JP2012512769A - 突合可能なプリントヘッドモジュール及び頁幅プリントヘッド - Google Patents

Abstract

本プリントヘッドモジュール（２１０）は、基板と、複数本の液滴吐出器アレイ（２１１）と、電気回路（２３０）と、を有する。それらのうち基板は、自基板に沿い第１方向に延びる突合辺（２１４）を有する。複数本ある液滴吐出器アレイは、その基板の突合辺に対しほぼ平行に延びる。電気回路の一部は、複数本ある液滴吐出器アレイのうちその基板の突合辺に最も近い位置にある第１液滴吐出器アレイと、その基板の突合辺との間に位置する。

Description

本発明はディジタル制御印刷システム、特にプリントヘッドモジュール複数個の突合で頁幅プリントヘッドを形成する技術に関する。

インクジェット印刷システムには、通常、１個又は複数個のプリントヘッド及びそれに対応するインク源が備わっている。個々のプリントヘッドには、対応するインク源に連結されたインクインレット及びアレイをなす一群の液滴吐出器が備わっており、その液滴吐出器には、インク室、吐出器アクチュエータ、並びにインク液滴の吐出口（ノズル）が備わっている。吐出器アクチュエータとしては様々な種類を使用することができる。例えばインク室内のインクを部分的に気化させることでノズルから液滴を吐出させるヒータ、インク室の壁形状を変化させる圧力波をもたらしその圧力波で液滴を吐出させる圧電デバイス等である。その液滴は、通常、画像データに相応する画像が発現するよう紙等の記録媒体上へと送られる。この動作の際には、その記録媒体をプリントヘッドに対し運動させながら、画像データからの変換で得られる電気パルスに基づき液滴吐出器を作動させる。

記録媒体をプリントヘッドに対し運動させるには、例えば、静止状態に保たれているプリントヘッドの面前に印刷媒体を送り込めばよい。液滴はそれと並行して吐出させる。こうした仕組みは、ノズルアレイ１個で記録媒体上の注目領域全幅をカバーするタイプのプリントヘッドに適している。その種のプリントヘッドは頁幅プリントヘッドとも呼ばれている。

米国特許第７３５０９０２号明細書 米国特許出願公開第２００８／０１８０４８５号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００７／０２９１０８２号明細書（Ａ１） 米国特許第４４６３３５９号明細書 米国特許第４８２２７５５号明細書 米国特許第４９６１８２１号明細書 米国特許第４９８５７１０号明細書 米国特許第５０７９１８９号明細書 米国特許第５０９８５０３号明細書 米国特許第５１６０４０３号明細書 米国特許第５１９８０５４号明細書 米国特許第５２５７０４３号明細書 米国特許第５５７２２４４号明細書 米国特許第５６２０６１４号明細書 米国特許第５７０６１７６号明細書 米国特許第６４２８１４２号明細書 米国特許第６５７５５６１号明細書 米国特許第６６２３１０６号明細書 米国特許第６６５５７８６号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２１８０１３号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００５／００４６６６９号明細書（Ａ１） 国際公開第ＷＯ２００４／０５６５７２号パンフレット 欧州特許第０９１４９５０号明細書

しかしながら、その寸法が大きくなるほどプリントヘッドダイの製造歩留まりが下がるため、単一のプリントヘッドダイで記録媒体全幅をカバーするタイプの頁幅プリントヘッドは、その製造コストが高くなってしまうことが多い。記録媒体の幅が４インチを上回る場合はことにそうである（１インチ＝約０．０２５ｍ）。同時に、複数個のプリントヘッドダイから頁幅プリントヘッドを組み上げると組立コストがかかるため、使用するプリントヘッドダイが小さすぎてもその製造コストが高くなってしまう。更に、高画質印刷を実現するには、頁幅プリントヘッドのサブユニットたるプリントヘッドダイに対し、そのノズル密度が１２００ノズル／インチ以上であることや、ダイ１個当たり液滴吐出器個数が数百〜数千個超であることが求められる。プリントヘッドダイ上にそうした多数の液滴吐出器を設ける場合、その液滴吐出器の動作を好適に制御することができるよう、駆動用トランジスタ及び論理回路をそのプリントヘッドダイに一体化させることが必要となる。

従って、突合可能型のプリントヘッドモジュールに駆動回路及び論理回路を一体化させることで、単一のモジュール上に十分多数の液滴吐出器を設けられるようにすること、並びにウェハからモジュールを分離させる際液滴吐出器及びそれに付随する電子回路が損傷を受けないよう突合辺付近に十分なスペースを発生させることが求められている。また、その配置面内でどちらの方向に沿ってもモジュールを整列させうるようモジュールの突合辺に配列規制子を設けることも求められている。

