JPH1093158A - 圧電体 - Google Patents
圧電体Info
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- JPH1093158A JPH1093158A JP24529396A JP24529396A JPH1093158A JP H1093158 A JPH1093158 A JP H1093158A JP 24529396 A JP24529396 A JP 24529396A JP 24529396 A JP24529396 A JP 24529396A JP H1093158 A JPH1093158 A JP H1093158A
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- piezoelectric
- film
- thickness
- piezoelectric material
- ink
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜状態でも高い圧電定数を示す圧電体を提供
しようとするものである。 【解決手段】 組成式が ｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ
（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢａ、
Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．０５
≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で０≦
ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成したことを特徴としている。
しようとするものである。 【解決手段】 組成式が ｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ
（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢａ、
Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．０５
≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で０≦
ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成したことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置の振動子等に用いられる圧電体に関する。
録装置の振動子等に用いられる圧電体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電体としてジルコン・チタン酸
鉛（ＰＺＴ）が知られている。しかしながら、このＰＺ
ＴはスパッタやＣＶＤで膜形成した場合、圧電特性がバ
ルクに比べて劣る。その結果、前記スパッタやＣＶＤに
より形成されたＰＺＴ膜をインクジェット記録装置の圧
電素子に適用した場合、十分な圧電特性が得られなかっ
た。
鉛（ＰＺＴ）が知られている。しかしながら、このＰＺ
ＴはスパッタやＣＶＤで膜形成した場合、圧電特性がバ
ルクに比べて劣る。その結果、前記スパッタやＣＶＤに
より形成されたＰＺＴ膜をインクジェット記録装置の圧
電素子に適用した場合、十分な圧電特性が得られなかっ
た。
【０００３】ところで、イクジェット記録装置では液体
インクを液滴と呼ばれる小さな粒状にして記録媒体上に
飛翔させることにより画点を形成して画像を記録する、
インクジェットプリンタとして実用化されている。この
インクジェットプリンタは、他の記録方法に比べて騒音
が少なく、現像や定着などの処理が不要であるという利
点を有し、普通紙記録技術として注目されている。現
在、数多くのインクジェットプリンタの方式が発明され
ているが、代表的な方式としては発熱体の熱により発生
する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式（例えば特
公昭５６−９４２９号、特公昭６１−５９９１１号）や
圧電体の変位による圧力パルスでインク滴を飛翔させる
方式（例えば特公昭５３−１２１３８号）が知られてい
る。これらのインクジェットプリンタは、ノズルの先端
からインクを飛翔させる。このため、インク中の溶剤の
蒸発や揮発によって局所的なインクの濃縮が生じ、ノズ
ルの目詰まりが起こる。また、従来のインクジェットプ
リンタは飛翔させるインク滴の粒径を小さく（例えば直
径２０μｍ以下）にすることが困難であるため、解像度
を上げることが難しい。
インクを液滴と呼ばれる小さな粒状にして記録媒体上に
飛翔させることにより画点を形成して画像を記録する、
インクジェットプリンタとして実用化されている。この
インクジェットプリンタは、他の記録方法に比べて騒音
が少なく、現像や定着などの処理が不要であるという利
点を有し、普通紙記録技術として注目されている。現
在、数多くのインクジェットプリンタの方式が発明され
ているが、代表的な方式としては発熱体の熱により発生
する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式（例えば特
公昭５６−９４２９号、特公昭６１−５９９１１号）や
圧電体の変位による圧力パルスでインク滴を飛翔させる
方式（例えば特公昭５３−１２１３８号）が知られてい
る。これらのインクジェットプリンタは、ノズルの先端
