[发明专利]静电执行机构、液滴喷出头、制造方法、液滴喷出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于静电驱动方式的喷墨头等的静电执行机构、液滴喷出头、它们的制造方法、以及液滴喷出装置。

背景技术

作为用于喷出液滴的液滴喷出头，公知的有例如，安装于喷墨记录装置的静电驱动方式的喷墨头。静电驱动方式的喷墨头一般包括静电执行机构部，其中，该静电执行机构部包括：单个电极(固定电极)，形成于玻璃基板上；以及硅制的振动板(可动电极)，隔着规定的间隔与该单个电极相对配置。而且，静电驱动方式的喷墨头还包括：喷嘴基板，形成有用于喷出墨水滴的多个喷嘴孔；以及腔基板，与该喷嘴基板接合，并在与喷嘴基板之间形成有连通于上述喷嘴孔的喷出室、贮液器等墨水流道，通过使上述静电执行机构部产生静电力，而向喷出室施加压力，并从所选择的喷嘴孔喷出墨水滴。

在现有的静电执行机构中，为了防止执行机构的绝缘膜的绝缘击穿及短路以确保驱动的稳定性和驱动耐久性，所以在振动板或单个电极的对置面上形成有绝缘膜。一般，将热氧化硅膜用作绝缘膜。其理由在于热氧化硅膜的制造过程简单，且其具有极佳的绝缘膜特性。而且，公开有一种使用氧化硅膜和氮化硅膜的静电执行机构(例如，参照专利文献1)。此外，还公开有一种静电执行机构(例如，参照专利文献2、3)：由于仅在振动板侧的单侧形成有绝缘膜，从而在电介质的绝缘膜内会产生残留电荷，并导致执行机构的驱动的稳定性和驱动耐久性下降，因此，在振动板侧和单个电极侧两侧上形成有绝缘膜。而且，也公开有一种静电执行机构(例如，参照专利文献4)：为了减少上述残留电荷的产生，仅在单个电极侧的表面上形成由体积电阻率高的膜和体积电阻率低的膜构成的双层电极保护膜。甚至，还公开有一种静电执行机构(例如，参照专利文献5)：通过将介电常数高于氧化硅的电介质材料、即High-k材料(高介电常数栅极绝缘膜)用于执行机构的绝缘膜来提高执行机构产生压力。

专利文献1：日本特开2000-318155号公报

专利文献2：日本特开平8-118626号公报

专利文献3：日本特开2003-80708号公报

专利文献4：日本特开2002-46282号公报

专利文献5：日本特开2006-271183号公报

在上述现有技术中，在将热氧化硅膜用作静电执行机构的电极的绝缘膜的情况下，存在适用仅限于在硅基板上的适用这样的问题。因此，只能在作为可动电极的振动板侧形成有热氧化硅膜。另一方面，如专利文献2所示，在使用SiO₂膜的情况下，由于CVD法这样的制膜方法，所以导致混入大量的碳类杂质，作为驱动耐久性试验的结果，可知：由于振动板和单个电极的反复接触，从而导致大多存在SiO₂膜磨损等的对膜稳定性方面产生的问题。

专利文献2中，在振动板侧形成热氧化膜，在单个电极侧通过溅射法形成氧化硅膜(在此称作“溅射膜”)，由于溅射膜的绝缘耐压低，因此，为了防止静电执行机构的绝缘击穿，需要增加膜的厚度，或者在振动板侧另外形成热氧化膜这样的绝缘耐压卓越的膜。

而且，在专利文献3中构成为：振动板和单个电极这两个电极都由硅基板构成，不仅在振动板侧而且在单个电极侧形成由热氧化膜构成的绝缘膜，进而在硅基板的接合面不设置绝缘膜。但是，硅基板比玻璃基板价格高，从而存在成本变高的问题。

在专利文献4中，仅在单个电极侧形成由体积电阻高的膜和体积电阻低的膜构成的双层电极保护膜，且振动板由钼、钨、镍等金属构成。但是，存在以下问题：在这种绝缘结构中，静电执行机构的结构更得复杂，制造过程繁琐，且成本变高。

在专利文献5中，如后述的式(2)所示，通过将介电常数高于氧化硅的电介质材料用于执行机构的绝缘膜，从而提高执行机构的产生压力。但是，为了驱动执行机构，需要在电极间施加电压，且若设置在电极上的绝缘膜的绝缘耐压低，则从绝缘耐压的角度出发，可施加在执行机构上的电压就被限制得低，即使是将所谓的High-k材料用作绝缘膜的执行机构，当High-k材料的绝缘耐压低于氧化硅时，也难以提高执行机构的产生压力(因为根据后述的式(2)必须减小施加电压V)。

而且，在上述专利文献1至5中的任何一个中，都没有采用原子层沉积法(ALD(Atomic Layer Deposition))来形成执行机构的绝缘膜。