JP4483196B2 - Method for manufacturing piezoelectric element forming member - Google Patents
Method for manufacturing piezoelectric element forming member Download PDFInfo
- Publication number
- JP4483196B2 JP4483196B2 JP2003101873A JP2003101873A JP4483196B2 JP 4483196 B2 JP4483196 B2 JP 4483196B2 JP 2003101873 A JP2003101873 A JP 2003101873A JP 2003101873 A JP2003101873 A JP 2003101873A JP 4483196 B2 JP4483196 B2 JP 4483196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- external electrode
- forming
- individual
- mask material
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 133
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 52
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 26
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 37
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 26
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 24
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 21
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue 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
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 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 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電材料層に電圧を印加することによって変位する圧電素子が一体的に形成された圧電素子形成部材の製造方法およびそれによって得られた圧電素子形成部材、圧電素子ユニットならびに液体噴射ヘッドに関するものであり、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することによりノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等に好適なものである。
【従来の技術】
【0002】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの一つとして、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものが知られている。
【0003】
このような縦振動モードの圧電アクチュエータを構成する圧電素子(圧電振動子)ユニットとしては、図8に示すように、共通内部電極11と個別内部電極12とを圧電体13を挟んで積層して形成された積層型の圧電振動子14を複数有する振動子群19と、この振動子群19を支持する固定基板15とによって構成されたものがある。また、この振動子群19の表面には、圧電振動子14の先端面部に露出された個別内部電極12に導通する個別外部電極16と、基端面部に露出された共通内部電極11に導通する共通外部電極17とが形成されている。そして、各個別外部電極16と共通外部電極17との接点部に、フレキシブルケーブル18の接続端部が搭載され、半田付け等によりフレキシブルケーブル18が実装されている(例えば、下記の特許文献1)。
【0004】
上記のような圧電素子ユニットは、一般に、つぎのようにして製造される。
【0005】
すなわち、まず、図9に示すように、後端から先端近傍まで延びる共通内部電極11となる導電材料21を表面に露出させ、先端から活性領域の終端側まで延びる個別内部電極12となる導電材料20と、圧電材料22とを挟みながら積層し、乾燥後に焼成して形成された圧電振動板23を準備する。ついで、上記圧電振動板23の表面の、個別外部電極16と共通外部電極17との境界となる領域にマスク材24を固定する。上記マスク材24は、上記境界領域に帯状に設けられるとともに、個別電極側の両端部(後述するダミー振動子になる領域)にわたって設けられ、全体として略コ字状を呈している。
【0006】
そして、図10に示すように、上記圧電振動板23の下面を除く全面に外部接続用の電極形成材料を蒸着して電極層を形成することにより、個別外部電極16と共通外部電極17を形成する。蒸着が終了した段階で、マスク材24を除去すると、先端面,後端面および一方の表面の3面にだけ導電層が形成され、また他方の表面に露出している導電材料21の後端が導電層と電気的に接続された圧電振動板を得ることができる。
【0007】
つぎに、共通内部電極11と圧電体13とだけが積層された領域(不活性領域)を、金属等の固定基板15に位置決めして接着剤で固定する(図8参照)。そののち、ダイシングソウやワイヤソウの切断具(図示せず)により、圧電材料22の自由端側の先端から少なくとも個別内部電極12の後端側までスリット25を形成し、圧電振動子14としての振動領域および個別電極となる領域を櫛歯状に切分けて、圧電素子ユニットを完成させる。このとき、個別電極側の両端部に、圧電振動子14よりも幅広のダミー振動子を形成することが行なわれる。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−10875号
【発明が解決しようとする課題】
上述した製造方法では、個別外部電極16と共通外部電極17とを、それらの境界領域にマスク材24を設けた状態での1回の蒸着によって完成させる。上記個別外部電極16と共通外部電極17が導通してしまうと、圧電効果が得られなくなるため、両者は電気的に絶縁状態になければならない。
【0009】
しかしながら、上述した製造方法では、個別外部電極16と共通外部電極17の境界領域に細長い帯状のマスク材24を設けて蒸着するため、蒸着の際にマスク材24に撓みが生じやすい。特に最近では、コストその他の面から圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくする傾向にあり、上記マスク材24でマスクされる領域の幅寸法も縮小化される傾向にあり、蒸着中の撓みが生じやすくなっている。マスク材24に撓みが生じると、マスク材24の撓んだ部分が圧電振動板23の表面から浮き上がって隙間ができ、個別外部電極16と共通外部電極17の境界領域である上記隙間に蒸着材料が回り込んで、最悪の場合には個別外部電極16と共通外部電極17をショートさせてしまうという問題がある。また、上記マスク材24として、略コ字状を呈するものを用いた場合、上記境界領域に相当する帯状の部分は、両端部が圧電振動板23の表面に密着して中央部に浮きが生じやすくなる。
【0010】
このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても同様に発生する。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減しうる圧電素子形成部材の製造方法およびそれによって得られた圧電素子形成部材、圧電素子ユニットならびに液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の圧電素子形成部材の製造方法は、個別内部電極と共通内部電極とが圧電材料を挟んで交互に積層された圧電振動板の表面に、上記個別内部電極に導通する個別外部電極と、共通内部電極に導通する共通外部電極がそれぞれ層状に形成される圧電素子形成部材を製造する方法であって、
上記圧電振動板表面の個別外部電極形成領域と、上記共通外部電極形成領域との境界領域にマスク材を配置して外部電極形成材料を蒸着することにより外部電極を形成する際に、上記マスク材が共通外部電極形成領域を横切る支持部材を有することを要旨とする。
【0013】
すなわち、本発明は、上記圧電振動板表面の個別外部電極形成領域と、上記共通外部電極形成領域との境界領域にマスク材を配置して外部電極形成材料を蒸着することにより外部電極を形成する際に、上記マスク材が共通外部電極形成領域を横切る支持部材を有する。このため、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生を防ぐ。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0014】
