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公開番号2025067179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023176937
出願日2023-10-12
発明の名称アクチュエータ、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250417BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】耐久性に優れたアクチュエータを提供する。
【解決手段】基板上に設けられた電極と、前記電極から電圧を印加することで変位するように構成された圧電膜と、前記電極と電気的に接続された配線と、前記電極と前記配線の間に挟まれるように設けられた第1の絶縁膜であって、前記電極と前記配線を電気的に接続するための貫通孔を有する第1の絶縁膜と、前記配線を被覆する第2の絶縁膜と、を備える液体吐出ヘッド用のアクチュエータにおいて、前記貫通孔は、前記基板の厚み方向に見て、曲線部分を有する平面形状を有し、前記曲線部分の曲率半径は、前記第1の絶縁膜の膜厚の8倍以上である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に設けられた電極と、
前記電極から電圧を印加することで変位するように構成された圧電膜と、
前記電極と電気的に接続された配線と、
前記電極と前記配線の間に挟まれるように設けられた第１の絶縁膜であって、前記電極と前記配線を電気的に接続するための貫通孔を有する第１の絶縁膜と、
前記配線を被覆する第２の絶縁膜と、
を備える液体吐出ヘッド用のアクチュエータにおいて、
前記貫通孔は、前記基板の厚み方向に見て、曲線部分を有する平面形状を有し、
前記曲線部分の曲率半径は、前記第１の絶縁膜の膜厚の８倍以上であるアクチュエータ。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第１の絶縁膜の膜厚は、３０ｎｍ以上である請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記基板の厚み方向に見て、前記平面形状は、角丸長方形である請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記角丸長方形の短手方向における幅が前記曲率半径の２倍以上である請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記角丸長方形の短手方向における幅が４８０ｎｍ以上である請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記圧電膜の長手方向における一方の側と他方の側のうち、少なくともいずれか一方の側に形成される請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記電極は、前記圧電膜と前記基板の間に設けられた第１の電極と、前記圧電膜の前記第１の電極と反対側に設けられた第２の電極と、を有し、
前記配線は、前記第１の電極に電気的に接続された第１の配線と、前記第２の電極に電気的に接続された第２の配線と、を有し、
前記貫通孔は、前記第１の電極と前記第１の配線を電気的に接続するための第１の貫通孔と、前記第２の電極と前記第２の配線を電気的に接続するための第２の貫通孔と、を有する、請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔は、前記圧電膜の長手方向における一方の側と他方の側にそれぞれ形成されており、前記第１の電極はプラチナを含む材料で形成され、前記第２の電極は、チタンもしくはタングステンを含む材料で形成されている請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記貫通孔は、前記圧電膜の短手方向中心を通る中心線に対して線対称となるように形成される請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１または２に記載のアクチュエータを備え、液体を吐出するように構成された液体吐出ヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
電界を印加することでその形状が変化する圧電体は、物体を微小かつ正確に移動させたり振動させたりする手段として様々な工業製品に応用されている。例えば、小型のスピーカーや、ハードディスクドライブ、プリンタ（画像記録装置）を含む液体吐出装置などに用いられている。中でも、プリンタでは、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドに、圧電膜を採用しているものがある。このような液体吐出ヘッドでは、圧電膜を上下から挟むように形成した電極（上部電極、下部電極）によって電界を印加することで圧電膜を駆動し、液滴を吐出させている。このとき圧電膜を十分に変位させるために必要な電圧は数十Ｖであり、半導体デバイスとしては比較的高い電圧を印加する必要がある。一方で、高精細な画を印刷するために液体吐出ヘッドは微細化されており、電位の異なる配線や電極が密に配置されている。
【０００３】
上記の状態により、液体吐出ヘッドでは、デバイス表面を伝って電流が流れ故障に至ることがある。そのため、デバイス表面に形成される配線や電極は絶縁性を有するパッシベーション膜で覆われている必要がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－０２５０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体吐出ヘッドにおいて、圧電膜を挟み込む構成で形成される上部電極と下部電極は、これらを覆う絶縁膜の一部に形成された貫通孔を通じて、それぞれ上部配線と下部配線に電気的に接続される構造を持つものがある。この構造においては、絶縁膜に形成された貫通孔による段差部分を配線が覆う構造になり、さらにその上に重ねられる絶縁性のパッシベーション膜もその段差に倣った形となる。この構造は圧電膜上部に形成される場合、圧電膜を効率よく変位させるために圧電膜の長手方向には極力狭く、かつ、良好な電気的接続を得るために、圧電膜の幅方向には極力広く形成されるが故に貫通孔は長方形の形状となる。また、下部電極ではこの構造の専有面積を小さくするために、上部電極と同様に、長方形の貫通孔が形成される。
【０００６】
しかしながら、長方形の貫通孔を覆うパッシベーション膜は、貫通孔の角部の膜の被覆性が不十分となり、圧電膜を駆動させるために高い電圧を印加した際にショートによる素子の故障を引き起こしてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れたアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明におけるアクチュエータは、
基板上に設けられた電極と、
前記電極から電圧を印加することで変位するように構成された圧電膜と、
前記電極と電気的に接続された配線と、
前記電極と前記配線の間に挟まれるように設けられた第１の絶縁膜であって、前記電極と前記配線を電気的に接続するための貫通孔を有する第１の絶縁膜と、
前記配線を被覆する第２の絶縁膜と、
を備える液体吐出ヘッド用のアクチュエータにおいて、
前記貫通孔は、前記基板の厚み方向に見て、曲線部分を有する平面形状を有し、
前記曲線部分の曲率半径は、前記第１の絶縁膜の膜厚の８倍以上である。
上記目的を達成するため、本発明における液体吐出ヘッドは、
本発明のアクチュエータを備え、液体を吐出するように構成されている。
上記目的を達成するため、本発明における液体吐出装置は、
本発明の液体吐出ヘッドを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高湿度環境下においても故障しにくく、耐久性に優れたアクチュエータ、あるいはそのアクチュエータを用いた液体吐出ヘッドを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のアクチュエータの一例の構造を説明するための断面概念図。
本発明のアクチュエータの貫通孔の平面形状を説明するための模式図。
実施例１におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
実施例１の貫通孔の平面形状を説明するための模式図。
実施例１におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
実施例２におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
実施例２の貫通孔の平面形状を説明するための模式図。
実施例２におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
実施例３におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
実施例３の貫通孔の平面形状を説明するための模式図。
実施例３におけるアクチュエータの製法における断面概念図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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