(57)【要約】【課題】振動板と対向電極との間の残留電化影響の低減を実現して、安定した駆動が可能な静電アクチュエータを提案する。【解決手段】シリコンからなる振動板１２と、振動板１２にギャップ１０を隔てて対向し振動板１２との間で電圧が印加される対向電極１７と、振動板１２の対向電極１７との対向面に形成された絶縁層１６とを備え、絶縁層１６が、振動板１２に成膜された酸化シリコンよりも比誘電率が高い物質からなる誘電体層１６Ｂと、誘電体層１６Ｂに成膜された誘電体層１６Ｂより表面電荷密度の抑制率の高い表面層１６Ｃとの積層構造となっている静電アクチュエータ。【選択図】図２
2006304379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、該振動板にギャップを隔てて対向し該振動板との間で電圧が印加される対向
電極と、前記振動板の前記対向電極との対向面に形成された絶縁層とを備え、
該絶縁層は、前記振動板に成膜された酸化シリコンよりも比誘電率が高い物質からなる
誘電体層と、前記誘電体層に成膜された前記誘電体層より表面電荷密度の抑制率の高い表
面層との積層構造となっていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
前記誘電体層は、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸化タンタル、窒化ハフニウム
シリケート、または酸窒化ハフニウムシリケートのいずれかからな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】
前記表面層は、酸化シリコンまたは窒化シリコンのいずれかからなることを特徴とする
請求項１または２記載の記載の静電アクチュエータ。
【請求項４】
前記ギャップを構成している内壁面は疎水化処理が施されていることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の静電アクチュエータを備え、前記振動板が形成さ
れたキャビティ基板と、前記対向電極が形成された電極基板とが接合され、前記振動板が
吐出液滴を貯える液滴吐出室の底面を構成していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５記載の液滴吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の静電アクチュエータが搭載されていることを特徴
とするデバイス。
【請求項８】
振動板が形成されるキャビティ基板の表面に酸化シリコンよりも比誘電率が高い物質か
らなる誘電体層を成膜し、前記誘電体層の表面に前記誘電体層より表面電荷密度の抑制率
の高い表面層を成膜して、積層された絶縁層を前記キャビティ基板に形成する絶縁層形成
工程と、
前記絶縁層が形成された前記キャビティ基板と、前記振動板に対応する対向電極が溝内
に形成された電極基板とを、前記振動板の形成領域と前記対向電極とを前記溝内の空間を
介して対向させ接合する第１の接合工程と、
前記電極基板と接合された前記キャビティ基板をエッチングして前記振動板を含む液滴
吐出室を形成するキャビテイ基板エッチング工程と、
前記キャビティ基板の前記電極基板が接合されている側と反対側にノズル基板を接合す
る第２の接合工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
振動板が形成されるキャビティ基板の表面に酸化シリコンよりも比誘電率が高い物質か
らなる誘電体層を成膜し、前記誘電体層の表面に前記誘電体層より表面電荷密度の抑制率
の高い表面層を成膜して、積層された絶縁層を前記キャビティ基板に形成する絶縁層形成
工程と、
前記絶縁層が形成された前記キャビティ基板をエッチングして前記振動板を含む液滴吐
出室を形成するキャビテイ基板エッチング工程と、
前記液滴吐出室が形成された前記キャビティ基板と、前記振動板に対応する対向電極が
溝内に形成された電極基板とを、前記振動板と前記対向電極とを前記溝内の空間を介して
対向させ接合する第１の接合工程と、
前記キャビティ基板の前記電極基板が接合されている側と反対側にノズル基板を接合す
る第２の接合工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
表面にボロンがドープされたシリコン基板を前記キャビティ基板とし、該ボロンがドー
プされたシリコン基板の表面を前記振動板に形成することを特徴とする請求項８または９
記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の接合工程の前に、前記表面層の表面を水酸基で活性化する処理を行うことを
特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記第１の接合工程の後に、前記溝内空間を構成している内壁面に疎水化処理を行うこ
とを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【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、液滴吐出装置、静電アクチュエータを
搭載したデバイス並びに液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、高速印字が可能、記録時の騒音が極めて小さい、インクの
自由度が高い、安価な普通紙を使用できる等の多くの利点を有する。近年、インクジェッ
ト記録装置の中でも、記録が必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・
オン・デマンド方式のインクジェット記録装置が主流となっている。このインク・オン・
デマンド方式のインクジェット記録装置は、記録に不要なインク液滴の回収を必要としな
い等の利点がある。
【０００３】
このインク・オン・デマンド方式のインクジェット記録装置には、インク液滴を吐出さ
せる方法として、駆動手段に静電気力を利用した、いわゆる静電駆動方式のインクジェッ
ト記録装置がある。また、駆動手段に圧電素子（ピエゾ素子）を利用した、いわゆる圧電
駆動方式のインクジェット記録装置や、発熱素子等を利用した、いわゆるバブルジェット
（登録商標）方式のインクジェット記録装置等がある。
【０００４】
上記の静電駆動方式のインクジェット記録装置では、振動板と対向電極（個別電極とも
いう）を帯電させることにより振動板を対向電極側に吸引して撓ませる。このように小型
の装置において２つの物を帯電させることにより、駆動を行う機構を一般的に静電アクチ
ュエータと呼んでいる。インクジェット記録装置等の静電アクチュエータを適用した装置
では、一般的に帯電した振動板と対向電極との間に、絶縁破壊やショートを防止するため
のシリコン酸化膜の絶縁膜が形成されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１６５４１３号公報（段落［００２３］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シリコン酸化膜の絶縁膜は、絶縁膜表面での残留電荷影響により静電吸
引圧力が安定せず、アクチュエータの安定駆動が確保できないという課題があった。また
、絶縁膜が厚くなると静電吸引力が低下し、静電アクチュエータの小型化や高密度化が難
しくなるという課題があった。さらに、従来は、振動板の基板と対向電極が形成された基
板とを接合する際に、絶縁膜に起因して接合強度の低下や接合不良が発生するという課題
もあった。
【０００６】
本発明は上記課題に対応してなされたもので、振動板と対向電極との間の残留電荷影響
の低減を実現して、安定した駆動が可能な静電アクチュエータを得ることを第１の目的と
する。また、アクチュエータ駆動電圧の低電圧化を可能にして、小型でしかも駆動耐久性
に優れた静電アクチュエータを得ることを第２の目的とする。さらに、絶縁層が形成され
た基板と対向電極が形成された基板とを接合する場合には、その接合力を向上させること
を第３の目的とする。また、これらに併せて、上記静電アクチュエータを備えた液滴吐出
ヘッド、液滴吐出装置、静電アクチュエータ搭載デバイス、並びに液滴吐出ヘッドの製造
方法も提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の静電アクチュエータは、振動板と、該振動板にギャップを隔てて対向し該振動
板との間で電圧が印加される対向電極と、前記振動板の前記対向電極との対向面に形成さ
れた絶縁層とを備え、該絶縁層は、前記振動板に成膜された酸化シリコンよりも比誘電率
が高い物質からなる誘電体層と、前記誘電体層に成膜された前記誘電体層より表面電荷密
度の抑制率の高い表面層との積層構造となっているものである。
この構成によれば、振動板の表面を構成している絶縁層表面での残留電荷影響が低減さ
れ、安定した駆動が可能な静電アクチュエータが実現できる。また、誘電体層により絶縁
層の誘電率が高まり、薄い絶縁膜で高い絶縁耐圧を得ることや、静電圧力の向上が可能と
なる。従って、振動板と対向電極との間に必要な絶縁耐圧を確保しつつ、アクチュエータ
駆動電圧の低電圧化が実現されて、小型でしかも駆動耐久性に優れた静電アクチュエータ
が得られる。
【０００８】
前記誘電体層は、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸化タンタル、窒化ハフニウム
シリケート、または酸窒化ハフニウムシリケート等の比誘電率の高い物質から構成する。
また、前記表面層は、酸化シリコン膜または窒化シリコン等の表面電荷密度の抑制率の
高い物質から構成する。
なお、前記ギャップを構成している内壁面は疎水化処理が施されていることが好ましい
。これにより、残留電荷の蓄積を更に抑制できるからである。
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記いずれかの静電アクチュエータを備えたもので、振動
板が形成されたキャビティ基板と、対向電極が形成された電極基板とが接合され、振動板
が吐出液滴を貯える液滴吐出室の底面を構成しているものである。
本発明の液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドが搭載されているものである。
本発明のデバイスは、上記いずれかの静電アクチュエータが搭載されているデバイスで
ある。
これらの装置やデバイスでも、搭載されている静電アクチュエータによる上記効果が享
受できる。
【００１０】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板が形成されるキャビティ基板の表面に酸
化シリコンよりも比誘電率が高い物質からなる誘電体層を成膜し、前記誘電体層の表面に
前記誘電体層より表面電荷密度の抑制率の高い表面層を成膜して、積層された絶縁層を前
記キャビティ基板に形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層が形成された前記キャビティ
基板と、前記振動板に対応する対向電極が溝内に形成された電極基板とを、前記振動板の
形成領域と前記対向電極とを前記溝内の空間を介して対向させ接合する第１の接合工程と
、前記電極基板と接合された前記キャビティ基板をエッチングして前記振動板を含む液滴
吐出室を形成するキャビテイ基板エッチング工程と、前記キャビティ基板の前記電極基板
が接合されている側と反対側にノズル基板を接合する第２の接合工程と、を備えたもので
ある。
また、振動板が形成されるキャビティ基板の表面に酸化シリコンよりも比誘電率が高い
物質からなる誘電体層を成膜し、前記誘電体層の表面に前記誘電体層より表面電荷密度の
抑制率の高い表面層を成膜して、積層された絶縁層を前記キャビティ基板に形成する絶縁
層形成工程と、前記絶縁層が形成された前記キャビティ基板をエッチングして前記振動板
を含む液滴吐出室を形成するキャビテイ基板エッチング工程と、前記液滴吐出室が形成さ
れた前記キャビティ基板と、前記振動板に対応する対向電極が溝内に形成された電極基板
とを、前記振動板と前記対向電極とを前記溝内の空間を介して対向させ接合する第１の接
合工程と、前記キャビティ基板の前記電極基板が接合されている側と反対側にノズル基板
を接合する第２の接合工程と、を備えたものである。
これらの方法により、絶縁層表面での残留電荷影響の低減が可能となり、安定した駆動
を可能とする静電アクチュエータが製造できる。また、振動板と対向電極との間に必要な
絶縁耐圧を確保しつつ、アクチュエータ駆動電圧を低くでき、小型でしかも駆動耐久性に
優れた静電アクチュエータが製造できる。
【００１１】
上記の方法において、表面にボロンがドープされたシリコン基板を前記キャビティ基板
とし、該ボロンがドープされたシリコン基板の表面を前記振動板に形成することが好まし
い。これによれば、シリコン基板をエッチングして液滴吐出室の底面を形成する際、ボロ
ンドープ層をエッチストップとして利用できるので、振動板の形成が容易になる。
なお、第１の接合工程の前に、表面層の表面を水酸基で活性化する処理を行うことで、
絶縁層が形成された基板と対向電極が形成された基板との接合力を高めることができる。
また、第１の接合工程の後に、溝内空間を構成している内壁面に疎水化処理を行うこと
で、残留電荷の蓄積が更に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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す概
略縦断面図である。なお、図１の電圧印加に供される駆動回路２０の部分は模式的に示し
ている。本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１は、主にキャビティ基板２、電極基板３、
及びノズル基板４が接合されて構成されている。
【００１３】
キャビティ基板２は例えば単結晶シリコンからなり、底壁が振動板（または振動膜）１
２として形成されて液滴の吐出室１３となっている凹部が複数形成されている。吐出室１
３は図１の紙面手前側から紙面奥側にかけて平行に並んで形成されており、吐出室１３の
底面を構成する振動板１２は、シリコン基板表面からボロン（Ｂ）を拡散させて、ウェッ
トエッチングによりエッチストップして薄く仕上げられている。また、キャビティ基板２
には、各吐出室１３にインク等の液滴を供給するためのリザーバ１４となる凹部と、この
リザーバ１４と各吐出室１３を連通する細溝状のオリフィス１５となる凹部が形成されて
いる。図１に示す液滴吐出ヘッド１では、リザーバ１４は単一の凹部から形成されており
、オリフィス１５は各吐出室１３に対して１つずつ形成されている。オリフィス１５はノ
ズル基板４の方に形成しても良い。
【００１４】
キャビティ基板２の電極基板３が接合される側の面には、液滴吐出ヘッド１の駆動時の
絶縁破壊やショートを防止する絶縁層１６が形成されている。絶縁層１６については後で
詳細に説明する。キャビティ基板２のノズル基板４が接合される側の面には、耐液滴保護
膜１９が形成されている。この耐液滴保護膜１９は、吐出室１３やリザーバ１４の内部の
液滴によりキャビティ基板２がエッチングされるのを防止するためのものである。
【００１５】
電極基板３は例えばホウ珪酸ガラスからなり、キャビティ基板２の振動板１２側に接合
されている。電極基板３には、振動板１２とギャップ１０を隔てて対向する複数の対向電
極１７が形成されている。ギャップ１０は例えば１００〜２００ｎｍの間に設定されてい
る。対向電極１７は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）をスパッタすることにより形
成する。また電極基板３には、リザーバ１４と連通するインク供給孔１８が形成されてい
る。このインク供給孔１８は、リザーバ１４の底壁に設けられた孔と繋がっており、リザ
ーバ１４にインク等の液滴を外部から供給するために設けられている。
【００１６】
ノズル基板４はシリコン等からなり、キャビティ基板２の電極基板３が接合された面と
反対側のキャビティ基板２に接合されている。ノズル基板４には、例えば円筒状の第１の
ノズル孔と、第１のノズル孔と連通し第１のノズル孔よりも径の大きい円筒状の第２のノ
ズル孔を有するノズル８が形成されている。
【００１７】
次に、キャビティ基板２に設けられる絶縁層１６について詳細に説明する。図２は図１
の液滴吐出ヘッド１の静電アクチュエータ部分、すなわち振動板１２、絶縁層１６、対向
電極１７及び駆動回路２０の部分を拡大して示す模式図である。絶縁層１６は、シリコン
（Ｓｉ）からなる振動板１２の表面に、酸化シリコンより比誘電率が高い酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2Ｏ3）等からなる誘電体層１６Ｂが成膜され、その誘電体層１６Ｂの表面に、誘
電体層１６Ｂより表面電荷密度の抑制率が高くて、絶縁層１６の表面電荷密度を抑制する
ことが可能な酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からなる表面層１６Ｃが成膜された積層構造と
なっている。
【００１８】
以上のような積層構造の絶縁層１６は、その誘電体層１６Ｂによって、絶縁層１６の誘
電率が高まるので絶縁層を薄くでき、また静電吸引圧力が高まるのでアクチュエータの低
電圧駆動及び高密度化が可能となる。さらに、表面層１６Ｃにより、絶縁層１６表面での
電荷密度や残留電荷が抑制され、振動板１２の対向電極１７への吸着が防止されて、静電
アクチュエータの安定駆動が可能となる。
【００１９】
誘電体層１６Ｂは、従来絶縁膜として採用されていた酸化シリコンの比誘電率（４．４
）より高い比誘電率を有するもので形成する。それらには、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3
）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、窒化ハフニウムシリケー
ト（ＨｆＳｉＮ）、または酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）等が挙げられる
。これらは一般的にＨｉｇｈ−ｋ材と呼ばれる絶縁材料でり、絶縁層の酸化膜換算厚み（
ＥＴＯ）を薄くして必要な絶縁耐圧を確保することを可能とし、また静電圧力を高める作
用も果たす。この他、ハフニウム−アルミニウム酸化物（ＨｆＡｌＯx）やハフニウム酸
化物（ＨｆＯx）等を用いることも可能である。
【００２０】
表面層１６Ｃは、酸化シリコンまたは窒化シリコンを成膜して形成できる。なお、表面
層１６Ｃの表面に、水酸基密度を増加させる（表面を水酸基で活性化する）処理をしてお
くと、表面層１６Ｃと電極基板３との接合がより容易になる。また、ギャップ１０の内部
表面（または内壁面）をシラン系またはフッ素系の処理剤で疎水化処理しておくと、水酸
基が疎水基で置換されて吸着水分子による帯電を防止し、残留電荷の蓄積がさらに抑制で
きる。この場合、表面層１６Ｃの表面電荷密度の抑制率は、水酸基密度によって決まる。
ギャップ１０の内部表面の疎水化処理により、表面電荷密度は表面の水酸基が疎水基によ
って置換されて、吸着水分子による帯電の影響が排除され、残留電荷の蓄積が防止されて
抑制される。従って、表面電荷密度の抑制のし易さは、表面の水酸基の疎水化処理による
疎水基への置換のされ易さによる。このような、表面層１６Ｃの材料としては、酸化シリ
コンが好適である。
【００２１】
絶縁層１６の各層の厚さは、例えば、振動板１２の厚さを約２μｍとした場合、誘電体
層１６Ｂを約８０ｎｍ、表面層１６Ｃを約１０ｎｍとすることができる。しかしながら、
これらの値は絶縁層１６に求められる絶縁耐圧と静電圧力の向上を考慮して、適宜決定さ
れて良い。
【００２２】
ここで図１に示す液滴吐出ヘッド１の動作について説明する。キャビティ基板２と個々
の対向電極１７には駆動回路２０が接続されている。駆動回路２０によりキャビティ基板
２と対向電極１７の間にパルス電圧が印加されると、振動板１２が対向電極１７に引き寄
せられて、振動板１２の表面の表面層１６Ｃは対向電極１７に吸着する。これにより吐出
室１３の内部に負圧が発生し、リザーバ１４の内部に溜まっていたインク等の液滴が吐出
室１３に流れ込む。流れ込んだインクにより吐出室１３の内部の圧力が上昇に向かうタイ
ミングで、キャビティ基板２と電極１７の間に印加されていた電圧が解除されると、振動
板１２が元の位置に戻って吐出室１３の内部の圧力が更に上昇して高くなるため、ノズル
８からインク等の液滴が吐出される。以上の動作を行う静電アクチュエータにおいて、絶
縁層１６は、振動板１２と対向電極１７が吸着したときの放電によるアクチュエータの破
壊を防止し、更に、表面層１６Ｃは残留電荷による発生圧力の変動を抑制している。
【００２３】
図３及び図４は本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程の一例を示す工程
図である。なお、キャビティ基板２及び電極基板３の製造方法は、図３及び図４に示され
たものに限定されるものではない。
【００２４】
（ａ）まず、例えば厚さが５２５μｍの基板であって、その両面を鏡面研磨したシリコン
基板２ａを用意する。そして、シリコン基板２ａの片側表面にボロンをドープして、例え
ば２μｍ程度の厚さのボロンドーブ層を形成する。このボロンドーブ層は、後に振動板１
２となるものである。
（ｂ）次に、シリコン基板２ａのボロンドーブ層が形成されている表面に誘電体層１６Ｂ
を形成する。誘電体層１６Ｂの形成は、前述した酸化アルミニウムや酸窒化シリコンを、
ＥＣＲスパッタまたはプラズマＣＶＤにより成膜して行う。
（ｃ）続いて、誘電体層１６Ｂの表面に表面層１６Ｃを形成し、積層構造の絶縁層１６を
得る。表面層１６Ｃの形成は、ＴＥＳＯプラズマＣＶＤ等により緻密な酸化シリコンとし
て成膜する。なお、成膜された表面層１６Ｃの表面は、酸素プラズマ、ＵＶ照射、あるい
は硝酸系洗浄液による洗浄とリンス等により表面処理を行って、その表面を水酸基で活性
化しておくと、その面を電極基板３に接合し易くなる。
【００２５】
（ｄ）以上のようにして絶縁層１６が形成されたキャビティ基板２と、キャビティ基板２
に形成される振動板１２に対応する対向電極１７が形成された電極基板３とを接合する。
ここでは、電極基板３を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基板２ａに陽極、電極基板３
に陰極をそれぞれ接続して８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
なお、陽極接合の前に、表面層１６Ｃの表面に、水酸基密度を増加させる（表面を水酸
基で活性化する）処理をしておくと、表面層１６Ｃと電極基板３との接合がより容易にな
る。また、この陽極接合の後に、ギャップ１０の内部表面（または内壁面）をシラン系ま
たはフッ素系の処理剤で疎水化処理しておくと、残留電荷の蓄積を抑制するのに有益であ
る。
ところで、電極基板３は、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してホウ珪酸ガ
ラスからなる基板をフッ酸水溶液等でエッチングして凹部を形成した後に、凹部内にスパ
ッタ等によりＩＴＯからなる対向電極１７を形成することで作成することができる。
【００２６】
（ｅ）続いて、電極基板３に接合されたをシリコン基板２ａの全体を、例えば機械研削に
よって、厚さ１４０μｍ程度になるまで薄板化する。なお、機械研削を行った後には、加
工変質層を除去するため水酸化カリウム水溶液等でライトエッチングを行うのが望ましい
。なお機械研削の代わりに、水酸化カリウム水溶液によるウェットエッチングによってシ
リコン基板２ａの薄板化を行っても良い。
【００２７】
（ｆ）それから、シリコン基板２ａの上面（電極基板３が接合されている面の反対面）の
全面にＴＥＯＳプラズマＣＶＤによって例えば厚さ１．５μｍの酸化シリコン膜２２を形
成する。
（ｇ）そして、この酸化シリコン膜２２に、吐出室１３となる凹部、リザーバ１４となる
凹部及びオリフィスとなる凹部となる部分を形成するためのレジストをパターニングし、
この部分の酸化シリコン膜をエッチングして除去する。
（ｈ）その後、シリコン基板２ａを水酸化カリウム水溶液等で異方性ウェットエッチング
することにより、吐出室１３となる凹部１３ａ、リザーバ１４となる凹部（図示せず）及
びオリフィスとなる凹部（図示せず）を形成した後、酸化シリコン膜を除去する。このウ
ェットエッチングの工程では、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し
、その後３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用する２段階のエッチングを実施するのが
好ましい。これにより、振動板１２の面荒れを抑制することができるからである。以上の
エッチング処理においては、先に形成していたボロンドープ層がエッチストップとして作
用し、残ったボロンドープ層が振動板１２として形成される。
この後、シリコン基板２ａの吐出室１３となる凹部１３ａ等の形成された面に、例えば
ＣＶＤによって酸化シリコン等からなる耐液滴保護膜（図１の符号１９）を例えば厚さ０
．１μｍで形成するが、それについては図示を省略する。
【００２８】
（ｉ）次に、ＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）放電によるドライエッチング等に
よってノズル８が形成されたノズル基板４を、シリコン基板２ａ（キャビティ基板２と同
じ）の電極基板３が接合されている側と反対側に接着剤等により接合する。
最後に、例えばキャビティ基板２、電極基板３、及びノズル基板４が接合された接合基
板をダイシング（切断）により分離して、液滴吐出ヘッド１が完成する。
【００２９】
上記の方法は、振動板１２が形成されるシリコン基板２ａの表面に絶縁層１６を形成す
る絶縁層形成工程と、絶縁層１６が形成されたシリコン基板２ａと、振動板１２に対応す
る対向電極１７が形成された電極基板３とを、振動板１２の形成領域と対向電極１７を対
向させて接合する第１の接合工程と、電極基板３と接合されたシリコン基板２ａをエッチ
ングして振動板１２を含む吐出室１３やリザーバ１４等を形成するキャビティ基板２の形
成工程と、キャビティ基板２にノズル基板４を接合する第２の接合工程とが順次実行され
るものである。この方法では、電極基板３と接合されたシリコン基板２ａをエッチングし
て振動板１２を含む吐出室１３やリザーバ１４等を形成しているため、割れ易いシリコン
基板２ａの取り扱いが比較的容易にできるという利点がある。
【００３０】
なお、振動板１２が形成されるシリコン基板２ａの表面に絶縁層１６を形成する絶縁層
形成工程と、絶縁層１６が形成されたシリコン基板２ａをエッチングして振動板１２を含
む吐出室１３やリザーバ１４等を形成するキャビティ基板２の形成工程と、吐出室１３等
が形成されたキャビティ基板２と、振動板１２に対応する対向電極１７が形成された電極
基板３とを、振動板１２と対向電極１７を対向させて接合する第１の接合工程と、キャビ
ティ基板２にノズル基板４を接合する第２の接合工程とを、順次実行して液滴吐出ヘッド
１を製造しても良い。
【００３１】
これらの方法により、振動板１２の表面を構成している絶縁層１６表面での残留電荷影
響の抑制が可能となり、安定した駆動を可能とする静電アクチュエータが製造できる。ま
た、振動板１２と対向電極１７との間に必要な絶縁耐圧が確保され、かつアクチュエータ
駆動電圧の低電圧化が実現された、小型でしかも駆動耐久性に優れた静電アクチュエータ
が製造できる。
【００３２】
実施形態２
図５は実施形態１の液滴吐出ヘッドを搭載した本発明の実施形態２に係る液滴吐出装置
の一例を示した斜視図である。図５に示す液滴吐出装置１００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である。
実施形態２に示す液滴吐出装置１００は、それに搭載されている静電アクチュエータ及
び液滴吐出ヘッドの作用により、静電アクチュエータ部分の残留電荷影響が低減されるた
め、安定した駆動による高精度のインク吐出が可能となる。さらに、液滴吐出装置１００
は、小型でしかも駆動耐久性に優れたものとなる。
なお、実施形態１に示す液滴吐出ヘッド１は、図５に示すインクジェットプリンタの他
に、吐出する液滴を種々変更することで、カラーフィルタのマトリクスパターンの形成、
有機ＥＬ表示装置の発光部の形成、生体液体試料の吐出等を行う液滴吐出装置にも適用す
ることができる。
【００３３】
実施形態３
本発明に係る静電アクチュエータは、液滴吐出ヘッドへの適用に限られるものではなく
、様々なデバイスに適用することができる。図６は本発明に係る静電アクチュエータを搭
載した本発明の実施形態３に係るデバイスの一例を示す斜視図である。図６に示す静電ア
クチュエータ搭載デバイスは波長可変フィルタ２００であり、これは、駆動電極部２１０
、可動部２２０及びパッケージ部２３０を備え、可動部２２０の位置変動を利用して、入
射した光から特定の波長の光をフィルタリングして、それを出射させるものである。
【００３４】
可動部２２０は、可動反射面２２３を有し、可動反射面２２３の面方向と垂直な方向に
変位することで所定の波長の光を透過させ所定の波長以外の光を反射させる可動体２２１
ａと、可動体２２１ａを変位可能に支持する連結部２２１ｂ及び支持部２２１ｃと、可動
反射面２２３の反対側に空間を形成するスペーサ２２１ｅとが一体形成されている。可動
体２２１ａは、例えば厚さが１μｍ〜１０μｍのシリコン活性層からなる。
駆動電極部２１０は、可動体２２１ａと静電ギャップをＥＧを有して配置され、可動体
２２１ａに対向してもう一方の電極を構成している駆動電極２１２と、可動反射面２２３
と光学ギャップＯＧを有して配置され、可動反射面２２３で反射された光をさらに反射す
る固定反射面２１８とを有し、可動反射面２２３と固定反射面２１８とが対向するように
、スペーサ２２１ｅを形成した側と反対側で可動部２２０と接合されている。駆動電極部
２１０の基材には、例えばガラス基板を用いることができる。
パッケージ部２３０は、可動部２２０のスペーサ２２１ｅにより形成された空間を塞ぐ
ように、スペーサ２２１ｅの先端に接合されている。
【００３５】
以上の構成の波長可変フィルタ２００において、可動体２２１ａは実施形態１の振動板
１２に、駆動電極２１２は実施形態１の対向電極１７にそれぞれ対応しており、それらが
静電アクチュエータを構成している。従って、可動体２２１ａの駆動電極２１２側表面に
、実施形態１の絶縁層１６に相当する絶縁層を形成することで、静電アクチュエータの残
留電荷影響が低減されて、可動体２２１ａの動作が安定し、高精度の光フィルタリングが
可能となる。また、静電アクチュエータの絶縁耐圧及び静電圧力が向上し、波長可変フィ
ルタ２００を小型でしかも駆動耐久性に優れたものとすることができる。
【００３６】
このように、本発明に係る静電アクチュエータは各種のデバイス、特にマイクロマシン
のアクチュエータとしての利用が可能である。それらの例を挙げれば、マイクロポンプの
ポンプ部、光スイッチのスイッチ駆動部、超小型のミラーを多数配置しそれらのミラーを
傾けて光の方向を制御するミラーデバイスのミラー駆動部に、更にレーザプリンタのレー
ザ操作ミラーの駆動部等に本発明に係る静電アクチュエータを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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の概略縦断面図。
【図２】本発明の実施形態１に係る静電アクチュエータの構成模式図。
【図３】実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程の一例を示す工程図。
【図４】図３の製造工程の続きを示す工程図。
【図５】本発明に係る静電アクチュエータを搭載した本発明の実施形態２に係る液滴吐出装置の一例を示す斜視図。
【図６】本発明に係る静電アクチュエータを搭載した本発明の実施形態３に係るデバイスの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１  液滴吐出ヘッド、２  キャビティ基板、２ａ  シリコン基板、３  電極基板、４  
ノズル基板、８  ノズル、１０  ギャップ、１２  振動板、１３  吐出室、１４  リザー
バ、１５  オリフィス、１６  絶縁層、１６Ｂ  誘電体層、１６Ｃ  表面層、１７  対向
電極、１８  インク供給孔、１９  耐液滴保護膜、２０  駆動回路、１００  液滴吐出装
置、２００  波長可変フィルタ。
【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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