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KR20060104932A - 압전부재, 액츄에이터 장치, 액체분사 헤드 및 액체분사장치 - Google Patents

압전부재, 액츄에이터 장치, 액체분사 헤드 및 액체분사장치 Download PDF

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KR20060104932A
KR20060104932A KR20060027935A KR20060027935A KR20060104932A KR 20060104932 A KR20060104932 A KR 20060104932A KR 20060027935 A KR20060027935 A KR 20060027935A KR 20060027935 A KR20060027935 A KR 20060027935A KR 20060104932 A KR20060104932 A KR 20060104932A
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KR
South Korea
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piezoelectric
piezoelectric layer
film
present
front surface
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KR20060027935A
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English (en)
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Inventor
모토키 다카베
코지 스미
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36481363&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20060104932(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

우수한 변위 특성을 발휘하는 압전부재, 액츄에이터 장치, 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치가 구비되고; 상기 압전부재는 하부 전극과, 압전층 및 상부 전극을 구비하며, 상기 압전부재에서 압전층의 정면 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (111) 면에 대한 상기 동일한 표면에 존재하는 (100) 면의 비율은 70% 이상이고, 상기 압전부재에서 상기 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 존재하는 (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대한 상기 동일한 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (210) 면의 비율이 80% 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

압전부재, 액츄에이터 장치, 액체분사 헤드 및 액체분사 장치{PIEZOELECTRIC ELEMENT, ACTUATOR DEVICE, LIQUID-JET HEAD AND LIQUID-JET APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 리코딩 헤드의 개략적인 배치를 도시한 분해 사시도;
도 2a 및 2b는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 리코딩 헤드의 평면도 및 단면도;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 압전층의 수직 표면의 방위각(degree of orientation)을 도시한 그래프;
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 리코딩 헤드의 제조 방법을 도시한 단면도;
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 리코딩 헤드의 제조 방법을 도시한 단면도;
도 6a 내지 6d는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 리코딩 헤드의 제조 방법을 도시한 단면도; 그리고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 리코딩 장치의 개략적인 배치를 도시한 도면이다.
본 발명은, 하부 전극, 압전층(piezoelectric layer) 및 상부 전극으로 형성되는 압전부재(piezoelectric element)와; 다수의 압전부재와 기판 사이에 진동 플레이트와 상기 기판 상에 압전부재를 제공함으로써 조립되는 액츄에이터 장치(actuator device)와; 상기 액츄에이터 장치를 사용하여 노즐 오리피스(orifices)로부터 방울(droplets)을 분사하기 위한 액체분사 헤드(liquid-jet head)와; 그리고, 액체분사 기구에 대한 것이다.
다음 구성과 같은 잉크젯 리코딩(recording) 헤드는 실제로 사용되어 왔다. 구성과 관련하여, 노즐 오리피스와 연통되는 압력발생 챔버의 각각 부분들은 진동 플레이트와 함께 조립된다. 노즐 오리피스는 잉크 방울이 분사되는 곳이다. 진동 플레이트는 압전부재에 의하여 비틀리고, 따라서 각 압력발생 챔버 내의 잉크는 가압된다. 그 결과, 잉크 방울이 각 노즐 오리피스로부터 분사된다. 예를 들면 다음의 방법으로 조립되는 잉크젯 리코딩 헤드는 그러한 잉크젯 리코딩 헤드 중의 하나이다. 압전 재료로 이루어진 균일한 층에 필름-형성 기술의 사용에 의하여 진동 플레이트의 전체 표면 위에 형성된다. 그 다음에, 압전 재료로 이루어진 이 층은 리소그래피(lithography) 방법에 의하여 압력발생 챔버에 대응하는 형상으로 절단된다. 따라서 압전부재가 서로로부터 독립할 수 있도록, 상기 압전부재는 압력발생 챔버 내에 각각 형성된다.
다음과 같은 타입의 압전층을 가진 압전부재는 그러한 잉크젯 리코딩 헤드를 위하여 사용되는 압전부재 중의 하나이었다. 압전부재를 구성하는 압전층의 (100) 면의 방위각(degree of orientation)은 70% 이상으로 규정된다(예컨대 일본 특허 공보 제3555682호의 청구항 등을 보라.).
그러나 압전층의 정면 표면에 위치하는 상기 (100) 면은, 압전층의 정면 표면이 광각(wide-angled) X-선 회절법을 이용하여 측정될 때, 상기 (100) 면의 방위각을 규정함으로써 먼저 우선적으로 그 방향성이 규정되는데, 오직 기판(압전층의 정면 표면)에 수직하게 형성되는 구성들만이, 압전층의 기울어진 면인 (101) 면과 (100) 면의 각각에 대하여 측정될 수 있다. 이것은 어떻게 실제 방위가 구별될 수 없는지에 대한 문제를 야기한다. 게다가, 압전층에 대하여 기울어진 면인 (111), (100) 및 (211) 면은 그들이 비틀릴 뿐만 아니라, 압전층 전체를 비틀리지 않도록 한다. 이러한 이유로, 이는 상기 (111), (100) 및 (211) 면 각각의 더 높은 비율을 포함하는 압전층은 변위량을 포함하는 변위 특성이 약하다는 문제점을 야기한다.
또한, 이러한 문제점은 잉크젯 리코딩 헤드로 대표되는 액체분사 리코딩 헤드에 한정되지 않고, 다른 타입의 압전부재 및 압전부재를 사용하는 다른 타입의 액츄에이터 장치에도 유사하게 존재한다.
전술한 상황을 고려하면, 본 발명의 목적은 압전부재, 액츄에이터 장치, 액체분사 헤드, 액체분사 기구를 제공하며, 이 각각은 우수한 변위 특성을 발휘하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 태양은 하부 전극, 압전층 및 상부 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전부재이다. 또한 상기 압전부재는, 압전층의 정면 표면에 관해서, (100), (110) 및 (111) 면 중 (100) 면의 비율이 70% 이상이라는 것을 특징으로 한다. 게다가, 상기 압전부재는, 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 대하여, (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면 가운데 (100), (110) 및 (210) 면의 비율이 80% 이상이라는 것을 특징으로 한다.
상기 첫 번째 태양은 결정이 수직으로 형성되고, 따라서 우수한 변위 특성을 나타내는 압전층을 실현할 수 있게 한다.
본 발명의 두 번째 태양은, 첫 번째 태양에서 기술된 압전부재로서, 압전층은 다수의 압전 필름을 서로의 위로 적층함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 두 번째 태양은 높은 정확도로 바람직한 두께를 가지는 압전층을 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 세 번째 태양은 두 번째 태양에서 기술된 압전부재로서, 두 번째 타입의 (100) 면과 첫 번째 타입의 (100) 면의 합에 대한, 첫 번째 타입의 (100) 면의 존재 비율이, 10% 이상이라는 점을 특징으로 한다. 첫 번째 타입의 (100) 면은 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 존재한다. 두 번째 타입의 (100) 면은 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 소정 각도인 표면에 존재한다.
상기 본 발명의 세 번째 태양은 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전층을 실현할 수 있게 한다.
본 발명의 네 번째 태양은 첫 번째 내지 세 번째 태양에서 기술된 압전부재로서, 상기 압전층이 납(lead)-지르코네이트(zirconate)-타이타네이트(titanate)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 네 번째 태양은 납-지르코네이트-타이타네이트로 이루어진 바람직한 결정을 가진 압전층을 얻을 수 있게 한다.
본 발명의 다섯 번째 태양은 기판 상에, 진동 플레이트가 압전부재 군과 기판 사이에 개입되면서, 상기 첫 번째 내지 네 번째 태양 중 어느 하나에 기술된 압전부재를 구비하여 조립되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 장치이다.
상기 다섯 번째 태양은 각각 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전부재를 가진 액츄에이터 장치를 실현할 수 있게 한다.
본 발명의 여섯 번째 태양은 노즐 오리피스로부터 액체를 분사하는 액체분사 수단으로서, 다섯 번째 태양에서 기술된 액츄에이터 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체분사 헤드이다.
상기 여섯 번째 태양은 각각 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전부재를 사용함으로써 우수한 액체분사 특성을 발휘하는 액체분사 헤드를 실현할 수 있게 한다.
본 발명의 일곱 번째 태양은 상기 여섯 번째 태양에서 기술된 액체분사 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체분사 장치이다.
상기 일곱 번째 태양은 우수한 액체분사 특성을 발휘하는 액체분사 장치를 실현할 수 있게 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 기초하여, 본 발명의 상세한 설명이 제공된다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 잉크젯 리코딩 헤드의 분해 사시도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 잉크젯 리코딩 헤드의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에서 A-A′선을 따른 잉크젯 리코딩 헤드의 단면도이다.
이 실시예의 경우에는, 통로 형성(passage-forming) 기판(10)이 단결정(single crystal) 실리콘 기판으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 탄성 필름(50)이 통로 형성 기판(100)의 한 표면에 설치된다. 탄성 필름(50)은 열 산화에 의해 미리 형성된 이산화 규소(silicon dioxide)로 형성되고, 두께는 0.5 내지 2 ㎛이다.
통로 형성 기판(10)에는, 다수의 압력발생 챔버(12)가, 탄성 필름(50)이 형성된 기판의 표면에 대향하는 면으로부터 통로 형성 기판(10)을 이방성으로 에칭함으로써 나란히 설치된다. 압력발생 챔버(12)는 칸막이 벽(11)에 의하여 구획된다. 압력발생 챔버(12) 외부에는 길이 방향으로 전달부(13)가 형성된다. 전달부(13)는 압력 발생 챔버(12)를 위한 공통 잉크 챔버인 리저버(100)의 일부를 구성한다. 전달부(13)는 그것의 대응하는 잉크 공급로(14)를 따라 길이 방향으로 압력발생 챔버(12) 각각의 단부와 연통된다. 잉크 공급로(14)는 압력발생 챔버(12)보다 더 좁은 폭으로 형성되고, 따라서 전달부(13)로부터 각각의 압력 발생 챔버(12)로 흐르는 잉크의 통과 저항을 일정하게 유지한다.
또한, 접착제 및 열접착 필름 등을 사용함으로써 사이에 개입되는 보호 필름(51)을 가진 상태로, 노즐 플레이트(20)가 통로 형성 기판(10)의 오리피스 표면 에 고정된다. 압력발생 챔버(12)가 형성되는 동안, 보호 필름(51)은 마스크로 사용된다. 노즐 플레이트(20)에는, 노즐 오리피스(21)가 관통되어 형성된다. 노즐 오리피스(21)는, 잉크 공급로(14)와 대향하는 압력발생 챔버(12) 측에서 압력발생 챔버(12)와 각각 연결된다. 말하자면, 예컨대 노즐 플레이트(20)는 두께가 0.01 내지 1 mm이고, 선형 팽창 계수는 예컨대 300°C를 넘지 않을 때 2.5 내지 4.5[× 10-6/°C]이다. 노즐 플레이트(20)는 유리 세라믹 또는 스테인리스 스틸로 형성된다. 노즐 플레이트(20)의 한 표면은 통로 형성 기판(10)의 한 표면을 완전히 덮는다. 따라서 노즐 플레이트(20)는 또한, 충격 또는 외부 힘으로부터 단결정 실리콘 기판을 보호하는 보강 플레이트 역할을 한다. 또한, 노즐 플레이트(20)는 열팽창 계수가 통로 형성 기판(10)의 열팽창 계수와 거의 동일한 재료로 형성되는지 여부는 중요하지 않다. 이 경우에, 통로 형성 기판(10)의 열 비틀림 및 노즐 플레이트(20)의 열 비틀림은 서로 거의 유사하다. 이러한 이유로, 통로 형성 기판(10) 및 노즐 플레이트(20)는 열경화성 접착제 등의 사용으로써 서로 용이하게 결합될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이, 탄성 필름(50)은 오리피스 표면에 대향하는 통로 형성 기판(10)의 표면 위에 형성된다. 탄성 필름(50)은 이산화 규소로 형성되고, 두께는 예컨대 약 1.0 ㎛이다. 이 탄성 필름(50) 위로 절연 필름(55)을 적층함으로써, 이 탄성 필름(50) 위에 절연 필름(55)이 형성된다. 절연 필름(55)은 지르코니아(ZrO2) 등으로 형성되고, 그 두께는 대략 0.4 ㎛ 이다. 게다가, 하부 전극 필름(60), 압전층(70) 및 상부 전극 필름(80)은, 이하 기술할 방법을 사용하여 절연 필름(55) 위에 서로의 위로 적층함으로써, 이 절연 필름(55) 위에 형성된다. 하부 전극 필름(60), 하나의 압전층(70) 및 하나의 상부 전극 필름(80)은 압전부재(300)의 각각을 구성한다. 하부 전극 필름(60)은 이리듐(Ir)으로 이루어지고, 예컨대 약 0.1 내지 0.5 ㎛의 두께를 가진다. 압전층(70)의 각각은 납-지르코네이트-타이타네이트(PZT) 등으로 이루어지고, 두께는 예컨대 약 1.0 ㎛이다. 상부 전극(80)은 금, 백금, 이리듐 등으로 이루어지고, 두께는 예컨대 약 0.05 ㎛이다. 이 점에 대하여, 압전부재(300)는 하부 전극 필름(60), 하나의 압전층(70) 및 하나의 상부 전극 필름(80)을 포함하는 부분이다. 일반적으로, 압전부재(300)는 다음의 방법으로 구성된다. 압전부재(300)의 두 전극 중 하나가 공통 전극으로 사용된다. 압전부재(300)의 다른 한 전극 및 압전층(70)은 압력발생 챔버(12) 각각에서 패터닝된다. 이와 관련하여, 패터닝된 압전층(70) 및 대응하는 두 전극 중 패터닝된 하나로 이루어지는 부분의 두 전극에 전압이 인가됨으로써, 압전 스트레인이 발생한다. 이 부분은 “압전 활성화 부분(320; piezoelectric active portion)”이라고 불린다. 이 실시예의 경우에서, 하부 전극 필름(60)은 압전 부재(300)를 위한 공통 전극으로 사용되고, 상부 전극 필름(80)은 압전부재(300)의 각각의 전극으로 사용되다. 그러나 상기 용도가 구동회로 및 상호연결의 배치를 편리하도록 하기 위한 다른 방법으로 사용된다는 사실은 중요하지 않다. 두 경우 모두, 압전 활성화 부분은 압력발생 챔버(12)를 위해 각각 형성된다. 게다가, 하나의 압전부재(300)와 진동 플레이트의 결합은 “압전 액츄에이터”라고 불린다. 진동 플레이트는 압전부재(300)의 구동에 의존하여 변위를 제공한다. 말하자면, 상기한 예에서, 탄성 필름(50) 및 절연 필 름(55)은 진동 플레이트로서 공동으로 작용한다. 압전부재(300)를 구성하는 하부 전극 필름(60)은 또한 진동 플레이트의 작용을 수행하도록 설계될 수 있다.
게다가, 압전층(70)의 재료로서, 예컨대 압전재료강유전성(ferroelectric) 재료 및 이 재료에 금속 산화물을 첨가함으로써 얻어지는 재료가 바람직하다. 상기 압전 재료(강유전성 재료)의 예는 납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)를 포함한다. 상기 금속 산화물의 예는 산화 니오브(niobium), 산화 니켈 및 산화 마그네슘을 포함한다. 특히, 납-타이타네이트(PbTiO3), 납-지르코네이트-타이타네이트Pb(Zr,Ti)O3, 납-지르코네이트(PbZrO3), 납-란탄-타이타네이트(Pb,La),TiO3, 납-란탄-지르코네이트-타이타네이트(Pb,La)(Zr,Ti)O3, 납-지르코늄-타이타네이트-마그네슘-니오베이트(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3등이 사용될 수 있다. 압전층(70)은, 제조 공정 중 압전층(70)에서 결함(cracks)이 발생하는 것을 방지할 만큼 작고, 압전층(70)이 그 변위 특성을 충분히 발휘할 만큼 큰 두께를 가지고 형성된다. 본 실시예의 경우에는, 압전층(70)은 예컨대 약 0.5 내지 2 ㎛의 두께를 가지고 형성된다.
게다가 본 실시예에 따르는 압전층(70)의 경우에, 정면 표면에서 (100), (110) 및 (111) 면에 대한, 동일한 표면에서 (100) 면의 비율(이하, “정면 표면의 방위각”이라 하다.)은 70% 이상이다. 이와 관련하여, “정면 표면의 방위각”이란 광각 X-선 회절법에 의하여 압전층(70)이 측정될 때 발생하는 회절 강도(diffraction intensities)의 비율을 의미한다. 특히, 압전층(70)의 정면 표면이 광각 X-선 회절법에 의하여 측정될 때, (100), (110) 및 (111) 면에 각각 대응하는 회절 강도의 피크가 나타난다. “정면 표면의 방위각”은 (100), (110) 및 (111) 면의 피크 강도 각각의 합에 대한, (100) 면에 대응하는 피크 강도의 비율을 의미한다. 본 실시예의 경우에는, 압전층(70)의 정면 표면에 위치하는 (100) 면의 방위각은 70% 이상이고, 이는 (100) 면이 먼저 우선적으로 방위가 행해진다는 것을 의미한다.
게다가, 본 실시예에 따르는 압전층(70)의 경우에는, 정면 표면에 위치하는 (100) 면의 피크 강도가 100 cps이다. 따라서 이는 압전층(70)이 우수한 변위 특성을 발휘하도록 할 수 있다.
