KR20070015882A - 정전 액추에이터, 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 저전압 구동으로 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능한 정전 액추에이터를 제공하는 데에 있다. 또, 이 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의 구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 진동판(4)과; 진동판(4)에 갭(10)을 사이에 두고 대향하여 진동판(4)과의 사이에서 전압이 인가되는 개별전극(11)과; 진동판(4)의 개별 전극(11)과의 대향면에 형성된 절연막(4a)을 구비하며, 절연막(4a)이 일렉트렛화 되어 이루어지는 것이다.

Description

정전 액추에이터, 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의 구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법{ELECTROSTATIC ACTUATOR, DROPLET DISCHARGE HEAD, METHOD FOR DRIVING DROPLET DISCHARGE HEAD, AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROSTATIC ACTUATOR}

도 1은 실시형태 1의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 분해 사시도,

도 2는 도 1의 액적 토출 헤드의 개략 종단면도,

도 3은 실시형태 1의 정전 액추에이터의 구성 모식도,

도 4(a) 내지 도 4(k)는 도 1의 캐비티 플레이트의 제조 공정을 도시한 도면,

도 5는 코로나 대전에 의한 대전장치의 구성을 도시한 도면,

도 6(a) 내지 도 6(g)는 도 1의 전극 기판의 제조 공정을 도시한 도면,

도 7(a) 내지 도 7(h)는 도 1의 노즐 플레이트의 제조 공정을 도시한 도면,

도 8은 액적 토출 헤드의 제 1 제조 공정을 도시한 도면,

도 9는 액적 토출 헤드의 제 2 제조 공정을 도시한 도면,

도 10은 액적 토출 헤드의 다른 구성예를 도시한 도면,

도 11은 실시형태 3의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 개략 종단면도,

도 12는 실시형태 3의 정전 액추에이터의 구성 모식도,

도 13(a) 내지 도 13(m)은 도 11의 전극 기판의 제조 공정을 도시한 도면,

도 14는 도 11의 액적 토출 헤드의 제 1 제조 공정을 도시한 도면,

도 15는 도 11의 액적 토출 헤드의 제 2 제조 공정을 도시한 도면,

도 16은 실시형태 5의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 개략 종단면도,

도 17(a) 및 도 17(b)는 실시형태 5의 정전 액추에이터의 구성 모식도,

도 18(a) 및 도 18(b)는 정전 액추에이터에의 인가 전압과 절연막의 정전 용량과의 관계도,

도 19(a) 내지 도 19(c)는 액적 토출 헤드의 구동방법의 원리 설명도,

도 20은 액적 토출 헤드의 구동 제어장치의 구체적 구성을 도시한 도면,

도 21은 구동전압 펄스(Vp)의 파형을 도시한 도면,

도 22는 구동 원리를 나타낸 도면,

도 23(a) 내지 도 23(c)는 액적 토출 헤드의 제조 공정을 도시한 도면,

도 24는 실시형태 7에 관련된 액적 토출 장치의 일례를 도시한 도면,

도 25는 실시형태 8에 관련된 디바이스의 일례를 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 캐비티 플레이트 2 : 전극 기판

3 : 노즐 플레이트 4 : 진동판

4a, 4b, 4c : 절연막 4d : 일렉트렛부

5 : 토출실 10 :갭

10b : 밀봉재 11 : 개별 전극

100, 100a, 100b : 액적 토출 헤드 110 : 잉크젯 기록장치

200 : 파장 가변 필터

본 발명은 잉크젯 헤드 등의 구동기구로서 이용되고 있는 정전 액추에이터, 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의 구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 액적 토출 헤드로서, 구동수단에 발열소자 등을 이용한 서멀 방식이나 액추에이터 구동 방식의 액적 토출 헤드가 있다. 액추에이터 구동 방식으로서는 구동수단에 정전기력을 이용한 이른바 정전 구동 방식이나 압전 소자(피에조 소자)를 이용한 이른바 압전 구동 방식이 있다.

액추에이터 구동 방식의 액적 토출 헤드에서는 토출실의 일부를 구성하는 진동판을 정전기력이나 압전 소자의 압전 효과에 의해서 탄성 변위시키고, 압력실 내에 압력을 발생시킴으로써 노즐로부터 액적을 토출시키도록 하고 있다. 이러한 종 류의 액적 토출 헤드에서는 최근 고속 인자에 대응하기 위하여 다(多)노즐화가 진행되고 있고, 또한 고해상도화의 요구 때문에 미소한 액추에이터가 요구되고 있다. 그러나, 액추에이터가 소형화, 고밀도화 되면 진동판의 변위량이 불충분하게 되어, 이에 의하여 압력실 내에 충분한 압력이 발생하지 않아 필요한 액적 토출량을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

그래서, 압전 구동 방식의 액적 토출 장치에서는 진동판 위에 무기 일렉트렛 층을 다층화함으로써 큰 기계적 구동력을 얻어 진동판의 변위량을 크게 하도록 하거나(예를 들면, 일본 공개특허공보 제 2004-255605 호), 진동판을, 무기 일렉트렛 층과 박막 금속 가열 패턴을 적층한 구성으로 하고, 전압 인가에 의하여 일렉트렛 층을 변형시키는 동시에, 박막 금속 가열 패턴에 의하여 일렉트렛 층을 팽창시킴으로써, 진동판을 크게 변위시키도록 하는 것이 있었다(예를 들면, 일본 공개특허공보 제 2004-255614 호).

또, 여기서 일렉트렛 층에 착안하면 일렉트렛 층을 액적 토출 헤드에 적용한 기술로서, 상기한 것 외에, 잉크 유로 측벽에, 대향하는 적어도 한 쌍의 전극을 배치하고, 그 한 쌍의 전극 중 한쪽을 일렉트렛 층을 포함하는 구성으로 한 것이 있었다(예를 들면, 일본 공개특허공보 제 2000-280490 호).

일본 공개특허공보 제 2004-255605 호의 기술에서는 무기 일렉트렛 층을 진동판 위에 다층화하고 있고, 그것을 지탱하기 위하여 진동판의 두께를 두껍게 할 필요가 있다. 또, 일본 공개특허공보 제 2004-255614 호의 기술에서는 진동판 그 자체를 다층화하고 있기 때문에, 마찬가지로 진동판의 두께가 두꺼워진다. 이와 같은 구성으로는 기계적인 저항이 커져, 실제로는 액적의 안정적인 토출에 충분한 진동판 변위를 얻기가 어려워서, 충분한 진동판 변위를 얻기 위하여 구동전압을 크게 할 필요가 있다는 과제가 있었다. 또, 제조방법이 복잡하여 제조가 곤란하다는 과제가 있었다.

또, 일본 공개특허공보 제 2000-280490 호는 잉크 기포 배출성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 일렉트렛 층을 액적 토출 헤드에 이용한 기술로서, 구동전압의 저전압화에 대해서는 특별히 검토되어 있지 않다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 저전압 구동으로 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능한 정전 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 이 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의 구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 진동판과; 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 진동판의 전극과의 대향면 또는 전극의 진동판과의 대향면에 형성된 절연막을 구비하며, 절연막이 일렉트렛화 되어 이루어지는 것이다.

이와 같이 절연막을 일렉트렛화 하여 미리 대전시켰으므로, 저전압 구동으로 큰 진동판 변위량을 확보하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 정전 액추에이터의 고밀도화 및 소형화가 가능하게 된다.

본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 진동판과; 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 진동판의 전극과의 대향면 또는 전극의 진동판과의 대향면에 형성된 절연막을 구비하며, 절연막이 일렉트렛화 되고, 그 일렉트렛에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력에 의하여 진동판과 전극이 접촉/이탈 가능하게 절연막을 개재하여 접촉하고 있는 것이다.

이 정전 액추에이터가, 진동판이 개별 전극에 접촉한 상태로부터 이탈하는 동작을 행함에 따라 소정의 동작을 행하는 액추에이터라는 것을 감안하면, 이와 같이 진동판이 일렉트렛에 의한 흡인력에 의해서 전극에 미리 접촉한 상태에 있으므로, 단지 일렉트렛에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력을 해소할 만큼의 전압을 인가하면, 진동판이 자신의 복원력에 의하여 전극으로부터 이탈하는 동작을 행하게 할 수 있어, 저전압 구동이 가능하게 된다. 환언하면, 저전압에 의한 구동에서 필요충분한 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 정전 액추에이터의 고밀도화 및 소형화가 가능하게 된다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 진동판이 진동판과 전극 사이에 일렉트렛에 의한 전계를 상쇄하도록 전압이 인가되면, 전극으로부터 이탈하는 것이다.

이와 같은 전압을 인가함으로써 진동판을 전극으로부터 이탈시킬 수 있어, 저전압 구동이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 진동판과 전극 사이에 형성되는 갭을 밀봉하고, 그 밀봉공간 내에 일렉트렛화 된 절연막을 형성하는 것이다.

이에 따라, 절연막을 갖는 밀봉공간 내에 수분 등이 들어가서 절연막의 표면에 부착되어, 대전량이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 진동판이 붕소를 도핑한 실리콘 기판으로 구성되어 있다.

이에 따라, 진동판을, 붕소를 도핑하지 않은 실리콘 기판으로 형성한 경우에 비하여 낮은 저항으로 할 수 있어, 저전압 구동에 효과가 있다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 절연막이 일렉트렛화 된 실리콘 산화막이다.

이와 같이 일렛트렛화 하는 절연막으로서 실리콘 산화막을 이용할 수 있다.

본 발명에 관련된 액적 토출 헤드는 노즐과; 노즐에 연통(連通)하고, 토출 액적을 모아 두는 토출실의 바닥면을 구성하고 있는 진동판과; 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극;을 구비하며, 전압의 인가에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 진동판을 변형시켜서 토출실 내의 토출 액적을 노즐로부터 토출시키는 액적 토출 헤드에 있어서, 진동판의 전극과의 대향면 또는 전극의 진동판과의 대향면에, 일렉트렛화 된 절연막을 갖는다.

이와 같이 절연막을 일렉트렛화 하여 미리 대전시켰으므로, 저전압 구동으로 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능하게 되어, 고밀도화 및 소형화가 가능한 액적 토출 헤드를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 액적 토출 헤드의 구동방법은 노즐과; 노즐에 연통하고, 토출 액적을 모아 두는 토출실의 바닥면을 구성하고 있는 진동판과; 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 진동판의 전극과의 대향면 또는 전극의 진동판과의 대향면에 형성되고, 일렉트렛화 된 절연막을 구비하며, 일렉트렛에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력에 의하여 진동판과 전극이 접촉/이탈 가능하게 절연막을 개재하여 접촉하고 있는 액적 토출 헤드의 구동방법에 있어서, 일렉트렛에 의한 전계를 상쇄하는 펄스 전압을, 진동판과 전극 사이에 인가한다.

이와 같이 하여 액적 토출 헤드를 구동하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 관련된 액적 토출 헤드의 구동방법은 펄스 전압이, 진동판이 전극으로부터 이탈하여 자신의 진동에 의하여 전극에 가장 접근한 타이밍에 급하강하도록, 펄스 폭이 조정된다.

이에 따라, 저전압으로 효율적으로 구동할 수 있어 안정된 액적 토출이 가능하게 된다.

본 발명에 관련된 정전 액추에이터의 제조방법은 진동판과; 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극;을 가지며, 전압의 인가에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 진동판을 변형시키는 정전 액추에이터의 제조방법에 있어서, 진동판의 전극과의 대향면 또는 전극의 진동판과의 대향면에 절연막을 형성하는 공정과; 절연막을 일렉트렛화 하는 일렉트렛 공정;을 갖는다.

이 방법에 의하여, 상기 효과를 갖는 정전 액추에이터를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터의 제조방법은 절연막을 코로나 방전 에 의하여 일렉트렛화 한다.

