[go: up one dir, main page]

DE69309143T2 - Tintenstrahldruckkopf mit wirksamer Leiterweglenkung - Google Patents

Tintenstrahldruckkopf mit wirksamer Leiterweglenkung

Info

Publication number
DE69309143T2
DE69309143T2 DE69309143T DE69309143T DE69309143T2 DE 69309143 T2 DE69309143 T2 DE 69309143T2 DE 69309143 T DE69309143 T DE 69309143T DE 69309143 T DE69309143 T DE 69309143T DE 69309143 T2 DE69309143 T2 DE 69309143T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ink
printhead
conductors
substrate
orifices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69309143T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69309143D1 (de
Inventor
Paul H Mcclelland
Neal W Meyer
Kenneth E Trueba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Development Co LP
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69309143D1 publication Critical patent/DE69309143D1/de
Publication of DE69309143T2 publication Critical patent/DE69309143T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1632Manufacturing processes machining
    • B41J2/1634Manufacturing processes machining laser machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/162Manufacturing of the nozzle plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1631Manufacturing processes photolithography
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahldrucker und insbesondere auf Düsen- oder Öffnungsbauglieder und andere Komponenten für die Druckkassetten, die bei Tintenstrahldruckern verwendet werden.
  • Thermische Tintenstrahldruckkassetten arbeiten durch ein schnelles Erhitzen eines kleinen Tintenvolumens, was bewirkt, daß die Tinte verdampft und durch eine Öffnung ausgestoßen wird, um auf ein Aufzeichnungsmedium, wie z.B. ein Blatt Papier, auf zutreffen. Wenn eine Anzahl von Öffnungen in einem Muster angeordnet ist, bewirkt das richtig sequenzierte Ausstoßen von Tinte aus jeder Öffnung, daß Schriftzeichen oder andere Bilder auf das Papier gedruckt werden, während der Druckkopf relativ zu dem Papier bewegt wird. Das Papier wird typischerweise jedesmal, wenn sich der Druckkopf über das Papier bewegt hat, vorgeschoben. Der thermische Tintenstrahldrucker ist schnell und leise, da lediglich die Tinte auf dem Papier auftrifft. Diese Drucker erzeugen einen qualitativ hochwertigen Druck und können sowohl kompakt als auch tragbar hergestellt werden.
  • Bei einem Entwurf umfaßt der Druckkopf: 1) einen Tintenbehälter und Tintenkanäle, um die Tinte zu dem Verdampfungspunkt unmittelbar an einer Öffnung zuzuführen; 2) ein Düsenbauglied, in welchem die einzelnen Öffnungen in dem benötigten Muster gebildet sind; und 3) eine Serie von Dünnfilmheizern, einer unter jeder Öffnung, die auf einem Substrat, welches eine Wand der Tintenkanäle bildet, gebildet sind. Jeder Heizer umfaßt einen Dünnfilmwiderstand und geeignete Stromzuleitungen. Um einen einzelnen Tintenpunkt zu drucken, wird ein elektrischer Strom von einer externen Leistungsversorgung durch einen ausgewählten Heizer geführt. Der Heizer wird ohmisch erhitzt, wodurch wiederum eine dünne Schicht der angrenzenden Tinte überhitzt wird, woraus ein explosionsartiges Verdampfen resultiert, und was folglich bewirkt, daß ein Tintentröpfchen durch eine zugeordnete Öffnung auf das Papier ausgestoßen wird.
  • Eine frühere Druckkassette ist in dem US-Patent 4,500,895 mit dem Titel "Disposable Inkjet Head" offenbart, das am 19. Februar 1985 an Buck u.a. erteilt wurde und dem gegenwärtigen Bevollmächtigten übertragen ist.
  • Bei diesen Druckern hängt die Druckqualität von den physikalischen Charakteristika der Öffnungen in einem Druckkopf ab, der in einer Druckkassette eingebaut ist. Beispielsweise beeinflußt die Geometrie der Öffnungen in einem Druckkopf die Größe, die Flugbahn und die Geschwindigkeit eines Tintentropfenausstoßes. Zusätzlich kann die Geometrie der Öffnungen in einem Druckkopf sowohl den Tintenfluß, der den Verdampfungskammern zugeführt wird, als auch in einigen Fällen die Art und Weise, mit welcher Tinte aus den aneinanderliegenden Öffnungen ausgestoßen wird, beeinflussen. Die Düsenbauglieder für Tintenstrahldruckköpfe sind häufig aus Nickel gebildet und werden durch lithographische Elektroformungsverfahren hergestellt. Ein Beispiel eines geeigneten lithographischen Elektroformungsverfahrens ist in dem US-Patent 4,773,971 mit dem Titel "Thin Film Mandrel" beschrieben und wurde am 27. September 1988 an Lam u.a. erteilt. Bei derartigen Verfahren werden die Öffnungen in einem Düsenbauglied durch ein Überplattieren von Nickel um dielektrische Scheiben gebildet.
