JP5196104B2 - 圧電素子の製造方法、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、およびインクジェットプリンターの製造方法 - Google Patents
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Description
(a)基体の上方に第1電極を形成する工程と、
(b)前記第1電極の上方に、圧電材料溶液を塗布して1層の前駆体層を形成する工程と、
(c)前記前駆体層の結晶化アニールを行うことにより圧電体層を形成する工程と、
(d)前記工程(b)および(c)を繰り返し行うことにより前記圧電体層を厚膜化する工程と、
(e)前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、
を含む。
前記工程(d)において厚膜化された前記圧電体層には、複数の空孔が形成されていることができる。
前記空孔は、前記基体の上面と平行な面においてマトリックス状に並んでいることができる。
前記空孔の径は、100nm以下であることができる。
前記結晶化アニールを行う工程では、前記前駆体層の表面に複数の凸部が形成されるまで加熱し続けることができる。
前記1層の前駆体層の膜厚は、400nm以下であることができる。
前記結晶化アニールは、輻射熱および伝導熱の双方による加熱処理であることができる。
前記結晶化アニールは、拡散炉により行われることができる。
前記工程(c)において、結晶化アニールは、RTA(Rapid Thermal Annealing)装置により行われることができる。
前記工程(d)において、結晶化アニールは、拡散炉により行われることができる。
前記工程(d)と(e)の間に、
前記圧電体層上に、さらに圧電材料溶液を塗布して複数層の前駆体層を形成する工程と、
前記複数層の前駆体層の結晶化アニールを一括で行うことにより圧電体層を厚膜化する工程と、
をさらに含むことができる。
前記工程(d)において、最後に行われる結晶化アニールの処理時間は、以前に行われる結晶化アニールの処理時間より短いことができる。
前記工程(b)は、前記第1電極の上方に、圧電材料溶液を塗布して、乾燥し、脱脂することにより前記1層の前駆体層を形成する工程であることができる。
本実施の形態にかかる圧電素子100の製造方法について説明する。図1〜図6(A)は、本実施の形態にかかる圧電素子100の製造方法を示す図である。
次に本実施の形態にかかる変形例について説明する。変形例にかかる圧電素子の製造方法においては、圧電体層の下部のみに空孔を設けている点で、圧電体層48の全体にわたって空孔を設けている圧電素子100の製造方法と異なる。
本実験例では、上述した圧電素子100の製造方法を用いて圧電アクチュエータ300を形成し、それぞれをパルス駆動させてクラックの発生状況を観察した。
第1の実験例では、上述した本実施の形態にかかる圧電素子の製造方法を用いて、圧電素子を適用した圧電アクチュエータ300を形成した。図8は、第1の実験例において形成された圧電アクチュエータ300を模式的に示す断面図である。
第2の実験例では、以下のように圧電アクチュエータを形成した。圧電アクチュエータの構成は、上述した第1の実験例の圧電アクチュエータ300と同様の構成である。
第3の実験例では、以下のように圧電アクチュエータを形成した。圧電アクチュエータの構成は、上述した第1の実験例の圧電アクチュエータ300と同様の構成である。
次に、図6に示した圧電素子100を用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図11は、図6に示した圧電素子100を用いたインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図12は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。なお、図12は、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。
次に、上述のインクジェット式記録ヘッド500を備えたインクジェットプリンターについて説明する。図13は、本発明のインクジェットプリンター600を、紙等に印刷する一般的なプリンターに適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。なお、以下の説明では、図13中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。
Claims (11)
- (a)基体の上方に第1電極を形成する工程と、
(b)前記第1電極の上方に、圧電材料溶液を塗布して1層の前駆体層を形成する工程と、
(c)前記前駆体層の結晶化アニールを行うことにより圧電体層を形成する工程と、
(d)前記工程(b)および(c)を繰り返し行うことにより前記圧電体層を厚膜化する工程と、
(e)前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、
を含み、
前記工程(d)において厚膜化された前記圧電体層には、複数の空孔が形成され、
前記工程(d)と(e)の間に、
前記圧電体層上に、さらに圧電材料溶液を塗布して複数層の前駆体層を形成する工程と、
前記複数層の前駆体層の結晶化アニールを一括で行うことにより他の圧電体層を厚膜化する工程と、
をさらに含む、圧電素子の製造方法。 - 請求項1において、
前記空孔は、前記基体の上面と平行な面においてマトリックス状に並んでいる、圧電素子の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記空孔の径は、100nm以下である、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記結晶化アニールを行う工程では、前記前駆体層の表面に複数の凸部が形成されるまで加熱し続ける、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記1層の前駆体層の膜厚は、400nm以下である、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記結晶化アニールは、輻射熱および伝導熱の双方による加熱処理である、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
前記結晶化アニールは、拡散炉により行われる、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記工程(d)において、最後に行われる結晶化アニールの処理時間は、以前に行われる結晶化アニールの処理時間より短い、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし8のいずれかにおいて、
前記工程(b)は、前記第1電極の上方に、圧電材料溶液を塗布して、乾燥し、脱脂することにより前記1層の前駆体層を形成する工程である、圧電素子の製造方法。 - 請求項1ないし9のいずれかに記載の圧電素子の製造方法を含む、インクジェット式記録ヘッドの製造方法。
- 請求項10に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方法を含む、インクジェットプリンターの製造方法。
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