JP3281104B2 - インクジェット・プリント・ヘッド - Google Patents
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/36—Assembling printed circuits with other printed circuits
- H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、インクジェッ
ト・プリンタに関し、更に詳しくは、インクジェット・
プリンタに使用されるプリント・カートリッジ用のノズ
ルあるいはオリフィス部材およびその他の部品に関す
る。
ト・プリンタに関し、更に詳しくは、インクジェット・
プリンタに使用されるプリント・カートリッジ用のノズ
ルあるいはオリフィス部材およびその他の部品に関す
る。
【０００２】
【従来技術とその問題点】熱インクジェット・プリンタ
・カートリッジは、小容量のインクを急激に加熱するこ
とによって、作動し、それによって、当該インクが加圧
（蒸発）されてオリフィスを介して噴射させられ、紙の
ような記録媒体に当たる。一群のオリフィスが１つのパ
ターンに並べられると、各オリフィスからの、適切に順
序付けられたインクの噴出によって、紙の上に文字ある
いはその他の像が、当該紙に対してプリントヘッドが相
対的に移動するに従って、プリントされる。当該紙は、
プリントヘッドが、当該紙を横切って移動し終える毎
に、一般にシフトされる。熱インクジェット・プリンタ
は、インクだけが紙に当たるので、早くて静粛である。
これらのプリンタは、高品質の印刷を生み出し、且つコ
ンパクトでポータブルの双方の特質を有する。
・カートリッジは、小容量のインクを急激に加熱するこ
とによって、作動し、それによって、当該インクが加圧
（蒸発）されてオリフィスを介して噴射させられ、紙の
ような記録媒体に当たる。一群のオリフィスが１つのパ
ターンに並べられると、各オリフィスからの、適切に順
序付けられたインクの噴出によって、紙の上に文字ある
いはその他の像が、当該紙に対してプリントヘッドが相
対的に移動するに従って、プリントされる。当該紙は、
プリントヘッドが、当該紙を横切って移動し終える毎
に、一般にシフトされる。熱インクジェット・プリンタ
は、インクだけが紙に当たるので、早くて静粛である。
これらのプリンタは、高品質の印刷を生み出し、且つコ
ンパクトでポータブルの双方の特質を有する。
【０００３】１つのデザインにおいて、プリントヘッド
には下記のものが含まれる：即ち、1) インク溜、およ
びオリフィスの近傍の噴射（蒸発）点までインクを供給
するインク導管；2) 個々のオリフィスが所要のパター
ンに形成されているところのノズル部材；および、3)各
々が各オリフィスの下方に存し、インク導管の１つの壁
部を形成する基板の上に形成される一連の薄膜ヒータ。
各ヒータは、薄膜抵抗器と、適切な電流導線とを含む。
インクで単一のドットを印刷するために、外部電源から
の電流が選択されたヒータに通される。当該ヒータは、
抵抗加熱され、次いで、隣接するインクの薄層を過熱し
て爆発的な蒸発を引き起こす。この爆発的な蒸発の結
果、インクの飛沫が、関連付けられたオリフィスを介し
て紙の上に噴出させられる。
には下記のものが含まれる：即ち、1) インク溜、およ
びオリフィスの近傍の噴射（蒸発）点までインクを供給
するインク導管；2) 個々のオリフィスが所要のパター
ンに形成されているところのノズル部材；および、3)各
々が各オリフィスの下方に存し、インク導管の１つの壁
部を形成する基板の上に形成される一連の薄膜ヒータ。
各ヒータは、薄膜抵抗器と、適切な電流導線とを含む。
インクで単一のドットを印刷するために、外部電源から
の電流が選択されたヒータに通される。当該ヒータは、
抵抗加熱され、次いで、隣接するインクの薄層を過熱し
て爆発的な蒸発を引き起こす。この爆発的な蒸発の結
果、インクの飛沫が、関連付けられたオリフィスを介し
て紙の上に噴出させられる。
【０００４】１つの従来のプリンタ・カートリッジが、
特開昭59ー2072635 号に開示されている。これらのプリ
ンタにおいて、印刷品質は、プリント・カートリッジ上
に組込まれたプリントヘッド内のオリフィスの物理的特
性によって左右される。例えば、プリントヘッド内のオ
リフィスの幾何学的配置は、インク飛沫の噴出の大き
さ、軌道および速度に影響する。更に、プリントヘッド
内のオリフィスの幾何学的配置は、噴射（蒸発）室へ供
給されるインクの流れに影響を及ぼし、そして、幾つか
の場合には、隣接するオリフィスからのインクの噴出の
され方にも影響を及ぼす可能性がある。インクジェット
・プリントヘッド用のノズル部材は、しばしば、ニッケ
ルから作られ、そしてリソグラフィック電鋳プロセスに
よって成形加工される。適切なリソグラフィック電鋳プ
ロセスの一例が、特開昭63─114996号に記載されてい
る。この特許の開示されたプロセスにおいて、ノズル部
材中のオリフィスは、誘電体ディスクの回りにニッケル
を過電着させることによって形成される。
特開昭59ー2072635 号に開示されている。これらのプリ
ンタにおいて、印刷品質は、プリント・カートリッジ上
に組込まれたプリントヘッド内のオリフィスの物理的特
性によって左右される。例えば、プリントヘッド内のオ
リフィスの幾何学的配置は、インク飛沫の噴出の大き
さ、軌道および速度に影響する。更に、プリントヘッド
内のオリフィスの幾何学的配置は、噴射（蒸発）室へ供
給されるインクの流れに影響を及ぼし、そして、幾つか
の場合には、隣接するオリフィスからのインクの噴出の
され方にも影響を及ぼす可能性がある。インクジェット
・プリントヘッド用のノズル部材は、しばしば、ニッケ
ルから作られ、そしてリソグラフィック電鋳プロセスに
よって成形加工される。適切なリソグラフィック電鋳プ
ロセスの一例が、特開昭63─114996号に記載されてい
る。この特許の開示されたプロセスにおいて、ノズル部
材中のオリフィスは、誘電体ディスクの回りにニッケル
を過電着させることによって形成される。
【０００５】インクジェット・プリントヘッド用のノズ
ル部材を形成するためのこのような電鋳プロセスは、幾
つかの欠点を有する。そのうちの１つの欠点は、ストレ
スや電着厚さなどのパラメータや、ディスク径や、過電
着率などの間で、微妙なバランスを取ることを必要とす
ることである。もう一つの欠点は、このような電鋳プロ
セスが、自己に固有な特質に原因して、ノズルの形状や
大きさに対する設計上の選択の幅を制限している点に存
する。
ル部材を形成するためのこのような電鋳プロセスは、幾
つかの欠点を有する。そのうちの１つの欠点は、ストレ
スや電着厚さなどのパラメータや、ディスク径や、過電
着率などの間で、微妙なバランスを取ることを必要とす
ることである。もう一つの欠点は、このような電鋳プロ
セスが、自己に固有な特質に原因して、ノズルの形状や
大きさに対する設計上の選択の幅を制限している点に存
する。
【０００６】インクジェット・プリンタ用のプリントヘ
ッドにおいて、電鋳形成されたノズル部材やその他の部
品を使用すると、インクによる腐食が問題になる可能性
がある。一般的に言って、このようなノズル部材の耐腐
食性は、２つのパラメータ、すなわち：インクの化学性
と、ノズル部材の電着されたニッケル表面上における水
和酸化物の層の形成とによって左右される。水和酸化物
の層がない場合には、ニッケルはインク、特に、インク
ジェット・プリンタにおいて共通して使用されているよ
うな水性インクの存在下では、腐食する可能性がある。
ノズル部材の腐食は、金を電着することによって最少限
に抑えられ得るが、このような金の電着は費用が嵩む。
ッドにおいて、電鋳形成されたノズル部材やその他の部
品を使用すると、インクによる腐食が問題になる可能性
がある。一般的に言って、このようなノズル部材の耐腐
食性は、２つのパラメータ、すなわち：インクの化学性
と、ノズル部材の電着されたニッケル表面上における水
和酸化物の層の形成とによって左右される。水和酸化物
の層がない場合には、ニッケルはインク、特に、インク
ジェット・プリンタにおいて共通して使用されているよ
うな水性インクの存在下では、腐食する可能性がある。
ノズル部材の腐食は、金を電着することによって最少限
に抑えられ得るが、このような金の電着は費用が嵩む。
【０００７】インクジェット・プリントヘッド用の電鋳
形成されたノズル部材の更にもう１つの欠点は、完成さ
れたプリントヘッドが、使用中に層剥離を起こす傾向を
有する点に存する。普通は、ノズル部材とその基板との
間に小さなギャップが生じることによって、層剥離が始
まる。当該ギャップは、ノズル部材とその基板間の熱膨
張係数の差によって、しばしば発生させられる。層剥離
は、インクとプリントヘッド材料との相互作用によって
悪化させられる可能性がある。
形成されたノズル部材の更にもう１つの欠点は、完成さ
れたプリントヘッドが、使用中に層剥離を起こす傾向を
有する点に存する。普通は、ノズル部材とその基板との
間に小さなギャップが生じることによって、層剥離が始
まる。当該ギャップは、ノズル部材とその基板間の熱膨
張係数の差によって、しばしば発生させられる。層剥離
は、インクとプリントヘッド材料との相互作用によって
悪化させられる可能性がある。
【０００８】例えば、インクジェット・プリントヘッド
の材料は、水性インクに長期間にわたってさらされると
膨張し、それによってプリントヘッドの内部構造の形状
を変えてしまう可能性がある。
の材料は、水性インクに長期間にわたってさらされると
膨張し、それによってプリントヘッドの内部構造の形状
を変えてしまう可能性がある。
【０００９】ノズル部材の部分的な層剥離でさえも、印
刷を歪める恐れがある。例えば、ノズル部材の部分的な
層剥離によって、普通は、インク飛沫の噴出速度が低下
させられたり、又は、きわめて不規則にさせられたりす
る。また、部分的な層剥離は、インク飛沫の噴出動作に
干渉する空気の泡の滞留場所を生み出す。
刷を歪める恐れがある。例えば、ノズル部材の部分的な
層剥離によって、普通は、インク飛沫の噴出速度が低下
させられたり、又は、きわめて不規則にさせられたりす
る。また、部分的な層剥離は、インク飛沫の噴出動作に
干渉する空気の泡の滞留場所を生み出す。
【００１０】更に、インクジェット・プリンタ用の従来
のプリントヘッドにおいて困難であると認められている
点は、薄膜ヒータを含む基板上の電極を、プリントヘッ
ド上の導体に接続させる点である。当該導体は、上記薄
膜ヒータを付勢するための外部電源に更に接続される。
のプリントヘッドにおいて困難であると認められている
点は、薄膜ヒータを含む基板上の電極を、プリントヘッ
ド上の導体に接続させる点である。当該導体は、上記薄
膜ヒータを付勢するための外部電源に更に接続される。
【００１１】
【発明の目的】本発明は上述の欠点を解消するためにな
されたもので、電鋳形成されたノズル部材の欠点に悩む
ことのない改良されたノズル部材を有すると共に、基板
