JP5670017B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 - Google Patents
液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5670017B2 JP5670017B2 JP2008258118A JP2008258118A JP5670017B2 JP 5670017 B2 JP5670017 B2 JP 5670017B2 JP 2008258118 A JP2008258118 A JP 2008258118A JP 2008258118 A JP2008258118 A JP 2008258118A JP 5670017 B2 JP5670017 B2 JP 5670017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- piezoelectric layer
- piezoelectric
- crystal structure
- liquid ejecting
- 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.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 35
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 107
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 55
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 93
- 239000010408 film Substances 0.000 description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100412856 Mus musculus Rhod gene Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021523 barium zirconate Inorganic materials 0.000 description 1
- DQBAOWPVHRWLJC-UHFFFAOYSA-N barium(2+);dioxido(oxo)zirconium Chemical compound [Ba+2].[O-][Zr]([O-])=O DQBAOWPVHRWLJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- -1 thickness Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
かかる態様では、EELS法により測定される圧電体層の結晶構造を、第1電極から100〜500nmの範囲において、単斜晶系構造を有し、測定結果について横軸を第1電極からの距離とし縦軸をTi/(Ti+Zr)%とした際のTi/(Ti+Zr)%の、単斜晶系となる範囲からの菱面体晶系への変動が10%以内であり、且つ、単斜晶系となる範囲からの正方晶系への変動が10%以内であるという所定の結晶構造にすることにより、低い駆動電圧で大きな変位量を得ることができる、すなわち、変位特性を向上することができる。
かかる態様では、EELS法により測定される圧電体層の結晶構造を、第1電極から100〜500nmの範囲において、単斜晶系構造を有し、測定結果について横軸を第1電極からの距離とし縦軸をTi/(Ti+Zr)%とした際のTi/(Ti+Zr)%の、単斜晶系となる範囲からの菱面体晶系への変動が10%以内であり、且つ、単斜晶系となる範囲からの正方晶系への変動が10%以内であるという所定の結晶構造にすることにより、低い駆動電圧で大きな変位量を得ることができる、すなわち、変位特性を向上することができる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′断面図である。
上述した方法で、流路形成基板10上に圧電素子300を作製した。なお、圧電体層70を形成する工程において、焼成温度は680℃とした。また、同じゾルを用いて12層の圧電体前駆体膜を形成したが、1層目の圧電体前駆体膜を形成した後焼成し、2〜4層目の圧電体前駆体膜を積層した後焼成し、その後5〜12層目の圧電体前駆体膜を積層した後焼成した。
得られた圧電素子300の圧電体層70について、EELS法で厚さ方向に結晶構造を測定し、測定結果について横軸を第1電極60からの距離とし縦軸をTi/(Ti+Zr)%とした結果を図11に示す。なお、図中、破線で仕切られ1Lと記載された領域は、圧電体膜75の1層目を、2〜4Lと記載された領域は2〜4層目を、5L〜と記載された領域は5層目以降を示す。また、圧電素子を駆動して変位量を測定した。
中間チタン層62を形成しなかった以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を図12に示す。
圧電体層70の焼成温度を700℃とした以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を図13に示す。
圧電体層70の焼成温度を780℃とした以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を図14に示す。
第1電極60を白金(Pt)とチタン(Ti)の積層とし、膜厚をそれぞれ80nm、50nmとして応力状態を変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を図15に示す。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、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。例えば、上述した実施形態1では、圧電体層70として、第1電極60から100〜500nmの範囲において、上記所定範囲の菱面体晶系及び正方晶系の両方の結晶構造を有するもの(図3)や、上記所定範囲の菱面体晶系は有するが正方晶系は有さないもの(実施例2)を示したが、本発明は、単斜晶系となる範囲からの菱面体晶系のTi/(Ti+Zr)%の変動、及び、単斜晶系となる範囲からの正方晶系のTi/(Ti+Zr)%の変動がそれぞれ10%以内であればよく、菱面体晶系及び正方晶系の両方の結晶構造を有さなくてもよい。また、圧電体層は、(100)面、(110)面、(001)面、(111)面の何れに優先配向していてもよい。なお、圧電体層の結晶構造が正方晶系であると上記配向を制御し易いため、圧電体層70の第1電極60側の結晶構造は正方晶系であることが好ましい。
Claims (5)
- 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備し、
該圧電素子が、第1電極と、該第1電極上に形成されチタン(Ti)及びジルコニウム(Zr)を含有する圧電体層と、前記圧電体層の前記第1電極とは反対側に形成された第2電極とを備えた液体噴射ヘッドであって、
前記圧電体層の結晶構造は、前記圧電体層の厚さ方向で異なっており、前記圧電体層を電子エネルギー損失分光法で厚さ方向に前記第1電極から100〜500nmの範囲において測定したとき、前記圧電体層の結晶構造は、単斜晶系を中心にして菱面体晶系に変化する部分と単斜晶系を中心にして正方晶系に変化する部分のうち少なくとも一方の部分を有し、測定結果について横軸を前記第1電極からの距離とし縦軸をTi/(Ti+Zr)%とした際のTi/(Ti+Zr)%の、単斜晶系となる範囲からの菱面体晶系への変動が10%以内であり、且つ、単斜晶系となる範囲からの正方晶系への変動が10%以内であることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記圧電体層の厚さは、1〜2μm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。
- 前記第1電極は、白金を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
- 第1電極と、該第1電極上に形成されチタン(Ti)及びジルコニウム(Zr)を含有する圧電体層と、前記圧電体層の前記第1電極とは反対側に形成された第2電極とを具備し、
前記圧電体層の結晶構造は、前記圧電体層の厚さ方向で異なっており、前記圧電体層を電子エネルギー損失分光法で厚さ方向に前記第1電極から100〜500nmの範囲において測定したとき、前記圧電体層の結晶構造は、単斜晶系を中心にして菱面体晶系に変化する部分と単斜晶系を中心にして正方晶系に変化する部分のうち少なくとも一方の部分を有し、測定結果について横軸を前記第1電極からの距離とし縦軸をTi/(Ti+Zr)%とした際のTi/(Ti+Zr)%の、単斜晶系となる範囲からの菱面体晶系への変動が10%以内であり、且つ、単斜晶系となる範囲からの正方晶系への変動が10%以内であることを特徴とするアクチュエータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008258118A JP5670017B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008258118A JP5670017B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013257811A Division JP2014061718A (ja) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010083120A JP2010083120A (ja) | 2010-04-15 |
JP5670017B2 true JP5670017B2 (ja) | 2015-02-18 |
Family
ID=42247544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008258118A Active JP5670017B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5670017B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6948772B2 (ja) | 2016-08-31 | 2021-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリンター |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100865798B1 (ko) * | 2004-02-27 | 2008-10-28 | 캐논 가부시끼가이샤 | 압전 박막, 압전 박막의 제조방법, 압전 소자, 및 잉크제트 기록 헤드 |
JP5241086B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2013-07-17 | キヤノン株式会社 | 圧電体、圧電素子、圧電素子を用いた液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
JP5190833B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 圧電体素子、それを用いた液体吐出ヘッド、及び、光学素子 |
-
2008
- 2008-10-03 JP JP2008258118A patent/JP5670017B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010083120A (ja) | 2010-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4984018B2 (ja) | 圧電素子及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置 | |
JP5251031B2 (ja) | 圧電素子、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、センサー | |
JP5115330B2 (ja) | 液体噴射ヘッドおよびそれを備えた液体噴射装置 | |
JP5320886B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電素子 | |
JP2006278489A (ja) | 圧電素子及びアクチュエータ装置並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
US8579417B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, actuator device, and manufacturing method of liquid ejecting head | |
JP5297576B2 (ja) | 圧電素子及びアクチュエータ装置並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
US8262202B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus and piezoelectric element | |
JP2007073931A (ja) | アクチュエータ装置の製造方法及びアクチュエータ装置並びに液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2010228266A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター | |
JP5320873B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子 | |
US7514854B2 (en) | Piezoelectric element, liquid-jet head using piezoelectric element and liquid-jet apparatus | |
JP5741799B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電素子 | |
JP2010241021A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター | |
JP5578311B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2010143205A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 | |
JP2010221434A (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP5344143B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電素子 | |
JP5540654B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電素子 | |
JP5670017B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 | |
JP2012178506A (ja) | 圧電素子の製造方法 | |
JP5754198B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電アクチュエーター | |
JP5760616B2 (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5716939B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター装置 | |
JP2014061718A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエータ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121107 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130917 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131213 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131224 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20140207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5670017 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |