JP2014183076A - Piezoelectric material thin film element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device - Google Patents

Piezoelectric material thin film element, method for manufacturing the same, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device Download PDF

Info

Publication number
JP2014183076A
JP2014183076A JP2013054829A JP2013054829A JP2014183076A JP 2014183076 A JP2014183076 A JP 2014183076A JP 2013054829 A JP2013054829 A JP 2013054829A JP 2013054829 A JP2013054829 A JP 2013054829A JP 2014183076 A JP2014183076 A JP 2014183076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
piezoelectric thin
film
film element
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013054829A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6142597B2 (en
Inventor
Masahiro Ishimori
昌弘 石杜
Satoshi Mizukami
智 水上
Masaru Magai
勝 真貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2013054829A priority Critical patent/JP6142597B2/en
Publication of JP2014183076A publication Critical patent/JP2014183076A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6142597B2 publication Critical patent/JP6142597B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric material thin film element which allows a droplet discharge characteristic to be kept well, and allows a stable droplet discharge characteristic to be achieved even when continuously discharging a droplet.SOLUTION: A piezoelectric material thin film element comprises: a vibration plate formed on a substrate; a lower electrode formed on the vibration plate; a piezoelectric material thin film formed on the lower electrode; and an upper electrode formed on the piezoelectric material thin film. The lower electrode includes: a metal film containing a platinum group or an alloy including a platinum group metal, and having (111) orientation; LaNiOformed on the metal film; and SrRuOformed on the LaNiO. The SrRuOhas a thickness of 60-80 nm.

Description

本発明は、インクジェット方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置等に備えられた、インク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動源等として用いられる圧電体薄膜素子および該圧電体薄膜素子の製造方法、並びに、前記圧電体薄膜素子を備えた圧電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a piezoelectric thin film element used as a drive source for a droplet discharge head for discharging a droplet of ink or the like provided in an image forming apparatus such as an ink jet printer, facsimile, or copying machine, and the piezoelectric The present invention relates to a method for manufacturing a body thin film element, and a piezoelectric actuator, a droplet ejection head, and a droplet ejection apparatus including the piezoelectric thin film element.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置(液滴吐出装置)及び液体吐出ヘッドに関して、構成としては図1に示すようなものになる。
液体吐出ヘッド1は、インク滴(液滴)を吐出するノズル11と、このノズル11が連通する加圧室21、(インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室等とも称される。)と、加圧室21内のインクを加圧するエネルギー発生手段とを備える。エネルギー発生手段は、圧電体薄膜素子40からなる。このエネルギー発生手段で発生したエネルギーで加圧室21内のインクを加圧することによってノズル11からインク滴を吐出させる。
An ink jet recording apparatus (droplet discharge apparatus) and a liquid discharge head used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, etc. have the configuration as shown in FIG.
The liquid discharge head 1 includes a nozzle 11 that discharges ink droplets (droplets), a pressurizing chamber 21 that communicates with the nozzles 11 (an ink channel, a pressurized liquid chamber, a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, and the like). And an energy generating means for pressurizing the ink in the pressurizing chamber 21. The energy generating means includes a piezoelectric thin film element 40. Ink droplets are ejected from the nozzle 11 by pressurizing the ink in the pressurizing chamber 21 with the energy generated by the energy generating means.

液体吐出ヘッドには、圧電体素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと2種類が実用化されている。
たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体にわたって成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室に独立するように圧電体薄膜素子を形成したものが知られている。
圧電膜の自発分極軸のベクトル成分と電界印加方向とが一致するときに、電界印加強度の増減に伴う伸縮が効果的に起こり、大きな圧電定数が得られる。このとき、圧電膜の自発分極軸と電界印加方向とは完全に一致することが最も好ましい。また、インク吐出量のばらつき等を抑制するには、圧電膜の圧電性能の面内ばらつきが小さいことが好ましい。これらの点を考慮すれば、結晶配向性に優れた圧電膜が好ましい。
There are two types of liquid ejection heads, one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that extends and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and one that uses a flexural vibration mode piezoelectric actuator.
For example, an actuator in the flexural vibration mode is used. For example, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film formation technique, and the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by lithography. It is known that a piezoelectric thin film element is formed so as to be independent of each pressure generating chamber.
When the vector component of the spontaneous polarization axis of the piezoelectric film matches the electric field application direction, the expansion and contraction accompanying the increase and decrease of the electric field application intensity occurs effectively, and a large piezoelectric constant is obtained. At this time, it is most preferable that the spontaneous polarization axis of the piezoelectric film completely coincides with the electric field application direction. Further, in order to suppress variations in the ink discharge amount, it is preferable that the in-plane variation in the piezoelectric performance of the piezoelectric film is small. Considering these points, a piezoelectric film having excellent crystal orientation is preferable.

特許文献1には、表面にチタンが島状に析出したチタン含有貴金属電極上に圧電膜を成膜することで、結晶配向性に優れた圧電膜を成膜できることが記載されている。
また、特許文献2には、基板としてMgO基板を用いることで、結晶配向性に優れた圧電膜を成膜できることが記載されている。
さらに、特許文献3には、アモルファス強誘電体膜を成膜し、その後、急速加熱法によって該膜を結晶化させる強誘電体膜の製造方法が開示されている。
またさらに、特許文献4には、成膜工程においては、正方晶系、斜方晶系、及び菱面体晶系のうちいずれかの結晶構造を有するペロブスカイト型複合酸化物(不可避不純物を含んでいてもよい)からなり、(100)面、(001)面、及び(111)面のうちいずれかの面に優先配向し、配向度が95%以上である前記圧電膜を成膜することを特徴とする圧電膜の製造方法について記載がある。
Patent Document 1 describes that a piezoelectric film having excellent crystal orientation can be formed by forming a piezoelectric film on a titanium-containing noble metal electrode on which titanium is deposited in an island shape.
Patent Document 2 describes that a piezoelectric film having excellent crystal orientation can be formed by using an MgO substrate as a substrate.
Further, Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a ferroelectric film in which an amorphous ferroelectric film is formed, and then the film is crystallized by a rapid heating method.
Further, in Patent Document 4, in the film forming process, a perovskite complex oxide (including inevitable impurities) having any one of a tetragonal system, an orthorhombic system, and a rhombohedral system is included. And forming the piezoelectric film having a preferential orientation on any one of the (100) plane, the (001) plane, and the (111) plane and having an orientation degree of 95% or more. A method for manufacturing a piezoelectric film is described.

上記した特許文献については、多くは白金上でのチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)作製になる。
電極材料としては、従来からPt、Ir、Ru、Ti、Ta、Rh、Pd等の金属材料が用いられてきた。一般的に白金が利用されているが、白金が多用された背景は最密充填構造である面心立方格子(FCC)構造をとるため自己配向性が強く、振動板の材料であるSiOのようなアモルファス上に成膜しても(111)に強く配向し、その上の圧電体膜も配向性が良い為である。しかし、配向性が強いため柱状結晶が成長し、粒界に沿ってPbなどが下地電極に拡散しやすくなるといった問題もあった。
For the above-mentioned patent documents, many are made of lead zirconate titanate (PZT) on platinum.
Conventionally, metal materials such as Pt, Ir, Ru, Ti, Ta, Rh, and Pd have been used as the electrode material. Although generally platinum is utilized, the background having platinum frequently has strong self-orientation since a face-centered cubic lattice (FCC) structure, which is a close-packed structure, the SiO 2 which is a material of the diaphragm This is because even if the film is formed on such an amorphous layer, it is strongly oriented to (111), and the piezoelectric film thereon is also well oriented. However, since the orientation is strong, columnar crystals grow, and there is a problem that Pb and the like are easily diffused into the base electrode along the grain boundary.

ところで、圧電体薄膜を形成するためには、圧電体薄膜直下の導電性酸化物電極が重要となる。また、圧電体動作時に、経時的に圧電体中の酸素欠損が増大するという可能性が従来から問題として認識されている。
そこで、圧電体薄膜の欠損酸素成分の補給源として、該圧電体薄膜との接触界面に導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。具体的に使用される材料系は、酸化物電極層として、IrO、LaNiO、RuO、SRO、LaNiO、SrRuO、CaRuOなどが用いられ、また、電極層として、Pt、Ir、Ru、Ti、Ta、Rh、Pd等が用いられている。
中でもSrRuO(ルテニウム酸ストロンチウム)は、PZTと同じペロブスカイト型結晶構造を有しているので、界面での接合性に優れ、PZTのエピタキシャル成長を実現し易く、Pbの拡散バリア層としての特性にも優れている。(特許文献5〜7参照)
By the way, in order to form a piezoelectric thin film, a conductive oxide electrode immediately below the piezoelectric thin film is important. Moreover, the possibility that oxygen deficiency in the piezoelectric body increases with time during the operation of the piezoelectric body has been recognized as a problem.
Thus, a conductive oxide electrode has been used at the contact interface with the piezoelectric thin film as a supply source of the deficient oxygen component of the piezoelectric thin film. Specifically used material systems include IrO 2 , LaNiO 3 , RuO 2 , SRO, LaNiO 3 , SrRuO 3 , CaRuO 3, etc. as the oxide electrode layer, and Pt, Ir, Ru, Ti, Ta, Rh, Pd, etc. are used.
Among them, SrRuO 3 (strontium ruthenate) has the same perovskite crystal structure as PZT, so it has excellent bonding properties at the interface, facilitates the epitaxial growth of PZT, and has the characteristics of Pb as a diffusion barrier layer. Are better. (See Patent Documents 5 to 7)

また、従来の下部電極として、振動板上にチタン、白金とSrRuO膜を順に形成した積層構造が使われていた。チタン膜を用いる理由は、振動板と下部電極の密着性を改善させるためである。
これに対して本発明者らは、LaNiO/白金で形成される下部電極はSrRuO/白金などで形成される下部電極よりも大きな圧電定数を得ることを見出した。一方で、LaNiO/白金で形成される下部電極を備えた構成の圧電体薄膜素子では、圧電体の動作時に、経時的に圧電性能が劣化してしまうことを見出した。そのため、連続吐出時に安定したインクの吐出特性を得ることが困難であった。
Further, as a conventional lower electrode, a laminated structure in which titanium, platinum, and an SrRuO 3 film are sequentially formed on a vibration plate has been used. The reason for using the titanium film is to improve the adhesion between the diaphragm and the lower electrode.
In contrast, the present inventors have found that the lower electrode formed of LaNiO 3 / platinum obtains a larger piezoelectric constant than the lower electrode formed of SrRuO 3 / platinum or the like. On the other hand, it has been found that the piezoelectric performance of a piezoelectric thin film element having a lower electrode formed of LaNiO 3 / platinum deteriorates with time during operation of the piezoelectric body. Therefore, it has been difficult to obtain stable ink ejection characteristics during continuous ejection.

