JP2009006723A - 流体噴射装置のプリントヘッド組立品 - Google Patents
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Abstract
【課題】滴噴射素子のオリフィス板を備えた流体噴射装置のプリントヘッド組立品を提供する。
【解決手段】金属材料で形成され、第１の側と、第１の側と反対側の第２の側とを有する、第１の層１１０であって、第１の側に画定されたオリフィス１０２と、第２の側に画定された第１の開口部とを有し、第１の開口部はオリフィスとつながっている、第１の層と、ポリマー材料で形成され、そこを貫いて画定された第２の開口部を有する、第２の層であって、第１の層の第２の側に配置され、第２の開口部は第１の開口部とつながっている、第２の層１２０と、を備え、オリフィスの断面、大きさ、および間隔は第１の層で規定することができ、流体チャンバとオリフィス板１００全体の厚さは、第２の層で規定することができ、オリフィスの直径と第２の開口部の直径とは、両方とも第１の開口部の最小直径よりも大きいプリントヘッド組立品。
【選択図】図３Ｈ
【解決手段】金属材料で形成され、第１の側と、第１の側と反対側の第２の側とを有する、第１の層１１０であって、第１の側に画定されたオリフィス１０２と、第２の側に画定された第１の開口部とを有し、第１の開口部はオリフィスとつながっている、第１の層と、ポリマー材料で形成され、そこを貫いて画定された第２の開口部を有する、第２の層であって、第１の層の第２の側に配置され、第２の開口部は第１の開口部とつながっている、第２の層１２０と、を備え、オリフィスの断面、大きさ、および間隔は第１の層で規定することができ、流体チャンバとオリフィス板１００全体の厚さは、第２の層で規定することができ、オリフィスの直径と第２の開口部の直径とは、両方とも第１の開口部の最小直径よりも大きいプリントヘッド組立品。
【選択図】図３Ｈ
Description
本発明は、流体噴射装置のプリントヘッド組立品に関する。
流体噴射システムの一実施形態としてのインクジェットプリントシステムは、プリントヘッド、液体インクをプリントヘッドに供給するインク供給源、およびプリントヘッドを制御する電子コントローラを含む場合がある。流体噴射装置の一実施形態としてのプリントヘッドは、複数のノズルすなわち（or）オリフィスを通して紙のシート等のプリント媒体に向かってインク滴を噴射し、そのプリント媒体の上にプリントするようになっている。通常、オリフィスは、１つまたは複数のアレイに配列されており、プリントヘッドとプリント媒体とが互いに関して移動する間にオリフィスから適切な順番でインクを噴射することによって、文字またはその他の画像がプリント媒体上にプリントされるようになっている。
オリフィスは、プリントヘッドのオリフィス層またはオリフィス板に形成することが多い。オリフィス板におけるオリフィスの断面、大きさ、および／または間隔は、そのプリントヘッドでプリントされる画像の品質に影響を及ぼす。例えば、オリフィスの大きさおよび間隔は、プリントヘッドの、１インチ（２５．４ミリ）当たりのドット数（ｄｐｉ）として測定されることが多い解像度、したがってプリント画像の解像度すなわちｄｐｉ、に影響を及ぼす。したがって、オリフィス板を均一にまたは一様に形成することが望ましい。
オリフィス板の既知の製造技法には、電鋳およびレーザー・アブレーションが含まれる。都合の悪いことに、電鋳によって形成する高解像度のオリフィス板は極めて薄く、そのために別の製造および／または設計上の問題を引き起こしてしまう。さらに、オリフィス板をレーザー・アブレーションによって形成すると、オリフィスの断面が不均一かまたは一様でないオリフィス板を製造してしまい、そのようなオリフィス板を含むプリントヘッドでプリントされる画像の品質が低下してしまうことが多い。
本発明は、このようなおよびその他の理由から、流体噴射装置のプリントヘッド組立品を提供することが必要とされている。
本発明の一態様は、流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法を提供する。本方法は、導電性表面の上にマスク材料を堆積させパターニングすること、導電性表面の上に第１の層を形成すること、第１の層の上に第２の層を形成すること、および第１の層および第２の層を導電性表面から除去することを含み、第１の槽は金属材料を含み、第２の層はポリマー材料を含む。
本発明の他の態様は、流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法を提供する。本方法は、表面上にマスク材料（物質、material）を堆積させパターニングすること、表面上に第１の層を形成すること、および第１の層の上に第２の層を形成することを含む。第１の層を形成することは、マスク材料の一部の上に第１の層を形成すること、および第１の層を貫いてマスク材料に達する少なくとも１つの開口部を設けることを含む。第２の層を形成することは、第１の層の上と第１の層の少なくとも１つの開口部内とに材料を堆積させること、および材料をパターニングすることであって、それにより第２の層および第１の層を貫いてマスク材料に達する少なくとも１つの開口部を画定する、パターニングすることを含む。
本発明の他の態様は、流体噴射装置のオリフィス板を提供する。オリフィス板は、金属材料で形成された第１の層と、ポリマー材料で形成された第２の層とを含む。第１の層は、第１の側（side）と、第１の側と反対側の第２の側とを有し、その第１の側に画定されたオリフィスと、その第２の側に画定された第１の開口部とを有し、第１の開口部がオリフィスとつながっているようになっている。第２の層は、そこを貫いて画定された第２の開口部を有し、第１の層の第２の側に配置されて、第２の開口部が第１の開口部とつながっているようになっている。さらに、オリフィスの直径と第２の開口部の直径とは、両方とも第１の開口部の最小直径よりも大きい。
本発明の他の態様は、流体噴射装置を提供する。流体噴射装置は、そこを貫いて形成された流体開口部を有する基板と、基板の上に形成された滴発生器と、滴発生器の上に延在するオリフィス板とを含む。オリフィス板は、金属材料で形成された第１の層と、ポリマー材料で形成された第２の層とを含み、第１の層内に、オリフィスと、オリフィスとつながっている第１の開口部とが形成されるようになっており、第２の層内に、第１の開口部とつながっている第２の開口部が形成されるようになっている。さらに、オリフィスの直径と第２の開口部の直径とは、両方とも第１の開口部の最小直径よりも大きい。
以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付図面を参照する。添付図面において、実例として、本発明を実施することができる具体的な実施形態を示す。この点に関して、「頂」、「底」、「表」、「裏」、「前」、「後」、等の方向を示す用語は、説明している図面の向きを参照して用いられる。本発明の実施形態の各構成要素は複数のさまざまな向きに配置することができるので、このような方向を示す用語は、説明の目的のために用いられ、決して限定するものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、構造上および論理上の変更を行ってもよい、ということが理解されなければならない。したがって、以下の詳細な説明は、限定する意味で解釈してはならず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
図１は、本発明によるインクジェットプリントシステム１０の一実施形態を示す。インクジェットプリントシステム１０は、流体噴射システムの一実施形態を構成する。流体噴射システムは、プリントヘッド組立品１２等の流体噴射組立品と、インク供給組立品１４等の流体供給組立品とを含む。図示の実施形態において、インクジェットプリントシステム１０はまた、搭載組立品１６と、媒体搬送組立品１８と、電子コントローラ２０とも含む。
流体噴射組立品の一実施形態としてのプリントヘッド組立品１２は、本発明の実施形態に従って形成され、１つまたは複数のカラーのインクを含むインクの滴を、複数のオリフィスすなわち（or）ノズル１３を通して噴射する。以下の説明は、プリントヘッド組立品１２からのインクの噴射に関するものであるが、プリントヘッド組立品１２からはその他の液体、流体、または流動可能な材料を噴射してもよい、ということが理解される。
一実施形態において、インク滴はプリント媒体１９等の媒体に送られ、プリント媒体１９の上にプリントするようになっている。通常、ノズル１３は、１つまたは複数の列すなわちアレイに配列されており、一実施形態において、プリントヘッド組立品１２とプリント媒体１９とが互いに関して移動する間にノズル１３から適切な順番にインクを噴射することによって、文字、記号、および／またはその他のグラフィックもしくは画像がプリント媒体１９の上にプリントされるようになっている。
プリント媒体１９は、例えば、紙、カード用紙、封筒、ラベル、透明シート、マイラー（Mylar）、布地、等を含む。一実施形態において、プリント媒体１９は連続フォームまたは連続ウェブのプリント媒体１９である。そのようなものとして、プリント媒体１９は、プリントしていない紙の連続ロールを含んでもよい。
流体供給組立品の一実施形態としてのインク供給組立品１４は、プリントヘッド組立品１２にインクを供給し、インクを保管する槽１５を含む。そのようなものとして、インクは槽１５からプリントヘッド組立品１２へと流れる。一実施形態において、インク供給組立品１４とプリントヘッド組立品１２とは、再循環インク送出システムを形成する。そのようなものとして、インクはプリントヘッド組立品１２から槽１５へと流れて戻る。一実施形態において、プリントヘッド組立品１２およびインク供給組立品１４は、インクジェットカートリッジまたは流体ジェットカートリッジすなわちペン内に、一緒に収容されている。他の実施形態において、インク供給組立品１４は、プリントヘッド組立品１２とは別個であり、供給管（図示せず）等のインターフェース接続を通してプリントヘッド組立品１２にインクを供給する。
搭載組立品１６は、媒体搬送組立品１８に関してプリントヘッド組立品１２を配置し、媒体搬送組立品１８は、プリントヘッド組立品１２に関してプリント媒体１９を配置する。そのようなものとして、プリントヘッド組立品１２とプリント媒体１９との間の領域において、ノズル１３に隣接して、プリントヘッド組立品１２がインク滴を堆積させるプリントゾーン１７が画定される。プリント媒体１９は、プリント中、媒体搬送組立品１８によってプリントゾーン１７を通って前進する。
一実施形態において、プリントヘッド組立品１２は走査タイプのプリントヘッド組立品であり、搭載組立品１６は、プリント媒体１９の上へのスワス(swath,一列)のプリント中に、媒体搬送組立品１８およびプリント媒体１９に関してプリントヘッド組立品１２を移動する。他の実施形態において、プリントヘッド組立品１２は非走査タイプのプリントヘッド組立品であり、搭載組立品１６は、プリント媒体１９の上へのスワスのプリント中に媒体搬送組立品１８がプリント媒体１９を所定位置を通り過ぎて前進させるときに、媒体搬送組立品１８に関してその所定位置に、プリントヘッド組立品１２を固定する。
電子コントローラ２０は、プリントヘッド組立品１２、搭載組立品１６、および媒体搬送組立品１８と通信を行う。電子コントローラ２０は、コンピュータ等のホストシステムからデータ２１を受け取り、一時的にデータ２１を記憶するメモリを含む。通常、データ２１は、電子、赤外線、光学、その他の情報転送経路に沿って、インクジェットプリントシステム１０に送られる。データ２１は、例えば、プリントするドキュメントおよび／またはファイルを表す。そのようなものとして、データ２１は、インクジェットプリントシステム１０のプリントジョブを形成し、１つまたは複数のプリントジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータを含む。
一実施形態において、電子コントローラ２０は、ノズル１３からのインク滴の噴射のタイミング制御部を含む、プリントヘッド組立品１２の制御を行う。そのようなものとして、電子コントローラ２０は、文字、記号、および／またはその他のグラフィックもしくは画像をプリント媒体１９の上に形成する、噴射インク滴のパターンを画定する。タイミング制御、したがって噴射インク滴のパターン、は、プリントジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータによって決定される。一実施形態において、電子コントローラ２０の一部を形成する論理および駆動回路は、プリントヘッド組立品１２の上に配置される。他の実施形態において、電子コントローラ２０の一部を形成する論理および駆動回路は、プリントヘッド組立品１２から離れて配置される。
図２は、プリントヘッド組立品１２の一部の一実施形態を示す。流体噴射組立品の一実施形態としてのプリントヘッド組立品１２は、滴噴射素子３０のアレイを含む。滴噴射素子３０は基板４０の上に形成されている。基板４０内には、流体（またはインク）供給スロット４４が形成されている。そのようなものとして、流体供給スロット４４は、流体（またはインク）を滴噴射素子３０に供給する。
一実施形態において、それぞれの滴噴射素子３０は、薄膜構造５０と、オリフィス板６０と、発射抵抗器７０等の滴発生器とを含む。薄膜構造５０内には、流体（またはインク）供給チャネル５２が形成され、流体供給チャネル５２は基板４０の流体供給スロット４４とつながっている。オリフィス板６０は、表面６２と、表面６２に形成したノズル開口部６４とを有する。一実施形態において、オリフィス板６０は、後述するように多層オリフィス板である。
オリフィス板６０内にはまた、ノズルチャンバ６６も形成されている。ノズルチャンバ６６は、ノズル開口部６４と薄膜構造５０の流体供給チャネル５２とにつながっている。発射抵抗器７０は、ノズルチャンバ６６内に配置され、リード線７２を含む。リード線７２は、発射抵抗器７０を駆動信号とアースとに電気的に結合している。
一実施形態において、それぞれの滴噴射素子３０はまた、接合（bonding）層８０も含む。接合層８０は、薄膜構造５０によって支持され、薄膜構造５０とオリフィス板６０との間に置かれている。そのようなものとして、薄膜構造５０と接合層８０とに流体（またはインク）供給チャネル５２が形成される。接合層８０は例えば、エポキシ等のポリマー材料または接着剤を含んでもよい。したがって、一実施形態において、オリフィス板６０は、接合層８０に接着されることによって、薄膜構造５０により支持される。
一実施形態において、動作中、流体が、流体供給チャネル５２を介して、流体供給スロット４４からノズルチャンバ６６へと流れる。ノズル開口部６４は、発射抵抗器７０に動作可能に連結しており、発射抵抗器７０に通電すると、流体の滴が、ノズルチャンバ６６からノズル開口部６４を通して（例えば、発射抵抗器７０の平面と垂直に）プリント媒体に向かって噴射されるようになっている。
プリントヘッド組立品１２の実施形態としては、例えば、熱プリントヘッド、圧電プリントヘッド、フレックステンショナル（flex-tensional）プリントヘッド、その他当該技術分野において既知のなんらかのタイプの流体噴射装置が含まれる。一実施形態において、プリントヘッド組立品１２は完全に一体型の熱インクジェットプリントヘッドである。そのようなものとして、基板４０は、例えば、シリコン、ガラス、または安定したポリマーで形成され、薄膜構造５０は、例えば、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、タンタル、ポリシリコンガラス、またはその他の材料で形成された、１つまたは複数のパッシベーションまたは（or）絶縁層を含む。薄膜構造５０はまた、発射抵抗器７０とリード線７２とを画定する導電層も含む。導電層は例えば、アルミニウム、金、タンタル、タンタルアルミニウム、またはその他の金属もしくは金属合金で形成されている。
図３Ａないし図３Ｈは、プリントヘッド組立品１２等の流体噴射装置のオリフィス板１００の形成の一実施形態を示す。一実施形態において、オリフィス板１００は滴噴射素子３０のオリフィス板６０（図２）を構成する。そのようなものとして、オリフィス板１００は、薄膜構造５０によって支持され発射抵抗器７０の上に延在する。さらに、オリフィス板１００は、それぞれの滴噴射素子３０の、ノズル開口部６４を構成するオリフィス１０２（図３Ｇ）と、ノズルチャンバ６６を構成する流体チャンバ１０４（図３Ｇ）とを含む。オリフィス板１００を、２つのオリフィスを有して形成されているものとして示すが、オリフィス板１００にはいかなる数のオリフィスを形成してもよい、ということが理解される。
一実施形態において、図３Ａに示すように、オリフィス板１００はマンドレル２００の上に形成される。マンドレル２００は、基板２０２と、基板２０２の一方の側に形成されたシード（seed）層２０４とを含む。一実施形態において、基板２０２は、ガラス等の非導電材料、またはシリコン等の半導電材料で形成されている。しかしシード層２０４は、導電材料で形成されている。そのようなものとして、後述するように、シード層２０４は、その上にオリフィス板１００が形成される、導電性表面２０６を提供する。一実施形態において、シード層２０４は、例えばステンレス鋼またはクロム等の金属材料で形成されていてもよい。一実施形態において、基板２０２がシリコンで形成されている場合には、シード層２０４、したがって導電性表面２０６は、基板２０２に不純物を注入することによって形成してもよい。
図３Ｂの実施形態に示すように、オリフィス板１００を形成するために、マンドレル２００の上にマスク層２１０が形成される。すなわち、シード層２０４の導電性表面２０６の上にマスク層２１０が形成される。一実施形態において、マスク層２１０は絶縁材料で形成されている。マスク層２１０に用いることができる材料の例としては、例えば窒化ケイ素等の、フォトレジストまたは酸化物が含まれる。
次に、図３Ｃの実施形態に示すように、マスク層２１０はパターニングされて、オリフィス板１００のオリフィス１０２（図３Ｇ）が形成される場所を画定する。一実施形態において、マスク層２１０をパターニングして、マスク２１２を画定してもよい。そのようなものとして、後述するように、マスク２１２は、オリフィス板１００に形成されるオリフィスの寸法を画定する。さらに、これもまた後述するように、マスク２１２同士の間隔は、オリフィス板１００のオリフィス同士の間隔を画定する。マスク層２１０は、例えば、フォトリソグラフィおよび／またはエッチングによってパターニングされる。
一実施形態において、図３Ｄに示すように、オリフィス板１００の第１の層１１０が形成される。一実施形態において、第１の層１１０は、マンドレル２００の導電性表面２０６の上に形成される。一実施形態において、第１の層１１０は、導電性表面２０６の上に電鋳してもよい。そのようなものとして、第１の層１１０は、導電性表面２０６を金属材料で電気めっきすることによって形成してもよい。第１の層１１０に用いることができる材料の例としては、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムが含まれる。
電気めっき中、第１の層１１０の金属材料は、第１の層１１０の厚さｔ１を確立する。一実施形態において、第１の層１１０の厚さｔ１は約５ミクロンから約２５ミクロンの範囲である。例示的一実施形態において、第１の層１１０の厚さｔ１は約１３ミクロンであってもよい。
一実施形態において、第１の層１１０の金属材料は、厚さｔ１と略垂直な方向に延び、マスク２１２の一部に重なり合うようになっている。すなわち、第１の層１１０の金属材料を電気めっきして、マスク２１２の縁に重なり合うようになり、第１の層１１０を貫いてマスク層２１０のマスク２１２に達する開口部１１２を設けるようになっていてもよい。一実施形態において、第１の層１１０の金属材料がマスク２１２の縁に重なり合う量は、厚さｔ１に比例する。一実施形態において、例えば、厚さｔ１と重なりの量との間には、１対１の比率が確立される。そのようなものとして、後述するように、マスク２１２は第１の層１１０においてオリフィス板１００のオリフィス１０２（図３Ｇ）が形成される場所を画定する。
一実施形態において、図３Ｅに示すように、オリフィス板１００の第２の層１２０が形成される。一実施形態において、第２の層１２０は第１の層１１０の上に形成される。そのようなものとして、第２の層１２０は、第１の層１１０の後に形成される。一実施形態において、第２の層１２０は、第１の層１１０の上と第１の層１１０の開口部１１２内とにポリマー材料を堆積させることによって形成される。第２の層１２０に用いることができる材料の例としては、米国マサチューセッツ州ニュートン市のマイクロケム社（MicroChemCorporation of Newton, Massachusetts）から入手可能なＳＵ−８、または米国デラウェア州ウィルミントン市のデュポン社(DuPont of Wilmington)から入手可能なＩＪ５０００等の、光によって画像形成可能な（photo-imagable）ポリマーが含まれる。
第２の層１２０のポリマー材料が堆積されて、第２の層１２０の厚さｔ２を確立する。一実施形態において、第２の層１２０の厚さｔ２は約５ミクロンから約２５ミクロンの範囲である。例示的一実施形態において、第２の層１２０の厚さｔ２は約１３ミクロンであってもよい。第２の層１２０を、ポリマー材料でできた１つの層を含んで示すが、第２の層１２０はポリマー材料でできた１つまたは複数の層を含んでもよい、ということが理解される。
図３Ｆの実施形態に示すように、第２の層１２０のポリマー材料がパターニングされる。すなわち、第２の層１２０がパターニングされて、第２の層１２０を貫く開口部１２２を画定する。第２の層１２０は、例えば、ポリマー材料の選択領域を露光し現像して、ポリマー材料のどの部分または領域が残るか、および／または、ポリマー材料のどの部分または領域が除去されるかを画定することによって、パターニングされる。
一実施形態において、第２の層１２０の開口部１２２は、第１の層１１０の開口部１１２とつながっている。さらに、第２の層１２０の開口部１２２は、第１の層１１０の開口部１１２とのミスアラインメント（misalignment）に順応する大きさである。そのようなものとして、開口部１２２、１１２は、第２の層１２０および第１の層１１０を貫いてマスク層２１０のマスク２１２に達する通路すなわち開口部１０６を提供する。
図３Ｇの実施形態に示すように、第１の層１１０および第２の層１２０が形成された後、第１の層１１０と第２の層１２０とは、マンドレル２００およびマスク層２１０から分離される。そのようなものとして、第１の層１１０および第２の層１２０を含むオリフィス板１００が形成される。したがってオリフィス板１００の第１の層１１０は、第１の側１１４と、第１の側１１４と反対側の第２の側１１６とを有し、オリフィス１０２が第１の側１１４に画定され、オリフィス１０２とつながっている開口部１１２が第２の側１１６に画定されるようになっている。さらに、オリフィス板１００の第２の層１２０は、そこを貫いて画定され、第１の層１１０の開口部１１２と、したがってオリフィス１０２とつながっている、開口部１２２を有する。
一実施形態において、オリフィス１０２は、寸法Ｄ１を有し、互いに関する中心間の間隔Ｄ２を有する。寸法Ｄ１は、例えばオリフィス１０２の形状が略円形の場合には、オリフィス１０２の直径を表す。しかしオリフィス１０２は、他の非円形または擬似円形の形状であってもよい。上述のように、オリフィス１０２の寸法Ｄ１および間隔Ｄ２は、マスク層２１０、より具体的にはマスク２１２、のパターニングによって画定される。
一実施形態において、図３Ｈに示すように、オリフィス板１００の第１の層１１０の上に、保護層１３０が形成される。すなわち、第１の層１１０の第１の側１１４に、ならびに、一実施形態において、オリフィス１０２および第１の層１１０の開口部１１２内に、保護層１３０が形成される。一実施形態において、層１３０は、第１の層１１０が例えばニッケル、銅、または鉄／ニッケルの合金で形成されている場合のみに設けられる。そのようなものとして、保護層１３０に用いることができる材料としては、例えば、パラジウム、金、またはロジウムが含まれる。一実施形態において、第１の層１１０が例えばパラジウム、金、またはロジウムで形成されている場合には、保護層１３０を省いてもよい。
一実施形態において、上述のように、オリフィス板１００は滴噴射素子３０のオリフィス板６０（図２）を構成する。したがって、オリフィス板１００は薄膜構造５０によって支持され発射抵抗器７０の上に延在し、オリフィス１０２が発射抵抗器７０に動作可能に連結し流体チャンバ１０４が流体供給チャネル５２とつながっているようになっている。そのようなものとして、流体供給スロット４４からの流体は、流体供給チャネル５２を介して流体チャンバ１０４へと流れる。したがってオリフィス板１００は、第１の層１１０が滴噴射素子３０の前面を提供し第２の層１２０が薄膜構造５０に面するような向きになっている。一実施形態において、オリフィス板１００は、第２の層１２０を接合層８０に接着することによって、薄膜構造５０により支持される。
オリフィス板１００の第１の層１１０と第２の層１２０とは別個の構造なので、オリフィス１０２の特性を別個に制御することができる。例えば、オリフィス１０２の断面、大きさ、および間隔は第１の層１１０で規定することができ、流体チャンバ１０４とオリフィス板１００全体の厚さとは、第２の層１２０で規定することができる。したがって、オリフィス１０２をより均一にかつ／または一様に形成することができる。
具体的な実施形態を本明細書において示し説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな他にとり得るおよび／または均等な実施態様を、示し説明した具体的な実施形態の代わりに用いてもよい、ということを理解しよう。本願は、本明細書において説明する具体的な実施形態のいかなる改造または変形も包含するよう意図される。したがって、本発明は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される、ということが意図される。
以上本発明の各実施例について説明したが、実施例の理解を容易にするために、実施例ごとの要約を以下に列挙する。
〔１〕 流体噴射装置（１２）のオリフィス板（１００）を形成する方法であって、
導電性表面（２０６）の上にマスク材料（２１０）を堆積させパターニングすること、
前記導電性表面の上に金属材料を含む第１の層（１１０）を形成すること、
前記第１の層の上にポリマー材料を含む第２の層（１２０）を形成すること、および
前記第１の層および前記第２の層を前記導電性表面から除去すること
を含む、流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔２〕 前記第１の層を形成することは、前記導電性表面を前記金属材料で電気めっきすることを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔３〕 前記第１の層を形成することは、前記マスク材料の一部の上に前記第１の層を形成すること、および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する少なくとも１つの開口部（１１２）を設けることを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔４〕 前記第２の層を形成することは、前記第１の層の上と該第１の層の前記少なくとも１つの開口部内とに前記ポリマー材料を堆積させること、および該ポリマー材料をパターニングすることであって、それにより前記第２の層および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する少なくとも１つの開口部（１０６）を画定する、パターニングすることを含む、〔３〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔５〕 前記第１の層を形成することは、前記マスク材料で前記第１の層にオリフィス（１０２）を画定すること、および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する第１の開口部（１１２）を設けることを含み、該第１の開口部は前記オリフィスとつながっており、該オリフィスの寸法は前記マスク材料によって画定され、前記第２の層を形成することは、前記第２の層を貫く第２の開口部（１２２）を設けることを含み、該第２の開口部は前記第１の開口部とつながっている、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔６〕 前記マスク材料をパターニングすることは、前記オリフィスの直径を画定することを含み、前記オリフィスの前記直径は前記第１の開口部の最小直径よりも大きい、〔５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔７〕 前記第２の開口部を設けることは、前記第２の開口部の直径を画定することを含み、前記第２の開口部の前記直径は前記第１の開口部の最小直径よりも大きい、〔５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔８〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含み、前記第２の層の前記ポリマー材料は、光によって画像形成可能なポリマーを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔９〕 前記第１の層の上に保護層（１３０）を形成すること
をさらに含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔１０〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、および鉄／ニッケルの合金のうちの１つを含み、前記保護層は、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含む、〔９〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔１１〕 流体噴射装置（１２）のオリフィス板（１００）であって、
金属材料で形成され、第１の側（１１４）と、該第１の側と反対側の第２の側（１１６）とを有する、第１の層（１１０）であって、該第１の層は、その前記第１の側に画定されたオリフィス（１０２）と、その前記第２の側に画定された第１の開口部（１１２）とを有し、該第１の開口部は前記オリフィスとつながっている、第１の層と、
ポリマー材料で形成され、そこを貫いて画定された第２の開口部（１２２）を有する、
第２の層（１２０）であって、該第２の層は、前記第１の層の前記第２の側に配置され、
前記第２の開口部は前記第１の開口部とつながっている、第２の層と
を備え、
前記オリフィスの直径と前記第２の開口部の直径とは、両方とも前記第１の開口部の最小直径よりも大きい
流体噴射装置のオリフィス板。
〔１２〕 前記第２の層は前記第１の層の後に形成される、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１３〕 前記第１の層は電鋳され、前記第２の層は前記第１の層の上に堆積される、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１４〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含み、前記第２の層の前記ポリマー材料は、光によって画像形成可能なポリマーを含む、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１５〕 前記第１の層の前記第１の側に配置された保護層（１３０）
をさらに含む、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１６〕 前記保護層は、前記第１の層の前記オリフィス内と前記第１の開口部内とに設けられる、〔１５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１７〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、および鉄／ニッケルの合金のうちの１つを含み、前記保護層は、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含む、〔１５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１８〕 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約５ミクロンから約２５ミクロンの範囲である、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１９〕 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約１３ミクロンである、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１〕 流体噴射装置（１２）のオリフィス板（１００）を形成する方法であって、
導電性表面（２０６）の上にマスク材料（２１０）を堆積させパターニングすること、
前記導電性表面の上に金属材料を含む第１の層（１１０）を形成すること、
前記第１の層の上にポリマー材料を含む第２の層（１２０）を形成すること、および
前記第１の層および前記第２の層を前記導電性表面から除去すること
を含む、流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔２〕 前記第１の層を形成することは、前記導電性表面を前記金属材料で電気めっきすることを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔３〕 前記第１の層を形成することは、前記マスク材料の一部の上に前記第１の層を形成すること、および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する少なくとも１つの開口部（１１２）を設けることを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔４〕 前記第２の層を形成することは、前記第１の層の上と該第１の層の前記少なくとも１つの開口部内とに前記ポリマー材料を堆積させること、および該ポリマー材料をパターニングすることであって、それにより前記第２の層および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する少なくとも１つの開口部（１０６）を画定する、パターニングすることを含む、〔３〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔５〕 前記第１の層を形成することは、前記マスク材料で前記第１の層にオリフィス（１０２）を画定すること、および前記第１の層を貫いて前記マスク材料に達する第１の開口部（１１２）を設けることを含み、該第１の開口部は前記オリフィスとつながっており、該オリフィスの寸法は前記マスク材料によって画定され、前記第２の層を形成することは、前記第２の層を貫く第２の開口部（１２２）を設けることを含み、該第２の開口部は前記第１の開口部とつながっている、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔６〕 前記マスク材料をパターニングすることは、前記オリフィスの直径を画定することを含み、前記オリフィスの前記直径は前記第１の開口部の最小直径よりも大きい、〔５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔７〕 前記第２の開口部を設けることは、前記第２の開口部の直径を画定することを含み、前記第２の開口部の前記直径は前記第１の開口部の最小直径よりも大きい、〔５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔８〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含み、前記第２の層の前記ポリマー材料は、光によって画像形成可能なポリマーを含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔９〕 前記第１の層の上に保護層（１３０）を形成すること
をさらに含む、〔１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔１０〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、および鉄／ニッケルの合金のうちの１つを含み、前記保護層は、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含む、〔９〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板を形成する方法。
〔１１〕 流体噴射装置（１２）のオリフィス板（１００）であって、
金属材料で形成され、第１の側（１１４）と、該第１の側と反対側の第２の側（１１６）とを有する、第１の層（１１０）であって、該第１の層は、その前記第１の側に画定されたオリフィス（１０２）と、その前記第２の側に画定された第１の開口部（１１２）とを有し、該第１の開口部は前記オリフィスとつながっている、第１の層と、
ポリマー材料で形成され、そこを貫いて画定された第２の開口部（１２２）を有する、
第２の層（１２０）であって、該第２の層は、前記第１の層の前記第２の側に配置され、
前記第２の開口部は前記第１の開口部とつながっている、第２の層と
を備え、
前記オリフィスの直径と前記第２の開口部の直径とは、両方とも前記第１の開口部の最小直径よりも大きい
流体噴射装置のオリフィス板。
〔１２〕 前記第２の層は前記第１の層の後に形成される、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１３〕 前記第１の層は電鋳され、前記第２の層は前記第１の層の上に堆積される、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１４〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含み、前記第２の層の前記ポリマー材料は、光によって画像形成可能なポリマーを含む、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１５〕 前記第１の層の前記第１の側に配置された保護層（１３０）
をさらに含む、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１６〕 前記保護層は、前記第１の層の前記オリフィス内と前記第１の開口部内とに設けられる、〔１５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１７〕 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、および鉄／ニッケルの合金のうちの１つを含み、前記保護層は、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含む、〔１５〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１８〕 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約５ミクロンから約２５ミクロンの範囲である、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
〔１９〕 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約１３ミクロンである、〔１１〕に記載の流体噴射装置のオリフィス板。
１０ インクジェットプリントシステム
１２ プリントヘッド組立品
１３ ノズル
１４ インク供給組立品
１５ 槽
１６ 搭載組立品
１７ プリントゾーン
１８ 媒体搬送組立品
１９ プリント媒体
２０ 電子コントローラ
３０ 滴噴射素子
４０ 基板
５０ 薄膜構造
６０ オリフィス板
７０ 発射抵抗器
１００ オリフィス板
１０２ オリフィス
１０６ 開口部
１１０ 第１の層
１１２ 第１の開口部
１１４ 第１の側
１１６ 第２の側
１２０ 第２の層
１２２ 第２の開口部
１３０ 保護層
２００ マンドレル
２０６ 導電性表面
２１０ マスク層
１２ プリントヘッド組立品
１３ ノズル
１４ インク供給組立品
１５ 槽
１６ 搭載組立品
１７ プリントゾーン
１８ 媒体搬送組立品
１９ プリント媒体
２０ 電子コントローラ
３０ 滴噴射素子
４０ 基板
５０ 薄膜構造
６０ オリフィス板
７０ 発射抵抗器
１００ オリフィス板
１０２ オリフィス
１０６ 開口部
１１０ 第１の層
１１２ 第１の開口部
１１４ 第１の側
１１６ 第２の側
１２０ 第２の層
１２２ 第２の開口部
１３０ 保護層
２００ マンドレル
２０６ 導電性表面
２１０ マスク層
Claims (9)
- 滴噴射素子のオリフィス板を備えた流体噴射装置のプリントヘッド組立品であって、
前記プリントヘッド組立品を構成する基板上に前記滴噴射素子が形成され、該滴噴射素子を構成する薄膜構造に流体供給チャネルが形成され、該流体供給チャネルに前記基板の流体供給スロットが接続されており、前記オリフィス板にノズル開口部が接続され、
前記薄膜構造に、接合層が支持され、該接合層に前記オリフィス板が接着され、該オリフィス板にノズルチャンバが形成され、
金属材料で形成され、第１の側と、該第１の側と反対側の第２の側とを有する、第１の層であって、前記第１の側に画定されたオリフィスと、前記第２の側に画定された第１の開口部とを有し、該第１の開口部は前記オリフィスとつながっている、第１の層と、
ポリマー材料で形成され、そこを貫いて画定された第２の開口部を有する、第２の層であって、前記第１の層の前記第２の側に配置され、前記第２の開口部は前記第１の開口部とつながっている、第２の層と、
を備え、
前記オリフィスの断面、大きさ、および間隔は前記第１の層で規定することができ、流体チャンバとオリフィス板全体の厚さは、第２の層で規定することができ、
前記オリフィスの直径と前記第２の開口部の直径とは、両方とも前記第１の開口部の最小直径よりも大きいことを特徴とする流体噴射装置のプリントヘッド組立品。 - 前記第２の層は前記第１の層の上に形成されている、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層は電気メッキにより形成され、前記第２の層は前記第１の層の上に堆積して形成されている、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、鉄／ニッケルの合金、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含み、前記第２の層の前記ポリマー材料は、光によって画像形成可能なポリマーを含む、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層の前記第１の側に配置された保護層
をさらに含む、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。 - 前記保護層は、前記第１の層の前記オリフィス内と前記第１の開口部内とに設けられる、請求項５に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層の前記金属材料は、ニッケル、銅、および鉄／ニッケルの合金のうちの１つを含み、前記保護層は、パラジウム、金、およびロジウムのうちの１つを含む、請求項５に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約５ミクロンから約２５ミクロンの範囲である、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
- 前記第１の層と前記第２の層とはそれぞれ、厚さが約１３ミクロンである、請求項１に記載の流体噴射装置のプリントヘッド組立品。
Applications Claiming Priority (1)
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