微小液滴形成ユニットのための印刷型圧電アクチュエータの研究

摘要

オンデマンド型微小液滴形成方法は必要なときだけ必要な粒子を形成することから，省エネ，省資源の点で環境負荷の小さなプロセスとして注目され，実装配線，DNAチップ，カラーフィルタなど各種の製造技術への適用が検討されている．本論文では，量産性，高密度化に優れ，各種液体に対応可能な液滴形成ユニットの新しい構成法として，Si単結晶基板をベースに形成された液体噴射ユニットに，スクリーン印刷法により圧電体駆動部を直接形成する方法について提案した．Si単結晶基板上にスクリーン印刷により厚膜圧電層を形成する基本プロセス及び本方法で得られる圧電層の特性について，Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-PbZrO3系材料を用いて実験的に検討した．更に圧電アクチュエータを試作し，変位特性を評価した．その結果，本方法により厚さ20～40 μm，圧電定数-110～-140 pm/V相当の良好な圧電層が得られること，また面積1 mm2サイズのアクチュエータが形成できることを示した.