JP2006203190A - 無機圧電体のポーリング処理方法、及び、圧電素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無機圧電体のポーリング処理方法は、無機圧電材料によって形成され第1の面に電極11が形成されている圧電体12の第1の面と対向する第2の面上に、間隙を介してコロナワイヤー20を配置する工程と、電極とコロナワイヤーとの間に電圧を印加することにより、圧電体の第2の面に電荷を供給して、圧電体内に電界を発生させる工程とを含む。
【選択図】図1
Description
印字検出部105は、印字部100による印字結果を撮像するためのラインセンサを含んでおり、ラインセンサによって読み取られた画像に基づいて、ノズルの目詰まり等の吐出不良を検出する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るポーリング処理方法を含む圧電素子の製造方法を説明するための図である。本実施形態においては、基板上に配列されている状態の複数の圧電素子(アレイ状の圧電素子)を製造する。ここで、無機材料を用いた圧電素子は高トルクを発生することができるので、本実施形態により製造されるアレイ状の圧電素子は、インクジェットプリンタにおいて用いられる液体吐出ヘッド用の圧電アクチュエータとして利用することができる。
噴射ノズル6は、所定の形状及び大きさ(例えば、長辺が5mmで短辺が0.5mm程度の長方形)の開口を有しており、エアロゾル生成室3から供給されたエアロゾルを基板10に向けて高速で噴射する。それにより、エアロゾル化した原料粉が、基板や基板上に形成された堆積物(以下において、「下層」という)に衝突して破砕する。その際に原料粉に生じた破砕面が下層に付着することにより、成膜が為される。このような成膜メカニズムは、メカノケミカル反応と呼ばれている。
なお、図1の(a)に示す圧電体12は、AD法以外の成膜方法(例えば、スパッタ法等)を用いて形成しても良いし、グリーンシート法等を用いて作製された焼結バルク材を下部電極11上に配置することによって形成しても良い。
この状態を所定時間(例えば、10分以上、望ましくは、10分〜30分程度)保つことにより、圧電体12にポーリング処理が施される。
本実施形態においては、第1の実施形態において用いられたコロナワイヤー20の替わりに、図3に示す針状の放電部を有するコロナ放電ヘッド40を用いてコロナ放電を生じさせている。その他の工程については、本発明の第1の実施形態におけるものと同様である。
このようなコロナ放電ヘッド40を用いることにより、複数の圧電体12の各々を効率良く帯電させることができる。
さらに、コロナワイヤー又はコロナ放電ヘッドと圧電体との距離がある程度離れていることにより、圧電体において均一な電界が形成されるようになるので、このような非接触のポーリング処理は、複数の圧電体に均一に圧電性能を付与するためにも有効である。
まず、図4の(a)に示すように、振動板として用いられるシリコン基板50の主面上に、レジスト51を所定のパターンとなるように形成する。
1a 圧力調整部
2a、2b 搬送管
3 エアロゾル生成室
3a 容器駆動部
4 成膜室
5 排気ポンプ
6 噴射ノズル
7 基板ホルダ
7a 基板ホルダ駆動部
10、120 基板
11、115、121 下部電極
12、55、116、122 圧電体
13 絶縁膜
14、56、117、123 上部電極
15 圧電素子
20 コロナワイヤー
30 電源装置
40 コロナ放電ヘッド
40a 放電部
40b 支持部
50 基板(振動板)
51 レジスト
52 第1のアルミナ層(隔壁)
53、113 圧力室
54 共通電極
54a 密着層
54b 導電層
60 溶解材料
61 第2のアルミナ層
62 インクの流路
63 第3のアルミナ層
64 第4のアルミナ層
65 第5のアルミナ層
66 第6のアルミナ層(ノズルプレート)
67 ノズル
68 ノズル流路
69 共通流路
100 印字部
100a〜100d 液体吐出ヘッド
101 記録紙
102、103 ローラ
104 ベルト
105 印字検出部
110 ノズルプレート
111 隔壁
112 振動板
114 吐出口(ノズル部)
124 配線
125 絶縁オイル
Claims (18)
- 無機圧電材料によって形成され第1の面に電極が形成されている圧電体の前記第1の面と対向する第2の面上に、間隙を介して電荷供給手段を配置する工程(a)と、
前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することにより、前記圧電体内に電界を発生させる工程(b)と、
を具備する無機圧電体のポーリング処理方法。 - 工程(a)に先立って、前記第2の面を除く圧電体の周囲に絶縁膜を配置する工程をさらに具備する請求項1記載の無機圧電体のポーリング処理方法。
- 工程(b)が、前記電極と前記電荷供給手段との間に電圧を印加してコロナ放電を生じさせることにより、前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項1又は2記載の無機圧電体のポーリング処理方法。
- 工程(b)が、イオン照射、又は、電子線照射を行うことにより、前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項1又は2記載の無機圧電体のポーリング処理方法。
- 無機圧電材料によって形成された圧電体の第1の面上に電極を形成する工程(a)と、
前記圧電体の前記第1の面と対向する第2の面上に、間隙を介して電荷供給手段を配置する工程(b)と、
前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することにより、前記圧電体内に電界を発生させてポーリング処理を施す工程(c)と、
を具備する圧電素子の製造方法。 - 工程(c)が、前記電極と前記電荷供給手段との間に電圧を印加してコロナ放電を生じさせることにより、前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項5記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(c)が、イオン照射、又は、電子線照射を行うことにより、前記圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項5記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(c)の後で、前記圧電体の上に第2の電極を形成する工程をさらに具備する請求項5〜7のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 基板の主面上に電極を形成する工程(a)と、
前記電極上に、無機圧電材料によって形成された複数の圧電体を所定の配列で配置する工程(b)と、
前記複数の圧電体の前記電極側の第1の面と対向する第2の面上に、間隙を介して電荷供給手段を配置する工程(c)と、
前記複数の圧電体の前記第2の面に電荷を供給することにより、前記複数の圧電体内に電界を発生させてポーリング処理を施す工程(d)と、
を具備する圧電素子の製造方法。 - 工程(b)が、圧電材料の粉体をノズルから前記電極が形成された基板に向けて噴射して、圧電材料を前記電極上に堆積させることにより、前記複数の圧電体を配置することを含む、請求項9記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(b)が、前記圧電材料の粉体をガスによって分散させることにより生成されたエアロゾルを前記ノズルから噴射させることを含む、請求項10記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(c)に先立って、前記複数の圧電体の間に絶縁膜を配置する工程をさらに具備する請求項9〜11のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(d)が、前記電極と前記電荷供給手段との間に電圧を印加してコロナ放電を生じさせることにより、前記複数の圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項9〜12のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(d)が、イオン照射、又は、電子線照射を行うことにより、前記複数の圧電体の前記第2の面に電荷を供給することを含む、請求項9〜12のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 工程(d)の後で、前記複数の圧電体の上に複数の第2の電極をそれぞれ形成する工程をさらに具備する請求項9〜14のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 前記電荷供給手段が、前記複数の圧電体に対応する複数の針状の放電部を有する、請求項9〜15のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。
- 前記圧電素子が、インクジェットプリンタの印字部においてインクを吐出する液体吐出ヘッドに用いられる圧電アクチュエータであって、
工程(b)が、1mm角以下の第1の面を各々が有する複数の圧電体を1mm以下の間隔で配置することを含む、
請求項9〜16のいずれか1項記載の圧電素子の製造方法。 - 前記基板が30μm以下の厚さを有する、請求項17記載の圧電素子の製造方法。
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