JP2977934B2 - ページ幅インクジェット印字ヘッドを製造する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェーハサブ
ユニットの拡張アレイを製造する方法、より詳細には、
個別サーマルインクジェット印字ヘッドサブユニットか
らページ幅サーマルインクジェット印字ヘッドを製造す
る方法に関するものである。
ユニットの拡張アレイを製造する方法、より詳細には、
個別サーマルインクジェット印字ヘッドサブユニットか
らページ幅サーマルインクジェット印字ヘッドを製造す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この分野では、イメージを読み取った
り、イメージを書き込んだりするラスター型スキャナに
次第に関心が集まるにつれて、廉価な全幅走査アレイを
求める声が大きくなった。スキャナ技術の現段階におい
ては、非常に長い単一走査アレイ、すなわち高い解像度
で一度に行全部を走査するために必要な数の画像処理素
子を有する十分な直線長さの単一アレイを製造する方法
で、商業的に許容でき、かつ経済的に実現可能なものは
ない。この関連して、走査アレイと言えば、イメージの
行を電気信号すなわち画素へ変換するため使用される一
連の撮像素子たとえばフォトサイトと支援回路網から成
るイメージ読取り走査アレイと、イメージ信号または画
素入力に応じてイメージを生成するため使用される一連
の発光素子または他の素子から成るイメージ書込み走査
アレイの２つがある。
り、イメージを書き込んだりするラスター型スキャナに
次第に関心が集まるにつれて、廉価な全幅走査アレイを
求める声が大きくなった。スキャナ技術の現段階におい
ては、非常に長い単一走査アレイ、すなわち高い解像度
で一度に行全部を走査するために必要な数の画像処理素
子を有する十分な直線長さの単一アレイを製造する方法
で、商業的に許容でき、かつ経済的に実現可能なものは
ない。この関連して、走査アレイと言えば、イメージの
行を電気信号すなわち画素へ変換するため使用される一
連の撮像素子たとえばフォトサイトと支援回路網から成
るイメージ読取り走査アレイと、イメージ信号または画
素入力に応じてイメージを生成するため使用される一連
の発光素子または他の素子から成るイメージ書込み走査
アレイの２つがある。
【０００３】これまで、さまざまな提案がなされてきた
が、長い全幅走査アレイを提供することはできなかっ
た。それらの提案には、複数の短いアレイを重ね合わせ
る電気式および光学式装置や、短いアレイの端と端を突
き合わせて配列する電気式および光学式装置が含まれ
る。しかし、それらの提案はどれも大きな成功が得られ
なかった。たとえば、より小形のアレイを接合する場
合、アレイを正確に整列させ、アレイの端を互いにぴっ
たり合わせることが難しいため、イメージの欠如や歪み
が生じることが多い。
が、長い全幅走査アレイを提供することはできなかっ
た。それらの提案には、複数の短いアレイを重ね合わせ
る電気式および光学式装置や、短いアレイの端と端を突
き合わせて配列する電気式および光学式装置が含まれ
る。しかし、それらの提案はどれも大きな成功が得られ
なかった。たとえば、より小形のアレイを接合する場
合、アレイを正確に整列させ、アレイの端を互いにぴっ
たり合わせることが難しいため、イメージの欠如や歪み
が生じることが多い。
【０００４】同様な問題は、サーマルインクジェット印
字機構においても起きる。サーマルインクジェット印字
機構は、毛管インク充満チャンネルの終端にあるノズル
の近くに配置された抵抗発熱体が、命令に応じて選択的
に発生する熱エネルギーを用いて、インクを瞬間的に蒸
発させ、一時的に気泡を形成する。各気泡はインク滴を
放出し、記録媒体に向けて推進する。この印字機構は、
キャリッジ型プリンタまたはページ幅型プリンタのどち
らにも組み入れることができる。キャリッジ型プリンタ
は、一般に、インクチャンネルとノズルを有する比較的
小形の可動式印字ヘッドを備えている。印字ヘッドは、
通常、使い捨てインク供給カートリッジに密封して取り
付けられている。印字ヘッドとカートリッジの組立体は
往復運動して、静止している記録媒体たとえば用紙の上
に一度に一情報帯を印字する。一情報帯が印字されたあ
と、次の情報帯が先の情報帯に隣接するように、印字さ
れた情報帯の高さに等しい距離だけ用紙がステップ状に
送られる。全ページが印字されるまで、この手順が繰り
返される。キャリッジ型プリンタの例が、米国特許第4,
751,599 号に記載されている。対照的に、ページ幅型プ
リンタは、用紙の幅またはそれより大きな長さを持つ静
置式印字ヘッドを備えている。印字工程の間、用紙は、
印字ヘッドの長手方向に直角に送られ、一定速度でペー
ジ幅印字ヘッドの下を連続的に通過する。ページ幅型プ
リンタの例が、米国特許第4,463,359 号明細書の図１７
と図２０に記載されている。
字機構においても起きる。サーマルインクジェット印字
機構は、毛管インク充満チャンネルの終端にあるノズル
の近くに配置された抵抗発熱体が、命令に応じて選択的
に発生する熱エネルギーを用いて、インクを瞬間的に蒸
発させ、一時的に気泡を形成する。各気泡はインク滴を
放出し、記録媒体に向けて推進する。この印字機構は、
キャリッジ型プリンタまたはページ幅型プリンタのどち
らにも組み入れることができる。キャリッジ型プリンタ
は、一般に、インクチャンネルとノズルを有する比較的
小形の可動式印字ヘッドを備えている。印字ヘッドは、
通常、使い捨てインク供給カートリッジに密封して取り
付けられている。印字ヘッドとカートリッジの組立体は
往復運動して、静止している記録媒体たとえば用紙の上
に一度に一情報帯を印字する。一情報帯が印字されたあ
と、次の情報帯が先の情報帯に隣接するように、印字さ
れた情報帯の高さに等しい距離だけ用紙がステップ状に
送られる。全ページが印字されるまで、この手順が繰り
