JP4186401B2

JP4186401B2 - Electrostatic inkjet head

Info

Publication number: JP4186401B2
Application number: JP2000288459A
Authority: JP
Inventors: 博之石川; 正寛藤井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002096468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度化に有利な電極配線接続構造を備えた静電アクチュエータおよび静電型インクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電アクチュエータを備えた静電型インクジェットヘッドは、複数のインクノズルと、各インクノズルに連通したインク圧力室と、各インク圧力室の底部に形成された振動板とを備えている。各振動板には、一定の間隔をおいて、電極基板表面に形成した個別電極が対峙している。振動板が形成されている基板（キャビティ基板）はシリコン等の導電性基板であり、共通電極として機能する。従って、当該共通電極と各個別電極の間に電圧を印加して、これらの間に静電気力を発生させると、振動板が面外方向に振動して、インクノズルからインク液滴を吐出させることが可能である。
【０００３】
ここで、共通電極および個別電極には給電用の配線を接続する必要がある。このための配線方法としては、例えば特開平６−４７９１５号公報に開示されているように、インクジェットヘッドの電極端子部をワイヤーボンディングによりフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）に接続するものが知られている。また、特開平６−２１８９１８号公報には、インクジェットヘッドの電極端子を外部の電極基板に対して導電性ペーストを用いて接続する方法が開示され、特開平９−１６４６７１号公報には、インクジェットヘッドの電極端子を、剛体基板表面に配線パターンが形成された構成の外部電極基板に対して導電性接着剤を用いて接続する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来における電極の配線接続方法では次のような問題がある。静電型インクジェットヘッドの高密度化に伴い、各個別電極の配線密度も上げる必要がある。しかしながら、配線密度を高めるために各配線パターンを細密化すると、当該配線パターンの耐ノイズ性等の電気的特定が低下するおそれがある。また、インクジェットヘッド駆動用ＩＣ等素子の高速スイッチング動作が不安定化する等の弊害が発生するおそれもある。このために、従来においては電極配線接続の高密度化に限度があり、インクジェットヘッドの高密度・多ノズル化の障害となっていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、高密度化しても安定的に高速スイッチング動作が可能な配線接続構造を備えた静電アクチュエータおよび静電型インクジェットヘッドを提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、第１の電極が形成されている第１の基板と、前記第１の電極に対向配置されている第２の電極が形成されている第２の基板とを有し、これらの電極間に電圧を印加することにより発生する静電気力によって、前記第１および第２の基板を相対変位させるようになっている静電アクチュエータにおいて：前記第１の電極に形成した第１の電極端子部と、前記第２の電極に形成した第２の電極端子部と、これらの端子部の少なくとも一方に対して重ね合わせることより電気的に接続されている配線基板とを有しており；前記配線基板は、導電性素材からなる基板本体と、この基板本体の表面に絶縁層を介して形成された配線パターンと、配線接合部とを備えており；前記配線接合部は、前記第１の電極端子部に接続される第１の接合部と、前記第２の電極端子部に接続される第２の接合部とを含み、これらの接合部の一つが前記基板本体に電気的に接続されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の静電アクチュエータでは、配線基板の基板本体が第１あるいは第２の電極への給電用の配線部分として利用される。当該基板本体の抵抗は微細な配線パターンに比べて小さく、また、ここを介して流れる信号特性の安定化を図ることができる。
【０００８】
この場合、前記配線基板の前記基板本体における配線パターンが形成されている面とは反対側の面に、絶縁層を介して配線層を形成し、ここを接地用配線部分として利用することができる。このようにすれば、接地用配線部分の抵抗を低減でき、また、配線基板の基板本体が接地電位とされるので、その表面に形成した配線パターンの耐ノイズ性が改善される。
【０００９】
ここで、前記の配線基板の基板本体を第１あるいは第２の電極への給電用配線部分として利用する代わりに、当該基板本体を接地用配線部分として用いても良い。このようにすれば、接地用配線部分の抵抗を低減できる。また、配線基板の基板本体が接地電位とされるので、その表面に形成されている微細な配線パータンを流れる信号特性を安定化でき、当該配線パターンの耐ノイズ性を改善できる。
【００１０】
この場合には、前記配線基板の前記基板本体における配線パターンが形成されている面とは反対側の面に、絶縁層を介して配線層を形成し、ここを第１あるいは第２の電極への給電用配線部分とすることもできる。
【００１１】
次に、本発明は、第１の電極が形成されている第１の基板と、前記第１の電極に対向配置されている第２の電極が形成されている第２の基板とを有し、これらの電極間に電圧を印加することにより発生する静電気力によって、前記第１および第２の基板を相対変位させるようになっている静電アクチュエータにおいて：前記第１の電極に形成した第１の電極端子部と、前記第２の電極に形成した第２の電極端子部と、これらの端子部の少なくとも一方に対して重ね合わせることより電気的に接続されている配線基板とを有しており；前記配線基板は、導電性素材からなる基板本体と、この基板本体の第１の表面に絶縁層を介して形成された配線パターンと、当該基本本体の第２の表面に絶縁層を介して形成した配線層と、前記第１の電極端子部に接続される第１の接合部および前記第２の電極端子部に接続される第２の接合部を含む配線接合部とを備えており；前記第１および第２の接合部の一方が前記配線層に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、前記配線層を第１あるいは第２の電極への給電用配線部分として利用する代わりに、当該配線層を接地用配線部分として利用することもできる。
【００１３】
一方、本発明は、インクノズルに連通したインク圧力室が形成された第１の基板と、前記インク圧力室の底面を規定している共通電極として機能する振動板部分に対向配置された個別電極が形成されている第２の基板とを有し、これらの共通電極および個別電極間に電圧を印加することにより発生する静電気力によって前記振動板部分を振動させて前記インクノズルからインク液滴を吐出させるようになっている静電型インクジェットヘッドにおいて：前記共通電極に形成した共通電極端子部と、前記個別電極に形成した個別電極端子部と、少なくとも前記個別電極端子部に対して重ね合わせることにより電気的に接続されている配線基板とを有しており；前記配線基板は、導電性素材からなる基板本体と、この基板本体の表面に絶縁層を介して形成された配線パターンと、前記共通電極端子部に接続される共通電極接合部および前記個別電極端子部に接続される個別電極接合部を含む配線接合部とを備え；前記共通電極接合部が前記基板本体に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の静電型インクジェットヘッドでは、共通電極への給電用配線部分として配線基板の基板本体を利用しているので、共通電極の配線部分の抵抗を低減できる。また、共通電極への配線部分の信号特性を安定化できる。
【００１５】
