JP6658296B2 - Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid - Google Patents

Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid Download PDF

Info

Publication number
JP6658296B2
JP6658296B2 JP2016100301A JP2016100301A JP6658296B2 JP 6658296 B2 JP6658296 B2 JP 6658296B2 JP 2016100301 A JP2016100301 A JP 2016100301A JP 2016100301 A JP2016100301 A JP 2016100301A JP 6658296 B2 JP6658296 B2 JP 6658296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
liquid
diaphragm
liquid discharge
head
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
Application number
JP2016100301A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017205955A (en
Inventor
智 水上
智 水上
黒田 隆彦
隆彦 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2016100301A priority Critical patent/JP6658296B2/en
Publication of JP2017205955A publication Critical patent/JP2017205955A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6658296B2 publication Critical patent/JP6658296B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、吐出駆動装置、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。   The present invention relates to an ejection driving device, a liquid ejection head, a liquid ejection unit, and an apparatus for ejecting liquid.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用される液体吐出ヘッドに関して、インク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通する圧力室と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子等の電気機械変換素子とを有するものが知られている。又、液体吐出ヘッドには、縦振動モードのアクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものと2種類が実用化されている。   2. Description of the Related Art For a liquid ejection head used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, etc., a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle, a piezoelectric element for pressurizing ink in the pressure chamber, and the like. Are known. Two types of liquid ejection heads have been put into practical use, one using a longitudinal vibration mode actuator and the other using a flexural vibration mode actuator.

たわみ振動モードを利用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な電気機械変換膜を形成し、この電気機械変換膜をリソグラフィ法により圧力室に対応する形状に切り分けて各圧力室に独立するように電気機械変換素子を形成したものが知られている。   As a method using the flexural vibration mode, for example, a uniform electromechanical conversion film is formed by a film forming technique over the entire surface of a diaphragm, and the electromechanical conversion film is formed into a shape corresponding to a pressure chamber by a lithography method. It is known that an electromechanical transducer is formed so as to be independent of each pressure chamber.

この電気機械変換素子は、例えば、成膜工程においては、正方晶系、斜方晶系、及び菱面体晶系のうち何れかの結晶構造を有するペロブスカイト型複合酸化物(不可避不純物を含んでいてもよい)からなり、(100)面、(001)面、及び(111)面のうち何れかの面に優先配向し、配向度が95%以上である。   This electromechanical conversion element includes, for example, a perovskite-type composite oxide having any one of a tetragonal system, an orthorhombic system, and a rhombohedral system in a film forming process (including an unavoidable impurity. ), And is preferentially oriented to any one of the (100) plane, the (001) plane, and the (111) plane, and the degree of orientation is 95% or more.

しかしながら、例えば(111)面が優先配向し、その配向度が95%以上だとした場合、配向度が極端に高くなると、電界強度に対する電気機械変換膜の変位量が途中飽和し、高い電界強度下において十分な変位量が得られないという不具合が発生する。   However, for example, when the (111) plane is preferentially oriented and the degree of orientation is 95% or more, when the degree of orientation becomes extremely high, the displacement of the electromechanical conversion film with respect to the electric field strength is saturated halfway, and the high electric field strength A problem that a sufficient displacement cannot be obtained below occurs.

つまり、変位量が大きくなる場合としては、圧電膜に電圧を印加すると圧電歪により変位量が大きくなる場合と、ドメイン回転によって歪が大きくなることにより変位量が得られる場合とが挙げられるが、(111)面が完全に配向してしまう場合には、変位量が大きくなる場合が圧電歪による場合のみになってしまう。そのため、ドメイン回転によって変位量が得られる部分がほとんどなくなり、変位量が途中飽和して十分な変位量が得られない。   That is, as the case where the amount of displacement is large, there are a case where the amount of displacement is increased due to piezoelectric strain when a voltage is applied to the piezoelectric film, and a case where the amount of displacement is obtained by increasing the strain due to domain rotation. When the (111) plane is completely oriented, the displacement becomes large only when the piezoelectric strain is applied. Therefore, there is almost no portion where the amount of displacement can be obtained by the domain rotation, and the amount of displacement saturates on the way, and a sufficient amount of displacement cannot be obtained.

又、電気機械変換膜の変位量は振動板の膜応力や曲げ剛性に大きく影響され、振動板の膜応力や曲げ剛性が適切でないと、特に高周波での吐出性能を確保することが困難となる。これに関し、例えば、圧縮応力を有する膜と引張応力を有する膜を含む3層以上の膜を積層して振動板を構成し、引張応力を有する膜としてシリコン窒化膜を含み、シリコン窒化膜の間に圧縮応力を有する膜を挟んだ構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この膜構成では、引張応力が大きすぎるため、特に高周波で十分な吐出ができない。   In addition, the amount of displacement of the electromechanical conversion film is greatly affected by the film stress and bending stiffness of the diaphragm. If the film stress and bending stiffness of the diaphragm are not appropriate, it becomes difficult to ensure the discharge performance particularly at high frequencies. . In this regard, for example, a diaphragm is formed by laminating three or more films including a film having a compressive stress and a film having a tensile stress, and a silicon nitride film is included as a film having a tensile stress. (See, for example, Patent Document 1). However, in this film configuration, since the tensile stress is too large, it is not possible to perform a sufficient discharge particularly at a high frequency.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高周波での吐出性能を確保可能な吐出駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a discharge driving device capable of ensuring high-frequency discharge performance.

本吐出駆動装置は、振動板上に電気機械変換素子が形成された吐出駆動装置であって、前記振動板は、圧縮応力を有する単層膜を少なくとも1層含む積層膜から形成され、前記振動板の曲げ剛性は2.0×10−11Nm以上であり、前記振動板を構成する各単層膜の応力が600MPa以下であることを要件とする。 The present ejection driving device is an ejection driving device in which an electromechanical transducer is formed on a vibration plate, wherein the vibration plate is formed of a laminated film including at least one single-layer film having a compressive stress, The flexural rigidity of the plate is required to be 2.0 × 10 −11 Nm 2 or more, and the stress of each single-layer film constituting the diaphragm is required to be 600 MPa or less.

開示の技術によれば、高周波での吐出性能を確保可能な吐出駆動装置を提供できる。   According to the disclosed technology, it is possible to provide a discharge driving device capable of ensuring high-frequency discharge performance.

第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図(その1)である。FIG. 2 is a cross-sectional view (part 1) illustrating the liquid ejection head according to the first embodiment. 第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの製造工程を例示する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the liquid ejection head according to the first embodiment. 第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図(その2)である。FIG. 3 is a cross-sectional view (part 2) illustrating the liquid ejection head according to the first embodiment. 第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの配線等を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating wiring and the like of the liquid ejection head according to the first embodiment. 分極処理装置の概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the schematic structure of a polarization processing apparatus. コロナ放電について説明する図である。It is a figure explaining corona discharge. P−Eヒステリシスループについて例示する図である。It is a figure which illustrates about a PE hysteresis loop. 第2の実施の形態に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。It is a principal part plane explanatory view of an example of the device which discharges the liquid concerning a 2nd embodiment. 第2の実施の形態に係る液体を吐出する装置の一例の要部側面説明図である。It is principal part side explanatory drawing of an example of the apparatus which discharges the liquid which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。FIG. 14 is an explanatory plan view of a main part of another example of the liquid ejection unit according to the second embodiment. 第2の実施の形態に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。FIG. 13 is an explanatory front view of still another example of the liquid ejection unit according to the second embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第1の実施の形態〉
図1は、第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図である。図1を参照するに、液体吐出ヘッド1は、基板10と、振動板20と、電気機械変換素子30と、絶縁保護膜40とを有する。電気機械変換素子30は、下部電極31と、電気機械変換膜32と、上部電極33とを有する。液体吐出ヘッド1において、振動板20上に電気機械変換素子30が形成された部分が吐出駆動装置35である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid ejection head according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the liquid ejection head 1 includes a substrate 10, a vibration plate 20, an electromechanical transducer 30, and an insulating protective film 40. The electromechanical conversion element 30 has a lower electrode 31, an electromechanical conversion film 32, and an upper electrode 33. In the liquid ejection head 1, a portion where the electromechanical transducer 30 is formed on the vibration plate 20 is the ejection driving device 35.

液体吐出ヘッド1において、基板10上に振動板20が形成され、振動板20上に電気機械変換素子30の下部電極31が形成されている。下部電極31の所定領域に電気機械変換膜32が形成され、更に電気機械変換膜32上に上部電極33が形成されている。絶縁保護膜40は、電気機械変換素子30を被覆している。絶縁保護膜40は、下部電極31及び上部電極33を選択的に露出する開口部を備えており、開口部を介して、下部電極31及び上部電極33から配線を引き回すことができる。   In the liquid ejection head 1, the vibration plate 20 is formed on the substrate 10, and the lower electrode 31 of the electromechanical transducer 30 is formed on the vibration plate 20. An electromechanical conversion film 32 is formed in a predetermined region of the lower electrode 31, and an upper electrode 33 is formed on the electromechanical conversion film 32. The insulating protective film 40 covers the electromechanical transducer 30. The insulating protective film 40 has an opening for selectively exposing the lower electrode 31 and the upper electrode 33, and wiring can be routed from the lower electrode 31 and the upper electrode 33 through the opening.

基板10の下部には、インク滴を吐出するノズル51を備えたノズル板50が接合されている。ノズル板50、基板10、及び振動板20により、ノズル51に連通する圧力室10x(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある)が形成されている。振動板20は、インク流路の壁面の一部を形成している。言い換えれば、圧力室10xは、基板10(側面を構成)、ノズル板50(下面を構成)、振動板20(上面を構成)で区画されて、ノズル51と連通している。   A nozzle plate 50 having nozzles 51 for ejecting ink droplets is joined to a lower portion of the substrate 10. A pressure chamber 10x (also referred to as an ink flow path, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, or the like) communicating with the nozzle 51 is formed by the nozzle plate 50, the substrate 10, and the vibration plate 20. Is formed. The vibration plate 20 forms a part of the wall surface of the ink flow path. In other words, the pressure chamber 10x is partitioned by the substrate 10 (constituting the side surface), the nozzle plate 50 (constituting the lower surface), and the diaphragm 20 (constituting the upper surface), and communicates with the nozzle 51.

液体吐出ヘッド1を作製するには、まず、図2に示すように、基板10上に、振動板20、下部電極31、電気機械変換膜32、上部電極33を順次積層する。その後、下部電極31、電気機械変換膜32及び上部電極33を所望の形状にエッチングし、絶縁保護膜40で被覆する。そして、絶縁保護膜40に、下部電極31及び上部電極33を選択的に露出する開口部を形成する。その後、基板10を下方からエッチングして圧力室10xを作製する。次いで、基板10の下面にノズル51を有するノズル板50を接合し、液体吐出ヘッド1が完成する。   To manufacture the liquid discharge head 1, first, as shown in FIG. 2, a vibration plate 20, a lower electrode 31, an electromechanical conversion film 32, and an upper electrode 33 are sequentially stacked on a substrate 10. After that, the lower electrode 31, the electromechanical conversion film 32, and the upper electrode 33 are etched into a desired shape, and covered with an insulating protective film 40. Then, an opening for selectively exposing the lower electrode 31 and the upper electrode 33 is formed in the insulating protective film 40. Thereafter, the pressure chamber 10x is formed by etching the substrate 10 from below. Next, the nozzle plate 50 having the nozzles 51 is joined to the lower surface of the substrate 10 to complete the liquid ejection head 1.

なお、図1では、振動板20上に1個の電気機械変換素子30が形成された吐出駆動装置35を有する液体吐出ヘッド1を示したが、実際には、図3に示すように、液体吐出ヘッド1が所定方向に複数配列された液体吐出ヘッド2が作製される。   Although FIG. 1 shows the liquid ejection head 1 having the ejection drive device 35 in which one electromechanical transducer 30 is formed on the vibration plate 20, in practice, as shown in FIG. A liquid ejection head 2 in which a plurality of ejection heads 1 are arranged in a predetermined direction is manufactured.

液体吐出ヘッド2は、振動板20上に電気機械変換素子30が複数個配列された吐出駆動装置35と、夫々の電気機械変換素子30に対応して設けられた、液体を吐出するノズル51と、ノズル51が連通する圧力室10xとを有している。液体吐出ヘッド2では、圧力室10xの壁の一部を振動板20で構成しており、吐出駆動装置35は圧力室10x内の液体を昇圧させる。   The liquid discharge head 2 includes a discharge driving device 35 in which a plurality of electromechanical transducers 30 are arranged on the vibration plate 20, and a nozzle 51 that discharges a liquid and is provided corresponding to each electromechanical transducer 30. , A pressure chamber 10x with which the nozzle 51 communicates. In the liquid ejection head 2, a part of the wall of the pressure chamber 10x is formed by the vibration plate 20, and the ejection driving device 35 pressurizes the liquid in the pressure chamber 10x.

ところで、インクを吐出させる際に、残留振動が発生するため、これを抑制するための波形の作製が必要となる。残留振動の発生を抑制するための波形は、周波数が低くなるため、高周波での吐出性能を確保することが困難となる。   By the way, when ink is ejected, residual vibration is generated, so that it is necessary to prepare a waveform for suppressing the residual vibration. Since the frequency of the waveform for suppressing the generation of the residual vibration is low, it is difficult to ensure the ejection performance at a high frequency.

このため、高周波での吐出性能を確保するためには、振動板20、電気機械変換膜32、及び絶縁保護膜40の剛性を高める必要があり、高いヤング率を持たせたり、厚膜化したりする必要が生じる。   For this reason, in order to ensure the discharge performance at high frequencies, it is necessary to increase the rigidity of the diaphragm 20, the electromechanical conversion film 32, and the insulating protective film 40. Need to be done.

特に、振動板20の特性が重要である。振動板20は単層膜が複数層積層された積層膜から構成されるが、応力設計も考慮し、シリコン酸化膜(SiO)、シリコン窒化膜(SiN)、ポリシリコン(Poly−Si)等を材料とする単層膜を含む積層膜から形成することが好ましい。この際、振動板20の曲げ剛性は2.0×10−11Nm以上とする必要がある。振動板20の曲げ剛性が2.0×10−11Nm未満であると、高周波での吐出性能を確保することができないからである。 In particular, the characteristics of the diaphragm 20 are important. The vibration plate 20 is composed of a laminated film in which a plurality of single-layer films are laminated. In consideration of stress design, a silicon oxide film (SiO 2 ), a silicon nitride film (SiN), a polysilicon (Poly-Si), or the like is used. It is preferable to form from a laminated film including a single-layer film made of a material. At this time, the bending rigidity of the diaphragm 20 needs to be 2.0 × 10 −11 Nm 2 or more. If the flexural rigidity of the diaphragm 20 is less than 2.0 × 10 −11 Nm 2 , it is not possible to ensure high-frequency discharge performance.

又、振動板20の膜厚は1μm以上3μm以下で作製されることが好ましい。これにより、高周波での吐出性能を確保するための剛性を持たせることが容易となる。   Further, it is preferable that the diaphragm 20 is formed to have a thickness of 1 μm or more and 3 μm or less. This makes it easy to provide rigidity for ensuring high-frequency discharge performance.

曲げ剛性に関しては、振動板20の材料のヤング率だけでなく、圧力室10xの形状にも依存してくるが、長手方向で600μmから1500μmで構成することが好ましい。この範囲を満たさない場合は、高周波での安定した吐出性能が確保できないという不具合や、膜厚が十分厚くなる場合は圧力室10xの作製時に割れ等の不具合が発生するおそれがある。   The bending stiffness depends not only on the Young's modulus of the material of the diaphragm 20 but also on the shape of the pressure chamber 10x, but it is preferable to configure the diaphragm 20 to have a length of 600 μm to 1500 μm in the longitudinal direction. If this range is not satisfied, there is a possibility that stable ejection performance at high frequencies cannot be ensured, and if the film thickness is sufficiently large, problems such as cracks may occur during the production of the pressure chamber 10x.

振動板20の応力については、Si等からなる基板10上に単層膜を成膜し、成膜前後の反り量を評価することで算出することができる。振動板20では、基板10上に振動板20を構成する全ての単層膜を積層した直後の基板10の反り量を見たときに、上に凸となるように応力設計することが好ましい。すなわち、振動板20では、振動板20全体として圧縮応力を有するように、各単層膜の材料を選択することが好ましい。   The stress of the diaphragm 20 can be calculated by forming a single-layer film on the substrate 10 made of Si or the like and evaluating the amount of warpage before and after the film formation. In the diaphragm 20, it is preferable to design the stress so as to be convex upward when the amount of warpage of the substrate 10 immediately after laminating all the single-layer films constituting the diaphragm 20 on the substrate 10 is observed. That is, in the diaphragm 20, it is preferable to select the material of each single layer film so that the diaphragm 20 has a compressive stress as a whole.

これは電気機械変換膜32や下部電極31として用いる材料の多くが引張応力を有しているためである。例えば、電気機械変換膜32としてPZT膜を用いる場合や下部電極としてPt膜を用いる場合には、PZT膜やPt膜が引張応力を有している。そのため、これを打ち消すように振動板20全体として圧縮応力を有する構成とすることで、アクチュエータの特性として良好な品質を得ることができる。   This is because many of the materials used for the electromechanical conversion film 32 and the lower electrode 31 have tensile stress. For example, when a PZT film is used as the electromechanical conversion film 32 or when a Pt film is used as the lower electrode, the PZT film or the Pt film has a tensile stress. Therefore, by adopting a configuration in which the diaphragm 20 has a compressive stress so as to cancel this, a good quality can be obtained as the characteristics of the actuator.

振動板20は、圧縮応力を有する単層膜を少なくとも1層含む積層膜から形成する。すなわち、振動板20は、圧縮応力を有する単層膜及び引張応力を有する単層膜の両方を有する構成、若しくは、全て圧縮応力のみの構成とする。   The diaphragm 20 is formed from a laminated film including at least one single-layer film having a compressive stress. That is, the diaphragm 20 has a configuration having both a single-layer film having a compressive stress and a single-layer film having a tensile stress, or a configuration having only a compressive stress.

振動板20では、全ての単層膜(引張側でも圧縮側でも)の膜応力を600MPa以下とする必要があり、400MPa以下とすることが好ましい。何れかの単層膜の膜応力が600MPaより大きい場合は、厚膜作製時にクラック等の影響が出るため、一度の成膜で十分な厚みが稼げなくなり、プロセスタクトが悪化するためである。   In the diaphragm 20, the film stress of all the single-layer films (both on the tension side and the compression side) needs to be 600 MPa or less, and preferably 400 MPa or less. If the film stress of any one of the single-layer films is larger than 600 MPa, cracks and the like are produced during the production of a thick film, so that a sufficient thickness cannot be obtained by a single film formation, and the process tact is deteriorated.

又、何れかの単層膜の膜応力が600MPaより大きいと、振動板20全体の膜応力が適切に調整できないためである。例えば、引張方向において何れかの単層膜の膜応力が600MPaより大きい場合、振動板20の全体の応力として圧縮になるように調整しようとしたときに、その制御が難しくなる。   If the film stress of any single-layer film is larger than 600 MPa, the film stress of the entire diaphragm 20 cannot be properly adjusted. For example, when the film stress of any single-layer film in the tensile direction is larger than 600 MPa, it is difficult to control the diaphragm 20 so as to be compressed as the entire stress.

なお、例えばSiNのような引張応力もヤング率も高い材料を選択する場合は、イオン注入によりSi−N結合を切断することで、応力緩和することが可能である。   When a material such as SiN having a high tensile stress and a high Young's modulus is selected, the stress can be relaxed by cutting the Si—N bond by ion implantation.

Poly−Siのような圧縮応力もヤング率も高い材料を選択する場合は、イオン注入して表面を粗らし、結晶状態を一部アモルファス化することで、応力緩和することが可能である。イオン注入量としては、1×1014ions/cm以上あると好ましい。これ以上の値になると、応力緩和の効果としては飽和してくる。 When a material having a high compressive stress and a high Young's modulus, such as Poly-Si, is selected, the surface can be roughened by ion implantation, and the crystal state can be partially made amorphous, so that the stress can be relaxed. It is preferable that the ion implantation amount is 1 × 10 14 ions / cm 2 or more. If the value exceeds this, the effect of the stress relaxation is saturated.

イオン注入に用いられる元素としては、構成される元素以外であれば基本的にはどれでもよい。ボロン、リン、砒素、ゲルマニウム、アルゴン等の一般的な半導体プロセスで用いられるようなイオン注入であればどれでもよく、上記元素に限ったことはない。   The element used for ion implantation may be basically any element other than the constituent elements. Any kind of ion implantation such as boron, phosphorus, arsenic, germanium, and argon used in a general semiconductor process may be used, and is not limited to the above elements.

振動板20を構成する積層膜の内、最もヤング率の大きい膜は、構成元素以外の元素でイオン注入されて、応力調整されてもよい。又、振動板20を、SiOからなる第1膜、SiNからなる第2膜、Poly−Siからなる第3膜を含む構成とし、第1膜、第2膜、及び第3膜の内、何れかの膜が構成元素以外の元素でイオン注入されて、応力調整されてもよい。 The film having the highest Young's modulus among the laminated films forming the diaphragm 20 may be subjected to ion implantation with an element other than the constituent elements to adjust the stress. Further, the diaphragm 20 includes a first film made of SiO 2 , a second film made of SiN, and a third film made of Poly-Si, and among the first film, the second film, and the third film, Any of the films may be ion-implanted with an element other than the constituent elements to adjust the stress.

又、曲げ剛性を2.0×10−11Nm以上確保するために、プロセスタクトも考慮し、できるだけ薄い膜で実現しようとした場合、振動板20を構成する積層膜のうち最もヤング率の大きい単層膜のヤング率が150GPa以上、できれば200GPa以上であることが好ましい。又、振動板20を構成する積層膜の等価ヤング率が75GPa以上であることが好ましい。 Further, in order to secure the bending stiffness of 2.0 × 10 −11 Nm 2 or more, in consideration of the process tact, when trying to realize a film as thin as possible, the Young's modulus of the laminated film constituting the diaphragm 20 is the lowest. The large single layer film preferably has a Young's modulus of 150 GPa or more, and preferably 200 GPa or more. Further, it is preferable that the equivalent Young's modulus of the laminated film forming the diaphragm 20 be 75 GPa or more.

このように、本実施の形態に係る吐出駆動装置35では、振動板20は圧縮応力を有する単層膜を少なくとも1層含む積層膜から形成され、振動板20の曲げ剛性は2.0×10−11Nm以上であり、振動板20を構成する各単層膜の応力が600MPa以下である。 As described above, in the ejection driving device 35 according to the present embodiment, the diaphragm 20 is formed of a laminated film including at least one single-layer film having a compressive stress, and the bending rigidity of the diaphragm 20 is 2.0 × 10 −11 Nm 2 or more, and the stress of each single-layer film constituting the diaphragm 20 is 600 MPa or less.

これにより、高い周波数で安定して液体を吐出可能な変位量を十分確保できる。又、連続吐出しても変位量の劣化を十分抑制できるため、安定した液体の吐出特性を得ることが可能となる。   This makes it possible to sufficiently secure a displacement amount capable of stably ejecting the liquid at a high frequency. In addition, since the deterioration of the displacement amount can be sufficiently suppressed even when the liquid is continuously discharged, stable liquid discharge characteristics can be obtained.

又、振動板20を構成する単層膜の応力が600MPa以下であることにより、成膜時にクラック等が生じ難くなるため、一度の成膜で十分な厚みを稼ぐことが可能となり、プロセスタクトの悪化を防止できる。   Further, when the stress of the single-layer film constituting the diaphragm 20 is 600 MPa or less, cracks and the like hardly occur at the time of film formation, so that a sufficient thickness can be obtained by one film formation, and the process tact time is reduced. Deterioration can be prevented.

以下、液体吐出ヘッド2を構成する好適な材料等に関して、更に詳しく説明する。基板10としては、シリコン単結晶基板を用いることが好ましく、通常100〜600μmの厚みを持つことが好ましい。面方位としては、(100)、(110)、(111)と3種あるが、半導体産業では一般的に(100)、(111)が広く使用されており、液体吐出ヘッド2でも主に(100)の面方位を持つ単結晶基板を使用することができる。   Hereinafter, suitable materials for forming the liquid ejection head 2 will be described in more detail. As the substrate 10, a silicon single crystal substrate is preferably used, and usually preferably has a thickness of 100 to 600 μm. There are three types of plane orientations, (100), (110), and (111). In the semiconductor industry, generally, (100) and (111) are widely used. A single crystal substrate having a (100) plane orientation can be used.

又、圧力室10xを作製していく場合、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工していくが、この場合のエッチング方法としては、異方性エッチングを用いることが好ましい。なお、異方性エッチングとは、結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。   Further, when manufacturing the pressure chamber 10x, the silicon single crystal substrate is processed by using etching. In this case, it is preferable to use anisotropic etching. Note that the anisotropic etching utilizes a property that an etching rate is different from a plane orientation of a crystal structure.

例えば、KOH等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、(100)面に比べて(111)面は約1/400程度のエッチング速度となる。従って、面方位(100)では約54°の傾斜を持つ構造体が作製できるのに対して、面方位(110)では深い溝を掘ることができる。そのため、より剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるため、液体吐出ヘッド2でも(110)の面方位を持つ単結晶基板を使用してもよい。但し、この場合、マスク材であるSiOもエッチングされる点に留意が必要である。 For example, in anisotropic etching immersed in an alkaline solution such as KOH, the (111) plane has an etching rate of about 1/400 compared to the (100) plane. Therefore, a structure having an inclination of about 54 ° can be manufactured in the plane orientation (100), while a deep groove can be dug in the plane orientation (110). Therefore, since the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity, the liquid discharge head 2 may use a single crystal substrate having the (110) plane orientation. However, in this case, it should be noted that SiO 2 as the mask material is also etched.

又、圧力室10xの幅(短手方向の長さ)としては、50μm以上70μm以下が好ましく、55μm以上65μm以下が更に好ましい。この値より大きくなると、残留振動が大きくなり高周波での吐出性能確保が難しくなり、この値より小さくなると、電気機械変換素子の変位量が低下し、十分な吐出電圧が確保できなくなる。   Further, the width (length in the lateral direction) of the pressure chamber 10x is preferably 50 μm or more and 70 μm or less, and more preferably 55 μm or more and 65 μm or less. If the value is larger than this value, the residual vibration becomes large and it becomes difficult to secure the discharge performance at a high frequency. If the value is smaller than this value, the amount of displacement of the electromechanical transducer decreases, and a sufficient discharge voltage cannot be secured.

振動板20は、電気機械変換膜32によって発生した力を受けて変形変位し、圧力室10x内のインク滴を吐出させる。そのため、振動板20としては所定の強度を有したものであることが好ましい。具体的には、Si、SiO、Si等をCVD法等により作製したものが挙げられる。 The vibration plate 20 is deformed and displaced by receiving the force generated by the electromechanical conversion film 32, and ejects ink droplets in the pressure chamber 10x. Therefore, it is preferable that the diaphragm 20 has a predetermined strength. Specifically, a material prepared from Si, SiO 2 , Si 3 N 4, or the like by a CVD method or the like can be given.

更に、振動板20の材料としては、下部電極31、電気機械変換膜32の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。   Further, as the material of the diaphragm 20, it is preferable to select a material having a linear expansion coefficient close to that of the lower electrode 31 and the electromechanical conversion film 32.

特に、電気機械変換膜32としてPZTを使用する場合には、振動板20の材料として、PZTの線膨張係数8×10−6(1/K)に近い5×10−6(1/K)〜10×10−6(1/K)程度の線膨張係数を有した材料を選択することが好ましい。7×10−6(1/K)〜9×10−6(1/K)程度の線膨張係数を有した材料を選択することが更に好ましい。 In particular, when using PZT as an electromechanical conversion film 32, as the material of the diaphragm 20, 5 × 10 -6 close to the linear expansion coefficient of PZT 8 × 10 -6 (1 / K) (1 / K) It is preferable to select a material having a linear expansion coefficient of about 〜1010 × 10 −6 (1 / K). It is further preferable to select a material having a linear expansion coefficient of about 7 × 10 −6 (1 / K) to 9 × 10 −6 (1 / K).

振動板20の材料として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等を用いてもよい。これらは、スパッタ法若しくはSol−gel法を用いてスピンコーターにて作製することができる。   As a material of the diaphragm 20, aluminum oxide, zirconium oxide, iridium oxide, ruthenium oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, osmium oxide, rhenium oxide, rhodium oxide, palladium oxide, a compound thereof, or the like may be used. These can be produced by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel method.

振動板20の膜厚としては1〜3μmが好ましく、1.5〜2.5μmが更に好ましい。この範囲より小さいと圧力室10xの加工が難しくなり、この範囲より大きいと変形変位し難くなり、インク滴の吐出が不安定になる。   The thickness of the diaphragm 20 is preferably 1 to 3 μm, more preferably 1.5 to 2.5 μm. If it is smaller than this range, it becomes difficult to process the pressure chamber 10x, and if it is larger than this range, it becomes difficult to deform and displace, and the ejection of ink droplets becomes unstable.

下部電極31及び上部電極33としては、金属材料として高い耐熱性と低い反応性を有する白金を用いることができる。但し、白金は、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、その場合には、イリジウムや白金−ロジウム等の白金族元素や、これらの合金膜を用いることができる。   As the lower electrode 31 and the upper electrode 33, platinum having high heat resistance and low reactivity can be used as a metal material. However, platinum may not be said to have sufficient barrier properties against lead, and in that case, a platinum group element such as iridium or platinum-rhodium, or an alloy film of these can be used. .

なお、下部電極31及び上部電極33として白金を使用する場合には、下地となる振動板20(特にSiO)との密着性が悪いため、Ti、TiO、Ta、Ta、Ta等の密着層を介して積層することが好ましい。下部電極31及び上部電極33の作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜を用いることができる。下部電極31及び上部電極33の膜厚としては、0.05〜1μmが好ましく、0.1〜0.5μmが更に好ましい。 When platinum is used for the lower electrode 31 and the upper electrode 33, Ti, TiO 2 , Ta, Ta 2 O 5 , and Ta are used because of poor adhesion to the diaphragm 20 (especially, SiO 2 ) as a base. it is preferable to laminate via an adhesive layer, such as 3 N 5. As a method for forming the lower electrode 31 and the upper electrode 33, a vacuum film formation such as a sputtering method or a vacuum deposition can be used. The thickness of the lower electrode 31 and the upper electrode 33 is preferably 0.05 to 1 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm.