ここに、本発明の一実施形態に係るモジュール式プリントヘッドは、第１プリントヘッドモジュール及び第２プリントヘッドモジュールを備える。第１プリントヘッドモジュールは、第１配列規制子、１本又は複数本のドット形成部材アレイ及び当該ドット形成部材アレイの動作に関わる複数個の電極を有する。そのドット形成部材アレイは第１基板に沿い第１方向に延び、電極の配列は第１基板に沿い第２方向に延びる。第２プリントヘッドモジュールは、第２配列規制子、１本又は複数本のドット形成部材アレイ及び当該ドット形成部材アレイの動作に関わる複数個の電極を有する。そのドット形成部材アレイは第２基板に沿い第１方向に延び、電極の配列は第２基板に沿い第２方向に延びる。第１及び第２プリントヘッドモジュールにて第１及び第２方向は互いに０°＜θ＜９０°の角度θをなし、且つ第１プリントヘッドモジュールと第２プリントヘッドモジュールはその第１及び第２配列規制子にて接触する。

本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドモジュールは、基板と、その基板に沿い第１方向に延びる液滴吐出器アレイと、その液滴吐出器アレイの動作に係り当該基板に沿い第２方向に並ぶ複数個の電極と、を備え、第１及び第２方向が互いに０°＜θ＜９０°の角度θをなす構成である。

本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドモジュールは、その表面に沿い第１方向に延びる突合辺を有する基板と、基板の突合辺に対しほぼ平行に延びる複数本の液滴吐出器アレイと、それら液滴吐出器アレイのうち基板の突合辺に最も近い位置にある第１液滴吐出器アレイと当該突合辺との間にその一部が存する電気回路と、を備える。

本発明の他の実施形態に係る方法は、配列規制子を有する個別のプリントヘッドモジュールを製造する方法であって、ウェハ上に複数個のプリントヘッドモジュールを形成するステップと、エッチングプロセスを用い、それらプリントヘッドモジュールのうち第１プリントヘッドモジュール側に第１配列規制子、第２プリントヘッドモジュール側に当該第１配列規制子に対し相補的な第２配列規制子を形成するステップと、切断動作でプリントヘッドモジュールを相互分離させるステップと、を有する。

インクジェットプリンタシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に係るモジュール式プリントヘッドの概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係るプリントヘッドモジュール単体の概略頂面図である。 図３に示した実施形態の細部のうちインクインレット、電極及び電気回路を示す概略頂面図である。 図４に示した実施形態とほぼ同様だがインクレットの種類が異なる実施形態の概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係り、プリントヘッドモジュール同士の突合で形成された行を有するモジュール式プリントヘッドの概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係り、互いに独立な二組のアレイを備えるプリントヘッドモジュール単体の概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係り、互いに独立な二組のアレイを備えるプリントヘッドモジュール同士の突合で形成された行を有するモジュール式プリントヘッドの概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係り、互いに独立な四組のアレイを備えるプリントヘッドモジュール単体の概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係る配列規制子付プリントヘッドモジュール単体の概略頂面図である。 本発明の一実施形態に係り、相補的配列規制子付プリントヘッドモジュール２個を隣接配置した構成の概略頂面図である。

以下、別紙図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係る装置を構成する部材や本発明に係る部材と密接に連携する部材に的を絞るので、具体的な図示乃至説明のない部材については、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）にとり周知の様々な形態をとりうるものと解されたい。

図１に、本発明の実施に適するインクジェットプリンタシステム１０の概要を示す。これは特許文献１（この参照を以てその内容を本願に繰り入れることとする）に記載のシステムであり、その画像データ源１２からもたらされるデータ信号を液滴吐出指令として受け取るコントローラ１４を備えている。コントローラ１４は、内蔵する画像処理部１５で印刷対象画像をレンダリングし、電気パルス源１６へと信号を出力する。パルス源１６はその信号を受け取り、１個又は複数個のインクジェットプリントヘッドダイ１１０を有するインクジェットプリントヘッド１００へと励振用の電気パルスを供給する。

図示例ではノズルアレイが２本設けられている。それらのうち、第１ノズルアレイ１２０はその開口面積が大きなノズル１２１、第２ノズルアレイ１３０は小さなノズル１３１で形成されており、どちらのノズルアレイでもノズルが二行に亘り千鳥配置されている。各行でのノズル密度が６００ノズル／インチであれば、各ノズルアレイでの実効ノズル密度は１２００ノズル／インチ（即ち図中のｄが１／１２００インチ）となる。こうしたノズルアレイでは、記録媒体２０上に形成される画素のうち、媒体送り方向に沿い奇数番目に位置する画素と、偶数番目に位置する画素とが、互いに別の行に属するノズルで印刷されることとなる。

そのノズルアレイはいずれも対応するインク供給路に連通している。インク供給路１２２は第１ノズルアレイ１２０、インク供給路１３２は第２ノズルアレイ１３０に連通しており、この図ではそれら供給路１２２，１３２の一部がプリントヘッドダイ１１０の基板１１１を貫く開口として描かれている。同図ではダイ１１０が１個しか描かれていないが、これは図示の簡明化のためであり、ダイ１１０複数個でインクジェットプリントヘッド１００を構成することも可能である。ダイ１１０が載る支持部材については図２を参照し後述する。また、図１中の第１流体源１８は供給路１２２経由でアレイ１２０に、また第２流体源１９は供給路１３２経由でアレイ１３０にインクを供給する。図示の通り互いに別体の流体源１８，１９を使用する形態に限らず、供給路１２２を介したアレイ１２０内ノズルへのインク供給及び供給路１３２を介したアレイ１３０内ノズルへのインク供給を単一の流体源で担う形態で、本発明を実施することも可能である。ダイ１１０に設けるノズルアレイの本数を１本にした形態や３本以上にした形態で実施することも可能である。その寸法が異なる複数種類のノズルをダイ１１０上に設ける形態に限らず、ダイ１１０上の全ノズルが同寸法の形態で実施することも可能である。

液滴形成機構はノズル毎に設けられている。この機構は、一部のインクを気化させることで液滴を吐出させる加熱素子、インク室の容積を減少させることで吐出を引き起こす圧電トランスデューサ、（バイレイヤ素子の加熱等で）作動させると吐出を引き起こすアクチュエータ等、様々な形態で実現することができる。液滴吐出器は液滴形成機構とノズルの組合せであり、どの液滴吐出器にもノズルが備わっているので、液滴吐出器アレイのことをノズルアレイと呼ぶこともできる。

動作時には、電気パルス源１６から電気パルスを供給することで、所要のインク付着パターンに従いそれら液滴吐出器からインクを吐出させ、その液滴を記録媒体２０上に付着させる。図示例では、第２ノズルアレイ１３０から吐出される液滴１８２に比べ第１ノズルアレイ１２０から吐出される液滴１８１の方が大きくなるよう、後者におけるノズル開口面積を大きめにしてある。この部位に限らず、アレイ１２０，１３０に係る液滴形成機構の各部寸法に差を設けて液滴吐出過程を調整し、吐出される液滴の寸法に差を付けることが可能である。

図２に、本発明の一実施形態に係るモジュール式プリントヘッド２００の概略頂面を示す。このヘッド２００では、３個のプリントヘッドモジュール２１０が支持部材２０５に固定されている。モジュール２１０はインクジェットプリントヘッドダイ１１０と似た構成であるが、ノズル配置は複数行に亘る千鳥配置となっていない。また、モジュール２１０には、それぞれ、複数個の液滴吐出器２１２からなるアレイ２１１が何本か備わっており、そのアレイ２１１は第１方向２１５に延びている。各モジュール２１０には、更に、第１方向２１５即ちアレイ方向２１５に対し略平行な突合辺２１４が２個備わっている。従って、アレイ２１１は、自モジュール２１０の突合辺２１４に対し略平行になっている。図示の通り、隣り合うモジュール２１０の突合辺２１４間に隙間が生じているので、その隙間を使用しモジュール２１０を弁別することができる。

モジュール式プリントヘッド２００のそばに描かれているのは、シート状記録媒体２０の一部分と、画像データに基づきそのヘッド２００で印刷されたラスタライン２２であり、アレイ方向２１５はそのライン２２に対し角度θをなしている。この図で右端に描かれている３個のセグメント２２ａ、２２ｂ及び２２ｃは、順に、アレイ２１１ａ、２１１ｂ及び２１１ｃで印刷されライン２２の一部を形成している一群の画素である。容易に見分けうるよう、この図ではその位置をわざとずらしある。印刷の際は、アレイ２１１で形成される鋸状の線ではなく横に延びたライン２２が発現するよう、媒体２０をその送り方向２０８に沿い動かしながら、個々のアレイ２１１内の液滴吐出器２１２同士を適当なタイミング差で作動させる。更に、アレイ２１１を構成している吐出器２１２は、そのアレイ２１１内で図の上端に位置する吐出器２１２のライン２２上への投影像が、その隣のアレイ２１１内で下端に位置する吐出器２１２のライン２２上への投影像と隣り合うこととなるよう、配置されている。言い換えれば、個々のアレイ２１１内で上端に位置する吐出器２１２と、その隣にあるアレイ２１１内で下端に位置する吐出器２１２とが、互いに「投影像隣接」の関係となっている。従って、印刷で形成されるライン２２内ドットの横方向間隔がどの部位でも一定になる。しかしながら、隣り合うアレイ２１１のなかには、互いに別のプリントヘッドモジュール２１０上に存するものがある。それらについては、突合辺２１４にて間隔を補正しないと、一方のアレイ２１１内で上端に位置する吐出器２１２と隣のアレイ２１１内で下端に位置する吐出器２１２との横方向間隔が適正値からずれ、ライン２２上のセグメント間継ぎ目でずれが生じる可能性がある。更に、方向２０８に沿った位置ずれが隣り合うモジュール２１０間に生じると、ライン２２上のセグメント継ぎ目で位置ずれが生じる可能性がある。

図３に、アレイ２１１の幾何学的構成をより明らかにするため、プリントヘッドモジュール２１０単体の概略頂面を拡大して示す。図中、アレイ２１１内のノズルとその隣のアレイ２１１内の対応するノズルとの間の中心間距離はＤ、同じアレイ２１１内で隣り合っているノズル間の中心間距離はｄで表されている。アレイ２１１内液滴吐出器２１２個数をｎ、モジュール２１０内アレイ２１１本数をｍとすると、モジュール２１０内吐出器２１２総数Ｎはｍ×ｎで与えられる。図示したのはｎ＝１５、ｍ＝１１、Ｎ＝１６５の例である。

Ｄの値は、印刷で形成されるラスタライン２２内ドット間の横方向間隔が均一になるよう、ｎ・ｄ・ｃｏｓθに等しい値とされている。突合辺２１４から最寄りのアレイ２１１までの距離は約Ｄ／２に等しい値とされている。従って、Ｄ／２の値が十分大きくなるようプリントヘッドモジュール２１０設計時にｎ、ｄ及びθを設定することで、突合辺２１４とその最寄りのアレイ２１１との間に、電気回路、インク供給路及び配列規制子を配設可能なスペースを確保することができる。例えば、ｄ＝４２．３μｍ、ｎ＝３２、θ＝６０°ならＤ＝６７７μｍとなる。３２個の液滴吐出器（即ちｎ＝３２）を有するアレイ２１１が２０本（即ちｍ＝２０）備わり液滴吐出器が６４０個あるモジュール２１０は、その全長Ｌ＝ｍＤが１３．５４ｍｍとなり、ライン２２内ドットの横方向間隔ｄ・ｃｏｓθが２１．７μｍ即ち１２００ドット／インチ相当値となり、アレイ２１１内で上端に位置するノズルから下端に位置するノズルまでの距離を垂直線上に投影した像の長さ即ちアレイ２１１の高さＨ＝（ｎ−１）・ｄ・ｓｉｎθが１．１４ｍｍとなる。従って、モジュール２１０の非突合辺に電極を設けるためのスペースを含めたモジュール２１０の全高を約１．３ｍｍとすることができる。

なお、ラスタライン２２内ドットの横方向間隔は、プリントヘッドモジュール設計時に角度θを適宜設定することで調整することができる。θの値を９０°に近づけるとｄ・ｃｏｓθの値が小さくなるので、θの値が大きいほどライン２２内ドットの横方向間隔が小さくなり、印刷分解能が高まる。θの値域は０°から９０°に亘るけれども、θ＝６０°でｃｏｓθ＝０．５となるので、大抵はθ＝４５°〜約８５°の範囲内で実施されることとなろう。

図４に、図３に示した実施形態の細部のうちインクインレット２２０、電気回路２３０及び電極２４０の概略頂面を示す。まず、インレット２２０は特許文献２に詳示のデュアルフィード型であり、プリントヘッドモジュール２１０の背面からそのインレット２２０に隣接する一群の液滴吐出器２１２へとへとインクを供給できるように構成されている。図示例ではインレット２２０が複数個のセグメントに分割されており、そのセグメントが各アレイ２１１の両側に千鳥配置されている。こうしたセグメントは、例えば、米国特許出願第１２／２４１７４７号（出願日：２００８年９月３０日，発明者：Lebens et al.）の記載に倣いスロット２２１として形成することができる。次に、回路２３０内には、電気パルス源１６からの電気パルス供給に応じ液滴吐出器２１２を作動させる駆動用トランジスタが設けられている。その駆動用トランジスタは、スロット２２１間アレイ２１１の左右いずれかから延びるリードで、対応する液滴吐出器２１２に接続されている。回路２３０内には、更に、コントローラ１４及び画像処理部１５から供給される画像データに従い駆動用トランジスタを制御し、適切な吐出器２１２を適切なタイミングで作動させる論理回路が設けられている。そして、モジュール２１０への電気信号供給に使用される電極２４０は、モジュール２１０の非突合辺２０９のうち一方又は双方に沿うよう、方向２０６沿いに配列されている。電極２４０は、ワイヤボンディング又はテープ自動化ボンディングによって、支持基板２０５上にある回路基板等（図２では省略）に接続されている。このように、回路２３０内に駆動回路及び論理回路を設けた構成では、数百個に上る吐出器２１１を比較的少数の電極（２０個オーダ）で作動させることができる。更に、その回路２３０は吐出器２１２で形成されるアレイ２１１それぞれの両側にある。突合辺２１４の最寄りにあるアレイ２１１も例外ではなく、突合辺２１４の最寄りにありその突合辺２１４に対し略平行なアレイ２１１と、その突合辺２１４との間にも、モジュール２１０を構成する回路２３０の一部分が存している。

図５に、図４に示した実施形態とほぼ同様だがインクレット２２０の種類が異なり、インクがアレイ２１１下を通り端間を連続的に流れる実施形態の概略頂面を示す。この図では、インレット２２０の第１端２２２に流れ込んだインクが、アレイ２１１下を通り第２端２２３に流れていく。第２端２２３に至ったインクをプリントヘッドモジュール２１１の背面に逃がし、第１端２２２付近で背面からインレット２２０へと還流させるようにしてもよい。特許文献３記載の通り、第１流路とは逆方向の第２流路（図示せず）を第１流路下に設け、個々のノズル開口に隣接してインク溜まりが形成されるようにしてもよい。

図６に、本発明の一実施形態に係るモジュール式プリントヘッド２００の概略頂面を示す。このヘッド２００は、図２に詳示した構成を有するプリントヘッドモジュール２１０同士の突合で形成された行２１３を有している。具体的には、電気回路２３０及び電極２４０に加え、図５に示した構成のインクインレット２２０を有するモジュール２１０が、電気回路２３０のうち突合辺２１４とその隣のアレイ２１１との間にある部分を挟み、他の２個のモジュール２１０と隣り合っている。行２１３をなすそれら３個のモジュール２１０のいずれでも、液滴吐出器２１２のアレイ２１１は第１方向たるアレイ方向２１５沿いに延設されており、電極２４０は第２方向たる電極配列方向２０６沿いに複数個並んでおり、また第１方向２１５と第２方向２０６が０°超９０°未満の角度θをなしている。突合辺２１４は第１方向２１５、非突合辺２０９は第２方向２０６に対しそれぞれ略平行である。隣り合うモジュール２１０同士は、図１０及び図１１を参照して後述する配列規制子にて相互接触している。

なお、上述した諸実施形態では、ラスタライン２２上の個々の画素に対応する液滴吐出器２１１が、個々のアレイ２１１に１個ずつしか存在していない。この構成を活かしつつ、その色が異なる複数種類のインクで印刷できるようにするには、例えば、互いに平行になるようモジュール２１０の行２１３を支持部材２０５上に複数個設ければよい。モジュール２０１が複数行あれば、その色が異なる複数種類のインクで印刷することや、その寸法が異なる複数種類のドットを同じ色のインクで印刷することや、その形態が異なる複数種類の冗長ドットを同じ色のインクで印刷することができる。

図７に、本発明の一実施形態に係るプリントヘッドモジュール２１０単体の概略頂面を示す。この実施形態では、モジュール２１０を二行設けるのではなく、アレイ２１１ａからなる第１アレイ群２１６及びアレイ２１１ｂからなる第２アレイ群２１７が形成されるよう、互いに独立した二組のアレイ２１１ａ，２１１ｂを同じモジュール２１０上に設けている。第１アレイ群２１６に属する液滴吐出器２１２は、対応する第２アレイ群２１７に属する吐出器２１２に対し整列しているが、所定距離（例えば１／２画素）ずらして配置してもよい。このように、第１アレイ群２１６とそれに対応する第２アレイ群２１７を、同じモジュール２１０上に同時に作り込むことで、第１アレイ群２１６内吐出器２１２と第２アレイ群２１７内吐出器２１２を精度よく整列させることができる。ひいては、第１アレイ群２１６内吐出器２１２で印刷されるドットの位置と、第２アレイ群２１７内吐出器２１２で印刷されるドットの位置を、高精度且つ円滑に揃えることができる。更に、この種の実施形態では、図中のインクインレット２２０ａを介しアレイ２１１ａに供給されるインクと、インクインレット２２０ｂを介しアレイ２１１ｂに供給されるインクとを、互いに異なる色にすることで、二色印刷が可能なモジュール２１０が得られる。その二色印刷型のモジュール２１０を支持部材２０５上に二行配列することで、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックによる四色印刷を実行可能な構成が得られる。インレット２２０ａを介し供給されるインクとインレット２２０ｂを介し供給されるインクとが同色の構成や、冗長な吐出器２１２を設け従来周知の要領で印刷欠陥を補修する構成とすることもできる。アレイ２１１ａ内吐出器２１２から吐出されるインク液滴の大きさと、アレイ２１１ｂ内吐出器２１２から吐出されるインク液滴の大きさとを違え、画像階調のグラデーションを円滑化することもできる。

図８に、いずれも図７に示した構成を有するプリントヘッドモジュール２１０ａ及び２１０ｂの突合（例えば二色印刷用プリントヘッドモジュール同士の突合）で形成された行２１３を示す。図示の通り、モジュール２１０ａ側第１アレイ群２１６ａに対応する第２アレイ群２１７ｂは突合辺２１４を挟みモジュール２１０ｂ側に存在しているが、モジュール２１０ｂ側第１アレイ群２１６ｂに対応する第２アレイ群やモジュール２１０ａ側第２アレイ群２１７ａに対応する第１アレイ群は存在していない。従って、複数個のプリントヘッドモジュールで形成される行２１３内で一番端に位置するアレイではフルカラー印刷ができず、それによる損失が僅かながら発生する。

図９に、本発明の一実施形態に係り、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックによる四色印刷が可能なプリントヘッドモジュール２１０を示す。このモジュール２１０には、相対応する第１アレイ群２１６、第２アレイ群２１７、第３アレイ群２１８及び第４アレイ群２１９が備わっている。電極２４０はモジュール２１０の非突合辺２０９沿いに配置されており、そのモジュール２１０で非突合辺２０９の最寄りにあるアレイに対応する電気回路２３０だけでなく、そのモジュール２１０の内奥にあるアレイに対応する回路２３０にも信号を供給している。また、先の説明で示した単色印刷用のモジュール２１０では、アレイ２１１の本数ｍが２０、個々のアレイ２１１における液滴吐出器２１２の個数が３２、ｄが４２．３μｍ、θが６０°であったため、モジュール２１０の長さ（突合辺２１４間の距離）を計算すると１３．５４ｍｍになり、非突合辺２０９間の距離を見積もると約１．３ｍｍになっていた。同様のアレイ形状を有する四色印刷用のモジュール２１０では、突合辺２１４間の距離こそ１３．５４ｍｍと変わらないものの、非突合辺２０９間の距離は約５ｍｍになる。

また、複数個のプリントヘッドモジュール２１０を使用する実施形態では、モジュール２１０間の位置関係を整えるのに様々な手法を使用することができる。視覚的位置揃え等の手法を使用してもよいが、隣り合うモジュール２１０間で配列規制子同士を接触させるとモジュール２１０同士が整列するよう配列規制子を設ける形態にするのが望ましい。図１０に、本発明の一実施形態に係りそうした配列規制子を備えるモジュール２１０の概要を示す。図示例では、その配列規制子として、モジュール２１０の左側突合辺２１４上に凸部２５２が２個、それに対応する凹部２５４が右側突合辺２１４上に２個設けられている。凸部２５２は隣のモジュール２１０（図１１参照）上にある凹部２５４に嵌る寸法となっているので、隣り合う２個のモジュール２１０間で凸部２５２と凹部２５４を接触させると、二方向に沿いモジュール２１０同士が互いに整列することとなる。更に、隣り合うモジュール２１０間で凸部２５２と凹部２５４を接触させると（凸部２５２・凹部２５４間接触点以外で）突合辺２１４に沿い隙間２５６が生じるよう、凸部２５２及びそれに対応する凹部２５４の寸法を設定することも可能である。そうした隙間２５６を設けることで、塵埃等の不要物体が突合辺２１４上に存することによる位置ずれの発生を抑えることができる。また、凸部２５２及び凹部２５４を設ける位置は、図１０に示すように、突合辺２１４上、非突合辺２０９寄りの位置にするのが望ましい。突合辺２１４に面する部位のうち非突合辺２０９の付近には、通常、電気回路２３０等の重要部材が存在していないからである。

それら、図１０中の凸部２５２及び凹部２５４は、本発明の諸実施形態で使用可能な配列規制子の一例構成に過ぎない。例えば、一方の突合辺２１４に凸部２５２を２個、他方の突合辺２１４に凹部２５４を２個設けるのではなく、一方の突合辺２１４の上端付近に凸部２５２を１個、下端付近に凹部２５４を１個設け、他方の突合辺２１４の上端付近に凹部２５４を１個、下端付近に凸部２５２を１個設けてもよい。言い換えれば、第１プリントヘッドモジュール側に第１配列規制子として２個の凸部２５２が備わり、それに対し相補的な２個の凹部２５４が第２プリントヘッドモジュール側に第２配列規制子として備わる図１０及び図１１の構成に代え、第１プリントヘッドモジュール側に第１配列規制子として各１個の凸部２５２及び凹部２５４が備わり、それに対し相補的な各１個の凹部２５４及び凸部２５２が第２プリントヘッドモジュール側に第２配列規制子として備わる構成にしてもよい。

凸部２５２及び凹部２５４の形状は、三角形、台形、丸形等、様々な形状にすることができる。一方のモジュール２１０の凹部２５４と他方のモジュール２１０の凸部２５２とが好適に接触し、隣り合う２個のプリントヘッドモジュール２１０同士が好適に整列する形状及び寸法であればよい。凸部２５２と凹部２５４は相補的な形状にするのが望ましい。

そのプリントヘッドモジュール２１０は１枚のウェハから多数同時に製造することができる。例えば、サーマルインクジェットプリントヘッドダイを使用するモジュール２１０を製造する場合、直径約６〜８インチのシリコンウェハにウェハ処理を施した後、そのウェハから個別のモジュール２１０を分離させるのが普通である。その辺が直線のモジュール２１０ならば、ダイシングでウェハから分離させることができる。形状が平行四辺形でも差し支えない。しかしながら、外向きに延びる凸部２５２をモジュール２１０の辺上に設けてからダイシングしたのでは、その凸部２５２が切り落とされることとなる。従って、凸部２５２及びそれに対応する凹部２５４は、エッチングプロセスで精密に形成した方がよい。エッチングプロセスの例としては深掘り反応性イオンエッチング、通称ＤＲＩＥがある。ＤＲＩＥであれば、突合用の配列規制子を１μｍオーダの精度で形成することができる。

プリントヘッド用のウェハ上で隣り合っている２個のプリントヘッドモジュール２１０を相互分離させる処理は、隣り合う２個のモジュール２１０同士の突合でモジュール式プリントヘッドを組み上げる処理を説明する際参照した図１１に基づき、説明することができる。即ち、モジュール２１０を分離させる際には、上述の如くＤＲＩＥを用い、隣り合うモジュール２１０上に凸部２５２及びそれに対応する凹部２５４を形成する一方、突合辺２１４のうち凸部２５２以外の部分を、ウォータジェット、レーザマイクロジェット等、非直線切断が可能な切断動作で分離させればよい。ウォータジェットは高圧高速水流による浸食で切断する手法、レーザマイクロジェットはパルス状のレーザビームを低圧ウォータジェットで案内しその水流で破片の除去及び素材の除熱を進めながら切断する手法である。ウォータジェットやレーザマイクロジェットで形成される切断部即ちカーフの幅は、通常、凸部２５２及び凹部２５４でＤＲＩＥで形成されるものより広いので、複数個のモジュール２１０を順に突合させ、一方の凸部２５２とそれに対応する凹部２５４とを接触させると、隣り合うモジュール２１０間に隙間２５６が生じることとなる。隙間２５６となり突合辺２１４同士が接触しないことから、凸部２５２及び凹部２５４を形成する際使用されるＤＲＩＥに比べ精度及び直線度がよくないウォータジェットやレーザマイクロジェットによる切断で、突合辺２１４を形成することができる。切断による非突合辺２０９の形成は、ウォータジェットやレーザマイクロジェットで行ってもよいし、ウェハ上の全モジュール２１０をその突合辺２１４沿いに分離させた後にダイシングで行ってもよい。

１０ インクジェットプリンタシステム、１２ 画像データ源、１４ コントローラ、１５ 画像処理部、１６ 電気パルス源、１８ 第１流体源、１９ 第２流体源、２０ 記録媒体、２２ ラスタライン、１００ インクジェットプリントヘッド、１１０ インクジェットプリントヘッドダイ、１１１ プリントヘッドダイ基板、１２０ 第１ノズルアレイ、１２１ 第１ノズルアレイ内ノズル、１２２ 第１ノズルアレイ用インク供給路、１３０ 第２ノズルアレイ、１３１ 第２ノズルアレイ内ノズル、１３２ 第２ノズルアレイ用インク供給路、１８１ 第１ノズルアレイから吐出された液滴、１８２ 第２ノズルアレイから吐出された液滴、２００ モジュール式プリントヘッド、２０５ 支持部材、２０６ 電極配列方向、２０８ 媒体送り方向、２０９ 非突合辺、２１０ プリントヘッドモジュール、２１１ 液滴吐出器アレイ、２１２ 液滴吐出器、２１３ 行、２１４ 突合辺、２１５ アレイ方向、２１６ 第１アレイ群、２１７ 対応する第２アレイ群、２１８ 対応する第３アレイ群、２１９ 対応する第４アレイ群、２２０ インクインレット、２２１ スロット、２３０ 電気回路、２４０ 電極、２５２ 配列規制子（凸部）、２５４ 配列規制子（凹部）、２５６ 隙間。

Claims (21)

1. 第１配列規制子、１本又は複数本のドット形成部材アレイ及び当該ドット形成部材アレイの動作に関わる複数個の電極を有し、そのドット形成部材アレイが第１基板に沿い第１方向に延び、電極の配列が第１基板に沿い第２方向に延びる第１プリントヘッドモジュールと、
   第２配列規制子、１本又は複数本のドット形成部材アレイ及び当該ドット形成部材アレイの動作に関わる複数個の電極を有し、そのドット形成部材アレイが第２基板に沿い第１方向に延び、電極の配列が第２基板に沿い第２方向に延びる第２プリントヘッドモジュールと、
   を備え、第１及び第２プリントヘッドモジュールにて第１及び第２方向が互いに０°＜θ＜９０°の角度θをなし、且つ第１プリントヘッドモジュールと第２プリントヘッドモジュールがその第１及び第２配列規制子にて接触するモジュール式プリントヘッド。
2. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、第１プリントヘッドモジュールにおける第１配列規制子の位置が、第１基板の辺のうち第１方向に対しほぼ平行な辺上であり、第２プリントヘッドモジュールにおける第２配列規制子の位置が、第２基板の辺のうち第１方向に対しほぼ平行な辺上であるモジュール式プリントヘッド。
3. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、第１プリントヘッドモジュール側の第１配列規制子に対し第２プリントヘッドモジュール側の第２配列規制子が相補的なモジュール式プリントヘッド。
4. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、そのドット形成部材がインクジェット用の液滴吐出器であるモジュール式プリントヘッド。
5. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、その第１及び第２配列規制子が接触している第１及び第２プリントヘッドモジュール間に隙間が存するモジュール式プリントヘッド。
6. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、第１プリントヘッドモジュールが、第１配列規制子として凸部１個及び凹部１個を有し、第２プリントヘッドモジュールが、第１配列規制子に対して相補的となるよう第２配列規制子として凹部１個及び凸部１個を有するモジュール式プリントヘッド。
7. 請求項１記載のモジュール式プリントヘッドであって、第１プリントヘッドモジュールが、第１配列規制子として複数個の凸部を有し、第２プリントヘッドモジュールが、第２配列規制子としてそれら凸部に対し相補的な複数個の凹部を有するモジュール式プリントヘッド。
8. 基板と、
   その基板に沿い第１方向に延びる液滴吐出器アレイと、
   その液滴吐出器アレイの動作に係り当該基板に沿い第２方向に並ぶ複数個の電極と、
   を備え、第１及び第２方向が互いに０°＜θ＜９０°の角度θをなすプリントヘッドモジュール。
9. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、その基板が、隣接辺同士の角度が９０°でない平行四辺形であるプリントヘッドモジュール。
10. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、その基板が、第１方向に対し平行な辺と、第２方向に対し平行な辺と、を有するプリントヘッドモジュール。
11. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、基板の辺のうち第１方向に対しほぼ平行な辺上に配列規制子を備えるプリントヘッドモジュール。
12. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、配列規制子たる凸部及び凹部を備えるプリントヘッドモジュール。
13. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、配列規制子たる凸部、凹部又はその双方を複数個備えるプリントヘッドモジュール。
14. 請求項８記載のプリントヘッドモジュールであって、基板に沿い第１方向に延びる液滴吐出器アレイとして第１及び第２液滴吐出器アレイを備え、第１液滴吐出器アレイを構成する液滴吐出器のうちある１個と、第２液滴吐出器アレイを構成する液滴吐出器のうちある１個とが、第２方向に直交する平面沿いに見て互いに投影像隣接の関係であるプリントヘッドモジュール。
15. その表面に沿い第１方向に延びる突合辺を有する基板と、
    基板の突合辺に対しほぼ平行に延びる複数本の液滴吐出器アレイと、
    それら液滴吐出器アレイのうち基板の突合辺に最も近い位置にある第１液滴吐出器アレイと当該突合辺との間にその一部が存する電気回路と、
    を備えるプリントヘッドモジュール。
16. 請求項１５記載のプリントヘッドモジュールであって、上記複数本の液滴吐出器アレイとして第１群及び第２群の液滴吐出器アレイを備え、第１群の液滴吐出器アレイから吐出される第１インクと第２群の液滴吐出器アレイから吐出される第２インクが互いに別種であるプリントヘッドモジュール。
17. 配列規制子を有する個別のプリントヘッドモジュールを製造する方法であって、
    ウェハ上に複数個のプリントヘッドモジュールを形成するステップと、
    エッチングプロセスを用い、それらプリントヘッドモジュールのうち第１プリントヘッドモジュール側に第１配列規制子、第２プリントヘッドモジュール側に当該第１配列規制子に対し相補的な第２配列規制子を形成するステップと、
    切断動作でプリントヘッドモジュールを相互分離させるステップと、
    を有する方法。
18. 請求項１７記載の方法であって、第１及び第２プリントヘッドモジュール側に互いに相補的な第１及び第２配列規制子を形成するに当たり、第１プリントヘッドモジュールと第２プリントヘッドモジュールを相互分離させる方法。
19. 請求項１７記載の方法であって、上掲のエッチングプロセスを第１プリントヘッドモジュールの辺のうちある辺上で実施し、上掲の切断動作をそれと隣り合う別の辺上で実施する方法。
20. 請求項１７記載の方法であって、上掲の切断動作が第２段の切断動作であり、上掲のエッチングプロセス及び第１段の切断動作を第１プリントヘッドモジュールの辺のうちある辺上で実施し、当該エッチングプロセスが実行された後にそれと隣り合う別の辺上で第２段の切断動作を実施する方法。
21. 請求項１７記載の方法であって、第１配列規制子が凸部及び凹部、第２配列規制子がそれに対し相補的な凹部及び凸部を含む方法。

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