JPH07144406A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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JPH07144406A
JPH07144406A JP29223093A JP29223093A JPH07144406A JP H07144406 A JPH07144406 A JP H07144406A JP 29223093 A JP29223093 A JP 29223093A JP 29223093 A JP29223093 A JP 29223093A JP H07144406 A JPH07144406 A JP H07144406A
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JP
Japan
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wiring
silicon substrate
substrate
connection
recording head
Prior art date
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Application number
JP29223093A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuji Kitani
充志 木谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an ink jet recording head with high workability which can decrease the length of wiring between a silicon substrate, a driving IC and a wiring substrate. CONSTITUTION:A driving IC 120 is provided with an IC element mounted on a junction substrate. An IC junction terminal is led out with the wiring pattern of the junction substrate on the junction side. Namely, the junction terminal which is connected with the electric thermal conversion element of a silicon substrate 100 is led out to a junction electrode near the silicon substrate of the junction substrate. The wiring conductor 160 of the wiring substrate 150 connected with the silicon substrate is also led out to an outer edge near the silicon substrate. It is thus possible to carry out junction between the silicone substrate, the driving IC, and the wiring substrate by means of short wiring, for example, bonding wires 130, 135 with high workability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記録用の液体(インク
等)を飛翔液滴として吐出口(オリフィス)から吐出さ
せて、記録媒体に付着させることによって記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドおよびそれを用いるインクジェ
ット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for recording by ejecting a recording liquid (ink or the like) as droplets from a discharge port (orifice) and adhering it to a recording medium. The present invention relates to an inkjet recording device used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット記録ヘッドは、特
開昭55−132253に記載されているように、シリ
コン基板上に形成された電気熱変換体とシリコン基板上
の記録用インク吐出口と、電気熱変換体による熱作用部
を有するインク流路と、インク流路にインクを供給する
共通液室を構成するための凹部を有する天板とを接合し
て構成されている。また、インクジェット記録ヘッドに
おいては、シリコン基板上に配された電気熱変換体を駆
動するための駆動用IC、およびシリコン基板、駆動用
ICからの配線を引き出す配線基板を備えている場合が
多い。シリコン基板、駆動用ICおよび配線基板は、放
熱部材上に隣接して配置されている。
2. Description of the Related Art A conventional ink jet recording head, as described in JP-A-55-132253, has an electrothermal converter formed on a silicon substrate, a recording ink ejection port on the silicon substrate, and an electric recording medium. It is configured by joining an ink flow path having a heat acting portion by a heat conversion body and a top plate having a recess for forming a common liquid chamber that supplies ink to the ink flow path. In many cases, the ink jet recording head is provided with a driving IC for driving the electrothermal converter arranged on the silicon substrate, a silicon substrate, and a wiring substrate for drawing out wiring from the driving IC. The silicon substrate, the driving IC, and the wiring substrate are arranged adjacent to each other on the heat dissipation member.

【0003】駆動用ICとシリコン基板上に配された電
気熱変換体の一方の端子との間の電気的接続は、電気熱
変換体より引き出されたアルミ配線端に設けられたパッ
ドと駆動用IC端に設けられたパッド間をワイヤボンデ
ィングによって行なわれている。また、電気熱変換体の
他方の電源コモン端子は、一括し2層配線によりシリコ
ン基板の端部に引き出されワイヤボンディングによって
配線板上の電源のコモン端子に接続されている。従来、
配線板と電気熱変換体を備えたシリコン基板との間に駆
動用ICを配し、配線板から熱変換体を備えたシリコン
基板の電源コモン端子にワイヤボンディングによって電
気的接続を行っていた。
Electrical connection between the driving IC and one terminal of the electrothermal converter arranged on the silicon substrate is performed by a pad provided at the end of the aluminum wiring drawn out from the electrothermal converter and the driving terminal. Wire bonding is performed between the pads provided at the IC end. Further, the other power source common terminal of the electrothermal converter is collectively led to the end portion of the silicon substrate by the two-layer wiring and connected to the power source common terminal on the wiring board by wire bonding. Conventionally,
The driving IC is arranged between the wiring board and the silicon substrate provided with the electrothermal converter, and the wiring board is electrically connected to the power supply common terminal of the silicon substrate provided with the heat converter by wire bonding.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例によると配線基板と、電気熱変換体を備えたシ
リコン基板との間に駆動用ICを配し、配線基板から電
気熱変換体を備えたシリコン基板の電源端子にワイヤボ
ンディングによって電気的接続をとる場合、駆動用IC
を越えてワイヤボンディングを行うか、あるいは、配線
基板の形状を変えて駆動用ICの横を配線基板の一部を
通して熱変換体を備えたシリコン基板の近傍まで配線基
板を近づけワイヤボンディングを行う方式がある。
However, according to the above-mentioned conventional example, the driving IC is arranged between the wiring board and the silicon substrate provided with the electrothermal converter, and the electrothermal converter is provided from the wiring board. When the electrical connection is made to the power supply terminal of the silicon substrate by wire bonding, the driving IC
Method of performing wire bonding over the wiring board, or changing the shape of the wiring board and bringing the wiring board close to the silicon substrate provided with the heat conversion body by passing the side of the driving IC through a part of the wiring board to perform wire bonding. There is.

【0005】しかしながら、いずれの方式の場合でも問
題がある。前者の方式では、ボンディングワイヤの長さ
が長くなり作る上での歩留の低下を招くと言う問題があ
り、また後者の場合は、配線基板の形状が異形になり大
きさを小さくしようとすると加工上歩留の低下を招き、
また熱変換体を備えたシリコン基板上で電源の配線がシ
リコン基板上の両端でしか接続がとれないためシリコン
基板上の配線を2層にする必要がありコストアップの要
因であった。
However, there is a problem in any of the methods. In the former method, there is a problem that the length of the bonding wire becomes long, which leads to a decrease in yield in making, and in the latter case, when the shape of the wiring board becomes irregular and an attempt is made to reduce the size. It causes a decrease in processing yield,
Further, since the wiring of the power source can be connected only at both ends of the silicon substrate on the silicon substrate provided with the heat conversion element, it is necessary to form the wiring on the silicon substrate in two layers, which is a factor of cost increase.

【0006】本発明は上記問題点に鑑み、シリコン基
板、駆動用IC、配線基板間の配線の長さを短くでき加
工性のよいインクジェット記録ヘッドを提供することを
目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording head which can shorten the length of wiring between a silicon substrate, a driving IC and a wiring substrate and has good workability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、共通液室に保持するインクを吐出口から
吐出するための吐出エネルギーを発生する電気熱変換体
と、前記電気熱変換体への給電ラインに接続された第1
の接続電極とを具備するシリコン基板と、前記シリコン
基板への配線を坦持する配線基板とが近接して放熱部材
の上に固定されいるインクジェット記録ヘッドであっ
て、前記配線基板の前記シリコン基板側には前記配線基
板の配線と接続されるとともに、前記第1の接続電極と
接続される第2の接続電極が設けられ、前記電気熱変換
体を駆動するための駆動部材は、接続用基板に搭載され
て前記シリコン基板に近接した前記配線基板上に固定さ
れ、前記駆動部材の接続端子のうち前記電気熱変換体と
接続されるべき接続端子は前記接続基板の配線パターン
により、前記接続基板の前記シリコン基板側に設けられ
た第3の接続電極に導出され、前記シリコン基板の第1
の接続電極と前記配線基板の第2の接続電極との接続並
びに前記シリコン基板の第1の接続電極と接続基板の第
3の接続電極との接続は、導電部材により直接行なわれ
ている。
An ink jet recording head according to the present invention includes an electrothermal converter for generating ejection energy for ejecting ink held in a common liquid chamber from an ejection port, and an electrothermal converter for the electrothermal converter. First connected to the power supply line
An ink jet recording head in which a silicon substrate having a connecting electrode and a wiring substrate that carries wiring to the silicon substrate are closely fixed to each other on a heat dissipation member, the silicon substrate of the wiring substrate A second connection electrode connected to the wiring of the wiring board and connected to the first connection electrode is provided on the side, and the drive member for driving the electrothermal converter is a connection board. Mounted on the wiring board in the vicinity of the silicon substrate and connected to the electrothermal converter among the connection terminals of the driving member, the connection board is connected to the connection board by the wiring pattern of the connection board. To a third connection electrode provided on the silicon substrate side of the first substrate of the silicon substrate.
The connection between the second connection electrode of the wiring substrate and the second connection electrode of the wiring substrate and the connection between the first connection electrode of the silicon substrate and the third connection electrode of the connection substrate are directly performed by the conductive member.

【0008】[0008]

【作用】前記駆動部材の接続端子のうち前記電気熱変換
体と接続されるべき接続端子は前記接続基板の配線パタ
ーンにより、前記接続基板の前記シリコン基板側に設け
られた第3の接続電極に導出されている。したがって、
第3の接続電極と第1の接続電極との接続は、駆動部材
を越えて接続したり、駆動部材を迂回して配線する必要
がなくなる。
The connection terminal to be connected to the electrothermal converter is connected to the third connection electrode provided on the silicon substrate side of the connection board by the wiring pattern of the connection board. It has been derived. Therefore,
The connection between the third connection electrode and the first connection electrode does not require connection beyond the drive member or wiring around the drive member.

【0009】すなわち、駆動部材とシリコン基板間、並
びに配線基板とシリコン基板間を例えばワイヤボンディ
ングで接続することによりボンディングワイヤの長さを
余り長くすることなく、しかも配線基板の形状を異形に
することが無いため配線基板の生産上の歩留を下げるこ
となく、しかも、シリコン基板上の配線を2層にするこ
となくインクジェット記録ヘッドを作ることができる。
That is, by connecting the drive member and the silicon substrate and the wiring substrate and the silicon substrate by, for example, wire bonding, the length of the bonding wire is not made too long, and the shape of the wiring substrate is made different. Therefore, it is possible to manufacture an ink jet recording head without reducing the production yield of the wiring board and without forming the wiring on the silicon substrate in two layers.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明のインクジェット記録ヘッド
の第1の実施例を示す断面図である。100は電気熱変
換体および電気配線を備えたシリコン基板、110はシ
リコン基板上に作られた吐出口および共通液室形成部材
であり、120は駆動用ICである。駆動用IC120
は接続基板にマウントされており、各接続端子は接続基
板のパターンにより、適宜に接続基板の外縁に設けられ
た接続用電極(ボンディングパッド)に導かれている。
特に駆動用IC120の接続端子のうちシリコン基板1
00と接続される接続端子は、接続基板の配線パターン
によりシリコン基板100側の接続用電極に導出されて
いる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an ink jet recording head of the present invention. Reference numeral 100 is a silicon substrate provided with an electrothermal converter and electric wiring, 110 is a discharge port and a common liquid chamber forming member formed on the silicon substrate, and 120 is a driving IC. Driving IC 120
Is mounted on a connection board, and each connection terminal is appropriately guided to a connection electrode (bonding pad) provided on the outer edge of the connection board by the pattern of the connection board.
In particular, the silicon substrate 1 among the connection terminals of the driving IC 120
The connection terminal connected to 00 is led out to the connection electrode on the silicon substrate 100 side by the wiring pattern of the connection substrate.

【0011】130はシリコン基板100と駆動用IC
120の電気的接続をとるボンディングワイヤでボンデ
ィングパッドを千鳥に配置することにより、ボンディン
グワイヤのループの高さを変え、ボンディングワイヤの
密度の向上を図っている。135はボンディングワイヤ
であって、配線基板150とシリコン基板100との間
を接続するが、ループの高さはボンディングワイヤ13
0のループの高さより低くしてある。したがって、図1
においては、ボンディングワイヤのループが全部で3段
となることが示されている。
Reference numeral 130 is a silicon substrate 100 and a driving IC.
By arranging the bonding pads in a staggered manner with the bonding wires for making 120 electrical connections, the height of the loop of the bonding wires is changed, and the density of the bonding wires is improved. A bonding wire 135 connects between the wiring board 150 and the silicon substrate 100, but the height of the loop is equal to the bonding wire 13.
It is lower than the height of the loop of 0. Therefore, FIG.
(1), it is shown that the bonding wire loop has a total of three stages.

【0012】140は放熱部材で材質はアルミで出来て
いる。150は配線基板であり、本実施例においてはプ
リント基板を採用している。配線基板150の左側のレ
ジスト220上には、駆動用IC120が搭載されてお
り、電気熱変換体および電気配線を備えたシリコン基板
100とボンディングワイヤ130で電気的に接続され
ている。本実施例においては、吐出口および共通液室形
成部材と、駆動用ICとの間のワイヤボンディングのた
めに、Auボールのサーモソニックボンディングを採用
するのが望ましい。160は配線基板150の配線導体
であって、特にワイヤボンディングパッドにはワイヤボ
ンディング仕様のAu鍍金がなされている。
Reference numeral 140 denotes a heat dissipation member, which is made of aluminum. Reference numeral 150 denotes a wiring board, and a printed board is used in this embodiment. The driving IC 120 is mounted on the resist 220 on the left side of the wiring board 150, and is electrically connected to the silicon substrate 100 provided with the electrothermal converter and the electric wiring by the bonding wire 130. In the present embodiment, it is desirable to adopt Au ball thermosonic bonding for wire bonding between the ejection port and the common liquid chamber forming member and the driving IC. Reference numeral 160 denotes a wiring conductor of the wiring board 150, and in particular, a wire bonding pad is plated with Au for wire bonding.

【0013】180は配線基板150の配線導体160
を覆っている熱硬化のエポキシ系ソルダーレジストある
いはUV硬化のソルダーレジストである。190は配線
基板150と放熱部材140とを接着するための接着層
であり、200はシリコン基板100と放熱部材140
とを接着するための接着層である。なお、図1において
は図面の明瞭さを保つためインク流路の表示は省略して
ある。
Reference numeral 180 denotes a wiring conductor 160 of the wiring board 150.
Is a thermosetting epoxy-based solder resist or a UV-curing solder resist that covers the. Reference numeral 190 is an adhesive layer for bonding the wiring board 150 and the heat dissipation member 140, and 200 is the silicon substrate 100 and the heat dissipation member 140.
It is an adhesive layer for bonding and. In FIG. 1, the ink flow paths are not shown for the sake of clarity.

【0014】また、シリコン基板100の電気熱変換体
および電気配線は、例えば、シリコンウエハ表面に熱酸
化によりSiO2 膜を1〜3μm形成し、その上に発熱
抵抗体となるHfB2 膜を400〜2000Å、密着向
上層であるTiを10〜100Å、電極材料Alを30
00〜10000Åスパッタリングによって成膜し、フ
ォトリソグラフ工程によって所望の発熱体形状および電
極形状が得られるようにパターン形成する。次に、保護
層としてSiO2 またはSi34 を1〜2μmスパッ
タリングまたはCVD法により形成する。
In the electrothermal converter and the electric wiring of the silicon substrate 100, for example, a SiO 2 film having a thickness of 1 to 3 μm is formed on the surface of a silicon wafer by thermal oxidation, and a HfB 2 film serving as a heating resistor is formed on the SiO 2 film by 400 μm. ~ 2000Å, Ti which is the adhesion improving layer is 10-100Å, and electrode material Al is 30
A film is formed by sputtering from 00 to 10000Å, and a pattern is formed by a photolithography process so that a desired heating element shape and electrode shape can be obtained. Next, SiO 2 or Si 3 N 4 is formed as a protective layer by 1-2 μm sputtering or CVD method.

【0015】したがって、本実施例に依れば、配線基板
(プリント配線板)の上にソルダーレジスト220を施
し、さらにその上に駆動用IC120を絶縁性を有する
エポキシ系等の接着剤で接着して搭載し、駆動用IC1
20と電気熱変換体および電気配線を備えたシリコン基
板100との間において、配線基板150上に配線導体
160を設け、それをコモン電源パターンとする。シリ
コン基板100の各吐出口の電気熱変換体のコモン電極
とプリント配線板上のコモン電源パターンとの間をボン
ディングワイヤ135で、各吐出口の電気熱変換体のセ
グメント配線と駆動用IC間とをボンディングワイヤ1
30でボンディング接続する。このことにより、熱変換
体および電気配線を備えたシリコン基板100上のコモ
ン電極への配線を2層化する必要がなく、1層化が可能
となった。したがって、電気熱変換体および電気配線を
備えたシリコン基板を作る薄膜の成膜工程、および薄膜
ホトリソ工程を減らすことが可能となり、ひいては安価
なインクジェット記録ヘッドを提供することが可能とな
った。
Therefore, according to the present embodiment, the solder resist 220 is applied on the wiring board (printed wiring board), and the driving IC 120 is further adhered thereon by an insulating epoxy-based adhesive or the like. Mounted as a drive IC1
A wiring conductor 160 is provided on the wiring board 150 between the 20 and the silicon substrate 100 having the electrothermal converter and the electric wiring, and the wiring conductor 160 serves as a common power supply pattern. A bonding wire 135 is provided between the common electrode of the electrothermal converter at each ejection port of the silicon substrate 100 and the common power source pattern on the printed wiring board, and between the segment wiring of the electrothermal converter at each ejection port and the driving IC. The bonding wire 1
Bonding connection is made at 30. As a result, the wiring to the common electrode on the silicon substrate 100 provided with the heat conversion element and the electric wiring does not have to be formed in two layers, and it is possible to form one layer. Therefore, it is possible to reduce the thin film forming process and the thin film photolithography process for forming the silicon substrate provided with the electrothermal converter and the electric wiring, and thus it is possible to provide an inexpensive inkjet recording head.

【0016】次に本発明の第2の実施例について図2の
断面図を参照して説明する。100は電気熱変換体およ
び電気配線を備えたシリコン基板、110はシリコン基
板上に作られた吐出口および共通液室形成部材、120
は駆動用IC、130はシリコン基板100と駆動用I
C120の電気的接続をとるボンディングワイヤでボン
ディングパッドを千鳥に配置しボンディングワイヤのル
ープの高さを変えることによりボンディング密度の向上
を図っている。135は、配線板150とシリコン基板
110との間を接続するボンディングワイヤでループの
高さはボンディングワイヤ130のループの高さより低
くしてある。したがって、図2においては、ボンディン
グワイヤのループが全部で3段となることが示されてい
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG. Reference numeral 100 is a silicon substrate provided with an electrothermal converter and electric wiring, 110 is a discharge port and a common liquid chamber forming member formed on the silicon substrate, and 120.
Is a driving IC, 130 is a silicon substrate 100 and a driving I.
The bonding density is improved by arranging the bonding pads in a zigzag manner with the bonding wires for electrically connecting C120 and changing the height of the loop of the bonding wires. A bonding wire 135 connects between the wiring board 150 and the silicon substrate 110, and the height of the loop is lower than the height of the loop of the bonding wire 130. Therefore, FIG. 2 shows that the loop of the bonding wire has a total of three stages.

【0017】140は放熱部材で材質はアルミでできて
いる。150は配線基板であり、本実施例においてはプ
リント基板を採用している。配線基板150の左側に
は、駆動用IC部を搭載しており、電気熱変換体および
電気配線を備えたシリコン基板100とボンディングワ
イヤ130で電気的に接続されている。160は、配線
基板150の配線導体であって、特にワイヤボンディン
グパッドはワイヤボンディング仕様のAu鍍金がなされ
ているのが望ましい。180は、配線基板150の配線
を覆っているソルダーレジストである。190は配線基
板150と放熱部材140とを接着するための接着層で
あり、200はシリコン基板100と放熱部材140と
を接着するための接着層である。210は駆動用ICの
下に設けられた配線パターン、220は駆動用ICの下
に設けられた配線パターン210を覆うソルダーレジス
トである。なお、図2においてインク流路の表示は省略
してある。
Reference numeral 140 denotes a heat dissipation member, which is made of aluminum. Reference numeral 150 denotes a wiring board, and a printed board is used in this embodiment. A driving IC portion is mounted on the left side of the wiring board 150, and is electrically connected to the silicon substrate 100 provided with the electrothermal converter and the electric wiring by the bonding wire 130. Reference numeral 160 denotes a wiring conductor of the wiring board 150, and in particular, it is desirable that the wire bonding pad is plated with Au for wire bonding specifications. 180 is a solder resist covering the wiring of the wiring board 150. Reference numeral 190 is an adhesive layer for adhering the wiring board 150 and the heat dissipation member 140, and 200 is an adhesive layer for adhering the silicon substrate 100 and the heat dissipation member 140. Reference numeral 210 is a wiring pattern provided under the driving IC, and 220 is a solder resist covering the wiring pattern 210 provided under the driving IC. In addition, in FIG. 2, the display of the ink flow path is omitted.

【0018】したがって、本実施例に依れば、配線基板
150上のソルダーレジスト220上に駆動用ICを接
着剤で接着して搭載し、駆動用IC120と、電気熱変
換体および電気配線を備えたシリコン基板100との間
の配線パターンを配線基板150上に設け、それをコモ
ン電源パターンとする。シリコン基板100の各吐出口
の電気熱変換体のコモン電極とプリント配線板上のコモ
ン電源パターンとの間をボンディングワイヤ135で、
各吐出口の電気熱変換体のセグメント配線と駆動用IC
間との間をワイヤボンディング130により接続する。
このことにより、各吐出口の電気熱変換体のセグメント
配線と、熱変換体および電気配線を備えたシリコン基板
上のコモン電極配線とを2層化する必要がなく、1層化
が可能となった。したがって、電気熱変換体および電気
配線を備えたシリコン基板を作る薄膜の成膜工程、およ
び薄膜ホトリソ工程を減らすことが可能となり、ひいて
は安価なインクジェット記録ヘッドを提供することが可
能となった。
Therefore, according to the present embodiment, the driving IC is mounted on the solder resist 220 on the wiring substrate 150 with an adhesive, and the driving IC 120, the electrothermal converter and the electric wiring are provided. Further, a wiring pattern with the silicon substrate 100 is provided on the wiring board 150, which is used as a common power supply pattern. A bonding wire 135 is provided between the common electrode of the electrothermal converter at each discharge port of the silicon substrate 100 and the common power source pattern on the printed wiring board.
Segment wiring of electrothermal converter at each outlet and driving IC
A wire bonding 130 connects the space and the space.
As a result, the segment wiring of the electrothermal converter of each discharge port and the common electrode wiring on the silicon substrate having the heat converter and the electrical wiring do not have to be formed in two layers, and can be formed in one layer. It was Therefore, it is possible to reduce the thin film forming process and the thin film photolithography process for forming the silicon substrate provided with the electrothermal converter and the electric wiring, and thus it is possible to provide an inexpensive inkjet recording head.

【0019】しかも本実施例の場合、駆動用ICの下に
配線パターンを設けることにより、例えば駆動用ICを
複数個搭載した場合、駆動用IC間の信号配線部を駆動
用ICの下に配することにより配線板を小さくすること
が可能となり、さらに安価なインクジェット記録ヘッド
を提供することを可能にしたものである。
Further, in the case of the present embodiment, by providing a wiring pattern under the driving IC, for example, when a plurality of driving ICs are mounted, the signal wiring portion between the driving ICs is arranged under the driving IC. By doing so, it is possible to make the wiring board small and to provide an inexpensive ink jet recording head.

【0020】次に本発明のインクジェット記録ヘッド
を、インクジェットヘッドカートリッジに使用したプリ
ンター(IJRA)の一実施例について図3を参照して
説明する。図3の実施例においては、インクジェット記
録ヘッドとインクタンクとが一体になっているインクジ
ェットヘッドカートリッジを用いている。ここでキャリ
ッジHCは駆動モーター5013の正転逆転に連動して
駆動力伝達ギア5011,5009を介して回転するリ
ードスクリュー5005の螺旋溝5004に対して係合
するキャリッジHCはピン(不図示)を有し、矢印a,
b方向に往復移動される。キャリッジHCには記録ヘッ
ド部5025、インクタンク部5026が装着される。
5002は紙押え板であり、キャリッジの移動方向にわ
たって紙をプラテン5000に対して押圧する。500
7,5008はフォトカプラーであり、キャリッジのレ
バー5006のこの領域における存在を確認してモータ
ー5013の回転方向切り替え等をおこなうためのホー
ムポジション検知手段となっている。
Next, an embodiment of a printer (IJRA) using the ink jet recording head of the present invention as an ink jet head cartridge will be described with reference to FIG. In the embodiment of FIG. 3, an inkjet head cartridge in which an inkjet recording head and an ink tank are integrated is used. Here, the carriage HC is engaged with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via the driving force transmission gears 5011 and 5009 in association with the forward and reverse rotation of the drive motor 5013. The carriage HC has a pin (not shown). Have, arrow a,
It is reciprocated in the b direction. A recording head unit 5025 and an ink tank unit 5026 are mounted on the carriage HC.
A paper pressing plate 5002 presses the paper against the platen 5000 in the moving direction of the carriage. 500
Reference numeral 7,5008 denotes a photo coupler, which is a home position detecting means for confirming the presence of the lever 5006 of the carriage in this area and switching the rotation direction of the motor 5013.

【0021】5016は記録ヘッドの両面をキャプする
キャプ部材5022を支持する部材であり、5015は
このキャップ部材5022の内部を吸引するための吸引
手段であり、開口5023を介して記録ヘッドの吸引回
復をおこなう。5017はクリーニングブレード、50
19はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材で
あり、本体支持板5018にこれらは支持されている。
ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレー
ドが本例に適用できることはいうまでもない。また、5
012は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーであ
り、キャリッジと係合するカム5020の移動に伴って
移動し、駆動モーターからの駆動力がクラッチ切り替え
等の公知の伝達手段で移動制御される。
Reference numeral 5016 is a member for supporting a cap member 5022 that caps both sides of the recording head, and 5015 is a suction means for sucking the inside of the cap member 5022, and suction recovery of the recording head is performed through the opening 5023. Perform. 5017 is a cleaning blade, 50
Reference numeral 19 denotes a member that allows the blade to move in the front-rear direction, and these members are supported by the main body support plate 5018.
Needless to say, a well-known cleaning blade can be applied to this example instead of this form. Also, 5
Reference numeral 012 denotes a lever for starting suction for suction recovery, which moves in accordance with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage, and the driving force from the driving motor is movement-controlled by a known transmission means such as clutch switching. It

【0022】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジHCがホームポジション側領域に
位置づけられたときに、リードスクリュー5005の作
用によってそれらの対応位置において所望の処理が行え
るように構成されているが、周知のタイミングで所望の
動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用でき
る。また上述の例に限らず記録ヘッドとインクタンクが
分離可能になっているインクジェットヘッドカートリッ
ジにおいても本例が適用可能であることはいうまでもな
い。
The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that the desired processing can be performed at their corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage HC is positioned in the home position side area. As long as a desired operation is performed at a known timing, any of the above can be applied to this example. Needless to say, the present example is applicable not only to the above example but also to an ink jet head cartridge in which the recording head and the ink tank can be separated.

【0023】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱
変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生気させる方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。その
代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4
723129号明細書、同第4740796号明細書に
開示されている基本的な原理を用いて行なうものが好ま
しい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュア
ス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマン
ド型の場合には、液体(インク)が保持されているシー
トや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記
録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を
与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによっ
て、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号
に一対一対応し液体(インク)内の気泡を形成出来るの
で有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口
を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも一つ
の滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、
即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答
性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ま
しい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第
4463359号明細書、同第4345262号明細書
に記載されているようなものが適している。尚、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313
124号明細書に記載されている条件を採用すると、さ
らに優れた記録を行なうことができる。記録ヘッドの構
成としては、上述の各明細書に開示されているような吐
出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液
流路または直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域
に配置されている構成を開示する米国特許第45583
33号明細書、米国特許第4459600号明細書を用
いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数
の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変
換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59年第12
3670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔
を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59年第1
38461号公報に基づいた構成としても本発明は有効
である。
The present invention is provided with means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) that generates thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in the ink jet recording system, and the thermal energy The present invention provides excellent effects in a recording head and a recording device of the type that vigorously changes the state of ink. For the typical configuration and principle thereof, see, for example, US Pat.
What is carried out using the basic principle disclosed in the specification No. 723129 and the specification No. 4740796 is preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal to the electrothermal converter, which corresponds to the recorded information and causes a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling, thermal energy is generated in the electrothermal converter, and a recording head is produced. This is effective because the film is boiled on the heat-acting surface, and as a result, bubbles can be formed in the liquid (ink) in one-to-one correspondence with this drive signal. The liquid (ink) is ejected through the ejection openings by the growth and contraction of the bubbles to form at least one droplet. If this drive signal has a pulse shape,
Since the growth and shrinkage of the bubbles are immediately and appropriately performed, it is more preferable that the liquid (ink) having excellent responsiveness can be ejected. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. It should be noted that US Pat. No. 4,313 of the invention relating to the rate of temperature rise of the heat acting surface
If the conditions described in the specification No. 124 are adopted, more excellent recording can be performed. As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration of the ejection port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the straight liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, the heat acting portion is also provided. U.S. Pat. No. 4,585,3, which discloses a configuration in which the core is located in the region of flexion.
The present invention also includes configurations using the specification No. 33 and the specification of US Pat. No. 4,459,600. In addition, for a plurality of electrothermal converters, a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal converters is disclosed in JP-A-59-12.
Japanese Patent No. 3670 and Japanese Patent Laid-Open No. 1959/1984 which discloses a structure in which an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy is made to correspond to a discharge portion.
The present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent No. 38461.

【0024】加えて、装置本体に装着されることで、装
着本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。
In addition, by being mounted on the apparatus main body, it can be electrically connected to the mounting main body and ink can be supplied from the apparatus main body on a replaceable chip type recording head or the recording head itself. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head that is specially provided is used.

【0025】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対して回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャピング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或は、これとは別
の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
ことも安定した記録を行なうために有効である。
Further, it is preferable to add recovery means, preliminary auxiliary means, etc. to the recording head provided as a constitution of the recording apparatus of the present invention because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, these are preheated by a capping means, a cleaning means, a pressure or suction means, an electrothermal converter, or a heating element other than this, or a combination thereof for the recording head. It is also effective to perform stable recording by performing a preliminary discharge mode in which discharge is performed separately from the means and the recording.

【0026】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but the recording head may be integrally formed or a plurality of combinations may be used. The present invention is extremely effective for an apparatus provided with at least one of full colors by color mixing.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明に依れば、電気熱変換体を備えた
シリコン基板に隣接して配線基板を配し、配線基板上に
接続基板にマウントした駆動用ICを乗せ、駆動用IC
の接続端子のうちシリコン基板側と接続する接続端子
は、接続基板上でシリコン基板側に導出し、シリコン基
板とボンディングワイヤで接続することにより、ボンデ
ィングワイヤの長さを余り長くすることなく、しかも配
線基板の形状を異形にすることが無いため生産上の歩留
を下げることなく、しかも、シリコン基板上の配線を2
層にすることが無いため、さらに安価にインクジェット
記録ヘッドを作ることができるという効果がある。ま
た、駆動用ICの下に配線パターンを設けることにより
例えば、駆動用ICを複数個搭載した場合、駆動用IC
間の信号配線部を駆動用ICの下を経て接続でき、配線
板を小さくすることが可能となり、ひいては安価なイン
クジェット記録ヘッドを提供できるという効果がある。
According to the present invention, the wiring board is arranged adjacent to the silicon substrate provided with the electrothermal converter, and the driving IC mounted on the connection board is mounted on the wiring board.
Of the connection terminals, the connection terminal to be connected to the silicon substrate side is led out to the silicon substrate side on the connection substrate and connected to the silicon substrate with the bonding wire, without making the length of the bonding wire too long. Since the shape of the wiring board is not changed, the production yield is not reduced and the wiring on the silicon substrate is
Since there is no layer, there is an effect that the ink jet recording head can be manufactured at a lower cost. Further, by providing a wiring pattern under the driving IC, for example, when a plurality of driving ICs are mounted, the driving IC
It is possible to connect the signal wiring portion between them under the driving IC, to make the wiring board small, and to provide an inexpensive inkjet recording head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの第1の実
施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an inkjet recording head of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】図1のインクジェット記録ヘッドを、インクジ
ェットヘッドカートリッジに使用したプリンター(IJ
RA)の一実施例を示す図である。
FIG. 3 is a printer using the inkjet recording head of FIG. 1 as an inkjet head cartridge (IJ
It is a figure which shows one Example of RA).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 電気熱変換体および電気配線を備えたシリコ
ン基板 110 吐出口および共通液室形成部材 120 駆動用のドライバーIC 130 ボンディングワイヤ 135 ボンディングワイヤ 140 放熱部材 150 プリント基板 160 ワイヤボンディングパッド 180 配線を覆っているソルダーレジスト 190 配線基板と放熱部材の接着層 200 シリコン基板と放熱部材の接着層 210 駆動用ICの下に設けられた配線パターン 220 駆動用ICの下に設けられたソルダーレジス
100 Silicone Substrate with Electrothermal Converter and Electric Wiring 110 Discharge Port and Common Liquid Chamber Forming Member 120 Driver IC for Driving 130 Bonding Wire 135 Bonding Wire 140 Heat Dissipating Member 150 Printed Circuit Board 160 Wire Bonding Pad 180 Wiring is Covered Solder resist 190 Adhesive layer between wiring board and heat dissipation member 200 Adhesive layer between silicon substrate and heat dissipation member 210 Wiring pattern provided under drive IC 220 Solder resist provided under drive IC

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共通液室に保持するインクを吐出口から
吐出するための吐出エネルギーを発生する電気熱変換体
と、前記電気熱変換体への給電ラインに接続された第1
の接続電極とを具備するシリコン基板と、前記シリコン
基板への配線を坦持する配線基板とが近接して放熱部材
の上に固定されいるインクジェット記録ヘッドにおい
て、 前記配線基板の前記シリコン基板側には前記配線基板の
配線と接続されるとともに、前記第1の接続電極と接続
される第2の接続電極が設けられ、 前記電気熱変換体を駆動するための駆動部材は、接続用
基板に搭載されて前記シリコン基板に近接した前記配線
基板上に固定され、 前記駆動部材の接続端子のうち前記電気熱変換体と接続
されるべき接続端子は前記接続基板の配線パターンによ
り、前記接続基板の前記シリコン基板側に設けられた第
3の接続電極に導出され、 前記シリコン基板の第1の接続電極と前記配線基板の第
2の接続電極との接続並びに前記シリコン基板の第1の
接続電極と接続基板の第3の接続電極との接続は、導電
部材により直接行なったことを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッド。
1. An electrothermal converter that generates ejection energy for ejecting ink held in a common liquid chamber from an ejection port, and a first line connected to a power supply line to the electrothermal converter.
In an ink jet recording head in which a silicon substrate having a connecting electrode and a wiring substrate that carries wiring to the silicon substrate are closely fixed to each other on a heat dissipation member, the wiring substrate is provided on the silicon substrate side. Is provided with a second connection electrode connected to the wiring of the wiring board and connected to the first connection electrode, and a drive member for driving the electrothermal converter is mounted on the connection board. Is fixed on the wiring board in the vicinity of the silicon substrate, and the connection terminal to be connected to the electrothermal converter among the connection terminals of the driving member is a wiring pattern of the connection board. It is led out to a third connection electrode provided on the silicon substrate side, and the connection between the first connection electrode of the silicon substrate and the second connection electrode of the wiring board and the silicon An ink jet recording head, wherein the first connecting electrode of the substrate and the third connecting electrode of the connecting substrate are directly connected by a conductive member.
【請求項2】 前記駆動部材は駆動用ICであり、前記
駆動用ICの下に相当する個所の前記接続基板にも配線
が設けられている請求項1記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the drive member is a drive IC, and wiring is also provided on the connection substrate at a position corresponding to the bottom of the drive IC.
【請求項3】 インクを吐出して所望の画像の形成を行
う画像形成部材と前記画像形成部材から吐出されるイン
クを貯流したインク貯留部材とを有し、これらを連接し
た状態で装着しうる装着部と、前記装着部が非記録部材
に対し相対的な移動を行い所望の画像形成を達成するよ
うに被記録部材を搬送する搬送手段とを有するインクジ
ェット記録装置において、 前記画像形成部材が請求項1または2記載のインクジェ
ット記録ヘッドであることを特徴とするインクジェット
記録装置。
3. An image forming member for ejecting ink to form a desired image, and an ink storing member for storing ink ejected from the image forming member, which are mounted in a state of being connected to each other. Inkjet recording apparatus having a removable mounting portion and a transporting unit that transports a recording target member so that the mounting unit moves relative to a non-recording member to achieve a desired image formation, wherein the image forming member is An inkjet recording apparatus comprising the inkjet recording head according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0755792A2 (en) * 1995-07-26 1997-01-29 Seiko Epson Corporation Ink jet print head
US6886923B2 (en) 2002-06-19 2005-05-03 Seiko Epson Corporation Small-sized liquid-jet head and liquid-jet apparatus with increased number of arrays of nozzle orifices

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