JP5533621B2 - Inkjet head unit - Google Patents
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Description
本発明は、複数のヘッドチップをヘッドユニットベースに配列することによって長尺なノズル列を構成するインクジェットヘッドユニットに関する。 The present invention relates to an ink jet head unit that forms a long nozzle row by arranging a plurality of head chips on a head unit base.
従来、インクジェットヘッドとして、半導体製造技術を利用して作製される積層構造からなるヘッドチップにより構成されるインクジェットヘッドが知られている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an inkjet head, an inkjet head configured by a head chip having a laminated structure manufactured using a semiconductor manufacturing technique is known (for example, Patent Document 1).
このようなインクジェットヘッドのヘッドチップは、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応して連通する複数の圧力室と、この圧力室の一壁面を構成する振動板と、この振動板を変位させて圧力室内のインクをノズルから吐出させる圧力発生手段と、各圧力発生手段にそれぞれ電力供給するための配線経路が形成されたインターポーザ層(配線層)と、インターポーザ層を貫通するように形成されたインク流路孔を通して各圧力室内にインクを供給するインクマニホールドとを有している。 A head chip of such an ink jet head includes a plurality of nozzles that eject ink, a plurality of pressure chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms one wall surface of the pressure chamber, and the diaphragm. Pressure generating means for discharging ink in the pressure chamber from the nozzles, an interposer layer (wiring layer) in which wiring paths for supplying power to each pressure generating means are formed, and formed so as to penetrate the interposer layer And an ink manifold for supplying ink into each pressure chamber through the formed ink flow path hole.
ところで、インクジェットヘッドは、所望の記録幅を得るためにノズル列を長尺化すると、幅方向に亘って均一な射出特性を得ることが非常に困難であるため、一般に、上記のヘッドチップを多数個使用して共通のベース部材(ヘッドユニットベース)に例えば千鳥状に配列することにより、全体としてノズルが所望の記録幅に亘って長尺に配列されるように構成したインクジェットヘッドユニットを作製するようにしている。 By the way, since it is very difficult to obtain uniform ejection characteristics in the width direction when the nozzle row is elongated in order to obtain a desired recording width, an inkjet head generally has many head chips. An ink jet head unit configured so that the nozzles are arranged in a long length over a desired recording width as a whole is produced by using, for example, staggered arrangement on a common base member (head unit base). I am doing so.
図13、図14は、ベース部材である1枚のヘッドユニットベース1100に4つのヘッドチップ1200を配列したインクジェットヘッドユニット1000を構成した例を示している。図13はインクマニホールド側から見た平面図、図14は図13の(a)−(a)線に沿う断面図である。
FIG. 13 and FIG. 14 show an example in which an ink
ヘッドチップ1200は、図中のX方向に沿って2つからなる列を、図中のY方向に2列となるように配置し、各列をX方向にずらすことにより、4つのヘッドチップ1200が千鳥状となるように配置されている。この場合、各ヘッドチップ1200のノズル(図13、図14では見えない。)はX方向に沿って所定のピッチで配列されており、全体をY方向から見た場合、全てのノズルが等ピッチとなるように構成されている。
The
インクジェットヘッドユニット1000に搭載される各ヘッドチップ1200は、インターポーザ層1202がヘッドチップ本体1201よりも側方に張り出すように形成されており、このインターポーザ層1202の上面に箱型のインクマニホールド1203が設けられている。インターポーザ層1202の対向する2辺には、電力供給のための外部配線部材(FPC)1204、1205がそれぞれ接続されている。
Each
ヘッドユニットベース1100には、ヘッドチップ1200をそれぞれ取り付けるための4つの開口部1101が貫通形成されており、ヘッドチップ1200のインターポーザ層1202を、ヘッドユニットベース1100の下面側から開口部1101の周縁に当接させて取り付けている。各ヘッドチップ1200において、ヘッドユニットベース1100の両外側に位置する一方の外部配線部材1204は、そのままヘッドユニットベース1100の側方から上面側に引き出され、他方の外部配線部材1205は、ヘッドユニットベース1100に貫通形成された配線引き出し穴1102を通って、該ヘッドユニットベース1100の上面側に引き出され、それぞれ駆動ICを実装してなる不図示の駆動回路基板と接続されている。
The
特許文献1のような積層構造からなるヘッドチップを複数使用してインクジェットヘッドユニットを構成する場合、次のような問題がある。
When an inkjet head unit is configured using a plurality of head chips having a laminated structure as in
例えば1200npi(nozzle per inch)程度の高解像度ヘッドでは、各ヘッドチップ間の位置決め精度が数μmオーダーで必要となると同時に、高密度配線が必要となる。一般にヘッドチップに接続される外部配線部材としては、FPC(フレキシブルプリント基板)が使用されるが、FPCでは配線の高密度化は600dpiが限界であり、更に各圧力発生手段に共通となる共通電極も必要となる。 For example, in a high-resolution head of about 1200 npi (nozzle per inch), positioning accuracy between the head chips is required on the order of several μm, and at the same time, high-density wiring is required. In general, an FPC (flexible printed circuit board) is used as an external wiring member connected to the head chip. However, in FPC, the density of wiring is limited to 600 dpi, and a common electrode common to each pressure generating means. Is also required.
図13において、符号1300は外部配線部材1204、1205に形成された共通電極用配線であり、各ヘッドチップ1200のインターポーザ層1202に配線された共通電極1206とそれぞれ電気的接続されている。これら共通電極1206及び共通電極用配線1300は、多数の圧力発生手段で共通となるため、電流密度を考慮して個別配線よりも幅広に形成される。
In FIG. 13,
このため、各ヘッドチップ1200に接続される外部配線部材1204、1205は、個別電極と電気的に接続される配線に加えて、より幅広となる共通電極用配線1300が配列されるため、それだけ幅広にならざるを得ず、外部配線部材1205を、隣接する列のヘッドチップ1200の間を通すことができず、図示するように、配線引き出し穴1102を通してヘッドユニットベース1100の上面側に引き出さざるを得なくなっていた。これは、4つのヘッドチップ1200に亘って、ノズルがX方向に沿って等ピッチとなるように各ヘッドチップ1200が位置決めされるので、X方向に隣接する2つのヘッドチップ1200の間隔よりも幅広の外部配線部材1205を通すことができないためである。
For this reason, the
このことにより、2列の間のY方向の間隔wは、その間に配線引き出し穴1102を形成して外部配線部材1205を上方に向けて屈曲させるためのスペースが必要となる分広く形成しなくてはならなくなり、各列のヘッドチップ1200相互間の着弾位置ずれが大きくなることにより、画質の低下を招いてしまうという問題があった。
As a result, the space w in the Y direction between the two rows is not formed so wide that a space for forming the
この問題の解決のために、ヘッドチップ自体に駆動ICを実装する方法が知られている。ヘッドチップに駆動ICを実装することで配線数を減らすことができ、その結果、外部配線基板を幅狭とすることができるが、製造難度が高く、歩留まりが悪い問題がある。 In order to solve this problem, a method of mounting a driving IC on the head chip itself is known. By mounting the driving IC on the head chip, the number of wirings can be reduced. As a result, the width of the external wiring board can be reduced, but there is a problem that the manufacturing difficulty is high and the yield is poor.
そこで、本発明は、ヘッドチップ自体に駆動ICを実装することなく、ヘッドチップに接続される外部配線部材を幅狭にして、隣接するヘッドチップの列の間隔を狭くしたインクジェットヘッドユニットを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides an ink jet head unit in which a driving IC is not mounted on the head chip itself, but the external wiring member connected to the head chip is narrowed and the interval between adjacent head chip rows is narrowed. This is the issue.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
請求項1記載の発明は、ノズル面に複数のノズルが配列され、該複数のノズルのそれぞれに連通した圧力室からそれぞれに独立した圧力発生手段の駆動によってインクを吐出するヘッドチップと、前記ヘッドチップを複数列配置して保持するプレート状のヘッドユニットベースと、前記圧力発生手段と駆動回路との間を電気的に接続する外部配線部材とを有するインクジェットヘッドユニットであって、
前記ヘッドユニットベースに対して間隔をおいて積層された配線用プレートを有し、
前記外部配線部材は、前記ヘッドチップに接続される第1の外部配線部材と、前記配線用プレートに形成された配線を介して接続される第2の外部配線部材とに分かれていることを特徴とするインクジェットヘッドユニットである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a head chip in which a plurality of nozzles are arranged on a nozzle surface and ink is ejected by driving pressure generating means independent from pressure chambers communicating with each of the plurality of nozzles, and the head An inkjet head unit having a plate-like head unit base for holding chips arranged in a plurality of rows, and an external wiring member for electrically connecting the pressure generating means and the drive circuit,
It has a wiring plate laminated with an interval with respect to the head unit base,
The external wiring member is divided into a first external wiring member connected to the head chip and a second external wiring member connected via a wiring formed on the wiring plate. Inkjet head unit.
請求項2記載の発明は、前記圧力発生手段は、2つの電極間の電位差によって駆動する容量性負荷であり、一方の電極は、前記ヘッドチップの他の前記圧力発生手段と共通の共通電極に接続され、他方の電極は、それぞれの圧力発生手段で独立する個別電極に接続されており、
前記第1の外部配線部材は、前記個別電極のみと駆動回路との間を電気的に接続し、
前記第2の外部配線部材は、少なくとも前記共通電極と駆動回路との間を電気的に接続することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドユニットである。
According to a second aspect of the present invention, the pressure generating means is a capacitive load driven by a potential difference between two electrodes, and one electrode is a common electrode common to the other pressure generating means of the head chip. The other electrode is connected to an individual electrode independent by each pressure generating means,
The first external wiring member electrically connects only the individual electrode and the drive circuit,
The inkjet head unit according to
請求項3記載の発明は、前記ヘッドユニットベースは、前記ヘッドチップを挿入した状態で取り付けるための取付け開口部を有し、
前記ヘッドチップは、側方へ張り出すように形成された取付け鍔部を有し、前記取付け鍔部の表面に前記個別電極と導通する端子及び前記共通電極と導通する端子がそれぞれ形成されていると共に、前記ヘッドユニットベースの前記取付け開口部に対してノズル面側から挿入されて前記取付け鍔部によって前記取付け開口部の縁部に固定されており、
前記配線用プレートは、前記取付け鍔部を挟んで前記ヘッドユニットベースと反対側に設けられ、該配線用プレートの前記配線と少なくとも前記共通電極と導通する前記端子とが、前記取り付け鍔部の表面から突出する電極を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項2記載のインクジェットヘッドユニットである。
According to a third aspect of the present invention, the head unit base has a mounting opening for mounting in a state where the head chip is inserted,
The head chip has an attachment hook portion formed so as to protrude sideways, and a terminal electrically connected to the individual electrode and a terminal electrically connected to the common electrode are formed on the surface of the attachment flange portion, respectively. And inserted from the nozzle surface side with respect to the mounting opening of the head unit base and fixed to the edge of the mounting opening by the mounting flange.
The wiring plate is provided on the opposite side of the head unit base across the mounting flange, and the wiring of the wiring plate and at least the terminal electrically connected to the common electrode are the surface of the mounting flange. 3. The ink jet head unit according to claim 2, wherein the ink jet head unit is electrically connected through an electrode protruding from the head.
請求項4記載の発明は、複数の前記ヘッドチップは、前記ヘッドユニットベースに2列以上に千鳥状となるように配列されていると共に、前記ヘッドチップの各々は、列方向の両側方にそれぞれ前記第1の外部配線部材が張り出すように接続され、そのうちの一方の前記第1の外部配線部材は、隣接する列における2つの前記ヘッドチップの間を通って前記ヘッドユニットベースの側方に引き出されていることを特徴とする請求項1、2又は3記載のインクジェットヘッドユニットである。
According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of head chips are arranged in a staggered pattern in two or more rows on the head unit base, and each of the head chips is arranged on both sides in the row direction. The first external wiring member is connected so as to protrude, and one of the first external wiring members passes between the two head chips in an adjacent row and is lateral to the head unit base. 4. The ink jet head unit according to
請求項5記載の発明は、前記配線用プレートの厚みは、前記ヘッドユニットベースの厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェットヘッドユニットである。 A fifth aspect of the present invention is the ink jet head unit according to any one of the first to fourth aspects, wherein a thickness of the wiring plate is larger than a thickness of the head unit base.
本発明によれば、ヘッドチップ自体に駆動ICを実装することなく、ヘッドチップに接続される外部配線部材を幅狭にして、隣接するヘッドチップの列の間隔を狭くしたインクジェットヘッドユニットを提供することができる。 According to the present invention, there is provided an ink jet head unit in which an external wiring member connected to a head chip is narrowed and an interval between adjacent head chips is narrowed without mounting a driving IC on the head chip itself. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るインクジェットヘッドユニットをインクマニホールド側から見た平面図、図2は、図1の(ii)−(ii)に沿う断面図、図3は、配線用プレートを省略した状態のインクジェットヘッドユニットの平面図である。 FIG. 1 is a plan view of an ink jet head unit according to the present invention as viewed from the ink manifold side, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along lines (ii)-(ii) in FIG. 1, and FIG. It is a top view of the inkjet head unit of a state.
インクジェットヘッドユニット1は、1枚の平板状のヘッドユニットベース10に4つのヘッドチップ20が、図中のY方向に2列に並設されるように、図中のX方向に沿って千鳥状となるように配置されている。
The
ヘッドユニットベース10は、適宜の基板材料を使用することができるが、本発明においてはガラス板が好ましく、特に耐熱ガラス基板(例えばテンパックスガラス)を好ましく用いることができる。線熱膨張率が小さく、熱による歪み等の発生を抑えることができるためである。このヘッドユニットベース10には、各ヘッドチップ20の取付け部位に、それぞれ平面視矩形状となる取付け開口部11が貫通形成されている。なお、図中のX方向とY方向とは図1において互いに直交する。
Although an appropriate substrate material can be used for the
各ヘッドチップ20のノズル面21には、多数のノズル(図示せず)がアレイ状に配置されており、図中のY方向から見た場合、4つ全てのヘッドチップ20に亘って、ノズルのピッチが、図中のX方向に沿って等ピッチとなるように各ヘッドチップ20がヘッドユニットベース10の各取付け開口部11内に位置決めされて保持されている。
A large number of nozzles (not shown) are arranged in an array on the
各ヘッドチップ20には、図中のY方向に沿う両側方にそれぞれ大きく張り出す2つの取付け鍔部22が形成されている。ノズル面21は、この取付け鍔部22の位置よりもインク吐出方向に突出しており、また、この取付け鍔部22を挟んでノズル面21と反対側には、インクが貯留されるインクマニホールド23が設けられている。
Each
ヘッドユニットベース10の上面には、僅かに隙間をあけて配線用プレート30が積層されている。
A
配線用プレート30は、ヘッドユニットベース10よりも十分に厚みを有しており、平面視でヘッドユニットベース10と同形状に形成されている。配線用プレート30はSi(シリコン)基板、ガラス基板、セラミックス基板等によって形成することができるが、特にヘッドユニットベース10と同材質であることが、線熱膨張係数を同じくすることができ、熱による悪影響を抑えることができるために好ましい。ヘッドユニットベース10の取付け開口部11と同位置には、各ヘッドチップ20のインクマニホールド23を挿通させるための挿通穴31がそれぞれ貫通形成されている。
The
ここで、ヘッドチップの構造の一例について、図4に示す断面図、図5に示す平面図を用いて説明する。図5ではインクマニホールド23を破線で示している。
Here, an example of the structure of the head chip will be described with reference to a cross-sectional view shown in FIG. 4 and a plan view shown in FIG. In FIG. 5, the
ヘッドチップ20は、ヘッドチップ本体50とインターポーザ層60とが積層一体化されている。ここでは、インターポーザ層60がヘッドチップ本体50よりも両側方にそれぞれ大きく張り出すことで、上述した取付け鍔部22となっており、このインターポーザ層60の上面に、インクマニホールド23が設けられている。インクマニホールド23内には、インクを所定の温度となるように加熱するためのヒータ23aが設けられている。
In the
ヘッドチップ本体50は、図中下層側から、Si基板によって形成されたノズルプレート層51、ガラス基板によって形成された中間プレート層52、Si基板によって形成された圧力室プレート層53、SiO2薄膜によって形成された振動板54とを有している。ノズルプレート層51には下面に多数のノズル51aが開口し、アレイ状に配列されている。
The
圧力室プレート層53には、吐出のためのインクを収容する圧力室53aがノズル51aに1対1に対応して形成されており、その上壁が振動板54によって構成され、下壁が中間プレート層52によって構成されている。中間プレート層52には、圧力室53aの内部とノズル51aとを連通する連通路52aが貫通形成されている。
In the pressure
振動板54の上面には、容量性負荷の圧力発生手段である薄膜PZTからなるアクチュエータ55が、圧力室53aに1対1に対応して個別に積層されている。アクチュエータ55は、その上下にそれぞれ上部電極と下部電極(いずれも図示せず)が積層されており、両電極間に電位差が発生することによって変形駆動し、振動板54を振動させ、圧力室53a内のインクに吐出のためのエネルギーを付与する。
On the upper surface of the
振動板54の上面には共通電極56が形成されており、ヘッドチップ20内の複数のアクチュエータ55の下部電極と共通に導通している。共通電極56の表面の一部には、該表面から上方(ノズル面21と反対方向)に向けて大きく突出する突出部56aが形成されている。この突出部56aは、例えばスタッドバンプによって形成することができる。
A
インターポーザ層60は、Si基板からなる基板本体61と接着樹脂層62とを有しており、ヘッドチップ本体50と基板本体61との間に該接着樹脂層62の厚み分の間隔を設け、且つ、各アクチュエータ55の領域及び突出部56aの領域に基板本体61と振動板54との間で所定の空間が形成されるように、ヘッドチップ本体50の上面に積層されている。
The
このインターポーザ層60には、上下に貫通するインク流路孔63が形成されており、その一端(上端)は、インクマニホールド23内と連通し、他端(下端)は、ヘッドチップ本体50の圧力室53aの内部と連通することで、インクマニホールド23内のインクを流入させて圧力室53a内に供給可能としている。
The
インターポーザ層60の上面には、各アクチュエータ55の上部電極と個別に導通する個別電極64が形成されている。個別電極64の一端は、インターポーザ層60の各取付け鍔部22の端部にそれぞれ配列され、他端は、基板本体61を貫通し、該基板本体61の下面に形成された下部配線64aによって、対応するアクチュエータ55の上部電極と導通している。
On the upper surface of the
なお、この個別電極64の上面には更に絶縁保護層が積層されるが、ここでは図示省略している。
An insulating protective layer is further laminated on the upper surface of the
インターポーザ層60の基板本体61の下面(基板本体61と接着樹脂層62との間)には、一端がヘッドチップ本体50の共通電極56に形成された突出部56aと導通する共通電極用の導通電極65が形成されており、他端は、各取付け鍔部22において基板本体61を貫通し、該取付け鍔部22の上面に露出し、当該部位に、上方に向けて大きく突出する突出電極部65aが形成されている。この突出電極部65aは、例えばスタッドバンプによって形成することができる。
One end of the
ここでは、1つのヘッドチップ20はそれぞれ12個のノズル51a、圧力室53a、インク流路孔63を有している。従って、図5に示すように、インターポーザ層60の上面には、各取付け鍔部22にそれぞれ6本ずつの個別電極64が配列されている。共通電極は各取付け鍔部22で3本ずつに分かれており、インターポーザ層60の上面に3つずつの突出電極部65aが形成されている。
Here, each
なお、インターポーザ層60の上面において、各個別電極64と各突出電極部65aとは互いに短絡しないように形成されている。
Note that, on the upper surface of the
このように構成されたヘッドチップ20は、ヘッドユニットベース10の各取付け開口部11に、該ヘッドユニットベース10の上面側からノズル面21を挿入し、各取付け鍔部22を取付け開口部11の対向する辺縁部に当接させることによって取り付けられている。ヘッドユニットベース10とヘッドチップ20との固定は、位置決めした後、後述する接着剤によって行うことができる。
In the
各ヘッドチップ20の各取り付け鍔部22には、本発明における第1の外部配線部材である外部配線部材40A、40Bが、取り付け鍔部22の上面に配列されている個別電極64のみと電気的に接続するように接合されている。ここでは外部配線部材40A、40BとしてFPCが使用されている。外部配線部材40Aは、図1、図3における図示上側の列の2つのヘッドチップ20Aの各取り付け鍔部22に接合されており、外部配線部材40Bは、図1、図3における図示下側の列の2つのヘッドチップ20Bの各取り付け鍔部22に接合されている。
各外部配線部材40A、40Bは、個別電極64のみと電気的に接続されるだけであり、幅広となる共通電極と電気的に接続する必要がないため、配線数が少ない。従って、従来よりも幅狭に形成されている。このため、ヘッドチップ20Aの列とヘッドチップ20Bの列において、各列のそれぞれ外側の取り付け鍔部22に接合された外部配線部材40A、40Bは、そのまま側方に張り出されるが、両列の間に位置する取り付け鍔部22に接合された外部配線部材40A、40Bは、隣の列のヘッドチップ20B、20Bの間又はヘッドチップ20A、20Aの間を通って、それぞれヘッドユニットベース10の反対の側方に引き出すことができる。
Each of the
配線用プレート30の下面は、全面が電極32となっており、各挿通穴31にそれぞれ各ヘッドチップ20のインクマニホールド23の部分が挿通するようにヘッドユニットベース10の上方に配置されている。これにより、配線用プレート30の下面の電極32と、各ヘッドチップ20の取り付け鍔部22の上面から突出する突出電極部65aとが電気的に接続している。配線用プレート30の電極32と突出電極部65aは、NCP(絶縁樹脂ペースト)を兼用するエポキシ樹脂系接着剤33によって接合されている。
The entire lower surface of the
これにより、ヘッドチップ20の共通電極56は、突出部56a、導通電極65及び突出電極部65aを介して、配線用プレート30の電極32に引き出される。配線用プレート30の電極32の少なくとも一部には、接続端子部33が形成され、当該接続端子部33に、本発明における第2の外部配線部材である外部配線部材41が、例えばはんだ等によって電気的に接続されている。この外部配線部材41にはFPCを使用することもできるが、配線用プレート30の下面全面の電極32と導通するだけでよいため、例えばリード線のような一般的な導線を使用することもできる。
As a result, the
各外部配線部材40A、40Bと外部配線部材41の他端は、図2に示すように、それぞれ駆動IC71が実装された駆動回路基板70に電気的に接続される。
As shown in FIG. 2, the other ends of the
このように、本発明に係るインクジェットヘッドユニット1は、各ヘッドチップ20のアクチュエータ55を駆動させるために電気的に接続される外部配線部材が、個別電極64と電気的に接続される外部配線部材40A、40B(第1の外部配線部材)と、共通電極56と電気的に接続される外部配線部材41(第2の外部配線部材)とに分かれているため、ヘッドチップ20自体に駆動ICを実装することなく、ヘッドチップ20の個別電極64と電気的に接続される外部配線部材40A、40Bを幅狭にすることができる。このため、従来のように各ヘッドチップの列間に形成した配線引き出し穴を通して上方に向けて屈曲させる必要がなく、そのままヘッドユニットベース10と配線プレート30との間を、隣の列のヘッドチップ20、20間を通って反対の側方に引き出すことができ、ヘッドチップ20Aの列とヘッドチップ20Bの列との間隔Wを狭くすることができる。
Thus, in the
また、このインクジェットヘッドユニット1は、ヘッドユニットベース10に対して、その上面側から各ヘッドチップ20の取り付け鍔部22が当接して取り付けられるようになっているため、ヘッドユニットベース10は薄板状に形成されている。各ヘッドチップ20のノズル面21を、不図示の記録媒体表面に可及的近接させる必要があるためである。この場合、ヘッドユニットベース10の強度不足が懸念されるが、このヘッドユニットベース10と平行に、該ヘッドユニットベース10よりも十分に厚い配線用プレート30が積層され、突出電極部65aによって支持されるように接合されるため、この配線用プレート30が剛体の補強板として機能し、インクジェットヘッドユニット1に十分な強度が付与されている。
In addition, since the
なお、以上の態様では、配線用プレート20の下面は全面を電極32とし、突出電極部65aと電気的に接続させることで、各ヘッドチップ20の共通電極56のみとの導通を図るようにしたが、この配線用プレート30側に、各ヘッドチップ20の個別電極64のうちの一部を導通させるようにしてもよい。この場合、その一部の個別電極64に、スタッドバンプ等によって突出電極部65aと同様の突出電極部を形成すると共に、配線用プレート30の下面に、個別電極用の電極を、電極32と短絡しないようにパターニングしておけばよい。
In the above embodiment, the entire lower surface of the
このように配線用プレート30に個別電極64の一部を導通させる場合、その個別電極64の数は、配線用プレート30に電気的に接続される第2の外部配線部材の複雑化を避けるため、インクジェットヘッドユニット1内の全ての個別電極64のうちの2割以下とすることが好ましい。
When a part of the
次に、かかるインクジェットヘッドユニット1の組立方法の一例について、図6〜図11を用いて説明する。ここではヘッドユニットベース10に透明なガラス板を用いた。
Next, an example of an assembly method of the
まず、ヘッドユニットベース10の取り付け開口部11の上面側周縁にUV硬化接着剤100を塗布した後、インクマニホールドが未取り付け状態のヘッドチップ20をコレットCによって吸着し、取り付け開口部11の上面側からノズル面21を挿通させる(図6)。ここで、ヘッドチップ20はコレットCに保持されたまま、取り付け開口部11内に仮位置決めされる。この状態ではまだ固定されていない。
First, after UV curing adhesive 100 is applied to the upper surface side periphery of the mounting
次いで、カメラKを用いて、ヘッドユニットベース10の下面側からヘッドユニットベース10とヘッドチップ20とを確認しながら、相互のアライメントを行う(図7)。
Next, mutual alignment is performed using the camera K while confirming the
このアライメントの方法は、ヘッドユニットベース10の例えば取り付け開口部11の周縁と、ヘッドチップ20の取り付け鍔部22の下面側とに、適宜形状の金属製のアライメントマーク(図示せず)を予めスパッタリング等によって形成しておき、カメラKで両アライメントマークが一致するようにヘッドチップ20の位置を微調整することによって行うことができる。ヘッドユニットベース10は透明なガラス板によって形成されているため、これを通して各アライメントマークとヘッドチップ20の取り付け鍔部22の部位とをカメラKで直接確認することができ、アライメントを容易且つ高精度に行うことができる。
In this alignment method, for example, a metal alignment mark (not shown) having an appropriate shape is sputtered in advance on the periphery of the mounting
両アライメントマークが一致してヘッドチップ20の位置が確定したら、UVランプUによって、ヘッドユニットベース10の下面側からUV光を照射することにより、塗布されているUV硬化接着剤100を硬化させ、ヘッドチップ20をヘッドユニットベース10に接着固定する(図8)。硬化が完了したらコレットCの吸着を解除する。
When the alignment marks match and the position of the
その後、同様にして、各取り付け開口部11にそれぞれヘッドチップ20を位置決め固定していく。
Thereafter, similarly, the
ヘッドユニットベース10に全てのヘッドチップ20を接着固定したら、各ヘッドチップ20の取り付け鍔部22に配列された個別電極に、それぞれ外部配線基板40A、40B(第1の外部配線部材)をACF(異方導電性フィルム)を介して加熱圧着して電気的に接続する(図9)。
After all the head chips 20 are bonded and fixed to the
次いで、各ヘッドチップ20のインクマニホールド23を接合し、更に、突出電極部65aの周辺にエポキシ樹脂系接着剤33をNCPとして充填する(図10)。
Next, the
次いで、その上から、予め下面に電極32が形成された配線用プレート30を積層し、各突出電極部65aと電極32とを電気的に接続すると共に、エポキシ樹脂系接着剤33によって接着固定する(図11)。このとき、外部配線部材41(第2の外部配線部材)を同時に接続してもよい。
Next, a
これによりインクジェットヘッドユニット1が完成する。
Thereby, the
以上の組立方法では、カメラKによる確認位置とUV光の照射位置とが同じであるが、図12に示すように、これらを反対側に配置することもできる。 In the above assembling method, the confirmation position by the camera K and the irradiation position of the UV light are the same, but they can be arranged on the opposite side as shown in FIG.
すなわち、カメラKをヘッドユニットベース10の上面側に配置し、下面側から赤外照射ランプRによって赤外光を照射してもよい。ヘッドチップ20に使用されるSiは赤外光を透過するため、光の照射とカメラKの位置が反対であっても、ヘッドチップ20のアライメントを行うことができる。
That is, the camera K may be disposed on the upper surface side of the
位置決めの後は、赤外照射ランプRに代えて、同位置からUV照射ランプUを用いてUV光を照射してUV硬化接着剤100を硬化させればよい。
After the positioning, the UV
この方法によると、カメラKと赤外光やUV光の照射手段とをヘッドユニットベース10の上下反対面に配置することができるので、各装置の設置の自由度が高いという利点がある。
According to this method, since the camera K and the irradiation means for infrared light and UV light can be disposed on the top and bottom surfaces of the
1:インクジェットヘッドユニット
10:ヘッドユニットベース
11:取付け開口部
20:ヘッドチップ
21:ノズル面
22:取付け鍔部
23:インクマニホールド
23a:ヒータ
30:配線用プレート
31:挿通穴
32:電極
33:エポキシ樹脂系接着剤
40A、40B:外部配線部材(第1の外部配線部材)
41:外部配線部材(第2の外部配線部材)
50:ヘッドチップ本体
51:ノズルプレート層
51a:ノズル
52:中間プレート層
52a:連通路
53:圧力室プレート層
53a:圧力室
54:振動板
55:アクチュエータ
56:共通電極
56a:突出部
60:インターポーザ層
61:基板本体
62:接着樹脂層
63:インク流路孔
64:個別電極
64a:下部配線
65:導通電極
65a:突出電極部
70:駆動回路基板
71:駆動IC
1: Inkjet head unit 10: Head unit base 11: Mounting opening 20: Head chip 21: Nozzle surface 22: Mounting flange 23:
41: External wiring member (second external wiring member)
50: head chip body 51:
Claims (5)
前記ヘッドユニットベースに対して間隔をおいて積層された配線用プレートを有し、
前記外部配線部材は、前記ヘッドチップに接続される第1の外部配線部材と、前記配線用プレートに形成された配線を介して接続される第2の外部配線部材とに分かれていることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。 A plurality of nozzles are arranged on the nozzle surface, a head chip that ejects ink by driving pressure generating means independent from each pressure chamber communicating with each of the plurality of nozzles, and a plurality of the head chips are arranged and held. An ink jet head unit having a plate-like head unit base and an external wiring member that electrically connects the pressure generating means and the drive circuit,
It has a wiring plate laminated with an interval with respect to the head unit base,
The external wiring member is divided into a first external wiring member connected to the head chip and a second external wiring member connected via a wiring formed on the wiring plate. Inkjet head unit.
前記第1の外部配線部材は、前記個別電極のみと駆動回路との間を電気的に接続し、
前記第2の外部配線部材は、少なくとも前記共通電極と駆動回路との間を電気的に接続することを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドユニット。 The pressure generating means is a capacitive load driven by a potential difference between two electrodes, one electrode is connected to a common electrode common to the other pressure generating means of the head chip, and the other electrode is Each pressure generating means is connected to an independent individual electrode,
The first external wiring member electrically connects only the individual electrode and the drive circuit,
The inkjet head unit according to claim 1, wherein the second external wiring member electrically connects at least the common electrode and the drive circuit.
前記ヘッドチップは、側方へ張り出すように形成された取付け鍔部を有し、前記取付け鍔部の表面に前記個別電極と導通する端子及び前記共通電極と導通する端子がそれぞれ形成されていると共に、前記ヘッドユニットベースの前記取付け開口部に対してノズル面側から挿入されて前記取付け鍔部によって前記取付け開口部の縁部に固定されており、
前記配線用プレートは、前記取付け鍔部を挟んで前記ヘッドユニットベースと反対側に設けられ、該配線用プレートの前記配線と少なくとも前記共通電極と導通する前記端子とが、前記取り付け鍔部の表面から突出する電極を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項2記載のインクジェットヘッドユニット。 The head unit base has a mounting opening for mounting with the head chip inserted,
The head chip has an attachment hook portion formed so as to protrude sideways, and a terminal electrically connected to the individual electrode and a terminal electrically connected to the common electrode are formed on the surface of the attachment flange portion, respectively. And inserted from the nozzle surface side with respect to the mounting opening of the head unit base and fixed to the edge of the mounting opening by the mounting flange.
The wiring plate is provided on the opposite side of the head unit base across the mounting flange, and the wiring of the wiring plate and at least the terminal electrically connected to the common electrode are the surface of the mounting flange. The inkjet head unit according to claim 2, wherein the inkjet head unit is electrically connected via an electrode protruding from the electrode.
5. The inkjet head unit according to claim 1, wherein a thickness of the wiring plate is larger than a thickness of the head unit base.
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