上の電極を、外部電源への接続用のプリントヘッド上の
導体に接続させるための改良された導体の構成を提供す
ることである。
されたもので、電鋳形成されたノズル部材の欠点に悩む
ことのない改良されたノズル部材を有すると共に、基板
上の電極を、外部電源への接続用のプリントヘッド上の
導体に接続させるための改良された導体の構成を提供す
ることである。
【００１２】
【発明の概要】インクジェット・プリント・カートリッ
ジ用の新規なノズル部材と、当該ノズル部材を作るため
の方法とが開示される。当該方法において、ノズルある
いはオリフィスは、エキシマ・レーザ・アブレーション
法(Excimer laser ablation)によって、柔軟なポリマー
のテープに形成される。一実施例において、加熱要素を
含む基板は、ノズル部材の背面に取付けられる。外部導
体は、柔軟なポリマーのテープの内部に置かれて、各々
のノズルの間を通過する。当該導体は、基板上の関連付
けられた電極の上に横たわるヴァイア(via) で終端す
る。当該ヴァイアは、上記関連付けられた電極に上記導
体を電気的に接続させる。
ジ用の新規なノズル部材と、当該ノズル部材を作るため
の方法とが開示される。当該方法において、ノズルある
いはオリフィスは、エキシマ・レーザ・アブレーション
法(Excimer laser ablation)によって、柔軟なポリマー
のテープに形成される。一実施例において、加熱要素を
含む基板は、ノズル部材の背面に取付けられる。外部導
体は、柔軟なポリマーのテープの内部に置かれて、各々
のノズルの間を通過する。当該導体は、基板上の関連付
けられた電極の上に横たわるヴァイア(via) で終端す
る。当該ヴァイアは、上記関連付けられた電極に上記導
体を電気的に接続させる。
【００１３】本発明のその他の態様において、噴射（蒸
発）室も又、インクをオリフィスの近傍に流すインク導
管と同じく、エキシマ・レーザ・アブレーション法によ
って形成される。
発）室も又、インクをオリフィスの近傍に流すインク導
管と同じく、エキシマ・レーザ・アブレーション法によ
って形成される。
【００１４】上記ポリマーの材質は、好ましくは、テフ
ロンや、ポリイミドや、ポリメチルメタクリレートや、
ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物や組
合わせ物などのプラスチックである。
ロンや、ポリイミドや、ポリメチルメタクリレートや、
ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物や組
合わせ物などのプラスチックである。
【００１５】
【実施例】図１を参照すると、参照番号10は、一般的
に、本発明の一実施例に従ったインクジェット・プリン
ト・カートリッジを示す。このインクジェット・プリン
ト・カートリッジ10は、インク溜12と、プリントヘッド
14とを含む。プリントヘッド14は、ノズル部材16を有す
る。ノズル部材16は、レーザ・アブレーション法によっ
て柔軟なポリマーのテープ18に形成された２列の平行な
孔すなわちオリフィス17を有する。当該テープ18は、カ
プトン（登録商標：Kapton）、又はウピレックス（登録
商標：Upilex）、又はそれらの等価物として商業的に購
入することができ、スリーエム（3M）社から入手するこ
とができる。
に、本発明の一実施例に従ったインクジェット・プリン
ト・カートリッジを示す。このインクジェット・プリン
ト・カートリッジ10は、インク溜12と、プリントヘッド
14とを含む。プリントヘッド14は、ノズル部材16を有す
る。ノズル部材16は、レーザ・アブレーション法によっ
て柔軟なポリマーのテープ18に形成された２列の平行な
孔すなわちオリフィス17を有する。当該テープ18は、カ
プトン（登録商標：Kapton）、又はウピレックス（登録
商標：Upilex）、又はそれらの等価物として商業的に購
入することができ、スリーエム（3M）社から入手するこ
とができる。
【００１６】図２は、プリント・カートリッジ10から外
された、図１のノズル部材16の正面の表面を示す。ノズ
ル部材１６の後にあるシリコン基板は、複数の個々に付
勢され得る薄膜抵抗器を含む。各々の抵抗器は、ノズル
部材16において単一のオリフィス17と関連付けられて、
関連付けられた接点パッド20の１つに印加されるパルス
によって選択的に付勢された際に、抵抗加熱器すなわち
抵抗ヒータとして作用する。後で詳述される通り、接点
パッド20は、テープ18の内部に形成された導電性トレー
スに接続する。
された、図１のノズル部材16の正面の表面を示す。ノズ
ル部材１６の後にあるシリコン基板は、複数の個々に付
勢され得る薄膜抵抗器を含む。各々の抵抗器は、ノズル
部材16において単一のオリフィス17と関連付けられて、
関連付けられた接点パッド20の１つに印加されるパルス
によって選択的に付勢された際に、抵抗加熱器すなわち
抵抗ヒータとして作用する。後で詳述される通り、接点
パッド20は、テープ18の内部に形成された導電性トレー
スに接続する。
【００１７】図３は、シリコンのダイがその上に取付け
られる前の、図２のテープ18の背面の斜視図である。図
３に示されているのは、インク導管22である。このイン
ク導管22はインク源と流体的に接続される。図３におい
て、インクは、シリコンのダイが図３のテープ18の表面
に取付けられた後で、シリコンのダイの縁部の周りで、
インク導管22に供給される。各々のインク導管22は又、
関連付けられた蒸発室24とも流体的に連絡付けられてい
る。図３において、シリコンのダイがテープ18に取付け
られると、当該シリコンのダイ上の加熱要素の各々は、
関連付けられた蒸発室24と整合し、そして、関連付けら
れた上記加熱要素が付勢されると、蒸発室24内のインク
が蒸発させられ、当該蒸発室24を通って、ほぼ中央に形
成された関連付けられたオリフィスを介して、インクの
飛沫として吐出される。
られる前の、図２のテープ18の背面の斜視図である。図
３に示されているのは、インク導管22である。このイン
ク導管22はインク源と流体的に接続される。図３におい
て、インクは、シリコンのダイが図３のテープ18の表面
に取付けられた後で、シリコンのダイの縁部の周りで、
インク導管22に供給される。各々のインク導管22は又、
関連付けられた蒸発室24とも流体的に連絡付けられてい
る。図３において、シリコンのダイがテープ18に取付け
られると、当該シリコンのダイ上の加熱要素の各々は、
関連付けられた蒸発室24と整合し、そして、関連付けら
れた上記加熱要素が付勢されると、蒸発室24内のインク
が蒸発させられ、当該蒸発室24を通って、ほぼ中央に形
成された関連付けられたオリフィスを介して、インクの
飛沫として吐出される。
【００１８】同じく図３に示されているものは、開口26
である。開口26は、テープ８の内部を走る導電性トレー
スを露出させる。当該内部導体は、様々の方法で形成さ
れ得る。当該方法の１つにおいて、上記導電性トレース
は、ノズル部材の背面に形成され、次いで積層プロセス
によってカプセルに包まれる。上記トレースは、通常の
リソグラフィック法を使用することによって、形成され
得る。開口26を介して露出させられた当該トレース部分
は、図２においてテープ18の正面の表面に示される接点
パッド20に接続する。開口26を介して露出させられたト
レースは、シリコンのダイが図３のテープ18の表面に取
付けられると、当該シリコンのダイ上の電極に接続され
る。開口26は、レーザ・アブレーション法によって形成
され得る。
である。開口26は、テープ８の内部を走る導電性トレー
スを露出させる。当該内部導体は、様々の方法で形成さ
れ得る。当該方法の１つにおいて、上記導電性トレース
は、ノズル部材の背面に形成され、次いで積層プロセス
によってカプセルに包まれる。上記トレースは、通常の
リソグラフィック法を使用することによって、形成され
得る。開口26を介して露出させられた当該トレース部分
は、図２においてテープ18の正面の表面に示される接点
パッド20に接続する。開口26を介して露出させられたト
レースは、シリコンのダイが図３のテープ18の表面に取
付けられると、当該シリコンのダイ上の電極に接続され
る。開口26は、レーザ・アブレーション法によって形成
され得る。
【００１９】図４に示されているものは、図３のA −A
線に沿って取られた、図３のテープ18の表面の一部の断
面拡大図であり、ここで詳細に示されているものとし
て、噴射（蒸発）室24と、インク導管22と、オリフィス
17と、導電性トレース28の一部とがあり、当該導電性ト
レース28は、開口26を介して露出させられたトレース部
27に至る。破線29は、テープ18の内部を走るトレース28
を示す。
線に沿って取られた、図３のテープ18の表面の一部の断
面拡大図であり、ここで詳細に示されているものとし
て、噴射（蒸発）室24と、インク導管22と、オリフィス
17と、導電性トレース28の一部とがあり、当該導電性ト
レース28は、開口26を介して露出させられたトレース部
27に至る。破線29は、テープ18の内部を走るトレース28
を示す。
【００２０】図５は、図２のテープ18の正面の表面の断
面図であり、当該断面図は、テープ18の中間部と、薄膜
抵抗器34を含む基板32とを明らかにする。当該薄膜抵抗
器34は、大地電位のような電圧を共通電極36に印加する
と共に、関連付けられる抵抗器34を付勢するためのパル
スを電極38のいずれかの電極に印加することによって、
付勢される。
面図であり、当該断面図は、テープ18の中間部と、薄膜
抵抗器34を含む基板32とを明らかにする。当該薄膜抵抗
器34は、大地電位のような電圧を共通電極36に印加する
と共に、関連付けられる抵抗器34を付勢するためのパル
スを電極38のいずれかの電極に印加することによって、
付勢される。
【００２１】抵抗器34の各々の上に横たわっているもの
は、図４において詳細に示された蒸発室24と、オリフィ
ス17である。ここで、抵抗器34が付勢されると、それに
よって蒸発室24内のインクは、関連付けられたオリフィ
ス17を通って吐出される。インクは、シリコンのダイの
背面から供給されて、当該シリコンのダイの縁部の回り
からインク導管22内に入り、それによって種々の蒸発室
24に提供される。導電性トレース28は、テープ18の内部
に示され、オリフィス17の各々の間を通過して、関連付
けられる薄膜抵抗器の電極38の上に横たわる。当該導電
性トレース28のもう一方の端は、接点パッド20によって
終端させられる。
は、図４において詳細に示された蒸発室24と、オリフィ
ス17である。ここで、抵抗器34が付勢されると、それに
よって蒸発室24内のインクは、関連付けられたオリフィ
ス17を通って吐出される。インクは、シリコンのダイの
背面から供給されて、当該シリコンのダイの縁部の回り
からインク導管22内に入り、それによって種々の蒸発室
24に提供される。導電性トレース28は、テープ18の内部
に示され、オリフィス17の各々の間を通過して、関連付
けられる薄膜抵抗器の電極38の上に横たわる。当該導電
性トレース28のもう一方の端は、接点パッド20によって
終端させられる。
【００２２】図６は、図５のＢ−Ｂ円内における、図５
のテープ18の拡大図である。図６において詳細に示され
ているものは、前述の共通電極36と、薄膜抵抗器34と、
当該薄膜抵抗器34の各々と独特のし方で関連付けられる
電極38と、インク導管22と、蒸発室24と、導電性トレー
ス28と、オリフィス17とである。更に又示されているも
のは、インク供給源40である。当該インク供給源40によ
って、インクが基板36の縁部41の回りで流されて、イン
ク導管22の各々に至る。
のテープ18の拡大図である。図６において詳細に示され
ているものは、前述の共通電極36と、薄膜抵抗器34と、
当該薄膜抵抗器34の各々と独特のし方で関連付けられる
電極38と、インク導管22と、蒸発室24と、導電性トレー
ス28と、オリフィス17とである。更に又示されているも
のは、インク供給源40である。当該インク供給源40によ
って、インクが基板36の縁部41の回りで流されて、イン
ク導管22の各々に至る。
【００２３】図６において、縁部28a として示される導
体28の端部は、テープ18を通って伸びるヴァイア(via)
によって、関連付けられる下方に横たわる電極38a に接
続される。
体28の端部は、テープ18を通って伸びるヴァイア(via)
によって、関連付けられる下方に横たわる電極38a に接
続される。
【００２４】図７は、当該ヴァイアを介したこの接続を
示し、ここで、28a として示される導体28の端部は、導
電的に詰込まれるポリマー44（または、何らかの適切な
材料）を使用することによって、シリコン基板32上の電
極42にヴァイアを介して接続される。超音波溶接のよう
なその他の接着手段を、適切な導通隆起部に対して使用
することもできる。あるいは、再融解はんだ付け法を、
隆起部なしで使用することも可能である。
示し、ここで、28a として示される導体28の端部は、導
電的に詰込まれるポリマー44（または、何らかの適切な
材料）を使用することによって、シリコン基板32上の電
極42にヴァイアを介して接続される。超音波溶接のよう
なその他の接着手段を、適切な導通隆起部に対して使用
することもできる。あるいは、再融解はんだ付け法を、
隆起部なしで使用することも可能である。
【００２５】図８は、一部が切除されたテープ18の横断
面を示し、当該横断面は、一般的に図５において各々の
蒸発室24の上に横たわるオリフィス17の列に沿って、即
ち図５においてD −D 線に沿って取られた横断面であ
る。図８中の数字は、上述の要素と同一の要素を表示す
る。図８は、導体28が、蒸発室24とオリフィス17の間を
どのように走っているかを示す。当該導体28は、オリフ
ィス17が形成される前に、写真製版の方法を使用するこ
とによって、ノズル部材16の底面上に形成され得る。例
えばフェノール・ブチリル変性エポキシ(phenolic buty
ryl modified epoxy) の液層が、次いで、導体の上に流
されて、柔軟な層46中に導体28を包み込むことができ
る。このような材料は、アリゾナ州、チャンドラ(Chand
ler)にあるロジャーズ(Rogers)社から入手され得る。か
くして得られたノズル部材16と積層された層46とは、次
いで、エキシマ・レーザを使用することによって、ステ
ップアンドリピート(step-and-repeat) ・プロセスにお
いてレーザで消散処理されて、オリフィス17と、蒸発室
24と、その他の全てのパターンを形成する。このような
レーザによる消散プロセスは、米国出願第864822号にお
いて記載されている。図８において更に示されているも
のは、径路48である。当該径路48を通って、液体インク
は、基板32の下方のインク源から取出されて蒸発室24に
入る。
面を示し、当該横断面は、一般的に図５において各々の
蒸発室24の上に横たわるオリフィス17の列に沿って、即
ち図５においてD −D 線に沿って取られた横断面であ
る。図８中の数字は、上述の要素と同一の要素を表示す
る。図８は、導体28が、蒸発室24とオリフィス17の間を
どのように走っているかを示す。当該導体28は、オリフ
ィス17が形成される前に、写真製版の方法を使用するこ
とによって、ノズル部材16の底面上に形成され得る。例
えばフェノール・ブチリル変性エポキシ(phenolic buty
ryl modified epoxy) の液層が、次いで、導体の上に流
されて、柔軟な層46中に導体28を包み込むことができ
る。このような材料は、アリゾナ州、チャンドラ(Chand
ler)にあるロジャーズ(Rogers)社から入手され得る。か
くして得られたノズル部材16と積層された層46とは、次
いで、エキシマ・レーザを使用することによって、ステ
ップアンドリピート(step-and-repeat) ・プロセスにお
いてレーザで消散処理されて、オリフィス17と、蒸発室
24と、その他の全てのパターンを形成する。このような
レーザによる消散プロセスは、米国出願第864822号にお
いて記載されている。図８において更に示されているも
のは、径路48である。当該径路48を通って、液体インク
は、基板32の下方のインク源から取出されて蒸発室24に
入る。
【００２６】図８に示される通り、薄膜抵抗器34から伸
びる角度付き電極38は、関連付けられる導体28の下方
