(57)【要約】【課題】  アクチュエータの繰返し駆動による可動電極及び固定電極の表面に形成された電極保護膜同士の表面吸着力を抑制し、かつ、動作安定性及び信頼性を維持することができる静電型アクチュエータを提供することを目的とする。【解決手段】  一部が可動電極となっている変形可能な振動板と、前記振動板に空隙を介して対向配置された固定電極とを備え、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧を印可した時に発生する静電力で前記振動板が変形し、前記振動板の前記空隙に面した第１の部分が、前記固定電極の前記空隙に面した第２の部分と当接する静電型アクチュエータであって、前記第１の部分及び前記第２の部分のみが、疎水性を有する部分であることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が可動電極となっている変形可能な振動板と、前記振動板に空隙を介して対向配置された固定電極とを備え、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧を印可した時に発生する静電力で前記振動板が変形し、前記振動板の前記空隙に面した第１の部分が、前記固定電極の前記空隙に面した第２の部分と当接する静電型アクチュエータであって、
前記第１の部分及び前記第２の部分のみが、疎水性を有する部分であることを特徴とする静電型アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の部分は凸部であることを特徴とする請求項１記載の静電型アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の部分は、前記振動板の前記空隙側の面に形成された絶縁膜の一部分であり、前記第２の部分は、前記固定電極の前記空隙側の面に形成された絶縁膜の一部分であることを特徴とする請求項１又は２記載の静電型アクチュエータ。
【請求項４】
前記疎水性を有する部分は、イオン注入によって疎水性を有する表面に改質されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の静電型アクチュエータ。
【請求項５】
前記疎水性を有する部分は、疎水性を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の静電型アクチュエータ。
【請求項６】
ノズルから液滴を吐出させるための静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記静電型アクチュエータは、請求項１乃至５の何れか一項記載の静電型アクチュエータであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッド及び前記液滴吐出ヘッドに記録液を供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジであって、
前記液滴吐出ヘッドは、請求項６記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項８】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、請求項６記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
静電型アクチュエータによって液体を輸送するマイクロポンプであって、
前記静電型アクチュエータは、請求項１乃至５の何れか一項記載の静電型アクチュエータであることを特徴とするマイクロポンプ。
【請求項１０】
静電型アクチュエータによって光の反射方向を変化させる光学デバイスであって、
前記静電型アクチュエータは、請求項１乃至５の何れか一項記載の静電型アクチュエータであることを特徴とする光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、画像形成装置、マイクロポンプ及び光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置或いは画像形成装置において使用する液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（吐出室、圧力室、インク流路とも称される）と、この液室内のインクを加圧する為のエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えて、エネルギーを発生することによって液室内の記録液に圧力を作用させ、ノズルから液滴を吐出させるものである。
【０００３】
液滴吐出ヘッドとしては、電気機械変換素子等の圧電型アクチュエータを用いたもの、電気熱変換素子に膜沸騰を利用するサーマル型アクチュエータを用いたもの、振動板と電極間の静電力を利用する静電型アクチュエータを用いたもの等があり、この中でも静電型アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドは、小型化、高速化、高密度化、省電力化において他の方式のヘッドに比べて優位であることから、現在開発が盛んに行なわれている。
【０００４】
このような静電型アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドは、一部が可動電極となっている変形可能な振動板と、この振動板に空隙を介して対向配置された固定電極とを備えており、可動電極と固定電極間に電圧を印可した時に発生する静電力で振動板を変形させる。この際、静電力により振動板が変形すると、振動板が固定電極側に撓み、振動板の一部が固定電極と当接することが一般的である。振動板と固定電極とが当接した時に電気的ショートを起こさないようにするため、可動電極及び固定電極の表面には、各々シリコン酸化膜に代表される絶縁膜（以降、電極保護膜と称する場合がある）が形成されている。
【０００５】
しかし、可動電極と固定電極との間に電圧を繰返し印加して振動板を駆動させると、主に電極保護膜中、電極保護膜表面の水分、或いは空隙内の水分により、可動電極及び固定電極の各表面に形成された電極保護膜間で吸着力が働き、可動電極側の電極保護膜と固定電極側の電極保護膜の当接箇所に除々に損傷が生じる。これにより本来の振動変位が得られなくなるばかりでなく、最悪の場合、電極保護膜の損傷により可動電極と固定電極との間で電気的ショートが発生し、液滴吐出ヘッドとして機能しなくなるという信頼性（耐久性）の問題があった。
【０００６】
そこで、従来の静電型アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドにおいては、電極保護膜の表面を疎水化することにより、その耐久性を向上させている。例えば、特許文献１では、疎水基を有する材料を空隙内へ導入して電極保護膜の表面を疎水化処理し、疎水膜を電極保護膜の表面上に形成し、可動電極と固定電極との間の吸着力を低下させることにより、耐久性を向上させている。又、特許文献２では、イオン注入法やプラズマ照射法により電極保護膜の表面全面を疎水性に改質することにより、耐久性を向上させている。
【０００７】
しかし、特許文献１に示されている技術では、電極保護膜の表面に形成された疎水膜は、単分子層が電極保護膜の表面に形成されているだけなので、それだけでは繰り返される駆動に耐えられず剥離し、十分な耐久性が得られない。そのため、剥離した疎水膜を再形成する為に、空隙内を疎水基を有する材料の雰囲気に保つ必要がある。つまり、疎水化材料を導入した後に空隙内において疎水基を有する材料が所定の濃度になるように保つ必要があり、迅速に空隙を外界から気密封止しなければならない。従って、工法が複雑になることと、これに伴う専用製造装置が必要になり、歩留低下や、コストアップを招くことになる。又、複数のアクチュエータ空隙を連通する通気管が必要となり、設計上の制約の増加、アクチュエータ基板面積増大等コストアップの要因となる。
【０００８】
特許文献２に示されている技術では、電極保護膜を疎水化させるためにイオン注入法やプラズマ照射法を適用している。この技術では、電極保護膜の表面の疎水化層は厚く形成される為、特許文献１に示されている技術のように疎水基を有する材料を空隙内へ閉じ込めておく必要がなく、又、疎水基を有する材料を空隙へ導入する通気管も必要ないことから、特許文献１に示されている技術に比べ工数低減、歩留まり向上、コスト抑制効果、そして更なる耐久性向上が期待できる。
【特許文献１】特開２００７−２３７４１７
【特許文献２】特開２００２−２４８７６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び２に示されている技術では、何れもアクチュエータの電極保護膜の表面全体を疎水化する。一般に電極保護膜を有する静電型アクチュエータの駆動には、電極保護膜の電荷蓄積を防ぐ為に正電圧、負電圧駆動波形を交互、或いは電極保護膜に電荷が蓄積されない程度に正電圧、負電圧駆動波形を任意の繰返し毎に入れ換えている。しかし、一般的に疎水化層を有する電極保護膜は、疎水化層を有しない電極保護膜に比べて一旦電荷が蓄積されると電荷が保持され易い（逃げ難い）特性を有する。従って、アクチュエータ駆動波形の正負電圧に微妙な差異が生ずると、疎水化層を有する電極保護膜に電荷が保持されることにより、正電圧駆動波形と負電荷駆動波形で各々振動板の変位挙動が異なってしまう。その結果、液吐出特性がばらつき、所望するアクチュエータ性能が得られなくなる。
【００１０】
すなわち、従来の静電型アクチュエータは、可動電極及び固定電極の表面に形成された電極保護膜の表面全体を疎水化することにより、アクチュエータの繰返し駆動による電極保護膜同士の表面吸着力を抑制することはできるが、電極保護膜に電荷が保持されることにより、動作安定性及び信頼性を維持することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、アクチュエータの繰返し駆動による可動電極及び固定電極の表面に形成された電極保護膜同士の表面吸着力を抑制し、かつ、動作安定性及び信頼性を維持することができる静電型アクチュエータ、この静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、この液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリッジ、この液滴吐出ヘッド又はインクカートリッジを搭載した画像形成装置、及びこの静電型アクチュエータを用いたマイクロポンプ、光学デバイス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】
【００１２】
上記目的を達成するため、第１の発明は、一部が可動電極となっている変形可能な振動板と、前記振動板に空隙を介して対向配置された固定電極とを備え、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧を印可した時に発生する静電力で前記振動板が変形し、前記振動板の前記空隙に面した第１の部分が、前記固定電極の前記空隙に面した第２の部分と当接する静電型アクチュエータであって、前記第１の部分及び前記第２の部分のみが、疎水性を有する部分であることを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明に係る静電型アクチュエータにおいて、前記第１の部分は凸部であることを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、ノズルから液滴を吐出させるための静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドであって、前記静電型アクチュエータは、本発明に係る静電型アクチュエータであることを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド及び前記液滴吐出ヘッドに記録液を供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジであって、前記液滴吐出ヘッドは、本発明に係る液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、本発明に係る液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。
【００１７】
第６の発明は、静電型アクチュエータによって液体を輸送するマイクロポンプであって、前記静電型アクチュエータは、本発明に係る静電型アクチュエータであることを特徴とする。
【００１８】
第７の発明は、静電型アクチュエータによって光の反射方向を変化させる光学デバイスであって、前記静電型アクチュエータは、本発明に係る静電型アクチュエータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アクチュエータの繰返し駆動による可動電極及び固定電極の表面に形成された電極保護膜同士の表面吸着力を抑制し、かつ、動作安定性及び信頼性を維持することができる静電型アクチュエータ、この静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、この液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリッジ、この液滴吐出ヘッド又はインクカートリッジを搭載した画像形成装置、及びこの静電型アクチュエータを用いたマイクロポンプ、光学デバイスを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、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２１】
〈第１の実施の形態〉
［本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの構造］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータを含む液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを例示する斜視図である。図２は、図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。図３は、図１に示すインクジェットヘッドの面Ｓ１に沿う液室長辺方向の断面図である。図４は、図１に示すインクジェットヘッドの面Ｓ２に沿う液室長辺方向の断面図である。
【００２２】
図１〜図４を参照するに、インクジェットヘッド１００は、基板面部に設けたノズル孔から液滴を吐出させるサイドシュータータイプのものであり、第１の基板であるアクチュエータ基板１と第２の基板である流路基板２と第３の基板であるノズル基板３とを順次積層して構成し、これら３枚の基板を接合することで、液滴を吐出するノズル４がノズル連通路５を介して連通する液室（吐出室）６、液室６に液体（インク）を供給するための液体抵抗部７及び共通液室８を形成している。各液室６は液室間隔璧９で仕切られている。
【００２３】
アクチュエータ基板１は、振動板１２と個別電極１４とを有し、振動板１２と個別電極１４とによって各液室６に対応する本発明に係る静電型アクチュエータを構成する。振動板１２と個別電極１４とは、空隙（ギャップ）１３を介して対向するように配置されている。振動板１２は、絶縁膜２８及び振動板部材３０から構成され、一部が可動電極となっており、液室６の一部の壁面を形成する振動板領域（変形可能領域）１２Ａを有する。空隙（ギャップ）１３は、振動板１２の振動板領域１２Ａに犠牲層エッチングによって形成したものである。個別電極１４は、電極形成層２４及び絶縁膜２５から構成され、可動しない固定電極である。
