particularly limited, but is preferably 80 nm to 200 nm, and preferably 100 nm to 150 nm. This is because sufficient current may not be supplied when the metal electrode film is too thin. If the film thickness is too thick, the metal electrode film is composed of an expensive white metal material, which increases the cost. If the film thickness is increased, the surface roughness increases. This is because the surface roughness and crystal orientation of the layer laminated thereon may be affected.

酸化物電極膜の材料についても特に限定されるものではないが、例えば、SrRuOを好ましく用いることができる。SrRuO以外にも、Sr(1−x)Ru(1−y)(A:Ba、Ca B:Co、Ni x、y=0〜0.5)で記述されるような材料についても好ましく用いることができる。 The material of the oxide electrode film is not particularly limited, but for example, SrRuO 3 can be preferably used. In addition to SrRuO 3 , Sr x A (1-x) Ru y O (1-y) (A: Ba, Ca B: Co, Ni x, y = 0 to 0.5) Can also be preferably used.

酸化物電極膜の成膜方法についても特に限定されるものではないが、スパッタ法により成膜することができる。   A method for forming the oxide electrode film is not particularly limited, but the oxide electrode film can be formed by a sputtering method.

後述する電気−機械変換膜としては、PZTを用いることが好ましく、PZTは(111)配向することが好ましいため、酸化物電極膜としてSrRuOを用いる場合、SrRuOについても(111)配向していることが好ましい。ところが、SrRuOはスパッタ条件によって膜質が変わることが知られており、例えば金属電極膜として(111)配向のPtを用い、該Pt膜上にSrRuO膜を成膜する場合には、SrRuO膜を成膜する際、500℃以上に基板加熱を行い、成膜することが好ましい。 As the electro-mechanical conversion film described later, PZT is preferably used, and PZT is preferably (111) oriented. Therefore, when SrRuO 3 is used as the oxide electrode film, SrRuO 3 is also (111) oriented. Preferably it is. However, SrRuO 3 is known to film quality varies depending on sputtering conditions, for example as the metal electrode film (111) using a Pt orientation, in the case of forming an SrRuO 3 film on the Pt film, SrRuO 3 When forming the film, it is preferable to heat the substrate to 500 ° C. or higher to form the film.

なお、Pt(111)上に作製したSrRuO膜の結晶性については、PtとSrRuO膜で格子定数が近いため、通常のθ−2θ測定では、SrRuO膜(111)とPt(111)の2θ位置が重なってしまい判別が難しい。Ptについては消滅則の関係からPsi=35°傾けた2θが約32°付近の位置には回折線が打ち消し合い、回折強度が見られない。そのため、Psi方向を約35°傾けて、2θが約32°付近のピーク強度で判断することでSrRuO膜が(1119に優先配向しているかを確認することができる。 Note that the crystallinity of the SrRuO 3 film fabricated on Pt (111) is close to the lattice constant between Pt and SrRuO 3 film, and therefore, in normal θ-2θ measurement, the SrRuO 3 film (111) and Pt (111) These 2θ positions overlap and are difficult to discriminate. With respect to Pt, diffraction lines cancel each other at a position where 2θ tilted by Psi = 35 ° is about 32 ° due to the disappearance rule, and no diffraction intensity is observed. Therefore, it is possible to confirm whether the SrRuO 3 film is preferentially oriented to (1119) by tilting the Psi direction by about 35 ° and judging from the peak intensity where 2θ is about 32 °.

図8に、2θ=32°に固定し、Psiを振ったときのデータを示す。Psi=0°ではSrRuO膜(110)ではほとんど回折強度が見られず、Psi=35°付近において、回折強度が見られる。このことから図8に示した試料については、SrRuO膜が(111)配向していることが確認できる。また、上述記載の室温成膜+RTA処理により作製されたSrRuO膜については、Psi=0°のときにSRO(110)の回折強度が見られる。 FIG. 8 shows data when 2θ = 32 ° is fixed and Psi is shaken. When Psi = 0 °, almost no diffraction intensity is observed in the SrRuO 3 film (110), and the diffraction intensity is observed in the vicinity of Psi = 35 °. From this, it can be confirmed that the SrRuO 3 film is (111) oriented in the sample shown in FIG. In addition, regarding the SrRuO 3 film produced by the room temperature film formation + RTA process described above, the diffraction intensity of SRO (110) is observed when Psi = 0 °.

SrRuO膜の表面粗さについては特に限定されるものではないが、4nm以上15nmであることが好ましく、6nm以上10nm以下であることがより好ましい。表面粗さが上記範囲よりも大きくなると、その後成膜した電気−機械変換膜の絶縁耐圧が悪化する場合があり、リーク電流を生じる場合があるためである。 The surface roughness of the SrRuO 3 film is not particularly limited, but is preferably 4 nm or more and 15 nm, and more preferably 6 nm or more and 10 nm or less. This is because if the surface roughness is larger than the above range, the withstand voltage of the electro-mechanical conversion film formed thereafter may deteriorate and a leakage current may be generated.

また、表面粗さは小さい方が好ましいものの、表面粗さは成膜温度に影響を受け、室温から300℃で成膜した場合には表面粗さを非常に小さくすることができ、例えば2nm以下とすることもできる。しかし、この場合、SrRuO膜の結晶性が低下するため、好ましくない。このため、表面粗さRaは上記範囲であることが好ましい。なお、ここでいう表面粗さとは、AFMにより測定される表面粗さRa(中心線平均粗さ)を意味している。上記のような表面粗さを有し、結晶性の高いSrRuO膜とするためには、成膜温度を500℃〜700℃とすることが好ましく、520℃〜600℃とすることがより好ましい。 Further, although it is preferable that the surface roughness is small, the surface roughness is affected by the film formation temperature, and when the film is formed from room temperature to 300 ° C., the surface roughness can be extremely reduced, for example, 2 nm or less. It can also be. However, this is not preferable because the crystallinity of the SrRuO 3 film is lowered. For this reason, it is preferable that surface roughness Ra is the said range. In addition, the surface roughness here means surface roughness Ra (center line average roughness) measured by AFM. In order to obtain the SrRuO 3 film having the above surface roughness and high crystallinity, the film forming temperature is preferably 500 ° C. to 700 ° C., more preferably 520 ° C. to 600 ° C. .

また、酸化物電極膜としてSrRuOを用いる場合、該SrRuO膜の成膜後のSrとRuの組成比については、Sr/Ru(物質量比)が0.82以上1.22以下であることが好ましい。この範囲から外れると比抵抗が大きくなり、電極として十分な導電性が得られなくなる場合があるためである。 When SrRuO 3 is used as the oxide electrode film, the Sr / Ru (ratio of substance amount) is 0.82 or more and 1.22 or less with respect to the composition ratio of Sr and Ru after the formation of the SrRuO 3 film. It is preferable. This is because if it is out of this range, the specific resistance increases, and sufficient conductivity as an electrode may not be obtained.

酸化物電極膜の膜厚は特に限定されるものではないが、40nm以上150nm以下であることが好ましく、50nm以上80nm以下であることがより好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変位や連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られない場合や電気−機械変換膜をエッチングする際にオーバーエッチングを抑制するためのストップエッチング層としての機能も得られにくくなる。また、上記膜厚範囲よりも厚いと、その後成膜した電気−機械変換膜の絶縁耐圧が悪化し、リーク電流を生じる場合があり好ましくない。   The thickness of the oxide electrode film is not particularly limited, but is preferably 40 nm or more and 150 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 80 nm or less. If the thickness is less than this range, sufficient characteristics cannot be obtained for initial displacement and displacement deterioration after continuous driving, or as a stop etching layer for suppressing over-etching when etching an electro-mechanical conversion film. It becomes difficult to obtain functions. On the other hand, if the thickness is larger than the above range, the dielectric strength of the electro-mechanical conversion film formed thereafter is deteriorated, which may cause a leakage current, which is not preferable.

酸化物電極膜の比抵抗としては、電極として十分な導電性を有するため、5×10−3Ω・cm以下になっていることが好ましく、さらに1×10−3Ω・cm以下になっていることがより好ましい。 The specific resistance of the oxide electrode film is preferably 5 × 10 −3 Ω · cm or less and more preferably 1 × 10 −3 Ω · cm or less in order to have sufficient conductivity as an electrode. More preferably.

また、上記の様に、基板と下部電極との間に密着層を設けることができる。密着層としてはTiO膜を好ましく用いることができる。またTa、Ir、Ru等の酸化物についても好ましく用いることができる。 Further, as described above, an adhesion layer can be provided between the substrate and the lower electrode. A TiO 2 film can be preferably used as the adhesion layer. In addition, oxides such as Ta, Ir, and Ru can be preferably used.

TiO膜の成膜方法は特に限定されるものではなく、例えば反応性スパッタにより成膜することもできるが、チタン膜を高温により熱酸化したものを好ましく用いることができる。具体的には、Tiをスパッタ成膜後、RTA(rapid thermal annealing)装置を用いて、650〜800℃、1〜30分、酸素雰囲気で熱酸化して得られたものを好ましく用いることができる。 The method for forming the TiO 2 film is not particularly limited. For example, the film can be formed by reactive sputtering, but a titanium film thermally oxidized at a high temperature can be preferably used. Specifically, it is preferable to use a material obtained by thermal oxidation in an oxygen atmosphere at 650 to 800 ° C. for 1 to 30 minutes using an RTA (rapid thermal annealing) apparatus after sputtering sputtering of Ti. .