返される。キャリッジ型プリンタの例が、米国特許第4,
751,599 号に記載されている。対照的に、ページ幅型プ
リンタは、用紙の幅またはそれより大きな長さを持つ静
置式印字ヘッドを備えている。印字工程の間、用紙は、
印字ヘッドの長手方向に直角に送られ、一定速度でペー
ジ幅印字ヘッドの下を連続的に通過する。ページ幅型プ
リンタの例が、米国特許第4,463,359 号明細書の図１７
と図２０に記載されている。
【０００５】サーマルインクジェットプリンタは、たと
えば、米国特許第4,601,777 号明細書の図１に記載され
ている形式のサイドシューター型印字ヘッドのような印
字ヘッドを備えている。高速印字を実現するには、印字
ヘッドの幅をページ幅にすることが望ましい。ページ幅
印字ヘッドを製造する１つの方法は、複数の印字ヘッド
サブユニットＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を互いに突き合わせてペ
ージ幅の長さの印字ヘッドアレイを作ることである。サ
イドシューター型印字ヘッドにおいては、各印字ヘッド
サブユニットは、一連の抵抗発熱体３が上面に配置され
た発熱体板２と、前記発熱体板に接合され、抵抗発熱体
に対応する数の一連のチャンネル６が下面に配置された
チャンネル板４を有する。各チャンネル６の端はノズル
を形成しており、チャンネル内の抵抗発熱体３が起動す
ると、そのノズルからインク滴が噴射される。印字ヘッ
ドサブユニットから上記のようなページ幅印字ヘッドを
製造する１つの方法は、各印字ヘッドサブユニット
Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を裏返し、隣接する印字ヘッドサブユ
ニットを突き合わせることである。チャンネル板４は、
精密ダイシングソーで正確に輪郭を描くことができる発
熱体板２より狭い幅になるようにエッチングで輪郭が描
かれる。このような構成では、チャンネル板は物理的突
合せ工程においてなんら役割を演じておらず、サブユニ
ットとサブユニットの配置精度を決めるのは、正確にダ
イシングされた発熱体板２だけである。この方法は簡単
で、しかも費用が安いという長所を有するが、完全に理
想的な方法とは言えない。たとえば、発熱体板２の輪郭
描写における誤差がページ幅印字ヘッドの全長にわたっ
て累積する可能性がある（チップ位置合せ誤差の累
積）。もう１つの短所は、アレイが接着される基板とサ
ブユニット材料間の熱膨張の不一致の問題を軽減するた
めの熱膨張隙間を、隣接するサブユニット間に設けるこ
とができないことである。別の問題として、チップの物
理的突合せ工程によって、そばに回路網がある発熱体板
の縁を損傷させる可能性がある。さらに別の問題とし
て、もし発熱体板２の精密にダイシングされた縁が完全
に垂直でないと、チップとチップが離間する可能性があ
る（すなわち、抵抗発熱体が配置されている発熱体板２
の上面が互いに接触しなくなるので、ノズルの間隔は印
字ヘッドアレイの全長に沿って不均一になるであろ
う）。
えば、米国特許第4,601,777 号明細書の図１に記載され
ている形式のサイドシューター型印字ヘッドのような印
字ヘッドを備えている。高速印字を実現するには、印字
ヘッドの幅をページ幅にすることが望ましい。ページ幅
印字ヘッドを製造する１つの方法は、複数の印字ヘッド
サブユニットＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を互いに突き合わせてペ
ージ幅の長さの印字ヘッドアレイを作ることである。サ
イドシューター型印字ヘッドにおいては、各印字ヘッド
サブユニットは、一連の抵抗発熱体３が上面に配置され
た発熱体板２と、前記発熱体板に接合され、抵抗発熱体
に対応する数の一連のチャンネル６が下面に配置された
チャンネル板４を有する。各チャンネル６の端はノズル
を形成しており、チャンネル内の抵抗発熱体３が起動す
ると、そのノズルからインク滴が噴射される。印字ヘッ
ドサブユニットから上記のようなページ幅印字ヘッドを
製造する１つの方法は、各印字ヘッドサブユニット
Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を裏返し、隣接する印字ヘッドサブユ
ニットを突き合わせることである。チャンネル板４は、
精密ダイシングソーで正確に輪郭を描くことができる発
熱体板２より狭い幅になるようにエッチングで輪郭が描
かれる。このような構成では、チャンネル板は物理的突
合せ工程においてなんら役割を演じておらず、サブユニ
ットとサブユニットの配置精度を決めるのは、正確にダ
イシングされた発熱体板２だけである。この方法は簡単
で、しかも費用が安いという長所を有するが、完全に理
想的な方法とは言えない。たとえば、発熱体板２の輪郭
描写における誤差がページ幅印字ヘッドの全長にわたっ
て累積する可能性がある（チップ位置合せ誤差の累
積）。もう１つの短所は、アレイが接着される基板とサ
ブユニット材料間の熱膨張の不一致の問題を軽減するた
めの熱膨張隙間を、隣接するサブユニット間に設けるこ
とができないことである。別の問題として、チップの物
理的突合せ工程によって、そばに回路網がある発熱体板
の縁を損傷させる可能性がある。さらに別の問題とし
て、もし発熱体板２の精密にダイシングされた縁が完全
に垂直でないと、チップとチップが離間する可能性があ
る（すなわち、抵抗発熱体が配置されている発熱体板２
の上面が互いに接触しなくなるので、ノズルの間隔は印
字ヘッドアレイの全長に沿って不均一になるであろ
う）。
【０００６】米国特許第4,690,391 号および同第4,712,
018 号は、イメージを読み取る、または書き込むための
長い全幅型走査アレイを製造する方法および装置を開示
している。全幅型走査アレイは、より小形の走査アレイ
の端と端を突き合わせて組み立てられる。各小形走査ア
レイの上面（構成部品を含む）に、方向性依存エッチン
グにより一対のＶ形溝が作られる。前記Ｖ形溝に挿入可
能なピン様突起（事前に置かれる）を有する位置合せ工
具を使用して、一連の小形走査アレイが端と端を突き合
わせて整列される。整列された小形走査アレイの底面に
適当な支持基板が接着されたあと、位置合せ工具が引き
出されるまで、位置合せ工具に個別に設けられた真空孔
を使用して、小形走査アレイが吸引され位置合せ工具に
面と面で密着される。
018 号は、イメージを読み取る、または書き込むための
長い全幅型走査アレイを製造する方法および装置を開示
している。全幅型走査アレイは、より小形の走査アレイ
の端と端を突き合わせて組み立てられる。各小形走査ア
レイの上面（構成部品を含む）に、方向性依存エッチン
グにより一対のＶ形溝が作られる。前記Ｖ形溝に挿入可
能なピン様突起（事前に置かれる）を有する位置合せ工
具を使用して、一連の小形走査アレイが端と端を突き合
わせて整列される。整列された小形走査アレイの底面に
適当な支持基板が接着されたあと、位置合せ工具が引き
出されるまで、位置合せ工具に個別に設けられた真空孔
を使用して、小形走査アレイが吸引され位置合せ工具に
面と面で密着される。
【０００７】上記方法の制約は、各小形走査アレイサブ
ユニットの回路面にＶ形溝を形成するので、単一のウェ
ーハから多数のサブユニットを作るのが困難なことであ
る。詳しく述べると、サブユニットに回路網を作った後
に位置合せ溝をエッチングすれば、回路網を損傷させる
おそれがあり、また回路網を作る前に位置合せ溝を形成
すれば、ウェーハの全表面にフォトレジストを堆積させ
る必要があるので、ウェーハの表面が平坦でなくなる。
このような平坦でないウェーハに回路網を正確に作るこ
とは困難である。加えて、これらの工程は、フォトレジ
スト塗布工程とパターニング工程が必要なので、時間が
かかる上、コスト高になる。さらに、上記方法に使用さ
れる（１００）シリコンウェーハの平坦表面は完全な
（１００）結晶面ではないので（より大きなシリコンイ
ンゴットからウェーハをスライスする工程における±１
／２°のインゴット切断公差のため）、エッチングで形
成された溝は、完全な形状に作られず、したがって位置
合せ工具に設けられた対応する位置合せ構造に正しく合
わないことがある。上記米国特許第4,690,391 号および
同第4,712,018 号の発明者は、機械加工で上記の溝を作
ることができると述べているが、溝はサブユニットの全
表面にわたって伸びており、表面に回路網が設けられて
いるから、各サブユニットの回路面に、ダイシングソー
でそれらの溝を作ることは困難であり、しかも時間がか
かるであろう。
ユニットの回路面にＶ形溝を形成するので、単一のウェ
ーハから多数のサブユニットを作るのが困難なことであ
る。詳しく述べると、サブユニットに回路網を作った後
に位置合せ溝をエッチングすれば、回路網を損傷させる
おそれがあり、また回路網を作る前に位置合せ溝を形成
すれば、ウェーハの全表面にフォトレジストを堆積させ
る必要があるので、ウェーハの表面が平坦でなくなる。
このような平坦でないウェーハに回路網を正確に作るこ
とは困難である。加えて、これらの工程は、フォトレジ
スト塗布工程とパターニング工程が必要なので、時間が
かかる上、コスト高になる。さらに、上記方法に使用さ
れる（１００）シリコンウェーハの平坦表面は完全な
（１００）結晶面ではないので（より大きなシリコンイ
ンゴットからウェーハをスライスする工程における±１
／２°のインゴット切断公差のため）、エッチングで形
成された溝は、完全な形状に作られず、したがって位置
合せ工具に設けられた対応する位置合せ構造に正しく合
わないことがある。上記米国特許第4,690,391 号および
同第4,712,018 号の発明者は、機械加工で上記の溝を作
ることができると述べているが、溝はサブユニットの全
表面にわたって伸びており、表面に回路網が設けられて
いるから、各サブユニットの回路面に、ダイシングソー
でそれらの溝を作ることは困難であり、しかも時間がか
かるであろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、複数の個別サブユニットから拡張アレイを製造する
方法であって、アレイ内に各サブユニットが正確に配置
される方法を提供することである。
は、複数の個別サブユニットから拡張アレイを製造する
方法であって、アレイ内に各サブユニットが正確に配置
される方法を提供することである。
【０００９】本発明の第２の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、アレイ内の各個別サブユニッ
ト間に熱膨張隙間を設けることが可能な方法を提供する
ことである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、アレイ内の各個別サブユニッ
ト間に熱膨張隙間を設けることが可能な方法を提供する
ことである。
【００１０】本発明の第３の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のサブユニットが互いに
接触しない、したがってサブユニットに含まれる回路網
を損傷させるおそれのない方法を提供することである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のサブユニットが互いに
接触しない、したがってサブユニットに含まれる回路網
を損傷させるおそれのない方法を提供することである。
【００１１】本発明の第４の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のチップの位置合せの誤
差が累積しない方法を提供することである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のチップの位置合せの誤
差が累積しない方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
を達成し、上に述べた短所を克服するため、本発明の方
法においては、第１表面に複数の構成要素たとえばフォ
トサイト、発熱体またはチャンネルを有する各個別サブ
ユニットの第２表面に精密位置合せ構造を作るステッ
プ、各個別サブユニットの第２表面を位置合せ基板の上
に置くステップ、および各個別サブユニット上の精密位
置合せ構造を位置合せ基板上の対応する位置合せ構造に
はめ合わせるステップを用いて、複数の個別サブユニッ
トが整列され拡張アレイが作られる。所望の長さの拡張
アレイが作られた後、個別サブユニットが支持基板に接
着され、一体構造の拡張読取りアレイまたは書込みアレ
イが作られる。隣接する位置合せ構造が互いに距離（個
別サブユニットの幅より大きい）をおいて配置されるよ
うに、位置合せ基板上に対応する位置合せ構造を配列す
ることによって、熱膨張を考慮し、隣接するサブユニッ
トの接触を防止し、かつ位置合せ誤差の累積を防止する
ための隙間を、拡張アレイの各個別サブユニットの間に
設けることがてきる。加えて、精密ダイシングソーによ
って各サブユニットの第２表面に位置合せ構造を、そし
て電気めっきまたは厚膜マスク堆積技術によって位置合
せ基板に対応する位置合せ構造を正確に作ることによ
り、各個別サブユニットは拡張アレイ内に正確に配置さ
れる。前記位置合わせ構造は各サブユニットの第２表面
を前面から裏面に延びている。
を達成し、上に述べた短所を克服するため、本発明の方
法においては、第１表面に複数の構成要素たとえばフォ
トサイト、発熱体またはチャンネルを有する各個別サブ
ユニットの第２表面に精密位置合せ構造を作るステッ
プ、各個別サブユニットの第２表面を位置合せ基板の上
に置くステップ、および各個別サブユニット上の精密位
置合せ構造を位置合せ基板上の対応する位置合せ構造に
はめ合わせるステップを用いて、複数の個別サブユニッ
トが整列され拡張アレイが作られる。所望の長さの拡張
アレイが作られた後、個別サブユニットが支持基板に接
着され、一体構造の拡張読取りアレイまたは書込みアレ
イが作られる。隣接する位置合せ構造が互いに距離（個
別サブユニットの幅より大きい）をおいて配置されるよ
うに、位置合せ基板上に対応する位置合せ構造を配列す
ることによって、熱膨張を考慮し、隣接するサブユニッ
トの接触を防止し、かつ位置合せ誤差の累積を防止する
ための隙間を、拡張アレイの各個別サブユニットの間に
設けることがてきる。加えて、精密ダイシングソーによ
って各サブユニットの第２表面に位置合せ構造を、そし
て電気めっきまたは厚膜マスク堆積技術によって位置合
せ基板に対応する位置合せ構造を正確に作ることによ
り、各個別サブユニットは拡張アレイ内に正確に配置さ
れる。前記位置合わせ構造は各サブユニットの第２表面
を前面から裏面に延びている。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して、発明の好ましい
実施例について詳しく説明する。図２は、本発明の第１
の方法によって作られた印字ヘッドサブユニットの正面
図である。サブユニットＳ′は、起動素子３たとえば不
活性化されたアドレッシング電極が取り付けられた抵抗
発熱体を含む起動素子板２と、インクノズルとインク供
給源の間に通路を形成している複数の平行チャンネル６
を含むチャンネル板４を有する。平行チャンネル６はチ
ャンネル板４の第１表面（底面）に形成される。インク
は、第２表面（上面）から第１表面まで伸び、チャンネ
ル６に通じているインク供給孔（図示せず）によって供
給することができる。また、チャンネル板４の側面また
は後方からチャンネル６にインクを供給することも可能
である。この印字ヘッドサブユニットは、米国特許第4,
851,371 号に記載されている方法を用いて作ることがで
きる。本発明において、前記米国特許の方法は修正さ
れ、チャンネル板４の第２表面（上面）に精密位置合せ
構造たとえば切欠き１６を作るステップを含んでいる。
切欠き１６は、他の方法たとえばレーザー加工技術また
は方向依存性エッチング技術を用いて作ることもできる
が、精密ダイシングソーを用いて作ることが好ましい。
精密ダイシングソーを使用する利点は、シリコンウェー
ハから印字ヘッドを切り出す操作の際に切欠き１６を作
ることができるので、特別にソーを準備する必要がない
ことである。
実施例について詳しく説明する。図２は、本発明の第１
の方法によって作られた印字ヘッドサブユニットの正面
図である。サブユニットＳ′は、起動素子３たとえば不
活性化されたアドレッシング電極が取り付けられた抵抗
発熱体を含む起動素子板２と、インクノズルとインク供
給源の間に通路を形成している複数の平行チャンネル６
を含むチャンネル板４を有する。平行チャンネル６はチ
ャンネル板４の第１表面（底面）に形成される。インク
は、第２表面（上面）から第１表面まで伸び、チャンネ
ル６に通じているインク供給孔（図示せず）によって供
給することができる。また、チャンネル板４の側面また
は後方からチャンネル６にインクを供給することも可能
である。この印字ヘッドサブユニットは、米国特許第4,
851,371 号に記載されている方法を用いて作ることがで
きる。本発明において、前記米国特許の方法は修正さ
れ、チャンネル板４の第２表面（上面）に精密位置合せ
構造たとえば切欠き１６を作るステップを含んでいる。
切欠き１６は、他の方法たとえばレーザー加工技術また
は方向依存性エッチング技術を用いて作ることもできる
が、精密ダイシングソーを用いて作ることが好ましい。
精密ダイシングソーを使用する利点は、シリコンウェー
ハから印字ヘッドを切り出す操作の際に切欠き１６を作
ることができるので、特別にソーを準備する必要がない
ことである。
【００１４】図２および図３の実施例では、切欠き１６
がチャンネル板４の縁に作られているが、チャンネル板
４の上面にあるインク供給孔（もし存在すれば）に干渉
しない限り、上面のどこにでも切欠き１６を作ってもよ
いことは理解されるであろう。各チャンネル板の縁に切
欠き１６を作ることは、精密位置合せ構造が各サブユニ
ットの構成要素（この例では、チャンネル６）に対し同
じ位置に確実に配置される点で有益であるが、アレイを
構成するすべてのサブユニットを同じウェーハから作る
場合には、各サブユニットの縁に切欠きを作る必要はな
い。詳しく述べると、シリコンウェーハから印字ヘッド
を切り出す操作の際に精密ダイシングソーを用いてサブ
ユニットに切欠きを作るとき、精密ダイシングソーのス
テップ送り精度のため、各印字ヘッドサブユニットのチ
ャンネルに対する各切欠きの位置は同じウェーハから作
られたどのサブユニットでも同じであろう。すなわち、
市販のダイシングソーのステップ送り精度は±１／２ミ
クロンであるから、各チャンネル板の縁に切欠きがある
かどうかに関係なく、同じウェーハから作られたどのサ
ブユニットでも、切欠きの位置はチャンネルに対し同じ
であろう。したがって、正確に位置合せされたサブユニ
ットの拡張アレイを作るために、なぜ本発明が市販の高
精密ダイシングソーを使うのかがわかる。
がチャンネル板４の縁に作られているが、チャンネル板
４の上面にあるインク供給孔（もし存在すれば）に干渉
しない限り、上面のどこにでも切欠き１６を作ってもよ
いことは理解されるであろう。各チャンネル板の縁に切
欠き１６を作ることは、精密位置合せ構造が各サブユニ
ットの構成要素（この例では、チャンネル６）に対し同
じ位置に確実に配置される点で有益であるが、アレイを
構成するすべてのサブユニットを同じウェーハから作る
場合には、各サブユニットの縁に切欠きを作る必要はな
い。詳しく述べると、シリコンウェーハから印字ヘッド
を切り出す操作の際に精密ダイシングソーを用いてサブ
ユニットに切欠きを作るとき、精密ダイシングソーのス
テップ送り精度のため、各印字ヘッドサブユニットのチ
ャンネルに対する各切欠きの位置は同じウェーハから作
られたどのサブユニットでも同じであろう。すなわち、
市販のダイシングソーのステップ送り精度は±１／２ミ
クロンであるから、各チャンネル板の縁に切欠きがある
かどうかに関係なく、同じウェーハから作られたどのサ
ブユニットでも、切欠きの位置はチャンネルに対し同じ
であろう。したがって、正確に位置合せされたサブユニ
ットの拡張アレイを作るために、なぜ本発明が市販の高
精密ダイシングソーを使うのかがわかる。
【００１５】従来のように印字ヘッドサブユニットと隣
接する印字ヘッドサブユニットを物理的に突き合わすの
でなく、図３に示すように、印字ヘッドサブユニット
Ｓ′1 が裏返しにされ、その切欠き１６が位置合せ基板
１８の上面に設けられた対応する位置合せ構造たとえば
突起２０に接合される。印字ヘッドサブユニットＳ′1
が突起２０に接合されたあと、所望の長さの拡張アレイ
ができるまで、追加の印字ヘッドサブユニットＳ′2 ，
Ｓ′3 ，．．．Ｓ′N が、対応する位置合せ基板１８の
突起に接合される。この操作は、米国特許出願第07/44
0,211号（1989年11月22日出願）に記載されている市販
のチップ取扱ロボットの修正タイプを使用して実施する
ことができる。上記米国特許出願に開示されている方法
は、サブユニットの表面にフォトレジスト材料層を形成
し、フォトリトグラフィー技術をもちいて、フォトレジ
スト材料層にキーまたはキー溝を作る。印字ヘッドサブ
ユニットは、所定の位置に置かれたあと、拡張アレイの
製作が終わるまで、真空固定装置がその位置に保持す
る。真空固定装置は位置合せ基板１８に設けられたボア
１９を通して真空を印加することにより上記の作用を行
う。真空が各サブユニットに加わって所定の位置に保持
するように、ボア１９は位置合せ基板１８を貫通して上
面まで伸びている。所望の長さの拡張アレイが作られた
あと、発熱体板２の底面に接着剤１４（図１参照）が塗
布され、支持基板１２が接着されて、取付け工程が終了
する。接着剤１４として、たとえば熱硬化性接着剤を使
用することができる。
接する印字ヘッドサブユニットを物理的に突き合わすの
でなく、図３に示すように、印字ヘッドサブユニット
Ｓ′1 が裏返しにされ、その切欠き１６が位置合せ基板
１８の上面に設けられた対応する位置合せ構造たとえば
突起２０に接合される。印字ヘッドサブユニットＳ′1
が突起２０に接合されたあと、所望の長さの拡張アレイ
ができるまで、追加の印字ヘッドサブユニットＳ′2 ，
Ｓ′3 ，．．．Ｓ′N が、対応する位置合せ基板１８の
突起に接合される。この操作は、米国特許出願第07/44
0,211号（1989年11月22日出願）に記載されている市販
のチップ取扱ロボットの修正タイプを使用して実施する
ことができる。上記米国特許出願に開示されている方法
は、サブユニットの表面にフォトレジスト材料層を形成
し、フォトリトグラフィー技術をもちいて、フォトレジ
スト材料層にキーまたはキー溝を作る。印字ヘッドサブ
ユニットは、所定の位置に置かれたあと、拡張アレイの
製作が終わるまで、真空固定装置がその位置に保持す
る。真空固定装置は位置合せ基板１８に設けられたボア
１９を通して真空を印加することにより上記の作用を行
う。真空が各サブユニットに加わって所定の位置に保持
するように、ボア１９は位置合せ基板１８を貫通して上
面まで伸びている。所望の長さの拡張アレイが作られた
あと、発熱体板２の底面に接着剤１４（図１参照）が塗
布され、支持基板１２が接着されて、取付け工程が終了
する。接着剤１４として、たとえば熱硬化性接着剤を使
用することができる。
【００１６】図４および図５は、チャンネル板の上面の
両縁に位置合せ構造が作られた第２の実施例を示す。こ
の第２の実施例においては、印字ヘッドサブユニット
Ｓ″1 ，Ｓ″2 ，．．．Ｓ″N の上面の両縁に、第１お
よび第２切欠き１６ａ，１６ｂが作られる。そのあと、
印字ヘッドサブユニットは裏返され、位置合せ基板１８
の上面に作られた隆起パターンの一部である溝孔２６に
挿入される。この結果、第１および第２切欠き１６ａ，
１６ｂが溝孔２６の第１および第２側面に接触するの
で、チャンネル板４の上面は対応する位置合せ構造によ
って完全にはさまれる。
両縁に位置合せ構造が作られた第２の実施例を示す。こ
の第２の実施例においては、印字ヘッドサブユニット
Ｓ″1 ，Ｓ″2 ，．．．Ｓ″N の上面の両縁に、第１お
よび第２切欠き１６ａ，１６ｂが作られる。そのあと、
印字ヘッドサブユニットは裏返され、位置合せ基板１８
の上面に作られた隆起パターンの一部である溝孔２６に
挿入される。この結果、第１および第２切欠き１６ａ，
１６ｂが溝孔２６の第１および第２側面に接触するの
で、チャンネル板４の上面は対応する位置合せ構造によ
って完全にはさまれる。
【００１７】各印字ヘッドサブユニットの位置合せ精度
は、位置合せ基板１８に作られた対応する位置合せ構造
の精度によって制限される。精密堆積技術たとえば電気
めっきを使用して突起２０または溝孔２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，．．．２６ｎを含む隆起パターン２４を作れ
ば、各印字ヘッドサブユニットは非常に正確に配置され
る。電気めっきは、位置合せ基板１８に対応する位置合
せ構造を作る好ましい方法の１つであるが、他の方法た
とえば厚膜フォトパターニング技術を使用してもよい。
位置合せ基板１８の上に各対応する位置合せ構造を正確
に配置することにより、従来の突合せ方法のように、各
印字ヘッドサブユニットＳ′またはＳ″のどんな誤差も
累積することはなく、誤差は印字ヘッドサブユニットの
みに限定される。
は、位置合せ基板１８に作られた対応する位置合せ構造
の精度によって制限される。精密堆積技術たとえば電気
めっきを使用して突起２０または溝孔２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，．．．２６ｎを含む隆起パターン２４を作れ
ば、各印字ヘッドサブユニットは非常に正確に配置され
る。電気めっきは、位置合せ基板１８に対応する位置合
せ構造を作る好ましい方法の１つであるが、他の方法た
とえば厚膜フォトパターニング技術を使用してもよい。
位置合せ基板１８の上に各対応する位置合せ構造を正確
に配置することにより、従来の突合せ方法のように、各
印字ヘッドサブユニットＳ′またはＳ″のどんな誤差も
累積することはなく、誤差は印字ヘッドサブユニットの
みに限定される。
【００１８】上に述べた製造方法では、チャンネル板４
の幅は発熱体板２より若干狭いから、各印字ヘッドサブ
ユニットの幅は各発熱体板２の幅Ｗに等しい。各印字ヘ
ッドサブユニットの幅Ｗより大きな距離Ｄだけ離して、
隣接する位置合せ構造２０または２４を位置合せ基板１
８の上に配置すれば、各印字ヘッドサブユニット間に隙
間が与えられる。この隙間は隣接する発熱体板の縁が互
いに接触するのを防止するので、発熱体板２に含まれる
回路網の損傷が避けられ、同時に隣接する印字ヘッドサ
ブユニット間に熱膨張のための隙間が得られる。
の幅は発熱体板２より若干狭いから、各印字ヘッドサブ
ユニットの幅は各発熱体板２の幅Ｗに等しい。各印字ヘ
ッドサブユニットの幅Ｗより大きな距離Ｄだけ離して、
隣接する位置合せ構造２０または２４を位置合せ基板１
８の上に配置すれば、各印字ヘッドサブユニット間に隙
間が与えられる。この隙間は隣接する発熱体板の縁が互
いに接触するのを防止するので、発熱体板２に含まれる
回路網の損傷が避けられ、同時に隣接する印字ヘッドサ
ブユニット間に熱膨張のための隙間が得られる。
【００１９】
【発明の効果】精密に作られた位置合せ構造たとえば等
間隔に配置された突起２０を有する位置合せ基板を使用
することにより、本発明は、誤差が累積しないように印
字ヘッドサブユニットを正確に位置合せし、印字ヘッド
アレイを作ることができる。隣接するサブユニットを互
いに突き合わせる従来の方法と異なり、本発明は、たと
えアレイ内のサブユニットが不均一な幅または垂直でな
い接合面を有していても、累積誤差が生じないようにす
る。本発明に従って、各サブユニットはアレイ内に正確
に配置される。それに加えて、位置合せ基板の位置合せ
構造を使用することにより、隣接するサブユニットを互
いに突き合わせたときに生じる損傷の可能性がなくなる
と同時に、印字ヘッドアレイに熱膨張のための隙間を与
えることができる。
間隔に配置された突起２０を有する位置合せ基板を使用
することにより、本発明は、誤差が累積しないように印
字ヘッドサブユニットを正確に位置合せし、印字ヘッド
アレイを作ることができる。隣接するサブユニットを互
いに突き合わせる従来の方法と異なり、本発明は、たと
えアレイ内のサブユニットが不均一な幅または垂直でな
い接合面を有していても、累積誤差が生じないようにす
る。本発明に従って、各サブユニットはアレイ内に正確
に配置される。それに加えて、位置合せ基板の位置合せ
構造を使用することにより、隣接するサブユニットを互
いに突き合わせたときに生じる損傷の可能性がなくなる
と同時に、印字ヘッドアレイに熱膨張のための隙間を与
えることができる。
【００２０】以上、サーマルインクジェット印字ヘッド
について本発明を説明したが、記載した実施例は例示の
ためであり、発明を限定するものではない。たとえば、
本発明は、板２上の起動素子が圧電トランスジューサで
あるインクジェット印字ヘッドを製造する場合にも使用
することができる。そのほか、本発明を使用して、精密
ダイシングソーで発熱体板または撮像素子サブユニット
に切欠きを設けることもできる。詳しく述べると、各サ
ブユニットの第１表面に、複数の発熱体（前に引用した
米国特許第4,601,777 号および同第4,851,371 号に開示
されている）あるいは撮像素子たとえばフォトサイト
（前に引用した米国特許第4,690,391 号および同第4,71
2,018 号に開示されている）を作り、各サブユニットの
第２表面（反対側の面）に１つまたはそれ以上の切欠き
をダイシングすることができる。この例では、各サブユ
ニットの第１表面に起動素子（発熱体またはフォトサイ
ト）が含まれているので、１つまたはそれ以上の切欠き
を含むサブユニットの第２表面は位置合せ基板に直接接
着される。もし精密にダイシングされた切欠きを含むサ
ブユニットが発熱体板であれば、チャンネル板を発熱体
板に接着する前または接着した後、位置合せ基板に接着
することができる。チャンネル板は第２表面にインク供
給孔を有するので、チャンネル板は、通常、位置合せ基
板には接着されないが、精密にダイシングされた切欠き
を含むチャンネル板は、発熱体板が接着されていない位
置合せ基板に対し位置合せすることができる。しかし、
もし側面まは後方から各チャンネル板にインクを供給す
れば、あるいは位置合せ基板にもインク供給孔を設けれ
ば、チャンネル板を位置合せ基板に接着することができ
る（たとえば、米国特許第4,612,554 号参照）。また、
本発明を使用して、共通支持基板の両面に個別印字ヘッ
ドサブユニットをジグザグに配列して、ベージ幅印字ヘ
ッドを作ることができる。そのほか、特許請求の範囲に
記載した発明の精神および発明の範囲の中でさまざまな
修正を行うことができるであろう。
について本発明を説明したが、記載した実施例は例示の
ためであり、発明を限定するものではない。たとえば、
本発明は、板２上の起動素子が圧電トランスジューサで
あるインクジェット印字ヘッドを製造する場合にも使用
することができる。そのほか、本発明を使用して、精密
ダイシングソーで発熱体板または撮像素子サブユニット
に切欠きを設けることもできる。詳しく述べると、各サ
ブユニットの第１表面に、複数の発熱体（前に引用した
米国特許第4,601,777 号および同第4,851,371 号に開示
されている）あるいは撮像素子たとえばフォトサイト
（前に引用した米国特許第4,690,391 号および同第4,71
2,018 号に開示されている）を作り、各サブユニットの
第２表面（反対側の面）に１つまたはそれ以上の切欠き
をダイシングすることができる。この例では、各サブユ
ニットの第１表面に起動素子（発熱体またはフォトサイ
ト）が含まれているので、１つまたはそれ以上の切欠き
を含むサブユニットの第２表面は位置合せ基板に直接接
着される。もし精密にダイシングされた切欠きを含むサ
ブユニットが発熱体板であれば、チャンネル板を発熱体
板に接着する前または接着した後、位置合せ基板に接着
することができる。チャンネル板は第２表面にインク供
給孔を有するので、チャンネル板は、通常、位置合せ基
板には接着されないが、精密にダイシングされた切欠き
を含むチャンネル板は、発熱体板が接着されていない位
置合せ基板に対し位置合せすることができる。しかし、
もし側面まは後方から各チャンネル板にインクを供給す
れば、あるいは位置合せ基板にもインク供給孔を設けれ
ば、チャンネル板を位置合せ基板に接着することができ
る（たとえば、米国特許第4,612,554 号参照）。また、
本発明を使用して、共通支持基板の両面に個別印字ヘッ
ドサブユニットをジグザグに配列して、ベージ幅印字ヘ
ッドを作ることができる。そのほか、特許請求の範囲に
記載した発明の精神および発明の範囲の中でさまざまな
修正を行うことができるであろう。
【図１】隣接する印字ヘッドサブユニットを互いに突き
合わせて拡張印字ヘッドアレイを作る方法を示す正面図
である。
合わせて拡張印字ヘッドアレイを作る方法を示す正面図
である。
【図２】本発明において使用できる上面に切欠きを設け
た印字ヘッドサブユニットの正面図である。
た印字ヘッドサブユニットの正面図である。
【図３】上面に１個の切欠きを設けたサブユニットを位
置合せ基板上の対応する位置合せ構造に接合して拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
置合せ基板上の対応する位置合せ構造に接合して拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
【図４】上面に２個の切欠きを設けたサブユニットを位
置合せ基板に設けた対応する溝孔にはめ合わせて拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
置合せ基板に設けた対応する溝孔にはめ合わせて拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
【図５】図４の方法に使用する位置合せ基板の斜視図で
ある。
ある。
２ 起動素子（発熱体）板 ３ 起動素子（発熱体） ４ チャンネル板 ６ チャンネル １２ 支持基板 １４ 接着剤 １６，１６ａ，１６ｂ 切欠き １８ 位置合せ基板 １９ ボア ２０ 突起 ２４ 隆起パターン ２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 溝孔 Ｓ1 ，Ｓ2 , Ｓ3 印字ヘッドサブユニット Ｓ′1 ，Ｓ′2 ，Ｓ′3 印字ヘッドサブユニット Ｓ″1 ，Ｓ″2 ，Ｓ″3 印字ヘッドサブユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/05 B41J 2/45
Claims (12)
- 【請求項１】 複数の個別サブユニットであって複数の
構成要素を有する第１表面と反対側の第２表面とを有す
る個別サブユニットから、１つの伸長したアレイを製造
する方法において、 （ａ） 前記第２表面の少なくとも一方の側にダイシン
グソーで少なくとも１個の切欠きを作ることにより、各
個別サブユニットの第２表面の前記少なくとも一方の側
に精密位置合せ構造を作るステップと、 （ｂ） 前記個別サブユニットの第２表面を、複数の対
応する位置合せ構造を有する細長い位置合せ基板の上に
置くステップと、 （ｃ） 前記個別サブユニットの第２表面の前記少なく
とも１個の切欠きを、前記位置合せ基板の対応する位置
合せ構造の１つに係合させるステップと、 （ｄ） 所望の長さの伸長サブユニットアレイができる
まで、前記位置合せ基板の上に後続の個別サブユニット
を置くことにより、ステップ（ｂ）から（ｃ）までを繰
り返すステップと、 （ｅ） 前記個別サブユニットを支持体に接合して、一
体的な伸長アレイを形成するステップとから成ることを
特徴とする製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法において、前
記位置合せ基板の前記対応する位置合せ構造は一連の等
間隔の突起を含んでおり、前記係合ステップが、前記切
欠きを対応の突起に押圧するステップを含むことを特徴
とする製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の製造方法において、各
個別サブユニットの前記第２表面の前記一方の側に第１
の切欠きが作られ、各個別サブユニットの前記第２表面
の他方の側に第２の切欠きが作られることを特徴とする
製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の製造方法において、前
記位置合せ基板上の対応する位置合せ構造が、等間隔に
配置された一連の溝孔をもつ隆起パターンを有してお
り、前記係合ステップは、前記第１切欠きと第２切欠き
が前記対応する溝孔の第１側面と第２側面の間にはさま
れるように、各個別サブユニットの第２表面を対応する
溝孔に挿入するステップを含むことを特徴とする製造方
法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の製造方法において、一
体構造の伸長アレイが隣接のサブユニットの間に熱膨張
用の隙間をもつように、前記個別サブユニットの幅が、
位置合せ基板上の隣接する位置合せ構造間の距離より狭
いことを特徴とする製造方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の製造方法において、各
個別サブユニットが前記係合ステップの後に位置合せ基
板に固定されるように、更に、位置合せ基板上の各対応
する位置合せ構造に関連する少なくとも１個の真空孔を
通して真空を付与するステップを含むことを特徴とする
製造方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の製造方法において、前
記支持体が前記位置合せ構造であり、前記複数の個別の
サブユニットの前記第２表面と前記位置合せ基板の一方
に、硬化性接着剤が塗布されており、前記接合ステップ
が、各個別サブユニットが位置合せ基板に接着されるよ
うに、前記接着剤を硬化させるステップを含むことを特
徴とする製造方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の製造方法において、前
記個別サブユニットはイメージセンササブユニットであ
り、前記複数の構成要素は、支援回路網を含むフォトサ
イトのリニアアレイであることを特徴とする製造方法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の製造方法において、前
記個別サブユニットは発熱体板サブユニットであり、前
記複数の構成要素は不活性化されたアドレス電極を有す
る発熱体のアレイであることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の製造方法において、
前記個別サブユニットはチャンネル板サブユニットであ
り、前記複数の構成要素はチャンネルを形成する溝の配
列であることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の製造方法において、
前記少なくとも１つの切欠きは、各個別のサブユニット
の第２表面を完全に横切って該第２表面の前面から裏面
に延びていることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１２】 複数の個別印字ヘッドサブユニットか
ら伸長した印字ヘッドアレイを製造する方法であって、
前記個別印字ヘッドサブユニットは、上面に複数の作動
素子を有する作動素子板サブユニットと、底面に個数お
よび位置が前記作動素子に対応する複数のチャンネルを
有するチャンネル板サブユニットとから成り、前記作動
素子板サブユニットの上面が前記チャンネル板サブユニ
ットの底面に取付けられて、各チャンネルが前記作動素
子の１つと通じている複数のチャンネルをもつ個別印字
ヘッドサブユニットを形成している前記伸長印字ヘッド
アレイの製造方法において、 （ａ） 各チャンネル板サブユニットの上面の少なくと
も一方の側に、精密位置合せ構造を作るステップと、 （ｂ） 個別印字ヘッドサブユニットの前記チャンネル
板サブユニットの上面を、対応する複数の位置合せ構造
を有する細長い位置合せ基板の上に置くステップと、 （ｃ） 個別印字ヘッドサブユニットの前記チャンネル
板サブユニットの上面の精密位置合せ構造を、前記位置
合せ基板上の対応する位置合せ構造の１つに係合させる
ステップと、 （ｄ） 所望の長さの個別印字ヘッドサブユニットの伸
長アレイができるまで、位置合せ基板の上に個別印字ヘ
ッドサブユニットを順次置くことにより、ステップ
（ｂ）からステップ（ｃ）までを繰り返すステップと、 （ｅ） 前記個別印字ヘッドサブユニットを支持体に接
合して、一体的な伸長アレイを形成するステップとから
成ることを特徴とする製造方法。
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