JP2001268947A - Electrostatic actuator and ink jet head - Google Patents

Electrostatic actuator and ink jet head

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JP2001268947A
JP2001268947A JP2000077107A JP2000077107A JP2001268947A JP 2001268947 A JP2001268947 A JP 2001268947A JP 2000077107 A JP2000077107 A JP 2000077107A JP 2000077107 A JP2000077107 A JP 2000077107A JP 2001268947 A JP2001268947 A JP 2001268947A
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JP
Japan
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passage
sealing material
sealing
electrostatic actuator
vibration
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Withdrawn
Application number
JP2000077107A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kitahara
浩司 北原
Hiroshi Komatsu
洋 小松
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assure a stable hermetical sealing of as route to prevent the entry of a sealing agent into a vibration chamber in an electrostatic actuator provided with the vibration chamber that is relatively displaced with an electrostatic force and a route that communicates with the vibration chamber and is hermetically sealed. SOLUTION: A sealing agent reservoir 94, in which a sealing adhesive 93 is reserved in a route 9 communicating with the vibration chamber 16 of an ink jet head 1 as an electrostatic actuator, is formed of a glass substrate. Since a plurality of sealing agent reservoirs 94 are formed, the length of unsealed allowance portion can be controlled easily and the sealing agent reservoir 94 can surely prevent the entry of the sealing adhesive 93 and thereby the sealing adhesive 93 never enters the vibration chamber 16. Accordingly, the vibration chamber 16 can be placed in the stably and hermetically sealed condition to realize highly reliable electrostatic actuator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は振動板と対向電極の
間に電圧を印加することにより発生する静電気力を駆動
源として利用している静電アクチュエータに関するもの
である。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electrostatic actuator which uses an electrostatic force generated by applying a voltage between a diaphragm and a counter electrode as a driving source.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタのインクジェッ
トヘッドは、半導体の微細加工技術を用いて形成された
微小構造のアクチュエータである。このような微小構造
のアクチュエータとしては、その駆動源として静電気力
を利用したものが知られている。例えば、本願人によっ
て、静電気力を利用してインク液滴の吐出を行う静電イ
ンクジェットヘッドが特開平5−50601号公報、同
6−71882号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art An ink-jet head of an ink-jet printer is an actuator having a minute structure formed by using a semiconductor fine processing technique. As an actuator having such a minute structure, an actuator utilizing electrostatic force as a driving source thereof is known. For example, the present applicant discloses an electrostatic ink jet head that discharges ink droplets by using an electrostatic force in JP-A-5-50601 and JP-A-6-71882.

【0003】この形式のインクジェットヘッドは、ノズ
ルに連通しているインク流路の底面が弾性変形可能な振
動板として形成され、振動板には、一定の間隔で基板が
対向配置され、これら振動板及び基板にそれぞれ対向電
極が配置された構成となっている。対向電極の間に電圧
を印加すると、それらの間に発生する静電気力によっ
て、振動板は基板の側に静電吸引されて振動する。この
振動板の振動によって発生するインク流路の内圧変動に
よって、ノズルからインク液滴が吐出される。
In an ink jet head of this type, the bottom surface of an ink flow path communicating with a nozzle is formed as a vibrating plate which can be elastically deformed, and a substrate is arranged on the vibrating plate at regular intervals. And a substrate on which counter electrodes are arranged. When a voltage is applied between the opposing electrodes, the vibrating plate is electrostatically attracted to the substrate side and vibrates due to the electrostatic force generated between them. Ink droplets are ejected from the nozzles by fluctuations in the internal pressure of the ink flow path caused by the vibration of the diaphragm.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の静電アクチュエータでは以下に述べるような課題
がある。まず、前者の場合には、対向電極間の隙間が大
気と連通しているために静電気の作用により対向電極間
の隙間に大気中の水や塵埃が侵入し、振動板は基板の側
に静電吸引されなくなる。
However, the above-mentioned conventional electrostatic actuator has the following problems. First, in the former case, since the gap between the opposing electrodes is in communication with the atmosphere, water and dust in the atmosphere enter the gap between the opposing electrodes due to the action of static electricity, and the diaphragm is statically positioned on the substrate side. Electric suction is stopped.

【0005】これに対し後者の場合では、上記課題を解
決するために対向電極間の隙間に連通している通路をエ
ポキシ系接着剤で気密封止することが提案されている。
[0005] On the other hand, in the latter case, it has been proposed to hermetically seal the passage communicating with the gap between the opposing electrodes with an epoxy-based adhesive in order to solve the above problem.

【0006】しかしながら、上記の気密封止構造は封止
材を確実に停止させる構造にはなっていないために、以
下のような課題があった。 封止材がアクチュエータの振動室に入り機能阻害とな
るか、若しくはインクジェットヘッドの歩留まりが悪か
った。 また、封止材が振動室に入らないように対向電極間の
隙間に連通している通路を極力長くする場合、インクジ
ェットヘッドの大型化をまねいていた。
However, the above-mentioned hermetic sealing structure has a problem as described below because it is not a structure for reliably stopping the sealing material. The sealing material entered the vibration chamber of the actuator and hindered the function, or the yield of the inkjet head was poor. Further, when the length of the passage communicating with the gap between the opposing electrodes is made as long as possible so that the sealing material does not enter the vibration chamber, the size of the ink jet head has been increased.

【0007】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
対向電極間の隙間に連通している通路を安定的に気密封
止し、信頼性の高い静電アクチュエータを提案すること
にある。
[0007] In view of the above, the object of the present invention is to provide:
An object of the present invention is to provide a highly reliable electrostatic actuator that stably hermetically seals a passage communicating with a gap between opposed electrodes.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明は、振動板と、前記振動板に対向して配置さ
れた対向電極と、前記振動板と前記対向電極とによって
形成される振動室と、一方が前記振動室に連通し他方が
封止材により気密封止されている通路とを有する静電ア
クチュエータにおいて、前記通路の幅が広く形成された
封止材溜まり部が前記通路の前記振動室側に形成されて
いることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a vibration plate, a counter electrode disposed to face the vibration plate, and the diaphragm and the counter electrode. In an electrostatic actuator having a vibration chamber and a passage one of which communicates with the vibration chamber and the other of which is hermetically sealed by a sealing material, the sealing material reservoir in which the width of the passage is wide is formed by the passage. Is formed on the vibration chamber side.

【0009】上記構成にすることにより、封止材は封止
材溜まり部の所で急に通路の容積が大きくなることか
ら、その進入速度は急激に遅くなり、不完全封止代が短
くなる。この封止材溜まり部を設けることにより通路の
長さを短くすることができる。
With the above-described structure, the sealing material has a sudden increase in the volume of the passage at the sealing material accumulation portion, so that the approach speed is rapidly reduced, and the incomplete sealing margin is reduced. . By providing the sealing material reservoir, the length of the passage can be shortened.

【0010】また、前記封止材溜まり部はガラス基板で
構成されていることが望ましい。更には本発明は、前記
通路の封止材により気密封止されている封止代の長さが
1mm以上が望ましい。
[0010] It is preferable that the encapsulant reservoir is formed of a glass substrate. Further, in the present invention, it is preferable that the length of a sealing margin hermetically sealed by the sealing material for the passage is 1 mm or more.

【0011】上記構成により、気密封止の品質を向上さ
せることが可能となる。
According to the above configuration, the quality of hermetic sealing can be improved.

【0012】更には、前記封止材溜まり部から前記振動
室までの距離が0.2mm以上離れた位置に前記封止材
溜まり部が複数個配置されていることが望ましい。
Further, it is preferable that a plurality of the sealing material reservoirs are arranged at a position where the distance from the sealing material reservoir to the vibration chamber is at least 0.2 mm.

【0013】上記構成により、封止材が振動室へ入るこ
とを防ぐことができる。一方、ノズルと、前記ノズルに
連通し一部に前記振動板が形成されているインク流路
と、前記振動板に一定の隙間をもって対向配置された対
向電極と、前記振動板により一つの面を区画され前記対
向電極を内包する振動室と、一方が前記振動室に連通し
他方が封止材により気密封止されている通路とを有する
インクジェットヘッドにおいて、前記通路の幅を広く形
成された封止材溜まり部が前記通路の前記振動室側に形
成されていることを特徴とする。
According to the above configuration, it is possible to prevent the sealing material from entering the vibration chamber. On the other hand, a nozzle, an ink flow path in which the vibration plate is formed in a part in communication with the nozzle, a counter electrode disposed to face the vibration plate with a certain gap, and one surface by the vibration plate An ink-jet head having a vibration chamber partitioned and including the counter electrode, and a passage one of which communicates with the vibration chamber and the other of which is hermetically sealed by a sealing material, wherein the width of the passage is widened. A stop material reservoir is formed on the side of the vibration chamber of the passage.

【0014】上記構成により、封止材は封止材溜まり部
の所で急に通路の容積が大きくなることから、その進入
速度は急激に遅くなり、不完全封止代が短くなる。その
結果ヘッドの小型化が図れる。
According to the above configuration, since the volume of the passage of the sealing material suddenly increases at the sealing material accumulation portion, the approach speed is sharply reduced, and the incomplete sealing margin is shortened. As a result, the size of the head can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した静電アクチュエータであるインクジェットヘッ
ドを説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ink jet head which is an electrostatic actuator to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明を適用した静電アクチュエー
タとしてのインクジェットヘッドの断面図であり、図2
はその平面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an ink jet head as an electrostatic actuator to which the present invention is applied.
Is a plan view thereof.

【0017】これらの図に示すように、インクジェット
ヘッド1は、シリコン基板2を挟み、上側に同じくシリ
コン製のノズルプレート3、下側にシリコンと熱膨張率
が近いホウ珪酸ガラス基板4がそれぞれ積層された3層
構造となっている。
As shown in these figures, an ink jet head 1 has a silicon substrate 2 sandwiched therebetween, a nozzle plate 3 also made of silicon on the upper side, and a borosilicate glass substrate 4 having a thermal expansion coefficient close to that of silicon on the lower side. It has a three-layer structure.

【0018】中央のシリコン基板2には、その表面から
エッチングを施すことにより、独立した5つのインク室
5と、1つの共通インク室6と、この共通インク室6を
各インク室5に連通しているインク供給路7としてそれ
ぞれ機能する溝が加工されている。これらの溝がノズル
プレート3によって塞がれて、各部分5、6、7が区画
形成されている。
The central silicon substrate 2 is etched from its surface so that five independent ink chambers 5, one common ink chamber 6, and this common ink chamber 6 communicate with each ink chamber 5. The grooves functioning as the ink supply paths 7 are formed. These grooves are closed by the nozzle plate 3 to define the respective portions 5, 6, and 7.

【0019】ノズルプレート3には、各インク室5の先
端側の部分に対応する位置に、ノズル11が形成されて
おり、これらが各インク室5に連通している。また、共
通インク室6が位置しているノズルプレート3の部分に
は、共通インク室6に連通するインク供給口12(図2
参照)が形成されている。インクは、外部の図示しない
インクタンクから、インク供給口12を通って共通イン
ク室6に供給される。共通インク室6に供給されたイン
クは、各インク供給路7を通って、独立した各インク室
5に供給される。
Nozzles 11 are formed in the nozzle plate 3 at positions corresponding to the front end portions of the respective ink chambers 5, and these nozzles communicate with the respective ink chambers 5. Further, an ink supply port 12 (FIG. 2) communicating with the common ink chamber 6 is provided at a portion of the nozzle plate 3 where the common ink chamber 6 is located.
Reference) is formed. The ink is supplied from an external ink tank (not shown) to the common ink chamber 6 through the ink supply port 12. The ink supplied to the common ink chamber 6 is supplied to each independent ink chamber 5 through each ink supply path 7.

【0020】独立した各インク室5は、その底壁51が
薄肉とされて、面外方向、すなわち、図1において上下
方向に弾性変位可能な振動板として機能するように設定
されている。したがって、この底壁51の部分を以後の
説明の都合上、振動板と称して説明することもある。
Each of the independent ink chambers 5 has a thin bottom wall 51 and is set so as to function as a diaphragm that can be elastically displaced in an out-of-plane direction, that is, in a vertical direction in FIG. Therefore, the bottom wall 51 may be referred to as a diaphragm for convenience of the following description.

【0021】次に、シリコン基板2の下側に位置してい
るガラス基板4において、その上面であるシリコン基板
2との接合面には、シリコン基板2の各インク室5に対
応した位置に、浅くエッチングされた凹部8と凹部8に
連通し通路9を構成することになる凹部が形成されてい
る。また、ガラス基板4の凹部表面にはITOからなる
セグメント電極10が形成されている。
Next, in the glass substrate 4 located below the silicon substrate 2, the upper surface of the glass substrate 4, which is in contact with the silicon substrate 2, is located at a position corresponding to each ink chamber 5 of the silicon substrate 2. A recess 8 which is shallowly etched and which communicates with the recess 8 to form a passage 9 is formed. On the surface of the concave portion of the glass substrate 4, a segment electrode 10 made of ITO is formed.

【0022】ここで、振動板51とこれに対向して配置
されるセグメント電極10との対向間隔、すなわち振動
室16の間隔G(以下、「ギャップ長」と記す。)は、
凹部8の深さとセグメント電極10の厚さとの差にな
る。また、封止用接着剤93で通路9を封止することに
より、この振動室16は気密封止されている。
Here, the distance between the diaphragm 51 and the segment electrode 10 arranged opposite thereto, that is, the distance G between the vibration chambers 16 (hereinafter, referred to as "gap length") is determined.
The difference is the difference between the depth of the recess 8 and the thickness of the segment electrode 10. The vibration chamber 16 is hermetically sealed by sealing the passage 9 with a sealing adhesive 93.

【0023】図2に示すように、これらの対向電極の間
に駆動電圧を印加するための電圧印加手段21は、図示
していない外部からの印字信号に応じて、これらの対向
電極間に駆動電圧を印加する。電圧印加手段21の一方
の出力は個々のセグメント電極10に接続され、他方の
出力はシリコン基板2に形成された共通電極端子22に
接続されている。
As shown in FIG. 2, a voltage applying means 21 for applying a driving voltage between these opposing electrodes is driven between these opposing electrodes in accordance with a printing signal (not shown) from outside. Apply voltage. One output of the voltage applying means 21 is connected to each segment electrode 10, and the other output is connected to a common electrode terminal 22 formed on the silicon substrate 2.

【0024】シリコン基板2自体は導電性を持つため、
この共通電極端子22から底壁51の共通電極に電圧を
供給することができる。また、より低い電気抵抗で共通
電極に電圧を供給する必要がある場合には、例えば、シ
リコン基板の一方の面に金等の導電性材料の薄膜を蒸着
やスパッタリングで形成すればよい。本実施例では、シ
リコン基板2とガラス基板4との接続には陽極接合を用
いているので、シリコン基板2の流路形成面側に導電膜
を形成してある。
Since the silicon substrate 2 itself has conductivity,
A voltage can be supplied from the common electrode terminal 22 to the common electrode on the bottom wall 51. When it is necessary to supply a voltage to the common electrode with a lower electric resistance, for example, a thin film of a conductive material such as gold may be formed on one surface of the silicon substrate by vapor deposition or sputtering. In this embodiment, since the anodic bonding is used to connect the silicon substrate 2 and the glass substrate 4, a conductive film is formed on the flow channel forming surface side of the silicon substrate 2.

【0025】ここで、このように構成したインクジェッ
トヘッド1においては、電圧印加手段21からの駆動電
圧が対向電極間に印加されると、対向電極間に充電され
た電荷による静電気力が発生し、底壁(振動板)51は
セグメント電極10の側へ撓み、インク室5の容積が拡
大する。次に、印加を中止すると、底壁51はその弾性
復元力によって復帰し、インク室5の容積が急激に収縮
する。この時発生するインク圧力により、インク室5を
満たすインクの一部が、このインク室に連通しているノ
ズル11からインク滴として吐出する。
Here, in the ink jet head 1 configured as described above, when the driving voltage from the voltage applying means 21 is applied between the opposed electrodes, an electrostatic force is generated by the electric charge charged between the opposed electrodes, The bottom wall (diaphragm) 51 bends toward the segment electrode 10 and the volume of the ink chamber 5 increases. Next, when the application is stopped, the bottom wall 51 is restored by its elastic restoring force, and the volume of the ink chamber 5 is rapidly contracted. Due to the ink pressure generated at this time, a part of the ink filling the ink chamber 5 is ejected as an ink droplet from the nozzle 11 communicating with the ink chamber.

【0026】以下に、本発明の実施形態について、図3
を用いて更に詳しく説明する。図3は本発明の図2の通
路9付近を拡大した拡大図である。図4は図3との比較
のため、封止材溜まり部がない従来技術の通路9付近の
拡大図である。図3、図4において、破線部は侵入した
封止用接着剤93の先端位置を示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described in more detail using FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the passage 9 in FIG. 2 of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the passage 9 of the related art having no sealing material reservoir for comparison with FIG. 3 and 4, the broken line indicates the tip position of the sealing adhesive 93 that has entered.

【0027】静電アクチュエータでは、相対変位する対
向電極の間に発生する静電気力を十分に大きな力とする
ために、これらの対向電極の間隔を可能な限り狭くして
いる。本実施例では、電極ガラス基板3の凹部8の深さ
を0.3μmとし、セグメント電極10の厚さを0.1
μmとしている。よって、振動室16のギャップ長Gは
0.2μmとなる。
In the electrostatic actuator, the interval between the opposing electrodes is made as small as possible in order to make the electrostatic force generated between the opposing electrodes relatively displaced sufficiently large. In this embodiment, the depth of the concave portion 8 of the electrode glass substrate 3 is set to 0.3 μm, and the thickness of the segment electrode 10 is set to 0.1 μm.
μm. Therefore, the gap length G of the vibration chamber 16 is 0.2 μm.

【0028】このような形状の静電アクチュエータを粘
度20〜50Pa・sのエポキシ系低温熱硬化タイプの
封止用接着剤93で気密封止し、封止用接着剤93を硬
化させた場合、封止用接着剤93は端子部24付近より
侵入し、封止材溜まり部94で停止した(図3参照)。
よって封止用接着剤93は振動室16の中へ流れ込むこ
とはなかった。図3において、長さa1は通路の幅方向
が封止用接着剤で完全に埋まり、気密封止可能な封止代
の長さを示し、長さb1は封止用接着剤が侵入している
ものの気密封止することのできない不完全封止代の長さ
を示し、長さc1は封止用接着剤93の侵入がない通路
9の未封止代の長さを示している。 ここで、本発明を
明確にするために封止材溜まり部がない従来技術を図4
に示して比較する。長さa2は気密封止可能な完全封止
代の長さを示し、長さb2は封止用接着剤が侵入してい
るものの気密封止することのできない不完全封止代の長
さを示し、長さc2は封止用接着剤93の侵入がない通
路9の未封止代の長さを示す。
When the electrostatic actuator having such a shape is hermetically sealed with an epoxy-based low-temperature thermosetting sealing adhesive 93 having a viscosity of 20 to 50 Pa · s, and the sealing adhesive 93 is cured, The sealing adhesive 93 entered from the vicinity of the terminal portion 24 and stopped at the sealing material accumulation portion 94 (see FIG. 3).
Therefore, the sealing adhesive 93 did not flow into the vibration chamber 16. In FIG. 3, the length a1 indicates the length of the sealing allowance in which the width direction of the passage is completely filled with the sealing adhesive and the airtight sealing is possible, and the length b1 indicates that the sealing adhesive has entered. The length c1 indicates the length of the incomplete sealing margin that cannot be hermetically sealed, but the length c1 indicates the length of the unsealing margin of the passage 9 where the sealing adhesive 93 does not enter. Here, in order to clarify the present invention, FIG.
And compare them. The length a2 indicates the length of the complete sealing allowance that can be hermetically sealed, and the length b2 indicates the length of the incomplete sealing allowance that the sealing adhesive has entered but cannot be hermetically sealed. The length c2 indicates the length of the unsealed portion of the passage 9 where the sealing adhesive 93 does not enter.

【0029】封止材溜まり部がない場合には封止材溜ま
り部がある場合と比較すると、a2>a1であり、か
つ、b2>b1であるために封止用接着剤の先端は振動
室16に流れ込むおそれがある。実際、封止用接着剤9
3の粘度が比較的低い場合には、封止用接着剤の硬化
後、封止用接着剤93は振動室16に侵入していた。
When there is no sealing material pool, compared to the case where there is a sealing material pool, a2> a1 and b2> b1, so that the tip of the sealing adhesive has a vibration chamber. 16 may flow. In fact, the sealing adhesive 9
In the case where the viscosity of No. 3 was relatively low, the sealing adhesive 93 had entered the vibration chamber 16 after the sealing adhesive was cured.

【0030】本発明のように、封止材溜まり部94を形
成することにより、封止用接着剤93は封止材溜まり部
94の所で急に通路9の容積が大きくなることから、そ
の進入速度は急激に遅くなり、その結果不完全封止代も
短くなり封止材溜まり部94で確実に停止する。また、
不完全封止代が短いことから、通路9の長さを短くする
ことが可能となる。更には、アクチュエータが複数あっ
たとしても完全封止代、不完全封止代及び未封止代をほ
ぼ同一にすることができるので、アクチュエータの動作
特性を平準化しそれによる品質の向上を図ることができ
た。本実施例では図3においては、a1は1.0mm以
上とし、c1は0.2mm以上になるように、通路9に
対して封止材溜まり部94を複数個配置している。これ
は次の理由による。
By forming the sealing material reservoir 94 as in the present invention, the sealing adhesive 93 suddenly increases the volume of the passage 9 at the sealing material reservoir 94. The approach speed is sharply reduced, and as a result, the incomplete sealing margin is shortened, and the incomplete sealing margin is reliably stopped at the sealing material reservoir 94. Also,
Since the incomplete sealing margin is short, it is possible to shorten the length of the passage 9. Furthermore, even if there are a plurality of actuators, the complete sealing allowance, the incomplete sealing allowance, and the unsealed allowance can be made substantially the same, so that the operation characteristics of the actuator are leveled and the quality is thereby improved. Was completed. In this embodiment, in FIG. 3, a plurality of sealing material reservoirs 94 are arranged in the passage 9 so that a1 is 1.0 mm or more and c1 is 0.2 mm or more. This is for the following reason.

【0031】完全封止代(a1)が1mmより短い場合
には、対向電極の間に電圧を印加することを繰り返すこ
とによって、封止用接着剤93を透過して大気中の水分
等が振動室16に侵入する。振動室16に侵入した水分
等は、駆動を繰り返すことにより対向電極の間に帯電を
発生させてしまう。発生した帯電の大きさと方向により
振動板の発生する圧力が変化してしまい、安定した圧力
を得ることが不可能となる。また、封止用接着剤が硬化
するとき、封止用接着剤から微量ではあるが水蒸気等の
ガスが発生する。このガスは封止用接着剤の先端から振
動室16に向かってある範囲まで拡散する。未封止代
(c1)が0.2mmより短い場合にはこの拡散が振動
室に及んでしまうため、対向電極の間に電圧を印加する
ことを繰り返すことによってこのガスが帯電し、帯電の
大きさと方向により振動板の発生する圧力が変化してし
まい、安定した圧力を得ることが不可能となる。
When the complete sealing allowance (a1) is shorter than 1 mm, by repeatedly applying a voltage between the opposing electrodes, the moisture and the like in the atmosphere pass through the sealing adhesive 93 and vibrate. It enters the room 16. Moisture or the like that has entered the vibration chamber 16 generates charging between the opposing electrodes by repeating driving. The pressure generated by the diaphragm changes depending on the magnitude and direction of the generated charge, making it impossible to obtain a stable pressure. When the sealing adhesive is cured, a small amount of gas such as water vapor is generated from the sealing adhesive. This gas diffuses from the tip of the sealing adhesive toward the vibration chamber 16 to a certain extent. When the unsealed allowance (c1) is shorter than 0.2 mm, the diffusion extends to the vibration chamber. Therefore, by repeatedly applying a voltage between the opposed electrodes, the gas is charged, and the magnitude of the charge is increased. The pressure generated by the diaphragm changes depending on the direction and direction, making it impossible to obtain a stable pressure.

【0032】さらに、本実施例においては、封止材溜ま
り部94は電極ガラスで構成している。図3において、
w1は封止材溜まり部94の幅を示し、w2は封止材溜
まり部94の奥行を示している。本実施例において、w
1は20μmとし、w2は40μmとしている。つま
り、w2を極力拡げることにより封止材溜まり部94の
体積を大きくすることが可能となる。また、図3では一
例として振動室1個分のみ表しているが、振動室が隣接
している場合はw2を大きくして隣接した振動室の封止
溜まりの間の距離がゼロとなってもよい。よって、電極
ガラス基板3の凹部8の深さを0.3μmとした場合、
封止材溜まり部1個分の容積は240μm3となってい
る。
Further, in this embodiment, the sealing material reservoir 94 is made of an electrode glass. In FIG.
w1 indicates the width of the sealing material reservoir 94, and w2 indicates the depth of the sealing material reservoir 94. In this embodiment, w
1 is 20 μm and w2 is 40 μm. That is, by expanding w2 as much as possible, it is possible to increase the volume of the sealing material reservoir 94. Also, FIG. 3 shows only one vibration chamber as an example, but when the vibration chambers are adjacent to each other, w2 may be increased so that the distance between the sealing pools of the adjacent vibration chambers becomes zero. Good. Therefore, when the depth of the concave portion 8 of the electrode glass substrate 3 is 0.3 μm,
The volume of one sealing material reservoir is 240 μm 3.

【0033】また、図3では封止材溜まり部を6個設け
た例を示しているが、所望の未封止代(c1)の長さと
なるように封止用接着剤の粘度及び封止材溜まり部の個
数を変えてもよい。
FIG. 3 shows an example in which six sealing material pools are provided. However, the viscosity of the sealing adhesive and the sealing property are set so that the desired unsealing allowance (c1) is obtained. The number of the material pools may be changed.

【0034】また、図5においても図3と同様封止材溜
まり部を形成しているが、封止材溜まり部94にセグメ
ント電極を形成した例である。この例においても図3同
様の効果を得ることができる。
Also in FIG. 5, a sealing material reservoir is formed as in FIG. 3, but this is an example in which a segment electrode is formed in the sealing material reservoir 94. In this example, the same effect as in FIG. 3 can be obtained.

【0035】図3及び図5に示す封止材溜まり部94は
電極ガラス基板で構成した一例を示したものであり、封
止溜まりとして機能する封止材溜まり部94はこの形状
及び寸法に限定したものではない。なお、本実施例にお
いては、封止用接着剤93をエポキシ系低温熱硬化タイ
プを使用している。この接着剤は常温(25℃)〜65
℃の範囲で硬化が進み48〜2時間で硬化が終了する。
エポキシ樹脂は水蒸気のガスバリア性に優れているた
め、良好な気密封止が可能となる。この封止用接着剤で
気密封止した場合、封止用接着剤の硬化時の加熱の際に
も、封止用接着剤の侵入は封止材溜まり部94で確実に
停止し、振動室16への侵入は見られなかった。
The sealing material reservoir 94 shown in FIGS. 3 and 5 is an example in which an electrode glass substrate is used. The sealing material reservoir 94 functioning as a sealing reservoir is limited to this shape and size. It was not done. In this embodiment, the sealing adhesive 93 is an epoxy-based low-temperature thermosetting type. This adhesive is at room temperature (25 ° C.) to 65
The curing proceeds within the range of ° C. and is completed in 48 to 2 hours.
Since the epoxy resin is excellent in gas barrier properties against water vapor, good hermetic sealing can be achieved. When the sealing adhesive is hermetically sealed, even when the sealing adhesive is heated at the time of curing, the penetration of the sealing adhesive is reliably stopped at the sealing material reservoir 94, and the vibration chamber No intrusion into 16 was seen.

【0036】(その他の実施の形態)なお、以上の説明
は、インクジェットヘッドに対して本発明を適用した例
である。本発明はインクジェットヘッド以外の静電アク
チュエータに対しても同様に適用できる。例えば、特開
平7−13007号公報に開示されているマイクロメカ
ニカル装置に対しても本発明を同様に適用できる。
(Other Embodiments) The above description is an example in which the present invention is applied to an ink jet head. The present invention can be similarly applied to an electrostatic actuator other than the inkjet head. For example, the present invention can be similarly applied to a micromechanical device disclosed in JP-A-7-130007.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電アク
チュエータにおいて、静電気により相対変位する振動室
と連通する通路に封止用接着剤が溜まる封止材溜まり部
を形成した構成を採用している。静電アクチュエータで
は、相対変位する振動室に発生する静電気力を十分に大
きな力とするために、振動室の間隔は可能な限り狭くし
ている。本発明によれば、封止材溜まり部を通路に複数
個形成することで、未封止代の長さを容易に制御できる
だけでなく封止用接着剤の侵入を封止材溜まり部で確実
に停止させることができ、振動室に封止用接着剤が侵入
することはない。
As described above, the electrostatic actuator according to the present invention employs a structure in which a sealing material accumulation portion for accumulating a sealing adhesive is formed in a passage communicating with a vibration chamber relatively displaced by static electricity. ing. In the electrostatic actuator, the interval between the vibration chambers is made as small as possible in order to make the electrostatic force generated in the vibration chambers that are relatively displaced sufficiently large. According to the present invention, by forming a plurality of sealing material reservoirs in the passage, not only can the length of the unsealed portion be easily controlled, but also the intrusion of the sealing adhesive can be ensured at the sealing material reservoir. The sealing adhesive does not enter the vibration chamber.

【0038】さらに、本発明は静電アクチュエータにお
いて、次のようなアクチュエータ間の特性を一定にする
という利点もある。これは、封止材溜まり部を形成する
ことにより、封止用接着剤の侵入長さがアクチュエータ
間で一定となり、アクチュエータの静電容量もアクチュ
エータ間で等しくなる。その結果、本発明をインクジェ
ットヘッドに適用した場合、インクの吐出特性が各アク
チュエータ間で等しくなり、印刷品位の高い印刷を行う
ことができる。
Further, the present invention has the advantage that the following characteristics between the actuators are made constant in the electrostatic actuator. This is because the penetration length of the sealing adhesive becomes constant between the actuators by forming the sealing material reservoir, and the capacitance of the actuators becomes equal between the actuators. As a result, when the present invention is applied to an ink jet head, the ink ejection characteristics are equal among the actuators, and high-quality printing can be performed.

【0039】さらに、不完全な封止代がなくなり、通路
を必要最低限な長さにすることが可能となり、静電アク
チュエータの一層の微小化を達成することができるとい
う利点も有する。
Further, there is an advantage that an incomplete sealing margin is eliminated, the passage can be made as short as possible, and the electrostatic actuator can be further miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したインクジェットヘッドの概略
縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an ink jet head to which the present invention is applied.

【図2】図1のインクジェットヘッドの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the inkjet head of FIG.

【図3】図2の通路付近を拡大したインクジェットヘッ
ドの拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of the inkjet head in which the vicinity of a passage in FIG. 2 is enlarged.

【図4】封止材溜まり部がない場合の通路付近を拡大し
たインクジェットヘッドの拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view of the ink jet head in which the vicinity of a passage when there is no sealing material reservoir is enlarged.

【図5】図2の通路付近を拡大したインクジェットヘッ
ドの拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of the inkjet head in which the vicinity of a passage in FIG. 2 is enlarged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェットヘッド 2 シリコン基板 3 ノズルプレート 4 ガラス基板 5 インク室 51 インク室の底壁(共通電極、振動板) 6 共通インク室 7 インク供給路 8 凹部 9 通路 10 セグメント電極 11 ノズル 12 インク供給口 16 振動室 21 電圧印加手段 22 共通電極端子 24 端子部 93 封止用接着剤 94 封止材溜まり部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink jet head 2 Silicon substrate 3 Nozzle plate 4 Glass substrate 5 Ink chamber 51 Bottom wall of ink chamber (common electrode, diaphragm) 6 Common ink chamber 7 Ink supply path 8 Depression 9 Passage 10 Segment electrode 11 Nozzle 12 Ink supply port 16 Vibration chamber 21 Voltage applying means 22 Common electrode terminal 24 Terminal part 93 Sealing adhesive 94 Sealing material reservoir

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動板と、前記振動板に対向して配置さ
れた対向電極と、前記振動板と前記対向電極とによって
形成される振動室と、一方が前記振動室に連通し他方が
封止材により気密封止されている通路とを有する静電ア
クチュエータにおいて、 前記通路の幅が広く形成された封止材溜まり部が前記通
路の前記振動室側に形成されていることを特徴とする静
電アクチュエータ。
1. A vibrating plate, a counter electrode disposed to face the vibrating plate, and a vibrating chamber formed by the vibrating plate and the counter electrode, one communicating with the vibrating chamber and the other being sealed. An electrostatic actuator having a passage hermetically sealed by a stopper, wherein a sealing material accumulation portion in which the width of the passage is formed is formed on the vibration chamber side of the passage. Electrostatic actuator.
【請求項2】 請求項1において、前記封止材溜まり部
がガラス基板で構成されていることを特徴とする静電ア
クチュエータ。
2. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the encapsulant reservoir is formed of a glass substrate.
【請求項3】 請求項1において、前記通路の封止材に
より気密封止されている封止代の長さが1mm以上にな
るように、前記通路に前記封止材溜まり部が複数個配置
されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
3. A plurality of the sealing material reservoirs in the passage according to claim 1, wherein a length of a sealing margin hermetically sealed by the sealing material of the passage is 1 mm or more. An electrostatic actuator characterized by being performed.
【請求項4】 請求項1において、前記封止材溜まり部
から前記振動室までの距離が0.2mm以上になるよう
に、前記通路に前記封止材溜まり部が配置されているこ
とを特徴とする静電アクチュエータ。
4. The sealing material reservoir according to claim 1, wherein the sealing material reservoir is disposed in the passage so that a distance from the sealing material reservoir to the vibration chamber is 0.2 mm or more. Electrostatic actuator.
【請求項5】 請求項1において、前記封止材はエポキ
シ系低温熱硬化タイプで粘度が20〜50Pa・sであ
ることを特徴とする静電アクチュエータ。
5. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the sealing material is an epoxy-based low-temperature thermosetting type and has a viscosity of 20 to 50 Pa · s.
【請求項6】 請求項1において、前記通路の高さが
0.05〜0.5μmであることを特徴とする静電アク
チュエータ。
6. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the height of the passage is 0.05 to 0.5 μm.
【請求項7】 ノズルと、前記ノズルに連通し一部に前
記振動板が形成されているインク流路と、前記振動板に
一定の隙間をもって対向配置された対向電極と、前記振
動板により一つの面を区画され前記対向電極を内包する
振動室と、一方が前記振動室に連通し他方が封止材によ
り気密封止されている通路とを有するインクジェットヘ
ッドにおいて、 前記通路の幅を広く形成された封止材溜まり部が前記通
路の前記振動室側に形成されていることを特徴とする静
電アクチュエータ。
7. A nozzle, an ink flow passage communicating with the nozzle and partially forming the vibration plate, an opposing electrode disposed to face the vibration plate with a certain gap, and one of the vibration plates. An ink jet head having a vibrating chamber defining one surface and containing the counter electrode, and a passage having one communicating with the vibrating chamber and the other being hermetically sealed by a sealing material; An encapsulating material reservoir formed on the vibration chamber side of the passage.
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