これは、反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があり、特別なスパッタチャンバ構成を必要とするためである。さらに、通常の加熱炉による酸化によれば、酸化しやすいチタン膜は、低温においてはいくつもの結晶構造を作るため、一旦、それを壊す必要があるのに対して、昇温速度の速いRTA法によれば良好な結晶を形成することができるためである。他の金属の場合についても同様にして酸化物膜を形成することができる。   This is because the production by reactive sputtering requires heating the silicon substrate at a high temperature and requires a special sputtering chamber configuration. Furthermore, according to oxidation in a normal heating furnace, an easily oxidizable titanium film forms several crystal structures at low temperatures, so it is necessary to break it once. This is because good crystals can be formed. An oxide film can be formed in the same manner for other metals.

密着層の膜厚としては、10nm以上50nm以下が好ましく、15nm以上30nm以下がさらに好ましい。これよりも薄いと十分に密着性を高める効果を有しない場合があり、この範囲よりも厚い場合、その上に積層する電極膜等の結晶の質に影響が出てくる場合があるためである。   The thickness of the adhesion layer is preferably 10 nm to 50 nm, and more preferably 15 nm to 30 nm. If it is thinner than this, it may not have the effect of sufficiently improving the adhesion, and if it is thicker than this range, it may affect the quality of the crystal such as the electrode film laminated on it. .

電気−機械変換膜としては、圧電特性を示す材料であれば用いることができ、特に限定されるものではないが、Pbを含んだ酸化物から形成されていることが好ましい。   The electro-mechanical conversion film can be used as long as it exhibits a piezoelectric characteristic, and is not particularly limited, but is preferably formed from an oxide containing Pb.

特に電気−機械変換膜としては、その高い圧電特性から、PZTを好ましく用いることができる。PZTとはジルコン酸鉛(PbTiO)とチタン酸(PbTiO)の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はPbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53,Ti0.47)O、一般的にはPZT(53/47)とも示される。また、電気−機械変換膜としてPZTを用いる場合には、上述のようにリーク電流を低減するため、ZrおよびTiの物質量の合計に対する、Pbの物質量が、105%以上120%以下であることが好ましく、110%以上120%以下であることがより好ましい。すなわち、上記式の量論比よりもPbを過剰に添加することが好ましい。 In particular, as an electro-mechanical conversion film, PZT can be preferably used because of its high piezoelectric characteristics. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbTiO 3 ) and titanic acid (PbTiO 3 ), and the characteristics differ depending on the ratio. In general, the composition exhibiting excellent piezoelectric characteristics has a ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 of 53:47. In terms of chemical formula, Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , generally PZT Also shown as (53/47). When PZT is used as the electro-mechanical conversion film, the amount of Pb with respect to the total amount of Zr and Ti is 105% or more and 120% or less in order to reduce the leakage current as described above. It is preferably 110% or more and 120% or less. That is, it is preferable to add Pb in excess of the stoichiometric ratio of the above formula.

PZT以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。   Examples of composite oxides other than PZT include barium titanate. In this case, it is also possible to prepare a barium titanate precursor solution by dissolving barium alkoxide and a titanium alkoxide compound in a common solvent. is there.

これら材料は一般式ABOで記述され、ここでのAとしてはPb、Ba、Srから選択された1以上の元素が、BとしてはTi、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbから選択された1以上の元素とすることができる。そして、係るABOを主成分とする複合酸化物を電気−機械変換膜として好ましく用いることができる。上記A、Bの元素はその具体的には(Pb1−x,Ba)(Zr,Ti)O、(Pb1−x,Sr)(Zr,Ti)O、等として記載することができる。これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 These materials are described by the general formula ABO 3 where A is one or more elements selected from Pb, Ba, Sr, and B is selected from Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, Nb. One or more of the selected elements. Then, a composite oxide composed mainly of ABO 3 according electrically - can be preferably used as the transducer layer. The A, element B is at its specifically described as (Pb 1-x, Ba x ) (Zr, Ti) O 3, (Pb 1-x, Sr x) (Zr, Ti) O 3, etc. be able to. This is the case where Pb at the A site is partially replaced with Ba or Sr. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

また、電気−機械変換膜の比誘電率としては600以上2000以下になっていることが好ましく、さらに1200以上1600以下になっていることが好ましい。比誘電率を上記範囲とすることにより、十分な変位特性を得ることができる。また、分極処理を十分に行うことができ、連続駆動後の変位劣化について十分な特性とすることができる。   The relative dielectric constant of the electromechanical conversion film is preferably 600 or more and 2000 or less, and more preferably 1200 or more and 1600 or less. By setting the relative dielectric constant within the above range, sufficient displacement characteristics can be obtained. Further, the polarization process can be sufficiently performed, and sufficient characteristics can be obtained with respect to the displacement deterioration after continuous driving.

電気−機械変換膜の作製方法としては特に限定されるものではないが、例えばスパッタ法もしくは、Sol−gel法を用いてスピンコーターにて作製することができる。いずれの場合でも、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。   The method for producing the electro-mechanical conversion film is not particularly limited, but for example, it can be produced by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel method. In any case, since patterning is required, a desired pattern is obtained by photolithography etching or the like.

PZTをSol−gel法により作製する場合を例にその作製手順を説明する。まず、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールにこれらの出発材料を溶解させ均一溶液を得ることで、PZT前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定化剤を適量、添加しても良い。   The production procedure will be described taking as an example the case of producing PZT by the Sol-gel method. First, lead acetate, zirconium alkoxide, and titanium alkoxide compounds are used as starting materials, and these starting materials are dissolved in methoxyethanol as a common solvent to obtain a uniform solution, whereby a PZT precursor solution can be prepared. Since the metal alkoxide compound is easily hydrolyzed by moisture in the atmosphere, an appropriate amount of a stabilizer such as acetylacetone, acetic acid or diethanolamine may be added to the precursor solution as a stabilizer.

下部電極等が形成された下地基板全面にPZT膜を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で100nm以下の膜厚が得られるように前駆体溶液の濃度を調整することが好ましい。   When a PZT film is obtained on the entire surface of the base substrate on which the lower electrode and the like are formed, it is obtained by forming a coating film by a solution coating method such as spin coating, and performing heat treatments such as solvent drying, thermal decomposition, and crystallization. Since the transformation from the coating film to the crystallized film involves volume shrinkage, it is preferable to adjust the concentration of the precursor solution so that a film thickness of 100 nm or less can be obtained in one step in order to obtain a crack-free film. .

電気−機械変換膜の膜厚としては特に限定されるものではなく、要求される変位量等により任意に選択することができる。例えば、その膜厚としては0.5〜5μmが好ましく、1μm〜2μmがより好ましい。係る範囲の膜厚とすることにより十分な変位を発生させることができる。また、係る範囲の膜厚であれば積層し形成する工程数も必要以上に多くはならないため、生産性良く製造することができる。   The thickness of the electro-mechanical conversion film is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the required displacement amount. For example, the film thickness is preferably 0.5 to 5 μm, and more preferably 1 μm to 2 μm. Sufficient displacement can be generated by setting the film thickness within such a range. In addition, if the film thickness is in such a range, the number of steps to be stacked and formed does not increase more than necessary, so that it can be manufactured with high productivity.

上部電極23についても特に限定されるものではなく、任意に選択することができる。例えば、金属電極膜や酸化物電極膜により構成することができ、特に金属電極膜と酸化物電極膜の積層体であることが好ましい。   The upper electrode 23 is not particularly limited and can be arbitrarily selected. For example, it can be composed of a metal electrode film or an oxide electrode film, and is particularly preferably a laminate of a metal electrode film and an oxide electrode film.

金属電極膜については特に限定されるものではなく、例えば下部電極の場合と同様の材料を好ましく用いることができる。   The metal electrode film is not particularly limited, and for example, the same material as that for the lower electrode can be preferably used.

膜厚としては30nm以上200nm以下が好ましく50nm以上120nm以下がさらに好ましい。上記範囲よりも膜厚を薄くすると、電極として十分な電流を供給することができない場合がある。上記範囲よりも膜厚を厚くすると、電極材料として白金族元素の高価な材料を使用する場合においては、コストアップとなる。また、特に白金を材料とした場合においては、膜厚を厚くするにつれて表面粗さが大きくなり、さらに金属電極膜上に他の材料を積層した場合に膜剥がれを生じる場合があり好ましくない。   The film thickness is preferably 30 nm to 200 nm, more preferably 50 nm to 120 nm. If the film thickness is made thinner than the above range, there may be a case where a sufficient current cannot be supplied as an electrode. If the film thickness is larger than the above range, the cost increases when an expensive material of a platinum group element is used as the electrode material. In particular, when platinum is used as the material, the surface roughness increases as the film thickness is increased, and film peeling may occur when another material is laminated on the metal electrode film.

