JP2003276194A - Electrostatic actuator, liquid drop ejection head and ink jet recorder - Google Patents

Electrostatic actuator, liquid drop ejection head and ink jet recorder

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JP2003276194A
JP2003276194A JP2002081797A JP2002081797A JP2003276194A JP 2003276194 A JP2003276194 A JP 2003276194A JP 2002081797 A JP2002081797 A JP 2002081797A JP 2002081797 A JP2002081797 A JP 2002081797A JP 2003276194 A JP2003276194 A JP 2003276194A
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JP
Japan
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electrode
electrostatic actuator
movable
fixed
head
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Application number
JP2002081797A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiko Kuroda
隆彦 黒田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that desired electrostatic force, displacement and pressure cannot be attained without elevating the driving voltage. <P>SOLUTION: Two pairs (electrode pairs) 14 of a movable electrode 14a and a fixed electrode 14b facing each other are disposed substantially in parallel with a diaphragm 10. The movable electrode 14a is secured to the diaphragm 10 and the fixed electrode 14b is secured to a second substrate 2. The movable electrode 14a is displaced through electrostatic attraction generated between the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b thus deforming the diaphragm 10. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は静電アクチュエータ、液
滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator, a droplet discharge head and an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドである
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出する単一又は
複数のノズル孔と、このノズル孔が連通する吐出室(イ
ンク室、液室、加圧液室、圧力室、インク流路等とも称
される。)と、吐出室内のインクを加圧する圧力を発生
する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段で発生した
圧力で吐出室内インクを加圧することによってノズル孔
からインク滴を吐出させる。
2. Description of the Related Art An ink jet head, which is a liquid drop ejection head used in an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine or an image forming apparatus, has a single or a plurality of nozzle holes for ejecting ink droplets. And a discharge chamber (also referred to as an ink chamber, a liquid chamber, a pressurized liquid chamber, a pressure chamber, an ink flow path, etc.) communicating with the nozzle hole, and a pressure generation for generating a pressure for pressurizing the ink in the discharge chamber. And ejecting ink droplets from the nozzle holes by pressurizing the ink in the ejection chamber with the pressure generated by the pressure generating means.

【0003】なお、液滴吐出ヘッドとしては、例えば液
体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、DN
Aの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあ
るが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明す
る。また、液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部分を構成
する静電アクチュエータは、例えばマイクロポンプ、マ
イクロ光変調デバイスなどの光学デバイス、マイクロス
イッチ(マイクロリレー)、マルチ光学レンズのアクチ
ュエータ(光スイッチ)、マイクロ流量計、圧力センサ
などのマイクロデバイスにも適用することができる。
As the droplet discharge head, for example, a droplet discharge head for discharging a liquid resist as droplets, DN
There is also a droplet discharge head that discharges the sample A as droplets, but in the following, an inkjet head will be mainly described. The electrostatic actuator that constitutes the actuator portion of the droplet discharge head is, for example, an optical device such as a micropump or a micro light modulation device, a micro switch (micro relay), an actuator (optical switch) of a multi-optical lens, a micro flow meter. It can also be applied to microdevices such as pressure sensors.

【0004】ところで、液滴吐出ヘッドとしては、圧力
発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用い
て吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させる
ことでインク滴を吐出させるピエゾ型のもの、吐出内に
配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてイン
クの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させる
サーマル型のもの、吐出室の壁面を形成する振動板を静
電力で変形させることでインク滴を吐出させる静電型の
ものなどがある。
By the way, as a droplet discharge head, an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element is used as a pressure generating means to deform and displace a vibrating plate forming the wall surface of the discharge chamber to discharge ink droplets. Type, thermal type that uses an electrothermal conversion element such as a heating resistor arranged in the discharge to generate bubbles by film boiling of the ink to discharge ink droplets, vibration that forms the wall surface of the discharge chamber There is an electrostatic type in which a plate is deformed by electrostatic force to eject ink droplets.

【0005】近年、環境問題から鉛フリーであるバブル
型、静電型が注目を集め、鉛フリーに加え、低消費電力
の観点からも環境に影響が少ない、静電型のものが複数
提案されている。
In recent years, a lead-free bubble type and an electrostatic type have been attracting attention due to environmental problems. In addition to lead-free, a plurality of electrostatic types have been proposed which have little influence on the environment from the viewpoint of low power consumption. ing.

【0006】この静電型インクジェットヘッドとして
は、例えば、特開平6−71882号公報に記載されて
いるように、一対の電極対がエアギャップを介して設け
られており、片方の電極が振動板として働き、振動板の
対向する電極と反対側にインクが充填されるインク室が
形成され、電極間(振動板−電極間)に電圧を印加する
ことによって電極間に静電引力が働き、電極(振動板)
が変形し、電圧を除去すると振動板が弾性力によっても
との状態に戻り、その力を用いてインク滴を吐出するも
のがある。
In this electrostatic ink jet head, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-71882, a pair of electrodes is provided through an air gap, and one electrode is a vibrating plate. An ink chamber filled with ink is formed on the side opposite to the electrodes facing the vibrating plate, and an electrostatic attractive force acts between the electrodes by applying a voltage between the electrodes (between the vibrating plate and the electrodes). (Vibration plate)
When the voltage is removed and the voltage is removed, the vibrating plate returns to its original state due to the elastic force, and there is a method in which the force is used to eject ink droplets.

【0007】また、特開2001−47624号公報に
記載されているように、櫛歯状に形成され互いに入れ子
になった電極対の片方に振動板を備え、電極対に電圧を
印加することによって櫛歯間に静電引力を発生させ、電
極の変位により振動板を変形させ、電圧を切った時に振
動板の弾性力でインクを吐出するものもある。
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-47624, a vibrating plate is provided on one side of electrode pairs which are formed in a comb-like shape and nested in each other, and a voltage is applied to the electrode pairs. There is also a method in which an electrostatic attraction is generated between the comb teeth, the vibration plate is deformed by the displacement of the electrodes, and the ink is ejected by the elastic force of the vibration plate when the voltage is cut off.

【0008】さらに、特開2000−15805号公報
に記載されているように、シリコン基板からなる振動板
表面に突起部を設け、この突起部に電極を形成し、電極
に電圧を印加することによって突起部間に作用するとい
う静電力によって振動板を変形させ、インク滴を吐出す
るものとするものもある。
Further, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-15805, a protrusion is provided on the surface of the vibration plate made of a silicon substrate, an electrode is formed on the protrusion, and a voltage is applied to the electrode. In some cases, the vibrating plate is deformed by an electrostatic force acting between the protrusions to eject ink droplets.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た振動板とこれに対向する電極(電極対)を用いるヘッ
ドにあっては、振動板の変位を大きくすることができ
ず、大きな排除体積を得ることが難しく、大きなインク
液滴を吐出することが困難である。また、インク液吐出
の圧力発生手段として振動板の戻りバネ力を利用してい
るため、液吐出のための圧力制御性が良くなく高精度の
液滴量制御が難しく、高画質化を達成することが困難で
ある。さらに、低電圧化のためには電極間のエアギャッ
プを非常に小さくしなければならず、そのような微小な
ギャップを精度良く、バラツキ少なく形成するのは非常
に困難であり、歩留まりが上がらないといった問題があ
る。
However, in the above-described head using the diaphragm and the electrode (electrode pair) facing the diaphragm, the displacement of the diaphragm cannot be increased and a large excluded volume is obtained. It is difficult to eject large ink droplets. Further, since the return spring force of the vibrating plate is used as the pressure generating means for ejecting the ink liquid, the pressure controllability for ejecting the liquid is not good, and it is difficult to control the liquid droplet amount with high precision, thereby achieving high image quality. Is difficult. Furthermore, in order to reduce the voltage, the air gap between the electrodes must be made extremely small, and it is very difficult to form such a minute gap with high accuracy and with little variation, and the yield does not increase. There is such a problem.

【0010】また、櫛歯状に形成され互いに入れ子にな
った電極対の片方に振動板を備えたヘッドにあっては、
櫛歯状電極を用いているので変位量は大きくすることが
できるが、発生力は非常に小さく、インク滴を吐出する
だけの発生力を得ようとした場合、非常に電圧が高くな
ってしまうという課題がある。しかも、構造が複雑であ
るので作製が困難であり、コスト高となってしまうとい
う課題もある。
Further, in a head having a vibrating plate on one side of electrode pairs formed in a comb shape and nested in each other,
Since the comb-teeth-shaped electrode is used, the displacement amount can be increased, but the generated force is very small, and if an attempt is made to generate the generated force enough to eject ink droplets, the voltage will be extremely high. There is a problem. Moreover, since the structure is complicated, it is difficult to manufacture, and there is a problem that the cost becomes high.

【0011】さらに、振動板に突起部を備えたヘッドに
あっては、振動板に突起部を形成して、この突起部に電
極を付けなければならず、そのような立体微細構造の表
面に電極を付けるのは困難であり、電極がうまく形成さ
れない部分ができたり、バラツキが生じたりで、安定し
て製造できなく歩留まりが悪いという課題がある。
Further, in a head having a protrusion on the diaphragm, it is necessary to form a protrusion on the diaphragm and attach an electrode to the protrusion. It is difficult to attach an electrode, and there are problems that a part where an electrode is not formed well is formed or variation occurs, so that the electrode cannot be stably manufactured and the yield is low.

【0012】また、低電圧化のためには突起間の間隔は
狭くしなければならないが、そのような狭い間隔の中に
電極を形成するのは困難であり、また狭い突起間に電極
を形成するとショートしてしまうという不良が生じたり
する。また、突起部に電極を形成することは、立体構造
でのフォトリソ工程はレジストコート、露光などが困難
であることから、一般的な方法では不可能であり、その
ため特別な装置を使用したり、製造工程が長くなったり
してコスト高となってしまうという課題がある。
Further, in order to reduce the voltage, it is necessary to narrow the intervals between the protrusions, but it is difficult to form electrodes in such narrow intervals, and the electrodes are formed between the narrow protrusions. Then, a defect such as a short circuit may occur. Further, it is impossible to form an electrode on the protrusion by a general method because the photolithography process in a three-dimensional structure is difficult in resist coating, exposure, etc. Therefore, using a special device, There is a problem that the manufacturing process becomes long and the cost becomes high.

【0013】しかも、突起部の形状が櫛型をしており、
長手方向の振動板変位が突起部の剛性で妨げられ、十分
且つ効率的な変位量が得られず、所望するインク吐出が
困難となる。また、突起物を針状とした場合、安定した
形状での微細加工が困難だけでなく、均一な対向電極間
隔が得られず十分な静電力を得ることができず、これも
所望するインク吐出が困難となる。
Moreover, the shape of the protrusion is comb-shaped,
The displacement of the vibrating plate in the longitudinal direction is hindered by the rigidity of the protrusions, a sufficient and efficient amount of displacement cannot be obtained, and desired ink ejection becomes difficult. Further, when the protrusions are needle-shaped, not only is it difficult to perform microfabrication in a stable shape, but also it is not possible to obtain a uniform interval between opposing electrodes and sufficient electrostatic force cannot be obtained. Will be difficult.

【0014】このように、従来の静電力の原理を用いた
アクチュエータを含むヘッドにあっては、低電圧化とイ
ンク吐出量との関係がトレードオフの関係にある。ま
た、高密度化に伴い、振動板面積が小さくなるため、十
分なインクの吐出量を得るには、大きな変位を得る必要
があり、振動板を大きく変位させるためにより大きな静
電力が必要となる。しかしながら、この様な要求に対
し、まったく対応できないという課題がある。
As described above, in the conventional head including the actuator using the principle of electrostatic force, there is a trade-off relationship between the low voltage and the ink ejection amount. In addition, since the vibration plate area becomes smaller as the density increases, it is necessary to obtain a large displacement in order to obtain a sufficient ink discharge amount, and a large electrostatic force is required to largely displace the vibration plate. . However, there is a problem that such a request cannot be met at all.

【0015】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、駆動電圧を上げることなく、電極数をコントロ
ールすることにより所望される静電力と変位量及び圧力
を得ることができ、低コストで、駆動効率が高く、安定
した動作特性が得られる静電アクチュエータ、この静電
アクチュエータを備えることで、滴吐出効率が高く、安
定した滴吐出特性が得られる液滴吐出ヘッド、この液滴
吐出ヘッドを備えることで高画質記録が可能なインクジ
ェット記録装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to obtain a desired electrostatic force, a displacement amount, and a pressure by controlling the number of electrodes without increasing the driving voltage, and it is possible to reduce the cost. In addition, an electrostatic actuator having high drive efficiency and stable operation characteristics, a droplet discharge head having high droplet discharge efficiency and stable droplet discharge characteristics by including this electrostatic actuator, and this droplet discharge head An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that is equipped with a head and is capable of high quality recording.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る静電アクチュエータは、薄膜と平行
で、かつ、対向する可動電極と固定電極の対を少なくと
も2以上設け、電極間に作用する静電気力によって薄膜
を変形させる構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an electrostatic actuator according to the present invention is provided with at least two pairs of movable electrodes and fixed electrodes which are parallel to a thin film and which face each other. The thin film is deformed by the electrostatic force acting on.

【0017】ここで、可動電極は薄膜に固定され、電極
は基板に固定されていることが好ましい。また、薄膜が
電極を設ける側と反対側に凸状に変形することが好まし
い。さらに、薄膜が凹状及び凸状に変形可能なことが好
ましい。さらにまた、薄膜を凹状に変形させるための静
電気力を発生させる固定電極と凸状に変形させるための
固定電極を独立に有することができる。
It is preferable that the movable electrode is fixed to the thin film and the electrode is fixed to the substrate. Further, it is preferable that the thin film is deformed in a convex shape on the side opposite to the side on which the electrodes are provided. Furthermore, it is preferable that the thin film can be deformed into a concave shape and a convex shape. Furthermore, a fixed electrode for generating an electrostatic force for deforming the thin film in a concave shape and a fixed electrode for deforming in a convex shape can be independently provided.

【0018】また、固定電極に静電気力を発生させるた
めの駆動電圧が印加され、可動電極はグランド電位にさ
れることが好ましい。さらに、可動電極及び固定電極は
高融点材料で形成されていることが好ましい。さらにま
た、可動電極及び固定電極はポリシリコンで形成されて
いることが好ましい。また、可動電極及び固定電極はn
型またはp型の不純物原子を含むことが好ましい。
It is preferable that a drive voltage for generating an electrostatic force is applied to the fixed electrode and the movable electrode is set to the ground potential. Furthermore, it is preferable that the movable electrode and the fixed electrode are made of a high melting point material. Furthermore, the movable electrode and the fixed electrode are preferably made of polysilicon. The movable electrode and the fixed electrode are n
Type or p-type impurity atoms are preferably included.

【0019】さらに、可動電極と固定電極の電極間隔が
薄膜を0.2μm以上変形させることが可能な間隔であ
ることが好ましい。また、可動電極と固定電極とが当接
しない駆動電圧が印加されることが好ましい。
Further, it is preferable that the electrode distance between the movable electrode and the fixed electrode is such that the thin film can be deformed by 0.2 μm or more. Further, it is preferable that a drive voltage is applied so that the movable electrode and the fixed electrode do not come into contact with each other.

【0020】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐
出するノズルが連通する吐出室の少なくとも一方の壁面
を構成する薄膜である振動板を有し、この振動板を変形
させるための本発明に係る静電アクチュエータを備えて
いるものである。
The droplet discharge head according to the present invention has a diaphragm which is a thin film forming at least one wall surface of the discharge chamber communicating with the nozzle for discharging droplets, and a book for deforming this diaphragm. The electrostatic actuator according to the invention is provided.

【0021】ここで、インクを供給するインクタンクが
一体に設けられている構成とすることができる。
Here, the ink tank for supplying the ink may be integrally provided.

【0022】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インク滴を吐出するインクジェットヘッドが本発明に係
る液滴吐出ヘッドである構成としたものである。
The ink jet recording apparatus according to the present invention is
The inkjet head for ejecting ink droplets is the droplet ejection head according to the present invention.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は、本発明の静電アクチ
ュエータを含む液滴吐出ヘッドの第1実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの分解斜視図で、一部断面図で示し
ている。図2は同ヘッドの振動板短手方向の要部断面説
明図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head including an electrostatic actuator of the present invention, and is shown in a partial cross-sectional view. FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of a principal part of the same head in the lateral direction of the diaphragm.

【0024】このインクジェットヘッドは、インク液滴
を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるサイドシ
ュータタイプのものであり、下記に詳述する構造を持つ
3枚の第1、第2、第3基板1、2、3を重ねて接合し
た積層構造となっており、インク滴を吐出する複数のノ
ズル孔4、各ノズル孔4が連通する吐出室6、各吐出室
6に流体抵抗部7を介してインクを供給する共通液室
(共通インク室)8などを形成している。
This ink jet head is of a side shooter type in which ink droplets are ejected from nozzle holes provided in the surface portion of the substrate, and three first, second and third ink jet heads having a structure described in detail below. It has a laminated structure in which the substrates 1, 2 and 3 are stacked and joined, and a plurality of nozzle holes 4 for ejecting ink droplets, an ejection chamber 6 communicating with each nozzle hole 4, and a fluid resistance portion 7 in each ejection chamber 6. A common liquid chamber (common ink chamber) 8 for supplying ink via the same is formed.

【0025】中間の第1基板1は、シリコン基板からな
り、吐出室6を形成するための凹部と、各々の吐出室6
にインクを供給するための共通液室8を形成するための
凹部を有する。この第1基板1の底面に吐出室6及び共
通液室8などの底壁ともなる薄膜である振動板10を設
けている。
The intermediate first substrate 1 is made of a silicon substrate, and has a concave portion for forming the discharge chamber 6 and each discharge chamber 6.
It has a concave portion for forming a common liquid chamber 8 for supplying ink to. On the bottom surface of the first substrate 1, there is provided a vibrating plate 10 which is a thin film and serves as a bottom wall of the discharge chamber 6 and the common liquid chamber 8.

【0026】この振動板10は、第1基板1を形成する
シリコン基板に高濃度ボロンをドープして形成したボロ
ン原子を1E20/cm以上含有する高濃度ボロン拡
散層で形成したり、或いは、金属等の導電性を有する薄
膜で形成している。
The vibrating plate 10 is formed of a high-concentration boron diffusion layer containing 1E20 / cm 3 or more of boron atoms formed by doping the silicon substrate forming the first substrate 1 with high-concentration boron, or It is formed of a conductive thin film such as metal.

【0027】そして、この第1基板1には隔壁部12を
介して第2基板2を接合し、第1基板1と第2基板2と
の間に形成される空間13内に、振動板10と略平行
で、かつ、互いに対向する可動電極14aと固定電極1
4bとの対(電極対)14を2組配置している。これら
の振動板10と2組の電極対14によって薄膜である振
動板10を静電力で変形させる本発明に係る静電アクチ
ュエータを構成している。
Then, the second substrate 2 is joined to the first substrate 1 via the partition wall portion 12, and the vibrating plate 10 is placed in the space 13 formed between the first substrate 1 and the second substrate 2. The movable electrode 14a and the fixed electrode 1 that are substantially parallel to each other and face each other.
Two pairs (electrode pairs) 14 with 4b are arranged. The diaphragm 10 and the two pairs of electrodes 14 constitute an electrostatic actuator according to the present invention that deforms the diaphragm 10 which is a thin film by an electrostatic force.

【0028】ここで、各電極対14の可動電極14aは
相互に連結して連結部14cを介して振動板10の下面
に固定し、また、各電極対14の固定電極14bは相互
に連結して第2基板2の上面に固定している。なお、各
電極対14の2つの可動電極14a、14a及びその連
結部14cを含めて「可動電極14A」といい、各電極
対14の2つの固定電極14b、14bを含めて「固定
電極14B」という。
Here, the movable electrodes 14a of each electrode pair 14 are connected to each other and fixed to the lower surface of the diaphragm 10 via the connecting portion 14c, and the fixed electrodes 14b of each electrode pair 14 are connected to each other. And is fixed to the upper surface of the second substrate 2. The two movable electrodes 14a and 14a of each electrode pair 14 and the connecting portion 14c thereof are referred to as "movable electrode 14A", and the two fixed electrodes 14b and 14b of each electrode pair 14 are referred to as "fixed electrode 14B". Say.

【0029】この場合、可動電極14Aは振動板10と
同電位であり、可動電極14Aと固定電極14Bとは電
気的に分離している。ここでは、可動電極14A、固定
電極14Bと隔壁部12とを同一材料で形成しているた
め、第2基板2上に窒化膜などの絶縁膜15を形成し
て、第2基板2と隔壁部12、つまりは振動板10、可
動電極14Aとを電気的に分離し、固定電極14Bは第
2基板2に電気的に接続した構成としている。
In this case, the movable electrode 14A has the same potential as the diaphragm 10, and the movable electrode 14A and the fixed electrode 14B are electrically separated. Here, since the movable electrode 14A, the fixed electrode 14B and the partition wall portion 12 are made of the same material, an insulating film 15 such as a nitride film is formed on the second substrate 2 to form the second substrate 2 and the partition wall portion. 12, that is, the diaphragm 10 and the movable electrode 14A are electrically separated, and the fixed electrode 14B is electrically connected to the second substrate 2.

【0030】また、可動電極14a及び固定電極14b
は高融点材料やポリシリコンで形成する。固融点材料を
用いることで製造工程上の熱処理に耐えることができて
製造工程における制約が少なくなり、ポリシリコンを用
いることで微細加工が容易にナって高密度化に対応する
ことができる。さらに、可動電極14a及び固定電極1
4bにn型またはp型の不純物原子を導入することで、
低抵抗化を図れ、高周波駆動が可能になる。さらにま
た、可動電極14aと固定電極14bの電極間隔は振動
板10を0.2μm以上変形させることが可能な間隔と
する。これにより振動板10を十分に変形させることが
でき、ヘッドの高密度化に対応することができる。
In addition, the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b
Is formed of a high melting point material or polysilicon. By using the solid melting point material, it is possible to withstand the heat treatment in the manufacturing process and the restrictions in the manufacturing process are reduced, and by using polysilicon, fine processing can be easily performed and high density can be dealt with. Furthermore, the movable electrode 14a and the fixed electrode 1
By introducing an n-type or p-type impurity atom into 4b,
The resistance can be reduced and high frequency driving becomes possible. Furthermore, the electrode interval between the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b is set to an interval that allows the diaphragm 10 to be deformed by 0.2 μm or more. As a result, the vibration plate 10 can be sufficiently deformed, and it is possible to cope with the high density of the head.

【0031】また、第1基板1の上面に接合される第3
基板3には、例えば厚さ50μmのニッケル基板を用
い、第3基板3の面部に、吐出室6と連通するようにそ
れぞれノズル孔4、共通液室8と吐出室6を連通させる
流体抵抗部7となる溝を設け、また共通液室8と連通す
るようにインク供給口9を設けている。
The third substrate bonded to the upper surface of the first substrate 1
For the substrate 3, for example, a nickel substrate having a thickness of 50 μm is used, and a fluid resistance portion for communicating the nozzle hole 4, the common liquid chamber 8 and the discharge chamber 6 with the surface portion of the third substrate 3 so as to communicate with the discharge chamber 6, respectively. 7 is provided, and an ink supply port 9 is provided so as to communicate with the common liquid chamber 8.

【0032】次に、このように構成したインクジェット
ヘッドの動作について図3及び図4を参照して説明す
る。例えば図3に示すように、振動板10と固定電極1
4Bとの間にスイッチ手段18を介して駆動回路(発振
回路)17を接続し、図4に示すように、スイッチ手段
18をオン状態にして駆動回路17により、0Vから4
0Vのパルス電位を印加し、固定電極14bの表面がプ
ラスに帯電すると、パルス電位を印加していない隣り合
う対向する可動電極14aとの間で、静電気力が発生し
て、静電気力の吸引作用が働き、固定電極14bと可動
電極14aが引き合う。
Next, the operation of the thus constructed ink jet head will be described with reference to FIGS. 3 and 4. For example, as shown in FIG. 3, the diaphragm 10 and the fixed electrode 1
4B, a drive circuit (oscillation circuit) 17 is connected via a switch means 18, and as shown in FIG. 4, the switch means 18 is turned on to drive the drive circuit 17 from 0V to 4V.
When a pulse potential of 0 V is applied and the surface of the fixed electrode 14b is positively charged, an electrostatic force is generated between the adjacent movable electrodes 14a to which the pulse potential is not applied, and the electrostatic force is attracted. Works, and the fixed electrode 14b and the movable electrode 14a attract each other.

【0033】このとき、固定電極14bは第2基板2に
固定されているので、可動電極14aが固定電極14b
側に吸引され、結果として振動板10を上方へ撓ませる
(電極側と反対側に凸状に変形させる)ことになる。そ
の結果、吐出室6内の圧力が急激に上昇し、図2に示す
ように、ノズル孔4よりインク液滴22を記録紙23に
向けて吐出することできる。
At this time, since the fixed electrode 14b is fixed to the second substrate 2, the movable electrode 14a is fixed to the fixed electrode 14b.
The diaphragm 10 is attracted to the side, and as a result, the diaphragm 10 is bent upward (deformed into a convex shape on the side opposite to the electrode side). As a result, the pressure in the ejection chamber 6 rapidly rises, and as shown in FIG. 2, the ink droplets 22 can be ejected from the nozzle holes 4 toward the recording paper 23.

【0034】そして、固定電極14bの電位が0Vに戻
ると、可動電極14aとの間に電位差はなくなり、振動
板10は元の状態に復元する。振動板10が復元するこ
とにより、インクが共通液室8より流体抵抗部7を通じ
て吐出室6内に補給される。
When the potential of the fixed electrode 14b returns to 0V, the potential difference between the fixed electrode 14b and the movable electrode 14a disappears, and the diaphragm 10 is restored to its original state. When the vibration plate 10 is restored, ink is replenished from the common liquid chamber 8 into the ejection chamber 6 through the fluid resistance portion 7.

【0035】ここで、電極間に働く力Fは、次の(1)
式に示すように電極間距離dの2乗に反比例して大きく
なる。低電圧でかつ振動板10の変位量を大きくするた
めには、電極対14を2以上設け(多段とし)、可動電
極14aと固定電極14bとの間隔を大きくする必要が
ある。
Here, the force F acting between the electrodes is as follows (1)
As shown in the formula, it increases in inverse proportion to the square of the inter-electrode distance d. In order to increase the displacement of the diaphragm 10 at a low voltage, it is necessary to provide two or more electrode pairs 14 (in multiple stages) and increase the distance between the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b.

【0036】[0036]

【数1】 [Equation 1]

【0037】なお、(1)式において、F:電極間に働
く力、ε:誘電率、S:電極の対向する面の面積、d:
電極間距離、V:印加電圧である。
In the equation (1), F: force acting between electrodes, ε: permittivity, S: area of opposing surfaces of electrodes, d:
Distance between electrodes, V: applied voltage.

【0038】このように、本発明の静電アクチュエータ
を含む液滴吐出ヘッドでは、1対の可動電極14aと固
定電極14bでは十分な静電力と振動板7の変位が得ら
れないが、静電力を発生させる電極を2対以上備えてい
るので、低電圧で各電極対14において発生した静電力
の和で振動板10を変形させることができ、振動板10
の大きな変位を得ることができる。
As described above, in the droplet discharge head including the electrostatic actuator of the present invention, a sufficient electrostatic force and displacement of the vibrating plate 7 cannot be obtained by the pair of movable electrode 14a and fixed electrode 14b. Since two or more pairs of electrodes for generating the vibration are provided, the vibration plate 10 can be deformed by the sum of the electrostatic force generated in each electrode pair 14 at a low voltage.
A large displacement can be obtained.

【0039】また、可動電極は薄膜(振動板)に固定
し、固定電極は基板に固定することで、振動板10を電
極と反対側に凸状に変形させる(押し上げる)押し打ち
が可能となり、薄膜の変位量を精度良くコントロールす
ることが可能になる。
Further, by fixing the movable electrode to the thin film (vibration plate) and fixing the fixed electrode to the substrate, it becomes possible to perform a push-out that deforms (pushes up) the vibration plate 10 in a convex shape to the side opposite to the electrode. It is possible to accurately control the displacement amount of the thin film.

【0040】ここで、可動電極14aと固定電極14b
のショートを防ぐために各電極表面に絶縁膜、例えば熱
酸化膜などを形成しておくことで、信頼性が向上する。
また、可動電極14aと固定電極14bとの間に印加す
る電圧は、可動電極14aと固定電極14bとが当接し
ない電圧値とすることで、可動電極14aと固定電極1
4bの電気的ショート、当接による電極の破壊、残留電
荷の発生等を防止することができ、信頼性が向上する。
Here, the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b
The reliability is improved by forming an insulating film, for example, a thermal oxide film on the surface of each electrode in order to prevent the short circuit.
Further, the voltage applied between the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b is set to a voltage value at which the movable electrode 14a and the fixed electrode 14b do not come into contact with each other.
It is possible to prevent electrical shorting of 4b, destruction of electrodes due to contact, generation of residual charges, etc., and reliability is improved.

【0041】さらに、可動電極側をグランド電位とし、
固定電極側に駆動電圧を印加することで、特にインクジ
ェットヘッドとしての液滴吐出ヘッドを構成した場合
に、インクに電界がかかることがなくなり、高画質化等
に対するインク選択に制約を与えることがなくなる。
Further, the movable electrode side is set to the ground potential,
By applying the drive voltage to the fixed electrode side, the electric field is not applied to the ink, particularly when a droplet discharge head as an inkjet head is configured, and there is no restriction on ink selection for higher image quality and the like. .

【0042】次に、同第2実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについて図5を参照して説明する。なお、同図
は同ヘッドの振動板短手方向に沿う要部断面説明図であ
る。このヘッドは、上記第1実施形態の振動板10側に
固定する可動電極14Aとして、可動電極14aと振動
板10との間を連結する連結部14cに、更にこの連結
部14c(可動電極14aと同じ大きさ)よりも平面形
状で面積の狭い接続部14dを形成したものである。
Next, the ink jet head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that this figure is a cross-sectional explanatory view of a main part of the same head taken along the lateral direction of the diaphragm. The head serves as a movable electrode 14A fixed to the diaphragm 10 side of the first embodiment, a connecting portion 14c connecting the movable electrode 14a and the diaphragm 10, and a connecting portion 14c (movable electrode 14a and The connection portion 14d has a planar shape and an area smaller than that of the same size).

【0043】このヘッドの動作説明は、図6及び図7
(図3及び図4にそれぞれ対応する。)に示すように、
第1実施形態と同様であるが、可動電極14aより平面
形状で面積の狭い接続部14dを設けることで、可動電
極14Aを振動板10に固定した状態で、振動板10の
実質的な膜厚が増加する面積が小さくなるため、可動電
極14Aを設けることによる振動板10の剛性増加を抑
制でき、振動板10の変位効率の低下を低減でき、効率
良く振動板10を変形させることができるので、結果的
に、第1実施形態よりも、低電圧駆動、変位量増大の効
果が得られる。
The operation of this head will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
(Corresponds to FIG. 3 and FIG. 4, respectively),
Although the same as in the first embodiment, by providing the connecting portion 14d having a planar shape and an area smaller than that of the movable electrode 14a, the substantial thickness of the diaphragm 10 is fixed in a state where the movable electrode 14A is fixed to the diaphragm 10. Since the area in which the vibration increases increases is small, the rigidity of the diaphragm 10 due to the provision of the movable electrode 14A can be suppressed, the decrease in displacement efficiency of the diaphragm 10 can be reduced, and the diaphragm 10 can be efficiently deformed. As a result, the effects of lower voltage driving and an increase in the displacement amount can be obtained as compared with the first embodiment.

【0044】加えて、第1実施形態と同様に、振動板を
押し打ちできるので、印加パルス波形によって、任意に
振動板の変位を制御できるため、高度なインク吐出精度
が得られ、高画質が比較的容易に得られる。
In addition, similarly to the first embodiment, since the diaphragm can be pushed, the displacement of the diaphragm can be arbitrarily controlled by the applied pulse waveform, so that high ink ejection accuracy can be obtained and high image quality can be obtained. It is relatively easy to obtain.

【0045】次に、同第3実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについて図8を参照して説明する。なお、同図
は同ヘッドの振動板短手方向に沿う要部断面説明図であ
る。このヘッドにおいては、振動板10側に固定する可
動電極24Aと第2基板2側に固定する固定電極24B
1、24B2とを配している。
Next, the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that this figure is a cross-sectional explanatory view of a main part of the same head taken along the lateral direction of the diaphragm. In this head, the movable electrode 24A fixed to the diaphragm 10 side and the fixed electrode 24B fixed to the second substrate 2 side.
1 and 24B2 are arranged.

【0046】可動電極24Aはそれぞれ3つの可動電極
24a(図中上から、上段、中段、下段で区別する。)
と、振動板10との接続部24dとを有する。また、固
定電極24B1は可動電極24Aの上段及び中段の可動
電極24aに対向する2つの固定電極24b1(図中上
から、上段、下段で区別する。)を有し、固定電極24
B2は可動電極24Aの中段及び下段の可動電極24a
に対向する2つの固定電極24b2(図中上から、上
段、下段で区別する。)を有する。
Each of the movable electrodes 24A is composed of three movable electrodes 24a (the upper, middle, and lower parts are distinguished from the top in the drawing).
And a connecting portion 24d with the diaphragm 10. Further, the fixed electrode 24B1 has two fixed electrodes 24b1 (which are distinguished from the upper side in the figure to the upper and lower stages) facing the movable electrode 24a in the upper and middle stages of the movable electrode 24A, and the fixed electrode 24B.
B2 is a movable electrode 24a in the middle and lower stages of the movable electrode 24A.
Has two fixed electrodes 24b2 facing each other (the upper stage and the lower stage are distinguished from the top in the drawing).

【0047】したがって、この電極構成では、可動電極
24Aの上段の可動電極24aと固定電極24B1の上
段の固定電極24b1とが電極対24を、可動電極24
Aの中段の可動電極24aと固定電極24B1の下段の
固定電極24b1及び固定電極24B2の上段の固定電
極24b2とがそれぞれ電極対24を(可動電極24a
は兼用される。)、可動電極24Aの下段の可動電極2
4aと固定電極24B2の下段の固定電極24b2とが
電極対24を、それぞれ構成する。
Therefore, in this electrode configuration, the upper movable electrode 24a of the movable electrode 24A and the upper fixed electrode 24b1 of the fixed electrode 24B1 form the electrode pair 24, and the movable electrode 24
The middle movable electrode 24a, the lower fixed electrode 24b1 of the fixed electrode 24B1, and the upper fixed electrode 24b2 of the fixed electrode 24B2 form the electrode pair 24 (the movable electrode 24a
Is also used. ), The lower movable electrode 2 of the movable electrode 24A
4a and the lower fixed electrode 24b2 of the fixed electrode 24B2 form an electrode pair 24, respectively.

【0048】すなわち、この実施形態においては、可動
電極24aとの間で可動電極24aを振動板10が電極
側に変位する方向の静電気力を発生させる、つまり、振
動板10を凹状に変形させるための固定電極24b1
と、可動電極24aとの間で可動電極24aを振動板1
0が電極と反対側に変位する方向の静電気力を発生させ
る、つまり、振動板10を凸状に変形させるための固定
電極24b2とを備えている。
That is, in this embodiment, an electrostatic force is generated between the movable electrode 24a and the movable electrode 24a in a direction in which the diaphragm 10 is displaced toward the electrode side, that is, in order to deform the diaphragm 10 into a concave shape. Fixed electrode 24b1
The movable electrode 24a between the movable electrode 24a and the movable electrode 24a.
The fixed electrode 24b2 is provided for generating an electrostatic force in the direction in which 0 is displaced to the side opposite to the electrode, that is, for deforming the diaphragm 10 into a convex shape.

【0049】このように構成したので、図9に示すよう
に、可動電極24aと固定電極24b1、24b2との
間に駆動回路17及びスイッチ手段19を接続して、図
10に示すように、スイッチ手段19をa側に切り替え
て可動電極24aと固定電極24b1との間にパルス状
電圧を印加したときには、可動電極24aと固定電極2
4b1との間で静電気力による吸引作用が働いて、可動
電極24aが下方に変位し、振動板10が凹状に変形す
る。
With this configuration, as shown in FIG. 9, the drive circuit 17 and the switch means 19 are connected between the movable electrode 24a and the fixed electrodes 24b1 and 24b2, and as shown in FIG. When the means 19 is switched to the a side and a pulsed voltage is applied between the movable electrode 24a and the fixed electrode 24b1, the movable electrode 24a and the fixed electrode 2
The electrostatic attraction works with 4b1 to displace the movable electrode 24a downward, and the diaphragm 10 is deformed into a concave shape.

【0050】また、図11に示すように、スイッチ手段
19をb側に切り替えて可動電極24aと固定電極24
b2との間にパルス状電圧を印加したときには、可動電
極24aと固定電極24b2との間で静電気力による吸
引作用が働いて、可動電極24aが上方に変位し、振動
板10が凸状に変形する。
Further, as shown in FIG. 11, the switch means 19 is switched to the b side to move the movable electrode 24a and the fixed electrode 24.
When a pulsed voltage is applied between the movable electrode 24a and the fixed electrode 24b2, an electrostatic attraction force acts between the movable electrode 24a and the fixed electrode 24b2, the movable electrode 24a is displaced upward, and the diaphragm 10 is deformed in a convex shape. To do.

【0051】したがって、固定電極24b1、24b2
に交互にパルス印加することにより、振動板10の押し
上げと引き下げが可能となり、また、固定電極24b
1、24b2のいずれかに一方に電圧を印加した状態か
ら他方に電圧を印加する状態に変化させる、つまり、例
えば図10の状態を初期状態として図11の状態に移行
させることで、振動板10の変位量を第1、第2実施形
態の2倍とすることができ、高密度化、低電圧駆動化を
図れる。
Therefore, the fixed electrodes 24b1 and 24b2
By alternately applying a pulse to, the diaphragm 10 can be pushed up and pulled down, and the fixed electrode 24b
1 or 24b2 is changed from a state in which a voltage is applied to one to a state in which a voltage is applied to the other, that is, by shifting the state of FIG. 10 from the initial state to the state of FIG. The displacement amount can be doubled compared to the first and second embodiments, and high density and low voltage driving can be achieved.

【0052】次に、第1実施形態に係るインクジェット
ヘッドの製造工程について図12ないし図17を参照し
て説明する。先ず、図12(a)に示すように、厚さ4
00μmの第2基板となるシリコン基板31上に窒化膜
32を0.1μm、シリコン酸化膜33を0.5μm、
CVD法で堆積させる。その後、レジストパターニング
と酸化膜ドライエッチングでスペーサ部12に対応する
箇所のシリコン酸化膜33を除去する。
Next, the manufacturing process of the ink jet head according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
A nitride film 32 of 0.1 μm and a silicon oxide film 33 of 0.5 μm are formed on a silicon substrate 31 serving as a second substrate of 00 μm.
It is deposited by the CVD method. After that, the silicon oxide film 33 in the portion corresponding to the spacer portion 12 is removed by resist patterning and oxide film dry etching.

【0053】そして、同図(b)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm堆積さ
せ、CMPで0.5μm厚みに研磨した後、可動電極3
4a1と隔壁の一部12aを残すようにリソでパターニ
ングし、ポリシリコンドライエッチにて不要なポリシリ
コンをエッチングする。
Then, as shown in FIG. 3B, phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method and polished to a thickness of 0.5 μm by CMP, and then the movable electrode 3 is deposited.
4a1 and part of the partition wall 12a are patterned by litho and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0054】次いで、同図(c)に示すように、シリコ
ン酸化膜38aを0.6μmCVD法で堆積させた後、
レジストパターニングと酸化膜ドライエッチングで隔壁
部12a上のシリコン酸化膜38aの除去と固定電極を
形成するための溝39aを形成する。
Then, as shown in FIG. 6C, after depositing a silicon oxide film 38a by a 0.6 μm CVD method,
The resist patterning and oxide film dry etching are performed to remove the silicon oxide film 38a on the partition wall 12a and form a groove 39a for forming a fixed electrode.

【0055】その後、同図(d)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm堆積さ
せ、CMPで0.5μm厚みに研磨した後、固定電極3
4b1と隔壁部12bを残すようにリソでパターニング
し、ポリシリコンドライエッチにて不要なポリシリコン
をエッチングする。
Thereafter, as shown in FIG. 3D, phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method and polished by CMP to a thickness of 0.5 μm.
Patterning is performed by lithography so that 4b1 and the partition 12b are left, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0056】続いて、同図(e)に示すように、段差被
覆性の良い手法、例えばプラズマCVDと有機SOG+
エッチバック法等で固定電極34b1上に1μmの厚み
のシリコン酸化膜40aを堆積させ、レジストパターニ
ングと酸化膜ドライエッチングで隔壁部12b上のシリ
コン酸化膜40aを除去し、次段の可動電極と可動電極
34a1とを連結する連結部を形成するための溝41a
を形成する。
Then, as shown in FIG. 7E, a method with good step coverage, for example, plasma CVD and organic SOG + is used.
A silicon oxide film 40a having a thickness of 1 μm is deposited on the fixed electrode 34b1 by an etch back method or the like, and the silicon oxide film 40a on the partition wall 12b is removed by resist patterning and oxide film dry etching, and the movable electrode of the next stage and the movable electrode Groove 41a for forming a connecting portion for connecting the electrode 34a1
To form.

【0057】次いで、図13(a)に示すように、リン
をドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm堆積
させ、CMPで0.5μm厚みに研磨した後、可動電極
34a2と隔壁部12cを残すようにリソでパターニン
グし、ポリシリコンドライエッチにて不要なポリシリコ
ンをエッチングする。
Next, as shown in FIG. 13A, phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method and polished to a thickness of 0.5 μm by CMP, and then the movable electrode 34a2 and the partition 12c are removed. Patterning is performed by litho so as to leave, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0058】さらに、同図(b)に示すように、前記と
同様に、シリコン酸化膜38bを0.6μmCVD法で
堆積させた後、レジストパターニングと酸化膜ドライエ
ッチングで隔壁部12c上のシリコン酸化膜38bの除
去と次段の固定電極と固定電極34b1とを接続する連
結部を形成するための溝39bを形成する。
Further, as shown in FIG. 7B, as in the above, after depositing the silicon oxide film 38b by the 0.6 μm CVD method, the silicon oxide film on the partition wall 12c is patterned by resist patterning and oxide film dry etching. A groove 39b is formed for removing the film 38b and forming a connecting portion that connects the fixed electrode of the next stage and the fixed electrode 34b1.

【0059】そして、同図(c)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm堆積さ
せ、CMPで0.5μm厚みに研磨した後、固定電極3
4b2と隔壁部12dを残すようにリソでパターニング
し、ポリシリコンドライエッチにて不要なポリシリコン
をエッチングする。
Then, as shown in FIG. 6C, polysilicon doped with phosphorus is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method and polished by CMP to a thickness of 0.5 μm, and then the fixed electrode 3 is formed.
4b2 and the partition 12d are left to be patterned by lithography, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0060】次いで、図14(a)に示すように、前記
と同様、段差被覆性の良い手法、例えばプラズマCVD
と有機SOG+エッチバック法等で固定電極34b2上
に1μmのシリコン酸化膜40bを堆積させる。その後
レジストパターニングと酸化膜ドライエッチングで隔壁
12d上のシリコン酸化膜40bを除去し、可動電極3
4a2と振動板10とを連結する連結部を形成するため
の溝41bを形成する。
Next, as shown in FIG. 14A, as in the above, a method with good step coverage, for example, plasma CVD
Then, a 1 μm silicon oxide film 40b is deposited on the fixed electrode 34b2 by the organic SOG + etchback method or the like. After that, the silicon oxide film 40b on the partition wall 12d is removed by resist patterning and oxide film dry etching.
A groove 41b for forming a connecting portion that connects the 4a2 and the diaphragm 10 is formed.

【0061】そして、同図(b)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm厚みに
堆積させた後、可動電極34b2と振動板10とを連結
して接合するための連結部34cと隔壁の一部12eを
残すようにリソでパターニングし、ポリシリコンドライ
エッチにて不要なポリシリコンをエッチングする。
Then, as shown in FIG. 9B, after the phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, the movable electrode 34b2 and the vibrating plate 10 are connected and joined. Patterning is performed by lithography so as to leave the connecting portion 34c and a part of the partition wall 12e, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0062】続いて、同図(c)に示すように、段差被
覆性の良い手法、例えばプラズマCVDと有機SOG+
エッチバック法等で連結部34c上及び隔壁12e上に
0.5μmのシリコン酸化膜42を堆積させる。
Then, as shown in FIG. 7C, a method with good step coverage, for example, plasma CVD and organic SOG + is used.
A silicon oxide film 42 of 0.5 μm is deposited on the connecting portion 34c and the partition wall 12e by an etch back method or the like.

【0063】その後、図15(a)に示すように、CM
P法により、連結部34cと隔壁12eが露出するまで
シリコン酸化膜42を研磨する。
After that, as shown in FIG.
By the P method, the silicon oxide film 42 is polished until the connecting portion 34c and the partition wall 12e are exposed.

【0064】そして、同図(b)に示すように、振動板
10を形成するため、リンをドープしたポリシリコンを
CVD法で1.5μm厚みに堆積させた後、CMPで
0.5μm厚みまで研磨し、振動板10となるポリシリ
コン43表面を鏡面状態にする。
Then, as shown in FIG. 7B, in order to form the vibration plate 10, phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 1.5 μm by a CVD method, and then a thickness of 0.5 μm is obtained by CMP. Polishing is performed to make the surface of the polysilicon 43 that becomes the vibration plate 10 a mirror surface.

【0065】その後、図16に示すように、ポリシリコ
ン43にリソエッチでシリコン酸化膜を除去するための
開口部44を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 16, an opening 44 for removing the silicon oxide film is formed in the polysilicon 43 by litho etching.

【0066】次いで、図17(a)に示すように、厚さ
400μmのシリコン基板51に900℃/10分のウ
ェット酸化により熱酸化膜52を100nm厚みに形成
した厚さ400μmのシリコン基板51を用意し、この
シリコン基板51をポリシリコン43上に熱酸化膜52
を介して貼り合せ、高温加熱(1000℃/2時間)す
ることにより強固に接合する。
Next, as shown in FIG. 17A, a 400 μm thick silicon substrate 51 having a thickness of 400 μm is formed by forming a thermal oxide film 52 to a thickness of 100 nm on the silicon substrate 51 having a thickness of 400 μm by wet oxidation at 900 ° C. for 10 minutes. The silicon substrate 51 is prepared and the thermal oxide film 52 is formed on the polysilicon 43.
Then, they are bonded together and heated at a high temperature (1000 ° C./2 hours) to firmly bond them.

【0067】そして、同図(b)に示すように、レジス
トで吐出室6等の液室形状と前述したポリシコン43の
開口部44に対応する電極形成部のシリコン酸化膜を除
去するためめ開口部をパターニングし、ICPエッチャ
ーで下地熱酸化膜52が露出するまで、シリコンエッチ
ングを行って吐出室6等の液室(流路)を形成する。次
に、レジストを除去した後、熱酸化膜52を除去してポ
リシリコン43からなる振動板10を形成するととも
に、電極形成部に残存しているシリコン酸化膜33、3
8a、38b、40a、40bをフッ酸で除去する。
Then, as shown in FIG. 7B, a resist is used to remove the silicon oxide film in the electrode chamber corresponding to the shape of the liquid chamber such as the discharge chamber 6 and the opening 44 of the polysilicon 43 described above. The portion is patterned, and silicon etching is performed by an ICP etcher until the underlying thermal oxide film 52 is exposed to form a liquid chamber (flow passage) such as the discharge chamber 6. Next, after removing the resist, the thermal oxide film 52 is removed to form the diaphragm 10 made of the polysilicon 43, and the silicon oxide films 33 and 3 remaining in the electrode formation portion are formed.
8a, 38b, 40a, 40b are removed with hydrofluoric acid.

【0068】その後、ノズル板3を貼り合せることによ
り、インクジェットヘッドが完成する。
Thereafter, the ink jet head is completed by bonding the nozzle plate 3 together.

【0069】なお、ここでは2段の電極形成を行う製造
工程を説明したが、3段以上の電極対を形成する場合に
は、図12(e)〜図13(c)の工程を繰り返すこと
により容易に実現できる。また、電極形成、ギャップ形
成をCVD法で行うことにより、容易にその膜厚を制御
でき、目的に合った構成を容易に作製できる。
Although the manufacturing process for forming the electrodes in two steps has been described here, when forming electrode pairs in three or more steps, the steps of FIGS. 12 (e) to 13 (c) are repeated. Can be realized easily. Further, by performing the electrode formation and the gap formation by the CVD method, the film thickness can be easily controlled, and the structure suitable for the purpose can be easily manufactured.

【0070】加えて、振動板を引き打ちする場合、イン
ク吐出は振動板の復元力のみで制御されるが、本実施形
態の押し打ちの場合、印加パルス波形によって、任意に
振動板の変位を制御できるため、高度なインク吐出精度
が得られ、高画質が比較的容易に得られる。
In addition, when the vibrating plate is ejected, ink ejection is controlled only by the restoring force of the vibrating plate, but in the case of the push ejection of the present embodiment, the displacement of the vibrating plate can be arbitrarily changed by the applied pulse waveform. Since it can be controlled, a high ink ejection accuracy can be obtained, and a high image quality can be obtained relatively easily.

【0071】次に、同第2実施形態に係るインクジェッ
トヘッドの図18を参照して説明する。ここでは、前記
第1実施形態に係るヘッドの製造工程と同様にして、図
12(a)〜図14(c)の工程を行った後、図18
(a)に示すように、リソエッチのより、可動電極の連
結部34cと振動板10との間の接続部34dを形成す
るための接続部形成溝45(幅1μm)と隔壁部12e
上の酸化膜を除去する。
Next, the ink jet head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, after performing the steps of FIGS. 12A to 14C in the same manner as in the manufacturing step of the head according to the first embodiment, FIG.
As shown in (a), by litho-etching, a connecting portion forming groove 45 (width 1 μm) for forming a connecting portion 34d between the connecting portion 34c of the movable electrode and the vibration plate 10 and the partition wall portion 12e.
The upper oxide film is removed.

【0072】そして、図18(b)に示すように、リン
をドープしたポリシリコンをCVD法で1.2μm堆積
させ、CMPで接続部34dと隔壁12fが残るように
研磨する。その後、図16及び図17と同様の工程を経
て、ノズル板3を貼り合せることにより、インクジェッ
トヘッドを完成する。
Then, as shown in FIG. 18B, phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 1.2 μm by the CVD method and polished by CMP so that the connecting portion 34d and the partition 12f remain. After that, the nozzle plate 3 is pasted through the same steps as in FIGS. 16 and 17 to complete the inkjet head.

【0073】なお、ここでは2段の電極形成を行う製造
工程を説明したが、3段以上の電極対を形成する場合に
は、図12(e)〜図13(c)の工程を繰り返すこと
により容易に実現できる。また、電極形成、ギャップ形
成をCVD法で行うことにより、容易にその膜厚を制御
でき、目的に合った構成を容易に作製できる。
Although the manufacturing process for forming the electrodes in two steps has been described here, when forming electrode pairs in three or more steps, the steps of FIGS. 12 (e) to 13 (c) are repeated. Can be realized easily. Further, by performing the electrode formation and the gap formation by the CVD method, the film thickness can be easily controlled, and the structure suitable for the purpose can be easily manufactured.

【0074】次に、第3実施形態に係るインクジェット
ヘッドの製造工程について図19ないし図21を参照し
て説明する。先ず、図19(a)に示すように、厚さ4
00μmの第2基板となるシリコン基板61上にシリコ
ン酸化膜62を0.1μm厚みにCVD法で形成し、リ
ンをドープしたポリシリコンを0.3μm厚みに形成し
て、固定電極に電圧を印加するための配線63、64を
リソエッチにより形成した後、CVD法により窒化膜6
5を0.1μm厚みに形成する。そして、シリコン酸化
膜66をCVD法で1μm厚みに形成し、リソエッチで
隔壁12aを形成する箇所のシリコン酸化膜66を除去
する。なお、配線63、64は、高融点材料、例えば窒
化チタン、タングステン等で形成することもできる。
Next, the manufacturing process of the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
A silicon oxide film 62 having a thickness of 0.1 μm is formed by a CVD method on a silicon substrate 61 serving as a second substrate having a thickness of 00 μm, and polysilicon doped with phosphorus is formed to have a thickness of 0.3 μm, and a voltage is applied to a fixed electrode. After forming the wirings 63 and 64 for performing the etching by litho etching, the nitride film 6 is formed by the CVD method.
5 is formed to a thickness of 0.1 μm. Then, the silicon oxide film 66 is formed to a thickness of 1 μm by the CVD method, and the silicon oxide film 66 at the location where the partition wall 12a is formed is removed by litho etching. The wirings 63 and 64 can also be formed of a high melting point material such as titanium nitride or tungsten.

【0075】次いで、同図(b)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm厚みに
堆積させた後、可動電極74a1と隔壁部12aを残す
ようにリソでパターニングし、ポリシリコンドライエッ
チにて不要なポリシリコンをエッチングする。
Next, as shown in FIG. 7B, after phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, it is patterned by lithography so as to leave the movable electrode 74a1 and the partition 12a. , Unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0076】そして、シリコン酸化膜67aを0.6μ
m厚みにCVD法で堆積させた後、レジストパターニン
グと酸化膜ドライエッチングで隔壁部12a上のシリコ
ン酸化膜67aの除去と、可動電極間の連結部(可動電
極の一部)を形成するための溝(可動電極接続孔)70
a、固定電極と配線63、64を接続するための連結部
(固定電極の一部)を形成するための溝(固定電極接続
孔)68a、69aを形成する。
Then, the silicon oxide film 67a is set to 0.6 μm.
After depositing to a thickness of m by the CVD method, the silicon oxide film 67a on the partition wall 12a is removed by resist patterning and oxide film dry etching, and a connecting portion between movable electrodes (a part of the movable electrode) is formed. Groove (movable electrode connection hole) 70
a, Grooves (fixed electrode connection holes) 68a and 69a for forming a connecting portion (a part of the fixed electrode) for connecting the fixed electrode and the wirings 63 and 64 are formed.

【0077】続いて、同図(c)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm厚みに
堆積させた後、可動電極の一部76a1、隔壁部12
b、固定電極74b11、固定電極の一部77b11、
77b21を残すようにリソでパターニングし、ポリシ
リコンドライエッチにて不要なポリシリコンをエッチン
グする。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, after phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, a part of the movable electrode 76a1 and the partition wall 12 are formed.
b, the fixed electrode 74b11, a part of the fixed electrode 77b11,
Patterning is performed by lithography so as to leave 77b21, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0078】そして、段差被覆性の良い手法、例えばプ
ラズマCVDと有機SOG+エッチバック法等でシリコ
ン酸化膜71aを1μm厚みに堆積させる。その後、リ
ソエッチで、可動電極接続孔70b、固定電極接続孔6
8b、69bの形成を行うとともに隔壁部12b上のシ
リコン酸化膜71aを除去する。
Then, the silicon oxide film 71a is deposited to a thickness of 1 μm by a method having a good step coverage, for example, plasma CVD and organic SOG + etchback method. After that, by litho etching, the movable electrode connection hole 70b and the fixed electrode connection hole 6 are formed.
8b and 69b are formed, and the silicon oxide film 71a on the partition wall 12b is removed.

【0079】その後、同図(d)に示すように、リンを
ドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm厚みに
堆積させた後、可動電極の一部76a2、隔壁部12
c、固定電極の一部77b12、77b22を残すよう
にリソでパターニングし、ポリシリコンドライエッチに
て不要なポリシリコンをエッチングする。
After that, as shown in FIG. 6D, after phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, a part of the movable electrode 76a2 and the partition wall 12 are formed.
c, patterning is performed by lithography so as to leave the fixed electrodes 77b12 and 77b22, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0080】そして、段差被覆性の良い手法、例えばプ
ラズマCVDと有機SOG+エッチバック法等でシリコ
ン酸化膜71bを1μm厚みに堆積させる。その後、リ
ソエッチで可動電極接続孔70c、固定電極接続孔68
c、69cの形成、及び隔壁部12c上のシリコン酸化
膜71bの除去を行う。
Then, the silicon oxide film 71b is deposited to a thickness of 1 μm by a method having a good step coverage, for example, plasma CVD and organic SOG + etchback method. After that, the movable electrode connection hole 70c and the fixed electrode connection hole 68 are formed by litho etching.
c and 69c are formed, and the silicon oxide film 71b on the partition 12c is removed.

【0081】次いで、図20(a)に示すように、リン
をドープしたポリシリコンをCVD法で2.5μm厚み
に堆積させた後、可動電極の一部76a3、隔壁部12
d、固定電極74b21、固定電極の一部77b13、
77b23を残すようにリソでパターニングし、ポリシ
リコンドライエッチにて不要なポリシリコンをエッチン
グする。
Next, as shown in FIG. 20A, after phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, a part of the movable electrode 76a3 and the partition wall 12 are formed.
d, the fixed electrode 74b21, a part of the fixed electrode 77b13,
Patterning is performed by litho so as to leave 77b23, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0082】そして、シリコン酸化膜67bを0.6μ
m厚みにCVD法で堆積させる。その後、レジストパタ
ーニングと酸化膜ドライエッチングで隔壁部12d上の
シリコン酸化膜67bの除去と、可動電極接続孔70
d、固定電極接続孔68d、69dの形成とを行う。
Then, the silicon oxide film 67b is set to 0.6 μm.
It is deposited to a thickness of m by the CVD method. After that, the silicon oxide film 67b on the partition wall 12d is removed by resist patterning and oxide film dry etching, and the movable electrode connection hole 70 is formed.
d, the fixed electrode connection holes 68d and 69d are formed.

【0083】同図(b)に示すように、リンをドープし
たポリシリコンをCVD法で2.5μm厚みに堆積させ
た後、可動電極の一部76a4、隔壁部12e、固定電
極の一部77b14、78b24を残すようにリソでパ
ターニングし、ポリシリコンドライエッチにて不要なポ
リシリコンをエッチングする。
As shown in FIG. 10B, after phosphorus-doped polysilicon is deposited to a thickness of 2.5 μm by the CVD method, the movable electrode portion 76a4, the partition wall portion 12e, and the fixed electrode portion 77b14 are deposited. , 78b24 are left unetched, and unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0084】そして、シリコン酸化膜67cを0.6μ
mCVD法で堆積させた後、レジストパターニングと酸
化膜ドライエッチングで隔壁部12e上のシリコン酸化
膜67cの除去と、可動電極接続孔、固定電極接続孔の
形成を行った後、リンをドープしたポリシリコンをCV
D法で2.5μm厚みに堆積させ、固定電極74b1
2、固定電極の一部77b25、隔壁部12f、可動電
極の一部76a5を残すようにリソでパターニングし、
ポリシリコンドライエッチにて不要なポリシリコンをエ
ッチングする。
Then, the silicon oxide film 67c is set to 0.6 μm.
After depositing by the mCVD method, the silicon oxide film 67c on the partition wall 12e is removed by resist patterning and oxide film dry etching, and the movable electrode connection hole and the fixed electrode connection hole are formed, and then phosphorus-doped poly is used. Silicon CV
The fixed electrode 74b1 is deposited to a thickness of 2.5 μm by the D method.
2, patterning with litho so as to leave a part of the fixed electrode 77b25, the partition wall 12f, and a part of the movable electrode 76a5,
Unnecessary polysilicon is etched by polysilicon dry etching.

【0085】次いで、同図(c)に示すように、段差被
覆性の良い手法、例えばプラズマCVDと有機SOG+
エッチバック法等でシリコン酸化膜71cを1μm厚み
に堆積させた後、リソエッチで可動電極接続孔70d、
固定電極接続孔69eの形成、及び隔壁部12f上のシ
リコン酸化膜71cの除去を行う。
Then, as shown in FIG. 7C, a method with good step coverage, for example, plasma CVD and organic SOG + is used.
After depositing a silicon oxide film 71c to a thickness of 1 μm by an etch back method or the like, a movable electrode connection hole 70d is formed by litho etching.
The fixed electrode connection hole 69e is formed and the silicon oxide film 71c on the partition 12f is removed.

【0086】これらの電極形成とシリコン酸化膜形成を
繰返し行って、図21(a)に示す構造を形成する。こ
れにより、隔壁12、可動電極74a1、74a2、7
4a3、固定電極74b11、74b12、74b2
1、74b22、振動板10と可動電極との接続部74
dもされている。その後、第1実施形態の製造工程で説
明した図17と同様の処理を行うことにより、図21
(b)の構造が得られる。これにノズル板3を貼り合せ
ることにより、インクジェットヘッドが完成する。
The formation of these electrodes and the formation of the silicon oxide film are repeated to form the structure shown in FIG. Thereby, the partition 12 and the movable electrodes 74a1, 74a2, 7
4a3, fixed electrodes 74b11, 74b12, 74b2
1, 74b22, a connecting portion 74 between the diaphragm 10 and the movable electrode
d has also been done. After that, by performing the same processing as that of FIG. 17 described in the manufacturing process of the first embodiment, FIG.
The structure of (b) is obtained. The ink jet head is completed by bonding the nozzle plate 3 to this.

【0087】なお、ここでは、4段の電極形成の製造工
程を説明したが、工程を繰り返すことによって任意の複
数段の電極が形成できる。また、電極形成、ギャップ形
成をCVD法で行うため、容易にその膜厚を制御でき、
目的に合った構成を容易に作製できる。
Although the manufacturing process for forming the electrodes in four steps has been described here, an arbitrary plurality of steps of electrodes can be formed by repeating the steps. Further, since the electrode formation and the gap formation are performed by the CVD method, the film thickness can be easily controlled,
A structure suitable for the purpose can be easily manufactured.

【0088】上記各実施形態の製造工程において、電極
間ギャップを形成するためにシリコン酸化膜を犠牲層と
して用いたが熱酸化膜で形成することもできる。また、
可動電極と固定電極のショートを防ぐために、各電極表
面に絶縁膜、例えば熱酸化膜を形成しておくと良い。
In the manufacturing process of each of the above-described embodiments, the silicon oxide film is used as the sacrificial layer to form the inter-electrode gap, but it may be formed of a thermal oxide film. Also,
In order to prevent a short circuit between the movable electrode and the fixed electrode, it is preferable to form an insulating film, for example, a thermal oxide film on the surface of each electrode.

【0089】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドとして
のインクジェットヘッドとインクタンクを一体にしたイ
ンクカートリッジについて図22を参照して説明する。
このインクカートリッジ(インクタンク一体型ヘッド)
100は、ノズル孔101等を有する上記各実施形態の
いずれかのインクジェットヘッド102と、このインク
ジェットヘッド102に対してインクを供給するインク
タンク103とを一体化したものである。
Next, an ink cartridge in which an ink jet head as a droplet discharge head and an ink tank according to the present invention are integrated will be described with reference to FIG.
This ink cartridge (ink tank integrated head)
Reference numeral 100 denotes an inkjet head 102 of any of the above-described embodiments that has a nozzle hole 101 and the like, and an ink tank 103 that supplies ink to the inkjet head 102, which are integrated.

【0090】このように本発明に係る液滴吐出ヘッドで
あるインクジェットヘッドとインクタンクとを一体化す
ることにより、滴吐出効率が高く、安定した滴吐出特性
が得られる液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリ
ッジ(インクタンク一体型ヘッド)が得られる。
By thus integrating the ink jet head, which is the liquid droplet ejection head according to the present invention, and the ink tank, the liquid droplet ejection head that has high droplet ejection efficiency and stable droplet ejection characteristics is integrated. The obtained ink cartridge (ink tank integrated head) is obtained.

【0091】次に、本発明に係るインクジェットヘッド
(インクカートリッジ一体型ヘッドを含む)を搭載した
インクジェット記録装置の一例について図23及び図2
4を参照して説明する。なお、図23は同記録装置の斜
視説明図、図24は同記録装置の機構部の側面説明図で
ある。
Next, an example of an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet head (including an ink cartridge integrated head) according to the present invention will be described with reference to FIGS. 23 and 2.
This will be described with reference to FIG. 23 is a perspective explanatory view of the recording apparatus, and FIG. 24 is a side view of a mechanical portion of the recording apparatus.

【0092】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体111の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェット
ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給
するインクカートリッジ等で構成される印字機構部11
2等を収納し、装置本体111の下方部には前方側から
多数枚の用紙113を積載可能な給紙カセット(或いは
給紙トレイでもよい。)114を抜き差し自在に装着す
ることができ、また、用紙113を手差しで給紙するた
めの手差しトレイ115を開倒することができ、給紙カ
セット114或いは手差しトレイ115から給送される
用紙113を取り込み、印字機構部112によって所要
の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ1
16に排紙する。
This ink jet recording apparatus has a carriage movable inside the recording apparatus main body 111 in the main scanning direction, a recording head including the ink jet head according to the present invention mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. Printing mechanism section 11 composed of
A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 114 capable of accommodating a large number of sheets 113 from the front side can be detachably attached to the lower portion of the apparatus main body 111 for accommodating 2 or the like. The manual feed tray 115 for manually feeding the paper 113 can be opened and closed, the paper 113 fed from the paper feed cassette 114 or the manual feed tray 115 is taken in, and a desired image is recorded by the printing mechanism unit 112. After that, the output tray 1 mounted on the rear side
The paper is discharged to 16.

【0093】印字機構部112は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド121と
従ガイドロッド122とでキャリッジ123を主走査方
向(図24で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、この
キャリッジ123にはイエロー(Y)、シアン(C)、
マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を
吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェ
ットヘッドからなるヘッド124を複数のインク吐出口
を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方
向を下方に向けて装着している。またキャリッジ123
にはヘッド124に各色のインクを供給するための各イ
ンクカートリッジ125を交換可能に装着している。
The printing mechanism 112 slides the carriage 123 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 24) by the main guide rod 121 and the sub guide rod 122, which are guide members that are horizontally mounted on the left and right side plates (not shown). The carriage 123 is freely held, and yellow (Y), cyan (C),
A head 124, which is an ink jet head that is a droplet ejection head according to the present invention that ejects ink droplets of each color of magenta (M) and black (Bk), is arranged in a direction in which a plurality of ink ejection ports intersects the main scanning direction. , The ink droplet ejection direction is downward. Also, the carriage 123
Each ink cartridge 125 for supplying each color ink to the head 124 is replaceably mounted.

【0094】インクカートリッジ125は上方に大気と
連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへイン
クを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多
孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジ
ェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持
している。
The ink cartridge 125 has an upper atmosphere port communicating with the atmosphere, a lower supply port for supplying ink to the ink jet head, and a porous body filled with ink in the interior. The ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of.

【0095】また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘ
ッド124を用いているが、各色のインク滴を吐出する
ノズルを有する1個のヘッドでもよい。
Although the heads 124 for the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets for the respective colors may be used.

【0096】ここで、キャリッジ123は後方側(用紙
搬送方向下流側)を主ガイドロッド121に摺動自在に
嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッ
ド122に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ123を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ127で回転駆動される駆動プーリ128と従動
プーリ129との間にタイミングベルト130を張装
し、このタイミングベルト130をキャリッジ123に
固定しており、主走査モーター127の正逆回転により
キャリッジ123が往復駆動される。
Here, the carriage 123 is slidably fitted to the main guide rod 121 on the rear side (downstream side in the sheet transport direction) and slidably fitted to the slave guide rod 122 on the front side (upstream side in the sheet transport direction). It is placed in. Then, in order to move and scan the carriage 123 in the main scanning direction, a timing belt 130 is stretched between the drive pulley 128 and the driven pulley 129 which are rotationally driven by the main scanning motor 127, and the timing belt 130 is mounted on the carriage 123. The carriage 123 is reciprocally driven by the forward and reverse rotations of the main scanning motor 127.

【0097】一方、給紙カセット114にセットした用
紙113をヘッド124の下方側に搬送するために、給
紙カセット114から用紙113を分離給装する給紙ロ
ーラ131及びフリクションパッド132と、用紙11
3を案内するガイド部材133と、給紙された用紙11
3を反転させて搬送する搬送ローラ134と、この搬送
ローラ134の周面に押し付けられる搬送コロ135及
び搬送ローラ134からの用紙113の送り出し角度を
規定する先端コロ136とを設けている。搬送ローラ1
34は副走査モータ137によってギヤ列を介して回転
駆動される。
On the other hand, in order to convey the paper 113 set in the paper feed cassette 114 to the lower side of the head 124, a paper feed roller 131 and a friction pad 132 for separating and feeding the paper 113 from the paper feed cassette 114, and the paper 11
Guide member 133 for guiding the sheet 3 and the fed sheet 11
A conveyance roller 134 that reverses and conveys 3 is provided, a conveyance roller 135 that is pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 134, and a leading end roller 136 that defines the feed angle of the paper 113 from the conveyance roller 134. Conveyor roller 1
The sub-scanning motor 137 is rotationally driven through a gear train.

【0098】そして、キャリッジ123の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ134から送り出された
用紙113を記録ヘッド124の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材139を設けている。こ
の印写受け部材139の用紙搬送方向下流側には、用紙
113を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ141、拍車142を設け、さらに用紙113を排
紙トレイ116に送り出す排紙ローラ143及び拍車1
44と、排紙経路を形成するガイド部材145,146
とを配設している。
A print receiving member 139, which is a paper guide member for guiding the paper 113 sent out from the carrying roller 134 below the recording head 124 in correspondence with the movement range of the carriage 123 in the main scanning direction, is provided. There is. A transport roller 141 and a spur 142 that are driven to rotate in order to send the paper 113 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the print receiving member 139 in the paper transport direction, and further, the paper 113 is sent to the paper discharge tray 116. Roller 143 and spur 1
44, and guide members 145 and 146 that form the paper discharge path
And are arranged.

【0099】記録時には、キャリッジ123を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド124を駆動するこ
とにより、停止している用紙113にインクを吐出して
1行分を記録し、用紙113を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙113の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙113を排紙する。この場合、ヘッド12
4を構成する本発明に係るインクジェットヘッドはイン
ク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されている
ので、安定して高い画像品質の画像を記録することがで
きる。
At the time of recording, by driving the recording head 124 in accordance with the image signal while moving the carriage 123, ink is ejected onto the stopped paper 113 to record one line, and the paper 113 is moved by a predetermined amount. After transportation, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 113 reaches the recording area, the recording operation is ended and the paper 113 is ejected. In this case, the head 12
In the ink jet head according to the present invention, which composes No. 4, the controllability of ink droplet ejection is improved and the characteristic variation is suppressed, so that an image with high image quality can be stably recorded.

【0100】また、キャリッジ123の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド124の吐出不良
を回復するための回復装置147を配置している。回復
装置147はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手
段を有している。キャリッジ123は印字待機中にはこ
の回復装置147側に移動されてキャッピング手段でヘ
ッド124をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に
保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出す
ることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、
安定した吐出性能を維持する。
Further, a recovery device 147 for recovering the ejection failure of the head 124 is arranged at a position outside the recording area on the right end side of the carriage 123 in the moving direction. The recovery device 147 has a cap means, a suction means, and a cleaning means. The carriage 123 is moved to the recovery device 147 side while the printing is on standby, the head 124 is capped by the capping means, and the ejection port portion is kept wet to prevent ejection failure due to ink drying.
Also, by ejecting ink that is not related to recording during recording, etc., the ink viscosity of all ejection ports is made constant,
Maintains stable discharge performance.

【0101】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でヘッド124の吐出口(ノズル)を密封し、
チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに
気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等
はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復され
る。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された
廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のイ
ンク吸収体に吸収保持される。
When a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the head 124 is sealed with a capping means,
Bubbles and the like are sucked out together with the ink from the discharge port by the suction means through the tube, and the ink and dust adhering to the surface of the discharge port are removed by the cleaning means to recover the discharge failure. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed in the lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

【0102】このように、このインクジェット記録装置
においては本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジ
ェットヘッドを搭載しているので、安定したインク滴吐
出特性が得られて、画像品質が向上する。また、低電圧
で駆動できるヘッドを搭載するので、インクジェット記
録装置全体の消費電力も低減できる。
As described above, since this ink jet recording apparatus is equipped with the ink jet head which is the liquid droplet ejection head according to the present invention, stable ink droplet ejection characteristics are obtained and the image quality is improved. Further, since a head that can be driven at a low voltage is mounted, the power consumption of the entire inkjet recording device can be reduced.

【0103】次に、本発明に係る静電アクチュエータを
含むマイクロデバイスとしてのマイクロポンプについて
図25を参照して説明する。なお、同図は同マイクロポ
ンプの要部断面説明図である。このマイクロポンプは、
流路基板201と保護基板202とを重ねて接合した積
層構造となっており、流路基板201には流体が流れる
流路203を形成するとともに、流路203の一壁面を
形成する変形可能な薄膜可動板204(ヘッドの振動板
に相当する。)を設け、可動板204の保護基板202
と接合固定しない部分は可動部分205となっている。
Next, a micropump as a microdevice including the electrostatic actuator according to the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the figure is a cross-sectional explanatory view of the main parts of the micropump. This micro pump
The flow path substrate 201 and the protection substrate 202 are laminated and bonded to each other. The flow path substrate 201 is formed with a flow path 203 through which a fluid flows, and is also deformable to form one wall surface of the flow path 203. A thin film movable plate 204 (corresponding to a vibrating plate of the head) is provided to protect the movable plate 204.
The portion that is not joined and fixed with is a movable portion 205.

【0104】そして、可動部分205と保護基板203
と隔壁部209で形成される空間208内に、前記液滴
吐出ヘッドの実施形態で説明したと同様な、可動部分2
05に略平行で、かつ互いに対向する可動電極と固定電
極からなる電極対207を2段にして設けている。
Then, the movable portion 205 and the protective substrate 203
A movable part 2 similar to that described in the embodiment of the droplet discharge head is provided in the space 208 formed by the partition wall 209.
Electrode pairs 207 each of which is composed of a movable electrode and a fixed electrode, which are substantially parallel to each other and which face each other, are provided in two stages.

【0105】このマイクロポンプの動作原理を説明する
と、液滴吐出ヘッドの動作で説明したように、電極対2
07に対してパルス電位を与えることによって可動電極
が変位して可動部分205が流路203側に凸状に変形
する。ここで、可動部分205を図中右側から順次駆動
することによって流路203内の流体は、矢印方向へ流
れが生じ、流体の輸送が可能となる。
The operation principle of this micropump will be described. As described in the operation of the droplet discharge head, the electrode pair 2 is used.
By applying a pulse potential to 07, the movable electrode is displaced and the movable portion 205 is deformed in a convex shape toward the flow path 203 side. Here, by sequentially driving the movable part 205 from the right side in the drawing, the fluid in the flow path 203 flows in the direction of the arrow, and the fluid can be transported.

【0106】この場合、可動部分205と電極対207
とで構成される静電アクチュエータは、前述した液滴吐
出ヘッドの振動板と電極対からなる静電アクチュエータ
と同様に構成されているので、駆動効率が向上し、安定
した駆動特性が得られ、流体を安定して効率的に移送す
ることができる。
In this case, the movable portion 205 and the electrode pair 207 are
Since the electrostatic actuator configured by is configured in the same manner as the electrostatic actuator including the vibration plate and the electrode pair of the droplet discharge head described above, the driving efficiency is improved, and stable driving characteristics are obtained. The fluid can be stably and efficiently transferred.

【0107】なお、この例では可動部分を複数設けた例
を示したが、可動部分は1つでも良い。また、輸送効率
を上げるために、可動部分間に1又は複数の弁、例えば
逆止弁などを設けることもできる。
In this example, a plurality of movable parts are provided, but only one movable part may be provided. Also, one or more valves, such as a check valve, may be provided between the moving parts to increase transport efficiency.

【0108】次に、本発明に係る静電アクチュエータを
含むマイクロデバイスの他の例として光学デバイスの実
施形態について図26を参照して説明する。なお、同図
は同デバイスの概略構成図である。この光学デバイス
は、変形可能なミラー301と保護基板302とを重ね
て接合しており、ミラー301の保護基板302と接合
固定しない部分は可動部分305となっている。なお、
ミラー301表面は反射率を増加させるため誘電体多層
膜や金属膜を形成すると良い。
Next, an embodiment of an optical device as another example of the microdevice including the electrostatic actuator according to the present invention will be described with reference to FIG. The figure is a schematic configuration diagram of the device. In this optical device, a deformable mirror 301 and a protective substrate 302 are overlapped and bonded to each other, and a portion of the mirror 301 which is not bonded and fixed to the protective substrate 302 is a movable part 305. In addition,
A dielectric multilayer film or a metal film may be formed on the surface of the mirror 301 to increase the reflectance.

【0109】そして、可動部分305と保護基板303
と隔壁部309で形成される空間308内に、前記液滴
吐出ヘッドの実施形態で説明したと同様な、可動部分3
05に略平行で、かつ互いに対向する可動電極と固定電
極からなる電極対307を2段にして設けている。
Then, the movable portion 305 and the protective substrate 303
In the space 308 formed by the partition 309 and the partition 309, the movable part 3 similar to that described in the embodiment of the droplet discharge head is provided.
Electrode pairs 307 each of which includes a movable electrode and a fixed electrode, which are substantially parallel to each other and which face each other, are provided in two stages.

【0110】この光学デバイスの原理を説明すると、前
記液滴吐出ヘッドの動作で説明したと同様に、ミラー3
01の可動部分305に設けた電極対307、307に
対してパルス電位を与えることによって、電極対30
7、307の可動電極が変位し、可動部分305が凸状
に変形して凸面ミラーとなる。したがって、光源310
からの光がレンズ311を介してミラー301に照射し
た場合、ミラー301を駆動しないときには、光は入射
角と同じ角度で反射するが、ミラー301を可動部分3
05を駆動した場合はその可動部分305が凸面ミラー
となるので反射光は発散光となる。これにより光変調デ
バイスが実現できる。
The principle of this optical device will be described. As in the case of the operation of the droplet discharge head, the mirror 3
01 by applying a pulse potential to the electrode pair 307, 307 provided in the movable part 305 of the electrode pair 30.
The movable electrodes 7 and 307 are displaced, and the movable portion 305 is deformed into a convex shape to form a convex mirror. Therefore, the light source 310
When the light from irradiates the mirror 301 through the lens 311, the light is reflected at the same angle as the incident angle when the mirror 301 is not driven, but the mirror 301 does not move.
When 05 is driven, the movable portion 305 serves as a convex mirror, so that the reflected light becomes divergent light. Thereby, an optical modulation device can be realized.

【0111】この場合、可動部分305と電極対307
とで構成される静電アクチュエータは、前述した液滴吐
出ヘッドの振動板と電極とで構成される静電アクチュエ
ータと同様に構成しているので、安定した、効率的な駆
動が可能になり、安定した動作特性が得られる光変調デ
バイスを構成できる。
In this case, the movable portion 305 and the electrode pair 307
The electrostatic actuator configured by is configured in the same manner as the electrostatic actuator configured by the vibration plate and the electrode of the droplet discharge head described above, so that stable and efficient driving is possible, An optical modulation device that can obtain stable operation characteristics can be configured.

【0112】そこで、この光学デバイスを応用した例を
図27をも参照して説明する。この例は、上述した光学
デバイスを2次元に配列し、各ミラーの可動部分305
を独立して駆動するようにしたものである。なお、ここ
では、可動部分305を4×4のマトリクスに配列して
いる。
Therefore, an example in which this optical device is applied will be described with reference to FIG. In this example, the above-mentioned optical devices are arranged two-dimensionally, and the movable portion 305 of each mirror is arranged.
Is driven independently. Here, the movable parts 305 are arranged in a 4 × 4 matrix.

【0113】したがって、前述した図26と同様に、光
源310からの光はレンズ311を介してミラー301
に照射され、ミラー301を駆動していないところに入
射した光は、投影用レンズ312へ入射する。一方、電
極対307、307に電圧を印加してミラー301の可
動部分305を変形させているところは凸面ミラーとな
るので光は発散し投影用レンズ312にほとんど入射し
ない。この投影用レンズ312に入射した光はスクリー
ン(図示しない)などに投影され、スクリーンに画像を
表示することができる。
Therefore, as in FIG. 26 described above, the light from the light source 310 passes through the lens 311 and the mirror 301.
The light that is applied to the area where the mirror 301 is not driven enters the projection lens 312. On the other hand, a portion where the movable portion 305 of the mirror 301 is deformed by applying a voltage to the electrode pair 307, 307 is a convex mirror, so that light diverges and hardly enters the projection lens 312. The light incident on the projection lens 312 is projected on a screen (not shown) or the like, and an image can be displayed on the screen.

【0114】これらのマイクロポンプや光学デバイスの
実施形態においては、第1実施形態に係るインクジェッ
トヘッドと同様な構成の静電アクチュエータで説明して
いるが、第2実施形態以降の実施形態に係るインクジェ
ットヘッドと同様な構成の静電アクチュエータとするこ
ともできる。
In the embodiments of these micropumps and optical devices, the electrostatic actuator having the same structure as the ink jet head according to the first embodiment is described, but the ink jet according to the second and subsequent embodiments. An electrostatic actuator having the same structure as the head can be used.

【0115】なお、上記実施形態においては、液滴吐出
ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用した例で説明
したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドと
して、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴
吐出ヘッド、DNAの試料を液滴として吐出する液滴吐
出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。ま
た、静電アクチュエータを、マイクロポンプ、光学デバ
イス(光変調デバイス)に適用した例で説明したが、マ
イクロスイッチ(マイクロリレー)、マルチ光学レンズ
のアクチュエータ(光スイッチ)、マイクロ流量計、圧
力センサなどにも適用することができる。
In the above-described embodiment, the example in which the droplet discharge head is applied to the ink jet head has been described. However, as the droplet discharge heads other than the ink jet head, for example, the droplet discharge for discharging the liquid resist as the droplets. The present invention can also be applied to other droplet discharge heads such as a head and a droplet discharge head that discharges a DNA sample as droplets. Although the electrostatic actuator has been described as an example applied to a micropump and an optical device (light modulation device), a microswitch (microrelay), a multi-optical lens actuator (optical switch), a micro flowmeter, a pressure sensor, etc. Can also be applied to.

【0116】[0116]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る静電
アクチュエータによれば、薄膜と平行で、かつ、対向す
る可動電極と固定電極の対を少なくとも2以上設け、電
極間に作用する静電気力によって薄膜を変形させる構成
としたので、駆動電圧を上げることなく、電極数をコン
トロールすることにより所望される静電力と変位量を得
ることができる駆動効率の高いアクチュエータを低コス
トで得ることができる。
As described above, according to the electrostatic actuator of the present invention, at least two pairs of movable electrodes and fixed electrodes, which are parallel to the thin film and are opposed to each other, are provided, and electrostatic charges acting between the electrodes are provided. Since the thin film is deformed by force, it is possible to obtain an actuator with high driving efficiency that can obtain a desired electrostatic force and displacement amount by controlling the number of electrodes without raising the driving voltage at low cost. it can.

【0117】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、液
滴を吐出するノズルが連通する吐出室の少なくとも一方
の壁面を構成する可動部分となる振動板を有し、この振
動板を変形させるための本発明に係る静電アクチュエー
タを備えているので、低コストで、液滴吐出効率の高い
ヘッドが得られる。
According to the droplet discharge head of the present invention, the droplet discharge head has a vibrating plate serving as a movable portion which constitutes at least one wall surface of the discharge chamber communicating with the nozzle for ejecting the droplet, and the vibrating plate is deformed. Since the electrostatic actuator according to the present invention is provided for this purpose, a head with low cost and high droplet ejection efficiency can be obtained.

【0118】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インク滴を吐出するインクジェットヘッドが本発明に係
る液滴吐出ヘッドである構成としたので、高画質記録を
行うことができる。
The ink jet recording apparatus according to the present invention is
Since the inkjet head that ejects ink droplets is the droplet ejection head according to the present invention, high image quality recording can be performed.

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

【図1】本発明の液滴吐出ヘッドの第1実施形態に係る
インクジェットヘッドの分解斜視説明図
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating an inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head of the invention.

【図2】同ヘッドの振動板短手方向の要部断面説明図FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of a main part of the head in a lateral direction of a diaphragm.

【図3】同ヘッドの作用説明に供する模式的説明図FIG. 3 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation of the head.

【図4】同ヘッドの作用説明に供する動作状態を示す模
式的説明図
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an operating state for explaining the operation of the head.

【図5】本発明の液滴吐出ヘッドの第1実施形態に係る
インクジェットヘッドの振動板短手方向の要部断面説明
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a principal part of the inkjet head according to the first embodiment of the droplet ejection head of the present invention in the lateral direction of the diaphragm.

【図6】同ヘッドの作用説明に供する模式的説明図FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation of the head.

【図7】同ヘッドの作用説明に供する動作状態を示す模
式的説明図
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing an operating state for explaining the operation of the head.

【図8】本発明の液滴吐出ヘッドの第3実施形態に係る
インクジェットヘッドの振動板短手方向の要部断面説明
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of a principal portion of a droplet discharge head according to a third embodiment of the present invention in a lateral direction of a diaphragm of an inkjet head.

【図9】同ヘッドの作用説明に供する模式的説明図FIG. 9 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation of the head.

【図10】同ヘッドの作用説明に供する動作状態を示す
模式的説明図
FIG. 10 is a schematic explanatory view showing an operation state for explaining the operation of the head.

【図11】同ヘッドの作用説明に供する他の動作状態を
示す模式的説明図
FIG. 11 is a schematic explanatory view showing another operation state for explaining the operation of the head.

【図12】第1実施形態に係るヘッドの製造工程の説明
に供する断面説明図
FIG. 12 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining the manufacturing process of the head according to the first embodiment.

【図13】図12に続く工程の説明に供する断面説明図FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view for explaining the process following FIG.

【図14】図13に続く工程の説明に供する断面説明図FIG. 14 is an explanatory cross-sectional view for explaining the process following FIG.

【図15】図14に続く工程の説明に供する断面説明図FIG. 15 is an explanatory cross-sectional view for explaining the process following FIG.

【図16】図15に続く工程の説明に供する説明図16 is an explanatory diagram for explaining the process following FIG.

【図17】図16に続く工程の説明に供する断面説明図FIG. 17 is an explanatory cross-sectional view for explaining the process following FIG.

【図18】第2実施形態に係るヘッドの製造工程の説明
に供する断面説明図
FIG. 18 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining the manufacturing process of the head according to the second embodiment.

【図19】第3実施形態に係るヘッドの製造工程の説明
に供する断面説明図
FIG. 19 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining the manufacturing process of the head according to the third embodiment.

【図20】図19に続く工程の説明に供する断面説明図FIG. 20 is an explanatory sectional view for explaining a step following FIG.

【図21】図20に続く工程の説明に供する断面説明図21 is an explanatory sectional view for explaining the process following FIG. 20. FIG.

【図22】本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたインク
タンク一体型ヘッドの説明に供する斜視説明図
FIG. 22 is an explanatory perspective view for explaining an ink tank integrated head including a droplet discharge head according to the present invention.

【図23】本発明に係るインクジェット記録装置の一例
を説明する斜視説明図
FIG. 23 is a perspective explanatory view illustrating an example of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図24】同記録装置の機構部の説明図FIG. 24 is an explanatory diagram of a mechanical section of the recording apparatus.

【図25】本発明に係る静電アクチュエータを備えたマ
イクロポンプの例を説明する断面説明図
FIG. 25 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating an example of a micropump including an electrostatic actuator according to the present invention.

【図26】本発明に係る静電アクチュエータを備えた光
学デバイスの例を説明する断面説明図
FIG. 26 is a sectional explanatory view illustrating an example of an optical device including an electrostatic actuator according to the present invention.

【図27】同光学デバイスを用いた光変調デバイスの一
例を説明する斜視説明図
FIG. 27 is a perspective explanatory view illustrating an example of a light modulation device using the optical device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1基板、2…第2基板、3…ノズル板、4…ノズ
ル孔、6…吐出室、7…流体抵抗部、8…共通液室、1
0…振動板、14a、24a…可動電極、14b、24
b1、24b2…固定電極。
1 ... 1st substrate, 2 ... 2nd substrate, 3 ... Nozzle plate, 4 ... Nozzle hole, 6 ... Discharge chamber, 7 ... Fluid resistance part, 8 ... Common liquid chamber, 1
0 ... Vibration plate, 14a, 24a ... Movable electrode, 14b, 24
b1, 24b2 ... Fixed electrodes.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静電力を用いて薄膜を変形させる静電ア
クチュエータにおいて、前記薄膜と略平行で、かつ、対
向する可動電極と固定電極の対を少なくとも2以上設
け、前記電極間に作用する静電気力によって前記薄膜を
変形させることを特徴とする静電アクチュエータ。
1. An electrostatic actuator for deforming a thin film by using electrostatic force, wherein at least two pairs of movable electrodes and fixed electrodes that are substantially parallel to the thin film and face each other are provided, and static electricity that acts between the electrodes. An electrostatic actuator characterized in that the thin film is deformed by force.
【請求項2】 請求項1に記載の静電アクチュエータに
おいて、前記可動電極は前記薄膜に固定され、前記電極
は基板に固定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 movable electrode is fixed to the thin film, and the electrode is fixed to a substrate.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の静電アクチュエ
ータにおいて、前記薄膜が前記電極を設ける側と反対側
に凸状に変形することを特徴とする静電アクチュエー
タ。
3. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the thin film is deformed in a convex shape on a side opposite to a side on which the electrode is provided.
【請求項4】 請求項1又は2に記載の静電アクチュエ
ータにおいて、前記薄膜が凹状及び凸状に変形可能なこ
とを特徴とする静電アクチュエータ。
4. The electrostatic actuator according to claim 1 or 2, wherein the thin film is deformable into a concave shape and a convex shape.
【請求項5】 請求項1、2又は4に記載の静電アクチ
ュエータにおいて、前記薄膜を凹状に変形させるための
静電気力を発生させる前記固定電極と凸状に変形させる
ための前記固定電極を独立に有す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, 2 or 4, wherein the fixed electrode for generating an electrostatic force for deforming the thin film into a concave shape and the fixed electrode for deforming into a convex shape are independent of each other. An electrostatic actuator comprising:
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記固定電極に静電気力を
発生させるための駆動電圧が印加され、前記可動電極は
グランド電位にされ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 a drive voltage for generating an electrostatic force is applied to the fixed electrode, and the movable electrode is set to the ground potential. And electrostatic actuator.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記可動電極及び固定電極
は、高融点材料で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. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the movable electrode and the fixed electrode are made of a high melting point material.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記可動電極及び固定電極
は、ポリシリコンで形成されていることを特徴とする静
電アクチュエータ。
8. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the movable electrode and the fixed electrode are made of polysilicon.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記可動電極及び固定電極
はn型またはp型の不純物原子を含むことを特徴とする
静電アクチュエータ。
9. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the movable electrode and the fixed electrode contain an n-type or p-type impurity atom.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
静電アクチュエータにおいて、前記可動電極と固定電極
の電極間隔が前記薄膜を0.2μm以上変形させること
が可能な間隔であることを特徴とする静電アクチュエー
タ。
10. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein an electrode interval between the movable electrode and the fixed electrode is an interval capable of deforming the thin film by 0.2 μm or more. And electrostatic actuator.
【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに記載
の静電アクチュエータにおいて、前記可動電極と固定電
極とが当接しない駆動電圧が印加されることを特徴とす
る静電アクチュエータ。
11. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a drive voltage is applied so that the movable electrode and the fixed electrode do not come into contact with each other.
【請求項12】 液滴を吐出するノズルが連通する吐出
室の少なくとも一方の壁面を構成する薄膜である振動板
を有し、この振動板を変形させることで前記液滴を吐出
させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板を変形させ
るための前記請求項1ないし11のいずれかに記載の静
電アクチュエータを備えていることを特徴とする液滴吐
出ヘッド。
12. A droplet discharge device, comprising: a diaphragm, which is a thin film forming at least one wall surface of a discharge chamber communicating with a nozzle for discharging a droplet, and deforming the diaphragm to discharge the droplet. A droplet discharge head comprising the electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 11 for deforming the vibration plate.
【請求項13】 請求項12に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、インクを供給するインクタンクが一体に設けら
れていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
13. The droplet discharge head according to claim 12, wherein an ink tank for supplying ink is integrally provided.
【請求項14】 インク滴を吐出するインクジェットヘ
ッドを搭載するインクジェット記録装置において、前記
インクジェットヘッドが前記請求項12又は13に記載
の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
14. An inkjet recording apparatus equipped with an inkjet head for ejecting ink droplets, wherein the inkjet head is the droplet ejection head according to claim 12 or 13.
JP2002081797A 2002-03-22 2002-03-22 Electrostatic actuator, liquid drop ejection head and ink jet recorder Pending JP2003276194A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7185972B2 (en) * 2001-02-16 2007-03-06 Sony Corporation Method of manufacturing printer head, and method of manufacturing electrostatic actuator
JP2008517785A (en) * 2004-10-27 2008-05-29 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Electronic devices
CN100411871C (en) * 2005-03-11 2008-08-20 三星电机株式会社 Ink jet head having an electrostatic actuator and manufacturing method of the same
JP2010017917A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Ricoh Co Ltd Electrostatic actuator, manufacturing method thereof, droplet discharge head, liquid cartridge, image forming apparatus, micropump and optical device
US11280995B2 (en) 2016-09-01 2022-03-22 Laclaree Electrostatically actuated device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7185972B2 (en) * 2001-02-16 2007-03-06 Sony Corporation Method of manufacturing printer head, and method of manufacturing electrostatic actuator
JP2008517785A (en) * 2004-10-27 2008-05-29 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Electronic devices
CN100411871C (en) * 2005-03-11 2008-08-20 三星电机株式会社 Ink jet head having an electrostatic actuator and manufacturing method of the same
US7506967B2 (en) 2005-03-11 2009-03-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Ink jet head having an electrostatic actuator, ink cartridge, and inkjet printer
US7910010B2 (en) 2005-03-11 2011-03-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Ink jet head having an electrostatic actuator and manufacturing method of the same
JP2010017917A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Ricoh Co Ltd Electrostatic actuator, manufacturing method thereof, droplet discharge head, liquid cartridge, image forming apparatus, micropump and optical device
US11280995B2 (en) 2016-09-01 2022-03-22 Laclaree Electrostatically actuated device

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