(57)【要約】  液体噴出器が第１表面および第２表面を有する電気絶縁支持部を含む。電気配線が支持部の第１表面から始まるとともに支持部の第２表面で終わる。噴出器ダイが支持部の第１表面に配置されるとともに支持部の第１表面に配置された電気配線の一部に電気的に接続される。高分子材料が噴出器ダイの一部および支持部の第１表面の少なくとも一部にモールドされる。電気配線の一部は高分子材料がないままである。
2013501655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面および第２表面を有する電気絶縁支持部と；
前記支持部の前記第１表面から始まるとともに前記支持部の前記第２表面で終わる電気配線と；
前記支持部の前記第１表面に配置されるとともに前記支持部の前記第１表面に配置された前記電気配線の一部に電気的に接続される噴出器ダイと；
前記噴出器ダイの一部および前記支持部の前記第１表面の少なくとも一部にモールドされる高分子材料であって、前記電気配線の一部は前記高分子材料がないままである、高分子材料と、を有する、
液体噴出器。
【請求項２】
前記電気絶縁支持部は、前記支持部の前記第２表面から前記支持部の前記第１表面に延びる流体通路を含み、前記流体通路は前記噴出器ダイに流体接続する、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項３】
前記支持部の前記第２表面から前記支持部の前記第１表面に延びる前記流体通路は金属化される、
請求項２に記載の液体噴出器。
【請求項４】
前記高分子材料は前記電気絶縁支持部の前記流体通路と流体接続する流体通路を含む、
請求項２に記載の液体噴出器。
【請求項５】
前記高分子材料内に配置された前記流体通路は前記電気絶縁支持部に直角に配置される、
請求項２に記載の液体噴出器。
【請求項６】
前記高分子材料内に配置された前記流体通路は前記電気絶縁支持部に平行な部分を含む、
請求項５に記載の液体噴出器。
【請求項７】
前記高分子材料内に配置された前記流体通路は前記電気絶縁支持部に平行な部分を含む、
請求項２に記載の液体噴出器。
【請求項８】
前記高分子材料内に配置された前記流体通路の前記平行な部分は、前記高分子材料内に溝を有する、
請求項７に記載の液体噴出器。
【請求項９】
前記溝が流体的にシールされるように前記高分子材料に貼り付けられる材料層をさらに有する、
請求項８に記載の液体噴出器。
【請求項１０】
前記電気絶縁支持部は、前記支持部の前記第２表面から前記支持部の前記第１表面に延びる第１流体通路と前記支持部の前記第２表面から前記支持部の前記第１表面に延びる第２流体通路とを有し、前記高分子材料は、前記電気絶縁支持部の前記第１流体通路と流体接続する第１流体通路と前記電気絶縁支持部の前記第２流体通路と流体接続する第２流体通路とを有する、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１１】
前記電気絶縁支持部の前記第２流体通路は前記電気絶縁支持部の前記第１流体通路から距離Ｄ１だけ離間され、前記高分子材料の前記第２流体通路は前記高分子材料の前記第１流体通路から距離Ｄ２だけ離間され、前記距離Ｄ２は前記距離Ｄ１より大きい、
請求項１０に記載の液体噴出器。
【請求項１２】
前記高分子材料内の流体通路が前記電気絶縁支持部に平行な部分を含む、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１３】
前記高分子材料は位置決め機構を含む、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１４】
前記噴出器ダイは第１噴出器ダイであり、前記支持部の前記第１表面から始まるとともに前記支持部の前記第２表面で終わる前記電気配線は第１電気配線であり、前記液体噴出器はさらに：
前記支持部の前記第１表面から始まるとともに前記支持部の前記第２表面で終わる第２電気配線と；
前記支持部の前記第１表面に配置されるとともに前記支持部の前記第１表面に配置され前記第２電気配線の一部に電気的に接続され、前記第１噴出器ダイから離間される第２噴出器ダイであって、前記高分子材料の一部が前記第１噴出器ダイと前記第２噴出器ダイとの間のスペースに配置される、第２噴出器ダイと、を有する、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１５】
前記噴出器ダイが配置される前記第１表面の部分が金属化される、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１６】
前記噴出器ダイが配置される前記第１表面の部分が金属化されない、
請求項１に記載の液体噴出器。
【請求項１７】
表面を有する電気絶縁支持部と；
第１端部および第２端部を有し、前記第１端部および前記第２端部が前記支持部の前記表面に配置される、電気配線と；
前記支持部の前記表面に配置されるとともに前記電気配線の前記第１端部に接続される噴出器ダイと；
