JP6142690B2 - 機能性インク、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、及びインクジェット記録装置 - Google Patents
機能性インク、電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、及びインクジェット記録装置 Download PDFInfo
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Description
[薄膜]
まず、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造される薄膜の一例として、電気機械変換素子を構成する電気機械変換膜について説明する。なお、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造可能な薄膜が電気機械変換膜に限定されないことは言うまでもない。
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置の構造について説明する。図3は、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。図3を参照するに、薄膜製造装置3において、架台60上には、Y軸駆動手段61が設置されている。Y軸駆動手段61上には、基板63を搭載するステージ62が、Y軸方向に駆動できるように設置されている。
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造方法について説明する。ここでは、薄膜として図1に示す電気機械変換膜43を作製する例を示す。
第2の実施の形態では、薄膜製造装置3で製造した液滴吐出ヘッド1(図1参照)を搭載したインクジェット記録装置の例を示す。図7は、インクジェット記録装置を例示する斜視図である。図8は、インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。
第3の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備える偏光ミラーの例を示す。図9は、圧電式MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを例示する斜視図である。
第4の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備える加速度センサの例を示す。図10は、加速度センサを例示する断面図である。
第5の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備えるHDD(Hard Disk Drive)ヘッド用微調整装置の例を示す。図11は、HDDヘッド用微調整装置800を例示する斜視図である。
第6の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備える強誘電体メモリ素子の例を示す。図12は、強誘電体メモリ850を例示する断面図である。
第7の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備える角速度センサの例を示す。図13は、振動ジャイロ型の角速度センサ900を例示する斜視図である。
第8の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備えるマイクロポンプの例を示す。図14は、マイクロポンプ950を例示する斜視図である。
第9の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電気機械変換膜を備えるマイクロバルブの例を示す。図15は、マイクロバルブ960を例示する断面図である。
本実施例では、第1の実施の形態に係る前駆体ゾルゲル溶液、機能性インク、電気機械変換膜、及び電気機械変換素子を実際に作製した。13個の機能性インクを作製し(表2参照)、各機能性インクを、サンプル1〜サンプル13とした。実施例のサンプルとして、サンプル1〜サンプル9を用いた。比較例のサンプルとして、サンプル10〜サンプル13を用いた。
まず、PZT前駆体ゾルゲル溶液の合成について、図16を用いて説明する。
続いて、13個のPZT前駆体ゾルゲル溶液に対して、インク化調整を行い、機能性インクを作製した。該機能性インクに分散する固形分の濃度が、0.3モル/リットルとなるように濃度調整を行った。
続いて、作製した機能性インク(サンプル1〜サンプル13)の乾燥時間、及び乾燥速度の対主溶媒比を測定した。
続いて、インクジェット方式により、作製した機能性インクを、親水性領域に塗布した。下部電極に対して表面処理を施し、下部電極の表面を親水性領域と疎水性領域に分けることで、機能性インクの塗り分けを行った。
続いて、電気機械変換膜(PZT膜)の着弾パターンから、インクジェットヘッドの吐出信頼性を調べた。
続いて、機能性インク(サンプル1〜サンプル13)を用いて形成されたPZT膜の膜厚を調べた。PZT膜の膜厚は、接触式段差計を用いて測定した。
続いて、良質なPZT膜に上部電極(白金)を成膜し、電気機械変換素子を作製し、電気的特性、電気機械変換能(圧電定数)の評価を行った。
4 インクジェット記録装置
40 電気機械変換素子
42 電極
43 電気機械変換膜
51 機能性インク
600 偏向ミラー
700 加速度センサ
800 HDD用微調整装置
850 強誘電体メモリ素子
900 角速度センサ
950 マイクロポンプ
960 マイクロバルブ
Claims (15)
- 電気機械変換膜を形成する際に、使用する機能性インクであって、
前記機能性インクは、主溶媒を含む前駆体ゾルゲル溶液と、前記主溶媒と異なる副溶媒を含み、
前記副溶媒が添加されていない前記機能性インクの乾燥速度に対する前記機能性インクの乾燥速度の比率が、75%以下である機能性インク。 - 前記副溶媒が添加されていない前記機能性インクの乾燥速度に対する前記機能性インクの乾燥速度の比率が、50%以上である請求項1に記載の機能性インク。
- 前記副溶媒は、前記前駆体ゾルゲル溶液と相溶性がある請求項1又は2に記載の機能性インク。
- 前記副溶媒の沸点は、前記主溶媒の沸点より高い請求項1乃至3の何れか一項に記載の機能性インク。
- 前記副溶媒は、アルコール類、グリコール類、エーテル類の中の少なくとも一つの材料を含む請求項1乃至4の何れか一項に記載の機能性インク。
- 表面が親水性領域と疎水性領域に分かれる電極と、
請求項1乃至4の何れか一項に記載の機能性インクを前記親水性領域に塗布して形成される電気機械変換膜と、を有する電気機械変換素子。 - 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッド。
- 請求項7に記載の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えた偏向ミラー。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えた加速度センサ。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えたHDDヘッド用微調整装置。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えた強誘電体メモリ素子。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えた角速度センサ。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えたマイクロポンプ。
- 請求項6に記載の電気機械変換素子を備えたマイクロバルブ。
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