酸化物電極膜の材料についても特に限定されるものではないが、例えば下部電極の場合と同様の材料を好ましく用いることができる。   The material of the oxide electrode film is not particularly limited, but for example, the same material as that of the lower electrode can be preferably used.

酸化物電極膜の膜厚としては特に限定されるものではないが、20nm以上80nm以下が好ましく、40nm以上60nm以下がさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変位や変位劣化特性については十分な特性が得られない場合があり好ましくない。また、この範囲を超えると、その後成膜したPZTの絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる場合があり好ましくない。   The thickness of the oxide electrode film is not particularly limited, but is preferably 20 nm to 80 nm, and more preferably 40 nm to 60 nm. If it is thinner than this film thickness range, sufficient initial displacement and displacement deterioration characteristics may not be obtained. On the other hand, if it exceeds this range, the dielectric strength voltage of the PZT formed thereafter is very bad, and it may become easy to leak, which is not preferable.

上記の様に本実施形態の電気−機械変換素子には、第1の絶縁保護膜32を設けることができる。第1の絶縁保護膜は、成膜・エッチングの工程による電気−機械変換素子へのダメージを防ぐとともに、大気中の水分が透過しづらい材料を用いることが好ましい。このため、緻密な無機材料(無機化合物)を用いることが好ましい。   As described above, the first insulating protective film 32 can be provided in the electromechanical conversion element of this embodiment. As the first insulating protective film, it is preferable to use a material that prevents damage to the electromechanical conversion element due to the film formation / etching process and is difficult to transmit moisture in the atmosphere. For this reason, it is preferable to use a dense inorganic material (inorganic compound).

薄膜で高い保護性能を得るには、酸化物、窒化物、炭化膜を用いるのが好ましい。特に、第1の絶縁保護膜と接触する、すなわち、下地となる、上部電極23及び下部電極21の材料、電気−機械変換膜22の材料、基板31上面の材料と密着性が高い材料であることが好ましい。このため、Al、ZrO、Y、Ta、TiOなどのセラミクス材料に用いられる酸化膜が例として挙げられる。 In order to obtain high protection performance with a thin film, it is preferable to use an oxide, nitride, or carbonized film. In particular, the material is in contact with the first insulating protective film, that is, the material of the upper electrode 23 and the lower electrode 21, the material of the electromechanical conversion film 22, and the material of the upper surface of the substrate 31. It is preferable. Therefore, Al 2 O 3, ZrO 2 , Y 2 O 3, Ta 2 O 3, an oxide film used in the ceramic material, such as TiO 2 can be cited as examples.

第1の絶縁保護膜の成膜方法は特に限定されるものではないが、電気−機械変換素子を損傷しない成膜方法を選択することが好ましい。このため、蒸着法、ALD法を好ましく用いることができ、中でも適用できる材料の選択肢が多いALD法により成膜することが好ましい。特にALD法によれば、膜密度の非常に高い薄膜を作製することができ、プロセス中での電気−機械変換素子へのダメージを抑制することができる。   The method for forming the first insulating protective film is not particularly limited, but it is preferable to select a film forming method that does not damage the electromechanical conversion element. For this reason, the vapor deposition method and the ALD method can be preferably used, and it is preferable to form the film by the ALD method having many choices of applicable materials. In particular, according to the ALD method, a thin film having a very high film density can be produced, and damage to the electromechanical conversion element during the process can be suppressed.

第1の絶縁保護膜の膜厚は特に限定されるものではないが、電気−機械変換素子の保護性能を確保できる十分な厚さであり、かつ、電気−機械変換素子の変位を阻害しないように可能な限り薄いことが好ましい。例えば、第1の絶縁保護膜の膜厚は20nm以上100nm以下の範囲であることが好ましい。100nmより厚い場合は、電気−機械変換素子の変位を阻害する場合がある。一方、20nmより薄い場合は電気−機械変換素子の保護層としての機能が十分ではなく、電気−機械変換素子の性能が低下する場合がある。   The film thickness of the first insulating protective film is not particularly limited, but is sufficient to ensure the protection performance of the electromechanical conversion element and does not hinder the displacement of the electromechanical conversion element. Is preferably as thin as possible. For example, the thickness of the first insulating protective film is preferably in the range of 20 nm to 100 nm. If it is thicker than 100 nm, displacement of the electromechanical conversion element may be hindered. On the other hand, when the thickness is smaller than 20 nm, the function as a protective layer of the electro-mechanical conversion element is not sufficient, and the performance of the electro-mechanical conversion element may be deteriorated.

また第1の絶縁保護膜を複数層からなる構成とすることができる。例えば2層から構成する場合、2層目の絶縁保護膜を厚くするため、電気−機械変換素子の振動変位を著しく阻害しないように上部電極付近において2層目の絶縁保護膜に開口部を形成する構成も挙げられる。この場合、2層目の絶縁保護膜としては、任意の酸化物、窒化物、炭化物またはこれらの複合化合物を用いることができ、例えば半導体デバイスで一般的に用いられるSiOを用いることが好ましい。成膜は任意の手法を用いることができ、CVD法、スパッタリング法等により成膜することができる。特に電極形成部等のパターン形成部の段差被覆を考慮すると等方的に成膜できるCVD法を用いることが好ましい。 In addition, the first insulating protective film can be composed of a plurality of layers. For example, in the case of two layers, an opening is formed in the second insulating protective film in the vicinity of the upper electrode so as not to significantly disturb the vibration displacement of the electromechanical conversion element in order to increase the thickness of the second insulating protective film. The structure to do is also mentioned. In this case, as the second insulating protective film, any oxide, nitride, carbide, or a composite compound thereof can be used. For example, it is preferable to use SiO 2 generally used in semiconductor devices. Arbitrary techniques can be used for film formation, and film formation can be performed by a CVD method, a sputtering method, or the like. In particular, it is preferable to use a CVD method capable of forming an isotropic film in consideration of the step coverage of the pattern forming portion such as the electrode forming portion.

2層目の絶縁保護膜の膜厚についても特に限定されるものではなく、各電極に印加される電圧を考慮し、絶縁破壊されない膜厚を選択することが好ましい。すなわち絶縁保護膜に印加される電界強度を、絶縁破壊しない範囲に設定することが好ましい。さらに、絶縁保護膜の下地の表面性やピンホール等を考慮すると膜厚は200nm以上であることが好ましく、500nm以上であることが好ましい。   The film thickness of the second insulating protective film is not particularly limited, and it is preferable to select a film thickness that does not cause dielectric breakdown in consideration of the voltage applied to each electrode. That is, it is preferable to set the electric field strength applied to the insulating protective film within a range not causing dielectric breakdown. Furthermore, considering the surface properties of the base of the insulating protective film, pinholes, etc., the film thickness is preferably 200 nm or more, and more preferably 500 nm or more.

上記の様に、個別電極、共通電極はそれぞれ個別電極パッド、共通電極パッドと接続するように構成することができる。   As described above, the individual electrode and the common electrode can be configured to be connected to the individual electrode pad and the common electrode pad, respectively.

この場合、各電極とパッド間を接続する個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36の材料については特に限定されるものではなく、各種導電性材料を用いることができる。特に、Cu、Al、Au、Pt、Ir、Ag合金、Al合金から選択されるいずれかの金属電極材料であることが好ましい。   In this case, the materials of the individual electrode-individual electrode pad connecting member 34 and the common electrode-common electrode pad connecting member 36 that connect each electrode and the pad are not particularly limited, and various conductive materials are used. be able to. In particular, any metal electrode material selected from Cu, Al, Au, Pt, Ir, Ag alloy, and Al alloy is preferable.

個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36の作製方法は特に限定されるものではなく、任意の方法により形成することができる。例えば、スパッタ法、スピンコート法を用いて作製し、その後フォトリソエッチング等により所望のパターンを得ることができる。   The manufacturing method of the individual electrode-individual electrode pad connecting member 34 and the common electrode-common electrode pad connecting member 36 is not particularly limited, and can be formed by any method. For example, a desired pattern can be obtained by using a sputtering method or a spin coating method and then photolithography etching or the like.

係る接続部材の膜厚についても特に限定されるものではないが、0.1μm以上20μm以下が好ましく、0.2μm以上10μm以下がより好ましい。膜厚が係る範囲より薄いと抵抗が大きくなり電極に十分な電流を流すことができない場合がある。また、膜厚が係る範囲より厚いと製造プロセスに時間を要するため生産性が低下し好ましくない。   The thickness of the connecting member is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 10 μm or less. If the film thickness is smaller than the range, the resistance increases, and a sufficient current may not flow through the electrode. Further, if the film thickness is thicker than the range, it takes time for the manufacturing process, which is not preferable because productivity is lowered.

