JP2002272145A - 静電型アクチュエータ及び該静電型アクチュエータを使用したインクジェットヘッド、インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 封止剤から発生する気体あるいは封止剤の硬
化収縮による振動板の変形が生じることがなく、また圧
力、温度等の使用環境するた場合に特性が経時的に変化
することのない静電型アクチュエータを提供する。 【解決手段】 振動板、対向電極、振動室、振動室を外
部に連通するための第１の管を備え、第１の管が外部と
連通する箇所が、有機材料からなる複数の積層膜により
封止される。また、対向電極はフレキシブル基板と電気
的に接続しており、その接続個所が、第２の有機材料に
より封止されている。第１の管が外部と連通する箇所
は、無機材料または該無機材料を最下層にした積層膜に
より封止されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電型アクチュエー
タ及び該静電型アクチュエータを使用したインクジェッ
トヘッド、インクジェットプリンタに関し、さらに詳し
くは、記録を必要とする時にのみインク液滴を吐出し、
記録紙面に付着させるインクジェット記録装置の静電型
アクチュエータにおいて、使用環境が変化してもインク
吐出し特性、振動板駆動特性が経時的に変化することが
ないようにしたは静電型アクチュエータ及び該静電型ア
クチュエータを使用したインクジェットヘッド、インク
ジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、本発明に関連した従来技術を示
す。特開平６−７１８８２号公報（インクジェットヘッ
ド及びその製造方法）の発明は、静電方式のインクジェ
ットに関し、振動板と電極間のギャップ長を規定してい
る。実施例の中で振動板と電極間の封止を熱硬化型接着
剤または光硬化型接着剤により封止を行っている。

【０００３】特開平１１−１７９９１９号公報（静電型
アクチュエータ及びその製造方法）の発明は、静電型ア
クチュエータを用いたインクジェットヘッドのインク室
の底壁の表面及びセグメント電極の表面を含む振動室
は、外部と結ぶ管と接続しており、この管は更にバイパ
ス管を介して外部に連通している。管の開放端を封止剤
で封止した後、振動室内部にバイパス管を介して疎水膜
を形成するための化合物が処理槽内で注入される。注入
後、処理槽外で封止剤によりバイパス管を封止すること
により振動室を気密封止する。

【０００４】特開平１０−３０４６８５号公報（静電ア
クチュエータ及びそれを利用したインクジェットヘッ
ド）の発明は、静電気力によって相対変位する振動室と
振動室に連通し気密封止されている通路を備えた静電ア
クチュエータにおいて、振動室に封止剤が侵入しないよ
うに安定して通路を気密封止する。振動室に連通してい
る通路に封止用接着剤が溜まる封止溜まり部を形成し、
封止用接着剤の振動室への侵入を停止する。

【０００５】特開平１０−２６４３８１号公報（インク
ジェットヘッド及びその製造方法）の発明は、シリコン
基板を用いたインクジェットヘッドの製造方法におい
て、封止剤からの気体の発生を防ぐことにより吐出の出
力を安定させ高気密な封止を可能にする。電極と振動板
を貼り合わせ、その貼り合わせ基板の電極取り出し部に
低融点ガラスを用いて封止する。

【０００６】特開平１１−２６３０１２号公報（静電型
アクチュエータ及びその製造方法）の発明は、静電型ア
クチュエータを用いたインクジェットヘッドのインク室
の底壁（共通電極）の表面及びセグメント電極の表面を
含む振動室は外部を結ぶ管と接続しており、この管は更
にバイパス管を介して外部に連通している。また、管を
取り出すための第１の貫通穴とバイパス管を取り出すた
めの第２の貫通穴がキャビティープレートに形成されて
いる。第１の貫通穴から管の解放端を封止材で封止した
後振動室内部にバイパス管を介して疎水膜を形成するた
めの化合物を処理槽内で注入される。注入後、処理槽外
で第２の貫通穴よりバイパス管の解放端を封止材で封止
することにより、振動室は気密封止される。

【０００７】特開平１１−３４３１９号公報（記録ヘッ
ド）の発明は、静電型インクジェットヘッドにおいて、
振動板基板と電極との間隔を一定に保つために、下基板
に支柱部材を設け、この支柱部材に開口部を設けたもの
である。これにより、振動板が変形あるいは復元すると
きに発生するギャップ内の空気圧変動が、前記開口部か
ら速やかに大気に解放されるため、振動板の動作が阻害
されることがなくなり、振動板から発生する力がロスさ
れないため駆動特性が向上する。

【０００８】特開２０００−１８６５４１号公報（イン
クジェットヘッド及びその製造方法）の発明は、静電型
インクジェットヘッドにおいて、振動室と外部を連通す
る連通孔を酸化膜により封止するものである。これによ
り、接着剤による封止時に懸念される硬化時の気体の発
生、硬化収縮による振動板の変形がなく、また振動室へ
の接着剤の入り込み量のバラツキがない高温高湿下での
信頼性が向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット記録装
置は記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能
なこと、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用でき
ること等多くの利点を有する。この中でも記録の必要な
ときにのみインク液滴を吐出するいわゆるインク・オン
・デマンド方式が記録に不要なインク液滴の回収を必要
としないため現在主流となっている。

【００１０】インク・オン・デマンド方式のインクジェ
ットヘッドには、駆動手段が圧電素子であるもの（特公
平２−５１７３４号公報）や、インクを加熱して気泡を
発生させその圧力でインクを吐出させるもの（特公昭６
１−５９９１１号公報）等がある。しかしながら、上記
方式のインクジェットヘッドには以下に述べるような問
題がある。

【００１１】最近のインクジェット記録装置による印字
には、高速・高印字品質が求められてきており、これを
達成するためのマルチノズル化・ノズルの高密度化にお
いて、圧電素子を微細に加工して各々の振動板に接着す
ることはかなり困難である。また、従来の機械加工にお
ける寸法精度では印字品質のばらつきが大きくなってし
まうという問題がある。また、インクを加熱する方法に
おいては、駆動手段が薄膜の抵抗加熱体により形成され
るため、上記のような問題は存在しないが駆動時の急速
な加熱・冷却の繰り返しや気泡消滅時の衝撃により抵抗
加熱体がダメージを受けるためにインクジェットヘッド
の寿命が短いという問題がある。

【００１２】上記の問題を解決するものとして、特開平
５−５０６０１号公報で開示されているように駆動手段
に静電気力を利用したインクジェットヘッド記録装置が
ある。この方式は、小型高密度、高印字品質および長寿
命であるという利点を有している。上記静電方式におい
てはインクノズルに連通しているインク吐出室の底面が
弾性変形可能な振動板として形成されている。この振動
板には一定の間隔で基板が対向配置されている。これら
の振動板及び基板にはそれぞれ対向電極が配置され、こ
れらの対向電極の間の空間は封止しておかなければなら
ない。封止しない場合、インクジェットヘッドを駆動し
ている間に、対向電極の表面すなわち対向している振動
板の底面及び基板の表面に水分が付着し静電吸引特性及
び静電反発特性が低下するおそれがある。また、基板の
表面に付着した水分により振動板と電極基板が貼り付い
たままの状態となり動作不能となるおそれがある。

【００１３】従来、上記封止は、特開平６−７１８８２
号公報に示されるように熱硬化型あるいは光硬化型の樹
脂を用いて行われている。しかし、この方法では接着剤
が固まるときに接着剤から気体が発生する、接着剤が硬
化収縮することにより振動板が変形を起こし吐出しが安
定しない、接着剤が振動室領域に流れ込み振動板が吸着
するといった問題がある。また、各ビット間での接着剤
からの気体の発生量や接着剤の管の中への侵入量の差に
より振動板変形量のバラツキが生じてしまう等の問題が
ある。弾性接着剤を使用して上記のような硬化収縮ある
いは封止剤からのガスによる振動板の変形を接着剤によ
り吸収することで回避する方法もあるが、弾性接着剤の
みでの封止膜の場合、使用環境および保管環境（圧力，
温度）が変化した場合にインク吐出特性、振動板駆動特
性等が経時的に変化してしまう（封止剤を介して振動室
内部と外部で空気が通過する）という問題がある。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、封止剤から発生する気体あるいは封止剤の硬化
収縮による振動板の変形が生じることがなく、また使用
環境及び保管環境（圧力，温度）が変化した場合に特性
が経時的に変化してしまうことのない静電型アクチュエ
ータ、該アクチュエータを使用したインクジェットヘッ
ド及びその製造方法を提供するものである。

【００１５】より詳しくは、固体振動板と、該振動板と
対向配置された電極部と、前記振動板と該振動板と対向
配置された電極間の前記振動板に変形を生じさせる振動
室と該振動室を含み該振動室が外部に連通するための第
１の管を備えている静電型アクチュエータであって、前
記第１の管が外部と連通する箇所が複数の有機材料ある
いは無機材料あるいは該無機材料を最下層にした積層膜
により封止されていることを特徴とする静電型アクチュ
エータ及びその製造方法を提供するものである。また、
前記第１の管の複数に連通する第２の管を有することに
より、封止の際に前記振動板が変形を起こしてもビット
間でのバラツキのない静電型アクチュエータ及びその製
造方法を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためになされたもので、その第１の技術手段は、
振動板と、該振動板と対向配置された対向電極と、前記
振動板に変形を生じさせる振動室と、該振動室を含み該
振動室が外部に連通するための第１の管を備えている静
電型アクチュエータにおいて、前記第１の管が外部と連
通する箇所が、有機材料からなる複数の積層膜により封
止されていることを特徴とする。

【００１７】第２の技術手段は、第１の技術手段の静電
型アクチュエータにおいて、前記対向電極と電気的に接
続したフレキシブル基板を有し、前記対向電極とフレキ
シブル基板の接続個所が、第２の有機材料により封止さ
れていることを特徴とする。

【００１８】第３の技術手段は、振動板と、該振動板と
対向配置された対向電極と、前記振動板に変形を生じさ
せる振動室と、該振動室を含み該振動室が外部に連通す
るための第１の管を備えている静電型アクチュエータに
おいて、前記第１の管が外部と連通する箇所が、無機材
料または該無機材料を最下層にした積層膜により封止さ
れていることを特徴とする。

【００１９】第４の技術手段は、第３の技術手段の静電
型アクチュエータにおいて、前記無機材料は表面反応型
の材料であることを特徴とする静電型アクチュエータ。

【００２０】第５の技術手段は、第３または４の技術手
段の静電型アクチュエータにおいて、前記第１の管が外
部と連通する箇所を封止する第１の封止部材が、オゾン
ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜、または該オゾンＴＥＯ
Ｓを用いたＣＶＤ酸化膜を最下層にした積層膜であるこ
とを特徴とする。

【００２１】第６の技術手段は、第３または４の技術手
段の静電型アクチュエータにおいて、前記第１の管が外
部と連通する箇所を封止する第１の封止部材が、ＬＰ−
ＣＶＤを用いた窒化膜、または該ＬＰ−ＣＶＤを用いた
窒化膜を最下層にした積層膜であることを特徴とする。

【００２２】第７の技術手段は、第１〜６の技術手段の
静電型アクチュエータにおいて、前記第１の管の複数に
連通する第２の管を有していることを特徴とする。

【００２３】第８の技術手段は、第１〜７の技術手段の
静電型アクチュエータを使用したインクジェットヘッ
ド、または該インクジェットヘッドを使用したインクジ
ェットプリンタであることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図６に基づいて説明する。図１は、本発明の前提とな
る静電型アクチュエータの構成を示す断面図である。静
電型インクジェットヘッドを形成する個々の静電型アク
チュエータは、吐き出し室基板１と電極基板２は振動室
６によって形成される所定のギャップ長をもって陽極接
合またはＳｉ直接接合されている。接合時の温度は高い
のでギャップ部の空気が膨張し、接合後常温に下がった
時点ではギャップ部内の圧力が大気圧以下になるために
吐き出し室５底部の振動板３が電極基板２表面に形成さ
れた対向電極４側にひずみ、対向電極４と接触し短絡し
たり、あるいは振動板３に不必要な応力を与えたりする
等の障害が生じる。このため、振動板３と対向電極４間
のギャップ内を一度大気に解放する必要がある。ただ
し、ギャップを大気に解放したままにしておくと、静電
気の作用により塵埃を吸引し塵埃が電極に付着したりし
て、振動板３の振動特性が変動する。そこで、従来例で
は振動室６を通路を介して大気に解放させると共に、通
路の出口７を陽極接合またはＳｉ直接接合後、吐き出し
室基板１と電極基板２が常温に下がった時点で、粘度の
高いエポキシ等の接着剤８を用いて封止している。

【００２５】この場合、封止時に接着剤硬化時の気体の
発生、硬化収縮による振動板３の変形の発生が懸念され
る。また、振動室６への接着剤８の入り込み量のばらつ
きが生じ、振動板３の振動特性のばらつきが生じること
も懸念される。本発明では、上記した封止で懸念される
問題点に鑑み、信頼性の高い静電型アクチュエータ及び
インクジェットヘッドを提供するものである。

【００２６】図２は、本発明の静電型アクチュエータを
製造する一連の工程を示す平面図であり、図３は、図２
から引き続く工程を示す同様の平面図である。まず、図
２（Ａ）に示すように、Ｐ型（１００）Ｓｉ基板１１を
用意し、その上に対向電極１２及びギャップ１３を形成
する。なお、Ｐ型（１００）Ｓｉ基板１１は、静電型ア
クチュエータの電極基板となるものである。また、各々
のアクチュエータの各ギャップ１３を連通するように連
通孔１４を形成する。また、連通孔１４の途中にダンパ
部を設けておく。

【００２７】次に、図２（Ｂ）に示すように、ボロンを
注入した（１１０）Ｓｉ基板１５を用意し、前記対向電
極１２及びギャップ１３を形成したＰ型（１００）Ｓｉ
基板１１とボロンを注入した（１１０）Ｓｉ基板１５を
直接接合により接合を行い、その後ボロンを注入した
（１１０）Ｓｉ基板１５の厚さが１００μｍになるまで
研磨を行う。なお、ボロンを注入した（１１０）Ｓｉ基
板１５は、静電型アクチュエータの吐き出し室基板とな
るものである。

【００２８】次に、（１００）Ｓｉ基板１１とボロンを
注入した（１１０）Ｓｉ基板１５とを直接接合した基板
にエッチングマスクとなる窒化膜をデポし、図２（Ｃ）
に示すように裏面流路部１６，吐き出し室部１８，仮接
着領域１７をウェットエッチングにより形成する。（１
００）Ｓｉ基板１１とボロンを注入した（１１０）Ｓｉ
基板１５との直接接合により、振動室が形成される。

【００２９】その後、図２（Ｄ）に示すように、ボロン
を注入した（１１０）Ｓｉ基板（吐き出し室基板）１５
の電極取り出し部１９をドライエッチングにて開口を行
う。

【００３０】その後、図３（Ｅ）に示すように、吐き出
し室基板１５と電極基板１１の間の振動室（ギャップ
部）を低アウトガス、低硬化収縮、高粘度の弾性接着剤
２０により封止を行う。ただし、この弾性接着剤２０の
みの封止では耐透気性に欠け、封止としては不十分であ
る。その後、ウェハ（Ｗａｆｅｒ）から各チップにダイ
シングにより切断する。

【００３１】その後、図３（Ｆ）に示すように、露出し
た個別電極の対向電極１２とＦＰＣケーブル２１とを異
方性導電膜によって電気的な接続を行なう。ＦＰＣケー
ブル２１にはドライバＩＣがワイヤーボンドによって搭
載されている。次に、低透気性の有機封止剤２２を低ア
ウトガス、低硬化収縮、高粘度の弾性接着剤２０の上部
を覆うように、かつＦＰＣケーブル２１に接触するよう
に塗布を行う。この封止により、ギャップ部は完全に封
止が行われる。またＦＰＣケーブル２１に接触するよう
に塗布を行うためＦＰＣケーブル２１が電極基板１１か
ら剥離しないようになる。

【００３２】その後、ノズルプレート２４と図３（Ａ）
〜（Ｆ）の工程で製造されたアクチュエータを接合する
為に、吐き出し室基板１５の上面に接着剤を塗布する。
その後、仮接着塗布領域１７に仮接着剤として光硬化型
接着剤２３をディスペンサにより塗布する。その後、図
３（Ｇ）に示すように、Ｎｉ電鋳により形成されたノズ
ルプレート２４と、接着剤が塗布された静電型アクチュ
エータを位置合わせし、仮加圧を行う。ここで、光硬化
型接着剤に紫外線ＵＶを照射して仮接着剤を硬化させ、
本加圧を行い加熱硬化させる。

【００３３】上記したように、本製造方法では、まず低
アウトガス、低硬化収縮、高粘度の弾性接着剤２０にて
第１の管、すなわちギャップ部が外部と連通する箇所を
封止し、その後低透気性の有機封止材２２によってＦＰ
Ｃケーブル２１とともに封止を行う。このような構成に
することで、接着剤の硬化時に発生する振動板の変形を
抑えることができ、また温度、圧力変化に伴う振動板変
形量の経時変化を抑えることが可能となる。また、複数
の第１の管を連通する第２の管、すなわち連通孔１４を
構成しているので、接着剤の管への侵入量の差による振
動板変形量のバラツキを抑えることができる。

【００３４】また、本発明の異なる実施例では、無機材
料あるいは該無機材料を最下層とした積層膜により封止
を行う。このような構成とすることによって、樹脂封止
のみのときと比較して耐透気性に優れ、前記実施例の構
成同様に温度、圧力変化に伴う振動板変形量の経時変化
を抑えることが可能となる。無機材料によって完全に封
止をする必要はなく、第１の管が外部に連通する箇所の
構造が複雑で封止ができない場合は、その後低透気性の
接着剤によって封止を行えば良い。無機封止を行うこと
により、第１の管が外部に連通する箇所の断面積が小さ
くなり、低透気性の接着剤の振動室への侵入はほとんど
ない。また、接着剤からの振動室へ侵入するアウトガス
も少なく、それによる振動板の変形は小さい。

【００３５】また、無機材料として表面反応型の膜を使
用すると、第１の管が外部に連通する箇所の構造が複雑
な場合でも完全封止することは可能である。この場合は
使用する装置によっては振動室内が大気圧以下になる場
合がある。この時は第２の管を外部に連通させて、一度
振動板の変形をなくす方法もある。また、第２の管の途
中に形成したダンパ部で吸収しても良い。

【００３６】次に、本発明による静電型アクチュエータ
を製造する異なる製造工程について図４，図５を用いて
説明する。図４は本発明による静電型アクチュエータを
製造する一連の製造工程を示す吐き出し室部の断面図、
図５は吐き出し室部と吐き出し室部の間の柱部の断面図
である。図４（Ａ），図５（Ａ）に示すように、Ｐ型
（１００）Ｓｉ基板３１（厚さ６２５μｍ）を用意し、
２μｍの厚さに酸化膜３２をウェット酸化により形成し
た。酸化条件は１０５０℃、１８．５ｈである。

【００３７】次に、図４（Ｂ）に示すように、グラデー
ションマスクを用いてレジストのパターニングを行い、
ドライエッチング及びウェットエッチングにより酸化膜
３２のパターニングを行った。グラデーションマスクを
使用して、電極形状を形成することにより非平行のギャ
ップを形成することができ、低電圧化に有利な電極形状
を形成することが可能となる。図５（Ｂ）に示すよう
に、各電極パターン間の柱部には複数の振動室、すなわ
ち第１の管を連通するように連通孔４１、すなわち第２
の管を形成した。

【００３８】次に、図４（Ｃ），図５（Ｃ）に示すよう
に対向電極となるＴｉＮ３３を２００ｎｍの厚さにスパ
ッタ法で形成した。その後、ＴｉＮ３３を個別電極用に
エッチングにより分離を行い、その後電極保護膜として
シリコン酸化膜３４を２００ｎｍの厚さに形成した。次
に、電極部以外の前記シリコン酸化膜３２及びＴｉＮ３
３を各々ドライエッチング、ウェットエッチングにより
除去した。なお、図４（Ｃ），図５（Ｃ）に示すもの
が、静電型アクチュエータの電極基板となる。

【００３９】その後、図４（Ｄ），図５（Ｄ）に示すよ
うにボロンを注入した厚さ４００μｍの（１１０）Ｓｉ
基板３５を直接接合により９００〜１０００℃で接合を
行い、その後１００μｍの厚さになるまで研磨を行っ
た。

【００４０】次に、電極基板３１およびＳｉ基板３５に
窒化膜を積層、パターニングをして、図４（Ｅ），図５
（Ｅ）に示すように電極基板（図４（Ｃ），図５
（Ｃ））に裏面流路３６をウェットエッチングにより形
成した。

【００４１】その後、図４（Ｆ），図５（Ｆ）に示すよ
うに、吐き出し室３７をウェットエッチングにより形成
した。この時、図２，図３で説明した吐き出し室接合用
の仮接着剤領域１７及びパッド開口領域を同時に形成し
た。ボロンを注入した領域はボロン注入していないＳｉ
領域と比較してエッチングレートが低下するため、選択
的にボロン注入領域のみ残すことが可能である。図４
（Ｃ），図５（Ｃ）に示す電極基板とＳｉ基板３５を減
圧下で接合しているためエッチングされて薄膜になった
領域は下方に撓んだ形状となる。その後、ボロン注入Ｓ
ｉ基板３５及びシリコン酸化膜３２をエッチングして裏
面流路３６の開口を行った。

【００４２】その後、図４（Ｇ），図５（Ｇ）に示すよ
うに、電極取り出し部のＳｉ基板３５をエッチングにて
開口した。この時、ギャップ部（振動室）は大気に開放
されるため振動板は水平形状となる。

【００４３】その後、図４（Ｈ），図５（Ｈ）に示すよ
うに、各振動室から外部に通ずる開放端を弾性接着剤３
９にて封止を行った。本実施例では、東邦化成製ウルタ
イト１５４０を使用して封止を行った。その後、ダイシ
ングにてウェハからチップの形状に分離を行った。

【００４４】また、各振動室から外部に通ずる開放端を
封止する封止部材は、オゾンＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸
化膜、または前記オゾンＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜
を最下層にした積層膜とすることができる。このような
構成とすることによって、樹脂材料の封止の場合に比較
して、透気性がなく、温度、圧力変化による振動板変形
量の経時変化がなく安定した駆動が可能になる。また、
オゾンＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜を使用すること
で、第１の管すなわち振動室に通じた管が外部と連通す
る箇所の形状に依らず封止を行うことが可能である。

【００４５】さらに、振動室が外部と連通する箇所を封
止する封止部材は、ＬＰ−ＣＶＤを用いた窒化膜、ある
いは該ＬＰ−ＣＶＤを用いた窒化膜を最下層にした積層
膜とすることができる。このような構成とすることによ
って、樹脂材料の封止の場合に比較して、透気性がな
く、温度、圧力変化による振動板変形量の経時変化がな
く安定した駆動が可能になる。またＬＰ−ＣＶＤを用い
た窒化膜を使用することで第１の管が外部と連通する箇
所の形状に依らず封止を行うことが可能である。

【００４６】その後、図４（Ｉ），図５（Ｉ）に示すよ
うに、ＦＰＣケーブル４０を異方性導電膜によって電気
的な接続を行なった。ＦＰＣケーブル４０にはドライバ
ＩＣがワイヤーボンドによって搭載されている。次に、
弾性接着剤３９を上部から覆うように、さらにＦＰＣケ
ーブル４０に接触するようにフッ素ゴム系の接着剤４１
にて封止を行った。このフッ素ゴム系の接着剤４１は耐
透気性に優れている。上記した一連の工程により静電型
インクジェットヘッドのアクチュエータ部の作製を行っ
た。

【００４７】次に、前記のような製造工程によって形成
した静電型アクチュエータを用いたインクジェットヘッ
ドについて説明する。図６は、静電型アクチュエータを
用いたインクジェットヘッドを分解して示す斜視図であ
る。ドライバＩＣ５３が搭載されたＦＰＣケーブル５４
が接続された静電アクチュエータ５１とノズルプレート
５５とを接合する為に、静電アクチュエータ５１に形成
された吐き出し室基板の上面に接着剤を塗布した。吐き
出し室基板とノズルプレート５５を接着剤により接合す
る場合、接着剤のはみ出しが噴射特性に影響を与える
為、塗布膜厚を１μｍ前後にする必要がある。したがっ
て、吐き出し室上面に接着剤を塗布する方法は、転写法
により塗布を行った。本実施例では、ローラにドクター
ブレードで接着剤を薄膜化し、転写パッドによりローラ
から接着剤を転写し、さらに転写パッドからシリコン液
室上面に接着剤を転写する方法により行った。

【００４８】また、ノズルプレート５５と吐き出し室の
位置決めをする為に、仮接合用の紫外線硬化型接着剤を
吐き出し室基板の仮接着剤塗布領域５２にディスペンサ
により塗布した。そして、Ｎｉ電鋳により形成されたノ
ズルプレート５５と、接着剤が塗布された静電アクチュ
エータ５１を位置合わせし、仮加圧を行なった。その
後、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して接着剤を硬
化させ、本加圧を行い加熱硬化させた。加熱接合する際
に、シリコンとノズルプレート（ＮｉまたはＳＵＳ）間
の線膨張係数の差により反ってしまう。反りが発生する
と、内部応力によりアクチュエータを破壊してしまう可
能性がある。そこで、接着剤の硬化温度は低い方が良い
為、２液混合型（常温硬化型）のエポキシ系接着剤を使
用した。硬化温度は、低いほど良いが、本実施例では５
０℃で硬化を行った。また、インク供給タンクまたはイ
ンクカートリッジからインクを供給する為のジョイント
部５６と、フィルター５７が熱溶着されたフレーム５８
を接着接合した。フレーム５８にアクチュエータ５１と
ノズルプレート５５を接着接合する為に接着剤を塗布
し、アクチュエータの位置合わせをして接着接合を行っ
た。

【００４９】上記構成により、個別電極である対向電極
にパルス電圧を印加することにより、振動板が静電気力
によって対向電極側に変形する。そして、インクが共通
液室から流体抵抗部を通り、吐き出し室に流入し、吐き
出し室の体積が増加する。ここで、パルス電圧が解除さ
れることで静電気力が無くなり、振動板がもとの状態に
戻る。この振動板の弾性力によって吐き出し室の圧力が
上昇し、ノズルプレートに設けられたノズル孔からイン
クが噴射される。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、静電型アクチ
ュエータにおいて、第１の管が外部と連通する箇所が、
有機材料からなる複数の積層膜により封止されているの
で、アウトガス、硬化収縮が少なく、高粘性の封止材を
使用して封止され、その後低透気性の封止材により封止
することで、封止材が硬化するときのアウトガス、硬化
収縮による振動板の変形を防ぐことができ、透気性も少
ないため、温度、圧力が変化した際の振動板変形量の経
時変化を防ぐことができる。

【００５１】請求項２の発明によれば、対向電極と電気
的に接続したフレキシブル基板を有し、前記対向電極と
フレキシブル基板の接続個所が、第２の有機材料により
封止されているので、第２の有機材料に低透気性の材料
を選ぶことにより温度、圧力が変化した際の振動板変形
量の経時変化を防ぐことができる。また、第２の有機材
料がフレキシブル基板と接触しているためフレキシブル
基板が電極基板と剥離するのを防ぐことができ、高信頼
性の静電型アクチュエータを提供することができる。

【００５２】請求項３の発明によれば、静電型アクチュ
エータにおいて、第１の管が外部と連通する箇所が、無
機材料または該無機材料を最下層にした積層膜により封
止されているので、樹脂材料のみの封止の場合に比較し
て、透気性がなく、温度、圧力変化による振動板変形量
の経時変化もないので安定した駆動が可能である。

【００５３】請求項４の発明によれば、無機材料は表面
反応型の材料であるので、樹脂材料の封止の場合に比較
して、透気性がなく、温度、圧力変化による振動板変形
量の経時変化がなく安定した駆動が可能になる。また、
表面反応系の膜を使用することで第１の管が外部と連通
する箇所の形状に依らず封止を行うことが可能である。

【００５４】請求項５の発明によれば、第１の管が外部
と連通する箇所を封止する第１の封止部材が、オゾンＴ
ＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜、または前記オゾンＴＥＯ
Ｓを用いたＣＶＤ酸化膜を最下層にした積層膜であるの
で、樹脂材料の封止の場合に比較して、透気性がなく、
温度、圧力変化による振動板変形量の経時変化がなく安
定した駆動が可能になる。また、オゾンＴＥＯＳを用い
たＣＶＤ酸化膜を使用することで、第１の管が外部と連
通する箇所の形状に依らず封止を行うことが可能であ
る。

【００５５】請求項６の発明によれば、第１の管が外部
と連通する箇所を封止する第１の封止部材が、ＬＰ−Ｃ
ＶＤを用いた窒化膜、あるいは該ＬＰ−ＣＶＤを用いた
窒化膜を最下層にした積層膜であるので、樹脂材料の封
止の場合に比較して、透気性がなく、温度、圧力変化に
よる振動板変形量の経時変化がなく安定した駆動が可能
である。また、ＬＰ−ＣＶＤを用いた窒化膜を使用する
ことで第１の管が外部と連通する箇所の形状に依らず封
止を行うことが可能である。

【００５６】請求項７の発明によれば、第１の管の複数
に連通する第２の管を有しているので、封止材料として
有機材料を使用し、アウトガス、硬化収縮等により振動
板変形が生じた場合でも第２の管があるためビット間の
バラツキを低減することが可能である。

【００５７】請求項８の発明によれば、請求項１〜７の
静電型アクチュエータを使用したインクジェットヘッド
またはインクジェットプリンタであるので、温度、圧力
が変化した際の振動板変形量の経時変化を防ぐことがで
きるため、高信頼性でインク滴速度、インク体積のバラ
ツキの少ないインクジェットヘッドまたはインクジェッ
トプリンタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の前提となる静電型アクチュエータの
構成を示す断面図である。

【図２】 本発明の静電型アクチュエータを製造する一
連の工程を示す平面図である。

【図３】本発明の静電型アクチュエータを製造する図２
から引き続く工程を示す平面図である。

【図４】 本発明の静電型アクチュエータを製造する一
連の製造工程を示す吐き出し室部の断面図である。

【図５】 図４における吐き出し室部と吐き出し室部の
間の柱部の断面図である。

【図６】 静電型アクチュエータを用いたインクジェッ
トヘッドを分解して示す斜視図である。

【符号の説明】

１…吐き出し室基板、２…電極基板、３…振動板、４…
対向電極、５…吐き出し室、６…振動室、７…通路の開
口端、８…接着剤、１１…Ｐ型（１００）Ｓｉ基板１１
（電極基板）、１２…対向電極、１３…ギャップ、１４
…連通孔、１５…ボロンを注入した（１１０）Ｓｉ基板
（吐き出し室基板）、１６…裏面流路部、１７…仮接着
領域、１８…吐き出し室、１９…電極取り出し部、２０
…弾性接着剤、２１…ＦＰＣケーブル、２２…有機封止
剤、２３…光硬化型接着剤、２４…ノズルプレート、３
１…Ｐ型（１００）Ｓｉ基板１１（電極基板）、３２…
酸化膜、３３…ＴｉＮ、３４…Ｓｉ酸化膜、３５…ボロ
ンを注入した（１１０）Ｓｉ基板（吐き出し室基板）、
３６…裏面流路、３７…吐き出し室、３９…弾性接着
剤、４０…ＦＰＣケーブル、４１…フッ素ゴム系の接着
剤、５１…静電型アクチュエータ、５２…仮接着剤塗布
領域、５３…ドライバＩＣ、５４…ＦＰＣケーブル、５
５…ノズルプレート、５６…ジョイント部、５７…フィ
ルタ、５８…フレーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 15/00 Ｆ０４Ｂ 23/00 Ｚ 17/06 43/02 Ｃ 19/04 43/04 Ｂ 53/00 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ａ 23/00 １０３Ｈ 43/02 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｒ 43/04 Ｎ Ｆターム(参考） 2C057 AF65 AF93 AG54 AG82 AG89 AP25 AP53 BA04 BA15 3H069 AA04 BB01 CC10 DD27 DD44 EE06 3H071 AA05 BB01 CC01 CC26 CC28 CC31 DD04 DD51 EE07 EE11 EE15 3H075 AA07 BB04 BB21 CC14 CC16 CC18 CC32 DA05 DB01 3H077 AA06 BB03 CC02 DD06 EE01 EE25 EE26 FF09 FF36

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動板と、該振動板と対向配置された対
   向電極と、前記振動板に変形を生じさせる振動室と、該
   振動室を含み該振動室が外部に連通するための第１の管
   を備えている静電型アクチュエータにおいて、 前記第１の管が外部と連通する箇所が、有機材料からな
   る複数の積層膜により封止されていることを特徴とする
   静電型アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の静電型アクチュエータに
   おいて、 前記対向電極と電気的に接続したフレキシブル基板を有
   し、前記対向電極とフレキシブル基板の接続個所が、第
   ２の有機材料により封止されていることを特徴とする静
   電型アクチュエータ。
3. 【請求項３】 振動板と、該振動板と対向配置された対
   向電極と、前記振動板に変形を生じさせる振動室と、該
   振動室を含み該振動室が外部に連通するための第１の管
   を備えている静電型アクチュエータにおいて、 前記第１の管が外部と連通する箇所が、無機材料または
   該無機材料を最下層にした積層膜により封止されている
   ことを特徴とする静電型アクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の静電型アクチュエータに
   おいて、 前記無機材料は表面反応型の材料であることを特徴とす
   る静電型アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の静電型アクチュ
   エータにおいて、 前記第１の管が外部と連通する箇所を封止する第１の封
   止部材が、オゾンＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜、また
   は該オゾンＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜を最下層にし
   た積層膜であることを特徴とする静電型アクチュエー
   タ。
6. 【請求項６】 請求項３または４記載の静電型アクチュ
   エータにおいて、 前記第１の管が外部と連通する箇所を封止する第１の封
   止部材が、ＬＰ−ＣＶＤを用いた窒化膜、または該ＬＰ
   −ＣＶＤを用いた窒化膜を最下層にした積層膜であるこ
   とを特徴とする静電型アクチュエータ。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６いずれか記載の静電型ア
   クチュエータにおいて、 前記第１の管の複数に連通する第２の管を有しているこ
   とを特徴とする静電型アクチュエータ。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７いずれか記載の静電型ア
   クチュエータを使用したインクジェットヘッド、または
   該インクジェットヘッドを使用したことを特徴とするイ
   ンクジェットプリンタ。