(57)【要約】【課題】  高速で大きな機械的駆動変位が得られる無鉛アクチュエータがない。【解決手段】  アクチュエータ装置は、アクチュエータ１５及び駆動回路２、３を含み、アクチュエータ１５は、振動板１３上に、薄膜金属加熱パターン２１と、無機エレクトレット層２２と、エレクトレット電極２３を順次積層した部材を設け、無機エレクトレット層２２に対して駆動回路２によって駆動波形ＰＶ１を与え、薄膜金属加熱パターン２１に対して駆動回路３によって駆動波形ＰＶ２を与えるとき、無機エレクトレット層２２に対する駆動波形の印加タイミングと薄膜金属加熱パターン２１に対する駆動波形の印加タイミングとを異ならせることで、高速で大きな変位量を得られる駆動を行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材を有するアクチュエータを含むアクチュエータ装置であって、前記無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを異なるタイミングで駆動することを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータ装置において、前記薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に前記無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加することを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアクチュエータ装置において、前記アクチュエータは前記無機エレクトレット層と前記薄膜金属パターン又は加熱バイメタルを挟んで対峙する無機材料膜層を有していることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアクチュエータ装置において、前記無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に前記薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加することを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータ装置において、前記アクチュエータは前記無機エレクトレット層と前記薄膜金属パターン又は加熱バイメタルを挟んで対峙する無機材料膜層を有していることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項６】
少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材に設け、この変形可能な部材は周囲に屈曲部を有していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載のアクチュエータにおいて、前記無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材は前記屈曲部の内側に設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ装置において、前記アクチュエータが請求項６又は７に記載のアクチュエータであることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項９】
ノズルが連通する液室の壁面を変形させることで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液体吐出装置において、前記液室の壁面が、請求項１ないし５及び８のいずれかに記載のアクチュエータ装置のアクチュエータの一部で構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
ノズルが連通する液室の壁面を変形させることで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、請求項６又は７に記載のアクチュエータを備え、このアクチュエータの一部で前記液室の壁面を形成していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ装置、アクチュエータ、液滴吐出装置、液滴吐出ヘッドに関し、特に無機エレクトレット層を含むアクチュエータ装置、アクチュエータ、液滴吐出装置、液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドなどの液滴吐出ヘッド、マイクロポンプ、マイクロ光変調デバイス、光スイッチなどの光学デバイス、マイクロスイッチ（マイクロリレー）、マイクロ流量計、圧力センサ、マイクロモータなどの各種マイクロデバイスにおいては、マイクロアクチュエータが用いられる。
【０００３】
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置あるいは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置に使用するインクジェットヘッドでは、インク流路内のインクを加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段として振動板を変形させる圧電素子などの圧電型アクチュエータや静電型アクチュエータ、あるいはインクを加熱、発泡させる発熱抵抗体を含むサーマル型アクチュエータが用いられる。
【特許文献１】特開２００１−１００５３号
【０００４】
このうち、サーマル型アクチュエータを用いる場合、発熱抵抗体に駆動波形を印加することでインクの加熱、発泡を行うために、連続的に発熱抵抗体を発熱させると、オーバーヒート状態になるので、発熱抵抗体の応答周波数が低下することがあるため、上記特許文献１に記載のものにあっては、発熱体をバイメタル構造としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、機械的駆動を行うことができるアクチュエータとしては、ＰＺＴを主体とする圧電型アクチュエータや静電力を用いる静電型アクチュエータがあるが、前者の圧電型アクチュエータは鉛を含むＰＺＴが主体であり、また後者の静電型アクチュエータは発生できる駆動力がさほど大きくないという課題がある。
【０００６】
ところが、インクジェット記録装置においては、普通紙を使用した場合の染料系インクの問題点を改善するために、着色剤として有機顔料、カーボンブラック等を用いる顔料系インクが使用される傾向が進んでいる。顔料は、染料とは異なり水への溶解性がないため、通常は、顔料を分散剤とともに混合し、分散処理して水に安定分散させた状態の水性インクとして用いられる。
【０００７】
