(57)【要約】【課題】静電アクチュエーターにおける静電力による発生圧力を向上させながら、リーク電流の低減、絶縁耐圧の確保、接合強度の確保及び薬液耐性の確保を可能とする静電アクチュエーター並びにそれを備えた液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を得る。【解決手段】キャビティ基板２の振動板４側に成膜されている振動板側絶縁膜６を、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第１層６１、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする振動板側絶縁膜第２層６２、及び、酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする振動板側絶縁膜第３層６３の３層による積層構造とした。【選択図】図１
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【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、
該固定電極に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、
前記固定電極は、その対向面に形成された第１の絶縁膜を有し、
前記可動電極は、その対向面に形成された第２の絶縁膜を有し、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、
少なくとも２層以上の積層構造によって形成され、
前記電極側に酸化シリコンよりも誘電率の高い第１の材料で形成された層と、
該第１の材料で形成された層の前記ギャップ側の表面に保護膜として形成され、前記第１の材料よりも結晶化しにくい第２の材料で形成された層と、
を有する
ことを特徴とする静電アクチュエーター。
【請求項２】
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜のうち少なくとも前記２層以上の積層構造によって形成された一方は、前記第２の材料で形成された層の前記ギャップ側表面に保護膜として、前記第２の材料よりも酸又はアルカリに対して耐性の強い第３の材料で形成された層を有する
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】
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は、２種類の材料からなる２層の積層構造によって形成され、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の前記ギャップ側の最表面はいずれも前記第２の材料で形成された層である
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４】
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は、３種類の材料からなる３層の積層構造によって形成され、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の前記ギャップ側の最表面はいずれも前記第３の材料で形成された層である
ことを特徴とする請求項２記載の静電アクチュエーター。
【請求項５】
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、前記第１の材料で形成された層を中心に、異なる材料で形成された層によって上下から挟み込む形態で３層以上の積層構造によって形成された
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項６】
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、前記電極側から前記ギャップ側に向かって前記第３の材料で形成された層、前記第２の材料で形成された層、前記第１の材料で形成された層、前記第２の材料で形成された層及び前記第３の材料で形成された層という順で５層の積層構造によって形成されている
ことを特徴とする請求項２又は請求項４記載の静電アクチュエーター。
【請求項７】
前記第１の材料は、タンタル、ハフニウム又はジルコニウムの酸化物である
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項８】
前記第２の材料は、酸化シリコンよりも誘電率が高い材料である
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項９】
前記第２の材料は、アルミニウムの酸化物である
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項１０】
前記第３の材料は、酸化シリコンである
ことを特徴とする請求項２、請求項４及び請求項６のいずれかに記載の静電アクチュエーター。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の静電アクチュエーターを備えた
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の液滴吐出ヘッドを備えた
ことを特徴とする液滴吐出装置。
【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並びにそれを備えた液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置におけるインク吐出方式として、駆動手段に静電気力を利用した、いわゆる静電駆動方式によるものが知られている。静電駆動方式のインクジェット記録装置は、可動電極である振動板と、ギャップを隔てその対向電極である固定電極との間で電圧を供給や遮断することにより、振動板を固定電極に吸引や隔離させる動作を行い、それによって生じる圧力変化を利用してノズル孔からインクを吐出している。したがって、振動板と固定電極はインクが貯えられた吐出室の圧力を変動させる静電アクチュエーターとして作用している。上記のようなギャップを隔てて対向する振動板と固定電極との間に電界をかけ、静電力によって吸引及び当接（接触）を実施する静電アクチュエーターの課題として、絶縁耐圧の確保、当接による帯電及び残留電荷の回避が挙げられる。また、静電アクチュエーターとしてのパワー（静電力）を向上させるために、絶縁膜として誘電率の高い材料が用いられることもある。
【０００３】
上記のような課題を解決するために、基板上形成された固定電極と、この固定電極に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、固定電極の対向面に形成された第１の絶縁膜と、可動電極の対向面に形成された第２の絶縁膜とを備え、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方を、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料同士を積層してなる絶縁膜の構成とするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記と同様の静電アクチュエーターの構成において、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方が、酸化シリコンと、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料とを積層した構成を有するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
そして、上記と同様の静電アクチュエーターの構成において、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方を、酸化シリコンと、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料とを積層した絶縁膜として、これらの絶縁膜の一方又は両方の表面にセラミックス系硬質膜又は炭素系硬質膜からなる表面保護膜を設けているものがある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２５３２７号公報（第８頁、図３）
【特許文献２】特開２００８−１１０５５９号公報（第７−８頁、図３）
【特許文献３】特開２００８−１６２２６３号公報（第１１−１２頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２においては、静電力を向上させ、絶縁膜による絶縁性の確保について対策がとられているが、絶縁膜の薬液に対する耐性や大気暴露等による結晶化に対する回避するための対応について記載されておらず、絶縁膜の保護という観点において不十分であるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３においては、セラミックス系硬質膜間又は炭素系硬質膜によって絶縁性は確保されるが、絶縁膜が大気暴露等による結晶化してしまうという問題点については記載されていない。また、セラミックス系硬質膜間又は炭素系硬質膜と絶縁膜との接合強度についての記載がなく、その相性によってはセラミックス系硬質膜間又は炭素系硬質膜が剥離してしまうおそれがあるという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、静電アクチュエーターにおける静電力による発生圧力を向上させながら、リーク電流の低減、絶縁耐圧の確保、接合強度の確保及び薬液耐性の確保を可能とする静電アクチュエーター並びにそれを備えた液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、この固定電極に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、固定電極は、その対向面に形成された第１の絶縁膜を有し、可動電極は、その対向面に形成された第２の絶縁膜を有し、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、少なくとも２種類の材料からなる２層以上の積層構造によって形成され、電極側に酸化シリコンよりも誘電率の高い第１の材料で形成された層と、この第１の材料で形成された層のギャップ側の表面に保護膜として形成され、第１の材料よりも結晶化しにくい第２の材料で形成された層とを有するものである。
本発明によれば、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のうち少なくとも一方に、その電極側に第１の材料で形成された層として高誘電体絶縁膜（Ｈｉｇｈ−ｋ材）とすることによって、静電アクチュエーターが発生する静電力を向上させることができる。また、第１の材料で形成された層のギャップ側の表面に第１の材料で形成された層に対する保護膜として、第１の材料で形成した層よりも結晶化しにくい第２の材料で形成された層を形成することによって、第１の材料で形成された層を大気暴露から保護し、絶縁膜の結晶化を抑制することができる。さらに、絶縁膜の結晶化を抑制することで、絶縁膜のアモルファス構造を維持することになり、リーク電流を抑制し、かつ、積層膜全体で絶縁耐性を確保することができる。