마찬가지로, 본 실시예에 따르는 압전층(70)의 경우에, 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 존재하는 (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대한, 동일한 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (210) 면의 비율(이하, “수직 표면의 방위각”이라 한다.)은 80% 이상이다. 이와 관련하여, “수직 표면의 방위각”은, 압전층(70)이 평면 내(in-plane) X-선 회절법에 의하여 측정될 때 나타나는 회절 강도의 비율을 의미한다. 특히, 압전층(70)의 수직 표면이 평면 내 X-선 회절법에 의하여 측정될 때, (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대응하는 회절 강도의 피크는 도 3에 도시된 바와 같이 나타난다. (100), (110) 및 (210) 면의 회절 강도의 피크는 정면 표면에 존재하는 (100) 면의 회절 강도의 피크에 대응하며, 광각 X-선 회절법에 의하여 정면 표면이 측정될 때 피크가 읽혀진다. (111), (211) 면은 경사진 면이다. “수직 표면의 방위각”은, (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대응하는 피크 강도의 합에 대한, (100), (110) 및 (210) 면에 대응하는 피크 강도의 비율을 의미한다.
만일 압전층(70)의 수직 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (210) 면의 방위각이 80% 이상이면, 이는 결정이 수직으로 성장할 수 있게 하고, 따라서 압전층(70)이 우수한 변위 특성을 발휘하도록 할 수 있다. 특히, 비록 압전층(70)의 정면 표면의 방위각이 단지 조정되더라도, 압전층(70)의 경사진 표면인 (111), (110) 및 (211) 면이 고려되지 않는다. 따라서 우수한 변위 특성을 얻을 수 있다. 말하자면, 압전층(70)의 경사진 면인 (111), (110) 및 (211) 면은 스스로를 비틀지는 않지만, 또한 압전층(70)을 전체적으로 비틀리지 않도록 한다. 게다가, 비록 압전층(70)의 정면 표면이 광각 X-선 회절법에 의하여 측정되지만, 반면에 (111) 및 (211) 면은 평면 내 X-선 회절법에 의하여 측정될 수 있다. 이를 고려하면, 압전층(70)의 정면 표면이 평면 내 X-선 회절법에 의하여 측정될 때, 압전층(70)의 정면에 수직인 표면에 존재하는 (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대한, 동일한 수직 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (210) 면의 비율은 80% 이상인 것으로 규정된다. 따라서 압전층(70)의 경사진 면인 (111) 및 (211) 면에 관심을 가짐으로써, 우수한 변위 특성을 얻도록 할 수 있다.
또한, 압전층(70)은 첫 번째 타입의 (100) 면의 존재량이, 두 번째 타입의 (100) 면과 첫 번재 타입의 (100) 면의 합의 10% 이상인 방법으로 형성되고, 따라서 개선된 변위 특성을 얻을 수 있다. 이 경우에, 첫 번째 타입의 (100) 면은 압전층(70)의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 존재한다. 두 번째 타입의 (100) 면은 압전층(70)의 정면 표면에 직교하는 수직 표면에 소정 각도로 표면에 존재한다.
게다가, 리드 전극(90; lead electrode)이 각 압전부재(300)에 대한 각각의 전극인 상부 전극 필름(80)의 각각에 연결된다. 리드 전극(90)은 대응하는 잉크 공급로(14) 단부의 주변으로부터 끌어내어지고(draw out), 절연 필름(55)의 상부까지 연장된다. 리드 전극(90)은 예컨대 금 등으로 이루어진다.
보호 플레이트(30)는, 보호 플레이트(30)와 통로형성 기판(10)의 사이에 개입되는 접착제(34)에 의하여, 이러한 압전부재(300)가 형성되는 통로 형성 기판(10)의 상부에 즉, 하부 전극 필름(60), 절연 필름(55) 및 리드 전극(90)의 위에 결합된다. 보호 플레이트(30)는 적어도 리저버(100)를 구성하는 리저버부(31)를 포함한다. 본 실시예의 경우에, 리저버부(31)는, 리저버부(31)가 두께 방향으로 보호 플레이트(30)를 따라 관통하는 방법으로, 그리고 압력발생 챔버(12)의 폭 방향과 동일한 방향으로 리저버부(31)가 연장되는 방법으로, 형성된다. 리저버부(31)는 경로 형성 기판(10)의 전달부(13)와 연통되고, 따라서 압력발생 챔버(12)를 위한 공통 잉크 챔버로서 사용되는 리저버(100)를 구성한다.
게다가, 압전부재 지지부(32)가 압전부재(30)와 마주보는 보호 플레이트(30) 부분에 제공된다. 압전부재 지지부(32)는 압전부재(300)의 이동을 방해하지 않을만큼 충분히 큰 공동(cavity)을 구비한다. 이는 압전부재(300)의 이동을 방해하지 않을만큼 충분히 큰 공동을 구비하는 것으로 충분하다. 공동이 밀폐되어 있는지 여부는 중요하지 않다.
통로 형성 기판(10)과 열팽창 계수가 동일한 재료가 상기 보호 플레이트(30)로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 재료의 예는 유리 및 세라믹을 포함한다. 본 실시예의 경우에, 보호 플레이트(30)는 통로형성 기판의 재료와 동일한 단결정 실리콘 기판으로 이루어진다.
게다가, 보호 플레이트(30)는 보호 플레이트(30)의 두께 방향으로 관통하는 관통홀(33)을 구비한다. 또한, 압전부재(300)로부터 각각 끌어내어진(draw out) 리드 전극(90)의 단부의 주변은, 상기 주변이 관통홀(33)에 노출되는 방법으로 이루어진다.
마찬가지로, 구동회로(110)가 보호 기판(30)의 상부에 고정된다. 구동회로(110)는 나란히 배치된 압전부재(300)를 구동한다. 예를 들면, 회로 플레이트, 반도체 집적 회로(IC) 등이 이 구동회로(110)로서 사용될 수 있다. 추가적으로, 구동회로(110) 및 각각의 리드 전극(90)은 연결 배선(120)을 통하여 서로 전기적으로 연결된다. 연결 배선(120)은 본딩 와이어 같은 전도성 와이어로 형성된다.