일렉트렛화 하기 위한 대전방법으로서 코로나 방전을 이용할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 정전 액추에이터의 제조방법은 상기 일렉트렛 공정이, 진동판이 형성된 캐비티 플레이트와, 전극이 형성된 전극 기판이 접합된 접합기판에 대하여 소정의 처리를 실시함으로써 절연막을 일렉트렛화 하는 것이며, 소정의 처리는 접합기판을 가열하여 유지하는 가온 공정과; 접합기판을 가열 유지한 상태에서 진동판과 전극 사이에 전압을 인가하고, 그 상태를 유지하는 전압 인가 공정과; 전압을 인가한 상태에서 접합기판을 실온까지 제랭하는 제랭 공정;을 갖는 것이다.

이 제조방법에서는 절연막을 일렉트렛화 할 때, 말하자면 가열과 전압 인가의 공정뿐이면 되므로 제조가 용이하다.

실시형태 1.

도 1은 본 발명의 실시형태 1의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시한 액적 토출 헤드의 종단면도이다.

실시형태 1의 액적 토출 헤드(100)는 주로 캐비티 플레이트(1), 전극 기판(2) 및 노즐 플레이트(3)가 접합됨으로써 구성되어 있다. 캐비티 플레이트(1)는 예를 들면 단결정 실리콘 기판(이하, 단순히 실리콘 기판이라 함)으로 이루어지며, 이하에 나타낸 소정의 가공이 실시되고 있다. 또한, 도 1에서는 캐비티 플레이 트(1)로서 (110) 면 방위의 실리콘 기판을 사용하고 있다. 캐비티 플레이트(1)에는 실리콘 기판을 이방성 습식 에칭함으로써, 바닥 벽이 진동판(4)으로서 형성되어 액적의 토출실(5)이 되는 오목부(5a)와, 각 토출실(5)에 공급해야 할 액적을 모아 두는 리저버(6)를 구성하는 오목부(6a)가 형성되어 있다. 또, 전극 단자(7)는 도 2에 도시한 구동회로(23)와 접속되어 있다.

진동판(4)은 고농도의 붕소 도핑 층으로 형성되어 있다. 이 붕소 도핑 층은 붕소를 고농도(약 5×10¹⁹atoms/㎤ 이상)로 도핑하여 형성되어 있고, 예를 들면, 알칼리성 수용액으로 단결정 실리콘을 에칭하였을 때에 에칭 속도가 극단적으로 느려지는, 소위 에칭 스톱 층으로 되어 있다. 붕소 도핑 층이 에칭 스톱 층으로 기능하기 때문에, 진동판(4)의 두께 및 토출실(5)의 용적을 고정밀도로 형성할 수 있게 되어 있다. 또한, 이 진동판(4)은 본 예에서는 두께 4㎛로 형성되어 있다. 이러한 구성의 진동판(4)은 각 토출실(5) 쪽의 공통 전극으로서 기능한다.

또, 캐비티 기판(1)의 전극 기판(2) 쪽의 면 전체에는 절연막(4a)이 형성되어 있다. 이 절연막(4a)은 각 토출실(5) 쪽의 공통 전극으로서 기능하는 진동판(4)과 후술하는 개별 전극(11)과의 단락 및 절연 파괴를 방지하기 위한 것으로서 종래부터 형성되고 있는 것이다. 본 실시형태 1에서는 또한 이 절연막(4a)이 일렉트렛화(영구적 전기 분극을 갖는 유전체) 되어 있고, 전압을 인가하지 않은 상태에서 소정의 전하량을 대전하고 있다. 이 절연막(4a)은 본 예에서는 예를 들어 실리콘 산화막(SiO₂ 막)에 의하여 두께 0.1㎛로 형성하고, 24V 상당의 대전량을 대전하 고 있다. 절연막(4a)의 일렉트렛화에 대해서는 후술하겠다. 또한, 실제로는 캐비티 플레이트(1)의 바깥쪽 표면 전체에 절연막이 형성되어 있으나, 도 2에서는 일렉트렛화 된 절연막(4a) 부분만을 도시하고, 그 이외의 부분의 절연막의 도시는 생략하고 있다.

전극 기판(2)은 예를 들면 두께가 1㎜인 붕규산 유리로 이루어지고, 캐비티 플레이트(1)의 진동판(4) 쪽에 접합되어 있다. 이 전극 기판(2)에는 진동판(4)과의 사이에 갭(10)을 구성하는, 예를 들면 깊이가 0.2㎛인 전극용 오목부(10a)가 에칭에 의하여 형성되어 있다. 그리고, 이 전극용 오목부(10a)의 내부에는 진동판(4)에 대향하여 개별 전극(11)이 형성되어 있다. 개별 전극(11)은 산화주석을 도핑한 ITO(Indium Tin Oxide, 인듐 주석 산화물) 등으로 이루어지고, 예를 들면 스퍼터에 의하여 두께 0.1㎛로 형성되어 있다. 또, 전극 기판(2)에는 리저버(6)에 액적을 공급하기 위한 액체 공급구(17)가 마련되어 있다. 또한, 개별 전극(11)은 리드부 및 단자부(13)(도 1 참조)를 거쳐 구동회로(23)와 접속되어 있다. 또, 갭(10)은 밀봉재(10b)에 의해서 밀봉되어 있다. 또한, 전극 기판(2)은 붕규산 유리가 아니라 실리콘 기판 등으로 형성해도 된다.

노즐 플레이트(3)는 예를 들면 두께 180㎛인 단결정 실리콘 기판으로 이루어지고, 노즐 플레이트(3)의 두께 방향으로 관통하는 노즐(20)이 형성되어 있다. 노즐(20)은 노즐 플레이트(3)의 하면 쪽이 토출실(5)에 연통하고, 노즐 플레이트(3)의 상면 쪽이 액적을 토출하기 위한 개구부로 되어 있다. 이 노즐(20)은 노즐 플레이트(3)의 상면 쪽이 횡단면의 면적이 작은 제 1 홈(20a)으로 이루어지고, 노즐 플레이트(3)의 하면 쪽이 횡단면의 면적이 넓은 제 2 홈(20b)으로 되어 있어, 계단 형상의 2단 노즐로 되어 있다. 또, 노즐 플레이트(3)의 하면에는 토출실(5)과 리저버(6)를 연통하기 위한 오리피스(21)로 되는 오목부(21a)와, 리저버 다이어프램(22)을 설치하기 위한 오목부(22a)가 마련되어 있다. 노즐 플레이트(3)의 상면의 리저버 다이어프램(22)에 대응하는 부분은 오목부로 되어 있다. 이와 같이 하여 리저버 다이어프램(22)의 부분을 얇게 함으로써, 노즐(20) 사이에서의 리저버(6)를 거친 압력 간섭을 방지하여, 구동하는 노즐 갯수에 관계없이 액적의 토출을 안정적으로 행할 수 있게 되어 있다.

또한, 실제로는 노즐 플레이트(3)의 바깥쪽 표면 전체에 실리콘 산화막이 형성되어 있으나, 도 1 및 도 2에 있어서 그 도시는 생략하고 있다. 또, 도 1에서는 노즐(20) 및 토출실(5)이 2열로 늘어선 잉크젯 헤드를 도시하고 있으나, 노즐(20) 및 토출실(5)이 1렬로 늘어선 것이어도 된다. 또, 도 1 및 도 2에서는 토출 방식이 노즐 플레이트(3)에 평행하게 액적을 토출하는 페이스 이젝트 타입의 것을 예로 들어 설명하였으나, 사이드 이젝트 타입의 것이어도 된다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 도시한 액적 토출 헤드의 동작에 대하여 설명한다.

구동회로(23)에 의하여 캐비티 플레이트(1)와 개별 전극(11)의 사이에 펄스 전압이 인가되면, 진동판(4)과 개별 전극(11) 사이에 정전기력이 발생하고, 그 흡인 작용에 의하여 진동판(4)이 개별 전극(11) 쪽으로 끌어당겨져 휘어, 토출실(5)의 용적이 확대된다. 이에 따라 리저버(6)의 내부에 괴어 있던 잉크 등의 액적이 오리피스(21)를 통하여 토출실(5)에 흘러들어간다. 그 다음에, 개별 전극(11)으로의 전압의 인가를 정지하면, 정전흡인력이 소멸되어 진동판(4)이 복원되고, 토출실(5)의 용적이 급격하게 수축된다. 이에 따라, 토출실(5) 내의 압력이 급격하게 상승하고, 이 토출실(5)에 연통하고 있는 노즐(20)로부터 잉크 등의 액적이 토출된다.

여기서, 액적 토출 헤드(100)에 있어서는 절연막(4a)이 도 3에 도시한 바와 같이 일렉트렛화 되어, 양극과 음극으로 영구적으로 분극되어 대전한 상태에 있다. 또한, 도 3은 도 2의 액적 토출 헤드(100)의 정전 액추에이터 부분, 즉 진동판(4), 절연막(4a), 개별 전극(11) 및 구동회로(23)의 부분을 확대하여 도시한 모식도이다. 이와 같이 절연막(4a)이 일렉트렛화 되어 소정의 대전량을 대전하고 있기 때문에, 이 진동판 동작에 필요한 정전기력을 얻기 위하여 실제로 인가하는 구동전압은 절연막(4a)의 대전량에 상당하는 전압만큼 낮은 전압으로 할 수 있다. 즉, 절연막(4a)을 일렉트렛화 하지 않은 경우에 진동판(4)의 구동에 필요한 구동전압으로부터, 이 대전량에 상당하는 전압을 뺀 전압을 인가함으로써 진동판(4)을 구동할 수 있어, 저전압 구동이 가능하게 된다. 환언하면, 저전압에 의한 구동으로 필요충분한 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 액적 토출 헤드(100)의 소형화 및 토출실(5)의 고밀도화가 가능하게 된다.

본 예에서는 절연막(4a)을 일렉트렛화 하지 않은 경우에 있어서의 토출 동작시의 필요 구동전압이 30V이고, 절연막(4a)에 24V 상당의 대전량을 대전시키도록 하고 있기 때문에, 실제로 인가하는 전압은 6V가 된다. 또한, 절연막(4a)의 대전 량은 본 예에서는 24V 상당으로 하고 있으나, 액추에이터의 설계 등에 따라서 적절히 결정되어도 된다. 예를 들면, 구동 제어의 용이함의 관점에서, 진동판(4)이 휘지 않는 범위 내의 대전량으로 설정된다. 즉, 진동판(4)의 탄성력보다 작은 정전기력을 발생하는 대전량으로 설정된다. 또, 구동전압을 저전압화하기 위해서는 대전량을 크게 하면 되는 것인데, 너무 크게 하면, 후술하는 제조 공정에 있어서의 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)의 양극 접합시에 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)을 등전위로 할 때의 취급이 어려워지기 때문에, 그 부근의 평균에서 적절히 결정된다.

여기서, 진동판(4)은 상술한 바와 같이 붕소 도핑 층에 의해서 형성되어 있고, 실리콘에 붕소를 도핑하지 않고 단지 실리콘으로 진동판(4)을 형성한 경우에 비하여 낮은 저항으로 되어 있어, 이 점에서도 저전압 구동이 가능하게 되어 있다.