【００１１】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、２層以上の積層構造によって形成された絶縁膜は、第２の材料で形成された層のギャップ側表面に保護膜として、第２の材料よりも酸又はアルカリに対して耐性の強い第３の材料で形成された層を有するものである。
本発明によれば、第２の材料で形成された層のギャップ側表面にさらに保護膜として、酸又はアルカリの性質を示す薬液に対し耐性の強い第３の材料で形成された層を形成することによって、絶縁膜に対して薬液に対する耐性を確保することができる。
【００１２】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜は、２種類の材料からなる２層の積層構造によって形成され、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のギャップ側の最表面はいずれも第２の材料で形成された層とするものである。
本発明によれば、振動板及び固定電極の両電極においてギャップ側の最表面を同材料とすることによって、その両電極同士が、当接及び離脱を繰り返すことによる接触帯電の発生を抑制することができ、静電アクチュエータの安定駆動を確保することができる。
【００１３】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜は、３種類の材料からなる３層の積層構造によって形成され、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のギャップ側の最表面はいずれも第３の材料で形成された層とするものである。
本発明によれば、振動板及び固定電極の両電極においてギャップ側の最表面を同材料とすることによって、その両電極同士が、当接及び離脱を繰り返すことによる接触帯電の発生を抑制することができ、静電アクチュエーターの安定駆動を確保することができる。
【００１４】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、第１の材料で形成された層を中心に、異なる材料で形成された層によって上下から挟み込む形態で３層以上の積層構造によって形成されているものである。
本発明によれば、積層構造を第１の材料を中心に異なる材料で挟み込む形態で積層することによって、異なる材料間での密着性を確保しやすくすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜のうち少なくとも一方は、電極側からギャップ側に向かって第３の材料で形成された層、第２の材料で形成された層、第１の材料で形成された層、第２の材料で形成された層及び第３の材料で形成された層という順で５層の積層構造によって形成されているものである。
本発明によれば、積層構造を第１の材料を中心に異なる材料で挟み込む形態で積層することによって、異なる材料間での密着性を確保しやすくすることができる。例えば、上記の発明の場合、第３の材料を酸化シリコンとすることで、振動板がシリコン、固定電極がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）で形成されている場合、密着性が高く、陽極接合強度を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第１の材料は、タンタル、ハフニウム又はジルコニウムの酸化物とするものである。
本発明によれば、比誘電率について、タンタルの酸化物は２５、ハフニウムの酸化物は３０、及び、ジルコニウムの酸化物は４６というように、酸化シリコン及びアルミナと比較しても非常に高く、静電力向上の効果が高い。
【００１７】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第２の材料は、酸化シリコンよりも誘電率が高い材料とするものである。
本発明によれば、第２の材料で形成された層は、第１の材料で形成された層を保護するのみならず、静電アクチュエーターが発生する静電力を向上させることができるので、第１の材料で形成された層による静電力向上の効果と合わせて、さらに静電力を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第２の材料は、アルミニウムの酸化物とするものである。
本発明によれば、アルミニウムの酸化物は結晶化しにくく、かつ、誘電率が高いという特性をもつので、第１の材料で形成された層を保護すると共に、静電アクチュエーターが発生する静電力を向上させることができるので、第１の材料で形成された層による静電力向上の効果と合わせて、さらに静電力を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る静電アクチュエーターは、第３の材料は、酸化シリコンとするものである。
本発明によれば、例えば、キャビティ基板がシリコン、及び、電極基板がホウ珪酸ガラス形成されている場合、それらとの陽極接合する場合、絶縁膜の最表面（ギャップ側）である第３の材料で形成された層が酸化シリコンであることによって、接合強度が強くなる。
【００２０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記いずれかに記載の静電アクチュエーターを備えたものである。
本発明によれば、上記までの効果を備えることによって吐出性能が向上し、耐久性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る液滴吐出装置、上記の液滴吐出ヘッドを備えたものである。
本発明によれば、上記までの効果を備えることによって吐出性能が向上し、耐久性の高い液滴吐出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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分解外観斜視図である。
【図２】同インクジェットヘッドの横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドにおける絶縁膜を構成する材質の特性を示すものである。
【図６】実施の形態１又は実施の形態２に係るインクジェットヘッド５１を備えた実施の形態３に係る液滴吐出装置の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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分解外観斜視図であり、図２は、同インクジェットヘッドの横断面図である。
本実施の形態に示すインクジェットヘッド５１は、図１及び図２で示されるように、３枚の基板を貼り合わされて構成される積層構造体である。その３枚の基板とは、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、各ノズル孔１１に対して独立にインク流路が形成されたキャビティ基板２、そして、各インク流路に設けられた吐出室２１の底部を構成する可動電極である振動板４に対向して固定電極５が配置された電極基板３である。
なお、インクジェットヘッド５１は、本発明の「液滴吐出ヘッド」に相当するものである。
【００２４】
（ノズル基板１）
ノズル基板１は、単結晶のシリコン基板からなり、エッチングによってキャビティ基板２における吐出室２１に連通し、ノズル基板１に対し垂直に貫通するように形成されたノズル孔１１と、吐出室２１とキャビティ基板２におけるリザーバー部２３（後述）とを連通させるために下面に細溝上に形成された供給口１２と、リザーバー部２３の圧力変動を補償するためのダイヤフラム部１３とを有する構成となっている。ノズル孔１１は、径の小さい噴射口部及びこれより径の大きい導入口部による２段に構成されることによってインク滴の直進性を向上させることができる。このノズル基板１は、キャビティ基板２にエポキシ樹脂等を使用した接着剤による接着接合又は直接接合によって接合される。なお、図１で示されるように、ノズル孔１１は２列で形成された構成となっており、その列ごと左右に１個ずつヘッド部分をもつ構成となっているが、これに限られるものではなく、このヘッド部分は１個ずつで構成されるものとしてもよく、また、ノズル孔１１の数は制限されるものでもない。
【００２５】
（キャビティ基板２）
キャビティ基板２は、例えば、面方位が（１１０）の単結晶のシリコン基板からなり、その表面には、複数のインクの流路となる溝又は凹部が形成されている。このインクの流路となる溝又は凹部は、キャビティ基板２の底面側にボロン拡散を実施してエッチングストップ層を形成し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを実施することによって吐出室２１として形成される。このように形成された吐出室２１において、その底部は、ボロン拡散層として極めて薄い厚み（例えば、２μｍ）で高精度で形成された可動電極である振動板４となる。また、各流路に共通に連通する凹状のリザーバー部２３が形成されている。キャビティ基板２の振動板４の下面には、電極基板３における固定電極５との短絡や絶縁破壊を防止するために振動板側絶縁膜６が形成されている。
なお、振動板側絶縁膜６は、本発明の「第２の絶縁膜」に相当するものである。
【００２６】
（電極基板３）
電極基板３は、ガラス基板によって形成されている。電極基板３は、キャビティ基板２と陽極接合によって接合されるので、剥離のない接合強度を確保するために、熱膨張係数がシリコンのそれに近いホウ珪酸珪ガラスが一般的に用いられる。電極基板３には、一般的にＩＴＯからなる固定電極５（厚さは、例えば、０．１μｍ）が、例えば、スパッタリングによって成膜されて形成されている。各固定電極５は、振動板４と対向する位置にエッチングによって区画形成された凹部３１内に形成されている。振動板４と固定電極５とは所定の間隔（以下、ギャップという）Ｇを隔てて対向配置される。電極基板３における固定電極５の表面には、キャビティ基板２における振動板４との短絡や絶縁破壊を防止するために固定電極側絶縁膜７が形成されている。この固定電極側絶縁膜７、及び、前述の振動板側絶縁膜６の構成についての詳細は後述する。また、電極基板３には、インク供給孔３２が１つ又は複数形成されている。このインク供給孔３２は、研削加工又はマイクロブラスト加工によって形成され、前述のリザーバー部２３に連通するようにキャビティ基板２の底部を貫通している。また、インク供給孔３２は、インクタンク（図示せず）に接続されている。
なお、固定電極側絶縁膜７は、本発明の「第１の絶縁膜」に相当するものである。
【００２７】
（封止剤２８）
振動板４と固定電極５との間に形成されるギャップＧの開放端部はエポキシ樹脂、又は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン）等の酸化膜を堆積させたものによって形成された封止剤２８によって気密に封止される。これによって、湿気や塵埃等がギャップＧに浸入することを防止することができ、インクジェットヘッド５１の信頼性を高く保持することができる。
【００２８】
（駆動制御回路４１）
キャビティ基板２及び電極基板３の後端部は、図１及び図２で示されるように、エッチングによって開口された電極取り出し部３４となっている。そして、電極基板３上に形成された固定電極５は、リード部５ａと端子部５ｂとを有し、このうち端子部５ｂが電極取り出し部３４において露出するように形成されている。また、キャビティ基板２の後端部における片側又は両側に金属膜からなる共通電極２６が形成されている。そして、静電アクチュエーターの駆動手段として、振動板４と固定電極５との間にパルス電圧を印加するためのドライバーＩＣ等の駆動制御回路４１が、各固定電極５の端子部５ｂ及び共通電極２６に例えば導電性接着剤を用いて接着されている。
【００２９】
（振動板側絶縁膜６、固定電極側絶縁膜７）
図３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図２におけるＡ−Ａ断面図である。
図３で示されるように、キャビティ基板２の振動板４側に成膜されている振動板側絶縁膜６は、以下の３層の膜によって形成されている。まず、振動板４の表面には、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第１層６１が形成されている。その振動板側絶縁膜第１層６１のギャップＧ側の表面には、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする振動板側絶縁膜第２層６２が形成されている。さらに、その振動板側絶縁膜第２層６２のギャップＧ側の表面には、酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする振動板側絶縁膜第３層６３が形成されている。
【００３０】
また、同様に図３で示されるように電極基板３の固定電極５側に成膜されている固定電極側絶縁膜７は、振動板側絶縁膜６と同様に、以下の３層の膜によって形成されている。まず、電極基板３に設置された固定電極５を被覆するように、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする固定電極側絶縁膜第１層７１が形成されている。その固定電極側絶縁膜第１層７１のギャップＧ側の表面には、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする固定電極側絶縁膜第２層７２が形成されている。さらに、その固定電極側絶縁膜第２層７２のギャップＧ側の表面全体を被覆するように、酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする固定電極側絶縁膜第３層７３が形成されており、その固定電極側絶縁膜第３層７３は、さらに電極基板３のキャビティ基板２に対向する面の全体を覆うように形成されている。
【００３１】
以上のような各層の成膜は、いずれも、例えばプラズマＣＶＤ法によってなされている。
【００３２】
なお、振動板側絶縁膜第１層６１、固定電極側絶縁膜第１層７１、及び、後述する振動板側絶縁膜第３層６７は本発明の「第１の材料で形成された層」に、振動板側絶縁膜第２層６２、固定電極側絶縁膜第２層７２、並びに、後述する振動板側絶縁膜第２層６６及び振動板側絶縁膜第４層６８は本発明の「第２の材料で形成された層」に、そして、振動板側絶縁膜第３層６３、固定電極側絶縁膜第３層７３、並びに、後述する振動板側絶縁膜第１層６５及び振動板側絶縁膜第５層６９は本発明の「第３の材料で形成された層」に相当するものである。
【００３３】
（インクジェットヘッド５１の動作）
インクは、キャビティ基板２に設けられたリザーバー部２３及び吐出室２１、そしてノズル基板１のノズル孔１１の先端に至るまで、気泡を生じることなく満たされており、図２で示される矢印で示す方向にインクは流れる。印刷が実施される際には、駆動制御回路４１によって振動板４と固定電極５との間に所定のパルス電圧が印加されることによって静電力による引力が発生し、振動板４は固定電極５側へ引き寄せられて撓み、固定電極５に当接して、吐出室２１に負圧が発生する。これによって、リザーバー部２３内のインクが吐出室２１内に吸引され、インクの振動（メニスカス振動）が発生する。このインクの振動が略最大となった時点で、印加電圧を解除すると、振動板４は固定電極５から離脱して、その復元力によってインクがノズル孔１１から押し出され、その押し出されたインク滴が記録紙（図示せず）に向けて吐出される。
【００３４】
（実施の形態１の効果）
以上の絶縁膜の構成のように、酸化タンタルＴａ2Ｏ5は、比誘電率が酸化シリコンＳｉＯ2等よりも高い高誘電体絶縁膜（Ｈｉｇｈ−ｋ材）であり、振動板４及び固定電極５の表面に成膜される第１層の膜としてそれぞれ酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第１層６１、そして、固定電極側絶縁膜第１層７１が成膜されることによって、静電アクチュエーターが発生する静電力を向上させることができる。なお、本実施の形態において、振動板側絶縁膜第１層６１及び固定電極側絶縁膜第１層７１の材質を酸化タンタルＴａ2Ｏ5としているが、これに限られるものではなく、酸化タンタルＴａ2Ｏ5と同様に高誘電体絶縁膜（Ｈｉｇｈ−ｋ材）である酸化ハフニウムＨｆＯ2又は酸化ジルコニウムＺｒＯ2等を材質とするものとしてもよく、この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3は、酸化タンタルＴａ2Ｏ5より結晶化しにくく、振動板４に成膜された振動板側絶縁膜第１層６１のギャップＧ側の表面に第２層の膜として酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする振動板側絶縁膜第２層６２が成膜されることによって振動板側絶縁膜第１層６１を大気暴露から保護し、その結晶化を防止することができる。これにより、振動板側絶縁膜６の結晶化を抑制し、振動板側絶縁膜６のアモルファス構造を維持することができ、リーク電流を抑制し、かつ、振動板側絶縁膜６全体で絶縁耐性を確保することができる。また、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3は、酸化シリコンＳｉＯ2よりも比誘電率が高いので、振動板側絶縁膜第１層６１を保護すると共に、静電アクチュエーターが発生する静電力を向上させることができる。なお、固定電極５における固定電極側絶縁膜第１層７１と固定電極側絶縁膜第２層７２との関係についても同様であり上記の効果を有する。
【００３６】
また、酸化シリコンＳｉＯ2は、酸又はアルカリの性質を示す薬液に対し耐性が強く、振動板４に成膜された振動板側絶縁膜第２層６２のギャップＧ側の表面に第３層として酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする振動板側絶縁膜第３層６３が成膜されることによって薬液から保護することができる。なお、固定電極５における固定電極側絶縁膜第２層７２と固定電極側絶縁膜第３層７３との関係についても同様であり上記の効果を有する。
【００３７】
また、単結晶のシリコンのキャビティ基板２とホウ珪酸ガラスの電極基板３を陽極接合する場合に、キャビティ基板２の振動板４のギャップ側の表面に成膜される振動板側絶縁膜６の最表面である振動板側絶縁膜第３層６３、及び、電極基板３の固定電極５のギャップ側の表面に成膜される固定電極側絶縁膜７の最表面である固定電極側絶縁膜第３層７３がそれぞれ酸化シリコンＳｉＯ2であることによって、接合強度が強くなる。
【００３８】
そして、振動板側絶縁膜６の最表面が酸化シリコンＳｉＯ2の振動板側絶縁膜第３層６３、及び、固定電極側絶縁膜７の最表面が同様に酸化シリコンＳｉＯ2の固定電極側絶縁膜第３層７３であるというように、同材質であることによって、振動板４及び固定電極５が、当接及び離脱を繰り返すことによって接触帯電の発生を抑制することができ、静電アクチュエーターの安定駆動を確保することができる。なお、本実施の形態においては、振動板４側及び固定電極５側共に３層の絶縁膜が形成されているが、それぞれ、振動板側絶縁膜第３層６３及び固定電極側絶縁膜第３層７３を除いた２層の積層構造としてもよく、その場合は、ぞれぞれの絶縁膜の最表面が酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3の振動板側絶縁膜第２層６２、及び、同様に酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3の固定電極側絶縁膜第２層７２というように同材質となるので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、振動板４側及び固定電極５側の絶縁膜はいずれも３層の積層構造としたが、これに限られるものではなく、振動板４の振動板側絶縁膜６又は固定電極５の固定電極側絶縁膜７のいずれかが、２層以上の積層構造を有する構成としてもよく、例えば、振動板側絶縁膜６が２層の積層構造である場合には、その２層は振動板側絶縁膜第１層６１及び振動板側絶縁膜第２層６２とし、又は、固定電極側絶縁膜７が２層の積層構造である場合には、その２層は固定電極側絶縁膜第１層７１及び固定電極側絶縁膜第２層７２とする構成としてもよい。
また、振動板側絶縁膜６及び固定電極側絶縁膜７を形成する酸化物として、酸化シリコンＳｉＯ2、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3、酸化タンタルＴａ2Ｏ5、酸化ハフニウムＨｆＯ2及び酸化ジルコニウムＺｒＯ2を挙げたが、これらシリコンＳｉ、アルミニウムＡｌ、タンタルＴａ、ハフニウムＨｆ及びジルコニウムＺｒの酸化物は、上記の化学式で表されるものに限られず、他の化学式で表される酸化物を使用するものとしてもよい。
【００４０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの構成及び横断図は、図１及び図２と同様である。以下、本実施の形態に係るインクジェットヘッドについて、実施の形態１に係るインクジェットヘッドと相違する点を中心に説明する。
【００４１】
（振動板側絶縁膜６、固定電極側絶縁膜７）
図４は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの図２におけるＡ−Ａ断面図である。
図４で示されるように、キャビティ基板２の振動板４側に成膜されている振動板側絶縁膜６は、以下の５層の膜によって形成されている。キャビティ基板２側から、酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする振動板側絶縁膜第１層６５、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする振動板側絶縁膜第２層６６、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第３層６７、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする振動板側絶縁膜第４層６８、そして、酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする振動板側絶縁膜第５層６９の順で成膜されている。