前記噴出器ダイの一部および前記電気配線の前記第１端部を含む前記支持部の前記表面の少なくとも一部にモールドされる高分子材料であって、前記電気配線の前記第２端部は前記高分子材料がないままである、高分子材料と、を有する、
液体噴出器。
【請求項１８】
前記電気絶縁支持部は、前記支持部の前記表面に延びる流体通路を含み、前記流体通路は前記噴出器ダイに流体接続する、
請求項１７に記載の液体噴出器。
【請求項１９】
前記高分子材料は前記電気絶縁支持部の前記流体通路と流体接続する流体通路を含む、
請求項１８に記載の液体噴出器。
【請求項２０】
前記高分子材料内に配置された前記流体通路は前記電気絶縁支持部に平行な部分を含む、
請求項１９に記載の液体噴出器。
【請求項２１】
キャリッジと；
前記キャリッジに取付けられたプリントヘッドとを有するインクジェットプリンタであって、
前記プリントヘッドは：
第１表面および第２表面を有する電気絶縁支持部と；
前記支持部の前記第１表面に配置される電気配線と；
前記支持部の前記第１表面に配置されるとともに前記支持部の前記第１表面に配置された前記電気配線の一部に電気的に接続される噴出器ダイと；
前記噴出器ダイの一部および前記支持部の前記第１表面の少なくとも一部にモールドされる高分子材料であって、前記電気配線の一部は前記高分子材料がないままである、高分子材料と、を有する、
インクジェットプリンタ。
【請求項２２】
前記電気絶縁支持部は、前記支持部の前記第２表面から前記支持部の前記第１表面に延びる流体通路を含み、前記流体通路は前記噴出器ダイに流体接続する、
請求項２１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項２３】
前記高分子材料は前記電気絶縁支持部の前記流体通路と流体接続する流体通路を含む、
請求項２２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項２４】
前記高分子材料は前記プリントヘッドを前記キャリッジに位置決めするための位置決め機構を含む、
請求項２１に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してプリントヘッドの分野に関し、より具体的には、プリントヘッドの噴出器ダイのための取付基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントヘッド等、液体噴出装置は従来から、それらの間にランドを持つ流体供給路またはスロットを含む液体噴出装置用ダイ−取付部およびボルト穴等の位置合わせおよび固定機構とを含むハウジング部の両方を形成するインサート成形プロセスにより作られている。このような取付基板は特許文献１（本明細書に援用する）に記載されている。このような取付基板に貼り付けられるのは、１つまたは複数のインクジェット噴出器ダイ、インクジェット噴出器ダイへの電気的な相互接続を提供するための電気的なリード線パターン（フレックス回路等）、および、流体供給路の緊密な間隔とインクタンクのより広い間隔との間の流体接続を提供するマニホールドである。さらに、例えばワイヤボンディングによる等、インクジェット噴出器ダイと電気的なリード線パターンとの間の電気的な接続が提供された後、封止が機械的および環境的な保護のために相互接続領域の上に置かれる。
【０００３】
特許文献１に記載された取付基板はうまく機能するが、用途によってはより少ない個別部品を有することが望ましい。より少ない部品は、より少ない組立ステップを含む製造プロセスを可能にする。さらに、個別の組み立てられた部品間のより少ない接点を有する構造は潜在的な破損点をより少なくすることができるので、作動中の信頼性を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２００８／０１４９０２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
必要とされるものは、電気的なリード線、インクジェット噴出器ダイへの相互接続の周りの保護、そして任意選択でダイへの流体路、および単純に一体化された方法で提供された位置合わせ機構を組み込む取付基板である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、液体噴出器が第１表面および第２表面を有する電気絶縁支持部を含む。電気配線が支持部の第１表面から始まるとともに支持部の第２表面で終わる。噴出器ダイが支持部の第１表面に配置されるとともに支持部の第１表面に配置された電気配線の一部に電気的に接続される。高分子材料が噴出器ダイの一部および支持部の第１表面の少なくとも一部にモールドされる。電気配線の一部は高分子材料がないままである。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、液体噴出器が表面を有する電気絶縁支持部を含む。電気配線が支持部の表面に配置される第１端部および第２端部を含む。噴出器ダイが支持部の表面に配置されるとともに電気配線の第１端部に接続される。高分子材料が噴出器ダイの一部および電気配線の第１端部を含む支持部の表面の少なくとも一部にモールドされる。電気配線の第２端部は高分子材料がないままである。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、インクジェットプリンタがキャリッジとキャリッジに取付けられたプリントヘッドとを含む。プリントヘッドは第１表面および第２表面を有する電気絶縁支持部を含む。電気配線が支持部の第１表面に配置される。噴出器ダイが支持部の第１表面に配置されるとともに支持部の第１表面に配置された電気配線の一部に電気的に接続される。高分子材料が噴出器ダイの一部および支持部の第１表面の少なくとも一部にモールドされる。電気配線の一部は高分子材料がないままである。
【０００９】
以下に示される本発明の好適な実施形態の詳細な説明において、添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、インクジェットプリンタシステムの概略図である。
【図２】図２は、プリントヘッドシャシーの一部の斜視図である。
【図３】図３は、図２の視点から回転されたプリントヘッドシャシーの一部の斜視図である。
【図４】図４は、従来技術のモールドされた取付基板である。
【図５】図５は、従来技術のマニホールドである。
【図６】図６は、キャリッジプリンタの一部の斜視図である。
【図７】図７は、キャリッジプリンタ内の例示的な紙の経路の概略側面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、片面金属化基板の概略上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、片面金属化基板の概略上面図である。
【図９】図９は、金属化基板に接合されたプリントヘッド噴出器ダイの概略上面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、オーバーモールド後の図９の金属化基板の上面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、両面金属化基板の概略上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、両面金属化基板の概略底面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態による、オーバーモールド後の両面金属化基板の断面図である。
【図１４】図１４は、オーバーモールドされた高分子材料内の流体通路をシールするために材料層が追加された後の図１３のオーバーモールドされた基板である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の実施形態による、オーバーモールドされた基板の上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の実施形態による、オーバーモールドされた基板の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この詳細な説明は特に、本発明に係る装置の部品を形成する要素、あるいは本発明に係る装置とより直接的に協働する要素を対象としている。具体的に図示または説明されていない要素が当業者によく知られた様々な形態を取り得ることは理解されるであろう。
【００１２】
図１を参照すると、インクジェットプリンタシステム１０の概略図が本発明に対して有用であるために示されるとともに米国特許第７、３５０、９０２号に完全に記載され、この開示は本発明に援用される。インクジェットプリンタシステム１０は画像データソース１２を含み、この画像データソース１２はコントローラ１４により液滴を噴出する命令として解釈されるデータ信号を提供する。コントローラ１４は印刷のための画像を表示するための画像処理ユニット１５を含み、信号をインクジェットプリントヘッド１００に入力される電気エネルギパルスの電気パルスソース１６に出力する。このインクジェットプリントヘッド１００は少なくとも１つのインクジェットプリントヘッドダイ１１０を含む。
【００１３】
図１に示された例では、２つのノズルアレイがある。第１ノズルアレイ１２０内のノズル１２１は第２ノズルアレイ１３０内のノズル１３１より大きい開口面積を有する。この例では、２つのノズルアレイそれぞれは、２つの互い違いの列のノズルを有し、各列はインチ当り６００のノズル密度を有する。各アレイの有効ノズル密度はしたがってインチあたり１２００である（すなわち、図１ではｄ＝１／１２００）。記録媒体２０上の画素が紙の送り方向に沿って順に番号を付けられる場合、アレイの一方の列のノズルが奇数の画素を印刷する一方、アレイの他の列のノズルは偶数の画素を印刷する。
【００１４】
各ノズルアレイと流体接続するのは対応するインク供給経路である。インク供給経路１２２は第１ノズルアレイ１２０に流体接続し、インク供給経路１３２は第２ノズルアレイ１３０に流体接続する。インク供給経路１２２および１３２の一部が図１にプリントヘッドダイ基板１１１を通る開口として示される。１つまたは複数のインクジェットプリントヘッドダイ１１０がインクジェットプリントヘッド１００に含まれるが、より明確にするために１つのインクジェットプリントヘッドダイ１１０のみが図１に示される。プリントヘッドダイは図２を参照して以下に示される取付基板に配置される。図１では、第１流体源１８がインクを第１ノズルアレイ１２０にインク供給経路１２２を経由して供給し、第２流体源１９がインクを第２ノズルアレイ１２０にインク供給経路１３２を経由して供給する。別個の流体源１８および１９が示されているが、用途によってはインクを第１ノズルアレイ１２０および第２ノズルアレイ１２０の両方にインク供給経路１２２および１３２それぞれを経由して供給する単一の流体源を有することが有益であり得る。また、ある実施形態では、２未満または２を超えるノズルアレイがプリントヘッドダイ１１０に含まれ得る。ある実施形態では、インクジェットプリントヘッドダイ１１０上の全てのノズルが、インクジェットプリントヘッドダイ１１０上に複数のサイズのノズルを有するというより、同じサイズであり得る。
【００１５】
液滴形成メカニズム（図１に示されていない）はノズルに関連する。液滴形成メカニズムはさまざまなタイプにでき、いくつかのものでは、インクの一部を蒸発させて液滴の噴出を生じさせる加熱要素、流体チャンバの容積を収縮させて噴出を生じさせる圧電トランスデューサ、または（例えば、二層要素の加熱等によって）移動して噴出を生じさせるように作られたクチュエータを含む。いずれの場合も、パルスソース１６からの電気パルスが所望の堆積パターンに応じてさまざまな液滴噴出器に送られる。図１の例では、ノズルアレイ１２０から噴出される液滴１８１は、より大きいノズル開口面積のために、ノズル１３０から噴出される液滴１８２よりも大きい。ノズルアレイ１２０および１３０と関連づけられる液滴形成メカニズムの典型的な態様も、異なるサイズの液滴の液滴噴出工程を最適化するために、異なるサイズに形成される。動作中、インクの液滴は記録媒体２０上に堆積される。
【００１６】
図２はプリントヘッドシャシー２５０の一部の底部の斜視図を示し、このプリントヘッドシャシー２５０はインクジェットプリントヘッド１００の例である。プリントヘッドシャシー２５０は３個のプリントヘッドダイ２５１（図１のプリントヘッドダイ１１０と類似する）を含み、各プリントヘッドダイ２５１は２つのノズルアレイ２５３を含むので、プリントヘッドシャシー２５０は全体で６個のノズルアレイ２５３を含む。インクジェットプリントヘッドに言及するとき、プリントヘッドダイおよび噴出器ダイの語は本明細書でほとんど同じ意味で使用される。この例の６個のノズルアレイ２５３はそれぞれ、シアン、マゼンタ、黄、テキストブラック、フォトブラック、および無色の保護印刷流体等、別個のインク源（図２には示されていない）に接続され得る。６個のノズルアレイ２５３それぞれはノズルアレイ方向２５４に沿って配置され、ノズルアレイ方向２５４に沿った各ノズルアレイ２５３の長さは通常約１インチ以下である。記録媒体の定型的な長さは、写真プリント（４インチ×６インチ）に対して６インチまたは紙（８．５インチ×１１インチ）に対して１１インチである。したがって、完全な画像を印刷するために、記録媒体２０を横切ってプリントヘッドシャシー２５０を動かす間に多数の長い列が連続的に印刷される。長い列の印刷に続いて、記録媒体２０はノズルアレイ方向２５４に略平行な媒体送り方向に沿って進められる。
【００１７】
図３は、インク入口ポート２２５を見ることができるように、図２の視点から回転されたプリントヘッドシャシーの一部の斜視図である。インク入口ポート２２５は以下に記載されるように分離可能なインクタンクに接続される。
【００１８】
図２の例は、特許文献１に記載された従来技術のインサート成形取付基板２４０を含む。インサート成形取付基板２４０は図４により詳細に示されるとともにダイ取付部２４１および延長部２４５を含む。ダイ取付部２４１は射出成形型（図示せず）に挿入され得るセラミック部品であり得るので、延長部２４５はセラミックインサートの周りにモールドされる。ダイ取付部２４１は、ダイ取付表面２４３に露出したスロット２４２として示されるインク通路を含む。図２の６個のノズルアレイに対応する６個のスロット２４２がある。延長部２４５は任意選択で位置合わせ機構２４６および２４７を含む。位置合わせ機構２４６および２４７は、プリントヘッドシャシー２５０を印刷キャリッジ２００（図６に示される）に位置合わせするために使用される。位置合わせ機構２４６は印刷キャリッジ２００に対するプリントヘッドダイ２５１の前後および角度位置を規定する一方、位置合わせ機構２４７は印刷キャリッジ２００に対するプリントヘッドダイ２５１の左右の位置を規定する。プリントヘッドの組立中、プリントヘッドダイ２５１は、プリントヘッドダイ２５１のインク供給通路（例えば、図１に示されるスロット１２２および１３２）がスロット２４２に流体的に接続されるとともに個別にシールされるように、ダイ取付部２４１に貼り付けられる。
【００１９】
図２の例はまた、プリントヘッドシャシー２５０に（例えばレーザ溶接により）貼り付けられた従来技術のマニホールド２１０も含む。図５は、ダイ取付部２４１のスロット２４２に関連するマニホールド２１０の概略図を示す。マニホールド２１０はプリントヘッドシャシー２５０のインク入口ポート２５５からダイ取付部２４１の対応するスロット２４２にインクを運ぶ。インク入口ポート２５５はスロット２４２より広く間隔を空けられているので、各マニホールド通路はスロット接続端部２１１、ポート接続端部２１２、および展開経路２１３を含む。
【００２０】
また、図２には、例えば、ワイヤボンディングまたはタブ（ＴＡＢ）により、プリントヘッドダイ２５１が電気的に相互接続されるフレックス回路２５７が示される。相互接続はそれらを保護するために封入剤２５６により覆われる。フレックス回路２５７は、プリントヘッドシャシー２５０の側面の周りに曲がるとともにコネクタボード２５８と接続する。プリントヘッドシャシー２５０が（図６に示されるように）キャリッジ２００内に取り付けられるとき、コネクタボード２５８はキャリッジ２００上のコネクタ（図示せず）に電気的に接続されるので、電気信号がプリントヘッドダイ２５１に送信され得る。
【００２１】
図６はデスクトップキャリッジプリンタの一部を示す。プリンタの部品のいくつかは、他の部品がより明らかに見られ得るように図６に示された図では隠されている。プリンタシャシー３００は、そこを横切ってキャリッジ２００が、プリンタシャシー３００の右側３０６および左側３０７の間の、Ｘ軸に沿ったキャリッジ走査方向３０５に往復して動かされる一方、液滴がキャリッジ２００に取り付けられたプリントヘッドシャシー２５０に含まれたプリントヘッドダイ２５１（図６には示されていない）から噴出される、印刷領域３０３を有する。キャリッジモータ３８０がキャリッジガイドレール３８２に沿ってキャリッジ２００を動かすためにベルト３８４を動かす。エンコーダセンサ（図示せず）がキャリッジ２００に取り付けられるとともにエンコーダフェンス３８３に対するキャリッジ位置を示す。
【００２２】
プリントヘッドシャシー２５０はキャリッジ２００に取り付けられ、マルチチャンバインク供給部２６２およびシングルチャンバインク供給部２６４はプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられる。プリントヘッドシャシー２５０の取付け方向は、プリントヘッドダイ２５１がプリントヘッドシャシー２５０の底部側に配置され、インクの液滴が図６の図の印刷領域３０３内の記録媒体上に下向きに噴出されるように、図２の図に対して回転される。この例では、マルチチャンバインク供給部２６２は５個のインク源、シアン、マゼンタ、黄、フォトブラック、および無色の保護流体を含み、一方、シングルチャンバインク供給部２６４はテキストブラックのためのインク源を含む。紙あるいは他の記録媒体（ここでは時々総称的に紙または媒体と呼ばれる）が、プリンタシャシーの前部３０８に向かって給紙入口方向３０２に沿って入れられる。
【００２３】
様々なローラが、図７の側面図に概略的に示されるようにプリンタを通って媒体を送るために使用される。この例では、ピックアップローラ３２０が紙または他の記録媒体の積み重ね３７０の最上部の１枚またはシート３７１を、矢印の方向の給紙入口方向３０２に動かす。ターンローラ３２２は、紙がプリントヘッドシャシーの後部３０９（図６も参照）から媒体送り方向３０４に沿って進み続けるように、紙をＣ形状の経路（湾曲した後壁表面と協働して）の周りに動かすように作用する。紙は次に、Ｙ軸に沿って印刷領域３０３を横切り、そして印刷された紙が媒体送り方向３０４に沿って出るようにそこから排紙ローラ３２４およびスターホイール３２５に進めるために、供給ローラ３１２および遊びローラ３２３により動かされる。供給ローラ３１２はその軸に沿う供給ローラシャフトを含み、（図６に示される）供給ローラギヤ３１１が供給ローラシャフトに取り付けられる。供給ローラ３１２は、供給ローラシャフトに取り付けられた別個のローラを含み得る、或いは、供給ローラシャフト上の薄い高摩擦コーティングを含み得る。ロータリエンコーダ（図示せず）が供給ローラの角度回転を監視するために供給ローラシャフトに同軸に取り付けられ得る。
【００２４】
紙送りローラに動力を供給するモータは図６に示されていないが、供給ローラギヤ３１１、および排紙ローラ（図示せず）のためのギヤに噛み合うようにモータギヤ（図示せず）が貫通するプリンタシャシーの右側３０６の穴３１０がある。通常の紙の取り上げおよび供給に対して、全てのローラが正転方向３１３に回転することが望まれる。図６の例では、メンテナンスステーション３３０がプリンタシャシーの左側３０７に面している。
【００２５】
この例では、電子装置ボード３９０がプリントヘッドシャシーの後部３０９に面して配置される。この電子装置ボード３９０は、ケーブル（図示せず）を介してプリントヘッドキャリッジ２００とおよびそこからプリントヘッドシャシー２５０と通信するためのケーブルコネクタ３９２を含む。また、電子装置ボードには、通常キャリッジモータ３８０のためのおよび紙送りモータのためのモータコントローラ、印刷工程を制御するための処理装置および／または他の制御電子装置（図１にコントローラ１４および画像処理ユニット１５として概略的に示される）、およびホストコンピュータへのケーブルのためのオプションのコネクタが取付けられる。
【００２６】
本発明の態様は、図２に示されるインサート成形取付基板２４０、マニホールド２１０、フレックス回路２５７の少なくとも一部、および封入剤２５６を、プリントヘッドダイ２５１が金属化プリントヘッドに貼り付けられた後にプラスチックでオーバーモールドされる金属化基板に置き換えることを含む。
【００２７】
図８Ａおよび８Ｂは、本発明の実施形態で使用され得る片面金属化基板２７０の概略図を示す。金属化基板２７０は、その上に電気配線が第１表面２７８に形成されるＦＲ４、ＢＴ、セラミック等の電気絶縁支持部２６８を有する。ＦＲ４やＢＴ等のプリント回路基板に対して、電気配線は例えば、ニッケル、銅、金の層を含み得る。セラミック基板に対して、電気配線は、技術分野でよく知られているように、スクリーン印刷されるとともに焼成され得る。電気配線は、プリントヘッドダイ２５１へのワイヤボンディングのためのボンドパッド２７５、接続パッド２７７、およびボンドパッド２７５を対応する接続パッド２７７に接続するための導線２７６を含む。金属化基板２７０は、プリントヘッドダイ２５１を取り付けるために電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８にダイ取付領域２７１を含む。
【００２８】
本発明の例示の実施形態では、ダイ取付領域２７１を含む第１表面２７８の一部は露出され得る（金属化されない）、或いはダイ取付領域２７１を含む第１表面２７８の一部は金属化され得る。したがって、ダイ取付領域２７１を含む支持部２６８の第１表面２７８の一部が本発明で言及されるとき、第１表面２７８の一部が金属化され得るあるいは露出され得ると特に考えられる。一般に、第１表面２７８のダイ取付領域２７１は、より良い噴出器ダイの接合性を提供するため、接地面を提供するため、または放熱を向上させるために、金属化される。
【００２９】
流体通路がプリントヘッドダイ２５１のインク供給通路（例えば１２２および１３２）と接続するために電気絶縁支持部２６８を通って（第１表面２７８の反対の第２表面から第１表面２７８に延びて）形成される。図８Ａの実施形態では、これらの流体通路はインクスロット２７２であり、一方図８Ｂの実施形態では、これらはインク穴２７３である。電気絶縁支持部２６８を通って形成されたインクスロット２７２またはインク穴２７３等の流体通路は任意選択で金属化され得る。プリント回路材料で形成された電気絶縁支持部２６８に対して、金属化流体通路は金属化流体通路が形成されたときに形成される微粒子または繊維を固定するので、このような金属化通路はそうでなければプリントヘッドダイ２５１内の小さい通路を詰まらせる粒子の脱落の影響を受けにくくなり得る。このような金属化は例えば、電気絶縁支持部２６８を通る穴の電気めっきにより提供され得る。
【００３０】
図９は、ダイ取付領域２７１の金属化基板２７０（図８Ａまたは８Ｂの片面金属化基板に対応するが９０度回転している）にダイボンドされている３個のプリントヘッドダイ２５１の概略図である。さらに、プリントヘッドダイ２５１と金属化基板２７０上のボンドパッド２７５との間の電気的な相互接続を提供するワイヤボンド２５２が示されている。
【００３１】
図１０は図９と同じ視点を示すが、オーバーモールド工程が行われた後である。オーバーモールドでは、接着されたプリントヘッドダイ２５１を加えた金属化基板２７０が成形型に挿入されるとともにプラスチック樹脂または高分子がある領域に流れることが許されるが、他の領域には許されない。図１０の例では特に、オーバーモールドされた高分子材料２８０は、ワイヤボンド２５２およびワイヤボンド２５２が取付けられるプリントヘッドダイ２５１の端部を覆うように流れる。高分子材料２８０はまた、ボンドパッド２７５および導線２７６の多くも覆うが、高分子材料２８０は接続パッド２７７上に流れることを許されていない。次の工程では、接続パッド２７７は(図２に示される)コネクタボード２５８に電気的に接続される。高分子材料２８０はまた隣接するプリントヘッドダイ２５１の間に流れる。
【００３２】
図１１は図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。図１１では、オーバーモールドされた高分子材料２８０が電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８の一部はもちろん、第２表面２７９の一部を覆うように流れることが許可されることを理解することができる。オーバーモールド型は高分子材料２８０内に電気絶縁支持部２６８に直角に配置された流体通路２８１を形成するので、流体通路２８１は電気絶縁支持部２６８の流体通路２７４に流体接続する。図１１の例の流体通路２７４は第２表面２７９上に穴の形状を有するが、電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８上のスロットの形状に引き伸ばされる。流体通路２７４はまた、プリントヘッドダイ２５１のインク供給経路１２２にも流体接続する。ダイボンド接着剤２５９はプリントヘッドダイ２５１を金属化基板２７０に貼り付けるが、流体通路２７４とインク供給経路１２２との間の接続を流体的なシールもする。任意選択で、オーバーモールド型は電気絶縁支持部２６８に平行な溝２８２も形成し、溝２８２は以下に述べるように横方向流体通路として機能することができる。
【００３３】
図１０および１１に見られるように、オーバーモールドされた高分子材料２８０の制御された流れは、ワイヤボンドおよびプリントヘッドダイ２５１の壊れやすいノズル面を保護することができるプリントヘッドのための低い側面を提供するが、印刷中のふき取り等の保守作動を可能にもする。低い側面は、印刷またはノズル面に損傷を与え得る印刷媒体との衝突の危険を冒さずに正確な液滴配置のために印刷媒体に近いノズル面の配置を可能にする。
【００３４】
図８Ａおよび８Ｂの金属化基板２７０では、電気配線は電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８にのみあった。別の実施形態では、両面金属化基板２７０が図１２Ａおよび１２Ｂに示されるように使用され得る。図１２Ａは、両面金属化基板２７０の上面図であり、図１２Ｂは、同じ両面金属化基板２７０の底面図である。金属化基板２７０は、その上に電気配線が第１表面２７８そしてまた第２表面２７９にも形成されるＦＲ４、ＢＴ、セラミック等の電気絶縁支持部２６８を有する。ＦＲ４やＢＴ等のプリント回路基板に対して、電気配線は例えば、ニッケル、銅、金の層を含み得る。セラミック基板に対して、電気配線は、技術分野でよく知られているように、スクリーン印刷されるとともに焼成され得る。金属化基板２７０は、プリントヘッドダイ２５１を取り付けるために電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８にダイ取付領域２７１を含む。流体通路（図８Ａおよび８Ｂを参照して上述されたように任意選択で金属化される）がプリントヘッドダイ２５１のインク供給通路（例えば１２２および１３２）と接続するために電気絶縁支持部２６８を通って（第２表面２７９から第１表面２７８に延びて）形成される。図１２Ａおよび１２Ｂに示された例では、これらの流体通路はインクスロット２７２である。電気配線は、第１表面２７８上のプリントヘッドダイ２５１のワイヤボンディングのためのボンドパッド２７５、第２表面２７９上の接続パッド２７７、ボンドパッド２７５を対応する接続パッド２７７に接続するための導線２７６、および第１表面２７８上の導線２７６の一部を第２表面２７９上の導線２７６の一部に接続するための金属化ビア２６９を含む。図１２Ａおよび１２Ｂの例では、両面金属化は、接続パッド２７７がボンドパッド２７５（そしてまた図１２Ａおよび１２Ｂに示されていないプリントヘッドダイ２５１）から電気絶縁支持部２６８の反対側に存在することを可能にする。この例ではまた、いくつかの導線が一緒にまとめられるので、図８Ａおよび８Ｂの例より接続パッド２７７が少ない。例えば、複数のプリントヘッドダイ２５１は、グランドまたはロジック電圧等、複数の共通導線を有し得る。
【００３５】
図１２Ａおよび１２Ｂの両面金属化基板２７０のオーバーモールディングは、図１１を参照して上述されたような方法と同様に行われる。図１３はオーバーモールドされた両面金属化基板２７０の例を示す。図１３と図１１との間の違いは、図１３では接続パッド２７７が第２表面２７９にあることである。第２表面２７９上に配置された電気配線の一部（すなわち接続パッド２７７）は高分子材料がないままである。
【００３６】
図１１および１３の溝２８２は、インクを高分子材料２８０に沿って移送するのに提起した隔離された流体通路になるためにシールされる必要がある。図１４では、材料層２８３が溝２８２に蓋をかぶせるとともにシールするために高分子材料２８０に貼り付けられて示される。材料層２８３は例えば高分子材料２８０に接着結合され得る。材料層２８３の穴２８４が、溝２８２および材料層２８３により形成された流体通路の入口ポートとして機能するように、溝２８２と流体接続されて提供される。
【００３７】
図１５Ａおよび１５Ｂは、液体噴出器のためのオーバーモールドされた金属化基板の他の実施形態のそれぞれ上面図および底面図を示す。接続パッド２７７は図１５Ａに電気絶縁支持部２６８の第１表面２７８に配置されるものとして示されているが、他の例では、接続パッドは図１２Ｂに示される第２表面２７９にあり得る。図１５Ｂは、プリントヘッドダイ２５１近傍の緊密な間隔からインク入口ポート２５５(図３に示される)に接続するために必要なより広い間隔に流体接続を展開するための本発明の有用性を示す。図１５Ｂでは、高分子材料２８０内の流体通路２８１は電気絶縁支持部２６８を通って対応する流体通路２７４に流体接続する。溝２８２は電気絶縁支持部２６８に平行に延びるとともに材料層２８３の穴２８４に流体的に接続する。穴２８４近傍の２つの別個の溝２８２により形成された流体通路間の距離Ｄ２は、電気絶縁支持部２６８を通った対応する流体通路２７４間の距離Ｄ１より大きい。
【００３８】
さらに、図１５Ａおよび１５Ｂは、オーバーモールドされた高分子材料２８０に形成された位置決め機構２８６を示す。位置決め機構２８６（位置合わせ機構とも呼ばれる）は、オーバーモールドされた金属化基板組立体をキャリッジに位置合わせするために使用され得る。任意選択で、追加的な位置決め機構が電気絶縁支持部２６８に形成され得る。プリントヘッドダイ２５１は電気絶縁支持部２６８の位置決め機構に対して位置決めされることができ、（位置決め機構２８６を含む）オーバーモールド機構は電気絶縁支持部２６８の位置決め機構と関連付けて成形され得る。
【００３９】
図面は個別のモーバーモールドされた金属化基板としてのさまざまな実施形態を示しているが、プリントヘッドダイの組立、ワイヤボンディング、オーバーモールド工程が一群の部品の上で同時に実行され得るように一群の金属化基板を一緒にまとめることもできる。組み立てられた部品はまた、次に一群として電気的に試験され得る。
【００４０】
要約すると、本発明の実施形態は、電気的なリード線、インクジェット噴出器ダイへの相互接続の周りの保護、そして任意選択でダイへの流体路、および単純に一体化された方法で提供された位置合わせ機構を含み得る取付基板である。さらに、低い側面がプリントヘッドのために提供され、ワイヤボンドおよびプリントヘッドダイ２５１の壊れやすいノズル面を保護することができるが、印刷中のふき取り等の保守作動を可能にもする。
【符号の説明】
【００４１】
１０  インクジェットプリンタシステム
１２  画像データソース
１４  コントローラ
１５  画像処理ユニット
１６  電気パルスソース
１８  第１流体源
１９  第２流体源
２０  記録媒体
１００  インクジェットプリントヘッド
１１０  インクジェットプリントヘッドダイ
１１１  基板
１２０  第１ノズルアレイ
１２１  ノズル
１２２  （第１ノズルアレイ用）インク供給経路
１３０  第２ノズルアレイ
１３１  ノズル
１３２  （第２ノズルアレイ用）インク供給経路
１８１  （第１ノズルアレイから噴出される）液滴
１８２  （第２ノズルアレイから噴出される）液滴
２００  キャリッジ
２１０  マニホールド
２１１  スロット接続端部
２１２  ポート接続端部
２１３  展開経路
２４０  インサート成形取付基板
２４１  ダイ取付部
２４２  スロット
２４３  ダイ取付表面
２４５  延長部
２４６  位置合わせ機構
２４７  位置合わせ機構
２５０  プリントヘッドシャシー
２５１  プリントヘッドダイ（または噴出器ダイ）
２５２  ワイヤボンド
２５３  ノズルアレイ
２５４  ノズルアレイ方向
２５５  インク入口ポート
２５６  封入剤
２５７  フレックス回路
２５８  コネクタボード
２５９  ダイボンド接着剤
２６２  マルチチャンバインク供給部
２６４  シングルチャンバインク供給部
２６８  電気絶縁支持部
２６９  金属化ビア
２７０  金属化基板
２７１  ダイ取付領域
２７２  インクスロット
２７３  インク穴
２７４  流体通路
２７５  ボンドパッド
２７６  導線
２７７  接続パッド
２７８  第１表面
２７９  第２表面
２８０  高分子材料
２８１  流体通路
２８２  溝
２８３  材料層
２８４  穴
２８６  位置決め機構
３００  プリンタシャシー
３０２  給紙入口方向
３０３  印刷領域
３０４  媒体送り方向
３０５  キャリッジ走査方向
３０６  プリンタシャシーの右側
３０７  プリンタシャシーの左側
３０８  プリンタシャシーの前部
３０９  プリンタシャシーの後部
３１０  （紙送りモータ駆動ギヤ用）穴
３１１  供給ローラギヤ
３１２  供給ローラ
３１３  （供給ローラの）正転方向
３２０  ピックアップローラ
３２２  ターンローラ
３２３  遊びローラ
３２４  排紙ローラ
３２５  スターホイール
３３０  メンテナンスステーション
３７０  媒体の積み重ね
３７１  最上部の１枚の媒体
３８０  キャリッジモータ
３８２  キャリッジガイドレール
３８３  エンコーダフェンス
３８４  ベルト
３９０  プリンタ電子装置ボード
３９２  ケーブルコネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
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