JP5112094B2 - Electrostatic actuator, droplet discharge head, image forming apparatus, and manufacturing method of electrostatic actuator - Google Patents

Electrostatic actuator, droplet discharge head, image forming apparatus, and manufacturing method of electrostatic actuator Download PDF

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

Description

本発明は、静電型アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、及び画像形成装置、並びに静電型アクチュエータの製造方法に関する。   The present invention relates to an electrostatic actuator, a droplet discharge head, an image forming apparatus, and a method for manufacturing the electrostatic actuator.

パソコンに連動したプリンタやファクシミリ装置には、文字や画像の形成にインクジェットヘッドと呼ばれる液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置が多く用いられている。液滴吐出ヘッドのうち、液滴吐出用のアクチュエータとして静電力を利用した静電型アクチュエータがある。静電型アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドにおいては、振動板と電極との間の空隙(ギャップ)の寸法(ギャップ長)精度がその吐出特性に大きく影響を及ぼし、特に、インクジェットヘッドの場合、各アクチュエータの吐出特性のバラツキが大きければ、印字精度、画質の再現性が著しく低下することとなる。また、作動電圧の低電圧化を図るためには、空隙間隔を0.1〜0.5μm程度にしなければならず、より高い寸法精度が求められる。   2. Description of the Related Art In printers and facsimile machines linked to personal computers, an image forming apparatus having a droplet discharge head called an ink jet head is often used for forming characters and images. Among droplet discharge heads, there is an electrostatic actuator using electrostatic force as an actuator for droplet discharge. In a droplet discharge head using an electrostatic actuator, the dimension (gap length) accuracy of the gap (gap) between the diaphragm and the electrode greatly affects its discharge characteristics. If the variation in the discharge characteristics of each actuator is large, the printing accuracy and the reproducibility of the image quality will be significantly reduced. In order to reduce the operating voltage, the gap interval must be about 0.1 to 0.5 μm, and higher dimensional accuracy is required.

静電型アクチュエータにおいては、前記空隙内の圧力と大気圧の差圧の解消や、空隙内の湿潤化を防止しアクチュエータの信頼性を保つ目的として、空隙内への空気やガス導入のために各空隙と連通する連通路を設けることがある。例えば、特許文献1に開示されているように、振動板と固定電極との間の振動室(空隙)内部に疎水膜を形成するために、アクチュエータ外部と各振動室を連通させる連通路を設け、この連通路を介して振動室に疎水膜形成の原料ガスを導入して疎水膜を形成した後、連通路を封止材にて封止した構造の静電型アクチュエータが知られている。   In an electrostatic actuator, in order to eliminate the differential pressure between the pressure in the air gap and the atmospheric pressure, to prevent wetting in the air gap and to maintain the reliability of the actuator, air and gas are introduced into the air gap. A communication path that communicates with each gap may be provided. For example, as disclosed in Patent Document 1, in order to form a hydrophobic film inside the vibration chamber (gap) between the diaphragm and the fixed electrode, a communication path is provided for communicating the outside of the actuator with each vibration chamber. An electrostatic actuator having a structure in which a raw material gas for forming a hydrophobic film is introduced into a vibration chamber through this communication path to form a hydrophobic film, and then the communication path is sealed with a sealing material is known.

また、特許文献2に開示されているように、振動室(空隙)内の疎水化処理を短時間で行い、振動室ごとの処理条件のバラツキを小さくするため、それぞれ振動室となる複数の電極用凹部を、1つの処理剤注入穴と溝部を介して連通し、この処理剤注入穴を対称中心として、個々のアクチュエータユニットを左右対称に配列して形成する静電型アクチュエータが知られている。   Further, as disclosed in Patent Document 2, in order to perform the hydrophobization process in the vibration chamber (gap) in a short time and reduce the variation in the processing conditions for each vibration chamber, a plurality of electrodes each serving as the vibration chamber 2. Description of the Related Art An electrostatic actuator is known in which a concave portion for use is communicated with one treatment agent injection hole and a groove portion, and individual actuator units are arranged symmetrically about the treatment agent injection hole as a center of symmetry. .

また、特許文献3に開示されているように、犠牲層プロセスを用いて空隙を高精度に形成した静電型アクチュエータにおいて、疎水膜を形成するガスを効率的に振動室に導入するために、個々のアクチュエータユニットの電極形成層をパターニングするときに共通連通路を配置するための部分を形成し、電極形成層上の絶縁膜の共通連通路を形成する場所の絶縁膜に開口を形成し、その上に堆積された犠牲層に共通連通路形成部分を形成する。そして、電極形成層と犠牲層で形成された共通連通路形成部分を犠牲層エッチングで除去して、空隙よりも高さの高い(断面積の広い)共通連通路を形成する静電型アクチュエータが知られている。   Further, as disclosed in Patent Document 3, in an electrostatic actuator in which a void is formed with high accuracy using a sacrificial layer process, in order to efficiently introduce a gas for forming a hydrophobic film into a vibration chamber, Forming a portion for arranging the common communication path when patterning the electrode forming layer of each actuator unit, forming an opening in the insulating film where the common communication path of the insulating film on the electrode forming layer is formed, A common communication path forming portion is formed in the sacrificial layer deposited thereon. An electrostatic actuator that forms a common communication path that is higher in height (wider in cross-sectional area) than the air gap by removing the common communication path formation portion formed by the electrode formation layer and the sacrificial layer by sacrificial layer etching. Are known.

また、特許文献4に開示されているように、空隙の連通路の大気開放孔を封止剤によって封止するとき、毛細管現象によって、封止剤が連通路を通じて空隙内にまで達し、正常な動作ができなくなることを防止するため、大気開放孔を封止する封止剤の共通連通路内への流入に対して抵抗となる蛇行通路を形成した静電型アクチュエータが知られている。   Further, as disclosed in Patent Document 4, when the air opening hole of the communication path of the gap is sealed with the sealant, the sealant reaches the inside of the gap through the communication path by capillary action, and is normal. In order to prevent the operation from being disabled, there is known an electrostatic actuator in which a meandering passage is formed which serves as a resistance against the inflow of the sealing agent for sealing the air opening hole into the common communication passage.

特許文献3、特許文献4に示された例のように、静電型アクチュエータを液滴吐出ヘッドの作動圧力発生手段として用いる場合、振動板成分の吐出液への溶出防止や振動板と吐出液との濡れ性の確保のため、振動板表面に保護膜(接液膜ともいう。)を形成する場合が多い。接液膜の種類、成膜手法はいろいろであるが、有力なもののひとつにポリイミドやポリベンゾオキサゾール等の樹脂膜を塗布法により形成する方法がある。材料的には、吐出液に対しての耐久性、濡れ性が高いことはもちろんであるが、樹脂膜であることからヤング率が小さく、比較的厚く成膜することができ、そのため、振動板表面の多少の凹凸や極小さなパーティクルであれば、それによってピンホールが発生することが無いというメリットがある。(ヤング率の大きな膜を厚く成膜してしまうと、振動板の剛性が高くなりすぎ、低電圧駆動ができなくなる。)成膜方法としては、塗布法であれば、低コストで成膜が可能であるというメリットがある。
特開平11−263012号公報 特開2007−038583号公報 特開2006−115624号公報 特開2007−077864号公報
When the electrostatic actuator is used as the operating pressure generating means of the droplet discharge head as in the examples shown in Patent Document 3 and Patent Document 4, the elution of the vibration plate component into the discharge liquid and the vibration plate and the discharge liquid are prevented. In many cases, a protective film (also referred to as a liquid contact film) is formed on the surface of the diaphragm. There are various kinds of wetted films and film forming techniques. One of the most prominent ones is a method of forming a resin film such as polyimide or polybenzoxazole by a coating method. In terms of material, it has a high durability and wettability with respect to the discharged liquid, but since it is a resin film, it has a low Young's modulus and can be formed relatively thickly. If there are some irregularities on the surface or extremely small particles, there is an advantage that no pinholes are generated. (If a film having a large Young's modulus is formed thickly, the vibration plate becomes too rigid and cannot be driven at a low voltage.) As a film forming method, a coating method can be formed at low cost. There is a merit that it is possible.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-263012 JP 2007-035853 A JP 2006-115624 A JP 2007-077784 A

特許文献1,2に開示された静電型アクチュエータのように、2枚の基板を貼り合わせて空隙形成する場合は、減圧下や高温で貼り合わせを行うと、完成した静電型アクチュエータを通常の環境下に戻すと空隙内が減圧になる。このように、空隙内圧が外圧(大気圧)と異なると、内外の圧力差により振動板が空隙側に撓んだ状態となる。振動板が撓んだ状態で振動板表面に保護膜などを塗布成膜すると、接液膜厚が不均一になり易い。また、その後、空隙を外界と連通させ、空隙内を外圧(大気圧)と同じにしたとしても、接液膜厚の不均一性と膜の応力のために振動板の撓みが完全には戻らないことが多い。原理的には撓みの分を考慮してあらかじめ空隙高さを設定すれば良いが、実際にはバラツキが大きくなってしまうので、このような状況は避ける必要がある。   As in the electrostatic actuators disclosed in Patent Documents 1 and 2, when two substrates are bonded together to form a gap, the completed electrostatic actuator is usually removed by bonding under reduced pressure or at a high temperature. When returned to the environment, the pressure in the gap is reduced. Thus, when the gap internal pressure is different from the external pressure (atmospheric pressure), the diaphragm is bent toward the gap due to the pressure difference between the inside and outside. If a protective film or the like is applied to the surface of the diaphragm while the diaphragm is bent, the wetted film thickness tends to be non-uniform. After that, even if the air gap is communicated with the outside world and the inside of the air gap is the same as the external pressure (atmospheric pressure), the deflection of the diaphragm is completely restored due to the non-uniformity of the wetted film thickness and the film stress Often not. In principle, the height of the gap may be set in advance in consideration of the amount of bending, but in practice, this situation must be avoided because the variation increases.

また、静電型アクチュエータの製造工程中に空隙内圧が外圧(大気圧)と異なる状態になる場合もある。例えば、特許文献3、4に示す静電型アクチュエータ製造方法では、空隙を犠牲層プロセスで形成し、その後、犠牲層除去孔をCVD等で成膜した封止膜により封止することにより、その状態では空隙内は減圧になっている。(減圧プロセスで成膜した場合はむろんのこと、常圧プロセスであっても高温プロセスで成膜した場合には、その後常温に戻すと減圧になる。)
そこで、特許文献4に開示されているように、空隙と連通路により連通した大気開放孔を開口し、空隙内圧が外圧(大気圧)と同じにし、振動板が撓んでいない状態で接液膜を塗布することが望ましい。また、大気開放孔を接液膜形成と同時に接液膜で封止することも可能である。しかし、接液膜材料は、振動板の吐出液への溶出防止や吐出液との塗れ性確保の点に主眼を置いて選定されており、塗布条件も均一に所望の膜厚になる様に設定されるため、このような方法では封止性が十分に得られない場合がある。さらに、接液膜の材料(溶媒)が空隙内に封入されることで、疎水性の阻害や異物発生の原因となる場合もある。
Further, the internal pressure of the air gap may be different from the external pressure (atmospheric pressure) during the manufacturing process of the electrostatic actuator. For example, in the electrostatic actuator manufacturing methods shown in Patent Documents 3 and 4, the gap is formed by a sacrificial layer process, and then the sacrificial layer removal hole is sealed with a sealing film formed by CVD or the like. In the state, the inside of the gap is decompressed. (Of course, when the film is formed by a reduced pressure process, the pressure is reduced when the film is formed by a high temperature process even if it is a normal pressure process.)
Therefore, as disclosed in Patent Document 4, a liquid contact film is formed in a state where an air opening hole communicating with the air gap is opened, the air pressure in the air gap is the same as the external pressure (atmospheric pressure), and the diaphragm is not bent. It is desirable to apply. It is also possible to seal the air opening hole with the liquid contact film simultaneously with the liquid contact film formation. However, the wetted film material is selected with the focus on preventing the elution of the diaphragm into the discharge liquid and ensuring the wettability with the discharge liquid. Therefore, the sealing property may not be sufficiently obtained by such a method. Further, the material (solvent) of the liquid contact film is sealed in the gap, which may cause the inhibition of hydrophobicity or the generation of foreign matter.

これに対しては、特許文献4に開示された別の方法のように、接液膜形成前に別の封止剤であらかじめ封止してから接液膜を形成することで問題を回避できるが、封止剤が基板面から盛り上がる様に形成されると、接液膜塗布時に塗布膜厚の不均一性の原因になる。また、空隙内を疎水化処理した後に接液膜を形成するので、接液膜、疎水剤、封止材の組合せに制約が生じる。例えば、前述したポリイミドやポリベンゾオキサゾールを塗布法で形成する場合、その前駆体を塗布した後、300℃以上の温度でベークすることで前駆体を重合させる必要があるので、その温度に耐えられる疎水剤や、封止材としなければならないという制約が生じる。   On the other hand, the problem can be avoided by forming the wetted film after previously sealing with another sealing agent before forming the wetted film as in another method disclosed in Patent Document 4. However, when the sealant is formed so as to rise from the substrate surface, it causes non-uniformity in the coating film thickness when the wetted film is applied. In addition, since the liquid contact film is formed after the inside of the gap is hydrophobized, there are restrictions on the combination of the liquid contact film, the hydrophobic agent, and the sealing material. For example, when the above-described polyimide or polybenzoxazole is formed by a coating method, it is necessary to polymerize the precursor by applying the precursor and then baking at a temperature of 300 ° C. or higher, so that it can withstand that temperature. There is a restriction that it must be a hydrophobic agent or a sealing material.

静電型アクチュエータを液滴吐出ヘッドの吐出圧力発生手段として用い、振動板表面に接液膜を形成する場合について説明したが、静電型アクチュエータを他の用途に用いる場合であっても、振動板表面に何らかの保護膜である塗布膜を成膜する場合には同様な問題が生じる。   The case where the electrostatic actuator is used as the discharge pressure generating means of the droplet discharge head and the liquid contact film is formed on the surface of the vibration plate has been described. However, even when the electrostatic actuator is used for other purposes, vibration Similar problems occur when a coating film, which is a protective film, is formed on the plate surface.

このように、振動板表面に均一な保護膜を形成し、所定の印加電圧に対して所定の作動能力を発揮する静電型アクチュエータを提供することは容易ではなかった。   As described above, it is not easy to provide an electrostatic actuator that forms a uniform protective film on the surface of the diaphragm and exhibits a predetermined operation capability with respect to a predetermined applied voltage.

本発明は、上述の問題点に鑑み、振動板表面に均一な保護膜を備え、作動特性の優れた静電型アクチュエータ、及びこの静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、画像形成装置、並びに静電型アクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides an electrostatic actuator that has a uniform protective film on the surface of the diaphragm and has excellent operating characteristics, a liquid droplet ejection head including the electrostatic actuator, an image forming apparatus, It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an electrostatic actuator.

本発明は、振動板電極を含み表面に保護膜を形成した振動板と、この振動板に空隙を介して対向配置された固定電極と、前記空隙に連通する連通路を備え、前記保護膜を含む振動板には、前記連通路を大気に開放する第一の開放孔と第二の開放孔が形成され、前記第二の開放孔は、前記保護膜まで貫通するように形成され、かつ前記第一の開放孔よりも前記空隙に近い側に形成され、前記第二の開放孔を気密封止する封止材は、前記連通路の第二の開放孔との連通部を遮断し、前記保護膜は、熱硬化性の保護膜前駆体加熱硬化させた樹脂膜であり、前記空隙は、前記保護膜の硬化温度で脱離又は分解する疎水膜を備えることを特徴とする静電型アクチュエータである。 The present invention includes a vibrating plate forming a protective film on the surface includes a diaphragm electrode, a fixed electrode that are opposed to each other through a gap the diaphragm, provided with a communication passage communicating with the air gap, the protective layer The diaphragm including includes a first opening hole and a second opening hole that open the communication path to the atmosphere, and the second opening hole is formed to penetrate to the protective film, and The sealing material that is formed closer to the gap than the first opening hole and hermetically seals the second opening hole shuts off the communication portion with the second opening hole of the communication path, and An electrostatic actuator , wherein the protective film is a thermosetting protective film precursor heat-cured resin film, and the gap includes a hydrophobic film that desorbs or decomposes at a curing temperature of the protective film It is.

好ましい本発明は、前記静電型アクチュエータを複数備え、それぞれの静電型アクチュエータの連通路が互いに連通されていることを特徴とする静電型アクチュエータである。 A preferred aspect of the present invention is an electrostatic actuator comprising a plurality of the electrostatic actuators , wherein the communication paths of the electrostatic actuators communicate with each other .

好ましい本発明は、前記第一の開放孔は、前記保護膜により封止されていることを特徴とする前記静電型アクチュエータである。 In a preferred aspect of the present invention, the electrostatic actuator is characterized in that the first opening hole is sealed with the protective film.

好ましい本発明は、前記封止材は、エポキシ樹脂であることを特徴とする前記静電型アクチュエータである。 In a preferred aspect of the present invention, the electrostatic actuator is characterized in that the sealing material is an epoxy resin .

本発明は、前記本発明の静電型アクチュエータを備え、前記静電型アクチュエータを作動させることによりノズルから液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出ヘッドである。   The present invention is a droplet discharge head including the electrostatic actuator of the present invention, and discharging a droplet from a nozzle by operating the electrostatic actuator.

本発明は、前記本発明の液滴吐出ヘッドを搭載し、前記液滴吐出ヘッドにより記録材料に液滴を噴射して画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。   The present invention is an image forming apparatus in which the droplet discharge head of the present invention is mounted and an image is formed by ejecting droplets onto a recording material by the droplet discharge head.

本発明は、基板上に固定電極と、犠牲層と、振動板電極を含む振動板を積層した後、前記犠牲層にエッチング剤を導入して前記犠牲層を除去し、空隙及び前記空隙に連通する連通路を形成する静電型アクチュエータ構造形成行程と、前記振動板に、前記連通路を大気中に連通させる第一の開放孔を設ける第一の開放孔形成行程と、前記振動板表面に、熱硬化性の保護膜前駆体を塗布し、加熱硬化させて保護膜を形成する保護膜形成行程と、前記保護膜を形成した振動板の表面に、前記連通路を大気に連通させる第二の開放孔を設ける第二の開放孔形成行程と、前記第二の開放孔から、前記連通路を介して前記空隙に疎水剤を導入する疎水剤導入行程と、前記第二の開放孔を、封止材で封止する第二の開放孔封止行程と、を含むことを特徴とする静電型アクチュエータの製造方法である。 In the present invention, a fixed electrode, a sacrificial layer, and a diaphragm including a diaphragm electrode are laminated on a substrate, and then the sacrificial layer is removed by introducing an etching agent into the sacrificial layer, and communicated with the gap and the gap. and the electrostatic actuator structure formation step of forming a communicating path that, in the diaphragm, a first opening hole forming step of said communication passage providing a first vent hole that communicates to the atmosphere, the surface of the diaphragm A protective film forming step in which a thermosetting protective film precursor is applied and cured by heating to form a protective film, and the communication path is communicated with the atmosphere on the surface of the diaphragm on which the protective film is formed . a second opening hole forming step of providing a second vent hole, from the second open hole, the hydrophobic agent introducing step for introducing a hydrophobic agent into the gap through the communicating passage, said second opening hole and characterized in that it comprises a second opening hole sealing step of sealing with a sealing material, a That is a manufacturing method of the electrostatic actuator.

好ましい本発明は、前記保護膜形成行程は、吐出流体を流通させる吐出流体通孔を形成する吐出流体通孔形成行程を含むことを特徴とする前記静電型アクチュエータの製造方法である。 In a preferred aspect of the present invention, the protective film forming step includes a discharge fluid through hole forming step of forming a discharge fluid through hole through which the discharge fluid flows.

好ましい本発明は、前記保護膜形成行程は、前記第一の開放孔を封止する第一の開放孔封止行程を含むことを特徴とする前記静電型アクチュエータの製造方法である。 In a preferred aspect of the present invention, the protective film forming step includes a first open hole sealing step of sealing the first open hole .

本発明によれば、振動板表面に均一な保護膜を備え、作動特性の優れた静電型アクチュエータ、及びこの静電型アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、画像形成装置、並びに静電型アクチュエータの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, an electrostatic actuator having a uniform protective film on the vibration plate surface and having excellent operating characteristics, a droplet discharge head including the electrostatic actuator, an image forming apparatus, and an electrostatic actuator The manufacturing method of can be provided.

本発明の静電型アクチュエータは、振動板電極を含む振動板と、この振動板に空隙を介して対向配置された固定電極とを備えており、この振動板は、振動圧力を伝達する表面に保護膜が形成されている。そして、前記空隙に連通する連通路が形成されており、この連通路は、第一の開放孔及び第二の開放孔を備え、第一の開放孔は第一の封止部材により封止されており、第二の開放孔は第一の封止部材とは異なった材質の第二の封止部材により封止されている。なお、第一の開放孔は、第一の封止部材により封止されていない状態では、連通路が大気中に開放されるように形成されている。   An electrostatic actuator according to the present invention includes a diaphragm including a diaphragm electrode, and a fixed electrode disposed opposite to the diaphragm via a gap, and the diaphragm is disposed on a surface that transmits vibration pressure. A protective film is formed. A communication passage communicating with the gap is formed, and the communication passage includes a first opening hole and a second opening hole, and the first opening hole is sealed by the first sealing member. The second open hole is sealed with a second sealing member made of a material different from that of the first sealing member. Note that the first open hole is formed so that the communication path is opened to the atmosphere when not sealed by the first sealing member.

図1には、本発明の静電型アクチュエータの部分断面図を示している。図1に従って本発明の静電型アクチュエータを説明する。本発明の静電型アクチュエータ2は、静電型アクチュエータ基板10上に形成されており、静電型アクチュエータ基板10上の図の中央部には、固定電極12、空隙14a、振動板電極22、引っ張り応力膜、24保護膜26を含む振動板が形成されている。この部分が、静電型アクチュエータとして機能する。空隙14aを形成するために、空隙14aの両側の固定電極12と振動板電極22との間には、スペーサ14b(犠牲層ともいう。)が配置されている。そして、このスペーサ14bの部分には、連通路56が形成されている。   FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the electrostatic actuator of the present invention. The electrostatic actuator of the present invention will be described with reference to FIG. The electrostatic actuator 2 of the present invention is formed on an electrostatic actuator substrate 10, and a fixed electrode 12, a gap 14 a, a diaphragm electrode 22, A diaphragm including the tensile stress film and the 24 protective film 26 is formed. This part functions as an electrostatic actuator. In order to form the gap 14a, spacers 14b (also referred to as sacrificial layers) are disposed between the fixed electrode 12 and the diaphragm electrode 22 on both sides of the gap 14a. A communication passage 56 is formed in the spacer 14b.

連通路56は、空隙14aを挟んで対向する固定電極12と振動板電極22の対(この対を静電型アクチュエータ素子という。)が、基板10上に複数あるときは、これらの静電型アクチュエータ素子中の各空隙14aを連通する。さらに、連通路56は、第一の開放孔55a及び第二の開放孔55bとも連通している。しかし、完成品としての静電型アクチュエータ2においては、第一の開放孔55a及び第二の開放孔55bはそれぞれ第一の封止部材58a及び第二の封止部材58bにより封止されている。特に、第二の封止部材58bは、連通路56をも遮断している。なお、第一の開放孔55aは、連通路56上の第二の開放孔55bの配置されている位置より空隙14aから遠い位置に配置されている。すなわち、第一の開放孔55aと空隙14aとを結ぶ連通路56は、第二の封止部材58bにより遮断されている。   When there are a plurality of pairs of fixed electrodes 12 and diaphragm electrodes 22 (this pair is referred to as an electrostatic actuator element) opposed to each other across the gap 14a on the substrate 10, the communication path 56 is an electrostatic type of these. The air gaps 14a in the actuator element communicate with each other. Further, the communication path 56 communicates with the first opening hole 55a and the second opening hole 55b. However, in the electrostatic actuator 2 as a finished product, the first opening hole 55a and the second opening hole 55b are sealed by the first sealing member 58a and the second sealing member 58b, respectively. . In particular, the second sealing member 58b also blocks the communication path 56. The first opening hole 55a is disposed at a position farther from the gap 14a than the position at which the second opening hole 55b is disposed on the communication path 56. That is, the communication path 56 connecting the first open hole 55a and the gap 14a is blocked by the second sealing member 58b.

このような形態にすると、第二の封止部材58bを気密性の高い材質の封止部材で形成すれば、第一の開放孔55aの気密性に関わらず、空隙14aの密閉性は十分保たれる。このため、第一の封止部材58aは、保護膜26を振動板に塗布する工程で同時に形成することができる。   In such a configuration, if the second sealing member 58b is formed of a highly airtight material, the airtightness of the gap 14a is sufficiently maintained regardless of the airtightness of the first open hole 55a. Be drunk. For this reason, the first sealing member 58a can be simultaneously formed in the step of applying the protective film 26 to the diaphragm.

次に、図2を参照にして、静電型アクチュエータ素子を複数備えた本発明の静電型アクチュエータについて説明する。図2は、基板上10に空隙を介して対向配置された前記振動板と固定電極とを備えた静電型アクチュエータ素子3が複数あり、それぞれの静電型アクチュエータ素子3の空隙が前記連通路56によって連通されている、本発明の静電型アクチュエータ2を示した平面図に近い模式図である。   Next, the electrostatic actuator of the present invention having a plurality of electrostatic actuator elements will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a plurality of electrostatic actuator elements 3 each having a diaphragm and a fixed electrode that are disposed opposite to each other with a gap on the substrate 10, and the gaps of the respective electrostatic actuator elements 3 are connected to the communication path. FIG. 6 is a schematic view close to a plan view showing the electrostatic actuator 2 of the present invention communicated by 56;

この静電型アクチュエータ2は、複数の静電型アクチュエータ素子を備えた静電型アクチュエータであって、複数の静電型アクチュエータ素子3は、アクチュエータ基板10上に平行に並ぶように配列されており、静電型アクチュエータ素子3の列に直交するように配置された連通路56に、それぞれの静電型アクチュエータ素子3の空隙14a(図2においては、静電型アクチュエータ素子3と空隙14aとは重なっている。)の端部が連通している。そして、アクチュエータ基板10上の端部に延在している連通路56に、連通路56の末端側から第一の開放孔55a、第二の開放孔55bの順に並んで配置されている。   The electrostatic actuator 2 is an electrostatic actuator including a plurality of electrostatic actuator elements, and the plurality of electrostatic actuator elements 3 are arranged in parallel on the actuator substrate 10. The gaps 14a of the respective electrostatic actuator elements 3 (in FIG. 2, the electrostatic actuator elements 3 and the gaps 14a are connected to the communication paths 56 arranged so as to be orthogonal to the rows of the electrostatic actuator elements 3. The ends of the two are communicating. The first open hole 55a and the second open hole 55b are arranged in this order from the end side of the communication path 56 in the communication path 56 extending to the end on the actuator substrate 10.

第一の開放孔55a、及び第二の開放孔55bは、静電型アクチュエータ2を製造する際に、空隙14a内に空気を導入して気圧を調整したり、撥水性の材料を導入したりするためのものであり、各静電型アクチュエータ素子3毎に形成する必要はなく、静電型アクチュエータ2製造後は、封止しておくべきものなので、このように連通路56の端部にあることが好ましい。   When the electrostatic actuator 2 is manufactured, the first opening hole 55a and the second opening hole 55b adjust the atmospheric pressure by introducing air into the gap 14a, or introduce a water-repellent material. It is not necessary to form it for each electrostatic actuator element 3 and should be sealed after the electrostatic actuator 2 is manufactured. Preferably there is.

また、第一の封止部材58aとして、保護膜26と同一の材料で形成すれば、静電型アクチュエータ2の製造工程が容易になる。   If the first sealing member 58a is formed of the same material as the protective film 26, the manufacturing process of the electrostatic actuator 2 is facilitated.

さらに、第二の開放孔55bを連通路56中の第一の開放孔55aと空隙14aとの連通部の間に形成すれば、第一の封止部材58a及び第二の封止部材58bの選択の幅が広がり、静電型アクチュエータ2の製造方法が容易になる。   Further, if the second opening hole 55b is formed between the communication part between the first opening hole 55a and the gap 14a in the communication passage 56, the first sealing member 58a and the second sealing member 58b are connected to each other. The range of selection is widened, and the manufacturing method of the electrostatic actuator 2 is facilitated.

(実施形態1)
実施形態1は本発明の液滴吐出ヘッドであり、本発明の静電型アクチュエータを圧力発生手段として使用している。図3には、実施形態1の液滴吐出ヘッドの分解斜視図を示した。図4には、この液滴吐出ヘッドの一部の平面図を示した。但し、この平面図は、内部を透視して記載している。図5〜8は、それぞれ図4におけるX−X'、Y1−Y1'、Y2−Y2'、Y3−Y3'断面の断面図である。図3〜8を参照にして実施形態1の液滴吐出ヘッド1、及びこれに組み込まれている本発明の静電型アクチュエータについて説明する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 is a droplet discharge head according to the present invention, which uses an electrostatic actuator according to the present invention as pressure generating means. FIG. 3 shows an exploded perspective view of the droplet discharge head according to the first embodiment. FIG. 4 shows a plan view of a part of the droplet discharge head. However, this plan view is shown through the inside. 5 to 8 are cross-sectional views taken along lines XX ′, Y1-Y1 ′, Y2-Y2 ′, and Y3-Y3 ′ in FIG. 4, respectively. The droplet discharge head 1 of Embodiment 1 and the electrostatic actuator of the present invention incorporated therein will be described with reference to FIGS.

この液滴吐出ヘッド1は、ノズル板40、液室基板30、アクチュエータ基板10及び図示されていないフレーム、フレキシブルプリント基板(FPC)、ドライバーICを含んで構成されている。ノズル板40、液室基板30、及びアクチュエータ基板10は、組み立てられた状態では、積層されて接着剤により接着されている。   The droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 40, a liquid chamber substrate 30, an actuator substrate 10, a frame (not shown), a flexible printed circuit (FPC), and a driver IC. In the assembled state, the nozzle plate 40, the liquid chamber substrate 30, and the actuator substrate 10 are stacked and bonded with an adhesive.

ノズル板40は、表面側に(図2の上側表面)に撥水膜をコーティングしたポリイミドフィルムであり、ノズル孔41はノズル板40を液室基板30に接着したのち、レーザ加工にて開口したものである。   The nozzle plate 40 is a polyimide film having a water repellent film coated on the surface side (upper surface in FIG. 2), and the nozzle holes 41 are opened by laser processing after the nozzle plate 40 is bonded to the liquid chamber substrate 30. Is.

液室基板30には、X線回折における結晶軸が[110]のシリコン基板を用い、ノズル板40と反対側の面に加圧液室33・流低抵抗部32・共通液室31が形成されている。また、ノズル孔41と加圧液室33を連通させるための連通管34が、加圧液室33からノズル板40側に液室基板30を貫通させて形成されている。このような構成とすることにより、液室基板30の厚さよりも加圧液室高さを低くすることができ、製作時のハンドリングの容易な厚さのある液室基板30を用いたまま、加圧液室33の高さを最適な吐出特性を得られるようにすることができる。   As the liquid chamber substrate 30, a silicon substrate having a crystal axis of [110] in X-ray diffraction is used, and a pressurized liquid chamber 33, a low flow resistance portion 32, and a common liquid chamber 31 are formed on the surface opposite to the nozzle plate 40. Has been. Further, a communication pipe 34 for communicating the nozzle hole 41 and the pressurized liquid chamber 33 is formed by penetrating the liquid chamber substrate 30 from the pressurized liquid chamber 33 to the nozzle plate 40 side. By adopting such a configuration, the height of the pressurized liquid chamber can be made lower than the thickness of the liquid chamber substrate 30, and the liquid chamber substrate 30 having a thickness that is easy to handle at the time of manufacture is used. The height of the pressurized liquid chamber 33 can be set so as to obtain optimum discharge characteristics.

結晶軸が[110]のシリコン基板を用いているので、公知のごとく、加圧液室等を異方性エッチングにて高精度に加工することが可能となっている。また、加圧液室33等を形成後、熱酸化により表面に酸化膜を形成し、濡れ性の向上と吐出液(インク)による基板材料のシリコンの腐食防止を図っている。このとき、図示は省略したが、液室基板30のノズル接着面側には、ダミーパターンを設けておくことで、熱酸化後に酸化膜の内部応力により基板が反ることを防止している。   Since a silicon substrate having a crystal axis of [110] is used, as is well known, the pressurized liquid chamber and the like can be processed with high precision by anisotropic etching. In addition, after forming the pressurized liquid chamber 33 and the like, an oxide film is formed on the surface by thermal oxidation to improve the wettability and prevent the silicon of the substrate material from being corroded by the discharge liquid (ink). At this time, although not shown, a dummy pattern is provided on the nozzle bonding surface side of the liquid chamber substrate 30 to prevent the substrate from warping due to internal stress of the oxide film after thermal oxidation.

アクチュエータ基板10には、結晶軸が[100]のシリコン基板を用い、加圧液室33に対応するように、振動板20、空隙14a、固定電極12からなる静電型アクチュエータが形成されている。この静電型アクチュエータは、MEMS加工技術を用いて低消費電力で高集積加工して形成することができる。また、アクチュエータ基板10にはノズル並び方向に、各空隙を相互に連通する連通路56が形成されていて、連通路56の端部は連通路を大気に開放するための大気開放部55a,55bに連通されている。この大気開放部55a,55bは、アクチュエータ基板10を形成し終わった後は封止材によって封止される。   The actuator substrate 10 is a silicon substrate having a crystal axis of [100], and is formed with an electrostatic actuator including the diaphragm 20, the gap 14 a, and the fixed electrode 12 so as to correspond to the pressurized liquid chamber 33. . This electrostatic actuator can be formed by highly integrated processing with low power consumption using MEMS processing technology. In addition, the actuator substrate 10 is formed with a communication passage 56 that communicates the gaps with each other in the nozzle arrangement direction. At the ends of the communication passage 56, atmospheric release portions 55 a and 55 b for opening the communication passage to the atmosphere. It is communicated to. The atmosphere opening portions 55a and 55b are sealed with a sealing material after the actuator substrate 10 is formed.

この静電型アクチュエータでは、アクチュエータ基板10の外部側(液室基板と反対側)から吐出液を供給するため、液供給路57がアクチュエータ基板10を貫通して形成されている。   In this electrostatic actuator, a liquid supply path 57 is formed so as to penetrate the actuator substrate 10 in order to supply the discharge liquid from the outside of the actuator substrate 10 (the side opposite to the liquid chamber substrate).

振動板20は積層膜で形成されていて、空隙14a側から、以下の5層からなっている。
・振動板側絶縁膜21(酸化シリコン膜):振動板と対向電極が当接したときの短絡防止
・振動板電極22(ヒ素ドープポリシリコン膜):対向電極との間に電圧印可し静電力を発生させるための電極
・引っ張り応力膜24(窒化シリコン膜):振動板を全体として引っ張り応力とすることで、撓まず張った状態にすることおよび駆動時の反発力確保
・犠牲層除去孔封止膜25(酸化シリコン膜):犠牲層除去孔の封止(引っ張り応力膜24(窒化シリコン膜)の割れ防止も兼ねている。)
・振動板接液膜26(PBO膜):インクによる振動板腐食防止の保護膜(PBO;Polybenzoxazole(ポリベンゾオキサゾール))
その他に、振動板電極22と引っ張り応力膜24の間に、振動板20の撓み防止膜として酸化シリコン膜を設けてもよい。
The diaphragm 20 is formed of a laminated film, and includes the following five layers from the gap 14a side.
Diaphragm side insulating film 21 (silicon oxide film): prevention of short circuit when the diaphragm and the counter electrode are in contact with each other. Diaphragm electrode 22 (arsenic doped polysilicon film): electrostatic force applied with voltage between the counter electrode. Electrode and tensile stress film 24 (silicon nitride film) for generating cracks: By making the diaphragm as a whole a tensile stress, it is made to be in an unbent state and secures a repulsive force during driving and sacrificial layer removal hole sealing Stop film 25 (silicon oxide film): sealing of the sacrificial layer removal hole (also serves to prevent cracking of the tensile stress film 24 (silicon nitride film)).
Diaphragm wetted film 26 (PBO film): Protective film for preventing corrosion of diaphragm by ink (PBO; Polybenzoxazole)
In addition, a silicon oxide film may be provided between the diaphragm electrode 22 and the tensile stress film 24 as a deflection preventing film of the diaphragm 20.

固定電極12にはリンドープのポリシリコンを用い、その空隙側には絶縁膜として酸化シリコン膜を形成している。また、固定電極12とアクチュエータ基板10の間にも基板絶縁膜11として酸化シリコン膜が形成され、固定電極12とアクチュエータ基板10の間の絶縁性を確保している。   Phosphorous-doped polysilicon is used for the fixed electrode 12, and a silicon oxide film is formed as an insulating film on the gap side. A silicon oxide film is also formed as the substrate insulating film 11 between the fixed electrode 12 and the actuator substrate 10 to ensure insulation between the fixed electrode 12 and the actuator substrate 10.

空隙14aおよび連通路56は、ポリシリコンを犠牲層に用いた犠牲層プロセスによって形成した(犠牲層除去孔やその周囲の詳細構造については図示していないが、特許文献3、4に記載のような周知技術を参考にできる。)。連通路56については、固定電極のポリシリコンも連通路形成の犠牲層14bとして利用することで、連通路56のコンダクタンス増加を図っている。なお、振動板電極22や固定電極12は犠牲層14bと同じくポリシリコンにて形成されているが、先に述べたように、空隙(となる部分)に面している部分は絶縁膜として設けたシリコン酸化膜で覆われているので、ポリシリコンとシリコン酸化膜で十分な選択性を有するエッチャント、例えばTMAH(Tetramethylammoniumhydroxide(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド))水溶液、を用いて犠牲層除去を行うことにより、犠牲層除去時にエッチングされることは無い。   The air gap 14a and the communication path 56 are formed by a sacrificial layer process using polysilicon as a sacrificial layer (the sacrificial layer removal hole and the detailed structure around it are not shown, but as described in Patent Documents 3 and 4). You can refer to these well-known techniques.) As for the communication path 56, the polysilicon of the fixed electrode is also used as the sacrifice layer 14 b for forming the communication path, thereby increasing the conductance of the communication path 56. The diaphragm electrode 22 and the fixed electrode 12 are made of polysilicon like the sacrificial layer 14b. However, as described above, the portion facing the gap (becomes the portion) is provided as an insulating film. By removing the sacrificial layer using an etchant having sufficient selectivity between polysilicon and the silicon oxide film, for example, an aqueous solution of TMAH (Tetramethylammonium hydroxide (tetramethylammonium hydroxide)). Etching is not performed when the sacrificial layer is removed.

また、振動板電極22と固定電極12のどちらか一方を、ノズル(チャネル)毎に分離した個別電極、他方を複数ノズル(チャネル)、例えば全ノズル(チャネル)、で共通の共通電極とすることで、吐出させるノズル(チャネル)の選択が可能である。ここでは、振動板電極22を共通電極、固定電極12を個別電極とした。   Further, either one of the diaphragm electrode 22 and the fixed electrode 12 is an individual electrode separated for each nozzle (channel), and the other is a common electrode common to a plurality of nozzles (channels), for example, all nozzles (channels). Thus, it is possible to select a nozzle (channel) to be discharged. Here, the diaphragm electrode 22 is a common electrode, and the fixed electrode 12 is an individual electrode.

この実施形態の静電型アクチュエータにおいては、連通路56の空隙14aから離れた端部付近に直列に配置された第一の開放孔55aと第二の開放孔55bがあり、第一の開放孔55aは振動板接液膜26の形成材料であるPBO膜と同じ材料からなる第一の封止材58aで封止され、第二の開放孔55bは紫外線硬化型のエポキシ樹脂からなる第二の封止材58bで封止されている。   In the electrostatic actuator of this embodiment, there are a first opening hole 55a and a second opening hole 55b arranged in series near the end of the communication path 56 away from the gap 14a. 55a is sealed with a first sealing material 58a made of the same material as the PBO film, which is a material for forming the diaphragm wetted film 26, and the second opening hole 55b is a second material made of an ultraviolet curable epoxy resin. It is sealed with a sealing material 58b.

(実施形態2)
本発明の静電型アクチュエータの製造方法について実施形態2として説明する。図9は、実施形態2の静電型アクチュエータの製造方法のフローチャートである。図10は、本発明の静電型アクチュエータの製造行程を断面図により表している。図9,10を参照にしながら説明する。
(Embodiment 2)
A manufacturing method of the electrostatic actuator of the present invention will be described as a second embodiment. FIG. 9 is a flowchart of the manufacturing method of the electrostatic actuator according to the second embodiment. FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of the electrostatic actuator of the present invention. This will be described with reference to FIGS.

ステップ1(図9(S1)):主要部形成
周知の静電型アクチュエータの製造方法と同様に犠牲層プロセスを用いて、アクチュエータ基板10上に固定電極12を形成し、その上に犠牲層を形成し、振動板20(但し、振動板接液膜26は積層されていない。)を配置し、空隙14a、連通路56を形成して静電型アクチュエータの主要部を形成する。この場合、犠牲層除去孔を減圧CVD法による酸化シリコン膜にて封止したので、空隙14a内は減圧に保持され、常温、常圧の環境下では振動板は大気圧に押され空隙14a側に撓んでいる。
Step 1 (FIG. 9 (S1)): Formation of Main Part Using the sacrificial layer process as in the known electrostatic actuator manufacturing method, the fixed electrode 12 is formed on the actuator substrate 10, and the sacrificial layer is formed thereon. The diaphragm 20 (however, the diaphragm wetted film 26 is not laminated) is disposed, and the gap 14a and the communication path 56 are formed to form the main part of the electrostatic actuator. In this case, since the sacrificial layer removal hole is sealed with a silicon oxide film formed by a low pressure CVD method, the inside of the gap 14a is kept at a reduced pressure, and the diaphragm is pushed to the atmospheric pressure in an environment of normal temperature and normal pressure, and the gap 14a side. Is bent.

ステップ2(図9(S2)):第一の開放孔開口(図10(a))
第一の開放孔55aを開口する。これにより、空隙14a内の圧力を外部圧力と同一にすることができ、振動板20の撓みが解消される。第一の開放孔55aの開口方法はフォトリソ・エッチングにより行った。
Step 2 (FIG. 9 (S2)): First opening opening (FIG. 10 (a))
The first opening hole 55a is opened. Thereby, the pressure in the gap 14a can be made the same as the external pressure, and the bending of the diaphragm 20 is eliminated. The first opening hole 55a was opened by photolithography / etching.

ステップ3(図9(S3)):振動板接液膜形成/第一の開放孔封止(図10(b))
保護膜であるPBO製の振動板接液膜26を塗布法にて形成した。感光性材料であるPBOとなる前駆体を用い、以下(1)〜(5)の順に実行することで、容易に所望の部分にのみPBO膜を形成することができる。
(1)PBOとなる前駆体を含んだ溶液をスピンコートにてアクチュエータ基板10表面に塗布する。
(2)ソフトベークを行い、溶媒を揮発させる。このとき、例えば、最初に60℃/3min程度ベークした後、120℃/4minベーク(いずれもホットプレートにてベーク)と段階的に温度を上げることで、第一の開放孔55a付近で発生し易い、溶媒の揮発に伴う発泡を抑えることができる。
(3)PBO不要部をマスク露光にて前駆体膜に露光する。
(4)アルカリ溶液に浸漬し露光したPBO前駆体膜部分を除去する。
(5)320℃程度の温度でハードベークを行い、残った前駆体膜部分を完全にPBO化する。
Step 3 (FIG. 9 (S3)): diaphragm wetted film formation / first open hole sealing (FIG. 10 (b))
A PBO diaphragm contacting liquid film 26 as a protective film was formed by a coating method. A PBO film can be easily formed only at a desired portion by performing a procedure in the order of (1) to (5) below using a precursor that becomes PBO as a photosensitive material.
(1) A solution containing a precursor to be PBO is applied to the surface of the actuator substrate 10 by spin coating.
(2) Perform soft baking to evaporate the solvent. At this time, for example, after first baking at about 60 ° C./3 min and then increasing the temperature stepwise by 120 ° C./4 min (both on a hot plate), it is generated in the vicinity of the first open hole 55a. It is easy to suppress foaming caused by solvent volatilization.
(3) The PBO unnecessary portion is exposed to the precursor film by mask exposure.
(4) The PBO precursor film portion exposed by immersion in an alkaline solution is removed.
(5) Hard baking is performed at a temperature of about 320 ° C., and the remaining precursor film portion is completely converted to PBO.

このとき、第一の開放孔55aは、振動板接液膜26形成と同時にPBO膜により封止される。このような方法で第一の封止材58aを形成した場合、第一の開放孔55aの寸法や開放孔付近の材料の状態により、第一の封止材58aは、図10(b)に示したように、表面にのみ形成され内部には入り込まない場合と、図示は省略したが連通路56内部に入り込む場合がある。図示は省略したが、連通路56を蛇行形状としておけば、連通路56内部に深く入り込むことを抑制できる。   At this time, the first open hole 55a is sealed with the PBO film simultaneously with the formation of the diaphragm wetted film 26. When the first sealing material 58a is formed by such a method, the first sealing material 58a is shown in FIG. 10B depending on the size of the first opening hole 55a and the state of the material in the vicinity of the opening hole. As shown, there are a case where it is formed only on the surface and does not enter the inside, and a case where the inside of the communication path 56 is entered although not shown. Although illustration is omitted, if the communication path 56 has a meandering shape, it is possible to suppress deep entry into the communication path 56.

PBO膜は透気性があり、特に、図示したように、第一の封止材58aが表面にのみ形成された場合には、透気性は大きいが、液体は透過しないので、後工程でアクチュエータ基板10表面が液体(例えば、レジスト溶液・エッチング液・剥離液・純水等)にさらされても、連通路56や空隙14a等にそれらの液体が入り込むことは無い。   The PBO film has air permeability. In particular, as shown in the drawing, when the first sealing material 58a is formed only on the surface, the air permeability is large but the liquid does not permeate. Even if the surface of 10 is exposed to a liquid (for example, a resist solution, an etching solution, a stripping solution, or pure water), the liquid does not enter the communication path 56, the gap 14a, or the like.

ステップ4(図9(S4)):液供給路形成/液供給路接液膜形成(図10(c))
この実施形態の静電型アクチュエータは、アクチュエータ基板10を貫通する液供給路57を備えており、アクチュエータ基板10側から吐出液を吐出するタイプである。液供給路57は、フォトリソ・エッチング工程により形成した。
Step 4 (FIG. 9 (S4)): Liquid supply path formation / Liquid supply path liquid film formation (FIG. 10 (c))
The electrostatic actuator according to this embodiment includes a liquid supply path 57 that penetrates the actuator substrate 10 and discharges discharge liquid from the actuator substrate 10 side. The liquid supply path 57 was formed by a photolithography / etching process.

液供給路57の形成される部分が開口したレジストをマスクに、アクチュエータ基板10表面の酸化膜・窒化膜積層膜は通常のドライエッチャーで、シリコンからなるアクチュエータ基板10はシリコンディープドライエッチャーにてエッチングを行った。他に、ウォータレーザやサンドブラスト等で形成する方法を利用してもよい。   Using the resist in which the liquid supply path 57 is formed as a mask, the oxide film / nitride film laminated film on the surface of the actuator substrate 10 is etched with a normal dry etcher, and the actuator substrate 10 made of silicon is etched with a silicon deep dry etcher. Went. In addition, a method of forming by water laser, sandblasting, or the like may be used.

液供給路接液膜61は、アクチュエータ基板10の裏面側より、PBO前駆体を含んだ溶液をスプレーコートにて液供給路57内壁に付着させ、その後ベークすることでPBO化することができる。   The liquid supply path wetted film 61 can be formed into PBO by attaching a solution containing a PBO precursor to the inner wall of the liquid supply path 57 by spray coating from the back side of the actuator substrate 10 and then baking the solution.

ステップ5(図9(S5)):第二の開放孔開口(図10(d))
第二の開放孔55bを、所定の位置に、レーザ等により開口する。
Step 5 (FIG. 9 (S5)): Second opening opening (FIG. 10 (d))
The second opening hole 55b is opened at a predetermined position by a laser or the like.

ステップ6(図9(S6)):疎水化処理
第二の開放孔55bから連通路56を通じ空隙14aへHMDS(ヘキサメチルジシラザン)などの疎水膜となるガスを導入し、空隙14a内部表面、特に振動板側絶縁膜22および固定電極側絶縁膜13の空隙14aに面した部分の疎水化処理を行う。このとき、前処理(乾燥)工程として、空隙14a内部の表面に付着している水分や、振動板接液膜形成/第一の開放孔封止工程で、空隙14a内に入り込み、一部が表面に付着しているPBO前駆体を溶解していた溶媒等を除去、あるいは可能な限り低減することが望ましい。
Step 6 (FIG. 9 (S6)): Hydrophobization treatment A gas to be a hydrophobic film such as HMDS (hexamethyldisilazane) is introduced from the second open hole 55b to the gap 14a through the communication path 56, and the inner surface of the gap 14a. In particular, the hydrophobic treatment is performed on the portions of the diaphragm-side insulating film 22 and the fixed electrode-side insulating film 13 facing the gap 14a. At this time, as a pretreatment (drying) step, moisture adhering to the surface inside the void 14a and diaphragm wetted film formation / first open hole sealing step, the gap 14a enters and a part of It is desirable to remove or reduce as much as possible the solvent etc. that dissolved the PBO precursor adhering to the surface.

具体的前処理工程としては、例えば、ドライエアーを供給した処理槽内にアクチュエータ基板10を放置して乾燥させる工程、処理槽内を真空にして加熱し、アクチュエータ基板10を真空加熱する工程、アクチュエータ基板10を配置した処理槽内を真空雰囲気および窒素雰囲気に交互に切り換える工程、及びこれらの工程を組合せて採用することができる。   Specific examples of the pretreatment step include a step of leaving the actuator substrate 10 in a treatment tank supplied with dry air and drying, a step of heating the inside of the treatment tank under vacuum, and heating the actuator substrate 10 in vacuum, an actuator A step of alternately switching the inside of the processing tank in which the substrate 10 is disposed to a vacuum atmosphere and a nitrogen atmosphere, and a combination of these steps can be employed.

疎水膜形成工程は、アクチュエータ基板10と液相のHMDSを入れた容器を処理槽内に置き、常温、常圧、の状態で、HMDS蒸気が拡散により十分空隙14a内に侵入するまで放置する。または、減圧にした処理槽内で液相のHMDSを入れた容器中にアクチュエータ基板10を浸漬させて液相のHMDSを空隙14a内に導入し、その後別の処理槽にてアクチュエータ基板10を加熱し、液相のHMDSを空隙内14a内から蒸発させ除去しても良い。このとき、所望の濃度のHMDS蒸気が空隙14a内に残るよう、加熱処理槽内には適度なHMDS蒸気を導入しておく。   In the hydrophobic film forming step, the container containing the actuator substrate 10 and the liquid phase HMDS is placed in a treatment tank and left at room temperature and normal pressure until the HMDS vapor sufficiently penetrates into the gap 14a by diffusion. Alternatively, the actuator substrate 10 is immersed in a container containing liquid phase HMDS in a decompressed treatment tank to introduce the liquid phase HMDS into the gap 14a, and then the actuator substrate 10 is heated in another treatment tank. Then, the liquid phase HMDS may be removed by evaporation from the inside of the gap 14a. At this time, an appropriate HMDS vapor is introduced into the heat treatment tank so that a desired concentration of HMDS vapor remains in the gap 14a.

ステップ7(図9(S7)):第二の開放孔封止(図10(e))
疎水化処理槽内からアクチュエータ基板10を取り出し、速やかに第二の開放孔55bを封止材58bにて気密封止する。封止材58bとしては、前述したように紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いた。
Step 7 (FIG. 9 (S7)): Second open hole sealing (FIG. 10 (e))
The actuator substrate 10 is taken out from the hydrophobic treatment tank, and the second open hole 55b is quickly hermetically sealed with the sealing material 58b. As the sealing material 58b, an ultraviolet curable epoxy resin was used as described above.

以上の製造工程にて、アクチュエータ基板10を製造すれば、上記ステップ3の振動板接液膜形成工程では、振動板20が撓んでいない状態で振動板接液膜26となる材料(PBO前駆体)を塗布するので、塗布法を用いて均一な膜厚の振動板接液膜26を形成することが可能となる。   If the actuator substrate 10 is manufactured by the above manufacturing process, the material (PBO precursor) that becomes the diaphragm wetted film 26 in a state where the diaphragm 20 is not bent in the diaphragm wetted film forming process of Step 3 above. ) Is applied, it is possible to form the diaphragm wetted film 26 having a uniform film thickness using a coating method.

また、振動板接液膜26および液供給路接液膜61の形成工程後に疎水化処理を行っているので、疎水膜やその蒸気成分(ここではHMDS)が、接液膜となるPBOのハードベーク時の高温にさらされることにより、それらが脱離、分解することは無い。   Further, since the hydrophobizing process is performed after the formation process of the diaphragm wetted film 26 and the liquid supply path wetted film 61, the hydrophobic film and its vapor component (here, HMDS) are hardened by the PBO that becomes the wetted film. They are not desorbed or decomposed by exposure to high temperatures during baking.

さらに、第二の開放孔55bを封止する封止材58bを、封止の点からのみ選定できるので、確実な気密封止が可能となる。このとき、第二の開放孔55bを第一の開放孔55aよりも連通路56上の空隙14a側に形成しておけば、第二の開放孔55bが連通路56を遮断することができ、第一の開放孔55aの封止性が不完全であっても空隙14aの封止性の影響をなくすることができる。   Furthermore, since the sealing material 58b that seals the second open hole 55b can be selected only from the viewpoint of sealing, reliable airtight sealing is possible. At this time, if the second opening hole 55b is formed closer to the gap 14a on the communication path 56 than the first opening hole 55a, the second opening hole 55b can block the communication path 56, Even if the sealing performance of the first open hole 55a is incomplete, the influence of the sealing performance of the gap 14a can be eliminated.

(実施形態3〜6)
本発明の静電型アクチュエータの実施形態3〜6は、複数の静電型アクチュエータ素子を備えた静電型アクチュエータであって、連通路56及び第一の開放孔55aと第二の開放孔55bの配置が、それぞれ異なった形態である。これらの静電型アクチュエータにおいては、複数の静電型アクチュエータ素子3がアクチュエータ基板10上に平行に並ぶように配列されており、それぞれの静電型アクチュエータ素子3の空隙14aの端部が、静電型アクチュエータ素子3の列(空隙14aの列でもある。)に沿うように配置された連通路56に連通している。
(Embodiments 3 to 6)
Embodiments 3 to 6 of the electrostatic actuator of the present invention are electrostatic actuators including a plurality of electrostatic actuator elements, and include a communication path 56, a first opening hole 55a, and a second opening hole 55b. The arrangements are different from each other. In these electrostatic actuators, a plurality of electrostatic actuator elements 3 are arranged in parallel on the actuator substrate 10, and the ends of the gaps 14 a of the electrostatic actuator elements 3 are static. The electric actuator element 3 communicates with a communication path 56 disposed along the row of electric actuator elements 3 (also a row of gaps 14a).

実施形態3の静電型アクチュエータは、図2に示したように、アクチュエータ基板10上の端部に延在している連通路56に、連通路56の末端側から第一の開放孔55a、第二の開放孔55bの順に並んで形成されている。この実施形態は、すでに図2を参照にして説明したので詳細は省く。   As shown in FIG. 2, the electrostatic actuator according to the third embodiment has a first opening hole 55 a from the end of the communication path 56 to the communication path 56 extending to the end on the actuator substrate 10. They are formed side by side in the order of the second opening holes 55b. This embodiment has already been described with reference to FIG.

実施形態4の静電型アクチュエータは、図11に示すように、静電型アクチュエータ素子3がアクチュエータ基板10上に整列して配列されており、各静電型アクチュエータ素子3の空隙14aを連通するように、アクチュエータ基板10の端部に静電型アクチュエータ素子3の列に沿って連通路56が形成されている。連通路56の両端部に第二の大気開放孔55bを設け、各静電型アクチュエータ素子3の空隙14a内に疎水材前駆体のガスをより短時間で導入できるようにしたものである。ここで、第一の大気開放孔55aは、連通路56の一方の末端に1箇所のみとしている。第一の大気開放孔55aは、各静電型アクチュエータ素子3の空隙14a内を外界の圧力と等しくするためのものであり、一方の連通路56の1箇所にあれば十分であるが、勿論、両側の連通路56の端部に2箇所以上設けてもよい。このとき、第一の大気開放孔55aよりも第二の大気開放孔55bを、連通路56上の空隙14aに近い側に形成することが好ましい。   In the electrostatic actuator according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, the electrostatic actuator elements 3 are aligned on the actuator substrate 10 and communicated with the gaps 14 a of the electrostatic actuator elements 3. As described above, the communication path 56 is formed along the row of the electrostatic actuator elements 3 at the end of the actuator substrate 10. A second atmosphere opening hole 55b is provided at both ends of the communication path 56 so that the hydrophobic material precursor gas can be introduced into the gap 14a of each electrostatic actuator element 3 in a shorter time. Here, the first air opening hole 55 a is provided at only one place at one end of the communication path 56. The first atmosphere opening hole 55a is for making the inside of the gap 14a of each electrostatic actuator element 3 equal to the external pressure, and it is sufficient if it is provided at one place of one communication path 56. Two or more locations may be provided at the ends of the communication passages 56 on both sides. At this time, it is preferable to form the second air opening hole 55 b closer to the gap 14 a on the communication path 56 than the first air opening hole 55 a.

図12は、実施形態4の静電型アクチュエータを示しており、実施形態3の静電型アクチュエータとの違いは、各静電型アクチュエータ素子3の空隙14aの両端部に連通路56があり、空隙14aの両端部がそれぞれの連通路56に連通している。そして、2本の連通路56の両端部には、それぞれ第二の大気開放孔55bが配置されている。このようにすれば、各静電型アクチュエータ素子3の空隙14a内に疎水材前駆体のガスをさらに短時間で導入することができる。実施形態3の配置例同様、第一の大気開放孔55aは連通路56中の1箇所のみとしているが、2箇所以上に配置しても良い。こととき、上述したように、第一の大気開放孔55aよりも第二の大気開放孔55bを空隙14aに近い側に形成することが好ましい。   FIG. 12 shows the electrostatic actuator of the fourth embodiment. The difference from the electrostatic actuator of the third embodiment is that there are communication paths 56 at both ends of the gap 14a of each electrostatic actuator element 3. Both end portions of the gap 14 a communicate with the respective communication paths 56. And the 2nd air release hole 55b is arrange | positioned at the both ends of the two communicating paths 56, respectively. In this way, the hydrophobic precursor gas can be introduced into the gap 14a of each electrostatic actuator element 3 in a shorter time. As in the arrangement example of the third embodiment, the first atmosphere opening hole 55a is provided at only one place in the communication path 56, but it may be arranged at two or more places. At this time, as described above, it is preferable to form the second air opening hole 55b closer to the gap 14a than the first air opening hole 55a.

図13は、実施形態5の静電型アクチュエータを示しており、実施形態4の静電型アクチュエータとの違いは、実施形態4における2本の連通路56の端部同士を連通し、そこから延長して連通路56上に第二の大気開放孔55b及び第一の大気開放孔55aを配置している。この実施形態は、大気開放孔を両側の連通路56で共通として、第二の大気開放孔55bの数を減らしたものである。この実施形態においては、疎水剤の導入時間は短時間でできるようにしたまま、実施形態4の静電型アクチュエータに比べ封止が必要な箇所である第二の大気開放孔55bを減らすことで、封止に要する時間を短縮することが可能となる。ここでも、第一の大気開放孔55aは片側のみの配置としているが、両側に配置しても良い。   FIG. 13 shows the electrostatic actuator of the fifth embodiment. The difference from the electrostatic actuator of the fourth embodiment is that the ends of the two communication paths 56 in the fourth embodiment communicate with each other. The second atmosphere opening hole 55 b and the first atmosphere opening hole 55 a are arranged on the communication path 56 so as to extend. In this embodiment, the number of second air opening holes 55b is reduced by using the air opening holes in common on both communication paths 56. In this embodiment, the introduction time of the hydrophobic agent can be shortened, and the second atmosphere opening hole 55b, which is a place that needs to be sealed, is reduced compared to the electrostatic actuator of the fourth embodiment. It is possible to reduce the time required for sealing. Here, the first air opening hole 55a is arranged only on one side, but may be arranged on both sides.

さらに、その他の配置形態として、各空隙14aをそれぞれ所定数毎にグループ化し、空隙群毎に連通路56にサブ共通連通路を枝分かれさせて、このサブ共通連通路に第二の大気開放孔55bを配置することで、各空隙14aへの疎水剤前駆体ガスの導入を均一に迅速に行えるようにしても良い。   Furthermore, as another arrangement form, each gap 14a is grouped into a predetermined number, and a sub-common communication path is branched into the communication path 56 for each gap group, and the second air opening hole 55b is formed in the sub-common communication path. It is also possible to introduce the hydrophobic agent precursor gas into each gap 14a uniformly and quickly.

(実施形態7)
実施形態7は、上述の本発明に係る静電アクチュエータを吐出液の吐出圧力発生手段とした液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置である。図14は実施形態6の斜視図であり、図15はこの画像形成装置の機構部を説明する側面説明図である。図14及び図15を参照にして実施形態6の画像形成装置について説明する。通常、この画像形成装置はインクジェット記録装置、インクジェットプリンタとも呼ばれている。このインクジェット記録装置は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ93、キャリッジ93に搭載された本発明の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド95、記録ヘッド95へ記録液を供給する液カートリッジ等で構成される印字機構部82等を収納している。装置本体81の下方部には前方側から多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)84を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができる。給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82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86に排紙される。
(Embodiment 7)
Embodiment 7 is an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head using the above-described electrostatic actuator according to the present invention as discharge pressure generation means for discharge liquid. FIG. 14 is a perspective view of the sixth embodiment, and FIG. 15 is an explanatory side view for explaining a mechanism portion of the image forming apparatus. An image forming apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. Usually, this image forming apparatus is also called an ink jet recording apparatus or an ink jet printer. This inkjet recording apparatus supplies a recording liquid to the recording head 95, which includes a carriage 93 that can move in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81, a droplet discharge head of the present invention mounted on the carriage 93, and the recording head 95. A printing mechanism 82 composed of a liquid cartridge is stored. A paper feed cassette (or a paper feed tray) 84 on which a large number of sheets 83 can be stacked from the front side can be removably mounted on the lower part of the apparatus main body 81, and the sheets 83 can be manually inserted. The manual feed tray 85 for feeding paper can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

このような画像形成装置においては、記録ヘッド95の性能や信頼性が、直接画像形成装置の性能、信頼性つながる。この画像形成装置において、液滴吐出圧力発生手段として低消費電力、高精度、高信頼性の本発明の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを用いることで、低消費電力、高画質、高信頼な画像形成装置を提供することができる。   In such an image forming apparatus, the performance and reliability of the recording head 95 are directly connected to the performance and reliability of the image forming apparatus. In this image forming apparatus, a low-power consumption, high image quality, high-power is achieved by using a low-power consumption, high-precision, high-reliability electrostatic actuator of the present invention as a low-pressure power generation means. A reliable image forming apparatus can be provided.

以上のように、本発明を実施形態を中心にして説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明は、本発明の趣旨と当業者の技術常識を踏まえて、これらの実施形態を変更、変形してもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated centering on embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention may be modified or modified based on the spirit of the present invention and the technical common knowledge of those skilled in the art.

本発明の静電型アクチュエータは、空隙に連通する連通路と、前記連通路端付近に直列に配置された第一の開放孔と第二の開放孔とを備え、第一の開放孔と第二の開放孔が異なる材料で封止される構成とすることで、静電型アクチュエータ表面(振動板表面)に、保護膜を形成する場合に、その膜厚が均一になるよう塗布することが容易であり、かつ、空隙内の最適な疎水化処理および空隙の気密性の確保を可能とすることができるので、高精度、高信頼性の静電型アクチュエータを得ることができる。   An electrostatic actuator according to the present invention includes a communication path communicating with a gap, a first opening hole and a second opening hole arranged in series near the end of the communication path. When the protective film is formed on the surface of the electrostatic actuator (vibration plate surface), the two open holes are sealed with different materials. Since it is easy and it is possible to ensure the optimal hydrophobic treatment in the gap and the airtightness of the gap, it is possible to obtain a highly accurate and highly reliable electrostatic actuator.

本発明の静電型アクチュエータは、第一の開放孔を封止する材料を振動板表面に形成された材料と同一のものとすることで、製造工程の簡略化が可能となり、低コストの静電型アクチュエータを得ることができる。   In the electrostatic actuator of the present invention, the material for sealing the first open hole is made the same as the material formed on the surface of the diaphragm, so that the manufacturing process can be simplified and the static cost can be reduced. An electric actuator can be obtained.

本発明の静電型アクチュエータの製造方法によれば、第一の開放孔を開口した後、振動板表面に振動板保護膜等の機能性膜を形成することから、振動板が撓んでいない状態で振動板表面に振動板保護膜等の機能性膜を成膜することができる。この為、保護膜を塗布法等で均一に成膜することが可能となり、また、その後、第二の開放孔を開口し、そこから疎水材前駆体ガスを空隙内に導入し、その後、第二の開放孔を封止するので、空隙内の最適な疎水化処理および空隙の気密性の確保が可能となり、高精度、高信頼性の静電型アクチュエータを得ることができる。   According to the manufacturing method of the electrostatic actuator of the present invention, the functional film such as the diaphragm protective film is formed on the diaphragm surface after opening the first opening hole, so that the diaphragm is not bent. Thus, a functional film such as a diaphragm protective film can be formed on the surface of the diaphragm. For this reason, it becomes possible to form a protective film uniformly by a coating method or the like. After that, the second open hole is opened, and the hydrophobic material precursor gas is introduced into the gap from there, and then the first Since the two open holes are sealed, it is possible to ensure an optimal hydrophobization treatment in the gap and to ensure airtightness of the gap, and to obtain a highly accurate and highly reliable electrostatic actuator.

本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴吐出圧力発生手段として本発明の静電型アクチュエータを用いていることで、高精度、高信頼性の静電型液滴吐出ヘッドを得ることができる。   The droplet discharge head of the present invention uses the electrostatic actuator of the present invention as the droplet discharge pressure generating means, so that a highly accurate and highly reliable electrostatic droplet discharge head can be obtained.

本発明の画像形成装置は、画像形成部に本発明の液滴吐出ヘッドを用いているので、高画質、高信頼の画像形成装置を得ることができる。   Since the image forming apparatus of the present invention uses the liquid droplet ejection head of the present invention in the image forming unit, an image forming apparatus with high image quality and high reliability can be obtained.

本発明の静電型アクチュエータの断面図Sectional view of the electrostatic actuator of the present invention 複数の静電型アクチュエータ素子を備えた静電型アクチュエータの模式図Schematic diagram of an electrostatic actuator with multiple electrostatic actuator elements 本発明の液滴吐出ヘッドの分解斜視図FIG. 3 is an exploded perspective view of the droplet discharge head of the present invention. 本発明の液滴吐出ヘッドの部分平面透視図Partial plan perspective view of the droplet discharge head of the present invention 図4におけるX−X'断面図XX 'sectional view in FIG. 図4におけるY1−Y1'断面図Y1-Y1 'sectional view in FIG. 図4におけるY2−Y2'断面図Y2-Y2 'sectional view in FIG. 図4におけるY3−Y3'断面図Y3-Y3 'sectional view in FIG. 本発明の静電型アクチュエータの製造工程フローチャートManufacturing process flowchart of electrostatic actuator of the present invention 本発明の静電型アクチュエータの製造工程図Manufacturing process diagram of electrostatic actuator of the present invention 本発明の静電型アクチュエータの開放孔の配置例(2)Example of arrangement of open holes in electrostatic actuator of the present invention (2) 本発明の静電型アクチュエータの開放孔の配置例(3)Example of arrangement of open holes in electrostatic actuator of the present invention (3) 本発明の静電型アクチュエータの開放孔の配置例(4)Example of arrangement of open holes in electrostatic actuator of the present invention (4) 本発明の画像形成装置の斜視図The perspective view of the image forming apparatus of this invention 本発明の画像形成装置の側面説明図Side view of the image forming apparatus of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1: 液滴吐出ヘッド
2: 静電型アクチュエータ
3: 静電型アクチュエータ素子
10: 基板(アクチュエータ基板)
11: 基板絶縁膜
12: 固定電極
12b: 固定電極 (引き出し部)
12c: 固定電極ダミー(スペーサ)
13: 固定電極側絶縁膜
14a: 空隙
14b: 残存犠牲層(スペーサ)
20: 振動板(積層振動板)
21: 振動板側絶縁膜
22: 振動板電極
22b: 振動板電極(引き出し部)
22c: 振動板電極ダミー(スペーサ)
24: 引っ張り応力膜
25: 犠牲層除去孔封止膜
26: 振動板接液膜(保護膜)
30: 液室基板
31: 共通液室
32: 流体抵抗部
33: 加圧液室
34: 連通管
35: 流路基板接液膜
40: ノズル板
41: ノズル孔
52: 電極−配線接続孔
53a: 固定電極配線
53b: 振動板電極配線
54: 外部との電気的接続部
55a: 第一の大気開放孔
55b: 第二の大気開放孔(HMDS導入孔)
56: 連通路
57: 液供給路
58a: 第一の封止部材
58b: 第二の封止部材(封止材)
60: 接着材層
61: 吐出液流通孔
61: 吐出液供給路接液膜
81: 画像形成装置(装置本体)
82: 印字機構部
83: 用紙
84: 給紙カセット
85: 手差しトレイ
86: 排紙トレイ
93: キャリッジ
95: 記録ヘッド
1: Droplet discharge head 2: Electrostatic actuator 3: Electrostatic actuator element 10: Substrate (actuator substrate)
11: Substrate insulating film 12: Fixed electrode 12b: Fixed electrode (leading portion)
12c: Fixed electrode dummy (spacer)
13: Fixed electrode side insulating film 14a: Air gap
14b: Residual sacrificial layer (spacer)
20: Diaphragm (laminated diaphragm)
21: Diaphragm-side insulating film 22: Diaphragm electrode 22b: Diaphragm electrode (leading portion)
22c: Diaphragm electrode dummy (spacer)
24: tensile stress film 25: sacrificial layer removal hole sealing film 26: diaphragm wetted film (protective film)
30: Liquid chamber substrate 31: Common liquid chamber 32: Fluid resistance portion 33: Pressurized liquid chamber 34: Communication pipe 35: Flow path substrate wetted film 40: Nozzle plate 41: Nozzle hole 52: Electrode-wiring connection hole 53a: Fixed electrode wiring 53b: Diaphragm electrode wiring 54: Electrical connection 55a to the outside: First air opening hole 55b: Second air opening hole (HMDS introduction hole)
56: Communication path 57: Liquid supply path 58a: First sealing member 58b: Second sealing member (sealing material)
60: Adhesive material layer 61: Discharge liquid flow hole 61: Discharge liquid supply path wetted film 81: Image forming apparatus (apparatus body)
82: Printing mechanism 83: Paper 84: Paper feed cassette 85: Manual feed tray 86: Paper discharge tray 93: Carriage 95: Recording head

Claims (9)

振動板電極を含み表面に保護膜を形成した振動板と、この振動板に空隙を介して対向配置された固定電極と、
前記空隙に連通する連通路を備え、
前記保護膜を含む振動板には、前記連通路を大気に開放する第一の開放孔と第二の開放孔が形成され、
前記第二の開放孔は、前記保護膜まで貫通するように形成され、かつ前記第一の開放孔よりも前記空隙に近い側に形成され
前記第二の開放孔を気密封止する封止材は、前記連通路の第二の開放孔との連通部を遮断し、
前記保護膜は、熱硬化性の保護膜前駆体を加熱硬化させた樹脂膜であり、
前記空隙は、前記保護膜の硬化温度で脱離又は分解する疎水膜を備えることを特徴とする静電型アクチュエータ。
A diaphragm including a diaphragm electrode and having a protective film formed on a surface thereof; a fixed electrode disposed opposite to the diaphragm via a gap ;
A communication path communicating with the gap ,
The diaphragm including the protective film is formed with a first opening hole and a second opening hole that open the communication path to the atmosphere.
The second opening hole is formed so as to penetrate to the protective film, and is formed closer to the gap than the first opening hole ,
The sealing material for hermetically sealing the second opening hole blocks a communication portion with the second opening hole of the communication path,
The protective film is a resin film obtained by heat-curing a thermosetting protective film precursor,
The electrostatic actuator , wherein the gap includes a hydrophobic film that is desorbed or decomposed at a curing temperature of the protective film .
請求項1に記載の静電型アクチュエータを複数備え、それぞれの静電型アクチュエータの連通路が互いに連通されていることを特徴とする静電型アクチュエータ。 An electrostatic actuator comprising a plurality of electrostatic actuators according to claim 1, wherein communication paths of the electrostatic actuators communicate with each other . 前記第一の開放孔は、前記保護膜により封止されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電型アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the first opening hole is sealed with the protective film. 前記封止材は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の静電型アクチュエータ。 The encapsulant electrostatic actuator according to claim 1, characterized in that an epoxy resin. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の静電型アクチュエータを備え、前記静電型アクチュエータを作動させることによりノズルから液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head comprising the electrostatic actuator according to claim 1, wherein the droplet is discharged from a nozzle by operating the electrostatic actuator. 請求項5に記載の液滴吐出ヘッドを搭載し、前記液滴吐出ヘッドにより記録材に液滴を噴射して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 5, wherein the droplet discharge head ejects droplets onto a recording material to form an image. 基板上に固定電極と、犠牲層と、振動板電極を含む振動板を順に積層した後、前記犠牲層にエッチング剤を導入して前記犠牲層を除去し、空隙及び前記空隙に連通する連通路を形成する静電型アクチュエータ構造形成行程と、
前記振動板に、前記連通路を大気中に連通させる第一の開放孔を設ける第一の開放孔形成行程と、
前記振動板表面に、熱硬化性の保護膜前駆体を塗布し、加熱硬化させて保護膜を形成する保護膜形成行程と、
前記保護膜を形成した振動板の表面に、前記連通路を大気中に連通させる第二の開放孔を設ける第二の開放孔形成行程と、
前記第二の開放孔から、前記連通路を介して前記空隙に疎水剤を導入する疎水剤導入行程と、
前記第二の開放孔を、封止材で封止する第二の開放孔封止行程と、
を含むことを特徴とする静電型アクチュエータの製造方法。
After laminating a fixed electrode, a sacrificial layer, and a diaphragm including a diaphragm electrode on the substrate in order, an etching agent is introduced into the sacrificial layer to remove the sacrificial layer and communicate with the gap and the gap Forming an electrostatic actuator structure for forming
A first opening hole forming step in which the diaphragm is provided with a first opening hole that allows the communication path to communicate with the atmosphere;
Applying a thermosetting protective film precursor to the surface of the diaphragm , heat-curing a protective film forming step of forming a protective film,
A second opening hole forming step of providing a second opening hole for communicating the communication path with the atmosphere on the surface of the diaphragm on which the protective film is formed ;
From the second open hole, the hydrophobic agent introducing step for introducing a hydrophobic agent into said gap through said communication passage,
A second opening hole sealing step of sealing the second opening hole with a sealing material;
A method for manufacturing an electrostatic actuator, comprising:
前記保護膜形成行程は、吐出流体を流通させる液供給路を形成する液供給路形成行程を含むことを特徴とする請求項7に記載の静電型アクチュエータの製造方法。 The method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 7, wherein the protective film forming step includes a liquid supply path forming step for forming a liquid supply path through which the discharged fluid flows. 前記保護膜形成行程は、前記第一の開放孔を封止する第一の開放孔封止行程を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の静電型アクチュエータの製造方法。 9. The method of manufacturing an electrostatic actuator according to claim 7 , wherein the protective film forming step includes a first open hole sealing step for sealing the first open hole .
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