で、ノズル部材16と層46とによって不明瞭にされている
地点において、じかに横たわる。当該地点において、導
体28と電極38とが重なり合うと共に、図７に示される通
り、道が形成されて導体28が当該道によって電極38に接
続される。
びる角度付き電極38は、関連付けられる導体28の下方
で、ノズル部材16と層46とによって不明瞭にされている
地点において、じかに横たわる。当該地点において、導
体28と電極38とが重なり合うと共に、図７に示される通
り、道が形成されて導体28が当該道によって電極38に接
続される。
【００２７】
【発明の効果】ノズル部材自体に導体を内包させ、そし
て、道を使用することによって当該導体を、基板上の電
極に接続させると言う上述の概念は、各種タイプのプリ
ントヘッド構造に適用され得る。例えば、縁部インク供
給タイプのプリントヘッドのデザインの代わりに、ここ
で述べられた概念を、中央部インク供給タイプのプリン
トヘッドに対して適用することもでき、その場合には、
インクは、基板の孔を通ってオリフィスに供給される。
更に、導体は、オリフィスの間を走って基板の電極と接
触してはならないが、基板の電極の上に横たわることに
よって、適切な道を介して、導体と電極との間に電気的
な接触をもたらすために、あらゆるパターンで走ること
ができる。更に、基板上の電極は、基板上の抵抗器に接
触してはならないが、基板上のデマルチプレスサまたは
その他のデコーダの入力端には接触することができる。
当該デマルチプレクサまたはその他のデコーダは、次い
で、抵抗器にパルスを与える。
て、道を使用することによって当該導体を、基板上の電
極に接続させると言う上述の概念は、各種タイプのプリ
ントヘッド構造に適用され得る。例えば、縁部インク供
給タイプのプリントヘッドのデザインの代わりに、ここ
で述べられた概念を、中央部インク供給タイプのプリン
トヘッドに対して適用することもでき、その場合には、
インクは、基板の孔を通ってオリフィスに供給される。
更に、導体は、オリフィスの間を走って基板の電極と接
触してはならないが、基板の電極の上に横たわることに
よって、適切な道を介して、導体と電極との間に電気的
な接触をもたらすために、あらゆるパターンで走ること
ができる。更に、基板上の電極は、基板上の抵抗器に接
触してはならないが、基板上のデマルチプレスサまたは
その他のデコーダの入力端には接触することができる。
当該デマルチプレクサまたはその他のデコーダは、次い
で、抵抗器にパルスを与える。
【００２８】以上、本発明の原理と、好ましい実施例
と、実施態様とが説明された。しかしながら、本発明は
記述の特定の実施例のみに限定されるものであるとの解
釈がなされてはならない。一例として、上述の本発明
は、インクジェットおよびねたすル（伝熱）式プリンタ
のようなサーマルタイプのプリンタと同じく、熱式プリ
ンタと連係しても使用され得る。従って、上述の実施例
は、制限的なものとしてよりもむしろ説明的なものとし
て見られるべきものである。それ故、本発明の範囲から
逸脱することなく、これらの実施例において種々の変更
が当業者によってなされ得ることが了解されるべきであ
る。
と、実施態様とが説明された。しかしながら、本発明は
記述の特定の実施例のみに限定されるものであるとの解
釈がなされてはならない。一例として、上述の本発明
は、インクジェットおよびねたすル（伝熱）式プリンタ
のようなサーマルタイプのプリンタと同じく、熱式プリ
ンタと連係しても使用され得る。従って、上述の実施例
は、制限的なものとしてよりもむしろ説明的なものとし
て見られるべきものである。それ故、本発明の範囲から
逸脱することなく、これらの実施例において種々の変更
が当業者によってなされ得ることが了解されるべきであ
る。
【図１】本発明によるプリント・ヘッドの斜視図であ
る。
る。
【図２】図１に示したプリント・ヘッドの正面図であ
り、ノズル部材と電気接点をし，えしている。
り、ノズル部材と電気接点をし，えしている。
【図３】図２に示したテープの背面の斜視図であり、噴
射室、インクチャネル、導電通路を示している。
射室、インクチャネル、導電通路を示している。
【図４】図３の線ＡーＡに沿った、図３の噴射室、イン
クチャネル、導電通路のー部拡大、断面、斜視図であ
る。
クチャネル、導電通路のー部拡大、断面、斜視図であ
る。
【図５】図２に示したノズル部材のー部断面正面図であ
る。
る。
【図６】図５の円で囲った部分のー部断面拡大図であ
る。
る。
【図７】図５の線ＣーＣに沿った断面図である。
【図８】図５の線ＤーＤに沿ったー部断面斜視図であ
り、噴射室の間を通過する導体を示している。
り、噴射室の間を通過する導体を示している。
１０：プリント・カートリッジ、１２：インク溜、１
４：プリント・ヘッド、１６：ノズル部材、１８：テー
プ、１７：オリフィス、２０：接点パッド、２２：イン
ク導管、２４：噴射室、２８：導体、３２：基板、３
４：薄膜抵抗器 ３６：共通電極、３８：電極、４６：積層
４：プリント・ヘッド、１６：ノズル部材、１８：テー
プ、１７：オリフィス、２０：接点パッド、２２：イン
ク導管、２４：噴射室、２８：導体、３２：基板、３
４：薄膜抵抗器 ３６：共通電極、３８：電極、４６：積層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニール・ダブリュー・メイヤー アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノースウエストポンデローサ 6275 (56)参考文献 特開 平３−251458（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/01
Claims (10)
- 【請求項１】インク滴を噴射するためのインク・オリフ
ィスのアレイが形成され印刷用の記録媒体と対面する上
部が表面であるノズル部と、導体部と、を有する柔軟な
テープの単一片と、 前記ノズル部の裏面に取付けられた基板上に形成され、
それぞれが前記オリフィスの関連する１つに近接して配
置され、信号を前記基板上の１つ以上の電極に印加する
ことによって選択的に付勢される複数のインク噴射要素
と、 を備えて成り、 前記導体部は複数の導体を有し、該複数の導体は、前記
柔軟なテープに直接付着され、前記基板上の前記電極の
関連する１つに接続された第１の端部をそれぞれ有し、
インクジェット・プリンタの電源端子に接続するための
遠隔の第２の端部を有し、前記インク噴射要素を選択的
に付勢するための電気信号を伝搬する、インクジェット
・プリンタ用プリントヘッド。 - 【請求項２】前記導体の各々が前記インク噴射要素の各
々１つに関連付けられ、前記インク噴射要素の各々が前
記電極の１つに接続されていることを特徴とする、請求
項１に記載のプリントヘッド。 - 【請求項３】前記導体は前記インク・オリフィスの各々
の間を通り、前記電極の関連する１つに接触しているこ
とを特徴とする、請求項２に記載のプリントヘッド。 - 【請求項４】前記インク・オリフィスはレーザ・アブレ
ーションによってポリマー・テープに形成されることを
特徴とする、請求項１に記載のプリントヘッド。 - 【請求項５】前記ノズル部はまた、前記オリフィスの各
々と関連するインク噴射室を有し、関連するインク噴射
要素を付勢することにより、前記インク噴射室内のイン
クの一部分が、関連するオリフィスから吐出されること
を特徴とする、請求項１に記載のプリントヘッド。 - 【請求項６】インクが前記オリフィスの近傍を流れるよ
う前記基板の外側端部を回って前記ノズル部に形成され
たインク流路へと供給されることを特徴とする、請求項
１に記載のプリントヘッド。 - 【請求項７】前記導体が前記テープの前記表面上に形成
され、絶縁層が前記テープの前記表面に形成されて、前
記導体を包み込むことを特徴とする、請求項１に記載の
プリントヘッド。 - 【請求項８】前記テープがポリマー・テープであり、前
記導体が前記ポリマー・テープの表面に形成され、前記
オリフィスがレーザ・アブレーションによって前記ポリ
マー・テープに形成されることを特徴とする、請求項７
に記載のプリントヘッド。 - 【請求項９】インクジェット・プリンタのプリントヘッ
ドを形成する方法であって、 第１の端部と、インクジェット・プリンタの電源電圧に
接続される第２の端部とを有し、プリントヘッド内のイ
ンク噴射要素を付勢するため電気信号を伝搬する導体を
柔軟なテープの表面に直接形成するステップと、 記録媒体が前記ノズル部の上面に対面するときに前記記
録媒体上にインク滴を噴射するためのインク・オリフィ
スのアレイを、前記導体の前記第２の端部から離れた、
絶縁テープの前記ストリップのノズル部に形成するステ
ップと、 それぞれが前記オリフィスの関連する１つに近接して配
置され、前記基板上の１つ以上の電極に信号を印加する
ことによって選択的に付勢される複数のインク噴射要素
を有する基板を前記ノズル部の底面に取付けるステップ
と、 前記導体の前記第１の端部を前記基板上の前記電極の関
連する１つに接続するステップと、 を備えて成る方法。 - 【請求項１０】プリントヘッド内の基板に装着されたノ
ズル部材であって、 噴射されるインクの軌道を配向するための複数のインク
・オリフィスを有し、印刷用の記録媒体に対面する上部
表面を有する、ポリマー・テープと、 電気信号を供給して、前記ノズル部材に装着された基板
上に形成されたインク噴射要素を付勢するために前記ポ
リマー・テープ上に形成され、前記基板上の電極に電気
的に接続するための第１の端部と、インクジェット・プ
リンタ内の電源端子に接続するための遠隔の第２の端部
とを有する、複数の導体と、 前記ポリマー・テープの底面に積層されて前記導体を囲
い絶縁するための絶縁層であって、前記絶縁層には前記
ポリマー・テープ上に形成された前記導体を電気接続す
るためのヴァイアが形成され、該ヴァイアが、前記基板
上の電極を接触させて前記インク噴射要素を選択的に付
勢するような位置に設けられている、絶縁層と、 を備えて成るノズル部材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/862,667 US5300959A (en) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | Efficient conductor routing for inkjet printhead |
| US862667 | 1992-04-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068447A JPH068447A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3281104B2 true JP3281104B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=25339006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09851093A Expired - Lifetime JP3281104B2 (ja) | 1992-04-02 | 1993-04-01 | インクジェット・プリント・ヘッド |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5300959A (ja) |
| EP (1) | EP0564072B1 (ja) |
| JP (1) | JP3281104B2 (ja) |
| KR (1) | KR100244829B1 (ja) |
| CA (1) | CA2083340C (ja) |
| DE (1) | DE69309143T2 (ja) |
| ES (1) | ES2099374T3 (ja) |
| HK (1) | HK93197A (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420627A (en) * | 1992-04-02 | 1995-05-30 | Hewlett-Packard Company | Inkjet printhead |
| EP0644051A1 (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-22 | Hewlett-Packard Company | A flexible interconnect circuit for an ink jet print cartridge having a plurality of orifices |
| US5610635A (en) * | 1994-08-09 | 1997-03-11 | Encad, Inc. | Printer ink cartridge with memory storage capacity |
| WO1996005061A1 (en) * | 1994-08-09 | 1996-02-22 | Encad, Inc. | Printer ink cartridge |
| US5646660A (en) * | 1994-08-09 | 1997-07-08 | Encad, Inc. | Printer ink cartridge with drive logic integrated circuit |
| US6209203B1 (en) * | 1998-01-08 | 2001-04-03 | Lexmark International, Inc. | Method for making nozzle array for printhead |
| US6071427A (en) * | 1998-06-03 | 2000-06-06 | Lexmark International, Inc. | Method for making a printhead |
| US6062681A (en) * | 1998-07-14 | 2000-05-16 | Hewlett-Packard Company | Bubble valve and bubble valve-based pressure regulator |
| US5969736A (en) * | 1998-07-14 | 1999-10-19 | Hewlett-Packard Company | Passive pressure regulator for setting the pressure of a liquid to a predetermined pressure differential below a reference pressure |
| US6652062B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid discharge recording head with orifice plate having extended portion fixed to recording head main body, liquid discharge recording apparatus having such head, and method for manufacturing such head |
| JP2002355977A (ja) | 2001-02-08 | 2002-12-10 | Canon Inc | 撥液部材、該撥液部材を用いたインクジェットヘッド、それらの製造方法及びインクの供給方法 |
| CA2379725C (en) * | 2001-04-03 | 2007-06-12 | Seiko Epson Corporation | Ink cartridge |
| US6619786B2 (en) | 2001-06-08 | 2003-09-16 | Lexmark International, Inc. | Tab circuit for ink jet printer cartridges |
| US6938986B2 (en) | 2002-04-30 | 2005-09-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Surface characteristic apparatus and method |
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