この場合、前記配線基板の前記基板本体における配線パターンが形成されている面とは反対側の面に、絶縁層を介して配線層を形成し、ここを接地用配線部分として利用することもできる。
【００１６】
ここで、前記の配線基板の基板本体を共通電極への給電用配線部分として利用する代わりに、当該基板本体を接地用配線部分として用いても良い。このようにすれば、接地用配線部分の抵抗を低減できる。また、配線基板の基板本体が接地電位とされるので、その表面に形成されている微細な配線パータンを流れる信号特性を安定化でき、当該配線パターンの耐ノイズ性を改善できる。
【００１７】
この場合には、前記配線基板の前記基板本体における配線パターンが形成されている面とは反対側の面に、絶縁層を介して配線層を形成し、ここを共通電極への給電用配線部分とすることができる。
【００１８】
次に、本発明は、インクノズルに連通したインク圧力室が形成された第１の基板と、前記インク圧力室の底面を規定している共通電極として機能する振動板部分に対向配置された個別電極が形成されている第２の基板とを有し、これらの共通電極および個別電極間に電圧を印加することにより発生する静電気力によって前記振動板部分を振動させて前記インクノズルからインク液滴を吐出させるようになっている静電型インクジェットヘッドにおいて：前記共通電極に形成した共通電極端子部と、前記個別電極に形成した個別電極端子部と、少なくとも前記個別電極端子部に対して重ね合わせることにより電気的に接続されている配線基板とを有しており；前記配線基板は、導電性素材からなる基板本体と、この基板本体の第１の表面に絶縁層を介して形成された配線パターンと、当該基板本体の第２の表面に絶縁層を介して形成された配線層と、前記共通電極端子部に接続される共通電極接合部および前記個別電極端子部に接続される個別電極接合部を含む配線接合部とを備え；前記配線層に前記共通電極接合部が電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１９】
このように前記配線層を共通電極への給電用配線部分として利用する代わりに、当該配線層を接地用配線部分として利用することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した静電型インクジェットヘッドの一実施例を説明する。
【００２１】
（全体構成）
図１は本例のインクジェットヘッドの全体構成を示す斜視図、図２はそのＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の概略断面図である。これらの図に示すように、本例のインクジェットヘッド１はインクジェット本体であるヘッドチップ１Ａと、このヘッドチップ１Ａに対して、外部からフレキシブル配線基板７を介して駆動信号を供給するための配線基板６とを有している。
【００２２】
ヘッドチップ１Ａは、シリコン単結晶基板からなるノズル基板２と、同じくシリコン単結晶基板からなるキャビティ基板３と、電極ガラス基板４とを貼り合わせることにより構成されている。キャビティ基板３には、複数のインク圧力室３１と、各インク圧力室３１にインクを供給するための共通インク室３２が形成されている。各インク圧力室３１の底面部分には面外方向に弾性変位可能な振動板３３が形成されている。
【００２３】
ノズル基板２の側においては、キャビティ基板３に接合されている裏面２１に、各インク圧力室３１に連通した複数のインクノズル２２と、各インク圧力室３１を共通インク室３２に連通しているインク供給口２３が形成されている。さらに、当該ノズル基板２の表面２４には、共通インク室３２に対応する部分に、各インク圧力室３１に対応させて凹部２５が形成されている。これらの凹部２５は表面２４の側に広がった所定の深さの四角錐台形状をしており、その底面部分は面外方向に弾性変位可能なダイヤフラム２６とされている。
【００２４】
キャビティ基板３の裏面３ａに対して、陽極接合あるいは接着接合により貼り付けられた電極ガラス基板４においては、各振動板３３に対峙する部分に凹部４１が形成され、各凹部４１の底面には振動板３３に対峙したＩＴＯからなる個別電極４２が形成されている。
【００２５】
キャビティ基板３における両端に位置している凹部２５Ａ、２５Ｂは、底面にインクノズル２２よりも小さな径のフィルタ孔（図示せず）が一定の密度で多数個形成された構成のインク取り入れ口とされている。
【００２６】
これらのインク取り入れ口（凹部）２５Ａ、２５Ｂには、それぞれ、インク供給管２９の接続部３０が接続されている（図２参照）。外部に配置されている不図示のインク供給源から供給されるインクは、インク取り入れ口２５Ａ、２５Ｂを経由して、共通インク室３２に供給される。
【００２７】
キャビティ基板３に形成したインク圧力室３１の底面を規定している振動板３３は共通電極として機能する。このキャビティ基板３と、各個別電極４２との間に、駆動電圧印加手段５０によって駆動電圧を印加すると、電圧が印加された個別電極４２に対峙している振動板３３が静電気力によって振動し、これに伴ってインク圧力室３１の容積変化が起こり、インクノズル２２からインク液滴の吐出が行われる。
【００２８】
ここで、共通電極および個別電極に対する給電は、これらに対して後述のように異方性導電性接着剤５を介して接合された配線基板６および当該配線基板６に接合されたフレキシブル配線基板７を経由して行われる。
【００２９】
（電極配線接続部分）
次に、本例のインクジェットヘッド１の共通電極、個別電極および接地用配線に対する配線接続部分を詳細に説明する。図３は、共通電極および個別電極と配線基板６との間の配線接続状態を示すために、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分の部分断面図である。
【００３０】
図３も参照して説明すると、電極ガラス基板４は、キャビティ基板３の端面３５から横方向に突出した突出部分４３を備え、当該突出部分４３の露出表面４４は個別電極４２が形成されている凹部４１の底面と同一平面であり、当該露出表面４４には、各個別電極４２から引き出したＩＴＯからなる一定幅の個別電極端子部４２Ａが一定間隔で複数形成されている。
【００３１】
表面が絶縁層３０で覆われているキャビティ基板３は、ノズル基板２の端面２７から横方向に突出した突出部分３４を備え、当該突出部分３４の露出表面３６に共通電極端子部３７が形成されている。この共通電極端子部３７の中心位置には、キャビティ基板突出部分３４に開けた貫通孔３８が位置している。また、この突出部分３４の裏面３９に対峙している電極ガラス基板表面４４には、貫通孔３８に対峙するようにＩＴＯからなる共通電極接続用電極４０が形成されている。さらに、キャビティ基板表面３６に形成した共通電極端子部３７と電極ガラス基板表面４４に形成した共通電極接続用電極４０の間は、貫通孔３８に充填した銀ベースト等の導電性ペースト４０Ａによって電気的に接続されている。
【００３２】
このように、共通電極端子部３７は、導電性ペースト４０Ａと共通電極接続用電極４０からなる接続用電極引き出し部によって、個別電極４２から延長している個別電極端子部４２Ａが形成されている基板表面４４上まで引き出されている。換言すると、同一平面上に、共通電極接続用電極４０と個別電極端子部４２Ａが位置している。従って、これら電極４０、端子部４２Ａに対する接合部が同一平面上にパターニングされている配線基板６を用いて、これら電極４０、端子部４２Ａとの接合状態を簡単に形成できる。
【００３３】
図５は図１におけるＩＶ−ＩＶ線で切断した部分の部分断面図であり、図４は配線基板６を配線パターン形成側から見た場合の斜視図である。
【００３４】
これらの図に示すように、配線基板６は、矩形のシリコン等からなる導電性の基板本体６１と、絶縁膜６１ａで覆われた基板本体６１の表面に搭載されたインクジェットヘッド駆動用のＩＣチップ６３とを有している。
【００３５】
電極ガラス基板２の側について説明すると、基板本体６１の一端６４の表面とＩＣチップ６３の間を繋ぐように、細密な金属配線パターン６５が配線基板表面（ＩＣチップ搭載側表面）６２に形成されており、この金属配線パターン６５を構成している金属配線６６ｂが共通電極接続用のものであり、その端部が共通電極接合部６６ａとされている。残りの配線群６７が個別電極接続用のものであり、それらの端部が個別電極接合部６７ａとされている。
【００３６】
共通電極用の金属配線６６ｂは、絶縁膜切除部６１ｂを介して基板本体６１に接続されている。
【００３７】
また、共通電極接合部６６ａの一端は、電極ガラス基板２の側に形成されている共通電極接続用電極４０に一致するように配置され、各個別電極接合部６７ａも各個別電極端子部４２Ａの先端接合部に一致する間隔で配置されている。ここで、これら共通電極接合部６６ａおよび個別電極接合部６７ａの間、および両側には、一定の幅および深さの導電性粒子溜め用の溝部６８が形成されている。
【００３８】
この構成の端部６４に、導電性粒子を含む導電性接着剤５を塗布し、ここに、インクジェットヘッド側の共通電極接続用電極４０および個別電極端子部４２Ａを重ね合わせて加熱加圧した際に、これらの溝部６８が余分な接着剤５の溜り部となるので、余分な接着剤が接合部分以外にはみ出して、隣接電極間に短絡等が発生してしまうことが防止される。
【００３９】
次に、電極ガラス基板２とは反対側の配線パターンについて説明すると、基板本体６１の端部６９とＩＣチップ６３の間には、これらを繋ぐように外部接続用配線パターン７０及び共通電極接続用の金属配線パターン６６ｃが形成されており、この配線パターン７０は公知の方法、例えば導電性ペーストによって、フレキシブル配線基板７の配線パターンに接合される。
【００４０】
共通電極接続用の金属配線パターン６６ｃは、その一端が異方性導電性接着剤５Ａを介してＩＣチップ６３の端子に接続されていると共に、その途中位置において、絶縁膜切除部６１ｅを介して基板本体６１に接続されている。このように、本例の配線基板６では、その導電性の基板本体６１を共通電極用配線部分として利用している。
【００４１】
このように構成した本例のインクジェットヘッド１においては、ヘッドチップ１Ａ側の共通電極接続用電極４０および個別電極端子部４２Ａと、外部配線用のフレキシブル配線基板７との間を、配線基板６を介して中継するように構成されている。また、配線基板６の共通電極接合部６６ａを基板本体６１に接続して、当該基板本体６１を共通電極用配線部分として利用している。従って、ＩＣチップ６３とヘッドチップ１Ａの間における共通電極配線用の回路抵抗を小さくでき、また、当該構成の共通電極配線部分を流れる信号の特性を安定化できる。
【００４２】
（第２の実施例）
ここで、上記の例では、配線基板６の基板本体６１を、共通電極（振動板３３）に対する配線部分として利用しているが、当該基板本体６１をＩＣチップ６３の接地用配線部分として利用することもできる。
【００４３】
図６には、基板本体を接地用配線部分として利用している配線基板の実施例を示す部分段面図およびその部分平面図である。本例の配線基板６Ａの基本的な構成は上記の配線基板６と同一であるので対応する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４４】
本例の配線基板６Ａでは、そこに搭載されているＩＣチップ６３から引き出されている外部接続用配線パターン７０に含まれている１本の接地用金属配線７０１が、ＩＣチップ近接位置に形成した絶縁膜切除部６１ｃを介して基板本体６１に接続されている。また、当該金属配線７０１におけるフレキシブル配線基板７の接続端部７０２の近傍位置においても絶縁膜切除部６１ｄを介して基板本体６１に接続されている。当該接続端部７０２は異方性導電性接着剤５Ｃによってフレキシブル配線基板７の接地用端子７０３に接続されている。
【００４５】
このように構成した本例の配線基板６Ａでは、その基板本体６１が接地用配線として利用されている。従って、当該配線基板上における接地用配線抵抗を低減することができる。また、配線基板の基板本体６１が全体として接地電位とされるので、当該表面に形成されている配線パターン６５の電気的特性を安定化でき、耐ノイズ性を改善できる。
【００４６】
（第３の実施例）
上記の各例では、配線基板６、６Ａの基板本体６１を、共通電極（振動板３３）に対する配線部分、またはＩＣチップ６３の接地用配線部分として利用している。基板本体６１を利用する代わりに、配線基板における配線パターン６５が形成されていない側の表面を利用して、共通電極用の配線部分あるいは接地用配線部分を形成することもできる。
【００４７】
図７は、かかる表面を利用して共通電極用の配線部分を形成した配線基板を示すもので、図７（ａ）は部分平面図である図７（ｂ）におけるＶ−Ｖ線で切断した部分の部分断面図および部分平面図である。本例の配線基板６Ｂの基本的な構成は上記の各例の場合と同様である。本例の配線基板６ＢにおけるＩＣチップ６３が搭載されている側の表面６２（第１の表面）には、図示を省略するが上記の各実施例と同様に、配線パターン６５および外部引き出し用配線パターン７０が形成されている。配線パターン６５には、共通電極用金属配線６６１、６６２が含まれており、金属配線６６１の一端に形成した共通電極接合部６６１ａが異方性導電性接着剤５を介して電極ガラス基板４側の共通電極接続用電極４０に接続されている。また、双方の金属配線６６１、６６２はＩＣチップ６３の共通電極端子に接続されている。
【００４８】
ここで、配線基板の反対側の表面６１０（第２の表面）には絶縁膜６１ａを介して全体的に共通電極用配線層６０１が形成されている。配線基板の基板本体６１には複数個所に貫通孔６６３、６６４が形成され、ここに充填した導電性ペースト６６５を介して、共通電極用金属配線６６１、６６２と、共通電極配線層６０１が接続されている。
【００４９】
このように構成した本例の配線基板６Ｂでは、その表面６１０（第２の表面）に絶縁膜６１ａを介して共通電極用配線層６０１が形成されている。従って、ＩＣチップ側表面に形成されている配線パターン６５に含まれる微細な金属配線を共通電極配線として利用する場合に比べて、ヘッドチップ１ＡとＩＣチップ６３の間の配線抵抗を低減でき、また、共通電極給電用の信号の特性を安定化させることができる。
【００５０】
なお、本例では、共通電極端子部３７を、電極ガラス基板上の個別電極端子部４２Ａと同一平面上の位置まで引き出して、配線基板６Ｂの側の共通電極金属配線６６１に接続させている（図３参照）。しかしながら、本例では、配線基板６Ｂにおけるガラス電極基板表面とは反対側の表面６１０に共通電極用配線層６０１を形成してあるので、図７（ａ）において想像線で示すように、共通電極端子部３７と、当該共通電極配線層６０１との間を、導電性ペースト６６６を用いて、直接に接続することも可能である。
【００５１】
（第４の実施例）
図８には、配線基板におけるＩＣチップ搭載側表面とは反対側の表面を利用して、ＩＣチップの接地用配線部分を形成した例を示してある。本例の配線基板６Ｃも基本的な構成は上記の各例の配線基板６、６Ａ、６Ｂと同様であり、シリコン等の導電性素材からなる矩形の基板本体６１と、この表面を覆う絶縁膜６１ａと、配線基板のＩＣチップ搭載側表面６２（第１の表面）に形成された配線パターン６５、７０（図示せず）とを備えている。
【００５２】
本例の配線基板６Ｃでは、ＩＣチップ搭載側表面とは反対側の表面６１０（第２の表面）に、絶縁膜６１ａを介して全体的に接地用配線層６２０が形成されている。また、基板本体６１には複数個所に貫通孔６２１が形成されており、ここに充填した導電性ペースト６２２によって、接地用配線層６２０が、基板本体反対側表面に形成されている配線パターン７０に含まれている接地用金属配線７１１に接続されている。接地用金属配線７１１は、異方性導電性接着剤５Ｃを介してフレキシルブ配線基板７の接地用端子７０３に接続されている。
【００５３】
この構成の配線基板６Ｃを備えたインクジェット記録装置では、図６に示す第２の実施例に係る配線基板の場合と同様に、配線基板上における接地用配線抵抗を低減することができる。また、配線基板の基板本体６１が全体として接地電位とされるので、当該表面に形成されている個別電極用の配線パターン６７の電気的特性を安定化でき、耐ノイズ性を改善できる。
【００５４】
（第５の実施例）
図９に示す配線基板６Ｄは、その基板本体を接地用配線部分として利用し、基板本体のＩＣチップ搭載側とは反対側の表面を共通電極配線部分として利用したものであり、図６の示す実施例と図７に示す実施例とを組み合わせた構成となっている。
【００５５】
本例の配線基板６Ｄも基本的な構成は上記の各例の配線基板６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃと同様であり、シリコン等の導電性素材からなる矩形の基板本体の表面が絶縁膜で覆われており、そのＩＣチップ搭載側表面６３１（第１の表面）には、ＩＣチップ６３２と、ヘッドチップ１Ａとを接続するための配線パターン６３３が形成され、ＩＣチップ６３２とフレキシブル配線基板６３４を接続するための配線パターン６３５が形成されている。
【００５６】
配線パターン６３３には共通電極用金属配線６３７および６３８が含まれており、当該金属配線６３７の一端に形成した共通電極接合部６３７ａは、異方性導電性接着剤を介して共通電極接続用電極４０に接続されている。また、配線パターン６３５には、ＩＣチップ６３２に接続された接地用金属配線６４０および、フレキシブル配線基板６３４に接続された接地用金属配線６４１が含まれている。
【００５７】
配線基板６Ｄの反対側の表面６３６（第２の表面）には、全体的に共通電極用配線層６４２が形成されている。配線基板６Ｄの基板本体には貫通孔が形成されており、そこに充填した導電性ペースト６４３を介して、ＩＣチップ搭載側の共通電極用金属配線６３７、６３８が、共通電極用配線層６４２に接続されている。一方、接地用金属配線６４０、６４１は、基板本体の絶縁膜切除部６４４を介して、基板本体に接続されている。
【００５８】
このように構成した本例の配線基板６Ｄにおいては、配線基板の基板本体が接地用配線部分として利用され、そのＩＣチップ搭載面とは反対側の面が共通電極配線部分として利用される。
【００５９】
なお、本例では図３に示す場合と同様に、共通電極端子部３７を、電極ガラス基板上の個別電極端子部４２Ａと同一平面上の位置まで引き出して、配線基板６Ｄの側の共通電極金属配線６３７に接続させている。しかしながら、本例では、配線基板６Ｄにおけるガラス電極基板表面とは反対側の基板本体表面に共通電極用配線層６４２を形成してあるので、共通電極端子部３７と、当該共通電極配線層６４２との間を、導電性ペーストを用いて、直接に接続することも可能である。
【００６０】
（第６の実施例）
図１０に示す配線基板６Ｅは、その基板本体を共通電極用配線部分として利用し、基板本体のＩＣチップ搭載側とは反対側の表面をＩＣチップの接地用配線部分として利用したものであり、図５の示す実施例と図８に示す実施例とを組み合わせた構成となっている。
【００６１】
本例の配線基板６Ｅも基本的な構成は上記の各例の配線基板６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄと同様であり、シリコン等の導電性素材からなる矩形の基板本体の表面が絶縁膜で覆われており、そのＩＣチップ搭載側表面６８１（第１の表面）には、ＩＣチップ６８２と、インクジェットヘッド本体側とを接続するための配線パターン６８３が形成され、ＩＣチップ６８２とフレキシブル配線基板６８４を接続するための配線パターン６８５が形成されている。
【００６２】
配線パターン６８３には共通電極用金属配線６８７ないし６９０が含まれており、金属配線６８７、６８８の一端に形成した共通電極接合部６８７ａ、６８８ａは、異方性導電性接着剤を介して共通電極接続用電極４０に接続されている。また、配線パターン６８５には、ＩＣチップ６３２に接続された接地用金属配線６９１、６９２および、フレキシブル配線基板６８４に接続された接地用金属配線６９３、６９４が含まれている。
【００６３】
配線基板６Ｅの反対側の表面６９５（第２の表面）には、全体的に接地用配線層６９６が形成されている。配線基板６Ｅの基板本体には貫通孔が形成されており、そこに充填した導電性ペースト６９７を介して、ＩＣチップ搭載側の接地用金属配線６９１ないし６９４が、接地用配線層６９６に接続されている。一方、共通電極用金属配線６８７ないし６９０は、基板本体の絶縁膜切除部６９８を介して、基板本体に接続されている。
【００６４】
このように構成した本例の配線基板６Ｅにおいては、配線基板の基板本体が共通電極用配線部分として利用され、そのＩＣチップ搭載面とは反対側の面が接地用配線部分として利用される。
【００６５】
（その他の実施の形態）
上記の説明は、本発明を静電型インクジェットヘッドに適用した例であるが、本発明は、インクジェットヘッド以外の静電アクチュエータに対しても同様に適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の静電アクチュエータおよび静電型インクジェットヘッドでは、導電性素材からなる基板本体を備えた配線基板を介して、対向電極である第１および第２の電極に対する給電を行なうようにすると共に、その一方の電極に対する給電用配線部分として当該配線基板の基板本体、あるいは、配線基板の表面にベタ状態に形成した配線層を利用するようにしている。また、本発明では、配線基板の基板本体、あるいは、配線基板の表面にベタ状態に形成した配線層を接地用配線部分として利用するようにしている。
【００６７】
従って、本発明によれば、電極への給電用信号線の抵抗を低減でき、また、その信号特性を安定化させることができる。よって、配線基板上に形成した配線パターンを耐ノイズ性に優れたものとすることができ、電極間に対するスイッチング通電動作を行なう駆動用ＩＣ等の素子の高速スイッチング動作を安定化させることができる。この結果、本発明によれば、配線基板上の配線パターン密度を高ためることが可能になり、静電型インクジェットヘッドにおける高密度の多ノズル化にとって極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した静電型インクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分の部分断面図である。
【図４】図１の配線基板を配線パターン形成側から見た斜視図である。
【図５】図４の配線基板の断面構成図である。
【図６】配線基板の第２の実施例を示す部分断面図および部分平面図である。
【図７】配線基板の第３の実施例を示す部分断面図および部分平面図である。
【図８】配線基板の第４の実施例を示す部分断面図である。
【図９】配線基板の第５の実施例を示す図であり、（ａ）は、そのＩＣチップ搭載側とは反対側の表面を示す部分平面図であり、（ｂ）はＩＣチップ搭載側の表面を示す部分平面図である。
【図１０】配線基板の第６の実施例を示す図であり、（ａ）は、そのＩＣチップ搭載側とは反対側の表面を示す部分平面図であり、（ｂ）はＩＣチップ搭載側の表面を示す部分平面図である。
【符号の説明】
１静電型インクジェットヘッド
１Ａヘッドチップ
２ノズル基板
３キャビティ基板
４電極ガラス基板
５導電性接着剤
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ配線基板
７フレキシブル配線基板
２２ノズル
３４キャビティ基板の突出部分
３６露出表面
３７、３７Ａ共通電極端子部
３８貫通孔
４０共通電極接続用電極
４０Ａ、４０Ｂ導電性ペースト
４２個別電極
４２Ａ個別電極の電極端子部
６１基板本体
６２基板本体の表面
６３ＩＣチップ
６４電極端子部に対する接合側の端部
６５配線パターン
６６共通電極接合用の金属配線
６６ａ配線接合部
６７個別電極接合用の金属配線
６７ａ配線接合部
６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ絶縁膜切除部
７０１接地用金属配線
６１０ＩＣチップ搭載側とは反対側の表面（第２の表面）
６６１、６６２共通電極用金属配線
６６３、６６４貫通孔
６６５、６６６導電性ペースト
６０１共通電極配線層
６２０接地用配線層
６２１貫通孔
６２２導電性ペースト
７１１接地用金属配線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic actuator and an electrostatic ink jet head having an electrode wiring connection structure that is advantageous for increasing the density.
[0002]
[Prior art]
An electrostatic inkjet head including an electrostatic actuator includes a plurality of ink nozzles, an ink pressure chamber communicating with each ink nozzle, and a diaphragm formed at the bottom of each ink pressure chamber. Each diaphragm is opposed to individual electrodes formed on the surface of the electrode substrate at a certain interval. The substrate (cavity substrate) on which the diaphragm is formed is a conductive substrate such as silicon and functions as a common electrode. Therefore, when a voltage is applied between the common electrode and each individual electrode and an electrostatic force is generated between them, the vibration plate vibrates in the out-of-plane direction and causes ink droplets to be ejected from the ink nozzles. Is possible.
[0003]
Here, it is necessary to connect power supply wiring to the common electrode and the individual electrodes. As a wiring method for this purpose, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-47915, a method of connecting an electrode terminal portion of an inkjet head to a flexible wiring board (FPC) by wire bonding is known. Japanese Patent Laid-Open No. 6-218918 discloses a method of connecting an electrode terminal of an ink jet head to an external electrode substrate using a conductive paste, and Japanese Patent Laid-Open No. 9-164671 discloses an ink jet head. A method of connecting the electrode terminals to an external electrode substrate having a wiring pattern formed on the surface of a rigid substrate using a conductive adhesive is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Such conventional electrode wiring connection methods have the following problems. As the density of the electrostatic inkjet head increases, it is necessary to increase the wiring density of each individual electrode. However, if each wiring pattern is made finer in order to increase the wiring density, there is a possibility that electrical specification such as noise resistance of the wiring pattern is lowered. In addition, there is a possibility that adverse effects such as destabilization of high-speed switching operation of an element such as an inkjet head driving IC may occur. For this reason, conventionally, there is a limit to increasing the density of electrode wiring connections, which has been an obstacle to increasing the density and the number of nozzles of an inkjet head.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose an electrostatic actuator and an electrostatic inkjet head having a wiring connection structure that can stably perform a high-speed switching operation even when the density is increased.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first substrate on which a first electrode is formed, and a second substrate on which a second electrode disposed opposite to the first electrode is formed. In the electrostatic actuator, wherein the first and second substrates are relatively displaced by electrostatic force generated by applying a voltage between these electrodes: A first electrode terminal portion formed on the electrode, a second electrode terminal portion formed on the second electrode, and a wiring electrically connected by overlapping with at least one of these terminal portions The wiring board includes a board body made of a conductive material, a wiring pattern formed on the surface of the board body via an insulating layer, and a wiring joint; The wiring junction portion is the first electrode end Including a first joint connected to the portion and a second joint connected to the second electrode terminal portion, and one of these joints is electrically connected to the substrate body. It is characterized by that.
[0007]
In the electrostatic actuator of the present invention, the board body of the wiring board is used as a wiring portion for feeding power to the first or second electrode. The resistance of the substrate body is smaller than that of a fine wiring pattern, and signal characteristics flowing through the substrate can be stabilized.
[0008]
In this case, a wiring layer can be formed on the surface of the wiring board opposite to the surface on which the wiring pattern is formed via the insulating layer, and this can be used as a ground wiring portion. . In this way, the resistance of the ground wiring portion can be reduced, and the substrate body of the wiring board is set to the ground potential, so that the noise resistance of the wiring pattern formed on the surface is improved.
[0009]
Here, instead of using the substrate body of the wiring board as a power supply wiring portion to the first or second electrode, the substrate body may be used as a ground wiring portion. In this way, the resistance of the ground wiring portion can be reduced. In addition, since the substrate body of the wiring board is set to the ground potential, the signal characteristics flowing through the fine wiring pattern formed on the surface can be stabilized, and the noise resistance of the wiring pattern can be improved.
[0010]
In this case, a wiring layer is formed on the surface of the wiring substrate opposite to the surface on which the wiring pattern is formed on the substrate body via an insulating layer, and this is used as the first or second electrode. It can also be used as a power supply wiring portion.
[0011]
Next, the present invention includes a first substrate on which a first electrode is formed, and a second substrate on which a second electrode disposed opposite to the first electrode is formed. In an electrostatic actuator adapted to relatively displace the first and second substrates by electrostatic force generated by applying a voltage between these electrodes: a first formed on the first electrode An electrode terminal portion, a second electrode terminal portion formed on the second electrode, and a wiring board electrically connected by overlapping with at least one of these terminal portions. The wiring board includes a substrate body made of a conductive material, a wiring pattern formed on the first surface of the substrate body via an insulating layer, and an insulating layer on the second surface of the basic body. And the first electrode terminal And a wiring junction including a second junction connected to the second electrode terminal portion; one of the first and second junctions is the It is characterized by being electrically connected to the wiring layer.
[0012]
Here, instead of using the wiring layer as a power supply wiring portion to the first or second electrode, the wiring layer can be used as a ground wiring portion.
[0013]
On the other hand, the present invention provides a first substrate on which an ink pressure chamber communicating with an ink nozzle is formed, and an individual electrode disposed opposite to a diaphragm portion that functions as a common electrode that defines the bottom surface of the ink pressure chamber. A second substrate on which are formed, and the diaphragm portion is vibrated by an electrostatic force generated by applying a voltage between the common electrode and the individual electrodes, and ink droplets are ejected from the ink nozzles. In the electrostatic inkjet head adapted to be ejected: a common electrode terminal portion formed on the common electrode, an individual electrode terminal portion formed on the individual electrode, and at least overlapping the individual electrode terminal portion. A wiring board electrically connected to the board body, the wiring board being made of a conductive material, and an insulating layer interposed on the surface of the board body. A wiring pattern including a common electrode joint connected to the common electrode terminal and an individual electrode joint connected to the individual electrode terminal; and the common electrode joint includes It is electrically connected to the substrate body.
[0014]
In the electrostatic ink jet head of the present invention, since the substrate body of the wiring board is used as the power supply wiring portion to the common electrode, the resistance of the wiring portion of the common electrode can be reduced. In addition, the signal characteristics of the wiring portion to the common electrode can be stabilized.
[0015]
In this case, a wiring layer can be formed on the surface of the wiring board opposite to the surface on which the wiring pattern is formed on the wiring board via an insulating layer, and this can be used as a ground wiring portion. .
[0016]
Here, instead of using the substrate body of the wiring board as a power supply wiring portion to the common electrode, the substrate body may be used as a ground wiring portion. In this way, the resistance of the ground wiring portion can be reduced. In addition, since the substrate body of the wiring board is set to the ground potential, the signal characteristics flowing through the fine wiring pattern formed on the surface can be stabilized, and the noise resistance of the wiring pattern can be improved.
[0017]
In this case, a wiring layer is formed on the surface of the wiring board opposite to the surface on which the wiring pattern is formed, via an insulating layer, and this is used as a power supply wiring portion to the common electrode. It can be.
[0018]
Next, the present invention provides a first substrate on which an ink pressure chamber communicating with an ink nozzle is formed, and an individual plate disposed opposite to a diaphragm portion that functions as a common electrode that defines the bottom surface of the ink pressure chamber. And a second substrate on which electrodes are formed, and the diaphragm portion is vibrated by electrostatic force generated by applying a voltage between the common electrode and the individual electrodes, and ink droplets are ejected from the ink nozzles. In the electrostatic inkjet head adapted to discharge the liquid: the common electrode terminal portion formed on the common electrode, the individual electrode terminal portion formed on the individual electrode, and at least overlapping the individual electrode terminal portion. A wiring board electrically connected to the board body, the wiring board being insulated from a substrate body made of a conductive material and a first surface of the board body. A wiring pattern formed via the wiring layer, a wiring layer formed on the second surface of the substrate body via an insulating layer, a common electrode joint portion connected to the common electrode terminal portion, and the individual electrode terminal portion A wiring joint including an individual electrode joint connected to the wiring layer; and the common electrode joint is electrically connected to the wiring layer.
[0019]
Thus, instead of using the wiring layer as a power supply wiring portion to the common electrode, the wiring layer can be used as a ground wiring portion.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of an electrostatic ink jet head to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0021]
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the inkjet head of this example, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a portion cut along the line II-II. As shown in these drawings, the ink jet head 1 of this example is a head chip 1A which is an ink jet main body, and a wiring board for supplying a drive signal to the head chip 1A from the outside via a flexible wiring board 7. 6.
[0022]
The head chip 1A is configured by bonding a nozzle substrate 2 made of a silicon single crystal substrate, a cavity substrate 3 also made of a silicon single crystal substrate, and an electrode glass substrate 4. A plurality of ink pressure chambers 31 and a common ink chamber 32 for supplying ink to each ink pressure chamber 31 are formed on the cavity substrate 3. A vibration plate 33 that can be elastically displaced in the out-of-plane direction is formed on the bottom surface of each ink pressure chamber 31.
[0023]
On the nozzle substrate 2 side, a plurality of ink nozzles 22 communicating with each ink pressure chamber 31 and each ink pressure chamber 31 are communicated with a common ink chamber 32 on the back surface 21 joined to the cavity substrate 3. An ink supply port 23 is formed. Further, a concave portion 25 is formed on the surface 24 of the nozzle substrate 2 at a portion corresponding to the common ink chamber 32 so as to correspond to each ink pressure chamber 31. These concave portions 25 have a quadrangular pyramid shape with a predetermined depth spreading toward the surface 24, and a bottom portion thereof is a diaphragm 26 that can be elastically displaced in an out-of-plane direction.
[0024]
In the electrode glass substrate 4 bonded to the back surface 3 a of the cavity substrate 3 by anodic bonding or adhesive bonding, a concave portion 41 is formed in a portion facing each vibration plate 33, and a vibration is formed on the bottom surface of each concave portion 41. An individual electrode 42 made of ITO facing the plate 33 is formed.
[0025]
The recesses 25A and 25B located at both ends of the cavity substrate 3 are ink intakes having a structure in which a large number of filter holes (not shown) having a smaller diameter than the ink nozzles 22 are formed on the bottom surface at a constant density. ing.
[0026]
A connecting portion 30 of an ink supply pipe 29 is connected to each of these ink intake ports (concave portions) 25A and 25B (see FIG. 2). Ink supplied from an ink supply source (not shown) disposed outside is supplied to the common ink chamber 32 via the ink intake ports 25A and 25B.
[0027]
The diaphragm 33 that defines the bottom surface of the ink pressure chamber 31 formed on the cavity substrate 3 functions as a common electrode. When a drive voltage is applied between the cavity substrate 3 and each individual electrode 42 by the drive voltage applying means 50, the diaphragm 33 facing the individual electrode 42 to which the voltage is applied vibrates by electrostatic force, Along with this, the volume change of the ink pressure chamber 31 occurs, and ink droplets are ejected from the ink nozzle 22.
[0028]
Here, power supply to the common electrode and the individual electrode is performed by using a wiring substrate 6 bonded to the common electrode and the individual electrode via an anisotropic conductive adhesive 5 as described later, and a flexible wiring substrate 7 bonded to the wiring substrate 6. Is done via.
[0029]
(Electrode wiring connection part)
Next, the wiring connection portion for the common electrode, the individual electrode, and the grounding wiring of the inkjet head 1 of this example will be described in detail. FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1 in order to show a wiring connection state between the common electrode and individual electrodes and the wiring board 6.
[0030]
Referring also to FIG. 3, the electrode glass substrate 4 includes a protruding portion 43 that protrudes laterally from the end face 35 of the cavity substrate 3, and an individual electrode 42 is formed on the exposed surface 44 of the protruding portion 43. A plurality of individual electrode terminal portions 42 </ b> A having a constant width made of ITO drawn from each individual electrode 42 are formed on the exposed surface 44, which is flush with the bottom surface of the recess 41.
[0031]
The cavity substrate 3 whose surface is covered with the insulating layer 30 includes a protruding portion 34 that protrudes laterally from the end surface 27 of the nozzle substrate 2, and a common electrode terminal portion 37 is formed on the exposed surface 36 of the protruding portion 34. ing. At the center position of the common electrode terminal portion 37, a through hole 38 opened in the cavity substrate protruding portion 34 is located. A common electrode connecting electrode 40 made of ITO is formed on the electrode glass substrate surface 44 facing the back surface 39 of the protruding portion 34 so as to face the through hole 38. Further, the space between the common electrode terminal portion 37 formed on the cavity substrate surface 36 and the common electrode connection electrode 40 formed on the electrode glass substrate surface 44 is electrically connected by a conductive paste 40A such as silver base filled in the through hole 38. It is connected to the.
[0032]
As described above, the common electrode terminal portion 37 is a substrate on which the individual electrode terminal portion 42A extending from the individual electrode 42 is formed by the connection electrode lead portion including the conductive paste 40A and the common electrode connection electrode 40. The surface 44 is pulled out. In other words, the common electrode connection electrode 40 and the individual electrode terminal portion 42A are located on the same plane. Therefore, the bonding state between the electrodes 40 and the terminal portions 42A can be easily formed using the wiring substrate 6 in which the bonding portions to the electrodes 40 and the terminal portions 42A are patterned on the same plane.
[0033]
FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of the wiring board 6 as viewed from the wiring pattern forming side.
[0034]
As shown in these drawings, the wiring substrate 6 includes a conductive substrate body 61 made of rectangular silicon or the like, and an IC chip for driving an inkjet head mounted on the surface of the substrate body 61 covered with an insulating film 61a. 63.
[0035]
Explaining the electrode glass substrate 2 side, a fine metal wiring pattern 65 is formed on the wiring substrate surface (IC chip mounting side surface) 62 so as to connect the surface of the one end 64 of the substrate body 61 and the IC chip 63. The metal wiring 66b constituting the metal wiring pattern 65 is for common electrode connection, and the end thereof is a common electrode joint 66a. The remaining wiring group 67 is for individual electrode connection, and the end portion thereof is an individual electrode joint portion 67a.
[0036]
The metal wiring 66b for the common electrode is connected to the substrate body 61 through the insulating film cutting part 61b.
[0037]
Further, one end of the common electrode joint portion 66a is disposed so as to coincide with the common electrode connection electrode 40 formed on the electrode glass substrate 2 side, and each individual electrode joint portion 67a is also connected to each individual electrode terminal portion 42A. It arrange | positions at the space | interval corresponding to a front-end | tip junction part. Here, a groove 68 for storing conductive particles having a certain width and depth is formed between and on both sides of the common electrode joint 66a and the individual electrode joint 67a.
[0038]
When the conductive adhesive 5 containing conductive particles is applied to the end portion 64 of this configuration, and the common electrode connection electrode 40 and the individual electrode terminal portion 42A on the inkjet head side are overlaid and heated and pressurized. In addition, since these groove portions 68 serve as a reservoir for excess adhesive 5, it is possible to prevent the excess adhesive from protruding beyond the joining portion and causing a short circuit between adjacent electrodes.
[0039]
Next, the wiring pattern on the side opposite to the electrode glass substrate 2 will be described. Between the end 69 of the substrate body 61 and the IC chip 63, the external connection wiring pattern 70 and the common electrode connection are connected so as to connect them. The metal wiring pattern 66c is formed, and the wiring pattern 70 is bonded to the wiring pattern of the flexible wiring board 7 by a known method, for example, a conductive paste.
[0040]
One end of the metal wiring pattern 66c for connecting the common electrode is connected to the terminal of the IC chip 63 via the anisotropic conductive adhesive 5A, and at an intermediate position via the insulating film cutting portion 61e. It is connected to the substrate body 61. Thus, in the wiring substrate 6 of this example, the conductive substrate body 61 is used as the common electrode wiring portion.
[0041]
In the inkjet head 1 of this example configured as described above, the wiring substrate 6 is provided between the common electrode connecting electrode 40 and the individual electrode terminal portion 42A on the head chip 1A side and the flexible wiring substrate 7 for external wiring. It is configured to relay via. Further, the common electrode joint portion 66a of the wiring board 6 is connected to the board body 61, and the board body 61 is used as a common electrode wiring portion. Therefore, the circuit resistance for the common electrode wiring between the IC chip 63 and the head chip 1A can be reduced, and the characteristics of the signal flowing through the common electrode wiring portion of the configuration can be stabilized.
[0042]
(Second embodiment)
Here, in the above example, the substrate body 61 of the wiring board 6 is used as a wiring portion for the common electrode (diaphragm 33), but the substrate body 61 is used as a grounding wiring portion of the IC chip 63. You can also.
[0043]
FIG. 6 is a partial step view and a partial plan view showing an embodiment of a wiring board using the board body as a grounding wiring portion. Since the basic configuration of the wiring board 6A of this example is the same as that of the wiring board 6 described above, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0044]
In the wiring board 6A of this example, one grounding metal wiring 701 included in the external connection wiring pattern 70 drawn from the IC chip 63 mounted thereon is formed in the proximity of the IC chip. It is connected to the substrate main body 61 through the insulating film cutting part 61c. Further, the metal wiring 701 is also connected to the substrate main body 61 through the insulating film cutting portion 61d at a position near the connection end portion 702 of the flexible wiring board 7. The connection end 702 is connected to the grounding terminal 703 of the flexible wiring board 7 by the anisotropic conductive adhesive 5C.
[0045]
In the wiring board 6A of this example configured as described above, the board body 61 is used as a grounding wiring. Therefore, the grounding wiring resistance on the wiring board can be reduced. Further, since the substrate main body 61 of the wiring board is set to the ground potential as a whole, the electrical characteristics of the wiring pattern 65 formed on the surface can be stabilized, and the noise resistance can be improved.
[0046]
(Third embodiment)
In each of the above examples, the substrate body 61 of the wiring substrates 6 and 6A is used as a wiring portion for the common electrode (the diaphragm 33) or a grounding wiring portion of the IC chip 63. Instead of using the substrate body 61, the common electrode wiring portion or the ground wiring portion can be formed by using the surface of the wiring substrate on which the wiring pattern 65 is not formed.
[0047]
FIG. 7 shows a wiring board in which a wiring portion for a common electrode is formed using such a surface, and FIG. 7A is cut along a VV line in FIG. 7B which is a partial plan view. It is the fragmentary sectional view and partial plan view of a part. The basic configuration of the wiring board 6B in this example is the same as that in each of the above examples. On the surface 62 (first surface) on the side where the IC chip 63 is mounted in the wiring substrate 6B of this example, although not shown, the wiring pattern 65 and the external lead-out wiring are the same as in the above embodiments. A pattern 70 is formed. The wiring pattern 65 includes common electrode metal wirings 661 and 662, and the common electrode joint portion 661 a formed at one end of the metal wiring 661 is disposed on the electrode glass substrate 4 side through the anisotropic conductive adhesive 5. Are connected to the common electrode connection electrode 40. Both metal wirings 661 and 662 are connected to a common electrode terminal of the IC chip 63.
[0048]
Here, the common electrode wiring layer 601 is entirely formed on the surface 610 (second surface) on the opposite side of the wiring substrate via the insulating film 61a. Through holes 663 and 664 are formed at a plurality of locations in the substrate body 61 of the wiring board, and the common electrode metal wirings 661 and 662 and the common electrode wiring layer 601 are connected through the conductive paste 665 filled therein. ing.
[0049]
In the wiring substrate 6B of this example configured as described above, the common electrode wiring layer 601 is formed on the surface 610 (second surface) via the insulating film 61a. Accordingly, the wiring resistance between the head chip 1A and the IC chip 63 can be reduced as compared with the case where the fine metal wiring included in the wiring pattern 65 formed on the IC chip side surface is used as the common electrode wiring. The characteristics of the common electrode power supply signal can be stabilized.
[0050]
In this example, the common electrode terminal portion 37 is drawn out to a position on the same plane as the individual electrode terminal portion 42A on the electrode glass substrate and connected to the common electrode metal wiring 661 on the wiring substrate 6B side ( (See FIG. 3). However, in this example, since the common electrode wiring layer 601 is formed on the surface 610 of the wiring substrate 6B opposite to the glass electrode substrate surface, as shown in phantom lines in FIG. It is also possible to directly connect the terminal portion 37 and the common electrode wiring layer 601 using the conductive paste 666.
[0051]
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows an example in which the grounding wiring portion of the IC chip is formed by utilizing the surface of the wiring board opposite to the IC chip mounting side surface. The basic structure of the wiring board 6C of this example is the same as that of the wiring boards 6, 6A, 6B of the above examples, and a rectangular substrate body 61 made of a conductive material such as silicon, and an insulating film covering the surface 61a and wiring patterns 65 and 70 (not shown) formed on the IC chip mounting side surface 62 (first surface) of the wiring substrate.
[0052]
In the wiring substrate 6C of this example, a grounding wiring layer 620 is entirely formed on the surface 610 (second surface) opposite to the IC chip mounting side surface via the insulating film 61a. Further, through holes 621 are formed at a plurality of locations in the substrate body 61, and the grounding wiring layer 620 is formed on the wiring pattern 70 formed on the surface opposite to the substrate body by the conductive paste 622 filled therein. It is connected to the included ground metal wiring 711. The ground metal wiring 711 is connected to the ground terminal 703 of the flexible wiring board 7 via the anisotropic conductive adhesive 5C.
[0053]
In the ink jet recording apparatus provided with the wiring substrate 6C having this configuration, the grounding wiring resistance on the wiring substrate can be reduced as in the case of the wiring substrate according to the second embodiment shown in FIG. Further, since the substrate main body 61 of the wiring board is set to the ground potential as a whole, the electrical characteristics of the wiring pattern 67 for the individual electrodes formed on the surface can be stabilized and the noise resistance can be improved.
[0054]
(Fifth embodiment)
The wiring board 6D shown in FIG. 9 uses the board body as a grounding wiring part, and uses the surface of the board body opposite to the IC chip mounting side as a common electrode wiring part, as shown in FIG. The configuration is a combination of the embodiment and the embodiment shown in FIG.
[0055]
The basic configuration of the wiring board 6D of this example is the same as that of the wiring boards 6, 6A, 6B, and 6C of the above examples, and the surface of a rectangular substrate body made of a conductive material such as silicon is covered with an insulating film. A wiring pattern 633 for connecting the IC chip 632 and the head chip 1A is formed on the IC chip mounting side surface 631 (first surface) of the IC chip 632 and the flexible wiring board 634. A wiring pattern 635 for connection is formed.
[0056]
The wiring pattern 633 includes common electrode metal wirings 637 and 638, and the common electrode joint portion 637a formed at one end of the metal wiring 637 is connected to the common electrode connecting electrode via an anisotropic conductive adhesive. 40. Further, the wiring pattern 635 includes a grounding metal wiring 640 connected to the IC chip 632 and a grounding metal wiring 641 connected to the flexible wiring board 634.
[0057]
A common electrode wiring layer 642 is formed on the entire surface 636 (second surface) on the opposite side of the wiring substrate 6D. A through hole is formed in the substrate body of the wiring substrate 6D, and the common electrode metal wirings 637 and 638 on the IC chip mounting side are connected to the common electrode wiring layer 642 through the conductive paste 643 filled therein. It is connected. On the other hand, the ground metal wirings 640 and 641 are connected to the substrate main body via the insulating film cutting portion 644 of the substrate main body.
[0058]
In the wiring substrate 6D of this example configured as described above, the substrate body of the wiring substrate is used as a grounding wiring portion, and the surface opposite to the IC chip mounting surface is used as a common electrode wiring portion.
[0059]
In this example, as in the case shown in FIG. 3, the common electrode terminal portion 37 is pulled out to a position on the same plane as the individual electrode terminal portion 42A on the electrode glass substrate, and the common electrode metal on the wiring substrate 6D side is drawn. The wiring 637 is connected. However, in this example, since the common electrode wiring layer 642 is formed on the surface of the substrate body opposite to the glass electrode substrate surface in the wiring substrate 6D, the common electrode terminal portion 37 and the common electrode wiring layer 642 It is also possible to directly connect between the two using a conductive paste.
[0060]
(Sixth embodiment)
The wiring board 6E shown in FIG. 10 uses the board body as a common electrode wiring part, and uses the surface of the board body opposite to the IC chip mounting side as the grounding wiring part of the IC chip. The embodiment shown in FIG. 5 is combined with the embodiment shown in FIG.
[0061]
The basic structure of the wiring board 6E of this example is the same as that of the wiring boards 6, 6A, 6B, 6C, 6D of the above examples, and the surface of the rectangular substrate body made of a conductive material such as silicon is an insulating film. A wiring pattern 683 for connecting the IC chip 682 and the inkjet head main body side is formed on the IC chip mounting side surface 681 (first surface) of the IC chip 682 and the flexible wiring. A wiring pattern 685 for connecting the substrate 684 is formed.
[0062]
The wiring pattern 683 includes common electrode metal wirings 687 to 690, and the common electrode joints 687a and 688a formed at one end of the metal wirings 687 and 688 are connected to the common electrode via an anisotropic conductive adhesive. It is connected to the connection electrode 40. The wiring pattern 685 includes ground metal wirings 691 and 692 connected to the IC chip 632 and ground metal wirings 693 and 694 connected to the flexible wiring board 684.
[0063]
A ground wiring layer 696 is formed on the entire surface 695 (second surface) on the opposite side of the wiring board 6E. A through-hole is formed in the substrate body of the wiring substrate 6E, and the grounding metal wirings 691 to 694 on the IC chip mounting side are connected to the grounding wiring layer 696 through the conductive paste 697 filled therein. ing. On the other hand, the common electrode metal wirings 687 to 690 are connected to the substrate main body through an insulating film cutting portion 698 of the substrate main body.
[0064]
In the wiring substrate 6E of this example configured as described above, the substrate body of the wiring substrate is used as the common electrode wiring portion, and the surface opposite to the IC chip mounting surface is used as the ground wiring portion.
[0065]
(Other embodiments)
Although the above description is an example in which the present invention is applied to an electrostatic ink jet head, the present invention can be similarly applied to electrostatic actuators other than the ink jet head.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, in the electrostatic actuator and the electrostatic ink jet head of the present invention, power is supplied to the first and second electrodes that are the counter electrodes via the wiring board having the substrate body made of a conductive material. In addition, a wiring layer formed in a solid state on the surface of the wiring substrate or the substrate body of the wiring substrate is used as a power supply wiring portion for one of the electrodes. In the present invention, the substrate body of the wiring board or the wiring layer formed in a solid state on the surface of the wiring board is used as the ground wiring portion.
[0067]
Therefore, according to the present invention, the resistance of the power supply signal line to the electrode can be reduced, and the signal characteristics can be stabilized. Therefore, the wiring pattern formed on the wiring board can be excellent in noise resistance, and the high-speed switching operation of an element such as a driving IC that performs the switching energization operation between the electrodes can be stabilized. As a result, according to the present invention, it is possible to increase the wiring pattern density on the wiring board, which is extremely effective for increasing the number of high-density nozzles in the electrostatic inkjet head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an electrostatic ink jet head to which the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a partial cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a perspective view of the wiring board of FIG. 1 as viewed from the wiring pattern forming side.
5 is a cross-sectional configuration diagram of the wiring board of FIG. 4;
FIG. 6 is a partial cross-sectional view and a partial plan view showing a second embodiment of a wiring board.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view and a partial plan view showing a third embodiment of a wiring board.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a fourth embodiment of a wiring board.
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a fifth embodiment of a wiring board, wherein FIG. 9A is a partial plan view showing a surface opposite to the IC chip mounting side, and FIG. 9B is an IC chip mounting side; It is a fragmentary top view which shows the surface of this.
10A and 10B are diagrams showing a sixth embodiment of a wiring board, wherein FIG. 10A is a partial plan view showing a surface opposite to the IC chip mounting side, and FIG. 10B is an IC chip mounting side. It is a fragmentary top view which shows the surface of this.
[Explanation of symbols]
1 Electrostatic inkjet head
1A head chip
2 Nozzle substrate
3 Cavity substrate
4 electrode glass substrate
5 Conductive adhesive
6, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E Wiring board
7 Flexible wiring board
22 nozzles
34 Projection of cavity substrate
36 Exposed surface
37, 37A Common electrode terminal
38 Through hole
40 Common electrode connection electrode
40A, 40B conductive paste
42 Individual electrodes
42A Electrode terminal part of individual electrode
61 Board body
62 Surface of board body
63 IC chip
64 Joining end to electrode terminal
65 Wiring pattern
66 Metal wiring for common electrode bonding
66a Wiring junction
67 Metal wiring for individual electrode bonding
67a Wiring junction
61b, 61c, 61d Insulating film excision part
701 Ground metal wiring
610 Surface opposite to the IC chip mounting side (second surface)
661, 662 Metal wiring for common electrode
663, 664 Through hole
665,666 Conductive paste
601 Common electrode wiring layer
620 Grounding wiring layer
621 Through hole
622 conductive paste
711 Ground metal wiring

Claims

A first substrate on which an ink pressure chamber communicating with an ink nozzle is formed, and an individual electrode that is disposed opposite to a diaphragm portion that defines the bottom surface of the ink pressure chamber and also functions as a common electrode are formed. And the diaphragm portion is vibrated by an electrostatic force generated by applying a voltage between the common electrode and the individual electrodes, and ink droplets are ejected from the ink nozzles. In an electrostatic inkjet head
Wherein the common electrode terminal portion formed on the common electrode, and the formed on the individual electrodes individual electrode terminal part has a wiring substrate,
The wiring substrate includes a substrate body made of a conductive material, and the IC chip, the surface of the substrate main body is formed through the insulating layer, and a wiring pattern connecting said IC chip and the substrate body,
The wiring pattern includes a common electrode joint portion connected to the common electrode terminal portion and an individual electrode joint portion connected to the individual electrode terminal portion,
A part of the insulating layer is cut out, and the common electrode joint is electrically connected to the substrate body through the cut-out part .

In claim 1 ,
The board body of the wiring board has first and second surfaces, the wiring pattern is formed on the first surface via an insulating layer, and wiring is formed on the second surface via an insulating layer. An electrostatic ink jet head, wherein a layer is formed, and the wiring layer is a ground wiring portion.