JPH07108689A - 熱インクジェットプリントヘッドカートリッジ、それに使用するフレキシブル相互接続回路、および熱インクジェットプリントヘッドカートリッジの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オリフィスの清掃を良好に行えるように平面
状オリフィス面を有するインクジェットプリントヘッド
を提供する。 【構成】 インクジェットプリントヘッドカートリッジ
を受けるキャリッジを備えたインクジェットプリンタに
使用する熱インクジェットプリントヘッドカートリッジ
５０であって；液体インク供給源を貯蔵する囲まれたカ
ートリッジ本体１２（該本体は、インクを供給するため
の開口２６を下面に備えている）；液体インク供給源に
接触して設けられている複数の抵抗加熱要素を有する薄
膜抵抗構造２４；一つ以上の抵抗加熱要素を電気的に選
択する手段（該手段により選択された抵抗加熱要素は熱
エネルギを消費して、該要素と接触して設置されている
液体インクを蒸発させる）；および薄膜抵抗構造と選択
手段との間に形成されて選択手段と抵抗加熱要素との間
に電流を導く一層の導電性接着剤；を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にインクジェット
プリンタに関し、更に詳しく記せばインクジェットプリ
ントヘッドカートリッジおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】イン
クジェットプリンタは、一般に、インクを補充可能に供
給するのに、使い捨てインクジェットプリントヘッドカ
ートリッジを使用している。図１および図２に示すもの
のような現存するインクジェットプリントヘッドカート
リッジは、Ｂｕｃｋ等に対して１９８５年２月１９日に
発行された「ＤｉｓｐｏｓａｂｌｅＩｎｋ Ｊｅｔ Ｈ
ｅａｄ」という名称の、本願と共通に譲渡された米国特
許第４，５００，８９５号に記されているものと同様の
方法を使用して、通常、製造されている。

【０００３】従来技術のプリントヘッドカートリッジ
は、インクを貯蔵するカートリッジ本体を備えている。
薄膜抵抗構造は、カートリッジ本体に取り付けられた複
数の抵抗加熱要素を備えている。抵抗構造は、インクを
抵抗加熱要素に供給するための中心開口を、通常、備え
ている。溝が、抵抗構造にバリアー層を使用して形成さ
れ、液体インクを開口から抵抗加熱要素に分配してい
る。インクは、カートリッジ本体の開口にある重なり開
口により抵抗構造の開口に供給される。

【０００４】抵抗構造は、抵抗構造の周辺のまわりに設
けられた接触ボンディングパッドを備えている。ボンデ
ィングパッドは、フレキシブル相互接続回路の導体を抵
抗構造に接続するボンディングサイト（ｂｏｎｄｉｎｇ
ｓｉｔｅ−結合場所）となる。導体は、電流をインク
ジェットプリンタから個々の加熱要素に供給する。加熱
要素は、電流がこれに供給されると熱を消費する。発生
する熱は、インクを蒸発させ、それによりインクカート
リッジから「噴射」させる。

【０００５】オリフィス・プレートが抵抗構造に取り付
けられている。オリフィス・プレートは、対応する加熱
要素と整列したときインクジェットノズルを形成する複
数のオリフィスを備えている。抵抗要素に対するオリフ
ィス・プレートの整列には、精密な位置合わせが必要で
あり、別の製造工程が必要である。オリフィスは、ノズ
ルを作動させたときカートリッジから放出されるインク
滴に形状および方向性を与える。

【０００６】フレキシブル相互接続回路は、カートリッ
ジ本体と抵抗構造とに取り付けられている。フレキシブ
ル相互接続導体は、当業者に知られているように、アブ
レーション溶接またはサーモソニック溶接により抵抗構
造の対応する接触パッドに結合されている。フレキシブ
ル相互接続導体を抵抗構造パッドに溶接するために、開
口がフレキシブル相互接続回路に形成されて導体の端を
露出させている。開口は、導体の端を露出させるばかり
でなく、オリフィス・プレートをも露出させてフレキシ
ブル相互接続がオリフィスを覆わないようにしている。

【０００７】導体を接触パッドに溶接してから、樹脂を
導体の端に施して導体の端を腐食性インクから保護す
る。しかし、樹脂はオリフィス面を横断してバンプ（ｂ
ｕｍｐ）を形成し、これはオリフィス面の有効な清掃と
保守とを妨げる。オリフィス面は、プリンタのワイパー
ブレード（ｗｉｐｅｒ ｂｌａｄｅ）、すなわちスキー
ジ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）、により定期的に清掃され、表
面にインクのビルドアップ（ｂｕｉｌｄｕｐ）が生じな
いようにする。樹脂バンプは、ワイパーブレードがオリ
フィス面全体を横断して連続接触を行うことを阻止す
る。その結果、インクのビルドアップがいくつかのオリ
フィスに発生し、究極的にオリフィスを詰まらせること
がある。オリフィスが詰まると、インク滴の必ずしも全
部が印刷媒体に付着しないことになるので、印刷品質が
低下する。

【０００８】したがって、オリフィスの清掃を促進し、
それによりインクジェットプリンタの印刷品質を上げ、
プリントヘッドの寿命を増す、平面状オリフィス面を有
するインクジェットプリントヘッドを製造する方法の要
求が依然存在する。

【０００９】

【発明の概要】上述の要求は、プリントヘッドノズルの
清掃を補助する実質上平面状の表面を有するインクジェ
ットカートリッジにより達成される。

【００１０】インクジェットプリントヘッドカートリッ
ジを受けるキャリッジを備えているインクジェットプリ
ンタに使用する熱インクジェットプリントヘッドカート
リッジを説明する。プリントヘッドカートリッジは、液
体インク供給源を貯蔵する囲まれたカートリッジ本体を
備えている。カートリッジ本体は、下面にインクを供給
する開口を備えている。薄膜抵抗構造が液体インク供給
源に接触して設けられている。薄膜抵抗構造は、それに
供給されるインクを蒸発させる複数の抵抗加熱要素を備
えている。プリントヘッドカートリッジは更に、薄膜抵
抗構造と選択手段との間に形成されて電流を選択手段と
抵抗加熱要素との間に導く導電性接着剤の層により抵抗
構造に接続されている一つ以上の抵抗加熱要素を電気的
に選択する手段を備えている。導電性接着剤の層は、制
御された温度および圧力下でキュア（ｃｕｒｅ）され、
抵抗構造と選択手段との間に永久導電結合を形成する。

【００１１】通常、導電性接着剤は、内部に分散されて
電流を選択手段と抵抗加熱要素との間で一方向に導く導
電性粒子を有する重合体混合物から構成されている。好
適には、重合体混合物は、エポキシコンパウンドと、金
および銀のいずれか一つの分散導電性粒子とを含有して
いる。

【００１２】好適には、選択手段は、フレキシブル相互
接続回路を備えている。通常、フレキシブル相互接続回
路は、上面および下面、基板の下面に取り付けられた複
数の導体、および基板内に形成され且つフレキシブル相
互接続回路をプリントヘッドカートリッジに接続したと
きオリフィスが抵抗加熱要素の上にあるように間を隔て
て設置されている複数のオリフィスを備えている相互接
続基板を具備している。好適には、オリフィスは、フレ
キシブル相互接続基板に形成され、基板の下面の方が基
板の上面よりも大きい開口を備えている円錐形開口であ
る。オリフィスは、第１行および第２行のオリフィスと
して配列され、第１行は第２行から偏っており、各行の
隣接オリフィスは互いに偏っている。オリフィスは、各
行内でも偏っていてよい。

【００１３】本発明の長所は、インクジェットプリント
ヘッドカートリッジの製造に必要な工程が少ないという
ことである。

【００１４】本発明の他の長所は、製造工程の複雑さが
少なくなっていることである。

【００１５】本発明の更に他の長所は、インクジェット
プリントヘッドカートリッジに別のオリフィス・プレー
トが無いことである。

【００１６】本発明の更に他の長所は、フレキシブル相
互接続の導体が短く、したがって、そのインダクタンス
が低いということである。

【００１７】本発明の前述のおよび他の目的、特徴、お
よび長所は、添付図を参照して進める以下の好適実施例
の詳細な説明から一層容易に明らかになるであろう。

【００１８】

【実施例】図１を参照すると、従来技術のインクジェッ
トプリンタカートリッジ１０が図示されている。以下に
記す本発明の詳細な説明は、構成要素の多くが同じまま
であるから、従来技術の説明を論理的に踏襲する。した
がって、従来技術のカートリッジと本発明のカートリッ
ジとの間で共通の構成要素には共通の符号を付してあ
る。プリンタカートリッジ１０は、インク貯蔵チャンバ
ーとして働くカートリッジ本体１２を備えている。本体
１２は、プラスチックから射出成形により作られてい
る。本体の外壁に取り付けられているのは、フレキシブ
ル相互接続回路１４である。フレキシブル相互接続は、
外壁に沿って延び、本体１２の下面１６に巻き付いてい
る。相互接続１４はしたがって、下面１６に巻き付くた
めに柔軟な重合体材料から作られている。フレキシブル
相互接続は、通常、ポリアミドから作られ、デュポン・
コーポレーションによりＫａｐｔｏｎの商標名で製造さ
れている。

【００１９】フレキシブル相互接続１４は、プリンタ
（図示せず）から対応する熱抵抗加熱要素（見えない）
に電流を供給するための全般に１８で示した複数の導体
を備えている。導体１８は、伝統的なプリンタ回路板技
法により、フレキシブル相互接続１４の下面に本体１２
に隣接して形成されている。好適実施例では、導体１８
は、金メッキされた銅から形成されている。導体は、加
熱要素を作動させるのに必要な量の電流を伝えるのに十
分な幅を備えている。導体１８の各々は、インクジェッ
トプリンタの対応するプリンタ接点に接触する全般に２
０で示した対応する接触パッドを備えている。導体はフ
レキシブル相互接続１４の下面に形成されているので、
円形バイアス（ｖｉａｓ）は、フレキシブル相互接続１
４にプリンタの接触パッドに対向して形成されている。
それ故、バイアスは、プリンタの接触パッドを露出させ
て、接触パッドとフレキシブル相互接続のプリンタ接触
パッド２０との間の電気的接触を可能としている。

【００２０】今度は図２を参照すると、プリンタカート
リッジ１０の破断図が示されている。図解の目的で、フ
レキシブル相互接続１４を、平らに引き伸ばして示して
ある。しかし、上述のように、フレキシブル相互接続
は、９０°曲がってカートリッジ本体の下面に巻き付い
ている。

【００２１】カートリッジ本体１２は、下面１６に形成
されて抵抗加熱要素を備えた薄膜抵抗構造２４を受ける
凹み２２（見えない）を備えている。凹み２２は、イン
クを抵抗構造２４に供給するための開口２６を内部に備
えている。抵抗２４は、内部に形成された対応する開口
２８を有しており、この開口はインクを薄膜抵抗要素に
供給するカートリッジ開口２６と重なっている。

【００２２】薄膜抵抗構造２４は、ガラスまたはシリコ
ンの基板上に形成された伝統的な薄膜集積回路である。
複数の薄膜抵抗加熱要素が、伝統的な薄膜集積回路製造
技法を用いて、基板の上に形成されている。抵抗要素
（見えない）は、スパッタリング法により基板上に形成
された対応する導体に結合されて、少なくとも一つの抵
抗要素を個別に選択する。導体と抵抗要素との間の精密
な相互接続法は種々あり、例えば、各導体を一つの対応
する抵抗要素に結合することができ、または代わりに、
導体を一つ以上の抵抗要素および使用する多重化機構に
結合することができる。以下に説明する本発明は、抵抗
構造導体と抵抗要素との間の精密な相互接続法に関係な
く適用される。

【００２３】抵抗構造導体（見えない）の各々は、抵抗
構造の周辺に設けられた全般に３０で示された対応する
接触パッドを備えている。接触パッド３０は、通常、金
属の正方形または長方形のパッドであって、結合場所を
形成している。集積回路上にこのような接触パッドを形
成する方法は、当業者には周知である。接触パッド３０
は下に更に説明するように、フレキシブル相互接続回路
導体１８と対応する抵抗構造導体との間に結合を形成す
るのに十分な面積を提供する。

【００２４】抵抗構造２４は、凹み２２の中に位置し、
本体１２の下面に接着剤で固定されている。この構成で
は、本体１２に貯蔵されているインクは、開口２６およ
び２８を通って抵抗構造２４の表面に供給される。イン
ク通路は、抵抗性構造の表面にバリアー層を用いて形成
され、インクを個々の抵抗加熱要素に供給する。前記通
路を形成する方法は、例えば、Ｃｈａｎ等に対して１９
８７年９月１５日に発行され、本願と共通に譲渡された
米国特許第４，６９４，３０８号の「Ｂａｒｒｉｅｒ
Ｌａｙｅｒ ａｎｄ Ｏｒｉｆｉｃｅ Ｐｌａｔｅ ｆ
ｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｋ Ｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｈ
ｅａｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」と題するものに記されてい
る。個々の加熱要素に供給されたインクは、その後電流
を所要の加熱要素に供給することにより気化される。

【００２５】オリフィス・プレート３２は、接着剤層を
用いて抵抗構造に取り付けられている。好適実施例で
は、オリフィス・プレートは、金メッキされた銅から形
成されている。オリフィス・プレートは、第１行のオリ
フィス３４と第２行のオリフィス３６とを備えている。
オリフィスは、対応する抵抗加熱要素の直上に設置され
ている。オリフィスは、気化インクに形状と方向性とを
与えて、インク滴を形成する。抵抗加熱要素の層を成す
組合せ、対応するインク供給通路、および対応するオリ
フィスは、インクジェットノズルを形成する。

【００２６】フレキシブル相互接続回路１４は、図２に
示すように、抵抗構造２４よりわずかに大きい形状に内
部に形成された開口３８を備えている。開口３８は、相
互接続内に形成されて、フレキシブル相互接続導体の遠
端に形成された接点４０を露出させている。１９８７年
１月６日にＨａｎｓｏｎに対して発行された、本願と共
通に譲渡された米国特許第４，６３５，０７３号の「Ｒ
ｅｐｌａｃｅａｂｌｅＴｈｅｒｍａｌ Ｉｎｋ Ｊｅｔ
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｓｏｎｉ
ｃ Ｂｅａｍ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏ
ｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題するもの
に記されているように、接点４０は、従来技術では、抵
抗接点４０を抵抗構造２４上の対応する接触パッド３０
に超音波アブレーション溶接できるように、露出してい
る。開口３８も、オリフィス・プレート３２を露出させ
ている。開口３８が形成されると、接点４０が抵抗構造
２４上の対応する接触パッド３０の上に位置決めされ、
接触パッドは、前記したアブレーション溶接法を用いて
共に溶接される。

【００２７】フレキシブル回路の残りは、粘着性ストリ
ップ（図示せず）を用いてカートリッジ本体に固定され
ている。接点４０は、次に樹脂（図示せず）で覆われ、
接触パッドが腐食性インクに曝されないようにする。し
かし、樹脂は、オリフィス面の平面性を没却するバンプ
を接点４０の上方に生成する。バンプは、プリンタのサ
ービスステーションでのオリフィス・プレートの拭き取
りを妨害する。したがって、ノズルは、技術背景の項で
説明したように、一層詰まり易い。

【００２８】図３を参照すると、本発明によるプリント
ヘッドカートリッジ５０の破断図が示されている。プリ
ントヘッドカートリッジ５０も、本体１２および抵抗構
造２４を備えているが、オリフィスをフレキシブル相互
接続回路５２上に形成することにより、オリフィス・プ
レートは無くなっている。フレキシブル相互接続回路５
２は、第１行のオリフィス５４および第２行のオリフィ
ス５６を備えている。オリフィスは、フレキシブル相互
接続５２を通して円錐形開口をレーザ加工することによ
り、フレキシブル相互接続５２を通して形成される。好
適実施例では、オリフィスの直径は、図６に示すよう
に、抵抗構造から離れるにつれて次第に小さくなるよう
に作られている。第１行および第２行のオリフィスは、
フレキシブル相互接続５２を抵抗構造２４に取り付けた
ときにオリフィスが抵抗構造２４の対応する加熱要素と
整列するように、フレキシブル相互接続５２上に形成さ
れている。したがって、フレキシブル相互接続回路５２
は、従来技術で必要であつたような別のオリフィス・プ
レートを排除している。

【００２９】オリフィスは、フレキシブル相互接続の、
フレキシブル相互接続接点４０への通路となる開口とし
て使用される区域に形成される。従来技術で教示される
ように、フレキシブル相互接続接点４０を抵抗構造２４
の対応する接点にアブレーション溶接するのではなく、
フレキシブル相互接続接点４０は対応する抵抗構造接点
３０に、フレキシブル相互接続接点４０と対応する抵抗
接続接点３０との間に形成される導電性接着剤層を用い
て、接続される。

【００３０】導電性接着剤は、電流を一方向にだけ、す
なわち、フレキシブル相互接続接点４０と対応する抵抗
構造接点３０との間で伝えなければならない。そうでな
ければ、隣接する抵抗接点間に短絡が生ずる。一方向導
電性接着剤は、市場入手可能であり、「Ｚ軸」導電性接
着剤として知られている。「Ｚ軸」導電性接着剤は、内
部に懸濁している導電性粒子を有する重合エポキシから
構成されている。好適実施例では、導電性接着剤は、金
の懸濁粒子を含有している。銀または銅の粒子は、適切
な同等物質である。前記「Ｚ軸」導電性接着剤の一例
は、ニュージャージー州プリンストンのＡＩ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から供給されるＬＺＳＰ８
４１５−ＦＰである。ＬＺＳＰ８４１５は、異方性導電
性接着剤である「Ｂステージヤブル」Ｚ軸導電性ポキシ
ペーストである。

【００３１】フレキシブル相互接続５２は、導電性接着
剤を使用して抵抗構造２４に次のようにして接続され
る。導電性接着剤のストリップを抵抗構造接点３０にま
たは、代わりにフレキシブル相互接続接点４０に施す。
導電性接着剤ストリップを、次に、抵抗構造とフレキシ
ブル相互接続との間で、圧縮力を用いて圧縮する。好適
実施例では、カートリッジ本体は取り付け具により支持
され、抵抗構造２４はカートリッジ本体に取り付けら
れ、フレキシブル相互接続はカートリッジ本体の下面に
向かって押さえ付けれている。圧縮力は、導電性接着剤
の仕様により規定される環境条件に応じて、所定時間だ
け加えられる。好適実施例では、導電性接着剤は高い沸
点を備えており、使用時に抵抗要素の熱消費による液化
を防いでいる。キュア工程中に、最大で約１００〜２０
０ｐ．ｓ．ｉ（ｐｏｕｎｄ ｐｅｒｓｑｕａｒｅ ｉｎ
ｃｈ）の圧縮力を加えながら２００〜２５０℃の環境温
度を、好適には２２０℃の温度と１００ｐ．ｓ．ｉ．の
圧力を使用する。フレキシブル相互接続５２の残りを、
次に、導電性接着剤ストリップを用いて、カートリッジ
本体１２に取り付ける。代わりに、フレキシブル相互接
続５２の残りを最初にペン本体１２に取り付け、次に抵
抗接触パッドを対応する抵抗構造接点３０に取り付ける
ことができる。

【００３２】本発明の他の実施例では、導電性接着剤を
抵抗構造接点３０とフレキシブル相互接続接点４０との
間の選択的に適用される、低融点の導電ハンダで置き換
えている。ハンダは、通常、錫と鉛とを含んで構成され
ており、抵抗構造接点３０またはフレキシブル相互接続
接点４０に選択的に適用される。構造接点３０は、対応
するフレキシブル相互接続接点と整列しており、熱が加
えられる。熱はハンダを流動させ、抵抗構造接点３０と
フレキシブル相互接続接点４０との間に導電結合を形成
する。ハンダの沸点は必然的にフレキシブル相互接続回
路の融点より低く、熱が加えられたときフレキシブル相
互接続が溶けないようになっている。

【００３３】フレキシブル相互接続５８の第２の実施例
の破断図を図４に示す。フレキシブル相互接続５８は、
図３に示した接点４０から９０°だけ回転した接触パッ
ド６０を備えている。図４に示すフレキシブル相互接続
接点の構成は、導体６２を実質上直線とし、導体の鋭い
角により生ずる導体のインダクタンスを下げる。また、
導体６２は図３の対応する導体１８より短く、インダク
タンを更に下げるとともに、電磁放出および導体による
伝播遅延を更に減らす。その上、導体６２は鋭い角を必
要とせず、これは導体のインダクタンスを更に減らすこ
とができる。

【００３４】今度は図５を参照すると、図４の組立カー
トリッジの平面図が示されている。図５に示す平面図
は、その一部を切り欠いてある抵抗構造２４を露出する
ように、切り欠いたカートリッジ本体の下側１６の一部
分を示している。抵抗構造２４は、接触パッド６０の上
に形成されている導電性接着剤層７２および７３によ
り、フレキシブル相互接続５８に接続されている。開口
２８は、抵抗構造（見えない）に形成された溝手段によ
り、第１行および第２行のオリフィス５４および５６の
それぞれに、インクを供給する。導電性接着剤層は、抵
抗構造接点３０（見えない）を、対応する接触パッド６
０に接続する。

【００３５】第１行および第２行のオリフィス１５４お
よび１５６のそれぞれを、更に詳細に図示してある。各
行のオリフィスは、図５に示すように、互いに水平に偏
って平行な２行のオリフィスを形成している。オリフィ
スは、行内で偏ってオリフィス同士を一層近付けて、プ
リントヘッドの解像度を増している。行１５４および１
５６は、互いに更に垂直に偏って一つの行のオリフィス
が他の行のオリフィスの間に設置されるようになってい
る。行を垂直に偏らせることにより、プリントヘッドの
有効解像度が増加する。

【００３６】図５の線Ｂ−Ｂに沿った断面図を図６に示
す。線Ｂ−Ｂは、フレキシブル相互接続接触パッド６６
および対応するオリフィス６８に沿っている。断面図
は、フレキシブル相互接続５８がそれに形成された円錐
形オリフィス６８を備えていることを示している。オリ
フィスは、好適実施例では、上述のように、抵抗構造か
ら遠ざかるにつれて次第に小さくなる開口を形成する精
密削り法により形成される。オリフィス６８は、伝統的
な集積回路製造技法を用いて、抵抗構造のシリコン基板
７６に形成さた薄膜抵抗７８に直接対向して形成され
る。バリアー層７０が基板に形成されており、これは下
層の集積回路を腐食性インクから保護する他に、液体イ
ンクを抵抗構造の表面を横断して分散させる通路をも規
定する。オリフィス６８、薄膜抵抗７８、および周りの
バリアー層は、インクシェットノズルを形成する。

【００３７】フレキシブル相互接続５８に接続されてい
るのは、金メッキされた銅から形成された導体６４であ
る。フレキシブル相互接続接触パッド６６は、その遠端
に形成されている。接触パッド６６は、集積回路製造の
分野で知られているように、伝統的なスパッタリング法
を使用して基板７６に形成された対応する薄膜抵抗接触
パッド７４に直接対向して形成されている。抵抗接触パ
ッド６６と対応する薄膜抵抗接触パッド７４との間に形
成されているのは、導電性接着剤層７２である。導電性
接着剤は、導電性物質の分散粒子を含有している。粒子
は、隣接導体間に短絡を生じないよう十分分散している
が、抵抗接触パッド６６と対応する薄膜接触パッド７４
との間に適切な接触を確保するのに十分濃密である。

【００３８】図６から明らかなように、オリフィス面は
実質上平面である。バリアー層は、好適実施例では、十
分高く、フレキシブル相互接続５８が実質上平面である
ようになっている。代わりに、バリアー層７０の高さ
を、薄膜接触パッド７４と接着剤層７２との組合せ高さ
にほぼ等しくすることができる。これによりフレキシブ
ル相互接続５８にわずかな傾斜が生ずるが、傾斜は従来
技術で使用される樹脂により生ずるよりはかなり小さ
い。したがって、実質上平面状のオリフィス面は、ここ
に記すように、ノズルの有効な清掃を行なって印刷品質
とインクジェットカートリッジの寿命とを増大させる。

【００３９】使用中、上述のプリントヘッドは、接触パ
ッド２０に対応するプリンタ接触パッドを備えているプ
リンタカートリッジ（図示せず）に挿入される。プリン
タ接触パッドは、作動信号をプリンタ接触パッドに供給
するプリンタ駆動電子装置に接続されている。フレキシ
ブル相互接続に形成されている円形バイアスは、接触パ
ッド２０を対応するプリンタ接触パッドに露出させる。
プリンタ接触パッドと対応する接触パッド２０とは、プ
リントヘッドをキャリッジに挿入することにより、物理
的に接触する。プリンタ駆動電子装置と抵抗加熱要素と
の間の電気的接続は、このようにして形成される。

【００４０】次に、プリンタ駆動電子装置により発生さ
れる作動信号は、フレキシブル相互接続を用いて抵抗加
熱要素に供給される。このように供給された作動信号
は、抵抗要素に所定の抵抗加熱要素と接触して設置され
た液体インクを蒸発させる熱エネルギを消費させる。蒸
発したインクは、対応するオリフィスにより整形され導
かれてインク滴を形成する。

【００４１】本発明の原理をその好適実施例により説明
し且つ図解してきたが、本発明をその構成および細目に
ついて、そのような原理から逸脱することなく修正し得
ることが明かである。特許請求の範囲に入る全ての修正
および変形について、権利を主張するものである。

【００４２】以上のように、本発明は、〔１〕インクジ
ェットプリントヘッドカートリッジを受けるキャリッジ
を備えたインクジェットプリンタに使用する熱インクジ
ェットプリントヘッドカートリッジ（１０）であって；
液体インク供給源を貯蔵する囲まれたカートリッジ本体
（１２）であって、該本体（１２）はインクを供給する
ための開口（２６）を下面に備えている；液体インク供
給源に接触して設けられている複数の抵抗加熱要素を有
する薄膜抵抗構造（２４）；一つ以上の抵抗加熱要素を
電気的に選択する手段（５８）であって、該手段（５
８）により選択された抵抗加熱要素は熱エネルギを消費
して、該要素と接触して設置されている液体インクを蒸
発させる；および薄膜抵抗構造と選択手段との間に形成
されて選択手段と抵抗加熱要素との間に電流を導く一層
の導電性接着剤（７２）；を含んでなることを特徴と
し、次のような好ましい実施態様を有する。

【００４３】〔２〕上記〔１〕において、導電性接着剤
（７２）が、導電性粒子が内部に分散している重合体混
合物からなり、選択手段と抵抗加熱要素との間に電流を
導くことを特徴とする。

【００４４】〔３〕上記〔２〕において、粒子が、重合
体混合物（７２）の中に分散していて電流を一方向に導
くことを特徴とする。

【００４５】〔４〕上記〔２〕において、重合体混合物
（７２）が、エポキシコンパウンドと、金および銀のい
ずれか一方からなる分散導電性粒子とを含んでなること
を特徴とする。

【００４６】〔５〕上記〔１〕において、薄膜抵抗構造
が、インク供給源から抵抗加熱要素へインクを供給する
流体通路が内部に形成されている基板（２４）であっ
て、該基板（２４）は流体通路がインク供給源と接触す
るようにカートリッジ本体（１２）に取り付けられてい
る；および抵抗加熱要素に結合して電流を抵抗加熱要素
に導く複数の導体であって、該導体は導電性接着剤によ
り選択手段に接続されている；を含んでなることを特徴
とする。

【００４７】〔６〕上記〔５〕において、選択手段が、
上面と下面とを有するフレキシブル相互接続回路（５
８）；およびフレキシブル相互接続回路の下面に取り付
けられ、各々が導電性接着剤により対応する抵抗構造導
体に電気的に接続されている複数の導体（６２）；を含
んでなることを特徴とする。

【００４８】〔７〕上記〔５〕において、選択手段が、
対応する抵抗加熱要素により気化されたインクを導く複
数のオリフィス（１５４，１５６）を更に備えているこ
とを特徴とする。

【００４９】また、本発明は、〔８〕インクジェットプ
リントヘッドカートリッジを受けるキャリッジを備えて
いるインクジェットプリンタ用熱インクジェットプリン
トヘッドカートリッジであって；インクを供給するため
の開口を下面に備えている液体インク供給源を貯蔵する
囲まれたカートリッジ本体（１２）；液体インク供給源
に接触して設けられている複数の抵抗加熱要素を有する
薄膜抵抗構造（２４）；上面、下面、およびフレキシブ
ル相互接続回路の下面に取り付けられた複数の導体、お
よび対応する抵抗加熱要素により気化されたインクを導
く複数のオリフィスを備えているフレキシブル相互接続
回路（５８）；およびフレキシブル相互接続導体を抵抗
構造に電気的に接続（５８）して電流をフレキシブル相
互接続回路手段と抵抗加熱要素との間に導く手段；を含
んでなることを特徴とし、次のような好ましい実施態様
を有する。

【００５０】

〔９〕上記〔８〕において、フレキシブル
相互接続回路が、内部に形成されてフレキシブル相互接
続導体とプリンタの対応する導体との間を電気的に接触
させるバイアスを備えていることを特徴とする。

【００５１】〔１０〕上記〔８〕において、カートリッ
ジ本体が、下面に形成された凹み（２６）を備え、抵抗
構造を凹みに受けたときにカートリッジ本体の下面と共
面となるように抵抗構造を受けることを特徴とする。

【００５２】〔１１〕上記〔８〕において、フレキシブ
ル相互接続回路（５８）が、フレキシブル重合体から形
成されていることを特徴とする。

【００５３】〔１２〕上記〔８〕において、接続手段
が、フレキシブル相互接続導体と対応する薄膜抵抗構造
導体との間に形成されたアブレーション溶接部を備えて
いることを特徴とする。

【００５４】〔１３〕上記〔８〕において、接続手段
が、薄膜抵抗構造とフレキシブル相互接続導体との間に
形成された一層の導電性接着剤（７２）を備え、電流を
選択手段と抵抗加熱要素との間に導くことを特徴とす
る。

【００５５】〔１４〕上記〔８〕において、接続手段
が、薄膜抵抗構造とフレキシブル相互接続導体との間に
形成された一層の、選択的に施された、低融点の、導電
性ハンダを備え、電流を選択手段と抵抗加熱要素との間
に導くことを特徴とする。

【００５６】更に、本発明は、〔１５〕熱インクジェッ
トプリントヘッドカートリッジの複数の薄膜加熱要素の
所定の一つに電流を供給するフレキシブル相互接続回路
であって；上面と下面とを有するフレキシブル相互接続
基板（５８）；基板の下面に取り付けられた複数の導体
（６２）；および基板に形成された複数のオリフィス
（１５４，１５６）であって、該オリフィス（１５４，
１５６）はフレキシブル相互接続回路をプリントヘッド
カートリッジに接続したときにオリフィスが抵抗加熱要
素の上にあるように間を隔てて設置されている；を含ん
でなることを特徴とし、次のような好ましい実施態様を
有する。

【００５７】〔１６〕上記〔１５〕において、更に、各
導体について、フレキシブル相互接続接触パッド（２
０）、プリンタ接触パッド（６０）、およびバイアスを
備え、フレキシブル相互接続接触パッドおよびプリンタ
接触パッドは基板の下面に形成されており、バイアスは
プリンタ接触パッドに対向して基板を貫いて形成され、
プリンタ接触パッドをその基板の上面に露出させている
ことを特徴とする。

【００５８】〔１７〕上記〔１５〕において、オリフィ
ス（１５４，１５６）が、フレキシブル相互接続基板に
形成され、基板の下面の方が基板の上面よりも大きい開
口を備えた円錐形状の開口であることを特徴とする。

【００５９】〔１８〕上記〔１５〕において、オリフィ
スが、第１行のオリフィス（１５４）と第２行のオリフ
ィス（１５６）として配列され、第１行は第２行から偏
っており、各行の隣接するオリフィスは互いに偏ってい
ることを特徴とする。

【００６０】〔１９〕上記〔１５〕において、導体（６
２）が、フレキシブル相互接続に沿って全般に直線状に
設置されており、導体の少なくとも一つは第１行のオリ
フィスと第２行のオリフィスとの間に設置されているこ
とを特徴とする。

【００６１】そして、本発明は、〔２０〕熱インクジェ
ットプリントヘッドカートリッジを製造する方法であっ
て；下面にインクを供給する開口を備えている液体イン
ク貯蔵用の囲まれたカートリッジ本体を準備するステッ
プ；内部に液体インク供給源と接触している複数の抵抗
加熱要素を備えている薄膜抵抗構造を準備するステッ
プ；薄膜抵抗構造を、液体インクがカートリッジ本体の
開口を通して抵抗加熱要素に供給されるように、カート
リッジ本体の下面に取り付けるステップ；複数の導体を
有するフレキシブル相互接続回路を準備するステップ；
薄膜抵抗構造とフレキシブル相互接続導体との間に導電
性接着剤の一層を形成してフレキシブル相互接続導体を
抵抗加熱要素に電気的に接続するステップ；および所定
の温度と圧力の条件下で、導電性接着剤をキュアするス
テップ；を含んでなることを特徴とし、次のような好ま
しい実施態様を有する。

【００６２】〔２１〕上記〔２０〕において、更に、フ
レキシブル相互接続に複数のオリフィスを形成し、各オ
リフィスが対応する抵抗加熱要素の上方に形成されるよ
うにするステップを含むことを特徴とする。

【００６３】〔２２〕上記〔２０〕において、複数のオ
リフィスを形成するステップが、フレキシブル相互接続
にレーザ加工して円錐形のオリフィスを作るステップを
含むことを特徴とする。

【００６４】〔２３〕上記〔２０〕において、導電性接
着剤をキュアするステップが、最大約２５０℃の温度で
行なわれることを特徴とする。

【００６５】〔２４〕上記〔２０〕において、導電性接
着剤をキュアするステップが、平方インチあたり最大約
２００ポンドの圧力で行なわれることを特徴とする。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、オリフィス面を実質上
平面にすることができるため、該オリフィス面を横断す
るプリンワイパーブレードによる該オリフィス面の清掃
を良好に行うことができ、したがってインクのオリフィ
ス面でのビルドアップ、延いてはオリフィスの詰まりが
発生せず、印刷品質を向上させるとともに、インクジェ
ットカートリッジの寿命を増大させる。

【００６７】また、本発明によれば、インクジェットプ
リントヘッドカートリッジの製造に必要な工程が少な
く、製造工程の複雑さを減少することができる。

【００６８】更に、本発明によれば、インクジェットプ
リントヘッドカートリッジに別のオリフィス・プレート
も設ける必要がなく、かつフレキシブル相互接続の導体
を短くでき、したがってそのインダクタンスを低くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のインクジェットプリントヘッドカー
トリッジの斜視図である。

【図２】図１の従来技術のインクジェットプリントヘッ
ドカートリッジの破断図である。

【図３】本発明によるインクジェットプリントヘッドカ
ートリッジの第１の実施例の破断図である。

【図４】本発明によるインクジェットプリントヘッドカ
ートリッジの第２の実施例の破断図である。

【図５】図４に示すインクジェットプリントヘッドの第
２の実施例の平面であり、カートリッジ本体および抵抗
構造の切り払い部分を示す。

【図６】図５の線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。

【符号の説明】

１０，５０ プリントヘッドカートリッジ １２ カートリッジ本体 １４，５２，５８ フレキシブル相互接続回路 １６ カートリッジ本体下面 ２０，３０，６０，６６，７４ 接触パッド ２２ 凹み ２４ 薄膜抵抗構造 ２６，２８ 開口 ４０ 接点 ５４，５６，６８，１５４，１５６ オリフィス ６２，６４ 導体 ７０ バリアー層 ７２，７３ 導電性接着剤層 ７６ シリコン基板 ７８ 薄膜抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｄ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットプリントヘッドカートリ
   ッジを受けるキャリッジを備えたインクジェットプリン
   タに使用する熱インクジェットプリントヘッドカートリ
   ッジ（１０）であって；液体インク供給源を貯蔵する囲
   まれたカートリッジ本体（１２）であって、該本体（１
   ２）はインクを供給するための開口（２６）を下面に備
   えている；液体インク供給源に接触して設けられている
   複数の抵抗加熱要素を有する薄膜抵抗構造（２４）；一
   つ以上の抵抗加熱要素を電気的に選択する手段（５８）
   であって、該手段（５８）により選択された抵抗加熱要
   素は熱エネルギを消費して、該要素と接触して設置され
   ている液体インクを蒸発させる；および薄膜抵抗構造と
   選択手段との間に形成されて選択手段と抵抗加熱要素と
   の間に電流を導く一層の導電性接着剤（７２）；を含む
   ことを特徴とするプリントヘッドカートリッジ（１
   ０）。
2. 【請求項２】 インクジェットプリントヘッドカートリ
   ッジを受けるキャリッジを備えているインクジェットプ
   リンタ用熱インクジェットプリントヘッドカートリッジ
   であって；インクを供給するための開口を下面に備えて
   いる液体インク供給源を貯蔵する囲まれたカートリッジ
   本体（１２）；液体インク供給源に接触して設けられて
   いる複数の抵抗加熱要素を有する薄膜抵抗構造（２
   ４）；上面、下面、およびフレキシブル相互接続回路の
   下面に取り付けられた複数の導体、および対応する抵抗
   加熱要素により気化されたインクを導く複数のオリフィ
   スを備えているフレキシブル相互接続回路（５８）；お
   よびフレキシブル相互接続導体を抵抗構造に電気的に接
   続（５８）して電流をフレキシブル相互接続回路手段と
   抵抗加熱要素との間に導く手段；を含むことを特徴とす
   る熱インクジェットプリントヘッドカートリッジ。
3. 【請求項３】 熱インクジェットプリントヘッドカート
   リッジの複数の薄膜加熱要素の所定の一つに電流を供給
   するフレキシブル相互接続回路であって；上面と下面と
   を有するフレキシブル相互接続基板（５８）；基板の下
   面に取り付けられた複数の導体（６２）；および基板に
   形成された複数のオリフィス（１５４，１５６）であっ
   て、該オリフィス（１５４，１５６）はフレキシブル相
   互接続回路をプリントヘッドカートリッジに接続したと
   きオリフィスが抵抗加熱要素の上にあるように間を隔て
   て設置されている；を含むことを特徴とするフレキシブ
   ル相互接続回路。
4. 【請求項４】 熱インクジェットプリントヘッドカート
   リッジを製造する方法であって；下面にインクを供給す
   る開口を備えている液体インク貯蔵用の囲まれたカート
   リッジ本体を準備するステップ；内部に液体インク供給
   源と接触している複数の抵抗加熱要素を備えている薄膜
   抵抗構造を準備するステップ；薄膜抵抗構造を、液体イ
   ンクがカートリッジ本体の開口を通して抵抗加熱要素に
   供給されるように、カートリッジ本体の下面に取り付け
   るステップ；複数の導体を有するフレキシブル相互接続
   回路を準備するステップ；薄膜抵抗構造とフレキシブル
   相互接続導体との間に導電性接着剤の一層を形成してフ
   レキシブル相互接続導体を抵抗加熱要素に電気的に接続
   するステップ；および所定の温度と圧力の条件下で、導
   電性接着剤をキュアするステップ；を含むことを特徴と
   する熱インクジェットプリントヘッドカートリッジの製
   造方法。