JP2016147422A - Liquid jet head, manufacturing method of the same, and liquid jet device - Google Patents

Liquid jet head, manufacturing method of the same, and liquid jet device Download PDF

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秀登 泉
雅夫 中山
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雅夫 中山
栄樹 平井
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栄樹 平井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit deterioration of a diaphragm from deteriorating performance of a liquid jet head.SOLUTION: A liquid jet head includes: a diaphragm 50; and a piezoelectric element 300 formed on a second vibration film 52 of the diaphragm 50. The piezoelectric element 300 includes: an active part 320 in which a first electrode 60, a piezoelectric layer 70 covering the first electrode 60, and a second electrode 80 covering the piezoelectric layer 70 are laminated; and a non-active part 330 in which at least one of the piezoelectric layer 70 and the second electrode 80 are disposed. The non-active part 330 has an opening part 53 which exposes the second vibration film 52. The opening part 53 is covered by a protection film 400.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、及び液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head, a method for manufacturing the liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head.

従来、液体噴射ヘッドを備えたインクジェットプリンターが知られている。液体噴射ヘッドは、圧力室が設けられた流路形成基板と、圧力室に連通された振動板と、振動板の上に形成された圧電素子とを有している。液体噴射ヘッドでは、振動板を振動させて圧力室の圧力を変化させることで、インク等の液滴を噴射(吐出)する。圧電素子は、第1電極と圧電体層と第2電極とが振動板の上に順に積層された部分(能動部)と、圧電体層と第2電極とが振動板の上に順に積層された部分(非能動部)とを有している。第1電極は島状に複数形成され、圧電体層及び第2電極は複数の第1電極に跨って形成されている。第1電極と第2電極との間に信号を印加することで能動部の圧電体層が伸長し、振動板が振動する。   Conventionally, an ink jet printer including a liquid ejecting head is known. The liquid ejecting head includes a flow path forming substrate provided with a pressure chamber, a vibration plate communicating with the pressure chamber, and a piezoelectric element formed on the vibration plate. In the liquid ejecting head, droplets such as ink are ejected (discharged) by vibrating the vibration plate to change the pressure in the pressure chamber. The piezoelectric element includes a portion (active portion) in which a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode are sequentially stacked on a vibration plate, and a piezoelectric layer and a second electrode are sequentially stacked on the vibration plate. Part (inactive part). A plurality of first electrodes are formed in an island shape, and the piezoelectric layer and the second electrode are formed across the plurality of first electrodes. By applying a signal between the first electrode and the second electrode, the piezoelectric layer of the active part expands and the diaphragm vibrates.

例えば、非能動部の第2電極に開口を設けた液体噴射ヘッドが提案されている(特許文献1)。非能動部に設けられた第2電極は、振動板の振動を抑制するので、非能動部の第2電極に開口を設けると振動板が振動しやすくなる。よって、特許文献1に記載の液体噴射ヘッドでは、振動板の変位量が大きくなり、液滴の吐出量を大きくすることができる。   For example, a liquid ejecting head in which an opening is provided in a second electrode of an inactive portion has been proposed (Patent Document 1). Since the second electrode provided in the inactive part suppresses vibration of the diaphragm, if the opening is provided in the second electrode of the inactive part, the diaphragm is likely to vibrate. Therefore, in the liquid jet head described in Patent Document 1, the displacement amount of the diaphragm is increased, and the droplet discharge amount can be increased.

特開2010−208138号公報JP 2010-208138 A

ところが、特許文献1に記載の液体噴射ヘッドでは、振動板の変位量が大きくなりすぎると振動板にクラックが生じ、振動板が劣化し、液体噴射ヘッドの性能が低下するおそれがあった。   However, in the liquid ejecting head described in Patent Document 1, if the displacement amount of the diaphragm becomes too large, the diaphragm is cracked, the diaphragm is deteriorated, and the performance of the liquid ejecting head may be lowered.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用に係る液体噴射ヘッドは、振動板と、前記振動板の第1面に形成された圧電素子と、を含み、前記圧電素子は、第1の導電層と、前記第1の導電層を覆う圧電体層と、前記圧電体層を覆う第2の導電層とが順に積層された能動部と、前記圧電体層及び前記第2の導電層の少なくとも一方が配置された非能動部と、を有し、前記非能動部は、前記第1面を露出する開口部を有し、前記開口部は、保護膜で覆われていることを特徴とする。   Application Example 1 A liquid jet head according to this application includes a diaphragm and a piezoelectric element formed on a first surface of the diaphragm, and the piezoelectric element includes a first conductive layer, the first conductive layer, and the first conductive layer. An active portion in which a piezoelectric layer covering one conductive layer and a second conductive layer covering the piezoelectric layer are sequentially stacked, and at least one of the piezoelectric layer and the second conductive layer is disposed. A non-active portion, wherein the non-active portion has an opening exposing the first surface, and the opening is covered with a protective film.

本適用例によれば、開口部で露出された振動板は保護膜で覆われている(保護されている)ので、振動板が大きく変位(振動)した場合であっても振動板にクラックなどが生じにくくなる。すなわち、開口部で露出された振動板を保護膜で保護することで振動板が劣化しにくくなり、振動板の変位量効率を引き上げ、かつ信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供することができる。   According to this application example, since the diaphragm exposed at the opening is covered (protected) by the protective film, even if the diaphragm is greatly displaced (vibrated), the diaphragm is cracked. Is less likely to occur. In other words, the diaphragm exposed at the opening is protected by the protective film, so that the diaphragm is less likely to be deteriorated, the displacement amount efficiency of the diaphragm is increased, and a highly reliable liquid jet head can be provided.

[適用例2]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記保護膜は樹脂であることが好ましい。   Application Example 2 In the liquid jet head according to the application example, it is preferable that the protective film is a resin.

樹脂は柔軟性を有しているので、振動板が変位してもクラックが生じにくく、保護膜の劣化が抑制される。   Since the resin has flexibility, even if the diaphragm is displaced, cracks are hardly generated, and deterioration of the protective film is suppressed.

[適用例3]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記振動板は、前記第1面を構成する第1部材と、前記第1部材の前記第1の導電層と反対側に配置された第2部材と、を有し、前記開口部で露出された前記第1部材は、前記開口部で露出されていない前記第1部材よりも薄いことが好ましい。   Application Example 3 In the liquid jet head according to the application example described above, the diaphragm is disposed on the opposite side of the first member constituting the first surface and the first conductive layer of the first member. It is preferable that the first member exposed at the opening is thinner than the first member not exposed at the opening.

開口部で露出された第1部材を薄くし、振動板に薄くした領域を設けると、振動板の変位を大きくすることができる。   Displacement of the diaphragm can be increased by thinning the first member exposed at the opening and providing a thinned area on the diaphragm.

[適用例4]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記第2の導電層は、前記開口部を囲み前記圧電体層から張り出した第1部分と、前記圧電体層を覆う第2部分とを有し、前記保護膜は、前記第1部分の少なくとも一部を覆うように形成されていることが好ましい。   Application Example 4 In the liquid jet head according to the application example described above, the second conductive layer includes a first portion that surrounds the opening and projects from the piezoelectric layer, and a second portion that covers the piezoelectric layer. It is preferable that the protective film is formed so as to cover at least a part of the first portion.

保護膜は、第2の導電層の第2部分を覆っていないので、第2の導電層の第2部分の変位が抑制されない。   Since the protective film does not cover the second portion of the second conductive layer, the displacement of the second portion of the second conductive layer is not suppressed.

[適用例5]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記第2の導電層は、前記開口部を囲み前記圧電体層から張り出した第1部分と、前記圧電体層を覆う第2部分とを有し、前記保護膜は、前記第1部分と前記第2部分の少なくとも一部とを覆うように形成されていることが好ましい。   Application Example 5 In the liquid jet head according to the application example, the second conductive layer includes a first part that surrounds the opening and projects from the piezoelectric layer, and a second part that covers the piezoelectric layer. The protective film is preferably formed so as to cover at least a part of the first part and the second part.

第2の導電層の第1部分及び第2の導電層の第2部分の少なくとも一部は、保護膜で覆われているので、第2の導電層の第1部分及び第2の導電層の第2部分の劣化を抑制することができる。   Since at least a part of the first portion of the second conductive layer and the second portion of the second conductive layer are covered with the protective film, the first portion of the second conductive layer and the second conductive layer Deterioration of the second part can be suppressed.

[適用例6]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記保護膜のヤング率は、前記第2の導電層のヤング率よりも小さいことが好ましい。   Application Example 6 In the liquid jet head according to the application example described above, it is preferable that the Young's modulus of the protective film is smaller than the Young's modulus of the second conductive layer.

