JP2007050598A - Electrostatic actuator, droplet discharging head, and droplet discharging device equipped with the droplet discharging head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関し、特に高密度なノズル密度であり、長尺かつ多数列のノズル列を有する小型の静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic actuator, a droplet discharge head, and a droplet discharge apparatus provided with the droplet discharge head, and more particularly to a small electrostatic discharge having a high nozzle density and having a long and many nozzle rows. The present invention relates to an actuator, a droplet discharge head, and a droplet discharge apparatus including the droplet discharge head.
従来、「電気熱変換素子(アクチュエータ)及びインク流路やインク吐出口を形成した基板と制御用ICチップの出力の突起電極(出力側電極)とを、一面上にフィエスダウンで実装するとともに、ICチップの入力側をフレキシブルプリント基板の外部取り出し電極に接続する」ようにした構造のインクジェットヘッド(液滴噴射ヘッド)が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, “a substrate on which an electrothermal conversion element (actuator) and an ink flow path and an ink discharge port are formed and a protruding electrode (output side electrode) of an output of a control IC chip are mounted on one surface by fiss down. An inkjet head (droplet ejecting head) having a structure in which the input side of an IC chip is connected to an external extraction electrode of a flexible printed circuit board is disclosed (for example, see Patent Document 1).
このインクジェットヘッドは、ICチップに出力側電極であるバンプ(実装部)及び入力側の突起電極(入力側電極)であるバンプを形成して、基板の電極と対向して載置するようになっている。ICチップの出力側電極数とアクチュエータとの数は、通常、同数となっている。また、ICチップと基板との間には樹脂層(異方性導電接着剤)を設けて、それぞれのバンプを基板電極に接続するようになっている。 This ink-jet head is formed so that bumps (mounting portions) as output electrodes and bumps as input-side protruding electrodes (input electrodes) are formed on an IC chip so as to face the electrodes on the substrate. ing. The number of output side electrodes of the IC chip and the number of actuators are usually the same. Further, a resin layer (anisotropic conductive adhesive) is provided between the IC chip and the substrate, and each bump is connected to the substrate electrode.
上記のインクジェットヘッドの構成では、ICチップの出力側電極数とアクチュエータとが同数であるため、ノズル密度の高密度化に伴って素子制御用ICの出力側電極の実装密度も必然的に高密度化しなければならない。また、各個別電極は、対応するノズルと平行位置に形成されるようになっているので、ノズルに対応するためには素子制御用ICを大きく(長尺化)しなければならない。しかしながら、素子制御用ICを大きくすることは、製造コストが多くかかってしまうという問題がある。 In the above-described ink jet head configuration, since the number of output side electrodes of the IC chip and the number of actuators are the same, the mounting density of the output side electrodes of the element control IC is inevitably increased as the nozzle density increases. Must be converted. Further, each individual electrode is formed in a position parallel to the corresponding nozzle. Therefore, in order to correspond to the nozzle, the element control IC must be enlarged (lengthened). However, enlarging the element control IC has a problem of increasing the manufacturing cost.
また、素子制御用ICは、異方性導電接着剤により電気的に接続されるようになっており、電気的な接続を可能にするためには、素子制御用ICの出力側電極に所定の実装面積が要求される。しかしながら、実装面積を確保しようとすれば、素子制御用ICの出力側電極における実装密度の高密度化を実現することが困難になってしまうという問題がある。換言すれば、上記のようなインクジェットヘッドでは、実装面積の確保と実装密度の高密度との両立が困難なのである。特に、素子制御用ICの出力側電極の実装部(バンプ)を1列に配列する構造では実装部を高密度化することは更に難しいことになる。 Further, the element control IC is electrically connected by an anisotropic conductive adhesive. In order to enable electrical connection, a predetermined electrode is applied to the output side electrode of the element control IC. Mounting area is required. However, if a mounting area is to be ensured, there is a problem that it is difficult to realize a high mounting density in the output side electrode of the element control IC. In other words, in the ink jet head as described above, it is difficult to ensure both mounting area and high mounting density. In particular, in the structure in which the mounting portions (bumps) of the output side electrodes of the element control IC are arranged in a row, it is more difficult to increase the density of the mounting portions.
さらに、1列当たりのノズル数が増加した長尺インクジェットヘッドにおいては、複数の素子制御用ICを実装しなければならないという問題がある。それは、アクチュエータ側は単一な部材や材料で形成することが可能になっているが、上述したように素子制御用ICを長尺化することは一般的に難しく、コストアップにもなってしまうからである。なお、複数の素子制御用ICを実装した場合、異方性導電接着剤のはみ出し等を考慮して所定の隙間を各素子制御用ICの間に設けなければならない。このために、アクチュエータから素子制御用ICまでの間に存在する配線リードは、単純に一直線に配線することができなくなってしまうという問題もある。この配線リードは、異方性導電接着剤による短絡を防止しつつ、配線抵抗を小さくするように配線レイアウトをしなくてはならないのが一般的である。 Further, in a long inkjet head having an increased number of nozzles per row, there is a problem that a plurality of element control ICs must be mounted. Although it is possible to form the actuator side with a single member or material, as described above, it is generally difficult to lengthen the element control IC, which also increases the cost. Because. When a plurality of element control ICs are mounted, a predetermined gap must be provided between the element control ICs in consideration of the protrusion of the anisotropic conductive adhesive. For this reason, the wiring lead existing between the actuator and the element control IC cannot be simply wired in a straight line. In general, the wiring lead must be laid out so as to reduce the wiring resistance while preventing a short circuit due to the anisotropic conductive adhesive.
本発明は、電極実装部の高密度化を実現して小型化を図りつつ、異方性導電接着剤による短絡を防止する静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備え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 an electrostatic actuator, a droplet discharge head, and a liquid equipped with the droplet discharge head, which prevents a short circuit due to an anisotropic conductive adhesive while achieving a high density of the electrode mounting portion and reducing the size. An object is to provide a droplet discharge device.
本発明に係る静電アクチュエータは、複数の振動板を有するキャビティ基板と、振動板のそれぞれに対向する個別電極、個別電極に駆動信号を供給するドライバICを設置するための電極実装部及び個別電極と電極実装部とを接続するリード配線が形成された電極基板とを備え、個別電極に電圧を印加し、これにより発生する静電気力によって振動板を駆動させる静電アクチュエータであって、電極実装部は、該電極実装部に設置されるドライバICの両側に設けられている端子群に対して、各側毎に複数列の実装部を備えていることを特徴とする。 An electrostatic actuator according to the present invention includes a cavity substrate having a plurality of diaphragms, an individual electrode facing each of the diaphragms, an electrode mounting portion for installing a driver IC that supplies a drive signal to the individual electrodes, and an individual electrode And an electrode substrate on which lead wiring for connecting the electrode mounting portion is formed, and an electrostatic actuator that applies a voltage to the individual electrode and drives the diaphragm by the electrostatic force generated thereby. Is characterized in that a plurality of rows of mounting portions are provided on each side with respect to a terminal group provided on both sides of a driver IC installed in the electrode mounting portion.
電極基板に形成された電極実装部は、そこに装着されるドライバICの両側に設けられている端子群に対応するように各側毎に複数列の実装部を備えているので、装着できるドライバICのサイズや種類等の範囲を拡大することが可能になる。すなわち、電極実装部は、装着されるドライバICの出力端子の個数や列数に対応した実装部で構成されているので、装着するドライバICを決まった形状に限定することがない。換言すれば、装着するドライバICを小型化することができるので、静電アクチュエータの小型化にもなる。 The electrode mounting portion formed on the electrode substrate includes a plurality of mounting portions on each side so as to correspond to the terminal groups provided on both sides of the driver IC mounted on the electrode substrate. The range of IC size and type can be expanded. That is, the electrode mounting portion is configured by mounting portions corresponding to the number of output terminals and the number of columns of the driver ICs to be mounted, and thus the driver IC to be mounted is not limited to a fixed shape. In other words, since the driver IC to be mounted can be reduced in size, the electrostatic actuator can also be reduced in size.
本発明に係る静電アクチュエータは、複数列を片側2列の4列構成とし、その片側2列を一組として各組を対称位置に配置したことを特徴とする。これによれば、ドライバICを実装するための電極実装部の実装密度を半分にすることが可能になる。すなわち、ノズル密度を高密度化することが可能になる。したがって、異方性導電接着剤により装着されるようになっているドライバICと電極実装部との電気的な接続を可能とするための実装面積を十分に確保することが可能となる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that a plurality of rows have a four-row configuration with two rows on one side, and each row is arranged in a symmetrical position with the two rows on one side as one set. According to this, the mounting density of the electrode mounting portion for mounting the driver IC can be halved. That is, the nozzle density can be increased. Therefore, it is possible to secure a sufficient mounting area for enabling electrical connection between the driver IC and the electrode mounting portion that are mounted by the anisotropic conductive adhesive.
本発明に係る静電アクチュエータは、片側2列の隣接する実装部を水平に形成し、その水平に形成した実装部を列方向に平行となるように配置したことを特徴とする。これにより、ドライバICを装着する際に余剰となった異方性導電接着剤が電極実装部から効率的にドライバICの外部に押し出されることになる。したがって、ドライバICの実装浮きがなく、確実にドライバICを固着することができ、信頼性の高い静電アクチュエータを提供できる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that two adjacent rows of mounting portions on one side are formed horizontally, and the horizontally formed mounting portions are arranged so as to be parallel to the column direction. Thereby, the surplus anisotropic conductive adhesive when the driver IC is mounted is efficiently pushed out of the driver IC from the electrode mounting portion. Therefore, there is no mounting floating of the driver IC, the driver IC can be securely fixed, and a highly reliable electrostatic actuator can be provided.
本発明に係る静電アクチュエータは、リード配線の一部を平面的に斜めとなるように斜め配線としたことを特徴とする。これにより、電極実装部と個別電極とが形成された各圧力室(アクチュエータ)とのピッチ変換が容易となる。したがって、静電アクチュエータの小型を実現することができる。すなわち、電極実装部を構成する各実装部をそれぞれが対応する各振動室と平行位置に形成しなくて済み、装着するドライバICのサイズを容易に変更することができる。また、電極実装部と個別電極とが同一平面上(電極基板上)に形成され配線リードにより個別電極の電極引き回しが容易となっており、斜め配線により、更に電極引き回しが容易となり、配線レイアウトが簡略できる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that a part of the lead wiring is formed as an oblique wiring so as to be inclined in a plane. This facilitates pitch conversion between each pressure chamber (actuator) in which the electrode mounting portion and the individual electrodes are formed. Therefore, the electrostatic actuator can be miniaturized. That is, it is not necessary to form each mounting part constituting the electrode mounting part in a position parallel to each corresponding vibration chamber, and the size of the driver IC to be mounted can be easily changed. In addition, the electrode mounting part and the individual electrodes are formed on the same plane (on the electrode substrate), and it is easy to route the electrodes of the individual electrodes by the wiring leads. Further, the wiring of the electrodes is facilitated by the oblique wiring. Can be simplified.
本発明に係る静電アクチュエータは、斜め配線を電極基板に設けられた溝内に形成し、電極基板とキャビティ基板とを接合したことを特徴とする。これにより、斜め配線の部分に異方性導電接着剤がはみ出ることがない。すなわち、電極基板とキャビティ基板とのギャップ量は約0.2μmであり、導電粒子の直径は4〜6μmであるために、ドライバICを装着する際にドライバICが加圧されたとしても、斜め配線に導電粒子がはみ出ることがないのである。したがって、斜め配線の配線間隔を狭くしても短絡を防止することができるため、ヘッドの小型化が可能になる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that oblique wiring is formed in a groove provided in an electrode substrate, and the electrode substrate and the cavity substrate are joined. As a result, the anisotropic conductive adhesive does not protrude from the diagonal wiring portion. That is, since the gap amount between the electrode substrate and the cavity substrate is about 0.2 μm and the diameter of the conductive particles is 4 to 6 μm, even if the driver IC is pressurized when the driver IC is mounted, The conductive particles do not protrude from the wiring. Therefore, even if the wiring interval between the diagonal wirings is narrowed, a short circuit can be prevented, and the head can be downsized.
本発明に係る静電アクチュエータは、異方性導電接着剤によりドライバICを電極実装部に実装することを特徴とする。すなわち、異方性導電接着剤を介して電極実装部とドライバICの出力端子とを容易に接続することが可能である。これにより、異方性導電接着剤中に存在する導電粒子により電気的に導通されつつ、隣接する各実装部においては導電粒子同士が接触せず絶縁性を保つことができる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that a driver IC is mounted on an electrode mounting portion with an anisotropic conductive adhesive. That is, it is possible to easily connect the electrode mounting portion and the output terminal of the driver IC via the anisotropic conductive adhesive. Thereby, while electrically conducting by the conductive particles present in the anisotropic conductive adhesive, the conductive particles are not in contact with each other in the adjacent mounting portions, and insulation can be maintained.
本発明に係る静電アクチュエータは、各組の実装部の間隔を導電粒子の直径の3倍以上にすることを特徴とする。一般的に、導電粒子の直径は4〜6μmであり、各実装部の間隔を導電粒子の直径の3倍以上とすれば、導電粒子を原因とする短絡を防止することが可能になる。すなわち、各実装部の間隔を導電粒子の直径の3倍以上としておけば、ドライバICの装着の際に異方性導電接着剤がはみ出してしまっても短絡を十分に防止することができる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that the interval between the mounting portions of each set is three times or more the diameter of the conductive particles. In general, the diameter of the conductive particles is 4 to 6 μm, and if the interval between the mounting parts is set to three times or more the diameter of the conductive particles, it is possible to prevent a short circuit caused by the conductive particles. That is, if the interval between the mounting parts is set to be three times or more the diameter of the conductive particles, even if the anisotropic conductive adhesive protrudes when the driver IC is mounted, a short circuit can be sufficiently prevented.
本発明に係る静電アクチュエータは、電極実装部から斜め配線となるまでの各リード配線の間隔を導電粒子の直径の3倍以上にすることを特徴とする。これにより、各リード配線の間隔を導電粒子の直径の3倍以上とすれば、導電粒子を原因とする短絡を防止することが可能になる。すなわち、各リード配線の間隔を導電粒子の直径の3倍以上としておけば、ドライバICの装着の際に異方性導電接着剤がはみ出してしまっても短絡を十分に防止することができる。 The electrostatic actuator according to the present invention is characterized in that the interval between each lead wiring from the electrode mounting portion to the diagonal wiring is three times or more the diameter of the conductive particles. As a result, if the interval between the lead wires is set to three times or more the diameter of the conductive particles, it is possible to prevent a short circuit caused by the conductive particles. That is, if the interval between the lead wires is set to be three times or more the diameter of the conductive particles, even if the anisotropic conductive adhesive protrudes when the driver IC is mounted, a short circuit can be sufficiently prevented.
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、吐出用液滴が貯えられた圧力室の圧力変動用に請求項1〜8のいずれかに記載の静電アクチュエータを搭載したことを特徴とする。こうすることで、上記のような特徴を有する静電アクチュエータを液滴吐出ヘッドに応用することが可能になる。したがって、装着するドライバICを決まったものに限定することがないので、液滴吐出ヘッドの小型化に寄与することが可能になる。
A droplet discharge head according to the present invention is characterized in that the electrostatic actuator according to any one of
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、吐出用液滴が貯えられた圧力室の圧力変動用に搭載した請求項1〜8のいずれかに記載の静電アクチュエータと、圧力室に液滴を供給するリザーバ、リザーバから圧力室へ液滴を移送するための供給孔、及び圧力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、リザーバ基板に固着され、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を備えたことを特徴とする。こうすることで、4層構造の液滴吐出ヘッドに応用することが可能になる。 A droplet discharge head according to the present invention is mounted for pressure fluctuation of a pressure chamber in which discharge droplets are stored, and supplies the droplets to the pressure chamber. A reservoir substrate having a reservoir, a supply hole for transferring a droplet from the reservoir to the pressure chamber, and a nozzle communication hole for transferring the droplet from the pressure chamber to the nozzle hole; And a nozzle substrate having a plurality of nozzle holes. By doing so, it can be applied to a droplet discharge head having a four-layer structure.
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、吐出用液滴が貯えられた圧力室の圧力変動用に搭載した請求項1〜8のいずれかに記載の静電アクチュエータと、圧力室に貯えられた吐出用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を備えたことを特徴とする。こうすることで、3層構造お液滴吐出ヘッドにも応用することが可能になる。
A droplet discharge head according to the present invention is mounted for pressure fluctuation of a pressure chamber in which discharge droplets are stored, and the electrostatic actuator according to
本発明に係る液滴吐出装置は、請求項9〜11のいずれかに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。このようにすることによって、上記のような効果を備えた液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に応用することが可能になる。すなわち、電極実装部及び個別電極のピッチ変換を容易にすることができるので、小型化した液滴吐出ヘッドを搭載することができる。また、ノズル密度を高密度化することにもなる。さらに、電極実装部と個別電極とが同一平面上(電極基板上)に形成されるので、配線リードにより個別電極の電極引き回しが容易となる。これは、配線レイアウトの簡略化になり製造工程においてかかる手間を省略することが可能になっている。
A droplet discharge device according to the present invention is equipped with the droplet discharge head according to any one of
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態に係わる液滴吐出ヘッド100について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド100の分解斜視図である。図2は、液滴吐出ヘッド100が組み立てられた状態のA−A断面を示す縦断面図である。なお、この液滴吐出ヘッド100は、静電気力により駆動される静電駆動方式の静電アクチュエータの代表として、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液滴吐出ヘッドを表している。また、図1は、駆動信号を供給するためのFPC(Flexible Printed Circuit)の一部を含めて示している。
Hereinafter, a
図1に示すように、液滴吐出ヘッド100は、一般的な静電駆動方式の液滴吐出ヘッドのような3層構造ではなく、電極基板4、キャビティ基板3、リザーバ基板2、ノズル基板1の4つの基板で構成される4層構造を例に示している。リザーバ基板2の一方の面にはノズル基板1が接合されており、リザーバ基板2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2が接合された面の反対面には、電極基板4が接合されている。すなわち、電極基板4、キャビティ基板3、リザーバ基板2、ノズル基板1の順で接合されている。さらに、液滴吐出ヘッド100には、個別電極17に駆動信号を供給するドライバIC15が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
[電極基板4]
電極基板4は、ホウ珪酸ガラス等のガラスで形成するとよい。ここでは、電極基板4がホウ珪酸ガラスで形成されている場合を例に示すが、これに限定するものではない。たとえば、電極基板4を単結晶シリコンで形成してもよい。この電極基板4には、凹部(ガラス溝)12が、形成されている。この凹部12は、たとえば深さ0.3μmで形成するとよい。また、この凹部12の内部には個別電極17が、一定の間隔を有して後述の振動板8と対向するように作成されている。この個別電極17は、たとえばITO(Indium Tin Oxide)を0.1μmの厚さでスパッタして作製するとよい。
[Electrode substrate 4]
The
凹部12は、その一部が個別電極17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。また、その他の部分(中央部)は、ドライバIC15を装着できるようにパターン形成されている。この実施形態においては、その中央部にドライバIC15を設置する場合を例に示している。なお、ドライバIC15の個数を特に限定するものではないが、ここでは2個設置する場合を例に示している。
The
個別電極17は、その一端(IC出力実装部18)がドライバIC15と接続されており、ドライバIC15から駆動信号が供給されるようになっている。ここでは、図に示すようにドライバIC15の下部に形成されている接続端子と個別電極17とが接続されている場合を例に示している。このドライバIC15の下部の個別電極17を接続するための接続端子が形成された部分を接続部というものとする。なお、接続部をドライバIC15の下部に限定するものではない。たとえば、ドライバIC15の下部以外の部分に接続端子を形成してもよい。このような場合には、個別電極17とドライバIC15とが接続されている部分を接続部というものとする。
One end (IC output mounting portion 18) of the
この液滴吐出ヘッド100は、複数の個別電極17が長辺及び短辺を有する長方形状に形成されており、この個別電極17が、互いの長辺が平行になるように配置され、個別電極17の短辺方向に伸びる電極列を2列形成している。なお、個別電極17の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極17が細長い平行四辺形状になっている場合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。
In the
また、液滴吐出ヘッド100は、ドライバIC15が2つの電極列の間に設置され、両方の電極列に接続されるようになっている。したがって、ドライバIC15から2つの電極列に駆動信号を供給することが可能となり、電極列の多列化が容易となる。さらに、ドライバIC15の個数を少なくすることが可能なため、製造に要するコストを削減することができ、液滴吐出ヘッド100の小型化も可能となる。なお、図で示しているA領域については、図3で詳述する。
In the
電極基板4には、インク供給孔11が形成されている。このインク供給孔11は、電極基板4を貫通するように形成されている。また、電極基板4には、FPC実装部21が形成されている。なお、電極基板4とキャビティ基板3とが接合された後に、IC出力実装部18及び振動室13(ギャップ)を封止するための封止部材14が形成されるが、この封止部材14については図2で詳述する。
An
[キャビティ基板3]
キャビティ基板3は、たとえば単結晶シリコンからなり、底壁が振動板8となる圧力室7(または、吐出室)が、複数形成されている。この圧力室7は、個別電極17の電極列に対応して2列に形成されるようになっている。また、キャビティ基板3には、電極列の間にキャビティ基板3を貫通するように第1の穴部22が形成されている。さらに、キャビティ基板3は、振動板8に電圧を印加するための共通電極16を有している。この共通電極16は、FPC30と接続されるようになっている。
[Cavity substrate 3]
The
なお、このキャビティ基板3は、単結晶シリコンからなり、その全面にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)によって、TEOS(TetraEthylOrthoSilicate)からなる図示省略の絶縁膜を0.1μm形成している。これは、振動板8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3のエッチングを防止するためのものである。
The
振動板8は、高濃度のボロンドープ層で形成するようにしてもよい。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。このため、振動板8の部分を高濃度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって圧力室7を形成する際に、ボロンドープ層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8を所望の厚さに形成することができる。
The
電極基板4とキャビティ基板3とを接合すると個別電極17と振動板8との間に空隙である振動室13(ギャップ)が形成される。この振動室13は、たとえば深さ0.2μmとなるように形成されている。また、キャビティ基板3には、キャビティ基板3を貫通するようにインク供給孔11が形成されている。
When the
[リザーバ基板2]
リザーバ基板2は、たとえば単結晶シリコンからなり、圧力室7に液滴を供給するためのリザーバ10が2つ形成されている。このリザーバ10の底面には、リザーバ10から圧力室7へ液滴を移送するための供給孔9が形成されている。また、リザーバ10の底面には、リザーバ10の底面を貫通するようにインク供給孔11が形成されている。
[Reservoir substrate 2]
The
このリザーバ基板2に形成されたインク供給孔11と、キャビティ基板3に形成されたインク供給孔11及び電極基板4に形成されたインク供給孔11とは、リザーバ基板2、キャビティ基板3及び電極基板4が接合された状態において互いに繋がっており、外部からリザーバ10に液滴を供給されるようになっている(図2参照)。さらに、2つのリザーバ10の間には、リザーバ基板2を貫通し、第1の穴部22に対応する第2の穴部23が形成されている。
The
図2に示すように、キャビティ基板3に設けられた第1の穴部22と、リザーバ基板2に設けられた第2の穴部23とは連通して収容部24を形成している。そして、この収容部24の内部にドライバIC15が収容されるようになっている。また、リザーバ基板2のリザーバ10以外の部分には、各々の圧力室7に連通し、圧力室7から後述するノズル孔5に液滴を移送するためのノズル連通孔6が形成されている。このノズル連通孔6は、リザーバ基板2を貫通しており、圧力室7の供給孔9が連通する一端の反対側の一端に連通している。
As shown in FIG. 2, the first hole portion 22 provided in the
[ノズル基板1]
ノズル基板1は、たとえば厚さ100μmのシリコン基板からなり、各々のノズル連通孔6と連通する複数のノズル孔5が形成されている。なお、ノズル孔5を2段に形成して液滴を吐出する際の直進性を向上させている(図2参照)。また、電極基板4、キャビティ基板3、リザーバ基板2及びノズル基板1を接合するときに、シリコンからなる基板とホウ珪酸ガラスからなる基板を接合する場合は陽極接合により、シリコンからなる基板同士を接合する場合は直接接合によって接合することができる。また、シリコンからなる基板同士は、接着剤を用いて接合することもできる。
[Nozzle substrate 1]
The
図2に示すように、液滴吐出ヘッド100では、ドライバIC15が収容部24の内部に収容されており、収容部24がノズル基板1、リザーバ基板2、キャビティ基板3及び電極基板4によって閉塞されている。すなわち、ノズル基板1が収容部24の上面を、電極基板4が収容部24の下面を、キャビティ基板3及びリザーバ基板2が収容部24の側面を形成することにより、収容部24が閉塞されるようになっている。なお、収容部24は、液滴や外気からドライバIC15を保護するために密閉するのが望ましい。
As shown in FIG. 2, in the
また、封止部材14は、振動板8と個別電極17との間のギャップ13を封止するようになっている。この封止部材14は、たとえば水分透過性の低い酸化シリコン(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸窒化シリコン(SiON)、窒化シリコン(SiN)、ポリパラキシリレン等で形成するとよい。なお、ポリパラキシリレンは、結晶性ポリマー樹脂であり水分透過防止性及び耐薬品性に優れている性質を有している。これらの材料をスパッタやCVD等を用いて成膜すれば、水分透過性の低い封止部材14を小さく形成することができ、液滴吐出ヘッド100を更に小型化することが可能となる。
The sealing
次に、液滴吐出ヘッド100の動作について説明する。リザーバ10には、インク供給孔10を介して外部からインク等の液滴が供給されている。また、圧力室7には、供給孔9を介してリザーバ10から液滴が供給されている。ドライバIC15には、FPC30のFPC内配線(IC入力)32及び電極基板4に設けられたIC入力実装部20を介して液滴吐出装置の図示省略の制御部から駆動信号(パルス電圧)が供給されている。
Next, the operation of the
そして、ドライバIC15から個別電極17に0Vから40V程度までのパルス電圧を印加し、個別電極17をプラスに帯電させ、対応する振動板8をFPC内配線(COM)31を介して液滴吐出装置の図示省略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。そうすると、振動板8は、静電気力によって個別電極17側に吸引されて撓むことになる。このパルス電圧をオフにすると、振動板8にかけられた静電気力がなくなり振動板8は復元することになる。このとき、圧力室7の内部の圧力が急激に上昇し、圧力室7内の液滴がノズル連通孔6を通過してノズル孔5から吐出されることになる。その後、液滴がリザーバ10から供給孔9を通じて圧力室7内に補給され、初期状態に戻ることになる。
Then, a pulse voltage of about 0 V to 40 V is applied from the
なお、液滴吐出ヘッド100のリザーバ10への液滴の供給は、たとえばインク供給孔11に接続された図示省略の液滴供給管により行われている。また、FPC30が、FPC30の長手方向が電極列を形成する個別電極17の短辺方向と平行となるようにドライバIC15と接続されている。たとえば、個別電極17の短辺が長辺に対して斜めになっており、個別電極17が細長い平行四辺形状になっている場合には、個別電極17の長辺と直角方向にFPC30を接続すればよい。これにより、複数の電極列を有する液滴吐出ヘッド100とFPC30とをコンパクトに接続することができる。
The supply of droplets to the
図3は、電極基板4のA領域を示す詳細平面図である。ここでは、電極基板4に2つのドライバIC15を設置している場合を例に示している(波線で表しているIC外形)。図に示すように、電極実装部40は、個別電極17と同一平面上に形成されるようになっている。したがって、電極実装部40と個別電極17とを接続する電極リード部41及び斜め電極リード部42(斜め配線)により、個別電極17の電極引き回しが容易になっている。すなわち、電極基板4の配線レイアウトが容易になっている。
FIG. 3 is a detailed plan view showing a region A of the
また、電極実装部40が平行2列構成となっている場合を例に示している。こうすることで、実装密度を半分にすることが可能になる。なお、電極実装部40を平行2列構成することに限定するものではい。たとえば、1列目と2列目とをずらして2列構成にしてもよい。また、列数も2列に限定するものではなく、3列構成以上としてもよい。この場合には、電極実装部40のピッチ間隔を考慮して決定するとよい。
Further, the case where the
ドライバIC15は、異方性導電接着剤によって電極基板4に装着されるようになっている。ドライバIC15の接続端子または電極実装部40に異方性導電接着剤を塗布し、ドライバIC15を加圧して、収容部24に固着するようになっている。異方性導電接着剤を使用した接続方法では、電気的な接続を可能とするために所定の実装面積が要求される。つまり、電極実装部を1列構成とすると、高密度化が困難で、ノズル密度の高密度化という要求に応えることができないのである。したがって、1列構成の電極実装部では困難なノズル密度の高密度化を可能にしている。
The
異方性導電接着剤には、フィルム状のものやペースト状のものがある。フィルム上の異方性導電接着剤をACF(Anisortropic Conductive Film)、ペースト状の異方性導電接着剤をACP(Anisortropic Conductive Paste)という。ここでは、異方性導電接着剤にACFを使用している場合を例に説明するが、ACPを使用してもよい。 The anisotropic conductive adhesive includes a film-like one and a paste-like one. The anisotropic conductive adhesive on the film is referred to as ACF (Anisotropic Conductive Film), and the paste-like anisotropic conductive adhesive is referred to as ACP (Anisotropic Conductive Paste). Here, a case where ACF is used for the anisotropic conductive adhesive will be described as an example, but ACP may be used.
ドライバIC15は、異方性導電接着剤(ACF)を介して電極基板4に装着されるようになっている。この異方性導電接着剤は、熱硬化性樹脂に導電粒子を分散させたものである。この導電粒子が、ドライバIC15の出力端子と電極基板4に形成された電極実装部40との間に入り込んで、ドライバIC15と電極基板4とが電気的に接続されるようになっている。また、加熱により硬化した熱硬化性樹脂により、ドライバIC15と電極基板4とが機械的に接続され、この電気的接続部が保護されるようになっている。
The
すなわち、ドライバIC15と電極基板4とは、異方性導電接着剤中に存在する導電粒子により電気的に導通されるが、左右に隣接するそれぞれの電極実装部は導電粒子同士が接触せず、絶縁性を保つことができるようになっている。一般的に、導電粒子の直径は4〜6μmであり、電極実装部40の各電極間隔及び電極リード部41の各リード間隔を導電粒子の直径の3倍以上とすれば、導電粒子による短絡がなくなる。すなわち、各電極間隔を16μm、各リード間隔を20μmとして、導電粒子による短絡を防止するようになっている(図7参照)。
That is, the
また、電極実装部40が平行2列構成となっているために、ドライバIC15下の余剰な異方性導電接着剤は、各電極間から効率的にドライバIC15の外部に押し出されるようになっている。したがって、ドライバIC15の実装浮きが発生することなく、信頼性の高い液滴吐出ヘッド100を作ることができる。なお、電極実装部40を平行2列構成に限定するものではないことは上述したが、余剰な異方性導電接着剤を最も効率よくドライバIC15の外部に押し出し、かつ実装面積を確保するためには、図に示すように電極実装部40を平行2列構成することが望ましい。
Further, since the
図4は、図2で示したA領域の電極基板4に設けたガラス溝(凹部12の一部分)を示す詳細平面図である。図では、波線がガラス溝を表している。電極実装部40は、実装部(バンプ)が所定間隔で平行な2列構成となっている。すなわち、ドライバIC15の出力端子に対応可能なように平行2列構成となっている。ここでは、電極実装部40が平行2列構成である場合を例に説明するが、これに限定するものではなく、ドライバIC15の出力端子の配列に対応するような構成であればよい。ただし、異方性導電接着剤の特徴及び電極実装部40のピッチを考慮して設定することが望ましい。
FIG. 4 is a detailed plan view showing a glass groove (a part of the recess 12) provided in the
図に示すように、電極実装部40と個別電極部43とまでの間のリード配線の一部は、平面的に斜め配線となっている(斜め電極リード部42)。こうすることで、電極実装部40及び個別電極部43のピッチ変換を容易にしている。また、ピッチ変換を容易に変更や設定できるので、液滴吐出ヘッド100をコンパクトにすることも可能になる。ここでは、斜め電極リード部42のガラス溝は、各リードの数(図5参照)と同数形成されておらず、隣接する2つの個別電極17を一組として形成されている場合を例に示している。
As shown in the drawing, a part of the lead wiring between the
斜め電極リード部42は、キャビティ基板3に接合するように配線レイアウトされている。こうすることで、電極実装部40に塗布された異方性導電接着剤が斜め電極リード部42にはみ出すことを防止している。電極基板4とキャビティ基板3とのGap量は、約0.2μmであり、導電粒子の直径は4〜6μmであるので、導電粒子が斜め電極リード部42にはみ出さないようになっている。したがって、斜め電極リード部42の各配線間で導電粒子による短絡は発生しない。また、短絡が発生しないので、斜め電極リード部42の配線間隔(スペース)の幅を狭くすることが可能になっている。さらに、斜め電極リード部42の各配線を太く形成して、配線抵抗を低減することも可能になっている。
The oblique
以上のように、斜め電極リード部42は、異方性導電接着剤により短絡が発生することがないので、斜め電極リード部42の各リードの配設場所にガラス溝を作らなくて済むことになる。すなわち、図に示すように、平行2列構成として電極実装部40の隣接した電極2つで斜め電極リード部42のガラス溝を形成している。こうすることで、配線レイアウトが簡略化することができ、手間を省略することも可能になる。なお、斜め電極リード部42のレイアウトを図のように限定するものではない。
As described above, since the oblique
図5は、図2で示したA領域の電極基板4のITO配線を示す詳細平面図である。このITO配線が、図4で示したガラス溝(凹部12の一部分)に形成されるようになっているのである。つまり、このガラス溝は、ITO配線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、斜め電極リード部42の各リードの間隔は、7μmに設定してある場合を例に示している(図8参照)。
FIG. 5 is a detailed plan view showing the ITO wiring of the
図6は、電極基板4とキャビティ基板3とを組み合わせた際のA領域を示す詳細平面図である。波線が電極基板4に形成したガラス溝を、実線がキャビティ基板3の形状をそれぞれ表している。電極実装部40には、ドライバIC15が装着されるので、キャビティ基板には貫通穴である第1の穴部22が形成されている。また、斜め電極リード部42は、キャビティ基板3がエッチングされずに接合されている。また、個別電極部43には、圧力室7(アクチュエータ)となるための、凹部が形成されている。なお、図示していないが、ガラス溝内部にはITO配線が装着されていものとする。
FIG. 6 is a detailed plan view showing a region A when the
図7は、電極実装部40を示す拡大詳細図である。ここでは、電極実装部40を便宜的に1列目及び2列目として示すものとする。なお、1列目がドライバIC15の中央側の実装部(バンプ)を、2列目が各個別電極17側の実装部をそれぞれ表しているものとする。図に示すように、1列目の各実装部とその実装部に対応する電極リード部41とは、2列目の実装部間に形成してあるリードでそれぞれ接続されている。この2列目の実装部とその間に形成してあるリードとの間隔が16μmとしてある場合を例に示している。また、電極リード部41の各リード間隔が20μmとしてある場合を例に示している。
FIG. 7 is an enlarged detail view showing the
上述したように、導電粒子の直径は一般的に4〜6μmであり、この導電粒子の直径の3倍以上の間隔(距離)があれば導電粒子による短絡がなくなる。したがって、2列目の実装部とその間に形成してあるリードとの間隔を16μm、電極リード部41の各リード間隔を20μmとすることで、導電粒子の直径の3倍以上を確保して導電粒子による短絡を防止するようになっている。なお、導電粒子が6μmである場合には、2列目の実装部とその間に形成してあるリードとの間隔を18μm以上に設定すればよい。 As described above, the diameter of the conductive particles is generally 4 to 6 μm, and if there is an interval (distance) of three times or more the diameter of the conductive particles, a short circuit due to the conductive particles is eliminated. Therefore, by setting the distance between the mounting portion in the second row and the leads formed between them to 16 μm and the distance between the leads of the electrode lead portion 41 to 20 μm, it is possible to ensure a conductivity of 3 times or more the diameter of the conductive particles. Short circuit by particles is prevented. When the conductive particles are 6 μm, the distance between the mounting portion in the second row and the leads formed therebetween may be set to 18 μm or more.
図8は、斜め電極リード部42及び個別電極部43を示す拡大詳細図である。斜め電極リード部42の各リードの間隔が7μm、各個別電極17の間隔が5μmである場合を例に示している。すなわち、斜め電極リード部42及び個別電極部43には、異方性導電接着剤を塗布することがないので、導電粒子の直径を考慮せずに間隔を短く設定することが可能になっている。
FIG. 8 is an enlarged detail view showing the oblique
図9は、液滴吐出ヘッド100が搭載された液滴吐出装置の制御系を示す概略ブロック図である。ここでは、この液滴吐出装置が一般的なインクジェットプリンタである場合を例に示す。図に基づいて、液滴吐出ヘッド100が搭載された液滴吐出装置の制御系について説明する。ただし、液滴吐出ヘッド100が搭載された液滴吐出装置の制御系を、ここで示した場合に限定するものではない。
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a control system of a droplet discharge device on which the
インクジェットプリンタは、液滴吐出ヘッド100を駆動制御するための制御装置50を備えている。この制御装置50は、CPU(中央処理装置)51を中心に構成されている。CPU51は、パーソナルコンピュータや遠隔制御装置(リモコン)等の外部装置60から印刷情報が入力されるようになっている。この印刷情報は、バス52を介して入力されたり、赤外線信号等の無線信号で入力されたりするようになっている。また、CPU51は、内部バス53を介してROM54、RAM55及びキャラクタジェネレータ56と接続している。
The ink jet printer includes a
制御装置50では、RAM55内の記憶領域を作業領域として用いて、ROM54内に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ56から発生するキャラクタ情報に基づき、液滴吐出ヘッド100を駆動するための制御信号を生成する。制御信号は、論理ゲートアレイ57及び駆動パルス発生回路58を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ65を経由して液滴吐出ヘッド100に内蔵されたドライバIC15に供給されるほか、COM発生回路59に供給される。また、ドライバIC15には、印字用の駆動パルス信号V3、制御信号LP、極性反転制御信号REV等(図4参照)も供給されるようになっている。なお、COM発生回路59は、たとえば駆動パルスを発生するための図示省略の共通電極ICで構成するとよい。
The
COM発生回路59では、供給された各信号に基づき、液滴吐出ヘッド100の共通電極16、すなわち各振動板8に印加すべき駆動信号をその図示省略の共通出力端子COMから出力するようになっている。また、ドライバIC15では、供給された各信号及び電源回路70から供給される駆動電圧Vpに基づき、各個別電極17に印加すべき駆動信号を、各個別電極17に対応した個数の個別出力端子SEGから出力するようになっている。そして、共通出力端子COMの出力と個別出力端子SEGの出力との電位差が、各振動板8とそれに対向する個別電極17との間に印加されるようになっている。振動板8の駆動時(液滴の吐出時)には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
The
図10は、ドライバIC15及びCOM発生回路59の内部構成の一例を示す概略ブロック図である。なお、ドライバIC15及びCOM発生回路59は、1組で64個の個別電極17及び振動板8に駆動信号を供給するものとする。また、ドライバIC15が、電源回路70から高電圧系の駆動電圧Vp及び論理回路系の駆動電圧Vccが供給されて動作するCMOSの64ビット出力の高耐圧ドライバである場合を例に示している。
FIG. 10 is a schematic block diagram showing an example of the internal configuration of the
ドライバIC15は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとGND電位の一方を、個別電極17に印加する。ドライバIC15は、64ビットのシフトレジスタ81を有し、シフトレジスタ81はシリアルデータとして論理ゲートアレイ57より送信された64ビット長のDI信号入力を、DI信号に同期する基本クロックパルスであるXSCLパルス信号入力によりデータをシフトアップし、シフトレジスタ81内のレジスタに格納するスタティクシフトレジスタとなっている。DI信号は、64個の個別電極17のそれぞれを選択するための選択情報をオン/オフにより示す制御信号であり、この信号がシリアルデータとして送信される。
The
また、ドライバIC15は、64ビットのラッチ回路82を有し、ラッチ回路82はシフトレジスタ81内に格納された64ビットデータを制御信号(ラッチパルス)LPによりラッチしてデータを格納し、格納されたデータを64ビット反転回路83に信号出力するスタティクラッチである。ラッチ回路82では、シリアルデータのDI信号が各振動板8の駆動を行うための64セグメント出力を行うための64ビットのパラレル信号へと変換される。
The
反転回路83では、ラッチ回路82から入力される信号と、REV信号との排他的論理和をレベルシフタ84へ出力する。レベルシフタ84は、反転回路83からの信号の電圧レベルをロジック系の電圧レベル(5Vレベル又は3.3Vレベル)からヘッド駆動系の電圧レベル(0〜45Vレベル)に変換するレベルインターフェイス回路である。SEGドライバ85は、64チャンネルのトランスミッションゲート出力となっていて、レベルシフタ84の入力によりSEG1〜SEG64のセグメント出力に対して、駆動電圧パルス入力か又はGND入力のいずれかを出力する。COM発生回路59に内蔵されたCOMドライバ86は、REV入力に対して駆動電圧パルスか又はGND入力のいずれかをCOMへ出力する。
The inverting
XSCL、DI、LP及びREVの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、論理ゲートアレイ57よりドライバIC15に送信される信号である。このように、ドライバIC15及びCOM発生回路59を構成することにより、駆動するセグメント数(振動板8の数)が増加した場合においても容易に液滴吐出ヘッド100の振動板8の駆動する駆動電圧パルスとGNDとを切り替えることが可能となる。
The XSCL, DI, LP, and REV signals are logic system voltage level signals that are transmitted from the
図11及び図12は、液滴吐出ヘッド100の製造工程の一例を示す縦断面図である。なお、ここで液滴吐出ヘッド100の製造方法の一例を示すが、これに限定するものではない。まず、個別電極17、インク供給孔11等が形成された電極基板4に、たとえば厚さ525μmのキャビティ基板3を陽極接合する(a)。なお、この液滴吐出ヘッド100は、電極基板4がホウ珪酸ガラスからなるものとし、この電極基板4には平行2列構成の電極列を2組形成して製造されるものとする。
11 and 12 are longitudinal sectional views showing an example of the manufacturing process of the
ここで電極基板4の製造方法の一例を簡単に説明する。まず、レジストをガラス基板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凹部12を形成してレジストを剥離する。そして、凹部12の形成された面の全面にスパッタ等でITOを成膜し、ITOの表面にレジストを塗布してパターニングし、エッチングによって個別電極17を形成した後にレジストを剥離する。なお、インク供給孔11は、ドリル等によって形成すること可能である。
Here, an example of the manufacturing method of the
次に、機械研削によってキャビティ基板3を薄板化して、キャビティ基板3の厚さを140μmにする(b)。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。そして、キャビティ基板3の表面にプラズマCVDによってTEOS膜等で酸化膜を形成した後(c)、酸化膜表面にレジストを塗布して圧力室7、第1の穴部22、インク供給孔11形状をパターニングする(d)。
Next, the
それから、たと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7、第1の穴部22、インク供給孔11を形成して、酸化膜を剥離する(e)。なお、上記のようにキャビティ基板3にボロンドープ層を形成していた場合には、ボロンドープ層が振動板8等の薄膜として残ることとなる。その後、RIE(Reactive Ion Etching)等によって第1の穴部22及びインク供給孔11に残ったシリコンの薄膜を除去し、第1の穴部22及びインク供給孔11を形成する(f)。
Then, for example, the
そして、ドライバIC15を準備し、第1の穴部22内において個別電極17と接続部を介して接続されるように、ドライバIC15を電極基板4上に実装する(g)。なお、ドライバIC15は、ドライバIC15の下部に形成された接続端子に、異方導電性の接着剤であるACF、またはACPを貼付けることで実装する。この異方性導電接着剤は、ドライバIC15の接続端子に塗布してもよく、IC出力実装部18に塗布してもよい。
Then, the
第1の穴部22に封止部材14を形成して個別電極17との間のギャップ13を封止する(h)。このとき、個別電極17の封止部材14によって封止されていない部分は、封止部材14によって被覆するようにするのが望ましい。なお、封止部材14は、ポリパラキシレン等の樹脂を材料として用いる場合には、ニードル(針)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14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、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もできる。
A sealing
次に、キャビティ基板3の圧力室7が形成された面に、リザーバ基板2を接合する(i)。このとき、第1の穴部22と第2の穴部23とが連通して収容部24が形成される。リザーバ基板2には、予め圧力室7に液滴を供給するリザーバ10と、リザーバ10から圧力室7へ液滴を移送するための供給孔9と、圧力室7からノズル孔5へ液滴を移送するノズル連通孔6と、第2の穴部23とが形成される。なお、リザーバ基板2は、シリコン基板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基板をエッチングすることにより形成することができる。
Next, the
そして、ICP(Inductively Coupled Plasma)放電又はエッチング等によってノズル孔5が形成されたノズル基板1を、接着剤等を用いてリザーバ基板2に接合する(j)。最後に、電極基板4、キャビティ基板3、リザーバ基板2、ノズル基板1が接合された接合基板をダイシング(切断)して個々の液滴吐出ヘッド100が完成する。
Then, the
このように、キャビティ基板3に第1の穴部22を設け、リザーバ基板2に第2の穴部23を設けて第1の穴部21と第2の穴部23とによって収容部24を形成し、この収容部24にドライバIC15を収容するため、液滴吐出ヘッド100のサイズを小さくすることが可能になっている。したがって、印刷紙とノズル孔5との距離を近くすることができ、高精細な印刷が可能となる。また、ノズル孔5が形成されている面を平らにすることができるため、ワイピング(不要な液滴を除去する工程)を容易に行うことができる。収容部24は、ノズル基板1、キャビティ基板3、リザーバ基板2及び電極基板4によって閉塞されているため、ドライバIC15を液滴から保護する層を別途設けなくて済み、ドライバIC15を外気等から保護することが可能となる。
As described above, the first hole portion 22 is provided in the
図13は、液滴吐出ヘッド100を搭載した液滴吐出装置150の一例を示した斜視図である。この液滴吐出装置150は、一般的なインクジェットプリンタである。実施の形態に係わる液滴吐出ヘッド100は、上述したようにサイズが小さく、吐出安定性及び耐久性に優れている。また、この液滴吐出ヘッド100を搭載した液滴吐出装置150も小型で印字性能及び耐久性が高いものとなる。
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a
なお、液滴吐出ヘッド100は、図13に示した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可能である。また、液滴吐出ヘッド100及びその製造方法並びに液滴吐出装置150は、本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において変形可能である。たとえば、封止部材位置は、2カ所で密閉するようにしてもよい。
In addition to the ink jet printer shown in FIG. 13, the
1 ノズル基板、2 リザーバ基板、3 キャビティ基板、4 電極基板、5 ノズル孔、6 ノズル連通孔、7 圧力室、8 振動板、9 供給孔、10 リザーバ、11 インク供給孔、12 凹部(ガラス溝)、13 振動室(ギャップ)、14 封止部材、15 ドライバIC、16 共通電極、17 対向電極(個別電極ITO)、18 IC出力(SEG)実装部、20 IC入力実装部、21 FPC実装部、22 第1の穴部、23 第2の穴部、30 FPC、31 FPC内配線(COM)、32 FPC内配線(IC入力)、40 電極実装部、41 電極リード部、42 斜め電極リード部、43 個別電極部、50 制御装置、51 CPU、52 バス、53 内部バス、54 ROM、55 RAM、56 キャラクタジェネレータ、57 理論ゲートアレイ、58 駆動パルス発生回路、59 COM発生回路、60 外部装置、65 コネクタ、70 電源回路、100 液滴吐出ヘッド、150 液滴吐出装置。
1 nozzle substrate, 2 reservoir substrate, 3 cavity substrate, 4 electrode substrate, 5 nozzle hole, 6 nozzle communication hole, 7 pressure chamber, 8 diaphragm, 9 supply hole, 10 reservoir, 11 ink supply hole, 12 recess (glass groove) ), 13 Vibration chamber (gap), 14 Sealing member, 15 Driver IC, 16 Common electrode, 17 Counter electrode (Individual electrode ITO), 18 IC output (SEG) mounting part, 20 IC input mounting part, 21 FPC mounting part , 22 1st hole part, 23 2nd hole part, 30 FPC, 31 FPC internal wiring (COM), 32 FPC internal wiring (IC input), 40 electrode mounting part, 41 electrode lead part, 42 oblique electrode lead part , 43 Individual electrode section, 50 control device, 51 CPU, 52 bus, 53 internal bus, 54 ROM, 55 RAM, 56 character generator, 57 theoretical gate array, 5 8 drive pulse generation circuit, 59 COM generation circuit, 60 external device, 65 connector, 70 power supply circuit, 100 droplet ejection head, 150 droplet ejection device.
Claims (12)
前記振動板のそれぞれに対向する個別電極、前記個別電極に駆動信号を供給するドライバICを設置するための電極実装部及び前記個別電極と前記電極実装部とを接続するリード配線が形成された電極基板とを備え、
前記個別電極に電圧を印加し、これにより発生する静電気力によって前記振動板を駆動させる静電アクチュエータであって、
前記電極実装部は、該電極実装部に設置されるドライバICの両側に設けられている端子群に対して、各側毎に複数列の実装部を備えている
ことを特徴とする静電アクチュエータ。 A cavity substrate having a plurality of diaphragms;
An electrode on which an individual electrode facing each of the diaphragms, an electrode mounting portion for installing a driver IC for supplying a driving signal to the individual electrode, and a lead wiring for connecting the individual electrode and the electrode mounting portion are formed A substrate,
An electrostatic actuator that applies a voltage to the individual electrodes and drives the diaphragm by electrostatic force generated thereby,
The electrode mounting portion includes a plurality of rows of mounting portions on each side with respect to a terminal group provided on both sides of a driver IC installed in the electrode mounting portion. .
その片側2列を一組として各組を対称位置に配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。 The plurality of rows has a four-row configuration with two rows on one side,
2. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the two rows on one side are set as a set and each set is arranged in a symmetrical position.
その水平に形成した実装部を列方向に平行となるように配置した
ことを特徴とする請求項2に記載の静電アクチュエータ。 Form two adjacent rows of mounting parts horizontally on one side,
The electrostatic actuator according to claim 2, wherein the horizontally formed mounting portions are arranged so as to be parallel to the column direction.
ことを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a part of the lead wiring is an oblique wiring so as to be oblique in a plan view.
ことを特徴とする請求項4に記載の静電アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 4, wherein the diagonal wiring is formed in a groove provided in the electrode substrate, and the electrode substrate and the cavity substrate are joined.
ことを特徴とする請求項1に記載の静電アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 1, wherein a driver IC is mounted on the electrode mounting portion with an anisotropic conductive adhesive.
ことを特徴とする請求項6に記載の静電アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 6, wherein an interval between the mounting portions of each set is set to be not less than three times the diameter of the conductive particles.
ことを特徴とする請求項6に記載の静電アクチュエータ。 The electrostatic actuator according to claim 6, wherein an interval between each lead wiring from the electrode mounting portion to the diagonal wiring is set to be not less than three times a diameter of the conductive particles.
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A droplet discharge head comprising the electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 8 mounted for pressure fluctuation in a pressure chamber in which droplets for discharge are stored.
前記圧力室に液滴を供給するリザーバ、前記リザーバから前記圧力室へ液滴を移送するための供給孔、及び前記圧力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、
前記リザーバ基板に固着され、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を備えた
ことを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出ヘッド。 The electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 8, which is mounted for pressure fluctuation of a pressure chamber in which discharge droplets are stored,
A reservoir substrate having a reservoir for supplying droplets to the pressure chamber, a supply hole for transferring droplets from the reservoir to the pressure chamber, and a nozzle communication hole for transferring droplets from the pressure chamber to the nozzle holes;
The droplet discharge head according to claim 9, further comprising: a nozzle substrate fixed to the reservoir substrate and having a plurality of nozzle holes for discharging droplets.
前記圧力室に貯えられた吐出用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を備えた
ことを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出ヘッド。 The electrostatic actuator according to any one of claims 1 to 8, which is mounted for pressure fluctuation of a pressure chamber in which discharge droplets are stored,
The droplet discharge head according to claim 9, further comprising: a nozzle substrate having a plurality of nozzle holes for discharging droplets for discharge stored in the pressure chamber.
ことを特徴とする液滴吐出装置。
A liquid droplet ejection apparatus, comprising the liquid droplet ejection head according to claim 9.
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JP2020073353A (en) * | 2015-05-25 | 2020-05-14 | ブラザー工業株式会社 | Liquid discharge device |
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2005
- 2005-08-18 JP JP2005237198A patent/JP2007050598A/en not_active Withdrawn
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