(57)【要約】      （修正有）【課題】高密度ノズルのヘッドの電気接続を確実かつ容易にする流体吐出装置を提供する。【解決手段】流体吐出装置１００は、流体吐出モジュール１０３と集積回路素子１０４とを有している。流体吐出モジュールは、複数の流体路１２４を有する基板１２２と、複数のアクチュエータ４０１と、複数の導電線４０７と、を有しており、各アクチュエータは、関連する流体路のノズル１２６から流体を吐出させるように構成される。集積回路素子は、流体吐出モジュールに実装され、かつ流体吐出モジュールの導電線と電気的に接続され、そのようなモジュールの電気接続により、流体吐出モジュールに送られた信号が集積回路素子に送信され、集積回路素子で処理され、流体吐出モジュールに出力されてアクチュエータを駆動することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体路を有する基板と、複数のアクチュエータと、複数の導電線と、を備える流体吐出モジュールであって、各アクチュエータが、関連する流体路のノズルから流体を吐出させるように構成される、流体吐出モジュールと、
前記基板に実装され、かつ前記流体吐出モジュールの前記導電線と電気的に接続される集積回路素子であって、前記モジュールの電気接続により、前記流体吐出モジュールに送られた信号が前記集積回路素子に送信され、前記集積回路素子で処理され、前記流体吐出モジュールに出力されて前記アクチュエータを駆動することが可能となる、集積回路素子と、
を備える、流体吐出装置。
【請求項２】
前記流体吐出モジュールがシリコンで形成される、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが圧電素子を含む、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが加熱素子を含む、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項５】
前記流体吐出モジュールと前記集積回路素子とが、非導電性ペーストで接着される、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項６】
前記流体吐出モジュールと集積回路素子とが、異方性ペーストで接着される、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項７】
フレキシブル素子であって、前記流体吐出モジュールに送られた信号が前記フレキシブル素子に送信されるように、前記流体吐出モジュールと電気的に接続しているフレキシブル素子、を更に備える、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項８】
前記フレキシブル素子がプラスチック基板上に形成される、請求項７に記載の流体吐出装置。
【請求項９】
前記流体吐出モジュールが、入力導電線と第１入力パッドとを備え、前記入力導電線が前記フレキシブル素子と電気的に接続されており、前記第１入力パッドが前記アクチュエータと電気的に接続されており；及び
前記集積回路素子が、集積スイッチング素子と、前記流体吐出モジュールの前記入力導電線に接続された第２入力パッドと、前記流体吐出モジュールの前記第１入力パッドに接続された出力パッドと、を備え、前記集積スイッチング素子が前記第２入力パッドと前記出力パッドとに接続されている、
請求項７に記載の流体吐出装置。
【請求項１０】
前記第２入力パッド及び前記出力パッドが、前記流体吐出モジュールに隣接する前記集積回路素子の表面上に位置する、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１１】
複数の出力パッドと複数のアクチュエータとがあり、出力パッドの数と流体吐出素子の数とが等しい、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１２】
複数の出力パッドと複数のアクチュエータとがあり；
出力パッドの数がアクチュエータの数より少なく；及び
一つの流体吐出モジュールに対して複数の集積回路素子がある、
請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１３】
複数の出力パッドと複数の入力導電線とがあり、出力パッドの数が入力導電線の数より多い、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１４】
複数の第１入力パッドと複数のアクチュエータとがあり、第１入力パッドの数と出力パッドの数とが等しい、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１５】
複数の第１入力パッドと複数の出力パッドとがあり、前記第１入力パッドと前記出力パッドとが互いに隣接している、請求項１４に記載の流体吐出装置。
【請求項１６】
複数の入力導電線と複数の第２入力パッドとがあり、入力導電線の数が第２入力パッドの数と等しい、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１７】
前記入力導電線と前記第２入力パッドとが互いに隣接している、請求項１６に記載の流体吐出装置。
【請求項１８】
複数の第１入力導電線と複数の出力パッドとがあり、入力導電線の数が出力パッドの数より少ない、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項１９】
複数の入力導電線と複数の流体吐出素子とがあり、入力導電線の数が流体吐出素子の数より少ない、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項２０】
前記フレキシブル素子と前記入力導電線とが、非導電性ペーストで一体に接着される、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項２１】
前記フレキシブル素子と前記入力導電線とが、異方性ペーストで一体に接着される、請求項９に記載の流体吐出装置。
【請求項２２】
流体吐出素子と、第１の複数の流体路であって、各々が、アクチュエータが駆動されると流体を吐出するノズルを有する第１の複数の流体路と、を備える流体吐出モジュールと、
前記流体吐出モジュールと電気的に連通している集積回路素子と、
第２の複数の流体路であって、前記第１の複数の流体路に接続される第２の複数の流体路、を有する第１インターポーザであって、前記流体吐出素子と前記集積回路素子とを、前記流体吐出モジュールに送り込まれる流体から保護するように構成された第１インターポーザと、
を備える、流体吐出装置。
【請求項２３】
前記流体吐出モジュールの第１側面と前記第１インターポーザの第１側面とが接着剤で接着される、請求項２２に記載の流体吐出装置。
【請求項２４】
前記第１インターポーザが接着領域を有し、前記接着表面積が、流体入口を取り囲み、かつ前記第１インターポーザの前記第１側面の面積より小さい、請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項２５】
前記第１インターポーザに隣接する第２インターポーザを更に備える、請求項２２に記載の流体吐出装置。
【請求項２６】
前記第１インターポーザが、前記流体吐出モジュールと前記第２インターポーザとの間にあり、前記第２インターポーザの第１縁が、前記第１インターポーザの第１縁より長い、請求項２５に記載の流体吐出装置。
【請求項２７】
前記第１インターポーザが、前記第２インターポーザの流体入口及び流体出口と流体連通している流体入口及び流体出口を有する、請求項２５に記載の流体吐出装置。
【請求項２８】
前記第２インターポーザの前記流体入口及び前記流体出口から前記第２インターポーザの中心までが、前記第１インターポーザの前記流体入口及び前記流体出口から前記第１インターポーザの中心までより近い、請求項２７に記載の流体吐出装置。
【請求項２９】
前記第１インターポーザと前記第２インターポーザとが接着剤で接着される、請求項２５に記載の流体吐出装置。
【請求項３０】
複数の個々に制御可能な圧電アクチュエータと、前記複数の圧電アクチュエータが駆動されると流体を吐出する複数のノズルと、を備えるプリントヘッドモジュールであって、前記複数の圧電アクチュエータ及び前記複数のノズルが、流体の液滴を単一パスで媒体上に分注して、媒体上に６００ｄｐｉより高い密度で一列の画素を形成することができるように行列状に配置される、プリントヘッドモジュール、
を備える、流体吐出装置。
【請求項３１】
前記複数の圧電アクチュエータ及び前記複数のノズルが、流体の液滴を単一パスで媒体上に分注して、媒体上に１２００ｄｐｉより高い密度で一列の画素を形成することができるように行列状に配置される、請求項３０に記載の流体吐出装置。
【請求項３２】
前記行列が、３２行及び６４列を含む、請求項３１に記載の流体吐出装置。
【請求項３３】
１平方インチ未満の面積であって、その一辺が１インチより大きい面積内に、２，０００本より多いノズルがある、請求項３１に記載の流体吐出装置。
【請求項３４】
前記複数のノズルが、１平方インチ未満の面積に５５０〜６０，０００本のノズルを含む、請求項３１に記載の流体吐出装置。
【請求項３５】
前記複数のノズルが、０．１ｐＬ〜１００ｐＬの液滴径の流体を吐出するように構成される、請求項３１に記載の流体吐出装置。
【請求項３６】
前記複数のノズルの第１側面が、前記プリントヘッドモジュールの第１側面に取り付けられ、前記プリントヘッドモジュールの前記第１側面の面積が、前記複数のノズルの前記第１側面の面積より大きい、請求項３０に記載の流体吐出装置。
【請求項３７】
前記プリントヘッドモジュールと直接接触し、かつ前記プリントヘッドモジュールと電気的に接続される集積回路素子であって、前記モジュールの電気接続により、前記プリントヘッドモジュールに送られた信号が前記集積回路素子に送信され、前記集積回路素子で処理され、前記プリントヘッドモジュールに出力されて前記複数のアクチュエータを駆動することが可能となる、集積回路素子、を更に備える、請求項３０に記載の流体吐出装置。
【請求項３８】
複数の個々に制御可能な圧電アクチュエータと、前記複数の圧電アクチュエータが駆動されると流体を吐出する複数のノズルと、を備えるプリントヘッドモジュールであって、前記複数の圧電アクチュエータ及び前記複数のノズルが行列状に配置される、プリントヘッドモジュールと；
プリントバーであって、媒体が前記プリントバーを通過するとき、流体の液滴が前記複数のノズルから単一パスで前記媒体上に分注され、前記媒体上に６００ｄｐｉより高い密度で一列の画素を形成することができるように構成されたプリントバーと、を備える、流体吐出システム。
【請求項３９】
媒体が前記プリントバーを通過するとき、流体の液滴が前記複数のノズルから単一パスで前記媒体上に分注され、前記媒体上に１２００ｄｐｉより高い密度で一列の画素を形成することができるように、前記プリントヘッドが構成される、請求項３８に記載の流体吐出システム。
【請求項４０】
前記行列が、３２行及び６４列を含む、請求項３９に記載の流体吐出システム。
【請求項４１】
１平方インチ未満の面積であって、その一辺が１インチより大きい面積内に、２，０００本より多いノズルがある、請求項３９に記載の流体吐出システム。
【請求項４２】
前記複数のノズルが、１平方インチ未満の面積に５５０〜６０，０００本のノズルを含む、請求項３９に記載の流体吐出システム。
【請求項４３】
前記複数のノズルが、０．１ｐＬ〜１００ｐＬの液滴径の流体を吐出するように構成される、請求項３８に記載の流体吐出システム。
【請求項４４】
前記複数のノズルの第１側面が、前記プリントヘッドモジュールの第１側面に取り付けられ、前記プリントヘッドモジュールの前記第１側面の面積が、前記複数のノズルの前記第１側面の面積より大きい、請求項３８に記載の流体吐出システム。
【請求項４５】
前記プリントヘッドモジュールと直接接触し、かつ前記プリントヘッドモジュールと電気的に接続される集積回路素子であって、前記モジュールの電気接続により、前記プリントヘッドモジュールに送られた信号が前記集積回路素子に送信され、前記集積回路素子で処理され、前記プリントヘッドモジュールに出力されて前記複数のアクチュエータを駆動することが可能となる、集積回路素子、を更に備える、請求項３８に記載の流体吐出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動可能デバイスを有するダイに集積回路を電気的に接続することに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム、すなわちＭＥＭＳベースデバイスは、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ又はトランスデューサ、ディスプレイ、光スイッチング、及び流体吐出等、種々の用途に用いることができる。通常、一つ又は複数の個々のデバイスが、単一のダイ、例えば絶縁材料又は半導体材料で形成されたダイに形成され、そのようなダイは、フォトリソグラフィ、堆積、又はエッチングなどの半導体加工技術を用いて加工することができる。
【０００３】
一つの従来型の流体吐出モジュールは、流体を吐出する複数の流体吐出装置を備えるダイと、ダイに信号を送るためのフレキシブルプリント回路（「フレックス回路」）と、を有している。ダイは、ノズルとインク吐出素子と電気接点とを備える。フレックス回路は、ダイの電気接点を駆動回路、例えばノズルからのインク吐出を制御する駆動信号を発生する集積回路に接続するリードを備える。従来のインクジェットモジュールによっては、集積回路がフレックス回路に実装されることもある。
【０００４】
製造方法が改良されるに従い、流体吐出モジュールにおけるノズルの密度は増加している。例えば、シリコンウエハ上に製造されることの多いＭＥＭＳベースデバイスは、それまでに形成されたものと比べてより小さいフットプリント及びより高いノズル密度でダイに形成される。しかしながら、かかるデバイスのより小さいフットプリントにより、ダイにおける電気接点に利用可能な面積が減少し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ダイを備える流体吐出モジュールと、ダイ内の、又はダイ上の流体吐出素子の動作を制御する信号を提供する集積回路素子と、について説明する。
【０００６】
一態様において、流体吐出装置は、流体吐出モジュールと、集積回路素子と、を有している。流体吐出モジュールは、複数の流体路を有する基板と、複数のアクチュエータと、複数の導電線と、を備え、各アクチュエータは、関連する流体路のノズルから流体を吐出させるように構成される。集積回路素子は、流体吐出モジュールに実装され、かつ流体吐出モジュールの導電線と電気的に接続され、そのようなモジュールの電気接続により、流体吐出モジュールに送られた信号が集積回路素子に送信され、集積回路素子で処理され、流体吐出モジュールに出力されてアクチュエータを駆動することが可能となる。
【０００７】
実施態様は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を有することができる。流体吐出モジュールは、シリコンで形成されてもよい。アクチュエータは、圧電素子又は発熱素子を備えることができる。流体吐出モジュールと集積回路素子とは、非導電性ペースト又は異方性ペーストで接着することができる。流体吐出モジュールに送られる信号がフレキシブル素子から送信されるように、フレキシブル素子が流体吐出モジュールと電気的に接続している。フレキシブル素子は、プラスチック基板に形成されてもよい。流体吐出モジュールは、入力導電線と第１入力パッドとを備えることができ、入力導電線はフレキシブル素子と電気的に接続され、第１入力パッドはアクチュエータと電気的に接続され、及び集積回路素子は、集積スイッチング素子と、流体吐出モジュールの入力導電線に接続された第２入力パッドと、流体吐出モジュールの第１入力パッドに接続された出力パッドと、を有することができ、集積スイッチング素子は、第２入力パッドと出力パッドとに接続される。第２入力パッド及び出力パッドは、流体吐出モジュールに隣接する集積回路素子の表面上に位置することができる。複数の出力パッドと複数のアクチュエータとが存在してもよく、出力パッドの数と流体吐出素子の数とは等しい。複数の出力パッドと複数のアクチュエータとが存在してもよく、出力パッドの数はアクチュエータの数より少なくてもよく、単一の流体吐出モジュールに複数の集積回路素子が存在してもよい。複数の出力パッドと複数の入力導電線とが存在してもよく、出力パッドの数は入力導電線の数より多い。複数の第１入力パッドと複数のアクチュエータとが存在してもよく、第１入力パッドの数と出力パッドの数とは等しい。複数の第１入力パッドと複数の出力パッドとが存在してもよく、第１入力パッドと出力パッドとは互いに隣接していてもよい。複数の入力導電線と複数の第２入力パッドとが存在してもよく、入力導電線の数が第２入力パッドの数と等しくてもよい。入力導電線と第２入力パッドとは互いに隣接していてもよい。複数の第１入力導電線と複数の出力パッドとが存在してもよく、入力導電線の数は出力パッドの数より少なくてもよい。複数の入力導電線と複数の流体吐出素子とが存在してもよく、入力導電線の数は流体吐出素子の数より少ない。フレキシブル素子と入力導電線とは非導電性ペースト又は異方性ペーストで一体に接着されてもよい。
【０００８】
別の態様では、流体吐出装置は、流体吐出モジュールであって、流体吐出素子と、アクチュエータが駆動されると流体を吐出するノズルと、を含む流体吐出モジュールと、流体吐出モジュールと電気的に連通している集積回路素子と、流体吐出素子と集積回路素子とを、流体吐出モジュールに送り込まれる流体から保護するように構成された第１インターポーザと、を有している。
【０００９】
実施態様は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を有することができる。流体吐出モジュールの第１側面と第１インターポーザの第１側面とは、接着剤で接着されることができる。第１インターポーザは接着領域を有することができ、ここで接着表面積は流体入口を取り囲み、かつ第１インターポーザの第１側面の面積より小さい。第２インターポーザは第１インターポーザと隣接することができる。第１インターポーザは、流体吐出モジュールと第２インターポーザとの間にあってもよく、第２インターポーザの第１縁は第１インターポーザの第１縁より長い。第１インターポーザは、流体入口及び流体出口を有することができ、それらは第２インターポーザの流体入口及び流体出口と流体連通している。第２インターポーザの流体入口及び流体出口から第２インターポーザの中心までは、第１インターポーザの流体入口及び流体出口から第１インターポーザの中心までより近くてもよい。第１インターポーザと第２インターポーザとは接着剤で接着されることができる。
【００１０】
別の態様では、流体吐出装置は、複数の個々に制御可能な圧電アクチュエータと、複数の圧電アクチュエータが駆動されると流体を吐出する複数のノズルと、を有しているプリントヘッドモジュールを含み、複数の圧電アクチュエータ及び複数のノズルは、流体の液滴が単一パスで媒体上に分注され、媒体上に一列の画素を６００ｄｐｉより高い密度で形成することができるように行列状に配置される。
【００１１】
これらの二つの態様のうちのいずれかの実施態様は、以下の特徴のうちの一つ又は複数を有することができる。複数の圧電アクチュエータ及び複数のノズルは、流体の液滴が単一パスで媒体上に分注され、媒体上に一列の画素を１２００ｄｐｉより高い密度で形成することができるように行列状に配置されることができる。行列は３２行及び６４列を含むことができる。１平方インチ未満の面積であって、そのうちの一辺が１インチより大きい面積内に、２，０００本より多いノズルがあってもよい。複数のノズルは、１平方インチ未満の面積に５５０〜６０，０００本のノズルを含み得る。複数のノズルは、液滴径が０.１ｐＬ〜１００ｐＬの流体を吐出するように構成され得る。複数のノズルの第１側面は、プリントヘッドモジュールの第１側面に取り付けることができ、プリントヘッドモジュールの第１側面の面積は、複数のノズルの第１側面の面積より大きくてもよい。集積回路素子は、プリントヘッドモジュールと直接接触することができ、かつプリントヘッドモジュールと電気的に接続されることができ、そのようなモジュールの電気接続により、プリントヘッドモジュールに送られた信号が集積回路素子に送信され、集積回路素子で処理され、プリントヘッドモジュールに出力されて複数のアクチュエータを駆動することが可能となる。
【００１２】
別の態様では、流体吐出システムは、複数の個々に制御可能な圧電アクチュエータと、複数の圧電アクチュエータが駆動されると流体を吐出する複数のノズルと、を有しているプリントヘッドモジュールであって、複数の圧電アクチュエータ及び複数のノズルが行列状に配置される、プリントヘッドモジュールと、プリントバーであって、媒体がプリントバーを通過するとき、流体の液滴が複数のノズルから単一パスで媒体上に分注され、媒体上に一列の画素を６００ｄｐｉより高い密度で形成することができるように構成されたプリントバーと、を含む。
【００１３】
実施態様によっては、以下の利点のうちの一つ又は複数を有することができる。ダイにおける入力導電線が集積回路素子又は吐出素子における出力パッドより少ないとき、高密度の電気接点により生じ得る電気接続の問題を抱えることなしに高密度のノズル行列を形成することができる。電気接続は、集積回路素子とダイとに対し、熱膨張の差が小さい材料を使用することにより更に改善することができる。更に、インターポーザが流体吐出素子を流体等の外部環境から分離することにより、流体吐出素子の損傷を回避することができる。上部インターポーザの流体入口及び流体出口を上部インターポーザの中心に向かってずらすと、他の構成要素をインターポーザと接着することが可能となり、その一方で過剰な接着剤が流体入口に流れ込むのを防ぐことができる。
【００１４】
本明細書に記載されている技法の多くは、流体吐出装置以外のＭＥＭＳベースデバイスに応用することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴及び利点は、特許請求の範囲及び以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】格納された流体吐出装置の概要断面斜視図である。
【図１Ｂ】格納された流体吐出装置におけるフレックス回路の配置を示す概要斜視図である。
【図２】ダイ及びインターポーザの概要断面図である。
【図３】集積回路素子が実装されるダイの概要斜視図である。
【図４】上部インターポーザと下部インターポーザとを含む流体吐出モジュールの概要断面図である。
【図５】回路を備えたダイの平面図である。
【図６】集積回路素子を備えたダイの簡易斜視図である。
【図７】フレックス回路、ダイ及び集積回路素子間の電気接続の概要図である。
【図８】フレックス回路、ダイ、及び集積回路素子の回路図である。
【図９】行列状に配置されたアクチュエータを備えるダイの断面平面図である。
【図１０】下部及び上部インターポーザを備えるダイの半透明の概要斜視図である。
【図１１】下部インターポーザをダイと接着するための領域を備えたインク出口の概要平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、流体吐出装置について説明する。図１に、例示的な流体吐出装置を示す。流体吐出装置１００は、流体吐出モジュール、例えば、半導体加工技術を用いて製造されたダイ１０３であり得る四辺形の板形状のプリントヘッドモジュールを備える。流体吐出モジュールはまた、本明細書に援用される米国特許第７，０５２，１１７号明細書にも記載されている。流体吐出装置１００から吐出される流体はインクであってもよいが、流体吐出装置１００は他の液体、例えば、生物学的液体、電子部品の形成用液体にも好適であり得る。
【００１８】
各流体吐出装置はまた、ダイ１０３を支持しかつそれに流体を提供するハウジング１１０を、ハウジング１１０をプリントバーに連結する取付枠１４２、及び外部プロセッサからデータを受け取りダイに駆動信号を提供するフレックス回路２０１（図１Ｂ参照）等の他の構成要素と共に、有することができる。ハウジング１１０を、仕切り壁１３０によって仕切ることにより、入口室１３２と出口室１３６とを提供することができる。入口室１３２及び出口室１３６は各々、フィルタ１３３及び１３７を有することができる。入口室１３２及び出口室１３６には、それぞれ開口１５２及び１５６を介して、流体を搬送する配管１６２及び１６６を連結することができる。仕切り壁１３０を、ダイ１０３の上部のインターポーザアセンブリ１４６上に位置する支持体１４４によって保持することができる。
【００１９】
流体吐出モジュール１０３と任意のインターポーザアセンブリ１４６とを備える流体吐出アセンブリは、流体が入口室１３２から流体吐出モジュール１０３を通って出口室１３６まで循環することを可能にする、流体入口１０１及び流体出口１０２を有している。流体吐出モジュール１０３を通過する流体の一部が、ノズルから吐出される。
【００２０】
図１Ｂにおいて、流体吐出装置１００がフレキシブルプリント回路又はフレックス回路２０１を有することを示すため、流体吐出装置のハウジング１１０の一部を省略している。フレックス回路２０１は、流体吐出装置１００をプリンタシステム（図示せず）に電気的に接続するように構成されている。フレックス回路２０１を用いて、画像データ及びタイミング信号等のデータをプリンタシステムの外部プロセッサからダイ１０３に送信し、流体吐出モジュールの流体吐出素子を駆動する。フレックス回路２０１を用いて流体温度制御用のサーミスタを接続することも可能である。
【００２１】
図２において、流体吐出モジュール１０３は基板１２２を有することができ、そこには、ノズル１２６で終端する流体流路１２４が形成されている（図２には一つの流路しか示していない）。一つの流体路１２４は、インク供給部１７０（図２において符号１７０が付されている二つの領域は、図の紙面外を通る経路によって接続されることができる）と、上昇部１７２と、ポンプ室１７４と、ノズル１２６で終端する下降部１７６と、を有している。流体路は再循環路１７８を更に有することができ、それにより、流体が吐出されていない時であっても、インクがインク流路１２４を流れることができる。
【００２２】
基板１２２は、半導体加工技術、例えばエッチングにより流路が内部に形成されている流路体１８２と、ポンプ室１７４の一方の側を封止する、シリコン層等の膜１８０と、ノズル１２８が形成されているノズル層１８４と、を更に有することができる。膜１８０、流路体１８２及びノズル層１８４を、各々、半導体材料（例えば単結晶シリコン）から構成することができる。膜は、２５μｍ未満、例えば約１２μｍ等、比較的薄くてもよい。
【００２３】
流体吐出モジュール１０３はまた、対応する流体路１２４のノズル１２６から流体が選択的に吐出されるようにする、基板１２２上に支持されている個々に制御可能なアクチュエータ４０１も有している（図２には一つのアクチュエータしか示していない）。各流路１２４は、その関連するアクチュエータ４０１と共に、個々に制御可能なＭＥＭＳ流体吐出ユニットを提供する。
【００２４】
実施形態によっては、アクチュエータ４０１の駆動により、膜１８０がポンプ室１７４内に変位し、流体がノズル１２６から押し出される。例えば、アクチュエータ４０１は圧電アクチュエータであってもよく、下部導電層１９０、圧電層１９２、及びパターニングされた上部導電層１９４を有することができる。圧電層１９２は、例えば約１μｍ〜２５μｍの厚さであってもよく、例えば、約８μｍ〜１８μｍの厚さであってもよい。或いは、流体吐出素子は加熱素子であってもよい。
【００２５】
図２及び図３において、流体吐出装置１００は、一つ又は複数の集積回路素子１０４を更に有しており、集積回路素子１０４は、流体がダイ１０３からダイ１０３の下側に位置するノズルを通って吐出されるのを制御する電気信号を提供するように構成されている。集積回路素子１０４は、ダイ１０３以外のマイクロチップであってもよく、そのマイクロチップに、例えば半導体製造及び実装技法により、集積回路が形成されている。したがって、集積回路素子１０４の集積回路を、ダイ１０３の基板とは別個の半導体基板に形成することができる。しかしながら、集積回路素子１０４をダイ１０３に直接実装してもよい。
【００２６】
図２及び図４において、実施形態によっては、流体吐出装置１００の流体吐出アセンブリは、流体をダイ１０３上の電気部品及び／又は集積回路素子１０４から分離する下部インターポーザ１０５を有している。流体吐出装置１００は、流体を電気部品又は集積回路素子１０４から更に分離する上部インターポーザ１０６を有することができる。上部インターポーザ１０６と下部インターポーザ１０５との組み合わせを通る通路２１２及び２１６により、流体を、流体吐出装置１００のハウジング内の入口室１３２及び出口室１３６の幾分か中心位置から、ダイ１０３の縁により近い流体入口４１２及び流体出口４１４まで、又はその逆に通すことが可能となる。更に、上部インターポーザ１０６と下部インターポーザ１０５との組み合わせを含む流体吐出装置は、下部インターポーザ１０５の長さが上部インターポーザ１０６の長さより短く、集積回路素子１０４を二つのインターポーザの間に置くことが可能となるため、より容易に製造することができる。
【００２７】
図１及び図４において、流体吐出装置１００はまた、ダイキャップ１０７も有することができ、このダイキャップ１０７は、流体吐出装置１００の空洞を封止し、かつダイ１０３と連動して使用される流体吐出装置の構成要素に接着領域を提供するように構成されている。ダイキャップ１０７はまた、インクを再循環させるバイパスもダイ１０３の上部に提供する。
【００２８】
図５及び図６に、それぞれ、回路を有する例示的なダイの部分平面図及び部分斜視図を示す。ダイ１０３上の複数のアクチュエータ４０１を、列方向に配置することができる（図５では、簡単にするためにアクチュエータの多くを省略している）。図５及び図６に示すアクチュエータ４０１は圧電素子であり、例えば、各アクチュエータは、二つの電極間に圧電層を有している。各アクチュエータ４０１について、電極、例えば上部電極１９４が、同様にダイ１０３上に位置する導電線４０７によって対応する入力パッド４０２に接続される（図５では、簡単にするために一つの導電線４０７しか示していない）。導電線４０７は、アクチュエータ４０１の列間に延在することができる。
【００２９】
実施形態によっては、アクチュエータ４０１の列の端部に、流体入口４１２が形成されている。列の反対側の端部には、ダイ１０３の最上部に流体出口４１４（図５及び図６には図示していないが、図３及び図４に示している）を形成することができる。流体入口と流体出口との一つの対が、流体吐出素子４０１の一つ、二つ又はそれより多くの列に対して機能することができる。上部インターポーザ１０６及び下部インターポーザ１０５を通る通路２１２及び２１６は、入口１０１をダイ１０３の入口４１２に、及びダイの流体出口４１４を出口１０２に流体接続する。更に、ダイ１０３の一つ又は複数の縁に沿って、入力導電線４０３が配置されている。入力導電線４０３は、約４０μｍ以下のピッチを有することができ、例えば、３６μｍピッチ又は１０μｍピッチであってもよい。ダイ１０３の入力導電線４０３内に、フレックス回路２０１（図２参照）を接着することができる。例えば、フレックス回路２０１を、ダイ１０３の縁において入力導電線４０３の遠位端４２０に接続することができる（図５参照）。接着は、例えばペースト、例えば非導電性ペースト（ＮＣＰ）又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いて行うことができる。
【００３０】
図２、図３及び図６に示すように、集積回路素子１０４を、入力導電線４０３と入口４１２又は出口４１４との間の細長い領域に延在する行方向において、ダイ１０３に実装することができる。例えば、集積回路素子１０４の第１行を、ダイ１０３に対し、ダイの一つの縁の入力導電線４０３と入口４１２との間の細長い領域に延在する第１行に実装することができ、集積回路素子１０４の第２の第１行を、ダイ１０３に対し、ダイの反対側の縁の入力導電線４０３と出口４１４との間の細長い領域に延在する行に実装することができる。
【００３１】
図３に、集積回路素子１０４が実装されている例示的なダイ１０３の斜視図を示す。上述したように、集積回路素子１０４は、ダイ１０３に実装される、別個に製造されたダイであってもよい。実施態様によっては、集積回路素子１０４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）素子である。集積回路素子１０４は、例えばダイ、パッケージ及びリードを有することができるチップであってもよい。集積回路素子１０４のボンドパッドをダイ１０３上の導電線に接続するリードは、半田バンプ（図２参照）又はワイヤボンドであってもよい。例えば、リードは、集積回路素子１０４のアルミニウムボンディングパッド上に直接電気めっきされた金バンプであってもよい。それらはまた、集積回路素子１０４の電気パッド上に直接電気めっきされた、半田キャップを備えた銅ピラーバンプであってもよい。
【００３２】
図７に示すように、集積回路素子１０４は、アクチュエータ４０１の動作を制御する信号を提供するように構成されている。例えば、集積回路素子１０４の集積スイッチング素子３０２、例えばトランジスタを、電気接点及びリードによってダイ上のアクチュエータ４０１に接続することができる。したがって、フレックス回路２０１からダイ１０３上の入力導電線４０３に信号が送られると、それは、集積回路素子１０４上の入力パッド３０１に送信され、集積回路素子１０４で、トランジスタ３０２等において処理され、出力パッド３０３に出力されてダイ１０３上の入力パッド４０２に至ることができ、入力パッド４０２は、アクチュエータ４０１を駆動するように入力導電線４０７により接続されている。
【００３３】
図６に示す集積回路素子１０４は、ダイ上の入力導電線４０３に接続されている入力パッド３０１（図７参照）を有している。例えば、集積回路素子１０４の入力パッド３０１を、入力導電線４０３の遠位端４２０と比べてダイ１０３の中心により近い、入力導電線４０３の近位端４２２に接続することができる。入力パッド３０１と入力導電線４０３とは、非導電性ペースト（ＮＣＰ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）、又は集積回路素子１０４に対する半田バンプを用いて接続することができる。集積回路素子１０４の入力パッド３０１（図３Ｂ）は、ダイ１０３の入力導電線４０３とのより優れた電気接続を提供するように、集積回路素子１０４の底面にあってもよい。
【００３４】
図７に示すように、集積回路素子１０４はまた、出力パッド３０３（一つ又は複数の集積スイッチング素子３０２、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して集積回路素子１０４の入力パッド３０１に接続されている）も有している。更に、集積回路素子１０４上の出力パッド３０３は、ダイ１０３の入力パッド４０２に電気的に接続されている。出力パッド３０３を、ＮＣＰ、ＡＣＰ、又は集積回路素子１０４に対する半田バンプを用いて入力パッド４０２に接続することができる。集積回路素子１０４上の出力パッド３０３は、ダイ１０３上の入力パッド４０２とのより優れた電気接続を提供するように、集積回路素子１０４の底面にあってもよい。
【００３５】
上述したように、集積回路素子１０４は、集積スイッチング素子３０２を有している。各スイッチング素子は、一つのＭＥＭＳ流体吐出ユニットの駆動電極を共通の駆動信号源に選択的に接続するオン／オフスイッチとして機能する。共通の駆動信号電圧は、一つ又は複数の集積回路入力パッド３０１、導電線４０３、及びフレックス回路２０１上の対応する導電線で伝達される。集積スイッチング素子３０２は、集積回路素子１０４の入力パッド３０１及び集積回路素子１０４の出力パッド３０３に接続されている。したがって、集積回路素子１０４は、入力パッド３０１と集積スイッチング素子３０２と出力パッド３０３との間等、内部に形成されている接続を有している。
【００３６】
図８に、フレックス回路２０１、集積回路１０４、及びダイ１０３の回路図を示す。集積回路１０４の入力パッド３０１は、クロックライン、データライン、ラッチライン、オールオンライン、及び４本の電源ラインを有することができる。フレックス回路２０１からの信号は入力パッド３０１を通じて集積スイッチング素子３０２に送られ、その集積スイッチング素子３０２は、データフリップフロップ、ラッチフリップフロップ、ＯＲゲート、及びスイッチを有することができる。データがデータラインを通じてデータフリップフロップに送られることにより、信号が処理される。次に、データが入力されると、クロックラインがデータをクロックする。データは、第１フリップフロップに入るデータの最初のビットが、データの次のビットが入るときにシフトダウンされるように、連続的に入力される。全てのデータフリップフロップ（例えば６４個の素子）がデータを含んだ後、ラッチラインを通じてパルスが送られ、データはデータフリップフロップからラッチフリップフロップにシフトされて流体吐出素子４０１に至る。ラッチフリップフロップからの信号がハイの場合、スイッチがオンされ、出力パッド３０３を通じて入力パッド４０２に信号が送られて、流体吐出素子４０１が駆動される。信号がローの場合、スイッチはオフのままであり、流体吐出素子４０１は駆動されない。
【００３７】
一つの集積回路素子１０４は、２５６個の集積スイッチング素子等、複数の集積スイッチング素子３０２を有することができる。集積スイッチング素子３０２の数は、ダイ１０３上のアクチュエータの数と同じであってもよく、又はその一部であってもよい。更に、実施形態によっては、集積スイッチング素子３０２の数は、集積回路１０４上の入力パッド３０１の数と等しい。実施形態によっては、各集積スイッチング素子３０２は、二つ以上の出力パッド３０３と電気的に連通している。
【００３８】
全ての集積回路素子１０４上にある出力パッド３０３の総数は、ダイ１０３上の入力パッド４０２及び関連する流体吐出素子４０１の数に対応する。また、例えば、ヒータ、温度センサ、及び接地等、更なるパッドを使用してもよい。一つのダイ１０３上に二つ以上の集積回路素子１０４がある場合、集積回路素子１０４上の出力パッド３０３の数は、流体吐出素子４０１の数の一部である。例えば、ダイ１０３上に４個の集積回路素子１０４があり、ダイ１０３上に１０２４個の流体吐出素子４０１がある場合、各集積回路素子１０４は２５６個の出力パッド３０３を有することができる。
【００３９】
ダイ１０３上の各入力パッド４０２は、集積回路素子１０４上の対応する出力パッド３０３と電気的に接続される。しかしながら、接続されない、又は接地等の他の素子と接続される更なる出力パッド３０３があってもよい。対応する入力パッド４０２と出力パッド３０３との対の各々は、互いに隣接して位置し、そのためそれらを互いに組み合わせて電気的に接続することができる。同様に、ダイ１０３上の各入力導電線４０３は、集積回路素子１０４上の対応する入力パッド３０１と電気的に接続される。対応する入力導電線４０３と入力パッド３０１との対の各々は、互いに隣接して位置し、そのためそれらを互いに組み合わせて電気的に接続することができる。
【００４０】
実施形態によっては、ダイ１０３上の入力導電線４０３の数は、ダイ１０３上の入力パッド４０２及び関連するアクチュエータ４０１の数より少ない。更に、少なくとも１本のシリアルデータライン、１本のクロックライン、及び１本のラッチラインを使用して複数の集積スイッチ素子３０２、例えば６４個の素子を制御することにより、フレックス回路２０１から信号を受け取る入力導電線４０３を少なくすることができる。
【００４１】
有利には、ダイ１０３上の入力導電線４０３を、集積回路素子１０４又は吐出素子４０１上の出力パッド３０３より少なくすると、流体吐出モジュール上に高密度のノズル行列を形成することができる。図９に示すように、高密度行列は、行方向及び列方向に配置されたノズル及び／又は圧電アクチュエータを有することができる。例えば、ノズルは３２行×６４列の行列状に配置することができる。媒体がプリントバーの下側を通過するとき、ノズルは流体を単一パスで媒体上に吐出し、それにより６００ｄｐｉより高い、１２００ｄｐｉ以上等の密度、すなわち印刷解像度で媒体上に一列の画素を形成することができる。
【００４２】
６００ｄｐｉより高い、１２００ｄｐｉ以上等のプリンタ解像度を実現するには、１平方インチ未満の中に５５０〜６０，０００個のノズル及び／又は圧電アクチュエータ４０１、例えば２，０００個のノズル及び／又はアクチュエータがあってもよい。ノズル及び／又はアクチュエータを含む領域、例えば流体入口と出口との間の領域は、長さが１インチより長く、例えば約４４ｍｍの長さで、かつ幅が１インチ未満、例えば約９ｍｍの幅であってもよい。
【００４３】
ノズルからは、粒径が０．０１ｐＬ〜１００ｐＬ、例えば２ｐＬの流体液滴を吐出することができる。例えば、約１２．５μｍ×１２．５μｍの面積を有するノズルから２ｐＬの流体が吐出される場合、１平方インチ未満の領域内に２，０４８個のノズル及び／又はアクチュエータがあってもよい。０．０１ｐＬの流体液滴径を用いて、１平方インチ未満の中に約６０，０００個のノズル及び／又はアクチュエータがあってもよい。同様に、１００ｐＬの流体液滴径を用いて、１平方インチ未満の中に約５５０個のノズル及び／又はアクチュエータがあることも可能である。一部には、独立して駆動可能なアクチュエータと比べて入力導電線が少なくてよいため、ノズルのかかる高密度、ひいては単一パスの解像度を実現することができる。
【００４４】
ダイ１０３の表面のうちノズルを含む面積は、例えば約４３．７１ｍｍ×１５．３２ｍｍであってもよく、集積回路素子１０４、導電線４０３、並びにインク入口１０１及び出口１０２のためのスペースを備えるよう、ダイ１０３に隣接するノズル行列の面積より大きくてもよい。高密度行列は、細い流路をエッチングすることができるシリコン基板を用い、かつ圧電アクチュエータをエッチングすることにより、高めることができる。圧電アクチュエータのエッチングは、参照により本明細書に援用される、２００８年５月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／０５５，４３１号明細書に更に記載されている。
【００４５】
この高密度ノズル行列は、例えば、フレックス回路及びダイの双方における高密度の電気接点によって生じ得る電気接続の問題を抱えることなしに、フレックス回路と電気的に接続することができる。ダイ上の電気接点のピッチは、各吐出素子それぞれについてフレックス回路とダイとの間に電気接点が必要となった場合に必要となるであろうほど細かくはない。
【００４６】
二つの構成要素上の接点が少ない、又は接点のピッチが大きいことにより、密に実装された接点と比べて互いの整列が容易となるのみならず、構成要素の材料の熱係数が異なることに起因するピッチの任意の変化の影響を低減することもできる。実施形態によっては、ダイ１０３はシリコンで形成され、フレックス回路２０１はポリイミド等のプラスチック基板上に形成される。フレックス回路２０１が加熱されると、プラスチックは収縮する傾向がある。一方、シリコンは、温度変化に起因してサイズが変化することがそれほどなく、又はサイズが変化する程度がプラスチックとは異なる。フレックス回路２０１及びダイ１０３が加熱されると、二つの材料間の熱膨張の違いにより、導電線のピッチは、一方の構成要素において他方の構成要素より大きく変化し得る。一体に接着される二つの構成要素に必要な導電線を減らし、かつ導電線を太くすると、ダイを形成する材料とフレックス回路の材料との間の熱膨張の任意の差、例えば構成要素の一方の膨張又は収縮によって二つの構成要素上の導電線に整列不良が起こる可能性は、低くなり得る。
【００４７】
実施形態によっては、ダイ１０３等の、構成要素の一方の導電線が、他方の構成要素の導電線より広径に形成され、但し、短絡又は導電線間のクロストークを防止するのに十分な導電線間の非導電性空間は、なお有する。ＮＣＰ又はＡＣＰは、ボンドを固化させるために加熱を必要とし得る。したがって、ダイ又はフレックス回路上の導電線が少ないということは、つまり、ボンドを固化させるための材料の加熱に起因する膨張又は収縮について考慮することなく、ＮＣＰ又はＡＣＰをフレックス回路のダイとの接着に使用できることを意味する。約２５μｍ以上のピッチを有するフレックス回路が、膨張又は収縮について考慮することなくＮＣＰ又はＡＣＰと共に使用することができる。
【００４８】
集積回路素子１０４は、シリコン等の、ダイと同様の熱膨張率を有する材料で作製されるか、又はセラミック基板を有するハイブリッド回路であってもよい。したがって、集積回路素子及びダイが加熱されると、双方の構成要素のいずれも、互いに対するサイズの変化がほとんどないか、サイズが変化しないか、又は互いに同じ量だけ変化する。
【００４９】
更に、ダイ１０３上の入力パッド４０２は入力導電線４０３より多いため、入力パッド４０２は、一般に入力導電線４０３より細かいピッチを有する。同様に、集積回路素子１０４は、同様に細かいピッチを有する一組の出力パッド３０３を有する。したがって、ダイ１０３と集積回路素子１０４とは、例えばＮＣＰ又はＡＣＰ等のペーストで一体に接着されることができる。有利には、ダイ１０３と集積回路素子１０４とは、材料の熱膨張の差が原因となって発生し得るいかなる間隙又は整列不良も最小限に抑えるため、熱膨張の差が小さい材料で形成することができる。実施形態によっては、集積回路素子１０４とダイ１０３とは同じ材料で形成される。したがって、接着に起因してダイ上の入力パッドと集積回路素子上の出力パッドとの間に生じる間隙を軽減し、又はなくすことができる。
【００５０】
図６に戻ると、流体吐出装置は、流体吐出素子４０１を外部環境から分離するインターポーザ１０５を有している。インターポーザ１０５を、二つの構成要素間の応力を防止するために、シリコン等、ダイ１０３と同一又は同程度の熱膨張率の材料から作製することができる。必須ではないが、流体吐出装置は上部インターポーザ１０６を更に有することができる。
【００５１】
図２及び図６に示すように、下部インターポーザ１０５は、本体４３０と、本体４３０から下方に突出するフランジ４３２と、を有することができ、フランジ４３２は、例えば入口４１２及び出口４１４を越えて、集積回路素子１０４とアクチュエータ４０１との間の領域においてダイ１０３と接触する。特に、各入口４１２及び出口４１２に対してフランジ４３２があってもよく、フランジ４３２内を通路２１２及び２１６が延在している。フランジ４３２は、ダイ１０３の上方に本体４３０を保持することにより空洞４３４を形成している。これにより、本体４３０がアクチュエータ４０１と接触してその動きを干渉することがない。実施態様（図２に示す）によっては、膜層１８０、並びに存在する場合はアクチュエータ４０１の層を通じる開口が形成されており、フランジ４３２が流路体１８２と直接接触する。或いは、フランジ４３２は、膜１８０又は基板１２２を覆う別の層と接触することができる。更に、実施態様によっては、いくつかのフランジは、アクチュエータ４０１の行の間で導電線４０７を越えてダイと接触するように延在している。
【００５２】
インターポーザ１０５は、流体吐出素子（例えば、ＢＣＢ等の接着剤、導電電極、圧電材料等）を電気的にも、及び熱的にも絶縁し、更には流体入口１０１又は流体出口１０２から流れ込んでくる任意の周囲の流体からも隔離することができる。
【００５３】
下部インターポーザ１０５は、例えば、ＳＵ−８、ＢＣＢ、又はエポキシ、例えばＥｍｅｒｓｏｎ  ＆  Ｃｕｍｉｎｇ  Ｅｃｃｏｂｏｎｄ（登録商標）Ｅ３０３２等の接着剤でダイ１０３と接着することができる。上部インターポーザ１０６は、例えば、ＳＵ−８、ＢＣＢ、又はエポキシ、例えばＥｍｅｒｓｏｎ  ＆  Ｃｕｍｉｎｇ  Ｅｃｃｏｂｏｎｄ（登録商標）Ｅ３０３２等の接着剤で下部インターポーザ１０５と接着することができる。更に、接着剤と共に接着促進剤（例えば、メタクリレート、メルカプトプロピルトリメチルオキシシランシラン（ＭＰＴＭＳ）、アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）、及びヘキサメチルジシラザン（ＨＤＭＳ）等のシラン）を使用して、ダイ１０３と下部インターポーザ１０５との間、及び下部インターポーザ１０５と上部インターポーザ１０６との間の接着性を向上させることができる。更に、インターポーザ１０５及び１０６並びにダイ１０３の表面をアルゴンで処理して、接着促進剤とインターポーザ１０５及び１０６並びにダイ１０３の表面との間の接着を強化することができる。接着剤及び接着促進剤は、スピンコーティング、蒸着、浴槽への部品の浸漬、スプレーコーティング、又はいずれかの他の公知の方法により、下部インターポーザ１０５、上部インターポーザ１０６、又はダイ１０３に塗布することができる。要素を一体に接着するとき、接着剤及び接着促進剤は、下部インターポーザ１０５、上部インターポーザ１０６、及びダイ１０３のうちの一つ又は複数に塗布することができる。
【００５４】
下部インターポーザ１０５をダイ１０３と接着するとき、下部インターポーザ１０５は、膜又はダイ１０３のベース基板等、総厚さ変動（ＴＴＶ）が低い表面と接着することができる。膜又はベース基板は、例えばエッチング又は研削により加工することで、例えば、１５μｍ以下、１０μｍ以下、又は５μｍ以下の、ＴＴＶが低い所望の厚さを実現することができる。下部インターポーザ１０５をＴＴＶが低い表面と接着することにより、均一な接着層がもたらされ、かつ流体吐出素子４０１又は集積回路素子１０４に損傷を引き起こし得るインク入口１０１又はインク出口１０２を通じた流体の漏出が防止される。
【００５５】
下部インターポーザ１０５とダイ１０３とが一体に接着されるとき、接着する表面積を最適化することによって接着を強化することができる。接着表面積が大きいほど、気泡が閉じ込められて、それにより接着が弱まり得る可能性が高まる。その一方で、接着表面積が小さ過ぎても、接着は同様に弱くなり得る。一実施態様では、下部インターポーザ１０５は、インク入口１０１及びインク出口１０２の周囲に、表面積が約１２０ｍｍ２以下のモノリシック表面を用いて接着されてもよい。
【００５６】
図１１に示す実施態様によっては、下部インターポーザ１０５は、個々の入口１０１又は出口１０２（例えば６４個の入口及び出口）の各々を取り囲む小さい接着表面積８０１を備えてもよい。例えば、下部インターポーザ１０５上の接着表面積は、正方形又は環形状等、入口１０１又は出口１０２の形状に適合する形状であってもよい。こうした小さい接着表面積８０１は、インク入口１０１面積の約２５％以上、８０％以上、１５０％以上、又は２００％以上であってもよい。例えば、インク入口１０１の面積が約０．１８８ｍｍ２である場合、インク入口を囲む接着表面積８０１は約１．５ｍｍ２以下、０．３２５ｍｍ２以下、又は０．０５ｍｍ２以下である。一実施態様では、ダイ１０３のベース基板の表面が露出するよう、ダイ１０３の膜を貫通して空洞が作製される。空洞のサイズは、各入口１０１及び出口１０２の周囲に接着する下部インターポーザ１０５の表面積８０１に、整列用のさらなる面積８０２を含めたものに相当する。例えば、各入口１０１又は出口１０２に対する下部インターポーザ１０５上の表面積は約０．１５ｍｍ２であって、整列許容範囲８０２が約０．０５０ｍｍであってもよい。
【００５７】
流体吐出モジュール１０３は、モジュールを通じてインクを再循環させるインク入口１０１及びインク出口１０２を有している。流体は、流体入口１０１を通じてモジュールに入り、流体出口１０２を通じて出ることにより再循環することができる。流体入口１０１及び流体出口１０２は、図３では双方とも直線状に並列に整列しているものとして示すが、それらは構成上、そのように限定されるものではない。ダイ１０３を通じて循環するインクの一部はノズル１２６を通じて吐出される。実施形態によっては、ノズル１２６は対応する流体吐出素子４０１の真下に位置する。
【００５８】
先述のとおり、実施形態によっては、図４及び図１０に示すように、流体吐出装置は上部インターポーザ１０６を有することができる。上部インターポーザ１０６の短辺７０１又は幅は、必須ではないが、下部インターポーザ１０５の短辺より大きくてもよい。すなわち、上部インターポーザ１０６は下部インターポーザ１０５より幅広であってもよい。上部インターポーザ１０６と下部インターポーザ１０５とは同じ長さであってもよい。上部インターポーザ１０６は、下部インターポーザ１０５の上面及び集積回路素子１０４の上面に載置することができる。この構成により、例えば、上部インターポーザ１０６による保護はなおありながら、集積回路素子１０４を下部インターポーザ１０５のいずれの側にも配置可能となり、集積回路素子１０４のために一つの下部インターポーザ１０５をエッチングしたり、又はノッチを刻み込んだりする必要がなくなるため、製造プロセスが簡易となる。
【００５９】
図４及び図１０に示すように、流体入口１０１及び流体出口１０２により、流体がインターポーザ及びダイ１０３を通じて流れることが可能となる。下部インターポーザ１０５を通じる流体入口１０１及び流体出口１０２の部分は、ダイ１０３の流体入口１０１及び流体出口１０２と整列する。上部インターポーザ１０６にある流体入口１０１及び流体出口１０２の部分は、下部インターポーザ１０５及びダイ１０３にある流体入口及び出口６０２の部分の位置と比べて、上部インターポーザ１０６の中心にずれていてもよい。有利には、この構成により、上部インターポーザ１０６はインターポーザの周辺部に入口及び出口を含まないことが可能となる。これにより、いずれの流体開口も塞ぐことなく、ダイキャップ１０７等の他の構成要素をインターポーザの周辺部に接着することが可能となる。更に、この構成により、流体入口１０１及び流体出口１０２が上部インターポーザ１０６の中心により近づくようにずれるため、ダイキャップをインターポーザと接着したことにより存在し得る過剰な接着剤が流体入口１０１及び流体出口１０２に流れ込むことが防止される。
【００６０】
図４において、実施形態によっては、上部インターポーザ１０６は、インターポーザの上面に形成された、インターポーザを通じて下方に延在する流体入口１０２を有する。流体入口１０１から延在する流体路６１０は、上部インターポーザ１０６の上面と垂直に延在することができる。上部インターポーザ１０６の底面、すなわち下部インターポーザ１０５と接触する表面に、流体路６１０の水平部分６１２があり、これは上部インターポーザ１０６の中心から離れ、上部インターポーザ１０６の周辺部に向かって延在する。実施形態によっては、水平部分６１２は上部インターポーザ１０６の底面にある。実施形態によっては、水平部分６１２は上部インターポーザ１０６に埋め込まれている。水平部分６１２の端部等、水平部分６１２の一部分が、流体路６１０の下部インターポーザ部分６１４と流体連結される。流体路６１０のうち、下部インターポーザ１０５の底部まで延在する部分は、ダイ１０３の上面にある入口と流体連通している。実施形態によっては、ダイ１０３の上面と反対側にあるダイ１０３の底面は、流体を吐出するノズル６０６を有している。図示はしないが、ダイの流体入口とダイの流体出口との間に、ダイの再循環路に沿って複数のノズルを形成することができる。
【００６１】
別の実施形態では、流体路６１０の水平部分は上部インターポーザ１０６に形成されるのではなく、下部インターポーザ１０５の上表面に形成される。実施形態によっては、上部インターポーザ１０６及び下部インターポーザ１０５は、各々が水平部分の一部を有する。実施形態によっては、流体路は、インターポーザ１０５及び１０６の上面及び底面に対して角度をなして形成される。
【００６２】
実施形態によっては、下部インターポーザ１０５は、間に接着層を含み、又は含まず、ダイ１０３と直接接触し、上部インターポーザ１０６は、間に接着層を含み、又は含まず、下部インターポーザ１０５と直接接触する。したがって、下部インターポーザ１０５は、ダイ１０３と上部インターポーザ１０６との間に挟装される。フレックス回路２０１は、ダイ１０３の上面でダイ１０３の周辺部に接着される。ダイ１０３に接着されているフレックス回路２０１の一部に、ダイキャップ１０７を接着することができる。フレックス回路２０１は、ダイキャップ１０７の底面を囲んで屈曲し、ダイキャップ１０７の外側に沿って延在することができる。集積回路素子１０４は、フレックス回路２０１と比べて、ダイ１０３の長さを通る中心軸等のダイ１０３の中心軸により近いところで、但し、下部インターポーザ１０５と比べてダイ１０３の周辺部により近いところで、ダイ１０３の上表面に接着される。実施形態によっては、下部インターポーザ１０５の側面は集積回路素子１０４に隣接し、ダイ１０３の上面と垂直に延在する。
【００６３】
本発明の好ましい実施形態について説明したが、それらは本発明の例示であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができる、ということは理解されなければならない。例えば、上記のアクチュエータは、ノズルと反対側のダイの上面にある圧電アクチュエータであり、アクチュエータは加熱素子であってもよく、及び／又はダイ１０３に埋め込まれてもよく、又はノズルに近接してもよい。
【図１Ａ】
2014065313.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月18日(2013.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体吐出素子と、第１の複数の流体路であって、各々が、アクチュエータが駆動されると流体を吐出するノズルを有する第１の複数の流体路と、を備える流体吐出モジュールと、
前記流体吐出モジュールと電気的に連通している集積回路素子と、
第２の複数の流体路であって、前記第１の複数の流体路に接続される第２の複数の流体路、を有する第１インターポーザであって、前記流体吐出素子と前記集積回路素子とを、前記流体吐出モジュールに送り込まれる流体から保護するように構成された第１インターポーザと、
を備える、流体吐出装置。
【請求項２】
前記流体吐出モジュールの第１側面と前記第１インターポーザの第１側面とが接着剤で接着される、請求項１に記載の流体吐出装置。
【請求項３】
前記第１インターポーザが接着領域を有し、前記接着表面積が、流体入口を取り囲み、かつ前記第１インターポーザの前記第１側面の面積より小さい、請求項２に記載の流体吐出装置。
【請求項４】
前記第１インターポーザに隣接する第２インターポーザを更に備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体吐出装置。
【請求項５】
前記第１インターポーザが、前記流体吐出モジュールと前記第２インターポーザとの間にあり、前記第２インターポーザの第１縁が、前記第１インターポーザの第１縁より長い、請求項４に記載の流体吐出装置。
【請求項６】
前記第１インターポーザが、前記第２インターポーザの流体入口及び流体出口と流体連通している流体入口及び流体出口を有する、請求項４又は５に記載の流体吐出装置。
【請求項７】
前記第２インターポーザの前記流体入口及び前記流体出口から前記第２インターポーザの中心までが、前記第１インターポーザの前記流体入口及び前記流体出口から前記第１インターポーザの中心までより近い、請求項６に記載の流体吐出装置。
【請求項８】
前記第１インターポーザと前記第２インターポーザとが接着剤で接着される、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の流体吐出装置。