本発明の圧電素子形成部材の製造方法において、上記マスク材は、圧電振動子の列方向に延びる帯状部を有している場合には、帯状のマスク材の途中部には浮き上がりが生じやすいことから、支持部材を設けて浮きを防止し、蒸着精度を向上させて不良率を低減する効果が顕著で効果的である。
【0015】
本発明の圧電素子形成部材の製造方法において、上記支持部材は、圧電振動子の列方向に直交する方向に設けられている場合には、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の途中部の浮きを効果的に防止し、蒸着精度をより向上させることができる。
【0016】
本発明の圧電素子形成部材の製造方法において、上記支持部材は、圧電振動子の列方向中央部に1つだけ設けられている場合には、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の最も浮き上がりやすい中央部の浮きを効果的に防止し、蒸着精度を効果的に向上させることができる。
【0017】
本発明の圧電素子形成部材の製造方法において、複数の上記圧電振動板を上記個別内部電極が露出する先端側と上記共通内部電極が露出する後端側が対向するよう並べて配置し、上記マスク材は、上記複数並べられた圧電振動板を同時に覆うものであって、個別外部電極を形成するための第1開口部および共通外部電極を形成するための第2開口部が形成され、上記支持部材は、上記第2開口部を横切って開口縁部同士を連結している場合には、複数の圧電振動板を並べ、それらを覆うマスク材を用いて多数個の圧電振動板に対して同時に蒸着を行なう際に、2つ並んだ圧電振動板の間の領域に形成された第2開口部を横切るように支持部材が設けられていることから、第1開口部と第2開口部の間に圧電振動子の列方向に沿って帯状に設けられたマスク材の帯状部の浮き上がりを効果的に防止できる。そして、多数個同時に蒸着する場合にも蒸着精度を効果的に向上させることができる。
【0018】
また、本発明の圧電素子形成部材は、個別内部電極と共通内部電極とが圧電材料を挟んで交互に積層された圧電振動板の表面に、上記個別内部電極に導通する個別外部電極と、共通内部電極に導通する共通外部電極がそれぞれ層状に形成される圧電素子形成部材であって、
上記共通外部電極は、上記圧電振動板の上記共通内部電極が露出する端面から表面にわたって連続的に設けられ、上記表面の共通外部電極形成領域には、当該領域を横切る電極非形成部が存在するとともに、上記端面の共通外部電極の少なくとも一部に、他の部分より厚さの薄い薄膜部が形成されていることを要旨とする。
【0019】
このため、上記共通外部電極形成領域を横切る電極非形成部は、共通外部電極を蒸着で形成する際に、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されるマスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。また、上記薄膜部は、上記支持部材に対応して形成されることとなる。したがって、蒸着の際、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生が防止された圧電素子ユニットとなる。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0020】
本発明の圧電素子形成部材において、上記圧電振動板表面の、上記個別外部電極形成領域と上記共通外部電極形成領域との境界領域に設けられる電極非形成領域は、圧電振動子の列方向に延びる帯状部を有している場合には、上記帯状の電極非形成領域は、帯状のマスク材によって形成されることとなる。したがって、帯状のマスク材の途中部には浮き上がりが生じやすいことから、支持部材を設けて浮きを防止し、蒸着精度を向上させて不良率を低減する効果が顕著で効果的である。
【0021】
本発明の圧電素子形成部材において、上記電極非形成部は、圧電振動子の列方向に直交する方向に設けられている場合には、上記電極非形成部は、マスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。したがって、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の途中部の浮きを効果的に防止し、蒸着精度をより向上させることができる。
【0022】
本発明の圧電素子形成部材において、上記電極非形成部および上記薄膜部は、上記圧電振動子の列方向中央部に1つだけ設けられている場合には、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の最も浮き上がりやすい中央部の浮きが効果的に防止され、蒸着精度が効果的に向上された圧電素子ユニットとなる。また、薄膜部が複数設けられるものに比べ、列設された各圧電振動子の位置による圧電振動子に印加される駆動電圧のばらつきが少なくなり、各圧電振動子を均一に変位させることができる。
【0023】
本発明の圧電素子形成部材において、上記共通外部電極は、上記個別外部電極形成領域と、上記共通外部電極形成領域との境界領域にマスク材を配置した状態での外部電極形成材料の蒸着により形成され、上記薄膜部は、上記マスク材に設けられた共通外部電極形成領域を横切る支持部材に連続して形成されている場合には、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0024】
また、本発明の圧電素子ユニットは、請求項6〜10のいずれか一項に記載の圧電素子形成部材の不活性領域を固定基板に固定し、個別電極が存在する自由端側の先端から少なくとも個別電極の後端までスリットが形成されることにより圧電振動子の列が形成されたことを要旨とする。
【0025】
このため、上記共通外部電極形成領域を横切る電極非形成部は、共通外部電極を蒸着で形成する際に、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されるマスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。また、上記薄膜部は、上記支持部材に対応して形成されることとなる。したがって、蒸着の際、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生が防止された圧電素子ユニットとなる。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0026】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、個別内部電極と共通内部電極とが圧電材料を挟んで交互に積層された圧電振動板の表面に、上記個別内部電極に導通する個別外部電極と、共通内部電極に導通する共通外部電極がそれぞれ層状に形成され、不活性領域を固定基板に固定して個別電極が存在する自由端側の先端から少なくとも個別電極の後端までスリットが形成されることにより圧電振動子の列が形成された圧電素子ユニットを備えた液体噴射ヘッドであって、
固定端側の共通外部電極は、上記圧電振動板の固定端側の端面から表面にわたって連続的に設けられ、上記表面の共通外部電極形成領域には、当該領域を横切る電極非形成部が存在するとともに、上記端面の共通外部電極の少なくとも一部に、他の部分より厚さの薄い薄膜部が形成されていることを要旨とする。
【0027】
このため、上記共通外部電極形成領域を横切る電極非形成部は、共通外部電極を蒸着で形成する際に、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されるマスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。また、上記薄膜部は、上記支持部材に対応して形成されることとなる。したがって、蒸着の際、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生が防止された圧電素子ユニットとなる。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0028】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、圧電振動板表面の自由端側の個別外部電極形成領域と、固定端側の共通外部電極形成領域との境界領域に設けられる電極非形成領域は、圧電振動子の列方向に延びる帯状部を有している場合には、上記帯状の電極非形成領域は、帯状のマスク材によって形成されることとなる。したがって、帯状のマスク材の途中部には浮き上がりが生じやすいことから、支持部材を設けて浮きを防止し、蒸着精度を向上させて不良率を低減する効果が顕著で効果的である。
【0029】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記表面の共通外部電極形成領域を横切る電極非形成部は、圧電振動子の列方向に直交する方向に設けられている場合には、上記電極非形成部は、マスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。したがって、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の途中部の浮きを効果的に防止し、蒸着精度をより向上させることができる。
【0030】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記電極非形成部および薄膜部は、圧電振動子の列方向中央部に1つだけ設けられている場合には、圧電振動子の列方向に沿って設けられたマスク材の最も浮き上がりやすい中央部の浮きが効果的に防止され、蒸着精度が効果的に向上された圧電素子ユニットとなる。また、薄膜部が複数設けられるものに比べ、列設された各圧電振動子の位置による圧電振動子に印加される駆動電圧のばらつきが少なくなり、各圧電振動子を均一に変位させることができる。
【0031】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記共通外部電極は、圧電振動板表面の自由端側の個別外部電極形成領域と、固定端側の共通外部電極形成領域との境界領域にマスク材を配置した状態での外部電極形成材料の蒸着により形成され、上記薄膜部は、上記マスク材に設けられた共通外部電極形成領域を横切る支持部材に対応した箇所に形成されている場合には、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【0033】
図1は、本発明の圧電素子形成部材を用いた圧電素子ユニット1を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
【0034】
上記圧電素子ユニット1は、複数の圧電振動子14が列状に形成された圧電振動子形成部材としての圧電振動板23と、上記圧電振動板23の一端部である先端部を自由端とし、他端側である後端部を固定端として、上記固定端側の不活性領域(圧電振動子14の変位に無関係の領域)が固定される固定基板15とを有している。上記圧電素子ユニット1は、例えば、インクジェット式記録ヘッド等に代表される液体噴射ヘッドに組み込まれ、インクジェット式記録装置等の液体噴射ヘッドに使用される。
【0035】
上記圧電振動板23は、圧電材料層8と、圧電振動子14の2つの極を構成する内部電極すなわち隣接する圧電振動子14と電気的に独立する個別電極を構成する個別内部電極12と、隣接する圧電振動子14と電気的に共通する共通電極を構成する共通内部電極11とが、上記圧電材料層8を挟んで交互に積層されることにより形成されている。
【0036】
上記圧電振動板23には、ワイヤーソー等によって複数のスリット25が形成されている、上記スリット25は、個別内部電極12が存在する自由端側の先端から、少なくとも個別内部電極12の後端まで形成されている。上記スリット25が形成されることにより、圧電振動板23の先端部が櫛歯状に切り分けられ、複数の圧電振動子14が列状に形成されている。上記スリット25の固定端側の底面は、圧電振動板23の表面側が深く裏面側が浅い傾斜面になっている。
【0037】
ここで、上記圧電振動子14の列の幅方向両外側部には、各圧電振動子14よりも幅の広い位置決め部26が形成されている。上記位置決め部26は、圧電素子ユニット1を液体噴射ヘッドに組み込む際に、圧電素子ユニット1を高精度に位置決めするために設けられている。
【0038】
上記個別内部電極12は、圧電材料層8の先端面側にわずかに露出して後述する個別外部電極16と導通している。上記個別内部電極12の後端部は、固定基板15と接合される不活性領域に至る直前まで延びている。一方、上記共通内部電極11は、圧電材料層8の固定端面側にわずかに露出して後述する共通外部電極17と導通している。上記共有内部電極11の先端は、圧電材料層8の先端に至る少し前まで延びている。
【0039】
そして、個別内部電極12,共通内部電極11および圧電材料層8が積層された領域が活性領域の圧電振動子14であり、個別内部電極12と共通内部電極11に電圧を印加すると圧電材料層8の圧電変形により伸縮変位を呈する。一方、個別内部電極12が存在しない領域が変位と関係のない不活性領域であり、この部分が固定基板15に固定された状態で圧電振動子14が伸縮することにより、圧電振動子14の先端部が振動するのである。
【0040】
上記圧電振動板23の自由端側すなわち個別内部電極12が露出する先端側には個別外部電極16が形成され、固定端側すなわち共通内部電極11が露出している後端側には共通外部電極17が形成されている。上記個別外部電極16が形成された領域と共通外部電極17が形成された領域との境界領域には、圧電振動子14の列方向に延びる帯状の電極非形成領域9が形成されている。また、両外側の位置決め部26の表面には、上記電極非形成領域9と連続して圧電振動板23の両側辺に沿うように電極非形成領域5が形成されている。
【0041】
自由端側の個別外部電極16は、上記圧電振動板23の表面から自由端の端面にわたって連続した層状に設けられており、自由端の端面に露出する個別内部電極12と導通している。また、上記個別外部電極16は、各圧電振動子14の表面において固定端側まで延び、この固定端側の部分でフレキシブルケーブル18と接続されている。
【0042】
固定端側の共通外部電極17は、上記圧電振動板23の表面から固定端の端面にわたって連続した層状に設けられており、固定端の端面に露出する共通内部電極11と導通している。また、圧電振動板23表面の共通外部電極17が形成される領域には、当該領域を横切る電極非形成部2が形成されている。上記表面の共通外部電極17が形成された領域を横切る電極非形成部2は、圧電振動子14の列方向に直交する方向に設けられている。
【0043】
さらに、固定端の端面の共通外部電極17には、上記電極非形成部2と連続するように他の部分より厚さの薄い薄膜部3が形成されている。この例では、上記電極非形成部2および薄膜部3は、圧電振動子14の列方向中央部にそれぞれ1つずつだけ設けられている。そして、上記共通外部電極17は、上記電極非形成部2および薄膜部3によって区分された共通外部電極17の両側の部分でフレキシブルケーブル18と接続されている。
【0044】
上記共通外部電極17は、後述するように、圧電振動板23表面の自由端側の個別外部電極16が形成された領域と、固定端側の共通外部電極17が形成された領域との境界領域(すなわち電極非形成領域9)にマスク材4(図3〜図4参照)を配置した状態での外部電極形成材料の蒸着により形成される。そして、上記薄膜部3は、上記マスク材4に設けられた共通外部電極17の形成領域を横切る支持部材6に連続して、すなわち上記支持部材6に対応した箇所に、形成されている。
【0045】
なお、上記電極非形成部2および薄膜部3は、圧電振動子14の列方向に複数並ぶように形成することもできる。また、上記薄膜部3は、共通外部電極17の他の部分よりも電極の膜厚が薄い領域であるが、全く電極層が形成されていなくてもよく、このような態様も本発明における「薄膜部」に含まれる趣旨である。上記薄膜部3に電極膜が形成されていない場合は、この部分に共通内部電極11が露出することになる。
【0046】
図2は、上記圧電素子ユニット1が用いられた液体噴射ヘッド10の一例を示す図である。
【0047】
この液体噴射ヘッド10は、ノズル31と圧力発生室32が形成された流路ユニット33と、圧電振動子14が収容されたヘッドケース35とが接合されて構成されている。
【0048】
上記流路ユニット33は、ノズル31が穿設されたノズルプレート36と、圧力発生室32と共通の貯留室37ならびにこれらを連通させる供給路38とに対応する空間が形成された流路形成板44と、上記圧力発生室32の開口を塞ぐ振動板40とが積層されて形成されている。
【0049】
上記圧電振動子14は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子14は、その先端が圧力発生室32の一部を形成する振動板40の島部40Aに固着された状態で他端が固定基板15に固定されて上述した圧電素子ユニット1を構成している。
【0050】
また、上記ヘッドケース35には、その貯留室37に対応する部分に、貯留室37にインクカートリッジ等の液体を導入するヘッド流路34が形成されている。上記ヘッド流路34の開口縁には、供給管43が形成されている。
【0051】
上記液体噴射ヘッド10では、上記圧電振動子14の収縮・伸長を受けて圧力発生室32が膨張・収縮し、圧力発生室32の圧力変動によりインク等の液体の吸引と液滴の吐出とが行われるようになっている。18は圧電振動子14に駆動信号を入力するフレキシブルケーブルである。
【0052】
つぎに、上記圧電素子ユニット1の製造方法について説明する。
【0053】
すなわち、まず、図3に示すように、個別内部電極12と共通内部電極11とが圧電材料層8を挟んで交互に積層された圧電振動板23を準備する。
【0054】
上記圧電振動板23は、個別内部電極12となる電極材料シート、共通内部電極11となる電極材料シート、圧電材料層8となるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料シートを積層し、焼成して得られたものである。この状態で、上記個別内部電極12は圧電振動板23の自由端となる端面に露出し、共通内部電極11は圧電振動板23の固定端となる端面に露出している。
【0055】
ついで、上記圧電振動板23の表面にステンレス鋼のシート材等からなる所定形状のマスク材4を配置する。上記マスク材4は、上記圧電振動板23表面の自由端側の個別外部電極15が形成された領域と、固定端側の共通外部電極17が形成された領域との境界領域において圧電振動子14の列方向に延びる帯状部7を有している。また、上記マスク材4は、上記帯状部7の中央から固定端側に向かって延び、共通外部電極17が形成された領域を横切る支持部材6と、上記帯状部7の両端部から圧電振動板23の両側辺に沿うように自由端側に向かって延びる側辺部27とを有している。
【0056】
つぎに、図4に示すように、圧電振動板23に上記マスク材4を配置した状態で、圧電振動板23の表面に、クロム,ニッケル,金,白金,銅等の外部電極形成材料としての導電性材料を蒸着することにより、上記マスク材4に覆われていない部分に、個別外部電極16および共通外部電極17を形成する。
【0057】
このとき、上記マスク材4は、圧電振動子14の列方向に延びる帯状部7を有し、上記支持部材6は、圧電振動子14の列方向中央部に、上記列方向に直交する方向に1つだけ設けられている。このため、上記帯状部7の途中部には浮き上がりが生じやすいことから、支持部材6により浮きが効果的に防止され、蒸着精度を向上させて不良率が低減される。
【0058】
そして、上記蒸着の際、圧電振動板23の固定端側の端面の中央部分は、上記支持部材6によって隠れる状態となることから、この領域に蒸着材料の付着が少なく、薄膜部3が形成される。また、蒸着が終わってマスク材4を除去すると、マスク材4の帯状部7に隠れた部分に電極非形成領域9が形成され、側辺部27に隠れた部分に電極非形成領域5が形成される。また、支持部材6に隠れた部分に、電極非形成部2が形成される。
【0059】
そののち、固定端側の不活性領域を固定基板15に固定したのち、圧電振動板23の個別電極が存在する自由端側の先端から個別電極の後端までワイヤーソー等によってスリット25を形成することにより、圧電振動子14の列が形成された圧電素子ユニット1が得られる(図1参照)。
【0060】
このように、本実施の形態では、個別外部電極16が形成された領域と共通外部電極17が形成された領域との境界領域に配置されたマスク材4の帯状部7は、支持部材6の重みで浮き上がりや撓みが防止される。また、帯状部7があることにより、マスク材4を圧電振動板23に押し付けるための押え部材等を載せるスペースが生まれ、より効果的に浮き上がりを防止できる。この場合、帯状部7の幅寸法よりも支持部材6の幅寸法を大きくすることにより、押え部材を載せやすくなり、より効果的である。
【0061】
このようにして、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生を防ぐ。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材4でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合、上記マスク材4として略コ字状を呈するものを用いているため効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材6を容易に保持できてマスク材4を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0062】
図5〜図7は、本発明の製造方法の第2の実施の形態を示す。
【0063】
この実施の形態は、圧電振動板23を複数並べて同時に蒸着を行なうようにしたものである。すなわち、まず、上記第1の実施の形態と同様の圧電振動板23を複数準備し、図5に示すように、複数の圧電振動板23を自由端すなわち個別内部電極12が露出した先端側(図示の上側)と固定端すなわち共通内部電極11が露出した後端側(図示の下側)が対向するよう並べて配置する。図では3つ並べた状態を示している。
【0064】
マスク材28は、上記複数並べられた圧電振動板23を同時に覆うものであって、個別外部電極16を形成するための第1開口部29と、共通外部電極を形成するための第2開口部30が形成されている。なお、上記マスク材28で各圧電振動板23に対して精度よく外部電極層を形成させるためには、各圧電振動板23を精度よく位置決めする必要がある。そのため、各圧電振動板23は、圧電振動板23を位置決めし把持する把持部材等が設けられた基盤(図示せず)に位置決めし、その状態でマスク材28を配置することが行なわれる。
【0065】
上記第1開口部29と第2開口部30とを仕切る部分が上記帯状部9に相当し、上記第1開口部29の両側において圧電振動板23の両側部を覆う部分が上記側辺部27に相当する。
【0066】
上記第2開口部30は、圧電振動板23の固定端側の右側を露呈させる領域と左側を露呈させる領域とに分かれている。すなわち、支持部材6が、上記第2開口部30を横切って開口縁部同士を連結している状態となっている。すなわち、上記支持部材6は、圧電振動板23の自由端と固定端が対向する領域において第1開口部29と第2開口部30とを仕切る仕切り部39と、上記帯状部7とを連結している。
【0067】
この状態から、図6に示すように、圧電振動板23に上記マスク材4を配置した状態で、圧電振動板23の表面に外部電極形成材料としての導電性材料を蒸着することにより、上記マスク材4に覆われていない部分に、個別外部電極16および共通外部電極17を形成する。
【0068】
このとき、上記マスク材4は、圧電振動子14の列方向に延びる帯状部7を有し、上記支持部材6は、圧電振動子14の列方向中央部に、上記列方向に直交する方向に1つだけ設けられている。このため、上記帯状部7の途中部には浮き上がりが生じやすいことから、支持部材6により浮きが効果的に防止され、蒸着精度を向上させて不良率が低減される。
【0069】
そして、図7に示すように、上記蒸着の際、圧電振動板23の固定端側の端面の中央部分は、上記支持部材6によって隠れる状態となることから、この領域に蒸着材料の付着が少なく、薄膜部3が形成される。また、蒸着が終わってマスク材4を除去すると、マスク材4の帯状部7に隠れた部分に電極非形成領域9が形成され、側辺部27に隠れた部分に電極非形成領域5が形成される。また、支持部材6に隠れた部分に、電極非形成部2が形成される。
【0070】
そののち、固定端側の不活性領域を固定基板15に固定したのち、圧電振動板23の個別電極が存在する自由端側の先端から個別電極の後端までワイヤーソー等によってスリット25を形成することにより、圧電振動子14の列が形成された圧電素子ユニット1が得られる(図1参照)。
【0071】
このように、本実施の形態では、複数の圧電振動板23を並べ、それらを覆うマスク材28を用いて多数個の圧電振動板23に対して同時に蒸着を行なう際に、2つ並んだ圧電振動板23の間の領域に形成された第2開口部30を横切るように支持部材6が設けられていることから、第1開口部29と第2開口部30の間に圧電振動子14の列方向に沿って帯状に設けられたマスク材28の帯状部7の浮き上がりを効果的に防止できる。そして、多数個同時に蒸着する場合にも蒸着精度を効果的に向上させることができる。
【0072】
なお、上記各実施の形態は、本発明の圧電素子ユニットおよび液体噴射ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した例を示したが、本発明の圧電素子ユニットおよび液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー,マニキュア,導電性液体(液体金属)等を噴射することができる。さらに、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド,液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド,有機ELディスプレー,FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド,バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。これらの場合にも同様の作用効果を奏する。
【0073】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧電素子形成部材の製造方法によれば、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生を防ぐ。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【0074】
また、本発明の圧電素子形成部材、圧電素子ユニット、液体噴射ヘッドによれば、上記共通外部電極形成領域を横切る電極非形成部は、共通外部電極を蒸着で形成する際に、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されるマスク材に設けられた支持部材によって形成されることとなる。また、上記薄膜部は、上記支持部材に対応して形成されることとなる。したがって、蒸着の際、個別外部電極形成領域と共通外部電極形成領域との境界領域に配置されたマスク材は、支持部材の重みで浮き上がりや撓みが防止され、上記境界領域への蒸着材料の回り込みが防止できてショートの発生が防止された圧電素子ユニットとなる。特に、圧電振動体の圧電振動に直接関係しない部分を小さくして上記マスク材でマスクされる領域の幅寸法が縮小化された場合や、上記マスク材として略コ字状を呈するものを用いた場合に効果的である。しかも、蒸着工程の際に、支持部材を容易に保持できてマスク材を高精度に位置決め配置することができる。このように、蒸着精度を向上させて外部電極をより高精度に形成することにより不良率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧電素子ユニットを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
