JPH0781072A - サーマル・インク・ジェット・プリントヘッドの組み立て方法 - Google Patents
サーマル・インク・ジェット・プリントヘッドの組み立て方法Info
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Abstract
て方法を提供する。 【構成】 (a)第一基板12、その上の予め選択され
たパターンの複数の導電トレース、該基板を貫きインク
・ジェット・ノズルを規定する開口部32,34を含む
回路のレイアウト10を設け;(b)(1)その夫々が
第二基板18上の光重合する材料からなるバリヤー材料
20の層内に規定されたウェル30内に形成され前記開
口部の一つに突き合わされた複数の抵抗24、(2)前
記バリヤー材料内に形成され前記複数の導電トレースの
一部に突き合わされた複数のチャネルを含むダイのレイ
アウト16を設け;(c)前記複数の導電トレースの位
置を前記複数のチャネルに合わせるように、一つのレイ
アウトを他のレイアウトに関して逆転させ;(d)前記
二つのレイアウトが接合するように、第一基板の前記バ
リヤー材料に接触する部分を前記バリヤー材料にラミネ
ートする。
Description
ェット・ペンの組み立て方法に関し、さらに詳細には、
かかるペンに用いるプリントヘッドの構造を改良する方
法に関する。
ンク槽と、紙等の印字媒体の上にインク滴を吐出するプ
リントヘッドを含む。プリントヘッドは、プリナム(p
lenum)・チャンバからインクが供給されるファイ
アリング(firing)・チャンバ内に位置する抵抗
要素を含む。プリナム・チャンバは、流れ的にはインク
槽に接続している。抵抗要素は、選択的に熱せられ、フ
ァイアリング・チャンバからのインク滴をオリフィス・
プレートのオリフィスを通じて吐出する。
価であったり不良品を出す可能性のある要素が多く存在
する。例えば、プリントヘッドの組み立て中、オリフィ
ス・プレートの位置を抵抗に合わせるために、現在、コ
ンプレックス・ビジョン・システムが要求されている。
位置合わせが良好であるほど、印刷品質も良好となる。
簡単で、同時に高精度の位置合わせ方法が、所望されて
いる。
板上へのオリフィス・プレートの接着である。残留応力
によって層間剥離が起こり得ることである。本発明の目
的の一つは、オリフィス・プレートの基板への接着の改
良である。
ために、周縁位置合わせを行っているが、これはコスト
が高い。したがって、オリフィス・プレートを、その内
部のオリフィー(orifi)が抵抗と一列になる(l
ine up with)ように、位置合わせする方法
を改良する必要性が依然として残っている。
・ペンのプリントヘッドにおけるオリフィス・プレート
の基板への接着の改良や、オリフィス・プレートの位置
合わせ方法の改良を図ったサーマル・インク・ジェット
・プリントヘッドの組み立て方法を提供することを目的
とする。
プリントヘッドの組み立て方法は、(a)第一の基板、
その上の予め選択されたパターンの複数の導電トレー
ス、および基板を貫きインク・ジェット・ノズルを規定
する開口部、を含む回路のレイアウトを設け、(b)
(1)そのそれぞれが、第二の基板上に形成され、かつ
開口部に突き合わされた(matched to)複数
の抵抗、および(2)バリヤー材料内に形成され、かつ
複数の導電トレースの一部に突き合わされた複数のチャ
ネル、を含むダイ(die)のレイアウトを設け、
(c)複数の導電トレースの位置を複数のチャネルに合
わせるように、一つのレイアウトを他のレイアウトに関
して逆転させ、および(d)二つのレイアウトが接合さ
れるように、第一の基板のバリヤーに接触する部分をそ
のバリヤーにラミネートする、ことからなる。
材料から構成される。
既に基板上にあるバリヤー材料の壁によって規定される
ウェル(well)内に形成される。バリヤー材料の壁
は、抵抗を含むように延長されている。第二の実施例に
おいては、バリヤー材料は省略され、抵抗のみが基板上
に形成されるだけである。どちらの実施例においても、
バリヤー材料は光重合することのできる材料から構成さ
れ、ノズルに突き合わされたそれぞれの抵抗はファイア
リング・チャンバを形成する。
つの主要な要素の写真によって規定できる(photo
definable)特徴(features)を利用
して、性能上もコスト上も有利になるようにできること
である。
ル・インク・ジェット・プリントヘッドの噴射抵抗に合
わせる(「ルーフ・シュータ」または「トップ・シュー
タ」の構成)方法を、以下に図面とともに説明する。主
要な要素は、薄膜抵抗と、シリコンのダイ上のインク・
チャネルを形成するバリヤーと、ポリイミドのシートに
レーザー・ドリル(laser drill)によって
設けられた抵抗のサイズ(size)のノズルを有する
オリフィス・プレートである。このシートにインク・チ
ャネルを機械加工(machined)して、プリント
ヘッドと電気的に相互接続する機能をもたせてもよい。
ンの基板とオリフィス・プレートの両方の写真によって
規定できる特徴を利用して正確にそして高速に位置合わ
せをすることの概念を説明する。シリコン上に立ち上げ
た(raised)バリヤーは、現在は、インクを抵抗
に運ぶために利用されているが、さらに特徴を形作っ
て、ポリアミドのオリフィス・プレートの立ち上げた特
徴(導電トレース)あるいはレーザで加工して構成した
くぼみと相互にかみ合うようにする。この相互のかみ合
いは、プリントヘッド製造時、この二つの部品が接合さ
れてファイアリング・チャンバが形成されるときに、生
じる。
ド・ボンディング《tape automated b
onding》)回路のレイアウト10の一部を示す。
回路のレイアウト10は、複数の導電トレース14を支
持する基板12を含む。回路のレイアウト10のうち破
線15で囲まれた部分は、ダイのアウトラインと呼ば
れ、図2に示すバリヤーのパターンと相互にかみ合う。
図1と図2は、異なる縮尺で描かれている。本質的に、
図2は、ダイのアウトライン15と対になる部分を説明
したものである。
す。ダイのレイアウト16は、パターン14′の形にエ
ッチングされてTAB回路の導電トレース14のパター
ンを受け入れるようになっている。ダイのレイアウト1
6は、バリヤー材料20の層が形成された基板18を含
む。基板18は、通常シリコンから構成されるが、バリ
ヤー材料20は、従来の写真製版技術で容易に加工でき
るような、光重合することのできるポリマーから構成さ
れる。
パターン14′の形成は、従来の写真製版技術によって
行われる。すなわち、バリヤー層の一部をマスキング
し、光源(可視光線〜紫外線)に露光し、不要な部分を
適当な溶媒によって除去する。
いる。抵抗24は、図1のダイ15上に形成されたノズ
ル32やインク・チャネル34と一列になるように、間
隔をおいて位置している。ノズル32とインク・チャネ
ル34については、以下で図4と図5を参照してより十
分に説明される。分かり易くするために、個々の抵抗2
4の電気的接続は省略してある。このような電気的接続
は、当業者には公知であり、本発明を構成するものでは
ない。
イのレイアウト16にラミネートして、プリントヘッド
のアセンブリ28を提供する操作を示す。バリヤー層2
0上の接着剤26が、二つのレイアウト10、16を固
着する。便利なように、接着剤26は感圧接着剤であ
り、適当な接合に約20〜30psi(1.41〜2.
11kg/cm2)の圧力を必要とする。
イのレイアウト16の組み合わせの別の部分を示す。バ
リヤー材料20のウェル30内に形成された抵抗24が
示されている。このウェル30は、ファイアリング・チ
ャンバとも呼ばれる。
2とインク・チャネル34が、レーザ・バーンアウト
(burnout)等によって形成される。便利なよう
に、TAB回路のレイアウト10の基板12は、デュポ
ン社より入手可能のKAPTON等のポリイミドから構
成される。まず最初にノズル32を、次にインク・チャ
ネル34をバーンアウトするのに、エクサイマー(ex
cimer)・レーザと適当なマスクを用いることがで
きる。図4(B)に示すように、インク・チャネル34
は、エアギャップ34′を残すように、十分に基板12
内に引っ込んでいる。エアギャップ34′は、インク・
サプライ(supply)(図示せず)から抵抗24へ
導かれるインク(図示せず)の通路である。抵抗24に
おいて、インクは、ノズル32を通じて選択的に吐出さ
れ、インクのバブルが形成される。サーマル・インク・
ジェット・プリンタについては公知のとおり、抵抗24
に電圧を印加することによって、抵抗24が通電し、周
りのインクが熱せられ、これによってバブルが形成され
る。
の抵抗24の周りのバリヤー層20を省略した実施例を
示す。この場合には、バリヤー層12内の開口部34′
がインク・チャネルの代用になる。これに関連して、図
2は、この実施例を示しており、抵抗24はバリヤー材
料20に囲まれておらず、その境界線は破線で示されて
いる。しかし、図4に示す実施例においては、バリヤー
材料20に囲まれた抵抗24も示されている。
がシリコンの基板18上に形成され、他で述べた従来の
方法によってパターンが作られる。しかし、さらにチャ
ネル14′を設け、このチャネル14′によって、柔軟
性のある回路10上の金属、ここでは銅のトレース14
がシリコンの基板18に定着する(sit dow
n)。次に、柔軟性のある回路の製造に用いた銅のトレ
ース・マスクが、バリヤー・マスクの内側の部分のパタ
ーンとして用いられる。したがって、二つの部品10,
16を接触させ正しい位置に「固定する」とき、ラフな
位置合わせしか要しない。最後に、従来のラミネーショ
ンの工程が用いられて、柔軟性のある回路がバリヤー層
に接着剤26で接合される。銅のトレース14のシリコ
ン18への接合は不要である。
・インク・ジェット・プリンタにおいて用途を見つける
ことができると思われる。
ンク・ジェット・ペンのオリフィーと抵抗を自動位置合
わせする方法を開示した。明白に同じ性質に属する種々
の変化や変更を行うことができるのは明らかであり、全
てのそのような変化や変更は、特許請求の範囲に定義さ
れるように、本発明の範囲に含まれると考えられる。
・ジェット・プリントヘッドの組み立て方法は、〔1〕
(a)第一の基板(12)、その上の予め選択されたパ
ターンの複数の導電トレース(14)、および前記基板
(12)を貫きインク・ジェット・ノズルを規定する開
口部(32,34)、を含む回路のレイアウト(10)
を設け; (b)(1)そのそれぞれが第二の基板(18)上の光
重合することのできる材料から構成されるバリヤー材料
(20)の層内に規定されたウェル(30)内に形成さ
れ前記開口部(32,34)の一つに突き合わされた複
数の抵抗(24)、および(2)前記バリヤー材料(2
0)内に形成され前記複数の導電トレース(14)の一
部に突き合わされた複数のチャネル(14′)、を含む
ダイのレイアウト(16)を設け; (c)前記複数の導電トレース(14)の位置を前記複
数のチャネル(14′)に合わせるように、一つのレイ
アウトを他のレイアウトに関して逆転させ;および (d)前記二つのレイアウト(10,16)が接合され
るように、前記第一の基板(12)の前記バリヤー材料
(20)に接触する部分を前記バリヤー材料(20)に
ラミネートすることを含み、次のような好ましい実施態
様を有する。
が、組み立ての前にまず最初に、前記バリヤー材料(2
0)の前記複数のチャネル(14′)を規定する部分を
感圧接着剤(26)でコーティングすることによってな
されることを特徴とする。
が、前記二つのレイアウトに約20〜30psi(1.
41〜2.11kg/cm2)の圧力を加えて適当な接
合が形成されることによってなされることを特徴とす
る。
ト・プリントヘッドの組み立て方法は、〔4〕(a)第
一の基板(12)、その上の予め選択されたパターンの
複数の導電トレース(14)、および前記基板(12)
を貫きインク・ジェット・ノズルを規定する開口部(3
2,34)、を含む回路のレイアウト(10)を設け; (b)(1)そのそれぞれが第二の基板(18)上に形
成され前記開口部(32、34)の一つに突き合わされ
た複数の抵抗器(24)、および(2)光重合すること
のできる材料から構成されるバリヤー材料(20)内に
形成され前記複数の導電トレース(14)の一部に突き
合わされた複数のチャネル(14′)、を含むダイのレ
イアウト(16)を設け; (c)前記複数の導電トレース(14)の位置を前記複
数のチャネル(14′)に合わせるように、一つのレイ
アウトを他のレイアウトに関して逆転させ;および (d)前記二つのレイアウト(10,16)が接合され
るように、前記第一の基板(12)の前記バリヤー材料
(20)に接触する部分を前記バリヤー材料(20)に
ラミネートすることを含み、次のような好ましい実施態
様を有する。
が、組み立ての前にまず最初に、前記バリヤー材料(2
0)の前記複数のチャネル(14′)を規定する部分を
感圧接着剤(26)でコーティングすることによってな
されることを特徴とする。
が、前記二つのレイアウトに約20〜30psi(1.
41〜2.11kg/cm2)の圧力を加えて適当な接
合が形成されることによってなされることを特徴とす
る。
ェット・プリントヘッドのアセンブリにおけるオリフィ
ス・プレートを高精度で位置合わせすることができ、こ
のときのコストは低く、かつ不良品の発生は少ない。こ
のような高精度での位置合わせができる結果、本発明の
サーマル・インク・ジェット・プリンタでの印刷品質を
向上することができる。
レイアウトの一部は、本発明にしたがって予め構成した
層内に引っ込んでいる。
れる予め構成した層を含むダイの平面図である。図2
は、図1に比べて幾分拡大されている。
ウトとダイの図1と図2の線3−3に沿った断面図であ
る。(B)は(A)と同様の図であるが、本発明にした
がったラミネートの後の図である。
ウトとダイの図1と図2の線4−4に沿った断面図であ
る。(B)は(A)と同様の図であるが、本発明にした
がったラミネートの後の図である。
例の図1と図2の線4−4に沿った断面図である。
(B)は図5(A)と同様の図であるが、本発明にした
がったラミネートの後の図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 (a)第一の基板(12)、その上の予
め選択されたパターンの複数の導電トレース(14)、
および前記基板(12)を貫きインク・ジェット・ノズ
ルを規定する開口部(32,34)、を含む回路のレイ
アウト(10)を設け; (b)(1)そのそれぞれが第二の基板(18)上の光
重合することのできる材料から構成されるバリヤー材料
(20)の層内に規定されたウェル(30)内に形成さ
れ前記開口部(32,34)の一つに突き合わされた複
数の抵抗(24)、および(2)前記バリヤー材料(2
0)内に形成され前記複数の導電トレース(14)の一
部に突き合わされた複数のチャネル(14′)、を含む
ダイのレイアウト(16)を設け; (c)前記複数の導電トレース(14)の位置を前記複
数のチャネル(14′)に合わせるように、一つのレイ
アウトを他のレイアウトに関して逆転させ;および (d)前記二つのレイアウト(10,16)が接合され
るように、前記第一の基板(12)の前記バリヤー材料
(20)に接触する部分を前記バリヤー材料(20)に
ラミネートすることを含む、サーマル・インク・ジェッ
ト・プリントヘッドの組み立て方法。 - 【請求項2】 (a)第一の基板(12)、その上の予
め選択されたパターンの複数の導電トレース(14)、
および前記基板(12)を貫きインク・ジェット・ノズ
ルを規定する開口部(32,34)、を含む回路のレイ
アウト(10)を設け; (b)(1)そのそれぞれが第二の基板(18)上に形
成され前記開口部(32、34)の一つに突き合わされ
た複数の抵抗器(24)、および(2)光重合すること
のできる材料から構成されるバリヤー材料(20)内に
形成され前記複数の導電トレース(14)の一部に突き
合わされた複数のチャネル(14′)、を含むダイのレ
イアウト(16)を設け; (c)前記複数の導電トレース(14)の位置を前記複
数のチャネル(14′)に合わせるように、一つのレイ
アウトを他のレイアウトに関して逆転させ;および (d)前記二つのレイアウト(10,16)が接合され
るように、前記第一の基板(12)の前記バリヤー材料
(20)に接触する部分を前記バリヤー材料(20)に
ラミネートすることを含む、サーマル・インク・ジェッ
ト・プリントヘッドの組み立て方法。
Applications Claiming Priority (2)
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