게다가, 컴플라이언스 플레이트(40; compliance plate)가 보호 플레이트(30)의 상부에 결합된다. 컴플라이언스 플레이트(40)는 실링 필름(41; sealing film) 및 고정된 플레이트(42)로 이루어진다. 이 점에 대하여, 실링 필름(41)은 낮은 강도의 유연한 재료예컨대 6 ㎛ 두께의 황화 폴리페닐렌(PPS; polyphenylen sulfide) 필름으로 이루어진다. 리저버부(31)의 한 단부는 이 실링 필름(41)에 의하여 밀봉된다. 게다가, 고정된 플레이트(42)는 금속(예컨대 30 ㎛ 두께의 스테인리스 스틸(SUS) 등)과 같은 단단한 재료로 이루어진다. 이 고정된 플레이트(42)의 리저버(100)와 마주보는 부분은 두께 방향으로 고정된 플레이트(42)로부터 두께 방향으로 고정된 플레이트(42)로부터의 영역에 대응하는 부분을 완전히 제거한 개방 부(43)이다. 따라서 리저버(100)의 한 단부는 오직 유연한 실링 필름(41)에 의하여 밀봉된다.
잉크를 리저버(100)에 공급하기 위한 잉크 도입 포트(44)가 컴플라이언스 플레이트(40)의 일부 내에 형성된다. 컴플라이언스(40)의 일부는 이 리저버(100)의 외부인, 길이 방향으로 대략 리저버(100)의 중심에 대응하는 위치에 위치한다. 게다가, 보호 플레이트(30)는, 잉크 도입 포트(44)와 리저버(100)의 측벽이 서로 연결되는 잉크 도입로(35)를 구비한다.
본 실시예에 따르는 이러한 잉크젯 리코딩 헤드는 도시되지 않은 외부 잉크 공급수단과 연결된 잉크 도입 포트(44)로부터 잉크를 수용하고, 잉크로 노즐 오리피스(21)를 통하여 리저버(100)로부터 걸쳐지는 내부를 채운다. 그 후에, 잉크젯 리코딩 헤드는, 구동회로로부터의 리코딩 신호에 따라, 하부 전극 필름(60)과, 압력발생 챔버(12)에 대응하는 상부 전극 필름(80) 각각의 사이에 전압을 공급한다. 따라서 잉크젯 리코딩 헤드는 탄성 필름(50), 절연 필름(55), 하부 전극 필름(60) 및 압전층(70)을 굴곡시켜 비튼다. 이 비틀림은 압력발생 챔버(12) 각각의 압력을 상승시키고, 그 결과 잉크 방울이 노즐 오리피스(21)로부터 분사된다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참고하여 이러한 잉크젯 리코딩 헤드를 제조하는 방법이 제공될 것이다. 말하자면, 도 4 내지 도 6은 길이 방향에서의 압력발생 기판(12)의 단면도이다. 첫 번째로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 단결정 실리콘 기판으로 이루어진 통로형성 기판(10)은, 약 1100°C의 확산로(furnace)에서 열적으로 산화된다. 이에 의해서, 나중에 탄성 필름(50) 및 보호 플름(51)으로 변할 이 산화규소(52)가 통로 형성 기판(10)의 표면에 형성된다. 그 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 지르코늄(Zr) 층이 탄성 필름50; 이산화규소 필름(52)의 상부에 형성된다. 그 후, 지르코니아(ZrO2)로 이루어진 절연층(55)이 지르코늄 층을 열적으로, 예컨대 500 내지 1200°C의 확산 퍼니스에서, 산화함으로써 형성된다.
그 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 이리듐(Ir)으로 이루어진 하부 전극 필름(60)이 통로 형성 기판(10)의 전체 표면 위에 형성되고, 그 후에 소정 형상으로 패터닝된다.
계속해서, 납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)로 이루어진 압전층(70)이 형성된다. 이와 관련하여, 본 실시예의 경우에, 압전층(70)이 졸-겔 법(sol-gel method)이라는 방법에 의하여 형성된다. 졸-겔 법에 따르면, 졸(sol)이라는 것은 촉매제로 금속-유기 물질을 용해시키고 분산시킴으로써 얻어진다. 이 졸은 도포(application) 및 건조에 의하여 겔로 변한다. 그리고 겔은 높은 온도에서 구워진다. 이것으로, 금속 산화물 물질로 이루어진 압전층(70)이 얻어진다. 말하자면, 압전층(70)을 위한 재료는 납-지르코네이트-타이타네이트에 한정되지 않는다. 다른 압전재료 예컨대 강유전성 릴랙서(relaxor ferroelectric; 예컨대 PMN-PT, PZN-PT, PNN-PT 등)가 사용되는지 여부는 중요하지 않다. 추가적으로, 압전층(70)을 제조하는 방법은 졸-겔 법에 한정되지 않는다. 예컨대 MOD(금속-유기물 분해; Metal-Organic Decomposition) 방법 등이 사용된다.
압전층(70)을 형성하는 특별한 순서가 이하 설명된다. 첫 번째로, 티타 늄(Ti) 시드(seed; 미도시)가 하부 전극 필름(60) 위에 형성된다. 그 후, 도 5a에 도시된 바와 같이, 압전 프리커서(precursor; 전조) 필름(71)이 하부 전극 필름(60) 위에 형성된다. 압전 프리커서 필름(71)은 PZT 프리커서 필름이다. 즉, 금속-유기 물질을 포함하는 졸(액체 용액)이, 도포(applying) 단계에서 통로 형성 기판(10) 위에 형성된 하부 전극 필름(60)의 상부에 가해진다. 그 후, 이 압전 프리커서 필름(71)이 소정 온도로 가열되고, 일정한 시간 동안 건조된다. 본 실시예에서, 압전 프리커서 필름(71)은, 예컨대 압전 프리커서 필름(71)을 170 내지 180°C에서 8 내지 30분 동안 둠으로써, 건조된다. 또한, 건조 단계에서 온도 상승 비율은 0.5 내지 1.5°/sec인 것이 바람직하다. 말하자면, 여기서 기술되는 “온도 상승 비율”은 시간에 대하여 온도 1에서 온도 2까지의 온도 변화율로 정의된다. 온도 1 및 온도 2는 후술할 방법으로 계산된다. 우선, 가열이 시작되는 온도(상온)와, 압전 프리커서 필름(70)이 가열에 의하여 도달하는 온도와의 차이가 얻어진다. 그 후, 가열이 시작된 온도 차이의 20%를 부가함으로써 온도 1이 얻어진다. 온도 2는 가열이 시작된 온도 차이의 80%를 부가함으로써 얻어진다. 예를 들면, 50초 동안 상온(25°C)으로부터 100°C까지 가열된 경우, 온도 상승률은 다음 식으로 표현된다.