【図2】本発明の記録ヘッドを示す断面図である。
【図3】本発明の圧電素子ユニットの製造工程を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】本発明の圧電素子ユニットの製造工程を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図、(c)は正面図である。
【図5】本発明の圧電素子ユニットの製造工程の第2例を示す平面図である。
【図6】本発明の圧電素子ユニットの製造工程の第2例を示す平面図である。
【図7】本発明の圧電素子ユニットの製造工程の第2例を示す平面図である。
【図8】従来の圧電素子ユニットを示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図9】従来の圧電素子ユニットの製造工程を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図10】従来の圧電素子ユニットの製造工程を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【符号の説明】
1 圧電素子ユニット
2 電極非形成部
3 薄膜部
4 マスク材
5 電極非形成領域
6 支持部材
7 帯状部
8 圧電材料層
9 電極非形成領域
10 液体噴射ヘッド
11 共通内部電極
12 個別内部電極
13 圧電体
14 圧電振動子
15 固定基板
16 個別外部電極
17 共通外部電極
18 フレキシブルケーブル
19 振動子群
20 導電材料(個別内部)
21 導電材料(共通内部)
22 圧電材料
23 圧電振動板
24 マスク材
25 スリット
26 位置決め部
27 側辺部
28 マスク材
29 第1開口部
30 第2開口部
31 ノズル
32 圧力発生室
33 流路ユニット
34 ヘッド流路
35 ヘッドケース
36 ノズルプレート
37 貯留室
38 供給路
39 仕切り部
40 振動板
40A 島部
43 供給管
44 流路形成板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric element forming member in which piezoelectric elements that are displaced by applying a voltage to a piezoelectric material layer are integrally formed, and the piezoelectric element forming member, piezoelectric element unit, and liquid jet head obtained thereby Particularly suitable for an ink jet recording head that discharges ink droplets from nozzle openings by pressurizing ink supplied to a pressure generating chamber communicating with nozzle openings for discharging ink droplets by a piezoelectric element It is.
[Prior art]
[0002]
A part of the pressure generation chamber communicating with the nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generation chamber to discharge ink droplets from the nozzle opening. As one of the ink jet recording heads, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that extends and contracts in the axial direction of a piezoelectric element is known.
[0003]
As a piezoelectric element (piezoelectric vibrator) unit constituting such a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator, a common
[0004]
The piezoelectric element unit as described above is generally manufactured as follows.
[0005]
That is, first, as shown in FIG. 9, the
[0006]
Then, as shown in FIG. 10, the individual
[0007]
Next, a region (inactive region) where only the common
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-10875
[Problems to be solved by the invention]
In the manufacturing method described above, the individual
[0009]
However, in the manufacturing method described above, since the elongate strip-
[0010]
Such a problem occurs not only in an ink jet recording head that ejects ink, but also in other liquid ejecting heads that eject liquid other than ink.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a method for manufacturing a piezoelectric element forming member capable of reducing a defect rate by forming external electrodes with higher accuracy, and a piezoelectric element forming member obtained thereby, An object is to provide a piezoelectric element unit and a liquid jet head.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a piezoelectric element forming member according to the present invention provides a method for manufacturing a piezoelectric element forming member on a surface of a piezoelectric diaphragm in which individual internal electrodes and common internal electrodes are alternately stacked with a piezoelectric material interposed therebetween. A method of manufacturing a piezoelectric element forming member in which individual external electrodes that conduct and a common external electrode that conducts to a common internal electrode are respectively formed in layers,
The mask material is formed when an external electrode is formed by depositing a mask material in a boundary region between the individual external electrode formation region on the surface of the piezoelectric diaphragm and the common external electrode formation region and evaporating the external electrode formation material. Has a supporting member crossing the common external electrode forming region.
[0013]
That is, according to the present invention, the external electrode is formed by depositing a mask material in the boundary region between the individual external electrode formation region on the surface of the piezoelectric diaphragm and the common external electrode formation region and evaporating the external electrode formation material. In this case, the mask material has a support member that crosses the common external electrode formation region. For this reason, the mask material arranged in the boundary region between the individual external electrode forming region and the common external electrode forming region can be prevented from being lifted or bent by the weight of the support member, and the vapor deposition material can be prevented from entering the boundary region. To prevent short circuit. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[0014]
In the method for manufacturing a piezoelectric element forming member of the present invention, when the mask material has a belt-like portion extending in the column direction of the piezoelectric vibrator, the middle portion of the belt-like mask material is likely to be lifted. Therefore, the effect of preventing the floating by providing the supporting member, improving the deposition accuracy and reducing the defect rate is remarkable and effective.
[0015]
In the method for manufacturing a piezoelectric element forming member of the present invention, when the support member is provided in a direction orthogonal to the column direction of the piezoelectric vibrator, a mask material provided along the column direction of the piezoelectric vibrator. It is possible to effectively prevent the middle part of the film from being lifted and to improve the deposition accuracy.
[0016]
In the method for manufacturing a piezoelectric element forming member of the present invention, when only one support member is provided at the center in the column direction of the piezoelectric vibrator, the mask provided along the column direction of the piezoelectric vibrator. It is possible to effectively prevent the central portion of the material that is most likely to be lifted, and to effectively improve the deposition accuracy.
[0017]
In the method for manufacturing a piezoelectric element forming member according to the present invention, the plurality of piezoelectric diaphragms are arranged side by side so that a front end side where the individual internal electrodes are exposed and a rear end side where the common internal electrodes are exposed are opposed to each other, and the mask material is The plurality of arranged piezoelectric diaphragms are simultaneously covered, and a first opening for forming individual external electrodes and a second opening for forming a common external electrode are formed. When the opening edges are connected across the second opening, a plurality of piezoelectric diaphragms are arranged, and a plurality of piezoelectric diaphragms are simultaneously deposited using a mask material covering them. When performing, since the support member is provided so as to cross the second opening formed in the region between the two piezoelectric diaphragms arranged side by side, the piezoelectric vibrator is provided between the first opening and the second opening. Provided in a strip shape along the row direction The floating of the strip-shaped portion of the mask material can be effectively prevented. And even when many are vapor-deposited simultaneously, vapor-deposition accuracy can be improved effectively.
[0018]
Further, the piezoelectric element forming member of the present invention is shared with the individual external electrodes that are electrically connected to the individual internal electrodes on the surface of the piezoelectric diaphragm in which the individual internal electrodes and the common internal electrodes are alternately laminated with the piezoelectric material interposed therebetween. Piezoelectric element forming members in which common external electrodes conducting to internal electrodes are formed in layers,
The common external electrode is continuously provided from the end surface where the common internal electrode of the piezoelectric diaphragm is exposed to the surface, and the common external electrode formation region on the surface has an electrode non-forming portion that crosses the region. In addition, the gist is that a thin film portion having a thickness smaller than that of other portions is formed on at least a part of the common external electrode on the end face.
[0019]
For this reason, the electrode non-forming portion that crosses the common external electrode formation region is used as a mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region when the common external electrode is formed by vapor deposition. It will be formed by the provided support member. Further, the thin film portion is formed corresponding to the support member. Therefore, during vapor deposition, the mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region is prevented from being lifted or bent by the weight of the support member, and the vapor deposition material wraps around the boundary region. Therefore, the piezoelectric element unit can be prevented from being short-circuited. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[0020]
In the piezoelectric element forming member of the present invention, the electrode non-forming region provided in the boundary region between the individual external electrode forming region and the common external electrode forming region on the surface of the piezoelectric diaphragm extends in the column direction of the piezoelectric vibrator. In the case of having a band-shaped portion, the band-shaped electrode non-formation region is formed by a band-shaped mask material. Therefore, since the floating is likely to occur in the middle of the belt-shaped mask material, the effect of reducing the defect rate by providing the supporting member to prevent the floating, improving the deposition accuracy, and being effective is remarkable.
[0021]
In the piezoelectric element forming member of the present invention, when the electrode non-forming portion is provided in a direction orthogonal to the row direction of the piezoelectric vibrator, the electrode non-forming portion is a support member provided on the mask material. Will be formed. Therefore, it is possible to effectively prevent the intermediate portion of the mask material provided along the row direction of the piezoelectric vibrators from being lifted, and to further improve the deposition accuracy.
[0022]
In the piezoelectric element forming member of the present invention, when only one electrode non-forming portion and the thin film portion are provided at the central portion in the column direction of the piezoelectric vibrator, along the column direction of the piezoelectric vibrator. The center of the provided mask material that is most likely to be lifted is effectively prevented from being lifted, and the piezoelectric element unit is effectively improved in vapor deposition accuracy. In addition, the variation in the driving voltage applied to the piezoelectric vibrator due to the position of each of the piezoelectric vibrators arranged in a row is reduced compared to the case where a plurality of thin film portions are provided, and each piezoelectric vibrator can be displaced uniformly. .
[0023]
In the piezoelectric element forming member of the present invention, the common external electrode is formed by vapor deposition of an external electrode forming material in a state where a mask material is disposed in a boundary region between the individual external electrode forming region and the common external electrode forming region. When the thin film portion is continuously formed on the support member that crosses the common external electrode formation region provided in the mask material, the deposition accuracy is improved and the external electrode is formed with higher accuracy. As a result, the defect rate can be reduced.
[0024]
In addition, the piezoelectric element unit of the present invention fixes an inactive region of the piezoelectric element forming member according to any one of
[0025]
For this reason, the electrode non-forming portion that crosses the common external electrode formation region is used as a mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region when the common external electrode is formed by vapor deposition. It will be formed by the provided support member. Further, the thin film portion is formed corresponding to the support member. Therefore, during vapor deposition, the mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region is prevented from being lifted or bent by the weight of the support member, and the vapor deposition material wraps around the boundary region. Therefore, the piezoelectric element unit can be prevented from being short-circuited. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[0026]
The liquid ejecting head according to the present invention includes an individual external electrode electrically connected to the individual internal electrode on the surface of the piezoelectric diaphragm in which the individual internal electrode and the common internal electrode are alternately stacked with the piezoelectric material interposed therebetween, and a common internal electrode. The common external electrodes that are connected to the electrodes are formed in layers, and the inactive region is fixed to the fixed substrate, and a slit is formed from the free end side where the individual electrodes exist to at least the rear end of the individual electrodes. A liquid ejecting head including a piezoelectric element unit in which a row of vibrators is formed,
The common external electrode on the fixed end side is continuously provided from the end surface on the fixed end side of the piezoelectric diaphragm to the surface, and in the common external electrode forming region on the surface, there is an electrode non-forming portion that crosses the region. In addition, the gist is that a thin film portion having a thickness smaller than that of other portions is formed on at least a part of the common external electrode on the end face.