このような顔料系インクは粘度が高く、従前のアクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドでは高速で安定して滴吐出を行うことが難しいという新たな課題を生じるようになっている。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高速駆動で大きな変位量を得ることが可能なアクチュエータ装置、高速駆動で大きな変位量を得ることが可能なアクチュエータ、高速駆動で大きな変位量を得て高粘度液体を吐出可能な液滴吐出装置、高速駆動で大きな変位量を得て高粘度液体を吐出可能な液滴吐出ヘッド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】
【０００９】
本発明に係るアクチュエータ装置は、少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材を有するアクチュエータを含み、前記無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを異なるタイミングで駆動する構成とした。
【００１０】
ここで、薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加することができる。この場合、アクチュエータは無機エレクトレット層と薄膜金属パターン又は加熱バイメタルを挟んで対峙する無機材料膜層を有していることが好ましい。
【００１１】
また、無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加することができる。この場合、アクチュエータは無機エレクトレット層と薄膜金属パターン又は加熱バイメタルを挟んで対峙する無機材料膜層を有していることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るアクチュエータは、少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材に設け、この変形可能な部材は周囲に屈曲部を有している構成としたものである。
【００１３】
ここで、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材は屈曲部の内側に設けられていることが好ましい。
【００１４】
他の本発明に係るアクチュエータ装置は、上記本発明に係るアクチュエータ装置において本発明に係るアクチュエータを用いたものである。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドの液室の壁面が本発明に係るアクチュエータ装置のアクチュエータで構成されているものである。
【００１６】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液室の壁面が本発明に係るアクチュエータで構成されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るアクチュエータ装置によれば、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを異なるタイミングで駆動するので、高速駆動で大きな変位量を得ることができる。
【００１８】
本発明に係るアクチュエータによれば、少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材に設け、この変形可能な部材は周囲に屈曲部を有しているので、高速駆動で大きな変異量を得ることができる。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドの液室の壁面が本発明に係るアクチュエータ装置のアクチュエータで構成されているので、高速駆動で大きな変位量を得て高粘度液体を吐出することができる。
【００２０】
本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、液室の壁面が本発明に係るアクチュエータで構成されているので、高速駆動で大きな変位量を得て高粘度液体を吐出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
先ず、本発明に係るアクチュエータ装置を含む本発明に係る液滴吐出装置の第１実施形態について図１を参照して説明する。なお、同図は同ヘッドの構成を説明する説明図である。
この液滴吐出装置は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド１と、この液滴吐出ヘッド１に対して駆動波形ＰＶ１を与える駆動回路２及び駆動波形ＰＶ２を与える駆動回路３とを備えている。
【００２２】
液滴吐出ヘッド１は、液室１１の隔壁を形成する隔壁部材１２と、液室１１の壁面を形成する変形可能な部材である振動板１３と、液室１１の他方の壁面を形成する部材を兼ねたノズル板１４と、振動板１３を変形させるアクチュエータ１５とを有し、アクチュエータ１５を駆動して振動板１３を変形させることで液室１１内の液体（インク）を加圧してノズル１６から液滴（インク滴）１７を吐出させる。
【００２３】
アクチュエータ１５は、振動板１３上に、薄膜金属加熱パターン（メタル膜ヒータ或いはマイクロヒータともいう。）２１と、無機材料エレクトレット層（無機エレクトレット層）２２と、エレクトレット電極２３を順次積層した部材を設けたものである。なお、薄膜金属加熱パターンタ２１は無機エレクトレット層２２の共通電極も兼ねている。また、無機エレクトレット層２２の詳細については後述する。
【００２４】
そして、このアクチュエータ１５のエレクトレット電極２３と薄膜金属加熱パターン２１とを介して無機エレクトレット層２２に対して駆動回路２によって駆動波形ＰＶ１を与え（パルス状電圧を印加する）、薄膜金属加熱パターン２１に対して駆動回路２によって駆動波形ＰＶ２を与える。これらのアクチュエータ１５と駆動回路２、３によって本発明に係るアクチュエータ装置及びこれを含む液滴吐出装置を構成している。
【００２５】
このように構成した液体吐出装置において、無機エレクトレット層２２と薄膜金属加熱パターン２１に対して異なるタイミングで駆動波形ＰＶ１、ＰＶ２を印加して駆動することで、高速駆動で大きな変位量を得ることができるようになる。
【００２６】
つまり、実験によると、例えば３００ｄｐｉピッチアレイのアクチュエータ構成として、薄膜金属加熱パターン２１のサイズを、幅５５μｍ×長さ８００μｍ×厚さ５μｍとし、図２に示すように、この薄膜金属加熱パターン２１に対して、電圧５Ｖ、突入電流約３０ｍＡの電力（駆動波形ＰＶ２）を印加する（同様に無機エレクトレット層２２に対しても同じタイミングで駆動波形ＰＶ１を印加する）と、図３に示すように、薄膜金属加熱パターン２１は緩やかに加熱され一定温度約２５０℃まで上昇するのに、２３０〜２５０μｓの時間が必要であり、また、電圧をＯＦＦした後、冷却で６０℃まで低下するためにも２３０〜２５０μｓの時間を必要とするので、加熱及び冷却までを１サイクルとしたとき、１サイクルの時間として５００μｓを見なければならない。
【００２７】
この場合、変位量としては、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２の変形が重畳することによって、アクチュエータ１５としては、１〜１．５μｍの振動板変位が得られるが、２ｋＨｚを越える（周期にして５００μｓより短い）高速駆動を行うことは、上述したように加熱及び冷却の１サイクルとして５００μｓを見なければならないので、困難である。
【００２８】
そこで、上記実験において、図４に示すように、薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形ＰＶ２を印加して薄膜金属加熱パターン２１が加熱膨張するとき、その立ち上がり途中で、薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形ＰＶ２を印加した後７０〜１００μｓが経過した時に、無機エレクトレット層２２に対して二次的に駆動波形ＰＶ１を印加すると、図５に実線で示すように、薄膜金属加熱パターン２１の熱膨張と無機エレクトレット層２２の機械的変位が重畳されて、アクチュエータ１５は全体として、急峻に大きく変形し、加熱及び冷却までの１サイクルの時間を概ね２５０μｓにすることができた。
【００２９】
したがって、薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形印加後所定時間経過した時に無機エレクトレット層２２に対して駆動波形を印加する、つまり、薄膜金属加熱パターン２１と無機エレクトレット層２２に対する駆動波形の印加タイミングを異ならせることによって、１サイクルの時間が短くなり、上述した例では２ｋＨｚを越える（周期にして５００μｓより短い）駆動周波数での高速駆動を行うことができるようになる。
【００３０】
この構成において、無機エレクトレット層２２の変位屈曲はテンシル型となるので、薄膜金属加熱パターン２１が伸びる作用を助長する。すなわち、通常では２ｋＨｚであるが、この実施形態では４〜５ｋＨｚの高速駆動と大きな変位量を確保するができる。また、突入電流（電圧印加時の電流）の増加、無機エレクトレット層に対する印加電圧の増大、さらに放熱のヒートシンクを具備することによって、１０〜２０ｋＨｚで駆動できることが確認された。
【００３１】
なお、この実施形態では、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン（マイクロヒータ）を積層した例で説明しているが、後述するように、無機エレクトレット層及び加熱バイメタルを積層した構成するとすることもでき、同様の作用が得られる。
【００３２】
このように、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材を有するアクチュエータ備え、このアクチュエータの薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加することで、薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルの変形に対して二次的に無機エレクトレット層の変形を重畳することができて、急峻に大きな変形を生起させることができ、アクチュエータを高速でかつ大きな変位量で駆動することができる。
【００３３】
また、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層することで、アクチュエータの剛性が高くなり、振動板及びアクチュエータを含む部分の剛性が高くなり、高弾性変位駆動を行うことができ、高粘度液体を安定して吐出させることが可能になるとともに、ドット制御も容易になる。なお、この積層構造による作用効果は以下の実施形態についても同様に得られるものであるので、特に繰り返さない。
【００３４】
このように、アクチュエータ装置として高速で大きな変位量で駆動することができるので、液滴吐出ヘッドのアクチュエータ装置として用いた場合に、高粘度液体（例えばインク）であっても、安定して吐出することができる。
【００３５】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第２実施形態について図６をも参照して説明する。なお、同図は液滴吐出ヘッドのノズル部の拡大説明図である。
この実施形態の液滴吐出装置の構成は図１と同様であり、駆動回路２、３による無機エレクトレット層２２、薄膜金属加熱パターン２１に対する駆動波形ＰＶ１、ＰＶ２の印加方法が第１実施形態とは異なる。
【００３６】
つまり、この実施形態では、駆動回路２からアクチュエータ１５の無機エレクトレット層２２に対して常時低周波の駆動波形を与えて無機エレクトレット層２２を振動駆動させる。このとき、無機エレクトレット層２２の変位屈曲はテンシル型となるので、オンデマンドに駆動波形を印加することで、薄膜金属加熱パターン２１が伸びる作用を助長する。
【００３７】
液滴吐出ヘッド１の固有振動数にもよるが、無機エレクトレット層２２を常時２〜１８ｋＨｚの周波数で振動駆動した場合、液滴吐出ヘッド１のノズル１６では図６に示すように、メニスカス面１６ａが微小振動する。
【００３８】
ここで、薄膜金属加熱パターン２１に対して駆動波形を与えることによって、薄膜金属加熱パターン２１が変形して振動板１３が変位し、液滴が吐出される。この場合、ノズルメニスカスが微小振動していることにより、チクソインクや、ノズル近傍の高粘度化したインクは攪拌、拡散されているために、スムーズに吐出される。
【００３９】
つまり、チクソインク（チクソトロピー性インク）は、静的状態ではインク中の高分子と添加粒子（顔料など）の絡み合いで、見掛け粘度が大きく、流動性が小さい。このインクに対して、振動などの外力が作用すると、動的状態になって、分子の絡み合いが解かれ、見掛け粘度が小さくなって流動性が大きくなる。そこで、上述したように無機エレクトレット層２２に対して常時低周波駆動波形を与えて振動を与えておくことにより、インク噴射が容易になる。
【００４０】
このように、顔料を含む高粘度インク（不揮発性インクが多く、また、ノズル詰まりが置きにくいという利点もある）を用いた場合でも、安定した吐出を行うことができるようになる。
【００４１】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第３実施形態について図７をも参照して説明する。なお、同図は同装置を構成する液滴吐出ヘッドの模式的説明図である。
この実施形態では、アクチュエータ１５を、前記各実施形態と同様に、薄膜金属加熱パターン（メタル膜ヒータ或いはマイクロヒータともいう。）２１と、無機材料エレクトレット層（無機エレクトレット層）２２と、エレクトレット電極２３を順次積層した部材を有するとともに、薄膜金属加熱パターン２１の液室１１側に変形可能な部材である振動板に相当する金属膜２４及び無機材料膜層２５を設けて構成し、無機材料膜層２５で液室１１の壁面を形成している。
【００４２】
無機材料膜層２５としては、例えばＳｉＯ２（酸化珪素）、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔａ２Ｏ５などを用いることが好ましい。また、無機エレクトレット層２１の厚みは２μｍ、薄膜金属加熱パターン２１の厚みは１μｍ、金属膜２４の厚みは０．２〜１μｍ、無機材料膜層２５の厚みは２μｍとしている。さらに、加熱バイメタルとするときの厚みは２μｍとする。
【００４３】
このような構成において、前述した第１実施形態と同様に、例えば３００ｄｐｉピッチアレイのアクチュエータ構成として、薄膜金属加熱パターン２１のサイズを、幅５５μｍ×長さ８００μｍ×厚さ５μｍとし、この薄膜金属加熱パターン２１に対して、図８に示すように、電圧５Ｖ、突入電流約３０ｍＡの駆動波形ＰＶ２を印加すると、前述した図３に示すように、薄膜金属加熱パターン２１は緩やかに加熱され、加熱部分の熱伝達と熱膨張を生起するが、５０〜１００μｓの間では、薄膜金属加熱パターン２１が無機エレクトレット層２２と無機材料膜層２５との間に挟まれていることから、アクチュエータ１５全体としての変位は小さく、０．５μｍ以下のコンプレッション型変形となる。しかし、このとき、加熱部の内部応力が高まる。
【００４４】
そこで、薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形を印加した後、図８に示すように、５０〜１５０μｓ遅延させたタイミングで、無機エレクトレット層２２に対して２５Ｖの電圧（駆動波形ＰＶ１）を印加すると、急激に変位量が変化して１〜１．５μｍの大きな変位が生起される。
【００４５】
このように、アクチュエータは無機エレクトレット層と薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを挟んで対峙する無機材料膜層を有していることによって、薄膜金属パターン又は加熱バイメタルに駆動波形を印加した後、所定時間が経過した時に無機エレクトレット層に駆動波形を印加することにより、高速駆動で大きな変位量を得ることができる。
【００４６】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第４実施形態について図９及び図１０をも参照して説明する。なお、図９は同装置のアクチュエータに印加する駆動波形のタイミングの説明に供する説明図、図１０は同装置の動作説明に供する模式的説明図である。
この実施形態におけるアクチュエータ装置の構成は、前述した第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
そして、この実施形態では、図１０（ａ）に示す初期状態において、図９に示すように、駆動回路２から無機エレクトレット層２２に対して２５〜３０Ｖの駆動波形（駆動電圧）を印加すると、同図（ｂ）に示すように、無機エレクトレット層２１に１〜５０μｓの時間経過によって０．１〜０．３μｍのテンシル型屈曲が生起され、アクチュエータとしての屈曲方向が決定される（液室１１側に屈曲するように構成する。）。
【００４８】
そこで、無機エレクトレット層２２にテンシル型屈曲が生起されてアクチュエータとしての屈曲方向が決定された後、上述した例では無機エレクトレット層２１に駆動波形を印加後１〜５０μｓを経過した時に、図９に示すように、駆動回路３から薄膜金属加熱パターン２１に対して例えば５Ｖ、３０ｍＡの駆動波形を印加すると、屈曲方向が決定されて変位側が決まっているために、速やかに（５０〜１５０μｓ後）に１〜１．５μｍの熱膨張変位が生じる。
【００４９】
この場合、急激な変位量の変化は、０．０１〜０．００２５ｍｓ程度で生起して、所要の変位（例えば１μｍの変位量と滴吐出に必要な圧力保持時間：ノズルメニスカスに圧力が伝達されるまでに要する時間）が得られる。
【００５０】
なお、ライン型ヘッドの場合、駆動周波数は１〜１０ｋＨｚであり、シャトル型の場合に比べて、周期は１桁以上大きく（シャトル型の場合、滴量が５ｐｌ程度であれば２０〜６０ｋＨｚの駆動が必要になる）、しかもその印刷速度はＡ４サイズで１００ＰＰＭ程度が可能である。上述したように、振動板の変位と保持時間が必要であるが、ライン型ヘッドの場合の周期は相対的に長いために、無機エレクトレット層２２と薄膜金属加熱パターン２１の遅延駆動を行っても、余裕を持って振動板の変位と保持時間を確保することができる。
【００５１】
このように、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材を有するアクチュエータ備え、このアクチュエータの無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加することで、無機エレクトレット層の変位で変形方向が決定されているために薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルの変形が速やかに生起されて、急峻に大きな変形を生起させることができ、アクチュエータを高速でかつ大きな変位量で駆動することができる。また、薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルの変位方向が決定されていることからバラツキも低減する。
【００５２】
この場合、駆動周波数ｆに依存する周期（１／ｆ）内で無機エレクトレット層２２を駆動し、所定時間経過後薄膜金属加熱パターン２２（又は加熱バイメタル）を駆動するとき、この時間内のデューティ比（駆動オン時間／駆動オフ時間の比）でみると、実験によれば、無機エレクトレット層２２の駆動開始から周期の５〜１０％の経過後に薄膜金属加熱パターン２１を駆動し、周期の４０〜６０％の時間無機エレクトレット層２２及び薄膜金属加熱パターン２１の両者を駆動した後、周期の４０〜５０％の時間を駆動オフ（冷却時間）とすることの好ましいことが判明している。
【００５３】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第５実施形態について説明する。
この実施形態におけるアクチュエータ装置の構成は、前述した第３実施形態（図７）と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
そして、この実施形態では、駆動回路２から無機エレクトレット層２１に対して２５〜５０Ｖの駆動波形（駆動電圧）を印加すると、無機材料膜層２５によって変位が抑えられているため、無機エレクトレット層２１に１〜５０μｓの時間経過によって０．１μｍ以下の微小なテンシル型屈曲が生起されるが、このとき内部応力が高まる。
【００５５】
そこで、無機エレクトレット層２１に駆動波形を印加後１〜５０μｓを経過した時に、薄膜金属加熱パターン２１に対して例えば５Ｖ、３０ｍＡの駆動波形を印加すると、屈曲方向が決定されて変位側が決まっているために、速やかに（５０〜１５０μｓ後）に１〜１．５μｍの熱膨張変位が生じる。
【００５６】
