(57)【要約】【課題】静電アクチュエータの発生圧力を向上させるとともに、駆動の安定性および駆動耐久性の向上を図ることができる静電アクチュエータの絶縁構造を得る。【解決手段】基板上に形成された個別電極５と、この個別電極５に所定のギャップを介して対向配置された振動板６と、前記個別電極５と前記振動板６との間に静電気力を発生させて該振動板６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において、前記個別電極５および前記振動板６の対向面のそれぞれに絶縁膜７、８を設けるとともに、前記絶縁膜７、８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、これらの絶縁膜７、８の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜９を設ける。【選択図】図２
2008162263.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、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、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該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において、
前記固定電極および前記可動電極の対向面のそれぞれに絶縁膜を設けるとともに、前記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、これらの絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を設けたことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
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、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該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において、
前記固定電極および前記可動電極の対向面のそれぞれに絶縁膜を設けるとともに、前記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どうしを積層した絶縁膜とし、これらの絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を設けたことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項３】
前記表面保護膜が、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボン等のカーボン系材料からな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。
【請求項４】
酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料として、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）の中から少なくとも一つが選ばれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の静電アクチュエータ。
【請求項５】
前記固定電極がガラス基板上に、前記可動電極がシリコン基板上に形成されており、前記ガラス基板と前記シリコン基板が、少なくとも一方の接合面に形成された酸化シリコン膜を介して接合されていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項６】
前記固定電極がガラス基板上に、前記可動電極がシリコン基板上に形成されており、前記ガラス基板と前記シリコン基板が、接合部において酸化シリコン膜またはアルミナ絶縁膜を介して接合されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項７】
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前記絶縁膜の酸化シリコン膜は、前記ガラス基板と前記シリコン基板との接合面に設けられていることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項８】
前記可動電極側には第２の絶縁膜として、シリコン熱酸化膜が設けられていることを特徴とする請求項１、３、４、５、７のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項９】
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、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該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の製造方法において、
前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、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を形成する工程と、
前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、
前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、
前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、
前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、
前記ギャップを気密に封止する工程と、
を有することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
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、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該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の製造方法において、
前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、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を形成する工程と、
前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、
前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、
前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、
前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、
前記ギャップを気密に封止する工程と、
を有することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１１】
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、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該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の製造方法において、
前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層してなる絶縁膜を形成する工程と、
前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、
前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、
前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、
前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、
前記ギャップを気密に封止する工程と、
を有することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１２】
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、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該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の製造方法において、
前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層してなる絶縁膜を形成する工程と、
前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、シリコン熱酸化膜を形成する工程と、
前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、
前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、
前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、
前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、
前記ギャップを気密に封止する工程と、
を有することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１３】
前記表面保護膜をダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボン等のカーボン系材料により形成することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１４】
酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料として、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）の中から選ばれた少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２の絶縁膜の酸化シリコン膜は、前記ガラス基板と前記シリコン基板との接合面に形成することを特徴とする請求項９、１０、１３、１４のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス基板または前記シリコン基板の接合部における前記表面保護膜の部分を除去することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１７】
前記ギャップの封止は、前記ギャップ内の水分を除去する加熱真空引きを行った後、窒素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項９乃至１６のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１８】
液滴を吐出する単一または複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板との間で、前記ノズル孔のそれぞれに連通する吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、前記吐出室の底部にて構成される可動電極の振動板に所定のギャップを介して対向配置される固定電極の個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、  請求項１乃至８のいずれかに記載の静電アクチュエータを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１９】
液滴を吐出する単一または複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板との間で、前記ノズル孔のそれぞれに連通する吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、前記吐出室の底部にて構成される可動電極の振動板に所定のギャップを介して対向配置される固定電極の個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
請求項９乃至１７のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用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２０】
請求項１８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、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】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載される静電駆動方式のインクジェットヘッドが知られている。静電駆動方式のインクジェットヘッドは、一般に、ガラス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）とから構成される静電アクチュエータ部を備えている。そして、インク滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、上記静電アクチュエータ部に静電気力を発生させることにより吐出室に圧力を加えて、選択されたノズル孔よりインク滴を吐出するようになっている。
【０００３】
従来の静電アクチュエータにおいては、アクチュエータの絶縁膜の絶縁破壊や短絡を防止して駆動の安定性と駆動耐久性を確保するため、振動板や個別電極の対向面に絶縁膜が形成されている。絶縁膜には、一般にシリコンの熱酸化膜が使用されている。その理由としては製造プロセスの簡便さや、絶縁膜特性がシリコン熱酸化膜は優れているという理由からである。また、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane：テトラエトキシシラン）を原料ガスとする酸化シリコン膜（以下、便宜上「ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜」と略記するものとする）により絶縁膜を振動板の対向面に形成する静電アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、振動板側の片方だけに絶縁膜を形成するのでは誘電体の絶縁膜内に残留電荷が生じてアクチュエータの駆動の安定性や駆動耐久性が低下することから、振動板側と個別電極側の両方に絶縁膜を形成する静電アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。また、上記残留電荷の発生を低減させるために、個別電極側の表面のみに体積抵抗の高い膜と低い膜とで二層の電極保護膜を形成する静電アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献４参照）。さらに、アクチュエータの絶縁膜に、酸化シリコンよりも比誘電率の高い誘電材料、いわゆるＨｉｇｈ−ｋ材（高誘電率ゲート絶縁膜）を用いることにより、アクチュエータの発生圧力を向上させることができる静電アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９１２９号公報
【特許文献２】特開平８−１１８６２６号公報
【特許文献３】特開２００３−８０７０８号公報
【特許文献４】特開２００２−４６２８２号公報
【特許文献５】特開２００６−２７１１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術において、静電アクチュエータの電極の絶縁膜として、シリコン熱酸化膜を用いる場合は、適用がシリコン基板に限られるという適用上の問題がある。したがって、可動電極である振動板側にしかシリコン熱酸化膜を形成することができない。一方、特許文献１に示すようにＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜を用いる場合は、ＣＶＤ法という膜の製法上、膜中に多くのカーボン系不純物が混入してしまい、駆動耐久性試験の結果、振動板と個別電極の繰り返しの接触によりＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜が摩耗するなど膜の安定性に課題がある場合が多いということがわかった。
【０００６】
特許文献２では、振動板側に熱酸化膜を、個別電極側にスパッタ法により酸化シリコン膜（ここではスパッタ膜と記す）を形成するものであるが、スパッタ膜では絶縁耐圧が低くなるため、静電アクチュエータの絶縁破壊を防止するためには、膜厚を厚くするか、振動板側に熱酸化膜のような絶縁耐圧に優れた膜を別に形成する必要があった。
【０００７】
また、特許文献３では、振動板および個別電極の両電極が共にシリコン基板で構成され、振動板側だけでなく、個別電極側にも熱酸化膜からなる絶縁膜を構成し、さらにシリコン基板の接合面には絶縁膜が設けられていない構成とするものである。しかし、シリコン基板はガラス基板よりも高価であり、コスト高になる問題がある。
【０００８】
特許文献４では、個別電極側のみに体積抵抗の高い膜と低い膜とで二層の電極保護膜を形成し、振動板はモリブデンやタングステン、ニッケルなどの金属で構成するものである。しかし、このような絶縁構造では静電アクチュエータの構成が複雑になり、製造プロセスが煩雑化してコスト高となる問題がある。
【０００９】
特許文献５では、後記の式(２)に示すように、アクチュエータの絶縁膜に、酸化シリコンよりも比誘電率の高い誘電材料を使用することで、アクチュエータの発生圧力を高めるものである。しかし、アクチュエータを駆動させるためには電極間に電圧を印加する必要があり、電極に設けられた絶縁膜の絶縁耐圧が低いと、絶縁耐圧の観点からアクチュエータに印加可能な電圧が低く制限されてしまい、いわゆるＨｉｇｈ−ｋ材を絶縁膜として用いたアクチュエータであっても、Ｈｉｇｈ−ｋ材の絶縁耐圧が酸化シリコンよりも低い場合には、アクチュエータの発生圧力を向上させることは困難であった（後記の式（２）より印加電圧Ｖを小さくしなければならないため）。
【００１０】
さらにまた、上記の特許文献１〜５のいずれにも、アクチュエータの絶縁膜として、いわゆるＨｉｇｈ−ｋ材と表面保護膜との組合せについては開示されていない。特に表面保護膜は絶縁膜を安定的に保護する部材であり、静電アクチュエータの長期駆動耐久性を保つうえでは欠かせない要素部材である。
【００１１】
一方、静電アクチュエータを備える静電駆動方式のインクジェットヘッドにあっては、近年、高解像度化に伴い高密度化、高速度駆動の要求が一段と高まり、それに伴い静電アクチュエータもますます微小化する傾向にある。このような要求に応えるためには、できるだけ低コストのもとで静電アクチュエータの発生圧力を向上させるとともに、駆動の安定性および駆動耐久性の更なる向上を図ることができる静電アクチュエータの絶縁構造を得ることが重要な課題となる。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決する静電アクチュエータを提供することを目的とし、さらには高解像度化に伴う高密度化、高速駆動に対応し得る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している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明に係る静電アクチュエータは、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、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該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において、前記固定電極および前記可動電極の対向面のそれぞれに絶縁膜を設けるとともに、前記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、これらの絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を設けたものである。
【００１４】
本発明では、固定電極および可動電極上にそれぞれ絶縁膜を形成し、その絶縁膜のいずれか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すなわちＨｉｇｈ−ｋ材とを積層した絶縁膜とし、更に絶縁膜の少なくとも一方の表面上にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成するものである。したがって、表面保護膜が硬質膜であるため、可動電極が固定電極と繰り返し接触をしても、硬質膜の表面保護膜によって絶縁膜が保護されているため、絶縁膜の絶縁性を保持できるとともに、接触帯電による残留電荷の発生を低減でき、更に表面保護膜が硬質膜のため摩耗や剥離等を生じない。よって、静電アクチュエータの駆動の安定性および駆動耐久性が向上する。
また、いずれか一方の絶縁膜が酸化シリコンとＨｉｇｈ−ｋ材とを積層した絶縁膜となっているため、アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。またアクチュエータの発生圧力を同一圧力にする場合には、絶縁膜厚みを増して、絶縁耐圧に優れた静電アクチュエータを構成することができる。これにより、静電アクチュエータの微小化、高密度化が可能となる。
【００１５】
本発明に係る静電アクチュエータは、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、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該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において、前記固定電極および前記可動電極の対向面のそれぞれに絶縁膜を設けるとともに、前記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どうしを積層した絶縁膜とし、これらの絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を設けたものである。
【００１６】
本発明では、固定電極および可動電極上にそれぞれ絶縁膜を形成し、その絶縁膜のいずれか一方を、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料すなわちＨｉｇｈ−ｋ材どうしを積層した絶縁膜とし、更にこれらの絶縁膜の一方または両方の表面上にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成するものである。したがって、表面保護膜が硬質膜であるため、可動電極が固定電極と繰り返し接触をしても、硬質膜の表面保護膜によって絶縁膜が保護されているため、摩耗や剥離等を生じない。よって、静電アクチュエータの駆動の安定性および駆動耐久性が向上する。
また、いずれか一方の絶縁膜がＨｉｇｈ−ｋ材どうしを積層した絶縁膜となっているため、アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。またアクチュエータの発生圧力を同一圧力にする場合には、絶縁膜厚みを増して、絶縁耐圧に優れた静電アクチュエータを構成することができる。これにより、静電アクチュエータの微小化、高密度化が可能となる。
【００１７】
また、表面保護膜は、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボン等のカーボン系材料からなることが好ましい。この中でもダイヤモンドライクカーボンを用いるのが下地絶縁膜との密着性が良好で、表面平滑性が高く、低摩擦性を有するため望ましい。
【００１８】
本発明の静電アクチュエータは、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料として、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）の中から少なくとも一つを選ぶものとする。これらの材料は酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料であるうえに、膜の低温成膜性、膜の均質性、プロセス適応性等が良好である。
【００１９】
本発明の静電アクチュエータは、固定電極がガラス基板上に、可動電極がシリコン基板上に形成されており、ガラス基板とシリコン基板が、少なくとも一方の接合面に形成された酸化シリコン膜を介して接合されているものである。
酸化シリコン膜は陽極接合に好適な材料であるので、ガラス基板とシリコン基板との接合面に酸化シリコン膜を形成することが望ましい。
【００２０】
本発明の静電アクチュエータは、固定電極がガラス基板上に、可動電極がシリコン基板上に形成されており、ガラス基板とシリコン基板が、接合部において酸化シリコン膜または酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料で接合強度の良好な誘電材料からなる絶縁膜を介して接合されているものである。
具体的には酸化シリコン膜は陽極接合に好適な材料であるので、ガラス基板とシリコン基板との接合部に酸化シリコン膜を形成することが望ましい。また、接合部の絶縁膜が酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料からなる場合は、できるだけ接合強度の良好な誘電材料からなる絶縁膜、具体的にはアルミナ絶縁膜を接合部に形成することが望ましい。
【００２１】
また、同じ理由から、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前記絶縁膜の酸化シリコン膜は、ガラス基板とシリコン基板との接合面に設けたほうがよい。
【００２２】
また、可動電極側には第２の絶縁膜として、シリコン熱酸化膜が設けられていることが好ましい。
