JP2003276195A - 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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JP2003276195A
JP2003276195A JP2002081834A JP2002081834A JP2003276195A JP 2003276195 A JP2003276195 A JP 2003276195A JP 2002081834 A JP2002081834 A JP 2002081834A JP 2002081834 A JP2002081834 A JP 2002081834A JP 2003276195 A JP2003276195 A JP 2003276195A
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JP
Japan
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head
electrodes
ink
electrostatic actuator
electrode
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Application number
JP2002081834A
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Japanese (ja)
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Tadashi Mimura
忠士 三村
Manabu Nishimura
学 西村
Akira Shimizu
明 清水
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14411Groove in the nozzle plate

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that stabilized drop ejection characteristics cannot be attained at a low cost. <P>SOLUTION: A bend part 11 is formed in a diaphragm 10 by forming recesses 10a and 10b in the opposite sides thereof and two electrically isolated conductive electrodes 14a and 14b are provided in the recess 10b of the bend 11 through an insulating film 12. <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
するマイクロアクチュエータは、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. Further, the microactuator forming 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
バブル型(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, bubble type (thermal type) in which bubbles are generated by film boiling of ink and ink droplets are discharged by using an electrothermal conversion element such as a heating resistor arranged in the discharge, wall surface of discharge chamber There is an electrostatic type in which an ink droplet is ejected by deforming a vibration plate that forms an electrostatic force.

【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 Application 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.

【0008】さらに、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 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-47624, a vibrating plate is provided on one of the electrode pairs which are formed in a comb-like shape and are nested in each other, and a voltage is applied to the electrode pair. Generates electrostatic attraction between the comb teeth,
There is also a type in which the diaphragm is deformed by the displacement of the electrodes and the ink is ejected by the elastic force of the diaphragm when the voltage is cut off.

【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、導電性を有するシリコン基板で形
成した振動板に突起部を設けて、この突起部に導電性部
材の電極を形成したヘッドにあっては、そもそもシリコ
ン振動板を介して各電極間が同電位になってしまうため
に電極間で静電力が発生せず、振動板を変形できないと
いう課題がある。
Further, in a head in which a vibrating plate formed of a conductive silicon substrate is provided with a protrusion and an electrode of a conductive member is formed on the vibrating plate, each electrode is originally disposed via the silicon vibrating plate. Since there is the same potential between the electrodes, there is a problem that electrostatic force is not generated between the electrodes and the diaphragm cannot be deformed.

【0012】しかも、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。
Moreover, it is necessary to form a protrusion on the diaphragm and attach an electrode to this protrusion, and it is difficult to attach an electrode to the surface of such a three-dimensional fine structure, and the electrode is not formed well. There is a problem that a part is formed or variation occurs, stable manufacturing cannot be performed, and yield is low.

【0013】さらに、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.

【0014】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、低コストで、駆動効率(変形効率)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、低コストで、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 is provided with an electrostatic actuator that is low in cost, high in driving efficiency (deformation efficiency), and capable of obtaining stable operation characteristics. An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejection head that is low in cost, has high droplet ejection efficiency, and can obtain stable droplet ejection characteristics, and an inkjet recording apparatus that is equipped with this liquid droplet ejection head and is capable of high-quality recording. .

【0015】[0015]

【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、可動部分に屈
曲部を有し、この屈曲部に電気的に互いに絶縁分離さ
れ、相互間で静電引力を発生させるための少なくとも2
つの電極を設けたものである。
In order to solve the above problems, an electrostatic actuator according to the present invention has a bending portion in a movable portion, and the bending portion is electrically insulated and separated from each other, and At least 2 for generating electrostatic attraction
It is provided with two electrodes.

【0016】ここで、相互間で静電引力を発生させるた
めの少なくとも2つの電極は略平行又は非平行に配置す
ることができる。また、屈曲部は少なくとも2つの異な
る方向に配された溝によって形成されていることが好ま
しい。さらに、可動部分の屈曲部の厚さは他の部分の厚
さよりも薄くするか、或いは。可動部分の屈曲部には厚
さの薄い部分と厚い部分とがあることが好ましい。
Here, at least two electrodes for generating electrostatic attraction between each other can be arranged substantially parallel or non-parallel. Further, it is preferable that the bent portion is formed by at least two grooves arranged in different directions. Furthermore, the thickness of the bent portion of the movable portion is made thinner than that of the other portion, or. It is preferable that the bent portion of the movable portion has a thin portion and a thick portion.

【0017】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
えているものである。
The droplet discharge head according to the present invention has a vibrating plate serving as a movable portion which constitutes at least one wall surface of the ejection chamber in which the nozzles for ejecting liquid droplets communicate with each other, and the vibrating plate is deformed. The electrostatic actuator according to the present invention is provided.

【0018】ここで、インクを供給するインクカートリ
ッジ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 cartridge for supplying the ink may be integrally provided.

【0019】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.

【0020】[0020]

【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長手方向の断面説明
図、図3は同ヘッドの振動板短手方向の断面説明図、図
4は図3の要部拡大説明図、図5は同ヘッドの振動板を
底面側から見た説明図、図6は同ヘッドの電極配置パタ
ーンの平面説明図である。
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. 2 is a cross-sectional explanatory view of the same head in the longitudinal direction of the diaphragm, FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of the same head in the lateral direction of the diaphragm, FIG. FIG. 6 is an explanatory view of the plate seen from the bottom surface side, and FIG. 6 is an explanatory plan view of an electrode arrangement pattern of the head.

【0021】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 on the surface of the substrate, and three first, second and third ink jet heads having a structure described in detail below are provided. 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.

【0022】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。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振動板(可動部分)10を一
体的に形成している。
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, a vibrating plate (movable part) 10 which is also a bottom wall of the discharge chamber 6 and the common liquid chamber 8 is integrally formed.

【0023】この振動板10は、両面側から断面矩形状
の凹部(溝部)10a、10bを形成することで断面形
状で屈曲した他の部分より薄い屈曲部11を形成してい
る。そして、この屈曲部11の下面側の凹部10b内に
は、それぞれ、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの
絶縁膜12(図4参照)を形成し、この絶縁膜12表面
に電気的に互いに絶縁分離された導電性を有する相互間
で静電力を発生するための2つ電極14を略平行に配置
して設けている。電極14a、14bを平行に配置する
ことで電極間に発生する静電気力にばらつきが少なくな
り、振動板10の安定した変位が得られる。ここで、個
々の電極14について、相互間で静電力を発生するため
に異なる電位が印加される2つの電極14の一方を電極
14a、他方を電極14bとする。
The diaphragm 10 has concave portions (grooves) 10a and 10b having a rectangular cross-section formed on both sides thereof to form a bent portion 11 thinner than other portions bent in the sectional shape. Then, an insulating film 12 (see FIG. 4) such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed in the recess 10b on the lower surface side of the bent portion 11, and the surface of the insulating film 12 is electrically insulated from each other. Two electrodes 14 for generating an electrostatic force between the separated conductive members are arranged substantially parallel to each other. By arranging the electrodes 14a and 14b in parallel, variations in the electrostatic force generated between the electrodes are reduced, and a stable displacement of the diaphragm 10 can be obtained. Here, regarding each of the electrodes 14, one of the two electrodes 14 to which different potentials are applied in order to generate electrostatic force between each other is referred to as an electrode 14a, and the other is referred to as an electrode 14b.

【0024】この場合、振動板10と各電極14とは絶
縁膜12で電気的に分離され、また各電極14のうちの
相隣り合う2つの電極14a、14aも空隙によって相
互に電気的に分離される。この振動板10と2つの電極
14a、14bによって可動部分である振動板10を変
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。
In this case, the diaphragm 10 and each electrode 14 are electrically separated by the insulating film 12, and two adjacent electrodes 14a, 14a of each electrode 14 are also electrically separated from each other by a gap. To be done. The vibrating plate 10 and the two electrodes 14a and 14b constitute an electrostatic actuator according to the present invention that deforms the vibrating plate 10 that is a movable portion.

【0025】そして、図6に示すように、駆動回路(こ
こでは発信回路で図示)15から各電極14aと電極1
4bに互いに電位差を生じる駆動電圧(異なる電位の電
圧)を印加できるようにしている。
Then, as shown in FIG. 6, each electrode 14a and each electrode 14a are connected from the drive circuit (here, shown as an oscillation circuit) 15 to each electrode 14a.
Driving voltages (voltages having different potentials) that cause a potential difference to each other can be applied to 4b.

【0026】この第1基板1の下面に接合される第2基
板2は、電極14を外部からの衝撃やホコリなどから保
護したり、第1基板1の強度を補強したりするための保
護基板である。この第2基板2には、ガラス、金属、シ
リコン、樹脂などからなる基板などを使用し、この基板
2には各振動板10に対応する位置に例えば1mmの深
さの凹部16を形成している。ただし、必ずしも振動板
10ごとに凹部16を形成する必要はなく、振動板配列
を囲む凹部、あるいはチップの縁のみ接合される凹部を
形成する構成でも良い。
The second substrate 2 bonded to the lower surface of the first substrate 1 is a protective substrate for protecting the electrodes 14 from external impacts and dust, and for reinforcing the strength of the first substrate 1. Is. A substrate made of glass, metal, silicon, resin, or the like is used as the second substrate 2, and a concave portion 16 having a depth of, for example, 1 mm is formed on the substrate 2 at a position corresponding to each diaphragm 10. There is. However, it is not always necessary to form the concave portion 16 for each diaphragm 10, and it is also possible to form a concave portion that surrounds the diaphragm arrangement or a concave portion that is joined only to the edge of the chip.

【0027】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.

【0028】このように構成したインクジェットヘッド
の動作を説明する。例えば図6に示すように、各電極1
4aに駆動回路15により0Vから40Vのパルス電位
を印加し、各電極14bに電位を印加しないとすると、
電極14aの表面がプラスに帯電し、パルス電位を印加
していない隣り合う対向する電極14bとの間で、静電
力が発生して、静電気の吸引作用が働き、電極14a、
14bが接近することにより、図7に示すように振動板
10の屈曲部11が太線20のように変形することにな
り、吐出室6の体積がΔVだけ増加し、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。
The operation of the ink jet head thus configured will be described. For example, as shown in FIG. 6, each electrode 1
If the drive circuit 15 applies a pulse potential of 0V to 40V to 4a and no potential is applied to each electrode 14b,
The surface of the electrode 14a is positively charged, an electrostatic force is generated between the electrode 14a and the adjacent electrode 14b facing each other to which a pulse potential is not applied, and an electrostatic attraction action is exerted.
As shown in FIG. 7, the bending portion 11 of the vibration plate 10 is deformed as shown by the thick line 20 when 14 b approaches, the volume of the discharge chamber 6 increases by ΔV, and the ink is discharged from the common liquid chamber 8 more. It is replenished into the discharge chamber 6 through the fluid resistance portion 7.

【0029】この状態から電極14aの電位が0Vに戻
ると、電極14bとの間に電位差はなくなり、静電力が
なくなるため、振動板10の屈曲部11は元の状態に復
元し、吐出室6の体積がΔVだけ減少するので、その結
果、吐出室6内の圧力が急激に上昇し、図3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。
When the potential of the electrode 14a returns to 0V from this state, the potential difference between the electrode 14a and the electrode 14b disappears, and the electrostatic force disappears. Therefore, the bent portion 11 of the vibration plate 10 is restored to the original state, and the discharge chamber 6 is discharged. As a result, the pressure in the discharge chamber 6 rises sharply and the ink droplets 22 can be discharged from the nozzle holes 4 toward the recording paper 23 as shown in FIG. .

【0030】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。低電圧で駆動するためには、電極14aと電極1
4bとの間隔を狭く形成することが重要となる。
Here, the force F acting between the electrodes is defined by the following (1)
As shown in the formula, it increases in inverse proportion to the square of the inter-electrode distance d. In order to drive at a low voltage, the electrode 14a and the electrode 1
It is important to form a narrow gap with 4b.

【0031】[0031]

【数1】 [Equation 1]

【0032】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.

【0033】このように、この静電アクチュエータを含
むインクジェットヘッドにおいては、振動板10に屈曲
部11を形成し、この屈曲部11に電気的に分離独立し
た少なくとも2つの電極14を設け、電極14の対向す
る電極14aと電極14b間に電位差を生じる電圧を印
加することによって、隣り合う電極14aと電極14b
との間で静電引力が発生し、電極14のわずかな変位に
より振動板10の屈曲部11が変形するので、駆動効率
が向上し、滴吐出効率が向上し、高画質記録が可能にな
る。
As described above, in the ink jet head including the electrostatic actuator, the bending portion 11 is formed on the diaphragm 10, and the bending portion 11 is provided with at least two electrodes 14 which are electrically separated and independent. By applying a voltage that causes a potential difference between the electrodes 14a and 14b facing each other, the adjacent electrodes 14a and 14b
And an electrostatic attraction force is generated between them and the bent portion 11 of the vibration plate 10 is deformed by a slight displacement of the electrode 14, so that driving efficiency is improved, droplet ejection efficiency is improved, and high image quality recording is possible. .

【0034】この場合、振動板10に設けた屈曲部11
内に電極14a、14bを設けているので、振動板10
の面内で電極14a、14b間で静電気力が作用するこ
とになってより効率的に振動板10(屈曲部11)を変
形させることができる。また、電極14a、14b間に
働く静電気力が振動板10に対して垂直方向のため、振
動板面積を大きくすることなく排除体積を稼ぐことがで
き、高密度に配置することが可能になる。
In this case, the bent portion 11 provided on the diaphragm 10
Since the electrodes 14a and 14b are provided inside, the vibration plate 10
Since the electrostatic force acts between the electrodes 14a and 14b within the plane, the diaphragm 10 (bending portion 11) can be more efficiently deformed. Further, since the electrostatic force acting between the electrodes 14a and 14b is in the direction perpendicular to the vibration plate 10, the excluded volume can be earned without increasing the vibration plate area, and it is possible to arrange the electrodes at a high density.

【0035】また、振動板10と電極14は絶縁膜12
などで電気的に分離しているので、従来のように電極に
電圧を印加しても振動板を介してすべての電極が同電位
になって作動不良になることもなく、電極14に印加し
た電圧が振動板10側にリークすることもなく、効率良
く電極14に電圧を印加することができる。この場合、
振動板10と電極14を電気的に分離する一例として振
動板10と電極14の間に絶縁膜12を形成することに
よって、容易に絶縁することができ信頼性を向上でき
る。なお、振動板10自体を絶縁性部材で形成すれば、
別途絶縁膜を設けないでも良い。
The vibrating plate 10 and the electrode 14 are made of an insulating film 12.
Since it is electrically separated by means such as the above, even if a voltage is applied to the electrodes as in the conventional case, all the electrodes are at the same potential through the vibrating plate and no malfunction occurs, so that they are applied to the electrode 14. The voltage can be efficiently applied to the electrode 14 without leaking the voltage to the diaphragm 10. in this case,
By forming the insulating film 12 between the diaphragm 10 and the electrode 14 as an example of electrically separating the diaphragm 10 and the electrode 14, insulation can be easily performed and reliability can be improved. If the diaphragm 10 itself is made of an insulating material,
An insulating film may not be separately provided.

【0036】さらに、電極14a、14bを平行に配置
することで電極間に発生する静電気力にばらつきが少な
く、またドライエッチングにより溝を形成しているので
電極間の距離を小さく出来るので大きな力を発生する事
が出来き、低電圧で駆動する事が可能となる。
Furthermore, by arranging the electrodes 14a and 14b in parallel, there is little variation in the electrostatic force generated between the electrodes, and since the grooves are formed by dry etching, the distance between the electrodes can be reduced, so that a large force is applied. It can be generated and can be driven with a low voltage.

【0037】次に、第2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
同ヘッドの振動板部分を底面から見た説明図である。こ
の実施形態では、振動板10に短辺方向に沿う2本の溝
部(凹部)10cと長辺方向に沿う溝部(凹部)10
a、10bとを設けることで屈曲部11形成している。
Next, the ink jet head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The figure is an explanatory view of the diaphragm portion of the head as viewed from the bottom. In this embodiment, two grooves (recesses) 10c along the short side direction and a groove (recess) 10 along the long side direction are formed on the diaphragm 10.
The bent portion 11 is formed by providing a and 10b.

【0038】つまり、第1実施形態のように辺方向に一
様に形成された屈曲部11は、梁の構造となり、梁と垂
直な方向には変形しにくい構造となるが、本実施形態の
ように屈曲部11が一方向でなく複数方向に形成されて
いることで、梁となる部分が少なくなり振動板10(屈
曲部11)が変形し易くなる。
That is, the bent portion 11 formed uniformly in the side direction as in the first embodiment has a beam structure and is hard to be deformed in the direction perpendicular to the beam. Since the bent portion 11 is formed in a plurality of directions instead of one direction as described above, the number of portions serving as beams is reduced and the diaphragm 10 (bent portion 11) is easily deformed.

【0039】次に、第3実施形態に係るインクジェット
ヘッドについてその製造工程とともに図9及び図10を
参照して説明する。図9(a)に示すように、面方位
(100)の厚さ400μmの振動板10を形成するた
めのシリコン基板31を用意し、レジストパターンを形
成し、ドライエッチングにより、シリコン基板31に間
隔1μm、1μmの線幅で凹部10bを形成する。
Next, the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10 together with its manufacturing process. As shown in FIG. 9A, a silicon substrate 31 for forming the diaphragm 10 having a plane orientation (100) and a thickness of 400 μm is prepared, a resist pattern is formed, and a space is formed between the silicon substrates 31 by dry etching. The recess 10b is formed with a line width of 1 μm and 1 μm.

【0040】次いで、同図(b)に示すように、シリコ
ン基板31の凹部10b内にシリコン酸化膜32を成膜
した後、同図(c)に示すように、電極材料として多結
晶シリコン(ポリシリコン)を形成し、リソグラフィー
法を用いてドライエッチでパターニングして、凹部10
b内に対向する電極14a、14bを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, after the silicon oxide film 32 is formed in the recess 10b of the silicon substrate 31, as shown in FIG. Polysilicon) is formed and patterned by dry etching using a lithography method to form the recesses 10.
The opposing electrodes 14a and 14b are formed in b.

【0041】その後、同図(d)に示すように、深さ1
μmほどの凹部16を形成した第2基板2であるシリコ
ン基板35を別に用意し、電極部を保護するようにシリ
コン基板31と接合する。接合法には直接接合を用い、
プリボンド後、炉にて1000℃−2時間の熱処理を行
うことで強固な接合性が得られた。
After that, as shown in FIG.
A silicon substrate 35, which is the second substrate 2 in which the concave portion 16 of about μm is formed, is prepared separately and bonded to the silicon substrate 31 so as to protect the electrode portion. Direct joining is used for the joining method,
After prebonding, a strong bondability was obtained by performing heat treatment at 1000 ° C. for 2 hours in a furnace.

【0042】次に、図10(a)に示すように、電極1
4a、14bを形成したシリコン基板31表面をCMP
加工法などにより厚さ5μmまで薄くした後、研磨した
面から赤外線透過型のアライナーでアライメントしレジ
ストパターンを形成し、ドライエッチングによりシリコ
ン基板31をエッチングして、凹部10aを形成するこ
とで、屈曲部11を形成して、シリコン基板31からな
る振動板10を得る。
Next, as shown in FIG.
CMP the surface of the silicon substrate 31 on which 4a and 14b are formed.
After being thinned to a thickness of 5 μm by a processing method or the like, a resist pattern is formed by aligning the polished surface with an infrared transmissive aligner, and the silicon substrate 31 is etched by dry etching to form the concave portion 10a. The portion 11 is formed and the diaphragm 10 made of the silicon substrate 31 is obtained.

【0043】その後、同図(b)に示すように、吐出室
6となる部分を予め形成した第1基板1であるシリコン
基板36を用意し、接着剤を用いてシリコン基板31で
形成した振動板10上に接合する。次いで、同図(c)
に示すようにシリコン基板36上にノズル基板3を接着
剤により貼りあわせて、ヘッドを完成する。
After that, as shown in FIG. 3B, a silicon substrate 36, which is the first substrate 1 in which a portion to be the discharge chamber 6 is formed in advance, is prepared, and a vibration is formed on the silicon substrate 31 by using an adhesive. Bonded on the plate 10. Then, the same figure (c)
As shown in FIG. 3, the nozzle substrate 3 is attached onto the silicon substrate 36 with an adhesive to complete the head.

【0044】このように、電極14a、14bを平行に
形成しているので、電極14a、14b間に発生する静
電気力にばらつきが少なく、また、ドライエッチングに
より溝部(凹部10b)を形成しているので電極14
a、14b間の距離を小さくできるので、大きな力を発
生することでき、低電圧で駆動することが可能になる。
Since the electrodes 14a and 14b are formed parallel to each other as described above, the electrostatic force generated between the electrodes 14a and 14b has little variation, and the groove (recess 10b) is formed by dry etching. So electrode 14
Since the distance between a and 14b can be reduced, a large force can be generated, and it is possible to drive at a low voltage.

【0045】次に、第4実施形態に係るインクジェット
ヘッドについてその製造工程とともに図11を参照して
説明する。同図(a)に示すように、前記図9(a)〜
(c)と同様にして、面方位(100)の厚さ400μ
mの振動板10を形成するためのシリコン基板31を用
意し、レジストパターンを形成し、ドライエッチングに
より、シリコン基板31に間隔1μm、1μmの線幅で
凹部10bを形成、凹部10b内にシリコン酸化膜32
を成膜した後、電極材料として多結晶シリコン(ポリシ
リコン)を形成し、リソグラフィー法を用いてドライエ
ッチでパターニングして、凹部10b内に対向する電極
14a、14bを形成する。
Next, an ink jet head according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 11 together with its manufacturing process. As shown in FIG.
Similar to (c), the plane orientation (100) has a thickness of 400 μm.
A silicon substrate 31 for forming the vibration plate 10 having a thickness of 10 m is prepared, a resist pattern is formed, and the recesses 10b are formed in the silicon substrate 31 with a line width of 1 μm and 1 μm by dry etching. Membrane 32
After forming a film, polycrystalline silicon (polysilicon) is formed as an electrode material, and is patterned by dry etching using a lithography method to form the electrodes 14a and 14b facing each other in the recess 10b.

【0046】その後、同図(b)に示すように、深さ1
μmほどの凹部16を形成した第2基板2であるシリコ
ン基板35を別に用意し、電極部を保護するようにシリ
コン基板31と接合する。接合法には直接接合を用い、
プリボンド後、炉にて1000℃−2時間の熱処理を行
うことで強固な接合性が得られた。
After that, as shown in FIG.
A silicon substrate 35, which is the second substrate 2 in which the concave portion 16 of about μm is formed, is prepared separately and bonded to the silicon substrate 31 so as to protect the electrode portion. Direct joining is used for the joining method,
After prebonding, a strong bondability was obtained by performing heat treatment at 1000 ° C. for 2 hours in a furnace.

【0047】次に、同図(c)に示すように、電極14
a、14bを形成したシリコン基板31表面をCMP加
工法などにより厚さ5μmまで薄くした後、研磨した面
から赤外線透過型のアライナーでアライメントしレジス
トパターンを形成し、ドライエッチングによりシリコン
基板31をエッチングして、凹部10aを形成すること
で、屈曲部11を形成して、シリコン基板31からなる
振動板10を得る。
Next, as shown in FIG.
After the surface of the silicon substrate 31 on which a and 14b are formed is thinned to a thickness of 5 μm by a CMP method or the like, a resist pattern is formed by aligning the polished surface with an infrared transmissive aligner, and the silicon substrate 31 is etched by dry etching. Then, the bent portion 11 is formed by forming the concave portion 10a, and the diaphragm 10 including the silicon substrate 31 is obtained.

【0048】この場合、シリコン基板31に形成する凹
部10aの深さは先に形成した凹部10bの深さより浅
く形成する。ここでは、前述したように凹部10bの深
さ4μmに対して凹部10aの深さを2μmにしてい
る。
In this case, the depth of the recess 10a formed in the silicon substrate 31 is shallower than the depth of the recess 10b previously formed. Here, as described above, the depth of the recess 10a is set to 2 μm while the depth of the recess 10b is set to 4 μm.

【0049】その後、同図(d)に示すように、前記図
10(b)、(c)と同様に、吐出室6となる部分を予
め形成した第1基板1であるシリコン基板36を用意
し、接着剤を用いてシリコン基板31で形成した振動板
10上に接合した後、シリコン基板36上にノズル基板
3を接着剤により貼りあわせて、ヘッドを完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 10D, a silicon substrate 36, which is the first substrate 1 in which a portion to be the discharge chamber 6 is formed in advance, is prepared as in the case of FIGS. 10B and 10C. Then, after bonding to the vibration plate 10 formed of the silicon substrate 31 with an adhesive, the nozzle substrate 3 is bonded onto the silicon substrate 36 with the adhesive to complete the head.

【0050】この実施形態のヘッドでは、図12に示す
ように、屈曲部11の吐出室6側の部分11aの厚みと
吐出室6と反対側の部分11bとで厚みが異なり、吐出
室6側の部分11aの厚みt1が薄く、吐出室6と反対
側の部分11bの厚みt2が薄くなるように形成してい
る。
In the head of this embodiment, as shown in FIG. 12, the thickness of the portion 11a of the bent portion 11 on the side of the discharge chamber 6 is different from that of the portion 11b on the side opposite to the discharge chamber 6, and the side of the discharge chamber 6 is different. The thickness t1 of the portion 11a is thin, and the thickness t2 of the portion 11b opposite to the discharge chamber 6 is thin.

【0051】したがって、対向する電極14a、14b
に異なる電位を印加して静電気力を発生させることで、
前述したように電極14a、14bが接近する方向に変
位しようとするが、このとき、吐出室側に形成された屈
曲部11の部分11aの厚みt1が、電極が形成された
屈曲部11の部分11bの厚みt2よりも薄いため、電
極間に発生した静電気力は振動板自体を上方へ変位させ
ようとする曲げモーメントを発生させ、電極14a、1
4b間の僅かな変位で振動板10(屈曲部11)の大き
な変位を得ることができる。
Therefore, the opposing electrodes 14a, 14b
By applying different electric potentials to generate electrostatic force,
As described above, the electrodes 14a and 14b try to displace in the approaching direction. At this time, the thickness t1 of the portion 11a of the bent portion 11 formed on the discharge chamber side is the same as the portion of the bent portion 11 on which the electrode is formed. Since the thickness of the electrode 11b is smaller than the thickness t2 of the electrode 11b, the electrostatic force generated between the electrodes generates a bending moment that tends to displace the diaphragm itself upward, and the electrodes 14a, 1
A large displacement of the diaphragm 10 (bent portion 11) can be obtained with a slight displacement between 4b.

【0052】この場合、図13に示すように、吐出室側
に形成された屈曲部11の部分11aに更に凹部11c
を形成してその厚みを薄くすることで、より低電圧で振
動板の大きな変位を得ることができるようになる。
In this case, as shown in FIG. 13, a concave portion 11c is further formed in the portion 11a of the bent portion 11 formed on the discharge chamber side.
By forming and reducing the thickness, it becomes possible to obtain a large displacement of the diaphragm at a lower voltage.

【0053】次に、第5実施形態に係るインクジェット
ヘッドについて図14を参照して説明する。なお、同図
は同ヘッドの振動板短辺方向に沿う断面説明図である。
このヘッドにおいては、振動板50には両面から断面略
三角形状の溝部(凹部)50a、50bを形成すること
で屈曲した屈曲部51を形成し、この屈曲部51の凹部
50内に、それぞれ、異なる電位が印加される2つの電
極14a、14bを絶縁膜52を介して形成している。
この場合、2つの電極14a、14bは非平行状態にな
る。
Next, an ink jet head according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, this figure is a cross-sectional explanatory view of the same head taken along the short side direction of the diaphragm.
In this head, a bent portion 51 is formed by forming groove portions (recessed portions) 50a and 50b having a substantially triangular cross section on both sides of the diaphragm 50, and the bent portion 51 is formed in the bent portion 51. Two electrodes 14a and 14b to which different potentials are applied are formed via an insulating film 52.
In this case, the two electrodes 14a and 14b are in a non-parallel state.

【0054】このように構成したので、対向する電極1
4a、14bに異なる電位を印加して静電気力を発生さ
せることで、電極間隔の狭いところ(凹部50bの底部
に誓い側)で大きな静電力が発生して電極14a、14
bが接近する方向に変位し、これにより振動板50の屈
曲部51が変位して、これに伴なって電極14a、14
b間が順次変化して接近していくため、低電圧で振動板
50(屈曲部51)の大きな変位を得ることができる。
With this structure, the opposing electrodes 1
By applying different electric potentials to 4a and 14b to generate electrostatic force, a large electrostatic force is generated in a place where the electrode interval is narrow (on the bottom side of the recess 50b).
b is displaced in the approaching direction, whereby the bent portion 51 of the diaphragm 50 is displaced, and accordingly, the electrodes 14a, 14
Since the distance between b changes gradually and approaches each other, a large displacement of the diaphragm 50 (bent portion 51) can be obtained with a low voltage.

【0055】次に、この実施形態のヘッドの製造工程に
ついて図15及び図16を参照して説明する。図15
(a)に示すように、面方位(100)の厚さ400μ
mの振動板50を形成するためのシリコン基板61を用
意し、全面にシリコン窒化膜71をデポした後、レジス
トパターンを形成し、ドライエッチングによりシリコン
窒化膜71をエッチングして、溝部50bに対応するシ
リコン窒化膜71のパターンを形成する。
Next, the manufacturing process of the head of this embodiment will be described with reference to FIGS. Figure 15
As shown in (a), the plane orientation (100) has a thickness of 400 μm.
A silicon substrate 61 for forming the diaphragm 50 of m is prepared, a silicon nitride film 71 is deposited on the entire surface, a resist pattern is formed, and the silicon nitride film 71 is etched by dry etching to correspond to the groove 50b. A pattern of the silicon nitride film 71 is formed.

【0056】その後、同図(b)に示すように、シリコ
ン窒化膜71のパターンをマスクとしてシリコン基板6
1をKOHにてエッチングすることで、断面略三角形状
の溝部50bを形成する。
After that, as shown in FIG. 7B, the silicon substrate 6 is formed using the pattern of the silicon nitride film 71 as a mask.
By etching 1 with KOH, a groove 50b having a substantially triangular cross section is formed.

【0057】次いで、同図(c)に示すように、シリコ
ン基板61の溝部50b内にシリコン酸化膜62を成膜
した後、電極材料として多結晶シリコン(ポリシリコ
ン)を形成し、リソグラフィー法を用いてドライエッチ
でパターニングして、溝部50b内の傾斜壁面に電極1
4a、14bを形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, after forming a silicon oxide film 62 in the groove 50b of the silicon substrate 61, polycrystalline silicon (polysilicon) is formed as an electrode material, and the lithography method is used. Patterning is performed by dry etching using the electrode 1 on the inclined wall surface in the groove 50b.
4a and 14b are formed.

【0058】その後、同図(d)に示すように、深さ1
μmほどの凹部16を形成した第2基板2であるシリコ
ン基板65を別に用意し、電極部を保護するようにシリ
コン基板61と接合する。接合法には直接接合を用い、
プリボンド後、炉にて1000℃−2時間の熱処理を行
うことで強固な接合性が得られた。
After that, as shown in FIG.
A silicon substrate 65, which is the second substrate 2 in which the recess 16 of about μm is formed, is separately prepared and bonded to the silicon substrate 61 so as to protect the electrode portion. Direct joining is used for the joining method,
After prebonding, a strong bondability was obtained by performing heat treatment at 1000 ° C. for 2 hours in a furnace.

【0059】次に、図16(a)に示すように、電極1
4a、14bを形成したシリコン基板61表面をCMP
加工法などにより厚さ3μmまで薄くした後、全面にシ
リコン窒化膜72を形成し、研磨した面から赤外線透過
型のアライナーでアライメントしレジストパターンを形
成して、シリコン窒化膜72をドライエッチングしてパ
ターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 16A, the electrode 1
CMP the surface of the silicon substrate 61 on which 4a and 14b are formed.
After reducing the thickness to 3 μm by a processing method or the like, a silicon nitride film 72 is formed on the entire surface, a polished surface is aligned with an infrared transmissive aligner to form a resist pattern, and the silicon nitride film 72 is dry-etched. Form a pattern.

【0060】そして、同図(b)に示すようにシリコン
窒化膜72のパターンをマスクとしてシリコン基板61
をKOHにてエッチングして略三角形状の溝部50aを
形成することで、屈曲部51を形成して、シリコン基板
61からなる振動板50を得る。
Then, as shown in FIG. 7B, the silicon substrate 61 is patterned using the pattern of the silicon nitride film 72 as a mask.
Is etched with KOH to form a substantially triangular groove 50a, thereby forming a bent portion 51 and obtaining a diaphragm 50 made of a silicon substrate 61.

【0061】その後、同図(c)に示すように、吐出室
6となる部分を予め形成した第1基板1であるシリコン
基板66を用意し、接着剤を用いてシリコン基板61で
形成した振動板50上に接合した後、シリコン基板66
上にノズル基板3を接着剤により貼りあわせて、ヘッド
を完成する。
After that, as shown in FIG. 6C, a silicon substrate 66 which is the first substrate 1 in which a portion to be the discharge chamber 6 is formed in advance is prepared, and vibration is formed on the silicon substrate 61 by using an adhesive. After bonding on the plate 50, the silicon substrate 66
The nozzle substrate 3 is bonded on the upper surface with an adhesive to complete the head.

【0062】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを含む
ヘッド一体型インクカートリッジについて図17を参照
して説明する。このインクカートリッジ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, a head-integrated ink cartridge including a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. This ink cartridge 100 is one in which the inkjet head 102 of any of the above-described embodiments having a nozzle hole 101 and the like and an ink tank 103 that supplies ink to the inkjet head 102 are integrated.

【0063】このようにインクタンク一体型のヘッドの
場合、ヘッドの低コスト化、信頼性は、ただちにインク
カートリッジ全体の低コスト化、信頼性につながるの
で、上述したように低コスト化、高信頼性化すること
で、インクカートリッジの歩留まり、信頼性が向上し、
ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図れ
る。
As described above, in the case of the head integrated with the ink tank, the cost reduction and reliability of the head immediately lead to the cost reduction and reliability of the entire ink cartridge, so that the cost reduction and the reliability increase as described above. Of the ink cartridge improves the yield and reliability of the ink cartridge,
The cost of the head-integrated ink cartridge can be reduced.

【0064】次に、本発明に係るインクジェットヘッド
(ヘッド一体型のインクカートリッジを含む。)を搭載
したインクジェット記録装置の機構の一例について図1
8及び図19を参照して説明する。なお、図18は同記
録装置の斜視説明図、図19は同記録装置の機構部の側
面説明図である。
Next, one example of the mechanism of the ink jet recording apparatus equipped with the ink jet head (including the ink cartridge of the head integrated type) according to the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 18 is a perspective explanatory view of the recording apparatus, and FIG. 19 is a side view of a mechanical portion of the recording apparatus.

【0065】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 in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 111, 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.

【0066】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19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 section 112 slides the carriage 123 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 19) by the main guide rod 121 and the sub guide rod 122 which are guide members which are laterally 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.

【0067】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 atmosphere port communicating with the atmosphere above, a supply port supplying ink to the ink jet head below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of.

【0068】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。
Further, although the heads 124 of the respective colors are used as the recording heads in the present embodiment, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

【0069】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.

【0070】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, the paper feed roller 131 and the friction pad 132 for separately feeding the paper 113 from the paper feed cassette 114, and the paper 11 are provided.
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.

【0071】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。
Then, 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, corresponding to 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.

【0072】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 according to 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.

【0073】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。
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.

【0074】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 ejection failure occurs, the ejection port (nozzle) of the head 124 is sealed by 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.

【0075】このように、このインクジェット記録装置
においては本発明を実施した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 embodying 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.

【0076】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20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 movable plate 204 (corresponding to a vibrating plate of the head) is provided, and a portion of the movable plate 204 which is not bonded and fixed to the protective substrate 202 is a movable portion 205.

【0077】そして、可動部分205は前記第1ないし
第3実施形態のインクジェットヘッドと同様に屈曲部と
して形成して、流路203と反対側の凹部に異なる電位
が印加される電極207a、207bを設けている。
The movable portion 205 is formed as a bent portion similarly to the ink jet heads of the first to third embodiments, and electrodes 207a and 207b to which different potentials are applied are formed in the concave portion on the side opposite to the flow path 203. It is provided.

【0078】保護基板202はヘッドの第2基板2と同
様な機能を有するものであり、電極207を配置するた
めの凹部208を形成している。ここでは、保護基板2
02は平板板基板にスペーサ部209を設けることで凹
部208を形成している。
The protective substrate 202 has the same function as the second substrate 2 of the head, and has a recess 208 for disposing the electrode 207. Here, the protective substrate 2
In No. 02, the concave portion 208 is formed by providing the spacer portion 209 on the flat plate substrate.

【0079】このマイクロポンプの動作原理を説明する
と、前述したように複数の電極207a、207bに対
して異なる電位を与えることによって電極207a、2
07b間で静電吸引力が生じるので、屈曲部である可動
部分205が流路203と反対側に変形した後電極20
7a、207bへの電圧印加を停止することで元に戻
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 above, the electrodes 207a and 207a and 207b are provided by applying different potentials to the plurality of electrodes 207a and 207b.
Since an electrostatic attraction force is generated between 07b, the movable portion 205, which is a bent portion, is deformed to the side opposite to the flow path 203, and the rear electrode 20 is deformed.
It returns to the original state by stopping the voltage application to 7a and 207b. 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.

【0080】この場合、屈曲部である可動部分205と
電極207a、207b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場合と同様に、安定
した、効率的な駆動が可能になり、流体を安定して効率
的に移送することができる。なお、第4実施形態以降の
実施形態のインクジェットヘッドと同様な静電アクチュ
エータの構成とすることもできる。
In this case, the electrostatic actuator composed of the movable portion 205, which is the bent portion, and the electrodes 207a and 207b enables stable and efficient driving as in the case of the above-described droplet discharge head. Therefore, the fluid can be stably and efficiently transferred. Note that the electrostatic actuator may have the same configuration as the inkjet heads of the fourth and subsequent embodiments.

【0081】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 the number of movable parts may be one. Also, one or more valves, such as a check valve, may be provided between the moving parts to increase transport efficiency.

【0082】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21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を設けた可動板304と保
護基板302とを重ねて接合しており、可動板304の
保護基板302と接合固定しない部分は屈曲部である可
動部分305となっている。
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 movable plate 304 provided with a deformable mirror 301 and a protective substrate 302 are overlapped and bonded to each other, and a portion of the movable plate 304 which is not bonded and fixed to the protective substrate 302 is a movable portion 305 which is a bent portion. Has become.

【0083】そして、可動部分305は前記第4実施形
態のインクジェットヘッドと同様に屈曲部として形成
し、ミラー301と反対側の凹部に異なる電位が印加さ
れる電極307a、307bを設けている。
The movable portion 305 is formed as a bent portion similarly to the ink jet head of the fourth embodiment, and electrodes 307a and 307b to which different potentials are applied are provided in the concave portion on the side opposite to the mirror 301.

【0084】保護基板302はヘッドの第2基板2と同
様な機能を有するものであり、電極307を配置するた
めの凹部308を形成している。ここでは、保護基板3
02は平板板基板にスペーサ部309を設けることで凹
部308を形成している。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。
The protective substrate 302 has the same function as the second substrate 2 of the head, and has a recess 308 for disposing the electrode 307. Here, the protective substrate 3
In No. 02, the concave portion 308 is formed by providing the spacer portion 309 on the flat plate substrate. A dielectric multilayer film or a metal film may be formed on the surface of the mirror 301 to increase the reflectance.

【0085】この光学デバイスの原理を説明すると、ミ
ラー301を有する屈曲部である可動部分305に設け
た電極307a、307bに対して異なる電位を与える
ことで、電極307a、307b間で静電吸引力が生じ
るので、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305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. By applying different potentials to the electrodes 307a and 307b provided on the movable portion 305 which is the bent portion having the mirror 301, electrostatic attraction force is generated between the electrodes 307a and 307b. Occurs, the movable portion 305 is deformed into a convex shape and becomes a convex mirror. Therefore, the light from the light source 310 is reflected by the lens 311.
When the mirror 301 is irradiated via the light, the light is reflected at the same angle as the incident angle when the mirror 301 is not driven, but when the movable portion 305 is driven by the mirror 301, the movable portion 305 becomes a convex mirror. The reflected light becomes divergent light. Thereby, an optical modulation device can be realized.

【0086】この場合、可動部分305と電極307
a、307b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場合と同様に、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。なお、ミラー301を凹面
ミラーに変形させる場合には前記第1ないし第3実施形
態のインクジェットヘッドと同様な構成とし、凹面ミラ
ーに変形させる場合には第4実施形態以降の実施形態の
インクジェットヘッドと同様な構成とする。
In this case, the movable portion 305 and the electrode 307
The electrostatic actuator composed of a and 307b enables stable and efficient driving as in the case of the droplet discharge head described above, and can constitute an optical modulation device that can obtain stable operation characteristics. . When the mirror 301 is transformed into a concave mirror, it has the same configuration as the inkjet heads of the first to third embodiments, and when it is transformed into a concave mirror, the inkjet heads of the fourth and subsequent embodiments are used. It has the same configuration.

【0087】そこで、この光学デバイスを応用した例を
図22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.

【0088】したがって、前述した図21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307a、307a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 the case of FIG. 21, 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 electrodes 307a and 307a serves as 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.

【0089】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用いるマイクロデバイスとし
ては、マイクロポンプ、光学デバイス(光変調デバイ
ス)以外にも、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, an example in which the droplet ejection head is applied to an ink jet head has been described. However, as a droplet ejection head other than the ink jet head, for example, a droplet ejection for ejecting a liquid resist as a droplet. 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. Further, as the microdevice using the electrostatic actuator, in addition to a micropump and an optical device (light modulation device), a microswitch (microrelay),
It can also be applied to actuators (optical switches) of multi-optical lenses, micro flowmeters, pressure sensors, and the like.

【0090】[0090]

【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、可動部分に屈曲部を有し、こ
の屈曲部に電気的に互いに絶縁分離され、相互間で静電
引力を発生させるための少なくとも2つの電極を設けた
ので、低コストで、駆動効率の高いアクチュエータを得
ることができる。
As described above, according to the electrostatic actuator of the present invention, the movable portion has the bending portion, and the bending portion is electrically insulated and separated from each other so that an electrostatic attractive force is exerted between them. Since at least two electrodes for generating are provided, an actuator with high driving efficiency can be obtained at low cost.

【0091】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, it has a vibrating plate serving as a movable part which constitutes at least one wall surface of the ejection chamber in which the nozzles for ejecting droplets communicate, and this 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.

【0092】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】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of the same head in the diaphragm longitudinal direction.

【図3】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional explanatory view of a main part of the head in a lateral direction of a diaphragm.

【図4】図3の要部拡大説明図FIG. 4 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG.

【図5】同ヘッドの1つの振動板を電極側から見た説明
FIG. 5 is an explanatory view of one diaphragm of the same head as seen from the electrode side.

【図6】同ヘッドの電極配置パターンを説明する平面説
明図
FIG. 6 is an explanatory plan view for explaining an electrode arrangement pattern of the head.

【図7】同ヘッドの作用説明に供する要部拡大断面説明
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional explanatory view of an essential part for explaining the operation of the head.

【図8】同第2実施形態に係るインクジェットヘッドの
1つの振動板を電極側から見た説明図
FIG. 8 is an explanatory view of one diaphragm of the inkjet head according to the second embodiment as viewed from the electrode side.

【図9】同第3実施形態に係るインクジェットヘッドを
その製造工程とともに説明する断面説明図
FIG. 9 is a sectional explanatory view for explaining the inkjet head according to the third embodiment together with the manufacturing process thereof.

【図10】図9に続く工程を説明する断面説明図FIG. 10 is a sectional explanatory view explaining a step following FIG. 9;

【図11】同第4実施形態に係るインクジェットヘッド
をその製造工程とともに説明する断面説明図
FIG. 11 is a sectional explanatory view for explaining the inkjet head according to the fourth embodiment together with the manufacturing process thereof.

【図12】同実施形態のヘッドの構成及び作用説明に供
する説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the configuration and operation of the head of the same embodiment.

【図13】同第5実施形態に係るインクジェットヘッド
の構成の説明に供する説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the inkjet head according to the fifth embodiment.

【図14】同第6実施形態に係るインクジェットヘッド
の説明に供する説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining an inkjet head according to the sixth embodiment.

【図15】同実施形態に係るインクジェットヘッドの製
造工程を説明する断面説明図
FIG. 15 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the embodiment.

【図16】図15に続く工程を説明する断面説明図16 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a step following the step of FIG.

【図17】本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたインク
カートリッジ一体型ヘッドの説明に供する斜視説明図
FIG. 17 is an explanatory perspective view for explaining an ink cartridge integrated head including a droplet discharge head according to the present invention.

【図18】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. 18 is a perspective explanatory diagram illustrating an example of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図19】同記録装置の機構部の説明図FIG. 19 is an explanatory diagram of a mechanical section of the recording apparatus.

【図20】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. 20 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating an example of a micropump including an electrostatic actuator according to the present invention.

【図21】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. 21 is a sectional explanatory view illustrating an example of an optical device including an electrostatic actuator according to the present invention.

【図22】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. 22 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、10a、10b…凹部、11…屈曲部、1
2…絶縁膜、14、14a、14b…電極、100…イ
ンクカートリッジ、114…記録ヘッド、201…流路
基板、203…流路、205…可動部分、207a、2
07b…電極、301…ミラー、305…可動部分、3
07a、307b…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, 10a, 10b ... Recessed portion, 11 ... Bent portion, 1
2 ... Insulating film, 14, 14a, 14b ... Electrode, 100 ... Ink cartridge, 114 ... Recording head, 201 ... Flow path substrate, 203 ... Flow path, 205 ... Movable part, 207a, 2
07b ... electrode, 301 ... mirror, 305 ... movable part, 3
07a, 307b ... Electrodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 明 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C057 AF52 AG54 AN01 AP25 AP32 AP33 AQ02 BA04 BA15 3H077 AA06 CC02 DD01 FF07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akira Shimizu             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F-term (reference) 2C057 AF52 AG54 AN01 AP25 AP32                       AP33 AQ02 BA04 BA15                 3H077 AA06 CC02 DD01 FF07

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可動部分を変形させる静電アクチュエー
タにおいて、前記可動部分には屈曲部を有し、この屈曲
部に電気的に互いに絶縁分離され、相互間で静電引力を
発生させるための少なくとも2つの電極を設けたことを
特徴とする静電アクチュエータ。
1. An electrostatic actuator for deforming a movable portion, wherein the movable portion has a bending portion, and the bending portion is electrically insulated and separated from each other, and at least for generating an electrostatic attractive force therebetween. An electrostatic actuator comprising two electrodes.
【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、相互間で静電引力を発生させるための少なくと
も2つの電極は略平行に配置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 at least two electrodes for generating electrostatic attraction between each other are arranged substantially parallel to each other.
【請求項3】 請求項1に記載の静電アクチュエータに
おいて、相互間で静電引力を発生させるための少なくと
も2つの電極は非平行に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. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein at least two electrodes for generating electrostatic attraction between them are arranged non-parallel to each other.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記屈曲部は少なくとも2
つの異なる方向に配された溝によって形成されているこ
とを特徴とする静電アクチュエータ。
4. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the bent portion is at least 2.
An electrostatic actuator characterized in that it is formed by grooves arranged in three different directions.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記可動部分の屈曲部の厚
さが他の部分の厚さよりも薄い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 bent portion of the movable portion is thinner than the other portions.
【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の静
電アクチュエータにおいて、前記可動部分の屈曲部には
厚さの薄い部分と厚い部分とが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 bent portion of the movable portion has a thin portion and a thick portion.
【請求項7】 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7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。
7. A droplet which discharges the droplet by having a vibrating plate which is a movable part forming at least one wall surface of an ejection chamber communicating with a nozzle which ejects the droplet. A droplet discharge head comprising the electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 7 for deforming the vibrating plate.
【請求項8】 請求項7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カートリッジが一体に設け
られていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. The droplet discharge head according to claim 7, wherein an ink cartridge for supplying ink is integrally provided.
【請求項9】 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7又は8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。
9. An ink jet recording apparatus equipped with an ink jet head for ejecting ink droplets, wherein the ink jet head is the liquid droplet ejecting head according to claim 7 or 8.
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