JP2006095808A - Liquid drop ejection head, its manufacturing process and liquid drop ejector - Google Patents
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Description
本発明は液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに液滴吐出装置に関し、特にノズルや吐
出室を高密度化しても外部配線との実装部において短絡が起こるのを防止することができ
る液滴吐出ヘッド等に関する。
The present invention relates to a droplet discharge head, a manufacturing method thereof, and a droplet discharge device, and more particularly to a droplet discharge head capable of preventing a short circuit from occurring in a mounting portion with an external wiring even when a nozzle or a discharge chamber is densified. Etc.
昨今のインクジェットプリンタでは、高解像度画像の高速印字、プリンタの省スペース
化のために、インクジェットヘッドの多ノズル化及び小型化が進んでおり、それに伴って
ノズル密度の高密度化が進んでいる。しかし、ノズル密度を高密度化すると、外部配線と
の実装部も高密度化する必要があり、隣接する端子間で短絡してしまうという問題点があ
った。
In recent inkjet printers, the number of nozzles and the miniaturization of inkjet heads are increasing for high-speed printing of high-resolution images and space-saving of the printer, and the nozzle density is increasing accordingly. However, when the nozzle density is increased, it is necessary to increase the density of the mounting portion with the external wiring, which causes a problem of short-circuiting between adjacent terminals.
このため従来の液滴吐出ヘッドでは、同一平面上にある第1ヘッド部と第2ヘッド部を
それぞれ駆動する駆動電極が設けられ、第2ヘッド部の駆動電極に駆動電圧を供給する配
線と、第1ヘッド部の駆動電極とを絶縁膜を介して積層配置した構造とし、この配線の一
端部を支持基板の一端部に設ける外部電極入力パットに接続するようにしていた(例えば
、特許文献1参照)。
従来の液滴吐出ヘッドでは(例えば、特許文献1参照)、第2ヘッド部の駆動電極に駆
動電圧を供給する配線と、第1ヘッド部の駆動電極とを絶縁膜を介して積層配置し、この
配線の一端部を支持基板の一端部に設ける外部電極入力パットに接続して、さらに外部電
極入力パットを千鳥状に配置することにより、外部電極入力パット(端子)同士の短絡を
防止するようにしている。しかしこのような構造では、さらにノズル密度が高密度化した
場合に、外部電極入力パットの密度が高くなり外部電極入力パット間の短絡を防止するこ
とができないという問題点があった。
In a conventional droplet discharge head (see, for example, Patent Document 1), a wiring for supplying a drive voltage to the drive electrode of the second head portion and the drive electrode of the first head portion are stacked and disposed via an insulating film, One end of the wiring is connected to an external electrode input pad provided at one end of the support substrate, and the external electrode input pads are arranged in a staggered manner to prevent short-circuiting between the external electrode input pads (terminals). I have to. However, such a structure has a problem that when the nozzle density is further increased, the density of the external electrode input pads becomes high and a short circuit between the external electrode input pads cannot be prevented.
本発明は、ノズルや吐出室を高密度化しても外部配線との実装部において短絡が起こる
のを防止することができる液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにこの液滴吐出ヘッドを
搭載した液滴吐出装置を提供することを目的とする。
The present invention relates to a droplet discharge head capable of preventing a short circuit from occurring in a mounting portion with an external wiring even if the density of nozzles and discharge chambers is increased, a method for manufacturing the same, and a droplet mounted with the droplet discharge head An object is to provide a discharge device.
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数の吐出室と、吐出室の底面を形成する振動板と、
少なくとも一部が振動板と対向し振動板を駆動するための個別電極と、個別電極が形成さ
れる電極基板とを備え、電極基板は個別電極を外部配線に接続するための接続部を有し、
接続部において少なくとも2以上の個別電極が絶縁膜を介して積層されているものである
。
電極基板の接続部において少なくとも2以上の個別電極が絶縁膜を介して積層されてい
るため、この個別電極が積層された部分に複数の個別電極が集まることになり、個別電極
を外部配線と接続する端子部の面密度を減らすことができる。なお、この個別電極の積層
された部分に例えば積層構造の配線を有するFPC(Flexible Print C
ircut)を接続すれば、積層された個別電極が短絡することなく外部電源との導通を
取ることができる。
A droplet discharge head according to the present invention includes a plurality of discharge chambers, a diaphragm that forms a bottom surface of the discharge chamber,
At least a part of the electrode is opposed to the diaphragm and drives the diaphragm. The electrode substrate includes an electrode substrate on which the individual electrode is formed. The electrode substrate has a connection portion for connecting the individual electrode to external wiring. ,
In the connection portion, at least two or more individual electrodes are laminated via an insulating film.