또한, 일렉트렛화 되는 절연막은 본 예에서는 상술한 바와 같이 실리콘 산화막으로 형성되어 있으나, 산 질화 실리콘, 산화 탄탈, 질화 하프늄 실리케이트, 또는 산 질화 하프늄 실리케이트 등의 다른 막을 이용해도 되며, 요컨대 일렉트렛화 가능한 절연막이면 된다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 실시형태 1에 의하면, 절연막(4a)을 일렉트렛화 하여 미리 대전시켰으므로, 저전압에 의한 구동이 가능하게 된다. 따라서, 정전 액추에이터, 나아가서는 액적 토출 헤드(100)의 고밀도화 및 소형화가 가능하게 된다. 또, 절연막(4a)을 갖는 공간이 밀봉재(10b)에 의해서 밀봉되어 있으므로, 그 공간 내에 수분 등이 들어가서 절연막(4a)의 표면에 부착되어, 대전량이 저하되 어 버리는 문제점을 방지할 수 있게 되어 있다. 또, 진동판(4)은 실리콘에 붕소를 도핑하여 이루어지는 붕소 도핑 층에 의하여 형성되어 있으므로, 단지 실리콘으로 형성한 경우에 비하여 낮은 저항으로 구성되어, 이 점에서도 저전압 구동이 가능하게 되어 있다.

실시형태 2.

다음으로, 실시형태 1의 정전 액추에이터를 탑재한 액적 토출 헤드의 제조방법에 대하여 도 4(a) 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

먼저, 캐비티 플레이트(1)의 제조방법에 대하여 도 4(a) 내지 도 4(k)를 참조하여 설명한다.

도 4(a)에 도시한 바와 같이, 면 방위가 (110)이고 산소 농도가 낮은 실리콘 기판의 양면을 경면(鏡面) 연마하여, 두께 약 140㎛을 갖는 실리콘 기판(31)을 작성한다.

그리고, 실리콘 기판(31)에 부착한 미소 파티클을 세정하기 위한 APM 세정[암모니아(NH₄OH), 과산화수소수(H₂O₂), 순수(H₂0)의 혼합액(APM : ammonium hydroxide/hydrogen peroxide/water mix)에 의한 세정]과 실리콘 기판(31)에 부착된 금속을 세정하기 위한 상기한 HPM 세정[염산(HCl), 과산화수소수(H₂O₂), 순수(H₂O)의 혼합액(HPM : hydrochloric acid/hydrogen peroxide/water mix)에 의한 세정]과의 컴비네이션 세정을 행하여, 가공 정밀도에 영향을 주는 이물질의 제거를 행한다. 또한, 파티클이나 금속을 제거할 수 있는 것이라면 세정방법은 APM 세정이나 HPM 세정에 한정할 필요는 없다.

그 다음에, 실리콘 기판(31)을 열 산화로 내에 투입하여, 산소 및 수증기 분위기 중에서, 예를 들면 1075℃, 4시간의 조건으로 열 산화 처리를 실시함으로써, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 실리콘 기판(31)의 표면(31a) 및 이면(31b)에 두께 1.2㎛의 실리콘 산화막(32a 및 32b)을 형성한다. 이 경우, 실리콘 기판(31)을 열 산화로 내에 투입할 때의 열 산화로 내의 온도, 및 실리콘 기판(31)을 열 산화로 내로부터 꺼낼 때의 열 산화로 내의 온도는 모두 800℃(또는 그 이상)로 설정한다. 이와 같은 온도 설정을 행함으로써, 실리콘 기판(31)에 있어서 산소 결함이 성장하는 속도가 빠른 온도 영역(500∼700℃)을 신속하게 통과할 수 있어, 실리콘 기판(31)에서의 산소 결함의 발생을 억제할 수 있다.

그 다음에, 실리콘 산화막(32a 및 32b)의 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포하고, 마스크 얼라이너로 실리콘 산화막(32b)의 전체면에 도포된 포토 레지스트를 노광한 후, 현상액으로 현상하는 포토리소그래피(photolithography) 기술을 사용하여, 실리콘 산화막(32b) 중, 나중에 오목부(5a 및 6a)(도 1 참조)가 될 부분에 대응한 영역을 제거하기 위하여, 도시하지 않은 포토 레지스트 패턴을 형성한다.

그 다음에, 습식 에칭 기술을 사용하여, 예를 들면 일수소 이불화 암모늄 수용액, 즉 버퍼드 플루오르화수소산(BHF : buffer hydrogen fluoride) 등의 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액으로 실리콘 산화막(32b) 중 불필요한 부분을 제거한 후, 상기한 포토 레지스트 패턴 및 실리콘 산화막(32a)의 전체면에 도포한 포토 레지스트를 제거하여, 도 4(c)에 도시한 바와 같이 패턴(32b₁)을 얻는다.

그 다음에, 패턴(32b₁)을 포함하는 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후, 이 포토 레지스트를 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 보호막으로서 버퍼드 플루오르화수소산(BHF : buffer hydrogen fluoride) 등의 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액으로 실리콘 산화막(32a)을 제거한 후, 상기한 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 전체면에 도포한 포토 레지스트를 제거한다[도 4(d) 참조].

그 다음에, 실리콘 기판(31)의 표면(31a)을 산화붕소(boron)(B₂O₃)를 주성분으로 하는 고체의 확산원에 대향시키고, 석영 보드에 세팅한다. 그리고, 세로형 노(爐)에 그 석영 보드를 세팅하고, 세로형 노 내를 질소 분위기로 하여 온도를 1050℃로 상승시켜서 그대로 7시간 유지하고, 붕소를 실리콘 기판(31) 중에 확산시켜, 도 4(e)에 도시한 바와 같이, 두께 0.8㎛를 갖는 붕소 도핑 층(33)(붕소의 농도는 1.0×10²⁰atoms/㎤임)을 형성한다. 이 경우에도 실리콘 기판(31)을 열 산화로 내에 투입할 때의 세로형 노 내의 온도, 및 실리콘 기판(31)을 열 산화로 내로부터 꺼낼 때의 세로형 노 내의 온도는 모두 800℃(또는 그 이상)로 설정한다. 이 설정 온도를 이용하는 이유는 상기한 실리콘 산화막(32a 및 32b)을 형성한 경우와 동일하다.

붕소 도핑 층(33)의 실리콘 기판(31)의 표면(31a)에는 도시하지 않은 붕소 화합물이 형성된다. 이 붕소 화합물을 산소 및 수증기 분위기 중에서, 예를 들면 600℃의 조건으로 1시간 30분만 산화시켜, (B₂O₃＋SiO₂)로 화학 변화시킨다. 붕소 화합물이 (B₂O₃＋SiO₂)로 됨에 따라, 버퍼드 플루오르화수소산(BHF) 등의 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액에 의한 에칭을 행할 수 있다. 그 다음에, 패턴(32b₁)을 포함하는 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후, 이 포토 레지스트를 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 보호막으로 하여, 버퍼드 플루오르화수소산(BHF) 등의 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액으로 (B₂O₃＋SiO₂)를 제거한 후, 상기한 실리콘 기판(31)의 이면(31b)의 전체면에 도포한 포토 레지스트를 제거한다.

그 다음에, 플라즈마 화학적 증착(CVD : Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용하여, 성막시의 처리 온도가 360℃, 고주파 출력이 700W, 압력이 33.3Pa(250mTorr), 가스 유량이 TEOS 유량 100㎤/min(100sccm), 산소 유량 1000㎤/min(1000sccm)의 조건으로, 도 4(f)에 도시한 바와 같이, TEOS 막(34)을 붕소 도핑 층(33)의 표면에 두께 3.0㎛ 만큼 형성한다. 그 다음에, 도 4(f)에 도시한 제조 공정을 거친 실리콘 기판(31)을, 예를 들면 35중량%의 농도를 갖는 수산화칼륨(KOH) 수용액에 침지하고, 도 4(g)에 도시한 바와 같이, 실리콘 기판(31)의 패턴(32b₁)이 형성되어 있지 않은 부분의 두께가 약 10㎛가 될 때까지 습식 에칭을 행한다. 계속해서, 도 4(g)에 도시한 제조 공정을 거친 실리콘 기판(31)을, 예를 들 면 3중량%의 농도를 갖는 수산화칼륨(KOH) 수용액에 침지하고, 붕소 도핑 층(33)이 나타날 때까지 습식 에칭을 행한다.

이에 따라, 도 4(h)에 도시한 바와 같이, 상기 붕소 도핑 층(33)이 토출실(5)을 구성하는 진동판(4)이 되고, 이 진동판(4)을 바닥 벽으로 하여 오목부(5a)가 형성된다(도 1 참조). 이와 같이, 진동판(4)은 고농도의 붕소 도핑 층(33)으로 구성되어 있고, 원하는 두께(지금의 경우, 0.8㎛)를 갖고 있다. 이것은 이하에 나타낸 이유에 의한다. 즉, 실리콘에 대하여 알칼리성 수용액을 이용한 이방성 에칭(알칼리 이방성 에칭)을 행하였을 경우, 고농도(약 5×10¹⁹atoms/㎤ 이상)의 붕소 확산 영역에서 에칭율이 현저하게 저하된다. 그래서, 이 실시형태 2에서는 이 현상을 이용하여, 실리콘 기판(31)의 진동판(4)을 형성하는 영역을 고농도의 붕소 도핑 층(33)으로 하고, 토출실(5)을 구성하는 오목부(5a)를 알칼리 이방성 에칭에 의하여 형성할 때에, 붕소 도핑 층(33)이 노출된 시점에서 에칭율이 현저하게 저하되는, 이른바 에칭 스탑 기술을 이용하여, 진동판(4)의 두께, 토출실(5)의 용적을 고정밀도로 형성한다. 여기서, 에칭 스톱이란 에칭면으로부터 발생하는 기포가 정지한 상태로 하고, 실제의 습식 에칭에 있어서는 기포 발생 정지를 가지고 에칭이 스톱한 것이라고 판단한다.

그 다음에, 습식 에칭 기술을 사용하여, 예를 들면 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액으로 패턴(32b₁) 및 TEOS 막(34)을 제거한다[도 4(i) 참조]. 그 다음에, 실리콘 기판(31)에 플라즈마 CVD 장치를 이용하여 1분간 O₂ 플라즈마 처리를 실시한 다. 이 O₂ 플라즈마 처리의 처리 조건은 예를 들면 온도 360℃, 압력 66.7Pa(0.5Torr), 산소 유량 1000㎤/min(1000sccm), 고주파 출력 250W이다. 이 O₂ 플라즈마 처리에 의하여 실리콘 기판(31)의 전체면이 클리닝되어, 나중에 형성하는 절연막(4a)의 절연 내압의 균일성을 향상시킬 수 있다.

계속해서, 단결정 실리콘 기판(51)의 전체면에, 수증기를 포함한 산소 분위기 중에서 열 산화 처리를 실시하여, 두께 0.1㎛의 실리콘 산화막(절연막)(4a')을 형성한다[도 4(j) 참조]. 이 열 산화 처리는 온도 1000℃에서 3.5시간 정도 행한다. 또한, 캐비티 플레이트(1)를 구성하는 오목부(6a) 및 전극 단자(7)의 형성방법에 대해서는 그 설명을 생략한다.

그리고, 단결정 실리콘 기판(51)의 전체면에 형성된 절연막(4a') 중 개별 전극(11)과 대향하는 쪽의 면의 절연막(4a₁)을 일렉트렛화 하여 절연막(4a)으로 하여, 캐비티 플레이트(1)가 완성된다[도 4(k) 참조]. 절연막(실리콘 산화막)(4a₁)을 일렉트렛화 하기 위한 대전 방법으로서는 코로나 방전, 열 일렉트렛 법, 전자 빔 법이 있는데, 본 예에서는 코로나 방전에 의하여 대전시키도록 하고 있다.

도 5는 코로나 방전에 의한 대전장치의 구성을 도시한 도면이다.

이 대전장치는 텅스텐으로 이루어지는 와이어 전극(61)과, 격자 형상으로 구성된 그리드 전극(62)을 갖고, 와이어 전극(61)에 고전압(V1)을, 그리드 전극(62)에 저전압(V2)을 인가함으로써, 스테이지(63) 위에 올려놓여진 실리콘 기판(64)의 실리콘 산화막(64a)에 대전을 행하는 것이다. 양의 대전을 행하는 경우, 고전 압(V1) 및 저전압(V2)에 양의 전압을 인가하고, 음의 대전을 행하는 경우, 고전압(V1) 및 저전압(V2)에 음의 전압을 인가한다. 고전압(V1)은 와이어가 코로나 방전을 일으키기에 충분한 전압을 인가하고, 저전압(V2)은 일렉트렛이 절연 파괴를 일으키지 않는 범위의 값을 설정한다. 본 예에서는 이 대전장치를 이용하여, 100℃ 분위기에서 2㎸의 전압 인가를 1시간 정도 행하여, 절연막(4a₁)[도 4(j) 참조]에 24V에 상당하는 전하를 대전시켜, 일렉트렛화 된 절연막(4a)을 얻도록 하고 있다.

다음으로, 전극 기판(2)의 제조방법에 대하여 도 6(a) 내지 도 6(g)를 참조하여 설명한다. 먼저, 붕규산계의 내열 경질 유리(SiO₂, B₂O₃)의 양면을 경면 연마하여, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 두께 약 1㎜를 갖는 유리 기판(41)으로 한다. 그 다음에, 유리 기판(41)의 표면(41a)에, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, CVD 장치나 물리적 증착(PVD : Physical Vapor Deposition) 장치를 사용하여, 금(Au)이나 크롬(Cr) 등의 금속막(42)을 형성한다. PVD 장치로서는 예를 들면 스퍼터링 장치, 진공 증착 장치 또는 이온 플레이팅 장치 등이 있다. 금속막(42)의 막 두께는 예를 들면 0.1㎛로 한다. 구체적으로는 크롬(Cr) 막인 경우에는 그 막 두께를 0.1㎛로 하면 되나, 금(Au) 막인 경우에는 유리 기판(41)과의 밀착성이 양호하지 않기 때문에, 막 두께가 예를 들면 0.03㎛인 크롬(Cr) 막을 형성한 후, 막 두께가 예를 들면 0.07㎛인 금(Au) 막을 형성한다.

그 다음에, 금속막(42)의 표면 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후, 상기한 포토리소그래피 기술을 사용하여, 캐비티 플레이트(1)를 구성하는 진동판(4)과 거의 동일한 간격, 형상이 되도록, 금속막(42) 중, 나중에 전극용 오목부(10a)나 전극부의 홈(도 1 참조)이 되는 부분을 형성하기 위하여, 포토 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 그 다음에, 습식 에칭 기술을 사용하여, 예를 들면, 질산 제 2 세륨암모늄 수용액과 과염소산 수용액과의 혼합액 등의 에칭액(이하, 금속 에칭액이라 함)으로 금속막(42) 중 불필요한 부분을 제거하여 도 6(c)에 도시한 에칭 패턴(43)을 얻는다.

그 다음에, 도 6(c)에 도시한 제조 공정을 거친 유리 기판(41)을, 예를 들면 플루오르화수소산(HF)계의 에칭액에 침지하여 에칭 패턴(43)을 마스크로 하여, 도 6(d)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(41)의 에칭 패턴(43)이 형성되어 있지 않은 부분에 대하여 약 0.25㎛ 만큼 습식 에칭을 행하여, 전극용 오목부(10a)를 형성한다. 그 다음에, 에칭 패턴(43)을 형성하였을 때의 도시하지 않은 포토 레지스트 패턴을 제거한다. 계속해서, 습식 에칭 기술을 사용하여, 상기한 금속 에칭액에 의하여 금속막(42) 중 불필요한 부분을 제거하여, 도 6(e)에 도시한 바와 같이, 전극용 오목부(10a)를 갖는 유리 기판(44)을 얻는다.

그 다음에, 유리 기판(44)의 표면 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후, 상기한 포토리소그래피 기술을 사용하여, 나중에 개별 전극(11)이 되는 부분 이외의 부분을 보호하기 위하여, 포토 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서, 이 도시하지 않은 포토 레지스트 패턴이 형성된 유리 기판(44)의 표면에, 도 6(f)에 도시한 바와 같이, CVD 장치를 사용하여, 산화주석을 도핑한 ITO(ITO : Indium Tin Oxide)를 예를 들면 두께 0.1㎛로 스퍼터 하여 전극 막(45) 을 형성한다. 전극 막은 그 외에 예를 들면 산화주석(SnO₂), 산화인듐(In₂O₃)을 이용해도 된다.

그 다음에, 도 6(f)에 도시한 제조 공정을 거친 유리 기판(44)의 표면 전체면에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후, 상기한 포토리소그래피 기술을 사용하여, 나중에 개별 전극(11)이 되는 부분을 남겨 두기 위하여, 포토 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서, 습식 에칭 기술을 사용하여, 예를 들면 질산과 염산의 혼합액 등의 에칭액으로 전극 막(45) 중 불필요한 부분을 제거하여, 전극용 오목부(10a)의 내부에, 도 6(g)에 도시한 개별 전극(11)을 형성한다. 그리고, 도시하지 않았으나, 드릴을 이용하여, 도 1 및 도 2에 도시한 액체 공급구(17)를 형성하여 전극 기판(2)으로 한다. 또한, 전극 기판(2)을 구성하는 리드부(12), 단자부(13), 그 외의 구성요소의 형성에 대해서는 그 설명을 생략한다.

다음으로, 노즐 플레이트(3)의 제조방법에 대하여 도 7(a) 내지 도 7(h)를 참조하여 설명한다.

먼저, 단결정 실리콘 기판(51)을 준비하고[도 7(a) 참조], 이 단결정 실리콘 기판(51)에, 수증기를 포함한 산소 분위기 중에서 열 산화 처리를 행하여, 표면(51a) 및 이면(51b)에 약 1.8㎛의 실리콘 산화막(52)을 형성한다[도 7(b) 참조]. 그 다음에 단결정 실리콘 기판(51)의 이면(51b)의, 노즐(20)의 제 1 홈(20a)에 대응하는 부분(20c)을 포토리소그래피에 의하여 패터닝하고, 이들 부분의 실리콘 산화막(52)을 에칭에 의하여 제거한다[도 7(c) 참조]. 또한, 패터닝은 실리콘 산화 막(52)을 제거하지 않은 부분[단결정 실리콘 기판(51)의 표면(51a)을 포함함]에 레지스트를 도포하여 행한다.

그리고, 단결정 실리콘 기판(51)의 이면(51b)의, 노즐(20)의 제 2 홈(20b)에 대응하는 부분(20d)을 포토리소그래피에 의하여 패터닝하고, 이들 부분의 실리콘 산화막(52)을 하프 에칭한다[도 7(d) 참조]. 또한, 패터닝은 도 7(d)와 동일하게 행하고, 하프 에칭에서는 실리콘 산화막이 1.0㎛ 두께로 남도록 한다.

도 7(d)에서 실리콘 산화막(52)을 하프 에칭한 단결정 실리콘 기판(51)의 이면(51b)에, ICP(유도 결합 플라즈마) 방전에 의한 이방성 건식 에칭을 실시하여 22㎛의 깊이로 에칭한다. 이 때 실리콘 산화막(52)의 남은 부분(하프 에칭된 부분을 포함함)은 에칭되지 않는다. 그 후, 불산 수용액으로 단결정 실리콘 기판(51)을 에칭하여, 하프 에칭된 부분에 남아 있는 실리콘 산화 막(52)의 두께만큼 얇게 한다. 이 때, 도 7(d)에서 하프 에칭된 부분은 실리콘 산화 막(52)이 모두 제거되고, 나머지 부분은 에칭한 부분만큼 실리콘 산화 막(52)이 얇아진다. 그리고, 다시 이면(51b)에, ICP 방전에 의한 이방성 건식 에칭을 행하여, 55㎛ 에칭한다. 이에 따라, 노즐(20)의 제 1 홈(20a)에 대응하는 부분(20c)은 77㎛ 에칭되고, 노즐(20)의 제 2 홈(20b)에 대응하는 부분(20d)은 55㎛ 에칭되게 된다. 그 후, 단결정 실리콘 기판(51)을 불산 수용액에 담궈, 남은 모든 실리콘 산화 막(52)을 제거한다[도 7(e) 참조].

도 7(e)의 공정에서는 노즐(20)의 제 1 홈(20a) 및 제 2 홈(20b)을 ICP 방전에 의한 이방성 건식 에칭으로 형성하고 있기 때문에, 단결정 실리콘 기판(51)에 수직으로 에칭할 수 있어, 정밀도가 높은 노즐(20)을 형성할 수 있다. 또, 노즐(20)은 2단 노즐로 되어 있으므로, 제 2 홈(20b)에서 액적의 흐름이 조절되어, 액적의 토출시의 직진성을 더할 수 있다.

그 후, 단결정 실리콘 기판(51)에 수증기를 포함한 산소 분위기 중에서 열 산화 처리를 실시하여, 전체면에 두께 1.2㎛의 실리콘 산화 막(53)을 형성한다[도 7(f) 참조]. 이 열 산화 처리는 온도 1075℃의 수증기를 포함한 산소 분위기 중에서 4시간 정도 행한다. 그리고, 단결정 실리콘 기판(51)의 표면(51a)에, 노즐(20)을 개구시키기 위한 오목부(20e)를 형성하는 부분[도 7(h) 참조]을 포토리소그래피에 의해서 패터닝하여, 이들 부분의 실리콘 산화 막(53)을 에칭에 의하여 제거한다[도 7(g) 참조]. 또한, 도 7(a) 내지 도 7(h)에서는 노즐 플레이트(3)의 짧은 쪽 방향의 단면을 도시하고 있는 사정 상, 도 7(g)에 있어서는 표면(51a)에 형성된 실리콘 산화 막(53) 모두가 제거된 상태가 도시되어 있다. 또, 패터닝은 도 7(c)와 동일하게 행한다.

그 다음에, 단결정 실리콘 기판(51)을 25중량%의 수산화칼륨 수용액에 담궈, 도 7(g)의 공정에서 실리콘 산화막(53)을 제거한 부분으로부터 103㎛ 에칭을 행한다[도 7(h) 참조]. 또한, 이 도 7(g)의 공정에서는 단결정 실리콘 기판(51)의 표면(51a)으로부터 비스듬하게 에칭이 진행되기 때문에, 도 7(g)의 공정에서는 그것에 맞춘 패터닝을 행하도록 한다. 오목부(20e)를 형성하는 것은 노즐(20)의 주변부 이외의 부분의 단결정 실리콘 기판(51)의 두께를 확보하기 위함인데, 도 7(g)의 공정에서 제 1 홈(20a)과 제 2 홈(20b)을 깊게 형성하여, 오목부(20e)를 형성하지 않도록 해도 된다.

그리고, 단결정 실리콘 기판(51)에 남아 있는 실리콘 산화 막(53)을 불산 수용액에 의해서 제거하고, 노즐(20)의 제 1 홈(20a)을 관통시킨다[도 7(i) 참조]. 마지막으로, 단결정 실리콘 기판(51)의 전체면에 산소 분위기 중에서 열 산화 처리를 행하여, 두께 0.1㎛의 실리콘 산화막(64)을 형성하여 노즐 플레이트(3)가 완성된다[도 7(j) 참조]. 이 열 산화 처리는 온도 1000℃에서 3.5시간 정도 행한다. 마지막으로 실리콘 산화막(64)을 형성하는 것은 잉크 등의 액적에 의한 에칭의 방지와, 노즐(20)의 측면 및 그 주변부의 발수 처리를 위함이다. 또, 노즐(20)의 형성과 동시 또는 다른 에칭 공정에 의해서 오리피스(21), 리저버 다이어프램(22)을 형성한다.

그 다음에, 상기한 제조방법에 의하여 제조한, 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)을, 도 8에 도시한 바와 같이 접합한다. 본 예에서는 전극 기판(2)을 붕규산 유리로 구성하고 있기 때문에, 양극(陽極) 접합에 의하여 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)을 접합한다. 또한, 전극 기판(2)을 실리콘 기판으로 구성하고 있는 경우에는 접착제에 의하여 접합하도록 해도 된다.

양극 접합시에는 먼저 캐비티 플레이트(1)와 개별 전극(11)을 등전위로 한다. 본 예에서는 캐비티 플레이트(1)의 절연막(4a)이 일렉트렛화 되어 있어 24V 만큼 대전하고 있기 때문에, 그 절연막(4a)의 대전량을 캔슬할 만큼의 전하를 개별 전극(11)에 인가하여 등전위로 한 후, 양극 접합을 실시한다. 여기서, 양극 접합은 이하에 나타낸 공정을 거쳐 행해진다. 먼저, 전극 기판(2)의 표면에, 캐비티 플레이트(1)를, 진동판(4)과 개별전극(11)에 대향하도록 올려놓은 상태에 있어서, 도시하지 않은 직류 전원의 플러스 단자를 캐비티 플레이트(1)에 접속하는 동시에, 상기 직류 전원의 마이너스 단자를 전극 기판(2)에 접속한다. 그 다음에, 전극 기판(2)을 예를 들면 수백 ℃ 정도로 가열하면서, 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2) 사이에 직류 전압을 예를 들면 수백 V 정도 인가한다. 전극 기판(2)을 가열함으로써, 전극 기판(2) 내의 플러스 이온이 이동하기 쉬워진다. 이 플러스 이온이 전극 기판(2) 내를 이동함으로써, 상대적으로 전극 기판(2)의 캐비티 플레이트(1)와의 접합면이 마이너스로 대전하는 한편, 캐비티 플레이트(1)의 전극 기판(2)과의 접합면이 플러스로 대전한다. 그 결과, 실리콘(Si)과 산소(O)가 전자쌍을 공유하는 공유 결합에 의하여, 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)은 강고하게 접합된다.

그 다음에, 도 9에 도시한 바와 같이 캐비티 플레이트(1)에 노즐 플레이트(3)를 접합한다. 노즐 플레이트(3)가 실리콘으로 이루어지는 경우에는 캐비티 플레이트(1)와 노즐 플레이트(3)를 접착제를 이용하여 접합하여 접합체로 한다. 그리고, 이와 같은 접합체를 다이싱에 의해서 절단하고, 또한 구동회로(23)와 단자부(13), 전극 단자(7)를 전기적으로 접속하는 동시에, 갭(10) 내로의 이물질 혼입이나 수분 등이 들어가는 것에 의한 악영향을 방지하기 위하여 밀봉재(10b)에 의한 밀봉을 행하여, 액적 토출 헤드(100)를 완성시킨다.

또한, 상술한 제조방법은 일례이지, 도시한 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 예를 들면 캐비티 플레이트(1)가 되는 실리콘 기판(31)과 전극 기판(2)을 먼저 접합시킨 후에, 실리콘 기판(31)에 토출실(5)이 되는 오목부(5a) 등을 형성한다고 하는 공정으로 액적 토출 헤드(100)를 제조해도 된다.

또, 본 실시형태 1 및 2에서는, 도 2 및 도 9에 도시한 바와 같이, 일렉트렛화 된 절연막(4a)을, 캐비티 플레이트(1)의 전극 기판(2) 쪽의 면 전체에 형성한 예를 도시하였으나, 도 10에 도시한 바와 같이, 캐비티 플레이트(1)에 있어서 전극용 오목부(10a)와 대향하는 부분에만 형성하도록 해도 된다. 요컨대, 진동판(4)의 개별 전극(11)과의 대향면 부분에 형성되어 있으면 된다.

실시형태 3.

도 11은 실시형태 3의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 종단면도, 도 12는 도 11의 액적 토출 헤드의 정전 액추에이터 부분, 즉 진동판(4), 절연막(4a), 개별 전극(11) 및 구동회로(23)의 부분을 확대하여 도시한 모식도이다. 또한, 도 11, 도 12에 있어서, 실시형태 1의 도 2, 도 3과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

실시형태 3의 액적 토출 헤드(100a)는 일렉트렛화 하는 절연막을, 상기 실시형태 1에 있어서 절연막(4b)(도 2 참조)으로 하는 대신에, 개별 전극(11)의 상면[진동판(4)과의 대향면]에 형성한 절연막(4b)으로 하도록 한 것이다. 이 절연막(4b)은 개별 전극(11)과 각 토출실(5) 쪽의 공통 전극으로서 기능하는 진동판(11)과의 단락 및 절연 파괴를 방지하기 위하여 개별 전극(11)의 상면[진동판(4)과의 대향면]에 형성되는 것이다.

이러한 구성의 액적 토출 헤드(100a)에 있어서는 실시형태 1과 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

실시형태 4.

다음으로, 실시형태 3의 정전 액추에이터를 탑재한 액적 토출 헤드(100a)의 제조방법에 대하여 도 13(a) 내지 도 13(m)을 참조하여 설명한다. 또한, 액적 토출 헤드(100a)의 캐비티 플레이트(1)의 제조방법은 도 4(a) 내지 도 4(i)와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명은 생략하고, 전극 기판(2)의 제조방법에 대하여 도 13(a) 내지 도 13(m)을 참조하여 설명한다.

도 13(a) 내지 도 13(g)는 도 6(a) 내지 도 6(g)와 동일하기 때문에 설명은 생략하고, 도 13(h) 이후에 대하여 설명한다.

도 13(g)에 도시한 바와 같이 개별 전극(11)의 형성 후, 도 13(h)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(44)의 전체면에, 수증기를 포함한 산소 분위기 중에서 열 산화 처리를 실시하여, 두께 0.1㎛의 실리콘 산화막(절연막)(46)을 형성한다. 이 절연막(46)의 형성은 유리 기판(44)을 열 산화로 내에 투입하고, 산소 및 수증기 분위기 중에서, 예를 들면, 온도 1000℃에서 3.5시간의 조건으로 열 산화 처리를 실시함으로써 형성한다. 그리고, 도 13(i)에 도시한 바와 같이, 절연막(46)의 전체면에 포토 레지스트(47)를 도포한다. 계속해서, 상기한 포토리소그래피 기술을 사용하여, 실리콘 산화막(46) 중, 나중에 일렉트렛화 할 절연막(4b)이 될 부분 이외의 영역을 제거하기 위한, 도 13(j)에 도시한 바와 같은 포토 레지스트 패턴(47a) 을 형성한다.

그 다음에, 건식 에칭 기술을 이용하여, 상기 레지스트 패턴(47a)을 마스크로 하여 에칭을 행하여, 도 13(k)에 도시한 바와 같이 실리콘 산화막(46) 중 불필요한 부분을 제거하여, 개별 전극(11)을 덮은 상태의 실리콘 산화막(46a)을 얻는다. 이 건식 에칭 기술에는 RIE(Reactive Ion Etching)를 이용한다. 그리고, 도 13(l)에 도시한 바와 같이 포토 레지스트(47a)를 제거하고, 그 후, 실리콘 산화막(46a)을 일렉트렛화 하여 절연막(4b)으로 하여, 전극 기판(2)이 완성된다[도 13(m) 참조]. 그리고, 도시하지 않았으나, 드릴을 이용하여, 도 11 및 도 12에 도시한 액체 공급구(17)를 형성하여, 전극 기판(2)으로 한다. 또한, 전극 기판(2)을 구성하는 리드부(12), 단자부(13), 그 외의 구성요소의 형성에 대해서는 그 설명을 생략한다.

여기서, 도 13(m)에 도시한 절연막(4b)은 개별 전극(11) 전체를 덮도록 하여 형성되어 있으나, 이 절연막(4b)에 요구되는 역할[개별 전극(11)과 진동판(4)의 단락 및 절연 파괴의 방지, 일렉트렛화에 의한 저전압 구동의 실현]을 발휘하는 면에서, 적어도 개별 전극(11)의 상면에 형성되어 있으면 되고, 다른 부분에 대해서는 제거해도 된다. 반대로 말하면, 도 13(m)에 도시한 절연막(4b)은 상기 역할의 발휘에 불필요한 부분도 남겨져 있게 되나, 기능적으로는 문제 없다. 그러나, 대전량의 안정성을 고려하면 불필요한 부분은 제거하는 것이 바람직하나, 실제로는 RIE에 의한 건식 에칭에서는 완전 제거는 어렵다.

또한, 도 13(l)의 절연막(실리콘 산화막)(46a)을 일렉트렛화 하기 위한 대전 방법으로서는 실시형태 2와 동일하게 코로나 방전에 의하여 대전시키도록 하면 된다.

그 다음에, 상기한 제조방법에 의하여 제조한, 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)을, 도 14에 도시한 바와 같이 접합한다. 본 예에서는 전극 기판(2)을 붕규산 유리로 구성하고 있기 때문에, 양극 접합에 의하여 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)을 접합한다. 또한, 전극 기판(2)을 실리콘 기판으로 구성하고 있는 경우에는 접착제에 의하여 접합하도록 해도 된다.

양극 접합시에는 먼저 캐비티 플레이트(1)와 개별 전극(11)을 등전위로 한다. 본 예에서는 개별 전극(11)의 절연막(4b)이 일렉트렛화 되어 있어 24V 만큼 대전하고 있기 때문에, 그 절연막(4b)의 대전량을 캔슬할 만큼의 전하를 캐비티 플레이트(1)에 인가하여 등전위로 한 후, 양극 접합을 실시한다. 여기서, 양극 접합은 이하에 나타낸 공정을 거쳐 행해진다. 먼저, 전극 기판(2)의 표면에, 캐비티 플레이트(1)를, 진동판(4)과 개별 전극(11)에 대향하도록 올려놓은 상태에 있어서, 도시하지 않은 직류 전원의 플러스 단자를 캐비티 플레이트(1)에 접속하는 동시에, 상기 직류 전원의 마이너스 단자를 전극 기판(2)에 접속한다. 그 다음에, 전극 기판(2)을 예를 들면 수백 ℃ 정도로 가열하면서 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2) 사이에 직류 전압을 예를 들면 수백 V 정도 인가한다. 전극 기판(2)을 가열함으로써, 전극 기판(2) 내의 플러스 이온이 이동하기 쉬워진다. 이 플러스 이온이 전극 기판(2) 내를 이동함으로써, 상대적으로, 전극 기판(2)의 캐비티 플레이트(1)와의 접합면이 마이너스로 대전하는 한편, 캐비티 플레이트(1)의 전극 기판(2)과의 접합 면이 플러스로 대전한다. 그 결과, 실리콘(Si)과 산소(O)가 전자쌍을 공유하는 공유 결합에 의하여, 캐비티 플레이트(1)와 전극 기판(2)은 강고하게 접합된다.

그 다음에, 도 15에 도시한 바와 같이 캐비티 플레이트(1)에 노즐 플레이트(3)를 접합한다. 노즐 플레이트(3)가 실리콘으로 이루어지는 경우에는 캐비티 플레이트(1)와 노즐 플레이트(3)를 접착제를 이용하여 접합하여 접합체로 한다. 그리고, 이와 같은 접합체를 다이싱에 의해서 절단하고, 또한 구동회로(23)와 단자부(13), 전극 단자(7)를 전기적으로 접속하는 동시에, 갭(10) 내로의 이물질 혼입이나 수분 등이 들어가는 것에 의한 악영향을 방지하기 위하여 밀봉재(10b)에 의한 밀봉을 행하여, 액적 토출 헤드를 완성시킨다.

또한, 상술한 제조방법은 일례이지, 도시한 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 예를 들면 캐비티 플레이트(1)가 되는 실리콘 기판(31)과 전극 기판(2)을 먼저 접합시킨 후에, 실리콘 기판(31)에 토출실(5)이 되는 오목부(5a) 등을 형성한다고 하는 공정으로 액적 토출 헤드를 제조해도 된다.

실시형태 5.

도 16은 실시형태 5의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드의 단면도이다. 도 16에 있어서 도 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시형태 5의 액적 토출 헤드(100b)에 있어서, 캐비티 플레이트(1)의 전극 기판(2) 쪽의 면 전체에는 절연막(4c)이 형성되어 있다. 이 절연막(4c)은 각 토출 실(5)의 공통 전극으로서 기능하는 진동판(4)과 후술하는 개별 전극(11)과의 단락 및 절연 파괴를 방지하기 위한 것으로서 종래부터 형성되고 있다. 본 실시형태 5에서는 또한 이 절연막(4c)에 있어서 개별 전극(11)과 대향하는 부분이 일렉트렛화(영구적 전기 분극을 갖는 유전체) 되어 있고, 전압을 인가하지 않은 상태에서 소정의 전하량을 대전하고 있다. 이하에서는 절연막(4c) 중 일렉트렛화 된 부분을 일렉트렛부(4d)라 한다.

이 일렉트렛부(4d)는 전압이 인가되지 않고 외부에 전계가 존재하지 않는 상태에서도, 항구적으로 분극을 유지하고, 주위에 대하여 전계를 형성하는 작용을 갖는 것이다. 이 일렉트렛부에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력에 의하여, 본 예의 액적 토출 헤드(100b)는, 대기 상태(초기 상태)에 있어서 도 16에 도시한 바와 같이 진동판(4)이 개별 전극(11)에 접촉/이탈 가능하게 접촉한 상태로 유지되어 있다. 절연막(4c)은 본 예에서는 예를 들면 실리콘 산화막(SiO₂ 막)에 의하여 두께 0.1㎛로 형성되어 있다. 절연막(4c)의 일렉트렛화에 대해서는 후술하겠다. 또한, 실제로는 캐비티 플레이트(1)의 바깥쪽 표면 전체에 절연막이 형성되어 있으나, 도 16에서는 일렉트렛화 된 절연막(4c) 부분만을 도시하고, 그 이외의 부분의 절연막의 도시는 생략하고 있다.

다음으로, 액적 토출 헤드(100b)의 정전 액추에이터 부분의 동작을 설명한다. 도 17(a) 및 도 17(b)는 도 16의 액적 토출 헤드의 정전 액추에이터 부분, 즉 진동판(4), 일렉트렛부(4d), 개별 전극(11) 부분을 확대하여 도시한 모식도이고, 도 17(a)는 대기시, 도 17(b)는 구동시의 상태를 도시하고 있다. 또한, 실시형태 5의 액적 토출 헤드(100b)는 상기 실시형태 1, 3의 구조와는 달리, 대기 상태(초기 상태)에 있어서 진동판(4)이 개별 전극(11)에 접촉/이탈 가능하게 접촉한 구조이기 때문에, 여기서는 그 구조 특유의 정전 액추에이터 부분의 동작에 대하여 설명한다.

도 17(a)에 도시한 바와 같이, 일렉트렛부(4d)는 양극과 음극으로 영구적으로 분극되어 대전한 상태에 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 대기시에는 일렉트렛부(4d)가 발생하는 전계에 의한 흡인 작용에 의하여, 진동판(4)은 개별 전극(11)에 흡인되어 접촉한 상태에 있다. 도시한 예에서는 일렉트렛부(4d)의 개별 전극(11) 쪽 표면이 (－)의 전하를 갖고 있기 때문에, 그것에 접촉하고 있는 개별 전극(11)의 일렉트렛부(4d) 쪽 표면에 (＋)의 전하가 출현하고, 한편, 진동판(4)의 일렉트렛부(4d) 쪽 표면에 (－)의 전하가 출현한 상태를 나타내고 있다.

여기서, 진동판(4)에 (＋)의 전압을 인가하면, 도 17(b)에 도시한 바와 같이, 일렉트렛부(4d)가 만들어 내고 있는 전계(위쪽 방향의 화살표 a)를 상쇄하는 전계(아래쪽 방향의 화살표 b)가 정전 액추에이터 내에 형성되고, 이에 따라 진동판(4)은 자신의 복원력에 의하여 개별 전극(11)으로부터 이탈하여, 갭(10)이 생긴다. 또한, 실제로는 전계는 상쇄되어 있으므로, 갭(10) 내에서는 전계는 발생하고 있지 않게 된다.

도 18(a) 및 도 18(b)는 정전 액추에이터에의 인가 전압과, 정전 액추에이터의 정전 용량과의 관계를 도시한 도면이며, 도 18(a)는 절연막(4c)을 일렉트렛화 하고 있지 않은 경우, 도 18(b)은 절연막(4c)을 일렉트렛화 한 경우를 도시하고 있다. 여기서는, 개별 전극(11)을 GND 전위로 하고, 공통 전극에 양(＋) 전압을 인가하고 있다.

도 18(a)에 도시한 일렉트렛화 전에는 전압을 올림에 따라 정전 용량이 상승하고 있는 데 대하여, 도 18(b)에 도시한 일렉트렛화 후에는 전압을 올림에 따라 정전 용량이 서서히 저하되어, 약 15V 인가한 곳에서 최소가 되고 있다. 즉, 진동판(4)을 개별 전극(11)에 끌어당기기 위한 정전기력이 최소가 될 때의 전압을 정전 액추에이터에 인가함으로써 진동판(4)을 자신의 복원력에 의하여 개별전극(11)으로부터 이탈시키는 동작을 행하게 하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 예의 정전 액추에이터가, 진동판(4)이 개별 전극(11)에 접촉한 상태로부터, 개별 전극(11)으로부터 이탈하는 동작을 행함으로써 소정의 동작(액적 토출 헤드의 경우에는 액적 토출 동작)을 행하는 액추에이터인 것을 감안하면, 도 18(a)에 도시한 일렉트렛화 전에는 구동전압으로서 약 20V 필요한 데 대하여, 도 18(b)에 도시한 일렉트렛화 후에는 15V이면 된다. 이와 같이, 절연막(4c)을 일렉트렛화 하여 일렉트렛부(4d)를 설치함으로써 저전압 구동이 가능한 정전 액추에이터를 구성할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드(100)의 구동방법의 원리에 대하여 도 19(a) 내지 도 19(c)를 참조하여 설명한다. 도 19(a) 내지 도 19(c)에 있어서, 구동회로(23')는 전원(31)과, 충방전 저항(32)과, 전원(31) 또는 충방전 저항(32)을 전환하는 전환 스위치(33)를 구비하고 있다. 구동 회로(23')는 전환 스위치(33)를 전원(31) 쪽으로 전환하였을 때에, 일렉트렛부(4d)에 의한 전계를 상쇄하는 전압을 인가할 수 있게 구성되고, 또한 충방전 저항(32) 쪽으로 전환하였을 때에 진동판(4)과 개별 전극(11)을 동일한 전위로 할 수 있게 구성되어 있다. 또한, 노즐(20)이나 토출실(5) 등의 액적 유로에는 토출 액체가 충전되어 있다.

도 19(a)에 도시한 대기 상태에서는 전환 스위치(33)가 충방전 저항(32) 쪽으로 전환되어, 진동판(4)과 개별 전극(11)이 동일한 전위로 되어 있다. 이 대기 상태에 있어서는 일렉트렛부(4d)의 작용에 의하여 진동판(4)이 개별 전극(11) 쪽에 끌어당겨져 접촉한 상태로 되어 있다. 이에 의하여 토출실(5)은 그 용적이 확대되어 노즐(20)에는 메니스커스(meniscus)가 형성되어 토출실(5) 내에 액체가 유지되어 있다.

그리고, 도 19(b)에 도시한 바와 같이, 전환 스위치(33)를 전원(31) 쪽으로 전환하여 진동판(공통 전극)(4) 쪽을 (＋) 전위로 하면, 진동판(4) 쪽에는 (＋) 전하가 충전되고, 개별 전극(11) 쪽에는 (－) 전하가 충전되어, 진동판(4)이 자신의 복원력에 의하여 개별 전극(11)으로부터 이탈한다. 이에 따라, 토출실(5) 내의 액체에 압력이 발생하여, 이 토출실(5) 내의 압력에 의하여 노즐(20)로부터 액적이 토출된다.

액적 토출 후, 토출실(5) 내의 잔류 진동(1주기∼2주기)에 맞추어 전환 스위치(33)를 충방전 저항(32) 쪽으로 전환하고, 동(動)전하를 방전하여 진동판(4)과 개별 전극(11)을 동일한 전위로 한다. 그 결과, 도 19(c)에 도시한 바와 같이 일 렉트렛부(4d)의 작용에 의하여 진동판(4)은 개별 전극(11) 쪽으로 끌어당겨져 대기 상태로 복귀한다. 이에 따라 토출실(5)의 용적은 확대되어, 리저버(6)의 내부에 괴어 있던 잉크 등의 액적이 오리피스(21)를 통하여 토출실(5)에 흘러들어가, 노즐(20)로부터도 메니스커스를 끌어들인다. 그 후, 다시 메니스커스는 그 표면장력과 토출실(5) 내의 잔류 진동에 의하여 노즐(20) 표면 쪽에 토출 액체를 끌어당겨 되돌리고, 노즐(20)의 개구 위치로 복귀한다. 이에 따라, 다음의 액적 토출이 가능하게 된다.

여기서, 전환 스위치(33)를 충방전 저항(32) 쪽으로 전환하는 타이밍에 대하여 설명한다. 이 타이밍은 상술한 바와 같이 토출실(5)의 잔류 진동에 맞추는 것이다. 즉, 액적 토출 후, 진동판(4)은 다시 개별 전극(11) 쪽을 향하여 이동하고, 그 후, 다시 개별 전극(11)으로부터 멀어지는 방향을 향하여 이동한다는 진동을 반복하고 있다. 이것으로부터, 진동판(4)이 개별 전극(11)에 가장 접근하는 타이밍으로 하고 있다. 이 타이밍은 환언하면 액적의 토출 동작이 완료된 타이밍이고, 이 타이밍에 진동판(4)을 대기 상태로 복귀시키도록 함으로써, 안정된 액적 토출이 가능하게 된다.

이러한 구동방법을 적용한 본 발명의 액적 토출 헤드(100)의 구동 제어장치의 구체적 구성에 대하여 다음의 도 20을 참조하여 설명한다. 도 20은 액적 토출 헤드의 구동 제어장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 또한, 여기서는 충방전의 속도를 조절하고 있는 충방전 저항 대신에, 구동전압 펄스의 급상승의 전압 상승의 기울기, 급하강의 전압 하강의 기울기를 후술하는 구동 펄스 생성회로에 의해 생성 하여 충방전 속도를 제어하고 있다.

구동 제어장치(40)는 CPU(41)를 구비하고 있고, CPU(41)에는 내부 버스를 거쳐 ROM(42), RAM(43) 및 데이터 제네레이터(D/G)(44)가 접속되어 있다. ROM(42) 내에는 제어 프로그램이 저장되어 있고, CPU(41)는 RAM(43) 내의 기억 영역을 작업 영역으로 이용하여 ROM 내에 저장되어 있는 제어 프로그램을 실행하여, 액적 토출 헤드(100)의 구동 제어를 행한다.

전원(45)은 외부의 전원 전압으로부터 헤드 구동용의 고전압(Hv), 구동 제어장치(40)의 전원 전압(TTL), GND 전위를 발생하여, 헤드 구동용의 고전압(Hv)을 구동전압 펄스 생성부(46)와 노즐 선택용 IC(47)에 공급하고, 구동 제어장치(40)의 전원 전압(TTL)을 CPU(41), D/A 변환기(48), 게이트 어레이(G/A)(49), 데이터 제네레이터(D/G)(44), 클록 발생부(50), 구동전압 펄스 생성부(46)에 공급하고 있다. 또, 액적 토출 헤드(100)에는 진동판(4)에 대하여 구동전압 펄스 생성부(46)로부터 구동전압 펄스(Vp)가 공급되고, 개별 전극(11)에 대하여 노즐 선택용 IC(49)로부터 구동전압 펄스(Vp) 또는 GND 전위가 선택적으로 공급된다.

CPU(41)에는 도시하지 않은 외부 장치로부터 I/O를 거쳐 인쇄 정보가 공급되고, CPU(41)는 그 인쇄 정보를 데이터 제네레이터(D/G)(44)에 출력한다. 데이터 제네레이터(D/G)(44)는 CPU(41)로부터의 인쇄 정보에 의거하여 화상이나 문자의 패턴 데이터를 생성하여, 게이트 어레이(G/A)(49)에 출력한다.

게이트 어레이(G/A)(49)는 데이터 제네레이터(D/G)(44)로부터의 패턴 데이터를 입력하고, 그 패턴 데이터에 대응한 구동 제어 신호를 노즐 선택용 IC(47)에 공 급한다.

한편, CPU(41)는 구동전압의 펄스 길이, 전압, 펄스의 급상승 시간, 급하강 시간 등의 펄스 신호 파형 생성조건에 관한 제어신호를, D/A(디지털-아날로그) 변환기(48)에 출력한다. D/A 변환기(48)는 CPU(41)로부터의 디지털 정보로서의 제어신호를 아날로그 데이터로 변환하여 구동전압 펄스 생성부(46)에 출력한다.

구동전압 펄스 생성부(46)는 D/A 변환기(48)로부터의 데이터에 의거하여 구동전압 펄스 파형(Vp)을 생성하고, 생성한 구동전압 펄스 파형(Vp)을 진동판(4)과 노즐 선택용 IC(47)에 각각 출력한다.

펄스 선택용 IC(47)에는 구동 제어신호와 구동전압 펄스(Vp)가 공급되고, 또한 클록 발생부(CLK)(50)로부터 클록 신호가 공급된다. 노즐 선택용 IC(47)는 구동 제어 신호에 의거하여 구동전압 펄스(Vp) 또는 접지 전위(GND)를 선택하여, 각 노즐(20)에 대응하는 개별 전극(11)에 인가한다. 구체적으로는 구동 노즐(액적을 토출시키는 노즐)(20)에는 GND 전위를 공급하고, 진동판(4)과의 사이에 전위차를 발생하게 하여 액적 토출을 실시하게 하고, 비구동 노즐(액적을 토출시키지 않는 노즐)(20)에는 구동전압 펄스(Vp)를 공급하여 전위차를 부여하지 않도록 하고 있다. 이에 의하여 구동 노즐(20)로부터 액적 토출이 행해지고, 비구동 노즐(20)로부터는 액적 토출이 행해지지 않도록 제어된다.

여기서, 게이트 어레이(G/A)(49)로부터 노즐 선택용 IC(47)에 공급되는 구동 제어 신호는 구체적으로는 각 노즐(20)에의 인자 데이터의 유무를 나타내는 논리[인자 데이터가 있는 경우에는 고논리(H), 없는 경우에는 저논리(L)]이며, 시리얼 데이터로 구성된다. 노즐 선택용 IC(47)는 시리얼로 공급된 데이터를 패러렐 데이터로 변환하여, 그 패러렐 데이터 신호에 의거하여 구동전압 펄스(Vp) 또는 접지 전위(GND)를 선택하여 각 노즐(20)에 대응하는 개별 전극(11)에 인가하고 있다.

도 21은 진동판과 개별 전극 사이에 인가되는 구동전압 펄스(Vp)의 파형을 나타낸 도면, 도 22는 구동 논리를 나타낸 도면이다. 또한, 도 21에 있어서, 횡축에는 시간, 종축에는 전압을 취하여 나타내고 있다. 구동전압 펄스(Vp)의 1펄스마다 1회의 잉크 액적의 토출 동작이 행해진다.

구동전압 펄스(Vp)는 충전 부분(P1)과 전압 유지 부분(P2)과 방전 부분(P3)으로 구성되어 있다. 액적 토출 헤드(100)의 구동시에는 진동판(공통 전극)(4)에 Vp를 공급하는 동시에 개별 전극(11)에 GND 전위를 공급하여 정전 액추에이터에 전하를 공급하는 충전을 행한다[충전 부분(P1)]. 이 충전시의 정전 액추에이터의 동작은 상술한 바와 같고, 일렉트렛부(4d)의 작용에 의하여 개별 전극(11)에 끌어당겨져 있던 진동판(4)이 개별 전극(11)으로부터 이탈하고, 이에 따라 토출실(5) 내에 압력이 발생하여 노즐(20)로부터 액적이 토출된다.

그 후, 진동판(4)과 개별 전극(11)의 전위차를 계속해서 유지하여[전압 유지 부분(P2)], 진동판(4)을 자유 진동시킨 상태로 한다. 그리고, 진동판(4)과 개별 전극(11) 사이의 전하를 방전한다[방전 부분(P3)]. 이에 따라, 진동판(4)은 일렉트렛부(4d)의 작용에 의하여 개별 전극(11) 쪽으로 끌어당겨져 접촉해 대기 상태로 복귀한다.

여기서, 개별 전극(11)으로부터 일단 이탈한 진동판(4)을 다시 개별 전 극(11) 쪽으로 끌어당기는 타이밍, 즉 방전 개시의 타이밍[구동전압 펄스(Vp)의 급하강 시점]은 상술한 바와 같이 진동판(4)이, 자신의 진동에 의하여 개별 전극(11)에 가장 접근한 타이밍으로 하는 것이 바람직하다. 이 타이밍 조정은 구체적으로는 구동전압 펄스(Vp)의 구동전압 펄스(Vp)의 펄스 폭(충전 종료부터 방전 종료까지의 시간)(Pw)을 조정함으로써 행해진다. 펄스 폭(Pw)은 상술한 정전 액추에이터의 경우에서는 진동판(4)의 고유 진동수에 의거하여 결정하게 되나, 액적 토출 헤드(100)의 경우에는 토출실(5) 내의 토출 액체의 영향도 받기 때문에, 노즐(20)이나 토출실(5) 등의 액적 유로의 고유 진동 주기에 의거하여 결정한다.

이와 같이 액적 유로의 고유 진동 주기에 의거하여 결정된 펄스 폭(Pw)을 갖는 구동전압 펄스(Vp)를 인가하도록 함으로써, 저전압으로 효율적으로 구동할 수 있어 안정된 액적 토출이 가능하게 된다. 따라서, 이 액적 토출 헤드(100)를, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드로 하였을 경우, 안정된 인자 동작이 가능하게 되어 인자 품질의 향상에 기여한다.

또한, 비구동 노즐(20)의 개별 전극(11)에는 진동판(4)과 동일한 구동전압 펄스(Vp)를 공급한다. 이에 따라 진동판(4)과 개별 전극(11) 사이에 전위차가 발생하지 않고, 진동판(4)이 개별 전극(11)에 접촉한 상태가 계속되어, 액적 토출은 행해지지 않는다. 개별 전극(11)에 어느 쪽의 전위를 공급할지는 노즐 선택용 IC(47)에 의해 선택된다. 또한, 어느 노즐(20)로부터도 토출 동작을 행하지 않는 대기시에는 진동판(4)과 개별 전극(11)의 양쪽에 GND 전위가 공급된다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 실시형태 5에 의하면, 진동판(4)과 개별 전 극(11) 사이에 일렉트렛부(4d)를 설치하고, 일렉트렛부(4d)에 의하여 진동판(4)이 개별 전극(11)에 접촉해 유지된 상태를 초기 상태(대기 상태)로 하도록 하였으므로, 액적을 토출시킬 때에는 단지 진동판(4)이 개별 전극(11)으로부터 이탈하는 데에 필요로 하는 전압[환언하면 일렉트렛부(4d)에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력을 해소할 만큼의 전압]을 인가하는 것뿐이면 되므로, 저전압 구동이 가능하게 된다. 즉, 토출실(5) 내의 액적 압력의 영향을 받으면서 진동판(4)을 개별 전극(11) 쪽으로 끌어당기는 데에 필요로 하는 전압에 비하여 저전압으로 구동하는 것이 가능하게 된다. 환언하면, 저전압에 의한 구동으로 필요충분한 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 액적 토출 헤드(100)의 소형화 및 토출실(5)의 고밀도화가 가능하게 된다.

또, 토출 동작 종료 후, 진동판(4)은 대기 상태로 복귀하여 개별 전극(11)에 흡인 유지된 상태로 되기 때문에, 토출실(5)의 유로의 컴플라이언스(compliance)가 작은 상태로 되어 있다. 따라서, 액적 토출 후의 잔류 진동이 수속할 때까지의 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 되어, 메니스커스의 복귀를 재빨리 행하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 다음의 토출까지의 시간 간격을 단시간화 하는 것이 가능하게 되어, 액적 토출 헤드(100)를 높은 구동 주파수로 구동시키는 것이 가능하게 된다.

또, 일렉트렛부(4d)를 갖는 공간이 밀봉재(10b)에 의해서 밀봉되어 있으므로, 그 공간 내에 수분 등이 들어가서 일렉트렛부(4d)의 표면에 부착되어, 대전량이 저하되어 버리는 문제점을 방지할 수 있게 되어 있다. 또, 진동판(4)은 실리콘 에 붕소를 도핑하여 이루어지는 붕소 도핑 층에 의하여 형성되어 있으므로, 단지 실리콘으로 형성한 경우에 비하여 낮은 저항으로 구성되고, 이 점에서도 저전압 구동이 가능하게 되어 있다.

실시형태 6.

다음으로, 실시형태 5의 정전 액추에이터를 탑재한 액적 토출 헤드(100b)의 제조방법에 대하여 도 23(a) 내지 도 23(c)를 참조하여 설명한다. 액적 토출 헤드(100b)의 구조 자체의 제조방법은 상기 실시형태 2와 동일하기 때문에 그 설명을 생략하고, 여기서는 절연막을 일렉트렛화 하는 방법에 대하여 상기 실시형태 2, 4에서 설명한 방법과는 다른 방법을 설명한다.

도 23(a) 내지 도 23(c)는 절연막을 일렉트렛화 하기 위한 일렉트렛 공정의 설명도이다.

도 23(a)에 도시한 바와 같이, 캐비티 플레이트(1), 전극 기판(2) 및 노즐 플레이트(3)를 접합하여 조립한 상태의 접합 기판을, 핫 플레이트(60) 위에 단열재(61)를 개재하여 올려놓고, 내부 온도를 유지하기 위하여 접합 기판 전체를 비커(62)로 덮는다. 이 상태에서, 핫 플레이트(60)에 의하여 액적 토출 헤드(100) 전체를 가열하여 150℃로 유지한다(가온 공정). 또한, 노즐 플레이트(3)는 접합되어 있어도 되고 접합되어 있지 않아도 된다. 노즐 플레이트(3)를 접합한 상태이면, 후 공정에서 열 공정[노즐 플레이트(3)를 접합하기 위한 접착제를 경화시키기 위한 열 처리(예를 들면 60℃∼150℃에서 2시간)]이 부가되지 않기 때문에, 정전 액추에이터를 안정되게 제조하는 것이 가능하게 된다.

그 다음에, 도 23(b)에 도시한 바와 같이 진동판(4)과 개별 전극(11) 사이에 전압 50V를 인가하고, 진동판(4)을 개별 전극(11)에 접촉한 상태로 하고, 그 상태에서 10분∼20분 유지한다(전압 인가 공정). 이 때, 비커(62) 내의 온도는 150℃로 보온한 대로의 상태로 한다. 인가하는 전압은 진동판(4)을 개별 전극(11) 쪽으로 끌어당겨서 접촉하게 한 후에 절연막(4c)을 분극시킬 필요에 따라, 정전 액추에이터의 구동전압 이상으로 한다. 본 예의 액적 토출 헤드의 구성에서는 구동전압을 최고 45V로 하고 있으므로, 여기서 인가하는 전압은 50V로 설정하고 있다. 그리고, 도 23(c)에 도시한 바와 같이, 전압을 50V로 유지한 상태에서, 비커(62) 내의 온도를 실온(25℃)까지 제랭하고, 그 후, 전압을 해제한다(제랭 공정).

이상의 처리에 의하여, 가열 중에 분극한 상태가 영구 분극으로서 절연막(4c)에 잔존하여, 일렉트렛부(4d)를 갖는 액적 토출 헤드(100)를 제조할 수 있다. 여기서, 캐비티 플레이트(1)의 하면 전체에 형성된 절연막(4c) 중, 주로 일렉트렛화 되는 것은 도 23(b)의 공정에서 개별 전극(11)과 접촉한 부분이고, 이 부분이 상기 일렉트렛부(4d)가 된다.

상기의 제조방법에 의하면, 일렉트렛부(4d)를 형성할 때, 단지 가열하는 처리와 전압을 인가하는 처리를 행하는 것뿐이므로, 용이하게 제조할 수 있게 된다.

상기 각 실시형태에서는 일렉트렛부(4d)를 진동판(4)의 개별 전극(11)과의 대향면에 설치한 절연막(4c)에 의하여 구성하는 예를 도시하여 설명하였으나, 개별 전극(11)의 진동판(4)과의 대향면에 설치한 절연막(4c)에 의하여 구성하도록 해도 된다. 이 경우에도 상기와 동일한 제조방법으로 일렉트렛부(4d)를 형성할 수 있다.

또, 일렉트렛부(4d)를, 본 예에서는 실리콘 산화막으로 형성하고 있으나, 산 질화 실리콘, 산화 탄탈, 질화 하프늄 실리케이트, 또는 산 질화 하프늄 실리케이트 등의 다른 막을 이용해도 되며, 요컨대 일렉트렛화 가능한 절연막으로 형성되어 있으면 된다.

실시형태 7.

도 24는 본 발명의 실시형태 7에 관련된 액적 토출 장치의 일례를 도시한 도면이며, 도 24에서는 특히 잉크를 토출하는 잉크젯 기록장치의 예로 도시하고 있다. 도 24에 도시된 잉크젯 기록장치(110)는 잉크젯 프린터이고, 실시형태 1, 3, 5의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드(100, 100a, 100b) 중 어느 하나를 탑재하고 있다. 이 때문에, 저전압 구동이면서 큰 진동판 변위량을 얻을 수 있고, 토출실(5) 내의 발생 압력을 높게 할 수 있다. 따라서, 안정된 토출 특성을 얻을 수 있게 되어, 고해상도의 인자가 가능하게 된다. 따라서, 본 실시형태 7에서는 안정적으로 고품질의 인자가 가능한 잉크젯 기록장치(110)를 얻을 수 있다.

또한, 실시형태 1, 3, 5의 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드(100, 100a, 100b)는 도 24에 도시한 잉크젯 프린터 외에, 토출하는 액체를 여러 가지 변경함으로써 컬러 필터의 매트릭스 패턴의 형성, 유기 EL 표시장치의 발광부의 형성, 생체 액체 시료의 토출 등을 행하는 액적 토출 장치에도 적용할 수 있다.

실시형태 8.

본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 액적 토출 헤드(100, 100a, 100b)에의 적용에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 디바이스에 적용할 수 있다. 도 25는 본 발명에 관련된 정전 액추에이터를 탑재한 본 발명의 실시형태 8에 관련된 디바이스의 일례를 도시한 도면이다. 도 25에 도시한 정전 액추에이터 탑재 디바이스는 파장 가변 필터(200)이며, 이것은 구동 전극부(210), 가동부(220) 및 패키지부(230)를 구비하고, 가동부(220)의 위치 변동을 이용하여, 입사한 빛으로부터 특정 파장의 빛을 필터링하여, 그것을 출사시키는 것이다.

가동부(220)는 가동 반사면(223)을 갖고, 가동 반사면(223)의 면 방향과 수직인 방향으로 변위함으로써 소정 파장의 빛을 투과시켜 소정 파장 이외의 빛을 반사시키는 가동체(221a)와, 가동체(221a)를 변위 가능하게 지지하는 연결부(221b) 및 지지부(221c)와, 가동 반사면(223)의 반대쪽에 공간을 형성하는 스페이서(221e)가 일체로 형성되어 있다. 가동체(221a)는 예를 들면 두께가 1㎛∼10㎛인 실리콘 활성층으로 이루어진다.

구동 전극부(210)는 가동체(221a)와 정전 갭을 EG을 갖고 배치되고, 가동체(221a)에 대향하여 또 한쪽의 전극을 구성하고 있는 구동전극(212)과, 가동 반사면(223)과 광학 갭(OG)을 갖고 배치되고, 가동 반사면(223)에 의해 반사된 빛을 다시 반사하는 고정 반사면(218)를 가지며, 가동 반사면(223)과 고정 반사면(218)이 대향하도록, 스페이서(221e)를 형성한 쪽과 반대쪽에서 가동부(220)와 접합되어 있 다. 구동 전극부(210)의 기재(基材)로는 예를 들면 유리 기판을 이용할 수 있다.

패키지부(230)는 가동부(220)의 스페이서(221e)에 의하여 형성된 공간을 막도록, 스페이서(221e)의 선단에 접합되어 있다.

이상의 구성의 파장 가변 필터(200)에 있어서, 가동체(221a)는 실시형태 1, 3, 5의 진동판(4)에, 구동전극(212)은 실시형태 1, 3, 5의 개별 전극(11)에 각각 대응하고 있고, 그들이 정전 액추에이터를 구성하고 있다. 따라서, 구동전극(212)의 표면에, 실시형태 1의 절연막(4c)에 상당하는 절연막을 형성함으로써, 저전압 구동이 가능한 파장 가변 필터(200)를 얻을 수 있다. 또, 정전 액추에이터의 정전기력이 향상하여, 파장 가변 필터(200)의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이 본 발명에 관련된 정전 액추에이터는 각종 디바이스, 특히 마이크로 머신의 액추에이터로서의 이용이 가능하다. 그러한 예를 들면, 마이크로 펌프의 펌프부, 광 스위치의 스위치 구동부, 초소형의 미러를 다수 배치하여 그들 미러를 기울여서 빛의 방향을 제어하는 미러 디바이스의 미러 구동부에, 또한 레이저 프린터의 레이저 조작 미러의 구동부 등에 본 발명에 관련된 정전 액추에이터를 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 정전 액추에이터, 정전 액추에이터를 구비한 액적 토출 헤드, 액적 토출 헤드의 구동방법 및 정전 액추에이터의 제조방법을 제공함으로써 저전압 구동으로 큰 진동판 변위량을 얻는 것이 가능하다.

Claims (12)

1. 진동판과; 상기 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 상기 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 상기 진동판의 상기 전극과의 대향면 또는 상기 전극의 상기 진동판과의 대향면에 형성된 절연막을 구비하며, 상기 절연막이 일렉트렛화 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
2. 진동판과; 상기 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 상기 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 상기 진동판의 상기 전극과의 대향면 또는 상기 전극의 상기 진동판과의 대향면에 형성된 절연막을 구비하며, 상기 절연막이 일렉트렛화 되고, 일렉트렛에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력에 의하여 상기 진동판과 상기 전극이 접촉/이탈 가능하게 상기 절연막을 개재하여 접촉해 있는 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 진동판은 당해 진동판과 상기 전극 사이에 상기 일렉트렛에 의한 전계를 상쇄하도록 전압이 인가되면, 상기 전극으로부터 이탈하는 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 진동판과 상기 전극 사이에 형성되는 상기 갭을 밀봉하고, 그 밀봉공간 내에 상기 일렉트렛화 된 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 진동판은 붕소를 도핑한 실리콘 기판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 절연막은 일렉트렛화 된 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는

   정전 액추에이터.
7. 노즐과; 상기 노즐에 연통하고, 토출 액적을 모아 두는 토출실의 바닥면을 구성하고 있는 진동판과; 상기 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 상기 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극을 구비하며, 상기 전압의 인가에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 상기 진동판을 변형시켜서 상기 토출실 내의 토출 액적을 상기 노즐로부터 토출시키는 액적 토출 헤드에 있어서,

   상기 진동판의 상기 전극과의 대향면 또는 상기 전극의 상기 진동판과의 대향면에, 일렉트렛화 된 절연막을 갖는 것을 특징으로 하는

   액적 토출 헤드.
8. 노즐과; 상기 노즐에 연통하고, 토출 액적을 모아 두는 토출실의 바닥면을 구성하고 있는 진동판과; 상기 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 상기 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극과; 상기 진동판의 상기 전극과의 대향면 또는 상기 전극의 상기 진동판과의 대향면에 형성되고, 일렉트렛화 된 절연막을 구비하며, 일렉트렛에 의한 전계에 의해서 발생하는 흡인력에 의하여 상기 진동판과 상기 전극이 접촉/이탈 가능하게 상기 절연막을 개재하여 접촉해 있는 액적 토출 헤드의 구동방법에 있어서,

   상기 일렉트렛에 의한 전계를 상쇄하는 펄스 전압을, 상기 진동판과 상기 전극 사이에 인가하는 것을 특징으로 하는

   액적 토출 헤드의 구동방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 펄스 전압은, 상기 진동판이 상기 전극으로부터 이탈하여 자신의 진동에 의하여 상기 전극에 가장 접근한 타이밍에 급하강하도록, 상기 펄스 폭이 조정된 것임을 특징으로 하는

   액적 토출 헤드의 구동방법.
10. 진동판과; 상기 진동판에 갭을 사이에 두고 대향하여 상기 진동판과의 사이에서 전압이 인가되는 전극;을 가지며, 상기 전압의 인가에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 상기 진동판을 변형시키는 정전 액추에이터의 제조방법에 있어서,

    상기 진동판의 상기 전극과의 대향면 또는 상기 전극의 상기 진동판과의 대향면에 절연막을 형성하는 공정과; 상기 절연막을 일렉트렛화 하는 일렉트렛 공정을 갖는 것을 특징으로 하는

    정전 액추에이터의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 절연막을 코로나 방전에 의하여 일렉트렛화 하는 것을 특징으로 하는

    정전 액추에이터의 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 일렉트렛 공정은 상기 진동판이 형성된 캐비티 플레이트와, 상기 전극이 형성된 전극 기판이 접합된 접합기판에 대하여 소정의 처리를 실시함으로써 상기 절연막을 일렉트렛화 하는 것이며, 상기 소정의 처리는 상기 접합기판을 가열하여 유지하는 가온 공정과; 상기 접합기판을 가열 유지한 상태에서 상기 진동판과 상기 전극 사이에 전압을 인가하고, 그 상태를 유지하는 전압 인가 공정과; 상기 전압을 인가한 상태에서 상기 접합기판을 실온까지 제랭하는 제랭 공정;을 갖는 것 을 특징으로 하는

    정전 액추에이터의 제조방법.

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