JPH022009A - 大型アレー・サーマル・インクジェット印字ヘッド - Google Patents

大型アレー・サーマル・インクジェット印字ヘッド

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JPH022009A
JPH022009A JP63314818A JP31481888A JPH022009A JP H022009 A JPH022009 A JP H022009A JP 63314818 A JP63314818 A JP 63314818A JP 31481888 A JP31481888 A JP 31481888A JP H022009 A JPH022009 A JP H022009A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、サーマル・インクジェット印刷、詳細には、
大型アレー・サーマル・インクジェット印字ヘッドに関
するものである。
従来の技術 サーマル・インクジェット印字ヘッドは、命令に応じて
インク充満チャンネルの末端のノズル近くに設置した発
熱抵抗体が選択的に発生した熱エネルギーを用いて、イ
ンクを瞬時に蒸発させ気泡を発生させ、発生した気泡に
よりインク滴を噴射させ、プリンタの記録媒体へ向けて
飛ばす。印字ヘッドはキャリッジ型（印字ヘッドが移動
する）プリンタまたはページ福型（印字ヘッドが移動し
ない）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型の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・カートリッジに密
封して取り付けられる。その印字ヘッドとカートリッジ
の組立体は、往復移動し、保持された静上記録媒体たと
えば用紙の上に一度に１帯状区域の情報を印字する。そ
の帯状区域が印字された後、次の帯状区域を印字するこ
とができるように、用紙は印字した帯状区域の高さに等
しい距雛だけステップ送りされる。ページ全体が印字さ
れるまで、この手順が繰り返される。
これとは対照に、ページ幅型プリンタは用紙の幅に等し
いか、それよりも大きな長さを有する固定印字ヘッドを
備えている。用紙は、印字プロセスの間、印字ヘッドの
長手方向に直角な方向に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。ページ幅印刷については、米
国特許第４，４６３゜３５９号明細書の第１７図と第２
０図を参照されたい。
前記米国特許第４，４６３，３５９号は、毛管作用で補
給される１個またはそれ以上のインク充満チャンネルを
有する印字ヘッドを開示している。各ノズルにメニスカ
スが形成されるので、インクがノズルからにじみ出るこ
とはない。各インク・チャンネル内に、ノズルから上流
に、発熱抵抗体が１個づつ設置されている。データ信号
を表す電流パルスが発熱抵抗体に印加されると、発熱抵
抗体に接触しているインクが瞬時に蒸発して各電流パル
スごとに１個の気泡が発生する。気泡の成長により一定
量のインクかノズルから膨れ出て、気泡が崩壊を始める
とちぎれて滴になるので、各ノズルからインク滴が噴射
される。電流パルスは、各インク滴が噴射された後メニ
スカスがこわれてチャンネルの中に引っ込み過ぎるのを
防止するように成形されている。サーマル・インク・ジ
ェット印字ヘッドの直線配列には、いろいろな実施例が
知られている。例えば、ページ幅印字ヘッドにするため
、ヒートシンク用基板の上面と下面に直線配列を交互に
配置したものがある。このような配置を異なる色のイン
クに用いれば、多色印刷が可能である。
米国特許第４，６０１，７７７号は、サーマル・インク
ジェット印字ヘッドとその製造方法を開示している。こ
の製造方法では、１個の基板の表面に、複数組の発熱体
とそれらを個別にアドレスするための電極を形成し、別
のシリコン・つτ−ハに、対応する複数組のチャンネル
溝と、前記各組のチャンネル溝のマニホルドとなる共通
凹部をエツチングし、次に、各チャンネル溝が１個の発
熱抵抗体を有するように、ウェーハと基板を整合して接
着する。続いてウェーハの不要シリコン材料をフライス
削りで除去して基板上のアドレッシング電極端子を露出
させた後、基板を独立した印字ヘッドに切り分けて、複
数の印字ヘッドを同時に製作することができる。
米国特許第４，６３８，３３７号は、上記の米国特許第
４゜６０１．７７７号に開示されている形式と同じであ
るが、気泡が横に動いてノズルを通過するのを防止する
ため、つまり、蒸発したインクが突然に大気へ放出され
るのを防止するため、気泡発生用の発熱抵抗体を四部の
中に設置した改良型印字ヘッドを開示している。
米国特許第４，６１２，５５４号は、異方性エツチング
した１組の平行Ｖ形溝を有する２個の同一構成部品から
成るインク・ジェット印字ヘッドを開示している。Ｖ形
溝間の各ランドには発熱体と付随するアドレッシング電
極が配置されている。溝付き構成部品は、面と面を合わ
せることができるので、一方の構成部品の発熱体と電極
を有するランドを他方の構成部品のＶ形溝にかみ合わせ
れば、２個の構成部品が自動的に自己整合される。
ページ幅印字ヘッドは、後に追加した構成部品が互いに
接触し、続けて自己整合されるように、最初に合わせた
２つの構成部品をオフセットさせて、作られる。
上に挙げた米国特許に記載されているドロップ・オン・
デマンド型サーマル・インクジェット印字ヘッドは、シ
リコン・ウェーハと精密加工技術を用いて、多数のより
小型の発熱体板とチャンネル板を作ることによって製造
される。この製造方法は、小型の印字ヘッドの場合は極
めてうまくいくが、大型アレーすなわちページ幅印字ヘ
ッドの場合は、市販ウェーハの最大サイズが６インチで
あるから、実際に、完全な構造を有するインク・チャン
ネル・アレーを単一ウェーハに遣ることはできない。た
とえ１０インチのウェーハが入手できたとしても、完全
な構造を有するインク・チャンネル・アレーが確実に得
られるどうかは不明である。その訳は、２，５５０個の
チャンネルの中に１個でも欠陥チャンネルがあっても、
そのチャンネル板全部が使用できないからである。シリ
コン・インゴットの直径が大きければ大きいほど、無欠
陥のシリコン・インゴットを作ることが難しいという事
実があるので、歩留まりが悪くなる。また、１０インチ
のウェーハに、８・１／２インチのチャンネル板アレー
を作ることができるが、製作できる数は比較的わずかで
、ウェーハの大部分が捨てられるので、製造コストが非
常に高くなる。
大型アレーすなわちページ幅サーマル・インクジェット
印字ヘッドの製造方式は、基本的に、方または両方の印
字ヘッド構成部品（発熱体基板とチャンネル板基板）が
１個の大型アレーすなわちページ幅サイズである一体（
モノリシック）方式と、より小さいサブユニットを組み
合わせて大型アレーすなわちページ幅サイズの印字ヘッ
ドを構成するサブユニット方式の２つのカテゴリーに大
きく分けられる。サブユニット方式の例については、前
に引用した米国特許第４，６１２，５５４号、特にその
第７図を参照されたい。サブユニットを相互に高い精度
で整合することができれば、サブユニット方式は、使用
可能なサブユニットの歩留まりをかなり高くすることが
できる。しがし、複数のサブユニッＩ・を組み立てるに
は、Ｘ−Ｙ平面とＹ−Ｚ平面における独立した正確な整
合のほかに、これらの平面内における角度整合が必要で
ある。
これらの独立サブユニッＩ・の整合問題は、まったく手
に負えない仕事であり、従来□の方法では、このサブユ
ニット方式の大型アレー印字ヘッドが非常に高価になる
ことは避けられない。
課題を解決するための手段 本発明の目的は、サブユニット方式を用いて大型アレー
・インクジェット印字ヘッドを、低コスＩ・、高精度で
組み立てることができる大型アレー印字ヘッドとその製
造方法を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、フォトリングラフィ（写真
印刷法）で形成した結晶面がら成る非常に正確な突合せ
側面を持つ、より小さい複数のサブユニットで構成した
大型アレー印字ヘッドを提供することである。
本発明では、大型アレー・サーマル・インクジェット印
字ヘッドの幾つかの実施例を開示する。第１の実施例に
おいては、発熱体を含む基板は一体基板である。この基
板は半導体物賞例えばシリコンでもよいが、水晶または
ガラスなどの絶縁物質が好ましい。その理由は、所望の
直径を持つシリコン・ウェーハを市場で入手できないか
ら、である。
一方の基板に、発熱体と関連アドレッシング電極のペー
ジ幅アレーすなわち大型アレーを作る。各発熱体は、基
板の一方の長縁の近くに、そこから所定の距雛をおいて
配置しである。アドレッシング電極は、発熱体に電流パ
ルスを選択して印加する。電極の端子すなわち接触パッ
ドは、発熱体を有する縁の反対側の細長い縁の近くに配
置しである。発熱体と電極の上に、たとえば、デュポン
社から販売されているＲ１５ｔｏｎ　（登録商標）また
はＶａｃｒｅｌ　（登録商標）など、写真印刷法でバタ
一二ングすることができる比較的厚い絶縁層を被覆しで
ある。発熱体と接触パッドを露出させるため、その厚膜
絶縁層に開孔を形成する。同時に、その厚膜絶縁層に、
発熱体と平行に、発熱体から所定の距離をおいて１個の
細長いページ幅の開口、または−列に並んだ複数の細長
い開口を形成する。
これらの開口は、ページ幅すなわち大型アレー・チャン
ネル板と発熱体板とを合わせたとき、１個のページ幅す
なわち大型アレー・チャンネル板の上に組み立てられる
複数のより小さい各チャンネル板サブユニットのインク
・チャンネルとインク供給孔／インク・マニホルドとの
間に、インク流路となる凹部を生じさせる。各チャンネ
ル板サブユニットの突合せ縁は、平行な壁と、シリコン
・ウェーハの（１１１１面から成る表面を有する。これ
らの壁は、ウェーハの反対面から、パターニングし、細
長い貫通孔を異方性エツチングして作ったものである。
一方の細長い貫通孔と共に、複数のインク・チャンネル
溝とインク供給孔／マニホルドを同時にエツチングで形
成する。エツチングした溝と細長い貫通孔の整合精度を
高めるために、エツチングした最初の細長い貫通孔を次
のマスク整合のとき使用するので、＋　１１１１結晶面
に対する角度パターンの誤整合が避けられる。チャンネ
ル板と発熱体板の中間に厚膜絶縁層を使用する場合は、
発熱体板に組み付けるとき発熱体サブユニット同士の正
確な突合せを妨げないように、厚ｆｌ！ＡＭに逃げ講を
設ける。
別の実施例においては、チャンネル板ウェーハと発熱体
板ウェーハの両方に、異方性エツチングで形成した突合
せ用の平らな側面を持つ複数のサブユニットを作る。チ
ャンネル板ウェーハを発熱体板ウェーハに整合し接着す
ると、すべてのチャンネル板サブユニットが発熱体板サ
ブユニットに同時に整合する。各チャンネル板サブユニ
ットのエツチングした平らな突合せ側面と各発熱体板サ
ブユニットのエツチングした平らな突合せ側面は同一平
面内にある。これらの整合し接着した２つのウェーハを
切り分けて、個々の完全な印字ヘッド・サブユニットを
作り、エツチングした平らな側面を互いに突き合わせて
、ページ幅印字ヘッドを乍る。
実施例 前に述べたように、大型アレー・サーマル・インクジェ
ット印字ヘッドの製造方式は、一般に、一方または両方
の印字ヘッド構成部品（発熱体板基板とチャンネル板基
板）がページ幅すなわち大型アレー・サイズである一体
（モノリシック）方式と、各サブユニットを組み合わせ
てページ幅印字ヘッドを構成するサブユニット方式に分
けられる。第１図と第２図は、従来の一体方式の例を示
す。サブユニット方式の例は、前に引用した米国特許第
４，６１２，５５４号に開示されている。
第１図は、印字ヘッドが２個の構成部品のみで構成され
、画構成部品は共に長さがページ幅であることを強調す
るため、発熱体板１２からチャンネル板１１を離して示
した、一体式サーマル・インクジェット印字ヘッド１０
の部分拡大正面図である。
発熱体板１２は、ページ幅にわたり１インチ当たり約３
００個の割合で一列に並べて配置した発熱体１３を有す
る。この従来の構造をわかり易くするため、アドレッシ
ング電極と共通リターンは省いである。
チャンネル板１１には、各発熱体を収容するため異方性
エツチングによるインク・チャンネル１５が形成されて
いる。これらのインク・チャンネル１５は互いに平行で
あり、図面に対し垂直な方向を向いている。点線で示し
たのは、共通マニホルド１７とインク供給孔１９である
。
第２図に示した従来のページ幅印字ヘッドは、両表面に
発熱体１３を交互に配置した一体式ページ幅発熱体板１
６を有する。各チャンネル板サブユニット１４には、第
１図と同じ向きの異方性エツチングによる平行なインク
・チャンネル１５と、点線で示したマニホルド１８とイ
ンク供給孔１９が形成されている。チャンネル板サブユ
ニットを発熱体板１３に整合し接着すると、各インク・
チャンネル１５の中に、滴噴射ノズルとして働くインク
・チャンネルの開端から上流に、所定の距離をおいて、
１個の発熱体が入る。
第３図は、本発明のページ幅印字ヘッド４３の拡大正面
図である。インク滴噴射ノズル１５ａは異方性エツチン
グしたインク・チャンネル１５の開端であり、図面と同
−平行内に示しである。この大型アレーすなわちページ
幅印字ヘッド４３は、発熱体とアドレッシング電極（図
示せず）の大型アレーをその表面に有する一体構造の発
熱体板１２と、面と面を突き合わせて高い精度で組み立
てることができる非常に正確な傾斜側面２３を持つ複数
のチャンネル板すブユニッＩ・とから成る。第４図に示
す両面研ｆｉｍ（１００）シリコン・ウェーハ３９を使
用して、大型アレーすなわちページ幅印字ヘッドの複数
のチャンネル板サブユニットを同時に作る。ウェーハを
化学洗浄した後、シリコン・ウェーハ３９の両面にシリ
コン窒化層（図示せず）を蒸着する。
通常のフォトリングラフィ（写真印刷法）を用いて、第
４図に示した面の反対側のウェーハ而４２に、各サブユ
ニット２２ごとに、１個の細長い溝穴２４と少なくとも
２個の整合穴４０のための開孔パターンを所定の場所に
印刷する。細長い溝穴２４と整合穴４０を表す開孔パタ
ーンをプラズマ・エツチングしてシリコン窒化層を除去
する。次に、水酸化カリウム（ＫＯＪｌ）異方性エツチ
ング剤を用いて細長い溝穴２４と整合穴４０をエツチン
グする。この場合には、（１００）シリコン・ウェーハ
の＋　１１１１面がウェーハの表面に対し５４．７°の
角度をなしている。これらの開孔パターンのサイズは、
厚さ２０ミルのウェーハを貫通して溝穴２４と整合穴４
０がエツチングされるように定める。
次に、インク・チャンネル溝３６．１個またはそれ以上
のインク供給孔２５、第２の細長い溝穴２４を作るため
、既にエツチングした整合穴４０または溝穴２４を基準
として使用し、フォトリソグラフィを用いてウェーハ３
９の反対面４４にそれらの開孔パターンを印刷する。こ
の製造方法は、チャンネル溝３６に垂直に、平行スライ
ス削りまたはダイシング削りを行う必要がある。最初に
、点線３０で示すように、インク供給孔２５から遠いチ
ャンネル溝３６の端の所で切断し、次に、点線３１で示
すように、インク供給孔２５に近い所で切断すると、異
方性エツチングによって生じた平行側面２３を有するチ
ャンネル板サブユニット２２が得られる。第５図に、切
断した後の完成したチャンネル板サブユニット２２を斜
視図で示す。参考のため、厚膜絶縁層５８に設けた各発
熱体上方のピット２６と、インク供給孔２５からインク
・チャンネル溝３６へインクが流れるようにする細長い
溝２７は、チャンネル板すブユニツＩ・２２の部分では
ないので、点線で示しである。第６図は、第５図の線＾
−八に沿った断面図である。この図は、点線で示した発
熱体１３、厚膜絶縁Ｎ５８、この厚膜絶縁層に設けたピ
ット２６を含む発熱体板１２に組み付けたチャンネル板
サブユニット２２のチャンネル溝３６を示す。第７図は
、第５図の線Ｉｔ−８に沿った断面図で、イン°り供給
孔２５と傾斜側面２３を示す。チャンネル板すブユニッ
Ｉ・２２の一方の側面の傾斜面２３は、最も近いインク
供給孔２５の内側の側壁２５ａに平行であることに注目
されたい。エツチングした壁２３と２５ａは、両者間の
厚みを定めており、１ミル（２５ミクロン）以下の寸法
を持つ非エツチング部分が残っていることによって生じ
る。たとえ細長い溝穴２４（第４図）とインク供給孔２
５が厚さ２０ミルのウェーハを貫通してエツチングされ
たとしても、この厚みは得られる。エツチング・パター
ンが＋　ｌｉｔ　ｌ結晶面にぴったり合っていると仮定
すれば、水酸化カリウム内でのシリコンの異方性エツチ
ングによって、これは実行可能である。実際には、完全
に整合すれば、０．０６ミルのパターン・アンダーカッ
トだけで、ウェーハを貫通して溝穴２４をエツチングす
ることができる。これは、経験的に観察される（１００
）面の腐食速度と（１１１）面の腐食速度の比率が３０
０　：　１であることに基づいている。
第８図は、第４図に拡大して示したチャンネル板サブユ
ニット２２の別の実施例である。第７図に示した傾斜側
面２３と壁２５ａとの間のぜい弱な部分を無くすために
、１個のみのインク供給孔２５と、インク供給孔２５か
らインク・チャンネル溝３６へのインク流路を与えるた
めに供給トラフ２８を使用している。供給トラフ２８は
、インク・チャンネル溝３６と直角に異方性エツチング
され、チャンネル溝３６、インク供給孔２５及び一方の
細長い溝穴２４と同時にエツチングされる。インク供給
孔２５とインク・チャンネル講３６との間のインク流路
は、厚膜絶縁層を含む一体構造のページ幅発熱体基板に
チャンネル板サブユニット２９を整合し接着するとき、
厚膜絶縁層（図示せず）に作られる。第９図は、第８図
の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。供給トラフの内壁２
８ａは前の実施例に比べると表面積がかなり小さいので
、この実施例のチャンネル板サブユニット２９の傾斜側
面２３は丈夫である。
第１０図は、大型アレー印字ヘッドのさらに別の実施例
を示す。大型アレー印字ヘッド４１を構成する大型アレ
ー・チャンネル板５１と大型アレー発熱体基板５０は、
それぞれチャンネル板サブユニット４９と発熱体基板サ
ブユニット３７を組み合わせたものである。チャンネル
板サブユニット４９は、サブユニットがエツチングした
ウェーハの状態にあるときにダイシング加工などでチャ
ンネル講の閉じた端を供給トラフ２８に開くステップと
、供給トラフ２８をインク供給孔２５に開くステップが
追加されている点を除き、第８図に示したものと同じで
ある。発熱体基板サブユニット３７も、チャンネル板サ
ブユニット４９と同じやり方でシリコン・ウェーハ３９
から作る、シリコン・ウェーハ３９の各発熱体基板サブ
ユニット３７の間に、異方性エツチングで綱長い溝２４
を作る。これらの溝は、互いに平行に、両つェーへ面に
交互にエツチングする。各発熱体基板サブユニット３７
は、前後から見ると平行四辺形のように見える。細長い
溝２４をエツチングする前に、シリコン・ウェーハ３９
の一方の面に、複数組の気泡発生用発熱体１３とそれら
のアドレッシング電極（図示せず〉をパターニングする
。ウェーハを個々の発熱体基板サブユニット３７に切り
分ける前に、複数組の発熱体とアドレッシング電極及び
細長い溝２４を含むウェーハ面に、燐をドーピングした
２ミクロン厚のＣＶＤシリコン酸化膜（図示せず）を蒸
着する。後でワイヤボンディングするため、アドレッシ
ング電極の端子からパッシベーション層をエツチングで
除去する。第１０図は、複数のチャンネル板サブユニッ
ト４９を作るため加工した一方のシリコン・ウェーハ３
９の部分断面図と、複数の発熱体基板サブユニット３７
を作るため加工した他方のシリコン・ウェーハ３９の部
分断面図を示す。１個のチャンネル板サブユニット４９
と１個の発熱体基板サブユニット３７のみを実線で示し
、それぞれのウェーハの残りは点線で示した。
矢印４５は、完全に組み立てた状態の大型アレー・サー
マル・インクジェット印字ヘッド４１の部分端面図にお
いて、それぞれのサブユニットをずらして整合し接着す
ることを示す。このように、チャンネル板サブユニット
と発熱体基板サブユニットを交互に配置することにより
、それぞれのサブユニットのエツチングした傾斜側面２
３の間に空間及び角度上の整合を保った状態で、印字ヘ
ッドを組み立てることができる。また、チャンネル板サ
ブユニットと発熱体基板サブユニットは接着剤で接合す
るので、でき上った印字ヘッドは印字ヘッドに必要な構
造一体性を有する。これらのサブユニットの突合せ側面
は、シリコンの異方性エツチングによって作られるので
、輪郭が正確である。
実際には、印字ヘッドの各構成部品は、１個の発熱体基
板ウェーハと、１個のチャンネル板ウェーハから得られ
るから、たとえ市販のシリコン・ウェーハが厚さが±２
５ミクロン程度異なっていても、サブユニットの厚さは
問題にならない。
第１１図は、第１０図に示した印字ヘッドの別の実施例
である。この実施例では、発熱体基板ウェーハの上に厚
膜絶縁層５８が形成されており、厚膜絶縁層５８には、
各発熱体１３の上方にピット２６と、異方性エツチング
した細長い溝２４に平行な細長い溝穴３８がパターニン
グされているので、ダイシング加工で個々の発熱体基板
サブユニッＩ・に切り分け、それらを組み立てて印字ヘ
ッド４８を作ったとき、ギャプ４７が生じる。このよう
に、厚膜絶縁層は発熱体基板サブユニット３７の正確な
突合るの妨げにならない。これに代わる製造方法として
、ある基盤の上ですべての発熱体基板サブユニット３７
を突き合わせて組み立てたページ幅発熱体板５０の上に
、厚膜絶縁層５８を積層した後、加工することもできよ
う。この方法は、印字ヘッド４８の構造一体性をさらに
強めるであろう。チャンネル板サブユニットは、第８図
に示したチャンネル板サブユニット４９と同一である。
第１２図は、本発明のさらに別の実施例の断面図で、エ
ツチングしたシリコン・チャンネル・ウェーハ５６を、
エツチングしたシリコン発熱体ウェーハに整合し、接着
する中間製造ステップを示す。
複数組のチャンネル・ウェーハのそれぞれの各エツチン
グしたチャンネル溝１５の中に１個の発熱体（図示せず
）が入るように、２つのウェーハを互いに整合し接着す
る。発熱体は、シリコン発熱体ウェーハの一方の表面に
、対応する組に分けて作る。
接着した両ウェーハを点線５９に沿ってダイシングする
と、完全に機能する印字ヘッドサブユニッＩ・５４がで
きる。これらを横に並べて突き合わせ、第１３図に示し
たページ幅印字ヘッド６３を作る。点線で示した複数組
のインク・チャンネル１５と関連マニホルド１８を作る
ために、チャンネル・ウェーハ５６を異方性エツチング
する。各一体構造のチャンネル板サブユニット６０ごと
に、１個の細長い■形溝６４をインク・チャンネル１５
と同時にエツチングする。このＶ形溝６４は１組のイン
ク・チャンネル溝１５と平行である。インク・チャンネ
ル溝１５がある面の反対側のウェーハ面に、各チャンネ
ル板サブユニット６０の間に１個づつ、複数の細長い貫
通溝穴６５を異方性エツチングする。点線で示したイン
ク供給孔２５は、細長い貫通溝穴６５と同時にエツチン
グすることもできるし、マニホルドをエツチングしてウ
ェーハを貫通させてインク供給孔を形成することもでき
るが、どちらを選ぶかは自由である。
発熱体ウェーハ５５は、一方の面に、複数組のパッシベ
ート処理した発熱体とアドレッシング電極のほかに、各
発熱体板サブユニット６１の１組の発熱体の近くにチャ
ンネル・ウェーハ５６のＶ形溝６４に類似した細長い■
形；ｒ４６６を有する。複数の細長い貫通溝穴６７は、
発熱体を有する表面の反対側のウェーハ面から発熱体ウ
ェーハを貫通するようにエツチングする。チャンネル・
ウェーハ５６の溝穴６５の（１１１）面の表面５７が発
熱体ウェーハの溝穴６６の＋　１１１１面の表面６８と
同一平面になるように、チャンネル・ウェーハと発熱体
ウェーハを互いに整合して接着する。これにより、各発
熱体ウェーハの貫通溝穴６７の（１１１１面の一方の表
面６９と、各チャンネルウェーハの■形溝６４の（１１
１１面の一方の表面が自動的にぴったり合わさる。次に
、接着した両ウェーハを点線５９に沿って印字ヘッド・
サブユニット５４に切り分ける。それらの印字ヘッド・
サブユニット５４を、第１３図に示すように横に並べて
ページ幅印字ヘッド６３を作る。また、第１３図に示す
ように、平たんな基型６２の上で、印字ヘッド・サブユ
ニット５４を組み立てることもできよう。
第１２図と第１３図に示した製造方法の１つの利点は、
チャンネル板サブユニット６０と発熱体板サブユニット
６１の整合と接着が個々のサブユニットとしてでなく、
ウェーハの形で行われることである。すなわち、一方の
ウェーハに含まれている全チャンネル板サブユニットが
、他方のウェーハに含まれている全発熱体板サブユニッ
トに同時に整合され接着される。接着したウェーハ５５
，５６を点線５９に沿って切り分ければ、横に並べて組
み立てることができる完全な印字ヘッド・サブユニット
５４ができる。
各印字ヘッド・サブユニットの対向する面は正確に突き
合わせ組み立てることができる（　１１１１面である。
以上の説明から多くの修正や変更を思い付かれるであろ
うが、それらの修正や変更はすべて本発明の範囲に含ま
れるものと考える。
【図面の簡単な説明】
第１図は、わかり易く離した状態で示した一体構造の発
熱体板と一体構造のチャンネル板から成る従来のサーマ
ル・インクジェット印字ヘッドの拡大略正面図、 第２図は、両面に発熱体とアドレッシング電極のアレー
を交互に配置した一体構造の発熱体板と、発熱体の各ア
レーに組合わされる複数のチャンネル板サブユニットか
ら成る従来のサーマル・インクジェット印字ヘッドの拡
大略正面図、第３図は、本発明のページ幅印字ヘッドの
拡大部分正面図、 有するウェーハの略平面図と、１個のチャンネル板と１
個の整合穴の拡大図、 第５図は、切り分けた後の第４図に示したチャンネル板
の拡大斜視図、 第６図は、第５図の線式−へに沿ったチャンネル板の断
面図、 第７図は、第５図の線Ｂ−８に沿ったチャンネル板の断
面図、 第８図は、第４図に示したチャンネル板の別の実施例の
略平面図、 第９図は、第８図の線Ｃ−Ｃに沿ったチャンネル板の断
面図、 第１０図は、第３図に示したページ幅印字ヘッドの別の
実施例の拡大部分正面図、 第１１図は、第１０図に示したページ幅印字ヘッドの別
の実施例の拡大部分正面図、 第１２図は、エツチングしたチャンネル板ウェーハをエ
ツチングした発熱体板ウェーハに整合し接着した状態の
略断面図（点線は、後で組み立ててページ幅印字ヘッド
に作る複数の完成した印字ヘッド・サブユニットに切り
分ける箇所を示す）、第１３図は、第１２図の印字ヘッ
ド・サブユニットから組み立てた本発明の別の実施例の
拡大部分正面図である。 符号の説明 １０・・・従来の一体式インクジェット印字ヘッド、１
１・・・チャンネル板、　　１２・・・発熱体基板、１
３・・・発熱体、　１４・・・チャンネル板サブユニッ
ト、１５・・・インク・チャンネル溝、１５ａ・・・滴
噴射ノズル、１６・・・一体構造のページ幅発熱体基板
、１７・・・共通マニホルド、　１８・・・マニホルド
、１９・・・インク供給孔、 ２２・・・チャンネル板サブユニット、２３・・・傾斜
側面、　　　　２４・・・細長い溝穴、２５・・・イン
ク供給孔、　　２５ａ・・・内壁面、２６・・・ビット
、　　　　　　２７・・・細長い溝、２８・・・供給ト
ラフ、　　　２８ａ・・・内壁面、２９・・・チャンネ
ル板サブユニット、３０．３１・・・切断面、　　　３
６・・・インク・チャンネル溝、３７・・・発熱体基板
サブユニット、 ３９・・・両面研磨（１００）シリコン・ウェーハ、４
０・・・整合穴、　　　　４１・・・大型アレー印字ヘ
ッド、４２・・・ウェーハ面、　　４３・・・ページ幅
印字ヘッド、４４・・・ウェーハ面、　４５・・・組み
立て箇所を示す矢印、４７・・・ギャップ、　　　４８
・・・印字ヘッド、４９・・・チャンネル板サブユニッ
ト、５０・・・大型発熱体基板、５１・・・大型チャン
ネル板、５４・・・印字ヘッド・サブユニット、５５・
・・シリコン発熱体ウェーハ ５６・・・シリコン・チャンネル・ウェーハ５７・・・
＋　１１１１面の表面、　　５８・・・厚膜絶縁層、５
９・・・切断面、　　６０・・・チャンネル板サブユニ
ット、６１・・・発熱体基板サブユニット、 ６Ｚ・・・基盤、　　　　　　６３・・・ページ幅印字
ヘッド、６４・・・細長いＶ形溝　　６５・・・細長い
貫通溝穴、６６・・・細長いＶ形溝、　　６７・・・細
長い貫通溝穴、６８・・・Ｎｉ１１面の表面、６９・・
・＋　１１１１面の表面。 ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　９

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 インクジェット・プリンタに固定して取り付けられ、長
    く一列に並んだインク滴を同時に噴射し、プリンタの記
    録媒体に向けて飛ばすことができる大型アレー・サーマ
    ル・インクジェット印字ヘッドであって、 発熱体と前記発熱体に印加する電流パルスを受け取る接
    触パッドを持つアドレッシング電極のページ幅アレーす
    なわち大型アレーがその平らな表面に配置された第１基
    板、 複数の同一のシリコン・サブユニットで構成された第２
    基板であって、前記各シリコン・サブユニットは、 （ａ）一方の表面にインク液を保持するためエッチング
    された凹部と、前記凹部にインク液を供給するインク供
    給孔、 （ｂ）前記一方の表面にエッチングされ、一端が開き、
    他端が閉じ、その閉じた端が前記凹部に隣接している複
    数の平行溝、 （ｃ）｛１１１｝結晶面である平行な向かい合った２つ
    の側面を有しており、前記サブユニットの前記側面は前
    記複数の平行溝と平行に異方性エッチングによって形成
    されたものであり、前記複数のサブユニットは、前記各
    凹部がインク・マニホルドを形成し、前記各平行溝がノ
    ズルの役目をする前記溝の開端から上流に所定の距離に
    発熱体が入っているインク・チャンネルを形成し、前記
    溝の反対端が前記マニホルドと通じるように、前記第１
    基板の平らな表面に１個づつ整合され接着される、前記
    マニホルドへ液体インクを供給する手段、前記アドレッ
    シング電極の接触パッドへディジタル・データ信号を表
    す電流パルスを選択して印加する手段、 から成ることを特徴とする大型アレー・サーマル・イン
    クジェット印字ヘッド。
JP63314818A 1987-12-23 1988-12-13 大型アレー・サーマル・インクジェット印字ヘッド Expired - Lifetime JPH0698764B2 (ja)

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