JPH07314663A - 材料付着ヘッド - Google Patents
材料付着ヘッドInfo
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- JPH07314663A JPH07314663A JP7116781A JP11678195A JPH07314663A JP H07314663 A JPH07314663 A JP H07314663A JP 7116781 A JP7116781 A JP 7116781A JP 11678195 A JP11678195 A JP 11678195A JP H07314663 A JPH07314663 A JP H07314663A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 互いに関して正確に配置した複数の射出装置
を有する材料付着ヘッドを提供すること。 【構成】 単一のベース２８と、ベース２８に取り付け
た複数の液滴射出器１０と、ベース２８に取り付けた開
口部構造とからなり、開口部構造が、液チャンバに保持
される材料１４が自由表面１８を持つように、また、複
数の液滴射出器１０が各々の液チャンバ内の材料１４の
液滴１２を各々の液チャンバ内に保持された材料の自由
表面１８から射出することができるように、各々がベー
ス２８と共に液チャンバを形成する複数の溝を含む。
を有する材料付着ヘッドを提供すること。 【構成】 単一のベース２８と、ベース２８に取り付け
た複数の液滴射出器１０と、ベース２８に取り付けた開
口部構造とからなり、開口部構造が、液チャンバに保持
される材料１４が自由表面１８を持つように、また、複
数の液滴射出器１０が各々の液チャンバ内の材料１４の
液滴１２を各々の液チャンバ内に保持された材料の自由
表面１８から射出することができるように、各々がベー
ス２８と共に液チャンバを形成する複数の溝を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音響液滴射出器に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】様々なインク印刷技術が開発され、今も
開発されているが、音響インク印刷（ＡＩＰ）と呼ばれ
るそのような技術の１つでは、集中した音響エネルギー
を用いてマーク液の自由表面から液滴を記録媒体に射出
する。ＡＩＰの原理は、マーク液以外の材料の射出にも
適していることが分かっている。それらの他の材料に
は、フレキシブルケーブル、溶融ハンダ、高温溶融ワッ
クス、カラーフィルタ材料、レジスト、化学物質を作成
する際に使用するようなマイラー触媒や生物学的合成物
がある。
開発されているが、音響インク印刷（ＡＩＰ）と呼ばれ
るそのような技術の１つでは、集中した音響エネルギー
を用いてマーク液の自由表面から液滴を記録媒体に射出
する。ＡＩＰの原理は、マーク液以外の材料の射出にも
適していることが分かっている。それらの他の材料に
は、フレキシブルケーブル、溶融ハンダ、高温溶融ワッ
クス、カラーフィルタ材料、レジスト、化学物質を作成
する際に使用するようなマイラー触媒や生物学的合成物
がある。
【０００３】大部分の応用では、射出した液滴は所定
の、できれば制御された形で、受容媒体上に付着しなけ
ればならない。例えばカラー印刷の場合、所望の視覚効
果をもたらすためには、射出した液滴が所定の形で記録
媒体を正確にマークすることが非常に重要である。受容
媒体上での射出液滴の正確な配置に対する必要性から、
プリントヘッドの同一経路内の異なる色の液滴が記録媒
体を横切ることが望ましく、さもなければ液滴射出装置
と受容媒体の相対的な位置間のわずかな変化ないしそれ
らの特性ないしそれらの間の経路の特性の変化により整
合問題（ずれた液滴）を生じることがある。
の、できれば制御された形で、受容媒体上に付着しなけ
ればならない。例えばカラー印刷の場合、所望の視覚効
果をもたらすためには、射出した液滴が所定の形で記録
媒体を正確にマークすることが非常に重要である。受容
媒体上での射出液滴の正確な配置に対する必要性から、
プリントヘッドの同一経路内の異なる色の液滴が記録媒
体を横切ることが望ましく、さもなければ液滴射出装置
