JPH04229278A - ページ幅インクジェット印字ヘッドを製造する方法 - Google Patents
ページ幅インクジェット印字ヘッドを製造する方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェーハサブ
ユニットの拡張アレイを製造する方法、より詳細には、
個別サーマルインクジェット印字ヘッドサブユニットか
らページ幅サーマルインクジェット印字ヘッドを製造す
る方法に関するものである。
ユニットの拡張アレイを製造する方法、より詳細には、
個別サーマルインクジェット印字ヘッドサブユニットか
らページ幅サーマルインクジェット印字ヘッドを製造す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この分野では、イメージを読み取ったり
、イメージを書き込んだりするラスター型スキャナに次
第に関心が集まるにつれて、廉価な全幅走査アレイを求
める声が大きくなった。スキャナ技術の現段階において
は、非常に長い単一走査アレイ、すなわち高い解像度で
一度に行全部を走査するために必要な数の画像処理素子
を有する十分な直線長さの単一アレイを製造する方法で
、商業的に許容でき、かつ経済的に実現可能なものはな
い。この関連して、走査アレイと言えば、イメージの行
を電気信号すなわち画素へ変換するため使用される一連
の撮像素子たとえばフォトサイトと支援回路網から成る
イメージ読取り走査アレイと、イメージ信号または画素
入力に応じてイメージを生成するため使用される一連の
発光素子または他の素子から成るイメージ書込み走査ア
レイの２つがある。
、イメージを書き込んだりするラスター型スキャナに次
第に関心が集まるにつれて、廉価な全幅走査アレイを求
める声が大きくなった。スキャナ技術の現段階において
は、非常に長い単一走査アレイ、すなわち高い解像度で
一度に行全部を走査するために必要な数の画像処理素子
を有する十分な直線長さの単一アレイを製造する方法で
、商業的に許容でき、かつ経済的に実現可能なものはな
い。この関連して、走査アレイと言えば、イメージの行
を電気信号すなわち画素へ変換するため使用される一連
の撮像素子たとえばフォトサイトと支援回路網から成る
イメージ読取り走査アレイと、イメージ信号または画素
入力に応じてイメージを生成するため使用される一連の
発光素子または他の素子から成るイメージ書込み走査ア
レイの２つがある。
【０００３】これまで、さまざまな提案がなされてきた
が、長い全幅走査アレイを提供することはできなかった
。それらの提案には、複数の短いアレイを重ね合わせる
電気式および光学式装置や、短いアレイの端と端を突き
合わせて配列する電気式および光学式装置が含まれる。 しかし、それらの提案はどれも大きな成功が得られなか
った。たとえば、より小形のアレイを接合する場合、ア
レイを正確に整列させ、アレイの端を互いにぴったり合
わせることが難しいため、イメージの欠如や歪みが生じ
ることが多い。
が、長い全幅走査アレイを提供することはできなかった
。それらの提案には、複数の短いアレイを重ね合わせる
電気式および光学式装置や、短いアレイの端と端を突き
合わせて配列する電気式および光学式装置が含まれる。 しかし、それらの提案はどれも大きな成功が得られなか
った。たとえば、より小形のアレイを接合する場合、ア
レイを正確に整列させ、アレイの端を互いにぴったり合
わせることが難しいため、イメージの欠如や歪みが生じ
ることが多い。
【０００４】同様な問題は、サーマルインクジェット印
字機構においても起きる。サーマルインクジェット印字
機構は、毛管インク充満チャンネルの終端にあるノズル
の近くに配置された抵抗発熱体が、命令に応じて選択的
に発生する熱エネルギーを用いて、インクを瞬間的に蒸
発させ、一時的に気泡を形成する。各気泡はインク滴を
放出し、記録媒体に向けて推進する。この印字機構は、
キャリッジ型プリンタまたはページ幅型プリンタのどち
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
小形の可動式印字ヘッドを備えている。印字ヘッドは、
通常、使い捨てインク供給カートリッジに密封して取り
付けられている。印字ヘッドとカートリッジの組立体は
往復運動して、静止している記録媒体たとえば用紙の上
に一度に一情報帯を印字する。一情報帯が印字されたあ
と、次の情報帯が先の情報帯に隣接するように、印字さ
れた情報帯の高さに等しい距離だけ用紙がステップ状に
送られる。全ページが印字されるまで、この手順が繰り
返される。キャリッジ型プリンタの例が、米国特許第４
，７５１，５９９ 号に記載されている。対照的に、ペ
ージ幅型プリンタは、用紙の幅またはそれより大きな長
さを持つ静置式印字ヘッドを備えている。印字工程の間
、用紙は、印字ヘッドの長手方向に直角に送られ、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
ージ幅型プリンタの例が、米国特許第４，４６３，３５
９ 号明細書の図１７と図２０に記載されている。
字機構においても起きる。サーマルインクジェット印字
機構は、毛管インク充満チャンネルの終端にあるノズル
の近くに配置された抵抗発熱体が、命令に応じて選択的
に発生する熱エネルギーを用いて、インクを瞬間的に蒸
発させ、一時的に気泡を形成する。各気泡はインク滴を
放出し、記録媒体に向けて推進する。この印字機構は、
キャリッジ型プリンタまたはページ幅型プリンタのどち
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
小形の可動式印字ヘッドを備えている。印字ヘッドは、
通常、使い捨てインク供給カートリッジに密封して取り
付けられている。印字ヘッドとカートリッジの組立体は
往復運動して、静止している記録媒体たとえば用紙の上
に一度に一情報帯を印字する。一情報帯が印字されたあ
と、次の情報帯が先の情報帯に隣接するように、印字さ
れた情報帯の高さに等しい距離だけ用紙がステップ状に
送られる。全ページが印字されるまで、この手順が繰り
返される。キャリッジ型プリンタの例が、米国特許第４
，７５１，５９９ 号に記載されている。対照的に、ペ
ージ幅型プリンタは、用紙の幅またはそれより大きな長
さを持つ静置式印字ヘッドを備えている。印字工程の間
、用紙は、印字ヘッドの長手方向に直角に送られ、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
ージ幅型プリンタの例が、米国特許第４，４６３，３５
９ 号明細書の図１７と図２０に記載されている。
【０００５】サーマルインクジェットプリンタは、たと
えば、米国特許第４，６０１，７７７ 号明細書の図１
に記載されている形式のサイドシューター型印字ヘッド
のような印字ヘッドを備えている。高速印字を実現する
には、印字ヘッドの幅をページ幅にすることが望ましい
。ページ幅印字ヘッドを製造する１つの方法は、複数の
印字ヘッドサブユニットＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ を互い
に突き合わせてページ幅の長さの印字ヘッドアレイを作
ることである。サイドシューター型印字ヘッドにおいて
は、各印字ヘッドサブユニットは、一連の抵抗発熱体３
が上面に配置された発熱体板２と、前記発熱体板に接合
され、抵抗発熱体に対応する数の一連のチャンネル６が
下面に配置されたチャンネル板４を有する。各チャンネ
ル６の端はノズルを形成しており、チャンネル内の抵抗
発熱体３が起動すると、そのノズルからインク滴が噴射
される。印字ヘッドサブユニットから上記のようなペー
ジ幅印字ヘッドを製造する１つの方法は、各印字ヘッド
サブユニットＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ を裏返し、隣接す
る印字ヘッドサブユニットを突き合わせることである。 チャンネル板４は、精密ダイシングソーで正確に輪郭を
描くことができる発熱体板２より狭い幅になるようにエ
ッチングで輪郭が描かれる。このような構成では、チャ
ンネル板は物理的突合せ工程においてなんら役割を演じ
ておらず、サブユニットとサブユニットの配置精度を決
めるのは、正確にダイシングされた発熱体板２だけであ
る。この方法は簡単で、しかも費用が安いという長所を
有するが、完全に理想的な方法とは言えない。たとえば
、発熱体板２の輪郭描写における誤差がページ幅印字ヘ
ッドの全長にわたって累積する可能性がある（チップ位
置合せ誤差の累積）。もう１つの短所は、アレイが接着
される基板とサブユニット材料間の熱膨張の不一致の問
題を軽減するための熱膨張隙間を、隣接するサブユニッ
ト間に設けることができないことである。別の問題とし
て、チップの物理的突合せ工程によって、そばに回路網
がある発熱体板の縁を損傷させる可能性がある。さらに
別の問題として、もし発熱体板２の精密にダイシングさ
れた縁が完全に垂直でないと、チップとチップが離間す
る可能性がある（すなわち、抵抗発熱体が配置されてい
る発熱体板２の上面が互いに接触しなくなるので、ノズ
ルの間隔は印字ヘッドアレイの全長に沿って不均一にな
るであろう）。
えば、米国特許第４，６０１，７７７ 号明細書の図１
に記載されている形式のサイドシューター型印字ヘッド
のような印字ヘッドを備えている。高速印字を実現する
には、印字ヘッドの幅をページ幅にすることが望ましい
。ページ幅印字ヘッドを製造する１つの方法は、複数の
印字ヘッドサブユニットＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ を互い
に突き合わせてページ幅の長さの印字ヘッドアレイを作
ることである。サイドシューター型印字ヘッドにおいて
は、各印字ヘッドサブユニットは、一連の抵抗発熱体３
が上面に配置された発熱体板２と、前記発熱体板に接合
され、抵抗発熱体に対応する数の一連のチャンネル６が
下面に配置されたチャンネル板４を有する。各チャンネ
ル６の端はノズルを形成しており、チャンネル内の抵抗
発熱体３が起動すると、そのノズルからインク滴が噴射
される。印字ヘッドサブユニットから上記のようなペー
ジ幅印字ヘッドを製造する１つの方法は、各印字ヘッド
サブユニットＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ を裏返し、隣接す
る印字ヘッドサブユニットを突き合わせることである。 チャンネル板４は、精密ダイシングソーで正確に輪郭を
描くことができる発熱体板２より狭い幅になるようにエ
ッチングで輪郭が描かれる。このような構成では、チャ
ンネル板は物理的突合せ工程においてなんら役割を演じ
ておらず、サブユニットとサブユニットの配置精度を決
めるのは、正確にダイシングされた発熱体板２だけであ
る。この方法は簡単で、しかも費用が安いという長所を
有するが、完全に理想的な方法とは言えない。たとえば
、発熱体板２の輪郭描写における誤差がページ幅印字ヘ
ッドの全長にわたって累積する可能性がある（チップ位
置合せ誤差の累積）。もう１つの短所は、アレイが接着
される基板とサブユニット材料間の熱膨張の不一致の問
題を軽減するための熱膨張隙間を、隣接するサブユニッ
ト間に設けることができないことである。別の問題とし
て、チップの物理的突合せ工程によって、そばに回路網
がある発熱体板の縁を損傷させる可能性がある。さらに
別の問題として、もし発熱体板２の精密にダイシングさ
れた縁が完全に垂直でないと、チップとチップが離間す
る可能性がある（すなわち、抵抗発熱体が配置されてい
る発熱体板２の上面が互いに接触しなくなるので、ノズ
ルの間隔は印字ヘッドアレイの全長に沿って不均一にな
るであろう）。
【０００６】米国特許第４，６９０，３９１ 号および
同第４，７１２，０１８ 号は、イメージを読み取る、
または書き込むための長い全幅型走査アレイを製造する
方法および装置を開示している。全幅型走査アレイは、
より小形の走査アレイの端と端を突き合わせて組み立て
られる。各小形走査アレイの上面（構成部品を含む）に
、方向性依存エッチングにより一対のＶ形溝が作られる
。前記Ｖ形溝に挿入可能なピン様突起（事前に置かれる
）を有する位置合せ工具を使用して、一連の小形走査ア
レイが端と端を突き合わせて整列される。整列された小
形走査アレイの底面に適当な支持基板が接着されたあと
、位置合せ工具が引き出されるまで、位置合せ工具に個
別に設けられた真空孔を使用して、小形走査アレイが吸
引され位置合せ工具に面と面で密着される。
同第４，７１２，０１８ 号は、イメージを読み取る、
または書き込むための長い全幅型走査アレイを製造する
方法および装置を開示している。全幅型走査アレイは、
より小形の走査アレイの端と端を突き合わせて組み立て
られる。各小形走査アレイの上面（構成部品を含む）に
、方向性依存エッチングにより一対のＶ形溝が作られる
。前記Ｖ形溝に挿入可能なピン様突起（事前に置かれる
）を有する位置合せ工具を使用して、一連の小形走査ア
レイが端と端を突き合わせて整列される。整列された小
形走査アレイの底面に適当な支持基板が接着されたあと
、位置合せ工具が引き出されるまで、位置合せ工具に個
別に設けられた真空孔を使用して、小形走査アレイが吸
引され位置合せ工具に面と面で密着される。
【０００７】上記方法の制約は、各小形走査アレイサブ
ユニットの回路面にＶ形溝を形成するので、単一のウェ
ーハから多数のサブユニットを作るのが困難なことであ
る。詳しく述べると、サブユニットに回路網を作った後
に位置合せ溝をエッチングすれば、回路網を損傷させる
おそれがあり、また回路網を作る前に位置合せ溝を形成
すれば、ウェーハの全表面にフォトレジストを堆積させ
る必要があるので、ウェーハの表面が平坦でなくなる。 このような平坦でないウェーハに回路網を正確に作るこ
とは困難である。加えて、これらの工程は、フォトレジ
スト塗布工程とパターニング工程が必要なので、時間が
かかる上、コスト高になる。さらに、上記方法に使用さ
れる（１００）シリコンウェーハの平坦表面は完全な（
１００）結晶面ではないので（より大きなシリコンイン
ゴットからウェーハをスライスする工程における±１／
２°のインゴット切断公差のため）、エッチングで形成
された溝は、完全な形状に作られず、したがって位置合
せ工具に設けられた対応する位置合せ構造に正しく合わ
ないことがある。上記米国特許第４，６９０，３９１
号および同第４，７１２，０１８ 号の発明者は、機械
加工で上記の溝を作ることができると述べているが、溝
はサブユニットの全表面にわたって伸びており、表面に
回路網が設けられているから、各サブユニットの回路面
に、ダイシングソーでそれらの溝を作ることは困難であ
り、しかも時間がかかるであろう。
ユニットの回路面にＶ形溝を形成するので、単一のウェ
ーハから多数のサブユニットを作るのが困難なことであ
る。詳しく述べると、サブユニットに回路網を作った後
に位置合せ溝をエッチングすれば、回路網を損傷させる
おそれがあり、また回路網を作る前に位置合せ溝を形成
すれば、ウェーハの全表面にフォトレジストを堆積させ
る必要があるので、ウェーハの表面が平坦でなくなる。 このような平坦でないウェーハに回路網を正確に作るこ
とは困難である。加えて、これらの工程は、フォトレジ
スト塗布工程とパターニング工程が必要なので、時間が
かかる上、コスト高になる。さらに、上記方法に使用さ
れる（１００）シリコンウェーハの平坦表面は完全な（
１００）結晶面ではないので（より大きなシリコンイン
ゴットからウェーハをスライスする工程における±１／
２°のインゴット切断公差のため）、エッチングで形成
された溝は、完全な形状に作られず、したがって位置合
せ工具に設けられた対応する位置合せ構造に正しく合わ
ないことがある。上記米国特許第４，６９０，３９１
号および同第４，７１２，０１８ 号の発明者は、機械
加工で上記の溝を作ることができると述べているが、溝
はサブユニットの全表面にわたって伸びており、表面に
回路網が設けられているから、各サブユニットの回路面
に、ダイシングソーでそれらの溝を作ることは困難であ
り、しかも時間がかかるであろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的は
、複数の個別サブユニットから拡張アレイを製造する方
法であって、アレイ内に各サブユニットが正確に配置さ
れる方法を提供することである。
、複数の個別サブユニットから拡張アレイを製造する方
法であって、アレイ内に各サブユニットが正確に配置さ
れる方法を提供することである。
【０００９】本発明の第２の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、アレイ内の各個別サブユニッ
ト間に熱膨張隙間を設けることが可能な方法を提供する
ことである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、アレイ内の各個別サブユニッ
ト間に熱膨張隙間を設けることが可能な方法を提供する
ことである。
【００１０】本発明の第３の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のサブユニットが互いに
接触しない、したがってサブユニットに含まれる回路網
を損傷させるおそれのない方法を提供することである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のサブユニットが互いに
接触しない、したがってサブユニットに含まれる回路網
を損傷させるおそれのない方法を提供することである。
【００１１】本発明の第４の目的は、複数の読取りサブ
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のチップの位置合せの誤
差が累積しない方法を提供することである。
ユニットまたは書込みサブユニットから拡張走査アレイ
を製造する方法であって、個々のチップの位置合せの誤
差が累積しない方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
を達成し、上に述べた短所を克服するため、本発明の方
法においては、第１表面に複数の構成要素たとえばフォ
トサイト、発熱体またはチャンネルを有する各個別サブ
ユニットの第２表面に精密位置合せ構造を作るステップ
、各個別サブユニットの第２表面を位置合せ基板の上に
置くステップ、および各個別サブユニット上の精密位置
合せ構造を位置合せ基板上の対応する位置合せ構造には
め合わせるステップを用いて、複数の個別サブユニット
が整列され拡張アレイが作られる。所望の長さの拡張ア
レイが作られた後、個別サブユニットが支持基板に接着
され、一体構造の拡張読取りアレイまたは書込みアレイ
が作られる。隣接する位置合せ構造が互いに距離（個別
サブユニットの幅より大きい）をおいて配置されるよう
に、位置合せ基板上に対応する位置合せ構造を配列する
ことによって、熱膨張を考慮し、隣接するサブユニット
の接触を防止し、かつ位置合せ誤差の累積を防止するた
めの隙間を、拡張アレイの各個別サブユニットの間に設
けることがてきる。加えて、精密ダイシングソーによっ
て各サブユニットの第２表面に位置合せ構造を、そして
電気めっきまたは厚膜マスク堆積技術によって位置合せ
基板に対応する位置合せ構造を正確に作ることにより、
各個別サブユニットは拡張アレイ内に正確に配置される
。
を達成し、上に述べた短所を克服するため、本発明の方
法においては、第１表面に複数の構成要素たとえばフォ
トサイト、発熱体またはチャンネルを有する各個別サブ
ユニットの第２表面に精密位置合せ構造を作るステップ
、各個別サブユニットの第２表面を位置合せ基板の上に
置くステップ、および各個別サブユニット上の精密位置
合せ構造を位置合せ基板上の対応する位置合せ構造には
め合わせるステップを用いて、複数の個別サブユニット
が整列され拡張アレイが作られる。所望の長さの拡張ア
レイが作られた後、個別サブユニットが支持基板に接着
され、一体構造の拡張読取りアレイまたは書込みアレイ
が作られる。隣接する位置合せ構造が互いに距離（個別
サブユニットの幅より大きい）をおいて配置されるよう
に、位置合せ基板上に対応する位置合せ構造を配列する
ことによって、熱膨張を考慮し、隣接するサブユニット
の接触を防止し、かつ位置合せ誤差の累積を防止するた
めの隙間を、拡張アレイの各個別サブユニットの間に設
けることがてきる。加えて、精密ダイシングソーによっ
て各サブユニットの第２表面に位置合せ構造を、そして
電気めっきまたは厚膜マスク堆積技術によって位置合せ
基板に対応する位置合せ構造を正確に作ることにより、
各個別サブユニットは拡張アレイ内に正確に配置される
。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して、発明の好ましい
実施例について詳しく説明する。図２は、本発明の第１
の方法によって作られた印字ヘッドサブユニットの正面
図である。サブユニットＳ′は、起動素子３たとえば不
活性化されたアドレッシング電極が取り付けられた抵抗
発熱体を含む起動素子板２と、インクノズルとインク供
給源の間に通路を形成している複数の平行チャンネル６
を含むチャンネル板４を有する。平行チャンネル６はチ
ャンネル板４の第１表面（底面）に形成される。インク
は、第２表面（上面）から第１表面まで伸び、チャンネ
ル６に通じているインク供給孔（図示せず）によって供
給することができる。また、チャンネル板４の側面また
は後方からチャンネル６にインクを供給することも可能
である。この印字ヘッドサブユニットは、米国特許第４
，８５１，３７１ 号に記載されている方法を用いて作
ることができる。本発明において、前記米国特許の方法
は修正され、チャンネル板４の第２表面（上面）に精密
位置合せ構造たとえば切欠き１６を作るステップを含ん
でいる。 切欠き１６は、他の方法たとえばレーザー加工技術また
は方向依存性エッチング技術を用いて作ることもできる
が、精密ダイシングソーを用いて作ることが好ましい。 精密ダイシングソーを使用する利点は、シリコンウェー
ハから印字ヘッドを切り出す操作の際に切欠き１６を作
ることができるので、特別にソーを準備する必要がない
ことである。
実施例について詳しく説明する。図２は、本発明の第１
の方法によって作られた印字ヘッドサブユニットの正面
図である。サブユニットＳ′は、起動素子３たとえば不
活性化されたアドレッシング電極が取り付けられた抵抗
発熱体を含む起動素子板２と、インクノズルとインク供
給源の間に通路を形成している複数の平行チャンネル６
を含むチャンネル板４を有する。平行チャンネル６はチ
ャンネル板４の第１表面（底面）に形成される。インク
は、第２表面（上面）から第１表面まで伸び、チャンネ
ル６に通じているインク供給孔（図示せず）によって供
給することができる。また、チャンネル板４の側面また
は後方からチャンネル６にインクを供給することも可能
である。この印字ヘッドサブユニットは、米国特許第４
，８５１，３７１ 号に記載されている方法を用いて作
ることができる。本発明において、前記米国特許の方法
は修正され、チャンネル板４の第２表面（上面）に精密
位置合せ構造たとえば切欠き１６を作るステップを含ん
でいる。 切欠き１６は、他の方法たとえばレーザー加工技術また
は方向依存性エッチング技術を用いて作ることもできる
が、精密ダイシングソーを用いて作ることが好ましい。 精密ダイシングソーを使用する利点は、シリコンウェー
ハから印字ヘッドを切り出す操作の際に切欠き１６を作
ることができるので、特別にソーを準備する必要がない
ことである。
【００１４】図２および図３の実施例では、切欠き１６
がチャンネル板４の縁に作られているが、チャンネル板
４の上面にあるインク供給孔（もし存在すれば）に干渉
しない限り、上面のどこにでも切欠き１６を作ってもよ
いことは理解されるであろう。各チャンネル板の縁に切
欠き１６を作ることは、精密位置合せ構造が各サブユニ
ットの構成要素（この例では、チャンネル６）に対し同
じ位置に確実に配置される点で有益であるが、アレイを
構成するすべてのサブユニットを同じウェーハから作る
場合には、各サブユニットの縁に切欠きを作る必要はな
い。詳しく述べると、シリコンウェーハから印字ヘッド
を切り出す操作の際に精密ダイシングソーを用いてサブ
ユニットに切欠きを作るとき、精密ダイシングソーのス
テップ送り精度のため、各印字ヘッドサブユニットのチ
ャンネルに対する各切欠きの位置は同じウェーハから作
られたどのサブユニットでも同じであろう。すなわち、
市販のダイシングソーのステップ送り精度は±１／２ミ
クロンであるから、各チャンネル板の縁に切欠きがある
かどうかに関係なく、同じウェーハから作られたどのサ
ブユニットでも、切欠きの位置はチャンネルに対し同じ
であろう。したがって、正確に位置合せされたサブユニ
ットの拡張アレイを作るために、なぜ本発明が市販の高
精密ダイシングソーを使うのかがわかる。
がチャンネル板４の縁に作られているが、チャンネル板
４の上面にあるインク供給孔（もし存在すれば）に干渉
しない限り、上面のどこにでも切欠き１６を作ってもよ
いことは理解されるであろう。各チャンネル板の縁に切
欠き１６を作ることは、精密位置合せ構造が各サブユニ
ットの構成要素（この例では、チャンネル６）に対し同
じ位置に確実に配置される点で有益であるが、アレイを
構成するすべてのサブユニットを同じウェーハから作る
場合には、各サブユニットの縁に切欠きを作る必要はな
い。詳しく述べると、シリコンウェーハから印字ヘッド
を切り出す操作の際に精密ダイシングソーを用いてサブ
ユニットに切欠きを作るとき、精密ダイシングソーのス
テップ送り精度のため、各印字ヘッドサブユニットのチ
ャンネルに対する各切欠きの位置は同じウェーハから作
られたどのサブユニットでも同じであろう。すなわち、
市販のダイシングソーのステップ送り精度は±１／２ミ
クロンであるから、各チャンネル板の縁に切欠きがある
かどうかに関係なく、同じウェーハから作られたどのサ
ブユニットでも、切欠きの位置はチャンネルに対し同じ
であろう。したがって、正確に位置合せされたサブユニ
ットの拡張アレイを作るために、なぜ本発明が市販の高
精密ダイシングソーを使うのかがわかる。
【００１５】従来のように印字ヘッドサブユニットと隣
接する印字ヘッドサブユニットを物理的に突き合わすの
でなく、図３に示すように、印字ヘッドサブユニットＳ
′１ が裏返しにされ、その切欠き１６が位置合せ基板
１８の上面に設けられた対応する位置合せ構造たとえば
突起２０に接合される。印字ヘッドサブユニットＳ′１
が突起２０に接合されたあと、所望の長さの拡張アレ
イができるまで、追加の印字ヘッドサブユニットＳ′２
，Ｓ′３ ，．．．Ｓ′Ｎ が、対応する位置合せ基
板１８の突起に接合される。この操作は、米国特許出願
第０７／４４０，２１１号（１９８９年１１月２２日出
願）に記載されている市販のチップ取扱ロボットの修正
タイプを使用して実施することができる。上記米国特許
出願に開示されている方法は、サブユニットの表面にフ
ォトレジスト材料層を形成し、フォトリトグラフィー技
術をもちいて、フォトレジスト材料層にキーまたはキー
溝を作る。印字ヘッドサブユニットは、所定の位置に置
かれたあと、拡張アレイの製作が終わるまで、真空固定
装置がその位置に保持する。真空固定装置は位置合せ基
板１８に設けられたボア１９を通して真空を印加するこ
とにより上記の作用を行う。真空が各サブユニットに加
わって所定の位置に保持するように、ボア１９は位置合
せ基板１８を貫通して上面まで伸びている。所望の長さ
の拡張アレイが作られたあと、発熱体板２の底面に接着
剤１４（図１参照）が塗布され、支持基板１２が接着さ
れて、取付け工程が終了する。接着剤１４として、たと
えば熱硬化性接着剤を使用することができる。
接する印字ヘッドサブユニットを物理的に突き合わすの
でなく、図３に示すように、印字ヘッドサブユニットＳ
′１ が裏返しにされ、その切欠き１６が位置合せ基板
１８の上面に設けられた対応する位置合せ構造たとえば
突起２０に接合される。印字ヘッドサブユニットＳ′１
が突起２０に接合されたあと、所望の長さの拡張アレ
イができるまで、追加の印字ヘッドサブユニットＳ′２
，Ｓ′３ ，．．．Ｓ′Ｎ が、対応する位置合せ基
板１８の突起に接合される。この操作は、米国特許出願
第０７／４４０，２１１号（１９８９年１１月２２日出
願）に記載されている市販のチップ取扱ロボットの修正
タイプを使用して実施することができる。上記米国特許
出願に開示されている方法は、サブユニットの表面にフ
ォトレジスト材料層を形成し、フォトリトグラフィー技
術をもちいて、フォトレジスト材料層にキーまたはキー
溝を作る。印字ヘッドサブユニットは、所定の位置に置
かれたあと、拡張アレイの製作が終わるまで、真空固定
装置がその位置に保持する。真空固定装置は位置合せ基
板１８に設けられたボア１９を通して真空を印加するこ
とにより上記の作用を行う。真空が各サブユニットに加
わって所定の位置に保持するように、ボア１９は位置合
せ基板１８を貫通して上面まで伸びている。所望の長さ
の拡張アレイが作られたあと、発熱体板２の底面に接着
剤１４（図１参照）が塗布され、支持基板１２が接着さ
れて、取付け工程が終了する。接着剤１４として、たと
えば熱硬化性接着剤を使用することができる。
【００１６】図４および図５は、チャンネル板の上面の
両縁に位置合せ構造が作られた第２の実施例を示す。こ
の第２の実施例においては、印字ヘッドサブユニットＳ
″１ ，Ｓ″２ ，．．．Ｓ″Ｎ の上面の両縁に、第
１および第２切欠き１６ａ，１６ｂが作られる。そのあ
と、印字ヘッドサブユニットは裏返され、位置合せ基板
１８の上面に作られた隆起パターンの一部である溝孔２
６に挿入される。この結果、第１および第２切欠き１６
ａ，１６ｂが溝孔２６の第１および第２側面に接触する
ので、チャンネル板４の上面は対応する位置合せ構造に
よって完全にはさまれる。
両縁に位置合せ構造が作られた第２の実施例を示す。こ
の第２の実施例においては、印字ヘッドサブユニットＳ
″１ ，Ｓ″２ ，．．．Ｓ″Ｎ の上面の両縁に、第
１および第２切欠き１６ａ，１６ｂが作られる。そのあ
と、印字ヘッドサブユニットは裏返され、位置合せ基板
１８の上面に作られた隆起パターンの一部である溝孔２
６に挿入される。この結果、第１および第２切欠き１６
ａ，１６ｂが溝孔２６の第１および第２側面に接触する
ので、チャンネル板４の上面は対応する位置合せ構造に
よって完全にはさまれる。
【００１７】各印字ヘッドサブユニットの位置合せ精度
は、位置合せ基板１８に作られた対応する位置合せ構造
の精度によって制限される。精密堆積技術たとえば電気
めっきを使用して突起２０または溝孔２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，．．．２６ｎを含む隆起パターン２４を作れば
、各印字ヘッドサブユニットは非常に正確に配置される
。電気めっきは、位置合せ基板１８に対応する位置合せ
構造を作る好ましい方法の１つであるが、他の方法たと
えば厚膜フォトパターニング技術を使用してもよい。 位置合せ基板１８の上に各対応する位置合せ構造を正確
に配置することにより、従来の突合せ方法のように、各
印字ヘッドサブユニットＳ′またはＳ″のどんな誤差も
累積することはなく、誤差は印字ヘッドサブユニットの
みに限定される。
は、位置合せ基板１８に作られた対応する位置合せ構造
の精度によって制限される。精密堆積技術たとえば電気
めっきを使用して突起２０または溝孔２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，．．．２６ｎを含む隆起パターン２４を作れば
、各印字ヘッドサブユニットは非常に正確に配置される
。電気めっきは、位置合せ基板１８に対応する位置合せ
構造を作る好ましい方法の１つであるが、他の方法たと
えば厚膜フォトパターニング技術を使用してもよい。 位置合せ基板１８の上に各対応する位置合せ構造を正確
に配置することにより、従来の突合せ方法のように、各
印字ヘッドサブユニットＳ′またはＳ″のどんな誤差も
累積することはなく、誤差は印字ヘッドサブユニットの
みに限定される。
【００１８】上に述べた製造方法では、チャンネル板４
の幅は発熱体板２より若干狭いから、各印字ヘッドサブ
ユニットの幅は各発熱体板２の幅Ｗに等しい。各印字ヘ
ッドサブユニットの幅Ｗより大きな距離Ｄだけ離して、
隣接する位置合せ構造２０または２４を位置合せ基板１
８の上に配置すれば、各印字ヘッドサブユニット間に隙
間が与えられる。この隙間は隣接する発熱体板の縁が互
いに接触するのを防止するので、発熱体板２に含まれる
回路網の損傷が避けられ、同時に隣接する印字ヘッドサ
ブユニット間に熱膨張のための隙間が得られる。
の幅は発熱体板２より若干狭いから、各印字ヘッドサブ
ユニットの幅は各発熱体板２の幅Ｗに等しい。各印字ヘ
ッドサブユニットの幅Ｗより大きな距離Ｄだけ離して、
隣接する位置合せ構造２０または２４を位置合せ基板１
８の上に配置すれば、各印字ヘッドサブユニット間に隙
間が与えられる。この隙間は隣接する発熱体板の縁が互
いに接触するのを防止するので、発熱体板２に含まれる
回路網の損傷が避けられ、同時に隣接する印字ヘッドサ
ブユニット間に熱膨張のための隙間が得られる。
【００１９】
【発明の効果】精密に作られた位置合せ構造たとえば等
間隔に配置された突起２０を有する位置合せ基板を使用
することにより、本発明は、誤差が累積しないように印
字ヘッドサブユニットを正確に位置合せし、印字ヘッド
アレイを作ることができる。隣接するサブユニットを互
いに突き合わせる従来の方法と異なり、本発明は、たと
えアレイ内のサブユニットが不均一な幅または垂直でな
い接合面を有していても、累積誤差が生じないようにす
る。本発明に従って、各サブユニットはアレイ内に正確
に配置される。それに加えて、位置合せ基板の位置合せ
構造を使用することにより、隣接するサブユニットを互
いに突き合わせたときに生じる損傷の可能性がなくなる
と同時に、印字ヘッドアレイに熱膨張のための隙間を与
えることができる。
間隔に配置された突起２０を有する位置合せ基板を使用
することにより、本発明は、誤差が累積しないように印
字ヘッドサブユニットを正確に位置合せし、印字ヘッド
アレイを作ることができる。隣接するサブユニットを互
いに突き合わせる従来の方法と異なり、本発明は、たと
えアレイ内のサブユニットが不均一な幅または垂直でな
い接合面を有していても、累積誤差が生じないようにす
る。本発明に従って、各サブユニットはアレイ内に正確
に配置される。それに加えて、位置合せ基板の位置合せ
構造を使用することにより、隣接するサブユニットを互
いに突き合わせたときに生じる損傷の可能性がなくなる
と同時に、印字ヘッドアレイに熱膨張のための隙間を与
えることができる。
【００２０】以上、サーマルインクジェット印字ヘッド
について本発明を説明したが、記載した実施例は例示の
ためであり、発明を限定するものではない。たとえば、
本発明は、板２上の起動素子が圧電トランスジューサで
あるインクジェット印字ヘッドを製造する場合にも使用
することができる。そのほか、本発明を使用して、精密
ダイシングソーで発熱体板または撮像素子サブユニット
に切欠きを設けることもできる。詳しく述べると、各サ
ブユニットの第１表面に、複数の発熱体（前に引用した
米国特許第４，６０１，７７７ 号および同第４，８５
１，３７１ 号に開示されている）あるいは撮像素子た
とえばフォトサイト（前に引用した米国特許第４，６９
０，３９１ 号および同第４，７１２，０１８ 号に開
示されている）を作り、各サブユニットの第２表面（反
対側の面）に１つまたはそれ以上の切欠きをダイシング
することができる。この例では、各サブユニットの第１
表面に起動素子（発熱体またはフォトサイト）が含まれ
ているので、１つまたはそれ以上の切欠きを含むサブユ
ニットの第２表面は位置合せ基板に直接接着される。も
し精密にダイシングされた切欠きを含むサブユニットが
発熱体板であれば、チャンネル板を発熱体板に接着する
前または接着した後、位置合せ基板に接着することがで
きる。チャンネル板は第２表面にインク供給孔を有する
ので、チャンネル板は、通常、位置合せ基板には接着さ
れないが、精密にダイシングされた切欠きを含むチャン
ネル板は、発熱体板が接着されていない位置合せ基板に
対し位置合せすることができる。しかし、もし側面まは
後方から各チャンネル板にインクを供給すれば、あるい
は位置合せ基板にもインク供給孔を設ければ、チャンネ
ル板を位置合せ基板に接着することができる（たとえば
、米国特許第４，６１２，５５４ 号参照）。また、本
発明を使用して、共通支持基板の両面に個別印字ヘッド
サブユニットをジグザグに配列して、ベージ幅印字ヘッ
ドを作ることができる。そのほか、特許請求の範囲に記
載した発明の精神および発明の範囲の中でさまざまな修
正を行うことができるであろう。
について本発明を説明したが、記載した実施例は例示の
ためであり、発明を限定するものではない。たとえば、
本発明は、板２上の起動素子が圧電トランスジューサで
あるインクジェット印字ヘッドを製造する場合にも使用
することができる。そのほか、本発明を使用して、精密
ダイシングソーで発熱体板または撮像素子サブユニット
に切欠きを設けることもできる。詳しく述べると、各サ
ブユニットの第１表面に、複数の発熱体（前に引用した
米国特許第４，６０１，７７７ 号および同第４，８５
１，３７１ 号に開示されている）あるいは撮像素子た
とえばフォトサイト（前に引用した米国特許第４，６９
０，３９１ 号および同第４，７１２，０１８ 号に開
示されている）を作り、各サブユニットの第２表面（反
対側の面）に１つまたはそれ以上の切欠きをダイシング
することができる。この例では、各サブユニットの第１
表面に起動素子（発熱体またはフォトサイト）が含まれ
ているので、１つまたはそれ以上の切欠きを含むサブユ
ニットの第２表面は位置合せ基板に直接接着される。も
し精密にダイシングされた切欠きを含むサブユニットが
発熱体板であれば、チャンネル板を発熱体板に接着する
前または接着した後、位置合せ基板に接着することがで
きる。チャンネル板は第２表面にインク供給孔を有する
ので、チャンネル板は、通常、位置合せ基板には接着さ
れないが、精密にダイシングされた切欠きを含むチャン
ネル板は、発熱体板が接着されていない位置合せ基板に
対し位置合せすることができる。しかし、もし側面まは
後方から各チャンネル板にインクを供給すれば、あるい
は位置合せ基板にもインク供給孔を設ければ、チャンネ
ル板を位置合せ基板に接着することができる（たとえば
、米国特許第４，６１２，５５４ 号参照）。また、本
発明を使用して、共通支持基板の両面に個別印字ヘッド
サブユニットをジグザグに配列して、ベージ幅印字ヘッ
ドを作ることができる。そのほか、特許請求の範囲に記
載した発明の精神および発明の範囲の中でさまざまな修
正を行うことができるであろう。
【図１】隣接する印字ヘッドサブユニットを互いに突き
合わせて拡張印字ヘッドアレイを作る方法を示す正面図
である。
合わせて拡張印字ヘッドアレイを作る方法を示す正面図
である。
【図２】本発明において使用できる上面に切欠きを設け
た印字ヘッドサブユニットの正面図である。
た印字ヘッドサブユニットの正面図である。
【図３】上面に１個の切欠きを設けたサブユニットを位
置合せ基板上の対応する位置合せ構造に接合して拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
置合せ基板上の対応する位置合せ構造に接合して拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
【図４】上面に２個の切欠きを設けたサブユニットを位
置合せ基板に設けた対応する溝孔にはめ合わせて拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
置合せ基板に設けた対応する溝孔にはめ合わせて拡張印
字ヘッドアレイを作る組立工程を示す正面図である。
【図５】図４の方法に使用する位置合せ基板の斜視図で
ある。
ある。
２ 起動素子（発熱体）板
３ 起動素子（発熱体）
４ チャンネル板
６ チャンネル
１２ 支持基板
１４ 接着剤
１６，１６ａ，１６ｂ 切欠き
１８ 位置合せ基板
１９ ボア
２０ 突起
２４ 隆起パターン
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の個別サブユニットから拡張アレ
イを製造する方法であって、前記個別サブユニットが複
数の構成要素を含む第１表面と、反対側に第２表面を有
している場合において、 （ａ） 前記第２表面にダイシングソーで少なくとも
１個の切欠きを作ることにより、各個別サブユニットの
第２表面に精密位置合せ構造を作ること、（ｂ） 前
記個別サブユニットの第２表面を、複数の対応する位置
合せ構造を有する細長い位置合せ基板の上に置くこと、 （ｃ） 個別サブユニットの第２表面上の少なくとも
１個の切欠きを、前記位置合せ基板上の対応する位置合
せ構造の１つにはめ合わせること、 （ｄ） 所望の長さをもつ拡張サブユニットアレイが
できるまで、位置合せ基板の上に個別サブユニットを順
次置くことにより、ステップ（ｂ）と（ｃ）を繰り返す
こと、および （ｅ） 前記個別サブユニットを接着して、一体構造
の拡張アレイを作ること、 の諸ステップから成ることを特徴とする製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US517178 | 1990-05-01 | ||
| US07/517,178 US5098503A (en) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | Method of fabricating precision pagewidth assemblies of ink jet subunits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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