(57)【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電極と、
前記振動板の前記電極との対向面又は前記電極の前記振動板との対向面に形成された絶縁膜とを備え、
前記絶縁膜がエレクトレット化され、エレクトレットによる電界によって発生する吸引力により、電圧を印加していない初期状態において、前記振動板と前記電極とが接離可能に前記絶縁膜を介して当接した状態に保持され、
前記振動板と前記電極との間に前記エレクトレットによる電界を相殺する電圧が印加されると、前記振動板が前記電極から離脱することを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動板と前記電極との間に形成される前記ギャップを封止し、その封止空間内に前記エレクトレット化された絶縁膜を形成す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】
前記振動板は、ボロンをドープしたシリコン基板で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項４】
前記絶縁膜は、エレクトレット化されたシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の静電アクチュエータ。
【請求項５】
ノズルと、該ノズルに連通し、吐出液滴を溜める吐出室の底面を構成している振動板と、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電極とを備え、前記電圧の印加により発生する静電気力により前記振動板を変形させて前記吐出室内の吐出液滴を前記ノズルから吐出させる液滴吐出ヘッドであって、
前記振動板の前記電極との対向面又は前記電極の前記振動板との対向面に、エレクトレット化された絶縁膜を有し、
エレクトレットによる電界によって発生する吸引力により、電圧を印加していない初期状態において、前記振動板と前記電極とが接離可能に前記絶縁膜を介して当接した状態に保持され、
前記振動板と前記電極との間に前記エレクトレットによる電界を相殺する電圧が印加されると、前記振動板が前記電極から離脱して、前記吐出室内の吐出液滴を前記ノズルから吐出させ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の駆動方法であって、前記エレクトレットによる電界を相殺するパルス電圧を、前記振動板と前記電極との間に印加することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項７】
前記パルス電圧は、前記振動板が前記電極から離脱して自身の振動により前記電極に最も接近したタイミングで立ち下がるように、前記パルス幅が調整されたものであることを特徴とする請求項６記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項８】
請求項１記載の静電アクチュエータの製造方法であって、
前記振動板の前記電極との対向面又は前記電極の前記振動板との対向面に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜をエレクトレット化するエレクトレット工程と
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９】
前記絶縁膜を、コロナ放電によりエレクトレット化することを特徴とする請求項８記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
前記エレクトレット工程は、前記振動板が形成されたキャビティプレートと、前記電極が形成された電極基板とが接合された接合基板に対して所定の処理を施すことで前記絶縁膜をエレクトレット化するものであり、
前記所定の処理は、
前記接合基板を加熱して保持する加温工程と、
前記接合基板を加熱保持した状態で前記振動板と前記電極との間に電圧を印加し、その状態を保持する電圧印加工程と、
前記電圧を印加した状態で前記接合基板を室温まで冷却する冷却工程と
を有することを特徴とする請求項８記載の静電アクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド等の駆動機構として用いられている静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの駆動方法及び静電アクチュエータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液滴吐出ヘッドとして、駆動手段に発熱素子等を利用したサーマル方式や、アクチュエータ駆動方式の液滴吐出ヘッドがある。アクチュエータ駆動方式としては、駆動手段に静電気力を利用した、いわゆる静電駆動方式や、圧電素子（ピエゾ素子）を利用した、いわゆる圧電駆動方式がある。
【０００３】
アクチュエータ駆動方式の液滴吐出ヘッドでは、吐出室の一部を構成する振動板を静電気力や圧電素子の圧電効果によって弾性変位させ、圧力室内に圧力を発生させることによりノズルから液滴を吐出させるようにしている。この種の液滴吐出ヘッドでは、近年、高速印字に対応するため多ノズル化が進んでおり、また高解像度化の要求から微小なアクチュエータが求められている。しかしながら、アクチュエータが小型化、高密度化されると、振動板の変位量が不十分となり、これにより圧力室内に十分な圧力が発生せず必要な液滴吐出量を得ることができないという問題があった。
【０００４】
そこで、圧電駆動方式の液滴吐出装置では、振動板上に無機エレクトレット層を多層化することで大きな機械的駆動力を得て振動板の変位量を大きくするようにしたり（例えば、特許文献１）、振動板を、無機エレクトレット層と薄膜金属加熱パターンとを積層した構成とし、電圧印加によりエレクトレット層を変形させるとともに、薄膜金属加熱パターンによりエレクトレット層を膨張させることで、振動板を大きく変位させるようにするものがあった（例えば、特許文献２）。
【０００５】
また、ここでエレクトレット層に着目すると、エレクトレット層を液滴吐出ヘッドに適用した技術として、上記の他に、インク流路側壁に、対向する少なくとも一対の電極を配設、その一対の電極の一方をエレクトレット層を含む構成としたものがあった（例えば、特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５５６０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５５６１４号公報
【特許文献３】特開２０００−２８０４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術では、無機エレクトレット層を振動板上に多層化しており、それを支えるために振動板の厚みを厚くする必要がある。また、特許文献２の技術では振動板そのものを多層化しているため、同様に振動板の厚みが厚くなる。このような構成では、機械的な抵抗が大きくなり、実際には液滴の安定吐出に十分な振動板変位を得るのが難しく、十分な振動板変位を得るために、駆動電圧を大きくする必要があるという課題があった。また、製造方法が複雑で製造が困難であるという課題があった。
【０００８】
また、特許文献３は、インク気泡排出性の向上を図ることを目的にエレクトレット層を液滴吐出ヘッドに用いた技術であり、駆動電圧の低電圧化については特に検討されていない。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、低電圧駆動で大きな振動板変位量を得ることが可能な静電アクチュエータを提供することを目的とする。また、この静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの駆動方法及び静電アクチュエータの製造方法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】
【００１１】
本発明に係る静電アクチュエータは、振動板と、振動板にギャップを隔てて対向し振動板との間で電圧が印加される電極と、振動板の電極との対向面又は電極の振動板との対向面に形成された絶縁膜とを備え、絶縁膜がエレクトレット化され、エレクトレットによる電界によって発生する吸引力により、電圧を印加していない初期状態において、振動板と電極とが接離可能に絶縁膜を介して当接した状態に保持され、振動板と電極との間にエレクトレットによる電界を相殺する電圧が印加されると、振動板が電極から離脱するものである。
このように絶縁膜をエレクトレット化して予め帯電させたので、低電圧駆動で大きな振動板変位量を確保することが可能となる。その結果、静電アクチュエータの高密度化及び小型化が可能となる。
また、この静電アクチュエータが、振動板が個別電極に当接した状態から離脱する動作を行うことにより所定の動作を行うアクチュエータであることを鑑みると、このように、振動板がエレクトレットによる吸引力によって電極に予め当接した状態にあるので、単にエレクトレットによる電界によって発生する吸引力を解消するだけの電圧を印加すれば、振動板が自身の復元力により電極から離脱する動作を行なわせることができ、低電圧駆動が可能となる。換言すれば、低電圧による駆動で必要十分な大きな振動板変位量を得ることが可能となる。その結果、静電アクチュエータの高密度化及び小型化が可能となる。
また、エレクトレットによる電界を相殺する電圧を印加することにより振動板を電極から離脱させることができ、低電圧駆動が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、振動板と電極との間に形成されるギャップを封止し、その封止空間内にエレクトレット化された絶縁膜を形成するものである。
これにより、絶縁膜を有する封止空間内に水分等が入り込んで絶縁膜の表面に付着し、帯電量が低下するのを防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、振動板が、ボロンをドープしたシリコン基板で構成されているものである。
これにより、振動板を、ボロンをドープしないシリコン基板で形成した場合に比べて低抵抗とすることができ、低電圧駆動に効果がある。
【００１５】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、絶縁膜が、エレクトレット化されたシリコン酸化膜であるものである。
このようにエレクトレット化する絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いることができる。
【００１６】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズルと、ノズルに連通し、吐出液滴を溜める吐出室の底面を構成している振動板と、振動板にギャップを隔てて対向し振動板との間で電圧が印加される電極とを備え、電圧の印加により発生する静電気力により振動板を変形させて吐出室内の吐出液滴をノズルから吐出させる液滴吐出ヘッドであって、振動板の電極との対向面又は電極の振動板との対向面に、エレクトレット化された絶縁膜を有し、エレクトレットによる電界によって発生する吸引力により、電圧を印加していない初期状態において、振動板と電極とが接離可能に絶縁膜を介して当接した状態に保持され、振動板と電極との間にエレクトレットによる電界を相殺する電圧が印加されると、振動板が電極から離脱して、吐出室内の吐出液滴をノズルから吐出させるものである。
このように絶縁膜をエレクトレット化して予め帯電させたので、低電圧駆動で大きな振動板変位量を得ることが可能となり、高密度化及び小型化が可能な液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、上記の液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、エレクトレットによる電界を相殺するパルス電圧を、振動板と電極との間に印加するものである。
このようにして液滴吐出ヘッドを駆動することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、パルス電圧が、振動板が電極から離脱して自身の振動により電極に最も接近したタイミングで立ち下がるように、パルス幅が調整されたものである。
これにより、低電圧で効率良く駆動でき安定した液滴吐出が可能となる。
【００１９】
本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記の静電アクチュエータの製造方法であって、振動板の電極との対向面又は電極の振動板との対向面に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜をエレクトレット化するエレクトレット工程とを有するものである。
この方法により、上記効果を有する静電アクチュエータを得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、絶縁膜を、コロナ放電によりエレクトレット化するものである。
エレクトレット化するための帯電方法として、コロナ放電を用いることができる。
【００２１】
また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記のエレクトレット工程が、振動板が形成されたキャビティプレートと、電極が形成された電極基板とが接合された接合基板に対して所定の処理を施すことで絶縁膜をエレクトレット化するものであり、所定の処理は、接合基板を加熱して保持する加温工程と、接合基板を加熱保持した状態で振動板と電極との間に電圧を印加し、その状態を保持する電圧印加工程と、電圧を印加した状態で接合基板を室温まで冷却する冷却工程とを有するものである。
この製造方法では、絶縁膜をエレクトレット化するに際し、いわば加熱と電圧印加の工程だけで良いので、製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図２は、図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図である。
【００２３】
実施の形態１の液滴吐出ヘッド１００は、主にキャビティプレート１、電極基板２及びノズルプレート３が接合されることにより構成されている。キャビティプレート１は、例えば単結晶シリコン基板（以下、単にシリコン基板という）からなり、以下に示す所定の加工が施されている。なお、図１では、キャビティプレート１として（１１０）面方位のシリコン基板を使用している。キャビティプレート１には、シリコン基板を異方性ウェットエッチングすることにより、底壁が振動板４として形成されて液滴の吐出室５となる凹部５ａと、各吐出室５に供給すべき液滴を溜めるリザーバー６を構成する凹部６ａとが形成されている。また、電極端子７は、図２に示す駆動回路２３と接続されている。
【００２４】
振動板４は、高濃度のボロン・ドープ層から形成されている。このボロン・ドープ層は、ボロンを高濃度（約５×１０19 ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上）にドープして形成されており、例えばアルカリ性水溶液で単結晶シリコンをエッチングしたときに、エッチング速度が極端に遅くなるいわゆるエッチングストップ層となっている。ボロン・ドープ層がエッチングストップ層として機能するため、振動板４の厚み及び吐出室５の容積を高精度で形成することができるようになっている。なお、この振動板４は本例では厚さ４μｍで形成されている。かかる構成の振動板４は、各吐出室５側の共通電極として機能する。
【００２５】
また、キャビティ基板１の電極基板２側の面全体には、絶縁膜４ａが形成されている。この絶縁膜４ａは、各吐出室５側の共通電極として機能する振動板４と後述の個別電極１１との短絡及び絶縁破壊を防止するためのものとして従来より形成されているものである。本実施の形態１では、更に、この絶縁膜４ａがエレクトレット化（永久的電気分極を有する誘電体）されており、電圧を印加しない状態で所定の電荷量を帯電している。この絶縁膜４ａは、本例では例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）により厚さ０．１μｍで形成し、２４Ｖ相当の帯電量を帯電している。絶縁膜４ａのエレクトレット化については後に後述する。なお、実際にはキャビティプレート１の外表面全体に絶縁膜が形成されているが、図２では、エレクトレット化された絶縁膜４ａ部分のみを図示し、それ以外の部分の絶縁膜の図示は省略している。
【００２６】
電極基板２は、例えば厚さが１ｍｍのホウ珪酸ガラスからなり、キャビティプレート１の振動板４側に接合されている。この電極基板２には、振動板４との間にギャップ１０を構成する例えば深さが０．２μｍの電極用凹部１０ａがエッチングにより形成されている。そして、この電極用凹部１０ａの内部には、振動板４に対向して個別電極１１が形成されている。個別電極１１は、酸化錫をドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）等からなり、例えばスパッタにより厚さ０．１μｍで形成されている。また、電極基板２には、リザーバー６に液滴を供給するための液体供給口１７が設けられている。さらに、個別電極１１は、リード部及び端子部１３（図１参照）を介して駆動回路２３と接続されている。また、ギャップ１０は封止材１０ｂによって封止されている。なお、電極基板２は、ホウ珪酸ガラスではなくシリコン基板等で形成してもよい。
【００２７】
ノズルプレート３は、例えば厚さ１８０μｍの単結晶シリコン基板からなり、ノズルプレート３の厚さ方向に貫通するノズル２０が形成されている。ノズル２０は、ノズルプレート３の下面側が吐出室５に連通し、ノズルプレート３の上面側が液滴を吐出するための開口部となっている。このノズル２０は、ノズルプレート３の上面側が横断面の面積の小さい第１の溝２０ａからなり、ノズルプレート３の下面側が横断面の面積の広い第２の溝２０ｂとなっており、階段状の２段ノズルとなっている。また、ノズルプレート３の下面には、吐出室５とリザーバー６を連通するためのオリフィス２１となる凹部２１ａと、リザーバーダイヤフラム２２を設けるための凹部２２ａが設けられている。ノズルプレート３の上面のリザーバーダイヤフラム２２に対応する部分は凹部になっている。このようにしてリザーバーダイヤフラム２２の部分を薄くすることにより、ノズル２０間でのリザーバー６を介した圧力干渉を防止し、駆動するノズル本数によらず液滴の吐出が安定して行えるようになっている。
【００２８】
なお、実際にはノズルプレート３の外表面全体にシリコン酸化膜が形成されているが、図１及び図２においてその図示は省略している。また、図１では、ノズル２０及び吐出室５が２列に並んだインクジェットヘッドを示しているが、ノズル２０及び吐出室５が１列に並んだものであってもよい。また、図１及び図２では、吐出方式が、ノズルプレート３に平行に液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのものを例に挙げて説明したが、サイドイジェクトタイプのものであってもよい。
【００２９】
次に、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドの動作について説明する。
駆動回路２３によりキャビティプレート１と個別電極１１の間にパルス電圧が印加されると、振動板４と個別電極１１との間に静電気力が発生し、その吸引作用により振動板４が個別電極１１側に引き寄せられて撓み、吐出室５の容積が拡大する。これによりリザーバー６の内部に溜まっていたインク等の液滴がオリフィス２１を通じて吐出室５に流れ込む。次に、個別電極１１への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板４が復元し、吐出室５の容積が急激に収縮する。これにより、吐出室５内の圧力が急激に上昇し、この吐出室５に連通しているノズル２０からインク等の液滴が吐出される。
【００３０】
ここで、液滴吐出ヘッド１００においては、絶縁膜４ａが図３に示すようにエレクトレット化され、正極と負極に永久的に分極されて帯電した状態にある。なお、図３は、図２の液滴吐出ヘッド１００の静電アクチュエータ部分、すなわち、振動板４、絶縁膜４ａ、個別電極１１及び駆動回路２３の部分を拡大して示した模式図である。このように絶縁膜４ａがエレクトレット化されて所定の帯電量を帯電しているため、この振動板動作に必要な静電気力を得るために実際に印加する駆動電圧は、絶縁膜４ａの帯電量に相当する電圧だけ低い電圧とすることができる。すなわち、絶縁膜４ａをエレクトレット化しない場合に振動板４の駆動に必要な駆動電圧から、この帯電量に相当する電圧を差し引いた電圧を印加することにより振動板４を駆動することができ、低電圧駆動が可能となる。換言すれば、低電圧による駆動で必要十分な大きな振動板変位量を得ることが可能となり、その結果、液滴吐出ヘッド１００の小型化及び吐出室５の高密度化が可能となる。
【００３１】
本例では、絶縁膜４ａをエレクトレット化しない場合における吐出動作時の必要駆動電圧が３０Ｖであり、絶縁膜４ａに２４Ｖ相当の帯電量を帯電させるようにしていることから、実際に印加する電圧は６Ｖとなる。なお、絶縁膜４ａの帯電量は、本例では２４Ｖ相当としているが、アクチュエータの設計等に応じて適宜決定されてよい。例えば、駆動制御のし易さの観点から、振動板４が撓まない範囲内の帯電量に設定される。すなわち、振動板４の弾性力よりも小さな静電気力を発生する帯電量に設定される。また、駆動電圧を低電圧化するためには、帯電量を大きくすれば良いわけであるが、大きくし過ぎると、後述の製造工程におけるキャビティプレート１と電極基板２との陽極接合時に、キャビティプレート１と電極基板２とを等電位とする際の取り扱いが難しくなるため、その辺の兼ね合いから適宜決定される。
【００３２】
ここで、振動板４は、上述したようにボロンドープ層によって形成されており、シリコンにボロンをドープせずに単にシリコンで振動板４を形成した場合に比べて低抵抗となっており、この点からも低電圧駆動が可能となっている。
【００３３】
なお、エレクトレット化される絶縁膜は、本例では上述したようにシリコン酸化膜で形成しているが、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他の膜を用いても良く、要はエレクトレット化可能な絶縁膜であればよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、絶縁膜４ａをエレクトレット化して予め帯電させたので、低電圧による駆動が可能となる。よって、静電アクチュエータ、引いては液滴吐出ヘッド１００の高密度化及び小型化が可能となる。また、絶縁膜４ａを有する空間が封止材１０ｂによって封止されているので、その空間内に水分等が入り込んで絶縁膜４ａの表面に付着し、帯電量が低下してしまう不都合を防止可能となっている。また、振動板４はシリコンにボロンをドープしてなるボロンドープ層により形成されているので、単にシリコンで形成した場合に比べて低抵抗に構成され、この点からも低電圧駆動が可能となっている。
【００３５】
実施の形態２．
次に、実施の形態１の静電アクチュエータを搭載した液滴吐出ヘッドの製造方法について、図４〜図８を参照して説明する。
【００３６】
まず、キャビティプレート１の製造方法について、図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示すように、面方位が（１１０）で酸素濃度の低いシリコン基板の両面を鏡面研磨し、厚さ約１４０μｍを有するシリコン基板３１を作成する。
【００３７】
そして、シリコン基板３１に付着した微小パーティクルを洗浄するためのＡＰＭ洗浄（アンモニア（ＮＨ4ＯＨ）、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）、純水（Ｈ2Ｏ）の混合液（ＡＰＭ：ammonium hydroxide／hydrogen peroxide／water mix）による洗浄）とシリコン基板３１に付着した金属を洗浄するための上記したＨＰＭ洗浄（塩酸（ＨＣｌ）、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）、純水（Ｈ2Ｏ）の混合液（ＨＰＭ：hydrochloric acid／hydrogen peroxide／water mix）による洗浄）とのコンビネーション洗浄を行い、加工精度に影響を与える異物の除去を行う。なお、パーティクルや金属を除去することができるのであれば、洗浄方法はＡＰＭ洗浄やＨＰＭ洗浄に限る必要はない。
【００３８】
次に、シリコン基板３１を熱酸化炉内に投入し、酸素及び水蒸気雰囲気中で、例えば、１０７５℃、４時間の条件で熱酸化処理を施すことにより、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板３１の表面３１ａ及び裏面３１ｂに厚さ１．２μｍのシリコン酸化膜３２ａ及び３２ｂを形成する。この場合、シリコン基板３１を熱酸化炉内に投入する際の熱酸化炉内の温度及び、シリコン基板３１を熱酸化炉内から取り出す際の熱酸化炉内の温度は、ともに８００℃（又はそれ以上）に設定する。このような温度設定を行うことにより、シリコン基板３１において酸素欠陥が成長する速度が速い温度領域（５００〜７００℃）を速やかに通過することができ、シリコン基板３１での酸素欠陥の発生を抑制することができる。
【００３９】
次に、シリコン酸化膜３２ａ及び３２ｂの全面にフォトレジスト（図示略）を塗布し、マスクアライナーでシリコン酸化膜３２ｂの全面に塗布されたフォトレジストを露光した後、現像液で現像するフォトリソグラフィ（photolithography）技術を使用して、シリコン酸化膜３２ｂのうち、後に凹部５ａ及び６ａ（図１参照）となるべき部分に対応した領域を除去するために、図示せぬフォトレジストパターンを形成する。
【００４０】
次に、ウェットエッチング技術を使用して、例えば、一水素二弗化アンモニウム水溶液、すなわち、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：buffer hydrogen fluoride）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でシリコン酸化膜３２ｂのうち不要な部分を除去した後、上記したフォトレジストパターン及びシリコン酸化膜３２ａの全面に塗布したフォトレジストを除去して、図４（ｃ）に示すように、パターン３２ｂ1を得る。
【００４１】
次に、パターン３２ｂ1 を含むシリコン基板３１の裏面３１ｂの全面にフォトレジスト（図示略）を塗布した後、このフォトレジストをシリコン基板３１の裏面３１ｂの保護膜として、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：buffer hydrogen fluoride）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でシリコン酸化膜３２ａを除去した後、上記したシリコン基板３１の裏面３１ｂの全面に塗布したフォトレジストを除去する（図４（ｄ）参照）。
【００４２】
次に、シリコン基板３１の表面３１ａを酸化ホウ素（ボロン）（Ｂ2Ｏ3）を主成分とする固体の拡散源に対向させ、石英ボードにセットする。そして、縦型炉にその石英ボートをセットし、縦型炉内を窒素雰囲気にして温度を１０５０℃に上昇させてそのまま７時間保持し、ボロンをシリコン基板３１中に拡散させ、図４（ｅ）に示すように、厚さ０．８μｍを有するボロンドーブ層３３（ボロンの濃度は、１．０×１０20atoms/cm3である。）を形成する。この場合も、シリコン基板３１を熱酸化炉内に投入する際の縦型炉内の温度及び、シリコン基板３１を熱酸化炉内から取り出す際の縦型炉内の温度は、ともに８００℃（又はそれ以上）に設定する。この設定温度を用いる理由は、上記したシリコン酸化膜３２ａ及び３２ｂを形成した場合と同様である。
【００４３】
ボロンドーブ層３３のシリコン基板３１の表面３１ａには図示せぬボロン化合物が形成される。このボロン化合物を酸素及び水蒸気雰囲気中で、例えば、６００℃の条件で１時間３０分だけ酸化させ、（Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）に化学変化させる。ボロン化合物が（Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2）となることにより、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でのエッチングを行うことができる。次に、パターン３２ｂ1を含むシリコン基板３１の裏面３１ｂの全面にフォトレジスト（図示略）を塗布した後、このフォトレジストをシリコン基板３１の裏面３１ｂの保護膜として、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液で（Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2） を除去した後、上記したシリコン基板３１の裏面３１ｂの全面に塗布したフォトレジストを除去する。
【００４４】
次に、プラズマ化学的蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）装置を用いて、成膜時の処理温度が３６０℃、高周波出力が７００W、圧力が３３．３Pa（２５０mTorr）、ガス流量が、ＴＥＯＳ流量１００cm3/min（１００sccm）、酸素流量１０００cm3/min（１０００sccm）の条件で、図４（ｆ）に示すように、ＴＥＯＳ膜３４をボロンドープ層３３の表面に厚さ３．０μｍだけ形成する。次に、図４（ｆ）に示す製造工程を経たシリコン基板３１を、例えば、３５重量パーセントの濃度を有する水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸漬し、図４（ｇ）に示すように、シリコン基板３１のパターン３２ｂ1 が形成されていない部分の厚さが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。続いて、図４（ｇ）に示す製造工程を経たシリコン基板３１を、例えば、３重量パーセントの濃度を有する水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸漬し、ボロンドーブ層３３が現れるまでウェットエッチングを行う。
【００４５】
これにより、図４（ｈ）に示すように、上記ボロンドーブ層３３が吐出室５を構成する振動板４となり、この振動板４を底壁として凹部５ａが形成される（図１参照）。このように、振動板４は、高濃度のボロンドープ層３３で構成されており、所望の厚さ（今の場合、０．８μｍ）を有している。これは、以下に示す理由による。すなわち、シリコンに対してアルカリ性水溶液を用いた異方性エッチング（アルカリ異方性エッチング）を行った場合、高濃度（約５×１０19 atoms/cm3以上）のボロン拡散領域でエッチングレートが著しく低下する。そこで、この実施の形態２では、この現象を利用して、シリコン基板３１の振動板４を形成する領域を高濃度のボロンドーブ層３３とし、吐出室５を構成する凹部５ａをアルカリ異方性エッチングにより形成する際に、ボロンドープ層３３が露出した時点でエッチングレートが著しく低下する、いわゆるエッチングストップ技術を用いて、振動板４の厚さ、吐出室５の容積を高精度に形成する。ここで、エッチングストップとは、エッチング面から発生する気泡が停止した状態とし、実際のウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたものと判断する。
【００４６】
次に、ウェットエッチング技術を使用して、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でパターン３２ｂ1 及びＴＥＯＳ膜３４を除去する（図４（ｉ）参照）。次に、シリコン基板３１にプラズマＣＶＤ装置を用いて１分間Ｏ2 プラズマ処理を施す。このＯ2 プラズマ処理の処理条件は、例えば温度３６０℃、圧力６６．７Pa（０．５Torr）、酸素流量１０００cm3/min （１０００sccm）、高周波出力２５０W である。このＯ2 プラズマ処理によりシリコン基板３１の全面がクリーニングされ、後に形成する絶縁膜４ａの絶縁耐圧の均一性を向上させることができる。
【００４７】
続いて、単結晶シリコン基板５１の全面に、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱酸化処理を施し、厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）４ａ’を形成する（図４（ｊ）参照）。この熱酸化処理は、温度１０００℃で３．５時間程度行う。なお、キャビティプレート１を構成する凹部６ａ及び電極端子７の形成方法については、その説明を省略する。
【００４８】
そして、単結晶シリコン基板５１の全面に形成された絶縁膜４ａ’のうち個別電極１１と対向する側の面の絶縁膜４ａ1 をエレクトレット化して絶縁膜４ａとし、キャビティプレート１が完成する（図４（ｋ）参照）。絶縁膜（シリコン酸化膜）４ａ1 をエレクトレット化するための帯電方法としては、コロナ放電、熱エレクトレット法、電子ビーム法があるが、本例ではコロナ放電により帯電させるようにしている。
【００４９】
図５は、コロナ放電による帯電装置の構成を示す図である。
この帯電装置は、タングステンからなるワイヤー電極６１と、格子状に構成されたグリッド電極６２とを有し、ワイヤー電極６１に高電圧Ｖ１を、グリッド電極６２に低電圧Ｖ２を印加することで、ステージ６３上に載置されたシリコン基板６４のシリコン酸化膜６４ａに帯電を行うものである。正の帯電を行う場合、高電圧Ｖ１及び低電圧Ｖ２に正の電圧を印加し、負の帯電を行う場合、高電圧Ｖ１及び低電圧Ｖ２に負の電圧を印加する。高電圧Ｖ１は、ワイヤーがコロナ放電を起こすのに十分な電圧を印加し、低電圧Ｖ２は、エレクトレットが絶縁破壊を起こさない範囲の値を設定する。本例では、この帯電装置を用いて、１００℃雰囲気で２ｋＶの電圧印加を１時間程度行い、絶縁膜４ａ1 （図４（ｊ）参照）に２４Ｖに相当する電荷を帯電させ、エレクトレット化された絶縁膜４ａを得るようにしている。
【００５０】
次に、電極基板２の製造方法について図６を参照して説明する。まず、ホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス（ＳｉＯ2 ，Ｂ2Ｏ3）の両面を鏡面研磨し、図６（ａ）に示すように、厚さ約１ｍｍを有するガラス基板４１とする。次に、ガラス基板４１の表面４１ａに、図６（ｂ）に示すように、ＣＶＤ装置や物理的蒸着（ＰＶＤ： Physical Vapor Deposition）装置を使用して、金（Ａｕ）やクロム（Ｃｒ）等の金属膜４２を形成する。ＰＶＤ装置としては、例えば、スパッタリング装置、真空蒸着装置、あるいはイオンプレーティング装置等がある。金属膜４２の膜厚は、例えば、０．１μｍとする。具体的には、クロム（Ｃｒ）膜の場合にはその膜厚を０．１μｍとすれば良いが、金（Ａｕ）膜の場合にはガラス基板４１との密着性が良好でないことから、膜厚が例えば０．０３μｍであるクロム（Ｃｒ）膜を形成した後、膜厚が例えば０．０７μｍである金（Ａｕ）膜を形成する。
【００５１】
次に、金属膜４２の表面全面にフォトレジスト（図示略）を塗布した後、上記したフォトリソグラフィ技術を使用して、キャビティプレート１を構成する振動板４とほぼ同じ間隔、形状になるように、金属膜４２のうち、後に電極用凹部１０ａや電極部の溝（図１参照）となる部分を形成するために、フォトレジストパターン（図示略）を形成する。次に、ウェットエッチング技術を使用して、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液と過塩素酸水溶液との混合液等のエッチング液（以下、金属エッチング液と呼ぶ。）で金属膜４２のうち不要な部分を除去して、図６（ｃ）に示すエッチングパターン４３を得る。
【００５２】
次に、図６（ｃ）に示す製造工程を経たガラス基板４１を、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液に浸漬し、エッチングパターン４３をマスクとして、図６（ｄ）に示すように、ガラス基板４１のエッチングパターン４３が形成されていない部分について約０．２５μｍだけウェットエッチングを行い、電極用凹部１０ａを形成する。次に、エッチングパターン４３を形成した際の図示せぬフォトレジストパターンを除去する。続いて、ウェットエッチング技術を使用して、上記した金属エッチング液により金属膜４２のうち不要な部分を除去して、図６（ｅ）に示すように、電極用凹部１０ａを有するガラス基板４４を得る。
【００５３】
次に、ガラス基板４４の表面全面にフォトレジスト（図示略）を塗布した後、上記したフォトリソグラフィ技術を使用して、後に個別電極１１となる部分以外の部分を保護するために、フォトレジストパターン（図示略）を形成する。続いて、この図示せぬフォトレジストパターンが形成されたガラス基板４４の表面に、図６（ｆ）に示すように、ＣＶＤ装置を使用して、酸化錫をドープしたＩＴＯ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）を例えば厚さ０．１μｍでスパッタして電極膜４５を形成する。電極膜は、他に例えば酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）を用いても良い。
【００５４】
次に、図６（ｆ）に示す製造工程を経たガラス基板４４の表面全面にフォトレジスト（図示略）を塗布した後、上記したフォトリソグラフィ技術を使用して、後に個別電極１１となる部分を残すために、フォトレジストパターン（図示略）を形成する。続いて、ウェットエッチング技術を使用して、例えば、硝酸と塩酸との混合液等のエッチング液で電極膜４５のうち不要な部分を除去して、電極用凹部１０ａの内部に、図６（ｇ）に示す個別電極１１を形成する。そして、図示しないが、ドリルを用いて、図１及び図２に示す液体供給口１７を形成して、電極基板２とする。なお、電極基板２を構成するリード部１２、端子部１３その他の構成要素の形成については、その説明を省略する。
【００５５】
次に、ノズルプレート３の製造方法について、図７を参照して説明する。
まず、単結晶シリコン基板５１を準備し（図７（ａ）参照）、この単結晶シリコン基板５１に、水蒸気を含んだ酸素雰囲気の中で熱酸化処理を行い、表面５１ａ及び裏面５１ｂに約１．８μｍのシリコン酸化膜５２を形成する（図７（ｂ）参照）。次に単結晶シリコン基板５１の裏面５１ｂの、ノズル２０の第１の溝２０ａに対応する部分２０ｃをフォトリソグラフィーによりパターニングし、これらの部分のシリコン酸化膜５２をエッチングにより除去する（図７（ｃ）参照）。なおパターニングは、シリコン酸化膜５２を除去しない部分（単結晶シリコン基板５１の表面５１ａを含む）にレジストを塗布して行う。
【００５６】
そして単結晶シリコン基板５１の裏面５１ｂの、ノズル２０の第２の溝２０ｂに対応する部分２０ｄをフォトリソグラフィーによりパターニングし、これらの部分のシリコン酸化膜５２をハーフエッチングする（図７（ｄ）参照）。なおパターニングは図７（ｄ）と同様に行い、ハーフエッチングではシリコン酸化膜が１．０μｍの厚さに残るようにする。
【００５７】
