(57)【要約】【課題】きわめて簡単な構成により静電駆動方式における残留電荷を消失させることができる静電アクチュエーターおよびその製造方法等を提供する。【解決手段】電極基板３上に形成された個別電極５と、個別電極５に対して所定のギャップを介して対向配置された振動板６と、個別電極５上に形成された絶縁膜７と、絶縁膜７上に表面保護膜として形成されたＤＬＣ膜８とを備え、ＤＬＣ膜８と個別電極５とを、絶縁膜７を貫通する導通部９により導通させる。【選択図】図２
2010143189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された固定電極と、前記固定電極に対して所定のギャップを介して対向配置された可動電極と、前記固定電極と前記可動電極との間に静電気力を発生させて、前記可動電極に変位を生じさせる駆動手段とを備えた静電アクチュエーターにおいて、
前記固定電極上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に表面保護膜として形成されたダイヤモンドライクカーボン膜とを備え、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記固定電極とが、前記絶縁膜を貫通する導通部により導通していることを特徴とする静電アクチュエーター。
【請求項２】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、体積抵抗率が低いことを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエーター。
【請求項３】
前記導通部は、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の静電アクチュエーター。
【請求項４】
前記導通部は、前記固定電極の前記可動電極に対向する部分より外れた部位の絶縁膜に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項５】
前記可動電極の対向面に、固定電極側と同じダイヤモンドライクカーボン膜が表面保護膜として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項６】
基板上に形成された固定電極と、前記固定電極に対して所定のギャップを介して対向配置された可動電極と、前記固定電極と前記可動電極との間に静電気力を発生させて、前記可動電極に変位を生じさせる駆動手段とを備えた静電アクチュエーターの製造方法において、
前記固定電極上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を貫通する導通部形成用のホールを前記絶縁膜に形成する工程と、
前記絶縁膜上に表面保護膜としてダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、前記ホール内に前記ダイヤモンドライクカーボン膜を充填することによって、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記固定電極とを導通させる前記導通部を形成する工程と、
を有することを特徴とする静電アクチュエーターの製造方法。
【請求項７】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、ＲＦ−ＣＶＤ法により成膜し、成膜の際にＲＦ出力を高くすることにより、体積抵抗率を低くすることを特徴とする請求項６記載の静電アクチュエーターの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかに記載の静電アクチュエーターを搭載したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項６または７記載の静電アクチュエーターの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドを搭載し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、静電駆動方式のインクジェットヘッド等に用いられる静電アクチュエーター、液滴吐出ヘッド及びそれらの製造方法並びに液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドには、アクチュエーターの駆動方式として、静電気力を利用したものがある。以下、この駆動方式によるアクチュエーターを「静電アクチュエーター」と称するものとする。
例えば、液滴吐出ヘッドの代表例であるインクジェットヘッドの静電アクチュエーターは、一般に、ガラス等の基板上に形成された個別電極（固定電極）と、この個別電極に所定のギャップ（空隙）を介して対向配置されたシリコン製の振動板（可動電極）と、振動板と個別電極との間に静電気力を発生させて、振動板に変位を生じさせる駆動手段とを備えている。そして、インク流路中に形成された吐出室の底壁で構成される振動板を静電気力で振動させることにより、インク滴をノズル孔より記録紙に向けて吐出・着弾させて印字等が行われる。
【０００３】
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化、高精細化の要求が強まり、そのため、ノズル径はますます微小化の傾向にあり、それに伴い静電アクチュエーターも微小化の傾向を強めている。従って、このような微小径のノズル孔を有するインクジェットヘッドでは、インク滴の吐出を可能にするために、静電アクチュエーターの駆動電圧を高くする必要がある。静電アクチュエーターはギャップを隔てて対向する振動板と個別電極の間に電界をかけ、静電気力により振動板を個別電極側に吸引、当接（接触）させて行うが、高電圧駆動における駆動耐久性の向上に応えるための課題として、接触による帯電（残留電荷）の回避があげられる。すなわち、振動板は当接・離脱を繰り返すことにより、当接する最表面の絶縁膜に残留電荷が発生する。残留電荷とは、振動板が個別電極側に接触したときに、そこに挟まれる保護膜（絶縁膜）の表面、または内部に電荷が残留する現象である。そのため、残留電荷が大きくなると、駆動電圧を解除しても、振動板が個別電極側に貼り付いたまま離れないといった機能障害が発生することがある。
【０００４】
このような残留電荷の抑制手段として、例えば、特許文献１では、振動板の対向面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜が形成された振動板および固定電極（対向電極）の対向面の一方または両方にダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成し、これによって絶縁膜の摩耗防止や残留電荷の抑制をすることにしている。
また、特許文献２では、個別電極を被覆する電極保護膜上に中間電極を配置することにより、残留電荷を抑制することにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３６８５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献1では、可動電極、固定電極の両電極の最表面を同材質（シリコン酸化膜あるいはダイヤモンドライクカーボン等の硬質膜）にしているので、接触帯電（残留電荷）を減少させることはできるものの、接触帯電を完全に防止することができない場合がある。例えば、駆動電圧を従来以上に高くすると、振動板が貼り付いたまま離れないことがあった。その原因は、残留電荷を逃がす、もしくは消失させる手段が講じられていないことにある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示するような中間電極を電極保護膜上に設けることにより、残留電荷を消失させる構成では、中間電極の接地回路と個別電極の電圧印加回路の構成が複雑になるだけでなく、凸状の中間電極が振動板との間に介在するため、振動板変位のバラツキが大きく、吐出特性の安定性が損なわれるという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、きわめて簡単な構成により静電駆動方式における残留電荷を消失させることができる静電アクチュエーター、液滴吐出ヘッド及びそれらの製造方法並びに液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る静電アクチュエーターは、基板上に形成された固定電極と、固定電極に対して所定のギャップを介して対向配置された可動電極と、固定電極と可動電極との間に静電気力を発生させて、可動電極に変位を生じさせる駆動手段とを備えた静電アクチュエーターにおいて、
固定電極上に形成された絶縁膜と、
絶縁膜上に表面保護膜として形成されたダイヤモンドライクカーボン膜とを備え、
ダイヤモンドライクカーボン膜と固定電極とが、絶縁膜を貫通する導通部により導通しているものである。
【００１０】
このように構成することにより、導通部及び固定電極を経て残留電荷をアースに落とすことができるため、残留電荷を完全に消失させることができ、駆動耐久性に優れた静電アクチュエーターを実現することができる。
【００１１】
また、ダイヤモンドライクカーボン膜は、体積抵抗率が低い膜とするものである。最表面のダイヤモンドライクカーボン膜の体積抵抗率を低くすることで、導通性（電導性）が向上し、静電アクチュエーターの動作速度を上げることが可能となる。
【００１２】
また、導通部は、ダイヤモンドライクカーボン膜と同じ材料で形成されていることが望ましい。製造プロセスが簡易になり、コスト削減につながる。
【００１３】
また、導通部は、固定電極の可動電極に対向する部分より外れた部位の絶縁膜に設けられていることが望ましい。
つまり、可動電極の変位部分より外れた部位における固定電極上の絶縁膜に導通部を設けることで、この部分がたとえ凸状に変形した場合でも可動電極の変位に影響を与えることがなく、安定した変位を確保することができる。