保護膜のヤング率は第2の導電層のヤング率よりも小さいので、保護膜は第2の導電層よりも柔軟性に優れ、大きく変位しても劣化しにくくなる。   Since the Young's modulus of the protective film is smaller than the Young's modulus of the second conductive layer, the protective film is more flexible than the second conductive layer and hardly deteriorates even when displaced greatly.

[適用例7]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記保護膜のヤング率は10GPa以下であることが好ましい。   Application Example 7 In the liquid jet head according to the application example described above, it is preferable that the Young's modulus of the protective film is 10 GPa or less.

保護膜のヤング率は10GPa以下と小さいので、柔軟性に優れ、大きく変位しても劣化しにくくなる。   Since the Young's modulus of the protective film is as small as 10 GPa or less, the protective film is excellent in flexibility and hardly deteriorates even when displaced greatly.

[適用例8]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記保護膜は、引っ張り応力を有する膜であることが好ましい。   Application Example 8 In the liquid jet head according to the application example, it is preferable that the protective film is a film having a tensile stress.

保護膜が引っ張り応力を有していると、保護膜が圧縮応力を有している場合と比べて、振動板の変位を抑制する力が強くなる。   When the protective film has a tensile stress, the force for suppressing the displacement of the diaphragm is stronger than when the protective film has a compressive stress.

[適用例9]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは、前記保護膜は、導電性を有していることが好ましい。   Application Example 9 In the liquid jet head according to the application example described above, it is preferable that the protective film has conductivity.

保護膜が導電性を有していると、非能動部における第2の導電層で構成される配線を低抵抗化することができる。   When the protective film has conductivity, the resistance of the wiring composed of the second conductive layer in the inactive portion can be reduced.

[適用例10]本適用例に記載の液体噴射装置は、上記適用例に記載の液体噴射ヘッドを有していることを特徴とする。   Application Example 10 A liquid ejecting apparatus according to this application example includes the liquid ejecting head according to the application example.

上記適用例に記載の液体噴射ヘッドは高い信頼性を有しているので、当該液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置も高い信頼性を有す。   Since the liquid ejecting head described in the application example has high reliability, the liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head also has high reliability.

[適用例11]本適用例に記載の液体噴射ヘッドの製造方法は、振動板と前記振動板の第1面に形成された圧電素子とを含む液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記圧電素子は、第1の導電層と圧電体層と第2の導電層とが順に積層された能動部と、前記圧電体層及び前記第2の導電層の少なくとも一方が積層された非能動部と、を有し、前記第1面に前記第1の導電層を形成する工程と、前記圧電体層を形成する工程と、第2の導電層を形成する工程と、前記非能動部に前記第1面を露出する開口部を形成する工程と、感光性樹脂材料によって前記開口部を覆う保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。   Application Example 11 A liquid jet head manufacturing method according to this application example is a liquid jet head manufacturing method including a vibration plate and a piezoelectric element formed on a first surface of the vibration plate. The element includes an active portion in which a first conductive layer, a piezoelectric layer, and a second conductive layer are sequentially stacked, and an inactive portion in which at least one of the piezoelectric layer and the second conductive layer is stacked. A step of forming the first conductive layer on the first surface, a step of forming the piezoelectric layer, a step of forming a second conductive layer, and the first portion on the inactive portion. The method includes a step of forming an opening that exposes one surface and a step of forming a protective film that covers the opening with a photosensitive resin material.

本適用例の製造方法によれば、開口部で露出された振動板は保護膜で覆われている(保護されている)ので、振動板が大きく変位(振動)した場合であっても振動板にクラックなどが生じにくくなる。すなわち、開口部で露出された振動板を保護膜で保護することで振動板が劣化しにくくなり、振動板の変位量効率を引き上げ、かつ信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供することができる。   According to the manufacturing method of this application example, since the diaphragm exposed at the opening is covered (protected) by the protective film, even if the diaphragm is greatly displaced (vibrated), the diaphragm Cracks are less likely to occur. In other words, the diaphragm exposed at the opening is protected by the protective film, so that the diaphragm is less likely to be deteriorated, the displacement amount efficiency of the diaphragm is increased, and a highly reliable liquid jet head can be provided.

さらに、感光性樹脂材料を使用したフォトリソプロセスで保護膜を形成するので、例えば保護膜を形成(成膜)する工程や保護膜をエッチング(パターニング)する工程が簡略化され、保護膜を形成する工程を短縮化し、液体噴射ヘッドの生産性を高めることができる。   Further, since the protective film is formed by a photolithography process using a photosensitive resin material, for example, the process of forming (film forming) the protective film and the process of etching (patterning) the protective film are simplified, and the protective film is formed. The process can be shortened and the productivity of the liquid jet head can be increased.

[適用例12]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記開口部を形成する工程は、前記振動板をエッチングし前記振動板を薄くする工程を含むことが好ましい。   Application Example 12 In the method of manufacturing a liquid jet head according to the application example described above, it is preferable that the step of forming the opening includes a step of etching the diaphragm and thinning the diaphragm.

振動板をエッチングし振動板が薄くなった領域を設けると、振動板の変位を大きくすることができる。   When the diaphragm is etched to provide a region where the diaphragm is thinned, the displacement of the diaphragm can be increased.

[適用例13]上記適用例に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、前記保護膜を形成する工程では、前記保護膜を前記能動部に跨って形成することが好ましい。   Application Example 13 In the method of manufacturing a liquid jet head according to the application example described above, in the step of forming the protective film, the protective film is preferably formed across the active portion.

保護膜を能動部に跨って形成すると、能動部の振動板が保護され、能動部の振動板にクラックなどの劣化が生じにくくなる。   When the protective film is formed across the active part, the diaphragm of the active part is protected, and it is difficult for the diaphragm of the active part to be deteriorated such as a crack.

実施形態1に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the liquid ejecting head according to the first embodiment. 流路形成基板と振動基板とが配置された部分の断面図。Sectional drawing of the part by which the flow-path formation board | substrate and the vibration board | substrate are arrange | positioned. 実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を示す工程フロー。5 is a process flow illustrating a method for manufacturing a liquid jet head according to an embodiment. 図3に示す工程フローの主要な工程を経た後の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state after passing through the main processes of the process flow shown in FIG. 図3に示す工程フローの主要な工程を経た後の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state after passing through the main processes of the process flow shown in FIG. 図3に示す工程フローの主要な工程を経た後の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state after passing through the main processes of the process flow shown in FIG. 実施形態2に係る圧電素子の概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric element according to a second embodiment. 実施形態3に係る圧電素子の概略断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric element according to a third embodiment. 実施形態4に係る液体噴射装置の構成を示す概略図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a liquid ejecting apparatus according to a fourth embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. In each of the following drawings, the scale of each layer or each part is made different from the actual scale so that each layer or each part can be recognized on the drawing.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。図2は、図1のA−A’線に沿った部分、つまり流路形成基板と振動基板とが配置された部分の断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the liquid jet head according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along the line AA ′ in FIG. 1, that is, a portion where the flow path forming substrate and the vibration substrate are arranged.

図1に示すように、液体噴射ヘッド1000では、ノズルプレート20と、流路形成基板10と、振動基板350と、保護基板30とが順に積層されている。   As shown in FIG. 1, in the liquid ejecting head 1000, the nozzle plate 20, the flow path forming substrate 10, the vibration substrate 350, and the protective substrate 30 are sequentially stacked.

ノズルプレート20は、複数のノズル開口21を有し、接着剤や熱溶着フィルム等によって流路形成基板10に接合されている。
以降の説明では、ノズル開口21が配置された方向をX方向とし、X方向と交差する方向をY方向とする。さらに、ノズルプレート20から保護基板30に向かう方向、すなわち液体噴射ヘッドの厚さ方向をZ方向とする。
The nozzle plate 20 has a plurality of nozzle openings 21 and is joined to the flow path forming substrate 10 by an adhesive, a heat welding film, or the like.
In the following description, the direction in which the nozzle openings 21 are arranged is the X direction, and the direction that intersects the X direction is the Y direction. Further, the direction from the nozzle plate 20 toward the protective substrate 30, that is, the thickness direction of the liquid jet head is defined as the Z direction.

流路形成基板10は、隔壁部11と、圧力発生室12と、を有している。圧力発生室12のZ方向に向かって、振動基板350の構成要素である振動板50が形成されている。振動板50は、流路形成基板10の上方側に配置された第1振動膜51と、圧電素子300の側に配置された第2振動膜52と、を備えている。第1電極60と、圧電体層70と、第1振動膜51と第2振動膜52の少なくとも一部で囲まれた部分が圧力発生室12となる。
第1振動膜51は「第2部材」の一例であり、第2振動膜52は「第1部材」の一例である。
The flow path forming substrate 10 includes a partition wall portion 11 and a pressure generation chamber 12. A diaphragm 50 that is a component of the vibration substrate 350 is formed in the Z direction of the pressure generation chamber 12. The vibration plate 50 includes a first vibration film 51 disposed on the upper side of the flow path forming substrate 10 and a second vibration film 52 disposed on the piezoelectric element 300 side. A portion surrounded by at least a part of the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, the first vibration film 51, and the second vibration film 52 becomes the pressure generation chamber 12.
The first diaphragm 51 is an example of a “second member”, and the second diaphragm 52 is an example of a “first member”.

圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路面は、流路形成基板10と振動板50(第2振動膜52)とで構成されている。   The liquid flow path such as the pressure generating chamber 12 is formed by anisotropically etching the flow path forming substrate 10 from one surface, and the liquid flow path surface such as the pressure generating chamber 12 is vibrated with the flow path forming substrate 10. It is comprised with the board 50 (2nd vibration film 52).

流路形成基板10のZ方向に向かって振動基板350が形成されている。振動基板350は、振動板50と、圧電素子300と、を有している。   A vibration substrate 350 is formed in the Z direction of the flow path forming substrate 10. The vibration substrate 350 includes the vibration plate 50 and the piezoelectric element 300.

振動板50は、第1振動膜51と、第2振動膜52とで構成されている。第1振動膜51は、例えば、厚さが0.5μmの弾性を持つ膜である。第2振動膜52は、厚さが0.2μmの弾性絶縁性を持つ膜である。第2振動膜52の第1振動膜51と反対側の面(Z(+)方向側の面)には、圧電素子300が形成されている。
なお、圧電素子300が形成された第2振動膜52の面は、「第1面」の一例である。
The diaphragm 50 includes a first diaphragm 51 and a second diaphragm 52. The first vibration film 51 is a film having an elasticity of 0.5 μm, for example. The second vibration film 52 is a film having an elastic insulating property with a thickness of 0.2 μm. A piezoelectric element 300 is formed on the surface of the second vibration film 52 opposite to the first vibration film 51 (the surface on the Z (+) direction side).
The surface of the second vibration film 52 on which the piezoelectric element 300 is formed is an example of a “first surface”.

圧電素子300は、第2振動膜52のZ方向に、厚さが概略0.2μmの第1電極60と、厚さが概略1.0μmの圧電体層70と、厚さが概略0.05μmの第2電極80とが順に積層されている。第1電極60は、Y方向に延びた形状を有しており、X方向に沿って複数配置されている。圧電体層70は、第1電極60の上方面の少なくとも一部を覆う形で形成されており、第1電極60と同じく、Y方向に延びた形状を有し、X方向に沿って複数配置されている。第2電極80は、圧電体層70を覆う形で形成されている。   The piezoelectric element 300 includes a first electrode 60 having a thickness of approximately 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of approximately 1.0 μm, and a thickness of approximately 0.05 μm in the Z direction of the second vibration film 52. The second electrode 80 is sequentially laminated. The first electrode 60 has a shape extending in the Y direction, and a plurality of first electrodes 60 are arranged along the X direction. The piezoelectric layer 70 is formed so as to cover at least a part of the upper surface of the first electrode 60. Like the first electrode 60, the piezoelectric layer 70 has a shape extending in the Y direction and is arranged in a plurality along the X direction. Has been. The second electrode 80 is formed so as to cover the piezoelectric layer 70.

以下、振動基板350の圧電素子300について、さらに詳細に説明する。
図2に示すように、圧電素子300において、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とが重なった部分が能動部320(P1)となり、第1電極60が形成されていない部分(圧電体層及び第2電極の少なくとも一方が配置された部分)が非能動部330(P2)となる。圧電素子300を構成する第1電極60は圧力発生室12毎に切り分けられ、圧電素子300毎に独立する個別電極を構成する。第1電極60は、圧力発生室12の幅よりも狭い幅で形成されている。第1電極60のX方向の端部は、圧力発生室12に対向する領域の内側に位置している。第1電極60のY方向の端部は、それぞれ圧力発生室12の外側まで延設されている。第1電極60の材料は、金属材料であれば特に限定されないが、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等が好適に用いられる。
Hereinafter, the piezoelectric element 300 of the vibration substrate 350 will be described in more detail.
As shown in FIG. 2, in the piezoelectric element 300, the portion where the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80 overlap becomes the active portion 320 (P1), and the portion where the first electrode 60 is not formed. (A portion where at least one of the piezoelectric layer and the second electrode is disposed) becomes the inactive portion 330 (P2). The first electrode 60 constituting the piezoelectric element 300 is divided for each pressure generating chamber 12 and constitutes an individual electrode independent for each piezoelectric element 300. The first electrode 60 is formed with a width narrower than the width of the pressure generating chamber 12. The end of the first electrode 60 in the X direction is located inside the region facing the pressure generation chamber 12. The end portions of the first electrode 60 in the Y direction are extended to the outside of the pressure generation chamber 12, respectively. Although the material of the 1st electrode 60 will not be specifically limited if it is a metal material, For example, platinum (Pt), iridium (Ir), etc. are used suitably.

図示を省略するが、圧電体層70のY方向の端部は、第1電極60の端部よりも内側に位置しており、第1電極60のX方向の端部は圧電体層70によって覆われている。圧力発生室12のX方向の端部における圧電体層70の端部は、第1電極60の端部よりも外側(圧力発生室12側)に位置している。   Although not shown, the end of the piezoelectric layer 70 in the Y direction is located inside the end of the first electrode 60, and the end of the first electrode 60 in the X direction is formed by the piezoelectric layer 70. Covered. The end of the piezoelectric layer 70 at the end of the pressure generation chamber 12 in the X direction is located on the outer side (the pressure generation chamber 12 side) than the end of the first electrode 60.

圧電体層70のY方向の外側まで延設された第1電極60には、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が接続されている。図示は省略するが、このリード電極90は、駆動回路等に繋がる接続配線が接続される端子部を構成する。   A lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) or the like is connected to the first electrode 60 extending to the outside in the Y direction of the piezoelectric layer 70. Although not shown, the lead electrode 90 constitutes a terminal portion to which connection wiring connected to a drive circuit or the like is connected.

圧電体層70は、各圧力発生室12に対して独立して形成される。振動板50の圧力発生室12のX方向端部に対向する部分(いわゆる振動板50の腕部)の剛性が抑えられるため、圧電素子300を良好に変位させることができる。   The piezoelectric layer 70 is formed independently for each pressure generating chamber 12. Since the rigidity of the portion (so-called arm portion of the diaphragm 50) facing the X direction end of the pressure generating chamber 12 of the diaphragm 50 is suppressed, the piezoelectric element 300 can be displaced favorably.

圧電体層70は、第1電極60のZ方向に形成される電気機械変換作用を示す強誘電性セラミックス材料からなるペロブスカイト構造の結晶膜(ペロブスカイト型結晶)から形成される。圧電体層70の材料は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電材料や、酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。本実施形態では、圧電体層70として、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた。   The piezoelectric layer 70 is formed from a crystal film (perovskite crystal) having a perovskite structure made of a ferroelectric ceramic material having an electromechanical conversion effect and formed in the Z direction of the first electrode 60. As the material of the piezoelectric layer 70, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) or a material added with a metal oxide such as niobium oxide, nickel oxide, or magnesium oxide can be used. . In the present embodiment, lead zirconate titanate (PZT) is used as the piezoelectric layer 70.

第2電極80は、圧電体層70上に対して連続的に設けられ、複数の圧電素子300に共通する共通電極として構成される。X方向において、第2電極80の端部は圧電体層70の端部よりも外側に位置している。つまり、圧電体層70の端部は第2電極80によって覆われている。第2電極80の材料は、金属材料であれば特に限定されないが、例えば、イリジウム(Ir)等が好適に用いられる。   The second electrode 80 is provided continuously on the piezoelectric layer 70 and is configured as a common electrode common to the plurality of piezoelectric elements 300. In the X direction, the end of the second electrode 80 is located outside the end of the piezoelectric layer 70. That is, the end portion of the piezoelectric layer 70 is covered with the second electrode 80. Although the material of the 2nd electrode 80 will not be specifically limited if it is a metal material, For example, iridium (Ir) etc. are used suitably.

圧電素子300は、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加することで変位が生じる。両電極の間に電圧を印加することで、第1電極60と第2電極80とで挟まれている圧電体層70に圧電歪みが生じる。両電極に電圧を印加した際に、能動部320(P1)では圧電体層70に圧電歪みが生じ、非能動部330(P2)では圧電体層70に圧電歪みが生じにくい。   The piezoelectric element 300 is displaced by applying a voltage between the first electrode 60 and the second electrode 80. By applying a voltage between the two electrodes, piezoelectric strain is generated in the piezoelectric layer 70 sandwiched between the first electrode 60 and the second electrode 80. When a voltage is applied to both electrodes, piezoelectric distortion occurs in the piezoelectric layer 70 in the active part 320 (P1), and piezoelectric distortion hardly occurs in the piezoelectric layer 70 in the inactive part 330 (P2).

本実施形態では、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80の全てが圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。能動部320が圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。   In the present embodiment, all of the first electrode 60, the piezoelectric layer 70, and the second electrode 80 are continuously provided to the outside of the pressure generation chamber 12. The active part 320 is continuously provided to the outside of the pressure generation chamber 12.

非能動部330に配置されている第2電極80の第2部分81には、第2振動膜52を露出させる開口部53が設けられている。換言すれば、圧電素子300が形成された第2振動膜52の面を露出させる開口部53が設けられている。
開口部53の位置は、第2電極80の第2部分81内(振動板50の腕部)であればよく、特に限定されない。開口部53の形状は、第2振動膜52の少なくとも一部の上面を露出させることができれば、特に限定されない。
The second portion 81 of the second electrode 80 disposed in the inactive portion 330 is provided with an opening 53 that exposes the second vibrating membrane 52. In other words, the opening 53 that exposes the surface of the second vibration film 52 on which the piezoelectric element 300 is formed is provided.
The position of the opening 53 may be in the second portion 81 of the second electrode 80 (the arm of the diaphragm 50), and is not particularly limited. The shape of the opening 53 is not particularly limited as long as at least a part of the upper surface of the second vibration film 52 can be exposed.

開口部53と圧電体層70との間で、圧電体層70から第2電極80が張り出した部分が、第2電極80の第2部分81となる。以降、第2電極80の第2部分81を、第2電極張り出し部81と称す。開口部53で露出された第2振動膜52は、開口部53が設けられていない部分の第2振動膜52より薄くなっている。
なお、第2電極80の第2部分81(第2電極張り出し部81)は、本発明における「第1部分」の一例である。また、圧電体層70を覆う部分の第2電極80は、「第2部分」の一例である。
A portion where the second electrode 80 protrudes from the piezoelectric layer 70 between the opening 53 and the piezoelectric layer 70 becomes a second portion 81 of the second electrode 80. Hereinafter, the second portion 81 of the second electrode 80 is referred to as a second electrode protruding portion 81. The second vibrating membrane 52 exposed through the opening 53 is thinner than the portion of the second vibrating membrane 52 where the opening 53 is not provided.
The second portion 81 (second electrode projecting portion 81) of the second electrode 80 is an example of the “first portion” in the present invention. The portion of the second electrode 80 that covers the piezoelectric layer 70 is an example of a “second portion”.

保護膜400は、有機材料で構成される樹脂である。保護膜400は、例えばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、珪素系樹脂及びフッ素系樹脂から選択される少なくとも一つを含む。なお、保護膜400は、例えば、フォトリソグラフィー法、スピンコート法、スプレー法などの溶液塗布法である液相成膜により形成することができる。   The protective film 400 is a resin made of an organic material. The protective film 400 includes at least one selected from, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a silicon resin, and a fluorine resin. In addition, the protective film 400 can be formed by liquid phase film-forming which is solution coating methods, such as a photolithography method, a spin coat method, and a spray method, for example.

詳しくは、保護膜400は、感光性ポリイミド(ヤング率:約10GPa)を用いて、フォトリソグラフィー法によって形成された樹脂である。保護膜400は、開口部53、及び第2電極張り出し部81の少なくとも一部を保護するように(覆うように)形成されている。換言すれば、圧電素子300が形成された第2振動膜52の面を露出させる開口部53は、保護膜400で覆われている。   Specifically, the protective film 400 is a resin formed by photolithography using photosensitive polyimide (Young's modulus: about 10 GPa). The protective film 400 is formed so as to protect (cover) at least a part of the opening 53 and the second electrode projecting portion 81. In other words, the opening 53 that exposes the surface of the second vibration film 52 on which the piezoelectric element 300 is formed is covered with the protective film 400.

保護膜400は、第2電極張り出し部81と開口部53とに跨って形成され、保護膜400の膜厚は、約0.4μmである。保護膜400を、開口部53及び第2電極張り出し部81の少なくとも一部を保護するように形成することによって、例えば振動板50の変位量が大きくなりすぎ振動板50にクラックが生じ、振動板50が劣化するという不具合を抑制することができる。すなわち、保護膜400を設けることによって、振動板50にクラック等が生じにくくなる。   The protective film 400 is formed across the second electrode projecting portion 81 and the opening 53, and the thickness of the protective film 400 is about 0.4 μm. By forming the protective film 400 so as to protect at least a part of the opening 53 and the second electrode projecting portion 81, for example, the displacement amount of the diaphragm 50 becomes too large, and the diaphragm 50 is cracked. The problem that 50 deteriorates can be suppressed. That is, providing the protective film 400 makes it difficult for cracks or the like to occur in the diaphragm 50.

さらに、保護膜400は、例えば導電性を有する樹脂(導電性有機材料)であってもよい。導電性を有する樹脂としては、例えばポリチオフェン系樹脂、ポリアセチレン系樹脂、ポリアニリン系樹脂、ポリピロール系樹脂から選択される少なくとも一つを含む導電性樹脂(導電性高分子)が挙げられる。導電性を有する樹脂で構成される保護膜400は、例えば、インクジェット法などの溶液塗布法である液相成膜により形成することができる。
保護膜400が導電性を有することで、第2電極80の抵抗を下げることができる。
Further, the protective film 400 may be a conductive resin (conductive organic material), for example. Examples of the conductive resin include a conductive resin (conductive polymer) including at least one selected from a polythiophene resin, a polyacetylene resin, a polyaniline resin, and a polypyrrole resin. The protective film 400 made of a conductive resin can be formed by, for example, liquid phase film formation that is a solution coating method such as an inkjet method.
Since the protective film 400 has conductivity, the resistance of the second electrode 80 can be reduced.

さらに、保護膜400は、例えば酸化シリコン(SiOx)、酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化タンタル(TaOx)、酸化アルミニウム(AlOx)及び酸化チタン(TiOx)の少なくとも一つを含む無機膜(無機材料)であってもよい。保護膜400を無機膜で構成する場合は、保護膜400の構成材料は、例えば無機アモルファス材料である酸化アルミニウム(AlOx)やアルミナ(Al23)を用いることが好ましい。無機膜からなる保護膜400は、例えば、MOD法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法、CVD法等の気相成膜により形成することができる。
保護膜400を無機材料で構成すると、保護膜400を有機材料で構成する場合と比べて、保護膜400が劣化しにくく、保護膜400の信頼性を高めることができる。
Further, the protective film 400 is an inorganic film (inorganic material) including at least one of silicon oxide (SiOx), zirconium oxide (ZrOx), tantalum oxide (TaOx), aluminum oxide (AlOx), and titanium oxide (TiOx), for example. There may be. When the protective film 400 is composed of an inorganic film, it is preferable to use, for example, aluminum oxide (AlOx) or alumina (Al 2 O 3 ), which is an inorganic amorphous material, as the constituent material of the protective film 400. The protective film 400 made of an inorganic film can be formed by vapor phase film formation such as MOD method, sol-gel method, sputtering method, and CVD method, for example.
When the protective film 400 is made of an inorganic material, the protective film 400 is less likely to deteriorate than when the protective film 400 is made of an organic material, and the reliability of the protective film 400 can be improved.

保護膜400は、第2電極80よりもヤング率が小さい材料を用いることが好ましい。つまり、保護膜400は、例えば第2電極80のヤング率である約200GPaよりも小さいヤング率の材料で構成することが好ましい。詳しくは、保護膜400のヤング率は、約1GPa以下であることが好ましい。
第2電極80よりも小さいヤング率の保護膜400を設けることで、能動部320の変位を妨げることなく、能動部320の振動板50や第2電極80を保護することができる。
The protective film 400 is preferably made of a material having a Young's modulus smaller than that of the second electrode 80. That is, the protective film 400 is preferably made of a material having a Young's modulus smaller than about 200 GPa, which is the Young's modulus of the second electrode 80, for example. Specifically, the Young's modulus of the protective film 400 is preferably about 1 GPa or less.
By providing the protective film 400 having a Young's modulus smaller than that of the second electrode 80, the diaphragm 50 and the second electrode 80 of the active part 320 can be protected without hindering the displacement of the active part 320.

