JP5304978B2 - 圧電素子、液体噴射ヘッド、およびプリンタ - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
本発明は、圧電素子およびその製造方法、液体噴射ヘッド、並びに、プリンタに関する。
現在、高精細、高速印刷手法として、インクジェット法が実用化されている。インク液滴を吐出させるためには、圧電体層を電極で挟んだ構造の圧電素子を用いる方法が有用である。代表的な圧電体層の材料としては、ペロブスカイト型酸化物であるチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）が挙げられる（例えば特許文献１参照）。ＰＺＴは、結晶性が高いことが望まれている。
特開２００１−２２３４０４号公報
本発明の目的は、圧電特性の向上を図ることができる圧電素子およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、上記圧電素子を有する、液体噴射ヘッドおよびプリンタを提供することにある。
本発明に係る圧電素子は、
基体と、
前記基体の上方に形成され、アモルファス状態の金属からなるバッファ層と、
前記バッファ層の上方に形成された下部電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された上部電極と、を含む。
基体と、
前記基体の上方に形成され、アモルファス状態の金属からなるバッファ層と、
前記バッファ層の上方に形成された下部電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された上部電極と、を含む。
本発明に係る圧電素子は、圧電体層が（１００）に優先的に配向し、結晶性が高くなる。そのため、圧電素子の変位量が大きくなり、本発明に係る圧電素子は、良好な圧電特性を有する。
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
また、本発明において、「優先的に（１００）に配向する」とは、（１００）にすべての結晶が配向している場合と、例えば、７０％以上の結晶が（１００）に配向しており、（１００）に配向していない残りの結晶が（１１０）などに配向している場合と、を含むことを意味する。
本発明に係る圧電素子において、
前記バッファ層は、ホウ化コバルト鉄からなることができる。
前記バッファ層は、ホウ化コバルト鉄からなることができる。
本発明に係る圧電素子において、
前記バッファ層は、ホウ化コバルト鉄ニッケルからなることができる。
前記バッファ層は、ホウ化コバルト鉄ニッケルからなることができる。
本発明に係る圧電素子において、
前記バッファ層の厚さは、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることができる。
前記バッファ層の厚さは、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることができる。
本発明に係る圧電素子において、
前記基体は、基板と、前記基板の上方に形成された振動板と、を有することができる。
前記基体は、基板と、前記基板の上方に形成された振動板と、を有することができる。
本発明に係る圧電素子において、
前記振動板は、前記基板側から順に形成された第１振動層と、第２振動層と、を有し、
前記第１振動層は、酸化シリコンからなり、
前記第２振動層は、酸化ジルコニウムからなることができる。
前記振動板は、前記基板側から順に形成された第１振動層と、第２振動層と、を有し、
前記第１振動層は、酸化シリコンからなり、
前記第２振動層は、酸化ジルコニウムからなることができる。
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層は、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物であり、
前記Ａは、鉛を含み、
前記Ｂは、ジルコニウムおよびチタンを含むことができる。
前記圧電体層は、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物であり、
前記Ａは、鉛を含み、
前記Ｂは、ジルコニウムおよびチタンを含むことができる。
本発明に係る圧電素子の製造方法は、
基体の上方に、アモルファス状態の金属からなるバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層の上方に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に上部電極を形成する工程と、を含む。
基体の上方に、アモルファス状態の金属からなるバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層の上方に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に上部電極を形成する工程と、を含む。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、
本発明に係る圧電素子を有することができる。
本発明に係る圧電素子を有することができる。
本発明に係るプリンタは、
本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。
本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
１．圧電素子
図１は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。
図１は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。
圧電素子１００は、図１に示すように、基体１と、バッファ層３０と、駆動部４０と、を含む。基体１は、基板１０と、振動板２０と、を有することができる。
基板１０としては、例えば、（１１０）単結晶シリコン基板を用いることができる。基板１０は、例えば、開口部１２を有することができる。開口部１２は、例えば、インクジェット式記録ヘッドのキャビティ（圧力室）となることができる。
