JP2004520200A - インクジェット印字ヘッドのノズルガードアライメント - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明によるさまざまな方法、システム、および装置が、本願出願人または譲受人により出願された以下の同時係属中の出願に開示されている。
PCT/AU00/00594、PCT/AU00/00595、PCT/AU00/00596、PCT/AU00/00597、PCT/AU00/00598、PCT/AU00/00516、PCT/AU00/00517
これらの同時係属中の出願の開示は、本願明細書に参照により援用されたものとする。
【発明の分野】
【0002】
本発明は、印刷媒体の製作に関し、特に、インクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【0003】
インクジェットプリンタは、公知の広く使用されている印刷媒体の製作形態である。印字ヘッド上のディジタル制御されたノズルのアレイに、インクが供給される。印字ヘッドが媒体上を通過すると、ノズルのアレイからインクが排出されて、媒体上に像を生成する。
【0004】
プリンタの性能は、動作コスト、印刷品質、動作速度、使いやすさなどの要因に依存する。ノズルから排出される個々のインク滴の量、頻度、および速度は、これらの性能パラメータに影響を与えることになる。
【0005】
最近では、サブミクロン厚みの機械的構造を有する超小型電気機械システム(MEMS)技術を用いて、ノズルアレイが形成されている。これにより、ピコリットル(×10−12リットル)範囲のサイズのインク滴を迅速に排出可能な印字ヘッドを製作できるようになる。
【0006】
これらの印字ヘッドの顕微鏡的な構造により、比較的低コストで高速かつ良好な印刷品質が得られるが、それらのサイズにより、ノズルが極めて壊れやすく、指、塵や媒体の基材と極僅かに接触するだけでダメージを受けやすい。これにより、これらの印字ヘッドは、ある一定レベルの堅牢性が必要な場合、実用的でないことも多い。さらに、ダメージを受けたノズルは、ノズルに供給されるインクを排出できないことがある。インクが蓄積し、ノズルの外部で玉のようになるため、周りのノズルからのインクの排出が影響を受けることがあり、および/または、ダメージを受けたノズルは、すぐに印刷基材にインクを漏出することになる。両方の状況とも、印刷品質に好ましくない。
【0007】
この問題を解消するために、ノズル上に孔付きガードが取り付けられて、ダメージを与える接触からノズルを遮蔽してよい。ノズルから排出されるインクは、孔を通過して、紙または印刷される他の基材上に進む。しかしながら、ノズルを効果的に保護するために、孔のサイズをできるだけ小さくして、インク滴の通過が可能な状態を保ちながら、異物の進入制限を最大限にする必要がある。各ノズルは、ガードにある個々の孔を通してインクを排出することが好ましい。しかしながら、MEMSデバイスの顕微鏡的スケールを考えれば、ガードとノズルの間にわずかなズレがあれば、インク滴の経路が妨げられることになる。
【発明の概要】
【0008】
第1の態様によれば、本発明により、印刷される媒体にインクを排出するためのノズルアレイと、ノズルアレイに対応するインク孔アレイを有する孔付きノズルガード上の相補的形成物と係合するように構成されたアライメント形成物とを含み、アライメント形成物と相補的形成物とが係合することにより、ガードがノズルから媒体に排出されたインクの通常の軌道を妨害しないように、孔とノズルとの整合状態が保持される、インクジェットプリンタの印字ヘッドが提供される。
【0009】
本願明細書において、「ノズル」という用語は、開口部を規定する要素とするが、開口部そのものではないと理解されたい。
【0010】
別の態様によれば、本発明により、印刷される媒体にインクを排出するためのノズルアレイを有する印字ヘッドと、ノズルアレイに対応するインク孔アレイを有する孔付きノズルガードとを含み、印字ヘッドは、ガードがノズルから媒体に排出されたインクの通常の軌道を妨害しないように、孔とノズルとの整合状態を保持するために、孔付きノズルガード上の相補的形成物と相互に係合するアライメント形成物をさらに含む、インクジェットプリンタの印字ヘッドアセンブリが提供される。
【0011】
アレイにあるノズルの各々は、ノズルガードにあるインク孔の1つと個々に整列されることが好ましい。しかしながら、本発明のいくつかの形態は、ノズルガードのインク通路の1つを共有する2つ以上のノズルを有してよい。
【0012】
本発明のいくつかの実施形態において、ノズルアレイは、アライメント形成物を組み込んだシリコン基板上に形成される。ノズルガードは、インク孔のアレイを含む遮蔽物を有するものであってよく、この遮蔽物は、アライメント形成物と係合するように遮蔽物から延在する一体形成された支柱により、シリコン基板から間隔を置いて設けられる。1つの好適な形態において、アライメント形成物は、孔をノズルアレイと整列させた状態を維持するために、支柱の片側と滑動係合するように配置されたシリコン基板上に間隔を置いて設けられた隆起部である。
【0013】
別の形態において、アライメント形成物は、ノズルガードをノズルアレイと整列させた状態を維持するために、支柱の片側と滑動係合するように配置された基板にある窪みである。本発明の他の形態が、ノズルガードに形成された連続的な隆起部または窪みと係合するように、一体形成され、シリコン基板から延在する支柱を有してよいことは言うまでもない。
【0014】
特定の好適な実施形態において、アライメント形成物は、ノズルアレイの製作中に形成される。この製作システムは、ノズルと通路を0.1ミクロン内に整列させることが予想されている。さらに、ミクロ整合の容易さ、および精度、強度、剛性、および印字ヘッドのものと一致する熱膨張率の点で、シリコンからノズルガードを形成することが好ましい。
【0015】
アライメント形成物は、印字ヘッドの表面積の一定割合を必ず占めることになるため、ノズルのパッキング密度に悪影響を及ぼす。要求される印字ヘッドチップ面積が増えると、チップの製造コストが追加される。しかしながら、印字ヘッドとノズルガードを組み立てる従来の方法で、要求される精度を与えようとする状況において、本発明は、比較的高いノズル欠陥率を効果的に補償することになる。
【0016】
ノズルガードは、流体が通路を通るように方向付けるための流体入口開口部をさらに含んで、ノズルアレイ上の異粒子が蓄積しないようにしてよい。この実施形態において、流体入口開口部は、支柱に配設されてよい。
【0017】
開口部から、ノズルアレイ上、さらに通路から出るように空気が方向付けられる場合、ノズルアレイ上に異粒子の蓄積が阻止されることを理解されたい。
【0018】
流体入口開口部は、ノズルアレイのボンディングパッドから離れた位置にある支持要素に配設されてよい。
【0019】
ノズルガードを印字ヘッドに与えることにより、ノズル構造は、ほとんどの他の表面に触れたり衝突したりすることから保護することができる。与えられる保護を最適化するために、ガードは、ノズルの外側を被覆する平坦な遮蔽物を形成し、この遮蔽物は、インク滴を排出できる程度に大きいが、偶然の接触またはほとんどの塵粒子の進入を防止できる程度に小さい通路アレイを有する。シリコンから遮蔽物を形成することにより、その熱膨張率は、ノズルアレイのものに実質的に一致する。これにより、遮蔽物の通路アレイとノズルアレイとの位置ずれが防止される。また、シリコンを使用することにより、MEMS技術を用いて、遮蔽物を正確にミクロ機械加工することができる。さらに、シリコンは、非常に堅固なものであり、実質的に変形できないものである。
【0020】
例示的目的のみにより、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について記載する。
【図面の詳細な説明】
【0021】
最初に、図1を参照すると、本発明によるノズルアセンブリが参照番号10により概して示されている。インクジェット印字ヘッドが、シリコン基板16上のアレイ14(図5および図6)に配設された複数のノズルアセンブリ10を有する。アレイ14については、以下でさらに詳細に記載する。
【0022】
アセンブリ10は、誘電体層18が堆積されるシリコン基板またはウェハ16を含む。誘電体層18上に、CMOSパッシベーション層20が堆積される。
【0023】
各ノズルアセンブリ10は、ノズル開口部24を規定するノズル22と、レバーアーム26の形態の接続部材と、アクチュエータ28とを含む。レバーアーム26は、アクチュエータ28をノズル22に接続する。
【0024】
図2から図4にさらに詳細に示すように、ノズル22は、クラウン部分30と、クラウン部分30から垂下したスカート部分32とを含む。スカート部分32は、ノズルチャンバ34の周辺壁の一部を形成する。ノズル開口部24は、ノズルチャンバ34と流通状態にある。ノズル開口部24は、ノズルチャンバ34にあるインク体40のメニスカス38(図2)を「ピンする」隆起した縁部36により囲まれていることに留意されたい。
【0025】
ノズルチャンバ34の床部46に、インク入口孔42(図6に最も明確に図示)が規定されている。孔42は、基板16を通るように規定されたインク入口チャネル48と流通状態にある。
【0026】
壁部分50が、孔42の境界を定め、床部分46から上向きに延在する。上述したように、ノズル22のスカート部分32は、ノズルチャンバ34の周辺壁の第1の部分を規定し、壁部分50は、ノズルチャンバ34の周辺壁の第2の部分を規定する。
【0027】
以下にさらに詳細に記載するように、ノズル22が変位するとき、壁50は、インクの逃げを阻止する流体シールとして作用するその自由端に内向きリップ52を有する。インク40の速度と、リップ52とスカート部分32との間の小さな間隔寸法により、内向きリップ52と表面張力は、ノズルチャンバ34からのインクの逃げを阻止するための有効なシールとして機能する。
【0028】
アクチュエータ28は、熱式の曲げアクチュエータであり、基板16から、または、特に、CMOSパッシベーション層20から上向きに延在するアンカー54に接続される。アンカー54は、アクチュエータ28と電気的接続を形成する伝導パッド56上に設けられる。
【0029】
アクチュエータ28は、第2の受動ビーム60の上方に配設された第1の能動ビーム58を含む。好適な実施形態において、ビーム58および60はともに、窒化チタン(TiN)などの伝導性セラミック材料からなるか、またはそれを含む。
【0030】
ビーム58および60の両方は、アンカー54に固定された第1の端部と、アーム26に接続された対向する端部とを有する。能動ビーム58に電流が流れると、ビーム58の熱膨張が生じる。受動ビーム60には電流の流れがなく、同じ速度で膨張しないため、曲げモーメントが生じ、図3に示すように、アーム26、ひいては、ノズル22が、基板16の方へ下向きに変位する。これにより、参照番号62に示すように、ノズル開口部24を通ってインクが排出される。能動ビーム58から熱源が除去されると、すなわち、電流の流れを停止すると、ノズル22は、図4に示す休止位置に戻る。ノズル22が休止位置に戻ると、図4の参照番号66で示すようなインク滴のネック部分が破裂することにより、インク滴64が形成される。その後、インク滴64は、紙などの印刷媒体に進む。インク滴64を形成した結果、図4の参照番号68で示すような「凹状」のメニスカスが形成される。このような「凹状」のメニスカス68により、インク40がノズルチャンバ34内に流れて、新しいメニスカス38(図2)が形成され、ノズルアセンブリ10から次のインク滴を排出する準備が整う。
【0031】
以下、図5および図6を参照して、ノズルアレイ14についてさらに詳細に記載する。アレイ14は、4色印字ヘッド用のものである。したがって、アレイ14は、それぞれが各色に対応したノズルアセンブリの4つの群70を含む。各群70は、2列72および74に配設されたノズルアセンブリ10を有する。図6に、群70の1つをさらに詳細に示す。
【0032】
列72および74のノズルアセンブリ10を近接してパッキングしやすいように、列74のノズルアセンブリ10は、列72のノズルアセンブリ10に対してずらされるが、互い違いにされる。また、列72のノズルアセンブリ10は、列74のノズルアセンブリ10のレバーアーム26が、列72のアセンブリ10の隣接するノズル22間を通ることができる程度に互いに離れた間隔を置いて設けられる。各ノズルアセンブリ10は、列72のノズル22が、列74の隣接するノズルアセンブリ10のノズル22とアクチュエータ28との間に入るような実質的にダンベル状の形状であることに留意されたい。
【0033】
さらに、列72および74のノズル22を近接してパッキングしやすいように、各ノズル22は、実質的に六角形の形状である。
【0034】
使用中、ノズル22が基板16の方へ変位するとき、ノズルチャンバ34に対してノズル開口部24が僅かな角度をもった位置にあるため、インクが垂直方向からわずかにずれて排出されることは、当業者により理解されるであろう。列72および74のノズルアセンブリ10のアクチュエータ28が、列72および74の片側と同じ方向に延在することは、図5および図6に示す配列の利点である。したがって、列72のノズル22から排出されたインクと、列74のノズル22から排出されたインクは、同じ角度だけ互いにずらされることにより、高い印刷品質が得られる。
【0035】
また、図5に示すように、基板16は、上側に配設されたボンディングパッド76を有し、これにより、パッド76を介して、ノズルアセンブリ10のアクチュエータ28に電気的接続が与えられる。これらの電気的接続は、CMOS層を介して形成される(図示せず)。
【0036】
図5Aおよび図5Bを参照すると、図5に示すノズルアレイ14は、各ノズルアセンブリ10を囲む封じ込め形成物を収容するように間隔を置いて設けられている。封じ込め形成物は、ノズル22を囲み、シリコン基板16から孔付きノズルガード80の下側まで延在して、封じ込めチャンバ146を形成する封じ込め壁144である。ノズルのダメージが原因となって、インクが適切に排出されなければ、周りのノズルの機能に影響を及ぼさないように、漏れが閉じ込められる。また、各封じ込めチャンバ146には、漏れたインクの存在を検出でき、ノズルアレイ14の作動を制御するマイクロプロセッサにフィードバックを与える能力があることも予想される。故障耐性機能を用いて、ダメージを受けたものは、アレイ14の残りのノズルによって補償されることにより、印刷品質を維持することができる。
【0037】
封じ込め壁144は、シリコン基板16のある一定割合を必ず占め、これにより、アレイのノズルパッキング密度が下がる。これにより、印字ヘッドチップの製造コストが上がる。しかしながら、製造技術によりノズル消耗率が比較的高くなる場合、個々のノズル封じ込め形成物は、印刷品質に及ぼす何らかの悪影響を回避するか、もしくは少なくとも最小限に抑えることになる。
【0038】
封じ込め形成物が、ノズル群を隔離するように構成されてもよいことは、当業者に理解されるであろう。ノズル群を隔離することにより、ノズルパッキング密度は良好になるが、周りのノズル群を用いてダメージを受けたノズルを補償することが困難になる。
【0039】
図7を参照すると、ノズルアレイを保護するためのノズルガードが示されている。図1から図6を参照しながら、特別な記載がないかぎり、同様の参照番号は同様の部品をさす。
【0040】
アレイ14のシリコン基板16上に、ノズルガード80が設けられる。ノズルガード80は、複数の孔84が貫通して規定された遮蔽物82を含む。孔84が、アレイ14のノズルアセンブリ10のノズル開口部24と整合されることにより、ノズル開口部24の任意の1つからインクが排出されると、インクは、関連する孔84を通過した後、媒体に当たる。
【0041】
ガード80は、紙、塵、またはユーザーの指とのダメージを受ける接触からノズルアレイ14を保護するのに必要な強度と剛性を備えるシリコンである。シリコンからガードを形成することにより、熱膨張率は、ノズルアレイのものと実質的に一致する。この目的は、印字ヘッドが通常の動作温度まで加熱されるとき、遮蔽物82の孔84とノズルアレイ14との位置ずれを防止することである。また、ノズルアセンブリ10の製造に関して、以下にさらに詳細に記載するMEMS技術を用いる高精度のミクロ整合には、シリコンもまた適している。
【0042】
遮蔽物82は、枝状突出部または支柱86により、ノズルアセンブリ10に対して間隔を置いて設けられる。支柱86の1つには、そこに規定された空気入口開口部88がある。
【0043】
使用中、アレイ14が動作しているとき、入口開口部88を介して空気が充填され、孔84を通って進むインクとともに、孔84に推し進められる。
【0044】
インク滴64と異なる速度で孔84を介して空気が充填されるため、インクは空気に引き込まれない。例えば、インク滴64は、約3m/sの速度でノズル22から排出される。空気は、約1m/sの速度で通路84を介して充填される。
【0045】
空気の目的は、孔84に異粒子がない状態を維持することである。塵粒子などのこれらの異粒子がノズルアセンブリ10に落ちると、それらの動作に悪影響を及ぼす危険性がある。ノズルガード80に空気入口開口部88を設けることで、この問題が大幅に解消される。
【0046】
孔84とノズル22との間のアライメントは非常に重要である。しかしながら、MEMSデバイスの顕微鏡的スケールにより、ノズル上にガード80を正確に位置決めることが困難である。図7aに示すように、シリコンウェハまたは基板16には、支柱86の自由端と係合するように構成された間隔を置いて設けられた隆起部148などのアライメントが設けられてよい。隆起部148は、同じエッチングおよび堆積技術を用いて、ノズル22とともに高精度に形成されてよい。図7aは、アライメント隆起部148を形成するポリイミドなどの閉じ込められた犠牲材料を示す。他の構成において、追加の隆起部148が、図5Aおよび図5Bに示す封じ込め壁144と係合する。この形態において、隆起部148は、ある一定の表面積を占め、ノズルパッキング密度に悪影響を及ぼすが、各孔84をそれぞれのノズル22と整列させてしっかりと保持する。
【0047】
他の構成において、ガード80上に設けられた相補的な構成物と係合するウェハ基板16上の窪みやソケットなどのアライメント構成物が設けられてよい。
【0048】
CMOSエッチングおよび堆積技術を用いて形成されたアライメント構成物は、0.1μmのオーダーのアライメント精度を与えることができる。
【0049】
以下、図8から図10を参照しながら、ノズルアセンブリ10の製造プロセスについて記載する。
【0050】
シリコン基板16から始まり、ウェハ16の表面上に、誘電体層18が堆積される。誘電体層18は、約1.5ミクロンのCVD酸化物の形をしたものである。層18上に、レジストがスピニングされ、層18は、マスク100に対して露光された後、現像される。
【0051】
現像後、層18は、シリコン層16まで下方にプラズマエッチングされる。その後、レジストが剥離され、層18がクリーニングされる。このステップにより、インク入口孔42が規定される。
【0052】
図8Bにおいて、層18上に、約0.8ミクロンのアルミニウム102が堆積される。レジストがスピニングされ、アルミニウム102は、マスク104に対して露光され、現像される。アルミニウム102は、酸化物層18まで下方にプラズマエッチングされ、レジストが剥離されて、デバイスがクリーニングされる。このステップにより、ボンディングパッドおよびインクジェットアクチュエータ28への配線が与えられる。この配線は、NMOS駆動トランジスタと、CMOS層(図示せず)に形成された接続との電源プレーンに対するものである。
【0053】
CMOSパッシベーション層20として、約0.5ミクロンのPECVD窒化物が堆積される。レジストがスピニングされ、層20は、マスク106に対して露光された後、現像される。現像後、窒化物は、アルミニウム層102および入口孔42の領域にあるシリコン層16まで下方にプラズマエッチングされる。レジストが剥離されて、デバイスがクリーニングされる。
【0054】
層20に、犠牲材料の層108がスピニングされる。層108は、6ミクロンの感光性ポリイミドまたは約4μmの高温レジストである。層108は、ソフトベークされて、マスク110に対して露光された後、現像される。層108がポリイミドからなる場合、層108は、1時間400℃でハードベークされるか、層108が高温レジストの場合、300℃よりも高温でハードベークされる。図面において、マスク110の設計に際し、収縮により生じたポリイミド層108のパターンに依存したゆがみを考慮に入れることに留意されたい。
【0055】
次のステップにおいて、図8Eに示すように、第2の犠牲層112が適用される。層112は、スピニングされる2μmの感光性ポリイミドか、または約1.3μmの高温レジストのいずれかである。層112は、ソフトベークされ、マスク114に対して露光される。マスク114に対して露光された後、層112は現像される。層112がポリイミドである場合、層112は、約1時間400℃でハードベークされる。層112がレジストである場合、約1時間300℃より高温でハードベークされる。
【0056】
その後、0.2ミクロンの多層金属層116が堆積される。この層116の一部は、アクチュエータ28の受動ビーム60をなす。
【0057】
層116は、約300℃で1,000Åの窒化チタン(TiN)をスパッタリングした後、50Åの窒化タンタル(TaN)をスパッタリングすることにより形成される。さらに、1,000ÅのTiNがスパッタリングされた後、50ÅのTaNと、さらに1,000ÅのTiNがスパッタリングされる。TiNの代わりに使用可能な他の材料は、TiB2、MoSi2または(Ti,Al)Nである。
【0058】
その後、層116は、マスク118に対して露光され、現像されて、層112まで下方にプラズマエッチングされた後、硬化した層108または112を除去しないように注意しながら、層116に適用されたレジストがウェット剥離される。
【0059】
4μmの感光性ポリイミドまたは約2.6μmの高温レジストをスピニングすることにより、第3の犠牲層120が適用される。層120は、ソフトベークされた後、マスク122に対して露光される。次に、露光された層は、現像された後、ハードベークされる。層120は、ポリイミドの場合、約1時間400℃でハードベークされるか、層120がレジストからなる場合、300℃を超える温度でハードベークされる。
【0060】
層120に、第2の多層金属層124が適用される。層124の組成物は、層116と同じものであり、同じ方法で適用される。層116および124の両方は、導電層であることを理解されたい。
【0061】
層124は、マスク126に対して露光された後、現像される。層124はポリイミドまたはレジスト層120まで下方にプラズマエッチングされた後、硬化した層108、112、または120を除去しないように注意しながら、層124に適用されたレジストがウェット剥離される。層124の残りの部分が、アクチュエータ28の能動ビーム58を規定することに留意されたい。
【0062】
4μmの感光性ポリイミドまたは約2.6μmの高温レジストをスピニングすることにより、第4の犠牲層128が適用される。層128は、ソフトベークされ、マスク130に対して露光された後、現像されて、図9Kに示すようなアイランド部分を残す。層128の残りの部分は、ポリイミドの場合、約1時間400℃でハードベークされるか、レジストの場合、300℃よりも高温でハードベークされる。
【0063】
図8Lに示すように、高ヤング率の誘電体層132が堆積される。層132は、約1μmの窒化シリコンまたは酸化アルミニウムにより構成される。層132は、犠牲層108、112、120、128のハードベーク温度より低い温度で堆積される。この誘電体層132に必要な主要な特徴は、高弾性率、化学的不活性さ、およびTiNへの良好な接着性である。
【0064】
2μmの感光性ポリイミドまたは約1.3μmの高温レジストをスピニングすることにより、第5の犠牲層134が適用される。層134は、ソフトベークされ、マスク136に対して露光されて、現像される。次に、層134の残りの部分は、ポリイミドの場合、1時間400℃でハードベークされ、レジストの場合、300℃を超える温度でハードベークされる。
【0065】
誘電体層132は、犠牲層134を除去しないように注意しながら、犠牲層128まで下方にプラズマエッチングされる。
【0066】
このステップにより、ノズル開口部24、レバーアーム26およびノズルアセンブリ10のアンカー54が規定される。
【0067】
高ヤング率の誘電体層138が堆積される。この層138は、犠牲層108、112、120、および128のハードベーク温度より低い温度で、0.2μmの窒化シリコンまたは窒化アルミニウムを堆積することにより形成される。
【0068】
次に、図8Pに示すように、層138は、0.35ミクロンの深さまで異方性プラズマエッチングされる。このエッチングは、誘電体層132および犠牲層134の側壁以外の表面全体から誘電体層を取り除くためのものである。このステップにより、上述したように、インクのメニスカスを「ピンする」ノズル開口部24付近のノズルリム36が形成される。
【0069】
紫外線(UV)剥離テープ140が適用される。シリコンウェハ基板16の背面に、4μmのレジストがスピニングされる。ウェハ基板16は、ウェハ基板16をバックエッチングするようにマスク142に対して露光されて、インク入口チャネル48を規定する。次に、レジストは、ウェハ16から剥離される。
【0070】
ウェハ基板16の背面に、さらなるUV剥離テープ(図示せず)が適用され、テープ140が取り除かれる。酸素プラズマで犠牲層108、112、120、128、および134が剥離されて、図8Rおよび図9Rに示すように、最終的なノズルアセンブリ10を与える。参照しやすいように、これらの2つの図面に示されている参照番号は、ノズルアセンブリ10の関連部品を示すために、図1のものと同じものである。図11および図12は、図8および図9を参照して上述したプロセスに従って製造されたノズルアセンブリ10の動作を示し、同図は、図2から図4に対応する。
【0071】
特定の実施形態に示されているように、広義に記載した本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明にさまざまな変更および/または修正が加えられてよいことは、当業者により理解されるであろう。したがって、本発明は、例示的かつ非制限的にすべての点において考慮されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの3次元の略図を示す。
【図2】図1のノズルアセンブリの動作を示す3次元の略図を示す。
【図3】図1のノズルアセンブリの動作を示す3次元の略図を示す。
【図4】図1のノズルアセンブリの動作を示す3次元の略図を示す。
【図5】ノズルガードまたは封じ込め壁を備えたインクジェット印字ヘッドを構成するノズルアレイの3次元図を示す。
【図5A】ノズルガードおよび封じ込め壁を備えた印字ヘッドの3次元断面図を示す。
【図5B】各ノズルを隔離する封じ込め壁を切り取ったノズルの断面平面図を示す。
【図6】図5のアレイの一部の拡大図を示す。
【図7】封じ込め壁を備えていないノズルガードを含むインクジェット印字ヘッドの3次元図を示す。
【図7A】ノズルガードと係合するシリコン上のアライメント構成物を備えたインクジェット印字ヘッドの拡大3次元図を示す。
【図8A】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8B】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8C】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8D】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8E】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8F】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8G】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8H】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8I】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8J】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8K】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8L】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8M】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8N】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8O】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8P】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8Q】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図8R】インクジェット印字ヘッドのノズルアセンブリの製造ステップの3次元図を示す。
【図9A】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9B】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9C】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9D】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9E】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9F】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9G】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9H】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9I】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9J】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9K】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9L】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9M】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9N】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9O】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9P】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9Q】製造ステップの断面側面図を示す。
【図9R】製造ステップの断面側面図を示す。
【図10A】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10B】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10C】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10D】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10E】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10F】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10G】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10H】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10I】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10J】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図10K】製造プロセスにおけるさまざまなステップで使用されるマスクのレイアウトを示す。
【図11A】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の3次元図を示す。
【図11B】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の3次元図を示す。
【図11C】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の3次元図を示す。
【図12A】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の断面側面図を示す。
【図12B】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の断面側面図を示す。
【図12C】図8および図9の方法により製造されたノズルアセンブリの動作の断面側面図を示す。
【符号の説明】
【0073】
16 シリコン基板またはウェハ
72,74 ノズルアセンブリの列
84 孔
86 支柱
148 アライメント構成物
Claims (18)
- 印刷される媒体にインクを排出するためのノズルアレイと、
前記ノズルアレイに対応するインク孔アレイを有する孔付きノズルガード上の相補的形成物と係合するように構成されたアライメント形成物とを含み、
前記アライメント形成物と前記相補的形成物とが係合することにより、前記ガードが前記ノズルから前記媒体に排出されたインクの通常の軌道を妨害しないように、前記孔と前記ノズルとの整合状態が保持される、インクジェットプリンタの印字ヘッド。 - 前記アレイにあるノズルの各々は、前記ノズルガードにある前記インク孔の1つに個々に整列される、請求項1に記載の印字ヘッド。
- 前記ノズルアレイは、前記アライメント形成物を組み込んだシリコン基板上に形成される、請求項1に記載の印字ヘッド。
- 前記ノズルガードは、前記インク孔アレイを含む遮蔽物を有し、前記遮蔽物は、前記アライメント形成物と係合するように、前記遮蔽物から延在する一体形成された支柱により、前記シリコン基板から間隔を置いて設けられる、請求項3に記載の印字ヘッド。
- 前記アライメント形成物は、前記孔と前記ノズルアレイと整列状態を維持するために、前記支柱の片側と滑動係合するように配置された前記シリコン基板上に間隔を置いて設けられた隆起部である、請求項3に記載の印字ヘッド。
- 前記アライメント形成物は、前記ノズルガードと前記ノズルアレイの整列状態を維持するために、前記支柱の片側と滑動係合するように配置された前記基板にある窪みである、請求項4に記載の印字ヘッド。
- 前記一体形成された支柱は、前記ノズルガードに形成された前記隆起部または前記窪みと係合するように、前記シリコン基板から延在する、請求項4に記載の印字ヘッド。
- 前記アライメント形成物は、前記ノズルアレイの製作中に形成される、請求項1に記載の印字ヘッド。
- 前記ノズルガードは、シリコンから形成される、請求項1に記載の印字ヘッド。
- 印刷される媒体にインクを排出するためのノズルアレイを有する印字ヘッドと、
前記ノズルアレイに対応するインク孔アレイを有する孔付きノズルガードとを含み、
前記印字ヘッドは、前記ガードが前記ノズルから前記媒体に排出されたインクの通常の軌道を妨害しないように、前記孔と前記ノズルとの整合状態を保持するために、前記孔付きノズルガード上の相補的形成物と相互に係合するアライメント形成物をさらに含む、インクジェットプリンタの印字ヘッドアセンブリ。 - 前記アレイにあるノズルの各々は、前記ノズルガードにある前記インク孔の1つに個々に整列される、請求項10に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記ノズルアレイは、前記アライメント形成物を組み込んだシリコン基板上に形成される、請求項10に記載の印字ヘッド。
- 前記ノズルガードは、前記インク孔アレイを含む遮蔽物を有し、前記遮蔽物は、前記アライメント形成物と係合するように、前記遮蔽物から延在する一体形成された支柱により、前記シリコン基板から間隔を置いて設けられる、請求項12に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記アライメント形成物は、前記孔と前記ノズルアレイと整列状態を維持するために、前記支柱の片側と滑動係合するように配置された前記シリコン基板上に間隔を置いて設けられた隆起部である、請求項13に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記アライメント形成物は、前記ノズルガードと前記ノズルアレイの整列状態を維持するために、前記支柱の片側と滑動係合するように配置された前記基板にある窪みである、請求項13に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記一体形成された支柱は、前記ノズルガードに形成された前記隆起部または前記窪みと係合するように、前記シリコン基板から延在する、請求項12に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記アライメント形成物は、前記ノズルアレイの製作中に形成される、請求項10に記載の印字ヘッドアセンブリ。
- 前記ノズルガードは、シリコンから形成される、請求項10に記載の印字ヘッド。
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