KR100339732B1 - 잉크젯프린트헤드제조 - Google Patents

잉크젯프린트헤드제조 Download PDF

Info

Publication number
KR100339732B1
KR100339732B1 KR1019960703610A KR19960703610A KR100339732B1 KR 100339732 B1 KR100339732 B1 KR 100339732B1 KR 1019960703610 A KR1019960703610 A KR 1019960703610A KR 19960703610 A KR19960703610 A KR 19960703610A KR 100339732 B1 KR100339732 B1 KR 100339732B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
printhead
groove
dividing
channels
Prior art date
Application number
KR1019960703610A
Other languages
English (en)
Inventor
로버트 알란 하비
스테펜 템플
Original Assignee
엑스에이에이알 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엑스에이에이알 리미티드 filed Critical 엑스에이에이알 리미티드
Application granted granted Critical
Publication of KR100339732B1 publication Critical patent/KR100339732B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1607Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/1609Production of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1632Manufacturing processes machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1632Manufacturing processes machining
    • B41J2/1634Manufacturing processes machining laser machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1635Manufacturing processes dividing the wafer into individual chips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1642Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1643Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/11Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1062Prior to assembly
    • Y10T156/1064Partial cutting [e.g., grooving or incising]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49401Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

잉크 젯 프린트헤드 (8) 구성요소는 우선 홈이 난 베이스 웨이퍼 (10)와 적절한 덮개 웨이퍼 (12)를 함께 접착함으로써 형성되고 접착 웨이퍼 조립체 지역은 14x 14 어레이 구성요소를 제공하기에 충분하다.
데이타 형성부를 사용하여 웨이퍼 조립체는 스트립으로 나뉘어지고 노즐 판 (14) 과 레이저 박리 노즐을 가하는 것 같은 선형 처리 단계가 행해진다. 그 후 각 스트립은 분리된 프린트헤드 구성요소를 형성하도록 나뉘어진다.

Description

잉크 젯 프린트헤드 제조{Manufacture of ink jet printheads}
본 발명은 잉크젯 프린트에 관한 것으로서, 상세하게는 잉크 젯 프린트헤드 요소 제조에 관한 것이다.
중요한 예로서, 압전 벽 작동기들 사이에 잉크 채널을 제공하는 덮개판이 적용되는 압전 세라믹에 그루부가 형성되는 타입의 프린트헤드에 발명이 특별히 적용된다.
기술들이 적절히 기능하는 프린터에 필요한 엄격한 공차와 미세한 스케일을 갖는 프린트헤드를 제조하기 위해 개발되어왔다. 다음과 같이 보다 상세히 기술되는 다수의 적절한 개시물을 참조 하겠다. 그러나 현존하는 기술은 - 적어도 그렇다면 - 제품의 부피를 크게하는 것을 되도록 원치 않는다.
일련의 프린트헤드 요소(즉 인쇄되는 페이지를 가로질러 스캔되도록 된 프린트헤드용 요소)는 전형적으로 5 에서 10 mm 정도로 작으며 50 에서 100 ㎛ 의 치수를 갖는다. 따라서, 극도로 정확한 위치 설정이 다양한 공정 단계중에 요구된다. 숙련된 엔지니어가 개별적인 섬세한 조절을 하고 품질 제어를 유지해야만 하는 작은 스케일 제품에 대해 대체로 만족스러운 개별적 조립 지그의 사용은 하루당 수천 또는 그 이상의 율로 높은 양품율을 갖게 제조하는데는 실질적이 아니다.
실리콘의 포토레지스트 식각 및 유사한 기술을 사용하는 특정 잉크 젯 기술에 있어서, 개별적 프린트헤드 요소를 만들도록 후에 절단되는 실리콘 웨이퍼를 처리하는 것은 집적 회로 제조와 유사하다.
그리하여 EP-A-0214733 에는 웨이퍼 - 스케일로 실리콘에 놓이고 식각되는 요소로 만들어지는 드롭 - 온 - 디맨드(drop-on-demand) 잉크 젯 프린트헤드가 기술되어 있다. 조립 중, 면 대 면 조립전 절단되는 두 동일한 부품으로 프린트헤드가 만들어진다. 그리하여 노즐은 각 부분내의 식각된 홈의 단부에 형성된다. US-A-4789425 는 소위 프린트헤드의 "루프 - 슈터"(roof-shooter)구축이 되도록 된 웨이퍼 스케일로 만들어지는 드롭 - 온 - 디맨드 잉크젯 프린트 헤드를 기술하고 있다. 덮개는 얇은 포토레지스트 층이며 이 안에 노즐이 사진 석판 기술로 형성된다. 그후 웨이퍼는 개별적 프린트헤드를 만들도록 절단된다.
이러한 제안들은 아주 특수하여 본 발명과 관련된 프린트헤드 구성에 도움이 되지 않는다. 더욱이, 웨이퍼를 프린트헤드 요소로 절단한 후 역시 정확한 위치 설정이 요구되는 다수의 중요한 처리 단계가 남아 있다. 그러므로 지그 작업에 많이 의존해야 한다.
본 발명의 목적은 배타적이 아니지만, 특히 덮개 판이 가해져 지지되는 압전 세라믹 내에 홈을 갖는 제조에 관련되는 잉크 젯 프린트헤드의 개선된 제조 방법을 제공하는 것이다. 발명은 단부 슈터 프린트헤드 구성 및 압전 쉬어 모드(shear mode)벽 작동기에 의해 작동되는 프린트헤드에 특히 적절하다.
따라서, 본 발명의 한 특징에 따른 방법은 한 특징에 따라, 접합된 프린트 헤드 요소의 장방형 어레이를 형성하도록 웨이퍼 스케일 상의 표면 영역 처리 단계, 선형 어레이에 소정의 개수의 잉크 방울 방출용 채널을 각각 갖는 둘 또는 그 이상의 접합된 헤드 요소를 각각 구성하는 스트립을 형성하도록 상기 장방형 어레이를 분할하는 단계, 및 각각의 채널용 노즐을 형성하도록 복수의 상기 선형 어레이를 선형 처리하는 단계로 구성된, 소정의 개수의 잉크 방울 방출용 채널을 각각 갖는 펄스화된 잉크 방울 방출용 헤드를 만드는 방법이다.
바람직하기로는, 표면 처리 단계는 베이스 웨이퍼를 위치시키는 단계, 베이스 웨이퍼 내에 홈을 형성하는 단계, 및 최소한 각각의 홈의 한 부분을 폐쇄하여 잉크 방울을 방출하는 채널을 형성하도록 베이스 웨이퍼에 덮개 웨이퍼를 접합하는 단계를 구성한다.
적절하게는, 베이스 웨이퍼를 배치하는 단계는 단부의 정렬을 이용한다.
표면 영역 처리 단계가, 상기 홈 형성에 사용되는 것과 같은 베이스 웨이퍼의 위치에서 데이타 선을 한정하는 데이타 형성부를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 장방형 어레이를 분할하는 단계에서 데이타 선에 수직인 스트립을 형성하고, 스트립 각각은 상기 데이타 형성부의 일부를 포함하며, 선형 처리 단계는 상기 잉크 방울을 방출하는 채널과 정렬되도록 상기 데이타 형성 부분과 맞춰지는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예의 형태에서, 상기 데이타 형성부는 상기 홈에 평행한 절단된 모서리부를 포함한다.
다른 특징에 따라, 본 발명은 베이스 웨이퍼를 구비하는 단계, m과 n이 1 보다 큰 정수로서 m x L 을 넘는 길이의 n x N 개의 평행한 홈 형성부를 형성하도록베이스 웨이퍼를 처리하는 단계, 채널을 형성하도록 상기 홈 형성부의 부분을 덮개가 폐쇄하면서 일체로 웨이퍼 덮개를 구비하는 단계, n 개의 프린트헤드 요소를 형성하도록 상기 홈 형성부에 평행한 제 2 분할 선을 따라 각각 분할 가능한 m 개의 스트립을 형성하도록 상기 홈 형성부에 수직한 평행한 제 1 분할 선을 따라 상기 웨이퍼 조립체를 분할하는 단계, 및 노즐을 형성하도록 노즐판을 제 1분할선의 위치에서 상기 스트립 각각에 부가하는 단계를 포함하는, 각 노즐에서 끝나는 길이 L 의 N 개의 평행한 잉크 채널을 각각 갖는 잉크 젯 프린트헤드 요소를 만드는 방법으로 이루어진다.
홈 형성부를 한정하도록 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계에서는, 상기 제 1 분할선을 따라 웨이퍼 조립체를 분할하여 생기는 스트립 각각이 스트립의 채널과 정렬되게 데이타 형성부의 일부를 포함하도록 배치되고 상기 홈 형성부에 평행한 데이타 형성부를 한정하는 것을 포함한다.
본 발명의 추가적 특징으로서 양호한 실시예는,
(A)(i)두께 방향으로 지지되는 압전 재료로 된 장방형 베이스 웨이퍼의 표면 영역을 평탄화하는 단계;
(ii)치수가 결정된 수평 및 수직 웨이퍼 분할선들에 의해 분리되는 장방형의 m x n 어레이의 베이스 요소들을 제공하고, 수직 분할선들에 의해 분리된 n 개의 스트립들에서 수직 방향으로 정렬된 m개의 위치들로 웨이퍼의 표면영역의 채널의 수와 간격에 대응한 개수의 근접하게 이격된 평행한 홈들을 각각의 베이스 요소에 형성하고, 각각의 스트립의 위치들에서 상기 수평 분할선들로 부터의 홈들의 길이는 채널들의 길이와 일치하게 하고 채널들 사이에 압전 재료의 벽을 형성하는 단계;
(iii)선택된 상기 채널들에 인접한 벽들에 가로방향으로 전단 모드 변위를 실시하기 위하여 전계가 인가될 수 있도록 웨이퍼의 표면 영역 위에 전극 재료를 부착하여 벽에 전극을 형성하고 상기 홈들 사이에서 벽들의 상면으로부터 금속을 제거하는 단계;
(iv)상기 재료에 열적 특성이 적합한 재료의 장방형 덮개 웨이퍼의 표면 영역을 평탄화하고, 수평 및 수직 덮개 분할 선들에 의해 분리된 덮개 요소들의 장방형의 m x n 어레이를 형성하고, 상기 각각의 덮개 요소는 상기 채널들로의 방출 잉크 공급 매니폴드를 제공하는 절단된 개구부와, 커버 웨이퍼의 표면 영역에서 수직방향으로 m 개의 대응된 개구부들과 정렬되게 n 개의 스트립들로 개구부와 상기 수평 커버 분할선들 사이에 각각의 커버 요소의 영역들의 해당 장소를 갖도록 하는 단계; 및
( v )m x n 개의 접합된 프린트헤드 요소의 장방형 어레이를 형성하도록 상기 접착제와 압력을 가하여 커버 웨이퍼와 베이스 웨이퍼의 일치하는 표면 영역들을 접합하여 각각의 표면들의 단부들이 직접 접촉하게 하고 각각의 상기 웨이퍼들의 해당 영역들이 일치되게 유지시키는 단계들을 포함하여 처리하는 웨이퍼의 표면 영역 처리와;
(B)상기 홈에 수직한 개방된 채널 단부들을 갖는 단면을 형성하도록 상기 수평 분할선을 따라 접합된 요소의 장방형 어레이를 분할하여 n 개의 접합된 프린트헤드 요소의 선형 어레이를 각각 포함하는 m 개의 스트립들을 형성하고;
(C)(i)하나의 프린트헤드 요소에 대응하여 다수의 채널들이 연장되어 홈들의 개방된 단부들을 밀봉하도록 노즐판을 접합하며;
(ii)상기 채널들의 간격에 대응된 간격으로 잉크 방울 방출을 위해 상기 홈과 연결된 노즐을 형성하는 단계를
포함하는 단계들에서 순차적으로 단부대 단부가 접촉되게 접합된 프린트헤드 요소들의 하나 이상의 선형 어레이를 선형 처리하며; 및
(D)n개의 분리된 접합된 프린트헤드 요소들을 형성하도록 상기 수직 분할선을 따라 접합된 요소의 선형 어레이 각각을 분할하는 단계를
포함하는, 소정 간격과 길이의 소정 수의 잉크 방출용 채널들을 갖는 펄스화된 잉크 방울 방출 장치를 만드는 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스화된 잉크 방울 방출장치를 만드는 방법은, 상기 웨이퍼들의 모서리 정렬에 의해 커버 웨이퍼와 베이스 웨이퍼를 정렬하고, 접합후에 치수가 결정된 수평 및 수직 웨이퍼 분할선들은 수평 커버 분할 선들과 개구부 사이의 커버 영역들을 갖는 커버의 m 개의 위치들과 웨이퍼의 근접하여 이격된 다수의 평행한 홈들을 갖는 m 개의 위치들이 일치하게 하는 수평 및 수직 커버 분할선들로 구성된다.
또한, 본 발명의 방법은 홈을 형성하기 위한 3개의 위치 고정용 핀들에 대하여 장방형의 베이스 웨이퍼의 2개의 모서리부들을 배치시킴으로써 베이스 웨이퍼와 커버 웨이퍼를 정렬시키고, 커버 모서리부들과 개구부들을 절단하도록 3개의 위치고정 핀들에 대하여 장방형의 커버 웨이퍼의 2개의 대응된 모서리부들을 배치하고, 접합을 위하여 3개의 위치 고정 핀들에 관련하여 상기 2개의 모서리부들 각각에 대하여 커버 웨이퍼와 베이스 웨이퍼를 배치하는 것을 더 포함한다.
다른 특징에 따라, 본 발명은 프린트헤드 요소들 각각이 노즐들에서 종결되는 길이 L 의 평행한 N개의 잉크 채널들을 갖도록 하고, 베이스 웨이퍼를 제공하는 단계와, n 이 정수이고 m 이 1 보다 큰 정수일 때 m x L 이 넘는 길이의 n x N 개의 평행하며 그 길이를 따라 변화하는 단면을 갖는 홈 형성부들을 형성하도록 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계; 채널 벽에 의해 분리되는 채널을 형성하도록 상기 홈 형성부의 부분을 폐쇄하는 역할을 하며 일체로 된 웨이퍼 조립체의 상기 베이스 웨이퍼 위에 덮개를 제공하는 단계; m 개의 스트립을 형성하도록 상기 홈 형성부에 수직하고 상기 홈 부분과 교대로 짝수와 홀수로 평행한 제 1 분할선을 따라 상기 웨이퍼 조립체를 분할하는 단계; 제 1 홀수 분할선의 위치에서 상기 노즐을 한정하도록 노즐 판을 상기 스트립 각각에 가하는 단계 ; 및 n 이 1 보다 클 때, n 개의 프린트헤드 요소를 형성하도록 상기 홈 형성부에 평행한 제 2 부분을 따라 스트립 각각을 분할하는 단계를 구성하며, 각각의 노즐에서 끝나는 길이 L 의 N 개의 평행한 잉크 채널을 각각 갖는 잉크 젯 프린트헤드 요소를 만드는 방법으로 이루어진다.
바람직하기로는, 각각의 홈 부분이 짝수의 제 1 분할선에 인접하여 잉크의 공동 공급원으로부터 각 채널로 잉크를 공급하는 역할을 하고 또는 각 채널용 전기적 단자를 수용하도록 감소된 벽 높이를 갖는 영역을 갖는다.
감소된 벽 높이를 갖는 지역은 홈 형성부의 깊이를 국부적으로 감소 시킴으로써 형성된다.
다른 방법으로는, 감소된 벽 높이를 갖는 지역은 홈 형성부와 수직으로 뻗어있는 트렌치에 의해 형성된다.
역시 또다른 특징에 따라, 본 발명은, 활동성 벽에 의해 분리되는 잉크 채널을 한정하도록 베이스 내에 형성된 평행한 홈을 갖고 압전 재료를 포함하는 베이스; 활동성 벽중 선택된 것에 전장을 가하는 전극 수단 ; 작동 채널 길이에 걸쳐 잉크 채널을 폐쇄하는 방법으로 베이스에 고정되는 덮개 ; 상응하는 채널의 각 단부에서 각 채널용 노즐을 한정하는 노즐 판 ; 및 채널로 잉크를 공급하는 잉크 공급 수단을 구성하는 잉크 젯 프린트 헤드로 이루어지며 트렌치는 채널과 연통되며 이에 수직하게 뻗어있는 베이스 내에 형성되고 상기 트렌치가 상기 잉크 공급 수단 내의 잉크 도관을 한정하는 것을 특징으로 한다.
발명은 아래의 첨부 도면에 도시된 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다 .
제 1 도는 평행한 홈이 형성되는 프린트헤드 베이스, 연결 트랙을 갖는 회로판, 덮개 요소 및 노즐 판을 포함하는 단일의 잉크 젯 프린트헤드를 구성하는 요소의 부품 분해 배열 사시도이고,
제 2 도는 프린트헤드 베이스에 덮개, 노즐판 및 회로판 요소의 조립체를 접합하여 접착된 프린트헤드 요소를 형성하는 제 1 도의 프린트헤드의 사시도이고,
제 3 도는 각 요소내에 잉크 채널을 제공하도록 평행한 홈이 형성되어 있는프린트헤드 베이스 요소의 장방형 어레이를 구성하는 장방형 베이스 웨이퍼를 도시 하며,
제 4 도는 연결 트랙에 접착되는 와이어가 접근할 수 있는 슬로트와 잉크 공급용 개구부가 형성되어 있는 프린트헤드 덮개 성분의 장방형 어레이를 구성하는 장방형 덮개 웨이퍼를 도시하며,
제 5 도는 덮개 웨이퍼의 종단면도이고,
제 6 도는 베이스 웨이퍼의 종단면도이고,
제 7 도 및 8 도는 다른 공정 단계에서의 접착된 웨이퍼 조립체의 종단면도이고,
제 9 도에서 12 도까지는 프린트헤드 요소의 선형 어레이의 단면도이고,
제 13 도는 다른 덮개 웨이퍼의 제 5 도와 유사한 수직 단면도이고,
제 14 도는 제 13 도의 덮개 웨이퍼와 함께 사용되는 다른 베이스 웨이퍼의 제 6 도와 유사한 도면이고,
제 15 도와 16 도는 각기 다른 공정 단계에서의 함께 접착된 제 13 도와 14 도의 덮개 및 베이스 웨이퍼의 도면이다.
제 1 도는 전단 모드(shear mode)로 작동하는 압전 벽 작동기를 채용한 잉크 젯 프린트 헤드(8)의 분해사시도이다. 이것은 두께 방향으로 지지된 압전 재료로 된 베이스 요소(10), 덮개 요소(12) 및 노즐 판(14)으로 구성된다. 프린트헤드로부터 잉크 방울을 방출하기 위해 전기 신호를 가하는 연결 트랙(18)을 갖는 회로판(16)이 예시되어 있다.
베이스 요소(10)에는 US-A-5016028(EP-B-0364136)에 기술된 바와 같이 압전 재료로 된 박판에 형성된 복수의 평행한 홈(20)들이 형성되어 있다. 베이스 요소의 전방부에서 홈(20)은 상대적으로 깊게 형성되어 대향된 작동기 벽(24)에 의해 분리되는 잉크 채널(22)을 제공한다. 전방부의 뒤쪽에 있는 홈은 상대적으로 얕게 형성되어 연결 트랙(28)용 영역(26)을 제공하게 된다. 홈(20)이 형성된 후, 벽의 상부로부터 채널 높이의 약 반만큼 도금층이 연장되도록 선택된 각도로 금속 도금층이 전방부에 진공 증착에 의해 형성되어 잉크 채널(22)의 대향된 면들에 전극(30)을 제공한다. 동시에 전극 금속이 각 채널(22)의 전극(30)에 연결된 연결 트랙(28)을 제공하는 영역(26)의 후방 부분에 증착된다. 홈을 분리하는 벽의 상면에는 도금층이 없게 되며, 그것은 래핑(lapping)가공을 하거나 또는 US-A-5185055(EP-B-0397441)에서 처럼 먼저 중합체 필름을 베이스 요소(10)에 가하고 필름을 제거함으로써 달성된다. 금속 전극(30)을 형성한 후에 베이스 요소(10)는 잉크로 부터 전극을 전기적으로 격리하는 불활성(passivant)층이 코팅된다.
제 1 도에 예시된 덮개 요소(12)는 베이스 요소(10)와 열팽창율과 같은 열적 특성이 적합한 재료로 형성된다. 이것에 대한 한 해결책은 베이스로 사용되는 것과 유사한 압전 세라믹을 사용하여 덮개가 베이스에 접착될 때 계면 접착 층에 유도된 스트레스를 최소화하는 것이다. 덮개는 베이스 요소의 폭과 유사하지만 베이스 요소 보다 짧게 절단됨으로써 덮개의 접착 후 연결 트랙(18)과의 접착되는 와이어 연결을 위해 덮개로 덮히지 않도록 후방부에 트랙(28)이 일정 길이 만큼 남아 있게 된다. 채널(22)로 액체 잉크를 공급하기 위한 공급 매니폴드를 제공하는개구부(32)이 덮개에 형성된다. 개구부에서 전방 단부(34)까지 덮개의 전방부의 길이는 도면에 표시된 바와같이 L 이다. 이 영역은 작동기 벽(24)의 상부에 접착되면, 분출되는 잉크 방울의 부피를 좌우하는 활동성 채널 길이를 결정한다.
베이스 요소와 덮개 요소가 접착된 것이 제 2 도에 도시되어 있다. 접착방법은 계류중인 국제 특허출원 PCT / GB94 / 01747 에 개시되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 덮개 요소(12)의 전방 단부(34)의 기계가공 공차와 베이스 요소(10)의 상응하는 단부의 정렬에 유의하고, 그리고 접착된 프린트헤드 요소(36)의 전면이 노즐판(14) 부착을 위해 같은 평면상에 유지되도록 조립 지그의 설계에 특별한 주의가 필요하다.
노즐판(14)은, US-A-5010356(EP-B-0367438)에 제공된 것처럼 비습식 코팅으로 코팅된 폴리이미드, 예를들어 Ube Industries 폴리이미드 UPILEX R 또는 S 같은 중합체 스트립으로 구성된다. 노즐판은 박층의 점착제를 도포함으로써 접합되며, 점착제는 접합되는 프린트헤드 요소(36)의 전면과 접촉되게 점착성의 접합재를 형성하게 되어 노즐판(14)과 각각의 채널(22) 주변의 벽들 사이의 접합된 시일을 형성하게 하여 경화된다. 노즐판을 접합한 다음, US - A - 5189437(EP-B-0309146)호에 개시된 바와같이 프린트헤드에 적절한 노즐 간격으로 각 채널(22)로 연결된 노즐들이 노즐판에 형성된다. 일련의 프린트헤드 내의 잉크 채널과 노즐의 수는 통상적으로 50 - 64이다. 노즐(38)들은 제 2 도에 표시되어 있다.
프린트헤드 요소(36)를 접합하여 조립한 후, 연결 트랙(18)을 제공하도록 회로판(16)이 접합됨으로써 상기 트랙(18)들을 베이스 요소(10)의 후방부에 있는 해당 연결 트랙(28)들에 연결하는 접합된 와이어 연결부가 형성된다.
프린트헤드 요소(36)는 통상적으로 잉크를 공급받고 트랙(18)을 통해 적절한 전압 신호로 작동되면, 종이 인쇄 표면을 가로지르는 운동 방향으로 알맞은 각도로 경사지게 또는 직각으로 가로지르면서 한번에 1/6 에서 1/10 인치의 크기로 문자의 획을 인쇄하도록 사용되게 설계된다.
상기한 프린트헤드의 요소들은 일반적으로 손톱 크기 정도로 매우 작아서 상기한 세부 구조들은 현미경으로만 검사될 수 있다. 동시에 요소는 하루에 수천에서 수만개를 청결 조건하에서 대량 생산되어야 하는데 그렇게 많은 량의, 작고 정밀한 요소들 각각을 청결한 조건하에서 높은 수율로 처리하기가 어렵다.
프린트헤드 제조시 사용되는 압전 세라믹 재료는 그 크기가 10 cm 정도인 웨이퍼가 이용된다. 그러므로, 프린트헤드의 필요한 부속 요소를 제조할 수 있고 웨이퍼상에서 접착 조립될 수 있도록 웨이퍼 제조방법을 개발하는 것이 목적하는 바의 바람직한 공정이다. 본 발명에 따라 웨이퍼는 단부 대 단부로 이어져 선형의 배열로 되게 분할되고, 사용을 위해 분리되기 전에 노즐판의 부착, 노즐 형성, 와이어 접합, 전기적 성능 시험, 세척액으로 세정, 잉크 충전과 같은 공정들에서 선형적으로 처리된다.
그와 같은 웨이퍼로는, 예를 들어 하루에 10,000개의 일련의 프린트헤드를 생산하기 위하여 하루에 웨이퍼 처리 단계에서 통상 100개의 웨이퍼에 해당하는 0.5 ㎡ 의 전체 웨이퍼 면적과, 선형 처리 단계 동안 수십 미터의 프린트헤드 어레이의 직선 길이를 필요로 하므로 이와 같은 처리 비율로 생산성이 감소된다.
본 발명에서는 웨이퍼 스케일로 접합된 조립체로 부터 분할된 프린트헤드 요소의 선형 어레이들로 작업함으로써 개별적 프린트헤드 요소의 조작과 처리를 절대적으로 최소화하도록 유지할 수 있음을 알게된다.
도면을 다시 참조하면, 제 3도에는 14 × 14 베이스 요소(10)를 갖는, 두께방향으로 지지된 압전 세라믹재로 된 장방형의 베이스 웨이퍼(110)가 도시되어 있다. 베이스 웨이퍼(110)의 직선 모서리부(102, 104)들은 세 개의 위치고정용 핀(dowel pin :111)과 접촉되게 각 처리 단계에서 웨이퍼가 배치되게 함으로써 웨이퍼 처리과정 동안의 정렬을 위해 이용된다. 한 모서리부(102)는 공정 지그(jig)에서 두개의 핀과 접촉되게 놓이고 다른 모서리부(104)는 나머지 핀에 기대어지게 배치된다. 이와같이 웨이퍼가 지그에 배치된 상태로, 잉크 채널을 제공하기 위한 홈(120)을 형성하는 공정과, 베이스 웨이퍼(110)와 덮개 웨이퍼(112)(제 4도에 도시됨)를 정렬되게 접합하는 공정, 및 접합된 프린트헤드 요소(136)의 선형 어레이를 형성하도록 접합한 후 웨이퍼를 분할하는 공정과 같은 웨이퍼 처리 공정들을 거치게 된다.
제 3 도에 예시된 베이스 웨이퍼는 수평 및 수직의 쇄선(106,108)을 배열함으로써 베이스 요소(10)의 14 × 14의 장방형 어레이를 형성하는 영역으로 분할된다. 수평 쇄선은, 이 선을 따라 장방형의 접합된 웨이퍼 어레이들이 접합된 프린프헤드 요소(136)의 선형 어레이를 이루도록 분할하는 분할선을 나타낸다. 수직 쇄선 또한 분할선으로서, 이 선을 따라 접합된 프린트헤드 요소의 선형 어레이가 노즐 형성, 전기적 연결 및 접합된 프린트헤드 요소 시험등과 같은 선형 처리 단계들에이어서 분할된다. 웨이퍼(110)에서의 쇄선들의 위치는 세 개의 위치 고정 핀을 포함하는 (도면에 도시되지 않은) 지그내의 위치들로 치수적으로 결정된다.
베이스 웨이퍼 요소는 베이스 요소(10)의 장방형 어레이들을 형성하도록 웨이퍼상에서 수행되는 일련의 공정을 거치게 된다. 통상적으로, 지지한 후에 베이스 웨이퍼는 우선 평탄화되도록 랩핑(lap)가공하여 웨이퍼의 면들을 평행하게 만들며, 중합체 필름이 US-A-5185055(EP-B-0397441)에 개시된 것처럼 웨이퍼에 가해진다. 그런 다음, 복수의 평행한 홈(120)들을 웨이퍼에 형성하여 - 예를 들어 다이아몬드 / 금속의 세공 블레이드로 홈가공함으로써 - 제 1 도를 참조하여 기술된 것과 같이 각각의 베이스 요소(10)의 영역에 홈들을 형성하여 대향된 압전 작동기 벽(24)에 의해 분리되는 잉크채널(22)을 제공한다.
제 6 도의 단면에서 가장 잘 알 수 있듯이, 베이스 요소는 수평 분할선(106)의 어느 한 쪽 측부에 쌍으로 대칭적으로 배열됨으로써 제 3 도에서 번호 1 과 2, 3 과 4, 5 와 6, … , 13 과 14 로 부여된 수평 선형 어레이들의 프린트헤드 요소 쌍들 사이에서 연속적으로 잉크 채널(22)을 제공하도록 전방부에서 상대적으로 더 깊게 홈이 형성된다. 연결 트랙(28)용 영역(26)을 제공하도록 비교적 얕게 후방부에 형성된 홈들은 제 3 도의 번호 2 와 3, 4 와 5, …, 12 와 13 이 부여된 수평 선형 어레이의 프린트헤드 요소 쌍들 사이에서 연속적이다. 홈의 수직 단면 형상이 제 6 도의 웨이퍼 단면에 도시되어 있다.
그리하여 근접하여 이격된 평행한 홈들은 수직 분할선(108)에 의해 분할된 14 개 스트립들로 수직방향으로 연속적이며 웨이퍼의 전체 수직방향 치수만큼 연장되어 있다. 각각의 홈은 블레이드가 그 물림 깊이가 변하면서 한번 통과하는 동안 형성된다. 웨이퍼의 주변에는 여분의 웨이퍼 재료가 제공되어 웨이퍼 처리 작업을 하는 동안에 내측의 가공 영역이 부서지는 것을 방지하도록 하며, 그러나 그 여분의 웨이퍼 재료는 베이스 요소(10)의 어레이의 일부를 형성하지는 않는다. 웨이퍼(110)는 모서리부(102, 104)들에 대하여 홈형성을 위한 지그에서 위치 고정 핀들에 의해 정위치에 배치된다.
후속처리 단계에서 - 특히 선형 어레이들에서의 언더컷되는 단계에서 - 웨이퍼 처리시 절단된 홈과 정밀하게 일치되도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 홈과 동시에 수직 데이타 모서리부, 즉 홈에 평행하게 뻗어있는 모서리부의 형성에 의해 이루어질 수 있다. 이런 방법으로 웨이퍼가 후속적으로 선형 어레이들로 분할될 때 각 어레이 또는 스트립이 데이타 모서리부의 일부분을 유지하도록 배열된다. 그러므로, 어느 한 스트립에 대해 데이타 모서리부와 일치시킴으로써 그 스트립 내의 모든 채널들과 일치하게 된다. 이 특징의 중요성은 후술하는 선형 처리 단계의 설명에서 보다 분명해진다.
데이타 모서리부는 전체 웨이퍼를 절단함으로써, 예를 들어 웨이퍼를 정위치시키는 핀으로 부터 먼쪽의 모서리부에서 절단 자국을 제거함으로써 형성된다. 다른 방법으로, 모서리부는 후속적 절단 작업용의 취약화된 선 또는 단순히 데이타 형성부 역할을 하는 요홈으로서 형성된다. 또 다른 방법으로, 데이타 모서리부는 홈 형성과 동시는 아니지만, 홈을 절단하는데 사용되는 베이스 웨이퍼의 동일 장소를 유지시키는 후속적 작업에서 형성된다. 이것은 현재 기술되는 실시예에 사용되는 대체 방법이다.
위에 기술된 것처럼 홈을 형성하고 세척한 후, 전극 금속은 웨이퍼 스케일 상에 제 1 도를 참조하여 전술한 바와 같이 증착된 후 벽 상부의 중합체 재료가 게거되고 전기적으로 불활성 층을 웨이퍼에 증착하여 벽들의 상면들과 측면 들 및 홈의 저면을 덮도록 함으로써 절연 코팅을 제공하여 전극으로 부터 잉크 채널에서 잉크가 들러붙지 않도록 한다.
그러나 금속 증착 단계에서, 수평 어레이들로 분할한 다음에 금속이 채널들의 단부들에 프린트헤드 요소 쌍의 홈이 형성된 단부를 분할하는 수평 분할선(106)을 따라, 즉, 선형 어레이 1 과 2, 3 과 4, …, 13 과 14 사이의 수평선을 따라 마스크가 배치되어 수평 어레이로 분할된 후 금속이 채널 단부에 못미치게 증착된다. 수평 분할선을 따라 불활성 재료의 증착 및 절단된 후에는 절단부에서 채널 벽의 단부가 노출되지 않도록 도금층은 은폐된다.
불활성 재료의 증착 단계에서, 프린트헤드 요소 쌍들의 배열된 단부를 분할하는 다른 수평 분할선(106)들을 따라, 즉, 1, 2 와 3, 4 와 5, …, 12와 13, 14 사이의 수평선들을 따라 마스크가 배치됨으로써 연결 트랙들이 단부에서 불활성 재료로 코팅되지 않아 접합된 와이어 연결부가 수평의 선형 어레이로 절단된 후 만들어질 수 있다.
대응하는 장방형의 덮개 웨이퍼(112)가 제 4 도에 도시되어 있다. 덮개 웨이퍼는 치수적으로 중요한 웨이퍼 처리 단계에서 대응하는 위치 고정 핀들에 대해 덮개 웨이퍼를 배치하는데 사용되는 직선의 모서리부(142,144)에 의한 주변부에 접합된다. 예를들어 웨이퍼 모서리부가 지그 내에 구비된 위치 고정핀에 대해 가압될 때, 지그내에 치수적으로 결정된 관념상의 수평 및 수직선들이 겹쳐져서 덮개 요소(12)를 각각 포함하는 14 × 14 의 영역으로 된 장방형 어레이들로 웨이퍼를 분할하도록 한다. 수평 및 수직 분할선들은 수평 및 수직 쇄선(146, 148)들로 제 4 도에 예시된다.
통상적으로, 덮개 웨이퍼(112)는 베이스 웨이퍼(110)와 유사하나 보다 더 얇은 재료로 된 PZT 웨이퍼이거나, 붕규산염 유리 또는 코르디에라이트(cordierite) 또는 알루미나 같은 낮은 열팽창 계수의 유리 - 세라믹 또는 열팽창 계수가 베이스 웨이퍼의 것과 일치하는 어떤 다른 물질의 웨이퍼로 될 수 있다. 우선, 덮개 웨이퍼는 랩(lap)가공되거나 다른 수단으로 평탄화 된다.
그후 덮개 웨이퍼는 레이저 비임이 특정 치수에 대응하게 조종되는 레이저 절단기 같은 처리 설비를 사용하여 절단된다. 이 공정은 웨이퍼를 지그의 위치 고정 핀에 대하여 웨이퍼 모서리부(142,144)를 배치하여 수행된다. 밀링에 의한 초음파 기계가공 같은 기계 가공 또한 채택될 수 있다. 이 기술은 예를 들어 붕소탄화물의 연마재에서 경화된 공구의 초음파 진동을 수반한다. 지그에 의해 제공되는 좌표에서 수직 및 수평 어레이 및 수평 슬로트(128)에 정렬된 개구부(132)를 형성하도록 웨이퍼가 절단된다. 슬로트와 개구부(132)의 간격과 기능은 후술된다. 덮개의 수직 단면이 제 5 도에 예시되어 있다.
덮개에 개구부를 형성한 후, 베이스 요소 벽의 상부는 접착 재료로 코팅되고 덮개 요소는 베이스 요소와 접착시키기 위해 정렬되고 접촉된다.
계류중인 국제 출원 PCT/GB94/01747 에 개시된 접착 공정 또한 웨이퍼 스케일에 적용하기 알맞다.
롤러에 구비된 딤플(dimple)의 깊이에 의해 조정되는 도포율로 접착제가 오프셋 롤러를 이용하여 도포될 수 있다. 이로써 웨이퍼를 가로질러 여러 위치에 여러 다른 두께로 상기 접착제 또는 다른 조성의 접착제를 도포하게 되는 장점이 있다. 예를들어, 에폭시 재료로 된 상대적으로 얇은 층이 작동기 벽(20)들의 상면에 도포되고, 비교적 두꺼운, 통상적으로 실리카가 포함된 에폭시재료의 층은 트랙(28)이 형성되는 얕은 홈(25)상에 도포된다. 특정한 접착제 조성물 또는 접착제 깊이에 따라 다른 롤러를 사용하는 것이 편리하다. 각 롤러는, 롤러가 웨이퍼상의 특정 부분에 대응하여 유효하게 사용될 수 있는 딤플이 형성된 영역들과 다른 영역들에는 홈이 형성되어 있다. 접착제는 베이스 웨이퍼와 덮개 웨이퍼만 각각 도포하거나, 또는 베이스와 덮개 웨이퍼 모두에 도포될 수 있다.
트랙(28)용 장소를 형성하는 얕은 홈(26)들에 놓인 접착제의 두꺼운 층은 시일재의 역할을 한다. 실리카가 첨가된 에폭시는 접착제 점성을 강화시켜서 접착제가 외부로 흘러 후속적인 와이어 접착을 방해하게 되는 경향을 줄인다. 그럼에도 불구하고 덮개 웨이퍼의 경계를 넘어 트랙을 따라 접착제가 이동하는 문제는 트랙의 외부 지역에 낮은 표면 에너지를 갖는 차단제를 바름으로써 방지될 수 있다. 차단제를 도포하는 것은 롤러를 사용하여 상기한 바와같이 접착제의 도포와 유사하게 행해질 수 있고 물을 베이스로 하는 차단제의 제거는 탈 이온수에 담금으로써 이루어질 수 있다.
접합중 모서리부(102, 104)에 의한 베이스 웨이퍼(110) 및 모서리부(142,144)에 의한 덮개 웨이퍼(112)의 정렬은 위치 고정 핀에 대해 접착 지그에서 이루어진다. 이 수단에 의해 베이스 웨이퍼에서 분리된 베이스 요소들로 분할하는 개념적 분할선(106,108)은 덮개 웨이퍼에서 분리된 덮개 요소들로 분할하는 분할선(146,148)과 정렬된다. 접합 공정은 전형적으로 5 MPa 인 압력에 의해 요소를 함께 가압하는 것을 포함하며, 이로써 웨이퍼의 평탄화된 면들 사이에 접착 재료가 유동하게 되고 면들이 접촉하게 된다. 그 후 프레스가 가열되어 접착 재료가 다시 흐르게 되고 경화되어 14 x 14 개의 접합된 프린트헤드 요소(135)들의 장방형 어레이를 형성하게 된다. 한 변형예에서, 프레스 판들은 웨이퍼와 접촉되기 전에 가열된다. 이렇게 함으로써 웨이퍼와 접촉하는 동안 깨지거나 달리 손상을 유발하는 프레스 판들의 열 팽창 위험을 없앤다.
균일한 접합 두께가 전체 웨이퍼에 걸쳐 유지되게 하기 위해, 하나의 프레스 판은 단단한 것으로 하고 다른 프레스 판은 어느 정도의 탄성을 갖는 것으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이것은 예를 들어 탄성 중합체 패드를 사용함으로써 달성될 수 있다. 균일한 접합 두께를 갖는데 필요한 탄성 변형 정도는 통상적으로 20 마이크론 정도이다. 5 MPa 에서 20 마이크론 변형되는, 딤플 구조를 갖는 탄성 중합체 패드가 평탄한 패드 보다 좋다.
접합 재료를 바르고 웨이퍼의 프린트헤드 요소들을 누르고 가열함으로써 프린트헤드 요소들이 접합되는 상기 공정은, 많은 수의 프린트헤드 요소들이 한번에 처리되므로 프린트헤드 요소들을 한번에 하나씩 접합시킬 때 보다 접합 사이클을완료하기 위해 보다 긴 시간이 필요하다. 이와같이 보다 긴 접합 사이클 시간은 낮은 접착 경화 온도를 사용할 수 있게 한다. 이렇게 함으로써 경화 사이클을 시작하여 수행하도록 선택된 최고 온도를 제한하고 접착제의 완전한 중합 반응이 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 보다 낮은 접합 경화 온도 또한 열 팽창 계수의 불일치 문제를 감소시켜 덮개를 위해 사용가능한 재료의 범위를 증가시킨다.
위치 고정 핀과 웨이퍼 조립체가 접촉된 상태로 유지되게 함으로써 베이스 및 덮개 웨이퍼들의 잉여부분은 위치 고정 핀으로 부터 먼 수직 모서리부를 따라 제거된다. 이렇게 함으로써 베이스 웨이퍼에서 절단된 홈과 평행하게 - 그리고 정확히 맞춰져 - 연장된 전술한 데이타 모서리부 또는 형성부가 생성된다. 필요에 따라, 이 단계에서 웨이퍼들의 잉여부분은 위치 고정 핀에서 먼 수평 모서리부로 부터 제거되어 보조 수평 데이터 모서리부가 형성된다.
제 7 도에 도시된 것처럼, 개구부(132)는 각 프린트헤드 요소의 채널(22)들로 잉크를 공급하도록 잉크 공급 매니폴드용 구멍을 제공한다. 필요에 따라, 하나의 프린트 헤드 요소에 하나 이상의 개구부가 있게 된다. 또한, 덮개에서 두께의 절반이 제거된 상태의 슬로트(128)가 연결 트랙(28)용 장소(26)를 잇게하는데 각 프린트 헤드 요소의 채널(22)의 전극(30)은 와이어 접합에 의해 연결된다. 상기 슬로트는 제 18 도에서 처럼 후속 단계에서 분할되어 와이어 접합 전에 연결 트랙을 노출시킨다. 개구부(132)들 사이에서 그리고 수평 분할선에 인접하여 웨이퍼 요소의 채널의 활성 길이를 제어하는 벽에 접합되는 길이 L 의 덮개 요소가 있다. 수평 분할선의 다른 측부상의 덮개는 대칭적으로 위치되어 수직 방향으로 슬로트의 쌍(1과 2, 3과 4, …, 13과 14 )을 분할하는 거리는 2L 이다. 상기 슬로트는 제 2 도를 참조하여 설명된 매니폴드 개구부와 유사한 치수로 되어 있다.
접합된 프린트헤드 요소(136)의 어레이는 또한 제 8 도에서 12 도까지에 예시되어 있다. 이 도면들은 제 8 도에 예시된 단면 ZZ, TT, YY 와 SS 상의 요소(136)의 수평 선형 어레이의 단면도이다. 제 9 도에 도시된 단면 ZZ 는 개구부(132)의 단면이다. 제 10 도에 도시된 단면 TT 는 채널 단면을 도시한다. 제 11 도에 도시된 단면 YY 는 잉크 채널의 절단된 단부에 접합된 노즐 판에서 볼 수 있는 프린트헤드 요소의 단면도이다. 제 12 도에 도시된 단면 SS 는 덮개의 슬로트(128)와 베이스 웨이퍼(110)를 도시하는 연결 트랙(28)의 단면이다.
접합후, 접합된 프린트헤드 요소들의 장방형 어레이는, 통상적으로 다이아몬드가 구비된 절단 톱에 의해 수직 분할선에서 측방으로 결합된 14 개의 접합된 프린트헤드 요소들을 각각 포함하는 14 개의 선형 어레이들을 형성하도록 수평 분할선을 따라 분할된다. 한 세트의 다른 분할선은 슬로트(128)를 통해 절단되어 전기적 연결을 위한 연결 트랙(28)에 어느 한 측부에서도 접근하게 한다. 다른 세트의 분할 선은 그 일측에서 프린트헤드 요소의 채널들의 개방된 단부를 통해 단면(34)을 형성하며, 채널들의 길이는 단면으로부터 개구부(32) 까지의 길이 L 이다. 상기 단부에서 단면의 질은 계류중인 국제 특허 출원 PCT/GB94/01747 에 표시된 것처럼 접합에 의해 노즐을 형성하기 위해 적절히 평탄화된다. 다이아몬드가 구비된 절단 톱에서의 모서리부 마모에 의한 이 단면의 평탄화에 대한 영향을 감소시키기 위해, 상기 절단톱은 접합된 웨이퍼를 통해 상당한 거리 만큼 돌출되게 배열되는 것이 바람직하다.
접합된 웨이퍼는, 수평 분할선을 형성하도록 웨이퍼 모서리부에서의 경우와 유사하게 위치된 세개의 위치 고정 핀에 의해 웨이퍼 분할 공정중 절단 작업용 지그내에 위치되어 상기 수평 분할선을 따라 접합된 웨이퍼가 분할된다.
이런 방법으로, 채널과 수평 분할선이 정렬된다. 다른 방법으로, 필요하다면, 그러한 정렬은 수평 및 수직 테이타 모서리부를 사용하여 이뤄질 수 있다.
덮개 웨이퍼의 접합후에만 채널 벽을 통해 가로로 절단된다는 사실은 벽이 부서지거나 손상되는 것이 훨씬 감소된다는 것을 의미한다.
제 3 도에서 12 도까지 참조한 설명은 14 × 14 개 어레이 부분들을 포함하는 웨이퍼, 덮개 및 접합된 프리트헤드 요소들의 장방형 어레이에 관한 것이지만, 이러한 수는 예시만을 위한 것이고 보다 작거나 큰 웨이퍼가 사용될 수 있다. 그러나, 프린트헤드 요소의 짝수의 선형 어레이가 채용되고 대향된 쌍의 요소가 수직 방향으로 배향되도록 수직의 웨이퍼 치수가 선택되는 것이 바람직하다. 제품 설계에 따라 수직 방향으로의 요소 치수가 변할 수 있다.
높은 공명 주파수에서 동작할 때 잉크 방울이 적다면 보다 크거나 또는 작은 방울을 만들기 위해 수직 방향으로 치수가 커지게 된다. 이러한 변화가 이루어질때, 웨이퍼에서 일직선의 요소들이 수직 방향으로 많거나 적은 수가 형성될 수 있다.
또한, 요소가 1/6 에서 1/10 인치( 4 - 2.5 mm )의 폭을 갖는 프린트헤드로 설명되었으나, 예를들어 프린트 헤드가 인쇄 밀도를 증가시키도록 또는 넓은 폭으로 인쇄하도록 경사지게 장착될 수 있다. 프린트헤드 요소의 폭은 그 한계가 웨이퍼 폭에 의해 선형 어레이의 하나의 프린트헤드 요소로 제한된다. 그러나 여러개의 요소들이, 계류중인 특허출원 W0/91/1705l 에 개시된 것처럼 함께 연접되어 하나의 웨이퍼보다 넓은 연접된 요소의 어레이를 형성하도록 공동의 덮개 요소에 접합된다.
접합된 프린트헤드 요소의 장방형 어레이를 분할하는 단계는 접합된 요소의 장방형 어레이에서 수행되는 최종 공정 단계이다. n 개의 프린트헤드 요소의 선형 어레이를 형성한 후, 선형의 처리 단계가 순차적으로 이루어진다. 각각의 선형 어레이는 이러한 선형의 처리 단계를 위해 알맞은 지그에 장착하는 것을 필요로 하지만, 물론 지그 적재 및 하역 동작의 수에 있어서 종래와 비교하여 n 배 감소된다. 중요하게는, 웨이퍼 홈 절단 작동에서 도출되는 각 어레이에 데이타 모서리부를 유지하는 함으로써 정렬 작업이 상당히 간단해진다. 그리하여 홈과 잉크 채널 위치의 정렬에 필요한 각각의 선형 처리단계는 선형 어레이의 단부에서 데이타 모서리부로 간단히 배향될 수 있다.
인쇄의 질을 유지하는데 가장 중요한 처리 단계중 하나는 노즐 형성이다. 노즐 형성은 노즐 판을 프린트헤드에 접합한 후, 예를들어 US-A-5189437(EP-B-0309146)에 기술된 것 같이 레이저 천공에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 특징에 따라, 연장된 노즐판은 선형 어레이의 전체 길이를 따라 접합된다. 노즐 판이 접합된 베이스/덮개 웨이퍼 조립체의 절단 표면에 접한다는 사실은 필요한 평면 표면이 최소의 부가적 처리에 의해 얻어질 수 있다는것을 의미한다. 노즐 판이 제 위치에 접착됨에 따라 바람작하게는 계류중인 국제특허출원 PCT/GB94/02341 에 개시된 기술을 사용하여 노즐이 레이저 천공에 의해 형성된다. 이점에 관해서 EP-A-0 309 146 과 PCT/GB93/0025O 을 참조하면 된다. 새로 형성된 노즐과 채널( 이 단계에서 쉽게 보이지 않음 )의 을바른 정렬은 스트립의 한 단부에서 데이타 모서리부를 참조하여 레이저 천공 설비에 프린트헤드 요소의 스트립을 위치시킴으로써 이루어진다.
통상적인 노즐 구멍 크기는 잉크 채널로 부터 입자를 방출하는데 큰 주의가 필요한 정도이다. 작동하는 프리트헤드에서는, 이 조건이 잉크 매니폴드 위에 위치한 필터에 의해 유지된다. 그러나, 제조 공정에서 어떤 입자 찌꺼기도 노즐 판과 필터가 추가된후 잉크 채널에 남아있지 않게 하는 것이 또한 필요하다. 본 발명에 따른 장치에서, 개구부(132)에 구비되는 잉크 매니폴드위에 필터를 추가하는 것은 선형 처리시 필수적으로 제 1 단계에서 가능하게 된다. 그 후, 필터를 통해 전방으로 모든 채널의 수준을 맞추고 어떤 입자 찌거기도 필터와 노즐 판 사이에 끼어있지 않게 하면서 노즐 판을 제 위치에 고정하는 것이 가능하다.
노즐 형성후, 각 요소내의 홈의 후방 부분상의 트랙(28)과 전기적 연결이 이루어진다. 선형 처리는, 와이어 접합 또는 납땜으로 하거나 또는 땜납 범프(bump) 공정의 형태로 트랙(18)에 칩을 가함으로써 이루어진다. 와이어 접합 같은 작업에서, 많은 프린트헤드 요소들 위로 뻗어있게 선형 어레이 내의 모든 채널을 정확히 맞추게되면 상당한 효율이 달성된다. 데이타 모서리부와 맞춰지게 되면, 전체 어레이 위로의 와이어 접착이 빨리 진행된다.
전기적 연결후 전압 신호가 프린트헤드에 가해져 프린트헤드의 완전성을 검사한다.
프린트헤드에 잉크( 또는 다른 시험액 )가 없이 또는 있게 된 채로 프린트헤드의 완전성을 시험하기 위해 실시되는 상당히 많은 수의 시험이 있다. 벽 작동기 각각의 기계적 공진 주파수에서 임피던스 또는 위상과 벽 작동기의 용량 시험이 잉크액이 없는 전기적 시험에 포함된다. 잉크가 수용된 상태에서 전기적 시험을 하는 경우, 시험은 잉크 채널내 잉크의 음향 공진과 불활성 재료의 증착 및 잉크 전극의 전도성을 포함한다. 경험에 의하면 각각의 시험은 생산시 일어나는 하나 또는 그 이상의 특정한 형태의 결함의 존재를 밝힐 수 있다. 그러므로 전기적 시험은 귀중한 공정 변수 제어를 할 수 있게 한다. 전기적 시험은 선형 처리 단계와 유사하다.
선형 어레이에서의 시험은 다른 형태로 될 수 있다. 그리하여 전기 단자가 구동 회로로 연결되면 시험시 " 실제 " 또는 시험 인쇄시 노즐로부터 잉크 또는 시험액이 실제로 분출된다.
선형 처리 단계가 완료된 후, 선형 어레이는 각각의 어레이로 분할되어 n 개의 프린트헤드 요소를 제공한다. 채널과 최종 요소의 적절한 모서리부 사이의 평행성이 보장되도륵 분할 단계에서 데이타 모서리부와 정렬되는 것이 바람직하다. 선형 어레이를 위해 적절히 형성된 지그를 사용하면, 지그가 후속적인 선형 처리 단계에 필요한 정확한 정렬을 유지하면서 전단계로서 어레이를 분할할 수 있다. 선형 어레이가 데이타 형성부와 정렬되는 - 그리하여 채널과 정렬되는 - 위치에서 분할됨에 따라 각 프린트헤드 요소가 노즐과 정렬된 외부 데이타부를 확보하게 되어 편리하다. 이렇게 되면 서로에 관해 또는 캐리어 또는 프린터의 다른 요소에 관해 프린트헤드 요소를 간단히 위치시킬 수 있다.
본 실시예가 특정 구조와 그에 따른 특정 처리 단계에 집중되어 설명되었지만 본 발명은 다양한 다른 웨이퍼 처리 단계 및 다른 선형 어레이 처리 단계로 잉크 젯 프린트헤드 요소를 제조하는 방법에 광범위하게 적용될 수 있다.
대체로 같은 영역의 단일 베이스 웨이퍼에 접합되는 단일의 덮개 웨이퍼에 대해 예가 주어졌지만 이를 응용하여 다수의 베이스 웨이퍼를 단일 덮개 웨이퍼에 접합하는 것이 편리하다. 또한, 덜 유용하지만 다중 덮개 웨이퍼가 단일 베이스 웨이퍼에 접합될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 가르침이 또한 적용될 수 있는 다른 프린트헤드 구조를 설명한다.
제 14 도에는 제 6 도에 따른 도면의 수직 분할선(108)을 따라 단면으로 된 베이스 웨이퍼 요소(210)의 다른 형태가 도시되어 있다. 이 형태에서, 지지하고 랩가공한 후, 베이스 웨이퍼 요소(210)는 다수의 처리 단계를 거치는데, 첫째는 베이스 요소(10)의 후방 부분에 대응하는 영역내의 웨이퍼 폭을 가로질러 수평으로 트렌치(211)를 절단하는 것이다. 요소가 수평 분할선(106)의 어느 한 쪽 측부에 배열되므로, 트렌치는 배면 대 배면 요소의 연결 트랙과 두 잉크 채널로 액체 잉크를 공급하는 공급 매니폴드를 수용하도록 하는 폭을 갖게 절단된다. 트랜치(211)들 사이에 충분한 웨이퍼 재료가 남아있어 전방 부분 내의 홈(220)은 다른 요소 쌍사이의 수평 분할선(106)의 어느 한 쪽 측부에 면 대 면으로 놓인 요소 쌍 사이에 연속적으로 잉크 채널을 제공하도록 형성된다.
베이스 웨이퍼 요소(210)내에 트렌치(211)를 형성한 후, 중합체 필름(US-A-5185055 또는 EP-B-0397441 에서와 같은 )이 베이스 요소에 가해지고 후방 부분내의 트렌치(211)와 전방 부분에 접합된다. 그 후 홈(220)는, 대향된 압전 작동기 벽(24)에 의해 분리되는 각각의 베이스 요소(10)의 전방 부분내에 잉크 채널(22)을 제공하는 웨이퍼에 형성된다. 홈은 또한 잉크 채널(22)과 정렬되는 연결 트랙(28)을 제공하도록 후방 부분내에 상대적으로 얕은 홈을 형성하는 후방 부분내의 트렌치(211)내의 필름을 침투한다.
이전 실시예에서 처럼, 홈은 수직 방향으로 웨이퍼(210)의 길이를 따라 연속적이고 절단기가 한번 통과할때 마다 형성된다. 주목할 바로는 이 요소는 지역이 제 6 도에 예시된 지역과 비교할때 길이가 감소되는데, 이는 절단기 반경으로 인해 형성된 돌출부가 없기 때문이라는 것이다.
전술한 바와같이 홈을 형성하고, 세척한후 전극 금속은 연결 트랙(28)과 작동기 벽(24)의 측부상에 전극을 형성하도륵 전술한 바와같이 증착된다. 그 후 중합체 필름이 제거되어 전극 금속을 벽 상부로 부터 들어올린다. 다음에 불활성 층이 홈의 베이스와 측부 및 벽의 상부를 덮는 웨이퍼 위로 증착되어 활성 전극 요소로 부터 잉크 채널내 잉크를 격리시키도록 전극을 코팅한다.
이러한 단계에서 국부적인 마스크가 전에 표시한 것처럼 수평 분할선 지역에 위치된다.
상응하는 덮개 웨이퍼(212)가 수직 분할선(146)을 따라 단면으로 제 13 도에도시되어 있다. 덮개 웨이퍼는 덮개(112)를 참조하여 이전에 표시된 재료로 부터 선택되며 밀링에 의해 기계가공되어 각 트렌치에 상응하는 지역내의 한 쌍의 벽의 형태로 잉크 매니폴드의 후방 벽(233)을 제공한다. 이 벽은 베이스 웨이퍼 내의 작동기 벽의 높이와 같은 거리만큼 덮개의 내측 면으로 부터 연장되고 수평 방향으로 덮개의 전체 길이로 연장된다.
덮개 웨이퍼(212)와 베이스 웨이퍼(210)를 형성한 후, 요소는, 매니폴드 후방 벽(233)의 상부와 작동기 벽(24)의 상부에 접착제 접합층으로 덮여진 후 접착된 프린트헤드 요소(236)의 어레이를 경화한후 형성되도록 전술한 바와같이 접합 지그 내에서 정렬, 접합 및 함께 눌려진다. 접합된 요소는 제 15 도에 예시되어 있다.
접합후, 프린트헤드 요소의 선형 어레이를 형성하도록 수평 분할선(206,246)을 따라 어레이(236)가 분할된다. 분할도중 덮개는 또한 연결 트랙에 접근하기 위한 매니폴드의 후방 벽(233)사이의 슬로트(228)의 지역에서 절단된다. 이러한 설계에서, 잉크에 대한 접근은, 덮개 내에 형성된 개구부(132)을 통한 선형 요소(136)의 어레이에서 처럼이 아니라 매니폴드의 후방 벽과 작동기 벽 사이의 매니폴드 각각의 단부로 부터 잉크를 공급함으로써 이루어진다. 그러나, 필요할때 잉크에 대한 접근을 증가시키도록 덮개 부분에서 개구부가 절단되는것 또한 명백하다.
제 13 도에서 15 도 까지를 참조하여 기술된 구조가 전술된 방법을 사용하여 제조되는 장점을 가지지만 다른 방법으로 만들어질 수 있다. 실제로, 압전 재료에서 길이 치수를 주로 줄이게하는 이 구조가 제공하는 장점은 처리 단계가 정해지는 방법에 좌우되지 않는다. 압전 재료 절약은 채널의 활성 길이가 감소하므로 상대적으로 보다 중요한 것으로 예견될 수 있다. 그리하여, 잉크 도관을 구비하도록 채널에 수직한 트렌치를 사용하면 짧은 채널로 높은 주파수에서 작동하는 프린트헤드 설계에는 상당한 이점이 된다.
본 발명은 예로서만 기술된 것이고 다양한 수정이 발명의 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다.
홈의 작동과 같은 작동( 또는 베이스 웨이퍼의 같은 위치를 보존하는 독립된 작동 )에서 생성된 데이타 형성부의 이점은 이미 기술되었다. 선형 어레이로 분할한후 단일 데이타 형성부는 각 어레이내의 데이타 형성부의 한 부분을 제공할 수 있다. 이 부분은 노즐 형성같은 선형 처리중 정확히 맞추기 위해 제공된다. 원한다면, 복수의 데이타 형성부가 구비될 수 있다 ; 한 예에서, 충분한 수가 각각의 프린트헤드 요소에 정확한 데이타를 주도록 제공된다. 이런 방법으로, 맞추기의 확실히 체인은 베이스 웨이퍼로 부터 개별적 프린트헤드 요소까지 이루어질 수 있다.

Claims (60)

  1. 접합된 프린트헤드 요소의 장방형 어레이를 형성하도록 웨이퍼 상에서의 표면 영역 처리 단계, 선형 어레이에 적어도 두개의 접합된 프린트헤드 요소를 각각 포함하는 스트립을 형성 하도록 상기 장방형 어레이를 분할하는 단계, 및 각 채널용 노즐을 형성하는 것을 포함하여 접합된 프린트헤드 요소의 복수의 상기 선형 어레이들을 선형 처리하는 단계들을 포함하여 구성되는 미리 설정된 수의 액상 잉크 방울 배출용 채널들을 각각 갖는 펄스화된 잉크방울 부착용 프린트헤드 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 선형 처리 단계는 채널들과 전기적 단자들을 연결하는 단계를 더 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐 형성 단계는 스트립의 각각의 채널용 노즐을 형성하도륵 노즐 플레이트를 각각의 스트립에 접합하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리 단계는 베이스 웨이퍼를 배치시키는 단계, 베이스 웨이퍼에 홈들을 형성하는 단계 및 각각의 홈들의 적어도 일부분을 폐쇄하여 잉크 방울 부착용 채널들을 형성하도록 베이스 웨이퍼에 커버 웨이퍼를 접합하는 단계를 포함하여 구성되는 프린트헤드 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스 웨이퍼를 배치시키는 단계는 모서리 부분의 정렬을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  6. 각각의 노즐들에서 종결되는 길이 L의 평행한 잉크 채널들을 N개 갖는 잉크 젯 프린트헤드 요소에 있어서, 베이스 웨이퍼를 제공하는 단계, m 과 n 이 1 보다 큰 정수로서 m x L 을 넘는 길이의 n x N 개의 평행한 홈들을 형성하도록 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계, 채널을 형성하도록 상기 홈 형성부의 일부분을 폐쇄하는 덮개를 상기 베이스 웨이퍼 위에 일체형의 웨이퍼 조립체 형태로 제공하는 단계, m개의 스트립을 형성하도록 상기 홈 형성부에 직각의 평행한 제 1 분할선들을 따라 분할하고 상기 각각의 스트립들에서 n 개의 프린트헤드 요소를 형성하도록 상기 홈 형성부에 평행한 제 2 분할선들을 따라 상기 웨이퍼 조립체를 분할하는 단계, 및 노즐들을 형성하도록 제 1 분할선의 위치에서 상기 노즐판을 상기 스트립들 각각에 가하는 단계를 포함하여 구성되는 잉크 젯 프린트헤드 요소 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 공통의 덮개가 일체로 된 웨이퍼 조립체로 복수의 베이스 웨이퍼에 접합되는 프린트헤드 요소 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 홈들을 형성하는데 사용된 베이스 웨이퍼의 같은 영역에 데이터 라인을 형성하는 적어도 하나의 데이터 형성부를 형성하는 단계를 더포함하며, 상기 분할 단계는 각각의 스트립이 채널들과 정렬되게 데이터 형성부의 부분을 포함하도록 데이터 라인들에 직각으로 스트립들을 형성하는 프린트헤드 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 웨이퍼상에 공통의 데이터 선을 제공하는 단일의 데이터 형성부가 제공되는 프린트헤드 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 스트립들을 가로질러 각각 연장된 평행한 데이터 선들을 제공하는 복수의 데이터 형성부들이 제공된 프린트헤드 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 데이터 형성부는 상기 홈들에 평행한 절단된 모서리부를 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 데이터 형성부는 후속적인 절단 작업을 위한 취약화된 선을 형성하도록 상기 홈들에 평행한 슬로트(slot)를 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 각각의 선형 어레이는 상기 데이터 형성부와 정렬되는 위치들에서 프린트헤드 요소들로 분할되는 프린트헤드 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 홈 형성부들과 데이터 형성부는 단일의 공정에서 형성되는 프린트헤드 제조방법.
  15. 제 4 항에 있어서, 상기 홈 형성부들은 재료의 제거에 의해 형성되는 프린트헤드 제조방법.
  16. 제 4 항에 있어서, 각각의 홈 형성부는 그 길이를 따라 주기적으로 깊이가 변하도록 형성된 프린트헤드 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 홈 형성부의 깊이 변화 주기는 2/m 인 프린트헤드 제조방법.
  18. 제 6 항에 있어서, 홈 형성부들을 형성하도록 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계는 베이스 요소의 대향된 쌍들을 형성하도록 수평의 분할선들의 어느 일측에 대칭으로 웨이퍼에 홈들을 형성하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  19. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스 웨이퍼는 압전재료를 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  20. 제 6 항에 있어서, 베이스 웨이퍼는 압전재료를 포함하며, 베이스 웨이퍼를처리하는 단계는 인접한 홈 형성부들 사이에 형성된 벽들에 자장 인가를 위해 전극들을 제공하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 전극들은 부착공정에서 제공되는 프린트헤드 제조방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 벽들은 전단 모드로 이동가능한 프린트헤드 제조방법.
  23. 제 7 항에 있어서, 덮개는 일체화된 웨이퍼 조립체를 형성하도록 베이스 웨이퍼에 접착제로 접합되는 프린트헤드 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 접착제는 웨이퍼 조립체를 가로질러 변화되게 베이스 웨이퍼와 커버의 대향 표면들 모두 또는 어느 한 표면에 도포되는 프린트헤드 제조방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 도포된 접착제의 두께는 웨이퍼 조립체를 가로질러 변화되는 프린트헤드 제조방법.
  26. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 접착제의 도포는 웨이퍼 조립체를가로질러 변화되는 프린트헤드 제조방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 접착제의 퍼짐을 제한하도록 베이스 웨이퍼에 차단재가 도포되는 프린트헤드 제조방법.
  28. 제 4 항에 있어서, 베이스와 커버 웨이퍼들을 접합하는 단계는 열과 압력을 이용하여 수행되는 프린트헤드 제조방법.
  29. 제 7 항에 있어서, 표면 형성부는 웨이퍼 조립체의 조립전에 커버에 형성되는 프린트헤드 제조방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 표면 형성부는 각각의 접합된 헤드 또는 프린트헤드 요소용으로 헤드 요소의 채널에의 잉크 공급 매니폴드로서 기능을 하는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 표면 형성부는 베이스 웨이퍼를 향하여 절단된 영역들을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 절단된 영역들은 베이스 웨이퍼에의 접근을 위하여 베이스 웨이퍼와 커버의 조립후에 제거되는 프린트헤드 제조방법.
  33. 제 6 항에 있어서, 웨이퍼 조립체를 평행한 제 1 분할선들을 따라 분할하는 단계는 노즐판 접합용 평탄한 평면을 제공하는 프린트헤드 제조방법.
  34. 제 3 항에 있어서, 노즐들은 노즐판의 접합후에 노즐판에 형성되는 프린트헤드 제조방법.
  35. 제 6 항에 있어서, 스트립을 프린트헤드 요소들로 분할하기 전에 각각의 스트립의 채널들에 전기적 연결부가 형성되는 프린트헤드 제조방법.
  36. 제 8 항에 있어서, 프린트헤드 요소의 채널들과 정밀하게 정렬된 적어도 하나의 외부 표면 데이터를 각각의 프린트헤드 요소에 제공하도록 데이터 형성부와 일치되는 위치들에서 각각의 스트립을 프린트헤드 요소들로 분할하는 프린트헤드 제조방법.
  37. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립들 각각은 프린트헤드 요소들로의 스트립의 분할전에 시험공정을 거치는 프린트헤드 제조방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 시험공정은 스트립과 접촉되는 탐침 접촉부를 형성하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  39. 제 8 항에 있어서, 상기 스트립 각각은 프린트헤드 요소 내부로 스트립을 구획하기전에 시험공정을 수행하며, 상기 시험 공정은 상기 데이터 형성부와 일치되는 위치에 스트립과 탐침 접촉하는 단계를 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  40. 제 37 항에 있어서, 상기 시험 공정은 스트립들의 공진 특성을 측정하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 시험 공정은 인저반 홈 형성부들 사이에 형성된 벽들의 공진 주파수를 측정하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  42. 제 40 항에 있어서, 상기 시험 공정은 인접한 홈 형성부들 사이에 형성된 벽들의 여러 공진 주파수들을 비교하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 시험 공정은 여러 채널들 사이의 벽들의 공진 주파수를 비교하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  44. 제 42 항에 있어서, 상기 시험공정은 채널들의 길이를 따라 여러 위치들에서 벽들의 공진 주파수를 비교하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  45. 제 6 항에 있어서, 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계는, 프린트헤드 요소에서 프린트헤드의 채널들로 잉크 공급을 위한 트랜치(trench)를 홈 형성부들에 직각으로 연장되게 형성하는 것을 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  46. 제 20 항에 있어서, 상기 처리단계는 상기 채널들중 선택된 채널들을 시험하도록 전극들에 구동수단을 연결하고 전기적 신호를 인가하는 것을 더 포함하는 프린트헤드 제조방법.
  47. 각각의 노즐들에서 종결되는 길이 L의 평행한 잉크 채널들을 N개 갖는 잉크 젯 프린트헤드 요소에 있어서, 베이스 웨이퍼를 제공하는 단계, n 은 정수이고 m 은 1 보다 큰 정수로서 m x L 을 넘는 길이로 n x N 개의 평행한 홈 형성부들을 형성하되 각각의 홈 형성부들의 단면이 거울로 반사된 것과 같이 반전된 홈 부분들의 반복되게 단면의 길이를 따라 변화되는 구조로 베이스 웨이퍼를 처리하는 단계, 채널 벽들에 의해 분리된 채널들을 형성하도록 상기 홈 형성부의 일부분을 폐쇄하는 덮개를 상기 베이스 웨이퍼 위에 일체로 웨이퍼 조립체 형태로 제공하는 단계, m개의 스트립을 형성하도록 상기 홈 형성부에 직각의 평행하며 홈 부분들에 대해 홀수와 짝수로 반복되는 제 1 분할선들을 따라 상기 웨이퍼 조립체를 분할하는 단계, 제 1 홀수 분할선의 위치에서 상기 각각의 스트립들에 노즐을 형성하도록 노즐판을 부착하는 단계, n 이 1보다 큰 경우 n 개의 프린트헤드 요소를 형성하도록 상기 홈 형성부들에 평행한 제 2 분할선들을 따라 각각의 스트립을 분할하는 단계 들웨이퍼조립체를 분할하는 단계를 포함하여 구성되는 잉크 젯 프린트헤드 요소 제조방법.
  48. 제 47 항에 있어서, 각각의 스트립의 끝은 홀수의 제 1 분할선에 의해 한정되는 프린트헤드 요소 제조방법.
  49. 제 47 항에 있어서, 각각의 스트립의 끝은 짝수의 제 1 분할선에 의해 한정되는 프린트헤드 요소 제조방법.
  50. 제 47 항에 있어서, 각각의 홈 부분은 짝수의 제 1 분할선에 인접하여 감소된 벽 높이의 영역을 갖도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 감소된 벽 높이의 영역은 각각의 채널들용의 전기적 단자를 수용하도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  52. 제 50 항에 있어서, 감소된 벽 높이의 영역은 공동의 잉크 공급원으로부터 각각의 채널들로 잉크를 공급하도록 된 프린트헤드 요소 제조방법.
  53. 제 50 항에 있어서, 감소된 벽 높이의 영역은 홈 형성부의 깊이를 국소적으로 감소시킴으로써 형성하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  54. 제 50 항에 있어서, 감소된 벽 높이의 영역은 홈 형성부에 직각으로 연장된 트랜치에 의해 형성하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 트랜치는 경사진 모서리부를 갖도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  56. 제 49 항 내지 제 55 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버가 거울로 반사된 것과 같이 반전된 커버 길이 부분들을 반복하여 상기 홈 부분들에 일치되게 홈 형성부들에 평행한 방향으로 갖도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  57. 제 56 항에 있어서, 각각의 홈 부분은 짝수의 제 1 분할선들에 인접하여 감소된 벽 높이를 갖도록 하고, 각각의 커버 길이 부분은 일체형의 웨이퍼 조립체의 조립후에 제거되는 영역을 짝수의 제 1 분할선들에 인접하여 갖도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  58. 제 57 항에 있어서, 커버의 상기한 영역은 각각 베이스 웨이퍼에 손상을 주지 않고 용이하게 제거하도록 언더컷된 프린트헤드 요소 제조방법.
  59. 제 56 항에 있어서, 각각의 홈 부분은 짝수의 제 1 분할선들에 인접하여 감소된 벽 높이의 영역을 갖도록 하고, 각각의 커버 길이부분은 채널들을 폐쇄시키도록 짝수의 제 1 분할선들에 인접하여 감소된 벽 높이 영역으로 연장된 돌출부를 갖도록 하는 프린트헤드 요소 제조방법.
  60. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립들을 형성하는 장방형의 어레이를 분할하는 단계는 채널들에 직각으로 상기 장방형의 어레이를 분할하는 프린트헤드 요소 제조방법.
KR1019960703610A 1994-01-04 1995-01-03 잉크젯프린트헤드제조 KR100339732B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9400036.1 1994-01-04
GB9400036A GB9400036D0 (en) 1994-01-04 1994-01-04 Manufacture of ink jet printheads
PCT/GB1995/000001 WO1995018717A1 (en) 1994-01-04 1995-01-03 Manufacture of ink jet printheads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100339732B1 true KR100339732B1 (ko) 2002-11-29

Family

ID=10748375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960703610A KR100339732B1 (ko) 1994-01-04 1995-01-03 잉크젯프린트헤드제조

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5842258A (ko)
EP (2) EP1270232B1 (ko)
JP (1) JP3543197B2 (ko)
KR (1) KR100339732B1 (ko)
DE (2) DE69535609T2 (ko)
GB (1) GB9400036D0 (ko)
HK (1) HK1003083A1 (ko)
SG (1) SG83631A1 (ko)
WO (1) WO1995018717A1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9622177D0 (en) 1996-10-24 1996-12-18 Xaar Ltd Passivation of ink jet print heads
US6402823B1 (en) 2000-01-07 2002-06-11 Ferro Corporation Individual inks and an ink set for use in the color ink jet printing of glazed ceramic tiles and surfaces
JP2001322284A (ja) * 2000-05-15 2001-11-20 Konica Corp インクジェットヘッドの製造方法
IT1320381B1 (it) * 2000-05-29 2003-11-26 Olivetti Lexikon Spa Metodo per la fabbricazione di una testina di eiezione di gocce diliquido particolarmente adatta per operare con liquidi chimicamente
US6890065B1 (en) 2000-07-25 2005-05-10 Lexmark International, Inc. Heater chip for an inkjet printhead
US6675476B2 (en) * 2000-12-05 2004-01-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Slotted substrates and techniques for forming same
US8251471B2 (en) * 2003-08-18 2012-08-28 Fujifilm Dimatix, Inc. Individual jet voltage trimming circuitry
EP1564001B1 (en) * 2004-02-12 2009-11-04 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet head manufacturing method
US8085428B2 (en) 2004-10-15 2011-12-27 Fujifilm Dimatix, Inc. Print systems and techniques
US8068245B2 (en) 2004-10-15 2011-11-29 Fujifilm Dimatix, Inc. Printing device communication protocol
US7911625B2 (en) 2004-10-15 2011-03-22 Fujifilm Dimatrix, Inc. Printing system software architecture
US7907298B2 (en) 2004-10-15 2011-03-15 Fujifilm Dimatix, Inc. Data pump for printing
US7722147B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-25 Fujifilm Dimatix, Inc. Printing system architecture
US8199342B2 (en) 2004-10-29 2012-06-12 Fujifilm Dimatix, Inc. Tailoring image data packets to properties of print heads
US7234788B2 (en) * 2004-11-03 2007-06-26 Dimatix, Inc. Individual voltage trimming with waveforms
US7556327B2 (en) * 2004-11-05 2009-07-07 Fujifilm Dimatix, Inc. Charge leakage prevention for inkjet printing
DE602006014051D1 (de) * 2005-04-28 2010-06-17 Brother Ind Ltd Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors
JP2008062568A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドのアライメント治具及びアライメント装置
US20080250583A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Carl Green Motor-powered toothbrush with improved brushing action
JP5354720B2 (ja) * 2008-12-08 2013-11-27 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法
US9059333B1 (en) 2013-12-04 2015-06-16 International Business Machines Corporation Facilitating chip dicing for metal-metal bonding and hybrid wafer bonding
US10632742B2 (en) 2017-02-27 2020-04-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Nozzle sensor evaluation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06316069A (ja) * 1993-05-07 1994-11-15 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4601777A (en) * 1985-04-03 1986-07-22 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead and process therefor
US4612554A (en) 1985-07-29 1986-09-16 Xerox Corporation High density thermal ink jet printhead
US4789425A (en) 1987-08-06 1988-12-06 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead fabricating process
GB8722085D0 (en) 1987-09-19 1987-10-28 Cambridge Consultants Ink jet nozzle manufacture
US5189437A (en) * 1987-09-19 1993-02-23 Xaar Limited Manufacture of nozzles for ink jet printers
GB8824014D0 (en) * 1988-10-13 1988-11-23 Am Int High density multi-channel array electrically pulsed droplet deposition apparatus
CA1329341C (en) * 1988-10-19 1994-05-10 Rosemary Bridget Albinson Method of forming adherent fluorosilane layer on a substrate and ink jet recording head containing such a layer
GB8910961D0 (en) 1989-05-12 1989-06-28 Am Int Method of forming a pattern on a surface
GB9010289D0 (en) 1990-05-08 1990-06-27 Xaar Ltd Drop-on-demand printing apparatus and method of manufacture
US5041190A (en) * 1990-05-16 1991-08-20 Xerox Corporation Method of fabricating channel plates and ink jet printheads containing channel plates
EP0560760B1 (en) * 1990-12-06 1994-08-17 Markpoint Development Ab Drop-on-demand liquid ejector arrangement
JP2744535B2 (ja) * 1991-07-08 1998-04-28 株式会社テック インクジェットプリンタヘッドの製造方法
US5160403A (en) * 1991-08-09 1992-11-03 Xerox Corporation Precision diced aligning surfaces for devices such as ink jet printheads
GB9202434D0 (en) * 1992-02-05 1992-03-18 Xaar Ltd Method of and apparatus for forming nozzles
GB9316605D0 (en) * 1993-08-10 1993-09-29 Xaar Ltd Droplet deposition apparatus and method of manufacture
GB9321786D0 (en) * 1993-10-22 1993-12-15 Xaar Ltd Droplet deposition apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06316069A (ja) * 1993-05-07 1994-11-15 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
EP1270232A3 (en) 2003-12-10
JPH09507182A (ja) 1997-07-22
EP0738212A1 (en) 1996-10-23
DE69530280T2 (de) 2003-12-18
EP1270232B1 (en) 2007-10-03
SG83631A1 (en) 2001-10-16
DE69535609T2 (de) 2008-07-10
DE69530280D1 (de) 2003-05-15
EP1270232A2 (en) 2003-01-02
HK1003083A1 (en) 1998-10-09
WO1995018717A1 (en) 1995-07-13
JP3543197B2 (ja) 2004-07-14
GB9400036D0 (en) 1994-03-02
DE69535609D1 (de) 2007-11-15
EP0738212B1 (en) 2003-04-09
US5842258A (en) 1998-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100339732B1 (ko) 잉크젯프린트헤드제조
US5959643A (en) Modular drop-on-demand printing apparatus method of manufacture thereof, and method of drop-on-demand printing
KR100761893B1 (ko) 미세방울 침전 장치
JP4467860B2 (ja) 小滴堆積装置
US4680595A (en) Impulse ink jet print head and method of making same
JP2909773B2 (ja) 液滴付着装置及びその製造方法
JP2872201B2 (ja) インクジェット式印刷ヘッド及びそのインク通路の形成方法
US6886224B2 (en) Method of making an ink jet printer head
JP2004237626A (ja) インクジェットヘッド及びその製造方法
KR20120113193A (ko) 액체 분사 헤드의 제조 방법
JPH068422A (ja) インクジェットヘッド
JPH0957964A (ja) インクジェットヘッド
JP2002292861A (ja) インクジェット記録ヘッド
JPH09156113A (ja) インクジェット記録ヘッドの製造方法
JPH068429A (ja) インクジェットヘッドおよびその製造方法
JPH0948133A (ja) インクジェットプリンタヘッドの製造方法
JPH0796606A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JPH06255106A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JPH06293134A (ja) インクジェットプリンタヘッド
JP2004291515A (ja) インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2014168892A (ja) 超音波加工装置およびインクジェットヘッドの製造方法
JPH0948132A (ja) インクジェットプリンタヘッドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130502

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140508

Year of fee payment: 13

EXPY Expiration of term