このように、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材を有するアクチュエータ備え、このアクチュエータの無機エレクトレット層に対して駆動波形を印加した後、予め定めた時間経過後に薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに対して駆動波形を印加することで、無機エレクトレット層の変位で変形方向が決定されているために薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルの変形が速やかに生起されて、急峻に大きな変形を生起させることができ、アクチュエータを高速でかつ大きな変位量で駆動することができる。
【００５７】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第６実施形態について図１１及び図１２をも参照して説明する。なお、図１１は同液滴吐出装置の模式的説明図、図１２は同装置の動作説明に供する模式的説明図である。
この実施形態では、振動板１３に屈曲部１３ａを形成し、薄膜金属加熱パターン２１にもこの振動板１３の屈曲部１３ａに応じた屈曲部２１ａを形成したものである。
【００５８】
このアクチュエータ装置においては、図１２（ａ）に示す初期状態から薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２に対して同時に駆動波形を印加する（駆動波形の印加タイミングとしては図２と同じである。）ことにより、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２が変形して、３０〜５０μｓ後では０．１μｍ程度の小さな歪であるが、図１２（ｂ）に示すように屈曲部１３ａ及び２１ａに応力が集中して、５０〜１００μｓ後には０．３μｍ以上となり、更に１２０〜２００μｓ後に同図（ｃ）に示すように急激な変形が生起されて１〜２μｍの変形量が得られる。
【００５９】
このように、少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材に設け、この変形可能な部材は周囲に屈曲部を有している構成とすることで、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに駆動波形を印加することによって急峻に大きく変形し、高速駆動で大きな変位量を得ることができる。
【００６０】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第７実施形態について図１３をも参照して説明する。なお、図１３は同液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド部分の模式的説明図である。
この実施形態では、振動板１３に屈曲部１３ａを形成し、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２を振動板１３の屈曲部１３ａよりも内側に設けたものである。
【００６１】
このアクチュエータ装置においては、初期状態から薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２に対して同時に駆動波形を印加することにより、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２が変形し、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２を振動板１３の屈曲部１３ａよりも内側に設けられていることにより、振動板１３周辺に応力が集中し、振動板１３の膨張と変位は１０〜３０μｓで内部応力が大きくなり、変位は０．１μｍ程度の微小なものであるが、３０〜５０μｓ後には急激な変形が生起されて１〜２μｍの変形量が得られる。
【００６２】
このように、少なくとも無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材を含む変形可能な部材に設け、この変形可能な部材は周囲に屈曲部を有し、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルを積層した部材は屈曲部の内側に設けられている構成とすることで、無機エレクトレット層及び薄膜金属加熱パターン又は加熱バイメタルに駆動波形を印加することによって、第６実施形態よりも短い時間で急峻に大きな変形が得られて、高速駆動で大きな変位量を得ることができる。
【００６３】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第８実施形態について図１４及び図１５をも参照して説明する。なお、図１４は同液滴吐出装置の模式的説明図、図１５は同装置の動作説明に供する模式的説明図である。
この実施形態は、第１実施形態と第７実施形態とを組み合わせ、振動板１３に屈曲部１３ａを形成し、薄膜金属加熱パターン２１及び無機エレクトレット層２２を振動板１３の屈曲部１３ａよりも内側に設け、駆動回路２、３によって異なるタイミングで無機エレクトレット層２２、薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形を印加するものである。
【００６４】
すなわち、図１５（ａ）に示す初期状態から駆動回路３によって薄膜金属加熱パターン２１に駆動波形を印加することで、同図（ｂ）に示すように、振動板１３の屈曲部１３ａに応力集中が起こり、所定時間経過後に無機エレクトレット層２２に対して駆動回路２によって駆動波形を印加することによって、同図（ｃ）に示すように、急激に大きな変形が生起される。
【００６５】
次に、薄膜金属加熱パターン２１に代えて加熱バイメタルを用いる本発明に係る液滴吐出装置の第９実施形態について図１６を参照して説明する。なお、同図は同液滴吐出装置の模式的説明図である。
この場合、薄膜バイメタル３０は熱膨張係数が大きく異なる２以上の薄膜（ここでは、２つの金属膜３１，３２）を貼り合せたものである。薄膜バイメタル３０を構成する金属膜３１，３２の一方はヒータ（加熱電極：ＥＬ）となり、液室１形状に対応する形状にパターン加工している（マイクロヒータとしている）。また、この例では、薄膜バイメタル３０が振動板を兼ねる構成としている。
【００６６】
薄膜バイメタル３０を構成する金属膜３１、３２として使用可能な金属または合金は、加熱酸化が小さな特性があり、結晶構造が使用温度範囲で変化が少ない材料、剛性が適当であること、内部応力で結晶変化や脆化が起こりにくいものが好ましく、より好ましくは半導体ホトリソ技術が精度良く実施できて微細加工が可能であることである。
【００６７】
例えば、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｃｕ,Ｍｏ,Ｒｈ,ＰＤ,Ｐｔ,Ａｕ等は単体での貼り合わせでも用いることができる。剛性向上と耐食性向上更に電気抵抗上昇のため、Ｆｅ８０Ｂ２０,Ｆｅ８０Ｐ２０,Ｃｏ８０Ｂ２０,Ｎｉ８０Ｐ２０,などの金属：非金属の合金があり、またＦｅ９０Ｚｒ１０,Ｃｏ６０Ｚｒ４０、など高剛性と非晶質金属合金等、信頼性（寿命）向上材料がある。
【００６８】
合金材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ,Ｆｅ−Ｐｔ,Ｎｉ−Ｃｕ,Ｎｉ−Ｃｒ,Ｓｎ−Ｃｕ,Ｚｎ−Ｃｕ,Ｆｅ−Ｃｒ,Ｗ−Ｍｏ,Ｆｅ−Ｔｉ,Ｎｉ−Ｃｏ、また３種以上の金属：非金属材料合金としては、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ,Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ,Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ,Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｔｉ,Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ,Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｎ等多くの組み合わせ合金がある。もちろん、低膨張材料として、インバー材との組み合わせは公知の通りである。
【００６９】
この場合、液体（インク）に接する金属薄膜は、クロム合金、マンガン合金、ステンレス合金組織の金属膜、ニッケル−クロム合金、ニッケル−コバルト−クロム合金、チタン−クロム合金等、金属不働態形成材料、あるいは、液体（インク）に不溶な白金、金、チタン、白金合金等、貴金属合金の金属を用いることで、直接インクへの熱拡散が作用する。また、金属不働態酸化物は接触角が小さく、インク濡れ性が良いことから、表面処理なくしてインク充填での残留気泡の発生を防止することができる。これにより、高速駆動と信頼性が大きなヘッドを得ることができる。
【００７０】
各金属膜は０．１〜５０μｍ以下の膜厚であり、特に薄膜の熱蓄積と熱発散の時定数を小さくし、高速、高周波駆動を可能にするためには、金属膜は０．５〜５μｍ厚さで構成することが好ましい。
【００７１】
製法の一例を挙げると、シリコン基板（Ｓｉ）に熱酸化膜（ＳｉＯ2）１μｍを作製し、この上にモリブデン（Ｍo）３μｍ（熱膨張係数４．５×Ｅ−６）をスパッタ製膜する。次に、白金（Ｐt）−ロジウム１０％（Ｒh）（熱膨張係数８．７×Ｅ−６）を同様に３μｍ製膜する。そして、半導体技術のホトリソ工程で目的マイクロヒータ形状にするため、レジストパターンを焼き付け、公知のドライエッチング工法で微細加工する。このとき、振動板になる膜は熱酸化膜を介していることから、モリブデン膜は３μｍから１μｍまで薄膜化する。ドライエッチ法で５μｍ程度膜を掘り下げることになる。即ち、振動板の厚みを薄くすることで、アクチュエータ変位量を大きくし、振動子の固有駆動数を大きくすることで、高周波駆動が可能になる。
【００７２】
具体的には、例としてＳｉウエハ側を３００dpiのチャンネルに異方性エッチングし、ＳiＯ2膜まで溝加工を行い、液室１を形成する。このとき、ＳｉＯ2膜は薄膜バイメタル３の保護膜とすることもできるし、ＳｉＯ２膜側を振動板とすることもできる。このＳｉＯ２膜上のマイクロバイモルフヒータの形状は、３００ｄｐｉ分割素子アクチエータでは、チャンネルピッチが８４．６μｍであり、支柱壁幅（隔壁幅）１５μｍを考慮すると、振動幅は振動素子５０μｍの両端に１０μｍが確保される。ＳｉＯ2とＭoで２μｍ厚さの１０μｍの振動幅を含むマイクロバイメタルアクチュエータが形成される。
【００７３】
この形状で個別チャンネルに３Ｖ、２０μｓの電圧を印加することで、Ｐt−Ｒｈが約２００℃に達すると、１．５ｍｍ長さのヒータの場合、約１．２μｍ程度Ｐｔ−Ｒｈが伸延してする。
【００７４】
なお、この液滴吐出ヘッドにおける薄膜バイメタル３０は振動板を兼ねているので、放熱は液体側（インク側）又は大気中側で行われる。放熱が困難な大気中側でも１０ｋＨｚ以上の駆動は可能である。
【００７５】
次に、同じく薄膜金属加熱パターン２１に代えて加熱バイメタルを用いる本発明に係る液滴吐出装置の第１０実施形態について図１７を参照して説明する。なお、同図は同液滴吐出装置の模式的説明図である。
この実施形態では、第２実施形態とほぼ同様に、薄膜バイメタル３０を無機エレクトレット層２２と無機材料膜層２５とで挟み、無機材料膜層２５を液室１側に接する層としたものである。
【００７６】
このような無機材料膜層とバイメタルとの積層構成は、無機材料であるセラミックス、ＳiＯ２、ＴiＯ2、ＳiＯＮ、ＳiＮなどは、その熱膨張係数が３〜７×Ｅ−６であるが、剛性は、金属の３０００〜８０００ｋg/ｍｍ2に対して、１００００〜１５０００ｋｇ/ｍｍ2であるため、この組み合わせにより、アクチュエータ変位量としてバイメタル構成と同等であるが、剛性が大きいことから高周波駆動と瞬時の圧力上昇が可能となって、滴噴射の高速化（Ｖｊの向上）を図ることができる。
【００７７】
次に、本発明に係る液滴吐出装置の第１１実施形態について図１８を参照して説明する。なお、同図は同液滴吐出装置の模式的説明図である。
この実施形態は、第９実施形態において、薄膜バイメタル３０を構成する金属薄膜３１、３２の２層間に絶縁膜３３を介在したものであり、例えば、金属薄膜３１は厚み１〜１０μｍの低膨張メタル、金属薄膜３２は厚み１〜２０μｍの高膨張メタルで形成し、絶縁膜３３としては厚み０．５〜２μｍのＳｉＯ２やＳｉＯＮ、ＳｉＮを用いている。
【００７８】
このように、薄膜バイメタル構成で、２層間に絶縁膜を介在し、ヒータ形成の１層の金属膜は目的形状にパターン化し（各チャンネルで独立させ）、絶縁膜で他層と分離することにより、印加電位はヒータパターンのみに印加されるので、電流の漏れが無く、効率良く加熱制御を行うことができ、熱効率が高い少電力素子が得られ、隣接チャンネルへの熱拡散による干渉を低減することができる。また、絶縁膜の熱伝導率と熱膨張率、比熱、膜厚を制御することによって、熱時定数や変位量の調整が可能になる。
【００７９】
次に、上記実施形態で説明した無機エレクトレット層について図１９以降を参照して説明する。
無機エレクトレット層２２は無機材料を配向分極、イオン分極、電子分極させたものである。
【００８０】
無機材料は陽イオン性、負イオン性の材料、または陽極性、負極性の分子団、或いは、電気陰性度の異なるイオン元素、または原子団を含ませて結晶化させて、電界を与え配向分極、イオン分極、電子分極させて無機エレクトレット層を構成する。この無機エレクトレット層の両面の電極間に矩形波、あるいは交番電圧を印加することで、全体としてモノモルフ振動或いはモノモルフ機械的駆動が生起する。
【００８１】
このような無機エレクトレット層の製造工程の一例について図１９及び図２０を参照して説明する。
先ず、図１９に示すように、例えば、コーデライトの２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2複合酸化物の微粉末（平均粒径０．５〜３μｍ）に微粉末（平均粒径０．５〜３μｍ）のＬａ2Ｏ3を０．５〜１ｗｔ％混合した材料１３２を、ベルト１３３上に供給してプレスローラ１３４で加圧、層厚規制をしながら厚み５０μｍのグリーンシート１３１を形成し、このグリーンシート１３１上にカバーシート１３５を供給して加圧ローラ１３６で加圧することで、図２０（ａ）に示すようなグリーンシート部材を得る。
【００８２】
そして、図２０（ｂ）に示すようにグリーンシート１３１に脱水処理を施し、同図（ｂ）に示すように４００〜５００℃で一次焼成を行い、更に同図（ｄ）に示すように、８５０〜１２００℃で焼成させると、高剛性（８０００〜１５０００ｋｇ／ｍｍ2）の結晶歪みの大きな材料１４１が得られる。この材料１４１は結晶性と非晶体の混合組成である。
【００８３】
その後、同図（ｅ）に示すように材料１４１の両面に金属電極１４２、１４３を付け、同図（ｆ）に示すように大気中で、４５０℃雰囲気に置き、電極１４２、１４３間にＤＣ３００Ｖを印加させ、１時間保持した後、同（ｇ）に示すようにＤＣ３００Ｖ電界印加のまま除冷させ室温になるまで放置する。これにより、同図（ｈ）に示すように、配向、分極が生じて、結晶体部分は大きく歪みを保持したまま維持され、内部分極が大きい状態で無機エレクトレット化した無機エレクトレット層１２２が得られる。
【００８４】
このように、無機材料を配向分極、イオン分極、電子分極させたエレクトレット層を含むことで、無鉛の機械的強度の大きなアクチュエータを得ることができる。
【００８５】
ここで、無機材料には、強誘電体、誘電体、または固体電解質材料を含む、さらに、これらの粒子配向セラミックスを包含するものである。具体的な材料としては、ＺｒＴｉＯ4−ＳｎＯ2ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3−ＮｉＯ、Ｚｎ2ＴｉＯ2、ＺｎＮｉＴｉＯ4、ＺｎＦe2Ｏ4、Ｋ２ＯＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯＡｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３ＴｉＯ２、ＭｇＯＡｌ２Ｏ３等多くの分極性無機材料がある。
【００８６】
また、遷移金属系の添加により、多価原子団によるイオン化、配向分極化が可能である。結晶構造としてはスピネル構造、ペロブスカイト構造や焼結体の部分的に結晶化し、立方体、長方体、斜方体、菱面体等が存在する。
【００８７】
焼結温度は材料の組み合わせと組成比や、原材料の出発材料、さらに材料の粒子依存性による。２００℃〜１２００℃程度であるが、通常は３００℃〜６００℃で良い結果が得られる。吸湿性や印加電圧による強電界による分極反転が起き機能劣化が発生するが、本例の雰囲気制御条件では、材料の脱水性、高酸化物状態であり、また表面電極金属膜保護により、信頼性、寿命は満足される。
【００８８】
工程としては、これらの結晶の一部に歪みを形成させることが必要であるが、膜厚１μｍ〜３００μｍ1μmで、３００℃〜４００℃の加熱温度で、印加電圧はＤＣ５０Ｖ〜５００Ｖで十分である。
【００８９】
また、粒子配向セラミックスとは焼結させたイオン性の異方性微粉末を一次焼結させ、さらに高温の加圧方向性を持たせ、二次加圧焼結結晶化させると、配向性セラミックスが得られ分極した状態になる。
【００９０】
このように、無機材料が強誘電体、誘電体、又は固体電解質材料を含むことで、これらの材料は材料自体がダイポールモーメントを持ち分極配向性があるので、大きな変位量が得られる。
【００９１】
また、無機材料に目的金属イオンをイオン打ち込み装置で選択的に打ち込み組成化することもできる。
【００９２】
一般的には、有機材料では、コロナ放電によるものが多い。有機樹脂材料についてはフッソ樹脂系を始めナイロン（登録商標）１１等、雑多のブレンド樹脂の表面に、電子打ち込みやイオン打ち込みにより結晶構造に欠陥発生を誘起させ、歪みを形成してイオン分極や電荷分極を行っている。
【００９３】
これに対して、無機材料ではシリコンウエハの表面熱酸化膜ＳｉＯ２（結晶性酸化シリコン膜）に電子線を照射し、格子欠陥を発生させ、電荷トラップ層を形成して、エレクトレット層を作成することができる。しかしながら、無機材料では電子打ち込みによる結晶歪みは小さく、効果が殆ど無い。
【００９４】
そこで、ここでは、減圧中で金属イオンを打ち込むようにしている。このようなエレクトレット層の製作工程について図２１を参照して説明する。
先ず、同図（ａ）に示すような複合酸化物１５１に、同図（ｂ）に示すようにＢ、Ｓｂ、Ｐ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｗ、Ｍｎなどの加速イオンを打ち込むと、同図（ｃ）に示すように複合酸化物１５１の表面から１００〜３０００Å程度までイオンが入るが、ここでは、金属は混在する状態でイオン化していない結晶歪みのみである。
【００９５】
さらに、同図（ｄ）に示すように、焼結拡散処理（加熱拡散処理）を行うことで、金属イオンは０．５〜１０μｍに達しイオン化する。これにより、結晶歪みとイオン効果の相効果が発揮できる。そして、同図（ｅ）に示すように電極１４２，１４３を付してエレクトレット化を行ってエレクトレット層１２２を形成する。この場合、イオン分極と電荷分極、配向分極は大きいものが得られる。
【００９６】
このように、無機材料に目的金属イオンが選択的に打ち込まれて組成化されている構成とすることで、結晶歪みの増大と導入多価イオンの組成化でイオン配向と分極が大きくなる。
【００９７】
また、無機材料として、金属酸化物（ＴｉＯ２、ＮｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｃｏ２Ｏ３/ＣｏＯ、Ｓｎ２Ｏ３/ＳｎＯ、ＺｎＯ等）やアルカリ土類元素化合酸化物（ＢａＯ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ等）と強誘電体、誘電体、または固体電解質材料を含むＺｒＴｉＯ４−ＳｎＯ２ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３−ＮｉＯ、Ｚｎ２ＴｉＯ２、さらにＺｎＮｉＴｉＯ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｋ２ＯＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯＡｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３ＴｉＯ２、ＭｇＯＡｌ２Ｏ３等などの分極性無機材料の混合組成としたものを用いることができる。
【００９８】
特に、アルカリ土類元素の化合物は、その元素イオン団が陽イオンとして、他の無機材料が負イオンとして働き、その結晶性も大きく、イオン配向性が高い材料である。複合酸化物焼成時の酸化還元雰囲気制御で、イオン性の大きな材料が得られる。
【００９９】
この形態の概念を図２２に示している。同図の例はイオン団の陰性度による分極の例であり、配向、分極が容易に起こる。実際は、Ｍｇ２Ａｌ２Ｏ４やＫ２ＳｉＯ３、ＢａＦｅ２Ｏ４等の複合塩の物質が高温と電界で分極する。
【０１００】
このように、無機材料が金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物を含む構成とすることで、イオン、電荷分極を大きくすることができる。
【０１０１】
さらに、ＺｒＴｉＯ４−ＳｎＯ２ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３−ＮｉＯ、Ｚｎ２ＴｉＯ２、さらにＺｎＮｉＴｉＯ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｋ２ＯＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯＡｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３ＴｉＯ２、ＭｇＯＡｌ２Ｏ３等などの分極性無機材料と、非金属元素のＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３）の混合材料に、さらに遷移元素酸化物である（Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｍｏ２Ｏ３、ＰＤ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等を混成させた複合酸化物を用いることができ、この遷移元素を含む複合酸化物の焼成状態と雰囲気により、原子価制御が容易である。これは結晶歪みの大きさを結果として制御することができる。
【０１０２】
この形態の概念図を図２３に示している。無機誘電体、多価非金属元素、遷移元素の混合酸化物は、焼成雰囲気、特に、多価原子と遷移元素は第２イオン化電位も低いことから、容易にイオン化し、加熱と電界でイオン分極、配向分極が生じる。
【０１０３】
このように、無機材料が遷移金属酸化物を含む複合酸化物である構成とすることで、多価元素の持つ、結晶体の中で未結合イオンが保持でき、大きなイオン分極が得られる。
【０１０４】
次に、無機エレクトレット層における無機材料の成膜には、気相成長法を用いることができる。この場合には、プラズマＣＶＤ装置を用いて、例えば図２４に示すように、無機材料の昇華性の高い有機金属、塩化物を減圧、加熱により下地電極を構成する基板１６１を保持したチャンバー内１６２に導入し、プラズマや酸化反応ガスと接触させ、気相成長させる。なお、同図中、１６３はノズル、１６４はアノード、１６５はカソード、１６６はモータ、１６７はヒータ、１６８は摺動接点である。
【０１０５】
また、蒸着法を用いることができる。この場合には、目的の無機材料や金属を加熱昇華させ、酸化性ガスをチャンバー内に導入し、蒸着法成膜で膜を形成する。
さらに、スパッタ法で金属材料はＤＣ電源とスパッタガス（Ａｒ，Ｈｅ，Ｎ２のどれかとさらにＯ２添加）による放電スパッタで行ない、導電性が無い無機材料は高周波電源を用いて同様のスパッタガスでＲＦスパッタを行なうことができる。
【０１０６】
ＣＶＤ装置やスパッタ装置は、薄膜形成に適しており、その膜成長１０〜３００Å／分程度である。また、基板加熱により結晶成長させながら成膜することが容易にできる。
【０１０７】
これらのいずれかの方法を用いて成膜するとき、目的に合わせて、１層或いは多層成膜し、成膜時に基板加熱と反応ガスを導入し、プラズマ反応による酸化物や、チッ化物を形成させ、結晶性や非晶性を制御する。
【０１０８】
この場合、形成される薄膜は平坦であるので、次に上電極を蒸着法やホトリソ法で形成し、加熱と電界により、無機エレクトレット層とする。
【０１０９】
また、薄膜で分極効果が大きいことからアクチエータとして、マルチ化で各素子化するとき、電極の個別化のみで、素子分割せずとも各素子間の相互干渉は小さくなる。
【０１１０】
このように、無機材料を気相成長法又は蒸着法製膜で基板上に１層又は多層成膜し、成膜時に基板加熱と反応ガスを導入して、酸化物又はチッ化物を形成して結晶性又は非晶性を制御してエレクトレット層を形成することで、結晶性や非晶性を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の第１実施形態を説明する模式的説明図である。
【図２】薄膜金属加熱パターンと無機エレクトレット層に同じタイミングで駆動波形を印加した場合の説明に供する説明図である。
【図３】図２の場合の薄膜金属加熱パターンの温度変化とアクチュエータの変位量変化の一例を説明する説明図である。
【図４】薄膜金属加熱パターンと無機エレクトレット層に異なるタイミングで駆動波形を印加した場合の説明に供する説明図である。
【図５】図４の場合の薄膜金属加熱パターンの温度変化とアクチュエータの変位量変化の一例を説明する説明図である。
【図６】本発明に係る液滴吐出装置の第２実施形態を説明する要部拡大模式的説明図である。
【図７】本発明に係る液滴吐出装置の第３実施形態を説明する模式的説明図である。
【図８】同実施形態における薄膜金属加熱パターンと無機エレクトレット層に対する駆動波形の印加の説明に供する説明図である。
【図９】本発明に係る液滴吐出装置の第４実施形態における薄膜金属加熱パターンと無機エレクトレット層に対する駆動波形の印加の説明に供する説明図である。
【図１０】同実施形態の動作説明に供する模式的説明図である。
【図１１】本発明に係る液滴吐出装置の第６実施形態を説明する模式的説明図である。
【図１２】同実施形態の動作説明に供する模式的説明図である。
【図１３】本発明に係る液滴吐出装置の第７実施形態を説明する液滴吐出ヘッド部分の模式的説明図である。
【図１４】本発明に係る液滴吐出装置の第８実施形態を説明する模式的説明図である。
【図１５】同実施形態の説明に供する模式的説明図である。
【図１６】本発明に係る液滴吐出装置の第９実施形態を説明する模式的説明図である。
【図１７】本発明に係る液滴吐出装置の第１０実施形態を説明する模式的説明図である。
【図１８】本発明に係る液滴吐出装置の第１１実施形態を説明する模式的説明図である。
【図１９】無機エレクトレット層の製造工程の一例の説明に供する説明図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明する断面説明図である。
【図２１】同じく無機エレクトレット層の他の製造工程の説明に供する断面説明図である。
【図２２】同じく他の無機エレクトレット層の説明に供する概念図である。
【図２３】同じく更に他の無機エレクトレット層の説明に供する概念図である。
【図２４】同じく無機エレクトレット層の更に他の製造工程の説明に供するＣＶＤ装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１…液滴吐出ヘッド、２、３…駆動回路、１１…液室、１２…隔壁部材、１３…振動板、１４…ノズル板、１５…アクチュエータ、１６…ノズル、２１…薄膜金属加熱パターン、２２…無機エレクトレット層、３０…薄膜バイメタル。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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