JP2013135164A - Thin film manufacturing device, thin-film manufacturing method, droplet discharge head, and ink jet recording device - Google Patents

Thin film manufacturing device, thin-film manufacturing method, droplet discharge head, and ink jet recording device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film manufacturing device and a thin-film manufacturing method, capable of suitably performing a heating treatment corresponding to a film thickness of a thin film to be heated.SOLUTION: The thin film manufacturing device comprises: liquid discharge means which discharges a liquid on an object to be deposited and forms a coated film; imaging means which captures an image of the coated film; color depth conversion means which converts a color of an image captured by the imaging means to a color depth; film thickness calculation means which calculates a film thickness from the color depth; irradiation power calculation means which calculates an irradiation power corresponding to the film thickness calculated by the film thickness calculation means; and laser irradiation means which irradiates the coated film with a laser beam with the irradiation power calculated by the irradiation power calculation means and heats and crystallizes the coated film.

Description

本発明は、薄膜製造装置及び薄膜製造方法、並びに液滴吐出ヘッド及び前記液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus, a thin film manufacturing method, a droplet discharge head, and an inkjet recording apparatus including the droplet discharge head.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置及び液体吐出ヘッドに関して、インク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通する圧力室と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子等の電気機械変換素子とを有するものが知られている。   2. Related Art An ink jet recording apparatus and a liquid ejection head used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, etc., a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle, and ink in the pressure chamber A device having an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element for pressing is known.

電気機械変換素子は、例えば、下部電極上に電気機械変換膜及び上部電極を積層した構造を有する。薄膜である電気機械変換膜は、例えば、スパッタリング法、MOCVD法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法、エアロゾルデポジション法等により製造できる。   The electromechanical conversion element has, for example, a structure in which an electromechanical conversion film and an upper electrode are stacked on a lower electrode. The electromechanical conversion film which is a thin film can be produced by, for example, a sputtering method, an MOCVD method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sol-gel method, an aerosol deposition method, or the like.

ここで、一例としてゾルゲル法を用いた電気機械変換膜の製造方法について説明する。まず、下部電極上に疎水性膜のパターンを形成する(工程1)。下部電極上の疎水性膜のパターンが形成されていない部分は親水性である。次に、下部電極上の親水性部分(疎水性膜のパターンが形成されていない部分)のみに電気機械変換膜の前駆体塗膜を形成し熱処理を行う(工程2)。この熱処理により、疎水性膜のパターンは消失する。   Here, a method for manufacturing an electromechanical conversion film using a sol-gel method will be described as an example. First, a hydrophobic film pattern is formed on the lower electrode (step 1). The portion of the lower electrode where the hydrophobic film pattern is not formed is hydrophilic. Next, a precursor coating film of the electromechanical conversion film is formed only on the hydrophilic part (the part where the hydrophobic film pattern is not formed) on the lower electrode, and heat treatment is performed (step 2). By this heat treatment, the pattern of the hydrophobic film disappears.

電気機械変換膜の前駆体塗膜は薄いため、1回の処理では所定の膜厚に形成することはできない。そこで、工程1及び工程2を必要回数繰り返すことにより、電気機械変換膜の前駆体塗膜を積層し、所定の膜厚の電気機械変換膜を製造する。   Since the precursor coating film of the electromechanical conversion film is thin, it cannot be formed in a predetermined film thickness by a single treatment. Therefore, by repeating Step 1 and Step 2 as many times as necessary, the precursor coating film of the electromechanical conversion film is laminated to produce an electromechanical conversion film having a predetermined film thickness.

しかしながら、上記電気機械変換膜の製造方法では、工程1及び工程2を必要回数繰り返すので、その都度、熱処理を行う対象となる前駆体塗膜の膜厚が異なる(繰り返す数が多いほど膜厚が厚くなる)。そのため、工程2において同一条件で熱処理を行っても、前駆体塗膜の膜厚の相違に起因する光吸収率の相違により、同一の温度に加熱できないという問題があった。   However, in the method for producing an electromechanical conversion film, Step 1 and Step 2 are repeated as many times as necessary. Therefore, the film thickness of the precursor coating film to be heat-treated is different each time (the more the number of repetitions, the larger the film thickness. Thicken). Therefore, even if heat treatment was performed under the same conditions in step 2, there was a problem that heating to the same temperature was not possible due to the difference in light absorption due to the difference in the film thickness of the precursor coating film.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、加熱対象となる薄膜の膜厚に対応した好適な加熱処理を行うことが可能な薄膜製造装置及び薄膜製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object to provide a thin film manufacturing apparatus and a thin film manufacturing method capable of performing a suitable heat treatment corresponding to the thickness of a thin film to be heated. And

本薄膜製造装置は、成膜対象物上に液体を吐出し、塗膜を形成する液体吐出手段と、前記塗膜を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像の色を色深度に変換する色深度変換手段と、前記色深度から前記塗膜の膜厚を算出する膜厚算出手段と、前記膜厚算出手段の算出した前記膜厚に対応する照射パワーを算出する照射パワー算出手段と、前記照射パワー算出手段が算出した前記照射パワーにより前記塗膜にレーザ光を照射し、前記塗膜を加熱して結晶化するレーザ照射手段と、を有することを要件とする。   The thin film manufacturing apparatus includes a liquid discharge unit that discharges liquid onto a film formation target to form a coating film, an imaging unit that images the coating film, and a color depth of an image captured by the imaging unit. Color depth conversion means for conversion, film thickness calculation means for calculating the film thickness of the coating film from the color depth, and irradiation power calculation means for calculating the irradiation power corresponding to the film thickness calculated by the film thickness calculation means And laser irradiation means for irradiating the coating film with laser light with the irradiation power calculated by the irradiation power calculation means and heating the coating film for crystallization.

本発明によれば、加熱対象となる薄膜の膜厚に対応した好適な加熱処理を行うことが可能な薄膜製造装置及び薄膜製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method which can perform the suitable heat processing corresponding to the film thickness of the thin film used as heating object can be provided.

電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図(その1)である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a liquid discharge head using an electromechanical conversion element (part 1); 電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図(その2)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a liquid discharge head using an electromechanical conversion element. 第1の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the thin film manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その1)である。It is FIG. (The 1) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その2)である。It is a figure (the 2) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その3)である。It is FIG. (The 3) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その4)である。It is FIG. (The 4) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その5)である。It is FIG. (The 5) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 色深度と膜厚との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between color depth and a film thickness. 膜厚と光吸収率との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between a film thickness and a light absorption rate. カメラで認識した機能性インクのパターンを例示する図である。It is a figure which illustrates the pattern of the functional ink recognized with the camera. インクジェット記録装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates an inkjet recording device. インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。It is a side view which illustrates the mechanism part of an inkjet recording device. SAM膜形成部位において水の接触角を測定した写真である。It is the photograph which measured the contact angle of water in the SAM film formation site. SAM膜除去部位において水の接触角を測定した写真である。It is the photograph which measured the contact angle of water in the SAM film removal site | part. 本実施例で作製した電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the PE hysteresis curve of the electromechanical conversion element produced in the present Example.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第1の実施の形態〉
[薄膜]
まず、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造される薄膜の一例として、電気機械変換素子を構成する電気機械変換膜について説明する。なお、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造可能な薄膜が電気機械変換膜に限定されないことは言うまでもない。
<First Embodiment>
[Thin film]
First, an electromechanical conversion film constituting an electromechanical conversion element will be described as an example of a thin film manufactured by the thin film manufacturing apparatus and the thin film manufacturing method according to the first embodiment. Needless to say, the thin film that can be manufactured by the thin film manufacturing apparatus and the thin film manufacturing method according to the first embodiment is not limited to the electromechanical conversion film.

電気機械変換素子は、例えば、インクジェット記録装置において使用する液体吐出ヘッドの構成部品として用いられる。図1は、電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図である。   The electromechanical transducer is used, for example, as a component part of a liquid discharge head used in an ink jet recording apparatus. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid discharge head using an electromechanical transducer.

図1を参照するに、液滴吐出ヘッド1は、ノズル板10と、圧力室基板20と、振動板30と、電気機械変換素子40とを有する。ノズル板10には、インク滴を吐出するノズル11が形成されている。ノズル板10、圧力室基板20、及び振動板30により、ノズル11に連通する圧力室21(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある)が形成されている。振動板30は、インク流路の壁面の一部を形成している。   Referring to FIG. 1, the droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 10, a pressure chamber substrate 20, a vibration plate 30, and an electromechanical conversion element 40. The nozzle plate 10 is formed with nozzles 11 that eject ink droplets. The nozzle plate 10, the pressure chamber substrate 20, and the vibration plate 30 may be referred to as a pressure chamber 21 (an ink channel, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, or the like) that communicates with the nozzle 11. ) Is formed. The diaphragm 30 forms part of the wall surface of the ink flow path.

電気機械変換素子40は、密着層41と、下部電極42と、電気機械変換膜43と、上部電極44とを含んで構成され、圧力室21内のインクを加圧する機能を有する。密着層41は、例えばTi、TiO、TiN、Ta、Ta、Ta等からなる層であり、下部電極42と振動板30との密着性を向上する機能を有する。但し、密着層41は、電気機械変換素子40の必須の構成要素ではない。 The electromechanical conversion element 40 includes an adhesion layer 41, a lower electrode 42, an electromechanical conversion film 43, and an upper electrode 44, and has a function of pressurizing ink in the pressure chamber 21. The adhesion layer 41 is a layer made of, for example, Ti, TiO 2 , TiN, Ta, Ta 2 O 5 , Ta 3 N 5 or the like, and has a function of improving the adhesion between the lower electrode 42 and the diaphragm 30. However, the adhesion layer 41 is not an essential component of the electromechanical conversion element 40.

電気機械変換素子40において、下部電極42と上部電極44との間に電圧が印加されると、電気機械変換膜43が機械的に変位する。電気機械変換膜43の機械的変位にともなって、振動板30が例えば横方向(d31方向)に変形変位し、圧力室21内のインクを加圧する。これにより、ノズル11からインク滴を吐出させることができる。   In the electromechanical conversion element 40, when a voltage is applied between the lower electrode 42 and the upper electrode 44, the electromechanical conversion film 43 is mechanically displaced. Along with the mechanical displacement of the electromechanical conversion film 43, the vibration plate 30 is deformed and displaced, for example, in the lateral direction (d31 direction), and pressurizes the ink in the pressure chamber 21. Thereby, ink droplets can be ejected from the nozzle 11.

なお、図2に示すように、液滴吐出ヘッド1を複数個並設し、液滴吐出ヘッド2を構成することもできる。   As shown in FIG. 2, a plurality of droplet discharge heads 1 can be arranged in parallel to form the droplet discharge head 2.

電気機械変換膜43の材料としては、例えば、PZTを用いることができる。PZTとはジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体である。例えば、PbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53、Ti0.47)O、一般にはPZT(53/47)と示されるPZT等を使用することができる。PbZrOとPbTiOの比率によって、PZTの特性が異なる。 As a material of the electromechanical conversion film 43, for example, PZT can be used. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ). For example, the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 is 53:47, and the chemical formula indicates Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , PZT generally indicated as PZT (53/47), etc. Can be used. The characteristics of PZT vary depending on the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 .

電気機械変換膜43としてPZTを使用する場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ、PZT前駆体溶液を作製する。酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のPZTの組成(PbZrOとPbTiOの比率)に応じて、当業者が適宜選択できるものである。 When PZT is used as the electromechanical conversion film 43, lead acetate, a zirconium alkoxide compound, and a titanium alkoxide compound are used as starting materials, and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to prepare a PZT precursor solution. The mixing amount of the lead acetate, zirconium alkoxide compound, and titanium alkoxide compound can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the desired composition of PZT (ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 ).

なお、金属アルコキシド化合物は、大気中の水分により容易に分解する。そのため、PZT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等の安定剤を添加してもよい。   Note that the metal alkoxide compound is easily decomposed by moisture in the atmosphere. Therefore, stabilizers such as acetylacetone, acetic acid and diethanolamine may be added to the PZT precursor solution as stabilizers.

電気機械変換膜43の材料として、例えば、チタン酸バリウム等を用いても構わない。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が可能である。   As a material of the electromechanical conversion film 43, for example, barium titanate or the like may be used. In this case, it is possible to prepare a barium titanate precursor solution by using barium alkoxide and a titanium alkoxide compound as starting materials and dissolving them in a common solvent.

これら材料は一般式ABOで記述され、A=Pb、Ba、Sr B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として(Pb1−x、Ba)(Zr、Ti)O、(Pb1−x、Sr)(Zr、Ti)O、と表され、これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 These materials are described by the general formula ABO 3 and correspond to composite oxides containing A = Pb, Ba, Sr B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb as main components. The specific description is expressed as (Pb 1-x , Ba) (Zr, Ti) O 3 , (Pb 1-x , Sr) (Zr, Ti) O 3 , which is the same as Pb of the A site. This is a case where the part Ba or Sr is substituted. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

下部電極42の材料としては、高い耐熱性を有し、下記に示すアルカンチオールとの反応により、SAM膜を形成する金属等を用いることができる。具体的には、低い反応性を有するルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、プラチナ(Pt)等の白金族金属や、これら白金族金属を含む合金材料等を用いることができる。   As the material of the lower electrode 42, a metal having high heat resistance and forming a SAM film by reaction with alkanethiol shown below can be used. Specifically, platinum group metals such as ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir) and platinum (Pt) having low reactivity, and these platinum group metals An alloy material containing can be used.

又、これらの金属層を作製した後に、導電性酸化物層を積層して使用することも可能である。導電性酸化物としては、具体的には、化学式ABOで記述され、A=Sr、Ba、Ca、La、 B=Ru、Co、Ni、を主成分とする複合酸化物があり、SrRuOやCaRuO、これらの固溶体である(Sr1−x Ca)Oのほか、LaNiOやSrCoO、更にはこれらの固溶体である(La, Sr)(Ni1−y Co)O (y=1でも良い)が挙げられる。それ以外の酸化物材料として、IrO、RuOも挙げられる。 Moreover, after producing these metal layers, it is also possible to use by laminating a conductive oxide layer. As the conductive oxide, specifically, there is a composite oxide described by the chemical formula ABO 3 and having A = Sr, Ba, Ca, La, B = Ru, Co, Ni as main components, and SrRuO 3 And CaRuO 3 , (Sr 1-x Ca x ) O 3 which is a solid solution thereof, LaNiO 3 and SrCoO 3 , and further, (La, Sr) (Ni 1-y Co y ) O 3 which is a solid solution thereof. (Y may be 1). Other oxide materials include IrO 2 and RuO 2 .

下部電極42は、例えば、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜法等の方法により作製することができる。下部電極42は、電気機械変換素子40に信号入力する際の共通電極として電気的接続をするので、その下部にある振動板30は絶縁体又は表面が絶縁処理された導体を用いることができる。   The lower electrode 42 can be produced by a method such as a vacuum film forming method such as sputtering or vacuum deposition. Since the lower electrode 42 is electrically connected as a common electrode when a signal is input to the electromechanical transducer 40, the diaphragm 30 under the lower electrode 42 can use an insulator or a conductor whose surface is insulated.

振動板30の具体的な材料としては、例えば、シリコンを用いることができる。又、振動板30の表面を絶縁処理する具体的な材料としては、例えば、厚さ約数百nm〜数μm程度のシリコン酸化膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜又はこれらの膜を積層した膜等を用いることができる。又、熱膨張差を考慮し、酸化アルミニウム膜、ジルコニア膜等のセラミック膜を用いてもよい。振動板30の表面を絶縁処理するシリコン系絶縁膜は、CVD法やシリコンの熱酸化処理等により形成できる。又、振動板30の表面を絶縁処理する酸化アルミニウム膜等の金属酸化膜は、スパッタリング法等により形成できる。   As a specific material of the diaphragm 30, for example, silicon can be used. In addition, as a specific material for insulating the surface of the vibration plate 30, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film having a thickness of about several hundred nm to several μm or a stack of these films is laminated. A film or the like can be used. In consideration of the difference in thermal expansion, a ceramic film such as an aluminum oxide film or a zirconia film may be used. The silicon-based insulating film that insulates the surface of the diaphragm 30 can be formed by a CVD method, a thermal oxidation process of silicon, or the like. Further, a metal oxide film such as an aluminum oxide film for insulating the surface of the vibration plate 30 can be formed by a sputtering method or the like.

[薄膜製造装置]
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置の構造について説明する。図3は、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。図3を参照するに、薄膜製造装置3において、架台60上にはY軸駆動手段61が設置されている。Y軸駆動手段61上には、基板5を搭載するステージ62が、Y軸方向に駆動可能なように設置されている。
[Thin film manufacturing equipment]
Next, the structure of the thin film manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a perspective view illustrating the thin film manufacturing apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 3, in the thin film manufacturing apparatus 3, Y-axis driving means 61 is installed on the gantry 60. On the Y-axis driving means 61, a stage 62 on which the substrate 5 is mounted is installed so as to be driven in the Y-axis direction.

なお、ステージ62には通常、真空又は静電気等を利用した図示しない吸着手段が付随されており、これにより基板5を固定することができる。又、ステージ62にZ軸を中心に回転する図示しない駆動手段を搭載し、後述するインクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73と、基板5との相対的な傾きを補正できる構成としても良い。   The stage 62 is usually accompanied by a suction means (not shown) using vacuum or static electricity, so that the substrate 5 can be fixed. In addition, a driving means (not shown) that rotates around the Z axis is mounted on the stage 62, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser apparatus 71, the pulse irradiation laser apparatus 72, and the imaging means 73 described later are relative to the substrate 5. It is also possible to adopt a configuration that can correct the tilt.

又、架台60上には、X軸駆動手段63を支持するためのX軸支持部材64が設置されている。X軸駆動手段63には、Z軸駆動手段65が設置され、Z軸駆動手段65上にはヘッドベース66が取り付けられ、X軸及びZ軸方向に移動できるようにされている。   An X-axis support member 64 for supporting the X-axis drive means 63 is installed on the gantry 60. The X-axis drive means 63 is provided with a Z-axis drive means 65, and a head base 66 is mounted on the Z-axis drive means 65 so as to be movable in the X-axis and Z-axis directions.

Z軸駆動手段65は、後述するインクジェットヘッド67と基板5との距離を制御することができる。ヘッドベース66の上には、機能性インク(例えば、PZT前駆体溶液)を吐出させるインクジェットヘッド67が搭載されている。インクジェットヘッド67には、各インクタンク68から図示しないインク供給用パイプを介して機能性インクが供給される。   The Z-axis drive unit 65 can control the distance between an inkjet head 67 and a substrate 5 described later. On the head base 66, an ink jet head 67 that discharges functional ink (for example, PZT precursor solution) is mounted. Functional ink is supplied to the inkjet head 67 from each ink tank 68 via an ink supply pipe (not shown).

X軸駆動手段63には、他のZ軸駆動手段69が取り付けられ、Z軸駆動手段69には支持部材70が取り付けられている。支持部材70には、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73が取り付けられている。Z軸駆動手段69は、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73と、基板5との距離を制御することができる。撮像手段73としては、例えば、CCDカメラ等を用いることができる。   Other Z-axis drive means 69 is attached to the X-axis drive means 63, and a support member 70 is attached to the Z-axis drive means 69. A continuous irradiation laser device 71, a pulse irradiation laser device 72, and an imaging unit 73 are attached to the support member 70. The Z-axis drive unit 69 can control the distance between the substrate 5 and the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the imaging unit 73. As the imaging unit 73, for example, a CCD camera or the like can be used.

なお、図3は、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73がX方向の1軸の自由度を有する構成を示しているが、この形態には限定されない。例えば、ステージ62がX及びY方向の2軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73を固定する構成であっても良い。又、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73をY軸方向に一列に並べる構成であっても良い。   In FIG. 3, the stage 62 has one axis of freedom in the Y direction, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the imaging unit 73 have one axis of freedom in the X direction. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the stage 62 may have two-axis freedom in the X and Y directions, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the imaging unit 73 may be fixed. Further, the stage 62 has a single axis freedom in the Y direction, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the imaging means 73 are arranged in a line in the Y axis direction. good.

又、基板5を固定し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、パルス照射レーザ装置72、及び撮像手段73がX及びY方向の2軸の自由度を有する構成であっても良い。又、X軸及びY軸は、X軸及びY軸ベクトルにより、1平面を表現できれば直交する必要はなく、例えば、X軸ベクトルとY軸ベクトルは30度、45度、60度の角度を有しても良い。   Alternatively, the substrate 5 may be fixed, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the imaging unit 73 may have a biaxial degree of freedom in the X and Y directions. The X axis and the Y axis need not be orthogonal as long as one plane can be expressed by the X axis and Y axis vectors. For example, the X axis vector and the Y axis vector have angles of 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees. You may do it.