シリコン熱酸化膜は絶縁耐圧や接合強度に優れた材料であるので、固定電極側に酸化シリコンとＨｉｇｈ−ｋ材とを積層した絶縁膜を設ける場合は可動電極側に第２の絶縁膜としてシリコン熱酸化膜を設けることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る静電アクチュエータの第１の製造方法は、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、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該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の製造方法において、前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、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を形成する工程と、前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、前記ギャップを気密に封止する工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この第１の製造方法によれば、可動電極側に第２の絶縁膜として、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を形成するので、アクチュエータの発生圧力を向上させることができ、また第１及び第２の絶縁膜が酸化シリコン膜を有するので、必要な接合強度及び絶縁耐圧を確保することができる。さらに、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方の表面上にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成するので、駆動の安定性及び駆動耐久性に優れた静電アクチュエータを製造することができる。
【００２５】
本発明に係る静電アクチュエータの第２の製造方法は、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、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該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の製造方法において、前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、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を形成する工程と、前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、前記ギャップを気密に封止する工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
この第２の製造方法によれば、第１の製造方法とは逆に、固定電極側に第１の絶縁膜として、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を形成するものであり、これによりアクチュエータの発生圧力を向上させることができる。また第１の製造方法と同様に、第１及び第２の絶縁膜が酸化シリコン膜を有するので、必要な接合強度及び絶縁耐圧を確保することができる。さらに、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方の表面上にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成するので、駆動の安定性及び駆動耐久性に優れた静電アクチュエータを製造することができる。
【００２７】
本発明に係る静電アクチュエータの第３の製造方法は、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、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該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の製造方法において、前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコン膜を形成する工程と、前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層してなる絶縁膜を形成する工程と、前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、前記ギャップを気密に封止する工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
この第３の製造方法によれば、可動電極側に第２の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層した絶縁膜を形成するので、アクチュエータの発生圧力を向上させることができるとともに、必要な接合強度及び絶縁耐圧を確保することができる。さらに、第１及び第２の絶縁膜の少なくとも一方の表面上にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成するので、駆動の安定性及び駆動耐久性に優れた静電アクチュエータを製造することができる。
【００２９】
本発明に係る静電アクチュエータの第４の製造方法は、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、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該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の製造方法において、前記固定電極が形成されたガラス基板上に、第１の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層してなる絶縁膜を形成する工程と、前記可動電極が形成されるシリコン基板の前記ガラス基板との接合側表面全面に、第２の絶縁膜として、シリコン熱酸化膜を形成する工程と、前記第１及び第２の絶縁膜の一方または両方の表面にセラミックス系硬質膜または炭素系硬質膜からなる表面保護膜を形成する工程と、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合する工程と、前記シリコン基板の接合面と反対の表面からエッチング加工して前記可動電極を形成する工程と、前記固定電極と前記可動電極との間に形成されるギャップの内部に存在する水分を除去する工程と、前記ギャップを気密に封止する工程と、を有することを特徴とする。
【００３０】
この第４の製造方法によれば、第３の製造方法とは逆に、固定電極側に第１の絶縁膜として、酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料どうしを積層した絶縁膜を形成するものであり、これによりアクチュエータの発生圧力を向上させることができる。また第２の絶縁膜がシリコン熱酸化膜であるので、第３の製造方法に比べると、十分に高い接合強度及び絶縁耐圧を確保することができる。静電アクチュエータの駆動の安定性及び駆動耐久性については、第３の製造方法の場合と同様の効果がある。さらに、製造プロセスの面ではシリコン基板の製造が第３の製造方法よりも容易になるので、より安価に静電アクチュエータを製造することができる。
【００３１】
また、表面保護膜をダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボン等のカーボン系材料により形成する。この中でもダイヤモンドライクカーボンを用いるのが下地絶縁膜との密着性が良好で、表面平滑性が高く、低摩擦性を有するため望ましい。
【００３２】
酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）の中から選ばれた少なくとも一つを用いることが好ましい。
【００３３】
第１及び第２の絶縁膜の酸化シリコン膜は、接合強度の確保の見地から、ガラス基板とシリコン基板との接合面に形成することが好ましい。
【００３４】
また、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボン等のカーボン系材料からなる表面保護膜は陽極接合が困難であるため、ガラス基板またはシリコン基板の接合部における表面保護膜の部分を除去するものとする。
【００３５】
ギャップの封止は、ギャップ内の水分を除去する加熱真空引きを行った後、窒素雰囲気下で行うことが望ましい。これによって、ギャップ内、つまり静電アクチュエータ内部の絶縁膜や表面保護膜上に水分が存在することはないので、静電気力により可動電極が固定電極に吸着したままの状態となることを防止することができる。
【００３６】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する単一または複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板との間で、前記ノズル孔のそれぞれに連通する吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、前記吐出室の底部にて構成される可動電極の振動板に所定のギャップを介して対向配置される固定電極の個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、上記のいずれかの静電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
【００３７】
本発明の液滴吐出ヘッドは、上述のように優れた駆動の安定性及び駆動耐久性を有し、かつアクチュエータ発生圧力の高い静電アクチュエータを備えているので、信頼性の高い、液滴吐出特性に優れた高密度の液滴吐出ヘッドが得られる。
【００３８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出する単一または複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板との間で、前記ノズル孔のそれぞれに連通する吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、前記吐出室の底部にて構成される可動電極の振動板に所定のギャップを介して対向配置される固定電極の個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法を適用するものである。
これにより、信頼性の高い、液滴吐出特性に優れた高密度の液滴吐出ヘッドを安価に製造することができる。
【００３９】
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備えたものであるので、高解像度、高密度、高速度のインクジェットプリンタ等を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を適用した静電アクチュエータを備える液滴吐出ヘッドの実施形態を図面に基づいて説明する。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５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。
【００４１】
実施形態１．
図１は実施形態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Ａ部の拡大断面図、図４は図２のａ−ａ拡大断面図、図５は図２のインクジェットヘッドの上面図である。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。
【００４２】
本実施形態のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）１０は、図１および図２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基板２と、キャビティ基板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。
【００４３】
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部４は、図２から図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Ｇを介して対向配置される振動板６とを備え、各々の個別電極５の対向面（振動板側対向面）には第１の絶縁膜７が形成され、振動板６の対向面（個別電極側対向面）、すなわち電極基板３に接合されるキャビティ基板２の接合面全面には第２の絶縁膜８が形成されている。さらに少なくとも一方の絶縁膜、例えば第１の絶縁膜７上に表面保護膜９が形成されている。
【００４４】
本発明の静電アクチュエータにおいて、絶縁膜は、個別電極５及び振動板６の両方の対向面上に形成され、かつ、個別電極５側の第１の絶縁膜７及び振動板６側の第２の絶縁膜８の少なくとも一方を、酸化シリコン（ＳｉＯ2）と、酸化シリコンよりも比誘電率の高い誘電材料を積層した積層構造とするものである。そして、第１及び第２の絶縁膜７、８の一方または両方に絶縁膜を保護するための表面保護膜９を形成するものである。
酸化シリコン（ＳｉＯ2）よりも比誘電率の高い誘電材料、すなわちいわゆるＨｉｇｈ−ｋ材と呼ばれる高誘電材料としては、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、アルミナ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、ジルコニウムシリケート（ＺｒＳｉＯ）、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯ）、ジルコニウムアルミネート（ＺｒＡｌＯ）、窒素添加ハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌＯＮ）、及びこれらの複合膜等を挙げることができる。その中でも膜の低温成膜性、膜の均質性、プロセス適応性等を考慮した場合、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、アルミナ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＮ）、酸窒化ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯＮ）を使用することが望ましく、これらの中から少なくとも一つが選ばれる。本実施形態１では、個別電極５側の第１の絶縁膜７は酸化シリコン膜のみの単層構造とし、振動板６側の第２の絶縁膜８は最下層をアルミナ膜８ｂとし、その上に酸化シリコン膜８ａを積層する２層の絶縁構造としている。
【００４５】
表面保護膜９としては、セラミックス系硬質膜であるＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ等や、炭素系硬質膜であるダイヤモンドまたはＤＬＣ（ダイアモンドドライクカーボン）等が使用可能である。その中でも下地絶縁膜である酸化シリコン膜との密着性が良好な、ＤＬＣを用いるのが望ましい。本実施形態１および以下に示す各実施形態ではＤＬＣを用いている。なお、膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜を４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうち酸化シリコン膜８ａを４０ｎｍ、アルミナ膜８ｂを４０ｎｍとしている。また、表面保護膜９のＤＬＣ膜の厚さは５ｎｍである。ギャップＧの距離は２００ｎｍで、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極５の厚さは１００ｎｍとしている。
【００４６】
また、シリコン製のキャビティ基板２とガラス製の電極基板３とは、酸化シリコン膜８ａを介して陽極接合されている。そして、電極基板３に形成された個別電極５の端子部５ａと、キャビティ基板２の接合面と反対の上面に形成された共通電極２６とに、駆動手段として、ドライバＩＣなどの駆動制御回路４０が図２、図３、図５に示すように配線接続される。
以上により、インクジェットヘッド１０の静電アクチュエータ部４が構成される。
【００４７】
以下、各基板の構成についてさらに詳細に説明する。
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、例えば径の異なる２段の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（キャビティ基板２と接合される接合側の面）に開口している。
また、ノズル基板１には、キャビティ基板２の吐出室２１とリザーバ２３とを連通するオリフィス１２とリザーバ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。
【００４８】
ノズル孔１１を噴射口部分１１ａとこれよりも径の大きい導入口部分１１ｂとから２段に構成することにより、インク滴の吐出方向をノズル孔１１の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、インク滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。また、ノズル密度を高密度化することが可能である。
【００４９】
キャビティ基板２は、例えば面方位が（１１０）のシリコン基板から作製されている。キャビティ基板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は前記ノズル孔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前記オリフィス１２ともそれぞれ連通している。そして、吐出室２１（凹部２２）の底部が上記振動板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からボロン（Ｂ）を拡散させてボロン拡散層を形成し、ウェットエッチングによりエッチングストップしてそのボロン拡散層の厚さで薄く仕上げられている。また、振動板６の対向面には前述のように第２の絶縁膜８として、アルミナ膜８ｂとその上に酸化シリコン膜８ａを積層した絶縁膜が形成されている。
【００５０】
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（共通インク室）２３を構成する。そして、リザーバ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２３の底部には後述する電極基板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。
【００５１】
電極基板３は、例えばガラス基板から作製される。中でも、キャビティ基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼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とキャビティ基板２を強固に接合することができるからである。
【００５２】
電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板６に対向する表面位置にそれぞれ凹部３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより所要の深さで形成されている。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯからなる個別電極５が、例えば１００ｎｍの厚さで形成される。さらに、個別電極５の表面には酸化シリコン膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜）からなる第１の絶縁膜７が形成され、さらにその上にはＤＬＣからなる表面保護膜９がそれぞれ所要の厚さで形成されている。したがって、振動板６と個別電極５との間に形成されるギャップ（空隙）Ｇは、この凹部３２の深さ、個別電極５、第１の絶縁膜７、第２の絶縁膜８および表面保護膜９の各厚さにより決まることになる。このギャップＧはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響するので、凹部３２の深さ、個別電極５の厚さ、第１の絶縁膜７の厚さ、第２の絶縁膜８の厚さ、表面保護膜９の厚さを高精度に加工する必要がある。
また、表面保護膜として用いられる化合物は、一般に下地絶縁膜に対し膜応力が非常に大きいため、下地絶縁膜と表面保護膜との界面からの剥離を防止するため、表面保護膜９の膜厚は極力薄く形成することが好ましい。具体的には、表面保護膜９の膜厚は下地絶縁膜の膜厚に対し１０％以下とすることが望ましい。
【００５３】
個別電極５は、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部５ａを有する。端子部５ａは、図２、図５に示すように、配線のためにこの部分の表面保護膜９および第１の絶縁膜７が除去され、かつ、キャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部３４内に露出している。
また、振動板６と個別電極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等の樹脂による封止材３５で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。
【００５４】
上述したように、ノズル基板１、キャビティ基板２、および電極基板３は、図２に示すように貼り合わせることによりインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。すなわち、キャビティ基板２と電極基板３は陽極接合により接合され、そのキャビティ基板２の上面（図２において上面）にノズル基板１が接着等により接合される。
【００５５】
そして最後に、図２、図５に簡略化して示すように、ドライバＩＣ等の駆動制御回路４０が各個別電極５の端子部５ａとキャビティ基板２上面の共通電極２６とに上記フレキシブル配線基板（図示せず）を介して接続される。
以上により、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００５６】
次に、以上のように構成されるインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路４０により個別電極５とキャビティ基板２の共通電極２６の間にパルス電圧を印加すると、振動板６は個別電極５側に引き寄せられて吸着し、吐出室２１内に負圧を発生させて、リザーバ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は離脱して、インクをノズル１１から押出し、インク液滴を吐出する。
【００５７】
その際、振動板６はその対向面に形成されたアルミナ膜８ｂと酸化シリコン膜８ａの積層構造からなる第２の絶縁膜８と、個別電極５の対向面に形成された酸化シリコン膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜）からなる第１の絶縁膜７及びその上に形成されたＤＬＣからなる表面保護膜９を介して個別電極５側に吸着する。すなわち、振動板６はこれらの絶縁膜を介して個別電極５側の表面保護膜９と当接および離脱を繰り返すことになる。このとき、表面保護膜９には繰り返し接触によるストレス等が作用するが、表面保護膜９はＤＬＣの硬質膜で形成されており、しかもＤＬＣ硬質膜は下地絶縁膜である酸化シリコン膜との密着性が良好で、表面平滑性が高く、低摩擦性を有するため、表面保護膜９に剥離や摩耗等を生じることはない。したがって、個別電極５の第１の絶縁膜７として一般的に使用されるＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜であっても、ＤＬＣ硬質膜で表面を保護されているため、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜への影響が少なく、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2膜の絶縁性や密着性等の特性を保つことができる。
また、このインクジェットヘッド１０は、上記のように構成された静電アクチュエータ部４を備えているので、静電アクチュエータ部４を微小化しても駆動耐久性および駆動の安定性に優れ、高速駆動および高密度化が可能となる。
【００５８】
次に、絶縁膜を有する静電アクチュエータの発生圧力について説明する。
駆動時における振動板６を吸引する静電圧力（発生圧力）Ｐは、静電エネルギーをＥ、振動板６の個別電極５に対する任意の位置をｘ、振動板６の面積をＳ、印加電圧をＶ、絶縁膜の厚さをｔ、真空中の誘電率をε0、絶縁膜の比誘電率をεrとすると、以下の式で表される。
【００５９】
【数１】
2008162263.tif 000003
【００６０】
また、振動板６の駆動時における平均圧力Ｐeは、振動板６が駆動していない時の振動板６から個別電極５までの距離（ギャップの距離）をｄとして、以下の式で表される。
【００６１】
【数２】
2008162263.tif 000004
【００６２】
そして、異なる材料の絶縁膜、例えば酸化シリコンとアルミナの２種類の材料よりなる絶縁膜を設けた場合の静電アクチュエータにおける平均圧力Ｐeは、酸化シリコンの膜厚をｔ1、アルミナの膜厚をｔ2、酸化シリコンの比誘電率をε1、アルミナの比誘電率をε2とすると、式（２）から式（３）を導くことができる。また、表面保護膜９のＤＬＣの膜厚をｔ3、比誘電率をε3とすると、式（３ａ）となる。
【００６３】
【数３】
2008162263.tif 000005
【００６４】
上記の式（２）から、絶縁膜の比誘電率が大きいほど、あるいは絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比（ｔ／ε）が小さいほど、平均圧力Ｐeが高くなることが分かる。従って、酸化シリコンより比誘電率の高いＨｉｇｈ−ｋ材を絶縁膜として適用すれば、静電アクチュエータにおける発生圧力を高くすることができる。
また、絶縁膜としてＨｉｇｈ−ｋ材を適用したインクジェットヘッド１０の場合、振動板６の面積を小さくしてもインク滴の吐出に必要なパワーを得ることが可能となる。このため、インクジェットヘッド１０において振動板６の幅を小さくして、吐出室２１のピッチ、すなわちノズル１１のピッチを小さくすることにより解像度を上げることができ、より高精細な印刷を高速で行うことのできるインクジェットヘッド１０を得ることができる。さらに振動板６の長さを短くすることにより、インク流路における応答性を向上して駆動周波数を上げることができ、より高速の印刷を行うことが可能となる。
また例えば、第２の絶縁膜８の比誘電率を全体として２倍にすれば、第２の絶縁膜８の厚さを２倍にしてもほぼ同じ発生圧力が得られるため、静電アクチュエータにおけるＴＤＤＢ（Time Depend Dielectric Breakdown、長時間の絶縁破壊強度）、ＴＺＤＢ（Time Zero Dielectric Breakdown、瞬間における絶縁破壊強度）等の耐絶縁破壊強度をほぼ２倍にできることが分かる。
【００６５】