  • Derartige Elektroformungsverfahren zum Bilden von Düsenbaugliedern für Tintenstrahldruckköpfe weisen einige Unzulänglichkeiten auf. Eine Unzulänglichkeit besteht darin, daß die Verfahren ein genaues Abwägen von Parametern benötigen, wie z.B. Beanspruchung und Plattierungsdicken, Scheibendurchmesser und Überplattierungsverhältnisse. Eine weitere Unzulänglichkeit besteht darin, daß derartige Elektroformungsverfahren die Entwurfsauswahlmöglichkeiten für die Düsenformen und -Größen inhärent begrenzen.
  • Wenn elektrogeformte Düsenbauglieder und andere Komponenten in Druckköpfen für Tintenstrahldrucker verwendet werden, kann eine Korrosion durch die Tinte ein Problem darstellen. Allgemein gesagt, hängt die Korrosionsbeständigkeit derartiger Düsenbauglieder von zwei Parametern ab: von den chemischen Eigenschaften des Tintenstrahls und der Bildung einer hydrierten Oxidschicht auf der elektroplattierten Nickeloberfläche eines Düsenbauglieds. Ohne eine hydrierte Oxidschicht kann Nickel in Anwesenheit von Tinte, insbesondere von wasserbasierter Tinte, wie sie gewöhnlich bei Tintenstrahldruckern verwendet wird, korrodieren. Obwohl eine Korrosion der Düsenbauglieder durch ein Beschichten der Platten mit Gold minimiert werden kann, ist ein derartiges Plattieren kostspielig.
  • Eine weitere Unzulänglichkeit von elektrogeformten Düsenbaugliedern für Tintenstrahldruckköpfe besteht darin, daß vollständige Druckköpfe dazu tendieren, während einer Verwendung aufzublättern. Gewöhnlicherweise beginnt ein Aufblättern mit dem Bilden von kleinen Lücken zwischen einem Düsenbauglied und seinem Substrat, die oft durch Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Düsenbauglieds und seinem Substrat hervorgerufen werden. Durch eine Wechselwirkung der Tinte mit den Druckkopfmaterialien kann das Aufblättern verschlimmert werden. Beispielsweise können die Materialien in einem Tintenstrahldruckkopf anschwellen, wenn dieselben längere Zeit wasserbasierten Tinten ausgesetzt sind, wodurch sich die Gestalt der inneren Struktur des Druckkopfs ändert.
  • Sogar ein teilweises Aufblättern eines Düsenbauglieds kann in einem verzerrten Druck resultieren. Beispielsweise bewirkt ein teilweises Aufblättern eines Düsenbauglieds üblicherweise verringerte oder stark ungleichmäßige Tintentropfenausstoßgeschwindigkeiten. Ferner kann ein teilweises Aufblättern Häufungsstellen für Luftblasen erzeugen, die einen Tintentropfenausstoß stören.
  • Ferner hat es sich bei bekannten Druckköpfen für Tintenstrahldrucker gezeigt, daß es zu schwierig ist, die Elektroden auf dem Substrat, welches die Dünnfilmheizer enthält, mit den Leitern auf dem Druckkopf zu verbinden, welche wiederum mit einer externen Leistungsversorgung zum Erregen der Dünnfilmheizer verbunden sind.
  • Die US-A-4,683,481 offenbart einen Druckkopf, welcher ein Dünnfilmwiderstandssubstrat umfaßt, auf welchem eine Mehrzahl von Heizerwiderständen und Aluminiumleiterbahnen gebildet sind. Die Leiter sind aus Schutzzwecken mit einer Oberflächenbarrierenschicht abgedeckt.
  • Somit wird ein Druckkopf mit einem verbesserten Düsenbauglied benötigt, welcher nicht unter den Nachteilen von elektrogeformten Düsenbaugliedern leidet, und der eine verbesserte Leiterkonfiguration aufweist, um die Elektroden auf dem Substrat mit den Leitern auf dem Druckkopf für eine Verbindung mit einer externen Leistungsversorgung zu verbinden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Druckkopf geschaffen, wie es in Anspruch 1 spezifiziert ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bilden eines Druckkopfes geschaffen, wie es in Anspruch 10 spezifiziert ist.
  • Es sind ein neuartiges Düsenbauglied für eine Tintenstrahldruckkassette und ein Verfahren zum Bilden des Düsenbauglieds offenbart. Bei diesem Verfahren werden die Düsen oder Öffnungen durch Excimer-Laserablation in einem flexiblen Polymerband gebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Substrat, das Heizelemente enthält, auf der Rückseite des Düsenbauglieds befestigt. Externe Leiter befinden sich innerhalb des flexiblen Polymerbandes und verlaufen zwischen jeder der Düsen. Die Leiter enden an einer Durchführung, die über einer zugeordneten Elektrode auf dem Substrat liegt. Die Durchführung verbindet die Leiter mit der zugeordneten Elektrode elektrisch.
  • Bei weiteren Aspekten der Erfindung werden ferner Verdampfungskammern ebenso wie Tintenkanäle, die es ermöglichen, daß die Tinte unmittelbar zu den Öffnungen fließt, durch Excimer-Laserablation gebildet.
  • Das Polymermaterial ist vorzugsweise Kunststoff, wie z.B. Teflon, Polyimid, Polymethylmethacrylat, Polyethylenterephtalat oder Mischungen und Kombinationen derselben.
  • Die folgende Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, welche die exemplarischen, bevorzugten Ausführungsbeispiele darstellen, besser verstanden werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, welche die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen.
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Tintenstrahldruckkassette gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der vorderen Oberfläche des Düsenbauglieds und der elektrischen Kontaktpunkte auf dem Druckkopf, der in Fig. 1 gezeigt ist.
  • Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Bandes von Fig. 2, in der die Verdampfungskammern, die Tintenkanäle und die leitenden Durchführungen für eine Verbindung mit den Elektroden auf einem Siliziumchip, welcher auf der oberen Oberfläche des Bandes von Fig. 3 befestigt werden soll, offengelegt sind.
  • Fig. 4 ist eine vergrößerte, perspektivische und teilweise weggeschnittene Querschnittsansicht der Verdampfungskammern, der Tintenkanäle und der leitenden Durchführungen, die in Fig. 3 gezeigt sind, entlang der Linie A-A in Fig. 3.
  • Fig. 5 ist eine teilweise weggeschnittene Ansicht der Vorderseite des Düsenbauglieds von Fig. 2, in der die vordere Oberfläche des Düsenbauglieds, ein Mittelabschnitt des Düsenbauglieds und ein Siliziumchip, der auf der rückseitigen Oberfläche des Düsenbauglieds befestigt ist, offengelegt sind.
  • Fig. 6 ist eine vergrößerte, teilweise weggeschnittene Ansicht des eingekreisten Abschnittes B-B in Fig. 5.
  • Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 5, der die Verbindung der Leiter innerhalb des Düsenbauglieds mit den Elektroden auf dem Siliziumchip zeigt.
  • Fig. 8 ist eine teilweise weggeschnittene, perspektivische Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie D-D in Fig. 5, die die darin gebildeten Leiter darstellt, die zwischen den Verdampfungskammern verlaufen.
  • Bezugnehmend auf Fig. 1 zeigt das Bezugszeichen 10 allgemein eine Tintenstrahldruckkassette gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Tintenstrahldruckkassette 10 umfaßt einen Tintenbehälter 12 und einen Druckkopf 14. Der Druckkopf 14 weist ein Düsenbauglied 16 mit zwei parallelen Reihen von Löchern oder Öffnungen 17 auf, die durch Laserablation in einem flexiblen Polymerband 18 gebildet sind. Das Band 18 kann kommerziell als Kapton , Upilex oder ihrem Äquivalent, die von der 3M-Corporation erhältlich sind, erworben werden.
  • Fig. 2 zeigt perspektivisch eine vordere Oberfläche des Düsenbauglieds 16 von Fig. 1, das von der Druckkassette 10 abgenommen ist. Hinter dem Düsenbauglied 16 befindet sich ein Siliziumsubstrat, das eine Mehrzahl von einzelnen erregbaren Dünnfilmwiderständen enthält. Jeder Widerstand ist einer einzelnen Öffnung 17 in dem Düsenbauglied 16 zugeordnet und als ein ohmscher Heizer tätig, wenn derselbe durch einen Puls, der an eine der zugeordneten Kontaktflächen 20 angelegt wird, selektiv erregt wird. Die Kontaktflächen 20 sind mit Leiterbahnen, die innerhalb des Bandes 18 gebildet sind, verbunden, wie es später detailliert beschrieben werden wird.
  • Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Bandes 18 von Fig. 2, bevor ein Siliziumchip auf demselben befestigt wird. In Fig. 3 sind Tintenkanäle 22 gezeigt, welche sich in fluidmäßiger Verbindung mit einem Tintenvorrat befinden, in welchen Tinte um die Kanten des Siliziumchips den Tintenkanälen 22 zugeführt wird, nachdem der Siliziumchip auf der Oberfläche des Bandes von Fig. 3 befestigt ist. Jeder Tintenkanal befindet sich ferner mit einer zugeordneten Verdampfungskammer 24 in fluidmäßiger Verbindung. Wenn der Siliziumchip an dem Band 18 in Fig. 3 befestigt ist, richtet sich jedes der Heizelemente auf dem Siliziumchip nach einer zugeordneten Verdampfungskammer 24 aus, wobei die Tinte innerhalb der Verdampfungskammer 24 verdampft und als Tintentröpfchen durch eine zugeordnete Öffnung, die ungefähr zentral durch die Verdampfungskammer 24 gebildet ist, ausgeworfen wird, wenn das zugeordnete Heizelement erregt wird.
  • Ferner sind in Fig. 3 Öffnungen 26 gezeigt, welche Leiterbahnen freilegen, die im Inneren des Bandes 18 verlaufen. Die inneren Leiter können auf verschiedene Arten gebildet werden, die ein Bilden von Leiterbahnen auf der Rückseite eines Düsenbauglieds und dann ein Einkapseln der Leiterbahnen unter Verwendung eines Laminierverfahrens umfassen. Die Leiterbahnen können unter Verwendung eines herkömmlichen photolithographischen Verfahrens gebildet werden. Die Leiterbahnabschnitte, die durch die Öffnungen 26 offengelegt werden, sind mit den Kontaktflächen 20 verbunden, die auf der vorderen Oberfläche des Bandes 18 in Fig. 2 gezeigt sind. Die freigelegten Leiterbahnen sind durch die Öffnungen 26 mit den Elektroden auf dem Siliziumchip verbunden, wenn der Siliziumchip auf der Oberfläche des Bandes 18 von Fig. 3 befestigt ist. Die Öffnungen 26 können durch Laserablation gebildet werden.
  • In Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der Oberfläche des Bandes 18 von Fig. 3 entlang einer Linie A-A in Fig. 3 gezeigt, die die Verdampfungskammer 24, die Tintenkanäle 22, die Öffnungen 17 und einen Abschnitt einer Leiterbahn 28, die zu den Leiterbahnabschnitten 27 führt, die durch die Öffnung 26 freigelegt sind, detaillierter zeigt. Die gestrichelten Linien 29 stellen die Leiterbahn 28 dar, die im Inneren des Bandes 18 verläuft.
  • Fig. 5 ist eine Ansicht der vorderen Oberfläche des Bandes 18 von Fig. 2, die weggeschnitten ist, um einen Mittelabschnitt des Bandes 18 und das Substrat 32 offenzulegen, das Dünnfilmwiderstände 34 enthält, welche durch Anlegen einer Spannung, wie z.B. eines Massepotentials, an eine gemeinsame Elektrode 36, und durch Anlegen eines Pulses an eine beliebige der Elektroden 18 erregt werden, um einen zugeordneten Widerstand 34 zu erregen.
  • Über jedem der Widerstände 34 liegt eine Verdampfungskammer 24, die detailliert in Fig. 4 gezeigt ist, und eine Öffnung 17, wobei eine Erregung eines Widerstandes 34 bewirkt, daß die Tinte in der Verdampfungskammer 24 durch die zugeordnete Öffnung 17 ausgestoßen wird. Die Tinte wird von der Rückseite des Siliziumchips 32 zugeführt, derart, daß die Tinte von dem Bereich um die Kanten des Siliziumchips 32 herum in die Tintenkanäle 22 eintritt, um die Tinte zu den verschiedenen Verdampfungskammern 24 zu liefern.
  • Es ist gezeigt, daß Leiterbahnen 28 innerhalb des Bandes 18 zwischen jeder der Öffnungen 17 verlaufen, um über einer zugeordneten Dünnfilmwiderstandselektrode 38 zu liegen. Die anderen Enden der Leiterbahnen 28 werden von den Kontaktflächen 20 abgeschlossen.
  • Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des Bandes 18 von Fig. 5 innerhalb des Kreises B-B von Fig. 5. In Fig. 6 sind die gemeinsame Elektrode 36, Dünnfilmwiderstände 34, Elektroden 38, von denen jeweils eine einem Dünnfilmwiderstand 34 zugeordnet ist, die Tintenkanäle 22, die Verdampfungskammern 24, die Leiterbahnen 28 und die Öffnung 17 gezeigt. Ferner ist die Tintenzuführquelle 14 gezeigt, welche es ermöglicht, daß die Tinte um die Kanten 41 des Substrats 36 und zu jedem der Tintenkanäle 22 fließt.
  • In Fig. 6 ist der Endabschnitt des Leiters 28, der als Endabschnitt 28a gezeigt ist, mit einer zugeordneten unterliegenden Elektrode 38a mittels eine Durchführung, die sich durch das Band 18 erstreckt, verbunden.
  • Fig. 7 zeigt diese durch die Durchführung hergestellte Verbindung, wobei das Ende des Leiters 28, das als 28a gezeigt ist, unter Verwendung eines leitfähig gefüllten Polymers 44 (oder eines beliebigen geeigneten Materials) mit einer Elektrode 42 auf dem Siliziumsubstrat 32 verbunden ist, um das Ende 28a mit der Elektrode 42 durch die Durchführung kurzzuschließen. Andere Verbindungsmittel, wie z.B. ein Ultraschallschweißen, können ferner mit geeigneten leitenden Höckern verwendet werden, oder eine Aufschmelzlötung kann ohne Höcker verwendet werden.
  • Fig. 8 zeigt einen teilweise weggeschnittenen Querschnitt des Bandes 18 entlang der Linie D-D in Fig. 5 ungefähr in einer Linie mit einer Reihe von Öffnungen 17, die über jeder der Verdampfungskammern 24 in Fig. 5 liegen. Die Ziffern in Fig. 8 zeigen die gleichen Elemente an, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde.
  • Fig. 8 stellt dar, wie die Leiter 28 zwischen den Verdampfungskammern 24 und den Öffnungen 17 verlaufen. Die Leiter 28 können auf der unteren Oberfläche des Düsenbauglieds 16 unter Verwendung eines photolithographischen Verfahrens gebildet werden, bevor die Öffnungen 17 gebildet sind. Eine flüssige Schicht, beispielsweise aus Phenolbutyryl modifiziertem Epoxidharz, kann dann über die Leiter gegossen werden, um die Leiter 28 in einer flexiblen Schicht 46 einzukapseln. Ein derartiges Material kann von der Rogers Corporation in Chandler, Arizona, erhalten werden. Das resultierende Düsenbauglied 16 und die laminierte Schicht 46 werden dann unter Verwendung eines Excimer-Lasers in einem Schritt-und-Wiederhol-Verfahren ablatiert, um die Öffnungen 17, die Verdampfungskammer 24 und beliebige andere Muster zu bilden.
  • Ferner ist in Fig. 8 der Weg 48 dargestellt, den flüssige Tinte von einer Tintenquelle unterhalb des Substrats 32 nimmt, um in die Verdampfungskammern 24 einzutreten.
  • Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, liegen die angewinkelten Elektroden 38, die aus den Dünnfilmwiderständen 34 führen, direkt unter einem zugeordneten Leiter 28 an einem Punkt, der von dem Düsenbauglied 16 und der Schicht 46 verborgen wird. An dem Punkt, an dem sich der Leiter 28 und die Elektrode 38 überlappen, ist eine Durchführung gebildet, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, um den Leiter 28 mit der Elektrode 38 zu verbinden.
  • Das im vorhergehenden beschriebene Konzept eines Einschliessens von Leitern in das Düsenbauglied selbst, und ein Verbinden der Leiter mit Elektroden auf einem Substrat unter Verwendung einer Durchführung können auf verschiedene Typen von Druckkopfstrukturen angewendet werden. Anstelle eines Druckkopfentwurfs vom Kanten-Tintenzuführtyp können beispielsweise die Konzepte, die hierin beschrieben werden, auf einen Druckkopf vom Mitten-Zuführtyp angewendet werden, bei welchem die Tinte durch ein Loch in dem Substrat zu den Öffnungen zugeführt wird. Ferner müssen die Leiter nicht zwischen den Öffnungen verlaufen, um einen Kontakt mit den Substratelektroden herzustellen, sondern dieselben können in einem beliebigen zulässigen Muster verlaufen, um über den Substratelektroden zu liegen, derart, daß zwischen den Leitern und den Elektroden mit einer geeigneten Durchführung eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann. Ferner müssen die Elektroden auf dem Substrat nicht mit den Widerständen auf dem Substrat verbunden werden, sondern dieselben können mit Eingängen auf einem Demultiplexer oder einem anderen Decoder auf dem Substrat verbunden werden, welcher wiederum die Pulse zu den Widerständen liefert.
  • Im vorhergehenden sind die Prinzipien, die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Betriebsarten der vorliegenden Erfindung dargestellt worden. Die Erfindung sollte jedoch nicht aufgefaßt werden, als sei dieselbe auf die einzelnen erörterten Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise können die im vorhergehenden beschriebenen Erfindungen in Verbindung mit Druckern, die nicht vom thermischen Typ, ebenso wie mit Druckern, die vom thermischen Typ sind, wie z.B. Tintenstrahl- und Thermotransferdruckern, verwendet werden.

Claims (10)

1. Ein Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker, mit folgenden Merkmalen:
einem Düsenbauglied (16), das aus einem flexiblen Polymerband gebildet ist, und eine Mehrzahl von Tintenöffnungen (17), die in demselben durch eine Laserablation gebildet sind, und eine Mehrzahl von Leitern (28) aufweist, die innerhalb des flexiblen Bandes in einer Isolationsschicht (46) des Düsenbauglieds gebildet sind; und
einer Mehrzahl von Tintenausstoßelementen (34), die auf einem Substrat (32), das an einer rückseitigen Oberfläche der Düsenkammer (16) befestigt ist, gebildet ist, wobei sich jedes der Tintenausstoßelemente (34) unmittelbar an einer zugeordneten Öffnung der Öffnungen (17) befindet, und die Tintenausstoßelemente durch Anlegen eines Signals an eine oder mehrere Elektroden (38) auf dem Substrat (32) selektiv erregbar sind; wobei die Mehrzahl von Leitern (28) zwischen den Öffnungen (17) und den Tintenausstoßelementen (34) angeordnet ist, und jeder Leiter über eine Durchführung mit einer zugeordneten Elektrode (38) auf dem Substrat (32) verbunden ist.
2. Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem im wesentlichen jeder der Leiter einem Tintenausstoßelement zugeordnet ist, und jedes Tintenausstoßelement mit einer der Elektroden verbunden ist.
3. Der Druckkopf gemäß Anspruch 2, bei dem die Leiter (28) im wesentlichen zwischen jeder der Tintenöffnungen (17) verlaufen, um eine zugeordnete Elektrode der Elektroden (38) zu kontaktieren.
4. Der Druckkopf gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Tintenausstoßelement eine Heizeinrichtung (34) aufweist.
5. Der Druckkopf gemäß Anspruch 4, bei dem die Isolationsschicht (46) ferner eine Verdampfungskammer (24) aufweist, die jeder der Öffnungen (17) zugeordnet ist, und bei dem ein Erregen einer zugeordneten Heizeinrichtung (34) eine Tintenmenge innerhalb der Verdampfungskammer verdampft, und die Tinte aus einer zugeordneten Öffnung auswirft.
6. Der Druckkopf gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tinte um eine äußere Kante des Substrats (32) herum zu Tintenkanälen (22), die in der Isolationsschicht (46) gebildet sind, zugeführt wird, um unmittelbar zu den Öffnungen (17) zu fließen.
7. Der Druckkopf gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Leiter (28) in einer nebeneinanderliegenden Position mit einer oberen Schicht des Düsenbauglieds (16) befinden, und die Isolationsschicht (46) auf der oberen Schicht des Düsenbauglieds (16) gebildet ist, um die Leiter (28) einzukapseln.
8. Der Druckkopf gemäß Anspruch 7, bei dem die Isolationsschicht (46) auf die obere Schicht des Düsenbauglieds (16) laminiert ist, um die Leiter (28) einzukapseln, und die Verdamfungskammern (24) dann in der Isolationsschicht gebildet sind.
9. Der Druckkopf gemäß Anspruch 8, bei dem die Verdampfungskammern (24) durch Laserablation gebildet sind.
10. Ein Verfahren zum Bilden eines Druckkopfes für einen Tintendrucker, das die folgenden Schritte aufweist:
Bilden eines Düsenbauglieds (16) aus einem flexiblen Polymerband, damit dasselbe eine Mehrzahl von Tintenöffnungen (17), die in demselben durch Laserablation gebildet sind, und eine Mehrzahl von Leitern (28) aufweist, die innerhalb des flexiblen Bandes eingeschlossen sind, wobei jeder der Leiter (28) in einer Durchführung endet; und
Befestigen eines Substrats (32) an dem Düsenbauglied (16), wobei das Substrat eine Mehrzahl von Tintenausstoßelementen (34) aufweist, und sich jedes der Tintenausstoßelemente unmittelbar an einer zugeordneten Öffnung der Öffnungen (17) befindet und durch Anlegen eines Signals an eine oder mehrere Elektroden (38) auf dem Substrat selektiv erregbar ist; und
Verbinden jeder Durchführung mit einer zugeordneten Elektrode der Elektroden auf dem Substrat.
DE69309143T 1992-04-02 1993-01-28 Tintenstrahldruckkopf mit wirksamer Leiterweglenkung Expired - Lifetime DE69309143T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/862,667 US5300959A (en) 1992-04-02 1992-04-02 Efficient conductor routing for inkjet printhead

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69309143D1 DE69309143D1 (de) 1997-04-30
DE69309143T2 true DE69309143T2 (de) 1997-07-10

Family

ID=25339006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69309143T Expired - Lifetime DE69309143T2 (de) 1992-04-02 1993-01-28 Tintenstrahldruckkopf mit wirksamer Leiterweglenkung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5300959A (de)
EP (1) EP0564072B1 (de)
JP (1) JP3281104B2 (de)
KR (1) KR100244829B1 (de)
CA (1) CA2083340C (de)
DE (1) DE69309143T2 (de)
ES (1) ES2099374T3 (de)
HK (1) HK93197A (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5420627A (en) * 1992-04-02 1995-05-30 Hewlett-Packard Company Inkjet printhead
EP0644051A1 (de) * 1993-09-16 1995-03-22 Hewlett-Packard Company Ein flexibler Zwischenschaltkreis für eine Tintenstrahldruckkartusche, welcher mehrere Öffnungen aufweist
WO1996005061A1 (en) * 1994-08-09 1996-02-22 Encad, Inc. Printer ink cartridge
US5646660A (en) * 1994-08-09 1997-07-08 Encad, Inc. Printer ink cartridge with drive logic integrated circuit
US5610635A (en) * 1994-08-09 1997-03-11 Encad, Inc. Printer ink cartridge with memory storage capacity
US6209203B1 (en) * 1998-01-08 2001-04-03 Lexmark International, Inc. Method for making nozzle array for printhead
US6071427A (en) * 1998-06-03 2000-06-06 Lexmark International, Inc. Method for making a printhead
US5969736A (en) * 1998-07-14 1999-10-19 Hewlett-Packard Company Passive pressure regulator for setting the pressure of a liquid to a predetermined pressure differential below a reference pressure
US6062681A (en) * 1998-07-14 2000-05-16 Hewlett-Packard Company Bubble valve and bubble valve-based pressure regulator
US6652062B2 (en) * 2000-03-31 2003-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge recording head with orifice plate having extended portion fixed to recording head main body, liquid discharge recording apparatus having such head, and method for manufacturing such head
JP2002355977A (ja) 2001-02-08 2002-12-10 Canon Inc 撥液部材、該撥液部材を用いたインクジェットヘッド、それらの製造方法及びインクの供給方法
CA2379725C (en) * 2001-04-03 2007-06-12 Seiko Epson Corporation Ink cartridge
US6619786B2 (en) 2001-06-08 2003-09-16 Lexmark International, Inc. Tab circuit for ink jet printer cartridges
US6938986B2 (en) 2002-04-30 2005-09-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Surface characteristic apparatus and method
US20040021741A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Ottenheimer Thomas H. Slotted substrate and method of making
JP3991853B2 (ja) * 2002-09-12 2007-10-17 セイコーエプソン株式会社 インクカートリッジ
JP3624950B2 (ja) * 2002-11-26 2005-03-02 セイコーエプソン株式会社 インクカートリッジ
DE10341100B4 (de) * 2002-11-26 2009-05-20 Seiko Epson Corp. Tintenkartusche
US7025439B2 (en) * 2004-03-15 2006-04-11 Lexmark International, Inc. Ink jet printer with extended nozzle plate and method
US20050276933A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Ravi Prasad Method to form a conductive structure
US20050276911A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Qiong Chen Printing of organometallic compounds to form conductive traces
US7655275B2 (en) * 2004-08-02 2010-02-02 Hewlett-Packard Delopment Company, L.P. Methods of controlling flow
US7709050B2 (en) * 2004-08-02 2010-05-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Surface treatment for OLED material
US10009993B2 (en) * 2014-04-18 2018-06-26 Xerox Corporation Circuit board reflow of components using on board copper traces as heating element

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2448979B1 (fr) * 1979-02-16 1986-05-23 Havas Machines Dispositif destine a deposer sur un support des gouttes d'encre
US4450455A (en) * 1981-06-18 1984-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head
US4558333A (en) * 1981-07-09 1985-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head
US4490728A (en) * 1981-08-14 1984-12-25 Hewlett-Packard Company Thermal ink jet printer
US4611219A (en) * 1981-12-29 1986-09-09 Canon Kabushiki Kaisha Liquid-jetting head
JPS59123672A (ja) * 1982-12-28 1984-07-17 Canon Inc 液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置
US4587534A (en) * 1983-01-28 1986-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Liquid injection recording apparatus
US4500326A (en) * 1983-02-28 1985-02-19 The Air Preheater Company, Inc. Method for sequentially cleaning filter elements in a multiple chamber fabric filter
US4502060A (en) * 1983-05-02 1985-02-26 Hewlett-Packard Company Barriers for thermal ink jet printers
US4500895A (en) * 1983-05-02 1985-02-19 Hewlett-Packard Company Disposable ink jet head
JPS60219060A (ja) * 1984-04-17 1985-11-01 Canon Inc 液体噴射記録装置
US4728392A (en) * 1984-04-20 1988-03-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet printer and method for fabricating a nozzle member
US4580149A (en) * 1985-02-19 1986-04-01 Xerox Corporation Cavitational liquid impact printer
US4746935A (en) * 1985-11-22 1988-05-24 Hewlett-Packard Company Multitone ink jet printer and method of operation
US4683481A (en) * 1985-12-06 1987-07-28 Hewlett-Packard Company Thermal ink jet common-slotted ink feed printhead
JPS62170350A (ja) * 1986-01-24 1987-07-27 Mitsubishi Electric Corp 記録装置
DE3717294C2 (de) * 1986-06-10 1995-01-26 Seiko Epson Corp Tintenstrahlaufzeichnungskopf
US4695854A (en) * 1986-07-30 1987-09-22 Pitney Bowes Inc. External manifold for ink jet array
US4773971A (en) * 1986-10-30 1988-09-27 Hewlett-Packard Company Thin film mandrel
US4734717A (en) * 1986-12-22 1988-03-29 Eastman Kodak Company Insertable, multi-array print/cartridge
US4791440A (en) * 1987-05-01 1988-12-13 International Business Machine Corporation Thermal drop-on-demand ink jet print head
US5189437A (en) * 1987-09-19 1993-02-23 Xaar Limited Manufacture of nozzles for ink jet printers
GB8722085D0 (en) * 1987-09-19 1987-10-28 Cambridge Consultants Ink jet nozzle manufacture
US4829319A (en) * 1987-11-13 1989-05-09 Hewlett-Packard Company Plastic orifice plate for an ink jet printhead and method of manufacture
US4847630A (en) * 1987-12-17 1989-07-11 Hewlett-Packard Company Integrated thermal ink jet printhead and method of manufacture
US4890126A (en) * 1988-01-29 1989-12-26 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Printing head for ink jet printer
US4780177A (en) * 1988-02-05 1988-10-25 General Electric Company Excimer laser patterning of a novel resist
US4842677A (en) * 1988-02-05 1989-06-27 General Electric Company Excimer laser patterning of a novel resist using masked and maskless process steps
US4926197A (en) * 1988-03-16 1990-05-15 Hewlett-Packard Company Plastic substrate for thermal ink jet printer
US4915981A (en) * 1988-08-12 1990-04-10 Rogers Corporation Method of laser drilling fluoropolymer materials
ES2060789T3 (es) * 1988-10-31 1994-12-01 Canon Kk Metodo de fabricacion de un cabezal de impresion por chorros de tinta.
US4878992A (en) * 1988-11-25 1989-11-07 Xerox Corporation Method of fabricating thermal ink jet printheads
US4942408A (en) * 1989-04-24 1990-07-17 Eastman Kodak Company Bubble ink jet print head and cartridge construction and fabrication method
US5059989A (en) * 1990-05-16 1991-10-22 Lexmark International, Inc. Thermal edge jet drop-on-demand ink jet print head
US5057853A (en) * 1990-09-04 1991-10-15 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with stepped nozzle face and method of fabrication therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR100244829B1 (ko) 2000-03-02
JP3281104B2 (ja) 2002-05-13
EP0564072A2 (de) 1993-10-06
ES2099374T3 (es) 1997-05-16
KR930021384A (ko) 1993-11-22
CA2083340A1 (en) 1993-10-03
US5300959A (en) 1994-04-05
DE69309143D1 (de) 1997-04-30
JPH068447A (ja) 1994-01-18
EP0564072B1 (de) 1997-03-26
HK93197A (en) 1997-08-01
CA2083340C (en) 2001-03-20
EP0564072A3 (de) 1994-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69309143T2 (de) Tintenstrahldruckkopf mit wirksamer Leiterweglenkung
DE69310598T2 (de) Laserablatiertes Düsenteil für einen Tintenstrahl-Druckkopf
DE3008487C2 (de)
DE69316956T2 (de) Struktur und Verfahren zum Verhindern von Kurzschlüssen von Farbstoff und mit dem Druckkopf verbundenen Leitern
DE69011647T2 (de) Tintenstrahlkopf, sein Herstellungsverfahren, Substrat für einen Tintenstrahlkopf, Kontrollmethode hierzu und Tintenstrahlgerät.
DE69306150T2 (de) Grossbereich-Tintenstrahldruckkopf
DE3787922T2 (de) Tintenstrahldrucker.
DE69305401T2 (de) Tintenzuführsystem für Tintenstrahldruckkopf
EP0530209B1 (de) Tintenschreibkopf für eine nach dem thermalwandlerprinzip arbeitende flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung und verfahren zu seiner herstellung
DE69010447T2 (de) Tintenstrahldruckkopf.
DE69109447T2 (de) Thermischer Dünnschichttintenstrahldruckkopf mit einer plastischen Düsenplatte und Herstellungsverfahren.
DE69927667T2 (de) Düsenreihe für druckkopf
DE69009030T2 (de) Integrierter Tintenstrahldruckkopf.
DE2945658C2 (de)
DE69512989T2 (de) Tintenzuführsystem
DE60018862T2 (de) Tropfenerzeugungsdruckkopf mit hoher Auflösung
DE69404376T2 (de) Farbstrahlkopf
DE3875422T2 (de) Troepfchenbildung mittels versetzter duese.
US6318843B1 (en) Control of adhesive flow in an inkjet printer printhead
DE4223707A1 (de) Tintenstrahl-aufzeichnungseinrichtung, verfahren zum herstellen eines aufzeichnungskopfes und verfahren zum ausstossen von tintentroepfchen von einem aufzeichnungskopf
DE69808882T2 (de) Dünnschicht-Tintenstrahldruckkopf
DE69301746T2 (de) Druckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69104072T2 (de) Thermische Tintenstrahldruckköpfe.
DE60120812T2 (de) Druckkopf mit mehreren Tropfengeneratortypen
DE3804456A1 (de) Tintenstrahl-aufzeichnungskopf und hiermit ausgestattetes aufzeichnungsgeraet

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HEWLETT-PACKARD CO. (N.D.GES.D.STAATES DELAWARE),

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT CO., L.P., HOUSTON, TE

R071 Expiry of right

Ref document number: 564072

Country of ref document: EP