また、第1の絶縁保護膜を設ける場合、これらの接続部材はそれぞれ、第1の絶縁保護膜に、コンタクトホール部を設け、該コンタクトホール部において共通電極、個別電極と接続することができる。コンタクトホール部のサイズは特に限定されるものではないが、例えば10μm×10μmの大きさとすることができる。そして、コンタクトホール部における接触抵抗として、共通電極については10Ω以下、個別電極については1Ω以下となるように構成することが好ましい。係る範囲とすることにより、各電極に十分な電流を安定して供給できるため好ましい。特に、共通電極については5Ω以下、個別電極については0.5Ω以下となるように構成することが好ましい。   Further, when the first insulating protective film is provided, each of these connection members can be provided with a contact hole portion in the first insulating protective film, and can be connected to the common electrode and the individual electrode in the contact hole portion. The size of the contact hole portion is not particularly limited, but can be, for example, 10 μm × 10 μm. The contact resistance in the contact hole portion is preferably configured to be 10Ω or less for the common electrode and 1Ω or less for the individual electrode. This range is preferable because a sufficient current can be stably supplied to each electrode. In particular, the common electrode is preferably set to 5Ω or less and the individual electrode is set to 0.5Ω or less.

また、本実施形態の電気−機械変換膜においては第2の絶縁保護膜38を設けることができる。第2の絶縁保護膜38は個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36を保護する機能を有するパシベーション層である。   Further, the second insulating protective film 38 can be provided in the electromechanical conversion film of the present embodiment. The second insulating protective film 38 is a passivation layer having a function of protecting the individual electrode-individual electrode pad connecting member 34 and the common electrode-common electrode pad connecting member 36.

図5に示す通り、第2の絶縁保護膜は、個別電極パッド35、共通電極パッド37部分を除き、個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36上を被覆する。これによりこれらの接続部材に安価なAlもしくはAlを主成分とする合金材料を用いた場合でも電気−機械変換素子の信頼性を高めることができる。また、これらの接続部材等に安価な材料を用いることができるため、電気−機械変換素子のコストを低減することができる。   As shown in FIG. 5, the second insulating protective film is formed on the individual electrode-individual electrode pad connecting member 34 and the common electrode-common electrode pad connecting member 36 except for the individual electrode pad 35 and the common electrode pad 37. Cover. Thereby, even when inexpensive Al or an alloy material mainly composed of Al is used for these connecting members, the reliability of the electromechanical conversion element can be enhanced. Moreover, since an inexpensive material can be used for these connection members and the like, the cost of the electromechanical conversion element can be reduced.

第2の絶縁保護膜の材料としては特に限定されるものではなく、任意の無機材料、有機材料を使用することができるが、特に透湿性の低い材料とすることが好ましい。無機材料としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物等を用いることができる。また、有機材料としては例えば、ポリイミド、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。ただし有機材料の場合には絶縁保護膜として機能させるためには、その膜厚が厚くなり、パターニングを行うことが困難な場合がある。このため、薄膜で配線保護機能を発揮できる無機材料をより好ましく用いることができる。特に、個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36としてAl配線を用いた場合には、第2の絶縁保護膜としてはSiを用いることが、半導体デバイスで実績のある技術であるため好ましい。 The material of the second insulating protective film is not particularly limited, and any inorganic material or organic material can be used, but a material with particularly low moisture permeability is preferable. As the inorganic material, for example, oxide, nitride, carbide, or the like can be used. Moreover, as an organic material, a polyimide, an acrylic resin, a urethane resin etc. can be used, for example. However, in the case of an organic material, in order to function as an insulating protective film, the film thickness becomes thick and it may be difficult to perform patterning. For this reason, the inorganic material which can exhibit a wiring protection function with a thin film can be used more preferably. In particular, when Al wiring is used as the individual electrode-individual electrode pad connecting member 34 and the common electrode-common electrode pad connecting member 36, Si 3 N 4 is used as the second insulating protective film. This is preferable because it is a proven technology for semiconductor devices.

第2の絶縁保護膜の膜厚は200nm以上とすることが好ましく、500nm以上とすることがより好ましい。これは、膜厚が薄い場合は十分なパシベーション機能を発揮できないため、接続部材の腐食による断線が発生する等して信頼性を低下させてしまう場合があるためである。   The thickness of the second insulating protective film is preferably 200 nm or more, and more preferably 500 nm or more. This is because when the film thickness is thin, a sufficient passivation function cannot be exhibited, and thus the reliability may be lowered due to disconnection due to corrosion of the connecting member.

また、第2の絶縁保護膜は、電気−機械変換素子上に開口部をもつ構造が好ましく、後述する液滴吐出ヘッドとする場合にはさらに振動板部分にも開口部を有する構造とすることが好ましい。これにより、より高効率かつ高信頼性の電気−機械変換素子とすることができ好ましい。   In addition, the second insulating protective film preferably has a structure having an opening on the electromechanical conversion element. In the case of a liquid droplet ejection head described later, the diaphragm also has a structure having an opening. Is preferred. Thereby, it can be set as a highly efficient and reliable electromechanical conversion element, and is preferable.

第2の絶縁保護膜は、共通電極パッド、個別電極パッドを露出するための開口部を形成することができ、開口部の形成には、フォトリソグラフィー法とドライエッチングを用いることができる。   The second insulating protective film can form an opening for exposing the common electrode pad and the individual electrode pad. Photolithography and dry etching can be used to form the opening.

また共通電極パッド部、個別電極パッド部の面積については特に限定されるものではないが、パッド部、第2の絶縁保護膜を形成後に分極処理を行う場合、係るパッド部から電荷が供給されるため、分極処理が十分に行える様にその面積を選択することが好ましい。例えば、各パッドはその大きさが50×50μm以上になっていることが好ましく、さらに100×300μm以上になっていることがより好ましい。 Further, the areas of the common electrode pad part and the individual electrode pad part are not particularly limited, but when the polarization process is performed after the pad part and the second insulating protective film are formed, charges are supplied from the pad part. Therefore, it is preferable to select the area so that the polarization treatment can be sufficiently performed. For example, the size of each pad is preferably 50 × 50 μm 2 or more, and more preferably 100 × 300 μm 2 or more.

以上、本実施形態の電気−機械変換素子について説明してきたが、係る電気−機械変換素子によれば、確実に分極処理を施すことができる。   As mentioned above, although the electromechanical conversion element of this embodiment was demonstrated, according to the electromechanical conversion element which concerns, a polarization process can be performed reliably.

本実施形態の電気−機械変換素子は、上述のように、例えば図3に示す各部材を積層し、所定のタイミングで各部材を所望の形状にパターニングを行うことにより製造することができる。   As described above, the electromechanical conversion element of this embodiment can be manufactured by stacking the members shown in FIG. 3, for example, and patterning the members into a desired shape at a predetermined timing.

そして、特に本実施形態の電気−機械変換素子においては、上述のように安定して確実に分極処理を施すことが可能であることから、本実施形態の電気−機械変換素子の製造方法は、分極処理工程を有していることが好ましい。具体的には、コロナ放電またはグロー放電により、正帯電した電荷を、電荷量が1.0×10−8C以上になるように発生させ、共通電極および個別電極を介して前記電気−機械変換膜の分極処理を行う分極工程を有することが好ましい。 And in particular, in the electro-mechanical conversion element of the present embodiment, since the polarization treatment can be stably and reliably performed as described above, the manufacturing method of the electro-mechanical conversion element of the present embodiment is: It preferably has a polarization treatment step. Specifically, a positively charged charge is generated by corona discharge or glow discharge so that the charge amount is 1.0 × 10 −8 C or more, and the electro-mechanical conversion is performed via a common electrode and individual electrodes. It is preferable to have a polarization step for performing polarization treatment of the film.

この際、コロナ放電またはグロー放電により発生させる正帯電した電荷の電荷量は、4.0×10−8C以上であることがより好ましい。 At this time, the amount of positively charged charges generated by corona discharge or glow discharge is more preferably 4.0 × 10 −8 C or more.

係る分極工程は、例えば上述のように、図4に示す分極処理装置を用いて行うことができる。係る電気−機械変換素子の製造方法によれば、本実施形態の電気−機械変換素子を用いていることから、全ての電気−機械変換素子について確実に分極処理を行うことができ、歩留まりを向上させることができる。
[第2の実施形態]
本実施形態では、第1の実施形態で説明した電気−機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。
Such a polarization step can be performed using, for example, the polarization processing apparatus shown in FIG. 4 as described above. According to the method for manufacturing an electro-mechanical conversion element, since the electro-mechanical conversion element according to the present embodiment is used, it is possible to reliably perform polarization processing on all the electro-mechanical conversion elements, and to improve the yield. Can be made.
[Second Embodiment]
In this embodiment, a droplet discharge head including the electro-mechanical conversion element described in the first embodiment will be described.

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルが連通する加圧室と、前記加圧室内の液体を昇圧させる吐出駆動手段と、を備えている。   The droplet discharge head according to the present embodiment includes a nozzle that discharges a droplet, a pressurizing chamber that communicates with the nozzle, and a discharge driving unit that pressurizes the liquid in the pressurizing chamber.

そして、前記吐出駆動手段が、前記加圧室の壁の一部を構成する振動板と、該振動板に配置された第1の実施形態で説明した電気−機械変換素子と、を有する。   And the said discharge drive means has a diaphragm which comprises a part of wall of the said pressurization chamber, and the electromechanical conversion element demonstrated in 1st Embodiment arrange | positioned at this diaphragm.

具体的な構成について、図9、図10を用いて説明する。   A specific configuration will be described with reference to FIGS.

図9に1ノズルの液滴吐出ヘッド構成を示す。また図10にこれらを複数個配置したものを示す。   FIG. 9 shows the configuration of a one-nozzle droplet discharge head. FIG. 10 shows the arrangement of a plurality of these.

図9に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、基板31部分に加圧室82が形成され、加圧室82の下端部分には、液滴を吐出するノズル83が設けられたノズル板84が配置されている。そして、電気−機械変換素子に電圧が印加され、電気−機械変換膜22が変位すると、振動板81が変形変位して加圧室82の液体をノズル83から吐出するように構成されている。そして、図10に示すように液滴吐出ヘッドを複数個配列した構成とすることもできる。図中には液体供給手段、流路、流体抵抗についての記述は略した。   As shown in FIG. 9, the droplet discharge head of this embodiment has a pressurizing chamber 82 formed in the substrate 31 portion, and a nozzle 83 that discharges droplets is provided in the lower end portion of the pressurizing chamber 82. A nozzle plate 84 is arranged. When a voltage is applied to the electro-mechanical conversion element and the electro-mechanical conversion film 22 is displaced, the vibration plate 81 is deformed and displaced, and the liquid in the pressurizing chamber 82 is discharged from the nozzle 83. And as shown in FIG. 10, it can also be set as the structure which arranged the several droplet discharge head. In the figure, descriptions of liquid supply means, flow paths, and fluid resistance are omitted.

ここで、振動板81は、上述のように電気−機械変換膜によって発生した力を受けて、変形変位して加圧室の液体(例えばインク)を吐出させる。そのため、振動板81としては所定の強度を有したものであることが好ましい。材料としては、Si、SiO、SiをCVD法により作製したものが挙げられる。特に、下部電極、電気−機械変換膜の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。電気−機械変換膜としてPZTを用いるとすると、その線膨張係数8×10−6(1/K)に近い5×10−6〜10×10−6(1/K)の線膨張係数を有した材料が好ましく、7×10−6〜9×10−6(1/K)の線膨張係数を有した材料がより好ましい。 Here, the diaphragm 81 receives the force generated by the electro-mechanical conversion film as described above, deforms and displaces, and discharges the liquid (for example, ink) in the pressurizing chamber. Therefore, it is preferable that the diaphragm 81 has a predetermined strength. Examples of the material include Si, SiO 2 , and Si 3 N 4 produced by the CVD method. In particular, it is preferable to select a material close to the linear expansion coefficient of the lower electrode and the electromechanical conversion film. When PZT is used as the electro-mechanical conversion film, it has a linear expansion coefficient of 5 × 10 −6 to 10 × 10 −6 (1 / K), which is close to its linear expansion coefficient of 8 × 10 −6 (1 / K). The material having a linear expansion coefficient of 7 × 10 −6 to 9 × 10 −6 (1 / K) is more preferable.

具体的には例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等を好ましく用いることができる。   Specifically, for example, aluminum oxide, zirconium oxide, iridium oxide, ruthenium oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, osmium oxide, rhenium oxide, rhodium oxide, palladium oxide, and compounds thereof can be preferably used.

振動板の形成方法は特に限定されるものではないが、スパッタ法もしくは、Sol−gel法を用いてスピンコーターにて作製することができる。   A method for forming the diaphragm is not particularly limited, but the diaphragm can be formed by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel method.

振動板の膜厚としては特に限定されるものではないが、0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、0.5μm以上3μm以下であることがより好ましい。この範囲より小さいと図9に示すような加圧室の加工が難しくなり、この範囲より大きいと振動板が変形変位しにくくなり、液滴の吐出が不安定になる場合があり好ましくない。   The film thickness of the diaphragm is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less. If it is smaller than this range, it becomes difficult to process the pressurizing chamber as shown in FIG.

以上のような液滴吐出ヘッドにおいては、第1の実施形態で説明した電気−機械変換素子20を備えているため、予め確実に分極処理を施すことができる。このため、所定の電位に対して安定し電気−機械変換素子が安定した変形を示し、その結果液滴吐出ヘッドも安定した液滴吐出を行うことが可能になる。
[第3の実施形態]
本実施形態では、第2の実施形態で説明した液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置について説明する。
Since the droplet discharge head as described above includes the electromechanical conversion element 20 described in the first embodiment, the polarization process can be reliably performed in advance. For this reason, the electro-mechanical conversion element is stably deformed with respect to a predetermined potential, and as a result, the droplet discharge head can also stably discharge the droplet.
[Third Embodiment]
In this embodiment, a droplet discharge apparatus including the droplet discharge head described in the second embodiment will be described.

本実施形態の液滴吐出装置の構成例について図11及び図12を参照して説明する。なお、図11は同液滴吐出装置の斜視説明図、図12は同液滴吐出装置の機構部の側面説明図である。   A configuration example of the droplet discharge device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. 11 is a perspective explanatory view of the droplet discharge device, and FIG. 12 is a side view of a mechanism portion of the droplet discharge device.

この液滴吐出装置は、記録装置本体91の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施した液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部92等を収納している。
装置本体91の下方部には前方側から多数枚の用紙93を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)94を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙93を手差しで給紙するための手差しトレイ95を開倒することができる。そして、給紙カセット94或いは手差しトレイ95から給送される用紙93を取り込み、印字機構部92によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ96に排紙する。
The liquid droplet ejection apparatus includes a carriage that can move in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 91, a recording head that includes the liquid droplet ejection head that implements the present invention mounted on the carriage, and an ink cartridge that supplies ink to the recording head. The printing mechanism part 92 etc. comprised by these are accommodated.
A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 94 on which a large number of sheets 93 can be stacked from the front side can be removably mounted on the lower part of the apparatus main body 91, and the sheets 93 can be manually inserted. The manual feed tray 95 for feeding paper can be turned over. Then, the paper 93 fed from the paper feed cassette 94 or the manual feed tray 95 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 92, the paper is discharged onto a paper discharge tray 96 mounted on the rear side.

印字機構部92は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド101と従ガイドロッド102とでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持している。キャリッジ103にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなるヘッド104を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列している。そして、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ103にはヘッド104に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ105を交換可能に装着している。   The printing mechanism 92 holds the carriage 103 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 101 and a sub guide rod 102 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). The carriage 103 has a plurality of ink discharge ports (nozzles) as a head 104 including a droplet discharge head for discharging ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). They are arranged in a direction crossing the scanning direction. The ink droplet is ejected in the downward direction. Each ink cartridge 105 for supplying ink of each color to the head 104 is replaceably mounted on the carriage 103.

インクカートリッジ105は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有している。そして、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド104を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。   The ink cartridge 105 has an atmosphere port communicating with the atmosphere above, a supply port for supplying ink to the inkjet head below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the heads 104 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles that eject ink droplets of the respective colors may be used.

ここで、キャリッジ103は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド101に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド102に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ103を主走査方向に移動走査するため、主走査モーター107で回転駆動される駆動プーリ108と従動プーリ109との間にタイミングベルト110を張装している。このタイミングベルト110をキャリッジ103に固定しており、主走査モーター107の正逆回転によりキャリッジ103が往復駆動される。   Here, the carriage 103 is slidably fitted to the main guide rod 101 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the secondary guide rod 102 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). doing. In order to move and scan the carriage 103 in the main scanning direction, a timing belt 110 is stretched between a driving pulley 108 and a driven pulley 109 that are rotationally driven by a main scanning motor 107. The timing belt 110 is fixed to the carriage 103, and the carriage 103 is reciprocated by forward and reverse rotation of the main scanning motor 107.

次に、給紙カセット94にセットした用紙93をヘッド104の下方側に搬送する機構について説明する。まず、給紙カセット94から用紙93を分離給装する給紙ローラ111及びフリクションパッド112と、用紙93を案内するガイド部材113と、給紙された用紙93を反転させて搬送する搬送ローラ114を有している。そして、この搬送ローラ114の周面に押し付けられる搬送コロ115及び搬送ローラ114からの用紙93の送り出し角度を規定する先端コロ116と、を設けている。搬送ローラ114は副走査モーター117によってギヤ列を介して回転駆動される。   Next, a mechanism for conveying the sheet 93 set in the sheet feeding cassette 94 to the lower side of the head 104 will be described. First, a sheet feeding roller 111 and a friction pad 112 for separating and feeding the sheet 93 from the sheet feeding cassette 94, a guide member 113 for guiding the sheet 93, and a conveying roller 114 for inverting and feeding the fed sheet 93 are provided. Have. A conveyance roller 115 pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 114 and a leading end roller 116 for defining a feeding angle of the sheet 93 from the conveyance roller 114 are provided. The conveyance roller 114 is driven to rotate by a sub-scanning motor 117 through a gear train.

キャリッジ103の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ114から送り出された用紙93を記録ヘッド104の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材119を設けている。この印写受け部材119の用紙搬送方向下流側には、用紙93を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ121、拍車122を設けている。さらに用紙93を排紙トレイ96に送り出す排紙ローラ123及び拍車124と、排紙経路を形成するガイド部材125、126とを配設している。   A printing receiving member 119 is provided as a paper guide member for guiding the paper sheet 93 fed from the transport roller 114 below the recording head 104 in accordance with the movement range of the carriage 103 in the main scanning direction. On the downstream side of the printing receiving member 119 in the paper conveyance direction, a conveyance roller 121 and a spur 122 that are rotationally driven to send the paper 93 in the paper discharge direction are provided. Further, a discharge roller 123 and a spur 124 for feeding the sheet 93 to the discharge tray 96, and guide members 125 and 126 for forming a discharge path are provided.

記録時には、キャリッジ103を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド104を駆動することにより、停止している用紙93にインクを吐出して1行分を記録し、用紙93を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙93の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙93を排紙する。   At the time of recording, the recording head 104 is driven according to the image signal while moving the carriage 103, thereby ejecting ink onto the stopped sheet 93 to record one line. Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the sheet 93 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 93 is discharged.

また、キャリッジ103の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド104の吐出不良を回復するための回復装置127を配置している。回復装置127はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ103は印字待機中にはこの回復装置127側に移動されてキャッピング手段でヘッド104をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   Further, a recovery device 127 for recovering the ejection failure of the head 104 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 103. The recovery device 127 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. While waiting for printing, the carriage 103 is moved to the recovery device 127 side and the head 104 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド104の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。これにより、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When an ejection failure occurs, the ejection port (nozzle) of the head 104 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port by the suction unit through the tube. As a result, the ink, dust, etc. adhering to the ejection port surface are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

本実施形態の液滴吐出装置においては、第2の実施形態で説明した液滴吐出ヘッドを備えているため、予め確実に、液滴吐出ヘッドに含まれる電気−機械変換素子に分極処理を施すことができる。このため、所定の電位に対して安定し電気−機械変換素子が安定した変形を示し、その結果液滴吐出装置も安定して液滴吐出を行うことが可能になる。   Since the droplet discharge apparatus according to the present embodiment includes the droplet discharge head described in the second embodiment, the electro-mechanical conversion element included in the droplet discharge head is surely subjected to polarization processing in advance. be able to. Therefore, the electro-mechanical conversion element is stably deformed with respect to a predetermined potential, and as a result, the droplet discharge device can stably discharge the droplet.

以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Specific examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

まず、以下の実施例、比較例における試料の評価方法について説明する。
(個別電極−共通電極間のリーク電流)
作製した電気−機械変換素子の個別電極パッド、共通電極パッド間において、I−V測定により、50V電圧印加時の個別電極−共通電極間のリーク電流を測定した。
(個別電極パッド間のリーク電流)
作製した電気−機械変換素子の個別電極パッド間において、I−V測定により、50V電圧印加時の個別電極パッド間のリーク電流を測定した。
(電気−機械変換膜の絶縁抵抗)
電気−機械変換膜の絶縁抵抗は、上部電極を形成し、パターニングすることにより電気−機械変換部を分離した後に、上部−下部電極間において、I−V測定により、50V電圧印加時のリーク電流を測定し、R=V/Iから絶縁抵抗(R)を見積もった。
(Pr−Pind)
得られた電気−機械変換膜について、図6に示すように、±150kV/cmの電界強度かけてヒステリシスループを測定した。この際、電圧をかける前の0kV/cm時の分極をPindとし、+150kV/cmの電圧印加後0kV/cmまで戻したときの0kV/cm時の分極をPrとし、Pr−Pindの値を分極率として算出した。
First, sample evaluation methods in the following examples and comparative examples will be described.
(Leakage current between individual electrode and common electrode)
Between the individual electrode pad and the common electrode pad of the produced electromechanical conversion element, the leakage current between the individual electrode and the common electrode when 50 V voltage was applied was measured by IV measurement.
(Leakage current between individual electrode pads)
Between the individual electrode pads of the produced electro-mechanical transducer, the leakage current between the individual electrode pads when a 50 V voltage was applied was measured by IV measurement.
(Insulation resistance of electro-mechanical conversion film)
The insulation resistance of the electro-mechanical conversion film is determined by the leak current when 50V voltage is applied between the upper and lower electrodes by IV measurement after the electro-mechanical conversion part is separated by forming the upper electrode and patterning. And the insulation resistance (R) was estimated from R = V / I.
(Pr-Pind)
With respect to the obtained electro-mechanical conversion film, a hysteresis loop was measured with an electric field strength of ± 150 kV / cm as shown in FIG. In this case, the polarization at 0 kV / cm before applying the voltage is Pind, the polarization at 0 kV / cm when the voltage is returned to 0 kV / cm after applying the voltage of +150 kV / cm is Pr, and the value of Pr−Pind is the polarization Calculated as a rate.

なお、表1においてはいずれも分極処理を行った後の測定値を示している。
(圧電定数)
電気−機械変換能(圧電定数)であるd31は電界印加(150kV/cm)による変形量をレーザードップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから算出した。このとき、測定される代表的なP−Eヒステリシス曲線は図13に示す。初期特性を評価した後に、耐久性(1010回繰り返し印可電圧を加えた直後の特性)評価を実施した。
In Table 1, the measured values after the polarization treatment are shown.
(Piezoelectric constant)
D31 which is an electro-mechanical conversion ability (piezoelectric constant) was calculated by measuring the amount of deformation by applying an electric field (150 kV / cm) with a laser Doppler vibrometer and fitting by simulation. A typical PE hysteresis curve measured at this time is shown in FIG. After evaluating the initial characteristics, durability (characteristics immediately after applying the applied voltage 10 to 10 times) was evaluated.

なお、表1において初期として示した初期特性を評価した試料はいずれも分極処理を行った後の試料についての測定値を示している。   In addition, all the samples which evaluated the initial characteristic shown as the initial stage in Table 1 have shown the measured value about the sample after performing the polarization process.

次に各実施例、比較例の試料作製手順について説明する。
[実施例1]
6インチシリコンウェハに熱酸化膜(膜厚1μm)を形成し基板として用いた。
Next, sample preparation procedures of each example and comparative example will be described.
[Example 1]
A thermal oxide film (film thickness 1 μm) was formed on a 6 inch silicon wafer and used as a substrate.

次いで、該基板上に下部電極を形成した。下部電極は密着層、金属電極膜、酸化物電極膜が積層された構造を有している。   Next, a lower electrode was formed on the substrate. The lower electrode has a structure in which an adhesion layer, a metal electrode film, and an oxide electrode film are laminated.

まず密着層は、チタン膜(膜厚30nm)をスパッタ装置にて成膜した後にRTAを用いて750℃にて熱酸化することにより形成した。そして、引き続き金属電極膜として白金膜(膜厚100nm)、酸化物電極膜としてSrRuO膜(膜厚60nm)をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板加熱温度については550℃にて成膜を実施した。 First, the adhesion layer was formed by thermally oxidizing at 750 ° C. using RTA after forming a titanium film (film thickness 30 nm) with a sputtering apparatus. Subsequently, a platinum film (film thickness: 100 nm) was formed as a metal electrode film, and a SrRuO 3 film (film thickness: 60 nm) was formed by sputtering as an oxide electrode film. The substrate was heated at 550 ° C. during the sputtering film formation.

次に電気−機械変換膜として物質量比がPb:Zr:Ti=114:53:47に調整された溶液を準備し、スピンコート法により膜を成膜した。   Next, a solution having a substance amount ratio adjusted to Pb: Zr: Ti = 114: 53: 47 was prepared as an electro-mechanical conversion film, and a film was formed by spin coating.

具体的な前駆体塗布液の合成については、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでPZT前駆体溶液を合成した。この際PZT前駆体溶液中のPZT濃度は0.5mol/Lにした。   For the synthesis of a specific precursor coating solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were used as starting materials. Crystal water of lead acetate was dissolved in methoxyethanol and then dehydrated. The lead amount is excessive with respect to the stoichiometric composition. This is to prevent crystallinity deterioration due to so-called lead loss during heat treatment. Isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, the alcohol exchange reaction and the esterification reaction were advanced, and the PZT precursor solution was synthesized by mixing with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved. At this time, the PZT concentration in the PZT precursor solution was 0.5 mol / L.

係るPZT前駆体溶液を用いて、スピンコートにより成膜し、成膜後、120℃乾燥、500℃熱分解を行った。そして、成膜、乾燥、熱分解の工程を繰り返し行い、積層膜を形成した。3層目の熱分解処理後に、結晶化熱処理(温度750℃)をRTA(急速熱処理)にて行った。このときPZTの膜厚は240nmであった。この工程を計8回すなわち、合計で24層積層し、膜厚が約2μmの電気−機械変換膜を得た。   Using this PZT precursor solution, a film was formed by spin coating, followed by drying at 120 ° C. and thermal decomposition at 500 ° C. And the process of film-forming, drying, and thermal decomposition was repeated, and the laminated film was formed. After thermal decomposition treatment of the third layer, crystallization heat treatment (temperature: 750 ° C.) was performed by RTA (rapid heat treatment). At this time, the film thickness of PZT was 240 nm. This process was repeated a total of 8 times, that is, a total of 24 layers were laminated to obtain an electromechanical conversion film having a thickness of about 2 μm.

