JPH0299334A - 液滴発生率を高めたサーマルインクジェットプリントヘッド - Google Patents

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】 〔発明の分野〕 本発明は、インクジェット印刷、特に補給時間をより速
めたインクチャンネルの形状により周波数応答を高めた
サーマルインクジェットプリントヘッドに関する。

〔従来技術の説明〕

サーマルインクジェット印刷は、選択的にかけられる熱
エネルギーを使用してプリントヘッドのインクを満たし
たチャンネル内に瞬間的に蒸気泡を発生させることによ
りインクの小滴を放出させるドロップオンデマンド型の
インクジェット印刷である。熱エネルギー発生器、通常
では抵抗器は、ノズルの近くの複数の各チャンネルの一
端に配置される。チャンネルの他端は、インク源を含む
共通マニフォルド、すなわち貯槽に連絡している。

アヤタ他の米国特許第４．４６３．３５９号は、毛管作
用により補給される１本以上のインクを満たしたチャン
ネルを開示している。各ノズルには、毛管作用による凹
面が形成され、インクがそこから垂れるのを防ぐ。抵抗
器、すなわち、ヒータは、ノズルより上流で各チャンネ
ルに位置する。データ信号を表す電流パルスが抵抗器に
印加され、それとの接触によりインクが瞬間的に蒸発し
、各電流パルスに対して泡が発生する。その泡が成長し
、潰れることによって、各ノズルからインクの小滴が放
出される。各小滴が放出された後、毛管作用による凹面
が壊れたり、チャンネル内へ引っ込みすぎないように電
流パルスが整形される。サーマルインクジェット装置の
線型アレイの実施態様は、種々示されており、例えば、
熱だめ基板の頂部と底部に取り付けられた互いちがいの
線型アレイを有するものや、多色刷り印刷用の種々異な
るカラーインクを有するものがある。

ホーキンス他の米国再発行特許第３２．５７２号は、イ
ンクジェットプリントヘッドの製法をいくつか示してお
り、各プリントヘッドは一緒に整列し、接合した二部材
で成る。例えば、シリコンウェーハ上に、アドレス電極
と共に複数の組の加熱要素アレイを作り、その上の所定
位置に整列マークをつけることによって、同時に多くの
プリントヘッドを作ることができる。第２のシリコンウ
ェーハに、対応する複数の組のチャンネルとそれに関連
するマニフォルドを作り、第１実施態様では、所定位置
に整列開口が食刻される。２個のウェーハは、整列開口
と整列マークにより一線に整列され、それから一緒に接
合され、多くの別個のプリントヘッドに切り分けられる
。

トーピイ外の米国特許第４．６３８．３３７号は、ホー
キンス外の特許に似た改良型のサーマルインクジェット
プリントヘッドを開示するが、窪部に位置する各加熱要
素を有する。加熱要素を含む窪部壁は、ノズルを通って
泡が横方向へ移動するのを防ぎ、従って、噴射（ｂｌｏ
ｗ　ｏｕｔ）として知られている気化インクの大気へ急
激な放出を防ぐ。この噴射は空気を取り込むことになり
、この事象が生じる度にプリントヘッドの動作を中断さ
せてしまう。

この特許では、リストン（登録商標＞　（ｌｉｓｔｏｎ
　＠）のような肉厚フィルム有機構造体は、ヒータ板と
チャンネル板との間に介在する。この層の目的は、加熱
要素により生じる泡を含むように、各加熱要素の真上に
窪部を形成することであり、それによって蒸気の噴出を
生じさせることなしに、小滴の速度を上昇させることが
できる。

ホーキンスの米国特許第４．７７４．５３０号は、互い
に合致され、一緒に接合される上部と下部の基板で成り
、それらの間に肉厚絶縁層を挟み込んだ改良型プリント
ヘッドを開示している。上部基板の片面には、１本以上
の溝と１個の窪部が食刻され、それらは、下部基板と合
致させたとき、それぞれ毛管で満たされたインクチャン
ネルとして、また、インク供給マニフォルドとして機能
する。加熱要素をインクに露出させるために、肉厚層に
は窪部が食刻され、かくして、それらの加熱要素をビッ
ト内に位置づけ、インクをチャンネルの閉鎖端をまわっ
て流動させることにより、マニフォルドからチャンネル
までインクの流路を作り、それによって、マニフォルド
の窪部へ溝の閉鎖端を開くために必要な製造工程を省く
ことができるので、プリントヘッドの製造工程を簡素化
できる。

前述のサーマルインクジェットプリントヘッドは比較的
長いチャンネルを有し、そこを通ってインクは貯槽から
ノズルへ供給される。泡を発生させる加熱要素は、ノズ
ル開口から上流へ所定距離おいたところでチャンネル内
のビットに配置される。このピットは泡の噴射を防ぎ、
かくしてプリントヘッドの故障を防止する。残念ながら
、そのようなプリントヘッドの最大周波数は約３　Ｋ）
Ｉｚである。この動作周波数はチャンネルの補給時間に
より支配され、そのチャンネルは流れに対して最大の抵
抗を与える。この発明は、チャンネルの流れに対する抵
抗を最小にすることによって小滴の発生率、すなわち、
動作周波数を高める。

〔発明の要約〕

本発明の目的は、空気の取り込みを一定にした状態で、
泡の噴出を防ぐ能力を失うことなしに、チャンネルの補
給時間を迅速にした改良型インクジェットプリントヘッ
ドを提供することである。

本発明では、バクレル（登録商！＞　（Ｖａｃｒｅｌ　
＠）またはリストン（登録商標）　（Ｒｉｓｔｏｎ　＠
）のような肉厚フィルムの有機構造体が、ヒータ板とチ
ャンネル板との間に挟み込まれる。この層は５〜１００
ミクロンの厚みを有するが、好ましい厚みの範囲は１０
〜５０ミクロンである。ウェーハ上に、複数の組の加熱
要素、アドレス電極及び駆動回路が形成されたのち、そ
の上に肉厚フィルムの有機層を付着させる。各組の加熱
要素とそれに関連する回路とに対して、肉厚フィルム有
機構造体内に個々の窪部が形成され、加熱要素の各々を
露出させ、連続窪部をプリントヘッドの貯槽内へ伸長さ
せる。この配置は、伸長窪部の一端の底部に各加熱要素
を位置づけ、蒸気の噴出を防ぐ。窪部の他端は所定の位
置で終わっているので、チャンネル板が、ヒータ板の上
に位置する肉厚フィルム構造体に整列し、接合されると
き、インクは貯槽からインクチャンネルへ流れる。第２
実施態様において、肉厚フィルム構造体にある伸長溝は
、所定位置に形成された共通窪部へ開口するので、チャ
ンネル板がヒータ板の上に位置する肉厚フィルム構造体
に整列し、接合されるとき、インクは、プリントヘッド
の貯槽から肉厚フィルム構造体内の共通窪部を通り、イ
ンクチャンネルの一部を形成する伸長窪部に沿って流れ
、かくして補給が迅速に行われ、小滴発生周波数も上昇
するようなインクチャンネルの形状を提供する。第３実
施態様では、インクから回路をよりよく保護するために
、ヒータ板上のパシベートされた（ｐａｓｓ　１ｖａｔ
ｅｄ）回路と肉厚フィルム構造体との間に、ポリイミド
、またはエポキシで成る付加フィルムを介在させる。

本発明をよりよく理解できるように、添付図面に関連し
ながら、以下詳細に説明する。図面において、同一符号
は同一部品を示す。

〔好適な実施態様の説明〕

チャンネル板３１の前面２９の小滴放出ノズル２７のア
レイを示すプリントヘッド１０の拡大概略等胸回が第１
図に示されている。また第２図を参照すれば、後述する
ように、下方電気絶縁基板、すなわち、加熱要素板２８
は、その表面３０上に形作られた（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ
）　　加熱要素３４とアドレス電極３３とを有し、上方
基板、すなわち、チャンネル板３１は、方向へ伸長する
平行溝２０を有し、この平行溝は、チャンネル板の前面
２９に貫通する。この溝の他端は、傾斜壁２１の所で終
わっている。インク供給マニフォルド、すなわち、毛管
作用で満たされたインクチャンネル２０の貯槽として使
用される内部窪部２４のフロア４１は、インク充填穴と
して使用する貫通開口２５を有する。溝を備えたチャン
ネル板の表面は加熱要素板２８と一線に並び、それに接
着されるので、複数の加熱要素３４の各々は、溝と下方
基板、すなわち、加熱板とにより形成される各チャンネ
ル内に位置する。インクは、充填穴２５を通って、窪ｗ
６２４と加熱要素板２８とにより形成されたマニフォル
ド、すなわち、貯槽へ流入し、毛管作用により、１つの
実施態様では、肉厚フィルム絶縁層１８に形成された共
通窪部３８を通って流れることによりチャンネル２０を
満たす。インクは各ノズルにおいて、わずかな負圧で、
毛管作用による凹面を形成し、それによってインクがそ
こから垂れるのを防ぐ。チャンネル板２８上のアドレス
電極３３は、端子３２の所で終わっている。チャンネル
板３１は下方基板２８より小さく作られているので、電
極端子３２が露出し、それは例えばワイヤボンド５２に
よりドーターボード上９上の電極に接続され、そのドー
ターボード上にプリントへラド１０が永久的に装着され
る。層１８は後述するように、上部基板と下部基板との
間にはさまれた肉厚フィルムパシベーシａン層である。

この層は、複数の伸長平行窪部、すなわち、トラフ２６
と共に、共通窪部３８を形成するように形作られ、前記
トラフ２６は、一端が共通窪部に連絡し、そこから伸長
する。食刻したトラフの末端は加熱要素を有し、かくし
てそれらはトラフの末端の底部に配置される。共通窪部
３８により、インクはマニフォルド２４とチャンネル２
０との間を流動できる。更に、肉厚フィルム絶縁層は第
３．５図に示すように、食刻され、電極の端子を露出さ
せる。

第１図の２−２１ｍに沿って１本のチャンネルを通って
切断した横断面図が第２図として示され、これはインク
がマニフォルド２４から矢印２３で示すように、溝２０
の閉鎖端２１のまわりを通ってどのように流れるかを示
す。−側を研磨した（１００）シリコンウェーハの研磨
表面には、複数の組の泡発生加熱要素３４とそのアドレ
ス電極３３とが形作られている。多数組みのプリントヘ
ッド電極３３と、加熱要素として作用する抵抗材と、共
通リターン３５とを型に合わせて配置する前に、ウェー
ハの研磨表面は、約１〜２マイクロメートルの厚みを有
する、例えば二酸化シリコンのような下塗り層３９で被
覆される。抵抗材は、科学的気相成長法（ＣＶＤ）によ
り付着されるドープ処理した多結晶シリコンであっても
いいし、例えば硼化ジルコニウム（ＺｒＢｚ）のような
、その他のよ（知られた抵抗材であってもよい。共通リ
ターン３５とアドレス電極３３とは、典型的なものでは
、下塗りの上で、加熱要素の辺縁を覆うように付着され
たアルミニウムリードである。共通リターン端子３７と
アドレス電極端子３２は所定位置に配置され、チャンネ
ル板３１を加熱要素仮に取り付けてプリントヘッドを形
成した後、ワイヤボンド５２によりドーターボード１９
の電極５０に電気接続するための隙間を形成する。共通
リターン３５とアドレス電極３３とは、０．５〜３３マ
イクロートルの厚みに、好ましくは、１．５　マイクロ
メートルの厚みに付着される。詳細については、先行技
術の説明の所で述べた特許等を参照のこと。

好ましい実施態様において、ポリシリコン加熱要素が使
用され、そのポリシリコンから高温蒸気中で、二酸化シ
リコンの熱酸化層１７が成長する。

ポリシリコン加熱要素の製造に関する詳細については、
ホーキンスの米国特許第４．５５２．５３０号を参照の
こと。熱酸化層は、典型的なものでは、導電性インクか
ら加熱要素を保護し、絶縁するために０．０５〜０．１
　マイクロメートルの厚みに成長させる。

アドレス電極と共通リターンを取り付けるために、ポリ
シリコン加熱要素の辺縁部から熱酸化物が除去され、前
記アドレス電極と共通リターンはそれから形作られ、付
着される。電極のパシベーションの前に、プリントヘッ
ドの動作中、インク蒸気泡の潰れにより生じるキャビテ
ーション力に対して、それを更に保護するために、必要
に応じて加熱要素保護層１７上にタンタル（Ｔａ３層（
図示せず）を約１マイクロメートルの厚みに付着するこ
ともできる。電極のパシベーションのために、複数組の
加熱要素とアドレス電極とを含むウェーハ表面全体の上
に、２マイクロメートル厚みの燐でドープ処理したＣＶ
Ｄ二酸化シリコンフィルム１６を付着させる。このパシ
ベーションフィルム１６はイオンバリヤを与え、それに
よって露出電極をインクから保護する。厚みが１０００
オングストロームと１０マイクロメートルとの間にある
とき、好ましくは１マイクロメートルの厚みのとき、有
効なイオンバリヤ層が達成される。このパシベーション
層１６は、後のドーターボード電極とのワイヤボンディ
ングのため、アドレス電極及び共通リターンの末端から
、そしてまた、加熱要素、すなわち、Ｔａ層から食刻に
より除去される。二酸化シリコンフィルム１６のこの食
刻作用は、湿式または乾式のいずれの食刻法によって行
ってもよい。

次に、例えばリストン（登録商標）（Ｒｉｓｔｏｎ■）
。

バクレル（登録商標）　（Ｖａｃｒｅｌ　＠）、プロピ
マー５２（登録商標）　（Ｐｒｏｂｉｍｅｒ　５２　■
）またはポリイミドのような肉厚フィルム型絶縁層１８
がフィルムパンベーション層１６上に形成され、これは
５〜１００　マイクロメートルの厚みを有するが、なか
でも１０〜５０７４７０メートルの範囲が好ましい。絶
縁層１８は、各加熱要素と、インクマニフォルド２４か
ら各インクチャンネル２０へのインク通路を形成する共
通窪部３８と、加熱要素から伸長し共通窪部３８と連絡
する伸長窪部２６とを覆う層１８部分を食刻し、除去す
ることができるように写真石版法で処理される。

さらに、肉厚フィルム層１８は、各電極端子３２．３７
の上方が除去される。後で個々の加熱要素板２８に分割
されるウェーハ上の各組の加熱要素のための伸長窪部２
６と共通窪部３８の複数の結合体は、肉厚フィルム層１
８のこれらの部分を除去することによって形成される。

かくしてパシベーション層１６だけが、共通窪部３８と
、そこから伸長する複数の平行な伸長窪部２６とで成る
この窪部内のインクに電極３３が触れないように保護す
る。

第３図には、加熱要素板２８の一部断面にした拡大等胸
回が示されている。電極パシベーション層１６と、その
上に重ねられた比較的肉厚の絶縁層１８（好ましくは、
リストン（登録商標）　（ｌｌｉｓｔｏｎ■）。

バクレル（登録商標）　（Ｖａｃｒｅｌ■）、ポリイミ
ド、またはその同等物）　の一部が、改良型の加熱要素
板の構造を理解し易くするため一個のアドレス電極の一
部から除去される。各層１８は、それを電極端子３２．
３７から除去するように写真石版法で形作られ、食刻さ
れ、領域２６は各加熱要素３４とその保護層１７の所で
始まり共通窪部３８まで伸長する。共通窪部３８を所定
の位置に配置し、チャンネル板３１をそれに合致させる
と、インクがマニフォルドからチャンネルへ流動する。

伸長窪部２６の末端は、各加熱要素に露出し、伸長窪部
の残り部分は、各インクチャンネルのインク流動面積を
大きくする。

複数の伸長窪部２６と連絡している共通窪部３８は、イ
ンクチャンネルをマニフォルド２４へ開＜　（第２図）
。伸長窪部２６の末端壁４２は、パルス駆動された加熱
要素により生じる各層の横方向への動きを防止し、かく
して、それに対する直交方向への成長を促進させる。そ
のとき、伸長窪部の残り部分がインクの流動面積を広げ
、プリントヘッドの動作中、充填時間をより迅速にする
。気化インクのバーストが開放されて、そこに空気が取
り込まれるといった噴出現象は、米国特許第４．６３８
．３３７号に示すように防止できるが、小滴放出周波数
の制限はない。

パシベーションアドレス電極３３は、伸長窪部２６によ
り、その長さの大部分に沿ってインクに露出し、通常の
電極パシベーション層１６にピンホールがあれば、それ
によって電極３３が露出して電気分解され、結局、その
電極によりアドレスされる加熱要素の動作不良につなが
る。従って、第２図の類似図である第６図のもう一つの
実施態様は、第２のパシベーション層１４によるアドレ
ス電極の更なる保護を示す。従って、これらの電極は、
二層の包囲層、すなわち、パシベーション層１６と、ポ
リイミドや、その類似材で成る第２層１４とによりパシ
ベート化される。

第５図は第３図の類似図であるが、共通窪部３８がなく
、その代わりに一組の伸長窪部２６がチャンネル板の貯
槽２４まで伸長し、インクが貯槽からインクチャンネル
２０まで流動できるようになっている。

ホーキンスの米国再発行特許第３２．５７２号、米国特
許第４．６３８．３３７号及び第４．７７４．５３０号
に開示するように、チャンネル板３１はプリントヘッド
１０のための複数の上部基板、すなわち、チャンネル板
３１を作るために、二側面を研磨した（１００）シリコ
ンウェーハで形成される。ウェーハが化学的に清浄にさ
れたのち、両側に熱分解ＣＶＤ窒化珪素層（図示せず）
が付着される。通常の写真石版法を使って、ウェーハの
一側面で、複数の各チャンネル板３１の充填穴２５０通
路と、整列開口（図示せず）のための少なくとも２個の
通路とが所定の位置に印刷される。窒化珪素は、充填穴
と整列開口を表す形作られた通路からプラズマ食刻され
る。充填穴及び整列開口を食刻するために、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）の異方性食刻を使用することもできる。

この場合、（１００）ウェーハの（Ｉｌｌ）面は、ウェ
ーハの表面と５４．７度の角度をなす。充填穴は、−側
光たり約２０ミル（０，５ｍｍ）　　の小さな四角形表
面パターンであり、整列開口は、−通約６０〜８０ミル
（１，５〜２１Ｉ１ｍ）の四角形をなす。かくして、２
０ミル（０，５市）厚さのウェーハを貫通して、整列開
口が食刻され、充填穴はウェーハのほぼ半分の所から３
７４の所にある頂点まで食刻される。整列開口と充填開
口の食刻が時間に大きく拘束されないので、連続的食刻
によっても、比較的小さな四角形充填穴のサイズが更に
大きくなることはない。次に、最終的にプリントヘッド
のインクマニフォルドとチャンネルになる比較的大きな
矩形窪部２４と伸長型の平行チャンネル窪部組とを形成
するため、前もって食刻した整列穴を基準として、ウェ
ーハの反対側部を写真石版法で形作る。マニフォルドと
チャンネル窪部を含むウェーハの表面２２は、ウェーハ
の元の表面部分（窒化珪素層で被覆されている）であっ
て、後でこの部分に接着剤を塗着して、複数組の加熱要
素を含む基板に、それを接着させるようにする。端面２
９を作り出す最終的なダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）カッ
トにより、伸長溝２０の一端を開き、ノズル２７を形成
する。チャンネル溝２０の他端は、端部２１によって閉
鎖したままである。しかしながら、チャンネル板を加熱
板に整列させ、接着させることにより、チャンネル２０
の端部２１を、第２図に示すように肉厚フィルム絶縁層
１８層上で共通窪部３８の真上におくか、または第５図
に示すように、加熱要素を含む側とは反対側の、伸長窪
部２６の端部の真上に置き、矢印２３で示すように、イ
ンクをマニフォルドからチャンネル内へ流入させるよう
にする。

第４Ａ図は、第２図の４−４線に沿って見たときのプリ
ントヘッドの部分横断面図であり、肉厚フィルム層１８
の共通窪部３８は、チャンネル２００幅全体にわたって
、そのチャンネルに対して直交する方向へ伸長する。

第４Ｂ図は、第２図の４−４線に沿って見たときのプリ
ントヘッドの部分横断面図であり、第５図の変形実施態
様の伸長窪部２６は、各々チャンネル溝の貯槽２４内へ
伸長し、かくして、インクが貯槽からチャンネル２０へ
流動できるようになっている。

米国特許第４．６３８．３３７号は、インクを貯槽から
ノズルまで供給する比較的長いチャンネルを有するイン
クジェットプリントヘッドを示す。泡を発生させるヒー
タは、ノズル開口より上流でチャンネル内の肉厚フィル
ム層のピット内に配置される。

このピットは、空気の流入を防ぐことにより、プリント
ヘッドの故障を防止する。そのようなプリントヘッドの
形状を分析すれば、それは１インチ当たす３００スポツ
）　（ｓｐｉ）の印刷で、約５　ＫＨｚの最大周波数で
動作することが判る。この動作周波数は、チャンネルの
補給時間により支配される。チャンネルは、プリントヘ
ッドでの流れに対して最大抵抗を提供することは、この
当業者にとって周知の事実である。この発明は、チャン
ネル抵抗を最小にし、プリントヘッドを少なくとも２０
〜３０％高い周波数で動作させることを可能にするよう
な形状を述べている。先行技術のピットの形状は示され
ていないが、空気の流入を防ぐ手段だけが備わっている
。ヒータから貯槽への通路は伸長窪部２６により拡大さ
れ、横断面の流動面積を増大させ、流動抵抗を最小限に
する。

ここには図示していないが、もう一つの実施態様におい
て、端部壁２１は、前述の先行技術の特許で教示される
ように取り外すことができ、隣接ジェット間のクロスト
ークを防ぐように、伸長窪部２６の長さを最適にするこ
とができる。ヒータの後方のイナータンス（ｉｎｅｒｔ
ａｎｃｅ）　　は、加熱要素から貯槽までの距離をチャ
ンネルの流動面積で割ったものに比例し、そのイナータ
ンスは、泡がチャンネル内で膨張したり、及び／又は、
あまりにも多くの流体を後方へ押しやることがないよう
に、十分に高くなければならない。この抵抗（加熱要素
から貯槽までの距離をチャンネルの流動面積で割ったも
のに比例）は、補給時間を決定する場合に非常に重要で
ある。この数が大きくなれば補給時間もそれだけ長くな
る。ヒータの後方にあるチャンネルセグメントの抵抗は
、このセグメントの横断面積を増大させ、加熱要素から
貯槽までの距離を長くすることによってイナータンスを
減らすことなく、非常に減少させることができる。第２
゜３．５図に示すように、これは種々の方法で行うこと
ができる。第２．３図の好ましい実施態様において、チ
ャンネル２０の閉鎖端にある共通窪部３８は、インクを
、貯槽２４からインクチャンネル２０と、この各チャン
ネルと一線に並んだ伸長窪部２６へ流動させる。加熱要
素は伸長窪部２６の末端で露出しており、これらの窪部
はインクチャンネルの流動面積を増大させるので、小滴
放出率を高め、同時に空気の取り込み防止効果もある。

肉厚フィルム絶縁層１８は、二つの別々の機能を果たす
。すなわち、（１）、泡の形成時及び補給現象時に流体
の流路の一部として機能し、（２）、金属化リードと活
性ドライバーをインクから、さらにその中のイオンから
保護するために付加的パシベーション層として機能する
。ヒータとチャンネル板の貯槽との間で肉厚フィルム絶
縁層をもっと多く除去することにより、付加的パシベー
ション層の保護機能が失われる。パシベーションフィル
ムからピンホールを完全になくすために、肉厚フィルム
絶縁層１８を配置する前に、例えばポリイミドで成る第
２のパシベーション層を付着させる。かくして、第６図
に示す変形実施態様は、ヒータの場所の上に、二層パシ
ベーションシステムを有する。

典型的な第１層は、肉薄パシベーション層であって、電
極端子３２．３７の所に通路を有する。これに適した材
料は、感光性ポリイミドか感光性エポキシである。これ
らの材料は、スピン加工され、通常の集積回路処理装置
を使って処理される。肉薄フィルムの厚さは粘性やスピ
ン速度を調節することにより調整できる。肉薄層におい
て、これらの材料は適切な露出時間と優れた分解能を有
する。

感光性ポリイミドの第２層は、従来の構造体に用いる肉
厚フィルム絶縁材と実質的に同じ保護作用を有する。

要するに本発明は、改良型のサーマルインクジェットプ
リントヘッドとその製法に関する。はんだマスク材、ま
たは他の有機構造体、例えばリストン（登録商標）（Ｒ
ｉｓＬｏｎ■）、バクレル（登録商標）（Ｖａｃｒｅｌ
　　■）、プロピ７−５２（登録面ａ）　（Ｐｒｏｂｉ
ｍｅｒ５２＠）またはポリイミド等で成る肉厚フィルム
は、ヒータ板とチャンネル板との間に介在する。先行技
術では、この層は一時的な泡を含むビットを、加熱要素
の上方に形成することを可能にするので、蒸気の噴出や
、その結果生じる空気の取り込みを生じさせることなし
に、小滴の速度を上げることができる。ホーキンスの米
国特許第４．７７４．５３０号に示すように、加熱要素
のピットの後方に、第２の伸長窪部を更に付加すること
によって、貯槽からのインクはチャンネルに連絡し、そ
れによって、チャンネル溝とマニフォルド窪部との間で
シリコンを除去する必要がない。伸長窪部、すなわち、
トラフはインクのためのバイパスとなる。しかしながら
、これらの先行技術の形状はプリントヘッドの小滴発生
率を制限している。本発明は、ヒータビットをバイパス
窪部に接続させ、チャンネル板に一線に並んだ伸長窪部
を形成し、チャンネル内のインク流動通路を増大させ、
それによって各小滴の放出後の補給回数を多くするよう
に肉厚フィルムの絶縁層を形作ることにより、この動作
周波数の制限を克服している。もう一つの実施態様は、
共通バイパス窪部を有せず、単に肉厚フィルムの絶縁層
内にある伸長窪部、すなわち、トラフを使用し、このト
ラフは一端に、加熱要素を内蔵し、他端は、貯槽内へ伸
長しており、チャンネルの閉塞端を除去することなしに
、貯槽からインクチャンネルへインクを流動させ、更に
その補給回数を多くし、その動作周波数を最大にするた
めに各チャンネル毎に必要な流動面積を増大させる。

この最後の実施態様は、二層パシベーションシステムを
使用して、肉厚フィルムの絶縁層にある伸長窪部によっ
て生じる露出金属化をピンホールのない完全なものに維
持し、横断流動面積を増大させ、ひいては補給回数を多
くすることができるような形状にする。

本発明の詳細な説明から、多（の変形が明らかであり、
そのような全ての変形は、本発明の範囲内に含まれるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ドーターボード上に装着されたプリントヘッ
ドの拡大概略等角図であって、小滴放出ノズルを示す。 第２図は、２−２線に沿って見たときの第１図の拡大横
断面図であり、本発明に従ってマニフォルドとインクチ
ャンネルとの間に、インク流路を備える電極のパシベー
ション作用と窪みをもった肉厚フィルム構造体を示す。 第３図は、プリントヘッドを形成するためチャンネル板
に合致させる前の、加熱要素板の拡大部分等角図である
。この加熱要素板は、共通窪部から伸長する伸長窪部を
示すために、一部断面で示す。この加熱要素は伸長窪部
の末端部で露出しており、伸長窪部と連絡する共通窪部
は、インクをマニフォルドからインクチャンネルへ流動
させる。第４Ａ図は、４−４線に沿って見たときの第２
図の拡大横断面図であり、第３図に示す本発明の実施態
様を示す。第４Ｂ図は、４−４線に沿って見たときの第
２図の拡大横断面図であって、第５図に示す本発明の第
２実施態様を示す。第５図は、本発明の他の実施態様の
拡大部分等角図であって、インクをマニフォルドから各
インクチャンネルへ流動させることのできる、複数の個
々の伸長窪部の一端にある窪んだ加熱要素を示すために
、一部断面にした加熱要素板を示す。第６図は、第２図
に類似した拡大横断面図であるが、肉厚フィルム構造体
とパシベーション回路との間の付加的保護層を示す。 １０ニブリントヘツド　１４：第２パシベーシヨン層１
６：パシベーションフィルム １７：熱酸化層　　　　１８：肉厚フィルム絶縁層１９
ニド−ターポード ２０：平行溝（インクチャンネル） ２１：傾斜壁　　　　　２２：表面 ２３：矢印 ２４：内部窪部（インクマニフォルド）２５：貫通開口
（インク充填孔） ２６：伸長平行窪部（トラフ） ２７：ノズル　　　　　２８：下部基板：前面 ：チャンネル板 ニアドレス電極 ：共通リターン ：下塗り層 二末端壁 ３０：表面 ３２．３７：電極端子 ３４：加熱要素 ３８：共通窪部 ４１：フロア ５２：ワイヤボンド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インクチャンネルとして使用する一組の平行溝とマ
   ニフォルドとして使用する窪部とを備えた上部基板を有
   し、前記溝は小滴放出ノズルとして機能するように一端
   が開放されており、更に、片面に加熱要素アレイとアド
   レス電極が形成されている下部基板を有し、前記上部基
   板と下部基板とは互いに整列され、合致させられ、一緒
   に接合されて、それらの間に挟み込まれた肉厚フィルム
   層とでプリントヘッドが形成され、前記肉厚フィルム層
   は、下部基板の表面上で加熱要素及びアドレス電極の上
   に付着され、加熱要素とアドレス電極の端子端を露出さ
   せるために前記両基板を合致させ接着させる前に一部切
   除されている型の改良形インクジェットプリントヘッド
   であって、その特徴が、 前記肉厚フィルム層は、上部基板にある各対向平行溝の
   長さに沿って各加熱要素の所で始まり前記マニフォルド
   窪部へ向かう方向へ所定の距離だけ伸長した部分を除去
   するように形作られており、除去された肉厚フィルム層
   の長さは、一端が加熱要素に露出し他端は対向するマニ
   フォルド窪部内で終わっており、これにより、マニフォ
   ルド窪部内のインクは、そこから肉厚フィルム層の前記
   除去部分に沿って流れ、同時に、インクチャンネルを形
   成する溝内へ流れるものであり、肉厚フィルム層の除去
   された部分はその長さに沿ってインクチャンネルの深さ
   だけ伸長する壁を有し、プリントヘッドの動作中、ノズ
   ルを通る気化インクの噴出を防ぐことにより空気の取り
   込みを防止する手段を備え、そして、前記マニフォルド
   内へ伸長することにより、インクチャンネルとマニフォ
   ルドとの間に連絡を生じさせ、インクチャンネルとこれ
   に整列した肉薄フィルム層の除去部分の組み合わされた
   横断面の流動面積は、インクの流動抵抗を減らすことが
   できるような寸法を有し、これにより、空気の取り込み
   なしにインクの小滴発生率を高めることにある改良形イ
   ンクジェットプリントヘッド。