(57)【要約】印刷ヘッド本体と、印刷ヘッド本体を形成するための方法とが記載される。印刷ヘッド本体は、本体部分と、ノズル部分とを含む。本体部分は、インクチャンバを含む。ノズル部分は、本体部分の中のインクチャンバと流体的に接続するノズルを含み、第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、第１と第２のシリコン層との間に形成されるヒータとをさらに含む。ノズルは、第１および第２のシリコン層を通って延在し、インクチャンバと流体的に接続する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン層の上に第１の層を形成するステップであって、該シリコン層は、印刷ヘッド本体のノズル部分を形成する、ステップと、
該第１の層の内部に所望の構成のヒータを形成するために、該第１の層の一部分をパターニングするステップと、
該第１の層の該パターニングされた部分の中に金属レジスタ素子を形成するステップと、
該パターニングされた第１の層および該金属レジスタ素子の上に、酸化シリコン層を提供するステップと、
該印刷ヘッド本体の該ノズル部分の中にノズルを形成するために、ある領域内の該酸化シリコン層および該第１の層を除去するステップと、
第２のシリコン層を該酸化シリコン層に付着するステップであって、該第２のシリコン層は、印刷液のための流路を含む該印刷ヘッド本体の本体部分を提供する、ステップと、
を包含する、印刷ヘッドの内部にヒータを形成する方法。
【請求項２】
金属レジスタ素子を形成するステップは、
前記第１の層の上と、前記所望の構成のヒータの前記パターンの内部とに、金属層を提供するステップと、
該第１の層を露出させるために、該金属層の一部を除去するステップであって、該金属層は、該所望の構成のヒータの該パターンの内部に残り、かつ電源と電気的に接続するように構成される１つ以上の接点を含み、該金属層が該金属レジスタ素子を提供する、ステップと、
を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所望の構成のヒータは、蛇行状構成を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記蛇行状構成は、複数の曲線状セグメントを含み、前記ヒータの端に最も近く位置する曲線状セグメントは、ヒータの中央寄りに位置する曲線状セグメントよりも、相互により狭い間隔で配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ノズルを形成するために、前記酸化シリコン層および前記第１の層を除去するステップの前に、該酸化シリコン層を平坦化するステップ、をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の層は、熱酸化物層である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記金属レジスタ素子は、ニッケルおよびクロム合金で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記金属レジスタ素子は、銅およびニッケル合金で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
インクチャンバを含む本体部分と、
該本体部分の中の該インクチャンバと流体的に接続するノズル部分であって、該ノズル部分は、
第１のシリコン層と、
第２のシリコン層と、
該第１と該第２のシリコン層の間に形成されるヒータであって、該ヒータの下の該第１のシリコン層と該ヒータの上の該第２のシリコン層との両方に接触する、ヒータと、
を備える、ノズル部分と、
を備える、印刷ヘッド本体であって、
該ノズルは、該第１と該第２のシリコン層を通って延在し、かつ該インクチャンバと流体的に接続する、
印刷ヘッド本体。
【請求項１０】
前記ノズル部分は、
前記第１のシリコン層の上に形成され、そこを通るチャネルを有する、パターニングされた酸化物層であって、該チャネルは、該酸化物層の内部に所望の構成の前記ヒータを画定する、酸化物層と、
該酸化物層の中の該チャネルの内部の金属層であって、該金属層は、該ヒータを提供し、かつ電源と電気的に接続するように構成される１つ以上の接点を含む、金属層と、
をさらに備え、
前記第２のシリコン層は、該酸化物層と該金属層との上に配置される酸化シリコン層を備える、
請求項９に記載の印刷ヘッド本体。
【請求項１１】
前記所望の構成のヒータは、蛇行状構成を備える、請求項１０に記載の印刷ヘッド本体。
【請求項１２】
前記蛇行状構成は、複数の曲線状セグメントを含み、前記ヒータの端に最も近く位置する曲線状セグメントは、ヒータの中央寄りに位置する曲線状セグメントよりも、相互により狭い間隔で配置される、請求項１１に記載の印刷ヘッド本体。
【請求項１３】
前記金属層は、ニッケルおよびクロム合金で形成される、請求項１０に記載の印刷ヘッド本体。
【請求項１４】
前記金属層は、銅およびニッケル合金で形成される、請求項１０に記載の印刷ヘッド本体。
【請求項１５】
前記ノズル部分は、温度測定値がコントローラによって判断され得るように、かつ、電源から前記ヒータに送達される電流が制御され得るように、該コントローラと電気的に接続するように構成されるサーミスタ、をさらに備える、
請求項９に記載の印刷ヘッド本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は、印刷ヘッドアセンブリの中に含まれるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、一般的には、インク供給部から、インク滴が吐出されるノズル開口部を含むインクノズルアセンブリまでの、インク路を含む。アクチュエータによってインク路の中のインクを加圧することによって、インク滴吐出が制御され得、そのアクチュエータは、例えば、圧電式偏向器、サーマルバブルジェット（登録商標）発生装置、または静電偏向素子であり得る。一般的な印刷ヘッドは、対応するインク路のアレイを備える１列のノズル開口部と、付随するアクチュエータとを有し、各ノズル開口部からの液滴吐出は、独立して制御され得る。いわゆる「ドロップオンデマンド方式」印刷ヘッドでは、各アクチュエータは、印刷ヘッドと印刷媒体とが相互に相対的に移動するときに、画像の特定の画素位置において滴を選択的に吐出するように駆動される。高性能印刷ヘッドでは、ノズル開口部は、一般的には、５０ミクロン以下（例えば、２５ミクロン）の直径を有し、インチ当たり１００〜３００個のノズル間隔で分離され、約１〜７０ピコリットル（ｐｌ）またはそれ以下の滴サイズを提供する。液滴吐出周波数は、一般的には、１０ｋＨｚ以上である。
【０００３】
印刷ヘッドは、半導体印刷ヘッド本体と圧電アクチュエータとを含み得、例えば、Ｈｏｉｓｉｎｇｔｏｎらの特許文献１に記載の印刷ヘッドを含み得る。印刷ヘッド本体は、シリコンで作製され得、それは、インクチャンバを画定するためにエッチングされる。ノズル開口部は、シリコン本体に取り付けられる別個のノズルプレートによって画定され得る。圧電アクチュエータは、印加される電圧に応じて形状を変化または屈曲する、圧電材料の層を有し得る。圧電層の屈曲は、インク路に沿って配置される圧送チャンバの中のインクを加圧する。
【０００４】
印刷精度は、印刷ヘッドの中のノズルによって吐出されるインク滴のサイズおよび速度の均一性、およびプリンタの中の複数の印刷ヘッドの間での均一性を含む、いくつかの要因によって影響され得る。しかるに、滴サイズおよび滴速度の均一性は、インク路の寸法の均一性、音響干渉の影響、インク流路の中の汚れ、およびアクチュエータによって生成される圧力パルスの均一性のような、要因によって影響される。
【特許文献１】米国特許第５，２６５，３１５号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
印刷ヘッドアセンブリの中で使用するためのヒータが記載される。一般に、一局面では、本発明は、印刷ヘッドの内部にヒータを形成する方法を特徴とする。第１の層が、シリコン層の上に形成され、シリコン層は、印刷ヘッド本体のノズル部分を形成する。第１の層の一部分は、パターニングされ、第１の層の内部に所望の構成のヒータを形成する。金属レジスタ素子が、第１の層のパターニングされた部分の中に形成される。酸化シリコン層が、パターニングされた第１の層および金属レジスタ素子の上に提供される。ある領域内の酸化シリコン層および第１の層が除去され、印刷ヘッド本体のノズル部分の中にノズルを形成する。第２のシリコン層が、酸化シリコン層に付着され、第２のシリコン層は、印刷液のための流路を含む印刷ヘッド本体の本体部分を提供する。
【０００６】
本発明の実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。金属レジスタ素子を形成するステップは、第１の層の上および所望の構成のヒータのパターンの内部に金属層を提供するステップと、金属層の一部を除去し、第１の層を露出するステップとを含み得る。金属層の残りの部分は、所望の構成のヒータのパターンの内部に維持され、電源と電気的に接続するように構成される１つ以上の接点を含み、前記金属層は、金属レジスタ素子を提供する。所望の構成のヒータは、蛇行状構成を形成し得る。一実装では、蛇行状構成は、複数の曲線状セグメントを含み、ヒータの端に最も近く位置する曲線状セグメントは、ヒータの中央寄りに位置する曲線状セグメントよりも、相互により狭い間隔で配置される。酸化シリコン層および第１の層を除去してノズルを形成する以前に、酸化シリコン層は平坦化され得る。第１の層は、熱酸化物層（ｔｈｅｒｍａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｌａｙｅｒ）であり得る。金属レジスタ素子は、ニッケルおよびクロム合金で形成され得る。金属レジスタ素子は、銅およびニッケル合金で形成され得る。
【０００７】
一般に、別の局面では、本発明は、本体部分とノズル部分とを含む印刷ヘッド本体を特徴とする。本体部分は、インクチャンバを含む。ノズル部分は、本体部分の中のインクチャンバと流体的に接続するノズルを含み、さらに、第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、第１と第２のシリコン層との間に形成されるヒータとを含む。ノズルは、第１および第２のシリコン層を通って延在し、インクチャンバと流体的に接続する。
【０００８】
本発明の実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。ノズル部分は、第１のシリコン層の上に形成され、そこを通るチャネルを有するパターニングされた酸化物層であって、該チャネルは、酸化物層の内部に所望の構成のヒータを画定する、酸化物層と、酸化物層の中のチャネルの内部の金属層とをさらに含み得、金属層は、ヒータを提供し、電源と電気的に接続するように構成される１つ以上の接点を含む。第２のシリコン層は、酸化物層および金属層の上に配置される酸化シリコン層であり得る。
【０００９】
所望の構成のヒータは、蛇行状構成であり得る。一実装では、蛇行状構成は、複数の曲線状セグメントを含み、ヒータの端に最も近く位置する曲線状セグメントは、ヒータの中央寄りに位置する湾曲セグメントよりも、相互により狭い間隔で配置される。金属層は、例えば、ニッケルおよびクロム合金、または銅およびニッケル合金を含む、種々の金属で形成され得る。ノズル部分は、コントローラと電気的に接続するように構成されるサーミスタをさらに含み得、その結果として、温度測定値がコントローラによって判断され得、電源からヒータに送達される電流が制御され得る。
【００１０】
本発明は、以下の利点のうちの１つ以上を実現するように実装され得る。ヒータは、印刷ヘッドモジュールの内部に埋め込まれ、それ故に、長い導電路のあいだで熱が失われないために、ヒータの効率が向上する。加えて、ヒータを印刷ヘッドモジュールの内部に埋め込むことによって、印刷ヘッドモジュールは、よりコンパクトに形成され得る。
【００１１】
１つ以上の実装の詳細が、添付の図面および以下の説明に記載される。その他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに請求項から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
これらの、および他の局面が、図面を参照して詳述される。
【００１３】
種々の図面における同じ参照記号は、同じ要素を示す。
【００１４】
印刷ヘッドモジュールのシリコン層の内部の、埋め込みヒータが記載される。図１は、インクジェットプリンタで使用され得る、例示的な印刷ヘッドモジュール１００の一部分の断面図を示す。埋め込みヒータは、そのような印刷ヘッドモジュールの中で、または他の構成の印刷ヘッドモジュールの中で実装され得る。しかしながら、説明目的のために、埋め込みヒータは、示される例示的な印刷ヘッドモジュール１００を参照して記載される。
【００１５】
埋め込みヒータは、印刷ヘッドモジュール１００の内部に、ノズル部分１３２と基部１３８との間のインターフェース１１０において含まれ得る。印刷液を囲繞するおよび／または含有する印刷ヘッドモジュール１００の構成要素を加熱することによって、埋め込みヒータは、印刷ヘッドモジュール１００の中で使用される印刷液の温度を制御するために使用され得る。例えば、最適印刷条件のための印刷液の所望の粘度を維持するために、印刷液は、印刷液を含有する印刷モジュール１００の構成要素によって加温され得、その構成要素は、埋め込みヒータによって直接的に加温される。一実装では、埋め込みヒータは、温度制御をさらに微調整するために、１つ以上の外部ヒータと併用して使用され得る。
【００１６】
埋め込みヒータについて説明する前に、印刷ヘッドモジュール１００の概要が提供される。図１は、印刷ヘッドモジュール１００の中の単一噴射構造の流路を通る断面図を示す。印刷液は、供給路１１２を通過して印刷ヘッドモジュール１００に流入する。代表的な印刷液はインクであり、説明目的のために、印刷ヘッドモジュール１００は、印刷液としてインクを使用するものとして、以下で記述される。しかしながら、他の液体が、例えば、液晶表示装置の製造において使用されるエレクトロルミネセント材料、または回路基板加工において使用される液体金属が、使用され得ることが理解されるべきである。
【００１７】
インクは、アセンダ１０８によって、インピーダンス特徴１１４および圧送チャンバ１１６に誘導される。インクは、アクチュエータ１２２によって、圧送チャンバの中で加圧され、ディセンダ１１８を通過してノズル開口部１２０に誘導され、そこから、インク滴が吐出される。流路特徴が、モジュール本体１２４の中に画定される。モジュール本体１２４は、基部１３８と、ノズル部分１３２と、膜部分１３９とを含む。基部１３８は、シリコンの基層、例えば、単結晶シリコンを含む。基部１３８は、供給路１１２、アセンダ１０８、インピーダンス特徴１１４、圧送チャンバ１１６、およびディセンダ１１８の特徴を画定する。ノズル部分１３２はまた、シリコン層から形成され、基部１３８のシリコン層に融合接着され得る。ノズル部分１３２はノズルを画定し、ノズルは、ディセンダ１１８からノズル開口部１２０にインクを誘導する、先細壁１３４を有し得る。膜部分１３９は、膜シリコン層１４２を含み、それは、基部１３８のシリコン層にノズル部分１３２とは反対側に融合接着される。
【００１８】
アクチュエータ１２２は、約１５ミクロンの厚さを有する圧電層１４０を含む。圧電層１４０の上の金属層が、接地電極１５２を形成する。圧電層１４０の上の上部金属層が、駆動電極１５６を形成する。包み込み接続１５０が、接地電極１５２を、圧電層１４０の露出表面上の接地接点１５４と接続する。電極開路部１６０が、接地電極１５２を駆動電極１５６から電気的に分離する。メタライズされた圧電層１４０は、接着層１４６によって、例えば、重合ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）によって、膜シリコン層１４２に接合される。
【００１９】
メタライズされた圧電層１４０は、切断され、圧送チャンバ１１６上に活性圧電領域を画定する。特に、メタライズされた圧電層１４０は、絶縁領域１４８を提供するために切断される。絶縁領域１４８で、圧電材料がディセンダの上の領域から除去される。この絶縁領域１４８は、ノズルアレイの両側でアクチュエータのアレイを分離する。
【００２０】
図２を参照すると、印刷ヘッドモジュール１００の一部分の上面図が、隣接する流路に対応する一連の駆動電極１５６を示している。各流路は、狭電極部分１７０を介して駆動電極接点１６２と接続される、駆動電極１５６を有し、駆動電極接点１６２に対して、駆動パルスを送達するために電気接続が行われる。狭電極部分１７０は、インピーダンス特徴１１４の上に位置し、作動される必要のないアクチュエータ１２２の部分の電流損失を低減する。複数の噴射構造が、単一印刷ヘッドモジュールの中に形成され得、例えば、３００ノズルの印刷ヘッドモジュールを提供する。圧電層の上に接地電極１５４が示されている。
【００２１】
図３は、図１の線Ａ−Ａに沿って切断された、モジュール本体１２４の切断平面図である。１列のノズル１２０が示され、１つのノズルが、図１の側面図に示されたノズル１２０に対応する。図示されてはいないが、列の中の隣接するノズルのための流路は、交互に、モジュール本体の両側の縁に向かって延在し得る。埋め込みヒータ２０２は蛇行状構成で示され、モジュール本体１２４の端部に向かうにつれてより高密度となる。埋め込みヒータ２０２の構成は説明目的のためのものであり、他の構成も可能である。一実施形態では、埋め込みヒータ２０２は、所望の構成に、例えば、図示される蛇行状構成に堆積されるニクロムの層で形成される。モジュール本体１２４の角部における表面積の増加に伴って熱損失が増大するために、モジュール本体１２４の端部に向かって、埋め込みヒータの密度は増大する。埋め込みヒータ２０２は、シリコンの２つの層の間に積層され、それらによって囲繞される。すなわち、底層はノズル部分１３２であり、上部層は、モジュール本体１２４の基部１３８に隣接する。
【００２２】
サーミスタ２３２が、モジュール本体１２４の中に含まれ得、印刷ヘッドモジュール１００の温度を示し、かくして、インクを囲繞する温度の指標を提供する。示される実施形態では、サーミスタ２３２は、モジュール本体１２４の一端に、埋め込みヒータ２０２と同一層に含まれる。他の実施形態では、サーミスタ２３２は、モジュール本体１２４の内部の他の位置に含まれ得る。
【００２３】
図４Ａ〜図４Ｉは、図１に示される例示的なノズル１２０の近傍に埋め込みヒータ２０２を製造する際の、ノズル部分１３２を取り出した切断側面図を示す。本実装では、最終的にノズル部分１３２を形成するシリコン層２１０が、エッチングされ、ノズル１２０の先細壁１３４を形成することになる。実際のノズル開口部は、未だ形成されていない。製造目的のために、シリコン層２１０は、シリコン層２１０の下面の上に形成され得る酸化物層２１２と、「ハンドル」シリコン層２１４とを含む、シリコン・オン・インシュレータ基板の一部であり得る。熱酸化物層２１６が、シリコン層２１０のエッチングされた上面の上に形成される。熱酸化物層２１６の厚さは、後続のステップで埋め込みヒータを形成するために堆積される金属層の厚さと合致するように選択されるべきである。
【００２４】
図４Ｂを参照すると、熱酸化物層２１６がエッチングされ、所望の埋め込みヒータ構成をパターニングする。熱酸化物層２１６は、誘導結合プラズマ反応性エッチング（ＩＣＰ  ＲＩＥ）プロセスによってエッチングされ得るが、しかしながら、他の技術も使用され得る。次に、図４Ｃを参照すると、選択された金属、例えば、Ｎｉｃｈｒｏｍｅ（登録商標）のようなニッケルおよびクロム合金を使用して、パターニングされた熱酸化物層２１６および露出されたシリコン層２１０の上面をメタライズする。他の金属、例えば、銅およびニッケル合金（Ｃｕ５５／Ｎｉ４５）であるＣｏｎｓｔａｎｔａｎ（登録商標）が、使用され得る。金属層２１８は、熱酸化物層２１６の上の金属を除去するために、例えば、フォトリソグラフィエッチングによってパターニングされ、その結果として、残りの金属が、熱酸化物層２１６の内部に形成された溝の内部に存在する。図４Ｄを参照すると、金属層２１８と熱酸化物層２１６との間の小空隙２２０が、パターニングの際の公差のために生成され得る。図４Ｅに示されるように、酸化シリコン層２２６が、パターニングされた金属層および熱酸化物層２１８、２１６の頂部に堆積される。一実装では、酸化シリコン層は、プラズマ助長化学的蒸着法（ＰＥＣＶＤ）によって堆積され得る。
【００２５】
図４Ｆを参照すると、酸化シリコン層２２６の上面が、例えば、化学的機械的研磨によって平坦化され、滑らかな平坦面を形成する。平滑面は、良好な接合を可能にし、熱酸化物２１６と金属層２１８との間に生成される高さのわずかな相違を除去し得る。図４Ｇを参照すると、以前のステップでエッチングされた領域の上に堆積された酸化物層を剥離することによって、ノズル１２０が露出される。図４Ｈを参照すると、酸化シリコン層２２６の上面が、モジュール本体１２４の基部１３８を形成するために使用されるシリコンウエハに、またはすでに形成された基部１３８に、付着され得る。図４Ｉを参照すると、ハンドル層２１４が除去され得、シリコン層２１０が研磨されて、ノズル開口部を露出する。
【００２６】
図３を再び参照すると、埋め込みヒータ２０２は、金属層２１８で形成され、熱酸化物２１６によって全面を囲繞される。図３に示される表面全体は、図４Ｅ〜図４Ｉを参照して記載されたように、酸化シリコン層２２６（図示せず）で被覆される。
【００２７】
埋め込みヒータ２０２は、接点２３０で電気信号を受信する。一実装では、接点２３０は、ニクロムで形成され得、任意ではあるが、第２のメタライズ層、例えば、金の層が、接点２３０に追加され得る。一実装では、電気信号は、印刷ヘッドモジュール１００に取り付けられるフレキシブル回路上に搭載される集積回路から受信され得る。集積回路は、外部回路、例えば、印刷ヘッドモジュール１００が動作しているプリンタの、処理ユニットによって制御される回路から電気信号を受信する。集積回路が搭載されるフレキシブル回路は、図１を参照して上述された駆動電極１５６に電気接続を提供する、同一フレキシブル回路であり得る。すなわち、外部回路が、フレキシブル回路上の１つ以上の集積回路に接続され得、駆動電極に駆動信号を提供し、さらに、埋め込みヒータに入力信号を提供し、サーミスタ２３２からフィードバックを受信してその温度を制御する。
【００２８】
図５Ａおよび図５Ｂは、印刷ヘッドモジュール１００上に搭載可能であって、アクチュエータ１２２および埋め込みヒータ２０２に電気接続を提供する、フレキシブル回路３００の一実施形態を示す。フレキシブル回路の本実施形態は、２００５年４月２８日出願の米国特許出願第１１／１１９，３０８号、題名「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ」にさらに詳細に記載されており、その全体の内容が、参考として本明細書において援用される。フレキシブル回路３００は、ガルウイング構造を有し、フレキシブル回路３００の全長に延在する遠位部分３０２を備える主要中心部分３０１を含む。中心部分３０１と遠位部分３０２とは、中心部分と遠位部分との間である角度で延在する屈曲部分によって結合され、中心部分３０１の下面と印刷ヘッドモジュール１００の上面との間に間隙を提供する。この間隙によって、印刷ヘッドモジュール１００の上面の上の圧電材料が、作動時に屈曲可能となる。印刷ヘッドモジュール１００は、フェイスプレート３０３の上に搭載されて示されている。
【００２９】
図５Ｃを参照すると、集積回路３１０が、フレキシブル回路３００の中心部分の上面に付設される。フレキシブル回路導線３０６が、各集積回路３１０から、フレキシブル回路３００の遠位部分３０２の中に形成される対応する開口３０８にまで延在して、示される。フレキシブル回路導線３０６は、印刷ヘッドモジュール１００に含まれる各インクノズルに提供される。フレキシブル回路導線３０６は、集積回路３１０から、インクノズルを起動する起動部に信号を伝達する。例えば、本実施形態では、フレキシブル回路導線３０６は、圧電アクチュエータを起動するための電気信号を伝達し、インクノズルを駆動する。
【００３０】
フレキシブル回路３００の両端において、アーム３０４’が、印刷ヘッドモジュール１００が搭載されるフェイスプレート３０２の表面に対してほぼ垂直の方向に、上方へと延在し、かつ折り曲がり、その結果として、アーム３０４’の遠位端が、フェイスプレート３０２の表面に対してほぼ平行となる。外部コネクタ３０５（仮想線で示される）が、アーム３０４’の遠位端の下側に含まれる。図５Ｃに示されるアーム３０４’は、図５Ａ、図５Ｂ、および図６に示されるアーム３０４とは異なる、代替的構成である。しかしながら、図５Ａ、図５Ｂ、および図６に示される構成が、異なる構成のアームと同様に、使用され得る。
【００３１】
図６を参照すると、印刷ヘッドモジュール１００上に搭載されるフレキシブル回路３００が、印刷ヘッド筐体３１４の内部に搭載されて示される。外部回路３１２が、フレキシブル回路３００に電気的に接続される。フレキシブル回路３００の外部コネクタ３０５は、外部回路３１２の接続プレート３１１のコネクタと嵌合するように構成される。一実施形態では、外部コネクタ３０５は、接続プレート３１１の表面上のトレースに電気的に接続するボールパッドである。別の実施形態では、外部コネクタは、オスまたはメスの電気コネクタである。外部回路３１２は、フレキシブル回路３００を介して印刷ヘッドモジュール１００と信号を送受信するコントローラと接続し得る。例えば、コントローラは、印刷ヘッドモジュール１００が実装されるプリンタの中のプロセッサであり得る。
【００３２】
フレキシブル回路３００は、アーム３０４を含むフレキシブル回路３００の全長に延在する、１つ以上の接続層を含む。接続層は、アーム３０４の遠位端上に形成される電気コネクタ３０５のうちの少なくとも１つに、電気的に接続される。外部回路３１２からの入力信号は、外部回路３１２から、１つ以上の接続層を介して、集積回路３１０に伝達される。電気信号は、次いで、集積回路３１０から、埋め込みヒータ２０２を含む印刷ヘッドモジュール１００に、導線３０６および開口３０８を介して伝達する。
【００３３】
図５Ｃを再び参照すると、埋め込みヒータ２０２は、モジュール本体１２４のノズル部分１３２と基部１３８との間のインターフェース１１０を表す破線によって示される位置の付近で、印刷ヘッドモジュール１００の内部に含まれる。フレキシブル回路３００上に搭載される集積回路３１０からの１つ以上の導線３０６は、１つ以上の開口３０８を介して、埋め込みヒータ２０２に接続し得る。例えば、埋め込みヒータ２０２に接続する開口３０８は、埋め込みヒータ２０２にまで延在し得（しかし、越えない）、開口のメタライズされた内面が、埋め込みヒータ２０２の接点２３０と電気的に接続し、埋め込みヒータ２０２に電気接続を提供し得る。例えば、図３を再び参照すると、電気接続が、フレキシブル回路３００から埋め込みヒータ２０２の接点２３０へと行われ、埋め込みヒータ２０２を通過する電流を提供し得る。
【００３４】
電気接続が、フレキシブル回路３００からサーミスタ２３２へと行われ得る。示される実施形態では、導線３０６が、フレキシブル回路３００上の集積回路３１０からメタライズされた開口３０８へと延在する。メタライズされた開口３０８は、サーミスタ２３２と電気的に接続される接点２３４に、電気的に接続する。サーミスタ２３２は、サーミスタ２３２の近傍の温度を測定するために使用され、この目的のために、接点２３４を介して外部回路網に接続される。サーミスタ２３２からの温度測定値は、コントローラ（本実装では、印刷ヘッドの外部の）に送信され、埋め込みヒータ２０２に提供される電流を制御し、それによって、インクの温度を制御し得る。
【００３５】
図７を参照すると、フレキシブル回路３００と印刷ヘッドモジュール１００との間に配置されるインターポーザ３２０を含む、代替的な実施形態が示されている。印刷ヘッドモジュール１００の上に搭載されるインターポーザ３２０の一部分の拡大図が示されている。インターポーザ３２０は、両側に沿って開口を含み、開口は、フレキシブル回路３００に形成される開口３０８と整合する。開口は、金のような導電性材料で被覆される。印刷ヘッドモジュール１００のインクノズルアセンブリの中に含まれる各インクノズルに対して、１つの開口が対応する。それによって、信号が、集積回路３１０から、フレキシブル回路導線３０６を経由してフレキシブル回路３００の中の導電性開口３０８へ、インターポーザ３２０の中の導電性開口へ、最後に、印刷ヘッドモジュール１００の中のインクノズル起動部へと、伝達し得る。インターポーザ３２０は、薄いエポキシ樹脂を使用して印刷ヘッドモジュールに付着され得、圧力および熱が印加されると、金が、エポキシ樹脂を通して印刷ヘッドモジュール１００上のコネクタに接続する。エポキシ樹脂は、充填材を含まないことも、または、導電性粒子充填材エポキシ樹脂のように、充填材を含むこともあり得る。エポキシ樹脂は、スプレーオン式エポキシ樹脂であり得る。
【００３６】
一実装では、埋め込みヒータ２０２は、印刷ヘッドモジュール１００にではなく、インターポーザ３２０の中に含まれ得る。すなわち、インターポーザは、上方部分３２１と下方部分３２２との間に形成され得、上方部分と下方部分３２１、３２２との間のインターフェース３２３に配置された埋め込みヒータ２０２を備える。サーミスタ２３２は、インターポーザ３２０上に含まれ、温度を制御し得る。埋め込みヒータ２０２およびサーミスタ２３２は、上述と同様の方法で、フレキシブル回路３００に電気的に接続され得る。本実装では、ヒータ２０２は、インターポーザに含まれるものの、依然として印刷ヘッドモジュール１００の内部に埋め込まれている。アーム３０４’は、図５Ｃに示されるアームと同一の構成を有するが、しかし、代替案として、例えば、図５Ａ、図５Ｂ、および図６に示されるアーム３０４のように、異なって構成され得る。
【００３７】
明細書および請求項を通して、「上」、「下」、「頂」、および「底」などの用語は、本明細書に記載の埋め込みヒータおよび他の要素の様々な構成要素を区別するための、説明目的のためのみに使用される。「上」、「下」、「頂」、および「底」の使用は、埋め込みヒータの特定の配向を含意していない。例えば、本明細書に記載のシリコン層２１０の上面は、シリコン層２１０が、水平に上向き、水平に下向き、または垂直の、何れに配置されるかに応じて、下面の上方、下方、または側方に配向され得、また、その逆もあり得る。
【００３８】
数例の実施形態のみが、上記で詳述されたが、他の修正案も可能である。他の実施形態も、請求項の範囲内にあり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、印刷ヘッドモジュールの一部分の断面図を示す。
【図２】図２は、印刷ヘッドモジュールの一部分の上面図を示す。
【図３】図３は、埋め込まれたヒータを含む印刷ヘッドモジュールの、切断上面図を示す。
【図４】図４Ａ〜図４Ｉは、印刷ヘッドモジュールの内部の埋め込みヒータを形成するためのプロセスを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、フレキシブル回路および印刷ヘッドモジュールの分解図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、印刷ヘッドモジュールの上に搭載されたフレキシブル回路を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示された印刷ヘッドモジュールの上に搭載された、フレキシブル回路の一部分の拡大図を示す。
【図６】図６は、印刷ヘッド筐体の内部に搭載され、かつ外部回路に取り付けられた図５Ｂの印刷ヘッドモジュールの上に搭載された、フレキシブル回路を示す。
【図７】図７は、印刷ヘッドモジュールの上に搭載されたインターポーザの上に搭載された、フレキシブル回路の一部の拡大図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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