(57)【要約】【課題】  振動板部と電極との間の帯電量を数値化する技術を確立して、安定した駆動特性を有する静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法、これらを用いた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】  振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加しながら、振動板部と電極との間の静電容量を計測し、この静電容量が極小となるバイアス電圧を振動板部と電極の間に帯電した帯電量とする。また帯電量測定装置１００には、バイアス電圧を発生する電源部１０１と、バイアス電圧が印加された振動板部と電極との間の静電容量を計測する容量測定部としてのＬＣＲメータ１０２と、電源部１０１とＬＣＲメータ１０２に接続して帯電量を演算する演算部および各部を制御する制御部として機能するＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０３とが備えられている。【選択図】      図３
2005254682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの帯電量測定方法において、
前記振動板部と前記電極との間にバイアス電圧を印加しながら、前記振動板部と前記電極との間の静電容量を計測する計測工程と、
前記静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときの前記バイアス電圧から前記振動板部と前記電極の間に帯電した帯電量を求める算出工程と、を備えたことを特徴とする静電アクチュエータの帯電量測定方法。
【請求項２】
前記計測工程では、前記バイアス電圧に対する前記振動板部と前記電極との間の静電容量を複数点計測し、
前記算出工程では、前記複数点計測された前記静電容量を基に最小二乗法により前記バイアス電圧と前記静電容量との関係を２次曲線として近似して、前記２次曲線が極小近傍領域内の特定の値をとるときの前記バイアス電圧から前記帯電量を求めることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータの帯電量測定方法。
【請求項３】
前記算出工程では、前記バイアス電圧と前記静電容量との関係を前記２次曲線として近似する際、前記バイアス電圧を印加することによって前記振動板部が急峻に変位する立ち上がり部分、立ち下り部分の計測値を除いて近似すること特徴とする請求項２に記載の静電アクチュエータの帯電量測定方法。
【請求項４】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの製造方法において、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて前記振動板部と前記電極との間に帯電した帯電量を測定する測定工程と、
前記静電アクチュエータの駆動電圧を前記測定された前記帯電量に応じた値に調整する調整工程と、を備えた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５】
前記測定された前記帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示すと判定した場合前記静電アクチュエータを不良として排除する判定工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、前記振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記液滴吐出ヘッドは、前記静電アクチュエータと、前記吐出室を含む液体流路と、前記吐出室に連通するノズルとが複数区画形成された液滴吐出部を有し、
前記液滴吐出部の前記複数区画形成された前記静電アクチュエータのうち１つの帯電量を請求項１ないし３のいずれか一項に記載の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて測定する測定工程と、請求項４に記載の調整工程または請求項５に記載の判定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７】
前記液滴吐出部は、ダミー静電アクチュエータを少なくとも１つ有し、前記測定工程では、前記ダミー静電アクチュエータの前記振動板部と前記電極との間の帯電量を測定することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、前記振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記電極が形成されるウェハ状の第１の基板と、前記振動板部が形成されるウェハ状の第２の基板とを接合して当該接合により得られたウェハ状積層体に前記液滴吐出ヘッド複数個分の前記静電アクチュエータを形成すると共に、前記液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に少なくとも１つのダミー静電アクチュエータを形成する製造工程と、
前記ウェハ状積層体から複数の前記液滴吐出ヘッドを切り出す切断工程と、
前記切断工程により得られた前記液滴吐出ヘッドに対して、前記ダミー静電アクチュエータの少なくとも１つの帯電量を請求項１ないし３のいずれか一項に記載の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて測定する測定工程と、請求項４に記載の駆動電圧を調整する調整工程または請求項５に記載の帯電量が異常値を示すか否かを判定する判定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】
請求項４または５に記載の静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項６ないし８のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、前記振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記静電アクチュエータと、前記吐出室を含む液体流路と、前記吐出室に連通するノズルとが複数区画された液滴吐出部を有し、
前記液滴吐出部には、前記振動板部と前記電極との間の帯電量を測定するためのダミー静電アクチュエータを少なくとも１つ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１０または１１のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１３】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、前記振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが複数個区画形成されたウェハ状積層体において
前記電極が形成されたウェハ状の第１の基板と、
前記振動板部および前記吐出室となる液体流路が形成されたウェハ状の第２の基板と、
前記ノズルが形成されたウェハ状の第３の基板とを有し、
前記ウェハ状の第１の基板と前記ウェハ状の前記第２の基板との接合により、前記静電アクチュエータの帯電量を特定するためのダミー電気機械変換素子が前記液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に少なくとも１つ形成されたことを特徴とするウェハ状積層体。
【請求項１４】
振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの帯電量測定装置において、
前記振動板部と前記電極との間に所定のバイアス電圧を印加するための電源部と、
前記バイアス電圧が印加された前記振動板部と前記電極との間の静電容量を計測する容量測定部と、
前記容量測定部の静電容量測定結果に基づいて、前記静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときの前記バイアス電圧から前記振動板部と前記電極との間の帯電量を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする静電アクチュエータの帯電量測定装置。
【請求項１５】
前記演算部では、前記バイアス電圧と前記静電容量との関係を２次曲線として近似して、前記静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときの前記バイアス電圧から前記振動板部と前記電極との間の帯電量を演算することを特徴とする請求項１４に記載の静電アクチュエータの帯電量測定装置。
【請求項１６】
前記演算部が演算して出力した前記帯電量に応じた値に、前記静電アクチュエータの駆動電圧を調整する調整部をさらに備えたことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の静電アクチュエータの帯電量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板部とこれに所定の間隔で対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法、これらを用いた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動板部とこれに所定の間隔で対向配置された電極とを有する静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドが小型化、低電圧駆動等の観点で注目されている。
【０００３】
この静電アクチュエータは、振動板部（振動板）とこれに対向する電極（個別電極）との間に直流の駆動電圧を印加することにより、静電気力（クーロン力）によって振動板部が電極に引き寄せられ、駆動電圧を解除すると振動板部が元の位置に戻る。インクジェットヘッドは、この振動板部の変位を利用して振動板部に面した室に充填された液体を加圧し、ノズルから液滴を吐出する。
【０００４】
このインクジェットヘッドの駆動方法としては、複数のインク流路とノズルと振動板部が形成された流路基板と、該振動板部に対向し所定の間隔を有して配設された個別電極とを有し、該流路基板がＰ型のシリコンより形成され、該流路基板にＢ+（ホウ素イオン）を１×１０Ｅ１９個／立方ｃｍ以上拡散してなるインクジェットヘッドの駆動方法が知られている。
【０００５】
この場合、該流路基板をＧＮＤ電位に接地し、個別電極にＧＮＤ電位から＋電位となるパルス電圧を印加して振動板部を変形させてノズルからインクを吐出させて記録を行う（特許文献１）。
【０００６】
このような静電アクチュエータを有するインクジェットヘッドは、振動板部とこれに対向する電極との間には、電気的に振動板部と電極との短絡を防ぐ絶縁膜（層）が形成されており、振動板部が半導体材料で構成される場合、この絶縁膜（層）は誘電体として働き、長時間の駆動電圧印加によって振動板部と電極との間に電荷が残留し帯電することが知られている（特許文献２）。
【０００７】
またこの絶縁膜（層）以外にも誘電体が存在する場合がある。例えば振動板部と電極とが密着して離れなくなることを防止するためにそれぞれの表面を処理したＨＭＤＳ（Hexa  Methyl  Di  Silazane）等の疎水処理膜や同じく表面に吸着された水分が駆動時の電界によって帯電する（ＨＭＤＳに関する文献；特許文献３）。
【０００８】
振動板部と電極との間に帯電が起こると、この帯電による電界によって振動板部と電極との間の相対変位量が変化することにより、吐出特性（吐出されるインク質量やインクスピード等）が変化して印字品質に影響を及ぼす。よって、インクジェットヘッドの製造工程では、この帯電量が所定の範囲内に収まっているか印字検査等を実施して製品化する。
【０００９】
さらに、このインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタを駆動する場合は、駆動時の電圧とは極性の異なる電圧を所定の周期で印加して、振動板部と電極との間の帯電を除去する静電アクチュエータのリフレッシュ処理を行うことが知られている（特許文献４）。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８１０１１号公報
【特許文献２】特開平７−８１０８８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８０２８号公報
【特許文献４】特開平７−２１４７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような従来のインクジェットヘッドでは、上記のように振動板部と電極との間の帯電量が所定の範囲に収まっているか検査する必要があり、製造歩留まりは容易に改善されない。よって、静電アクチュエータを備えたインクジェットヘッドの製造工程において、振動板部と電極との間の残留電荷による帯電量を的確に把握し、これを元に製品の良否を判定する技術や製造工程にフィードバックする技術が求められている。
【００１２】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであり、振動板部と電極との間の帯電量を数値化する技術を確立して、安定した駆動特性を有する静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法、これらを用いた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法および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】
【００１３】
本発明の静電アクチュエータの帯電量測定方法は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの帯電量測定方法において、振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加しながら、振動板部と電極との間の静電容量を計測する計測工程と、静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から振動板部と電極の間に帯電した帯電量を求める算出工程と、を備えたことを特徴とする。ここで「極小近傍領域」とは、極小を含む極小近傍の所定の領域をいう。
【００１４】
この構成によれば、計測工程では、振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加しながら、振動板部と電極との間の静電容量を計測し、算出工程では、この静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から振動板部と電極の間に帯電した帯電量を求めることにより、振動板部と電極との間の帯電量を数値化することができる。
【００１５】
この場合、計測工程では、バイアス電圧に対する振動板部と電極との間の静電容量を複数点計測し、算出工程では、複数点計測された静電容量を基に最小二乗法によりバイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似して、２次曲線が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から帯電量を求めることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、複数点計測された静電容量を基に最小二乗法によりバイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似して、２次曲線が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から帯電量を求めるため、振動板部と電極との間の帯電量を確実に数値化することができる。またこの計測工程と算出工程とを繰り返し行えば、より精度の高い帯電量を求めることができる。
【００１７】
またこの場合、算出工程では、バイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似する際、バイアス電圧を印加することによって振動板部が急峻に変位する立ち上がり部分、立ち下り部分の計測値を除いて近似することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、２次曲線として近似されるバイアス電圧と静電容量との関係は、バイアス電圧を印加することによって振動板部が急峻に変位する立ち上がり、立ち下り部分の計測値を除いて近似されるため、振動板部と電極との間の帯電による静電容量の変化を正確に捉えて、振動板部と電極との間の帯電量を求めることができる。
【００１９】
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの製造方法において、上記発明の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて振動板部と電極との間に帯電した帯電量を測定する測定工程と、静電アクチュエータの駆動電圧を測定された帯電量に応じた値に調整する調整工程とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、測定工程では、上記発明の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて振動板部と電極との間に帯電した帯電量を測定し、調整工程では、静電アクチュエータの駆動電圧を測定された帯電量に応じた値に調整するため、振動板部と電極との間に帯電した帯電量に対応した適切な静電アクチュエータの駆動電圧の設定をすることができる。ゆえに安定した駆動特性を有する静電アクチュエータを製造することができる。
【００２１】
またこの場合、測定された帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示すと判定した場合、この静電アクチュエータを不良として排除する判定工程をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、液滴吐出ヘッドは、静電アクチュエータと、吐出室を含む液体流路と、吐出室に連通するノズルとが複数区画形成された液滴吐出部を有し、液滴吐出部の複数区画形成された静電アクチュエータのうち１つの帯電量を上記発明の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて測定する測定工程と、上記発明の静電アクチュエータの製造方法における静電アクチュエータの駆動電圧を調整する調整工程または上記発明の帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示す場合この静電アクチュエータを不良として排除する判定工程とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、液滴吐出部の複数区画形成された静電アクチュエータは、ほぼ同一レベルの帯電量を持っていると考えられる。よって、測定工程では、この複数の静電アクチュエータのうち１つの帯電量を測定し、調整工程では、静電アクチュエータの駆動電圧を帯電量に応じた値に設定することができる。または判定工程では、帯電量が異常値を示す静電アクチュエータを検出して排除することができる。ゆえに安定した駆動特性を有する静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００２４】
またこの場合、液滴吐出部は、ダミー静電アクチュエータを少なくとも１つ有し、測定工程では、このダミー静電アクチュエータの振動板部と電極との間の帯電量を測定することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、液滴吐出部は、帯電量を測定するためのダミー静電アクチュエータを有しているため、本来の液体を加圧する静電アクチュエータを用いてその帯電量を測定しなくてもよい。また測定工程において、静電アクチュエータが駆動可能な上下限の電圧範囲で振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加する場合、印加されるバイアス電圧によって、本来の静電アクチュエータを劣化させるリスクを回避することができる。
【００２６】
また本発明の他の液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、電極が形成されるウェハ状の第１の基板と、振動板部が形成されるウェハ状の第２の基板とを接合して当該接合により得られたウェハ状積層体に液滴吐出ヘッド複数個分の前記静電アクチュエータを形成すると共に、液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に少なくとも１つのダミー静電アクチュエータを形成する製造工程と、前記ウェハ状積層体から複数の前記液滴吐出ヘッドを切り出す切断工程と、前記切断工程により得られた前記液滴吐出ヘッドに対して、ダミー静電アクチュエータの少なくとも１つの帯電量を上記発明の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて測定する測定工程と、上記発明の静電アクチュエータの製造方法における静電アクチュエータの駆動電圧を調整する調整工程または上記発明の帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示す場合この静電アクチュエータを不良として排除する判定工程とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、製造工程では、電極が形成されるウェハ状の第１の基板と振動板部が形成される第２の基板とを接合することより、液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に少なくとも１つのダミー静電アクチュエータを形成し、測定工程では、このダミー静電アクチュエータの帯電量を測定するため、この帯電量測定結果を本来の静電アクチュエータの帯電量に置き換えることができる。そして、測定工程において静電アクチュエータが駆動可能な上下限の電圧範囲で振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加する場合、印加されるバイアス電圧によって、本来の静電アクチュエータを劣化させるリスクを回避することができる。また、このウェハ単位に形成される静電アクチュエータを備える複数の液滴吐出ヘッドを１製造ロットとして帯電量のバラツキを把握することができる。
【００２８】
本発明の静電アクチュエータは、上記発明の静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。これによれば、静電アクチュエータの振動板部と電極との間の帯電量を測定する測定工程と、この静電アクチュエータの駆動電圧を測定された帯電量に応じた値に調整する調整工程、あるいは、帯電量が異常値を示す静電アクチュエータを不良として排除する判定工程を備えているため、安定した駆動特性を有する静電アクチュエータを提供することができる。
【００２９】
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記発明の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。これによれば、安定した駆動特性を有する静電アクチュエータを備えているため、安定した吐出特性を有する液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００３０】
また本発明の他の液滴吐出ヘッドは、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、静電アクチュエータと、吐出室を含む液体流路と、吐出室に連通するノズルとが複数区画された液滴吐出部を有し、液滴吐出部には、振動板部と電極との間の帯電量を測定するためのダミー静電アクチュエータを少なくとも１つ備えたことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドを構成する液滴吐出部には、複数の静電アクチュエータと共に、振動板部と電極との間の帯電量を測定するためのダミー静電アクチュエータを備えているため、このダミー静電アクチュエータの振動板部と電極との帯電量を測定して、液体を加圧する本来の静電アクチュエータの振動板部と電極との間の帯電量として置き換えることができる。また、帯電量測定の際に印加するバイアス電圧等の影響で本来の静電アクチュエータを劣化させるリスクを回避することができる。
【００３２】
本発明の液滴吐出装置は、上記発明の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする。これによれば、安定した吐出特性を有する液滴吐出ヘッドが搭載されているため、高い吐出品質を有する液滴吐出装置を提供することができる。
【００３３】
尚、本発明の液滴吐出装置とは、液体としてインクを用いたインクジェットプリンタ等の記録装置や液体としてカラーフィルタ材料、発光材料、金属配線材料などの機能液を用いて液滴吐出ヘッドから基板（ワーク）上に吐出して前記機能液からなるカラーフィルタ層、発光層および金属配線等を描画する描画装置を含むものである。
【００３４】
本発明のウェハ状積層体は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが複数個区画形成されたウェハ状積層体において、電極が形成されたウェハ状の第１の基板と、振動板部および吐出室となる液体流路が形成されたウェハ状の第２の基板と、ノズルが形成されたウェハ状の第３の基板とを有し、ウェハ状の第１の基板とウェハ状の第２の基板との接合により、静電アクチュエータの帯電量を特定するためのダミー電気機械変換素子が液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に少なくとも１つ形成されたことを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、このウェハ状積層体には、静電アクチュエータの振動板部と電極との間の帯電量を特定するためのダミー電気機械変換素子が、ウェハ状の第１の基板と第２の基板とを接合することにより少なくとも１つ形成されているため、このダミー電気機械変換素子の振動板部と電極との間の帯電量を測定することによって、このウェハ状の基板に区画形成された複数の液滴吐出ヘッドを構成する静電アクチュエータの振動板部と電極との間の帯電量として置き換えすることができる。また、このダミー電気機械変換素子は、液滴吐出ヘッドの形成領域以外の領域に設けられているため、このダミー電気機械変換素子を液滴ヘッド内に設ける場合に比べて、液滴吐出ヘッドを小型化することができウェハ状積層体の使用面積効率を上げることができる。
【００３６】
本発明は、振動板部とこの振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの帯電量測定装置において、振動板部と電極との間に所定のバイアス電圧を印加するための電源部と、バイアス電圧が印加された振動板部と電極との間の静電容量を計測する容量測定部と、容量測定部の静電容量測定結果に基づいて、静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から振動板部と電極との間の帯電量を演算する演算部とを備えたことを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、バイアス電圧を発生する電源部と、静電容量を測定する容量測定部と、静電容量の測定結果から帯電量（電圧）を演算する演算部とを備えているため、静電アクチュエータの振動板部と電極との間にバイアス電圧を印加しながら振動板部と電極との間の静電容量を測定して、静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から振動板部と電極との間の帯電量を求めて数値化することができる。
【００３８】
またこの場合、演算部では、バイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似して、静電容量が極小近傍領域内の特定の値をとるときのバイアス電圧から振動板部と電極との間の帯電量を演算することが好ましい。これによれば、振動板部と電極との間の帯電量をより正確に数値化することができる。
【００３９】
さらにこの場合、演算部が演算して出力した帯電量に応じた値に、静電アクチュエータの駆動電圧を調整する調整部を備えることが好ましい。この帯電量測定装置を用いれば、帯電量の測定に応じて適正な駆動電圧を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
まず本発明の一実施形態であるインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタについて、図１に基づいて説明する。図１は、インクジェットプリンタの構造を示す概略図である。詳しくは、インクジェットヘッド１０が搭載されたキャリッジの走査方向から見た概略図である。
【００４１】
図１に示すとおり、インクジェットプリンタ４００は、記録紙４０１を搬送するための送りローラ４０２，４０５と、送りローラ４０２，４０５に対向配置された記録紙４０１を押さえる押さえローラ４０３，４０４と、液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１０と、インク供給管４１と、インクタンク部材４０９とで構成されている。
【００４２】
インクジェットヘッド１０は、ノズル面４４が記録紙４０１の印字面と所定の間隔で平行となるようにベース部材４３を介してキャリッジ４０６に固定されている。またガラス面４５にインクタンク部材４０９に繋がったインク供給管４１が接合されている。
【００４３】
インクジェットヘッド１０を移動させるキャリッジ４０６は、キャリッジ軸４０８に軸支され、図示しない駆動機構と連結してキャリッジ４０６を移動させるベルト４０７を有している。
【００４４】
このインクジェットプリンタ４００は、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド１０を搭載しており、インクジェットヘッド１０のガラス面４５に接合したインク供給管４１を通じてインクタンク部材４０９からインクが供給される。すなわちインク供給方向Ｋとインク吐出方向Ｌが同一方向となるように構成されている。したがって、インクジェットヘッド１０が駆動されると、インク滴４２がノズル面４４と平行に位置した記録紙４０１に吐出され、キャリッジ４０６の走査と記録紙４０１の送りによって印刷される。
【００４５】
次に本実施形態のインクジェットヘッド並びにその製造方法について図２に基づいて説明する。図２は、インクジェットヘッドの構造を示す概略断面図である。このインクジェットヘッド１０は、振動板部５と振動板部５に所定の間隔を置いて対向配置された電極１１とを有する電気機械変換素子１８を備えた静電アクチュエータ１９により、振動板部５に面して位置する吐出室６に充填された液体（インク）を加圧してノズル４から液滴を吐出する。
【００４６】
また本実施形態のインクジェットヘッドの製造工程は、静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との間の帯電量を測定する測定工程と、測定された帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示す場合、その静電アクチュエータ１９を不良として排除する判定工程と、良品については、静電アクチュエータ１９の駆動電圧を測定された帯電量に応じた値に調整する調整工程とを備えている。
【００４７】
インクジェットヘッド１０は、電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２およびノズル４を有するノズルプレート３からなる３層構造となっている。
【００４８】
ガラス基板１は、シリコン基板２と同程度の熱膨張係数を有する厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラスを用いており、電極１１を振動板部５に所定の間隔で対向配置させるための凹部１５をおよそ０．３μｍの深さにエッチングする。エッチング方法としては、ガラス基板１のエッチング面以外の表面をＣｕ−Ａｕでマスクし、常温でフッ化アンモニウムと過酸化水素水の混合液にガラス基板１を浸漬する方法で行う。
【００４９】
ガラス基板１の電極は、スパッタ法または蒸着法等でおよそ厚み０．１μｍに成膜されたＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜からなり、フォトリソグラフィ方式により電極１１とリード部１２および端子部１３が凹部１５の底面に所定の形状に形成されている。
【００５０】
シリコン基板２は、厚みおよそ２００μｍに両面研磨したシリコンの単結晶基板を用いており、まず熱酸化処理を行って基板両面に厚みおよそ０．１μｍのＳｉＯ２酸化膜を形成する。このＳｉＯ２酸化膜は、振動板部５と電極１１とが電気的に短絡しないよう絶縁層２５として機能する。
【００５１】
シリコン基板２には、ＫＯＨ水溶液に浸漬するウェットエッチング方式で振動板部５を底面としノズル４に連通した吐出室６となる凹部２２と、共通インクキャビティであるリザーバ８となる凹部２４と、吐出室６とリザーバ８とを繋ぐオリフィス７を構成する細溝２３とが形成されている。
【００５２】
さらにこのシリコン基板２には、これらのインク流路となる各凹部２２，２４および細溝２３、ノズルプレート３との接着面をマスキングして、Ｐｔ（白金）を真空蒸着法または真空スパッタ法で成膜した共通電極２６が形成されている。
【００５３】
そして、ガラス基板１とシリコン基板２を接合することにより、振動室９内に振動板部５と電極１１とが所定の間隔で配置された電気機械変換素子１８を有する静電アクチュエータ１９が形成されている。また振動室９は、端子部１３の上部でガラス基板１とシリコン基板２との隙間を封止することで密閉された状態となっている。さらに、ガラス基板１とシリコン基板２とを貫通しインクを共通インクキャビティであるリザーバ８に供給するためのインク取入口１４が形成されている。
【００５４】
この場合、ガラス基板１の電極１１とシリコン基板２の振動板部５との間隔は、およそ０．２μｍである。
【００５５】
ノズルプレート３は、シリコン基板２と同じくシリコンの薄板を用いている。ノズルプレート３には、インクを吐出するためのノズル４と、オリフィス７を構成するもう一方の凹部１７とが形成されている。
【００５６】
接合されたガラス基板１とシリコン基板２にさらにノズルプレート３を接合することによって、インク取入口１４に繋がったリザーバ８と、リザーバ８にオリフィス７を経由して繋がった吐出室６とからなるインク流路が形成される。
【００５７】
図２は、インクジェットヘッド１０の１つの静電アクチュエータ１９とこれに対応するインク流路の概略断面を示しているが、このような３層構造のインクジェットヘッド１０には、複数の静電アクチュエータ１９と吐出室６を含むインク流路と、吐出室６に連通するノズル４とが複数区画形成された液滴吐出部を有している。
【００５８】
このインクジェットヘッド１０の製造方法は、複数個分のインクジェットヘッド１０に相当する電極１１が形成されたウェハ状のガラス基板１と、同じく複数個分の振動板部５およびインク流路が形成されたウェハ状のシリコン基板２と、複数個分のノズル４が形成されたウェハ状のノズルプレート３とを所定の位置で接合してウェハ状積層体Ｗを形成する方法である。そして、このウェハ状積層体Ｗに複数区画形成されたインクジェットヘッド１０をダイシング等の切断方法で切断して取り出している。
【００５９】
図示しないが、本実施形態のインクジェットヘッド１０の液滴吐出部には、静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との間の帯電量を特定するためのダミー静電アクチュエータが１つ設けられている。このダミー静電アクチュエータは、静電アクチュエータ１９と同構造、同形状であることは言うまでもない。
【００６０】
このダミー静電アクチュエータを用いて帯電量を測定する方法と測定装置については、後述する。
【００６１】
このインクジェットヘッド１０は、振動板部５に所定の間隔で対向配置された電極１１にリード部１２を介して繋がった端子部１３と、シリコン基板２に設けられた共通電極２６との間に静電アクチュエータ１９を駆動するドライバＩＣ５０を実装したＦＰＣ（フレキシブル回路基板）を接続して外部から信号を入力し電圧を印加する。
【００６２】
このインクジェットヘッド１０の駆動方法は、振動板部５の電位を規定する共通電極２６をＧＮＤとし、電極１１に正（＋）の駆動電圧パルスを所定のパルス幅とパルス回数印加し振動板部５を変位させて、振動板部５を底面とする吐出室６に充填されたインクを加圧することにより、ノズル４からインク液滴を吐出させている。
【００６３】
さらには、このインクジェットヘッド１０を前述のインクジェットプリンタ４００に搭載して使用する場合、インクジェットヘッド１０の駆動によって振動板部５と電極１１との間に生じた帯電を減少させるために、駆動電圧パルスの印加回数４００回に１度の割合で電極１１に負（−）の駆動電圧パルスを印加している。尚、この場合、負の駆動電圧パルスは、正の駆動電圧パルスに対して逆の極性となる同電位幅の駆動電圧パルスでもよい。
【００６４】
尚、使用されるインクは、水、アルコール等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔料とを溶解または分散させることにより調整される。さらに、インクジェットヘッド１０にヒーター等を付設すれば、ホットメルトタイプのインクも使用できる。また本実施形態のインクジェットヘッド１０は、フェイスインクジェット方式であるが、インクを吐出するノズル４をシリコン基板２またはノズルプレート３の端面に開口させたエッジインクジェット方式であってもよい。
【００６５】
次に本実施形態の帯電量測定装置について図３に基づいて説明する。図３は、帯電量測定装置の構成を示す概略図である。
【００６６】
帯電量測定装置１００は、測定ワーク１０５の振動板部５と電極１１との間に所定のバイアス電圧を印加するための電源部１０１と、バイアス電圧（Ｖ）が印加された振動板部５と電極１１との間の静電容量（Ｃ）を計測する容量測定部としてのＬＣＲメータ１０２と、電源部１０１とＬＣＲメータ１０２に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０３とで構成されている。
【００６７】
ＰＣ１０３は、ＬＣＲメータ１０２の静電容量測定結果に基づいてバイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似し、静電容量が極小となるバイアス電圧から振動板部５と電極１１との間の帯電量を演算する演算処理部と、電源部１０１およびＬＣＲメータ１０２とに接続してこれを制御する制御処理部とを実行する。尚、前記演算処理を実行するＰＣ１０３により演算部は構築され、前記制御処理を実行するＰＣ１０３により制御部が構築されている。
【００６８】
またＰＣ１０３には、モニタ１０４が接続されており、モニタ１０４は、測定システムの稼動状態および測定データや測定データに基づいたグラフの表示を行うことができる。
【００６９】
電源部１０１は、ＬＣＲメータ１０２に接続されており、極性の異なる直流のバイアス電圧を所定の範囲に渡って出力する。また、ＰＣ１０３からのコマンドを受けてバイアス電圧を出力するインターフェイス（ＩＥＥＥ４８８）を有している。尚、電源部１０１は、ＰＣ１０３からの制御が可能なインターフェイスを有していればどのようなタイプの安定化電源でもよい。
【００７０】
ＬＣＲメータ１０２の測定端子には、測定ワーク１０５であるインクジェットヘッド１０のダミー静電アクチュエータが４端子法で接続されている。この場合、測定ワーク１０５は、本来の静電アクチュエータ１９でもよい。
【００７１】
帯電量測定装置１００は、測定ワーク１０５の振動板部５と電極１１との間にバイアス電圧を印加しながら、振動板部５と電極１１との間の静電容量をＬＣＲメータ１０２で測定し、ＰＣ１０３に保存する。ＰＣ１０３は、保存されたデータを基に収容されている演算プログラムによって静電容量が極小となるバイアス電圧から振動板部５と電極１１との間の帯電量として演算結果を出力する。
【００７２】
続いて本実施形態の静電アクチュエータの帯電量測定方法について図４〜図９に基づいて説明する。この帯電量測定方法は、振動板部５と電極１１との間にバイアス電圧（Ｖ）を印加しながら、振動板部５と電極１１との間の静電容量（Ｃ）を計測する計測工程と、この静電容量が極小となるバイアス電圧から振動板部と電極の間に帯電した帯電量を求める算出工程とによって構成されている。
【００７３】
さらに詳しくは、計測工程では、バイアス電圧に対する振動板部５と電極１１との間の静電容量を複数点計測し、算出工程では、複数点計測された静電容量を基に最小二乗法によりバイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似して、２次曲線が極小となるバイアス電圧から帯電量を求める方法である。
【００７４】
また、この場合、算出工程では、バイアス電圧と静電容量との関係を２次曲線として近似する際、バイアス電圧を印加することによって振動板部５が急峻に変位する立ち上がり部分、立ち下り部分の計測値を除いて近似する方法を用いている。尚、この場合、計測工程で逐次得られたデータを比較し、前後のデータ間の静電容量変化率が±５０％以上となった部分の計測値を除外している。
【００７５】
図４は、測定時に印加されるバイアス電圧を示すグラフである。前述したようにインクジェットヘッド１０は、正と負（逆）の極性が異なる駆動電圧パルスで駆動されている。この場合、駆動電圧の範囲は、正側＋４０Ｖ、負（逆）側−３０Ｖであることから、測定時に印加するバイアス電圧は、該駆動電圧範囲によって帯電する帯電量を求めるため、該駆動電圧範囲と同じバイアス電圧の範囲で直流電圧を時間の経過と共に増減させて印加している。尚、図４には詳細に図示していないが、バイアス電圧の印加は電圧をステップ／２ｓｅｃで階段状に増減させている。バイアス電圧の印加方法は、以降の計測工程にて説明する。
【００７６】
図５は、計測工程を示す測定フローチャートである。測定は、ｃｎｔ（カウント）＝１〜６まで３回正電界を印加する正電界測定ルーチンと、ｃｎｔ（カウント）＝７〜８まで１回逆電界を印加する逆電界測定ルーチンとにより構成されている。
【００７７】
まずステップＳ１では、帯電量測定装置１００のＬＣＲメータ１０２にインクジェットヘッド１０を接続し、システムを初期化する。この時のバイアス電圧は０Ｖである。
【００７８】
次にステップＳ２では、測定カウントをｃｎｔ＝１として測定を開始する。
【００７９】
ステップＳ３では、バイアス電圧０Ｖのときの静電容量を計測し、データを保存する。
【００８０】
ステップＳ４〜Ｓ５では、振動板部５と電極１１との間に印加するバイアス電圧を２ｖステップ／２ｓｅｃで上昇させ、この間の振動板部５と電極１１との間の静電容量を計測し、データを保存する。
【００８１】
ステップＳ６では、バイアス電圧が上限（４０Ｖ）まで到達したか否かを判定する。到達していなければステップＳ４へ戻って測定を繰り返す。上限（４０Ｖ）に到達すれば次のステップＳ７へ進む。
【００８２】
ステップＳ７では、現ｃｎｔを１つ増やしてｃｎｔ＝２とし、次のステップＳ８へ進む。
【００８３】
ステップＳ８〜Ｓ９では、−２ｖステップ／２ｓｅｃでバイアス電圧を降下させて、ｃｎｔ＝１の場合と同様に静電容量を計測しデータを保存する。この１回目の正電界印加により振動板部５と電極１１との間が帯電する。
【００８４】
ステップＳ１０では、バイアス電圧が０Ｖまで到達したか否かを判定する。到達していなければステップＳ８へ戻って測定を繰り返す。０Ｖに到達すれば次のステップＳ１１へ進む。
【００８５】
ステップＳ１１では、現ｃｎｔを１つ増やしてｃｎｔ＝３とし次のステップＳ１２へ進む。
【００８６】
ステップＳ１２では、ｃｎｔが７になるまでステップＳ４〜Ｓ１１を繰り返すように判定して、バイアス電圧０Ｖ〜４０Ｖの上昇と下降をさらに２回実施し、この間の静電容量を計測する。ｃｎｔが７になると次のステップＳ１３〜Ｓ１４へ進む。
【００８７】
ステップＳ１３〜Ｓ１４では、今度は−２ｖステップ／２ｓｅｃでバイアス電圧を下降させて静電容量を計測しデータを保存する。
【００８８】
ステップＳ１５ではバイアス電圧が下限（−３０Ｖ）まで到達したか否かを判定する。到達していなければステップＳ１３へ戻って測定を繰り返す。下限（−３０Ｖ）に到達すれば次のステップＳ１６へ進む。
【００８９】
ステップＳ１６では、現ｃｎｔを１つ増やしてｃｎｔ＝８とし次のステップＳ１７〜Ｓ１８へ進む。
【００９０】
ステップＳ１７〜Ｓ１８では、２ｖステップ／２ｓｅｃでバイアス電圧を上昇させて静電容量を計測しデータを保存する。
【００９１】
ステップＳ１９では、バイアス電圧が０Ｖに到達したか否かを判定する。到達していなければステップＳ１７へ戻って測定を繰り返す。０Ｖに到達すれば測定は終了する。ｃｎｔ＝７〜８により０Ｖ〜−３０Ｖまでの逆電界測定ルーチンが１回終了する。
【００９２】
以上のｃｎｔ＝１〜８の測定によりバイアス電圧が４０Ｖ〜−３０Ｖの範囲で振動板部５と電極１１との間の静電容量のデータが保存される。
【００９３】
図７は、上記の測定方法を用いて実際にインクジェットヘッドの静電アクチュエータ１９のＣ−Ｖ特性を測定した結果を示すグラフである。図７に示すように静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との間にバイアス電圧を印加すると、振動板部５が電極１１に引き寄せられることによって、振動板部５と電極１１との間隔が狭くなりＣ−Ｖ特性が変化していることがわかる。
【００９４】
インクジェットヘッド１０を構成する静電アクチュエータ１９は、振動板部５と電極１１との間にＳｉＯ２酸化膜からなる絶縁層２５が介在しており、振動板部５と電極１１との間に電圧を印加すると絶縁層２５は誘電体として機能するため絶縁層２５がチャージされて帯電が生じる。
【００９５】
したがって、例えば帯電がない場合の静電容量とバイアス電圧との関係と、帯電がある場合の静電容量とバイアス電圧との関係は、図８に示すＣ−Ｖ特性のグラフとなる。
【００９６】
図８は、振動板部５と電極１１との間に図４に示すようなバイアス電圧を４０Ｖ〜−３０Ｖの範囲で印加したときのＣ−Ｖ特性を、仮に帯電がない場合とある場合とでわかり易いように比較したグラフである。図８に示すようにＣ−Ｖ特性は、絶縁層２５が正側にチャージすることによって正側にシフトしている。すなわち、このシフト量Ｖｃは振動板部５と電極１１との間の帯電量として扱うことができる。
【００９７】
図９は、図８のＣ−Ｖ特性のバイアス電圧０Ｖ付近を拡大したグラフである。図９に示すようにＣ−Ｖ特性を示す曲線は、バイアス電圧０Ｖ付近では、緩やかな曲線となっている。したがって、帯電がある場合、この緩やかな曲線部分を２次曲線として近似し、その極小となるバイアス電圧を求めればそれを帯電量として数値化することができる。
【００９８】
では次にシフト量Ｖｃを数値化するための算出工程について図６に基づいて説明する。図６は、算出工程の演算プログラムを示すフローチャートである。
【００９９】
２次曲線として近似する方法として最小二乗法を用いる。Ｙを静電容量とし、Ｘをバイアス電圧とすれば、Ｙ＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃの近似式が当てはめられる。ａ，ｂ，ｃは係数である。
【０１００】
図６のステップＳ２１では、先に説明した帯電量測定方法によりｃｎｔ＝１で抽出された正電界測定ルーチンのバイアス電圧とバイアス電圧に対する静電容量の値をデータとして取り込む。
【０１０１】
ステップＳ２２では、取り込まれたデータの静電容量極小付近のバイアス電圧を４点抽出する。この場合、先に述べたようにバイアス電圧の印加により振動板部５が急激に変位する部分のデータは除外され採用されない。
【０１０２】
ステップＳ２３では、抽出された４点のバイアス電圧を上記近似式に当てはめて演算を行い、係数ａ，ｂ，ｃを算出する。
【０１０３】
ステップＳ２４では、係数ａが正の値か否かを判定する。係数ａが０（ゼロ）または負の値であればエラー表示の出力を行う。係数ａが正であれば正しく近似できたと判定して次のステップＳ２５へ進む。
【０１０４】
ステップＳ２５では、近似された２次曲線の式を微分して極小となるバイアス電圧値Ｘｔ＝−ｂ／（２×ａ）を演算し、これを現カウントであるｃｎｔ＝１の帯電量として出力する。
【０１０５】
次のステップＳ２６では、ｃｎｔが８まで計算したか否かを判定する。ｃｎｔが８でなければステップＳ２１に戻って次のｃｎｔデータを取り込んで演算を繰り返す。ｃｎｔ＝８まで演算が終了すれば次のステップＳ２７へ進む。
【０１０６】
ステップＳ２７では、正電界印加初回時のｃｎｔ＝１の帯電量をモニタ１０４に表示する。
【０１０７】
ステップＳ２８では、正電界印加時のｃｎｔ＝２〜６の帯電量をモニタ１０４に表示する。
【０１０８】
ステップＳ２９では、負（逆）電界印加時のｃｎｔ＝７〜８の帯電量をモニタ１０４に表示する。
【０１０９】
ステップＳ３０では、ｃｎｔ＝２〜６の測定で得られたバイアス電圧値Ｘｔの平均値を帯電量として出力する。また同時に平均値のレンジも算出する。この帯電量の平均値と平均値のレンジとを用いて統計的な処理を実施すれば、静電アクチュエータ１９を備えたインクジェットヘッド１０の製造工程における変動を把握することができる。
【０１１０】
ステップＳ３１では、ステップＳ３０で得られた帯電量の値およびレンジが、所定の規格値以内か否かを判定する。規格値以内であれば算出工程を終了する。規格値を外れていれば、ステップＳ３２に進み、不良品排除の信号を出力した後に、算出工程を終了する。
【０１１１】
また、ステップＳ３１，Ｓ３２は、算出された帯電量が異常値を示すか否かを判定し、異常値を示す場合、その静電アクチュエータ１９を不良として排除する判定工程である。帯電量が異常値を示す場合、振動板部５と電極１１とによって形成された振動室９が確実に密閉されていない等の異常原因が考えられる。ゆえに、この帯電量測定方法を用いてインクジェットヘッド１０の異常を検出することも可能である。
【０１１２】
本実施形態の静電アクチュエータの帯電量測定方法では、静電アクチュエータ１９を有するインクジェットヘッド１０を主に正駆動電圧パルスを印加して駆動する。よって、図５の測定フローチャートに示すように、ｃｎｔ＝１の振動板部５と電極１１との間に帯電を生じさせる初回の正電界測定ルーチンを除いたｃｎｔ＝２〜６の正電界測定ルーチンから得られたデータを基に、静電容量が極小となるバイアス電圧の平均値を帯電量としている。
【０１１３】
図５に示した計測工程を示す測定フローチャートは、この設定に限らずインクジェットヘッド１０の駆動方法を考慮して測定方法を設定することができる。例えば正と負（逆）の極性の異なる駆動電圧パルスを組み合わせた印加パターンでインクジェットヘッド１０を駆動する場合、測定ルーチンは、該印加パターンに合わせて正と負（逆）の極性の異なるバイアス電圧を印加することが好ましい。また、バイアス電圧を印加する電圧範囲の設定についても駆動電圧範囲に合わせて設定することが好ましい。
【０１１４】
図６に示した算出工程の演算プログラムを示すフローチャートは、この方法に限らず上記計測工程の設定に基づいて取り込む正電界または逆電界の測定ルーチンの選択等を適宜設定することができる。例えば、求める帯電量の精度を上げるために、２次曲線を近似するためのバイアス電圧データの数を４点に限らず増やしてもよい。
【０１１５】
さらに、インクジェットヘッド１０の製造工程では、図２に示すようにガラス基板１とシリコン基板２とノズルプレート３とが積層されたウェハ状積層体Ｗにインクジェットヘッド１０を複数区画形成し、切断工程では、ダイシング等の方法を用いてウェハ状積層体Ｗを切断しインクジェットヘッド１０を取り出す。取り出されたインクジェットヘッド１０にドライバＩＣ５０を有する駆動回路を実装した後に、上記の静電アクチュエータの帯電量測定方法を用いて、静電アクチュエータ１９の帯電量を測定する。そして、インクジェットヘッド１０が最適な駆動状態となるように駆動電圧を該帯電量に応じた値に調整する調整工程を備えている。
【０１１６】
調整工程は、得られた帯電量を調整可能な電圧範囲毎にランク分けして、駆動回路の出力電圧レベルを電圧ランクに応じて設定する方法を用いている。電気機械変換素子１８を有する静電アクチュエータ１９の振動板部５と電極１１との間に印加された駆動電圧Ｖと、振動板部５に生じる圧力Ｐとの関係は、帯電がない場合次の数式で導かれる。
【０１１７】
Ｐ＝１／２×ε×（Ｖ／ｄ）2、εは振動板部５と電極１１との間の誘電率、ｄは振動板部５と電極１１との間隔（ギャップ）である。振動板部５と電極１１との間に帯電量Ｖｃを有する場合は、振動板部５と電極１１とのギャップｄは、帯電によって狭くなる。したがって、圧力Ｐを一定とするためには、その分実際の駆動電圧Ｖｄを小さくする必要がある。
【０１１８】
このようにして駆動電圧が調整された静電アクチュエータ１９を備えたインクジェットヘッド１０は、適切な駆動条件で駆動されることにより、安定した吐出特性を得ることができる。
【０１１９】
上記の実施形態における効果は、以下のとおりである。
（１）本実施形態の静電アクチュエータの帯電量測定方法は、振動板部５と電極１１との間にバイアス電圧（Ｖ）を印加しながら、振動板部５と電極１１との間の静電容量（Ｃ）を計測し、静電容量が極小となるバイアス電圧Ｘｔの平均値を帯電量としているため、振動板部５と電極１１との間の帯電量を数値化することができる。
（２）帯電量測定装置１００は、容量測定部としてのＬＣＲメータ１０２の計測結果に基づいてバイアス電圧（Ｖ）と静電容量（Ｃ）との関係を２次曲線として近似し、静電容量が極小となるバイアス電圧Ｘｔの平均値を帯電量として演算する演算部を備えたＰＣ１０３を有しているため、振動板部５と電極１１との間の帯電量を的確に数値化することができる。
（３）インクジェットヘッド１０の液滴吐出部には、静電アクチュエータ１９と同構造、同形状のダミー静電アクチュエータを設けているため、このダミー静電アクチュエータの振動板部５と電極１１との間の帯電量を測定すれば、本来の静電アクチュエータ１９の帯電量として扱うことができる。また、静電アクチュエータ１９を用いずに測定するため、この静電アクチュエータ１９が測定時のバイアス電圧印加等で劣化するリスクを回避できる。
（４）帯電量測定装置１００のＰＣ１０３の演算処理部は、バイアス電圧（Ｖ）と静電容量（Ｃ）との関係を２次曲線として近似する場合、バイアス電圧を印加することによって振動板部５が急峻に変位する立ち上がり部分、立ち下り部分の計測値を除いて近似する方法を用いているため、この２次曲線を的確に近似して帯電量を数値化することができる。
（５）インクジェットヘッド１０の製造工程において、静電アクチュエータ１９の帯電量測定の結果に基づき、静電アクチュエータ１９の駆動電圧を調整する調整工程を備えているため、調整が施された静電アクチュエータ１９を備えたインクジェットヘッド１０は、適切な駆動条件で駆動されることにより、安定した吐出特性を得ることができる。
（６）帯電量測定装置１００を用いてインクジェットヘッド１０の帯電量測定を実施すれば、得られた帯電量の結果からインクジェットヘッド１０を構成する静電アクチュエータ１９の異常を検出することができる。
（７）インクジェットプリンタ４００は、安定した吐出特性を有するインクジェットヘッド１０を搭載しているため、安定した吐出品質を実現することができる。
【０１２０】
上記実施形態の変形例は、以下のとおりである。
（変形例１）極小近傍領域内の特定の値は、極小値に限定されない。例えば、Ｃ−Ｖ特性の２次曲線において、静電容量が同一値を示す２点のバイアス電圧の和を２で割った平均値を採用してもよい。この場合、極小値と必ずしも一致しないが帯電量の近似値を求めることができる。
（変形例２）測定ワーク１０５は、インクジェットヘッド１０が複数区画形成されたウェハ状積層体Ｗのインクジェットヘッド１０形成領域以外の領域に少なくとも１つ設けられたダミー電気機械変換素子であってもよい。このダミー電気機械変換素子を用いて帯電量の測定を行えば、本来の静電アクチュエータ１９の帯電量として置き換えすることができる。また、インクジェットヘッド１０にダミー静電アクチュエータを設ける場合に比べて、インクジェットヘッド１０を小型化することができる。これにより、インクジェットヘッド１０が複数区画形成されたウェハ状積層体Ｗの使用面積効率を向上させることができる。
（変形例３）静電アクチュエータ１９の帯電量測定工程と駆動電圧の調整工程とを一連の工程としてもよい。また帯電量測定装置１００には、出力された帯電量から電圧をランク分けする機能、駆動電圧を調整する機能などを付加してもよい。
（変形例４）本実施形態のインクジェットヘッド１０において、充填される液体は、インクに限定されない。例えば、カラーフィルタや有機ＥＬ表示装置をインクジェット方式で製造する時に吐出する機能液を液体としてインクジェットヘッド１０に充填してもよい。
【０１２１】
上記の実施形態および変形例から把握される技術的思想は、以下のとおりである。
（１）振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの製造方法において、前記静電アクチュエータの帯電量を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた前期帯電量が異常値か否かを判定する判定工程とを備えた静電アクチュエータの製造方法。
（２）振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータの製造方法において、前記静電アクチュエータの帯電量を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた前記帯電量を所定の電圧幅を有する電圧ランクとしてランク分けし、前記静電アクチュエータの駆動電圧を前記電圧ランク毎に調整する調整工程とを備えた静電アクチュエータの製造方法。
（３）振動板部と前記振動板部に所定の間隔を置いて対向配置された電極とを有する電気機械変換素子を備えた静電アクチュエータにより、前記振動板部に面して位置する吐出室に充填された液体を加圧してノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記静電アクチュエータの帯電量を測定する測定工程と、前記測定工程で得られた前記帯電量が異常値か否かを判定する判定工程と、前記測定工程で得られた前記帯電量を所定の電圧幅を有する電圧ランクとしてランク分けし、前記静電アクチュエータの駆動電圧を前記電圧ランク毎に調整する調整工程とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】一実施形態のインクジェットプリンタの構造を示す概略図。
【図２】インクジェットヘッドの構造を示す概略断面図。
【図３】帯電量測定装置の構成を示す概略図。
【図４】振動板部と電極との間に印加されるバイアス電圧を示すグラフ。
【図５】計測工程を示す測定フローチャート。
【図６】算出工程の演算プログラムを示すフローチャート。
【図７】静電アクチュエータのＣ−Ｖ特性を測定した結果を示すグラフ。
【図８】帯電がない場合とある場合とでＣ−Ｖ特性を比較したグラフ。
【図９】図８のＣ−Ｖ特性のバイアス電圧０Ｖ付近を拡大したグラフ。
【符号の説明】
【０１２３】
１…第１の基板としてのガラス基板、２…第２の基板としてのシリコン基板、３…第３の基板としてのノズルプレート、４…ノズル、５…振動板部、６…吐出室、１０…液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド、１１…電極、１８…電気機械変換素子、１９…静電アクチュエータ、１００…帯電量測定装置、１０１…電源部、１０２…容量測定部としてのＬＣＲメータ、１０３…演算部および制御部としてのＰＣ（パーソナルコンピュータ）、４００…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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