Since at least two or more individual electrodes are laminated via an insulating film in the connection part of the electrode substrate, a plurality of individual electrodes are gathered at the part where the individual electrodes are laminated, and the individual electrodes are connected to the external wiring. The surface density of the terminal portion to be reduced can be reduced. It should be noted that, for example, an FPC (Flexible Print C) having a wiring having a laminated structure in the laminated portion of the individual electrodes.
If ircut) is connected, conduction to an external power source can be established without short-circuiting the stacked individual electrodes.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、接続部において個別電極が、この個別電極より上
に積層された他の個別電極及び絶縁膜と重ならない端子部を有し、この端子部が外部配線
と接続されるものである。
接続部において個別電極が、この個別電極より上に積層された他の個別電極及び絶縁膜
と重ならない端子部を有しているため、外部配線との接続部の面積を大きく取ることがで
きる。またこのように積層された複数の個別電極と接続するためのFPCを外部配線とし
て用いれば、端子部間の短絡を確実に防止することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the individual electrode in the connection portion has a terminal portion that does not overlap the other individual electrode and the insulating film stacked above the individual electrode, and the terminal portion is connected to the external wiring. To be connected.
Since the individual electrode in the connection portion has a terminal portion that does not overlap with another individual electrode and the insulating film stacked above the individual electrode, the area of the connection portion with the external wiring can be increased. Further, if the FPC for connecting to the plurality of individual electrodes stacked in this way is used as an external wiring, a short circuit between the terminal portions can be surely prevented.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、個別電極が、電極基板に形成された凹部に設置さ
れており、複数の凹部が、振動板と対向する部分の外で合流して単一凹部が形成され、こ
の単一凹部は、凹部より深く形成されており、単一凹部内には、合流する複数の凹部内に
形成された個別電極が絶縁膜を介して積層されているものである。
複数の凹部が合流する単一凹部が形成され、この単一凹部内に個別電極が絶縁膜を介し
て積層されているため、個別電極と振動板の間のギャップを確保することができ、振動板
の静電駆動を妨げることがない。またこの単一凹部は、凹部の振動板と対向する部分より
も深く形成されているため、積層された複数の個別電極を収容することができる。
In the liquid droplet ejection head according to the present invention, the individual electrodes are installed in the recesses formed on the electrode substrate, and a plurality of recesses merge outside the part facing the diaphragm to form a single recess. The single recess is formed deeper than the recess. In the single recess, individual electrodes formed in a plurality of confluent recesses are stacked via an insulating film.
A single recess is formed in which a plurality of recesses merge, and the individual electrodes are stacked in this single recess via an insulating film, so that a gap between the individual electrode and the diaphragm can be secured. Does not interfere with electrostatic drive. Moreover, since this single recessed part is formed deeper than the part which opposes the diaphragm of a recessed part, it can accommodate several laminated | stacked individual electrodes.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の単一凹部内に積層された個別電極のうち最
上層に積層された個別電極と、凹部の振動板に対向する部分に形成された個別電極が同一
平面上に形成されているものである。
単一凹部内に積層された個別電極のうち最上層に積層された個別電極と、凹部の振動板
に対向する部分に形成された個別電極が同一平面上に形成されているため、単一凹部を最
低限の深さで形成すればよい。
Further, the droplet discharge head according to the present invention includes an individual electrode stacked in the uppermost layer among the individual electrodes stacked in the single recess, and an individual electrode formed on a portion facing the diaphragm of the recess. They are formed on the same plane.
Since the individual electrode stacked in the uppermost layer among the individual electrodes stacked in the single recess and the individual electrode formed in the portion facing the diaphragm of the recess are formed on the same plane, the single recess Can be formed with a minimum depth.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の個別電極が、ITOからなるものである。
個別電極がITO(Indium Tin Oxide)から形成されているため、ス
パッタ等によって容易に個別電極を形成することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the individual electrode is made of ITO.
Since the individual electrode is made of ITO (Indium Tin Oxide), the individual electrode can be easily formed by sputtering or the like.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の電極基板が、ホウ珪酸ガラスからなるもの
である。
電極基板がホウ珪酸ガラスから形成されているため、上記の凹部をフッ酸水溶液等によ
るウェットエッチングで容易に形成することができる。
In the droplet discharge head according to the present invention, the electrode substrate is made of borosilicate glass.
Since the electrode substrate is made of borosilicate glass, the recess can be easily formed by wet etching using a hydrofluoric acid aqueous solution or the like.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極基板となる材料基板に個別電極を形成
するための凹部を形成した後に、第1の個別電極を形成し、少なくとも接続部の一部に形
成された第1の個別電極の表面に絶縁膜を形成した後に、接続部に形成される部分が絶縁
膜の表面に積層されるように第2の個別電極を形成して上記の液滴吐出ヘッドを製造する
ものである。
材料基板に凹部を形成した後に第1の個別電極を形成し、その表面に絶縁膜を形成して
、絶縁膜上に第2の個別電極を形成すれば、容易に上記の液滴吐出ヘッドを製造すること
ができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, after forming a recess for forming an individual electrode on a material substrate to be an electrode substrate, a first individual electrode is formed and formed at least on a part of a connection portion. After forming the insulating film on the surface of the formed first individual electrode, the second individual electrode is formed so that the portion formed in the connection portion is laminated on the surface of the insulating film, and the droplet discharge head described above Is to be manufactured.
If the first individual electrode is formed after forming the recess in the material substrate, the insulating film is formed on the surface, and the second individual electrode is formed on the insulating film, the above-described droplet discharge head can be easily formed. Can be manufactured.
また本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、2つの凹部を、振動板と対向する部分
より接続部側で合流させて単一凹部を形成し、この単一凹部を、凹部の振動板と対向する
部分より深く形成して、単一凹部内に、合流する2つの凹部内に形成される個別電極を絶
縁膜を介して積層するものである。
単一凹部を凹部の振動板と対向する部分より深く形成することにより、単一凹部内に積
層される2つの個別電極が単一凹部内に収容され、個別電極と振動板の間のギャップを確
保することができ、振動板の静電駆動を妨げることがない。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a single recess is formed by joining two recesses closer to the connecting portion than a portion facing the diaphragm, and the single recess is formed as a diaphragm diaphragm. Are formed deeper than the portion facing each other, and individual electrodes formed in two converging concave portions are laminated in a single concave portion via an insulating film.
By forming the single concave portion deeper than the portion of the concave portion facing the diaphragm, the two individual electrodes stacked in the single concave portion are accommodated in the single concave portion to ensure a gap between the individual electrode and the diaphragm. This can prevent electrostatic driving of the diaphragm.
本発明に係る液滴吐出装置は、上記のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載し、この液滴吐
出ヘッドに、外部配線として積層構造の配線を有するFPCが接続されているものである
。
上記のような構造の端子部を持った液滴吐出ヘッドに、この端子部と接合するための積
層構造の配線を有するFPCを接続すれば、確実に端子部間の短絡を防止することができ
る。
A droplet discharge apparatus according to the present invention includes any one of the above-described droplet discharge heads, and an FPC having a multilayer structure wiring as an external wiring is connected to the droplet discharge head.
By connecting an FPC having a wiring with a laminated structure for joining to the terminal portion to the droplet discharge head having the terminal portion having the above structure, a short circuit between the terminal portions can be surely prevented. .
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のFPCが、導電性異方接着剤によって液滴吐
出ヘッドに接続されているものである。
例えばACF(Anisotropic Conductive Film、異方性導
電フィルム)等の導電性異方接着剤を用いてFPCと上記の液滴吐出ヘッドを接続すれば
、横方向の短絡を確実に防止することができ、容易にFPCと液滴吐出ヘッドを接続する
ことができる。
In the droplet discharge device according to the present invention, the FPC is connected to a droplet discharge head by a conductive anisotropic adhesive.
For example, if the FPC and the droplet discharge head are connected using a conductive anisotropic adhesive such as ACF (Anisotropic Conductive Film), a lateral short circuit can be reliably prevented. The FPC and the droplet discharge head can be easily connected.
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記の導電性異方接着剤に伝導粒子が混練されてお
り、絶縁膜の厚さが伝導粒子の直径よりも小さいものである。
絶縁膜の厚さが伝導粒子の直径よりも小さいため、FPCと液滴吐出ヘッドの端子部と
の導通を確実に取ることができる。
In the droplet discharge device according to the present invention, conductive particles are kneaded with the above-described conductive anisotropic adhesive, and the thickness of the insulating film is smaller than the diameter of the conductive particles.
Since the thickness of the insulating film is smaller than the diameter of the conductive particles, conduction between the FPC and the terminal portion of the droplet discharge head can be ensured.
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であり、一部を断面図
で示している。また図2は、図1に示す液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態のA−A断
面図である(図1参照)。なお図1及び図2に示す液滴吐出ヘッドは、ノズル基板の表面
側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェク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。本実施形態1では、フェイスイ
ジェクトタイプの液滴吐出ヘッドについて説明するが、ノズル基板又はキャビティ基板の
側面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するサイドイジェクトタイプのものでもよい
。また、本実施形態1に係る液滴吐出ヘッドは、特に個別電極に特徴があるものである。
図1に示すように本実施形態1に係る液滴吐出ヘッド10は、主にキャビティ基板11
、電極基板12及びノズル基板13から構成されている。キャビティ基板11の一方の面
には電極基板12が接合されており、キャビティ基板11の他方の面にはノズル基板13
が接合されている(図2参照)。
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to Embodiment 1 of the present invention, and a part thereof is shown in a sectional view. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in a state where the droplet discharge head shown in FIG. 1 is assembled (see FIG. 1). The droplet discharge head shown in FIGS. 1 and 2 is of a face eject type that discharges droplets from nozzle holes provided on the surface side of the nozzle substrate, and is an electrostatic drive system that is driven by electrostatic force. belongs to. In the first embodiment, a face eject type liquid droplet ejection head will be described. However, a side eject type liquid ejection head that ejects liquid droplets from nozzle holes provided on a side surface of a nozzle substrate or a cavity substrate may be used. The droplet discharge head according to the first embodiment is particularly characterized by individual electrodes.
As shown in FIG. 1, the
The
Are joined (see FIG. 2).
キャビティ基板11は、例えば単結晶シリコンからなり、底壁を振動板14とする吐出
室15となる凹部15aと、各々の吐出室15に液滴を供給するためのリザーバ17とな
る凹部17aが形成されている。本実施形態1では、キャビティ基板11は単結晶シリコ
ンからなり、その全面にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposi
tion)によって、TEOS(TetraEthylOrthoSilicate)か
らなる絶縁膜(図示せず)を0.1μm形成している。これは、振動板14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、インク等の液滴によるキャビティ基板11
のエッチングを防止するためのものである。
The
The insulating film (not shown) made of TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) is formed to 0.1 μm. This is to prevent dielectric breakdown and short-circuit when the
This is to prevent etching.
なお本実施形態1に係る液滴吐出ヘッド10の振動板14は、高濃度のボロンドープ層
34から形成され、このボロンドープ層34は振動板14の厚さと同じ厚さを有している
。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエ
ッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約5×1019atoms/cm3以上の
高濃度の領域において、非常に小さくなる。本実施形態1では、振動板14の部分を高濃
度のボロンドープ層34とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室15
となる凹部15aを形成する際に、ボロンドープ層34が露出してエッチングレートが極
端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板14を所
望の厚さに形成している。
The
When the
またキャビティ基板11に接合されるノズル基板13は、例えば厚さ100μmのシリ
コン基板を用い、ノズル基板13の表面に個々の吐出室15と連通するノズル孔22を設
け、さらに吐出室15とリザーバ17を連通するオリフィス16となる細溝16aを設け
る。なお、このオリフィス16となる細溝16aは、キャビティ基板11に設けるように
してもよい。
The
キャビティ基板11に接合される電極基板12は、例えばホウ珪酸ガラスや単結晶シリ
コンを使用する。電極基板12がホウ珪酸ガラスからなる場合には、キャビティ基板11
と電極基板12の接合は陽極接合により行う。また電極基板12が単結晶シリコンからな
る場合には、キャビティ基板11と電極基板12の接合は直接接合により行う。なお本実
施形態1では、電極基板12がホウ珪酸ガラスからなるものとする。
電極基板12には複数の凹部20が例えば深さ0.3μmで形成されており、この凹部
20の内部には個別電極18の駆動部18a及びリード部18bと、個別電極19の駆動
部19a及びリード部19bが形成されている。この凹部20は、個別電極18の駆動部
18a及びリード部18bと、個別電極19の駆動部19a及びリード部19bを装着で
きるように、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ている。なお
リード部18bとリード部19bは後に説明するように、それぞれ接続部25の端子部1
8cと端子部19cに繋がっている。
The
The
A plurality of
8c and the
個別電極18の駆動部18aと個別電極19の駆動部19aは、凹部19の内部にギャ
ップGを介して振動板14と対向するように、例えばITO(Indium Tin O
xide)を0.1μmの厚さでスパッタすることにより作製される(図2参照)。上記
の例では、キャビティ基板11と電極基板12を接合した後のギャップGは0.2μmと
なる。なお本実施形態1では、リード部18b及びリード部19bも、ITOを0.1μ
mの厚さでスパッタすることにより作製されている。
凹部20は、リード部18b及びリード部19bが形成される部分で屈曲しており、隣
接する凹部20は駆動部18a及び駆動部18bが形成されている部分の外で合流して単
一凹部21を形成している。即ち、駆動部18a及びリード部18bの形成された凹部2
0と、駆動部19a及びリード部19bの形成された凹部20が合流して単一凹部21が
形成されている。図2に示すように単一凹部21は、凹部20よりも深く形成されており
、例えば深さ0.5μmで形成されている。
単一凹部21には、その内部に個別電極18のリード部18bと個別電極19のリード
部19bが絶縁膜26を介して積層されている。なお本実施形態1では、単一凹部21の
内部に、下からリード部18b、絶縁膜26、リード部19bの順に積層されており、こ
れらはすべて厚さ0.1μmで形成されている。このため、駆動部19a(図2において
図示せず)、リード部19b及び端子部19cが、ほぼ同一平面上に形成されている。ま
た、単一凹部21の接続部25側には封止材33が塗布されており、ギャップG等の空間
に異物が入らないように密封されている。
The
xide) is sputtered to a thickness of 0.1 μm (see FIG. 2). In the above example, the gap G after the
It is fabricated by sputtering with a thickness of m.
The
0 and the
In the
電極基板12の、駆動部18a及び19aが形成されている部分の反対側の端部は、接
続部25となっている。この接続部25の部分はキャビティ基板11と接合されておらず
、個別電極18のリード部18b及び個別電極19のリード部19bが延出した状態とな
っている。接続部25に延出した個別電極18及び個別電極19は、接続部25において
も単一凹部21の内部と同様に絶縁膜26を介して積層されている。
接続部25において個別電極19の露出した部分は、端子部19cとなっている。また
接続部25において個別電極18は、その上に積層された絶縁膜26及び端子部19cと
重ならない部分を有しており、この重ならない部分が端子部18cとなっている。即ち、
絶縁膜26は、個別電極18の接続部25に延出した部分の全体を覆わないようになって
おり、端子部19cはこの絶縁膜26の上に積層されるようになっている。
後に説明するようにこの接続部25において、端子部18c及び端子部19cとFPC
(Flexible Print Circuit、図1及び図2において図示せず)等
の外部配線を接続することにより、個別電極18及び個別電極19が外部電源(図示せず
)と導通されるようになっている。
An end portion of the
The exposed portion of the
The insulating
As will be described later, in the
By connecting an external wiring such as (Flexible Print Circuit, not shown in FIGS. 1 and 2), the
ここで図1及び図2に示す液滴吐出ヘッドの動作について説明する。個別電極18の端
子部18c及び個別電極19の端子部19cに発信回路(図示せず)によって、0Vから
24V程度のパルス電圧を印加し駆動部18a及び駆動部19aがプラスに帯電すると、
対応する振動板14はマイナスに帯電し、振動板14は静電気力によって駆動部18a側
及び駆動部19a側に吸引されて撓む。次にパルス電圧をオフにすると、振動板14にか
けられた静電気力がなくなり振動板14は復元する。このとき、吐出室15の内部の圧力
が急激に上昇し、ノズル孔22からインク等の液滴が吐出されることとなる。そして再び
パルス電圧が印加され、振動板14が駆動部18a側及び駆動部19a側に撓むことによ
り、液滴がリザーバ17よりオリフィス16を通じて吐出室15内に補給される。
なおキャビティ基板11と発信回路との接続は、ドライエッチングによりキャビティ基
板11の一部に開けられた共通電極(図示せず)で行われる。また液滴吐出ヘッド10の
リザーバ17への液滴の供給は、電極基板12及びキャビティ基板11に形成された液滴
供給口23から行われる。
Here, the operation of the droplet discharge head shown in FIGS. 1 and 2 will be described. When a pulse voltage of about 0V to 24V is applied to the
The corresponding
The
図3は、本発明の実施形態1に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットプリンタ等の液滴
吐出装置に実装するときの実装方法について示した断面図である。なお図3は、図1のA
−A断面を示したものであり、液滴吐出ヘッド10の接続部25以外の部分は省略して示
している。
本実施形態1の液滴吐出ヘッド10は、図3に示すように接続部25においてFPC4
0と接続される。このFPC40は、例えば2層の可撓性の樹脂からなる絶縁層41及び
絶縁層42を有し、絶縁層41と絶縁層42の間には金属等からなる配線43が設けられ
ており、絶縁層42の配線43と反対面にも金属等からなる配線44が設けられている。
また絶縁層41及び配線43は、絶縁層42及び配線44よりも突出した状態となってい
る。
図3に示すように、配線43の絶縁膜42及び配線44よりも突出した部分は端子部1
9cに接続され、配線44は端子部18cに接続される。これらの配線は、例えばACF
(Anisotropic Conductive Film、異方性導電フィルム)等
の導電性異方接着剤50によって端子部18c及び端子部19cに接続されている。AC
Fは、バインダと呼ばれるエポキシ系主剤等の絶縁樹脂の中に、フィラーと呼ばれる直径
数μmの伝導粒子51が混練されたものである。伝導粒子51としては、例えばニッケル
、銀等の金属粒子又はニッケルと金でメッキされた樹脂粒子が用いられる。ACFは、絶
縁樹脂に混練された伝導粒子51が圧着されることにより、圧着された方向には導電性を
有するが、それと直角方向には絶縁性を有するものである。
なお本実施形態1では、絶縁膜26が厚さ0.1μmで形成されているため、絶縁膜2
6の厚さは、伝導粒子51の直径よりも十分小さくなっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a mounting method when the droplet discharge head according to the first embodiment of the present invention is mounted on a droplet discharge device such as an inkjet printer. Note that FIG. 3 shows A in FIG.
This is a cross section of -A, and the portions other than the connecting
As shown in FIG. 3, the
Connected to 0. The
Further, the insulating
As shown in FIG. 3, the portion of the
The
It is connected to the
F is obtained by kneading
In the first embodiment, since the insulating
The thickness of 6 is sufficiently smaller than the diameter of the
本実施形態1では、電極基板12の接続部25において個別電極18及び個別電極19
が絶縁膜26を介して積層されているため、この個別電極18及び個別電極19が積層さ
れた部分に2つの個別電極が集まることになり、端子部の面密度を減らすことができる。
また接続部25の端子部18c及び端子部19cに、図3に示すような積層構造の配線4
3及び配線44を有するFPC40を接続すれば、積層された個別電極18及び個別電極
19が短絡することなく外部電源との導通を取ることができる。
さらに2つの凹部20が合流する単一凹部21が形成され、この単一凹部21内にリー
ド部18b及びリード部19bが絶縁膜26を介して積層されているため、個別電極18
及び個別電極19と振動板14の間のギャップGを確保することができ、振動板14の静
電駆動を妨げることがない。
In the first embodiment, the
Are laminated via the insulating
Further, the wiring 4 having a laminated structure as shown in FIG. 3 is connected to the
3 and the
Further, a
In addition, a gap G between the
なお本実施形態1では、単一凹部21及び接続部25において個別電極18及び個別電
極19を絶縁膜26を介して積層する例を示したが、例えば単一凹部21において3つ以
上の凹部を合流させて3つ以上の個別電極を絶縁膜を介して積層するようにしてもよい。
この場合、端子部に接続するFPCも3層以上の配線が絶縁層を介して積層されているも
のを使用して液滴吐出装置に実装することができる。
また本実施形態1では、リード部18b及びリード部19bの両方が屈曲している液滴
吐出ヘッド10を示したが、例えば片方のリード部のみが屈曲し、もう一方のリード部が
直線状に形成されているものでものでもよい。
In the first embodiment, the example in which the
In this case, the FPC connected to the terminal portion can also be mounted on the droplet discharge device using a structure in which three or more wirings are stacked via an insulating layer.
Further, in the first embodiment, the
実施形態2.
図4及び図5は、実施形態1の図1及び図2に示す液滴吐出ヘッドの製造工程を示した
断面図である。なお図4及び図5では、実施形態1の液滴吐出ヘッド10の電極基板12
の製造工程を説明する。また図4及び図5は、図1の電極基板12のA−A断面に対応し
た部分を示している。
まず例えばホウ珪酸ガラスからなる材料基板12aを準備し、その片側表面にスパッタ
等によりクロム膜と金膜を順次形成してクロム・金膜60を形成する。そしてクロム・金
膜60の表面の全体にレジスト膜61を形成する(図4(a))。
次にレジスト膜61に単一凹部21及び接続部25に対応したパターンを露光して、そ
れを現像することによりパターニングを行う。そしてエッチング液によって金膜及びクロ
ム膜を順次ウェットエッチングして、クロム・金膜60の単一凹部21及び接続部25に
対応した部分を除去する(図4(b))。
そして残ったクロム・金膜60をエッチングマスクとして、例えばフッ酸水溶液によっ
て単一凹部21及び接続部25に対応した部分を0.2μmの深さでエッチングする(図
4(c))。
Embodiment 2. FIG.
4 and 5 are cross-sectional views showing manufacturing steps of the droplet discharge head shown in FIGS. 1 and 2 according to the first embodiment. 4 and 5, the
The manufacturing process will be described. 4 and 5 show portions corresponding to the AA cross section of the
First, a
Next, patterning is performed by exposing the resist
Then, using the remaining chromium /
それから上記の図4(b)の工程と同様にして、クロム・金膜60の凹部20に対応し
た部分を除去する(図4(d))。
その後、残ったクロム・金膜60をエッチングマスクとして、例えばフッ酸水溶液によ
って単一凹部21及び接続部25に対応した部分と凹部20に対応した部分を共に0.3
μmの深さでエッチングする(図4(e))。これにより材料基板12aに、凹部20、
単一凹部21及び接続部25が形成される。
次に、材料基板12aのエッチングを行った面の全面に、例えばスパッタによってIT
O膜62を形成する(図5(f))。
そしてITO膜62の表面にレジスト膜(図示せす)を形成して、露光、現像を行い、
個別電極18に対応した部分をパターニングする。それからこのレジスト膜をエッチング
マスクとして、例えば塩酸と硝酸の混合液でエッチングすることにより個別電極18を形
成する(図5(g))。
Then, in the same manner as in the process of FIG. 4B, the portion corresponding to the
Thereafter, using the remaining chromium /
Etching is performed at a depth of μm (FIG. 4E). Thereby, the
A
Next, the entire surface of the etched surface of the
An
Then, a resist film (not shown) is formed on the surface of the
A portion corresponding to the
その後、例えばシリコンからなり絶縁膜26に対応した形状の貫通孔を有するマスク6
3を用いて、単一凹部21及び接続部25の一部に絶縁膜26を形成する(図5(h))
。この絶縁膜26は、例えば酸化シリコンをスパッタ又は蒸着することにより形成するこ
とができる。
そしてマスク63を取り外して(図5(i))、今度は個別電極19に対応した形状の
貫通孔を有するマスク64を用いて個別電極19を形成する(図5(j))。この個別電
極19を形成するには、例えばシリコンからなるマスク64を用いてITOをスパッタす
ることにより形成することができる。なお図5(j)では図示していないが、マスク64
は駆動部19a、リード部19bに対応した貫通孔も有している。またマスク64の貫通
孔の絶縁膜26に対応した部分は絶縁膜26よりも小さめに形成されており、マスクのず
れやスパッタの回り込みがあったときでも個別電極18と個別電極19が短絡しないよう
になっている。
最後にマスク64を取り外して、電極基板12が完成する(図5(k))。
Thereafter, the mask 6 made of, for example, silicon and having a through hole having a shape corresponding to the insulating
3 is used to form an insulating
. This insulating
Then, the
Has a through hole corresponding to the
Finally, the
本実施形態2では、材料基板12aに凹部20等を形成した後に個別電極18を形成し
、その表面に絶縁膜26を形成して、絶縁膜26上に個別電極19を形成するため、容易
に実施形態1の液滴吐出ヘッド10を製造することができる。
また単一凹部21を凹部20より深く形成することにより、単一凹部21内に積層され
る2つの個別電極が単一凹部21内に収容され、個別電極19と振動板14の間のギャッ
プを確保することができ、振動板の静電駆動を妨げることがない。
In the second embodiment, the
Further, by forming the single
実施形態3.
図6は、実施形態1に係る液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の1例を示した斜視
図である。なお図6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
り、図3に示す実装方法によって液滴吐出ヘッド10が搭載されている。
実施形態1に係る液滴吐出ヘッド10は上記のように端子部間における短絡がなく、液
滴吐出装置100は吐出不良等が少ないものである。
なお実施形態1に係る液滴吐出ヘッド10は、図6に示すイン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. 6 is a perspective view showing an example of a droplet discharge device equipped with the droplet discharge head according to the first embodiment. The
As described above, the
In addition to the injet printer shown in FIG. 6, the
なお、本発明の液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに液滴吐出装置は、本発明の実施
形態に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変形することができる。
例えば、単一凹部21を凹部20よりも深く形成せず、個別電極19及び絶縁膜26を個
別電極18に乗り上げる形で形成してもよい。
The droplet discharge head, the manufacturing method thereof, and the droplet discharge apparatus of the present invention are not limited to the embodiments of the present invention, and can be modified within the scope of the idea of the present invention.
For example, the
10 液滴吐出ヘッド、11 キャビティ基板、12 電極基板、13 ノズル基板、
14 振動板、15 吐出室、15a 凹部、16 オリフィス、16a 細溝、17
リザーバ、17a 凹部、18 個別電極、18a 駆動部、18b リード部、18c
端子部、19 個別電極、19a 駆動部、19b リード部、19c 端子部、20
凹部、21 単一凹部、23 液滴供給口、25 接続部、26 絶縁膜、33 封止
材、34 ボロンドープ層、40 FPC、41 絶縁層、42 絶縁層、43 配線、
44 配線、50 導電性異方接着剤、51 伝導粒子。
10 droplet discharge head, 11 cavity substrate, 12 electrode substrate, 13 nozzle substrate,
14 Diaphragm, 15 Discharge chamber, 15a Recess, 16 Orifice, 16a Narrow groove, 17
Reservoir, 17a Recessed part, 18 Individual electrode, 18a Drive part, 18b Lead part, 18c
Terminal part, 19 Individual electrode, 19a Drive part, 19b Lead part, 19c Terminal part, 20
Recess, 21 Single recess, 23 Droplet supply port, 25 Connection, 26 Insulating film, 33 Sealing material, 34 Boron doped layer, 40 FPC, 41 Insulating layer, 42 Insulating layer, 43 Wiring,
44 wiring, 50 conductive anisotropic adhesive, 51 conductive particles.
Claims (11)
対向し前記振動板を駆動するための個別電極と、該個別電極が形成される電極基板とを備
え、該電極基板は前記個別電極を外部配線に接続するための接続部を有し、前記接続部に
おいて少なくとも2以上の前記個別電極が絶縁膜を介して積層されていることを特徴とす
る液滴吐出ヘッド。 A plurality of discharge chambers, a diaphragm forming a bottom surface of the discharge chamber, an individual electrode at least partially facing the diaphragm and driving the diaphragm, and an electrode substrate on which the individual electrode is formed The electrode substrate has a connection portion for connecting the individual electrode to an external wiring, and at least two or more of the individual electrodes are stacked via an insulating film in the connection portion. Droplet discharge head.
絶縁膜と重ならない端子部を有し、該端子部は前記外部配線と接続されることを特徴とす
る請求項1記載の液滴吐出ヘッド。 In the connection portion, the individual electrode has a terminal portion that does not overlap with another individual electrode and an insulating film stacked above the individual electrode, and the terminal portion is connected to the external wiring. The droplet discharge head according to claim 1.
記振動板と対向する部分の外で合流して単一凹部が形成され、該単一凹部は、前記凹部よ
り深く形成されており、前記単一凹部内には、前記合流する複数の凹部内に形成された個
別電極が絶縁膜を介して積層されていることを特徴とする請求項1又は2記載の液滴吐出
ヘッド。 The individual electrode is installed in a recess formed in an electrode substrate, and the plurality of recesses merge outside a portion facing the diaphragm to form a single recess, and the single recess is The individual electrode formed in the said several recessed part is laminated | stacked through the insulating film in the said single recessed part, and it is formed deeper than the said recessed part. The droplet discharge head described.
の前記振動板に対向する部分に形成された個別電極が同一平面上に形成されていることを
特徴とする請求項3記載の液滴吐出ヘッド。 Among the individual electrodes stacked in the single recess, the individual electrode stacked in the uppermost layer and the individual electrode formed in the portion of the recess facing the diaphragm are formed on the same plane. 4. The liquid droplet ejection head according to claim 3, wherein
滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1, wherein the individual electrode is made of ITO.
記載の液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1, wherein the electrode substrate is made of borosilicate glass.
電極を形成し、少なくとも前記接続部の一部に形成された第1の個別電極の表面に絶縁膜
を形成した後に、前記接続部に形成される部分が前記絶縁膜の表面に積層されるように第
2の個別電極を形成して請求項1記載の液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴
吐出ヘッドの製造方法。 After forming a recess for forming an individual electrode in a material substrate to be an electrode substrate, a first individual electrode is formed, and an insulating film is formed on the surface of the first individual electrode formed at least in a part of the connection portion 2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a second individual electrode is formed so that a portion formed in the connection portion is laminated on a surface of the insulating film after forming the first and second contact electrodes. Manufacturing method of a droplet discharge head.
を形成し、該単一凹部を、前記凹部の前記振動板と対向する部分より深く形成して、前記
単一凹部内に、前記合流する2つの凹部内に形成される個別電極を絶縁膜を介して積層す
ることを特徴とする請求項7記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 The two concave portions are joined on the connecting portion side from the portion facing the diaphragm to form a single concave portion, and the single concave portion is formed deeper than the portion of the concave portion facing the diaphragm. 8. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 7, wherein the individual electrodes formed in the two concave portions to be joined are stacked in the single concave portion with an insulating film interposed therebetween.
配線として積層構造の配線を有するFPCが接続されていることを特徴とする液滴吐出装
置。 7. A liquid droplet ejection apparatus, comprising: the liquid droplet ejection head according to claim 1; and an FPC having a multilayer structure wiring as an external wiring connected to the liquid droplet ejection head. .
特徴とする請求項9記載の液滴吐出装置。 10. The droplet discharge apparatus according to claim 9, wherein the FPC is connected to the droplet discharge head by a conductive anisotropic adhesive.
の直径よりも小さいことを特徴とする請求項10記載の液滴吐出装置。
The droplet discharge device according to claim 10, wherein conductive particles are kneaded in the conductive anisotropic adhesive, and the thickness of the insulating film is smaller than the diameter of the conductive particles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004283630A JP2006095808A (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Liquid drop ejection head, its manufacturing process and liquid drop ejector |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004283630A JP2006095808A (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Liquid drop ejection head, its manufacturing process and liquid drop ejector |
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JP (1) | JP2006095808A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009274327A (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Konica Minolta Ij Technologies Inc | Inkjet head |
-
2004
- 2004-09-29 JP JP2004283630A patent/JP2006095808A/en not_active Withdrawn
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