[0027]
For this reason, the electrode non-forming portion that crosses the common external electrode formation region is used as a mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region when the common external electrode is formed by vapor deposition. It will be formed by the provided support member. Further, the thin film portion is formed corresponding to the support member. Therefore, during vapor deposition, the mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region is prevented from being lifted or bent by the weight of the support member, and the vapor deposition material wraps around the boundary region. Therefore, the piezoelectric element unit can be prevented from being short-circuited. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[0028]
In the liquid jet head of the present invention, the electrode non-formation region provided in the boundary region between the individual external electrode formation region on the free end side of the piezoelectric diaphragm surface and the common external electrode formation region on the fixed end side In the case of having a strip-shaped portion extending in the column direction, the strip-shaped electrode non-formation region is formed by a strip-shaped mask material. Therefore, since the floating is likely to occur in the middle of the belt-shaped mask material, the effect of reducing the defect rate by providing the supporting member to prevent the floating, improving the deposition accuracy, and being effective is remarkable.
[0029]
In the liquid jet head according to the aspect of the invention, when the electrode non-forming portion that crosses the common external electrode forming region on the surface is provided in a direction orthogonal to the column direction of the piezoelectric vibrator, the electrode non-forming portion is It will be formed by a support member provided on the mask material. Therefore, it is possible to effectively prevent the intermediate portion of the mask material provided along the row direction of the piezoelectric vibrators from being lifted, and to further improve the deposition accuracy.
[0030]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when only one electrode non-forming portion and the thin film portion are provided at the central portion in the column direction of the piezoelectric vibrator, the electrode non-formation portion and the thin film portion are provided along the column direction of the piezoelectric vibrator. The center of the mask material, which is most likely to float, is effectively prevented from being lifted, and the piezoelectric element unit is improved in the deposition accuracy. In addition, the variation in the driving voltage applied to the piezoelectric vibrator due to the position of each of the piezoelectric vibrators arranged in a row is reduced compared to the case where a plurality of thin film portions are provided, and each piezoelectric vibrator can be displaced uniformly. .
[0031]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, the common external electrode has a mask material disposed in a boundary region between the individual external electrode formation region on the free end side of the piezoelectric diaphragm surface and the common external electrode formation region on the fixed end side. When the thin film portion is formed at a location corresponding to the support member that crosses the common external electrode formation region provided on the mask material, the deposition accuracy is improved. Thus, the defect rate can be reduced by forming the external electrodes with higher accuracy.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0033]
1A and 1B are diagrams showing a
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
A plurality of
[0037]
Here,
[0038]
The individual
[0039]
A region where the individual
[0040]
An individual
[0041]
The individual
[0042]
The common
[0043]
Further, the common
[0044]
As described later, the common
[0045]
The electrode
[0046]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
[0047]
The
[0048]
The flow path unit 33 includes a flow path forming plate in which a space corresponding to a
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
In the
[0052]
Next, a method for manufacturing the
[0053]
That is, first, as shown in FIG. 3, a
[0054]
The
[0055]
Next, a
[0056]
Next, as shown in FIG. 4, in the state where the
[0057]
At this time, the
[0058]
During the vapor deposition, the central portion of the end face on the fixed end side of the
[0059]
After that, after fixing the inactive region on the fixed end side to the fixed
[0060]
As described above, in the present embodiment, the belt-
[0061]
In this way, the vapor deposition material can be prevented from wrapping around the boundary region, thereby preventing the occurrence of a short circuit. In particular, when the width of the region masked by the
[0062]
5 to 7 show a second embodiment of the manufacturing method of the present invention.
[0063]
In this embodiment, a plurality of
[0064]
The
[0065]
A portion that partitions the
[0066]
The
[0067]
From this state, as shown in FIG. 6, the
[0068]
At this time, the
[0069]
As shown in FIG. 7, during the vapor deposition, the central portion of the end face on the fixed end side of the
[0070]
After that, after fixing the inactive region on the fixed end side to the fixed
[0071]
As described above, in the present embodiment, when a plurality of
[0072]
In each of the above embodiments, the piezoelectric element unit and the liquid ejecting head of the present invention are applied to an ink jet recording head. However, the piezoelectric element unit and the liquid ejecting head of the present invention are for an ink jet recording apparatus. In this case, glue, nail polish, conductive liquid (liquid metal) or the like can be ejected. Furthermore, a recording head used for an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrode material used for forming an electrode such as an FED (surface emitting display). The present invention can also be applied to all liquid ejecting heads that discharge liquid, such as bio-organic ejecting heads used in head and biochip manufacturing. In these cases, the same effects can be obtained.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of manufacturing a piezoelectric element forming member of the present invention, the mask material arranged in the boundary region between the individual external electrode forming region and the common external electrode forming region is lifted or bent by the weight of the support member. Is prevented, and the vapor deposition material can be prevented from entering the boundary region, thereby preventing the occurrence of a short circuit. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[0074]
Further, according to the piezoelectric element forming member, the piezoelectric element unit, and the liquid ejecting head of the present invention, the electrode non-forming portion that crosses the common external electrode forming region is formed when the common external electrode is formed by vapor deposition. It is formed by a support member provided on a mask material arranged in a boundary region between the region and the common external electrode formation region. Further, the thin film portion is formed corresponding to the support member. Therefore, during vapor deposition, the mask material disposed in the boundary region between the individual external electrode formation region and the common external electrode formation region is prevented from being lifted or bent by the weight of the support member, and the vapor deposition material wraps around the boundary region. Therefore, the piezoelectric element unit can be prevented from being short-circuited. In particular, when the width dimension of the area masked with the mask material is reduced by reducing the portion not directly related to the piezoelectric vibration of the piezoelectric vibrating body, or the mask material having a substantially U shape is used. It is effective in the case. In addition, the supporting member can be easily held during the vapor deposition step, and the mask material can be positioned and arranged with high accuracy. Thus, the defect rate can be reduced by improving the deposition accuracy and forming the external electrodes with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a piezoelectric element unit of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a side view.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a recording head of the present invention.
3A and 3B are diagrams showing a manufacturing process of the piezoelectric element unit of the present invention, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view.
4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the piezoelectric element unit of the present invention, where FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a cross-sectional view, and FIG. 4C is a front view.
FIG. 5 is a plan view showing a second example of the manufacturing process of the piezoelectric element unit of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a second example of the manufacturing process of the piezoelectric element unit of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a second example of the manufacturing process of the piezoelectric element unit of the present invention.
8A and 8B are diagrams showing a conventional piezoelectric element unit, in which FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.
9A and 9B are diagrams showing a manufacturing process of a conventional piezoelectric element unit, where FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a side view.
10A and 10B are diagrams showing a manufacturing process of a conventional piezoelectric element unit, where FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a side view.
[Explanation of symbols]
1 Piezoelectric element unit
2 Electrode non-formation part
3 Thin film part
4 Mask material
5 Electrode non-formation area
6 Support members
7 Strip
8 Piezoelectric material layer
9 Electrode non-formation area
10 Liquid jet head
11 Common internal electrode
12 Individual internal electrodes
13 Piezoelectric material
14 Piezoelectric vibrator
15 Fixed substrate
16 Individual external electrodes
17 Common external electrode
18 Flexible cable
19 Oscillator group
20 Conductive material (individual internal)
21 Conductive material (common internal)
22 Piezoelectric material
23 Piezoelectric diaphragm
24 Mask material
25 slits
26 Positioning part
27 Sides
28 Mask material
29 First opening
30 Second opening
31 nozzles
32 Pressure generation chamber
33 Channel unit
34 Head flow path
35 head case
36 Nozzle plate
37 Reservoir
38 Supply path
39 Partition
40 Diaphragm
40A island
43 Supply pipe
44 Flow path forming plate
Claims (5)
上記圧電振動板表面の個別外部電極形成領域と、上記共通外部電極形成領域との境界領域にマスク材を配置して外部電極形成材料を蒸着することにより外部電極を形成する工程と、前記外部電極を形成した後で上記圧電振動板にスリットを設け、複数の圧電振動子を列状に形成する工程と、を備え、
上記マスク材が共通外部電極形成領域を横切る支持部材を有し、前記圧電振動板表面の一端から他端まで前記複数の圧電振動子が形成される列方向に直線状に延びる帯状部を有していることを特徴とする圧電素子形成部材の製造方法。On the surface of the piezoelectric diaphragm in which individual internal electrodes and common internal electrodes are alternately stacked with a piezoelectric material sandwiched between them, individual external electrodes that conduct to the individual internal electrodes and common external electrodes that conduct to the common internal electrodes are respectively layered A method of manufacturing a piezoelectric element forming member formed in
The the individual external electrode formation region of the piezoelectric diaphragm surface, forming an external electrode by depositing an external electrode forming material is arranged a mask material in the boundary area between the common external electrode formation region, the external electrodes Forming a slit in the piezoelectric diaphragm after forming the plurality of piezoelectric vibrators in a row, and
The mask material has a support member that crosses the common external electrode formation region, and has a strip-like portion that extends linearly in the column direction in which the plurality of piezoelectric vibrators are formed from one end to the other end of the surface of the piezoelectric diaphragm. A method for manufacturing a piezoelectric element forming member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003101873A JP4483196B2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method for manufacturing piezoelectric element forming member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003101873A JP4483196B2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method for manufacturing piezoelectric element forming member |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009143013A Division JP2009202602A (en) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Process for producing piezoelectric element forming member, piezoelectric element forming member produced by the process, piezoelectric element unit and liquid ejection head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004306387A JP2004306387A (en) | 2004-11-04 |
| JP4483196B2 true JP4483196B2 (en) | 2010-06-16 |
Family
ID=33465525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003101873A Expired - Fee Related JP4483196B2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Method for manufacturing piezoelectric element forming member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4483196B2 (en) |
-
2003
- 2003-04-04 JP JP2003101873A patent/JP4483196B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004306387A (en) | 2004-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4670225B2 (en) | Piezoelectric element forming member, manufacturing method thereof, piezoelectric element unit using the same, and liquid jet head | |
| JP6008347B2 (en) | Ink jet print head and manufacturing method thereof | |
| CN101045382B (en) | Piezoelectric actuator and production method thereof, and droplet ejection device and production method thereof | |
| JP4235804B2 (en) | Piezoelectric element forming member, piezoelectric element forming unit, piezoelectric element unit, and liquid jet head | |
| JP3767470B2 (en) | Ink jet head and manufacturing method thereof | |
| US6417600B2 (en) | Piezoelectric vibrator unit, method for manufacturing the same, and ink jet recording head comprising the same | |
| JP2007090871A (en) | Liquid discharge head and manufacturing method thereof | |
| US7413292B2 (en) | Method of driving piezoelectric ink jet head | |
| JP4483196B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric element forming member | |
| US7543918B2 (en) | Liquid jetting head and method for producing the same | |
| JP2003110160A (en) | Ferroelectric element, actuator using the same, inkjet head, and inkjet recording apparatus | |
| US7658474B2 (en) | Liquid transporting apparatus | |
| CN1311972C (en) | Piezoelectric ink jet head | |
| JP2009202602A (en) | Process for producing piezoelectric element forming member, piezoelectric element forming member produced by the process, piezoelectric element unit and liquid ejection head | |
| JP3982382B2 (en) | Droplet ejector | |
| JP3729997B2 (en) | Ink jet recording head and method of manufacturing piezoelectric vibrator unit used therefor | |
| JP2013111819A (en) | Liquid injection head and liquid injection device | |
| JP3578190B2 (en) | Ink jet recording head driving piezoelectric vibrator unit and method of manufacturing the same | |
| JP3595129B2 (en) | Inkjet head | |
| JP2003017770A (en) | Piezoelectric element unit, ink jet recording head, and manufacturing method thereof | |
| JP3452133B2 (en) | Ink jet recording head, piezoelectric vibrator unit used therefor, and method of manufacturing piezoelectric vibrator unit | |
| JPH11179902A (en) | Ink jet recording head and ink jet recording apparatus | |
| JP3734036B2 (en) | Piezoelectric vibrator unit | |
| CN100547822C (en) | Piezoelectric element forming part | |
| JP3327332B2 (en) | Piezoelectric driver for inkjet recording head |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060404 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070403 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091224 |
|
| 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: 20100302 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100315 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |