薄膜製造装置、電気機械変換膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置
【課題】付随液滴がノズル孔の縁に付着して塗布対象物上の狙いの位置に塗布液が塗布できなくなるのを抑制できる薄膜製造装置、前記薄膜製造装置で製造した電気機械変換薄膜を備えた電機機械薄膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】ノズル孔とノズル板電極とを有するノズル板が設けられた液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドと対向する塗布対象物と、塗布対象物を介して液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備えた薄膜製造装置において、ノズル孔を基点にして所定方向にノズル板電極が２つ以上並んでおり、各ノズル板電極からの静電気力で付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から２番目以降の所定のノズル板電極に付随液滴が静電気力で引き寄せられて回収されるように、各ノズル板電極に電圧を印加する。
【解決手段】ノズル孔とノズル板電極とを有するノズル板が設けられた液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドと対向する塗布対象物と、塗布対象物を介して液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備えた薄膜製造装置において、ノズル孔を基点にして所定方向にノズル板電極が２つ以上並んでおり、各ノズル板電極からの静電気力で付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から２番目以降の所定のノズル板電極に付随液滴が静電気力で引き寄せられて回収されるように、各ノズル板電極に電圧を印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造装置、前記薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を備える電気機械変換膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換膜を電極で挟むように構成された電気機械変換素子は、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う液滴吐出装置であるインクジェット記録装置で用いられている。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、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体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、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（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
そして、インクジェット記録装置は、主として、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室、加圧液室、圧力室、インク流路室と称する液室と、液室内のインクを吐出するための圧力発生手段とで構成されている。この圧力発生手段として、圧電素子などの電気機械変換素子を用いて吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型の圧力発生手段が知られている。このピエゾ型の圧力発生手段に使用される電気機械変換素子は、下部電極と、電気機械変換層と、上部電極とが積層したものからなる。各圧力室にインク吐出の圧力を発生させるのに個別の電気機械変換素子が配置されることになる。電気機械変換層は電気機械変換膜を形成する工程を複数回行って形成される。
【０００４】
この電気機械変換膜の製造方法としては、スパッタリング法、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、レーザアブレーション法等があるが、これらのうち、ゾルの塗布、乾燥、脱脂、焼成という工程により成膜するゾルゲル法は結晶状態の制御性に優れている。このゾルゲル法を用いた電気機械変換膜の製造方法として、特許文献１や特許文献２に記載されているものが知られている。これらの特許文献１や特許文献２に記載された方法では、電気機械変換膜を形成するための原料を含む塗布液の液滴を、ノズルから吐出させる液滴吐出方式によって塗布対象物である電極上の所定部分に着弾させて塗布し、所望の塗布パターンを形成している。そして、電極上に塗布した塗布液の膜を乾燥させ、乾燥させた塗布液の膜を熱分解して結晶化させて電気機械変換膜を形成している。
【０００５】
ところが、電気機械変換膜を形成するための原料を含む塗布液は、通常のインクジェット記録装置で用いられるインク液に比して粘性が低いため、塗布液の主液滴がノズル吐出するときに、その主液滴よりもサイズが小さい微小の付随液滴が発生しやすくなる。この付随液滴は、空気の抵抗を受けながら例えばミスト状になって電極に向かって飛翔し、不要な液滴として電極上の所定部分以外に付着してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題点を解消するために、付随液滴を回収する方法として特許文献３に記載されているものが知られている。この特許文献３に記載の回収方法では、ノズル板のノズル面と、ノズル面と対向する対向電極との間に電位差を生じさせておく。ノズル面と対向電極との間で電界が生じ、その電界が生じている空間にノズル孔から対向電極に向けて塗布液を吐出すると、塗布液滴内で一方向の分極が生じ、柱状の塗布液滴の吐出方向の先端には対向電極の極性と逆極性のイオン分子が集まり、吐出方向の後端にはノズル板の極性と逆極性のイオン分子が集まる。また、ノズル孔から吐出された塗布液滴は、対向電極側に向かって飛翔している間に先端側の液滴と後端側の液滴とが分裂する。分裂した塗布液滴の先端側が上記主液滴であり、これはそのまま対向電極側へ移動する。一方、分裂した塗布液滴の後端側が上記付随液滴である。そして、ノズル孔の近傍に設けられ電圧印加手段によって付随液滴の極性とは逆極性となる電圧が印加されたノズル板電極である付随液滴回収用電極に、静電的な力によって付随液滴を引き寄せて回収している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、付随液滴回収用電極がノズル孔の近傍に設けられているため、付随液滴回収用電極に静電的に引き寄せた付随液滴がノズル孔の縁に付着することがある。このように、ノズル孔の縁に付随液滴が付着し経時で蓄積されていくと、ノズル孔から吐出した塗布液がノズル孔の縁に蓄積された付随液滴と接触して正規の飛翔経路から曲ってしまい、塗布対象物である電極上の狙いの位置に塗布液を塗布できなくなるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、付随液滴がノズル孔の縁に付着することに起因して塗布対象物上の狙いの位置に塗布液が塗布できなくなるのを抑制できる薄膜製造装置、前記薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を備えた電気機械変換膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ノズル孔が形成されたノズル板と、該ノズル板の該ノズル孔の近傍に設けられたノズル板電極とを有する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する塗布対象物と、前記塗布対象物を介して前記液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、前記対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、前記ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、前記ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を前記塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、前記主液滴に付随する微小の付随液滴を前記ノズル板電極からの静電的な力により該ノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、前記ノズル孔を基点に前記ノズル板の表面に沿った所定方向に前記ノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、各ノズル板電極からの静電的な力によって前記付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に前記付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、前記ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、各ノズル板電極からの静電的な力によって付随液滴を前記所定方向に移動させノズル孔から付随液滴を遠ざけて、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル電極に静電的な力によって付随液滴を引き寄せて回収することができる。これにより、ノズル側から数えて１番目のノズル電極に静電的な力によって付随液を引き寄せて回収場合よりも、ノズル孔から離れた位置で付随液滴を回収するので、ノズル孔の縁に付随液滴が付着するのを抑制することができる。よって、ノズル孔から吐出した塗布液が、ノズル孔の縁に経時で蓄積された付随液滴と接触して正規の飛翔経路から曲ってしまい、塗布対象物上の狙いの位置に塗布できなくなるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、付随液滴がノズル孔の縁に付着することに起因して塗布対象物上の狙いの位置に塗布液が塗布できなくなるのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ミストが発生した後ミストの位置を制御しながら所定の回収場所までミストを移動させる状態の説明図。
【図２】本実施形態のインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置の構成を示す斜視図。
【図３】インクを塗布するインクジェットヘッドとインクが塗布される基板との断面図。
【図４】（ａ）インクが吐出しているときの状態の図、（ｂ）ミストを帯電させるときの説明図。
【図５】インクの吐出を連続的に行う場合について説明する図。
【図６】（ａ）インクが吐出しているときの状態の図、（ｂ）ミストを帯電させるときの説明図。
【図７】ミスト回収用電極の形状や配置位置などの例を示した図。
【図８】インク滴を塗布するインクジェットヘッドとインク滴が塗布される基板との断面図。
【図９】ミストが発生後ミストの位置を制御しながらミストをミスト回収用電極に近づけるまでの状態の説明図。
【図１０】インクジェットヘッドと基板との断面図。
【図１１】（ａ）インク滴を吐出させたときの状態の説明図、（ｂ）ミストに帯電させるときの状態の説明図。
【図１２】（ａ）ノズル板−ミスト回収用電極間の電場によってインク滴内の分極が強く発生している状態を示す図、（ｂ）ミストの帯電量が増えた状態を示す図。
【図１３】実施形態に係るインクジェット塗布装置を用いてゾルゲル法による電気機械変換素子膜の製造工程を示す工程断面図。
【図１４】実施例で作製したＰＺＴ膜のＰ−Ｅヒステリシス曲線の一例を示す特性図。
【図１５】インクジェット塗布装置を用いて白金からなる上部電極の形成を行う場合の説明図。
【図１６】（ａ）ＳＡＭ膜を除去した電極露出面における純水の接触角の様子を示す説明図、（ｂ）ＳＡＭ膜を配置したままの表面における純水の接触角の様子を示す説明図。
【図１７】本実施形態の製造方法で製造した電気機械変換素子を用いて構成したインクジェットヘッドの一構成例を示す概略構成図。
【図１８】図１７のインクジェットヘッドを複数並べた構成例を示す概略構成図。
【図１９】液滴吐出装置の一構成例を示す概略透視斜視図。
【図２０】本実施形態の製造方法で製造した電気機械変換素子を用いることができる液滴吐出装置の一構成例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、圧電定数ｄ３１の変形を利用した横振動（ベンドモード）型の電気機械変換膜を有する電気機械変換素子を例として説明するが、本発明は、この型の電気機械変換膜に限定されることなく適用可能である。
【００１４】
電気機械変換膜がＰＺＴ膜の場合、酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、ノルマルブトキシドジルコニウムを出発材料として合成したＰＺＴ前駆体溶液を用いることができる。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解した後、脱水する。化学量論的組成に対し鉛量を１０［ｍｏｌ％］過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタン、ノルマルブト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め、上記酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と均一に混合することによりＰＺＴ前駆体溶液を合成することができる。このＰＺＴ前駆体溶液のＰＺＴ濃度は例えば０．１［ｍｏｌ／ｌ］にする。後述の各実施例では、以上の方法で合成したＰＺＴ前駆体溶液（実施例では、「ＰＺＴ前駆体溶液Ａ」として参照する。）を用いた。
【００１５】
また、電気機械変換膜がＰＺＴ膜の場合のＰＺＴ前駆体溶液は、非特許文献１に記載されている、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、均一溶液として得るようにしてもよい。なお、上記ＰＺＴ前駆体溶液は「ゾルゲル液」とも呼ばれる。
【００１６】
ＰＺＴとは、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）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ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般にＰＺＴ（５３／４７）と示される。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の出発材料は、この化学式に従って秤量される。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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、下地となる基板上の電極の表面に電気機械変換膜としてのパターン化したＰＺＴ膜を得る場合、上記溶液を塗布液として液滴吐出方式で塗布すること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パターン化したＰＺＴ膜が得られる。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１００［ｎｍ］以下の膜厚が得られるようにするのが好ましい。そして、前駆体濃度は、電気機械変換膜の成膜面積とＰＺＴ前駆体溶液の塗布量との関係から適正化するように調整するのが好ましい。また、液滴吐出装置の電気機械変換素子として用いる場合、このＰＺＴ膜の膜厚は１［μｍ］〜２［μｍ］が要求される。この膜厚を得るには十数回、工程を繰り返すことになる。
【００１９】
更に、ゾルゲル法によるパターン化した電気−機械変換層の形成の場合には、下地となる基板の濡れ性を制御したＰＺＴ前駆体溶液の塗り分けをする。これは、非特許文献２に示されているアルカンチオールが特定金属上に自己配列する現象を利用したものであり、まず、基板の白金族金属の表面に、チオールのＳＡＭ（Ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜を形成する。ＳＡＭ膜上はアルキル基が配置しているので、疎水性になる。このＳＡＭ膜は、例えば周知のフォトリソグラフィー・エッチングにより、フォトレジストを用いてパターニングすることができる。レジスト剥離後も、パターン化ＳＡＭ膜は残っているので、この部位は疎水性になっている。一方、ＳＡＭ膜が除去された部位は白金表面が露出しているため、親水性になっている。この表面エネルギーのコントラストを利用してＰＺＴ前駆体溶液の塗り分けをすることができる。本実施形態では、上記ＳＡＭ膜を、ＰＺＴ前駆体溶液を塗布しない領域に選択的に形成した後、以下に示すように、ＰＺＴ前駆体溶液の消費量を低減することができる液滴吐出方式による塗工（インクジェット塗工）でＰＺＴ前駆体溶液を選択的に塗布している。
【００２０】
本実施形態においては、ＰＺＴ前駆体をインクジェット方式で必要な領域のみに塗布するので従来法のスピンコーターによる塗布と比較して少量の材料の使用で済む。しかも、後述するように、塗布時に発生するミストを回収することで基板にミストが付着することによるパターン不良が発生しないので塗布工程の飛躍的な簡略化が可能である。特に、従来のミスト回収方法に比べてノズルから離れた場所にミストを回収するのでノズル部にミストが付着することによる吐出不良が軽減されることで吐出信頼性が向上する。さらに、パターンの品質向上によって歩留まりが良くなっているので、製造コストの削減が可能である。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に関して添付図面を参照して説明する。
［実施例１］
本発明に関わるミスト回収用電極を有する薄膜製造装置とミストの回収方法について説明する。
【００２２】
図２は本実施形態に係るインクジェット塗布装置の斜視図である。このインクジェット塗布装置においては、架台２００の上にＹ軸駆動手段２０１が設置してあり、その上に基板２０２を搭載するステージ２０３がＹ軸方向に駆動できるように設置されている。なお、ステージ２０３には図示されていない真空や静電気などによる吸着手段が付随しており、その吸着手段によって基板２０２がステージ２０３に固定されている。また、Ｘ軸支持部材２０４には、Ｘ軸駆動手段２０５が取り付けられており、Ｚ軸駆動手段２１１上に搭載されたヘッドベース２０６が取り付けられており、Ｘ軸方向に移動できるようになっている。ヘッドベース２０６の上には、インクを吐出させるインクジェットヘッド２０８が搭載されている。このインクジェットヘッド２０８には、図示されていない各インクタンクから各々着色樹脂インク供給用パイプ２１０を介してインクが供給される。
【００２３】
インクジェットヘッド２０８には、数百［ｄｐｉ］の間隔で直径数１０［μｍ］のノズル孔１１が形成されている。インクジェットヘッド２０８のノズル孔１１から吐出したメインの主滴３０３の直径は数十［μｍ］程度であり、ミスト３０４の直径は数［μｍ］程度である。また、液滴速度は、主滴３０３が５［ｍ／ｓ］〜１０［ｍ／ｓ］程度であり、ミスト３０４の液滴速度は主滴３０３の半分以下である。ミスト３０４が本来インクを塗布すべき領域以外に着地すると、パターン不良の原因となる。そのため、ミストによるパターン不良を軽減するために、図３に示した装置を使ってミストを所定の場所まで移動させて回収する。
【００２４】
図３は、インク３０１を塗布するインクジェットヘッド２０８と、インク３０１が塗布される基板２０２との断面図である。
【００２５】
インクジェットヘッド２０８には、インク３０１を押し出す電気機械変換素子４０、インク３０１が流れるインク流路、インク３０１が飛び出すノズル孔１１が開いたノズル板１０が設けられている。ここで、インクとは、インクジェットヘッド２０８によって液滴状に飛翔しパターン形状作成に使用する液のことであるが、以下の説明ではゾルゲル液での実施例を示す。ゾルゲル液はインク内の固形分がゲル化して吐出時にミストが発生しやすいため、特にミスト回収による効果がある。
【００２６】
また、インクジェットヘッド２０８のノズル孔１１があるノズル面側には、絶縁膜３１１を挟んで５つのミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７が、ノズル孔１１を基点にノズル板表面に沿って第１の方向４０１に並んで設置されている。なお、ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７とノズル板１０とは絶縁膜３１１によって絶縁されている。
【００２７】
絶縁膜３１１の厚みは、ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７に印加する電圧の大きさや絶縁膜３１１に用いる絶縁材料にもよるが、５０［μｍ］以上が望ましい。なお、図３においては、ミスト回収用電極を５つだけ示しているが、ミスト回収用電極３４７よりもさらに第１の方向４０１へ１つ以上のミスト回収用電極を続けて並べて設置してもよい。ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７のノズル面からの高さは、通常のインクジェット法による印刷時のノズル面と印刷基板との間隔が０．５［ｍｍ］〜３［ｍｍ］なので、０．２［ｍｍ］以下が望ましい。
【００２８】
インクジェットヘッド２０８のノズル面に対向する位置に所定間隔をあけて、インク３０１が塗布される基板２０２が設置されており、基板２０２の前記ノズル面と対向する面とは反対側の面である背面には、基板背面電極３３１が取り付けられている。
【００２９】
図４及び図１は、ミスト３０４の回収方法を説明した図である。図４（ａ）はインク３０２が吐出しているときの状態の図であり、図４（ｂ）はミスト３０４を帯電させるときの説明図である。
【００３０】
図４においては、基板背面電極３３１に電圧を印加しているので、基板２０２とノズル板１０との間には電場が形成されている。図４（ａ）では、基板背面電極３３１に正極性の電圧が印加されており、基板背面電極３３１とノズル板１０との間に形成された電場により、インク滴３０２の基板２０２側は基板背面電極３３１と逆極性に帯電し、インク滴３０２のノズル板１０側は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。
【００３１】
その後、図４（ｂ）に示すように、インク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂すると、基板２０２側にある主滴３０３は基板背面電極３３１と逆極性に帯電し、ノズル板１０側にあるミスト３０４は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。ここでは、基板背面電極３３１に正極性の電圧を印加しているが、もちろん負極性の電圧を印加してもよい。
【００３２】
適正な大きさの電圧を基板背面電極３３１に印加することで、主滴３０３は直進する。一方、主滴３０３よりも体積が小さくまた運動エネルギーが少ないミスト３０４は、ノズル板１０に設けたミスト回収用電極を用いて発生させた電界の影響を受けて移動させることができる。このとき、基板背面電極３３１に印加する電圧は、７０［Ｖ］〜４００［Ｖ］が好ましい。本実施例では、基板背面電極３３１に７０［Ｖ］以上の電圧を印加することで、ミスト３０４をミスト回収用電極に移動させて回収できるような電界を発生させることができる。しかしながら、ミスト回収用電極に４００［Ｖ］以上の電圧を印加すると、ミスト回収用電極を用いて発生させた電界により、ミスト３０４だけではなく主滴３０３の軌道も５［μｍ］以上曲げられてしまうため、パターン形成に影響を与えてしまう。
【００３３】
図４では前述したようにミスト３０４が正極性帯電しており、以後の説明ではミスト３０４が正極性に帯電しているとして説明する。もちろん、ミスト３０４が負極性に帯電していてもよく、その場合は以下の説明での符号を逆にすればよい。
【００３４】
図１は、ミスト３０４が発生した後、ミスト３０４の位置を制御しながら所定の回収場所までミスト３０４を移動させる状態の説明図である。
【００３５】
＜手順１＞
まず、ミスト３０４が発生した直後は、ミスト回収用電極３４３、ミスト回収用電極３４４、及び、基板背面電極３３１の電位が、（ミスト回収用電極３４４）＜（ミスト回収用電極３４３）＜（基板背面電極３３１）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００３６】
このとき、図１（ａ）に示すように、ミスト３０４の位置からミスト回収用電極３４４に向かう電場が発生するので、ミスト３０４はこの電場により等電位面３６１を垂直方向に横切ってミスト回収用電極３４４に近づいていく。
【００３７】
＜手順２＞
ミスト３０４が図１（ｂ）に示すように、ミスト回収用電極ｎ（ｎは３以上の整数）（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５１）とミスト回収用電極ｎ＋１（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５２）との間の適切な位置まで移動した後、基板背面電極３３１、ミスト回収用電極ｎ、ミスト回収用電極ｎ＋１、及び、ミスト回収用電極ｎ＋２（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５３）の電位が、（ミスト回収用電極ｎ＋２）＜（ミスト回収用電極ｎ＋１，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極ｎ）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００３８】
このとき、図１（ｂ）に示すように、ミスト回収用電極ｎとミスト回収用電極ｎ＋１との間（ミスト回収用電極３５１とミスト回収用電極３５２との間）からミスト回収用電極ｎ＋２（ミスト回収用電極３５３）にミスト３０４が向かう電場が発生する。これにより、ミスト３０４はミスト回収用電極ｎ＋１とミスト回収用電極ｎ＋２との間（ミスト回収用電極３５２とミスト回収用電極３５３との間）に移動する。
【００３９】
また、このような手順２で説明した電位の変更を適切なタイミングで繰り返し行って、ノズル孔１１からミスト３０４を遠ざけていく。
【００４０】
＜手順３＞
最後に、ミスト回収用電極ｐ−２（ｐは５以上の整数）（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５６）とミスト回収用電極ｐ−１（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５７）との間の適切な位置までミスト３０４が移動した後、基板背面電極３３１、ミスト回収用電極ｐ−２、ミスト回収用電極ｐ−１、及び、ミスト回収用電極ｐ（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５８）の電位が、（ミスト回収用電極ｐ）＜（ミスト回収用電極ｐ−１，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極ｐ−２）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００４１】
このとき、図１（ｃ）に示すように、ミスト回収用電極ｎ−２とミスト回収用電極ｎ−１との間（ミスト回収用電極３５６とミスト回収用電極３５７との間）からミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）にミスト３０４が向かう電場が発生する。その後、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）には、手順３の電位の関係を満たす電圧を印加し続ける。これにより、ミスト３０４はミスト回収用電極ｐまで移動し、ミスト３０４がミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）に静電的な力によって吸着される。
【００４２】
なお、図１（ｃ）において、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）の周囲には図示されていないが、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）に吸着したミスト３０４が基板２０２に垂れるのを防ぐため、一定量のミスト３０４を蓄えることができる収容機構が設けられている。この収容機構としては、例えば、スポンジ状のインク吸収体や、収納容器である。また、収容機構に蓄えられたミスト３０４は、クリーニング時に吸引等によって収容機構から回収する。
【００４３】
本実施形態においては、ミスト３０４をノズル孔１１から遠く離れた場所まで移動させて回収しているので、ミスト３０４がノズル孔近傍に付着することがなく吐出液に曲がりが発生するのを抑制できる。これにより、狙ったパターンで基板２０２にインクを塗布でき、パターンの信頼性を向上することができる。また、ミスト３０４の位置を制御しながらミスト３０４を移動させているので、ミスト３０４を移動させているときに、ミスト３０４が基板２０２に付着することがなく、パターンの信頼性を向上することができる。
【００４４】
また、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）を用いて説明したように、ミスト３０４の位置によってミスト３０４の制御が異なるため、各ミスト回収用電極に印加する電圧の印加時間はミスト回収用電極間のミスト３０４の移動時間に応じて、ミスト回収用電極毎に設定することが好ましい。例えば、図１（ａ）では、ミスト３０４は吐出時の慣性力によって始めは基板２０２側に向かうので、ミスト回収用電極３４３とミスト回収用電極３４４との間の適切な位置までミスト３０４が移動するには、他のミスト回収用電極間でのミスト３０４の移動よりも時間を要するため、電圧を印加する時間は長いほうがよい。
【００４５】
次に、図５を用いてインクの吐出を連続的に行う場合について説明する。
図５に示すようにミスト３０５がミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間以降まで移動すると、ミスト回収用電極３４４はミスト３０５の位置の制御で使用されなくなる。そのため、ミスト回収用電極３４４は次滴の吐出で発生したミスト３０６の位置の制御に使用することができる。
【００４６】
通常のインクジェットヘッド２０８での吐出周期は数十［μｓ］〜数百［μｓ］（吐出周波数で数［ｋＨｚ］〜数十［ｋＨｚ］）である。このことから、ミスト３０５が発生してからミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間までミスト３０５が移動するのに要する時間は、数十［μｓ］〜数百［μｓ］以下であることが好ましい。このため、各ミスト回収用電極間の移動に要する時間、つまり各ミスト回収用電極に印加する電圧の印加時間は前記時間の１／３以下に設定することが好ましい。
【００４７】
また、インクジェットによるインクの塗布効率を上げるためには、吐出周期が短いほうがよいので、ミスト３０５，３０６がミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間まで移動するのにかかる時間は短いほうが好ましい。このため、ミスト３０５，３０６の発生位置からミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間までの第１の方向４０１の距離は短いほうがよく、また、ミスト３０５，３０６の移動速度は速いほうがよい。さらに、ミスト３０５，３０６の移動速度は、ミスト３０５，３０６の帯電量が多いほど、及び、電場が強いほど速くなるので、ミスト３０５の帯電量は多いほど、また電場は強いほどよい。
【００４８】
また、図４に示した状態でのミスト３０４の帯電量を増やすため、図６に示すようにミスト３０４に帯電させるときにノズル孔１１近傍のミスト回収用電極３４３に電圧を印加して、ミスト回収用電極３４３と基板背面電極３３１との間に電場を発生させてもよい。
【００４９】
これにより、図６では、ミスト回収用電極３４３と基板背面電極３３１と間の電場を図４の場合よりも強くすることができるので、図６（ａ）に示すようにインク滴内の分極が強く発生する。そして、図６（ｂ）に示すようにインク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂したときに、ミスト３０４の帯電量が増やすことができる。よって、図４の場合よりも、ミスト３０４の帯電量を増やした分、ミスト３０４の移動速度が速くなるので、吐出周期を短くすることができる。
【００５０】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）で示した各段階における電場を強くするため、各ミスト回収用電極に印加する電圧の変動幅は電極間での電界の強さが最適になるように、電極毎に数十［Ｖ］〜４００［Ｖ］の範囲で設定することが好ましい。これにより、ミストの移動にかかる時間を短縮することができる。例えば、図１（ａ）では、ミスト３０４がノズル面側に移動するようにミスト回収用電極３４４と基板背面電極３３１との間の電場が強くなるよう、図１（ｂ）では、ミスト３０４の第１の方向４０１への移動速度が大きくなるように、所望のミスト回収用電極間の電場が強くなるようにする。
【００５１】
また、電圧の制御において、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）を用いて説明したようにミスト３０４がミスト回収用電極間を移動するごとにミスト回収用電極間単位で制御する方法は、制御回路の設計が容易であるが、ミスト３０４の位置に応じて各ミスト回収用電極の電圧を連続的に制御してもよい。これにより、第１の方向４０１へのミスト３０４の移動がスムーズになり、ミスト回収用電極間の移動にかかる時間をさらに短縮することができる。
【００５２】
図７は、ミスト回収用電極の形状や配置位置などの例を示したものである。ミスト回収用電極３３６は、帯電したチリなどが付着し汚れるのでクリーニングしやすい形状が望ましい。例えば、ブレードを使ってミスト回収用電極３３６をクリーニングする場合、ブレードをミスト回収用電極３３６へ押し付けたときにミスト回収用電極３３６や絶縁膜３１１との間に隙間があると、チリやゴミの取り残しが発生する。このため、ミスト回収用電極３３６の形状は、例えば図７（ａ）示すように側面などを湾曲させたり、図７（ｂ）に示すようにミスト回収用電極３３６のノズル板側の幅よりも基板側の幅の方が短くなるように側面にテーパーをつけたりすることが好ましい。さらには、図７（ｃ）に示すように、ミスト回収用電極３３６の電極面（基板２０２と対向する面）と絶縁膜３１１の基板２０２と対向する面とが同一平面上にあるようにしてもよい。加えて、ノズル孔１１もクリーニングしやすい形状であればさらに良い。例えば、図７（ｄ）に示すように、ミスト回収用電極３３６の電極面と絶縁膜３１１の基板２０２と対向する面とノズル板面とが同一平面上にあるとなお良い。このような形状などを採用することにより、ノズル面をブレードでクリーニングするときに、ミスト回収用電極３３６及び絶縁膜３１１とブレードとが隙間無く接することができるので、クリーニング効果を高めることができる。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例１では、図１（ａ）などに示すようにノズル孔１１を基点として第１の方向４０１のみに配列された複数のミスト回収用電極を使って、ミスト発生後のミスト３０４の位置を制御しつつ移動させた。これに対して本実施例では、図８に示すようにノズル孔１１を基点として第１の方向４０１に複数のミスト回収用電極を配列させるとともに、ノズル孔１１を基点として第１の方向４０１とは逆方向である第２の方向４０２にも複数のミスト回収用電極を配列させており、この第２の方向４０２に配列されたミスト回収用電極も使用してミスト発生後のミストの位置を制御して移動させる。
【００５４】
図８は、インク滴３０２を塗布するインクジェットヘッド２０８と、インク滴３０２が塗布される基板２０２との断面図である。
【００５５】
図８に示すように、ミスト回収用電極はノズル孔１１を基点に第１の方向４０１に沿って複数のミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７が配列され、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２に沿って複数のミスト回収用電極３４１，３４２が配列されている。なお、図８においては、ミスト回収用電極を７つのみ示しているが、ミスト回収用電極をさらに第１の方向４０１や第２の方向４０２に続いて設置されていてもよい。
【００５６】
図９はミスト３０４が発生後、ミスト３０４の位置を制御しながらミスト３０４をミスト回収用電極３４４に近づけるまでの状態の説明図である。
【００５７】
ミスト３０４が発生した直後、ノズル孔１１を基点に第１の方向４０１に配列されたミスト回収用電極３４３とミスト回収用電極３４４、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２に配列されたミスト回収用電極３４２、及び、基板背面電極３３１の電位が、（ミスト回収用電極３４４）＜（ミスト回収用電極３４３，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極３４２）の関係を満たすように、各電極に電圧を印加する。
【００５８】
このとき、図９に示すようにミスト３０４の位置からミスト回収用電極３４４に向かう電場が発生するので、ミスト３０４はこの電場により等電位面を垂直方向に横切ってミスト回収用電極３４４に近づいていく。
【００５９】
図９では、図１（ａ）に比べてミスト３０４がミスト回収用電極３４４に近づく電場強度を強くなり、ミスト３０４がミスト回収用電極３４３と３４４との間の適切な位置まで移動する時間を短縮することができるので、パターンの製造効率を上げることができる。さらに、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２にもミスト回収用電極３４２などを配列することで、ノズル孔１１に対して相反する２方向にミスト３０４を回収できるようになる。そのため、インクジェットヘッド２０８の搬送方向や基板２０２の搬送方向などに応じて次滴の吐出までに必要な待ち時間が短い方向にミスト３０４を移動させて回収することで、パターンの製造効率をさらに上げることができる。
【００６０】
＜実施例３＞
実施例１では、図６を用いて説明したようにミスト回収用電極３４３に電圧を印加することでミスト３０４の帯電量を増やしたが、ミスト回収用電極３４３の代わりにノズル板１０に電圧を印加して、ノズル面と基板２０２との間で電界を発生させることでミスト３０４の帯電量を増やしてもよい。これによっても、インク滴３０２周辺の電界の強さを図４よりも強くできるので、ミスト３０４の帯電量を増やすことができる。
【００６１】
図１０はインクジェットヘッド２０８と基板２０２との断面図である。この図ではインク３０１に接するノズル板１０が導電性であり接地されている。この他の構成は図３と同じであるので説明は省略する。
【００６２】
図１１（ａ）はインク滴３０２を吐出させたときの状態の説明図で、図１１（ｂ）はミスト３０４に帯電させるときの状態の説明図である。このとき、基板背面電極３３１には電圧が印加しており、導電性のノズル板１０が接地されているので、ノズル面と基板２０２との間には電場が形成されている。
【００６３】
図１１（ａ）では、基板背面電極３３１とノズル板１０との電位が、（ノズル板１０）＜（基板背面電極３３１）の関係を満たすように設定している。
【００６４】
ノズル面と基板２０２との間に形成された電場により、図１１（ａ）に示すように吐出されたインク滴３０２の基板２０２側は基板背面電極３３１とは逆極性に帯電し、インク滴３０２のノズル面側は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。その後、図１１（ｂ）に示すようにインク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂すると、基板２０２側にある主滴３０３は基板背面電極３３１とは逆極性に帯電し、ノズル面側にあるミスト３０４は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。
【００６５】
図１０に示すように、ノズル孔部に電圧を印加する場合、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離は、ノズル孔１１からノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離の０．５倍以上が望ましい。これは、ミスト回収用電極３４３などに電圧を印加したときに、ノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３とノズル孔１１近傍のノズル板１０との距離、及び、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離が近すぎると、それぞれの間で絶縁破壊が発生する。これを避けるため、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離、及び、ノズル孔１１からノズル孔１１の直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離を離した方がよい。これにより、パターンの製造を安全に行うことができる。
【００６６】
ミスト３０４の移動速度が最適になるように、基板背面電極３３１や各ミスト回収用電極に印加する電圧を設定した場合、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離を、ノズル孔１１からノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離の０．５倍以上にすることで、ノズル孔１１の直近のミスト回収用電極３４３とノズル孔１１近傍のノズル板１０との間で絶縁破壊が起きなければ、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との間でも絶縁破壊が起きなかった。
【００６７】
また、ミスト３０４がノズル板１０とミスト回収用電極３４３との間で発生するときには、ミスト３０４の帯電量を増やすことで吐出周期を短くするために、図１２に示すようにノズル孔１１近傍のミスト回収用電極３４２やミスト回収用電極３４３に電圧を印加してもよい。これにより、図１２（ａ）に示すようにノズル板−ミスト回収用電極間の電場によってインク滴３０２内の分極が強く発生しているので、図１２（ｂ）に示すようにミスト３０４の帯電量が増える。このとき、ノズル板−基板背面電極間で形成される電界の強度よりも、ノズル板−ミスト回収用電極間で形成される電界の強度のほうが強いことが好ましい。
【００６８】
また、絶縁破壊を避け、且つ、吐出周期を短くするために、ノズル孔１１を挟むミスト回収用電極間以外のミスト回収用電極間の距離は、ノズル孔１１とミスト回収用電極３４３と間の距離よりも短いことが好ましい。具体的には、数十［μｍ］程度が好ましい。これは、ミスト回収用電極３４３は他のミスト回収用電極に比べて絶縁体を介さずにノズル板１０間で絶縁破壊が起き易いため、他のミスト回収用電極間よりも距離を長く設定する必要があるためである。
【００６９】
＜実施例４＞
図１３は実施形態に係るインクジェット塗布装置を用いてゾルゲル法による電気機械変換素子膜の製造工程を示す工程断面図である。
【００７０】
図１３（ａ）に示す基板１の表面（上面）には、チオールとの反応性に優れた電極としての図示しない白金族金属からなる白金電極が、例えばスパッタ法により形成されている。この基板１の白金電極の表面に、図１３（ｂ）に示すようにＳＡＭ膜２が形成される。ＳＡＭ膜２は、アルカンチオール液に基板１をディップして自己配列させることで得られる。本例では、ＣＨ３（ＣＨ２）−ＳＨのアルカンチオールの分子を一般的な有機溶媒（アルコール、アセトン、トルエンなど）に所定濃度（例えば、数［ｍｏｌ／ｌ］）で溶解させたアルカンチオール液を用いた。このアルカンチオール液に基板１を浸漬させ、所定時間後に取り出した後、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し乾燥することにより、白金電極の表面にＳＡＭ膜２を形成することができる。
【００７１】
次に、図１３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィーによりフォトレジスト３をパターン形成し、図１３（ｄ）に示すようにドライエッチング（例えば、酵素プラズマの照射又はＵＶ光の照射）によりＳＡＭ膜を除去し、加工に用いたフォトレジスト３を除去してＳＡＭ膜２のパターニングを終了する。このように形成されたＳＡＭ膜２は、純水に対する接触角が例えば９２［°］であり疎水性を示す。一方、ＳＡＭ膜２が除去されて露出した基板１の白金電極の表面は、純水に対する接触角が例えば５４［°］であり親水性を示す。
【００７２】
ここで、溶液は出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、ノルマルブトキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を１０［ｍｏｌ％］過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタンやノルマルブト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め、前記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前駆体溶液を合成した。このＰＺＴ濃度は０．１［ｍｏｌ／ｌ］にした。
【００７３】
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド２０８を搭載したインクジェット塗布装置によってＰＺＴ前駆体溶液を塗布する工程を含むＰＺＴ膜の製造方法のより具体的な実施例について説明する。
【００７４】
本実施例では、ＳＡＭ膜２を部分的に形成する表面改質工程（図１３（ａ）〜図１３（ｄ））と、インクジェット塗布装置を用いてＰＺＴ前駆体溶液Ａを選択的に塗布する塗布工程と、塗布したＰＺＴ前駆体溶液Ａを所定温度（温度１２０［℃］）で乾燥させる工程と、乾燥したＰＺＴ前駆体溶液Ａを所定温度（温度５００［℃］）で熱分解する熱分解工程とを１回ずつ行うことにより、基板２０２の白金電極上に所定パターンからなる１００［ｎｍ］の膜を得る。この表面改質工程、塗布工程、乾燥工程及び熱分解工程を６回繰り返すことにより６００［ｎｍ］の膜を得た後、その膜を熱分解して結晶化させる結晶化熱処理（温度７００［℃］）をＲＴＡ（急速熱処理）にて行うことにより、基板２０２の白金電極上にパターン化した電気機械変換膜としてのＰＺＴ膜を形成した。その結果、ＰＺＴ膜にクラックなどの不良は生じなかった。また、インクジェットヘッド２０８におけるミスト３０４の回収により、必要なパターン形成部以外にＰＺＴ前駆体溶液が塗布されるパターン不良の発生はなかった。
【００７５】
さらにその後、表面改質工程、塗布工程、乾燥工程（温度１２０［℃］）及び熱分解工程（温度５００［℃］）を６回繰り返し行った後、結晶化熱処理を行った。その結果、ＰＺＴ膜にクラックなどの不良は生じることなく、ＰＺＴ膜の膜厚は１０００［ｎｍ］に達した。このパターン化したＰＺＴ膜に白金からなる上部電極（第２の電極）をスパッタリング成膜して電気機械変換素子を形成し、電気特性、電気−機械変換能（圧電定数）の評価を行った。
【００７６】
その結果、図１４に示すようなＰ（分極）−Ｅ（電界強度）のヒステリシス曲線が得られ、ＰＺＴ膜の比誘電率は１２２０、誘電損失は０．０２、残留分極は１９．３［μＣ／ｃｍ２］、抗電界は３６．５［ｋＶ／ｃｍ］であり、通常のセラミック焼結体と同等の特性を持っていることがわかった。
【００７７】
また、電気−機械変換能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算出した。その圧電定数ｄ３１は１２０［ｐｍ／Ｖ］となり、こちらもセラミック焼結体と同等の値であった。この値はインクジェットヘッドに用いる圧電素子として十分設計できうる特性値である。
【００７８】
一方、上記白金からなる上部電極（第２の電極）を配置せずに、ＰＺＴ膜の更なる厚膜化を試みた。すなわち、表面改質工程、塗布工程、乾燥工程（温度１２０［℃］）及び熱分解工程（温度５００［℃］）の６回繰り返しと、その後の結晶化処理とを、１０回繰り返した。その結果、合計膜厚が５［μｍ］のパターン化したＰＺＴ膜を、クラックなどの欠陥を伴わずに得ることができた。
【００７９】
＜実施例５＞
本実施例では、上記白金からなる上部電極（第２の電極）の形成に、図１５に示すインクジェット塗布装置を用い、ＰＺＴ膜上の必要な部分のみに白金材料を含む液を塗布して乾燥させた。他は実施例４と同様に行った。
【００８０】
白金材料を含む液を塗布するときには、ＰＺＴ前駆体を塗布したときと同様に接触角のコントラストを利用して塗布領域を規定した。上部電極は短絡を防止するためにＰＺＴ膜パターンより小さい領域に塗布する必要があるため、ＰＺＴ膜上にも撥水部（疎水面）を設ける必要がある。そのため、本実施例では図１５に示すように、白金からなる上部電極を形成しない部分にレジストをパターニングして塗布を行い、１２０［℃］で白金を乾燥処理した後に、レジストを剥離して最終的に２５０［℃］で焼結した。この焼成後の膜厚は０．５［μｍ］であり、比抵抗（体積抵抗率）は５×１０−６［Ω・ｃｍ］であった。
【００８１】
また、本実施例においても、上記実施例１と同様に、クラックのない所望の膜厚のパターン化した電気機械変換膜としてのＰＺＴ膜を形成することができた。また、インクジェットヘッド２０８におけるミスト液滴の回収により、必要なパターン形成部以外にＰＺＴ前駆体溶液が塗布されるパターン不良の発生もなかった。
【００８２】
＜実施例６＞
本実施例では、下部電極を構成する他の白金族元素の電極膜として、ルテニウム、イリジウム、ロジウムをそれぞれ、チタン密着層を配置した熱酸化膜付きシリコンウェハ上にスパッタリング成膜した。ＳＡＭ膜の形成など他の工程は実施例１と同様に行った。また、下部電極を構成する他の白金族合金の電極膜として、白金−ロジウム（ロジウム濃度は１５［ｗｔ％］）もスパッタリング成膜した。さらに、イリジウム酸化膜の上にイリジウム金属、または、白金膜を配置した試料についても行った。これらの材料で下部電極を形成したところ、ＳＡＭ膜を除去した電極露出面における純水の接触角は、全ての試料において５［°］以下（完全濡れ）であった（図１６（ａ）参照）。一方、ＳＡＭ膜を配置したままの表面における純水の接触角は、全ての試料において９０［°］程度であった（図１６（ｂ）参照）。
【００８３】
＜実施例７＞
図１７は上述した製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）を用いて構成したインクジェットヘッド２０８の一構成例を示す概略構成図である。図示の例では、液室基板となるシリコン基板２０上に、振動板３０、密着層４１及び下部電極４２を積層し、その下部電極４２上の所定部分に、上述した簡便な製造方法により、バルクセラミックスと同等の性能を持つ電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）４３及び上部電極４４をパターン化して形成することができる。その後、シリコン基板２０の裏面（図中の下面）からエッチング除去工程により液室２１を形成し、ノズル孔１１を有するノズル板１０を接合することにより、インクジェットヘッド２０８を作製することができる。なお、図中には液体供給手段や流路や抵抗についての記述は省略した。また、図１８には図１７に示したインクジェットヘッド２０８を複数個並べて配置したものを示している。
【００８４】
＜実施例８＞
図１９は上述した製造方法で製造した電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッド２０８を備えたインクジェット記録装置の一構成例を示す断面概略構成図である。また、図２０は、同インクジェット記録装置の機構部の概略透視斜視図である。
【００８５】
この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に搭載したインクジェットヘッド２０８からなる記録ヘッド９４、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等を収納している。また、記録装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット８４を抜き差し自在に装着することができ、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。そして、給紙カセット８４あるいは手差しトレイ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用紙８３に記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に用紙８３を排紙する。
【００８６】
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している。このキャリッジ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には記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各色に対応した複数のインクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
【００８７】
インクカートリッジ９５は、上方に大気と連通する大気口を、下方には記録ヘッド９４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００８８】
また、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。ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌め込まれて装着されており、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置されている。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、主走査モーター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、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モーター９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００８９】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド９４の下方側に搬送するために、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及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は、副走査モーター１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。そして、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用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９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及び拍車１１２を設け、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及びガイド部材１１６とを配設している。
【００９０】
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。用紙８３の後端が記録領域に到達した信号または記録終了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。
【００９１】
また、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、記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。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とを有している。キャリッジ９３は、印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド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。
【００９２】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段により吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、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して吐出不良を回復させる。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）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。
【００９３】
このように、このインクジェット記録装置においては本実施形態に係る上述したようなインクジェット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。
【００９４】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
ノズル孔１１などのノズル孔が形成されたノズル板１０などのノズル板と、ノズル板のノズル孔の近傍に設けられたミスト回収用電極３４３などのノズル板電極とを有するインクジェットヘッド２０８などの液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する基板２０２などの塗布対象物と、塗布対象物を介して液滴吐出ヘッドと対向する基板背面電極３３１などの対向電極と、対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、主液滴に付随する微小の付随液滴をノズル板電極からの静電的な力によりノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、ノズル孔を基点にノズル板の表面に沿った第１の方向４０１などの所定方向にノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、各ノズル板電極からの静電的な力によって付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加する。これよれば、上記実施形態について説明したように、付随液滴がノズル孔近傍に付着することに起因して塗布対象物の所定部分に主液滴が塗布できなくなるのを抑制できる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、ノズル孔を基点にして上記所定方向とは逆方向に１つ以上のノズル板電極をノズル板に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、ノズル孔から吐出した塗布液を帯電させる帯電手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、ノズル板と塗布対象物との間で形成される電界の強度よりも、ノズル板とノズル板電極との間で形成させる電界の強度のほうが強い。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、ノズル板電極と塗布対象物との距離が、ノズル孔とノズル板電極との最小距離の０．５倍以上である。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造を安全に行うことができる。
（態様Ｆ）
（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、隣り合うノズル板電極の電極間のうち少なくとも１組の電極間の距離が、ノズル孔側から数えて１番目のノズル板電極とノズル孔との最小距離よりも短い。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）において、ノズル板電極が湾曲部またはテーパー部を有する形状であるか、ノズル板の面上または面内に設けられた絶縁膜３１１などの絶縁体を介して各ノズル板電極がノズル板に設けられノズル板電極のうち少なくとも１つ以上のノズル板電極が絶縁体面内に位置するかの少なくとも一方である。これによれば、上記実施形態について説明したように、ノズル板電極などのクリーニング効率を向上させることができる。
（態様Ｈ）
電気機械変換素子において、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）または（態様Ｇ）の薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を電極で挟んで構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高い電気機械変換素子を得ることができる。
（態様Ｉ）
液体吐出ヘッドにおいて、（態様Ｈ）の電気機械変換素子を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
（態様Ｊ）
液滴吐出装置において、（態様Ｉ）の液滴吐出ヘッドを備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高き液滴吐出装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 基板
２ ＳＡＭ膜
３ フォトレジスト
１０ ノズル板
１１ ノズル孔
２０ シリコン基板
２１ 液室
３０ 振動板
４０ 電気機械変換素子
４１ 密着層
４２ 下部電極
４４ 上部電極
８１ 記録装置本体
８２ 印字機構部
８３ 用紙
８４ 給紙カセット
８５ 手差しトレイ
８６ 排紙トレイ
９１ 主ガイドロッド
９２ 従ガイドロッド
９３ キャリッジ
９４ 記録ヘッド
９５ インクカートリッジ
９７ 主走査モーター
９８ 駆動プーリ
９９ 従動プーリ
１００ タイミングベルト
１０１ 給紙ローラ
１０２ フリクションパッド
１０３ ガイド部材
１０４ 搬送ローラ
１０５ 搬送コロ
１０６ 先端コロ
１０７ 副走査モーター
１０９ 印写受け部材
１１１ 搬送コロ
１１２ 拍車
１１３ 排紙ローラ
１１４ 拍車
１１５ ガイド部材
１１６ ガイド部材
１１７ 回復装置
２００ 架台
２０１ 軸駆動手段
２０２ 基板
２０３ ステージ
２０４ 軸支持部材
２０５ 軸駆動手段
２０６ ヘッドベース
２０８ インクジェットヘッド
２１０ 着色樹脂インク供給用パイプ
２１１ 軸駆動手段
３０１ インク
３０２ インク滴
３０３ 主滴
３０４ ミスト
３０５ ミスト
３０５ ミスト
３０６ ミスト
３１１ 絶縁膜
３３１ 基板背面電極
３３６ ミスト回収用電極
３４１ ミスト回収用電極
３４２ ミスト回収用電極
３４３ ミスト回収用電極
３４４ ミスト回収用電極
３４５ ミスト回収用電極
３４６ ミスト回収用電極
３４７ ミスト回収用電極
３５１ ミスト回収用電極
３５２ ミスト回収用電極
３５３ ミスト回収用電極
３５６ ミスト回収用電極
３５７ ミスト回収用電極
３５８ ミスト回収用電極
３６１ 等電位面
４０１ 第１の方向
４０２ 第２の方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特開２００３−２９７８２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６３８５号公報
【特許文献３】特許第４６２２５７１号公報
【非特許文献】
【００９７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｄ．Ｂｕｄｄ， Ｓ．Ｋ．Ｄｅｙ ａｎｄ Ｄ．Ａ．Ｐａｙｎｅ，Ｐｒｏｃ．Ｂｒｉｔ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．３６，１０７（１９８５）
【非特許文献２】Ａ．Ｋｕｍａｒ ａｎｄ Ｇ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３，２００２（１９９３）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造装置、前記薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を備える電気機械変換膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換膜を電極で挟むように構成された電気機械変換素子は、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う液滴吐出装置であるインクジェット記録装置で用いられている。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、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体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、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（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
そして、インクジェット記録装置は、主として、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室、加圧液室、圧力室、インク流路室と称する液室と、液室内のインクを吐出するための圧力発生手段とで構成されている。この圧力発生手段として、圧電素子などの電気機械変換素子を用いて吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型の圧力発生手段が知られている。このピエゾ型の圧力発生手段に使用される電気機械変換素子は、下部電極と、電気機械変換層と、上部電極とが積層したものからなる。各圧力室にインク吐出の圧力を発生させるのに個別の電気機械変換素子が配置されることになる。電気機械変換層は電気機械変換膜を形成する工程を複数回行って形成される。
【０００４】
この電気機械変換膜の製造方法としては、スパッタリング法、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、レーザアブレーション法等があるが、これらのうち、ゾルの塗布、乾燥、脱脂、焼成という工程により成膜するゾルゲル法は結晶状態の制御性に優れている。このゾルゲル法を用いた電気機械変換膜の製造方法として、特許文献１や特許文献２に記載されているものが知られている。これらの特許文献１や特許文献２に記載された方法では、電気機械変換膜を形成するための原料を含む塗布液の液滴を、ノズルから吐出させる液滴吐出方式によって塗布対象物である電極上の所定部分に着弾させて塗布し、所望の塗布パターンを形成している。そして、電極上に塗布した塗布液の膜を乾燥させ、乾燥させた塗布液の膜を熱分解して結晶化させて電気機械変換膜を形成している。
【０００５】
ところが、電気機械変換膜を形成するための原料を含む塗布液は、通常のインクジェット記録装置で用いられるインク液に比して粘性が低いため、塗布液の主液滴がノズル吐出するときに、その主液滴よりもサイズが小さい微小の付随液滴が発生しやすくなる。この付随液滴は、空気の抵抗を受けながら例えばミスト状になって電極に向かって飛翔し、不要な液滴として電極上の所定部分以外に付着してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題点を解消するために、付随液滴を回収する方法として特許文献３に記載されているものが知られている。この特許文献３に記載の回収方法では、ノズル板のノズル面と、ノズル面と対向する対向電極との間に電位差を生じさせておく。ノズル面と対向電極との間で電界が生じ、その電界が生じている空間にノズル孔から対向電極に向けて塗布液を吐出すると、塗布液滴内で一方向の分極が生じ、柱状の塗布液滴の吐出方向の先端には対向電極の極性と逆極性のイオン分子が集まり、吐出方向の後端にはノズル板の極性と逆極性のイオン分子が集まる。また、ノズル孔から吐出された塗布液滴は、対向電極側に向かって飛翔している間に先端側の液滴と後端側の液滴とが分裂する。分裂した塗布液滴の先端側が上記主液滴であり、これはそのまま対向電極側へ移動する。一方、分裂した塗布液滴の後端側が上記付随液滴である。そして、ノズル孔の近傍に設けられ電圧印加手段によって付随液滴の極性とは逆極性となる電圧が印加されたノズル板電極である付随液滴回収用電極に、静電的な力によって付随液滴を引き寄せて回収している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、付随液滴回収用電極がノズル孔の近傍に設けられているため、付随液滴回収用電極に静電的に引き寄せた付随液滴がノズル孔の縁に付着することがある。このように、ノズル孔の縁に付随液滴が付着し経時で蓄積されていくと、ノズル孔から吐出した塗布液がノズル孔の縁に蓄積された付随液滴と接触して正規の飛翔経路から曲ってしまい、塗布対象物である電極上の狙いの位置に塗布液を塗布できなくなるといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、付随液滴がノズル孔の縁に付着することに起因して塗布対象物上の狙いの位置に塗布液が塗布できなくなるのを抑制できる薄膜製造装置、前記薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を備えた電気機械変換膜素子、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ノズル孔が形成されたノズル板と、該ノズル板の該ノズル孔の近傍に設けられたノズル板電極とを有する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する塗布対象物と、前記塗布対象物を介して前記液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、前記対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、前記ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、前記ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を前記塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、前記主液滴に付随する微小の付随液滴を前記ノズル板電極からの静電的な力により該ノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、前記ノズル孔を基点に前記ノズル板の表面に沿った所定方向に前記ノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、各ノズル板電極からの静電的な力によって前記付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に前記付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、前記ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、各ノズル板電極からの静電的な力によって付随液滴を前記所定方向に移動させノズル孔から付随液滴を遠ざけて、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル電極に静電的な力によって付随液滴を引き寄せて回収することができる。これにより、ノズル側から数えて１番目のノズル電極に静電的な力によって付随液を引き寄せて回収場合よりも、ノズル孔から離れた位置で付随液滴を回収するので、ノズル孔の縁に付随液滴が付着するのを抑制することができる。よって、ノズル孔から吐出した塗布液が、ノズル孔の縁に経時で蓄積された付随液滴と接触して正規の飛翔経路から曲ってしまい、塗布対象物上の狙いの位置に塗布できなくなるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、付随液滴がノズル孔の縁に付着することに起因して塗布対象物上の狙いの位置に塗布液が塗布できなくなるのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ミストが発生した後ミストの位置を制御しながら所定の回収場所までミストを移動させる状態の説明図。
【図２】本実施形態のインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置の構成を示す斜視図。
【図３】インクを塗布するインクジェットヘッドとインクが塗布される基板との断面図。
【図４】（ａ）インクが吐出しているときの状態の図、（ｂ）ミストを帯電させるときの説明図。
【図５】インクの吐出を連続的に行う場合について説明する図。
【図６】（ａ）インクが吐出しているときの状態の図、（ｂ）ミストを帯電させるときの説明図。
【図７】ミスト回収用電極の形状や配置位置などの例を示した図。
【図８】インク滴を塗布するインクジェットヘッドとインク滴が塗布される基板との断面図。
【図９】ミストが発生後ミストの位置を制御しながらミストをミスト回収用電極に近づけるまでの状態の説明図。
【図１０】インクジェットヘッドと基板との断面図。
【図１１】（ａ）インク滴を吐出させたときの状態の説明図、（ｂ）ミストに帯電させるときの状態の説明図。
【図１２】（ａ）ノズル板−ミスト回収用電極間の電場によってインク滴内の分極が強く発生している状態を示す図、（ｂ）ミストの帯電量が増えた状態を示す図。
【図１３】実施形態に係るインクジェット塗布装置を用いてゾルゲル法による電気機械変換素子膜の製造工程を示す工程断面図。
【図１４】実施例で作製したＰＺＴ膜のＰ−Ｅヒステリシス曲線の一例を示す特性図。
【図１５】インクジェット塗布装置を用いて白金からなる上部電極の形成を行う場合の説明図。
【図１６】（ａ）ＳＡＭ膜を除去した電極露出面における純水の接触角の様子を示す説明図、（ｂ）ＳＡＭ膜を配置したままの表面における純水の接触角の様子を示す説明図。
【図１７】本実施形態の製造方法で製造した電気機械変換素子を用いて構成したインクジェットヘッドの一構成例を示す概略構成図。
【図１８】図１７のインクジェットヘッドを複数並べた構成例を示す概略構成図。
【図１９】液滴吐出装置の一構成例を示す概略透視斜視図。
【図２０】本実施形態の製造方法で製造した電気機械変換素子を用いることができる液滴吐出装置の一構成例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、圧電定数ｄ３１の変形を利用した横振動（ベンドモード）型の電気機械変換膜を有する電気機械変換素子を例として説明するが、本発明は、この型の電気機械変換膜に限定されることなく適用可能である。
【００１４】
電気機械変換膜がＰＺＴ膜の場合、酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、ノルマルブトキシドジルコニウムを出発材料として合成したＰＺＴ前駆体溶液を用いることができる。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解した後、脱水する。化学量論的組成に対し鉛量を１０［ｍｏｌ％］過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタン、ノルマルブト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め、上記酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と均一に混合することによりＰＺＴ前駆体溶液を合成することができる。このＰＺＴ前駆体溶液のＰＺＴ濃度は例えば０．１［ｍｏｌ／ｌ］にする。後述の各実施例では、以上の方法で合成したＰＺＴ前駆体溶液（実施例では、「ＰＺＴ前駆体溶液Ａ」として参照する。）を用いた。
【００１５】
また、電気機械変換膜がＰＺＴ膜の場合のＰＺＴ前駆体溶液は、非特許文献１に記載されている、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、均一溶液として得るようにしてもよい。なお、上記ＰＺＴ前駆体溶液は「ゾルゲル液」とも呼ばれる。
【００１６】
ＰＺＴとは、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）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ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般にＰＺＴ（５３／４７）と示される。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の出発材料は、この化学式に従って秤量される。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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、下地となる基板上の電極の表面に電気機械変換膜としてのパターン化したＰＺＴ膜を得る場合、上記溶液を塗布液として液滴吐出方式で塗布すること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パターン化したＰＺＴ膜が得られる。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１００［ｎｍ］以下の膜厚が得られるようにするのが好ましい。そして、前駆体濃度は、電気機械変換膜の成膜面積とＰＺＴ前駆体溶液の塗布量との関係から適正化するように調整するのが好ましい。また、液滴吐出装置の電気機械変換素子として用いる場合、このＰＺＴ膜の膜厚は１［μｍ］〜２［μｍ］が要求される。この膜厚を得るには十数回、工程を繰り返すことになる。
【００１９】
更に、ゾルゲル法によるパターン化した電気−機械変換層の形成の場合には、下地となる基板の濡れ性を制御したＰＺＴ前駆体溶液の塗り分けをする。これは、非特許文献２に示されているアルカンチオールが特定金属上に自己配列する現象を利用したものであり、まず、基板の白金族金属の表面に、チオールのＳＡＭ（Ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜を形成する。ＳＡＭ膜上はアルキル基が配置しているので、疎水性になる。このＳＡＭ膜は、例えば周知のフォトリソグラフィー・エッチングにより、フォトレジストを用いてパターニングすることができる。レジスト剥離後も、パターン化ＳＡＭ膜は残っているので、この部位は疎水性になっている。一方、ＳＡＭ膜が除去された部位は白金表面が露出しているため、親水性になっている。この表面エネルギーのコントラストを利用してＰＺＴ前駆体溶液の塗り分けをすることができる。本実施形態では、上記ＳＡＭ膜を、ＰＺＴ前駆体溶液を塗布しない領域に選択的に形成した後、以下に示すように、ＰＺＴ前駆体溶液の消費量を低減することができる液滴吐出方式による塗工（インクジェット塗工）でＰＺＴ前駆体溶液を選択的に塗布している。
【００２０】
本実施形態においては、ＰＺＴ前駆体をインクジェット方式で必要な領域のみに塗布するので従来法のスピンコーターによる塗布と比較して少量の材料の使用で済む。しかも、後述するように、塗布時に発生するミストを回収することで基板にミストが付着することによるパターン不良が発生しないので塗布工程の飛躍的な簡略化が可能である。特に、従来のミスト回収方法に比べてノズルから離れた場所にミストを回収するのでノズル部にミストが付着することによる吐出不良が軽減されることで吐出信頼性が向上する。さらに、パターンの品質向上によって歩留まりが良くなっているので、製造コストの削減が可能である。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に関して添付図面を参照して説明する。
［実施例１］
本発明に関わるミスト回収用電極を有する薄膜製造装置とミストの回収方法について説明する。
【００２２】
図２は本実施形態に係るインクジェット塗布装置の斜視図である。このインクジェット塗布装置においては、架台２００の上にＹ軸駆動手段２０１が設置してあり、その上に基板２０２を搭載するステージ２０３がＹ軸方向に駆動できるように設置されている。なお、ステージ２０３には図示されていない真空や静電気などによる吸着手段が付随しており、その吸着手段によって基板２０２がステージ２０３に固定されている。また、Ｘ軸支持部材２０４には、Ｘ軸駆動手段２０５が取り付けられており、Ｚ軸駆動手段２１１上に搭載されたヘッドベース２０６が取り付けられており、Ｘ軸方向に移動できるようになっている。ヘッドベース２０６の上には、インクを吐出させるインクジェットヘッド２０８が搭載されている。このインクジェットヘッド２０８には、図示されていない各インクタンクから各々着色樹脂インク供給用パイプ２１０を介してインクが供給される。
【００２３】
インクジェットヘッド２０８には、数百［ｄｐｉ］の間隔で直径数１０［μｍ］のノズル孔１１が形成されている。インクジェットヘッド２０８のノズル孔１１から吐出したメインの主滴３０３の直径は数十［μｍ］程度であり、ミスト３０４の直径は数［μｍ］程度である。また、液滴速度は、主滴３０３が５［ｍ／ｓ］〜１０［ｍ／ｓ］程度であり、ミスト３０４の液滴速度は主滴３０３の半分以下である。ミスト３０４が本来インクを塗布すべき領域以外に着地すると、パターン不良の原因となる。そのため、ミストによるパターン不良を軽減するために、図３に示した装置を使ってミストを所定の場所まで移動させて回収する。
【００２４】
図３は、インク３０１を塗布するインクジェットヘッド２０８と、インク３０１が塗布される基板２０２との断面図である。
【００２５】
インクジェットヘッド２０８には、インク３０１を押し出す電気機械変換素子４０、インク３０１が流れるインク流路、インク３０１が飛び出すノズル孔１１が開いたノズル板１０が設けられている。ここで、インクとは、インクジェットヘッド２０８によって液滴状に飛翔しパターン形状作成に使用する液のことであるが、以下の説明ではゾルゲル液での実施例を示す。ゾルゲル液はインク内の固形分がゲル化して吐出時にミストが発生しやすいため、特にミスト回収による効果がある。
【００２６】
また、インクジェットヘッド２０８のノズル孔１１があるノズル面側には、絶縁膜３１１を挟んで５つのミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７が、ノズル孔１１を基点にノズル板表面に沿って第１の方向４０１に並んで設置されている。なお、ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７とノズル板１０とは絶縁膜３１１によって絶縁されている。
【００２７】
絶縁膜３１１の厚みは、ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７に印加する電圧の大きさや絶縁膜３１１に用いる絶縁材料にもよるが、５０［μｍ］以上が望ましい。なお、図３においては、ミスト回収用電極を５つだけ示しているが、ミスト回収用電極３４７よりもさらに第１の方向４０１へ１つ以上のミスト回収用電極を続けて並べて設置してもよい。ミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７のノズル面からの高さは、通常のインクジェット法による印刷時のノズル面と印刷基板との間隔が０．５［ｍｍ］〜３［ｍｍ］なので、０．２［ｍｍ］以下が望ましい。
【００２８】
インクジェットヘッド２０８のノズル面に対向する位置に所定間隔をあけて、インク３０１が塗布される基板２０２が設置されており、基板２０２の前記ノズル面と対向する面とは反対側の面である背面には、基板背面電極３３１が取り付けられている。
【００２９】
図４及び図１は、ミスト３０４の回収方法を説明した図である。図４（ａ）はインク３０２が吐出しているときの状態の図であり、図４（ｂ）はミスト３０４を帯電させるときの説明図である。
【００３０】
図４においては、基板背面電極３３１に電圧を印加しているので、基板２０２とノズル板１０との間には電場が形成されている。図４（ａ）では、基板背面電極３３１に正極性の電圧が印加されており、基板背面電極３３１とノズル板１０との間に形成された電場により、インク滴３０２の基板２０２側は基板背面電極３３１と逆極性に帯電し、インク滴３０２のノズル板１０側は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。
【００３１】
その後、図４（ｂ）に示すように、インク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂すると、基板２０２側にある主滴３０３は基板背面電極３３１と逆極性に帯電し、ノズル板１０側にあるミスト３０４は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。ここでは、基板背面電極３３１に正極性の電圧を印加しているが、もちろん負極性の電圧を印加してもよい。
【００３２】
適正な大きさの電圧を基板背面電極３３１に印加することで、主滴３０３は直進する。一方、主滴３０３よりも体積が小さくまた運動エネルギーが少ないミスト３０４は、ノズル板１０に設けたミスト回収用電極を用いて発生させた電界の影響を受けて移動させることができる。このとき、基板背面電極３３１に印加する電圧は、７０［Ｖ］〜４００［Ｖ］が好ましい。本実施例では、基板背面電極３３１に７０［Ｖ］以上の電圧を印加することで、ミスト３０４をミスト回収用電極に移動させて回収できるような電界を発生させることができる。しかしながら、ミスト回収用電極に４００［Ｖ］以上の電圧を印加すると、ミスト回収用電極を用いて発生させた電界により、ミスト３０４だけではなく主滴３０３の軌道も５［μｍ］以上曲げられてしまうため、パターン形成に影響を与えてしまう。
【００３３】
図４では前述したようにミスト３０４が正極性帯電しており、以後の説明ではミスト３０４が正極性に帯電しているとして説明する。もちろん、ミスト３０４が負極性に帯電していてもよく、その場合は以下の説明での符号を逆にすればよい。
【００３４】
図１は、ミスト３０４が発生した後、ミスト３０４の位置を制御しながら所定の回収場所までミスト３０４を移動させる状態の説明図である。
【００３５】
＜手順１＞
まず、ミスト３０４が発生した直後は、ミスト回収用電極３４３、ミスト回収用電極３４４、及び、基板背面電極３３１の電位が、（ミスト回収用電極３４４）＜（ミスト回収用電極３４３）＜（基板背面電極３３１）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００３６】
このとき、図１（ａ）に示すように、ミスト３０４の位置からミスト回収用電極３４４に向かう電場が発生するので、ミスト３０４はこの電場により等電位面３６１を垂直方向に横切ってミスト回収用電極３４４に近づいていく。
【００３７】
＜手順２＞
ミスト３０４が図１（ｂ）に示すように、ミスト回収用電極ｎ（ｎは３以上の整数）（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５１）とミスト回収用電極ｎ＋１（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５２）との間の適切な位置まで移動した後、基板背面電極３３１、ミスト回収用電極ｎ、ミスト回収用電極ｎ＋１、及び、ミスト回収用電極ｎ＋２（図１（ｂ）のミスト回収用電極３５３）の電位が、（ミスト回収用電極ｎ＋２）＜（ミスト回収用電極ｎ＋１，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極ｎ）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００３８】
このとき、図１（ｂ）に示すように、ミスト回収用電極ｎとミスト回収用電極ｎ＋１との間（ミスト回収用電極３５１とミスト回収用電極３５２との間）からミスト回収用電極ｎ＋２（ミスト回収用電極３５３）にミスト３０４が向かう電場が発生する。これにより、ミスト３０４はミスト回収用電極ｎ＋１とミスト回収用電極ｎ＋２との間（ミスト回収用電極３５２とミスト回収用電極３５３との間）に移動する。
【００３９】
また、このような手順２で説明した電位の変更を適切なタイミングで繰り返し行って、ノズル孔１１からミスト３０４を遠ざけていく。
【００４０】
＜手順３＞
最後に、ミスト回収用電極ｐ−２（ｐは５以上の整数）（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５６）とミスト回収用電極ｐ−１（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５７）との間の適切な位置までミスト３０４が移動した後、基板背面電極３３１、ミスト回収用電極ｐ−２、ミスト回収用電極ｐ−１、及び、ミスト回収用電極ｐ（図１（ｃ）のミスト回収用電極３５８）の電位が、（ミスト回収用電極ｐ）＜（ミスト回収用電極ｐ−１，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極ｐ−２）の関係を満たすように、各電極へ電圧を印加する。
【００４１】
このとき、図１（ｃ）に示すように、ミスト回収用電極ｎ−２とミスト回収用電極ｎ−１との間（ミスト回収用電極３５６とミスト回収用電極３５７との間）からミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）にミスト３０４が向かう電場が発生する。その後、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）には、手順３の電位の関係を満たす電圧を印加し続ける。これにより、ミスト３０４はミスト回収用電極ｐまで移動し、ミスト３０４がミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）に静電的な力によって吸着される。
【００４２】
なお、図１（ｃ）において、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）の周囲には図示されていないが、ミスト回収用電極ｐ（ミスト回収用電極３５８）に吸着したミスト３０４が基板２０２に垂れるのを防ぐため、一定量のミスト３０４を蓄えることができる収容機構が設けられている。この収容機構としては、例えば、スポンジ状のインク吸収体や、収納容器である。また、収容機構に蓄えられたミスト３０４は、クリーニング時に吸引等によって収容機構から回収する。
【００４３】
本実施形態においては、ミスト３０４をノズル孔１１から遠く離れた場所まで移動させて回収しているので、ミスト３０４がノズル孔近傍に付着することがなく吐出液に曲がりが発生するのを抑制できる。これにより、狙ったパターンで基板２０２にインクを塗布でき、パターンの信頼性を向上することができる。また、ミスト３０４の位置を制御しながらミスト３０４を移動させているので、ミスト３０４を移動させているときに、ミスト３０４が基板２０２に付着することがなく、パターンの信頼性を向上することができる。
【００４４】
また、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）を用いて説明したように、ミスト３０４の位置によってミスト３０４の制御が異なるため、各ミスト回収用電極に印加する電圧の印加時間はミスト回収用電極間のミスト３０４の移動時間に応じて、ミスト回収用電極毎に設定することが好ましい。例えば、図１（ａ）では、ミスト３０４は吐出時の慣性力によって始めは基板２０２側に向かうので、ミスト回収用電極３４３とミスト回収用電極３４４との間の適切な位置までミスト３０４が移動するには、他のミスト回収用電極間でのミスト３０４の移動よりも時間を要するため、電圧を印加する時間は長いほうがよい。
【００４５】
次に、図５を用いてインクの吐出を連続的に行う場合について説明する。
図５に示すようにミスト３０５がミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間以降まで移動すると、ミスト回収用電極３４４はミスト３０５の位置の制御で使用されなくなる。そのため、ミスト回収用電極３４４は次滴の吐出で発生したミスト３０６の位置の制御に使用することができる。
【００４６】
通常のインクジェットヘッド２０８での吐出周期は数十［μｓ］〜数百［μｓ］（吐出周波数で数［ｋＨｚ］〜数十［ｋＨｚ］）である。このことから、ミスト３０５が発生してからミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間までミスト３０５が移動するのに要する時間は、数十［μｓ］〜数百［μｓ］以下であることが好ましい。このため、各ミスト回収用電極間の移動に要する時間、つまり各ミスト回収用電極に印加する電圧の印加時間は前記時間の１／３以下に設定することが好ましい。
【００４７】
また、インクジェットによるインクの塗布効率を上げるためには、吐出周期が短いほうがよいので、ミスト３０５，３０６がミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間まで移動するのにかかる時間は短いほうが好ましい。このため、ミスト３０５，３０６の発生位置からミスト回収用電極３４５とミスト回収用電極３４６との間までの第１の方向４０１の距離は短いほうがよく、また、ミスト３０５，３０６の移動速度は速いほうがよい。さらに、ミスト３０５，３０６の移動速度は、ミスト３０５，３０６の帯電量が多いほど、及び、電場が強いほど速くなるので、ミスト３０５の帯電量は多いほど、また電場は強いほどよい。
【００４８】
また、図４に示した状態でのミスト３０４の帯電量を増やすため、図６に示すようにミスト３０４に帯電させるときにノズル孔１１近傍のミスト回収用電極３４３に電圧を印加して、ミスト回収用電極３４３と基板背面電極３３１との間に電場を発生させてもよい。
【００４９】
これにより、図６では、ミスト回収用電極３４３と基板背面電極３３１と間の電場を図４の場合よりも強くすることができるので、図６（ａ）に示すようにインク滴内の分極が強く発生する。そして、図６（ｂ）に示すようにインク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂したときに、ミスト３０４の帯電量が増やすことができる。よって、図４の場合よりも、ミスト３０４の帯電量を増やした分、ミスト３０４の移動速度が速くなるので、吐出周期を短くすることができる。
【００５０】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）で示した各段階における電場を強くするため、各ミスト回収用電極に印加する電圧の変動幅は電極間での電界の強さが最適になるように、電極毎に数十［Ｖ］〜４００［Ｖ］の範囲で設定することが好ましい。これにより、ミストの移動にかかる時間を短縮することができる。例えば、図１（ａ）では、ミスト３０４がノズル面側に移動するようにミスト回収用電極３４４と基板背面電極３３１との間の電場が強くなるよう、図１（ｂ）では、ミスト３０４の第１の方向４０１への移動速度が大きくなるように、所望のミスト回収用電極間の電場が強くなるようにする。
【００５１】
また、電圧の制御において、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）を用いて説明したようにミスト３０４がミスト回収用電極間を移動するごとにミスト回収用電極間単位で制御する方法は、制御回路の設計が容易であるが、ミスト３０４の位置に応じて各ミスト回収用電極の電圧を連続的に制御してもよい。これにより、第１の方向４０１へのミスト３０４の移動がスムーズになり、ミスト回収用電極間の移動にかかる時間をさらに短縮することができる。
【００５２】
図７は、ミスト回収用電極の形状や配置位置などの例を示したものである。ミスト回収用電極３３６は、帯電したチリなどが付着し汚れるのでクリーニングしやすい形状が望ましい。例えば、ブレードを使ってミスト回収用電極３３６をクリーニングする場合、ブレードをミスト回収用電極３３６へ押し付けたときにミスト回収用電極３３６や絶縁膜３１１との間に隙間があると、チリやゴミの取り残しが発生する。このため、ミスト回収用電極３３６の形状は、例えば図７（ａ）示すように側面などを湾曲させたり、図７（ｂ）に示すようにミスト回収用電極３３６のノズル板側の幅よりも基板側の幅の方が短くなるように側面にテーパーをつけたりすることが好ましい。さらには、図７（ｃ）に示すように、ミスト回収用電極３３６の電極面（基板２０２と対向する面）と絶縁膜３１１の基板２０２と対向する面とが同一平面上にあるようにしてもよい。加えて、ノズル孔１１もクリーニングしやすい形状であればさらに良い。例えば、図７（ｄ）に示すように、ミスト回収用電極３３６の電極面と絶縁膜３１１の基板２０２と対向する面とノズル板面とが同一平面上にあるとなお良い。このような形状などを採用することにより、ノズル面をブレードでクリーニングするときに、ミスト回収用電極３３６及び絶縁膜３１１とブレードとが隙間無く接することができるので、クリーニング効果を高めることができる。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例１では、図１（ａ）などに示すようにノズル孔１１を基点として第１の方向４０１のみに配列された複数のミスト回収用電極を使って、ミスト発生後のミスト３０４の位置を制御しつつ移動させた。これに対して本実施例では、図８に示すようにノズル孔１１を基点として第１の方向４０１に複数のミスト回収用電極を配列させるとともに、ノズル孔１１を基点として第１の方向４０１とは逆方向である第２の方向４０２にも複数のミスト回収用電極を配列させており、この第２の方向４０２に配列されたミスト回収用電極も使用してミスト発生後のミストの位置を制御して移動させる。
【００５４】
図８は、インク滴３０２を塗布するインクジェットヘッド２０８と、インク滴３０２が塗布される基板２０２との断面図である。
【００５５】
図８に示すように、ミスト回収用電極はノズル孔１１を基点に第１の方向４０１に沿って複数のミスト回収用電極３４３，３４４，３４５，３４６，３４７が配列され、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２に沿って複数のミスト回収用電極３４１，３４２が配列されている。なお、図８においては、ミスト回収用電極を７つのみ示しているが、ミスト回収用電極をさらに第１の方向４０１や第２の方向４０２に続いて設置されていてもよい。
【００５６】
図９はミスト３０４が発生後、ミスト３０４の位置を制御しながらミスト３０４をミスト回収用電極３４４に近づけるまでの状態の説明図である。
【００５７】
ミスト３０４が発生した直後、ノズル孔１１を基点に第１の方向４０１に配列されたミスト回収用電極３４３とミスト回収用電極３４４、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２に配列されたミスト回収用電極３４２、及び、基板背面電極３３１の電位が、（ミスト回収用電極３４４）＜（ミスト回収用電極３４３，基板背面電極３３１）＜（ミスト回収用電極３４２）の関係を満たすように、各電極に電圧を印加する。
【００５８】
このとき、図９に示すようにミスト３０４の位置からミスト回収用電極３４４に向かう電場が発生するので、ミスト３０４はこの電場により等電位面を垂直方向に横切ってミスト回収用電極３４４に近づいていく。
【００５９】
図９では、図１（ａ）に比べてミスト３０４がミスト回収用電極３４４に近づく電場強度を強くなり、ミスト３０４がミスト回収用電極３４３と３４４との間の適切な位置まで移動する時間を短縮することができるので、パターンの製造効率を上げることができる。さらに、ノズル孔１１を基点に第２の方向４０２にもミスト回収用電極３４２などを配列することで、ノズル孔１１に対して相反する２方向にミスト３０４を回収できるようになる。そのため、インクジェットヘッド２０８の搬送方向や基板２０２の搬送方向などに応じて次滴の吐出までに必要な待ち時間が短い方向にミスト３０４を移動させて回収することで、パターンの製造効率をさらに上げることができる。
【００６０】
＜実施例３＞
実施例１では、図６を用いて説明したようにミスト回収用電極３４３に電圧を印加することでミスト３０４の帯電量を増やしたが、ミスト回収用電極３４３の代わりにノズル板１０に電圧を印加して、ノズル面と基板２０２との間で電界を発生させることでミスト３０４の帯電量を増やしてもよい。これによっても、インク滴３０２周辺の電界の強さを図４よりも強くできるので、ミスト３０４の帯電量を増やすことができる。
【００６１】
図１０はインクジェットヘッド２０８と基板２０２との断面図である。この図ではインク３０１に接するノズル板１０が導電性であり接地されている。この他の構成は図３と同じであるので説明は省略する。
【００６２】
図１１（ａ）はインク滴３０２を吐出させたときの状態の説明図で、図１１（ｂ）はミスト３０４に帯電させるときの状態の説明図である。このとき、基板背面電極３３１には電圧が印加しており、導電性のノズル板１０が接地されているので、ノズル面と基板２０２との間には電場が形成されている。
【００６３】
図１１（ａ）では、基板背面電極３３１とノズル板１０との電位が、（ノズル板１０）＜（基板背面電極３３１）の関係を満たすように設定している。
【００６４】
ノズル面と基板２０２との間に形成された電場により、図１１（ａ）に示すように吐出されたインク滴３０２の基板２０２側は基板背面電極３３１とは逆極性に帯電し、インク滴３０２のノズル面側は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。その後、図１１（ｂ）に示すようにインク滴３０２が吐出方向に対して前後に分裂すると、基板２０２側にある主滴３０３は基板背面電極３３１とは逆極性に帯電し、ノズル面側にあるミスト３０４は基板背面電極３３１と同極性に帯電する。
【００６５】
図１０に示すように、ノズル孔部に電圧を印加する場合、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離は、ノズル孔１１からノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離の０．５倍以上が望ましい。これは、ミスト回収用電極３４３などに電圧を印加したときに、ノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３とノズル孔１１近傍のノズル板１０との距離、及び、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離が近すぎると、それぞれの間で絶縁破壊が発生する。これを避けるため、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離、及び、ノズル孔１１からノズル孔１１の直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離を離した方がよい。これにより、パターンの製造を安全に行うことができる。
【００６６】
ミスト３０４の移動速度が最適になるように、基板背面電極３３１や各ミスト回収用電極に印加する電圧を設定した場合、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との距離を、ノズル孔１１からノズル孔１１に直近のミスト回収用電極３４３までの第１の方向４０１の距離の０．５倍以上にすることで、ノズル孔１１の直近のミスト回収用電極３４３とノズル孔１１近傍のノズル板１０との間で絶縁破壊が起きなければ、ミスト回収用電極３４３などと基板２０２との間でも絶縁破壊が起きなかった。
【００６７】
また、ミスト３０４がノズル板１０とミスト回収用電極３４３との間で発生するときには、ミスト３０４の帯電量を増やすことで吐出周期を短くするために、図１２に示すようにノズル孔１１近傍のミスト回収用電極３４２やミスト回収用電極３４３に電圧を印加してもよい。これにより、図１２（ａ）に示すようにノズル板−ミスト回収用電極間の電場によってインク滴３０２内の分極が強く発生しているので、図１２（ｂ）に示すようにミスト３０４の帯電量が増える。このとき、ノズル板−基板背面電極間で形成される電界の強度よりも、ノズル板−ミスト回収用電極間で形成される電界の強度のほうが強いことが好ましい。
【００６８】
また、絶縁破壊を避け、且つ、吐出周期を短くするために、ノズル孔１１を挟むミスト回収用電極間以外のミスト回収用電極間の距離は、ノズル孔１１とミスト回収用電極３４３と間の距離よりも短いことが好ましい。具体的には、数十［μｍ］程度が好ましい。これは、ミスト回収用電極３４３は他のミスト回収用電極に比べて絶縁体を介さずにノズル板１０間で絶縁破壊が起き易いため、他のミスト回収用電極間よりも距離を長く設定する必要があるためである。
【００６９】
＜実施例４＞
図１３は実施形態に係るインクジェット塗布装置を用いてゾルゲル法による電気機械変換素子膜の製造工程を示す工程断面図である。
【００７０】
図１３（ａ）に示す基板１の表面（上面）には、チオールとの反応性に優れた電極としての図示しない白金族金属からなる白金電極が、例えばスパッタ法により形成されている。この基板１の白金電極の表面に、図１３（ｂ）に示すようにＳＡＭ膜２が形成される。ＳＡＭ膜２は、アルカンチオール液に基板１をディップして自己配列させることで得られる。本例では、ＣＨ３（ＣＨ２）−ＳＨのアルカンチオールの分子を一般的な有機溶媒（アルコール、アセトン、トルエンなど）に所定濃度（例えば、数［ｍｏｌ／ｌ］）で溶解させたアルカンチオール液を用いた。このアルカンチオール液に基板１を浸漬させ、所定時間後に取り出した後、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し乾燥することにより、白金電極の表面にＳＡＭ膜２を形成することができる。
【００７１】
次に、図１３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィーによりフォトレジスト３をパターン形成し、図１３（ｄ）に示すようにドライエッチング（例えば、酵素プラズマの照射又はＵＶ光の照射）によりＳＡＭ膜を除去し、加工に用いたフォトレジスト３を除去してＳＡＭ膜２のパターニングを終了する。このように形成されたＳＡＭ膜２は、純水に対する接触角が例えば９２［°］であり疎水性を示す。一方、ＳＡＭ膜２が除去されて露出した基板１の白金電極の表面は、純水に対する接触角が例えば５４［°］であり親水性を示す。
【００７２】
ここで、溶液は出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、ノルマルブトキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を１０［ｍｏｌ％］過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタンやノルマルブト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め、前記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前駆体溶液を合成した。このＰＺＴ濃度は０．１［ｍｏｌ／ｌ］にした。
【００７３】
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド２０８を搭載したインクジェット塗布装置によってＰＺＴ前駆体溶液を塗布する工程を含むＰＺＴ膜の製造方法のより具体的な実施例について説明する。
【００７４】
本実施例では、ＳＡＭ膜２を部分的に形成する表面改質工程（図１３（ａ）〜図１３（ｄ））と、インクジェット塗布装置を用いてＰＺＴ前駆体溶液Ａを選択的に塗布する塗布工程と、塗布したＰＺＴ前駆体溶液Ａを所定温度（温度１２０［℃］）で乾燥させる工程と、乾燥したＰＺＴ前駆体溶液Ａを所定温度（温度５００［℃］）で熱分解する熱分解工程とを１回ずつ行うことにより、基板２０２の白金電極上に所定パターンからなる１００［ｎｍ］の膜を得る。この表面改質工程、塗布工程、乾燥工程及び熱分解工程を６回繰り返すことにより６００［ｎｍ］の膜を得た後、その膜を熱分解して結晶化させる結晶化熱処理（温度７００［℃］）をＲＴＡ（急速熱処理）にて行うことにより、基板２０２の白金電極上にパターン化した電気機械変換膜としてのＰＺＴ膜を形成した。その結果、ＰＺＴ膜にクラックなどの不良は生じなかった。また、インクジェットヘッド２０８におけるミスト３０４の回収により、必要なパターン形成部以外にＰＺＴ前駆体溶液が塗布されるパターン不良の発生はなかった。
【００７５】
さらにその後、表面改質工程、塗布工程、乾燥工程（温度１２０［℃］）及び熱分解工程（温度５００［℃］）を６回繰り返し行った後、結晶化熱処理を行った。その結果、ＰＺＴ膜にクラックなどの不良は生じることなく、ＰＺＴ膜の膜厚は１０００［ｎｍ］に達した。このパターン化したＰＺＴ膜に白金からなる上部電極（第２の電極）をスパッタリング成膜して電気機械変換素子を形成し、電気特性、電気−機械変換能（圧電定数）の評価を行った。
【００７６】
その結果、図１４に示すようなＰ（分極）−Ｅ（電界強度）のヒステリシス曲線が得られ、ＰＺＴ膜の比誘電率は１２２０、誘電損失は０．０２、残留分極は１９．３［μＣ／ｃｍ２］、抗電界は３６．５［ｋＶ／ｃｍ］であり、通常のセラミック焼結体と同等の特性を持っていることがわかった。
【００７７】
また、電気−機械変換能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算出した。その圧電定数ｄ３１は１２０［ｐｍ／Ｖ］となり、こちらもセラミック焼結体と同等の値であった。この値はインクジェットヘッドに用いる圧電素子として十分設計できうる特性値である。
【００７８】
一方、上記白金からなる上部電極（第２の電極）を配置せずに、ＰＺＴ膜の更なる厚膜化を試みた。すなわち、表面改質工程、塗布工程、乾燥工程（温度１２０［℃］）及び熱分解工程（温度５００［℃］）の６回繰り返しと、その後の結晶化処理とを、１０回繰り返した。その結果、合計膜厚が５［μｍ］のパターン化したＰＺＴ膜を、クラックなどの欠陥を伴わずに得ることができた。
【００７９】
＜実施例５＞
本実施例では、上記白金からなる上部電極（第２の電極）の形成に、図１５に示すインクジェット塗布装置を用い、ＰＺＴ膜上の必要な部分のみに白金材料を含む液を塗布して乾燥させた。他は実施例４と同様に行った。
【００８０】
白金材料を含む液を塗布するときには、ＰＺＴ前駆体を塗布したときと同様に接触角のコントラストを利用して塗布領域を規定した。上部電極は短絡を防止するためにＰＺＴ膜パターンより小さい領域に塗布する必要があるため、ＰＺＴ膜上にも撥水部（疎水面）を設ける必要がある。そのため、本実施例では図１５に示すように、白金からなる上部電極を形成しない部分にレジストをパターニングして塗布を行い、１２０［℃］で白金を乾燥処理した後に、レジストを剥離して最終的に２５０［℃］で焼結した。この焼成後の膜厚は０．５［μｍ］であり、比抵抗（体積抵抗率）は５×１０−６［Ω・ｃｍ］であった。
【００８１】
また、本実施例においても、上記実施例１と同様に、クラックのない所望の膜厚のパターン化した電気機械変換膜としてのＰＺＴ膜を形成することができた。また、インクジェットヘッド２０８におけるミスト液滴の回収により、必要なパターン形成部以外にＰＺＴ前駆体溶液が塗布されるパターン不良の発生もなかった。
【００８２】
＜実施例６＞
本実施例では、下部電極を構成する他の白金族元素の電極膜として、ルテニウム、イリジウム、ロジウムをそれぞれ、チタン密着層を配置した熱酸化膜付きシリコンウェハ上にスパッタリング成膜した。ＳＡＭ膜の形成など他の工程は実施例１と同様に行った。また、下部電極を構成する他の白金族合金の電極膜として、白金−ロジウム（ロジウム濃度は１５［ｗｔ％］）もスパッタリング成膜した。さらに、イリジウム酸化膜の上にイリジウム金属、または、白金膜を配置した試料についても行った。これらの材料で下部電極を形成したところ、ＳＡＭ膜を除去した電極露出面における純水の接触角は、全ての試料において５［°］以下（完全濡れ）であった（図１６（ａ）参照）。一方、ＳＡＭ膜を配置したままの表面における純水の接触角は、全ての試料において９０［°］程度であった（図１６（ｂ）参照）。
【００８３】
＜実施例７＞
図１７は上述した製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）を用いて構成したインクジェットヘッド２０８の一構成例を示す概略構成図である。図示の例では、液室基板となるシリコン基板２０上に、振動板３０、密着層４１及び下部電極４２を積層し、その下部電極４２上の所定部分に、上述した簡便な製造方法により、バルクセラミックスと同等の性能を持つ電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）４３及び上部電極４４をパターン化して形成することができる。その後、シリコン基板２０の裏面（図中の下面）からエッチング除去工程により液室２１を形成し、ノズル孔１１を有するノズル板１０を接合することにより、インクジェットヘッド２０８を作製することができる。なお、図中には液体供給手段や流路や抵抗についての記述は省略した。また、図１８には図１７に示したインクジェットヘッド２０８を複数個並べて配置したものを示している。
【００８４】
＜実施例８＞
図１９は上述した製造方法で製造した電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッド２０８を備えたインクジェット記録装置の一構成例を示す断面概略構成図である。また、図２０は、同インクジェット記録装置の機構部の概略透視斜視図である。
【００８５】
この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に搭載したインクジェットヘッド２０８からなる記録ヘッド９４、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等を収納している。また、記録装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット８４を抜き差し自在に装着することができ、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。そして、給紙カセット８４あるいは手差しトレイ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用紙８３に記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に用紙８３を排紙する。
【００８６】
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している。このキャリッジ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には記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各色に対応した複数のインクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
【００８７】
インクカートリッジ９５は、上方に大気と連通する大気口を、下方には記録ヘッド９４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００８８】
また、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。ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌め込まれて装着されており、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置されている。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、主走査モーター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、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モーター９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００８９】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド９４の下方側に搬送するために、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及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は、副走査モーター１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。そして、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用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９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及び拍車１１２を設け、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及びガイド部材１１６とを配設している。
【００９０】
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。用紙８３の後端が記録領域に到達した信号または記録終了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。
【００９１】
また、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、記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。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とを有している。キャリッジ９３は、印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド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。
【００９２】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段により吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、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して吐出不良を回復させる。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）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。
【００９３】
このように、このインクジェット記録装置においては本実施形態に係る上述したようなインクジェット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。
【００９４】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
ノズル孔１１などのノズル孔が形成されたノズル板１０などのノズル板と、ノズル板のノズル孔の近傍に設けられたミスト回収用電極３４３などのノズル板電極とを有するインクジェットヘッド２０８などの液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する基板２０２などの塗布対象物と、塗布対象物を介して液滴吐出ヘッドと対向する基板背面電極３３１などの対向電極と、対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、主液滴に付随する微小の付随液滴をノズル板電極からの静電的な力によりノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、ノズル孔を基点にノズル板の表面に沿った第１の方向４０１などの所定方向にノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、各ノズル板電極からの静電的な力によって付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加する。これよれば、上記実施形態について説明したように、付随液滴がノズル孔近傍に付着することに起因して塗布対象物の所定部分に主液滴が塗布できなくなるのを抑制できる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、ノズル孔を基点にして上記所定方向とは逆方向に１つ以上のノズル板電極をノズル板に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、ノズル孔から吐出した塗布液を帯電させる帯電手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、ノズル板と塗布対象物との間で形成される電界の強度よりも、ノズル板とノズル板電極との間で形成させる電界の強度のほうが強い。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、ノズル板電極と塗布対象物との距離が、ノズル孔とノズル板電極との最小距離の０．５倍以上である。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造を安全に行うことができる。
（態様Ｆ）
（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、隣り合うノズル板電極の電極間のうち少なくとも１組の電極間の距離が、ノズル孔側から数えて１番目のノズル板電極とノズル孔との最小距離よりも短い。これによれば、上記実施形態について説明したように、パターンの製造効率を向上させることができる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）において、ノズル板電極が湾曲部またはテーパー部を有する形状であるか、ノズル板の面上または面内に設けられた絶縁膜３１１などの絶縁体を介して各ノズル板電極がノズル板に設けられノズル板電極のうち少なくとも１つ以上のノズル板電極が絶縁体面内に位置するかの少なくとも一方である。これによれば、上記実施形態について説明したように、ノズル板電極などのクリーニング効率を向上させることができる。
（態様Ｈ）
電気機械変換素子において、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）または（態様Ｇ）の薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を電極で挟んで構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高い電気機械変換素子を得ることができる。
（態様Ｉ）
液体吐出ヘッドにおいて、（態様Ｈ）の電気機械変換素子を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
（態様Ｊ）
液滴吐出装置において、（態様Ｉ）の液滴吐出ヘッドを備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、信頼性の高き液滴吐出装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 基板
２ ＳＡＭ膜
３ フォトレジスト
１０ ノズル板
１１ ノズル孔
２０ シリコン基板
２１ 液室
３０ 振動板
４０ 電気機械変換素子
４１ 密着層
４２ 下部電極
４４ 上部電極
８１ 記録装置本体
８２ 印字機構部
８３ 用紙
８４ 給紙カセット
８５ 手差しトレイ
８６ 排紙トレイ
９１ 主ガイドロッド
９２ 従ガイドロッド
９３ キャリッジ
９４ 記録ヘッド
９５ インクカートリッジ
９７ 主走査モーター
９８ 駆動プーリ
９９ 従動プーリ
１００ タイミングベルト
１０１ 給紙ローラ
１０２ フリクションパッド
１０３ ガイド部材
１０４ 搬送ローラ
１０５ 搬送コロ
１０６ 先端コロ
１０７ 副走査モーター
１０９ 印写受け部材
１１１ 搬送コロ
１１２ 拍車
１１３ 排紙ローラ
１１４ 拍車
１１５ ガイド部材
１１６ ガイド部材
１１７ 回復装置
２００ 架台
２０１ 軸駆動手段
２０２ 基板
２０３ ステージ
２０４ 軸支持部材
２０５ 軸駆動手段
２０６ ヘッドベース
２０８ インクジェットヘッド
２１０ 着色樹脂インク供給用パイプ
２１１ 軸駆動手段
３０１ インク
３０２ インク滴
３０３ 主滴
３０４ ミスト
３０５ ミスト
３０５ ミスト
３０６ ミスト
３１１ 絶縁膜
３３１ 基板背面電極
３３６ ミスト回収用電極
３４１ ミスト回収用電極
３４２ ミスト回収用電極
３４３ ミスト回収用電極
３４４ ミスト回収用電極
３４５ ミスト回収用電極
３４６ ミスト回収用電極
３４７ ミスト回収用電極
３５１ ミスト回収用電極
３５２ ミスト回収用電極
３５３ ミスト回収用電極
３５６ ミスト回収用電極
３５７ ミスト回収用電極
３５８ ミスト回収用電極
３６１ 等電位面
４０１ 第１の方向
４０２ 第２の方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特開２００３−２９７８２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６３８５号公報
【特許文献３】特許第４６２２５７１号公報
【非特許文献】
【００９７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｄ．Ｂｕｄｄ， Ｓ．Ｋ．Ｄｅｙ ａｎｄ Ｄ．Ａ．Ｐａｙｎｅ，Ｐｒｏｃ．Ｂｒｉｔ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．３６，１０７（１９８５）
【非特許文献２】Ａ．Ｋｕｍａｒ ａｎｄ Ｇ．Ｍ．Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３，２００２（１９９３）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔が形成されたノズル板と、該ノズル板の該ノズル孔の近傍に設けられたノズル板電極とを有する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する塗布対象物と、
前記塗布対象物を介して前記液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、
前記対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、
前記ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、
前記ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を前記塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、前記主液滴に付随する微小の付随液滴を前記ノズル板電極からの静電的な力により該ノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、
前記ノズル孔を基点に前記ノズル板の表面に沿った所定方向に前記ノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、
各ノズル板電極からの静電的な力によって前記付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に前記付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、前記ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加することを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
請求項１の薄膜製造装置において、
上記ノズル孔を基点にして上記所定方向とは逆方向に１つ以上の上記ノズル板電極を上記ノズル板に設けたことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項３】
請求項１または２の薄膜製造装置において、
上記ノズル孔から吐出した上記塗布液を帯電させる帯電手段を備えることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項４】
請求項３の薄膜製造装置において、
上記ノズル板と上記塗布対象物との間で形成される電界の強度よりも、前記ノズル板と上記ノズル板電極との間で形成させる電界の強度のほうが強いことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項５】
請求項３または４の薄膜製造装置において、
上記ノズル板電極と上記塗布対象物との距離が、上記ノズル孔と上記ノズル板電極との最小距離の０．５倍以上であることを特徴をする薄膜製造装置。
【請求項６】
請求項３、４または５の薄膜製造装置において、
隣り合う上記ノズル板電極の電極間のうち少なくとも１組の電極間の距離が、ノズル孔側から数えて１番目の前記ノズル板電極と上記ノズル孔との最小距離よりも短いことを特徴をする薄膜製造装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の薄膜製造装置において、
上記ノズル板電極が湾曲部またはテーパー部を有する形状であるか、上記ノズル板の面上または面内に設けられた絶縁体を介して各ノズル板電極が上記ノズル板に設けられ前記ノズル板電極のうち少なくとも１つ以上の該ノズル板電極が絶縁体面内に位置するかの少なくとも一方であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を電極で挟んで構成したことを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項９】
請求項８の電気機械変換素子を用いたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
ノズル孔が形成されたノズル板と、該ノズル板の該ノズル孔の近傍に設けられたノズル板電極とを有する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドと所定間隔をあけて対向する塗布対象物と、
前記塗布対象物を介して前記液滴吐出ヘッドと対向する対向電極と、
前記対向電極に電圧を印加する対向電極電圧印加手段と、
前記ノズル板電極に電圧を印加するノズル板電極電圧印加手段とを備え、
前記ノズル孔から吐出した塗布液の主液滴を前記塗布対象物上に着弾させて薄膜を生成し、前記主液滴に付随する微小の付随液滴を前記ノズル板電極からの静電的な力により該ノズル板電極に引き寄せて回収する薄膜製造装置において、
前記ノズル孔を基点に前記ノズル板の表面に沿った所定方向に前記ノズル板電極が２つ以上並んで配置されており、
各ノズル板電極からの静電的な力によって前記付随液滴を前記所定方向に移動させ、ノズル孔側から数えて２番目以降の所定のノズル板電極に前記付随液滴が静電的な力により引き寄せられて回収されるように、前記ノズル板電極電圧印加手段によって各ノズル板電極に電圧を印加することを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
請求項１の薄膜製造装置において、
上記ノズル孔を基点にして上記所定方向とは逆方向に１つ以上の上記ノズル板電極を上記ノズル板に設けたことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項３】
請求項１または２の薄膜製造装置において、
上記ノズル孔から吐出した上記塗布液を帯電させる帯電手段を備えることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項４】
請求項３の薄膜製造装置において、
上記ノズル板と上記塗布対象物との間で形成される電界の強度よりも、前記ノズル板と上記ノズル板電極との間で形成させる電界の強度のほうが強いことを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項５】
請求項３または４の薄膜製造装置において、
上記ノズル板電極と上記塗布対象物との距離が、上記ノズル孔と上記ノズル板電極との最小距離の０．５倍以上であることを特徴をする薄膜製造装置。
【請求項６】
請求項３、４または５の薄膜製造装置において、
隣り合う上記ノズル板電極の電極間のうち少なくとも１組の電極間の距離が、ノズル孔側から数えて１番目の前記ノズル板電極と上記ノズル孔との最小距離よりも短いことを特徴をする薄膜製造装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の薄膜製造装置において、
上記ノズル板電極が湾曲部またはテーパー部を有する形状であるか、上記ノズル板の面上または面内に設けられた絶縁体を介して各ノズル板電極が上記ノズル板に設けられ前記ノズル板電極のうち少なくとも１つ以上の該ノズル板電極が絶縁体面内に位置するかの少なくとも一方であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の薄膜製造装置を用いて製造した電気機械変換膜を電極で挟んで構成したことを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項９】
請求項８の電気機械変換素子を用いたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６３３９０（Ｐ２０１３−６３３９０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３５３１（Ｐ２０１１−２０３５３１）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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