【００１４】
また、可動電極の対向面に、固定電極側と同じダイヤモンドライクカーボン膜が表面保護膜として形成されていることが望ましい。
これにより、同じダイヤモンドライクカーボン膜どうしの接離・離脱となるので、安定した駆動が可能となる。
【００１５】
本発明に係る静電アクチュエーターの製造方法は、基板上に形成された固定電極と、固定電極に対して所定のギャップを介して対向配置された可動電極と、固定電極と可動電極との間に静電気力を発生させて、可動電極に変位を生じさせる駆動手段とを備えた静電アクチュエーターの製造方法において、
固定電極上に絶縁膜を形成する工程と、
絶縁膜を貫通する導通部形成用のホールを絶縁膜に形成する工程と、
絶縁膜上に表面保護膜としてダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、ホール内にダイヤモンドライクカーボン膜を充填することによって、ダイヤモンドライクカーボン膜と固定電極とを導通させる導通部を形成する工程と、
を有するものである。
この製造方法により、きわめて簡単な構成による残留電荷消失構造の静電アクチュエーターを安価に製造することができる。
【００１６】
また、本発明の静電アクチュエーターの製造方法においては、ダイヤモンドライクカーボン膜は、ＲＦ−ＣＶＤ法により成膜し、成膜の際にＲＦ出力を高くすることにより、体積抵抗率を低くするものである。
従って、所定の低い体積抵抗率を有するダイヤモンドライクカーボン膜を簡単に成膜することができる。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記のいずれかの静電アクチュエーターを搭載したものである。
従って、駆動耐久性に優れ、高電圧駆動が可能な液滴吐出ヘッドが得られる。
【００１８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの静電アクチュエーターの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するものである。
従って、駆動耐久性に優れ、高電圧駆動が可能な液滴吐出ヘッドを低コストで製造することができる。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
従って、駆動耐久性に優れ、高電圧駆動が可能な液滴吐出装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した静電アクチュエーターを備える液滴吐出ヘッドの実施の形態について図面を参照して説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、ノズル基板の表面に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するフェイス吐出型の静電駆動方式のインクジェットヘッドについて図１から図４を参照して説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、吐出室とリザーバー部が別々の基板に設けられた４枚の基板を積層した４層構造のものや、基板の端部に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するエッジ吐出型の液滴吐出ヘッドにも同様に適用することができるものである。
【００２１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図２は組立状態における図１の略右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図、図３は図２のインクジェットヘッドの上面図、図４は図２のＡ−Ａ拡大断面図である。なお、図１および図２では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。
【００２２】
本実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０は、図１から図４に示すように、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティー基板２と、キャビティー基板２に設けられた振動板６に対峙して個別電極５が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００２３】
インクジェットヘッド１０のノズル孔１１ごとに設けられる静電アクチュエーター４は、図２、図４に示すように、固定電極として、ガラス製の電極基板３の凹部３２内に形成された個別電極５と、可動電極として、シリコン製のキャビティー基板２の吐出室２１の底壁で構成され、個別電極５に所定のギャップ（空隙）Ｇを介して対向配置される振動板６とを備えている。
【００２４】
