(57)【要約】【課題】本発明の課題は、振動板全体で充分な圧力を効率良く得ることができる熱屈曲型アクチュエータ、このアクチュエータを備えた液体吐出ヘッド、マイクロポンプ及び光変調デバイス、この液体吐出ヘッドを備えたインクカートリッジ及び画像形成装置を得ることである。【解決手段】本発明に係る熱屈曲型アクチュエータは、個別液室（液室）６又は流路３３の壁面部分を構成する振動部（振動板）１５を熱膨張により屈曲させて液室内又は流路内の流体の圧力を変化させることにより流体を移動させるアクチュエータであって、振動部１５の短辺方向の幅を長辺方向に沿って徐々に狭くなるようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室又は流路の壁面部分を構成する振動板を熱膨張により屈曲させて液室内又は流路内の流体の圧力を変化させることにより流体を移動させるアクチュエータであって、振動板の短辺方向の幅が長辺方向に沿って徐々に狭くなることを特徴とする熱屈曲型アクチュエータ。
【請求項２】
振動板は線膨張係数の異なる金属層を積層していることを特徴とする請求項１に記載の熱屈曲型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータと、ノズル孔を有する基板と、ノズル孔と連通する液室が形成された基板とを備え、ノズル孔から液体を吐出することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
振動板の長辺方向において短辺方向の幅が狭い側にノズル孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
液体はインクであり、請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体に備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドから記録媒体に液体を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
複数の振動板が、振動板の長辺方向において短辺方向の幅が広い部分と短辺方向の幅が狭い部分とが交互に並ぶように互い違いに且つ各振動板の短辺方向の幅がノズル形成ピッチより広い部分を有するように配列されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータを備え、このアクチュエータにより流路内の液体を輸送することを特徴とするマイクロポンプ。
【請求項９】
ミラーの変形によって光の反射方向を変化させる光変調デバイスであって、請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータを備え、ミラーと振動板とが一体に成形されており、振動板を屈曲させることによりミラーを変形させることを特徴とする光変調デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱屈曲型アクチュエータ、熱屈曲型アクチュエータを備えた液体吐出ヘッド、マイクロポンプ及び光変調デバイス、液体吐出ヘッドを備えたインクカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、液室内に振動板と電極とを設けて、振動板と電極との間の静電力により振動板を変位させて液室内の流体の圧力を変化させることによりノズル孔から液滴を吐出させる静電型アクチュエータが開示されている。このアクチュエータは、振動板の形状を、振動板の短辺方向の幅を長辺方向に沿って狭くなるようにしている。
【０００３】
また、従来技術として、液室の一壁を構成する振動板を熱膨張により屈曲させて液室内の流体の圧力を変化させることによりノズル孔から液滴を吐出する熱屈曲型アクチュエータであって、複数の矩形振動板を、所定のノズル形成ピッチで、基板に配置したものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９０４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前者の静電型アクチュエータは、振動板と電極との間に電圧を印加して振動板の全面を電極に当接させ、印加電圧をオフにして振動板を弾性復帰させることにより生じる圧力により液滴を吐出している。このため、振動板幅の広い部位では流体を押し出すときの抵抗が大きくなり振動板の剛性が不足するので、また振動板幅の狭い部位では排除体積が小さくなるので、振動板全体で充分な圧力を効率良く得ることができない問題がある。
【０００６】
また、後者の熱屈曲型アクチュエータは、短辺方向の幅を長辺方向に沿って狭くなる形状の振動板を後者の熱屈曲型アクチュエータと同じノズル形成ピッチで基板に配置した熱屈曲型アクチュエータに比べて、振動板全体での流体の排除体積が小さいので、充分な圧力を効率良く得ることができない問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、振動板全体で充分な圧力を効率良く得ることができる熱屈曲型アクチュエータ、このアクチュエータを備えた液体吐出ヘッド、マイクロポンプ及び光変調デバイス、この液体吐出ヘッドを備えたインクカートリッジ及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する為に、請求項１に記載された発明は、液室又は流路の壁面部分を構成する振動板を熱膨張により屈曲させて液室内又は流路内の流体の圧力を変化させることにより流体を移動させるアクチュエータであって、振動板の短辺方向の幅が長辺方向に沿って徐々に狭くなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、振動板は線膨張係数の異なる金属層を積層していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータと、ノズル孔を有する基板と、ノズル孔と連通する流路が形成された基板とを備え、ノズル孔から液体を吐出することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、振動板の長辺方向において短辺方向の幅が狭い側にノズル孔が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、液体はインクであり、請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体に備えたことを特徴とするインクカートリッジである。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、請求項３又は４に記載の液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドから記録媒体に液体を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、請求項３又は４に記載の発明において、複数の振動板が、振動板の長辺方向において短辺方向の幅が広い部分と短辺方向の幅が狭い部分とが交互に並ぶように互い違いに且つ各振動板の短辺方向の幅がノズル形成ピッチより広い部分を有するように配列されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータを備え、このアクチュエータにより流路内の液体を輸送することを特徴とするマイクロポンプである。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、ミラーの変形によって光の反射方向を変化させる光変調デバイスであって、請求項１又は２に記載の熱屈曲型アクチュエータを備え、ミラーと振動板とが一体に成形されており、振動板を屈曲させることによりミラーを変形させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、短辺方向の幅を長辺方向に沿って徐々に狭くした振動板を熱膨張により屈曲させて振動板の変位量を部分的に増大させることにより、振動板の剛性が不足することなく振動板全体の排除体積を大きくすることができる。従って、振動板全体で充分な圧力を効率良く得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。尚、図１は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの分解斜視図であり、図２は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの縦断面図であり、図３は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの平面図であり、図４（ａ）〜（ｆ）は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの断面フロー図であり、図５（а）は本実施の形態に係る振動部の平面図であり、図５（ｂ）は本実施の形態に係る振動部の変位断面を示す縦断面図であり、図６は本実施の形態に係る振動部の排除体積と従来の振動部の排除体積とを比較したグラフである。図７は本実施の形態に係る画像形成装置の概略的構成を示す縦断面図であり、図８は本実施の形態に係る画像形成装置の概略的構成を示す斜視図である。尚、図１、図２及び図４においては、説明の便宜上、インク吐出ヘッドを上下逆さまに示している。図１においては、一部断面を示してある。
【００１９】
本実施の形態に係る画像形成装置８１は、プリンタであり、図７に示すように、用紙にインクを吐出して画像を記録する記録部８２と、記録部８２に供給する用紙を積載する給紙カセット８４及び手差しトレイ８５と、記録部８２で画像形成された用紙を排出する排紙トレイ８６とを備えている。
【００２０】
記録部８２には、インク吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）９４を有し主走査方向に移動自在なキャリッジ９３と、インク吐出ヘッド９４にインクを供給するインクカートリッジ９５とが設けられている。
【００２１】
キャリッジ９３は、図８に示すように、画像形成装置８１の左右の側板に支持された主ガイドロッド９１及び従ガイドロッド９２に摺動自在に保持されている。このキャリッジ９３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インク吐出ヘッド９４が、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。インク吐出ヘッド９４には、複数のノズル孔（インク吐出口）８が主走査方向と交差する方向に配列されている。
【００２２】
本実施の形態に係るインク吐出ヘッド９４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ー方式であり、３枚の基板１、２、３をこの順に重ねた積層構造となっている。
【００２３】
第１の基板１は、図２に示すように、シリコン基板１а上に絶縁膜４を形成し、絶縁膜４上にギャップ１１を介して振動基板５を形成したものである。尚、図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。
【００２４】
振動基板５は、基板１а側からシリコン酸化膜５ｃ、ポリシリコン５ｂ、シリコン窒化膜５ａの３層から構成されている。ポリシリコン５ｂは高抵抗ポリシリコンから成り、後述する個別液室（流路）６毎の振動基板５を加熱する個別ヒータとしても機能するように、個別液室６毎に分離されている。振動基板５には、各個別液室６の底壁（壁面部分）を構成し且つ振動する振動部（振動板）１５がある。各振動部１５の中央には個別液室６側に向かって凸構造１４が形成されている。
【００２５】
第２の基板２には、図１に示すように、振動部１５を底壁とする複数の個別液室６と、各個別液室６にインクを供給する為の共通液室１０と、共通液室１０と個別液室６とを連通させる溝９とが形成されている。
【００２６】
共通液室１０は、横断面が矩形であり、基板２の一端側及び他端側に互いに平行に位置している。
【００２７】
個別液室６は、横断面の輪郭が等脚台形状であり、共通液室１０同士の間に、所定間隔を空けて、個別液室６の長辺方向において短辺方向の幅が広い部分と短辺方向の幅が狭い部分とが交互に並ぶように互い違いに且つ個別液室６の短辺方向の幅がノズル形成ピッチより広い部分を有するように配列されている。個別液室６の底壁を構成する振動部１５も、図５（ａ）に示すように、個別液室６と同様に配列されている。尚、図５（ａ）において、振動部１５の短辺方向の最大幅Ｍを１００とすると、ノズル形成ピッチＮは８４．５である。各個別液室６は溝９を介して共通液室１０に連通している。尚、本実施の形態では、振動部１５の互いに平行な２辺が短辺であり、短辺の隣の２辺が長辺である。図５（ａ）において、Ｌ＝６５０、Ｐ＝３０、Ｒ＝６０である。
【００２８】
第３の基板３は、厚さ３０ミクロンのニッケル基板であり、基板３の面部には、各液室６と連通するノズル孔８が形成されている。各ノズル孔８は、振動部１５の長辺方向において短辺方向の幅が狭い側の端部（振動部１５の長辺方向において短辺方向の幅が狭い側）近傍に位置している。ノズル孔８は、基板３に千鳥状に配列されている。
【００２９】
キャリッジ９３には、図８に示すように、ヘッド９４に各色のインクを供給する為の各インクカートリッジ９５が交換可能に装着されている。
【００３０】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインク吐出ヘッド９４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吐出ヘッド９４へ供給されるインクを僅かな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のインク吐出ヘッド９４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル孔を有する１個のヘッドでもよい。
【００３１】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１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９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査する為、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００３２】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をインク吐出ヘッド９４の下方側に搬送する為に、図７に示すように、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００３３】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４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１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出す為に回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、更に用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
【００３４】
また、図８に示すように、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インク吐出ヘッド９４の吐出不良を回復する為の回復装置１１７を配置している。回復装置１１７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９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４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。
【００３５】
次に、インク吐出ヘッド９４の作製方法を、図４を参照して詳細に説明する。尚、図４は図３のＹ−Ｙ線で切断した断面フロー図である。本実施の形態においては、シリコン基板１に振動基板材料を成膜していくことでアクチュエータを作成していく。まず、シリコン基板１а表面に絶縁膜となる熱酸化膜４をウェット酸化法により０．３μｍ形成する。
【００３６】
次に振動基板５に凸形状を形成するために通常のリソ・エッチ法により熱酸化膜４を０．２μｍエッチングし熱酸化膜４に凸部を形成しておく（図４（ａ）参照）。次にポリシリコン７をＬＰＣＶＤ法により０．５μｍ成膜し、通常のリソ・エッチ法によりポリシリコン７をパターニングする。このポリシリコン７は後にギャップ１１を形成する再に犠牲層として部分的に除去される。更にシリコン酸化膜５ｃを高温ＬＰＣＶＤ法により０．２μｍ成膜する（図４（ｂ）参照）。更にヒータとして機能するポリシリコン層５ｂを成膜し、抵抗値を調整する為、イオン注入法によりＡｓを７０ｋｅＶ、１ｅ１４ ｉｏｎ／平方ｃｍ注入する。その後、各液室６毎にヒータを分離するためにリソ・エッチ法によりポリシリコン５ｂをパターニングし、同時に犠牲層除去用のエッチング孔１３も開けておく（図４（ｃ）参照）。振動基板表面の保護層としてシリコン窒化膜５ａをＬＰＣＶＤ法により０．２μｍ成膜し、犠牲層除去用のエッチング孔１３部の酸化膜及び窒化膜をリソ・エッチ法によりエッチング除去する（図４（ｄ）参照）。このシリコン窒化膜は表面保護層としての役割と多層構成の振動基板の応力バランスを調整する為に使われている。その為に引張り応力を持つシリコン窒化膜が使われている。次に、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、ＫＯＨ等のアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより、先に形成しておいたエッチング孔１３からポリシリコン７を部分的に除去する（図４（ｅ）参照）。ここまででアクチュエータの構成はほぼ完成する。その後図示しないが電極形成の為の工程を経て個別電極及び共通電極を形成する。引き続き別途製作した基板２及び基板３を張り合わせることで本実施の形態のインク吐出ヘッド９４が完成する（図４（ｆ）参照）。尚、上記膜厚等の数値は、例示したものであり、これに限ったものではない。
【００３７】
画像形成装置８１の動作を説明する。給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を記録部８２に搬送する。記録部８２によって所要の画像を記録した後、排紙トレイ８６に排紙する。
【００３８】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は、用紙８３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８３を排紙する。
【００３９】
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９４の吐出口（ノズル孔）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。
【００４０】
ここで、インク吐出ヘッド９４の動作を説明する。個別液室６内がインクにより満たされた状態でポリシリコン（ヒータ）５ｂに発振回路により２０Ｖのパルス電位を印加する。電圧印加により個別ポリシリコン５ｂに電力が供給され振動基板５が発熱し振動基板５の母材であるポリシリコン５ｂの線膨張係数により振動基板５が膨張する。１Ｗの供給電力で振動基板５は約２０℃昇温し、０．０００２５％膨張する。個別液室６の底壁として存在している振動部１５は、４辺が固定されている為、熱膨張により座屈変形することになる。本実施の形態においては振動部１５の中央にあらかじめ液室６側に向かって凸構造１４を作りこんでいる為振動部１５は凸構造１４の突出している方向へ座屈変形する。その結果、個別液室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔８よりインク液滴を記録紙４０に向けて吐出する。ポリシリコン５ｂへのパルス印加時間は５μｓ程度であり、パルスオフ後の振動基板５の熱はインク中及び振動基板裏面側大気中に拡散し、振動基板５の温度は急激に下がり座屈変形した振動部１５は元の状態に戻る。これを繰り返すことによりインクを連続的に吐出することができる。
【００４１】
本実施の形態におけるインク吐出ヘッド９４は、振動基板５が熱膨張して座屈変形することで振動部１５が変位する熱屈曲化型のアクチュエータを用いており、振動部１５の形状が台形形状になることで、ノズル形成ピッチよりも振動部１５の短辺長を長くすることができる。振動基板５の膨張で変位する振動部１５の短辺方向の変位量は、短辺長が長いほど大きくなる。即ち台形形状の振動部１５の場合、短辺長の長さが位置により異なる為、変位量も位置により異なることになる。図５（ｂ）に示すように、振動部変位による排除体積(変位断面積)を三角形状で近似して振動部１５全体の総排除体積を計算すると、図６に示すように、同一のノズル形成ピッチで配置した従来の矩形振動部より１．２８倍その排除体積が大きくなることが分かった。尚、図５（ａ）において、従来の矩形振動部を２点鎖線で示している。図６において、横軸は振動部１５の長辺方向の位置を示し、縦軸は振動部１５の短辺方向の変位断面積を示している。図６において、菱形印が台形液室６の排除体積を示し、円形印が従来の矩形液室の排除体積を示している。
【００４２】
本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態によれば、短辺方向の幅を長辺方向に沿って徐々に狭くした振動部（振動板）１５を熱膨張により屈曲させて振動部１５の変位量を部分的に増大させることにより、振動部１５の剛性が不足することがなく且つ振動部１５全体の排除体積を大きくすることができる。従って、振動部１５全体で充分な圧力を効率良く得ることができる。
【００４３】
従来の矩形振動部を用いた熱屈曲型のアクチュエータを用いたインク吐出ヘッドや、従来の短辺方向の幅を長辺方向に沿って狭くした振動部を用いた静電型のアクチュエータを用いたインク吐出ヘッドよりも振動部全体で充分な圧力を効率良く得ることができるので、これらのインク吐出ヘッドよりも大きな液滴を効率良く吐出することができる。
【００４４】
振動基板母材にヒータ機能を兼ね備えたポリシリコン５ｂを用いているので、振動基板５を単純な構成とすることができる。
【００４５】
インク吐出ヘッド９４を、半導体製造で用いられる工法で製造できるので、低コスト化を図ることができる。
【００４６】
振動部１５の中央に凸構造１４を形成しているので、僅かな熱膨張で振動部１５を屈曲させることができ、消費電力を低減できる。
【００４７】
熱屈曲型アクチュエータを用いたインク吐出ヘッドにおいて、台形振動部１５を従来の矩形振動部と同じノズル形成ピッチで基板に配置した場合、各台形振動部１５は各矩形振動部よりも大きな排除体積を得ることができる。即ち、従来のインク吐出ヘッドと同じヘッドサイズで、従来のインク吐出ヘッドよりも大きなインク吐出力を得ることができる。
【００４８】
複数の振動部１５が、長辺方向において短辺方向の幅が広い部分と短辺方向の幅が狭い部分とが交互に並ぶように互い違いに且つ短辺方向の幅がノズル形成ピッチより広い部分を有するように配列されているので、小型で且つインク吐出力の大きいインク吐出ヘッド９４を提供できる。
【００４９】
振動部変位量の小さい位置（短辺長の短い側）にノズル孔８を形成しているので、インクを振動部変位量の大きい位置（短辺長の長い側）から振動部変位量の小さい位置（ノズル孔８側）に効率良く押し出すことができる。
【００５０】
画像形成装置８１においては本実施の形態に係るインク吐出ヘッド９４を搭載しているので、振動部駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
【００５１】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。
【００５２】
第２実施の形態を、図９を参照して説明する。尚、図９は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの縦断面図である。
【００５３】
第１実施の形態では、振動基板５にポリシリコン５ｃを用いて母材及びヒータとしての機能を共有させたが、本実施の形態では、図９に示すように、ポリシリコン５ｃの代わりに金属を２層成膜したバイメタル構造としている。例えば、ニッケル板１６とチタン板１７とを張り合わせるように成膜した場合、線膨張係数の大きいニッケル板１６側へ変位する為、振動部１５はノズル孔８方向へ変位することになる。
【００５４】
本実施の形態によれば、線膨張係数の異なる金属を積層しているので、線膨張係数の大きな金属側へ振動部１５を変位させながら、振動部１５自身の熱膨張による座屈で急速且つ大きな振動部１５の変位を得ることができる。
【００５５】
振動基板５に、凸構造１４のような変位方向を決める為の構造を設ける必要がないので、振動基板の信頼性を向上することができる。
【００５６】
第３実施の形態を、図１０を参照して説明する。尚、第３実施の形態に係るマイクロポンプの縦断面図である。
【００５７】
本実施の形態は、第１実施の形態及び第２実施の形態に係るアクチュエータを、印刷機械、分析装置及び医療装置等に幅広く用いられるマイクロポンプに応用したものである。本実施の形態に係るマイクロポンプ１３０の動作原理を、図１０を参照して説明する。台形形状の振動部１５が長手方向（図１０の左右方向）に連続して、複数設けられており流路３３の中を流体が流れる構造となっている。各振動部１５は、振動部１５の短辺のうち長い方が図１０において右側に位置し、短い方が図１０において左側に位置するように配置されている。振動基板５は電極材料が絶縁膜に挟まれた積層構造になっている。
【００５８】
振動部１５を図１０の右側から順次駆動することによって流路３３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。本実施の形態では、振動部１５を複数設けた例を示したが、振動部１５は一つでも良く、また台形形状の短辺長の長い側から短辺長の短い側へ流体を送る構造とすることでチュービングポンプのように脈動に近い動作が可能であり、輸送効率を上げる構成になっている。
【００５９】
本実施の形態によれば、大流量の液体を効率良く輸送できる駆動力（輸送力）の高いマイクロポンプ１３０を提供することができる。
【００６０】
第４実施の形態を、図１１及び図１２を参照して説明する。尚、図１１は本実施の形態に係る光変調デバイスの縦断面図であり、図１２は本実施の形態に係る光変調デバイスにおけるアクチュエータの斜視図である。
【００６１】
本実施の形態は、第１実施の形態及び第２実施の形態に係るアクチュエータを、電子プレゼンテーションに用いられるデータプロジェクター等の光学デバイス１４０に応用したものである。図１１に示すように、ヒータを内蔵した振動部１５が複数配列され振動部１５はミラー３６を兼ねる。
【００６２】
光源３１からの光はレンズ３４を介してミラー３６に照射され、ミラー３６を駆動していないところに入射した光は、投影用レンズ３２へ入射する。一方ヒータに電圧印加して振動部１５を変位させミラー３６を変形させているところは凹面ミラーとなるので光は発散し投影用レンズ３２にほとんど入射しない。投影用レンズ３２に入射した光はスクリーン（図示しない）などに投影される。この構造を図１２のように２次元に配列し、それぞれのミラー３６を独立に駆動することによって、スクリーンに画像を表示できる。図１２では例として４×４の配列を示したがもっと多数配列することも可能でありこの限りではない。
【００６３】
本実施の形態によれば、ミラー材料が一体成形により振動基板面等の必要部位に成膜され、繋ぎ目などがない信頼性の高いアクチュエータを搭載しているので、信頼性の高い光変調デバイス１４０が実現できる。
【００６４】
第５実施の形態を、図１３を参照して説明する。尚、図１３は本実施の形態に係るインクカートリッジの斜視図である。
【００６５】
本実施の形態に係るインクカートリッジ１２０は、ノズル孔８等を有する第１実施の形態又は第２実施の形態のインク吐出ヘッド９４と、このインク吐出ヘッド９４に対してインクを供給するインクタンク６２とを一体化したものである。
【００６６】
本実施の形態によれば、インク吐出ヘッド９４とインクタンク６２とを一体化することにより、ヘッドの低コスト化及び信頼性向上が実現でき、ただちにインクカートリッジ全体の低コスト化、信頼性向上につながる。低コスト化、高信頼性化、製造不良低減することで、インクカートリッジの歩留まり、信頼性が向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図ることができる。
【００６７】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００６８】
第１実施の形態、第２実施の形態及び第５実施の形態におけるインク吐出ヘッド９４は、インク流路の向きとノズル孔（吐出口）８の向きが異なるサイドシューター方式であるが、インク流路からノズル孔にかけての形状が直線的であるエッジシューター方式であっても良い。
【００６９】
第１実施の形態、第２実施の形態及び第５実施の形態においては、液体吐出ヘッドとしてインク吐出ヘッドに適用した例で説明したが、インク吐出ヘッド以外の液体吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液体吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液体吐出ヘッド（スポッタ）などの他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。
【００７０】
上述の実施形態では、振動部１５の横断面を台形状にしているが、これに限らず、振動部１５の横断面を三角形状にしても良い。
【００７１】
上述の実施形態では、画像形成装置８１として、プリンタを用いているが、これに限らず、画像読取部を有する複写機や、この複写機と用紙後処置装置との複合機等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施の形態に係るインク吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図２】第１実施の形態に係るインク吐出ヘッドの縦断面図である。
【図３】第１実施の形態に係るインク吐出ヘッドの平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの断面フロー図である。
【図５】（а）は本実施の形態に係る振動部の平面図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る振動部の変位断面を示した縦断面図である。
【図６】第１実施の形態に係る振動部の排除体積と従来の振動部の排除体積とを比較するグラフである。
【図７】第１実施の形態に係る画像形成装置の概略的構成を示す縦断面図である。
【図８】第１実施の形態に係る画像形成装置の概略的構成を示す斜視図である。
【図９】第２実施の形態に係るインク吐出ヘッドの縦断面図である。
【図１０】第３実施の形態に係るマイクロポンプの縦断面図である。
【図１１】第４実施の形態に係る光変調デバイスの縦断面図である。
【図１２】第４実施の形態に係る光変調デバイスにおけるアクチュエータの斜視図である。
【図１３】第５実施の形態に係るインクカートリッジの斜視図である。
【符号の説明】
【００７３】
２          第２の基板（ノズル孔と連通する流路が形成された基板）
３          第３の基板（ノズル孔を有する基板）
５          振動基板
６          個別液室（液室）
８          ノズル孔
１５          振動部（振動板）
３３        流路
３６        ミラー
６２        インクタンク
８１        画像形成装置
８３        用紙（記録媒体）
９４        インク吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）
９５        インクカートリッジ
１２０      インクカートリッジ
１３０      マイクロポンプ
１４０      光変調デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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