(57)【要約】【課題】塗布液を塗布して膜を形成する場合における膜厚のばらつきを抑制することができる膜の形成方法、電気機械変換素子の製造方法、該製造方法により製造した電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置、並びに、該製造方法に用いる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】膜形成工程の繰り返しの途中に、膜の厚さを測定するし、その膜の厚さの測定結果に基づいて、残りの膜形成工程における塗布液の塗布条件を変更する。そして、残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、塗布液の塗布を制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を塗布する塗布工程と、前記塗布した塗布液の膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記塗布工程と前記乾燥工程とを含む膜形成工程を繰り返すことにより、膜を形成する膜の形成方法であって、
前記膜形成工程の繰り返しの途中に、前記膜の厚さを測定する膜厚測定工程と、
前記膜厚測定工程による膜の厚さの測定結果に基づいて、残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を変更する条件変更工程と、を更に含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記塗布液の塗布を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１の膜の形成方法において、
前記膜形成工程を繰り返すことにより、複数のパターンそれぞれに膜を形成し、
前記膜厚測定工程は、複数のパターンそれぞれに膜を形成する膜形成工程の繰り返しの途中に、前記複数のパターンそれぞれに形成されている膜の厚さを測定し、
前記条件変更工程は、前記膜厚測定工程による前記複数のパターンそれぞれの膜の厚さの測定結果に基づいて、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を互いに独立に変更し、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項３】
請求項２の膜の形成方法において、
前記塗布工程は、前記複数のパターンそれぞれに対して前記塗布液の複数の液滴を塗布する工程であり、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴の数又は塗布ピッチを含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の数又は塗布ピッチを制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項４】
請求項３の膜の形成方法において、
前記塗布工程は、パルス電圧が印加される電気機械変換素子を用いたインクジェット方式により前記塗布液の液滴を塗布する工程であり、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴塗布時のパルス電圧の周期を含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の周期を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項５】
請求項２の膜の形成方法において、
前記塗布工程は、前記複数のパターンそれぞれに対して前記塗布液の複数の液滴を塗布する工程であり、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴のサイズ、体積又は質量を含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴のサイズ、体積又は質量を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項６】
請求項５の膜の形成方法において、
前記塗布工程は、パルス電圧が印加される電気機械変換素子を用いたインクジェット方式により前記塗布液の液滴を塗布する工程であり、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴塗布時のパルス電圧の大きさ及びパルス幅の少なくとも一方を含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の大きさ及びパルス幅の少なくとも一方を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかの膜の形成方法において、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布の回数を含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布の回数を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれかの膜の形成方法において、
前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布の有無を含み、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布の有無を制御することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれかの膜の形成方法において、
前記膜厚測定工程と前記条件変更工程とを、前記複数のパターンの膜厚が狙いの膜厚になるように予め設定した前記塗布工程の所定の繰り返し回数における最終回の塗布工程の前に行うことを特徴とする膜の形成方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかの膜の形成方法において、
前記塗布液はゾルゲル液であり、
前記膜形成工程は、前記乾燥させた塗布液の膜を熱分解させる熱分解工程を含むことを特徴とする膜の形成方法。
【請求項１１】
請求項１０の膜の形成方法において、
前記熱分解した膜を結晶化させる結晶化工程を更に含み、
前記膜形成工程及び前記結晶化工程を１回又は２回以上実行することを特徴とする膜の形成方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の膜の形成方法において、
前記膜形成工程における前記塗布工程の前に、前記膜形成工程の繰り返し実行の前に、前記膜形成対象に対して部分的に表面改質を行う表面改質工程を更に含むことを特徴とする膜の形成方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかの膜の形成方法において、
前記膜は、電気機械変換膜であることを特徴とする膜の形成方法。
【請求項１４】
素子形成対象上に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、
前記素子形成対象上に、前記複数パターンの電気機械変換素子に対応する複数の第１の電極を形成する工程と、
前記複数の第１の電極それぞれの上に、請求項１３の膜の形成方法により電気機械変換膜を形成する工程と、
前記複数の電気機械変換膜の上に、第２の電極を形成する工程と、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１５】
請求項１４の電気機械変換素子の製造方法によって製造されたことを特徴とする電気機械変換素子。
【請求項１６】
請求項１５の電気機械変換素子を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１７】
請求項１６の液滴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１８】
インク滴吐出ヘッドとして、請求項１６の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１３のいずれかの膜の形成方法における前記塗布工程で用いられる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを有し、
前記膜の厚さの測定結果に基づいて、前記残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を変更する条件変更手段と、
前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記塗布液の塗布を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜の形成方法、電気機械変換素子の製造方法、該製造方法により製造した電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置に関する。また、本発明は、上記液滴吐出装置を備えたインクジェットプリンタ、デジタル印刷装置などの画像形成装置に関する。また、本発明は、上記製造方法に用いる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。
【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、例えばインクジェット記録装置で用いられている。インクジェット記録装置は、騒音が極めて小さく、かつ高速印字が可能であり、更にはインクの自由度があり安価な普通紙を使用できるなど多くの利点があるために、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置あるいは画像形成装置として広く展開されている。このインクジェット記録装置において使用する液滴吐出装置は、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、インク流路等を称する液室と、該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（第１の電極）と、電気機械変換層と、上部電極（第２の電極）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圧電素子が配置されることになる。電気機械変換層はジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスなどが用いられ、これらは複数の金属酸化物を主成分としているので一般に金属複合酸化物と称される。
【０００３】
ここで、従来における電気機械変換膜の形成方法として、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り、電極上の所定部分に前記塗布液を塗布する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
また、特許文献３には、部分的に表面改質した電極上にゾルゲル液をインクジェット方式により部分的に塗布する工程と、部分的に塗布したゾルゲル液を乾燥・熱分解・結晶化する工程とを繰返し行うことにより、所望の膜厚を得るゾルゲル法にて電気機械変換膜を形成する電気機械変換膜の形成方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来の液滴吐出方式ではノズルから吐出する塗布液の吐出量がばらつくおそれがある。そのため、ノズルから吐出した塗布液により、例えば、互いに独立した複数パターンの電気機械変換膜を所定の膜厚で形成しようとすると、複数パターンの電気機械変換膜を互いに均一な膜厚で形成することが難しいという問題がある。
なお、このような問題は、電気機械変換膜の場合に限定されることなく、膜の原料を含む塗布液を塗布して複数パターンからなる電気機械変換膜以外の膜を形成する場合にも同様に発生するおそれがある。
【０００５】
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、塗布液を塗布して膜を形成する場合における膜厚のばらつきを抑制することができる膜の形成方法、電気機械変換素子の製造方法、該製造方法により製造した電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置、並びに、該製造方法に用いる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、塗布液を塗布する塗布工程と、前記塗布した塗布液の膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記塗布工程と前記乾燥工程とを含む膜形成工程を繰り返すことにより、膜を形成する膜の形成方法であって、前記膜形成工程の繰り返しの途中に、前記膜の厚さを測定する膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程による膜の厚さの測定結果に基づいて、残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を変更する条件変更工程と、を更に含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記塗布液の塗布を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、塗布液を塗布して膜を形成する場合における膜厚のばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気機械変換膜の形成を伴う電気機械変換素子の製造方法の一部の工程を示す説明図。
【図２】同電気機械変換素子の製造方法における残りの工程を示す説明図。
【図３】同電気機械変換素子の製造方法に用いることができる液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置の一構成例を示す斜視図。
【図４】ＰＺＴ膜のＰ−Ｅヒステリシス曲線の一例を示すグラフ。
【図５】ＰＺＴ前駆体溶液Ａを重ね塗布して形成したＰＺＴ膜の断面方向（短手方向）の膜厚を、表面粗さ計を用いて計測した結果を示すグラフ。
【図６】本実施例１の１〜９回目までの塗布工程における基板上の複数のパターンそれぞれの塗布対象領域にＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴を塗布している様子を示す説明図。
【図７】実施例１における各パターンごとに実行するＰＺＴ膜の膜厚測定からＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布までのシーケンスの一例を示すフローチャート。
【図８】本実施例１の１０回目の塗布工程における基板上の複数のパターンそれぞれの塗布対象領域にＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴を塗布している様子を示す説明図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、液滴吐出ヘッドに印加するパルス電圧の波形の一例を示す説明図。
【図１０】実施例２における各パターンごとに実行するＰＺＴ膜の膜厚測定からＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布までのシーケンスの他の例を示すフローチャート。
【図１１】本実施形態の製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）を用いて構成した液吐出ヘッドの一構成例を示す概略構成図。
【図１２】図１１の液吐出ヘッドを複数並べた構成例を示す概略構成図。
【図１３】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。
【図１４】同液滴吐出装置の概略透視斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
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。更に、本発明は、後述のゾルゲル液以外の塗布液を用いて電気機械変換膜を形成する場合にも適用可能である。また、本発明は、電気機械変換膜以外の膜を形成する場合にも適用可能である。例えば、本発明は、インクジェット技術を利用する三次元造型技術における膜の形成にも適用可能である。
【００１０】
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［モル％］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［モル／リットル］にする。後述の実施例１〜４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。
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に記載されている液を用いてもよい。すなわち、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
また、下地となる基板上の第１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、次のようにしてＰＺＴ膜が得られる。すなわち、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。
【００１４】
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・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。
【００１５】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る電気機械変換膜の形成を伴う電気機械変換素子の製造方法を示す説明図である。
図１の工程Ａに示す基板１１の表面（上面）には、チオールとの反応性に優れた第１の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１１の白金電極の表面に、図１の工程Ｂに示すようにＳＡＭ膜１２が形成される。ＳＡＭ膜１２は、アルカンチオール液に基板１１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［モル／リットル］）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１１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１２を形成することができる。次に、図１の工程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１３をパターン形成する。そして、図１工程Ｄに示すようにドライエッチング（例えば、酸素プラズマの照射又はＵＶ光の照射）によりＳＡＭ膜１２を除去し、加工に用いたフォトレジスト１３を除去してＳＡＭ膜１２のパターニングを終了する。このように形成されたＳＡＭ膜１２は、純水に対する接触角が例えば９２度であり、疎水性を示す。一方、ＳＡＭ１２が除去されて露出した基板１１の白金電極の表面は、純水に対する接触角が例えば５４度であり、親水性を示す。
【００１６】
次に、図２の工程Ｅに示すように、ＰＺＴ前駆体溶液の液滴１７を液滴吐出ヘッド６９のノズルから吐出させる液滴吐出方式によりＰＺＴ前駆体溶液が塗布される。このＰＺＴ前駆体溶液の塗布は、疎水部であるＳＡＭ膜１２上にはＰＺＴ膜１４が形成されず、ＳＡＭ膜１２を除去された親水部のみにＰＺＴ膜１４が形成されるように行われる。その後、図２の工程Ｆに示すように、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで電気機械変換膜１５が得られる。
【００１７】
次に、図２の工程Ｄ’〜Ｆ’に示すように、液滴吐出方式によるＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程と、溶媒乾燥、熱分解及び結晶化の工程とを、所定回数（２回以上）繰り返して実行する。これにより、薄めに設定した電気機械変換膜を多層に重ねて形成し、所定膜厚の電気機械変換膜１５を得ている。この場合は、１回の工程Ｄ〜Ｆで所定膜厚の電気機械変換膜１５を形成する場合に比して、電気機械変換膜１５のクラックの発生をより確実に防止できる。
【００１８】
なお、上記図１及び図２の方法では、液滴吐出方式によるＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程と溶媒乾燥、熱分解及び結晶化の工程とを複数回繰り返し実行しているが、各工程の繰り返しの態様は、図１及び図２の方法のものに限定されるものではない。
例えば、ＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程と溶媒乾燥の工程と熱分解の工程とを含む膜形成工程を所定回数Ａ（例えば３回）だけ繰り返し実行し、その後に、所定回数Ａの膜形成工程で作製した膜に対して結晶化の工程を実行する。そして、所定回数Ａの膜形成工程と結晶化の工程とを所定回数Ｂ（例えば５回）だけ繰り返し実行し、所定膜厚の電気機械変換膜１５を得る。この場合、ＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程は合計でＡ×Ｂ回（例えば、３×５＝１５回）だけ実行されることになる。
また例えば、ＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程と溶媒乾燥の工程とを含む膜形成工程を所定回数Ａ’だけ繰り返し実行し、その後に、所定回数Ａ’の膜形成工程で作製した膜に対して熱分解及び結晶化の工程を実行する。そして、所定回数Ａ’の膜形成工程と熱分解及び結晶化の工程とを所定回数Ｂ’だけ繰り返し実行し、所定膜厚の電気機械変換膜１５を得る。この場合、ＰＺＴ前駆体溶液の塗布の工程は合計でＡ’×Ｂ’回だけ実行されることになる。
【００１９】
また、上記図１及び図２の方法では、第１の電極上のＰＺＴ前駆体溶液が塗布される所定部分（塗布対象領域）以外の表面をＳＡＭ膜１２によって疎水面にする表面改質を行っているが、次にように表面改質を行ってもよい。すなわち、第１の電極の表面が疎水面の場合は、その第１の電極上のＰＺＴ前駆体溶液が塗布される所定部分（塗布対象領域）の表面を親水面にする表面改質を行ってもよい。
【００２０】
図３は、上記構成の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置の一構成例を示す斜視図である。液滴吐出ヘッドを搭載した図３に示す液滴吐出塗布装置６０によれば、架台６１の上に、Ｙ軸駆動手段６２が設置してあり、その上に基板６３（上記図１における基板１１に相当）を搭載するステージ６４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６４には図示されていない真空、静電気などの吸着手段が付随して設けられており、基板６３が固定されている。また、Ｘ軸支持部材６５にはＸ軸駆動手段６６が取り付けられており、これにＺ軸駆動手段６７上に搭載されたヘッドベース６８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６８の上には液体を吐出させる複数のノズルを有する液滴吐出ヘッド６９が２組搭載されている。この液滴吐出ヘッド６９には図示されていない液体タンクから供給用パイプ７０を介して液体（ＰＺＴ前駆体溶液）が供給される。
【００２１】
また、図３の液滴吐出塗布装置６０では、液滴吐出ヘッド６９の近くに、前述のＰＺＴ膜１４の膜厚を測定する膜厚測定手段としての膜厚測定装置（膜厚測定用カメラ）７１を備えている。この膜厚測定装置７１としては、例えば測定対象に白色光を照射し、発生した干渉縞の間隔から膜厚を測定する膜厚測定装置（例えば、東レエンジニアリング製の全面膜厚測定装置ＦＴＭシリーズ）を用いることができる。膜厚測定装置７１による膜厚測定結果は、液滴吐出ヘッド６９による液滴吐出を制御する図示しない制御装置に入力される。制御装置は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェースなどで構成されている。この制御装置は、所定のプログラムが実行されることにより、次のように制御する。すなわち、所定膜厚の電気機械変換膜１５を形成している途中のＰＺＴ膜１４の厚さの測定結果に基づいて、残りの膜形成工程における複数のパターンそれぞれに対するノズルからの塗布液（ＰＺＴ前駆体溶液）の塗布条件を互いに独立に変更するように制御する。そして、制御装置は、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、複数のパターンそれぞれに対するノズルからの塗布液（ＰＺＴ前駆体溶液）の塗布を互いに独立に制御する。
【００２２】
次に、上記構成の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置によってＰＺＴ前駆体溶液を塗布する工程を含むＰＺＴ膜の形成方法のより具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
本実施例では、表面改質工程（図１中の工程Ｂ〜工程Ｄ）と塗布工程（図２中の工程Ｅ）と乾燥工程と熱分解工程とを１回ずつ行うことにより、基板１１の白金電極上に所定パターンからなる９０［ｎｍ］の膜を得た。ここで、上記表面改質工程では、前述のアルカンチオール液に基板１１を浸漬させる浸漬処理により、ＳＡＭ膜１２を部分的に形成する。また、上記塗布工程では、上記構成の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出塗布装置を用いてＰＺＴ前駆体溶液Ａを選択的に塗布した。また、乾燥工程では、塗布したＰＺＴ前駆体溶液Ａの膜１４’を所定温度（温度１２０°Ｃ）で乾燥させ、熱分解工程では、乾燥したＰＺＴ前駆体溶液Ａの膜中の有機物を所定温度（温度５００°Ｃ）で熱分解した。
【００２３】
次に、引き続き繰返し処理として、イソプロピルアルコールを洗浄した後、前述の同様の浸漬処理にてＳＡＭ膜を形成した。２回目以降はＳＡＭ膜は酸化膜上には形成されないので、図２の工程Ｄ’に示すようにフォトリソグラフィーの工程を実施せずにＳＡＭ膜１２のパターンが得られる。また、このときの接触角は純水に対してＳＡＭ膜１２上は９２度、ＰＺＴ膜１５上は３４度であった。この状態で１度目に形成したＰＺＴ膜１４上に位置合わせを行い、図２の工程Ｅ’に示すように、再度、液滴吐出塗布装置によりＰＺＴ前駆体溶液Ａの膜１４’を塗布した。さらに、１回目と同じ加熱プロセスの乾燥工程及び熱分解工程を実施し、図２の工程Ｆ’に示すように重ね塗りされたＰＺＴ膜１５’が得られた。このときの膜厚は１８０［ｎｍ］であった。
【００２４】
更にその後、上記２層目について行った表面改質工程、塗布工程、乾燥工程（温度１２０°Ｃ）及び熱分解工程（温度５００°Ｃ）を６回繰り返し、５４０［ｎｍ］のＰＺＴ膜１５’の膜を得た。その後、結晶化工程で熱処理（温度７００℃）をＲＴＡ（急速熱処理）にて行った。これにより、基板１１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ることなく、ＰＺＴ膜の膜厚は１０００ｎｍ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に電極）をスパッタリング成膜し、電気特性、電気−機械変換能（圧電定数）の評価を行った。その結果、図４のＰ（分極）−Ｅ（電界強度）のヒステリシス曲線が得られた。そして、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。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。この値は液体吐出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。
【００２５】
一方、上記白金からなる上部電極（第２に電極）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［°Ｃ］）及び熱分解工程（温度５００［°Ｃ］）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。
【００２６】
なお、本実施例１で形成したＰＺＴ膜のパターンは、幅が５０［μｍ］、長さが１［ｍｍ］である。このＰＺＴ膜のパターンが、短手方向に８６［μｍ］の間隔で５００個形成されている。
【００２７】
図５は、本実施例１においてＰＺＴ前駆体溶液Ａを重ね塗布して形成したＰＺＴ膜の断面方向（短手方向）の膜厚を、表面粗さ計を用いて計測した結果を示すグラフである。膜厚分布の形状はＰＺＴ膜の中心で最も厚く端部に向かい一様に膜厚が減少している。このときの中央部の最大膜厚は２０００［ｎｍ］である。
【００２８】
インクジェット方式（液滴吐出方式）で塗布する回数はノズルから吐出される液滴量で決まるが、本実施例では例えば２［μｍ］のＰＺＴ膜を形成するのに、１０回のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布を必要とした。そこで、本実施例では、各パターン間でＰＺＴ膜を均一化するために、ＰＺＴ前駆体溶液Ａを９回塗布した段階で、ＰＺＴ膜の膜厚を測定し、そのＰＺＴ膜の膜厚の測定結果に基づいて１０回目のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量を調節した。
【００２９】
図６は、本実施例１の１〜９回目までの塗布工程における基板１１上の複数のパターンそれぞれの塗布対象領域１６にＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴を塗布している様子を示す説明図である。重ね塗りされたＰＺＴ膜１５、１５’の上に、図６に示すようにある間隔をおいて塗布液のドット１８を配置する。塗布液のドット１８の間隔は液滴の量やパターンによって変わるが、本実施例では約３０［μｍ］ピッチで配置した。塗布されたＰＺＴ前駆体溶液Ａは各パターンの塗布対象領域１６の中で濡れ広がり、隣接するドットとつながり、連続膜が形成される。しかしながら、吐出される塗布液のドット１８の大きさにはばらつきがあるため、形成されたＰＺＴ膜は、その塗布液のドット１８の大きさのバラツキによって、ＰＺＴ膜の膜厚にばらつきが生じる。
【００３０】
そこで、ＰＺＴ前駆体溶液Ａを９回塗布した段階で、前述の膜厚測定装置（膜厚測定用カメラ）７１によりＰＺＴ膜の膜厚を測定し、その膜厚の測定結果に応じて１０回目の塗布時に塗布する塗布条件としての１パターン当たりの液滴１７の数を変更した。このＰＺＴ膜の膜厚の測定結果に応じた１パターン当たりの液滴１７の数の変更は、ＰＺＴ膜のパターンごとに行った。そして、上記変更後の塗布条件に基づいて、１０回目のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布を行った。
【００３１】
図７は、実施例１における各パターンごとに実行するＰＺＴ膜の膜厚測定からＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布までのシーケンスの一例を示すフローチャートである。このシーケンスは、前述の制御装置で実行することができる。
【００３２】
図７において、まず、１〜９回目までのＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布工程を含むＰＺＴ膜の形成工程が終了した段階で、複数のパターンについて、膜厚測定装置７１によりＰＺＴ膜を撮影する（Ｓ１０１）。そして、撮影した画像を処理して、複数のパターンそれぞれについてＰＺＴ膜の膜厚を算出する（Ｓ１０２）このＰＺＴ膜の撮影は、パターン内の長手方向の複数箇所について行ってもよい。この場合は、撮影した画像を処理して、複数のパターンそれぞれについて、複数箇所のＰＺＴ膜の膜厚の平均値を、そのＰＺＴ膜の膜厚の代表値として算出する。
【００３３】
次に、複数のパターンのＰＺＴ膜について測定した複数の膜厚の平均値を算出し、各ＰＺＴ膜の膜厚の平均値からのズレ量を計算する（Ｓ１０３）。このズレ量の計算は、複数のパターンのＰＺＴ膜について測定した複数の膜厚の最大値を基準にし、各ＰＺＴ膜の膜厚の最大値からのズレ量（不足量）を計算してもよい。
【００３４】
次に、上記計算したズレ量に基づいて、上記複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、次の塗布工程で塗布する１パターン当たりのＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量を算出する（Ｓ１０４）。そして、上記複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、上記１パターン当たりのＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量に基づいて、１パターン当たりに塗布するＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴の数（塗布ドット数）を算出する（Ｓ１０５）。
【００３５】
次に、上記各パターンのＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴の数（塗布ドット数）に基づいて、複数のパターン全体を含むビットマップパターンのデータを作成する（Ｓ１０６）。ここで、ビットマップパターンのデータは、前記複数のパターン全体を含むビットマップパターンの各画素についてＰＺＴ前駆体溶液Ａを塗布するか否かを指定するデータである。
【００３６】
なお、上記ＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布ドット数の算出を行わないで、上記１パターン当たりのＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量に基づいてビットマップパターンのデータを作成してもよい。
【００３７】
次に、複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、上記ビットマップパターンのデータに基づいて、最後の１０枚目のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布工程を含むＰＺＴ膜の形成工程を実行する（Ｓ１０７）。
【００３８】
図８は、本実施例１の１０回目の塗布工程における基板１１上の複数のパターンそれぞれの塗布対象領域１６にＰＺＴ前駆体溶液Ａの液滴を塗布している様子を示す説明図である。なお、図８中の塗布液のドット１８の数は、実際に各パターン塗布される液滴１７の数と一致するものではなく、各パターンに塗布される液滴の塗布個数の違いを示したものである。
【００３９】
図８において、例えば、通常３０［μｍ］ピッチで液滴を塗布するため、長さ１［ｍｍ］のパターンの領域には３３個の液滴１７が塗布され、塗布液のドット１８が形成される（図８中のパターン１６ｂ、１６ｄ参照）。膜厚がほかのＰＺＴ膜よリも薄いパターン（図８のパターン１６ａ参照）の場合は、液滴１７の数を増加させる。一方、膜厚がほかのＰＺＴ膜よリも厚いパターン（図８のパターン１６ｃ参照）の場合は、液滴１７の数を減少させる。
例えば、９回塗布が終了した段階でＰＺＴ膜厚の平均が１．８［μｍ］であり、膜厚のばらつきが５％ある場合は、約１．７［μｍ］〜１．９［μｍ］の膜厚が存在する。そこで、ＰＺＴ膜の膜厚が１．７［μｍ］のパターンの場合、１０回目の塗布時の液滴の数を５０個とする。また、ＰＺＴ膜の膜厚が１．９［μｍ］のパターンの場合は、１０回目の塗布時の液滴の数を１６個とする。このように最後の工程の塗布時に塗布する液滴量を変えることで、各パターン間のＰＺＴ膜の膜厚ばらつきは１％以下となり、比較的簡単なプロセスで、各パターン間で均一なＰＺＴ膜が得られた。
【００４０】
上記実施例１では、各パターンにおけるＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量を変更するために液滴の数を変更したが、液滴が着弾するピッチを変更してもよい。
また、上記液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）が圧電素子にパルス電圧を印加して液体を押し出すように構成されている場合、上記液滴の数やピッチを変更するには、パルス電圧の印加タイミングや周期を変更する。
【００４１】
［実施例２］
上記実施例１ではＰＺＴ膜の膜厚を調整するために塗布する液滴の数を変えたが、本実施例２では塗布する数を固定して、液滴のサイズ、体積又は質量を変えている。圧電素子に駆動電圧としてパルス電圧を印加して液体を押し出す液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の場合は、パルス電圧の大きさやパルス幅を変えることによって、液滴のサイズ、体積又は質量を変えることができる。
【００４２】
図９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、液滴吐出ヘッドに印加するパルス電圧の波形の一例を示す説明図である。図９（ａ）は、パルス電圧の標準波形（２０Ｖ）である。これに対し、実施例１と同様に９回塗布後の膜厚が薄い（１．７［μｍ］）のＰＺＴ膜に液滴を塗布する際には、図９（ｂ）に示す３０Ｖのパルス電圧を印加する。このときの液滴量は標準波形と比べて約１．５倍となるため、液滴の数を増やすのと同様に、各パターン間で均一な膜厚のＰＺＴ膜が得られる。
【００４３】
図１０は、実施例２における各パターンごとに実行するＰＺＴ膜の膜厚測定からＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布までのシーケンスの他の例を示すフローチャートである。このシーケンスは、前述の制御装置で実行することができる。なお、図１０において、Ｓ２０１〜Ｓ２０４のステップについては、前述の図７のＳ１０１〜Ｓ１０４のステップと同様であるので、説明を省略する。
【００４４】
図１０において、複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、上記１パターン当たりのＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布量に基づいて、次のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布時に液滴吐出ヘッドに印加するパルス電圧の大きさを算出する（Ｓ２０５）。
【００４５】
次に、複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、上記パルス電圧の大きさに基づいて、次のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布時に液滴吐出ヘッドに印加するパルス電圧の波形を設定する（Ｓ２０６）。なお、上記パルス電圧の大きさの算出を行わないで、上記パルス電圧の波形を設定してもよい。
【００４６】
次に、複数のパターンのＰＺＴ膜それぞれについて、上記設定した波形のパルス電圧を液滴吐出ヘッドに印加して、最後の１０枚目のＰＺＴ前駆体溶液Ａの塗布工程を含むＰＺＴ膜の形成工程を実行する（Ｓ２０７）。
【００４７】
図１１は、上記製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）４０を用いて構成した液吐出ヘッド５０の一構成例を示す概略構成図である。図示の例では、液室（圧力室）２０ａが形成される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（第１の電極）４２を積層している。そして、その下部電極（第１の電極）４２上の所定部分に、上記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２０ａを形成し、ノズル孔２１を有するノズル板２２を接合することにより、液体吐出ヘッド５０を作製することができる。なお、図中には液体供給手段、流路、流体抵抗についての記述は省略した。また、図１１の液吐出ヘッド５０は、図１２に示すように複数個並べるように構成することもできる。
【００４８】
また、上記製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）４０を用いて構成した液吐出ヘッドは、インクジェットヘッドとして画像形成装置に用いることができる。また、上記製造方法で製造した電気機械変換素子（ＰＺＴ素子）４０を用いて構成した液吐出ヘッドは、マイクロポンプ、超音波モーター、加速度センサー、プロジェクター用２軸スキャナー、輸液ポンプなどの用途においても使用可能である。
【００４９】
図１３は上記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である。また、図１４は、同液滴吐出装置の概略透視斜視図である。なお、同図に示す本発明の液滴吐出装置は、上述した本発明の電気機械変換素子の製造方法によって製造された電気機械変換素子を具備する液滴吐出ヘッドを搭載している。同図に示す本発明の液滴吐出装置の一例であるインクジェット記録装置１００は、記録装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１を備えている。更に、インクジェット記録装置１００は、キャリッジ１０１に搭載した本発明を実施して製造した液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１０２を備えている。また、インクジェット記録装置１００は、記録ヘッド１０２へインクを供給するインクカートリッジ１０３とを含んで構成される印字機構部１０４を備えている。また、装置本体の下方部には前方側から多数枚の用紙１０５を積載可能な給紙カセット１０６を抜き差し自在に装着することができる。また、用紙１０５を手差しで給紙するための手差しトレイ１０７を開倒することができる。給紙カセット１０６或いは手差しトレイ１０７から給送される用紙１０５を取り込み、印字機構部１０４によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０８に排紙する。印字機構部１０４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１０９と従ガイドロッド１１０とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１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液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１０２が装着されている。この記録ヘッド１０２は、複数のインク吐出口（ノズル）が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されている。また、キャリッジ１０１には、記録ヘッド１０２に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０３が交換可能に装着されている。インクカートリッジ１０３は上方に大気と連通する大気口、下方には記録ヘッド１０２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１０２へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド１０２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１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０９に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１１０に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１１１で回転駆動される駆動プーリ１１２と従動プーリ１１３との間にタイミングベルト１１４を張装している。このタイミングベルト１１４はキャリッジ１０１に固定されており、主走査モータ１１１の正逆回転によりキャリッジ１０１が往復駆動される。
【００５０】
一方、給紙カセット１０６にセットした用紙１０５を記録ヘッド１０２の下方側に搬送するために、次の各部材が設けられている。まず、給紙カセット１０６から用紙１０５を分離給装する給紙ローラ１１５及びフリクションパッド１１６と、用紙１０５を案内するガイド部材１１７とが設けられている。更に、給紙された用紙１０５を反転させて搬送する搬送ローラ１１８と、この搬送ローラ１１８の周面に押し付けられる搬送コロ１１９及び搬送ローラ１１８からの用紙１０５の送り出し角度を規定する先端コロ１２０とが設けられている。また、搬送ローラ１１８は、副走査モータ１２１によってギヤ列を介して回転駆動される。また、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１８から送り出された用紙１０５を記録ヘッド１０２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１２２が設けられている。この印写受け部材１２２の用紙搬送方向下流側には、用紙１０５を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２３と拍車１２４とが設けられている。さらに、用紙１０５を排紙トレイ１０８に送り出す排紙ローラ１２５及び拍車１２６と、排紙経路を形成するガイド部材１２７，１２８とが配設されている。記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０２を駆動することにより、停止している用紙１０５にインクを吐出して１行分を記録し、用紙１０５を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙１０５の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙１０５を排紙する。また、キャリッジ１０１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１０２の吐出不良を回復するための回復装置１２９を配置している。回復装置１２９はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２９側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド１０２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。
【００５１】
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）
ＰＺＴ前駆体溶液などの塗布液を塗布する塗布工程と、前記塗布した塗布液の膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記塗布工程と前記乾燥工程とを含む膜形成工程を繰り返すことにより、膜を形成する膜の形成方法であって、前記膜形成工程の繰り返しの途中に、前記膜の厚さを測定する膜厚測定工程と、前記膜厚測定工程による膜の厚さの測定結果に基づいて、残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を変更する条件変更工程と、を更に含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記塗布液の塗布を互いに独立に制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、塗布工程と乾燥工程とを含む膜形成工程の繰り返しの途中に、膜の厚さを測定することにより、それまでの膜形成構成で形成された膜の厚さを把握することができる。この膜の膜厚の測定結果に基づいて、膜が均一になるように、残りの膜形成工程における塗布液の塗布条件を互いに独立に変更することができる。そして、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて塗布液の塗布を制御する。この制御により、前記膜形成工程の繰り返し実行後に形成される膜の膜厚ばらつきを抑制することができる。よって、塗布液を塗布して膜を形成する場合における膜厚のばらつきを抑制することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記膜形成工程を繰り返すことにより、互いに独立した複数のパターンそれぞれに膜を形成し、前記膜厚測定工程は、互いに独立した複数のパターンそれぞれに膜を形成する膜形成工程の繰り返しの途中に、前記複数のパターンそれぞれに形成されている膜の厚さを測定し、前記条件変更工程は、前記膜厚測定工程による前記複数のパターンそれぞれの膜の厚さの測定結果に基づいて、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を互いに独立に変更し、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布を互いに独立に制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、膜形成工程の繰り返しの途中に、複数のパターンそれぞれに形成されている膜の厚さを測定することにより、それまでの膜形成構成で形成された膜の厚さを把握することができる。この膜の膜厚の測定結果に基づいて、複数のパターンそれぞれの膜が互いに均一になるように、複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における塗布液の塗布条件を互いに独立に変更することができる。そして、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、複数のパターンそれぞれに対する塗布液の塗布を互いに独立に制御する。この制御により、前記膜形成工程の繰り返し実行後に形成される膜のパターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。よって、塗布液を繰り返し塗布して互いに独立した複数のパターンの膜を形成する場合に、パターン間の膜厚のばらつきを抑制することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、前記塗布工程は、前記複数のパターンそれぞれに対して前記塗布液の複数の液滴を塗布する工程であり、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴の数又は塗布ピッチを含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の数又は塗布ピッチを互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のパターンそれぞれに対して塗布液の液滴を塗布する場合に、その塗布液の液滴の数又は塗布ピッチを制御することにより、パターン間の膜厚ばらつきを精度よく抑制することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、前記塗布工程は、パルス電圧が印加される電気機械変換素子を用いたインクジェット方式により前記塗布液の液滴を塗布する工程であり、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴塗布時のパルス電圧の周期を含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の周期を互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の周期を制御するという比較的簡易な制御により、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ｂにおいて、前記塗布工程は、前記複数のパターンそれぞれに対して前記塗布液の複数の液滴を塗布する工程であり、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴のサイズ、体積又は質量を含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴のサイズ、体積又は質量を互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のパターンそれぞれに対して塗布液の液滴を塗布する場合に、その塗布液の液滴のサイズ、体積又は質量を制御することにより、パターン間の膜厚ばらつきを精度よく抑制することができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、前記塗布工程は、パルス電圧が印加される電気機械変換素子を用いたインクジェット方式により前記塗布液の液滴を塗布する工程であり、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における該パターンに塗布する前記塗布液の液滴塗布時のパルス電圧の大きさ及びパルス幅の少なくとも一方を含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の大きさ及びパルス幅の少なくとも一方を互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、塗布液の液滴の塗布時のパルス電圧の大きさ及びパルス幅の少なくとも一方を制御するという比較的簡易な制御により、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｇ）
