(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体吐出チップの製造方法であって、
基板を準備するステップと、
前記基板に、複数種類の解像度用のプリントヘッドで共通の個数及び配置の複数の駆動素子を形成するステップと、
前記複数の駆動素子のうち電気的に並列接続された少なくとも２個の駆動素子であって、前記プリントヘッドの解像度に応じて決定された個数の駆動素子がそれぞれ含まれる、複数の駆動素子群を形成するステップと、
前記基板に、前記プリントヘッドの解像度に応じて決定された個数の複数の流体吐出デバイスであって、各々が前記複数の駆動素子群にそれぞれ対応付けられた複数の流体吐出デバイスを形成するステップと、
前記複数の駆動素子が前記複数の流体吐出デバイスを選択的に起動することで流体を前記プリントヘッドから画像データにしたがって吐出させるように、前記複数の流体吐出デバイスの各流体吐出デバイスを、前記複数の駆動素子群のうち当該流体吐出デバイスに対応付けられた駆動素子群と電気的に接続するステップと、を含む
流体吐出チップの製造方法。
【請求項２】
前記流体吐出チップの製造方法は、さらに、前記流体吐出デバイスと流体供給部との間に流体連通をもたらすビアを前記基板に形成するステップを含む
請求項１に記載の流体吐出チップの製造方法。
【請求項３】
前記複数の駆動素子はトランジスタを備える
請求項１に記載の流体吐出チップの製造方法。
【請求項４】
前記各流体吐出デバイスを各駆動素子群と電気的に接続するステップには、前記基板に電気的相互接続を堆積することが含まれる
請求項１に記載の流体吐出チップの製造方法。
【請求項５】
前記複数の駆動素子群の各群には４個の駆動素子が含まれる
請求項１に記載の流体吐出チップの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法により形成される流体吐出チップを備える
プリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルインクジェットプリンタ、およびそれらを形成する方法に関し、より具体的には、解像度が異なるサーマルインクジェットプリントヘッド、および共通のサーマル吐出チップ設計を用いてそれらを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、用紙などの記録媒体に対してプリントヘッドが相対的に移動して、および／または記録媒体のほうがプリントヘッドに対して相対的に移動して、プリントヘッドから記録媒体上に液体インク滴を吐出するものである。一般にプリントヘッドは１個以上のサーマル吐出チップを備えており、各チップに含まれる半導体基板には、熱エネルギーを液体インクに伝達するために１個以上の電気抵抗器などのヒーター素子が設けられている。液体インクは、加熱されると液体から蒸気への転移により体積が急速に変化し、その結果としてプリントヘッドからインク滴として記録媒体上へと強制的に吐出されることになる。
【０００３】
典型的な吐出チップの設計で最初に決定すべき変数のひとつが、滴配置の垂直方向解像度、すなわち吐出チップから吐出されるインク滴間の垂直方向の間隔である。これを出発点として、ヒーターアドレッシングマトリックス、入力データレジスタ長、およびチップのクロック速度などの、その他の特性が決められ得る。この方法を用いると、垂直方向の解像度以外は特性が類似している吐出チップが、設計ごとにたとえば独自のＡＳＩＣ、ドライバカードおよび／またはキャリアなどの動作に必要な特殊な構成要素を要する、異なる電気的インターフェースを有することが多い。これで特定の設計に関し部品表上のコスト効率は良くなるかもしれないが、開発資源や製品化までの時間の増大で、せっかくの節約が帳消しになりかねない。したがってこの設計アプローチは、製品寿命の長い大容量設計には最適である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、短い開発サイクルで、個々の消費者ニーズに合った個別化設計を可能にする、改良されたチップ構成（アーキテクチャ）を提供することである。
【０００５】
さらに本発明の目的は、複数のサーマル吐出チップ構成をその上に実現できる共通のチップの基礎を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一例示的実施形態によると、流体吐出チップを製造する方法、および製造された流体吐出チップが開示される。該方法には、（ａ）基板を準備するステップと、（ｂ）該基板に複数の駆動素子を形成するステップと、（ｃ）該複数の駆動素子のうち電気的に並列接続された少なくとも２個の駆動素子がそれぞれ含まれる、複数の駆動素子群を形成するステップと、（ｄ）該基板に複数の流体吐出デバイスを形成するステップと、（ｅ）該複数の駆動素子が該複数の流体吐出デバイスを選択的に起動することで流体をプリントヘッドから画像データにしたがって吐出させるように、該複数の流体吐出デバイスの各流体吐出デバイスを該複数の駆動素子群の各群と電気的に接続するステップとが含まれる。
【０００７】
例示的実施形態では、本方法には、流体吐出素子と流体供給部との間に流体連通をもたらすビア（ｖｉａ）を基板に形成するステップが含まれる。
【０００８】
例示的実施形態では、複数の駆動素子はトランジスタを備えている。
【０００９】
例示的実施形態では、各流体吐出デバイスを各駆動素子群と電気的に接続するステップには、基板に電気的相互接続を堆積することが含まれる。
【００１０】
例示的実施形態では、各群には４個の駆動素子が含まれる。
【００１１】
一例示的実施形態によると、基板と、該基板に形成された複数の駆動素子群と、該基板に設けられた複数の流体吐出デバイスとを備える流体吐出チップが開示される。各駆動素子群には、電気的に並列接続された少なくとも２個の駆動素子が含まれる。該複数の流体吐出デバイスの各流体吐出デバイスは、該複数の駆動素子群の各群と電気的に接続され、それによって該複数の駆動素子が該複数の流体吐出デバイスを選択的に起動して、流体がプリントヘッドから画像データにしたがって吐出されることになる。
【００１２】
例示的実施形態では、基板はさらに、流体吐出デバイスと流体供給部の間に流体連通をもたらすビアを備えている。
【００１３】
例示的実施形態では、複数の流体吐出デバイス素子の各流体吐出デバイスは、隣接する流体吐出デバイスからビアに沿って垂直方向に離間している。
【００１４】
例示的実施形態では、複数の流体吐出デバイスは、２つのカラムで形成され、各カラムはビアの反対側にあるカラム。
【００１５】
例示的実施形態では、複数の流体吐出デバイス素子の各流体吐出デバイスは、ビアに沿って垂直方向に隣接する流体吐出デバイスから均一な距離だけ垂直方向に離間している。
【００１６】
例示的実施形態では、各カラムは互いに対して垂直方向にオフセットしている。
【００１７】
例示的実施形態では、各カラムは、複数の流体吐出デバイスの垂直方向に隣接する各流体吐出デバイスの間の均一な垂直方向の距離の半分の距離だけ、互いに対して垂直方向にオフセットしている。
【００１８】
例示的実施形態では、複数の駆動素子群は、トランジスタを備えている。
【００１９】
例示的実施形態では、各群には、電気的に並列接続された４個の駆動素子が含まれる。
【００２０】
一例示的実施形態によると、流体吐出チップを備えるプリントヘッドを備えるインクジェットプリンタが開示される。該流体吐出チップは、基板と、該基板に形成された複数の駆動素子群と、該基板に設けられた複数の流体吐出デバイスとを備える。各駆動素子群には、電気的に並列接続された少なくとも２個の駆動素子が含まれる。該複数の流体吐出デバイスの各流体吐出デバイスは、該複数の駆動素子群の各群と電気的に接続され、それによって該複数の駆動素子が該複数の流体吐出デバイスを選択的に起動して、流体がプリントヘッドから画像データにしたがって吐出されることになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による流体吐出チップを製造する方法は、短い開発サイクルで、個々の消費者ニーズに合った個別化設計を可能にする、改良されたチップ構成（アーキテクチャ）を提供することができる。
【００２２】
本発明の特徴および利点は、添付図面と照らし合わせながら以下の本発明の例示的実施形態の詳細な説明を参照することで、さらに完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般的なサーマルインクジェットプリントヘッドの斜視図である。
【図２】一般的なインクジェットプリンタの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の一例示的実施形態による、製造中のサーマル吐出チップの第１の逐次的ブロック図である。
【図３Ｂ】サーマル吐出チップの第２の逐次的ブロック図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに示すサーマル吐出チップの回路図である。
【図４Ａ】本発明の別の例示的実施形態による製造中のサーマル吐出チップの第１の逐次的ブロック図である。
【図４Ｂ】サーマル吐出チップの第２の逐次的ブロック図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに示すサーマル吐出チップの回路図である。
【図５Ａ】本発明の別の例示的実施形態による、製造中のサーマル吐出チップの第１の逐次的ブロック図である。
【図５Ｂ】サーマル吐出チップの第２の逐次的ブロック図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに示すサーマル吐出チップの回路図である。
【図６】ＦＥＯＬ工程の後でＢＥＯＬ工程の前の、本発明の一例示的実施形態によるプリントヘッドチップのＮＭＯＳ  ＦＥＴのレイアウト図である。
【図７Ａ】本発明の一例示的実施形態による基礎チップを形成するために基板上に並べた図６のＦＥＴを示す部分レイアウト図である。
【図７Ｂ】１２００ｄｐｉの解像度をもつプリントヘッドチップを形成するための、ＢＥＯＬ工程後の、本発明の一例示的実施形態による基礎チップの部分レイアウト図である。
【図７Ｃ】６００ｄｐｉの解像度をもつプリントヘッドチップを形成するための、ＢＥＯＬ工程後の、本発明の一例示的実施形態による基礎チップの部分レイアウト図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書で使用する見出し項目は、構成上の目的しかなく、明細書または請求項の範囲を限定するために使用するものではない。本出願全体で使用する「してもよい」および「できる」という言葉は、強制（つまり「ねばならぬ」）の意味ではなく、許容（つまり「可能性がある」）の意味で使用している。同様に、「含む」および「含んでいる」という言葉は、何かを含むが限定的ではないことを意味する。理解しやすいように、可能な場合は、諸図に共通する類似の要素を表すのに類似の番号を付与している。
【００２５】
図１を参照すると、本発明の一般的なインクジェットプリントヘッドが全体的に１０として示されている。プリントヘッド１０は、インクを保持するのに適切な任意の材料でできたハウジング１２を有する。その形状は様々であり得、プリントヘッドを担持または収容する外部デバイスに依るところが大きい。ハウジングは、初回または補充のインクを収容する内部コンパートメント１６を少なくとも１つは有する。ある実施形態では、コンパートメントは単一のチャンバを有し、ブラックインク、フォトインク、シアンインク、マゼンタインクまたはイエローインクのうちの１種類を収容している。他の実施形態では、コンパートメントは複数のチャンバを有し、複数種のインクを収容している。好ましくは、コンパートメントにはシアン、マゼンタおよびイエローのインクが含まれる。さらに他の実施形態では、コンパートメントは、ブラック、フォト、シアン、マゼンタまたはイエローのインクのうちの複数種を収容している。しかし、コンパートメント１６はプリントヘッドのハウジング１２内に局所的に一体化して示されているが、その代わりに遠隔のインク源に接続して、たとえばチューブからインクの供給を受ける場合もあることが理解されよう。
【００２６】
ハウジング１２の１つの表面１８に接着されているのは、フレキシブル回路の、特にはテープ自動接合（ＴＡＢ）回路２０の部分１９である。ＴＡＢ回路２０のもうひとつの部分２１は、ハウジングの別の表面２２に接着されている。この実施形態では、２つの表面１８、２２は、ハウジングのエッジ２３のところで互いに対して直角に配置されている。
【００２７】
ＴＡＢ回路２０は、使用中にヒーターチップ２５をプリンタ、ファックス機、コピー機、写真複写機、プロッター、複合機などの外部デバイスに電気的に接続するための複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタ２４を支持している。ＴＡＢ回路２０には複数の導電体２６が存在して、Ｉ／Ｏコネクタ２４をヒーターチップ２５の入力端子（接合パッド２８）に電気的に接続したり短絡したりする。当業者であれば、そのような接続を容易に行う種々の技法を心得ている。図１では８つのＩ／Ｏコネクタ２４、８つの導電体２６、および８つの接合パッド２８を示しているが、接続の数および／または構成は任意に備えられ得ることが理解されよう。
【００２８】
ヒーターチップ２５は、使用中にコンパートメント１６からインクを吐出する役割を果たす複数の流体噴射素子のカラム３４を収容している。流体噴射素子は、薄膜層としてシリコン基板に形成される抵抗ヒーター素子を具現化したものであり得る。実施形態では、圧電性素子を有するものなど、他のタイプの構成も使用され得る。カラム３４の複数の流体噴射素子は、インクビア３２に隣接して一列に並んだ５つのドットとして示しているが、実用では数百個または数千個の流体噴射素子が含まれる場合もある。以下に説明するように、垂直方向に隣接する流体噴射素子は、間に水平方向の間隙があってもなくても、または水平方向に互い違いになっていてもよい。一般に、流体噴射素子は、適宜プリンタの解像度（１インチ当たりのドット数）に合わせて、垂直方向に間隔がとってある。間隔のいくつかの例としては、ビアの長手方向に沿って、１インチの１／３００、１／６００、１／１２００、１／２４００またはその他が挙げられる。ビアを形成するには、ヒーターチップを厚さ方向に貫通して切断またはエッチングによりビア３２を形成する多くの方法が知られている。いくつかのさらに好ましい方法としては、グリットブラスティングやエッチング、たとえばウエット、ドライ、反応性イオンエッチング、深堀り反応性イオンエッチングなどが挙げられる。ノズルプレート（図示せず）には各ヒーターにそろって複数の孔があり、使用中にインクを発射する。ノズルプレートは、接着剤またはエポキシで接着しても、薄膜層として製造してもよい。
【００２９】
図２を参照すると、外部デバイスが、プリントヘッド１０を収容するインクジェットプリンタとして、全体的に４０として示されている。プリンタ４０には、１つ以上のプリントヘッド１０を収容する複数のスロット４４を有するキャリッジ４２が含まれる。キャリッジ４２は、ドライブベルト５０に供給される推進力によって、シャフト４８に沿って（コントローラ５７の出力５９にしたがい）印刷ゾーン４６の上方で往復動する。キャリッジ４２の往復動は、プリンタ４０内で給紙トレイ５４から用紙搬送路に沿って印刷ゾーン４６を通過し排紙トレイ５６へと送られる用紙５２などの印刷媒体に対して相対的に生じる。
【００３０】
印刷ゾーンでは、キャリッジ４２は、矢印で示すように、用紙送り方向に送られている用紙５２に対して概ね垂直の往復動方向に往復動する。そのようなときに、コンパートメント１６（図１）からのインク滴は、プリンタのマイクロプロセッサまたは他のコントローラ５７の指令に応じてヒーターチップ２５から吐出されることになる。インク滴放出のタイミングは、印刷中の画像のピクセルパターンに対応する。多くの場合、そのようなパターンは、プリンタ外部の、コントローラ５７に（外部入力により）電気的に接続されたデバイス、たとえばコンピュータ、スキャナ、カメラ、視覚的表示装置および／または携帯情報端末などで生成される。
【００３１】
インク一滴を印刷または放出するために、流体噴射素子（図１のカラム３４のドット）に少量の電流が個別に流されて、少量のインクを急速に加熱する。それによってインクは局所のインクチャンバ内でヒーターとノズルプレートの間で蒸発し、ノズルプレートから印刷媒体に向けて吐出されて発射される。そのようなインク滴を放出するのに必要な噴射パルスは、単一またはスプリット噴射パルスを具現化してもよく、接合パッド２８、導電体２６、Ｉ／Ｏコネクタ２４およびコントローラ５７間の接続から入力端子（たとえば接合パッド２８）のヒーターチップで受信される。入力端子からの噴射パルスは、内部ヒーターチップ配線により、１個または多数の流体噴射素子へと搬送される。
【００３２】
コントローラ５７への入力６２として、ユーザー選択インターフェース６０を有するコントロールパネル５８も多くのプリンタに付属して、プリンタの追加の性能や堅牢性を提供している。
【００３３】
なお、上述したインクジェットプリントヘッド１０およびインクジェットプリンタ４０は例示的なものであり、その他のインクジェットプリントヘッドおよび／またはインクジェットプリンタ構成も本発明の様々な実施形態で使用できることが理解されよう。
【００３４】
次に図３Ａを参照すると、製造中の、本発明の一例示的実施形態によるサーマル吐出チップ１００（図３Ｂ）のブロック図が示されている。サーマル吐出チップ１００には基板１１０が含まれ、サーマル吐出チップ１００の他の構成要素がこの基板１１０に支持されている。基板１１０は少なくとも部分的に導電性のある１種以上の材料で形成され、好ましくはサーマル吐出チップ１００に求められる１つ以上の性能にしたがい操作され得る導電特性を有する。図示の例示的実施形態では、基板１１０は、たとえばシリコンなどの半導体材料で形成されている。実施形態では、基板１１０は、たとえば炭素、亜鉛、ゲルマニウムおよび／またはガリウムなどの追加および／または代替の材料で形成され得る。
【００３５】
図示のように、基板１１０は略長方形のブロック形状で準備され、そのような構成とするために、たとえばシリコンウエハから形成されていてもよく、またはたとえばダイシングや切削などの１種以上の成形工程を経ていてもよい。実施形態では、基板１１０は、たとえば１つ以上の表面変形部がある、および／または非対称な構成である、といった実質的に未加工の構成で準備され得る。
【００３６】
基板１１０は、流体チャネルを基板１１０内および／または基板１１０に沿って形成し、かつ基板１１０の各部分に沿って能動電気回路素子または駆動素子を画定および／または堆積する、１種以上の工程に供され得る。そのような工程は、製造前（ＦＥＯＬ）工程と称され、たとえば、半導体不純物導入、エッチング、グリットブラスティング、化学的・機械的平坦化、材料層１層以上の堆積および／または光リソグラフィパターン形成などが含まれ得る。
【００３７】
本明細書で説明する例示的実施形態では、ＦＥＯＬ工程は、基板１１０の一部分に沿って中心に設けられるインクビア１１２を形成するのに使用される。インクビア１１２は、プリントヘッド１０のコンパートメント１６（図１）などの液体インク容器と流体連通し得るので、インクビア１１２はサーマル吐出チップ１００への局所的な液体インク源を提供し得る。実施形態では、インクビア１１２は図示したものとは異なる配置および／または構成を有する場合もある。
【００３８】
基板１１０のＦＥＯＬ工程ではまた、サーマル吐出チップ１００に沿って、ある数の駆動素子、たとえば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１２０を設ける。各ＦＥＴ１２０にはゲートならびにソースおよびドレイン各端子が含まれ得る。したがって、ゲート−ソース端子間に電位差を生じさせると、導電チャネル（電子はソース−ドレイン端子間を導電チャネルに沿って流れる）は影響を受ける。なお、ＦＥＴ１２０に加えておよび／またはその代わりに代替のトランジスタ構成も使用できることが理解されよう。実施形態では、ＦＥＯＬ工程で、追加のおよび／または代替の能動回路素子または駆動素子、たとえばダイオード、シリコン制御整流子（ＳＣＲ）および／またはロジックセルなどを基板に作製する場合もある。本明細書でさらに説明するように、ＦＥＯＬ工程終了時の基板１１０とＦＥＴ１２０の構成は基礎チップ１５０を提供し、その後の各製造ステップでサーマル吐出チップの複数の構成を選択的に基礎チップ１５０に形成することができる。
【００３９】
ＦＥＯＬ工程後のそのような製造ステップ一式は、製造後（ＢＥＯＬ）工程と称され、半導体基板１１０および／またはその諸部分に画定された電気素子および／または回路間に、たとえば金属配線および／または接点といった、１つ以上の相互接続用の電気素子を備えることを含む。したがって、ＢＥＯＬ工程のステップには、導電材、抵抗材および／または絶縁材などの材料を基板１１０に堆積することが含まれ得る。この意味で、ＢＥＯＬ工程の完了時には１つ以上の完全な電気回路が形成される。上述のＦＥＯＬおよびＢＥＯＬ工程は、所望の結果を実現するために、たとえば異なる数のおよび／または代替の製造ステップに変更してもよい。
【００４０】
図３Ｂを参照すると、ＢＥＯＬ工程後のサーマル吐出チップ１００のブロック図が示されており、複数のヒーター１３０（流体吐出素子）がそれぞれ、インクビア１１２の両側で、各ＦＥＴ１２０とインクビア１１２の間に設けられている。ヒーター１３０は、基板１１０に薄膜素子として形成され得る電熱交換素子、たとえば電気抵抗器などの流体吐出アクチュエータであり得る。さらに図３Ｃの回路図を参照すると、複数のヒーター１３０に、たとえばサーマル吐出チップ１００の２個の導電素子間に電流が流れると、各ヒーター１３０により熱エネルギーが生成される。なお、ヒーター１３０を基板１１０の内側部分に沿って、たとえば基板１１０の表面とインクビア１１２間に延びる流体チャネルに沿って設けて、ヒーター１３０が起動するとヒーター１３０を通過する液体インクに熱エネルギーが伝達されるようにできることが理解されよう。
【００４１】
図示のように、ヒーター１３０はＬカラムとＲカラムに配列され、１本のカラムの垂直方向に隣接するヒーター１３０は、インクビア１１２に沿って均一な距離Ｄだけ互いに離間している。図示の例示的実施形態では、１本のカラムの垂直方向に隣接するヒーター１３０はそれぞれ互いに約４２．３μｍだけ離間している。しかし、インクビア１１２の左側のＬカラムの各ヒーター１３０は、インクビア１１２の右側のＲカラムの対応するヒーター１３０から、均一な垂直方向の距離Ｄの約半分、たとえばＤ／２の垂直方向距離だけ、垂直方向にオフセットしている。図示の例示的実施形態では、各ヒーター１３０は、反対側のカラムのヒーター１３０のうちの対応するヒーター１３０から約２１．２μｍの距離だけ垂直方向に離間している。そのような構成は、１２００ｄｐｉのプリントヘッドの画定に用いられ得る。
【００４２】
この意味で、Ｌカラムのヒーター１３０がＲカラムのヒーター１３０から垂直方向にオフセットして、ヒーター１３０がインクビア１１２に沿って垂直方向に互い違いに配列される構成になっているので、基板１１０のインクビア１１２に沿って空きスペース、たとえばヒーター１３０のないスペースは、最小限になっている。したがって、インクビア１１２の両側のヒーター１３０のＬカラムとＲカラムの対称性を好都合に利用して、液体インクの液滴がサーマル吐出チップ１００に沿って多数の、たとえば二重の垂直位置でさっと蒸発して吐出されることが可能になる。
【００４３】
次に図４Ａを参照すると、ＢＥＯＬ工程中の、全体的に２００で表されるサーマル吐出チップ（図４Ｂ）の代替実施形態のブロック図が示されているが、上述のサーマル吐出チップ１００と比べて、基板１１０に設けられたヒーター１３０の数が少ない。図示の例示的実施形態では、垂直方向に隣接するヒーター１３０はそれぞれ互いに８４．７μｍの距離だけ離間し、Ｌカラムのヒーター１３０はＲカラムの対応するヒーターから約４２．３μｍだけオフセットしている。そのような構成、たとえば単位長さ当たりのヒーター１３０の配置は、たとえば６００ｄｐｉの解像度のプリントヘッドを画定するのに使用され得る。
【００４４】
このようにサーマル吐出チップ２００に沿って配置するヒーター１３０の数を減らすことは、特定のインクジェット印刷用途に基づき、ならびに／または製造されるサーマル吐出チップの製造工程に関するたとえば時間、コスト、材料および／もしくは制限といった事項により、望ましい場合がある。たとえば、ある製造環境では、箱またはその他の一般的でない表面に印刷する場合には、解像度を下げることが望ましいこともある。産業用途では、液滴のサイズを上げて、低い解像度で印刷するほうがよいこともある。そうすることで、噴出距離（プリントヘッドと目的物間の許容可能な距離）が改善され、印刷速度を全体的に速くすることができる。
【００４５】
一般的なプリントヘッドの製造工程ではＦＥＴの配置と配列がＦＥＯＬ工程中に完了するので、プリントヘッドの所望の解像度に応じて、ＦＥＯＬ工程をヒーターのその後のＢＥＯＬ工程に合わせて個別化しなければならない。サーマル吐出チップの製造方法がこのように分かれていると、種々の用途のために製造および組立工程を再構成するため、たとえば金銭的および／または時間的なコストが大きくなり得る。本発明で説明する方法を用いれば、共通の基礎チップのウエハの在庫を、後工程で複数の市場用に構成すればよい。たとえば、同じ基礎チップを、オフィスプリンタ用の１２００ｄｐｉのデバイスとして、または産業用途の３００ｄｐｉのデバイスとして、構成することができる。
【００４６】
したがって、後のＢＥＯＬ工程中に個別化することができるサーマル吐出チップをＦＥＯＬ工程で準備して、この吐出チップを様々な熱生成プロファイルを実現するための基礎「テンプレート」として用いることができれば望ましい。
【００４７】
次に図４Ｂを参照すると、ある数の個々のＦＥＴ１２０が、ＢＥＯＬ工程中に付加された、たとえば配線または接点により電気的に並列接続されて、駆動ユニット１４０を形成している。図示のように、駆動ユニット１４０には一対のＦＥＴ１２０が含まれ、この一対のＦＥＴ１２０は、対応する各ヒーター１３０に共に電力供給する。図４Ｃは、製造された駆動ユニット１４０を有するサーマル吐出チップ１００の電気回路図を示す。駆動ユニット１４０の各ＦＥＴ１２０は、ヒーター１３０と電気的に並列接続されているので、一対のＦＥＴ１２０からの複数の電力出力をそのヒーター１３０に供給できる。たとえば、コントローラから噴射パルスが発信されて、片方または両方のＦＥＴ１２０が起動され得る。実施形態では、駆動ユニット１４０の一対のＦＥＴ１２０の片方または両方が、所望の電力量、たとえばゼロ以上であって両方のＦＥＴ１２０の最大電力出力の２倍以下の電力量を出力するように調節され得る。
【００４８】
この意味で、駆動ユニット１４０は、接続されたＦＥＴ１２０の片方または両方を起動して、対応するヒーター１３０の望ましい性能を実現する、という選択肢を提供する。したがって、特定のインクジェット印刷動作で必要とされるよりも多数のＦＥＴ１２０を備えて、余分なＦＥＴ１２０は停止状態にしておく、および／または駆動ユニット１４０の接続された一対のＦＥＴ１２０を調節して、単一のＦＥＴ１２０の標準的な電力出力を送達する、という選択肢を可能にすることができる。このように、ユーザーは、電気的相互接続を堆積するなどのＢＥＯＬ工程のステップにより、２個以上のＦＥＴ１２０を接続して、１つ以上の印刷解像度と対応付けられるヒーター１３０の配列に適合する構成にするという、基礎チップ１５０（図３Ａ）を個別化する選択肢が与えられる。そのような構成のおかげで、解像度が異なるプリントヘッド用にＦＥＴをカスタマイズし個別化する必要もなくなる。
【００４９】
次に図５Ａを参照すると、ＢＥＯＬ工程中の、全体的に３００で表される、サーマル吐出チップの代替実施形態のブロック図が示されているが、上述のサーマル吐出チップ１００および２００よりも、基板１１０に設けられたヒーター１３０の数が少ない。図示の例示的実施形態では、１本のカラム内で垂直方向に隣接するヒーター１３０はそれぞれ互いに１６９．３μｍの距離だけ離間し、Ｌカラムのヒーター１３０はＲカラムの対応するヒーターから約８４．７μｍだけオフセットしている。そのような構成、たとえば単位長さ当たりのヒーター１３０の配置は、たとえば３００ｄｐｉの解像度のプリントヘッドを画定するのに使用され得る。
【００５０】
このようにサーマル吐出チップ１００に沿って配置するヒーター１３０の数を減らすことは、特定のインクジェット印刷用途に基づき、ならびに／または製造されるサーマル吐出チップの製造工程に関する上述したような事項により、望ましい場合がある。
【００５１】
次に図５Ｂを参照すると、ある数の個々のＦＥＴ１２０が、ＢＥＯＬ工程中に付加された、たとえば配線または接点により、電気的に並列接続されて駆動ユニット２４０を形成している。図示のように、駆動ユニット２４０には、対応する各ヒーター１３０に共に電力供給する４個で１組のＦＥＴ１２０が含まれる。図５Ｃは、駆動ユニット２４０を有するサーマル吐出チップ３００の電気回路図を示す。駆動ユニット２４０の各ＦＥＴ１２０は、ヒーター１３０と並列接続されているので、４個で１組とされたＦＥＴ１２０は、複数の電力出力をそのヒーター１３０に供給できる。たとえば、コントローラから噴射パルスが発信されて、駆動ユニット２４０のＦＥＴ１２０を１個、２個、３個または４個起動し得る。実施形態では、駆動ユニット２４０のＦＥＴ１２０の組の１つ以上が、所望の電力量を出力するように調節され得る。
【００５２】
この意味で、基礎チップ１５０（図３Ａ）に用いられるＢＥＯＬ工程のステップにより、４個のＦＥＴ１２０を電気的に接続して駆動ユニット２４０とし、上述したようなヒーター１３０の特定の構成用の所望の電力プロファイルを提供することができる。
【００５３】
本明細書で説明する例示的実施形態によると、共通の基礎チップ設計１５０（図３Ａ）が準備され、２個以上のＦＥＴ１２０を電気的に接続して、複数のヒーター１３０の配列、つまりプリントヘッドの複数の解像度のうちの１つを、後続のＢＥＯＬ工程のステップで選択することができる。
【００５４】
なお、共通の基礎チップの設計は、上述のＦＥＴ１２０の個数および／または構成には限定されないことが理解されよう。実施形態では、基礎チップに設けられるＦＥＴ１２０の個数および／または構成は、垂直方向の滴配置の最高解像度により決定され得る。すなわち、基礎チップは、所望のヒーター１３０の最大個数に１対１の割合で対応する数のＦＥＴ１２０を（最高解像度の場合に）含むことができるし、それよりも低い解像度の場合も様々な個数のＦＥＴ１２０を接続して駆動ユニットとすることができる。
【００５５】
図６は、ＦＥＯＬ工程の後でＢＥＯＬ工程の前の、本発明の一例示的実施形態によるプリントヘッドチップの、全体的に参照番号１０００で表されるＮＭＯＳ  ＦＥＴのレイアウト図を示す。ＦＥＴ１０００は、Ｐ型シリコン基板に形成され得、ポリシリコンゲート１００２、コンタクト１００５を有する第１のソース領域１００４を形成する第１のＮ＋インプラント、コンタクト１００７を有する第１のドレイン領域１００６を形成する第２のＮ＋インプラント、コンタクト１００９を有する第２のソース領域１００８を形成する第３のＮ＋インプラントを含んでいる。図７Ａに示すように、ある数のそのようなＦＥＴ１０００１、１０００２を基板上に並べて基礎チップ１５０を形成することができる。
【００５６】
図７Ｂは、１２００ｄｐｉの解像度をもつプリントヘッドチップを形成するための、ＢＥＯＬ工程後の、本発明の一例示的実施形態による基礎チップ１５０の部分レイアウト図を示す。ＢＥＯＬ工程でヒーター１３０が形成され、金属被覆により電源、アースおよびＦＥＴ接続が形成されることになる。
【００５７】
図７Ｃに示すように、基礎チップ１５０のＢＥＯＬ工程を一部変えて、６００ｄｐｉの解像度をもつプリントヘッドチップを形成することができる。具体的には、各ヒーター１３０を、２個で１組のＦＥＴ１０００１、１０００２に電気的に接続する。同様に、３００ｄｐｉのプリントヘッドチップを作製するには、ＢＥＯＬ工程を一部変えて、各ヒーター１３０を４個で１組のＦＥＴ１０００に電気的に接続するようにできる。
【００５８】
本発明を上述の実施形態と併せて説明してきたが、当業者にとっては多くの代替形態、変更形態および変形形態が当然明らかになろう。したがって、上述した本発明の例示的実施形態は、説明を目的とするもので、限定的なものではない。本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変化形態が可能であろう。
【符号の説明】
【００５９】
１０  プリントヘッド
１２  ハウジング
１６  コンパートメント
１８、２２  表面
１９、２１  部分
２０  ＴＡＢ回路
２３  エッジ
２４  Ｉ／Ｏコネクタ
２５  ヒーターチップ
２６  導電体
２８  接合パッド
３２  インクビア
３４  カラム
４０  インクジェットプリンタ
４２  キャリッジ
４４  スロット
４６  印刷ゾーン
４８  シャフト
５０  ドライブベルト
５２  用紙
５４  給紙トレイ
５６  排紙トレイ
５７  コントローラ
５８  コントロールパネル
５９  出力
６０  ユーザー選択インターフェース
６２  入力
１００  サーマル吐出チップ
１１０  基板
１１２  インクビア
１２０、１０００  ＦＥＴ
１３０  ヒーター
１４０、２４０  駆動ユニット
１５０  基礎チップ
１００２  ポリシリコンゲート
１００４  第１のソース領域
１００５、１００７、１００９  コンタクト
１００６  第１のドレイン領域
１００８  第２のソース領域
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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