JP2009269314A - Liquid droplet delivering head and liquid droplet delivering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge head and a droplet discharge device.
マイクロデバイスを製造する方法の一つとして液滴吐出法(インクジェット法)が提案されている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む機能液を液滴状にして、液滴吐出ヘッドより吐出する方法である。下記特許文献1には、液滴吐出ヘッド(インクジェット式記録ヘッド)に関する技術の一例が開示されている。この特許文献1に開示されている液滴吐出ヘッドでは、駆動素子(圧電素子)が、駆動デバイス(ドライバIC)にワイヤボンディングで接続された構造となっている(例えば、特許文献1)。
A droplet discharge method (inkjet method) has been proposed as one method for manufacturing a microdevice. This droplet discharge method is a method in which a functional liquid containing a material for forming a device is formed into droplets and discharged from a droplet discharge head.
ところで、液滴吐出法に基づいてマイクロデバイスを製造する際、マイクロデバイスの更なる微細化の要求に応えるために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離(ノズルピッチ)をできるだけ小さく(狭く)することが望まれている。駆動素子はノズル開口部に対応して複数設けられるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに対応して駆動素子同士の間の距離も小さく(短く)する必要がある。
ところが、駆動素子同士の間隔を狭くすると、これら複数の駆動素子のそれぞれとドライバICとをワイヤボンディングによって接続する際に、ワイヤの本数が大量であるため、隣接するワイヤ(配線)間で短絡を抑制するワイヤボンディングを行うためには配線(実装)が非常に難しくなり、作業性が著しく低下してしまい、ワイヤボンディング実装に長時間を要することになる。 However, if the interval between the drive elements is narrowed, when connecting each of the plurality of drive elements and the driver IC by wire bonding, the number of wires is large, so that a short circuit is caused between adjacent wires (wirings). Wiring (mounting) is very difficult to perform wire bonding to suppress, workability is significantly reduced, and a long time is required for wire bonding mounting.
そこで、このようなワイヤボンディングによる接続に起因する問題を解消するため、アウターリードとして機能する配線パターンを予め形成したフレキシブル基板(可撓性基板)を用いて、アウターリードボンディング(OLB:Outer Lead Bonding)接続を行うことでワイヤ同士の短絡等の不都合を生じさせることなく、駆動素子(圧電素子)と駆動デバイス(ドライバIC)との間の電気的接続を行うことが考えられている(例えば、特許文献2)。
OLB接続を用いることによって大量の配線を一括接続することができるので作業時間を大幅に減少する。
Therefore, in order to solve the problem caused by the connection by such wire bonding, an outer lead bonding (OLB) is used by using a flexible substrate (flexible substrate) in which a wiring pattern functioning as an outer lead is formed in advance. ) It has been considered to make electrical connection between the drive element (piezoelectric element) and the drive device (driver IC) without causing inconvenience such as short-circuiting of the wires by connecting (for example, Patent Document 2).
By using the OLB connection, a large amount of wiring can be connected at once, so that the working time is greatly reduced.
このような液滴吐出ヘッドの構造として、シリコン基板に形成された縦横2列×2行で合計4個のキャビティー(開口部)内に、OLB接続部を有したフレキシブル基板がそれぞれ接続され、このフレキシブル基板によって、駆動回路部の信号線と各開口部内に存在する駆動素子の端子部とが電気的に接続される。ところが、これら複数のフレキシブル基板は、各開口部からシリコン基板の複数の方向にそれぞれ引き出されており、ヘッドの小型化が困難であった。 As a structure of such a droplet discharge head, flexible substrates having OLB connection portions are respectively connected in a total of four cavities (openings) in 2 columns × 2 rows formed in a silicon substrate, With this flexible substrate, the signal lines of the drive circuit section and the terminal sections of the drive elements existing in the openings are electrically connected. However, the plurality of flexible substrates are drawn out from the respective openings in a plurality of directions of the silicon substrate, and it is difficult to reduce the size of the head.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、小型化を図るとともに誤作動を防止して信頼性に優れた液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a droplet discharge head and a droplet discharge device that are excellent in reliability by reducing the size and preventing malfunction. It is aimed.
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記課題を解決するために、第1基板と、該第1基板上に設けられた複数の駆動素子と、前記第1基板の前記複数の駆動素子側に設けられた第2基板と、該第2基板上に設けられた複数の駆動回路部と、前記第2基板の開口部に露出している前記駆動素子の端子部と前記駆動回路部とを接続する第1フレキシブル基板および第2フレキシブル基板と、を備え、前記第1フレキシブル基板および前記第2フレキシブル基板は、前記端子部に接続する接続部と、前記駆動回路部に信号を供給する複数の配線パターンが形成された配線部とをそれぞれ有してなり、前記第1フレキシブル基板に実装された前記駆動回路部上に前記第2フレキシブル基板の前記配線部が重なっており、前記駆動回路部上の前記第1フレキシブル基板と前記第2フレキシブル基板との間に、導電膜パターンを有するシールド部が配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to the present invention is provided on the first substrate, a plurality of drive elements provided on the first substrate, and the plurality of drive elements on the first substrate. A second substrate formed on the second substrate; a plurality of drive circuit portions provided on the second substrate; and a terminal portion of the drive element exposed at the opening of the second substrate and the drive circuit portion. A first flexible substrate and a second flexible substrate, wherein the first flexible substrate and the second flexible substrate are connected to the terminal portion, and a plurality of wiring patterns for supplying signals to the drive circuit portion And the wiring portion of the second flexible substrate overlaps the driving circuit portion mounted on the first flexible substrate, and the wiring portion on the driving circuit portion is overlaid on the driving circuit portion. 1st flexi And Le substrate between the second flexible substrate, wherein the shield part having a conductive film pattern is disposed.
第1フレキシブル基板に実装された駆動回路部上に第2フレキシブル基板の配線部が重なっている構造の場合、第2フレキシブル基板のノイズの影響を駆動回路部が受けてしまう虞があるが、本発明では、駆動回路部上において互いに重なり合う第1フレキシブル基板と第2フレキシブル基板との間に、導電膜パターンが形成されたシールド部が配置されているので、駆動回路部に第2フレキシブル基板からのノイズの影響が及ぶのを防止することができる。これにより、駆動回路部の誤動作を防止して信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
また、上記構成によって、第1および第2フレキシブル基板の引き出し方向に関する制限がなくなるので、ヘッド全体の小型化を図ることが可能となる。
In the case of a structure in which the wiring portion of the second flexible substrate overlaps the drive circuit portion mounted on the first flexible substrate, the drive circuit portion may be affected by the noise of the second flexible substrate. In the invention, since the shield part in which the conductive film pattern is formed is disposed between the first flexible board and the second flexible board that overlap each other on the drive circuit part, the drive circuit part is provided with the shield from the second flexible board. It is possible to prevent the influence of noise. As a result, it is possible to obtain a liquid droplet ejection head excellent in reliability by preventing malfunction of the drive circuit section.
In addition, the above configuration eliminates the restriction on the pulling direction of the first and second flexible substrates, so that the entire head can be reduced in size.
また、前記シールド部の前記導電膜パターンが、前記第2フレキシブル基板の前記配線パターンに接続されていることが好ましい。
本発明によれば、第1フレキシブル基板のシールド部の導電膜パターンが第2フレキシブル基板の配線パターンに接続されているので、互いに電気的に同電位とされ、高いノイズ遮蔽効果を得ることができる。
Moreover, it is preferable that the said electrically conductive film pattern of the said shield part is connected to the said wiring pattern of a said 2nd flexible substrate.
According to the present invention, since the conductive film pattern of the shield part of the first flexible substrate is connected to the wiring pattern of the second flexible substrate, they can be made to have the same electric potential and have a high noise shielding effect. .
また、前記シールド部の前記導電膜パターン上に開口を有する絶縁膜が設けられ、前記開口を介して前記導電膜パターンと前記複数の配線パターンのいずれかが接続されていることが好ましい。
本発明によれば、導電膜パターンと接続される配線パターン以外の配線パターンと導電膜パターンとが接続してしまうのを避けることができる。
Further, it is preferable that an insulating film having an opening is provided on the conductive film pattern of the shield part, and the conductive film pattern and the plurality of wiring patterns are connected through the opening.
According to the present invention, it is possible to avoid connection between a wiring pattern other than the wiring pattern connected to the conductive film pattern and the conductive film pattern.
また、前記シールド部が前記第1フレキシブル基板と一体に形成され、折り返されることで前記第2フレキシブル基板と平面視で重なり合っていることが好ましい。
本発明によれば、シールド部が第1フレキシブル基板と一体に形成されているので、部品点数が減って製造が簡単になるとともに、取り扱いが容易になる。
Moreover, it is preferable that the said shield part is formed integrally with the said 1st flexible substrate, and overlaps with the said 2nd flexible substrate by planar view by folding.
According to the present invention, since the shield part is formed integrally with the first flexible substrate, the number of parts is reduced, the manufacturing becomes simple, and the handling becomes easy.
また、前記導電膜パターンが、前記第1フレキシブル基板の前記複数の配線パターンが形成された面とは反対側の面に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、両面配線構造となるので、第1フレキシブル基板の形状を変えることなく用いることができる。よって、歩留まりを低下させることなく製造することが可能となり、製造にかかるコスト増も防止できる。
Moreover, it is preferable that the said electrically conductive film pattern is formed in the surface on the opposite side to the surface in which the said some wiring pattern of the said 1st flexible substrate was formed.
According to the present invention, since it has a double-sided wiring structure, it can be used without changing the shape of the first flexible substrate. Therefore, it is possible to manufacture without reducing the yield, and it is possible to prevent an increase in manufacturing cost.
また、前記導電膜パターンは、前記第1フレキシブル基板の前記駆動回路部の回路素子部と端子を覆う大きさで形成されていることが好ましい。
本発明によれば、駆動回路部に影響を与えることなくノイズを遮蔽することができるので、信頼性の高いヘッドを得ることができる。
Moreover, it is preferable that the said electrically conductive film pattern is formed in the magnitude | size which covers the circuit element part and terminal of the said drive circuit part of a said 1st flexible substrate.
According to the present invention, noise can be shielded without affecting the drive circuit unit, so that a highly reliable head can be obtained.
また、前記第1フレキシブル基板の前記配線部と、前記第2フレキシブル基板の前記配線部とが前記第2基板の同一の辺端部に引き出されていることが好ましい。
本発明によれば、第1および第2フレキシブル基板の配線部同士が同じ方向に延びている(各開口部から同じ方向に引き出されている)ので、ヘッド全体の小型化を実現することができる。
Moreover, it is preferable that the said wiring part of the said 1st flexible substrate and the said wiring part of the said 2nd flexible substrate are pulled out to the same edge part of the said 2nd board | substrate.
According to the present invention, since the wiring portions of the first and second flexible boards extend in the same direction (drawn in the same direction from the respective openings), the entire head can be reduced in size. .
また、前記シールド部が、前記第1フレキシブル基板の前記駆動回路部の能動面側に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、ノイズの影響を受けやすい駆動回路部の能動面側にシールド部が配置されているので、OLB実装における駆動回路部の誤作動を防止した信頼性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
Moreover, it is preferable that the said shield part is arrange | positioned at the active surface side of the said drive circuit part of a said 1st flexible substrate.
According to the present invention, since the shield portion is disposed on the active surface side of the drive circuit portion that is susceptible to noise, a highly reliable droplet discharge head that prevents malfunction of the drive circuit portion in OLB mounting is provided. Obtainable.
本発明の液滴吐出装置は、先に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、駆動回路部の誤作動を防止した構成とされた液滴吐出ヘッドを備えているので、液滴吐出装置自体も駆動回路部の誤作動を防止した信頼性の高いものとなる。また、小型化されたヘッドにより、装置全体の小型化も実現される。
A droplet discharge apparatus according to the present invention includes the droplet discharge head described above.
According to the present invention, since the liquid droplet ejection head configured to prevent the malfunction of the drive circuit unit is provided, the liquid droplet ejection apparatus itself is also highly reliable with the malfunction of the drive circuit unit prevented. Become. Further, the size of the entire apparatus can be reduced by the downsized head.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、液滴吐出ヘッドの短手方向(ノズルの配列方向)をX軸方向、液滴吐出ヘッドの長手方向(X軸方向と直交する方向)をY軸方向、液滴吐出ヘッドの厚さ方向(すなわちX軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向)をZ軸方向とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. Then, the short side direction (nozzle arrangement direction) of the droplet discharge head is the X axis direction, the long direction (direction perpendicular to the X axis direction) of the droplet discharge head is the Y axis direction, and the thickness direction of the droplet discharge head. A direction (that is, a direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction) is defined as a Z-axis direction.
<液滴吐出ヘッドの第1実施形態>
本発明の液滴吐出ヘッドの第1実施形態について、図1〜図8を参照しながら説明する。図1は液滴吐出ヘッドの第1実施形態を示す外観斜視図、図2は液滴吐出ヘッドをノズル開口側から見た斜視図の一部破断図、図3は図1のA−A線矢視断面図、図4は図1のB−B線矢視断面図、図5は図3の要部を拡大して示す断面図、図6は第1フレキシブル基板の平面図、図7は図4の要部を拡大して示す断面図、図8は第2フレキシブル基板の平面図である。
液滴吐出ヘッド1は、図1〜4に示すようにドライバIC26(駆動回路部)と、該ドライバIC26により駆動される圧電素子23(駆動素子)とを形成してなる基体とを備え、機能液の液滴を吐出するよう構成されたものである。
<First Embodiment of Droplet Discharge Head>
A first embodiment of a droplet discharge head of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an external perspective view showing a first embodiment of a droplet discharge head, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the droplet discharge head viewed from the nozzle opening side, and FIG. 3 is a line AA in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 3, FIG. 6 is a plan view of the first flexible substrate, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG. 4, and FIG. 8 is a plan view of the second flexible substrate.
The
液滴吐出ヘッド1は、ノズル基板21と、ノズル基板21の上面に設けられた流路形成基板22(第1基板)と、流路形成基板22の上面に設けられて圧電素子23の駆動により変位する振動板24と、振動板24の上面に設けられたリザーバ形成基板25(第2基板)と、リザーバ形成基板25の上面側に設けられて圧電素子23とドライバIC26とを電気的に接続する第1フレキシブル基板27および第2フレキシブル基板28とを備えている。
The
ノズル基板21は、例えばステンレスやガラスセラミックスによって構成されており、ノズル基板21を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口31が複数形成されている。そして、Y軸方向に複数並んで形成されたノズル開口31によって、第1から第4のノズル開口群31A〜31Dが構成されている。ここで、第1ノズル開口群31Aと第2ノズル開口群31BとはX軸方向に関して対向配置され、第3ノズル開口群31Cと第4ノズル開口群31DとはX軸方向に関して対向配置されている。また、第3ノズル開口群31Cは第1ノズル開口群31Aに対してY軸方向で隣り合うように形成され、第4ノズル開口群31Dは第2ノズル開口群31Bに対してY軸方向で隣り合うように形成されている。
The
なお、図2では、第1から第4のノズル開口群31A〜31Dがそれぞれ6個のノズル開口31によって構成されているように示されているが、実際には、例えば720個程度のノズル開口31が形成されている。
In FIG. 2, the first to fourth
流路形成基板22は、例えば剛体であるシリコン単結晶によって形成されており、複数の隔壁35は、流路形成基板22の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成されている。
また、流路形成基板22の下面には例えば接着剤や熱溶着フィルムなどを介してノズル基板21が固定されている一方、流路形成基板22の上面には振動板24が設けられている。
The flow
Further, the
そして、複数の隔壁35を有する流路形成基板22と、ノズル基板21と、振動板24とで囲まれた空間によって、ノズル開口31より吐出される機能液が配置される圧力発生室36が形成されている。この圧力発生室36は、第1から第4のノズル開口群31A〜31Dのそれぞれを構成する複数のノズル開口31に対応するようにして、Y軸方向に複数並んで形成されている。
A
そして、第1ノズル開口群31Aに対応して形成された複数の圧力発生室36によって第1圧力発生室群36Aが構成される。同様に、第2ノズル開口群31Bに対応する複数の圧力発生室36によって第2圧力発生室群36Bが構成され、第3ノズル開口群31Cに対応する複数の圧力発生室36によって第3圧力発生室群36Cが構成され、第4ノズル開口群31Dに対応する複数の圧力発生室36によって第4圧力発生室群36Dが構成されている。第1圧力発生室群36Aと第2圧力発生室群36BとはX軸方向に関して互いに対向するように配置され、第3圧力発生室群36Cと第4圧力発生室群36DとはX軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
The first pressure
第1圧力発生室群36Aを構成する複数の圧力発生室36の一方の端部は、リザーバ37の一部を構成する供給路38を介して連通部39により互いに連通されている。連通部39は、流路形成基板22に形成された貫通孔であって、後述するリザーバ部51に接続されている。
同様に、第2圧力発生室群36Bから〜第4圧力発生室群36Dを構成する圧力発生室36の端部も、それぞれ供給路38を介して連通部39によって互いに連通されている。
One end portions of the plurality of
Similarly, the end portions of the
流路形成基板22とリザーバ形成基板25との間に配置された振動板24は、流路形成基板22の上面を覆うように設けられた弾性膜41と、弾性膜41の上面に設けられた下電極膜42とを備えている。弾性膜41は、例えば厚さ1〜2μm程度の二酸化シリコンによって形成されており、下電極膜42は、例えば厚さ0.2μm程度の白金などによって形成されている。なお、本実施形態において、下電極膜42は、複数の圧電素子23に共通する電極となっている。
The
振動板24を変位させるための圧電素子23、すなわち駆動素子は、下電極膜42の上面に設けられた圧電体膜45と、圧電体膜45の上面に設けられた上電極膜46と、上電極膜46の引出配線であるリード電極47(端子部)とを備えている。
The
圧電体膜45は、例えば厚さ1μm程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜46は、例えば厚さ0.1μm程度の白金などによって構成され、リード電極47は、例えば厚さ0.1μm程度の金などによって構成されている。なお、リード電極47と下電極膜42との間には、絶縁膜(図示略)が設けられている。
The
圧電素子23は、複数のノズル開口31及び圧力発生室36のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子23は、ノズル開口31ごと(圧力発生室36ごと)に設けられている。そして、上述のように、下電極膜42が複数の圧電素子23の共通電極として機能し、上電極膜46及びリード電極47が複数の圧電素子23の個別電極として機能する。
A plurality of
また、第1ノズル開口群31Aを構成する各ノズル開口31と対応するようにY軸方向に複数並んで設けられた圧電素子23により、第1圧電素子群23Aが形成される。同様に、第2ノズル開口群31Bと対応する第2圧電素子群23Bが形成され、第3ノズル開口群31Cと対応する第3圧電素子群23Cが形成され、第4ノズル開口群31Dと対応する第4圧電素子群23Dが形成されている。これら第1圧電素子群23Aと第2圧電素子群23Bとは、X軸方向において互いに対向するように配置されている。また、第3圧電素子群23Cと第4圧電素子群23Dとは、X軸方向において互いに対向するように配置されている。
Further, a first
なお、圧電素子23は、圧電体膜45、上電極膜46及びリード電極47に加えて下電極膜42を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜42は、圧電素子23としての機能と振動板24としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜41及び下電極膜42によって振動板24が構成されているが、弾性膜41を省略して下電極膜42が弾性膜41の機能を兼ね備える構成としてもよい。
The
リザーバ形成基板25は、例えば流路形成基板22と同一材料であるシリコン単結晶によって形成されている。なお、リザーバ形成基板25としては、流路形成基板22の熱膨張率とほぼ同一の熱膨張率を有する材料によって形成されていることが好ましく、例えばガラスやセラミックス材料などを用いてもよい。
The
リザーバ形成基板25には、連通部39のそれぞれと対応するリザーバ部51がY軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部51と上述した連通部39とによってリザーバ37が構成される。
また、リザーバ形成基板25には、各連通部39の側壁に接続されて各連通部39に機能液を導入する導入路52が形成されている。
The
In addition, the
また、リザーバ形成基板25の上面には、コンプライアンス基板53が接合されている。このコンプライアンス基板53は、封止膜54及び固定板55を有する。
封止膜54は、例えば厚さ6μm程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されている。そして、封止膜54によってリザーバ部51の上部が封止されている。
A
The sealing
また、固定板55は、例えば厚さ30μm程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板55のうち、リザーバ部51に対応する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口56となっている。したがって、リザーバ部51の上部は、可撓性を有する封止膜54のみによって封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部57となっている。
The fixing
リザーバ部51の外側のコンプライアンス基板53上には、導入路52に連通してリザーバ部51に機能液を供給するための機能液導入口58が形成されている。通常、機能液導入口58からリザーバ部51に機能液が供給されると、例えば圧電素子23の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部51内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部51の上部が封止膜54のみによって封止された可撓部57となっているので、この可撓部57が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ部51内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板55によって十分な強度に保持されている。
On the
また、リザーバ形成基板25のX軸方向における中央部には、Y軸方向に延びる4本の溝状の開口部60が形成されている。これらの開口部60は、X軸方向に並んだ2つずつの開口部60がY軸方向に延びる壁部25Aにより仕切られており、それぞれの開口部60からX軸方向外側の領域に、第1から第4圧電素子群23A〜23Dを振動版24との間で封止する第1封止部61A、第2封止部61B、第3封止部61Cおよび第4封止部61Dとが形成されている(図3,4参照)。
より詳しくは、第1封止部61Aは、第1圧力発生室群36Aに対応する第1圧電素子群23Aを振動版24との間で封止し、第2封止部61Bは第2圧電素子群23Bを封止している。また、第3封止部61Cは、第3圧力発生室群36Cに対応する第3圧電素子群23Cを振動版24との間で封止し、第4封止部61Dは第4圧電素子群23Dを封止している。
In addition, four groove-shaped
More specifically, the
リザーバ形成基板25のうち、圧電素子23と対向する領域には、圧電素子23の運動を阻害しない程度の空間が確保されており、この空間を密封可能な圧電素子保持部62が形成されている。圧電素子保持部62は、各封止部61A〜61Dのそれぞれに形成されており、第1から第4の圧電素子群23A〜23Dを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子23のうち、少なくとも圧電体膜45は、この圧電素子保持部62内に密封されている。
In the
このように、リザーバ形成基板25は、圧電素子23を外部環境から遮断し、圧電素子23を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板25で圧電素子23を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子23の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部62の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部62内の空間を真空や、窒素またはアルゴン雰囲気などとすることで圧電素子保持部62内を低湿度に保持することができ、圧電素子23の破壊をより確実に防止することができる。
As described above, the
また、第1封止部61Aの圧電素子保持部62によって封止されている圧電素子23のうち、リード電極47の一方の端部は、第1封止部61Aの外側まで延びており、開口部60において露出した流路形成基板22上に配置されている。
同様に、第2封止部61Bの圧電素子保持部62によって封止される圧電素子23のうち、リード電極47の他方の端部は、第2封止部61Bの外側まで延びており、開口部60において露出した流路形成基板22上に配置されている。また、第3及び第4封止部の圧電素子保持部62によって封止される圧電素子23のうち、リード電極47の一部が、第3及び第4封止部の外側まで延びており、第3及び第4封止部同士の間に設けられた開口部60において露出した流路形成基板22上に配置されている。
In addition, among the
Similarly, among the
ドライバIC26は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路(IC)を有するドライバICであり、第1から第4のノズル開口群31A〜31Dに応じて4つ設けられている。各ドライバIC26は、2つの第1フレキシブル基板27および2つの第2フレキシブル基板28の一方の面の所定領域(実装領域)にそれぞれフリップチップ実装されている。そして、リザーバ形成基板25上に設けられた樹脂65によってモールドされている。
The
(第1フレキシブル基板)
図1および図3に示すように、第1フレキシブル基板27は、可撓性を有したフレキシブル回路基板からなるもので、第1フレキシブル基板27Aが第1圧力発生室群36Aに対応する開口部60内に設けられ、第1フレキシブル基板27Bが第2圧力発生室群36Bに対応する開口部60内に設けられている。
(First flexible substrate)
As shown in FIGS. 1 and 3, the first
図5および図6に示すように、第1フレキシブル基板27A,27Bは、フィルム基材70を基体としてなり、該フィルム基材70上に、第1配線パターン72、第2配線パターン74、グランド配線パターン76、導電膜パターン75、圧電素子23と接触して接続される端子部73をそれぞれ備えている。フィルム基材70は、例えば厚さ25μm程度のポリイミドからなる絶縁性のフィルムであって、その下面27aに、銅などの導電性材料からなる第1配線パターン72、端子部73、第2配線パターン74、グランド配線パターン76および導電膜パターン75が、プリント方式により電解メッキやエッチングなどの手法によって形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first
本実施形態における第1フレキシブル基板27A,27Bは、端子部73および第1配線パターン72を有する接続部27bと、第2配線パターン74およびグランド配線パターン76を有する配線部27cと、導電膜パターン75を有するシールド部27dとから構成されている。
The first
接続部27bは、圧電素子23のリード電極47と接続する端子部73と、該端子部73に一端側が接続された第1配線パターン72とを有し、OLB実装部として機能する。
The
第1フレキシブル基板27A,27Bの各下面27aの所定領域、すなわち各配線部27c,27cには、圧電素子23を駆動するためのドライバIC26A,26B(駆動回路部)がそれぞれ設けられており、第1フレキシブル基板27A,27Bの各配線部27c,27cにフリップチップ実装されることにより、それぞれ対応する第1配線パターン72の他端に接続されている。
なお、図6に示したドライバIC26の端子26gと各種配線パターンとの接続構造は模式的なものであり、電気的な意味をなすものではない。
The connection structure between the terminal 26g of the
第1フレキシブル基板27とリザーバ形成基板25との間には、樹脂65(図5)が配置されており、これによって第1フレキシブル基板27(27A)に設けられたドライバIC26(26A)がリザーバ形成基板25上に接着されている。また、本実施形態では、ドライバIC26の端面26aが、リザーバ形成基板25に形成された開口部60の開口端60Aと平面視で一致するように位置合わせされている。そして、この状態で第1フレキシブル基板27とリザーバ形成基板25とが樹脂65によって固定されている。なお、樹脂65については、開口部60内にも配置され、接続部27bの端子部73と圧電素子23のリード電極47との間をモールドしてもよい。
A resin 65 (FIG. 5) is disposed between the first
また、配線部27cには、外部コントローラCTと電気的に接続される外部信号入力部77が形成されており、ドライバIC26に接続する第2配線パターン74とグランド配線パターン76によって構成されている。外部信号入力部77から入力された外部信号は、第2配線パターン74を介してドライバIC26へと入力される。
The
このような配線部27cは、その長手方向長さが接続部27bやシールド部27dの長手方向長さの2倍程度の長さを有したものとされている。
The
シールド部27dは、その下面27a側領域の略全体(周縁部を除く領域)に平面視矩形状の導電膜パターン75がベタ状に形成されている。この導電膜パターン75は、少なくともドライバIC26の端子26gと回路素子部(不図示)とを覆うことができる大きさで、その端部が配線部27c側に一部はみ出すようにして形成されている。
In the
導電膜パターン75上には、開口81aを有する絶縁膜81が設けられている。絶縁膜81を構成する絶縁部81A,81Bはともにレジストからなっており、略中央にスリット状の開口81aを形成すべく互いに所定間隔をおいて形成されている。開口81aは、上述した各種配線パターンの延在方向に沿って延在し、その開口幅はグランド配線パターン76の線幅とほぼ等しい寸法とされている。
An insulating
そして、第1フレキシブル基板27のうち、ドライバIC26の実装領域と端子部73との間を曲げて、端子部73側の端部すなわち接続部27bを開口部60(図5)内に挿入させることで、開口部60に配置されているリード電極47と端子部73とが接続されている。
Then, the first
ここで、端子部73とリード電極47とは、例えば異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)のような異方性導電材料79によって接続されている。なお、異方性導電材料79に替えて非導電性フィルム(NCF:Non Conductive Film)や非導電性ペースト(NCP:Non Conductive Paste)、ロウ材を用いてもよい。
Here, the
このような第1フレキシブル基板27は、そのシールド部27dが下面27a側を外側に向けるようにして折り返し部分(線Q)を基点として折り返され、配線部27cと平面視で重ね合わせてある。この構成により、シールド部27dに設けられている絶縁膜81が外側に露出するので、該シールド部27d上に後述の第2フレキシブル基板28の載置を可能としている。
Such a first
(第2フレキシブル基板)
図1および図4に示すように、第2フレキシブル基板28は、可撓性を有したフレキシブル回路基板からなるもので、第2フレキシブル基板28Aが第3圧力発生室群36Cに対応する開口部60に設けられ、第2フレキシブル基板28Bが第4圧力発生室群36Dに対応する開口部60に設けられている。
(Second flexible substrate)
As shown in FIGS. 1 and 4, the second
図7および図8に示すように、第2フレキシブル基板28A,28Bは、フィルム基材71と、第1配線パターン72、第2配線パターン74、グランド配線パターン76、および圧電素子23と接触して接続される端子部73をそれぞれ備えている。フィルム基材71は、例えば厚さ25μm程度のポリイミドからなる絶縁性のフィルムであって、その下面28aに、銅などの導電性材料からなる第1配線パターン72、端子部73、第2配線パターン74、およびグランド配線パターン76がプリント方式により電解メッキやエッチングなどの手法によって形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the second
本実施形態における第2フレキシブル基板28A,28Bは、端子部73および第1配線パターン72を有する接続部28bと、第2配線パターン74およびグランド配線パターン76を有する配線部28cとから構成されている。
The second
接続部28bは、圧電素子23のリード電極47と接続する端子部73と、該端子部73に一端側が接続された第1配線パターン72とを有し、OLB実装部として機能する。
The
第2フレキシブル基板28A,28Bの各下面28aの所定領域、すなわち各配線部28c,28cには、圧電素子23を駆動するためのドライバIC26A,26B(駆動回路部)がそれぞれ設けられており、第2フレキシブル基板28A,28Bの各配線部28c,28cにフリップチップ実装されることにより、それぞれ対応する第1配線パターン72の他端に接続されている。
第2フレキシブル基板28(28A)とリザーバ形成基板25との間には、樹脂65(図7)が配置されており、これによって第2フレキシブル基板28(28A)に設けられたドライバIC26(26C)がリザーバ形成基板25上に接着されている。また、本実施形態では、ドライバIC26(26C)の端面26aが、リザーバ形成基板25に形成された開口部60の開口端60Aと平面視で一致するように位置合わせされていることが好ましい。そして、この状態で第2フレキシブル基板28(28A)とリザーバ形成基板25とが樹脂65によって固定されている。なお、樹脂65については、開口部60内にも配置され、接続部28bの端子部73と圧電素子23のリード電極47との間をモールドしていてもよい。
A resin 65 (FIG. 7) is disposed between the second flexible substrate 28 (28A) and the
また、配線部28cには、外部コントローラCTと電気的に接続される外部信号入力部77が形成されており、ドライバIC26に接続する第2配線パターン74とグランド配線パターン76によって構成されている。外部信号入力部77から入力された外部信号は、第2配線パターン74を介してドライバIC26へと入力される。
In addition, an external
このような配線部28cは、その長手方向長さが接続部28bの長手方向長さの3倍程度の長さを有したものとされている。
Such a
そして、第2フレキシブル基板28のうち、ドライバIC26の実装領域と端子部73との間を曲げて、端子部73側の端部すなわち接続部28bを開口部60(図6)内に挿入させることで、開口部60に配置されているリード電極47と端子部73とが接続されている。
Then, the second
上述したように、各第1フレキシブル基板27及び第2フレキシブル基板28の接続部27b,28bが下方に曲げられることにより、接続部27b,28bの下面側に設けられている各端子部73と、各々に対応した開口部60の底面に配置されている圧電素子23のリード電極47とが、異方性導電材料79を介して電気的に接続されている。このとき、第1フレキシブル基板27及び第2フレキシブル基板28は曲げ部分(図6および図8:線O)を基点として曲げられており、必要に応じて曲げ部分(線O)でフレキシブル基板27を折り曲げるようにしても良い。
As described above, the
また、第1フレキシブル基板27及び第2フレキシブル基板28は、各々の配線部27c,28cが同一方向に延在するよう設けられており、詳細には、図1に示されるように、配線部27c,28cが各々対応する開口部60から液滴吐出ヘッド1の短手方向一方の辺1a側に揃えられて引き出されている。また、液滴吐出ヘッド1の長手方向で隣り合う第1フレキシブル基板27と第2フレキシブル基板28の各配線部27c,28c同士が上下方向に重ならせてあり、第1フレキシブル基板27の折り返されたシールド部27d上に第2フレキシブル基板28の配線部28cの一部が載置され、固定されている。
Further, the first
そして、第1フレキシブル基板27のシールド部27dの開口81aを介して、絶縁膜81の下層に設けられた導電膜パターン75と、第2フレキシブル基板28の配線部28cのグランド配線パターン76とが接続されている。開口81aには、その底部において露出する導電膜パターン75上に接続材82が設けられており、接続材82を介して第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76と導電膜パターン75との導通が得られるようになっている。この接続材82によって、絶縁膜81との段差が埋められて導電膜パターン75と第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76との接続状態が確保されるようになっている。一方、第2フレキシブル基板28の配線部28cに設けられた他の配線パターン(第2配線パターン74)は、絶縁膜81によって導電膜パターン75と絶縁されている。
Then, the
接続材82は、導電性の接着剤から構成されており、絶縁部81A,81Bと略同じ膜厚で形成されている。開口81a全体を接続材82で埋めるようにしてもよいし、異方性導電接着材を用いて接続材82を構成してもよい。
The connecting
本実施形態では、第1フレキシブル基板27をOLB実装することにより、必然的に、搭載されているドライバIC26の能動面26e側がリザーバ形成基板25側とは反対側に向けられる。そのため、シールド部27d上に配置される第2フレキシブル基板28が第1フレキシブル基板27に設けられたドライバIC26の能動面26e側と対向することになる。
In the present embodiment, OLB mounting of the first
そこで、本実施形態では、第1フレキシブル基板27に設けられたシールド部27dを配線部27c上に折り返して、ドライバIC26上で重なり合う第1フレキシブル基板と第2フレキシブル基板28との間にシールド部27dが介在させられている。そして、このシールド部27dの導電膜パターン75と第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76とを接続して電気的に同電位とすることで、第2フレキシブル基板28の配線部28cのノイズの影響が第1フレキシブル基板のドライバIC26に及ぶことを防止することができる。すなわち、導電膜パターン75をグランド配線パターン76に接続すれば導電膜パターン75を容易にグランド電位に保つことが可能であるため、これによって第2フレキシブル基板28の配線部28cの電磁波や静電気などのノイズに対するシールド性が得られるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the
(液滴吐出ヘッドの製造方法)
次に、上述した構成の液滴吐出ヘッド1の製造方法について説明する。図9および図10は、液滴吐出ヘッドの製造工程の一部(OLB実装工程)を示す断面図であって、図9(a),(b)は第1フレキシブル基板の実装工程を示す斜視図、図10は第2フレキシブル基板の実装工程を示す斜視図である。なお、以下の説明において、第1フレキシブル基板27と第2フレキシブル基板28との製造工程とそれらをOLB実装する手順について主に説明し、液滴吐出ヘッド1のうち、ノズル基板21、流路形成基板22、リザーバ形成基板25、圧電素子23などの製造及び接続、配置作業はすでに完了しているものとする。なお、各フレキシブル基板27,28の形成方法については図6,8を適宜参照する。
(Method for manufacturing droplet discharge head)
Next, a method for manufacturing the
(第1フレキシブル基板)
以下、第1フレキシブル基板の形成方法について図6を用いて説明する。
第1フレキシブル基板27を形成するには、まずフィルム基材70の下面27aに、端子部73を含む第1配線パターン72、第2配線パターン74、グランド配線パターン76など、各種配線パターンを形成する。これら各種配線パターンの形成と同時に、導電膜パターン75も形成する。これらは、フィルム基材71上に、プリント方式を用いた電解メッキやエッチングなどの手法を用いて形成する。ここで、端子部73を含む第1配線パターン72は、ノズル開口31同士の間隔(ノズルピッチ)、すなわち圧電素子23同士の間隔に応じて精度よく形成されている。
(First flexible substrate)
Hereinafter, a method for forming the first flexible substrate will be described with reference to FIG.
In order to form the first
次に、導電膜パターン75上の所定領域に絶縁膜81を形成する。
絶縁膜81は、スクリーン印刷や転写印刷などを用いた印刷法や、スピンコート法または、インクジェット法などの方法を用いて形成されるが、以下スピンコート法による絶縁膜形成方法について説明する。まず、スピンコート法によって略平坦な面を有するレジスト膜を形成し、得られたレジスト膜に対して露光および現像を行うことで開口81aを形成するとともにその両側に絶縁部81A,81Bを形成する。本実施形態では、折り返し部分(線Q)に相当する導電膜パターン75の端部上には絶縁膜81を形成しないようにした。こうすることで、シールド部27dを屈曲し易くなるとともに、配線部27cからの極端な浮き上がりが防止される。
Next, an insulating
The insulating
(第2フレキシブル基板)
以下、第1フレキシブル基板の形成方法について図8を用いて説明する。
第2フレキシブル基板28を形成するには、まずフィルム基材71の下面28aに、端子部73を含む第1配線パターン72、第2配線パターン74、グランド配線パターン76など、各種配線パターンを形成する。これらは、上記第1フレキシブル基板27の各種配線パターンと同様に、プリント方式を用いた電解メッキやエッチングなどの手法を用いて形成する。ここでも、端子部73を含む配線パターン72は、ノズル開口31同士の間隔(ノズルピッチ)、すなわち圧電素子23同士の間隔に応じて精度よく形成されている。
(Second flexible substrate)
Hereinafter, a method for forming the first flexible substrate will be described with reference to FIG.
In order to form the second
そして、第1フレキシブル基板27A,27BにドライバIC26A,26Bをそれぞれ実装し、第2フレキシブル基板28A,28BにドライバIC26C,26Dをそれぞれ実装する。これは、各ドライバIC26A〜26Dを、対応する各フレキシブル基板27,28のフィルム基材70,71の一面(フレキシブル基板27の下面27a,28a)の実装領域(所定領域)にそれぞれフリップチップ実装する。その後、樹脂78によって各フレキシブル基板27,28とドライバIC26A〜26Dとをそれぞれ固定する。
The
(第1フレキシブル基板実装)
次に、第1フレキシブル基板27を対応する開口部60に接続する。なお、図9(a),(b)においては、第1フレキシブル基板27Aを例に挙げて図示しているが、第1フレキシブル基板27Bにおいても同様である。
まず、第1フレキシブル基板27Aの接続部27bを対応する開口部60上に対向させるとともに配線部27cをリザーバ形成基板25の辺25a(液滴吐出ヘッド1の辺1a)側に向けて配置する。その後、接続部27bを下方に撓ませることで開口部60内に挿入させて、接続部27bに設けられた端子部73を開口部60内に存在する圧電素子23のリード電極47にそれぞれ当接させて接合する。このとき、第1フレキシブル基板27Aを曲げ部分(線O)を基点として曲げるようにする。なお、予め端子部73の下面またはリード電極47の上面には異方性導電材料79を設けておく。これにより、端子部73とリード電極47との電気的な接続が行われる。
(1st flexible board mounting)
Next, the first
First, the connecting
本実施形態では、第1フレキシブル基板27Aの端子部73と圧電素子23のリード電極47との電気的接続を行うのと同時に、第1フレキシブル基板27Aに設けられている第1ドライバIC26Aを実装する。異方性導電材料79と同じように、予めリザーバ形成基板25の上面に樹脂65を塗布し、この樹脂65上に第1のドライバIC26Aを搭載して固定する。このとき、ドライバIC26Aの端面26aが開口部60の開口端60Aと平面視で一致するように配置する。こうすることで、第1フレキシブル基板27Aの立ち上がり部27fと開口部60の側壁60bとが接触し難くなり、相互間の電気的なリークを防止することができる(図5)。
In the present embodiment, the
なお、樹脂65は、フレキシブル基板27Aの端子部73が圧電素子23のリード電極47に接地するまでは硬化させないでおく。これによって、端子部73とリード電極47とを良好に接続することができる。
The
続けて、第1フレキシブル基板27Aのシールド部27dを、その下面27a側が外側となるように折り返し部分(線Q)で折り返して配線部27c上に重ねる。シールド部27dを折り返すことで絶縁膜81側を外部に露出させた状態にする。
このようにして、第1フレキシブル基板27Aの端子部73と圧電素子23のリード電極47との接合(OLB実装)を行うとともにドライバIC26Aの搭載を行う。
Subsequently, the
In this way, the
同様に、第1フレキシブル基板27BのOLB実装を行うとともに、ドライバIC26Bの搭載を行う。
なお、シールド部27dは、予め折り返された状態としておいてもよい。
Similarly, OLB mounting of the first
The
(第2フレキシブル基板実装)
次に、第2フレキシブル基板28を対応する開口部60内に接続する。なお、図10においては、第2フレキシブル基板28Aを例に挙げて図示しているが、第2フレキシブル基板28Bにおいても同様である。
まず、図10に示すように、第2フレキシブル基板28Aの接続部28bを対応する開口部60上に対向させるとともに、上記第1フレキシブル基板27の配線部27cと同一方向に延在させるべく、配線部28cをリザーバ形成基板25の辺25a(液滴吐出ヘッド1の辺1a)側に向けて配置する。その後、接続部28bを下方に撓ませることで開口部60内に挿入させて、接続部28bに設けられた端子部73を開口部60内に存在する圧電素子23のリード電極47にそれぞれ当接させて接合する。このとき、第2フレキシブル基板28Aを曲げ部分(線O)を基点として曲げるようにし、端子部73とリード電極47とを異方性導電材料79を介して電気的に接続する。
(Second flexible board mounting)
Next, the second
First, as shown in FIG. 10, the
その後、第2フレキシブル基板28Aの端子部73と圧電素子23のリード電極47との電気的接続を行うのと同時に、第2フレキシブル基板28Aに設けられている第3ドライバIC26Cを接着する。異方性導電材料79と同じように、予めリザーバ形成基板25の上面に樹脂65を塗布し、この樹脂65上にドライバIC26Cを搭載し、固定する。このとき、図7に示したように、ドライバIC26Cの端面26aが開口部60の開口端60Aと平面視で一致するように配置して、第2フレキシブル基板28Aの立ち上がり部28fと開口部60の側壁60bとの接触を防止して、相互間の電気的なリークを防止する。
Thereafter, the
このようにして、第2フレキシブル基板28Aの端子部73と圧電素子23のリード電極47との接合(OLB実装)を行うとともにドライバIC26Cの搭載を行う。
同様に、第2フレキシブル基板28BのOLB実装を行うとともに、ドライバIC26Dの搭載を行う。
In this manner, the
Similarly, OLB mounting of the second
第2フレキシブル基板28A,28Bの実装を終えた状態においては、各配線部28c,28cが、第1フレキシブル基板27A,27Bの各配線部27cおよび各シールド部27d上に重なった状態となっている。
In the state where the mounting of the second
平面視で互いに重なり合う第1フレキシブル基板27のシールド部27dに第2フレキシブル基板28の配線部28cの一部を接合する際には、まず、図9(b)に示したように、折り返されているシールド部27dの絶縁膜81における開口81a内に接続材82を配置する。接続材82は、予め配置しておいてもよい。そして、この接続材82に対して、第2フレキシブル基板28の配線部28cにおけるグランド配線パターン76を位置合わせした後で接合する。
When joining a part of the
このように、接続材82を介して第1フレキシブル基板27の導電膜パターン75と第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76とを電気的に接続することで、導電膜パターン75を第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76と同電位にする。ところで、配線部28cに設けられている他の配線パターンすなわち第2配線パターン74は絶縁膜81上に配置されるため、この絶縁膜81によって導電膜パターン75とは完全に絶縁させることができる。
以上のようにして、液滴吐出ヘッド1を製造する。
As described above, the
The
本実施形態の場合、ヘッド全体の小型化を実現するために各フレキシブル基板27,28の配線部27c,28cを開口部60側から同一方向(液滴吐出ヘッド1の辺1a側)に引き出す構成とされている。この場合、第1フレキシブル基板27と第2フレキシブル基板28の配線部27c,28c同士が上下方向で重なることになる。このように、ただ単にフレキシブル基板27,28同士を同一方向(液滴吐出ヘッド1の辺1a側)に引き出すようにしただけでは、第1フレキシブル基板27に実装されたドライバIC26上に第2フレキシブル基板28の配線部28cが重なり合うことで、配線部28cからのノイズがドライバIC26の誤作動を誘発する虞がある。
In the case of this embodiment, the
そこで本実施形態では、第1フレキシブル基板27にシールド部27dを設け、このシールド部27dを導電膜パターン75及び絶縁膜81を有した側が外側となるよう配線部27c上に折り返してドライバIC26と平面視で重なり合うようにし、第2フレキシブル基板28からのノイズを遮蔽することができるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, the first
また、シールド部27dに設けられた導電膜パターン75を、その上に積層された絶縁膜81の開口81a(接続材82)を介して、対向する第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76と接続させた構成とすることにより、導電膜パターン75を常にグランド電位とすることができる。これにより、第2フレキシブル基板28の配線部28cからのノイズを効果的に遮蔽することが可能となっている。よって、各ドライバIC26の誤作動を防止して、信頼性の高い液滴吐出ヘッド1を得ることができる。
In addition, the
また、上述した液滴吐出ヘッドの製造方法では、1枚のフィルム基材70の一面に各種配線パターン74,75と導電膜パターン75とを同時に形成することにより、第1フレキシブル基板27を得ている。そのため、高い製造歩留まりも期待できる。
Moreover, in the manufacturing method of the droplet discharge head described above, the first
なお、折り返されたシールド部27dを配線部27c上に固定するようにしてもよい。
また、シールド部27dを、折り返し部分(図6:線Q)において折り曲げる(折り畳む)ようにしてもよい。
The folded
Further, the
<液滴吐出ヘッドの第2実施形態>
図11(a)は、第2実施形態の液滴吐出ヘッドの要部を拡大して示す断面図である。
図11(a)に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッド90は、第1フレキシブル基板93とは別体とされたシールド基板91を備えている点において、先の第1実施形態と異なっている。シールド基板91は、図6に示した第1フレキシブル基板27A,27Bから、シールド部27dのみ切り出したものに相当する。また、本実施形態の第1フレキシブル基板93は、図6において第1フレキシブル基板27からシールド部27dを切り離し、接続部27bと配線部27cのみとしたものに相当し、図8の第2フレキシブル基板28と略同形状のものである。
そして、本実施形態においては、第1フレキシブル基板93の配線部27c上に接着層92を介してシールド基板91が設けられている。シールド基板91は、ベタ状の導電膜パターン75と、開口81aを有した絶縁膜81とを有し、第2フレキシブル基板28はこのシールド基板91上に積層されている。そして、開口81aを介して導電膜パターン75と第2フレキシブル基板28のグランド配線パターン76とが電気的に接続され、ドライバIC26と平面視で重なる導電膜パターン75がグランド電位とされている。
<Second Embodiment of Droplet Discharge Head>
FIG. 11A is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the droplet discharge head according to the second embodiment.
As shown in FIG. 11A, the liquid
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、シールド基板91が第1フレキシブル基板93とは別体とされているので、第1フレキシブル基板93の形状を変更することなく用いることができる。また、第1フレキシブル基板93の配線部27c上にシールド基板91を固定することができるので、第2フレキシブル基板28との接続状態を確実にすることができる。
According to this embodiment, since the
<液滴吐出ヘッドの第3実施形態>
図11(b)は、第3実施形態の液滴吐出ヘッドの要部を拡大して示す断面図である。
図11(b)に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッド94は、第1フレキシブル基板95が両面配線構造とされている点において先の実施形態と異なっている。
本実施形態の第1フレキシブル基板95は、その平面形状において図8に示した第2フレキシブル基板28A,28Bと略同一形状であり、各種配線パターンが形成されている配線部27cの上面(下面27aとは反対側の面)側に、導電膜パターン75と絶縁膜81とが形成されている。このような第1フレキシブル基板95上に第2フレキシブル基板28が積層された構成となっている。
<Third Embodiment of Droplet Discharge Head>
FIG. 11B is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the droplet discharge head according to the third embodiment.
As shown in FIG. 11B, the
The first
本実施形態によれば、第1フレキシブル基板95の一部を折り返したり、別基板を設けたりする必要がないので、部品点数や製造工程数を削減でき、低コストで容易に製造することができる。また、基板の積層数が減ることで薄型化され、装置全体の小型化をより促進することが可能である。
According to this embodiment, since it is not necessary to fold a part of the first
<液滴吐出装置>
次に、前述した液滴吐出ヘッド1を備えた本発明の液滴吐出装置IJの一例について、図12を参照しながら説明する。図12は液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。
<Droplet ejection device>
Next, an example of the droplet discharge apparatus IJ of the present invention provided with the above-described
図12において液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と、駆動軸4と、ガイド軸5と、外部コントローラCTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ6とを備えている。ステージ7は、液滴吐出ヘッド1によって機能液が吐出される基板Pを支持するもので、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えたものである。液滴吐出ヘッド1のノズル開口からは、ステージ7に支持されている基板Pに対し、機能液が吐出されるようになっている。
In FIG. 12, the droplet discharge device IJ includes a
駆動軸4には駆動モータ2が接続されている。駆動モータ2はステッピングモータ等からなるもので、外部コントローラCTからY軸方向の駆動信号が供給されると、駆動軸4を回転させるようになっている。駆動軸4が回転すると、液滴吐出ヘッド1はY軸方向に移動する。ガイド軸5は基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、駆動モータ3を備えている。駆動モータ3はステッピングモータ等からなるもので、外部コントローラCTからX軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をX軸方向に移動するようになっている。
A
外部コントローラCTは、液滴吐出ヘッド1に対して液滴吐出を制御するための電圧を供給する。さらに、外部コントローラCTは、駆動モータ2に対して液滴吐出ヘッド1のY軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、駆動モータ3に対してステージ7のX軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
The external controller CT supplies a voltage for controlling droplet ejection to the
クリーニング機構8は液滴吐出ヘッド1をクリーニングするものであって、図示しない駆動モータを備えている。この駆動モータの駆動により、クリーニング機構8はガイド軸5に沿ってX軸方向に移動する。クリーニング機構8の移動も外部コントローラCTにより制御される。ヒータ6は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行うようになっている。このヒータ6の電源の投入及び遮断も、外部コントローラCTによって制御されるようになっている。
そして、液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と基板Pを支持するステージ7とを相対的に走査しつつ基板Pに対して液滴を吐出する。
The cleaning mechanism 8 cleans the
The droplet discharge device IJ discharges droplets onto the substrate P while relatively scanning the
このような液滴吐出装置IJにあっては、前述したように、ドライバIC26の誤作動が防止され、信頼性に優れた液滴吐出ヘッド1を備えているので、長期に亘る信頼性が確保されたものとなる。
In such a droplet discharge device IJ, as described above, the malfunction of the
なお、前述した実施形態において、液滴吐出ヘッド1より吐出される機能液としては、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機EL表示デバイスを形成するための有機EL形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものとする。これにより、液滴吐出装置IJは、液滴吐出法に基づいて吐出した機能液によって、前記各デバイスを製造することができる。
In the above-described embodiment, the functional liquid discharged from the
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples, and the above embodiments may be combined. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、絶縁膜81の開口81aの位置は上記した位置に限ったものではなく、第2フレキシブル基板28におけるグランド配線パターン76の位置に合わせて適宜設計変更可能なものである。
For example, the position of the opening 81 a of the insulating
1…液滴吐出ヘッド、22…流路形成基板(第1基板)、23…圧電素子(駆動素子)、25…リザーバ形成基板(第2基板)、26…ドライバIC(駆動回路部)、26e…能動面、27…第1フレキシブル基板、27b…接続部、27c…配線部、27d…シールド部、27f…立ち上がり部、28…第2フレキシブル基板、28b…接続部、28c…配線部、28f…立ち上がり部、47…リード電極(端子部)、60…開口部、60A…開口端、72…第1配線パターン、74…第2配線パターン、76…グランド配線パターン、81a…開口、IJ…液滴吐出装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該第1基板上に設けられた複数の駆動素子と、
前記第1基板の前記複数の駆動素子側に設けられた第2基板と、
該第2基板上に設けられた複数の駆動回路部と、
前記第2基板の開口部に露出している前記駆動素子の端子部と前記駆動回路部とを接続する第1フレキシブル基板および第2フレキシブル基板と、を備え、
前記第1フレキシブル基板および前記第2フレキシブル基板は、前記端子部に接続する接続部と、前記駆動回路部に信号を供給する複数の配線パターンが形成された配線部とをそれぞれ有してなり、
前記第1フレキシブル基板に実装された前記駆動回路部上に前記第2フレキシブル基板の前記配線部が重なっており、
前記駆動回路部上の前記第1フレキシブル基板と前記第2フレキシブル基板との間に、導電膜パターンを有するシールド部が配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A first substrate;
A plurality of driving elements provided on the first substrate;
A second substrate provided on the plurality of drive element sides of the first substrate;
A plurality of drive circuit portions provided on the second substrate;
A first flexible substrate and a second flexible substrate that connect the terminal portion of the driving element exposed to the opening of the second substrate and the driving circuit portion;
The first flexible substrate and the second flexible substrate each have a connection portion connected to the terminal portion and a wiring portion on which a plurality of wiring patterns for supplying signals to the driving circuit portion are formed,
The wiring portion of the second flexible substrate overlaps the drive circuit portion mounted on the first flexible substrate,
A droplet discharge head, wherein a shield portion having a conductive film pattern is disposed between the first flexible substrate and the second flexible substrate on the drive circuit portion.
前記開口を介して前記導電膜パターンと前記複数の配線パターンのいずれかが接続されていることを特徴とする請求項1または2記載の液滴吐出ヘッド。 An insulating film having an opening is provided on the conductive film pattern of the shield portion;
3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein any one of the conductive film pattern and the plurality of wiring patterns is connected through the opening.
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US9033467B2 (en) | 2012-08-31 | 2015-05-19 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid jetting apparatus, actuator device, and method for producing liquid jetting apparatus |
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