ここで、個別電極５上には、絶縁膜７として、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）が形成される。さらに、この絶縁膜７上には、表面保護膜として、体積抵抗率の低いダイヤモンドライクカーボン膜（以下、ＤＬＣ膜と記す）８が形成されている。ＤＬＣ膜８は、下地絶縁膜７であるＳｉＯ2膜との密着性が良く、また表面は平滑で低摩擦係数を有するため、表面保護膜として適している。なお、ＤＬＣ膜８の体積抵抗率は１×１０10Ωｃｍ以下としている。さらに、絶縁膜７を貫通する導通部９が設けられ、導通部９によってＤＬＣ膜８と個別電極５とが接続され導通している。導通部９は絶縁膜７を貫通するホール９ａを形成し、ホール９ａの内部をＤＬＣ膜８と同じ材料で充填することにより形成されている。また、導通部９は個別電極５の振動板６に対向する部分、すなわち電極部５ａより外れた部位、主にリード部５ｂ上の絶縁膜７に設けられている。導通部９を電極部５ａより外れた部位に設けることにより、ＤＬＣ膜８が部分的に凸状に変形した場合であっても振動板６の変位の障害となることがなく、バラツキのない安定した変位が得られる。なお、導通部９はＤＬＣ膜８と個別電極５とを導通するものであれば良く、形状、材料、個数等は問われない。
【００２５】
振動板６の対向面側、すなわちキャビティー基板２の電極基板３と接合する側の接合面全面には、静電アクチュエーター４の絶縁破壊や短絡等を防ぐために、例えばシリコンの熱酸化膜からなる絶縁膜２６が形成されている。さらに、振動板６の対向面の絶縁膜２６上のみに個別電極５側と同じＤＬＣ膜２７が表面保護膜として形成されている。これにより、振動板６側と個別電極５側とが同じ材質のＤＬＣ膜２７、８どうしで当接・離脱を行うため、絶縁膜や表面保護膜の摩耗が減少し、静電アクチュエーター４の駆動耐久性が向上する。
【００２６】
個別電極５は、一般に透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成されるが、特にこれに限定されるものではない。ＩＺＯ(Indium Zinc Oxide）の透明電極、あるいはＡｕ、Ａｌ等の金属等でもかまわない。
この個別電極５の端子部５ｃとキャビティー基板２上に設けられた共通電極２８とに、図４に簡略化して示すように、静電アクチュエーター４の駆動手段として、ドライバーＩＣなどの駆動制御回路４０がＦＰＣを介して配線接続される。
【００２７】
ノズル基板１は、例えばシリコン基板から作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、吐出の直進性を確保するため、例えば径の異なる２段の同軸円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわち径の小さい噴射口部分１１ａとこれよりも径の大きい導入口部分１１ｂとから構成されている。噴射口部分１１ａおよび導入口部分１１ｂは基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられており、噴射口部分１１ａは先端がノズル基板１の表面（インク吐出面）に開口し、導入口部分１１ｂはノズル基板１の裏面（キャビティー基板２との接合面側）に開口している。
また、ノズル基板１には、キャビティー基板２の吐出室２１とリザーバー２３とを連通するオリフィス１２とリザーバー２３部の圧力変動を補償するためのダイヤフラム部１３が形成されている。
【００２８】
電極基板３に接合されるキャビティー基板２は、例えば面方位が（１１０）の単結晶シリコン基板から作製されている。キャビティー基板２には、インク流路に設けられる吐出室２１となる凹部２２、およびリザーバー２３となる凹部２４がエッチングにより形成されている。凹部２２はノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図２に示すようにノズル基板１とキャビティー基板２を接合した際、各凹部２２は吐出室２１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口であるオリフィス１２ともそれぞれ連通している。そして、吐出室２１（凹部２２）の底部が振動板６となっている。また、この振動板６は、シリコン基板の表面に高濃度のボロン（Ｂ）を拡散させたボロン拡散層により形成されており、ボロン拡散層の厚さを振動板６の厚さと同じにするものである。これは、アルカリによる異方性ウェットエッチングにより、吐出室２１を形成する際に、ボロン拡散層が露出した時点でエッチングレートが極端に小さくなるため、いわゆるエッチングストップ技術により振動板６を所望の厚さに精度よく形成することができるからである。
【００２９】
凹部２４は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各吐出室２１に共通のリザーバー（共通インク室）２３を構成する。そして、リザーバー２３（凹部２４）はそれぞれオリフィス１２を介して全ての吐出室２１に連通している。また、リザーバー２３の底部には電極基板３を貫通する孔が設けられ、この孔のインク供給孔３３を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。
【００３０】
電極基板３は、ガラス基板から作製される。中でも、キャビティー基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近いホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板３とキャビティー基板２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板３とキャビティー基板２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティー基板２を強固に接合することができるからである。
【００３１】
以上のように作製された電極基板３とキャビティー基板２とを陽極接合し、その上にノズル基板１を接着接合することにより、図２に示すようにインクジェットヘッド１０の本体部が完成する。その後、ＦＰＣを用いて駆動制御回路４０を各個別電極５と共通電極２８とに配線接続する。さらに、電極取り出し部（ＦＲＰ実装部ともいう）３４における静電アクチュエーター４の外部連通部にエポキシ系樹脂等の封止材３５を塗布するなどして気密に封止する。これにより、湿気や異物等が静電アクチュエーター４のギャップ内へ侵入するのを確実に防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性が向上する。
【００３２】
ここで、インクジェットヘッド１０の動作について説明する。任意のノズル孔１１よりインク滴を吐出させるためには、そのノズル孔１１に対応する静電アクチュエーター４を以下のように駆動する。
駆動制御回路４０により当該個別電極５と共通電極である振動板６間にパルス電圧を印加する。パルス電圧の印加によって発生する静電気力により振動板６が個別電極５側に引き寄せられて当接し、吐出室２１内に負圧を発生させ、リザーバー２３内のインクを吸引し、インクの振動（メニスカス振動）を発生させる。このインクの振動が略最大となった時点で、電圧を解除すると、振動板６は個別電極５から離脱して、その時の振動板６の復元力によりインクを当該ノズル孔１１から押出し、インク滴を吐出する。
【００３３】
本実施の形態の静電アクチュエーター４は、個別電極５上に絶縁膜７が形成され、さらにその上に体積抵抗率の低いＤＬＣ膜８が形成され、しかも個別電極５とＤＬＣ膜８とが絶縁膜７を貫通する導通部９によって導通しているので、接触帯電による残留電荷を導通部９を通じて個別電極５よりアースへ落とすことができるため、きわめて簡単な構成で残留電荷を完全に消失させることができる。従って、静電アクチュエーター４の高電圧駆動が可能となり、かつ駆動耐久性が向上する。
また、導通部９は個別電極５の振動板６に対向する部分、すなわち電極部５ａより外れた部位に設けられているので、振動板６の変位がバラツキのない安定したものとなる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、個別電極５上の絶縁膜７をシリコン酸化膜としたが、その他には、Ａｌ2Ｏ3やＨｆＯ2等のいわゆるＨｉｇｈ−ｋ材を用いても良い。Ｈｉｇｈ−ｋ材は比誘電率がＳｉＯ2よりも大きいため、アクチュエーター発生圧力を高めることができ、高電圧駆動に資するとともに、更なる高密度化が可能となる。
【００３５】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の製造方法の一例について、図５から図７を参照して説明する。
図５は実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の電極基板の製造工程を示す部分断面図であり、ウエハ状のガラス基板に複数個作製されるもののうちの一部分を断面であらわしたものである。図６及び図７は実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の製造工程の部分断面図で、シリコンウエハのある部分の断面をあらわしたものである。なお、以下に記載する基板の厚み、膜厚、エッチング深さ等についての数値はその一例を示すもので、これに限定されるものではない。
【００３６】
はじめに、実施の形態１に係る電極基板３の製造方法について説明する。
（ａ）ホウ珪酸ガラス等からなる板厚約１ｍｍのガラス基板３００に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングすることにより所望の深さの凹部３２を形成する。なお、この凹部３２は個別電極５の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極５ごとに複数形成される。
そして、例えば、スパッタ法によりＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を１００ｎｍの厚さで形成し、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィーによりパターニングして個別電極５となる部分以外をエッチング除去することにより、凹部３２の内部に個別電極５を形成する（図５（ａ））。
【００３７】
（ｂ）次に、個別電極５上の絶縁膜７として、ガラス基板３００の接合面側の表面全体に、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane：テトラエトキシシラン）を原料ガスとして用いたＲＦ−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法（ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法ともいう）によりＳｉＯ2膜を３０ｎｍの厚さで形成する（図５（ｂ））。
【００３８】
（ｃ）次に、このＳｉＯ2膜をフォトリソグラフィーによりパターニングし、ＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）ドライエッチングにより、ＳｉＯ2膜の絶縁膜７を貫通するホール９ａを形成する（図５（ｃ））。
【００３９】
（ｄ）次に、このＳｉＯ2膜上に、トルエンを原料ガスとして用いたＲＦ−ＣＶＤ法により、表面保護膜として、体積抵抗率が低いＤＬＣ膜８を１０ｎｍの厚さで全面成膜する（図５（ｄ））。このとき、ＲＦ出力を高くして成膜することで、体積抵抗率が例えば１×１０10Ωｃｍ以下のように低いＤＬＣ膜８を成膜することができる。また、ＳｉＯ2膜に設けたホール９ａ内にも同じ材料のＤＬＣが充填され、ＤＬＣ膜８を個別電極５に導通する導通部９が形成される。
【００４０】
（ｅ）次に、ＤＬＣ膜８は陽極接合ができないので、個別電極５の電極部分のみにＤＬＣ膜８を残し、それ以外のＤＬＣ膜８部分をＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥドライエッチングにより除去する。すなわち、ＤＬＣ膜８に対してレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングを行った後、接合部３６および電極取り出し部３４（個別電極５の端子部５ｃ）のＤＬＣ膜８部分のみをＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥドライエッチングにより除去する。ついで、シリコンマスクを用いＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥドライエッチングにより、電極取り出し部３４（個別電極５の端子部５ｃ）のＳｉＯ2膜を除去する（図５（ｅ））。その後、ブラスト加工等によってインク供給孔３３となる孔部３３ａをガラス基板３００に形成する。
【００４１】
次に、図６及び図７を参照して、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。ここでは、主にキャビティー基板２の製造方法を示す。キャビティー基板２は上記により作製された電極ガラス基板３００Ａにシリコン基板２００を陽極接合してから作製される。
【００４２】
（ａ）まず、例えば厚さが２８０μｍのシリコン基板２００の片面全面に、例えば厚さが０．８μｍのボロン拡散層２０１を形成したシリコン基板２００を作製する。次に、そのシリコン基板２００のボロン拡散層２０１の表面上に、絶縁膜２６として、熱酸化法によりＳｉＯ2膜を１１０ｎｍの厚さで全面成膜する。さらに、ボロン拡散層２０１上のＳｉＯ2膜上に表面保護膜としてＤＬＣ膜２７を１０ｎｍの厚さで全面成膜する（図６（ａ））。
【００４３】
（ｂ）次に、全面成膜されたＤＬＣ膜２７にパターニングを行い、振動板６となる部分のみにＤＬＣ膜２７を残し、それ以外のＤＬＣ膜２７部分をＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥドライエッチングにより除去する（図６（ｂ））。
【００４４】
（ｃ）次に、このシリコン基板２００を電極ガラス基板３００Ａ上にアライメントして陽極接合する（図６（ｃ））。
【００４５】
（ｄ）ついで、この接合済みシリコン基板２００の表面全面を研磨加工して、厚さを例えば５０μｍ程度に薄くし（図６（ｄ））、さらにこのシリコン基板２００の表面全面をウェットエッチングによりライトエッチングして加工痕を除去する。
【００４６】
（ｅ）次に、薄板に加工された接合済みシリコン基板２００の表面にフォトリソグラフィーによってレジストパターニングを行い、ＫＯＨ水溶液による異方性ウェットエッチングによってインク流路溝を形成する。これによって、底壁を振動板６とする吐出室２１となる凹部２２、リザーバー２３となる凹部２４および電極取り出し部３４となる凹部２７が形成される（図７（ｅ））。その際、ボロン拡散層２０１の表面でエッチングストップがかかるので、振動板６の厚さを高精度に形成することができるとともに、表面荒れを防ぐことができる。
【００４７】
（ｆ）次に、シリコンマスクを用いＣＨＦ3ガスを用いたＲＩＥドライエッチングで、凹部２７の底部を除去して電極取り出し部３４を開口する（図７（ｆ））。その後、静電アクチュエーター４の内部に付着している水分を除去する。水分除去はこのシリコン基板を例えば真空チャンバ内に入れ、加熱真空引きをすることにより水分を除去する。
（ｇ）そして、所要時間経過後、窒素ガスを導入し窒素雰囲気下でギャップの外部連通部にエポキシ樹脂等の封止材３５を塗布して気密に封止する（図７（ｇ））。
さらに、マイクロブラスト加工等により凹部２４の底部を貫通させてインク供給孔３３を形成する。さらに、インク流路溝の腐食を防止するため、このシリコン基板の表面にプラズマＣＶＤ法によりＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜からなるインク保護膜（図示せず）を形成する。また、シリコン基板上に金属からなる共通電極２８を形成する。
【００４８】
以上の工程を経て電極基板３に接合されたシリコン基板２００からキャビティー基板２が作製される。
（ｈ）その後、このキャビティー基板２の表面上に、別工程でノズル孔１１等が形成されたノズル基板１を接着により接合する。そして最後に、ダイシングにより個々のヘッドチップに切断すれば、上述したインクジェットヘッド１０の本体部が完成する（図７（ｈ））。
【００４９】
本実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の製造方法によれば、個別電極５上の絶縁膜７に導通部９形成のためのホール９ａを形成し、さらに絶縁膜７上にＤＬＣ膜８を成膜する際、同時にホール９ａ内に同じ材料のＤＬＣ膜を充填することにより導通部９が形成されるので、製造プロセスが簡単になり製造コストの低減が可能となる。従って、前述した残留電荷の消失構造を備えたインクジェットヘッド１０を安価に製造することができる。
また、キャビティー基板２を、別工程で作製された電極ガラス基板３００Ａに接合した状態のシリコン基板２００から作製するので、電極ガラス基板３００Ａによりシリコン基板２００を支持した状態となるため、シリコン基板２００を薄板化しても割れたり欠けたりすることがなく、ハンドリングが容易となる。従って、キャビティー基板２を単独で製造する場合よりも歩留まりが向上する。
【００５０】
以上の実施の形態では、静電アクチュエーターおよびインクジェットヘッド、ならびにこれらの製造方法について述べたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の思想の範囲内で種々変更することができる。例えば、本発明の静電アクチュエーターは、光スイッチやミラーデバイス、マイクロポンプ、レーザープリンターのレーザー操作ミラーの駆動部などにも利用することができる。また、ノズル孔より吐出される液状材料を変更することにより、例えば図８に示すようなインクジェットプリンター４００のほか、液晶ディスプレイのカラーフィルターの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、遺伝子検査等に用いられる生体分子溶液のマイクロアレイの製造など様々な用途の液滴吐出装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】組立状態における図１の略右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図。
【図３】図２のインクジェットヘッドの上面図。
【図４】図２のＡ−Ａ拡大断面図。
【図５】実施の形態１に係るインクジェットヘッドの電極基板の製造工程の概略断面図。
【図６】実施の形態１に係るインクジェットヘッドの製造工程の概略断面図。
【図７】図６に続くインクジェットヘッドの製造工程の概略断面図。
【図８】本発明のインクジェットヘッドを適用したインクジェットプリンターの一例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００５２】
１  ノズル基板、２  キャビティー基板、３  電極基板、４  静電アクチュエーター、５  個別電極（固定電極）、６  振動板（可動電極）、７  絶縁膜、８  ＤＬＣ膜（表面保護膜）、９  導通部、１０  インクジェットヘッド、１１  ノズル孔、１２  オリフィス、１３  ダイヤフラム部、２１  吐出室、２３  リザーバー、２６  絶縁膜、２７  ＤＬＣ膜（表面保護膜）、２８  共通電極、３２  凹部、３３  インク供給孔、３４  電極取り出し部（ＦＰＣ実装部）、３５  封止材、３６  接合部、４０  駆動制御回路（駆動手段）、２００  シリコン基板、３００  ガラス基板、４００  インクジェットプリンター。
【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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