からインクを飛翔させる。このため、インク中の溶剤の
蒸発や揮発によって局所的なインクの濃縮が生じ、ノズ
ルの目詰まりが起こる。また、従来のインクジェットプ
リンタは飛翔させるインク滴の粒径を小さく（例えば直
径２０μｍ以下）にすることが困難であるため、解像度
を上げることが難しい。
【０００４】このような問題点を克服するために圧電素
子によって発生する超音波ビームの圧力（放射圧）を用
いてインク液面からインクを飛翔させる方式としてＩＢ
ＭＴＤＢ，Ｖｏｌ．Ｎｏ．４，ｐｐ．１１６８（１９７
３−１０），ＵＳＰ４，３０８，５４７号（１９８
１），特開昭６３−３１２１５７号、特開平２−１８４
４４３号等が提案されている。しかしながら、これら方
式に用いられる圧電体は圧電定数が小さいために効率よ
くインクを飛翔させることが困難であった。その結果、
画像スピードを高めことが困難で、かつ長時間使用した
場合、飛翔効率が低下する問題があった。
子によって発生する超音波ビームの圧力（放射圧）を用
いてインク液面からインクを飛翔させる方式としてＩＢ
ＭＴＤＢ，Ｖｏｌ．Ｎｏ．４，ｐｐ．１１６８（１９７
３−１０），ＵＳＰ４，３０８，５４７号（１９８
１），特開昭６３−３１２１５７号、特開平２−１８４
４４３号等が提案されている。しかしながら、これら方
式に用いられる圧電体は圧電定数が小さいために効率よ
くインクを飛翔させることが困難であった。その結果、
画像スピードを高めことが困難で、かつ長時間使用した
場合、飛翔効率が低下する問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、膜状態でも
高い圧電定数を示す圧電体を提供しようとするものであ
る。
高い圧電定数を示す圧電体を提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる圧電体
は、組成式が ｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ
（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢａ、
Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．０５
≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で０≦
ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成したことを特徴とするものであ
る。
は、組成式が ｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ
（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢａ、
Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．０５
≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で０≦
ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成したことを特徴とするものであ
る。
【０００７】このような本発明に係わる圧電体によれ
ば、前記組成式で表される特定の圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成することによって、ＰＺＴのバ
ルクと同等の圧電定数を示すため、高い超音波ビームを
放射することが可能な圧電素子に応用することができ
る。
ば、前記組成式で表される特定の圧電材料をＴまたはＺ
ｒの金属膜上に直接形成することによって、ＰＺＴのバ
ルクと同等の圧電定数を示すため、高い超音波ビームを
放射することが可能な圧電素子に応用することができ
る。
【０００８】また、Ｐｂの一部をＭ（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃ
ａ）で２０モル％以下の範囲にて置換した圧電材料をＴ
ｉ、Ｚｒの金属膜に直接形成することによって圧電特性
をさらに向上することが可能になる。
ａ）で２０モル％以下の範囲にて置換した圧電材料をＴ
ｉ、Ｚｒの金属膜に直接形成することによって圧電特性
をさらに向上することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる圧電体を詳
細に説明する。この圧電体は、組成式がｘ（Ｐｂ1-u
Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）
Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、
Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、
Ｎｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、
ｘ，ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．
０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で
０≦ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまた
はＺｒの金属膜上に直接形成した構成を有する。ここ
で、ｘＰｂＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，
