JP4655807B2 - Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device - Google Patents

Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device Download PDF

Info

Publication number
JP4655807B2
JP4655807B2 JP2005224071A JP2005224071A JP4655807B2 JP 4655807 B2 JP4655807 B2 JP 4655807B2 JP 2005224071 A JP2005224071 A JP 2005224071A JP 2005224071 A JP2005224071 A JP 2005224071A JP 4655807 B2 JP4655807 B2 JP 4655807B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
electrode
droplet discharge
droplet
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005224071A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007038486A (en
Inventor
靖史 松野
正寛 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2005224071A priority Critical patent/JP4655807B2/en
Publication of JP2007038486A publication Critical patent/JP2007038486A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4655807B2 publication Critical patent/JP4655807B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。 The present invention is an electrostatic actuator, relates to a droplet discharge head and a droplet discharging equipment.

印刷速度の高速化及びカラー化のため、ノズル列を複数有する構造の液滴吐出ヘッドが求められており、さらに、近年、ノズル密度は高密度化し、また1列当たりのノズル数の増加により長尺化しており、液滴吐出ヘッド内のアクチュエータ数はますます増加している。このため、ノズル密度が高密度、ノズル列が長尺で、アクチュエータ数の増加した小型な液滴吐出ヘッドが要求されている。   In order to increase the printing speed and color, there is a demand for a droplet discharge head having a structure having a plurality of nozzle rows. In recent years, the nozzle density has been increased and the number of nozzles per row has increased. The number of actuators in the droplet discharge head is increasing more and more. Therefore, there is a demand for a small droplet discharge head having a high nozzle density, a long nozzle row, and an increased number of actuators.

このような液滴吐出ヘッドにおいて、基板同士を陽極接合する際に、例えばキャビティ基板に設けた振動板の電位を電極基板に設けた個別電極の電位と等電位にして、接合時に個別電極と振動板との電位差をなくすことが行われている。このようにすると、電界が消失し、放電や電界放出を防いで、個別電極と振動板間に大電流が流れないようにすることができ、電極の溶融を防止することができる。この際の接合において、例えば、電極基板上に設けた共通電極に端子すなわち外部のリード線を接触させ、キャビティ基板と電極基板を陽極接合させる発明が開示されている。この場合、電極基板に形成された電極は、接合時のウエハの状態では、全ての電極がリード部を介して共通電極に接続されている。このため、ヘッド形態にする際に、ダイシングによって電極の一部を切断し、リード部を除去しなければならず、このようにすることによって各アクチュエータに対応した電極は個別化され、個別電極を形成することになる(例えば、特許文献1参照)。   In such a droplet discharge head, when the substrates are anodically bonded, for example, the potential of the vibration plate provided on the cavity substrate is set equal to the potential of the individual electrode provided on the electrode substrate, and the individual electrodes vibrate at the time of bonding. Elimination of the potential difference from the plate is performed. In this way, the electric field disappears, discharge and field emission can be prevented, a large current can be prevented from flowing between the individual electrode and the diaphragm, and melting of the electrode can be prevented. In joining at this time, for example, an invention is disclosed in which a terminal, that is, an external lead wire is brought into contact with a common electrode provided on an electrode substrate, and the cavity substrate and the electrode substrate are anodic bonded. In this case, all the electrodes formed on the electrode substrate are connected to the common electrode via the lead portion in the wafer state at the time of bonding. For this reason, when the head is formed, a part of the electrode must be cut by dicing and the lead portion must be removed, and by doing so, the electrode corresponding to each actuator is individualized, and the individual electrode is separated. (For example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に開示された従来の液体吐出ヘッドの発明では、接合時のウエハの状態において全ての電極が接続されていて、ダイシング時に電極の一部を切断して個別電極を形成するような配線レイアウト構造にしてあるため、配線レイアウト構造に制約があり、例えば、個別電極をダイシング面の内側に形成できないという制約があった。このため、液滴吐出ヘッドを十分に小型化することができなかった。   In the invention of the conventional liquid discharge head disclosed in Patent Document 1, all the electrodes are connected in the wafer state at the time of bonding, and a part of the electrodes is cut during dicing to form individual electrodes. Since the layout structure is used, there is a restriction on the wiring layout structure. For example, the individual electrodes cannot be formed inside the dicing surface. For this reason, the droplet discharge head cannot be sufficiently miniaturized.

また、液滴吐出ヘッドにおいて、電極基板に形成された電極とキャビティ基板とを直接接触させるために、共通電極を構成する等電位接点を、ヘッドチップ毎に設けた発明がある。すなわち、ヘッドチップの製造工程において、ウエハ上の各液滴吐出ヘッドのヘッドチップごとにそれぞれ等電位接点を設け、電極基板とシリコン基板とを等電位点を介して直接接触させたうえで、陽極接合を行うようにしてあり、この場合は、シリコン基板と等電位接点とを外部のリード線等で接続しなくてもよく、またその等電位点と各電極部を接続するための溝を形成しなくてもよい(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in the droplet discharge head, there is an invention in which an equipotential contact constituting a common electrode is provided for each head chip in order to directly contact the electrode formed on the electrode substrate and the cavity substrate. That is, in the head chip manufacturing process, equipotential contacts are provided for each head chip of each droplet discharge head on the wafer, and the electrode substrate and the silicon substrate are brought into direct contact via the equipotential point, and then the anode In this case, it is not necessary to connect the silicon substrate and the equipotential contact with an external lead wire or the like, and a groove for connecting the equipotential point and each electrode portion is formed. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2002−283579号(12頁、図28)JP 2002-283579 (page 12, FIG. 28) 特開2004−306443号(9頁、図3、図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-306443 (9 pages, FIGS. 3 and 4)

特許文献2に開示された従来の液体吐出ヘッドの発明では、特許文献1に開示された発明と同様に、等電位接点を含むヘッド内の電極配線は、接合時は全ての電極が接続されていて、ダイシング時に電極の一部を切断し、個別電極を形成するようにしてある。このため、配線レイアウト構造に制約があり、ヘッドを十分に小型化することができなかった。   In the invention of the conventional liquid discharge head disclosed in Patent Document 2, as in the invention disclosed in Patent Document 1, all the electrodes in the head including the equipotential contact are connected at the time of bonding. Thus, during dicing, a part of the electrode is cut to form individual electrodes. For this reason, the wiring layout structure is limited, and the head cannot be sufficiently miniaturized.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電極配線レイアウトに自由度を持たせ、これによってヘッドを小型化することができる静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electrostatic actuator, a droplet discharge head, and a droplet capable of reducing the size of the head by providing flexibility in the electrode wiring layout. and to obtain the discharge equipment.

本発明に係る静電アクチュエータは、振動板を有する第1の基板と、電極溝が形成され、電極溝に振動板とギャップを隔てて対向する個別電極が設けられた第2の基板とを備え、第1の基板と第2の基板とが陽極接合されてなる静電アクチュエータにおいて、第1の基板と第2の基板の陽極接合時に第2の基板に形成された各個別電極と第1の基板とを電気的に接続させるための等電位接点として、電極溝の側壁を該電極溝の中央部側に突出させて乗り上がり部を形成し、乗り上がり部に、個別電極のリード部の一部を乗り上げた構成とし、各個別電極の各リード部において乗り上がり部に乗り上げた部分を、第1の基板に直接接触させたものである。このため、静電アクチュエータ内に個別に閉じた個別電極を配線しても、第1の基板と第2の基板とを接合する際に、等電位を確保することができる。 An electrostatic actuator according to the present invention includes a first substrate having a diaphragm, and a second substrate in which an electrode groove is formed and an individual electrode is provided in the electrode groove to face the diaphragm with a gap. In the electrostatic actuator formed by anodically bonding the first substrate and the second substrate, each individual electrode formed on the second substrate at the time of anodic bonding of the first substrate and the second substrate and the first substrate As an equipotential contact for electrically connecting to the substrate, the side wall of the electrode groove protrudes toward the center of the electrode groove to form a rising portion, and one of the lead portions of the individual electrodes is formed on the rising portion. In this configuration, the portion of each lead portion of each individual electrode that rides on the climbing portion is brought into direct contact with the first substrate . For this reason, even if the individually closed individual electrodes are wired in the electrostatic actuator, an equipotential can be ensured when the first substrate and the second substrate are joined.

また、本発明に係る静電アクチュエータは、等電位接点は、個別電極リード部の一部を第1の基板側に突出させて形成したものである。このため、静電アクチュエータ内に個別に閉じた個別電極を配線しても、第1の基板と第2の基板とを接合する際に、等電位を確実かつ容易に確保することができる。   In the electrostatic actuator according to the present invention, the equipotential contact is formed by projecting a part of the individual electrode lead portion toward the first substrate. For this reason, even when individually closed individual electrodes are wired in the electrostatic actuator, the equipotential can be reliably and easily secured when the first substrate and the second substrate are joined.

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、静電アクチュエータを備え、第1の基板は、底壁が振動板を形成し、液滴を留めおく吐出室となる凹部を有し、そして、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部、共通液滴室から吐出室へ液滴を移送するための貫通孔及び吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を有するリザーバ基板と、個別電極に駆動信号を供給するICドライバとを備え、第2の基板、第1の基板、リザーバ基板及びノズル基板が積層されて形成されたものである。このため、液滴吐出ヘッドを小型化することができる。そして、第1の基板と第2の基板を接合する際に、等電位接点となる第1の基板の部分を、陽極接合後に貫通孔となるように除去して収容部を形成する場合は、個別電極の独立化を容易に行うことができる。 In addition, a droplet discharge head according to the present invention includes an electrostatic actuator, the first substrate has a concave portion serving as a discharge chamber in which a bottom wall forms a vibration plate and retains a droplet, A nozzle substrate formed with a plurality of nozzle holes for discharging droplets, a recess serving as a common droplet chamber for supplying droplets to the discharge chamber, a through hole for transferring droplets from the common droplet chamber to the discharge chamber, and A reservoir substrate having a nozzle communication hole for transferring droplets from the discharge chamber to the nozzle hole, and an IC driver for supplying a drive signal to the individual electrode, wherein the second substrate, the first substrate, the reservoir substrate, and the nozzle substrate are It is formed by laminating. For this reason, a droplet discharge head can be reduced in size. Then, when joining the first substrate and the second substrate, when removing the portion of the first substrate that becomes an equipotential contact so as to become a through hole after anodic bonding, Individual electrodes can be easily made independent.

本発明に係る液滴吐出装置は、上記に記載した液滴吐出ヘッドを搭載したものである。このため、液滴吐出ヘッドが小型化された液滴吐出装置を得ることができる。   A droplet discharge apparatus according to the present invention is equipped with the droplet discharge head described above. Therefore, it is possible to obtain a droplet discharge device in which the droplet discharge head is downsized.

実施形態1.
図1は本発明の実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図、図2は図1の液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図である。なお、図1、図2に示す液滴吐出ヘッドは、ノズル基板の表面側に設けたノズル孔から液滴を吐出するフェイスインクジェットタイプのものであり、また静電気力により駆動される静電駆動方式のものである。図に示すように、液滴吐出ヘッド1は、電極基板2(第2の基板)、キャビティ基板3(第1の基板)、リザーバ基板4、ノズル基板5の4つの基板から構成されている。リザーバ基板4の一方の面にはノズル基板5が接合されており、リザーバ基板4の他方の面にはキャビティ基板3が接合されている。また、キャビティ基板3のリザーバ基板4が接合された面の反対側の面には、電極基板2が接合されている。そして、液滴吐出ヘッド1の内部には、個別電極(後述)に駆動信号を供給するドライバIC60が設けられている。
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a state in which the droplet discharge head of FIG. 1 is assembled. The droplet discharge heads shown in FIGS. 1 and 2 are of the face ink jet type that discharges droplets from nozzle holes provided on the surface side of the nozzle substrate, and are driven by electrostatic force. belongs to. As shown in the figure, the droplet discharge head 1 is composed of four substrates: an electrode substrate 2 (second substrate), a cavity substrate 3 (first substrate), a reservoir substrate 4, and a nozzle substrate 5. The nozzle substrate 5 is bonded to one surface of the reservoir substrate 4, and the cavity substrate 3 is bonded to the other surface of the reservoir substrate 4. The electrode substrate 2 is bonded to the surface of the cavity substrate 3 opposite to the surface where the reservoir substrate 4 is bonded. A driver IC 60 that supplies a drive signal to an individual electrode (described later) is provided inside the droplet discharge head 1.

電極基板2は、図1、図2に示すように、シリコンと線膨張係数が近似する硼珪酸ガラス等のガラスから形成されており、電極室である複数の凹部(電極溝)20が一定の間隔でかつ対向して設けられており、この凹部20内には、それぞれ個別電極22がキャビティ基板3の振動板(後述)と対向するように配置されている。また、個別電極22はその一端がドライバIC60と接続されており、ドライバIC60から個別電極22に駆動信号が供給されて、アクチュエータが制御されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode substrate 2 is made of glass such as borosilicate glass whose linear expansion coefficient approximates that of silicon, and a plurality of recesses (electrode grooves) 20 that are electrode chambers are fixed. The individual electrodes 22 are disposed in the recesses 20 so as to face the diaphragm (described later) of the cavity substrate 3. One end of the individual electrode 22 is connected to the driver IC 60, and a drive signal is supplied from the driver IC 60 to the individual electrode 22 to control the actuator.

電極室である凹部20は、この凹部20に個別電極22及びそのリード部23(個別電極22及び個別電極リード部23を合わせて電極部という)が設けられるようにこれらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成され、個別電極22が各長辺を平行にして設けられて2列の電極列イ、ロを形成している。そして、対向する凹部20の間には、個別電極22の長辺方向と直交する形でこれらの凹部20と同じ深さのIC実装凹部21が連通しており、このIC実装凹部21にドライバIC60が実装されている。   The recess 20 which is an electrode chamber has a slightly larger size similar to these shapes so that the individual electrode 22 and its lead part 23 (the individual electrode 22 and the individual electrode lead part 23 are collectively referred to as an electrode part) are provided in the recess 20. The individual electrodes 22 are provided with their long sides parallel to each other to form two rows of electrode rows A and B. An IC mounting recess 21 having the same depth as these recesses 20 communicates with the opposing recesses 20 in a shape orthogonal to the long side direction of the individual electrode 22, and the driver IC 60 is connected to the IC mounting recess 21. Has been implemented.

ここで、電極基板2に設けた凹部20と個別電極22及びそのリード部23の構成を図3、図4及び図5を用いて詳述する。図3は図1、図2に示す電極基板2の要部の平面図、図4は図3のA−A断面図、図5は図3のB−B断面図である。図に示すように、それぞれの凹部20は、ほぼ長方形状で幅広の第1の凹部20aと幅狭の第2の凹部20bとが長手方向に連通して形成されており、IC実装凹部21側に第2の凹部20bが配置され、この第2の凹部20bがIC実装凹部21とほぼ直交するようにして連通している。第2の凹部20bの一方の側の側壁からは、第2の凹部20bの中央部側に電極部の乗り上がり部を形成するほぼ直方体形状のポスト24が電極基板2と一体になってせり出しており、ポスト24の上面は電極基板2上面と同じ平面高さとなっている。   Here, the configuration of the recess 20, the individual electrode 22, and the lead portion 23 provided in the electrode substrate 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, and 5. 3 is a plan view of the main part of the electrode substrate 2 shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in the figure, each of the recesses 20 is formed of a substantially rectangular and wide first recess 20a and a narrow second recess 20b that communicate with each other in the longitudinal direction. The second concave portion 20b is arranged in communication with the IC mounting concave portion 21 so that the second concave portion 20b is substantially orthogonal to the second concave portion 20b. From the side wall on one side of the second recess 20b, a substantially rectangular parallelepiped post 24 that forms a rising portion of the electrode portion on the center side of the second recess 20b protrudes integrally with the electrode substrate 2. The upper surface of the post 24 has the same planar height as the upper surface of the electrode substrate 2.

電極基板2に設けたそれぞれの凹部20には、その長手方向に沿って、第1の凹部20aおよび第2の凹部20bよりも幅狭の個別電極22及びそのリード部23がそれぞれキャビティ基板3の振動板(後述)と対向するように、例えばITO(Indium Tin Oxide)をスパッタすることにより形成されている。なお、リード部23の端部近傍はIC実装凹部21側にまで延在し、IC実装凹部21側でドライバIC60と接続できるようになっている。   In each recess 20 provided in the electrode substrate 2, along the longitudinal direction, the individual electrode 22 and its lead portion 23 narrower than the first recess 20 a and the second recess 20 b are respectively provided on the cavity substrate 3. For example, ITO (Indium Tin Oxide) is formed by sputtering so as to face a diaphragm (described later). Note that the vicinity of the end portion of the lead portion 23 extends to the IC mounting recess 21 side, and can be connected to the driver IC 60 on the IC mounting recess 21 side.

個別電極22のリード部23は、第2の凹部20bにおいては、図5に示すように、第2の凹部20bの底面に沿って形成されているが、第2の凹部20bの中央部側にせり出したポスト24の位置では、図4に示すように、第2の凹部20bの底面よりポスト24に乗り上げるようにして、すなわち電極基板2の上面よりもせり上がるようにして等電位接点25が形成されており、この等電位接点25において、陽極接合時に電極基板2の電極部とキャビティ基板3とを接触させて等電位状態にすることができるようにしてある。なお、上記の説明では、等電位接点25は、第2の凹部20bの同一側に位置する側壁から第2の凹部20bの中央部側にせり出したほぼ直方体形状のポスト24を電極基板2と一体にして設けてあるが、ポスト24は第2の凹部20bのいずれの側壁側から中央部側にせり出したものでもよく、また第2の凹部20bの中央部近傍に設けてもよい。さらに、ポスト24の形状は直方体形状に限定されるものではなく、立方体形状や円柱形状などのいかなる形状のものであってもよい。   In the second recess 20b, the lead portion 23 of the individual electrode 22 is formed along the bottom surface of the second recess 20b, as shown in FIG. 5, but on the center side of the second recess 20b. At the position of the protruding post 24, as shown in FIG. 4, the equipotential contact 25 is formed so as to ride on the post 24 from the bottom surface of the second recess 20 b, that is, so as to rise above the upper surface of the electrode substrate 2. In the equipotential contact 25, the electrode portion of the electrode substrate 2 and the cavity substrate 3 can be brought into contact with each other at the time of anodic bonding so as to be in an equipotential state. In the above description, the equipotential contact 25 is integrated with the electrode substrate 2 by the substantially rectangular parallelepiped post 24 protruding from the side wall located on the same side of the second recess 20b toward the center of the second recess 20b. However, the post 24 may protrude from any side wall side of the second recess 20b to the center side, or may be provided near the center of the second recess 20b. Furthermore, the shape of the post 24 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be any shape such as a cubic shape or a cylindrical shape.

このようにして、図1、図2に示すドライバIC60は、2つの電極列イ、ロの間に設けられ、電極列イ、ロに接続しているため、ドライバIC60から2つの電極列イ、ロに駆動信号を供給することができ、電極列の多列化が容易となる。また、このような構成にすることによってドライバIC60の個数が少なくなるため、コストを削減することができ、液滴吐出ヘッド1の小型化も可能となる。なお、図1に示す液滴吐出ヘッド1では、2個のドライバIC60が設置されているが、これらのドライバIC60を1個のICで構成したり、3個以上のICで構成するようにしてもよい。
なお、上記の構成において、図1に示すように、電極基板2には液滴供給孔70aが形成されており、この液滴供給孔70aは電極基板2を貫通している。
In this way, the driver IC 60 shown in FIGS. 1 and 2 is provided between the two electrode arrays A and B, and is connected to the electrode arrays A and B. B can be supplied with a drive signal, making it easy to increase the number of electrode rows. Moreover, since the number of driver ICs 60 is reduced by such a configuration, the cost can be reduced and the droplet discharge head 1 can be downsized. In the liquid droplet ejection head 1 shown in FIG. 1, two driver ICs 60 are installed. However, these driver ICs 60 may be constituted by one IC or by three or more ICs. Also good.
In the above configuration, as shown in FIG. 1, a droplet supply hole 70 a is formed in the electrode substrate 2, and the droplet supply hole 70 a penetrates the electrode substrate 2.

キャビティ基板3は、図1、図2に示すように、例えば単結晶シリコンからなり、底壁には振動板30を構成する圧力室32となる凹部32aが形成されている。なお、凹部32aは、個別電極22(電極列イ,ロ)に対応して2列に形成されている。また、キャビティ基板3には、凹部32aの間にキャビティ基板3を貫通する第1の穴部33と、振動板30に電圧を印加するための共通電極34とが設けられており、この共通電極34はFPC35と接続している。キャビティ基板3は、その全面にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)によって、TEOS(TetraEthyl Ortho Silicate)からなる絶縁膜31が形成されている。これは、振動板30の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、液滴によるキャビティ基板3のエッチングを防止するためのものである。
また、キャビティ基板3には、キャビティ基板3を貫通する液滴供給孔70bが形成されている。
さらに、キャビティ基板3の第1の穴部33と電極基板2の凹部20との間には、ギャップ73を封止するための封止材71が設けてある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cavity substrate 3 is made of, for example, single crystal silicon, and a recess 32 a that becomes a pressure chamber 32 that constitutes the vibration plate 30 is formed on the bottom wall. The recesses 32a are formed in two rows corresponding to the individual electrodes 22 (electrode rows A and B). Further, the cavity substrate 3 is provided with a first hole 33 penetrating the cavity substrate 3 between the recesses 32 a and a common electrode 34 for applying a voltage to the diaphragm 30. Reference numeral 34 is connected to the FPC 35. The cavity substrate 3 has an insulating film 31 made of TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) formed on the entire surface thereof by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition). This is for preventing dielectric breakdown and short-circuiting when the diaphragm 30 is driven and for preventing etching of the cavity substrate 3 by droplets.
Further, the cavity substrate 3 is formed with a droplet supply hole 70 b penetrating the cavity substrate 3.
Further, a sealing material 71 for sealing the gap 73 is provided between the first hole 33 of the cavity substrate 3 and the recess 20 of the electrode substrate 2.

リザーバ基板4は、図1、図2に示すように、例えば単結晶シリコンからなり、幅方向の両側には圧力室32に液滴を供給するための共通液滴室40となる凹部40aが対向して形成されており、凹部40aの底面には、共通液滴室40から各圧力室32へ液滴を移送するための貫通孔41が設けられている。また、凹部40aの底面には、凹部40aの底面を貫通する液滴供給孔70cが形成されている。このリザーバ基板4に形成された液滴供給孔70cと、キャビティ基板3に形成された液滴供給孔70b及び電極基板2に形成された液滴供給孔70aは、リザーバ基板4、キャビティ基板3及び電極基板2が接合された状態において互いに連通して、外部から共通液滴室40に液滴を供給するための液滴供給孔70を形成する。さらに、リザーバ基板4の対向する共通液滴室40の間には、リザーバ基板4を貫通する第2の穴部42が形成されている。なお、この第2の穴部42は、リザーバ基板4を貫通することなく、ノズル基板5側が閉じられた断面逆凹状をなす穴部であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the reservoir substrate 4 is made of, for example, single crystal silicon, and opposed to both sides in the width direction are concave portions 40 a serving as a common droplet chamber 40 for supplying droplets to the pressure chamber 32. A through hole 41 for transferring droplets from the common droplet chamber 40 to each pressure chamber 32 is provided on the bottom surface of the recess 40a. Further, a droplet supply hole 70c penetrating the bottom surface of the recess 40a is formed on the bottom surface of the recess 40a. The droplet supply hole 70c formed in the reservoir substrate 4, the droplet supply hole 70b formed in the cavity substrate 3, and the droplet supply hole 70a formed in the electrode substrate 2 are the reservoir substrate 4, the cavity substrate 3 and In a state where the electrode substrate 2 is bonded, the droplet supply holes 70 are formed so as to communicate with each other and supply droplets to the common droplet chamber 40 from the outside. Further, a second hole portion 42 penetrating the reservoir substrate 4 is formed between the common droplet chambers 40 facing the reservoir substrate 4. Note that the second hole portion 42 may be a hole portion having a reverse concave shape in cross section in which the nozzle substrate 5 side is closed without penetrating the reservoir substrate 4.

キャビティ基板3に設けられた第1の穴部33と、リザーバ基板4に設けられた第2の穴部42とが連通し、さらに電極基板2に設けられたIC実装凹部21とによって、収容部72が形成されている。そして、この収容部72の内部には、ドライバIC60がIC実装凹部21に取り付けられた状態で収容されている。また、リザーバ基板4の凹部40aと第2の穴部42との間には、各々の圧力室32に連通し、圧力室32からノズル基板5のノズル孔(後述)に液滴を移送するためのノズル連通孔35が設けられている。   The first hole portion 33 provided in the cavity substrate 3 and the second hole portion 42 provided in the reservoir substrate 4 communicate with each other, and the IC mounting recess 21 provided in the electrode substrate 2 further includes a housing portion. 72 is formed. The driver IC 60 is housed in the housing portion 72 in a state of being attached to the IC mounting recess 21. Further, between the concave portion 40 a of the reservoir substrate 4 and the second hole portion 42, the pressure chambers 32 communicate with the respective pressure chambers 32, and droplets are transferred from the pressure chambers 32 to nozzle holes (described later) of the nozzle substrate 5. Nozzle communication hole 35 is provided.

ノズル基板5は、図1、図2に示すように、シリコン基板からなり、リザーバ基板4のノズル連通孔35と連通する複数のノズル孔43が設けられている。なお、ノズル孔43は大径部と小径部により2段に形成され、液滴を吐出する際の直進性を向上させている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle substrate 5 is made of a silicon substrate, and is provided with a plurality of nozzle holes 43 that communicate with the nozzle communication holes 35 of the reservoir substrate 4. In addition, the nozzle hole 43 is formed in two steps by a large diameter portion and a small diameter portion, and improves straightness when ejecting droplets.

このようにして構成された液滴吐出ヘッド1では、図2に示すように、ドライバIC60が収容部72内に収容されて電極基板2に設けたIC実装凹部21に取り付けられており、この収容部72は、ノズル基板5、キャビティ基板3、リザーバ基板4及び電極基板2によって閉塞されている。即ち、ノズル基板5が収容部72の上面を、電極基板2が収容部72の下面を、キャビティ基板3及びリザーバ基板4が収容部72の側面を覆うことにより、収容部72が閉塞されるようになっている。   In the droplet discharge head 1 configured as described above, as shown in FIG. 2, the driver IC 60 is accommodated in the accommodating portion 72 and attached to the IC mounting recess 21 provided in the electrode substrate 2. The part 72 is closed by the nozzle substrate 5, the cavity substrate 3, the reservoir substrate 4, and the electrode substrate 2. That is, the nozzle substrate 5 covers the upper surface of the housing portion 72, the electrode substrate 2 covers the lower surface of the housing portion 72, and the cavity substrate 3 and the reservoir substrate 4 cover the side surfaces of the housing portion 72 so that the housing portion 72 is closed. It has become.

次に、液滴吐出ヘッド1の動作について、図2を用いて説明する。共通液滴室40には外部から液滴供給孔70を介して液滴が供給されている。また、圧力室32には、共通液滴室40から貫通孔41を介して液滴が供給されている。ドライバIC60には、FPC35のIC用配線36及び電極基板2に設けられたリード線26を介して、液滴吐出装置1の制御部(図示せず)から駆動信号(パルス電圧)が供給される。そして、ドライバIC60から個別電極22にパルス電圧を印加して個別電極22をプラスに帯電させ、対応する振動板30に共通電極用配線37を介して、液滴吐出装置の制御部から駆動信号(パルス電圧)を供給して、マイナスに帯電させる。これにより、振動板30は、静電気力によって個別電極22に吸引されて撓む。   Next, the operation of the droplet discharge head 1 will be described with reference to FIG. Droplets are supplied to the common droplet chamber 40 from the outside via a droplet supply hole 70. Further, the pressure chamber 32 is supplied with droplets from the common droplet chamber 40 through the through holes 41. A drive signal (pulse voltage) is supplied to the driver IC 60 from a control unit (not shown) of the droplet discharge device 1 via the IC wiring 36 of the FPC 35 and the lead wire 26 provided on the electrode substrate 2. . Then, a pulse voltage is applied from the driver IC 60 to the individual electrode 22 to positively charge the individual electrode 22, and a driving signal (from the control unit of the droplet discharge device is connected to the corresponding diaphragm 30 via the common electrode wiring 37. Supply a pulse voltage) and charge it negatively. Thereby, the diaphragm 30 is attracted to the individual electrode 22 by the electrostatic force and bent.

次に、パルス電圧をOFFにすると、振動板30にかけられた静電気力がなくなり、振動板30は復元する。このとき、圧力室32の内部の圧力が急激に上昇し、圧力室32内の液滴がノズル連通孔35を通過して、ノズル孔43から吐出される。そして、再びパルス電圧が印加され、振動板30が個別電極22側に撓むことにより、液滴が共通液滴室40から貫通孔41を通じて圧力室32内に補給される。   Next, when the pulse voltage is turned off, the electrostatic force applied to the diaphragm 30 disappears and the diaphragm 30 is restored. At this time, the pressure inside the pressure chamber 32 rapidly increases, and the droplets in the pressure chamber 32 pass through the nozzle communication hole 35 and are discharged from the nozzle hole 43. Then, the pulse voltage is applied again, and the diaphragm 30 is bent toward the individual electrode 22, whereby the droplets are replenished from the common droplet chamber 40 into the pressure chamber 32 through the through hole 41.

上記の液滴吐出ヘッド1において、共通液滴室40への液滴の供給は、例えば液滴供給孔70に接続された液滴供給管(図示せず)により行われる。
また、本実施の形態1では、FPC35が、その長手方向が電極列を形成する個別電極22の短辺方向と平行となるように、ドライバIC60と接続されている。これにより、複数の電極列A,Bを有する液滴吐出ヘッド1とFPC35を、コンパクトに接続することが可能となる。
In the droplet discharge head 1 described above, supply of droplets to the common droplet chamber 40 is performed by, for example, a droplet supply tube (not shown) connected to the droplet supply hole 70.
In the first embodiment, the FPC 35 is connected to the driver IC 60 so that the longitudinal direction thereof is parallel to the short side direction of the individual electrodes 22 forming the electrode array. Thereby, the droplet discharge head 1 having the plurality of electrode arrays A and B and the FPC 35 can be connected in a compact manner.

次に、液滴吐出ヘッド1の製造工程を、図6を用いて説明する。なお、実際には、シリコンウェハから複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図6ではその一部分だけを示している。
まず、ガラス部材よりなる電極基板2の製造方法を説明する。図6(a)に示すように、例えばレジストを電極基板2の片面全体に塗布して所定形状にパターニングした後、フッ酸水溶液等でエッチングして、電極部22,23の形状パターンに合わせた凹部20を形成する。このとき、等電位接点25のポスト24となる部分はエッチングできないようにレジスト処理しておき、エッチングの際にはポスト24の部分はエッチングせずに残しておく。こうして、凹部20及びポスト24を形成した後、レジストを剥離する。
Next, the manufacturing process of the droplet discharge head 1 will be described with reference to FIG. Actually, a plurality of droplet discharge head members are simultaneously formed from a silicon wafer, but only a part thereof is shown in FIG.
First, a method for manufacturing the electrode substrate 2 made of a glass member will be described. As shown in FIG. 6A, for example, a resist is applied to the entire surface of the electrode substrate 2 and patterned into a predetermined shape, and then etched with a hydrofluoric acid aqueous solution or the like to match the shape pattern of the electrode portions 22 and 23. A recess 20 is formed. At this time, a resist process is performed so that the portion to be the post 24 of the equipotential contact 25 cannot be etched, and the portion of the post 24 is left without being etched at the time of etching. Thus, after forming the recess 20 and the post 24, the resist is peeled off.

次に、例えば、スパッタ法を用いて、ITO(Indium Tin Oxide)をスパッタすることにより、電極部22,23を形成する。すなわち、第1の凹部20aから第2の凹部20bにかけて、個別電極22及びそのリード部23を形成する。その際、等電位接点25となる部分にもITOを形成する。なお、工程が増えることになるが、等電位接点25の部分に金属片等を付けてもよい。
液滴供給孔70a(図示せず)は、ドリル等によって形成する。
Next, the electrode parts 22 and 23 are formed by sputtering ITO (Indium Tin Oxide) using, for example, a sputtering method. That is, the individual electrode 22 and its lead part 23 are formed from the first recess 20a to the second recess 20b. At that time, ITO is also formed on the portion to be the equipotential contact 25. Although the number of processes increases, a metal piece or the like may be attached to the equipotential contact 25 portion.
The droplet supply hole 70a (not shown) is formed by a drill or the like.

次に、図6(b)に示すように、シリコン部材よりなるキャビティ基板3の両面を研磨する。そして、シリコン部材に付着した粒子等、大気中の浮遊物、人体からの発塵等の微小パーティクルを洗浄するためのSC−1洗浄(アンモニア水と過酸化水素水の混合液による洗浄)、及びシリコン部材に付着した金属を洗浄するためのSC−2洗浄(塩酸と過酸化水素水の混合液による洗浄)のコンビネーション洗浄を行う。これは、酸化膜成膜の障害にならないように、また、成膜時の熱処理によりキャビティ基板が表面に付着した金属を取り込まないように、異物をあらかじめ除去しておくものである。なお、特にパーティクルや金属を除去できるのであれば、洗浄方法はSC−1洗浄やSC−2洗浄に特に限る必要はない。   Next, as shown in FIG. 6B, both surfaces of the cavity substrate 3 made of a silicon member are polished. And SC-1 cleaning (cleaning with a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide solution) for cleaning fine particles such as particles adhering to the silicon member, suspended matters in the atmosphere, dust generation from the human body, and Combination cleaning of SC-2 cleaning (cleaning with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution) for cleaning the metal adhering to the silicon member is performed. In this method, foreign substances are removed in advance so as not to obstruct the oxide film formation and to prevent the cavity substrate from taking in the metal adhering to the surface by the heat treatment during the film formation. Note that the cleaning method is not particularly limited to SC-1 cleaning or SC-2 cleaning as long as particles and metals can be removed.

洗浄後、キャビティ基板3の下面となる面を、B2 3 を主成分とする固体の拡散源に対向させ、石英ボードにセットする。そして、縦型炉にその石英ボートをセットし、炉内を窒素雰囲気にして温度を所定の温度に上昇させて一定時間保持し、ボロン(硼素)をシリコン基板中に拡散させ、振動板30等となるボロンドープ層30aを形成する。 After the cleaning, the surface to be the lower surface of the cavity substrate 3 is opposed to a solid diffusion source mainly composed of B 2 O 3 and set on a quartz board. Then, the quartz boat is set in a vertical furnace, the inside of the furnace is set to a nitrogen atmosphere, the temperature is raised to a predetermined temperature and held for a certain period of time, boron (boron) is diffused into the silicon substrate, the diaphragm 30 and the like A boron doped layer 30a is formed.

次に、プラズマCVD法により、ボロンドープ層30aの表面に絶縁膜31となるTEOS膜31aを成膜する。ここで、TEOS膜31aの成膜処理前に、O2 プラズマ処理を行い、シリコン部材(ボロンドープ層30a)表面をクリーニングする。これにより、TEOS膜31aの絶縁耐圧の均一性が向上する。さらに、陽極接合時に等電位接点25と対向する部分をTEOS膜31aから取り除き、シリコン部材を露出させた絶縁膜の窓38を形成し、この部分を介してキャビティ基板3と電極部22,23とが直接接触できるようにする(図9参照)。 Next, a TEOS film 31a to be the insulating film 31 is formed on the surface of the boron doped layer 30a by plasma CVD. Here, before the TEOS film 31a is formed, an O 2 plasma process is performed to clean the surface of the silicon member (boron doped layer 30a). Thereby, the uniformity of the withstand voltage of the TEOS film 31a is improved. Further, a portion facing the equipotential contact 25 at the time of anodic bonding is removed from the TEOS film 31a to form an insulating film window 38 exposing the silicon member, and the cavity substrate 3 and the electrode portions 22, 23 are formed through this portion. Can be in direct contact (see FIG. 9).

このとき、電極基板2の等電位接点25を形成するITOと、キャビティ基板3の絶縁膜31を構成するTEOS膜31aとが、それぞれ厳密に同じ厚さに形成されていなくても、通常、スパッタ法による成膜で起こる程度の厚みの誤差範囲であればよい。陽極接合により強電界が発生するため、等電位接点25とTEOS膜31aとが接触していなくても、電極部22,23とシリコン部材との間では電気的な接続が確保され等電位にすることができるので、特に問題は生じない。   At this time, even if the ITO that forms the equipotential contact 25 of the electrode substrate 2 and the TEOS film 31a that forms the insulating film 31 of the cavity substrate 3 are not formed to have exactly the same thickness, the sputtering is usually performed. The thickness error range may be within a range that occurs in the film formation by the method. Since a strong electric field is generated by anodic bonding, even if the equipotential contact 25 and the TEOS film 31a are not in contact with each other, an electrical connection is ensured between the electrode portions 22 and 23 and the silicon member so that the potential is equal. So that there is no particular problem.

次に、図6(c)に示すように、シリコン部材よりなるキャビティ基板3とガラス部材よりなる電極基板2とを、例えば摂氏360℃に加熱した後、電極基板2を負極側と接続し、キャビティ基板3を正極側と接続したうえで、800Vの電圧を印加して、キャビティ基板3と電極基板2との陽極接合を行う。この陽極結合は、キャビティ基板3と電極基板2とをアライメントする。このとき、電極基板2のリード部23の各々に設けた等電位接点25を、キャビティ基板3の絶縁膜31を除去した窓38に位置するようにし、図9に示すように、電極基板2側の等電位接点25をキャビティ基板3側の絶縁膜31を除去した窓38に嵌合させる。その後、キャビティ基板3に接する金属プレート及び電極基板2に接する金属プレートにより、2つの基板3,2を挟んで押さえつける(図示せず)。そして、キャビティ基板3に接する金属プレートには正極をつなぎ、電極基板3に接する金属プレートには負極をつないで、800Vの電圧を印加する。こうすると、等電位接点25を介して、各個別電極22のリード部23とキャビティ基板3とが接触するので、キャビティ基板3と電極部22,23との等電位が確保される。   Next, as shown in FIG. 6C, after the cavity substrate 3 made of a silicon member and the electrode substrate 2 made of a glass member are heated to, for example, 360 ° C., the electrode substrate 2 is connected to the negative electrode side, After the cavity substrate 3 is connected to the positive electrode side, a voltage of 800 V is applied to perform anodic bonding between the cavity substrate 3 and the electrode substrate 2. This anodic bonding aligns the cavity substrate 3 and the electrode substrate 2. At this time, the equipotential contact 25 provided on each of the lead portions 23 of the electrode substrate 2 is positioned in the window 38 from which the insulating film 31 of the cavity substrate 3 is removed, and as shown in FIG. The equipotential contact 25 is fitted into the window 38 from which the insulating film 31 on the cavity substrate 3 side is removed. Thereafter, the two substrates 3 and 2 are sandwiched and pressed by a metal plate in contact with the cavity substrate 3 and a metal plate in contact with the electrode substrate 2 (not shown). A voltage of 800 V is applied by connecting a positive electrode to the metal plate in contact with the cavity substrate 3 and connecting a negative electrode to the metal plate in contact with the electrode substrate 3. In this way, the lead portions 23 of the individual electrodes 22 and the cavity substrate 3 come into contact with each other via the equipotential contact 25, so that the equipotential between the cavity substrate 3 and the electrode portions 22 and 23 is ensured.

こうして陽極接合した後、図7(d)に示すように、機械研削によってキャビティ基板3を研磨して薄板化する。なお、機械研削した後に、キャビティ基板3の表面に発生した加工変質層を水酸化カリウム水溶液等で除去するのが望ましい。   After anodic bonding in this manner, as shown in FIG. 7D, the cavity substrate 3 is polished and thinned by mechanical grinding. In addition, it is desirable to remove the work-affected layer generated on the surface of the cavity substrate 3 with a potassium hydroxide aqueous solution or the like after mechanical grinding.

そして、図7(e)に示すように、キャビティ基板3の表面にプラズマCVDによってTEOS膜(図示せず)を形成した後、TEOS膜表面にレジストを塗布して、圧力室32となる凹部32a、第1の穴部33となる凹部33a、液滴供給孔70となる液滴供給凹部70a,70bの形状をパターニングする。それから、例えば水酸化カリウム水溶液でキャビティ基板3をエッチングして、圧力室32となる凹部32a、第1の穴部33となる凹部33a、液滴供給孔70となる液滴供給孔70a,70bを形成して、TEOS膜を剥離する。なお、上記のように、キャビティ基板3にボロンドープ層30aを形成した場合には、ボロンドープ層30aが残ることとなる。   Then, as shown in FIG. 7E, a TEOS film (not shown) is formed on the surface of the cavity substrate 3 by plasma CVD, and then a resist is applied to the surface of the TEOS film to form a recess 32a that becomes the pressure chamber 32. Then, the shapes of the recess 33a to be the first hole 33 and the droplet supply recesses 70a and 70b to be the droplet supply hole 70 are patterned. Then, for example, the cavity substrate 3 is etched with an aqueous potassium hydroxide solution to form a recess 32 a that becomes the pressure chamber 32, a recess 33 a that becomes the first hole 33, and droplet supply holes 70 a and 70 b that become the droplet supply holes 70. Then, the TEOS film is peeled off. As described above, when the boron doped layer 30a is formed on the cavity substrate 3, the boron doped layer 30a remains.

ついで、図7(f)に示すように、RIE(Reactive Ion Etching)等によって、第1の穴部33となる凹部33a、及び液滴供給孔70となる液滴供給孔70a,70bに残ったボロンドープ層30aを除去し、第1の穴部33及び液滴供給孔70を形成する。こうしてIC実装凹部21を開口することにより、個別電極22は電気的に独立化する。   Next, as shown in FIG. 7F, the RIE (Reactive Ion Etching) or the like remains in the concave portion 33a that becomes the first hole portion 33 and the droplet supply holes 70a and 70b that become the droplet supply holes 70. The boron doped layer 30a is removed, and the first hole 33 and the droplet supply hole 70 are formed. By opening the IC mounting recess 21 in this way, the individual electrode 22 becomes electrically independent.

そして、図8(g)に示すように、封止部材71によってギャップ73を封止する。なお、封止部材71の材料として、例えば、ポリパラキシレン等の樹脂を用いる場合には、ニードルによって所定位置に封止材を塗布することにより形成することができる。また、封止部材71の材料として、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、窒化シリコン等の金属系のものを用いる場合には、例えばシリコン等からなるマスクを使用したCVDによって形成することができる。   Then, as shown in FIG. 8G, the gap 73 is sealed by the sealing member 71. For example, when a resin such as polyparaxylene is used as the material of the sealing member 71, the sealing member 71 can be formed by applying a sealing material at a predetermined position with a needle. When a metal material such as silicon oxide, aluminum oxide, silicon oxynitride, or silicon nitride is used as the material of the sealing member 71, the sealing member 71 can be formed by CVD using a mask made of silicon or the like, for example. .

次に、図8(h)に示すように、キャビティ基板3の圧力室32となる凹部32a等が形成された面に、リザーバ基板4を接着する。この際、上記のように、第1の穴部33と第2の穴部42が連通して収容部72が形成されるようにする。リザーバ基板4は例えばシリコンからなり、予め圧力室32に液滴を供給する共通液滴室40となる凹部40aと、共通液滴室40から圧力室32へ液滴を移送するための貫通孔41と、圧力室32からノズル孔43へ液滴を移送するノズル連通孔35と、第2の穴部42が形成されている。なお、リザーバ基板4は、例えばシリコン部材にシリコン酸化膜を形成した後、シリコン酸化膜の表面にレジストをパターニングして所定部分のシリコン酸化膜をエッチングし、その後、水酸化カリウム水溶液等でシリコン部材をエッチングすることにより形成することができる。   Next, as shown in FIG. 8 (h), the reservoir substrate 4 is bonded to the surface of the cavity substrate 3 on which the recesses 32 a to be the pressure chambers 32 are formed. At this time, as described above, the first hole portion 33 and the second hole portion 42 communicate with each other so that the accommodating portion 72 is formed. The reservoir substrate 4 is made of, for example, silicon, and has a concave portion 40a serving as a common droplet chamber 40 for supplying droplets to the pressure chamber 32 in advance, and a through hole 41 for transferring droplets from the common droplet chamber 40 to the pressure chamber 32. In addition, a nozzle communication hole 35 for transferring droplets from the pressure chamber 32 to the nozzle hole 43 and a second hole portion 42 are formed. The reservoir substrate 4 is formed by, for example, forming a silicon oxide film on a silicon member, patterning a resist on the surface of the silicon oxide film, etching a predetermined portion of the silicon oxide film, and then etching the silicon member with an aqueous potassium hydroxide solution or the like. It can be formed by etching.

そして、図8(i)に示すように、ドライバIC60を準備し、第1の穴部33内において2列の電極列イ、ロを構成する個別電極22のリード部23と接続して、ドライバIC60を電極基板2上に実装する。なお、本実施形態1では、ドライバIC60の実装を、ドライバIC60の下部に設けた接続端子に、異方導電性のACF(Anisotropic Conductive Film)またはACP(Anisotropic Conductive Paste)を貼付けることにより行っている。   Then, as shown in FIG. 8 (i), a driver IC 60 is prepared and connected to the lead portions 23 of the individual electrodes 22 constituting two rows of electrode rows A and B in the first hole portion 33. IC 60 is mounted on electrode substrate 2. In the first embodiment, the driver IC 60 is mounted by attaching an anisotropic conductive ACF (Anisotropic Conductive Film) or ACP (Anisotropic Conductive Paste) to a connection terminal provided below the driver IC 60. Yes.

そして、図8(j)に示すように、ICP放電(Inductively Coupled Plasma)またはエッチング等によってノズル孔43が形成されたノズル基板5を、接着剤等を用いてリザーバ基板4に接着する。
最後に、電極基板2、キャビティ基板3、リザーバ基板4、ノズル基板5が接合された接合基板をダイシングして、個々の液滴吐出ヘッド1を完成させる。
Then, as shown in FIG. 8J, the nozzle substrate 5 in which the nozzle holes 43 are formed by ICP discharge (Inductively Coupled Plasma) or etching is bonded to the reservoir substrate 4 using an adhesive or the like.
Finally, the bonded substrate to which the electrode substrate 2, the cavity substrate 3, the reservoir substrate 4, and the nozzle substrate 5 are bonded is diced to complete each droplet discharge head 1.

本実施の形態1によれば、電極基板2に設けた個別電極22のリード部23ごとに等電位接点25を設けたので、ヘッド内に個別に閉じた電極を配線しても、陽極接合時に等電位を確保することができる。また、各個別電極22のリード部23に等電位接点25を設けているため、等電位接点25を別に設ける必要がなく、ヘッドの小型化が可能である。さらに、等電位接点25に対応する近傍のキャビティ基板3側の一部を、陽極接合後に貫通穴となるように除去するため(図7(f)参照)、個別電極22の独立化を容易に行うことができる。   According to the first embodiment, since the equipotential contact 25 is provided for each lead portion 23 of the individual electrode 22 provided on the electrode substrate 2, even when individually closed electrodes are wired in the head, during anodic bonding An equipotential can be ensured. Further, since the equipotential contact 25 is provided in the lead portion 23 of each individual electrode 22, it is not necessary to provide the equipotential contact 25 separately, and the head can be miniaturized. Further, in order to remove a part on the side of the cavity substrate 3 in the vicinity corresponding to the equipotential contact 25 so as to become a through hole after anodic bonding (see FIG. 7F), it is easy to make the individual electrodes 22 independent. It can be carried out.

実施の形態2.
実施の形態1では、等電位接点25を電極基板2の各個別電極22のリード部23に形成したが、本実施の形態2では、等電位接点25を電極基板2に対向するキャビティ基板3側であって、各個別電極22のリード部23に対応する全ての位置に設けたものである(図示せず)。
すなわち、キャビティ基板3が電極基板2に対向する側の面に電極基板2側に突出するポスト部を形成し、陽極接合時に、キャビティ基板3側のポスト部が電極基板2側の各個別電極22の全てのリード部23に接触して、等電位を形成するようにしたものである。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the equipotential contact 25 is formed on the lead portion 23 of each individual electrode 22 of the electrode substrate 2, but in the second embodiment, the equipotential contact 25 is on the cavity substrate 3 side facing the electrode substrate 2. However, it is provided at all positions corresponding to the lead portions 23 of the individual electrodes 22 (not shown).
That is, a post portion protruding toward the electrode substrate 2 is formed on the surface of the cavity substrate 3 facing the electrode substrate 2, and the post portion on the cavity substrate 3 side is the individual electrode 22 on the electrode substrate 2 side during anodic bonding. These are all in contact with all the lead parts 23 to form an equipotential.

すなわち、実施の形態1で示した図6(a)の製造工程と異なり、個別電極22のリード部23を第2の凹部20bに形成する際に、第2の凹部20bにポスト24を設けることなく、一方、先の図6(b)の製造工程と異なり、例えば絶縁膜31の窓38に相当する部分に電極基板2側に突出するポストを形成し、陽極接合時に、このポストが各個別電極22のリード部23の全てに接触して等電位を形成するようにしたものである。この場合、ポストは、例えばキャビティ基板3に対してエッチング等を行って形成する。また、このようにして形成されたキャビティ基板3のポストが電極基板2の各個別電極22のリード部23全てに接触する部分、すなわちポストの接触部からは、絶縁膜を除去する操作が必要になる。
その他の構成、作用は、実施の形態1に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。
That is, unlike the manufacturing process of FIG. 6A shown in the first embodiment, when the lead portion 23 of the individual electrode 22 is formed in the second recess 20b, the post 24 is provided in the second recess 20b. On the other hand, unlike the manufacturing process of FIG. 6B, for example, a post protruding toward the electrode substrate 2 is formed in a portion corresponding to the window 38 of the insulating film 31, and this post is individually connected at the time of anodic bonding. An equipotential is formed in contact with all of the lead portions 23 of the electrode 22. In this case, the post is formed, for example, by etching the cavity substrate 3. Further, it is necessary to remove the insulating film from the portion where the post of the cavity substrate 3 formed in this way contacts all the lead portions 23 of the individual electrodes 22 of the electrode substrate 2, that is, from the contact portion of the post. Become.
Other configurations and operations are substantially the same as those in the case of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施の形態2によれば、キャビティ基板3が電極基板2の個別電極22のリード部23全てに対応する部分に等電位接点25を設けたので、ヘッド内に個別に閉じた電極を配線しても、陽極接合時に等電位を確保することができる。また、キャビティ基板3側に等電位接点25を設けているため、等電位接点25を別に設ける必要がなく、ヘッドの小型化が可能である。さらに、等電位接点25となる近傍のキャビティ基板3の一部を、陽極接合後に貫通穴となるように除去するため、個別電極22の独立化を容易に行うことが可能となる。   According to the second embodiment, since the equipotential contact 25 is provided in a portion where the cavity substrate 3 corresponds to all the lead portions 23 of the individual electrodes 22 of the electrode substrate 2, individually closed electrodes are wired in the head. However, equipotentials can be ensured during anodic bonding. Further, since the equipotential contact 25 is provided on the cavity substrate 3 side, it is not necessary to provide the equipotential contact 25 separately, and the head can be miniaturized. Furthermore, since part of the cavity substrate 3 in the vicinity that becomes the equipotential contact 25 is removed so as to become a through hole after anodic bonding, the individual electrode 22 can be easily made independent.

実施形態3.
図10は、実施形態1及び2にかかる液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。なお、図10に示す液滴吐出装置100は、一般的なインクジェットプリンタである。
実施形態1及び2に係る液滴吐出ヘッド1は、サイズが小さく吐出安定性及び耐久性に優れており、また1枚のFPC35で接続を行うため、液滴吐出装置100は小型で印字性能及び耐久性が高い。
なお、実施形態1及び2に係る液滴吐出ヘッド1は、図10に示すインクジェットプリンタの他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機EL表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 10 is a perspective view illustrating an example of a droplet discharge apparatus equipped with the droplet discharge head according to the first and second embodiments. Note that the droplet discharge device 100 shown in FIG. 10 is a general inkjet printer.
The droplet discharge head 1 according to the first and second embodiments is small in size and excellent in discharge stability and durability, and is connected by a single FPC 35. Therefore, the droplet discharge device 100 is small in size and has printing performance and High durability.
In addition to the inkjet printer shown in FIG. 10, the droplet discharge head 1 according to the first and second embodiments can be used for variously changing droplets to manufacture a color filter for a liquid crystal display and a light emitting portion of an organic EL display device. The present invention can also be applied to the formation of liquid and the discharge of biological liquids.

本発明の実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which the droplet discharge head shown in FIG. 1 is assembled. 図1及び図2に示す液滴吐出ヘッドの電極部の要部を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a main part of an electrode portion of the droplet discharge head shown in FIGS. 1 and 2. 図3のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 図3のB−B断面図。BB sectional drawing of FIG. 本発明の実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of a droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention. 図6の製造工程の続きの工程を示す縦断面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a step that follows the manufacturing step of FIG. 6. 図7の製造工程の続きの工程を示す縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a step that follows the manufacturing step of FIG. 7. 陽極接合時における電極基板とキャビティ基板の接合状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the joining state of the electrode substrate and cavity board | substrate at the time of anodic bonding. 実施形態1及び実施形態2のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置を示した斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a droplet discharge device on which any one of the droplet discharge heads of Embodiment 1 and Embodiment 2 is mounted.

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴吐出ヘッド、2 電極基板(第2の基板)、3 キャビティ基板(第1の基板)、4 リザーバ基板、5 ノズル基板、20,20a,20b 凹部(電極溝)、22 個別電極、23 個別電極のリード部、24 ポスト、25 等電位接点、30 振動板、31 絶縁膜、38 絶縁膜を除去した窓、60 ドライバIC、72 収容部、73 ギャップ、100 液滴吐出装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head, 2 Electrode substrate (2nd substrate), 3 Cavity substrate (1st substrate), 4 Reservoir substrate, 5 Nozzle substrate, 20, 20a, 20b Recess (electrode groove), 22 Individual electrode, 23 Individual electrode lead part, 24 post, 25 equipotential contact, 30 diaphragm, 31 insulating film, 38 window from which the insulating film has been removed, 60 driver IC, 72 accommodating part, 73 gap, 100 droplet discharge device.

Claims (3)

振動板を有する第1の基板と、電極溝が形成され、該電極溝に前記振動板とギャップを隔てて対向する個別電極が設けられた第2の基板とを備え、前記第1の基板と前記第2の基板とが陽極接合されてなる静電アクチュエータにおいて、
前記第1の基板と前記第2の基板の陽極接合時に前記第2の基板に形成された各個別電極と前記第1の基板とを電気的に接続させるための等電位接点として、
前記電極溝の側壁を該電極溝の中央部側に突出させて乗り上がり部を形成し、該乗り上がり部に、前記個別電極のリード部の一部を乗り上げた構成とし、
前記各個別電極の各リード部において前記乗り上がり部に乗り上げた部分を、前記第1の基板に直接接触させたことを特徴とする静電アクチュエータ。
A first substrate having a diaphragm, and a second substrate in which an electrode groove is formed, and an individual electrode that is opposed to the diaphragm with a gap is provided in the electrode groove; In the electrostatic actuator formed by anodically bonding the second substrate,
As equipotential contacts for electrically connecting the said first substrate and the second individual electrodes formed on the second substrate during anodic bonding of the substrate and the first substrate,
The electrode groove side wall protrudes toward the center of the electrode groove to form a run-up portion, and the ride-up portion has a configuration in which a part of the lead portion of the individual electrode is run up,
An electrostatic actuator characterized in that a portion of each lead portion of each individual electrode that has ridden on the climbing portion is brought into direct contact with the first substrate .
請求項1記載の静電アクチュエータを備え、An electrostatic actuator according to claim 1,
前記第1の基板は、底壁が前記振動板を形成し、前記液滴を留めおく吐出室となる凹部を有し、The first substrate has a recess whose bottom wall forms the diaphragm and serves as a discharge chamber for retaining the droplets;
そして、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、A nozzle substrate having a plurality of nozzle holes for discharging droplets;
前記吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部、前記共通液滴室から前記吐出室へ液滴を移送するための貫通孔及び前記吐出室から前記ノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を有するリザーバ基板と、A recess serving as a common droplet chamber for supplying droplets to the discharge chamber, a through-hole for transferring droplets from the common droplet chamber to the discharge chamber, and transferring droplets from the discharge chamber to the nozzle holes A reservoir substrate having nozzle communication holes;
前記個別電極に駆動信号を供給するICドライバとを備え、An IC driver for supplying a drive signal to the individual electrodes,
前記第2の基板、前記第1の基板、前記リザーバ基板及び前記ノズル基板が積層されて形成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。A droplet discharge head, wherein the second substrate, the first substrate, the reservoir substrate, and the nozzle substrate are stacked.
請求項2記載の液滴吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液滴吐出装置。A droplet discharge apparatus, comprising the droplet discharge head according to claim 2.
JP2005224071A 2005-08-02 2005-08-02 Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device Expired - Fee Related JP4655807B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005224071A JP4655807B2 (en) 2005-08-02 2005-08-02 Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005224071A JP4655807B2 (en) 2005-08-02 2005-08-02 Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007038486A JP2007038486A (en) 2007-02-15
JP4655807B2 true JP4655807B2 (en) 2011-03-23

Family

ID=37796912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005224071A Expired - Fee Related JP4655807B2 (en) 2005-08-02 2005-08-02 Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4655807B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0671882A (en) * 1992-06-05 1994-03-15 Seiko Epson Corp Ink jet head and production thereof
JP2000052551A (en) * 1998-08-07 2000-02-22 Ricoh Co Ltd Ink-jet head structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0671882A (en) * 1992-06-05 1994-03-15 Seiko Epson Corp Ink jet head and production thereof
JP2000052551A (en) * 1998-08-07 2000-02-22 Ricoh Co Ltd Ink-jet head structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007038486A (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5277571B2 (en) Nozzle substrate manufacturing method and droplet discharge head manufacturing method
US20070126805A1 (en) Liquid drop discharge head and method of manufacturing the same
JP5315975B2 (en) Nozzle substrate, droplet discharge head, droplet discharge apparatus, and manufacturing method thereof
JP4735281B2 (en) Droplet discharge head, droplet discharge device, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device
JP4270258B2 (en) Droplet discharge head, droplet discharge device, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device
JP4655807B2 (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and droplet discharge device
JP2007331167A (en) Liquid droplet-delivering head, liquid droplet-delivering apparatus, method for manufacturing liquid droplet-delivering head and method for manufacturing liquid droplet-delivering apparatus
KR100709135B1 (en) Droplet-discharging head, method for manufacturing the same, and droplet-discharging device
JP5163144B2 (en) Electrostatic actuator
US9033472B2 (en) Piezo actuator and inkjet print head assembly having the same
JP2008132733A (en) Droplet discharge head, droplet discharge device, and droplet discharge head manufacturing method
JP2009073072A (en) Manufacturing method of liquid droplet ejection head, and manufacturing method of liquid droplet ejection device
JP2010142991A (en) Nozzle substrate, liquid droplet delivery head, liquid droplet delivery device, and method of manufacturing those
JP2006256224A (en) Liquid droplet ejecting head and liquid droplet ejector
JP2007276307A (en) Droplet discharge head, droplet discharge apparatus, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge apparatus,
JP2006198821A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, droplet discharge device, device, electrostatic actuator manufacturing method, droplet discharge head manufacturing method, droplet discharge device manufacturing method and device manufacturing method
JP2008194915A (en) Method for manufacturing liquid droplet discharge head, and liquid droplet discharge head
JP2007105931A (en) Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejector, manufacturing apparatus for liquid droplet ejection head, and manufacturing apparatus for liquid droplet ejector
JP2005178053A (en) Inkjet head, inkjet recording apparatus, liquid droplet discharging apparatus, manufacturing method for inkjet head, and wiring connection method and wiring connection structure of inkjet head
JP5929276B2 (en) Nozzle plate manufacturing method and droplet discharge head manufacturing method
JP2007050598A (en) Electrostatic actuator, droplet discharging head, and droplet discharging device equipped with the droplet discharging head
JP4696781B2 (en) Method for manufacturing droplet discharge head and method for manufacturing droplet discharge device
JP2009285984A (en) Droplet ejecting head, droplet ejector, and manufacturing method of droplet ejecting head
JP2008207458A (en) Droplet discharge head, droplet discharge device, droplet discharge head manufacturing method, and droplet discharge device manufacturing method
JP2010142016A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, droplet discharge device, and electrostatic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100817

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100824

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101130

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101213

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees