JP2010234553A - Driving unit and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置と配線基板とをバンプを介して電気的に接続することにより構成された駆動ユニット、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a drive unit configured by electrically connecting a drive device and a wiring board via bumps, and a manufacturing method thereof.
駆動装置と配線基板とを備える従来の駆動ユニットとしては、たとえばインク吐出ユニットが周知であり、その一例が特許文献1に開示されている。特許文献1のインク吐出ユニットは、ドライバIC等から供給される駆動信号に基づいて複数のノズルからインクを選択的に吐出させる複数の駆動部を有するアクチュエータと、シート状の基板本体とその表面に形成された複数の配線とを有する配線基板とを備えており、アクチュエータの表面には、複数の駆動部のそれぞれに導通する複数の第1接続端子が形成されており、配線基板の表面には、複数の配線のそれぞれに導通する複数の第2接続端子が形成されている。また、アクチュエータにおいては、第1接続端子の表面に接続バンプが一体に形成されており、配線基板においては、配線と第2接続端子とが基板本体の表面に形成された合成樹脂層によって被覆されている。そして、接続バンプが未硬化の合成樹脂層を突き抜けて第2接続端子に押し当てられることによって、接続バンプと第2接続端子とが電気的に接続されており、接続バンプの表面に付着した合成樹脂層が硬化することによって、接続バンプと第2接続端子とが物理的に接続されている。 As a conventional drive unit including a drive device and a wiring board, for example, an ink discharge unit is well known, and an example thereof is disclosed in Patent Document 1. The ink ejection unit of Patent Document 1 includes an actuator having a plurality of drive units that selectively eject ink from a plurality of nozzles based on a drive signal supplied from a driver IC or the like, a sheet-like substrate body, and a surface thereof. A wiring board having a plurality of formed wirings, and a plurality of first connection terminals that are respectively connected to the plurality of driving units are formed on the surface of the actuator, and the surface of the wiring board is formed on the surface of the wiring board. A plurality of second connection terminals that are electrically connected to the plurality of wirings are formed. In the actuator, connection bumps are integrally formed on the surface of the first connection terminal. In the wiring board, the wiring and the second connection terminal are covered with a synthetic resin layer formed on the surface of the substrate body. ing. Then, the connection bump penetrates the uncured synthetic resin layer and is pressed against the second connection terminal, so that the connection bump and the second connection terminal are electrically connected, and the composite adhered to the surface of the connection bump. As the resin layer is cured, the connection bump and the second connection terminal are physically connected.
従来のインク吐出ユニット(特許文献1)では、接続バンプが第2接続端子に押し当てて圧潰することにより、接続バンプと第2接続端子との接触面積を確保して、これらの間の電気的な接続状態を保持していたが、接続バンプの圧潰の程度を好適に調整する手段が無かったため、接続バンプと第2接続端子との接触面積が小さい場合には、これらの間の電気的な接続状態を安定的に保持することができなかった。たとえば、接続バンプと第2接続端子との接触部に水分が浸透した場合には、当該接触部が腐食されることによって当該接触部の電気抵抗が増大するが、接続バンプと第2接続端子との接触面積が小さい場合には、増大した電気抵抗の影響が甚大となり、電気的な接続不良を生じるおそれがあった。つまり、接続バンプと第2接続端子との接触面積が小さい場合には、これらの接触部における導通性が製造時には適正であったとしても、その後の腐食等によって簡単に損なわれるおそれがあるため、当該導通性に対する信頼を得ることができなかった。 In the conventional ink discharge unit (Patent Document 1), the connection bumps are pressed against the second connection terminals and crushed, thereby ensuring a contact area between the connection bumps and the second connection terminals and electrically connecting them. However, since there was no means for suitably adjusting the degree of crushing of the connection bump, when the contact area between the connection bump and the second connection terminal is small, the electrical The connection state could not be stably maintained. For example, when moisture permeates the contact portion between the connection bump and the second connection terminal, the contact portion is corroded to increase the electrical resistance of the contact portion, but the connection bump and the second connection terminal When the contact area is small, the influence of the increased electrical resistance is significant, and there is a risk of causing an electrical connection failure. In other words, when the contact area between the connection bump and the second connection terminal is small, even if the conductivity at these contact portions is appropriate at the time of manufacture, there is a possibility that it may be easily impaired by subsequent corrosion, etc. The reliability for the continuity could not be obtained.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接続バンプと第2接続端子との電気的な接続状態を安定的に保持することができる、駆動ユニットおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a drive unit and a method for manufacturing the same that can stably maintain an electrical connection state between a connection bump and a second connection terminal. For the purpose.
上記課題を解決するために、本発明に係る駆動ユニットは、駆動部と、これと電気的に接続された第1接続端子とを有する駆動装置と、前記第1接続端子に対向して形成された第2接続端子と、この第2接続端子に電気的に接続された配線とを有する配線基板と、前記第1接続端子および前記第2接続端子のいずれか一方に一体に形成され、前記第1接続端子および前記第2接続端子の間で圧潰された状態で他方に接触されることにより前記第1接続端子と前記第2接続端子とを電気的に接続する接続バンプと、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に一体に形成された検査用バンプと、前記駆動装置および前記配線基板の他方に前記検査用バンプと対向して形成された検査用押圧部と、前記駆動装置および前記配線基板のそれぞれに分かれて形成され、或いは、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に互いに離間して共に形成された一対の検査用端子とを備え、前記一対の検査用端子は、前記検査用押当部に押し当てられて圧潰された前記検査用バンプによって互いに電気的に接続される位置関係となるように配置されている。 In order to solve the above-described problems, a drive unit according to the present invention is formed to face a drive device having a drive unit, a first connection terminal electrically connected to the drive unit, and the first connection terminal. A wiring board having a second connection terminal and a wiring electrically connected to the second connection terminal; and formed integrally with either the first connection terminal or the second connection terminal; A connection bump for electrically connecting the first connection terminal and the second connection terminal by being brought into contact with the other in a state of being crushed between the one connection terminal and the second connection terminal; Inspection bumps integrally formed on any one of the wiring boards, inspection pressing portions formed on the other side of the driving device and the wiring board so as to face the inspection bumps, the driving devices, and the Each of the wiring boards Or a pair of inspection terminals formed on either one of the driving device and the wiring board so as to be spaced apart from each other, the pair of inspection terminals being the inspection pushing They are arranged so as to be in a positional relationship in which they are electrically connected to each other by the inspection bumps pressed against and pressed by the parts.
この構成では、駆動装置と配線基板との間に接続バンプおよび検査用バンプの両方が配設されているので、製造時には、駆動装置と配線基板とが互いに近づく方向へ相対的に移動されることによって接続バンプと検査用バンプとが同時に圧潰される。そして、接続バンプと検査用バンプとが所定の程度に圧潰されたときに、一対の検査用端子間が検査用バンプで導通される。したがって、接続バンプが好適に圧潰されたときに一対の検査用端子間が導通されるように、接続バンプおよび検査用バンプの「材質」や「高さ」等を設計しておくことによって、「一対の検査用端子間が導通されているか否か」を電気的に検出するだけで「接続バンプが好適に圧潰されているか否か」を判定することができる。 In this configuration, since both the connection bumps and the inspection bumps are disposed between the driving device and the wiring board, the driving device and the wiring board are relatively moved toward each other during manufacturing. As a result, the connection bump and the inspection bump are simultaneously crushed. Then, when the connection bump and the inspection bump are crushed to a predetermined degree, the pair of inspection terminals are electrically connected by the inspection bump. Therefore, by designing the “material”, “height”, etc. of the connection bump and the inspection bump so that the pair of inspection terminals are electrically connected when the connection bump is suitably crushed, Whether or not the connection bumps are suitably crushed can be determined simply by electrically detecting whether or not the pair of inspection terminals are electrically connected.
上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置の製造方法は、駆動部と、これと電気的に接続された第1接続端子とを有する駆動装置と、前記第1接続端子に対向して形成された第2接続端子と、この第2接続端子に電気的に接続された配線とを有する配線基板と、前記第1接続端子および前記第2接続端子のいずれか一方に一体に形成され、前記第1接続端子および前記第2接続端子の間で圧潰された状態で他方に接触されることにより前記第1接続端子と前記第2接続端子とを電気的に接続する接続バンプと、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に一体に形成された検査用バンプと、前記駆動装置および前記配線基板の他方に前記検査用バンプと対向して形成された検査用押圧部と、前記駆動装置および前記配線基板のそれぞれに分かれて形成され、或いは、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に互いに離間して共に形成された一対の検査用端子とを備え、前記一対の検査用端子は、前記検査用押当部に押し当てられて圧潰された前記検査用バンプによって互いに電気的に接続される位置関係となるように配置されている、駆動ユニットの製造方法であって、(a)前記駆動装置および前記配線基板の所定部分に前記接続バンプ、前記検査用バンプ、前記検査用押圧部および前記一対の検査用端子をそれぞれ形成する工程と、(b)前記駆動装置と前記配線基板とを対向させることによって、前記接続バンプを前記第1接続端子と前記第2接続端子との間に配置するとともに、前記検査用バンプを前記駆動装置の所定部分と前記配線基板の所定部分との間に配置する工程と、(c)前記駆動装置と前記配線基板とを互いに近づく方向へ相対的に移動させることによって、前記接続バンプと前記検査用バンプとを同じ大きさの圧力で同時に圧潰するとともに、前記一対の検査用端子を圧潰された前記検査用バンプで導通させる工程と、(d)前記一対の検査用端子と前記検査用バンプとによって構成された圧潰検査回路の電気的特性を測定する工程とを備える。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a drive device according to the present invention includes a drive device having a drive unit and a first connection terminal electrically connected to the drive unit, and is opposed to the first connection terminal. Formed integrally with any one of the first connection terminal and the second connection terminal, the wiring board having the second connection terminal formed in this way, and the wiring electrically connected to the second connection terminal. A connection bump for electrically connecting the first connection terminal and the second connection terminal by being brought into contact with the other in a state of being crushed between the first connection terminal and the second connection terminal; Inspection bumps integrally formed on one of the driving device and the wiring substrate, an inspection pressing portion formed on the other of the driving device and the wiring substrate so as to face the inspection bump, and the driving Apparatus and wiring board A pair of inspection terminals formed separately on each of the drive device and the wiring board, and the pair of inspection terminals, the pair of inspection terminals, A method of manufacturing a drive unit, wherein the drive unit is disposed so as to be in a positional relationship of being electrically connected to each other by the inspection bumps pressed against and pressed by the pressing unit, (a) the drive device And forming each of the connection bump, the inspection bump, the inspection pressing portion, and the pair of inspection terminals on a predetermined portion of the wiring board, and (b) making the driving device and the wiring board face each other. Accordingly, the connection bump is disposed between the first connection terminal and the second connection terminal, and the inspection bump is disposed on the predetermined portion of the driving device and the predetermined portion of the wiring board. And (c) simultaneously moving the connection bump and the inspection bump with the same pressure by moving the driving device and the wiring board relatively close to each other. A step of crushing and electrically connecting the pair of inspection terminals with the crushed inspection bump; and (d) electrical characteristics of a crushing inspection circuit configured by the pair of inspection terminals and the inspection bump. Measuring.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、「一対の検査用端子間が導通されているか否か」を電気的に検出することによって「検査用バンプが好適に圧潰されているか否か」を検出することができ、この検出結果に基づいて「接続バンプが好適に圧潰されているか否か」を判定することができるとともに、「接続バンプと第2接続端子との接触面積が好適であるか否か」を判定することができる。したがって、接続バンプと第2接続端子との電気的な接続状態に対する信頼を高めることができ、当該電気的な接続状態を安定的に保持することができる。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By electrically detecting “whether or not a pair of inspection terminals are electrically connected”, the “inspection bump is suitably crushed”. It is possible to detect “whether or not the connection bump is suitably crushed” based on the detection result, and “the contact area between the connection bump and the second connection terminal”. Can be determined. Therefore, the reliability with respect to the electrical connection state between the connection bump and the second connection terminal can be increased, and the electrical connection state can be stably maintained.
以下に、本発明の好ましい実施形態に係る「駆動ユニット」および「駆動ユニットの製造方法」について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を「アクチュエータ」を用いてインクを吐出させる方式の「インク吐出ユニット」に適用しているが、本発明は、「発熱体」で加熱したときの圧力を用いてインクを吐出させる方式の「インク吐出ユニット」や、着色液を吐出させる「着色液吐出ユニット」や、導電液を吐出させる「導電液吐出ユニット」等のような他の「駆動ユニット」にも適用可能である。本発明を「着色液吐出ユニット」または「導電液吐出ユニット」等に適用した場合には、以下の説明で用いる「インク」を「着色液」または「導電液」等に読み替えるものとする。また、以下の説明で用いる「下」とは、インクを吐出する方向を意味し、「上」とは、その反対の方向を意味するものとする。 Hereinafter, a “driving unit” and a “driving unit manufacturing method” according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the present invention is applied to an “ink ejection unit” that ejects ink using an “actuator”. However, the present invention applies pressure when heated by a “heating element”. To other “drive units” such as “ink discharge unit” for discharging ink, “colored liquid discharge unit” for discharging colored liquid, “conductive liquid discharge unit” for discharging conductive liquid, etc. Is also applicable. When the present invention is applied to a “colored liquid discharge unit” or “conductive liquid discharge unit” or the like, “ink” used in the following description is read as “colored liquid” or “conductive liquid” or the like. Further, “lower” used in the following description means the direction in which ink is ejected, and “upper” means the opposite direction.
[インク吐出ユニットの全体構成]
図1は、インク吐出ユニット10の構成を示す分解斜視図である。インク吐出ユニット10は、ブラック(BK)、イエロー(Y)、シアン(C)およびマゼンダ(M)の4色のインクを、2つのドライバIC12から供給される駆動信号に基づいて複数のノズル14(図3)から用紙等の吐出対象物(図示省略)に向けて選択的に吐出するものであり、図1に示すように、流路ユニット16と、「駆動装置」としてのアクチュエータ18と、配線基板20とを有している。
[Overall configuration of ink discharge unit]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the
<流路ユニット>
流路ユニット16は、図2に示すように、5枚のプレート22a〜22eを積層することによって構成されており、これらのプレート22a〜22eに形成された「凹部」または「貫通孔」が互いに連通されることによって、インクの色ごとに4つのインク流路N1〜N4(図1)が構成されている。つまり、流路ユニット16には、インクを溜めるマニホールド24と、マニホールド24にインクを供給するインク供給口26(図1)と、マニホールド24内のインクを外部に吐出する複数のノズル14と、マニホールド24と複数のノズル14とを連通する複数の個別流路28とがインクの色ごとに構成されており、複数の個別流路28のそれぞれには、ノズル14に対して個別に連通する圧力室30が設けられている。
<Flow path unit>
As shown in FIG. 2, the
インク吐出ユニット10における複数のノズル14が形成されたノズル面16aでは、図3に示すように、インク流路N1〜N4(図1)のそれぞれを構成する複数のノズル14が列状に並んで配設されており、ブラック(BK)インクを吐出する複数のノズル14が形成された領域と、他のインクを吐出する複数のノズル14が形成された領域との間には、ノズルキャップ(図示省略)の区画壁が当接される帯状のキャップ当接領域Qが確保されている。そして、図3に示すように、後述する第1検査用端子40aと検査用バンプ44とは、空き領域を有効活用する観点から、アクチュエータ本体18aの表面におけるキャップ当接領域Qと対応する位置に形成されている。
On the
<アクチュエータ>
アクチュエータ18は、図2に示すように、流路ユニット16における圧力室30の上面30aを構成するとともに、複数の圧力室30のそれぞれの内部に存在するインクに吐出圧を選択的に付与するものであり、振動板32と、圧電層34と、複数の個別電極36と、少なくとも1つ(本実施形態では複数)の共通電極端子38(図3)と、少なくとも1つの第1検査用端子40aとを有しており、振動板32と圧電層34とを積層することによって構成されるアクチュエータ本体18aの表面に、個別電極36、共通電極端子38および第1検査用端子40aが形成されている。
<Actuator>
As shown in FIG. 2, the
振動板32は、導電性材料によってシート状に形成されており、複数の圧力室30を覆うようにして流路ユニット16の上面に接合されている。圧電層34は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料によってシート状に形成されており、その厚み方向に分極されている。個別電極36は、図3に示すように、導電性材料からなる電極部36aと、導電性材料からなり、電極部36aと導通された「第1接続端子」としての端子部36bとを有しており、電極部36aが、アクチュエータ本体18aの表面における圧力室30(図2)と対応する位置に形成されており、端子部36bが、アクチュエータ本体18aの表面における圧力室30と対応する位置から外れた位置に形成されている。そして、端子部36bの表面には、導電性を有する接続バンプ42(図5)が一体に形成されている。共通電極端子38は、図3に示すように、アクチュエータ本体18aの表面における複数の個別電極36が形成された領域の外側に導電性材料によって帯状に形成されており、共通電極端子38の表面には、導電性を有する複数の接続バンプ42が一体に形成されている。
The
第1検査用端子40aは、図3に示すように、アクチュエータ本体18aの表面におけるキャップ当接領域Qに対応する位置に、導電性材料によって「第1接続端子」としての端子部36bと同じ硬さで形成されており、第1検査用端子40aの表面には、第1検査用端子40aと後述する第2検査用端子40bとを電気的に接続するための導電性を有する検査用バンプ44(図5)が一体に形成されている。つまり、第1検査用端子40aは、電気的接続のための「端子」としての機能と、アクチュエータ本体18aの表面に検査用バンプ44を配設するための「検査用バンプ配置部」としての機能とを併有している。
As shown in FIG. 3, the
そして、共通電極端子38(図3)および第1検査用端子40aと振動板32とが、図2に示すように、圧電層34を貫通して設けられた導電部46を介して電気的に接続されており、共通電極端子38(図3)が配線基板20の接地用配線57(図4、図6)を介して接地電位(0V)に接続されている。したがって、アクチュエータ18においては、振動板32が個別電極36に対応する「共通電極」となっており、圧電層34における振動板32と電極部36aとによって挟まれた部分が、駆動電圧によって駆動される駆動部48となっている。
As shown in FIG. 2, the common electrode terminal 38 (FIG. 3), the
複数の接続バンプ42のそれぞれは、図5に示すように、導電性材料(Agを含む金属材料等)によって略円錐台状または略半球状に形成された突起状の部材であり、接続バンプ42の表面は、頂部42aから基端部42bに向かうにつれて外側に広がる傾斜面に形成されている。そして、接続バンプ42の基端部42bが、「第1接続端子」としての端子部36bに一体に形成されるとともに対応する電極部36aに導通されており、また、接続バンプ42の頂部42aが、後述する絶縁被覆材62を突き抜けて対応する第2接続端子58に押し当てられており、これにより個別電極36と接続バンプ42と第2接続端子58とが電気的に接続されている。後述する絶縁被覆材62の厚さが15〜20μm程度であるのに対して、圧潰前の接続バンプ42の高さは35μm程度に設計されている。
As shown in FIG. 5, each of the plurality of connection bumps 42 is a protrusion-like member formed in a substantially truncated cone shape or a substantially hemispherical shape with a conductive material (a metal material containing Ag or the like). The surface of is formed in an inclined surface that spreads outward as it goes from the
検査用バンプ44は、図5に示すように、接続バンプ42と同じ導電性材料(Agを含む金属材料等)によって略円錐台状または略半球状に形成された突起状の部材であり、検査用バンプ44の表面は、頂部44aから基端部44bに向かうにつれて外側に広がる傾斜面に形成されている。そして、検査用バンプ44の基端部44bが、「検査用バンプ配置部」として機能する第1検査用端子40aに一体に形成されるとともに、導電部46を介して振動板32(図2)に導通されており、また、検査用バンプ44の頂部44aが、絶縁被覆材62を突き抜けて後述する検査用押圧部60に押し当てられるとともに、第2検査用端子40bに物理的かつ電気的に接続されている。圧潰前の検査用バンプ44の高さは、接続バンプ42と同様に35μm程度に設計されている。
As shown in FIG. 5, the
なお、本実施形態では、個別電極36の端子部36bが「第1接続端子」となっているが、「第1接続端子」の具体的構成は適宜変更してもよい。たとえば、個別電極36がアクチュエータ本体18aの中間層(圧電層)に形成されている場合には、アクチュエータ本体18aの表面に「第1接続端子」としての個別電極端子(図示省略)を形成し、当該個別電極端子と個別電極36の端子部36bとをアクチュエータ本体18aの内部に設けられた導電部(図示省略)を介して電気的に接続してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、接続バンプ42をアクチュエータ18の端子部36bに形成するとともに、検査用バンプ44をアクチュエータ18の第1検査用端子40aに形成しているが、接続バンプ42を配線基板20の第2接続端子58に形成してもよいし、検査用バンプ44をアクチュエータ18における第1検査用端子40aの近傍に形成してもよい。さらに、検査用バンプ44を配線基板20の第2検査用端子40bに形成してもよいし、配線基板20における第2検査用端子40bの近傍に形成してもよい。検査用バンプ44を配線基板20側に形成する場合には、後述する検査用押圧部60をアクチュエータ18の所定部分に検査用バンプ44と対向して形成することになる。
In the present embodiment, the connection bumps 42 are formed on the
<配線基板>
配線基板20は、図4に示すように、ポリイミド樹脂等のような可撓性および絶縁性を有する合成樹脂材料からなるシート状の基板本体52と、基板本体52の一方の表面に搭載された2つのドライバIC12(図1、図4)と、ドライバIC12の出力端子(図示省略)に一端が電気的に接続され、駆動電圧を出力するための複数の駆動用配線54と、ドライバIC12の出力端子(図示省略)に一端が電気的に接続され、検査用電圧を出力するための少なくとも1つ(本実施形態では1つ)の検査用配線56と、一端が接地電位に接続された接地用配線57とを有している。また、配線基板20は、図5に示すように、複数の駆動用配線54のそれぞれの他端に電気的に接続され、複数の端子部36bのそれぞれと対向して形成された複数の第2接続端子58と、基板本体52の一方の表面に検査用バンプ44と対向して形成された検査用押圧部60と、検査用配線56の他端に電気的に接続され、検査用押圧部60の周囲に検査用押圧部60から離間して形成された第2検査用端子40bと、基板本体52の一方の表面において、駆動用配線54、検査用配線56、第2接続端子58、検査用押圧部60および第2検査用端子40bを被覆する絶縁被覆材62とを有している。
<Wiring board>
As shown in FIG. 4, the
第2接続端子58は、接続バンプ42が圧潰される際に、接続バンプ42の頂部42aが押し当てられる部分であり、接続バンプ42よりも物理的に硬質の材料(カーボン等)によって平面視略円形に形成されている。第2接続端子58における頂部42aが押し当てられる当接点P1は、図5に示すように、第2接続端子58の中央部に位置している。したがって、接続バンプ42が圧潰される際に頂部42aが第2接続端子58からはみ出すことはなく、接続バンプ42と第2接続端子58との接触部Kにおいて、十分な広さの接触面積を確保することができる。
The
検査用押圧部60は、検査用バンプ44が圧潰される際に、検査用バンプ44の頂部44aが押し当てられる部分であり、検査用バンプ44よりも物理的に硬質である第2接続端子58と同じ材料(カーボン等)によって平面視略円形に形成されている。検査用押圧部60における頂部44aが押し当てられる当接点P2は、図5に示すように、検査用押圧部60の中央部に位置している。また、検査用押圧部60の直径は、第2接続端子58の直径よりも十分に小さく設計されている。したがって、検査用バンプ44が圧潰される際には、当接点P2を中心として頂部44aが押し潰され、頂部44aの外周部が検査用押圧部60の外周縁からはみ出して、検査用押圧部60の周囲に配設された環状の第2検査用端子40bに物理的かつ電気的に接続されるようになる。
The
接続バンプ42と検査用バンプ44とは、同じ材料で形成されているため、これらの硬さは同じであり、また、これらの高さも上述したように同じである(35μm程度)。一方、第2接続端子58と検査用押圧部60とは、同じ材料で形成されているため、これらの硬さは同じである。さらに、上述の通り、端子部36bの硬さと第1検査用端子40aの硬さとは同じである。したがって、アクチュエータ18と配線基板20との間で接続バンプ42および検査用バンプ44に同じ大きさの圧力を加えた場合に、接続バンプ42と検査用バンプ44とは圧潰の程度が近似したものとなり、検査用バンプ44が所定の程度に圧潰されたときには、接続バンプ42も当該所定の程度に圧潰されていると推定することができる。なお、第2接続端子58および検査用押圧部60のそれぞれの硬度を高くする方法として、硬質の金属等でコーティングする方法等を用いてもよい。
Since the connection bumps 42 and the inspection bumps 44 are made of the same material, their hardness is the same, and their heights are also the same as described above (about 35 μm). On the other hand, since the
第2検査用端子40bは、第1検査用端子40aと一対となって検査用バンプ44が所定の程度に圧潰されたことを検出する部分であり、検査用押圧部60の周囲に検査用押圧部60から離間して環状に形成されている。検査用押圧部60に検査用バンプ44が押し当てられると、検査用バンプ44の頂部44aが当接点P2を中心として圧潰されるが、圧潰の程度が小さい場合には、頂部44aの外周部が検査用押圧部60の外周縁からはみ出すことはなく、検査用バンプ44と第2検査用端子40bとが電気的に接続されることはない。一方、圧潰の程度が大きい場合には、頂部44aの外周部が検査用押圧部60の外周縁からはみ出して第2検査用端子40bに電気的に接続され、これにより一対の検査用端子40a,40b間が検査用バンプ44を介して電気的に接続される。
The
なお、第2検査用端子40bは、第1検査用端子40aおよび検査用押圧部60のそれぞれから離間して配置されるとともに、圧潰された検査用バンプ44によって第1検査用端子40aと電気的に接続されるように構成されている必要があるが、第2検査用端子40bの形状は、特に限定されるものではなく、環状の他、円形状、帯状または四角形状等であってもよい。
The
絶縁被覆材62は、インク吐出ユニット10の製造時に複数の接続バンプ42が突き抜ける際には未硬化であり、その後に硬化したものであり、熱硬化性および電気絶縁性を有する合成樹脂材料(エポキシ樹脂等)によって形成されている。絶縁被覆材62の厚さは、駆動用配線54および第2接続端子58等に対する「電気絶縁機能」と、アクチュエータ18と配線基板20とを接続する「接続機能」とを有効に発揮させる観点から設計されており、具体的には、接続バンプ42の高さが35μm程度であるのに対して、15〜20μm程度に設計されている。なお、絶縁被覆材62の材質としては、アクチュエータ18と配線基板20とを接続する際に未硬化であり、その後に硬化するものであればよく、本実施形態のような熱で硬化する「熱硬化性樹脂」に代えて、紫外線で硬化する「紫外線硬化性樹脂」等を用いてもよい。
The insulating
本実施形態では、上述のように、接続バンプ42と検査用バンプ44とに同じ大きさの圧力が加えられた際のこれらの圧潰の程度が近似したものとなり、また、検査用バンプ44が圧潰されたときに、一対の検査用端子40a,40b間が導通されるため、検査用端子40a,40b間が導通されたことを電気的に検出することによって、検査用バンプ44および接続バンプ42のそれぞれが第2検査用端子40bの内周縁に接触する程度に圧潰されたことを知ることができる。そこで、以下に説明する「インク吐出ユニットの製造方法」では、一対の検査用端子40a,40b間が導通された状態(以下、「導通状態」という。)を圧潰検査回路Sで電気的に検出し、当該導通状態を検出した時点で、接続バンプ42を圧潰する動作を停止するようにしている。
In the present embodiment, as described above, the degree of crushing when the same pressure is applied to the connection bumps 42 and the inspection bumps 44 is approximate, and the inspection bumps 44 are collapsed. When this is done, the pair of
[圧潰検査回路]
圧潰検査回路Sは、図5に示すように、一対の検査用端子40a,40bと、検査用バンプ44と、検査用押圧部60とを備えており、また、図6に示すように、アクチュエータ18の内部配線(振動板32を含む。)と、ドライバIC12の出力端子の1つに接続された検査用配線56と、ドライバIC12の入力端子の1つに接続された駆動用配線(VDD2)64と、駆動用配線(VDD2)64に対して直列に接続された「測定装置」としての電流計66と、接地電位に接続された接地用配線57とを備えている。駆動用配線(VDD2)64および接地用配線57は、通常のインク吐出動作の際に、アクチュエータ18の駆動部48に対して駆動電圧を付与するためのものであるが、導通状態を検出する際には、一対の検査用端子40a,40b間に検査用の電圧を付与するために用いられる。圧潰検査回路Sにおいて、一対の検査用端子40a,40b間が検査用バンプ44で導通されていない状態では、駆動用配線(VDD2)64に流れる電流は小さく、電流計66の出力も小さいが、一対の検査用端子40a,40b間が圧潰された検査用バンプ44で導通されると、駆動用配線(VDD2)64に流れる電流は大きくなり、電流計66の出力も大きくなる。したがって、電流計66の出力変化に基づいて、導通状態を検出することができ、接続バンプ42と第2接続端子58とが所定面積で接触されていることを推定することができる。
[Crush inspection circuit]
As shown in FIG. 5, the crushing inspection circuit S includes a pair of
なお、導通状態を検出するためには、圧潰検査回路Sの電気的特性を測定する必要があるが、その測定対象は特に限定されるものではなく、電流の他、抵抗またはインピーダンス等を測定してもよい。測定対象を変更する場合には、電流計66に代えて、測定対象に応じた他の「測定装置」を用いることになる。
[インク吐出ユニットの製造方法]
図7は、インク吐出ユニット10の製造方法の工程を段階的に示す工程図である。インク吐出ユニット10を製造する際には、「バンプ等形成工程」、「位置決め工程」、「圧潰・測定工程」および「硬化工程」をこの順に実行する。
In order to detect the conduction state, it is necessary to measure the electrical characteristics of the crushing inspection circuit S. However, the measurement object is not particularly limited, and the resistance, impedance, etc. are measured in addition to the current. May be. When changing the measurement target, instead of the
[Manufacturing method of ink discharge unit]
FIG. 7 is a process diagram showing the steps of the method for manufacturing the
「バンプ等形成工程」では、アクチュエータ18および配線基板20の所定部分に接続バンプ42、検査用バンプ44、検査用押圧部60および一対の検査用端子40a,40bをそれぞれ形成する。この工程では、接続バンプ42と第2接続端子58とを好適な接触面積で接触させるために、特に、検査用バンプ44および一対の検査用端子40a,40bの位置精度を高める必要がある。
In the “bump formation process”, connection bumps 42, inspection bumps 44,
「位置決め工程」では、図7(A)に示すように、まず、配線基板20における基板本体52の表面に未硬化の絶縁被覆材62を塗布し、当該絶縁被覆材62によって駆動用配線54(図5)、検査用配線56(図5)、第2接続端子58、検査用押圧部60および第2検査用端子40bを被覆する。そして、アクチュエータ18と配線基板20とを対向させることによって、接続バンプ42を端子部36bと第2接続端子58との間に配置するとともに、検査用バンプ44をアクチュエータ18の所定部分(本実施形態では、第1検査用端子40a)と配線基板20の所定部分(本実施形態では、検査用押圧部60)との間に配置する。
In the “positioning step”, as shown in FIG. 7A, first, an uncured insulating
「圧潰・測定工程」では、図7(B)に示すように、アクチュエータ18と配線基板20とを互いに近づく方向へ相対的に移動させることによって、接続バンプ42および検査用バンプ44のそれぞれを第2接続端子58および検査用押圧部60のそれぞれに押し当て、接続バンプ42と検査用バンプ44とを同じ大きさの圧力で同時に圧潰するとともに、一対の検査用端子40a,40bを圧潰された検査用バンプ44で導通させる。また、上述の圧潰検査回路S(図6)を用いて、一対の検査用端子40a,40b間の導通状態を継続的に検出する。つまり、ドライバIC12を駆動することによって、一対の検査用端子40a,40b間に検査用の電圧を付与し、駆動用配線(VDD2)64に流れる電流の値を電流計66で継続的に読み取る。そして、電流計66の出力に基づいて導通状態を検出した時点で、接続バンプ42および検査用バンプ44を圧潰する動作を停止する。
In the “crushing / measuring step”, as shown in FIG. 7B, the
「硬化工程」では、図7(C)に示すように、未硬化の絶縁被覆材62を加熱(たとえば150℃)して、絶縁被覆材62を硬化させる。先の「圧潰・測定工程」では、接続バンプ42の頂部42aで押し退けられた未硬化の絶縁被覆材62が接続バンプ42の表面に付着するとともに、検査用バンプ44の頂部44aで押し退けられた未硬化の絶縁被覆材62が検査用バンプ44の表面に付着するため、絶縁被覆材62の硬化後には、接続バンプ42および検査用バンプ44のそれぞれの表面に付着した絶縁被覆材62が、アクチュエータ18と配線基板20とを接続する機能を発揮する。なお、「硬化工程」は、絶縁被覆材62の種類によって相違し、絶縁被覆材62として紫外線硬化性樹脂を用いた場合には、絶縁被覆材62に対して紫外線を照射することになる。
In the “curing step”, as shown in FIG. 7C, the uncured insulating
なお、本実施形態では、一対の検査用端子40a,40b間の導通状態を「圧潰・測定工程」において検出するようにしているが、当該導通状態は、「硬化工程」の後に検出するようにしてもよい。
In this embodiment, the conduction state between the pair of
[検査用端子の第1変形例]
検査用端子の第1変形例は、図8に示すように、検査用押圧部60を挟んだ両側に2つの検査用端子70bをそれぞれ配置するとともに、2つの検査用端子70bのそれぞれに検査用配線56を接続したものであり、他の構成は上述の実施形態と同様である。つまり、第1変形例では、圧潰された検査用バンプ44によって電気的に接続される一対の検査用端子70b,70bが、共に配線基板20に形成されており、検査用押当部60は、配線基板20における一対の検査用端子70b,70bの中間部分に設けられており、一対の検査用端子70b,70bとは異なる上述の第1検査用端子40aが検査用バンプ44に電気的に接続されている、
この構成では、「一方の検査用端子70bと第1検査用端子40a」、「他方の検査用端子70bと第1検査用端子40a」、「一方の検査用端子70aと他方の検査用端子70b」のそれぞれの対が、検査用バンプ44によって電気的に接続(導通)される「一対の検査用端子」を構成しているので、「一方の検査用端子70bと第1検査用端子40aとが導通された第1導通状態」、「他方の検査用端子70bと第1検査用端子40aとが導通された第2導通状態」および「両方の検査用端子70bと第1検査用端子40aとが導通された第3導通状態」をそれぞれ検出することが可能であり、これらの検出結果に基づいて、アクチュエータ18と配線基板20との間の「位置ずれの有無」および「位置ずれの方向」を検出することができる。なお、検査用端子70bの「数」および「位置」は、適宜変更可能であり、たとえば4つの検査用端子70bを十字状に配置してもよい。
[First Modification of Inspection Terminal]
As shown in FIG. 8, the first modification of the inspection terminal includes two
In this configuration, “one
[検査用端子の第2変形例]
検査用端子の第2変形例は、図9に示すように、検査用押圧部60の周囲に配設された環状の第2検査用端子40bの外側に、さらに環状の検査用端子74bを配設し、第2検査用端子40bおよび検査用端子74bのそれぞれに検査用配線56を接続したものであり、他の構成は上述の実施形態と同様である。
[Second Modification of Inspection Terminal]
As shown in FIG. 9, in the second modification of the inspection terminal, an
この構成では、第2検査用端子40bおよび検査用端子74bのそれぞれに対応して2つの圧潰検査回路Sが構成されているため、「第2検査用端子40bと第1検査用端子40aとが導通された導通状態」に加えて、「検査用端子74bと第1検査用端子40aとが導通された導通状態」を検出することが可能である。そして、後者の「導通状態」を検出することによって、検査用バンプ44が必要以上に圧潰されたことを検出することができる。なお、検査用端子74bの「数」は、適宜変更可能であり、たとえば2つ以上の検査用端子74bを同心円状に配設することによって検査用バンプ44の圧潰状態を段階的に検出してもよい。
In this configuration, since the two crushing inspection circuits S are configured corresponding to the
[検査用端子の第3変形例]
検査用端子の第3変形例は、図10に示すように、「検査用押圧部」として機能する検査用端子78aの周囲に環状の検査用端子78bを配設するとともに、検査用端子78aに検査用配線56を接続し、さらに、検査用端子78bを接地電位に接続したものであり、他の構成は上述の実施形態と同様である。この構成では、アクチュエータ18の内部配線(振動板32を含む。)を用いることなく、配線基板20に圧潰検査回路Sを簡単に構成することができる。
[Third Modification of Inspection Terminal]
As shown in FIG. 10, in the third modification of the inspection terminal, an
[検査用端子の第4変形例]
検査用端子の第4変形例は、図11に示すように、一対の検査用端子80a,80bを配線基板20に対して互いに離間して共に形成するとともに、検査用押圧部60を配線基板20における一対の検査用端子80a,80bの中間部分に形成し、一方の検査用端子80aに検査用配線56を接続し、さらに、他方の検査用端子80bを接地電位に接続したものであり、他の構成は上述の実施形態と同様である。この構成では、「第3変形例(図10)」と同様に、アクチュエータ18の内部配線(振動板32を含む。)を用いることなく、配線基板20に圧潰検査回路Sを簡単に構成することができる。また、検査用押圧部60に押し当てられて圧潰された検査用バンプ44が一対の検査用端子80a,80bの両方に接触したときに一対の検査用端子80a,80bが互いに導通されるので、「導通状態」を検出できたときには、「検査用バンプ44が検査用押圧部60の中央部に位置している。」と推定することができ、「位置ずれ」の有無を検出することができる。
[Fourth Modification of Inspection Terminal]
As shown in FIG. 11, the fourth modified example of the inspection terminal forms a pair of
[検査用端子の第5変形例]
検査用端子の第5変形例は、図12に示すように、配線基板20に形成された検査用端子80bを接地電位に接続する場合において、当該検査用端子80bを、第2接続端子58および駆動部48(図2)等を介して接地電位に接続したものであり、他の構成は上述の実施形態と同様である。この構成では、アクチュエータ18の内部に圧潰検査回路Sの一部を作り込む必要がなく、また、検査用配線56と駆動用配線54とを共通化することができるので、構成をより簡素化することができる。
[Fifth Modification of Inspection Terminal]
As shown in FIG. 12, when the
さらに、上述の実施形態では、複数の接続バンプ42とは別に検査用バンプ44を形成しているが、接続バンプ42の少なくとも1つに検査用バンプ44の機能を併有させるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the inspection bumps 44 are formed separately from the plurality of connection bumps 42, but at least one of the connection bumps 42 may have the function of the inspection bumps 44. .
N1〜N4… インク流路
Q… 当接領域
S… 圧潰検査回路
10… インク吐出ユニット
14… ノズル
16… 流路ユニット
18… アクチュエータ
18a… アクチュエータ本体
20… 配線基板
36… 個別電極
36a… 電極部
36b… 端子部(第1接続端子)
40a… 第1検査用端子
40b… 第2検査用端子
42… 接続バンプ
44… 検査用バンプ
48… 駆動部
52… 基板本体
54… 駆動用配線
56… 検査用配線
57… 接地用配線
58… 第2接続端子
60… 検査用押当部
62… 絶縁被覆材
64… 駆動用配線(VDD2)
66… 電流計(測定装置)
N1 to N4 ... Ink channel Q ... Contact area S ... Crushing
40a ...
66 ... Ammeter (measuring device)
Claims (11)
前記第1接続端子に対向して形成された第2接続端子と、この第2接続端子に電気的に接続された配線とを有する配線基板と、
前記第1接続端子および前記第2接続端子のいずれか一方に一体に形成され、前記第1接続端子および前記第2接続端子の間で圧潰された状態で他方に接触されることにより前記第1接続端子と前記第2接続端子とを電気的に接続する接続バンプと、
前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に一体に形成された検査用バンプと、
前記駆動装置および前記配線基板の他方に前記検査用バンプと対向して形成された検査用押圧部と、
前記駆動装置および前記配線基板のそれぞれに分かれて形成され、或いは、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に互いに離間して共に形成された一対の検査用端子とを備え、
前記一対の検査用端子は、前記検査用押当部に押し当てられて圧潰された前記検査用バンプによって互いに電気的に接続される位置関係となるように配置されている、駆動ユニット。 A drive unit having a drive unit and a first connection terminal electrically connected to the drive unit;
A wiring board having a second connection terminal formed opposite to the first connection terminal, and a wiring electrically connected to the second connection terminal;
The first connection terminal is integrally formed with one of the first connection terminal and the second connection terminal, and the first connection terminal is brought into contact with the other while being crushed between the first connection terminal and the second connection terminal. A connection bump for electrically connecting the connection terminal and the second connection terminal;
Bumps for inspection integrally formed on any one of the driving device and the wiring board;
An inspection pressing portion formed on the other side of the driving device and the wiring board so as to face the inspection bump;
A pair of test terminals formed separately on each of the drive device and the wiring board, or formed separately from each other on the drive device and the wiring board;
The pair of inspection terminals are arranged so as to be in a positional relationship in which the pair of inspection terminals are electrically connected to each other by the inspection bumps pressed and crushed against the inspection pressing portion.
前記検査用押圧部は、前記第1接続端子および前記第2接続端子の前記接続バンプが接触される側と同じ硬さを有している、請求項1に記載の駆動ユニット。 The inspection bump has the same hardness as the connection bump,
2. The drive unit according to claim 1, wherein the inspection pressing portion has the same hardness as that of the side of the first connection terminal and the second connection terminal on which the connection bump is contacted.
前記検査用押当部は、前記配線基板における前記一対の検査用端子の中間部分に形成されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の駆動ユニット。 The pair of inspection terminals are both formed on the wiring board,
The drive unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the inspection pressing portion is formed at an intermediate portion of the pair of inspection terminals on the wiring board.
前記第1接続端子に対向して形成された第2接続端子と、この第2接続端子に電気的に接続された配線とを有する配線基板と、
前記第1接続端子および前記第2接続端子のいずれか一方に一体に形成され、前記第1接続端子および前記第2接続端子の間で圧潰された状態で他方に接触されることにより前記第1接続端子と前記第2接続端子とを電気的に接続する接続バンプと、
前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に一体に形成された検査用バンプと、
前記駆動装置および前記配線基板の他方に前記検査用バンプと対向して形成された検査用押圧部と、
前記駆動装置および前記配線基板のそれぞれに分かれて形成され、或いは、前記駆動装置および前記配線基板のいずれか一方に互いに離間して共に形成された一対の検査用端子とを備え、
前記一対の検査用端子は、前記検査用押当部に押し当てられて圧潰された前記検査用バンプによって互いに電気的に接続される位置関係となるように配置されている、駆動ユニットの製造方法であって、
(a)前記駆動装置および前記配線基板の所定部分に前記接続バンプ、前記検査用バンプ、前記検査用押圧部および前記一対の検査用端子をそれぞれ形成する工程と、
(b)前記駆動装置と前記配線基板とを対向させることによって、前記接続バンプを前記第1接続端子と前記第2接続端子との間に配置するとともに、前記検査用バンプを前記駆動装置の所定部分と前記配線基板の所定部分との間に配置する工程と、
(c)前記駆動装置と前記配線基板とを互いに近づく方向へ相対的に移動させることによって、前記接続バンプと前記検査用バンプとを同じ大きさの圧力で同時に圧潰するとともに、前記一対の検査用端子を圧潰された前記検査用バンプで導通させる工程と、
(d)前記一対の検査用端子と前記検査用バンプとによって構成された圧潰検査回路の電気的特性を測定する工程とを備える、駆動ユニットの製造方法。 A drive unit having a drive unit and a first connection terminal electrically connected to the drive unit;
A wiring board having a second connection terminal formed opposite to the first connection terminal, and a wiring electrically connected to the second connection terminal;
The first connection terminal is integrally formed with one of the first connection terminal and the second connection terminal, and the first connection terminal is brought into contact with the other while being crushed between the first connection terminal and the second connection terminal. A connection bump for electrically connecting the connection terminal and the second connection terminal;
Bumps for inspection integrally formed on any one of the driving device and the wiring board;
An inspection pressing portion formed on the other side of the driving device and the wiring board so as to face the inspection bump;
A pair of test terminals formed separately on each of the drive device and the wiring board, or formed separately from each other on the drive device and the wiring board;
The pair of inspection terminals are disposed so as to be in a positional relationship in which the pair of inspection terminals are electrically connected to each other by the inspection bumps pressed against and crushed by the inspection pressing portion. Because
(A) forming the connection bump, the inspection bump, the inspection pressing portion, and the pair of inspection terminals on a predetermined portion of the drive device and the wiring board;
(B) By arranging the drive device and the wiring board to face each other, the connection bump is disposed between the first connection terminal and the second connection terminal, and the inspection bump is provided on the drive device in a predetermined manner. Placing between a portion and a predetermined portion of the wiring board;
(C) The connection device and the inspection bump are simultaneously crushed with the same pressure by moving the driving device and the wiring board relatively in a direction approaching each other, and the pair of inspection devices Conducting the terminals with the crushed test bumps;
(D) A method for manufacturing a drive unit, comprising a step of measuring electrical characteristics of a crushing inspection circuit configured by the pair of inspection terminals and the inspection bumps.
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