Ｂ２）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそれぞれモル比で０
≦ｘ≦０．６０、０．０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦
０．９０である組成範囲を図１に示す。
細に説明する。この圧電体は、組成式がｘ（Ｐｂ1-u
Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）
Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、
Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、
Ｎｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、
ｘ，ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．
０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で
０≦ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴまた
はＺｒの金属膜上に直接形成した構成を有する。ここ
で、ｘＰｂＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，
Ｂ２）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそれぞれモル比で０
≦ｘ≦０．６０、０．０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦
０．９０である組成範囲を図１に示す。
【００１０】前記Ｐｂ（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 としては、例
えばＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）］Ｏ3 、Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ａ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3 を挙げることができる。
えばＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）］Ｏ3 、Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ
（Ｃｏ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ａ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3 を挙げることができる。
【００１１】前記組成式で表される圧電材料において、
ｘ、ｙおよびｚの値が前記範囲を逸脱すると圧電定数の
高い圧電体を得ることが困難になる。前記組成式で表さ
れる圧電材料において、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａのモル
数Ａ［Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ］とそれ以外の元素のモ
ル数Ｂ［Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔａ、
Ｎｂ、Ｗ］の比Ａ／Ｂが０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９で
あることが好ましい。Ａ／Ｂを前記範囲にすることによ
って、圧電振動の繰り返しによる圧電特性の劣化を抑制
することが可能になる。
ｘ、ｙおよびｚの値が前記範囲を逸脱すると圧電定数の
高い圧電体を得ることが困難になる。前記組成式で表さ
れる圧電材料において、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａのモル
数Ａ［Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ］とそれ以外の元素のモ
ル数Ｂ［Ｍｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔａ、
Ｎｂ、Ｗ］の比Ａ／Ｂが０．９５≦Ａ／Ｂ≦０．９９で
あることが好ましい。Ａ／Ｂを前記範囲にすることによ
って、圧電振動の繰り返しによる圧電特性の劣化を抑制
することが可能になる。
【００１２】前記圧電材料の厚さは、５〜２００μｍに
することが好ましい。前記圧電材料の厚さを５μｍ未満
にすると、十分に高い圧電定数を有する圧電体を得るこ
とが困難になる。一方、前記圧電材料の厚さが２００μ
ｍを越えると膜組成が不均一になって特性がばらつく恐
れがある。一方、インク粒径に応じて画像精度が変わ
り、インク粒径は圧電体から発生される超音波の周波数
によって決まる。そのため、適当なインク粒径を得るた
めには圧電体から発生する超音波の周波数を適当な値に
設定する必要がある。圧電体から発生する超音波は圧電
体の厚さにより変化する。このような理由から適当なサ
イズインク滴を発生するのに必要な圧電体の厚さが決ま
り、圧電体の種類によって多少異なるものの、一般的に
圧電体厚さを１０〜１００μｍの範囲内に設定すること
が望ましい。
することが好ましい。前記圧電材料の厚さを５μｍ未満
にすると、十分に高い圧電定数を有する圧電体を得るこ
とが困難になる。一方、前記圧電材料の厚さが２００μ
ｍを越えると膜組成が不均一になって特性がばらつく恐
れがある。一方、インク粒径に応じて画像精度が変わ
り、インク粒径は圧電体から発生される超音波の周波数
によって決まる。そのため、適当なインク粒径を得るた
めには圧電体から発生する超音波の周波数を適当な値に
設定する必要がある。圧電体から発生する超音波は圧電
体の厚さにより変化する。このような理由から適当なサ
イズインク滴を発生するのに必要な圧電体の厚さが決ま
り、圧電体の種類によって多少異なるものの、一般的に
圧電体厚さを１０〜１００μｍの範囲内に設定すること
が望ましい。
【００１３】前記圧電材料は、例えばスパッタ法、ＣＶ
Ｄ法または塗布法により前記金属膜上に形成される。前
記圧電体から圧電素子を作製するには、前記金属に被覆
された圧電材料を所望の寸法に切り出し、前記金属膜の
面およびそれと反対側の面に電極をそれぞれ形成する方
法が採用される。前記電極としては、例えばＡｕ電極、
Ｃｒ電極等を用いることができる。これら電極は、スパ
ッタ法、蒸着法、塗布法等により形成される。
Ｄ法または塗布法により前記金属膜上に形成される。前
記圧電体から圧電素子を作製するには、前記金属に被覆
された圧電材料を所望の寸法に切り出し、前記金属膜の
面およびそれと反対側の面に電極をそれぞれ形成する方
法が採用される。前記電極としては、例えばＡｕ電極、
Ｃｒ電極等を用いることができる。これら電極は、スパ
ッタ法、蒸着法、塗布法等により形成される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。 （実施例１）まず、ガラス基板上にスパッタにより厚さ
０．２μｍのＡｕ電極を形成し、さらにこのＡｕ電極上
に厚さ１０μｍのＴｉ膜を形成した。つづいて、１規定
のＰｂ（ＮＯ3 ）3 水溶液、１規定のＺｒＯＣｌ2 ・８
Ｈ2 Ｏ水溶液、２．５規定のＴｉＣｌ4 水溶液、１規定
のＭｇ（ＮＯ3 ）2 ・６Ｈ2 Ｏ水溶液および１規定のＮ
ｂＣｌ5 水溶液を用いてＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍｇ
1/3 Ｎｂ2/3 ）0.15）Ｏ3 の組成になるように調合し、
この混合溶液を反応容器オートクレーブ中に前記Ｔｉ膜
が形成されたガラス基板と共に入れた。この反応容器を
１５０℃で７２時間処理することによりＴｉ膜上に圧電
材料である厚さ５０μｍのＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）0.15）Ｏ3 膜を形成した。ひきつづ
き、この圧電材料膜上にスパッタにより厚さ０．２μｍ
のＡｕ電極を形成して圧電素子を作製した。
する。 （実施例１）まず、ガラス基板上にスパッタにより厚さ
０．２μｍのＡｕ電極を形成し、さらにこのＡｕ電極上
に厚さ１０μｍのＴｉ膜を形成した。つづいて、１規定
のＰｂ（ＮＯ3 ）3 水溶液、１規定のＺｒＯＣｌ2 ・８
Ｈ2 Ｏ水溶液、２．５規定のＴｉＣｌ4 水溶液、１規定
のＭｇ（ＮＯ3 ）2 ・６Ｈ2 Ｏ水溶液および１規定のＮ
ｂＣｌ5 水溶液を用いてＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍｇ
1/3 Ｎｂ2/3 ）0.15）Ｏ3 の組成になるように調合し、
この混合溶液を反応容器オートクレーブ中に前記Ｔｉ膜
が形成されたガラス基板と共に入れた。この反応容器を
１５０℃で７２時間処理することによりＴｉ膜上に圧電
材料である厚さ５０μｍのＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）0.15）Ｏ3 膜を形成した。ひきつづ
き、この圧電材料膜上にスパッタにより厚さ０．２μｍ
のＡｕ電極を形成して圧電素子を作製した。
【００１５】（比較例１）Ａｕ電極を形成せず、ガラス
基板上に直接圧電体を形成した以外、実施例１と同様な
方法により圧電素子を作製した。
基板上に直接圧電体を形成した以外、実施例１と同様な
方法により圧電素子を作製した。
【００１６】（比較例２）実施例１の圧電体と同一組成
となるように出発原料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ
2 、ＭｇＣＯ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 をペースト状にし、これを
ガラス基板上のスパッタにより形成された厚さ０．２μ
ｍのＡｕ電極上に塗布し、１２００℃、２時間加熱し
て、厚さ１ｍｍの圧電体を形成することにより圧電素子
を作製した。
となるように出発原料としてＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＴｉＯ
2 、ＭｇＣＯ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 をペースト状にし、これを
ガラス基板上のスパッタにより形成された厚さ０．２μ
ｍのＡｕ電極上に塗布し、１２００℃、２時間加熱し
て、厚さ１ｍｍの圧電体を形成することにより圧電素子
を作製した。
【００１７】得られた実施例１および比較例１、２の圧
電素子について、１００℃で一対のＡｕ電極間に１．５
ｋＶの電圧を印加して分極した後、圧電定数（Ｋｔ）を
測定した。その結果、実施例１および比較例１、２の圧
電素子はＫｔがそれぞれ４３％、３５％、３０％であっ
た。比較例１、２において圧電体を薄い膜状にした場合
には圧電特性が低下するという現象が生じるものの、本
発明のようにＴｉを介して圧電体を形成した場合には圧
電特性を低下させることなく、薄い膜状の圧電素子を得