更に、下部電極31及び上部電極33において、金属材料と電気機械変換膜32との間に、SrRuOやLaNiOを材料とする酸化物電極膜を形成してもよい。なお、下部電極31と電気機械変換膜32との間の酸化物電極膜に関しては、その上に作製する電気機械変換膜32(例えばPZT膜)の配向制御にも影響するため、配向優先させたい方位によって選択される材料が異なる。 Furthermore, in the lower electrode 31 and the upper electrode 33, an oxide electrode film made of SrRuO 3 or LaNiO 3 may be formed between the metal material and the electromechanical conversion film 32. Note that the oxide electrode film between the lower electrode 31 and the electromechanical conversion film 32 affects the alignment control of the electromechanical conversion film 32 (for example, a PZT film) formed thereon. The material selected depends on the orientation.

液体吐出ヘッド2において、電気機械変換膜32としてPZTを用い、PZT(100)に優先配向させる場合には、下部電極31上に、LaNiO、TiO、PbTiO等からなるシード層を作製し、シード層上にPZT膜を形成すると好ましい。特に、PbTiO(チタン酸鉛)を用いることにより、PZT(100)に優先配向した結晶性の良好なPZT膜を形成することができる。 In the liquid ejection head 2, when PZT is used as the electromechanical conversion film 32 and PZT (100) is preferentially oriented, a seed layer made of LaNiO 3 , TiO 2 , PbTiO 3 or the like is formed on the lower electrode 31. Preferably, a PZT film is formed on the seed layer. In particular, by using PbTiO 3 (lead titanate), it is possible to form a PZT film having excellent crystallinity preferentially oriented to PZT (100).

又、上部電極33と電気機械変換膜32との間の酸化物電極膜としてはSRO膜を用いることができ、SRO膜の膜厚としては、20nm〜80nmが好ましく、30nm〜50nmが更に好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変位や変位劣化特性については十分な特性が得られない。この範囲を超えると、PZTの絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。   Further, an SRO film can be used as an oxide electrode film between the upper electrode 33 and the electromechanical conversion film 32, and the thickness of the SRO film is preferably 20 nm to 80 nm, more preferably 30 nm to 50 nm. If the thickness is smaller than this range, sufficient initial displacement and displacement deterioration characteristics cannot be obtained. If it exceeds this range, the dielectric breakdown voltage of PZT is very poor, and leakage tends to occur.

電気機械変換膜32としては、好適にはチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いることができる。なお、PZTとはジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体であり、PbZrOとPbTiOの比率によって、PZTの特性が異なる。例えば、PbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53、Ti0.47)O、一般にはPZT(53/47)と示されるPZT等を使用することができる。 As the electromechanical conversion film 32, lead zirconate titanate (PZT) can be preferably used. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ), and the characteristics of PZT differ depending on the ratio between PbZrO 3 and PbTiO 3 . For example, the ratio of PbZrO 3 to PbTiO 3 is 53:47, and Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 when represented by a chemical formula, PZT generally represented as PZT (53/47), etc. Can be used.

電気機械変換膜32の作製方法としては、スパッタ法若しくはSol−gel法を用いてスピンコーターにて作製することができる。その場合は、パターニングが必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得ることができる。   The electromechanical conversion film 32 can be formed by a spin coater using a sputtering method or a Sol-gel method. In that case, since patterning is required, a desired pattern can be obtained by photolithography etching or the like.

PZTをSol−gel法により作製する場合には、まず、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を用いる。そして、共通溶媒であるメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ることで、PZT前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、PZT前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミン等を適量、添加してもよい。   When producing PZT by the Sol-gel method, first, a lead acetate, a zirconium alkoxide, or a titanium alkoxide compound is used as a starting material. Then, a PZT precursor solution can be prepared by dissolving in methoxyethanol as a common solvent to obtain a uniform solution. Since the metal alkoxide compound is easily hydrolyzed by atmospheric moisture, an appropriate amount of acetylacetone, acetic acid, diethanolamine or the like may be added as a stabilizer to the PZT precursor solution.

下部電極31の全面にPZT膜を形成する場合、スピンコート等の溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で100nm以下の膜厚が得られるようにPZT前駆体の濃度の調整が必要になる。   When a PZT film is formed on the entire surface of the lower electrode 31, it is obtained by forming a coating film by a solution coating method such as spin coating and performing each of heat treatments of solvent drying, thermal decomposition, and crystallization. Since the transformation from a coating film to a crystallized film involves volume shrinkage, it is necessary to adjust the concentration of the PZT precursor so as to obtain a film thickness of 100 nm or less in a single step in order to obtain a crack-free film. .

電気機械変換膜32の膜厚としては1μm以上3μm以下が好ましく、1.5μm以上2.5μm以下が更に好ましい。この範囲より小さいと圧力室10xの加工が難しくなり、この範囲より大きいと変形変位し難くなり、インク滴の吐出が不安定になる。   The thickness of the electromechanical conversion film 32 is preferably 1 μm or more and 3 μm or less, and more preferably 1.5 μm or more and 2.5 μm or less. If it is smaller than this range, it becomes difficult to process the pressure chamber 10x, and if it is larger than this range, it becomes difficult to deform and displace, and the ejection of ink droplets becomes unstable.

なお、電気機械変換膜32としてPZTを用いPZT(100)面を優先配向とする場合、Zr/Tiの組成比率については、組成比率Ti/(Zr+Ti)が0.45以上0.55以下であることが好ましく、0.48以上0.52以下であることが更に好ましい。   When PZT is used as the electromechanical conversion film 32 and the PZT (100) plane is preferentially oriented, the composition ratio of Zr / Ti is such that the composition ratio Ti / (Zr + Ti) is 0.45 or more and 0.55 or less. It is more preferably 0.48 or more and 0.52 or less.

結晶配向については、ρ(hkl)=I(hkl)/ΣI(hkl)によって表される。ここで、ρ(hkl)は(hkl)面方位の配向度、I(hkl)は任意の配向のピーク強度、ΣI(hkl)は各ピーク強度の総和である。電気機械変換素子30の配列方向において、X線回折法のθ−2θ測定で得られる各ピーク強度の総和を1としたときの各々の配向のピーク強度の比率に基づいて算出される(100)配向の配向度の平均値は、0.95(95%)以上であることが好ましく、0.99(99%)以上であることが更に好ましい。0.95(95%)未満になると、圧電歪が十分得られず、電気機械変換素子30の変位量を十分確保できなくなる。   The crystal orientation is represented by ρ (hkl) = I (hkl) / ΣI (hkl). Here, ρ (hkl) is the degree of orientation in the (hkl) plane orientation, I (hkl) is the peak intensity of an arbitrary orientation, and ΔI (hkl) is the sum of the respective peak intensities. In the arrangement direction of the electromechanical transducers 30, it is calculated based on the ratio of the peak intensities of the respective orientations when the sum of the peak intensities obtained by the θ-2θ measurement by the X-ray diffraction method is set to 1 (100). The average value of the degree of orientation is preferably 0.95 (95%) or more, and more preferably 0.99 (99%) or more. If it is less than 0.95 (95%), sufficient piezoelectric strain cannot be obtained, and the displacement of the electromechanical transducer 30 cannot be sufficiently secured.

電気機械変換膜32として、PZT以外のABO型ペロブスカイト型結晶質膜を用いてもよい。PZT以外のABO型ペロブスカイト型結晶質膜としては、例えば、チタン酸バリウム等の非鉛複合酸化物膜を用いても構わない。この場合は、バリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することが可能である。 As the electromechanical conversion film 32, an ABO 3 type perovskite type crystalline film other than PZT may be used. As the ABO 3 type perovskite type crystalline film other than PZT, for example, a lead-free composite oxide film such as barium titanate may be used. In this case, a barium titanate precursor solution can be prepared by using a barium alkoxide or a titanium alkoxide compound as a starting material and dissolving it in a common solvent.

これら材料は一般式ABOで記述され、A=Pb、Ba、Sr B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として(Pb1−x、Ba)(Zr、Ti)O、(Pb1−x、Sr)(Zr、Ti)O、と表され、これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 These materials are described by the general formula ABO 3, A = Pb, Ba , Sr B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, composite oxide corresponds mainly composed of Nb. As specific description (Pb1-x, Ba) ( Zr, Ti) O 3, (Pb1-x, Sr) (Zr, Ti) O 3, expressed as which part of Pb of the A site Ba And Sr. Such substitution is possible if it is a divalent element, and its effect is to reduce the characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

ここで、配線等を含めた液体吐出ヘッドの構成について説明する。図4は、第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの配線等を例示する図であり、図4(a)は断面図、図4(b)は平面図である。なお、図4(b)において、絶縁保護膜40及び70の図示は省略されている。   Here, the configuration of the liquid ejection head including the wiring and the like will be described. FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating wirings and the like of the liquid discharge head according to the first embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view, and FIG. 4B is a plan view. In FIG. 4B, illustration of the insulating protective films 40 and 70 is omitted.

図4を参照するに、絶縁保護膜40上には複数の配線60が設けられ、更に配線60上に絶縁保護膜70が設けられている。絶縁保護膜40は複数の開口部40xを備えており、開口部40x内には下部電極31又は上部電極33の表面が露出している。配線60は、開口部40xを充填して上部電極33と接続されている(図4(b)のコンタクトホールHの部分)配線と、開口部40xを充填して下部電極31と接続されている配線とを含んでいる。   Referring to FIG. 4, a plurality of wirings 60 are provided on the insulating protection film 40, and an insulating protection film 70 is provided on the wiring 60. The insulating protective film 40 has a plurality of openings 40x, and the surface of the lower electrode 31 or the upper electrode 33 is exposed in the openings 40x. The wiring 60 fills the opening 40x and is connected to the upper electrode 33 (the portion of the contact hole H in FIG. 4B), and the wiring 60 fills the opening 40x and is connected to the lower electrode 31. And wiring.

絶縁保護膜70は複数の開口部70xを備えており、夫々の開口部70x内には夫々の配線60の表面が露出している。夫々の開口部70x内に露出する夫々の配線60は、電極パッド61、62、及び63となる。ここで、電極パッド61は共通電極パッドであり、配線60を介して各電気機械変換素子30に共通の下部電極31と接続されている。又、電極パッド62及び63は個別電極パッドであり、配線60を介して電気機械変換素子30毎に独立した上部電極33と接続されている。   The insulating protective film 70 has a plurality of openings 70x, and the surface of each wiring 60 is exposed in each opening 70x. The respective wires 60 exposed in the respective openings 70x become the electrode pads 61, 62, and 63. Here, the electrode pad 61 is a common electrode pad, and is connected to the lower electrode 31 common to each of the electromechanical transducers 30 via the wiring 60. The electrode pads 62 and 63 are individual electrode pads, and are connected to the upper electrode 33 independent for each electromechanical transducer 30 via the wiring 60.

次に、分極処理装置について説明する。図5は、分極処理装置の概略構成を例示する図である。分極処理装置500は、コロナ電極510とグリッド電極520とを備えており、コロナ電極510、グリッド電極520は夫々コロナ電極用電源511、グリッド電極用電源521に接続されている。サンプルをセットするステージ530には温調機能が付加されており、最大350℃程度までの温度をかけながら分極処理を行うことができる。ステージ530にはアース540が設置されており、これが付加していない場合には分極処理ができない。   Next, the polarization processing device will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a polarization processing apparatus. The polarization processing device 500 includes a corona electrode 510 and a grid electrode 520, and the corona electrode 510 and the grid electrode 520 are connected to a corona electrode power supply 511 and a grid electrode power supply 521, respectively. A temperature control function is added to the stage 530 for setting a sample, and a polarization process can be performed while applying a temperature of up to about 350 ° C. The stage 530 is provided with an earth 540, and when this is not added, the polarization process cannot be performed.

グリッド電極520には、例えばメッシュ加工が施されており、コロナ電極510に高い電圧を印加したときに、コロナ放電により発生するイオンや電荷等が効率よく下のステージ530に降り注き、電気機械変換膜32に注入されるように工夫されている。コロナ電極510やグリッド電極520に印加される電圧の大きさや、サンプルと各電極間の距離を調整することにより、コロナ放電の強弱をつけることが可能である。   The grid electrode 520 is, for example, subjected to mesh processing, and when a high voltage is applied to the corona electrode 510, ions and charges generated by corona discharge efficiently pour down to the lower stage 530, and the electric machine It is designed to be injected into the conversion film 32. By adjusting the magnitude of the voltage applied to the corona electrode 510 or the grid electrode 520 or the distance between the sample and each electrode, the intensity of the corona discharge can be increased.

図6に示すように、コロナワイヤ600を用いてコロナ放電させる場合、大気中の分子610をイオン化させ、陽イオン620を発生させる。そして、発生した陽イオン620が、電気機械変換素子30のパッド部を介して流れ込むことで、電荷を電気機械変換素子30に注入することができる。   As shown in FIG. 6, when corona discharge is performed using the corona wire 600, molecules 610 in the atmosphere are ionized to generate cations 620. Then, the generated cations 620 flow through the pad portions of the electromechanical transducer 30 to charge the electromechanical transducer 30.

この場合、上部電極と下部電極の電荷差によって内部電位差が生じて分極処理が行われていると考えられる。この際、分極処理に必要な電荷量Qについては特に限定されるものではないが、電気機械変換素子30に1.0×10−8C以上の電荷量が蓄積されることが好ましく、4.0×10−8C以上の電荷量が蓄積されることが更に好ましい。この値に満たない場合は、分極処理が十分できず、PZTの圧電アクチュエータとして連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られない。 In this case, it is considered that an internal potential difference occurs due to a charge difference between the upper electrode and the lower electrode, and the polarization process is performed. At this time, the charge amount Q required for the polarization process is not particularly limited, but it is preferable that a charge amount of 1.0 × 10 −8 C or more is accumulated in the electromechanical conversion element 30. More preferably, a charge amount of 0 × 10 −8 C or more is accumulated. When the value is less than this value, the polarization processing cannot be performed sufficiently, and sufficient characteristics of displacement deterioration after continuous driving as a PZT piezoelectric actuator cannot be obtained.

ここで、分極処理の状態については、電気機械変換素子30のP−Eヒステリシスループから判断することができる。分極処理の判断の方法について図7を用いて説明する。図7(a)は分極処理前のP−Eヒステリシスループを例示し、図7(b)は分極処理後のP−Eヒステリシスループを例示している。   Here, the state of the polarization processing can be determined from the PE hysteresis loop of the electromechanical transducer 30. A method of determining the polarization processing will be described with reference to FIG. FIG. 7A illustrates the PE hysteresis loop before the polarization processing, and FIG. 7B illustrates the PE hysteresis loop after the polarization processing.

具体的には、まず、図7に示すように、±150kv/cmの電界強度かけてヒステリシスループを測定する。そして、最初の0kv/cm時の分極をPind、+150kv/cmの電圧印加後0kv/cmまで戻したときの0kv/cm時の分極をPrとしたときに、Pr−Pindの値を分極率として定義し、この分極率から分極状態の良し悪しを判断することができる。   Specifically, first, as shown in FIG. 7, the hysteresis loop is measured with an electric field strength of ± 150 kv / cm. When the initial polarization at 0 kv / cm is Pind, and when the polarization at 0 kv / cm when the voltage is returned to 0 kv / cm after application of a voltage of +150 kv / cm is Pr, the value of Pr-Pind is the polarization rate. By defining the polarizability, it is possible to judge whether the polarization state is good or bad.

分極率Pr−Pindは、10μC/cm以下であることが好ましく、5μC/cm以下であることが更に好ましい。分極率Pr−Pindがこの値より大きい場合には、PZTの圧電アクチュエータとして連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られない。 Polarizability Pr-Pind is preferably at 10 [mu] C / cm 2 or less, still more preferably 5 [mu] C / cm 2 or less. If the polarizability Pr-Pind is larger than this value, sufficient characteristics regarding displacement deterioration after continuous driving as a PZT piezoelectric actuator cannot be obtained.

図5においてコロナ電極510及びグリッド電極520の電圧や、ステージ530とコロナ電極510及びグリッド電極520との間の距離等を調整することにより、所望の分極率Pr−Pindを得ることができる。但し、所望の分極率Pr−Pindを得ようとした場合には、電気機械変換膜32に対して高い電界を発生させることが好ましい。   In FIG. 5, the desired polarizability Pr-Pind can be obtained by adjusting the voltages of the corona electrode 510 and the grid electrode 520, the distance between the stage 530 and the corona electrode 510 and the grid electrode 520, and the like. However, when trying to obtain a desired polarizability Pr-Pind, it is preferable to generate a high electric field with respect to the electromechanical conversion film 32.

なお、電気機械変換膜32の自発分極軸のベクトル成分と電界印加方向とが一致するときに、電界印加強度の増減に伴う伸縮が効果的に起こり、大きな圧電定数が得られる。電気機械変換膜32の自発分極軸と電界印加方向とは完全に一致することが最も好ましい。   When the vector component of the spontaneous polarization axis of the electromechanical conversion film 32 matches the electric field application direction, expansion and contraction due to the increase and decrease of the electric field application strength occurs effectively, and a large piezoelectric constant is obtained. Most preferably, the spontaneous polarization axis of the electromechanical conversion film 32 completely coincides with the electric field application direction.

〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、応用例として、液体吐出ヘッド2(図3参照)を備えた液体を吐出する装置を例示する。
<Second embodiment>
In the second embodiment, as an application example, an apparatus for ejecting liquid provided with a liquid ejection head 2 (see FIG. 3) will be described.

まず、第2の実施の形態に係る液体を吐出する装置の一例について図8及び図9を参照して説明する。図8は同装置の要部平面説明図、図9は同装置の要部側面説明図である。   First, an example of an apparatus for discharging liquid according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus, and FIG. 9 is an explanatory side view of an essential part of the apparatus.

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。   This device is a serial type device, and the carriage 403 reciprocates in the main scanning direction by the main scanning moving mechanism 493. The main scanning movement mechanism 493 includes a guide member 401, a main scanning motor 405, a timing belt 408, and the like. The guide member 401 is bridged between the left and right side plates 491A and 491B, and movably holds the carriage 403. The carriage 403 is reciprocated in the main scanning direction by the main scanning motor 405 via a timing belt 408 spanned between the driving pulley 406 and the driven pulley 407.

このキャリッジ403には、第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッド2及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド2は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。又、液体吐出ヘッド2は、複数のノズル51からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。   On the carriage 403, a liquid discharge unit 440 in which the liquid discharge head 2 and the head tank 441 according to the first embodiment are integrated is mounted. The liquid discharge head 2 of the liquid discharge unit 440 discharges, for example, liquid of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). The liquid ejection head 2 has a nozzle row composed of a plurality of nozzles 51 arranged in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and is mounted with the ejection direction facing downward.

液体吐出ヘッド2の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド2に供給するための供給機構494により、ヘッドタンク441には、液体カートリッジ450に貯留されている液体が供給される。   The liquid stored in the liquid cartridge 450 is supplied to the head tank 441 by the supply mechanism 494 for supplying the liquid stored outside the liquid discharge head 2 to the liquid discharge head 2.

供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成される。液体カートリッジ450はカートリッジホルダ451に着脱可能に装着される。ヘッドタンク441には、チューブ456を介して送液ユニット452によって、液体カートリッジ450から液体が送液される。   The supply mechanism 494 includes a cartridge holder 451, which is a filling section for mounting the liquid cartridge 450, a tube 456, a liquid sending unit 452 including a liquid sending pump, and the like. The liquid cartridge 450 is detachably mounted on the cartridge holder 451. The liquid is sent from the liquid cartridge 450 to the head tank 441 by the liquid sending unit 452 via the tube 456.

この装置は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。   This apparatus includes a transport mechanism 495 for transporting the sheet 410. The transport mechanism 495 includes a transport belt 412 as transport means, and a sub-scanning motor 416 for driving the transport belt 412.

搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド2に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、或いは、エアー吸引等で行うことができる。   The transport belt 412 attracts the paper 410 and transports it at a position facing the liquid discharge head 2. The transport belt 412 is an endless belt, and is stretched between a transport roller 413 and a tension roller 414. Suction can be performed by electrostatic suction or air suction.

そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。   The transport belt 412 is rotated in the sub-scanning direction by rotating the transport roller 413 via the timing belt 417 and the timing pulley 418 by the sub-scanning motor 416.

更に、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド2の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。   Further, on one side of the carriage 403 in the main scanning direction, a maintenance / recovery mechanism 420 for maintaining and recovering the liquid ejection head 2 is disposed on the side of the transport belt 412.

維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド2のノズル面(ノズル51が形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422等で構成されている。   The maintenance and recovery mechanism 420 includes, for example, a cap member 421 for capping the nozzle surface (the surface on which the nozzles 51 are formed) of the liquid ejection head 2 and a wiper member 422 for wiping the nozzle surface.

主走査移動機構493、供給機構494、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。   The main scanning movement mechanism 493, the supply mechanism 494, the maintenance and recovery mechanism 420, and the transport mechanism 495 are attached to a housing including side plates 491A and 491B and a back plate 491C.

このように構成したこの装置においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。   In this apparatus configured as described above, the paper 410 is fed onto the transport belt 412 and is adsorbed, and the paper 410 is transported in the sub-scanning direction by the orbital movement of the transport belt 412.

そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド2を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成する。   Therefore, by driving the liquid discharge head 2 according to the image signal while moving the carriage 403 in the main scanning direction, the liquid is discharged onto the stopped paper 410 to form an image.

このように、この装置では、第1の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。   As described above, since the apparatus includes the liquid ejection head according to the first embodiment, a high-quality image can be stably formed.

次に、第2の実施の形態に係る液体吐出ユニットの他の例について図10を参照して説明する。図10は同ユニットの要部平面説明図である。   Next, another example of the liquid ejection unit according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory plan view of a main part of the unit.

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド2で構成されている。   The liquid discharge unit includes a housing portion including side plates 491A and 491B and a back plate 491C, a main scanning moving mechanism 493, a carriage 403, It is composed of a discharge head 2.

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420、及び供給機構494の少なくとも何れかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。   It should be noted that a liquid ejection unit in which at least one of the above-described maintenance and recovery mechanism 420 and the supply mechanism 494 is further attached to, for example, the side plate 491B of the liquid ejection unit may be configured.

次に、第2の実施の形態に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図11を参照して説明する。図11は同ユニットの正面説明図である。   Next, still another example of the liquid ejection unit according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory front view of the unit.

この液体吐出ユニットは、流路部品444が取り付けられた液体吐出ヘッド2と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。   The liquid discharge unit includes the liquid discharge head 2 to which the flow path component 444 is attached, and a tube 456 connected to the flow path component 444.

なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。又、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド2と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。   The flow channel component 444 is disposed inside the cover 442. A head tank 441 may be included instead of the flow path component 444. A connector 443 for making an electrical connection with the liquid ejection head 2 is provided above the flow path component 444.

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。   In the present application, a “device that discharges liquid” is a device that includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit and drives the liquid discharge head to discharge liquid. The device that discharges a liquid includes not only a device that can discharge a liquid to which a liquid can be attached, but also a device that discharges a liquid into the air or into the liquid.

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置等も含むことができる。   The “device that discharges liquid” may include means for feeding, transporting, and discharging paper to which liquid can be attached, as well as a pre-processing device and a post-processing device.

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。   For example, as a "device for ejecting liquid", an image forming apparatus that ejects ink to form an image on paper, and a powder is formed in layers to form a three-dimensional object (three-dimensional object) There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges a modeling liquid to the formed powder layer.

又、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着する全てのものが含まれる。
Further, the "device for discharging liquid" is not limited to a device in which a significant image such as a character or a figure is visualized by the discharged liquid. For example, those that form a pattern or the like that has no meaning in itself, and those that form a three-dimensional image are also included.
The above-mentioned "thing to which a liquid can be attached" means a thing to which a liquid can be attached at least temporarily, such as a thing which adheres and adheres, a thing which adheres and penetrates, and the like. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth; electronic components such as electronic substrates and piezoelectric elements; powder layers (powder layers); organ models; and media such as inspection cells. Yes, unless otherwise specified, all that adhere to the liquid.

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材等の建材、衣料用のテキスタイル等液体が一時的でも付着可能であればよい。   The material of the above-mentioned "things to which liquid can adhere" is a liquid such as paper, yarn, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, building materials such as wallpaper and flooring, and textiles for clothing. However, any material can be used as long as it can be attached.

又、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。   The “liquid” also includes inks, processing liquids, DNA samples, resists, pattern materials, binders, modeling liquids, or solutions and dispersions containing amino acids, proteins, and calcium.

又、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置等が含まれる。   In addition, the "device for discharging liquid" includes a device in which a liquid discharge head and a device to which liquid can adhere are relatively moved, but are not limited thereto. Specific examples include a serial device that moves the liquid ejection head, a line device that does not move the liquid ejection head, and the like.

又、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質する等の目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置等がある。   Other examples of the "device for discharging liquid" include a processing liquid coating device for discharging a processing liquid onto a sheet in order to apply the processing liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, and a raw material. There is an injection granulation apparatus or the like that granulates fine particles of a raw material by spraying a composition liquid in which a composition is dispersed in a solution through a nozzle.

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。   The “liquid discharge unit” is a unit in which functional components and mechanisms are integrated with a liquid discharge head, and is an assembly of components related to liquid discharge. For example, the “liquid ejection unit” includes a unit in which at least one of the configurations of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance and recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism is combined with a liquid ejection head.

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。又、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。   Here, the term “integration” means, for example, one in which the liquid ejection head and the functional component or mechanism are fixed to each other by fastening, bonding, engagement, or the like, or one in which one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid ejection head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.

例えば、液体吐出ユニットとして、図9で示した液体吐出ユニット440のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。又、チューブ等で互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。   For example, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated like a liquid discharge unit 440 shown in FIG. In some cases, the liquid ejection head and the head tank are integrated with each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the head tank and the liquid discharge head of these liquid discharge units.

又、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。   There is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.

又、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。又、図10で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。   Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head in which a liquid discharge head is movably held by a guide member constituting a part of a scanning moving mechanism, and the liquid discharging head and the scanning moving mechanism are integrated. Further, as shown in FIG. 10, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head, a carriage, and a main scanning moving mechanism are integrated.

又、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。   Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit in which a cap member which is a part of a maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which a liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .

又、液体吐出ユニットとして、図11で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取り付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。   In addition, as shown in FIG. 11, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a liquid discharge head to which a head tank or a flow path component is attached, and a liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. .

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。又、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。   The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism also includes a tube unit and a loading unit alone.

又、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ(積層型圧電素子を使用するものでもよい。)以外にも、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用するものでもよい。   Further, the "liquid ejection head" is not limited to a pressure generating means to be used. For example, in addition to the piezoelectric actuator described in the above embodiment (a laminated piezoelectric element may be used), a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heating resistor, a diaphragm and a counter electrode are provided. An actuator using an electrostatic actuator or the like may be used.

又、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等は何れも同義語とする。   Further, image forming, recording, printing, printing, printing, modeling, and the like in the terms of the present application are all synonymous.

[実施例1]
基板10として6インチのシリコンウェハを準備し、基板10にSiO(膜厚600nm)、Si(膜厚200nm)、SiO(膜厚100nm)、SiN(膜厚150nm)、SiO(膜厚1300nm)、SiN(150nm)、SiO(膜厚100nm)、Si(200nm)、SiO(膜厚600nm)の膜を順に形成して振動板20を作製した。
[Example 1]
A 6-inch silicon wafer is prepared as the substrate 10, and SiO 2 (thickness: 600 nm), Si (thickness: 200 nm), SiO 2 (thickness: 100 nm), SiN (thickness: 150 nm), SiO 2 (thickness: 1300 nm), SiN (150 nm), SiO 2 (film thickness 100 nm), Si (200 nm), and SiO 2 (film thickness 600 nm) were formed in this order to produce the diaphragm 20.

このとき、SiN膜に関しては硼素を1×1015ions/cm注入することで従来のSiN膜の引張応力を緩和させた。積層膜とは別に各単層膜の膜応力や剛性について評価を実施し、その一部の結果を後述の表1に示す。 At this time, as for the SiN film, the tensile stress of the conventional SiN film was relaxed by implanting boron at 1 × 10 15 ions / cm 2 . Evaluation of the film stress and rigidity of each single-layer film was performed separately from the laminated film, and some of the results are shown in Table 1 below.

その後、振動板20上に密着層としてチタン膜(膜厚20nm)を成膜温度350℃でスパッタ装置にて成膜した後、RTA(急速熱処理)を用いて750℃にて熱酸化した。更に、密着層上に白金膜(膜厚160nm)を成膜温度300℃でスパッタ装置にて成膜し、下部電極31を作製した。   Thereafter, a titanium film (thickness: 20 nm) was formed as a close contact layer on the vibration plate 20 at a film formation temperature of 350 ° C. by a sputtering apparatus, and then thermally oxidized at 750 ° C. using RTA (rapid heat treatment). Further, a platinum film (160 nm in thickness) was formed on the adhesion layer by a sputtering device at a film formation temperature of 300 ° C. to produce a lower electrode 31.

次に、下部電極31上に下地層となるPbTiO層としてPb:Ti=1:1に調整された溶液と、電気機械変換膜32としてPb:Zr:Ti=115:49:51に調整された溶液とを準備し、スピンコート法により膜を成膜した。 Next, a solution in which Pb: Ti = 1: 1 is adjusted as a PbTiO 3 layer serving as a base layer on the lower electrode 31 and a solution in which Pb: Zr: Ti is adjusted to 115: 49: 51 as the electromechanical conversion film 32. Was prepared, and a film was formed by spin coating.

具体的な前駆体塗布液の合成については、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。   For the synthesis of a specific precursor coating solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium, and isopropoxide zirconium were used as starting materials. The water of crystallization of lead acetate was dissolved in methoxyethanol and then dehydrated. The lead content is excessive relative to the stoichiometric composition. This is to prevent a decrease in crystallinity due to so-called lead loss during the heat treatment.

イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでPZT前駆体溶液を合成した。このPZT濃度は0.5モル/リットルにした。PTの溶液に関してもPZT同様に作製し、これらの液を用いて、最初にPT層をスピンコートにより成膜し、成膜後、120℃乾燥を実施し、その後PZTの液をスピンコートにより成膜し、120℃乾燥→380℃熱分解を行った。   Titanium isopropoxide and zirconium isopropoxide were dissolved in methoxyethanol, an alcohol exchange reaction and an esterification reaction were advanced, and a PZT precursor solution was synthesized by mixing with the methoxyethanol solution in which lead acetate was dissolved. This PZT concentration was 0.5 mol / liter. A solution of PT is also prepared in the same manner as PZT, and a PT layer is first formed by spin coating using these solutions, dried at 120 ° C., and then formed by spin coating of the PZT solution. The film was dried at 120 ° C. and then thermally decomposed at 380 ° C.

3層目の熱分解処理後に、結晶化熱処理(温度730℃)をRTAにて行った。このときPZTの膜厚は240nmであった。この工程を計8回(24層)実施し、電気機械変換膜32として約2μmのPZT膜を得た。   After the thermal decomposition treatment of the third layer, a crystallization heat treatment (at a temperature of 730 ° C.) was performed by RTA. At this time, the film thickness of PZT was 240 nm. This process was performed eight times (24 layers) in total, and a PZT film of about 2 μm was obtained as the electromechanical conversion film 32.

次に、上部電極33を構成する酸化物電極膜として、SrRuO膜(膜厚40nm)、金属膜として白金膜(膜厚125nm)をスパッタ法で成膜した。その後、東京応化社製フォトレジスト(TSMR8800)をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後、ICPエッチング装置(サムコ製)を用いて図4に示すようなパターンを作製した。これにより、振動板20上に電気機械変換素子30が作製された。 Next, an SrRuO 3 film (film thickness: 40 nm) was formed as an oxide electrode film constituting the upper electrode 33, and a platinum film (film thickness: 125 nm) was formed as a metal film by sputtering. Thereafter, a photoresist (TSMR8800) manufactured by Tokyo Ohkasha Co., Ltd. is formed by spin coating, a resist pattern is formed by ordinary photolithography, and a pattern as shown in FIG. 4 is formed using an ICP etching apparatus (manufactured by Samco). Produced. As a result, the electromechanical transducer 30 was formed on the diaphragm 20.

次に、電気機械変換素子30上に、絶縁保護膜40として、ALD工法を用いてAl膜を50nm成膜した。このとき原材料としてAlについては、TMA(シグマアルドリッチ社)、Oについてはオゾンジェネレーターによって発生させたOを交互に積層させることで、成膜を進めた。 Next, an Al 2 O 3 film having a thickness of 50 nm was formed on the electromechanical transducer 30 as the insulating protective film 40 by using the ALD method. For Al as a raw material At this time, TMA (Sigma-Aldrich), by laminating the O 3 which is generated by the ozone generator alternately for O, and advances the film formation.

その後、図4に示すように、エッチングによりコンタクトホールHを形成した。その後、Alをスパッタ法で成膜し、エッチングによりパターニングして配線60を形成し、絶縁保護膜70としてSiをプラズマCVD法により500nm成膜した。そして、絶縁保護膜70に開口部70xを設けて配線60の一部を露出させ、電極パッド61、62及び63とした。なお、電極パッド61は共通電極パッドであり、電極パッド62及び63は個別電極パッドであり、個別電極間パッド間の距離は80μmとした。 Thereafter, as shown in FIG. 4, a contact hole H was formed by etching. After that, Al was formed by a sputtering method, patterned by etching to form a wiring 60, and Si 3 N 4 was formed as an insulating protective film 70 to a thickness of 500 nm by a plasma CVD method. Then, an opening 70x was provided in the insulating protective film 70 to expose a part of the wiring 60 to form electrode pads 61, 62 and 63. The electrode pad 61 is a common electrode pad, the electrode pads 62 and 63 are individual electrode pads, and the distance between the individual electrode pads is 80 μm.

その後、分極処理装置500を用い、コロナ帯電処理により分極処理を行った。コロナ帯電処理にはφ50μmのタングステンのワイヤーを用いている。分極処理条件としては、処理温度80℃、コロナ電極510の電圧9kV、グリッド電極520の電圧2.5kV、処理時間30s、コロナ電極510−グリッド電極520間の距離4mm、グリッド電極520−ステージ530間の距離4mmにて行った。   Thereafter, the polarization treatment was performed by a corona charging treatment using the polarization treatment device 500. For the corona charging treatment, a tungsten wire of φ50 μm is used. The polarization processing conditions include a processing temperature of 80 ° C., a voltage of 9 kV for the corona electrode 510, a voltage of 2.5 kV for the grid electrode 520, a processing time of 30 s, a distance of 4 mm between the corona electrode 510 and the grid electrode 520, and a distance between the grid electrode 520 and the stage 530. At a distance of 4 mm.

その後、基板10の裏面をエッチングして圧力室10x(幅60μm、奥行1000μm)を形成し、液体吐出ヘッド2とした。但し、基板10の下部には、ノズル51を備えたノズル板50は接合されていなく、液体吐出ヘッド2は半完成状態である。   Thereafter, the back surface of the substrate 10 was etched to form a pressure chamber 10x (width 60 μm, depth 1000 μm), and the liquid ejection head 2 was obtained. However, the nozzle plate 50 having the nozzles 51 is not joined to the lower portion of the substrate 10, and the liquid discharge head 2 is in a semi-finished state.

[実施例2]
Si層を除いて振動板20を成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Example 2]
A liquid discharge head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the vibration plate 20 was formed except for the Si layer.

[実施例3]
Si層に対して、硼素を1×1015ions/cm注入した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Example 3]
A liquid ejection head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that boron was implanted into the Si layer at 1 × 10 15 ions / cm 2 .

[実施例4]
SiN層を除いて振動板20を成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Example 4]
A liquid discharge head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the diaphragm 20 was formed except for the SiN layer.

[実施例5]
SiN層を除いて、Si層に対して、硼素を1×1015ions/cm注入した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Example 5]
Except for the SiN layer, a liquid ejection head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that boron was implanted into the Si layer at 1 × 10 15 ions / cm 2 .

[比較例1]
SiN層に対して、硼素を1×1015ions/cm注入せずに成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Comparative Example 1]
A liquid discharge head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a film was formed without injecting boron into the SiN layer at 1 × 10 15 ions / cm 2 .

[比較例2]
6インチシリコンウェハにSiO(膜厚600nm)のみを成膜した以外は実施例1と同様に液体吐出ヘッド2を作製した。
[Comparative Example 2]
A liquid ejection head 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that only a SiO 2 film (thickness: 600 nm) was formed on a 6-inch silicon wafer.

[実施例1〜5、比較例1及び2の検討]
実施例1〜5及び比較例1及び2で作製した各液体吐出ヘッド2の電気機械変換素子30について、電気機械変換素子30の電気特性及び変位量(圧電定数)の評価を行った。
[Examination of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2]
With respect to the electromechanical transducer 30 of each of the liquid ejection heads 2 manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the electrical characteristics and the displacement (piezoelectric constant) of the electromechanical transducer 30 were evaluated.

変位量については、図3に示すように基板10の裏面側から掘加工を行って圧力室10xを形成し、評価を実施した。具体的には、電界印加(150kV/cm)による変位量(圧電定数)を、レーザードップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから算出した。評価結果を表1に示す。なお、表1の単層膜の最大膜応力において、『+』は引張応力、『−』は圧縮応力を示している   As for the amount of displacement, as shown in FIG. 3, the pressure chamber 10x was formed by excavating from the back side of the substrate 10, and evaluation was performed. Specifically, the amount of displacement (piezoelectric constant) due to the application of an electric field (150 kV / cm) was measured by a laser Doppler vibrometer and calculated from the adjustment by simulation. Table 1 shows the evaluation results. In addition, in the maximum film stress of the single-layer film in Table 1, “+” indicates a tensile stress, and “−” indicates a compressive stress.

Figure 0006658296
表1から分かるように、実施例1〜5については、初期特性の結果について一般的なセラミックス焼結体と同等の特性を有していた(圧電定数は−120〜−160pm/V)。比較例1については、若干初期の圧電定数が低く、若干一般的なセラミックス焼結体に比べて特性が劣っていることが分かる。これは、比較例1では、振動板20が引張方向で600MPaよりも大きな応力を有する単層膜(+1300MPaの単層膜)を含んでいるため、振動板20全体の膜応力が適切に調整できなかったからである。
Figure 0006658296
As can be seen from Table 1, the results of the initial characteristics of Examples 1 to 5 were equivalent to those of a general ceramic sintered body (the piezoelectric constant was -120 to -160 pm / V). It can be seen from Comparative Example 1 that the initial piezoelectric constant was slightly lower and the characteristics were slightly inferior to those of a general ceramic sintered body. This is because, in Comparative Example 1, since the diaphragm 20 includes a single-layer film having a stress greater than 600 MPa in the tensile direction (a single-layer film of +1300 MPa), the film stress of the entire diaphragm 20 can be appropriately adjusted. Because there was no.

又、実施例1〜5、比較例1及び2で作製した電気機械変換素子30を用いて、図3の液体吐出ヘッドを作製し、液の吐出評価を行った。粘度を5cpに調整したインクを用いて、単純Push波形により−10〜−30Vの印可電圧を加えたときの吐出状況を確認した。   Further, using the electromechanical transducers 30 manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the liquid discharge head shown in FIG. 3 was manufactured, and the liquid discharge evaluation was performed. Using the ink whose viscosity was adjusted to 5 cp, the ejection state when an applied voltage of -10 to -30 V was applied was confirmed by a simple Push waveform.

その結果、表1に示すように、実施例1〜5については全てどのノズル孔からも吐出でき、かつ高周波で吐出できていることを確認できた(表1では○で表示)。一方、比較例1に関しては若干吐出に必要な電圧が上限ギリギリであり(表1では△で表示)、比較例2に関しては高周波で吐出しようとしたときに安定してインク吐出できかった(表1では×で表示)。   As a result, as shown in Table 1, it was confirmed that all of Examples 1 to 5 can be ejected from any of the nozzle holes and can be ejected at a high frequency (in Table 1, indicated by a circle). On the other hand, in Comparative Example 1, the voltage required for slightly discharging was almost at the upper limit (indicated by Δ in Table 1), and in Comparative Example 2, ink could not be discharged stably when trying to discharge at high frequency (Table 1). In the case of 1, it is indicated by x).

なお、比較例2において、高周波で安定してインク吐出できかったのは、比較例2では1層の膜のみから振動板が形成されているため、振動板の曲げ剛性が2.0×10−11Nm未満であり、曲げ剛性が不足していたからである。 In Comparative Example 2, ink could not be stably ejected at a high frequency because, in Comparative Example 2, the diaphragm was formed from only one layer of film, and the flexural rigidity of the diaphragm was 2.0 × 10 This is because it was less than −11 Nm 2 and the bending rigidity was insufficient.

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。   As described above, the preferred embodiments and the like have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications may be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope described in the claims. Variations and substitutions can be made.

例えば、上記の実施の形態では、上部電極を個別電極、下部電極を共通電極とした場合について説明したが、本発明はこれに限られない。すなわち、上部電極を共通電極、下部電極を個別電極とした構成においても同様の効果を得られる。   For example, in the above embodiment, the case where the upper electrode is an individual electrode and the lower electrode is a common electrode has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the same effect can be obtained in a configuration in which the upper electrode is a common electrode and the lower electrode is an individual electrode.