振動板２０は、基板１０の上に形成される。振動板２０は、駆動部４０の動作により、屈曲することができる。振動板２０は、第１振動層２２と、第２振動層２４と、を有することができる。
第１振動層２２は、基板１０の上に形成される。第１振動層２２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなることができる。第１振動層２２の厚さは、例えば、１μｍ程度であることができる。第１振動層２２は、後述するように、例えば、基板１０を下方からエッチングして開口部１２を形成する場合に、エッチングストッパ層として機能することができる。
第２振動層２４は、第１振動層２２の上に形成される。第２振動層２４は、例えば、結晶（単結晶および多結晶）からなることができる。第２振動層２４は、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなることができる。第２振動層２４の厚さは、例えば、５００ｎｍ程度であることができる。第２振動層２４は、例えば、圧電体層４４が鉛を含むペロブスカイト型酸化物である場合、鉛が第１振動層２２に拡散することを防止することができる。
バッファ層３０は、第２振動層２４の上に形成される。バッファ層３０は、アモルファス（非晶質）状態の金属からなる。バッファ層３０は、例えば、ホウ化コバルト鉄（ＦｅＣｏＢ）、ホウ化コバルト鉄ニッケル（ＦｅＣｏＮｉＢ）からなることができる。バッファ層３０がホウ化コバルト鉄からなる場合、その組成は、例えば、Ｆｅ０．４Ｃｏ０．４Ｂ０．２であることができる。バッファ層３０がホウ化コバルト鉄ニッケルからなる場合、その組成は、例えば、Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．２Ｎｉ０．１Ｂ０．１５であることができる。バッファ層３０がアモルファス状態の金属からなることにより、バッファ層３０は、ラフネスの小さい表面を有することができる。すなわち、第２振動層２４の上に直接下部電極を形成する場合に比べ、バッファ層３０の上に形成される下部電極４２に対して、滑らかな表面を提供することができる。これにより、下部電極４２の表面のラフネスが小さくなり、その上に形成される圧電体層４４は、優先的に（１００）に配向することができる。バッファ層３０の厚さは、例えば、２ｎｍ〜１０ｎｍとすることができる。バッファ層３０の厚さを２ｎｍ〜１０ｎｍとすることで、圧電層４４は結晶性が高くなり、圧電素子１００の変位量は大きくなる。このことは、後述する実施例においても確認されている。
駆動部４０は、バッファ層３０の上に形成される。駆動部４０は、振動板２０を屈曲させることができる。駆動部４０は、下部電極４２と、圧電体層４４と、上部電極４６と、を有する。
下部電極４２は、バッファ層３０の上に形成される。下部電極４２は、圧電体層４４に電圧を印加するための一方で電極である。下部電極４２は、例えば、白金、イリジウム、それらの導電性酸化物などからなることができる。下部電極４２は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。下部電極４２の厚さは、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍとすることができる。
圧電体層４４は、下部電極４２の上に形成される。圧電体層４４は、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料からなることができる。圧電体層４４は、例えば、一般式ＡＢＯ３で示され、Ａは、鉛を含み、Ｂは、ジルコニウムおよびチタンを含むことができる。前記Ｂは、例えば、さらにニオブを含むことができる。具体的には、圧電体層４４としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮ）などを用いることができる。また、前記Ａは、例えば、さらにランタン、バリウムなどを含むことができる。圧電体層４４の厚さは、例えば、３００ｎｍ〜３０００ｎｍとすることができる。圧電体層４４は、前述のように、優先的に（１００）に配向していることができる。圧電体層４４の結晶構造は、例えば、モノクリニック構造であることができる。圧電体層４４の分極方向は、例えば、膜面垂直方向（圧電体層４４の厚さ方向）に対して、一定の角度だけ傾いているエンジニアード・ドメイン配置であることができる。
なお、図示はしないが、例えば、下部電極４２と圧電体層４４との間にチタン層を形成することができる。チタン層は、圧電体層４４の（１００）配向性を高める機能を有する。チタン層の厚さは、例えば、２〜１０ｎｍとすることができる。
上部電極４６は、圧電体層４４の上に形成される。上部電極４６は、圧電体層４４に電圧を印加するための他方で電極である。上部電極４６は、例えば、白金、イリジウム、それらの導電性酸化物などからなることができる。上部電極４６は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。上部電極４６の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍとすることができる。
本実施形態に係る圧電素子１００は、例えば、以下の特徴を有する。
圧電素子１００は、バッファ層３０を有する。バッファ層３０はアモルファス状態の金属からなるので、バッファ層３０の表面は、ラフネスが小さい。そのため、例えば、多結晶の第２振動板２４の上に直接下部電極を形成する場合に比べ、下部電極４２の表面のラフネスは小さくなる。これにより、圧電体層４４は、優先的に（１００）に配向し、結晶性が高くなる。その結果、圧電素子１００は、良好な圧電特性を有することができる。
圧電素子１００は、バッファ層３０の厚さを、２ｎｍ〜１０ｎｍとすることができる。これにより、圧電層４４は、優先的に（１００）に配向し、結晶性が高くなる。その結果、圧電素子１００の変位量が大きくなり、圧電素子１００は、良好な圧電特性を有することができる。
２．圧電素子の製造方法
次に、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２および図３は、本実施形態に係る圧電素子１００の製造工程を概略的に示す断面図である。
次に、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２および図３は、本実施形態に係る圧電素子１００の製造工程を概略的に示す断面図である。
（１）図２に示すように、基板１０の上に振動板２０を形成する。具体的には、基板１０の上に、第１振動板２２と、第２振動板２４とをこの順に形成する。第１振動板２２は、例えば、熱酸化法により形成される。第２振動板２４は、例えば、スパッタ法により形成される。
次に、第２振動板２４の上にバッファ層３０を形成する。バッファ層３０は、例えば、スパッタ法により形成される。
（２）図３に示すように、バッファ層３０の上に駆動部４０を形成する。具体的には、バッファ層３０の上に、下部電極４２と、圧電体層４４と、上部電極４６とをこの順に形成する。
下部電極層４２は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。
圧電体層４４は、例えば、ゾルゲル法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、レーザーアブレーション法などにより形成される。ここでは一例として、ＰＺＴからなる圧電体層４４を形成する場合について説明する。
まず、Ｐｂ、Ｚｒ、およびＴｉをそれぞれ含有する有機金属化合物を溶媒に溶解させた溶液（圧電材料）を、バッファ層３０上の全面にスピンコート法等により塗布する。
次に、熱処理（乾燥工程、脱脂工程）を行うことにより、圧電体層４４の前駆体層を形成することができる。乾燥工程の温度は、例えば、１５０℃以上２００℃以下であることが好ましい。乾燥工程の時間は、例えば、５分以上であることが好ましい。脱脂工程では、乾燥工程後のＰＺＴ前駆体層中に残存する有機成分をＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏなどに熱分解して離脱させることができる。脱脂工程の温度は、例えば、３００℃程度である。なお、前駆体層を成膜する場合には、１回で成膜せず、複数回に分けて成膜することもできる。具体的には、例えば、圧電材料の塗布、乾燥、および脱脂を複数回繰り返すことができる。
次に、前駆体層を焼成する。焼成工程では、ＰＺＴ前駆体層を加熱することによって結晶化させることができる。焼成工程の温度は、例えば、７００℃程度である。焼成工程の時間は、例えば、５分以上３０分以下であることが好ましい。焼成工程に用いる装置としては、特に限定されず、拡散炉やＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置などを用いることができる。なお、焼成工程は、例えば、圧電材料の塗布、乾燥、および脱脂の１サイクルごとに行っても良い。
以上の工程により、圧電体層４４を形成することができる。
なお、図示はしないが、例えば、下部電極４２と圧電体層４４との間にチタン層を形成することができる。チタン層は、例えば、スパッタ法などにより形成される。
上部電極４６は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより形成される。
次に、例えば、上部電極４６および圧電体層４４をパターニングして、駆動部４０を形成する。その後、例えば、下部電極４２をパターニングしてもよい。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。パターニングは、各層の形成後に行ってもよいし、複数層の形成後に一括して行ってもよい。
以上の工程により、下部電極４２、圧電体層４４および上部電極４６を有する駆動部４０形成することができる。
（３）図１に示すように、基板１０をパターニングして、開口部１２を形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。開口部１２は、例えば、第１振動板２２を露出させるように基板１０の一部をエッチングして形成される。このエッチング工程において、第１振動板２２は、エッチングストッパとしての機能を有する。すなわち、第１振動板２２のエッチング速度は、基板１０のエッチング速度よりも遅い。
以上の工程により、圧電素子１００を形成することができる。
本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
圧電素子１００の製造方法によれば、バッファ層３０が形成される。バッファ層３０はアモルファス状態の金属からなるので、バッファ層３０の表面は、ラフネスが小さい。そのため、例えば、多結晶の第２振動板２４の上に直接下部電極を形成する場合に比べ、下部電極４２の表面のラフネスは小さくなる。これにより、圧電体層４４は、優先的に（１００）に配向し、結晶性が高くなる。その結果、良好な圧電特性を有する圧電素子１００を得ることができる。
３．液体噴射ヘッド
次に、本発明に係る圧電素子を有する液体噴射ヘッドについて説明する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射ヘッド２００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明する。
次に、本発明に係る圧電素子を有する液体噴射ヘッドについて説明する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射ヘッド２００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明する。
図４は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド２００の要部を概略的に示す断面図である。図５は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド２００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。なお、図４では、便宜上、圧電素子１００の駆動部４０を簡略化して示している。
液体噴射ヘッド２００は、例えば図１に示す圧電素子１００と、ノズル板１１と、を含む。液体噴射ヘッド２００は、さらに、筐体１７を有することができる。
ノズル板１１は、キャビティ（圧力室）１２に通じるノズル孔１３を有する。ノズル孔１３からは、インクが吐出される。ノズル板１１には、例えば、多数のノズル孔１３が一列に設けられている。ノズル板１１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）製の圧延プレートである。ノズル板１１は、通常使用される状態では基板１０の下（図５では上）に固定される。筐体１７は、ノズル板１１および圧電素子１００を収納することができる。筐体１７は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料等を用いて形成される。
圧電素子１００の基板１０がノズル板１１と振動板２０との間の空間を区画することにより、リザーバ（液体貯留部）１４、供給口１５および複数のキャビティ１２が設けられている。圧電素子１００の振動板２０には、厚さ方向に貫通した貫通孔１６が設けられている。リザーバ１４は、外部（例えばインクカートリッジ）から貫通孔１６を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。供給口１５によって、リザーバ１４から各キャビティ１２へインクが供給される。
キャビティ１２は、前述のように基板１０の開口部１２から構成されている。キャビティ１２は、各ノズル孔１３に対して１つずつ配設されている。キャビティ１２は、振動板２０の変形により容積可変になっている。この容積変化により、ノズル孔１３からインクが吐出される。
駆動部４０は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）することができる。振動板２０は、駆動部４０の変形によって変形し、キャビティ１２の内部圧力を瞬間的に高めることができる。
本実施形態に係る液体噴射ヘッド２００は、例えば、以下のような特徴を有する。
液体噴射ヘッド２００は、圧電素子１００を有することができる。圧電素子１００は、上述のように、良好な圧電特性を有することができる。従って、良好な特性を有する液体噴射ヘッド２００を得ることができる。
なお、上述した例では、液体噴射ヘッド２００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液体噴射ヘッドは、例えば、液晶ディスプレイなどのカラーフィルタ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（面発光ディスプレイ）などの電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
４．実施例
次に、実施例について説明する。
次に、実施例について説明する。
実施例に係る液体噴射ヘッドのサンプルは、以下のようにして作製した。
（１１０）単結晶シリコンからなる基板１０の上に、第１振動層２２を形成した。第１振動層２２としては、厚さ１μｍの酸化シリコンを熱酸化法により形成した。第１振動層２２の上に、第２振動層２４を形成した。第２振動層２４としては、厚さ５００ｎｍの酸化ジルコニウムをスパッタ法で形成した。
第２振動層２４の上に、バッファ層３０を形成した。バッファ層３０は、スパッタ法で形成した。バッファ層３０としては、ホウ化コバルト鉄（Ｆｅ０．４Ｃｏ０．４Ｂ０．２）もしくはホウ化コバルト鉄ニッケル（Ｆｅ０．５５Ｃｏ０．２Ｎｉ０．１Ｂ０．１５）を用いた。ホウ化コバルト鉄を用いたサンプルは、バッファ層３０の厚さを、２ｎｍから１０ｎｍまで、２ｎｍずつ変化させた（サンプル２〜６）。ホウ化コバルト鉄ニッケルを用いたサンプルは、バッファ層３０の厚さを、６ｎｍとした（サンプル７）。また、比較例として、バッファ層３０を形成しないもの、言い換えるならば、バッファ層３０の厚さが０ｎｍのサンプルを形成した（サンプル１）。
バッファ層３０の上に（サンプル１に関しては第２振動層２４の上に）、下部電極４２を形成した。下部電極４２としては、バッファ層３０側から、厚さ１０ｎｍのイリジウムと、厚さ１５０ｎｍの白金とからなる積層体をスパッタ法で形成した。下部電極４２の上に、厚さ４ｎｍのチタン層を形成した。チタン層は、スパッタ法で形成した。チタン層の上に、圧電体層４４を形成した。圧電体層４４としては、厚さ１μｍのＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ０．５，Ｔｉ０．５）Ｏ３）をゾルゲル法で形成した。圧電体層４４の焼成は、７００℃で行った。圧電体層４４の上に、上部電極４６を形成した。上部電極４６としては、厚さ２００ｎｍのイリジウムをスパッタ法で形成した。
基板１０に、開口部（キャビティ）１２を形成した。開口部１２の形状は、幅５０μｍ、長さ５００μｍ、高さ６０μｍの直方体とした。開口部１２は、水酸化カリウムを用いて基板１０を異方性エッチングすることにより形成した。
以上のようにして作製した液体噴射ヘッドの各サンプルに対して、ＰＺＴ（圧電体層４４）の結晶性を評価するために、Ｘ線回折測定を行った。具体的には、ＰＺＴの（２００）ピークに関して、ロッキングカーブの半値幅を測定した。なお、（２００）ピークは（１００）ピークと等価であり、（２００）ピークの半値幅が小さいほど、ＰＺＴの結晶性が高い。
また、各サンプルに対して、上下電極に０Ｖから３５Ｖに変化する電圧を印加して、振動板２０の変位量を求めた。振動板２０の変位量測定には、レーザードップラー計を用いた。
表１に、各サンプルのＰＺＴの（２００）ピークの半値幅および振動板２０の変位量を示す。
これらの結果から、バッファ層３０の厚さが２ｎｍ〜１０ｎｍのサンプル（サンプル２〜７）は、バッファ層３０を有さないサンプル（サンプル１）に比べ、ＰＺＴの（２００）ピークの半値幅が小さく、振動板２０の変位量が大きいことがわかった。すなわち、バッファ層３０の厚さが２ｎｍ〜１０ｎｍのサンプルは、ＰＺＴの結晶性が高く、圧電特性が良好であることが確認された。
５．プリンタ
次に、本発明に係る液体噴射ヘッドを有するプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。
次に、本発明に係る液体噴射ヘッドを有するプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。
図６は、本実施形態に係るプリンタ３００を概略的に示す斜視図である。
プリンタ３００は、ヘッドユニット３３０と、ヘッドユニット駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。また、プリンタ３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。
ヘッドユニット３３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッドから構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）２００を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッド２００にインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッド２００およびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。
ヘッドユニット駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。ヘッドユニット駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモータ３４１と、キャリッジモータ３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。
往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモータ３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッド２００から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、ヘッドユニット駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。
給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モータ３５１と、給紙モータ３５１の作動により回転する給紙ローラ３５２と、を備える。給紙ローラ３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ３５２ａおよび駆動ローラ３５２ｂを備える。駆動ローラ３５２ｂは、給紙モータ３５１に連結されている。
ヘッドユニット３３０、ヘッドユニット駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。
本実施形態に係るプリンタ３００は、例えば、以下のような特徴を有する。
液体噴射ヘッド３００は、液体噴射ヘッド２００を有することができる。液体噴射ヘッド２００は、上述のように、良好な特性を有することができる。従って、良好な特性を有するプリンタ３００を得ることができる。
なお、上述した例では、プリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液滴吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
例えば、上述した本発明の実施形態に係る圧電素子は、発振器や周波数フィルタなどに用いられる圧電振動子、デジタルカメラやカーナビゲーションシステムなどに用いられる角速度センサなどに適用されることができる。
１ 基体、１０ 基板、１１ ノズル板、１２ 開口部（キャビティ）、１３ ノズル孔、１４ リザーバ、１５ 供給口、１６ 貫通孔、１７ 筐体、２０ 振動板、２２ 第１振動板、２４ 第２振動板、３０ バッファ層、４０ 駆動部、４２ 下部電極、４４ 圧電体層、４６ 上部電極、１００ 圧電素子、２００ 液体噴射ヘッド、３００ プリンタ、３１０ ヘッドユニット駆動部、３２０ 装置本体、３２１ トレイ、３２２ 排出口、３３０ ヘッドユニット、３３１ インクカートリッジ、３３２ キャリッジ、３４１ キャリッジモータ、３４２ 往復動機構、３４３ タイミングベルト、３４４ キャリッジガイド軸、３５０ 給紙部、３５１ 給紙モータ、３５２ 給紙ローラ、３６０ 制御部、３７０ 操作パネル
Claims (7)
- 基体と、
前記基体の上方に形成され、アモルファス金属であるバッファ層と、
前記バッファ層の上方に形成された下部電極と、
前記下部電極の上方に形成され、優先的に（１００）に配向したペロブスカイト型酸化物からなる圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された上部電極と、を含み、
前記アモルファス金属は、ホウ化コバルト鉄またはホウ化コバルト鉄ニッケルを含む、圧電素子。 - 請求項１において、
前記バッファ層の厚さは、２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である、圧電素子。 - 請求項１または２において、
前記基体は、基板と、前記基板の上方に形成された振動板と、を有する、圧電素子。 - 請求項３において、
前記振動板は、前記基板側から順に形成された第１振動層と、第２振動層と、を有し、
前記第１振動層は、酸化シリコンからなり、
前記第２振動層は、酸化ジルコニウムからなる、圧電素子。 - 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記圧電体層は、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物であり、
前記Ａは、鉛を含み、
前記Ｂは、ジルコニウムおよびチタンを含む、圧電素子。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電素子を有する、液体噴射ヘッド。
- 請求項６に記載の液体噴射ヘッドを有する、プリンタ。
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