(100 - 25) × (0.8 - 0.2) / 50 = 0.9 [°C/sec]
그 후, 압전 프리커서 필름(71)을 소정 온도까지 가열하고, 상기 필름을 그 온도에서 소정 시간 동안 유지함으로써, 건조된 압전 프리커서 필름(71)은, 그리스가 제거된다(degrease). 본 실시예의 경우, 예를 들면 상기 필름을 약 300 내지 400°C의 온도에서 가열하고, 상기 필름을 약 10 내지 30분 동안 유지함으로써, 압전 프리커서 필름(71)의 그리스가 제거된다. 말하자면, 이 점에서 그리스를 제거하는 것(degreasing)은 압전 프리커서 필름(71)에 포함된 유기 성분, 예컨대 NO2, CO2, H2O 등을 제거하는 것을 의미한다. 그리스 제거 단계에서는, 온도 상승률이 0.5 내지 1.5°C/sec인 것이 바람직하다.
그 후, 압전 프리커서 필름(71)은 소정 온도로 가열되고, 일정 시간동안 상기 온도에서 유지되어, 그 결과 결정화된다. 그 결과, 도 5b에 도시된 바와 같이 굽는 단계에서 압전 필름(72)이 형성된다. 굽는 단계에서, 압전 프리커서 필름(71)은 680 내지 900°C까지 가열되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우에, 압전 프리커서 필름(71)은 압전 프리커서 필름(71)을 680°에서 5 내지 30분 동안 가열함으로써 구워지고(baked), 그 결과 압전층(72)이 형성된다. 게다가 본 실시예에 따르는 굽는 단계에서, 온도 상승률은 120°C/sec이다.
예를 들면, RTA(Rapid Thermal Annealing) 시스템이 건조, 그리스 제거 및 굽는 단계에서 사용되는 가열 시스템으로 사용될 수 있다는 것을 주의하여야 한다. RTA 시스템은 핫 플레이트, 확산 퍼니스 또는 적외선 램프로부터의 방사에 의하여 가열 공정을 수행한다. 본 실시예에서 온도 상승률은 120°/sec 정도로 높다. 이러한 이유로, 그런 높은 온도 상승률에서 굽는 공정을 수행할 수 있는 RTA 시스템이 사용된다.
마찬가지로, 본 실시예의 경우에, 상술한 바와 같이 티타늄(Ti) 시드(미도 시)가 하부 전극 필름(60) 상에 형성된다. 그 후, 압전 필름(72)이 형성된다. 그것에 의하여, PZT가 티타늄 결정을 핵으로 사용하므로써 성장한다. 이는 결정들을 하부 전극 필름(60)으로부터 성장하도록 하고, 따라서 밀도 높은 원주 모양의 결정을 얻을 수 있도록 한다. 이러한 티타늄(Ti) 시드는 굽기 이후에 압전 필름(72) 속으로 확산된다.
그 후, 상기한 도포, 건조, 그리스 제거 및 굽는 단계를 포함하는 압전층 형성 단계가 복수 회 반복된다. 본 실시예에서는, 압전층 형성 단계가 10회 반복된다. 이로 인하여, 압전층(70)이 도 5c에 도시된 바와 같이 형성된다. 압전층(70)은 소정 두께를 가지며, 열 개의 압전 필름(72)을 포함한다. 예를 들면 매 시간 도포되는 졸의 두께는 약 0.1 ㎛이고, 압전층(70)의 전체 필름 두께는 약 1.1 ㎛이다.
이러한 제조 방법은 정면 표면의 방위각이 70% 이상이고, 정면 표면에 직교하는 수직 표면의 방위각이 80% 이상인 압전층(70)을 형성하는 것을 가능하게 한다. 따라서 압전층(70)이 우수한 변위 특성을 발휘할 수 있도록 한다.
추가적으로, 압전층(70)이 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같은 단계를 따라 형성된 후, 도 6a에 도시된 바와 같이 상부 전극 필름(80)이 통로형성 기판(10)의 전체 표면 위에 형성된다. 예를 들면, 상부 전극 필름(80)은 이리듐으로 이루어진다. 그 후, 압전층(70) 및 상부 전극 필름(80)은 압력발생 챔버(12)와 각각 마주보는 부분 각각에 패터닝된다. 이와 같이 압전 부재(300)가 형성된다. 그 후, 리드 전극(90)이 형성된다. 특히, 리드 전극(90)은 후술할 방법으로 형성된다. 먼저, 리드 전극(90)이 도 6b에 도시된 바와 같이 통로형성 기판(10)의 전체 표면 위에 형 성된다. 리드 전극(90)은 예컨대, 금(Au) 등으로 이루어진다. 그 후, 리드 전극(90)은 예컨대 방염제(resist) 등으로 이루어진 마스크 패턴(미도시)을 사용함으로써 각 압전 부재(300)에 패터닝된다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 보호 플레이트(30)는, 예컨대 접착제(34)에 의하여 통로형성 기판(10)의 상부에 결합된다. 보호 플레이트(30)는 이와 같이 패터닝된 다수의 압전부재(300)를 지지한다. 말하지면, 리저버부(31), 압전부재 지지부(32) 등이 미리 보호 플레이트(30)에 형성된다. 게다가 보호 플레이트(30)는 예컨대 약 400 ㎛의 두께를 갖는 단결정 실리콘 기판으로 이루어진다. 보호 플레이트(30)가 통로형성 기판(10)에 결합됨으로써, 합성된 통로형성 기판(10)의 강도는 현저하게 상승된다.
그 후 도 6d에 도시된 바와 같이, 보호 필름(51)은, 이산화규소 필름(52)을 통로형성 기판(10)의 표면에 소정 형상으로 패터닝함으로써 형성되며, 상기 표면은 압전부재(300)가 형성된 위의 표면에 대향한다. 보호 필름(51)이 마스크로 사용되면서, 경로형성 기판(10)은 KOH와 같은 알칼리성 용액을 사용함으로써 이방성 에칭(anisotropic etching 혹은 wet-etching)을 거치도록 된다. 그 결과, 압력발생 챔버(12), 전달부(13), 잉크 공급로(14) 등이 경로형성 기판(10)에 형성된다.
그 후, 노즐 플레이트(20)는, 보호 플레이트(30)가 결합되는 표면에 마주보는 통로형성 기판(10)의 표면에, 보호 필름(51)을 사이에 두고 결합된다. 노즐 오리피스(21)는 노즐 플레이트(20)에 관통되어 형성된다. 동시에 컴플라이언스 플레이트(40)가 보호 플레이트(30)에 결합된다. 이로 인하여, 잉크젯 리코딩 헤드가 도 1에 도시된 바와 같이 형성된다.
상기한 연속적인 필름 형성 공정 및 이방성 에칭 공정을 통하여, 실제로는 다수의 칩들이 하나의 웨이퍼 상에 형성된다는 점을 주의하여야 한다. 상기 공정이 완성된 후, 웨이퍼는 도 1에 도시된 바와 같이 각각이 칩 사이즈인 통로형성 기판(10)으로 나누어진다. 따라서 잉크젯 리코딩 헤드가 형성된다.
(실험예)
납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)로 이루어진 압전 필름이 RTA 시스템에 의하여 120°C/sec의 온도 상승률로 구워졌다. 네 개의 압전 필름이 서로의 위에 적층되었고, 그 결과 예에 따르는 압전층이 형성되었다.
(비교예 1)
납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)로 이루어진 압전 필름이 RTA 시스템에 의하여 10°C/sec의 온도 상승률로 구워졌다. 네 개의 압전 필름이 서로의 위에 적층되었고, 그 결과 비교예 1에 따르는 압전층이 형성되었다.
(비교예 2)
납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)로 이루어진 압전 필름이 RTA 시스템에 의하여 1°C/sec의 온도 상승률로 구워졌다. 네 개의 압전 필름이 서로의 위에 적층되었고, 그 결과 비교예 2에 따르는 압전층이 형성되었다.
(비교예 3)
납-지르코네이트-타이타네이트(PZT)로 이루어진 압전 필름이 RTA 시스템에 의하여 3°C/sec의 온도 상승률로 구워졌다. 네 개의 압전 필름이 서로의 위에 적 층되었고, 그 결과 비교예 3에 따르는 압전층이 형성되었다.
(실험 예시)
실험예 및 비교예 1 내지 3에 따르는 압전층 각각에 대하여, 상기 실시예 1에 따르는 압전층이 측정된 방법과 동일한 방법으로, 정면 표면의 방위각이 광각 X-선 회절법에 의하여 측정되었다. 또한, 상기 실시예 1에 따른 압전층이 측정된 방법과 동일한 방법으로, 수직 표면의 방위각이 평면 내 X-선 회절법에 의하여 측정되었다. 게다가, 압전층 각각의 변위 상수가 측정되었다. 이하 기재된 표 1은 이 결과를 나타낸다.
[표 1]
온도 상승률 (°C/sec) (100) 면 강도(cps) 정면 표면의 방위각(%) 수직 표면의 방위각(%) 변위상수 (pC/N)
예 120 446 86 87 157
비교예 1 10 444 84 70 136
비교예 2 1 387 84 78 144
비교예 3 3(확산로) 374 92 69 131
표 1에 기재된 바와 같이, 정면 표면의 방위각은, 실험예 및 비교예 1 내지 3에 따르면 압전층 각각에 대하여 70% 이상이라는 점을 알 수 있다. 그러나 비교예 1 내지 3에 따르는 압전층 각각은, 80% 이하의 수직 표면의 방위각을 가지고 형성된다는 점 또한 알 수 있다. 또한, 비록 비교예 1 내지 3에 따르는 압전층 각각의 정면 표면의 방위각이 70% 이상이지만, 변위 상수 즉 변위 특성은 수직 표면의 방 위각에 의하여 저하되었다는 점을 알 수 있다. 그 결과, 실험예에 따르는 압전층과 같이, 정면 표면의 방위각이 70% 이상이고, 수직 표면의 방위각이 80% 이상인 압전층은 변위 특성이 우수하다.
마찬가지로, 만일 예에 기술된 압전부재와 같이 첫 번째 타입의 (100) 면의 존재율이, 두 번째 타입의 (100) 면과 첫 번째 타입의 (100) 면의 합의 10% 이상인 방법으로 압전층이 형성되면, 변위 특성이 향상된다. 이 경우, 첫 번째 타입의 (100) 면은 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 평면에 존재한다. 두 번째 타입의 (100) 면은 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 평면에 소정 각도로 표면에 위치한다.
게다가, 압전층이 구워지는 동안 사용되는 온도 상승률이 120°C/sec만큼 높으면, 예에 따르는 압전층과 같이 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전층을 형성할 수 있게 한다.
(다른 실시예)
본 발명에 따르는 실시예 1은 설명되었다. 그러나 잉크젯 리코딩 헤드의 기본적인 배치는 전술한 배치에 한정되지 않는다. 전술한 실시예 1의 경우에, 예컨대 압전 프리커서 필름(71)이 적용되고, 건조되고 그리스 제거된 후에, 압전 프리커서 필름(71)이 구워지고, 그 결과 압전 필름(72)이 형성된다. 그러나 압전층(72)을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 압전 필름(72)이 다음 방법으로 형성되는지 여부는 중요하지 않다. 먼저, 압전 프리커서 필름(71)을 도포, 건조 및 그리스 제거하는 공정이 수 회, 예컨대 2 회 반복된다. 그 후, 압전 프리커서 필름(71)이 구 워진다. 그 결과 압전 필름(72)이 형성된다.
게다가, 실시예 1의 경우, 하부 전극(60)이 패터닝에 의하여 형성된다. 그 후, 압전층(70)이 형성된다. 그러나 제조 장치의 편의를 위하여, 첫 번째 압전 필름은 하부 전극 필름 상에 형성될 수 있고, 그 후 하부 전극 필름은 압전층을 따라 패터닝될 수 있다.
마찬가지로, 실시예 1의 경우에는, 이리듐(Ir)이 하부 전극 필름(60)을 위한 재료로서 사용된다. 그러나 재료는 특별히 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 필수적으로 이리듐(Ir)을 포함하는 전도성 재료가 하부 전극 필름(60)을 우한 재료로서 사용될 수 있다. 그렇지 않으면, 하부 전극 필름(60)은 이리듐(Ir), 백금(Pt) 및 이리듐(Ir)이 서로의 위로 연속적으로 적층됨으로써 형성될 수 있다.
게다가, 이러한 실시예 각각에 따르는 잉크젯 리코딩 헤드는, 잉크 카트리지 등과 연결된 잉크 통로를 구비한 리코딩 헤드 유닛의 일부를 구성하고, 잉크젯 리코딩 장치 내에 설치된다. 도 7은 잉크젯 리코딩 장치의 일예를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 잉크젯 리코딩 헤드를 포함하는 리코딩 헤드 유닛(1A 및 1B)에는 잉크 공급수단을 구성하는 카트리지(2A 및 2B)가 착탈 가능하게 구비된다. 리코딩 헤드 유닛(1A 및 1B)이 탑재되는 카트리지(3)에는, 카트리지(3)가 샤프트가 연장되는 방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 방법으로, 장치 메인바디(4)에 고정된 캐리지 샤프트(5)가 구비된다. 이 리코딩 헤드 유닛(1A 및 1B)은 검은 잉크 성분과 컬러 잉크 성분이 각각 분사되도록 설정된다.
게다가, 구동 모터로부터의 구동력은 다수의 기어(미도시) 및 타이밍 벨트(7)를 통하여 캐리지(3)로 전달된다. 이것으로 리코딩 헤드 유닛(1A 및 1B)이 탑재되는 캐리지(3)는 캐리지 샤프트(5)를 따라 이동하게 된다. 한편으로는, 장치 메인바디(4)는 캐리지 샤프트(5)를 따라 플레이튼(8; platen)이 구비된다. 종이 시트와 같은 리코딩 매개인 리코딩 시트(S; sheet)는 플레이튼(8) 상에서 이동하도록 설계된다. 리코딩 시트(S)는 공급 롤러(미도시) 등에 의하여 공급된다.
비록 실시예 1은 액체분사 헤드의 예로서의 잉크젯 리코딩 헤드를 제공하는 것으로 기재되었으나, 본 발명은 액체분사 헤드의 모든 영역에 전반적으로 적용되도록 계획된 것임을 주의하여야 한다. 본 발명은 잉크가 아닌 액체를 분사하는 어떤 액체분사 헤드에도 적용될 수 있음은 당연하다. 잉크가 아닌 액체를 분사하는 액체 분사 헤드의 예는: 프린터와 같은 이미지 리코딩 장치에 사용되는 다양한 리코딩 헤드와; 액정표시장치 장치 등의 컬러 필터를 제조하는데 사용되는 컬러 재료 분사 헤드와; 유기 EL 디스플레이 장치의 전극을 형성하는데 사용되는 전극 재료 분사 헤드와; FED 등과; 바이오 칩을 제조하는데 사용되는 바이오 유기 물질 분사 헤드를 포함한다.
본 발명의 첫 번째 태양은 결정이 수직으로 형성되고, 따라서 우수한 변위 특성을 나타내는 압전층을 실현할 수 있게 하고, 본 발명의 두 번째 태양은 높은 정확도로 바람직한 두께를 가지는 압전층을 얻는 것을 가능하게 한다. 그리고 본 발명의 세 번째 태양은 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전층을 실현할 수 있게 하 며, 본 발명의 네 번째 태양은 납-지르코네이트-타이타네이트로 이루어진 바람직한 결정을 가진 압전층을 얻을 수 있게 한다. 또, 본 발명의 다섯 번째 태양은 각각 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전부재를 가진 액츄에이터 장치를 실현할 수 있게 하고, 본 발명의 여섯 번째 태양은 각각 우수한 변위 특성을 발휘하는 압전부재를 사용함으로써 우수한 액체분사 특성을 발휘하는 액체분사 헤드를 실현할 수 있게 하며, 본 발명의 일곱 번째 태양은 우수한 액체분사 특성을 발휘하는 액체분사 장치를 실현할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 하부 전극, 압전층 및 상부 전극을 포함하는 압전부재로서,
    상기 압전층의 정면 표면에 존재하는 (100), (110) 및 (111) 면에 대한, 상기 동일한 정면 표면에 존재하는 (100) 면의 비율이 70% 이상이고,
    상기 압전층의 정면에 직교하는 수직 평면에 존재하는 (100), (110), (210), (111) 및 (211) 면에 대한, 상기 동일한 수직 평면에 존재하는 (100), (110) 및 (210) 면의 비율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 압전부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압전층은 다수의 압전 필름을 서로의 위에 적층함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 압전부재.
  3. 제 2항에 있어서,
    첫 번째 타입의 (100) 면의 비율이, 두 번째 타입의 (100) 면 및 첫 번째 타입의 (100) 면의 합의 10% 이상이고,
    첫 번째 타입의 (100) 면이 상기 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 평면에 존재하고,
    두 번째 타입의 (100) 면이 상기 압전층의 정면 표면에 직교하는 수직 평면 에 소정 각도인 표면에 존재하는 것을 특징으로 하는 압전부재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 압전층은 납-지르코네이트(zirconate)-타이타네이트(titanate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전부재.
  5. 다수의 압전부재와 기판 사이에 진동 플레이트가 구비되고,
    제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 압전부재가 상기 기판 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 장치.
  6. 노즐 오리피스로부터 액체를 분사하는 액체 분사수단으로서, 제 5항에 기재된 액츄에이터 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체분사 헤드.
  7. 제 6항에 기재된 액체분사 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 장치.
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