保護膜400は、内部応力が引っ張り応力であるのが好ましい。保護膜400の内部応力を引っ張り応力とすることで、能動部を圧力発生室12とは反対側に凸として、変位特性を向上させることができる。なお、内部応力が引っ張り応力である保護膜400は、CVD法などの気相成膜やスピンコート法、フォトリソグラフィー法等の溶液塗布法などの液相成膜により形成することができる。   The protective film 400 preferably has a tensile stress as an internal stress. By using the internal stress of the protective film 400 as a tensile stress, the active portion can be convex on the side opposite to the pressure generation chamber 12 to improve the displacement characteristics. Note that the protective film 400 whose internal stress is tensile stress can be formed by vapor phase film formation such as a CVD method, or liquid phase film formation such as a solution coating method such as a spin coating method or a photolithography method.

保護膜400の構成材料は、靱性を有する材料が好ましい。保護膜400が靱性を有すると、開口部53を保護膜400で覆うことにより、振動板50にクラック等が生じにくくなる。   The constituent material of the protective film 400 is preferably a material having toughness. If the protective film 400 has toughness, the diaphragm 53 is less likely to be cracked by covering the opening 53 with the protective film 400.

本実施形態の液体噴射ヘッド1000は、図示しないが、外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、ノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加する。これにより圧電素子300と共に振動板50がたわみ変形して各圧力発生室12内の圧力が高まり、各ノズル開口21からインク滴が噴射される。   Although not shown, the liquid ejecting head 1000 according to this embodiment takes in ink from an ink introduction port connected to an external ink supply unit, fills the inside with ink until reaching the nozzle opening 21, and then follows a recording signal from a drive circuit. A voltage is applied between the first electrode 60 and the second electrode 80 corresponding to the pressure generation chamber 12. As a result, the diaphragm 50 is bent and deformed together with the piezoelectric element 300 to increase the pressure in each pressure generating chamber 12, and an ink droplet is ejected from each nozzle opening 21.

図3は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を示す工程フローである。図4〜図6は、図2に対応する図であり、図3に示す工程フローの主要な工程を経た後の状態を示す断面図である。
以下、図3〜図6を参照し、本実施形態の液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
FIG. 3 is a process flow showing the method of manufacturing the liquid jet head according to the present embodiment. 4 to 6 are views corresponding to FIG. 2 and are cross-sectional views showing a state after the main steps of the process flow shown in FIG. 3 are performed.
Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 6, a method of manufacturing the liquid jet head according to the present embodiment will be described.

図3に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、第1振動膜51を形成する工程(ステップS1)と、第2振動膜52を形成する工程(ステップS2)と、第1電極60を形成する工程(ステップS3)と、第1電極60をエッチングする工程(ステップS4)と、圧電体層70(圧電体膜74)を形成する工程(ステップS5)と、圧電体層70をエッチングする工程(ステップS6)と、第2電極80を形成する工程(ステップS7)と、第2電極80をエッチングする工程(ステップS8)と、保護膜400を形成する工程(ステップS9)と、を含む。
なお、ステップS3,S4は、「第1面に第1の導電層を形成する工程」の一例である。ステップS5,S6は、「圧電体層を形成する工程」の一例である。ステップS7は、「第2の導電層を形成する工程」の一例である。ステップS8は、「開口部を形成する工程」の一例である。ステップS9は、「保護膜を形成する工程」の一例である。
As shown in FIG. 3, the method of manufacturing the liquid jet head according to the present embodiment includes a step of forming the first vibration film 51 (Step S <b> 1), a step of forming the second vibration film 52 (Step S <b> 2), A step of forming the first electrode 60 (step S3), a step of etching the first electrode 60 (step S4), a step of forming the piezoelectric layer 70 (piezoelectric film 74) (step S5), and a piezoelectric body. The step of etching the layer 70 (step S6), the step of forming the second electrode 80 (step S7), the step of etching the second electrode 80 (step S8), and the step of forming the protective film 400 (step S9). ) And.
Steps S3 and S4 are an example of “a step of forming the first conductive layer on the first surface”. Steps S5 and S6 are an example of “a step of forming a piezoelectric layer”. Step S7 is an example of a “step of forming the second conductive layer”. Step S8 is an example of a “step of forming an opening”. Step S9 is an example of a “step of forming a protective film”.

図4(a)に示すように、ステップS1では、流路形成基板用ウェハー110の表面に第1振動膜51を形成する。流路形成基板用ウェハー110はシリコン基板で構成されており、流路形成基板用ウェハー110(シリコン基板)を熱酸化することによって二酸化シリコンからなる第1振動膜51を形成する。   As shown in FIG. 4A, in step S <b> 1, the first vibration film 51 is formed on the surface of the flow path forming substrate wafer 110. The flow path forming substrate wafer 110 is made of a silicon substrate, and the first vibration film 51 made of silicon dioxide is formed by thermally oxidizing the flow path forming substrate wafer 110 (silicon substrate).

なお、第1振動膜51の構成材料は、二酸化シリコンに限定されず、窒化シリコン膜、ポリシリコン膜、有機膜(ポリイミド、パリレンなど)等であってもよい。第1振動膜51は、スパッタリング法、CVD法、スピンコート法等によって形成してもよい。   The constituent material of the first vibration film 51 is not limited to silicon dioxide, and may be a silicon nitride film, a polysilicon film, an organic film (such as polyimide or parylene), or the like. The first vibration film 51 may be formed by a sputtering method, a CVD method, a spin coating method, or the like.

図4(b)に示すように、ステップS2では、第1振動膜51上に酸化ジルコニウムからなる第2振動膜52を形成する。第2振動膜52は、酸化ジルコニウムに限定されず、酸化チタン(TiO2)、酸化アルミニウム(Al23)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミン酸ランタン(LaAlO3)等を使用してもよい。第2振動膜52を形成する方法としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法等が挙げられる。 As shown in FIG. 4B, in step S <b> 2, the second vibration film 52 made of zirconium oxide is formed on the first vibration film 51. The second vibration film 52 is not limited to zirconium oxide, but is titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), magnesium oxide (MgO), lanthanum aluminate (LaAlO 3 ). Etc. may be used. Examples of the method for forming the second vibration film 52 include a sputtering method, a CVD method, and a vapor deposition method.

図4(c)に示すように、ステップS3では、第2振動膜52上の全面に第1電極60を形成する。第1電極60の構成材料は特に限定されないが、圧電体層70としてチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望まく、例えば第1電極60の構成材料としては白金、イリジウム等を使用することができる。第1電極60は、例えばスパッタリング法やPVD法(物理蒸着法)などの方法で形成することができる。   As shown in FIG. 4C, in step S3, the first electrode 60 is formed on the entire surface of the second vibration film 52. The constituent material of the first electrode 60 is not particularly limited, but when lead zirconate titanate (PZT) is used as the piezoelectric layer 70, it is desirable that the material has little change in conductivity due to diffusion of lead oxide. For example, platinum, iridium, or the like can be used as a constituent material of the first electrode 60. The 1st electrode 60 can be formed by methods, such as sputtering method and PVD method (physical vapor deposition method), for example.

図4(d)に示すように、ステップS4では、第1電極60を傾斜した側面(テーパ形側面)を有するようにパターニングする。第1電極60のパターニングは、例えばイオンミリング等のドライエッチングにより行うことができる。第1電極60は、各能動部320の個別電極として機能するため、ステップS4によって第1電極60を能動部320毎に完全に切り分ける。   As shown in FIG. 4D, in step S4, the first electrode 60 is patterned to have an inclined side surface (tapered side surface). The patterning of the first electrode 60 can be performed by dry etching such as ion milling, for example. Since the 1st electrode 60 functions as an individual electrode of each active part 320, the 1st electrode 60 is completely separated for every active part 320 by Step S4.

ステップS5では、塗布工程と、乾燥工程と、脱脂工程と、焼成工程とを繰り返し、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる圧電体層70を形成する。詳しくは、金属錯体を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布、乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を形成する、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成する。圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal Organic Decomposition)法やスパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法等を用いてもよい。すなわち、圧電体層70は液相法及び気相法の何れかの方法で形成してもよい。   In step S5, the coating process, the drying process, the degreasing process, and the firing process are repeated to form the piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT). Specifically, a so-called sol-gel method is used, in which a so-called sol in which a metal complex is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried and gelled, and further fired at a high temperature to form a piezoelectric layer 70 made of a metal oxide. Thus, the piezoelectric layer 70 is formed. The manufacturing method of the piezoelectric layer 70 is not limited to the sol-gel method, and for example, a MOD (Metal Organic Decomposition) method, a PVD (Physical Vapor Deposition) method such as a sputtering method or a laser ablation method may be used. That is, the piezoelectric layer 70 may be formed by either a liquid phase method or a gas phase method.

圧電体層70の具体的な形成手順としては、PZT前駆体膜である圧電体前駆体膜を成膜する。
まず、第1電極60(結晶種層)が形成された流路形成基板用ウェハー110上に金属錯体を含むゾル(溶液)を塗布する。この金属錯体を塗布する工程が塗布工程である。ゾルの塗布方法は特に限定されず、例えば、スピンコート装置を用いたスピンコート法やスリットコーターを用いたスリットコート法等が挙げられる。
As a specific procedure for forming the piezoelectric layer 70, a piezoelectric precursor film which is a PZT precursor film is formed.
First, a sol (solution) containing a metal complex is applied onto the flow path forming substrate wafer 110 on which the first electrode 60 (crystal seed layer) is formed. The process of applying this metal complex is an application process. The method for applying the sol is not particularly limited, and examples thereof include a spin coat method using a spin coater and a slit coat method using a slit coater.

次に、圧電体前駆体膜を、所定温度に加熱して一定時間乾燥する。この圧電体前駆体膜を乾燥する工程が乾燥工程である。本実施形態では、圧電体前駆体膜を170〜180℃で8〜30分間保持する処理を施している。   Next, the piezoelectric precursor film is heated to a predetermined temperature and dried for a predetermined time. The step of drying the piezoelectric precursor film is a drying step. In this embodiment, a process of holding the piezoelectric precursor film at 170 to 180 ° C. for 8 to 30 minutes is performed.

次に、圧電体前駆体膜を所定温度に加熱して一定時間保持することによって脱脂する。脱脂とは、圧電体前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、NO2、CO2、H2O等として離脱させることである。圧電体膜74を脱脂する工程が脱脂工程である。本実施形態では、圧電体前駆体膜を300〜400℃程度の温度に加熱して約10〜30分保持する。 Next, the piezoelectric precursor film is degreased by heating to a predetermined temperature and holding for a certain period of time. Degreasing is to release organic components contained in the piezoelectric precursor film as, for example, NO 2 , CO 2 , H 2 O, or the like. The process of degreasing the piezoelectric film 74 is a degreasing process. In this embodiment, the piezoelectric precursor film is heated to a temperature of about 300 to 400 ° C. and held for about 10 to 30 minutes.

圧電体前駆体膜を所定温度に加熱し、一定時間保持し、結晶化させ、圧電体膜74を形成する。この圧電体前駆体膜を結晶化させ、圧電体膜74を形成する工程が結晶化工程である。結晶化工程では、昇温レートが概略50℃/sec以上、熱処理温度(結晶化温度)が650℃以上であることが好ましい。   The piezoelectric precursor film is heated to a predetermined temperature, held for a predetermined time, and crystallized to form the piezoelectric film 74. The step of crystallizing the piezoelectric precursor film to form the piezoelectric film 74 is the crystallization step. In the crystallization step, it is preferable that the temperature rising rate is approximately 50 ° C./sec or more and the heat treatment temperature (crystallization temperature) is 650 ° C. or more.

乾燥工程、脱脂工程、及び焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えばホットプレートや、赤外線ランプの照射により加熱するRTP(Rapid Thermal Processing)装置などを用いることができる。   As a heating device used in the drying step, the degreasing step, and the baking step, for example, a hot plate, an RTP (Rapid Thermal Processing) device that heats by irradiation with an infrared lamp, or the like can be used.

図5(a)に示すように、上述した塗布工程と乾燥工程と脱脂工程と焼成工程とかなる圧電体膜74を形成する工程を複数回繰り返すことにより、複数層の圧電体膜74からなる圧電体層70を形成する。圧電体膜74は、第2振動膜52のZ方向に向かって、第1電極60の上面、側面上に亘って連続して形成される。   As shown in FIG. 5A, a piezoelectric film composed of a plurality of layers of piezoelectric films 74 is formed by repeating the process of forming the piezoelectric film 74, which includes the application process, the drying process, the degreasing process, and the baking process, a plurality of times. The body layer 70 is formed. The piezoelectric film 74 is continuously formed over the upper surface and the side surface of the first electrode 60 in the Z direction of the second vibration film 52.

図5(b)に示すように、ステップS6では、圧電体層70を各圧力発生室12に対向する領域にパターニングする。詳しくは、圧電体層70上に所定形状に形成したマスク(図示なし)を設け、このマスクを介して圧電体層70をエッチングする。圧電体層70は例えば反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングでパターニングすることができる。   As shown in FIG. 5B, in step S <b> 6, the piezoelectric layer 70 is patterned in a region facing each pressure generation chamber 12. Specifically, a mask (not shown) formed in a predetermined shape is provided on the piezoelectric layer 70, and the piezoelectric layer 70 is etched through this mask. The piezoelectric layer 70 can be patterned by dry etching such as reactive ion etching or ion milling.

ステップS7では、圧電体層70上及び第2振動膜52のZ方向上に亘って、第2電極80を形成する。第2電極80の材料としては白金(Pt)、イリジウム(Ir)等が好適に用いられる。第2電極80は、例えば、スパッタリング法やPVD法(物理蒸着法)などにより形成することができる。   In step S <b> 7, the second electrode 80 is formed over the piezoelectric layer 70 and the Z direction of the second vibration film 52. As the material of the second electrode 80, platinum (Pt), iridium (Ir), or the like is preferably used. The second electrode 80 can be formed by, for example, a sputtering method or a PVD method (physical vapor deposition method).

図5(c)に示すように、ステップS8では、第2電極80を所定形状にパターニングする。詳しくは、第2電極80を、例えば反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングでパターニングし、圧電体層70から張り出した第2電極張り出し部81と、第2振動膜52を露出させる開口部53とを有する第2電極80を形成する。   As shown in FIG. 5C, in step S8, the second electrode 80 is patterned into a predetermined shape. Specifically, the second electrode 80 is patterned by dry etching such as reactive ion etching or ion milling, for example, and a second electrode projecting portion 81 projecting from the piezoelectric layer 70 and an opening exposing the second vibration film 52 are exposed. 53, the second electrode 80 is formed.

さらに、開口部53を形成した後に第2振動膜52を薄膜化するエッチングを施し、開口部53で露出された第2振動膜52を、開口部53が設けられていない部分の第2振動膜52よりも薄くする。
すなわち、ステップS8の第2電極80をエッチングする工程(開口部53を形成する工程)は、第2振動膜52をエッチングし、第2振動膜52を薄くする工程を含む。
Further, after the opening 53 is formed, etching for thinning the second vibration film 52 is performed, and the second vibration film 52 exposed in the opening 53 is replaced with the second vibration film in a portion where the opening 53 is not provided. Thinner than 52.
That is, the step of etching the second electrode 80 in step S8 (the step of forming the opening 53) includes a step of etching the second vibration film 52 and thinning the second vibration film 52.

つまり、第2電極80をパターニングする際に、第2振動膜52を連続的にエッチングし、製造工程を増やすことなく開口部53で露出された第2振動膜52を薄膜化する。開口部53で露出された第2振動膜52を薄膜化することによって、振動板50(圧電素子300)の変位量を高めることができる。   That is, when patterning the second electrode 80, the second vibration film 52 is continuously etched, and the second vibration film 52 exposed at the opening 53 is thinned without increasing the number of manufacturing steps. The amount of displacement of the diaphragm 50 (piezoelectric element 300) can be increased by reducing the thickness of the second diaphragm 52 exposed at the opening 53.

図5(d)に示すように、ステップS9では、第2電極張り出し部81や開口部53を覆うように保護膜400を形成する。つまり、保護膜400を能動部320に跨って形成する。本実施形態では、感光性ポリイミド等の有機材料からなる保護膜400を、フォトリソグラフィー法によって、第2電極張り出し部81と開口部53を覆うように形成し、開口部53で露出された第2振動膜52を保護膜400で保護する。
感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料を使用したフォトリソプロセスだけで保護膜400を形成するので、例えば保護膜400の成膜工程や保護膜400のエッチング工程などが簡略化され、保護膜400を形成する工程が簡素化され、液体噴射ヘッド1000の生産性を高めることができる。
As shown in FIG. 5D, in step S9, the protective film 400 is formed so as to cover the second electrode projecting portion 81 and the opening 53. That is, the protective film 400 is formed across the active part 320. In this embodiment, the protective film 400 made of an organic material such as photosensitive polyimide is formed by photolithography so as to cover the second electrode projecting portion 81 and the opening 53, and the second film exposed through the opening 53 is formed. The vibration film 52 is protected by the protective film 400.
Since the protective film 400 is formed only by the photolithography process using a photosensitive resin material such as photosensitive polyimide, for example, the film forming process of the protective film 400 and the etching process of the protective film 400 are simplified, and the protective film 400 is formed. Thus, the productivity of the liquid jet head 1000 can be increased.

図6(a)に示すように、振動基板350の上方面に保護基板30を接合した後、流路形成基板用ウェハー110を所定の厚みに薄くする。   As shown in FIG. 6A, after the protective substrate 30 is bonded to the upper surface of the vibration substrate 350, the flow path forming substrate wafer 110 is thinned to a predetermined thickness.

図6(b)に示すように、流路形成基板用ウェハー110にマスク膜を新たに形成し、所定形状にパターニングする。   As shown in FIG. 6B, a mask film is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape.

図6(c)に示すように、流路形成基板用ウェハー110に、KOH等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)を施し、圧電素子300に対向する圧力発生室12等を形成する。   As shown in FIG. 6C, anisotropic etching (wet etching) using an alkaline solution such as KOH is performed on the flow path forming substrate wafer 110, so that the pressure generation chamber 12 facing the piezoelectric element 300 is formed. Form.

流路形成基板用ウェハー110の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。流路形成基板用ウェハー110の保護基板用ウェハー130とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、保護基板用ウェハー130にコンプライアンス基板を接合し、流路形成基板用ウェハー110等を図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって、液体噴射ヘッド1000を形成する。   Unnecessary portions on the outer peripheral edge of the flow path forming substrate wafer 110 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the protective substrate wafer 130 is bonded, and the compliance substrate is bonded to the protective substrate wafer 130. The liquid ejecting head 1000 is formed by dividing the forming substrate wafer 110 and the like into one chip size channel forming substrate 10 and the like as shown in FIG.

本実施形態によれば、開口部53で露出された第2振動膜52を薄膜化することによって、振動基板350の振動効率(変位量)を上げることができる。加えて、保護膜400によって非能動部330の振動板50を保護し、振動板50のクラック等の劣化を未然に防止することができる。
従って、より高品質で高信頼性の液体噴射ヘッド1000を得ることができる。
According to the present embodiment, the vibration efficiency (displacement amount) of the vibration substrate 350 can be increased by reducing the thickness of the second vibration film 52 exposed at the opening 53. In addition, the diaphragm 50 of the inactive portion 330 can be protected by the protective film 400, and deterioration of the diaphragm 50 such as cracks can be prevented.
Therefore, the liquid jet head 1000 with higher quality and higher reliability can be obtained.

さらに、本実施形態では、各圧電素子300の圧電体層70が連続的に設けられた構成を有しているが、圧電体層70は、圧電素子300毎に独立して設けられた構成であってもよい。   Further, in the present embodiment, the piezoelectric layer 70 of each piezoelectric element 300 is continuously provided, but the piezoelectric layer 70 is provided independently for each piezoelectric element 300. There may be.

(実施形態2)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
(Embodiment 2)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.

図7は、図2に対応する図であり、実施形態2に係る圧電素子の概略断面図である。
本実施形態の液体噴射ヘッドでは、保護膜400の形状が実施形態1の液体噴射ヘッド1000と異なる。この点が本実施形態と実施形態1との相違点であり、他の構成は本実施形態と実施形態1とで同じである。
以下、図7を参照し、本実施形態に係る液体噴射ヘッドを、実施形態1に係る液体噴射ヘッド1000との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 2 and a schematic cross-sectional view of the piezoelectric element according to the second embodiment.
In the liquid jet head of this embodiment, the shape of the protective film 400 is different from that of the liquid jet head 1000 of the first embodiment. This is the difference between the present embodiment and the first embodiment, and other configurations are the same between the present embodiment and the first embodiment.
Hereinafter, with reference to FIG. 7, the liquid ejecting head according to the present embodiment will be described focusing on differences from the liquid ejecting head 1000 according to the first embodiment. Moreover, about the same component as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施形態1では、保護膜400を、開口部53と、第2電極張り出し部81の少なくとも一部とを覆うように(保護するように)形成したが、これに限定されない。
保護膜400は、図7に示すように、開口部53と、第2電極張り出し部81と、第2電極80の圧電体層70を覆う部分の少なくとも一部とを覆うように(保護するように)形成してもよい。さらに、保護膜400が有機材料で構成されるものに限定されず、保護膜400が他の材料(例えば、無機材料)で構成されていてもよい。
In the first embodiment, the protective film 400 is formed so as to cover (protect) the opening 53 and at least a part of the second electrode projecting portion 81, but is not limited thereto.
As shown in FIG. 7, the protective film 400 covers (protects) the opening 53, the second electrode projecting portion 81, and at least part of the portion of the second electrode 80 that covers the piezoelectric layer 70. To). Furthermore, the protective film 400 is not limited to the one made of an organic material, and the protective film 400 may be made of another material (for example, an inorganic material).

実施形態1と同様にフォトリソグラフィー法によって、開口部53と、第2電極張り出し部81と、第2電極80の圧電体層70を覆う部分の少なくとも一部とを覆うように(保護するように)、保護膜400を形成する。さらに、保護膜400の膜厚は、実施形態1の保護膜400の膜厚(約0.4μm)よりも厚くなっている。   As in the first embodiment, the opening 53, the second electrode projecting portion 81, and at least a part of the portion of the second electrode 80 that covers the piezoelectric layer 70 are covered (so as to be protected) by photolithography. ), A protective film 400 is formed. Further, the protective film 400 is thicker than the protective film 400 of the first embodiment (about 0.4 μm).

実施形態1と比べて、保護膜400をより広く形成し、さらに保護膜400の膜厚を厚くすることによって、振動板50のクラック等による劣化をより強く抑制することができる。   Compared with the first embodiment, the protective film 400 is formed wider, and the protective film 400 is made thicker, whereby deterioration due to cracks or the like of the diaphragm 50 can be more strongly suppressed.

(実施形態3)
図8は、図2に対応する図であり、実施形態3に係る圧電素子の概略断面図である。
本実施形態の液体噴射ヘッドでは、保護膜400の形状が実施形態1の液体噴射ヘッド1000及び実施形態2の液体噴射ヘッドと異なる。この点が本実施形態と、実施形態1及び実施形態2との相違点であり、他の構成は同じである。
(Embodiment 3)
FIG. 8 corresponds to FIG. 2 and is a schematic cross-sectional view of the piezoelectric element according to the third embodiment.
In the liquid jet head of the present embodiment, the shape of the protective film 400 is different from the liquid jet head 1000 of the first embodiment and the liquid jet head of the second embodiment. This is the difference between the present embodiment and the first and second embodiments, and the other configurations are the same.

以下、図8を参照し、本実施形態に係る液体噴射ヘッドを、実施形態1に係る液体噴射ヘッド1000との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, with reference to FIG. 8, the liquid ejecting head according to the present embodiment will be described focusing on differences from the liquid ejecting head 1000 according to the first embodiment. Moreover, about the same component as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図8に示すように、保護膜400は、圧電素子300を全て保護するように形成されている。つまり、実施形態1と同様にフォトリソグラフィー法だけで保護膜400を形成し、保護膜400は圧電素子300の上面も保護する(覆う)ように形成されている。   As shown in FIG. 8, the protective film 400 is formed so as to protect the entire piezoelectric element 300. That is, as in the first embodiment, the protective film 400 is formed only by the photolithography method, and the protective film 400 is formed so as to protect (cover) the upper surface of the piezoelectric element 300.

本実施形態では、実施形態1及び実施形態2と比べて、さらに広い保護膜400を形成しているので、振動板50のクラック等による劣化をさらに強く抑制することができる。   In the present embodiment, the wider protective film 400 is formed as compared with the first and second embodiments, so that deterioration due to cracks or the like of the diaphragm 50 can be further suppressed.

(実施形態4)
図9は、実施形態4に係る液体噴射装置の構成を示す概略図である。
図9に示すように、液体噴射装置2000では、液体噴射ヘッド1000を有する記録ヘッドユニット1(1A、1B)が、インク供給手段を構成するインクカートリッジ2(2A、2B)が着脱可能に設けられている。この記録ヘッドユニット1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動可能に設けられている。記録ヘッドユニット1は、例えばブラックインク及びカラーインクを噴射する。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of the liquid ejecting apparatus according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 9, in the liquid ejecting apparatus 2000, the recording head unit 1 (1A, 1B) having the liquid ejecting head 1000 is detachably provided with the ink cartridge 2 (2A, 2B) constituting the ink supply means. ing. A carriage 3 on which the recording head unit 1 is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head unit 1 ejects black ink and color ink, for example.

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

液体噴射装置2000では、記録ヘッドユニット1によるブラックインク及びカラーインクの噴射と、記録シートSの搬送とによって、記録シートSに画像を形成する。   The liquid ejecting apparatus 2000 forms an image on the recording sheet S by ejecting black ink and color ink by the recording head unit 1 and conveying the recording sheet S.

