(57)【要約】【課題】製造上の不都合を回避可能で、且つ、振動板の駆動形態や当接順序を制御することができ、安定した振動板動作を行うことが可能な静電アクチュエータ等を提供する。【解決手段】静電気力によって駆動される振動板４と、振動板４にギャップを隔てて対向する対向電極１１とを備え、対向電極１１の振動板側表面に、複数の領域（第１の領域３１、第２の領域３２）を有する絶縁層３０が形成され、各領域３１、３２毎に、それぞれ異なる材料からなる絶縁膜３１ａ、３２ａが形成されているものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気力によって駆動される振動板と、該振動板にギャップを隔てて対向する対向電極とを備え、
前記対向電極の振動板側表面に、複数の領域を有する絶縁層が形成され、各領域毎に、それぞれ異なる材料からなる絶縁膜が形成されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
前記各領域には、それぞれ誘電率が異なる絶縁膜が形成されてい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。
【請求項３】
前記複数の領域の各境界部分において、二種類の材料の内、より誘電率の高い材料が振動板側表面になるように、一部積層された箇所を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電アクチュエータ。
【請求項４】
前記絶縁層の表面全体にアモルファスカーボン膜が積層されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項５】
前記複数の領域の内、少なくとも１つの領域が酸化アルミニウム、酸化ハフニウム又は酸化ジルコニウムからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項６】
前記複数の領域の内、少なくとも１つの領域がＳｉＯＣ、ボラジン系化合物又はフロロカーボン系化合物の環状Ｃ５Ｆ８からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項７】
前記複数の領域の内、少なくとも１つの領域が酸化シリコンからなることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の静電アクチュエータと、液滴が吐出されるノズル穴と、前記ノズル穴に連通し前記振動板が一部に形成されている液体流路とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記絶縁層は第１の領域と第２の領域とを有し、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記ノズル穴に近い部分に形成され、前記第１の領域の誘電率は、前記第２の誘電率よりも高いことを特徴とする請求項８記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の液滴吐出ヘッドを搭載している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、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関し、特に振動板等のアクチュエータ部の駆動開始位置を制御することが可能な静電アクチュエータ、この静電アクチュエータを適用した液滴吐出ヘッド及び上記の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電アクチュエータでは、平板状の振動板と個別電極（対向電極）を平行な状態に対向させて両者に電圧を印加し、静電気力によって振動板を駆動するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。なお静電アクチュエータを適用したインクジェットヘッドでは、一般的に、振動板が駆動したときに振動板と対向電極が当接するようになっている。
【０００３】
ところで、振動板の領域毎に、静電力の大きさを異ならせることが可能であれば、複雑な動作が可能な制御性の高いアクチュエータを構成できる。しかしながら、従来の静電アクチュエータでは（例えば、特許文献１参照）、振動板がどの部分から駆動を始め、振動板と対向電極のどの部分から当接を始めるかは、製造プロセスにおける僅かな表面段差、振動板の撓み等に依存することから、静電アクチュエータのチップ若しくはアクチュエータ部（ここでは、振動板と対向電極）ごとに異なったものとなる。したがって、振動板の駆動形態及び当接順序の制御が難しいという問題点があった。
【０００４】
しかし近年、振動板の領域毎に、意図的に静電力の大きさを異ならせることを可能としたアクチュエータが開発されている。例えば、対向電極が形成されるガラス溝に段差を設け、振動板と対向電極との間の電極間距離（ギャップ）を振動板の領域毎に異ならせることで、静電力の大きさを異ならせることを可能としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、その他の技術として、電極間距離を変えずに誘電率の異なる絶縁膜を利用して電極間に発生する静電力の大きさを変えるようにした技術がある（例えば、特許文献３参照）。この技術では、振動板の対向電極側表面に、それぞれ誘電率が異なる複数の絶縁膜を振動板の長手方向に並べた構成の絶縁層を設け、その誘電率の違いによって、振動板と対向電極との間に発生する静電力を振動板の位置（領域）に応じて異ならせるようにしたものである。
【特許文献１】特開平１１−１６５４１３号公報（図１）
【特許文献２】特開平９−３９２３５号公報（図１、図４、図５）
【特許文献３】特開２００７−３８４５２号公報（第６頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３の構造の場合、材料の異なる絶縁膜を厳密に一つの平面として形成することは難しく、現実にはその境界部分で２種の膜をオーバーラップさせるか、膜間に隙間を設けることになる。なお、特許文献３の構造では、絶縁層が振動板部分のみならず、振動板を有する基板全体に形成されている。すなわち、振動板を有する基板の対向電極側の表面全体に、誘電率が異なる複数の絶縁膜が振動板の長手方向に並設されている。したがって、オーバーラップ部分は、振動板を形成した基板の対向電極側表面おいて凸部となっており、対向電極を有する基板との接合が実際上難しいという問題があった。また、振動板の対向電極側表面に、誘電率が異なる複数の材料が複数の絶縁膜として成膜されることになるため、膜応力の違いによって、振動板に特異な初期撓みが生じる可能性もあるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、製造上の不都合を回避可能で、且つ、振動板の駆動形態や当接順序を制御することができ、安定した振動板動作を行うことが可能な静電アクチュエータ、この静電アクチュエータを適用した液滴吐出ヘッド及び上記の液滴吐出ヘッドを搭載した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】
【０００８】
本発明に係る静電アクチュエータは、静電気力によって駆動される振動板と、振動板にギャップを隔てて対向する対向電極とを備え、対向電極の振動板側表面に、複数の領域を有する絶縁層が形成され、各領域毎に、それぞれ異なる材料からなる絶縁膜が形成されているものである。
これにより、例えばこれらの領域を異なる比誘電率の材料で形成することにより、領域毎に異なる静電力を発生させることができ、振動板の駆動形態や当接順序を制御することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、各領域に、それぞれ誘電率が異なる絶縁膜が形成されているものである。
このように、各領域毎に誘電率が異なれば、領域毎に異なる静電力を発生させることができ、制御性を高めることができる。また、振動板の動作開始位置を安定的に決めることも可能である。
【００１０】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、複数の領域の各境界部分において、二種類の材料の内、より誘電率の高い材料が振動板側表面になるように、一部積層された箇所を有するものである。
対向電極上に複数の絶縁膜を領域を分けて形成するにあたり、製造上、互いに積層する部分（オーバラップ部）が必要となる。オーバーラップ部は、膜厚が増えることで電極間距離が近くなり、初期状態ではその部分にて静電力が大きくなる。よってその部分から振動板が動作を開始し、まずその箇所で対向電極に当接する。その当接した箇所が、より誘電率の高い膜（対向電極上絶縁膜）であれば、その膜の表面に沿って振動板が滑らかに当接領域を広げていくため、振動板の当接動作を安定的に制御することができる。
【００１１】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、絶縁層の表面全体にアモルファスカーボン膜が積層されているものである。
アモルファスカーボン膜は摺動特性が優れ、当接、離脱動作の繰り返しによる絶縁膜の磨耗、破壊を抑制する。摺動特性が優れている理由としては、膜中に含まれるグラファイト構造が潤滑性を付与すること及び、膜中に含まれるＨ原子が潤滑性を有することが考えられている。したがって、このようなアモルファスカーボン膜を絶縁層の表面に設けたことにより、静電アクチュエータの駆動耐久性を向上することができ、信頼性が高く、長寿命の静電アクチュエータを構成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、複数の領域の内、少なくとも１つの領域が酸化アルミニウム、酸化ハフニウム又は酸化ジルコニウムからなるものである。
他の領域で酸化シリコンを用いた場合、より誘電率の高いこれらの材料を用いることで、部分的に静電力を高めることができる。
【００１３】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、複数の領域の内、少なくとも１つの領域がＳｉＯＣ、ボラジン系化合物又はフロロカーボン系化合物の環状Ｃ５Ｆ８からなるものである。
酸化シリコンよりも誘電率の低いこれらのＬｏｗ−ｋ材を用いることで、意図的に静電力の低い領域を設けることができる。他の領域で、請求項５記載の材料を用いていれば、その領域に対し静電力の大きさに大きな変化を付けることができる。
【００１４】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、複数の領域の内、少なくとも１つの領域が酸化シリコンからなるものである。
請求項６、７と合わせる事で、領域毎に静電力を異ならせることができる。
【００１５】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の何れかの静電アクチュエータと、液滴が吐出されるノズル穴と、ノズル穴に連通し振動板が一部に形成されている液体流路とを備えたものである。
上記の液滴吐出ヘッドは、振動板を安定的に制御することができるため、例えば、流路内の液体の流れを安定的に制御することができ、ノズル穴毎の特性ばらつきを低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、絶縁層が第１の領域と第２の領域とを有し、第１の領域は、第２の領域よりもノズル穴に近い部分に形成され、第１の領域の誘電率は、第２の誘電率よりも高いものである。
このような構成とすることにより、例えば、吐出量可変制御のように、振動板の当接、離脱により流路内の液体に圧力を掛けてノズルから液体を吐出した直後に、再度振動板を対向電極に引き付けて、吐出液滴の後端を切り取るという制御を行いたい場合、ノズル側に誘電率の高い領域を設けることで、ノズル直下の振動板のみを強く引き込むことが出来るため、安定的な効果を発揮できる。また、このような吐出量の制御動作を行う際ためのパルス電圧を、通常の吐出動作時に比べて短いパルス幅とすることにより、この制御用動作で余計な吐出が生じることも回避できる。
【００１７】
また、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ているものである。
上記の効果を有する液滴吐出ヘッドを搭載することにより、品質の高い液滴吐出装置を得ることができる。特に、インク滴を吐出するインクジェットプリンタであれば、印刷品質の高いプリンタとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図である。図２は、図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図及び横断面図である。なお図２（ａ）は吐出室５の長手方向の縦断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また図２では、図１の液滴吐出ヘッドの右半分のみを示している。本実施形態１に係る液滴吐出ヘッドは、静電駆動方式のものであり、ノズル基板３に対して垂直方向に液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのものであるとする。なお吐出方式は、ノズル基板３に平行に液滴を吐出するサイドイジェクトタイプのものであってもよい。また図１では、ノズル基板３にノズル穴１４が２列設けられており、吐出室５及び対向電極１１も２列設けられているものを示しているが、これらは１列若しくは３列以上設けるようにしてもよい。本実施形態１では、静電アクチュエータの例として静電駆動方式の液滴吐出ヘッドを採り上げて説明する。
【００１９】
本実施形態１に係る液滴吐出ヘッドは、主にキャビティ基板１、電極基板２及びノズル基板３が接合されることにより構成されている。キャビティ基板１は、例えば厚さが５０μｍの単結晶シリコンからなり、以下に示す所定の加工が施されている。なお図１では、キャビティ基板１として（１１０）面方位の単結晶シリコンを使用している。キャビティ基板１には、単結晶シリコンを異方性ウェットエッチングすることにより、底壁が振動板４となっている複数の吐出室５及び各ノズル穴１４から吐出する液滴を溜めておくためのリザーバ７が形成されている。そして、吐出室５、リザーバ７及び後述のオリフィス２４により液体流路が形成されている。
【００２０】
またキャビティ基板１の電極基板２側には、振動板４と対向電極１１との短絡及び絶縁膜破壊を防止するための絶縁膜８が形成されている（図１において図示せず、図２参照）。本実施形態１では、絶縁膜８は、酸化シリコンで構成され、例えばＴＥＯＳ−ＣＶＤ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成されている。
また、キャビティ基板１には、キャビティ基板１の通電部として共通電極２０が設けられており、共通電極２０は発振回路２２（図１において図示せず、図２参照）に接続されている。
【００２１】
電極基板２は、例えば厚さが１ｍｍのホウ珪酸ガラスからなり、キャビティ基板１の振動板４側に接合されている。この電極基板２には、キャビティ基板１の振動板４及び吐出室５の位置に合わせて、例えば深さが０．２μｍの電極用凹部１０がエッチングにより形成されている。この電極用凹部１０の内部には対向電極１１が形成されており、リード部１２及び端子部１３に繋がっている。なお電極用凹部１０は、少なくともリード部１２の部分まで形成されているものとする。対向電極１１、リード部１２及び端子部１３は、酸化錫をドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）等からなり、電極用凹部１０の内部に例えばスパッタにより厚さ０．１μｍで形成されている。
【００２２】
また、端子部１３は、図２に示すように、配線のためにキャビティ基板１の末端部が開口された貫通穴２１内に露出しており、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）（図示せず）を介して発振回路２２に接続されている。発振回路２２は、端子部１３を介して対向電極１１への電荷の供給及び停止の制御をする。また、ギャップＧの端部には封止材２３が充填されており、対向電極単位で封止が行われるようになっている。このように封止を行うことにより、振動板４の底面や対向電極１１の表面に水分が付着するのを防止し、水分付着に起因した対向電極１１と振動板４の貼り付き等の防止を図っている。また電極基板２の対向電極１１が形成されていない部分には、リザーバ７に液滴を供給するための穴部１７が設けられている。
【００２３】
また、対向電極１１の振動板４側の表面には、絶縁層３０が設けられている。絶縁層３０は、対向電極１１の長手方向に複数の領域を有している。この例では、ノズル穴１４に近い側の第１の領域３１と、それ以外の第２の領域３２とを有し、各領域毎にそれぞれ異なる誘電率の絶縁膜３１ａ、３２ａが形成されている。第１の領域３１の絶縁膜３１ａには、例えば酸化ハフニウムが用いられ、第２の領域３２の絶縁膜３２ａには、例えば酸化シリコンが用いられる。第１の領域３１と第２の領域３２との境界部では、部分的に第１の領域３１の絶縁膜３１ａが、第２の領域３２の絶縁膜３２ａの上（振動板側）にオーバラップしている。なお、ここでは、対向電極１１上の絶縁層３０を２つの領域に分けた例を示しているが、より多くの数に分割してもよい。例えば、ノズル穴１４側に近づくに連れて段階的に誘電率が高くなるような構成としてもよい。
【００２４】
なお、絶縁層３０として用いられる材料には、上記の酸化シリコンや酸化ハフニウムの他、酸化シリコンよりも誘電率の高い材料として例えば、酸化アルミニウムや酸化ジルコニウムを用いてもよい。また、酸化シリコンよりも誘電率の低い材料として、ＳｉＯＣ、ボラジン系化合物又はフロロカーボン系化合物の環状Ｃ５Ｆ８を用いてもよい。
【００２５】
ノズル基板３は、例えば厚さ１８０μｍのシリコン基板からなり、キャビティ基板１の電極基板２が接合された面の反対側の面に接合されている。ノズル基板３には、吐出室５と連通するノズル穴１４が形成されており、キャビティ基板１の接合された面の反対側の面から液滴を吐出するようになっている。またノズル基板３のキャビティ基板１の接合された面には、吐出室５とリザーバ７を連通するためのオリフィス２４が設けられている。なおオリフィス２４は、キャビティ基板１に設けるようにしてもよい。
【００２６】
次に、このように構成された液滴吐出ヘッドの動作について説明する。なお、本例の液滴吐出ヘッドは、誘電率の異なる絶縁膜３１ａ，３２ａを対向電極１１上に設けたことにより、振動板４の駆動形態や当接順序の制御が可能となることを特徴としたものである。本例では、具体的には２つの駆動形態（モード１及びモード２）を実現可能としており、以下にそれぞれ順に説明する。
【００２７】
ここで、モード１の詳細な説明をするに先立って、液滴吐出ヘッドの基本的な動作を説明する。
発振回路２２により共通電極２０と対向電極１１との間にパルス電圧が印加されると、振動板４と対向電極１１間に静電力が発生し、振動板４が対向電極１１に引き寄せられて下方へ撓む。これにより吐出室５の容積は広がる。そして対向電極１１への電荷供給を止めると振動板４は元に戻る。このとき、吐出室５の容積も元に戻るため、その圧力により差分のインク等の液滴が吐出する。この液滴が、例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷等が行われる。
その後、液体がリザーバ７よりオリフィス２４を通じて吐出室５内に補給される。また、液滴吐出ヘッドへの液体の供給は、電極基板２上に形成した穴部１７により行う。
【００２８】
ここで、モード１とは、図３（ａ）に示す駆動波形のパルス電圧を印加するモードであり、通常の液滴吐出を目的としたモードである。また、モード２とは、図３（ｂ）に示す駆動波形のパルス電圧を印加するモードであり、モード１の場合よりも少ない量の液滴を吐出することを目的としたモードである。すなわち、上述した本例の液滴吐出ヘッドの構造において、駆動パルスを図３（ａ）と図３（ｂ）のように異ならせることによって、吐出量の可変制御が可能となっている。この点に関し、以下、振動板動作と合わせて詳述する。
【００２９】
図４は、モード１の場合の振動板動作を示す図である。
モード１では、図３（ａ）に示すパルス電圧Ｖａが印加される。これにより振動板４と対向電極１１間に静電力が発生し、振動板４が対向電極１１に引き寄せられて下方へ撓むが、この際、まず、（ａ）の状態となる。すなわち、絶縁膜３１ａと絶縁膜３２ａとのオーバーラップ部４０が最も電極間距離（振動板４と対向電極１１間距離）が短いため、他の部分に比べて強い静電気力が働く。このため、まず、振動板４においてオーバーラップ部４０に対向する位置が変形してオーバーラップ部４０に当接する。
【００３０】
そして、第１の領域３１の絶縁膜３１ａが第２の領域３２の絶縁膜３２ａよりも誘電率が高く、発生する静電力が大きいため、続いて（ｂ）に示すように、振動板４は、第１の領域３１に向かって当接領域を広げていく。そして、（ｃ）に示すように、振動板４は、第２の領域３２に向かって更に当接領域を広げていく。
【００３１】
以上のようにして振動板４全体が対向電極１１に当接した後、静電気吸引力が消滅すると、振動板４が元の位置に戻り、これにより、ノズル穴１４から液滴が吐出される。
【００３２】
次に、モード２について説明する。
モード２では、図３（ｂ）に示したように、モード１と同様のパルス電圧Ｖａの後に、吐出量の制御用電圧としての短パルス電圧Ｖｂを印加する。このような駆動波形のパルス電圧が印加されると、振動板４は、図４（ａ）〜（ｃ）と同様の動作を行った後、短パルス電圧Ｖｂより再度静電力が働き、図４（ｂ）に示す動作を行う。すなわち、振動板４全体が、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように対向電極１１側に撓み、その後、一旦静電力が解除されて元の位置に戻った後、再度図４（ｂ）に示すように振動板４が撓む動作となる。このような短パルス電圧Ｖｂによる振動板動作（吐出量の制御用動作）により、吐出液滴の後端が切り取られ、モード１の場合よりも少量の液滴が吐出されることになる。
【００３３】
ここで、本例では、ノズル穴１４に近い側の第１の領域３１の絶縁膜３１ａが、第２の領域３２側に比べて誘電率の高い材料で構成されているため、第１の領域３１側に高い静電力が発生する。これに加えて、短パルス電圧Ｖｂは、パルス電圧Ｖａよりもパルス幅が短いことから、振動板４の全面が対向電極１１に当接する前に、静電力が消滅し、第１の領域３１側だけに振動板４が接触するといった、限られた振動板動作が可能になる。すなわち、第１の領域３１側だけに意図的に振動板４を接触させることが可能となる。このように、短パルス電圧Ｖｂを印加した際の振動板の状態を、図４（ｂ）に示す状態、すなわち第１の領域３１側だけに振動板４が当接した状態となるように安定的に制御することが可能となる。なお、短パルス電圧Ｖｂの印加による吐出量の制御用動作（図４（ｂ）の位置への当接、離脱）では、液滴が吐出することはなく、あくまでも上述したように吐出液滴の後端を切り取るといった動作として働くものである。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、対向電極１１の振動板４側の表面に設けた絶縁層３０を、対向電極１１の長手方向に複数の領域に分け、各領域毎にそれぞれ異なる材料（誘電率の異なる材料）からなる絶縁膜３１ａ、３２ａを形成したので、振動板動作の制御性を高めることが可能となる。すなわち、領域毎に、それぞれ異なる静電力を発生させることができるため、振動板４の駆動形態や当接順序を安定的に制御することが可能となる。
【００３５】
また、ノズル穴１４側に誘電率の高い領域を設けるとともに、通常の吐出動作時のパルス電圧Ｖａに比べてパルス幅の短い短パルス電圧Ｖｂを印加することで、ノズル穴１４直下の振動板４部分のみを強く対向電極１１側に引き込む動作を安定的に作り出すことができる。よって、この動作を利用して、上述したように吐出量の可変制御が可能となる。なお、この短パルス電圧Ｖｂによる振動板動作の際には、振動板４が第２の領域３２に当接する前に電圧印加が解除される。このため、振動板４の当接が第１の領域３１に限定され、上述したように、短パルス電圧Ｖｂの印加によって液滴が吐出することはない。
【００３６】
また、第１の領域３１と第２の領域３２との境界部分において、それぞれの領域を構成する二種類の材料の内、より誘電率の高い材料の絶縁膜を振動板側表面となるようにオーバラップした構成としたため、オーバーラップ部４０は、膜厚が増えることで電極間距離が近くなり、初期状態ではその部分にて静電力が大きくなる。よってその部分から振動板４が動作を開始し、まずその箇所で対向電極１１に当接することになる。また、その当接した箇所が、より誘電率の高い絶縁膜であれば、その膜の表面に沿って振動板４が滑らかに当接領域を広げていくため、振動板４の当接動作を安定的に制御することが可能となる。なお、そのオーバーラップ部４０は、電極用凹部１０内に位置するため、従来構造のようにオーバーラップ部によってキャビティ基板と電極基板とが接合ができないという問題を回避することができる。
【００３７】
ここで、このような本例の構造を採用しなかった場合、最初に振動板４のどの部分が対向電極１１に当接するかは、製造上の振動板初期撓みばらつきや、振動板厚さばらつき等の影響を受けて各ノズル毎に異なったものとなる。これに対し、本例の構造では、上記理由から振動板の動作開始位置を制御することができるため、このようなばらつきの問題を回避できる。
【００３８】
ここで、本例では、誘電率が異なる絶縁膜３１ａ、３２ａを備えた絶縁層３０を、振動板４側ではなく対向電極１１側に設けたので、オーバーラップ部４０は電極用凹部１０内に位置することとなり、従来構造のようにオーバーラップ部４０によってキャビティ基板と電極基板とが接合ができないという問題を回避することができる。
【００３９】
実施形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドを示す断面図である。図において、図と同一部分には同一符号を付す。
実施形態２の液滴吐出ヘッドは、絶縁層３０の表面に、アモルファスカーボン膜５０を設けたものである。アモルファスカーボン膜５０は、摺動特性に優れ、静電アクチュエータの当接・吸着保持・離脱の繰り返しによる絶縁層３０の摩耗、破壊を抑制する。摺動特性が優れている理由としては、膜中に含まれるグラファイト構造が潤滑性を付与すること及び、膜中に含まれるＨ原子が潤滑性を有することが考えられている。このようなアモルファスカーボン膜５０を絶縁層３０の表面に設けたことにより、静電アクチュエータの駆動耐久性を向上することができ、信頼性が高く、長寿命の静電アクチュエータを構成することが可能となる。
【００４０】
実施形態３．
図６は、本発明の実施形態３に係る液滴吐出装置の例を示した図である。図６に示される液滴吐出装置１００は、一般的なインクジェットプリンタであり、実施形態１又は実施形態２に示される液滴吐出ヘッドを備えている。実施形態１又は実施形態２に示される液滴吐出ヘッドは、吐出量可変制御が可能な液滴吐出ヘッドであるため、本実施形態３に係る液滴吐出装置１００は、品質の高い装置となる。特にインクジェットプリンタであれば、印刷品質の高いプリンタとすることができる。なお図６に示すような液滴吐出装置１００は、周知の製造方法を用いて製造することができる。
【００４１】
本発明の実施形態１及び実施形態２に示される液滴吐出ヘッドは、図６に示すようなインクジェットプリンタの他に、有機ＥＬ表示装置の製造や、液晶表示装置のカラーフィルタの製造、ＤＮＡデバイスの製造等にも使用することができる。また本発明の実施形態１及び実施形態２に係る静電アクチュエータは、液滴吐出ヘッドだけでなく、マイクロポンプ、静電容量型圧力センサ、光ＭＥＭＳデバイスなどの他のデバイスにも適用することができる。このようなデバイスについては、例えば特開２００４−２４５７５３号公報等を参照されたい。
【００４２】
なお本発明に係る静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図。
【図２】図１に示す液滴吐出ヘッドの断面図。
【図３】モード１及びモード２の駆動波形を示す図。
【図４】モード１の場合の振動板動作を示す図。
【図５】実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドを示す断面図。
【図６】本発明の実施形態３に係る液滴吐出装置の例を示した図。
【符号の説明】
【００４４】
１  キャビティ基板、２  電極基板、３  ノズル基板、４  振動板、５  吐出室、７  リザーバ、８  絶縁膜、１０  電極用凹部、１１  対向電極、１２  リード部、１３  端子部、１４  ノズル穴、１７  穴部、２０  共通電極、２１  貫通穴、２２  発振回路、２３  封止材、２４  オリフィス、３０  絶縁層、３１  第１の領域、３１ａ  絶縁膜、３２  第２の領域、３２ａ  絶縁膜、４０  オーバーラップ部、５０  アモルファスカーボン膜、１００  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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