JP6360975B2 - インクジェットプリントヘッド - Google Patents

Description

サーマルインクジェットプリントヘッドは、集積回路ウェーハ上に作製される。駆動用電子回路及び制御機能が最初に作製され、次に、ヒータ抵抗の列が付加され、最後に、液滴発生器を形成するために、たとえば感光性エポキシ（photoimageable epoxy：フォトイメージャブルエポキシ）から形成された構造層が付加されて処理される。それらの構造層を用いて、（インク）供給部から噴射チャンバへとインクを送る流路を作製し、それらの液滴発生器の側壁を作製し、及びノズルを作製する。典型的には、エポキシからなる３つの層が使用される。それらのエポキシ層は、良好な接着を確保するための薄いプライマー層と、流路及び噴射チャンバを構成するための層と、それらの流路を封入し及び液滴噴射用のノズルを提供する最後の層を含む。

（補充可能性あり）

いくつかの例を、下記の詳細な説明において図面を参照して説明する。
印刷媒体に画像を形成するためにインクジェットプリントヘッドを使用する例示的な印刷機を示す図である。 インクジェットプリントヘッドを用いて画像を形成するために使用することができるインクジェット印刷システムの１例のブロック図である。 例示的な印刷構成、たとえばプリントバーにおける一群のインクジェットプリントヘッドを示す図である。 抵抗器の上の隣接するノズルを示す例示的なプリントヘッドの上面図である。 液滴発生器のうちの４つの液滴発生器の詳細な上面図である。 ノズル領域で（たとえば図５の線６で）切断したプリントヘッドの断面図である。 液滴発生器の流入領域内のプライマー層の量を変更する設計を示すウェーハの上面図である。 液滴発生器の流入領域内のプライマー層の量を変更する設計を示すウェーハの上面図である。 図７Ｂに示されているプリントヘッド部分の流入領域の断面図である。 流入領域で切断したときの、図８のプリントヘッドの走査電子顕微鏡写真である。 インクジェットプリントヘッドを作製するための例示的な方法１０００の処理フロー図である。

たとえばヒータ抵抗及びノズルを含む液滴発生器の幅を交互に変えることによって、インタースティシャルデュアルドロップウェイト（interstitial dual drop weight：iＤＤＷ）と呼ばれる２つの液滴サイズ（液滴サイズ：液滴径などの液滴の大きさ）を生じるように、インクジェットプリントヘッドを設計することができる。本明細書で使用されている液滴発生器は、印刷媒体に向けてインク滴を噴射する装置である。液滴発生器は、インク源を噴射チャンバに流体結合するフローチャンバを含む流入領域を有する。噴射チャンバは、表面上の発熱抵抗器（発熱抵抗体）と、該発熱抵抗器に近接して配置されたノズルを有する。噴射パルスが発熱抵抗器に加えられると、噴射チャンバ内に蒸気すなわち溶媒気泡が形成され、該気泡はインク滴をノズルの外に押し出す。

それぞれのプリントヘッドは、高液滴重量（ＨＤＷ）と低液滴重量（ＬＤＷ）が交互に配置されてなる複数列の液滴発生器を備える。ＨＤＷを、約６〜１１ナノグラム（ｎｇ）の範囲内または約９ｎｇとすることができ、ＬＤＷを、約３〜５ｎｇの範囲内または約４ｎｇとすることができる。液滴発生器は、流体チャネルすなわちインク流路に対する同じ積層厚さを共有し、及び、適正な液滴配置（たとえば、１２００ドット／インチ（dpi）の場合は２１．２マイクロメートル（μｍ））を確保するために中心間の間隔（ピッチ）が実質的に同じになるように配置される。

しかしながら、ＨＤＷ及びＬＤＷ液滴発生器は、異なる機能要件を有している。たとえば、ＨＤＷ液滴発生器は、印刷速度を維持するために、ＬＤＷ液滴発生器よりも大きな（たとえば短時間当たりの）流量で（たとえばインクが）補充される必要がある。さらに、ＬＤＷ液滴発生器における気泡形成に起因する背圧は、インクの一部をノズルの外ではなく流路内へと押し戻して、噴射された液滴の運動量（または勢い。以下同じ）を減少させうる。したがって、両方の液滴重量に対して同じ流入設計が使用される場合には、ＨＤＷ液滴発生器の補充とＬＤＷ液滴発生器からの液滴の運動量とのいずれかについて妥協する必要がありうる。

ＨＤＷ液滴発生器とＬＤＷ液滴発生器に対する要件をバランスさせるプリントヘッドを作製するための技術が本明細書に記載されている。この技術では、交互に配置された液滴発生器の中心線は、たとえば２１．２μｍおきという所望の間隔（ピッチ）に維持されるが、流路の面積は、液滴発生器のそれぞれのサイズに応じて独立に調整される。

１例では、通常はＬＤＷに流入を提供する（たとえば隣接する液滴発生器間の）Ｙ方向の空間の一部がＨＤＷのために使用される。これは、ＬＤＷへの補充を制限することなくＨＤＷへのより速い補充を可能にする。この技術によれば、ＨＤＷ用の流入幅を、最大で約５μｍまたは２５％超だけ大きくすることができる。補充流量（補充する流体（たとえばインク）の流量：補充レート）を（たとえば該幅に）比例して増加させることができる。この設計はまた、ＬＤＷ液滴の運動量を高めることができる（たとえば、幅がより狭い流路は逆流を減少させうる）。

別の例では、流路及びノズルを構成するために使用される３つの層（たとえばエポキシ層）のうちの１つを変えることによって、ＨＤＷ液滴発生器の改善された補充が得られる。典型的なプリントヘッド設計は、基板への接着性を向上させるためのプライマー層（下塗層）と呼ばれる第１の層、流路を画定するための第２の層、及び、流路に蓋をかぶせ及び液滴を噴射するノズルを形成するための第３の層を使用する。この技術では、プライマー層を調節することによって、２つの液滴発生器への入口チャネルの高さ、したがって断面積を変えることができる。ＨＤＷ液滴発生器の流れ要求はより高いので、該断面積を大きくしかつ流量を大きくするために、プライマー材料を流入領域から除去することができる。これとは対照的に、ＬＤＷ液滴発生器が必要とする流量は一般に、ＨＤＷ液滴発生器の流量の半分未満であるが、ＬＤＷ液滴発生器は追加の液滴運動量を使用することができる。したがって、ＬＤＷ液滴発生器の流入領域に追加のプライマー材料を用いることができる。この設計は、ＬＤＷに対する補充を制限することなくＨＤＷへのより速い補充を提供することができる。ＨＤＷ流入領域からプライマーを除去することによって、ＨＤＷ液滴発生器の補充を約３キロヘルツ（ｋＨｚ）だけ高めることができる。

図１は、印刷媒体に画像を形成するためにインクジェットプリントヘッドを用いる例示的な印刷機１００の図である。印刷機１００は、大きなロール１０２から連続する一枚の紙を供給することができる。該紙を、印刷システム１０４及び１０６などのいくつかの印刷システムを介して供給することができる。第１の印刷システム１０４では、複数のプリントヘッドを収容しているプリントバーが、紙にインク滴を噴射する。第２の印刷システム１０６を用いて追加の色を印刷することができる。たとえば、第１の印刷システム１０４はブラック（黒）を印刷することができ、第２の印刷システム１０６はシアン、マゼンタ、及びイエロー（ＣＭＹ）を印刷することができる。たとえば所望の色及び印刷機１００の速さに依存して、任意の数のシステムを使用することができるので、印刷システム１０４及び１０６は、２つに限定されず、また、上記の色の組み合わせにも限定されない。

印刷された紙が第２のシステム１０６を通った後で、該紙を、後の処理のために巻き取りロール１０８で巻き取ることができる。いくつかの例では、とりわけシートカッターやバインダーなどの他のユニットを巻き取りロール１０８の代わりに使用することができる。印刷機１００は非常に速い動作速度及び印刷速度を有することができ、したがって、プリントヘッドの設計はこの速度を達成するのに重要でありうる。図示の例では、紙やその他の印刷媒体は、約８００フィート／分すなわち約２４４メートル／分、もしくはこれより速い速度で移動することができる。さらに、印刷機１００は、レターサイズの画像を一か月当たり約１２９×１０^６個印刷することができる。

図２は、インクジェットプリントヘッドを用いて画像を形成するために使用することができる例示的なインクジェット印刷システム２００のブロック図である。インクジェット印刷システム２００は、プリントバー２０２及びインク供給アセンブリ２０６を備え、プリントバー２０２は、複数のプリントヘッド２０４を備えている。インク供給アセンブリ２０６は、インク容器２０８を備えている。インク２１０は、インク容器２０８からプリントバー２０２に供給されて、プリントヘッド２０４に送られる。インク供給アセンブリ２０６及びプリントバー２０２は、一方向インク配送システムまたは循環式インク配送システムを用いることができる。一方向インク配送システムでは、プリントバー２０２に供給されるインクは実質的に全て、印刷中に消費される。循環式インク配送システムでは、プリントバー２０２に供給されるインク２１０は、そのうちの一部分が印刷中に消費され、他の部分はインク供給アセンブリに戻される。１例では、インク供給アセンブリ２０６は、プリントバー２０２から分離しており、供給管（不図示）などの管状接続を介してプリントバー２０２にインク２１０を供給する。他の例では、たとえば、単一のユーザープリンターにおいて、プリントバー２０２は、プリントヘッド２０２と共に、インク供給アセンブリ２０６及びインク容器２０８を備えることができる。いずれの例においても、インク供給アセンブリ２０６のインク容器２０８を、取り外して交換することができ、または（インクを）補充することができる。

インク２１０は、紙やマイラー（商標）やカード用紙などの印刷媒体２１４に向かって、プリントヘッド２０４のノズルからインク滴２１２として噴射される。印刷品質を向上させるために、たとえば透明な前処理剤で印刷媒体２１４を予め処理しておくことができる。これを印刷システムにおいて実行することができる。プリントヘッド２０４のノズルは、１以上の列すなわちアレイをなすように配置されて、プリントバー２０２と印刷媒体２１４が相対移動しているときに、適切な順番でインク２１０を噴射することにより、印刷媒体２１４上に印刷される文字、記号、図形またはその他の画像を形成できるようになっている。インク２１０は、可視画像を紙に形成するために使用される着色液体には限定されない。たとえば、インク２１０を、太陽電池などの回路や他のアイテムを印刷するために使用される電気活性物質とすることができる。いくつかの例では、インク２１０は、磁性インキを含むことができる。

さらに、本明細書に記載されている例では、プリントヘッド２０４は、iＤＤＷ設計（iＤＤＷ構成）を有する。iＤＤＷ設計では、印刷される画像のタイプに依存して、２つの異なるサイズのインク滴２１２のうちの一方をプリントヘッド２０４から噴射することができる。しかしながら、インクジェット印刷システム２００の印刷速度を高い速度に維持するのが望ましく、したがって、それぞれの液滴サイズを用いて同様の印刷速度を提供するようにプリントヘッド２０４を設計することができる。

搭載アセンブリ２１６を用いて、プリントバー２０２を印刷媒体２１４に対して位置決めすることができる。１例では、印刷媒体２１４の上に複数のプリントヘッド２０４を保持するように、搭載アセンブリ２１６を定位置に固定することができる。別の例では、たとえば、プリントバー２０２が１〜４個だけのプリントヘッド２０４を備えている場合には、搭載アセンブリ２１６は、印刷媒体２１４の端から端へとプリントバー２０２を往復移動させるモーターを備えることができる。媒体搬送アセンブリ２１８は、印刷媒体２１４を、プリントバー２０２に対して（たとえばプリントバー２０２に対して垂直に）移動させる。図１の例では、媒体搬送アセンブリ２１８は、ロール１０２及び１０８、並びに、印刷システム１０４及び１０６を介して紙を引き出すために使用される任意の数の電動式ピンチロールを備えることができる。プリントバー２０２が動かされる場合には、媒体搬送アセンブリ２１８は、印刷媒体２１４を新たな位置に進めることができる。プリントバー２０２が動かされない例では、印刷媒体２１４の移動を連続的に行うことができる。

コントローラ２２０は、コンピューターなどのホストシステム２２２からデータを受け取る。とりわけ電気的接続もしくは光ファイバー接続もしくは無線接続でありうるネットワーク接続２２４を介して該データを送信することができる。データ２２０は、印刷される文書やファイルを含むことができ、または、文書やラスタライズされた文書のカラープレーンなどのより基本的なアイテムを含むことができる。コントローラ２２０は、分析のために、該データをローカルメモリに一時的に格納することができる。該分析には、プリントヘッド２０４からのインク滴の噴射並びに印刷媒体２１４の動き及びプリントバー２０２の任意の動きのタイミング制御を決定することを含めることができる。コントローラ２２０は、制御線２２６を介して印刷システムの個々の部分を動作させることができる。したがって、コントローラ２２０は、文字、記号、図形または他の画像を印刷媒体２１４上に形成する噴射インク滴２１２のパターンを画定する。たとえば、コントローラ２２０は、特定の画像を印刷するために、ＨＤＷ液滴及びＬＤＷ液滴をいつ使用するかを決定することができる。

インクジェット印刷システム２００は、図２に示されているアイテム（要素）に限定されない。たとえば、コントローラ２２０を、ネットワーク内で結合されたクラスタコンピューティングシステムであって、該システムの個々の部分に対する個別のコンピューター制御を有するクラスタコンピューティングシステムとすることができる。たとえば、別個のコントローラを、搭載アセンブリ２１６、プリントバー２０２、インク供給アセンブリ２０６、及び媒体搬送アセンブリ２１８の各々に関連付けることができる。この例では、制御線２２６を、個々のコントローラを単一のネットワークに結合するネットワーク接続とすることができる。他の例では、たとえばプリントバー２０２の位置が固定されている場合には、搭載アセンブリ２１６は、プリントバー２０２から分離したアイテム（要素）でなくてもよい。

図３は、例示的な印刷構成（たとえばプリントバー２０２）における一群のインクジェットプリントヘッド２０４の図である。図２と同じ番号が付されたアイテムは、図２に関して説明されている。図３に示されているプリントバー２０２を、プリントヘッドを移動させない構成において使用することができる。したがって、プリントヘッド２０４を、印刷範囲を完全にカバーするためのオーバーラップする構成をなすようにプリントバー２０２に取り付けることができる。各々のプリントヘッド２０４は、ＨＤＷ液滴発生器及びＬＤＷ液滴発生器が交互に配置されたノズルの列などの複数のノズル領域３０２を有している。

図４は、抵抗器４０６及び４０８の上の隣接するノズル４０２及び４０４をそれぞれ示す例示的なプリントヘッド４００の上面図である。相対的に小さいノズル（小さい方のノズル）４０２は、ＬＤＷ液滴（たとえば約４ナノグラム（ｎｇ）の重量の液滴）を提供するために、幅が相対的に狭い抵抗器４０６の上に配置されている。相対的に大きいノズル（大きい方のノズル）４０４は、ＨＤＷ液滴（たとえば約９ｎｇの重量の液滴）を提供するために、幅が相対的に広い抵抗器４０８の上に配置されている。インク補充領域４１０は、流入領域４１２を介してそれぞれのノズル４０２及び４０４に結合されている（図面を単純にするために、それらの流入領域の一部だけにラベルを付けている）。適切な液滴配置を確保するために、抵抗器の間隔（ピッチ）４１４をＹ方向４１６において一定（たとえば２１．１μｍ）とすることができる。ＨＤＷ液滴発生器は、相対的に大きいノズル４０４、幅が相対的に広い抵抗器４０８、それらのノズル及び抵抗器に近接して配置された噴射チャンバ、及び関連する流入領域４１２を有している。ＬＤＷ液滴発生器は、相対的に小さいノズル４０２、幅が相対的に狭い抵抗器４０６、それらのノズル及び抵抗器に近接して配置された噴射チャンバ、及び関連する流入領域４１２を有している。

図５は、液滴発生器のうちの４つの液滴発生器の詳細な上面図である。図４と同じ番号が付されたアイテムは、図４に関して説明されている。この例では、十分な構造強度を確保するために、エポキシ側壁５０２の厚さは、５μｍという一定値である。ＨＤＷ流入領域５０４の幅は約２０μｍであり、幅が約１２μｍであるＬＤＷ流入領域５０６よりも大幅に大きい。比較するに、従来の設計では、それぞれの液滴発生器は、ｙ方向４１６において利用可能な２１．２μｍの空間を使用するように配置される。ｙ方向４１６における空間の一部は、隣接する液滴発生器を分離するエポキシ壁に十分な幅を提供するために両端において必要である。これは、２１．２μｍ−５μｍすなわち１６．２μｍという最大の入口幅を残すことになる。しかしながら、ＨＤＷ液滴発生器は追加の流量を必要とする一方で、ＬＤＷ液滴発生器はそうではないので、ＨＤＷ液滴発生器用のＨＤＷ流入領域５０４を数マイクロメートルだけ拡張することができ、したがって、ＨＤＷ流入領域５０４における流量を増やすことができる。

図６は、ノズル領域で（たとえば図５の線６で）切断したときのプリントヘッドの断面図である。図４及び図５と同じ番号が付されたアイテムは、それらの図に関して説明されている。この図では、それぞれのノズルの下に抵抗器６０４を形成するために、抵抗層が開始ウェーハ（starting wafer）６０２上に堆積させられてエッチングされている。プリントヘッド８００を完成させるためにさらなる層を形成することができる。耐キャビテーション膜などの後続の層中の材料から抵抗器及びトレースを絶縁（または分離）するために、それらの抵抗器及びトレースの上にパッシベーション膜を堆積させることができる。該パッシベーション膜を、ＳｉＮの層の上にＳｉＣの層が積層した２層構造から形成することができる。使用することができる他の誘電材料には、とりわけＡｌ_２Ｏ_３及びＨｆＯ_２がある。タンタル層などの耐キャビテーション膜をパッシベーション膜の上に堆積させることができる。耐キャビテーション膜は、キャビテーション（たとえば抵抗器の上面における気泡の形成及び崩壊）による浸食を低減する。パッシベーション層及び耐キャビテーション層は基本的ないし本質的に薄い膜であるので、それらの層は図９には示されていない。その後、誘電体層９０２をウェーハの上に堆積して、流体構造の残りの部分を形成するために使用される光硬化性ポリマーの接着力を強化することができる。

プライマー層（下塗層）６０６を堆積させて、後続の層６０８及び６１０の接着力を強化することができる。層６０６、６０８、及び６１０を、架橋を生じさせるために紫外線（ＵＶ）光開始剤を含む、（２つのモノマーを含む）エポキシ樹脂または（３つ以上のモノマーを含む）エポキシ共重合体（コポリマー）樹脂などの同じまたは異なる光硬化性ポリマーから形成することができる。光硬化性ポリマーは表面上の層に覆われ、その後、マスクを用いて、除去することが可能な領域を保護する。ＵＶ光にさらす（露光する）ことによって、マスクによって保護されていない場所にある樹脂を架橋させる。光にさらした後、マスクによって保護されていたために架橋していない領域を、たとえば溶剤を用いて、表面から除去することができる。いくつかの例では、これを逆にすることができる。たとえば、ポジ型フォトレジストを用いて、光にさらされた領域を破壊して、エッチング液によって除去することができる。一般に、プライマー層６０６は、液滴発生器の流入領域及び抵抗器の上では硬化されない。

プライマー層６０６を硬化させた後、壁を形成できるようにするために、光硬化性エポキシからなる別の層などの第２の層６０８を、プライマー層６０８の上に堆積して、マスクして、光にさらす（露光する）ことができる。次に、第２の層６０８中の硬化していない材料を溶剤によって除去して、流路及び噴射チャンバ６１２を露にすることができる。本明細書に記載されている例では、ＨＤＷ液滴発生器の流路及び噴射チャンバ６１２の幅５０４を、ＬＤＷ液滴発生器の流路及びチャンバ６１２の幅５０６よりも大きくすることができる。これは、ＨＤＷ液滴発生器へのインク流入量をより多くすることを可能にし、したがって、補充時間をより短くすることを可能にする。さらに、本明細書に記載されているように、ＬＤＷ液滴発生器の相対的に狭い幅５０６は、インク容器内への逆流を減少させて、液滴の運動量（勢い）を高めることができる。その後、流路キャップ及びノズル６１４を形成できるようにするために、エポキシからなる別の層などの第３の層６１０が、第２の層６０８の上に付加されてマスクされる。説明されている設計（構成）は、ＬＤＷ、またはＨＤＷ、またはそれらの両方について所定のピッチで液滴を提供する一方で、ＬＤＷ液滴発生器とＨＤＷ液滴発生器の両方について、構造的一体性のために十分なエポキシ材料を維持し及び流れ（または流量）を最適化する。液滴発生器の領域に残っている材料の量を調節する（たとえばプライマーの量を増減する）ことによって、インクの補充流量のさらなる制御を達成することができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、液滴発生器の流入領域４１２内のプライマー層６０６の量を変更する設計を示すウェーハの上面図である。図４及び図６と同じ番号が付されたアイテムは、それらの図に関して説明されている。図７Ａは、ＬＤＷ液滴発生器７０２及びＨＤＷ液滴発生器７０４の両方の下において、プライマー層６０６が除去されているかまたは厚さが減少させられた現在の配置ないし構成を示している。これとは対照的に、図７Ｂは、ＨＤＷ液滴発生器７０４のプライマー層６０６は除去されているが、ＬＤＷ液滴発生器７０２のプライマー材料６０６は流入領域４１２に存在している設計ないし構成を示している。流入領域４１２におけるプライマー材料６０６の存在は出入りする流量を制限する。なぜなら、ＬＤＷ液滴発生器７０２は、それほどの流量を必要とせず、かつ、増加した運動量の恩恵を受けるからである。

図８は、図７Ｂに示されているプリントヘッド部分の流入領域４１２の断面図である。図４〜図７と同じ番号が付されたアイテムは、それらの図に関して説明されている。これは、ＬＤＷ液滴発生器７０２の流入領域において架橋したプライマー層６０６から得られるＬＤＷ液滴発生器７０２の流入領域４１２のより小さな断面積を示している。

図９は、流入領域４１２で切り取ったときの図８のプリントヘッドの走査電子顕微鏡写真である。本明細書に記載されているように、これは、プライマーマスクの設計を変更することによって、ＨＤＷ液滴発生器の補充（流量）を高め、かつ、ＬＤＷ液滴発生器の（液滴の）運動量を改善することを可能にする。

図１０は、インクジェットプリントヘッドを作製するための例示的な方法１０００の処理フロー図である。方法１０００は、開始ウェーハを作製するブロック１００２から開始する。開始ウェーハは、本技術分野において既知の技術を用いて形成され、典型的には、既に画定されている制御電子回路（または制御電子部品）と、導体層が結合（たとえば接着）することができる最上部の誘電体層を貫通するバイアとを有している。

いくつかの初期のアクションを用いて、表面に向けて液滴が噴射されるようにインクを加熱するために使用されるトレース及び抵抗器を形成することができる。ブロック１００４において、アルミニウムなどの導体層が開始ウェーハの上に堆積させられる。ブロック１００６において、たとえば、該導体層をマスキング及びエッチングすることによって、抵抗器開口が形成される。それらの抵抗窓を、抵抗器の領域の上の導体層内の別個の開口、または、抵抗器の領域全体を横断して延びる、導体層内の単一の開口とすることができる。ブロック１００８において、抵抗材料が、残っている導体及びエッチングされた抵抗窓を含むウェーハ全体の上に堆積させられる。ブロック１０１０において、トレース及び抵抗器が、導体層及び抵抗層を所望のパターンでマスキング及びエッチングすることによって画定される。本明細書に記載されているいくつかの例では、異なる液滴サイズを提供するために、形成されたトレース及び抵抗器は、相対的に広い領域と（それより）相対的に狭い領域を交互に繰り返すように設けられる。

さらなるステップを用いて、それらのトレース及び抵抗器を保護し、及び、プリントヘッドの完成のためにウェーハの準備を整える。ブロック１０１２において、たとえばそれらのトレース及び抵抗器を、物理的または化学的な損傷から保護し及び後続の層から絶縁（または分離）するために、パッシベーション膜がそれらのトレース及び抵抗器の上に堆積させられる。ブロック１０１４において、たとえば該抵抗器をキャビテーションから保護するために、耐キャビテーション膜が該パッシベーション膜の上に堆積させられる。キャビテーションは、気泡の急速な（たとえば超音速での）膨張及び崩壊であって、表面に物理的な損傷を与える可能性がある。ブロック１０１６において、エポキシプライマー層などの後続の層の接着力を強化するために、誘電体膜（誘電体層）を該パッシベーション膜の上に堆積することができる。いくつかの例では、該誘電体層を省くことができる。

表面の準備ができると、プリントヘッドを完成させるために後続の層を形成することができる。ブロック１０１８において、後続の層の接着力を強化するために、第１の層すなわちプライマー層が堆積させられる。該プライマー層を、液滴発生器のそれぞれの側部に対する領域内のプライマーを架橋させることによって形成し、及び、液滴発生器の噴射チャンバへのインクの流れを妨げないようにするために導体及びトレースの領域から除去することができる。しかしながら、本明細書に記載されている例では、該プライマーを架橋させて、ＬＤＷ液滴発生器の流入領域内に残すことができ、これによって、ＬＤＷ液滴発生器からの逆流を減少させ、該ＬＤＷからの液滴の運動量（勢い）を高めることができる。

ブロック１０２０において、架橋していない材料が除去されると、流路及びチャンバを形成するために、第２の層が、堆積させられ、その後、マスクされて光にさらされる。本明細書に記載されている例では、ＨＤＷ液滴発生器中への流入領域の幅を、ＬＤＷ液滴発生器中への流入領域を犠牲にして広くすることができる。しかしながら、液滴発生器の構造的一体性を維持するために、隣接する液滴発生器間の壁厚（壁の厚さ）は、約５μｍまたはそれより大きい値に保持される。

ブロック１０２２において、第３の層が、流路及びチャンバの上に堆積させられる。ノズル及び流路キャップを形成するために、この層をマスクして光にさらすことができる。その後、プリントヘッドを形成するために、完成したウェーハをセグメントに分割して取り付けることができる。

本明細書に記載されているインクジェットプリントヘッドを、２次元印刷以外の他の用途でも使用することができ、たとえば、とりわけ、３次元印刷やデジタル滴定（digital titration）で使用することができる。それらの例では、他の理由で、液滴発生器のサイズが異なることが有利でありうる。デジタル滴定では、終点に早く近づくためにＨＤＷ液滴発生器を用いることができ、一方、終点を正確に決定するためにＬＤＷ液滴発生器を用いることができる。

上記の例に種々の変更を加えることや代替形態を用いることができ、上記の例は説明のためだけに示されたものである。さらに、本発明の技術を本明細書に開示されている特定の例に限定することは意図されていないことが理解されるべきである。実際に、特許請求の範囲には、開示されている本発明の主題が関連する技術分野における当業者には明らかである全ての代替形態、変更形態、及び等価物が含まれる。

Claims (12)

1. プリントヘッドを作製するための方法であって、
   開始ウェーハの上に導体層を堆積するステップであって、前記開始ウェーハは、プリントヘッド用の制御電子回路を備える、ステップと、
   前記ウェーハを横断して抵抗窓をエッチングするステップと、
   前記導体層及び抵抗窓の上に抵抗層を堆積するステップと、
   トレース及び抵抗器を形成するために前記抵抗層及び導体層をエッチングするステップと、
   前記トレース及び抵抗器の上にパッシベーション膜を堆積するステップと、
   前記パッシベーション膜の上に耐キャビテーション膜を堆積するステップと、
   前記パッシベーション膜の上にプライマー層を形成するステップと、
   ＨＤＷ液滴発生器の流入領域内のプライマー層の深さを減少させることと、ＬＤＷ液滴発生器の流入領域内のプライマー層の深さを増加させることとのうちの少なくとも一方を行うステップと、
   液滴サイズに少なくとも部分的に基づいて液滴発生器の補充流量を制御するように流れ構造を設計するステップと、
   前記プライマー層の上に前記流れ構造を形成するステップと、
   前記流れ構造の上にキャップ及びノズルを形成するステップ
   を含む方法。
2. 感光性エポキシ及び露光マスクを用いて前記流れ構造を形成するステップを含む、請求項１の方法。
3. 幅が相対的に狭い抵抗器と幅が相対的に広い抵抗器が交互のパターンをなすように、幅が相対的に広い該抵抗器を形成するステップを含む請求項１または２の方法であって、各抵抗器間の間隔が実質的に一定に維持されることからなる、方法。
4. 流れ構造を設計する前記ステップが、複数の高液滴重量（ＨＤＷ）液滴発生器と複数の低液滴重量（ＬＤＷ）液滴発生器を交互に配置するステップを含み、
   各液滴発生器の間の間隔が実質的に同じであり、
   各ＬＤＷ液滴発生器の流入領域よりも大きな流入領域が、各ＨＤＷ液滴発生器に提供され、
   各ＨＤＷ液滴発生器の噴射チャンバと隣接する各ＬＤＷ液滴発生器の噴射チャンバとの間の壁厚は、実質的に同じであることからなる、請求項１または２の方法。
5. 各ＨＤＷ液滴発生器の噴射チャンバと、ＬＤＷ液滴発生器の隣接する噴射チャンバとの間に、少なくとも約５マイクロメートル幅の壁部チャネルを形成するステップを含む、請求項４の方法。
6. 幅が約１８マイクロメートルよりも広い、前記ＨＤＷ液滴発生器の流入領域を形成するステップを含む、請求項１〜５のいずれかの方法。
7. 幅が約１２マイクロメートルよりも狭い、前記ＬＤＷ液滴発生器の流入領域を形成するステップを含む、請求項１〜６のいずれかの方法。
8. 複数の液滴発生器と流路を備えるプリントヘッドであって、
   前記複数の液滴発生器の隣接する液滴発生器間の間隔は実質的に同じであり、該複数の液滴発生器は、高液滴重量（ＨＤＷ）液滴発生器と低液滴重量（ＬＤＷ）液滴発生器とが交互に配置されてなり、
   前記流路は、インク源から各液滴発生器に関連付けられた噴射チャンバ内に通じており、該流路は、前記インク源に近接した流入領域を有し、該流入領域の面積は、前記噴射チャンバ内へのインクの流束を制御するために調整され、
   前記プリントヘッドはさらに、ＬＤＷ液滴発生器の流入領域内の相対的に厚いプライマー層と、隣接するＨＤＷ液滴発生器の流入領域内の相対的に薄いプライマー層を備えることからなる、プリントヘッド。
9. 各噴射チャンバ間の壁厚は実質的に同じである、請求項８のプリントヘッド。
10. 前記ＨＤＷ液滴発生器の流入領域は、隣接する前記ＬＤＷ液滴発生器の流入領域よりも比例して広いことからなる、請求項８または９のプリントヘッド。
11. 感光性エポキシを備える、請求項８〜１０のいずれかのプリントヘッド。
12. プリントバーを備えるプリンターであって、
    前記プリントバーはプリントヘッドを備え、
    前記プリントヘッドは、複数の液滴発生器と流路とを備え、
    前記複数の液滴発生器の隣接する液滴発生器間の間隔は実質的に同じであり、該複数の液滴発生器は、高液滴重量（ＨＤＷ）液滴発生器と低液滴重量（ＬＤＷ）液滴発生器とが交互に配置されてなり、
    前記流路は、インク源から各液滴発生器に関連付けられた噴射チャンバ内に通じており、該流路は、前記インク源に近接した流入領域を有し、該流入領域の面積は、前記噴射チャンバ内へのインクの流束を制御するために調整され、
    前記プリントヘッドはさらに、ＬＤＷ液滴発生器の流入領域内の相対的に厚いプライマー層と、隣接するＨＤＷ液滴発生器の流入領域内の相対的に薄いプライマー層を備えることからなる、プリンター。

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