JP2001171108A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JP2001171108A
JP2001171108A JP35650899A JP35650899A JP2001171108A JP 2001171108 A JP2001171108 A JP 2001171108A JP 35650899 A JP35650899 A JP 35650899A JP 35650899 A JP35650899 A JP 35650899A JP 2001171108 A JP2001171108 A JP 2001171108A
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JP
Japan
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ink
chip
driver
piezoelectric film
jet head
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Withdrawn
Application number
JP35650899A
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English (en)
Inventor
Akihito Tsuda
昭仁 津田
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディング不良の発生を抑制するこ
とにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたイン
クジェットヘッドを提供する。 【解決手段】 本発明に係るインクジェットヘッドは、
駆動用基板1と、この駆動用基板1上に配置されたドラ
イバーICチップ11と、このドライバーICチップ1
1と駆動用基板1との間に配置され圧電体膜6と、この
圧電体膜6にドライバーICチップ11からの電圧を印
加するためのボンディングワイヤ13と、上記駆動用基
板1内に形成された圧力発生室1bであって、上記圧電
体膜6によって加圧されるインクを入れる圧力発生室1
bと、上記ドライバーICチップ11の裏面側に設けら
れた凹部(空間)11aであって、圧力発生室1b内の
インクを加圧する際に圧電体膜6の動きを阻害しないた
めの凹部11aと、を具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電方式のインク
ジェットプリンタのヘッドに関する。特には、ワイヤボ
ンディング不良の発生を抑制することにより、製品の歩
留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドに
関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のインクジェットヘッドの
概略構成を示す断面図である。
【0003】このインクジェットヘッドはSiからなる
駆動用基板101を有している。この駆動用基板101
の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板1
03が配置されている。駆動用基板101の上面にはS
iからなる対向基板105が配置されている。対向基板
105の下面と駆動用基板101との間にはピエゾ素子
などからなる圧電体膜(PZT)106が配置されてい
る。対向基板105の上面には有機フィルム(PPS Fil
m)107が配置されており、この有機フィルム107
の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板109が
配置されている。有機フィルム107及び基板109の
内側且つ対向基板105の上面にはドライバーICチッ
プ111が配置されている。
【0004】対向基板105にはインク流路105aが
設けられており、インク流路105aの一端にはインク
導入口109aが形成されている。このインク導入口1
09aは、基板109及び有機フィルム107に設けら
れており、インクをインク流路105a内に導入するた
めのものである。インク流路105aの他端にはインク
供給部101aの一端が連通して設けられており、イン
ク供給部101aの他端には圧力発生室101bが連通
して設けられている。インク供給部101a及び圧力発
生室101bは駆動用基板101に設けられている。
【0005】圧力発生室101bの上部には圧電体膜1
06が位置している。圧力発生室101bの下部にはイ
ンク滴を吐出させるノズル開口部103a,103bが
形成されており、このノズル開口部103a,103b
はノズル基板103に設けられている。
【0006】圧電体膜106の上下には図示せぬ電極層
が形成されている。対向基板105には圧電体膜106
上に位置する空間105bが設けられている。この空間
105bは、圧力発生室101bに圧力を発生させるた
めの圧電体膜の運動を阻害しない程度のものである。
【0007】前記電極層にはボンディングワイヤ113
の一端が電気的に接続されており、このボンディングワ
イヤ113の他端はドライバーICチップ111に電気
的に接続されている。対向基板105の上には配線パタ
ーン115が形成されている。この配線パターン115
にはボンディングワイヤ114の一端が電気的に接続さ
れており、ボンディングワイヤ114の他端はドライバ
ーICチップ111に電気的に接続されている。
【0008】次に、上記インクジェットヘッドを用いて
実際に印字を行う際の動作について説明する。
【0009】インク導入口109aからインク流路10
5aにインクを導入し、インク供給部101aを介して
圧力発生室101bにインクを満たす。そして、ドライ
バーICチップ111からボンディングワイヤ113,
114を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけ
ることで圧電体膜106を矢印117の方向にたわませ
る。このたわんだ分の体積分が圧力発生室101bの容
積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のイ
ンクがノズル開口部103a,103bから吐出され
る。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
インクジェットヘッドでは、ドライバーICチップ11
1と圧電体膜106の上下の電極層との間に対向基板1
05を配置しているので、ICチップ111の上面と電
極層との高低差が大きくなる。このように高低差が大き
いと、ICチップ111の上面のパッドと電極層とをワ
イヤ113によってボンディングする際、ボンディング
不良が発生することがある。これにより、歩留まりが悪
くなり、製品の信頼性も低下するという問題が生じる。
【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、ワイヤボンディング不良
の発生を抑制することにより、製品の歩留まり及び信頼
性を向上させたインクジェットヘッドを提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットヘッドは、駆動用基板と、この駆動用基板上に配置
されたドライバーICチップと、このドライバーICチ
ップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この
圧電体膜にドライバーICチップからの電圧を印加する
ためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成
された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧
されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーI
Cチップの裏面側に設けられた凹部であって、圧力発生
室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しな
いための凹部と、を具備することを特徴とする。
【0013】上記インクジェットヘッドによれば、駆動
用基板上にドライバーICチップを配置し、ドライバー
ICチップの裏面側に、圧力発生室内のインクを加圧す
る際に圧電体膜の動きを阻害しないための凹部を設け、
ドライバーICチップと駆動用基板との間に圧電体膜を
配置している。これにより、ドライバーICチップの上
面と圧電体膜との高低差を従来のそれに比べて小さくで
きる。従って、ドライバーICチップからの電圧を圧電
体膜に印加するためのワイヤをボンディングする際、ボ
ンディング不良の発生を抑制することができる。これに
より、製品の歩留まり及び信頼性を向上させることがで
きる。
【0014】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記駆動用基板下に配置されたノズル基板
と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加
圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部
と、をさらに含むことが好ましい。
【0015】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記圧力発生室に連通して形成され、この
圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含
むことが好ましい。
【0016】また、本発明に係るインクジェットヘッド
においては、上記インク供給部にインクを導入するため
のインク導入口をさらに含むことが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。
【0018】図1は、本発明の実施の形態によるインク
ジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【0019】このインクジェットヘッドはSiからなる
駆動用基板1を有している。この駆動用基板1の下面に
はステンレス製の薄い板からなるノズル基板3が配置さ
れている。駆動用基板1の上面には有機フィルム(PPS F
ilm)7が配置されており、この有機フィルム7の上面
にはステンレス製の薄い板からなる基板9が配置されて
いる。有機フィルム7及び基板9の内側且つ駆動用基板
1の上面にはドライバーICチップ11が配置されてい
る。このICチップ11の下面と駆動用基板1の上面と
の間にはピエゾ素子などからなる圧電体膜(PZT)6
が配置されている。
【0020】なお、駆動用基板1、ノズル基板3、有機
フィルム7及び基板9それぞれの厚さや細部の形状等
は、機械的強度やインクジェットヘッドの印字機能等を
発揮できるものであれば、種々の形状等を用いることが
可能である。
【0021】駆動用基板1にはインク供給部1aが設け
られている。このインク供給部1aの一端にはインク導
入口9aが配置されており、このインク導入口9aは、
基板9及び有機フィルム7に設けられている。インク導
入口9aはインクをインク供給部1a内に導入するもの
であるから、インク導入口9aの大きさや形状等はイン
クの導入に適したものであれば種々の形状等を用いるこ
とが可能である。
【0022】インク供給部1aの他端には圧力発生室1
bが連通して形成されており、これらインク供給部1a
及び圧力発生室1bは駆動用基板1に設けられている。
インク供給部1aは圧力発生室1bにインクを供給する
ものであるから、インク供給部1aの大きさや形状等は
インクの供給に適したものであれば種々の形状等を用い
ることが可能である。なお、駆動用基板1は、フォトリ
ソグラフィー技術及びエッチング技術等を用いてシリコ
ン基板をエッチング加工することにより形成されるもの
である。
【0023】圧力発生室1bの上部には圧電体膜6が位
置している。圧力発生室1bの下部にはインク滴を吐出
させるノズル開口部3a,3bが形成されており、この
ノズル開口部3a,3bはノズル基板3に設けられてい
る。圧力発生室1bはその内部に供給されたインクに圧
電体膜6によって圧力を発生させるものであるから、圧
力発生室1bの大きさや形状等は圧力発生に適したもの
であれば種々の形状等を用いることが可能である。ま
た、ノズル開口部3a,3bについても種々の形状等を
用いることが可能である。
【0024】圧電体膜6の上下には図示せぬ電極層が形
成されている。ドライバーICチップ11の下部には圧
電体膜6上に位置する空間(凹部)11aが設けられて
いる。この空間11aは、圧力発生室1bに圧力を発生
させるための圧電体膜の動きを阻害しない程度のもので
あり、ICチップ11の裏面シリコンをエッチングする
ことにより形成される。
【0025】前記電極層にはボンディングワイヤ13の
一端が電気的に接続されており、このボンディングワイ
ヤ13の他端はドライバーICチップ11に電気的に接
続されている。このような接続はワイヤボンディング技
術を用いて行われる。また、ICチップ11及びボンデ
ィングワイヤ13は樹脂15により封止されている。
【0026】次に、上記インクジェットヘッドを用いて
実際に印字を行う際の動作について説明する。
【0027】インク導入口9aからインク供給部1aに
インクを導入し、このインク供給部1aから圧力発生室
1bにインクを満たす。そして、ドライバーICチップ
11からボンディングワイヤ13を介して圧電体膜の上
下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜6を矢印1
7の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力
発生室1bの容積を減少させ、それにより、その体積減
少分の一部のインクがノズル開口部3a,3bから吐出
される。このように吐出したインクを用いて印字を行
う。
【0028】上記実施の形態によれば、従来のインクジ
ェットヘッドでは対向基板に形成していた空間を、ドラ
イバーICチップ11の裏面シリコンをエッチングする
ことにより形成している。つまり、ICチップ11の裏
面側に空間11aを形成することにより、従来のインク
ジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造とし
ている。このため、インクジェットヘッドの部品コスト
を低減することができる。
【0029】また、本実施の形態では、対向基板を用い
ないため、ICチップ11の上面と電極層との高低差を
従来のそれに比べて小さくできる。具体的には、その高
低差を従来のそれに比べて半分程度とすることができ
る。従って、ICチップ11の上面のパッドと電極層と
をワイヤ13によってボンディングする際、ボンディン
グスピードを上げることができると共に、ボンディング
不良の発生を抑制することができる。これにより、歩留
まりを向上でき、製品の信頼性も向上させることができ
る。
【0030】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動用基板上にドライバーICチップを配置し、ドライバ
ーICチップの裏面側に、圧力発生室内のインクを加圧
する際に圧電体膜の動きを阻害しないための凹部を設
け、ドライバーICチップと駆動用基板との間に圧電体
膜を配置している。したがって、ワイヤボンディング不
良の発生を抑制することができ、製品の歩留まり及び信
頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるインクジェットヘッ
ドの概略構成を示す断面図である。
【図2】従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す
断面図である。
【符号の説明】
1 駆動用基板 1a インク供給部 1b 圧力発生室 3 ノズル基板 3a,3b ノズル開口部 6 圧電体膜(PZT) 7 有機フィルム(PPS Film) 9 基板 9a インク導入口 11a 空間(凹部) 11 ドライバーICチップ 13 ボンディングワイヤ 15 樹脂 17 矢印 101 駆動用基板 101a インク供給部 101b 圧力発生室 103 ノズル基板 103a,103b ノズル開口部 105 対向基板 105a インク流路 105b 空間 106 圧電体膜(PZT) 107 有機フィルム(PPS Film) 109 基板 109a インク導入口 111 ドライバーICチップ 113,114 ボンディングワイヤ 115 配線パターン 117 矢印

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動用基板と、 この駆動用基板上に配置されたドライバーICチップ
    と、 このドライバーICチップと駆動用基板との間に配置さ
    れた圧電体膜と、 この圧電体膜にドライバーICチップからの電圧を印加
    するためのボンディングワイヤと、 上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上
    記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生
    室と、 上記ドライバーICチップの裏面側に設けられた凹部で
    あって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜
    の動きを阻害しないための凹部と、 を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 上記駆動用基板下に配置されたノズル基
    板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で
    加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部
    と、をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のイン
    クジェットヘッド。
  3. 【請求項3】 上記圧力発生室に連通して形成され、こ
    の圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに
    含むことを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェ
    ットヘッド。
  4. 【請求項4】 上記インク供給部にインクを導入するた
    めのインク導入口をさらに含むことを特徴とする請求項
    3記載のインクジェットヘッド。
JP35650899A 1999-12-15 1999-12-15 インクジェットヘッド Withdrawn JP2001171108A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012183747A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012183747A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置

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