次に上部電極を形成した。まず酸化物電極膜として、SrRuO膜(膜厚40nm)を形成し、さらに、金属電極膜として白金膜(膜厚125nm)をスパッタ成膜した。その後、東京応化社製フォトレジスト(TSMR8800)をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後、ICPエッチング装置(サムコ製)を用いて図3に示すようなパターンを作製した。 Next, an upper electrode was formed. First, an SrRuO 3 film (film thickness 40 nm) was formed as an oxide electrode film, and a platinum film (film thickness 125 nm) was further formed by sputtering as a metal electrode film. Thereafter, a photoresist made by Tokyo Ohka Co., Ltd. (TSMR8800) is formed by spin coating, a resist pattern is formed by normal photolithography, and then a pattern as shown in FIG. 3 is formed using an ICP etching apparatus (manufactured by Samco). Produced.

次に第1の絶縁保護膜として、ALD工法を用いてAl膜を膜厚が50nmになるように成膜した。この際、Alについては、TMA(トリメチルアルミニウム)を、Oについてはオゾンジェネレーターによって発生させたOを交互に供給、積層させることで、成膜を進めた。 Next, an Al 2 O 3 film was formed as a first insulating protective film so as to have a film thickness of 50 nm by using the ALD method. At this time, the film formation was advanced by alternately supplying and laminating TMA (trimethylaluminum) for Al and O 3 generated by an ozone generator for O.

その後、図3に示すように、エッチングによりコンタクトホール33を形成した。   Thereafter, as shown in FIG. 3, a contact hole 33 was formed by etching.

そして、個別電極−個別電極パッド間接続部材34、共通電極−共通電極パッド間接続部材36、個別電極パッド、共通電極パッドとしてAlをスパッタ成膜し、エッチングによりパターニング形成した。   Then, Al was sputtered as an individual electrode-individual electrode pad connecting member 34, a common electrode-common electrode pad connecting member 36, an individual electrode pad, and a common electrode pad, and patterned by etching.

次に、第2の絶縁保護膜としてSiをプラズマCVDにより膜厚が500nmになるように成膜し、その後個別電極パッド、共通電極パッド部に開口部を形成し、電気−機械変換素子を作製した。 Next, Si 3 N 4 is formed as a second insulating protective film so as to have a film thickness of 500 nm by plasma CVD, and then an opening is formed in the individual electrode pad and the common electrode pad part, and electro-mechanical conversion is performed. An element was produced.

この後、図4に示す分極処理装置を用いて、コロナ帯電処理により分極処理を行った。コロナ帯電処理に用いるコロナ電極としては、φ50μmのタングステンのワイヤーを用いている。分極処理の詳細条件、電気−機械変換素子の評価結果を表1に示す。
[実施例2]
電気−機械変換膜を形成する際のPb含有量を変更し、また、これにより電気−機械変換膜の絶縁抵抗を変化させた以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を形成し、同様に分極処理を行った。結果を表1に示す。
[実施例3]
電気−機械変換膜を形成する際のPb含有量を変更し、また、これにより電気−機械変換膜の絶縁抵抗を変化させた以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を形成し、同様に分極処理を行った。結果を表1に示す。
[実施例4]
個別電極パッド間の距離を50μmとした点以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を作製した。
Thereafter, polarization treatment was performed by corona charging treatment using the polarization treatment apparatus shown in FIG. As a corona electrode used for the corona charging treatment, a tungsten wire of φ50 μm is used. Table 1 shows the detailed conditions of the polarization treatment and the evaluation results of the electromechanical conversion element.
[Example 2]
An electro-mechanical conversion element was formed in the same manner as in Example 1 except that the Pb content in forming the electro-mechanical conversion film was changed and the insulation resistance of the electro-mechanical conversion film was changed thereby. Similarly, polarization treatment was performed. The results are shown in Table 1.
[Example 3]
An electro-mechanical conversion element was formed in the same manner as in Example 1 except that the Pb content in forming the electro-mechanical conversion film was changed and the insulation resistance of the electro-mechanical conversion film was changed thereby. Similarly, polarization treatment was performed. The results are shown in Table 1.
[Example 4]
An electromechanical transducer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the distance between the individual electrode pads was 50 μm.

また、上部電極であるSrRuO膜(膜厚40nm)と、白金膜(膜厚125nm)をスパッタ成膜した直後に分極処理を行い、その後、実施例1と同様にして電気−機械変換素子を作製した。結果を表1に示す。
[実施例5]
個別電極パッド間の距離を50μmとし、電気−機械変換膜を形成する際のPb含有量を変更し、これにより電気−機械変換膜の絶縁抵抗を変化させた以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を作製した。
Also, polarization treatment was performed immediately after the SrRuO 3 film (film thickness of 40 nm) as the upper electrode and the platinum film (film thickness of 125 nm) were formed by sputtering, and then the electromechanical conversion element was formed in the same manner as in Example 1. Produced. The results are shown in Table 1.
[Example 5]
The distance between the individual electrode pads was set to 50 μm, the Pb content when the electro-mechanical conversion film was formed was changed, and the insulation resistance of the electro-mechanical conversion film was changed thereby. An electromechanical conversion element was produced.

また、上部電極であるSrRuO膜(膜厚40nm)と、白金膜(膜厚125nm)をスパッタ成膜した後、ICPエッチング装置(サムコ製)を用いて図3に示すようなパターンを作製した直後に、分極処理を行った。そしてその後、実施例1と同様にして電気−機械変換素子を作製した。結果を表1に示す。
[実施例6]
電気−機械変換膜を形成する際のPb含有量を変更し、また、これにより電気−機械変換膜の絶縁抵抗を変化させた以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を形成し、同様に分極処理を行った。結果を表1に示す。
[比較例1]
電気−機械変換膜を形成する際のPb含有量を変更し、また、これにより電気−機械変換膜の絶縁抵抗を変化させた以外は実施例1と同様にして電気−機械変換素子を形成し、同様に分極処理を行った。結果を表1に示す。
Moreover, after sputter-depositing a SrRuO 3 film (film thickness of 40 nm) as an upper electrode and a platinum film (film thickness of 125 nm), a pattern as shown in FIG. 3 was produced using an ICP etching apparatus (manufactured by Samco). Immediately after that, polarization treatment was performed. Thereafter, an electromechanical conversion element was produced in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[Example 6]
An electro-mechanical conversion element was formed in the same manner as in Example 1 except that the Pb content in forming the electro-mechanical conversion film was changed and the insulation resistance of the electro-mechanical conversion film was changed thereby. Similarly, polarization treatment was performed. The results are shown in Table 1.
[Comparative Example 1]
An electro-mechanical conversion element was formed in the same manner as in Example 1 except that the Pb content in forming the electro-mechanical conversion film was changed and the insulation resistance of the electro-mechanical conversion film was changed thereby. Similarly, polarization treatment was performed. The results are shown in Table 1.

実施例1〜5については初期特性、耐久性試験後の結果についても一般的なセラミック焼結体と同等の特性を有しており(圧電定数は−120〜−160pm/V)、特に初期特性と耐久性試験後において大きな性能の変化は見られず安定していることが分かる。   Examples 1 to 5 have the same initial characteristics and results after the durability test as those of a general ceramic sintered body (piezoelectric constant is -120 to -160 pm / V), especially the initial characteristics. It can be seen that after the durability test, no significant change in performance was observed and the test was stable.

実施例6においては、初期特性が若干劣るものの耐久性試験後においてもその特性に大きな変化はないことが確認できる。   In Example 6, although the initial characteristics are slightly inferior, it can be confirmed that there is no significant change in the characteristics even after the durability test.

これに対して、比較例1においては耐久性試験後の結果が、初期特性と比較して大きく低下しており、その変化幅が実施例1〜6と比較して大きくなっていることが分かる。   On the other hand, in Comparative Example 1, the result after the durability test is greatly reduced as compared with the initial characteristics, and it can be seen that the change width is increased as compared with Examples 1-6. .

これは、比較例1においては電気−機械変換素子においてリーク電流が生じ、分極処理が十分に行えなかったため、耐久性試験を行った場合に性能が大きく低下したものと考えられる。   This is probably because, in Comparative Example 1, leakage current was generated in the electromechanical conversion element, and the polarization treatment could not be performed sufficiently, so that the performance was greatly deteriorated when the durability test was performed.

