JP4219098B2

JP4219098B2 - 静電型アクチュエータ、その製造方法及び前記静電型アクチュエータを用いたインクジェットヘッド、インクジェットプリンタ

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Publication number: JP4219098B2
Application number: JP2001053077A
Authority: JP
Inventors: 滋金原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP2002254633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電型アクチュエータ、その製造方法及び静電型アクチュエータを用いた該インクジェットヘッド、インクジェットプリンタに関し、さらに詳しくは、記録を必要とする時にのみインク液滴を吐出し、記録紙面に付着させるインクジェット記録装置のインクジェットヘッドのアクチュエータであって、振動板と対向電極とが固着することのない、高耐久性の静電型アクチュエータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連した従来技術として、特開平１１−１７９９１９号公報、特開平７−１３００７号公報等に記載されたものが知られている。
特開平１１−１７９９１９号公報（静電型アクチュエータ及びその製造方法）の発明は、静電型アクチュエータを用いたインクジェットヘッドのインク室の底壁の表面及びセグメント電極の表面を含む振動室は、外部を結ぶ管と接続しており、この管はさらにバイパス管を介して外部に連通している。管の開放端を封止剤で封止した後、振動室内部にバイパス管を介して疎水膜を形成するための化合物が処理槽内で注入される。注入後、処理槽外で封止剤によりバイパス管を封止することにより振動室を気密封止することを特徴としたものである。
【０００３】
また、特開平７−１３００７号公報（マイクロメカニカル装置の表面処理方法及び得られる装置）の発明は、２つの部品間のファンデルワールス力をこれらの表面にパッシベーション単分子層を生成することによって限定しているものである。マイクロメカニカル電子装置を例えばチップ上に準備し、パッシベートされる表面をプラズマでクリーニングおよび／またはアンダーカットした後、その表面をプラズマでアクチベートし、このチップを原料物資とともにコンテナに収容した集合をオーブンに入れて加熱してその表面を原料物資の蒸気に露出させ、その表面に上記単分子層を蒸着し、かつ過剰原料物資を排気することを特徴としたものである。
【０００４】
さらに、特開平５−１７２８４６号公報（マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム）の発明は、可動電極と固定電極との付着を防止する手段を設けている。具体的な構成としては、固体電極と弾性体によって支持された可動電極間に異常高電圧が印加されるか、または両電極に外部から静電気等の電荷が充電されても電気的絶縁層に電界が加わらないか、または電界強度が小さくなる手段を設ける。また、可動電極か過大変位した時の絶縁膜と固定電極との接触面積を微少化するような手段を設ける。これにより可動電極と固定電極の付着を防止することを特徴とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能なこと、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できること等多くの利点を有する。この中でも記録の必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため現在の主流となっている。
【０００６】
インク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドには、特公平２−５１７３４号公報に記載されたもののように、駆動手段が圧電素子であるものや、また特公昭６１−５９９１１号公報に記載されたもののように、インクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを吐出させるもの等がある。
しかしながら、上記方式のインクジェットヘッドには以下に述べるような課題がある。
【０００７】
最近のインクジェット記録装置による印字には、高速・高印字品質が求められてきており、これを達成するためのマルチノズル化・ノズルの高密度化において、圧電素子を微細に加工して各々の振動板に接着することはかなり困難である。また、従来の機械加工における寸法精度では印字品質のばらつきが大きくなってしまうという課題がある。
【０００８】
また、インクを加熱する方法においては、駆動手段が薄膜の抵抗加熱体により形成されるため上記のような課題は存在しないが、駆動時の急速な加熱・冷却の繰り返しや気泡消滅時の衝撃により抵抗加熱体がダメージをうけるためにインクジェットヘッドの寿命が短いという課題があった。
【０００９】
上記の課題を解決するものとして、特開平５−５０６０１号公報で開示されているように、駆動手段に静電気力を利用した静電型インクジェットヘッド記録装置がある。この方式は、小型高密度・高印字品質および長寿命であるという利点を有している。
【００１０】
上記静電方式においては、インクノズルに連通しているインク吐出室の底面が弾性変形可能な振動板として形成されている。この振動板には一定の間隔で対向電極基板が対向配置され、これらの対向電極の間の空間は封止された状態となっている。振動板と対向電極間に電圧を印加すると、これらの間に発生する静電気力によってインク室の底面（振動板）が基板の側に静電吸引あるいは静電反発されて振動する。このインク室の底面の振動に伴って発生するインク室の内圧変動によりインクノズルからインク液滴が吐出される。対向電極間に印加する電圧を制御することにより、記録に必要なときのみインク液滴を吐出するインク・オン・デマンド方式が実現される。
【００１１】
ここで、対向電極間に繰り返し電圧を印加してインクジェットヘッドを駆動している間に、対向電極の表面すなわち対向しているインク室底面及び基板の表面に水分が付着すると、これらの極性分子の帯電によって静電吸引特性あるいは静電反発特性が低下する恐れがある。また、基板の表面に吸着した極性分子が相互に水素結合してインク室底面が基板側に貼り付いたままの状態となり、動作不能となる恐れがある。また水分が付着していなくてもファン・デル・ワールス力、静電引力により上記と同様インク室底面が基板側に貼り付いたままの状態となるおそれがある。
【００１２】
上記のような弊害を回避するためにインク室底面および基板表面に疎水化処理を施すことが考えられる。例えば、特開平７−１３００７号公報ではパーフルオロデカン酸（ＰＦＤＡ）の配向分子層をこれらの表面に形成することによりこれらの表面を疎水化している。また特開平１１−１７９９１９号公報ではヘキサメチルジシラザン等（ＨＭＤＳ）を用いて疎水化処理をすることを提案している。即ち疎水膜を形成するための化合物を対向電極の間の空間に気密封止して、静電型アクチュエータの耐久性を向上させることを提案している。
【００１３】
確かに、上記のように疎水膜を形成するための化合物を対向電極の間の空間に気密封止する方法では液架橋力あるいは水素結合力によるインク室底面の基板側への付着は防ぐことができるが、ファンデルワールス力や、静電引力による振動板と電極との付着は防ぐことができない。
【００１４】
図１２は、従来の静電駆動方式のインクジェットヘッドにおける個々のアクチュエータ部の縦断面図である。
図１３は、図１２に示す個々のアクチュエータを複数並列状態で集積したインクジェットヘッドの横断面図であり、図中Ｘ−Ｘ断面が図１２に示されている。
【００１５】
個々の静電型アクチュエータ８１は微少な隙間をもって対向する２個の電極部材を有しており、一方の電極は弾性変形可能な振動板８３としてインク室８２の底に形成されており、他方の電極８６はガラス基板８５上に形成されている。振動板８３は薄肉とされており、図１２において上下方向に弾性変形可能となっている。この振動板８３は各インク室８２側の共通電極として機能する。従来例において、この共通電極としての振動板８３の底面にはヘキサメチルジシラザン（以下単にＨＭＤＳと呼ぶ）を用いて有機珪素化合物からなる疎水膜８４が形成されている。この振動板８３に対向する個別電極としてのセグメント電極８６の表面にもＨＭＤＳを用いて有機珪素化合物からなる疎水膜８７が形成されている。疎水膜８４を挟み振動板８３と、対応する各セグメント電極８６とによって対向電極が形成されている。
この従来例では、有機珪素化合物からなる疎水膜８４，８７を形成することにより振動板８３と電極８６とが付着しないような構成としている。
なお、各個別電極としての各セグメント電極８６には端子部８８がリード部を介して接続され、封止材８９の外方で露出している。
【００１６】
しかしながら、疎水膜の処理のみでは液架橋、水素結合等の水分が原因となる振動板と電極との付着を防止することは可能であるが、ファンデルワールス力、静電引力が原因となる振動板と電極との付着を防止することはできない。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ファンデルワールス力、静電引力、液架橋力、水素結合力等が原因で生じる振動板と電極との付着を防止することを目的とする。
より詳しくは、振動板と、該振動板と対向配置された対向電極と、前記振動板と対向電極間に振動室を備えている静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の上部を逆スパッタにより表面をエッチングすることにより、逆スパッタ後の前記対向電極の表面粗さを、前記振動板と対向電極が接触したときにおける前記振動板と対向電極との吸着力が前記振動板の復元力と等しくなるときの前記対向電極の表面粗さＲａ（ｔｈ）よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１８】
静電方式のアクチュエータの場合、振動板の復元力が振動板と電極との吸着力よりも小さくなる場合に振動板と電極部が吸着し動作不良を起こす。
振動板の復元力は、以下の（１）式で表すことができる。
Ｆｘ＝３５Ｅｈ^３δ／ａ^４…（１）
Ｆｘ：振動板の単位面積当たりの復元力
Ｅ：振動板ヤング率
ｈ：振動板板厚
δ：振動板最大変位量
ａ：振動板短辺幅
【００１９】
また、吸着力と表面粗さの関係は、図１１のグラフによって示すことができる。
図１１のグラフのように表面粗さが小さいと吸着力は大きくなる。このため、振動板の復元力と振動板と電極部が接触したときの振動板と電極部の吸着力が釣り合う表面粗さＲａ（ｔｈ）が存在する。電極表面の表面粗さをこのＲａ（ｔｈ）よりも大きくすることで電極と振動板の吸着を防止することが可能となる。
【００２０】
以上のように、本発明の目的は、振動板と電極との付着を防止し高耐久性の静電型アクチュエータを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の技術手段は、振動板と、該振動板と対向配置された対向電極と、前記振動板と対向電極間に振動室を備えている静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の上部を逆スパッタにより表面をエッチングすることにより、逆スパッタ後の前記対向電極の表面粗さを、前記振動板と対向電極が接触したときにおける前記振動板と対向電極との吸着力が前記振動板の復元力と等しくなるときの前記対向電極の表面粗さＲａ（ｔｈ）よりも大きくしたことを特徴とする。
【００２３】
第２の技術手段は、第１の技術手段の静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の最上膜は絶縁膜で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
第３の技術手段は、第１の技術手段の静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の最上膜はＳｉＯ_２膜で形成されてことを特徴とする。
【００２５】
第４の技術手段は、第１の技術手段の静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の最上膜は電極上に形成された絶縁膜であることを特徴とする。
【００２６】
第５の技術手段は、第１の技術手段の静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の最上膜はエッチングされた膜であることを特徴とする。
【００２７】
第６の技術手段は、第３または４の技術手段の静電型アクチュエータにおいて、前記対向電極の膜上に絶縁膜を積層することを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静電型アクチュエータ及びその製造方法について、図１〜図１０に示す実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、静電型インクジェットヘッドのアクチュエータ部の分解斜視図、図２は組み立てられた静電型インクジェットヘッドの断面構成図である。これらの図に示すように、本発明によるインクジェットヘッドのアクチュエータは、インク液滴を基板の上面に設けたインクノズルから吐出させるサイドシュータ型であり、静電駆動方式のものである。
インクジェットヘッド１はキャビティープレート３を中心にして、上側にノズルプレート４、下側にＳｉ基板上に形成された電極プレート２がそれぞれ積層された３層構造となっている。キャビティープレート３はシリコン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板５として機能するインク室６と各インク室に電極プレート側からインクを供給するためのインク供給口７がエッチングによって形成されている。このキャビティープレート３の下面には、駆動時の電荷の蓄積あるいは移動によって発生する振動劣化を防止するために酸化膜８が形成されている。
【００３３】
キャビティープレート３の上側に接合されるノズルプレート４は、例えばシリコン基板、金属、樹脂等で形成されており、各インク室６に連通する複数のノズル９が形成されている。また、流体抵抗部１０もノズルプレート４に形成されている。
また、電極プレート２はシリコン基板上に形成されており、インクジェットヘッドの裏面からインクを供給するためのインク供給口１１が形成されている。また、各振動板５を静電引力あるいは静電反発力によって駆動させるための個別電極としての対向電極１２が形成されている。さらに、電極の保護膜として酸化膜１３が対向電極１２の上部に形成されている。酸化膜１３の表面は表面粗さがＲａ（ｔｈ）以上となるようエッチング等により粗面化されており、この表面粗さにより振動板駆動時に振動板５と個別電極１２とが付着することを防止している。付着の原因としてはファンデルワールス力、静電引力、液架橋力、水素結合力等があるが、表面粗さがＲａ（ｔｈ）以上となるように制御されているため、これらの全ての原因による付着を防止することが可能となる。
また、振動室内を不活性ガスあるいは乾燥空気によって置換することにより、環境変化時の結露を防止することも可能であり、より高信頼性の静電アクチュエータを形成することが可能となる。
【００３４】
次に、本発明の静電型アクチュエータの製造方法について図３，図４，図５，図６に基づいて説明する。
図３，図４は、本発明の静電型アクチュエータを形成する一連の工程の断面図である。また、図６は本発明の静電型アクチュエータを用いた静電ヘッドの分解斜視図である。
図３（Ａ）に示すようにＰ型（１００）Ｓｉ基板２１（厚さ６２５μｍ）を用意する。
次に、図３（Ｂ）に示すように２μｍの厚さに酸化膜２２をウェット酸化により形成する。酸化条件は１０５０℃、１８.５ｈである。
次に、酸化膜２２上に図示しないフォトレジストを塗布し、グラデーションマスクを用いてレジストのパターニングを行い、図３（Ｃ）に示すようにドライエッチングおよびウェットエッチングにより酸化膜２２のパターニングを行う。グラデーションマスクを使用して、電極形状を形成することにより振動板に対して傾斜を有する非平行のギャップを形成することができ、低電圧化に有利な電極形状を形成することが可能となる。
図５は、グラデーションマスクパターンの一例を示す図である。グラデーションマスクは、所定のピッチで多数の開口Ａが開いていて、ギャップ形状に対応して開口率が変化されている。
【００３５】
次に、図３（Ｄ）に示すように電極となるＴｉＮ２３を２００ｎｍの厚さにスパッタ法で形成する。
その後、図３（Ｅ）に示すようにＴｉＮ２３を個別電極用にエッチングにより分離を行い、
その後、図３（Ｆ）に示すように電極保護膜としてシリコン酸化膜２４を２００ｎｍの厚さに形成する。
次に、図３（Ｇ）に示すように保護膜２４の上部を逆スパッタにより電極の表面粗さが０.２ｎｍ以上となるように電極表面２５を形成する。
次に、図３（Ｈ）に示すように電極部以外の前記シリコン酸化膜及びＴｉＮを各々ドライエッチング、ウェットエッチングにより除去する。
【００３６】
その後、図４（Ｉ）に示すようにボロンを注入した厚さ４００μｍの（１１０）Ｓｉ基板２６を直接接合により９００〜１０００℃で接合を行い、
その後、図４（Ｊ）に示すように１００μｍの厚さになるまで研磨を行う。
次に、図４（Ｋ）に示すように電極基板２１およびＳｉ基板２６にそれぞれ窒化膜２７及び２８を積層する。
その後、図４（Ｌ）に示すように、窒化膜のパターニングをして図４（Ｍ）に示すように液室部２９をウェットエッチングにより形成する。ボロンを注入した領域はボロン注入していないＳｉ領域と比較してエッチングレートが低下するため、選択的にボロン注入領域のみ残すことが可能である。上記方法により静電ヘッドのアクチュエータ部の作製を行う。
【００３７】
次に、図６について説明すると、上記のように形成した静電アクチュエータ３１及びドライバＩＣ３２が搭載されたにＦＰＣケーブル３３を異方性導電膜により接続する。その後、静電アクチュエータ３１とノズルプレート３４とを接合するために、シリコン液室の上面に接着剤を塗布する。シリコン液室とノズルプレート３４を接着剤により接合する場合、接着剤のはみ出しが噴射特性に影響を与えるため、塗布膜厚を１μｍ前後にする必要がある。よって、シリコン液室上面に接着剤を塗布する方法は、転写法により塗布を行う。本実施例では、ローラーにドクターブレードで接着剤を薄膜化し、転写パッドによりローラーから接着剤を転写し、更に転写パッドからシリコン液室上面に接着剤を転写する方法により行う。また、ノズルプレートとシリコン液室の位置決めするために、仮接合用の紫外線硬化型接着剤をシリコン液室の仮接着剤塗布領域３５にディスペンサにより塗布した。
【００３８】
そして、Ｎｉ電鋳により形成されたノズルプレート３４と、接着剤が塗布された静電アクチュエータ３１を位置合わせし、仮加圧を行う。その後、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、本加圧を行い加熱硬化させる。加熱接合する際に、シリコンとノズルプレート（ＮｉまたはＳＵＳ）間の線膨張係数の差により反ってしまう。反りが発生すると、内部応力によりアクチュエータを破壊してしまう可能性がある。そこで、接着剤の硬化温度は低い方が良いため、２液混合型（常温硬化型）のエポキシ系接着剤を使用する。硬化温度は、低いほど良いが、本実施例では５０℃で硬化を行う。また、インク供給タンクまたはインクカートリッジからインクを供給するためのジョイント部３６と、フィルタ３７が熱溶着されたフレーム３８を接着接合する。フレーム３８にアクチュエータ３１とノズルプレート３４を接着接合するために接着剤を塗布し、アクチュエータ３１の位置合わせをして接着接合を行う。
以上のような構成により、個別電極にパルス電圧を印加することにより、振動板が静電気力によって電極側に変形する。そして、インクが共通液室から流体抵抗部を通り、圧力発生室に流入し、圧力発生室の体積が増加する。ここで、パルス電圧が解除されることで静電気力が無くなり、振動板がもとの状態に戻る。この振動板の弾性力によって圧力発生室の圧力が上昇し、ノズル孔からインクが噴射される。
【００３９】
（実施例２）
以下、実施例２の静電型アクチュエータを用いたインクジェットヘッドについて説明する。
図７，図８は、実施例２の静電型アクチュエータの一連の製造工程における各工程での断面図である。
図７（Ａ）に示すようにＰ型（１００）Ｓｉ基板４１（厚さ６２５ｕｍ）を用意する。
次に、図７（Ｂ）に示すように０.５μｍの厚さにポリシリコン膜４２を形成する。
次に、図７（Ｃ）に示すようにポリシリコン膜４２をパターニングし、個別電極に分割を行う。
次に、図７（Ｄ）に示すようにポリシリコン膜４２の上部に高温酸化膜（ＨＴＯ）４３を積層し、上部が平坦になるまで化学機械研磨（ＣＭＰ研磨）を行う。
その後、図７（Ｅ）に示すようにグラデーションマスクを用いてレジストのパターニングを行い、ドライエッチングにより酸化膜のパターニングを行う。グラデーションマスクを使用して、電極形状を形成することにより非平行のギャップを形成することができ、低電圧化に有利な電極形状を形成することが可能となる。グラデーションマスクパターンは、実施例１で使用した図５に示すグラデーションマスクのものと同様のものを使用することができる。グラデーションのパターンを電極表面を荒らすように微少パターンを配置することにより、振動室を形成する際に同一工程で電極表面４４の表面粗さを０.２ｎｍ以上にすることが可能である。また、グラデーションマスクに図５に示すようなパターンを形成することにより、同時に酸化膜に微細な突起を形成することが可能となる。
【００４０】
その後、図８（Ｆ）に示すようにボロンを注入した厚さ４００μｍの（１１０）Ｓｉ基板４５を直接接合により９００〜１０００℃で接合を行い、
その後、図８（Ｇ）に示すように１００μｍの厚さになるまで研磨を行う。
次に、図８（Ｈ）に示すように電極基板４１及びＳｉ基板４５に窒化膜４６及び４７を積層する。
その後、図８（Ｉ）に示すように、パターニングをして図８（Ｊ）に示すように液室部４８をウェットエッチングにより形成する。ボロンを注入した領域はボロン注入していないＳｉ領域と比較してエッチングレートが低下するため、選択的にボロン注入領域のみ残すことが可能である。以下、ノズルおよびユニット部、ＦＰＣケーブル等を接合する工程は前記した実施例１と同一工程で行う。
【００４１】
本発明によって作成した静電アクチュエータと、ウェットエッチングによって振動室を作成した静電アクチュエータの振動耐久試験を行った結果を図９に示す。また、両サンプル電極部の表面観察をＡＦＭにて行った結果を図１０に示す。
図９に示すように本発明による静電アクチュエータでは３０ｍｉｎ経過後に吸着した振動板数は０％であったのに対し、ウェットエッチングによって振動室を作成した比較例では８０％の振動板が吸着していた。各々の表面粗さは図１０に示すように本発明：１.５ｎｍ、比較例：０.２ｎｍであった。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果が得られる。
請求項１の発明によれば、対向電極の上部を逆スパッタにより表面をエッチングすることにより、逆スパッタ後の対向電極の表面粗さを、前記振動板と対向電極が接触したときにおける前記振動板と対向電極との吸着力が前記振動板の復元力と等しくなるときの前記対向電極の表面粗さＲａ（ｔｈ）よりも大きいことで、液架橋力、水素結合力、ファン・デル・ワールス力、静電引力等によって生じる振動板と対向電極との付着を防止することができるため、高耐久性の静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【００４４】
請求項２の発明によれば、対向電極の最上膜は絶縁膜で形成されていることで、振動板と電極が接触する際に短絡するのを防止することができるため、高耐久性静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、対向電極の最上膜はＳｉＯ_２膜で形成されていることで、最上膜を酸化膜のデポや熱酸化により容易に形成することができ、また電極を覆う保護膜としても使用できるため、高耐久性静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、対向電極の最上膜は電極上に形成された絶縁膜であることで、電極の表面の凹凸を反映して最上膜表面の表面粗さをＲａ（ｔｈ）以上とすることができるため、液架橋力、水素結合力、ファン・デル・ワールス力、静電引力等によって生じる振動板と電極との付着を防止することができ、高耐久性の静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、対向電極の最上膜はエッチングされた膜であることで、エッチング工程により最上膜表面の表面粗さをＲａ（ｔｈ）以上とすることができるため、液架橋力、水素結合力、ファン・デル・ワールス力、静電引力等によって生じる振動板と電極との付着を防止することができ、高耐久性の静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、請求項３あるいは請求項４記載の対向電極上の膜上に絶縁膜を積層することで、電極表面の凹凸を反映、またはエッチング工程により最上膜表面の表面粗さをＲａ（ｔｈ）以上とすることができるため、液架橋力、水素結合力、ファン・デル・ワールス力、静電引力等によって生じる振動板と電極との付着を防止することができ、高耐久性の静電型アクチュエータを提供することが可能となる。また、積層する絶縁膜にフロー性のある絶縁膜を積層することで、振動板と対向電極の接合防止効果をより強固なものにすることが可能となり高信頼性の静電型アクチュエータを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットヘッドの静電型アクチュエータ部の分解斜視図である。
【図２】組み立てられたインクジェットヘッドの断面構成図である。
【図３】実施例１の静電型アクチュエータを形成する一連の製造工程を示す断面図である。
【図４】実施例１の静電型アクチュエータを形成する一連の製造工程を示す断面図で、図３に示す製造工程から続く製造工程を示す断面図である。
【図５】静電型アクチュエータの製造時に用いるグラデーションマスクパターンの一例を示す図である。
【図６】実施例１の静電型アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図７】実施例２の静電型アクチュエータを形成する一連の製造工程を示す断面図である。
【図８】実施例２の静電型アクチュエータを形成する一連の製造工程を示す断面図で、図７に示す製造工程から続く製造工程を示す断面図である。
【図９】本発明によって作成した静電型アクチュエータと、ウェットエッチングによって振動室を作成した比較例の静電型アクチュエータの振動耐久試験を行った結果を示す図である。
【図１０】本発明によって作成した静電型アクチュエータと、ウェットエッチングによって振動室を作成した比較例の静電型アクチュエータの両サンプル電極部の表面観察をＡＦＭにて行った結果を示す図である。
【図１１】吸着力と表面粗さの関係を示す図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドの静電型アクチュエータ部の縦断面図である。
【図１３】図１２に示す静電型アクチュエータを複数並列状態で集積したインクジェットヘッドの横断面図である。
【符号の説明】
１…インクジェットヘッド、２…電極プレート、３…キャビティプレート、４…ノズルプレート、５…振動板、６…インク室、７…インク供給口、８…酸化膜、９…ノズル、１０…流体抵抗部、１１…インク供給口、１２…個別電極、１３…酸化膜、２１…Ｐ型（１００）シリコン基板、２２…酸化膜、２３…ＴｉＮ、２４…電極保護膜（シリコン酸化膜）、２５…電極表面、２６…（１１０）シリコン基板、２７，２８…窒化膜、２９…液室部、３１…静電型アクチュエータ、３２…ドライバＩＣ、３３…ＦＰＣケーブル、３４…ノズルプレート、３５…仮接着剤塗布領域、３６…ジョイント部、３７…フィルタ部、３８…フレーム、４１…Ｐ型（１００）シリコン基板、４２…ポリシリコン膜、４３…高温酸化膜、４４…微細突起、４５…（１００）シリコン基板、４６，４７…窒化膜、４８…液室部。

Claims

振動板と、該振動板と対向配置された対向電極と、前記振動板と対向電極間に振動室を備えている静電型アクチュエータにおいて、
前記対向電極の上部を逆スパッタにより表面をエッチングすることにより、逆スパッタ後の前記対向電極の表面粗さを、前記振動板と対向電極が接触したときにおける前記振動板と対向電極との吸着力が前記振動板の復元力と等しくなるときの前記対向電極の表面粗さＲａ（ｔｈ）よりも大きくしたことを特徴とする静電型アクチュエータ。
前記対向電極の最上膜は絶縁膜で形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電型アクチュエータ。
前記対向電極の最上膜はＳｉＯ_２膜で形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電型アクチュエータ。
前記対向電極の最上膜は電極上に形成された絶縁膜であることを特徴とする請求項１記載の静電型アクチュエータ。
前記対向電極の最上膜はエッチングされた膜であることを特徴とする請求項１記載の静電型アクチュエータ。
前記対向電極の膜上に絶縁膜を積層することを特徴とする請求項３または４記載の静電型アクチュエータ。