図７（ｄ）でシリコン酸化膜５２をハーフエッチングした単結晶シリコン基板５１の裏面５１ｂに、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）放電による異方性ドライエッチングを施し２２μｍの深さにエッチングする。このときシリコン酸化膜５２の残った部分（ハーフエッチングされた部分を含む）はエッチングされない。その後、フッ酸水溶液で単結晶シリコン基板５１をエッチングし、ハーフエッチングされた部分に残っているシリコン酸化膜５２の厚みだけ薄くする。このとき、図７（ｄ）でハーフエッチングされた部分はシリコン酸化膜５２がすべて除去され、残りの部分はエッチングした分だけシリコン酸化膜５２が薄くなる。そして再び裏面５１ｂに、ＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングを行い、５５μｍエッチングする。これにより、ノズル２０の第１の溝２０ａに対応する部分２０ｃは７７μｍエッチングされ、ノズル２０の第２の溝２０ｂに対応する部分２０ｄは５５μｍエッチングされることとなる。その後、単結晶シリコン基板５１をフッ酸水溶液に浸し、残ったすべてのシリコン酸化膜５２を除去する（図７（ｅ）参照）。
【００５８】
図７（ｅ）の工程では、ノズル２０の第１の溝２０ａ及び第２の溝２０ｂをＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングで形成しているため、単結晶シリコン基板５１に垂直にエッチングすることができ、精度の高いノズル２０を形成することができる。また、ノズル２０は２段ノズルとなっているので、第２の溝２０ｂで液滴の流れが整えられ、液滴の吐出時の直進性を増すことができる。
【００５９】
その後、単結晶シリコン基板５１に水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱酸化処理を施し、全面に厚さ１．２μｍのシリコン酸化膜５３を形成する（図７（ｆ）参照）。この熱酸化処理は、温度１０７５℃の水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で４時間程度行う。そして単結晶シリコン基板５１の表面５１ａに、ノズル２０を開口させるための凹部２０ｅを形成する部分（図７（ｈ）参照）をフォトリソグラフィーによってパターニングし、これらの部分のシリコン酸化膜５３をエッチングにより除去する（図７（ｇ）参照）。なお、図７ではノズルプレート３の短手方向の断面を図示している都合上、図７（ｇ）においては表面５１ａに形成されたシリコン酸化膜５３全てが除去された状態が示されている。また、パターニングは図７（ｃ）と同様に行う。
【００６０】
次に、単結晶シリコン基板５１を２５重量％の水酸化カリウム水溶液に浸し、図７（ｇ）の工程でシリコン酸化膜５３を除去した部分から１０３μｍエッチングを行う（図７（ｈ）参照）。なおこの図７（ｇ）の工程では、単結晶シリコン基板５１の表面５１ａから斜めにエッチングが進むため、図７（ｇ）の工程ではそれに合わせたパターニングを行うようにする。凹部２０ｅを形成するのは、ノズル２０の周辺部以外の部分の単結晶シリコン基板５１の厚みを確保するためであるが、図７（ｇ）の工程で第１の溝２０ａと第２の溝２０ｂを深く形成して、凹部２０ｅを形成しないようにしてもよい。
【００６１】
そして、単結晶シリコン基板５１に残っているシリコン酸化膜５３をフッ酸水溶液によって除去し、ノズル２０の第１の溝２０ａを貫通させる（図７（ｉ）参照）。最後に、単結晶シリコン基板５１の全面に酸素雰囲気中で熱酸化処理を行い、厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜６４を形成してノズルプレート３が完成する（図７（ｊ）参照）。この熱酸化処理は、温度１０００℃で３．５時間程度行う。最後にシリコン酸化膜６４を形成するのは、インク等の液滴によるエッチングの防止と、ノズル２０の側面及びその周辺部の撥水処理のためである。また、ノズル２０の形成と同時又は別のエッチング工程によってオリフィス２１、リザーバーダイヤフラム２２を形成する。
【００６２】
次に、上記した製造方法により製造した、キャビティプレート１と電極基板２とを、図８に示すように接合する。本例では電極基板２をホウ珪酸ガラスで構成しているため、陽極接合によりキャビティプレート１と電極基板２とを接合する。なお、電極基板２をシリコン基板で構成している場合には、接着剤により接合するようにしてもよい。
【００６３】
陽極接合の際には、まず、キャビティプレート１と個別電極１１とを等電位にする。本例ではキャビティプレート１の絶縁膜４ａがエレクトレット化されており２４Ｖ分だけ帯電しているため、その絶縁膜４ａの帯電量をキャンセルするだけの電荷を個別電極１１に印加して等電位にした後、陽極接合を実施する。ここで、陽極接合は、以下に示す工程を経て行われる。まず、電極基板２の表面に、キャビティプレート１を、振動板４と個別電極１１に対向するように載置した状態において、図示せぬ直流電源のプラス端子をキャビティプレート１に接続するとともに、上記直流電源のマイナス端子を電極基板２に接続する。次に、電極基板２を例えば、数百℃程度に加熱しつつ、キャビティプレート１と電極基板２との間に直流電圧を例えば、数百Ｖ程度印加する。電極基板２を加熱することにより、電極基板２内のプラスイオンが移動しやすくなる。このプラスイオンが電極基板２内を移動することにより、相対的に、電極基板２のキャビティプレート１との接合面がマイナスに帯電する一方、キャビティプレート１の電極基板２との接合面がプラスに帯電する。この結果、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とが電子対を共有する共有結合により、キャビティプレート１と電極基板２とは強固に接合される。
【００６４】
次に、図９に示すようにキャビティプレート１にノズルプレート３を接合する。ノズルプレート３がシリコンからなる場合には、キャビティプレート１とノズルプレート３とを接着剤を用いて接合して接合体とする。そして、このような接合体をダイシングによって切断し、さらに、駆動回路２３と端子部１３、電極端子７とを電気的に接続するとともに、ギャップ１０内への異物混入や水分等が入り込みによる悪影響を防止するために封止材１０ｂによる封止を行って、液滴吐出ヘッド１００を完成させる。
【００６５】
なお、上述の製造方法は一例であり、図示のものに限定されるものではない。また、例えばキャビティプレート１となるシリコン基板３１と電極基板２とを先に接合させた上で、シリコン基板３１に吐出室５となる凹部５ａ等を形成するといった工程で液滴吐出ヘッド１００を製造してもよい。
【００６６】
また、本実施の形態１及び２では、図２及び図９に示したように、エレクトレット化された絶縁膜４ａを、キャビティプレート１の電極基板２側の面全体に形成した例を図示したが、図１０に示すように、キャビティプレート１において電極用凹部１０ａと対向する部分のみに形成するようにしても良い。要は、振動板４の個別電極１１との対向面部分に形成されていればよい。
【００６７】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの縦断面図、図１２は、図１１の液滴吐出ヘッドの静電アクチュエータ部分、すなわち、振動板４、絶縁膜４ａ、個別電極１１及び駆動回路２３の部分を拡大して示した模式図である。なお、図１１、図１２において、実施の形態１の図２、図３と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
実施の形態３の液滴吐出ヘッド１００ａは、エレクトレット化する絶縁膜を、上記実施の形態１において絶縁膜４ａ（図２参照）とするのに代えて、個別電極１１の上面（振動板４との対向面）に形成した絶縁膜４ｂとするようにしたものである。この絶縁膜４ｂは、個別電極１１と各吐出室５側の共通電極として機能する振動板１１との短絡及び絶縁破壊を防止するために個別電極１１の上面（振動板４との対向面）に形成されるものである。
かかる構成の液滴吐出ヘッド１００ａにおいては、実施の形態１と同じ作用及び効果を得ることができる。
【００６８】
実施の形態４．
次に、実施の形態３の静電アクチュエータを搭載した液滴吐出ヘッド１００ａの製造方法について、図１３を参照して説明する。なお、液滴吐出ヘッド１００ａのキャビティプレート１の製造方法は、図４（ａ）〜図４（ｉ）と同様であるためここではその説明は省略し、電極基板２の製造方法について図１３を参照して説明する。
【００６９】
図１３（ａ）〜（ｇ）は、図６（ａ）〜（ｇ）と同様であるため説明は省略し、図１３（ｈ）以降について説明する。
図１３（ｇ）に示すように個別電極１１の形成後、図１３（ｈ）に示すように、ガラス基板４４の全面に、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱酸化処理を施し、厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）４６を形成する。この絶縁膜４６の形成は、ガラス基板４４を熱酸化炉内に投入し、酸素及び水蒸気雰囲気中で、例えば、温度１０００℃で３．５時間の条件で熱酸化処理を施すことにより形成する。そして、図１３（ｉ）に示すように、絶縁膜４６の全面にフォトレジスト４７を塗布する。ついで、上記したフォトリソグラフィ技術を使用して、シリコン酸化膜４６のうち、後にエレクトレット化する絶縁膜４ｂとなるべき部分以外の領域を除去するための、図１３（ｊ）に示すようなフォトレジストパターン４７ａを形成する。
【００７０】
次に、ドライエッチング技術を利用して、前記レジストパターン４７ａをマスクとしてエッチングを行い、図１３（ｋ）に示すようにシリコン酸化膜４６のうち不要な部分を除去して、個別電極１１を覆った状態のシリコン酸化膜４６ａを得る。このドライエッチング技術には、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を用いる。そして、図１３（ｌ）に示すようにフォトレジスト４７ａを除去し、その後、シリコン酸化膜４６ａをエレクトレット化して絶縁膜４ｂとし、電極基板２が完成する（図１３（ｍ）参照）。そして、図示しないが、ドリルを用いて、図１１及び図１２に示す液体供給口１７を形成して、電極基板２とする。なお、電極基板２を構成するリード部１２、端子部１３その他の構成要素の形成については、その説明を省略する。
【００７１】
ここで、図１３（ｍ）に示す絶縁膜４ｂは、個別電極１１全体を覆うようにして形成されているが、この絶縁膜４ｂに要求される役割（個別電極１１と振動板４との短絡及び絶縁破壊の防止、エレクトレット化による低電圧駆動の実現）を発揮する上で、少なくとも個別電極１１の上面に形成されていれば良く、他の部分については除去しても良い。逆に言えば、図１３（ｍ）に示す絶縁膜４ｂは、上記役割の発揮に不要な部分も残されていることになるが、機能的には問題ない。しかし、帯電量の安定性を考慮すると不要部分は除去することが望ましいが、実際にはＲＩＥによるドライエッチングでは完全除去は難しい。
【００７２】
なお、図１３（ｌ）の絶縁膜（シリコン酸化膜）４６ａをエレクトレット化するための帯電方法としては、実施の形態２と同様にコロナ放電により帯電させるようにすればよい。
【００７３】
次に、上記した製造方法により製造した、キャビティプレート１と電極基板２とを、図１４に示すように接合する。本例では電極基板２をホウ珪酸ガラスで構成しているため、陽極接合によりキャビティプレート１と電極基板２とを接合する。なお、電極基板２をシリコン基板で構成している場合には、接着剤により接合するようにしてもよい。
【００７４】
陽極接合の際には、まず、キャビティプレート１と個別電極１１とを等電位にする。本例では個別電極１１の絶縁膜４ｂがエレクトレット化されており２４Ｖ分だけ帯電しているため、その絶縁膜４ｂの帯電量をキャンセルするだけの電荷をキャビティプレート１に印加して等電位にした後、陽極接合を実施する。ここで、陽極接合は、以下に示す工程を経て行われる。まず、電極基板２の表面に、キャビティプレート１を、振動板４と個別電極１１に対向するように載置した状態において、図示せぬ直流電源のプラス端子をキャビティプレート１に接続するとともに、上記直流電源のマイナス端子を電極基板２に接続する。次に、電極基板２を例えば、数百℃程度に加熱しつつ、キャビティプレート１と電極基板２との間に直流電圧を例えば、数百Ｖ程度印加する。電極基板２を加熱することにより、電極基板２内のプラスイオンが移動しやすくなる。このプラスイオンが電極基板２内を移動することにより、相対的に、電極基板２のキャビティプレート１との接合面がマイナスに帯電する一方、キャビティプレート１の電極基板２との接合面がプラスに帯電する。この結果、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とが電子対を共有する共有結合により、キャビティプレート１と電極基板２とは強固に接合される。
【００７５】
次に、図１５に示すようにキャビティプレート１にノズルプレート３を接合する。ノズルプレート３がシリコンからなる場合には、キャビティプレート１とノズルプレート３とを接着剤を用いて接合して接合体とする。そして、このような接合体をダイシングによって切断し、さらに、駆動回路２３と端子部１３、電極端子７とを電気的に接続するとともに、ギャップ１０内への異物混入や水分等が入り込みによる悪影響を防止するために封止材１０ｂによる封止を行って、液滴吐出ヘッドを完成させる。
【００７６】
なお、上述の製造方法は一例であり、図示のものに限定されるものではない。また、例えばキャビティプレート１となるシリコン基板３１と電極基板２とを先に接合させた上で、シリコン基板３１に吐出室５となる凹部５ａ等を形成するといった工程で液滴吐出ヘッドを製造してもよい。
【００７７】
実施の形態５．
図１６は、実施の形態５の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの断面図である。図１６において図２と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
実施の形態５の液滴吐出ヘッド１００ｂにおいて、キャビティプレート１の電極基板２側の面全体には、絶縁膜４ｃが形成されている。この絶縁膜４ｃは、各吐出室５の共通電極として機能する振動板４と後述の個別電極１１との短絡及び絶縁破壊を防止するためのものとして従来より形成されている。本実施の形態５では、更に、この絶縁膜４ｃにおいて個別電極１１と対向する部分がエレクトレット化（永久的電気分極を有する誘電体）されており、電圧を印加しない状態で所定の電荷量を帯電している。以下、絶縁膜４ｃのうち、エレクトレット化された部分をエレクトレット部４ｄという。
【００７９】
このエレクトレット部４ｄは、電圧が印加されず外部に電界が存在しない状態でも、恒久的に分極を保持し、周囲に対して電界を形成する作用を有するものである。このエレクトレット部による電界によって発生する吸引力により、本例の液滴吐出ヘッド１００ｂは、待機状態（初期状態）において、図１６に示すように振動板４が個別電極１１に接離可能に当接した状態に保持されている。絶縁膜４ｃは、本例では例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）により厚さ０．１μｍで形成されている。絶縁膜４ｃのエレクトレット化については後に後述する。なお、実際にはキャビティプレート１の外表面全体に絶縁膜が形成されているが、図１６では、エレクトレット化された絶縁膜４ｃ部分のみを図示し、それ以外の部分の絶縁膜の図示は省略している。
【００８０】
次に、液滴吐出ヘッド１００ｂの静電アクチュエータ部分の動作を説明する。図１７は、図１６の液滴吐出ヘッドの静電アクチュエータ部分、すなわち、振動板４、エレクトレット部４ｄ、個別電極１１部分を拡大して示す模式図で、図１７（ａ）は待機時、図１７（ｂ）は駆動時の状態を示している。なお、実施の形態５の液滴吐出ヘッド１００ｂは、上記実施の形態１，３の構造とは異なり、待機状態（初期状態）において振動板４が個別電極１１に接離可能に当接した構造であるため、ここでは、その構造特有の静電アクチュエータ部分の動作について説明する。
【００８１】
図１７（ａ）に示すように、エレクトレット部４ｄは、正極と負極に永久的に分極されて帯電した状態にある。そして、上述したように待機時では、エレクトレット部４ｄが発生する電界による吸引作用により、振動板４は個別電極１１に吸引されて当接した状態にある。図示の例では、エレクトレット部４ｄの個別電極１１側表面が−の電荷を有しているため、それに接触している個別電極１１のエレクトレット部４ｄ側表面に＋の電荷が出現し、一方、振動板４のエレクトレット部４ｄ側表面に−の電荷が出現した状態を示している。
【００８２】
ここで、振動板４に＋の電圧を印加すると、図１７（ｂ）に示すように、エレクトレット部４ｄが作り出している電界（上向きの矢印ａ）を相殺する電界（下向きの矢印ｂ）が静電アクチュエータ内に形成され、これにより振動板４は自身の復元力により個別電極１１から離脱し、ギャップ１０を生じる。なお、実際には電界は相殺されているので、ギャップ１０内では電界は発生していないことになる。
【００８３】
図１８は、静電アクチュエータへの印加電圧と、静電アクチュエータの静電容量との関係を示した図で、図１８（ａ）は、絶縁膜４ｃをエレクトレット化していない場合、図１８（ｂ）は絶縁膜４ｃをエレクトレット化した場合を示している。ここでは、個別電極１１をＧＮＤ電位とし、共通電極に正電圧を印加している。
図１８（ａ）に示すエレクトレット化前では、電圧を上げることにより静電容量が上昇しているのに対し、図１８（ｂ）に示すエレクトレット化後では、電圧を上げることにより静電容量が徐々に低下し、約１５Ｖ印加したところで最小となっている。すなわち、振動板４を個別電極１１に引き寄せるための静電気力が最小となるときの電圧を静電アクチュエータに印加することにより振動板４を自身の復元力により個別電極１１から離脱させる動作を行わせることが可能となる。
【００８４】
このように、本例の静電アクチュエータが、振動板４が個別電極１１に当接した状態から、個別電極１１から離脱する動作を行うことにより所定の動作（液滴吐出ヘッドの場合には液滴吐出動作）を行うアクチュエータであることを鑑みると、図１８（ａ）に示すエレクトレット化前では、駆動電圧として約２０Ｖ必要なのに対し、図１８（ｂ）に示すエレクトレット後では１５Ｖで済む。このように、絶縁膜４ｃをエレクトレット化してエレクトレット部４ｄを設けることにより低電圧駆動が可能な静電アクチュエータを構成できる。
【００８５】
次に、上記構成の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド１００の駆動方法の原理について図１９を参照して説明する。図１９において、駆動回路２３’は、電源３１と、充放電抵抗３２と、電源３１又は充放電抵抗３２を切り替える切替スイッチ３３とを備えている。駆動回路２３’は、切替スイッチ３３を電源３１側に切り替えた際に、エレクトレット部４ｄによる電界を相殺する電圧を印加できるように構成され、また、充放電抵抗３２側に切り替えた際に振動板４と個別電極１１とを同電位とすることができるように構成されている。なお、ノズル２０や吐出室５などの液滴流路には吐出液体が充填されている。
【００８６】
図１９（ａ）に示す待機状態では、切替スイッチ３３が充放電抵抗３２側に切り替えられ、振動板４と個別電極１１とが同電位とされている。この待機状態においては、エレクトレット部４ｄの作用により振動板４が個別電極１１側に引き寄せられて当接した状態となっている。これにより吐出室５はその容積が拡大してノズル２０にはメニスカスが形成されて吐出室５内に液体が保持されている。
【００８７】
そして、図１９（ｂ）に示すように、切替スイッチ３３を電源３１側に切り替えて振動板（共通電極）４側を＋電位とすると、振動板４側には＋電荷が充電され、個別電極１１側には−電荷が充電され、振動板４が自身の復元力により個別電極１１から離脱する。これにより、吐出室５内の液体に圧力が発生し、この吐出室５内の圧力によりノズル２０から液滴が吐出される。
【００８８】
液滴吐出後、吐出室５内の残留振動（１周期〜２周期）に合わせて切替スイッチ３３を充放電抵抗３２側に切り替え、動電荷を放電して振動板４と個別電極１１とを同電位とする。その結果、図１９（ｃ）に示すようにエレクトレット部４ｄの作用により振動板４は個別電極１１側に引き寄せられて待機状態に復帰する。これにより吐出室５の容積は拡大し、リザーバー６の内部に溜まっていたインク等の液滴がオリフィス２１を通じて吐出室５に流れ込み、ノズル２０からもメニスカスを引き込む。この後、更にメニスカスはその表面張力と吐出室５内の残留振動によりノズル２０表面側に吐出液体を引っ張って戻し、ノズル２０の開口位置に復帰する。これにより、次の液滴吐出が可能となる。
【００８９】
ここで、切替スイッチ３３を充放電抵抗３２側に切り替えるタイミングについて説明する。このタイミングは、上述したように吐出室５の残留振動に合わせるものである。すなわち、液滴吐出後、振動板４は再び個別電極１１側に向けて移動し、その後、再度個別電極１１から離れる方向に向けて移動するという振動を繰り返している。このことから、振動板４が最も個別電極１１に接近するタイミングとしている。このタイミングは、換言すれば液滴の吐出動作が完了したタイミングであり、このタイミングで振動板４を待機状態に復帰させるようにすることで、安定した液滴吐出が可能となる。
【００９０】
かかる駆動方法を適用した本発明の液滴吐出ヘッド１００の駆動制御装置の具体的構成について次の図２０を参照して説明する。図２０は、液滴吐出ヘッドの駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、充放電の速度を調節している充放電抵抗の代わりに、駆動電圧パルスの立ち上がりの電圧上昇の傾き、立ち下がりの電圧下降の傾きを後述の駆動パルス生成回路にて生成して充放電速度を制御している。
【００９１】
駆動制御装置４０は、ＣＰＵ４１を備えており、ＣＰＵ４１には、内部バスを介してＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３およびデータジェネレータ（Ｄ／Ｇ）４４が接続されている。ＲＯＭ４２内には制御プログラムが格納されており、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３内の記憶領域を作業領域として用いてＲＯＭ内に格納されている制御プログラムを実行し、液滴吐出ヘッド１００の駆動制御を行う。
【００９２】
電源４５は、外部の電源電圧からヘッド駆動用の高電圧（Ｈｖ）と、駆動制御装置４０の電源電圧（ＴＴＬ）と、ＧＮＤ電位とを発生し、ヘッド駆動用の高電圧（Ｈｖ）を駆動電圧パルス生成部４６とノズル選択用ＩＣ４７とに供給し、駆動制御装置４０の電源電圧（ＴＴＬ）をＣＰＵ４１、Ｄ／Ａ変換器４８、ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）４９、データジェネレータ（Ｄ／Ｇ）４４、クロック発生部５０、駆動電圧パルス生成部４６に供給している。また、液滴吐出ヘッド１００には、振動板４に対して駆動電圧パルス生成部４６から駆動電圧パルスＶｐが供給され、個別電極１１に対してノズル選択用ＩＣ４９から駆動電圧パルスＶｐ又はＧＮＤ電位が選択的に供給される。
【００９３】
ＣＰＵ４１には、図示しない外部装置からＩ／Ｏを介して印刷情報が供給され、ＣＰＵ４１はその印刷情報をデータジェネレータ（Ｄ／Ｇ）４４に出力する。データジェネレータ（Ｄ／Ｇ）４４はＣＰＵ４１からの印刷情報に基づいて画像や文字のパターンデータを生成し、ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）４９に出力する。
【００９４】
ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）４９は、データジェネレータ（Ｄ／Ｇ）４４からのパターンデータを入力し、そのパターンデータに対応した駆動制御信号をノズル選択用ＩＣ４７に供給する。
【００９５】
一方、ＣＰＵ４１は、駆動電圧のパルス長、電圧、パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間等のパルス信号波形生成条件に関する制御信号を、Ｄ／Ａ（デジタル−アナログ）変換器４８に出力する。Ｄ／Ａ変換器４８は、ＣＰＵ４１からのデジタル情報としての制御信号をアナログデータに変換して駆動電圧パルス生成部４６に出力する。
【００９６】
駆動電圧パルス生成部４６は、Ｄ／Ａ変換器４８からのデータに基づいて駆動電圧パルス波形Ｖｐを生成し、生成した駆動電圧パルス波形Ｖｐを振動板４とノズル選択用ＩＣ４７とにそれぞれ出力する。
【００９７】
ノズル選択用ＩＣ４７には、駆動制御信号と駆動電圧パルスＶｐとが供給され、また、クロック発生部（ＣＬＫ）５０からクロック信号が供給される。ノズル選択用ＩＣ４７は、駆動制御信号に基づいて駆動電圧パルスＶｐ又は接地電位ＧＮＤを選択し、各ノズル２０に対応する個別電極１１に印加する。具体的には駆動ノズル（液滴を吐出させるノズル）２０にはＧＮＤ電位を供給し、振動板４との間に電位差を生じさせて液滴吐出を実施させ、非駆動ノズル（液滴を吐出させないノズル）２０には駆動電圧パルスＶｐを供給して電位差を与えないようにしている。これにより駆動ノズル２０から液滴吐出が行われ、非駆動ノズル２０からは液滴吐出が行われないように制御される。
【００９８】
ここで、ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）４９からノズル選択用ＩＣ４７に供給される駆動制御信号は、具体的には各ノズル２０への印字データの有無を示す論理（印字データがある場合高論理Ｈ、無い場合低論理Ｌ）であり、シリアルデータで構成される。ノズル選択用ＩＣ４７は、シリアルで供給されたデータをパラレルデータに変換し、そのパラレルデータ信号に基づいて駆動電圧パルスＶｐ又は接地電位ＧＮＤを選択して各ノズル２０に対応する個別電極１１に印加している。
【００９９】
図２１は、振動板と個別電極との間に印加される駆動電圧パルスＶｐの波形を示した図、図２２は、駆動論理を示した図である。なお、図２１において、横軸には時間、縦軸には電圧を取って示している。駆動電圧パルスＶｐの１パルス毎に１回のインク液滴の吐出動作が行われる。
駆動電圧パルスＶｐは、充電部分Ｐ１と電圧保持部分Ｐ２と放電部分Ｐ３とから構成されている。液滴吐出ヘッド１００の駆動時には、振動板（共通電極）４にＶｐを供給するとともに個別電極１１にＧＮＤ電位を供給して静電アクチュエータに電荷を供給する充電を行う（充電部分Ｐ１）。この充電時の静電アクチュエータの動作は上述した通りであり、エレクトレット部４ｄの作用により個別電極１１に引き寄せられていた振動板４が個別電極１１から離脱し、これにより吐出室５内に圧力が発生してノズル２０から液滴が吐出する。
【０１００】
その後、振動板４と個別電極１１との電位差を保ち続け（電圧保持部分Ｐ２）、振動板４を自由振動させた状態とする。そして、振動板４と個別電極１１との間の電荷を放電する（放電部分Ｐ３）。これにより、振動板４はエレクトレット部４ｄの作用により個別電極１１側に引き寄せられて当接し、待機状態に復帰する。
【０１０１】
ここで、個別電極１１から一旦離脱した振動板４を再度個別電極１１側に引き寄せるタイミングすなわち放電開始のタイミング（駆動電圧パルスＶｐの立ち下げ時点）は、上述したように振動板４が、自身の振動により個別電極１１に最も接近したタイミングとすることが好ましい。このタイミング調整は、具体的には駆動電圧パルスＶｐの駆動電圧パルスＶｐのパルス幅（充電終了から放電終了までの時間）Ｐｗを調整することによって行なわれる。パルス幅Ｐｗは、上述の静電アクチュエータの場合では振動板４の固有振動数に基づき決定することになるが、液滴吐出ヘッド１００の場合には吐出室５内の吐出液体の影響も受けることから、ノズル２０や吐出室５などの液滴流路の固有振動周期に基づき決定する。
【０１０２】
このように液滴流路の固有振動周期に基づき決定されたパルス幅ｐｗを有する駆動電圧パルスＶｐを印加するようにすることで、低電圧で効率良く駆動でき安定した液滴吐出が可能となる。したがって、この液滴吐出ヘッド１００を、インクを吐出するインクジェットヘッドとした場合、安定した印字動作が可能となり印字品質の向上に寄与する。
【０１０３】
なお、非駆動ノズル２０の個別電極１１には、振動板４と同じ駆動電圧パルスＶｐを供給する。これにより振動板４と個別電極１１との間に電位差が発生せず、振動板４が個別電極１１に当接した状態が継続され、液滴吐出は行われない。個別電極１１にどちらの電位を供給するかはノズル選択用ＩＣ４７で選択される。なお、どのノズル２０からも吐出動作を行わない待機時には、振動板４と個別電極１１の両方にＧＮＤ電位が供給される。
【０１０４】
以上説明したように本実施の形態５によれば、振動板４と個別電極１１との間にエレクトレット部４ｄを設け、エレクトレット部４ｄにより振動板４が個別電極１１に当接保持された状態を初期状態（待機状態）とするようにしたので、液滴を吐出させる際には、単に、振動板４が個別電極１１から離脱するのに要する電圧（換言すればエレクトレット部４ｄによる電界によって発生する吸引力を解消するだけの電圧）を印加するだけで良く、低電圧駆動が可能となる。すなわち、吐出室５内の液滴圧力の影響を受けつつ振動板４を個別電極１１側に引き寄せるのに要する電圧に比べて低電圧で駆動することが可能となる。換言すれば、低電圧による駆動で必要十分な大きな振動板変位量を得ることが可能となり、その結果、液滴吐出ヘッド１００の小型化及び吐出室５の高密度化が可能となる。
【０１０５】
また、吐出動作終了後、振動板４は待機状態に復帰して個別電極１１に吸引保持された状態となるため、吐出室５の流路のコンプライアンスが小さい状態となっている。したがって、液滴吐出後の残留振動が収束するまでの時間を短くすることが可能となり、メニスカスの復帰を素早く行うことが可能となる。これにより、次の吐出までの時間間隔を短時間化することが可能となり、液滴吐出ヘッド１００を高い駆動周波数で駆動させることが可能となる。
【０１０６】
また、エレクトレット部４ｄを有する空間が封止材１０ｂによって封止されているので、その空間内に水分等が入り込んでエレクトレット部４ｄの表面に付着し、帯電量が低下してしまう不都合を防止可能となっている。また、振動板４はシリコンにボロンをドープしてなるボロンドープ層により形成されているので、単にシリコンで形成した場合に比べて低抵抗に構成され、この点からも低電圧駆動が可能となっている。
【０１０７】
実施の形態６．
次に、実施の形態５の静電アクチュエータを搭載した液滴吐出ヘッド１００ｂの製造方法について、図２３を参照して説明する。液滴吐出ヘッド１００ｂの構造自体の製造方法は上記実施の形態２と同様であるためその説明を省略し、ここでは、絶縁膜をエレクトレット化する方法について、上記実施の形態２，４で説明した方法とは異なる方法を説明する。
【０１０８】
図２３は、絶縁膜をエレクトレット化するためのエレクトレット工程の説明図である。
図２３（ａ）に示すように、キャビティプレート１、電極基板２及びノズルプレート３を接合して組みたてた状態の接合基板を、ホットプレート６０上に断熱材６１を介して載置し、内部温度を保持するために接合基板全体をビーカー６２で覆う。この状態で、ホットプレート６０により液滴吐出ヘッド１００全体を加熱して１５０℃に保持する（加温工程）。なお、ノズルプレート３は接合されていても、されていなくても良い。ノズルプレート３を接合した状態であれば、後工程で熱工程（ノズルプレート３を接合するための接着剤を硬化させるための熱処理（例えば６０℃〜１５０℃で２時間））が加わらないため、静電アクチュエータを安定して製造することが可能となる。
【０１０９】
次に、図２３（ｂ）に示すように振動板４と個別電極１１との間に電圧５０Ｖを印加し、振動板４を個別電極１１に当接させた状態とし、その状態で１０分〜２０分保持する（電圧印加工程）。このとき、ビーカー６２内の温度は１５０℃に保温したままの状態とする。印加する電圧は、振動板４を個別電極１１側に引き寄せて当接させた上で絶縁膜４ｃを分極させる必要上、静電アクチュエータの駆動電圧以上とする。本例の液滴吐出ヘッドの構成では、駆動電圧を最高４５Ｖとしているので、ここで印加する電圧は５０Ｖに設定している。そして、図２３（ｃ）に示すように、電圧を５０Ｖに保持した状態で、ビーカー６２内の温度を室温（２５℃）まで除冷し、その後、電圧を解除する（除冷工程）。
【０１１０】
以上の処理により、加熱中に分極した状態が永久分極として絶縁膜４ｃに残存し、エレクトレット部４ｄを有する液滴吐出ヘッド１００を製造できる。ここで、キャビティプレート１の下面全体に形成された絶縁膜４ｃのうち、主としてエレクトレット化されるのは、図２３（ｂ）の工程で個別電極１１と当接した部分であり、この部分が上記エレクトレット部４ｄとなる。
【０１１１】
上記の製造方法によれば、エレクトレット部４ｄを形成するに際し、単に加熱する処理と電圧を印加する処理を行うだけなので、容易に製造することが可能となる。
【０１１２】
上記各実施の形態では、エレクトレット部４ｄを振動板４の個別電極１１との対向面に設けた絶縁膜４ｃにより構成する例を図示して説明したが、個別電極１１の振動板４との対向面に設けた絶縁膜４ｃにより構成するようにしてもよい。この場合も上記と同様の製造方法でエレクトレット部４ｄを形成することができる。
【０１１３】
また、エレクトレット部４ｄを、本例ではシリコン酸化膜で形成しているが、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他の膜を用いても良く、要はエレクトレット化可能な絶縁膜で形成されていればよい。
【０１１４】
実施の形態７．
図２４は、本発明の実施の形態７に係る液滴吐出装置の一例を示す図で、図２４では、特にインクを吐出するインクジェット記録装置の例で示している。図２４に示されるインクジェット記録装置１１０は、インクジェットプリンタであり、実施の形態１、３、５の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド１００、１００ａ、１００ｂの何れかを搭載している。このため、低電圧駆動でありながら大きな振動板変位量を得ることができ、吐出室５内の発生圧力を高くすることができる。よって、安定した吐出特性を得ることが可能となり、高解像度の印字が可能となる。従って、本実施の形態７では、安定して高品質の印字が可能なインクジェット記録装置１１０を得ることができる。
【０１１５】
なお、実施の形態１、３、５の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド１００、１００ａ、１００ｂは、図２４に示すインクジェットプリンタの他に、吐出する液体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。
【０１１６】
実施の形態８．
本発明に係る静電アクチュエータは、液滴吐出ヘッド１００、１００ａ、１００ｂ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２５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の形態８に係るデバイスの一例を示す図である。図２５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。
【０１１７】
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２２１ａ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。
【０１１８】
以上の構成の波長可変フィルタ２００において、可動体２２１ａは実施の形態１，３，５の振動板４に、駆動電極２１２は実施の形態１，３，５の個別電極１１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、駆動電極２１２の表面に、実施の形態１の絶縁膜４ｃに相当する絶縁膜を形成することで、低電圧駆動が可能な波長可変フィルタ２００を得ることができる。また、静電アクチュエータの静電気力が向上し、波長可変フィルタ２００の小型化を図ることが可能となる。
【０１１９】
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】
【０１２０】
【図１】実施形態１の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１の液滴吐出ヘッドの概略縦断面図。
【図３】実施形態１の静電アクチュエータの構成模式図。
【図４】図１のキャビティプレートの製造工程を示す図。
【図５】コロナ帯電による帯電装置の構成を示す図。
【図６】図１の電極基板の製造工程を示す図。
【図７】図１のノズルプレートの製造工程を示す図。
【図８】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図（その１）。
【図９】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図（その２）。
【図１０】液滴吐出ヘッドの別の構成例を示す図。
【図１１】実施形態３の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１２】実施形態３の静電アクチュエータの構成模式図。
【図１３】図１１の電極基板の製造工程を示す図。
【図１４】図１１の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図（その１）。
【図１５】図１１の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図（その２）。
【図１６】実施形態５の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１７】実施形態５の静電アクチュエータの構成模式図。
【図１８】静電アクチュエータへの印加電圧と絶縁膜の静電容量との関係図。
【図１９】液滴吐出ヘッドの駆動方法の原理説明図。
【図２０】液滴吐出ヘッドの駆動制御装置の具体的構成を示す図。
【図２１】駆動電圧パルスＶｐの波形を示した図。
【図２２】駆動論理を示した図。
【図２３】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。
【図２４】実施形態７に係る液滴吐出装置の一例を示す図。
【図２５】実施形態８に係るデバイスの一例を示す図。
【符号の説明】
【０１２１】
１  キャビティプレート、２  電極基板、３  ノズルプレート、４  振動板、４ａ、４ｂ、４ｃ  絶縁膜、４ｄ  エレクトレット部、５  吐出室、１０  ギャップ、１０ｂ  封止材、１１  個別電極、１００、１００ａ、１００ｂ  液滴吐出ヘッド、１１０  インクジェット記録装置、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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【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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【図２５】
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