(57)【要約】      （修正有）【課題】ポーリングのためのチャンバに配置される複数の圧電素子の夫々と連結されるスイッチングシステムを利用し、ポーリングされない圧電素子を個別的にポーリングすることができるポーリング装置及びこれを利用したポーリング方法を提供する。【解決手段】圧電素子２０のポーリング装置１０は、複数の圧電素子２０が配置されるポーリングチャンバ１２と、圧電素子２０をポーリングするように電圧を提供する電圧提供部１６と、圧電素子２０に連結され圧電素子２０のキャパシタンスを測定するキャパシタンス測定部１８と、電圧提供部１６とポーリングチャンバ１２内の圧電素子２０と連結され、圧電素子２０に電圧提供部１６の電圧を選択的に提供するスイッチングシステム１４と、を含むことができる。【選択図】図１
2011142295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子が配置されるポーリングチャンバと、
前記圧電素子をポーリングするように電圧を提供する電圧提供部と、
前記圧電素子に連結され前記圧電素子のキャパシタンスを測定するキャパシタンス測定部と、
前記電圧提供部と前記ポーリングチャンバ内の圧電素子と連結され、前記圧電素子に前記電圧提供部の電圧を選択的に提供するスイッチングシステムと、を含む圧電素子のポーリング装置。
【請求項２】
前記スイッチングシステムは、前記キャパシタンス測定部と前記ポーリングチャンバ内の圧電素子と連結されることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子のポーリング装置。
【請求項３】
前記電圧提供部、キャパシタンス測定部及びスイッチングシステムのうち少なくとも１つと連結されて駆動を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電素子のポーリング装置。
【請求項４】
前記制御部は、ディスプレイ部を有することを特徴とする請求項３に記載の圧電素子のポーリング装置。
【請求項５】
前記ポーリングチャンバは、前記圧電素子のポーリング時の温度測定が可能な温度センサを備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の圧電素子のポーリング装置。
【請求項６】
前記ポーリングチャンバは、前記圧電素子のポーリング時に高温状態で保持されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の圧電素子のポーリング装置。
【請求項７】
前記ポーリングチャンバは、ポーリング後のガスを排出するための排気口を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のポーリング装置。
【請求項８】
複数の圧電素子をポーリングチャンバ内に配置する段階と、
スイッチングシステムを利用して電圧提供部の電圧を前記圧電素子に加えて前記圧電素子をポーリングする段階と、
キャパシタンス測定器により前記ポーリングされた圧電素子のキャパシタンスを測定し、設定キャパシタンスに比べて少ない測定キャパシタンスを有する圧電素子を選別する段階と、
前記設定キャパシタンスに比べて少ない測定キャパシタンスを有する圧電素子をスイッチングシステムで選択し、再び電圧を提供してポーリングする段階と、を含む圧電素子のポーリング方法。
【請求項９】
前記圧電素子のポーリングは、高温状態で行われることを特徴とする請求項８に記載の圧電素子のポーリング方法。
【請求項１０】
前記圧電素子のポーリング後にはガスを排出することを特徴とする請求項８または９に記載の圧電素子のポーリング方法。
【請求項１１】
前記電圧提供部、キャパシタンス測定部及びスイッチングシステムのうち少なくとも１つは制御部により駆動されることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の圧電素子のポーリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポーリングのためのチャンバに配置される複数の圧電素子の夫々と連結されるスイッチングシステムを利用し、ポーリングされない圧電素子を個別的にポーリングすることができるポーリング装置及びこれを利用したポーリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は多様な分野において活用されており、特に、インクジェットプリンターのインクジェットプリントヘッドの駆動部として活用されている。
【０００３】
一般的にインクジェットプリントヘッドは、電気信号を物理的な力で変換し小さなノズルによりインクを液滴の形態で吐出させる構造体である。
【０００４】
最近、圧電方式のインクジェットヘッドは、産業用インクジェットプリンターでも用いられている。例えば、印刷回路基板（ＰＣＢ）上に金、銀等の金属を溶かして作ったインクを噴射し回路パターンを直接形成させるか、または産業グラフィックや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造、太陽電池等に用いられる。
【０００５】
ここで、インク吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータは、スクリーンプリンティング法、アエロゾール蒸着法、スパッタリング法等で製造されたバルク状態の圧電物質をポーリング（ｐｏｌｉｎｇ）した複数の圧電素子を含んで成る。
【０００６】
ここで、ポーリングとは、上部電極と下部電極の間にバルク状態の圧電物質を提供した後、上記上部電極と下部電極の間に電圧を印加すると、電場が発生し、この電場により圧電物質に隣接したドメインのダイポールの方向が次第に一致する工程である。
【０００７】
このようなポーリング工程は製造装備、作業環境等の様々な要因により複数の圧電素子が互いに偏差を有するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ポーリングのためのチャンバに配置される複数の圧電素子の夫々と連結されるスイッチングシステムを利用し、ポーリングされない圧電素子を個別的にポーリングすることができるポーリング装置及びこれを利用したポーリング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置は、複数の圧電素子が配置されるポーリングチャンバと、上記圧電素子をポーリングするように電圧を提供する電圧提供部と、上記圧電素子に連結され、上記圧電素子のキャパシタンスを測定するキャパシタンス測定部と、上記電圧提供部と上記ポーリングチャンバ内の圧電素子と連結され、上記圧電素子に上記電圧提供部の電圧を選択的に提供するスイッチングシステムと、を含むことができる。
【００１０】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の上記スイッチングシステムは、上記キャパシタンス測定部と上記ポーリングチャンバ内の圧電素子と連結されることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置は、上記電圧提供部、キャパシタンス測定部及びスイッチングシステムのうち少なくとも１つと連結されて駆動を制御する制御部をさらに含むことができる。
【００１２】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の上記制御部は、ディスプレイ部を有することができる。
【００１３】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の上記ポーリングチャンバは、上記圧電素子のポーリング時の温度測定が可能な温度センサを備えることができる。
【００１４】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の上記ポーリングチャンバは、上記圧電素子のポーリング時に高温状態で保持されることができる。
【００１５】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の上記ポーリングチャンバは、ポーリング後のガスを排出するための排気口を備えることができる。
【００１６】
他の側面において、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング方法は、複数の圧電素子をポーリングチャンバ内に配置する段階と、スイッチングシステムを利用して電圧提供部の電圧を上記圧電素子に加えて上記圧電素子をポーリングする段階と、キャパシタンス測定器により上記ポーリングされた圧電素子のキャパシタンスを測定し、設定キャパシタンスに比べて少ない測定キャパシタンスを有する圧電素子を選別する段階と、上記設定キャパシタンスに比べて少ない測定キャパシタンスを有する圧電素子をスイッチングシステムで選択し、再び電圧を提供してポーリングする段階と、を含むことができる。
【００１７】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング方法において、上記圧電素子のポーリングは高温状態で行われることができる。
【００１８】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング方法において、上記圧電素子のポーリング後にはガスを排出することができる。
【００１９】
また、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング方法において、上記電圧提供部、キャパシタンス測定部及びスイッチングシステムのうち少なくとも１つは制御部により駆動されることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるポーリング装置及びこれを利用したポーリング方法によれば、作業環境の影響を受けず、且つ複数の圧電素子が有する圧電特性の均一度が向上する。
【００２１】
また、ポーリングとポーリングされた圧電素子のキャパシタンスの測定が１つの装置で行われるため、作業の迅速性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の概略図である。
【図２】複数の圧電素子の全部をポーリングする様子を図示した概略図である。
【図３】一部の均一した圧電性能を有さない圧電素子をポーリングする様子を図示した概略図である。
【図４】本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置を利用した製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除等により、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案でき、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００２４】
また、各実施例の図面に示す同一の思想の範囲内の機能が同一の構成要素は、同一の参照符号を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置の一実施例の概略図である。
【００２６】
図１を参照すると、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置１０はポーリングチャンバ１２、電圧提供部１６、キャパシタンス測定部１８及びスイッチングシステム１４を含むことができる。
【００２７】
上記ポーリングチャンバ１２はポーリングが行われる場所であり、複数の圧電素子２０が配置される。ここで、上記圧電素子２０は圧電物質２４が上部電極２２と下部電極２６の間に配置されて成る個々の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃを含んだ概念である。
【００２８】
上記圧電素子２０のポーリング工程は、上記圧電素子２０が上記ポーリングチャンバ１２で高温、高電圧の状態で一定の時間保持されて成る。
【００２９】
従って、上記ポーリングチャンバ１２内には上記圧電素子２０のポーリング時の温度測定が可能な温度センサ１２２を備えることができる。また、上記ポーリングチャンバ１２はポーリング後に発生するガスを除去するために排気口１２４を備えることができる。
【００３０】
上記電圧提供部１６（ＰＳ、ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）は、夫々の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...に電圧を加えてポーリングするように電気的に連結されることができる。ここで、上記電圧提供部１６はポーリングに必要な設定電圧を提供することができる。
【００３１】
上記キャパシタンス測定部１８（ＣＭ、ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ）は、夫々の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...と電気的に連結され、ポーリングされた夫々の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...のキャパシタンスを測定する装置である。
【００３２】
上記スイッチングシステム１４（ＳＳ、ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）は、上記電圧提供部１６と上記ポーリングチャンバ１２内の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...と連結され、上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...に上記電圧提供部１６の電圧を選択的に提供することができる。
【００３３】
ここで、上記スイッチングシステム１４は、上記キャパシタンス測定部１８と上記ポーリングチャンバ１２内の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...と連結されることができる。
【００３４】
上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...のうち、スイッチングシステム１４とスイッチングオン状態の上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...が上記電圧提供部１６から電圧の提供を受けることができ、上記キャパシタンス測定部１８によりキャパシタンスを測定することができる。
【００３５】
このような構成の圧電素子のポーリング装置１０は、上記電圧提供部１６、キャパシタンス測定部１８及びスイッチングシステム１４のうち少なくとも１つと連結されて駆動を制御する制御部４０をさらに含むことができる。
【００３６】
上記制御部４０は、ディスプレイ部を有することができ、上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...のスイッチングの連結状態やキャパシタンスの測定値、圧電チャンバ１２内の温度等を観察することができる。
【００３７】
図２は複数の圧電素子の全部をポーリングする様子を図示した概略図であり、図３は一部の均一した圧電性能を有さない圧電素子をポーリングする様子を図示した概略図である。
【００３８】
図２を参照すると、上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...がポーリングされることが分かる。
【００３９】
上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...は、スイッチングシステム１４のスイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、...と全て連結された状態であるが、１つの圧電素子２０ｂがポーリングされない場合が発生した場合である。
【００４０】
即ち、１つの圧電素子２０ｂに電圧を加えて、圧電物質２４に上部電極２２及び下部電極２６で電場を発生させたが、発生された電場によっても圧電物質に隣接したドメインのダイポールの方向が一致しない状態となった場合である。
【００４１】
このような圧電素子２０ｂは、キャパシタンス測定部１８により測定されたキャパシタンスが他の正常の状態の圧電素子２０ａ、２０ｃと均一したキャパシタンス値を有さないことが測定されることができる。
【００４２】
このような圧電素子２０ｂが発生すると、図３のように正常の圧電素子２０ａ、２０ｃをスイッチングオフさせ、再び上記圧電素子２０ｂのみに電圧を加えてポーリングすることができる。
【００４３】
図４は、本発明の一実施例による圧電素子のポーリング装置を利用した製造方法のフローチャートである。
【００４４】
図４を参照すると、一実施例による圧電素子のポーリング装置を利用した製造方法の工程段階が分かる。
【００４５】
先ず、スイッチングシステム１４と電気的に連結される複数の圧電素子をポーリングチャンバ内に配置することができるＳ１０。そして、ポーリングチャンバ１２を高温、高電圧で保持Ｓ２０し、設定時間Ｔｓまで電圧提供部１６が上記圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...に電圧を加えるようにするＳ３０。
【００４６】
このように一次的にポーリングされた後に、ポーリングチャンバ１２の排気口１２４を開けて急速排気した後、常温を保持するＳ４０。それから圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、...のキャパシタンスを測定し、測定キャパシタンスＣｍと設定キャパシタンスＣｓを比較Ｓ６０して正常の可否を確認する。
【００４７】
測定キャパシタンスＣｍが設定キャパシタンスＣｓに至らずポーリングされない圧電素子をポーリングするために、正常の状態の圧電素子のスイッチングをオフするＳ７０。そして、ポーリングされない圧電素子のみを再びポーリングしてポーリングを完了する。
【００４８】
本発明によるポーリング装置及びこれを利用したポーリング方法によれば、作業環境の影響を受けず、且つ複数の圧電素子が有する圧電特性の均一度が向上する。
【００４９】
また、ポーリングとポーリングされた圧電素子のキャパシタンスの測定が１つの装置で行われるため、作業の迅速性が向上する。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ポーリング装置
１２  ポーリングチャンバ
１４  スイッチングシステム
１６  電圧提供部
１８  キャパシタンス測定部
２０  圧電素子
【図１】
2011142295.tif 000003
【図２】
2011142295.tif 000004
【図３】
2011142295.tif 000005
【図４】
2011142295.tif 000006