インクジェットプリントヘッド及びその製造プロセス
【解決手段】
インクジェットプリントヘッド（１３０）は、１つ以上の噴出モジュール（１３１）を備え、各モジュールはシリコンチップ（３４）、モジュールのフロント部（１３３）に隣接した複数の噴出ノズル（１３９）、ノズル用の噴出セル（１３７）及びセル（１３７）のインク用の分配チャンネル（１３８）を備える。モジュールはフロント部（１３３）に隣接し分配チャンネル（１３８）に流体連通する分布チャンネル（１４９）と、関連チップ（１３４）に一体化されたノズル層（１５２）とを備え、噴出ノズル（１３９）がフロント部に平行に作られる。ヘッド（１３０）は、モジュールが取り付けられ且つ分配チャンネル（１３８）と流体連通するインク用供給ダクト（１４３）を形成する支持部（１３２）と、供給ダクト（１４３）と噴出セル（１３９）との間に流体密封を保証するため支持部とモジュールの間に設けられた密封手段（１５０）と、を更に備える。
インクジェットプリントヘッド（１３０）は、１つ以上の噴出モジュール（１３１）を備え、各モジュールはシリコンチップ（３４）、モジュールのフロント部（１３３）に隣接した複数の噴出ノズル（１３９）、ノズル用の噴出セル（１３７）及びセル（１３７）のインク用の分配チャンネル（１３８）を備える。モジュールはフロント部（１３３）に隣接し分配チャンネル（１３８）に流体連通する分布チャンネル（１４９）と、関連チップ（１３４）に一体化されたノズル層（１５２）とを備え、噴出ノズル（１３９）がフロント部に平行に作られる。ヘッド（１３０）は、モジュールが取り付けられ且つ分配チャンネル（１３８）と流体連通するインク用供給ダクト（１４３）を形成する支持部（１３２）と、供給ダクト（１４３）と噴出セル（１３９）との間に流体密封を保証するため支持部とモジュールの間に設けられた密封手段（１５０）と、を更に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びその製造プロセスに関する。
より詳しくは、本発明は、請求項１及び２０の導入部分に係る、複数のノズルを通してプリント媒体にインク液滴を噴出するためのプリントヘッド及びその製造プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、頂部シューター式の熱技術に係る、即ち噴出モジュールに垂直な方向にインク液滴を噴出する等の、インクジェットプリントヘッドの構成及び作動の一般的モードは、この技術分野で幅広く知られており、従って、本明細書では詳しくは説明しない。
【０００３】
インクジェットヘッドは、一般に、ノズルが印刷ラインに垂直に配列され、ヘッドが印刷されるべき表面に亘って横断方向に移動されるシリアルプリンターを製造する際に使用される。
【０００４】
噴出ユニットは、集積回路及び／又はハイブリッド回路の製造のため用いられるものに類似した処理技術を用いて、半導体基板、典型的にはシリコンウェーハからのチップとして得られる。
【０００５】
要約すると、様々な層が、噴出レジスター及び活性電子部品を構成するため基板の面、及び、フォトポリマーの層上に沈着される。フォトリソグラフィー技術を使用するとき、噴出セル及びインク分配チャンネルは、フォトポリマー内で作られ、セルと対応して組み込まれた噴出ノズルが備え付けられたオリフィスプレートが取り付けられる。
【０００６】
今日の技術は、ヘッド毎により大きい数のノズルさえも、並びに、高い作動周波数でより高いプリントディフィニッションさえも生成し、より小さいインク液滴さえも生成しようとしている。このことは、減少した寸法、非常に短い液圧回路及び回路、構成部品を配置し組み立てる際の高い精度を持つアクチュエータを必要とし、その一方で、ヘッドを構成する材料の熱膨張の異なる係数といった問題も強調されるようになる。
【０００７】
高い信頼性は、特に、インクタンクの交換可能性であるべきであるとき特に、プリントヘッドについて要求されている。これらのヘッドは、反固定化再充填ヘッドと称され、実際、プリンターの寿命に近い有効寿命を有する。
【０００８】
かくして、インクチャンネル、選択マイクロエレクトロニクス、選択器及びノズルがウェーハに集積されている、完全に集積されたモノリシックヘッドを開発し、製造する必要が存在する。
【０００９】
シリアル印刷のための直前のヘッドは、噴出モジュールのエッジに沿った特殊なノズル配置を有し、それらは、全てのセルに共通した、ユニット内の分布スロット又はチャンネルを通したインクのための簡単化した供給を使用し、幾つかの場合には、ユニット内に集積されたオリフィスプレートを有する。製造中に、引き続く工程で消去されるフォトポリマーの犠牲層は、セル及び分配チャンネル、並びにノズルの形成のための構造層を作る際に使用される。
【００１０】
その上、シリアル型式のプリンターは、幾分嵩張り、従って、ポータブル及び／又はコンパクトな設備で使用するには不適切である。
パラレル又はシリアル−パラレル式プリンターで使用することができるインクジェットプリンターが知られている。ページのラインは、印刷される表面を横切って走査運動する必要性無しに単一ストローク内で印刷されるか、又は、ページの長さ方向の運動に関連して制限された走査で印刷される。
【００１１】
パラレル又はシリアル−パラレル式プリンターのためのヘッドは、様々な噴出モジュールを並列に並べた状態で製造される。実際には、欠点が無く並列印刷領域内に全てのノズルを形成することができる大型サイズのチップ又は単一ユニットを受容可能な生産高で製造するのは困難である。加えて、単一ユニット内のヘッドは、ユニット内の大型サイズのスロットにより引き起こされる弱さに起因して、今日のシリアルヘッドのインク供給の簡単さからは利点を引き出すことができなかった。
【００１２】
並列プリンターのための噴出モジュールは、制限された寸法（１．２７ｃｍ（１／２インチ）、２．５４ｃｍ（１インチ））を持ち、単一ユニット内にあるときのようなノズルの整列された配置を得るような仕方で共通に支持されて組み立てられる。しかし、この構造が選択されたとき、インク分配スロットの存在に起因して、並列に集積ユニットを設定することが困難になるという問題等の他の問題が発生する。
【００１３】
近年では、インクジェットヘッドは、噴出モジュールの首尾一貫した部分に亘って延在する多数のノズルを用いたシリアル印刷のために、印刷領域に沿った及び／又は様々な印刷ライン上の大量のドットを同時に印刷するのに適するように発展された。これらの高価なヘッドは、機械的に弱く、製造するのが複雑であり、多数の構造的問題が未解決のままとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の主要な目的は、主要には、これに独占されないが、高い集積度を備え、短い製造時間及び比較的低いコストで済む上記した欠点が無い並列又はシリアル並列式のプリンターのためのインクジェットプリントヘッドを製造することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、噴出モジュール及び比較される機能の構成部品のロバストネスから低下しないような共通の分配チャンネルを通してインクが噴出セルを供給する、インクジェットプリントヘッドを製造するプロセスを画定させることである。
【００１６】
本発明の別の目的は、寸法が小さく低コストであると共に良好な印刷解像度を提供することができる、プリントのラインに平行な方向に沿ってノズルが整列されて配列されたインクジェットプリントヘッドのためのユニットを製造することである。
【００１７】
更に別の目的は、寸法が小さく低コストの、並列又はシリアル並列式プリンターのためのインクジェットヘッドを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、並列又はシリアル並列印刷装置によって、並びに、主要請求項の特徴部分に係る本発明の製造プロセスによって達成される。
本発明の特徴は、添付図面を参照して、これに限定しない例を用いて提供された、次の説明から明らかとなろう。
【実施例】
【００１９】
参照番号２１で図１の上側に表されているものは、シリアル並列式のインクジェット印刷装置である。この装置は、本願と同じ出願人に代わって２００２年１０月１０日に出願されたイタリア特許出願ＴＯ２００２Ａ０００８７６に記載されていた。
【００２０】
要約すると、本装置２１は、印刷ラインに平行に複数の噴出モジュール２２を備えている。各モジュールは、噴出セル即ちチャンバー２３（図２参照）と、シート２６上へのインクの噴出を指令するためのレジスター２４と、分配チャンネル２５と、が備え付けられている。
【００２１】
本装置２１は、基板２７と、オリフィスプレート２８と、モジュール２２とインク用の補助タンク３１とを選択し駆動するためのチップドライバー２９と、を更に備える。ボード２７、プレート２８及びタンク３１は、全てのモジュール２２に共通している。プレート２８上に作られているものは、印刷ラインに平行なラインに整列されて配置された噴出ノズル３２である。
【００２２】
基板２７は、剛性の絶縁性材料からなり、モジュール２２のための支持機能を持ち、その厚さを横切り、タンク３１に接続されたスロット３３により形成された、インク用の供給チャンネルを備えている。基板上に取り付けられているものは、チップドライバー２９である。代替例として、これは、単一モジュール２２の集積回路を通して実行することができる。
【００２３】
モジュール２２は、プレート２８を通した液圧密封接続部において、セル２４が関連する分配チャンネル２５を通してスロット３３と接続した状態で基板２７上に並列に取り付けられている。
【００２４】
基板２７は、印刷列の全長さに亘って、又は、少なくともその良好な部分に亘って延在しており、スロット３３は、再び印刷ラインに平行に、基板に沿って全行路に延在する。
各モジュール２２は、前部３６及び側部３７、３８を備えた長方形形状の結晶シリコンのチップ３４からなる。駆動及び選択回路を構成する構成部品は、既知のプロセスを使用して、チップ３４上に作られる。レジスター２４に対する層、図面には示されていない相互接続部、Ｉ／Ｏパッド３９、及び、感光性の樹脂フィルム４１が沈着される。このフィルム内に組み込まれているものは、対応するレジスター２４及び分配チャンネル２５と整列する、噴出セル２３である。
【００２５】
噴出モジュール２２は、接着及び押圧によりベース基板２７に取り付けられている。モジュール２２のエッジに隣接して基板２７に接着されているものは、モジュール２２それ自身と同じ厚さのデータフレーム４２である。
【００２６】
プレート２８は、噴出ノズル３２が噴出セル２３及び各々のレジスター２４に正確に面する仕方でモジュール２２並びにデータフレーム４２に取り付けられている。該プレートは、分配チャンネル２５、インク供給チャンネル及びセル２３のための上側流体密封カバーとして作用する。
【００２７】
チップ３４では、セル２３及びレジスター２４は、エッジに隣接したフロント部３６に平行に配列され、反対側のフロント部に沿ってＩ／Ｏパッド３９が配置され、中央部には活動部品が配置されている。チャンネル２５は、かなり短く形成され、高い作動周波数を保証している。
【００２８】
セル２３及びレジスター２４は、ノズル３２のピッチに等しいピッチ「Ｐ」を有し、その一方で、側部３７及び３８とターミナルセル２３の軸との間の距離は、０．５Ｐより僅かに小さく、かくして、基板２７の組み立ての間に、２つの隣接するモジュール２２の側部３７及び３８の間に空間Ｇを残すことを可能にし、従って、２つのモジュールのセルの間にピッチ「Ｐ」の整列及び不変性を保証する。
【００２９】
基板２７は、平坦で平行な対向表面により境界付けられた、略長方形形状であり、結晶シリコンに近い熱膨張係数を有する、電気的に絶縁され、化学的に不活性の剛体シートで切断することができる。精密な構成部品が無いことに起因して、精度に制限を受けることなく、スロット状のアパーチャ３３を得ることができる。それは、当該技術分野で知られている方法の任意の一つを使用して作ることができる。アルミナ又はセラミックの場合には、スロットを、焼成工程の前に成形することにより得ることができる。
【００３０】
半田パッド４３及び４４、図面には示されていない、プリンターのハードワイヤ接続のための相互接続トラック及びＩ／Ｏパッドを生成するため基板２７には金属層が沈着される。
【００３１】
データフレーム４２は、モジュール２２と同じ厚さを持ち、基板２７に取り付けられた噴出モジュール２２の形状と相補的な形状を持ち、第１のモジュールの側部３７と直前のモジュール２２のエッジ３８と、全体的若しくは部分的に、並列に並んでいる。
【００３２】
データフレーム４２は、スロット３３と連通し、フィルム４１のチャンネル２５を通して噴出セル２３と連通する逆のインクセル５０を形成する仕方でフロント部３６から所定距離にある。データフレーム４２の厚さは、モジュール２２の厚さに等しく、オリフィスプレート２８（図１）を密封するための接着工程を容易にするため、各々の上側方面が平坦な表面を形成することを確実にする。
【００３３】
オリフィスプレート２８は、カプトンから、或いは、代替例として、金メッキされたニッケルから作ることができ、電気鋳造工程により作ることができる。
補助タンク３１は、モジュール２２が取り付けられるものと反対側に基板２７の表面に沈着される。タンク３１は、スポンジ５１を通して充填され、ジョイントフィルター５２を通して取り外し可能な型式のインクカートリッジ５３と接続されている。
【００３４】
ジョイントフィルター５２及び平坦なケーブルは、全体がモジュール２２とベース基板２７とからなることを可能にし、カートリッジ５３が動かない状態のままである間にシート２６に関して横方向に移動する。カートリッジは、再充填可能なシリアル印刷ユニットと同様に、置換可能である。
【００３５】
装置２１は、既知の型式の並列又はシリアル並列印刷装置を超える多数の利点を有し、経済的及び機能的である。分配チャンネル２５は、セル２４へのインクの供給に最適な流体インピーダンスにとって十分に短く、これにより、モジュール２２の高い作動周波数を確実にする。
【００３６】
装置２１は、ノズルと一体でない噴出モジュールにとっても有用である。しかし、個々のセル２４及びモジュール２２の個々のチャンネル２５にとって整列及び堅固さの十分な精度を保証するためノズルの層の正確な位置決めを必要としている。
【００３７】
図３に示されているものは、シリアル型式のインクジェットプリンター８９であり、据え付け構造と、コントラストローラー９１と、カートリッジ９２と、各々単色及びカラーの２つのヘッド９３ｎ及び９３ｃと、を備える。
【００３８】
ヘッド９３ｎ（図４）は、インク液滴の噴出のためのレジスター９７と、レジスター９７のための駆動回路９８と、図面には示されていない電子コントローラへの接続のためのパッド９９とを実装した半導体材料（シリコン）の基板チップ９６を有する噴出モジュール９４を備える。チップ９６に作られているものは、通過スロット１０１であり、該通過スロットを介して、インクが図面に示されていないタンクから流れる。
【００３９】
チップ９６の上側表面上にあるものは、フォトポリマー層１０２であり、該層には、フォトリソグラフィー技術を使用して、レジスター９７に対応して、分配チャンネル１０４及び噴出セル１０４が作られている。セル１０４の上方にノズル１０７を担持している、金メッキされたニッケル又はカプトンの薄層から全体として作られたオリフィスプレート１０６は、フォトポリマー１０２に接着されている。
【００４０】
ノズル１０７は、ヘッド走査方向に画像の解像度を二倍にするため、半分のピッチで互い違いにされた２つの平行ラインに配列されている。回路９８は、低い散逸パワーで各ヘッドモデルに特有の解像度で、簡単化されたＣＭＯＳ／ＬＤＭＯＳ技術に従って生成されている。
【００４１】
モノリシックのシリアルインクジェットプリントヘッドのための噴出モジュール１１１が図５に示されている。これは、２つのラインのノズル１１３を有する構造層１１２と、シリコン基板チップ１１４とを備えた、オリベッチ・レキシコンＳ．Ｐ．Ａを代行して出願されたイタリア特許番号１．３１０．０９９から知られている型式である。チップ１１４は、マイクロエレクトロニクス１１６と、半田パッド１１７と、層１１２と部分的に共有する微細液圧手段１１８とを備えている。
【００４２】
モジュール１１１の製造プロセスは、マイクロエレクトロニクス及び微細液圧手段が作られ、完成されるところの複数のチップ１１４からなる、図面に示されていないウェーハの製造工程を備えている。
【００４３】
チャンネル又は分配タンク１１９は、ドライエッチングによりチップ１１４の下側部分に作られており、犠牲フォトポリマーの層を通して、噴出セル１２１が、チップの上側部分に形成され、インクのための分配チャンネル１２２が、チャンネル若しくはタンク１１９とセル１２１との間に形成されている。
【００４４】
構造層１１２は、チップ１１４上に沈着され、ノズル１１３が後に作られる一体薄層を備えている。最終的には、セル１２１及びチャンネル１２２に対する犠牲層は消失される。
【００４５】
モジュール１１１は、インクの供給のための最適な流体インピーダンス及び低い製造コストを与え、ヘッド微細液圧手段を構成する様々な区分のための流体的な堅固さを保証する。
【００４６】
既に述べたように、モジュール１１２に対する構造及びプロセスは、モジュールをページ又はその良好な部分の幅に延在させるために使用することができない。余剰寸法を持つウェーハは、高い消費レベルを持つことが要求される。加えて、印刷ラインの全てのノズルの供給のためのスロット付きモジュールを備えたヘッドは、スロットそれ自身により弱くされたが故に壊れやすくなる。
（第１の実施例）
図６に示されているものは、参照番号１３０で指し示された、本発明の第１の実施例に係るインクジェットプリントヘッドである。該インクジェットプリントヘッドは、一連の噴出モジュール１３１と、図１の印刷装置２１のヘッドに構造的に類似したモジュール１３１を取り付けるための支持部とを備えている。
【００４７】
各モジュール１３１は、フロント部１３３を備えた略長方形形状を持ち、結晶シリコンの基板又はチップ１３４（図８）を備え、該チップは、駆動回路１３５と、レジスター１３６と、噴出セル１３７と、セル１３６のインク用の分配チャンネル１３８と、噴出ノズル１３９とを備えている。
【００４８】
回路１３５及びレジスター１３６は、チップ１３４の面１４３１上に集積されている。同じ面１４１上に配置されているものは、回路１３５のための半田パッド１４２である。
レジスター１３６は、フロント部１３３に平行に該フロント部から短距離のところに配列され、セル１３７は、レジスター１３６の上方に形成され、チャンネル１３８と共に、面１４１に見出される。チャンネル１３８は、面１４１により境界付けられた領域に沿って延在し、フロント部１３３に垂直な軸を備え、レジスター１３６の端部上の一部分「Ｃ」に亘って延在する。
【００４９】
支持部１３２（図６，７，８及び９）は、図１の装置２１のスロット状アパーチャ３３と同一であるスロット状アパーチャからなる、チャンネル１３８のインクのための供給ダクト１４３を形成する。支持部１３２に配置されているものは、モジュール１４１のパッド１４２にコンダクター１４６を介して接続された半田パッド１４４、並びに、プリンターへのヘッドの接続のための図示されていない半田パッドである。
【００５０】
本発明によれば、ヘッド１３０は、各モジュール１３１において、チップ１３４及びオリフィスプレート１５２内に作られた分布チャンネル１４９と、密封手段１５０と、を備える。
【００５１】
分布チャンネル１４９は、エッジ１３３に平行に該エッジに隣接してモジュール１３１の全長さに亘って延在し、分配チャンネル１３８と支持部１３２の供給ダクト１４３とに流体連通している。オリフィスプレート１５２は、チップ１３４の面１４１上に集積され、セル１３７及びチャンネル１３８の範囲を定め、ノズル１３９は噴出セル１３７の上方に作られている。密封手段１５０は、オリフィスプレート１５２と支持部１３２との間に挿入され、供給ダクト１４３とセル１３７との間のインクの密封を確実にする。
【００５２】
本第１の実施例のヘッド１３０では、分布チャンネル１４９は、チップ１３４の同じ面１４１上に生成され、分配チャンネル１３８の間の長さ「Ｄ」に亘ってチャンネル１４９内で横方向に走るリブ１５１が提供される。密封手段１５０は、密封薄層１５３を備え、オリフィスプレート１５２と支持部１３２との間の密封を提供する。
【００５３】
詳しくは、チップ１３４は、１．２７ｃｍ（１／２インチ）又は２．５４ｃｍ（１インチ）の長さで、１．５〜２ｍｍの幅で、０．４〜０．７ｍｍの厚さである。レジスター１３６は、フロント部１３３から０．５〜１．００ｍｍの位置に配置され、分布チャンネル１４９は、面１４１の１０〜１００μｍの深さのエッチングから生じ、距離「Ｃ」から出発して０．３〜１．０ｍｍの幅「Ｃｈ」に亘って、フロント部１３３まで延在する。レジスター１３６は、チップ１３４の回路１３５により、ダクト１４３の反対側の両端部からパワー供給される。
【００５４】
リブ１５１は、対をなして、図６、７、８、１４及び１５に示されるように、複数の分配チャンネル１３８の間に挿入されるか、又は、図１２及び図１３に示されるように、各チャンネル１３８と対応して配置されていてもよい。
【００５５】
オリフィスプレート１５２は、液圧回路が生成される領域では、チップ１３４の面１４１から１０〜３５μｍの距離にあり、セル１３７及びチャンネル１３８の高さを設定する。
【００５６】
密封薄層１５３は、例えばカプトン等の樹脂の薄層、又は、例えばテーパーエッジ１５６により制限された金メッキニッケル等の金属薄層から作られる。熱圧力接着手段を用いて、例えば、エッジ１５６がノズル１３９に平行に隣接する仕方でエッジ１５６に隣接した接着領域及びオリフィスプレート１５２上の接着領域に接着フィルム１５５を沈着することにより、薄層は、オリフィスプレート１５２に固定される。
【００５７】
薄層１５３及びオリフィスプレート１５２の接着領域は、セル１３７及びチャンネル１３８に信頼できる流体密封が提供されることを確実にするため十分である幅に亘って延在する。
【００５８】
リブ１５１は、シリコン内のエッチングで作られ、セル１３７及びチャンネル１４９の間の液圧システムの流体インピーダンスを実質的に増大させること無く、薄層１５３と層１５２との間の接着作用に良好なコントラストを提供する。
【００５９】
特に、リブ１５１は、分布チャンネル１４９内に０．２〜０．９ｍｍの距離に亘って、各々１５〜３０μｍの幅で延在し、層１５２の接着領域が、ノズル１３９に向かってこれらの値よりも僅かに大きい幅に亘って延在している。
【００６０】
支持部１３２は、例えばアルミナ、ガラス、ＰＣＢからできた図１の基板２７に類似した剛体材料の基板１５９を備えており、モジュール及びプリンターへの接続用のパッドが沈着され、その厚さを通して供給ダクト１４３を形成する。
【００６１】
噴出モジュール１３１（図６）は、関連するノズル１３９、セル１３７及びフロント部１３３が整列される仕方で基板１５９上に並列に取り付けられる。ノズルの沈着及びピッチ「Ｐ」は、図２の装置２１のセル２３を参照して、既に言及された特許出願ＴＯ２００２Ａ０００８７６内の説明に従って、既に説明されたものと同じである。
【００６２】
例えばプラスチック材料ででき、図１のデータフレーム４２に類似したフレーム１６１が、フロント１３３と整列したモジュール１３１と並んで基板１５９上に取り付けられており、このとき上側表面１６２がノズル層１５２の上側表面と実質的に面一となっている。代替例として、この機能は、ダクト１４３に隣接した、同じ基板１５９内の段部から得ることができる。
【００６３】
例えばエッジ１５６の反対側にある薄層１５３のエッジに接着フィルム１５５の別の部分を通した熱及び圧力接着により、密封薄層１５３が、フレーム１６１の表面１６２又は基板１５９の段部の上側表面を密封するため取り付けられている。
【００６４】
図１０及び図１１に参照されるように、プリントヘッド１３０の製造プロセスは、チップブロック１７１内の参照番号１３１Ａ及び１３１Ｂで別々に指し示された、対に配列されたモジュール１４１を形成する工程を備えている。ブロック１７１は、鏡像のように並列に配置された２つのチップ１３４に対応し、上側面１４１に、回路１３５及びレジスター１３６を集積し、該面では、レジスターがチップの横断方向参照平面１７２に平行に配列され、回路１３５が、レジスター１３６に対して、平面１７２の端部と反対側の端部に配置されている。
【００６５】
チップブロック１７１は、シリコンウェーハ１７３の多数の区分の一つを表している（図１０）。回路１３５、レジスター１３６、相互接続部及びパッド回路１４２を、標準的なプロセスに続いて形成することができる。完全な噴出モジュールが得られるまで、ウェーハ１７３上で直接作業が実行される。
【００６６】
単一のチップブロック１７１から、２つの噴出モジュール１３１が、プロセスの終了時に得られる。ブロック１７１は、単一のモジュール１３１と同じ長さであり、幅は２倍を超える。２つのモジュール１３１Ａ及び１３１Ｂ（図１１）は、ブロック１７１の側部から出発して参照平面１７２に関して互いの鏡像として形成され、空間「ＣＷ」が作られるべき切削部のために残されるように互いから所定距離のところに配置される。切削部は、平面１７２に平行にフロント部１４４の範囲を画定する。
【００６７】
チップブロック１７１は、コンパクトであり、制限された寸法を持ち、最小の消費量で、ウェーハ１７３の最適な切削を確実にする。１．２７ｃｍ（１／２インチ）のチップ１３４及び直径１５０ｍｍのウェーハに関しては、５００より多いモジュール１３１を作ることができる。当然に、チップが単に並んでセットされるレイアウトを用いて、単一の定義でウェーハ１７３からモジュール１３１を作ることができる。
【００６８】
本発明の製造プロセスは、様々なモジュール１３１から形成された特に高価なプリントヘッド、並列又はシリアル並列式のプリンターを製造するために有利であるが、単一モジュール１３１から形成された経済的なシリアルヘッドを製造するためにも用いることができる。
【００６９】
本発明によれば、プリントヘッド１３０の製造プロセスは、エッチング工程１８１を備えており、該工程では、ウェーハ１７３の各チップブロック１７１の面１４１上で、長さ方向エッチング部１８２が作られる。エッチング部１８２は、平面１７２に対して対称的であり、上記工程では、レジスター１３６から距離Ｃのところから出発し、区分１３１Ａ及び１３１Ｂにおいて、分布チャンネル１４９と、該チャンネル１４９の長さＤに亘って延在する一連のリブ１５１とが製造される。
【００７０】
ステップ１８１におけるウェーハ１７３のエッチングは、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、又は、ＫＯＨを用いたウェットエッチング技術等既知のドライエッチングを用いてもたらすことができる。
【００７１】
当該プロセスでは、犠牲体積領域の沈着工程（図１６から図１８）と、セル１３７及びチャンネル１３８の境界を画定する工程（図１９から図２１）と、構造層及びノズルの形成工程（図２２及び図２３）と、切削工程（図２４及び図２５）と、が続行される。
【００７２】
詳しくは、犠牲体積領域の沈着工程は、フォトレジスト層１８４がエッチング部１８２を覆うように拡げられるサブ工程１８３（図１６）を備えることができる。サブ工程１８６（図１７）では、例えば、酸素プラズマで処理することによりフォトレジストのトレースが面１４１から除去され、エッチング部１８２を覆うフォトレジストが平坦化される。
【００７３】
サブ工程１８７（図１８）では、面１４１全体に亘って、エッチング部１８２を覆う層上で、乾燥後に厚さ１０〜２５μｍのフォトレジスト層１８４が沈着される。
参照番号１８８で示される境界画定工程（図１９）は、チャンネル１３８及び分布チャンネル１４９のセル１３６の境界を画定するマスクを用いてフォトレジスト層１８４を露光し、該フォトレジスト層を現像する工程を備えている。かくして、参照番号１８９及び１９１で指し示された犠牲体積領域は、レジスター１３６の上方で、リブ間の空間及びエッチング部１８２の残りの空間に、セル１３７を画定し並びにチャンネル１３８及び犠牲体積領域１９２を画定するため距離「Ｃ」の領域に、形成される。
【００７４】
リブ１５１の上側表面は、図２０に示されるように、各チャンネル１３８に対して一つの対が存在する沈着部で、又は、図２１に示されるように、複数のチャンネル１３８に対して一つの対が存在する沈着部で、露呈されたままとなっている。
【００７５】
参照番号１９６で指し示された構造層の形成工程（図２２）では、構造層１９７は、面１４１、リブ１５１、及び、犠牲体積領域１８９、１９１及び１９２上に沈着される。
例を用いて説明すると、構造層１９７は、パッド１４２を露わにするため露光及び現像に適切であり、ウェーハから分離する前に続いてポリマー化される例えばＳＵ８等の負のフォトレジストであってもよく、又は、ウェーハから分離する後に処理することができるポリマー型式であってもよい。
【００７６】
工程１９６には、ノズル１３９が、セル１３７と対応してチップブロック１７１の２つの区分１３１Ａ及び１３１Ｂ上に作られるところの、ノズル形成工程１９８（図２３）が続いて実行される。
【００７７】
工程１９８は、層１９７が負のフォトレジストである場合に、又は、ポリマー層の場合には例えばエキシマーレーザーを使用してモジュール１３１の分離後に、ウェーハ１７３上で実行することができる。
【００７８】
切削工程は、一例として、例えばレーザー等を使用した切除サブ工程１９９（図２４）を備えており、該サブ工程では、構造層１９７とエッチング部１９２の上方のフォトレジスト１８４が、「ＣＷ」より僅かに大きい幅に亘って、リブ１５１の端部から短距離の平面１７２のエッジ上で除去される。
【００７９】
上記工程には、モジュール１３１Ａ及び１３１Ｂがウェーハ１７３から分離されるトゥルー及びプロパー層１２１を切削する工程が続く。該工程では、例えば、鋸等を使用して、平面１７２に関して対称的であり且つブロック１７１から得ることができる２つのモジュールの側部１３３を形成する幅「ＣＷ」を切除するために、幅モジュール１３１Ａ及び１３１Ｂがウェーハ１７３から分離される。
【００８０】
切除工程１９９（図２４）は、シリコンを切断するため使用される鋸が層１９７及び１８４の有機材料内に突き刺さることを防止する。犠牲体積領域を有するモジュール１３１が、ウェーハ１７３から分離される。
【００８１】
本発明に係るヘッドの生成工程１３０は、支持部１３２が利用可能となり（図３０）、且つ、１つ以上のモジュール１３１のためのダクト１４３とベアリング表面２０３とが強化される準備工程を含んでいる。
【００８２】
工程２０４（図２７ａ）では、モジュール１３１は、各々のフロント部１３３が供給ダクト１４３に隣接し互いに整列された状態で支持部１３２のベアリング表面１３２に取り付けられる。これは、接着剤を使用して、当該技術分野で知られた位置決め技術を用いて、なすことができる。この位置決め技術は、既に言及した特許出願ＴＯ２００２Ａ００８７６で説明された物と同じ仕方で、モジュール１３１の整列と、該モジュールのノズル間の一定ピッチとを保証する。
