KR100225705B1 - 잉크제트 프린트헤드와, 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

잉크제트 프린트헤드는 신형의 폭넓은 잉크제트 프린트헤드와 방법을 설명하는 것으로서, 여기에서 오리피스의 패턴은 단계적이고 반복적인 방법과, 레이저 융제 혹은 다른 적당한 에칭 수단을 이용한 가요성 테이프로 형성된다. 오리피스의 위치는 잉크제트 프린트헤드에서 잉크를 분출할 수 있는 위치와 일치한다. 오리피스의 패턴은 오리피스를 정렬하는데 어려움없이 모든 길이로 연장할 수 있으므로, 테이프는 프린트 헤드의 전체길이로 이어질 수 있다.

Description

잉크제트 프린트헤드와 그 제조방법
제1a도는 본 발명의 일실시예에 따른 광폭 잉크제트 프린트헤드의 사시도.
제1b도는 실리콘 다이(die)상에 형성된 디코더(decoder) 또는 디멀티플렉서(demultiplexer) 회로의 개략적인 접속을 도시한 도면.
제2도는 노즐 부재 및 실리콘 다이가 제거된 제1a도의 프린트헤드부의 사시도,
제3도는 광폭 프린트헤드를 형성하도록 테이프가 절단된 후의 오리피스 구멍을 도시하는 가요성 테이프의 평면도.
제4도는 실리콘 다이상의 전극을 외부 전원에 연결하기 위해서 실리콘 다이 및 도전성 트레이스의 위치를 도시하는 제3도의 가요성 테이프의 저면도.
제5도는 노즐 부재가 프린트헤드 본체에 고정되는 방법을 도시하는 것으로서, 제1a도의 프린트헤드부를 A-A선을 따라 절단한 부분절결 측면도.
제6도는 제5도에 있는 원(B-B)의 구조에 대한 확대도.
제7a도는 실리콘 다이가 테이프상에 장착되기 이전에, 잉크 매니폴드, 잉크채널, 기화실, 테이프상에 형성된 도전성 트레이스를 도시하는 제3도의 테이프의 확대 저면도.
제7b도는 제7a도의 원(C-C)의 구조에 대한 확대도.
제8도는 실리콘 다이가 장착된 후로서 제7a도의 테이프의 확대 저면도.
제9도는 가열 저항기에 대한 오리피스의 정렬 상태를 도시하는 부분절결사시도.
제10도는 오리피스 구멍, 잉크채널, 기화실을 도시하는 것으로 제9도의 노즐 부재 저면의 부분절결 사시도.
제11도는 제9도의 노즐 부재의 하부에 대한 다른 실시예의 부분 절결 사시도.
제12도는 프린터에 설치된 경우 기록매체에 대해서 완성된 프린트헤드의 일실시예를 도시한 도면.
제13도는 노즐 부재를 형성하고 그 위에 실리콘 다이를 배치하기 위한 하나의 방법을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 잉크제트 프리트 카트리지 12 : 잉크저장용기
22, 28 : 도전성 트레이스 23 : 실리콘 다이
26 : 가열 저항기 34 : 홈
36, 38 : 슬롯 74 : 잉크 채널
82 : 접착제 85 : 기화실
본 발명은 잉크제트 프린터(inkjet printer)에 관한 것으로, 특히 잉크제트 프린터에 이용되는 프린트 카트리지(cartridges)의 노즐, 즉 노즐 부재 및 기타의 구성요소에 관한 것이다.
열방식 잉크제트 프린트 카트리지는 소량의 잉크를 급속가열하여 증발시킨 후 다수의 오리피스중 하나를 통해 분사하여, 종이 시트와 같은 기록매체에 잉크의 도트(dot)를 인쇄할 수 있도록 작동한다. 전형적으로 오리피스는 노즐 부재내에 하나 이상의 직선형 어레이로 배열된다. 각 오리피스로부터 적당한 순서로 잉크의 분사가 일어나면, 프린트헤드가 종이에 대해 이동함에 따라 문자 또는 기타의 이미지(image)가 종이위에 인쇄된다. 매체는 프린트헤드가 종이를 가로질러 이동할 때마다 변위되는 것이 전형적이다. 열방식 잉크제트 프린터는 종이와 충돌하는 것이 잉크밖에 없기 때문에 신속하고 조용하다. 이 프린터는 고품질 인쇄를 제공하며, 소형과 비용의 하락을 동시에 제공할 수 있다.
종래의 기술구조에 있어서는 잉크제트 프린트헤드는 일반적으로 (1) 잉크저장용기로부터의 잉크를 오리피스에 인접한 각 기화실로 공급하기 위한 잉크채널과; (2) 오리피스가 소정의 패턴으로 형성되어 있는 금속 오리피스판 또는 노즐 부재와; (3) 기화실마다 하나씩 배치되어 있는 일련의 박막 저항기를 수납하는 실리콘 기재를 구비한다.
단일 도트의 잉크를 인쇄하는 경우에는, 외부 전원으로부터 공급된 전류가 선택된 박막 저항기를 통과한다. 그러면 저항기가 가열되면서 기화실내의 얇은 인접 잉크층을 과열시킴으로써 폭발적인 기화를 야기시키고, 그 결과 잉크비말이 관련 오리피스를 통하여 종이위로 분사되어진다.
종래기술에 따른 일 프린트 카트리지는 1985년 2월 19일자로 특허되고 본 출원인에게 양도된 버크(Buck) 등의 일회용 잉크제트 헤드(Disposable Inkjet Head)라는 명칭의 미국 특허 제4,500,895호에 개시된다.
잉크제트 프린트헤드의 노즐 부재는 니켈로 제조되며, 사진석판 전기성형공정에 의해 제조된다. 사진석판 전기성형공정의 적당한 일예는 1988년 9월 28일에 램(Lam) 등에게 허여된 박막 맨드렐(Thin Film Mandrel)이라는 발명의 명칭의 미국 특허 제4,773,971호에 개시되어 있다. 그러한 공정에서는 절연판 둘레로 니켈을 도금함으로써 노즐 부재의 오리피스를 형성한다.
이러한 유형의 개별 프린트헤드를 이용하는 열방식 잉크제트 프린터에 있어서, 박막 가열기는 선택적으로 에너지화되며, 장치는 종이 시트와 같은 기록 매체를 가로질러 이동한다. 실질적으로 기록 매체상에 있는 모든 위치에서 기록 매체가 프린트헤드의 이동통로에 수직해서 증분이동한다.
매체의 라인 당 프린트 속도를 증가시키고 프린터의 기계적 복잡성을 감소시키기 위해서, 매체의 전체 폭을 가로질러 연장하는 프린트헤드의 고정 어레이를 형성하도록 나란하게 프린트헤드를 장착하는 것으로 공지되어 있다. 개별 프린트헤드의 어레이를 가로질러 선택된 프린트 요소들이 동시에 에너지화되어, 전체 라인의 도트를 매체상에 프린트한다. 라인을 프린트한 후, 매체는 프린트헤드의 어레이에 수직하여 증분 이동하는 프린트 과정을 반복한다.
개별 프린트헤드의 어레이에 관한 구조적 결점으로는 첨가된 전기 구조의 복잡성과, 프린트헤드를 정밀하게 정렬하는데 대한 난해성, 복수의 프린트헤드를 구비하는데 필요한 비용의 증가를 포함한다.
알 수 있는 바와 같이, 8인치 이상의 어레이로 가로지르는 이격 잉크제트 프린트헤드사이에서 인치당 300도트(300dpi)이상의 잉크제트 프린터 해상도를 갖는 오리피스의 정렬은 매체상에 프린트된 도트 사이에 충분한 공간을 이루도록 지극히 정밀하게 배치할 필요가 있다. 이러한 정렬은 제품의 사용수명과 상이한 상태의 듀티 사이클(duty cycle), 온도, 충격, 진동을 고려하여 형성되어야 한다.
따라서, 개선된 광폭 프린트헤드 구조와 광폭 프린트헤드 구조를 제조하기 위한 방법이 필요한데, 여기에서 프린트헤드를 가로지르는 오리피스의 정밀한 정렬은 제조 수명과 작동상태의 광범위한 범위에 걸쳐서 간단하고 정밀하게 이뤄질 수 있다.
[발명의 요약]
새로운 광폭 잉크제트 프린트헤드와 상기 광폭 잉크제트 프린트헤드 제조 방법에 있어서, 잉크를 분사하기 위한 오리피스는 레어저 제거를 이용하여 캡톤(KaptonTM)또는 우필렉스(UpilexTM) 테이프와 같은 가요성 테이프에 형성된다. 각 오리피스는 기화실 및 개별적으로 에너지화 가능한 박막 가열기와 관련되어 잉크제트 프린트헤드의 개별 오리피스로부터 잉크비말을 분사할 수도 있다. 패턴은 각각의 서로에 대해 오리피스를 정밀하게 정렬를 이루는데 어려움없이 어떤 길이로 연장할 수 있는데, 이는 테이프가 프린트헤드의 전체길이를 따라서 계속 될 수 있기 때문이다.
따라서, 이러한 방법은 종래의 광폭 잉크제트 프린트헤드 제조방법의 결점을 회피하며, 개별 프린트헤드 또는 노즐부재는 선형 어레이로 나란히 배치된다.
일실시예에 있어서, 각 오리피스와 관련되는 기화실은 레이저 제거를 이용하여 테이프상에 형성되기도 한다.
각종 기화실 및 오리피스의 각각에 관련된 저항기를 포함하는 실리콘 다이는 기화실에 대향하는 테이프상에 위치되어, 저항기에 의해 열이 발생될 수 있어서 잉크비말이 분사된다. 오리피스에 대한 각 실리콘 다이의 정렬이 오리피스 자체의 정렬보다 더 낮은 공차를 갖기 때문에, 오리피스의 관련 어레이에 대해 각 실리콘 다이를 정확하게 정렬하는 것은 비교적 간단한 과정이다. 테이프 자체는 실리콘 다이를 정밀하게 배치하기 위한 광학적 또는 물리적 위치결정수단을 포함할 수 있다.
일실시예에 있어서, 각각의 가열 저항기에 관련되는 실리콘 다이상의 전극은 개별 프린트헤드 연결기 단자에 개별적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 프린트헤드상의 필요 도전성 트레이스를 제한하기 위해서, 각종 저항기에 신호를 전기적으로 분배하는 것은 디코더 회로를 사용하거나, 실리콘 다이 자체상에 일체로 하는 디멀티플렉싱 회로를 사용하는 것에 의해서 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 예시하는 이하의 설명 및 첨부도면을 참조하면 더욱 잘 이해될 수 있다.
또다른 특징 및 장점은 본 발명의 원리를 실시예에 의해 예시하는 첨부도면과 관련되는 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
제1a도는 본 발명의 일 실시예에 따른 광폭 잉크제트 프린트헤드부(a portion of a wide inkjet printhead)를 도시한다. 프린트헤드는 참조부호(10)로 표시되어 있다. 프린트헤드(10)는 내부에 다색의 액체 잉크가 저장되는 하나 이상의 포옴을 포함하는 잉크저장용기(12)를 구성한다. 액체잉크를 저장하고 분배하는 다른 수단들이 본 발명의 범위에서 실행가능하기도 하다. 액체 잉크는 노즐 부재(18)내에 형성된 각각의 오리피스 구멍(16)의 각각과 관련되는 기화실로 공급된다. 제1a도의 프린트헤드(10)의 길이는 프린트될 기록매체의 폭과 동일한 것이 바람직하지만, 프린트헤드(10)는 참조번호(20)로 표시하는 그룹과 같은 단일 그룹의 오리피스, 또는 임의의 개수의 오리피스 그룹을 포함하는 노즐 부재(18)를 가질 수 있다. 프린트헤드는 적용예에 따라 모든 소망하는 폭으로 프린트하기 위해서 일정비율의 크기로 결정할 수 있다.
작동시에, 각각의 오리피스(16) 뒤의 기화실내의 가열요소는 선택적으로 전기펄스에 의해서 에너지화된다. 가열요소는 박막 저항기일 수 있으며, 전기 에너지를 급속히 열로 전환시킨 다음에 잉크를 가열 저항기에 접촉하게 해서 잉크증기 버블을 형성한다. 잉크증기 버블이 기화실내에서 팽창함에 따라서 노즐 부재(18)에 있는 관련된 오리피스(16)로부터 잉크비말을 분사한다. 잉크제트 프린트헤드(10)의 가열 저항기를 가열하기 위한 시퀀스의 적절한 선택에 의해서, 분사된 잉크비말은 종이 시트와 같은 적절한 기록 매체상에 패턴을 형성할 수 있다. 제1a도에 있는 기화실의 상세한 구조와 프린트헤드의 다른 특성은 다음에 설명하는 도면에서 상세히 설명할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1a도에 있는 단일 그룹의 오리피스(20)와 같은 각각의 오리피스 그룹은 가열 저항기를 포함하는 단일 실리콘 다이와 관련되어 있고, 하나의 가열 저항기는 단일 오리피스 및 기화실과 관련된다. 프린트헤드(10)의 전체 길이에 따른 각 가열 저항기는 선택적으로 가열될 수 있으며, 각 실리콘 다이는 오리피스(16)의 단일 그룹(예를들면, 그룹(20))에 관련된 300개의 개별 가열 저항기를 포함할 수 있기 때문에, 외부의 전원에 각각의 전원공급 리드선을 접속시키기 위해서 각각의 가열 저항기에서 프린트헤드(10)상의 접촉점까지 이격 리드선을 제공하는 것이 비실용적일 수 있다.
제1a도는 실리콘 다이 및 가열 저항기의 각각으로 신호를 발송하기 위해서 비교적 작은 도전성 트레이스를 필요로 하는 더 실용적인 구조를 도시한다. 제1a도에 도시된 실시예에 있어서, 도전성 트레이스(22)의 각각은 임으의 갯수의 가열, 저항기(26)를 갖는 단일 실리콘 다이(23)(제1b도에 도시함)에 연결하기 위해서 연속 데이터 경로를 제공한다. 단일 접지 리드선이 각 실리콘 다이에 연결되기도 한다. 프린트헤드(10)상에 또는 노즐 부재(18)상에 장착되거나 외부에 있는 멀티플렉서(24)는 프린트에 의해서 외부에서 발생하는 연속 데이터 신호를 적절하게 제어하며, 실리콘 다이의 각각이 단일 그룹의 오리피스에 관련하는 실리콘 다이상에 위치한 적절한 가열기 요소에 대해서 연속 데이터 흐름을 적절하게 분배하도록 임의의 필요한 기록을 제공할 수 있다. 디멀티플렉서 또는 디코더 회로(25)는 제1b도에 도시된 바와같은 가열 저항기(26)를 포함하는 실리콘 다이(23)의 각각상에 위치할 수 있다. 이용할 수 있는 각종 멀티플렉싱(multiplexing) 및 잉코딩(encoding) 기술은 종래의 멀티플렉싱 및 잉코딩 기술을 사용하는 당업자라면 누구나 쉽게 이해될 수 있다.
여러개의 실리콘 다이에 순차적 적용을 위해서 멀티플렉서(24)에 가할 필요가 있는 프린트 신호가 가열 저항기(26)를 거쳐 프린트헤드(10)에 가해지며, 그것은 프린트헤드(10)를 잉크제트 프린트 회로 자체에 연결한다. 각각의 가열기 요소를 선택적으로 에너지화하기 위한 각각의 실리콘 다이에 순차적 신호를 적절히 가하기 위해서 멀티플렉서(24)가 그러한 신호를 멀티플렉스 또는 잉코드에 설치되는 동안에 가열 저항기(26)에 가해진 신호는 모든 형태(예를들면, 순차적 또는 병행하여)로 구성할 수 있다.
도전성 트레이스(28)는 가열 저항기(26)를 멀티플렉서(24)에 연결한다. 도전성 트레이스(22)(28)는 통상의 기술을 사용하여 인쇄회로 PC 기판(30)상에 형성된 도전성 트레이스를 구성할 수 있다. 가열 저항기(26)와 멀티플렉서(24)는 임의의 통상의 방법을 이용하여 PC 기판(30)상에 장착할 수 있다. 그러한 가열 저항기(26)와, 멀티플렉서(24)와, 도전성 트레이스(22)(28)는 프린트헤드(10)의 양측면에 위치할 수도 있다.
멀티플렉서(24)로부터 실리콘 다이까지의 전기적 접속은 제2도 및 제4도와 관련해서 하기에서 설명할 것이다.
제2도는 제1a도의 프린트헤드의 단부로서, 노즐 부재(18)와 실리콘 다이를 생략한 도면을 도시한다. 제2도에 도시된 PC 기판(30)상에는 멀티플렉서(24)로부터 리드하는 도전성 트레이스와 접촉패드(32)가 노출되어 있다. 이러한 접촉패드(32)는 노즐 부재(18)상에 장착된 실리콘 다이에 신호를 공급하는 노즐 부재(18)의 배면에 있는 도전성 트레이스와 최종적으로 전기 접촉한다. 노즐 부재(18)의 배면에 있는 트레이스는 실리콘 다이(42)에 연결되는 트레이스(44)로서 제4도에 도시한다.
제2도는 잉크저장용기(12)에서 각 실리콘 다이의 가장 자리와, 각 실리콘 다이상의 각각의 가열 저항기를 둘러싸는 기화실로 액체잉크를 공급하는 바람직한 실시예의 수단을 도시한다. 실리콘 다이는 제2도에 있는 프린트헤드(10)의 바닥에 있는 각각의 직사각형 홈(well)(34)내에 배치된다. 각각의 직사각형 홈(34)내에 있는 슬롯(36)(38)은 잉크가 슬롯(36)(38)을 통해서 흐르도록 잉크저장용기(12)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 슬롯(36)은 한가지 색의 잉크와 유체 연통상태에 있으며, 슬롯(38)은 다른 색의 잉크와 유체 연통상태에 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 실리콘 다이는 노즐 부재(18)의 배면상에 배치하며 제2도에서 관련된 홈에 정렬된다. 실리콘 다이의 각각은 각 실리콘 다이의 가장자리가 슬롯(36)(38)을 완전히 덮지 않는 정도의 크기를 갖는다. 이것은 잉크저장용기(12)에서 슬롯(36)(38)을 통하여 홈(34)내에 위치한 실리콘 다이의 가장자리 주위를 지나서 노즐 부재(18)의 배면에 형성된 각 기화실까지 잉크를 흐르게 할 수 있다. 이것은 다이의 대향표면과 구멍주위에 배치된 기화실에 잉크를 공급하기 위해서 일반적으로 각 실리콘 다이의 중심을 레이저 또는 드릴로 관통시킨 구멍을 형성하는 종래 기술을 개선한 것이다.
제3도는 프린트헤드(10)에 장착하기 전에 제1a도에 있는 노즐 부재(18)의 전면을 개략적으로 도시한 도면이다. 노즐 부재(18)는 이후에 상세히 설명하게 될 레이저 제거를 사용하여 내부에 형성한 오리피스(16)를 갖는 가요성 중합체 테이프(40)를 포함할 수 있다.
제4도는 제3도의 테이프(40)의 배면을 도시한 것이며, 실리콘 다이(42)는 테이프상에 위치되며, 제3도에 도시된 오리피스(16)의 관련그룹으로 정렬된다. 또한 각 실리콘 다이(42)의 각각에서 연장하여 접촉 패드(46)에서 종지하는 도전성 트레이스(44)를 도시한다.
실리콘 다이(42)의 각각은 제2도에 도시된 관련 홈(34)에 정렬하여 끼워맞춰져서, 제4도에 도시된 테이프(40)의 배면은 제2도의 프린트헤드(10)의 저면(48)에 접촉한다.
제3도 및 제4도에 있어서, 테이프(40)를 따라 표시된 일점쇄선은 프린트헤드(10)의 저면(48)에 테이프를 장착하기 위한 접는 선을 표시하며, 제4도에 있는 도전성 트레이스(44)의 접촉 패드(46)는 제2도에 있는 PC 기판(30)위에 형성된 접촉 패드(32)와 접속한다.
테이프(40)를 제2도에 있는 프린트헤드(10)의 저면(48)에 장착할 때, 테이프(40)를 프린트헤드(10)상에 확실히 고정하여 잉크저장용기(12)와 테이프(40)사이에서 잉크가 스며나오는 것을 방지하도록 시일이 형성되어야 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 접착제 시일은 프린트헤드(10)의 제2도에 도시한 테이프(40)의 경계선(50)(52)을 따라 저면(48)과 테이프(40)사이에 형성되며, 계속적으로 접착되어 모든 홈(34)과 실리콘 다이(42)를 밀봉한다. 후술하는 바람직한 실시예를 이용하는 시일은 각 개별 실리콘 다이 또는 홈(34) 둘레에 형성될 필요는 없지만, 단일 시일이 모든 실리콘 다이를 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 시일은 제5도 및 제6도에 상세히 도시되어 있다. 또다른 실시예에 있어서, 접착제 시일은 개별적으로 잉크가 홈(34)의 외부로 스며나오는 것을 방지하기 위해서 프린트헤드의 저면(48)과 실리콘 다이의 각각 둘레의 테이프(40)사이에 형성되기도 한다.
제5도는 제1a도에 있는 프린트헤드(10)를 A-A선을 따라 절단한 부분 절결측면도이다. 제5도에서 노즐 부재(18)는 잉크저장용기(12)의 하부벽(53)과 PC 기판(30)에 접착하여 고정되어 있다. 또한, 각기 오리피스 그룹에 관련된 2개의 실리콘 다이(56)가 도시되어 있다. 그리고 실리콘 다이(56)상에 형성된 선택가능한 가열 저항기를 가열하여 실리콘 다이(56)에 관련된 오리피스에서 분사되는 잉크비말(58)이 도시되어 있다. 또한 제5도에는 지지기둥(62)이 도시되어 있는데, 이것은 일반적으로 가요성 노즐 부재(18)의 구조적 안전을 이루고, 프린트헤드(10)를 따라 노즐 부재(18)가 평면을 이루도록 하며, 제2도 및 제5도에 있는 잉크슬롯(36)(38)을 형성하기 위해서 제공된다. 이러한 지지기둥(62)은 2개 이상의 칼라 잉크사이에서 장벽으로 이용되어 슬롯(36)(38)을 상이한 칼라로 분리한다.
실리콘 다이(56)의 각각은 관련된 홈내에 위치하며, 하나의 홈은 제2도에 있는 홈(34)과 동일하다. 다이(56)의 배면은 노즐 부재(18)의 강도를 필요로 하는 경우에 홈(34)에 접착하여 고정할 수 있다.
제5도에 있어서, 잉크는 잉크저장용기(12)에서 필터 스크린(66)을 통과하고 다음에 슬롯(36)(38)을 지나 실리콘 다이(56)의 가장자리 주위로 흐르며, 그 다음에 잉크는 노즐 부재(18)의 배면에 형성된 기화실로 들어간다. 각 기화실은 실리콘 다이(56)상에 형성된 가열 저항기에 관련된다. 스크린(66)은 스테인레스 강선으로 짜여진 망일 수 있다.
제6도는 제5도에 있는 원(B-B)의 확대도로서, 실리콘 다이(56)의 가장자리에서 잉크(67)의 흐름과, 잉크저장용기(12)의 하부벽(53)에 노즐 부재(18)를 고정하는 방법을 도시한 것이다.
제6도에 있어서, 잉크저장용기(12)의 하부벽(53)은 노즐 부재(18)의 배면에 실질적으로 접촉하며, 벽(53)은 프린트헤드(10)에 있는 잉크를 유지하기 위해서 플라스틱 또는 다른 모든 적절한 재료로 제조될 수 있다. 단일 실리콘 다이(56)가 노즐 부재(18)에 접착되기도 하며 가열 저항기를 포함하는 실리콘 다이(56)의 전면은 노즐 부재(18)의 배면에 접착된다. 실리콘 다이(56)의 배면은 잉크저장용기(12)의 잉크에 노출되며 지지 기둥(62)에 의해서 지지된다.
잉크가 실리콘 다이(56)의 오른쪽 가장자리(72)로 흘러 기화실로 들어가도록 잉크채널(74)이 노즐 부재(18)의 배면에 형성되며, 기화실(76)로 통하는 상기 채널은 잉크를 가열 저항기에 접촉시킨다. 잉크채널(74)과 기화실(76) 및 오리피스(80)는 레이저 제거를 사용하여 노즐 부재(18)에 형성된다. 제거 방법은 스탭-앤드-리피트 가공법(a step-and- repeat-process)으로 하나 이상의 마스크(masks)를 사용하므로써 이루워질 수 있다.
가열 저항기(78)가 에너지화됨에 따라서, 기화실내에 있는 적은 액체잉크는 기화하여 기포를 형성하며, 노즐 부재(18)에 형성된 관련 오리피스(80)를 통하여 잉크비말(81)이 분사한다. 잉크가 실리콘 다이(56)의 왼쪽 가장자리 주위로 흐르는 유사한 구조는 잉크를 실리콘 다이(56)의 왼쪽 가장자리 측면에 있는 기화실에 공급할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 노즐 부재(18)와 프린트헤드 홈(53)사이에서의 액체 시일과 강한 접착은 제6도에 도시된 방법에 의해서 접착제(82)를 가하므로써 제공한다. 제6도는 소정의 각도로 자른 다음 에폭시(epoxy)와 같은 접착제(82)를 채운 노즐 부재(18)에 인접한 벽(53)의 가장자리를 도시한다. 제1시일은 제6도에 도시된 바와같은 노즐 부재(18)를 접착할 때 실리콘 다이의 경계로 이루워지며 제2도에서 내부 경계선(50)으로 도시된다.
부가적 접착을 제공하기 위해서 제2접착 시일은 벽(53)의 바닥면을 커팅한 슬롯(83)에 접착제(82)를 채움으로써 이루어진다. 이 슬롯(83)은 제6도에 도시한 바와같은 노즐 부재(18)를 접착할 때 실리콘 다이의 경계를 결정하는 제2도에 있는 외측 경계선(52)으로 도시된다.
제7a도 및 제7b도는 실리콘 다이를 테이프(40)의 배면에 접착하기 전에 가요성 테이프(40)를 구성할 수 있는 노즐 부재(18)의 배면을 더 상세히 도시하는 일 실시예이다. 제7b도는 제7a도에 있는 원(C-C)부를 확대한 도면이다. 제7a도 및 제7b도에 있는 테이프(40)의 정면은 제3도에 도시되어 있다. 제7a도 및 제7b도는 잉크를 잉크저장용기(12)에서 기화실(85)로 공급하기 위해서 제2도에 도시한 슬롯(36)(38)과 유체 연결하는 잉크 매니폴드(manifold)(84)의 결합구조를 도시한다. 제7a도 및 제7b도에 있는 각각의 기화실(85)은 오리피스(16)에 관련된다.
제7a도 및 제7b도에 있는 테이프(40)의 배면에 적절하게 고정된 실리콘 다이는 각각의 기화실(85)에 정렬하는 가열 저항기를 구성하며, 제2도에 있는 슬롯(36)(38)을 통하여 잉크저장용기(12)에 유체를 전달하는 잉크 매니폴드(84)를 이루기 위해서 잉크 매니폴드(84)부를 노출하는 가장자리를 형성한다.
제8도는 잉크 매니폴드(84)부를 노출하기 위해서 실리콘 다이(86a)(86b)가 테이프(40)의 배면에 접착된 후의 테이프(40)의 배면을 도시한다.
제7a도 및 제7b도에 있는 일 실시예를 다시 참고하면, 실리콘 다이에 있는 전극에 테이프(40)상의 도전성 트레이스를 접속하기 위해서 실리콘 다이는 그 가장자리에 도전성 트레이스 접촉 패드(87)와 접촉하는 하나 이상의 전극을 구성한다. 또다른 실시예에 있어서, 도전성 트레이스의 단부를 노출하기 위해서 테이프(40)에 윈도우(window)를 형성하며 그 다음에 윈도우를 통하는 실리콘 다이상의 전극에 트레이스의 단부를 접속하는 자동 내부 리드 결합부가 있다. 그러한 방법은 제13도에서 더 상세히 설명하고 있다. 윈도우를 이용할 때, 확실한 연결은 열압축 연결을 이용하여 이루어질 수 있으며, 다른 연결방법은 도전성 에폭시, 솔더(Solder), 초음파 연결, 모든 다른 통상의 수단을 포함할 수 있다.
실리콘 다이는 에폭시 또는 다른 수단을 이용하여 테이프(40)에 접착하여 고정할 수 있다.
제9도는 기록 매체를 향하며, 노즐 부재(18)의 전면의 부분절결 단면도이다. 노즐 부재(18)는 절두원추형의 오리피스(16)를 포함한다. 제6도에 설명한 바와같이 노즐 부재(18)는 잉크저장용기 벽(53)에 접착한다. 제9도에 있는 노즐 부재의 하측부분은 제10도에 도시하고 있으며, 제10도는 노즐 부재(18)에 형성된 오리피스(16)를 도시하기도 한다. 노즐 부재(18)의 저면은 제2도에 있는 슬롯(36)(38)과 잉크 채널(88)을 경유하는 기화실(85)사이에서 유체를 전달하는 잉크 매니폴드를 형성한다. 오리피스(16), 기화실(85), 잉크 매니폴드(84), 그리고 잉크채널(88)은 레이저 제거 또는 마스크에 의해서 형성된 패턴으로 노즐 부재 재료의 일부를 제거하는 다른 에칭 수단을 이용하여 형성할 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 여러 가지 특성을 갖는 노즐 부재(18)는 여러 가지 다른 중합체를 모두 포함하거나 캡톤(KaptonTM) 또는 우필렉스(UpilexTM)와 같은 중합체 재료를 제거하는 레이저에 의해서 형성할 수 있으며, 테프론, 폴리아미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이것들의 혼합물로도 형성할 수 있다. 레이저 제거는 엑시머(Excimer)레이저를 이용하여 행할 수 있으며, 그러한 방법은 제13도에 더 상세히 설명하고 있다.
제11도는 제9도에 있는 노즐 부재(18)의 하부에 형성될 수 있는 패턴의 또다른 실시예를 도시하는 것으로서, 그 내부에는 제10도에 있는 잉크 매니폴드(84)가 없으며, 잉크는 잉크저장용기로부터 잉크 채널(88)의 유입부로 직접 흐른다.
노즐 부재(18)에서 잉크 채널과 기화실에 대한 패턴은 개선된 잉크제트 프린트헤드(Improved Inkjet Printhead)라는 명칭으로 본 출원인에게 양도된 미국 특허출원 제08/864,822호에 설명한 바와 같이 각 실리콘 기재에 형성된 장벽층으로 형성될 수도 있다. 장벽층 포토레지스트(Photoresist)층 또는 중합체층일 수 있으며 통상의 사진석판술을 이용하여 기재상에 형성될 수 있다.
제9도를 다시 참고하면, 실리콘 기재(90) 또는 다른 적당한 기재가 저항기(94) 그룹의 공통 도선(91)을 가지며, 통상적으로 접지하는 것을 도시한다. 기재(90)는 기재표면에 형성된 전극(92)과 도선(93)을 구성하기도 한다. 전극(92)은 공통도선(91)과 그것들의 연결전극(92)사이에서 연결된 박막 저항기(94)를 선택적으로 가열하기 위해서 펄스 전원에 개별적으로 연결한다. 공통도선(91), 전극(92), 도선(93), 그리고 박막 저항기(94)는 당업자에게 잘 알려진 모든 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 공통도선(91)과 전극(92)은 기재(90)의 가장자리에 있는 적당한 전극에 연결될 수 있으며, 제7a도에 있는 패드(87)에 접촉할 수도 있다. 또다른 실시예에 있어서, 노즐부재(19)로 형성하는 테이프의 배면은 제7a도에 있는 패드(87)에 의해서 전기적 접촉을 제공하는 것보다 제9도에 있는 각각의 전극(92)과 도선(91)에 직접 접촉하는 도선을 제공할 수 있다.
제1b도 대해 전술한 바와 같이, 각 실리콘 다이는 들어오는 신호를 디코딩하는 디멀티플렉서 또는 디코더를 포함할 수 있다. 이것은 상호 연결하는 다수의 도선/다이를 감소하며, 제조에 있어서 개선된 신뢰성을 제공한다.
제1a도, 제3도 및 제4도는 여러 가장 특성을 도시한 중요한 도면으로서, 그러한 정밀한 정렬이 스탭-앤드-리피트 마스크와 에칭 또는 레이저 제거방법에 의해서 쉽게 이루어질 수 있기 때문에 임의의 수의 오리피스 그룹은 단일 스트립의 테이프상에 형성될 수 있으며, 내부에서 각각의 그룹이 서로서로 정밀하게 정렬한다. 또한 이런 방법으로 기화실이 각 오리피스에 대해서 정밀하게 정렬할 수도 있다. 다음에, 복수의 오리피스 그룹을 포함하는 테이프는 소망하는 모든 길이로 형성될 수 있거나, 소망하는 길이에 대해서 연속적인 반복 패턴으로 절단될 수 있다.
제12도는 프린트하기 위해서 본 발명의 광폭 프린트헤드를 사용할 수 있는 방법을 도시한 것으로서, 여기에서 프린트헤드(10)는 프린트 내부에 고정되며, 프린트헤드(10)에 있는 여러개의 가열기가 매체(98)상에 문자 또는 이미지를 프린트하기 위해서 선택적으로 가열될 때 기록매체(98)가 프린트헤드(10)로 이동한다. 더 작은 프린트헤드를 갖는 어떤 이송 메카니즘은 광폭 매체(98)를 따라서 프린트헤드를 주사하기 위해서 프린터내에 일체로 될 수 있다. 또한 제12도에는 플래튼(Platen)(99), 플래튼 회전장치(100), 핀치 롤러(101), 그리고 프린터 본체(102)를 도시한다.
제13도는 노즐 부재상에 실리콘 다이를 정렬하기 위한 바람직한 방법을 포함한 노즐 부재의 제조방법을 도시한다.
개시재료는 캡톤(KaptonTM) 또는 우필렉스(UpilexTM)형 중합체 테이프(104)이다. 그러나, 이 테이프(104)는 후술하는 과정에 사용하기에 적합하다면 중합체막일 수도 있다. 그러한 막은 테플론, 폴리이미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌-테레프탈레이트 또는 그의 혼합물일 수도 있다.
이 테이프(104)는 릴(105)상의 긴 스트립으로 제공되는 것이 전형적이다. 테이프(104)의 측면을 따라 배치된 스프로켓 구멍(106)은 테이프(104)를 정확하고 확실하게 이송하기 위해서 이용된다. 이의 변형예로서, 스프로켓 구멍(106)이 생략되고 그 대신 다른 유형의 고정부재를 이용하여 테이프를 이송할 수도 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 테이프(104)는 통상적인 금속용착/사진석판 과정을 이용해서 형성된 제7a도에 도시한 바와 같은 도전성 구리 트레이스를 이미 구비하고 있다. 도전성 트레이스의 패턴종류는 테이프(104)상에 장착할 예정인 실리콘 다이상에 형성된 전극으로 전기 신호를 제공하는 방식에 따라 달라진다.
일 실시예에서, 제7a도의 트레이스의 단부를 노출하는 장방형 윈도우는 테이프(104)에 제13도에 도시된 공정이 적용되기 전에 종래의 사진석판술을 이용하여 테이프(104)에 형성된다.
바람직한 방법에 있어서, 테이프(104)는 레이저 가공실로 이송된 다음, F2, ArF, KrCl, KrF 또는 XeCl 유형의 엑시머 레이저(Excimer laser)에 의해 발생되는 것과 같은 레이저 광선을 이용해서 하나 이상의 마스크(108)로 규정된 패턴으로 레이저 제거된다. 마스크를 통과한 레이저 광선은 화살표(114)로 표시된다.
바람직한 실시예에 있어서, 그러한 마스크(108)들은 길다란 테이프(104)의 영역에 대한 모든 제거특성을 규정하는 바, 예를들어 오리피스 패턴 마스크(108)의 경우에는 다수의 오리피스를 둘러싸고, 기화실 패턴 마스크(108)의 경우에는 다수의 기화실을 둘러싼다. 다른 실시예로서, 오리피스 패턴, 기화실 패턴 또는 기타의 패턴과 같은 패턴들을 레이저 빔보다 상당히 큰 공통마스크의 기재상에 나란히 배치할 수도 있다. 그 후에는 그러한 패턴들을 빔내로 순차적으로 이동시킬 수도 있다. 그러한 마스크내에 사용되는 마스킹 재료는, 레이저 파장에서 반사가 많이 일어나는 재료가 바람직한 바, 예를들면 다층구조의 절연체 또는 알루미늄등과 같은 금속으로 구성될 수도 있다.
하나 이상의 마스크(108)로 규정된 오리피스 패턴은 제3도에 개괄적으로 도시한 것일 수도 있다. 제9도 내지 제11도에 도시한 바와 같은 단차형 오리피스 경사부를 형성하기 위해서는 다수의 마스크(108)를 사용할 수도 있다.
노즐 부재가 기화실을 구비하도록 되는 노즐 부재 실시예에서, 오리피스를 형성하는데 하나 이상의 마스크(108)가 이용되고, 기화실, 잉크채널 및 테이프(104)의 두께의 일부를 통해서 형성된 매니폴드를 규정하는데 다른 마스크(108)와 레이저 에너지 레벨(및/또는 레이저 발사)의 수가 이용될 수 있을 것이다.
이 과정을 수행하기 위한 레이저 시스템은 빔전달 광학 장치와, 정렬식 광학장치, 고정밀도 및 고속의 마스크 셔틀 시스템, 및 테이프(104)를 취급하고 위치설정하기 위한 메카니즘을 갖는 처리실을 구비하는 것이 일반적이다. 바람직한 실시예에 있어서, 레이저 시스템은 마스크(108)와 테이프(104)사이에 개재된 볼록렌즈(115)가 테이프(104)상으로 마스크(108)상에 규정된 패턴 이미지의 엑시머 레이저 광을 투사하도록 된 투사식 마스크 구성을 이용한다.
렌즈(115)로부터 방출된 마스크 통과 레이저 광선은 화살표(116)로 표시된다.
그러한 투사식 마스크 구성예는 그 마스크를 노즐 부재로부터 구조적으로 이격 배치할 수 있기 때문에 고정밀도의 오리피스 치수에 유익하다. 그을음은 레이저 제거과정중 불가피하게 형성되어 방출된 다음, 제거 대상의 노즐 부재로부터 약 1cm의 거리를 이동한다. 마스크가 노즐 부재와 접촉하고 있거나 그것에 근접하여 있다면, 마스크상에 그을음이 축적되어 제거특성에 왜곡을 야기시켜서 그들의 치수정확도를 저하시킬 것이다. 바람직한 실시예에 있어서는 노즈르 부재로부터 1cm 보다 멀리 떨어진 지점에 볼록렌즈가 배치되므로, 볼록렌즈 및 마스크 상의 그을음 축적이 방지된다.
제거는 테이퍼진 벽의 특성, 즉 오리피스의 직경이 레이저 입사 표면에서는 크고 출구표면에서는 작은 테이퍼 특성을 형성하게 하는 것은 널리 알려져 있다. 테이퍼 각도는 cm2당 약 2 Joule 미만의 에너지 밀도의 경우 노즐 부재에 입사하는 광에너지 밀도의 변화에 따라 크게 달라진다. 에너지 밀도를 제어하지 않는다면, 제작된 오리피스의 테이퍼 각도는 크게 달라질 것이며, 따라서 출구 오리피스의 직경도 대폭 변화된다. 그러한 변화가 일어나면 분사된 잉크비말 체적 및 속도의 유해한 변화가 발생되어서 인쇄의 질을 저하시킬 수도 있을 것이다. 바람직한 실시예에 있어서는, 제거 레이저 빔의 광에너지를 정밀하게 감시 및 제어하여 일관된 테이퍼 각도로 형성함으로써 더욱 연장할 수 있는 출구 직경을 제작한다. 일관된 테이퍼 특성은, 일정한 오리피스 출구의 직경으로 인한 인쇄질의 잇점외에, 분출속도의 증가로 잉크의 분사가 더욱 증가된다는 오리피스의 동작에 대한 잇점 및 기타의 잇점을 갖는다. 테이퍼 각도는 오리피스의 축선에 대해서 약 5도 내지 약 15도일 수도 있다. 본원에 기술된 바람직한 실시예에 따른 공정은 노즐 부재에 대하여 레이저 빔을 흔들지 않고도 신속하고 정밀한 제작을 가능하게 한다. 이것은 레이저 빔이 노즐 부재의 출구표면이 아닌 입구표면에 입사한다 하여도 정확한 출구직경을 제공한다.
레이저 제거 단계후에는 중합체 테이프(104)가 전진하고 그 과정은 반복된다. 이것은 스탭-앤드-리피트 가공법(a step-and-repeat process)이라 불린다. 테이프(104)상에 단일 패턴을 형성하는데 필요한 총처리시간은 단지 몇초에 불과할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 단일 마스크 패턴이 확장된 제거특성 그룹을 둘러싸므로, 노즐 부재당 처리시간이 단축된다.
레이저 제거과정은 정밀한 오리피스, 기화실 및 잉크 채널을 형성하기 위한 다른 형태의 레이저 드릴링에 비하여 명백한 잇점을 갖는다. 레이저 제거에 있어서는 강력한 자외선광의 짧은 펄스들이 얇은 재료표면층내에 약 1㎛이하로 흡수된다. 바람직한 펄스 에너지는 cm2당 약 100 millijoule 보다 크며 펄스 지속 시간은 1 microsecond보다 짧다. 이 조건에서는 강렬한 자외선 광이 재료의 화학결합들을 광분리시킨다. 더욱이, 흡수된 자외선 에너지는 그러한 작은 체적의 재료내에 집중되어 그 조각들을 급속히 가열함으로써 그들을 재료 표면으로부터 방출시킨다. 이러한 과정은 아주 신속히 일어나므로, 주변 재료로 열을 전파할 시간이 주어지지 않는다. 그 결과, 주변 영역이 용융되지 않으므로 손상되지 않으며, 제거특성 주변부의 입사광 빔 형상을 약 1㎛의 크기로 정밀하게 복제할 수 있다. 또한, 레이저 제거는 광에너지 밀도가 제거 영역을 가로질러 일정한 경우에는, 층내로 오목하게 파인 평면을 형성하는 대체로 평평한 저면을 갖는 챔버를 형성할 수 있다. 그러한 챔버의 깊이는 레이저 발사횟수 및 각 경우의 출력밀도에 의해 결정된다.
또한, 레이저 제거법은 잉크제트 프린트 헤드용 노즐 부재를 형성하기 위한 통상적인 석판인쇄식 전기성형법에 비해 다수의 잇점을 갖는다. 예를들어, 레이저 제거법은 일반적으로 통상적인 석판인쇄식 전기성형법보다 저렴하고 단순하다. 또한. 레이저 제거법을 이용하면 중합체 노즐 부재를 훨씬 큰 크기로(즉, 보다 큰 표면적으로) 제작할 수 있으며, 통상적인 전기성형법으로는 실행할 수 없었던 노즐구조로 제작하는 것도 가능하다. 특히, 노출강도를 제어하고, 레이저 빔을 재배향시켜서 다수의 노출부분을 형성함으로써 독특한 노즐형상을 형성할 수 있다. 각종 노즐 형상의 예는 본 출원인에게 양도된 A Process of Photo-Ablating at Least One Stepped Opening Extending Through A Polymer Material, and a Nozzle Plate Having Stepped Openings라는 명칭의 미국 특허 출원 제658,726호에 개시되어 있다. 상기 특허 출원은 본원에 참고로 인용된다. 또한, 전기성형법만큼 엄격하게 공정제어를 하지 않아도 정밀한 노즐구조를 형성할 수 있다.
중합체 재료를 레이저 제거함으로써 노즐 부재를 형성하는 다른 잇점은 오리피스 또는 노즐의 길이(L) 대 직경(D)의 다양한 비율을 종래보다 크게 제조하기가 쉽다는데 있다. 바람직한 실시에에 있어서는 L/D비가 1을 초과한다. 노즐 직경에 비하여 연장된 길이의 잇점은 기화실내에 오리피스와 저항기를 위치설정하는 작업이 비교적 쉬워진다는 데 있다.
사용시, 잉크제트 프린터용으로 레이저 제거된 중합체 노즐 부재는 통상적인 전기성형된 오리피스 판재보다 우수한 특성을 갖는다. 예를들어, 레이저 제거된 중합체 노즐 부재는 수성 인쇄잉크(water-based printing inks)로 인한 부식에 대한 저항이 보다 크며, 일반적으로 소수성이다. 더욱이, 레이저 제거된 중합체 노즐 부재는 비교적 유연하며, 그에 따라 층분리 경향을 감소시킨다. 또한 레이저 제거된 중합체 노즐 부재는 중합체 기재에 쉽게 고정되거나 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에서는 엑시머 레이저를 사용하였지만, 제거과정을 달성하기 위해서 거의 동일한 광파장 및 에너지 밀도를 갖는 다른 자외선 광원도 이용될 수 있다. 제거대상 테이프의 흡광율을 높이기 위해서는 그러한 자외선 광원의 파장이 150nm 내지 400nm인 것이 바람직하다. 또한 주변의 재료를 대체로 가열하지 않은채 용융재료를 급속히 방출하기 위해서는, 에너지 밀도가 cm2당 약 100 millijoule 보다 커야 하며 펄스길이는 약 1㎲ 보다 짧아야 한다.
당업자라면 테이프(104)상에 패턴을 형성하는데 기타의 여러 가지 공정이 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 그러한 공정의 예로는 화학적 에칭, 스탬핑 제거, 반응성 이온 에칭, 이온 빔 밀링제거, 및 광규정된 패턴상의 모울딩 또는 캐스팅을 들 수 있다.
이 공정의 다음 단계는 테이프(104)의 레이저 제거부를 세척 스테이션(117) 하측에 놓고 수행하는 세척단계이다. 세척 스테이션(117)에서는 표준 공업실무에 따라 레이저 제거로 인해 형성된 부스러기가 제거된다.
그후, 이 테이프(104)는, 그 다음 스테이션인, 신까와 코포레이션(Shinkawa Corporation)으로부터 구입가능한 모델 제 IL-20호 등의 내측 리드 접합장치와 같은 통상적인 자동식 테이프 자동결합식(TAB) 접합장치에 포함된 광정렬 스테이션(118)로 진행한다. 접합장치는 노즐상의 정렬(타켓)패턴을 오리피스의 제작에 사용했던 것과 동일한 방식 및/또는 단계로 만들고, 기재상의 타켓패턴을 저항기의 제작에 사용했던 것과 동일한 방식 및/또는 단계로 만들 수 있도록 프로그램된다. 바람직한 실시예에 있어서는, 노즐 부재를 통해서 기재상의 타겟 패턴을 관찰할 수 있도록 하기 위해서 노즐 부재 재료가 반투명이다. 그런 다음에는 접합장치를 이용해서 실리콘 다이를 노즐 부재에 대해 자동으로 위치설정하여 2개의 타겟패턴을 정렬시킨다. 그러한 정렬구조는 신까와 코포레이션의 TAB 접합장치에 존재한다. 트레이스와 오리피스는 정렬되어 있고 기재의 전극과 가열 저항기는 기재상에 정렬되어 있으므로, 노즐 부재 타켓 패턴과 기재의 패턴이 자동 정렬되면, 오리피스와 저항기가 정확히 정렬될 뿐만 아니라 다이(120)상의 전극과 테이프(104)상에 형성된 도전성 트레이스의 단부도 정렬된다. 그러므로 2개의 타겟패턴이 정렬되면, 테이프(104)위와 실리콘 다이(120)위의 모든 패턴이 서로에 대해 정렬될 것이다.
따라서, 실리콘 다이(120)와 테이프(104)의 정렬은 상업적으로 구입가능한 장치만을 이용해서도 자동 수행이 가능하다. 도전성 트레이스와 노즐 부재를 일체화시키면 그러한 정렬구조가 이루어진다. 그러한 일체화는 프린트헤드의 조립비용의 감소 뿐 아니라 프린트헤드의 재료비용의 절감에도 도움이 된다.
그후에는 자동 TAB 접합장치를 동시접합방식(gang bonding method)으로 사용하여, 도전성 트레이스의 단부를 관련 기재 전극위에 두고 테이프(104)내에 형성된 윈도우를 통해 하향 가압한다. 그런 다음에는 열압축 결합등을 이용해서 접합 장치로 열을 가하여 트레이스의 단부를 관련 전극에 용접한다. 사용될 수 있는 다른 유형의 결합으로서는 초음파 접합, 도전성 에폭시, 솔더페이스트 또는 기타의 널리 공지되어 있는 수단등이 있다.
그후에는 테이프(104)가 가열 및 가압 스테이션(122)으로 진행된다. 상술한 결합단계후에는 실리콘 다이(120)를 테이프(104)상에서 하향 가압하고 열을 가하여 다이(120)의 상부면상의 접착제층을 경화시킴으로써 다이(120)와 테이프(104)를 물리적으로 결합시킨다.
그런 다음에는 테이프(104)가 전진하여, 경우에 따라서는 권취릴(124)상에 권취된다. 그후에는 테이프(104)를 후절단하여 페이지-폭 길이와 같은 길이의 노즐 부재를 형성할 수도 있다.
그런 다음에는 TAB 헤드 조립체를 프린트 카트리지(10)상에 배치하고, 상술한 제6도의 접착제 시일(50)을 형성하여 노즐 부재를 프린트 카트리지에 확고히 고착함으로써, 노즐 부재와 잉크저장용기 사이의 기재둘레로 잉크 흐름 방지 시일을 형성하고, 기재로부터 연장된 트레이스를 둘러쌈으로써 트레이스로의 잉크 유입을 차단한다.
상술한 내용은 본 발명의 원리, 바람직한 실시예 및 작동 방식에 대한 설명이다. 그러나 본 발명은 상술한 특정 실시예에만 한정되지는 않는다. 예를들어, 상술한 발명은 열방식을 채용한 잉크제트 프린터 뿐만 아니라 다른 방식을 채용한 잉크제트 프린터에도 사용될 수 있다. 따라서, 상술한 실시예들은 한정적인 의미가 아닌 예시적인 의미로만 간주하여야 할 것으로서, 당업자라면 이하의 청구범위로 한정되는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 채 상술한 실시예에 대한 변경예를 만들 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 잉크제트 프린트헤드에 있어서, 내부에 다수의 오리피스 그룹을 구비하고 그 전방면이 인쇄 기록매체와 직면하는 스트립 재료와, 잉크저장용기와 연통하며, 잉크가 상기 오리피스의 기부로 유동하게 하는 액체 채널과, 상기 스트립의 배면에 고정되며, 각기 상기 다수의 오리피스 그룹내에서 하나의 오리피스 그룹에 대향하며, 각각 오리피스의 기부의 상기 잉크의 일부분을 기화시키고 상기 오리피스로부터 상기 잉크를 분출하기 위한 개별적으로 에너지화되는 가열 수단을 포함하는 다수의 기재를 포함하는 잉크제트 프린트헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오리피스 그룹은 스탭-앤드-리피트 레이저 제거 가공법(step-and-repeat laser ablation process)을 이용하여 형성되며, 여기에서 상기 스트립 재료의 제1부분은 마스크화된 레이저 방사선이 가해져서 하나 이상의 오리피스 그룹을 형성한 다음에 상기 스트립 재료의 제2부분이 상기 마스크화된 레이저 방사선이 가해지는 잉크제트 프린트헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기재의 각각은 도입 신호를 디코딩하고 하나 이상의 선택된 가열 수단을 에너지화하기 위한 디코딩 회로를 포함하며, 상기 기재의 각각은 외부 전원에의 상호접속부보다 많은 수의 개별 가열 수단을 구비하는 잉크제트 프린트헤드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기재의 각각은 도입 신호를 멀티플렉싱하고 하나 이상의 선택된 가열수단을 에너지화하기 위한 디멀티플렉싱 회로를 포함하며, 상기 기재의 각각은 외부 전원에의 상호접속부보다 많은 수의 개별 가열 수단을 구비하는 잉크제트 프린트헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재료는 가요성 중합체 스트립인 잉크제트 프린트헤드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 스트립 재료내에 형성되는 잉크제트 프린트헤드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다수의 오리피스는 약 1/6 내지 12인치사이의 길이를 따라 연장하는 잉크제트 프린트헤드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 다수의 오리피스 그룹은 프린트될 기록매체의 전체 폭을 실제로 가로질러 연장하는 어레이내에 형성되어, 인쇄가 상기 기록매체의 상기 전체 폭을 실제로 가로질러 실행될 수 있는 반면에, 상기 스트립은 제위치에 고정되고 상기 기록매체는 상기 스트립에 대해 이동되는 잉크제트 프린트헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 오리피스는 레이저를 이용하여 상기 스트립 재료에 형성되는 잉크제트 프린트헤드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 다수의 기재는 상기 스트립 재료상에 형성된 정렬 타겟과 상기 기재를 정렬시킴으로써 상기 오리피스에 대해 정렬되며, 상기 정렬 타겟은 상기 오리피스를 형성하는데 사용된 방법과 동일한 방법으로 형성되는 잉크제트 프린트헤드.
  11. 잉크제트 프린트헤드에 있어서, 상기 프린트헤드는 스탭-앤드-리피트 레이저 제거 가공법을 이용하여 중합체 막의 길이부에 형성된 반복된 오리피스 어레이 패턴을 구비하며, 상기 어레이내의 오리피스는 잉크를 분출시키기 위한 것인 잉크제트 프린트헤드.
  12. 잉크제트 프린트헤드 제조방법에 있어서, 스트립 재료내에 다수의 오리피스 그룹을 형성하는 단계와, 잉크저장용기와 연통시키며, 잉크가 상기 오리피스의 기부로 유동하게 하는 유체 채널을 형성시키는 단계와, 다수의 기재를 상기 스트립에 고정하는 단계를 포함하며; 상기 기재의 각각은 상기 다수의 오리피스 그룹중 하나의 오리피스 그룹에 대향하며, 상기 기재의 각각은 가열요소를 포함하며, 상기 가열 요소의 각각은 채널내의 잉크의 일부분을 기화시키고 상기 잉크를 관련 오리피스로부터 분출하기 위해 상기 오리피스중 하나와 관련되어 있는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 재료는 가요성 중합체 스트립인 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 유체 채널은 상기 스트립 재료내에 형성되는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 다수의 오리피스 그룹은 프린트될 기록매체의 전체 폭을 실제로 가로질러 연장하는 어레이내에 형성되어, 인쇄가 상기 기록매체의 상기 전체 폭을 실제로 가로질러 실행될 수 있는 반면에, 상기 스트립은 제위치에 고정되고 상기 기록매체는 상기 스트립에 대해 이동되는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 오리피스는 스탭-앤드-리피트 레이저 제거 가공법을 이용하여 형성되며, 마스킹 수단은 상기 스트립상의 오리피스 패턴을 규정하며, 상기 스트립은 마스크화된 레이저 방사선이 가해지는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 유체 채널은 또한 스탭-앤드-리피트 레이저 제거 가공법을 이용하여 형성되는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 고정 단계에 앞서 상기 스트립 재료상에 형성된 정렬 타겟과 상기 기재를 정렬함으로써 상기 오리피스에 대해 상기 기재를 정렬시키는 단계를 더 포함하며, 상기 정렬 타겟은 상기 오리피스를 형성하는데 사용된 방법과 동일한 방법으로 형성되는 잉크제트 프린트헤드 제조방법.
  19. 잉크제트 프린트헤드에 있어서, 잉크 오리피스를 포함하는 노즐 부재와, 상기 오리피스의 각각과 관련된 가열요소를 포함하는 기재를 포함하며; 상기 기재는 그 위에 형성되고 디코더에 결합된 전극을 가지며, 상기 디코더는 또한 상기 전극에 가해진 신호를 상기 가열 요소로 분배하기 위해 디코딩하기 위해 상기 기재상에 형성된 잉크제트 프린트헤드.
  20. 제19항에 있어서, 상기 디코더는 디멀티플렉서(demultiplexer)인 잉크제트 프린트헤드.
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