静电执行机构、液滴喷出头、制造方法、液滴喷出装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了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。在静电执行机构的绝缘结构中，可使静电执行机构的产生压力得到提高，并可实现提供驱动的稳定性及驱动耐久性。本发明专利技术的静电执行机构包括：固定电极（５），形成在基板上；可动电极（６），隔着规定间隔与该固定电极（５）对置配置；以及驱动单元，使固定电极（５）与可动电极（６）之间产生静电力，并使可动电极（６）发生位移，在静电执行机构中，在固定电极（５）和可动电极（６）中至少一个的对置面上形成有由Ｈｆ↓［ｘ］Ａｌ↓［ｙ］Ｏ↓［ｚ］膜构成的绝缘膜（７）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于静电驱动方式的喷墨头等的静电纟丸行才几 构、液滴喷出头、它们的制造方法、以及液滴喷出装置。
技术介绍
作为用于喷出液滴的液滴喷出头，7>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 着夫见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3各以确保驱动的稳定性和驱动耐久性，所以在纟展动板或单 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l)。此夕卜，还/〉开有一种静电才丸4亍才几构(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才及侧两侧上 形成有绝缘膜。而且，也7>开有一种静电4丸行才几构(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7>开有一种静电#丸行才几构(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号公才艮专利文献2:日本特开平8-118626号公才艮专利文献3:日本特开2003-80708号7>才艮专利文献4:日本特开2002-46282号^>才艮专利文献5:日本特开2006-271183号公报在上述现有t支术中，在将热氧化石圭膜用作静电才丸行机构的电拟_ 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Si02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Si02膜磨损等的对膜稳定性方面产生的问题。专利文献2中，在纟展动才反侧形成热氧化力莫，在单个电才及侧通过 賊射法形成氧化硅膜(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4展动纟反和单个电才及这两个电招_ 都由石圭基才反构成，不〗又在4展动^反侧而且在单个电4及侧形成由热氧化 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，-f又在单个电才及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、鴒、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，制造过程繁瑣，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i殳置在电才及上的绝乡彖膜的绝全彖耐压低，则从绝》彖耐压的角度出 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;冗,只法(ALD ( Atomic Layer Deposition ))来形成才丸4亍才几构的 绝缘膜。另一方面，对于包括静电执行机构的静电驱动方式的喷墨头而 言，近年来，随高分辨率的高密度化和高速度驱动的要求进一步提 高，据此，静电执行机构也具有逐渐微型的倾向。为了顺应这种要 求，需要提出 一种可以通过尽可能低的成本来提高静电执行机构的产生压力，同时，可实现进一步提高驱动的稳定性和驱动耐久性的 请争电^l^于4几构的绝纟彖结构。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题，目的在于^是供一种解决上述问题的静电 才丸行才几构，本专利技术的另一个目的在于^是供一种可以对应随高分辨率 的高密度化、高速驱动的液滴喷出头及它们制造方法、以及液滴喷 出装置。为了解决上述问题，本专利技术涉及的静电执行机构包括固定电 极，形成在基板上；可动电极，隔着规定间隔与上述固定电极对置 配置；以及驱动单元，使上述固定电极与上述可动电极之间产生静 电力，并使上述可动电极发生位移，在上述静电执行机构中，在上 述固定电才及和上述可动电才及中至少一个的乂于置面上形成有由 HfxAlyOz膜构成的绝缘膜。在本专利技术中，通过原子层沉积法(所谓的ALD法)在固定电 才及和可动电才及中至少一个的对置面上形成有由HfxAlyOz力莫构成的 绝缘膜。当使用Hf;AlyOz膜时，可以同时获得高于氧化硅的介电常 数、和作为静电执行机构所需的绝缘耐压，因此，不但可以提高静 电执行机构的产生压力，而且还能实现静电执行机构的微型化和高 密度化。在本专利技术的静电执行机构中，在由HfxAlyOz膜构成的绝缘膜 中，x和y满足下式x》y…式l。例如，通过除一寻x比y的比率i殳定为1:1之外，还一夸x比y的 比率"i殳定为2:l、 5:1， 乂人而可才艮据目的来改变HfxAlyOz膜的介电常数。在本专利技术的静电执行机构中，优选在固定电极和可动电极中的 至少一个上形成有Si02绝缘膜。通过该结构，可实现绝缘耐压的进一步提高。此外，在本专利技术的静电才丸行才几构中，优选在上述绝缘膜上形成膜，其表面光滑性高，且具有低摩擦性，所以可以提高静电执行机 构的驱动的稳定性和驱动耐久性。并且，在本专利技术的静电执行机构中，优选上述表面保护膜的下面的上述绝纟彖膜是Si02膜。由金刚石或类金刚石等的碳类材料构成的表面保护膜与Si02膜间的贴紧性好，且膜不易剥落，因而，可以提高静电执行机构的 驱动的稳定性和驱动耐久性。在本专利技术涉及的静电执行机构的第一制造方法中，上述静电执4亍才几构包4舌固定电才及，形成在基才反上；可动电才及，隔着失见定间隔 与上述固定电扭j寸置配置；以及驱动单元， -使上述固定电才及与上述 可动电极之间产生静电力，并使上述可动电极发生位移，上述静电 执行机构的制造方法包括在玻璃基板上形成上述固定电极的步 骤；釆用原子层沉积法，在石圭基纟反的、与上述3皮璃基纟反相4妾合侧的 整个表面上形成由HfxAlyCU莫构成的绝缘膜的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电执行机构，包括：固定电极，形成在基板上；可动电极，隔着规定间隔与所述固定电极对置配置；以及驱动单元，使所述固定电极与所述可动电极之间产生静电力，并使所述可动电极发生位移，所述静电执行机构的特征在于，在所述固定电极和所述可动电极中至少一个的对置面上形成有由Ｈｆ↓［ｘ］Ａｌ↓［ｙ］Ｏ↓［ｚ］膜构成的绝缘膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北原浩司，糸田基树，藤井正宽，杷野祥史，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]