そこで、本発明者らは、下部電極としてSRO/LaNiO/白金の積層構造にし、SROの膜厚範囲を制御することで、大きな圧電定数を実現し、経時的な圧電性能が劣化を抑制することができることを見出した。圧電体薄膜素子を圧電アクチュエータとして使用した場合に、初期変位を充分に得ることができ、さらに連続動作したときにも安定した駆動特性を実現することができる。
圧電体薄膜素子を電気機械変換素子として用いる場合には、圧電体薄膜、下部電極および振動板間のそれぞれの密着性を高め、圧電体薄膜で発生した変位振動を低下させることなく、振動板に伝え、振動特性を劣化させない必要がある。
Therefore, the present inventors realize a large piezoelectric constant by controlling the film thickness range of SRO / LaNiO 3 / platinum as the lower electrode and controlling the film thickness range of SRO, and suppress deterioration of piezoelectric performance over time. I found that I can do it. When the piezoelectric thin film element is used as a piezoelectric actuator, a sufficient initial displacement can be obtained, and a stable driving characteristic can be realized even when continuously operating.
When a piezoelectric thin film element is used as an electromechanical conversion element, the adhesion between the piezoelectric thin film, the lower electrode and the diaphragm is improved, and the diaphragm is not affected by the displacement vibration generated in the piezoelectric thin film. It is necessary not to deteriorate the vibration characteristics.

一般に白金族の金属膜は密着性が悪く、白金族の金属膜上下の膜にて、密着性を高める工夫が必要となる場合がある。これに対して本発明者らは、LaNiO膜は白金膜との密着性に優れることを見出した。SRO/LaNiO/白金の積層構造にすることで、下部電極間積層構造の密着性を高め、圧電体薄膜素子を電気機械変換素子として用いる場合においても、安定した駆動特性を実現することができる。 Generally, platinum group metal films have poor adhesion, and it is sometimes necessary to devise a technique for improving adhesion between the upper and lower layers of the platinum group metal film. On the other hand, the present inventors have found that a LaNiO film is excellent in adhesion with a platinum film. By adopting a laminated structure of SRO / LaNiO 3 / platinum, it is possible to improve the adhesion of the laminated structure between the lower electrodes, and to realize stable driving characteristics even when the piezoelectric thin film element is used as an electromechanical conversion element. .

ここで特許文献8は、基板上に第一の蛍石型酸化物層、第二の蛍石型酸化物層、第三のABOペロブスカイト型酸化物導電層、第四のABOペロブスカイト型酸化物導電層を有し、第四のABOペロブスカイト型酸化物導電層上に{100}配向であるペロブスカイト型誘電層を有する圧電体薄膜素子に関するものである。 Here, Patent Document 8 discloses a first fluorite oxide layer, a second fluorite oxide layer, a third ABO 3 perovskite oxide conductive layer, and a fourth ABO 3 perovskite oxide on a substrate. The present invention relates to a piezoelectric thin film element having a physical conductive layer and a perovskite type dielectric layer having a {100} orientation on a fourth ABO 3 perovskite type oxide conductive layer.

また、特許文献9に記載の圧電体薄膜素子は、基板と、前記基板の上方に形成された第1導電層と、前記第1導電層の上方に形成された、ペロブスカイト構造を有する圧電体からなる圧電体層と、前記圧電体層に電気的に接続された第2導電層と、を含み、前記第1導電層は、(001)に優先配向しているランタン系層状ペロブスカイト化合物からなるバッファ層を1層以上含む。この圧電体薄膜素子により、良好な圧電特性を得ることができる。   Further, the piezoelectric thin film element described in Patent Document 9 includes a substrate, a first conductive layer formed above the substrate, and a piezoelectric body having a perovskite structure formed above the first conductive layer. A buffer made of a lanthanum-based layered perovskite compound that is preferentially oriented to (001), and a second conductive layer electrically connected to the piezoelectric layer. Contains one or more layers. With this piezoelectric thin film element, good piezoelectric characteristics can be obtained.

しかしながら、上記した特許文献1〜9のいずれに記載の技術においても、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子とすることは困難であった。   However, in any of the techniques described in Patent Documents 1 to 9, a piezoelectric thin film element that can maintain good droplet discharge characteristics and can obtain stable droplet discharge characteristics even when continuously discharged. It was difficult.

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and is a piezoelectric thin film that can maintain good droplet discharge characteristics and can obtain stable droplet discharge characteristics even when continuously discharged. An object is to provide an element.

上記課題を解決するための本発明に係る圧電体薄膜素子は、基板上に形成された振動板と、前記振動板上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる(111)配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたLaNiOと、該LaNiOの上に形成されたSrRuOと、を備え、前記SrRuOの厚さが60nm以上80nm以下であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a piezoelectric thin film element according to the present invention includes a diaphragm formed on a substrate, a lower electrode formed on the diaphragm, and a piezoelectric thin film formed on the lower electrode. And an upper electrode formed on the piezoelectric thin film, wherein the lower electrode is a metal film having a (111) orientation made of a platinum group or an alloy containing a platinum group metal, and on the metal film. It comprises the formed LaNiO 3 and SrRuO 3 formed on the LaNiO 3 , wherein the thickness of the SrRuO 3 is 60 nm or more and 80 nm or less.

本発明によれば、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric thin film element that can maintain good droplet ejection characteristics and can obtain stable droplet ejection characteristics even when continuously ejected.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの構成を例示する断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a droplet discharge head according to the present invention. FIG. 本発明に係る圧電体薄膜素子の構成を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the structure of the piezoelectric thin film element which concerns on this invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの第2の実施の形態における構成を例示する分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the configuration of a droplet discharge head according to a second embodiment of the invention. 本発明に係る液滴吐出装置の一例における構成を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view showing a configuration in an example of a droplet discharge device according to the present invention. 本発明に係る液滴吐出装置の一例における機構部の構成を示す側面説明図である。It is side explanatory drawing which shows the structure of the mechanism part in an example of the droplet discharge apparatus which concerns on this invention.

本発明に係る圧電体薄膜素子は、基板上に形成された振動板と、前記振動板上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる(111)配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたLaNiOと、該LaNiOの上に形成されたSrRuOと、を備え、前記SrRuOの厚さが60nm以上80nm以下であることを特徴とする。 A piezoelectric thin film element according to the present invention includes a vibration plate formed on a substrate, a lower electrode formed on the vibration plate, a piezoelectric thin film formed on the lower electrode, and the piezoelectric thin film. An upper electrode formed on a metal film having a (111) orientation made of a platinum group or an alloy containing a platinum group metal, LaNiO 3 formed on the metal film, SrRuO 3 formed on the LaNiO 3 , wherein the thickness of the SrRuO 3 is 60 nm or more and 80 nm or less.

次に、本発明に係る圧電体薄膜素子についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Next, the piezoelectric thin film element according to the present invention will be described in more detail.
Although the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto, but the scope of the present invention is intended to limit the present invention in the following description. Unless otherwise described, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、本発明に係る液滴吐出ヘッドの構成を例示する断面図である。図2は、本発明に係る圧電体薄膜素子の構成を例示する断面図である。
なお、図2は、図1に示す圧電体薄膜素子40の構成を詳細に示すものである。換言すれば、図1において圧電体薄膜素子40は簡略化して示されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a droplet discharge head according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the piezoelectric thin film element according to the invention.
FIG. 2 shows the configuration of the piezoelectric thin film element 40 shown in FIG. 1 in detail. In other words, the piezoelectric thin film element 40 is shown in a simplified manner in FIG.

図1及び図2を参照するに、液滴吐出ヘッド1は、大略すると、ノズル板10と、基板20と、振動板30と、圧電体薄膜素子40とを有する。ノズル板10には、液滴(インク滴)を吐出するノズル11が形成されている。ノズル板10、基板20、及び振動板30により、ノズル11に連通する圧力室21(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある)が形成されている。振動板30は、圧力室21の壁面の一部を形成している。   Referring to FIGS. 1 and 2, the droplet discharge head 1 generally includes a nozzle plate 10, a substrate 20, a vibration plate 30, and a piezoelectric thin film element 40. The nozzle plate 10 is formed with nozzles 11 for discharging liquid droplets (ink droplets). A pressure chamber 21 (also referred to as an ink flow path, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, or a liquid chamber) that communicates with the nozzle 11 by the nozzle plate 10, the substrate 20, and the vibration plate 30. Is formed. The diaphragm 30 forms part of the wall surface of the pressure chamber 21.

圧電体薄膜素子40は、大略すると、下部電極41と、圧電体薄膜42と、上部電極43とを有する。圧電体薄膜素子40は、電気信号を機械的変位に変換し、或いは機械的変位を電気信号に変換する素子である。圧電体薄膜素子40は、基板20の一方の面に成膜された振動板30の、圧力室21と平面視において重複する位置に搭載されている。   In short, the piezoelectric thin film element 40 includes a lower electrode 41, a piezoelectric thin film 42, and an upper electrode 43. The piezoelectric thin film element 40 is an element that converts an electric signal into a mechanical displacement or converts a mechanical displacement into an electric signal. The piezoelectric thin film element 40 is mounted on the vibration plate 30 formed on one surface of the substrate 20 at a position overlapping the pressure chamber 21 in plan view.

液滴吐出ヘッド1は、圧電体薄膜素子40が駆動されることにより、ノズル11からインクの液滴を吐出するヘッドである。具体的には、液滴吐出ヘッド1は、下部電極41及び上部電極43に給電することで圧電体薄膜42に応力を発生させて振動板30を振動させ、振動板30の振動に伴ってノズル11から圧力室21内のインクを液滴状に吐出する機能を有する。なお、圧力室21内にインクを供給するインク供給手段、インクの流路、流体抵抗等についての図示及び説明は省略している。   The droplet discharge head 1 is a head that discharges ink droplets from the nozzles 11 when the piezoelectric thin film element 40 is driven. Specifically, the droplet discharge head 1 supplies power to the lower electrode 41 and the upper electrode 43 to generate stress in the piezoelectric thin film 42 to vibrate the vibration plate 30. 11 has a function of ejecting ink in the pressure chamber 21 into droplets. Note that illustration and description of ink supply means for supplying ink into the pressure chamber 21, ink flow paths, fluid resistance, and the like are omitted.

以下、液滴吐出ヘッド1の各構成要素について詳説する。
液滴吐出ヘッド1において、基板20としては、例えば、シリコン単結晶基板を用いることができる。基板20の厚さは、例えば、100〜650μm程度とすることができる。基板20としてシリコン単結晶基板を用いる場合、圧力室21は、例えば、異方性エッチング等のエッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工することにより作製できる。
Hereinafter, each component of the droplet discharge head 1 will be described in detail.
In the droplet discharge head 1, for example, a silicon single crystal substrate can be used as the substrate 20. The thickness of the board | substrate 20 can be about 100-650 micrometers, for example. When a silicon single crystal substrate is used as the substrate 20, the pressure chamber 21 can be manufactured by processing the silicon single crystal substrate using etching such as anisotropic etching, for example.

振動板30は、圧電体薄膜素子40によって発生した力を受けて変形変位し、圧力室21内のインクを液滴(以下、インク滴とも称する)の形状でノズル11より吐出させる機能を有する。圧電体薄膜素子40に電圧が印加されて撓み振動させることにより、振動板30を圧電体薄膜素子40の撓み方向に変位させることができる。なお、圧電体薄膜素子40と、圧電体薄膜素子40を搭載した振動板30とを含めて圧電型アクチュエータと称する場合がある。
振動板30は所定の強度を有することが好ましい。振動板30の材料としては、例えば、Si、SiO、Si等を用いることができるが、下部電極41、圧電体薄膜42の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。
The vibration plate 30 is deformed and displaced by the force generated by the piezoelectric thin film element 40, and has a function of ejecting ink in the pressure chamber 21 from the nozzle 11 in the form of droplets (hereinafter also referred to as ink droplets). By applying a voltage to the piezoelectric thin film element 40 to bend and vibrate, the diaphragm 30 can be displaced in the bending direction of the piezoelectric thin film element 40. The piezoelectric thin film element 40 and the diaphragm 30 on which the piezoelectric thin film element 40 is mounted may be referred to as a piezoelectric actuator.
The diaphragm 30 preferably has a predetermined strength. For example, Si, SiO 2 , Si 3 N 4 or the like can be used as the material of the vibration plate 30, but it is preferable to select a material close to the linear expansion coefficient of the lower electrode 41 and the piezoelectric thin film 42.

後述のように、圧電体薄膜42の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を使用する場合がある。そのため、振動板30として、PZTの線膨張係数8×10−6(1/K)に近い5×10−6〜10×10−6程度の線膨張係数を有する材料を用いることが好ましく、7×10−6〜9×10−6程度の線膨張係数を有する材料を用いることがより好ましい。
PZTの線膨張係数に近い振動板30の材料としては、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挙げることができる。これらの材料を用いた振動板30は、スパッタ法やSol−gel(ゾルゲル)法を用いてスピンコータにて作製できる。
As will be described later, lead zirconate titanate (PZT) may be used as the material of the piezoelectric thin film 42. Therefore, it is preferable to use a material having a linear expansion coefficient of about 5 × 10 −6 to 10 × 10 −6 close to the linear expansion coefficient 8 × 10 −6 (1 / K) of PZT as the diaphragm 30. It is more preferable to use a material having a linear expansion coefficient of about × 10 −6 to 9 × 10 −6 .
Examples of the material of the diaphragm 30 having a linear expansion coefficient close to that of PZT include aluminum oxide, zirconium oxide, iridium oxide, ruthenium oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, osmium oxide, rhenium oxide, rhodium oxide, palladium oxide, and compounds thereof. Etc. The diaphragm 30 using these materials can be manufactured by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel (sol-gel) method.

振動板30の膜厚としては0.1〜10μmが好ましく、0.5〜3μmがより好ましい。振動板30の膜厚がこの範囲より小さいと圧力室21の加工が難しくなり、この範囲より大きいと振動板30自身が変形変位し難くなり、液滴の吐出が不安定になるためである。
各振動板構成膜の膜厚は、振動板全体で所望の振動板剛性、および応力になるように膜厚を設定している。
The film thickness of the diaphragm 30 is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 3 μm. If the film thickness of the vibration plate 30 is smaller than this range, the processing of the pressure chamber 21 becomes difficult, and if it is larger than this range, the vibration plate 30 itself becomes difficult to be deformed and displaced, and the discharge of droplets becomes unstable.
The film thickness of each diaphragm constituting film is set so that desired diaphragm rigidity and stress can be obtained in the entire diaphragm.

圧電体薄膜素子40は、基板20上に、振動板30、下部電極41、圧電体薄膜42、上部電極43が、この順で、半導体製造プロセス等の、膜構造体の製造において用いられる手法によって成膜されることによって形成される。
圧電体薄膜素子40の下部電極41は、密着層41aと、金属膜41bと、LaNiO膜41cと、SrRuO膜41dとを有する。下部電極41の厚さ(密着層41a、金属膜41b、LaNiO膜41c、SrRuO膜41dの総厚)は、例えば、50〜400nm程度とすることができる。
In the piezoelectric thin film element 40, the diaphragm 30, the lower electrode 41, the piezoelectric thin film 42, and the upper electrode 43 are arranged on the substrate 20 in this order by a technique used in manufacturing a film structure such as a semiconductor manufacturing process. It is formed by forming a film.
The lower electrode 41 of the piezoelectric thin film element 40 includes an adhesion layer 41a, a metal film 41b, a LaNiO 3 film 41c, and a SrRuO 3 film 41d. The thickness of the lower electrode 41 (the total thickness of the adhesion layer 41a, the metal film 41b, the LaNiO 3 film 41c, and the SrRuO 3 film 41d) can be set to, for example, about 50 to 400 nm.

金属膜41bは、振動板30上に、密着層41aを介して間接的に形成されている。ただし、密着層41aを省略して金属膜41bを振動板30上に直接形成しても良い。
密着層41aの材料としては、Cr、TiW、Ti、TiO、Ta、Ta、Ta等を密着層41a以外の下部電極41より先に積層することによって形成されている。これは、振動板30と、金属膜41bとの密着性が低い場合に挿入される。
金属膜41bは、(111)配向を有する層を含む。金属膜41bの材質としては、例えば、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)等の白金族金属や、これら白金族金属を含む合金材料等を用いることができる。
金属膜41bの厚さは、例えば、250nm以下とすることが好ましい。金属膜41bは、例えば、スパッタ法や真空蒸着等により形成できる。
The metal film 41b is indirectly formed on the vibration plate 30 via the adhesion layer 41a. However, the adhesion layer 41 a may be omitted and the metal film 41 b may be formed directly on the vibration plate 30.
As the material of the adhesion layer 41a, Cr, TiW, Ti, is formed by laminating before the TiO 2, Ta, Ta 2 O 5, Ta 3 N 5 like the lower electrode 41 other than the adhesion layer 41a and. This is inserted when the adhesion between the diaphragm 30 and the metal film 41b is low.
The metal film 41b includes a layer having (111) orientation. Examples of the material of the metal film 41b include platinum group metals such as platinum (Pt), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), and these platinum group metals. An alloy material containing can be used.
For example, the thickness of the metal film 41b is preferably 250 nm or less. The metal film 41b can be formed by, for example, sputtering or vacuum deposition.

LaNiO膜41cは、金属膜41b上に形成されている。LaNiO膜41cの厚さは、例えば、40〜150nm程度とすることができる。LaNiO膜41cは、例えば、スパッタ法等により形成できる。
LaNiO膜41cは、スパッタ条件によってLaNiO膜の膜質が変わる。例えば、200℃以上600℃以下の成膜温度で加熱を行いLaNiO膜を成膜することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての初期変位については充分な特性が得られない。
The LaNiO 3 film 41c is formed on the metal film 41b. The thickness of the LaNiO 3 film 41c can be, for example, about 40 to 150 nm. The LaNiO 3 film 41c can be formed by, for example, sputtering.
LaNiO 3 film 41c will vary the quality of LaNiO 3 film by sputtering conditions. For example, it is preferable to form a LaNiO 3 film by heating at a film formation temperature of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. If it is out of this range, sufficient characteristics cannot be obtained with respect to the initial displacement as the piezoelectric actuator in which the piezoelectric thin film is subsequently formed.

SrRuO膜41dは、LaNiO膜41c上に形成されている。SrRuO膜41dは、経時的に圧電体薄膜42中に酸素欠損が生じた場合、欠損した酸素成分を補給する機能を有する。SrRuO膜41dの膜厚は、60〜80nmの範囲で実施することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての連続駆動後の変位劣化については充分な特性が得られない。
SrRuO膜41dは、スパッタ条件によってSrRuO膜の膜質が変わる。例えば、450℃以上600℃以下の成膜温度で加熱を行いSrRuO膜を成膜することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての初期変位については充分な特性が得られない。
The SrRuO 3 film 41d is formed on the LaNiO 3 film 41c. The SrRuO 3 film 41d has a function of replenishing the deficient oxygen component when oxygen deficiency occurs in the piezoelectric thin film 42 over time. The thickness of the SrRuO 3 film 41d is preferably in the range of 60 to 80 nm. If it is out of this range, sufficient characteristics cannot be obtained for displacement deterioration after continuous driving as a piezoelectric actuator having a piezoelectric thin film formed thereon.
In the SrRuO 3 film 41d, the film quality of the SrRuO 3 film varies depending on the sputtering conditions. For example, it is preferable to form a SrRuO 3 film by heating at a deposition temperature of 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. If it is out of this range, sufficient characteristics cannot be obtained with respect to the initial displacement as the piezoelectric actuator in which the piezoelectric thin film is subsequently formed.