ることができることがわかる。
電素子について、１００℃で一対のＡｕ電極間に１．５
ｋＶの電圧を印加して分極した後、圧電定数（Ｋｔ）を
測定した。その結果、実施例１および比較例１、２の圧
電素子はＫｔがそれぞれ４３％、３５％、３０％であっ
た。比較例１、２において圧電体を薄い膜状にした場合
には圧電特性が低下するという現象が生じるものの、本
発明のようにＴｉを介して圧電体を形成した場合には圧
電特性を低下させることなく、薄い膜状の圧電素子を得
ることができることがわかる。
【００１８】（実施例２）まず、ガラス基板上にスパッ
タにより厚さ０．２μｍのＡｕ電極を形成し、さらにこ
のＡｕ電極上に厚さ１０μｍのＴｉ膜を形成した。つづ
いて、１規定のＰｂ（ＮＯ3 ）3 水溶液、１規定のＢａ
Ｃｌ2 水溶液、１規定のＺｒＯＣｌ2 ・８Ｈ2 Ｏ水溶
液、２．５規定のＴｉＣｌ4 水溶液、１規定のＺｎＣｌ
2 水溶液および１規定のＮｂＣｌ5 水溶液を用いて（Ｐ
ｂ0.95Ｂａ0.05）［Ｚｒ0.50Ｔｉ0.40（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）0.10］Ｏ3 の組成になるように調合し、この混合
溶液を反応容器オートクレーブ中に前記Ｔｉ膜が形成さ
れたガラス基板と共に入れた。この反応容器を１５０℃
で７２時間処理することによりＴｉ膜上に圧電材料であ
る厚さ５０μｍの（Ｐｂ0.95Ｂａ0.05）［Ｚｒ0.50Ｔｉ
0.40（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）0.10］Ｏ3 膜を形成した。ひ
きつづき、この圧電材料膜上にスパッタにより厚さ０．
２μｍのＡｕ電極を形成して圧電素子を作製した。
タにより厚さ０．２μｍのＡｕ電極を形成し、さらにこ
のＡｕ電極上に厚さ１０μｍのＴｉ膜を形成した。つづ
いて、１規定のＰｂ（ＮＯ3 ）3 水溶液、１規定のＢａ
Ｃｌ2 水溶液、１規定のＺｒＯＣｌ2 ・８Ｈ2 Ｏ水溶
液、２．５規定のＴｉＣｌ4 水溶液、１規定のＺｎＣｌ
2 水溶液および１規定のＮｂＣｌ5 水溶液を用いて（Ｐ
ｂ0.95Ｂａ0.05）［Ｚｒ0.50Ｔｉ0.40（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）0.10］Ｏ3 の組成になるように調合し、この混合
溶液を反応容器オートクレーブ中に前記Ｔｉ膜が形成さ
れたガラス基板と共に入れた。この反応容器を１５０℃
で７２時間処理することによりＴｉ膜上に圧電材料であ
る厚さ５０μｍの（Ｐｂ0.95Ｂａ0.05）［Ｚｒ0.50Ｔｉ
0.40（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）0.10］Ｏ3 膜を形成した。ひ
きつづき、この圧電材料膜上にスパッタにより厚さ０．
２μｍのＡｕ電極を形成して圧電素子を作製した。
【００１９】得られた実施例２の圧電素子について、１
００℃で一対のＡｕ電極間に１．５ｋＶの電圧を印加し
て分極した後、圧電定数（Ｋｔ）を測定した。その結
果、Ｋｔが４５％と高い圧電定数を示すことが確認され
た。
００℃で一対のＡｕ電極間に１．５ｋＶの電圧を印加し
て分極した後、圧電定数（Ｋｔ）を測定した。その結
果、Ｋｔが４５％と高い圧電定数を示すことが確認され
た。
【００２０】（実施例３）図２は、本実施例３で製造さ
れたインクジェットプリンタを示す斜視図である。
れたインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【００２１】まず、バッキング材であるガラス基板１上
にスパッタにより厚さ０．２μｍのＡｕ膜を形成した
後、選択エッチングにより前記Ａｕ膜をパターニングし
てＡｕ個別電極２を形成した。このＡｕ個別電極は１素
子の幅６０μｍ、電極間隔２５μｍになるようにした。
つづいて、前記個別電極間をエポキシ樹脂からなる絶縁
材料で個別電極面と面一となるように埋め込んだ後、ス
パッタにより厚さ１０μｍのＴｉ膜（図示せず）を形成
し、さらに実施例１と同様な方法により圧電材料である
厚さ５０μｍのＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）0.15）Ｏ3膜３を形成した。なお、前記Ｔｉ膜お
よび前記圧電材料膜とにより圧電体を構成した。前記ガ
ラス基板１は音速が６０００ｍ／ｓで、厚さを１．２μ
ｍとした。したがって、駆動周波数５０ＭＨｚでは波長
が１２０μｍなので、厚さは１／２は超の２０倍とな
る。
にスパッタにより厚さ０．２μｍのＡｕ膜を形成した
後、選択エッチングにより前記Ａｕ膜をパターニングし
てＡｕ個別電極２を形成した。このＡｕ個別電極は１素
子の幅６０μｍ、電極間隔２５μｍになるようにした。
つづいて、前記個別電極間をエポキシ樹脂からなる絶縁
材料で個別電極面と面一となるように埋め込んだ後、ス
パッタにより厚さ１０μｍのＴｉ膜（図示せず）を形成
し、さらに実施例１と同様な方法により圧電材料である
厚さ５０μｍのＰｂ［Ｚｒ0.45Ｔｉ0.40（Ｍｇ1/3 Ｎｂ
2/3 ）0.15）Ｏ3膜３を形成した。なお、前記Ｔｉ膜お
よび前記圧電材料膜とにより圧電体を構成した。前記ガ
ラス基板１は音速が６０００ｍ／ｓで、厚さを１．２μ
ｍとした。したがって、駆動周波数５０ＭＨｚでは波長
が１２０μｍなので、厚さは１／２は超の２０倍とな
る。
【００２２】次いで、前記圧電材料膜上にスパッタによ
りＡｌ共通電極４を形成した。この時、副走査方向の電
極長さ、つまり口径を１．５ｍｍとした。つづいて、ア
ルミナ粉末とエポキシ樹脂とを音速が３×１１０３ｍ／
ｓ近傍になるように混合比を調整し、この混合物を前記
共通電極４上に塗布し、硬化させて厚さ約４５μｍ、密
度２．２０×１０３ｋｇ／ｍ3 、音速２．９５×１０３
ｍ／ｓの層を形成した。ひきつづき、この層の表面を研
磨し、焦点距離が３．５ｍｍになるように深さ１／２波
長（約３０μｍ）の溝を主走査方向に互いに平行になる
ように切り込んでフルネルレンズ５を形成した。さら
に、超音波放射面とインク６の液面との距離がほぼ３．
５ｍｍになるように側壁７ａ、７ｂを形成し、かつ前記
ガラス基板１の非電極面に前記個別電極２と接続された
駆動回路８を取り付けてインクジェット記録装置を製造
した。
りＡｌ共通電極４を形成した。この時、副走査方向の電
極長さ、つまり口径を１．５ｍｍとした。つづいて、ア
ルミナ粉末とエポキシ樹脂とを音速が３×１１０３ｍ／
ｓ近傍になるように混合比を調整し、この混合物を前記
共通電極４上に塗布し、硬化させて厚さ約４５μｍ、密
度２．２０×１０３ｋｇ／ｍ3 、音速２．９５×１０３
ｍ／ｓの層を形成した。ひきつづき、この層の表面を研
磨し、焦点距離が３．５ｍｍになるように深さ１／２波
長（約３０μｍ）の溝を主走査方向に互いに平行になる
ように切り込んでフルネルレンズ５を形成した。さら
に、超音波放射面とインク６の液面との距離がほぼ３．
５ｍｍになるように側壁７ａ、７ｂを形成し、かつ前記
ガラス基板１の非電極面に前記個別電極２と接続された
駆動回路８を取り付けてインクジェット記録装置を製造
した。
【００２３】（比較例３）圧電体として厚さ５０μｍの
Ｐｂ（Ｚｒ0.53Ｔｉ0.47）Ｏ3 膜を用いた以下意、実施
例３と同様なインクジェット記録装置を製造した。
Ｐｂ（Ｚｒ0.53Ｔｉ0.47）Ｏ3 膜を用いた以下意、実施
例３と同様なインクジェット記録装置を製造した。
【００２４】得られた実施例３および比較例３のインク
ジェット記録装置について、飛翔実験を行った。まず、
実施例３のインクジェット記録装置を用いて主走査方向
に直線を引いて１００％インク滴が飛翔するする条件の
うち、駆動電圧が低く、かつバースト波数が少ない数値
を求めた。この条件で比較例３の記録装置の飛翔実験を
試みたところ、飛翔した割合は７０％程度であった。こ
の結果より実施例３の記録装置は、比較例３の記録装置
に比べて飛翔効率が向上することがわかる。
ジェット記録装置について、飛翔実験を行った。まず、
実施例３のインクジェット記録装置を用いて主走査方向
に直線を引いて１００％インク滴が飛翔するする条件の
うち、駆動電圧が低く、かつバースト波数が少ない数値
を求めた。この条件で比較例３の記録装置の飛翔実験を
試みたところ、飛翔した割合は７０％程度であった。こ
の結果より実施例３の記録装置は、比較例３の記録装置
に比べて飛翔効率が向上することがわかる。
【００２５】また、比較例３の記録装置を用いてバース
ト波数を変えることにより１００％インク滴が飛翔する
ようにした。これによりバースト波数は多くすることに
なり、繰り返し周期も長くする必要がある。比較例３お
よび実施例３の記録装置の記録スピードを比較したとこ
ろ、実施例３の方が比較例３の約６５％の時間で同じ内
容を印刷することができ、記録スピードの高速化を図る
ことができた。
ト波数を変えることにより１００％インク滴が飛翔する
ようにした。これによりバースト波数は多くすることに
なり、繰り返し周期も長くする必要がある。比較例３お
よび実施例３の記録装置の記録スピードを比較したとこ
ろ、実施例３の方が比較例３の約６５％の時間で同じ内
容を印刷することができ、記録スピードの高速化を図る
ことができた。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる圧
電体は組成式がｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉ
Ｏ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭ
ｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏから選ばれる少なく
とも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎｂ、Ｗから選ばれる少
なくとも１種の元素、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれ
るアルカリ土類金属元素、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれモル比
で０≦ｘ≦０．６０、０．０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ
≦０．９０、ｕはモル比で０≦ｕ≦０．２を示す）にて
表される圧電材料をＴまたはＺｒの金属膜上に直接形成
した構成を有し、膜状態で高い圧電定数を示すため、イ
ンクジェット記録装置の圧電素子等に有効に利用するこ
とできる等顕著な効果を奏する。
電体は組成式がｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉ
Ｏ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭ
ｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏから選ばれる少なく
とも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎｂ、Ｗから選ばれる少
なくとも１種の元素、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれ
るアルカリ土類金属元素、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれモル比
で０≦ｘ≦０．６０、０．０５≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ
≦０．９０、ｕはモル比で０≦ｕ≦０．２を示す）にて
表される圧電材料をＴまたはＺｒの金属膜上に直接形成
した構成を有し、膜状態で高い圧電定数を示すため、イ
ンクジェット記録装置の圧電素子等に有効に利用するこ
とできる等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明に係わる圧電体のｘＰｂＺｒＯ3 −ｙＰ
ｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 の組成範囲を示
すクラフ。
ｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 の組成範囲を示
すクラフ。
【図２】実施例３のインクジェット記録装置を示す斜視
図。
図。
１…ガラス基板（バッキング材）、 ２…個別電極、 ３…圧電材料層、、 ４…共通電極 ５…フルネルレンズ、 ６…インク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/22
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式が ｘ（Ｐｂ1-u Ｍ）ＺｒＯ3 −ｙＰｂＴｉＯ3 −ｚＰｂ
（Ｂ１，Ｂ２）Ｏ3 （ただし、Ｂ１はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ
から選ばれる少なくとも１種の元素、Ｂ２はＴａ、Ｎ
ｂ、Ｗから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＢａ、
Ｓｒ、Ｃａから選ばれるアルカリ土類金属元素、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれモル比で０≦ｘ≦０．６０、０．０５
≦ｙ≦０．９０、０≦ｚ≦０．９０、ｕはモル比で０≦
ｕ≦０．２を示す）にて表される圧電材料をＴｉまたは
Ｚｒの金属膜上に直接形成したことを特徴とする圧電
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24529396A JPH1093158A (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 圧電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24529396A JPH1093158A (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 圧電体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093158A true JPH1093158A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17131519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24529396A Pending JPH1093158A (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 圧電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1093158A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434421B1 (ko) * | 2000-08-31 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성표면파 장치용 압전 세라믹 조성물과 탄성표면파 장치 |
| KR100674470B1 (ko) * | 1998-08-14 | 2007-06-04 | 주식회사 에스세라 | 압전세라믹 조성물 |
| JP2012076934A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Tdk Corp | 圧電磁器、圧電素子及び圧電デバイス |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24529396A patent/JPH1093158A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100674470B1 (ko) * | 1998-08-14 | 2007-06-04 | 주식회사 에스세라 | 압전세라믹 조성물 |
| KR100434421B1 (ko) * | 2000-08-31 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성표면파 장치용 압전 세라믹 조성물과 탄성표면파 장치 |
| JP2012076934A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Tdk Corp | 圧電磁器、圧電素子及び圧電デバイス |
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