專利名稱：促動器、液滴排放頭、墨盒、噴墨記錄裝置、微泵、光調(diào)制裝置和基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及促動器(actuator)、液滴排放頭(discharge head)、墨盒(Ink cartridge)、噴墨記錄裝置、微泵(micro pump)、光調(diào)制裝置和基板，尤其涉及一種靜電促動器、使用該促動器的液滴排放頭、墨盒、噴墨記錄裝置、微泵、光調(diào)制裝置和基板。
背景技術(shù)：
在用作如打印機、傳真機或復(fù)印機之類的圖像記錄設(shè)備或圖像形成設(shè)備的噴墨記錄設(shè)備中，液滴排放頭用作構(gòu)造用于排出(噴出)墨水的噴墨頭。
該噴墨頭包括噴嘴、排放室(discharging room)、公共室(commonroom)和壓力產(chǎn)生裝置。墨滴通過噴嘴排出。噴嘴與排放室連接。排放室稱為壓力液滴室、壓力室、墨水通道等等。供給到排放室的排放液體(墨水)容納在公共室中。排放室的內(nèi)部通過壓力產(chǎn)生裝置加壓，從而賦予排放室中的墨水排放能量，因而能夠從噴嘴排放墨水。由于壓力產(chǎn)生裝置在排放室中產(chǎn)生的壓力，墨滴從噴嘴排出。
盡管具有幾種壓力產(chǎn)生裝置，但是本發(fā)明使用靜電型壓力產(chǎn)生裝置。在該靜電型壓力產(chǎn)生裝置中，靜電力使得形成排放室的壁表面的振動板變形，從而排放墨滴。最近及目前，由于該靜電型壓力產(chǎn)生裝置不使用鉛，所以這種靜電型壓力產(chǎn)生裝置引起了環(huán)境保護的極大關(guān)注。另外，除了靜電型壓力產(chǎn)生裝置中不含鉛之外，從低電能消耗的角度也建議使用對環(huán)境影響小的許多技術(shù)。
在該靜電型壓力產(chǎn)生裝置中，經(jīng)過一空間設(shè)置有一對電極。例如，其中一個電極起到振動板的作用，并且墨水填滿與面對振動板的電極相對的一側(cè)。通過向電極提供電壓，靜電力在電極之間作用，從而電極(振動板)發(fā)生變形。通過基于關(guān)閉電源的彈性力，振動板返回至初始狀態(tài)，從而基于該彈性力排放墨水。
這種用于對排放流體加壓的壓力產(chǎn)生裝置稱為促動器。在靜電型噴墨頭中，第一空間的測量精度，也就是作為促動器主要部件的振動板和電極的空間對壓力產(chǎn)生裝置的容量(尺寸)產(chǎn)生大量影響。尤其是，在噴墨頭的情況下，促動器容量的分散越大，打印精度和圖像質(zhì)量的再現(xiàn)性越小。
為了獲得高可靠性的噴墨頭，防止該空間的尺寸分散是非常重要的。為了防止該空間的尺寸分散，需要使得決定空間尺寸的過程的步驟數(shù)盡可能少。
由于這一點，建議使用通過將犧牲層法用作制造方法將振動板、空間和電極形成在單個基板上的技術(shù)。參見日本公開專利申請No.WO 99/34979和No.2001-18383。
在犧牲層法的情況下，例如可以使用沉積法，其中在犧牲層去除之后，利用真空裝置使用PVD法或CVD法用Ni、SiO2等將犧牲層去除孔封閉。然而，在該沉積法中，沉積組分可能侵入(滲透到)空間中。如果沉積組分侵入空間中，則振動板的振動屬性發(fā)生變化，從而對穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。另外，由于犧牲層去除孔也用于確保隔板的強度，所以不可能使該孔較小，因此不適合以高密度制作該孔。
犧牲層去除孔可以利用使用真空裝置的沉積法形成的薄膜密封，從而能夠防止沉積組分侵入到空間中。然而，在該方法中，由于在真空狀態(tài)下進行該方法，所以當(dāng)發(fā)生大氣暴露時，空間中的壓力是負的。因此，不可能獲得振動板的期望量的彎曲變形，并且可能由于彎曲的分散而產(chǎn)生變形分散。
另外，在真空密封的情況下，由于在空間中不具有氣體的緩沖效應(yīng)，所以振動變形分散相對振動板的厚度分散變大。需要向空氣開口的結(jié)構(gòu)或方法來解決上述問題，并且這可能導(dǎo)致成本增加或生產(chǎn)率下降。于是，在現(xiàn)有技術(shù)中，難以以低成本獲得具有高精度并以高可靠性使用靜電力的促動器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一般目的是提供新穎的有用的促動器、液滴排放頭、墨盒、噴墨記錄裝置、微泵、光調(diào)制裝置和基板。
本發(fā)明的其它和更具體的目的是提供具有高精度和高可靠性的促動器，以及具有該促動器的液滴排放頭、墨盒、噴墨記錄裝置、微泵和光調(diào)制裝置，從而在不使用真空裝置的情況下，將犧牲層去除孔在大氣條件下密封，使得有效地防止沉積膜(deposition film)侵入到第一空間中。
本發(fā)明的目的還在于提供通過使用犧牲層法制造的基板，和在基板內(nèi)部形成有空間的基板。
通過這樣一種促動器來實現(xiàn)本發(fā)明，該促動器包括通過靜電力移動的振動板區(qū)域；及振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過使用犧牲層去除孔利用犧牲層法形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
也通過這樣一種液滴排放頭實現(xiàn)本發(fā)明，該液滴排放頭包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；容納供給到排放室的排放液體的公共液體室；壓力產(chǎn)生部件，被構(gòu)造成用于向排放室中的排放液體供給排放能量，從而可以將排放液體從噴嘴中排出；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中，第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
本發(fā)明也通過這樣一種墨盒實現(xiàn)，該墨盒包括構(gòu)造用于排放墨滴的液滴排放頭；及構(gòu)造用于向液滴排放頭供給墨水的墨水槽(Ink tank)；其中該液滴排放頭包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；公共液體室，該公共液體室容納供給到排放室的排放液體；壓力產(chǎn)生部件，該壓力產(chǎn)生部件構(gòu)造成向排放室中的排放液體賦予排放壓力，從而可以從噴嘴排放出排放液體；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
本發(fā)明也通過這樣一種噴墨記錄裝置實現(xiàn)，該噴墨記錄裝置包括構(gòu)造用于排放液滴的液滴排放頭；其中該液滴排放頭包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；公共液體室，該公共液體室容納供給到排放室的排放液體；壓力產(chǎn)生部件，該壓力產(chǎn)生部件構(gòu)造成向排放室中的排放液體產(chǎn)生排放壓力，從而可以從噴嘴排放出排放液體；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
本發(fā)明也通過基于振動板的位移輸送液體的微泵，該微泵包括至少兩對電極，該電極具有固定電極和起到振動板作用的可移動電極；及結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件構(gòu)造成基于電極施加的靜電力移動振動板；其中該振動板利用促動器移動，該促動器包括利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及經(jīng)過振動板區(qū)域中的第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
本發(fā)明也利用光調(diào)制裝置來實現(xiàn)，該光調(diào)制裝置基于反射鏡的位移改變光的反射方向，包括至少兩對電極，該電極具有固定電極和可移動電極，該可移動電極連接到振動板上，并平行設(shè)置；及結(jié)構(gòu)部件，構(gòu)造成通過使用作用在電極上的靜電力基于振動板的位移移動鏡子；其中振動板利用促動器移動，該促動器包括利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及經(jīng)過振動板區(qū)域中的第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
本發(fā)明也通過具有一結(jié)構(gòu)的基板來實現(xiàn)，該基板包括通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成的并設(shè)置在基板內(nèi)部的空間；及在該空間和犧牲層去除孔之間形成用作流體阻力的屏障。
當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，從下面的詳細描述中將更加清楚本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點。


圖1是具有本發(fā)明液滴排放頭的部分剖視圖的透視圖；圖2是本發(fā)明的基板的平面圖，該基板形成本發(fā)明的促動器；圖3是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖4-(a)是圖2中所示基板的X1-X1剖視圖，圖4-(b)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖4-(c)是圖2中所示基板的X3-X3剖視圖；圖5是示出該基板的制造過程的視圖，更加特別的是，圖5-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖5-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖6是示出該基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖6-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖6-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖7是示出該基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖7-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖7-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖8是示出該基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖8-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖8-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖9是示出該基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖9-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖9-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖10是示出該基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖10-(a)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖，圖10-(b)是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖11-(a)是屏障圖案(barrier pattern)的平面圖，圖11-(b)是圖11-(a)的X2-X2剖視圖，圖11-(c)是圖11-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖12-(a)是屏障圖案的平面圖，圖12-(b)是圖12-(a)的X2-X2剖視圖，圖12-(c)是圖12(a)的Y1-Y1剖視圖；圖13-(a)是屏障圖案的平面圖，圖13-(b)是圖13-(a)的X2-X2剖視圖，圖13-(c)是圖13-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖14-(a)是屏障的平面圖，圖14-(b)是圖14-(a)的X2-X2剖視圖，圖14-(c)是圖14-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖15-(a)是屏障圖案的平面圖，圖15-(b)是圖15-(a)的X2-X2剖視圖，圖15-(c)是圖15-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖16-(a)是屏障的平面圖，圖16-(b)是圖16-(a)的X2-X2剖視圖，圖16-(c)是圖16-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖17-(a)是形成促動器的基板的平面圖，圖17-(b)是圖17-(a)的Y1-Y1剖視圖；圖18是圖17中所示基板的X1-X1剖視圖；圖19是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖；圖20是圖17中所示基板的X3-X3剖視圖；
圖21是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖21-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖21-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖22是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖22-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖22-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖23是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖23-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖23-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖24是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖24-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖24-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖25是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖17中所示基板的X2-X2剖視圖；圖26是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖26-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖26-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖27是示出基板的制造過程的視圖，更為特別的是，圖27-(a)是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖，圖27-(b)是圖17中所示基板的Y1-Y1剖視圖；圖28-(a)是屏障圖案的平面圖，圖28-(b)是圖28-(a)的Y1-Y1剖視圖，圖28-(c)是圖28-(a)的X2-X2剖視圖；圖29-(a)是屏障圖案的平面圖，圖29-(b)是圖29-(a)的Y1-Y1剖視圖，圖29-(c)是圖29-(a)的X2-X2剖視圖；圖30-(a)是屏障圖案的平面圖，圖30-(b)是圖30-(a)的Y1-Y1剖視圖，圖30-(c)是圖30-(a)的X2-X2剖視圖；圖31是基板的平面圖，其中多個促動器設(shè)置在該基板上；圖32-(a)是緩沖室的平面圖，圖32-(b)是緩沖室中屏障部件的剖視圖；圖33-(a)是緩沖室的平面圖，圖33-(b)是緩沖室中屏障部件的剖視圖；圖34是墨盒的透視圖；圖35是噴墨記錄裝置的透視圖；
圖36是該噴墨記錄裝置的機械部件的剖視圖；圖37是微泵的剖視圖；圖38是用于解釋光調(diào)制裝置的部分結(jié)構(gòu)的視圖；及圖39是用于解釋該光調(diào)制裝置的整個結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖1至39給出對本發(fā)明的描述以及現(xiàn)有技術(shù)的缺陷的細節(jié)，其中包括本發(fā)明的各實施例。
圖1是具有使用本發(fā)明的驅(qū)動器的液滴排放頭200的部分剖視圖的透視圖。在該例子中討論了側(cè)面噴射型排放頭的例子，墨滴由該排放頭從設(shè)置在基板的表面部件上的噴嘴排放。該例子的液滴排放頭具有層疊結(jié)構(gòu)，其中三個基板1、2和3堆疊。
在第一基板1中，單獨的電極4由層疊膜(laminating film)形成在<110>硅基板上。振動板5經(jīng)過空間7形成在該單獨的電極4上。換句話說，如圖1中所示，振動板5經(jīng)過空間7與該單獨的電極4面對。該空間7通過將犧牲層以及單獨電極4或振動板5的材料沉積為層疊的層，然后從犧牲層去除孔去除犧牲層來形成。
排放室6和公共液體室10設(shè)置在第二基板2上，該第二基板通過連接到第一基板1的上表面上的<110>硅基板形成。排放室6是具有凹面形狀和長方體結(jié)構(gòu)的室。該排放室6設(shè)置在振動板5上，并且振動板5起到排放室6的底壁的作用。公共液體室10設(shè)置在第二基板2中的多個排放室6的一個端側(cè)上，從而向排放室6供給墨水。
第三基板3連接到第二基板2的上表面上。厚度為50微米的鎳基板設(shè)置用于第三基板3。噴嘴孔8形成在該第三基板3中，從而連接到排放室6上。凹槽9設(shè)置在第三基板3中，作為用于連接公共液體室10和排放室6的流體阻力。墨水供給開口11設(shè)置在該第三基板3中，從而連接到公共液體室10上。
接著，討論具有上述結(jié)構(gòu)的液滴排放頭200的作用。在排放室6中充滿墨水的狀態(tài)下，利用振蕩電路將40伏的脈沖電位供給到單獨的電極4。
以此為基礎(chǔ)，利用所施加的電壓對該單獨的電極4的表面進行靜電充電，從而為陽極，在振動板5和單獨的電極4之間形成靜電作用，使得振動板5向下彎曲。結(jié)果，墨水從公共液體室10經(jīng)過形成流體阻力的凹槽9進入到排放室6中。
此后，供給到單獨電極4的脈沖電壓變?yōu)?(零)伏，從而由于靜電力向下彎曲的振動板5，因振動板5的剛性而返回至初始狀態(tài)。結(jié)果，排放室6中的壓力突然增大，使得墨水液滴經(jīng)過噴嘴孔8排放到記錄紙上。通過重復(fù)這一過程，可以連續(xù)地排放墨水。
在電極之間作用的力F，如下面數(shù)學(xué)公式1所示，與電極之間的距離d的平方成反比。因此，為了以低電壓驅(qū)動，使單獨電極4和振動板5之間的空間間隙較窄非常重要。
F＝(1/2)×(εS/d2)×V2ε介電常數(shù)S面對另一電極的電極的表面積D兩電極之間的距離V所施加的電壓如下所述，在本發(fā)明的液滴排放頭200中，不存在上層薄膜經(jīng)過犧牲層去除孔進入(侵入)。因此，有可能以良好的精度在單獨電極4和振動板5之間穩(wěn)定地形成空間間隙，從而可以使得振動板因靜電力而發(fā)生的作用最大化。
討論作為壓力產(chǎn)生裝置的促動器的制造方法和結(jié)構(gòu)，該促動器構(gòu)造成加壓排放流體，并用作液滴排放頭200的部件。
<促動器的主要部件結(jié)構(gòu)>
參照圖2至圖11討論促動器的主要部件結(jié)構(gòu)。圖2至圖4示出了第一例子的液滴排放頭200的促動器部件。圖2是促動器部件的平面圖。圖3是圖2中所示基板的Y1-Y1剖視圖。圖4-(a)是圖2中所示基板的X1-X1剖視圖。圖4-(b)是圖2中所示基板的X2-X2剖視圖。圖4-(c)是圖2中所示基板的X3-X3剖視圖。
圖5-(a)至圖10-(a)是圖2中所示促動器的X2-X2剖視圖。圖5-(b)至圖10-(b)是圖2中所示促動器的Y1-Y1剖視圖。這些圖按照促動器的制造步驟進行描述。
圖11-(a)是犧牲層去除孔附近的平面圖。圖11-(b)是圖11-(a)中所示犧牲層去除孔附近的Y1-Y1剖視圖。圖11-(c)是圖11-(a)中所示犧牲層去除孔附近的X2-X2剖視圖。為了方便解釋，圖2至圖11中只示出了單個促動器。如圖4-(a)至(c)中所示，由于具有多層結(jié)構(gòu)的促動器為透明的，因此可以透過該結(jié)構(gòu)看到促動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，促動器的該結(jié)構(gòu)在圖2中以實線示出。
圖1中所示的空間7與圖2中的第一空間24a相對應(yīng)。因此，與圖1中所示單獨電極4相對應(yīng)的下部電極23a設(shè)置在第一空間24a的正下方。層疊薄膜34定位在該第一空間24a上方。第一空間24a為具有矩形板狀構(gòu)造的空間。第一空間24a通過分離凹槽33與分隔部件36分離。在圖4-(a)和圖4-(c)中示出了與填滿材料的分離凹槽33相對應(yīng)的部件。
振動板定位在這樣的一個部分處，在該處，第一空間24a的輪廓在層疊薄膜上突出，該層疊薄膜定位在圖4-(a)和圖4-(c)中的第一空間24a上方。該振動板為層疊薄膜26的一部分的區(qū)域，因此稱為振動板區(qū)域34a。而且，由于第一空間24a為與振動板區(qū)域34a相對應(yīng)的區(qū)域，所以第一空間24a稱為振動板對應(yīng)區(qū)域。因此，振動板區(qū)域34a和振動板對應(yīng)區(qū)域(第一空間24a)在上下方向上彼此面對，并且從上部觀察的話相互重疊。
盡管形成振動板的層疊薄膜34可以形成為單層或多層，但是在該例子中層疊薄膜34具有多層結(jié)構(gòu)，其中，絕緣薄膜25、上部電極26、薄膜彎曲防止薄膜27和樹脂薄膜28從下部開始堆疊。
分離凹槽33按照如下步驟填滿材料(絕緣薄膜44)。如果分離凹槽33的寬度較大，當(dāng)分離凹槽33填滿材料時，與凹槽寬度相對應(yīng)的下層的一部分具有一臺階，該臺階具有凹面形構(gòu)造。該臺階對在下述步驟中堆疊在分離層33上的層產(chǎn)生不良影響，從而振動板區(qū)域的厚度不均勻。由于這一點，為了防止產(chǎn)生臺階，將分離凹槽33的凹槽寬度制作得盡可能小。在圖2和圖3所示的例子中，分離凹槽33的凹槽寬度制作得較小，從而防止產(chǎn)生臺階。
在圖2中，振動板區(qū)域34a的短邊的長度A為120微米，并且振動板區(qū)域34a的長邊的長度B為800微米?？梢允┘与妷海瑥亩梢岳渺o電力使振動板區(qū)域34a移動。下部電極23a經(jīng)過絕緣薄膜22在硅基板21上形成圖案。絕緣薄膜40形成在下部電極23a上以防止與上部電極26產(chǎn)生短路。
在圖2和圖4-(b)中，犧牲層去除孔31形成在振動板區(qū)域34a的外側(cè)處，從而穿透絕緣薄膜25、上部電極26和薄膜彎曲防止層27(參見權(quán)利要求2)。如果犧牲層去除孔31或屏障29設(shè)置在該振動板區(qū)域34a中，振動板的移動效率變低，并發(fā)生復(fù)位移，因此難以設(shè)計用于獲得期望的振動屬性。另一方面，通過將犧牲層去除孔31或屏障29設(shè)置在振動板區(qū)域34a的外側(cè)，有可能獲得期望的振動屬性，以及具有高可靠性的液滴排放頭200和促動器。
參照圖2、圖4-(b)和圖4-(c)，振動板區(qū)域34a形成通過靜電力移動的振動板，該靜電力作用在第一空間24a中下部電極23a和上部電極26之間。下部電極23a經(jīng)過第一空間24a面對振動板區(qū)域34a。第一空間24a通過犧牲層法利用犧牲層去除孔31形成。作為流體阻力的屏障29形成在第一空間24a和犧牲層去除孔31附近的第二空間24b之間(參見權(quán)利要求1和權(quán)利要求10)。
犧牲層去除孔31利用樹脂薄膜28密封。在樹脂薄膜28利用旋涂法形成為液滴的濕薄膜的情況下，作為流體阻力的屏障29和連接部件30設(shè)置在犧牲層去除孔31附近的空間24b和定位在振動板區(qū)域34a下面的空間24a之間，從而防止樹脂材料28從犧牲層去除孔31滲入到位于振動板區(qū)域34a下面的第一空間24a中。這是因為如果樹脂材料滲入到定位在振動板區(qū)域34a下面的第一空間24a中的話，振動板區(qū)域34a粘結(jié)到下部電極23a上，并且因此無法起到促動器的作用。通過在犧牲層去除孔31附近設(shè)置屏障29，與不具有屏障29的結(jié)構(gòu)相比，可以防止樹脂材料28滲入到位于振動板區(qū)域34a下面的第一空間24a中，從而可能獲得較高的生產(chǎn)率。
于是，通過形成屏障29，可以利用不使用真空裝置的方法對犧牲層去除孔31進行密封。當(dāng)用樹脂薄膜28密封犧牲層去除孔31時，屏障29的流體阻力可以防止樹脂薄膜28進入空間24a中。由于樹脂薄膜28將犧牲層去除孔31密封，該樹脂薄膜作為振動板形成薄膜的一部分，所以不需要提供僅僅進行密封的方法，因此可以減少方法的步驟數(shù)。由于這一點，所以可以低成本獲得液滴排放頭200和具有高可靠性的促動器。
在該例子中，(i)用于移動振動板區(qū)域34a的第一空間24a，(ii)包括連接開口的分離凹槽33，該連接開口在犧牲層去除孔31和第一空間24a之間連接，及(iii)作為由屏障29所環(huán)繞的區(qū)域的第二空間24b具有例如0.4微米的厚度。犧牲層法用于形成第一和第二空間24a和24b。犧牲層去除孔31經(jīng)過上部電極開口部件32形成在振動板形成薄膜34中。
犧牲層去除孔31以均勻間隔沿著振動板區(qū)域34a的長邊B設(shè)置，該間隔等于或小于振動板區(qū)域34a的短邊A的長度。犧牲層去除孔31形成在彼此面對的各邊的相同位置處。于是，可以通過設(shè)置多個犧牲層去除孔31有效地蝕刻犧牲層，從而形成第一空間24a和第二空間24b。
一般地，在液滴排放頭200的情況下，構(gòu)造成排放液滴的促動器具有長窄的矩形構(gòu)造，并且相鄰的促動器設(shè)置在長邊。由于犧牲層蝕刻為均質(zhì)的，所以如果犧牲層去除孔31設(shè)置在振動板區(qū)域34a中央的話，則犧牲層的去除效率較高。然而，如果犧牲層去除孔31設(shè)置在振動板的移動區(qū)域中，則可能對促動器的振動屬性產(chǎn)生不良影響。因此，需要將犧牲層去除孔31設(shè)置在振動板區(qū)域34a的外側(cè)。
如圖2中所示，在該例子中，構(gòu)造成連接第一空間24a和第二空間24b的連接部件30設(shè)置在屏障29中(參見權(quán)利要求3)。由于該結(jié)構(gòu)，當(dāng)在犧牲層去除孔31附近形成流體阻力時，從加工和結(jié)構(gòu)的角度可以充分保證設(shè)計的自由度。因此，在對犧牲層去除孔31和連接部件30附近的流體阻力的設(shè)計沒有限制的情況下，可以設(shè)計和制造促動器或液滴排放頭200。因此，可能提高制造過程中的生產(chǎn)率和液滴排放頭200與促動器的質(zhì)量。
圖1中所示液滴排放頭200包括排放室6、公共液體室10和多個促動器。排放室6連接到構(gòu)造成排放液滴的噴嘴孔8上。供給到排放室6的墨水容納在公共室10中。促動器具有作為壓力產(chǎn)生裝置的振動板，從而將排放能量賦予排放室6中的墨水上，因而可以從噴嘴8排放墨水。在促動器中，由于第一空間利用犧牲層法制造，所以可以低成本制造具有高生產(chǎn)率的促動器，并提供具有高質(zhì)量和低分散性的液滴排放頭200(參見權(quán)利要求5)。
(促動器的制造方法)接下來，參照圖5至圖10討論促動器的制造方法。在圖5至圖10中，(a)是圖2的X2-X2剖視圖，(b)是圖2的Y1-Y1剖視圖。
1.第一步(參見圖5-(a)和圖5-(b))厚度為1.6微米的絕緣薄膜22(熱氧化膜)形成在厚度為400微米的硅基板21上。然后，厚度為0.4微米的P摻雜硅形成為下部電極。然后，利用平板蝕刻法單獨形成下部電極23a和屏障的部件36a。此后，堆疊下部電極23a的絕緣薄膜(CVD氧化膜)40和屏障的部件36a，使之具有0.2微米的厚度。絕緣膜40在犧牲層法中起到保護下部電極23的掩膜材料的作用，并作為防止下部電極23a和上部電極26電短路的保護薄膜。
2.第二步(參見圖6-(a)和圖6-(b))利用CVD方法沉積厚度為0.4微米的犧牲層(非摻雜多晶硅)，從而形成空間間隙。然后，第一空間24a和第二空間24b的區(qū)域利用分離凹槽33和屏障的部件36b分離，并且利用平板蝕刻法形成屏障29。此后，堆疊絕緣薄膜(CVD氧化膜)25，使之具有0.15微米的厚度。絕緣薄膜25在犧牲層法中起到保護下部電極23a的掩膜材料的作用，并且作為防止下部電極23a和上部電極26電短路的保護薄膜。
3.第三步(參見圖7-(a)和圖7-(b))沉積厚度為0.2微米的P摻雜硅，然后利用平板蝕刻法單獨形成上部電極26a和屏障的部件36c。同時，為了防止與犧牲層24a材料相同的上部電極26a在去除犧牲層時受到蝕刻，將保護孔(上部電極開放部分)32開放得大于犧牲層去除孔31。然后，利用LP-CVD法沉積滲氮層27作為振動板彎曲防止層，使之具有0.2微米的厚度。
4.第四步(參見圖8-(a)和圖8-(b))利用平板蝕刻法形成犧牲層去除孔31，然后去除保護層。
5.第五步(參見圖9-(a)和圖9-(b))利用對第一空間24a和第二空間24b和絕緣薄膜40和25的犧牲層的蝕刻速度具有較高選擇性的方法，如使用堿溶液的濕蝕刻法，將犧牲層完全去除，從而形成第一空間24a和第二空間24b。在將TMAH或KOH用作堿溶液的情況下，可以執(zhí)行具有高選擇性的犧牲層蝕刻。另外，可以利用SF6等離子過程或使用XeF2氣體的干蝕刻執(zhí)行犧牲層蝕刻。
6.第六步(參見圖10-(a)和圖10-(b))考慮到焊點(pad)成型時薄膜的減少，將厚度為1.8微米的樹脂薄膜28利用旋涂法形成為液滴的濕薄膜。此時，樹脂薄膜28將犧牲層去除孔31完全密封。此后，通過平板蝕刻方法只打開電極布線取得焊點部分(electrode wiring taking pad part)(未示出)。只要對液滴具有抗腐蝕性，任何材料都可以用作樹脂薄膜，如PBO(Poly-p-phenylene-benzo-bis-oxazole)薄膜或聚酰亞胺薄膜，它可以通過旋涂法形成并能夠完全密封犧牲層去除孔31。
于是，完成了與圖1中所示基板1相對應(yīng)的促動器部件。通過將它與圖1中所示的基板2和3組合，完成液滴排放頭200。
樹脂薄膜28在空氣中將犧牲層去除孔31密封。因此，可以避免下述情況的出現(xiàn)，即，該空間由通過PVD或CVD方法使用真空裝置沉積而成的薄膜真空密封，從而由于大氣暴露，間隙內(nèi)部為負壓，振動板受到彎曲，并且無法獲得期望的移動。
例如，在具有第一和第二空間24a和24b的促動器中，犧牲層去除孔31具有4.5(3×1.5微米)平方微米的橫截面積，該第一和第二空間通過利用濕刻法使用TMAH去除犧牲層形成，并且粘性系數(shù)為110cp、薄膜厚度為1.8微米的樹脂薄膜材料通過旋涂法形成在高度g為0.4微米的第一和第二空間24a和24b中，V/S和樹脂薄膜材料滲透到犧牲層去除孔31中之間的關(guān)系在下面的表1中示出。此處，表1中的“a”和“b”代表位于圖11中所示的犧牲層去除孔31附近的分離凹槽33的尺寸(下文中為“分隔部件33”，由于在促動器完成之后填滿材料，從而分離凹槽33形成分隔部件)；表1中的“c”代表屏障29的連接部件30的寬度；表1中的“g”代表第一和第二空間24a和24b的高度；表1中的“V”代表在犧牲層去除孔31和分隔部件33附近由屏障29環(huán)繞的第二空間24b的體積(V＝a×b×g)；而表1中的“S”表示屏障33的連接部件30的橫截面面積(S＝c×g)。



×在所有點(bit)都滲透△在部分點(bit)處滲透○在所有點(bit)都不滲透于是，發(fā)現(xiàn)樹脂薄膜28不滲透到表1中所示結(jié)構(gòu)中的犧牲層去除孔31中的條件是，V/S的值等于或大于18.4。因此，在犧牲層去除孔31具有4.5平方微米的橫截面積，并且粘度系數(shù)為110cp、厚度為1.8微米的樹脂薄膜材料通過旋涂法形成在高度g為0.4微米的第一空間和第二空間24a和24b中的情況下，通過設(shè)置滿足下述數(shù)學(xué)公式2的尺寸，可以防止樹脂薄膜材料滲透到犧牲層去除孔31中，并防止生產(chǎn)率在該步驟中降低。
V/S＞18.4通過在能夠去除犧牲層的范圍中將犧牲層去除孔31的橫截面積設(shè)置的盡可能小或使得樹脂薄膜材料的粘度系數(shù)較高，也可能防止樹脂薄膜28滲透到第一空間24a中。在犧牲層蝕刻法為除了TMAH的濕刻法之外的方法的情況下，由于可能無法總是滿足數(shù)學(xué)公式2中所示的條件，所以如果需要的話，需要檢查正確值。
在該例子中，設(shè)置屏障29，并設(shè)置單個的連接開口30，從而防止樹脂薄膜28滲透到第一空間和第二空間24a和24b中。屏障29的構(gòu)造發(fā)生變化，從而可以去除犧牲層，并且流體阻力較大(例如，至少“V”和“S”滿足數(shù)學(xué)公式2)。
如圖14至16所示，在設(shè)置有具有流體通道進入連接部件30的構(gòu)造的屏障的情況下，連接部件30和犧牲層去除孔31之間的流體阻力較高，因此與圖11至圖13中所示的例子相比，可以進一步防止樹脂薄膜滲透到犧牲層去除孔31中。
在圖12所示的例子中，設(shè)置有連接部件30-1(橫截面積為S1)和連接部件30-2(橫截面積為S2)。在這種情況下，表1和數(shù)學(xué)公式2中提到的橫截面積S計算為S＝S1+S2。
在圖13所示的例子中，設(shè)置有連接部件30-1(橫截面積為S1)、連接部件30-2(橫截面積為S2)和連接部件30-3(橫截面積為S3)。在這種情況下，表1和數(shù)學(xué)公式2中提到的橫截面積S計算為S＝S1+S2+S3。
在圖14所示的例子中，設(shè)置有單個的連接部件30，并且具有矩形構(gòu)造的屏障29-1設(shè)置在從犧牲層去除孔31到連接部件30的流體通道中。流體環(huán)繞屏障29-1并到達連接部件30。
在圖15所示的例子中，設(shè)置有單個的連接部件30，并且具有板狀構(gòu)造的多個屏障29-2a、29-2b和29-2c從犧牲層去除孔31到連接部件30設(shè)置成迷宮形，從而流體阻力增大。
在圖16所示的例子中，從犧牲層去除孔31到連接部件30設(shè)置有類似于缺少一條邊的矩形的屏障29-3。由于這一點，流體通道變得曲折，從而流體阻力增大，并且形成兩個連接部件30-1和30-2。
在圖12、圖13和圖16所示的例子中，在屏障中設(shè)置有構(gòu)造用于連接第一空間和第二空間24a和24b的兩個或多個連接部件(參見權(quán)利要求4)。于是，通過提供多個連接部件，可能很容易和很有效地去除振動板區(qū)域的犧牲層。由于這一點，可能很容易并很自由地進行設(shè)計，如使得連接部件的各部分和橫截面積合適。
(促動器的結(jié)構(gòu))參照圖17至圖27討論第二個例子。
圖17(a)是液滴排放頭200的促動器，圖17-(b)是圖17-(a)的Y1-Y1剖視圖。圖18是圖17中所示基板的X1-X1剖視圖。圖19是圖17中所示基板的X2-X2剖視圖。圖20是圖17中所示基板的X3-X3剖視圖。圖21至圖27是示出基板的制造過程的視圖。為了方便解釋，在圖21至圖27中只示出了單個促動器。
如圖17至圖20中所示，振動板區(qū)域74a通過填滿材料的分離凹槽63與分隔部件66分離。振動板區(qū)域74a具有絕緣薄膜65、上部電極66、薄膜彎曲防止薄膜67和樹脂薄膜68從下層開始堆疊的薄膜結(jié)構(gòu)，從而形成層疊薄膜64。分離凹槽63以及分離凹槽33的寬度制作得較窄從而在與分離凹槽63相對應(yīng)的部件的表面上不形成凹面(臺階)。
振動板區(qū)域74a的短邊的長度A為120微米，并且振動板區(qū)域74a的長邊的長度B為800微米?？梢允┘与妷菏沟谜駝影鍏^(qū)域74a可以通過靜電力移動。下部電極63a經(jīng)過絕緣薄膜62在硅基板61上形成圖案。
絕緣薄膜40形成在下部電極63a上，防止產(chǎn)生與上部電極66的短路。分離凹槽33和第二空間64b的厚度例如為0.4微米，該分離凹槽包括連接部件70，該連接部件在用于移動振動板區(qū)域74a的第一空間64a和位于犧牲層去除孔71附近的第二空間64b之間連接，該第二空間為由屏障69環(huán)繞的區(qū)域79。
屏障69具有與第一例子中的屏障29相同的功能，即設(shè)置在第一空間64a和位于犧牲層去除孔71附近的第二空間64b之間的流體阻力的壁(參見權(quán)利要求1和10)。另外，連接部件70連接第一空間64a和第二空間64b，并且第一個例子中的連接部件30設(shè)置在連接部件70中(參見權(quán)利要求3)。
犧牲層法用于形成第一空間64a和第二空間64b。犧牲層去除孔71經(jīng)過上部電極開口部件72形成在振動板形成薄膜64中。犧牲層去除孔71以均勻間隔沿著振動板區(qū)域74a的長邊B形成，該間隔等于或小于振動板區(qū)域74a的短邊A的長度。犧牲層去除孔71形成在彼此面對的各邊的相同位置處。于是，通過設(shè)置多個犧牲層去除孔71可以有效地蝕刻犧牲層，從而形成第一空間和第二空間64a和64b。
一般地，在液滴排放頭200的情況下，構(gòu)造成排放液滴的促動器具有窄長的矩形構(gòu)造，并且相鄰的促動器設(shè)置在長邊處。由于犧牲層蝕刻是均質(zhì)的，所以如果犧牲層去除孔71設(shè)置在振動板區(qū)域74a中央的話，犧牲層的去除效率較高。然而，如果犧牲層去除孔71設(shè)置在振動板的移動區(qū)域中，則促動器的振動屬性可能受到不良影響。因此，需要將犧牲層去除孔71設(shè)置在振動板區(qū)域74a外側(cè)。于是，屏障29和犧牲層去除孔31、屏障69和犧牲層去除孔71設(shè)置在振動板區(qū)域74a的外側(cè)(參見權(quán)利要求2)。
犧牲層去除孔61由樹脂薄膜68密封。在樹脂薄膜68通過旋涂法形成為液滴的濕膜的情況下，作為流體阻力的屏障69和連接部件70都設(shè)置在犧牲層去除孔71附近的空間64b和位于振動板區(qū)域74a下面的空間64a之間，從而防止樹脂材料68從犧牲層去除孔71滲透到位于振動板區(qū)域74a下面的第一空間64a中。
這是因為如果樹脂材料滲透到位于振動板區(qū)域74a下面的第一空間64a中的話，振動板區(qū)域74a會粘結(jié)到下部電極63a上，因此無法起到促動器的作用。通過將屏障69設(shè)置在犧牲層去除孔71附近，與不具有屏障69的結(jié)構(gòu)相比，可以防止樹脂材料68滲透到位于振動板區(qū)域74a下面的第一空間64a中，從而可獲得較高的生產(chǎn)率。
通過在可以去除犧牲層的范圍中使?fàn)奚鼘尤コ?1的橫截面積盡可能小或使得樹脂薄膜材料的粘性系數(shù)較高，可能防止樹脂薄膜68滲透到第一空間64a中。
(促動器的制造方法)接下來，參照圖21至圖27討論促動器的制造過程。在圖21至圖27中，(a)是圖17的X2-X2剖視圖，(b)是圖17的Y1-Y1剖視圖。
1.第一步(參見圖21-(a)和圖21-(b))厚度為1.6微米的絕緣薄膜(熱氧化膜)62形成在厚度為400微米的硅基板61上。然后，厚度為0.4微米的P摻雜硅形成為下部電極。然后，下部電極63a和屏障的部件66a通過平板蝕刻法單獨形成。此后，對下部電極63a的絕緣薄膜(CVD氧化膜)和屏障的部件進行堆疊，使之具有0.2微米的厚度。絕緣膜40起到在犧牲層法中保護下部電極23的掩膜材料的作用，并作為防止下部電極23a和上部電極26電短路的保護薄膜。
2.第二步(參見圖22-(a)和圖22-(b))利用CVD方法沉積厚度為0.4微米的犧牲層(非摻雜多晶硅)，從而形成空間間隙。然后，利用平板蝕刻法對起到連接部件79的作用的部件70進行蝕刻，使之具有期望的高度，并將保護層去除。也就是，連接部件70的所有高度方向不是開放的，而且高度方向形成類似堤壩。在這一點上，連接部件70不同于第一個例子中的連接部件30。
接下來，利用平板蝕刻法形成分離凹槽63，該分離凹槽構(gòu)造成分離第一空間和第二空間64a和64b的區(qū)域及分隔部件66b。
3.第三步(參見圖23-(a)和圖23-(b))對絕緣薄膜(CVD氧化膜)65進行堆疊，使之具有0.15微米的厚度。絕緣薄膜65起到在犧牲層法中保護下部電極63a的掩膜材料的作用，并起到防止下部電極63a和上部電極66電短路的保護薄膜的作用。
4.第四步(參見圖24-(a)和圖24-(b))
沉積厚度為0.2微米的P摻雜硅，然后利用平板蝕刻法形成上部電極66a和屏障的部件66c。同時，為了防止與犧牲層64a和64b材料相同的上部電極66a受到蝕刻，保護孔82開放得比犧牲層去除孔71更大。然后，利用LP-CVD法將滲氮層67沉積為振動板彎曲防止層，使之具有0.2微米的厚度。
5.第五步(參見圖25)利用平板蝕刻法形成犧牲層去除孔71，然后去除保護層。
6.第六步(參見圖26)利用對第一空間64a和第二空間64b和絕緣薄膜60和65的犧牲層的蝕刻速度具有較高選擇性的方法，如使用堿溶液的濕蝕刻法，將犧牲層完全去除，從而形成第一空間64a和第二空間64b。在將TMAH或KOH用作堿溶液的情況下，可以執(zhí)行具有高選擇性的犧牲層蝕刻。另外，可以利用SF6等離子過程或使用XcF2氣體的干蝕刻執(zhí)行犧牲層蝕刻。
7.第七步(參見圖27)考慮到焊點成型時薄膜的減少，將厚度為1.8微米的樹脂薄膜68利用旋涂法形成為液滴的濕薄膜。此時，樹脂薄膜68將犧牲層去除孔71完全密封。由于設(shè)置有作為流體阻力的屏障69和連接部件70，所以防止樹脂薄膜69從犧牲層去除孔71滲透到第一和第二空間64a和64b中。此后，通過平板蝕刻方法只打開電極布線取得焊點部分(未示出)。只要具有對液滴具有抗腐蝕性，任何材料都可以用作樹脂薄膜，如PBO(Poly-p-phenylene-benzo-bis-oxazole)薄膜或聚酰亞胺薄膜，它可以通過旋涂法形成并且由犧牲層去除孔61完全密封。
于是，完成了與圖1中所示基板1相對應(yīng)的促動器部件。通過將它與圖1中所示的基板2和3組合，完成液滴排放頭200。
樹脂薄膜68在空氣中將犧牲層去除孔71密封。因此，可以避免下述情況的出現(xiàn)，即，該空間由通過PVD或CVD方法使用真空裝置沉積而成的薄膜真空密封，從而由于大氣暴露，間隙內(nèi)部為負壓，振動板受到彎曲，并且無法獲得期望的移動。
在第一個例子中(圖2至圖16)，在由于空間24a的高度或過程的變化而無法滿足數(shù)學(xué)公式2的情況下，需要改變(掩膜修正)例如圖11-(a)中所示的“c”的尺寸，使得連接部件30的橫截面積滿足數(shù)學(xué)公式2，因而可防止樹脂薄膜28滲透到犧牲層去除孔31中。這可能導(dǎo)致程序復(fù)雜和成本上升。另一方面，在第二實施例中，通過只對起到圖22-(a)中連接部件作用的部件70a進行蝕刻，第一空間和第二空間64a和64b的連接部件70的橫截面積可正確地形成，從而部件70a具有期望的高度。因此，在不使得程序復(fù)雜和成本上升的情況下，只通過過程控制，就可能獲得期望的效果。
在第二實施例中，連接部件的高度不同于第一個例子。屏障69和連接部件的例子在圖28至圖30中示出。在圖28所示的例子中，設(shè)置有單個的連接部件70，并且連接部件70的高度方向(圖28-(b)中的左右方向)的尺寸比圖11所示的第一個例子要小。
在圖29所示的例子中，與單個犧牲層去除孔71相對應(yīng)，設(shè)置有三個連接部件70-1、70-2和70-3，并且連接部件70-1、70-2和70-3的高度方向(圖29-(b)中的左右方向)的尺寸比圖11所示第一個例子要小。
在圖30所示的例子中，圖16所示的例子的變型例子，屏障69-3設(shè)置在從犧牲層去除孔71穿過連接部件的流體通道處，該屏障具有缺少一個邊的矩形構(gòu)造，從而流體通道曲折，從而流體阻力增大，并形成兩個連接部件70-10和70-20。在連接部件70-10和70-20中形成凸起部件69-10和69-20，從而連接部件70-10和70-20的剖視圖具有如圖30-(b)所示的凹入結(jié)構(gòu)，并且提供了構(gòu)造尺寸的多個改變部件，從而可以微調(diào)流體阻力。
在這些例子中，數(shù)學(xué)公式2中的體積V和橫截面積S按照第一個例子計算。如圖28至圖30中所示，連接部件的尺寸和橫截面積構(gòu)造得和屏障69的構(gòu)造相同，其中可以去除犧牲層，并且流體阻力增大(例如，至少V和S都滿足數(shù)學(xué)公式2)。尤其是，如圖30所示，在具有缺少一條邊的矩形構(gòu)造的屏障69-3設(shè)置在流體通道中，使得流體通道較為復(fù)雜并具有凸起部件69-10和69-20的結(jié)構(gòu)中，流體阻力增大，因此可以獲得比圖28和圖29所示例子更好的防止樹脂薄膜滲透到犧牲層去除孔71中的效果。
在圖29和圖30所示例子中，設(shè)置有連接第一空間64a和第二空間64b的兩個或多個連接部件(參見權(quán)利要求4)。在這種結(jié)構(gòu)中，與第一個例子相同，可提高振動板區(qū)域的犧牲層的去除效率。
參照圖31和圖32討論第三個例子。圖31示出了液滴排放頭200的一部分，其中將連接管(基板)800和第一空間連接，該連接管具有在第一和第二個例子中通過促動器的制造方法形成的促動器90、91和92的第一空間24a或74a。圖32中所示的緩沖室820或圖33中所示的緩沖室821連接到圖31中所示的連接管800的延伸部分上。
圖32-(a)是緩沖室820的平面圖，并且圖32-(b)是緩沖室中屏障部件的剖視圖。圖33-(a)是緩沖室821的平面圖，并且圖33-(b)是緩沖室中屏障部件的剖視圖。
為了防止由于潮氣和異物從外部進入而屬性降低，包括圖31中所示促動器90至92在內(nèi)的液滴排放頭的促動器部件(空間部件)與外部隔離。然而，對液滴排放屬性產(chǎn)生影響的促動器空間中的壓力對外部環(huán)境變化非常敏感，并可能受到溫度或壓力變化的影響。
為了防止這一點，促動器90至92連接到圖31所示的連接管800上，并且該連接管800的一部分進一步連接到緩沖室820和821上，該緩沖室的體積大于能夠吸收圖32中所示壓力變化的促動器的空間體積。
通過犧牲層法形成連接管800和如緩沖室820和821之類的空間部件，該犧牲層法與用于形成第一空間的方法相同，該第一空間和第一和第二個例子中的振動板相對應(yīng)。因此，犧牲層去除孔831(參見圖31)和931(參見圖32和圖33)以及上部電極保護孔832(參見圖31)和932(參見圖32和圖33)設(shè)置在連接管800和緩沖室820、821以及促動器中。另外，為了防止樹脂薄膜滲透到犧牲層去除孔831和931中，設(shè)置有屏障829(參見圖31)和929(參見圖32和圖33)以及連接開口833(參見圖31)和933(參見圖32和圖33)。
緩沖室820和821的振動區(qū)域與促動器部件的犧牲層去除過程同時形成，該振動區(qū)域大于圖31中所示促動器90、91和92的振動板區(qū)域。因此，犧牲層去除孔931以等間隔二維地形成在緩沖室820和821上。圖31中所示的連接管800和圖32和圖33中所示的緩沖室820和821通過與第一個例子的制造方法相類似的制造方法形成。
在圖32中，通過為單個犧牲層去除孔931提供多個連接開口933，可以比設(shè)置有單個連接開口的情況更加有效地去除連接管800和緩沖室820中的犧牲層。
在該例子中，對于犧牲層去除孔831和931，在屏障829和929的四條邊上設(shè)置每個連接開口833和933。然而，本發(fā)明不僅局限于此。只要樹脂薄膜不滲透到其中并且能夠有效地去除連接管800和緩沖室820，則對連接開口831和931的數(shù)量和設(shè)置不進行限制。圖32中所示的緩沖室820具有結(jié)構(gòu)薄膜950，該結(jié)構(gòu)薄膜具有與促動器的振動板相同的結(jié)構(gòu)。然而，由于該結(jié)構(gòu)薄膜950利用屏障929固定到基礎(chǔ)層951上，所以不可能彎曲緩沖室820的結(jié)構(gòu)薄膜950，并改變緩沖室820的體積。
另一方面，圖33中所示的緩沖室821通過第二個例子的制造方法形成。結(jié)構(gòu)薄膜960通過連接部件939與基礎(chǔ)層961分離。因此，可以彎曲緩沖室821的結(jié)構(gòu)薄膜960，并改變緩沖室821的體積。因此，可以通過彎曲緩沖室821的結(jié)構(gòu)薄膜960吸收促動器90、91和92的第一空間由于劇烈大氣變化而產(chǎn)生的壓力變化，并且與緩沖室820相比，可能按照大氣變化并保證更加穩(wěn)定的液滴排放屬性。
此處，只需要提供連接管800內(nèi)部的空間并將連接管800連接到促動器90、91和92的第一空間上。因此，連接管800通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成，并且不設(shè)置電極。起到流體阻力作用的屏障829設(shè)置在形成連接部件的空間和犧牲層去除孔831之間，如第一個例子中討論的那樣，因而在防止該空間在犧牲層去除孔的密封過程中封閉的狀態(tài)下利用與第一個例子中相同的方法制造基板(參見權(quán)利要求12)。于是，可以很容易地以高精度制造具有簡單空間的基板。
利用第一或第二個例子中所討論的方法可以制造經(jīng)過連接管800連接到緩沖室820或821上的促動器90、91和92。利用犧牲層法可以有效地形成緩沖室800和821，該緩沖室具有較大面積，并防止由于促動器90、91和92及連接管800的大氣變化而導(dǎo)致的振動屬性分散。而且，通過正確制作連接部件的部件和橫截面，可以利用與去除振動板區(qū)域的犧牲層相同的方法有效地去除緩沖室的犧牲層和連接部件，并減少過程的步驟數(shù)。于是，可以低成本獲得功能強大、高質(zhì)量和低屬性分散的促動器和液滴排放頭。
接下來，參照圖34討論本發(fā)明的墨盒。該墨盒通過將具有噴嘴8的液滴排放頭和在第一至第三個例子中討論的其他部件，以及將墨水供給到液滴排放頭200的墨水槽815整合來形成(參見權(quán)利要求6)。
于是，在與液滴排放頭整合的墨盒的情況下，液滴排放頭的低成本和可靠性導(dǎo)致了整個墨盒的低成本和可靠性。因此，通過降低成本和次品數(shù)量可能提高生產(chǎn)率和墨盒的可靠性，因而可能降低排放頭整合型的墨盒的成本。
接下來，參照圖35和圖36討論其中使用本發(fā)明的噴墨頭的噴墨記錄裝置的例子。圖35是噴墨記錄裝置的透視圖，其中設(shè)置有本發(fā)明的噴墨頭。圖36是噴墨記錄裝置的機械部件的剖視圖，其中設(shè)置有本發(fā)明的噴墨頭。該噴墨記錄裝置包括記錄裝置本體部件81和打印機構(gòu)部件250。該打印機構(gòu)部件250容納在記錄裝置本體部件81中。在該打印機構(gòu)部件250中容納有托架，記錄頭、用于將墨水供給到記錄頭的墨盒和其他部件，該托架可在記錄裝置本體部件81內(nèi)部的主要掃描方向上移動，該記錄頭包括安裝在該托架上的本發(fā)明的噴墨頭。
能夠從前側(cè)裝載大量紙張83的供紙盒84(或供紙托盤)可以可拆卸地連接到記錄裝置本體部件81的下部上。另外，用于手動供給紙張83的手動供紙托盤85可以在記錄裝置本體部件81的下部處開口。
紙張83從打印機構(gòu)部件250中的供紙盒84或手動供紙托盤115取出。利用打印機構(gòu)部件250記錄圖像，然后排放到與記錄裝置本體部件81的后表面?zhèn)认噙B的排紙托盤86上。
在打印機構(gòu)部件250中，托架193利用導(dǎo)向構(gòu)件可滑動地保持在主掃描方向上，即垂直于圖25的紙面的方向上。該導(dǎo)向構(gòu)件連接到圖35中未示出的左右側(cè)板上。該導(dǎo)向構(gòu)件包括主導(dǎo)向桿191和副導(dǎo)向桿192。在托架193中，記錄頭94設(shè)置在多個排墨開口部件(噴嘴)沿主掃描方向交叉的方向上。具有黃(Y)、青(C)、紫(M)和黑(Bk)顏色的墨滴通過噴墨頭排出。記錄頭94安裝成噴墨方向向下的狀態(tài)。在托架193中，可拆卸地連接相應(yīng)墨水托架95，該墨水托架供給與記錄頭94的顏色相應(yīng)的墨水。
與大氣連通的空氣開口設(shè)置在墨水托架95的上部上。將墨水供給到噴墨頭的供給開口部件設(shè)置在墨水托架95的下部上。墨水通過保持略微負壓的多孔本體的毛細管供給到噴墨頭。盡管相應(yīng)顏色的記錄頭94在本實施例中用作記錄頭，但是也可以使用具有噴射相應(yīng)顏色的噴嘴的單個記錄頭。
主導(dǎo)向桿191可滑動地將托架193的后側(cè)，也就是紙張承載方向的下側(cè)夾住。另外，托架193的前側(cè)，也就是紙張承載方向的上側(cè)由副導(dǎo)向桿192可滑動地連接。為了使托架193在主掃描方向上移動掃描，同步帶100拉伸連接在由主掃描電機97可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動的主動輪98和從動輪99之間。同步帶100固定在托架193上，并且托架163利用主掃描電機97的前后轉(zhuǎn)動來移動和返回。
另一方面，為了將設(shè)置在供紙盒84的紙張83輸送到記錄頭94的下側(cè)，在噴墨記錄裝置中單獨設(shè)置有供紙輥1010、摩擦板1020、導(dǎo)向構(gòu)件1030、承載輥1040、小輥1050和頭端輥(head end roller)1060。每一張紙83都從供紙盒84供給。導(dǎo)向構(gòu)件1030對紙張83進行導(dǎo)向。承載輥1040使得紙張83翻轉(zhuǎn)。小輥1050被推動到承載輥1040的圓周表面上。承載輥1040在紙張83上的推動角由頭端輥1060決定。子掃描電機1070經(jīng)過齒輪系可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動承載輥1040。
紙張83由作為在記錄頭94的向下方向上導(dǎo)向的紙張導(dǎo)向構(gòu)件的打印接收構(gòu)件1090接收，該紙張由承載輥1040推動，該承載輥與在托架193的主掃描方向上的移動區(qū)域相對應(yīng)。在打印接收構(gòu)件1090的紙張承載方向的下側(cè)上設(shè)置有承載輥1111、齒輪(spur)1120、排紙輥1130、齒輪1140和導(dǎo)向構(gòu)件1150和1160，其中該承載輥受到可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動以在排紙方向上承載紙張83，該排紙輥1130用于將紙張83輸送到排紙托盤86上，該導(dǎo)向構(gòu)件1150和1160形成排紙通道。
在記錄時，基于圖像信號驅(qū)動記錄頭94，同時移動托架193。墨水排放到紙張83上，該紙張不移動，從而在紙張83上記錄一行。此后，紙張83移動預(yù)定距離，記錄下一行。通過接收記錄完成信號或表示紙張83的后端部已經(jīng)到達記錄區(qū)域的信號結(jié)束記錄操作，從而排放紙張83。
用于恢復(fù)記錄頭94的錯誤排放的恢復(fù)裝置1170設(shè)置在記錄區(qū)域的外部位置處，即，托架93的移動方向的右端側(cè)。該恢復(fù)裝置1170包括壓蓋裝置、吸收裝置和清潔裝置。在等待打印就緒期間，托架193移動到恢復(fù)裝置1170的側(cè)面。壓蓋裝置將記錄頭94蓋住。通過將噴墨開口部件保持在濕潤狀態(tài)可以防止基于墨水干燥狀態(tài)的錯誤排放。另外，在記錄期間排放不用于記錄的墨水，從而所有排放開口部件的墨水粘性保持恒定，因而可以保持穩(wěn)定的噴墨能力。
在發(fā)生錯誤排放的情況下，壓蓋裝置將如記錄頭94的噴嘴之類的排放開口部件密封。墨水中的氣泡由吸收裝置通過管子從排放開口部件吸收。清潔裝置將粘結(jié)到排放開口表面上的墨水、灰塵等去除，從而恢復(fù)錯誤排放。另外，將所吸收的墨水排放到設(shè)置在本體下部的廢墨水回收器(未示出)中，從而墨水吸收本體將墨水吸收并保存在廢墨水回收器內(nèi)部(參見權(quán)利要求7)。
于是，由于使用上述第一至第三個例子所述液滴排放頭200的噴墨頭安裝在該噴墨記錄裝置上，所以可防止墨滴由于振動裝置的錯誤驅(qū)動而錯誤排放，因此可以獲得穩(wěn)定的液滴排放屬性，從而提高了圖像質(zhì)量。另外，由于安裝有低壓驅(qū)動的記錄頭，所以可能減少整個噴墨記錄裝置的電力消耗。
盡管本發(fā)明應(yīng)用于如上述實施例中的液滴排放頭之類的噴墨頭，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于除了噴墨頭之外的液滴噴頭，如構(gòu)造成排放用于構(gòu)圖的液體保護層的液滴噴頭。
在本實施例中，本發(fā)明應(yīng)用于微泵。參照圖37討論其作用原理。設(shè)置有多個振動板，使之面對固定電極1302。流體穿過流體通道1350。通過從右側(cè)依次驅(qū)動振動板1307，流體通道1333中的流體在圖37中箭頭所示的方向上流動，從而可以輸送流體。不但可以設(shè)置多個振動板而且可以設(shè)置單個振動板。可以設(shè)置閥，從而可以提高輸送效率。
振動板1307與第一至第三實施例中的振動板區(qū)域24a和64a相對應(yīng)。固定電極1302與第一和第二實施例中的下部電極23a和63a相對應(yīng)。在基于振動板1307的移動來輸送液體的微泵中，上述促動器可以用作結(jié)構(gòu)部件(參見權(quán)利要求8)。由于振動板基于作用在電極上的靜電力移動，所以可能實現(xiàn)具有小尺寸的微泵和耗電低的電極。
在該例子中，本發(fā)明應(yīng)用于光學(xué)裝置。如圖38中所示，多個振動板面對電極1402。振動板1430也起到反射鏡的作用。優(yōu)選的是，多層介質(zhì)薄膜或金屬薄膜形成在振動板1430的表面上，從而增大反射率。來自光源1431的光經(jīng)過透鏡1434照射到振動板(反射鏡)1430上。在振動板(反射鏡)1430未受驅(qū)動的情況下，光以與入射角相同的角度反射。在振動板(反射鏡)1430受到驅(qū)動的情況下，鏡子為凸面鏡，因此反射光為散射光。
該例子中的振動板1430對應(yīng)于第一和第二個例子中的振動板區(qū)域24a和64a。類似地，該例子中的固定電極1402對應(yīng)于第一和第二個例子中的下部電極23a和63a?？梢砸栽摻Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)光調(diào)制裝置(參見權(quán)利要求9)。
接下來，參照圖38討論該光調(diào)制裝置的應(yīng)用例子。來自光源1431的光經(jīng)過透鏡1434照射到振動板(反射鏡)1430上。到達振動板(反射鏡)未受驅(qū)動的部件上的光入射到投影透鏡1432上。
另一方面，由于在通過向電極1402施加電壓而使得振動板(反射鏡)1430移動的地方是凸面鏡，所以光發(fā)生散射，并且大多數(shù)光未入射到投影透鏡1432上。入射到投影透鏡1432上的光投射到屏幕(圖38中未示出)上。圖39示出了該結(jié)構(gòu)的兩維設(shè)置。
在圖39中，多對電極1502和面對電極1502的反射鏡1530徑向和橫向設(shè)置。每一對都獨立驅(qū)動，從而可以在屏幕上顯示圖像。在圖39中示出了4×4設(shè)置的一個例子，但是本發(fā)明不僅局限于此?？梢栽O(shè)置多行。包括在該例子中使用的振動板在內(nèi)的促動器可以具有與第一和第二個例子中相同的結(jié)構(gòu)。另外，在第三個例子中所討論的結(jié)構(gòu)可以驅(qū)動該促動器。
本發(fā)明用于液滴排放頭、微泵或光調(diào)制裝置，并且振動板利用作用在電極之間的靜電力移動。因此，可能實現(xiàn)小尺寸的光調(diào)制裝置和耗電低的電極。本發(fā)明不僅局限于上述實施例，而且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以作出改變和修改。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于除了上述裝置之外的光學(xué)裝置、微促動器等等。
權(quán)利要求
1.一種促動器，包括通過靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中，第一空間通過使用犧牲層去除孔由犧牲層法形成；及用作流體阻力的屏障形成在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間。
2.如權(quán)利要求1所述的促動器，其中，屏障和犧牲層去除孔設(shè)置在振動板區(qū)域外側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的促動器，其中，在該屏障中設(shè)置構(gòu)造成連接第一空間和第二空間的單個連接部件。
4.如權(quán)利要求1所述的促動器，其中，在該屏障中設(shè)置構(gòu)造成連接第一空間和第二空間的多個連接部件。
5.一種液滴排放頭，包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；接收供給到排放室的排放液體的公共液體室；壓力產(chǎn)生部件，其被構(gòu)造成向排放室中的排放液體賦予排放能量，從而可以將排放液體從噴嘴中排出；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中，第一空間由犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
6.一種墨盒，包括被構(gòu)造成排放墨滴的液滴排放頭；及被構(gòu)造成向液滴排放頭供給墨水的墨水槽；其中該液滴排放頭包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；公共液體室，該公共液體室接收供給到排放室的排放液體；壓力產(chǎn)生部件，該壓力產(chǎn)生部件被構(gòu)造成向排放室中的排放液體賦予排放能量，從而可以從噴嘴排放出排放液體；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中，第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
7.一種噴墨記錄裝置，包括被構(gòu)造成排放液滴的液滴排放頭；其中該液滴排放頭包括排放室，該排放室排放液滴并連接到噴嘴上；公共液體室，該公共液體室接收供給到排放室的排放液體；壓力產(chǎn)生部件，該壓力產(chǎn)生部件被構(gòu)造成向排放室中的排放液體賦予排放能量，從而可以從噴嘴排放出排放液體；多個促動器，該促動器包括用作壓力產(chǎn)生部件的振動板；利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
8.一種基于振動板的移動來輸送液體的微泵，包括至少兩對電極，所述電極具有固定電極和起到振動板作用的可移動電極；及結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件被構(gòu)造成基于作用電極的靜電力來移動振動板；其中該振動板利用促動器移動，該促動器包括利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
9.一種基于反射鏡的位移來改變光的反射方向的光調(diào)制裝置，包括至少兩對電極，所述電極具有固定電極和可移動電極，所述可移動電極連接到振動板上，并平行設(shè)置；及結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件被構(gòu)造成通過使用作用在電極上的靜電力來基于振動板的位移移動反射鏡；其中振動板利用促動器移動，該促動器包括利用靜電力移動的振動板區(qū)域；及在振動板區(qū)域中經(jīng)第一空間彼此面對的電極；其中第一空間通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成；及在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間形成用作流體阻力的屏障。
10.一種基板，該基板具有這樣一種結(jié)構(gòu)，包括通過犧牲層法使用犧牲層去除孔形成的空間，并且該空間設(shè)置在基板內(nèi)部；及在該空間和犧牲層去除孔之間形成用作流體阻力的屏障。
全文摘要
一種促動器包括通過靜電力移動的振動板區(qū)域，和經(jīng)過振動板區(qū)域中的第一空間彼此面對的電極。該第一空間通過使用犧牲層去除孔的犧牲層法形成。用作流體阻力的屏障形成在第一空間和位于犧牲層去除孔附近的第二空間之間。
文檔編號B81B3/00GK1805853SQ20058000052
公開日2006年7月19日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者黑田隆彥, 阿部修也 申請人:株式會社理光