【００４２】
また、図４で示されるように電極基板３の固定電極５側においては、１層で構成される酸化シリコンＳｉＯ2を材質とする固定電極側絶縁膜７が成膜されている。
【００４３】
図５は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドにおける絶縁膜を構成する材質の特性を示すものである。
絶縁耐性の強さを示す一つの指標であるＴＺＤＢ（Ｔｉｍｅ−ｚｅｒｏ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ、瞬時絶縁破壊）については、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第３層６７の５［ＭＶ／ｃｍ］に対して、酸化シリコンＳｉＯ2又は酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする他の層と比較して小さい値となっており、絶縁耐性が弱いものとなっている。しかし、比誘電率については、酸化タンタルＴａ2Ｏ5を材質とする振動板側絶縁膜第３層６７の２５に対して、酸化シリコンＳｉＯ2又は酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3を材質とする他の層と比較してかなり大きい値となっており、静電力を強める働きが強いことが示されている。
【００４４】
（実施の形態２の効果）
以上の絶縁膜の構成のように、酸化タンタルＴａ2Ｏ5の振動板側絶縁膜第３層６７を中心に同材質の層（この場合、酸化アルミニウム（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3の振動板側絶縁膜第２層６６及び振動板側絶縁膜第４層６８、並びに、酸化シリコンＳｉＯ2の振動板側絶縁膜第１層６５及び振動板側絶縁膜第５層６９）を上下から挟み込む形態で積層することによって異なる材料間での密着性を確保しやすくすることができる。また、本実施の形態の場合、振動板側絶縁膜第１層６５及び振動板側絶縁膜第５層６９が酸化シリコンＳｉＯ2であることによって、振動板４はシリコン及び固定電極５はＩＴＯで形成されているので密着性が高く、陽極接合強度を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、振動板４における振動板側絶縁膜６が上記のような５層の積層構造となっているが、これに限られるものではなく、ある材質の層を中心として、その上下に同材質の層で挟み込むように３層又は７層以上の積層構造となるような構成としても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態において、振動板４における振動板側絶縁膜６のみ５層の積層構造となっているが、これに限られるものではなく、固定電極５における固定電極側絶縁膜７を５層の積層構造、かつ、振動板４における振動板側絶縁膜６を酸化シリコンＳｉＯ2の１層で構成する、又は、振動板側絶縁膜６及び固定電極側絶縁膜７双方において５層の積層構造として構成するものとしてもよい。
【００４６】
実施の形態３．
図６は、実施の形態１又は実施の形態２に係るインクジェットヘッド５１を備えた実施の形態３に係る液滴吐出装置の一例を示す外観図である。
図６で示される液滴吐出装置１０１は、液滴としてインクを吐出するインクジェットプリンターである。この液滴吐出装置１０１は、実施の形態１又は実施の形態２に係るインクジェットヘッド５１を備えることによって、実施の形態１又は実施の形態２で示した積層構造を有する振動板側絶縁膜６及び固定電極側絶縁膜７を備えることによって、吐出性能が向上し、耐久性が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のようなインクジェットヘッド５１は、バイオチップ製造装置又は液晶カラーフィルタ製造装置等の液滴吐出装置にも応用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  ノズル基板、２  キャビティ基板、３  電極基板、４  振動板、５  固定電極、５ａ  リード部、５ｂ  端子部、６  振動板側絶縁膜、７  固定電極側絶縁膜、１１  ノズル孔、１２  供給口、１３  ダイヤフラム部、２１  吐出室、２３  リザーバー部、２６  共通電極、２８  封止剤、３１  凹部、３２  インク供給孔、３４  電極取り出し部、４１  駆動制御回路、５１  インクジェットヘッド、６１  振動板側絶縁膜第１層、６２  振動板側絶縁膜第２層、６３  振動板側絶縁膜第３層、６５  振動板側絶縁膜第１層、６６  振動板側絶縁膜第２層、６７  振動板側絶縁膜第３層、６８  振動板側絶縁膜第４層、６９  振動板側絶縁膜第５層、７１  固定電極側絶縁膜第１層、７２  固定電極側絶縁膜第２層、７３  固定電極側絶縁膜第３層、１０１  液滴吐出装置。
【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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