【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気機械変換素子を形成する電気機械変換素子の製造方法であって、
基板上にまたは該基板に形成された下地膜上に、第１の駆動電極を形成するステップと、
前記第１の駆動電極上に、互いに独立した複数の電気機械変換膜と、該複数の電気機械変換膜それぞれの上に位置する複数の第２の駆動電極とを形成するステップと、
前記第１の駆動電極上及び前記複数の第２の駆動電極上に第１の絶縁保護膜を形成するステップと、
前記第１の駆動電極に第１の配線を介して電気的に接続された第１の端子電極と、前記複数の第２の駆動電極それぞれに第２の配線を介して電気的に接続された複数の第２の端子電極と、該複数の第２の端子電極に電気的に接続された集合電極とを、前記第１の絶縁保護膜上に形成するステップと、
前記第１の配線上及び前記第２の配線上に形成される膜であり前記第１の端子電極と前記第２の端子電極と前記集合電極とを露出する第２の絶縁保護膜を形成するステップと、
前記第１の端子電極に対応した接触部を有する導電性部材を用い、該導電性部材の接触部を該第１の端子電極に電気的に接触させて、該導電性部材を介して、放電により発生した電荷を前記第１の駆動電極に注入することにより、前記複数の電気機械変換膜を一括して分極処理するステップと、を有することを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１の電気機械変換素子の製造方法において、
前記第１の端子電極は、外部接続用端子部と、前記導電性部材の接触部を接触させる電荷注入用端子部とを有し、
前記電気機械変換膜を分極処理するステップでは、前記導電性部材の接触部を前記第１の端子電極の電荷注入用端子部に電気的に接触させて、該導電性部材を介して、放電により発生した電荷を前記第１の駆動電極に注入することにより、前記複数の電気機械変換膜を一括して分極処理することを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の電気機械変換素子の製造方法において、
前記第２の絶縁保護膜を形成するステップでは、前記集合電極を露出させて該第２の絶縁保護膜を形成し、
前記集合電極はアースに接地されていることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記導電性部材の材料は、前記接触部が接触する前記第１の端子電極の材料と同じであることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記第１の駆動電極及び第１の端子電極をそれぞれ複数備え、
前記第１の絶縁保護膜を形成するステップ及び前記第２の絶縁保護膜を形成するステップでは、前記複数の第１の端子電極を露出させて各絶縁保護膜を形成し、
前記導電性部材は、前記複数の第１の端子電極と同数の接続部を有することを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５の電気機械変換素子の製造方法において、
前記第１の端子電極は、前記導電性部材の接触部を接触させる電荷注入用端子部を有し、
前記導電性部材の前記接続部の前記第１の端子電極又は前記電荷注入用端子部に接触する部分の面積は、該第１の端子電極又は該電荷注入用端子部の面積以下であることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記導電性部材の前記放電により発生した電荷が注入される面の面積は、前記基板の面積以上であることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記基板上または前記下地膜上に形成した複数の電気機械変換素子を互いに分離して個別化するように切断するステップを有し、
前記第２の絶縁保護膜を形成するステップでは、前記集合電極を前記電気機械変換膜に対して前記第２の端子電極よりも離れた位置に形成し、
前記電気機械変換素子を個別化するステップでは、前記複数の第２の端子電極と前記集合電極との間を切断することを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８の電気機械変換素子の製造方法において、
前記電気機械変換素子を個別化するステップは、前記第２の端子電極と前記集合電極との間を完全に切断する切断位置よりも該第２の端子電極側を前記基板の厚み方向の途中まで切断するステップを含むことを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項８の電気機械変換素子の製造方法において、
前記電気機械変換素子を個別化するステップは、
前記第２の端子電極と前記集合電極との間を切断刃により前記基板の厚み方向の途中まで切断するステップと、
前記切断刃よりも幅の狭い切断刃により前記基板の厚み方向の途中まで切断した位置を中心に完全に切断するステップと、を含むことを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記分極処理を行うステップにおいて、前記放電により発生する電荷は負極性に帯電していることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかの電気機械変換素子の製造方法において、
前記分極処理を行うステップにおいて、前記放電により、１．０×１０−８［Ｃ］以上の電荷量を発生させることを特徴とする電気機械変換素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかの電気機械変換素子の製造方法を実施するための電気機械変換素子の分極処理装置であって、
前記放電を発生するための放電電極、又は、該放電電極及び放電を制御するためのグリッド電極と、
前記基板を設置するためのステージと、
前記導電性部材と、を備え、
前記ステージがアースに接地された構成、及び、前記ステージと前記基板との間が絶縁物で絶縁された構成の少なくとも一方の構成を有することを特徴とする電気機械変換素子の分極処理装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれかの電気機械変換素子の製造方法により得られた電気機械変換素子であって、
前記電気機械変換膜の分極が、±１５０［ｋＶ／ｃｍ］の電界強度かけてヒステリシスループを測定する際、測定開始時の０［ｋＶ／ｃｍ］における分極をＰｉｎｉとし、＋１５０［ｋＶ／ｃｍ］の電圧印加後、０［ｋＶ／ｃｍ］まで戻した際の０［ｋＶ／ｃｍ］時の分極をＰｒとした場合に、ＰｒとＰｉｎｉとの差が１０［μＣ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１５】
請求項１４の電気機械変換素子において、
前記電気機械変換膜の比誘電率が、６００以上、２０００以下であることを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１６】
請求項１４又は１５の電気機械変換素子において、
前記第１の駆動電極に電気的に接続された前記第１の配線と、前記第２の駆動電極に電気的に接続された前記第２の配線とが、同一プロセス中に作製されることを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかの電気機械変換素子において、
前記第１の配線及び前記第２の配線の少なくとも一方は、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒのいずれかから成る金属電極材料で形成されていることを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれかの電気機械変換素子において、
前記第１の絶縁保護膜及び前記第２の絶縁保護膜の少なくとも一方は、アルミナ膜、シリコン酸化膜、窒化シリコン膜及び酸化窒化シリコン膜のいずれかの無機膜であることを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１９】
液滴を吐出するノズルと、該ノズルが連通する加圧室と、該加圧室内の液体を昇圧させる吐出駆動手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記吐出駆動手段として、前記加圧室の壁の一部を振動板で構成し、該振動板に請求項１４乃至１８のいずれかの電気機械変換素子を配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２０】
請求項１９の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
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）
電気機械変換素子３０の製造方法であって、基板３１上または基板３１に形成された下地膜上に第１の駆動電極３３を形成するステップと、第１の駆動電極３３上に、互いに独立した複数の電気機械変換膜３４と複数の電気機械変換膜３４それぞれの上に位置する複数の第２の駆動電極３５とを形成するステップと、第１の駆動電極３３上及び複数の第２の駆動電極３５上に第１の絶縁保護膜４１を形成するステップと、第１の駆動電極３３に第１の配線４２を介して電気的に接続された共通電極用パッド４６などの第１の端子電極と、複数の第２の駆動電極３５それぞれに第２の配線４３を介して電気的に接続された個別電極用パッド４７などの複数の第２の端子電極と、複数の第２の端子電極に電気的に接続されたエージング処理用電極５１などの集合電極とを、第１の絶縁保護膜４１上に形成するステップと、第１の配線４２上及び第２の配線４３上に形成される膜であり第１の端子電極と第２の端子電極とを露出する第２の絶縁保護膜４４を形成するステップと、第１の端子電極に対応した接触部２０ｂを有する導体プレート２０などの導電性部材を用い、導電性部材の接触部２０ｂを第１の端子電極に電気的に接触させて、導電性部材を介して、放電により発生した電荷を第１の駆動電極３３に注入することにより、複数の電気機械変換膜３４を一括して分極処理するステップと、を有する。
これよれば、上記実施形態について説明したように、電気機械変換膜３４の分極処理を行うときに、導電性部材の接触部２０ｂを、第２の絶縁保護膜４４において露出している第１の端子電極に接触させ、その導電性部材に放電により発生した電荷を注入する。この放電により発生して注入された電荷は、導電性部材、第１の端子電極及び第１の配線４２を介して第１の駆動電極３３に注入される。このように放電により発生した電荷が第１の駆動電極３３に確実に注入され、電気機械変換膜３４を一括して分極処理を行うことができる。また、分極処理は高温の熱が加わる第２の絶縁保護膜４４の形成後に行われることにより、分極処理された電気機械変換膜３４が加熱されないので、電気機械変換膜３４の分極処理後の脱分極を防ぐことができる。しかも、その分極処理の際に、複数の電気機械変換膜３４それぞれに対して形成されている複数の第２の駆動電極は、所定の電位の集合電極に電気的に接続され、複数の第２の駆動電極３５の電位は所定の大きさに保たれる。従って、一部の電気機械変換膜３４に電荷が集中することなく、均一な分極処理を行うことができる。以上により、製造効率の向上を図りつつ、電気機械変換素子の分極特性のばらつきを低減するとともに分極処理後の脱分極の発生を防止することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、第１の端子電極は、共通電極用パッド４６などの外部接続用端子部と、導電性部材の接触部２０ｂを接触させるダミーパッド６０などの電荷注入用端子部とを有し、電気機械変換膜３４を分極処理するステップでは、導電性部材の接触部２０ｂを第１の端子電極の電荷注入用端子部に電気的に接触させて、導電性部材を介して、放電により発生した電荷を第１の駆動電極に注入することにより、複数の電気機械変換膜３４を一括して分極処理する。
これよれば、上記変形例１について説明したように、第１の端子電極はにおける共通電極用パッド４６などの外部接続用端子部とは別の電荷注入用端子部に対して電荷が注入されるので、実際の使用時に電圧が印加される外部接続用端子部へのダメージを抑制できる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又は態様Ｂにおいて、第２の絶縁保護膜４４を形成するステップでは、集合電極を露出させて第２の絶縁保護膜４４を形成し、その集合電極はアースに接地されている。
これよれば、上記実施形態について説明したように、第２の絶縁保護膜４４から露出した集合電極は容易にアースに接地することができる。しかも、その集合電極に電気的に接続された複数の第２の駆動電極３５の電位はアースの電位に安定して保たれる。従って、一部の電気機械変換膜３４への電荷の集中をよりより確実に防止し、より均一な分極処理を行うことができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、導電性部材の材料は、接触部２０ｂが接触する第１の端子電極の材料と同じである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、導電性部材の接触部２０ｂと第１の端子電極との接触抵抗を小さくすることができ、第１の端子電極を介した電荷の注入効率を高めることができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｄのいずれかにおいて、前記第１の駆動電極及び第１の端子電極をそれぞれ複数備え、第１の絶縁保護膜４１を形成するステップ及び第２の絶縁保護膜４４を形成するステップでは、複数の第１の端子電極を露出させて各絶縁保護膜を形成し、導電性部材は、複数の第１の端子電極と同数の接続部２０ｂを有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記第１の駆動電極及び第１の端子電極をそれぞれ複数備えている場合に、それら複数の第１の駆動電極それぞれに対応する複数の電気機械変換膜３４を一括して分極処理することができる。したがって、製造効率をさらに向上させることができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、第１の端子電極は、導電性部材の接触部２０ｂを接触させるダミーパッド６０などの電荷注入用端子部を有し、導電性部材の接続部２０ｂの第１の端子電極又は電荷注入用端子部に接触する部分の面積は、第１の端子電極又は電荷注入用端子部の面積以下である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、導電性部材の接触部２０ｂが、第１の端子電極又は電荷注入用端子部に確実に接触し、導電性部材を介した電荷の注入効率を維持することができる。
（態様Ｇ）
上記態様Ａ乃至Ｆのいずれかにおいて、前記導電性部材の放電により発生した電荷が注入される面の面積は、基板の面積以上である。
上記実施形態について説明したように、導電性部材の放電により発生した電荷が注入される面の面積が基板３１の面積よりも小さいと、放電により発生した電荷が、第１の駆動電極３３以外の電極に注入されてしまう。すると、分極処理における所望の効果が得られないおそれがある。本態様Ｇによれば、導電性部材の放電により発生した電荷が注入される面の面積が、基板３１の面積以上であるので、第１の駆動電極３３以外の電極への電荷注入を抑制することができ、分極処理における所望の効果が得られる。
（態様Ｈ）
上記態様Ａ乃至Ｇのいずれかにおいて、基板３１上または下地膜上に形成した複数の電気機械変換素子３０を互いに分離して個別化するように切断するステップを有し、第２の絶縁保護膜４４を形成するステップでは、集合電極を電気機械変換膜３４に対して第２の端子電極よりも離れた位置に形成し、電気機械変換素子３０を個別化するステップでは、複数の第２の端子電極と集合電極との間を切断する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の第２の端子電極と集合電極との間を切断することにより、複数の第２の端子電極と集合電極との導通を切断し、各第２の端子電極に互いに独立に駆動電圧を印加できる。従って、各電気機械変換素子３０の個別駆動を確実に行うことができる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｈにおいて、電気機械変換素子３０を個別化するステップは、第２の端子電極と集合電極との間を完全に切断する切断位置よりも第２の端子電極側を基板３１の厚み方向の途中まで切断するステップを含む。
これによれば、上記実施形態について説明したように、使用時に電圧がかかる第２の配線４３の端部（破断面）が基板３１を含む電気機械変換素子３０の最端部（最外周）になることを防いで短絡などのトラブルを未然に防止することができる。
（態様Ｊ）
上記態様Ｈにおいて、電気機械変換素子３０を個別化するステップは、第２の端子電極と集合電極との間を切断刃により基板３１の厚み方向の途中まで切断するステップと、切断刃よりも幅の狭い切断刃により基板３１の厚み方向の途中まで切断した位置を中心に完全に切断するステップと、を含む。
これによれば、上記実施形態について説明したように、切断する部分をあらかじめ基板３１の途中まで切断しておくことができる。これにより、完全に切断して電気機械変換素子３０を切り離したときに、使用時に電圧がかかる第２の配線４３の端部（破断面）が基板３１を含む電気機械変換素子３０の最端部（最外周）になることを防いで短絡などのトラブルを未然に防止することができる。
（態様Ｋ）
上記態様Ａ乃至Ｊのいずれかにおいて、分極処理を行うステップにおいて、放電により発生する電荷は負極性に帯電している。
これによれば、上記実施形態について説明したように、放電により大気中の分子をイオン化させることで、負極性に帯電した電荷を有する陰イオンを容易に発生させることができる。この陰イオンが、第１の配線４２と接続した第１の端子電極を介して電気機械変換素子３０に流れ込むことにより、負極性に帯電した電荷を電気機械変換素子３０に容易に蓄積させることができる。従って、電気機械変換膜３４の分極処理を安定して行うことができる。
（態様Ｌ）
上記態様Ａ乃至Ｋのいずれかにおいて、分極処理を行うステップにおいて、放電により、１．０×１０−８［Ｃ］以上の電荷量を発生させる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、放電による電荷量が１．０×１０−８［Ｃ］に満たない場合は、分極処理が十分に行えず、その電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に連続駆動後の変位劣化について十分な特性が得られないおそれがある。本態様Ｌは、放電による電荷量が１．０×１０−８［Ｃ］以上の電荷量を発生させるので、分極処理が十分に行うことができ、電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に連続駆動後の変位劣化について十分な特性が得られる。
（態様Ｍ）
上記態様Ａ乃至Ｌのいずれかを実施するための電気機械変換素子の分極処理装置であって、コロナワイヤー５２などの放電を発生するための放電電極、又は、放電電極及び放電を制御するためのグリッド電極と、基板３１を設置するためのステージ５３と、導電性部材と、を備え、ステージ５３がアースに接地された構成、及び、ステージ５３と基板３１との間が絶縁物で絶縁された構成の少なくとも一方の構成を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、ステージ５３上に設置された基板３１に電気機械変換素子３０を効率良く製造することができる。更に、ステージ５３がアースに接地されることにより、電気機械変換膜３４の電位が安定し、一部の電気機械変換膜３４に電荷が集中することなく、より均一な分極処理を行うことができる。また、基板３１とステージ５３との間を絶縁物で絶縁することにより、基板３１に注入された電荷がステージ５３からリークすることを防ぐことができる。
（態様Ｎ）
上記態様Ａ乃至Ｌのいずれかの電気機械変換素子の製造方法により得られた電気機械変換素子３０であって、電気機械変換膜の分極が、±１５０［ｋＶ／ｃｍ］の電界強度かけてヒステリシスループを測定する際、測定開始時の０［ｋＶ／ｃｍ］における分極をＰｉｎｉとし、＋１５０［ｋＶ／ｃｍ］の電圧印加後、０［ｋＶ／ｃｍ］まで戻した際の０［ｋＶ／ｃｍ］時の分極をＰｒとした場合に、ＰｒとＰｉｎｉとの差が１０［μＣ／ｃｍ２］以下である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、製造効率の向上を図りつつ、電気機械変換素子３０の分極特性のばらつきを低減するとともに、分極処理後の脱分極の発生を防止することができる電気機械変換素子を提供できる。また、複数の電気機械変換膜に対して均一な分極処理を短時間で確実に行い、しかも歩留まりを向上させることができる電気機械変換素子を提供できる。また、ＰｒとＰｉｎｉとの差が１０［μＣ／ｃｍ２］より大きい場合、電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に連続駆動後の変位劣化について十分な特性が得られないおそれがある。本態様Ｏでは、ＰｒとＰｉｎｉとの差が１０［μＣ／ｃｍ２］以下なので、電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に連続駆動後の変位劣化について十分な特性が得られる。
（態様Ｏ）
上記態様Ｎにおいて、電気機械変換膜３４の比誘電率が、６００以上、２０００以下である。
上記実施形態について説明したように、比誘電率が６００より小さいと、電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に十分な変位特性が得られないおそれがある。また、比誘電率が２０００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おそれがある。本態様Ｆでは、電気機械変換膜３４の比誘電率が、６００以上、２０００以下なので、電気機械変換膜３４をアクチュエータに使用した場合に十分な変位特性が得られる。また、分極処理が十分に行われ、連続駆動後の変位劣化についても十分な特性が得られる。
（態様Ｐ）
上記態様Ｎ又はＯにおいて、第１の駆動電極３３に電気的に接続された第１の配線４２と、第２の駆動電極３５に電気的に接続された第２の配線４３とが、同一プロセス中に作製される。
これによれば、上記実施形態について説明したように、別々のプロセスで作製される場合に比べて、処理工数と処理時間とを削減でき、コストダウンを図ることができる。
（態様Ｑ）
上記態様Ｎ乃至Ｐのいずれかにおいて、第１の配線４２及び第２の配線４３の少なくとも一方が、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒのいずれかから成る金属電極材料で形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、これらの金属は、基板上に低抵抗で耐久性のある電極を成膜することができる。
（態様Ｒ）
上記態様Ｎ乃至Ｑのいずれかにおいて、第１の絶縁保護膜４１及び第２の絶縁保護膜４４の少なくとも一方は、アルミナ膜、シリコン酸化膜、窒化シリコン膜及び酸化窒化シリコン膜のいずれかの無機膜である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、これらの膜は、密着性がよく、膜が硬く、しかも耐磨耗性やコストパフォーマンスに優れた第１の絶縁保護膜４１又は第２の絶縁保護膜４４を形成できる。
（態様Ｓ）
液滴を吐出するノズル１１と、ノズル１１が連通する加圧室１２と、加圧室１２内の液体を昇圧させる吐出駆動手段とを備えた液滴吐出ヘッド１０において、吐出駆動手段として、加圧室１２の壁の一部を振動板１７で構成し、振動板１７に上記態様Ｏ乃至Ｒのいずれかの電気機械変換素子を配置した。
これによれば、上記実施形態について説明したように、脱分極のない分極処理が確実に行われた電気機械変換素子によって加圧室１２内の液体を昇圧させることができるので、安定した液滴吐出特性が得られる。
（態様Ｔ）
上記態様Ｓの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置である。これによれば、上記実施形態について説明したように、安定した液滴吐出特性が得られる。