JP6730432B2 - 集積回路を含む流体吐出デバイス - Google Patents

Description

背景
プリンタは、用紙のような印刷媒体に、インクのような流体を付着するデバイスである。プリンタは、印刷材料リザーバに接続されるプリントヘッドを含むことができる。印刷材料は、物理的媒体上へプリントヘッドから噴射される、分与（分配）される及び／又は吐出され得る。

例示的な流体吐出デバイスの幾つかの構成要素を示すブロック図である。 例示的な流体吐出デバイスの幾つかの構成要素を示すブロック図である。 例示的な流体吐出デバイスの幾つかの構成要素のブロック図である。 例示的な流体吐出デバイスの図３の線４−４に沿った断面図である。 例示的な流体吐出デバイスの幾つかの構成要素の等角図である。 例示的な流体吐出デバイスのブロック図である。 例示的な流体吐出デバイスの図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図である。 例示的な流体吐出デバイスを含む例示的な印刷流体カートリッジの等角図である。 例示的なプロセスの流れ図である。 例示的なプロセスの流れ図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 図９及び図１０の例示的なプロセスの例示的な工程を示すブロック図である。 例示的な流体吐出デバイスの集積回路により実行され得る一連の動作を示す流れ図である。 例示的な流体吐出デバイスの集積回路により実行され得る一連の動作を示す流れ図である。

図面の全体にわたって、同一の参照符号は、類似するが、必ずしも同一でない要素を示す。図面は、必ずしも一律の縮尺に従っておらず、幾つかの部品のサイズは、図示された例をより明確に示すために誇張され得る。

説明
流体吐出デバイスの例は、成形パネル、少なくとも１つの吐出ダイ、及び集積回路を含むことができる。吐出ダイ及び集積回路は、成形パネルへと成形される。本明細書で使用される限り、成形パネルへと成形されることは、吐出ダイ及び／又は集積回路が成形パネルの中に少なくとも部分的に埋め込まれていることを意味することができる。吐出ダイは、複数の吐出ノズルを含み、この場合、吐出ノズルは、印刷材料を選択的に分与するために使用され得る。集積回路は、吐出ダイに電気接続されることができ、集積回路は、吐出ノズルを用いて印刷材料の選択的な分与を制御することができる。成形パネルは、吐出ダイ及び集積回路を支持し且つ少なくとも部分的に取り囲み、その結果、吐出ダイ及び集積回路が成形パネルの成形材料により少なくとも部分的に覆われている。更に、成形パネルは、成形パネルを貫通して形成された流体連絡チャネルを有することができる。成形パネルの流体連絡チャネルは、吐出ダイに流体連結され、その結果、印刷材料が、流体連絡チャネルを介して吐出ダイ及びその吐出ノズルに送られ得る。

吐出ノズルは、集積回路の制御下で印刷材料を吐出／分与して、物理的媒体上に印刷材料で印刷されたコンテンツを形成する。ノズルは一般に、印刷材料をノズルオリフィスから吐出／分与させるための流体吐出器を含む。流体吐出デバイスにおいて実現される流体吐出器のタイプの幾つかの例は、サーマル吐出器、圧電吐出器、及び／又は印刷材料をノズルオリフィスから吐出／分与させることができる他の係る吐出器を含む。幾つかの例において、吐出ダイは、シリコン又はシリコンベースの材料でもって形成され得る。ノズルのような様々な特徴要素が、製造に基づいてシリコンデバイスに使用される様々な材料（例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、金属、エポキシ樹脂、ポリイミド、他の炭素系材料など）から形成され得る。

幾つかの例において、吐出ダイは、薄片（sliver：細長い小片、スライバー）と呼ばれ得る。一般に、薄片は、約６５０μｍ以下の厚さ、約３０ｍｍ以下の外形寸法、及び／又は約３対１以上の長さ対幅の比を有する吐出ダイに対応することができる。幾つかの例において、薄片の長さ対幅の比は、約１０対１以上とすることができる。幾つかの例において、薄片の長さ対幅の比は、約５０対１以上とすることができる。幾つかの例において、吐出ダイは、矩形でない形状とすることができる。これらの例において、吐出ダイの第１の部分は、上述した例を近似する寸法／特徴を有することができ、吐出ダイの第２の部分は、第１の部分に比べて幅において大きく且つ長さにおいて短くすることができる。幾つかの例において、第２の部分の幅は、第１の部分の幅のサイズの約２倍とすることができる。これらの例において、吐出ダイは、吐出ノズルが配列され得る細長い第１の部分を有することができ、吐出ダイは、吐出ダイの電気接続点が配列され得る第２の部分を有することができる。

幾つかの例において、成形パネルは、日立化成株式会社からのCEL400ZHF40WG、及び／又は他の係る材料のようなエポキシ樹脂成形材料を含むことができる。従って、幾つかの例において、成形パネルは、実質的に等質とすることができる。幾つかの例において、成形パネルは、一体成形で形成されることができ、その結果、成形パネルは、接合箇所または継ぎ目なしの成形材料を含むことができる。幾つかの例において、成形パネルは、モノリシックとすることができる。

本明細書で説明されるような、例示的な流体吐出デバイスは、二次元プリンタ及び／又は三次元（３Ｄ）プリンタのような印刷デバイスに実装され得る。理解されるように、幾つかの例示的な流体吐出デバイスはプリントヘッドとすることができる。幾つかの例において、流体吐出デバイスは、印刷デバイスへ組み入れられることができ、用紙、粉末ベースの構築材料の層、反応デバイス（例えば、ラボオンチップデバイス）などのような媒体上へコンテンツを印刷するために利用され得る。例示的な流体吐出デバイスは、インクベースの吐出デバイス、デジタル滴定デバイス、３Ｄ印刷デバイス、薬剤投与デバイス、ラボオンチップデバイス、流体診断回路、及び／又は或る量の流体が分与／吐出され得る他の係るデバイスを含む。

幾つかの例において、流体吐出デバイスが実装され得る印刷デバイスは、層毎の積層造形プロセスにおいて消耗流体の付着によりコンテンツを印刷することができる。消耗流体および／または消耗材料は、使用される全ての材料および／または化合物を含むことができ、例えば、インク、トナー、流体または粉末、又は印刷用の他の原料を含む。更に、本明細書で説明されるように、印刷材料は、消耗流体、並びに他の消耗材料を含むことができる。印刷材料は、インク、トナー、流体、粉末、着色剤、ワニス、仕上げ材料、光沢促進剤、結合剤、及び／又は印刷プロセスにおいて利用され得る他の係る材料を含むことができる。

さて、図面、特に図１を参照すると、この図は、例示的な流体吐出デバイス１０の幾つかの構成要素を示すブロック図を提供する。この例において、流体吐出デバイス１０は、成形パネル１２を含む。成形パネル１２は、それを貫通して形成された流体連絡チャネル１４を有する。更に、流体吐出デバイス１０は、成形パネルに鋳込まれた流体吐出ダイ１６及び集積回路１８を含む。この例において、成形パネルは、第１の表面２０（後面と呼ばれ得る）、及び第１の表面２０の反対側にある第２の表面２２（前面と呼ばれ得る）を有する。同様に、吐出ダイ１６は、第１の表面２４および第２の表面２６を有し、集積回路１８は、第１の表面２８及び第２の表面３０を有する。

図示されたように、流体連絡チャネル１４は、成形パネル１２の第１の表面２０に形成される。流体連絡チャネル１４を画定する表面は、吐出ダイ１６との流体連絡を容易にする。特に、吐出ダイ１６の第１の表面２４の部分は、流体連絡チャネル１４に露出されている。この例に示されていないが、吐出ダイ１６は、流体連絡チャネル１４を吐出ダイ１６の吐出ノズルと流体連結する、貫通して形成された流体供給穴を含むことができる。吐出ダイ１６の吐出ノズルのオリフィスは、吐出ダイ１６の第２の表面２６上に形成され得る。この例において図示されるように、成形パネル１２の第２の表面２２、吐出ダイ２６の第２の表面２６、及び集積回路３０の第２の表面は、ほぼ同一平面とすることができる。

従って、図１の例に類似する例において、吐出ダイ１６及び集積回路１８は、成形パネル１２へと成形され得る。図示されたように、吐出ダイ１６及び集積回路１８は、吐出ダイ１６及び集積回路が成形パネル１２に結合されるように、成形パネル中に少なくとも部分的に埋め込まれる。例えば、吐出ダイ１６に関して、吐出ダイの第１の表面２４および側面は、成形パネル１２により少なくとも部分的に覆われている。吐出ノズルが印刷材料を分与することができる、吐出ダイ１６の第２の表面２６は、露出され且つ成形パネル１２の第２の表面とほぼ同一平面とすることができる。同様に、集積回路１８に関して、第１の表面２８及び側面は、成形パネル１２により覆われ得る。集積回路１８の第２の表面３０は、露出され且つ成形パネル１２の第２の表面とほぼ同一平面とすることができる。理解されるように、吐出ダイ１６及び集積回路１８を成形パネル１２へと成形することにより、吐出ダイ１６及び集積回路１８は、接着剤を用いずに成形パネルに結合され得る。係る例において、吐出ダイ１６及び集積回路１８が成形パネルの材料により少なくとも部分的に覆われる場合、吐出ダイ１６及び集積回路は、成形パネル１２の中に少なくとも部分的に埋め込まれるものとして説明され得る。

さて、図２を参照すると、この図は、例示的な流体吐出デバイス５０の幾つかの構成要素を示すブロック図を提供する。この例において、流体吐出デバイス５０は、吐出ダイ５４及び集積回路５６が鋳込まれ得る成形パネル５２を含む。この例において、成形パネル５２は、それを貫通して形成された流体連絡チャネル５８を有することができる。理解されるように、流体連絡チャネル５８は、流体連絡チャネル５８が成形パネル５２の後面に形成される一方で、成形パネルの前面が吐出ダイ５４の前面および集積回路５６の前面とほぼ同一平面であることを示すために、破線で示される。

この例において、吐出ダイ５４は、少なくとも１つの導電要素６０を介して、集積回路５６に電気接続される。幾つかの例において、少なくとも１つの導電要素６０は、導電材料（例えば、銅ベースの材料、金ベースの材料、銀ベースの材料、アルミニウムベースの材料、導電性ポリマーなど）から形成されたトレースを含むことができる。幾つかの例において、少なくとも１つの導電要素６０は、例示的な流体吐出デバイス５０の前面に配置され得る。幾つかの例において、少なくとも１つの導電要素６０は、絶縁材料中に含まれ得る。例えば、少なくとも１つの導電要素６０は、ポリアミド薄膜またはポリイミド薄膜のような絶縁薄膜を含むことができる。係る例において、少なくとも１つの導電要素は、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）プロセスを介して、吐出ダイ５４及び集積回路５６を電気接続するために成形パネルに結合され得る。他の例において、少なくとも１つの導電要素６０の一部は、成形パネル５２中に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。幾つかの例において、少なくとも１つの導電要素６０は、ワイヤボンディングプロセスにおいて、吐出ダイ５４及び集積回路に結合され得る。

図２の例に示されるように、吐出ダイ５４は、矩形でないダイとすることができる。係る例において、吐出ダイ５４は、細長い第１の部分６２及び第２の部分６４を含むことができる。吐出ダイ５４の吐出ノズルは、細長い第１の部分６２の長さに沿って配列されることができ、吐出ダイ５４の電気接点が第２の部分６４に配列され得る。従って、図示されたように、少なくとも１つの導電要素６０は、第２の部分６４において吐出ダイ５４に接続され得る。更に、集積回路５６は、吐出ダイ５４の第１の端部において吐出ダイ５４に近接して配置されることができ、第２の部分６４は、第１の端部の反対側にある吐出ダイ５４の第２の端部に配置される。

更に、この例において、吐出ダイ５４は、少なくとも１つの温度センサ６６を含むことができる。係る例において、集積回路５６は、少なくとも１つの温度センサ６６からセンサデータを受け取ることができる。センサデータに少なくとも部分的に基づいて、集積回路５６は、吐出ダイ５４と関連している温度を求めることができる。例えば、少なくとも１つの温度センサ６６は、抵抗素子を含むことができる。抵抗素子の抵抗値は、温度に基づいて変化することができる。係る例において、集積回路５６は、温度センサを付勢して、抵抗素子の抵抗値に対応するセンサデータを受け取ることができ、集積回路５６は、センサデータに基づいて、吐出ダイ５４と関連している温度を求めることができる。

更に、吐出ダイ５４は、少なくとも１つの加熱要素６８を含むことができる。係る例において、集積回路５６は、少なくとも１つの加熱要素６８を制御することができる。幾つかの例において、集積回路５６は、少なくとも１つの温度センサ６６から受け取ったセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つの加熱要素６８を制御することができる。幾つかの例において、吐出ダイは、集積回路５６のメモリに格納された規定の動作温度範囲を有することができる。係る例において、集積回路５６は、吐出ダイ５４の温度が規定の動作温度範囲未満であるという判定に応じて、吐出ダイ５４を加熱するために少なくとも１つの加熱要素６８を電気的に付勢することができる。更に、集積回路５６は、吐出ダイ５４の温度が規定の動作温度範囲内またはそれを上回るという判定に応じて、少なくとも１つの加熱要素６８の電気的な付勢を停止することができる。幾つかの例において、少なくとも１つの加熱要素６８は、抵抗加熱要素とすることができる。

この例において、集積回路５６は、コントローラ７０及びメモリ７２を含む。本明細書で使用される限り、コントローラは、データ処理用の論理構成要素の構成を含むことができる。コントローラの例には、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、及び／又は他の係るデバイスが含まれる。

本明細書で使用される限り、メモリは、揮発性および／または不揮発性メモリの様々なタイプを含むことができる。例示的なデバイス５０のメモリ７２のようなメモリは、機械可読記憶媒体とすることができる。幾つかの例において、メモリは持続性である。メモリの例には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）、フラッシュメモリ、半導体メモリ、磁気ディスクメモリ、ＳＯＮＯＳ（silicon-oxide-nitride-oxide-silicon）メモリ、並びに格納された情報を維持する他のメモリデバイス／モジュールが含まれる。幾つかの例において、コントローラ７０及びメモリ７２は、単一のパッケージの中に存在することができ、単一の集積回路からなることができる。例えば、集積回路は、単一のパッケージの中にコントローラ及びメモリを有するマイクロコントローラを含むことができる。

図示されたように、例示的なデバイス５０のメモリ７２は、本明細書で説明される動作を集積回路５６に実行させるために、集積回路５６（及び／又はそのコントローラ７０）により実行可能とすることができる命令７４を含む。例えば、集積回路５６による命令７４の実行により、集積回路５６は、吐出ダイ５４の吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な分与を制御することができる。別の例として、集積回路５６による命令７４の実行により、集積回路５６は、温度センサからセンサデータを受け取るために温度センサ６６を付勢することができる。更に、集積回路５６による命令７４の実行により、当該集積回路は、少なくとも１つの加熱要素６８を制御することができる。

図３は、流体吐出デバイス１００の幾つかの構成要素の一例を示す上面図である。この例において、流体吐出デバイス１００は、成形パネル１０２、成形パネル１０２に鋳込まれた吐出ダイ１０４、及び成形パネル１０２に鋳込まれた集積回路１０６を含む。この例において、吐出ダイ１０４及び集積回路１０６は、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）要素１０８を形成する薄膜に配置された導電要素を介して電気接続される。この例に示されるように、ＴＡＢ要素１０８は、流体吐出デバイス１００の前面に配置される。本明細書で説明される例において、流体吐出デバイス１００の前面は、成形パネル１０２の前面、吐出ダイ１０４の前面、及び集積回路１０６の前面からなる。例において、成形パネル１０２の前面、吐出ダイ１０４の前面、及び集積回路１０６の前面は、ほぼ同一平面である。

この特定の例において、ＴＡＢ要素１０８は、成形パネル１０２の両側にある吐出ダイ１０４及び集積回路１０６の前面に少なくとも部分的に配置される。更に、ＴＡＢ要素１０８は、吐出ダイ１０４の電気接続点１１０に電気接続される。吐出ダイ１０４の電気接続点１１０は、電気接続点１１０がＴＡＢ要素１０８の一部により覆われることを反映するために想像線で示されている。同様に、ＴＡＢ要素１０８は、集積回路１０６の電気接続点１１２に電気接続される。集積回路１０６の電気接続点１１２は、電気接続点１１２がＴＡＢ要素１０８の一部により覆われることを反映するために想像線で示されている。本明細書で使用される限り、電気接続点は、ボンディングパッド又は他の係る電気端子を含むことができる。理解されるように、電気接続点は、銅および／または他の導電材料を含むことができる。

この例に示されていないが、ＴＡＢ要素１０８は、流体吐出デバイス１００が追加のデバイスに電気接続され得るように、成形パネル１０２を越えて延びることができる。例えば、ＴＡＢ要素１０８は、成形パネル１０２を越えて延び、流体吐出デバイス１００を一連の電気接点に接続し、次いで一連の電気接点が印刷デバイスのコントローラに電気接続され得る。

更に、この例に示されるように、吐出ダイ１０４は、複数の吐出ノズル１１４を含む。吐出ノズル１１４は、印刷材料を選択的に分与するために制御され得る。この例において、吐出ダイ１０４及び集積回路１０６の電気接続は、集積回路１０６による吐出ノズル１１４の制御を容易にすることができる。例えば、集積回路１０６は、吐出ノズル１１４を介した印刷材料の選択的な分与を制御するためのコントローラを含むことができる。

図４は、図３の線４−４に沿った図３の例示的な流体吐出デバイス１００の断面図を提供する。図示されたように、成形パネル１０２は、それを貫いて形成された流体連絡チャネル１２０を含む。流体連絡チャネル１２０は、吐出ダイ１０４と流体連絡し、その結果、印刷材料が吐出ダイ１０４による選択的な分与のために、流体連絡チャネル１２０を介して吐出ダイ１０４に送られ得る。この例において、断面図は、吐出ダイ１０４及び吐出ノズル１１４の幾つかの構成要素を示す。吐出ダイ１０４は、吐出ダイ１０４の後面に形成された流体供給穴１２２を有し、この場合、流体供給穴１２２は、流体連絡チャネル１２０及び吐出ノズル１１４の吐出チャンバ１２４に流体連結される。吐出チャンバ１２４は、吐出ノズル１１４のノズルオリフィス１２６に流体連結される。この例に示されていないが、吐出ノズル１１４の流体吐出器は、吐出チャンバ１２４に配置され得る。流体吐出器の選択的な付勢により、吐出チャンバ１２４の流体が、オリフィス１２６から外へ分与／吐出され得る。図示されたように、流体吐出デバイス１００のほぼ平面的な前面は、成形パネル１０２の前面および吐出ダイ１０４の露出された前面からなることができる。ノズルオリフィス１２６は、吐出ダイ１０４の前面上の開口に対応し、流体連絡チャネル１２０は、成形パネル１０２の後面に形成される。

更に、この例において、断面図は、ＴＡＢ要素１０８断面を示す。図示されたように、ＴＡＢ要素１０８は、流体吐出デバイス１００の前面に配置された導電要素１３０を含む。導電要素１３０は、絶縁薄膜１３２により少なくとも部分的に覆われ得る。更に、導電要素１３０は、テープ自動ボンディングプロセスにおいて、集積回路１０６及び吐出ダイ１０４に電気接続され得る。従って、ＴＡＢ要素１０８は、接着剤を介して流体吐出デバイス１００の前面に結合され得る。理解されるように、ＴＡＢ要素１０８を流体吐出デバイス１００の前面に結合する間に、集積回路１０６及び吐出ダイ１０４は、ＴＡＢ要素１０８を介して電気接続される。

図５は、図３及び図４の例示的な流体吐出デバイス１００の組立分解等角図である。この図において、ＴＡＢ要素１０８は、吐出ダイ１０４の、下にある電気接続点１１０及び集積回路１０６の、下にある電気接続点１１２を示すために、成形パネル１０２から離間されている。図５に示されているように、吐出ダイ１０４は、矩形でない形状とすることができる。この例において、吐出ダイ１０４は、吐出ノズル１１４が配列され得る第１の細長い部分１５０を有する。幾つかの例において、細長い部分の長さは、吐出ダイ１０４の印刷幅に対応することができる。更に、吐出ダイ１０４は、吐出ダイ１０４の電気接点１１０が配列され得る第２の部分１５２を有する。図示されたように、吐出ダイ１０４の第２の部分１５２は、流体吐出デバイス１００の第１の端部に配置されることができ、集積回路１０６は流体吐出デバイス１００の第２の端部に配置され得る。吐出ダイ１０４の第１の細長い部分１５０は、集積回路１０６と第２の部分１５２との間に配置され得る。

図６Ａは、例示的な流体吐出デバイス２００の幾つかの構成要素を示すブロック図である。流体吐出デバイス２００は、成形パネル２０２、成形パネル２０２に鋳込まれた複数の吐出ダイ２０４、及び成形パネル２０２に鋳込まれた複数の集積回路２０６を含む。この例において示されたように、吐出ダイ２０４は、流体吐出デバイス２００の幅（及び成形パネル２０２の幅）に沿って概して端から端まで配列され得る。更に、吐出ダイ２０４は、千鳥に配置された／部分的に重なる関係で配列され得る。

図６Ａの例に類似する例において、吐出ダイ２０４が配列され得る流体吐出デバイス２００の幅は、流体吐出デバイスが実装され得る印刷システムの印刷幅に対応することができる。幾つかの例において、流体吐出デバイス２００は、ページ幅印刷システムに実装され得る。これらの例において、流体吐出デバイス２００は、印刷材料が選択的に分与されるべき媒体の幅に対応する印刷幅を容易にすることができる。他の例において、図示された例に類似する複数の流体吐出デバイスは、印刷システムの印刷幅に対応する千鳥に配置された／部分的に重なる端から端までの配列において配置され得る。各吐出ダイ２０４は、印刷材料を選択的に分与する複数の吐出ノズル２１０を含む。この例において、吐出ノズル２１０は、各吐出ダイ２０４の細長い部分の長さに沿って千鳥に配置された配列で構成され得る。

複数の吐出ダイ２０４のそれぞれ毎に、流体吐出デバイス２００は、吐出ダイ２０４に近接して成形パネル２００の中へ鋳込まれたそれぞれの集積回路２０６を含む。他の例に関連して説明されるように、それぞれの個々の吐出ダイ２０４は、個々の集積回路２０６に電気接続されることができ、個々の集積回路は、個々の吐出ダイ２０４による印刷材料の選択的な分与を制御することができる。本明細書に示された例において、例示的な流体吐出デバイスが各吐出ダイ用の集積回路を含むが、理解されるように、他の例は、吐出ダイよりも少ない集積回路、又は吐出ダイよりも多い集積回路を有することができる。特定の例として、流体吐出デバイスは、少なくとも２つの吐出ダイに電気接続される１つの集積回路を含むことができ、集積回路は、少なくとも２つの吐出ダイによる印刷材料の選択的な分与を制御することができる。

図６Ｂは、図６Ａの例示的な流体吐出デバイス２００の線６Ｂ−６Ｂに沿った断面図である。この例に示されたように、成形パネル２０２は、それぞれの吐出ダイ２０４毎にそれぞれの流体連絡チャネル２２０を有する。それぞれの流体連絡チャネル２２０は、それぞれの吐出ダイ２０４により選択的に分与されるべき印刷材料がそれぞれの流体連絡チャネルを介して印刷材料リザーバから吐出ダイ２０４に送られ得るように、それぞれの吐出ダイ２０４に流体連結される。各流体連絡チャネル２２０は、成形パネル２０２の後面を貫いて形成される。各吐出ダイ２０４は、それぞれの流体連絡チャネル２２０を吐出ノズル２１０に流体連結する流体供給穴２２２を有することができる。断面図により示されるように、吐出ダイ２０４は、成形パネル２０２の中に少なくとも部分的に埋め込まれることができ、その結果、各吐出ダイ２０４の前面が露出され、吐出ダイ２０４の側面が成形パネルの材料に包み込まれ、吐出ダイ２０４の後面の少なくとも一部が成形パネルの材料に包み込まれる。

図７は、印刷材料を収容することができるコンテナ２６２に結合された例示的な流体吐出デバイス２６０を含む例示的な印刷流体カートリッジ２５０の幾つかの構成要素の等角図を提供する。流体吐出デバイス２６０は、成形パネル２６４、成形パネル２６４の中に鋳込まれた吐出ダイ２６６、及び成形パネルの中へ鋳込まれた集積回路２６８を含む。理解されるように、流体吐出デバイス２６０は、本明細書で説明された他の流体吐出デバイス２６０に類似した特徴要素および構成要素を含み、流体連絡チャネル、吐出ノズル、電気接点、及び導電要素を含む。更に、集積回路２６８は、本明細書で説明されたように吐出ダイ２６６による印刷材料の選択的な分与を制御することができる。例示的な印刷流体カートリッジ２５０のような例において、流体連絡チャネルは、コンテナ２６２及び吐出ダイ２６６を流体連結することができ、その結果、コンテナ２６２に貯蔵された印刷材料が吐出ダイ２６６による選択的な分与のために吐出ダイ２６６に送られ得る。

この例において、流体吐出デバイス２６０は、フレキシブル回路２７０に電気接続され、この場合、フレキシブル回路２７０は導電要素を含むことができる。幾つかの例において、フレキシブル回路２７０は、吐出ダイ２６６及び集積回路２６８を電気接続することができる。更に、図示されたように、フレキシブル回路２７０は、印刷デバイスのような外部デバイスに対する流体吐出デバイス２６０及び印刷流体カートリッジ２５０の電気接続を容易にすることができる電気接点２７２を含む。

係る例において、外部接続されたデバイスは、流体吐出デバイス２６０に電気接続され、その結果、外部デバイスは、ノズルデータを集積回路２６８に伝えることができる。係る例において、集積回路はノズルデータを受け取ることができ、集積回路は、少なくとも部分的にノズルデータに基づいて吐出ノズルを用いた印刷材料の選択的な分与を制御することができる。

しかしながら、幾つかの例において、受け取られたノズルデータは、流体吐出デバイス２６０の吐出ノズルの構成に対応していないかもしれない。例えば、集積回路は、レガシー印刷システムにおいて本明細書で提供された例に類似する流体吐出デバイスを有する印刷流体カートリッジを用いて印刷を容易にすることができ、この場合、係る機能は、下位互換性と呼ばれ得る。係る例において、集積回路において受け取られたノズルデータは、最新（更新）ノズルデータに変換されることができ、この場合、最新ノズルデータは、集積回路が電気接続される吐出ダイの吐出ノズルの構成に対応する。

図８は、本明細書で説明されたような例示的なデバイスを形成するために実行され得る例示的なプロセス３００を示す流れ図を提供する。吐出ダイは、流体吐出デバイスの製造のために配置される（ブロック３０２）。個々の集積回路が個々の吐出ダイに近接して配置される（ブロック３０４）。成形パネルが成形パネルの中へ鋳込まれた吐出ダイ及び集積回路を含むように、成形パネルが形成される（ブロック３０６）。成形パネルの一部が取り除かれて、各吐出ダイ用の個々の流体連絡チャネルが形成される（ブロック３０８）。

図９は、本明細書で説明されたような例示的なデバイスを形成するために実行され得る例示的なプロセス３５０を示す流れ図を提供する。この例において、吐出ダイ及び集積回路は、支持体上に配置され得る（ブロック３５２）。幾つかの例において、各吐出ダイ及び各集積回路の前面は、接着剤を用いて支持体に着脱可能に結合され得る。例えば、接着剤は、熱剥離型テープとすることができる。成形パネルの中へ鋳込まれた吐出ダイ及び集積回路を含む成形パネルが形成され得る（ブロック３５４）。幾つかの例において、成形パネルを形成することは、支持体上の集積回路および吐出ダイの上に成形材料を堆積し、モールド材料を成形することを含む。例えば、成形材料は、成形パネルを形成するために圧縮成形され得る。トランスファー成形のような他のタイプの露出ダイ成形が実施されてもよい。

成形パネルの形成後、成形パネルは、支持体から外される（ブロック３５６）。説明されたように、幾つかの例において、集積回路および吐出ダイは、熱剥離型テープのような取り外し可能な接着剤でもって配置されている支持体に取り外し可能に結合され得る。係る例において、集積回路および吐出ダイを支持体に結合する接着剤が解除される。個々の吐出ダイは、個々の集積回路と電気接続され得る（ブロック３５８）。幾つかの例において、吐出ダイ及び集積回路は、ワイヤボンディングのプロセスでもって電気接続され得る。他の例において、吐出ダイ及び集積回路は、テープ自動ボンディングのプロセスでもって電気接続され得る。

支持体から成形パネルを外した後、個々の流体連絡チャネルが、個々の吐出ダイ毎に形成され得る（ブロック３６０）。本明細書で提供される例において、流体連絡チャネルを形成することは、成形パネルの一部を取り除くことを含むことができる。例は、成形パネルの後面をスロットプランジ切削することができる。他の例において、成形パネルの一部を取り除くことは、成形パネルをレーザ又は他の切削装置を用いて切削することを含むことができる。更に、成形パネルの一部を取り除くことは、他の微細加工プロセス（例えば、超音波切削、粉末ブラストなど）を実行することを含むことができる。流体連絡チャネルの形成後、成形パネルは、本明細書で説明された例示的な流体吐出デバイスのような流体吐出デバイスへと単一化されることができる。幾つかの例において、成形パネルを単一化することは、成形パネルをダイシングすること、成形パネルを切断すること、及び／又は他の係る既知の単一化プロセスを含むことができる。

図１０〜図１４Ｂは、図８及び図９のプロセスの工程に対応する例を示す例示的なブロック図を提供する。図１０は、支持体４００、当該支持体上に配置された吐出ダイ４０２、及び当該支持体上に配置された集積回路４０４を示す。この例において、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の前面は、支持体４００上に配置され、その結果、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の後面は、この図において直立状態である。図１１Ａにおいて、成形材料が、支持体４００上に堆積され、成形材料は、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４を含む成形パネル４２０を形成するように成形された。

図１１Ｂは、線１１Ｂ−１１Ｂに沿った図１１Ａの例の断面図である。図１１Ｂに示されているように、支持体４００は、取り外し可能な接着剤４２２を介して吐出ダイ４０２に結合される。更に、前述されたように、ノズルオリフィス４３０が形成される各吐出ダイ４０２の前面が、取り外し可能な接着剤４２２を介して支持体４００に結合される。各吐出ダイ４０２の後面は、その中に形成された流体供給穴４３２を有する。しかしながら、製造プロセス中、流体供給穴４３２は、成形材料が流体供給穴４３２の中に堆積されることを防止するために、保護材料で充填され得る。図１１Ｃは、線１１Ｃ−１１Ｃに沿った図１１Ａの例の断面図である。図１１Ｂ及び図１１Ｃに示されるように、成形パネル４２０は、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４を部分的に取り囲む。特に、例示的なプロセスのこの段階において、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の後面および側面は、成形パネル４２０の成形材料により覆われている。

図１２Ａにおいて、成形パネル４２０が支持体から外されて、その結果、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の前面が露出される。図１２Ｂは、図１２Ａの例の詳細図である。図１２Ｂに示されるように、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の前面が露出され、その結果、吐出ダイ４０２の吐出ノズル４４０が露出される。更に、吐出ダイ４０２の電気接点４５０、及び集積回路の電気接点４５２が露出される。図示されたように、吐出ダイ４０２の前面、集積回路４０４の前面、及び成形パネル４２０の前面は、ほぼ同一平面である。

図１３Ａにおいて、流体連絡チャネル４６０が成形パネル４２０の後面に形成された。理解されるように、図１２Ａ〜図１２Ｂは成形パネル４２０の前面を示し、図１３は反対側の後面を示す。図１３Ｂは、線１３Ｂ−１３Ｂに沿った図１３Ａの例の断面図を提供する。図示されたように、各流体連絡チャネル４６０は、個々の吐出ダイ４０２に流体連結される。特に、流体連絡チャネル４６０は、各吐出ダイ４０２の流体供給穴４３２に流体連結することができる。図１３Ｃは、線１３Ｃ−１３Ｃに沿った図１３Ａの例の断面図を提供する。

図１４Ａ〜図１４Ｂは、図１３Ａの例の単一化により形成され得る例示的な単一化流体吐出デバイス４８０を示す。図１４Ａは、例示的な流体吐出デバイス４８０の前面を示し、図１４Ｂは例示的な流体吐出デバイス４８０の後面を示す。図１４Ａにおいて、例示的な流体吐出デバイス４８０の前面は、吐出ダイ４０２及び集積回路４０４の前面に対応し、その結果、吐出ノズル４３０及び電気接点４５０、４５２が露出される（即ち、成形パネル４２０の成形材料により覆われていない）。図１４Ｂにおいて、吐出ダイ４０２、集積回路４０４、及び電気接点４５０、４５２は、成形パネル４２０の後面に形成された流体連絡チャネル４６０に対して、それらの配置を示すために想像線で示されている。

図１５及び図１６は、例示的なプロセス及び方法を実行するために例示的な流体吐出デバイスの集積回路により実行され得る例示的な一連の手順を提供する流れ図である。幾つかの例において、流れ図に含まれる手順は、集積回路により実行可能とすることができる命令の形態でメモリ資源（例えば、図２の例示的なメモリ７２）に具現化されることができ、当該命令により、集積回路は当該命令に対応する動作（手順）を行う。

図１５の流れ図５００に示されるように、例示的な流体吐出デバイスの集積回路は、ノズルデータを受け取ることができる（ブロック５０２）。集積回路は、受け取ったノズルデータを、流体吐出デバイスの吐出ダイの吐出ノズルの構成に対応する最新のノズルデータに変換することができる（ブロック５０４）。集積回路は、最新のノズルデータに少なくとも部分的に基づいて、吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な分与を制御することができる（ブロック５０６）。従って、図１５に提供された例に類似する例において、幾つかの例は、例示的な流体吐出デバイスの吐出ノズルの構成にフォーマットされていないノズルデータを送信する印刷システムにおいて、本明細書で説明された例示的な流体吐出デバイスの遅れている互換性を容易にすることができる。

図１６の流れ図５５０に関して、例示的な流体吐出デバイスの集積回路は、吐出ダイの温度センサを付勢して、温度センサからのセンサデータを受け取ることができる（ブロック５５２）。集積回路は、センサデータに基づいて吐出ダイの温度を求めることができ（ブロック５５４）、集積回路は吐出ダイの温度に少なくとも部分的に基づいて吐出ダイの加熱要素を制御することができる（ブロック５５６）。

従って、本明細書で提供された例は、内部に鋳込まれた集積回路および吐出ダイを有する成形パネルを含む流体吐出デバイスを提供することができる。更に、例は、電気接続の複雑性を低減することができる矩形でないダイを含むことができる。更に、例は、幾つかのレガシー印刷システムにおいて、例示的な流体吐出デバイスの遅れている互換性を容易にすることができる。更に、幾つかの例において、吐出ダイの制御動作を、近接する集積回路に局所化することは、吐出ダイに関連した製造の複雑性を低減することができる。

前述の説明は、説明された原理の例を例示および説明するために提示された。この説明は、網羅的にする、又はこれらの原理を開示された何らかの全く同一の形態に制限することは意図されていない。多くの変更および変形が、本説明に鑑みて可能である。従って、図面に提供された及び本明細書に説明された上述の例は、特許請求の範囲に定義される本開示の範囲の制限として解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 流体吐出デバイスであって、
   前面、及び貫いて形成された流体連絡チャネルを有する成形パネルと、
   前記成形パネルに成形された少なくとも１つの吐出ダイであって、前記前面に沿って露出され且つ前記流体連絡チャネルに流体連結される複数の吐出ノズル、第１の端部、前記第１の端部の反対側にある第２の端部、及び前記少なくとも１つの吐出ダイの前記第１の端部に配置されて前記吐出ノズルに電気接続された第１の組の電気接点を含み、各吐出ノズルは、前記流体連絡チャネルから受け取った印刷材料を選択的に吐出するようになっている、少なくとも１つの吐出ダイと、
   前記成形パネルに成形され、且つ前記少なくとも１つの吐出ダイの前記第２の端部に近接して配置され、第２の組の電気接点を含む集積回路と、
   前記成形パネルの前記前面に配置され、前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点を電気接続する導電要素とを含み、
   前記集積回路は、ノズルデータを受け取って、前記ノズルデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の吐出ノズルを介した印刷材料の選択的吐出を制御するようになっている、流体吐出デバイス。
2. 前記少なくとも１つの吐出ダイが、温度センサ及び少なくとも１つの加熱要素を含み、前記集積回路が更に、前記温度センサからのセンサデータを受け取って、前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの吐出ダイの前記少なくとも１つの加熱要素を制御する、請求項１に記載の流体吐出デバイス。
3. 前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点が、テープ自動ボンディングプロセスで電気接続される、請求項１又は２に記載の流体吐出デバイス。
4. 前記集積回路が、前記受け取ったノズルデータを、前記少なくとも１つの吐出ダイの前記複数の吐出ノズルの構成に対応する最新のノズルデータに変換し、前記集積回路が、前記最新のノズルデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な吐出を制御する、請求項１〜３の何れか１項に記載の流体吐出デバイス。
5. 前記少なくとも１つの吐出ダイは、前記複数の吐出ノズルが配列される細長い部分を有し、前記少なくとも１つの吐出ダイは、前記第１の組の電気接点が配列される接続部分を有する、請求項１〜４の何れか１項に記載の流体吐出デバイス。
6. 前記少なくとも１つの吐出ダイの細長い部分が少なくとも５０の長さ対幅の割合を有し、前記少なくとも１つの吐出ダイの前記接続部分の幅が、前記細長い部分の幅の約２倍である、請求項５に記載の流体吐出デバイス。
7. 前記少なくとも１つの吐出ダイが複数の吐出ダイを含み、前記流体吐出デバイスが、前記複数の吐出ダイのそれぞれに対するそれぞれの集積回路を含み、前記成形パネルが、前記複数の吐出ダイのそれぞれに対して、内部に形成されたそれぞれの流体連絡チャネルを有し、
   前記成形パネルが、ページ幅印刷の幅に対応する幅を有し、前記複数の吐出ダイが前記成形パネルの前記幅に沿って概して端から端まで配列され、それぞれの吐出ダイに対するそれぞれの集積回路が、前記成形パネルの前記幅に沿って前記それぞれの吐出ダイに近接して配置される、請求項１〜６の何れか１項に記載の流体吐出デバイス。
8. 複数の吐出ダイを配置し、各吐出ダイは、複数の吐出ノズル、第１の端部、前記第１の端部の反対側にある第２の端部、及び前記吐出ダイの前記第１の端部に配置されて前記吐出ノズルに電気接続された第１の組の電気接点を含み、
   前記複数の吐出ダイのそれぞれの前記第２の端部に近接して、それぞれの集積回路を配置し、前記それぞれの集積回路は、前記それぞれの吐出ダイの前記吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な吐出を制御するようになっており、且つ第２の組の電気接点を含み、
   前記複数の吐出ダイ及び前記それぞれの集積回路を含む成形パネルを形成し、前記成形パネルが前面を有し、前記複数の吐出ノズルが前記前面に沿って露出されており、
   前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点を電気接続するための導電要素を前記前面に配置し、
   前記成形パネルの一部を取り除いて、前記複数のそれぞれの吐出ダイに対するそれぞれの流体連絡チャネルを形成し、前記それぞれの流体連絡チャネルが前記それぞれの吐出ダイの前記吐出ノズルに流体連結されることを含む、プロセス。
9. 前記複数の吐出ダイ及び前記それぞれの集積回路を配置することは、支持体に着脱可能に結合されるように前記支持体上に前記複数の吐出ダイ及び前記それぞれの集積回路を配置することを含む、請求項８に記載のプロセス。
10. 前記成形パネルを形成することは、前記支持体上の前記複数の吐出ダイ及び前記それぞれの集積回路にモールド材料を堆積し、前記モールド材料を成形することを含む、請求項９に記載のプロセス。
11. 前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点を電気接続するための導電要素を前記前面に配置することが、前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点を電気接続するためにテープ自動ボンディング要素を前記前面に配置することを含む、請求項８〜１０の何れか１項に記載のプロセス。
12. 前記成形パネルの一部を取り除くことが、前記成形パネルの後面をスロット切削することを含む、請求項８〜１１の何れか１項に記載のプロセス。
13. 前記成形パネルを個々の流体吐出デバイスへ単一化することを更に含み、前記個々の流体吐出デバイスはそれぞれ、前記複数の吐出ダイの少なくとも１つ及び前記少なくとも１つの吐出ダイと関連しているそれぞれの集積回路を含む、請求項８〜１２の何れか１項に記載のプロセス。
14. 印刷流体カートリッジであって、
    印刷材料を収容するためのコンテナと、
    前記コンテナに結合された流体吐出デバイスとを含み、前記流体吐出デバイスが、
    前面、及び内部に形成され、前記コンテナに流体連結される流体連絡チャネルを有する成形パネルと、
    前記成形パネルに成形された吐出ダイであって、前記吐出ダイが、前記前面に沿って露出され且つ前記流体連絡チャネルに流体連結された複数の吐出ノズル、第１の端部、前記第１の端部の反対側にある第２の端部、及び前記吐出ダイの前記第１の端部に配置されて前記複数の吐出ノズルに電気接続された第１の組の電気接点を含み、前記複数の吐出ノズルは、前記流体連絡チャネルを介して前記コンテナから受け取った印刷材料を選択的に吐出するようになっている、吐出ダイと、
    前記成形パネルに成形され、且つ前記吐出ダイの前記第２の端部に近接して配置され、第２の組の電気接点を含む集積回路と、
    前記成形パネルの前記前面に配置され、前記第１の組の電気接点および前記第２の組の電気接点を電気接続する導電要素とを含み、
    前記集積回路が、前記複数の吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な吐出を制御するようになっている、印刷流体カートリッジ。
15. 前記集積回路が更に、
    ノズルデータを受け取り、
    受け取ったノズルデータを、前記吐出ダイの前記吐出ノズルの構成に対応する最新のノズルデータに変換し、
    前記集積回路が、前記最新のノズルデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の吐出ノズルを介した印刷材料の選択的な吐出を制御する、請求項１４に記載の印刷流体カートリッジ。

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