1、2 液体吐出ヘッド
10 基板
10x 圧力室
20 振動板
30 電気機械変換素子
31 下部電極
32 電気機械変換膜
33 上部電極
35 吐出駆動装置
40、70 絶縁保護膜
40x、70x 開口部
50 ノズル板
51 ノズル
60 配線
61、62、63 電極パッド
401 ガイド部材
403 キャリッジ
405 主走査モータ
406 駆動プーリ
407 従動プーリ
408 タイミングベルト
410 用紙
412 搬送ベルト
413 搬送ローラ
414 テンションローラ
416 副走査モータ
417 タイミングベルト
418 タイミングプーリ
420 維持回復機構
421 キャップ部材
422 ワイパ部材
440 液体吐出ユニット
441 ヘッドタンク
442 カバー
443 コネクタ
444 流路部品
450 液体カートリッジ
451 カートリッジホルダ
452 送液ユニット
456 チューブ
491A、491B 側板
491C 背板
493 主走査移動機構
494 供給機構
495 搬送機構
1, 2 Liquid discharge head 10 Substrate 10x Pressure chamber 20 Vibration plate 30 Electromechanical conversion element 31 Lower electrode 32 Electromechanical conversion film 33 Upper electrode 35 Discharge drive device 40, 70 Insulation protection film 40x, 70x Opening 50 Nozzle plate 51 Nozzle 60 Wiring 61, 62, 63 Electrode pad 401 Guide member 403 Carriage 405 Main scanning motor 406 Driving pulley 407 Driven pulley 408 Timing belt 410 Paper 412 Conveying belt 413 Conveying roller 414 Tension roller 416 Sub-scanning motor 417 Timing belt 418 Timing pulley 420 Maintaining Recovery mechanism 421 Cap member 422 Wiper member 440 Liquid ejection unit 441 Head tank 442 Cover 443 Connector 444 Flow path component 450 Liquid cartridge 451 Cartridge holder 452 liquid-feeding unit 456 tubes 491A, 491B plate 491C backplate 493 main scan movement mechanism 494 supplying mechanism 495 transporting mechanism

特許第5618208号Patent No. 5618208

Claims (12)

振動板上に電気機械変換素子が形成された吐出駆動装置であって、
前記振動板は、圧縮応力を有する単層膜を少なくとも1層含む積層膜から形成され、
前記振動板の曲げ剛性は2.0×10−11Nm以上であり、
前記振動板を構成する各単層膜の応力が600MPa以下であることを特徴とする吐出駆動装置。
An ejection drive device in which an electromechanical conversion element is formed on a diaphragm,
The diaphragm is formed from a laminated film including at least one single-layer film having a compressive stress,
The diaphragm has a flexural rigidity of 2.0 × 10 −11 Nm 2 or more,
The single-layer film constituting the diaphragm has a stress of 600 MPa or less.
前記積層膜の内、最もヤング率の大きい膜のヤング率が150GPa以上であることを特徴とする請求項1に記載の吐出駆動装置。   2. The ejection driving device according to claim 1, wherein a Young's modulus of a film having the highest Young's modulus among the stacked films is 150 GPa or more. 3. 前記最もヤング率の大きい膜は、構成元素以外の元素でイオン注入されていることを特徴とする請求項2に記載の吐出駆動装置。   3. The ejection driving device according to claim 2, wherein the film having the largest Young's modulus is ion-implanted with an element other than a constituent element. 前記積層膜は、SiOからなる第1膜、SiNからなる第2膜、Poly−Siからなる第3膜を含み、
前記第1膜、前記第2膜、及び前記第3膜の内、何れかの膜が構成元素以外の元素でイオン注入されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の吐出駆動装置。
The laminated film includes a first film made of SiO 2 , a second film made of SiN, and a third film made of Poly-Si,
4. The method according to claim 1, wherein any one of the first film, the second film, and the third film is ion-implanted with an element other than a constituent element. The ejection drive device according to any one of the preceding claims.
前記積層膜の等価ヤング率が75GPa以上であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の吐出駆動装置。   5. The discharge driving device according to claim 1, wherein an equivalent Young's modulus of the laminated film is 75 GPa or more. 6. 前記振動板の膜厚が1μm以上3μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の吐出駆動装置。   The ejection driving device according to claim 1, wherein a thickness of the diaphragm is 1 μm or more and 3 μm or less. 前記電気機械変換素子は、下部電極、電気機械変換膜、及び上部電極が順次積層された構造であり、
前記下部電極と前記電気機械変換膜との間にチタン酸鉛からなるシード層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の吐出駆動装置。
The electromechanical conversion element has a structure in which a lower electrode, an electromechanical conversion film, and an upper electrode are sequentially stacked,
The discharge driving device according to any one of claims 1 to 6, wherein a seed layer made of lead titanate is formed between the lower electrode and the electromechanical conversion film.
前記電気機械変換素子は、下部電極、電気機械変換膜、及び上部電極が順次積層された構造であり、
前記電気機械変換素子は、前記振動板上に複数個配列されており、
前記配列方向において、前記電気機械変換膜の(100)配向の配向度の平均値が95%以上であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の吐出駆動装置。
The electromechanical conversion element has a structure in which a lower electrode, an electromechanical conversion film, and an upper electrode are sequentially stacked,
A plurality of the electromechanical transducers are arranged on the diaphragm,
8. The ejection driving device according to claim 1, wherein in the arrangement direction, the average value of the degree of orientation of the (100) orientation of the electromechanical conversion film is 95% or more. 9.
請求項1乃至8の何れか一項に記載の吐出駆動装置と、
前記電気機械変換素子に対応して設けられた、液体を吐出するノズルと、前記ノズルが連通する加圧室と、を有し、
前記加圧室の壁の一部を前記振動板で構成し、
前記吐出駆動装置が前記加圧室内の液体を昇圧させることを特徴とする液体吐出ヘッド。
An ejection drive device according to any one of claims 1 to 8,
Provided corresponding to the electromechanical transducer, a nozzle for discharging liquid, and a pressurized chamber with which the nozzle communicates,
A part of the wall of the pressurizing chamber is constituted by the diaphragm,
A liquid discharge head, wherein the discharge drive device pressurizes the liquid in the pressurized chamber.
請求項9に記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。   A liquid discharge unit comprising the liquid discharge head according to claim 9. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくとも何れか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化したことを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ユニット。   A head tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism for supplying liquid to the liquid discharge head, a maintenance and recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid discharge head, and the liquid The liquid ejection unit according to claim 10, wherein at least one of a main scanning movement mechanism for moving the ejection head in the main scanning direction and the liquid ejection head are integrated. 請求項9に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項10若しくは11に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。   An apparatus for discharging liquid, comprising the liquid discharge head according to claim 9 or the liquid discharge unit according to claim 10 or 11.
JP2016100301A 2016-05-19 2016-05-19 Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid Active JP6658296B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016100301A JP6658296B2 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016100301A JP6658296B2 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017205955A JP2017205955A (en) 2017-11-24
JP6658296B2 true JP6658296B2 (en) 2020-03-04

Family

ID=60416832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016100301A Active JP6658296B2 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6658296B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7167626B2 (en) * 2018-03-09 2022-11-09 株式会社リコー Actuator, liquid ejection head, liquid ejection unit, and apparatus for ejecting liquid
US10596581B2 (en) 2018-03-09 2020-03-24 Ricoh Company, Ltd. Actuator, liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus
JP2019155844A (en) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社リコー Liquid discharge head, liquid discharge unit and liquid discharge device
JP7363067B2 (en) 2019-03-19 2023-10-18 株式会社リコー Piezoelectric thin film element, liquid ejection head, head module, liquid ejection unit, device for ejecting liquid, and method for manufacturing piezoelectric thin film element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017205955A (en) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9186894B2 (en) Droplet discharge head, image forming apparatus, polarization processing method of electromechanical transducer, and method of manufacturing droplet discharge head
US9956774B2 (en) Electromechanical transducer element, liquid discharge head, liquid discharge device, method for producing electromechanical transducer film, and method for producing liquid discharge head
JP6390170B2 (en) ELECTRO-MECHANICAL CONVERSION ELEMENT, ELECTRO-MECHANICAL CONVERSION ELEMENT MANUFACTURING METHOD, DROPLET DISCHARGE HEAD, DROPLET DISCHARGE DEVICE
JP6525255B2 (en) Electro-mechanical transducer, method of manufacturing electro-mechanical transducer, droplet discharge head and droplet discharge device
US9597872B2 (en) Droplet discharge head and image forming apparatus incorporating same
JP6620543B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, and apparatus for discharging liquid
JP6620542B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, and apparatus for discharging liquid
US10160208B2 (en) Electromechanical-transducing electronic component, liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus
JP6939214B2 (en) Electrical-mechanical conversion element, liquid discharge head and liquid discharge device
US10556431B2 (en) Electromechanical transducer element, liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus
US9199458B2 (en) Electromechanical transducer element, method of producing electromechanical transducer element, inkjet recording head, and inkjet recording apparatus
JP6658296B2 (en) Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid
JP7013914B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, and device that discharges liquid
JP2017094615A (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge apparatus
JP7167626B2 (en) Actuator, liquid ejection head, liquid ejection unit, and apparatus for ejecting liquid
JP6531978B2 (en) Droplet discharge head, droplet discharge device, and image forming apparatus
JP6909420B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit and device that discharges liquid
JP6915327B2 (en) Liquid discharge head, manufacturing method of liquid discharge head, liquid discharge unit, and device for discharging liquid
JP7351106B2 (en) Electromechanical transducer element, liquid ejection head, liquid ejection unit, liquid ejection device, and piezoelectric device
JP7062994B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, and device that discharges liquid
JP6638371B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge unit, device for discharging liquid
JP2019009413A (en) Electromechanical conversion element, liquid discharge head, liquid-discharge unit and device for liquid discharge
JP2017191928A (en) Electromechanical conversion electronic component, liquid discharge head, liquid discharge unit, and device for discharging liquid
JP2016004869A (en) Electromechanical conversion member, droplet discharge head, image forming apparatus, method of poling process of electromechanical conversion element, and method of manufacturing electromechanical conversion member
JP2017100413A (en) Discharge drive device, liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191225

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200120

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6658296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151