と受容媒体の相対的な位置間のわずかな変化ないしそれ
らの特性ないしそれらの間の経路の特性の変化により整
合問題（ずれた液滴）を生じることがある。
【０００４】カラー印刷の応用を、正確な液滴整合の必
要性を例示するために用いることができる。ＡＩＰを用
いて記録媒体上に所定の色を生成するには、適切な量の
いくつかの異なるカラーインクを比較的近接して付着し
なければならない。異なる色の液滴の正確な整合なしに
は、（重なり部分で不正確な色が生成される）一部の液
滴の重なりと（受容媒体の別の色が加えられて混合され
る）下層の受容媒体の露出（非適用範囲）の故に感知さ
れる色は不正確になる。射出液滴に非常に正確な制御が
重要な別の応用には、重なったタンパク質の小さなサン
プルを形成する場合がある。適切な整合なくして、所望
のタンパク質サンプルを得ることはできない。正確な体
積付着について表明された必要性故に、音響的に射出さ
れた液滴は非常に小さいが正確に制御された体積を持つ
ので、音響液滴射出装置は特にタンパク質を付着するの
に有用であることに留意するべきである。
要性を例示するために用いることができる。ＡＩＰを用
いて記録媒体上に所定の色を生成するには、適切な量の
いくつかの異なるカラーインクを比較的近接して付着し
なければならない。異なる色の液滴の正確な整合なしに
は、（重なり部分で不正確な色が生成される）一部の液
滴の重なりと（受容媒体の別の色が加えられて混合され
る）下層の受容媒体の露出（非適用範囲）の故に感知さ
れる色は不正確になる。射出液滴に非常に正確な制御が
重要な別の応用には、重なったタンパク質の小さなサン
プルを形成する場合がある。適切な整合なくして、所望
のタンパク質サンプルを得ることはできない。正確な体
積付着について表明された必要性故に、音響的に射出さ
れた液滴は非常に小さいが正確に制御された体積を持つ
ので、音響液滴射出装置は特にタンパク質を付着するの
に有用であることに留意するべきである。
【０００５】カラー印刷とタンパク質実験の両方に共通
の１つの属性は、２つ以上の材料が必要であるというこ
とである。従って２つ以上の材料が射出されるカラー印
刷、タンパク質実験、その他の応用に音響射出を用いる
場合、複数射出装置を有する材料付着ヘッドを用いるこ
とが有用である。材料付着ヘッドとは、１つ以上の材料
の液滴が射出される構造体を意味する。「射出装置」
は、唯一のチャンバあるいは他のチャンバから別離され
たものである関連チャンバから選別された材料を射出で
きる構造体を意味する。従って複数射出装置を有する材
料付着ヘッドとは、複数の材料を射出できる構造体であ
る。カラー印刷に関しては、複数射出装置を有する材料
付着ヘッドとは、２つ以上の色のインクを保持して射出
できるプリントヘッドである。
の１つの属性は、２つ以上の材料が必要であるというこ
とである。従って２つ以上の材料が射出されるカラー印
刷、タンパク質実験、その他の応用に音響射出を用いる
場合、複数射出装置を有する材料付着ヘッドを用いるこ
とが有用である。材料付着ヘッドとは、１つ以上の材料
の液滴が射出される構造体を意味する。「射出装置」
は、唯一のチャンバあるいは他のチャンバから別離され
たものである関連チャンバから選別された材料を射出で
きる構造体を意味する。従って複数射出装置を有する材
料付着ヘッドとは、複数の材料を射出できる構造体であ
る。カラー印刷に関しては、複数射出装置を有する材料
付着ヘッドとは、２つ以上の色のインクを保持して射出
できるプリントヘッドである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、個々の
射出装置を共に当接して複数射出装置を有する材料付着
ヘッドを達成している。しかし要求される液滴配置精度
が増大するに連れて、より多くの個々の液滴射出装置を
有するより多くの射出装置が必要になり、低コストがよ
り重要になるに連れて、個々の射出装置を当接して複数
射出装置を有する材料付着ヘッドを形成することは問題
となっている。
射出装置を共に当接して複数射出装置を有する材料付着
ヘッドを達成している。しかし要求される液滴配置精度
が増大するに連れて、より多くの個々の液滴射出装置を
有するより多くの射出装置が必要になり、低コストがよ
り重要になるに連れて、個々の射出装置を当接して複数
射出装置を有する材料付着ヘッドを形成することは問題
となっている。
【０００７】従ってそれぞれ複数の正確に配置した個々
の液滴射出器を有し、互いに関して正確に配置した複数
の射出装置を有する材料付着ヘッドが所望される。更に
そのようなそれぞれ複数の正確に配置した個々の液滴射
出器を有し、互いに関して正確に配置した複数の射出装
置を有する材料付着ヘッドを作製する手法も所望されて
いる。低コストで緊密な液滴整合を達成するには、その
ような材料付着ヘッドはリソグラフ的に規定した射出装
置を持つ。
の液滴射出器を有し、互いに関して正確に配置した複数
の射出装置を有する材料付着ヘッドが所望される。更に
そのようなそれぞれ複数の正確に配置した個々の液滴射
出器を有し、互いに関して正確に配置した複数の射出装
置を有する材料付着ヘッドを作製する手法も所望されて
いる。低コストで緊密な液滴整合を達成するには、その
ような材料付着ヘッドはリソグラフ的に規定した射出装
置を持つ。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、リソグラフ
的に規定した射出装置を有する材料付着ヘッドを提供す
る。各々の射出装置は、複数のリソグラフ的に規定した
液滴射出器を含んでいる。更にそのようなリソグラフ的
に規定した材料付着ヘッドを作製する方法を提供する。
的に規定した射出装置を有する材料付着ヘッドを提供す
る。各々の射出装置は、複数のリソグラフ的に規定した
液滴射出器を含んでいる。更にそのようなリソグラフ的
に規定した材料付着ヘッドを作製する方法を提供する。
【０００９】
【実施例】図面で同様の参照数字は同様の要素を示すこ
とに留意するべきである。更に以下の説明では（右、
左、上、下、頂部、底部、下部、上部などの）図面に関
連した様々な方向記号を用いるが、それらの方向記号は
本発明の理解を助けるためのものであってそれに限定さ
れない。
とに留意するべきである。更に以下の説明では（右、
左、上、下、頂部、底部、下部、上部などの）図面に関
連した様々な方向記号を用いるが、それらの方向記号は
本発明の理解を助けるためのものであってそれに限定さ
れない。
【００１０】本発明の原理は、商業的に重要なカラー音
響印刷の実施例を検討することでより明らかになる。例
示的な音響液滴射出器１０を示す図１には、マーク液１
４の液滴１２を射出した直後で、マーク液１４の自由表
面１８上の小丘１６が弛緩する前の液滴射出器１０が示
されている。そのような小丘から液滴が射出されると、
小丘の弛緩と後続の形成が他の液滴の射出の前提条件と
なる。
響印刷の実施例を検討することでより明らかになる。例
示的な音響液滴射出器１０を示す図１には、マーク液１
４の液滴１２を射出した直後で、マーク液１４の自由表
面１８上の小丘１６が弛緩する前の液滴射出器１０が示
されている。そのような小丘から液滴が射出されると、
小丘の弛緩と後続の形成が他の液滴の射出の前提条件と
なる。
【００１１】小丘１６の形成と液滴１２の射出は、Ｚｎ
Ｏトランスデューサ２０により形成される音響力により
もたらされる圧力の結果により生じる。音響圧力を生成
するため、ＲＦ駆動エネルギーをＲＦ駆動源２２から底
部電極２４と頂部電極２６を経てＺｎＯトランスデュー
サ２０に印加する。トランスデューサからの音響エネル
ギーは、ベース２８を通過して音響レンズ３０に至る。
音響レンズは、その受けた音響エネルギーをマーク液１
４の自由表面１８のあるいはその近くの焦点区域に集中
する。音響ビームのエネルギーが十分でありマーク液の
自由表面１８に関して適切に集中されれば、小丘１６が
形成され液滴１２が射出される。
Ｏトランスデューサ２０により形成される音響力により
もたらされる圧力の結果により生じる。音響圧力を生成
するため、ＲＦ駆動エネルギーをＲＦ駆動源２２から底
部電極２４と頂部電極２６を経てＺｎＯトランスデュー
サ２０に印加する。トランスデューサからの音響エネル
ギーは、ベース２８を通過して音響レンズ３０に至る。
音響レンズは、その受けた音響エネルギーをマーク液１
４の自由表面１８のあるいはその近くの焦点区域に集中
する。音響ビームのエネルギーが十分でありマーク液の
自由表面１８に関して適切に集中されれば、小丘１６が
形成され液滴１２が射出される。
【００１２】適切な音響レンズは、多くの方法で作製す
ることができ、例えば最初に適切な厚さのエッチング可
能な材料を基板上に付着し、次に付着した材料をエッチ
ングしてレンズを形成する。代わりにマスタモールドを
レンズが望まれる場所で基板に圧入することができる。
基板をその軟化温度まで加熱することで、音響レンズが
形成される。
ることができ、例えば最初に適切な厚さのエッチング可
能な材料を基板上に付着し、次に付着した材料をエッチ
ングしてレンズを形成する。代わりにマスタモールドを
レンズが望まれる場所で基板に圧入することができる。
基板をその軟化温度まで加熱することで、音響レンズが
形成される。
【００１３】更に図１で、音響レンズ３０からの音響エ
ネルギーは、比較的低い減衰度を有する（水などの）液
体で満たされた液体セル３２を通過する。液体セル３２
の底部はベース２８で形成し、液体セルの側部は上部プ
レート３４の開口部の表面で形成し、液体セルの頂部は
音響的に薄いキャップ構造体３６により密封されてい
る。「音響的に薄い」とは、キャップ構造体の厚さは印
加される音響エネルギーの波長以下であることを意味し
ている。
ネルギーは、比較的低い減衰度を有する（水などの）液
体で満たされた液体セル３２を通過する。液体セル３２
の底部はベース２８で形成し、液体セルの側部は上部プ
レート３４の開口部の表面で形成し、液体セルの頂部は
音響的に薄いキャップ構造体３６により密封されてい
る。「音響的に薄い」とは、キャップ構造体の厚さは印
加される音響エネルギーの波長以下であることを意味し
ている。
【００１４】液滴射出器１０は更に、キャップ構造体３
６の上にありマーク液１４を保持するリザバ３８を有し
ている。図１に示すように、リザバは側壁４２で境界が
定められた開口部４０を有している。尚、開口部４０は
液体セル３２と軸的に調心されている。側壁４２はマー
ク液が通過するポート孔４４を有している。加圧手段４
６は、キャップ構造体３６上に自由表面を有するマーク
液のプールを形成するようにマーク液１４を強制的にポ
ート孔４４を通過させる。
６の上にありマーク液１４を保持するリザバ３８を有し
ている。図１に示すように、リザバは側壁４２で境界が
定められた開口部４０を有している。尚、開口部４０は
液体セル３２と軸的に調心されている。側壁４２はマー
ク液が通過するポート孔４４を有している。加圧手段４
６は、キャップ構造体３６上に自由表面を有するマーク
液のプールを形成するようにマーク液１４を強制的にポ
ート孔４４を通過させる。
【００１５】液滴射出器１０は、マーク液の自由表面１
８が音響焦点区域あるいはその近くにあるように寸法が
決められている。キャップ構造体３６は音響的に薄いの
で、音響エネルギーはキャップ構造体を容易に通過して
上にあるマーク液に至る。
８が音響焦点区域あるいはその近くにあるように寸法が
決められている。キャップ構造体３６は音響的に薄いの
で、音響エネルギーはキャップ構造体を容易に通過して
上にあるマーク液に至る。
【００１６】音響的に薄いキャップ構造体とリザバを有
する液滴射出器１０と類似の液滴射出器は、１９９２年
５月２９日にクオート他により出願された米国特許出願
第８９０，２１１号に記載されている。
する液滴射出器１０と類似の液滴射出器は、１９９２年
５月２９日にクオート他により出願された米国特許出願
第８９０，２１１号に記載されている。
【００１７】図２は、第２の実施例の液滴射出器５０を
例示している。液滴射出器５０は音響的に薄いキャップ
構造体３６で密封された液体セル３２を有しておらず、
又マーク液１４で満たされたリザバあるいはリザバと関
連した要素は全く持っていない。むしろ音響エネルギー
は音響レンズ３０から直接マーク液１４に通過する。し
かし液滴１２は、マーク液の自由表面１８上に形成され
た小丘１６から依然射出される。
例示している。液滴射出器５０は音響的に薄いキャップ
構造体３６で密封された液体セル３２を有しておらず、
又マーク液１４で満たされたリザバあるいはリザバと関
連した要素は全く持っていない。むしろ音響エネルギー
は音響レンズ３０から直接マーク液１４に通過する。し
かし液滴１２は、マーク液の自由表面１８上に形成され
た小丘１６から依然射出される。
【００１８】音響液滴射出器５０は、概念的に音響液滴
射出器１０よりも簡単であるが、音響液滴射出器５０の
マーク液が通過する経路が長いと、過剰な音響減衰を生
じてそれにより液滴射出に多くの音響出力が必要になる
ことがあることに留意するべきである。
射出器１０よりも簡単であるが、音響液滴射出器５０の
マーク液が通過する経路が長いと、過剰な音響減衰を生
じてそれにより液滴射出に多くの音響出力が必要になる
ことがあることに留意するべきである。
【００１９】個々の音響液滴射出器１０及び５０（それ
ぞれ図１と図２に示す）は、通常、音響液滴射出器の配
列の一部として作製される。図３は、特に印刷での応用
に適した個々の液滴射出器１０１の配列１００を示す平
面概略図である。各々の液滴射出器１０１は液滴射出器
それ自身よりも小さな半径を持つ液滴を射出することが
でき、記録媒体全体をカバーすることが望まれるので、
個々の液滴射出器は互いにずれた列で配列している。図
３で所与の列の各々の液滴射出器は、その近傍のものか
ら距離１０４が空けられている。その距離１０４は、液
滴射出器から射出される液滴の直径の８倍である。角度
１０６で８列の液滴射出器をずらすことで、及び所定の
速度で記録媒体を液滴射出器の列に関して移動すること
で、配列１００は完全に満たされた（画素間に隙間がな
い）線ないしブロックを印刷することができる。
ぞれ図１と図２に示す）は、通常、音響液滴射出器の配
列の一部として作製される。図３は、特に印刷での応用
に適した個々の液滴射出器１０１の配列１００を示す平
面概略図である。各々の液滴射出器１０１は液滴射出器
それ自身よりも小さな半径を持つ液滴を射出することが
でき、記録媒体全体をカバーすることが望まれるので、
個々の液滴射出器は互いにずれた列で配列している。図
３で所与の列の各々の液滴射出器は、その近傍のものか
ら距離１０４が空けられている。その距離１０４は、液
滴射出器から射出される液滴の直径の８倍である。角度
１０６で８列の液滴射出器をずらすことで、及び所定の
速度で記録媒体を液滴射出器の列に関して移動すること
で、配列１００は完全に満たされた（画素間に隙間がな
い）線ないしブロックを印刷することができる。
【００２０】図３は、１色のマーク液の単一パス印刷が
可能な液滴射出器の配列、即ち１つの射出装置を例示し
ている。本発明は、各々が単一の材料付着ヘッドで異な
る材料を射出できるリソグラフ的に規定する複数射出装
置を規定している。図４は、各々が図３に示す配列１０
０と（明解にするため３列の液滴射出器だけしか示され
ていないことを除いて）類似した２０２、２０４、２０
６、２０８と示した４つの配列からなる材料付着ヘッド
２００を示している。重要なことは、各々の配列の間の
分離２１０はリソグラフ的に規定され、従って正確に制
御可能なことである。多くの応用では配列の各々の間の
距離は同一であるが、これは必要でない。
可能な液滴射出器の配列、即ち１つの射出装置を例示し
ている。本発明は、各々が単一の材料付着ヘッドで異な
る材料を射出できるリソグラフ的に規定する複数射出装
置を規定している。図４は、各々が図３に示す配列１０
０と（明解にするため３列の液滴射出器だけしか示され
ていないことを除いて）類似した２０２、２０４、２０
６、２０８と示した４つの配列からなる材料付着ヘッド
２００を示している。重要なことは、各々の配列の間の
分離２１０はリソグラフ的に規定され、従って正確に制
御可能なことである。多くの応用では配列の各々の間の
距離は同一であるが、これは必要でない。
【００２１】材料付着ヘッド２００のような材料付着ヘ
ッドの利点は容易に分かる。それぞれ異なる色を印刷で
きる複数配列を形成し、記録媒体を制御された速度で材
料付着ヘッドに関して移動し、各々の配列の射出のタイ
ミングを正確に取ることで、カラー整合は容易に達成で
きる。距離２１０はリソグラフ的に規定されるので、厳
密なカラー整合が可能である。カラー印刷の他に多くの
応用は本発明の原理から便益を得ることができるので、
以下では一般的な応用に関して本発明を説明する。
ッドの利点は容易に分かる。それぞれ異なる色を印刷で
きる複数配列を形成し、記録媒体を制御された速度で材
料付着ヘッドに関して移動し、各々の配列の射出のタイ
ミングを正確に取ることで、カラー整合は容易に達成で
きる。距離２１０はリソグラフ的に規定されるので、厳
密なカラー整合が可能である。カラー印刷の他に多くの
応用は本発明の原理から便益を得ることができるので、
以下では一般的な応用に関して本発明を説明する。
【００２２】図５は、配列２０４、２０６を有する材料
付着ヘッド２００の断面的な単純化した（再び各々の射
出装置の８列の３列だけ及び４つの射出装置の２つだけ
の）図を示している。配列２０２、２０８の他の２つの
配列は図示していないが、それぞれ左右に離れているも
のとする。図示するように、材料２５６の自由表面２４
０は、サポート２５４の上の薄いプレート２５２で限定
された開口部２５０内に含まれている。図５の斜視図で
ある図６は、開口部２５０をよく示している。各々の材
料２５６は、溝２５８及びベースにより限定されたチャ
ンバ内に閉じ込められていることが分かる。個々の液滴
射出器は、それぞれ、液滴射出器の音響レンズ３０（図
１、図２を参照）と軸的に調心した関連開口部２５０と
調心している。液滴は、開口部を通して自由表面２４０
から射出される。サポート２５４はガラスベース２８に
直接接合されている。
付着ヘッド２００の断面的な単純化した（再び各々の射
出装置の８列の３列だけ及び４つの射出装置の２つだけ
の）図を示している。配列２０２、２０８の他の２つの
配列は図示していないが、それぞれ左右に離れているも
のとする。図示するように、材料２５６の自由表面２４
０は、サポート２５４の上の薄いプレート２５２で限定
された開口部２５０内に含まれている。図５の斜視図で
ある図６は、開口部２５０をよく示している。各々の材
料２５６は、溝２５８及びベースにより限定されたチャ
ンバ内に閉じ込められていることが分かる。個々の液滴
射出器は、それぞれ、液滴射出器の音響レンズ３０（図
１、図２を参照）と軸的に調心した関連開口部２５０と
調心している。液滴は、開口部を通して自由表面２４０
から射出される。サポート２５４はガラスベース２８に
直接接合されている。
【００２３】尚、図５、図６及びこれに続く説明及び関
連図面は、すべて図２の個々の液滴射出器を説明、例示
している。図１の液滴射出器も、原則的にリソグラフ的
に規定された材料付着ヘッドで使用するのに適している
ことに留意するべきである。しかし図１を参照して、リ
ザバを作製しそれをキャップ構造体３６とレンズ３０と
に軸的に調心するのは困難と思われる。しかし一部の応
用では、射出された材料を通した音響エネルギーの減衰
は過剰になることがあり、従って図１の液滴射出器を使
用しなければならないことがある。
連図面は、すべて図２の個々の液滴射出器を説明、例示
している。図１の液滴射出器も、原則的にリソグラフ的
に規定された材料付着ヘッドで使用するのに適している
ことに留意するべきである。しかし図１を参照して、リ
ザバを作製しそれをキャップ構造体３６とレンズ３０と
に軸的に調心するのは困難と思われる。しかし一部の応
用では、射出された材料を通した音響エネルギーの減衰
は過剰になることがあり、従って図１の液滴射出器を使
用しなければならないことがある。
【００２４】材料付着ヘッド２００の射出装置は、通常
の薄膜処理（真空蒸着、エピタキシャル成長、湿式エッ
チング、乾式エッチング、メッキなど）を用いて都合よ
くリソグラフ的に規定し形成できる。射出装置の作製に
は、サポート２５４を含みガラスベース２８に接合した
開口部構造体（図９の品目２６０及び図１４の品目２６
２を参照）の作製が必要である。開口部構造２６０の作
製の詳細は、図７−図９を参照して説明する。開口部構
造２６２の作製の詳細は、図１０−図１４を参照して説
明する。
の薄膜処理（真空蒸着、エピタキシャル成長、湿式エッ
チング、乾式エッチング、メッキなど）を用いて都合よ
くリソグラフ的に規定し形成できる。射出装置の作製に
は、サポート２５４を含みガラスベース２８に接合した
開口部構造体（図９の品目２６０及び図１４の品目２６
２を参照）の作製が必要である。開口部構造２６０の作
製の詳細は、図７−図９を参照して説明する。開口部構
造２６２の作製の詳細は、図１０−図１４を参照して説
明する。
【００２５】図７で、開口部構造２６０を作製するた