実施例1〜6で作製した電気-機械変換素子を用いて、図9の液体吐出ヘッドを作製し液の吐出評価を行った。粘度を5cpに調整したインクを用いて、単純Push波形により−10〜−30Vの印可電圧を加えたときの吐出状況を確認したところ、全てどのノズル孔からも吐出できていることを確認した。

Figure 2014179468
Using the electro-mechanical conversion elements produced in Examples 1 to 6, the liquid ejection head of FIG. 9 was produced and the liquid ejection was evaluated. Using an ink whose viscosity was adjusted to 5 cp, and confirming the discharge situation when an applied voltage of -10 to -30 V was applied with a simple Push waveform, it was confirmed that all the nozzle holes could be discharged.
Figure 2014179468

20 電気−機械変換部
21 下部電極
22 電気−機械変換膜
23 上部電極
32 第1の絶縁保護膜
33 コンタクトホール
35 個別電極パッド
37 共通電極パッド
38 第2の絶縁保護膜
81 振動板
82 加圧室
83 ノズル
20 Electro-mechanical converter 21 Lower electrode 22 Electro-mechanical conversion film 23 Upper electrode 32 First insulating protective film 33 Contact hole 35 Individual electrode pad 37 Common electrode pad 38 Second insulating protective film 81 Diaphragm 82 Pressure chamber 83 nozzles

特開2006−203190号JP 2006-203190 A

Claims (13)

下部電極と、
前記下部電極上に配置された電気−機械変換膜と、
前記電気−機械変換膜上に配置された上部電極と、を備えた電気−機械変換部を複数備えた電気−機械変換素子であって、
前記下部電極および前記上部電極のうちの一方の電極は、前記複数の電気−機械変換部間で共通の1つの共通電極として構成され、
前記下部電極または前記上部電極のうちの他方の電極は、それぞれの電気−機械変換部に対応した個別電極として構成されており、
前記共通電極と、前記個別電極との間のリーク電流量が所定値以下である電気−機械変換素子。
A lower electrode;
An electro-mechanical conversion film disposed on the lower electrode;
An electro-mechanical conversion element including a plurality of electro-mechanical conversion units including an upper electrode disposed on the electro-mechanical conversion film,
One electrode of the lower electrode and the upper electrode is configured as one common electrode common to the plurality of electro-mechanical conversion units,
The other electrode of the lower electrode or the upper electrode is configured as an individual electrode corresponding to each electro-mechanical converter,
An electro-mechanical conversion element in which an amount of leakage current between the common electrode and the individual electrode is a predetermined value or less.
前記共通電極と前記個別電極との間に、50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が1.0×10−8A以下である請求項1に記載の電気−機械変換素子。 2. The electromechanical transducer according to claim 1, wherein a leakage current amount when a voltage of 50 V is applied between the common electrode and the individual electrode is 1.0 × 10 −8 A or less. 前記電気−機械変換膜の絶縁抵抗が5.0×1010Ω以上である請求項1または2に記載の電気−機械変換素子。 The electro-mechanical conversion element according to claim 1, wherein an insulation resistance of the electro-mechanical conversion film is 5.0 × 10 10 Ω or more. 前記電気−機械変換膜がPbを含んだ酸化物から形成されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気−機械変換素子。   The electro-mechanical conversion element according to any one of claims 1 to 3, wherein the electro-mechanical conversion film is formed of an oxide containing Pb. 前記電気−機械変換膜はPZTにより形成されており、
前記電気−機械変換膜において、ZrおよびTiの物質量の合計に対する、Pbの物質量が、105%以上120%以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気−機械変換素子。
The electro-mechanical conversion film is made of PZT,
5. The electro-mechanical conversion element according to claim 1, wherein in the electro-mechanical conversion film, the amount of Pb with respect to the total amount of Zr and Ti is 105% or more and 120% or less. .
前記電気−機械変換膜に、±150kV/cmの電界強度かけてヒステリシスループを測定した場合に、
電圧をかける前の0kV/cm時の分極をPind、
+150kV/cmの電圧印加後0kV/cmまで戻した時の0kV/cm時の分極をPrとしたときに、
分極率Pr−Pindが10μC/cm以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気−機械変換素子。
When a hysteresis loop is measured on the electro-mechanical conversion film with an electric field strength of ± 150 kV / cm,
The polarization at 0 kV / cm before applying voltage is Pind,
When the polarization at 0 kV / cm when returning to 0 kV / cm after applying a voltage of +150 kV / cm is Pr,
6. The electromechanical transducer according to claim 1, wherein the polarizability Pr-Pind is 10 [mu] C / cm < 2 > or less.
前記上部電極および前記下部電極上には第1の絶縁保護膜が設けられており、
前記第1の絶縁保護膜は無機化合物により構成されており、
前記第1の絶縁保護膜には、コンタクトホールが設けられている請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気−機械変換素子。
A first insulating protective film is provided on the upper electrode and the lower electrode,
The first insulating protective film is made of an inorganic compound;
The electromechanical conversion element according to claim 1, wherein the first insulating protective film is provided with a contact hole.
前記個別電極はそれぞれ個別電極パッドと接続されており、
前記個別電極パッド間に、50Vの電圧を印加した場合のリーク電流量が1.0×10−8A以下である請求項1乃至7いずれか一項に記載の電気−機械変換素子。
Each of the individual electrodes is connected to an individual electrode pad,
The electro-mechanical conversion element according to any one of claims 1 to 7, wherein a leakage current amount when a voltage of 50 V is applied between the individual electrode pads is 1.0 × 10 -8 A or less.
前記個別電極パッド間の距離が50μm以上である請求項8に記載の電気−機械変換素子。   The electromechanical transducer according to claim 8, wherein a distance between the individual electrode pads is 50 μm or more. 前記共通電極は共通電極パッドと接続されており、
前記共通電極パッドおよび前記個別電極パッド上には、第2の絶縁保護膜が設けられており、
前記第2の絶縁保護膜には、前記共通電極パッドおよび前記個別電極パッドを露出する開口部が設けられている、請求項8または9に記載の電気−機械変換素子。
The common electrode is connected to a common electrode pad;
A second insulating protective film is provided on the common electrode pad and the individual electrode pad,
10. The electromechanical conversion element according to claim 8, wherein the second insulating protective film is provided with an opening that exposes the common electrode pad and the individual electrode pad. 11.
コロナ放電またはグロー放電により、正帯電した電荷を、電荷量が1.0×10−8C以上になるように発生させ、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の電気−機械変換素子の前記共通電極および前記個別電極を介して前記電気−機械変換膜の分極処理を行う分極工程を有する、電気−機械変換素子の製造方法。 The electro-mechanical conversion element according to any one of claims 1 to 10, wherein a positively charged charge is generated by corona discharge or glow discharge so that a charge amount is 1.0 × 10 -8 C or more. A method for producing an electromechanical conversion element, comprising a polarization step of performing polarization treatment of the electromechanical conversion film through the common electrode and the individual electrode. 液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルが連通する加圧室と、
前記加圧室内の液体を昇圧させる吐出駆動手段と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記吐出駆動手段が、
前記加圧室の壁の一部を構成する振動板と、
該振動板に配置された請求項1乃至10のいずれか一項に記載された電気−機械変換素子と、を有する液滴吐出ヘッド。
A nozzle for discharging droplets;
A pressurizing chamber to which the nozzle communicates;
A droplet discharge head comprising discharge driving means for increasing the pressure of the liquid in the pressurizing chamber,
The discharge driving means is
A diaphragm constituting a part of the wall of the pressurizing chamber;
A liquid droplet ejection head comprising: the electromechanical conversion element according to any one of claims 1 to 10 disposed on the diaphragm.
請求項12に記載された液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。   A droplet discharge device comprising the droplet discharge head according to claim 12.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117982A (en) * 1998-08-10 2000-04-25 Ricoh Co Ltd Ink jet head and manufacture thereof
JP2004107181A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Canon Inc Composition for forming piezoelectric element, method of manufacturing piezoelectric film, piezoelectric element and inkjet recording head
EP1705725A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-27 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method of manufacturing the same, liquid-jet head, method of manufacturing the same, and liquid-jet apparatus
JP2008251598A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and manufacturing method therefor
JP2011091138A (en) * 2009-10-21 2011-05-06 Ricoh Co Ltd Electromechanical conversion element, method of manufacturing the same, droplet discharging head with electromechanical conversion element, and droplet discharging apparatus with droplet discharging head
US20130002767A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Ricoh Company, Ltd., Electromechanical transducer element, droplet discharge head, and droplet discharge device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117982A (en) * 1998-08-10 2000-04-25 Ricoh Co Ltd Ink jet head and manufacture thereof
JP2004107181A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Canon Inc Composition for forming piezoelectric element, method of manufacturing piezoelectric film, piezoelectric element and inkjet recording head
EP1705725A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-27 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method of manufacturing the same, liquid-jet head, method of manufacturing the same, and liquid-jet apparatus
US20060244789A1 (en) * 2005-03-22 2006-11-02 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, method of manufacturing the same, liquid-jet head, method of manufacturing the same, and liquid-jet apparatus
JP2006303426A (en) * 2005-03-22 2006-11-02 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and its manufacturing method, liquid ejection head and its manufacturing process, and liquid ejector
JP2008251598A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and manufacturing method therefor
JP2011091138A (en) * 2009-10-21 2011-05-06 Ricoh Co Ltd Electromechanical conversion element, method of manufacturing the same, droplet discharging head with electromechanical conversion element, and droplet discharging apparatus with droplet discharging head
US20130002767A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Ricoh Company, Ltd., Electromechanical transducer element, droplet discharge head, and droplet discharge device
JP2013012655A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Ricoh Co Ltd Electromechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge device

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