【００２４】
又、アクチュエータ基板１には、ノズル４の並び方向に、各空隙１３を相互に連通させるとともにアクチュエータ基板１自体の外部に連通させるための共通連通路（連通管）１５を形成し、この共通連通路１５に個別連通路１５Ａを介して空隙１３を連通させ、又、共通連通路１５の他端部は、共通連通路１５を大気に開放するための大気開放部１６に連通されている。なお、大気開放部１６は、アクチュエータ基板１を形成した段階で封止剤によって封止される。
【００２５】
アクチュエータ基板１の詳細は後述するが、シリコン基板２１上に絶縁膜２２を介して個別電極１４を構成するエッチング可能な電極形成層２４を形成している。電極形成層２４上には、絶縁膜２５を形成し、更に絶縁膜２５上に空隙１３、共通連通路１５及び個別連通路１５Ａ、大気開放部１６の大気開放空隙を形成するための犠牲層２７を形成している。犠牲層２７上には、絶縁膜２８を形成して、絶縁膜２８に犠牲層除去孔２９を形成し、犠牲層除去孔２９から犠牲層２７を除去して空隙１３、共通連通路１５及び個別連通路１５Ａ、大気開放部１６の大気開放空隙を形成するとともに、絶縁膜２８上に振動板部材３０を積層形成している。
【００２６】
なお、電極形成層２４の表面に形成した絶縁膜２５は、振動板１２との電気的短絡を防止するとともに、空隙１３を形成するための犠牲層エッチング時に電極形成層２４を保護するためのものであり、又、振動板１２を構成する絶縁膜２８も個別電極１４との電気的短絡を防止するとともに、空隙１３を形成するための犠牲層エッチング時に絶縁膜２８上に形成される振動板部材３０の一部の層を保護するためのものである。又、絶縁膜２５及び２８において、振動板１２が個別電極１４側に可動した際に当接する部分は、疎水性（撥水性）を有する材料、或いは疎水性を示す表面に改質がなされている。ここで、疎水性とは、水との間の相互作用が弱く、水との親和力が弱い性質をいう。更に、アクチュエータ基板１には流路基板２の共通液室８に外部からインクを供給するための供給口１８を形成している。
【００２７】
アクチュエータ基板１の上に接合する流路基板２は、例えば、結晶方位（１１０）のシリコン基板に、液室(吐出室)６と、各々の液室６に液体抵抗部７を介して連通する共通液室８を設けている(実際に溝部又は凹部である)。
【００２８】
流路基板２の上に整合するノズル基板３は、例えば、厚さ５０μｍのニッケルを用い、ノズル４はドライ又はウェットエッチングやレーザ加工など周知の方法で形成することができる。
【００２９】
このように構成した液滴吐出ヘッドにおいては、各液室６内に記録液（インク）が満たされた状態で、図示しない制御部からの画像データに基いて、記録液の吐出を行いたいノズル４に対応する個別電極１４に対して、発振回路により例えば４０Ｖのパルス電圧を印加する。この電圧を印加することにより個別電極１４の表面にプラス電荷が帯電し、個別電極１４と、可動電極を含む振動板１２との間に静電力による吸引作用が働いて、振動板１２が下方に撓む。これにより、液室６の容積が広げられることから、その容積分の記録液が共通液室８より液体抵抗部７を介して液室６へ流入する。
【００３０】
その後、個別電極１４へのパルス電圧を０Ｖにする（印加を止める）ことにより、静電力により下方へ撓んだ振動板１２は自身の剛性により元の位置に戻る。これにより、液室６内の圧力が急激に上昇して、液室６に連通するノズル４より記録液の液滴が吐出される。そして、この動作を繰り返してノズル４から記録液を連続的に吐出することにより、液滴吐出ヘッドに対向して配置した被記録媒体（用紙）に画像を形成する。
【００３１】
ここで、静電型アクチュエータにおいて、個別電極１４と可動電極を含む振動板１２との間に作用する静電力Ｆは、ε：誘電率、Ｓ：個別電極１４と可動電極との対向する面の面積、ｄ：個別電極１４と可動電極との間の距離、Ｖ：印加電圧とすれば、Ｆ＝εＳＶ２／２ｄ２となる。つまり、静電力Ｆは、個別電極１４と可動電極との間の距離ｄの２乗に反比例し、印加電圧Ｖの２乗に正比例していることがわかる。すなわち、静電型アクチュエータ、又はそれを搭載した液滴吐出ヘッドの駆動電圧の低電圧化を図るためには、個別電極１４と振動板１２との間隔（空隙高さ：ギャップ長）を小さく形成することが重要となる。
【００３２】
そこで、上述したように、空隙１３を犠牲層エッチングで形成することにより、微小な空隙間隔を精度良くバラツキなく安定して形成することが可能となり、各アクチュエータ間での動作特性のバラツキが少ない静電型アクチュエータを得ることができる。
【００３３】
又、絶縁膜２５及び２８において、振動板１２が個別電極１４側に可動した際に当接する部分は、疎水性（撥水性）を有する材料、或いは疎水性を示す表面に改質がなされているので、当接時の振動板１２を構成する絶縁膜２８と個別電極１４を構成する絶縁膜２５との間の吸着力を大幅に低減することができ、長期的に安定で耐久性の優れた静電型アクチュエータを得ることができる。
【００３４】
又、絶縁膜２５及び２８（電極保護膜）の表面全体ではなく、一部分（当接する部分）のみを疎水化することにより、絶縁膜２５及び２８（電極保護膜）に蓄積される電荷の影響を最小化することが可能となり、正電圧駆動波形と負電荷駆動波形で各々振動板１２の変位挙動が異なってしまう問題を抑制することができる。その結果、液吐出特性が安定し、所望するアクチュエータ性能を得ることができる。
【００３５】
又、この静電型アクチュエータを液滴吐出ヘッドに適用することで、ノズル間での液滴吐出特性にバラツキが少なく、高品質画像を形成でき、耐久性(信頼性)に優れた液滴吐出ヘッドが実現できる。
【００３６】
次にアクチュエータ基板１の詳細について図５乃至７をも参照して説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ基板を透過状態で例示する平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５乃至７を参照するに、アクチュエータ基板１の振動板１２は、前述したように絶縁膜２８及び振動板部材３０で構成され、この振動板部材３０は、絶縁膜２８上に振動板電極（可動電極）３２、膜剛性調整膜（窒化膜）３３、撓み防止膜３４及び樹脂膜３５を順次積層して形成している。
【００３７】
この振動板１２は、図５に示すように、各液室６間の隔壁部９に対応して形成される隔壁部３１で分離される変形可能な各振動板領域１２Ａを有している。ここで、１つの振動板領域１２Ａの短辺長ａ及び長辺長ｂは、例えば、短辺長ａが６０μｍ、長辺長ｂが１０００μｍとすることができる。
【００３８】
一方、前述したように、シリコン基板２１の表面に形成した絶縁膜２２上には、各振動板領域１２Ａに対向して個別的に分離された個別電極１４が形成され、個別電極１４は、表面に絶縁膜２５を有する。又、５０は、絶縁膜２５及び２８において、振動板１２が個別電極１４側に可動した際に当接する部分を示している。絶縁膜２５及び２８の部分５０は、疎水性（撥水性）を有する材料、或いは疎水性を示す表面に改質がなされており、疎水性を有する表面となっている。すなわち、絶縁膜２５及び２８の表面の全体ではなく、一部分（当接する部分）のみが疎水化（撥水化）されている。絶縁膜２５及び２８の表面の疎水化（撥水化）された部分を、疎水化部６２及び６３と称する。
【００３９】
振動板１２と個別電極１４との間の空隙１３は、犠牲層エッチングで形成する。犠牲層エッチングでは、絶縁膜２５上に空隙１３の高さの厚みを有する犠牲層２７を形成した後、絶縁膜２８、振動板電極３２、膜剛性調整膜(窒化膜)３３を順次積層形成して、これらを貫通する犠牲層除去孔２９を形成し、犠牲層除去孔２９を介して空隙１３部分の犠牲層２７を除去する。
【００４０】
又、犠牲層２７を除去する犠牲層エッチングでは、空隙１３の形成とともに、共通連通路１５及び個別連通路１５Ａと、大気開放部(不図示)の空隙も同時に形成する。このように、振動板１２と個別電極１４との間の空隙１３、共通連通路１５及び個別連通路１５Ａと、大気開放部(不図示)の空隙を同じ犠牲層を除去して同時形成することによって、それぞれの空隙又は通路を相互に連通させることができる。この方法は、構成が簡単で製造工数が少ないため、量産性、歩留まりを向上することができる。
【００４１】
ここで、犠牲層除去孔２９は、図５にも示すように、振動板領域１２Ａの長辺方向で等間隔に振動板領域１２Ａの短辺長ａ以下の間隔で、かつ、対向する辺の同位置に形成している。犠牲層除去孔２９を複数配置することにより、効率的に犠牲層２７を除去することができ、空隙１３を効率良く形成することができる。
【００４２】
又、各空隙１３と大気開放部(不図示)を連通する個別連通路１５Ａと共通連通路１５の空隙,及び大気開放部(不図示)の空隙も効率よく配置した犠牲層除去孔(不図示)により、各々の空隙を形成する。そして、犠牲層エッチング後は、犠牲層除去孔２９は膜撓み防止膜３４で完全封止する。その後、外部電極への取り出しのための配線（不図示）と、共通液室８に記録液を供給する供給口１８を形成し、液滴の接液膜としての樹脂膜３５を形成する。更に必要に応じて大気開放部(不図示)の大気開放孔(不図示)を開口し、共通連通路１５及び個別連通路１５Ａを通じ空隙１３の大気開放を行う。
【００４３】
このとき、大気開放部(不図示)の大気開放孔(不図示)を形成する為には、レーザ法や物理的方法で大気開放部１６領域の振動板１２を除去する。或いは、微細加工が可能なリソエッチ法で大気開放部(不図示)の大気開放孔(不図示)を形成するとより好ましい。リソエッチ法を用いると、レーザ法や物理的方法に比べて大気開放部１６の面積が小さくでき、又、異物の発生が抑えられるとともに表面状態が平易になるため、次工程への影響がほとんどないからである。そして、スプレーコート法、蒸着重合法などで大気開放孔封止膜(不図示)を形成する。或いは、ＣＶＤ法で無機材料、例えばシリコン酸化膜を大気開放孔封止膜(不図示)としてもよい。これにより、動作不良のない高精度で、かつ長期的に安定で耐久性(信頼性)の優れた静電型アクチュエータが得られる。
【００４４】
［本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程］
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程について説明をする。図８〜図１５は、本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図である。図８〜図１５において、図１〜図７に示す静電型アクチュエータと同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、図８〜図１５において、左側に示す図は図５のＡ−Ａ線に沿う断面に相当する断面図であり、右側に示す図は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する断面図である。
【００４５】
始めに図８に示すように、例えば厚さ４００μｍのシリコン（Ｓｉ）基板２１の表面に、例えば厚さ１．５μｍの絶縁膜（熱酸化膜）２２を形成し、この絶縁膜２２上に個別電極１４を構成する電極形成層２４として、例えばリンドープポリシリコンを、例えば厚さ０．３μｍに成膜する。そして、リンドープポリシリコン(電極形成層)に、例えばリソエッチ法によって分離溝４０を形成して、電極形成層２４と隔壁を構成する部分５１とに分離及びパターニングするとともに、後にシリコン基板２１を貫通し供給口１８を形成する部分５３を除去する。
【００４６】
その後、ＣＶＤ酸化膜を、例えば厚さ０．１μｍで堆積させて、電極形成層２４上及び隔壁を構成する部分５１上並びに分離溝４０内に絶縁膜２５を形成する。そして、後に共通連通路１５を形成する部分５４、及び大気開放空隙(不図示)を形成する部分の絶縁膜２５を、例えばリソエッチ法により除去する。これにより、電極形成層２４と絶縁膜２５を有する個別電極１４等が形成される。
【００４７】
次いで図９に示すように、周知のフォトリソグラフィ法により開口部６１を有するレジスト膜６０を形成する。開口部６１は、振動板１２を構成する絶縁膜２８と個別電極１４を構成する絶縁膜２５が当接する部分に対応する。そして、開口部６１内に露出する絶縁膜２５の表面に、例えばフッ素イオンを注入し、疎水化（撥水化）する。絶縁膜２５の表面の疎水化（撥水化）された部分を、疎水化部６２と称する。
【００４８】
開口部６１内に露出する絶縁膜２５の表面へのフッ素イオンの注入は、例えばイオン注入法により行うことができる。この際、注入種が下地の個別電極１４に達しない程度の注入エネルギー（例えば注入量１Ｅ１５〜１８／ｃｍ３程度）でフッ素イオンを注入し、絶縁膜２５の表面を疎水化（撥水化）する。ここでは、注入種をフッ素としたが、絶縁膜２５の表面を疎水性（撥水性）に改質できるイオン種であれば他のものでもよい。その後、レジスト膜６０を剥離する。
【００４９】
次いで図１０に示すように、絶縁膜２５上に犠牲層２７として、例えばノンドープポリシリコンを、例えばＣＶＤ法により、例えば０．２μｍの厚さに成膜する。犠牲層２７は、後に空隙となる部分である。そして、例えばポリシリコンをリソエッチ法により空隙１３となる部分５７と隔壁を構成する部分５８と、共通連通路１５となる部分５９とに分離及びパターニングし分離溝８０を形成するとともに、供給口１８となる部分５３に対応する部分を除去する。
【００５０】
このとき、大気開放部(不図示)となる部分にも、上記と同様に空隙となる部分と隔壁を構成する部分とに分離及びパターニングし、分離溝を形成する。このように、犠牲層を形成する材料をポリシリコンとすることにより、犠牲層の除去工程として一般的に知られた汎用技術を用いることができ、他材料との選択性があり、プロセスの自由度が高く、低コストで、量産性に優れ、安定したアクチュエータを得ることができる。
【００５１】
その後、ＣＶＤ酸化膜を堆積させて絶縁膜２８を、例えば厚さ０．１μｍで形成する。この時、絶縁膜２８は、分離溝８０内にも形成される。その後、図９と同様に個別電極１４へ当接する部分のみ絶縁膜２８を疎水化(撥水化)する。疎水化(撥水化)は、絶縁膜２８上に絶縁膜２８の疎水化(撥水化)したい部分のみを露出する開口部を有するレジスト膜（不図示）を形成し、例えばイオン注入法により、例えばフッ素イオンを注入する。絶縁膜２８の表面の疎水化（撥水化）された部分を、疎水化部６３と称する。このとき、絶縁膜２８の個別電極１４側の表面にフッ素が分布するように注入エネルギーを設定する。その後、レジスト膜（不図示）は除去する。
【００５２】
次いで図１１に示すように、絶縁膜２８上に振動板電極３２（可動電極）となるリンドープポリシリコン層を、例えば厚さ０．１μｍで形成し、このリンドープポリシリコン層を、例えばリソエッチ法により、振動板電極３２と、隔壁を構成する部分（不図示）とに分離するとともに、供給口１８となる部分５３は除去して開口を形成する。この時、同時に、犠牲層２７と同じ材料からなる振動板電極３２が犠牲層エッチング時にエッチングされないようにするため、後に形成する犠牲層除去孔２９よりも大きな開口径を有する開口部６４を形成する。そして、振動板電極３２上に振動板１２の剛性調整層３３として、例えばＬＰ−ＣＶＤ法により、例えば０．１５μｍの厚さの窒化膜を堆積させる。この窒化膜からなる剛性調整層３３は、開口部６４内にも形成されることで振動板電極層３２の開口部６４の端面側を被覆する。
【００５３】
次いで図１２に示すように、例えばリソエッチ法により膜剛性調整層３３である窒化膜及び絶縁膜２８を通じて、例えば開口径２μｍの犠牲層除去孔２９を形成し、又、供給口１８となる部分の窒化膜３３、絶縁膜２７、及び絶縁膜２８を除去して供給口１８の加工孔６５を形成する。そして、例えばＳＦ６プラズマ処理や、ＸｅＦ２ガスによるドライエッチングなどの犠牲層エッチングを行なって空隙１３となる部分５７の犠牲層２７を完全に除去することにより、空隙１３と共通連通路１５を形成する。
【００５４】
なお、ここでは、犠牲層エッチングをドライエッチング法で行なっているが、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液のウェットエッチ法を用いても構わない。このとき、大気開放部(不図示)でも、リソエッチ法により剛性調整層３３である窒化膜及び絶縁膜２８を通じて開口径２μｍの犠牲層除去孔２９を形成する。犠牲層エッチングによって、大気開放部(不図示)も空隙が形成され、共通連通路１５と空隙１３に連通する。
【００５５】
次いで図１３に示すように、犠牲層除去孔２９の封止を目的として、例えば常圧ＣＶＤ法により膜撓み防止膜３４を形成する。このときの膜厚は、犠牲層除去孔２９を封止可能な膜厚、例えば０．６μｍとする。なお、この工程を実施することにより空隙１３及び大気開放空隙は封止され、外気と完全に遮断される。
【００５６】
次いで図１４に示すように、例えばリソエッチ法により供給口１８となる部分の封止膜３４を除去した後、異方性エッチング、例えば、ＩＣＰエッチャーにより、シリコン基板２１を表面から背面まで貫通するようにエッチングして供給口１８を形成する。ここで、異方性エッチングで供給口１８を形成することにより、加工形状制御性、微細加工性及び加工精度、並びに高密度化の面等において高い効果を得ることができる。
【００５７】
次いで図１５に示すように、アクチュエータ基板１の表面全体に被覆性の優れた蒸着中合法により接液膜としての樹脂膜３５を、例えば厚さ１μｍで成膜し振動板１２が完成する。その後、図示しない電極配線取り出しパッド部のみリソエッチ法で開口する。ここで、樹脂膜３５として用いる材料としては、例えば、ＰＢＯ膜(ポリベンゾオキサゾール)、ポリイミド膜、ポリパラキシリレンなどが挙げられるが、液滴に対する耐腐食性があり、蒸着重合法で形成できる材料であれば他のものでもよい。
【００５８】
以上の工程により、本発明に係る静電型アクチュエータを形成したアクチュエータ基板１が完成する。そして、アクチュエータ基板１と、前述の流路基板２と、ノズル基板３とを順次積層することにより、本発明に係る静電型アクチュエータを含む液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００５９】
本発明の第１の実施の形態によれば、振動板及び個別電極を構成する絶縁膜（電極保護膜）の表面全体ではなく、一部分（当接する部分）のみを疎水化することにより、水分起因の吸着力による振動板、或いは個別電極の電極保護膜である絶縁膜の損傷を抑え、かつ、疎水化によるアクチュエータ駆動時の電荷蓄積の影響を抑えることができ、アクチュエータの信頼性（耐久性）、動作安定性を大幅に向上させることができる。
【００６０】
又、振動板を構成する絶縁膜（電極保護膜）、及び個別電極を構成する絶縁膜（電極保護膜）の表面の当接部分のみ表面改質により疎水化(撥水化)させるが、これは従来のアクチュエータ工法の大幅な工法フロー見直しが必要ないため、低コストでアクチュエータの信頼性を向上することができる。
【００６１】
又、振動板と個別電極が当接する部分の疎水化（撥水化）を半導体プロセスでは周知の技術であるイオン注入法で形成するため、現行のアクチュエータ工法との整合性がよい。更に、イオン注入時のイオン種、イオンエネルギー、注入量を任意に設定できることから絶縁膜（電極保護膜）の疎水化(撥水化)を所望の特性に制御する自由度が高い。
【００６２】
又、本発明に係る静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドは、液滴吐出バラツキが低減するため、信頼性の向上を図ることができる。
【００６３】
又、本発明に係る静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを、液滴吐出ヘッドを一体化するインクカートリッジ、液滴吐出ヘッドを搭載する液滴吐出記録装置に提供することができる。又、従来技術では困難であった良好な生産性、及び生産効率を有する寸法制御に優れた高精度、高密度、かつ高い信頼性を持った液滴吐出ヘッド製造に適用できる。
【００６４】
〈第２の実施の形態〉
［本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータの構造］
始めに、本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータの構造について説明する。図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ基板を透過状態で例示する平面図である。図１７は、図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図１８は、図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図１６〜図１８を参照するに、本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータを構成するアクチュエータ基板１ａは、振動板１２を構成する絶縁膜２８の表面に凸部７１を形成し、凸部７１及び凸部７１と当接する個別電極１４を構成する絶縁膜２５の表面が疎水化(撥水化)されていることを特徴とする（絶縁膜２５の表面の疎水化（撥水化）された部分を、疎水化部７２と称する）。凸部７１及び疎水化部７２以外は、本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータを構成するアクチュエータ基板１と同様に構成される。
【００６５】
このように、振動板１２を構成する絶縁膜２８に凸部７１を形成することにより、第１の実施の形態に比べ、アクチュエータ駆動時の振動板１２を構成する絶縁膜２８と個別電極１４を構成する絶縁膜２５の当接面積が小さくできるため、疎水化された部分における電荷蓄積による影響を最小限に抑えることができる。又、接触面積が小さい為、当接時に吸着力が働いてもその影響を抑えることができる。
【００６６】
［本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程］
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程について説明をする。本発明の第２の実施の形態に係る静電型アクチュエータを構成するアクチュエータ基板１ａの製造工程は、第１の実施の形態における図９と図１０との間に凸部７１形成工程が追加されるが、それ以外は第１の実施の形態に係るアクチュエータ基板１の製造工程と同一である。
【００６７】
図１９を参照しながら、凸部７１形成工程について説明する。図１９は、図１６のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する断面図である。なお、図１９において、左側に示す図は図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面に相当する断面図であり、右側に示す図は図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する断面図である。第１の実施の形態における図１０のように絶縁膜２５上に犠牲層２７として、ノンドープポリシリコンを空隙である０．２μｍ厚さにＣＶＤ法により成膜する。その後、凸部７１となる箇所をリソエッチ法で所望の深さ(凸高さ)となるようにエッチングする。その後、レジストを除去し、以後第１の実施の形態と同様の工程を経てアクチュエータ基板１ａを完成させる。ただし、疎水化される箇所は、凸部７１及び凸部７１と当接する絶縁膜２５の表面（疎水化部７２）のみである。
【００６８】
本発明の第２の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下に示す効果を奏する。
【００６９】
すなわち、振動板側の絶縁膜に凸部を形成することにより、第１の実施の形態に比べ、アクチュエータ駆動時の振動板を構成する絶縁膜と個別電極を構成する絶縁膜との当接面積が小さくできるため、疎水化された部分における電荷蓄積による影響を最小限に抑えることができる。又、接触面積が小さい為、当接時に吸着力が働いてもその影響を抑えることができる。従って、第１の実施の形態よりも更に動作安定性、及び信頼性(耐久性)に優れたアクチュエータを実現することができる。
【００７０】
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、振動板を構成する絶縁膜と個別電極を構成する絶縁膜とがアクチュエータ駆動により当接する表面部分のみをイオン注入法で疎水化（撥水化）したが、駆動電圧に対し耐圧を有し材料そのものに疎水性（撥水性）をもち、アクチュエータ工法との整合が得られる材料があれば、振動板を構成する絶縁膜と個別電極を構成する絶縁膜とがアクチュエータ駆動により当接する部分をこの材料に置き換えても同様の効果が得られ、動作安定性、及び信頼性（耐久性）に優れたアクチュエータ基板が実現できる。図２０は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面に相当する断面図である。例えば図２０に示すように、振動板１２を構成する絶縁膜２８と個別電極１４を構成する絶縁膜２５が当接する部分８１及び８２のみを疎水性を有する絶縁膜とするが如くである。
【００７１】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態は、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを有するインクカートリッジの一例について説明する。図２１は、本発明の第３の実施の形態に係るインクカートリッジを例示する斜視図である。図２１を参照するに、インクカートリッジ１１０は、ノズル１１１等を有する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッド１１２と、インクジェットヘッド１１２に対してインクを供給するインクタンク１１３とを一体化したヘッド一体型インクカートリッジである。
【００７２】
本発明の第３の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下に示す効果を奏する。すなわち、インクカートリッジが本発明に係る静電型アクチュエータを有するインクジェットヘッドを含んで構成されている。従って、アクチュエータが高信頼性化されているため、液滴吐出バラツキの低減、インクカートリッジの歩留まり及び信頼性の向上、インクカートリッジの低コスト化を図ることができる。
【００７３】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態は、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを有する画像形成装置の一例について説明する。図２２は、本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する斜視図である。図２３は、本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置の機構部を例示する側面図である。図２２及び図２３を参照するに、画像形成装置１２０は、記録装置本体１２１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部１２２等を収納し、記録装置本体１２１の下方部には前方側から多数枚の用紙１２３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１２４を抜き差し自在に装着することができ、又、用紙１２３を手差しで給紙するための手差しトレイ１２５を開倒することができ、給紙カセット１２４或いは手差しトレイ１２５から給送される用紙１２３を取り込み、印字機構部１２２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１２６に排紙する。
【００７４】
印字機構部１２２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１３１と従ガイドロッド１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向（図２３で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３３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本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド１３４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１３３にはヘッド１３４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１３５を交換可能に装着している。
【００７５】
インクカートリッジ１３５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。又、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１３４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００７６】
ここで、キャリッジ１３３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１３１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１３２に摺動自在に載置している。そして、キャリッジ１３３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１３７で回転駆動される駆動プーリ１３８と従動プーリ１３９との間にタイミングベルト１４０を張装し、このタイミングベルト１４０をキャリッジ１３３に固定しており、主走査モータ１３７の正逆回転によりキャリッジ１３３が往復駆動される。
【００７７】
一方、給紙カセット１２４にセットした用紙１２３をヘッド１３４の下方側に搬送するために、給紙カセット１２４から用紙１２３を分離給装する給紙ローラ１４１及びフリクションパッド１４２と、用紙１２３を案内するガイド部材１４３と、給紙された用紙１２３を反転させて搬送する搬送ローラ１４４と、この搬送ローラ１４４の周面に押し付けられる搬送コロ１４５及び搬送ローラ１４４からの用紙１２３の送り出し角度を規定する先端コロ１４６とを設けている。搬送ローラ１４４は副走査モータ１４７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００７８】
そして、キャリッジ１３３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１４４から送り出された用紙１２３を記録ヘッド１３４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１４９を設けている。この印写受け部材１４９の用紙搬送方向下流側には、用紙１２３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１５１、拍車１５２を設け、さらに用紙１２３を排紙トレイ１２６に送り出す排紙ローラ１５３及び拍車１５４と、排紙経路を形成するガイド部材１５５及び１５６を配設している。
【００７９】
記録時には、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１２３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙１２３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙１２３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１２３を排紙する。
【００８０】
又、キャリッジ１３３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド１３４の吐出不良を回復するための回復装置１５７を配置している。回復装置１５７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１３３は印字待機中にはこの回復装置１５７側に移動されてキャッピング手段でヘッド１３４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド１３４の吐出口（ノズル）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し、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。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）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。
【００８１】
本発明の第４の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下に示す効果を奏する。すなわち、画像形成装置が本発明に係る静電型アクチュエータを有するインクジェットヘッドを含んで構成されている。従って、動作安定性、及び信頼性の優れた画像形成装置を実現することができる。
【００８２】
又、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て、画像品質が向上する。又、低電圧で駆動できるインクジェットヘッドを搭載するので、画像形成装置全体の消費電力も低減できる。
【００８３】
なお、第４の実施の形態においては、本発明をインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッドにも適用することできる。
【００８４】
〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態は、本発明に係る静電型アクチュエータを有するマイクロデバイスとしてのマイクロポンプの一例について説明する。図２４は、本発明の第５の実施の形態に係るマイクロポンプを例示する断面図である。図２４を参照するに、マイクロポンプ１６０は、本発明に係る静電型アクチュエータで構成したアクチュエータ基板１７０と、流路基板１８０とを有し、流路基板１８０には流体が流れる流路１８１を形成している。
【００８５】
アクチュエータ基板１７０は、流路１８１の壁面を形成する振動板１７１と、振動板１７１の変形可能領域１７１Ａに犠牲層エッチングで形成した空隙１７２を介して対向する個別電極１７３とを備えている。振動板１７１及び個別電極１７３において、振動板１７１と個別電極１７３との当接する部分のみが疎水化されている。疎水化の方法は、前述の通りである。なお、振動板１７１に第２の実施の形態と同様な凸部を形成しても構わない。
【００８６】
アクチュエータ基板１７０の構成は、前述の各実施の形態と同様であり、シリコン基板１７４上に絶縁膜１７５を形成し、絶縁膜１７５上に個別電極１７３を形成して絶縁膜１７６で被覆し、絶縁膜１７６上に犠牲層１７７を形成し、更に振動板１７１のうちの一部の膜を形成した後犠牲層エッチングを行なって空隙１７２を形成したものである。図示しないが、各空隙１７２を連通する共通連通路を形成している。
【００８７】
マイクロポンプ１６０の動作原理を説明すると、前述した液滴吐出ヘッドの場合と同様に、個別電極１７３に対して選択的にパルス電位を与えることによって振動板１７１との間で静電力による吸引作用が生じるので、振動板１７１の変形可能領域１７１Ａが個別電極１７３側に変形する。ここで、振動板１７１の変形可能領域１７１Ａを図中右側から順次駆動することによって流路１８１内の流体は、矢印方向へ流れが生じ、流体の輸送が可能となる。なお、第５の実施の形態では、振動板を複数設けた例を示したが、振動板は一つでも良い。又、輸送効率を上げるために、変形可能領域間に１又は複数の弁、例えば逆止弁などを設けることもできる。
【００８８】
本発明の第５の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下に示す効果を奏する。すなわち、本発明に係る静電型アクチュエータの構成をマイクロポンプに応用することにより、個別電極間に働く静電力によって振動板を変形させるので、安定した液体輸送が可能な小型、低消費電力で信頼性の高いマイクロポンプを実現することができる。
【００８９】
〈第６の実施の形態〉
第６の実施の形態は、本発明の構成を光学デバイスに応用する例について説明する。図２５は、本発明の第６の実施の形態に係る光学デバイスを例示する断面図である。図２５を参照するに、光学デバイス１９０は、表面が光を反射可能でかつ変形可能な振動板に相当するミラー２０３を含むアクチュエータ基板２００を有する。ミラー２０３の表面は反射率を増加させるため誘電体多層膜や金属膜を形成する（これらは樹脂膜表面に形成する）と良い。
【００９０】
アクチュエータ基板２００は、絶縁膜２０２を形成したベース基板２０１上に、変形可能なミラー２０３（ヘッドの振動板に相当する。）と、このミラー２０３の変形可能領域２０３Ａに所定の空隙２０４を介して対向する個別電極２０５とを備えている。又、個別電極２０５上には絶縁膜２０６を形成し、空隙２０４は犠牲層２０７をエッチングして形成している。ミラー２０３及び個別電極２０５において、ミラー２０３と個別電極２０５との当接する部分のみが疎水化されている。疎水化の方法は、前述の通りである。なお、ミラー２０３に第２の実施の形態と同様な凸部を形成しても構わない。その他の構成についても、振動板がミラー面を有する構成となっている点が、前述の実施の形態で説明した静電型アクチュエータと異なるだけであるので、詳細な図示及び説明は省略する。
【００９１】
光学デバイス１９０の原理を説明すると、前述した静電型アクチュエータの場合と同様に、個別電極２０５に対して選択的にパルス電位を与えることによって、個別電極２０５と対向するミラー２０３の変形可能領域２０３Ａとの間で静電力による吸引作用が生じるので、ミラー２０３の変形可能領域２０３Ａが凹状に変形して凹面ミラーとなる。従って、光源２０８から出射された光がレンズ２０９を介してミラー２０３に照射された場合、ミラー２０３を駆動しないときには、光は入射角と同じ角度で反射するが、ミラー２０３を駆動した場合は駆動された変形可能領域２０３Ａが凹面ミラーとなるので反射光は発散光となる。
【００９２】
このため、ミラー２０３を駆動していないところに入射した光は、投影用レンズ２１０へ入射する。一方、個別電極２０５に電圧を印加してミラー２０３の変形可能領域２０３Ａを変形させている部分は凹面ミラーとなるので光は発散し投影用レンズ２１０にほとんど入射しない。これにより光変調デバイスが実現できる。このように、本発明に係る静電型アクチュエータを備えることで、小型で低消費電力の光学デバイスを得ることができる。
【００９３】
ここで、光学デバイス１９０の応用例を以下に示す。図２６は、本発明の第６の実施の形態に係る光学デバイスの応用例を示す斜視図である。図２６を参照するに光学デバイス２２０は、前述の光学デバイス１９０を２次元に配列し、各ミラー２０３の変形可能領域２０３Ａを独立して駆動するようにしたものである。なお、ここでは、４×４の配列を示しているが、これ以上の配列とすることも可能である。
【００９４】
従って、前述した図２５と同様に、光学デバイス２２０において、光源２０８から出射された光はレンズ２０９を介してミラー２０３に照射され、ミラー２０３を駆動していないところに入射した光は、投影用レンズ２１０へ入射する。一方、個別電極２０５に電圧を印加してミラー２０３の変形可能領域２０３Ａを変形させている部分は凹面ミラーとなるので光は発散し投影用レンズ２１０にほとんど入射しない。この投影用レンズ２１０に入射した光はスクリーン（図示しない）などに投影され、スクリーンに画像を表示することができる。
【００９５】
本発明の第６の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に、以下に示す効果を奏する。すなわち、本発明に係る静電型アクチュエータの構成を光学デバイスに応用することにより、個別電極間に働く静電力によって振動板を変形させるので、小型、低消費電力で信頼性の高い光学デバイスを実現することができる。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９７】
例えば、各実施の形態では、本発明を液滴吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用する例を示したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。又、静電型アクチュエータ及びその製造方法は、マイクロポンプ、光学デバイス（光変調デバイス）のみならず、マイクロスイッチ（マイクロリレー）、マルチ光学レンズのアクチュエータ（光スイッチ）、マイクロ流量計、圧力センサ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータを含む液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを例示する斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの面Ｓ１に沿う液室長辺方向の断面図である。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドの面Ｓ２に沿う液室長辺方向の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ基板を透過状態で例示する平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その１）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その２）である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その３）である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その４）である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その５）である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その６）である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その７）である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る静電型アクチュエータの製造工程を例示する図（その８）である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ基板を透過状態で例示する平面図である。
【図１７】図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１８】図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１９】図１６のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する断面図である。
【図２０】図５のＡ−Ａ線に沿う断面に相当する断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係るインクカートリッジを例示する斜視図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置を例示する斜視図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置の機構部を例示する側面図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係るマイクロポンプを例示する断面図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態に係る光学デバイスを例示する断面図である。
【図２６】本発明の第６の実施の形態に係る光学デバイスの応用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９９】
１，１７０，２００  アクチュエータ基板
２，１８０  流路基板
３  ノズル基板
４  ノズル
５  ノズル連通路
６  液室（吐出室）
７  液体抵抗部
８  共通液室
９  液室間隔璧
１２，１７１  振動板
１２Ａ，１７１Ａ，２０３Ａ  振動板領域（変形可能領域）
１３，１７２，２０４  空隙（ギャップ）
１４，１７３，２０５  個別電極
１５  共通連通路（連通管）
１５Ａ  個別連通路
１６  大気開放部
１８  供給口
２１，１７４  シリコン基板
２２，２５，２８，１７５，１７６，２０２，２０６  絶縁膜
２４  電極形成層
２７，１７７，２０７  犠牲層
２９  犠牲層除去孔
３０  振動板部材
３１  隔壁部
３２  振動板電極（可動電極）
３３  膜剛性調整膜（窒化膜）
３４  撓み防止膜
３５  樹脂膜
４０，８０  分離溝
５０，５１，５３，５４，５７，５９，８１，８２  部分
６２，６３，７２  疎水化部
６０  レジスト膜
６１，６４  開口部
６５  加工孔
７１  凸部
１００，１１２  インクジェットヘッド
１１０  インクカートリッジ
１１１  ノズル
１１３  インクタンク
１２０  画像形成装置
１２１  記録装置本体
１２２  印字機構部
１２３  用紙
１２４  給紙カセット
１２５  手差しトレイ
１２６  排紙トレイ
１３１  主ガイドロッド
１３２  従ガイドロッド
１３３  キャリッジ
１３４  ヘッド
１３５  インクカートリッジ
１３７  主走査モータ
１３８  駆動プーリ
１３９  従動プーリ
１４０  タイミングベルト
１４１  給紙ローラ
１４２  フリクションパッド
１４３，１５５，１５６  ガイド部材
１４４，１５３  搬送ローラ
１４５，１５１  搬送コロ
１４６  先端コロ
１４７  副走査モータ
１４９  印写受け部材
１５２，１５４  拍車
１５７  回復装置
１６０  マイクロポンプ
１８１  流路
１９０，２２０  光学デバイス
２０１  ベース基板
２０３  ミラー
２０８  光源
２０９  レンズ
２１０  投影用レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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