インクジェットヘッド
【課題】 ワイヤボンディング不良の発生を防止することにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】 本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板１と、駆動用基板１上にポリイミド層２１を介して配置されたドライバーＩＣチップ１１と、このチップ１１と駆動用基板１との間に配置された圧電体膜６と、圧電体膜６にチップ１１からの電圧を印加するためのボンディングワイヤ１３と、駆動用基板１内に形成された圧力発生室１ｂであって、圧電体膜６によって加圧されるインクを入れる圧力発生室１ｂと、チップ１１の裏面と圧電体膜６との間にポリイミド層２１により設けられた空間１１ａであって、圧力発生室１ｂ内のインクを加圧する際に圧電体膜６の動きを阻害しないための空間１１ａと、を具備するものである。
【解決手段】 本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板１と、駆動用基板１上にポリイミド層２１を介して配置されたドライバーＩＣチップ１１と、このチップ１１と駆動用基板１との間に配置された圧電体膜６と、圧電体膜６にチップ１１からの電圧を印加するためのボンディングワイヤ１３と、駆動用基板１内に形成された圧力発生室１ｂであって、圧電体膜６によって加圧されるインクを入れる圧力発生室１ｂと、チップ１１の裏面と圧電体膜６との間にポリイミド層２１により設けられた空間１１ａであって、圧力発生室１ｂ内のインクを加圧する際に圧電体膜６の動きを阻害しないための空間１１ａと、を具備するものである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電方式のインクジェットプリンタのヘッドに関する。特には、ワイヤボンディング不良の発生を防止することにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【０００３】このインクジェットヘッドはＳｉからなる駆動用基板１０１を有している。この駆動用基板１０１の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板１０３が配置されている。駆動用基板１０１の上面にはＳｉからなる対向基板１０５が配置されている。対向基板１０５の下面と駆動用基板１０１との間にはピエゾ素子などからなる圧電体膜（ＰＺＴ）１０６が配置されている。対向基板１０５の上面には有機フィルム(PPS Film）１０７が配置されており、この有機フィルム１０７の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板１０９が配置されている。有機フィルム１０７及び基板１０９の内側且つ対向基板１０５の上面にはドライバーＩＣチップ１１１が配置されている。
【０００４】対向基板１０５にはインク流路１０５ａが設けられており、インク流路１０５ａの一端にはインク導入口１０９ａが形成されている。このインク導入口１０９ａは、基板１０９及び有機フィルム１０７に設けられており、インクをインク流路１０５ａ内に導入するためのものである。インク流路１０５ａの他端にはインク供給部１０１ａの一端が連通して設けられており、インク供給部１０１ａの他端には圧力発生室１０１ｂが連通して設けられている。インク供給部１０１ａ及び圧力発生室１０１ｂは駆動用基板１０１に設けられている。
【０００５】圧力発生室１０１ｂの上部には圧電体膜１０６が位置している。圧力発生室１０１ｂの下部にはインク滴を吐出させるノズル開口部１０３ａ，１０３ｂが形成されており、このノズル開口部１０３ａ，１０３ｂはノズル基板１０３に設けられている。
【０００６】圧電体膜１０６の上下には図示せぬ電極層が形成されている。対向基板１０５には圧電体膜１０６上に位置する空間１０５ｂが設けられている。この空間１０５ｂは、圧力発生室１０１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の運動を阻害しない程度のものである。
【０００７】前記電極層にはボンディングワイヤ１１３の一端が電気的に接続されており、このボンディングワイヤ１１３の他端はドライバーＩＣチップ１１１に電気的に接続されている。対向基板１０５の上には配線パターン１１５が形成されている。この配線パターン１１５にはボンディングワイヤ１１４の一端が電気的に接続されており、ボンディングワイヤ１１４の他端はドライバーＩＣチップ１１１に電気的に接続されている。
【０００８】次に、上記インクジェットヘッドを用いて実際に印字を行う際の動作について説明する。
【０００９】インク導入口１０９ａからインク流路１０５ａにインクを導入し、インク供給部１０１ａを介して圧力発生室１０１ｂにインクを満たす。そして、ドライバーＩＣチップ１１１からボンディングワイヤ１１３，１１４を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜１０６を矢印１１７の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力発生室１０１ｂの容積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のインクがノズル開口部１０３ａ，１０３ｂから吐出される。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来のインクジェットヘッドでは、ドライバーＩＣチップ１１１と圧電体膜１０６の上下の電極層との間に対向基板１０５を配置しているので、ＩＣチップ１１１の上面と電極層との高低差が大きくなる。このように高低差が大きいと、ＩＣチップ１１１の上面のパッドと電極層とをワイヤ１１３によってボンディングする際、ボンディング不良が発生することがある。これにより、歩留まりが悪くなり、製品の信頼性も低下するという問題が生じる。
【００１１】本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ワイヤボンディング不良の発生を防止することにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板と、この駆動用基板上にポリイミド層を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリイミド層により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とする。
【００１３】上記インクジェットヘッドによれば、駆動用基板上にポリイミド層を介してドライバーＩＣチップを配置し、このドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に上記ポリイミド層によって空間を設けている。つまり、ポリイミド層の厚みによってドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に空間を形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。その結果、ドライバーＩＣチップの上面と圧電体膜との高低差を従来のそれに比べて小さくできる。従って、ドライバーＩＣチップから電圧を圧電体膜に印加するためのワイヤをボンディングする際、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させることができる。
【００１４】本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板と、この駆動用基板上にポリシリコン膜を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリシリコン膜により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とする。
【００１５】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記駆動用基板下に配置されたノズル基板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部と、をさらに含むことが好ましい。
【００１６】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記圧力発生室に連通して形成され、この圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含むことが好ましい。
【００１７】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記インク供給部にインクを導入するためのインク導入口をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００１９】図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【００２０】このインクジェットヘッドはＳｉからなる駆動用基板１を有している。この駆動用基板１の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板３が配置されている。駆動用基板１の上面には有機フィルム(PPS Film）７が配置されており、この有機フィルム７の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板９が配置されている。有機フィルム７及び基板９の内側且つ駆動用基板１の上面にはドライバーＩＣチップ１１がポリイミド層２１を介して配置されている。このＩＣチップ１１の下面と駆動用基板１の上面との間にはピエゾ素子などからなる圧電体膜（ＰＺＴ）６が配置されている。
【００２１】なお、駆動用基板１、ノズル基板３、有機フィルム７及び基板９それぞれの厚さや細部の形状等は、機械的強度やインクジェットヘッドの印字機能等を発揮できるものであれば、種々の形状等を用いることが可能である。
【００２２】駆動用基板１にはインク供給部１ａが設けられている。このインク供給部１ａの一端にはインク導入口９ａが配置されており、このインク導入口９ａは、基板９及び有機フィルム７に設けられている。インク導入口９ａはインクをインク供給部１ａ内に導入するものであるから、インク導入口９ａの大きさや形状等はインクの導入に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。
【００２３】インク供給部１ａの他端には圧力発生室１ｂが連通して形成されており、これらインク供給部１ａ及び圧力発生室１ｂは駆動用基板１に設けられている。インク供給部１ａは圧力発生室１ｂにインクを供給するものであるから、インク供給部１ａの大きさや形状等はインクの供給に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。なお、駆動用基板１は、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術等を用いてシリコン基板をエッチング加工することにより形成されるものである。
【００２４】圧力発生室１ｂの上部には圧電体膜６が位置している。圧力発生室１ｂの下部にはインク滴を吐出させるノズル開口部３ａ，３ｂが形成されており、このノズル開口部３ａ，３ｂはノズル基板３に設けられている。圧力発生室１ｂはその内部に供給されたインクに圧電体膜６によって圧力を発生させるものであるから、圧力発生室１ｂの大きさや形状等は圧力発生に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。また、ノズル開口部３ａ，３ｂについても種々の形状等を用いることが可能である。
【００２５】ドライバーＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間の一部、及び、ドライバーＩＣチップ１１の裏面と駆動用基板１との間の一部には、ポリイミド層２１が配置されている。このポリイミド層２１は、ＩＣチップ１１の裏面に選択的に形成されており、従来のインクジェットヘッドの対向基板に相当する機能を備えている。つまり、ポリイミド層２１の厚みにより、ＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａが設けられる。この空間１１ａは、圧力発生室１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の動きを阻害しない程度のものである。
【００２６】圧電体膜６の上下には図示せぬ電極層が形成されている。前記電極層にはボンディングワイヤ１３の一端が電気的に接続されており、このボンディングワイヤ１３の他端はドライバーＩＣチップ１１の上面のパッドに電気的に接続されている。このような接続はワイヤボンディング技術を用いて行われる。また、ＩＣチップ１１及びボンディングワイヤ１３は樹脂（図示せず）により封止されている。
【００２７】次に、上記インクジェットヘッドを用いて実際に印字を行う際の動作について説明する。
【００２８】インク導入口９ａからインク供給部１ａにインクを導入し、このインク供給部１ａから圧力発生室１ｂにインクを満たす。そして、ドライバーＩＣチップ１１からボンディングワイヤ１３を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜６を矢印１７の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力発生室１ｂの容積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のインクがノズル開口部３ａ，３ｂから吐出される。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
【００２９】上記第１の実施の形態によれば、従来のインクジェットヘッドでは対向基板に形成していた空間を、ドライバーＩＣチップ１１の裏面に選択的に設けたポリイミド層２１によって形成している。つまり、ポリイミド層２１の厚みによってＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａを形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。このため、インクジェットヘッドの構造を簡略化することができ、インクジェットヘッドの部品コストを低減することができる。
【００３０】また、本実施の形態では、対向基板を必要としないため、ＩＣチップ１１の表面と電極層との高低差を従来のそれに比べて小さくできる。具体的には、その高低差を従来のそれに比べて半分程度とすることができる。従って、ＩＣチップ１１の表面のパッドと電極層とをワイヤ１３によってボンディングする際、ボンディングスピードを上げることができると共に、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上でき、製品の信頼性も向上させることができる。
【００３１】図２は、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】有機フィルム７及び基板９の内側且つ駆動用基板１の上面にはドライバーＩＣチップ１１がポリシリコン膜２５及びシリコン酸化膜２７を介して配置されている。
【００３３】すなわち、ドライバーＩＣチップ１１の裏面上にはシリコン酸化膜２７が形成されており、このシリコン酸化膜２７上には選択的にポリシリコン膜２５が形成されている。このシリコン酸化膜２７と圧電体膜６との間の一部、及び、ドライバーＩＣチップ１１の裏面と駆動用基板１との間の一部には、ポリシリコン膜２５が配置されている。
【００３４】このポリシリコン膜２５は、従来のインクジェットヘッドの対向基板に相当する機能を備えている。つまり、ポリシリコン膜２５の厚みにより、ＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａが設けられる。この空間１１ａは、圧力発生室１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の動きを阻害しない程度のものである。
【００３５】上記第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】すなわち、本実施の形態では、ポリシリコン膜２５の厚みによってＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａを形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。このため、インクジェットヘッドの構造を簡略化することができ、インクジェットヘッドの部品コストを低減することができる。また、ＩＣチップ１１の表面のパッドと電極層とをワイヤ１３によってボンディングする際、ボンディングスピードを上げることができると共に、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上でき、製品の信頼性も向上させることができる。
【００３７】尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆動用基板上にポリイミド層又はポリシリコン膜を介してドライバーＩＣチップを配置し、このドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に上記ポリイミド層又はポリシリコン膜によって空間を設けている。したがって、ワイヤボンディング不良の発生を防止することができ、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図３】従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動用基板
１ａ インク供給部
１ｂ 圧力発生室
３ ノズル基板
３ａ，３ｂ ノズル開口部
６ 圧電体膜（ＰＺＴ）
７ 有機フィルム(PPS Film）
９ 基板
９ａ インク導入口
１１ａ 空間
１１ ドライバーＩＣチップ
１３ ボンディングワイヤ
１７ 矢印
２１ ポリイミド層
２５ ポリシリコン膜
２７ シリコン酸化膜
１０１ 駆動用基板
１０１ａ インク供給部
１０１ｂ 圧力発生室
１０３ ノズル基板
１０３ａ，１０３ｂ ノズル開口部
１０５ 対向基板
１０５ａ インク流路
１０５ｂ 空間
１０６ 圧電体膜（ＰＺＴ）
１０７ 有機フィルム(PPS Film）
１０９ 基板
１０９ａ インク導入口
１１１ ドライバーＩＣチップ
１１３，１１４ ボンディングワイヤ
１１５ 配線パターン
１１７ 矢印
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電方式のインクジェットプリンタのヘッドに関する。特には、ワイヤボンディング不良の発生を防止することにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【０００３】このインクジェットヘッドはＳｉからなる駆動用基板１０１を有している。この駆動用基板１０１の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板１０３が配置されている。駆動用基板１０１の上面にはＳｉからなる対向基板１０５が配置されている。対向基板１０５の下面と駆動用基板１０１との間にはピエゾ素子などからなる圧電体膜（ＰＺＴ）１０６が配置されている。対向基板１０５の上面には有機フィルム(PPS Film）１０７が配置されており、この有機フィルム１０７の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板１０９が配置されている。有機フィルム１０７及び基板１０９の内側且つ対向基板１０５の上面にはドライバーＩＣチップ１１１が配置されている。
【０００４】対向基板１０５にはインク流路１０５ａが設けられており、インク流路１０５ａの一端にはインク導入口１０９ａが形成されている。このインク導入口１０９ａは、基板１０９及び有機フィルム１０７に設けられており、インクをインク流路１０５ａ内に導入するためのものである。インク流路１０５ａの他端にはインク供給部１０１ａの一端が連通して設けられており、インク供給部１０１ａの他端には圧力発生室１０１ｂが連通して設けられている。インク供給部１０１ａ及び圧力発生室１０１ｂは駆動用基板１０１に設けられている。
【０００５】圧力発生室１０１ｂの上部には圧電体膜１０６が位置している。圧力発生室１０１ｂの下部にはインク滴を吐出させるノズル開口部１０３ａ，１０３ｂが形成されており、このノズル開口部１０３ａ，１０３ｂはノズル基板１０３に設けられている。
【０００６】圧電体膜１０６の上下には図示せぬ電極層が形成されている。対向基板１０５には圧電体膜１０６上に位置する空間１０５ｂが設けられている。この空間１０５ｂは、圧力発生室１０１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の運動を阻害しない程度のものである。
【０００７】前記電極層にはボンディングワイヤ１１３の一端が電気的に接続されており、このボンディングワイヤ１１３の他端はドライバーＩＣチップ１１１に電気的に接続されている。対向基板１０５の上には配線パターン１１５が形成されている。この配線パターン１１５にはボンディングワイヤ１１４の一端が電気的に接続されており、ボンディングワイヤ１１４の他端はドライバーＩＣチップ１１１に電気的に接続されている。
【０００８】次に、上記インクジェットヘッドを用いて実際に印字を行う際の動作について説明する。
【０００９】インク導入口１０９ａからインク流路１０５ａにインクを導入し、インク供給部１０１ａを介して圧力発生室１０１ｂにインクを満たす。そして、ドライバーＩＣチップ１１１からボンディングワイヤ１１３，１１４を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜１０６を矢印１１７の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力発生室１０１ｂの容積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のインクがノズル開口部１０３ａ，１０３ｂから吐出される。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来のインクジェットヘッドでは、ドライバーＩＣチップ１１１と圧電体膜１０６の上下の電極層との間に対向基板１０５を配置しているので、ＩＣチップ１１１の上面と電極層との高低差が大きくなる。このように高低差が大きいと、ＩＣチップ１１１の上面のパッドと電極層とをワイヤ１１３によってボンディングする際、ボンディング不良が発生することがある。これにより、歩留まりが悪くなり、製品の信頼性も低下するという問題が生じる。
【００１１】本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ワイヤボンディング不良の発生を防止することにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板と、この駆動用基板上にポリイミド層を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリイミド層により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とする。
【００１３】上記インクジェットヘッドによれば、駆動用基板上にポリイミド層を介してドライバーＩＣチップを配置し、このドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に上記ポリイミド層によって空間を設けている。つまり、ポリイミド層の厚みによってドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に空間を形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。その結果、ドライバーＩＣチップの上面と圧電体膜との高低差を従来のそれに比べて小さくできる。従って、ドライバーＩＣチップから電圧を圧電体膜に印加するためのワイヤをボンディングする際、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、製品の歩留まり及び信頼性を向上させることができる。
【００１４】本発明に係るインクジェットヘッドは、駆動用基板と、この駆動用基板上にポリシリコン膜を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリシリコン膜により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とする。
【００１５】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記駆動用基板下に配置されたノズル基板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部と、をさらに含むことが好ましい。
【００１６】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記圧力発生室に連通して形成され、この圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含むことが好ましい。
【００１７】また、本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、上記インク供給部にインクを導入するためのインク導入口をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００１９】図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【００２０】このインクジェットヘッドはＳｉからなる駆動用基板１を有している。この駆動用基板１の下面にはステンレス製の薄い板からなるノズル基板３が配置されている。駆動用基板１の上面には有機フィルム(PPS Film）７が配置されており、この有機フィルム７の上面にはステンレス製の薄い板からなる基板９が配置されている。有機フィルム７及び基板９の内側且つ駆動用基板１の上面にはドライバーＩＣチップ１１がポリイミド層２１を介して配置されている。このＩＣチップ１１の下面と駆動用基板１の上面との間にはピエゾ素子などからなる圧電体膜（ＰＺＴ）６が配置されている。
【００２１】なお、駆動用基板１、ノズル基板３、有機フィルム７及び基板９それぞれの厚さや細部の形状等は、機械的強度やインクジェットヘッドの印字機能等を発揮できるものであれば、種々の形状等を用いることが可能である。
【００２２】駆動用基板１にはインク供給部１ａが設けられている。このインク供給部１ａの一端にはインク導入口９ａが配置されており、このインク導入口９ａは、基板９及び有機フィルム７に設けられている。インク導入口９ａはインクをインク供給部１ａ内に導入するものであるから、インク導入口９ａの大きさや形状等はインクの導入に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。
【００２３】インク供給部１ａの他端には圧力発生室１ｂが連通して形成されており、これらインク供給部１ａ及び圧力発生室１ｂは駆動用基板１に設けられている。インク供給部１ａは圧力発生室１ｂにインクを供給するものであるから、インク供給部１ａの大きさや形状等はインクの供給に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。なお、駆動用基板１は、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術等を用いてシリコン基板をエッチング加工することにより形成されるものである。
【００２４】圧力発生室１ｂの上部には圧電体膜６が位置している。圧力発生室１ｂの下部にはインク滴を吐出させるノズル開口部３ａ，３ｂが形成されており、このノズル開口部３ａ，３ｂはノズル基板３に設けられている。圧力発生室１ｂはその内部に供給されたインクに圧電体膜６によって圧力を発生させるものであるから、圧力発生室１ｂの大きさや形状等は圧力発生に適したものであれば種々の形状等を用いることが可能である。また、ノズル開口部３ａ，３ｂについても種々の形状等を用いることが可能である。
【００２５】ドライバーＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間の一部、及び、ドライバーＩＣチップ１１の裏面と駆動用基板１との間の一部には、ポリイミド層２１が配置されている。このポリイミド層２１は、ＩＣチップ１１の裏面に選択的に形成されており、従来のインクジェットヘッドの対向基板に相当する機能を備えている。つまり、ポリイミド層２１の厚みにより、ＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａが設けられる。この空間１１ａは、圧力発生室１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の動きを阻害しない程度のものである。
【００２６】圧電体膜６の上下には図示せぬ電極層が形成されている。前記電極層にはボンディングワイヤ１３の一端が電気的に接続されており、このボンディングワイヤ１３の他端はドライバーＩＣチップ１１の上面のパッドに電気的に接続されている。このような接続はワイヤボンディング技術を用いて行われる。また、ＩＣチップ１１及びボンディングワイヤ１３は樹脂（図示せず）により封止されている。
【００２７】次に、上記インクジェットヘッドを用いて実際に印字を行う際の動作について説明する。
【００２８】インク導入口９ａからインク供給部１ａにインクを導入し、このインク供給部１ａから圧力発生室１ｂにインクを満たす。そして、ドライバーＩＣチップ１１からボンディングワイヤ１３を介して圧電体膜の上下の電極層間に電界をかけることで圧電体膜６を矢印１７の方向にたわませる。このたわんだ分の体積分が圧力発生室１ｂの容積を減少させ、それにより、その体積減少分の一部のインクがノズル開口部３ａ，３ｂから吐出される。このように吐出したインクを用いて印字を行う。
【００２９】上記第１の実施の形態によれば、従来のインクジェットヘッドでは対向基板に形成していた空間を、ドライバーＩＣチップ１１の裏面に選択的に設けたポリイミド層２１によって形成している。つまり、ポリイミド層２１の厚みによってＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａを形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。このため、インクジェットヘッドの構造を簡略化することができ、インクジェットヘッドの部品コストを低減することができる。
【００３０】また、本実施の形態では、対向基板を必要としないため、ＩＣチップ１１の表面と電極層との高低差を従来のそれに比べて小さくできる。具体的には、その高低差を従来のそれに比べて半分程度とすることができる。従って、ＩＣチップ１１の表面のパッドと電極層とをワイヤ１３によってボンディングする際、ボンディングスピードを上げることができると共に、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上でき、製品の信頼性も向上させることができる。
【００３１】図２は、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】有機フィルム７及び基板９の内側且つ駆動用基板１の上面にはドライバーＩＣチップ１１がポリシリコン膜２５及びシリコン酸化膜２７を介して配置されている。
【００３３】すなわち、ドライバーＩＣチップ１１の裏面上にはシリコン酸化膜２７が形成されており、このシリコン酸化膜２７上には選択的にポリシリコン膜２５が形成されている。このシリコン酸化膜２７と圧電体膜６との間の一部、及び、ドライバーＩＣチップ１１の裏面と駆動用基板１との間の一部には、ポリシリコン膜２５が配置されている。
【００３４】このポリシリコン膜２５は、従来のインクジェットヘッドの対向基板に相当する機能を備えている。つまり、ポリシリコン膜２５の厚みにより、ＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａが設けられる。この空間１１ａは、圧力発生室１ｂに圧力を発生させるための圧電体膜の動きを阻害しない程度のものである。
【００３５】上記第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】すなわち、本実施の形態では、ポリシリコン膜２５の厚みによってＩＣチップ１１の裏面と圧電体膜６との間に空間１１ａを形成することにより、従来のインクジェットヘッドにおける対向基板を不要とした構造としている。このため、インクジェットヘッドの構造を簡略化することができ、インクジェットヘッドの部品コストを低減することができる。また、ＩＣチップ１１の表面のパッドと電極層とをワイヤ１３によってボンディングする際、ボンディングスピードを上げることができると共に、ボンディング不良の発生を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上でき、製品の信頼性も向上させることができる。
【００３７】尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆動用基板上にポリイミド層又はポリシリコン膜を介してドライバーＩＣチップを配置し、このドライバーＩＣチップの裏面と圧電体膜との間に上記ポリイミド層又はポリシリコン膜によって空間を設けている。したがって、ワイヤボンディング不良の発生を防止することができ、製品の歩留まり及び信頼性を向上させたインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図３】従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動用基板
１ａ インク供給部
１ｂ 圧力発生室
３ ノズル基板
３ａ，３ｂ ノズル開口部
６ 圧電体膜（ＰＺＴ）
７ 有機フィルム(PPS Film）
９ 基板
９ａ インク導入口
１１ａ 空間
１１ ドライバーＩＣチップ
１３ ボンディングワイヤ
１７ 矢印
２１ ポリイミド層
２５ ポリシリコン膜
２７ シリコン酸化膜
１０１ 駆動用基板
１０１ａ インク供給部
１０１ｂ 圧力発生室
１０３ ノズル基板
１０３ａ，１０３ｂ ノズル開口部
１０５ 対向基板
１０５ａ インク流路
１０５ｂ 空間
１０６ 圧電体膜（ＰＺＴ）
１０７ 有機フィルム(PPS Film）
１０９ 基板
１０９ａ インク導入口
１１１ ドライバーＩＣチップ
１１３，１１４ ボンディングワイヤ
１１５ 配線パターン
１１７ 矢印
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動用基板と、この駆動用基板上にポリイミド層を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリイミド層により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】 駆動用基板と、この駆動用基板上にポリシリコン膜を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリシリコン膜により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】 上記駆動用基板下に配置されたノズル基板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】 上記圧力発生室に連通して形成され、この圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】 上記インク供給部にインクを導入するためのインク導入口をさらに含むことを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】 駆動用基板と、この駆動用基板上にポリイミド層を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリイミド層により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】 駆動用基板と、この駆動用基板上にポリシリコン膜を介して配置されたドライバーＩＣチップと、このドライバーＩＣチップと駆動用基板との間に配置された圧電体膜と、この圧電体膜にドライバーＩＣチップからの電圧を印加するためのボンディングワイヤと、上記駆動用基板内に形成された圧力発生室であって、上記圧電体膜によって加圧されるインクを入れる圧力発生室と、上記ドライバーＩＣチップの裏面と上記圧電体膜との間に上記ポリシリコン膜により設けられた空間であって、圧力発生室内のインクを加圧する際に圧電体膜の動きを阻害しないための空間と、を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】 上記駆動用基板下に配置されたノズル基板と、このノズル基板に形成され、上記圧力発生室内で加圧されたインクの一部を吐出するためのノズル開口部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】 上記圧力発生室に連通して形成され、この圧力発生室にインクを供給するインク供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】 上記インク供給部にインクを導入するためのインク導入口をさらに含むことを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００１−１７１１０７（Ｐ２００１−１７１１０７Ａ）
【公開日】平成１３年６月２６日（２００１．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３５６５０６
【出願日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年６月２６日（２００１．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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