上記態様Ｂ乃至Ｆのいずれかにおいて、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布の回数を含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布の回数を互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、塗布液の１回当たりの塗布条件を変えずに塗布液の塗布の回数を制御するという簡易な制御により、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｈ）
上記態様Ｂ乃至Ｇのいずれかにおいて、前記変更対象の塗布条件は、前記複数のパターンそれぞれに対する残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布の有無を含み、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記複数のパターンそれぞれに対する前記塗布液の塗布の有無を互いに独立に制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、塗布液の１回当たりの塗布条件を変えずに塗布液の塗布の有無を制御するという簡易な制御により、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｂ乃至Ｈのいずれかにおいて、前記膜厚測定工程と前記条件変更工程とを、前記複数のパターンの膜厚が狙いの膜厚になるように予め設定した前記塗布工程の所定の繰り返し回数における最終回の塗布工程の前に行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、最終回の塗布工程で各パターンについて膜厚を微調整することにより、パターン間の膜厚ばらつきを精度よく抑制することができる。
（態様Ｊ）
上記態様Ａ乃至Ｉのいずれかにおいて、前記塗布液はゾルゲル液であり、前記膜形成工程は、前記乾燥させた塗布液の膜を熱分解させる熱分解工程を含む。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のパターンそれぞれにゾルゲル液を塗布して熱分解することによって膜を形成する場合に、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｋ）
上記態様Ｊにおいて、前記熱分解した膜を結晶化させる結晶化工程を更に含み、前記膜形成工程及び前記結晶化工程を１回又は２回以上実行する。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記熱分解した膜を結晶化させて最終的な膜を形成する場合に、パターン間の膜厚ばらつきを抑制することができる。
（態様Ｌ）
上記態様Ｊ又はＫにおいて、前記膜形成工程の繰り返し実行の前に、前記膜形成対象に対して部分的に表面改質を行う表面改質工程を更に含む。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のパターンそれぞれに形成する膜のパターン精度を高めることができる。
（態様Ｍ）
上記態様Ａ乃至Ｌのいずれかにおいて、前記膜は、ＰＺＴ膜などの電気機械変換膜である。これによれば、上記実施形態について説明したように、互いに独立した複数のパターンの電気機械変換膜を形成する場合に、パターン間の膜厚のばらつきを抑制することができる。
（態様Ｎ）
素子形成対象上に複数パターン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、前記素子形成対象上に、前記複数パターンの電気機械変換素子に対応する複数の第１の電極を形成する工程と、前記複数の第１の電極それぞれの上に、上記態様Ｍの膜の形成方法により電気機械変換膜を形成する工程と、前記複数の電気機械変換膜の上に、第２の電極を形成する工程と、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、互いに独立した複数のパターンの電気機械変換膜を有する電気機械変換素子を形成する場合に、電気機械変換素子間の電気機械変換膜の膜厚のばらつきを抑制することができる。
（態様Ｏ）
上記態様Ｎの電気機械変換素子の製造方法によって製造された電気機械変換素子である。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の電気機械変換素子間の電気機械変換膜の膜厚のばらつきを抑制できるので、特性のばらつきが小さい複数の電気機械変換素子を提供できる。
（態様Ｐ）
上記態様Ｏの電気機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッドである。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の電気機械変換素子それぞれによる液滴の吐出特性のばらつきが小さい液滴吐出ヘッドを提供できる。
（態様Ｑ）
上記態様Ｐ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、複数の電気機械変換素子それぞれによる液滴の吐出特性のばらつきが小さい液滴吐出ヘッドを提供できる。
（態様Ｒ）
インク滴吐出ヘッドとして、上記態様Ｐの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置である。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の電気機械変換素子それぞれによるインク滴の吐出特性のばらつきが小さいインク滴吐出ヘッドを有する画像形成装置を提供できる。
（態様Ｓ）
上記態様Ａ乃至Ｍのいずれかの膜の形成方法における前記塗布工程で用いられる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを有し、前記膜の厚さの測定結果に基づいて、前記残りの膜形成工程における前記塗布液の塗布条件を変更する条件変更手段と、前記残りの膜形成工程を実行するときに、前記変更した塗布条件に基づいて、前記塗布液の塗布を互いに独立に制御する制御手段と、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、塗布液を塗布して膜を形成する場合における膜厚のばらつきを抑制することができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載
であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１１  基板
１１  下部電極
１２  ＳＡＭ膜
１３  フォトレジスト、
１４  ＰＺＴ膜
１５  電気機械変換膜
１６  塗布対象領域
１７  液滴
１８  塗布液のドット
５０  液滴吐出ヘッド
６０  液滴吐出塗布装置
６９  液滴吐出ヘッド（製造用）
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【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】特開２０１１−１４６６０１号公報
【非特許文献】
【００５５】
【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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１１】
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