JPH08174839A - インクジェットプリントヘツド - Google Patents

インクジェットプリントヘツド

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JPH08174839A
JPH08174839A JP7257949A JP25794995A JPH08174839A JP H08174839 A JPH08174839 A JP H08174839A JP 7257949 A JP7257949 A JP 7257949A JP 25794995 A JP25794995 A JP 25794995A JP H08174839 A JPH08174839 A JP H08174839A
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メイ・フォン・ホ
Kenneth J Courian
ケニース・ジェイ・クーリアン
Steven W Steinfield
スティーヴン・ダヴリュ・スタインフィールド
Winthrop D Childers
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Kenneth E Trueba
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テリ・アイ・チャプマン
William R Knight
ウィリアム・アール・ナイト
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    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17556—Means for regulating the pressure in the cartridge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14387—Front shooter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/13—Heads having an integrated circuit

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトな構造で廉価且つ高品位の印刷が
可能なインクジェットプリントヘッドを提供する。 【解決手段】 本発明のインクジェットプリントヘッド
は、インク溜め、インク発射素子がある複数の個別イン
ク発射室、基板、一次溝と二次溝を備えたインク溝、二
次溝を発射室に接続している各発射室用の障壁層により
画成され半島およびピンチ点を備えた別々の入り口通
路、プリミティブ内の一つの発射室だけが一度に作動す
るプリミティブを接近した関係で形成している一群の発
射室、発射素子に接続されている第１の回路手段、及び
第１の回路手段に接続され９kHz より大きい周波数で発
射信号をインク発射素子に伝える第２の回路手段、から
構成され、コンパクトな構造で廉価且つ高品位の印刷を
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にインクジェ
ットおよび他の形式のプリンタに関するものであり、更
に詳細に述べれば、インクジェットプリンタのプリント
ヘッド部分に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱インクジェットプリントカートリッジ
は、少量のインクを急速に加熱してインクを蒸発させ、
インクのドットを紙のような記録媒体に印刷するよう
に、複数のオリフィスの一つを通して放出することによ
り動作する。代表的なオリフィスは、ノズル室内に一つ
以上の直線配列を成して設置されている。インクを各オ
リフィスから適格な順序で放出すると、プリントヘッド
が紙に対して移動するにつれて文字または他の画像が紙
の上に印刷される。紙は、通常、プリントヘツドが紙を
横断して移動するごとに移動する。熱インクジェツトプ
リンタは、インクが紙に当たるだけであるから高速で静
かである。このプリンタは、高品位印刷を行いコンパト
に且つ利益を生じ得るようにすることができる。
【０００３】インクジェットプリントヘッドは、一般
に、(1) インをインク溜めからオリフィスに近い各蒸発
室に供給するインク溝、(2) オリフィスが所要パターン
を成して形成されている金属オリフィス板またはノズル
部材、及び(3) 蒸発室あたり一つの一連の薄膜抵抗器を
備えているシリコン基板、を備えている。
【０００４】インクの単独ドットを印刷するには、外部
電源から電流を所定の薄膜抵抗器に流す。こうすると抵
抗器は加熱され、代わって蒸発室内の隣接インクの薄層
が過熱して爆発的蒸発を生じ、その結果、インクの小滴
が関連オリフィスを通して紙の上に放出される。
【０００５】Johnson に与えられた“Thermal Ink Jet
Common-Slotted Ink Feed Printhead ”という名称の米
国特許第4,683,481 号に記されているインクジェットプ
リントヘッドでは、インクはインク溜めから基板に形成
された細長い穴を通して各種蒸発室に送られる。インク
は、次に基板とノズル部材との間の障壁層に形成された
マニホールド域に流れ、次に複数のインク溝、最後に各
種蒸発室に流入する。この構成はそれによりインクが中
心位置から蒸発室に送られ、外向きに蒸発室内に散布さ
れる「中心」送り構成として分類することができる。
【０００６】この形式のインク送り構成の幾つかの短所
は、基板に穴を作るのに製造時間が必要であり、所要基
板面積が少なくとも穴の面積だけ増加することである。
また、一旦穴を形成すると、基板が比較的脆くなり、ハ
ンドリングが一層困難になる。更に、マニホールドは、
本来的には蒸発室へのインクの流れを幾分制約するの
で、蒸発室内のヒータ素子を付勢すると近隣の蒸発室に
入るインクの流れが影響を受け、近隣のヒータを付勢す
ると、オリフィスにより放出されるインクの量に影響す
るクロストークを生ずる。更に、重要なのは、従来のプ
リントヘツド構成は、高いノズル密度および解像度およ
び処理量を増すのに必要な高い動作周波数および発射割
合を備えるプリントヘッドの能力を制限している。印刷
の解像度はカートリッジプリントヘッド基板に形成され
るインク放出オリフィスおよび加熱抵抗器の密度によっ
て決まる。
【０００７】最新の回路製作法は、かなりな数の抵抗器
を単独プリントヘツド基板上に設置することができる。
しかし、基板に加えられる抵抗器の数はカートリッジを
プリンタ装置の外部駆動回路に電気的に接続するのに使
用される導電構成要素によって制限される。特に、ます
ます増加する多数の抵抗器には対応して多数の相互接続
パッド、リード、などが必要である。この構成要素およ
び相互接続の増大により製造／生産コストが大きくな
り、製造プロセス中、欠陥が生ずる確率が増大する。
【０００８】この問題を解決するために、パルス駆動回
路を抵抗器を備えたプリントヘツド基板に直接組み込ん
だ熱インクジェツトプリントヘツドが開発された。駆動
回路をプリントヘッド基板にこのように組み込むと、カ
ートリッジをプリンタ装置に電気的に接続するに必要な
相互接続構成要素の数が減る。このため生産および動作
周波数の程度が改善される。この開発は米国特許第4,71
9,477 号および第5,122,812 号に記述されており、これ
をここに引用により取り入れてある。上記したような高
効率の集積印刷システムを作るのに、改善されたトラン
ジスタ構造およびこれを熱インクジェツト印刷装置に組
み込む方法を開発するためかなりな研究が行なわれてき
た。駆動器構成要素および印刷用抵抗器を共通の基板上
に組み込むと、駆動トランジスタが抵抗器および印刷シ
ステムの他の部分と連絡することができるように特殊な
多層の接続回路が必要になる。通常、この接続回路は、
各々が通常の回路製作技法を使用して形成されている複
数の別々の導電層を備えている。
【０００９】抵抗器を作るには、抵抗性材料の被覆部分
およびその未被覆部分を形成するために導電層を抵抗性
材料の層の所定部分に設置する。未被覆部分は最後にプ
リントヘツド内の加熱抵抗器として働く。被覆部分はト
ランジスタの電気接触領域と印刷システムの他の構成要
素との間の連続導電リンクを形成するのに使用される。
従って、抵抗性材料の層はシステムの加熱抵抗器とし
て、および駆動トランジスタへの直接導電経路として
の、二重の機能を行なう。これによりこれら機能だけを
行なう複数の層を使用する必要性が無くなる。
【００１０】保護材料の所定の部分を次に抵抗性材料の
被覆部分および未被覆部分に加え、その後で、板を貫く
複数の開口を備えたオリフィス板を保護材料上に設置し
た。開口の下に、除去された保護材料の一部がインク発
射空洞または蒸発室を形成している。各室の下面に設置
されているのはヒータ抵抗器の一つである。各抵抗器が
電気的に作動すると抵抗器を急速に加熱し、空洞内のイ
ンクの一部を蒸発させる。急速に形成された（凝集し
た）インク泡が作動した抵抗器および発射蒸発室に関連
するオリフィスからインクの小滴を放出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】解像度および印刷品位
を増すには、プリントヘツドノズルを共に密接して設置
しなければならない。これにはヒータ抵抗器および関連
オリフィスを共に密接して設置しなければならない。プ
リンタの処理量を増すには、印刷スウォースの幅をプリ
ントヘツド上に更に多数のノズルを設置することにより
増さなければならない。しかし、抵抗器およびノズルを
付加すると関連電力および制御接続を付加する必要があ
る。これら接続はプリントヘッド上のトランジスタ駆動
器をプリンタのプリントヘツド接続回路に電気的に接続
する通常のフレキシブルワイヤまたは同等の導体であ
る。それらの一端をプリンタ内の制御回路に、他端をプ
リントヘッドの駆動回路に接続するリボンケーブルに入
れることができる。共に密接して設けられたヒータ抵抗
器の数が増大することによっても、クロストークの可能
性およびインクを各蒸発室に急速に供給する上での困難
が増大する。
【００１２】相互接続がプリンタ構成でのコストの大き
な源であり、それに加えてヒータ抵抗器の数の増大がコ
ストを上げ、プリンタの信頼性を下げる。したがって、
プリントヘツド上の駆動器数が年々増大するにつれて、
駆動器あたりの相互接続の数を減らす試みが存在した。
行列法は直接駆動法より改善を行なったが、しかも先に
実現したとおり行列法にはその欠点がある。単純行列を
用いる相互接続の数はなお大きく、相互接続の数がやは
り不必要に増大する。
【００１３】インクジェツト印刷に関する他の関連事項
は、紙または他の印刷媒体へのインク流の十分な供給能
力である。印刷品位はプリントヘッドを通るインク流の
関数でもある。紙または他の媒体に印刷すべきインクが
少なすぎると、印刷された文書がぼけて読みにくい。そ
の貯蔵空間からインク発射室までのインク流は、従来の
プリントヘッド構成では、発射室へ急速に供給すること
ができなかった。インク源からのマニホールドは、本来
的に発射室へのインク流にある程度の制約を与えてプリ
ントヘッド動作の速さを減らす他、クロストークをも生
ずる。
【００１４】印刷速度の増大、解像度および品位、処理
量の増大、相互接続数の減少、および更に高い周波数の
発射割合に対するインク流制御の改善というこれらの必
要性を解決するには、インクジェットプリントヘッドの
最新の構成が望まれる。
【００１５】解像度および印刷品位を上げるには、プリ
ントヘッドノズルを共に密接して設置しなければならな
い。これにはヒータ抵抗器および関連オリフィスをとも
に密接して設置する必要がある。しかし、抵抗器および
ノズルを追加すると関連する電力および制御相互接続を
追加する必要がある。これら相互接続は通常のにプリン
トヘッド上のトランジスタ駆動器をプリンタのプリント
ヘッドインターフェース回路に電気的に接続するフレキ
シブルワイヤまたは同等の導体である。共に密接して設
置されるヒータ抵抗器の数が増えるとクロストークの可
能性も大きくなり、インクを各蒸発室に急速に供給する
困難も増大する。
【００１６】本発明は、前述した従来技術の問題点を解
消し、コンパクトな構造で廉価且つ高品位の印刷が可能
なインクジェットプリントヘッドを提供することを目的
とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
インク溜め、その上面に沿う各室にインク発射素子があ
る複数の個別インク発射室、及びその外周辺に沿い第１
の外端縁を備え、前記第１の外端縁が前記インク発射室
に極めて近接しており、前記インク発射室が第１の室配
列及び第２の室配列に配設され、且つ前記発射室がイン
チあたり600 ドットの印刷を行なうように間隔を置いて
成る基板、前記溜めを前記インク発射室に接続し、その
第１の端で前記溜めに、第２の端で二次溝に接続されて
いる一次溝を備え、該一次溝がインクを前記インク溜め
から前記基板の前記第１の外端縁の周りを経て前記基板
の前記上面に沿い前記二次溝まで流れて、前記インク発
射室に接近するように許容するインク溝、発射室の高周
波数再充填を可能とするために前記二次溝を前記発射室
に接続している各発射室用の障壁層により画成され、前
記障壁層に形成された半島およびピンチ点を備え、高周
波数動作中のクロストークおよびオーバシュートを防止
している別々の入り口通路、その中でプリミティブ内の
一つの発射室だけが一度に作動するプリミティブを接近
した関係で形成している一群の前記発射室、前記発射素
子に接続されている前記基板上の第１の回路手段、及び
前記第１の回路手段に接続され、９kHz より大きい周波
数で発射信号を前記インク発射素子に伝える前記カート
リッジ上の第２の回路手段、から構成されているインク
ジェットプリントヘッドによって達成される。
【００１８】本発明の一実施例は、インク溜めとインク
ジェットプリントヘッドのインク放出室との間のインク
流経路を改善する他に障壁層およびプリントヘッドのノ
ズル室の構成をも改善する。好適な実施例では、インク
溝および蒸発室を備えている障壁層が長方形基板とオリ
フィスの整列を備えているノズル部材との間に設置され
ている。基板はヒータ素子の二つの線形配列を備えてお
り、ノズル室内の各オリフィスは蒸発室およびヒータ素
子と関連している。障壁層内のインク溝は全般的に基板
の二つの対向縁に沿って走るインク入り口を備え、基板
の縁の周りを流れるインクはインク溝におよび蒸発室に
近付くことができるようになっている。ヒータ素子の代
わりに圧電素子を使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１を参照して、参照数字10は全
般に、図解の目的で簡単にした、本発明の一実施例によ
るプリントヘッドを組み込んでいるインクジェットプリ
ントカートリッジを指す。インクジェットプリントカー
トリッジ10は、インク溜め12およびプリントヘッド14を
備え、プリントヘッド14は、テープ自動化結合（ＴＡ
Ｂ）を使用して形成されている。プリントヘッド14（今
後「ＴＡＢヘッド組立体14」という）は、たとえば、レ
ーザ削摩によりフレキシブルポリマー回路18に形成され
た偏り穴またはオリフィス17の二つの平行列から成るノ
ズル部材16を備えている。
【００２０】フレキシブル回路18の裏面は、通常の写真
平板エッチングまたはめっきプロセスによりその上に形
成された導電線路36を備えている。これら導電線路36
は、プリンタと相互接続するように構成された大きい接
触パッド20で終わっている。プリントカートリッジ10
は、フレキシブル回路18の前面にある接触パッド20がプ
リンタ電極に接触して外部で発生した付勢信号をプリン
トヘッドに与えるようにプリンタに設置されるように構
成されている。
【００２１】窓22および24がフレキシブル回路18を貫い
て広がり、導電線路36の他の端をヒータ抵抗器を備えた
シリコン基板の電極に接合するのを容易にするのに使用
される。窓22および24には封入剤が詰められて線路の下
層部分および基板を保護している。
【００２２】図１のプリントカートリッジ10では、フレ
キシブル回路18はプリントカートリッジの「鼻」の後縁
の上に曲がり、鼻の後壁25の長さのほぼ半分広がってい
る。フレキシブル回路18のこの垂れ下り部分は、向こう
縁の窓22を通して基板電極に接続される導電線路36を引
き回すのに必要である。接触パッド20は、この壁に固定
されているフレキシブル回路18に設置されており、導電
線路36は曲げの上方を通り、フレキシブル回路の窓22、
24を通して基板電極に接続されている。
【００２３】図２乃至図４は、プリントカートリッジか
ら取り外し、ＴＡＢヘッド組立体14の窓22および24に封
入剤を詰める前の図１のＴＡＢヘッド組立体14の前面図
を示している。ＴＡＢヘッド組立体14は、フレキシブル
回路18の裏面に固定された複数の個別に付勢される薄膜
抵抗器を備えたシリコン基板28（図示せず）を備えてて
いる。各抵抗器は全般的に単一オリフィス17の後に設置
され、順次にまたは同時に一つ以上の接触パッド20に加
えられる一つ以上のパルスにより選択的に付勢されると
オーミックヒータとして動作する。
【００２４】オリフィス17および導電線路36は、どんな
大きさ、数、およびパターンのものでもよく、各図は本
発明の特徴を簡単且つ明瞭に示すように構成してある。
各特徴の相対的寸法は明瞭にするため大幅に調整してあ
る。
【００２５】図２乃至図４に示すフレキシブル回路18の
オリフィス17のパターンは、反復実行プロセスでレーザ
または他のエッチング手段と組み合わせてマスキングプ
ロセスにより形成することができ、これについては当業
者はこの開示を読めば容易に理解するであろう。図16
は、後に詳細に説明することにするが、このプロセスの
別の詳細を示している。ＴＡＢヘッド組立体14およびフ
レキシブル回路18に関する更に他の詳細を下に示す。
【００２６】図５は図１のインクジェットプリントカー
トリッジの簡略概要斜視図である。図６は、図５の簡略
概要プリントカートリッジから取り外したテープ自動化
結合（ＴＡＢ）プリントヘッド組立体（今後「ＴＡＢヘ
ッド組立体という」の前面の斜視図である。
【００２７】図７は、図６のＴＡＢヘッド組立体14の裏
面を示し、フレキシブル回路18の裏面に取り付けたシリ
コンダイまたは基板28を示し、インク溝および蒸発室を
備えた基板28の上に形成された障壁層30の一方の縁をも
示している。図９はこの障壁層30を更に詳細に示してお
り、これについては後に説明する。障壁層30の縁に沿っ
て図示されているのは、インクをインク溜め12から受け
取るインク溝32への入り口である。フレキシブル回路18
の裏面に形成されている導電線路36は、フレキシブル回
路18の反対側にある接触パッド20（図６に示してある）
で終わっている。窓22および24は、フレキシブル回路18
の他方の側から導電線路36の端および基板電極40（図８
に示してある）にアクセスできるようにして結合を容易
にしている。
【００２８】図８は、図７の線Ａ−Ａに沿って取った側
面断面図であり、導電線路36の端と基板28に形成された
電極40との接続を示している。図８でわかるように、障
壁層30の一部42は、導電線路36の端を基板28から絶縁す
るのに使用されている。また図８にはフレキシブル回路
18、障壁層30、窓22および24、および各種インク溝32の
入り口の側面図が示されている。インクの小滴46は、各
インク溝32に関連するオリフィス穴から放出されて図示
されている。
【００２９】図９は、図１のプリントカートリッジ10を
示し、ＴＡＢヘツド組立体14を除去してＴＡＢヘツド組
立体14とプリントヘッド本体との間のシールを行なうの
に使用される突端パターン50を明らかにしている。図10
は突端区域を拡大斜視図で示してある。図11は突端区域
を拡大上面図で示している。突端の特性を明瞭にするた
め誇張してある。図10および図11に図示してあるのは、
インクをインク溜め12からＴＡＢヘッド組立体14の裏面
に流すプリントカートリツジ10にある中心スロット52で
ある。
【００３０】プリントカートリッジ10に形成されている
突端パターン50は、（ＴＡＢヘッド組立体14が所定位置
にあるとき基板を取り囲むように）内側隆起壁54におよ
び壁開口55および56を横断して施されるエポキシ接着剤
（図示せず）のビードが、ＴＡＢヘツド組立体14を突端
パターン50に対して所定位置に押し込んだとき、プリン
トカートリッジ10の本体とＴＡＢヘツド組立体14の裏面
との間のシールを形成するように構成されている。使用
することができる他の接着剤は、ホットメルト、シリコ
ーン、紫外線硬化可能な接着剤、およびそれらの混合物
がある。更に、接着剤のビードを施すとは対照的にパタ
ーン化された接着剤の膜を突端に設置することができ
る。
【００３１】接着剤（図示せず）を施してから図７のＴ
ＡＢヘッド組立体14が正しく設置され、図10の突端パタ
ーン50の上に押し下げられると基板28の二つの短端が壁
開口55および56の表面部分57および58により支持され
る。接着剤90に関する別の詳細を図15に示す。突端パタ
ーン50の構成は、基板28を表面部分57および58により支
持すると、フレキシブル回路18の裏面が隆起壁54のわず
か上になってプリントカートリッジ10の平らな上面59と
ほぼ同一面になるようになっている。ＴＡＢヘッド組立
体14が突端50の上に押し下げられるにつれて、接着剤は
押しつぶされる。内側隆起壁54の上から、接着剤は内側
隆起壁54と外側隆起壁60との間の溝にこぼれ、幾らかは
スロット52の方にこぼれる。壁開口55および56から、接
着剤はスロット52の方向に内向きに押しつぶされ、外側
隆起壁60の方に外向きにおしつぶされ、これにより接着
剤の更に外側への変位が阻止される。接着剤の外向き変
位はインクのシールとして働くばかりでなく、突端50の
近くにある導電線路を下側から封入して線路をインクか
ら保護する。
【００３２】図12は図５の完成プリントカートリッジ10
の一部を示し、斜線により、ＴＡＢヘッド組立体14とプ
リントカートリッジ10の本体との間のシールを形成する
下層の接着剤90（図示せず）の場所を示している。図12
で接着剤は全般にオリフィス17の配列を取り巻く破線の
間に設けられており、そこでは外側破線62は図９の外側
隆起壁60の境界内にわずかに入り、内側破線64は図９の
内側隆起壁54の境界内にわずかに入っている。接着剤は
また壁開口55および56（図９）を通して押しづぶされ、
基板上の電極に進む線路を封入しているように示してあ
る。図12の線Ｂ−Ｂに沿って取ったこのシールの断面を
図15にも示してあり、後に説明することにする。
【００３３】基板28を囲む接着剤90により形成されるこ
のシールはインクをスロット52および基板の側面の周り
から障壁層30に形成されている蒸発室に流すが、インク
がＴＡＢヘッド組立体14の下からしみでないようにす
る。したがって、この接着剤シールはＴＡＢヘッド組立
体1 をプリントカートリッジ10に機械的に強く結合し、
流体シールを行い、線路の封入を行なう。接着剤シール
は従来技術より硬化しやすく、シール剤の線が観察しや
すいのでプリントカートリッジ本体とプリントヘッドと
の間の漏洩を検出するのがはるかに容易である。接着剤
シール90に関する更に他の詳細を図15に示してある。
【００３４】図13は、図７のフレキシブル回路18の裏面
に固定されてＴＡＢヘツド組立体14を形成しているシリ
コン基板28の前面斜視図である。シリコン基板28には、
通常の写真平板法を用いて、障壁層30に形成されている
蒸発室72を通して露出している図13に示した２列または
２行の薄膜抵抗器70が形成されている。
【００３５】一実施例では、基板28は約２分の１インチ
の長さで、ヒータ抵抗器70を300 個備えており、したが
ってインチあたり600 ドットの解像度が可能である。ヒ
ータ抵抗器70は代わりに、圧電ポンプ式素子または他の
通常の素子のような、他のどんな形式のインク放出素子
でもよい。従って、各図のすべてにおける素子70を代わ
りの実施例においてはプリントヘッドの動作に影響を及
ぼさずに圧電素子と考えて良い。また基板28に形成され
ているのはフレキシブル回路18の裏面に形成されている
導電線路36（破線で示してある）に接続するための電極
74である。
【００３６】デマルチプレクサ78が、図13では破線の輪
郭で示してあるが、やはり基板28に形成されて、電極74
に加えられる到来多重信号を多重分離し、その信号を各
薄膜抵抗器70に分配する。デマルチプレクサ78は薄膜抵
抗器70よりはるかに少ない電極74を使用することができ
るようにする。少ない電極が基板とのすべての接続を、
図６に示すように、基板の短い端部から作ることができ
るようにしているので、これら接続は基板の長辺の周り
のインク流を妨害しない。デマルチプレクサ78は、電極
74に加えられる符号化信号を復号するどんなデコータで
もよい。デマルチプレクサには電極74に接続される入力
リード（簡単にするため図示してない）および各種抵抗
器70に接続される出力リード（図示せず）がある。デマ
ルチプレクサ78の回路を下に更に詳細に説明する。
【００３７】また基板の表面に通常の写真平板法を使用
して形成されているのは障壁層30であり、これはフォト
レジストまたは或る他のポリマーの層でよく、その中に
蒸発室72およびインク溝80が形成されている。障壁層30
の一部42は導電線路36を、先に図６に関して説明したよ
うに、下層基板28から絶縁している。
【００３８】障壁層30の上面を図７に示すフレキシブル
回路18の裏面に接着剤で貼りつけるために、ポリイソプ
レンフォトレジストのような、薄い接着剤層84（図示せ
ず）を障壁層30の上面に施す。障壁層30の上面を他に粘
着性にすることができれば、別の接着剤層は不必要であ
る。次に得られた基板構造をフレキシブル回路18の裏面
に関して抵抗器70がフレキシブル回路18に形成されてい
るオリフィスと一直線になるように設置する。この整列
工程は電極74を導電線路36の端と本来的に一直線にす
る。線路36を次に電極74に結合する。この整列結合プロ
セスを図16に関して後に更に詳細に説明する。整列し結
合した基板／フレキシブル回路構造を次に圧力を加えな
がら加熱して接着剤層84を硬化し、基板構造をフレキシ
ブル回路18の裏面に堅く貼りつける。
【００３９】図15は、図13の基板構造を薄い接着剤層84
を介してフレキシブル回路18の裏面に固定した後の、単
一蒸発室72、薄膜抵抗器70、および角錐台形オリフィス
17の拡大図である。基板28の側縁を縁86として示してあ
る。動作中、インクはインク溜め12から基板28の側縁86
の周りを流れ、矢印88で示すように、インク溝80におよ
び関連蒸発室72に流入する。薄膜抵抗器70を付勢する
と、隣接インクの薄層が過熱し、爆発的蒸発を発生し、
その結果、インク小滴をオリフィス17を通して放出す
る。蒸発室72は次に毛細管作用により再充填される。
【００４０】好適な実施例では、障壁層30は厚さ約１ミ
ルであり、基板28は厚さ約20ミルであり、フレキシブル
回路18は厚さ約２ミルである。
【００４１】図15に示すのは図12の線Ｂ−Ｂに沿って取
った側方立面断面図であり、内側隆起壁54および壁開口
55、56に加えられた、基板28の周りの接着剤シール90の
一部、およびインク溝および蒸発室92および94を備えた
障壁層30の上面に薄い接着剤層84によりフレキシブル回
路18の中心部に接着剤で固定されている基板28を示して
いる。プリントヘッドカートリッジ10のプラスチック本
体の一部も、図９および図10に示す隆起壁54を含めて、
図示されている。
【００４２】図15は、またインク88がインク溜め12から
プリントカートリッジ10に形成された中心スロットを通
って流れ、および基板28の縁の周りをインク溝80を通っ
て蒸発室92および94に流入する仕方を示している。薄膜
抵抗器96および98はそれぞれ蒸発室92および94の中に示
してある。抵抗器96および98が付勢されると、蒸発室92
および94の中のインクが、放出インク滴101 および102
で示してあるように、放出される。
【００４３】インクが基板28の縁86の周りを流れてイン
ク溝80に直接流入する縁送り特徴には、基板内を長さ方
向に走る細長い中心穴またはスロットを形成してインク
を中心マニホールドにおよび究極的にインク溝の入り口
に流入させる従来の中心送りプリントヘッド構成に比較
して多数の長所がある。一つの長所は基板またはダイ28
幅を、基板に細長い中心穴またはスロットが存在しない
ため、狭くすることができるということである。基板を
狭くすることができるばかりでなく、基板構造が今度は
中心インク送り穴がなくて亀裂または破壊のおそれが少
ないため、縁送り基板の長さを、同じノズル数に対し
て、中心送り基板より短くすることができる。基板28が
このように短くなることにより図10の突端50を短くする
ことができ、したがって、プリントカートリッジの鼻を
短くすることができる。これはプリントカートリッジ10
を、鼻の輸送経路の下に紙を横断して一つ以上のピンチ
ローラを使用し、紙を回転プラテンに対して押しつける
プリンタに、およびやはり一つ以上のローラ（スターホ
イールともいう）を輸送経路上方に使用してプラテンの
周りの紙の接触を維持するプリンタに、設置するとき重
要である。プリントカートリッジの鼻が短いと、スター
ホイールをピンチローラに密接して設置し、プリントカ
ートリッジの鼻の輸送経路に沿う紙とローラとの接触を
確実によくすることができる。他に、基板を小さくする
ことにより、ウェーハあたり更に多数の基板を形成する
ことができ、したがって基板あたりの材料コストが下が
る。
【００４４】縁送り特徴の他の長所は、基板にスロット
をエッチしないことにより製造時間が節約され、ハンド
リング中基板が破壊しにくくなるということである。更
に、基板は、基板の背後を横断しておよび基板の縁の周
りを流れるインクが熱を基板の背後から遠くへ引き出す
働きをするため、一層多くの熱を放散することができ
る。
【００４５】縁送り構成には多数の性能長所もある。マ
ニホールドばかりでなく、基板スロットをも排除するこ
とにより、インクの流れに関する制約が少ないので、イ
ンクを一層急速に蒸発室に流入させることができる。こ
の一層急速なインク流はプリントヘツドの周波数応答を
改善し、所定数のオリフィスから一層高い印刷速度が可
能になる。更に、一層急速なインク流は蒸発室のヒータ
素子が点火されるにつれて、インク流の変動により生ず
る近所の蒸発室間のクロストークが減少する。
【００４６】他の実施例では、インク溜めは、各々が異
なる色のインクを備えている二つの別々のインク源を備
えている。この代わりの実施例では、図15の中心スロッ
ト52は、破線103 により示すように、二分されているの
で、中心スロット52の各側は別々のインク源と連絡して
いる。したがって、蒸発室の左直線配列は一つの色を放
出するように作ることができ、一方蒸発室の右直線配列
は異なる色のインクを放出するように作ることができ
る。この概念は、異なるインク溜めが基板の４辺の各々
に沿うインク溝にインクを送る４色プリントヘッドを作
るのに使用することさえできる。したがって、上に説明
した２縁送り構成の代わりに、好適には正方形基板を使
用して、４縁構成を使用することになる。
【００４７】図16はＴＡＢヘッド組立体14の好適な実施
例を形成する一つの方法を示す。出発材料はKaptonまた
はUpilex（商品名）タイプのポリマーテープ104 である
が、テープ104 を下記手順に使用するのに受け入れ可能
などんな適切なポリマー膜にしてもよい。このような膜
の幾つかにはテフロン、ポリイミド、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミ
ドポリエチレンテレフタレート、またはそれらの混合物
がある。
【００４８】テープ104 は、通常、リール105 に巻かれ
た長いストリップの形で供給される。テープ104 の側辺
に沿うスプロケット穴106 を使用してテープ104 を正確
に且つ確実に輸送する。代わりに、スプロケット穴106
を省略し、テープを他の形式の取り付け具で輸送するこ
とができる。
【００４９】好適な実施例では、テープ104 には、通常
の金属成長およびフォトリトグラフプロセスを用いて、
図２乃至図４、図６、および図７に示すような、銅線36
が既に設けられている。導電線路の特定のパターンは電
気信号を、続いてテープ104に取り付けられるシリコン
ダイに形成されている電極に伝える仕方によって変わ
る。
【００５０】好適なプロセスでは、テープ104 はレーザ
処理室に送られ、Ｆ2 、Ａr Ｆ、Ｋr Ｃl 、 Ｋr Ｆ、ま
たはＸe Ｃl 形式のエキシマレーザ112 により発生され
るもののようなレーザ放射110 を使用して一つ以上のマ
スク108 により規定されるパターンにレーザ削摩され
る。マスクされたレーザ放射を矢印114 により示してあ
る。
【００５１】好適な実施例では、このようなマスク108
はテープ104 の拡張区域、たとえばオリフィスパターン
マスク108 の場合には複数のオリフィスを、および蒸発
室パターンマスク108 の場合には複数の蒸発室を取り囲
む区域に対する削摩形体のすべてを規定する。代わり
に、オリフィスパターン、蒸発室パターン、または他の
パターンのようなパターンをを実質上レーザビームより
大きい共通のマスク基板上に横に並べて設置することが
できる。次にこのようなパターンを順次ビーム内に動か
すことができる。このようなマスクに使用されるマスク
用材料は、好ましくはレーザ波長で非常に反射性で、た
とえば、多層誘電体またはアルミニウムのような金属か
ら構成されている。
【００５２】一つ以上のマスク108 により形成されるオ
リフィスパターンは一般に図２１に示すものである。複
数のマスク108 を使用して図14に示すように階段状オリ
フィステーパを形成することができる。
【００５３】一実施例では、別々のマスク108 が図１お
よび図２乃至図４に示す窓22および24のパターンを形成
している。しかし、好適な実施例では、窓22および24は
テープ104 を図16に示すプロセスにかける前に通常の写
真平板法を使用して形成される。
【００５４】ノズル部材が蒸発室をも備えているノズル
部材の代わりの実施例では、一つ以上のマスク108 を使
用してオリフィスを形成し、他のマスク108 およびレー
ザエネルギレベル（またはレーザショットの数）を使用
して蒸発室、インク溝、およびテープ104 の厚さの一部
を貫いて形成されるマニホールドを形成する。
【００５５】このプロセスのレーザシステムは、一般に
ビーム分配光学装置、位置合わせ光学装置、高精密およ
び高速度マスクシャトルシステム、およびテープ104 を
処理し、位置決めする機構を備えた処理室を備えてい
る。好適な実施例では、レーザシステムはマスク108 と
テープ104 との間に挿入された精密レンズ115 がエキシ
マレーザ光をテープ104 の上にマスク108 により形成さ
れたパターンの像を成して投射する投射マスク構成を使
用している。
【００５６】レンズ115 から出るマスクされたレーザ放
射を矢印116 により表してある。このような投射マスク
構成は、マスクがノズル部材から物理的に遠いので、高
精密オリフィス寸法にとって有利である。すすが自然に
形成され、削摩プロセスで放出され、削摩されるノズル
部材から約１センチメートルの距離進行する。マスクが
ノズル部材と接触していたとすれば、または近くにあっ
たとすれば、マスク上にすすが堆積すれば削摩形体をゆ
がめてその寸法精度を下げる傾向がある。好適な実施例
では、投射レンズは削摩されるノズル部材から２センチ
メートルを超えて遠くにあり、それによりその上にまた
はマスクの上にすすが堆積するのを回避している。
【００５７】削摩は、オリフィスの直径がレーザを入射
させる表面で大きく、出口表面で小さいようにテーパの
付いた壁を備えている形体を作るのに周知である。テー
パ角は平方センチメートルあたり約２ジュール未満のエ
ネルギ密度に対してノズル部材に入射する光エネルギ密
度の変動と共にかなり変化する。エネルギ密度が制御さ
れていなければ、作られるオリフィスのテーパ角はかな
り変わり、出口オリフィスの直径の実質的変化を生ず
る。このような変化は放出インク滴の体積び速度の有害
な変化を生じ、印刷品位を落とす。好適な実施例では、
削摩用レーザビームの光エネルギは精密に監視され、制
御されて一貫したテーパ角を達成し、それにより出口直
径の再現が可能である。オリフィスの出口直径が一定で
あることから生ずる印刷品位の利益に加えて、テーパ
は、放出速度を増し、インクの一層焦点の合った放出を
行なう他、他の長所をも与えるように作用するから、オ
リフィスの動作にとって有利である。テーパは、オリフ
ィスの軸に対して５ないし15度の範囲内にすることがで
きる。ここに記載した好適な実施例のプロセスは、レー
ザビームをノズル部材に対して揺り動かす必要なしに急
速且つ精密な製作を可能とする。このプロセスは、レー
ザビームがノズル部材の出口面ではなく入り口面に入射
してさえ正確な出口直径を作る。
【００５８】レーザ削摩の工程の後、ポリマーテープ10
4 を進め、プロセスを繰り返す。これを反復実行プロセ
スという。テープ104 に単一パターンを形成するのに必
要な全処理時間は約数秒である。上述のように、単一マ
スクパターンは削摩形体の拡張グループを包含してノズ
ル部材あたりの処理時間を減らすことができる。
【００５９】レーザ削摩プロセスには精密オリフィス、
蒸発室、およびインク溝を形成するレーザ穴明けの他の
形態に比較して明確な長所がある。レーザ削摩では、強
い紫外光の短いパルスが材料の薄い表面層の表面の約１
マイクロメートル以下まで吸収される。好適なパルスエ
ネルギは約100 ミリジュール毎平方センチメートルより
大きく、パルス持続時間は約１マイクロ秒より短い。こ
れら条件下では、強い紫外光は材料の化学結合を光解離
する。更に、吸収された紫外線エネルギは解離された断
片を急速に加熱してそれを材料の表面から遠くへ放出す
る程の小さい材料の塊の中に濃縮される。これらプロセ
スはそれほど急速に行なわれるので、熱が周囲材料に伝
わる時間は無い。その結果、周囲領域は溶解せず、また
は他の場合損傷せず、削摩形体の周辺は入射光ビームの
形状を約１マイクロメートルの尺度で精密に複製する。
その他、レーザ削摩は、光エネルギ密度が削摩される領
域を横断して一定であれば、層内に凹みを持つ平面を形
成する実質上平らな下面を有する室をも形成する。この
ような室の深さはレーザショットの数、および各々の電
力密度によって決まる。
【００６０】レーザ削摩プロセスにはインクジェットプ
リントヘッドのノズル部材を形成する通常のリトグラフ
式電鋳プロセスと比較して多数の長所がある。たとえ
ば、レーザ削摩プロセスは一般に通常のリトグラフ式電
鋳プロセスより経費がかからず、且つ簡単である。加え
て、レーザ削摩プロセスを使用することにより、ポリマ
ーノズル部材を実質上大きいサイズで（すなわち、表面
積の大きい）且つ通常の電鋳プロセスでは実際的でない
ノズルの形状寸法で製作することができる。特に、露出
の強さを制御することによりまたはレーザビームを各露
出間で向けなおして多数回露出させることにより独特の
ノズル形状を作ることができる。多様なノズル形状の例
は、“A Process of Photo-Ablating at a Nozzle Plat
e Having Stepped Opening Extending Through a Polym
er Material,and a Nozzle Plate Having Stepped Open
ings”という名称で、本発明の譲り受け人に譲渡されて
いる、同時係属中の出願第 07/658726号に記されてお
り、これをここに引用して取り入れてある。また、精密
なノズル形状寸法はプロセス制御なしで電鋳プロセスに
必要なものと同じ程厳密に形成することができる。
【００６１】ポリマー材料をレーザ削摩することにより
ノズル部材を形成する他の長所は、オリフィスまたはノ
ズルをノズル長さ（Ｌ）対ノズル直径（Ｄ）の種々の比
率で容易に製作することができることである。好適な実
施例では、Ｌ／Ｄ比は１より大きい。ノズルの長さをそ
の直径より大きくする一つの長所は、蒸発室内のオリフ
ィスと抵抗器の位置決めがあまり重要でなくなるという
ことである。
【００６２】使用中、インクジェットプリンタ用レーザ
削摩ポリマーノズル部材は通常の電鋳オリフィス板より
その特性が勝れている。たとえば、レーザ削摩ポリマー
ノズル部材は水系印刷インクにより腐食に非常に耐え、
一般に疏水性である。更に、レーザ削摩ポリマーノズル
部材は弾性係数が比較的低いので、ノズル部材と下層の
基板または障壁層との間に発達する応力はノズル部材・
障壁層間の分離を生ずる傾向を少なくする。なお更に、
レーザ削摩ポリマーノズル部材は、ポリマー基板に容易
に固定することができ、またはポリマー基板と共に形成
することができる。好適な実施例ではエキシマレーザを
使用しているが、削摩プロセスを行なうのに、実質上同
じ光波長およびエネルギ密度の他の紫外光源を使用する
ことができる。好ましくは、このような紫外光源の波長
は、150nm 乃至400nm の範囲にあって削摩しようとする
テープに非常に吸収される。更に、エネルギ密度は、残
りの周囲材料を本質的に加熱せずに削摩材料を急速に放
出するには、パルス長を約１マイクロ秒より短くして平
方センチメートルあたり約100 ミリジュールより大きく
すべきである。
【００６３】当業者が理解するように、テープ104 上に
パターンを形成する他の多数の処理を行なうこともでき
る。このような他の処理には化学エッチング、スタンピ
ング、反応式イオンエッチング、イオンビームミリン
グ、および写真形成したパターン上にモールドすること
または鋳込むことがある。
【００６４】プロセスの次の工程は、テープ104 の削摩
部分を清掃ステーション117 の下に設置する清掃工程で
ある。清掃ステーション117 で、レーザ削摩から出た屑
を標準の工業的慣例に従って除去する。
【００６５】テープ104 を次に、Shinkawa Corporation
から型番IL-20 として市場入手できる内部リードボン
ダーのような、通常の自動ＴＡＢボンダーに組み込まれ
ている光学的位置合わせステーションである、次のステ
ーションまで歩進させる。ボンダーは、オリフィスを作
るのに使用されると同じ仕方および／または工程で作ら
れるノズル部材上の位置合わせ（目標）パターン、およ
び抵抗器を作るのに使用されると同じ仕方および／また
は工程で作られる基板上の目標パターン、でプログラム
されている。好適な実施例では、ノズル部材の材料は基
板上の目標パターンをノズル部材を通して見ることがで
きるように半透明である。ボンダーは、シリコンダイ12
0 をノズル部材に対して自動的に位置決めし、二つの目
標パターンを位置合わせするようにする。このような位
置決め形体は Shinkawa ＴＡＢボンダーに存在する。ノ
ズル部材目標パターンの基板目標パターンに対するこの
自動位置合わせは、線路とオリフィスとがテープ104 内
で位置合わせされており、基板電極 および加熱抵抗器
が基板上で位置合わせされているので、オリフィスを抵
抗器と精密に位置合わせするばかりでなく、ダイ120 上
の電極120 をテープ104 に形成された導電線路の端と本
来的に位置合わせする。したがって、テープ104 上のお
よびシリコンダイ120 上のすべてのパターンは、二つの
パターンを位置合わせすると互いに対して位置合わせさ
れる。
【００６６】したがって、シリコンダイ120 のテープ10
4 に対する位置合わせは市場入手可能な機器だけを使用
して自動的に行なわれる。導電線路をノズル部材と一体
にすることにより、このような位置合わせ形が可能であ
る。このような一体化はプリントヘッドの組立費用を低
減するばかりでなく、プリントヘッドの材料費をも同様
に低減する。
【００６７】自動ＴＡＢボンダーは、次にガングボンデ
ィング法を利用して導電線路の端をテープ104 に形成さ
れた窓を通して関連基板電極に押しつける。ボンダーは
次に、熱圧縮ボンディングによるように、熱を加えて線
路の端を関連電極に溶接する。得られる構造の一実施例
の概略側面図を図８に示す。超音波ボンディング、導電
エポキシ、はんだペースト、または他の周知の手段のよ
うな他の形式のボンディングをも使用することができ
る。
【００６８】次に、テープ104 を熱・圧力ステーション
122 に歩進させる。図11および図12に関して先に説明し
たように、接着剤層84がシリコン基板上に形成された障
壁層30の上面に存在する。上述のボンディング工程後、
シリコンダイ120 をテープ104 に対して押し下げ、熱を
加えて接着剤層84を硬化し、ダイ120 をテープ104 に物
理的に結合する。
【００６９】その後、テープ104 が歩進し、巻き取りリ
ール124 に随意的に巻き上げられる。テープ104 は後に
切断して個々のＴＡＢヘッド組立体を互いに分離する。
【００７０】得られるＴＡＢヘッド組立体をプリントカ
ートリッジ10の上に位置決めし、先に説明した接着剤シ
ール90を形成し、ノズル部材をプリントカートリッジに
堅く固定し、ノズル部材とインク溜めとの間の基板の周
りにインク防止シールを作り、線路を突端の近辺に封入
して線路をインクから隔離するようにする。
【００７１】フレキシブルＴＡＢヘッド組立体の周辺点
を、次に通常のメルトスルー形式のボンディング工程に
よりプラスチックプリントカートリッジ10に固定し、ポ
リマーフレキシブル回路18を、図１に示すように、プリ
ントカートリッジ10の表面と相対的に同一面となるまま
にしておく。
【００７２】解像度および印刷品質を増すには、プリン
トヘッドのノズルを共に密接して設置しなければならな
い。これにはヒータ抵抗器および関連オリフィスの両者
を共に密接して設置する必要がある。プリンタの処理量
を増すには、抵抗器の点火周波数を増さなければならな
い。抵抗器を高い周波数で、すなわち、８kHz より大き
い周波数で、点火すると、通常のインク溝障壁構成は蒸
発室を適確に再充填させないか、または極端なブローバ
ックまたは破滅的オーバシュートを生じ、ノズル部材の
外部を汚すことになる。また、抵抗器を密接に設置する
と空間の問題が生じ、製造関連事項のため可能な障壁解
決法が制限される。
【００７３】図17に概略示したＴＡＢヘッド組立体構造
は、非常に高密度のドット（たとえば、600dpi）を印刷
する必要があるとき有利である。しかし、このような高
いドット密度および高い点火レート（たとえば、12kHz
）では、隣接蒸発室間のクロストークが重大な問題に
なる。単一ノズルの点火中、抵抗器により開始された泡
の成長はインクを小滴の形で外側に移動する。同時に、
インクはインク溝の中にも逆移動する。そのように移動
するインクの量をしばしば「ブローバック体積」とい
う。放出体積とブローバック体積との比は放出効率の指
標であり、これは図13のＴＡＢヘッド組立体については
約１：１である。再充填の慣性妨害に加えて、ブローバ
ック体積は隣接ノズルのメニスカスの変位を生ずる。こ
れら隣接ノズルが点火されると、これらメニスカスのこ
のような変位は小滴体積を通常の平衡状態から偏らせ、
ドットの印刷を不均一にする。
【００７４】図17のＴＡＢヘッド組立体構造で示した本
発明の第２の実施例は、このようなクロストーク効果を
最小にするように設計されている。同じ番号が付いてい
る図11および図15の要素は構造および動作が同じであ
る。図11の構造と図15の構造との間の有意な差異には、
障壁層パターンおよび蒸発室の密度が大きくなっている
ことがある。
【００７５】図17で、蒸発室130 およびインク溝132 は
障壁層134 の中に形成されて図示されている。インク溝
132 はインク源と蒸発室130 との間のインク経路とな
る。インクのインク室132 へのおよび蒸発室130 への流
れは、一般に図12および図13に関して説明したものと同
じであり、それによりインクは、基板28の長辺の縁86の
周りをインク溝132 の中に流れる。
【００７６】蒸発室130 およびインク溝132 は、通常の
写真平板法を利用して障壁層134 の中に形成される。障
壁層134 は、図７および図12の障壁層30と同じであり、
VacrelまたはParad のような、どんな高品位フォトレジ
ストからも構成することできる。
【００７７】図17の薄膜抵抗器70は図13に関して説明し
たものと同じであり、シリコン基板28の表面に形成され
ている。図13に関して先に説明したように、抵抗器70は
代わりに周知の圧電ポンプ式インク放出素子またはイン
クの蒸発が必ずしも室130 で生じない他の通常のインク
放出素子とすることができる。圧電インク放出素子を使
用すれば、このような室130 を広くインク放出室という
ことができる。
【００７８】完成ＴＡＢヘツド組立体を形成するには、
図17の基板構造を図19のノズル部材136 に、後に一層詳
細に説明する図21に示す仕方で貼りつける。得られるＴ
ＡＢヘッド組立体は図２乃至図４、図６、図７、および
図８のＴＡＢヘッド組立体と非常によく似ている。
【００７９】一般に、図17のインク溝132 の特定の構造
は図13の構造より長所を示す。ＴＡＢヘツド組立体構造
の他の細目および他の長所を図１６に関して説明するこ
とにする。この図は破線輪郭150 の中に示してある図17
の部分の拡大上面図である。図18のインク溝132 の構造
には図13に示す構造とは次の差異がある。インク溝132
のの中のピンチ点146 により作られる比較的狭いくびれ
点またはピンチ点隙間145 は、点火後蒸発室130 の再充
填中粘性減衰を行なう。この粘性減衰は、隣接蒸発室間
のクロストークを極力少なくするのに役立つ。ピンチ点
146 はまた点火後インクブローバックおよび泡の崩壊を
制御してインク滴放出の一様性を改善するのにも役立
つ。障壁本体から基板の縁まで突出する「半島」149 は
蒸発室130 を互いに流体分離してクロストークを防止
し、ノズル部材136 を基板の縁に支持させる。半島149
の端で各インク溝132 への入り口の近くに形成されてい
る拡大区域または屋根148 は、障壁層134 の縁でノズル
部材136 の支持面積を増すので、ノズル部材136 は、障
壁層134 に貼りつけたとき障壁層134 上に比較的平らに
横たわる。隣接屋根148 も大きい異質粒子を濾過するの
に役立つようにインク溝132 の入り口を締め付けるよう
に働く。
【００８０】図18に示す蒸発室130 のピッチＤは、図24
に示してあり且つ下に説明するように、２列の蒸発室13
0 を使用してインチあたり600 ドット（dpi ）の印刷を
行なう。蒸発室130 の単一行または列の中で、蒸発室13
0 の間に小さい偏りＥ（図23に示してある）が設けられ
ている。この小さい偏りＥは、ＴＡＢヘッド組立体を記
録媒体を横断して走査するとき隣接抵抗器70をわずかに
異なる時刻に点火させ、隣接蒸発室130 間のクロストー
ク効果を更に最小限にする。各アドレス線に一つづつ22
箇所の異なる偏り位置が存在する。これ以上の詳細は図
24及び図25、表１乃至表３に関して下に示す。図18、図
19、図22、および図23に示す各種要素の寸法の定義を表
４に示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
【表３】
【００８４】
【表４】
【００８５】図18に示す障壁層134 に形成されている各
種要素の寸法を下の表５に示す。また表５に示してある
のは図23に示したオリフィス直径Ｉである。
【００８６】
【表５】
【００８７】ＴＡＢヘッド組立体構造の代わりの実施例
を図19と関連して説明する。図19は図18に示すインク溝
132 の部分の修正上面図である。図19のインク溝132 の
構造は図18に示す構造と次の差異がある。棚の長さＵが
減少するにつれて、ノズル周波数は増大する。図19に示
す実施例では、棚長さは減少している。その結果、流体
インピーダンスが減少し、すべてのノズルに対して周波
数応答が一層一様になる。縁送りはウェーハを部分的に
貫いて第２の鋸切断を行い、更に短い棚長さ、Ｕ、を形
成することができる。代わりに、精密エッチングを使用
することができる。この棚長さは市場入手可能なプリン
タカートリッジのものより短く、はるかに高い周波数で
点火することができる。
【００８８】熱インクジェットペンの周波数限界はイン
クのノズルへの流れの抵抗により制限される。しかし、
インク流の幾らかの抵抗はメニスカス振動を減衰するの
に必要であるが、あまりに抵抗が大きすぎるとプリント
カートリッジが動作できる周波数を制限する。インク流
の抵抗（インピーダンス）は、よく形成された長さおよ
び幅を持つ抵抗に隣接するピンチ点隙間145 により意図
的に制御される。基板の縁からの抵抗器70の距離はＴＡ
Ｂヘツド組立体の発射パターンと共に変わる。流体イン
ピーダンスの別の構成要素は発射室への入り口である。
入り口はノズル部材16と基板28との間の細い領域から成
り、その高さは本質的に障壁層134 の厚さの関数であ
る。この領域の流体インピーダンスは、その高さが小さ
いので、高い。
【００８９】再充填インク溝を最小棚長さまで減少させ
て可能な最速再充填を可能とすると共に最小幅まで「ピ
ンチ」して最良減衰を作り出していた。短い棚長さは、
インク室再充填中の移動インクの質量を減らし、したが
って、減衰特徴に対する感度を減らした。これにより処
理公差を広くすることができると同時に制御された減衰
を維持する。主な相違は、半島149 が短くなっており、
屋根148 が除去されていることである。その他に、他の
各半島が更にピンチ点146 まで短くなつている。また、
図19に示すように、ピンチ点146 の形状が修正されてい
る。ピンチ点 146は、各種チップ構成でインク溝130 の
一方または両方の側にあることができる。この構造は、
十分なオーバシュート減衰を行いながらインク再充填速
度を８kHz より大きくすることができる。インク溝を短
くすれば、先に行なうことができなかった狭いインク溝
幅の障壁処理が可能になる。図18に示す障壁層134 に形
成された各種要素の寸法は下の表６に識別してある。図
20は抵抗器ごとの偏りの効果をピンチ点146 による長い
および短い半島の形状に関して示してある。
【００９０】
【表６】
【００９１】図21は、フレキシブルポリマーテープ140
の形を成す好ましいノズル部材136であり、これは、図1
7に示す基板構造に貼りつけたとき、図６および図７に
示すものと同様のＴＡＢヘツド組立体を形成する。図７
および図17で同じ番号が付いている要素は構造および動
作が同じである。図21のフレキシブルポリマーノズル部
材136 は主として、ノズル部材136 のレーザ削摩ノズル
17の密度が大きい（より高い印刷解像度を生ずる）こと
により、およびノズル部材136 の部分的厚さを貫いてレ
ーザ削摩されている空洞142 を備えていることにより、
図７のフレキシブル回路18と異なっている。図16に示す
プロセスで別別のマスク108 を使用して、ノズル部材13
6 に空洞142 のパターンを形成することができる。第２
のレーザ源を使用して正しいエネルギおよびパルス長を
ノズル部材136 の部分厚さだけを通して、レーザ削摩空
洞142 に出力することができる。
【００９２】フレキシブル回路140 の導体36は、接触パ
ッド20（図６）と基板28の電極74（図17）との間の電気
経路となる。導体36は、図７に関して先に説明したよう
にフレキシブル回路140 の上に直接形成される。
【００９３】図22は、ノズル部材136 を図22の基板構造
の上に正しく位置決めして、図７のＴＡＢヘツド組立体
と同様のＴＡＢヘツド組立体158 を形成してからの図21
の破線輪郭154 で示すノズル部材136 の部分の透視図に
よる拡大部分切り払い図である。図22に示すように、ノ
ズル17は蒸発室130 の上方に整列しており、空洞142は
インク溝132 の上方に整列している。図22はまた、イン
クが基板28の縁86の上方を流れ、空洞142 およびインク
溝132 に入るにつれて、一般的に基板28の後にあるイン
ク溜めからのインク流160 をも示している。
【００９４】図22の好適な寸法Ａ、Ｂ、およびＣを下の
表７に与えてある。ここで寸法Ｃはノズル部材136 の厚
さであり、寸法Ｂは障壁層134 の厚さであり、寸法Ａは
基板28の厚さである。
【００９５】
【表７】
【００９６】図23は、図22に示すＴＡＢヘツド組立体15
8 の部分の上面図であり、ここで蒸発室130 およびイン
ク溝132 をノズル部材136 を通して見ることができる。
空洞142 、ノズル17、および各種要素間の分離箇所の各
寸法を下の表７に識別してある。図23で、寸法Ｈはノズ
ル17の入り口直径であり、一方、寸法Ｉはノズル17の出
口直径である。他の寸法は自明である。
【００９７】空洞142 は、インクがインク溝132 に流入
するとき再充填中のインクの粘性減衰を極力小さくす
る。これはピンチ点146 、屋根148 、および基板自身に
沿うインク溝132 の増大長さにより与えられる粘性減衰
の増大を補償するのに役立つ。粘性減衰が極小になれ
ば、インクが発射後インク溝132 に一層急速に入ること
ができるので、抵抗器70の最大発射レートを大きくする
のに役立つ。したがって、減衰機能は主として、蒸発室
間の偏りＥにより生ずる個々の蒸発室の屋根の長さが異
なるため異なる個別蒸発室である各種減衰ではなく、ピ
ンチ点により行なわれる。
【００９８】上の表４、表５、および表６は、図15−図
20のＴＡＢヘッド組立体構造の各種寸法Ａ−Ｕの公称値
の他に、それらの好適範囲を一覧表にしてある。実際の
実施例の好適な範囲および公称値は使用するインクの形
式、動作温度、印刷速度、およびドツト密度を含むＴＡ
Ｂヘツド組立体の目的とする動作環境よって変わること
を理解すべきである。
【００９９】図24を参照すると、上に説明したように、
ＴＡＢヘッド組立体のノズル部材16のオリフィス17が、
一般に図24に示すように主要２列のオリフィス17として
配列されている。理解を明瞭にするため、オリフィス17
には慣習的に図示のように、ノズル部材16の外面から見
てＴＡＢヘッド組立体の上右から始めて、下左で終わる
番号を割り当ててあり、これにより奇数番号が一つの列
に配列され、偶数番号が第２の列に配列されている。も
ちろん、他の付番慣例に従うことができるが、この付番
システムに関連するオリフィス17の発射順序の説明には
長所がある。各列オリフィスおよび抵抗器はノズル部材
の長手方向にインチの1/300 離して設置されている。一
つの列のオリフィスおよび抵抗器は、他の列のオリフィ
スおよび抵抗器からノズル部材の長手方向にインチの1/
600 だけ偏り、したがって、インチあたり600 ドツト
（dpi ）の印刷を行なう。
【０１００】本発明の一実施例では、オリフィス17は、
説明したように主要２列に配列されているが、各列内で
偏りパターンを成して更に配列され、図24および図25に
示すように基板28に設置されている偏りヒータ抵抗器70
に合っている。抵抗器の単一行または列の中で、小さい
偏りＥ（図23に示してある）が抵抗器間に設けられてい
る。この小さい偏りＥは、ＴＡＢヘツド組立体を記録媒
体を横断して走査するとき隣接抵抗器70をわずか異なる
時刻に点火して隣接蒸発室130 間のクロストーク効果を
更に極小にすることができる。したがって、抵抗器を22
の異なる時刻に点火しても、偏りのため異なるノズルか
ら放出されたインク滴を印刷媒体上の同じ水平位置に置
くことができる。抵抗70は電気的駆動回路（図24には図
示してない）に結合され、20個の抵抗器から成る４組の
プリミティブ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ13、およびＰ17）および
22個の抵抗器から成る10組のプリミティブから構成さ
れ、総数で300 個の抵抗器から成る14組のプリミティブ
のグループに組織されている。14組の抵抗器プリミティ
ブ（および関連オリフィス）を図24に示してある。図25
は、プリミティブＰ５の抵抗器の偏りおよびインク溝13
2 、半島149 、ピンチ点隙間145 、ピンチ点146 を示
す。300 個の抵抗器およびオリフィスの基板の面積中心
に対する空間位置を表１乃至表３に示す。ＴＡＢヘツド
組立体オリフィス17はヒータ抵抗器70の直上に設置さ
れ、図18に従ってその最も隣接する近傍に設置されてい
る。この設置および点火順序はすべての抵抗器70に対し
て一層一様な周波数応答を発生し、隣接蒸発室間のクロ
ストークを減少する。
【０１０１】説明したとおり、好適な実施例の点火ヒー
タ抵抗器70は、20個または22個の抵抗器から成る14組の
プリミティブグループとして組織されている。今度は図
26乃至図31の電気概要図および図32に示す図26乃至図31
の一部の拡大図を参照すると、各抵抗器（図24のオリフ
ィス17に対応する番号１乃至300 ）は、それ自身のＦＥ
Ｔ駆動トランジスタにより制御され、トランジスタはそ
の制御入力アドレス選択（Ａ１−Ａ22）を13個の他の抵
抗器と共有している。各抵抗器は共通ノードプリミティ
ブ選択（ＰＳ１−ＰＳ14）により19個または21個の他の
抵抗器に結合されている。その結果、特定の抵抗器の点
火にはその「アドレス選択」端子に制御電圧をおよびそ
の「プリミティブ選択」端子に電源を加える必要があ
る。一度に一つだけのアドレス選択線が使用可能であ
る。これによりプリミティブ選択およびグループ戻り線
が、電流を一度に多くとも一つの抵抗器に確実に供給す
る。それでなければ、ヒータ抵抗器分配されるエネルギ
は同時に点火される抵抗器70の数の関数になるであろ
う。図33は、個々のヒータ抵抗器およびそのＦＥＴ駆動
トランジスタの概略図である。図33に示すとおり、アド
レス選択線およびプリミティブ選択線は不必要な静電気
を排出するトランジスタ、および選択されないアドレス
をすべてオフ状態にするプルダウン抵抗器を備えてい
る。表８および表９乃至表11は、点火用抵抗器およびオ
リフィスとアドレス選択線およびプリミティブ選択線と
の間の相関を示す。
【０１０２】
【表８】
【０１０３】
【表９】
【０１０４】
【表１０】
【０１０５】
【表１１】
【０１０６】アドレス選択線は、プリンタに設置されて
いる点火順序カウンタに従いＴＡＢヘッド組み立てイン
ターフェース回路を経由して順次オンとなり、（どの抵
抗器を付勢すべきかを指令するデータに関係なく）左か
ら右へ印刷するときＡ１からＡ22に、右から左へ印刷す
るときＡ22からＡ１に移り変わる。プリンタの記憶装置
から検索された印刷データは、プリミティブ選択線の組
合せをオンにする。プリミティブ選択線は、（アドレス
選択線の代わりに）好適な実施例で使用されてパルス幅
を制御する。駆動トランジスタが高電流を流していると
き、アドレス選択線が使用不能になればなだれ破壊を生
じ、その結果、ＭＯＳトランジスタを物理的に損傷する
可能性がある。したがって、図34に示すように、アドレ
ス選択線は、電力がプリミティブ選択線に加えられる前
に「セット」され、逆に、アドレス選択線が変わる前に
電力が遮断される。
【０１０７】プリンタからの印刷命令に応答して、各プ
リミティブは、関連プリミティブ選択相互接続に電力を
供給することにより選択的に点火される。ヒータ抵抗器
あたり一様なエネルギを供給するには、ブリミティブあ
たり一度に抵抗器を一つだけ付勢する。しかし、どんな
数のプリミティブ選択をも同時に使用可能にすることが
できる。使用可能になった各プリミティブ選択はこ、よ
うにして電力およびイネーブル信号の一つを駆動トラン
ジスタに分配することができる。他のイネーブル信号
は、一度にその一つだけが活動する各アドレス選択線に
より供給される。各アドレス選択線は、スイッチングト
ランジスタのすべてに結合されているので、このような
スイッチング装置はすべて相互接続が使用可能になると
導電性になる。プリミティブ選択相互接続およびヒータ
抵抗器用アドレス選択線が共に同時に活動する場合に
は、その特定のヒータ抵抗器が付勢される。したがっ
て、特定の抵抗器を点火するには、制御電圧をその「ア
ドレス選択」端子に、電力をその「プリミティブ選択」
端子に加える必要がある。一度に一つのアドレス選択線
だけが使用可能になる。これによりプリミティブ選択線
およびグループ戻り線が、電流を一度に多くとも一つの
抵抗器に確実に供給する。そうでない場合には、ヒータ
抵抗器に分配されたエネルギは、同時に点火されている
抵抗器70の数の関数になるであろう。図35は、プリント
カートリッジが左から右へ走査しているときの点火順序
を示している。点火順序は、右から左へ走査していると
きは逆になる。周期の約10％の短い休止期間がサイクル
間に許容される。この休止期間のため、アドレス選択サ
イクルがプリンタキャリッジ速度変動のため重なること
がなくなる。
【０１０８】ＴＡＢヘッド組立体駆動回路を制御する相
互接続には、別々のプリミティブ選択接続およびプリミ
ティブ共通接続がある。好適な実施例の駆動回路は、14
組のプリミティブ、14組のプリミティブ共通、および22
本のアドレス選択線から成る配列から構成されており、
したがって、300 個の点火抵抗器を制御するのに50個の
相互接続が必要である。ヒータ抵抗器およびＦＥＴ駆動
トランジスタを共に共通の基板上に組み込むと、トラン
ジスタを抵抗器およびシステムの他の構成要素に電気的
に接続できるように、基板上に導電回路の別の層が必要
になる。こうすると基板内に熱発生の集中が生ずる。
【０１０９】図１および図２乃至図４を参照すると、プ
リントカートリツジ10は、接触パッド20がフレキシブル
回路18の前面で、外部発生した付勢信号をＴＡＢヘツド
組立に結合するプリンタ電極に接触する。フレキシブル
回路18の裏面にある線路36にフレキシブル回路18の前面
からアクセスするため、フレキシブル回路18の前面を通
して穴（ヴァイア）が形成され、線路の端を露出させて
いる。線路の露出端は、次にたとえば、金でめっきさ
れ、図２乃至図４のフレキシブル回路の前面に図示して
ある接触パッドを形成する。好適な実施例では、接触パ
ツドまたはインターフェースパッド20には、表12に掲げ
た機能が割り当てられている。図36は、図２乃至図４の
ＴＡＢヘッド組立体のインターフェースパッド20の位置
を示している。
【０１１０】
【表１２】
【０１１１】これまで本発明の原理、好適実施例、およ
び動作態様を説明してきた。しかし、本発明を説明した
特定の実施例に限定されるものと解釈すべきではない。
一例として、上述の発明を熱形式のものでないインクジ
ェツトプリンタばかりでなく、熱形式のものであるイン
クジェツトプリンタにも関連して使用することができ
る。したがって、上述の実施例は限定的ではなく例示的
とみなすべきであり、上述の実施例は当業者が「特許請
求の範囲」に規定する本発明の範囲から逸脱することな
くそれら実施例の変更例を作ることができることを認め
るべきである。
【０１１２】
【発明の効果】以上、記述した本発明のインクジェット
プリントヘッドは、次に記すような新規な効果を奏する
ものである。即ち、本発明のプリントヘッドの特徴は、
インクが基板28の縁86の周りを流れてインク溝80に直接
流入する縁送りにあり、基板内を長さ方向に走る細長い
中心穴またはスロットを形成してインクを中心マニホー
ルドにおよび究極的にインク溝の入り口に流入させる従
来の中心送りプリントヘッド構成に比較し、基板または
ダイ28幅を、基板に細長い中心穴またはスロットが存在
しないので、狭くすることが可能になった。
【０１１３】さらに、基板構造上中心インク送り穴がな
くて亀裂または破壊のおそれが少ないため、縁送り基板
の長さを、同じノズル数に対して、従来の中心送り基板
より短くすることも可能になった。基板28がこのように
短くなることにより、突端50を短くするので、プリント
カートリッジの鼻を短くすること可能になった。プリン
トカートリッジの鼻が短いと、スターホイールをピンチ
ローラに密接して設置し、プリントカートリッジの鼻の
輸送経路に沿う紙とローラとの接触を確実によくするこ
とができ、他に、基板を小さくすることにより、ウェー
ハあたり更に多数の基板を形成することができるので、
基板あたりの材料コストを低減させることが可能になっ
た。
【０１１４】本発明の縁送り特徴のは、基板にスロット
をエッチしないことにより製造時間が節約され、ハンド
リング中基板が破壊しにくくなり、更に、基板の背後を
横断して基板の縁の周りを流れるインクが、熱を基板の
背後から遠くへ引き出す働きをするため、一層多くの熱
を放散することが可能になった。
【０１１５】さらに本発明の縁送りは、マニホールドば
かりでなく、基板スロットをも排除することにより、イ
ンクの流れに関する制約が減少し、インクを一層急速に
蒸発室に流入させることが可能になった。この一層急速
なインク流はプリントヘツドの周波数応答を改善し、所
定数のオリフィスから一層高い印刷速度が可能になり、
更に一層急速なインク流は蒸発室のヒータ素子が点火さ
れるにつれて、インク流の変動により生ずる隣接する蒸
発室間のクロストークを減少させることが可能になっ
た。
【０１１６】一方、本発明プリントヘッドに利用される
シリコンダイ120 は、導電線路をノズル部材と一体にす
ることにより、テープ104 に対する位置合わせが市場入
手可能な機器だけを使用して自動的に行なわれ、このよ
うな一体化によってプリントヘッドの組立費用が低減す
るばかりでなく、プリントヘッドの材料費も同様に低減
させることが可能になった。
【０１１７】本発明プリントヘッドは、オリフィス17が
主要２列に配列されているが、各列内で偏りパターンを
成して更に配列され、基板28に設置されている偏りヒー
タ抵抗器70に対設され、抵抗器の単一行または列の中
で、小さい偏りＥが抵抗器間に設けられ、この小さい偏
りＥは、ＴＡＢヘツド組立体を記録媒体を横断して走査
するとき、隣接抵抗器70をわずか異なる時刻に点火して
隣接蒸発室130 間のクロストーク効果を更に極小にする
ことを可能にした。したがって、抵抗器を22の異なる時
刻に点火しても、偏りのため異なるノズルから放出され
たインク滴を印刷媒体上の同じ水平位置に置くことが可
能になった。抵抗70は電気的駆動回路に結合され、例え
ば、20個の抵抗器から成る４組のプリミティブ（Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ13、およびＰ17）および22個の抵抗器から成る
10組のプリミティブから構成され、総数で300 個の抵抗
器から成る14組のプリミティブのグループに組織され、
ＴＡＢヘツド組立体オリフィス17はヒータ抵抗器70の直
上で最も隣接する近傍に設置されているので、この設置
および点火順序はすべての抵抗器70に対して一層一様な
周波数応答を発生し、隣接蒸発室間のクロストークを減
少させることが可能になった。
【０１１８】プリンタからの印刷命令に応答して、各プ
リミティブは、関連プリミティブ選択相互接続に電力を
供給することにより選択的に点火され、ヒータ抵抗器あ
たり一様なエネルギを供給するには、ブリミティブあた
り一度に抵抗器を一つだけ付勢するが、どんな数のプリ
ミティブ選択をも同時に使用可能にすることができ、使
用可能になった各プリミティブ選択は、このようにして
電力およびイネーブル信号の一つを駆動トランジスタに
分配することが可能になった。他のイネーブル信号は、
一度にその一つだけが活動する各アドレス選択線により
供給される。各アドレス選択線は、スイッチングトラン
ジスタのすべてに結合されているので、このようなスイ
ッチング装置はすべて相互接続が使用可能になると導電
性になる。プリミティブ選択相互接続およびヒータ抵抗
器用アドレス選択線が共に同時に活動する場合には、そ
の特定のヒータ抵抗器が付勢されるので、特定の抵抗器
を点火するには、制御電圧をその「アドレス選択」端子
に、電力をその「プリミティブ選択」端子に加えること
により、一度に一つのアドレス選択線だけが使用可能に
なり、これによりプリミティブ選択線およびグループ戻
り線が、電流を一度に多くとも一つの抵抗器に確実に供
給することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のインクジェットプリントカ
ートリッジの斜視図である。
【図２】図１のプリントカートリッジから取り外したテ
ープ自動化結合（ＴＡＢ）プリントヘツド組立体（今後
「ＴＡＢヘッド組立体」という）の前面の斜視図であ
る。
【図３】図２と同様に、図１のプリントカートリッジか
ら取り外したテープ自動化結合（ＴＡＢ）プリントヘツ
ド組立体（今後「ＴＡＢヘッド組立体」という）の前面
の斜視図である。
【図４】図２と同様に、図１のプリントカートリッジか
ら取り外したテープ自動化結合（ＴＡＢ）プリントヘツ
ド組立体（今後「ＴＡＢヘッド組立体」という）の前面
の斜視図である。
【図５】例示目的の、図１のインクジェットプリントカ
ートリッジの簡略概要斜視図である。
【図６】図５のプリントカートリッジから取り外したテ
ープ自動化結合（ＴＡＢ）プリントヘツド組立体（今後
「ＴＡＢヘッド組立体」という）の前面の斜視図であ
る。
【図７】図６のＴＡＢヘッド組立体の裏面の斜視図であ
り、シリコン基板がその上に取り付けられ、導電リード
が基板に取り付けられている。
【図８】図７の線Ａ−Ａに沿って取った断面図で示す側
方立面図であり、導電リードをシリコン基板上の電極に
取り付けてあるところを示す。
【図９】ＴＡＢヘッド組立体を除去した状態の図１のイ
ンクジェットプリントカートリツジの斜視図である。
【図１０】図９のインクジェットプリントカートリツジ
の突端領域の斜視図である。
【図１１】図９のインクジェットプリントカートリツジ
の突端領域の上面図である。
【図１２】図５のインクジェットプリントカートリッジ
の一部の斜視図であり、インクカートリッジ本体とＴＡ
Ｂヘッド組立体との間に形成されたシールの構成を示
す。
【図１３】図６のＴＡＢヘッド組立体の裏面に取り付け
られている、ヒータ抵抗器、インク溝、および蒸発室を
備えている基板の上部斜視図である。
【図１４】ＴＡＢヘッド組立体の一部の、部分的に切り
払った、上部斜視図であり、蒸発室、ヒータ抵抗器、お
よび基板の縁に対するオリフィスの関係を示している。
【図１５】図12の線Ｂ−Ｂに沿って取った概略断面図で
あり、ＴＡＢヘッド組立体とプリントカートリッジとの
間の接着剤シールの他、基板の縁の周りのインク流経路
をも示している。
【図１６】好適ＴＡＢヘッド組立体を形成するのに使用
することができる一つのプロセスを示す。
【図１７】図13に示すものと同じであるが、印刷性能を
改善するため異なる障壁層パターンを備えている基板構
造を示す。
【図１８】図17の構造の拡大部の上部平面図である。
【図１９】図18の構造に対する代わりの構造の拡大部の
上部平面図である。
【図２０】４個の抵抗器および関連障壁構造を示すよう
に拡張した図17の構造の上部平面図である。
【図２１】インクオリフィスおよび空洞がその中に形成
されているフレキシブルポリマー回路の裏面の斜視図で
ある。
【図２２】図21のフレキシブル回路の裏面を図17に示す
基板構造の障壁層に正しく貼りつけたときの得られるＴ
ＡＢヘッド組立体の一部の、部分的に切り払った、拡大
斜視図である。
【図２３】図21に示すＴＡＢヘッド組立体部分の上部平
面図である。
【図２４】プリントヘッド上のオリフィスおよび関連ヒ
ータ抵抗器の一配列の図である。
【図２５】抵抗器および関連インク蒸発室、インク溝、
および障壁構造の一プリミティブの上部平面図である。
【図２６】本発明に採用することができるヒータ抵抗器
および関連アドレス線、プリミティブ選択線および接地
線の概要図である。
【図２７】図26と同様に、本発明に採用することができ
るヒータ抵抗器および関連アドレス線、プリミティブ選
択線および接地線の概要図である。
【図２８】図26と同様に、本発明に採用することができ
るヒータ抵抗器および関連アドレス線、プリミティブ選
択線および接地線の概要図である。
【図２９】図26と同様に、本発明に採用することができ
るヒータ抵抗器および関連アドレス線、プリミティブ選
択線および接地線の概要図である。
【図３０】図26と同様に、本発明に採用することができ
るヒータ抵抗器および関連アドレス線、プリミティブ選
択線および接地線の概要図である。
【図３１】図26と同様に、本発明に採用することができ
るヒータ抵抗器および関連アドレス線、プリミティブ選
択線および接地線の概要図である。
【図３２】図26乃至図31のヒータ抵抗器および関連アド
レス線、プリミティブ選択線および接地線の拡大概要図
である。
【図３３】図26乃至図31および図32の一つの抵抗器およ
びその関連アドレス線、駆動トランジスタ、プリミティ
ブ選択線、および接地線の概要図である。
【図３４】アドレス選択線およびプリミティブ選択線の
設定に関する概略タイミング図である。
【図３５】プリンタキャリツジを左から右へ移動すると
きのアドレス選択線に対する点火順序の概略図である。
【図３６】ＴＡＢヘッド組立体上の接触パッドの配置を
示す図である。
【符号の説明】
10 プリントカートリッジ 12 インク溜め 14 プリントヘッド 16 ノズル部材 17 オリフィス 18 フレキシブルポリマー回路 20 接触パッド 22 窓 24 窓 28 シリコン基板 30 障壁層 32 インク溝 36 導電線路 40 電極 50 突端パターン 54 隆起壁 70 抵抗器 74 電極 92 蒸発室 94 蒸発室 96 薄膜抵抗器 98 薄膜抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケニース・ジェイ・クーリアン アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ アイパイ・コート 11080 (72)発明者 スティーヴン・ダヴリュ・スタインフィー ルド アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ ピンゾン・ウェイ 11068 (72)発明者 ウィンスロップ・ディー・チルダース アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ オカルト・コート 17015 (72)発明者 エレン・アール・タッポン アメリカ合衆国オレゴン州コーヴァリス ノース・ウェスト・マルキー・アヴェニュ ー 2511 (72)発明者 ケニース・イー・トゥルーバ アメリカ合衆国オレゴン州コーヴァリス ノース・ウェスト・フェアー・オークス・ ドライヴ 5755 (72)発明者 テリ・アイ・チャプマン アメリカ合衆国カリフォルニア州エスコン ディド カレ・デ・ラパント 1055 (72)発明者 ウィリアム・アール・ナイト アメリカ合衆国オレゴン州コーヴァリス ノース・ウェスト・サンビュー・ドライヴ 2044 (72)発明者 ジュレス・ジー・モリッツ・サード アメリカ合衆国オレゴン州コーヴァリス ノース・ウェスト・ミッチェル・ドライヴ 8285

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インク溜め、 その上面に沿う各室にインク発射素子がある複数の個別
    インク発射室、及びその外周辺に沿い第１の外端縁を備
    え、前記第１の外端縁が前記インク発射室に極めて近接
    しており、前記インク発射室が第１の室配列及び第２の
    室配列に配設され、且つ前記発射室がインチあたり600
    ドットの印刷を行なうように間隔を置いて成る基板、 前記溜めを前記インク発射室に接続し、その第１の端で
    前記溜めに、第２の端で二次溝に接続されている一次溝
    を備え、該一次溝がインクを前記インク溜めから前記基
    板の前記第１の外端縁の周りを経て前記基板の前記上面
    に沿い前記二次溝まで流れて、前記インク発射室に接近
    するように許容するインク溝、 発射室の高周波数再充填を可能とするために前記二次溝
    を前記発射室に接続している各発射室用の障壁層により
    画成され、前記障壁層に形成された半島およびピンチ点
    を備え、高周波数動作中のクロストークおよびオーバシ
    ュートを防止している別々の入り口通路、 その中でプリミティブ内の一つの発射室だけが一度に作
    動するプリミティブを接近した関係で形成している一群
    の前記発射室、 前記発射素子に接続されている前記基板上の第１の回路
    手段、及び前記第１の回路手段に接続され、９kHz より
    大きい周波数で発射信号を前記インク発射素子に伝える
    前記カートリッジ上の第２の回路手段、から構成されて
    いるインクジェットプリントヘッド。
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