[发明专利]致动器装置的制造方法以及致动器装置和液体喷射头

说明书

技术领域

本发明涉及在振动板上具有由下电极、压电材料形成的压电体层和土电极构成的压电元件的致动器装置的制造方法以及致动器装置和液体喷射头。

背景技术

具有通过施加电压而发生位移的压电元件的致动器装置例如装配在喷射液滴的液体喷射头等上，作为此种液体喷射头例如已知有如下喷墨式记录头，即，与喷嘴开口连通的压力发生室的一部分由振动板构成，所述振动板由于压电元件而发生变形并且对压力发生室的墨加压从而使墨滴从喷嘴开口喷出。由此，在喷墨式记录头中，分别装配有在压电元件轴向伸长、收缩的纵振动模式的压电致动器装置和装配有弯曲振动模式的压电致动器装置的两种喷墨式记录头已被实用化。

前者能通过使压电元件的端面与振动板接触而使压力发生室的容积发生变化，由此可以制造适合高密度印刷的喷头，另一方面，需要将压电元件切分成梳齿状并且与喷嘴开口的排列间距一致的复杂工序，以及将切分的压电元件定位固定在压力发生室上的操作，因此存在制造工序复杂的问题。与此相对地，后者能够与压力发生室的形状配合地粘贴压电材料的生片，并通过对其进行烧结的较简单工序将压电元件固定在振动板上，但是在利用弯曲振动的关系方面，必须要一定大小的面积，因此存在高密度排列困难的问题。此外，必须消除后者的不便，利用贯穿振动板表面整体的成膜技术形成均匀的压电材料层，利用平板印刷法将该压电材料层切分成与压力发生室对应的形状从而在各个压力发生室独立地形成压电元件。

构成此种压电元件的压电材料层的压电材料使用例如锆钛酸铅(PZT)。在这种情况中，在烧结压电材料层时，压电材料层的铅成分向设置于由硅(Si)构成的流路形成基板表面而构成振动板的氧化硅(SiO₂)膜扩散。由此，存在的问题是，由于该铅成分的扩散，氧化硅熔点下降，并且由于压电材料层烧结时的热而熔融。为了解决此种问题，例如，通过在氧化硅膜上设置构成振动板的氧化锆(ZrO₂)层，防止铅成分从压电材料层向氧化硅膜扩散。(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特开平11-204849号公报(图1、图2、第5页)

但是，在所述结构的致动器装置中，存在的问题是，由于氧化锆层和其上设置的下电极的结合力以及作为氧化锆层基底的氧化硅膜和氧化锆层的结合力不足，驱动致动器装置使之弯曲振动时，下电极和基底会从氧化锆层剥离。此外，所述问题不仅存在于喷墨式记录头等的液体喷射头所装配的致动器装置中，而且也同样存在于其它装置所装配的致动器装置中。

发明内容

本发明鉴于所述情况，其目的在于提供下电极和基底与氧化锆层的结合力优良的致动器装置的制造方法以及致动器装置和液体喷射头。

解决所述问题的本发明的第一形式是，一种致动器装置的制造方法，其包括在基板的一侧面形成Zr层的工序，对该Zr层进行氧化以形成ZrO₂层的工序、在所述ZrO₂层上形成下电极的工序、在所述下电极上形成压电体层的工序和在所述压电体层上形成上电极的工序，其特征在于在形成所述Zr层的工序中，在使Zr结晶成长而形成的同时，以如下方式成膜Zr层，即：在所述基板的相反侧的表面上具有高度为10-100nm、俯视大小为直径0.1-1μm的突出的特别结晶区域，且该特别结晶区域的密度为1.0×10⁶-1-0×10⁸个/cm²。

在所述第一形式中，对成膜为在下电极侧的表面上具有预定的特别结晶区域的Zr层进行氧化以形成ZrO₂层，因此能制造基板等基底与ZrO₂层的结合力和下电极与ZrO₂层的结合力优良的致动器装置。

本发明的第二形式是，如第一形式所述的致动器装置的制造方法，其特征在于在形成所述Zr层的工序中，在使Zr结晶成长而形成的同时，以如下方式成膜Zr层，即：在所述基板的相反侧的表面上具有高度为16.0-40.6nm、俯视大小为直径0.3-0.5μm的突出的特别结晶区域，且该特别结晶区域的密度为1.11×10⁷-1.25×10⁷个/cm²。

在所述第二形式中，对成膜为具有预定特别结晶区域的Zr层进行氧化以形成ZrO₂层，因此能制造基板等基底和下电极与ZrO₂层的结合力确保优良的致动器装置。