JP2009159747A - 静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、静電アクチュエータの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静電アクチュエータとして駆動耐久特性を確保しつつ、酸化物系の対向電極などに水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜を形成することができる静電アクチュエータ等を提供する。
【解決手段】振動板２０と、振動板２０にギャップＧを隔てて対向する対向電極３０とを備え、振動板２０の対向電極３０との対向面に絶縁膜２１が形成された静電アクチュエータであって、振動板２０の絶縁膜２１と対向電極３０とのいずれか一方の面上に、保護膜１０１が形成されるとともに、保護膜１０１の上に水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が形成され、保護膜１０１が酸素原子を含まない誘電体の保護膜である。
【選択図】図５

Description

本発明は静電アクチュエータ、それを利用した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、静電アクチュエータの製造方法、及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

インクジェットプリンタにおけるインク吐出方法として、駆動手段に静電気力を利用した、いわゆる静電駆動方式のインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタは、振動板と対向電極との間に電圧を印加、遮断することにより、振動板を対向電極に吸引、隔離させ、それによって生じる圧力変化を利用してインクを吐出する。従って、振動板と対向電極とはインクが貯えられた圧力室の圧力を変動させる静電アクチュエータとして作用する。

このような静電アクチュエータの駆動耐久特性を確保するために、対向電極の上に高硬度で潤滑性の高い膜、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン、Diamonmd Like Carbon）膜を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３６８５６号公報（第６頁、図４）

ＤＬＣ膜は、一般に、膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜と、膜中に水素をほとんど含まないアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）膜とに分類される。膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜を酸化物系の対向電極、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極の上に形成すると、下地となる対向電極がエッチングされてしまうことがあった。
これを防止するために、特許文献１記載の技術においては、酸化物系の対向電極の上に保護膜を設け、その上に水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜を形成しているが、保護膜はいずれも酸素を含むものであり、アクチュエータ特性が悪化してしまう等の問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、静電アクチュエータとして駆動耐久特性を確保しつつ、酸化物系の対向電極などに水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）膜を形成することができる静電アクチュエータ、それを利用した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、静電アクチュエータの製造方法、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に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する対向電極とを備え、振動板の対向電極との対向面に絶縁膜が形成された静電アクチュエータであって、振動板の絶縁膜と対向電極とのいずれか一方の面上に、保護膜が形成されるとともに、保護膜の上に水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）が形成され、保護膜が酸素原子を含まない誘電体の保護膜である。
水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）は高硬度で潤滑性が高いので、静電アクチュエータに、優れた駆動耐久特性を付与することができる。また、表面膜が膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）であっても、保護膜は酸素原子を含まないので、アクチュエータ特性が悪化することはない。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、保護膜と水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）とが振動板の絶縁膜の上に形成され、対向電極の上に対向電極側絶縁膜がさらに形成されたものである。
振動板と対向電極の両側に絶縁膜を有してもアクチュエータ特性が悪化することがなく、優れた駆動耐久性を有する。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、対向電極が酸化物系の電極であり、絶縁膜が酸化膜である。
対向電極が酸化物系の電極であり、絶縁膜が酸化膜であっても、保護膜は酸素原子を含まないので、水素化アモルファスーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）が対向電極や絶縁膜にダメージを与えることがなく、良好な電気特性を示す。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、保護膜がＳｉＮ膜である。
表面膜が膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）であっても、保護膜は酸素原子を含まないＳｉＮ膜であるので、対向電極や絶縁膜へのダメージがなく、アクチュエータ特性が悪化することはない。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、保護膜がａ−ＳｉＣ膜及びａ−ＢＮ膜のいずれかである。
表面膜画が膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）であっても、保護膜は酸素原子を含まないａ−ＳｉＣ膜またはａ−ＢＮ膜であるので、対向電極や絶縁膜へのダメージがなく、アクチュエータ特性が悪化することはない。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、対向電極がＩＴＯ電極である。
保護膜は酸素原子を含まないので、水素化アモルファスーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）が酸化物系のＩＴＯ電極にダメージを与えることはない。

また、本発明に係る静電アクチュエータは、絶縁膜が、酸化シリコンからなる酸化膜、酸化シリコンより比誘電率が高い酸化膜、及びこれらの膜が積層して形成された酸化膜のいずれかである。
絶縁膜として、酸化シリコンからなる酸化膜のみならず、これよりも比誘電率が高い酸化膜、またはこれらの膜が積層して形成された酸化膜を用いたので、アクチュエータ能力を向上させることができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記のいずれかの静電アクチュエータを備えたものである。
駆動耐久特性に優れ、高い吐出能力を備えた液滴吐出ヘッドを提供することができる。

本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
駆動耐久特性に優れ、高い吐出能力を備えたた液滴吐出ヘッドを搭載した高性能の液滴吐出装置を提供することができる。

本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、シリコン基板の表面に絶縁膜を形成する工程と、電極基板に溝を形成してその溝内に対向電極を形成する工程と、シリコン基板の絶縁膜と電極基板の対向電極のいずれか一方の面上に保護膜を形成し、保護膜の上に水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）を形成する工程と、絶縁膜と対向電極とをギャップを隔てて対向させて、シリコン基板と電極基板とを接合する工程と、シリコン基板と電極基板間に形成されたギャップ内の水分を除去してギャップを封止する工程と、シリコン基板に振動板を形成する工程とを有する。
駆動耐久特性に優れ、高い吐出能力を備えた液滴吐出ヘッドを提供することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、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して、液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部分を形成するものである。
駆動耐久特性に優れ、高い吐出能力を備えた液滴吐出ヘッドを搭載した高性能の液滴吐出装置を提供することができる。

実施の形態１（静電アクチュエータ）
図１は本発明の実施の形態１に係る静電アクチュエータの縦断面図である。静電アクチュエータは、一方の電極として作用する可撓性を有する振動板（可動電極）２０と、振動板２０とギャップＧを隔てて対向する対向電極（固定電極）３０が形成された電極基板３と、振動板２０と対向電極３０にパルス電圧を印可する駆動回路５０とを備えている。

振動板２０はシリコン基板からなり、対向電極３０に対向する側の面には絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１は例えばＳｉ０₂ （酸化シリコン）からなり、振動板２０の駆動時に、振動板２０と対向電極３０との間での絶縁破壊やショートを防止する。絶縁膜２１は、Ｓｉ０₂ の比誘電率（３．２）より大きな比誘電率を有する、Ａｌ₂ Ｏ₃ （酸化アルミニウム）、ＨｆＯ₂ （酸化ハフニウム）、ＨｆＳｉＮ（窒化ハフニウムシリケート）、ＨｆＳｉＯＮ（酸窒化ハフニウムシリケート）であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。

電極基板３はホウ珪酸ガラスからなり、その溝内に複数の対向電極３０が形成されている。対向電極３０は酸化物系の電極からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパッタすることにより形成する。

対向電極３０の上には、酸素原子を含まない誘電体の保護膜（以下、保護膜ともいう）１０１が形成され、その上に表面膜１００が形成されている。
表面膜１００はダイヤモンドライクカーボン（Diamonmd Like Carbon、以下、ＤＬＣという）からなる膜である。ＤＬＣ膜は、一般に、膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン（以下、ａ−Ｃ：Ｈともいう）膜と、膜中に水素をほとんど含まないアモルファスカーボン（以下、ａ−Ｃともいう）膜とに分類されるが、本願発明に係るＤＬＣ膜はａ−Ｃ：Ｈ膜である。
保護膜１０１は、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなる膜であるが、ａ−ＳｉＣからなる膜、あるいはａ−ＢＮからなる膜であってもよい。ＳｉＮ膜等の保護膜１０１は膜中に酸素原子を含まないため、そのうえにａ−Ｃ：Ｈからなる表面膜１００を形成した場合であっても、対向電極３０へのダメージがなく、良好な電気特性を示す。

次に、静電アクチュエータの動作について説明する。
駆動回路５０を制御して、振動板２０と対向電極３０の間に電圧の印加、遮断を行うことにより、振動板２０を撓ませて対向電極３０に接触させる動作と、振動板２０を対向電極３０から離して元の位置に戻す動作を行わせる。振動板２０のこのような動作を利用した静電アクチュエータは、各種の装置やデバイスに適用することができる。

上記の静電アクチュエータによれば、対向電極３０の表面膜１００は、ａ−Ｃ：Ｈからなる膜であり、高硬度で潤滑性に優れ、駆動耐久特性を高めるのに寄与する。そして、下地の対向電極３０が酸化物系の電極であっても、あいだにＳｉＮのような酸素原子を含まない誘電体の保護膜１０１を介在させているので、対向電極３０にダメージを与えることがない。また、振動板２０の絶縁膜２１として、Ｓｉ０₂ よりも大きな比誘電率を有するＡｌ₂ Ｏ₃ 等からなる膜、もしくはこれらを積層した膜を形成することもでき、この場合は、酸化膜換算厚み（ＥＯＴ）を薄くして絶縁耐圧を確保することができる。

実施の形態２（静電アクチュエータ）
図２は本発明の実施の形態２に係る静電アクチュエータの縦断面図である。
本実施の形態２では、振動板２０はシリコン基板からなり、対向電極３０に対向する側の面には絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１の上には酸素原子を含まない誘電体の保護膜１０１が形成され、その上に表面膜１００が形成されている。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態１に示した場合と実質的に同様なので説明を省略する。

実施の形態３（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
次に、実施の形態１に係る静電アクチュエータを適用した液滴吐出ヘッドについて説明する。図３は本発明の実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドの一部を断面で示した分解斜視図、図４は図３を組み立てた状態の要部を示す縦断面図、図５は図４の液滴吐出ヘッドの向きを９０度変えた方向からみた圧力室付近の断面図、図６は図４のＡ部を拡大した説明図である。
液滴吐出ヘッド１は、キャビティ基板２、電極基板３、及びノズル基板４を積層して接合されており、キャビティ基板２に形成された可撓性を有する振動板（可動電極）２０と、電極基板３に形成された対向電極（固定電極）３０とが静電アクチュエータを構成している。

キャビティ基板２は単結晶シリコンからなり、底壁が振動板２０として形成され、吐出液を貯えて吐出させる圧力室（吐出室）２２となっている凹部２２０が複数形成されている。圧力室２２は紙面手前側から紙面奥側にかけて平行に並んで形成されており（図３、図４参照）、圧力室２２の底面を構成する振動板２０は、シリコン基板の表面からボロン（Ｂ）を拡散させたボロンドープ層として形成されている。また、キャビティ基板２には、各圧力室２２にインク等の液滴を供給するためのリザーバ２３となる凹部２３０と、このリザーバ２３と各圧力室２２を連通する細溝状のオリフィス２４となる凹部２４０が形成されている。なお、リザーバ２３は単一の凹部２３０から形成されており、オリフィス２４は各圧力室２２に対して１つずつ形成されている。

キャビティ基板２の電極基板３が接合される側の面には、ＤｒｙＯ_x からなる絶縁膜２１が形成されている。一方、キャビティ基板２のノズル基板４が接合される側の面には、耐吐出液保護膜２５が形成されている。耐吐出液保護膜２５は、圧力室２２やリザーバ２３の内部の吐出液によりキャビティ基板２がエッチングされるのを防止する。

電極基板３はホウ珪酸ガラスからなり、その溝部がキャビティ基板２の振動板２０に対向するようにして接合されている。電極基板３の溝部内には、振動板２０とギャップＧを隔てて対向する複数の対向電極３０が形成されている。対向電極３０は、対応する圧力室２２ごとに形成されているため個別電極とも称される。なお、ギャップＧは封止材６０によって封止されている。対向電極３０は酸化物系の電極からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパッタすることにより形成される。

対向電極３０の上には酸素原子を含まない誘電体の保護膜１０１が形成され、その上に表面膜１００が形成されている。この表面膜１００は膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）からなり、高硬度で潤滑性が高く、優れた駆動耐久特性を有する。保護膜１０１はＳｉＮからなる膜である。保護膜１０１は膜中に酸素原子を含まないため、そのうえにａ−Ｃ：Ｈからなる表面膜１００を形成しても、膜へのダメージがなく、良好な電気特性を示す。

電極基板３には、リザーバ２３と連通する吐出液供給口６１が設けられている。この吐出液供給口６１はリザーバ２３の底壁に設けられた孔と繋がっており、リザーバ２３にインク等の吐出液を供給する。

ノズル基板４は圧力室２２に対応した複数のノズル４０を備えた基板であり、キャビティ基板２の電極基板３が接合された側の面と反対側の面に接合されている。ノズル基板４はシリコン基板からなり、そのノズル４０は、例えば円筒状の第１のノズル孔と、第１のノズル孔と連通し第１のノズル孔よりも径の大きい円筒状の第２のノズル孔とからなる。

図６に示すように、振動板２０の対向電極３０との対向面の上に形成された絶縁膜（ＤｒｙＯ_x 膜）２１の膜厚、対向電極３０の上に形成された保護膜（ＳｉＮ膜）１０１の膜厚、及び保護膜（ＳｉＮ膜）１０１の上に形成された表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００の膜厚は、絶縁膜２１が例えば１１０ｎｍ、保護膜１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜１００が例えば１０ｎｍであり、絶縁耐圧に優れたＤｒｙＯ_x 膜の厚み割合を大きくしてある。そして、振動板２０の幅と各対向電極３０の幅はほぼ等しく設定し、表面膜１００の幅は振動板２０の幅よりも狭く設定し、表面膜１００の大きな膜応力により振動板２０が撓む不具合を解消するようにしてある（図５参照）。

上記のように構成された液滴吐出ヘッド１の作用について説明する。
キャビティ基板２と個々の対向電極３０には駆動回路５０が接続されている。駆動回路５０により、キャビティ基板２と対向電極３０の間にパルス電圧が印加されると、振動板２０が対向電極３０に引き寄せられて、対向電極３０の表面膜１００に吸着される。これによって圧力室２２の内部に負圧が発生し、リザーバ２３の内部に溜まっているインク等の液体が圧力室２２に流れ込む。流れ込んだ液体により圧力室２２の内部の圧力が上昇に向かうタイミングで、キャビティ基板２と対向電極３０の間に印加されていた電圧が解除されると、振動板３０が元の位置に戻って圧力室２２の内部の圧力が更に上昇して高くなるため、ノズル４０から吐出液が吐出される。

次に、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下に示す数値はその一例を示すもので、これに限定するものではない。
図７は液滴吐出ヘッドの製造工程を示すフローチャートである。
（ａ）ホウ珪酸ガラス基板を用意し、このガラス基板に金・クロムのエッチングマスクを施し、フッ酸水溶液等でエッチングして溝部を形成し、溝部内にスパッタ等によりＩＴＯからなる対向電極３０を形成する（ステップＳ−１）。

（ｂ）ガラス基板の対向電極３０の上に、ＥＣＲスパッタ法により、ＳｉＮ膜を１０ｎｍ全面形成する（ステップＳ−２）。

（ｃ）ＳｉＮ膜の上に、ＲＦ−ＣＶＤ法により、ａ−Ｃ：Ｈ膜を１０ｎｍ全面形成する（ステップＳ−３）。

（ｄ）レジストを全面塗布し、ＩＴＯ電極部以外のレジストを除去し、ａ−Ｃ：Ｈ膜をＲＩＥでＯ₂ を用いたアッシングで除去し、ＳｉＮをＣＦ₄ を用いたエッチングで除去して、それぞれ表面膜１００、及び保護膜１０１を形成する（ステップＳ−４）。

（ｅ）ガラス基板にドリルなどによって穴をあけ、吐出液供給口６１を形成する（ステップＳ−５）。こうして、電極基板３が完成する。

（ｆ）シリコン基板を用意し、その両面を鏡面研磨し、片側表面にボロンをドープしてボロンドーブ層（のちに振動板２０となる）を形成する。次に、ボロンドーブ層が形成されている表面に、ＴＥＯＳプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＯ₂ よりなる絶縁膜２１を形成する（ステップＳ−６）。

（ｇ）ステップＳ−１〜ステップＳ−５の工程が終了した電極基板３と、ステップＳ−６の工程が終了したシリコン基板とを、これらの表面膜１００が形成された面と絶縁膜２１が形成された面とを対向させて、陽極接合する（ステップＳ−７）。ここでは、電極基板３を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基板に陽極、電極基板３に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して接合する。

（ｈ）電極基板３に接合されたシリコン基板の全体を、例えば、機械研削によって薄板化する。機械研削を行った後、加工変質層を除去するため、水酸化カリウム水溶液等でライトエッチングする（ステップＳ−８）。

（ｉ）シリコン基板の上面（電極基板３が接合されている面と反対側の面）の全面に、ＴＥＯＳプラズマＣＶＤ法によってＳｉＯ₂ 膜を形成する。そして、このＳｉＯ₂ 膜に、圧力室２２となる凹部２２０、リザーバ２３となる凹部２３０、及びオリフィス２４となる凹部２４０となる部分を形成するためのレジストをパターニングし、この部分の酸化シリコン膜をエッチングして除去する。次に、シリコン基板を水酸化カリウム水溶液等で異方性ウェットエッチングして、圧力室２２となる凹部２２０、リザーバ２３となる凹部２３０及びオリフィス２４となる凹部２４０を形成し、酸化シリコン膜を除去する。このウェットエッチングでは、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後、３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用する２段階のエッチングを実施する。以上のエッチング処理においては、先に形成していたボロンドープ層がエッチストップとして作用し、残ったボロンドープ層が振動板２０として形成される。シリコン基板の圧力室２２となる凹部２２０等が形成された面に、例えばＣＶＤ法によって、酸化シリコン等からなる耐吐出液保護膜２５を形成する。こうして、シリコン基板からキャビティ基板２が完成する（ステップＳ−９）。

（ｊ）キャビティ基板２と電極基板３との間に形成されているギャップＧ内の水分を除去し、ギャップＧを封止する（ステップＳ−１０）。

（ｋ）ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電によるドライエッチング等によって、ノズル４０が形成されたノズル基板４を、キャビティ基板２の電極基板３が接合されている側と反対側の面に接着剤等により接合する（ステップＳ−１１）。こうして、接合基板が完成する。

（ｌ）キャビティ基板２、電極基板３、及びノズル基板４が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、液滴吐出ヘッド１が完成する（ステップＳ−１２）。

上記の液滴吐出ヘッドの製造工程によれば、ガラス基板の対向電極（ＩＴＯ電極）３０の上に酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ＳｉＮ膜）１０１を形成し、その上に表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成するので、対向電極（ＩＴＯ電極）３０へのダメージがなく、良好な電気特性を示す。

実施の形態４（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
図８は本発明の実施の形態４に係る液滴吐出ヘッドの要部を示す縦断面図、図９は図８の液滴吐出ヘッドの向きを９０度変えた方向からみた圧力室付近の断面図、図１０は図８のＡ部を拡大した説明図である。
実施の形態３では、対向電極３０側に保護膜１０１と表面膜１００を設けたが、本実施の形態４では、振動板２０側に保護膜１０１と表面膜１００を設けたものである。
電極基板３の溝内には、複数の対向電極３０が設けられている。対向電極３０は酸化物系の電極からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパッタすることにより形成する。キャビティ基板２の電極基板３が接合される側の面には、振動板２０の面上にＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ からなる絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１の上には酸素原子を含まない誘電体の保護膜１０１が形成され、その上に表面膜１００が形成されている。表面膜１００は膜中に水素を含む水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）からなる膜である。保護膜１０１はＳｉＮからなる膜である。

それぞれの膜厚は、絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１が例えば１１０ｎｍ、保護膜（ＳｉＮ膜）１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が例えば１０ｎｍとし、絶縁耐圧に優れた酸化シリコン膜の厚み割合を大きくしてある。
上記のように、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ からなる絶縁膜２１の上にａ−Ｃ：Ｈからなる表面膜１００を積層する場合であっても、ＳｉＮを保護膜１０１として使用しているので、絶縁膜２１へのダメージがなく、良好な電気特性を示す。
その他の、構成、作用は、実施の形態２と同様なので、説明を省略する。

次に、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。
図１１は液滴吐出ヘッドの製造工程を示すフローチャートである。
（ａ）ホウ珪酸ガラス基板を用意し、このガラス基板に金・クロムのエッチングマスクを施し、フッ酸水溶液等でエッチングして溝部を形成し、溝部内にスパッタ等によりＩＴＯからなる対向電極３０を形成する（ステップＳ−１）。

（ｂ）ガラス基板にドリルなどによって穴をあけ、吐出液供給口６１を形成する（ステップＳ−１ａ）。こうして、電極基板３が完成する。

（ｃ）シリコン基板を用意し、その両面を鏡面研磨し、片側表面にボロンをドープしてボロンドーブ層（のちに振動板２０となる）を形成する。次に、ボロンドーブ層が形成されている表面に、熱酸化法によってＳｉＯ₂ 熱酸化膜を１１０ｎｍ全面成膜する（ステップＳ−６）。

（ｄ）ＳｉＯ₂ 熱酸化膜の上に、ＥＣＲスパッタ法により、ＳｉＮ膜を１０ｎｍ全面成膜する（ステップＳ−６ａ）。

（ｅ）ＳｉＮ膜の上に、ＲＦ−ＣＶＤ法により、ａ−Ｃ：Ｈ膜を全面成膜する（ステップＳ−６ｂ）。

（ｆ）レジストを全面塗布し、電極基板接合面以外のレジストを除去し、ａ−Ｃ：Ｈ膜をＲＩＥでＯ₂ を用いたアッシングで除去し、ＳｉＮをＣＦ₄ を用いたエッチングで除去して、それぞれ表面膜１００、及び保護膜１０１を形成する（ステップＳ−６ｃ）。

（ｇ）ステップＳ−１〜ステップＳ−１ａの工程が終了した電極基板３と、ステップＳ−６〜ステップＳ−６ｃの工程が終了したシリコン基板とを、対向電極３０と振動板２０とを対向させて、陽極接合する（ステップＳ−７）。
それ以降の製造工程は、実施の形態３で示した製造工程と実質的に同様なので、説明を省略する。

上記の液滴吐出ヘッドの製造工程によれば、振動板２０の絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１の上に酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ＳｉＮ膜）１０１を形成し、その上に表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成するので、絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１へのダメージがなく、良好な電気特性を示す。

実施の形態５（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
図１２は本発明の実施の形態５に係る液滴吐出ヘッドの要部（図８のＡ部に相当）を拡大した説明図である。実施の形態４では、振動板２０の上に絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１、そのうえに保護膜（ＳｉＮ膜）１０１、そのうえに表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成し、振動板２０（振動板２０の表面膜１００）を対向電極（ＩＴＯ電極）３０に対向させたが、本実施の形態５では、対向電極３０の上に対向電極側絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）３１を形成して、この膜３１を振動板２０（振動板２０の表面膜１００）に対向させたものである。

それぞれの膜厚は、振動板２０の上に形成した絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１が例えば８０ｎｍ、保護膜（ＳｉＮ膜）１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が例えば１０ｎｍとし、対向電極（ＩＴＯ電極）３０の上に形成した対向電極側絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）３１を例えば３０ｎｍとしてある。
その他の、構成、作用は、実施の形態４と同様なので、説明を省略する。
本発明に係る液滴吐出ヘッド１は、振動板２０と対向電極３０の両側に、絶縁膜２１と対向電極側絶縁膜３１を有するアクチュエータに対しても、適用することができる。

実施の形態６（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
図１３は本発明の実施の形態６に係る液滴吐出ヘッドの要部（図８のＡ部に相当）を拡大した説明図である。実施の形態５では、振動板２０の上にＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜からなる絶縁膜２１を形成したが、本実施の形態６では、振動板２０の上にＡｌ₂ Ｏ₃ 膜を形成し、そのうえにさらにＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜を形成して、これらの２層によって絶縁膜２１を形成したものである。なお、絶縁膜２１の上に保護膜（ＳｉＮ膜）１０１を形成し、そのうえに表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成することは、実施の形態５に示した場合と同様である。

それぞれの膜厚は、振動板２０の上に形成した絶縁膜２１のうちＡｌ₂ Ｏ₃ 膜が例えば４０ｎｍ、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜が例えば５０ｎｍとし、保護膜（ＳｉＮ膜）１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が例えば１０ｎｍとし、対向電極（ＩＴＯ電極）３０の上に形成した絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）３１を例えば３０ｎｍとしてある。
その他の、構成、作用は、実施の形態４と同様なので、説明を省略する。

本発明に係る液滴吐出ヘッド１によれば、絶縁膜２１の種類によらず、例えば、ＳｉＯ₂ 膜とこれよりも比誘電率が高いＡｌ₂ Ｏ₃ 膜が積層された絶縁膜２１に対しても適用することができる。ＳｉＯ₂ よりも比誘電率が高いＡｌ₂ Ｏ₃ のような誘電材料を用いることによってアクチュエータ能力を向上させることができるため、高い吐出能力を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。

実施の形態７（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
図１４は本発明の実施の形態７に係る液滴吐出ヘッドの要部（図８のＡ部に相当）を拡大した説明図である。実施の形態５では、振動板２０の上に絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１、そのうえに酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ＳｉＮ膜）１０１、そのうえに表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成したが、本実施の形態７では、保護膜１０１をａ−ＳｉＣ膜としたものである。
ａ−ＳｉＣからなる保護膜１０１は、モノメチルシランを原料ガスに用いたＲＦ−プラズマＣＶＤ法によって形成する。
それぞれの膜厚は、振動板２０の上に形成した絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１が例えば８０ｎｍ、酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ａ−ＳｉＣ膜）１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が例えば１０ｎｍとし、対向電極（ＩＴＯ膜）３０の上に形成した対向電極側絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）３１を例えば３０ｎｍとしてある。
その他の、構成、作用は、実施の形態５と同様なので、説明を省略する。

実施の形態８（液滴吐出ヘッド及びその製造方法）
図１５は本発明の実施の形態８に係る液滴吐出ヘッドの要部（図８のＡ部に相当）を拡大した説明図である。実施の形態５では、振動板２０の上に絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１、そのうえに酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ＳｉＮ膜）１０１、そのうえに表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００を形成したが、本実施の形態８では、保護膜１０１をａ−ＢＮ膜としたものである。
ａ−ＢＮからなる保護膜１０１は、ボロンをターゲットとした反応性ＥＣＲスパッタ法によって形成する。
それぞれの膜厚は、振動板２０の上に形成した絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）２１が例えば８０ｎｍ、酸素原子を含まない誘電体の保護膜（ａ−ＢＮ膜）１０１が例えば１０ｎｍ、表面膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）１００が例えば１０ｎｍとし、対向電極（ＩＴＯ膜）３０の上に形成した対向電極側絶縁膜（ＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂ 膜）３１を例えば３０ｎｍとしてある。
その他の、構成、作用は、実施の形態５と同様なので、説明を省略する。

実施の形態９（液滴吐出装置）
図１６は本発明の実施形態９に係る液滴吐出装置の斜視図である。液滴吐出装置５００は、実施の形態３〜８に係る液滴吐出ヘッド１を搭載したもので、液滴としてインクを吐出するインクジェットプリンタである。
液滴吐出装置５００は、液滴吐出ヘッド１の振動板２０側もしくは対向電極３０側に形成された表面膜１００が高硬度で潤滑性の高い膜からなり、しかも保護膜１０１によって保護されて下地となる絶縁膜２１もしくは対向電極３０にダメージを与えることがないため、安定した駆動による高精度のインク吐出が可能となる。
なお、実施の形態２〜８に示した液滴吐出ヘッド１は、ここに示したインクジェットプリンタの他に、吐出する液滴を種々変更することで、カラーフィルタのマトリクスパターンの形成、有機ＥＬ表示装置の発光部の形成、生体液体試料の吐出等を行う液滴吐出装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る静電アクチュエータの縦断面図。 本発明の実施の形態２に係る静電アクチュエータの縦断面図。 本発明の実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドの一部を断面で示した分解斜視図。 図３を組み立てた状態の要部の縦断面図。 図４の液滴吐出ヘッドの圧力室付近の断面図。 図４の要部を拡大した説明図。 実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示すフローチャート。 本発明の実施の形態４に係る液滴吐出ヘッドの要部を拡大した縦断面図。 図８の液滴吐出ヘッドの圧力室付近の断面図。 図８の要部を拡大した説明図。 実施の形態４に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示すフローチャート。 本発明の実施の形態５に係る液滴吐出ヘッドの要部を拡大した説明図。 本発明の実施の形態６に係る液滴吐出ヘッドの要部を拡大した説明図。 本発明の実施の形態７に係る液滴吐出ヘッドの要部を拡大した説明図。 本発明の実施の形態８に係る液滴吐出ヘッドの要部を拡大した説明図。 本発明の実施の形態９に係る液滴吐出装置の斜視図。

符号の説明

１ 液滴吐出ヘッド、２ キャビティ基板、３ 電極基板、４ ノズル基板、２０ 振動板、２１ 絶縁膜、２２ 圧力室、２３ リザーバ、２４ オリフィス、３０ 対向電極、３１ 対向電極側絶縁膜、４０ ノズル、５０ 駆動回路、６０ 封止材、６１ 吐出液供給口、１００ 表面膜（水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜））、１０１ 保護膜（ＳｉＮ膜、ａ−ＳｉＣ膜、ａ−ＢＮ膜）、５００ 液滴吐出装置、Ｇ ギャップ。

Claims (11)

1. 振動板と、前記振動板にギャップを隔てて対向する対向電極とを備え、前記振動板の前記対向電極との対向面に絶縁膜が形成された静電アクチュエータであって、
   前記振動板の絶縁膜と前記対向電極とのいずれか一方の面上に、保護膜が形成されるとともに、前記保護膜の上に水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）が形成され、
   前記保護膜が酸素原子を含まない誘電体の保護膜であることを特徴とする静電アクチュエータ。
2. 前記保護膜と前記水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）とが前記振動板の絶縁膜の上に形成され、前記対向電極の上に対向電極側絶縁膜がさらに形成されたことを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエータ。
3. 前記対向電極が酸化物系の電極であり、前記絶縁膜が酸化膜であ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。
4. 前記保護膜がＳｉＮ膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
5. 前記保護膜がａ−ＳｉＣ膜及びａ−ＢＮ膜のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
6. 前記対向電極がＩＴＯ電極であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
7. 前記絶縁膜が、酸化シリコンからなる酸化膜、前記酸化シリコンより比誘電率が高い酸化膜、及びこれらの膜が積層して形成された酸化膜のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の静電アクチュエータ。
8. 請求項１〜７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。
9. 請求項８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。
10. シリコン基板の表面に絶縁膜を形成する工程と、
    電極基板に溝を形成してその溝内に対向電極を形成する工程と、
    前記シリコン基板の絶縁膜と前記電極基板の対向電極のいずれか一方の面上に保護膜を形成し、前記保護膜の上に水素化アモルファスカーボン膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）を形成する工程と、
    前記絶縁膜と前記対向電極とをギャップを隔てて対向させて、前記シリコン基板と前記電極基板とを接合する工程と、
    前記シリコン基板と前記電極基板間に形成されたギャップ内の水分を除去して前記ギャップを封止する工程と、
    前記シリコン基板に振動板を形成する工程と、
    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。
11. 請求項１０記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して、液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部分を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。

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