JP2007237556A - Droplet discharge head, its manufacturing process and droplet discharge apparatus - Google Patents

Droplet discharge head, its manufacturing process and droplet discharge apparatus Download PDF

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弘之 津国
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharge head excellent in connection reliability over a piezoelectric element of a wiring substrate used for an electric connection with the piezoelectric element and to provide its manufacturing process and a droplet discharge apparatus. <P>SOLUTION: A fixing member 9 which fixes an FPC12 and an oscillating board 7 is arranged from a predetermined domain E to a domain X of an input side of a driving signal (input side domain X) in the domains other than the predetermined domain E (domain where the arrangement of an electrode bump 12b was carried out) where the electrode bump 12b was arranged, between the surface of the FPC where the electrode bump 12b of the FPC 12 was arranged and the surface of the oscillating board 7 where the piezoelectric element 8 of the oscillating board 7 was arranged. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head such as an inkjet head, a manufacturing method thereof, and a droplet discharge apparatus.

電極に供給した駆動信号によって圧電素子を変形させ、ノズルから液体を微細な液滴状にして吐出させることによって情報の記録を行う記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)では、ヘッドの高密度化を図るため、複数のノズル及び圧電素子をマトリックス状に配列した構造を採用している。この場合、圧電素子の電極に駆動信号を供給するための電気接続手段としては、フレキシブル基板(FPC)を用い、圧電素子の電極の所定の位置にフレキシブル基板(FPC)の電極バンプをはんだ付け等によって接続することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In a recording head (droplet discharge head) that records information by deforming a piezoelectric element by a drive signal supplied to an electrode and discharging the liquid from a nozzle in the form of fine droplets, the density of the head is increased. Therefore, a structure in which a plurality of nozzles and piezoelectric elements are arranged in a matrix is adopted. In this case, a flexible substrate (FPC) is used as an electrical connection means for supplying drive signals to the electrodes of the piezoelectric element, and electrode bumps of the flexible substrate (FPC) are soldered to predetermined positions of the electrodes of the piezoelectric element. It has been proposed that the connection is made by using (see, for example, Patent Document 1).

上述の特許文献1に記載された記録ヘッド(格子状配列構造の圧電/電歪アクチュエータ)は、圧電素子の電極とフレキシブル基板(FPC)の対応する信号ライン又は導電層(導電パターン)とが、1つの電極バンプを介して、所望の間隙を有する態様で、電気的に接続されており、圧電素子の変位量を増させることができ、かつ高密度、高信頼性が確保された電気的接続を容易に精度よく行うことができるものである。
特開2003−69103号公報
The recording head (piezoelectric / electrostrictive actuator having a lattice arrangement structure) described in Patent Document 1 described above includes an electrode of a piezoelectric element and a corresponding signal line or conductive layer (conductive pattern) of a flexible substrate (FPC). Electrical connection is made in a manner having a desired gap through one electrode bump, the displacement of the piezoelectric element can be increased, and high-density and high-reliability electrical connection is ensured. Can be easily and accurately performed.
JP 2003-69103 A

しかしながら、特許文献1に記載された発明に用いられるような、圧電素子の電極とフレキシブル基板(FPC)の対応する信号ライン又は導電層(導電パターン)とを電気接続するために、1個の圧電素子ごと用いられる電極バンプは、一般に、直径が1mm以下(通常は0.2mm以下)と極めて小さいものであるため、強度が小さく(引っ張り強度の実測で0.2〜0.3N)、例えば、作業者や外部の物との接触によってはんだ付け部分が剥離してしまうという問題がある。   However, in order to electrically connect the electrode of the piezoelectric element and the corresponding signal line or conductive layer (conductive pattern) of the flexible substrate (FPC) as used in the invention described in Patent Document 1, one piezoelectric element is used. The electrode bumps used for each element are generally very small, with a diameter of 1 mm or less (usually 0.2 mm or less), so the strength is low (0.2 to 0.3 N in actual measurement of tensile strength). There is a problem that the soldered part is peeled off by contact with an operator or an external object.

また、製造工程において、カバー部材で保護する前は、フレキシブル基板(FPC)は剥き出しの状態であり、作業者等の接触によってフレキシブル基板(FPC)が剥離するという問題がある。特にフレキシブル基板(FPC)の電気信号の入力側はヘッドの外部に配置されるため、外部の物と接触して剥離し易いという問題がある。   Further, in the manufacturing process, before protection with the cover member, the flexible substrate (FPC) is in an exposed state, and there is a problem that the flexible substrate (FPC) is peeled off by contact of an operator or the like. In particular, since the input side of the electric signal of the flexible substrate (FPC) is arranged outside the head, there is a problem that it is easy to peel off in contact with an external object.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、圧電素子との電気的な接続に用いられる配線基板の、圧電素子に対する接続信頼性に優れた液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a droplet discharge head excellent in connection reliability with respect to a piezoelectric element of a wiring board used for electrical connection with the piezoelectric element, a manufacturing method thereof, and An object is to provide a droplet discharge device.

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、以下の液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置が提供される。   In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the following droplet discharge head, a manufacturing method thereof, and a droplet discharge device are provided.

[1]流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有する流路部材と、前記流路部材の前記ノズルとは反対側に配設された振動板と、前記振動板上に配設され、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材が配設されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 [1] A flow path member having a plurality of nozzles and pressure generation chambers communicated with each other by a flow path structure, a vibration plate disposed on the opposite side of the flow path member from the nozzle, and a vibration plate disposed on the vibration plate The electrode has an electrode, is deformed when a drive signal is supplied to the electrode, changes the volume in the pressure generating chamber, and discharges the liquid stored in the pressure generating chamber as droplets from the nozzle. A plurality of piezoelectric elements to be supplied, the drive signal supplied to the plurality of electrodes, the conductive pattern drawn to the input side of the drive signal, and the electrode and the conductive pattern of the piezoelectric element within a predetermined region A liquid droplet ejection head comprising a wiring board having a plurality of electrode bumps disposed and electrically connected to each other, wherein the surface of the wiring board on which the electrode bumps are arranged, and the diaphragm The piezoelectric element of Between the wiring board and the surface on the input side of the drive signal at least in the region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, A droplet discharge head comprising a fixing member for fixing a vibration plate.

このように、配線基板の表面と、振動板の表面との間で、電極バンプが配設された所定の領域以外の領域であって少なくとも所定の領域よりも駆動信号の入力側の領域に、固定部材が配設されることから、配線基板と振動板とが強固に接合され、このため、配線基板が振動板の上に配設された圧電素子から剥離し難くなり、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性に優れたものとすることができる。   In this way, between the surface of the wiring board and the surface of the diaphragm, in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed and at least on the input side of the drive signal from the predetermined region, Since the fixing member is provided, the wiring board and the vibration plate are firmly bonded, and therefore, the wiring board is difficult to peel from the piezoelectric element provided on the vibration plate, and the piezoelectric element of the wiring board is provided. The connection reliability with respect to can be made excellent.

[2]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、線状に配設されてなることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性を十分に優れたものとすることができる。 [2] The fixing member is linearly disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The liquid droplet ejection head according to [1], wherein: With this configuration, the connection reliability of the wiring board with respect to the piezoelectric element can be made sufficiently excellent.

[3]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、複数の点状に配設されてなることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによっても、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性を十分に優れたものとすることができる。 [3] The fixing member is arranged in a plurality of dots in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The droplet discharge head according to [1], wherein the droplet discharge head is formed. Also with this configuration, the connection reliability of the wiring board with respect to the piezoelectric element can be made sufficiently excellent.

[4]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域及び前記所定の領域の外周縁に配設されてなることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、配線基板と振動板との接合面積を増大させ、より強固に接合させることができ、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性をより優れたものとすることができる。 [4] The fixing member is an area other than the predetermined area in which the electrode bumps are disposed, and at least an area closer to the input side of the drive signal than the predetermined area and an outer peripheral edge of the predetermined area The droplet discharge head according to [1], wherein the droplet discharge head is provided. With this configuration, the bonding area between the wiring board and the vibration plate can be increased and the bonding can be more firmly performed, and the connection reliability of the wiring board to the piezoelectric element can be further improved.

[5]前記固定部材は、熱硬化性接着剤層である前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、簡易かつ確実に、配線基板と振動板とが強固に接合したものとすることができる。 [5] The droplet discharge head according to [1], wherein the fixing member is a thermosetting adhesive layer. By configuring in this way, the wiring board and the diaphragm can be firmly and simply and securely joined.

[6]前記熱硬化性接着剤層は、熱硬化性接着剤フィルムである前記[5]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、簡易かつ確実に、配線基板と振動板とが強固に接合したものとすることができる。 [6] The droplet discharge head according to [5], wherein the thermosetting adhesive layer is a thermosetting adhesive film. By configuring in this way, the wiring board and the diaphragm can be firmly and simply and securely joined.

[7]前記固定部材は、その厚さが、接続前の前記電極バンプの高さと前記圧電素子の厚さとの合計以下である前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、配線基板の電極バンプと圧電素子の電極とを確実に電気的に接続することができる。 [7] The droplet discharge head according to [1], wherein the thickness of the fixing member is equal to or less than a sum of a height of the electrode bump before connection and a thickness of the piezoelectric element. With this configuration, the electrode bumps of the wiring board and the electrodes of the piezoelectric element can be reliably electrically connected.

[8]流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有する流路部材と、前記流路部材の前記ノズルとは反対側に配設された振動板と、前記振動板上に配設され、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドを製造する方法であって、前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面とを対向させた状態で、位置決めする工程と、位置決めされた前記配線基板の表面と前記振動板の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材を配設する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、配線基板が剥離し難く、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを簡易かつ低コストで製造することができる。 [8] A flow path member having a plurality of nozzles and pressure generation chambers communicated with each other by a flow path structure, a vibration plate disposed on the opposite side of the flow path member from the nozzle, and disposed on the vibration plate. The electrode has an electrode, is deformed when a drive signal is supplied to the electrode, changes the volume in the pressure generating chamber, and discharges the liquid stored in the pressure generating chamber as droplets from the nozzle. A plurality of piezoelectric elements to be supplied, the drive signal supplied to the plurality of electrodes, the conductive pattern drawn to the input side of the drive signal, and the electrode and the conductive pattern of the piezoelectric element within a predetermined region And a wiring board having a plurality of electrode bumps that are electrically connected to each other, and a method for manufacturing a droplet discharge head, comprising: a surface of the wiring board on which the electrode bumps are arranged; , The diaphragm The electrode bumps are disposed between the surface of the wiring board and the surface of the vibration plate that are positioned in a state of being opposed to the surface on the side where the electric elements are disposed. Disposing a fixing member for fixing the wiring board and the diaphragm in a region other than the predetermined region and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. A manufacturing method of a droplet discharge head characterized by With this configuration, it is possible to easily and inexpensively manufacture a droplet discharge head that is difficult to peel off the wiring board and has excellent connection reliability with respect to the piezoelectric elements of the wiring board.

[9]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、線状に配設されることを特徴とする前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、配線基板が十分に剥離し難く、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性に十分に優れた液滴吐出ヘッドを簡易かつ低コストで製造することができる。 [9] The fixing member is linearly disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The method for manufacturing a droplet discharge head according to [8] above, wherein With such a configuration, it is possible to easily and inexpensively manufacture a liquid droplet ejection head that has a wiring board that is not easily peeled off and that is sufficiently excellent in connection reliability with respect to the piezoelectric element of the wiring board.

[10]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、複数の点状に配設されることを特徴とする前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによっても、配線基板が十分に剥離し難く、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性に十分に優れた液滴吐出ヘッドを簡易かつ低コストで製造することができる。 [10] The fixing member is arranged in a plurality of points in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The method of manufacturing a droplet discharge head according to [8], wherein With this configuration, it is also possible to easily and inexpensively manufacture a droplet discharge head that is not easily separated from the wiring board and sufficiently excellent in connection reliability with respect to the piezoelectric element of the wiring board.

[11]前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域及び前記所定の領域の外周縁に配設されることを特徴とする前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、配線基板と振動板との接合面積が大きく、より強固に接合した、接続信頼性により優れた液滴吐出ヘッドを簡易かつ低コストで製造することができる。 [11] The fixing member is an area other than the predetermined area where the electrode bumps are disposed, and at least an area closer to the input side of the drive signal than the predetermined area and an outer peripheral edge of the predetermined area The method for manufacturing a droplet discharge head according to [8], wherein the droplet discharge head is disposed. With this configuration, it is possible to easily and inexpensively manufacture a droplet discharge head that has a large bonding area between the wiring board and the vibration plate and is more firmly bonded and has excellent connection reliability.

[12]前記固定部材として、熱硬化性接着剤層を用いる前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、配線基板と振動板とを強固に接合することができる。 [12] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [8], wherein a thermosetting adhesive layer is used as the fixing member. By comprising in this way, a wiring board and a diaphragm can be joined firmly.

[13]前記熱硬化性接着剤層として、熱硬化性接着剤フィルムを用いる前記[12]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、簡易かつ確実に配線基板と振動板とを強固に接合することができる。 [13] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [12], wherein a thermosetting adhesive film is used as the thermosetting adhesive layer. By comprising in this way, a wiring board and a diaphragm can be firmly joined simply and reliably.

[14]前記固定部材として、その厚さが、接続前の前記電極バンプの高さと前記圧電素子の厚さとの合計以下であるものを用いる前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、配線基板の電極バンプと圧電素子の電極との間に隙間ができることがないため、配線基板の電極バンプと圧電素子の電極とが確実に電気的に接続した液滴吐出ヘッドを簡易かつ低コストで製造することができる。 [14] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [8], wherein the fixing member has a thickness that is equal to or less than a sum of a height of the electrode bump before connection and a thickness of the piezoelectric element. . With this configuration, there is no gap between the electrode bumps of the wiring board and the electrodes of the piezoelectric element, so that the droplets in which the electrode bumps of the wiring board and the electrodes of the piezoelectric element are securely electrically connected. The discharge head can be manufactured easily and at low cost.

[15]前記配線基板を、前記電極バンプが配設された側とは反対の表面側から加熱して、前記電極バンプの融解によって前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを電気的に接続すると同時に、前記熱硬化性接着剤層を硬化させて前記配線基板と前記振動板とを固定する工程を含む請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように、電極バンプが配設された側とは反対の表面側から加熱することによって、配線基板の電極バンプの融解と、熱硬化性接着剤層の硬化とを同時に行うことができ、加熱作業を1回で済ませることができることから、配線基板が剥離し難く、配線基板の圧電素子に対する接続信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを効率的かつ低コストで製造することができる。 [15] The wiring board is heated from the surface side opposite to the side on which the electrode bumps are disposed, and the electrodes of the piezoelectric element and the conductive pattern are electrically connected by melting the electrode bumps. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, further comprising the step of curing the thermosetting adhesive layer and fixing the wiring board and the diaphragm. In this way, by heating from the surface side opposite to the side where the electrode bumps are disposed, melting of the electrode bumps of the wiring board and curing of the thermosetting adhesive layer can be performed simultaneously. Since the operation can be completed only once, the wiring board is difficult to peel off, and a droplet discharge head excellent in connection reliability with respect to the piezoelectric element of the wiring board can be manufactured efficiently and at low cost.

[16]複数の圧電素子を駆動することによって、液体を複数のノズルから被吐出面に向けて液滴として吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有するとともに、前記ノズルとは反対側に配設された振動板を有する積層体と、前記振動板上に配設された、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記振動板を介して前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材が配設されてなる液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液滴吐出装置。このように、配線基板の電極バンプと圧電素子の電極とが確実に電気的に接続した液滴吐出ヘッドを備えているため、吐出精度及び吐出特性に優れた液滴吐出装置とすることができる。 [16] In a droplet discharge apparatus including a plurality of droplet discharge heads that discharge liquid as droplets from a plurality of nozzles toward a discharge target surface by driving a plurality of piezoelectric elements, the droplet discharge head Has a plurality of nozzles and pressure generation chambers that are communicated with each other by a flow path structure, and a laminate having a diaphragm disposed on the opposite side of the nozzle, and an electrode disposed on the diaphragm. And is deformed when a drive signal is supplied to the electrode, changes the volume in the pressure generating chamber via the diaphragm, and drops the liquid stored in the pressure generating chamber from the nozzle. A plurality of piezoelectric elements to be discharged, a conductive pattern supplied to the plurality of electrodes and drawn to the input side of the drive signal, and the electrodes and the conductive patterns of the piezoelectric elements, A droplet discharge head provided with a wiring board having a plurality of electrode bumps disposed in and electrically connected to the surface of the wiring board, the surface of the wiring board on which the electrode bumps are disposed, The drive signal is input to at least the predetermined region other than the predetermined region where the electrode bump is disposed between the surface of the diaphragm on which the piezoelectric element is disposed. A droplet discharge apparatus comprising: a droplet discharge head in which a fixing member for fixing the wiring substrate and the vibration plate is disposed in a side region. As described above, since the liquid droplet ejection head in which the electrode bumps of the wiring board and the electrodes of the piezoelectric element are reliably electrically connected is provided, a liquid droplet ejection apparatus having excellent ejection accuracy and ejection characteristics can be obtained. .

本発明によって、圧電素子との電気的な接続に用いられる配線基板の、圧電素子に対する接続信頼性を優れたものとすることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the connection reliability of a wiring board used for electrical connection with a piezoelectric element to the piezoelectric element.

[第1の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドの構成)
図1〜図3は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図1は平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は液滴吐出ヘッドの分解斜視図、図4は、フレキシブルプリント配線基板の一部を拡大した平面図である。
[First Embodiment]
(Configuration of droplet discharge head)
1 to 3 show a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the head, and FIG. 4 is an enlarged plan view of a part of the flexible printed wiring board.

この液滴吐出ヘッド1は、図1〜図3に示すように、複数のノズル2aが形成されたノズルプレート2、及び圧力発生室3aが形成された積層プレート3を有し、所定の流路が形成された流路部材としての流路積層体Sと、流路積層体Sのノズル2aとは反対側に配設された、略平行四辺形の振動板7と、振動板7上に配設された、電極(個別電極8a及び共通電極8b)を有し、個別電極8aに駆動信号が供給されることにより変形し、振動板7を介して圧力発生室3a内の容積を変化させ、圧力発生室3aに貯留している液体をノズル2aから液滴として吐出させる複数の圧電素子8と、駆動信号を複数の個別電極8aに供給し、駆動信号の入力側に引き出された導電パターン12a、及び圧電素子8の個別電極8aと導電パターン12aとを、所定の領域E内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプ12bを有するフレキシブルプリント配線基板(以下「FPC」という。)12とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 2 in which a plurality of nozzles 2 a are formed and a laminated plate 3 in which a pressure generation chamber 3 a is formed. Are formed on the opposite side of the flow path laminate S from the nozzle 2a, and the diaphragm 7 is disposed on the diaphragm 7 on the opposite side to the nozzle 2a. The electrode (individual electrode 8a and common electrode 8b) is provided and deformed by supplying a drive signal to the individual electrode 8a, and the volume in the pressure generating chamber 3a is changed via the diaphragm 7, A plurality of piezoelectric elements 8 that discharge liquid stored in the pressure generation chamber 3a as droplets from the nozzle 2a, and a conductive pattern 12a that is supplied to the plurality of individual electrodes 8a and drawn out to the input side of the drive signal. , And the individual electrodes 8a of the piezoelectric element 8 and the conductive pattern 12 Preparative, and a flexible printed wiring board (hereinafter referred to as "FPC".) 12 having a plurality of electrodes bumps 12b for electrically connecting is disposed within a predetermined area E.

そして、FPC12の電極バンプ12bが配設された側の表面と、振動板7の圧電素子8が配設された側の表面との間で、電極バンプ12bが配設された所定の領域E(電極バンプ12bが配設された領域)以外の領域であって所定の領域Eよりも駆動信号の入力側の領域X(以下、「入力側領域X」という。)に、FPC12と振動板7とを固定する線状の固定部材9が配設された構成を有している。図3等に示すように、FPC12の入力側領域Xに対応する部分は作業者や外部の物に接触し易いため、この部分におけるFPC12と振動板7とを強固に固定することが重要となる。なお、図2において、符号12cは、FPC12の導電パターン12aの絶縁被覆するためのカバーフィルムを示し、図2、4において、符号12dは、ビアホールを示す。   A predetermined region E (where the electrode bumps 12b are disposed) (between the surface of the FPC 12 where the electrode bumps 12b are disposed and the surface of the diaphragm 7 where the piezoelectric elements 8 are disposed). The FPC 12, the diaphragm 7, and the region X (hereinafter referred to as “input side region X”), which is a region other than the region where the electrode bumps 12 b are disposed, and is closer to the drive signal input side than the predetermined region E (hereinafter referred to as “input side region X”). It has the structure by which the linear fixing member 9 which fixes this is arrange | positioned. As shown in FIG. 3 and the like, the portion corresponding to the input side region X of the FPC 12 is likely to come into contact with an operator or an external object. Therefore, it is important to firmly fix the FPC 12 and the diaphragm 7 in this portion. . In FIG. 2, reference numeral 12 c indicates a cover film for insulatingly covering the conductive pattern 12 a of the FPC 12. In FIGS. 2 and 4, reference numeral 12 d indicates a via hole.

次に、各部の構成について説明する。   Next, the configuration of each unit will be described.

(振動板)
振動板7は、図1に示すように、略平行四辺形の形状を有している。また、振動板7は、導電性および弾性を有する、例えば、SUS等の金属材、異種金属の複合材、金属と樹脂との複合材、樹脂の表面にスパッタリングや蒸着により金属膜を形成した表面処理材等を用いることができる。
(Diaphragm)
As shown in FIG. 1, the diaphragm 7 has a substantially parallelogram shape. The diaphragm 7 has conductivity and elasticity, for example, a metal material such as SUS, a composite material of dissimilar metals, a composite material of metal and resin, and a surface on which a metal film is formed by sputtering or vapor deposition A treatment material or the like can be used.

(圧電素子)
圧電素子8は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等から構成され、電極(個別電極8a及び共通電極8b)を有している。電極(個別電極8a及び共通電極8b)は、スパッタリング等により形成されており、上面側に形成された個別電極8aは、電極バンプ12bを介して導電パターン12aから駆動信号を供給されるように導電パターン12aのパッド121の部分において電気的に接続されており、また、下面側に形成された共通電極8bは、導電性接着剤により振動板7に電気的に接続され、振動板7を介して接地されている。また、圧電素子8は、圧力発生室3aに対応する振動板7の位置に個別化されて接合されている。
(Piezoelectric element)
The piezoelectric element 8 is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) or the like, and has electrodes (individual electrodes 8a and common electrodes 8b). The electrodes (individual electrode 8a and common electrode 8b) are formed by sputtering or the like, and the individual electrode 8a formed on the upper surface side is conductive so that a drive signal is supplied from the conductive pattern 12a via the electrode bump 12b. The common electrode 8b formed on the lower surface side of the pattern 12a is electrically connected to the diaphragm 7 through a conductive adhesive, and is electrically connected to the pad 121 of the pattern 12a. Grounded. The piezoelectric element 8 is individually joined to the position of the diaphragm 7 corresponding to the pressure generating chamber 3a.

(フレキシブルプリント配線基板)
FPC12は、駆動信号を圧電素子8の複数の個別電極8aに供給し、駆動信号の入力側に引き出された導電パターン12a、及び圧電素子8の個別電極8aと導電パターン12aとを所定の領域E内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプ12bを有している。
(Flexible printed circuit board)
The FPC 12 supplies a drive signal to the plurality of individual electrodes 8a of the piezoelectric element 8, and the conductive pattern 12a drawn to the input side of the drive signal, and the individual electrode 8a and the conductive pattern 12a of the piezoelectric element 8 are set in a predetermined region E. It has a plurality of electrode bumps 12b which are disposed inside and electrically connected.

導電パターン12aは、配線密度を高めるため、樹脂基板120の両面に樹脂基板120を挟持するように配設されてビアホール12dを経由して接続された状態の2層構造を有しており、カバーフィルム12cによって被覆されている。また、導電パターン12aは、パッド121の部分において電極バンプ12bを介して圧電素子8の個別電極8aと電気的に接続されている。導電パターン12aとしては、銅等の金属から構成されたものを好適に用いることができる。また、樹脂基板120としては、耐熱性に優れたポリイミド樹脂等から構成されたものを好適に用いることができる。また、カバーフィルム12cとしては、フィルム材料として汎用されているポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等のポリエステル樹脂、耐熱性を必要とする場合にはポリイミド樹脂等から構成されたものを好適に用いることができる。なお、導電パターン12aは単層構造のものであってもよい。また、配線基板はFPCに限定されるものではなく、ガラスエポキシ基材に代表されるリジットなプリント配線基板(PWB)やガラス基板、セラミック基板でも良い。   The conductive pattern 12a has a two-layer structure in which the resin substrate 120 is sandwiched between both surfaces of the resin substrate 120 and connected via the via holes 12d in order to increase the wiring density. The film 12c is covered. The conductive pattern 12a is electrically connected to the individual electrode 8a of the piezoelectric element 8 through the electrode bump 12b in the pad 121 portion. As the conductive pattern 12a, one made of a metal such as copper can be suitably used. Moreover, as the resin substrate 120, what was comprised from the polyimide resin etc. which were excellent in heat resistance can be used suitably. Further, as the cover film 12c, a polyester resin such as a polyethylene terephthalate (PET) resin that is widely used as a film material, or a polyimide resin that requires heat resistance can be suitably used. . The conductive pattern 12a may have a single layer structure. The wiring board is not limited to the FPC, and may be a rigid printed wiring board (PWB) represented by a glass epoxy base material, a glass board, or a ceramic board.

固定部材9は、熱硬化性接着剤層であることが好ましく、熱硬化性接着剤フィルムであることがさらに好ましい。このような熱硬化性接着剤フィルムとしては、固定する2つの対象である、SUS等の金属からなる振動板7の表面及びFPC12の最外表面を構成するポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等からなるカバーフィルム12cの表面との接着性に優れたものが好ましいとの観点から、例えば、厚さが180〜230μmのエポキシ系接着剤フィルムを好適例として挙げることができる。   The fixing member 9 is preferably a thermosetting adhesive layer, and more preferably a thermosetting adhesive film. As such a thermosetting adhesive film, a cover made of polyethylene terephthalate (PET) resin or the like constituting the surface of the diaphragm 7 made of metal such as SUS and the outermost surface of the FPC 12, which are two objects to be fixed. From the viewpoint that a film excellent in adhesion to the surface of the film 12c is preferable, for example, an epoxy adhesive film having a thickness of 180 to 230 μm can be cited as a suitable example.

図5は、固定部材の厚さと、接続前の電極バンプの高さ及び圧電素子の厚さの合計との関係を示す断面図である。固定部材(熱硬化性接着剤フィルム)9の厚さ(t3)は、接続前の電極バンプ12bの高さ(t1)、例えば、加熱しても溶融しない部分であるコア部の高さとして150μm程度と、圧電素子8の厚さ(t2)、例えば、30μm程度との合計、例えば、180μm程度以下であることが好ましい。なお、電極バンプ12bの高さ(t1)とは、電極バンプ12bがFPC12のカバーフィルム12c(この表面と固定部材9は固定される)を基準に外部に突き出した高さを意味する。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the relationship between the thickness of the fixing member and the sum of the height of the electrode bump and the thickness of the piezoelectric element before connection. The thickness (t3) of the fixing member (thermosetting adhesive film) 9 is 150 μm as the height (t1) of the electrode bump 12b before connection, for example, the height of the core portion that does not melt even when heated. And the thickness (t2) of the piezoelectric element 8, for example, about 30 μm, for example, about 180 μm or less is preferable. The height (t1) of the electrode bump 12b means the height at which the electrode bump 12b protrudes to the outside with reference to the cover film 12c of the FPC 12 (this surface and the fixing member 9 are fixed).

(他の構成)
ノズルプレート2は、耐インク性、耐熱性等の観点から、例えば、自己融着型のポリイミド樹脂からなり、積層プレート3は、耐インク性の観点からSUS等の金属からなっている。
(Other configurations)
The nozzle plate 2 is made of, for example, a self-bonding polyimide resin from the viewpoint of ink resistance, heat resistance, and the like, and the laminated plate 3 is made of a metal such as SUS from the viewpoint of ink resistance.

(液体の流れ)
液体の流れについて、図2を参照して説明する。振動板7上に配設された圧電素子8の個別電極8aに駆動信号が供給されると、圧電素子8が変形し、振動板7を介して積層プレート3の圧力発生室3a内の容積を変化させ、振動板7の供給孔(図示せず)に供給された液体は、積層プレート3の圧力発生室3a等に貯留している液体をノズルプレート2のノズル2aから液滴として吐出させる。
(Liquid flow)
The flow of the liquid will be described with reference to FIG. When a drive signal is supplied to the individual electrode 8 a of the piezoelectric element 8 disposed on the diaphragm 7, the piezoelectric element 8 is deformed and the volume in the pressure generation chamber 3 a of the laminated plate 3 is reduced via the diaphragm 7. The liquid that is changed and supplied to the supply hole (not shown) of the vibration plate 7 causes the liquid stored in the pressure generation chamber 3 a of the laminated plate 3 to be ejected as droplets from the nozzle 2 a of the nozzle plate 2.

(液滴吐出ヘッドの製造方法)
以下、図6を参照しつつ、液滴吐出ヘッド1の製造方法を説明する。
(Method for manufacturing droplet discharge head)
Hereinafter, a method for manufacturing the droplet discharge head 1 will be described with reference to FIG.

図6(a)に示すように、まず、FPC12の電極バンプ12bが配設された側の表面と、振動板7の圧電素子8が配設された側の表面とを対向させた状態で、位置決めする。この場合、図5に示すように、固定部材(熱硬化性接着剤フィルム)9の厚さ(t3)は、接続前の圧電素子8の厚さ(t2)との合計以下となるように構成して、位置決めすることが好ましい。なお、電極バンプ12bはFPC12の導電パターン12aとパッド121の部分において接続されることになる。位置決め方法としては特に制限はなく、例えば、基準孔及び位置決めピンを用いる方法等を挙げることができる。   As shown in FIG. 6A, first, the surface of the FPC 12 on which the electrode bumps 12b are disposed and the surface of the diaphragm 7 on which the piezoelectric elements 8 are disposed are opposed to each other. Position. In this case, as shown in FIG. 5, the thickness (t3) of the fixing member (thermosetting adhesive film) 9 is configured to be equal to or less than the total thickness (t2) of the piezoelectric element 8 before connection. Then, it is preferable to position. The electrode bump 12b is connected to the conductive pattern 12a of the FPC 12 and the pad 121. There is no restriction | limiting in particular as a positioning method, For example, the method of using a reference | standard hole and a positioning pin etc. can be mentioned.

次いで、図6(b)に示すように、位置決めされたFPC12の表面と振動板7の表面との間で、入力側領域Xに、FPC12と振動板7とを固定する固定部材9を配設する。なお、位置決めする前に、予め固定部材9を配設しておいてもよい。   Next, as shown in FIG. 6B, a fixing member 9 that fixes the FPC 12 and the diaphragm 7 is disposed in the input side region X between the surface of the positioned FPC 12 and the surface of the diaphragm 7. To do. Note that the fixing member 9 may be provided in advance before positioning.

本実施の形態の場合、固定部材9としては、上述のように、熱硬化性接着剤層を用いることが好ましく、熱硬化性接着剤フィルムを用いることがさらに好ましく、また、その厚さが、接続前の電極バンプ12bの高さと圧電素子8の厚さとの合計以下であるものを用いることが好ましい。   In the case of the present embodiment, as the fixing member 9, as described above, it is preferable to use a thermosetting adhesive layer, more preferably a thermosetting adhesive film, and the thickness thereof is It is preferable to use one that is equal to or less than the sum of the height of the electrode bump 12b and the thickness of the piezoelectric element 8 before connection.

また、本実施の形態においては、FPC12を、電極バンプ12bが配設された側とは反対の表面側から230℃で2秒程度、ヒーター等によって加熱して、電極バンプ12bの融解によって圧電素子8の電極と導電パターン12aとを電気的に接続すると同時に、固定部材(熱硬化性接着剤層)9を硬化させてFPC12と振動板7とを固定することが好ましい。この場合、加熱によってはんだ等からなる電極バンプ12bが溶融するとFPC12は圧電素子8側に沈み固定部材(熱硬化性接着剤層)9が振動板7と密着する。さらに加熱が継続され固定部材(熱硬化性接着剤層)9が硬化し、FPC12と振動板7とが接着、固定される。なお、加熱開始時は、電極バンプ12bはまだ融解していないため、寸法的に、固定部材(熱硬化性接着剤層)9は振動板に接触するかしないかの状態であるが、加熱終了時には電極バンプ12bは融解するため、固定部材(熱硬化性接着剤層)9は十分に変形して(圧縮されて)、振動板に完全に接触し、強固に固定されることになる。   In the present embodiment, the FPC 12 is heated by a heater or the like at 230 ° C. for about 2 seconds from the surface side opposite to the side on which the electrode bumps 12b are disposed, and the piezoelectric bumps 12b are melted to melt the piezoelectric elements. It is preferable that the fixing member (thermosetting adhesive layer) 9 is cured to fix the FPC 12 and the diaphragm 7 at the same time that the electrode 8 and the conductive pattern 12a are electrically connected. In this case, when the electrode bump 12 b made of solder or the like is melted by heating, the FPC 12 sinks to the piezoelectric element 8 side, and the fixing member (thermosetting adhesive layer) 9 is in close contact with the diaphragm 7. Further, the heating is continued, the fixing member (thermosetting adhesive layer) 9 is cured, and the FPC 12 and the diaphragm 7 are bonded and fixed. At the start of heating, since the electrode bump 12b has not melted yet, the fixing member (thermosetting adhesive layer) 9 is not in contact with the diaphragm in terms of dimensions, but the heating is finished. Since the electrode bumps 12b are sometimes melted, the fixing member (thermosetting adhesive layer) 9 is sufficiently deformed (compressed) so that it completely contacts the diaphragm and is firmly fixed.

(第1の実施の形態の効果)
上述した第1の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ)電極バンプ12bが配設された所定の領域Eよりも入力側領域XでFPC12と振動板7とを線状の固定部材9で固定しているので、FPC12への張力を主として固定部材9で受けることができるため、FPC12の接続作業、組立作業等においてはんだ付け部分が剥離するのを防止することができる。
(ロ)配線部材として、FPC12を用いているため、取り扱い易さ及び設計の自由度が増大し、圧電素子に対する接続信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを効率的かつ低コストで製造することができる。
(ハ)固定部材9として、熱硬化性接着剤フィルムを用いているため、簡易かつ確実に、FPC12と振動板7とが強固に接合したものとすることができるとともに、FPC12の電極バンプ12bの融解と、熱硬化性接着剤フィルムの硬化とを同時に行うことができ、加熱作業を1回で済ませることができることから、FPC12が剥離し難く、FPC12の圧電素子8に対する接続信頼性に優れた液滴吐出ヘッド1を効率的かつ低コストで製造することができる。
(ニ)位置決めした後に、固定部材9を配設するため、位置決め精度を向上させることができる。
(ホ)導電パターン12aとして2層構造に構成されたものを用いているため、配線密度を高密度化することができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) Since the FPC 12 and the diaphragm 7 are fixed by the linear fixing member 9 in the input side region X with respect to the predetermined region E where the electrode bumps 12b are disposed, the tension to the FPC 12 is mainly a fixing member. 9, it is possible to prevent the soldered portion from being peeled off in connection work, assembly work, etc. of the FPC 12.
(B) Since the FPC 12 is used as the wiring member, the ease of handling and the degree of freedom of design increase, and it is possible to efficiently and inexpensively manufacture a droplet discharge head having excellent connection reliability with respect to the piezoelectric element. it can.
(C) Since a thermosetting adhesive film is used as the fixing member 9, the FPC 12 and the diaphragm 7 can be firmly and simply joined securely and the electrode bumps 12 b of the FPC 12 Since the melting and the curing of the thermosetting adhesive film can be performed at the same time and the heating operation can be completed only once, the FPC 12 is difficult to be peeled off and the FPC 12 is excellent in connection reliability with respect to the piezoelectric element 8. The droplet discharge head 1 can be manufactured efficiently and at low cost.
(D) Since the fixing member 9 is disposed after the positioning, the positioning accuracy can be improved.
(E) Since the conductive pattern 12a having a two-layer structure is used, the wiring density can be increased.

[第2の実施の形態]
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。本実施の形態は、固定部材9を、所定の領域Eの周囲(入力側領域X及び外周縁Y)に配設したものであり、その他の構成は第1の実施の形態の場合と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a plan view of a droplet discharge head according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the fixing member 9 is disposed around the predetermined region E (the input side region X and the outer peripheral edge Y), and other configurations are the same as those in the first embodiment. is there.

上述のように構成することによって、FPC12と振動板7との接合面積を増大させ、より強固に接合させることができ、FPC12の圧電素子8に対する接続信頼性をより優れたものとすることができる。   By configuring as described above, the bonding area between the FPC 12 and the diaphragm 7 can be increased, and the FPC 12 can be bonded more firmly, and the connection reliability of the FPC 12 to the piezoelectric element 8 can be further improved. .

[第3の実施の形態]
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。本実施の形態は、固定部材9を、入力側領域Xに2箇所、点状に配設されてなる構成を有している。その他の構成は第1の実施の形態の場合と同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a plan view of a droplet discharge head according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment has a configuration in which the fixing member 9 is disposed in two points on the input side region X in the form of dots. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

上述のように構成することによって、FPC12と振動板7との強固な固定を、例えば、位置決め用の基準孔等を利用して簡易に実現することができる。   By configuring as described above, the firm fixation between the FPC 12 and the diaphragm 7 can be easily realized using, for example, a positioning reference hole.

[第4の実施の形態]
(カラープリンタの構成)
図9は、本発明の第4の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタの構成図である。このカラープリンタ100は、略箱型状の筐体101を有し、筐体101内の下部に、用紙Pを収容する給紙トレイ20、筐体101内の上部に、記録済みの用紙Pが排出される排紙トレイ21を各々配設し、給紙トレイ20から記録位置102を経由して排紙トレイ21に至る主搬送路31a〜31e、及び排紙トレイ21側から記録位置102側に至る反転搬送路32に沿って用紙Pを搬送する搬送機構30を有している。
[Fourth Embodiment]
(Color printer configuration)
FIG. 9 is a configuration diagram of a color printer to which the liquid droplet ejection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is applied. This color printer 100 has a substantially box-shaped casing 101, and a paper feed tray 20 that accommodates paper P is placed in the lower part of the casing 101, and a recorded paper P is placed in the upper part of the casing 101. Each of the discharged paper discharge trays 21 is disposed, main conveyance paths 31a to 31e from the paper supply tray 20 via the recording position 102 to the paper discharge tray 21, and from the paper discharge tray 21 side to the recording position 102 side. A transport mechanism 30 that transports the paper P along the reverse transport path 32 is provided.

記録位置102には、図1に示す液滴吐出ヘッド1の複数個を並列させて液滴吐出ヘッドユニットを構成し、4個の液滴吐出ヘッドユニットをそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドユニット41(41Y、41M、41C、41K)として用紙Pの搬送方向に配列して液滴吐出ヘッドアレイを構成している。詳細の配置は、後述する。   At the recording position 102, a plurality of droplet discharge heads 1 shown in FIG. 1 are arranged in parallel to form a droplet discharge head unit. The four droplet discharge head units are respectively yellow (Y) and magenta (M). As a droplet discharge head unit 41 (41Y, 41M, 41C, 41K) that discharges ink droplets of each color of cyan, (C), and black (K), a droplet discharge head array is configured by arranging in the paper P transport direction. is doing. Details of the arrangement will be described later.

また、カラープリンタ100は、用紙Pを吸着する吸着手段としての帯電ロール43と、無端ベルト35を介して液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kに対向して配置されたプラテン44と、液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの近傍に配置されたメンテナンスユニット45と、本カラープリンタ100の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを構成する液滴吐出ヘッド1の圧電素子8に駆動電圧を印加し、ノズル2aからインク滴を吐出させ、用紙P上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。   In addition, the color printer 100 includes a charging roll 43 as an adsorbing unit that adsorbs the paper P, a platen 44 disposed to face the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K via the endless belt 35. The maintenance unit 45 disposed in the vicinity of the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K and each part of the color printer 100 are controlled, and the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, A control unit (not shown) that records a color image on the paper P by applying a driving voltage to the piezoelectric element 8 of the droplet discharge head 1 constituting 41K, discharging ink droplets from the nozzles 2a, is provided.

液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kは、用紙Pの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。   The droplet discharge head units 41 </ b> Y, 41 </ b> M, 41 </ b> C, and 41 </ b> K have an effective print area that is equal to or larger than the width of the paper P. In addition, although the piezoelectric method was used as a method for discharging droplets, there is no particular limitation, and for example, a widely used method such as a thermal method can be appropriately used.

液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの上部には、液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kに対応する色のインクを収容するインクタンク42Y、42M、42C、42Kを配設している。各インクタンク42Y、42M、42C、42Kからは、インクが各液滴吐出ヘッド1に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。   Ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K that store inks corresponding to the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K are disposed above the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K. is doing. From each ink tank 42Y, 42M, 42C, 42K, it is comprised so that ink may be supplied to each droplet discharge head 1 via piping which is not shown in figure.

インクタンク42Y、42M、42C、42Kに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。   The ink stored in the ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K is not particularly limited, and for example, commonly used inks such as water-based, oil-based, and solvent-based inks can be appropriately used.

搬送機構30は、給紙トレイ20から用紙Pを1枚ずつ取り出して主搬送路31aに供給するピックアップロール33と、主搬送路31a、31b、31d、31e、及び反転搬送路32の各部に配置され、用紙Pを搬送する複数の搬送ロール34と、記録位置102に設けられ、用紙Pを排紙トレイ21方向に搬送する無端ベルト35と、無端ベルト35が張架された駆動ロール36及び従動ロール37と、搬送ロール34及び駆動ロール36を駆動する図示しない駆動モータとを備える。   The transport mechanism 30 is disposed in each part of the pick-up roll 33 that takes out the paper P one by one from the paper feed tray 20 and supplies it to the main transport path 31a, the main transport paths 31a, 31b, 31d, 31e, and the reverse transport path 32. A plurality of transport rolls 34 that transport the paper P, an endless belt 35 that is provided at the recording position 102 and transports the paper P in the direction of the paper discharge tray 21, a drive roll 36 on which the endless belt 35 is stretched, and a follower A roll 37 and a drive motor (not shown) that drives the transport roll 34 and the drive roll 36 are provided.

(カラープリンタの動作)
次に、カラープリンタ100の動作を説明する。搬送機構30は、制御部の制御の下に、ピックアップロール33及び搬送ロール34を駆動し、給紙トレイ20から用紙Pを取り出して主搬送路31a,31bに沿って搬送する。用紙Pが無端ベルト35の近傍に差し掛かると、帯電ロール43の静電吸着力によって用紙Pに電荷が付与され、用紙Pは無端ベルト35に吸着する。
(Color printer operation)
Next, the operation of the color printer 100 will be described. The transport mechanism 30 drives the pickup roll 33 and the transport roll 34 under the control of the control unit, takes out the paper P from the paper feed tray 20, and transports it along the main transport paths 31a and 31b. When the paper P reaches the vicinity of the endless belt 35, electric charge is applied to the paper P by the electrostatic attraction force of the charging roll 43, and the paper P is attracted to the endless belt 35.

無端ベルト35は、駆動ロール36の駆動によって回転移動し、用紙Pが記録位置102に搬送されると、液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによってカラー画像が記録される。   The endless belt 35 is rotated by the drive of the drive roll 36, and when the paper P is conveyed to the recording position 102, a color image is recorded by the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, 41K.

カラー画像が記録された用紙Pは、搬送機構30によって主搬送路31dを経由して排紙トレイ21に排出される。   The paper P on which the color image is recorded is discharged to the paper discharge tray 21 by the transport mechanism 30 via the main transport path 31d.

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ21に一旦排出された用紙Pは、再び主搬送路31eに戻り、反転搬送路32を経由して再び主搬送路31bを経由して記録位置102に搬送され、液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによって前回記録された用紙Pの面と反対の面にカラー画像が記録される。   When the duplex recording mode is set, the paper P once discharged to the paper discharge tray 21 returns to the main transport path 31e again, passes through the reverse transport path 32, and again passes through the main transport path 31b. Then, the color image is recorded on the surface opposite to the surface of the paper P recorded last time by the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K.

(第4の実施の形態の効果)
第4の実施の形態によれば、液滴吐出ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを小型かつ低コストで、信頼性に優れたものとすることができる。
(Effect of the fourth embodiment)
According to the fourth embodiment, it is possible to make the droplet discharge head units 41Y, 41M, 41C, and 41K small, low cost, and excellent in reliability.

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で色々変形実施が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

本発明の液液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。   The liquid droplet discharge head, the manufacturing method thereof, and the droplet discharge apparatus of the present invention are various industrial fields in which high-definition image information patterns are required to be formed by discharging droplets, such as polymer films. Ink is ejected onto the glass surface using an ink jet method to form a color filter for display, solder paste is ejected onto the substrate to form bumps for component mounting, and circuit board wiring is formed. It is effectively used in the electrical / electronic industry fields such as the medical field for producing biochips for inspecting the reaction with a sample by discharging a reaction reagent onto a glass substrate or the like.

本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。1 is a plan view of a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図1に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the droplet discharge head shown in FIG. フレキシブルプリント配線基板の一部を拡大した平面図である。It is the top view which expanded a part of flexible printed wiring board. 固定部材の厚さと、接続前の電極バンプの高さ及び圧電素子の厚さの合計との関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the thickness of a fixing member, and the sum total of the height of the electrode bump before connection, and the thickness of a piezoelectric element. (a),(b)は本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the droplet discharge head concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。It is a top view of the droplet discharge head concerning the 2nd Embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。It is a top view of the droplet discharge head which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタのヘッドユニットの構成図である。It is a block diagram of the head unit of the color printer to which the droplet discharge apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴吐出ヘッド
2 ノズルプレート
2a ノズル
3 積層プレート
3a 圧力発生室
7 振動板
8 圧電素子
8a 個別電極
8b 共通電極
9 固定部材
12 フレキシブルプリント配線基板(FPC)
12a 導電パターン
12b 電極バンプ
12c カバーフィルム
12d ビアホール
20 給紙トレイ
21 排紙トレイ
30 搬送機構
31a〜31e 主搬送路
32 反転搬送路
33 ピックアップロール
34 搬送ロール
35 無端ベルト
36 駆動ロール
37 従動ロール
41Y、41M、41C、41K 液滴吐出ヘッドユニット
42Y、42M、42C、42K インクタンク
43 帯電ロール
44 プレテン
45 メンテナンスユニット
50 制御部
100 カラープリンタ
101 筐体
102 記録位置
120 樹脂基材
121 導電パターンのパッド
P 用紙
S 流路積層体
E 所定の領域
X 入力側領域
Y 外周縁領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 2 Nozzle plate 2a Nozzle 3 Laminated plate 3a Pressure generating chamber 7 Vibration plate 8 Piezoelectric element 8a Individual electrode 8b Common electrode 9 Fixing member 12 Flexible printed circuit board (FPC)
12a conductive pattern 12b electrode bump 12c cover film 12d via hole 20 paper feed tray 21 paper discharge tray 30 transport mechanism 31a to 31e main transport path 32 reverse transport path 33 pickup roll 34 transport roll 35 endless belt 36 drive roll 37 driven roll 41Y, 41M , 41C, 41K Droplet discharge head units 42Y, 42M, 42C, 42K Ink tank 43 Charging roll 44 Preten 45 Maintenance unit 50 Control unit 100 Color printer 101 Housing 102 Recording position 120 Resin substrate 121 Conductive pattern pad P Paper S Channel laminate E Predetermined area X Input side area Y Outer peripheral edge area

Claims (16)

流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有する流路部材と、
前記流路部材の前記ノズルとは反対側に配設された振動板と、
前記振動板上に配設され、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、
前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材が配設されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A flow path member having a plurality of nozzles and pressure generation chambers communicated with each other by a flow path structure;
A diaphragm disposed on the opposite side of the flow path member from the nozzle;
The electrode is disposed on the diaphragm, has an electrode, is deformed when a drive signal is supplied to the electrode, changes the volume in the pressure generating chamber, and stores the liquid stored in the pressure generating chamber A plurality of piezoelectric elements ejected as droplets from a nozzle;
The drive signal is supplied to the plurality of electrodes, and the conductive pattern drawn out to the input side of the drive signal, and the electrode and the conductive pattern of the piezoelectric element are arranged in a predetermined region and electrically A liquid droplet ejection head comprising a wiring board having a plurality of electrode bumps connected to
Other than the predetermined region where the electrode bumps are arranged between the surface of the wiring board on which the electrode bumps are arranged and the surface of the diaphragm on the side where the piezoelectric elements are arranged And a fixing member for fixing the wiring board and the diaphragm is disposed at least in an area closer to the input side of the drive signal than the predetermined area. .
前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、線状に配設されてなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The fixing member is linearly disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The droplet discharge head according to claim 1. 前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、複数の点状に配設されてなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The fixing member is arranged in a plurality of dots in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. The droplet discharge head according to claim 1. 前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域及び前記所定の領域の外周縁に配設されてなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The fixing member is disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region and an outer peripheral edge of the predetermined region. The droplet discharge head according to claim 1, wherein 前記固定部材は、熱硬化性接着剤層である請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the fixing member is a thermosetting adhesive layer. 前記熱硬化性接着剤層は、熱硬化性接着剤フィルムである請求項5に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 5, wherein the thermosetting adhesive layer is a thermosetting adhesive film. 前記固定部材は、その厚さが、接続前の前記電極バンプの高さと前記圧電素子の厚さとの合計以下である請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a thickness of the fixing member is equal to or less than a sum of a height of the electrode bump before connection and a thickness of the piezoelectric element. 流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有する流路部材と、前記流路部材の前記ノズルとは反対側に配設された振動板と、前記振動板上に配設され、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドを製造する方法であって、
前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面とを対向させた状態で、位置決めする工程と、
位置決めされた前記配線基板の表面と前記振動板の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材を配設する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A flow path member having a plurality of nozzles and pressure generating chambers communicated with each other by a flow path structure, a vibration plate disposed on the opposite side of the flow path member from the nozzle, and disposed on the vibration plate, A plurality of electrodes that are deformed when a drive signal is supplied to the electrodes, change a volume in the pressure generation chamber, and discharge liquid stored in the pressure generation chamber as droplets from the nozzle; The piezoelectric element, the drive signal is supplied to the plurality of electrodes, the conductive pattern drawn to the input side of the drive signal, and the electrode and the conductive pattern of the piezoelectric element are arranged in a predetermined region. A method of manufacturing a droplet discharge head comprising a wiring board having a plurality of electrode bumps that are electrically connected to each other,
Positioning in a state where the surface of the wiring board on the side where the electrode bumps are disposed and the surface of the diaphragm on the side where the piezoelectric elements are disposed;
Between the surface of the positioned wiring board and the surface of the diaphragm, the region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least the input side of the drive signal from the predetermined region And a step of disposing a fixing member for fixing the wiring board and the vibration plate in the region.
前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、線状に配設されることを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The fixing member is linearly disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region. A method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8. 前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、複数の点状に配設されることを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The fixing member is arranged in a plurality of dots in an area other than the predetermined area where the electrode bumps are arranged, and at least in an area closer to the input side of the drive signal than the predetermined area. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 8. 前記固定部材は、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域及び前記所定の領域の外周縁に配設されることを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The fixing member is disposed in a region other than the predetermined region where the electrode bumps are disposed, and at least in a region closer to the input side of the drive signal than the predetermined region and an outer peripheral edge of the predetermined region. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 8. 前記固定部材として、熱硬化性接着剤層を用いる請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, wherein a thermosetting adhesive layer is used as the fixing member. 前記熱硬化性接着剤層として、熱硬化性接着剤フィルムを用いる請求項12に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 12, wherein a thermosetting adhesive film is used as the thermosetting adhesive layer. 前記固定部材として、その厚さが、接続前の前記電極バンプの高さと前記圧電素子の厚さとの合計以下であるものを用いる請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, wherein the fixing member has a thickness equal to or less than a sum of a height of the electrode bump before connection and a thickness of the piezoelectric element. 前記配線基板を、前記電極バンプが配設された側とは反対の表面側から加熱して、前記電極バンプの融解によって前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを電気的に接続すると同時に、前記熱硬化性接着剤層を硬化させて前記配線基板と前記振動板とを固定する工程を含む請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The wiring board is heated from the surface side opposite to the side on which the electrode bumps are disposed, and the electrodes of the piezoelectric element and the conductive pattern are electrically connected by melting the electrode bumps, The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, further comprising a step of fixing the wiring substrate and the vibration plate by curing the thermosetting adhesive layer. 複数の圧電素子を駆動することによって、液体を複数のノズルから被吐出面に向けて液滴として吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、
流路構造によって互いに連通した複数のノズル及び圧力発生室を有するとともに、前記ノズルとは反対側に配設された振動板を有する積層体と、
前記振動板上に配設された、電極を有し、前記電極に駆動信号が供給されることにより変形し、前記振動板を介して前記圧力発生室内の容積を変化させ、前記圧力発生室に貯留している液体を前記ノズルから液滴として吐出させる複数の圧電素子と、
前記駆動信号を前記複数の電極に供給し、前記駆動信号の入力側に引き出された導電パターン、及び前記圧電素子の前記電極と前記導電パターンとを、所定の領域内に配設されて電気的に接続する複数の電極バンプを有する配線基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記配線基板の前記電極バンプが配設された側の表面と、前記振動板の前記圧電素子が配設された側の表面との間で、前記電極バンプが配設された前記所定の領域以外の領域であって少なくとも前記所定の領域よりも前記駆動信号の入力側の領域に、前記配線基板と前記振動板とを固定する固定部材が配設されてなる液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液滴吐出装置。
In a droplet discharge device including a plurality of droplet discharge heads that discharge liquid as droplets from a plurality of nozzles toward a discharge target surface by driving a plurality of piezoelectric elements,
The droplet discharge head is
A laminate having a plurality of nozzles and pressure generating chambers communicated with each other by a flow path structure, and having a diaphragm disposed on the opposite side of the nozzles;
The electrode has an electrode disposed on the diaphragm, is deformed when a drive signal is supplied to the electrode, changes the volume in the pressure generating chamber through the diaphragm, and A plurality of piezoelectric elements that discharge the stored liquid as droplets from the nozzle;
The drive signal is supplied to the plurality of electrodes, and the conductive pattern drawn out to the input side of the drive signal, and the electrode and the conductive pattern of the piezoelectric element are arranged in a predetermined region and electrically A liquid droplet ejection head comprising a wiring board having a plurality of electrode bumps connected to
Other than the predetermined region where the electrode bumps are arranged between the surface of the wiring board on which the electrode bumps are arranged and the surface of the diaphragm on the side where the piezoelectric elements are arranged A droplet discharge head in which a fixing member for fixing the wiring board and the diaphragm is disposed at least in an area closer to the input side of the drive signal than the predetermined area. A droplet discharge device.
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