表１に、本発明の実施形態１〜１１において適用する各種絶縁膜、表面保護膜の特性を示す。表１から、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）と酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）は共に比誘電率が酸化シリコン（ＳｉＯ2）に比べて非常に大きい。従って、絶縁膜として、アルミナや酸化ハフニウム等の高誘電材料を使用すれば、静電アクチュエータの発生圧力を向上させることが可能となる。
【００６６】
【表１】
2008162263.tif 000006
【００６７】
また、上記の式(２)、式(３)から、静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータは、絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比（ｔ／ε）、または実施形態１のように絶縁膜が２種類の異種材料からなる場合は絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比の和（ｔ1/ε1＋ｔ2/ε2）であることから、このパラメータを計算した値を表２に示す。
【００６８】
【表２】
2008162263.tif 000007
表２は、従来例と実施形態１の場合を示すものである。表２中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は、絶縁膜として酸化シリコンのみを１１０ｎｍの厚さで形成したものであり、実施形態１は、上記のように第１及び第２の絶縁膜の酸化シリコン膜が計８０ｎｍ、第２の絶縁膜のアルミナ膜が４０ｎｍ、ＤＬＣ膜が５ｎｍである。なお、実施形態１以下において、比誘電率は、酸化シリコンを３．８、アルミナを７．８、酸化ハフニウムを１８．０、ＤＬＣを４．０として計算した。
【００６９】
本実施形態１の静電アクチュエータは、前述のように、振動板６側の第２の絶縁膜８が、高誘電材料のアルミナを用いているため、従来の酸化シリコン膜のみを設けた静電アクチュエータと比較すると、以下のような効果がある。
（１）アクチュエータの発生圧力が向上する。
Ｈｉｇｈ−ｋ材のアルミナ膜を使用することで、表２のようにｔ／εの値を小さくできるため、静電アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。
（２）絶縁耐圧を確保できる。
絶縁耐圧に優れた酸化シリコン膜とアルミナ膜が十分な厚さで成膜されているため、必要な絶縁耐圧を確保することができる。
（３）接合強度を確保できる。
Ｈｉｇｈ−ｋ材上に酸化シリコン膜を積層することで、この酸化シリコン膜を介してキャビティ基板と電極基板を陽極接合するので、従来の静電アクチュエータと同等の接合強度を確保できる。また、酸化シリコンどうしの接合となるため、アクチュエータ内への水分侵入を確実に防止できる効果もある。
（４）駆動耐久性が向上する。
表面保護膜として、第１の絶縁膜上にＤＬＣ膜が形成されているので静電アクチュエータの駆動耐久性を大幅に向上させることができる。
（５）リーク電流の低減が可能である。
Ｈｉｇｈ−ｋ材上に酸化シリコン膜を積層することで、従来の静電アクチュエータと同等程度にリーク電流を低減できる。
【００７０】
また、ＤＬＣ膜を形成する場合は、本実施形態１のように、電極基板３を構成するガラス基板上に形成するほうが望ましい。その理由としては以下の２つがあげられる。
（ａ）ＤＬＣ膜は接合強度が低いため、キャビティ基板２と電極基板３(ガラス基板)との接合部分のＤＬＣ膜を除去する必要がある。ＤＬＣ膜の除去の際はパターニングが必要であり、ガラス基板側にＤＬＣ膜を形成したほうがパターニングが容易で、より確実、簡便に除去できるからである。
（ｂ）ＤＬＣ膜は膜応力が高いため、薄膜の振動板側にＤＬＣ膜を形成すると、振動板が撓み、振動板当接に必要な当接電圧を印加しても、部分的に当接しない場合があるためである。一方、ガラス基板側にＤＬＣ膜を形成する場合、絶縁膜、ＩＴＯ膜の下は厚いガラスであるため、振動板側にＤＬＣ膜を形成する場合に比べて、応力の影響を受けにくい。
【００７１】
上記（ａ）についてさらに説明すると、例えば振動板側にＤＬＣ膜を形成した場合、接合部分のＤＬＣ膜を完全に除去するためには、非常に高精度のパターニングが必要である。仮に接合部の面積より狭い範囲でしかＤＬＣ膜を除去できなかった場合、わずかに除去できなかったＤＬＣ膜により、アクチュエータの接合強度が部分的に低下する可能性がある。
また、接合部の面積より広い範囲でＤＬＣ膜を除去した場合、相手側の個別電極表面に直接接触する絶縁膜露出部分が生じる可能性があり、振動板の応力集中等により局所的に寿命が低下する可能性がある。
一方、ガラス基板側にＤＬＣ膜を形成した場合、接合部分のＤＬＣ膜を完全に除去するためにはパターニングによる完全除去を行えばよく、しかも個別電極部分は表面より下がった低い位置に設けられているためＤＬＣ膜の除去は容易である。そのため、より確実、簡便にアクチュエータの接合強度を確保することができる。
従って、ＤＬＣ膜を表面保護膜として使用する場合は、ＤＬＣ膜をガラス基板側に形成することが望ましい。
また、ＤＬＣ膜は実施形態１以下のそれぞれの図面に示されるように、個々の個別電極５の対向面における第１の絶縁膜７の表面、または／および、個々の振動板６の対向面における第２の絶縁膜８の表面に、それぞれ個別に形成される。
【００７２】
実施形態２．
図６は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッド１０の概略断面図、図７は図６のＢ部の拡大断面図、図８は図６のｂ−ｂ拡大断面図である。なお、実施形態２以下において、特に断らない限り上記の実施形態１と対応する部分には同じ符号を付して説明は省略する。
本実施形態２における静電アクチュエータ部４Ａは、振動板６側の第２の絶縁膜８として、実施形態１のアルミナに代えて酸化ハフニウムを用い、酸化ハフニウム膜８ｃと酸化シリコン膜８ａの積層構造とし、個別電極５側の第１の絶縁膜７は実施形態１と同様に酸化シリコン膜とし、その上にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成するものである。
膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜を４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうち酸化ハフニウム膜８ｃを４０ｎｍ、酸化シリコン膜８ａを５０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。また、ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【００７３】
本実施形態２の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表３に示す。表３中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２は酸化ハフニウム、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【００７４】
【表３】
2008162263.tif 000008
【００７５】
本実施形態２では、振動板６側の第２の絶縁膜８として、アルミナよりも比誘電率が高い酸化ハフニウムを使用し酸化ハフニウム膜８ｃと酸化シリコン膜８ａの積層構造としているので、表３のようにｔ／εの値が小さくなるため、実施形態１よりも静電アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。
絶縁耐圧、接合強度、駆動耐久性及びリーク電流については実施形態１と同様の効果がある。
【００７６】
実施形態３．
図９は本発明の実施形態３に係るインクジェットヘッド１０の概略断面図、図１０は図９のＣ部の拡大断面図、図１１は図９のｃ−ｃ拡大断面図である。
本実施形態３における静電アクチュエータ部４Ｂは、実施形態２と逆の絶縁膜の構成とするものである。すなわち、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、酸化ハフニウム膜７ｃと酸化シリコン膜７ａの積層構造とし、更にこの酸化シリコン膜７ａの上にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成し、振動板６側の第２の絶縁膜８としてシリコン熱酸化膜を形成するものである。
膜厚については、第１の絶縁膜７のうち酸化ハフニウム膜７ｃを４０ｎｍ、酸化シリコン膜７ａを４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のシリコン熱酸化膜を５０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【００７７】
本実施形態３の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表４に示す。表４中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２は酸化ハフニウム、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【００７８】
【表４】
2008162263.tif 000009
【００７９】
本実施形態３では、実施形態２と同様に比誘電率の高い酸化ハフニウムを使用しているので、実施形態１よりも静電アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。
絶縁耐圧については、振動板側に絶縁耐圧に優れたシリコン熱酸化膜が十分な厚さで形成されているので、絶縁耐圧を向上させることが可能である。
接合強度、駆動耐久性及びリーク電流については実施形態１と同様の効果がある。
【００８０】
なお、本実施形態３においては、表面保護膜９のＤＬＣ膜を個別電極５側の第１の絶縁膜７上に形成したが、このＤＬＣ膜は振動板６側の第２の絶縁膜８としてのシリコン熱酸化膜上に形成してもよい。
【００８１】
実施形態４．
図１２は本発明の実施形態４に係るインクジェットヘッド１０の概略断面図、図１３は図１２のＤ部の拡大断面図、図１４は図１２のｄ−ｄ拡大断面図である。
本実施形態４における静電アクチュエータ部４Ｃは、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、酸化シリコン膜７ａとその上に酸化ハフニウム膜７ｃを積層し、更にその上にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成し、振動板６側の第２の絶縁膜８として、シリコン熱酸化膜を形成するものである。なお、ＤＬＣ膜はこのシリコン熱酸化膜上に形成してもよい。
膜厚については、第１の絶縁膜７のうち酸化シリコン膜７ａを４０ｎｍ、酸化ハフニウム膜７ｃを４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のシリコン熱酸化膜を５０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【００８２】
本実施形態４の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表５に示す。表５中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２は酸化ハフニウム、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【００８３】
【表５】
2008162263.tif 000010
【００８４】
本実施形態４では、実施形態２と同様に比誘電率の高い酸化ハフニウムを使用しているので、実施形態１よりも静電アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。
絶縁耐圧については、振動板側に絶縁耐圧に優れたシリコン熱酸化膜が十分な厚さで形成されているので、絶縁耐圧を向上させることが可能である。
接合強度、駆動耐久性及びリーク電流については実施形態１と同様の効果がある。
【００８５】
実施形態５．
図１５は本発明の実施形態５に係るインクジェットヘッド１０の概略断面図、図１６は図１５のＥ部の拡大断面図、図１７は図１５のｅ−ｅ拡大断面図である。
本実施形態５における静電アクチュエータ部４Ｄは、振動板６側の第２の絶縁膜８として、アルミナ膜８ｂと酸化シリコン膜８ａの積層構造とし、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、酸化シリコン膜を形成するものである。そして更に、第１及び第２の絶縁膜７、８の両方の表面にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成するものである。
膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜を４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうちアルミナ膜８ｂを５０ｎｍ、酸化シリコン膜８ａを３０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍずつとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【００８６】
本実施形態５の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表６に示す。表６中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【００８７】
【表６】
2008162263.tif 000011
【００８８】
本実施形態５では、第１及び第２の絶縁膜７、８の両方の表面にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成しているので、アクチュエータの駆動による接触帯電を伴う、アクチュエータの帯電量増加を最低限に抑えることが可能となり、アクチュエータの駆動耐久性が格段に向上する効果がある。
絶縁耐圧、接合強度及びリーク電流については、実施形態１と同様の効果がある。
【００８９】
実施形態６．
図１８は本発明の実施形態６に係るインクジェットヘッド１０の概略断面図、図１９は図１８のＦ部の拡大断面図、図２０は図１８のｆ−ｆ拡大断面図である。
本実施形態６における静電アクチュエータ部４Ｅは、ＤＬＣからなる表面保護膜９を実施形態１とは反対に振動板６側の第２の絶縁膜８の表面上に形成するものである。第１及び第２の絶縁膜７、８の構成は、実施形態１と同じである。
膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜を４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうちアルミナ膜８ｂを４０ｎｍ、酸化シリコン膜８ａを４０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【００９０】
本実施形態６の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表７に示す。表７中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【００９１】
【表７】
2008162263.tif 000012
【００９２】
本実施形態６の効果は、実施形態１と同様である。振動板側にＤＬＣを設けるメリットとしては、シリコンはガラスに対し、より平滑な膜を、面内に渡り均一な状態で形成することができ、その結果ウエハ内のアクチュエータ特性のばらつきを抑えることができるという点がある。また当接電圧の低電圧化を狙い振動板を薄板化した場合には、振動板側に応力の大きいＤＬＣを設けることで、振動板の離脱に必要な復元力を得やすく、アクチュエータを低電圧駆動できるというメリットもある。
【００９３】
なお、以上の各実施形態では、第１及び第２の絶縁膜７、８のいずれか一方を、酸化シリコンとＨｉｇｈ−ｋ材とを積層した絶縁膜としたが、この積層構造の絶縁膜は第１及び第２の絶縁膜７、８の両方に設けてもよいものである。
【００９４】
実施形態７．
図２１は本発明の実施形態７に係るインクジェットヘッド１０Ａの概略断面図、図２２は図２１のＧ部の拡大断面図、図２３は図２１のｇ−ｇ拡大断面図である。
本実施形態7における静電アクチュエータ部４Ｆは、個別電極５側の第１の絶縁膜７は酸化シリコン膜７ａのみの単層構造とし、振動板６側の第２の絶縁膜８は最下層を酸化ハフニウム膜８ｃとし、その上にアルミナ膜８ｂを積層する２層の絶縁構造としたものである。そして更に、酸化シリコン膜７ａの表面にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成するものである。
膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜７ａを７０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうち酸化ハフニウム膜８ｃを２０ｎｍ、アルミナ膜８ｂを４０ｎｍとしている。また、表面保護膜９のＤＬＣ膜の厚さは５ｎｍである。ギャップＧの距離は２００ｎｍで、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極５の厚さは１００ｎｍとしている。
【００９５】
ここで、静電アクチュエータの発生圧力について説明する。
異なる材料の絶縁膜、例えば酸化シリコンとアルミナ、酸化ハフニウムの３種類の異種材料よりなる絶縁膜を設けた場合の静電アクチュエータにおける平均圧力Ｐeは、酸化シリコンの膜厚をｔ1、アルミナの膜厚をｔ2、酸化ハフニウムの膜厚をｔ3、酸化シリコンの比誘電率をε1、アルミナの比誘電率をε2、酸化ハフニウムの誘電率をε3とすると、式（２）から式（４）を導くことができる。また、表面保護膜９のＤＬＣの膜厚をｔ4、比誘電率をε4とすると、式（４ａ）となる。
【００９６】
【数４】
2008162263.tif 000013
【００９７】
また、上記の式(２)、式(４)あるいは式（４ａ）から、静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータは、絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比（ｔ／ε）、または実施形態７のように絶縁膜が３種類の異種材料からなる場合は絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比の和（ｔ1/ε1＋ｔ2/ε2＋ｔ3/ε3）であることから、このパラメータを計算した値を表８に示す。
【００９８】
【表８】
2008162263.tif 000014
表８は、従来例と実施形態７の場合を示すものである。表８中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３は酸化ハフニウム、添え字４はＤＬＣを表す。従来例は、絶縁膜として酸化シリコンのみを１１０ｎｍの厚さで形成したものであり、実施形態７は、上記のように第１の絶縁膜の酸化シリコン膜７ａが７０ｎｍ、第２の絶縁膜のうち酸化ハフニウム膜８ｃが２０ｎｍ、アルミナ膜８ｂが４０ｎｍである。また、表面保護膜９のＤＬＣ膜が５ｎｍである。
【００９９】
本実施形態７の静電アクチュエータは、前述のように、振動板６側の第２の絶縁膜８が、アルミナと酸化ハフニウムのＨｉｇｈ−ｋ材どうしを積層した絶縁構造となっているため、従来の酸化シリコン膜のみを設けた静電アクチュエータと比較すると、以下のような効果がある。
（１）アクチュエータの発生圧力が向上する。
Ｈｉｇｈ−ｋ材のアルミナ膜、酸化ハフニウム膜を使用することで、表８のようにｔ／εの値を小さくできるため、静電アクチュエータの発生圧力を向上させることができる。
（２）絶縁耐圧を確保できる。
絶縁耐圧に優れた酸化シリコン膜が十分な厚さで成膜されているため、必要な絶縁耐圧を確保することができる。
（３）接合強度を確保できる。
接合強度が酸化ハフニウム膜よりも高いアルミナ膜を接合面側に形成することで、最低限必要な接合強度を確保することができる。
（４）駆動耐久性が向上する。
表面保護膜として、第１の絶縁膜の酸化シリコン膜上にＤＬＣ膜が形成されているので、静電アクチュエータの駆動耐久性を大幅に向上させることができる。
【０１００】
実施形態８．
図２４は本発明の実施形態８に係るインクジェットヘッド１０Ａの概略断面図、図２５は図２４のＨ部の拡大断面図、図２６は図２４のｈ−ｈ拡大断面図である。
本実施形態８における静電アクチュエータ部４Ｇは、実施形態７と逆の絶縁膜の構成とするものである。すなわち、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、酸化ハフニウム膜７ｃとその上にアルミナ膜７ｂのＨｉｇｈ−ｋ材どうしを積層する構造とし、振動板６側の第２の絶縁膜８として、シリコン熱酸化膜８ａを形成するものである。また、ＤＬＣからなる表面保護膜９は第１の絶縁膜７のアルミナ膜７ｂ上に形成されている。
膜厚については、第１の絶縁膜７のうち酸化ハフニウム膜７ｃを２０ｎｍ、アルミナ膜７ｂを４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のシリコン熱酸化膜８ａを７０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。また、ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【０１０１】
本実施形態８の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表９に示す。表９中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３は酸化ハフニウム、添え字４はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【０１０２】
【表９】
2008162263.tif 000015
【０１０３】
本実施形態８では、実施形態７と逆の絶縁構造であるが、絶縁耐圧に優れたシリコン熱酸化膜８ａを振動板６側の第２の絶縁膜８として十分な厚さで形成しているため、実施形態７よりも絶縁耐圧が高くなる。
アクチュエータの発生圧力及び駆動耐久性については実施形態７と同様の効果がある。  接合強度については、酸化シリコンどうしの接合となるため、実施形態７よりも高い接合強度を確保することができる。
さらに、製造プロセス面では、シリコン基板の接合面におけるシリコン熱酸化膜８ａを除去する必要はないので、実施形態７よりも製造が容易であり、コスト低減につながる。
【０１０４】
実施形態９．
図２７は本発明の実施形態９に係るインクジェットヘッド１０Ａの概略断面図、図２８は図２７のＩ部の拡大断面図、図２９は図２７のｉ−ｉ拡大断面図である。
本実施形態９における静電アクチュエータ部４Ｈは、実施形態７と同一の絶縁膜の構成であるが、ＤＬＣからなる表面保護膜９を第２の絶縁膜８のアルミナ膜８ｂ上に形成する点が実施形態７と相違している。
膜厚については、第１の絶縁膜７の酸化シリコン膜７ａを７０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうち酸化ハフニウム膜８ｃを２０ｎｍ、アルミナ膜８ｂを４０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【０１０５】
本実施形態９の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表１０に示す。表１０中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３は酸化ハフニウム、添え字４はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【０１０６】
【表１０】
2008162263.tif 000016
【０１０７】
本実施形態９の効果は実施形態７と同じである。振動板側にＤＬＣを設けるメリットとしては、シリコンはガラスに対し、より平滑な膜を、面内に渡り均一な状態で形成することができ、その結果ウエハ内のアクチュエータ特性のばらつきを抑えることができるという点がある。また当接電圧の低電圧化を狙い振動板を薄板化した場合には、振動板側に応力の大きいＤＬＣを設けることで、振動板の離脱に必要な復元力を得やすく、アクチュエータを低電圧駆動できるというメリットもある。
【０１０８】
実施形態１０．
図３０は本発明の実施形態１０に係るインクジェットヘッド１０Ａの概略断面図、図３１は図３０のＪ部の拡大断面図、図３２は図３０のｊ−ｊ拡大断面図である。
本実施形態１０における静電アクチュエータ部４Ｉは、実施形態８と同一の絶縁膜の構成とし、更にＤＬＣからなる表面保護膜９を第２の絶縁膜８のシリコン熱酸化膜８ａ上にも形成する点が実施形態８と相違している。すなわち、表面保護膜９のＤＬＣ膜は第１及び第２の絶縁膜７、８の両方に形成するものである。
膜厚については、第１の絶縁膜７のうち酸化ハフニウム膜７ｃを２０ｎｍ、アルミナ膜７ｂを４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のシリコン熱酸化膜８ａを７０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍずつとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【０１０９】
本実施形態１０の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表１１に示す。表１１中、ｔ、εの各添え字の１は酸化シリコン、添え字２はアルミナ、添え字３は酸化ハフニウム、添え字４はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【０１１０】
【表１１】
2008162263.tif 000017
【０１１１】
本実施形態１０では、第１及び第２の絶縁膜７、８の両方にＤＬＣからなる表面保護膜９を設けているので、アクチュエータの駆動による接触帯電を伴う、アクチュエータの帯電量増加を最低限に抑えることが可能となり、アクチュエータの駆動耐久性が更に向上する。アクチュエータの発生圧力、絶縁耐圧及び接合強度については実施形態８と同様の効果がある。
【０１１２】
実施形態１１．
図３３は本発明の実施形態１１に係るインクジェットヘッド１０Ａの概略断面図、図３４は図３３のＫ部の拡大断面図、図３５は図３３のｋ−ｋ拡大断面図である。
本実施形態１１における静電アクチュエータ部４Ｊは、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、アルミナ膜７ｂを形成し、その上にＤＬＣからなる表面保護膜９を形成し、振動板６側の第２の絶縁膜８として、アルミナ膜８ｂと酸化ハフニウム膜８ｃを積層するものである。但しこの場合、酸化ハフニウムは接合強度が低いため、キャビティ基板２と電極基板３との接合部３６における酸化ハフニウム膜８ｃの部分を除去し、アルミナ膜８ｂを介して両基板２、３を接合することにしている。従って、実施形態７と同様にアクチュエータとして最低限必要な接合強度を確保することができる。
膜厚については、第１の絶縁膜７のアルミナ膜７ｂを４０ｎｍ、第２の絶縁膜８のうちアルミナ膜８ｂを９０ｎｍ、酸化ハフニウム膜８ｃを２０ｎｍとし、表面保護膜９のＤＬＣ膜を５ｎｍとしている。ギャップＧの距離は２００ｎｍ、個別電極５は１００ｎｍの厚さである。
【０１１３】
本実施形態１１の静電アクチュエータの発生圧力の向上に関係するパラメータ（絶縁膜の厚さに対する比誘電率の比）を計算した値を表１２に示す。表１２中、ｔ、εの各添え字の１はアルミナ、添え字２は酸化ハフニウム、添え字３はＤＬＣを表す。従来例は表２と同じである。
【０１１４】
【表１２】
2008162263.tif 000018
【０１１５】
本実施形態１１では、表１２にみられるようにｔ／εの値がもっとも小さいため、実施形態１〜１０に比べて静電アクチュエータの発生圧力をより一層向上させることができる。
絶縁耐圧については、振動板側に十分な厚みのアルミナ膜８ｂを設けているので必要な絶縁耐圧を確保することができる。
接合強度及び駆動耐久性については実施形態７と同様の効果がある。
【０１１６】
なお、以上の実施形態７〜１１では、第１及び第２の絶縁膜７、８のいずれか一方を、Ｈｉｇｈ−ｋ材どうしを積層した絶縁膜としたが、この積層構造の絶縁膜は第１及び第２の絶縁膜７、８の両方に設けてもよいものである。
【０１１７】
次に、実施形態１〜６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３６から図３８を参照して概要を説明する。図３６はインクジェットヘッド１０の製造工程の概略の流れを示すフローチャート、図３７は電極基板３の製造工程の概要を示す断面図、図３８はインクジェットヘッド１０の製造工程の概要を示す断面図である。
【０１１８】
図３６において、ステップＳ１〜Ｓ４は電極基板３の製造工程を示すものであり、ステップＳ５とＳ６はキャビティ基板２の元になるシリコン基板の製造工程を示すものである。
ここでは、主に実施形態１に示したインクジェットヘッド１０の製造方法について説明するが、必要に応じて他の実施形態２〜６についても言及する。
【０１１９】
電極基板３は以下のようにして製造される。
まず、硼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して、凹部３２の内部に個別電極５を形成する（図３６のＳ１、図３７（ａ））。
【０１２０】
次に、個別電極５側の第１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）法により酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）を４０ｎｍの厚さで形成する（図３６のＳ２）。ついで、この酸化シリコン膜の上に、表面保護膜９として、トルエンガスを原料ガスに用いた平行平板型ＲＦ−ＣＶＤ法により、所望の厚みのＤＬＣ膜を全面成膜する（図３６のＳ３、図３７（ｂ））。
【０１２１】
次に、ガラス基板３００の接合部３６及び個別電極５の端子部５ａに対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去する。ＤＬＣ膜除去後、更にその部分の酸化シリコン膜をＣＨＦ3によるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）ドライエッチングにより除去する（図３６のＳ４、図３７（ｃ））。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を形成する。
以上により、実施形態１の電極基板３を作製することができる。
【０１２２】
なお、実施形態２の場合は、上記実施形態１の場合と同じである。
実施形態３の場合は、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、まず酸化ハフニウム膜７ｃをＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ法により、所望の厚さでガラス基板３００の接合面側表面全面に成膜した後、更にその上に上記のＴＥＯＳを原料ガスとして用いたＲＦ−ＣＶＤ法により酸化シリコン膜７ａを所望の厚さで全面成膜する。そして更に、この酸化シリコン膜７ａの上に、表面保護膜９として、トルエンガスを原料ガスに用いた平行平板型ＲＦ−ＣＶＤ法により、所望の厚みのＤＬＣ膜を全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６及び個別電極５の端子部５ａに対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去した後、その部分の酸化シリコン膜７ａと酸化ハフニウム膜７ｂをＣＨＦ3によるＲＩＥドライエッチングにより同時に除去する。
実施形態４の場合は、第1の絶縁膜7の酸化ハフニウム膜７ｃと酸化シリコン膜７ａの成膜の順番が実施形態３と反対になるだけであり、実施形態３に準じて行えばよい。
実施形態５の場合は、上記実施形態１の場合と同じである。
実施形態６の場合は、上記実施形態１の場合において、第１の絶縁膜７として酸化シリコン膜をガラス基板３００の接合面側全面に成膜した後、個別電極５の端子部５ａに対応する部分の酸化シリコン膜のみをＣＨＦ3によるＲＩＥドライエッチングにより除去するだけでよい。この場合、ガラス基板３００の接合部３６の絶縁膜除去は必ずしも必要でない。
以上により、実施形態２〜６の電極基板３を作製することができる。
【０１２３】
キャビティ基板２は上記により作製された電極基板３にシリコン基板２００を陽極接合してから作製される。
【０１２４】
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（図３６のＳ５）。
次に、そのシリコン基板２００のボロン拡散層２０１の表面（下面）上に、第２の絶縁膜８として、まずアルミナ膜８ｂをＥＣＲスパッタ法により、４０ｎｍの厚さで全面成膜する。その後、そのアルミナ膜８ｂ上に、ＴＥＯＳを原料ガスとして用いたＲＦ−ＣＶＤ法により酸化シリコン膜８ａを４０ｎｍの厚さで形成する（図３６のＳ６、図３８（ａ））。
【０１２５】
なお、実施形態２の場合は、上記アルミナ膜に代えて酸化ハフニウム膜８ｃをボロン拡散層２０１の表面上に全面成膜すればよい。
実施形態３及び実施形態４の場合は、好ましくは熱酸化法により、シリコン熱酸化膜をボロン拡散層２０１の表面上に全面成膜するとよい。
実施形態５及び実施形態６の場合は、上記の実施形態１と同様にアルミナ膜８ｂと酸化シリコン膜８ａを積層させた後に、表面保護膜９としてＤＬＣ膜を酸化シリコン膜８ａ上に全面成膜する。その後、シリコン基板２００の電極基板３との接合部に対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去する。
以上により、実施形態２〜６のシリコン基板２００を作製することができる。
【０１２６】
次に、以上により作製されたシリコン基板２００を上記電極基板３上にアライメントして陽極接合する（図３６のＳ７、図３８（ｂ））。
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３６のＳ８、図３８（ｃ））、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（図３６のＳ９）。
【０１２７】
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（図３６のＳ１０）、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってインク流路溝を形成する（図３６のＳ１１）。これによって、吐出室２１となる凹部２２、リザーバ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３８（ｄ））。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。
【０１２８】
次に、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）ドライエッチングにより、凹部２７の底部を除去して電極取り出し部３４を開口した後（図３８（ｅ））、静電アクチュエータの内部に付着している水分を除去する（図３６のＳ１２）。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、窒素雰囲気にして行う。そして、所要時間経過後、窒素雰囲気下でギャップ開放端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３６のＳ１３、図３８（ｆ））。このように静電アクチュエータ内部（ギャップ内）の付着水分を除去した後、気密封止することによって、静電アクチュエータの駆動耐久性を向上させることができる。
また、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２６を形成する。
【０１２９】
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からキャビティ基板２が作製される。
その後、このキャビティ基板２の表面上に、予めノズル孔１１等が形成されたノズル基板１を接着により接合する（図３６のＳ１４、図３８（ｇ））。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３６のＳ１５）。
【０１３０】
このインクジェットヘッド１０の製造方法によれば、前述したように、アクチュエータの発生圧力が向上し、絶縁耐圧、駆動耐久性および吐出性能に優れた静電アクチュエータを備えるインクジェットヘッドを安価に製造することができる。
また、キャビティ基板２を、予め作製された電極基板３に接合した状態のシリコン基板２００から作製するものであるので、その電極基板３によりキャビティ基板２を支持した状態となるため、キャビティ基板２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。したがって、キャビティ基板２を単独で製造する場合よりも歩留まりが向上する。
【０１３１】
次に、実施形態７〜１１に係るインクジェットヘッド１０Ａの製造方法の一例について図３９から図４１を参照して概要を説明する。図３９はインクジェットヘッド１０Ａの製造工程の概略の流れを示すフローチャート、図４０は電極基板３の製造工程の概要を示す断面図、図４１はインクジェットヘッド１０Ａの製造工程の概要を示す断面図である。
【０１３２】
図３９において、ステップＳ１〜Ｓ４は電極基板３の製造工程を示すものであり、ステップＳ５とＳ６はキャビティ基板２の元になるシリコン基板の製造工程を示すものである。
ここでは、主に実施形態７に示したインクジェットヘッド１０Ａの製造方法について説明するが、必要に応じて他の実施形態８〜１１についても言及する。
【０１３３】
電極基板３は以下のようにして製造される。
まず、硼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して、凹部３２の内部に個別電極５を形成する（図３９のＳ１、図４０（ａ））。
【０１３４】
次に、個別電極５側の第１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）法により酸化シリコン膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2）を７０ｎｍの厚さで形成する（図３９のＳ２）。ついで、この酸化シリコン膜の上に、表面保護膜９として、トルエンガスを原料ガスに用いた平行平板型ＲＦ−ＣＶＤ法により、所望の厚みのＤＬＣ膜を全面成膜する（図３９のＳ３、図４０（ｂ））。
【０１３５】
次に、ガラス基板３００の接合部３６及び個別電極５の端子部５ａに対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去する。ＤＬＣ膜除去後、更にその部分の酸化シリコン膜をＣＨＦ3によるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）ドライエッチングにより除去する（図３９のＳ４、図４０（ｃ））。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を形成する。
以上により、実施形態７の電極基板３を作製することができる。
【０１３６】
なお、実施形態８と実施形態１０の場合は、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、まず酸化ハフニウム膜７ｃをＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ法により、所望の厚さでガラス基板３００の接合面側の表面全面に成膜した後、更にその上にアルミナ膜７ｂを所望の厚さで全面成膜する。そして更に、このアルミナ膜７ｂの上に、表面保護膜９として、トルエンガスを原料ガスに用いた平行平板型ＲＦ−ＣＶＤ法により、所望の厚さのＤＬＣ膜を全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６及び個別電極５の端子部５ａに対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去した後、その部分のアルミナ膜７ｂと酸化ハフニウム膜７ｃをＣＨＦ3によるＲＩＥドライエッチングにより同時に除去する。
実施形態９の場合は、実施形態７と同様の方法で個別電極５上に酸化シリコン膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2）を形成するだけでよい。
実施形態１１の場合は、個別電極５側の第１の絶縁膜７として、アルミナ膜７ｂをＥＣＲスパッタ法により、所望の厚さでガラス基板３００の接合面側の表面全面に成膜した後、このアルミナ膜７ｂの上に、表面保護膜９として、トルエンガスを原料ガスに用いた平行平板型ＲＦ−ＣＶＤ法により、所望の厚さのＤＬＣ膜を全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６及び個別電極５の端子部５ａに対応する部分のみをパターニングして、その部分のＤＬＣ膜をＯ2アッシングにより除去した後、その部分のアルミナ膜７ｂをＣＨＦ3によるＲＩＥドライエッチングにより除去する。
以上により、実施形態７〜１１の電極基板３を作製することができる。
【０１３７】
キャビティ基板２は上記により作製された電極基板３にシリコン基板２００を陽極接合してから作製される。
【０１３８】
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（図３９のＳ５）。次に、そのシリコン基板２００のボロン拡散層２０１の表面（下面）上に、第２の絶縁膜８として、まずＥＣＲスパッタ法により、酸化ハフニウム膜８ｃを２０ｎｍの厚さで全面成膜し、更にその上にアルミナ膜８ｂを同じくＥＣＲスパッタ法により４０ｎｍの厚さで全面成膜する（図３９のＳ６、図４１（ａ））。
【０１３９】
なお、実施形態８の場合は、熱酸化法によりシリコン基板２００の全面にシリコン熱酸化膜８ａを所望の厚さで成膜するだけである。
実施形態９の場合は、実施形態７と同様の方法で酸化ハフニウム膜８ｃとその上にアルミナ膜８ｂを全面成膜し、更にそのアルミナ膜８ｂの上に表面保護膜９としてＤＬＣ膜を全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６に対応する部分を若干大きめにパターニングして、その部分のＤＬＣ膜部分をＯ2アッシングにより除去し下地絶縁膜のアルミナ膜８ｂを露出させる。
実施形態１０の場合は、実施形態８と同様にシリコン熱酸化膜８ａを全面成膜した後、ボロン拡散層２０１の表面上のシリコン熱酸化膜８ａの上に表面保護膜９としてＤＬＣ膜を全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６に対応する部分を若干大きめにパターニングして、その部分のＤＬＣ膜部分をＯ2アッシングにより除去し下地絶縁膜のシリコン熱酸化膜８ａを露出させる。
実施形態１１の場合は、ボロン拡散層２０１の表面上に、第２の絶縁膜８として、まずＥＣＲスパッタ法により、アルミナ膜８ｂを所望の厚さで全面成膜し、更にその上に酸化ハフニウム膜８ｃを同じくＥＣＲスパッタ法により所望の厚さで全面成膜する。その後、ガラス基板３００の接合部３６に対応する部分を若干大きめにパターニングして、その部分の酸化ハフニウム膜８ｃをＣＨＦ3によるＲＩＥドライエッチングにより除去し下地絶縁膜のアルミナ膜８ｂを露出させる。
以上により、実施形態７〜１１のシリコン基板２００を作製することができる。
【０１４０】
次に、以上により作製されたシリコン基板２００を上記電極基板３上にアライメントして陽極接合する（図３９のＳ７、図４１（ｂ））。
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３９のＳ８、図４１（ｃ））、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（図３９のＳ９）。
【０１４１】
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（図３９のＳ１０）、ウェットエッチングまたはドライエッチングによってインク流路溝を形成する（図３９のＳ１１）。これによって、吐出室２１となる凹部２２、リザーバ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４１（ｄ））。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。
【０１４２】
次に、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）ドライエッチングにより、凹部２７の底部を除去して電極取り出し部３４を開口した後（図４１（ｅ））、静電アクチュエータの内部に付着している水分を除去する（図３９のＳ１２）。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。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開放端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３９のＳ１３、図４１（ｆ））。このように静電アクチュエータ内部（ギャップ内）の付着水分を除去した後、気密封止することによって、静電アクチュエータの駆動耐久性を向上させることができる。
また、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２６を形成する。
【０１４３】
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からキャビティ基板２が作製される。
その後、このキャビティ基板２の表面上に、予めノズル孔１１等が形成されたノズル基板１を接着により接合する（図３９のＳ１４、図４１（ｇ））。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１０Ａの本体部が完成する（図３９のＳ１５）。
【０１４４】
以上の実施形態では、静電アクチュエータ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は、光スイッチやミラーデバイス、マイクロポンプ、レーザプリンタのレーザ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、インクジェットプリンタのほか、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、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。
【０１４５】
例えば、図４２は本発明のインクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタの概要を示すものである。
このインクジェットプリンタ５００は、記録紙５０１を副走査方向Ｙに向けて搬送するプラテン５０２と、このプラテン５０２にインクノズル面が対峙しているインクジェットヘッド１０（又は１０Ａ）と、このインクジェットヘッド１０（又は１０Ａ）を主走査方向Ｘに向けて往復移動させるためのキャリッジ５０３と、インクジェットヘッド１０の各インクノズルにインクを供給するインクタンク５０４とを有している。
したがって、高解像度、高速駆動のインクジェットプリンタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の実施形態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Ａ部の拡大断面図。
【図４】図２のａ−ａ拡大断面図。
【図５】図２のインクジェットヘッドの上面図。
【図６】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図７】図６のＢ部の拡大断面図。
【図８】図６のｂ−ｂ拡大断面図。
【図９】本発明の実施形態３に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図１０】図９のＣ部の拡大断面図。
【図１１】図９のｃ−ｃ拡大断面図。
【図１２】本発明の実施形態４に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図１３】図１２のＤ部の拡大断面図。
【図１４】図１２のｄ−ｄ拡大断面図。
【図１５】本発明の実施形態５に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図１６】図１５のＥ部の拡大断面図。
【図１７】図１５のｅ−ｅ拡大断面図。
【図１８】本発明の実施形態６に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図１９】図１８のＦ部の拡大断面図。
【図２０】図１８のｆ−ｆ拡大断面図。
【図２１】本発明に実施形態７に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図２２】図２１のＧ部の拡大断面。
【図２３】図２１のｇ−ｇ拡大断面図。
【図２４】本発明の実施形態８に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図２５】図２４のＨ部の拡大断面図。
【図２６】図２４のｈ−ｈ拡大断面図。
【図２７】本発明の実施形態９に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図２８】図２７のＩ部の拡大断面図。
【図２９】図２７のｉ−ｉ拡大断面図。
【図３０】本発明の実施形態１０に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図３１】図３０のＪ部の拡大断面図。
【図３２】図３０のｊ−ｊ拡大断面図。
【図３３】本発明の実施形態１１に係るインクジェットヘッドの概略断面図。
【図３４】図３３のＫ部の拡大断面図。
【図３５】図３３のｋ−ｋ拡大断面図。
【図３６】インクジェットヘッドの製造工程の概略の流れを示すフローチャート。
【図３７】電極基板の製造工程の概要を示す断面図。
【図３８】インクジェットヘッドの製造工程の概要を示す断面図。
【図３９】インクジェットヘッドの製造工程の概略の流れを示すフローチャート。
【図４０】電極基板の製造工程の概要を示す断面図。
【図４１】インクジェットヘッドの製造工程の概要を示す断面図。
【図４２】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の一例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【０１４７】
１  ノズル基板、２  キャビティ基板、３  電極基板、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、４Ｊ  静電アクチュエータ部、５  個別電極（固定電極）、６  振動板（可動電極）、７  第１の絶縁膜、７ａ  酸化シリコン膜、７ｂ  アルミナ膜、７ｃ  酸化ハフニウム膜、８  第２の絶縁膜、８ａ  酸化シリコン膜(またはシリコン熱酸化膜)、８ｂ  アルミナ膜、８ｃ  酸化ハフニウム膜、９  表面保護膜、１０、１０Ａ  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、２６  共通電極、３２  凹部、３３  インク供給孔、３４  電極取り出し部、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、５００  インクジェットプリンタ。
【図１】
2008162263.tif 000019
【図２】
2008162263.tif 000020
【図３】
2008162263.tif 000021
【図４】
2008162263.tif 000022
【図５】
2008162263.tif 000023
【図６】
2008162263.tif 000024
【図７】
2008162263.tif 000025
【図８】
2008162263.tif 000026
【図９】
2008162263.tif 000027
【図１０】
2008162263.tif 000028
【図１１】
2008162263.tif 000029
【図１２】
2008162263.tif 000030
【図１３】
2008162263.tif 000031
【図１４】
2008162263.tif 000032
【図１５】
2008162263.tif 000033
【図１６】
2008162263.tif 000034
【図１７】
2008162263.tif 000035
【図１８】
2008162263.tif 000036
【図１９】
2008162263.tif 000037
【図２０】
2008162263.tif 000038
【図２１】
2008162263.tif 000039
【図２２】
2008162263.tif 000040
【図２３】
2008162263.tif 000041
【図２４】
2008162263.tif 000042
【図２５】
2008162263.tif 000043
【図２６】
2008162263.tif 000044
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2008162263.tif 000048
【図３１】
2008162263.tif 000049
【図３２】
2008162263.tif 000050
【図３３】
2008162263.tif 000051
【図３４】
2008162263.tif 000052
【図３５】
2008162263.tif 000053
【図３６】
2008162263.tif 000054
【図３７】
2008162263.tif 000055
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
2008162263.tif 000059
【図４２】
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