JP4968474B2 - Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus - Google Patents
Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4968474B2 JP4968474B2 JP2007315186A JP2007315186A JP4968474B2 JP 4968474 B2 JP4968474 B2 JP 4968474B2 JP 2007315186 A JP2007315186 A JP 2007315186A JP 2007315186 A JP2007315186 A JP 2007315186A JP 4968474 B2 JP4968474 B2 JP 4968474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- driving
- adhesive layer
- piezoelectric element
- protective substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、液滴を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject droplets, and more particularly, to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink droplets as droplets.
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられる圧電素子を具備し、この圧電素子の変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、ノズルからインク滴を噴射するものがある。 An ink jet recording head that is a typical example of a liquid ejecting head that ejects liquid droplets includes, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed, and a piezoelectric element provided on one side of the flow path forming substrate. In some cases, ink droplets are ejected from nozzles by applying pressure in the pressure generating chamber by the displacement of the piezoelectric element.
このようなインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子を駆動するための駆動IC(半導体集積回路)等が必要である。この駆動ICは、例えば、流路形成基板に接合される保護基板上に接着剤によって固定され、ボンディングワイヤからならなる接続配線によって各圧電素子等と電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。 Such an ink jet recording head requires a driving IC (semiconductor integrated circuit) for driving the piezoelectric element. For example, the driving IC is fixed by an adhesive on a protective substrate bonded to the flow path forming substrate, and is electrically connected to each piezoelectric element or the like by a connection wiring made of a bonding wire (for example, Patent Documents). 1).
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、駆動ICを接着する接着剤として、硬化後の硬度が比較的高い接着剤が一般的に用いられている。具体的には、熱硬化型の接着剤、例えば、エポキシ系の接着剤などが用いられている。このような接着剤を用いることで、駆動ICを保護基板に強固に接合することができる。 In such an ink jet recording head, an adhesive having a relatively high hardness after curing is generally used as an adhesive for adhering the driving IC. Specifically, a thermosetting adhesive such as an epoxy adhesive is used. By using such an adhesive, the driving IC can be firmly bonded to the protective substrate.
しかしながら、このように駆動ICを接着剤によって保護基板に強固に接合してしまうと、流路形成基板、保護基板、ノズルプレートといった複数基板の接合体の変形が規制されてしまい、各ノズルから噴射されるインク滴の噴射特性にバラツキが生じ、印刷品質が低下してしまうという問題がある。 However, if the driving IC is firmly bonded to the protective substrate with the adhesive in this way, deformation of the bonded body of the plurality of substrates such as the flow path forming substrate, the protective substrate, and the nozzle plate is restricted, and the nozzle is ejected from each nozzle. There is a problem that the ejection characteristics of the ink droplets vary, and the print quality is deteriorated.
上述した接合体は、極めて厚さの薄い基板が積層されたものであり、通常の使用環境においては平坦な状態であるが、環境温度の変化等の要因で変形(反り)が生じてしまう。例えば、製造過程において、接合体に反りが生じた状態で駆動ICを保護基板上に接合してしまうと、駆動IC及び接着剤によって接合体の変形(反りの解消)が規制されてしまい、接合体は反りが生じた状態に維持されてしまう。このように接合体に反りが生じていると、圧電素子にも反りが生じるせいか、各ノズルから噴射されるインク滴の噴射特性にバラツキが生じてしまう。 The above-described bonded body is formed by laminating extremely thin substrates and is flat in a normal use environment, but is deformed (warped) due to factors such as a change in environmental temperature. For example, in the manufacturing process, if the driving IC is bonded onto the protective substrate in a state where the bonded body is warped, deformation (removal of warpage) of the bonded body is restricted by the driving IC and the adhesive, and the bonding is performed. The body is kept in a warped state. If the bonded body is warped as described above, the ejection characteristics of the ink droplets ejected from the nozzles may vary because the piezoelectric element is also warped.
さらに、保護基板上に接合された駆動ICには、ワイヤボンディングによって接続配線が接続されるが、駆動ICを接合している接着剤の硬度によっては、その際の押圧力によって駆動ICが沈み込んでしまい、接続配線の接続不良が生じてしまう虞がある。このような問題の発生は、例えば、特許文献1に記載されているように、接着剤にギャップ材(絶縁物)を混合することにより解消することができるかもしれない。ただし、ギャップ材は、単に接着剤に混合されていればよいというものではない。例えば、ギャップ材が接着剤に過度に混合されている場合にも、上述したような噴射特性のバラツキを招く虞がある。
Further, the connection wiring is connected to the driving IC bonded on the protective substrate by wire bonding, but depending on the hardness of the adhesive bonding the driving IC, the driving IC sinks due to the pressing force at that time. Therefore, there is a possibility that connection failure of the connection wiring may occur. Generation | occurrence | production of such a problem may be able to be solved by mixing a gap material (insulator) with an adhesive agent as described in
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク滴以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink droplets, but also in other liquid ejecting heads that eject droplets other than ink droplets.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、列設された各圧力発生室に連通するノズルからの液滴の噴射特性を均一化できると共に駆動ICに接続配線を良好に接続することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can uniformize the ejection characteristics of droplets from the nozzles communicating with the pressure generation chambers arranged in a row and connect the connection wiring to the drive IC satisfactorily. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can perform the above operation.
上記課題を解決する本発明は、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が複数列設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面となる第1の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板と、一方面にボンディングパッド部が設けられると共にその他方面が前記保護基板の第1の面とは反対側の第2の面上に固定される前記圧電素子を駆動するための駆動ICとを有し、前記保護基板の第2の面の前記駆動ICに対応する領域には、粒状のギャップ材が混合された接着剤からなる第1の接着層と前記ギャップ材が混合されていない接着剤からなる第2の接着層とを備え、前記駆動ICの他方面の前記ボンディングパッド部に対応する領域には、前記第1の接着層が形成されて、前記駆動ICが前記保護基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、第1の接着層にギャップ材が混合されているため、駆動ICのボンディングパッド部を加圧しても駆動ICの沈み込みが生じることがなく、ボンディングパッド部に接続配線を良好に接続することができる。また、第1の接着層以外の領域には、ギャップ材が混合されていない第2の接着層が存在するため、駆動ICを保護基板に接合させる接合力は確保しつつ、接合体の変形を必要以上に規制することがなく、各ノズルから噴射される液滴の噴射特性を均一化することができる。
The present invention that solves the above-described problems includes a flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with nozzles for ejecting droplets are provided, and the pressure generating chamber provided on one surface side of the flow path forming substrate. And a protective substrate having a piezoelectric element holding portion that is bonded to a first surface of the flow path forming substrate that serves as the piezoelectric element side and protects the piezoelectric element; A bonding pad portion and a driving IC for driving the piezoelectric element fixed on the second surface opposite to the first surface of the protective substrate. In a region corresponding to the driving IC on the second surface of the substrate, a first adhesive layer made of an adhesive mixed with a granular gap material and a second adhesive made of an adhesive not mixed with the gap material. An adhesive layer, on the other side of the drive IC The region corresponding to the serial bonding pad portion, said first adhesive layer is formed, said driving IC is in a liquid-jet head, characterized in that it is bonded to the protective substrate.
In the present invention, since the gap material is mixed in the first adhesive layer, the driving IC does not sink even if the bonding pad portion of the driving IC is pressed, and the connection wiring is excellent in the bonding pad portion. Can be connected to. Further, since there is a second adhesive layer in which the gap material is not mixed in the region other than the first adhesive layer, deformation of the joined body is ensured while ensuring a bonding force for bonding the driving IC to the protective substrate. Without restricting more than necessary, the ejection characteristics of the droplets ejected from each nozzle can be made uniform.
ここで、前記第2の接着層が前記第1の接着層を構成する接着剤よりも硬化状態での柔軟性が高い接着剤からなり、前記駆動ICの他方面の前記ボンディングパッド部に対向する領域以外の部分が当該第2の接着層によって前記保護基板に接合されていることが好ましい。また少なくとも前記第2の接着層を構成する接着剤がシリコーン系の接着剤であることが望ましい。このような構成では、第2の接着層によって接合体の変形が実質的に規制されることがない。したがって、第1及び第2の接合層によって駆動ICを保護基板に良好に接合しつつ各ノズルから噴射される液滴の噴射特性も均一化することができる。 Here, the second adhesive layer is made of an adhesive that is more flexible in a cured state than the adhesive constituting the first adhesive layer, and faces the bonding pad portion on the other surface of the drive IC. It is preferable that a portion other than the region is bonded to the protective substrate by the second adhesive layer. It is desirable that at least the adhesive constituting the second adhesive layer is a silicone-based adhesive. In such a configuration, the deformation of the joined body is not substantially restricted by the second adhesive layer. Therefore, the ejection characteristics of the droplets ejected from each nozzle can be made uniform while the drive IC is satisfactorily bonded to the protective substrate by the first and second bonding layers.
また本発明は、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が複数列設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面となる第1の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板と、一方面にボンディングパッド部が設けられると共にその他方面が前記保護基板の第1の面とは反対側の第2の面上に固定される前記圧電素子を駆動するための駆動ICとを有し、前記保護基板の第2の面の前記駆動ICに対応する領域には、粒状のギャップ材が混合された接着剤からなる第1の接着層と、接着剤を塗布しない非接着領域とを備え、前記駆動ICの他方面の前記ボンディングパッド部に対応する領域には、前記第1の接着層が形成されて、前記駆動ICが前記保護基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、第1の接着層にギャップ材が混合されているため、駆動ICのボンディングパッド部を加圧しても駆動ICの沈み込みが生じることがなく、ボンディングパッド部に接続配線を良好に接続することができる。また、第1の接着層以外の領域には、接着層が形成されていないため、接合体の変形を必要以上に規制することがなく、各ノズルから噴射される液滴の噴射特性を均一化することができる。
The present invention also provides a flow path forming substrate in which a plurality of rows of pressure generating chambers communicating with nozzles for ejecting liquid droplets are provided, and a pressure change in the pressure generating chamber provided on one side of the flow path forming substrate. A piezoelectric substrate to be generated, a protective substrate having a piezoelectric element holding portion that is bonded to the first surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and protects the piezoelectric element, and a bonding pad portion on one surface And a driving IC for driving the piezoelectric element fixed on the second surface opposite to the first surface of the protective substrate, and having a second surface of the protective substrate. The area corresponding to the driving IC on the surface of the driving IC includes a first adhesive layer made of an adhesive mixed with a granular gap material, and a non-adhesive area where no adhesive is applied, and the other surface of the driving IC. In the region corresponding to the bonding pad portion of Said first adhesive layer is formed, said driving IC is in a liquid-jet head, characterized in that it is bonded to the protective substrate.
In the present invention, since the gap material is mixed in the first adhesive layer, the driving IC does not sink even if the bonding pad portion of the driving IC is pressed, and the connection wiring is excellent in the bonding pad portion. Can be connected to. In addition, since no adhesive layer is formed in the region other than the first adhesive layer, the deformation of the joined body is not restricted more than necessary, and the ejection characteristics of the droplets ejected from each nozzle are made uniform. can do.
また本発明は、このような液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。かかる本発明では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。 According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including such a liquid ejecting head. According to the present invention, a liquid ejecting apparatus with improved reliability can be realized.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′断面図であり、図3は、その要部を示す拡大断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid ejecting head according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the main part.
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。この流路形成基板10には、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、インク供給路13と連通路14とが隔壁11によって区画されている。また、連通路14の一端には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるリザーバ100の一部を構成する連通部15が形成されている。
As shown in the figure, the flow
流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12に連通するノズル21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼などで形成されている。
A
流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には下電極膜60と、圧電体層70と、上電極膜80とで構成される圧電素子300が形成されている。本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータと称する。なお、振動板とは圧力発生室12の一方面を構成し圧電素子300の駆動により変形が生じる部分をいう。本実施形態では、弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、下電極膜60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
The
流路形成基板10上には、圧電素子300に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部31を有する保護基板30が接合されている。圧電素子300は、この圧電素子保持部31内に形成されているため、当該圧電素子保持部31が必ずしも密封されている訳ではないが、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。また保護基板30には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部32が設けられている。リザーバ部32は、本実施形態では、保護基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の幅方向に亘って形成されており、流路形成基板10の連通部15と連通して各圧力発生室12に共通するインク室であるリザーバ100を構成している。また、保護基板30の圧電素子保持部31とリザーバ部32との間の領域には、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。各圧電素子300から引き出されたリード電極90は、その端部近傍が貫通孔33内で露出されている。保護基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましい。
On the flow
保護基板30のリザーバ部32に対応する領域には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜41によってリザーバ部32の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
A
また、保護基板30の流路形成基板10と接合される面(第1の面)とは反対側の面(第2の面)であって圧電素子保持部31に対向する領域には、圧電素子300を駆動するための駆動IC(半導体集積回路)110が固定されている。この駆動IC110は、長方形の平面形状を有しその長手方向が圧電素子300の並設方向に沿うように配されている。なお図示しないが、保護基板30の表面には、実際には二酸化シリコンからなる絶縁膜が設けられ、この絶縁膜上には所定パターンの配線が形成されている。そして、駆動IC110は、この配線を挟んで保護基板30上に固定されている。
Further, a surface (second surface) opposite to the surface (first surface) to be bonded to the flow
またこの駆動IC110は、圧電素子300から引き出された各リード電極90及び保護基板30上の配線(図示なし)と、ワイヤボンディングにより電気的に接続されている。例えば、駆動IC110のボンディングパッド部111とリード電極90とは、ボンディングワイヤからなり貫通孔33内に延設される接続配線120によって電気的に接続されている。
The
ここで、駆動IC110は、接着剤によって保護基板30上に接合されているが、本実施形態では、まずボンディングパッド部111に対応する領域が、絶縁性を有する材料からなる粒状のギャップ材211が混合された接着剤からなる第1の接着層210によって保護基板30に接合されている。駆動IC110の他の領域は、ギャップ材が混合されていない接着剤からなる第2の接着層220、より具体的には、ギャップ材211が混合されておらず第1の接着層210を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が低い接着剤からなる第2の接着層220、によって保護基板30に接合されている。そして、第1の接着層210に含まれるギャップ材211は、駆動IC110と保護基板30との間に挟持された状態となっている。
Here, the driving
この第1の接着層210は、本実施形態では、複数のボンディングパッド部111に対向する領域に連続的に形成されている。勿論、第1の接着層210は、各ボンディングパッド部111に対向する領域にそれぞれ独立して形成されていてもよい。第1の接着層210として用いられる接着剤は、特に限定されないが、硬化状態での硬度が比較的高い接着剤、例えば、エポキシ系の接着剤が好適に用いられる。また第1の接着層210に含まれる粒状のギャップ材211の材料は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、硬質プラスチック等の樹脂材料、あるいは酸化シリコン(SiOx)、窒化シリコン(SiN)、酸化タンタル(TaOx)等が挙げられる。またギャップ材211の粒子形状は、特に限定されないが、球形であることが好ましい。さらに各ギャップ材211の粒径は、略均一であることが好ましい。
In the present embodiment, the first
また、第2の接着層220に用いられる接着剤は、硬化状態での柔軟性が比較的高い接着剤であることが好ましく、少なくとも第1の接着層210よりも硬化状態での柔軟性が高い接着剤であることが好ましい。この第2の接着層220に用いられる接着剤としては、上述したように柔軟性が高い接着剤であることが好ましく、また湿気硬化型の接着剤を用いることが好ましい。具体的には、例えば、シリコーン系の接着剤が好適に用いられる。
The adhesive used for the second
このような第1及び第2の接着層210,220によって駆動IC110を保護基板30に接合することにより、駆動IC110を保護基板30に良好に接合することができと共に、駆動IC110のボンディングパッド部111に接続配線120を良好に接続することができる。具体的には、ボンディングパッド部111に対応する領域に設けられる第1の接着層210にはギャップ材211が混合されているため、駆動IC110のボンディングパッド部111にワイヤボンディングにより接続配線120を良好に接続することができる。ワイヤボンディングによってボンディングパッド部111に接続配線120を接続する際には、キャピラリによって保護基板30のボンディングパッド部111を加圧することになる。第1の接着層210にギャップ材211が混合されていないと、このキャピラリによる加圧により駆動IC110の沈み込みが生じてしまう虞がある。すなわち、第1の接着層210が変形して駆動IC110の位置ずれが生じ、接続配線120をボンディングパッド部111に良好に接続することができない虞がある。
By bonding the driving
しかしながら、本発明では、第1の接着層210にギャップ材211が混合されているため、キャピラリによってボンディングパッド部111が加圧されたとしても、駆動IC110がギャップ材211に当接することで駆動IC110の沈み込みは防止される。したがって、ボンディングパッド部111に接続配線120を良好に接続することができる。
However, in the present invention, since the
なお、ギャップ材211の混合量は特に限定されないが、過度に混合してしまうと第1の接着層210の接着力が低下して駆動IC110と保護基板30との接着不良を引き起こす虞があるため、その点を考慮して適宜決定する必要はある。ただし、本実施形態の構成においては、駆動IC110のボンディングパッド部111以外の部分が第2の接着層220によって保護基板30に接合されるため、接着性を考慮することなく第1の接着層210に比較的多くのギャップ材211を混合してもよい。これにより、上述した駆動IC110の沈み込みをより確実に防止することができる。
The mixing amount of the
さらに、ギャップ材211が第1の接着層210のみに混合されているため、列設された各ノズル21から噴射されるインク滴の噴射特性(例えば、噴射速度)を均一化することができる。
Furthermore, since the
この第2の接着層220は、硬化状態での柔軟性が比較的高い接着剤で形成されギャップ材も混合されていないため、流路形成基板10、保護基板30、ノズルプレート20といった複数基板の接合体の温度変化等に伴う変形を許容する役割を果たす。また、第2の接着層220が存在することで、保護基板30上に駆動IC110を接合するには十分な接合力を確保できることになる。
Since the second
複数基板の接合体は、例えば、環境温度が変化して接合体の温度が上昇すると、各基板の線膨張係数の違い等により、例えば保護基板30側が凸となる反りが生じてしまう。接合体に生じた反りは、その後の温度低下に伴って解消される。つまり接合体は、温度の上昇及び低下に伴ってそれぞれ変形する。このような接合体の変形が、第2の接着層220が変形することによって許容されることになる。なお、第1の接着層210は、硬度が比較的高い接着剤からなりギャップ材211も混合されているため、接合体の変形を規制してしまうが、形成されている面積が小さいため、実質的に影響することはない。
For example, when the environmental temperature changes and the temperature of the bonded body rises, the bonded body of a plurality of substrates may be warped, for example, on the
そして、接合体の変形が許容されることで、少なくとも常温下では接合体は平坦な状態となる。したがって、列設された各ノズル21から噴射されるインク滴の噴射特性(例えば、噴射速度)を均一化することができる。例えば、インクジェット式記録ヘッドが比較的高温の環境温度下に保管されていた場合でも、各ノズル21から噴射されるインク滴の噴射特性のばらつきは極めて少なく抑えられる。
And since a deformation | transformation of a joining body is accept | permitted, a joining body will be in a flat state at least at normal temperature. Therefore, the ejection characteristics (for example, ejection speed) of the ink droplets ejected from the
ここで、駆動ICを第1及び第2の接着剤で保護基板に接合した実施例のインクジェット式記録ヘッドと、駆動ICをエポキシ接着剤のみで接着した比較例のインクジェット式記録ヘッドとについて、各ノズル位置におけるインク滴の噴射特性(噴射量)を調べた。具体的には、実施例及び比較例の各インクジェット式記録ヘッドを約60℃の温度環境下に5日間放置し、その前後におけるインク滴の噴射量の変化を調べた。図4は、ノズル位置におけるインク滴の噴射特性の傾向を示すグラフである。 Here, each of the ink jet recording head of the example in which the driving IC is bonded to the protective substrate with the first and second adhesives, and the ink jet recording head of the comparative example in which the driving IC is bonded only with the epoxy adhesive. The ejection characteristics (ejection amount) of the ink droplet at the nozzle position were examined. Specifically, the ink jet recording heads of the example and the comparative example were left in a temperature environment of about 60 ° C. for 5 days, and the change in the ejection amount of ink droplets before and after that was examined. FIG. 4 is a graph showing a tendency of ink droplet ejection characteristics at the nozzle positions.
図4(a)に示すように、実施例のインクジェット式記録ヘッドにおいては、放置前後に拘わらず、駆動ICの保護基板30側の面に第1の接着層と第2の接着層とが形成されて接合されている領域(駆動IC接合領域)と、その両外側の駆動ICが接合されていない領域とで、インク滴の噴射量の差は殆どなかった。また、放置前後における噴射特性の変化も極めて少なかった。すなわち、各ノズルから噴射されるインク滴の噴射量は、圧電素子の列設方向のノズル位置に拘わらずほぼ均一化されていた。
As shown in FIG. 4A, in the ink jet recording head of the embodiment, the first adhesive layer and the second adhesive layer are formed on the surface of the drive IC on the side of the
これに対し、比較例のインクジェット式記録ヘッドでは、図4(b)に示すように、放置前には、駆動ICの保護基板30側の面全面にギャップ材が混合されているエポキシ系の接着剤からなる接着層が形成されている領域と、その両外側の駆動ICが接合されていない領域とで、インク滴の噴射量の差は殆どなかった。しかしながら、放置後には、駆動IC接合領域における噴射量が全体的に上昇し、結果として、駆動ICが接合されていない領域における噴射量が、駆動ICが接合されている領域における噴射量よりも相対的に減少するという傾向を示していた。なお、圧電素子の並設方向に沿って複数の駆動ICが搭載されている場合には、各駆動IC間の領域におけるインク滴の噴射量も、駆動ICが接合されている領域における噴射量よりも相対的に減少する傾向を示す。
On the other hand, in the ink jet recording head of the comparative example, as shown in FIG. 4B, before leaving, an epoxy-based adhesive in which a gap material is mixed on the entire surface of the driving IC on the
ところで、従来のインクジェット式記録ヘッドにおける噴射量のバラツキの要因として、高温環境下での放置による接着剤の硬化が考えられる。エポキシ接着剤を用いて駆動ICを保護基板に接合すると、製造過程では接着剤が完全に硬化されないことがある。この場合、例えば、製品が高温環境下に放置されることで接着剤は完全に硬化される。ただしその際、上述したように複数基板の接合体に反りが生じた状態で接着剤が硬化し、環境温度が低下しても接合体は反りが生じた状態で固定されてしまう。そして、このように接合体に反りが生じているに起因して、インク滴の噴射量にバラツキが生じると考えられる。 By the way, as a factor of variation in the ejection amount in the conventional ink jet recording head, it is conceivable that the adhesive is cured by being left in a high temperature environment. When the driving IC is bonded to the protective substrate using an epoxy adhesive, the adhesive may not be completely cured during the manufacturing process. In this case, for example, the adhesive is completely cured by leaving the product in a high temperature environment. However, at that time, as described above, the adhesive is cured in a state where the bonded body of the plurality of substrates is warped, and the bonded body is fixed in a state where the warped is generated even when the environmental temperature is lowered. In addition, it is considered that the ejection amount of ink droplets varies due to the warpage of the joined body.
このような結果からも明らかなように、駆動IC110を第1及び第2の接着層210,220によって保護基板30に接合することで、各ノズル21から噴射されるインク滴の噴射量を均一化することができる。
As is clear from these results, the ejection amount of ink droplets ejected from each
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, of course, the present invention is not limited to such an embodiment.
例えば、本実施形態では、駆動IC110を、第1の接着層210と共に第2の接着層220によって保護基板30に接合するようにしたが、これに限定されず、接着力を確保することができれば、第1の接着層210のみで駆動IC110を保護基板30に接合するようにしてもよい。具体的には、駆動IC110のボンディングパッド部111に対応する領域に第1の接着層を形成して、ボンディングパッド部111に対応しない領域には、第2の接着層220の代わりに非接着領域となる空間が形成されていてもよい。このような構成では、駆動IC110の発熱に伴う熱が第1の接着剤210を介して保護基板30側に伝わり、保護基板30の熱による変形を抑制するとともに、仮に、接合体が変形しても、この空間によっても接合体の変形は許容されるため、噴射特性を均一化することができる。
For example, in this embodiment, the driving
また、第1の接着層210は、必ずしも硬度の高い接着剤で形成されている必要はなく、第2の接着層220に用いる接着剤、例えば、シリコーン接着剤で形成されていてもよい。第1の接着層210にはギャップ材211が混合されているため、接着剤の硬度に拘わらず駆動IC110の沈み込みは防止することができる。
In addition, the first
また例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。 Further, for example, in the above-described embodiment, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film forming and lithography process is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a green sheet is attached. The present invention can be applied to a thick film type ink jet recording head formed by such a method.
なおこのようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図5は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図5に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上に搬送されるようになっている。
Such an ink jet recording head constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 5 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 5, in the
なお、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads, and the liquid ejecting ejects a liquid other than ink. Of course, it can also be applied to the head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 30 保護基板、 31 圧電素子保持部、 32 リザーバ部、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 100 リザーバ、 110 駆動IC、 120 駆動配線、 210 第1の接着層、 211 ギャップ材、 220 第2の接着層、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記保護基板の第2の面の前記駆動ICに対応する領域には、粒状のギャップ材が混合された接着剤からなる第1の接着層と前記ギャップ材が混合されていない接着剤からなる第2の接着層とを備え、
前記駆動ICの他方面の前記ボンディングパッド部に対応する領域には、前記第1の接着層が形成されて、前記駆動ICが前記保護基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with nozzles for ejecting liquid droplets are provided; and a piezoelectric element that is provided on one side of the flow path forming substrate and causes a pressure change in the pressure generating chamber; A protective substrate having a piezoelectric element holding portion that is bonded to the first surface of the flow path forming substrate, which is the piezoelectric element side surface, and protects the piezoelectric element; a bonding pad portion is provided on one surface; A driving IC for driving the piezoelectric element, the direction of which is fixed on the second surface opposite to the first surface of the protective substrate;
In a region corresponding to the driving IC on the second surface of the protective substrate, a first adhesive layer made of an adhesive mixed with a granular gap material and a first adhesive made of an adhesive not mixed with the gap material. Two adhesive layers,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the first adhesive layer is formed in a region corresponding to the bonding pad portion on the other surface of the driving IC, and the driving IC is bonded to the protective substrate.
前記保護基板の第2の面の前記駆動ICに対応する領域には、粒状のギャップ材が混合された接着剤からなる第1の接着層と、接着剤を塗布しない非接着領域とを備え、
前記駆動ICの他方面の前記ボンディングパッド部に対応する領域には、前記第1の接着層が形成されて、前記駆動ICが前記保護基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with nozzles for ejecting liquid droplets are provided; and a piezoelectric element that is provided on one side of the flow path forming substrate and causes a pressure change in the pressure generating chamber; A protective substrate having a piezoelectric element holding portion that is bonded to the first surface of the flow path forming substrate, which is the piezoelectric element side surface, and protects the piezoelectric element; a bonding pad portion is provided on one surface; A driving IC for driving the piezoelectric element, the direction of which is fixed on the second surface opposite to the first surface of the protective substrate;
A region corresponding to the drive IC on the second surface of the protective substrate includes a first adhesive layer made of an adhesive mixed with a granular gap material, and a non-adhesive region where no adhesive is applied,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the first adhesive layer is formed in a region corresponding to the bonding pad portion on the other surface of the driving IC, and the driving IC is bonded to the protective substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007315186A JP4968474B2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007315186A JP4968474B2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009137135A JP2009137135A (en) | 2009-06-25 |
JP4968474B2 true JP4968474B2 (en) | 2012-07-04 |
Family
ID=40868287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007315186A Active JP4968474B2 (en) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4968474B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7003403B2 (en) * | 2016-09-21 | 2022-01-20 | セイコーエプソン株式会社 | A method for manufacturing a liquid injection head, a liquid injection device, and a liquid injection head. |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH058388A (en) * | 1991-07-05 | 1993-01-19 | Ricoh Co Ltd | Ink jet head |
JP3213858B2 (en) * | 1993-03-24 | 2001-10-02 | セイコーエプソン株式会社 | Inkjet head |
JP4506145B2 (en) * | 2002-10-11 | 2010-07-21 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus |
JP4930673B2 (en) * | 2005-08-15 | 2012-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
-
2007
- 2007-12-05 JP JP2007315186A patent/JP4968474B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009137135A (en) | 2009-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7585060B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP2011025493A (en) | Liquid ejection head, method for manufacturing the same, and liquid ejection device | |
JP2007045129A (en) | Liquid jetting head and liquid jetting apparatus | |
JP4614070B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP4508595B2 (en) | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus | |
JP4438821B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP5218730B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP4506145B2 (en) | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus | |
JP2007050551A (en) | Liquid jetting head and liquid jetting apparatus | |
JP4968474B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP4930673B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP2006218776A (en) | Liquid injection head and liquid injection apparatus | |
JP4737389B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
US8998380B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus | |
JP2010228272A (en) | Method for manufacturing liquid jetting head, liquid jetting head, and liquid jetting device | |
JP2007296659A (en) | Liquid ejection head and liquid ejection device | |
JP2009220371A (en) | Liquid ejection head and liquid ejection device | |
JP2009137134A (en) | Liquid jet head, its manufacturing method, and liquid jetting apparatus | |
JP4735819B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP5690476B2 (en) | Liquid ejecting head manufacturing method, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus | |
JP2008189727A (en) | Bonded structure, bonding method, liquid droplet discharge head and method for producing liquid droplet discharge head | |
JP2016027961A (en) | Liquid injection head and liquid injection device | |
JP2019051606A (en) | Liquid jet head, liquid jet device, and piezoelectric device | |
JP2019051602A (en) | Liquid jet head, liquid jet device, and piezoelectric device | |
JP2012218156A (en) | Liquid injection head and method for manufacturing actuator device for the liquid injection head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100827 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120307 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120320 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4968474 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |