KR20070106002A - 고해상도 잉크젯 프린터 - Google Patents
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Abstract
고해상도 프린터는 약 15 및 75미크론 사이의 거리만큼 인접한 오리피스로부터 이격된 3 내지 20미크론의 직경의 오리피스(401)들을 포함하는 최적화된 특성들을 가지는 프린트헤드를 포함한다. 오리피스 플레이트(511)는 전주 도금되고 약 6 내지 19미크론의 범위의 두께로 도금된다. 배리어 층(515)은 오리피스 플레이트(511)를 프린트헤드 기판(505)에 고정한다.
Description
본 발명은 대체로 고해상도 잉크젯 프린터를 포함하는 부품들에 관한 것이고, 보다 상세하게는 고해상도 프린터용 매체 상에 잉크의 보다 많은 수의 인치당 도트(dpi) 배치를 가능하게 할 수 있는 프린트헤드에 관한 것이다.
간단히 언급하여, 잉크젯 프린터는 프린팅 및 마크들이 배치되는 종이 또는 다른 매체에 근접하여 유지되는 오리피스 플레이트에 다수의 작은 오리피스들을 통하여 작은 체적의 잉크를 분출하는 것에 의하여 작동한다. 이러한 오리피스들은 특정 위치의 매체에 관계하는 선택된 수의 오리피스들로부터 잉크 액적들의 분출이 필요한 문자 또는 이미지의 일부분의 생성이 따르도록 오리피스 플레이트에 일정한 형태로 배열된다. 오리피스 플레이트 또는 잉크 액적들의 또 다른 분출에 뒤이은 매체의 제어된 재위치 선정은 필요한 문자 또는 이미지의 보다 많은 부분들의 생성이 따른다. 또한, 다양한 컬러의 잉크들은 오리피스들의 개별적인 배열들에 결합될 수 있어서, 오리피스들의 엄선된 분사는 매체 상에 다중 컬러의 이미지를 생성하게 된다.
몇 개의 메커니즘들이 프린트헤드로부터 잉크 액적들을 분출하는데 필요한 힘을 생성하도록 채택되어 왔으며, 그중에는 열, 압전 및 정전기 메커니즘들이 있다. 다음의 설명은 열 잉크젯 분출 메커니즘을 참조하여 이루어졌지만, 본 발명은 다른 잉크 분출 메커니즘에 대해 마찬가지로 적용할 수 있다.
종래의 열 잉크젯 프린터에서의 잉크 액적들의 분출은 잉크의 증기상 거품을 생성하도록 잉크 용제의 비등점을 초과하는 온도로 잉크의 급속한 열 가열의 결과이다. 잉크의 이러한 급속한 가열은 전형적으로 개별적으로 어드레스 가능한 히터 레지스터인 잉크 분출기를 통하여 1 내지 3 마이크로초 동안 전기 전류 펄스를 통과시키는 것에 의해 대체로 달성된다. 이와 같이 발생된 열은, 히터 레지스터와 결합되고 대체로 분사 챔버로서 언급되는 봉입된 영역(enclosed area)에서 유지되는 작은 체적의 잉크에 결합된다. 프린트헤드를 위하여, 다수의 히터 레지스터들과, 아마 수백의 관련 분사 챔버들이 있으며, 각각의 분사 챔버는 독특하게 어드레스되고 프린터에 의한 명령으로 잉크를 분출하도록 한다. 히터 레지스터들은 반도체 기판에 증착되고, 반도체 기판 상에 증착된 금속 배선(metalization)에 의해 외부 회로에 전기적으로 접속된다. 아울러, 히터 레지스터들과 금속 배선은 하나 이상의 단단한 비반응성 패시베이션(passivation) 층들에 의하여 화학적 침식(chemical attack) 및 기계적 마모로부터 보호될 수 있다. 기본적인 프린트헤드 구조의 추가의 설명은 1998년 8월에 발간된 휴렛-패커드 저널, 28-31 쪽의 로날드 아스케랜드(Ronald Askeland) 등의 "제 2 세대 열 잉크젯 구조"에서 볼 수 있다. 그러므로, 각 분사 챔버의 경계벽들 중 하나는 반도체 기판(그리고 전형적으로 하나의 분사 레지스터)으로 이루어진다. 하나의 공통 이행에 있어서 반도체 기판과 마주하여 배치되는 유공성(foraminous) 오리피스 플레이트는 분사 챔버의 경계벽들 중 다른 것을 형성한다. 대체로, 이러한 오리피스 플레이트에 있는 각각의 오리피스는 잉크가 오리피스들로부터 직접 분출되는 방식으로 히터 레지스터에 관계하여 배열된다. 잉크 증기가 히터 레지스터에서 핵으로 발생하여 팽창함으로써, 잉크 증기는 잉크의 체적을 변위시키고, 이는 매체 상의 피착을 위하여 오리피스로의 외부로 보다 작은 체적의 잉크를 강요한다. 거품은 그런 다음 붕괴하고, 변위된 체적의 잉크는 분사 챔버의 경계벽들 중 하나에 있는 잉크 공급 채널에 의해 보다 큰 잉크 저장소로부터 계속 공급된다.
잉크젯 프린터의 사용자들은 프린터로부터 인쇄된 출력물에서 보다 미세한 묘사를 원하기 시작하였으며, 매체 상의 잉크 액적 배치의 보다 높은 해상도로 기술이 추진되었다. 해상도를 측정하는 통상의 방식들중 하나는 인치당 도트(dpi)로서 통상 설명되는 인쇄 매체의 선택된 치수에서의 피착된 잉크 도트들의 최대수의 측정이다. 증가된 수의 인치당 도트들의 생성은 보다 작은 잉크 액적들을 요구한다. 보다 작은 잉크 액적들은 각각의 잉크 액적들에 대해 보다 낮은 액적 중량 및 보다 낮은 액적 체적을 의미한다. 낮은 액적 중량의 잉크 액적의 생성은 프린트헤드에 있어서 보다 작은 구조를 요구한다. 그러나, 단지 구조들을 작게 만드는 것은 다양한 구조체들 사이의 복잡한 상호 작용들이 아주 복잡한 프린트헤드의 최적화를 만든다는 사실을 무시하는 것이다. 그러므로, 개선된 해상도가 수용 가능한 처리량 및 비용으로 실현될 수 있도록 최적화가 도달되는 것이 필요하다.
종래에, 열 잉크젯 프린터 프린트헤드를 위한 오리피스 플레이트는 금속 시트의 일측부로부터 다른 측부로의 다수의 작은 구멍들이 천공된 한 장의 금속 시트로 형성된다. 또한 제거 또는 다른 수단에 의하여 구멍들이 생성된 폴리머 시트의 사용이 증가되었다. 금속 오리피스 플레이트 예에 있어서, 제조 공정은 문헌에 잘 기술되어 있다. 예를 들어, 1985년 5월 발간된 휴렛-패커드 저널의 33-37쪽의 게리 엘. 사이웰(Gary L. Siewell) 등의 "오리피스 플레이트의 팅크 젯(Think Jet); 많은 기능을 가지는 부품", 1988년 8월 발간된 휴렛-패커드 저널의 28-31쪽의 로날드 에이. 아스케랜드 등의 "제 2 세대 열 잉크젯 구조"; 및 미국특허 제5,167,776호의 "열 잉크젯 프린트헤드 오리피 및 제조 방법" 참조.
보다 큰 수의 오리피스(보다 높은 dpi)들을 구비한 오리피스 플레이트를 제공하는 것은 직경에 있어서 보다 작고 보다 밀접하게 이격된 오리피스들을 필요로 한다. 그러나, 보다 작은 오리피스 직경 및 보다 밀접한 이격은 보다 얇은 오리피스 플레이트가 따르는 경향이 있다. 미국 특허 제6,402,296호(이 특허는 본 출원인에 양도되었으며 참조에 의해 본원에 통합된다)에 개시된 600dpi의 하나의 종래의 오리피스 플레이트는 약 20-50미크론의 두께를 가진다. 그러나, 20미크론보다 얇은 오리피스 플레이트는 취급에 너무 연약한 심각한 결점이 있어, 제조 환경에서 쉽게 분해되거나 또는 프린트헤드의 열처리에 의해 변형되기 쉽다. 이러한 오리피스 플레이트들은 전형적으로 맨드릴에서 전주 도금(electroforming)에 의해 제조되고, 이어서 보호 금속층으로 도금한다.
따라서, 1200-1400의 dpi 또는 그 이상을 가지는 열 잉크젯 프린터를 위한 오리피스 플레이트를 제공하고, 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이 필요하다.
잉크젯 프린터를 위한 프린트헤드는 그 표면상에 적어도 하나의 잉크 분출기를 포함하는 기판과 기판에 부착된 오리피스 플레이트를 채택하는 것에 의하여 고해상도 인쇄를 제공한다. 오리피스 플레이트는 기판의 표면에 인접한 제 1 표면으로부터 기판의 표면에서 떨어진 제 2 표면으로 기판을 통하여 배치되는 다수의 오리피스들을 가진다. 오리피스 플레이트는 약 6 내지 19미크론의 범위에 있는 두께를 가지며, 다수의 오리피스들 중 적어도 2개의 오리피스들은 제 2 표면에 약 15 내지 75미크론의 거리만큼 이격되는 중심들을 가진다. 각각의 적어도 2개의 오리피스는 제 2 표면에 3미크론 이상의 범위를 가지는 직경을 구비한 오리피스 개구를 가진다.
도 1a는 본 발명을 채택할 수 있는 전형적인 프린터의 사시도,
도 1b는 도 1a의 프린터의 기본적인 작동 요소들을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 프린터에서 채택될 수 있으며 본 발명의 프린트헤드를 이용할 수 있는 다중 컬러 잉크젯 프린터 카트리지를 도시한 도면,
도 3은 3-컬러 그룹들에서 각 그룹에 대해 2개의 선형 열들로 배열되는 다수 의 잉크-방사 오리피스들을 예시하는 다중 컬러 프린트헤드의 평면도,
도 4는 프린트헤드의 잉크 방사 오리피스들의 상호 관계 중 일부를 도시하는 도 3에 도시된 프린트헤드 표면의 확대 평면도,
도 5는 선 A-A를 따라서 취한 도 4의 프린트헤드의 하나의 분사 챔버의 단면도,
도 6은 처리를 위한 오리피스 플레이트의 시트를 지지하도록 사용될 수 있는 작업 홀더를 도시한 도면,
도 7은 그 시트에서 개별적인 오리피스 플레이트들을 연결하는 브레이크 탭(break tab)들의 한 실시예를 클로즈업한 도면,
도 8은 외호(moat)들과 리브들을 포함하는 오리피스 플레이트의 실시예의 부분적인 도면,
도 9는 다이아프램이 오리피스 플레이트 위에 배치된 도 5의 프린트헤드의 분사 챔버의 단면도.
상기 바람직한 성능을 달성하기 위하여, 잉크젯 프린터에서 사용하기 위한 프린트 카트리지에 배치된 프린트헤드는 프린팅 시스템에서 1200 내지 2400 dpi의 프린트 해상도를 제공하도록 최적화된다. 본 발명을 채택할 수 있는 잉크젯 프린터의 한 실시예가 도 1a의 사시도로 도시되어 있다. 도시된 프린터는 휴렛-패커드사로부터 이용 가능한 데스크젯 모델 890C와 유사하며, 다른 잉크젯 프린터는 상이한 구성을 가지며, 작동 모드는 아마도 본 발명으로부터 이점을 얻을 수 있을 것이다. 그 위에 인쇄될 수 있는 종이 또는 다른 매체는 투입 트레이(101)에 저장된다. 도 1b를 참조하여, 낱장의 매체는 압반 모터(109, platen motor)에 의해 프린터 인쇄 영역으로 진행되고, 압반에 기대어 유지된다. 하나 이상의 잉크젯 프린트 카트리지(103, 105)들은 매체의 진입 방향에 직각인 방향으로 카트리지 모터(107)에 의해 압반 상에서 매체(100)를 가로질러 점진적으로(incrementally) 당겨진다. 압반 모터(109)와 카트리지 모터(107)들은 전형적으로 매체 및 카트리지 위치 제어기(113)의 제어하에 있다. 이러한 위치 선정 및 제어 장치의 예가 참조에 의해 본원에 통합되는 미국특허 제5,070,410호에 개시되어 있다. 그러므로, 매체(100)는 한 위치에 위치되어서, 프린트 카트리지(103, 105)들은 프린터의 액적 분사 제어기(115)에 대한 입력인 데이터에 의해 요구되는 바와 같이 매체 상에 도트들을 배치하도록 잉크 액적들을 분출할 수 있다. 이러한 잉크 도트들은 프린트 카트리지(103, 105)들이 카트리지 모터(107)에 의해 매체를 가로질러 옮겨짐으로써 스캔 방향에 평행한 대역에서 선택된 프린트 카트리지의 프린트헤드 요소에 있는 선택된 오리피스들로부터 배출된다. 프린트 카트리지(103, 105)들이 매체(100)의 한쪽 가장자리에 있는 카트리지의 주행 종료 지점에 도달할 때, 매체는 통상적으로 매체 및 카트리지 위치 제어기(113) 및 압반 모터(109)에 의해 점진적으로 전진된다. 바(bar) 또는 다른 프린트 카트리지 지지 메커니즘 상에서 X 방향으로 그 주행 종료 지점에 도달된 프린트 카트리지(103, 105)는 지지 메커니즘을 따라서 다시 복귀되는 한편 인쇄를 계속하거나 또는 인쇄없이 복귀된다. 매체는 프린트헤드의 잉크 분출 부분의 폭 또 는 그 일부분과 동등한 증분 양만큼 전진될 수 있다. 매체, 프린트 카트리지의 제어, 및 잉크 이미지 또는 문자의 생성을 위한 정확한 잉크 분출기의 선택 제어는 종래의 전자 하드웨어 구성에서 이행될 수 있는 제어기(113)에 의해 결정된다. 매체의 프린팅이 완료되면, 매체는 사용자 제거를 위하여 반출 트레이(102)로 진행된다. 예를 들어, 1988년 8월 발간된 휴렛-패커드 저널의 51-55쪽의 제니 엘. 홀리스(Jennie L. Hollis) 등의 "컬러 열 잉크젯 프린터 전자 기기"; 1988년 10월 발간된 휴렛-패커드 저널의 62-66쪽의 제이. 폴 하몬(J. Paul Harmon) 등의 "HP 데스크젯 프린터로의 프린트헤드의 통합"; 및 1988년 10월 발간된 휴렛-패커드 저널의 67-75쪽의 래이 에이. 잭슨(Larry A. Jackson) 등의 " 데스크젯 프린터 새시 및 메커니즘 설계" 참조.
도 1의 프린터에서 채택될 수 있는 잉크젯 프린트 카트리지는 도 2의 도면에 도시되어 있다. 카트리지 본체 부재(201)는 잉크의 공급부를 수납하고, 잉크 도관들을 통하여 프린트헤드(203)로 잉크를 보내도록 내부 통로를 포함한다. 다중 컬러 인쇄에 적합한 본 발명의 한 실시예에서, 프린트헤드(203)는 프린트헤드 상에 배열되는 각 컬러(청록색, 자홍색, 및 황색)를 위한 세 그룹의 오리피스들을 가지는 오리피스 플레이트(511)를 가진다. 하나의 이러한 오리피스 그룹은 그룹(205)으로서 확인된다. 잉크는, 전기 접속부(207)와 가요성 폴리머 테이프(209) 상의 관련된 전도성 트레이스(trace, 도시되지 않음)를 통하여 프린트헤드(203)로 통신되는 프린터로부터의 명령의 제어 하에서 각 컬러를 위하여 선택적으로 분출된다. 이러한 전도성 트레이스들은 각 잉크 분출 메커니즘에 결합하기 위하여 프린트헤드의 반도체 기판 상의 금속화된 도체들에 결합된다. 하나의 실시예에서, 프린트헤드는 반도체 기판, 반도체 기판에 배치된 박막 히터 레지스터, 포토 한정 가능한 배리어 및 접착층, 및 오리피스 플레이트를 통하여 완전하게 연장하는 다수의 오리피스들을 가지는 유공성 오리피스 플레이트로 구성된다. 기판으로부터의 물리적 및 전기적 접속은 리드 결합 또는 유사 반도체 기술에 의하여 폴리머 테이프(209)에 대해 만들어지며, 이어서 물리적 강도 및 유체 배제(fluid rejection)를 위한 에폭시형 재료에 의해 고정된다. 바람직한 실시예에서, 폴리머 테이프(209)는 3M사로부터 상업적으로 이용 가능한 등록상표 "캡톤(Kapton)"으로 형성되지만, 개구들 및 다른 필요한 특성들을 만들도록 감광 부식되거나(photo-ablated) 또는 화학적으로 에칭될 수 있는 유사한 재료가 또한 사용될 수 있다. 구리 또는 다른 전도성 트레이스들은 전기 접속부(207)들이 프린터와 접촉되어 기판에 통하도록 증착되거나 또는 테이프의 일측에 고정된다. 예시된 실시예에서와 같이, 테이프는 전형적으로 도시된 프린트 카트리지의 가장자리 주위에서 만곡되어 고정된다.
오리피스 플레이트(511)의 한 실시예의 외부면의 평면도가 도 3에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 세 그룹의 노즐(205, 303 및 305, 청록색을 위한 한 그룹, 자홍색을 위한 한 그룹, 그리고 황색을 위한 한 그룹)들이 도시되어 있으며, 각 그룹은 개별적인 오리피스(300)들을 가지는 오리피스들의 2개의 평행선으로 이루어진다. 각 그룹에서의 오리피스들의 수는 필요한 인쇄 농도를 달성하도록 변경될 수 있다. 도 3을 자세히 보면, 실제 직선에 관련하여 이웃하는 오리피스들 사이에 약간의 엇갈림 배열(stagger)이 있다. 이러한 엇갈림 배열은 오리피스들이 오리피스 의 라인들을 따라서 서로 보다 밀접하게 배치되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 잉크 분출기가 오리피스와 관련된 분사 챔버들 중 하나를 위하여 작동될 때 이웃하는 오리피스들 사이의 유체 혼선의 양을 감소시킬 수 있다. 비록 오리피스의 라인들이 문득 서로 평행하게 보일지라도, 각 라인에서의 이웃하는 오리피스들 사이의 약간의 엇갈림 배열이 존재하고, 보다 높은 밀도의 도트 배치를 제공한다. 통상의 실행에 있어서, 잉크는 각 컬러를 위하여 도시된 오리피스의 2개의 평행선들 사이에 본질적으로 배치되는 반도체 기판(도시되지 않음)에 있는 슬롯을 통하여 공급되는 것에 의하여 각각의 오리피스와 관련된 각각의 분사 챔버로 공급된다.
하나의 실시예에서, 오리피스 플레이트(511)는 대략 14,000미크론의 길이(오리피스들의 라인들에 평행한 방향으로) 및 대략 7,000미크론의 폭이다. 또 다른 실시예에서, 프린트헤드는 대략 25,000미크론의 길이이다.
오리피스 플레이트(511)의 한 실시예는 외호(307)를 포함한다. 외호(307)는 잉크가 오리피스들의 한 그룹으로부터 오리피스들의 나머지 그룹으로부터의 잉크와 혼합하는 것을 방지한다. 오리피스들의 한 그룹의 염료 또는 잉크는 염료 또는 잉크가 한 그룹의 오리피스들로부터 다른 그룹의 오리피스들로 오리피스 플레이트(511)를 가로질러 흐르거나 또는 끌려가기 전에 실질적으로 외호(307)에서 포착된다. 외호(307)는 또한 조립된 프린트헤드 구조체에서의 응력을 감소시키고, 이렇게 하여, 오리피스 플레이트(511)의 평면성(planarity)을 개선한다.
오리피스 플레이트(511)의 외부면의 일부의 클로즈업이 도 4의 평면도에 도시된다. 이 확대도에서, 오리피스 보어(401)의 외부면 개구를 확인하는 것이 가능 할 뿐만 아니라 오리피스 보어의 개구를 에워싸는 만입부(403, indentation)를 확인할 수 있다. 하나의 실시예에서, 만입부(403)는 7 내지 20미크론 사이의 범위에 있는 반경(r)을 가진다. 이 실시예에서, 인접한 노즐 개구들의 중심(오리피스 플레이트를 통하여 진행하는 오리피스의 중심선과 동등하다)들 사이의 거리(d)는 15 내지 75미크론 사이의 범위에 있다.
하나의 오리피스와 이와 관련된 분사 챔버의 단면도가 도 5에 도시되어 있다. 이 단면도는 도 4의 선A-A를 따라서 취한 것이다. 도시된 실시예에서, 잉크는 프린트헤드 기판(505)에 있는 잉크 슬롯(503)에 의하여 프린트헤드로 공급된다. 잉크 슬롯(503)은 이전에 기술된 바와 같은 오리피스들의 2개의 라인들 사이에 위치될 수 있거나, 또는 2개의 슬롯들은 오리피스들의 라인들의 마주한 측부들에 위치될 수 있다. 박막 히터 레지스터(507)는 분사 챔버(509)의 하나의 경계벽에 배치되고, 마주한 경계벽은 본질적으로 히터 레지스터(507) 위에 오리피스(513)를 위치시키는 오리피스 플레이트(511)에 의해 형성된다. 바람직한 실시예에서, 배리어 물질(515)은 오리피스 플레이트(511)를 반도체 기판(505)에 고정하도록 사용되고, 또한 분사 챔버(509)의 추가적인 경계벽들을 한정할 뿐만 아니라 분사 챔버(509)로의 잉크 공급 채널(도시되지 않음)을 제공한다.
오리피스 플레이트(511)는 전형적으로 오리피스 플레이트에 필요한 특징들을 만들도록 적절한 치수와 함께 절연 특징과 적절한 드래프트 각도들을 가지는 맨드릴에서 니켈과 같은 금속성 물질을 전주 도금하는 것에 의하여 만들어진다. 사전 결정된 양의 시간의 종료와 함께 그리고 금속성 전주 도금 물질의 두께가 피착된 후에, 오리피스 플레이트로서 사용하기 위하여 결과적인 금속막이 제거되고 처리된다. 베이스 메탈 오리피스 플레이트는 그런 다음 내식성을 가지도록 금, 백금, 팔라듐 또는 로듐과 같은 귀금속으로 코팅된다. 그 제조 후에, 오리피스 플레이트는 배리어 물질(515)로 반도체 기판(505)에 고정된다. 맨드릴에서 니켈의 전주 도금에 의해 만들어진 오리피스들은 오리피스 플레이트(511)의 내부면으로부터 오리피스 플레이트의 외부면으로 연장한다. 처리 및 도금 후에, 오리피스 플레이트의 오리피스가 적어도 3미크론의 직경(b)을 가지는 오리피스 플레이트(511)의 외부면에 제공하는 것이 본 실시예의 특징이다. 또 다른 실시예서, 개구는 3 내지 20미크론 사이의 직경을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 오리피스 플레이트(511)를 가로지르는 개구 또는 보어(401)는 상이한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상이한 크기의 개구들은 비교적 큰 개구들과 비교적 작은 크기의 개구들이 서로 엇갈리도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 오리피스들의 각각의 종렬의 개구 또는 보어(401)들은 상이한 크기의 것일 수 있다. 이러한 실시예에서, 오리피스 플레이트의 두께(T)는 6 내지 19미크론 사이의 범위에 있다.
기판(505)과 오리피스 플레이트(511)들은 프린트 히터 조립체를 형성하도록 이전에 기술된 바와 같이 배리어 층(515)에 의해 서로 고정된다. 기술된 실시예에서, 배리어 층(515)은 챔버(509)와 같은 분사 챔버들이 히터 레지스터들 주위의 영역에 생성되도록 일정 패턴의 형태로 기판(505) 상에 피착된다. 배리어 층은 또한 잉크가 배리어 물질에 있는 하나 이상의 잉크 공급 채널들에 의하여 분사 챔버(509)에 독자적으로 공급되도록 패턴화된다. 바람직한 실시예에서, 배리어 층(515)은 1986년 1월 10 공개된 유럽 특허출원 제EP 0 691 206 A2호의 "개선된 접착 특성을 가지는 잉크젯 프린트헤드 포토레지스트 층"에 개시된 바와 같은 IJ5000TM, ParadTM, VacrelTM, SU8TM 또는 다른 물질과 같은 중합 윤곽 한정 가능한 물질(polymeric photo definable material)로 구성되며, 이러한 것은 빛 또는 유사한 전자기 방사에 대한 노출로 중합화하는 막 네가티브(film negative), 감광성, 다중 부품의, 중합의 건식 막(polymeric dry film)이다. 이러한 형태의 물질들은 미국 델라웨어 윌밍턴 소재의 이.아이. 듀퐁 데네모리스사(E.I. DuPont deNemoirs Company) 또는 매사츄세츠 뉴톤 소재의 마이크로켐사(Microchem Corp,)로부터 이용 가능하다.
하나의 실시예에서, 다중 오리피스 플레이트(511)는 대략 12.7㎝의 측부 치수를 가지는 단일 전주 도금 시트(555)로 맨드릴 상에서 만들어지고, 이어서 맨드릴로부터 분리된다. 니켈은 이것이 저렴하고, 전주 도금이 용이하고 난해한 형상으로 전주 도금될 수 있기 때문에 프린트헤드 오리피스 플레이트를 위한 선택 금속이다. 구리, 팔라듐, 금, 팔라듐/니켈 합금 및 철/니켈 합금을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 물질들이 오리피스 플레이트(511)의 전부 또는 일부를 형성하도록 사용될 수 있다. 이러한 오리피스 플레이트를 형성하는 것들 중 특히 흥미로운 것은 작은 구멍들이 다른 전도성 맨드릴의 작은 부분들을 전기적으로 절연하는 것에 의하여 오리피스 플레이트에 편리하게 생성될 수 있는 것에 의하여, 변경된 와트형 혼합 음이온조(Watts-type mixed anion bath)에서 전기 전도성의 음극의 전극인 전주 도금 물질의 전착(electrodeposition)을 방지하는 것이다. 스테인리스 강 맨드 릴은 오리피스들 및 다른 특성들이 형성되는 이러한 영역들에서 건식 막 포지티브 포토레지스트와 함께 라미네이팅될(laminated) 수 있다는 것이 공지되어 있다. 포토레지스트는 그런 다음 마스크를 통하여 자외선 광에 노출되고, 포토레지트의 전개에 뒤이어 오리피스 플레이트에서 필요한 오리피스 및 다른 구조들에 대응하는 패드, 지주(pillar) 등과 같은 설치의 특성들을 만든다. 도금조의 농도에 있어서 온도, 도금 전류에 사용되는 DC 전류의 크기, 및 필요한 오리피스 플레이트의 두께에 관련된 사전 결정된 시간 기간의 종료시에, 맨드릴 및 새로이 형성된 오리피스 플레이트 전주 도금은 도금조로부터 제거되어 냉각되며, 오리피스 플레이트 전주 도금은 맨드릴로부터 벗겨진다. 스테인리스강이 산화 피복을 가지기 때문에, 도금된 금속들은 단지 스테인리스강에 약하게 접착하며, 전주 도금된 금속 오리피스 플레이트는 통상적으로 손상없이 제거될 수 있다. 오리피스 플레이트 전주 도금은 그런 다음 프린트헤드에 적용하기 위하여 개별적인 오리피스로 분리 또는 단일화된다.
고형 또는 복합 구조체을 가지는 많은 형태의 맨드릴들이 상기된 전주 도금 공정에서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하나의 실시예에서, 그 위에 전도성 코팅(통상적으로 스테인리스강과 같은 금속성 물질)을 가지는 유리 또는 실리콘과 같은 절연 물질은 사전 결정된 패턴으로 전도성 코팅 위에 피착되는 절연 물질이다. 그 위에 형성된 패턴화된 절연체를 가지는 전도성 코팅은 전주 도금 공정에서 기술된 바와 같이 음극의 전극으로 기능한다.
공통적으로 본 출원인에 양도되었으며 참조에 의해 본원에 통합되는 피드워 베키(Pidwerbeckie) 등에 허여된 미국특허 제6,145,963호에 개시된 바와 같이, 통상 45미크론 미만의 두께를 가지는 오리피스 플레이트는 통상 고유의 취약성(flimsiness) 및 취성을 극복하도록 특별한 처리 단계를 요구한다. 미국특허 제6,145,963호에 개시된 이러한 결점들을 극복하기 위한 방법은 제어된 설정 하에서 상승된 온도에 오리피스 플레이트를 노출시키는 것에 의하여 내부 응력이 최소화하는 어닐링 공정을 수반한다. 그러나, 오리피스 플레이트가 20미크론보다 얇은 경우에, 어닐링만으로는 오리피스 플레이트(511)의 고유 취성을 극복하는데 충분하게 될 수 없다.
20미크론 미만의 얇은 오리피스 상대 취약성 및 취성이 극복될 수 있는 하나의 방법은, 오리피스 플레이트 전주 도금의 형태로, 본 출원인에 양도되었으며 참조에 의해 본원에 통합되는 미국특허 제6,663,224호에 개시된 것(도 6 및 도 7 참조)들과 같은 비교적 큰 브레이크 탭(400)들의 사용을 수반한다. 브레이크 탭(400)들은 다중 오리피스 플레이트들이 단일 시트(555)에서 전주 도금되는 각각의 오리피스 플레이트들을 연결한다. 브레이크 탭(400)들은 시트(555)로부터 개별적인 오리피스 플레이트들을 단일화하는 공정에서 절단 또는 절개된다. 약 300미크론으로부터 약 1200미크론으로 브레이크 탭(400)의 길이를 증가시키는 것은 시트(555)의 강도를 증가시킨다. 브레이크 탭(400)의 또 다른 실시예는 브레이크 탭의 단부(402)들을 형성하는 것이고, 이는 오리피스 플레이트의 파손을 이끌거나 또는 전파할 수 있는 응력 집중을 피한다. 도 7에 도시된 실시예에서, 브레이크 탭(400)들의 단부(402)들은 V 형상보다는 원형상일 수 있다.
오리피스 플레이트(511)의 강도가 증가될 수 있는 또 다른 방법은 외호(307)들 사이에 형성된 리브(404)들의 크기 및/또는 수를 늘리는 것을 수반한다. 일부 실시예에서, 외호(307)들은 오리피스 플레이트(511)의 전체 길이를 연장시키도록 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 것은 이러한 큰 외호(307)들에 의하여 한정되는 오리피스 플레이트(511)에 있는 구멍이 본질적으로 오리피스 플레이트들을 2개로 분할하는 것으로 비교적 약한 구조가 따른다. 리브(404)들의 크기 및/또는 수를 증가시키는 것에 의하여, 오리피스 플레이트는 강화된다. 리브(404) 및/또는 외호(307)들의 치수 및 수는 적용물들 사이에서 변할 수 있음을 유의해야 한다. 게다가, 일부 실시예에서, 리브(404)들의 두께를 증가시키고 및/또는 오리피스 플레이트(511)의 나머지의 평면 내로 또는 밖으로 연장하는 오리피스 플레이트(511)에 있는 불연속물(도시되지 않음)을 형성하는 것이 필요할 수도 있다. 이러한 것은 오리피스 플레이트(511)가 전주 도금되는 맨드릴에 보완 함몰부들 또는 돌출부들을 형성하는 것에 의하여 달성될 수 있다.
20미크론보다 얇은 오리피스 플레이트(511)의 상대 취성이 극복될 수 있는 여전히 또 다른 방법은 오리피스 플레이트의 취급 양을 감소시키는 것을 수반한다. 한 실시예에서, 다중 오리피스 플레이트(511)들을 포함하는 전주 도금 시트(555)는 도 6에 도시된 바와 같은 자석 작업 홀더(600)에 임시적으로 결합된다. 자석 작업 홀더(600)는 적절하게 자성인 물질로 만들어지거나, 전자석 기구(도시되지 않음)를 가지거나, 또는 그 면(602)에 도포되는 적절하게 자성인 물질의 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 자석 작업 홀더(600)는 또한 탭(604)들과 같은 기입 메커니즘을 구 비할 수 있다. 탭(604), 또는 유사한 구조체은 오리피스 플레이트(511)의 시트(555)로 어드레스되는 다양한 처리 설비에 자석 작업 홀더(600)를 기입하는데 적합하다. 다른 실시예에서, 작업 홀더(600)가 시트(555) 및/또는 오리피스 플레이트(511)를 작업 홀더에 고정하기 위하여 공기 부압 또는 다른 수단을 사용할 수 있음을 유의해야 한다.
하나의 실시예에서, 시트(555)는 기입 탭(604)에 시트를 기입하도록 작업 홀더(600)로 어드레스된다. 이 실시예에서, 기입 탭(604)은 특정 제조 단계들을 수행하는 연속적인 장치에 시트(555)를 기입하도록 사용될 수 있다. 시트(555)는 수동 또는 공지된 조작 메커니즘에 의해 작업 홀더(600)에 어드레스될 수 있다. 시트(555)의 정위는 유사하게 수동 또는 공지된 정위 메커니즘의 수단에 맡겨질 수 있다. 시트(555)가 기입 탭(604)에 기입되지 않는 경우에, 작업 홀더(600)는 처리 기구와 함께 거기에 장착된 시트(555)를 적절하게 정위시키도록 조작될 수 있다. 대안적으로, 처리 기구 자체는 시트(555)에 그 자체 및/또는 그 작동 부분들을 정위시키도록 조정 가능하다.
전주 도금 시트(555)가 자석 작업 홀더(600)의 면(602)에 어드레스되었으면, 작업 홀더(600) 상에 장착된 시트(555)는 제조 작업을 수행하기 위한 메커니즘으로 어드레스된다. 하나의 실시예에서, 절단 작업은 시트(555)로부터 개개의 오리피스 플레이트(511)들을 분리 또는 단일화하도록 실행된다. 시트(555)로부터 오리피스 플레이트(511)를 단일화하도록 사용되는 기구의 한 형태는 레이저이다. 시트(555) 및 오리피스 플레이트(511)가 작업 홀더(600)에 장착되어 유지되는 경우에, 다른 제조 선택이 또한 시트(555) 및/또는 오리피스 플레이트(511)에서 실행될 수 있다.
다중의 오리피스 플레이트(511)들이 단일화되었으면, 각각의 것은 파지 기구(도시되지 않음)에 의해 자석 작업 홀더로부터 한 번에 하나씩 제거되어, 도 5에 도시된 바와 같은 프린트헤드 기판(505)에 있는 배리어 층(515)으로 어드레스된다. 바람직하게, 오리피스 플레이트(511)는, 반도체 기판(505) 상의 배리어 물질(515)에 형성된 분사 챔버(509) 및 다른 구조체과 오리피스 플레이트(511)를 적절하게 정렬시키도록 사용되는 정렬 구조체(560)을 가질 수 있다. 하나의 실시예에서, 정렬 구조체(560)은 도 3에 도시된 바와 같은 보어(561) 주위에 형성되는 환형 링(562)을 포함한다. 오리피스 플레이트(511)의 두께에 대해 상대적으로 큰 사이즈의 보어(561)가 주어지면, 보어(561)가 약간 비대칭으로 되는 것은 드물지 않다. 많은 배리어 물질(515) 상의 오리피스 플레이트(511)의 정렬을 조정하도록 사용되는 광학 정렬 시스템이 대칭 기준을 요구하기 때문에, 환형 링(562)과 같은 기준은 전착 공정 동안 제공될 수 있다. 배리어 물질(515)과 오리피스 플레이트의 정렬시에, 배리어 물질(515) 또는 반도체 기판(505) 상에서 공지된 형태의 기준 마크(도시되지 않음)에 대해 보어(561)를 통하여 보는 이미지가 취해진다. 이러한 이미지는 또한 환형 링(562)을 포함한다. 환형 링(562)과 기준 마크의 중심 사이의 거리를 측정하는 것에 의하여, 배리어 물질(515)에 대한 오리피스 플레이트(511)의 정렬이 결정될 수 있다. 정렬 구조체(560)과 기준 마크의 특성에 따라서, 배리어 물질(515)에 대하여 오리피스 플레이트(511)의 위치 및 정위를 결정하도록 단지 단일 쌍의 이러한 것들을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 배리어 물질(515)과 오리피스 플레이트(511)를 정렬할 때에 적어도 두 쌍의 정렬 구조체(560)과 기준 마크들을 이용하는 것이 바람직하다. 정렬 구조체(560)과 기준 마크들이 자동 또는 수동 광학 정렬 시스템을 사용하여 배리어 물질(515)과 오리피스 플레이트(511)를 정렬시키도록 사용될 수 있다는 것을 또한 유의해야 한다. 시트(555)에 있는 하나 이상의 오리피스 플레이트(511)가 정렬 구조체(560)을 구비하는 경우에, 정렬 구조체(560)이 작업 홀더(600)에 시트(555)를 물리적으로 기입하도록 포스트(606)들과 관련하여 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다.
본 발명에 따른 프린트헤드를 제조하는데 있어서, 오리피스 플레이트(511)와 배리어 물질(515) 사이에 양호한 접촉 또는 '수분 응축(wetting out)'이 있는 것을 보장하는 것이 필요하다. 따라서, 하나의 실시예에서, 반도체 기판(505)과 그 위에 배치된 배리어 물질(515)은 그 위에서의 오리피스 플레이트(511)의 배치에 앞서 가열된다. 배리어 물질로서 SU-8TM 또는 IJ5000TM(상기된 바와 같이 이용 가능한)과 같은 에폭시형 포토레지스트를 사용하는 실시예에서, 배리어 물질(515)은 오리피스 플레이트(511)가 배리어 물질(515)에 고정되는 적층 공정에 대한 준비로서 대략 135℃의 온도에 이르게 된다. 일부 실시예에서 그리고 실제적인 문제로서, 조합된 반도체 기판(505)과 배리어 물질(515) 구성은 지지 구조체에서 유지된다. 일부 예에서, 지지 구조체(도시되지 않음)을 가열하고, 배리어 물질(515)의 온도를 상승시키도록 열에너지가 지지 구조체로부터 반도체 기판(505)과 배리어 물질(515)로 전달되는 것을 허용하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 지지 구조체은 배리어 물질(515)에서 대략 135℃의 온도를 달성하도록 약 138℃의 온도로 상승될 수 있다.
오리피스 플레이트(511)가 프린트헤드 조립체를 형성하도록 상기된 바와 같이 배리어 물질(515)위에 배치되었으면, 프린트헤드 조립체가 그런 다음 적층 공정에서 처리되는 것에 의하여, 오리피스 플레이트(511)와 배리어 물질(515)은 서로 결합되고, 배리어 물질(515)의 온도는 그 유리 전이 온도(Tg)에 있는 온도 지점 또는 그 이상으로 상승된다. 배리어 물질(515)에 대한 오리피스 플레이트(511)의 영구적인 부착을 용이하게 하기 위하여, 배리어 물질(515)의 상기 Tg 가까이, 바람직하게는 그 이상의 온도 지점까지 배리어 물질(515)의 온도를 상승시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배리어 물질(515)의 온도를 상승시키는 것은 오리피스 플레이트(511)와 배리어 물질(515)의 보다 완전한 접촉이 따르는 것에 의하여, 2개의 구조체들 사이의 갭 또는 구멍의 형성을 방지한다. 또한, 배리어 물질(515)의 온도의 상승은 배리어 물질(515)에 다소 접착적인 것을 제공하기 쉬운 것에 의하여, 오리피스 플레이트와 배리어 물질 사이의 강한 결합을 촉진한다. 하나의 실시예에서, 오리피스 플레이트(511)들은 프린트헤드 조립체가 상승된 온도를 받음으로써 배리어 물질(515) 상으로 완만하고 균일하게 가압된다.
배리어 물질(515) 상으로 오리피스 플레이트(511)를 가압하기 위한 하나의 메커니즘은 진공 작동 다이아프램 프레스이다. 실제에 있어서, 하나 이상의 프린트헤드 조립체는 상승된 압력에서 프린트헤드 조립체들을 가열하는데 적합한 오븐 또는 가열 챔버에 배치된다. 대체로, 상승된 압력은 성공적인 적층 공정을 위하여 요구되지 않는다. 그러나, 다이아프램 프레스를 이용하는 적층 공정의 실시예들은 이 후에 기술되는 바와 같이 압력차를 요구하게 된다.
도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 비교적 강성인 다이아프램(450)은 가열 챔버에 있는 하나 이상의 프린트헤드 조립체들 위에 배치된다. 하나의 실시예에서, 다이아프램(450)은 미국의 미네소타 세인트폴에 소재한 3M사로부터 상업적으로 이용 가능한 등록상표 '캡톤'으로 지칭되는 물질의 3밀(mil) 두께의 시트이다. 다이아프램(450)은 하나 이상의 프린트헤드 조립체들의 오리피스 플레이트(511) 상에 직접 배치된다. 가열 챔버는 그런 다음 폐쇄되고, 열이 적용되며, 챔버 내의 압력은 약 75PSI의 사전 결정된 레벨로 상승된다. 압력차는 가열 챔버 내의 상승된 압력과 프린트헤드 조립체의 배리어 물질(515)에 있는 다이아프램에 의해 포착된 공기 사이에서와 같이 다이아프램(450)을 가로질러서 생성된다. 이러한 압력차는 가열 챔버에 있는 프린트헤드 조립체를 향해 다이아프램을 당기도록 작용하여, 오리피스 플레이트(511)를 배리어 물질(515)로 압축한다. 그 결과, 배리어 물질(515)과 오리피스 플레이트(511)의 전체적은 표면 접촉이 따른다. 더욱 얇고, 훨씬 더 가요성이 있는 다이아프램들이 이러한 적층 공정에서 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 그러나, 다이아프램이 프린트헤드 조립체 기하학적 형태의 국부적인 불연속성에 일치하는 경향이 있음으로써, 비교적 가요성이 있는 다이아프램들은 프린트헤드 조립체의 표면 기하학적 형태에서의 국부적인 변화를 허용한다. 이러한 현상은 "딤플링(dimpling)"으로서 기술되며, 준최적의 프린트헤드 성능이 따를 수 있다. 따라서, 이러한 불연속성을 감속시키도록 적층 공정에서 비교적 강성인 다이아프램을 이용하고, 오리피스 플레이트(511)에 보다 평면적인 기하학적 형태를 부과하는 것 이 필요하다. 가열 챔버에 있는 동안, 프린트헤드 조립체는 배리어 물질(515)에 대해 오리피스 플레이트(511)의 부착을 용이하게 하는 방식으로 상승된 온도로 가열된다. 하나의 실시예에서, 프린트헤드 조립체는 대략 7분 동안 대략 180℃의 상승된 온도로 가열된다.
적층 공정이 완료되면, 다이아프램은 프린트헤드 조립체로부터 제거된다. 동일 또는 별개의 가열 챔버를 사용하여, 프린트헤드 조립체들은 그런 다음 프린트헤드 조립체를 완성하도록 배리어 물질(515)을 경화하는 베이킹(baking) 공정에서 처리된다. 오리피스 플레이트(511) 및/또는 배리어 물질(515)의 산화를 방지하기 위하여, 하나의 실시예는 예를 들어 질소 분위와 같은 불활성 분위기를 제공하는 가열 챔버를 사용한다. 베이킹 공정은 그 경화 온도 이상 배리어 물질(515)의 온도를 상승시킨다. 프린트헤드 조립체, 특히 배리어 물질(515) 내에서의 열 충격 및/또는 열 응력의 형성을 피하기 위하여, 하나의 실시예에서, 가열 챔버 내의 온도는 배리어 물질(515)의 경화 온도 또는 그 이상인 사전 결정된 목표 온도로 완만하게 상승된다. 목표 온도에서 사전 결정된 체류 시간 후에, 가열 챔버에서의 온도는 완성된 프린트헤드 조립체가 가열 챔버로부터 안전하게 제거될 수 있는 온도 지점으로 완만하게 하강되게 된다. 하나의 실시예에서, 프린트헤드 조립체는 대략 1시간 동안 가열 챔버에 잔류한다. 이 실시예에서, 가열 챔버 내의 온도는 약 15분 이상의 기간 동안 개시 온도로부터 대략 220℃의 목표 온도로 점차적으로 상승된다. 목표 온도는 대략 30분 동안 가열 챔버 내에서 유지되고, 그 후, 가열 챔버 내의 온도는 종료 온도로 대략 15분 동안 점차적으로 하강된다. 개시 온도는 바람직하게 대략 180℃이지만, 공정에서의 정확한 이행에 따라서 변할 수 있다. 부가하여, 베이킹 공정의 시간 및 온도 프로파일이 프린트헤드 조립체의 구조, 프린트헤드를 만드는 물질, 및 프린트헤드 조립체의 개시 및 종료 온도에 따라서 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
프린트 헤드가 완전하게 조립되면, 상기된 치수 및 특성들을 가지는 오리피스들의 각 라인은 2400dpi까지의 해상도로 인쇄할 수 있다. 그러나, 각 컬러 그룹에 대하여, 오리피스들의 두 라인은 대략 300-150ㅁ10%인 거리(D) 만큼 분리된다. 또한, 하나의 라인에 있는 오리피스들은 컬러 그룹의 다른 오리피스 라인에 있는 오리피스들에 대하여 대략 15-75미크론의 거리만큼 그 라인에 평행한 방향으로 오프셋(offset)되어서, 오리피스의 두 번째 라인에 의해 매체 상에 배치된 도트들은 오리피스들의 첫 번째 라인에 있는 오리피스들에 의해 매체 상에 배치된 도트들 사이에 놓인다. 엇갈림 배열된 2개의 라인 인쇄 노즐 구성은 "오프셋 히터 레지스터를 구비한 열 잉크젯 프린터 프린트헤드"라는 명칭으로 바스카(Bhaskar) 등에 허여된 미국특허 제5,635,968호에 개시되어 있다. 도트들이 오리피스들의 첫 번째 라인의 도트들로 조정되기에 충분한 시간 기간 동안 오리피스들의 두 번째 라인으로부터 도트의 인쇄를 지연하여, 이러한 방식으로, 2400dpi까지 달성되는 작동 알고리즘을 구비한 프린터가 제공된다. 프린터의 작동 알고리즘에 따라서, 프린트헤드가 인쇄되는 매체에 상대적으로 이동됨으로써, 특정 이미지 또는 문자에 필요한 모든 도트들은 운동이 한 쪽 방향으로 진행함에 따라서 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 오리피스들의 하나의 라인에 의해 분출된 액적들로부터 따르는 도트들은 프린트헤드 가 먼저 한쪽 방향으로 이동되고 그런 다음 인쇄되는 매체에 관계하여 다른 방향으로 이동됨으로써 오리피스들의 두 번째 라인에 의하여 배치되는 격자형 도트들을 가질 수 있다.
그러므로, 오리피스 플레이트의 두께, 잉크 분출 오리피스의 직경, 및 오리피스대 오리피스 공간을 최적화하는 것에 의하여, 프린트헤드, 고해상도의 이미지 및 문자들을 인쇄하는 능력을 가지는 프린트헤드를 채택하는 잉크젯 프린터를 실현할 수 있다.
Claims (20)
- 고해상도 인쇄를 제공하는 잉크젯 프린터용 프린트헤드(203)에 있어서,표면 상에 적어도 하나의 잉크 분출기를 포함하는 기판(505);상기 기판(505)의 표면에 근접한 제 1 표면으로부터 상기 기판(505)의 표면에 대해 멀리 있는 제 2 표면쪽으로 오리피스 플레이트(511)를 통하여 배치되는 복수의 오리피스들을 구비하며, 상기 오리피스들은 약 6 내지 19미크론의 범위에 있는 두께를 가지며, 상기 복수의 오리피스(401)들 중 적어도 2개가 상기 제 2 표면에 약 15 내지 75미크론의 범위를 갖는 거리만큼 이격되는 중심들을 가지며, 각각의 적어도 2개의 오리피스(401)가 상기 제 2 표면에 약 3 내지 20미크론의 범위의 직경을 갖는 오리피스 개구를 구비하는 금속 오리피스 플레이트(511); 및상기 기판(505)에 상기 오리피스 플레이트(511)를 고정하고, 각각의 잉크 분출기와 각각 일치하게 배열되는 복수의 분사 챔버(509)들을 형성하는 배리어 층(515)을 포함하며;고해상도 잉크젯 인쇄가 실현되는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 오리피스(401)들 중 적어도 일부는 본질적으로 서로로부터 이격되고 본질적으로 서로 평행한 2개의 라인에 배열되는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 2 항에 있어서,상기 2개의 라인들은 약 300 내지 1500미크론의 범위를 갖는 거리만큼 서로로부터 이격되는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 오리피스 플레이트(511)는 니켈, 구리, 팔라듐, 금, 팔라듐/니켈 합금, 및 철/니켈 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 오리피스 플레이트(511)는 금속 오리피스 플레이트의 시트의 일부로서 형성되고, 각각의 금속 오리피스 플레이트는 300 내지 1200미크론의 길이를 갖는 적어도 하나의 브레이크 탭(400)에 의하여 서로 결합되는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 5 항에 있어서,적어도 하나의 브레이크 탭(400)은 반원형 형상을 가지는 단부를 포함하는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 오리피스 플레이트(511)는 상기 다수의 오리피스(401)들에 인접한 상기 금속 오리피스 플레이트(511)를 통하여 형성되는 한 쌍의 외호(moat)(307)들 사이에 배치되는 리브(404)를 추가로 포함하며, 상기 리브(404)는 상기 금속 오리피스 플레이트(511)의 강성을 증가시키도록 구성되고 배열되는,잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 오리피스(401)들 중 일부는 상기 복수의 오리피스(401)의 나머지와 상이한 직경을 가지는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 오리피스 플레이트(511)는 적어도 하나의 정렬 구조체(560)을 추가로 포함하는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 제 9 항에 있어서,상기 적어도 하나의 정렬 구조체(560)는 상기 금속 오리피스 플레이트(511)를 통하여 형성된 보어 주위에 상기 금속 오리피스 플레이트(511) 내로 형성된 환형 링(562)을 추가로 포함하는잉크젯 프린터용 프린트헤드.
- 잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드의 제조 방법에 있어서.맨드릴상에 금속막을 부착하는 단계;상기 맨드릴로부터 금속 막을 분리하는 단계;작업 홀더(600)를 상기 금속 막에 장착하는 단계;상기 금속 막이 상기 작업 홀더(600)에 장착되어 있는 동안, 상기 금속 막을 수정하는 단계;프린트헤드를 형성하도록 상기 배리어 물질(515) 및 반도체 기판(505)에 상기 금속 박을 라미네이팅하는 단계; 및상기 프린트헤드 배리어 물질(515)이 경화되고 상기 금속 막이 상기 배리어 물질에 결합되도록 상기 프린트헤드에 열을 가하는 단계를 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 금속 막을 다수의 개별 오리피스 플레이트(511)로 경화하는 단계를 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,다수의 프린트헤드를 형성하도록 반도체 기판(505) 상의 각각의 배리어 물질(515)상으로 상기 다수의 개별 오리피스 플레이트(511)를 개별적으로 전달하는 단계를 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 작업 홀더(600)에 대하여 사전 결정된 위치에 있는 상기 작업 홀더(600) 상에 상기 금속 막을 정렬하는 단계를 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 작업 홀더(600)는 상기 작업 홀더(600) 상의 상기 금속 막의 위치에 공지된 관계로 배열되는 적어도 하나의 기입 메커니즘(604)을 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 작업 홀더(600)에 상기 금속 막을 자기적으로 결합하는 단계를 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 작업 홀더(600)에 상기 금속 막을 공압식으로 결합하는 단계를 추가로 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 금속 플레이트는 약 6 내지 19미크론의 범위에 있는 두께를 갖는 적어도 하나의 오리피스 플레이트(511)를 포함하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 금속 플레이트는 제 1 표면으로부터 제 2 표면쪽으로 오리피스 플레이트(511)를 통하여 배치되는 다수의 오리피스(401)들을 가지는 적어도 하나의 상기 오리피스 플레이트(511)를 포함하며, 상기 다수의 오리피스(401)들 중 적어도 2개의 오리피스(401)들은 상기 제 2 표면에 약 15 내지 75미크론의 범위를 갖는 거리만큼 이격된 중심들을 가지는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 금속 플레이트는 제 1 표면으로부터 제 2 표면쪽으로 오리피스 플레이트(511)를 통하여 배치되는 다수의 오리피스(401)들을 갖는 적어도 하나의 상기 오리피스 플레이트(511)를 포함하며, 상기 다수의 오리피스(401)들 중 적어도 2개는 상기 제 2 표면에 약 3 내지 20미크론의 범위의 직경을 가진 오리피스 개구를 구비하는잉크젯 프린트 카트리지용 프린트헤드 제조 방법.
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