液体噴射ヘッド1000では、振動基板350の振動効率(変位量)が向上し、振動板50の劣化が抑制されているので、液体噴射ヘッド1000の品質及び信頼性が高められている。従って、液体噴射ヘッド1000が搭載された液体噴射装置2000も、液体噴射装置2000の品質及び信頼性を高めることができる。すなわち、印刷品質が向上し、耐久性が高められた液体噴射装置2000を実現することができる。   In the liquid ejecting head 1000, the vibration efficiency (displacement amount) of the vibration substrate 350 is improved and the deterioration of the vibration plate 50 is suppressed, so that the quality and reliability of the liquid ejecting head 1000 are improved. Accordingly, the liquid ejecting apparatus 2000 on which the liquid ejecting head 1000 is mounted can also improve the quality and reliability of the liquid ejecting apparatus 2000. That is, the liquid ejecting apparatus 2000 with improved printing quality and improved durability can be realized.

上述した例では、液体噴射装置2000として、液体噴射ヘッド1000がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、その構成は特に限定されるものではない。液体噴射装置2000は、例えば、液体噴射ヘッド1000を固定し、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式の記録装置であってもよい。   In the above-described example, as the liquid ejecting apparatus 2000, the liquid ejecting head 1000 mounted on the carriage 3 and moving in the main scanning direction is illustrated, but the configuration is not particularly limited. The liquid ejecting apparatus 2000 may be, for example, a so-called line type recording apparatus that performs printing by fixing the liquid ejecting head 1000 and moving a recording sheet S such as paper in the sub-scanning direction.

上述の実施形態では、液体噴射装置2000は、液体貯留手段であるインクカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成を有していたが、これに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段と液体噴射ヘッド1000とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。さらに、液体貯留手段が液体噴射装置2000に搭載されていなくてもよい。   In the above-described embodiment, the liquid ejecting apparatus 2000 has a configuration in which the ink cartridge 2 that is a liquid storage unit is mounted on the carriage 3. However, the liquid ejection device 2000 is not limited to this. May be fixed to the apparatus main body 4 and the storage means and the liquid jet head 1000 may be connected via a supply pipe such as a tube. Furthermore, the liquid storage means may not be mounted on the liquid ejecting apparatus 2000.

上述の実施形態では、液体噴射装置に適用可能な液体噴射ヘッドを例に挙げて本発明を説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター(液体噴射装置)等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッドの他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオChip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。   In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking the liquid ejecting head applicable to the liquid ejecting apparatus as an example, but the present invention is widely intended for the entire liquid ejecting head. Examples of the liquid ejecting head include various recording heads used in image recording apparatuses such as printers (liquid ejecting apparatuses), color material ejecting heads used in manufacturing color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs. Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation such as (field emission display), a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

さらに、本願は、液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子に限定されず、その他のデバイスにも用いることができる。その他のデバイスとしては、例えば、超音波発信器等の超音波デバイス、超音波モーター、圧電トランス等が挙げられる。センサーとして用いられる圧電素子にも本発明は適用可能である。圧電素子が用いられるセンサーとしては、例えば、赤外線センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー及び焦電センサー等が挙げられる。   Furthermore, the present application is not limited to the piezoelectric element used for the liquid ejecting head, and can be used for other devices. Examples of other devices include an ultrasonic device such as an ultrasonic transmitter, an ultrasonic motor, and a piezoelectric transformer. The present invention can also be applied to a piezoelectric element used as a sensor. Examples of the sensor in which the piezoelectric element is used include an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a thermal sensor, a pressure sensor, and a pyroelectric sensor.

10…流路形成基板、11…隔壁、12…圧力発生室、20…ノズルプレート、21…ノズル開口、30…保護基板、50…振動板、51…第1振動膜、52…第2振動膜、53…開口部、60…第1電極、70…圧電体層、74…圧電体膜、80…第2電極、81…第2電極張り出し部、90…リード電極、130…保護基板用ウェハー、300…圧電素子、320…能動部、330…非能動部、350…振動基板、400…保護膜、1000…液体噴射ヘッド、2000…液体噴射装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Channel formation board | substrate, 11 ... Partition, 12 ... Pressure generating chamber, 20 ... Nozzle plate, 21 ... Nozzle opening, 30 ... Protection board, 50 ... Vibrating plate, 51 ... 1st vibrating membrane, 52 ... 2nd vibrating membrane 53 ... Opening, 60 ... first electrode, 70 ... piezoelectric layer, 74 ... piezoelectric film, 80 ... second electrode, 81 ... second electrode overhanging portion, 90 ... lead electrode, 130 ... wafer for protective substrate, DESCRIPTION OF SYMBOLS 300 ... Piezoelectric element, 320 ... Active part, 330 ... Inactive part, 350 ... Vibrating substrate, 400 ... Protective film, 1000 ... Liquid ejecting head, 2000 ... Liquid ejecting apparatus.

Claims (13)

振動板と、
前記振動板の第1面に形成された圧電素子と、
を含み、
前記圧電素子は、
第1の導電層と、前記第1の導電層を覆う圧電体層と、前記圧電体層を覆う第2の導電層とが順に積層された能動部と、
前記圧電体層及び前記第2の導電層の少なくとも一方が配置された非能動部と、
を有し、
前記非能動部は、前記第1面を露出する開口部を有し、
前記開口部は、保護膜で覆われていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A diaphragm,
A piezoelectric element formed on the first surface of the diaphragm;
Including
The piezoelectric element is
An active portion in which a first conductive layer, a piezoelectric layer covering the first conductive layer, and a second conductive layer covering the piezoelectric layer are sequentially stacked;
An inactive portion in which at least one of the piezoelectric layer and the second conductive layer is disposed;
Have
The inactive portion has an opening that exposes the first surface;
The liquid jet head is characterized in that the opening is covered with a protective film.
前記保護膜は樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protective film is a resin. 前記振動板は、前記第1面を構成する第1部材と、前記第1部材の前記第1の導電層と反対側に配置された第2部材と、を有し、
前記開口部で露出された前記第1部材は、前記開口部で露出されていない前記第1部材よりも薄いことを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射ヘッド。
The diaphragm includes a first member that constitutes the first surface, and a second member that is disposed on the opposite side of the first member to the first conductive layer,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the first member exposed at the opening is thinner than the first member not exposed at the opening.
前記第2の導電層は、前記開口部を囲み前記圧電体層から張り出した第1部分と、前記圧電体層を覆う第2部分とを有し、
前記保護膜は、前記第1部分の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
The second conductive layer has a first portion that surrounds the opening and projects from the piezoelectric layer, and a second portion that covers the piezoelectric layer,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protective film is formed to cover at least a part of the first portion.
前記第2の導電層は、前記開口部を囲み前記圧電体層から張り出した第1部分と、前記圧電体層を覆う第2部分とを有し、
前記保護膜は、前記第1部分と前記第2部分の少なくとも一部とを覆うように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
The second conductive layer has a first portion that surrounds the opening and projects from the piezoelectric layer, and a second portion that covers the piezoelectric layer,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protective film is formed to cover at least a part of the first portion and the second portion.
前記保護膜のヤング率は、前記第2の導電層のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein a Young's modulus of the protective film is smaller than a Young's modulus of the second conductive layer. 前記保護膜のヤング率は10GPa以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein a Young's modulus of the protective film is 10 GPa or less. 前記保護膜は、引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protective film is a film having tensile stress. 前記保護膜は、導電性を有していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protective film has conductivity. 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドを有していることを特徴とする液体噴射装置。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1. 振動板と、前記振動板の第1面に形成された圧電素子と、を含む液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記圧電素子は、第1の導電層と圧電体層と第2の導電層とが順に積層された能動部と、前記圧電体層及び前記第2の導電層の少なくとも一方が積層された非能動部と、を有し、
前記第1面に前記第1の導電層を形成する工程と、
前記圧電体層を形成する工程と、
前記第2の導電層を形成する工程と、
前記非能動部に前記第1面を露出する開口部を形成する工程と、
感光性樹脂材料によって前記開口部を覆う保護膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a liquid jet head, comprising: a diaphragm; and a piezoelectric element formed on the first surface of the diaphragm,
The piezoelectric element includes an active portion in which a first conductive layer, a piezoelectric layer, and a second conductive layer are sequentially stacked, and an inactive state in which at least one of the piezoelectric layer and the second conductive layer is stacked. And
Forming the first conductive layer on the first surface;
Forming the piezoelectric layer;
Forming the second conductive layer;
Forming an opening exposing the first surface in the inactive portion;
Forming a protective film covering the opening with a photosensitive resin material;
A method for manufacturing a liquid jet head, comprising:
前記開口部を形成する工程は、前記振動板をエッチングし前記振動板を薄くする工程を含むことを特徴とする請求項11に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 11, wherein the step of forming the opening includes a step of etching the diaphragm and thinning the diaphragm. 前記保護膜を形成する工程では、前記保護膜を前記能動部に跨って形成することを特徴とする請求項11または12に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 11, wherein in the step of forming the protective film, the protective film is formed across the active portion.
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JP2020175558A (en) * 2019-04-17 2020-10-29 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device
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