JP2014060282A - Manufacturing method of electromechanical conversion film, electromechanical conversion film, electromechanical conversion element, droplet discharge head, and image forming apparatus - Google Patents

Manufacturing method of electromechanical conversion film, electromechanical conversion film, electromechanical conversion element, droplet discharge head, and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an electromechanical conversion film that is economical because of a large amount of deposition per one deposition.SOLUTION: A manufacturing method of an electromechanical conversion film for manufacturing an electromechanical conversion film on at least a part of a ground comprises the steps of: causing a ground 51 to be subjected to surface modification to have a predetermined pattern; applying a sol-gel solution including fine particles having the same constitution as that of the electromechanical conversion film and a precursor of the electromechanical conversion film, to an area of the ground not subjected to the surface modification by an ink jet method; and heating the applied sol-gel solution. The average particle diameter of the fine particles is less than 1 μm.

Description

本発明は、電気機械変換膜の製造方法、電気機械変換膜、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electromechanical conversion film manufacturing method, an electromechanical conversion film, an electromechanical conversion element, a droplet discharge head, and an image forming apparatus.

振動センサ、圧電スピーカ、各種駆動装置などの装置は、電気機械変換膜を積層した電気機械変換素子を具備している。駆動装置において、例えば、インクジェット用記録装置の液体吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、圧電素子などの電気機械変換素子とを含み、液室内のインクを加圧することでノズルからインク滴を吐出させる。   Devices such as a vibration sensor, a piezoelectric speaker, and various driving devices include an electromechanical conversion element in which electromechanical conversion films are stacked. In a driving device, for example, a liquid discharge head of an ink jet recording apparatus includes a nozzle that discharges ink droplets, a liquid chamber that communicates with the nozzle, and an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element. By applying pressure, ink droplets are ejected from the nozzles.

電気機械変換素子の製造方法の一例としては、電気機械変換膜の前駆体溶液を下地上に塗布した後に熱処理する工程を、所望の膜厚が得られるまで繰り返す方法が挙げられる。この方法では、一度の成膜で得られる膜厚が50〜100nm程度であり、所望の電気機械変換特性を得るためには、複数回の繰り返し処理を経る必要がある。   An example of a method for producing an electromechanical conversion element is a method in which a step of applying a precursor solution of an electromechanical conversion film on a base and then performing a heat treatment is repeated until a desired film thickness is obtained. In this method, the film thickness obtained by a single film formation is about 50 to 100 nm, and in order to obtain desired electromechanical conversion characteristics, it is necessary to undergo a plurality of repeated treatments.

そこで、特許文献1及び2では、前駆体溶液に、電気機械変換膜と同一組成の金属酸化物から成る微粒子を添加することで、一成膜あたりの成膜量が多い電気機械変換膜の製造方法が開示されている。   Therefore, in Patent Documents 1 and 2, the electromechanical conversion film having a large film formation amount per film formation is obtained by adding fine particles made of a metal oxide having the same composition as the electromechanical conversion film to the precursor solution. A method is disclosed.

しかしながら、特許文献1乃至2に記載された製造方法は、スピンコート方式を利用しており、最終的に形成する電気機械変換膜の領域以外の領域にも、前駆体溶液が塗布される。そのため、塗布した前駆体溶液に対して形成される電気機械変換膜の量が少なく、製造コストが高くなることがあった。   However, the manufacturing methods described in Patent Documents 1 and 2 use a spin coating method, and the precursor solution is applied to regions other than the region of the electromechanical conversion film to be finally formed. Therefore, the amount of the electromechanical conversion film formed with respect to the applied precursor solution is small, and the manufacturing cost may be increased.

本発明は、上述の事情・問題点に鑑みなされたものであり、一成膜あたりの成膜量が多く、経済的な電気機械変換膜の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances and problems, and an object of the present invention is to provide an economical method for producing an electromechanical conversion film with a large amount of film formation per film formation.

下地上の少なくとも一部に電気機械変換膜を製造する電気機械変換膜の製造方法であって、
前記下地を所定のパターンに表面改質する工程と、
前記下地の表面改質されていない領域に、前記電気機械変換膜と同じ組成の微粒子と、前記電気機械変換膜の前駆体と、を含むゾルゲル液を、インクジェット方式により塗布する工程と、
塗布された前記ゾルゲル液を加熱する工程と、
を含み、
前記微粒子の平均粒径は1μm未満である、電気機械変換膜の製造方法が提供される。
An electromechanical conversion film manufacturing method for manufacturing an electromechanical conversion film on at least a part of a substrate,
Modifying the surface of the base into a predetermined pattern;
Applying a sol-gel solution containing fine particles having the same composition as the electromechanical conversion film and a precursor of the electromechanical conversion film to an area of the base that is not surface-modified by an inkjet method;
Heating the applied sol-gel solution;
Including
An electromechanical conversion film manufacturing method is provided in which the average particle size of the fine particles is less than 1 μm.

一成膜あたりの成膜量が多く、経済的な電気機械変換膜の製造方法を提供できる。   The amount of film formation per film formation is large, and an economical method for producing an electromechanical conversion film can be provided.

図1は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの構造の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of the droplet discharge head of this embodiment. 図2は、下地上へSAM膜をパターニングする一実施形態を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an embodiment in which a SAM film is patterned on a base. 図3は、下地上へSAM膜をパターニングする他の実施形態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining another embodiment of patterning a SAM film on a base. 図4は、表面改質された下地上に、電気機械変換膜を形成する一実施形態を説明するための、模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an embodiment in which an electromechanical conversion film is formed on a surface-modified base. 図5は、第1の実施形態における、前駆体溶液の着弾の様子を説明するための概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the landing state of the precursor solution in the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係る電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線の例である。FIG. 6 is an example of a PE hysteresis curve of the electromechanical transducer according to the first embodiment. 図7は、本実施形態のインクジェット記録装置を説明するための概略図である。FIG. 7 is a schematic view for explaining the ink jet recording apparatus of the present embodiment. 図8は、本実施形態のインクジェット記録装置を説明するための他の概略図である。FIG. 8 is another schematic diagram for explaining the ink jet recording apparatus of the present embodiment.

以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。実施形態や各実施例等に亘り、同一の機能もしくは形状等を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、重複説明を避ける。なお、実施形態に記載した内容は、一形態に過ぎず、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment and each example, components such as members and components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible to avoid duplicate explanation. In addition, the content described in embodiment is only one form, and the scope of the present invention is not limited to this.

また、本実施形態において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を着弾させて画像形成を行う装置を意味し、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。   In this embodiment, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method forms an image by landing droplets on a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. The “image formation” means not only that an image having a meaning such as a character or a figure is imparted to the medium, but also an image having no meaning such as a pattern is imparted to the medium ( It also simply means that a droplet is landed on a medium).

さらに、本実施形態において、「液滴」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、樹脂、液体などと称されるものを含み、画像形成を行うことが可能に微細粒状化して液滴にできる全ての液体の液滴の総称として用いる。また、「記録媒体」とは、材質を紙に限定するものではなく、OHPシート、布なども含み、液滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録紙、記録用紙、使用可能な薄紙から厚紙、はがき、封筒あるいは単に用紙等と称されるものを含むものの総称として用いる。また、画像とは2次元画像に限らず、3次元画像も含まれる。   Furthermore, in the present embodiment, the “droplet” is not limited to what is referred to as ink, but includes what is referred to as recording liquid, fixing processing liquid, resin, liquid, and the like, and image formation can be performed. It is used as a generic term for all liquid droplets that can be made into fine droplets. The term “recording medium” does not limit the material to paper, but also includes OHP sheets, cloth, etc., and means that the droplets adhere to it, and can be used as a recording medium, recording paper, recording paper, etc. It is used as a general term for anything from what is called thin paper to thick paper, postcard, envelope, or simply paper. Further, the image is not limited to a two-dimensional image, and includes a three-dimensional image.

本実施形態は、電気機械変換膜を含む電気機械変換素子、該電気機械変換素子を含む液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを含む画像形成装置を、対象として含む。上述の画像形成装置は、一般的に、インクジェット記録装置とも呼ばれる。なお、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置の具体的な構成例については後述の実施形態で詳細に説明する。   The present embodiment includes an electromechanical conversion element including an electromechanical conversion film, a droplet discharge head including the electromechanical conversion element, and an image forming apparatus including the droplet discharge head. The above-described image forming apparatus is generally called an ink jet recording apparatus. Note that specific configuration examples of the droplet discharge head and the image forming apparatus will be described in detail in an embodiment described later.

インクジェット記録装置は、騒音が小さい、高速印字が可能である、インクの自由度があり安価な記録媒体である普通紙を使用できる、等の多くの利点を有する。そのため、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の複数の画像形成機能を備えた複合機等の画像記録装置或いは画像形成装置として広く使用されている。   The ink jet recording apparatus has many advantages such as low noise, high-speed printing, and the use of plain paper, which is an inexpensive recording medium with a high degree of ink freedom. Therefore, it is widely used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a multi-function machine having a plurality of image forming functions such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, and a plotter.

インクジェット記録装置において使用する液滴吐出装置は、インク滴を吐出するノズルと、前記ノズルが連通する液室(吐出室、加圧室、圧力室、インク流路等とも称される)と、液室内のインクを吐出するための圧力発生手段と、を含む。   A droplet discharge device used in an inkjet recording apparatus includes a nozzle that discharges ink droplets, a liquid chamber (also referred to as a discharge chamber, a pressure chamber, a pressure chamber, an ink flow path, and the like) that communicates with the nozzle, a liquid Pressure generating means for discharging the ink in the chamber.

本実施形態において圧力発生手段は、圧電素子などの電気機械変換素子を用いて液室の壁面を形成している振動板を変形させることで、インク滴を吐出させるピエゾ型などが使用される。また、本実施形態において、ピエゾ型の圧力発生手段は、d31方向の変形を利用した横振動(ベンドモード)型のものが挙げられる。   In this embodiment, the pressure generating means is a piezo type that discharges ink droplets by deforming a diaphragm that forms the wall surface of the liquid chamber using an electromechanical transducer such as a piezoelectric element. In the present embodiment, the piezoelectric pressure generating means includes a lateral vibration (bend mode) type utilizing deformation in the d31 direction.

(液滴吐出ヘッド)
前述した通り、本実施形態の電気機械変換膜は、電気機械変換素子及び該電気機械変換素子を含む液滴吐出ヘッドに応用することができる。本実施形態の電気機械変換膜を液滴吐出ヘッドに適用した場合の実施形態について、図を参照して説明する。
(Droplet ejection head)
As described above, the electromechanical conversion film of this embodiment can be applied to an electromechanical conversion element and a droplet discharge head including the electromechanical conversion element. An embodiment in which the electromechanical conversion film of this embodiment is applied to a droplet discharge head will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの構造の一例を示す模式図を示す。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of the droplet discharge head of this embodiment.

インクジェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッド10は、インク滴を吐出するノズル孔11が形成されたノズル板12と、このノズル孔11が連通する液室21(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、圧力室等とも称される)と、加圧室内のインクを加圧する電気機械変換素子40、インク流路の壁面を形成する振動板30とを備えている。液室21は、ノズル板12と液室基板20と振動板30とから形成される。また、電気機械変換素子40は第1の電極42と、電気機械変換膜43と、第2の電極44とからなり、液室21は圧力室基板20と振動板30と、ノズル板12とから構成される。前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーを受けて、振動板30が例えば横方向(d31方向)に変形変位し、圧力室21内のインクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させる。   A droplet discharge head 10 used in an ink jet recording apparatus includes a nozzle plate 12 in which nozzle holes 11 for discharging ink droplets are formed, and a liquid chamber 21 (an ink flow path, a pressurized liquid chamber, A pressurizing chamber, a discharge chamber, and a pressure chamber), an electromechanical conversion element 40 that pressurizes ink in the pressurizing chamber, and a diaphragm 30 that forms the wall surface of the ink flow path. The liquid chamber 21 is formed by the nozzle plate 12, the liquid chamber substrate 20, and the vibration plate 30. The electromechanical conversion element 40 includes a first electrode 42, an electromechanical conversion film 43, and a second electrode 44, and the liquid chamber 21 includes a pressure chamber substrate 20, a vibration plate 30, and a nozzle plate 12. Composed. In response to the energy generated by the energy generating means, the vibration plate 30 is deformed and displaced, for example, in the lateral direction (d31 direction) and pressurizes the ink in the pressure chamber 21 to eject ink droplets from the nozzles.

また、第1の電極42と振動板30との密着性を良くするために、振動板30上には、例えばTi、TiO、TiN、Ta、Ta、Ta等の密着層41を設けても良い。 Further, in order to improve the adhesion between the first electrode 42 and the diaphragm 30, for example, Ti, TiO 2 , TiN, Ta, Ta 2 O 5 , Ta 3 N 5, etc. are adhered on the diaphragm 30. A layer 41 may be provided.

なお、図1は、本実施形態の電気機械変換膜を液滴吐出ヘッドに適用した例について、記載したものであるが、本発明はこの点において限定されない。本実施形態の電気機械変換膜を含む電気変換素子は、例えば、マイクロポンプ、超音波モータ、加速度センサ、プロジェクタ用2軸スキャナ、輸液ポンプ、その他などの用途で、使用されても良い。   1 describes an example in which the electromechanical conversion film of this embodiment is applied to a droplet discharge head, but the present invention is not limited in this respect. The electrical conversion element including the electromechanical conversion film of the present embodiment may be used in applications such as a micropump, an ultrasonic motor, an acceleration sensor, a projector biaxial scanner, an infusion pump, and the like.

電気機械変換素子40は、ノズル板12と対向する側に配置され、液室21の壁面を構成する振動板30を変形変位させることで、液室21内のインクをインク滴としてノズル孔11から吐出させるピエゾ型の電気機械変換素子である。電気機械変換素子40は、第1の電極42と第2の電極44との間に電圧がかけられたときに変形変位する。   The electromechanical conversion element 40 is disposed on the side facing the nozzle plate 12 and deforms and displaces the vibration plate 30 constituting the wall surface of the liquid chamber 21, so that the ink in the liquid chamber 21 is ejected from the nozzle hole 11 as an ink droplet. This is a piezo-type electromechanical transducer to be discharged. The electromechanical transducer 40 is deformed and displaced when a voltage is applied between the first electrode 42 and the second electrode 44.

(電気機械変換膜)
本実施形態においては、電気機械変換膜43の材料としては、PZT(ジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体)又はBT(チタン酸バリウム(BaTiO))などが挙げられる。
(Electromechanical conversion membrane)
In this embodiment, examples of the material of the electromechanical conversion film 43 include PZT (solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 )) or BT (barium titanate (BaTiO 3 )). It is done.

PZTとしては、例えば、PbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53、Ti0.47)O、一般にはPZT(53/47)と示されるPZTなどを使用することができる。PbZrOとPbTiOの比率によって、PZTの特性が異なる。 As PZT, for example, the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 is 53:47, and the chemical formula indicates Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , generally PZT (53/47). PZT can be used. The characteristics of PZT vary depending on the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 .

電気機械変換膜としてPZTを使用する場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ、PZT前駆体溶液を作成する。酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のPZTの組成(PbZrOとPbTiOの比率)に応じて、当業者が適宜選択できるものである。 When PZT is used as the electromechanical conversion film, lead acetate, a zirconium alkoxide compound, and a titanium alkoxide compound are used as starting materials, and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to prepare a PZT precursor solution. The mixing amount of the lead acetate, zirconium alkoxide compound, and titanium alkoxide compound can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the desired composition of PZT (ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 ).

なお、金属アルコキシド化合物は、大気中の水分により容易に分解する。そのため、PZT前駆体溶液に、安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定剤を添加しても良い。   Note that the metal alkoxide compound is easily decomposed by moisture in the atmosphere. Therefore, stabilizers such as acetylacetone, acetic acid and diethanolamine may be added to the PZT precursor solution as stabilizers.

PZT以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。これら材料は一般式ABOで記述され、A=Pb、Ba、Sr B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として(Pb1−x、 Ba)(Zr、 Ti)O、(Pb1−x、 Sr)(Zr, Ti)O、と表され、これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 Examples of composite oxides other than PZT include barium titanate. In this case, it is also possible to prepare a barium titanate precursor solution by dissolving barium alkoxide and a titanium alkoxide compound in a common solvent. is there. These materials are described by the general formula ABO 3 and correspond to composite oxides containing A = Pb, Ba, Sr B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb as main components. The specific description is expressed as (Pb 1-x , Ba) (Zr, Ti) O 3 , (Pb 1-x , Sr) (Zr, Ti) O 3 , This is a case where the part Ba or Sr is substituted. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

本実施形態では、前述した電気機械変換膜の前駆体溶液に、製造する電気機械変換膜と同じ組成の金属酸化物を含む微粒子を混合する。具体例として、電気機械変換膜にPZTを採用する場合には、PZT前駆体溶液にPZT微粒子を、BTを採用する場合には、BT前駆体溶液にBT微粒子を混合する。前駆体溶液に、製造する電気機械変換膜と同じ組成の金属酸化物を含む微粒子を含有させることで、得られる電気機械変換膜のクラック発生を抑制し、かつ、緻密性を向上させることができる。これは、混合した微粒子が、前駆体溶液の収縮を吸収し、前駆体溶液内の微粒子に流動性を持たせることができるからである。   In the present embodiment, fine particles containing a metal oxide having the same composition as the electromechanical conversion film to be manufactured are mixed in the above-described electromechanical conversion film precursor solution. As a specific example, when PZT is adopted for the electromechanical conversion film, PZT fine particles are mixed in the PZT precursor solution, and when BT is adopted, BT fine particles are mixed in the BT precursor solution. By containing fine particles containing a metal oxide having the same composition as the electromechanical conversion film to be produced in the precursor solution, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the resulting electromechanical conversion film and improve the density. . This is because the mixed fine particles absorb the shrinkage of the precursor solution and can impart fluidity to the fine particles in the precursor solution.

通常のゾルゲル法による成膜では、前駆体溶液が高い収縮率を有するため、電気機械変換膜を、クラック発生なしで形成するために、一度の成膜で成膜できる膜厚は100nm前後であった。しかしながら、本実施形態では、前駆体溶液中の固形分濃度を増加させることができるため、一度に成膜できる膜厚が1〜3μm程度と大きい。   In film formation by a normal sol-gel method, since the precursor solution has a high shrinkage rate, the film thickness that can be formed by one film formation is around 100 nm in order to form the electromechanical conversion film without generation of cracks. It was. However, in this embodiment, since the solid content concentration in the precursor solution can be increased, the film thickness that can be formed at a time is as large as about 1 to 3 μm.

本実施形態において、前駆体溶液に混合する微粒子の平均粒径は、1μm未満とすることが好ましい。後述するように、本実施形態では、前駆体溶液をインクジェット方式で塗布する。インクジェット方式による前駆体溶液の塗布は、前駆体溶液の吐出安定性が重要となる。具体的には、従来のインクジェット記録装置の液滴吐出ヘッドのノズル径は、φ15〜30μm前後である。混合する微粒子の平均粒径が1μm以上の場合、塗布液の吐出時の液滴の着弾方向に曲がりが生じたり、ノズル孔に詰まりが発生することがある。即ち、前駆体溶液を安定して吐出することができず、所望のパターンの電気機械変換膜を形成することができないことがある。   In the present embodiment, the average particle size of the fine particles mixed in the precursor solution is preferably less than 1 μm. As will be described later, in this embodiment, the precursor solution is applied by an inkjet method. In the application of the precursor solution by the ink jet method, the ejection stability of the precursor solution is important. Specifically, the nozzle diameter of the droplet discharge head of the conventional ink jet recording apparatus is about φ15 to 30 μm. When the average particle diameter of the fine particles to be mixed is 1 μm or more, the liquid droplets may bend in the landing direction when the coating liquid is discharged, or the nozzle holes may be clogged. That is, the precursor solution cannot be stably discharged, and an electromechanical conversion film having a desired pattern may not be formed.

混合する微粒子は、粒径分布が単分散である粒子であっても良いが、粒径分布を有する粒子であっても良く、例えば、20nm以下の粒径を有する微粒子を含むことが好ましく、5nmから1000nmまでの粒径分布を有することが好ましい。例えば、粒径が20nm以下(例えば5nm)の微粒子を含むことにより、焼結、結晶時に粒径100nm以上の微粒子が凝集したときに発生する間隙を埋めることができる。そのため、クラックの発生を抑制することができ、緻密な電気機械変換膜を製造することができる。   The fine particles to be mixed may be particles having a monodisperse particle size distribution, but may also be particles having a particle size distribution, and preferably include, for example, fine particles having a particle size of 20 nm or less. Preferably having a particle size distribution from 1 to 1000 nm. For example, by including fine particles having a particle size of 20 nm or less (for example, 5 nm), a gap generated when fine particles having a particle size of 100 nm or more aggregate during sintering and crystallization can be filled. Therefore, generation | occurrence | production of a crack can be suppressed and a precise | minute electromechanical conversion film can be manufactured.

また、前駆体溶液は、通常、大気中の水分などにより加水分解しやすい成分が含まれる。そのため、加水分解を抑制する安定剤として、アセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどを添加することが好ましい。   In addition, the precursor solution usually contains components that are easily hydrolyzed by moisture in the atmosphere. Therefore, it is preferable to add acetylacetone, acetic acid, diethanolamine or the like as a stabilizer for suppressing hydrolysis.

(第1の電極及び第2の電極)
第1の電極の材料としては、高い耐熱性を有し、下記に示すアルカンチオールとの反応によりSAM(Self Assembled Monolayer:自己組織化単分子)膜が形成される、貴金属などの金属材料を使用することが好ましい。具体的には、SAM材料との高い反応性を有するプラチナ(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)などの金属単体や、これらの金属を含む合金材料などを使用することができる。
また、これらの金属層を作製した後に、導電性酸化物層を積層して使用することも可能である。導電性酸化物としては、具体的には、化学式ABOで記述され、A=Sr、Ba、Ca、La、 B=Ru、Co、Ni、を主成分とする複合酸化物があり、SrRuOやCaRuO、これらの固溶体である(Sr1−x Ca)Oのほか、LaNiOやSrCoO、さらにはこれらの固溶体である(La, Sr)(Ni1−y Co)O (y=1でも良い)が挙げられる。それ以外の酸化物材料として、IrO、RuOも挙げられる。
(First electrode and second electrode)
As the material of the first electrode, a metal material such as a noble metal having high heat resistance and forming a SAM (Self Assembled Monolayer) film by reaction with alkanethiol shown below is used. It is preferable to do. Specifically, platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium having high reactivity with the SAM material. A single metal such as (Os) or iridium (Ir), or an alloy material containing these metals can be used.
Moreover, after producing these metal layers, it is also possible to laminate | stack and use a conductive oxide layer. As the conductive oxide, specifically, there is a composite oxide described by the chemical formula ABO 3 and having A = Sr, Ba, Ca, La, B = Ru, Co, Ni as main components, and SrRuO 3 And CaRuO 3 , (Sr 1-x Ca x ) O 3 which is a solid solution thereof, LaNiO 3 and SrCoO 3 , and further, (La, Sr) (Ni 1-y Co y ) O 3 which is a solid solution thereof. (Y may be 1). Other oxide materials include IrO 2 and RuO 2 .

第1の電極の作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜法などの方法により作製することができる。   The first electrode can be manufactured by a method such as a sputtering method or a vacuum film forming method such as vacuum deposition.

また、第2の電極の材料としても、下部電極と同様の、高い耐熱性を有する金属などの材料を使用することができる。第2の電極は、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜法などの方法により作製することができる。   Further, as the material of the second electrode, a material such as a metal having high heat resistance similar to the lower electrode can be used. The second electrode can be manufactured by a method such as a sputtering method or a vacuum film formation method such as vacuum deposition.

(振動板)
第1の電極は、電気機械変換素子に信号入力する際の共通電極として電気的接続をするので、その下部にある振動板30は絶縁体又は導体を絶縁処理したものを使用することができる。
(Diaphragm)
Since the first electrode is electrically connected as a common electrode when a signal is input to the electromechanical transducer, the diaphragm 30 under the first electrode can be an insulator or a conductor subjected to insulation treatment.

振動板30の具体的な材料としては、例えば、厚さ略数ミクロンのシリコン酸化膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜又はこれらの膜を積層した膜などを使用することができる。また、熱膨張差を考慮した酸化アルミニウム膜、ジルコニア膜などのセラミック膜も使用することができる。   As a specific material of the vibration plate 30, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a film in which these films are stacked having a thickness of about several microns can be used. In addition, a ceramic film such as an aluminum oxide film or a zirconia film in consideration of a difference in thermal expansion can also be used.

振動板の成膜方法としては、例えば、シリコン系絶縁膜は、CVD又はシリコン系膜を熱酸化処理することにより得ることができる。金属酸化膜は、スパッタリング法などにより成膜することができる。   As a method for forming the diaphragm, for example, the silicon-based insulating film can be obtained by CVD or thermal oxidation treatment of the silicon-based film. The metal oxide film can be formed by a sputtering method or the like.

(電気機械変換膜の製造方法)
本実施形態の電気機械変換膜の製造方法は、下地上の少なくとも一部に電気機械変換膜を製造する電気機械変換膜の製造方法であって、
前記下地を所定のパターンに表面改質する工程と、
前記下地の表面改質されていない領域に、前記電気機械変換膜と同じ組成の微粒子と、前記電気機械変換膜の前駆体と、を含むゾルゲル液を、インクジェット方式により塗布する工程と、
塗布された前記ゾルゲル液を加熱する工程と、
を含む。
(Method for producing electromechanical conversion film)
The method for producing an electromechanical conversion film of the present embodiment is a method for producing an electromechanical conversion film for producing an electromechanical conversion film on at least a part of a base,
Modifying the surface of the base into a predetermined pattern;
Applying a sol-gel solution containing fine particles having the same composition as the electromechanical conversion film and a precursor of the electromechanical conversion film to an area of the base that is not surface-modified by an inkjet method;
Heating the applied sol-gel solution;
including.

本実施形態では、電気機械変換膜としてPZT膜を製造する実施形態について、図を参照して説明する。   In the present embodiment, an embodiment in which a PZT film is manufactured as an electromechanical conversion film will be described with reference to the drawings.

[表面改質する工程]
まず、電気機械変換膜を作成するための、下地の表面処理方法について説明する。
[Process for surface modification]
First, a surface treatment method for a base for producing an electromechanical conversion film will be described.

図2に、下地上へSAM膜をパターニングする一実施形態を説明するための模式図を示す。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an embodiment in which a SAM film is patterned on a base.

図2(a)は、例えば、第1の電極である下地51である。本実施の形態では、第1の電極としては白金(Pt)を使用した。   FIG. 2A shows a base 51 that is a first electrode, for example. In this embodiment, platinum (Pt) is used as the first electrode.

下地51上に、アルカンチオールなどから成るSAM材料を用いて浸漬処理させる(図2(b))。これにより、下地51表面には、SAM材料が反応しSAM膜52が付着し、下地51表面を撥水化することができる。アルカンチオールは、分子鎖長により反応性や疎水(撥水)性が異なるが、通常SAM材料は、炭素数6〜18の分子を有する。また、SAM材料は、アルカンチオールを、前記アルカンチコールが溶解し、かつ、化学反応を起こさない、アルコール類などの溶媒で希釈して作成する。アルカンチオールの濃度は、数ミリモル/リットル〜数モル/リットル程度が好ましい。   A dipping process is performed on the base 51 using a SAM material made of alkanethiol or the like (FIG. 2B). Thereby, the SAM material reacts on the surface of the base 51 and the SAM film 52 adheres, and the surface of the base 51 can be made water repellent. Alkanethiol differs in reactivity and hydrophobicity (water repellency) depending on the molecular chain length, but a SAM material usually has 6 to 18 carbon atoms. The SAM material is prepared by diluting alkanethiol with a solvent such as alcohols in which the alkanethiol is dissolved and does not cause a chemical reaction. The concentration of alkanethiol is preferably about several millimoles / liter to several moles / liter.

所定時間後に下地51を取り出し、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し、乾燥する。   After a predetermined time, the base 51 is taken out, and the surplus molecules are washed by substitution with a solvent and dried.

次に、公知のフォトリソグラフィによりフォトレジスト53をパターン形成する(図2(c))。その後、ドライエッチングによりSAM膜を除去し、フォトレジスト53を除去してSAM膜のパターニングを終了する(図2(d))。   Next, a photoresist 53 is patterned by known photolithography (FIG. 2C). Thereafter, the SAM film is removed by dry etching, the photoresist 53 is removed, and the patterning of the SAM film is completed (FIG. 2D).

他にも、図2(a)の状態から、先にフォトレジストパターンを形成し(図2(b'))、SAM処理を行い(図2(c''))、レジストを除去してSAM膜52のパターニングを行っても良い。   In addition, a photoresist pattern is first formed from the state of FIG. 2A (FIG. 2B ′), SAM treatment is performed (FIG. 2C ″), and the resist is removed to remove the SAM. The film 52 may be patterned.

さらに他にも、図2(b)の状態から、フォトマスク54を介して紫外線又は酸素プラズマを下地表面に照射することで(図2(c'))、露光部のSAM膜52を除去してSAM膜52のパターニングを行っても良い。   In addition, the SAM film 52 in the exposed portion is removed by irradiating the base surface with ultraviolet rays or oxygen plasma through the photomask 54 from the state of FIG. 2B (FIG. 2C ′). Then, the SAM film 52 may be patterned.

なお、パターニング後、SAM膜が残っている領域は、表面が疎水性となる。一方、ドライエッチングなどによりSAM膜が除去され、表面が電極材料となっている領域は、表面が親水性となる。この表面エネルギーのコントラストを利用して、下記で詳述するPZT前駆体液の塗り分けが可能となる。   Note that the surface of the region where the SAM film remains after patterning is hydrophobic. On the other hand, in the region where the SAM film is removed by dry etching or the like and the surface is an electrode material, the surface becomes hydrophilic. Using this surface energy contrast, the PZT precursor liquid described in detail below can be applied separately.

なお、図2においては、Ptの第1の電極である下地51上に、SAM膜をパターニングする実施形態について説明した。しかしながら、上述の通り、第1の電極の材料は、Ptなどの金属に限定されない。ここでは、第1の電極の材料として、前述の金属層と、酸化物であるニッケル酸ランタン(LNO)層と、を積層して使用する場合についても、一例として説明する。   In addition, in FIG. 2, the embodiment in which the SAM film is patterned on the base 51 which is the first electrode of Pt has been described. However, as described above, the material of the first electrode is not limited to a metal such as Pt. Here, the case where the above-described metal layer and the lanthanum nickelate (LNO) layer that is an oxide are stacked and used as the material of the first electrode will be described as an example.

図3に、下地上へSAM膜をパターニングする他の実施形態を説明するための模式図を示す。図3(a)に示すように、初期状態において、下地51は、基板30上に第1の電極42としてPt層とLNO層とPt層とが積層された構造を有する。次に図3(b)に示すように、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりパターニングすることで、下地が存在する側とは異なる側のPt層を除去する。この工程により、LNO層が露出する領域と、Pt層が残留する領域と、を形成することができる。SAM材料は、Pt層とは高い反応性を有する一方で、LNO層とは反応性が低い。そのため、この状態で、前述したSAM処理を施すことで、図3(c)に示すように、Pt層上にのみSAM膜が形成され、疎水性となる一方、LNO層上はSAM膜が形成されず、親水性となる。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining another embodiment for patterning a SAM film on a base. As shown in FIG. 3A, in the initial state, the base 51 has a structure in which a Pt layer, an LNO layer, and a Pt layer are stacked on the substrate 30 as the first electrode 42. Next, as shown in FIG. 3B, patterning is performed by a photolithography process and an etching process, thereby removing the Pt layer on the side different from the side on which the base exists. By this step, a region where the LNO layer is exposed and a region where the Pt layer remains can be formed. The SAM material has high reactivity with the Pt layer, but low reactivity with the LNO layer. Therefore, by performing the above-described SAM treatment in this state, as shown in FIG. 3C, a SAM film is formed only on the Pt layer and becomes hydrophobic, while a SAM film is formed on the LNO layer. Not hydrophilic.

[塗布する工程及び照射する工程]
次に、表面改質された第1の電極上に、ゾルゲル液を塗布し、熱処理することを繰り返して、電気機械変換膜を形成する工程について、説明する。
[Coating step and irradiating step]
Next, a process of forming an electromechanical conversion film by repeatedly applying a sol-gel solution on the surface-modified first electrode and performing heat treatment will be described.

図4に、表面改質された下地上に、電気機械変換膜を形成する一実施形態を説明するための、概略図を示す。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an embodiment in which an electromechanical conversion film is formed on a surface-modified base.

図2で説明した表面改質された下地において、フォトリソグラフィでフォトレジストが残った領域は、レジスト剥離後もパターン化SAM膜は残っているので、疎水性となる。一方、前記フォトリソグラフィでフォトレジストが除去された領域は、ドライエッチングによりSAM膜が除去され、表面が電極材料となっているため、表面は親水性となっている(図4(a))。その後、下地上に、インクジェット方式により、インクジェット用記録ヘッド55よりPZTの前駆体及びPZTの微粒子を含むゾルゲル液56を塗布する(図4(b))。なお、ゾルゲル液56は、インクジェット用記録ヘッド55で塗布可能とするように、粘度及び表面張力などを、あらかじめ調整しておくことが好ましい。図4(b)では、表面エネルギーのコントラストにより、ゾルゲル液の塗布領域は親水性の領域のみとなる。親水面の領域のみにゾルゲル液を吐出させることにより、塗布するゾルゲル液の使用量がスピンコート法等の従来プロセスよりも減らすことができると共に、工程を簡略化することが可能である。   In the surface-modified base described with reference to FIG. 2, the region where the photoresist remains by photolithography becomes hydrophobic because the patterned SAM film remains even after the resist is removed. On the other hand, in the region where the photoresist has been removed by photolithography, the SAM film is removed by dry etching and the surface is an electrode material, so the surface is hydrophilic (FIG. 4A). Thereafter, a sol-gel solution 56 containing a PZT precursor and PZT fine particles is applied onto the base by an inkjet recording head 55 (FIG. 4B). The sol-gel liquid 56 is preferably adjusted in advance in terms of viscosity, surface tension, and the like so that it can be applied by the inkjet recording head 55. In FIG.4 (b), the application | coating area | region of a sol-gel liquid becomes only a hydrophilic area | region by the contrast of surface energy. By discharging the sol-gel liquid only to the hydrophilic surface area, the amount of the sol-gel liquid to be applied can be reduced as compared with a conventional process such as a spin coating method, and the process can be simplified.

インクジェット方式によりゾルゲル液を塗布した後、塗布されたゾルゲル液を加熱(熱処理)する。塗布されたゾルゲル液を加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、ホットプレートなどによる基板下面側から直接加熱する方法、赤外線ランプなどを用いて間接的に加熱する方法、レーザー光を照射する方法などが挙げられる。赤外線ランプなどを用いて間接的に加熱する方法としては、具体的には、基板下面側から赤外線ランプを用いて赤外線を照射する方法や、基板を挟持するように一対の赤外線ランプを配置し、基板の上面側(ゾルゲル液膜側)と下面側の両方から赤外線を照射する方法が挙げられる。これらの中でも、例えば図4(c)に示すように、前記前駆体溶液と前記第1の基板との間の界面に、レーザー光を照射する方法を採用することが好ましい。   After applying the sol-gel solution by the ink jet method, the applied sol-gel solution is heated (heat treatment). The method of heating the applied sol-gel solution is not particularly limited, and for example, a method of heating directly from the lower surface side of the substrate using a hot plate, a method of heating indirectly using an infrared lamp, or the like, irradiation with laser light. The method etc. are mentioned. As a method of indirectly heating using an infrared lamp or the like, specifically, a method of irradiating infrared rays using an infrared lamp from the lower surface side of the substrate or a pair of infrared lamps so as to sandwich the substrate, The method of irradiating infrared rays from both the upper surface side (sol-gel liquid film side) and the lower surface side of the substrate can be mentioned. Among these, for example, as shown in FIG. 4C, it is preferable to employ a method of irradiating the interface between the precursor solution and the first substrate with laser light.

ゾルゲル液の加熱においては、前駆体溶液の塗布後、溶媒成分を乾燥する工程、乾燥させた前駆体を熱分解する工程及び熱分解させた前駆体を微粒子と共に結晶化する工程を要する。しかしながら、レーザー光を照射する方法では、前記前駆体溶液と前記第1の基板との間の界面に、レーザー光を照射することにより、これらの熱処理を同時に実行することができる。   In heating the sol-gel solution, after applying the precursor solution, a step of drying the solvent component, a step of thermally decomposing the dried precursor, and a step of crystallizing the pyrolyzed precursor together with fine particles are required. However, in the method of irradiating laser light, these heat treatments can be performed simultaneously by irradiating the interface between the precursor solution and the first substrate with laser light.

また、レーザー光を照射することによる加熱処理時においては、走査されるレーザー光の照射スポットを中心として、ゾルゲル液の流動が発生する。ゾルゲル液中に混合した微粒子は、ゾルゲル液成分と共に流動しながら結晶化されるため、粒径の小さい微粒子が粒径の大きい微粒子の隙間に入りやすくなる。したがって、より緻密でクラックの発生が少ない電気機械変換膜を形成することができるため、レーザー光を照射する方法を採用することが好ましい。   In addition, during the heat treatment by irradiating laser light, the sol-gel liquid flows around the irradiation spot of the scanned laser light. The fine particles mixed in the sol-gel liquid are crystallized while flowing together with the sol-gel liquid components, so that the fine particles having a small particle diameter easily enter the gaps between the fine particles having a large particle diameter. Therefore, it is preferable to employ a method of irradiating laser light because an electromechanical conversion film that is denser and has less cracking can be formed.

レーザー光としては、特に限定されず、例えば、YAGレーザー、COレーザー、エキシマレーザーなどのガスレーザーのレーザー光が挙げられる。 The laser light is not particularly limited, and examples thereof include laser light of gas laser such as YAG laser, CO 2 laser, and excimer laser.

レーザー種、レーザー照射時間、レーザー出力は、前駆体溶液に含まれる溶媒が持つ吸収波長帯域、成膜する膜厚(前駆体溶液の塗布量)、などに応じて、当業者が適宜選択することができる。例えば、連続照射型(CW)レーザーを使用する場合、照射時の走査の移動速度を変更することで、照射時間を変更することができる。また、パルス型レーザーの場合、発光時間を変更することで、照射時間を調整することができる。   The laser species, laser irradiation time, and laser output are appropriately selected by those skilled in the art according to the absorption wavelength band of the solvent contained in the precursor solution, the film thickness to be formed (the coating amount of the precursor solution), and the like. Can do. For example, when a continuous irradiation type (CW) laser is used, the irradiation time can be changed by changing the moving speed of scanning during irradiation. In the case of a pulsed laser, the irradiation time can be adjusted by changing the light emission time.

また、電気機械変換膜のパターンが形成される領域にだけ、第1の電極層をパターニングしておくことが好ましい。これにより、レーザー光照射時において、第1の電極層パターンが、レーザー光照射の目標物となるため、レーザー光照射の走査が容易になる。また、第1の電極層パターンにだけレーザー光を照射することで、タクトタイムが早くなり、生産効率が向上し、生産コストを低減することができる。   In addition, it is preferable to pattern the first electrode layer only in the region where the pattern of the electromechanical conversion film is formed. Thereby, since the first electrode layer pattern becomes a target for laser light irradiation at the time of laser light irradiation, scanning of laser light irradiation becomes easy. In addition, by irradiating only the first electrode layer pattern with laser light, the tact time can be shortened, the production efficiency can be improved, and the production cost can be reduced.

(第1の実施形態)
次に、図を参照して、具体的な実施形態を説明する。
(First embodiment)
Next, specific embodiments will be described with reference to the drawings.

[微粒子混合PZT前駆体溶液の調製]
第1の実施形態では、電気機械変換膜としてPZT膜を採用し、以下の方法によりPZT前駆体溶液を調製した。PZT前駆体溶液の出発原料としては、酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを使用した。酢酸鉛の結晶水は、メトキシエタノールに溶解した後、脱水した。なお、出発原料の使用量は、化学両論組成に対して、鉛量を13モル%過剰となるように調製した。これにより、レーザー光照射による熱処理中の鉛抜けによる結晶性の低下を防ぐことができる。
[Preparation of fine particle mixed PZT precursor solution]
In the first embodiment, a PZT film is employed as the electromechanical conversion film, and a PZT precursor solution is prepared by the following method. As starting materials for the PZT precursor solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were used. The crystal water of lead acetate was dehydrated after being dissolved in methoxyethanol. In addition, the usage-amount of the starting material prepared so that lead amount might be 13 mol% excess with respect to a stoichiometric composition. As a result, it is possible to prevent a decrease in crystallinity due to lead loss during heat treatment by laser light irradiation.

イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進行させ、前記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することで、PZT前駆体溶液を得た。なお、PZT前駆体溶液の固形分濃度は、0.5モル/リットルとなるように調製した。また、安定剤として、アセチルアセトンを添加した。   Isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, alcohol exchange reaction and esterification reaction were advanced, and mixed with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved to obtain a PZT precursor solution. . The solid content concentration of the PZT precursor solution was adjusted to 0.5 mol / liter. Moreover, acetylacetone was added as a stabilizer.

得られたPZT前駆体溶液に、平均粒径400nm(最大粒径700nm、最小粒径5nm)のPZT微粒子粉体を混合した。本実施形態においては、1μm乃至1.5μm程度の電気機械変換膜を製造するために、ゾルゲル液と微粒子との混合比を、重量比で1:2とした。より具体的には、ゾルゲル液堆積に対する微粒子粉体の濃度を、0.86g/mlとなるように、調整した。混合としては、ボールミル法にて6時間混合処理し、微粒子粉体を前駆体溶液中に分散させた。   The obtained PZT precursor solution was mixed with PZT fine particle powder having an average particle diameter of 400 nm (maximum particle diameter 700 nm, minimum particle diameter 5 nm). In this embodiment, in order to manufacture an electromechanical conversion film having a thickness of about 1 μm to 1.5 μm, the mixing ratio of the sol-gel liquid and the fine particles is set to 1: 2. More specifically, the concentration of the fine particle powder with respect to the sol-gel liquid deposition was adjusted to 0.86 g / ml. The mixing was performed by a ball mill method for 6 hours to disperse the fine particle powder in the precursor solution.

また、比較例1として、平均粒径1μm(最大粒径10μm、最小粒径10nm)のPZT微粒子粉体を混合した前駆体溶液も作製した。なお、比較例1では、平均粒径が1μmのPZT微粒子粉体を混合した以外は、第1の実施形態と同様の方法で、前駆体溶液を作製した。   As Comparative Example 1, a precursor solution in which PZT fine particle powder having an average particle size of 1 μm (maximum particle size of 10 μm, minimum particle size of 10 nm) was mixed was also prepared. In Comparative Example 1, a precursor solution was prepared in the same manner as in the first embodiment except that PZT fine particle powder having an average particle diameter of 1 μm was mixed.

さらに、参考例1として、粒径400nm(単分散で、実質粒径分布を有さない)のPZT微粒子粉体を混合した前駆体溶液も作製した。なお、参考例1では、粒径が400nmのPZT微粒子粉体を混合した以外は、第1の実施形態と同様の方法で、前駆体溶液を作製した。   Furthermore, as Reference Example 1, a precursor solution in which PZT fine particle powder having a particle size of 400 nm (monodispersed and not having a substantial particle size distribution) was mixed was also prepared. In Reference Example 1, a precursor solution was prepared in the same manner as in the first embodiment except that PZT fine particle powder having a particle size of 400 nm was mixed.

[微粒子混合PZT前駆体溶液の塗布]
予め保護膜が形成された基板上に、第1の電極としてPt層、LNO層及びPt層を、スパッタ法により成膜した。図3で説明したように、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でLNO層をパターニングし、LNO層が露出する領域と、Pt層が残留する領域と、を有する基板を得た。
[Application of fine particle mixed PZT precursor solution]
A Pt layer, an LNO layer, and a Pt layer were formed as a first electrode by sputtering on a substrate on which a protective film had been formed in advance. As described with reference to FIG. 3, the LNO layer was patterned by a photolithography process and an etching process, and a substrate having a region where the LNO layer was exposed and a region where the Pt layer remained was obtained.

次に、基板に対して前述のSAM処理を施した。前述した通り、SAM材料は、Pt層とは高い反応性を有するが、LNO層とは反応性が低い。そのため、SAM処理により、露出したPt層上にのみ選択的にSAM膜が形成された。SAM処理のアルカンチオール液としては、テトラデカンチオールを使用した。SAM処理後の基板上のSAM膜の、純水に対する接触角は125度であり、LNO層の接触角は10度以下であった。なお、本実施形態においては、LNO膜のパターニング(即ち、親水性領域)は、図1の水平方向に50μm、図1の奥行き方向に1500μmとした。また、LNO膜のパターニングは複数行い、図1の水平方向に100μmのピッチで形成した。   Next, the above-described SAM treatment was performed on the substrate. As described above, the SAM material has high reactivity with the Pt layer, but low reactivity with the LNO layer. Therefore, a SAM film was selectively formed only on the exposed Pt layer by the SAM treatment. Tetradecanethiol was used as the SAM-treated alkanethiol solution. The contact angle of the SAM film on the substrate after the SAM treatment with respect to pure water was 125 degrees, and the contact angle of the LNO layer was 10 degrees or less. In this embodiment, the patterning of the LNO film (that is, the hydrophilic region) is 50 μm in the horizontal direction in FIG. 1 and 1500 μm in the depth direction in FIG. A plurality of LNO films were patterned and formed at a pitch of 100 μm in the horizontal direction of FIG.

前述のPZT微粒子粉体が混合された前駆体溶液を、インクジェット方式により、基板上の親水性領域(SAM膜が形成されないLNO層が露出している領域)に塗布した。   The precursor solution mixed with the PZT fine particle powder described above was applied to the hydrophilic region on the substrate (the region where the LNO layer where the SAM film is not formed is exposed) on the substrate.

図5に、第1の実施形態における、前駆体溶液の着弾の様子を説明するための概略図を示す。図5(a)は、第1の実施形態のPZT微粒子粉体が混合された前駆体溶液を塗布した後の基板の写真であり、図5(b)は、比較例1のPZT微粒子粉体が混合された前駆体溶液を塗布した後の基板の写真である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the landing state of the precursor solution in the first embodiment. FIG. 5A is a photograph of the substrate after applying the precursor solution mixed with the PZT fine particle powder of the first embodiment, and FIG. 5B is the PZT fine particle powder of Comparative Example 1. It is the photograph of the board | substrate after apply | coating the precursor solution with which was mixed.

図5(a)に示す通り、第1の実施形態の前駆体溶液は、基板の親水性領域に正確に着弾し、所望のパターンの微粒子混合前駆体溶液膜が得られていることがわかる。一方、図5(b)に示す通り、比較例1においては、ゾルゲル液の塗布抜けが見受けられ、また、疎水性領域への前駆体溶液の着弾が見受けられた。これは、比較例1で使用した微粒子が、平均粒径が1μmと大きかったため、インクジェットヘッドにおいてノズルの詰まりが生じ、また、微粒子混合前駆体溶液の液滴の吐出曲がりが生じたと考えられる。   As shown in FIG. 5 (a), it can be seen that the precursor solution of the first embodiment is accurately landed on the hydrophilic region of the substrate, and a fine particle mixed precursor solution film having a desired pattern is obtained. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in Comparative Example 1, sol-gel solution was not applied and landing of the precursor solution on the hydrophobic region was observed. This is presumably because the fine particles used in Comparative Example 1 had a large average particle diameter of 1 μm, so that the nozzles were clogged in the ink jet head, and the droplets of the fine particle mixed precursor solution were bent.

[電気機械変換素子の製造]
微粒子混合した前駆体溶液膜を、基板の前駆体溶液膜側から、レーザー照射装置を用いてレーザー照射した。レーザーの照射は、第1の電極層であるLNO層表面と前駆体溶液膜との界面に対して行った。レーザーの照射により、前駆体溶液膜が熱処理(結晶化処理)され、電気機械変換膜が形成される。レーザー照射後は、基板を300℃で数秒加熱することで、Pt層上の形成されていたSAM膜を除去した。
[Manufacture of electromechanical transducers]
The precursor solution film mixed with the fine particles was irradiated with a laser from the precursor solution film side of the substrate using a laser irradiation apparatus. Laser irradiation was performed on the interface between the surface of the LNO layer as the first electrode layer and the precursor solution film. By laser irradiation, the precursor solution film is heat-treated (crystallization process) to form an electromechanical conversion film. After the laser irradiation, the substrate was heated at 300 ° C. for several seconds to remove the SAM film formed on the Pt layer.

レーザー照射装置としては、発振波長532nmのYAGレーザーを使用し、レーザー光の照射スポット径は50μm、照射レーザー出力は100mW、走査速度は500μm/sとした。また、本実施形態において、走査方向は、図1の奥行き方向とした。   As the laser irradiation apparatus, a YAG laser having an oscillation wavelength of 532 nm was used, the irradiation spot diameter of the laser light was 50 μm, the irradiation laser output was 100 mW, and the scanning speed was 500 μm / s. In the present embodiment, the scanning direction is the depth direction in FIG.

第1の実施形態及び参考例1で得られた電気機械変換膜の膜厚は、1.3μmであった。第1の実施形態で得られた電気機械変換膜は、クラックが発生していなかったが、参考例1で得られた電気機械変換膜は、クラック不良が少し見受けられた。第1の実施形態で得られた電気機械変換膜は、使用した微粒子が粒径分布を有するため、前駆体溶液膜中での微粒子粉体の充填率が大きい。一方、参考例で使用した微粒子は、粒径分布を有さないため、前記充填率が小さい。この充填率の差が、クラックの発生率に影響を及ぼしたと考えられる。   The film thickness of the electromechanical conversion film obtained in the first embodiment and Reference Example 1 was 1.3 μm. The electromechanical conversion film obtained in the first embodiment had no cracks, but the electromechanical conversion film obtained in Reference Example 1 had some crack defects. In the electromechanical conversion film obtained in the first embodiment, since the used fine particles have a particle size distribution, the filling rate of the fine particle powder in the precursor solution film is large. On the other hand, since the fine particles used in the reference example do not have a particle size distribution, the filling rate is small. This difference in filling rate is considered to have influenced the occurrence rate of cracks.

第1の実施形態及び参考例1で得られた電気機械変換膜上に、上部電極としてPt膜を成膜し、電気機械変換素子を作製した。得られた電気機械変換素子は、電気特性及び電気機械変換能(圧電定数)を測定した。   On the electromechanical conversion film obtained in the first embodiment and Reference Example 1, a Pt film was formed as an upper electrode to produce an electromechanical conversion element. The obtained electromechanical transducer was measured for electrical characteristics and electromechanical transduction ability (piezoelectric constant).

図6に、第1の実施形態の電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線の例を示す。第1の実施形態の電気機械変換素子は、比誘電率が1450、誘電損失が0.04であった。また、第1の実施形態の電気機械変換素子の残留分極は、22μC/cmであり、抗電界は35.6kV/cmであった。一方、参考例1の電気機械変換素子は、比誘電率が950であり、誘電損失は0.13であった。また、第1の実施形態で得られた電気機械変換素子については、電界印加による変形量をレーザードップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから、圧電定数d31を算出した。第1の実施形態の電気機械変換素子の圧電定数d31は、125pm/Vであった。これにより、第1の実施形態及び参考例1で得られた電気機械変換素子の各種特性は、液滴吐出ヘッドとして使用するのに十分な特性を有していることが確認できた。 FIG. 6 shows an example of the PE hysteresis curve of the electromechanical transducer of the first embodiment. The electromechanical transducer of the first embodiment had a relative dielectric constant of 1450 and a dielectric loss of 0.04. Further, the remanent polarization of the electromechanical transducer of the first embodiment was 22 μC / cm 2 and the coercive electric field was 35.6 kV / cm. On the other hand, the electromechanical transducer of Reference Example 1 had a relative dielectric constant of 950 and a dielectric loss of 0.13. For the electromechanical transducer obtained in the first embodiment, the amount of deformation by applying an electric field was measured with a laser Doppler vibrometer, and the piezoelectric constant d31 was calculated from matching by simulation. The piezoelectric constant d31 of the electromechanical transducer of the first embodiment was 125 pm / V. Accordingly, it was confirmed that the various characteristics of the electromechanical transducer obtained in the first embodiment and the reference example 1 have characteristics sufficient for use as a droplet discharge head.

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、前述した実施形態の電気機械変換素子を液滴吐出ヘッドに適用した実施形態について、説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, an embodiment in which the electromechanical conversion element of the above-described embodiment is applied to a droplet discharge head will be described.

前述した実施形態の電気機械変換素子を適用した液滴吐出ヘッドの構成については、図1などで説明した。   The configuration of the droplet discharge head to which the electromechanical transducer of the above-described embodiment is applied has been described with reference to FIG.

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、図1の液滴吐出ヘッドを複数配置した構成のものを使用することができる。   As the droplet discharge head of this embodiment, a configuration in which a plurality of droplet discharge heads of FIG. 1 are arranged can be used.

本実施形態の液滴吐出ヘッドは、前述までの実施形態で述べた電気機械変換素子を製造した後、液室21の形成のために、裏面からエッチングし、ノズル孔11を有するノズル板12を接合することで作成することができる。そのため、簡便な製造工程で、従来の液滴吐出ヘッドと同等の性能を有する液滴吐出ヘッドを製造することができる。   The droplet discharge head according to this embodiment is manufactured by manufacturing the electromechanical conversion element described in the above embodiments, and then etching the nozzle plate 12 having the nozzle holes 11 to form the liquid chamber 21 from the back surface. It can be created by joining. Therefore, a droplet discharge head having the same performance as a conventional droplet discharge head can be manufactured with a simple manufacturing process.

また、図1及び本実施形態においては、液滴吐出ヘッドとしての一使用例として、インクジェットヘッドに適用する場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、マイクロポンプ、超音波モータ、加速度センサ、プロジェクタ用2軸スキャナ、輸液ポンプなどの用途にも、適用することができる。   Further, in FIG. 1 and the present embodiment, the case of applying to an inkjet head has been described as an example of use as a droplet discharge head, but the present embodiment is not limited to this. For example, it can be applied to uses such as a micro pump, an ultrasonic motor, an acceleration sensor, a two-axis scanner for a projector, and an infusion pump.

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第2の実施形態の液滴吐出ヘッドを搭載した、インクジェット用記録装置の一例について、図7及び図8を参照して説明する。なお、図7は、本実施形態のインクジェット記録装置を説明するための概略図であり、図8は、本実施形態のインクジェット記録装置を説明するための他の概略図である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, an example of an ink jet recording apparatus equipped with the droplet discharge head of the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic view for explaining the ink jet recording apparatus of the present embodiment, and FIG. 8 is another schematic view for explaining the ink jet recording apparatus of the present embodiment.

本実施形態に係るインクジェット記録装置は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ93、キャリッジ93に搭載した本発明の一実施形態であるインクジェット用記録ヘッド94、インクジェット用記録ヘッド94へインクを供給するインクカートリッジ95等で構成される印字機構部82等を収納する。記録装置本体81の下方部には、多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)84を抜き差し自在に装着することができる。また、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができる。給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   The ink jet recording apparatus according to the present embodiment includes a carriage 93 that is movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81, an ink jet recording head 94 that is an embodiment of the present invention mounted on the carriage 93, and an ink jet recording head. A printing mechanism unit 82 and the like configured by an ink cartridge 95 that supplies ink to 94 are accommodated. A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 84 on which a large number of sheets 83 can be stacked can be detachably mounted on the lower part of the recording apparatus main body 81. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部82は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向に摺動自在に保持する。キャリッジ93にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェット用記録ヘッド94を、複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ93は、インクジェット用記録ヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). An inkjet recording head 94 according to the present invention for ejecting ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) is provided on the carriage 93, and a plurality of ink ejection ports (nozzles). Are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and the ink droplet ejection direction is directed downward. Further, the carriage 93 is mounted with replaceable ink cartridges 95 for supplying ink of the respective colors to the ink jet recording head 94.

インクカートリッジ95は、上方に大気と連通する図示しない大気口、下方にはインクジェット用記録ヘッド94へインクを供給する図示しない供給口を、内部にはインクが充填された図示しない多孔質体を有している。多孔質体の毛管力によりインクジェット用記録ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、インクジェット用記録ヘッド94としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。   The ink cartridge 95 has an air port (not shown) communicating with the air at the upper side, a supply port (not shown) for supplying ink to the inkjet recording head 94 at the lower side, and a porous body (not shown) filled with ink inside. doing. The ink supplied to the inkjet recording head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. In addition, although the heads of the respective colors are used here as the ink jet recording head 94, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

キャリッジ93は、用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。タイミングベルト100は、キャリッジ93に固定されている。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the downstream side in the paper conveyance direction, and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the upstream side in the paper conveyance direction. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by the main scanning motor 97, so that the main scanning motor 97 is forward / reverse. The carriage 93 is reciprocated by the rotation. The timing belt 100 is fixed to the carriage 93.

また、本実施形態に係るインクジェット記録装置は、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101、フリクションパッド102、用紙83を案内するガイド部材103、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105、搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106、を設けている。これにより、給紙カセット84にセットした用紙83を、インクジェット用記録ヘッド94の下方側に搬送される。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   The ink jet recording apparatus according to the present embodiment also reverses the paper feed roller 101 that separates and feeds the paper 83 from the paper feed cassette 84, the friction pad 102, the guide member 103 that guides the paper 83, and the fed paper 83. A conveying roller 104 that conveys the sheet 83, a conveying roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the conveying roller 104, and a leading end roller 106 that defines a feeding angle of the sheet 83 from the conveying roller 104 are provided. As a result, the paper 83 set in the paper feed cassette 84 is conveyed to the lower side of the inkjet recording head 94. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

用紙ガイド部材である印写受け部材108は、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83を記録ヘッド94の下方側で案内する。この印写受け部材108の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設けている。さらに、用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115、116とを配設している。   The printing receiving member 108, which is a paper guide member, guides the paper 83 sent out from the conveyance roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the recording head 94. On the downstream side of the printing receiving member 108 in the paper conveyance direction, a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the paper 83 in the paper discharge direction are provided. Further, a discharge roller 113 and a spur 114 for sending the paper 83 to the discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a discharge path are provided.

画像記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインクを吐出して1行分を記録し、用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙83を排紙する。   At the time of image recording, the recording head 94 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 93 to eject ink onto the stopped paper 83 to record one line, and after the paper 83 is conveyed by a predetermined amount Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing end of the paper 83 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を有する。回復装置117はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有する。キャリッジ93は、印字待機中に回復装置117側に移動されてキャッピング手段でヘッド94をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに、記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   A recovery device 117 for recovering defective ejection of the head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド94の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。また、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。さらに、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the discharge port of the head 94 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port by the suction unit through the tube. Also, ink or dust adhering to the ejection port surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged into a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

本実施形態に係るインクジェット記録装置においては、第2の実施形態の液滴吐出ヘッドを搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。   In the ink jet recording apparatus according to the present embodiment, since the droplet discharge head of the second embodiment is mounted, there is no ink droplet discharge failure due to vibration plate drive failure, and stable ink droplet discharge characteristics are obtained. , Improve the image quality.

10 液滴吐出ヘッド
11 ノズル孔
12 ノズル板
20 液室基板
21 液室
30 振動板
40 電気機械変換素子
41 密着層
42 第1の電極
43 電気機械変換膜
44 第2の電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Droplet discharge head 11 Nozzle hole 12 Nozzle plate 20 Liquid chamber board | substrate 21 Liquid chamber 30 Diaphragm 40 Electromechanical conversion element 41 Adhesion layer 42 1st electrode 43 Electromechanical conversion film 44 2nd electrode

特許第3477724号公報Japanese Patent No. 3477724 特開2006−100337号公報JP 2006-1000033 A

Claims (8)

下地上の少なくとも一部に電気機械変換膜を製造する電気機械変換膜の製造方法であって、
前記下地を所定のパターンに表面改質する工程と、
前記下地の表面改質されていない領域に、前記電気機械変換膜と同じ組成で、かつ、平均粒径が1μm未満の微粒子と、前記電気機械変換膜の前駆体と、を含むゾルゲル液を、インクジェット方式により塗布する工程と、
塗布された前記ゾルゲル液を加熱する工程と、
を含む、電気機械変換膜の製造方法。
An electromechanical conversion film manufacturing method for manufacturing an electromechanical conversion film on at least a part of a substrate,
Modifying the surface of the base into a predetermined pattern;
A sol-gel solution containing fine particles having the same composition as the electromechanical conversion film and an average particle diameter of less than 1 μm, and a precursor of the electromechanical conversion film in a region where the surface is not surface-modified, A step of applying the ink jet method;
Heating the applied sol-gel solution;
A process for producing an electromechanical conversion film.
前記微粒子は、5nmから1000nmまでの範囲内で粒径分布を有する、
請求項1に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The fine particles have a particle size distribution within a range from 5 nm to 1000 nm;
The method for producing an electromechanical conversion film according to claim 1.
前記加熱する工程は、塗布された前記ゾルゲル液にレーザー光を照射する工程である、
請求項1又は2に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The step of heating is a step of irradiating the applied sol-gel solution with laser light.
The manufacturing method of the electromechanical conversion film of Claim 1 or 2.
前記レーザー光を照射する工程は、塗布された前記ゾルゲル液と前記下地との界面にレーザーを照射する工程である、
請求項3に記載の電気機械変換膜の製造方法。
The step of irradiating the laser beam is a step of irradiating a laser to the interface between the applied sol-gel solution and the base,
The manufacturing method of the electromechanical conversion film of Claim 3.
下地上に形成された電気機械変換膜であって、
前記下地を所定のパターンに表面改質する工程と、
前記下地の表面改質されていない領域に、前記電気機械変換膜と同じ組成で、かつ、平均粒径が1μm未満の微粒子と、前記電気機械変換膜の前駆体と、を含むゾルゲル液を、インクジェット方式により塗布する工程と、
塗布された前記ゾルゲル液を加熱する工程と、
を含む工程によって形成された、電気機械変換膜。
An electromechanical conversion film formed on the ground,
Modifying the surface of the base into a predetermined pattern;
A sol-gel solution containing fine particles having the same composition as the electromechanical conversion film and an average particle diameter of less than 1 μm, and a precursor of the electromechanical conversion film in a region where the surface is not surface-modified, A step of applying the ink jet method;
Heating the applied sol-gel solution;
An electromechanical conversion film formed by a process including:
前記下地が第1の電極であり、請求項5に記載の電気機械変換膜と、前記電気機械変換膜上に第2の電極と、を含む電気機械変換素子。   The electromechanical conversion element including the electromechanical conversion film according to claim 5 and the second electrode on the electromechanical conversion film, wherein the base is a first electrode. 請求項6に記載の電気機械変換素子を含む液滴吐出ヘッド。   A liquid droplet ejection head comprising the electromechanical transducer according to claim 6. 請求項7に記載の液滴吐出ヘッドを含む画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 7.
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