【００８３】
支持部１３２が平坦な基板１５９である場合、フレーム１６１は、例えば接着剤を使用して、その内側部分がダクト１４３に隣接し、その上側表面が層１５２の上側表面と面一になるように、平坦基板上に取り付けられる。
【００８４】
例えば低粘性率の接着剤２０７を使用して（図６）、連続的なモジュール１４１の間の隙間、並びに、ライン及びフレーム１６１と第１のモジュール及び最後のモジュールとの間の隙間も密封される。
【００８５】
工程２０８（図２７ｂ）では、犠牲体積領域がモジュール１３１から除去され、かくして、層１５２をリブ１５１に取り付けたままにしておくが、インク分布チャンネル１４９とセル１３７との間を流体連通させた状態で、セル１３７及び分配チャンネル１３８をノズル層１５２内に形成する。
【００８６】
テーパーエッジ１５６を備えた密封薄層１５３（図２８）は、例えば、接着フィルム１５５が様々な部分に既に塗布されている厚さ２０〜５０μｍの金メッキされたＮｉを電解鋳造することにより、得られる。
【００８７】
次に、工程２０９（図２９）では、エッジ１５６がノズル１３９に隣接し、インク密封性が供給ダクト１４３とノズル１３９との間でインクを供給する際に確保されるように、密封薄層１５３は、接着フィルム１５５を使用して、１つ又は複数のモジュール１３１のノズル層１５２上に、及び、フレーム１６１の上側表面１６２上に取り付けられる。
【００８８】
ヘッド１３０（図６）は、既知の技術に従って、パッド１４２及び１４４にコンダクター１４６を半田付けすることにより最終的に完成される。
（第２の実施例）
図３１に示されているものは、図６のヘッド１３０に類似した、本発明の第２の実施例に係る、参照番号２２１で指し示されたインクジェットプリントヘッドの一部であり、一連の噴出モジュール２２２と、支持部１３２と同一であるモジュール２２２のための支持部と、を備えている。
【００８９】
ヘッド２２１は、図３１から図４０に表されており、機能的に同一の構成部品は図６から図３０のものと同じ番号が付与されている。
モジュール２２２も、フロント部２２３を備えた略長方形形状を持ち、駆動回路１３５及びレジスター１３６を有するシリコンチップ２２４（図３２）と、噴出セル２２６と、セル２２６のインクのための分配チャンネル２２７と、噴出ノズル２２８と、を各々備えている。回路１３５及びレジスター１３６は、レジスター１３６がフロント部２２３に平行に並列された状態でチップ２２４の面２２９上に集積されている。セル２２６及びチャンネル２２７は、面２２９上に形成され、該面には、回路１３５及びれじ１３６のためのパッド１４２も沈着形成される。
【００９０】
支持部１３２（図３１、３３及び４０ｂ）は、供給ダクト１４３を形成し、スロット付き基板１５９と、参照番号２３０で示されたフレームとを備えていてもよい。更に提供されているものは、印刷装置との接続のため、コンダクター１４６と図示しない半田パッドとを通してモジュール２２２のパッド１４２に接続された半田パッド１４４である。
【００９１】
本発明によれば、ヘッド２２１は、各モジュール２２２において、本実施例では面２２９の反対側のチップ２２４の面２３２上に作られる分布チャンネル２３１と、面２２９及びチャンネル２３１を通過する一連のスロット２３３と、を備えている。チャンネル２３１は、フロント部２２３に平行に該フロント部に隣接してチップの全長さに亘って延在しており、スロット２３３を通して分配チャンネル２２７と流体連通し、ヘッド２２１が組み立てられたときにはダクト１４３と流体連通している。
【００９２】
分布チャンネル２３１は、フロント部２２３に面する端部ではバンクを持っていない。加えて、フロント部２２３と分配チャンネル２２６及びスロット２３３とは両方とも、チップ２２４の制限された厚さの投影区分２３６内に形成される。
【００９３】
スロット２３３は、分配チャンネル２２６と単独に連係されるが、様々なチャンネルと２つの組み合わせに従って連係することもできる。
ノズル層２３７は、面２２９上に残っており、チップ２２４の面２２９に関して漏れ耐性を備えて一体形成されており、噴出セル２２６及びチャンネル２２７の境界を定めている。層２３７は、フロント部２２３から短距離のところで投影区分２３５に亘って延在している。
【００９４】
セル２２７の上方に、層２３７に作られているものは、ノズル２２８（図３３）である。２３８で指し示された密封手段は、ダクト１４３とセル２２６との間のインクの流体密封のため、フロント部２２３又はノズル層２３７と支持部１３２との間に配置されている。
【００９５】
本実施例では、密封手段２３８は、モジュール２２２のフロント部２２３及び／又はノズル層２３７と、支持部１３２のフレーム２３０との間に挿入された密封材料２３９から作られている。
【００９６】
チップ２２４は、１．２７ｃｍ（１インチ）又は２．５４ｃｍ（１インチ）の長さを持つことができる。該チップは、１．５〜３．０ｍｍの幅、０．３８ｍｍの厚さであり、投影区分は、約０．１ｍｍである。分配チャンネル２２７は、例えば０.２ｍｍ等の非常に短く形成されてもよく、かくして、インクを供給する際に流体インピーダンスを更に減少
させ、高い作動周波数を与える。
【００９７】
ノズル密度が３００ｄｐｉで、チャンネル２２７及びスロット２３３の間に単一の連係関係がある場合に、通過スロットの長さは、３０〜５０μｍであってもよい。２つ以上のチャンネルを機能させるスロットの場合には、長さは、流体回路のインピーダンスを減少させる８０〜１５０μｍであってもよく、セル２２６及び分配チャンネル２２７は、１０〜２５μｍの高さを持っている。
【００９８】
図３４を参照すると、プリントヘッド２２１を製造するためのプロセスは、上側面２２９上に、回路１３５及びレジスター１３６を各々有するチップブロック２４２を形成する工程を備えている。レジスターは、チップの横断参照平面２４３に平行に整列され、回路１３５は、レジスター１３６に関して、平面２４３の側部と反対側に配列されている。
【００９９】
チップブロック２４２は、同様に回路１３５、レジスター１３６及びパッド１４２が一体形成され、様々な製造工程が、完成したモジュール２２２が得られるまでウェーハ１７３上で直接実行されるところの、図１０と同一であるシリコンウェーハ１７３の多数の区分の一つを表している。
【０１００】
本製造工程は、保護層及び構造層を沈着させ、フォトリソグラフィーエッチングを実行し、シリアルヘッドの製造で使用される犠牲層を使用するところの最も有効な技術を用いることができ、本願出願人のオリベッチ・レキシコンにより出願された、銅の犠牲層の使用に関する上述したイタリア特許番号１．３１０．０９９と、イタリア特許番号１．３１１．３６１との改善点を含んでいる。
【０１０１】
この場合において再び、チップブロック２４２の減少した寸法及びコンパクトさは、材料の最小消費量でウェーハ１７３の最適な区分化を確実なものにする。
当該プロセスの終了時には、チップブロックから参照番号２２２Ａ及び２２２Ｂで指し示された２つの噴出モジュール２２２を得ることができる。ブロック１４２は、単一モジュール２２２と同じ長さを持ち、モジュールを分離するための切除が意図された空間「ＣＷ」を形成するため２倍を超える幅を持っている。
【０１０２】
２つのモジュール２２２Ａ及び２２２Ｂは、チップブロック２４２の側部から出発して、参照平面２４３に関して２つの区分で互いの鏡像として形成される。
本発明によれば、プリントヘッド２２２１の製造プロセスは、長さ方向のエッチング２４６が面２２９と反対側の各チップブロック２４２の面２３２上に作られるエッチング工程２４４を備えている。エッチング部２４６は、平面２４３に関して対称的であり、区分２２２Ａ及び２２２Ｂにおいて、幅「ＣＷ」の空間により分離された分布チャンネル２３１を生成する。
【０１０３】
エッチング部２４６は、例えば１００μｍの「膜」を参照平面２４３に関して対称的にしたままで投影区分２３６を形成する周知のウェットエッチング式技術を用いて、ウェーハに形成することができる。
【０１０４】
当該プロセスは、保護沈着工程２４７（図３５）で続行される。該工程では、保護層２４８が面２３２及びエッチング部２４６上に沈着される。供給スロットを形成するためどの技術が使用されるかに依存して、この層２４８を、ＳｉＯ2酸化物（ＰＥＣＶＤ）又はフォトレジスト（ＰＨＲ）から作ることができる。層２４８は、ＳｉＯ2を含む溶液中で、エッチングされるか、又は、マスクされ、露光され、スロット２３３の区分に対応して、ＳｉＯ2により保護されていない領域２４９を底部上に残しながら現像される。
【０１０５】
次に、形成工程２５１が実行される。該工程では、犠牲体積領域２５２、２５３がレジスター１３６（図３６）の上方に該レジスターから距離「Ｃ」以内に作られ、セル２２６及びチャンネル２２７の境界を画定する。
【０１０６】
次に、形成工程２６２（図３７）が実行される。該工程では、例えばＳｕ８又はポリイミド型式等でできた構造層２６３が、面２２９並びに犠牲体積領域２５２及び２５３上にノズル層２３７を形成するため沈着される。更に形成されているものは、層の種類に応じて、レーザー切除でフォトリソグラフィー技術を用いて作られたノズル２２８である。
【０１０７】
上記工程には、スロットを形成する工程（図３８）が続いて実行される。該工程では、スロット２３３が保護区分２３６の厚さ内で分配チャンネル２２７に対応して形成される。工程２６４は、層２４８のＳｉＯ2のマスクを通した「ドライエッチング」プロセスに続いて、又は、サンドブラスト及びシリコンＰＨＲマスクにより又は上述したイタリア特許１．３１１．３６１に従って接触電極として沈着された銅を利用して電気化学的エッチングによって実行することができる。
【０１０８】
次の工程は、切削工程２６６である。該工程では、鋸工程により、チップブロック２４２の区分２２２Ａ及び２２２Ｂ（図３９）がウェーハ１７３から及び互いから分離される。モジュール２２２を分離するとき、幅「ＣＷ」の切除部は、平面２４３に関して対称的であり、チップブロックから作られた２つのモジュールのフロント部２２３を形成する。
【０１０９】
本発明に係るヘッド２２１の製造時には、準備工程が実行される。該準備工程では、インク供給ダクト１４３を備えた支持部１３２が１つ以上のモジュール２２２のために準備される。
【０１１０】
工程２６８（図４０ａ）では、モジュール２２２が、例えば接着剤を使って、支持部１３２のベアリング表面２０３上に取り付けられる。このとき、投影部２３６が供給ダクト１４３の上方にあり、各々のフロント部２２３がダクトに隣接しており、ノズルが整列されて一定のピッチを有することが保証されている。
【０１１１】
支持部１３２が基板１５９であるとき、フレーム２３０は、その内側部分がダクト１４３に隣接し、その上側表面２７１がモジュール２２２のノズル層２３７の上側表面の僅か下方にあるように接着される。
【０１１２】
次に、工程２７２（図４０ｂ）では、連続的なモジュール２２２の間の隙間、並びに、フロント部２２３とフレーム２３０の上側表面２７１との間の隙間が、密封材料２３９、例えば、低粘性率の接着剤を用いて密封される。
【０１１３】
犠牲体積領域２５２、２５３は、モジュール２２２から除去される。これにより、セル２２６及び分配チャンネル２２７が構造層２６３内に作られ、インク分布チャンネル２３１とセル２２６との間が流体連通する。
【０１１４】
ヘッド２２１は、既知の技術に従って、コンダクター１４６をパッド１４２及び１４４に半田付けすることにより最終的に完成される。
本発明の原理に背くことが無ければ、インクジェットヘッド並びに関連する製造プロセスの実施例及び製造上の詳細事項を、本発明の範囲から逸脱すること無く、これに限定されない例を用いて説明され図示されたものに対して、有意に比べられる変更をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図１は、並列モードで作動するインクジェットプリントヘッドを備えたプリンターの案面図である。
【図２】図２は、特に図１のヘッドの構成部品の断面の拡大図である。
【図３】図３は、既知の技術に係る、シリアルモードで作動するインクジェットヘッドを備えたプリンターの概略図を示す。
【図４】図４は、図３のプリンターのためのインクジェットヘッドの一部分の拡大概略図である。
【図５】図５は、図３のプリンターのためのヘッドの別の型式の一部分の図を示す。
【図６】図６は、本発明の第１の実施例に係る、多数の噴出モジュールを備えたインクジェットプリントヘッドの概略断面図を表す。
【図７】図７は、図６のヘッドの拡大した詳細構造を示す。
【図８】図８は、図６のヘッドの噴出モジュールの拡大スケールにおける断面概略図である。
【図９】図９は、図６のヘッドの部分概略断面図である。
【図１０】図１０は、ヘッドモジュールの一部分が本発明の第１の製造段階にある半導体材料のウェーハを示している。
【図１１】図１１は、図１０のモジュールの一部分の一つの断面である。
【図１２】図１２は、図１１のユニットの一部分の部分平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の部分長さ方向断面である。
【図１４】図１４は、図１１の一部分の変形態様の部分平面図を示している。
【図１５】図１５は、図１４の部分長さ方向断面を表している。
【図１６】図１６は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１７】図１７は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１８】図１８は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１９】図１９は、本発明の特定の製造段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を示している。
【図２０】図２０は、図１９の段階にある図８のモジュールの一部分の平面図である。
【図２１】図２１は、図１９の製造段階にある、図１４のモジュール変形態様の平面図である。
【図２２】図２２は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２３】図２３は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２４】図２４は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２５】図２５は、本発明の製造の更なる段階にある図８のモジュールの概略断面を表している。
【図２６】図２６は、図２５の製造段階にある図１０のウェーハを示している。
【図２７ａ】図２７ａは、製造の特定の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図２７ｂ】図２７ｂは、製造の特定の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図２８】図２８は、本発明に係るプリントヘッドの製造の間の構成部品の図を示している。
【図２９】図２９は、製造の別の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図３０】図３０は、図６のヘッドの一部分の拡大図を示している。
【図３１】図３１は、本発明の第２の実施例に係るインクジェットプリントヘッドの詳細な構成を示している。
【図３２】図３２は、図３１のヘッドの噴出モジュールの拡大スケールにおける等角投影概略断面を表している。
【図３３】図３３は、図３１のヘッドの部分概略断面図を示している。
【図３４】図３４は、図３１の実施例のヘッドモジュールを備えた半導体材料のウェーハを表している。
【図３５】図３５は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３６】図３６は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３７】図３７は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３８】図３８は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３９】図３９は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図４０ａ】図４０ａは、製造の特定段階における本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図４０ｂ】図４０ｂは、製造の特定段階における本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びその製造プロセスに関する。
より詳しくは、本発明は、請求項１及び２０の導入部分に係る、複数のノズルを通してプリント媒体にインク液滴を噴出するためのプリントヘッド及びその製造プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、頂部シューター式の熱技術に係る、即ち噴出モジュールに垂直な方向にインク液滴を噴出する等の、インクジェットプリントヘッドの構成及び作動の一般的モードは、この技術分野で幅広く知られており、従って、本明細書では詳しくは説明しない。
【０００３】
インクジェットヘッドは、一般に、ノズルが印刷ラインに垂直に配列され、ヘッドが印刷されるべき表面に亘って横断方向に移動されるシリアルプリンターを製造する際に使用される。
【０００４】
噴出ユニットは、集積回路及び／又はハイブリッド回路の製造のため用いられるものに類似した処理技術を用いて、半導体基板、典型的にはシリコンウェーハからのチップとして得られる。
【０００５】
要約すると、様々な層が、噴出レジスター及び活性電子部品を構成するため基板の面、及び、フォトポリマーの層上に沈着される。フォトリソグラフィー技術を使用するとき、噴出セル及びインク分配チャンネルは、フォトポリマー内で作られ、セルと対応して組み込まれた噴出ノズルが備え付けられたオリフィスプレートが取り付けられる。
【０００６】
今日の技術は、ヘッド毎により大きい数のノズルさえも、並びに、高い作動周波数でより高いプリントディフィニッションさえも生成し、より小さいインク液滴さえも生成しようとしている。このことは、減少した寸法、非常に短い液圧回路及び回路、構成部品を配置し組み立てる際の高い精度を持つアクチュエータを必要とし、その一方で、ヘッドを構成する材料の熱膨張の異なる係数といった問題も強調されるようになる。
【０００７】
高い信頼性は、特に、インクタンクの交換可能性であるべきであるとき特に、プリントヘッドについて要求されている。これらのヘッドは、反固定化再充填ヘッドと称され、実際、プリンターの寿命に近い有効寿命を有する。
【０００８】
かくして、インクチャンネル、選択マイクロエレクトロニクス、選択器及びノズルがウェーハに集積されている、完全に集積されたモノリシックヘッドを開発し、製造する必要が存在する。
【０００９】
シリアル印刷のための直前のヘッドは、噴出モジュールのエッジに沿った特殊なノズル配置を有し、それらは、全てのセルに共通した、ユニット内の分布スロット又はチャンネルを通したインクのための簡単化した供給を使用し、幾つかの場合には、ユニット内に集積されたオリフィスプレートを有する。製造中に、引き続く工程で消去されるフォトポリマーの犠牲層は、セル及び分配チャンネル、並びにノズルの形成のための構造層を作る際に使用される。
【００１０】
その上、シリアル型式のプリンターは、幾分嵩張り、従って、ポータブル及び／又はコンパクトな設備で使用するには不適切である。
パラレル又はシリアル−パラレル式プリンターで使用することができるインクジェットプリンターが知られている。ページのラインは、印刷される表面を横切って走査運動する必要性無しに単一ストローク内で印刷されるか、又は、ページの長さ方向の運動に関連して制限された走査で印刷される。
【００１１】
パラレル又はシリアル−パラレル式プリンターのためのヘッドは、様々な噴出モジュールを並列に並べた状態で製造される。実際には、欠点が無く並列印刷領域内に全てのノズルを形成することができる大型サイズのチップ又は単一ユニットを受容可能な生産高で製造するのは困難である。加えて、単一ユニット内のヘッドは、ユニット内の大型サイズのスロットにより引き起こされる弱さに起因して、今日のシリアルヘッドのインク供給の簡単さからは利点を引き出すことができなかった。
【００１２】
並列プリンターのための噴出モジュールは、制限された寸法（１．２７ｃｍ（１／２インチ）、２．５４ｃｍ（１インチ））を持ち、単一ユニット内にあるときのようなノズルの整列された配置を得るような仕方で共通に支持されて組み立てられる。しかし、この構造が選択されたとき、インク分配スロットの存在に起因して、並列に集積ユニットを設定することが困難になるという問題等の他の問題が発生する。
【００１３】
近年では、インクジェットヘッドは、噴出モジュールの首尾一貫した部分に亘って延在する多数のノズルを用いたシリアル印刷のために、印刷領域に沿った及び／又は様々な印刷ライン上の大量のドットを同時に印刷するのに適するように発展された。これらの高価なヘッドは、機械的に弱く、製造するのが複雑であり、多数の構造的問題が未解決のままとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の主要な目的は、主要には、これに独占されないが、高い集積度を備え、短い製造時間及び比較的低いコストで済む上記した欠点が無い並列又はシリアル並列式のプリンターのためのインクジェットプリントヘッドを製造することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、噴出モジュール及び比較される機能の構成部品のロバストネスから低下しないような共通の分配チャンネルを通してインクが噴出セルを供給する、インクジェットプリントヘッドを製造するプロセスを画定させることである。
【００１６】
本発明の別の目的は、寸法が小さく低コストであると共に良好な印刷解像度を提供することができる、プリントのラインに平行な方向に沿ってノズルが整列されて配列されたインクジェットプリントヘッドのためのユニットを製造することである。
【００１７】
更に別の目的は、寸法が小さく低コストの、並列又はシリアル並列式プリンターのためのインクジェットヘッドを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、並列又はシリアル並列印刷装置によって、並びに、主要請求項の特徴部分に係る本発明の製造プロセスによって達成される。
本発明の特徴は、添付図面を参照して、これに限定しない例を用いて提供された、次の説明から明らかとなろう。
【実施例】
【００１９】
参照番号２１で図１の上側に表されているものは、シリアル並列式のインクジェット印刷装置である。この装置は、本願と同じ出願人に代わって２００２年１０月１０日に出願されたイタリア特許出願ＴＯ２００２Ａ０００８７６に記載されていた。
【００２０】
要約すると、本装置２１は、印刷ラインに平行に複数の噴出モジュール２２を備えている。各モジュールは、噴出セル即ちチャンバー２３（図２参照）と、シート２６上へのインクの噴出を指令するためのレジスター２４と、分配チャンネル２５と、が備え付けられている。
【００２１】
本装置２１は、基板２７と、オリフィスプレート２８と、モジュール２２とインク用の補助タンク３１とを選択し駆動するためのチップドライバー２９と、を更に備える。ボード２７、プレート２８及びタンク３１は、全てのモジュール２２に共通している。プレート２８上に作られているものは、印刷ラインに平行なラインに整列されて配置された噴出ノズル３２である。
【００２２】
基板２７は、剛性の絶縁性材料からなり、モジュール２２のための支持機能を持ち、その厚さを横切り、タンク３１に接続されたスロット３３により形成された、インク用の供給チャンネルを備えている。基板上に取り付けられているものは、チップドライバー２９である。代替例として、これは、単一モジュール２２の集積回路を通して実行することができる。
【００２３】
モジュール２２は、プレート２８を通した液圧密封接続部において、セル２４が関連する分配チャンネル２５を通してスロット３３と接続した状態で基板２７上に並列に取り付けられている。
【００２４】
基板２７は、印刷列の全長さに亘って、又は、少なくともその良好な部分に亘って延在しており、スロット３３は、再び印刷ラインに平行に、基板に沿って全行路に延在する。
各モジュール２２は、前部３６及び側部３７、３８を備えた長方形形状の結晶シリコンのチップ３４からなる。駆動及び選択回路を構成する構成部品は、既知のプロセスを使用して、チップ３４上に作られる。レジスター２４に対する層、図面には示されていない相互接続部、Ｉ／Ｏパッド３９、及び、感光性の樹脂フィルム４１が沈着される。このフィルム内に組み込まれているものは、対応するレジスター２４及び分配チャンネル２５と整列する、噴出セル２３である。
【００２５】
噴出モジュール２２は、接着及び押圧によりベース基板２７に取り付けられている。モジュール２２のエッジに隣接して基板２７に接着されているものは、モジュール２２それ自身と同じ厚さのデータフレーム４２である。
【００２６】
プレート２８は、噴出ノズル３２が噴出セル２３及び各々のレジスター２４に正確に面する仕方でモジュール２２並びにデータフレーム４２に取り付けられている。該プレートは、分配チャンネル２５、インク供給チャンネル及びセル２３のための上側流体密封カバーとして作用する。
【００２７】
チップ３４では、セル２３及びレジスター２４は、エッジに隣接したフロント部３６に平行に配列され、反対側のフロント部に沿ってＩ／Ｏパッド３９が配置され、中央部には活動部品が配置されている。チャンネル２５は、かなり短く形成され、高い作動周波数を保証している。
【００２８】
セル２３及びレジスター２４は、ノズル３２のピッチに等しいピッチ「Ｐ」を有し、その一方で、側部３７及び３８とターミナルセル２３の軸との間の距離は、０．５Ｐより僅かに小さく、かくして、基板２７の組み立ての間に、２つの隣接するモジュール２２の側部３７及び３８の間に空間Ｇを残すことを可能にし、従って、２つのモジュールのセルの間にピッチ「Ｐ」の整列及び不変性を保証する。
【００２９】
基板２７は、平坦で平行な対向表面により境界付けられた、略長方形形状であり、結晶シリコンに近い熱膨張係数を有する、電気的に絶縁され、化学的に不活性の剛体シートで切断することができる。精密な構成部品が無いことに起因して、精度に制限を受けることなく、スロット状のアパーチャ３３を得ることができる。それは、当該技術分野で知られている方法の任意の一つを使用して作ることができる。アルミナ又はセラミックの場合には、スロットを、焼成工程の前に成形することにより得ることができる。
【００３０】
半田パッド４３及び４４、図面には示されていない、プリンターのハードワイヤ接続のための相互接続トラック及びＩ／Ｏパッドを生成するため基板２７には金属層が沈着される。
【００３１】
データフレーム４２は、モジュール２２と同じ厚さを持ち、基板２７に取り付けられた噴出モジュール２２の形状と相補的な形状を持ち、第１のモジュールの側部３７と直前のモジュール２２のエッジ３８と、全体的若しくは部分的に、並列に並んでいる。
【００３２】
データフレーム４２は、スロット３３と連通し、フィルム４１のチャンネル２５を通して噴出セル２３と連通する逆のインクセル５０を形成する仕方でフロント部３６から所定距離にある。データフレーム４２の厚さは、モジュール２２の厚さに等しく、オリフィスプレート２８（図１）を密封するための接着工程を容易にするため、各々の上側方面が平坦な表面を形成することを確実にする。
【００３３】
オリフィスプレート２８は、カプトンから、或いは、代替例として、金メッキされたニッケルから作ることができ、電気鋳造工程により作ることができる。
補助タンク３１は、モジュール２２が取り付けられるものと反対側に基板２７の表面に沈着される。タンク３１は、スポンジ５１を通して充填され、ジョイントフィルター５２を通して取り外し可能な型式のインクカートリッジ５３と接続されている。
【００３４】
ジョイントフィルター５２及び平坦なケーブルは、全体がモジュール２２とベース基板２７とからなることを可能にし、カートリッジ５３が動かない状態のままである間にシート２６に関して横方向に移動する。カートリッジは、再充填可能なシリアル印刷ユニットと同様に、置換可能である。
【００３５】
装置２１は、既知の型式の並列又はシリアル並列印刷装置を超える多数の利点を有し、経済的及び機能的である。分配チャンネル２５は、セル２４へのインクの供給に最適な流体インピーダンスにとって十分に短く、これにより、モジュール２２の高い作動周波数を確実にする。
【００３６】
装置２１は、ノズルと一体でない噴出モジュールにとっても有用である。しかし、個々のセル２４及びモジュール２２の個々のチャンネル２５にとって整列及び堅固さの十分な精度を保証するためノズルの層の正確な位置決めを必要としている。
【００３７】
図３に示されているものは、シリアル型式のインクジェットプリンター８９であり、据え付け構造と、コントラストローラー９１と、カートリッジ９２と、各々単色及びカラーの２つのヘッド９３ｎ及び９３ｃと、を備える。
【００３８】
ヘッド９３ｎ（図４）は、インク液滴の噴出のためのレジスター９７と、レジスター９７のための駆動回路９８と、図面には示されていない電子コントローラへの接続のためのパッド９９とを実装した半導体材料（シリコン）の基板チップ９６を有する噴出モジュール９４を備える。チップ９６に作られているものは、通過スロット１０１であり、該通過スロットを介して、インクが図面に示されていないタンクから流れる。
【００３９】
チップ９６の上側表面上にあるものは、フォトポリマー層１０２であり、該層には、フォトリソグラフィー技術を使用して、レジスター９７に対応して、分配チャンネル１０４及び噴出セル１０４が作られている。セル１０４の上方にノズル１０７を担持している、金メッキされたニッケル又はカプトンの薄層から全体として作られたオリフィスプレート１０６は、フォトポリマー１０２に接着されている。
【００４０】
ノズル１０７は、ヘッド走査方向に画像の解像度を二倍にするため、半分のピッチで互い違いにされた２つの平行ラインに配列されている。回路９８は、低い散逸パワーで各ヘッドモデルに特有の解像度で、簡単化されたＣＭＯＳ／ＬＤＭＯＳ技術に従って生成されている。
【００４１】
モノリシックのシリアルインクジェットプリントヘッドのための噴出モジュール１１１が図５に示されている。これは、２つのラインのノズル１１３を有する構造層１１２と、シリコン基板チップ１１４とを備えた、オリベッチ・レキシコンＳ．Ｐ．Ａを代行して出願されたイタリア特許番号１．３１０．０９９から知られている型式である。チップ１１４は、マイクロエレクトロニクス１１６と、半田パッド１１７と、層１１２と部分的に共有する微細液圧手段１１８とを備えている。
【００４２】
モジュール１１１の製造プロセスは、マイクロエレクトロニクス及び微細液圧手段が作られ、完成されるところの複数のチップ１１４からなる、図面に示されていないウェーハの製造工程を備えている。
【００４３】
チャンネル又は分配タンク１１９は、ドライエッチングによりチップ１１４の下側部分に作られており、犠牲フォトポリマーの層を通して、噴出セル１２１が、チップの上側部分に形成され、インクのための分配チャンネル１２２が、チャンネル若しくはタンク１１９とセル１２１との間に形成されている。
【００４４】
構造層１１２は、チップ１１４上に沈着され、ノズル１１３が後に作られる一体薄層を備えている。最終的には、セル１２１及びチャンネル１２２に対する犠牲層は消失される。
【００４５】
モジュール１１１は、インクの供給のための最適な流体インピーダンス及び低い製造コストを与え、ヘッド微細液圧手段を構成する様々な区分のための流体的な堅固さを保証する。
【００４６】
既に述べたように、モジュール１１２に対する構造及びプロセスは、モジュールをページ又はその良好な部分の幅に延在させるために使用することができない。余剰寸法を持つウェーハは、高い消費レベルを持つことが要求される。加えて、印刷ラインの全てのノズルの供給のためのスロット付きモジュールを備えたヘッドは、スロットそれ自身により弱くされたが故に壊れやすくなる。
（第１の実施例）
図６に示されているものは、参照番号１３０で指し示された、本発明の第１の実施例に係るインクジェットプリントヘッドである。該インクジェットプリントヘッドは、一連の噴出モジュール１３１と、図１の印刷装置２１のヘッドに構造的に類似したモジュール１３１を取り付けるための支持部とを備えている。
【００４７】
各モジュール１３１は、フロント部１３３を備えた略長方形形状を持ち、結晶シリコンの基板又はチップ１３４（図８）を備え、該チップは、駆動回路１３５と、レジスター１３６と、噴出セル１３７と、セル１３６のインク用の分配チャンネル１３８と、噴出ノズル１３９とを備えている。
【００４８】
回路１３５及びレジスター１３６は、チップ１３４の面１４３１上に集積されている。同じ面１４１上に配置されているものは、回路１３５のための半田パッド１４２である。
レジスター１３６は、フロント部１３３に平行に該フロント部から短距離のところに配列され、セル１３７は、レジスター１３６の上方に形成され、チャンネル１３８と共に、面１４１に見出される。チャンネル１３８は、面１４１により境界付けられた領域に沿って延在し、フロント部１３３に垂直な軸を備え、レジスター１３６の端部上の一部分「Ｃ」に亘って延在する。
【００４９】
支持部１３２（図６，７，８及び９）は、図１の装置２１のスロット状アパーチャ３３と同一であるスロット状アパーチャからなる、チャンネル１３８のインクのための供給ダクト１４３を形成する。支持部１３２に配置されているものは、モジュール１４１のパッド１４２にコンダクター１４６を介して接続された半田パッド１４４、並びに、プリンターへのヘッドの接続のための図示されていない半田パッドである。
【００５０】
本発明によれば、ヘッド１３０は、各モジュール１３１において、チップ１３４及びオリフィスプレート１５２内に作られた分布チャンネル１４９と、密封手段１５０と、を備える。
【００５１】
分布チャンネル１４９は、エッジ１３３に平行に該エッジに隣接してモジュール１３１の全長さに亘って延在し、分配チャンネル１３８と支持部１３２の供給ダクト１４３とに流体連通している。オリフィスプレート１５２は、チップ１３４の面１４１上に集積され、セル１３７及びチャンネル１３８の範囲を定め、ノズル１３９は噴出セル１３７の上方に作られている。密封手段１５０は、オリフィスプレート１５２と支持部１３２との間に挿入され、供給ダクト１４３とセル１３７との間のインクの密封を確実にする。
【００５２】
本第１の実施例のヘッド１３０では、分布チャンネル１４９は、チップ１３４の同じ面１４１上に生成され、分配チャンネル１３８の間の長さ「Ｄ」に亘ってチャンネル１４９内で横方向に走るリブ１５１が提供される。密封手段１５０は、密封薄層１５３を備え、オリフィスプレート１５２と支持部１３２との間の密封を提供する。
【００５３】
詳しくは、チップ１３４は、１．２７ｃｍ（１／２インチ）又は２．５４ｃｍ（１インチ）の長さで、１．５〜２ｍｍの幅で、０．４〜０．７ｍｍの厚さである。レジスター１３６は、フロント部１３３から０．５〜１．００ｍｍの位置に配置され、分布チャンネル１４９は、面１４１の１０〜１００μｍの深さのエッチングから生じ、距離「Ｃ」から出発して０．３〜１．０ｍｍの幅「Ｃｈ」に亘って、フロント部１３３まで延在する。レジスター１３６は、チップ１３４の回路１３５により、ダクト１４３の反対側の両端部からパワー供給される。
【００５４】
リブ１５１は、対をなして、図６、７、８、１４及び１５に示されるように、複数の分配チャンネル１３８の間に挿入されるか、又は、図１２及び図１３に示されるように、各チャンネル１３８と対応して配置されていてもよい。
【００５５】
オリフィスプレート１５２は、液圧回路が生成される領域では、チップ１３４の面１４１から１０〜３５μｍの距離にあり、セル１３７及びチャンネル１３８の高さを設定する。
【００５６】
密封薄層１５３は、例えばカプトン等の樹脂の薄層、又は、例えばテーパーエッジ１５６により制限された金メッキニッケル等の金属薄層から作られる。熱圧力接着手段を用いて、例えば、エッジ１５６がノズル１３９に平行に隣接する仕方でエッジ１５６に隣接した接着領域及びオリフィスプレート１５２上の接着領域に接着フィルム１５５を沈着することにより、薄層は、オリフィスプレート１５２に固定される。
【００５７】
薄層１５３及びオリフィスプレート１５２の接着領域は、セル１３７及びチャンネル１３８に信頼できる流体密封が提供されることを確実にするため十分である幅に亘って延在する。
【００５８】
リブ１５１は、シリコン内のエッチングで作られ、セル１３７及びチャンネル１４９の間の液圧システムの流体インピーダンスを実質的に増大させること無く、薄層１５３と層１５２との間の接着作用に良好なコントラストを提供する。
【００５９】
特に、リブ１５１は、分布チャンネル１４９内に０．２〜０．９ｍｍの距離に亘って、各々１５〜３０μｍの幅で延在し、層１５２の接着領域が、ノズル１３９に向かってこれらの値よりも僅かに大きい幅に亘って延在している。
【００６０】
支持部１３２は、例えばアルミナ、ガラス、ＰＣＢからできた図１の基板２７に類似した剛体材料の基板１５９を備えており、モジュール及びプリンターへの接続用のパッドが沈着され、その厚さを通して供給ダクト１４３を形成する。
【００６１】
噴出モジュール１３１（図６）は、関連するノズル１３９、セル１３７及びフロント部１３３が整列される仕方で基板１５９上に並列に取り付けられる。ノズルの沈着及びピッチ「Ｐ」は、図２の装置２１のセル２３を参照して、既に言及された特許出願ＴＯ２００２Ａ０００８７６内の説明に従って、既に説明されたものと同じである。
【００６２】
例えばプラスチック材料ででき、図１のデータフレーム４２に類似したフレーム１６１が、フロント１３３と整列したモジュール１３１と並んで基板１５９上に取り付けられており、このとき上側表面１６２がノズル層１５２の上側表面と実質的に面一となっている。代替例として、この機能は、ダクト１４３に隣接した、同じ基板１５９内の段部から得ることができる。
【００６３】
例えばエッジ１５６の反対側にある薄層１５３のエッジに接着フィルム１５５の別の部分を通した熱及び圧力接着により、密封薄層１５３が、フレーム１６１の表面１６２又は基板１５９の段部の上側表面を密封するため取り付けられている。
【００６４】
図１０及び図１１に参照されるように、プリントヘッド１３０の製造プロセスは、チップブロック１７１内の参照番号１３１Ａ及び１３１Ｂで別々に指し示された、対に配列されたモジュール１４１を形成する工程を備えている。ブロック１７１は、鏡像のように並列に配置された２つのチップ１３４に対応し、上側面１４１に、回路１３５及びレジスター１３６を集積し、該面では、レジスターがチップの横断方向参照平面１７２に平行に配列され、回路１３５が、レジスター１３６に対して、平面１７２の端部と反対側の端部に配置されている。
【００６５】
チップブロック１７１は、シリコンウェーハ１７３の多数の区分の一つを表している（図１０）。回路１３５、レジスター１３６、相互接続部及びパッド回路１４２を、標準的なプロセスに続いて形成することができる。完全な噴出モジュールが得られるまで、ウェーハ１７３上で直接作業が実行される。
【００６６】
単一のチップブロック１７１から、２つの噴出モジュール１３１が、プロセスの終了時に得られる。ブロック１７１は、単一のモジュール１３１と同じ長さであり、幅は２倍を超える。２つのモジュール１３１Ａ及び１３１Ｂ（図１１）は、ブロック１７１の側部から出発して参照平面１７２に関して互いの鏡像として形成され、空間「ＣＷ」が作られるべき切削部のために残されるように互いから所定距離のところに配置される。切削部は、平面１７２に平行にフロント部１４４の範囲を画定する。
【００６７】
チップブロック１７１は、コンパクトであり、制限された寸法を持ち、最小の消費量で、ウェーハ１７３の最適な切削を確実にする。１．２７ｃｍ（１／２インチ）のチップ１３４及び直径１５０ｍｍのウェーハに関しては、５００より多いモジュール１３１を作ることができる。当然に、チップが単に並んでセットされるレイアウトを用いて、単一の定義でウェーハ１７３からモジュール１３１を作ることができる。
【００６８】
本発明の製造プロセスは、様々なモジュール１３１から形成された特に高価なプリントヘッド、並列又はシリアル並列式のプリンターを製造するために有利であるが、単一モジュール１３１から形成された経済的なシリアルヘッドを製造するためにも用いることができる。
【００６９】
本発明によれば、プリントヘッド１３０の製造プロセスは、エッチング工程１８１を備えており、該工程では、ウェーハ１７３の各チップブロック１７１の面１４１上で、長さ方向エッチング部１８２が作られる。エッチング部１８２は、平面１７２に対して対称的であり、上記工程では、レジスター１３６から距離Ｃのところから出発し、区分１３１Ａ及び１３１Ｂにおいて、分布チャンネル１４９と、該チャンネル１４９の長さＤに亘って延在する一連のリブ１５１とが製造される。
【００７０】
ステップ１８１におけるウェーハ１７３のエッチングは、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、又は、ＫＯＨを用いたウェットエッチング技術等既知のドライエッチングを用いてもたらすことができる。
【００７１】
当該プロセスでは、犠牲体積領域の沈着工程（図１６から図１８）と、セル１３７及びチャンネル１３８の境界を画定する工程（図１９から図２１）と、構造層及びノズルの形成工程（図２２及び図２３）と、切削工程（図２４及び図２５）と、が続行される。
【００７２】
詳しくは、犠牲体積領域の沈着工程は、フォトレジスト層１８４がエッチング部１８２を覆うように拡げられるサブ工程１８３（図１６）を備えることができる。サブ工程１８６（図１７）では、例えば、酸素プラズマで処理することによりフォトレジストのトレースが面１４１から除去され、エッチング部１８２を覆うフォトレジストが平坦化される。
【００７３】
サブ工程１８７（図１８）では、面１４１全体に亘って、エッチング部１８２を覆う層上で、乾燥後に厚さ１０〜２５μｍのフォトレジスト層１８４が沈着される。
参照番号１８８で示される境界画定工程（図１９）は、チャンネル１３８及び分布チャンネル１４９のセル１３６の境界を画定するマスクを用いてフォトレジスト層１８４を露光し、該フォトレジスト層を現像する工程を備えている。かくして、参照番号１８９及び１９１で指し示された犠牲体積領域は、レジスター１３６の上方で、リブ間の空間及びエッチング部１８２の残りの空間に、セル１３７を画定し並びにチャンネル１３８及び犠牲体積領域１９２を画定するため距離「Ｃ」の領域に、形成される。
【００７４】
リブ１５１の上側表面は、図２０に示されるように、各チャンネル１３８に対して一つの対が存在する沈着部で、又は、図２１に示されるように、複数のチャンネル１３８に対して一つの対が存在する沈着部で、露呈されたままとなっている。
【００７５】
参照番号１９６で指し示された構造層の形成工程（図２２）では、構造層１９７は、面１４１、リブ１５１、及び、犠牲体積領域１８９、１９１及び１９２上に沈着される。
例を用いて説明すると、構造層１９７は、パッド１４２を露わにするため露光及び現像に適切であり、ウェーハから分離する前に続いてポリマー化される例えばＳＵ８等の負のフォトレジストであってもよく、又は、ウェーハから分離する後に処理することができるポリマー型式であってもよい。
【００７６】
工程１９６には、ノズル１３９が、セル１３７と対応してチップブロック１７１の２つの区分１３１Ａ及び１３１Ｂ上に作られるところの、ノズル形成工程１９８（図２３）が続いて実行される。
【００７７】
工程１９８は、層１９７が負のフォトレジストである場合に、又は、ポリマー層の場合には例えばエキシマーレーザーを使用してモジュール１３１の分離後に、ウェーハ１７３上で実行することができる。
【００７８】
切削工程は、一例として、例えばレーザー等を使用した切除サブ工程１９９（図２４）を備えており、該サブ工程では、構造層１９７とエッチング部１９２の上方のフォトレジスト１８４が、「ＣＷ」より僅かに大きい幅に亘って、リブ１５１の端部から短距離の平面１７２のエッジ上で除去される。
【００７９】
上記工程には、モジュール１３１Ａ及び１３１Ｂがウェーハ１７３から分離されるトゥルー及びプロパー層１２１を切削する工程が続く。該工程では、例えば、鋸等を使用して、平面１７２に関して対称的であり且つブロック１７１から得ることができる２つのモジュールの側部１３３を形成する幅「ＣＷ」を切除するために、幅モジュール１３１Ａ及び１３１Ｂがウェーハ１７３から分離される。
【００８０】
切除工程１９９（図２４）は、シリコンを切断するため使用される鋸が層１９７及び１８４の有機材料内に突き刺さることを防止する。犠牲体積領域を有するモジュール１３１が、ウェーハ１７３から分離される。
【００８１】
本発明に係るヘッドの生成工程１３０は、支持部１３２が利用可能となり（図３０）、且つ、１つ以上のモジュール１３１のためのダクト１４３とベアリング表面２０３とが強化される準備工程を含んでいる。
【００８２】
工程２０４（図２７ａ）では、モジュール１３１は、各々のフロント部１３３が供給ダクト１４３に隣接し互いに整列された状態で支持部１３２のベアリング表面１３２に取り付けられる。これは、接着剤を使用して、当該技術分野で知られた位置決め技術を用いて、なすことができる。この位置決め技術は、既に言及した特許出願ＴＯ２００２Ａ００８７６で説明された物と同じ仕方で、モジュール１３１の整列と、該モジュールのノズル間の一定ピッチとを保証する。
【００８３】
支持部１３２が平坦な基板１５９である場合、フレーム１６１は、例えば接着剤を使用して、その内側部分がダクト１４３に隣接し、その上側表面が層１５２の上側表面と面一になるように、平坦基板上に取り付けられる。
【００８４】
例えば低粘性率の接着剤２０７を使用して（図６）、連続的なモジュール１４１の間の隙間、並びに、ライン及びフレーム１６１と第１のモジュール及び最後のモジュールとの間の隙間も密封される。
【００８５】
工程２０８（図２７ｂ）では、犠牲体積領域がモジュール１３１から除去され、かくして、層１５２をリブ１５１に取り付けたままにしておくが、インク分布チャンネル１４９とセル１３７との間を流体連通させた状態で、セル１３７及び分配チャンネル１３８をノズル層１５２内に形成する。
【００８６】
テーパーエッジ１５６を備えた密封薄層１５３（図２８）は、例えば、接着フィルム１５５が様々な部分に既に塗布されている厚さ２０〜５０μｍの金メッキされたＮｉを電解鋳造することにより、得られる。
【００８７】
次に、工程２０９（図２９）では、エッジ１５６がノズル１３９に隣接し、インク密封性が供給ダクト１４３とノズル１３９との間でインクを供給する際に確保されるように、密封薄層１５３は、接着フィルム１５５を使用して、１つ又は複数のモジュール１３１のノズル層１５２上に、及び、フレーム１６１の上側表面１６２上に取り付けられる。
【００８８】
ヘッド１３０（図６）は、既知の技術に従って、パッド１４２及び１４４にコンダクター１４６を半田付けすることにより最終的に完成される。
（第２の実施例）
図３１に示されているものは、図６のヘッド１３０に類似した、本発明の第２の実施例に係る、参照番号２２１で指し示されたインクジェットプリントヘッドの一部であり、一連の噴出モジュール２２２と、支持部１３２と同一であるモジュール２２２のための支持部と、を備えている。
【００８９】
ヘッド２２１は、図３１から図４０に表されており、機能的に同一の構成部品は図６から図３０のものと同じ番号が付与されている。
モジュール２２２も、フロント部２２３を備えた略長方形形状を持ち、駆動回路１３５及びレジスター１３６を有するシリコンチップ２２４（図３２）と、噴出セル２２６と、セル２２６のインクのための分配チャンネル２２７と、噴出ノズル２２８と、を各々備えている。回路１３５及びレジスター１３６は、レジスター１３６がフロント部２２３に平行に並列された状態でチップ２２４の面２２９上に集積されている。セル２２６及びチャンネル２２７は、面２２９上に形成され、該面には、回路１３５及びれじ１３６のためのパッド１４２も沈着形成される。
【００９０】
支持部１３２（図３１、３３及び４０ｂ）は、供給ダクト１４３を形成し、スロット付き基板１５９と、参照番号２３０で示されたフレームとを備えていてもよい。更に提供されているものは、印刷装置との接続のため、コンダクター１４６と図示しない半田パッドとを通してモジュール２２２のパッド１４２に接続された半田パッド１４４である。
【００９１】
本発明によれば、ヘッド２２１は、各モジュール２２２において、本実施例では面２２９の反対側のチップ２２４の面２３２上に作られる分布チャンネル２３１と、面２２９及びチャンネル２３１を通過する一連のスロット２３３と、を備えている。チャンネル２３１は、フロント部２２３に平行に該フロント部に隣接してチップの全長さに亘って延在しており、スロット２３３を通して分配チャンネル２２７と流体連通し、ヘッド２２１が組み立てられたときにはダクト１４３と流体連通している。
【００９２】
分布チャンネル２３１は、フロント部２２３に面する端部ではバンクを持っていない。加えて、フロント部２２３と分配チャンネル２２６及びスロット２３３とは両方とも、チップ２２４の制限された厚さの投影区分２３６内に形成される。
【００９３】
スロット２３３は、分配チャンネル２２６と単独に連係されるが、様々なチャンネルと２つの組み合わせに従って連係することもできる。
ノズル層２３７は、面２２９上に残っており、チップ２２４の面２２９に関して漏れ耐性を備えて一体形成されており、噴出セル２２６及びチャンネル２２７の境界を定めている。層２３７は、フロント部２２３から短距離のところで投影区分２３５に亘って延在している。
【００９４】
セル２２７の上方に、層２３７に作られているものは、ノズル２２８（図３３）である。２３８で指し示された密封手段は、ダクト１４３とセル２２６との間のインクの流体密封のため、フロント部２２３又はノズル層２３７と支持部１３２との間に配置されている。
【００９５】
本実施例では、密封手段２３８は、モジュール２２２のフロント部２２３及び／又はノズル層２３７と、支持部１３２のフレーム２３０との間に挿入された密封材料２３９から作られている。
【００９６】
チップ２２４は、１．２７ｃｍ（１インチ）又は２．５４ｃｍ（１インチ）の長さを持つことができる。該チップは、１．５〜３．０ｍｍの幅、０．３８ｍｍの厚さであり、投影区分は、約０．１ｍｍである。分配チャンネル２２７は、例えば０.２ｍｍ等の非常に短く形成されてもよく、かくして、インクを供給する際に流体インピーダンスを更に減少
させ、高い作動周波数を与える。
【００９７】
ノズル密度が３００ｄｐｉで、チャンネル２２７及びスロット２３３の間に単一の連係関係がある場合に、通過スロットの長さは、３０〜５０μｍであってもよい。２つ以上のチャンネルを機能させるスロットの場合には、長さは、流体回路のインピーダンスを減少させる８０〜１５０μｍであってもよく、セル２２６及び分配チャンネル２２７は、１０〜２５μｍの高さを持っている。
【００９８】
図３４を参照すると、プリントヘッド２２１を製造するためのプロセスは、上側面２２９上に、回路１３５及びレジスター１３６を各々有するチップブロック２４２を形成する工程を備えている。レジスターは、チップの横断参照平面２４３に平行に整列され、回路１３５は、レジスター１３６に関して、平面２４３の側部と反対側に配列されている。
【００９９】
チップブロック２４２は、同様に回路１３５、レジスター１３６及びパッド１４２が一体形成され、様々な製造工程が、完成したモジュール２２２が得られるまでウェーハ１７３上で直接実行されるところの、図１０と同一であるシリコンウェーハ１７３の多数の区分の一つを表している。
【０１００】
本製造工程は、保護層及び構造層を沈着させ、フォトリソグラフィーエッチングを実行し、シリアルヘッドの製造で使用される犠牲層を使用するところの最も有効な技術を用いることができ、本願出願人のオリベッチ・レキシコンにより出願された、銅の犠牲層の使用に関する上述したイタリア特許番号１．３１０．０９９と、イタリア特許番号１．３１１．３６１との改善点を含んでいる。
【０１０１】
この場合において再び、チップブロック２４２の減少した寸法及びコンパクトさは、材料の最小消費量でウェーハ１７３の最適な区分化を確実なものにする。
当該プロセスの終了時には、チップブロックから参照番号２２２Ａ及び２２２Ｂで指し示された２つの噴出モジュール２２２を得ることができる。ブロック１４２は、単一モジュール２２２と同じ長さを持ち、モジュールを分離するための切除が意図された空間「ＣＷ」を形成するため２倍を超える幅を持っている。
【０１０２】
２つのモジュール２２２Ａ及び２２２Ｂは、チップブロック２４２の側部から出発して、参照平面２４３に関して２つの区分で互いの鏡像として形成される。
本発明によれば、プリントヘッド２２２１の製造プロセスは、長さ方向のエッチング２４６が面２２９と反対側の各チップブロック２４２の面２３２上に作られるエッチング工程２４４を備えている。エッチング部２４６は、平面２４３に関して対称的であり、区分２２２Ａ及び２２２Ｂにおいて、幅「ＣＷ」の空間により分離された分布チャンネル２３１を生成する。
【０１０３】
エッチング部２４６は、例えば１００μｍの「膜」を参照平面２４３に関して対称的にしたままで投影区分２３６を形成する周知のウェットエッチング式技術を用いて、ウェーハに形成することができる。
【０１０４】
当該プロセスは、保護沈着工程２４７（図３５）で続行される。該工程では、保護層２４８が面２３２及びエッチング部２４６上に沈着される。供給スロットを形成するためどの技術が使用されるかに依存して、この層２４８を、ＳｉＯ2酸化物（ＰＥＣＶＤ）又はフォトレジスト（ＰＨＲ）から作ることができる。層２４８は、ＳｉＯ2を含む溶液中で、エッチングされるか、又は、マスクされ、露光され、スロット２３３の区分に対応して、ＳｉＯ2により保護されていない領域２４９を底部上に残しながら現像される。
【０１０５】
次に、形成工程２５１が実行される。該工程では、犠牲体積領域２５２、２５３がレジスター１３６（図３６）の上方に該レジスターから距離「Ｃ」以内に作られ、セル２２６及びチャンネル２２７の境界を画定する。
【０１０６】
次に、形成工程２６２（図３７）が実行される。該工程では、例えばＳｕ８又はポリイミド型式等でできた構造層２６３が、面２２９並びに犠牲体積領域２５２及び２５３上にノズル層２３７を形成するため沈着される。更に形成されているものは、層の種類に応じて、レーザー切除でフォトリソグラフィー技術を用いて作られたノズル２２８である。
【０１０７】
上記工程には、スロットを形成する工程（図３８）が続いて実行される。該工程では、スロット２３３が保護区分２３６の厚さ内で分配チャンネル２２７に対応して形成される。工程２６４は、層２４８のＳｉＯ2のマスクを通した「ドライエッチング」プロセスに続いて、又は、サンドブラスト及びシリコンＰＨＲマスクにより又は上述したイタリア特許１．３１１．３６１に従って接触電極として沈着された銅を利用して電気化学的エッチングによって実行することができる。
【０１０８】
次の工程は、切削工程２６６である。該工程では、鋸工程により、チップブロック２４２の区分２２２Ａ及び２２２Ｂ（図３９）がウェーハ１７３から及び互いから分離される。モジュール２２２を分離するとき、幅「ＣＷ」の切除部は、平面２４３に関して対称的であり、チップブロックから作られた２つのモジュールのフロント部２２３を形成する。
【０１０９】
本発明に係るヘッド２２１の製造時には、準備工程が実行される。該準備工程では、インク供給ダクト１４３を備えた支持部１３２が１つ以上のモジュール２２２のために準備される。
【０１１０】
工程２６８（図４０ａ）では、モジュール２２２が、例えば接着剤を使って、支持部１３２のベアリング表面２０３上に取り付けられる。このとき、投影部２３６が供給ダクト１４３の上方にあり、各々のフロント部２２３がダクトに隣接しており、ノズルが整列されて一定のピッチを有することが保証されている。
【０１１１】
支持部１３２が基板１５９であるとき、フレーム２３０は、その内側部分がダクト１４３に隣接し、その上側表面２７１がモジュール２２２のノズル層２３７の上側表面の僅か下方にあるように接着される。
【０１１２】
次に、工程２７２（図４０ｂ）では、連続的なモジュール２２２の間の隙間、並びに、フロント部２２３とフレーム２３０の上側表面２７１との間の隙間が、密封材料２３９、例えば、低粘性率の接着剤を用いて密封される。
【０１１３】
犠牲体積領域２５２、２５３は、モジュール２２２から除去される。これにより、セル２２６及び分配チャンネル２２７が構造層２６３内に作られ、インク分布チャンネル２３１とセル２２６との間が流体連通する。
【０１１４】
ヘッド２２１は、既知の技術に従って、コンダクター１４６をパッド１４２及び１４４に半田付けすることにより最終的に完成される。
本発明の原理に背くことが無ければ、インクジェットヘッド並びに関連する製造プロセスの実施例及び製造上の詳細事項を、本発明の範囲から逸脱すること無く、これに限定されない例を用いて説明され図示されたものに対して、有意に比べられる変更をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図１は、並列モードで作動するインクジェットプリントヘッドを備えたプリンターの案面図である。
【図２】図２は、特に図１のヘッドの構成部品の断面の拡大図である。
【図３】図３は、既知の技術に係る、シリアルモードで作動するインクジェットヘッドを備えたプリンターの概略図を示す。
【図４】図４は、図３のプリンターのためのインクジェットヘッドの一部分の拡大概略図である。
【図５】図５は、図３のプリンターのためのヘッドの別の型式の一部分の図を示す。
【図６】図６は、本発明の第１の実施例に係る、多数の噴出モジュールを備えたインクジェットプリントヘッドの概略断面図を表す。
【図７】図７は、図６のヘッドの拡大した詳細構造を示す。
【図８】図８は、図６のヘッドの噴出モジュールの拡大スケールにおける断面概略図である。
【図９】図９は、図６のヘッドの部分概略断面図である。
【図１０】図１０は、ヘッドモジュールの一部分が本発明の第１の製造段階にある半導体材料のウェーハを示している。
【図１１】図１１は、図１０のモジュールの一部分の一つの断面である。
【図１２】図１２は、図１１のユニットの一部分の部分平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の部分長さ方向断面である。
【図１４】図１４は、図１１の一部分の変形態様の部分平面図を示している。
【図１５】図１５は、図１４の部分長さ方向断面を表している。
【図１６】図１６は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１７】図１７は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１８】図１８は、本発明に係る製造の連続的段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図１９】図１９は、本発明の特定の製造段階で図８のヘッドモジュールの概略断面を示している。
【図２０】図２０は、図１９の段階にある図８のモジュールの一部分の平面図である。
【図２１】図２１は、図１９の製造段階にある、図１４のモジュール変形態様の平面図である。
【図２２】図２２は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２３】図２３は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２４】図２４は、本発明に係る製造の他の段階にある図８のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図２５】図２５は、本発明の製造の更なる段階にある図８のモジュールの概略断面を表している。
【図２６】図２６は、図２５の製造段階にある図１０のウェーハを示している。
【図２７ａ】図２７ａは、製造の特定の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図２７ｂ】図２７ｂは、製造の特定の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図２８】図２８は、本発明に係るプリントヘッドの製造の間の構成部品の図を示している。
【図２９】図２９は、製造の別の段階にある本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図３０】図３０は、図６のヘッドの一部分の拡大図を示している。
【図３１】図３１は、本発明の第２の実施例に係るインクジェットプリントヘッドの詳細な構成を示している。
【図３２】図３２は、図３１のヘッドの噴出モジュールの拡大スケールにおける等角投影概略断面を表している。
【図３３】図３３は、図３１のヘッドの部分概略断面図を示している。
【図３４】図３４は、図３１の実施例のヘッドモジュールを備えた半導体材料のウェーハを表している。
【図３５】図３５は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３６】図３６は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３７】図３７は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３８】図３８は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図３９】図３９は、本発明に係る製造の連続的段階で図３２のヘッドモジュールの概略断面を表している。
【図４０ａ】図４０ａは、製造の特定段階における本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【図４０ｂ】図４０ｂは、製造の特定段階における本発明に係るプリントヘッドの概略断面を表している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の噴出モジュール（１３１、２２２）を備えるインクジェットプリントヘッド（１３０、２２１）であって、各モジュールは、シリコンチップ（１３４、２２４）と、該モジュールのエッジ部（１３３，２２３）に隣接して配列された複数の噴出ノズル（１３９、２２８）と、該ノズルのための噴出セル（１３７、２２６）と、該セル（１３７、２２６）のインク用の分配チャンネル（１３８、２２７）と、を備え、
前記１つ以上の噴出モジュール（１３１、２２２）は、フロント部（１３３，２２３）に隣接し且つ前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体連通する分布チャンネル（１４９、２３１）と、関連するチップ（１３４、２２４）と一体形成されたノズル層（１５２、２３７）とを各々備え、該ノズル層では前記噴出ノズル（１３９、２２８）が前記フロント部に平行に作られており、
前記ヘッド（１３０、２２１）は、
前記１つ以上のモジュールを取り付けための支持部（１３２）であって、前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体連通するインク用の供給ダクト（１４３）を形成する前記支持部と、
前記１つ以上のモジュール（１３１、２２２）と前記支持部（１３２）との間に設けられた密封手段（１５０、２３８）であって、前記支持部（１３２）の前記供給ダクト（１４３）と前記１つ以上のモジュール（１３１、２２２）の前記噴出セル（１３７、２２６）との間に流体密封状態を形成する前記密封手段と、
を更に備えることを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記モジュール又は各モジュール（１３１）において、前記噴射セル（１３７）は、前記フロント部（１３３）から０．５〜１．０ｍｍのところに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記分布チャンネル（１４９、２３１）は、前記関連するシリコンチップ（１３４、２２４）の表面エッチングにより形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
各々のチップ（１３４）は、上記したセルが配列されている参照表面（１４１）を形成し、
前記ヘッド（１３０）は、
前記１つ又は複数のモジュールの前記分布チャンネル（１４９）が、前記フロント部（１３３）を含む参照表面（１４１）の領域に形成され、該参照表面の領域では前記チップが前記分布チャンネル（１４９）を横断方向に延在し且つ前記ノズル層（１５２）を部分的に担持する一連のリブ（１５１）を更に備えており、前記密封手段は、前記ノズル（１３９）に隣接するエッジ部を有すると共に、前記ノズル層（１５２）及び前記支持部（１３２）の間に流体密封状態を提供し且つ前記供給ダクト（１４３）を覆うように取り付けられた密封薄層（１５３）を備えていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記リブ（１５１）は、各々の分配チャンネル（１３８）に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記リブ（１５１）は、複数の分配チャンネル（１３８）に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項７】
前記ノズル層（１５２）は、前記噴出セル（１３７）及び前記分配チャンネル（１３８）を形成し、上記したリブ（１５１）に固定されていることを特徴とする、請求項４、５又は６に記載のプリントヘッド。
【請求項８】
前記密封薄層（１５３）は、前記ノズル（１３９）に隣接しているテーパーエッジ（１５４）により境界を画定されることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項９】
前記分布チャンネル（１４９）は、０．３から１．０ｍｍの幅を持ち、前記リブ（１５１）は前記分布チャンネル（１４９）内で０．２から１．０ｍｍの距離に亘って延在することを特徴とする、請求項４乃至８のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記リブ（１５１）は１５から３０μｍの幅を持つことを特徴とする、請求項４乃至９のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１１】
前記セル及び前記分配チャンネルは、前記チップ（２２４）の与えられた表面（２２９）上に載っており、前記ヘッドは、
前記モジュール又は各モジュールにおいて、前記分布チャンネル（２３１）は、前記与えられた表面（２２９）の反対側の前記チップの表面（２３２）に、前記取り付支持部（１３２）の前記供給ダクト（１４３）に面して作られ、前記ダクト即ちスロット（２３３）は、前記チップを通過するように設けられ、該ダクト即ちスロットは、前記反対側の面（２３２）上の前記分布チャンネル（２３１）と、前記与えられた表面（２２９）上の前記分配チャンネル（２２７）との間で流体接続を提供することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１２】
前記ノズル層（２２２）は、前記チップ（２２４）の前記与えられた表面に関して、前記セル（２２６）及び前記チャンネル（２３１）のための流体密封手段として機能することを特徴とする、請求項１１に記載のプリントヘッド。
【請求項１３】
前記分布チャンネル（２３１）は、前記フロント部に隣接し、バンクを持たず、より薄い厚さの投影区分（２３６）を前記チップに形成すると共に、前記ノズル層は前記投影区分に亘って延在することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のプリントヘッド。
【請求項１４】
前記密封手段は、前記ノズル層及び／又は前記チップと前記支持部（１３２）との間に挿入された密封材料（２３９）を備えることを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
前記ノズル層（１５２）は、前記セル（１３７）及び前記分配チャンネル（１３８）内で１０から２５μｍの高さに亘って前記基板（１３４）の上方に空間を形成することを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１６】
並列又はシリアル並列式の印刷装置で使用することができ、前記フロント部（１３３，２２３）に沿って整列された複数のモジュール（１３１、２２２）を備え、前記支持部（１３２）はその厚さを通して前記供給ダクト（１４３）を形成する剛性材料の基板（１５９）を備え、前記モジュール（１３１、２２２）が、前記基板（１５９）上で並んで取り付けられ、前記ノズル（１３９、２２８）が前記フロント部（１３３、２２３）に平行に整列されていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
前記噴出モジュールと並んで前記基板（１５９）に取り付けられたフレーム（１６１）を備え、該フレームは、前記モジュールのノズル層（１５２）の上側表面に隣接した上側表面を有することを特徴とする、請求項１６に記載のプリントヘッド。
【請求項１８】
前記フレームの上側表面は、前記ノズル層（１５２）の上側表面と実質的に面一に形成され、前記密封薄層（１５３）は、上記したリブ（１５１）に対応して、前記フレーム（１６１）と前記モジュールの前記ノズル層（１５２）とに緊密に取り付けられていることを特徴とする、請求項４又は１７に記載のプリントヘッド。
【請求項１９】
前記密封材料は、前記フレーム（１６１）と、前記ノズル層（１５２）又は前記モジュールの関連するチップとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１１又は１７に記載のプリントヘッド。
【請求項２０】
噴出モジュール（１１１、２２２）を準備する工程であって、各モジュールは、複数のレジスター（１３６）と噴出セル（１３７、２２６）と該セルのインク用の分配チャンネル（１３８、２２３）とを有する、関連するフロント部（１３３，２２３）が形成されたチップ基板（１３４、２２４）を有する、前記工程を備える、インクジェットプリントヘッド（１３０、２２１）を製造するためのプロセスであって、
前記モジュールが、前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体接続する分布チャンネル（１４９、２３１）と、前記フロント部（１３３、２２３）と整列され且つ前記レジスターの上方に配列された噴出ノズル（１３９、２２８）を持つノズル層（１５２、２３７）と、を備え、前記ヘッド（１３０、２２１）は１つ以上のモジュール（１１１、２２２）のためのインク供給ダクト（１４３）を有する支持部（１３２）を備えており、
前記ヘッドを組み立てる工程は、
１つ以上の前記分布チャンネル（１４９、２３１）を前記供給ダクト（１４３）と流体連通した状態にするように、前記１つ以上のモジュール（１１１、２２２）を前記支持部（１３２）に取り付け（２０４、２６８）、
前記分配チャンネルを通して前記供給ダクトと前記ノズルとの間でインクを供給する際にインクを密封するため、前記１つ以上のモジュールの前記ノズル層（１５２、２３７）を前記支持部（１３２）から液圧密封する（２０９、２７２）、各工程を備えることを特徴とする、プロセス。
【請求項２１】
前記モジュールの製造プロセスは、
前記フロント部（１３３、２２３）と、前記レジスターに隣接し且つ該フロント部（１３３，２２３）に平行な領域との間に、前記分布チャンネル（１４９、２３１）を生成するため、前記チップ（１３４、２２４）の与えられた面（１４１、２２９）上でエッチング（１８２、２４６）を施し（１８１、２４４）、
前記レジスターの上方の噴出セル（１３７、２２６）並びに前記領域の上方の前記分配チャンネル（１３８、２２７）の境界を画定するため犠牲体積領域（１８９、１９１；２５２、２５３）を生成し（１８８、２５１）、
前記ノズル層（１５２、２３７）を画定するため前記犠牲体積領域に亘って構造層（１９７、２６３）を適用し（１９６、２６２）、
前記セル（１３７、２２６）の前記犠牲体積領域に対応して、前記構造層（１９７、２６３）に前記噴出ノズル（１３９、２２８）を生成する（１９８、２６２）、各工程を備えることを特徴とする、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記エッチング工程では、前記面（１４１）上に、前記分布チャンネル（１４９）に加えて、前記チャンネル内を横断して延在する一連のリブ（１５１）が生成され、前記犠牲体積領域（１９２）の一部が前記リブ（１５１）の間の空間及び前記チャンネル上の空間へと延在し、前記構造層（１５６）の一部は、前記リブ（１５１）に適用され、前記犠牲体積領域を除去した後に前記リブ上に固定されたままとなっていることを特徴とする、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記犠牲体積領域を生成する前記工程は、
（ａ） 前記分布チャンネル（１４９）を、前記チップ（１３４）の前記データ面（１４１）と面一の犠牲フォトレジストで覆い、
（ｂ） 前記チャンネルを覆うフォトレジストを平坦化し、前記分布チャンネル（１４９）に隣接した部分をクリーニングし、
（ｃ） 犠牲フォトレジストの制御された厚さの層を、前記レジスター、前記リブ（１５１）及び前記チャンネルを覆う前記フォトレジストの上方で前記基板に適用し、
（ｄ） 前記セル（１３７）、前記分配チャンネル（１３８）及び前記分布チャンネル（１４９）を画定するため制御された厚さの前記層をマスクを用いて露光し、前記リブ（１５１）の境界を画定し、
（ｅ） 前記セル（１３７）、前記分配チャンネル（１３８）及び前記分布チャンネル（１４９）のための前記犠牲体積領域（１８９、１９１、１９２）を構成する制御された厚さの前記層を現像し、前記セル（１３７）及び前記分布チャンネルに並んだ前記チップ（１３４）の取り付けのための領域と、前記リブ（１５１）上の領域とを残す、各工程を備えることを特徴とする、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記長さ方向のエッチング（２４６）は、前記与えられた面（２２９）の反対側で前記チップ（２４２）の面（２３２）上でなされ、前記フロント部（２２３）により境界を画定された投影区分（２３６）を形成し
スロット形成工程（２６４）が提供され、スロット（２３３）は、前記分配チャンネル（２２７）に対応して前記投影区分（２３６）の厚さに生成され、前記ヘッド（２２１）の組み立てのために、前記モジュール（２２２）は、前記スロット（２３３）が前記支持部の前記供給ダクトと流体接続された状態で前記支持部（１３２）のベアリング表面（２０３）上に取り付けられることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記支持部（１３２）は、前記チップ（１３４、２２４）のためのベアリング表面（２０３）と、前記供給ダクト（１４３）に隣接し且つ前記ベアリング表面から所定の距離にある上側表面（１６２、２７１）と、を有する基板（１５９）を備え、
前記上側表面は、フレーム（１６１、２３０）により画定され、又は、前記基板から直接得られ、
前記密封工程は、前記チップ（１３４、２２４）又は前記構造層（１９７、２６３）と前記上側表面との間に密封手段（１５０、２３８）を挿入する工程を備えることを特徴とする、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記密封手段は、前記リブとは対照的に、前記上側表面（１６２、２７１）と前記構造層（１９７、２６３）との間に接着された密封薄層（１５３）を備えることを特徴とする、請求項２２、２３又は２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記密封手段は、前記チップのフロント部（２２３）と前記上側表面との間に挿入された密封材料（２３９）を備えることを特徴とする、請求項２４又は２６に記載のプロセス。
【請求項２８】
実質的に説明され図面に参照される、インクジェットプリントヘッド及び関連する製造プロセス。
【請求項１】
１つ以上の噴出モジュール（１３１、２２２）を備えるインクジェットプリントヘッド（１３０、２２１）であって、各モジュールは、シリコンチップ（１３４、２２４）と、該モジュールのエッジ部（１３３，２２３）に隣接して配列された複数の噴出ノズル（１３９、２２８）と、該ノズルのための噴出セル（１３７、２２６）と、該セル（１３７、２２６）のインク用の分配チャンネル（１３８、２２７）と、を備え、
前記１つ以上の噴出モジュール（１３１、２２２）は、フロント部（１３３，２２３）に隣接し且つ前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体連通する分布チャンネル（１４９、２３１）と、関連するチップ（１３４、２２４）と一体形成されたノズル層（１５２、２３７）とを各々備え、該ノズル層では前記噴出ノズル（１３９、２２８）が前記フロント部に平行に作られており、
前記ヘッド（１３０、２２１）は、
前記１つ以上のモジュールを取り付けための支持部（１３２）であって、前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体連通するインク用の供給ダクト（１４３）を形成する前記支持部と、
前記１つ以上のモジュール（１３１、２２２）と前記支持部（１３２）との間に設けられた密封手段（１５０、２３８）であって、前記支持部（１３２）の前記供給ダクト（１４３）と前記１つ以上のモジュール（１３１、２２２）の前記噴出セル（１３７、２２６）との間に流体密封状態を形成する前記密封手段と、
を更に備えることを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記モジュール又は各モジュール（１３１）において、前記噴射セル（１３７）は、前記フロント部（１３３）から０．５〜１．０ｍｍのところに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記分布チャンネル（１４９、２３１）は、前記関連するシリコンチップ（１３４、２２４）の表面エッチングにより形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
各々のチップ（１３４）は、上記したセルが配列されている参照表面（１４１）を形成し、
前記ヘッド（１３０）は、
前記１つ又は複数のモジュールの前記分布チャンネル（１４９）が、前記フロント部（１３３）を含む参照表面（１４１）の領域に形成され、該参照表面の領域では前記チップが前記分布チャンネル（１４９）を横断方向に延在し且つ前記ノズル層（１５２）を部分的に担持する一連のリブ（１５１）を更に備えており、前記密封手段は、前記ノズル（１３９）に隣接するエッジ部を有すると共に、前記ノズル層（１５２）及び前記支持部（１３２）の間に流体密封状態を提供し且つ前記供給ダクト（１４３）を覆うように取り付けられた密封薄層（１５３）を備えていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記リブ（１５１）は、各々の分配チャンネル（１３８）に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記リブ（１５１）は、複数の分配チャンネル（１３８）に隣接して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項７】
前記ノズル層（１５２）は、前記噴出セル（１３７）及び前記分配チャンネル（１３８）を形成し、上記したリブ（１５１）に固定されていることを特徴とする、請求項４、５又は６に記載のプリントヘッド。
【請求項８】
前記密封薄層（１５３）は、前記ノズル（１３９）に隣接しているテーパーエッジ（１５４）により境界を画定されることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項９】
前記分布チャンネル（１４９）は、０．３から１．０ｍｍの幅を持ち、前記リブ（１５１）は前記分布チャンネル（１４９）内で０．２から１．０ｍｍの距離に亘って延在することを特徴とする、請求項４乃至８のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記リブ（１５１）は１５から３０μｍの幅を持つことを特徴とする、請求項４乃至９のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１１】
前記セル及び前記分配チャンネルは、前記チップ（２２４）の与えられた表面（２２９）上に載っており、前記ヘッドは、
前記モジュール又は各モジュールにおいて、前記分布チャンネル（２３１）は、前記与えられた表面（２２９）の反対側の前記チップの表面（２３２）に、前記取り付支持部（１３２）の前記供給ダクト（１４３）に面して作られ、前記ダクト即ちスロット（２３３）は、前記チップを通過するように設けられ、該ダクト即ちスロットは、前記反対側の面（２３２）上の前記分布チャンネル（２３１）と、前記与えられた表面（２２９）上の前記分配チャンネル（２２７）との間で流体接続を提供することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１２】
前記ノズル層（２２２）は、前記チップ（２２４）の前記与えられた表面に関して、前記セル（２２６）及び前記チャンネル（２３１）のための流体密封手段として機能することを特徴とする、請求項１１に記載のプリントヘッド。
【請求項１３】
前記分布チャンネル（２３１）は、前記フロント部に隣接し、バンクを持たず、より薄い厚さの投影区分（２３６）を前記チップに形成すると共に、前記ノズル層は前記投影区分に亘って延在することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のプリントヘッド。
【請求項１４】
前記密封手段は、前記ノズル層及び／又は前記チップと前記支持部（１３２）との間に挿入された密封材料（２３９）を備えることを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
前記ノズル層（１５２）は、前記セル（１３７）及び前記分配チャンネル（１３８）内で１０から２５μｍの高さに亘って前記基板（１３４）の上方に空間を形成することを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１６】
並列又はシリアル並列式の印刷装置で使用することができ、前記フロント部（１３３，２２３）に沿って整列された複数のモジュール（１３１、２２２）を備え、前記支持部（１３２）はその厚さを通して前記供給ダクト（１４３）を形成する剛性材料の基板（１５９）を備え、前記モジュール（１３１、２２２）が、前記基板（１５９）上で並んで取り付けられ、前記ノズル（１３９、２２８）が前記フロント部（１３３、２２３）に平行に整列されていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
前記噴出モジュールと並んで前記基板（１５９）に取り付けられたフレーム（１６１）を備え、該フレームは、前記モジュールのノズル層（１５２）の上側表面に隣接した上側表面を有することを特徴とする、請求項１６に記載のプリントヘッド。
【請求項１８】
前記フレームの上側表面は、前記ノズル層（１５２）の上側表面と実質的に面一に形成され、前記密封薄層（１５３）は、上記したリブ（１５１）に対応して、前記フレーム（１６１）と前記モジュールの前記ノズル層（１５２）とに緊密に取り付けられていることを特徴とする、請求項４又は１７に記載のプリントヘッド。
【請求項１９】
前記密封材料は、前記フレーム（１６１）と、前記ノズル層（１５２）又は前記モジュールの関連するチップとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１１又は１７に記載のプリントヘッド。
【請求項２０】
噴出モジュール（１１１、２２２）を準備する工程であって、各モジュールは、複数のレジスター（１３６）と噴出セル（１３７、２２６）と該セルのインク用の分配チャンネル（１３８、２２３）とを有する、関連するフロント部（１３３，２２３）が形成されたチップ基板（１３４、２２４）を有する、前記工程を備える、インクジェットプリントヘッド（１３０、２２１）を製造するためのプロセスであって、
前記モジュールが、前記分配チャンネル（１３８、２２７）と流体接続する分布チャンネル（１４９、２３１）と、前記フロント部（１３３、２２３）と整列され且つ前記レジスターの上方に配列された噴出ノズル（１３９、２２８）を持つノズル層（１５２、２３７）と、を備え、前記ヘッド（１３０、２２１）は１つ以上のモジュール（１１１、２２２）のためのインク供給ダクト（１４３）を有する支持部（１３２）を備えており、
前記ヘッドを組み立てる工程は、
１つ以上の前記分布チャンネル（１４９、２３１）を前記供給ダクト（１４３）と流体連通した状態にするように、前記１つ以上のモジュール（１１１、２２２）を前記支持部（１３２）に取り付け（２０４、２６８）、
前記分配チャンネルを通して前記供給ダクトと前記ノズルとの間でインクを供給する際にインクを密封するため、前記１つ以上のモジュールの前記ノズル層（１５２、２３７）を前記支持部（１３２）から液圧密封する（２０９、２７２）、各工程を備えることを特徴とする、プロセス。
【請求項２１】
前記モジュールの製造プロセスは、
前記フロント部（１３３、２２３）と、前記レジスターに隣接し且つ該フロント部（１３３，２２３）に平行な領域との間に、前記分布チャンネル（１４９、２３１）を生成するため、前記チップ（１３４、２２４）の与えられた面（１４１、２２９）上でエッチング（１８２、２４６）を施し（１８１、２４４）、
前記レジスターの上方の噴出セル（１３７、２２６）並びに前記領域の上方の前記分配チャンネル（１３８、２２７）の境界を画定するため犠牲体積領域（１８９、１９１；２５２、２５３）を生成し（１８８、２５１）、
前記ノズル層（１５２、２３７）を画定するため前記犠牲体積領域に亘って構造層（１９７、２６３）を適用し（１９６、２６２）、
前記セル（１３７、２２６）の前記犠牲体積領域に対応して、前記構造層（１９７、２６３）に前記噴出ノズル（１３９、２２８）を生成する（１９８、２６２）、各工程を備えることを特徴とする、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記エッチング工程では、前記面（１４１）上に、前記分布チャンネル（１４９）に加えて、前記チャンネル内を横断して延在する一連のリブ（１５１）が生成され、前記犠牲体積領域（１９２）の一部が前記リブ（１５１）の間の空間及び前記チャンネル上の空間へと延在し、前記構造層（１５６）の一部は、前記リブ（１５１）に適用され、前記犠牲体積領域を除去した後に前記リブ上に固定されたままとなっていることを特徴とする、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記犠牲体積領域を生成する前記工程は、
（ａ） 前記分布チャンネル（１４９）を、前記チップ（１３４）の前記データ面（１４１）と面一の犠牲フォトレジストで覆い、
（ｂ） 前記チャンネルを覆うフォトレジストを平坦化し、前記分布チャンネル（１４９）に隣接した部分をクリーニングし、
（ｃ） 犠牲フォトレジストの制御された厚さの層を、前記レジスター、前記リブ（１５１）及び前記チャンネルを覆う前記フォトレジストの上方で前記基板に適用し、
（ｄ） 前記セル（１３７）、前記分配チャンネル（１３８）及び前記分布チャンネル（１４９）を画定するため制御された厚さの前記層をマスクを用いて露光し、前記リブ（１５１）の境界を画定し、
（ｅ） 前記セル（１３７）、前記分配チャンネル（１３８）及び前記分布チャンネル（１４９）のための前記犠牲体積領域（１８９、１９１、１９２）を構成する制御された厚さの前記層を現像し、前記セル（１３７）及び前記分布チャンネルに並んだ前記チップ（１３４）の取り付けのための領域と、前記リブ（１５１）上の領域とを残す、各工程を備えることを特徴とする、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記長さ方向のエッチング（２４６）は、前記与えられた面（２２９）の反対側で前記チップ（２４２）の面（２３２）上でなされ、前記フロント部（２２３）により境界を画定された投影区分（２３６）を形成し
スロット形成工程（２６４）が提供され、スロット（２３３）は、前記分配チャンネル（２２７）に対応して前記投影区分（２３６）の厚さに生成され、前記ヘッド（２２１）の組み立てのために、前記モジュール（２２２）は、前記スロット（２３３）が前記支持部の前記供給ダクトと流体接続された状態で前記支持部（１３２）のベアリング表面（２０３）上に取り付けられることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記支持部（１３２）は、前記チップ（１３４、２２４）のためのベアリング表面（２０３）と、前記供給ダクト（１４３）に隣接し且つ前記ベアリング表面から所定の距離にある上側表面（１６２、２７１）と、を有する基板（１５９）を備え、
前記上側表面は、フレーム（１６１、２３０）により画定され、又は、前記基板から直接得られ、
前記密封工程は、前記チップ（１３４、２２４）又は前記構造層（１９７、２６３）と前記上側表面との間に密封手段（１５０、２３８）を挿入する工程を備えることを特徴とする、請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記密封手段は、前記リブとは対照的に、前記上側表面（１６２、２７１）と前記構造層（１９７、２６３）との間に接着された密封薄層（１５３）を備えることを特徴とする、請求項２２、２３又は２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記密封手段は、前記チップのフロント部（２２３）と前記上側表面との間に挿入された密封材料（２３９）を備えることを特徴とする、請求項２４又は２６に記載のプロセス。
【請求項２８】
実質的に説明され図面に参照される、インクジェットプリントヘッド及び関連する製造プロセス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７ａ】
【図２７ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０ａ】
【図４０ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７ａ】
【図２７ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０ａ】
【図４０ｂ】
【公表番号】特表２００７−５０９７７５（Ｐ２００７−５０９７７５Ａ）
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３７５６３（Ｐ２００６−５３７５６３）
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＴ２００４／０００５８６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９８８０
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５０３１４８２７０）テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー (87)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＴ２００４／０００５８６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３９８８０
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【出願人】（５０３１４８２７０）テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー (87)
【Ｆターム（参考）】
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