成膜後のSrとRuの組成比については、Sr/Ru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、電極として充分な導電性が得られなくなる。
また、SrRuO膜41dは、表面粗さが15nm以下であることが好ましい。
Regarding the composition ratio of Sr and Ru after film formation, Sr / Ru is preferably 0.82 or more and 1.22 or less. If it is out of this range, the specific resistance increases, and sufficient conductivity as an electrode cannot be obtained.
The SrRuO 3 film 41d preferably has a surface roughness of 15 nm or less.

圧電体の動作時に、経時的に圧電体中の酸素欠損が増大するという可能性が従来における問題として認識されている。その欠損酸素成分の補給源として導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。すなわち、酸化物電極層(41d)が誘電体材料との接触界面で用いられる様になってきている。中でもSrRuO(ルテニウム酸ストロンチウム)は、PZTと同じペロブスカイト型結晶構造を有しているので、PZT界面での接合性に優れ、PZTのエピタキシャル成長を実現し易く、Pbの拡散バリア層としての特性にも優れている。 The possibility that oxygen deficiency in the piezoelectric body increases with time during the operation of the piezoelectric body has been recognized as a conventional problem. A conductive oxide electrode has come to be used as a supply source of the deficient oxygen component. That is, the oxide electrode layer (41d) is used at the contact interface with the dielectric material. Among them, SrRuO 3 (strontium ruthenate) has the same perovskite crystal structure as PZT, so it has excellent bondability at the PZT interface, facilitates the epitaxial growth of PZT, and has the characteristics as a Pb diffusion barrier layer. Is also excellent.

圧電体薄膜42は、PZTからなっている。PZTとはジルコン酸鉛(PbTiO)とチタン酸(PbTiO)との固溶体で、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との比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53,Ti0.47)O、一般PZT(53/47)と示される。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。 The piezoelectric thin film 42 is made of PZT. 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 properties has a ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 of 53:47. When expressed by a chemical formula, Pb (Zr0.53, Ti0.47) O 3 , general PZT (53/47 ). 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、A=Pb、Ba、Sr、B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として(Pb1−x,Ba)(Zr,Ti)O、(Pb1−x,Sr)(Zr,Ti)Oとなり、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 and correspond to composite oxides containing A = Pb, Ba, Sr, B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb as main components. Specific descriptions thereof are (Pb 1-x , Ba x ) (Zr, Ti) O 3 , (Pb 1-x , Sr x ) (Zr, Ti) O 3 , and this is part of Pb at the A site. This is the case when it is 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.

作製方法としては、スパッタ法もしくは、Sol−gel(ゾルゲル)法を用いてスピンコータにて作製することが可能である。その場合は、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。
PZTをSol−gel法により作製した場合、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溶解させ均一溶液を得ことで、PZT前駆体溶液が作製される。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。
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濃度の調整が必要になる。
As a manufacturing method, it is possible to manufacture by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel (sol-gel) method. In that case, since patterning is required, a desired pattern is obtained by photolithography etching or the like.
When PZT is produced by the Sol-gel method, a PZT precursor solution is produced by using lead acetate, zirconium alkoxide, and titanium alkoxide compound as starting materials and dissolving in methoxyethanol as a common solvent to obtain a uniform solution. 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.
When a PZT film is obtained on the entire surface of the base substrate, 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 necessary to adjust the precursor concentration so that a film thickness of 100 nm or less can be obtained in one step in order to obtain a crack-free film.

圧電体薄膜42の膜厚としては0.5〜5μmが好ましく、さらに好ましくは1μm〜2μmとなる。この範囲より小さいと充分な変位を発生することが出来なくなり、この範囲より大きいと何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。   The film thickness of the piezoelectric thin film 42 is preferably 0.5 to 5 μm, more preferably 1 μm to 2 μm. If it is smaller than this range, it will not be possible to generate a sufficient displacement, and if it is larger than this range, many layers will be laminated, resulting in an increase in the number of steps and a longer process time.

上部電極43は、下部電極41とは異なり、圧電体薄膜42を形成する際のような高温のプロセスを有さず、圧電体薄膜42との格子定数マッチングも必要とならない。圧電体薄膜42の上層には、上部電極43を形成する。   Unlike the lower electrode 41, the upper electrode 43 does not have a high-temperature process as in the formation of the piezoelectric thin film 42, and does not require lattice constant matching with the piezoelectric thin film 42. An upper electrode 43 is formed on the upper layer of the piezoelectric thin film 42.

上部電極43の材料は、下部電極41の材料と同じ材料などを用いることができる。上部電極の材料は、下部電極41の材料とは異なり、圧電体薄膜42を形成する際のような高温のプロセスが後の工程で無く、圧電体薄膜42との格子定数マッチングも必要とならないため材料選択幅が下部電極41に比較し広くなる。ただし、圧電体動作時に、経時的に圧電体薄膜42中の酸素欠損が増大するという可能性が従来から問題として認識されているので、その欠損酸素成分の補給源として導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。すなわち、下部電極41の材料の項で記載した酸化物電極層(41d)が誘電体材料との接触界面で用いられる様になってきている。   As the material of the upper electrode 43, the same material as that of the lower electrode 41 can be used. The material of the upper electrode is different from the material of the lower electrode 41, because a high-temperature process such as the formation of the piezoelectric thin film 42 is not a subsequent process, and lattice constant matching with the piezoelectric thin film 42 is not required. The material selection width is wider than that of the lower electrode 41. However, since the possibility that oxygen vacancies in the piezoelectric thin film 42 increase with time during the operation of the piezoelectric body has been recognized as a problem, a conductive oxide electrode is used as a supply source of the deficient oxygen component. It has been used. That is, the oxide electrode layer (41d) described in the material section of the lower electrode 41 is used at the contact interface with the dielectric material.

したがって、具体的に使用される材料系は、下部電極と同じで、酸化物電極層として、SrRuO、LaNiO、他の電極層として、IrO、RuO、SrO、CaRuOなどが用いられ、また、金属電極層として、Pt、Ir、Ru、Ti、Cr、Ta、Rh、Pd等が用いられている。 Therefore, the material system specifically used is the same as that of the lower electrode, and SrRuO 3 and LaNiO 3 are used as the oxide electrode layer, and IrO 2 , RuO 2 , SrO, and CaRuO 3 are used as the other electrode layers. Moreover, Pt, Ir, Ru, Ti, Cr, Ta, Rh, Pd, etc. are used as a metal electrode layer.

上部電極の形成プロセスは、主にスパッタ成膜方式が取られている。その他、真空蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などの公知の方法で行うことができる。
上部電極の膜厚としては、酸化物電極層から電極層までの総和で50〜300nm程度の範囲で形成することができる。
As a process for forming the upper electrode, a sputter film formation method is mainly employed. In addition, it can carry out by well-known methods, such as a vacuum evaporation method and CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
The film thickness of the upper electrode can be formed in the range of about 50 to 300 nm in total from the oxide electrode layer to the electrode layer.

所定形状に加工された圧電体薄膜素子40を得るには、例えば、上部電極43形成後に上部電極43上に感光性レジストのパターニングによりエッチング時のマスク層を形成し、ドライエッチング又はウェットエッチングを行う。感光性レジストのパターニングは、公知のフォトリソグラフィ技術により実施することができる。
すなわち、上部電極43上に感光性レジストをスピンコータ又はロールコータにより塗布し、その後予め所望のパターンが形成されたガラスフォトマスクにより紫外線露光後、パターン現像→水洗→乾燥して感光性レジストマスク層を形成する。形成された感光性レジストマスク層は、そのパターンの端部傾斜が、エッチング時の傾斜断面に影響するので、所望の傾斜角度に応じ、レジスト選択比(被エッチング材料とマスク材料とのエッチングレートの比)を考慮して選択すればよい。エッチング後膜上に残った感光性レジストは、専用の剥離液又は酸素プラズマ・アッシングにより除去することができる。
In order to obtain the piezoelectric thin film element 40 processed into a predetermined shape, for example, after the upper electrode 43 is formed, a mask layer at the time of etching is formed on the upper electrode 43 by patterning a photosensitive resist, and dry etching or wet etching is performed. . The patterning of the photosensitive resist can be performed by a known photolithography technique.
That is, a photosensitive resist is applied on the upper electrode 43 by a spin coater or a roll coater, and then exposed to ultraviolet rays with a glass photomask on which a desired pattern has been formed in advance, followed by pattern development → water washing → drying to form a photosensitive resist mask layer. Form. In the formed photosensitive resist mask layer, since the edge inclination of the pattern affects the inclined cross section during etching, the resist selectivity (the etching rate between the etching target material and the mask material depends on the desired inclination angle). Ratio). The photosensitive resist remaining on the film after etching can be removed by a dedicated stripping solution or oxygen plasma ashing.

エッッチングは、形状の安定性から反応性ガスを用いたドライエッチングが選択される場合が多いが、エッチングガスは塩素系、フッ素系等のハロゲン系のガス、或いはハロゲン系のガスにArや酸素を混合させたガスにより実施することができる。エッチングガス或いはエッチング条件を変化させることにより、上部電極43、圧電体薄膜42と連続してエッチングすることもできるし、一度レジストパターンを形成し直して数回に分けてエッチングを実施することもできる。
なお、上述した方法に代えて、上部電極43の形成前に電気機械変換膜42を所定形状に加工(エッチング)し、その後、所定形状の圧電体薄膜42上のみに上部電極43を成膜してもよい。
Etching is often selected from dry etching using a reactive gas because of the stability of the shape. However, the etching gas is a halogen-based gas such as chlorine or fluorine, or Ar or oxygen is added to the halogen-based gas. It can be carried out with a mixed gas. By changing the etching gas or etching conditions, the upper electrode 43 and the piezoelectric thin film 42 can be continuously etched, or the resist pattern can be re-formed once and etched in several times. .
Instead of the above-described method, the electromechanical conversion film 42 is processed (etched) into a predetermined shape before the upper electrode 43 is formed, and then the upper electrode 43 is formed only on the piezoelectric thin film 42 having a predetermined shape. May be.

以上述べたことからわかるように、圧電体薄膜素子40は、簡便な製造工程で形成可能であり、バルクセラミックスと同等の性能を持つとともに、その後の圧力室31形成のための裏面からのエッチング除去、ノズル11を有するノズル板10を接合することで、液滴吐出ヘッド1が製造可能である。   As can be seen from the above description, the piezoelectric thin film element 40 can be formed by a simple manufacturing process, has performance equivalent to that of bulk ceramics, and is etched away from the back surface for forming the pressure chamber 31 thereafter. The droplet discharge head 1 can be manufactured by joining the nozzle plate 10 having the nozzles 11.

本発明に係る圧電アクチュエータは、上述した圧電体薄膜素子を備えるものであり、また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、該圧電アクチュエータを備えるものであり、さらに本発明に係る液滴吐出装置は、該液滴吐出ヘッドを備えるものである。これらは上述した圧電体薄膜素子の構成を除き、周知慣用のものを用いることができる。なお、これらの詳細については実施例において後述する。   A piezoelectric actuator according to the present invention includes the above-described piezoelectric thin film element, and a droplet discharge head according to the present invention includes the piezoelectric actuator. Further, the droplet discharge apparatus according to the present invention includes: The droplet discharge head is provided. For these, well-known and conventional ones can be used except for the structure of the piezoelectric thin film element described above. These details will be described later in Examples.

以下、本発明の実施例及び実施例と比較される比較例を説明する。
これらの例において、圧電体薄膜素子としての電気機械変換素子の構成は、図2に示したものと同様となっている。なお、以下の説明で述べていない事項については、適宜、すでに述べた事項を援用する。
Hereinafter, examples of the present invention and comparative examples compared with the examples will be described.
In these examples, the configuration of the electromechanical conversion element as the piezoelectric thin film element is the same as that shown in FIG. In addition, about the matter which is not stated in the following description, the already stated matter is used suitably.

<実施例1>
実施例1では、以下の手順で、基板20上に振動板30を形成し、振動板30上に圧電体薄膜素子40を形成し、図1に示す液滴吐出ヘッド1を作製した。但し、圧力室21の加工、ノズル板10の接着等は行っていない。
振動板30は、シリコンからなる基板20上に酸化物或いは窒化物の単層膜又は積層膜を、LPCVD(Low Pressure CVD)、プラズマCVD、スパッタ成膜、熱酸化等により形成できる。簡単には、シリコンからなる基板20を熱酸化することにより形成される場合が多いが、圧電型アクチュエータ、特に液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)として用いる場合は、必要となる強度、振動特性を考慮して形成される。具体的には、SiO熱酸化膜、SiO膜、シリコン膜とSiN膜の積層膜、ZrO膜、SiO膜とZrO膜の積層膜等が用いられる。膜厚は、トータルで数μm程度である。この積層膜が振動板30となる。
<Example 1>
In Example 1, the diaphragm 30 was formed on the substrate 20 and the piezoelectric thin film element 40 was formed on the diaphragm 30 in the following procedure, and the droplet discharge head 1 shown in FIG. However, the processing of the pressure chamber 21 and the adhesion of the nozzle plate 10 are not performed.
The vibration plate 30 can be formed by forming a single layer film or a laminated film of oxide or nitride on the substrate 20 made of silicon by LPCVD (Low Pressure CVD), plasma CVD, sputter film formation, thermal oxidation, or the like. In simple terms, it is often formed by thermally oxidizing the substrate 20 made of silicon. However, when used as a piezoelectric actuator, particularly as a droplet discharge head (inkjet head), the required strength and vibration characteristics are taken into consideration. Formed. Specifically, a SiO 2 thermal oxide film, a SiO 2 film, a laminated film of a silicon film and a SiN film, a ZrO 2 film, a laminated film of a SiO 2 film and a ZrO 2 film, or the like is used. The total film thickness is about several μm. This laminated film becomes the vibration plate 30.

実施例1では、シリコンからなる基板20上に、振動板30としてSiO膜、シリコン膜とSiN膜の積層膜(膜厚2μm)を、熱処理製膜法およびLPCVD法により成膜した。次に、振動板30上に下部電極41を形成した。具体的には、まず、振動板30上にチタン膜(膜厚50nm)をスパッタ成膜した。続いて、RTA(rapid thermal annealing)装置を用いて700℃、5分、O雰囲気でチタン膜を熱酸化して、チタン膜を酸化チタン膜とする。酸化チタン膜が密着層41aとなる。そして、酸化チタン膜41a上に金属膜41bとして白金膜(膜厚125nm)スパッタ成膜した。 In Example 1, an SiO 2 film and a laminated film (film thickness: 2 μm) of a silicon film and a SiN film were formed on the substrate 20 made of silicon by the heat treatment film forming method and the LPCVD method as the vibration plate 30. Next, the lower electrode 41 was formed on the vibration plate 30. Specifically, first, a titanium film (film thickness: 50 nm) was formed on the diaphragm 30 by sputtering. Subsequently, the titanium film is thermally oxidized in an O 2 atmosphere at 700 ° C. for 5 minutes using an RTA (rapid thermal annealing) apparatus to form the titanium film as a titanium oxide film. The titanium oxide film becomes the adhesion layer 41a. Then, a platinum film (thickness: 125 nm) was formed by sputtering as the metal film 41b on the titanium oxide film 41a.

更に、金属膜41b上にLaNiO膜41c(膜厚80nm)をスパッタ成膜した。更に、LaNiO膜41c上にSrRuO膜41d(膜厚70nm)をスパッタ成膜し、下部電極41を完成させた。SrRuO膜のスパッタ成膜時の基板加熱温度は550℃とした。また、LaNiO膜のスパッタ成膜時の基板加熱温度は300℃とした。 Further, a LaNiO 3 film 41c (film thickness 80 nm) was formed on the metal film 41b by sputtering. Further, a SrRuO 3 film 41d (film thickness 70 nm) was formed by sputtering on the LaNiO 3 film 41c, and the lower electrode 41 was completed. The substrate heating temperature during sputtering of the SrRuO 3 film was 550 ° C. The substrate heating temperature during the LaNiO 3 film sputtering was 300 ° C.

次に、下部電極41上に圧電体薄膜42を作製するため、Pb:Zr:Ti=110:53:47の組成比で調合した溶液を準備した。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。化学量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。   Next, in order to produce the piezoelectric thin film 42 on the lower electrode 41, a solution prepared with a composition ratio of Pb: Zr: Ti = 110: 53: 47 was prepared. 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.

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PZT濃度は0.5モル/lにした。この液を用いて、下部電極41上にスピンコートによりPZT前駆体を成膜し、成膜後、120℃で乾燥させ、500℃で熱分解処理を行った。   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. The PZT concentration was 0.5 mol / l. Using this solution, a PZT precursor was deposited on the lower electrode 41 by spin coating, dried at 120 ° C., and subjected to thermal decomposition at 500 ° C.

3層目の熱分解処理後に、PZT前駆体の結晶化熱処理(温度750℃)をRTA処理(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(24層)実施し、圧電体薄膜42として約2μmのPZT膜を得た。   After the thermal decomposition treatment of the third layer, crystallization heat treatment (temperature 750 ° C.) of the PZT precursor was performed by RTA treatment (rapid heat treatment). At this time, the film thickness of PZT was 240 nm. This process was performed a total of 8 times (24 layers) to obtain a PZT film having a thickness of about 2 μm as the piezoelectric thin film 42.

次に、圧電体薄膜42上に上部電極43を形成した。具体的には、まず、圧電体薄膜42上に導電性酸化物膜SrRuO膜(膜厚40nm)をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板温度は300℃とした。その後RTA処理にて酸素雰囲気中で550℃/300sのポストアニール処理をした。その後、金属膜白金膜(膜厚60nm)をスパッタ成膜し、上部電極43を完成させた。 Next, the upper electrode 43 was formed on the piezoelectric thin film 42. Specifically, first, a conductive oxide film SrRuO 3 film (film thickness 40 nm) was formed on the piezoelectric thin film 42 by sputtering. The substrate temperature at the time of sputtering film formation was 300 ° C. Thereafter, post-annealing at 550 ° C./300 s was performed in an oxygen atmosphere by RTA treatment. Thereafter, a platinum metal film (film thickness: 60 nm) was formed by sputtering, and the upper electrode 43 was completed.

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法でレジストパターンを形成した後、ICPエッチング装置を用いて圧電体薄膜素子40を所定形状に加工(パターニング)した。   Thereafter, a photoresist (TSMR8800) manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is formed by a spin coat method, a resist pattern is formed by a normal photolithography method, and then the piezoelectric thin film element 40 is processed into a predetermined shape using an ICP etching apparatus ( Patterning).

次に、所定形状に加工された圧電体薄膜素子40の断面(下部電極41、圧電体薄膜42、上部電極43の各々の断面)に、ALD法のプロセスを用いてAlの酸化物層からなる保護層を形成した。保護層は、圧電体薄膜素子40の断面部分を湿度等の駆動環境から遮蔽する目的で配置する層である。保護層の厚さは、30〜100nm程度とすると好適である。 Next, an oxide of Al 2 O 3 is applied to the cross section of the piezoelectric thin film element 40 processed into a predetermined shape (the cross section of each of the lower electrode 41, the piezoelectric thin film 42, and the upper electrode 43) using an ALD process. A protective layer consisting of layers was formed. The protective layer is a layer disposed for the purpose of shielding the cross-sectional portion of the piezoelectric thin film element 40 from a driving environment such as humidity. The thickness of the protective layer is preferably about 30 to 100 nm.

次に、圧電体薄膜素子40上に層間絶縁層を形成した。層間絶縁層は、圧電体薄膜素子40上に積層される配線電極と圧電体薄膜素子40の下部電極41及び上部電極43とのコンタクトのための絶縁層として用いられる。層間絶縁層の材料として酸化物や窒化物或いはこれらの混合物等を用い、層間絶縁層の厚さを300〜700nm程度とすると好適である。   Next, an interlayer insulating layer was formed on the piezoelectric thin film element 40. The interlayer insulating layer is used as an insulating layer for contact between the wiring electrode laminated on the piezoelectric thin film element 40 and the lower electrode 41 and the upper electrode 43 of the piezoelectric thin film element 40. It is preferable that an oxide, a nitride, a mixture thereof, or the like is used as the material of the interlayer insulating layer and the thickness of the interlayer insulating layer is about 300 to 700 nm.

層間絶縁層を形成後、圧電体薄膜素子40上に積層される配線電極と圧電体薄膜素子40の下部電極41及び上部電極43とのコンタクトのためのスルーホールを形成した。スルーホールは、フォトリソグラフィを用いた後エッチングを行い形成した。残ったレジストは、酸素プラズマによるアッシング等を行い除去した。   After the interlayer insulating layer was formed, through-holes were formed for contact between the wiring electrode laminated on the piezoelectric thin film element 40 and the lower electrode 41 and the upper electrode 43 of the piezoelectric thin film element 40. The through hole was formed by etching after using photolithography. The remaining resist was removed by ashing or the like with oxygen plasma.

配線電極層は、圧電体薄膜素子40の個別の電極及び共通電極の取り出し用であるため、下部電極41及び上部電極43の各々の材料とオーミックなコンタクトが取れる材料を選択して成膜する。具体的には、配線電極層としては、純Al又はAlに数atomic%のSi等のヒーロック形成阻止成分を含有させた配線材料を用いた。
配線電極層として、導電性の点から、Cuを主成分とした半導体用の配線材料を用いてもよい。配線電極層の厚さは、引き回し距離による抵抗分も考慮した、圧電体薄膜素子40の駆動に支障の無い配線抵抗となる様に設定する。具体的には、Al系配線なら約1μmの膜厚とする。
Since the wiring electrode layer is for taking out the individual electrodes and the common electrode of the piezoelectric thin film element 40, the material is selected from materials that can make ohmic contact with the materials of the lower electrode 41 and the upper electrode 43. Specifically, as the wiring electrode layer, a wiring material in which pure Al or Al was mixed with a component for preventing the formation of heat lock such as Si at several atomic% was used.
As the wiring electrode layer, a wiring material for a semiconductor containing Cu as a main component may be used from the viewpoint of conductivity. The thickness of the wiring electrode layer is set so as to have a wiring resistance that does not hinder the driving of the piezoelectric thin film element 40 in consideration of the resistance due to the routing distance. Specifically, the film thickness is about 1 μm for Al wiring.

このように、配線電極層は、フォトリソグラフィの技術を用いて所望の形状に形成する。残ったレジストは、酸素プラズマによるアッシング等を行い除去する。配線材料層は、電気的接続に必要な部分を除き耐環境性確保のために、酸化物または窒化物の保護層により被覆することが好ましい。以上により、圧力室21の加工、ノズル板10の接着等を除く、液滴吐出ヘッド1が完成した。   As described above, the wiring electrode layer is formed into a desired shape by using a photolithography technique. The remaining resist is removed by ashing or the like using oxygen plasma. The wiring material layer is preferably covered with an oxide or nitride protective layer in order to ensure environmental resistance except for portions necessary for electrical connection. As described above, the droplet discharge head 1 was completed except for processing of the pressure chamber 21 and adhesion of the nozzle plate 10.

<実施例2>
SrRuO膜41dの膜厚を60nmとしたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Example 2>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the SrRuO 3 film 41d was 60 nm.

<実施例3>
SrRuO膜41dの膜厚を80nmとしたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Example 3>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the SrRuO 3 film 41d was 80 nm.

<実施例4>
密着層41aをTiに変更したこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。なお、RTA処理を行っていない。
<Example 4>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the adhesion layer 41a was changed to Ti. The RTA process is not performed.

<実施例5>
密着層41aをアルミナ膜に変更したこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。アルミナ膜をALD法にて成膜した。
<Example 5>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the adhesion layer 41a was changed to an alumina film. An alumina film was formed by the ALD method.

<比較例1>
SrRuO膜41dの膜厚を50nmとしたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Comparative Example 1>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the SrRuO 3 film 41d was 50 nm.

<比較例2>
SrRuO膜41dの膜厚を90nmとしたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Comparative example 2>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the SrRuO 3 film 41d was 90 nm.

<比較例3>
SrRuO膜41dを除いたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Comparative Example 3>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the SrRuO 3 film 41d was removed.

<比較例4>
LaNiO膜41cを除いたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Comparative example 4>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the LaNiO 3 film 41c was omitted.

<比較例5>
SrRuO膜41dをITO膜にしたこと以外は、実施例1と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
<Comparative Example 5>
A piezoelectric thin film element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the SrRuO 3 film 41d was replaced with an ITO film.

実施例1、2、3、比較例1、2で作製した圧電体薄膜素子について、プロセス過程において、SrRuO膜41dをLPCVDにて成膜した直後に、日本ビーコ社製 NanoScope IIIaAFMを用いて表面粗さについて評価を行った。この表面粗さは算術平均粗さである。 For the piezoelectric thin film elements fabricated in Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1 and 2, in the process, immediately after the SrRuO 3 film 41d was formed by LPCVD, the surface was used using NanoScope IIIaAFM manufactured by Beiko Japan The roughness was evaluated. This surface roughness is the arithmetic average roughness.

AFM測定において、測定モードはタッピングモード、測定範囲は3μm×3μm、走査速度は1Hzとした。作製した圧電体薄膜素子を用いて電気特性、電気機械変換能(圧電定数)の評価を行った。電気機械変換能は電界印加(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。初期特性を評価した後に、図1に示した液滴吐出ヘッド30を作製し、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。
これらの詳細結果を表1にまとめた。
In AFM measurement, the measurement mode was tapping mode, the measurement range was 3 μm × 3 μm, and the scanning speed was 1 Hz. Electrical characteristics and electromechanical conversion ability (piezoelectric constant) were evaluated using the produced piezoelectric thin film element. The electromechanical conversion capacity was calculated from the amount of deformation due to electric field application (150 kV / cm) measured by a laser Doppler vibrometer and adjusted by simulation. After evaluating the initial characteristics, the droplet discharge head 30 shown in FIG. 1 was manufactured, and durability (characteristics immediately after applying the applied voltage 10 10 times) was evaluated.
These detailed results are summarized in Table 1.

実施例1、2、3、比較例1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いた。
1010回後すなわち1010回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験直後のVj特性においては、実施例1〜3に比べて、比較例1は10%以上劣化していることが確認され、耐久性で劣っており、NGと判断した。比較例1ではSROの膜厚が50nmであるため、経時的な圧電性能が劣化を抑制するための欠損酸素成分の補給源としての効果が不充分であった。
一方、比較例2については、1010回後すなわち1010回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験、言い換えると劣化試験直後の特性においては、劣化試験中に電極リークが発生し、途中で評価が出来なくなってしまった。
実施例1、2、3、比較例1、2とのこのような特性の比較から、SROの膜厚は60〜80nmの範囲であることが好ましいことが分かった。また、SROの算術表面粗さが15nm以下であることが好ましいことが分かった。
About Example 1, 2, 3, and the comparative example 1, it had the characteristic equivalent to a general ceramic sintered compact also about the initial characteristic and the result after a durability test.
In the Vj characteristics immediately after the durability test after 10 10 times, that is, 10 10 times repeatedly applied voltage, it was confirmed that Comparative Example 1 was deteriorated by 10% or more compared with Examples 1 to 3. It was inferior in sex and judged to be NG. In Comparative Example 1, since the SRO film thickness was 50 nm, the effect as a supply source of a deficient oxygen component for suppressing deterioration of the piezoelectric performance over time was insufficient.
On the other hand, in Comparative Example 2, in the durability test after applying the applied voltage 10 10 times later, that is, 10 10 times repeatedly, in other words, in the characteristics immediately after the deterioration test, electrode leakage occurred during the deterioration test, and evaluation was made in the middle. I can't.
From the comparison of such characteristics with Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2, it was found that the SRO film thickness is preferably in the range of 60 to 80 nm. Moreover, it turned out that it is preferable that the arithmetic surface roughness of SRO is 15 nm or less.

実施例1〜5、比較例1〜5で作製した圧電体薄膜素子を用いて、図1に示した液滴吐出ヘッド30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されていることを確認した。
表2に、この場合の耐久性試験後液滴速度Vjの劣化率を示す。
Using the piezoelectric thin film elements fabricated in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the droplet ejection head 30 shown in FIG. 1 was fabricated and the ejection of the liquid was evaluated. Using an ink whose viscosity was adjusted to 5 cp, the discharge situation when applying an applied voltage of −10 to −30 V was confirmed by a simple Push waveform, and it was confirmed that all the nozzle holes were discharging.
Table 2 shows the deterioration rate of the droplet velocity Vj after the durability test in this case.

1010回後すなわち1010回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験直後のVj特性においては、実施例1〜5、比較例4、に比べて、比較例1、2、3、5は、10%以上劣化しているのが確認され、耐久性で劣っており、NGと判断した。下部電極構成が適切でないために、液滴速度Vjの劣化が大きいものとなった。実施例1〜5では、比較例1、2、3、5に比べ、液滴劣化が少なくすることができており、耐久試験として良好な結果を示した。一方、比較例4については、若干初期特性としては劣る。 Compared with Examples 1-5 and Comparative Example 4, Comparative Examples 1, 2, 3, and 5 were 10 in comparison with Examples 1-5 and Comparative Example 4 in the Vj characteristics immediately after 10 times, that is, 10 10 times repeatedly. % Was confirmed to be NG because the durability was inferior. Since the lower electrode configuration is not appropriate, the drop velocity Vj is greatly deteriorated. In Examples 1 to 5, compared with Comparative Examples 1, 2, 3, and 5, the deterioration of the droplets can be reduced, and good results were shown as the durability test. On the other hand, Comparative Example 4 is slightly inferior in initial characteristics.

(実施例6)
図1に示す構造において、圧電体薄膜素子を構成した。製造方法は液室部分の加工とノズル板の接着を追加している。液室を持った構造の圧電体薄膜素子においても良好な特性を得ることができた。
(Example 6)
In the structure shown in FIG. 1, a piezoelectric thin film element was configured. The manufacturing method adds processing of the liquid chamber part and adhesion of the nozzle plate. Good characteristics were also obtained in a piezoelectric thin film element having a liquid chamber structure.

(実施例7)
第2の実施の形態では、複数の電気機械変換素子を有する液滴吐出ヘッドの例を示す。図3は、第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する分解斜視図である。図3を参照するに、液滴吐出ヘッド2は、大略すると、第1基板50と、第2基板60と、ノズル板70とを有する。
(Example 7)
In the second embodiment, an example of a droplet discharge head having a plurality of electromechanical conversion elements is shown. FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a droplet discharge head according to the second embodiment. Referring to FIG. 3, the droplet discharge head 2 generally includes a first substrate 50, a second substrate 60, and a nozzle plate 70.

第1基板50は、第2基板60の電気機械変換素子等を保護する保護基板であり、インク液を供給するための液供給路51等を備えるように構成されている。第1基板50は、第2基板60と熱膨張係数が大きく違わない材料を用いることが好ましく、第1基板50は、例えばガラス基板等を用いて形成される。液供給路51は、例えばサンドブラストにより形成されるが、例えばレーザ加工等で形成してもよく、基板の材料によって機械加工やエッチング加工等によって形成してもよい。   The first substrate 50 is a protective substrate that protects the electromechanical conversion element and the like of the second substrate 60, and is configured to include a liquid supply path 51 and the like for supplying ink liquid. The first substrate 50 is preferably made of a material that does not greatly differ from the second substrate 60 in thermal expansion coefficient, and the first substrate 50 is formed using, for example, a glass substrate. The liquid supply path 51 is formed by, for example, sand blasting, but may be formed by, for example, laser processing or the like, or may be formed by machining or etching depending on the material of the substrate.

第2基板60は、例えばシリコン単結晶基板からなり、インク液の流路が形成された流路形成基板である。又、第2基板60は、インク液が収容される空間(空隙)部としての複数の圧力室61と、各圧力室61に対応した部分に形成された複数の電気機械変換素子40と、各電気機械変換素子40を駆動する駆動回路(図示せず)等が形成されたフレキシブル基板62と、液供給路51に対応した部分に形成された共通液室63と、各圧力室61と共通液室63とを連通する複数の連通路64等を備えるように構成されている。なお、第2基板60と第1基板50とは、例えば、エポキシ系やポリイミド系の接着剤等により接着されている。   The second substrate 60 is a flow path forming substrate made of, for example, a silicon single crystal substrate and having an ink liquid flow path formed therein. The second substrate 60 includes a plurality of pressure chambers 61 as spaces (voids) for accommodating ink liquid, a plurality of electromechanical transducers 40 formed in portions corresponding to the pressure chambers 61, A flexible substrate 62 on which a drive circuit (not shown) for driving the electromechanical transducer 40 is formed, a common liquid chamber 63 formed in a portion corresponding to the liquid supply path 51, each pressure chamber 61, and a common liquid A plurality of communication passages 64 and the like communicating with the chamber 63 are provided. The second substrate 60 and the first substrate 50 are bonded by, for example, an epoxy or polyimide adhesive.

ノズル板70は、インク液滴を吐出する複数のノズル孔71等を有している。ノズル板70は、例えば厚さ30μm程度のステンレス等を用いて、プレス加工によりノズル孔71を開口した後、液の出口側の面に、撥液膜としてフッ素系の樹脂を蒸着にて成膜している。なお、ノズル板70には、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板等を用いてもよい。ノズル板70と第2基板60とは、例えば、エポキシ系やポリイミド系の接着剤等により接着されている。   The nozzle plate 70 has a plurality of nozzle holes 71 for discharging ink droplets. The nozzle plate 70 is made of, for example, stainless steel having a thickness of about 30 μm, and after opening the nozzle holes 71 by press working, a fluorine-based resin is deposited on the surface on the liquid outlet side by vapor deposition as a liquid repellent film. doing. For the nozzle plate 70, for example, glass ceramics, a silicon single crystal substrate, or the like may be used. The nozzle plate 70 and the second substrate 60 are bonded by, for example, an epoxy or polyimide adhesive.

液滴吐出ヘッド2において、各電気機械変換素子40を駆動回路により駆動することにより、各ノズル孔71から独立に液滴を吐出させることができる。
このように、第1の実施の形態で説明した電気機械変換素子40を複数個用いて、各ノズル孔71から独立に液滴を吐出させることが可能な液滴吐出ヘッド2を実現できる。液滴吐出ヘッド2は、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。
In the droplet discharge head 2, each electromechanical conversion element 40 is driven by a drive circuit, whereby droplets can be discharged independently from each nozzle hole 71.
In this manner, the droplet discharge head 2 that can discharge droplets independently from each nozzle hole 71 can be realized by using a plurality of electromechanical conversion elements 40 described in the first embodiment. The droplet discharge head 2 has the same effect as that of the first embodiment.

(実施例8)
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッド(以下、インクジェットヘッドと称する)を搭載した液滴吐出装置(以下、インクジェット記録装置と称する)の一例について図4及び図5を参照して説明する。なお、図4は同記録装置の斜視説明図、図5は同記録装置の機構部の側面説明図である。
(Example 8)
Next, an example of a droplet discharge apparatus (hereinafter referred to as an inkjet recording apparatus) equipped with a droplet discharge head (hereinafter referred to as an inkjet head) according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is an explanatory perspective view of the recording apparatus, and FIG. 5 is an explanatory side view of a mechanism portion of the recording apparatus.

このインクジェット記録装置は、記録装置本体81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インクジェット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82等を収納し、装置本体81の下方部には前方側から多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)84を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができ、給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82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86に排紙する。   This ink jet recording apparatus includes a carriage movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81, a recording head composed of an ink jet head embodying the present invention mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 84 on which a large number of sheets 83 can be stacked from the front side is detachably attached to the lower part of the apparatus main body 81. The manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be opened, the paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and the printing mechanism 82 After recording a required image, the image is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部82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91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ93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本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド94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、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93にはヘッド94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95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds a carriage 93 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). (Y), cyan (C), magenta (M), black (Bk) A head 94 comprising an ink jet head according to the present invention for ejecting ink droplets of each color has a plurality of ink ejection openings (nozzles) as the main scanning direction. They are arranged in the intersecting direction and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each ink cartridge 95 for supplying ink of each color to the head 94 is replaceably mounted on the carriage 93.

インクカートリッジ95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おり、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94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 95 has an air port that communicates with the atmosphere upward, a supply port that supplies ink to the inkjet head below, and a porous body filled with ink inside, and the capillary force of the porous body. Thus, the ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure. Further, although the heads 94 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

ここで、キャリッジ93は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド91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92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、このタイミングベルト100をキャリッジ93に固定しており、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。   Here, the carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). doing. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by a main scanning motor 97, and the timing belt 100 is moved to the carriage 93. The carriage 93 is driven to reciprocate by forward and reverse rotation of the main scanning motor 97.

一方、給紙カセット84にセットした用紙83をヘッド94の下方側に搬送するために、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101及びフリクションパッド102と、用紙83を案内するガイド部材103と、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104と、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105及び搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106とを設けている。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   On the other hand, in order to convey the paper 83 set in the paper feed cassette 84 to the lower side of the head 94, the paper feed roller 101 and the friction pad 102 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84 and the paper 83 are guided. A guide member 103, a transport roller 104 that reverses and transports the fed paper 83, a transport roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 104, and a leading end that defines a feed angle of the paper 83 from the transport roller 104 A roller 106 is provided. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

そして、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83を記録ヘッド94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109を設けている。この印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設け、さらに用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115,116とを配設している。   A printing receiving member 109 is provided as a paper guide member that guides the paper 83 sent from the transport roller 104 below the recording head 94 in accordance with the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction. A conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send the paper 83 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 109 in the paper conveyance direction, and the paper 83 is further delivered to the paper discharge tray 86. A roller 113 and a spur 114, and guide members 115 and 116 that form a paper discharge path are disposed.

記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインクを吐出して1行分を記録し、用紙83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83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83を排紙する。   At the time of recording, the recording head 94 is driven according to the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped sheet 83 to record one line. Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 83 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

また、キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を配置している。回復装置117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93は印字待機中にはこの回復装置117側に移動されてキャッピング手段でヘッド94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 117 for recovering defective ejection of the head 94 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby and the head 94 is capped by the capping means, 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94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し、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 a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port with the suction unit through the tube. Is removed by the cleaning means to recover the ejection failure. 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.

このように、このインクジェット記録装置においては、電極層の剥離が生じない為、駆動不良による液滴(インク滴)の吐出不良がなく、安定した液滴(インク滴)の吐出特性が得られて、画像の抜け等もなく画像品質が向上する。
なお、本発明は、液滴吐出装置としては直接的には印刷分野、特にデジタル印刷分野・液滴吐出装置を具備したインクジェットプリンタ、インクジェット技術を利用する三次元造型技術などに用いることができる。
As described above, in this ink jet recording apparatus, since the electrode layer does not peel off, there is no ejection failure of the droplet (ink droplet) due to a drive failure, and stable ejection characteristics of the droplet (ink droplet) are obtained. The image quality is improved without any omission of the image.
The present invention can be directly used as a droplet discharge device in the printing field, particularly in the digital printing field, an inkjet printer equipped with a droplet discharge device, a three-dimensional molding technique using an inkjet technique, and the like.

1、2 液滴吐出ヘッド
10、70 ノズル板
11 ノズル
20 基板
21、61 圧力室
30 振動板
40 電気機械変換素子
41 下部電極
41a 密着層
41b、43b 金属膜
41c LaNiO
41d SrRuO
42 電気機械変換膜
43 上部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Droplet discharge head 10, 70 Nozzle plate 11 Nozzle 20 Substrate 21, 61 Pressure chamber 30 Vibrating plate 40 Electromechanical transducer 41 Lower electrode 41a Adhesion layer 41b, 43b Metal film 41c LaNiO 3 film 41d SrRuO 3 film 42 Electricity Mechanical conversion film 43 Upper electrode

特開2004−186646号公報JP 2004-186646 A 特開2004−262253号公報JP 2004-262253 A 特開2003−218325号公報JP 2003-218325 A 特開2007−258389号公報JP 2007-258389 A 特許第3249496号公報Japanese Patent No. 3249696 特許第3472087号公報Japanese Patent No. 3472877 特開平11−195768号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-195768 特開2005−313628号公報JP 2005-316628 A 特許4431891号公報Japanese Patent No. 4431891

Claims (10)

基板上に形成された振動板と、
前記振動板上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、
前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、
前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる(111)配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたLaNiOと、該LaNiOの上に形成されたSrRuOと、を備え、
前記SrRuOの厚さが60nm以上80nm以下であることを特徴とする圧電体薄膜素子。
A diaphragm formed on a substrate;
A lower electrode formed on the diaphragm;
A piezoelectric thin film formed on the lower electrode;
An upper electrode formed on the piezoelectric thin film,
The lower electrode includes a metal film having a (111) orientation made of a platinum group or an alloy containing a platinum group metal, LaNiO 3 formed on the metal film, and SrRuO 3 formed on the LaNiO 3. With
The piezoelectric thin film element, wherein the thickness of the SrRuO 3 is 60 nm or more and 80 nm or less.
前記SrRuOは、表面粗さが15nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の圧電体薄膜素子。 The piezoelectric thin film element according to claim 1, wherein the SrRuO 3 has a surface roughness of 15 nm or less. 前記SrRuOは、SrとRuとの組成比Sr/Ruが0.82以上1.22以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電体薄膜素子。 3. The piezoelectric thin film element according to claim 1, wherein the SrRuO 3 has a composition ratio Sr / Ru between Sr and Ru of 0.82 or more and 1.22 or less. 前記圧電体薄膜がゾルゲル法により成膜されたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の圧電体薄膜素子。   4. The piezoelectric thin film element according to claim 1, wherein the piezoelectric thin film is formed by a sol-gel method. 前記圧電体薄膜がチタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の圧電体薄膜素子。   The piezoelectric thin film element according to any one of claims 1 to 4, wherein the piezoelectric thin film is lead zirconate titanate. 請求項1乃至5のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を製造する圧電体薄膜素子の製造方法であって、
前記SrRuOを450から600℃にてスパッタ成膜することを特徴とする圧電体薄膜素子の製造方法。
A method for manufacturing a piezoelectric thin film element for manufacturing the piezoelectric thin film element according to any one of claims 1 to 5,
A method of manufacturing a piezoelectric thin film element, wherein the SrRuO 3 is formed by sputtering at 450 to 600 ° C.
請求項1乃至5のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を製造する圧電体薄膜素子の製造方法、または、請求項6に記載の圧電体薄膜素子の製造方法であって、
前記LaNiOを200から600℃にてスパッタ成膜することを特徴とする圧電体薄膜素子の製造方法。
A method for manufacturing a piezoelectric thin film element for manufacturing the piezoelectric thin film element according to any one of claims 1 to 5, or a method for manufacturing a piezoelectric thin film element according to claim 6,
A method of manufacturing a piezoelectric thin film element, wherein the LaNiO 3 is formed by sputtering at 200 to 600 ° C.
請求項1乃至5のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を備えることを特徴とする圧電アクチュエータ。   A piezoelectric actuator comprising the piezoelectric thin film element according to any one of claims 1 to 5. 請求項8に記載の圧電アクチュエータを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head comprising the piezoelectric actuator according to claim 8. 請求項9に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。   A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 9.
JP2013054829A 2013-03-18 2013-03-18 Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus Expired - Fee Related JP6142597B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013054829A JP6142597B2 (en) 2013-03-18 2013-03-18 Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013054829A JP6142597B2 (en) 2013-03-18 2013-03-18 Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014183076A true JP2014183076A (en) 2014-09-29
JP6142597B2 JP6142597B2 (en) 2017-06-07

Family

ID=51701539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013054829A Expired - Fee Related JP6142597B2 (en) 2013-03-18 2013-03-18 Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6142597B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017213845A (en) * 2016-05-27 2017-12-07 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1126296A (en) * 1997-06-30 1999-01-29 Tdk Corp Manufacture of film structure, electronic device, recording medium and oxide conductive thin film
JP2005313628A (en) * 2004-03-29 2005-11-10 Canon Inc {100} oriented dielectric member, piezoelectric member, inkjet head, inkjet recording device, and method of producing the same
JP2006253476A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and its fabrication process, alloy film, inkjet recording head, inkjet printer, and piezoelectric pump
JP2007142261A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Seiko Epson Corp Piezoelectric element, piezoelectric actuator and ink-jet recording head
JP2009054785A (en) * 2007-08-27 2009-03-12 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and its manufacturing method, actuator, liquid injection head, and ferroelectric memory
JP2009302445A (en) * 2008-06-17 2009-12-24 Fujifilm Corp Polarization method of piezoelectric substance film, and method of manufacturing piezoelectric element structure
JP2012106902A (en) * 2010-10-25 2012-06-07 Fujifilm Corp Perovskite-type oxide film, ferroelectric film using the same, ferroelectric device, and method for manufacturing perovskite-type oxide film
JP2013012655A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Ricoh Co Ltd Electromechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1126296A (en) * 1997-06-30 1999-01-29 Tdk Corp Manufacture of film structure, electronic device, recording medium and oxide conductive thin film
JP2005313628A (en) * 2004-03-29 2005-11-10 Canon Inc {100} oriented dielectric member, piezoelectric member, inkjet head, inkjet recording device, and method of producing the same
JP2006253476A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and its fabrication process, alloy film, inkjet recording head, inkjet printer, and piezoelectric pump
JP2007142261A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Seiko Epson Corp Piezoelectric element, piezoelectric actuator and ink-jet recording head
JP2009054785A (en) * 2007-08-27 2009-03-12 Seiko Epson Corp Piezoelectric element and its manufacturing method, actuator, liquid injection head, and ferroelectric memory
JP2009302445A (en) * 2008-06-17 2009-12-24 Fujifilm Corp Polarization method of piezoelectric substance film, and method of manufacturing piezoelectric element structure
JP2012106902A (en) * 2010-10-25 2012-06-07 Fujifilm Corp Perovskite-type oxide film, ferroelectric film using the same, ferroelectric device, and method for manufacturing perovskite-type oxide film
JP2013012655A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Ricoh Co Ltd Electromechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017213845A (en) * 2016-05-27 2017-12-07 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6142597B2 (en) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8960867B2 (en) Electromechanical conversion element, manufacturing method thereof, piezoelectric type actuator, liquid droplet jetting head, and inkjet recording apparatus
JP5811728B2 (en) ELECTRO-MACHINE CONVERSION ELEMENT, DROPLET DISCHARGE HEAD, DROPLET DISCHARGE DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
US8926069B2 (en) Piezoelectric thin film element and method of manufacturing the same, droplet discharge head and inkjet recording device using the piezoelectric thin film element
US9362478B2 (en) Method of producing electromechanical transducer element, electromechanical transducer element, liquid droplet discharge head, and image forming apparatus
JP2013012655A (en) Electromechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge device
JP2016150471A (en) Droplet discharge head and image formation device
JP2015079935A (en) Piezoelectric actuator and droplet discharge head, and image forming apparatus
JP6939214B2 (en) Electrical-mechanical conversion element, liquid discharge head and liquid discharge device
JP5834675B2 (en) ELECTRO-MACHINE CONVERSION ELEMENT, DROPLET DISCHARGE HEAD, DROPLET DISCHARGE DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
JP5998543B2 (en) Electro-mechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JP6142597B2 (en) Piezoelectric thin film element, method for manufacturing the piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JP2014054802A (en) Electromechanical conversion element, droplet discharge head and droplet discharge device
JP6287188B2 (en) Piezoelectric actuator, method for manufacturing piezoelectric actuator, droplet discharge head, liquid cartridge, and image forming apparatus
JP6175956B2 (en) ELECTRO-MECHANICAL CONVERSION ELEMENT, DROPLET DISCHARGE HEAD HAVING ELECTRO-MACHINE CONVERSION ELEMENT, AND DROPLET DISCHARGE DEVICE HAVING DROPLET DISCHARGE HEAD
JP5998537B2 (en) Electro-mechanical conversion element, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus
JP2013065698A (en) Electro-mechanical conversion element, droplet discharge head, droplet discharge device, and image forming apparatus
JP6531428B2 (en) Electro-mechanical conversion member, method of manufacturing electro-mechanical conversion member, droplet discharge head, and image forming apparatus
JP2020025082A (en) Electromechanical transducer, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid, and piezoelectric device
JP6236924B2 (en) Electromechanical conversion film, electromechanical conversion element, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP5909933B2 (en) Oxide conductive thin film processing method, electronic device manufacturing method, and droplet discharge head manufacturing method
JP2015005554A (en) Electromechanical conversion element, droplet discharge head, droplet discharge device, imaging device, and method for manufacturing electromechanical conversion element
JP6102099B2 (en) Electromechanical conversion element and method for manufacturing the same
JP2014157850A (en) Electromechanical conversion element, droplet discharge head, and image forming apparatus
JP2014154740A (en) Piezoelectric thin film element, piezoelectric actuator, liquid jetting head and droplet discharge device
JP2017191859A (en) Electromechanical conversion member, liquid discharge head, liquid discharge unit, and apparatus for discharging liquid

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170424

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6142597

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees