JP2003340796A - Electrostatic actuator, liquid drop ejection head and ink jet recorder - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein the processability and reliability of an electrode shape are insufficient for preventing adsorption between a diaphragm and an electrode. <P>SOLUTION: An electrostatic actuator includes a diaphragm 14 forming one wall surface of an ejection chamber 6 communicated with a nozzle hole 4 and an electrode 15 opposite to the diaphragm. Projection parts 17 are formed on an electrode side surface of the diaphragm 14 and recess parts 18 are formed on a diaphragm side surface of the electrode 15. Further, an insulating film 19 is formed on the electrode side surface of the diaphragm 14 and an insulating film 20 is formed on the diaphragm side surface of the electrode 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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 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（圧電型）のも
の、吐出内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子
を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴
を吐出させるサーマル型のもの、吐出室の壁面を形成す
る振動板を静電力で変形させることでインク滴を吐出さ
せる静電型のものなどがある。By the way, as a droplet discharge head, an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element is used as a pressure generating means to deform and displace a vibrating plate forming the wall surface of the discharge chamber to discharge ink droplets. Type (piezoelectric type), thermal type that uses electrothermal conversion elements such as heating resistors arranged in the ejection to generate bubbles by ink film boiling to eject ink droplets, wall surface of the ejection 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サーマ
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多く提
案されている。In recent years, lead-free thermal type and electrostatic type have been attracting attention due to environmental problems. In addition to lead-free type, many electrostatic type have been proposed from the viewpoint of low power consumption. .

【０００６】この静電型のインクジェットヘッドの駆動
方式としては、例えば特許第２８５４８７６号公報に記
載されているように、振動板が電極に当接する（実際に
は電極表面の保護膜である絶縁膜に当接する）まで変形
変位させる当接駆動方式と、振動板が電極に当接しない
非当接駆動方式とがある。当接駆動方式は、振動板の変
位量を稼げて、且つ一定にすることができるため、低電
圧化及びインク滴吐出量の均一化等が図られ、非当接駆
動方式に比べ優れている。As a driving method of this electrostatic ink jet head, as described in, for example, Japanese Patent No. 2854876, a diaphragm contacts an electrode (actually, an insulating film which is a protective film on the surface of the electrode). The contact drive method in which the diaphragm is deformed and displaced until it contacts), and the non-contact drive method in which the diaphragm does not contact the electrodes. The contact drive method is more excellent than the non-contact drive method because it can reduce the voltage of the diaphragm and make the ink droplet ejection amount uniform because the displacement of the diaphragm can be made constant. .

【０００７】ところが、この当接駆動方式では、振動板
と電極保護膜との接触面積が大きくなると、振動板、或
いは電極保護膜表面の水分の影響によって振動板が電極
保護膜に吸着してしまい、振動板の変位量を低下させ、
インク吐出量の不均一が生じ、著しく信頼性を低下させ
てしまうことがある。However, in this contact drive system, when the contact area between the vibration plate and the electrode protection film becomes large, the vibration plate is attracted to the electrode protection film due to the influence of water on the surface of the vibration plate or the electrode protection film. , Reduce the displacement of the diaphragm,
The ink ejection amount may become non-uniform and the reliability may be significantly reduced.

【０００８】そこで、例えば、特開２００１−２８７３
５７号公報、或いは特開２００１−２８７３５９号公
報、及び特開２００１−３２２２７３号公報などに記載
されているように、振動板、或いは電極に凸構造を設け
ることにより、当接時の振動板と電極との当接面積を低
減させ、吸着を抑制しようとするものがある。Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2873
No. 57, or JP 2001-287359 A, JP 2001-322273 A, or the like, a diaphragm or a diaphragm at the time of contact is provided by providing a convex structure on the electrode. There is one that attempts to suppress the adsorption by reducing the contact area with the electrode.

【０００９】ここで、特開２００１−２８７３５７号公
報或いは特開２００１−３２２２７３号に示されるイン
クジェットヘッドは、その電極部に電気的に絶縁された
凸部を形成し、振動板が変位したとき、電極より高い電
気的に絶縁された当接部に接触することにより、当接時
の接触面積を低減させて吸着を抑制するようにしてい
る。Here, in the ink jet head disclosed in JP 2001-287357 A or JP 2001-322273 A, electrically insulating convex portions are formed on the electrode portions thereof, and when the diaphragm is displaced, By making contact with an electrically insulated contact portion that is higher than the electrode, the contact area at the time of contact is reduced and adsorption is suppressed.

【００１０】また、特開２００１−２８７３５９号公報
に示されるインクジェットヘッドは、その電極部に丘陵
部を形成することにより、当接時の接触面積を低減させ
て吸着を抑制するようにしている。Further, in the ink jet head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-287359, a hill portion is formed on the electrode portion of the ink jet head to reduce the contact area at the time of contact and suppress adsorption.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開２００１−２８７３５７号公報或いは特開２００
１−３２２２７３号公報に示されるインクジェットヘッ
ドにあっては、当接時の接触面積を小さくしようとする
と、電極の凸部形成に微細加工技術を駆使する必要があ
るため、製造コストがアップする。また、凸部幅を小さ
くすれば、接触面積を小さくできるが、当接時の衝撃に
よる凸部の信頼性が問題となる。However, the above-mentioned JP-A-2001-287357 or JP-A-200
In the ink jet head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-232273, if it is attempted to reduce the contact area at the time of contact, it is necessary to make full use of the fine processing technique for forming the convex portion of the electrode, which increases the manufacturing cost. Further, if the width of the convex portion is reduced, the contact area can be reduced, but the reliability of the convex portion due to the impact at the time of contact becomes a problem.

【００１２】また、特開２００１−２８７３５９号公報
に示されるインクジェットヘッドにあっては、電極の丘
陵形状形成、或いは形状制御性を微細加工プロセスで得
ることは非常に困難である。Further, in the ink jet head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-287359, it is very difficult to form the hill shape of the electrode or obtain the shape controllability by a fine processing process.

【００１３】このように、当接駆動を前提とする静電ア
クチュエータでは、電極に凸部を設け接触面積を小さく
することにより、電極の吸着問題は回避できるが、従来
技術では、電極形状の加工性、及び信頼性で課題が多く
十分な対応ができない。As described above, in the electrostatic actuator which is premised on the contact drive, the electrode adsorption problem can be avoided by providing the electrode with the convex portion to reduce the contact area. However, in the conventional technique, the electrode shape is processed. There are many problems in terms of reliability and reliability, and it is not possible to adequately deal with them.

【００１４】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、電極の信頼性を損なうことなく、高度な微細加
工技術を必要とせず、当接時の振動板と電極の接触面積
を低減させて、安定した動作特性が得られる静電型アク
チュエータ、この静電型アクチュエータを備えた安定し
た滴吐出特性が得られ、高画質記録が可能な液滴吐出ヘ
ッド、この液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記
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 does not impair the reliability of the electrode, does not require high-level fine processing technology, and reduces the contact area between the diaphragm and the electrode at the time of contact. An electrostatic actuator that can obtain stable operation characteristics, a droplet ejection head that is equipped with this electrostatic actuator and that can obtain stable droplet ejection characteristics and that enables high-quality recording, and this droplet ejection head are mounted. It is an object of the present invention to provide an inkjet recording device having the above structure.

【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、本発明に係る静電型アクチュエータは、振動板側表
面及び電極側表面のいずれか一方に凸部を、他方に凹部
を有するものである。In order to solve the above problems, an electrostatic actuator according to the present invention has a convex portion on one of the diaphragm side surface and the electrode side surface and a concave portion on the other side. Is.

【００１６】ここで、凸部及び凹部は、振動板と電極と
が当接したときに対応する位置関係にあり、かつ噛み合
わないことが好ましい。また、振動板と電極とは少なく
とも当接する部分に絶縁膜が形成されていることが好ま
しい。さらに、凸部の幅が凹部の幅よりも大きいことが
好ましい。Here, it is preferable that the convex portion and the concave portion have a positional relationship corresponding to when the diaphragm and the electrode are in contact with each other and do not mesh with each other. Further, it is preferable that an insulating film is formed on at least a portion where the diaphragm and the electrode are in contact with each other. Further, it is preferable that the width of the convex portion is larger than the width of the concave portion.

【００１７】また、凸部及び凹部がライン状に形成され
ている、或いは、凸部が島状に形成され、凹部がライン
状に形成されている、若しくは凸部が島状に形成され、
凹部が十字状に形成されていることが好ましい。さら
に、凸部の高さ及び凹部深さが０．０１μｍ以上である
こと、凸部が突起部アスペクト２以下であること、凸部
の突起幅が０．４μｍ以上であること、凹部の溝幅が
０．３μｍ以上であることが好ましい。Further, the convex portion and the concave portion are formed in a line shape, or the convex portion is formed in an island shape and the concave portion is formed in a line shape, or the convex portion is formed in an island shape.
It is preferable that the recess is formed in a cross shape. Furthermore, the height of the protrusion and the depth of the recess are 0.01 μm or more, the protrusion has an aspect ratio of 2 or less, the protrusion width of the protrusion is 0.4 μm or more, and the groove width of the recess. Is preferably 0.3 μm or more.

【００１８】さらに、振動板と電極とのギャップが犠牲
層を除去することで形成されていることが好ましい。Further, it is preferable that the gap between the diaphragm and the electrode is formed by removing the sacrificial layer.

【００１９】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１つの壁面
を形成する変形可能な振動板を変形させるための本発明
に係る静電型アクチュエータを備えているものである。
この場合、ヘッドにインクを供給するためのインクタン
クが一体化されていることが好ましい。The droplet discharge head according to the present invention is an electrostatic actuator according to the present invention for deforming a deformable diaphragm forming at least one wall surface of an ejection chamber in which a nozzle for ejecting a droplet communicates. It is equipped with.
In this case, it is preferable that an ink tank for supplying ink to the head is integrated.

【００２０】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ものである。The ink jet recording apparatus according to the present invention is
An inkjet head that ejects ink droplets is the droplet ejection head according to the present invention.

【００２１】[0021]

【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。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について図１な
いし図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの
振動板長手方向に沿う断面説明図、図２は同ヘッドの振
動板短手方向に沿う断面説明図、図３は動作説明に供す
る説明図、図４は要部拡大説明図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a cross-sectional explanatory view of the head along the longitudinal direction of the diaphragm, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of the head along the lateral direction of the diaphragm, FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation, and FIG. 4 is a main part. FIG.

【００２２】このヘッドは、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、流路基板１と、アクチュエータ基板２と、
ノズル基板３とを接合した積層構造となっており、これ
らの各基板１、２、３を接合することによって、インク
滴を吐出する複数のノズル孔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。なお、エ
ッジシュータタイプとすることもできる。This head is of a side shooter type for ejecting ink droplets from nozzle holes provided on the surface of the substrate, and includes a flow path substrate 1, an actuator substrate 2, and
It has a laminated structure in which the nozzle substrate 3 is joined, and by joining the respective substrates 1, 2 and 3, the ejection chamber 6 and the ejection chambers 6 in which a plurality of nozzle holes 4 for ejecting ink droplets communicate with each other. A common liquid chamber (common ink chamber) 8 for supplying ink via the fluid resistance portion 7 is formed therein. The edge shooter type may also be used.

【００２３】流路基板１は、シリコン基板からなり、吐
出室６を形成するための貫通部と、各々の吐出室６にイ
ンクを供給するための共通液室８を形成するための貫通
部と、吐出室６と共通液室８とを連通する流体抵抗部７
となる溝部を有する。The flow path substrate 1 is made of a silicon substrate and has a penetrating portion for forming the ejection chambers 6 and a penetrating portion for forming a common liquid chamber 8 for supplying ink to each ejection chamber 6. , A fluid resistance portion 7 that connects the discharge chamber 6 and the common liquid chamber 8 to each other.
It has a groove part which becomes.

【００２４】アクチュエータ基板２は、シリコン基板１
１上に絶縁膜１２を形成し、この絶縁膜１２上に隔壁部
１３を介して吐出室６の底面を形成する振動板１４を形
成するとともに、絶縁膜１２上に振動板１４にギャップ
幅ｘのギャップを介して対向する電極１５を形成して、
これらの振動板１４と対向する電極１５とで本発明に係
る静電型アクチュエータを構成している。The actuator substrate 2 is a silicon substrate 1
1. An insulating film 12 is formed on the insulating film 12, and a diaphragm 14 that forms the bottom surface of the discharge chamber 6 is formed on the insulating film 12 with a partition wall portion 13 therebetween. The electrodes 15 facing each other through the gap of
The vibrating plate 14 and the opposing electrode 15 constitute an electrostatic actuator according to the present invention.

【００２５】そして、振動板１４の電極側表面には凸部
１７を形成し、電極１５の振動板側表面には凹部１８を
形成し、更に振動板１４の電極側表面及び電極１５の振
動板側表面にはそれぞれ当接時の電気的ショート等を防
止するための絶縁膜１９、２０を形成している。このよ
うに、少なくとも振動板１４及び電極１５の当接部分
（ここでは凸部１７表面と凹部１８の開口周辺部）を絶
縁膜で覆うことにより、酸化による振動板及び電極の劣
化を防止できるとともに、当接部の経時劣化を抑制する
ことができ、安定した振動板変位を長期間確保すること
ができるようになる。Then, a convex portion 17 is formed on the electrode-side surface of the diaphragm 14, a concave portion 18 is formed on the electrode-side surface of the electrode 15, and the electrode-side surface of the diaphragm 14 and the diaphragm of the electrode 15 are further formed. Insulating films 19 and 20 are formed on the side surfaces to prevent electrical short-circuiting or the like during contact. As described above, by covering at least the contact portion between the diaphragm 14 and the electrode 15 (here, the surface of the convex portion 17 and the peripheral portion of the opening of the concave portion 18) with the insulating film, it is possible to prevent deterioration of the diaphragm and the electrode due to oxidation. As a result, it is possible to suppress deterioration of the contact portion with time, and to secure stable diaphragm displacement for a long period of time.

【００２６】ここで、振動板１４表面の凸部１７と電極
１５表面の凹部１８とは、図３及び図４にも示すよう
に、振動板１４と電極１５とが当接したときに対応する
位置関係にある。また、振動板１４表面の凸部１７と電
極１５表面の凹部１８とは、図４に示すように、凸部１
７の幅ｂと凹部１８の溝幅ａを、ａ＜ｂの関係に形成す
ることで、当接時に凸部１７と凹部１８とがお互い噛み
合わず重なるように形成配置している。また、凸部１７
の幅ｂを凹部１８の幅ａより大きくすることで、電極と
振動板の当接を確実に凹凸部のみで行うことができるた
め、他の部位は必ず非当接となるので、安定した振動板
変位を得ることができる。Here, the convex portion 17 on the surface of the diaphragm 14 and the concave portion 18 on the surface of the electrode 15 correspond to the contact between the diaphragm 14 and the electrode 15, as shown in FIGS. 3 and 4. There is a positional relationship. Further, as shown in FIG. 4, the convex portion 17 on the surface of the diaphragm 14 and the concave portion 18 on the surface of the electrode 15 have the convex portion 1
By forming the width b of 7 and the groove width a of the recess 18 in a relation of a <b, the projection 17 and the recess 18 are formed and arranged so as not to mesh with each other and to overlap each other at the time of contact. In addition, the convex portion 17
By making the width b of the electrode larger than the width a of the recess 18, the contact between the electrode and the vibrating plate can be surely performed only by the uneven portion, so that the other parts are not in contact with each other without fail. The plate displacement can be obtained.

【００２７】したがって、凸部１７と凹部１８の接触幅
は、図４に示すように、（２×ｃ）となる。この場合、
従前のヘッドのように、凹部がなく凸部だけの構造であ
れば、接触幅はｂとなり、本発明に係るヘッドよりも
（ｂ−２ｃ）だけ接触幅が大きくなって、接触面積も大
きくなる。Therefore, the contact width between the convex portion 17 and the concave portion 18 is (2 × c), as shown in FIG. in this case,
In the case of a conventional head, which has only a convex portion without a concave portion, the contact width is b, and the contact width is larger by (b-2c) than the head according to the present invention, and the contact area is also larger. .

【００２８】また、凸部１７の高さｅ、凹部１８の溝高
さ（深さ）ｄとするとき、振動板１４と電極１５の当接
時は凸部以外の部分における振動板１４と電極１５の間
隔ｙは、ｙ＝ｅ、ｙ´＝ｄとなる。したがって、凸部１
７の高さｅと凹部１８の深さｄとを同じにすることによ
って、静電力を当接部と非当接部とで略同じにすること
ができる。When the height e of the convex portion 17 and the groove height (depth) d of the concave portion 18 are set, when the diaphragm 14 and the electrode 15 are in contact with each other, the diaphragm 14 and the electrode other than the convex portion are in contact with each other. The interval y of 15 is y = e and y ′ = d. Therefore, the convex portion 1
By making the height e of 7 and the depth d of the recess 18 the same, the electrostatic force can be made substantially the same in the contact portion and the non-contact portion.

【００２９】ここで、この凸部１７の高さｅ、凹部１８
の溝高さ（深さ）ｄは、０．０１μｍ以上とすることが
好ましい。これにより、確実の凹凸部のみで当接させる
ことができ、振動板１４の吸着を防止することができ
る。また、凸部１７はアスペクト比２以下にすることが
好ましく、これにより当接時の衝撃による凸部１７の劣
化を抑制できて、より信頼性が向上する。さらに、凹部
１８の深さｄは０．３μｍ以上とすることが好ましく、
これによって、従来技術による加工が可能になり、精度
良く凹部１８を形成できて、ヘッドのバラツキを低減で
きる。Here, the height e of the convex portion 17 and the concave portion 18
The groove height (depth) d of is preferably 0.01 μm or more. As a result, the positive and negative portions can be brought into contact with each other only reliably, and the vibration plate 14 can be prevented from being adsorbed. Further, it is preferable that the convex portion 17 has an aspect ratio of 2 or less, whereby the deterioration of the convex portion 17 due to the impact at the time of contact can be suppressed, and the reliability is further improved. Further, the depth d of the recess 18 is preferably 0.3 μm or more,
As a result, the processing according to the conventional technique can be performed, the concave portion 18 can be formed with high accuracy, and the variation in the head can be reduced.

【００３０】ノズル基板３は、例えば厚さ５０μｍのッ
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 nozzle substrate 3 is, for example, a 50 μm thick shell substrate, nozzle holes 4 are provided on the surface of the third substrate 3 so as to communicate with the discharge chamber 6, and a common liquid chamber 8 is provided.
An ink supply port 9 is provided so as to communicate with.

【００３１】このように構成したこのヘッドにおいて
は、電極１５に発振回路により０Ｖから４０Ｖのパルス
電位を印加し、電極１５の表面がプラスに帯電すると、
パルス電位を印加していない振動板１４との間に静電気
の吸引作用が働き、振動板１４は図２に示す状態から図
３に示すように電極１５側へ撓み、振動板１４の凸部１
７と電極１５が絶縁膜１９，２０を介して当接する。In this head thus constructed, when a pulse potential of 0V to 40V is applied to the electrode 15 by the oscillation circuit and the surface of the electrode 15 is positively charged,
The electrostatic attraction works between the diaphragm 14 to which the pulse potential is not applied, and the diaphragm 14 is bent from the state shown in FIG. 2 to the electrode 15 side as shown in FIG.
7 and the electrode 15 are in contact with each other through the insulating films 19 and 20.

【００３２】このとき、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内へ供給される。その後、電極
１５への電位を０Ｖに戻すことにより、電極１５と振動
板１４との間で働いていた静電気力が０となり、撓んで
いた振動板１４が自身の復元力で元の状態へ戻る時に吐
出室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりインク
液滴が吐出される。At this time, ink is supplied from the common liquid chamber 8 into the ejection chamber 6 through the fluid resistance portion 7. After that, by returning the potential to the electrode 15 to 0 V, the electrostatic force working between the electrode 15 and the diaphragm 14 becomes 0, and the bent diaphragm 14 returns to its original state by its own restoring force. At this time, the pressure in the ejection chamber 6 rapidly rises, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 4.

【００３３】ここで、振動板１４が電極１５側に当接す
ることにより、接触界面に水分が介在すると吸着力が発
生するが、このヘッドでは、電極１５と振動板１４表面
に凹凸構造を形成して、当接面積を最小限に制御してい
るので、吸着力が振動板１４の復元力に比べ十分小さく
なり、吸着したままになることは無く、振動板１４は確
実に復元し、安定した滴吐出動作を行うことができる。Here, when the vibration plate 14 is brought into contact with the electrode 15 side, an adsorbing force is generated when water is present at the contact interface, but in this head, a concavo-convex structure is formed on the surface of the electrode 15 and the vibration plate 14. Since the contact area is controlled to the minimum, the suction force becomes sufficiently smaller than the restoring force of the vibration plate 14 and does not remain sucked, and the vibration plate 14 surely restores and stabilizes. A droplet discharge operation can be performed.

【００３４】このように、このヘッドでは、凹凸構造と
することによって、電極と振動板の吸着に起因するイン
ク吐出特性のバラツキを抑え、安定した滴吐出が行うこ
とができ、且つ高精度で信頼性の高い液滴吐出ヘッドを
実現できる。したがって、また、後述するように、この
静電型アクチュエータを用いたマイクロポンプや光変調
デバイスにおいても高精度で信頼性の高い素子を提供で
きる。As described above, this head has the concavo-convex structure, so that the variation in the ink ejection characteristics due to the adsorption of the electrode and the vibration plate can be suppressed, stable droplet ejection can be performed, and it is highly accurate and reliable. A highly efficient droplet discharge head can be realized. Therefore, as will be described later, it is possible to provide a highly accurate and highly reliable element in a micropump or an optical modulation device using this electrostatic actuator.

【００３５】ここで、凸部の高さと凹部の深さを同じに
することで、凹凸構造による振動板を変位させる静電気
力の低下がほとんど生じないため、凹凸構造のない構成
と同じ駆動電圧で当接時の振動板と電極の吸着を防止す
ることができ、かつ高密度化にも対応できる。Here, since the height of the convex portion and the depth of the concave portion are the same, the electrostatic force for displacing the diaphragm due to the concavo-convex structure hardly decreases. It is possible to prevent the vibration plate and the electrode from being attracted at the time of contact, and it is possible to cope with high density.

【００３６】そして、凸部と凹部を当接時に対応する位
置関係にし、且つ凹凸部が噛み合わないことで、当接時
の接触面積を高精度に制御できるので、より安定した振
動板変位を得ることができる。Since the convex portion and the concave portion have a positional relationship corresponding to the contact, and the concave and convex portions do not engage with each other, the contact area at the time of contact can be controlled with high accuracy, so that more stable diaphragm displacement can be obtained. be able to.

【００３７】次に、同第２実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについてその製造工程とともに図５及び図６を
参照して説明する。先ず、図５（ａ）に示すように、厚
さ４００μｍのシリコン基板３１上に、熱酸化膜３２を
０．４μｍ厚みに形成し、酸化膜３２上に電極材料とし
てＰＶＤ法等でＴｉＮ膜３３を０．２μｍ厚みに堆積さ
せる。なお、電極材料をＴｉＮとしているが、プロセス
温度に耐え得る材料、例えばポリシリコンなどでも良
い。Next, the ink jet head according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6 together with its manufacturing process. First, as shown in FIG. 5A, a thermal oxide film 32 having a thickness of 0.4 μm is formed on a silicon substrate 31 having a thickness of 400 μm, and a TiN film 33 is formed as an electrode material on the oxide film 32 by a PVD method or the like. Is deposited to a thickness of 0.2 μm. Although TiN is used as the electrode material, a material that can withstand the process temperature, such as polysilicon, may be used.

【００３８】そして、ＴｉＮ膜３３上にスピンコート法
によりレジストを塗布し、写真製版で電極凹部を形成す
るためのレジストパターンを形成し、ドライエッチでレ
ジストがない領域を０．０５μｍ深さまでエッチングし
た後、レジストを除去して、ＴｉＮ膜３３に電極側凹部
３４を形成する。このときの凹部３４は幅（図４の幅
ａ）が最終的に０．５μｍになるようにする。Then, a resist was applied on the TiN film 33 by a spin coating method, a resist pattern for forming an electrode recess was formed by photolithography, and a region without a resist was etched by dry etching to a depth of 0.05 μm. After that, the resist is removed to form the electrode-side recess 34 in the TiN film 33. The width (width a in FIG. 4) of the concave portion 34 at this time is finally set to 0.5 μm.

【００３９】次いで、同図（ｂ）に示すように、ＴｉＮ
膜３３上にスピンコート法によりレジストを塗布し、写
真製版で電極と隔壁部とを分離するためのレジストパタ
ーンを形成し、ドライエッチでレジストがない領域をし
て、熱酸化膜３２が露出するまでエッチングした後、レ
ジストを除去することで、分離溝３８を形成することに
より、ＴｉＮ３３を電極３５と隔壁部３６ａに分離す
る。Then, as shown in FIG.
A resist is applied on the film 33 by a spin coating method, a resist pattern for separating the electrode and the partition wall is formed by photoengraving, and the thermal oxide film 32 is exposed by forming a resist-free region by dry etching. After the etching, the resist is removed to form the separation groove 38, thereby separating the TiN 33 into the electrode 35 and the partition wall portion 36a.

【００４０】そして、高温酸化膜デポにより、厚さ０．
１μｍのシリコン酸化膜３７を全面に形成する。ここで
形成した電極３５と隔壁部３６ａを分離する溝３８は、
次に形成する犠牲膜の形成時に完全に埋まるように溝幅
に設定する。Then, the high-temperature oxide film depo
A 1 μm silicon oxide film 37 is formed on the entire surface. The groove 38 that separates the electrode 35 and the partition wall 36a formed here is
The groove width is set so that the sacrificial film to be formed next is completely filled.

【００４１】次に、同図（ｃ）に示すように、犠牲膜と
してＣＶＤ法にてポリシリコン膜３９を０．２５μｍ厚
みに堆積させる。Next, as shown in FIG. 6C, a polysilicon film 39 is deposited as a sacrificial film by the CVD method to a thickness of 0.25 μm.

【００４２】その後、同図（ｄ）に示すように、犠牲膜
３９上にスピンコート法によりレジストを塗布し、写真
製版で振動板側凸部を形成するための凹部を形成するた
めのレジストパターンを形成し、ドライエッチでレジス
トがない領域を０．０５μｍ深さにエッチングしてレジ
ストを除去して、振動板側凸部を転写する凹部４０を形
成する。この凹部４０の幅（振動板凸部の幅：図４の
ｂ）は、最終的に０．９μｍになるようにする。Thereafter, as shown in FIG. 3D, a resist pattern is formed by applying a resist on the sacrificial film 39 by a spin coating method to form a concave portion for forming a diaphragm side convex portion by photolithography. Then, the resist-free region is etched to a depth of 0.05 μm by dry etching to remove the resist, thereby forming a recess 40 for transferring the diaphragm-side protrusion. The width of the concave portion 40 (width of the convex portion of the diaphragm: b in FIG. 4) is finally set to 0.9 μm.

【００４３】そして、犠牲膜３９上にスピンコート法に
よりレジストを塗布し、写真製版で犠牲膜３９を隔壁部
となる部分と除去する部分とに分離するためのレジスト
パターンを形成し、ドライエッチでレジストがない領域
を下地の酸化膜３７が露出するまでエッチングした後、
レジストを除去することに、犠牲膜３９を隔壁部３６ｂ
となる部分と除去する部分（除去犠牲膜）３９ａとに分
離する分離溝４１を形成する。その後、高温酸化膜デポ
により、０．１μｍ厚みのシリコン酸化膜４２ａを全面
に形成する。ここで形成した隔壁部３６ｂと除去犠牲膜
３９ａを分離する溝４１は、次に形成する振動板４２の
形成時できる限り埋まるように溝幅を設定する。Then, a resist is applied on the sacrificial film 39 by a spin coating method to form a resist pattern for separating the sacrificial film 39 into a partition wall portion and a portion to be removed by photolithography and dry etching. After etching the resist-free region until the underlying oxide film 37 is exposed,
By removing the resist, the sacrificial film 39 is formed on the partition wall 36b.
A separation groove 41 is formed so as to be separated into a portion to be formed and a portion to be removed (removal sacrificial film) 39a. After that, a silicon oxide film 42a having a thickness of 0.1 μm is formed on the entire surface by high temperature oxide film deposition. The groove width is set so that the groove 41 for separating the partition wall portion 36b and the removal sacrificial film 39a formed here is filled as much as possible when the diaphragm 42 to be formed next is formed.

【００４４】次いで、図６（ａ）に示すように、振動板
の構成要素となる電極層としてポリシリコン膜４２ｂを
ＣＶＤ法で０．１μｍ厚みに堆積させ、その上に絶縁膜
である熱窒化膜４２ｃを０．５μｍ厚みに堆積させる。
これにより、振動板４２は、前記シリコン酸化膜４２
ａ、ポリシリコン膜４２ｂ、及び熱窒化膜４２ｃから構
成され、ポリシリコン膜４２ｂが前記凹部４０に埋め込
まれて振動板側凸部４４を形成する。Next, as shown in FIG. 6A, a polysilicon film 42b is deposited to a thickness of 0.1 μm by a CVD method as an electrode layer which becomes a constituent element of the diaphragm, and thermal nitridation which is an insulating film is formed thereon. The film 42c is deposited to a thickness of 0.5 μm.
As a result, the vibrating plate 42 is moved to the silicon oxide film 42.
a, a polysilicon film 42b, and a thermal nitride film 42c. The polysilicon film 42b is embedded in the recess 40 to form a diaphragm-side protrusion 44.

【００４５】その後、同図（ｂ）に示すように、熱窒化
膜４２ｃ上にスピンコート法によりレジストを塗布し、
写真製版で電極３５上の除去犠牲膜３９ａをエッチング
するための孔を形成するためのレジストパターンを形成
し、ドライエッチでレジストがない領域を下地のシリコ
ン酸化膜４２ａが露出するまでエッチングし、レジスト
を除去して、熱窒化膜４２ｃ及びポリシリコン膜４２ｂ
を貫通する孔４３を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 6B, a resist is applied on the thermal nitride film 42c by a spin coating method,
A resist pattern for forming a hole for etching the removal sacrificial film 39a on the electrode 35 is formed by photolithography, and a region without a resist is etched by dry etching until the underlying silicon oxide film 42a is exposed. Are removed to remove the thermal nitride film 42c and the polysilicon film 42b.
A hole 43 is formed so as to pass through.

【００４６】そして、孔４３の壁面に露出しているポリ
シリコン膜４２ｂの側壁部に熱酸化膜４５を形成する。
その後、孔４３底面のシリコン酸化膜４２ａをエッチン
グして、除去犠牲膜３９ａを露出させる。ここで、犠牲
膜３９を分離する溝４１と電極３５上の除去犠牲膜３９
ａをエッチングするための孔４３との位置間系は、例え
ば、図７に示すように設定する。Then, a thermal oxide film 45 is formed on the side wall of the polysilicon film 42b exposed on the wall surface of the hole 43.
Then, the silicon oxide film 42a on the bottom surface of the hole 43 is etched to expose the removal sacrificial film 39a. Here, the groove 41 for separating the sacrificial film 39 and the removed sacrificial film 39 on the electrode 35.
The inter-position system with the hole 43 for etching a is set as shown in FIG. 7, for example.

【００４７】その後、図６（ｃ）に示すように、孔４３
より、ＸｅＦ_２ガスを用いたドライエッチにより、除去
犠牲膜３９ａを完全に除去することにより、電極３５と
振動板４２のギャップ４５が形成され、アクチュエータ
基板２を得ることができる。次いで、図示しないが流路
基板、ノズル基板をアクチュエータ基板２上に接合し
て、液滴吐出ヘッドを完成する。After that, as shown in FIG.
Thus, by completely removing the removal sacrificial film 39a by dry etching using XeF ₂ gas, the gap 45 between the electrode 35 and the vibration plate 42 is formed, and the actuator substrate 2 can be obtained. Next, although not shown, the flow path substrate and the nozzle substrate are bonded onto the actuator substrate 2 to complete the droplet discharge head.

【００４８】この場合、電極３５の凹部３４の深さ寸
法、及び振動板４２の凸部４４の突起高さを０．０５μ
ｍとしているが、この寸法公差は、エッチング工程のみ
で決まるため、非常に精度良く所望の寸法に形成でき
る。In this case, the depth of the concave portion 34 of the electrode 35 and the height of the convex portion 44 of the vibrating plate 42 are set to 0.05 μ.
However, since this dimensional tolerance is determined only by the etching process, the dimensional tolerance can be formed to a desired dimension with extremely high accuracy.

【００４９】このように、振動板と電極の間隔（ギャッ
プ）を犠牲層を除去して形成することにより、ギャップ
（間隔）のバラツキが犠牲層成膜時の膜厚均一性のみで
決まり、且つ、振動板と電極の凹凸部の位置精度がステ
ッパーのアライメント精度で決まることから、ヘッド特
性のバラツキを防止でき、安定した信頼性の高いヘッド
が得られる。By thus forming the gap (gap) between the diaphragm and the electrode by removing the sacrificial layer, the variation in the gap (gap) is determined only by the film thickness uniformity when the sacrificial layer is formed, and Since the positional accuracy of the concavo-convex portion of the diaphragm and the electrode is determined by the alignment accuracy of the stepper, it is possible to prevent variations in head characteristics and obtain a stable and highly reliable head.

【００５０】ここで、振動板側凸部と電極側凹部の異な
る例について図７ないし図９を参照して説明する。上述
した例では、振動板側凸部４４と電極側凹部３４を図７
にも示すようにライン状に形成している。凹凸部をライ
ン状に形成配置することにより、凹凸当接部以外の箇所
を確実に非当接にできるため、安定した振動板変位が得
られる。Here, different examples of the diaphragm-side convex portion and the electrode-side concave portion will be described with reference to FIGS. 7 to 9. In the above-described example, the diaphragm-side convex portion 44 and the electrode-side concave portion 34 are formed as shown in FIG.
It is formed in a line shape as shown in FIG. By forming and arranging the concavo-convex portion in a line shape, the portions other than the concavo-convex contact portion can be surely brought into non-contact, so that stable diaphragm displacement can be obtained.

【００５１】また、図８に示す例では、振動板側凸部５
０を島状、電極側凹部５１をライン状に形成配置してい
る。この場合には、凹凸をライン状に配置することに比
べ、凹凸部の接触面積をより小さくできるため、振動板
と電極の吸着力を十分抑制することができ、より安定し
た振動板変位が得られる。また、振動板に凸部を設ける
ことにより、凸構造による振動板変位の妨げを抑制でき
る。Further, in the example shown in FIG. 8, the diaphragm-side convex portion 5
0 is formed in an island shape, and the electrode side concave portion 51 is formed in a line shape. In this case, the contact area of the concavo-convex portion can be made smaller than that in which the concavities and convexities are arranged in a line, so that the attraction force between the diaphragm and the electrode can be sufficiently suppressed, and a more stable diaphragm displacement can be obtained. To be Further, by providing the diaphragm with the convex portion, it is possible to suppress the hindrance of displacement of the diaphragm due to the convex structure.

【００５２】さらに、図９に示す例では、振動板側凸部
６０を島状、電極側凹部６１を平面形状で十字状に形成
配置している。この場合には、凸部を島状、凹部を十字
状で重ねることにより、当接部の接触面積を小さくでき
るため、より安定した振動板変位がえられる。また、振
動板に凸部を設けることにより、凸構造による振動板変
位の妨げを抑制できる。Further, in the example shown in FIG. 9, the diaphragm-side convex portion 60 is formed in an island shape, and the electrode-side concave portion 61 is formed in a cross shape in a planar shape. In this case, since the contact area of the contact portion can be reduced by overlapping the protrusions in the shape of islands and the recesses in the shape of crosses, more stable diaphragm displacement can be obtained. Further, by providing the diaphragm with the convex portion, it is possible to suppress the hindrance of displacement of the diaphragm due to the convex structure.

【００５３】なお、上記の各例では、振動板側を凸部
に、電極側を凹部にしているが、凹凸構造は、電極側を
凸構造、振動板側を凹構造にしてもよい。In each of the above examples, the diaphragm side is the convex portion and the electrode side is the concave portion, but the concavo-convex structure may be a convex structure on the electrode side and a concave structure on the diaphragm side.

【００５４】次に、同第３実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについてその製造工程とともに図１０及び図１
１を参照して説明する。先ず、図１０（ａ）に示すよう
に、厚さ４００μｍのシリコン基板７１上に、熱酸化膜
７２を０．４μｍ厚みに形成し、酸化膜７２上に電極材
料としてＰＶＤ法等でＴｉＮ膜７３を０．２μｍ厚みに
堆積させる。なお、電極材料をＴｉＮとしているが、プ
ロセス温度に耐え得る材料、例えばポリシリコンなどで
も良い。Next, the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 10A, a thermal oxide film 72 having a thickness of 0.4 μm is formed on a silicon substrate 71 having a thickness of 400 μm, and a TiN film 73 is formed as an electrode material on the oxide film 72 by a PVD method or the like. Is deposited to a thickness of 0.2 μm. Although TiN is used as the electrode material, a material that can withstand the process temperature, such as polysilicon, may be used.

【００５５】そして、ＴｉＮ膜７３上にスピンコート法
によりレジストを塗布し、写真製版で電極凹部を形成す
るためのレジストパターンを形成し、ドライエッチでレ
ジストがない領域を０．０５μｍ深さまでエッチングし
た後、レジストを除去して、ＴｉＮ膜７３に電極側凹部
７４を形成する。このときの凹部７４は幅（図４の幅
ａ）が最終的に０．５μｍになるようにする。Then, a resist is applied on the TiN film 73 by a spin coating method, a resist pattern for forming an electrode recess is formed by photolithography, and a region without the resist is etched to a depth of 0.05 μm by dry etching. After that, the resist is removed to form the electrode-side recess 74 in the TiN film 73. At this time, the width of the concave portion 74 (width a in FIG. 4) is finally set to 0.5 μm.

【００５６】次いで、同図（ｂ）に示すように、ＴｉＮ
膜７３上にスピンコート法によりレジストを塗布し、写
真製版で電極と隔壁部とを分離するためのレジストパタ
ーンを形成し、ドライエッチでレジストがない領域をし
て、熱酸化膜７２が露出するまでエッチングした後、レ
ジストを除去することで、分離溝７８を形成することに
より、ＴｉＮ７３を電極７５と隔壁部７６ａに分離す
る。Then, as shown in FIG.
A resist is applied on the film 73 by a spin coating method, a resist pattern for separating the electrode and the partition wall portion is formed by photolithography, and the thermal oxide film 72 is exposed by forming a resist-free region by dry etching. After the etching, the resist is removed to form the separation groove 78, thereby separating the TiN 73 into the electrode 75 and the partition 76a.

【００５７】そして、ＬＰ−ＣＶＤ法により、厚さ０．
１μｍのシリコン窒化膜７７を全面に形成する。ここで
形成した電極７５と隔壁部７６ａを分離する溝７８は、
次に形成する犠牲膜の形成時に完全に埋まるように溝幅
に設定する。Then, by the LP-CVD method, the thickness of 0.
A 1 μm silicon nitride film 77 is formed on the entire surface. The groove 78 that separates the electrode 75 and the partition 76a formed here is
The groove width is set so that the sacrificial film to be formed next is completely filled.

【００５８】次に、同図（ｃ）に示すように、犠牲膜と
してＣＶＤ法にてシリコン酸化膜７９を０．２５μｍ厚
みに堆積させる。Next, as shown in FIG. 7C, a silicon oxide film 79 is deposited as a sacrificial film by the CVD method to a thickness of 0.25 μm.

【００５９】その後、同図（ｄ）に示すように、犠牲膜
７９上にスピンコート法によりレジストを塗布し、写真
製版で振動板側凸部を形成するための凹部を形成するた
めのレジストパターンを形成し、ドライエッチでレジス
トがない領域を０．０５μｍ深さにエッチングしてレジ
ストを除去して、振動板側凸部を転写する凹部８０を形
成する。この凹部８０の幅（振動板凸部の幅：図４の
ｂ）は、最終的に０．９μｍになるようにする。Thereafter, as shown in FIG. 9D, a resist pattern is formed by applying a resist on the sacrificial film 79 by spin coating and forming a concave portion for forming a diaphragm-side convex portion by photolithography. Then, the resist-free region is etched by dry etching to a depth of 0.05 μm to remove the resist, thereby forming a recess 80 for transferring the diaphragm-side protrusion. The width of the concave portion 80 (width of convex portion of diaphragm: b in FIG. 4) is finally set to 0.9 μm.

【００６０】そして、犠牲膜７９上にスピンコート法に
よりレジストを塗布し、写真製版で犠牲膜７９を隔壁部
となる部分と除去する部分とに分離するためのレジスト
パターンを形成し、ドライエッチでレジストがない領域
を下地のシリコン窒化膜７７が露出するまでエッチング
した後、レジストを除去することにより、犠牲膜７９を
隔壁部７６ｂとなる部分と除去する部分（除去犠牲膜）
７９ａとに分離する分離溝８１を形成する。その後、Ｌ
Ｐ−ＣＶＤ法により、０．１μｍ厚みのシリコン窒化膜
８２ａを全面に形成する。ここで形成した隔壁部７６ｂ
と除去犠牲膜７９ａを分離する溝８１は、次に形成する
振動板８２の形成時できる限り埋まるように溝幅を設定
する。Then, a resist is applied on the sacrificial film 79 by a spin coating method to form a resist pattern for separating the sacrificial film 79 into a partition wall portion and a portion to be removed by photolithography and dry etching. A portion where the sacrificial film 79 is to be removed and a portion where the sacrificial film 79 is to be removed (removed sacrificial film) by etching the resist-free region until the underlying silicon nitride film 77 is exposed
The separation groove 81 is formed so as to be separated from 79a. Then L
A silicon nitride film 82a having a thickness of 0.1 μm is formed on the entire surface by P-CVD. Partition wall 76b formed here
The groove 81 for separating the removal sacrificial film 79a is set to have the groove width so as to be filled as much as possible when the diaphragm 82 is formed next.

【００６１】次いで、図１１（ａ）に示すように、振動
板の構成要素となるリンドープしたポリシリコン膜８２
ｂをＣＶＤ法で０．８μｍ厚みに堆積させる。これによ
り、振動板４２は、前記シリコン窒化膜８２ａ及びリン
ドープのポリシリコン膜８２ｂから構成され、ポリシリ
コン膜８２ｂが前記凹部８０に埋め込まれて振動板側凸
部８４を形成する。Next, as shown in FIG. 11A, a phosphorus-doped polysilicon film 82 which is a constituent element of the diaphragm.
b is deposited to a thickness of 0.8 μm by the CVD method. Thus, the diaphragm 42 is composed of the silicon nitride film 82a and the phosphorus-doped polysilicon film 82b, and the polysilicon film 82b is embedded in the recess 80 to form the diaphragm-side protrusion 84.

【００６２】そして、ポリシリコン膜８２ｂ上にスピン
コート法によりレジストを塗布し、写真製版で電極７５
上の除去犠牲膜７９ａをエッチングするための孔を形成
するためのレジストパターンを形成し、ドライエッチで
レジストがない領域を下地の除去犠牲膜７９ａが露出す
るまでエッチングし、レジストを除去して、ポリシリコ
ン膜８２ｂ及びシリコン窒化膜８２ａを貫通する孔８３
を形成する。Then, a resist is applied on the polysilicon film 82b by a spin coating method, and the electrode 75 is formed by photolithography.
A resist pattern for forming a hole for etching the upper removal sacrificial film 79a is formed, and a region having no resist is dry-etched until the underlying removal sacrificial film 79a is exposed to remove the resist, Holes 83 penetrating the polysilicon film 82b and the silicon nitride film 82a
To form.

【００６３】その後、孔８３から例えばＨＦ水溶液で除
去犠牲膜７９ａを完全に除去することにより、電極７５
と振動板８２のギャップ８５が形成され、アクチュエー
タ基板２を得ることができる。次いで、図示しないが流
路基板、ノズル基板をアクチュエータ基板２上に接合し
て、液滴吐出ヘッドを完成する。After that, the removal sacrificial film 79a is completely removed from the hole 83 with, for example, an HF aqueous solution, so that the electrode 75 is removed.
The gap 85 of the vibration plate 82 is formed, and the actuator substrate 2 can be obtained. Next, although not shown, the flow path substrate and the nozzle substrate are bonded onto the actuator substrate 2 to complete the droplet discharge head.

【００６４】なお、この場合も、振動板側凸部と電極側
凹部はライン状に形成したり、振動板側凸部を島状、電
極側凹部をライン状に形成配置したり、振動板側凸部を
島状、電極側凹部を平面形状で十字状に形成配置するこ
ともでき、さらに、凹凸構造は、電極側を凸構造、振動
板側を凹構造にしてもよい。Also in this case, the diaphragm-side protrusions and the electrode-side recesses may be formed in a line shape, or the diaphragm-side protrusions may be formed in an island shape and the electrode-side recesses may be formed in a line shape. The convex portions may be formed in an island shape and the electrode-side concave portions may be formed and arranged in a cross shape in a plan view. Further, the concavo-convex structure may have a convex structure on the electrode side and a concave structure on the diaphragm side.

【００６５】また、上記工程において、除去犠牲膜３９
ａをＨＦベーパー或いは、ＨＦ減圧ベーパー処理でエッ
チングすることもできる。このＨＦベーパー処理は、Ｈ
Ｆ水溶液でエッチングする場合に比べ、洗浄、乾燥工程
が簡略化でき、洗浄、乾燥工程での振動板と電極間の溶
液による表面張力による吸着を抑制することができる。In the above process, the removed sacrificial film 39 is also used.
It is also possible to etch a by HF vapor or HF vacuum vapor treatment. This HF vapor treatment is
Compared with the case of etching with the F aqueous solution, the washing and drying steps can be simplified, and adsorption due to the surface tension of the solution between the vibration plate and the electrodes in the washing and drying steps can be suppressed.

【００６６】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドをイン
クタンクと一体にしたインクカートリッジ（インクタン
ク一体型ヘッド）について図１２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, an ink cartridge (ink tank integrated head) in which the droplet discharge head according to the present invention is integrated with an ink tank 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.

【００６７】このように本発明に係る液滴吐出ヘッドで
あるインクジェットヘッドとインクタンクとを一体化す
ることにより、安定した滴吐出特性を有し、信頼性の高
い液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリッジ（イ
ンクタンク一体型ヘッド）が得られ、一体型ヘッドの低
コスト化を図れる。By thus integrating the ink jet head, which is the droplet discharge head according to the present invention, and the ink tank, the droplet discharge head having stable droplet discharge characteristics and high reliability is integrated. An ink cartridge (ink tank integrated head) can be obtained, and the cost of the integrated head can be reduced.

【００６８】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載
したインクジェット記録装置の一例について図１３及び
図１４を参照して説明する。なお、図１３は同記録装置
の斜視説明図、図１４は同記録装置の機構部の側面説明
図である。Next, an example of an ink jet recording apparatus equipped with the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. 13 is a perspective explanatory view of the recording apparatus, and FIG. 14 is a side view of a mechanism portion of the recording apparatus.

【００６９】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.

【００７０】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１４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。な
お、本発明に係るヘッド一体型ヘッド（インクカートリ
ッジ）を搭載するようにすることもできる。The printing mechanism section 112 slides the carriage 123 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 14) by the main guide rod 121 and the sub guide rod 122 which are guide members which are horizontally mounted on the left and right side plates (not shown). The carriage 123 is freely held, and yellow (Y), cyan (C),
A head 124, which is an ink jet head that is a droplet ejection head according to the present invention that ejects ink droplets of each color of magenta (M) and black (Bk), is arranged in a direction in which a plurality of ink ejection ports intersects the main scanning direction. , The ink droplet ejection direction is downward. Also, the carriage 123
Each ink cartridge 125 for supplying each color ink to the head 124 is replaceably mounted. The head-integrated head (ink cartridge) according to the present invention may be mounted.

【００７１】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 air 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.

【００７２】また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘ
ッド１２４を用いているが、各色のインク滴を吐出する
ノズルを有する１個のヘッドでもよい。Although the heads 124 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

【００７３】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 carrying direction) and slidably fitted to the slave guide rod 122 on the front side (upstream side in the paper carrying 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.

【００７４】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 separating and feeding the paper 113 from the paper feed cassette 114, and the paper 11
Guide member 133 for guiding the sheet 3 and the fed sheet 11
A conveyance roller 134 that reverses and conveys 3 is provided, and 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.

【００７５】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 in correspondence with the range of movement 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.

【００７６】記録時には、キャリッジ１２３を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド１２４を駆動するこ
とにより、停止している用紙１１３にインクを吐出して
１行分を記録し、用紙１１３を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙１１３の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙１１３を排紙する。この場合、ヘッド１２
４を構成する本発明に係るインクジェットヘッドはイン
ク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されている
ので、安定して高い画像品質の画像を記録することがで
きる。At the time of recording, by driving the recording head 124 in accordance with an 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.

【００７７】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.

【００７８】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 with a capping means,
Bubbles and the like are sucked out together with the ink from the discharge port by the suction means through the tube, and the ink and dust adhering to the surface of the discharge port are removed by the cleaning means to recover the discharge failure. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed in the lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

【００７９】このように、このインクジェット記録装置
においては本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジ
ェットヘッドを搭載しているので、滴吐出効率が高く、
画像品質が向上した記録装置を低コストで得ることがで
きる。As described above, since this ink jet recording apparatus is equipped with the ink jet head which is the liquid droplet ejection head according to the present invention, the droplet ejection efficiency is high,
A recording apparatus with improved image quality can be obtained at low cost.

【００８０】次に、本発明に係る静電型アクチュエータ
をマイクロポンプに適用した例ついて図１５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
アクチュエータ基板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２
０３を形成している。アクチュエータ基板２０２は、基
板２０４上に隔壁部２０５を介して流路２０３の壁面を
形成する振動板２０６を設けるとともに、この振動板２
０６に対向する電極２０７を設けている。なお、図示を
省略するが、振動板２０６及び電極２０７には、前述し
た液滴吐出ヘッドの実施形態と同様に、凸部及び凹部を
形成している。Next, an example in which the electrostatic actuator according to the present invention is applied to a micro pump 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 has a laminated structure in which a flow path substrate 201 and an actuator substrate 202 are overlapped and bonded to each other, and a flow path 2 through which a fluid flows in the flow path substrate 201.
Forming 03. The actuator substrate 202 is provided with a diaphragm 206 that forms a wall surface of the flow path 203 on the substrate 204 via a partition wall portion 205, and the diaphragm 2
An electrode 207 is provided to face 06. Although not shown, the vibrating plate 206 and the electrode 207 are provided with a convex portion and a concave portion, as in the above-described embodiment of the droplet discharge head.

【００８１】このマイクロポンプの動作原理を説明する
と、前述したように電極２０７に電圧を印加すること
で、振動板２０６との間で静電吸引力が生じて振動板２
０６が電極側に当接するまで変形し、当該振動板２０６
が変形して容積が拡大した部分に流体が流れ込む。ここ
で、振動板２０６を図中右側から順次駆動する（変形さ
せる）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 principle of operation of this micropump will be described. As described above, by applying a voltage to the electrode 207, an electrostatic attraction force is generated between the electrode 207 and the diaphragm 206.
06 is deformed until it contacts the electrode side, and the diaphragm 206
Is deformed and the fluid flows into the part where the volume is expanded. Here, by sequentially driving (deforming) the vibrating plate 206 from the right side in the figure, the fluid in the flow path 203 flows in the direction of the arrow, and the fluid can be transported.

【００８２】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 is 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.

【００８３】そして、このマイクロポンプでは、本発明
に係る静電型アクチュエータを備えているので、振動板
２０６が電極２０７に吸着することが防止され、安定し
た動作を行うことができる。Since this micropump is equipped with the electrostatic actuator according to the present invention, the vibrating plate 206 is prevented from being attracted to the electrode 207, and stable operation can be performed.

【００８４】次に、本発明に係る静電型アクチュエータ
を適用した光学デバイスの例について図１６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、基板３０１上に隔壁部３０２
を介して振動板である変形可能なミラー３０３を設ける
とともに、このミラー３０３に対向する電極３０４を設
けている。なお、図示を省略するが、ミラー３０３及び
電極３０４には、前述した液滴吐出ヘッドの実施形態と
同様に、凸部及び凹部を形成している。Next, an example of an optical device to which the electrostatic actuator according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. The figure is a schematic configuration diagram of the device. This optical device has a partition wall 302 on a substrate 301.
A deformable mirror 303, which is a diaphragm, is provided via an electrode, and an electrode 304 facing the mirror 303 is provided. Although not shown, the mirror 303 and the electrode 304 are provided with a convex portion and a concave portion, as in the above-described embodiment of the droplet discharge head.

【００８５】この光学デバイスの原理を説明すると、電
極３０４に電圧を印加することで、当該電圧を印加され
た電極３０４に対応するミラー３０３の部分との間で静
電吸引力が生じて、当該部分が電極３０４側に凹状に変
形する。The principle of this optical device will be described. By applying a voltage to the electrode 304, an electrostatic attraction force is generated between the electrode 304 and the portion of the mirror 303 corresponding to the electrode 304 to which the voltage is applied, and The part is deformed into a concave shape on the electrode 304 side.

【００８６】したがって、光源３１０からの光がレンズ
３１１を介してミラー３０３に照射した場合、ミラー３
０３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３０３を駆動した場合は駆動された部
分が凹面ミラーとなるので反射光は散乱光となる。これ
により光変調デバイスが実現できる。Therefore, when the light from the light source 310 irradiates the mirror 303 through the lens 311, the mirror 3
When 03 is not driven, the light is reflected at the same angle as the incident angle, but when the mirror 303 is driven, the driven portion becomes a concave mirror, so the reflected light becomes scattered light. Thereby, an optical modulation device can be realized.

【００８７】そこで、この光学デバイスを応用した例を
図１７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３０３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、４×
４の配列を示しているが、これ以上配列することも可能
である。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 each mirror 303 is independently driven. Note that here, 4 ×
4 is shown, it is possible to arrange more.

【００８８】したがって、前述した図１６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３０３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、ミ
ラー３０３を凹状に変形させているところは、光は散乱
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. 16 described above, the light from the light source 310 passes through the lens 311 and the mirror 301.
The light that has been irradiated to the light and has entered the portion where the mirror 303 is not driven enters the projection lens 312. On the other hand, where the mirror 303 is deformed into a concave shape, light is scattered 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】そして、この光学デバイスでは、本発明に
係る静電型アクチュエータを備えているので、ミラー３
０３が電極３０４に吸着することが防止され、安定した
動作を行うことができる。Since this optical device includes the electrostatic actuator according to the present invention, the mirror 3
03 is prevented from adsorbing to the electrode 304, and stable operation can be performed.

【００９０】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、静電型アクチュエータを備え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 embodiment, an example was described in which the inkjet head was applied as a droplet discharge head. However, as a droplet discharge head other than the inkjet head, for example, a droplet discharge for discharging 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. In addition to the micropump and the optical device (light modulation device), the microdevice including the electrostatic actuator includes a microswitch (microrelay),
It can also be applied to actuators (optical switches) of multi-optical lenses, micro flowmeters, pressure sensors, and the like.

【００９１】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る静電
型アクチュエータによれば、振動板側表面及び電極側表
面のいずれか一方に凸部を、他方に凹部を有するので、
電極の信頼性を損なうことなく、高度な微細加工技術を
必要とせず、当接時の振動板と電極の接触面積が低減し
て、安定した動作特性が得られる。As described above, according to the electrostatic actuator of the present invention, the convex portion is provided on one of the vibrating plate side surface and the electrode side surface, and the concave portion is provided on the other side.
It does not impair the reliability of the electrodes, does not require sophisticated microfabrication technology, reduces the contact area between the diaphragm and the electrodes at the time of contact, and obtains stable operating characteristics.

【００９２】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、本
発明に係る静電型アクチュエータを備えているので、安
定した滴吐出特性が得られ、信頼性が向上する。Since the droplet discharge head according to the present invention includes the electrostatic actuator according to the present invention, stable droplet discharge characteristics are obtained and reliability is improved.

【００９３】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、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ので、高画質記録を行う
ことができる。According to the ink jet recording apparatus of the present invention, since the ink jet head for ejecting ink droplets is the liquid droplet ejection head of 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振動板長手方向に沿う断面説明
図FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view taken along a diaphragm longitudinal direction of an inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head of the present invention.

【図２】同ヘッドの振動板短辺方向に沿う断面説明図FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of the same head taken along the short side direction of the diaphragm.

【図３】同ヘッドの動作説明に供する断面説明図FIG. 3 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining the operation of the head.

【図４】同ヘッドの要部拡大説明図FIG. 4 is an enlarged explanatory view of a main part of the head.

【図５】同第２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. 5 is a sectional explanatory view for explaining the inkjet head according to the second embodiment together with the manufacturing process thereof.

【図６】図５に続く工程を説明する断面説明図FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view illustrating a step following the step of FIG.

【図７】凹凸構造の一例を説明する平面説明図FIG. 7 is an explanatory plan view illustrating an example of an uneven structure.

【図８】凹凸構造の他の例を説明する平面説明図FIG. 8 is an explanatory plan view illustrating another example of the uneven structure.

【図９】凹凸構造の更に他の例を説明する平面説明図FIG. 9 is a plan view illustrating still another example of the uneven structure.

【図１０】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. 10 is an explanatory cross-sectional view for explaining the inkjet head according to the third embodiment together with the manufacturing process thereof.

【図１１】図１０に続く工程を説明する断面説明図11 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a step following the step of FIG.

【図１２】本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたインク
タンク一体型ヘッドの説明に供する斜視説明図FIG. 12 is an explanatory perspective view for explaining an ink tank integrated head including a droplet discharge head according to the present invention.

【図１３】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. 13 is a perspective explanatory view illustrating an example of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図１４】同記録装置の機構部の説明図FIG. 14 is an explanatory diagram of a mechanical section of the recording apparatus.

【図１５】本発明に係る静電型アクチュエータを適用し
たマイクロポンプの例を説明する断面説明図FIG. 15 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating an example of a micropump to which the electrostatic actuator according to the present invention is applied.

【図１６】本発明に係る静電型アクチュエータを適用し
た光学デバイスの例を説明する断面説明図FIG. 16 is a sectional explanatory view illustrating an example of an optical device to which the electrostatic actuator according to the present invention is applied.

【図１７】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. 17 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…流路基板、２…アクチュエータ基板、３…ノズル基
板、４…ノズル孔、６…吐出室、７…流体抵抗部、８…
共通液室、１１…基板、１２…絶縁膜、１３…隔壁部、
１４…振動板、１５…振動板、１７…凸部、１８…凹
部、１９、２０…絶縁膜、１００…タンク一体型ヘッド
（インクカートリッジ）、２０１…流路基板、２０２…
アクチュエータ基板、２０３…流路、２０６…振動板、
２０７…電極、３０３…ミラー、３０４…電極。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow path substrate, 2 ... Actuator substrate, 3 ... Nozzle substrate, 4 ... Nozzle hole, 6 ... Discharge chamber, 7 ... Fluid resistance part, 8 ...
Common liquid chamber, 11 ... Substrate, 12 ... Insulating film, 13 ... Partition part,
14 ... Vibration plate, 15 ... Vibration plate, 17 ... Convex portion, 18 ... Recessed portion, 19, 20 ... Insulating film, 100 ... Tank integrated head (ink cartridge), 201 ... Flow path substrate, 202 ...
Actuator substrate, 203 ... Flow path, 206 ... Vibration plate,
207 ... Electrodes, 303 ... Mirrors, 304 ... Electrodes.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 変形可能な振動板とこの振動板に対向す
る電極とを有し、前記振動板を静電力で変形させる静電
型アクチュエータにおいて、前記振動板側表面及び前記
電極側表面のいずれか一方に凸部を、他方に凹部を有す
ることを特徴とする静電型アクチュエータ。1. An electrostatic actuator having a deformable diaphragm and an electrode facing the diaphragm, which deforms the diaphragm by electrostatic force, wherein either the diaphragm-side surface or the electrode-side surface is formed. An electrostatic actuator having a convex portion on one side and a concave portion on the other side. 【請求項２】 請求項１に記載の静電型アクチュエータ
において、前記凸部及び凹部は、前記振動板と電極とが
当接したときに対応する位置関係にあり、かつ噛み合わ
ないことを特徴とする静電型アクチュエータ。2. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the convex portion and the concave portion are in a positional relationship corresponding to each other when the diaphragm and the electrode are in contact with each other, and do not mesh with each other. Electrostatic actuator that does. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の静電型アクチュ
エータにおいて、前記振動板と電極とは少なくとも当接
する部分に絶縁膜が形成されていることを特徴とする静
電型アクチュエータ。3. The electrostatic actuator according to claim 1 or 2, wherein an insulating film is formed on at least a portion where the diaphragm and the electrode are in contact with each other. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部の幅が前記凹部
の幅よりも大きいことを特徴とする静電型アクチュエー
タ。4. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the width of the convex portion is larger than the width of the concave portion. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部及び凹部がライ
ン状に形成されていることを特徴とする静電型アクチュ
エータ。5. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the convex portion and the concave portion are formed in a line shape. 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部が島状に形成さ
れ、前記凹部がライン状に形成されていることを特徴と
する静電型アクチュエータ。6. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the convex portion is formed in an island shape and the concave portion is formed in a line shape. Actuator. 【請求項７】 請求項１ないし４のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部が島状に形成さ
れ、前記凹部が十字状に形成されていることを特徴とす
る静電型アクチュエータ。7. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the convex portion is formed in an island shape and the concave portion is formed in a cross shape. Actuator. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部の高さ及び凹部
の深さが０．０１μｍ以上であることを特徴とする静電
型アクチュエータ。8. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a height of the convex portion and a depth of the concave portion are 0.01 μm or more. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の静
電型アクチュエータにおいて、前記凸部が突起部アスペ
クト２以下であることを特徴とする静電型アクチュエー
タ。9. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the projection has a projection aspect ratio of 2 or less. 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれかに記載の
静電型アクチュエータにおいて、前記凸部の突起幅が
０．４μｍ以上であることを特徴とする静電型アクチュ
エータ。10. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the protrusion has a protrusion width of 0.4 μm or more. 【請求項１１】 請求項１ないし８のいずれかに記載の
静電型アクチュエータにおいて、前記凹部の溝幅が０．
３μｍ以上であることを特徴とする静電型アクチュエー
タ。11. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the recess has a groove width of 0.
An electrostatic actuator having a thickness of 3 μm or more. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
の静電型アクチュエータにおいて、前記振動板と電極と
のギャップが犠牲層を除去することで形成されているこ
とを特徴とする静電型アクチュエータ。12. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a gap between the diaphragm and the electrode is formed by removing a sacrificial layer. Actuator. 【請求項１３】 液滴を吐出するノズルが連通する吐出
室の少なくとも１つの壁面を形成する変形可能な振動板
とこの振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静
電力で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請求項
１ないし１２のいずれかに記載の静電型アクチュエータ
を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。13. A vibrating plate having a deformable diaphragm forming at least one wall surface of a discharge chamber communicating with a nozzle for discharging a droplet, and an electrode facing the vibrating plate, wherein the vibrating plate is deformed by electrostatic force. A droplet discharge head that discharges the droplets by including the electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 12 for deforming the vibration plate. head. 【請求項１４】 請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、このヘッドはインクを供給するためのインクタ
ンクが一体化されていることを特徴とする液滴吐出ヘッ
ド。14. The droplet discharge head according to claim 13, wherein the head is integrated with an ink tank for supplying ink. 【請求項１５】 インク滴を吐出するインクジェットヘ
ッドを備えた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１３又は１４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。15. An ink jet recording apparatus comprising an ink jet head for ejecting ink droplets, wherein the ink jet head is the liquid droplet ejecting head according to claim 13 or 14.