薄膜製造装置3は、図示しない装置制御部を有し、インクジェットヘッド67の機能性インクの吐出条件及び連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72のレーザ照射条件を制御することができる。   The thin film manufacturing apparatus 3 has an apparatus control unit (not shown) and can control the functional ink ejection conditions of the inkjet head 67 and the laser irradiation conditions of the continuous irradiation laser apparatus 71 and the pulse irradiation laser apparatus 72.

装置制御部は、例えばCPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、メインメモリ等を含み、装置制御部の各種機能は、ROM等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてCPUにより実行されることによって実現される。但し、装置制御部の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。   The device control unit includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a nonvolatile memory, a main memory, and the like. Various functions of the device control unit are read by the control program recorded in the ROM and the like and executed by the CPU. It is realized by doing. However, part or all of the apparatus control unit may be realized only by hardware.

又、装置制御部は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。RAMや不揮発性メモリ等の記録部には、機能性インクの結晶状態やレーザの最適な照射条件等を記録することができる。例えば、本発明に係る色深度変換手段、膜厚算出手段、照射パワー算出手段、形状判定手段等は、装置制御部により実現可能である。   The device control unit may be physically configured by a plurality of devices. In a recording unit such as a RAM or a non-volatile memory, it is possible to record the crystalline state of the functional ink, the optimal laser irradiation conditions, and the like. For example, the color depth conversion unit, the film thickness calculation unit, the irradiation power calculation unit, the shape determination unit, and the like according to the present invention can be realized by the apparatus control unit.

[薄膜製造方法]
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造方法について説明する。ここでは、薄膜として図1に示す電気機械変換膜43を製造する例を示す。
[Thin film manufacturing method]
Next, the thin film manufacturing method according to the first embodiment will be described. Here, the example which manufactures the electromechanical conversion film | membrane 43 shown in FIG. 1 as a thin film is shown.

〔SAM膜のパターニング〕
まず、図4に示すように、下部電極42の表面に所定パターンのSAM(Self Assembled Monolayer)膜50を形成する。具体的には、図4(a)に示す工程では、例えば、下部電極42となる基板を準備する。下部電極42としては、例えば、白金(Pt)を用いることができる。
[SAM film patterning]
First, as shown in FIG. 4, a SAM (Self Assembled Monolayer) film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42. Specifically, in the step shown in FIG. 4A, for example, a substrate to be the lower electrode 42 is prepared. As the lower electrode 42, for example, platinum (Pt) can be used.

次に、図4(b)に示す工程では、下部電極42をアルカンチオール等からなるSAM材料で浸漬処理する。これにより、下部電極42の表面には、SAM材料が反応しSAM膜50が付着し、下部電極42表面を撥水化することができる。アルカンチオールは、分子鎖長により反応性や疎水(撥水)性が異なるが、通常、炭素数6〜18の分子を、アルコール、アセトン又はトルエン等の有機溶媒に溶解させて作製する。通常、アルカンチオールの濃度は数モル/リットル程度である。所定時間後に下部電極42を取り出し、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し、乾燥する。   Next, in the step shown in FIG. 4B, the lower electrode 42 is immersed in a SAM material made of alkanethiol or the like. Thereby, the SAM material reacts on the surface of the lower electrode 42 and the SAM film 50 adheres, and the surface of the lower electrode 42 can be made water repellent. Although alkanethiol has different reactivity and hydrophobicity (water repellency) depending on the molecular chain length, it is usually prepared by dissolving a molecule having 6 to 18 carbon atoms in an organic solvent such as alcohol, acetone or toluene. Usually, the concentration of alkanethiol is about several moles / liter. After a predetermined time, the lower electrode 42 is taken out, and excess molecules are replaced with a solvent and dried.

次に、図4(c)に示す工程では、公知のフォトリソグラフィ法により、下部電極42の表面に形成されたSAM膜50上に、開口部51xを有するフォトレジスト51を形成する。次に、図4(d)に示す工程では、ドライエッチング等により開口部51x内に露出するSAM膜50を除去し、更にフォトレジスト51を除去する。これにより、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   Next, in a step shown in FIG. 4C, a photoresist 51 having an opening 51x is formed on the SAM film 50 formed on the surface of the lower electrode 42 by a known photolithography method. Next, in the step shown in FIG. 4D, the SAM film 50 exposed in the opening 51x is removed by dry etching or the like, and the photoresist 51 is further removed. As a result, the SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42.

下部電極42の表面のSAM膜50が形成されている領域は、疎水性となる。一方、SAM膜50が除去されて下部電極42の表面が露出している領域は、親水性となる。この表面エネルギーのコントラストを利用して、下記で詳述するPZT前駆体溶液の塗り分けが可能となる。   The region where the SAM film 50 is formed on the surface of the lower electrode 42 is hydrophobic. On the other hand, the region where the surface of the lower electrode 42 is exposed after the SAM film 50 is removed becomes hydrophilic. By utilizing this surface energy contrast, it becomes possible to coat the PZT precursor solution described in detail below.

なお、図4(a)に示す工程の後、図5(a)に示す工程のように下部電極42の表面にフォトレジスト53を形成し、図5(b)に示す工程のようにSAM処理を行い、図5(c)に示す工程のようにフォトレジスト53を除去してもよい。これにより、図4(d)に示す工程と同様に、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   After the step shown in FIG. 4A, a photoresist 53 is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG. 5A, and the SAM treatment is performed as in the step shown in FIG. And the photoresist 53 may be removed as in the step shown in FIG. Thereby, a SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG.

又、図4(b)に示す工程の後、図6(a)に示す工程のように開口部54xを有するフォトマスク54を介して紫外線や酸素プラズマ等を下部電極42表面に照射し、図6(b)に示す工程のように露光部(開口部54x内)のSAM膜50を除去してもよい。これにより、図4(d)に示す工程と同様に、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   4B, after the process shown in FIG. 6A, the surface of the lower electrode 42 is irradiated with ultraviolet light, oxygen plasma, or the like through the photomask 54 having the opening 54x. The SAM film 50 in the exposed portion (in the opening 54x) may be removed as in the step shown in FIG. Thereby, a SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG.

〔電気機械変換膜の形成〕
次に、図7及び図8に示すように、下部電極42の表面に電気機械変換膜43を形成する。具体的には、図7(a)に示す工程では、薄膜製造装置3のステージ62上に、表面に所定パターンのSAM膜50が形成された下部電極42(図3の基板5に相当)を載置する。そして、周知のアライメント装置(CCDカメラやCMOSカメラ等)等を用いて、下部電極42の位置や傾き等をアライメントする。
[Formation of electromechanical conversion film]
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, an electromechanical conversion film 43 is formed on the surface of the lower electrode 42. Specifically, in the process shown in FIG. 7A, a lower electrode 42 (corresponding to the substrate 5 in FIG. 3) having a SAM film 50 of a predetermined pattern formed on the surface is provided on the stage 62 of the thin film manufacturing apparatus 3. Place. Then, the position, inclination, and the like of the lower electrode 42 are aligned using a known alignment device (CCD camera, CMOS camera, or the like).

そして、インクジェットヘッド67をX軸に駆動させ、下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上にインクジェットヘッド67を配置する。そして、インクジェットヘッド67から下部電極42の表面のSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)に機能性インク43aを吐出させる。この際、表面エネルギーのコントラストにより、機能性インク43aはSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)のみに濡れ広がる。   Then, the inkjet head 67 is driven on the X axis, the stage 62 on which the lower electrode 42 is mounted is driven on the Y axis, and the inkjet head 67 is disposed on the stage 62. Then, the functional ink 43a is ejected from the inkjet head 67 to a region (hydrophilic region) on the surface of the lower electrode 42 where the SAM film 50 does not exist. At this time, due to the contrast of the surface energy, the functional ink 43a spreads wet only in the region where the SAM film 50 does not exist (hydrophilic region).

このように、表面エネルギーのコントラストを利用して機能性インク43aをSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)のみに形成することにより、塗布する溶液の使用量をスピンコート法等のプロセスよりも減らすことができると共に、工程を簡略化することが可能となる。なお、機能性インク43aとしては、例えば、PZT前駆体溶液を用いることができる。   As described above, the functional ink 43a is formed only in the region where the SAM film 50 does not exist (hydrophilic region) by utilizing the contrast of the surface energy. In addition, the process can be simplified and the process can be simplified. As the functional ink 43a, for example, a PZT precursor solution can be used.

次に、図7(b)に示す工程では、連続照射レーザ装置71をX軸に駆動させ、必要な場合には下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上に連続照射レーザ装置71を配置する。そして、連続照射レーザ装置71にて、図7(a)に示す工程で濡れ広がった機能性インク43aにレーザ光71xを照射して加熱する。レーザ光71xが照射された機能性インク43aは、溶媒が蒸発し、熱分解され、熱分解された機能性インク43bとなる。連続照射レーザ装置71としては、例えば、半導体レーザ装置やYAGレーザ装置等を用いることができる。   Next, in the step shown in FIG. 7B, the continuous irradiation laser device 71 is driven on the X axis, and if necessary, the stage 62 on which the lower electrode 42 is mounted is driven on the Y axis. A continuous irradiation laser device 71 is arranged on the top. Then, the continuous irradiation laser device 71 irradiates the functional ink 43a wetted and spread in the step shown in FIG. The functional ink 43a irradiated with the laser light 71x is vaporized and thermally decomposed into the functional ink 43b thermally decomposed. For example, a semiconductor laser device or a YAG laser device can be used as the continuous irradiation laser device 71.

レーザ光71xの波長は、下部電極42を含めた基板の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上(例えば400nm〜10000nm程度)とすると好適である。より詳しく説明すると、機能性インク43aは波長400nm以上のレーザ光71xをほとんど透過し、ほとんど吸収しない。そのため、機能性インク43aは直接加熱されず、機能性インク43aを搭載している下部電極42(白金等)を含む基板が加熱され、それにともなって間接的に機能性インク43aが加熱される。従って、レーザ光71xの波長を下部電極42の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上とすると好適である。   The wavelength of the laser beam 71x is preferably 400 nm or more (for example, about 400 nm to 10000 nm), which is a region where the light absorption rate of the substrate including the lower electrode 42 is relatively high. More specifically, the functional ink 43a almost transmits laser light 71x having a wavelength of 400 nm or more and hardly absorbs it. Therefore, the functional ink 43a is not directly heated, the substrate including the lower electrode 42 (platinum or the like) on which the functional ink 43a is mounted is heated, and the functional ink 43a is indirectly heated accordingly. Therefore, it is preferable that the wavelength of the laser beam 71x is 400 nm or more, which is a region where the light absorption rate of the lower electrode 42 is relatively high.

なお、直接加熱の手法を用いると、レーザ光のビームプロファイルのムラにより照射部に温度ムラが生じるおそれがあるが、間接加熱の手法を採用することにより、照射面内において均一に機能性インク43aを加熱することが可能となる。   If the direct heating method is used, temperature unevenness may occur in the irradiated portion due to unevenness of the beam profile of the laser beam. However, by using the indirect heating method, the functional ink 43a is uniformly distributed within the irradiation surface. Can be heated.

又、上記説明では、下部電極42上に機能性インク43aを形成しているが、シリコンからなる振動板30上にチタン等からなる密着層41及び白金等からなる下部電極42が積層され、積層された下部電極42上に機能性インク43aを形成する場合がある。このような場合でも、レーザ光71xの波長を、シリコン、チタン、及び白金の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上とすると好適である。   In the above description, the functional ink 43a is formed on the lower electrode 42, but the adhesion layer 41 made of titanium or the like and the lower electrode 42 made of platinum or the like are laminated on the vibration plate 30 made of silicon. In some cases, the functional ink 43 a is formed on the formed lower electrode 42. Even in such a case, it is preferable that the wavelength of the laser beam 71x is 400 nm or more, which is a region where the light absorption rate of silicon, titanium, and platinum is relatively high.

なお、シリコンは、厚さ、結晶特性、熱特性の面内ムラが低いため信頼性が高く、本実施の形態で使用する基板(振動板30)として好適である。   Silicon is highly reliable because it has low in-plane unevenness in thickness, crystal characteristics, and thermal characteristics, and is suitable as a substrate (diaphragm 30) used in this embodiment.

下部電極42の移動速度は10mm/s〜1000mm/s程度、レーザ光71xのパワーは数W〜数十W程度とすることができる。又、レーザ光71xのビーム径は数10μm〜数100μm程度、ビームプロファイルは一般的なガウシアンプロファイルとすることができる。   The moving speed of the lower electrode 42 can be about 10 mm / s to 1000 mm / s, and the power of the laser light 71x can be about several watts to several tens of watts. The beam diameter of the laser beam 71x can be about several tens of μm to several hundreds of μm, and the beam profile can be a general Gaussian profile.

なお、レーザ光71xはSAM膜50にも照射され、SAM膜50も加熱される。SAM膜50は、500℃以上の温度になると消失する虞があるが、レーザ光71xを上記設定条件とした場合には、下部電極42の温度が500℃以下にとどまるので、SAM膜50は消失しない。   The laser beam 71x is also applied to the SAM film 50, and the SAM film 50 is also heated. The SAM film 50 may disappear when the temperature is 500 ° C. or higher. However, when the laser light 71x is set as the above setting condition, the temperature of the lower electrode 42 remains at 500 ° C. or lower, so the SAM film 50 disappears. do not do.

次に、図8(a)に示す工程では、撮像手段73をX軸に駆動させ、必要な場合には下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上に撮像手段73を配置する。そして、撮像手段73にて、図7(b)に示す工程で熱分解された機能性インク43bのパターンを撮像する。なお、撮像手段73は、機能性インク43bの全域を一度に撮像可能であるように構成されていることが好ましい。   Next, in the step shown in FIG. 8A, the imaging means 73 is driven on the X axis, and if necessary, the stage 62 on which the lower electrode 42 is placed is driven on the Y axis, An imaging means 73 is arranged. Then, the pattern of the functional ink 43b thermally decomposed in the process shown in FIG. Note that the imaging unit 73 is preferably configured to be able to image the entire area of the functional ink 43b at a time.

撮像手段73により撮像された機能性インク43bのパターン画像は薄膜製造装置3の図示しない装置制御部に取り込まれ、パターンの色は色深度に変換される。パターンの色は、例えば、RGB各々256階調の色深度に変換することができる。   The pattern image of the functional ink 43b picked up by the image pickup means 73 is taken into a device control unit (not shown) of the thin film manufacturing apparatus 3, and the color of the pattern is converted into the color depth. The color of the pattern can be converted into, for example, a color depth of 256 gradations for each of RGB.

色深度と膜厚との関係は、膜厚の範囲により変化するが、本実施の形態のように2μm程度の膜厚であれば、図9に示すように赤(R)の色深度と膜厚との関係はほぼ線形的になる。従って、この関係を用いて、色深度から膜厚を求めることができる。なお、本実施の形態では、赤(R)の色深度と膜厚との関係を用いたが、緑(G)の色深度と膜厚との関係や青(B)の色深度と膜厚との関係を用いてもよい。色深度と膜厚との関係が、より線形的である色の色深度から膜厚を求めることが好ましい。   Although the relationship between the color depth and the film thickness varies depending on the range of the film thickness, if the film thickness is about 2 μm as in this embodiment, the color depth of red (R) and the film are as shown in FIG. The relationship with the thickness is almost linear. Therefore, the film thickness can be obtained from the color depth using this relationship. In this embodiment, the relationship between red (R) color depth and film thickness is used. However, the relationship between green (G) color depth and film thickness and blue (B) color depth and film thickness. The relationship between and may be used. It is preferable to obtain the film thickness from the color depth of a color in which the relationship between the color depth and the film thickness is more linear.

又、図10に示すように、膜厚によってレーザ光の光吸収率が変化する。図10では、波長約1000nmの光を照射した場合の光吸収率をプロットしている。図10において、実線はホットプレートで数分間120℃で焼成したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率であり、粗い点線はオーブンで数分間500℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率であり、細かい点線はオーブンで数分間700℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率である。   Further, as shown in FIG. 10, the light absorption rate of the laser light changes depending on the film thickness. In FIG. 10, the light absorptance when light with a wavelength of about 1000 nm is irradiated is plotted. In FIG. 10, the solid line is the light absorption rate of the functional ink film from 0 to 1000 μm when baked at 120 ° C. for several minutes on a hot plate, and the rough dotted line is when heated at 500 ° C. for several minutes in an oven. The light absorption rate of the functional ink film is from 0 to 1000 μm, and the fine dotted line is the light absorption rate from 0 to 1000 μm of the functional ink film when heated in an oven at 700 ° C. for several minutes.

実際のデータは膜厚を数十μmピッチで計測しており、図10はカーブフィッティングした結果を示している。なお、スピンピンコートの成膜条件や、インクジェットの吐出条件を変えることで、膜厚を数十μmピッチで変えることが可能である。本実施の形態で計測した温度は120℃、500℃、700℃の3点であるが、25℃までのデータや、更に細かく温度を刻んでデータを取得すると、より精度の高い情報が得られるのは言うまでもない。   In actual data, the film thickness is measured at a pitch of several tens of μm, and FIG. 10 shows the result of curve fitting. The film thickness can be changed at a pitch of several tens of μm by changing the film formation conditions of the spin pin coat and the ink jet discharge conditions. The temperatures measured in this embodiment are three points of 120 ° C., 500 ° C., and 700 ° C. However, more accurate information can be obtained by acquiring data up to 25 ° C. Needless to say.

機能性インク膜の膜厚は、例えば、光等を用いた非接触形状計測器等を用いて計測できる。より具体的には、例えば、Zygo社の干渉計NewViewシリーズや、Keyence社の形状測定レーザ顕微鏡VKシリーズ等を用いることができる。光吸収率は、例えば、FTIRやUV-VIS-NIR Spectrometry等を用いて計測できる。より具体的には、例えば、島津製作所のIRとUVシリーズや、PerkinElmer社のLambdaシリーズ等を用いることができる。   The film thickness of the functional ink film can be measured using, for example, a non-contact shape measuring instrument using light or the like. More specifically, for example, an interferometer NewView series manufactured by Zygo or a shape measurement laser microscope VK series manufactured by Keyence can be used. The light absorption rate can be measured using, for example, FTIR, UV-VIS-NIR Spectrometry, or the like. More specifically, for example, IR and UV series of Shimadzu Corporation, Lambda series of PerkinElmer, etc. can be used.

図9及び図10の関係に基づいて、機能性インク43bのパターン画像の色深度から機能性インク43bの光吸収率を求めることができる。又、光吸収率が求まれば、光吸収率に応じた最適なレーザパワーを算出できるため、結局、機能性インク43bのパターン画像の色深度から、その膜厚の機能性インク43bに照射すべき最適なレーザパワーを求めることができる。   Based on the relationship of FIG. 9 and FIG. 10, the light absorption rate of the functional ink 43b can be obtained from the color depth of the pattern image of the functional ink 43b. If the light absorptance is obtained, the optimum laser power corresponding to the light absorptance can be calculated. Therefore, the functional ink 43b having the film thickness is irradiated from the color depth of the pattern image of the functional ink 43b. It is possible to obtain the optimum laser power.

最適なレーザパワーを求めるには、まず、基準となる最適レーザパワーを事前評価により決定しておく。例えば、膜厚100nmの機能性インク43bを700℃に加熱するための最適なレーザパワーが100Wであったとする。図10より、この場合の光吸収率は約36%である。   In order to obtain the optimum laser power, first, a reference optimum laser power is determined by prior evaluation. For example, it is assumed that the optimum laser power for heating the functional ink 43b having a thickness of 100 nm to 700 ° C. is 100 W. From FIG. 10, the light absorption rate in this case is about 36%.

これを基準として異なる膜厚に対する最適レーザパワーを求めることができる。例えば、膜厚200nmの機能性インク43bの光吸収率は図10より約82%である。従って、100Wの36%/82%で約44Wが膜厚200nmの機能性インク43bを700℃に加熱するための最適レーザパワーとなる。   Based on this, the optimum laser power for different film thicknesses can be obtained. For example, the optical absorptance of the functional ink 43b having a thickness of 200 nm is about 82% from FIG. Therefore, about 44 W at 36% / 82% of 100 W is the optimum laser power for heating the functional ink 43 b having a film thickness of 200 nm to 700 ° C.

そこで、機能性インク43bのパターン画像の色深度と最適なレーザパワーとの関係を予め図示しない装置制御部のRAMや不揮発性メモリにデータとして記憶しておく。これにより、図8(a)に示す工程において、装置制御部は、撮像手段73により撮像された機能性インク43bのパターン画像から機能性インク43bに照射すべき最適なレーザパワーを求めることができる。   Therefore, the relationship between the color depth of the pattern image of the functional ink 43b and the optimum laser power is stored in advance as data in a RAM or a non-volatile memory of the device control unit (not shown). Thereby, in the process shown in FIG. 8A, the apparatus control unit can obtain the optimum laser power to be applied to the functional ink 43b from the pattern image of the functional ink 43b imaged by the imaging means 73. .

次に、図8(b)に示す工程では、パルス照射レーザ装置72をX軸に駆動させ、必要な場合には下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上にパルス照射レーザ装置72を配置する。そして、パルス照射レーザ装置72にて、図7(b)に示す工程で熱分解された機能性インク43bのみにレーザ光72xを照射して加熱する。つまり、SAM膜50にレーザ光72xを照射すると、下部電極42の温度が500℃以上となってSAM膜50が消失する虞があるため、SAM膜50にはレーザ光72xを照射しない。   Next, in the step shown in FIG. 8B, the pulse irradiation laser device 72 is driven on the X-axis, and if necessary, the stage 62 on which the lower electrode 42 is mounted is driven on the Y-axis. A pulse irradiation laser device 72 is arranged on the top. Then, in the pulse irradiation laser device 72, only the functional ink 43b thermally decomposed in the process shown in FIG. That is, if the SAM film 50 is irradiated with the laser beam 72x, the temperature of the lower electrode 42 may be 500 ° C. or more, and the SAM film 50 may disappear. Therefore, the SAM film 50 is not irradiated with the laser beam 72x.

レーザ光72xを照射された機能性インク43bは、結晶化して機能性インク43c(例えば、PZT薄膜)となり、SAM膜50は消失せずに残存する。パルス照射レーザ装置72としては、例えば、半導体ファイバーカプリングレーザ装置や半導体レーザスタック装置等を用いることができる。   The functional ink 43b irradiated with the laser beam 72x is crystallized to become the functional ink 43c (for example, PZT thin film), and the SAM film 50 remains without disappearing. As the pulse irradiation laser device 72, for example, a semiconductor fiber coupling laser device, a semiconductor laser stack device, or the like can be used.

この工程で照射するレーザ光72xのパワーは、図8(a)に示す工程で求めた最適パワーである。機能性インク43bの結晶化に必要な温度は700℃程度であるため、図10の700℃のデータを用いて求めた最適パワーを照射する。なお、最適パワーの範囲は数W〜数10W程度である。   The power of the laser beam 72x irradiated in this step is the optimum power obtained in the step shown in FIG. Since the temperature required for the crystallization of the functional ink 43b is about 700 ° C., the optimum power obtained using the data of 700 ° C. in FIG. 10 is irradiated. The optimal power range is about several watts to several tens of watts.

又、レーザ光72xの照射時間は数μ秒〜数100μ秒程度とすることができる。レーザ光72xの発光周波数は機能性インク43bのパターンとステージ62の移動速度により調整することが好ましく、例えば、パターン間隔が100μmで、ステージ62の移動速度が100mm/sの場合、レーザ光72xの発光周波数は1kHzとすることができる。   Further, the irradiation time of the laser beam 72x can be set to several μs to several 100 μs. The emission frequency of the laser beam 72x is preferably adjusted by the pattern of the functional ink 43b and the moving speed of the stage 62. For example, when the pattern interval is 100 μm and the moving speed of the stage 62 is 100 mm / s, the laser beam 72x The emission frequency can be 1 kHz.

なお、レーザ光72xが発光中にステージ62が移動する場合には、レーザ光72xを照射する範囲が広がる。例えば、照射時間が100μ秒でステージ62の移動速度が100mm/sの場合、レーザ光72xが発光中にステージ62が移動することにより、レーザ光72xを照射する範囲が10um程度広がる。   In addition, when the stage 62 moves while the laser beam 72x is emitted, the range in which the laser beam 72x is irradiated is expanded. For example, when the irradiation time is 100 μs and the moving speed of the stage 62 is 100 mm / s, the stage 62 moves while the laser light 72x is emitting, thereby expanding the range of irradiation with the laser light 72x by about 10 μm.

そのため、レーザ光72xを機能性インク43bのみに照射し、SAM膜50に照射しないためには、レーザ光72xの照射範囲を考慮して機能性インク43bのパターン形状に合った照射タイミングでレーザ光72xを発光させる必要がある。   Therefore, in order to irradiate only the functional ink 43b with the laser beam 72x and not to irradiate the SAM film 50, the laser beam is irradiated at an irradiation timing suitable for the pattern shape of the functional ink 43b in consideration of the irradiation range of the laser beam 72x. 72x needs to emit light.

なお、パルス照射レーザ装置72は、多チャンネルのものを用いても、単一口のものを用いても構わないが、多チャンネルのものを用いることが好ましい。例えば、後述の図11の例のように、複数のパターンが並設されている場合に、各パターンに一気にレーザ光を照射できるからである。   The pulse irradiation laser device 72 may be a multi-channel one or a single-port one, but a multi-channel one is preferably used. For example, when a plurality of patterns are arranged in parallel as in the example of FIG. 11 described later, each pattern can be irradiated with laser light at a stroke.

図8(b)に示す工程で結晶化した機能性インク43c(例えば、PZT薄膜)の膜厚は、数10nm程度である。この膜厚では不十分であるため、図8(b)に示す工程の後、更に図7(a)、図7(b)、図8(a)、及び図8(b)に示す工程を必要数繰り返す。これにより、機能性インク43cが積層され、下部電極42上に任意のパターンと厚さ(例えば、数μm程度)の結晶化した機能性インク膜、すなわち電気機械変換膜43が作製される。   The film thickness of the functional ink 43c (for example, a PZT thin film) crystallized in the process shown in FIG. 8B is about several tens of nm. Since this film thickness is insufficient, after the step shown in FIG. 8B, the steps shown in FIGS. 7A, 7B, 8A, and 8B are further performed. Repeat as many times as necessary. Thereby, the functional ink 43c is laminated, and the functional ink film crystallized with an arbitrary pattern and thickness (for example, about several μm), that is, the electromechanical conversion film 43 is formed on the lower electrode.

この際、各工程を繰り返すたびに機能性インク43cの膜厚が変化(増加)するが、図8(a)に示す工程において撮像手段73により撮像された機能性インク43bのパターン画像から機能性インク43bに照射すべき最適なレーザパワーを毎回求めるため、図8(b)に示す工程では常に機能性インク43bの膜厚に対応した最適なレーザパワーを照射できる。   At this time, the film thickness of the functional ink 43c changes (increases) each time each step is repeated, but the functionality is determined from the pattern image of the functional ink 43b imaged by the imaging means 73 in the step shown in FIG. Since the optimum laser power to be applied to the ink 43b is obtained every time, the optimum laser power corresponding to the film thickness of the functional ink 43b can always be applied in the process shown in FIG. 8B.

このように、第1の実施の形態では、SAM膜50が消失しない程度の温度で、連続照射レーザ装置71にて機能性インク43aにレーザ光71xを照射して加熱し、機能性インク43aの溶媒を蒸発させ熱分解し、機能性インク43bを作製する。そして、機能性インク43bにレーザ光72x(パルス)を照射して加熱し、結晶化させて機能性インク43cを作製する。この際、パルス照射レーザ装置72では、SAM膜50にレーザ光72xを照射しないため、SAM膜50が消失せずに残存する。   As described above, in the first embodiment, the continuous ink laser device 71 irradiates the functional ink 43a with the laser beam 71x and heats the functional ink 43a at a temperature at which the SAM film 50 does not disappear. The functional ink 43b is produced by evaporating the solvent and performing thermal decomposition. Then, the functional ink 43b is irradiated with a laser beam 72x (pulse), heated, and crystallized to produce the functional ink 43c. At this time, in the pulse irradiation laser device 72, since the SAM film 50 is not irradiated with the laser beam 72x, the SAM film 50 remains without disappearing.

これにより、図4〜図6の工程を繰り返す必要はなく、図7(a)、図7(b)、図8(a)、及び図8(b)に示す工程のみを必要数繰り返すことにより、機能性インク43cを積層することができる。つまり、簡易な工程により電気機械変換膜等の薄膜を製造可能となる。   Accordingly, it is not necessary to repeat the steps shown in FIGS. 4 to 6, and only the steps shown in FIGS. 7A, 7 B, 8 A, and 8 B are repeated as many times as necessary. The functional ink 43c can be laminated. That is, a thin film such as an electromechanical conversion film can be manufactured by a simple process.

又、図8(a)に示す工程において撮像手段73により撮像された機能性インク43bのパターン画像から機能性インク43bに照射すべき最適なレーザパワーを毎回求めるため、図8(b)に示す工程では常に機能性インク43bの膜厚に対応した最適なレーザパワーを照射できる。   Further, in order to obtain the optimum laser power to be applied to the functional ink 43b from the pattern image of the functional ink 43b picked up by the image pickup means 73 in the step shown in FIG. In the process, the optimum laser power corresponding to the film thickness of the functional ink 43b can always be irradiated.

なお、上記説明では、図8(b)に示す工程においてのみ、最適なレーザパワーでレーザ光を照射した。これは、図7(b)に示す工程で連続照射するレーザ光は、図8(b)に示す工程でパルス照射するレーザ光に比べてばらつきの許容範囲が大きいため、連続照射するレーザ光のパワー設定は比較的ラフでも構わないからである。   In the above description, the laser beam was irradiated with the optimum laser power only in the process shown in FIG. This is because the laser beam continuously irradiated in the step shown in FIG. 7 (b) has a larger variation tolerance range than the laser beam irradiated in the pulse shown in FIG. 8 (b). This is because the power setting may be relatively rough.

しかしながら、図7(b)に示す工程でも、図8(b)に示す工程と同様な方法により、レーザパワーを最適化してもよい。この場合には、機能性インク43aの溶媒の蒸発に必要な温度は120℃程度であるため、まず図10の120℃のデータを用いて求めた最適パワーを照射する。又、機能性インク43aの熱分解に必要な温度は500℃程度であるため、溶媒の蒸発後、図10の500℃のデータを用いて求めた最適パワーを照射する。   However, in the step shown in FIG. 7B, the laser power may be optimized by the same method as the step shown in FIG. In this case, since the temperature required for the evaporation of the solvent of the functional ink 43a is about 120 ° C., first, the optimum power obtained using the data of 120 ° C. in FIG. 10 is irradiated. Further, since the temperature required for the thermal decomposition of the functional ink 43a is about 500 ° C., the optimum power obtained by using the data of 500 ° C. in FIG.

〈第2の実施の形態〉
第1の実施形態で用いた撮像手段73で取り込んだパターン画像の形状を測定することができる。これにより、作製されたパターンの形状が正常であるか否かを判定できる。例えば、図11において、機能性インク43b、43b、及び43bは正常パターンを、機能性インク43bは不良パターンを示している。
<Second Embodiment>
The shape of the pattern image captured by the imaging unit 73 used in the first embodiment can be measured. Thereby, it can be determined whether the shape of the produced pattern is normal. For example, in FIG. 11, the functional inks 43b 1 , 43b 2 , and 43b 4 indicate normal patterns, and the functional ink 43b 3 indicates a defective pattern.

機能性インク43bの正常パターンを予め図示しない装置制御部のRAMや不揮発性メモリにデータとして記憶しておく。これにより、図8(a)に示す工程において、装置制御部は、例えば、撮像手段73により撮像された機能性インク43bのパターン画像を予め記憶した正常パターンと比較することにより、不良パターンを検知できる。   A normal pattern of the functional ink 43b is previously stored as data in a RAM or a non-volatile memory of a device control unit (not shown). Thereby, in the process shown in FIG. 8A, the apparatus control unit detects a defective pattern by comparing, for example, a pattern image of the functional ink 43b imaged by the imaging unit 73 with a normal pattern stored in advance. it can.

〈第3の実施の形態〉
第1の実施形態では、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72を別々の装置として使用した。第3の実施形態では、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72とを1台のレーザ装置とする例を示す。具体的には、例えば、半導体ファイバーカプリングレーザ装置又は半導体レーザスタック装置等のパルス照射レーザ装置を使用して、1台のレーザ装置にパルスレーザ装置と連続照射レーザ装置の両方の機能を持たせることができる。
<Third Embodiment>
In the first embodiment, the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 are used as separate devices. In the third embodiment, an example in which the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 are one laser device is shown. Specifically, for example, by using a pulse irradiation laser device such as a semiconductor fiber coupling laser device or a semiconductor laser stack device, one laser device has both functions of a pulse laser device and a continuous irradiation laser device. Can do.

これにより、1台のレーザ装置で機能性インクの溶媒蒸発、熱分解、結晶化までのプロセスと行うことができる。又、例えば、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72をY軸方向に一列に並べる構成の場合には、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72とを1台のレーザ装置とすることにより、ステージ駆動手段のY軸方向の長さを短くすることができる。そのため、Y軸方向の移動精度が向上するだけでなく、装置がコンパクトとなるため、装置の低コスト化が可能となる。   Thereby, the process from solvent evaporation, thermal decomposition, and crystallization of functional ink can be performed with one laser device. Further, for example, when the stage 62 has a single axis freedom in the Y direction and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 are arranged in a line in the Y axis direction, the stage 62 is continuous. By using the irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 as a single laser device, the length of the stage driving means in the Y-axis direction can be shortened. For this reason, not only the movement accuracy in the Y-axis direction is improved, but the apparatus becomes compact, so that the cost of the apparatus can be reduced.

〈第4の実施の形態〉
通常、レーザ加熱によるレーザ照射エリアの形状は円形であり、ビームプロファイルはGaussianである。そのため、円形のレーザ照射エリアで機能性インクを照射する場合、円中央領域と円端部分では実照射時間が異なる。すなわち、円中央の方が長い時間照射され、円端の方は短い時間照射される。そのため、レーザ照射エリアを機能性インクのパターンと同じ形状若しくはそれよりも大きい形状にすると好適である。これにより、所定の形状にパターニングされた機能性インクを、均一に加熱することができる。
<Fourth embodiment>
Usually, the shape of the laser irradiation area by laser heating is circular, and the beam profile is Gaussian. Therefore, when functional ink is irradiated in a circular laser irradiation area, the actual irradiation time differs between the circle center region and the circle end portion. That is, the center of the circle is irradiated for a longer time, and the end of the circle is irradiated for a shorter time. For this reason, it is preferable that the laser irradiation area has the same shape as the functional ink pattern or a shape larger than that. Thereby, the functional ink patterned into a predetermined shape can be heated uniformly.

更に、例えば、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によるレーザ照射のビームプロファイルを、照射エリア内でフラット形状又はトップハット形状にすることで、機能性インクをより均一に加熱することが可能となる。なお、照射エリアの形状とビームプロファイルの調整は、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72の何れの装置にも搭載することが可能である。   Furthermore, for example, by making the beam profile of laser irradiation by the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 into a flat shape or a top hat shape in the irradiation area, the functional ink can be heated more uniformly. It becomes. The adjustment of the shape of the irradiation area and the beam profile can be mounted on either the continuous irradiation laser device 71 or the pulse irradiation laser device 72.

例えば、機能性インクの平面形状が長方形である場合、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72の何れの場合でも、ステージ62が同時に移動できる方向が1方向である場合、照射エリアは長方形であることが好ましい。そして、長方形の傾きとステージ62の移動方向の傾きがそろっていることが好ましい。つまり、平面形状が長方形の機能性インクの長辺又は短辺がステージ62の移動方向に平行であることが好ましい。   For example, when the planar shape of the functional ink is rectangular, in any case of the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72, when the direction in which the stage 62 can move simultaneously is one direction, the irradiation area is rectangular. Preferably there is. The inclination of the rectangle and the inclination of the moving direction of the stage 62 are preferably aligned. That is, it is preferable that the long side or the short side of the functional ink having a rectangular planar shape is parallel to the moving direction of the stage 62.

このような構成にすることで、ステージ62の移動方向の照射時間が、ステージ62の移動方向と直角の方向で同一となる。すなわち、均一なレーザ加熱が可能となり、信頼性の高い機能性インク膜を形成することができる。   With such a configuration, the irradiation time in the moving direction of the stage 62 is the same in a direction perpendicular to the moving direction of the stage 62. That is, uniform laser heating is possible, and a highly reliable functional ink film can be formed.

〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、機能性インクを結晶化のためにレーザ加熱する前に、エキシマレーザを用いてレーザ照射を行う。金属成分を含む有機化合物は、含まれる金属成分によって金属有機化合物が異なる温度で分解されるため、材料によって結晶粒の形成方法が異なる。そのため、エキシマレーザを用いてレーザ照射することで、それぞれの金属有機化合物の化学結合を切断し、結晶粒の形成方法を統一させる。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, laser irradiation is performed using an excimer laser before laser heating the functional ink for crystallization. Since the organic compound containing a metal component is decomposed at different temperatures depending on the metal component contained, the method for forming crystal grains differs depending on the material. Therefore, laser irradiation using an excimer laser cuts the chemical bonds of the respective metal organic compounds and unifies the crystal grain formation method.

それにより、機能性インクから圧電素子を作製する場合には、緻密で粒径が揃った結晶膜を形成することができ、得られた結晶膜の圧電素子特性が向上する。エキシマレーザによって切断された化学結合については、赤外吸収スペクトル等を用いて確認することができる。具体的には、連続照射レーザ装置71にて溶媒を蒸発させた後,例えば波長が300nm以下のエキシマレーザ等を照射する。   Thereby, when a piezoelectric element is produced from functional ink, a dense crystal film having a uniform particle diameter can be formed, and the piezoelectric element characteristics of the obtained crystal film are improved. About the chemical bond cut | disconnected by the excimer laser, it can confirm using an infrared absorption spectrum etc. Specifically, after the solvent is evaporated by the continuous irradiation laser device 71, for example, an excimer laser having a wavelength of 300 nm or less is irradiated.

より具体的には、例えば、連続照射型KrFエキシマレーザ装置を用いて、波長230〜280nm、100mJ/cm以上の照射条件でエキシマレーザを照射することで、得られる機能性インク膜の特性を向上させることができる。なお、連続照射型KrFエキシマレーザ装置に代えて、UVランプを用いて紫外線を照射しても同様の効果を奏する。 More specifically, for example, by using a continuous irradiation type KrF excimer laser device, the excimer laser is irradiated under irradiation conditions of a wavelength of 230 to 280 nm and 100 mJ / cm 2 or more, thereby obtaining the characteristics of the functional ink film obtained. Can be improved. The same effect can be obtained by irradiating ultraviolet rays using a UV lamp instead of the continuous irradiation type KrF excimer laser device.

〈第6の実施の形態〉
第6の実施の形態では、薄膜製造装置3で製造した液体吐出ヘッド2(図2参照)を搭載したインクジェット記録装置の例を示す。図12は、インクジェット記録装置を例示する斜視図である。図13は、インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。
<Sixth embodiment>
In the sixth embodiment, an example of an ink jet recording apparatus on which the liquid discharge head 2 (see FIG. 2) manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3 is mounted will be described. FIG. 12 is a perspective view illustrating an ink jet recording apparatus. FIG. 13 is a side view illustrating the mechanism unit of the inkjet recording apparatus.

図12及び図13を参照するに、インクジェット記録装置4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に搭載した液体吐出ヘッド2の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94、インクジェット記録ヘッド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等を収納する。   Referring to FIGS. 12 and 13, the ink jet recording apparatus 4 is an ink jet recording which is an embodiment of a liquid discharge head 2 mounted on a carriage 93 movable in the main scanning direction inside a recording apparatus main body 81. A print mechanism unit 82 including an ink cartridge 95 that supplies ink to the head 94 and the inkjet recording head 94 is accommodated.

記録装置本体81の下方部には、多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット84(或いは給紙トレイでもよい)を抜き差し自在に装着することができる。又、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。給紙カセット84或いは手差しトレイ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記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   A paper feed cassette 84 (or a paper feed tray) on which a large number of sheets 83 can be stacked can be detachably attached to the lower portion of the recording apparatus main body 81. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

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する。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インクジェット記録ヘッド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。又、キャリッジ93は、インクジェット記録ヘッド94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95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). The carriage 93 has an inkjet recording head 94 that ejects ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk), and a plurality of ink ejection ports (nozzles) in the main scanning direction. They are arranged in the intersecting direction and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Further, the carriage 93 is mounted with replaceable ink cartridges 95 for supplying ink of each color to the ink jet recording head 94.

インクカートリッジ95は、上方に大気と連通する図示しない大気口、下方にはインクジェット記録ヘッド94へインクを供給する図示しない供給口を、内部にはインクが充填された図示しない多孔質体を有している。多孔質体の毛管力によりインクジェット記録ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。又、インクジェット記録ヘッド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個のヘッドを用いてもよい。   The ink cartridge 95 has an air port (not shown) that communicates with the atmosphere above, an air port (not shown) that supplies ink to the ink jet recording head 94 below, and a porous body (not shown) filled with ink inside. ing. The ink supplied to the inkjet recording head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the respective color heads are used here as the ink jet recording head 94, one head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used.

キャリッジ93は、用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。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、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。タイミングベルト100は、キャリッジ93に固定されている。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the downstream side in the paper conveyance direction, and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the upstream side in the paper conveyance direction. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by the main scanning motor 97, so that the main scanning motor 97 is forward / reverse. The carriage 93 is reciprocated by the rotation. The timing belt 100 is fixed to the carriage 93.

又、インクジェット記録装置4は、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、フリクションパッド102、用紙83を案内するガイド部材103、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105、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、を設けている。これにより、給紙カセット84にセットした用紙83を、インクジェット記録ヘッド94の下方側に搬送される。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   Further, the ink jet recording apparatus 4 reverses and feeds the paper feed roller 101 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84, the friction pad 102, the guide member 103 for guiding the paper 83, and the fed paper 83. A conveyance roller 104, a conveyance roller 105 that is pressed against the circumferential surface of the conveyance roller 104, and a leading end roller 106 that defines a feeding angle of the sheet 83 from the conveyance roller 104 are provided. As a result, the paper 83 set in the paper feed cassette 84 is conveyed to the lower side of the ink jet recording head 94. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

用紙ガイド部材である印写受け部材109は、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をインクジェット記録ヘッド94の下方側で案内する。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、拍車112を設けている。更に、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、116とを配設している。   The printing receiving member 109 which is a paper guide member guides the paper 83 sent out from the conveying roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the ink jet recording head 94. On the downstream side of the printing receiving member 109 in the sheet conveyance direction, a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the sheet 83 in the sheet discharge direction are provided. Further, a paper discharge roller 113 and a spur 114 for sending the paper 83 to the paper discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a paper discharge path are provided.

画像記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じてインクジェット記録ヘッド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。記録終了信号又は用紙83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83を排紙する。   During image recording, the inkjet recording head 94 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped paper 83 to record one line and transporting the paper 83 by a predetermined amount. After that, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing end of the paper 83 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

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、インクジェット記録ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を有する。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を有する。キャリッジ93は、印字待機中に回復装置117側に移動されてキャッピング手段でインクジェット記録ヘッド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。又、記録途中等に、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。   A recovery device 117 for recovering defective ejection of the inkjet recording head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the ink jet recording head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant, and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェット記録ヘッド94の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。又、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され吐出不良が回復される。更に、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When ejection failure occurs, the ejection port of the ink jet recording head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port with the suction unit through the tube. Also, ink or dust adhering to the ejection port surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、インクジェット記録装置4においては、薄膜製造装置3で製造した液体吐出ヘッド2の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94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るため、画像品質を向上できる。   Thus, since the inkjet recording head 94 which is one embodiment of the liquid ejection head 2 manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3 is mounted in the inkjet recording apparatus 4, there is no ink droplet ejection defect due to vibration plate drive failure. Since stable ink droplet ejection characteristics can be obtained, image quality can be improved.

[実施例]
次に、薄膜製造装置3を用いて薄膜を形成する例を説明する。この実施例では、シリコンウェハに熱酸化膜(膜厚1μm)を形成し、密着層としてチタン膜(膜厚50nm)をスパッタ成膜した。引続き下部電極として白金膜(膜厚200nm)をスパッタ成膜した。
[Example]
Next, an example of forming a thin film using the thin film manufacturing apparatus 3 will be described. In this example, a thermal oxide film (film thickness 1 μm) was formed on a silicon wafer, and a titanium film (film thickness 50 nm) was formed by sputtering as an adhesion layer. Subsequently, a platinum film (thickness: 200 nm) was formed by sputtering as the lower electrode.

次いで、アルカンチオールにCH(CH−SHを用い、濃度0.01モル/l(溶媒:イソプロピルアルコール)溶液に浸漬させ、SAM処理を行った。その後、イソプロピルアルコールで洗浄・乾燥後、パターニングの工程に移る。 Then, CH 3 (CH 2) using 6 -SH to alkanethiol, concentration 0.01 mol / l (solvent: isopropyl alcohol) is dipped into the solution, it was subjected to SAM process. Then, after washing and drying with isopropyl alcohol, the process proceeds to a patterning process.

SAM膜処理後、SAM膜形成部位(SAM膜上)において水の接触角を測定したところ、SAM膜上での水の接触角は92.2°であった(図14参照)。一方、SAM処理前の白金スパッタ膜上において水の接触角を測定したところ、白金スパッタ膜上での水の接触角は5°以下(完全濡れ)であった。この結果から、SAM膜処理が適切になされたことがわかる。   After the SAM film treatment, when the contact angle of water was measured at the SAM film formation site (on the SAM film), the contact angle of water on the SAM film was 92.2 ° (see FIG. 14). On the other hand, when the contact angle of water was measured on the platinum sputtered film before the SAM treatment, the contact angle of water on the platinum sputtered film was 5 ° or less (complete wetting). From this result, it can be seen that the SAM film treatment was appropriately performed.

次に、東京応化社製フォトレジスト(TSMR8800)をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後、酸素プラズマ処理を行い露出部のSAM膜を除去した。処理後の残渣レジストはアセトンにて溶解除去し、同様の接触角評価を行ったところ、SAM膜除去部位において水の接触角は5°以下(完全濡れ)であり(図15参照)、レジストでカバーされていた部位のそれは92.4°の値を示した。この結果から、SAM膜のパターン化が適切になされたことが確認できる。   Next, a photoresist made by Tokyo Ohka Co., Ltd. (TSMR8800) was formed by spin coating, a resist pattern was formed by ordinary photolithography, and then an oxygen plasma treatment was performed to remove the exposed SAM film. The residual resist after the treatment was dissolved and removed with acetone, and the same contact angle evaluation was performed. As a result, the contact angle of water at the SAM film removal site was 5 ° or less (complete wetting) (see FIG. 15). That of the covered site showed a value of 92.4 °. From this result, it can be confirmed that the SAM film is appropriately patterned.

他方式のパターニングとして、同様のレジストワークにより予めレジストパターンを形成し、同様のSAM膜処理を実施後、アセトンにてレジストを除去し、接触角を測定した。レジストカバーされた白金膜上の接触角は5°以下(完全濡れ)、他の部位のそれは92.0°となり、SAM膜のパターン化が適切になされたことを確認した。   As another type of patterning, a resist pattern was formed in advance with the same resist work, and after the same SAM film treatment, the resist was removed with acetone, and the contact angle was measured. The contact angle on the resist-covered platinum film was 5 ° or less (complete wetting), and that at other sites was 92.0 °, confirming that the SAM film was appropriately patterned.

もう1つの他方式として、シャドウマスクを用いた紫外線照射を行った。具体的には、エキシマランプによる波長176nmの真空紫外光を用いて10分間照射した。照射部の接触角は5°以下(完全濡れ)、未照射部のそれは92.2°でありSAM膜のパターン化が適切になされたことを確認した。   As another method, ultraviolet irradiation using a shadow mask was performed. Specifically, irradiation was performed for 10 minutes using vacuum ultraviolet light having a wavelength of 176 nm from an excimer lamp. The contact angle of the irradiated part was 5 ° or less (complete wetting), and that of the unirradiated part was 92.2 °, confirming that the SAM film was appropriately patterned.

次に、電気機械変換膜としてPZT(53/47)を成膜した。前駆体塗布液の合成は、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポ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モル%過剰にしてある。これは熱処理中の所謂鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。   Next, PZT (53/47) was formed as an electromechanical conversion film. In the synthesis of the precursor coating solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium, and isopropoxide zirconium were used as starting materials. Crystal water of lead acetate was dissolved in methoxyethanol and then dehydrated. The lead amount is 10 mol% excess relative to the stoichiometric composition. This is to prevent crystallinity deterioration due to so-called lead loss during heat treatment.

イソプロポキシドチタン、イソプロポ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、先記の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モル/lにした。   Isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, the alcohol exchange reaction and the esterification reaction were advanced, and the PZT precursor solution was synthesized by mixing with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved. The PZT concentration was 0.1 mol / l.

一度のゾルゲル成膜で得られる膜厚は100nmが好ましく、前駆体濃度は成膜面積と前駆体塗布量の関係から適正化される(従って0.1モル/lに限定されるものではない)。   The film thickness obtained by a single sol-gel film formation is preferably 100 nm, and the precursor concentration is optimized from the relationship between the film formation area and the amount of applied precursor (thus not limited to 0.1 mol / l). .

この前駆体溶液を先のパターン化SAM膜上にインクジェット法で塗布した(図7(a)参照)。インクジェット法によりSAM膜上には液滴を吐出せず親水部のみ吐出することで接触角のコントラストにより親水部上にのみ塗膜ができた。   This precursor solution was applied onto the patterned SAM film by the ink jet method (see FIG. 7A). By discharging only the hydrophilic portion without discharging droplets on the SAM film by the ink jet method, a coating film was formed only on the hydrophilic portion due to the contact angle contrast.

この塗膜に連続照射レーザ装置71にてレーザ光を照射して加熱し、溶媒を蒸発させ、熱分解された塗膜を得た(図7(b)参照)。次に、熱分解された塗膜を撮像手段73により撮像し、撮像されたパターン画像から熱分解された塗膜に照射すべき最適なレーザパワーを求めた(図8(a)参照)。続いて、パルス照射レーザ装置72にて、熱分解された塗膜のみにレーザ光を照射して加熱し、熱分解された塗膜結晶化した(図8(b)参照)。この際、図8(a)で求めた最適なレーザパワーを照射した。   The coating film was heated by irradiating laser light with a continuous irradiation laser device 71 to evaporate the solvent, thereby obtaining a thermally decomposed coating film (see FIG. 7B). Next, the thermally decomposed coating film was imaged by the imaging means 73, and the optimum laser power to be applied to the thermally decomposed coating film was determined from the captured pattern image (see FIG. 8A). Subsequently, with the pulse irradiation laser device 72, only the thermally decomposed coating film was irradiated with laser light and heated to crystallize the thermally decomposed coating film (see FIG. 8B). At this time, the optimum laser power obtained in FIG.

インクジェット法により同じ場所に液滴を吐出し、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によりレーザ光の照射を行う工程を15回繰り返して重ね塗りをし、500nmの電気機械変換膜を得た。このとき作製された電気機械変換膜にはクラック等の不良は生じなかった。   Liquid droplets were ejected to the same place by the ink jet method, and the process of irradiating laser light with the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 was repeated 15 times to perform overcoating to obtain a 500 nm electromechanical conversion film. . No defects such as cracks occurred in the electromechanical conversion film produced at this time.

インクジェット法により同じ場所に液滴を吐出し、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によりレーザ光の照射を行う工程を更に15回繰り返したが(計30回)、電気機械変換膜にクラック等の不良は生じなかった。電気機械変換膜の膜厚は1000nmに達した。   The process of ejecting droplets to the same place by the ink jet method and irradiating laser light by the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 was repeated 15 times (total 30 times), but the electromechanical conversion film was cracked. Such defects did not occur. The film thickness of the electromechanical conversion film reached 1000 nm.

このパターン化された電気機械変換膜に上部電極(白金)を成膜して電気機械変換素子を作製し、電気特性、電気−機械変換能(圧電定数)の評価を行った。図16は、本実施例で作製した電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。電気機械変換膜の比誘電率は1220、誘電損失は0.02、残留分極は19.3uC/cm、抗電界は36.5kV/cmであり、通常のセラミック焼結体と同等の特性を持つことがわかった。 An upper electrode (platinum) was formed on the patterned electromechanical conversion film to produce an electromechanical conversion element, and electrical characteristics and electromechanical conversion ability (piezoelectric constant) were evaluated. FIG. 16 is a graph showing a PE hysteresis curve of the electromechanical transducer produced in this example. The relative dielectric constant of the electromechanical conversion film is 1220, the dielectric loss is 0.02, the remanent polarization is 19.3 uC / cm 2 , and the coercive electric field is 36.5 kV / cm, which is equivalent to that of an ordinary ceramic sintered body. I understood that I have it.

電気機械変換素子の電気−機械変換能は、電界印加による変形量をレーザ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、−120pm/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。これは液滴吐出ヘッドとして十分設計できうる特性値である。   The electro-mechanical conversion ability of the electromechanical transducer was calculated by measuring the amount of deformation by applying an electric field with a laser Doppler vibrometer and fitting it by simulation. The piezoelectric constant d31 was −120 pm / V, which was also the same value as the ceramic sintered body. This is a characteristic value that can be sufficiently designed as a droplet discharge head.

なお、白金やSrRuOやLaNiOな等の酸化物を溶媒に溶かし、インクジェット法で塗布、レーザ照射することで電気機械変換膜と同様に電極膜も形成することができる。 Note that an electrode film can be formed in the same manner as the electromechanical conversion film by dissolving an oxide such as platinum, SrRuO 3, or LaNiO 3 in a solvent, applying the ink by an inkjet method, and irradiating with a laser.

以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments and examples have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and the above-described embodiments are not deviated from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be made to the embodiments.

1、2 液滴吐出ヘッド
3 薄膜製造装置
4 インクジェット記録装置
5 基板
10 ノズル板
11 ノズル
20 圧力室基板
21 圧力室
30 振動板
40 電気機械変換素子
41 密着層
42 下部電極
43 電気機械変換膜
43a、43b、43b、43b、43b、43b、43c 機能性インク
44 上部電極
50 SAM膜
51、53 フォトレジスト
51x、54x 開口部
54 フォトマスク
60 架台
61 Y軸駆動手段
62 ステージ
63 X軸駆動手段
64 X軸支持部材
65、69 Z軸駆動手段
66 ヘッドベース
67 インクジェットヘッド
68 インクタンク
70 支持部材
71 連続照射レーザ装置
71x、72x レーザ光
72 パルス照射レーザ装置
73 撮像手段
81 記録装置本体
82 印字機構部
83 用紙
84 給紙カセット(或いは給紙トレイ)
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 インクジェット記録ヘッド
95 インクカートリッジ
97 主走査モータ
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
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、116 ガイド部材
117 回復装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Droplet discharge head 3 Thin film manufacturing apparatus 4 Inkjet recording apparatus 5 Substrate 10 Nozzle plate 11 Nozzle 20 Pressure chamber substrate 21 Pressure chamber 30 Vibration plate 40 Electromechanical conversion element 41 Adhesion layer 42 Lower electrode 43 Electromechanical conversion film 43a, 43b, 43b 1, 43b 2, 43b 3, 43b 4, 43c functional ink 44 upper electrode 50 SAM film 51 and 53 photoresist 51x, 54x opening 54 photomask 60 gantry 61 Y-axis driving means 62 stage 63 X-axis drive Means 64 X-axis support member 65, 69 Z-axis drive means 66 Head base 67 Inkjet head 68 Ink tank 70 Support member 71 Continuous irradiation laser device 71x, 72x Laser light 72 Pulse irradiation laser device 73 Imaging means 81 Recording device main body 82 Printing mechanism Part 83 paper 84 Paper cassette (or paper tray)
85 Manual feed tray 86 Paper discharge tray 91 Main guide rod 92 Subordinate guide rod 93 Carriage 94 Inkjet recording head 95 Ink cartridge 97 Main scanning motor 98 Drive pulley 99 Driven pulley 100 Timing belt 101 Paper feed roller 102 Friction pad 103 Guide member 104 Transport roller 105 Conveying roller 106 Leading end roller 107 Sub-scanning motor 109 Printing receiving member 111 Conveying roller 112 Spur 113 Paper discharge roller 114 Spur 115, 116 Guide member 117 Recovery device

特表2002−543429号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-543429

Claims (14)

成膜対象物上に液体を吐出し、塗膜を形成する液体吐出手段と、
前記塗膜を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像の色を色深度に変換する色深度変換手段と、
前記色深度から前記塗膜の膜厚を算出する膜厚算出手段と、
前記膜厚算出手段の算出した前記膜厚に対応する照射パワーを算出する照射パワー算出手段と、
前記照射パワー算出手段が算出した前記照射パワーにより前記塗膜にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を有する薄膜製造装置。
A liquid discharge means for discharging a liquid onto a film formation target to form a coating film;
Imaging means for imaging the coating film;
Color depth conversion means for converting the color of the image captured by the imaging means into color depth;
Film thickness calculating means for calculating the film thickness of the coating film from the color depth;
Irradiation power calculation means for calculating irradiation power corresponding to the film thickness calculated by the film thickness calculation means;
A thin film manufacturing apparatus comprising: laser irradiation means for irradiating the coating film with laser light with the irradiation power calculated by the irradiation power calculation means.
前記レーザ照射手段は、前記塗膜にパルス状のレーザ光を照射し、前記塗膜を加熱して結晶化する請求項1記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiation unit irradiates the coating film with a pulsed laser beam and heats the coating film to crystallize. 前記照射パワー算出手段が算出した前記照射パワーにより前記塗膜にレーザ光を連続照射し、前記塗膜を熱分解する連続レーザ照射手段を更に有する請求項1又は2記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising continuous laser irradiation means for continuously irradiating the coating film with laser light with the irradiation power calculated by the irradiation power calculation means, and thermally decomposing the coating film. 前記撮像手段は、前記塗膜の全域を一度に撮像可能である請求項1乃至3の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the imaging unit is capable of imaging the entire area of the coating film at a time. 前記撮像手段が撮像した前記画像に基づいて前記塗膜の形状を認識し、前記形状が正常であるか否かを判定する形状判定手段を更に有する請求項1乃至4の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The shape determination means which recognizes the shape of the said coating film based on the said image which the said imaging means imaged, and determines whether the said shape is normal is further described in any one of Claim 1 thru | or 4 Thin film manufacturing equipment. 前記液体はセラミックスの前駆体溶液である請求項1乃至5の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the liquid is a ceramic precursor solution. 成膜対象物の表面に撥液性領域と親液性領域を形成する領域形成工程と、
前記親液性領域に液体を吐出し、塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像の色を色深度に変換する色深度変換工程と、
前記色深度から前記塗膜の膜厚を算出する膜厚算出工程と、
前記膜厚算出工程で算出した前記膜厚に対応する照射パワーを算出する照射パワー算出工程と、
前記照射パワー算出工程で算出した前記照射パワーにより前記塗膜にレーザ光を照射するレーザ照射工程と、を有する薄膜製造方法。
A region forming step of forming a liquid repellent region and a lyophilic region on the surface of the film formation target;
A coating film forming step of discharging a liquid to the lyophilic region to form a coating film;
An imaging step of imaging the coating film;
A color depth conversion step of converting the color of the image captured in the imaging step into a color depth;
A film thickness calculating step for calculating the film thickness of the coating film from the color depth;
An irradiation power calculation step of calculating an irradiation power corresponding to the film thickness calculated in the film thickness calculation step;
A laser irradiation step of irradiating the coating film with laser light with the irradiation power calculated in the irradiation power calculation step.
前記レーザ照射工程では、前記塗膜にパルス状のレーザ光を照射し、前記塗膜を加熱して結晶化する請求項7記載の薄膜製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 7, wherein in the laser irradiation step, the coating film is irradiated with pulsed laser light, and the coating film is heated to be crystallized. 前記照射パワー算出手段が算出した前記照射パワーにより前記塗膜にレーザ光を連続照射し、前記塗膜を熱分解する連続レーザ照射工程を更に有する請求項7又は8記載の薄膜製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 7, further comprising a continuous laser irradiation step of continuously irradiating the coating film with laser light with the irradiation power calculated by the irradiation power calculation means and thermally decomposing the coating film. 前記撮像工程では、前記塗膜の全域を一度に撮像する請求項7乃至9の何れか一項記載の薄膜製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 7, wherein in the imaging step, the entire area of the coating film is imaged at a time. 前記撮像工程で撮像した前記画像に基づいて前記塗膜の形状を認識し、前記形状が正常であるか否かを判定する形状判定工程を更に有する請求項7乃至10の何れか一項記載の薄膜製造方法。   11. The shape determination step according to claim 7, further comprising a shape determination step of recognizing the shape of the coating film based on the image captured in the imaging step and determining whether or not the shape is normal. Thin film manufacturing method. 前記液体はセラミックスの前駆体溶液であり、前記前駆体溶液から圧電素子を形成する請求項7乃至11の何れか一項記載の薄膜製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 7, wherein the liquid is a ceramic precursor solution, and a piezoelectric element is formed from the precursor solution. 請求項1乃至6の何れか一項記載の薄膜製造装置を用いて前記液体から製造された圧電素子を備えた液体吐出ヘッド。   A liquid discharge head comprising a piezoelectric element manufactured from the liquid using the thin film manufacturing apparatus according to claim 1. 請求項13記載の液体吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 13.
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