JP2016043277A - 塗布装置、圧電素子、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子を形成するためにノズルから材料を吐出する塗布装置において、劣化した材料維持するための動作によりノズルから吐出された材料による汚れを解消する構成を省スペースで実現すること。
【解決手段】非動作時においてノズルを収容するノズル収容部が、ノズルが収容された状態においてノズルの吐出口に対向して設けられた開口であって、ノズル収容部内部の液体を外部へ排出する排液部と、排液部を囲むように設けられた排液突出部と、ノズル収容部に供給された液体を保持する液体保持部とを含み、ノズル収容部に液体が供給され、液体保持部によって保持された液体の前記底面からの高さが排液突出部の底面からの高さを超えることにより、排液突出部の内側から排液部に液体が排出されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、塗布装置、圧電素子、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。

インクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドが記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像が形成される。また、記録ヘッドにおいてインクを吐出するための力を生成する方式として圧電素子等の電気機械変換素子を用いる方式がある。

このような電気機械変換素子を生成するための方法として、スピンコート法により材料を積層して成膜することにより生成する方法が既に知られている。このようなスピンコート法により材料を積層するための塗布装置においては、生成される圧電体内の膜欠陥を低減させるため、材料を吐出するノズルの状態を良好に保つ必要がある。

そのようなノズルの状態維持の方法として、塗布装置の非動作時にノズルを待機させるノズル待機部の内部を溶媒雰囲気に保つことにより、ノズルに充填された材料の乾燥、固化を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上述したような塗布装置においては、塗布を行う前に、ノズル待機部にノズルが収容された状態においてノズルに充填された材料を吐出することにより、ノズルに充填された材料のうち劣化した材料を破棄するためのダミー吐出動作が行われる。特許文献１に開示された技術においては、このダミー吐出によってノズル待機部の内部や、吐出液が流れる廃管内を汚してしまう可能性がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧電素子を形成するためにノズルから材料を吐出する塗布装置において、劣化した材料維持するための動作によりノズルから吐出された材料による汚れを解消する構成を省スペースで実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、薄膜状に形成するための材料をノズルから吐出すると共に、非動作時において前記ノズルを収容するノズル収容部を含む塗布装置であって、前記ノズル収容部が、前記ノズルが収容された状態において、前記ノズル収容部の底面において前記ノズルの吐出口に対向して設けられた開口であって、前記ノズル収容部内部の液体を外部へ排出する排液部と、前記底面から突出して前記排液部を囲むように設けられた排液突出部と、前記ノズル収容部の内部で、前記底面、前記排液突出部及び前記ノズル収容部の内壁によって画定される空間において前記ノズル収容部に供給された液体を保持する液体保持部とを含み、前記ノズル収容部に液体が供給され、前記液体保持部によって保持された液体の前記底面からの高さが前記排液突出部の前記底面からの高さを超えることにより、前記排液突出部の内側から前記排液部に前記液体が排出されることを特徴とする。

本発明によれば、圧電素子を形成するためにノズルから材料を吐出する塗布装置において、劣化した材料維持するための動作によりノズルから吐出された材料による汚れを解消する構成を省スペースで実現することができる。

本発明の実施形態に係る塗布装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るノズル待機部の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るノズル待機部の構成を示す上面図である。 本発明の実施形態に係るノズル待機部におけるノズルの収容形態及び溶液の供給形態を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るノズル待機部の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る塗布装置によって形成される圧電素子を含む液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る塗布装置によって形成される圧電素子を含む液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、スピンコート法により製膜した薄膜状の層を積層することにより圧電素子を形成する塗布装置において、材料を吐出するノズルの状態を維持するためのノズルを待機させるノズル待機部の構成が特徴である。図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る塗布装置の全体構成を示す図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る塗布装置１００は、材料を吐出するノズル１０１、材料が吐出された被印刷物Ｐを回転させる回転部１０２を含むスピンコート部１０３、非動作時においてノズル１０１を収容するノズル待機部２００を含む。図１（ａ）は、ノズル１０１から被印刷物Ｐに対して材料を吐出する際の配置状態である。図１（ａ）に示す状態で塗布材料の吐出を終えた後、図１（ｂ）に示すように、ノズル１０１がノズル待機部２００に収容される。即ち、ノズル待機部２００がノズル収容部として機能する。

また、ノズル待機部２００においては、スピンコート部１０３における材料の塗布を行うためにノズル１０１がノズル待機部２００から離脱する際に、ノズル１０１内に充填された材料をノズル待機部２００内に吐出するダミー吐出が行われる。これにより、ノズル１０１内において劣化した材料が破棄され、スピンコートに用いられる材料の状態が保たれ、成膜される層の品質を向上することが出来る。

ノズル１０１にはサックバックバルブが設けられている。これにより、スピンコート部１０３における材料の塗布の完了後は、ノズル１０１内に負圧が生じノズル内の材料の液面を引き戻す作用が生じる。この作用により、ノズル１０１がスピンコート部１０３とノズル待機部２００との間を移動する間に、ノズルの吐出口から材料が漏れ出すことを防止することが出来る。

図２は、本実施形態に係るノズル待機部２００の構成を示す断面図である。また、図３は、ノズル待機部２００の上面図である。図２は、図３に示す切断線ＡＡ´における断面図である。図２に示すように、本実施形態に係るノズル待機部２００には、ノズル１０１を収容するための開口部２０１が設けられており、この開口部２０１に対して図１（ａ）に示すようにノズルが差し込まれて収容される。開口部２０１の内径はノズル１０１の外形と略同一に構成されており、開口部２０１にノズル１０１が差し込まれることによってノズル待機部２００が密閉されて内部の気密が保持される。

図２、３に示すように、ノズル待機部２００には、溶液供給部２０２が設けられている。本実施形態においては、図３に示すように、ノズル待機部２００を上面から見た状態において９０°ごとに４つの溶液供給部２０２が設けられているが、５つ以上であっても３以下であっても良い。溶液供給部２０２が液体供給部として機能する。

溶液供給部２０２を介して外部から供給される溶液がノズル待機部２００内部に滞留することにより、ノズル待機部２００内部が溶液の雰囲気で満たされる。供給される溶液は、例えば、２−メトキシエタノールである。

また、開口部２０１の鉛直下方には、ノズル１０１から吐出される破棄用の材料が排出される廃液管２０５が設けられている。即ち、排液管２０５が排液部として機能する。更に、排液管２０５は、ノズル待機部２００の筐体内部において鉛直下方から突出して配置され、排液突出部２０３が形成されている。

換言すると、ノズル待機部２００の底面から突出し、排液管２０５に連結される底面の開口の周囲を囲むように排液突出部２０３が設けられている。ノズル待機部２００内部の底面及び内壁と、排液突出部２０３の外壁とによって画定される空間により溶液保持部２０４が構成される。即ち、溶液保持部２０４が液体保持部として機能する。この溶液保持部２０４に上述したように溶液が滞留する。また、排液管２０５は、ノズル待機部２００の筐体下方において、鉛直下方に接続された管であり、その先に途中で曲げられてＵ字型に構成されたＵ字部２０６を含む。

図４は、ノズル待機部２００にノズル１０１が収容されると共に、ノズル待機部２００内に溶液が供給された状態を示す図である。図４に示すように、ノズル待機部２００にノズル１０１が収容された状態においては、ノズル１０１の吐出口が排液管２０５に対向しており、且つノズル１０１の先端が排液突出部２０３の内部に入り込むように配置される。

図４に破線で示すように、ダミー吐出によってノズル１０１から吐出された材料は排液管２０５内に吐出される。この際、ノズル１０１の先端は排液突出部２０３内部に入り込んでいるため、吐出された材料が溶液保持部２０４に飛散して内部が汚れることを防ぐことが出来る。

また、ノズル１０１がノズル待機部２００内において溶媒雰囲気に長時間晒されることにより、ノズル１０１内部に充填された材料の濃度などが変化する可能性がある。ダミー吐出を行うことによって、そのように特性の変化した材料を破棄することが出来る。

溶液供給部２０２は、ノズル待機部２００の内壁において、内部天面に隣接して設けられた開口を介して、ノズル待機部２００内部に溶液を供給する。従って、溶液供給部２０２を介してノズル待機部２００内に供給される溶液は、ノズル待機部２００の内壁を伝って溶液保持部２０４に到達する。

図４に示すように溶液保持部２０４に溶液が滞留することにより、ノズル待機部２００内部を溶媒雰囲気に保つことが出来る。また、溶液の供給によりノズル待機部２００の内壁を溶液で濡らすことができ、内部をより好適に溶媒雰囲気に保つことが出来ると共に、内壁に汚れがある場合には、溶液によって洗浄される。また、ノズル待機部２００の内壁を溶液の供給によって洗浄することができ、ノズル待機部２００の内壁を清潔に保つことが出来る。

溶液保持部２０４における溶液の保持可能量を超えて更に溶液が供給されると、溶液保持部２０４に保持される溶液の高さが排液突出部２０３の高さを超え、排液突出部２０３の内側から排液管２０５に溶液が流れ込む。これにより、溶液保持部２０４に滞留していた古い溶液が排液管２０５に廃棄され、溶液保持部２０４に保持される溶液の鮮度が保たれる。

また、排液突出部２０３から排液管２０５に流れ込む溶液により、排液突出部２０３及び排液管２０５の内壁が洗浄されることとなる。これにより、ダミー吐出によって排液突出部２０３及び排液管２０５の内壁が汚れた場合でも、その汚れが洗浄され、ノズル１０１から吐出されて内壁に付着した材料が発塵し、ノズル１０１によるスピンコート部１０３での材料塗布における異物の混入を防ぐことが出来る。

排液管２０５に流れ込んだ溶液は、図４に示すように排液管２０５のＵ字部２０６に一時的に溜まることとなる。このように排液管２０５内部で溶液の溜まりを形成することにより、排液管２０５の先に特に気密性を保持するための構成を設けることなく、ノズル待機部２００内の気密性を維持することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、ダミー吐出において吐出される材料を受けるための機能をノズル待機部２００に持たせることにより省スペース化を実現して装置の小型化を図ることが出来る。そして、ダミー吐出によって生じる可能性のあるノズル待機部２００内部及び排液管２０５の汚れが溶液によって洗浄されるように構成されるため、ノズル待機部２００内部の雰囲気が乱され、ノズル１０１の状態に影響することを防ぐことが出来る。従って、圧電素子を形成するためにノズルから材料を吐出する塗布装置において、劣化した材料維持するための動作によりノズルから吐出された材料による汚れを解消する構成を省スペースで実現することができる。

尚、ノズル待機部２００にノズル１０１が収容された状態におけるノズル１０１の先端と排液突出部２０３との位置関係を調整し、溶液保持部２０４に保持された溶液が排液管２０５に流れ込む際にノズル１０１に接触させることにより先端を洗浄することが出来る。この際、ノズル１０１の濡れ性によっては、ノズル１０１先端に溶液が残留する可能性がある。

ここで、図５に示すように、ノズル待機部２００内部に不活性ガスを噴出する不活性ガス噴出部２０７を設け、ノズル１０１に対して不活性ガスを吹き付けることにより、ノズル１０１先端に残留した溶液を除去することが出来る。これにより、スピンコート部１０３において材料が塗布される際に、ノズル１０１先端に残留した溶液が異物となって成膜される層の欠陥の原因となることを防ぐことが出来る。この不活性ガス噴出部２０７が気体噴出部として機能する。

尚、図５においては、溶液供給部２０２の１つに替えて不活性ガス噴出部２０７が設けられる場合を例として示しているが、これは一例である。例えば、図３に示すように９０°毎に溶液供給部２０２を設けた上で、それ以外の部分に不活性ガス噴出部２０７を設けても良い。

また、ノズル１０１の先端を溶液によって洗浄する例として、溶液保持部２０４に保持された溶液が排液管２０５に流れ込む際の溶液の流れを利用する態様の他、例えば溶液をノズル１０１に吹き付けるような構成を設けても良い。これは、例えば、ノズル待機部２００に複数設けられた溶液供給部２０２の少なくとも１つを、溶液を噴出可能な構成とすることにより可能である。この溶液供給部２０２が液体噴出部として機能する。また、図３に示すように９０°毎に溶液供給部２０２を設けた上で、それ以外の部分に溶液を噴出する構成を設けても良い。

次に、本実施形態に係る塗布装置によって成膜された層が積層されて製造される成果物について説明する。本実施形態においては、インクジェットプリンタにおいてインクを吐出する液滴吐出ヘッドを例として説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る塗布装置１００によって製造された液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。

図６（ａ）は液滴吐出ヘッド１０の上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す切断線ＢＢ´における断面図である。また、図７は、液滴吐出ヘッド１０における液室板上の振動板及び圧電素子の層構造の一例を示す断面図であり、図６（ａ）に示す切断線ＢＢ´と直交する方向の断面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０は、インクなどの液体の液滴を吐出するノズル１１を有するノズル基板１２と、ノズル１１に連結された空間であって液体を収容する液室１３が内部に形成される液室基板１４とを含む。更に、液室基板１４上には、振動板１５と、振動板１５を介して液室１３内の液体を加圧するための電気機械変換素子としての圧電素子１６が設けられている。また、圧電素子１６を覆うように第１の保護膜としての第１の絶縁保護膜１７、第２の絶縁保護膜１８、第３の絶縁保護膜１９及びサブフレーム２０が設けられている。

圧電素子１６は、液室基板１４側の第１の電極としての下部電極である共通電極１６１と、電気機械変換膜としての圧電膜１６２と、圧電膜１６２の液室基板１４側とは反対側の第２の電極としての上部電極である個別電極１６３とが積層されて構成される。電気機械変換膜としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられる。

共通電極１６１は、第１の絶縁保護膜１７に形成されたコンタクトホールにより配線２１に接続されており、この配線２１を介して外部接続用の第１の端子電極としての共通電極用のパッド電極に接続されている。また、個別電極１６３は、第２の絶縁保護膜１８に形成されたコンタクトホール１８ａにより配線２２に接続されており、この配線２２を介して外部接続用の第２の端子電極としての個別電極用のパッド電極に接続されている。

このような構成の液滴吐出ヘッド１０において、共通電極用のパッド電極と配線２１及び個別電極用のパッド電極と配線２２を介してそれぞれ圧電素子１６の共通電極１６１と個別電極１６３との間に所定の周波数及び振幅の駆動電圧が印加される。この駆動電圧が印加された圧電素子１６が、液室基板１４と圧電素子１６との間にある振動板１５を変形させるように振動し、その振動板１５の変形により液室１３内の液体が加圧され、ノズル１１から液滴を吐出させることができる。

このような液滴吐出ヘッドのうち、圧電素子１６が本実施形態に係る塗布装置によって形成される。以下、圧電素子１６の詳細な構成について説明する。共通電極１６１としては、金属もしくは金属と酸化物からなっていることが好ましい。ここで、どちらの材料も振動板１５と共通電極１６１を構成する金属膜との間に密着層を入れて剥がれ等を抑制するように工夫している。以下に密着層含めて金属電極膜及び酸化物電極膜の詳細について記載する。

密着層は、例えば次のように形成する。Ｔｉをスパッタ成膜後、成膜したチタン膜をＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いて熱酸化して酸化チタン膜にする。熱酸化の条件は、例えば、６５０℃以上８００℃以下の範囲の温度、１分以上３０分以下の範囲の処理時間、及びＯ_２雰囲気である。酸化チタン膜を作成するには反応性スパッタでもよいがチタン膜の高温による熱酸化法が望ましい。

反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があるため、特別なスパッタチャンバ構成を必要とする。さらに、一般の炉による酸化よりも、ＲＴＡ装置による酸化の方がチタン酸化膜の結晶性が良好になる。なぜなら、通常の加熱炉による酸化によれば、酸化しやすいチタン膜は、低温においてはいくつもの結晶構造を作るため、一旦、それを壊す必要が生じるためである。したがって、昇温速度の速いＲＴＡによる酸化の方が良好な結晶を形成するために有利になる。また、Ｔｉ以外の材料としては、Ｔａ、Ｉｒ、Ｒｕ等の材料を用いることもできる。

密着層の膜厚としては、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲が好ましく、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲がさらに好ましい。この範囲以下の場合においては、密着性に懸念がある。また、この範囲以上になってくると、下部電極の表面粗さが大きくなり圧電膜との密着性が低下し、圧電膜の結晶性に悪影響を及ぼしインク吐出に十分な変位が得られないような不具合が発生する。

金属電極膜の金属材料としては、従来から高い耐熱性と低い反応性を有する白金が用いられているが、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、イリジウムや白金−ロジウムなどの白金族元素や、これらの合金膜も挙げられる。また、白金を使用する場合には下地（特にＳｉＯ_２）との密着性が悪いために、前述の密着層を先に積層することが好ましい。

作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚としては、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲が好ましく、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲がより好ましい。この範囲より薄い場合においては、共通電極１６１として十分な電流を供給することができなくなり、液滴の吐出をする際に不具合が発生する。さらに、この範囲より厚い場合においては、白金族元素の高価な材料を使用する場合においては、コストアップとなる。また、白金を材料とした場合においては、膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、その上に作製する酸化物電極膜やＰＺＴの表面粗さや結晶配向性に影響を及ぼして、インク吐出に十分な変位が得られないような不具合が発生する。

酸化物電極膜の材料としてはＴｉを用いることが好ましい。成膜方法についてはスパッタ法により作製される。酸化方法としては密着層と同様にＲＴＡ装置を用いて、例えば、６５０℃以上８００℃以下の範囲の温度、１分以上３０分以下の範囲の処理時間、及びＯ_２雰囲気で酸化処理を行う。その理由も密着層の項で述べたものと同様である。

成膜されるＴｉＯ_Ｘ膜厚としては、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲が好ましい。またスパッタ成膜材料として、上記Ｔｉ以外にもＴｉ／Ｉｒ、ＰｂＯ／ＴｉＯ_Ｘ、ＬＮＯなどが好ましい。

圧電膜１６２の材料としては、主にＰＺＴが用いられる。ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）とチタン酸（ＰｂＴｉＯ_３）の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ_３、一般ＰＺＴ（５３／４７）と示される。

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_３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（Ｐｂ_{（１−ｘ）}，Ｂａ_Ｘ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、（Ｐｂ_{（１−ｘ）}，Ｓｒ_Ｘ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、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。

圧電膜１６２の作製方法としては、スパッタ法もしくは、ゾルゲル法を用いてスピンコーターにて作製することができる。即ち、圧電膜１６２の形成に際して本実施形態に係る塗布装置１００が用いられる。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。ＰＺＴをゾルゲル法により作製した場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ることで、ＰＺＴ前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、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化剤を適量、添加してもよい。

液室基板１４の全面に圧電膜１６２を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で１００ｎｍ以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。

圧電膜１６２の膜厚としては０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲が好ましく、１μｍ以上２μｍ以下の範囲がより好ましい。この範囲より小さいと十分な変形（変位）を発生することができなくなり、この範囲より大きいと何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。

また、圧電膜１６２の比誘電率としては６００以上２０００以下の範囲になっていることが好ましく、さらに１２００以上１６００以下の範囲になっていることが好ましい。このとき、この範囲よりも小さいときには十分な変形（変位）特性が得られず、この範囲より大きくなると、分極処理が十分行われず、連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られないといった不具合が発生する。

本実施形態に係る塗布装置１００においては、上述したノズル待機部２００におけるノズル１０１の状態維持に関する機能により、ノズル１０１及び内部に充填された材料の状態が良好に保たれる。従って、スピンコート部１０３において圧電膜１６２を形成するために材料を塗布する際、異物が混入することや劣化した材料が供給されることがなく、形成された圧電膜１６２の膜欠陥を防ぐことが出来る。

個別電極１６３としては、金属もしくは酸化物と金属からなっていることが好ましい。以下に酸化物電極膜及び金属電極膜の詳細について記載する。酸化物電極膜の材料としては、ＳｒＲｕＯ_３（以下、適宜「ＳＲＯ」と略す。）を用いることが好ましい。ＳｒＲｕＯ_３以外にも、Ｓｒｘ（Ａ）（１−ｘ）Ｒｕｙ（１−ｙ）、Ａ＝Ｂａ、Ｃａ、Ｂ＝Ｃｏ、Ｎｉ、ｘ、ｙ＝０〜０．５で記述されるような材料も挙げられる。

酸化物電極膜は例えばスパッタ法等の成膜方法により作製することができる。酸化物電極膜（ＳＲＯ膜）の膜厚としては、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲が好ましく、４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲がさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変形（変位）や変形（変位）の劣化特性については十分な特性が得られない。また、この範囲を超えると、その後に成膜した圧電膜（ＰＺＴ膜）の絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。

金属電極膜の材料等については、前述の共通電極１６１で使用した金属電極膜について記載したものと同様なものを挙げることができる。金属電極膜の膜厚としては３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲が好ましく、５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より薄い場合においては、個別電極１６３として十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出する際に不具合が発生する。また、上記範囲より厚いと、白金族元素の高価な材料を使用する場合にコストアップとなる。また、白金を材料とした場合に膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、絶縁保護膜を介して配線などを作製する際に、膜剥がれ等のプロセス不具合が発生しやすくなる。

１０ 液滴吐出部
１１ ノズル
１２ ノズル基板
１３ 液室
１４ 液室基板
１５ 振動板
１６ 圧電素子
１６１ 共通電極
１６２ 圧電膜
１６３ 個別電極
１７ 第１の絶縁保護膜
１８ 第２の絶縁保護膜
１８ａ コンタクトホール
１９ 第３の絶縁保護膜
２０ サブフレーム
２１ 配線
２２ 配線
１００ 塗布装置
１０１ ノズル
１０２ 回転部
１０３ スピンコート部
２００ ノズル待機部
２０１ 開口部
２０２ 溶液供給部
２０３ 排液突出部
２０４ 溶液保持部
２０５ 排液管
２０６ Ｕ字部
２０７ 不活性ガス噴出部

特開２００６−２２３９６５号公報

Claims (10)

1. 薄膜状に形成するための材料をノズルから吐出すると共に、非動作時において前記ノズルを収容するノズル収容部を含む塗布装置であって、
   前記ノズル収容部が、
   前記ノズルが収容された状態において、前記ノズル収容部の底面において前記ノズルの吐出口に対向して設けられた開口であって、前記ノズル収容部内部の液体を外部へ排出する排液部と、
   前記底面から突出して前記排液部を囲むように設けられた排液突出部と、
   前記ノズル収容部の内部で、前記底面、前記排液突出部及び前記ノズル収容部の内壁によって画定される空間において前記ノズル収容部に供給された液体を保持する液体保持部とを含み、
   前記ノズル収容部に液体が供給され、前記液体保持部によって保持された液体の前記底面からの高さが前記排液突出部の前記底面からの高さを超えることにより、前記排液突出部の内側から前記排液部に前記液体が排出されることを特徴とする塗布装置。
2. 前記ノズル収容部の内部に前記液体を供給する液体供給部を含み、
   前記液体供給部は、前記ノズル収容部の内壁において前記ノズル収容部の天面に隣接して設けられた開口を介して前記ノズル収容部の内部に前記液体を供給することにより、前記ノズル収容部の内部に供給された液体が前記ノズル収容部の内壁を伝って前記液体保持部に到達することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記排液部は、前記ノズル収容部の外部において前記開口から鉛直下方に接続された管を含み、前記管が途中で曲げられることにより前記開口から排出された液体が一時的に溜まるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
4. 前記ノズルが収容された状態において前記ノズルの先端が前記排液突出部の内側に入り込むように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の塗布装置。
5. 前記液体保持部によって保持された液体の前記底面からの高さが前記排液突出部の前記底面からの高さを超えることにより前記排液突出部の内側に前記液体が流れ込む際に、前記ノズル収容部に収容された前記ノズルに前記液体が接触するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の塗布装置。
6. 収容された前記ノズルに前記液体を吹き付ける液体噴出部を含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の塗布装置。
7. 収容された前記ノズルに気体を吹き付ける気体噴出部を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の塗布装置。
8. 請求項１乃至７いずれか１項に記載の塗布装置を用いて製造された圧電素子。
9. 請求項１乃至７いずれか１項に記載の塗布装置を用いて製造された圧電素子を含む液滴吐出ヘッド。
10. 請求項９に記載の液滴吐出ヘッドを含む画像形成装置。