め、高度にドープしたｐ−タイプエピタキシャルシリコ
ンの層２７０を真正のあるいは軽くドープされたシリコ
ン基板２７２上に成長させる。層２７０と反対側のウエ
ハの側を次にフォトレジスト２７４でパターン化する
（図７を参照）。パターン２７４で個々の射出装置の液
チャンバを規定する。図７の構造は次にＫＯＨで異方的
にエッチングして傾斜した表面２７６とサポート２７４
（図５、図６）を限定する（図８を参照）。パターン化
したフォトレジスト２７４は、次に除去してフォトレジ
スト２７８の層を層２７０上に付着する。次にフォトレ
ジスト層２７８をパターン化してエッチングし、フォト
レジスト層を通して孔２８０を限定する（図９を参
照）。それらの孔は、開口部２５０の大きさと位置を規
定する。生じる構造体を次に適切なエッチング手法を用
いて孔を通してエッチングして開口部を形成する。次に
フォトレジスト層２７８を除去し、開口部構造２６０を
ガラスベース２８に接合する。
め、高度にドープしたｐ−タイプエピタキシャルシリコ
ンの層２７０を真正のあるいは軽くドープされたシリコ
ン基板２７２上に成長させる。層２７０と反対側のウエ
ハの側を次にフォトレジスト２７４でパターン化する
（図７を参照）。パターン２７４で個々の射出装置の液
チャンバを規定する。図７の構造は次にＫＯＨで異方的
にエッチングして傾斜した表面２７６とサポート２７４
（図５、図６）を限定する（図８を参照）。パターン化
したフォトレジスト２７４は、次に除去してフォトレジ
スト２７８の層を層２７０上に付着する。次にフォトレ
ジスト層２７８をパターン化してエッチングし、フォト
レジスト層を通して孔２８０を限定する（図９を参
照）。それらの孔は、開口部２５０の大きさと位置を規
定する。生じる構造体を次に適切なエッチング手法を用
いて孔を通してエッチングして開口部を形成する。次に
フォトレジスト層２７８を除去し、開口部構造２６０を
ガラスベース２８に接合する。
【００２６】材料付着ヘッド２００は、ニッケルメッキ
を用いて作製することもできる。ニッケルメッキによ
り、大きな材料付着ヘッドを作製することができる（上
に教示した方法を用いて作製されるシリコンベースの材
料付着ヘッドは得られるシリコンウエアの大きさに限定
される）。ニッケルメッキ作成過程を図１０−図１４の
断面図を参照して説明する。最初にフォトレジストの突
起３０４を適切なマンドレル３０２上にフォトレジスト
のマスク層を付着することで形成し、パターン化し、次
に標準手法を用いて不必要なフォトレジストをエッチン
グして取り去る（図１０を参照）。突起は開口部２５０
（図５、図６を参照）を示している。ニッケル３０６を
次に突起３０４があるところを除いてマンドレル上に電
気メッキする（図１１を参照）。次に第２のフォトレジ
スト層３０８を突起上及びニッケル３０６の部分上に付
着する。層３０８は、個々の射出装置の液チャンバの位
置を示している。次に第２のメッキ過程でより多くのニ
ッケルを図１２の露出したニッケル表面に加えてニッケ
ル壁３１０（図１３を参照）を形成する。ニッケル壁
は、図５、図６のサポート２５４に対応する。次に両パ
ターン（層３０４，３０８）からのフォトレジスト層を
溶解して（ニッケル壁３１０と開口部２５０を有するニ
ッケル表面からなる）開口部構造２６２とマンドレル３
０２を残す。次に開口部構造をマンドレル３０２から離
し、反転し、次にガラスベース２８に接合する。
を用いて作製することもできる。ニッケルメッキによ
り、大きな材料付着ヘッドを作製することができる（上
に教示した方法を用いて作製されるシリコンベースの材
料付着ヘッドは得られるシリコンウエアの大きさに限定
される）。ニッケルメッキ作成過程を図１０−図１４の
断面図を参照して説明する。最初にフォトレジストの突
起３０４を適切なマンドレル３０２上にフォトレジスト
のマスク層を付着することで形成し、パターン化し、次
に標準手法を用いて不必要なフォトレジストをエッチン
グして取り去る（図１０を参照）。突起は開口部２５０
（図５、図６を参照）を示している。ニッケル３０６を
次に突起３０４があるところを除いてマンドレル上に電
気メッキする（図１１を参照）。次に第２のフォトレジ
スト層３０８を突起上及びニッケル３０６の部分上に付
着する。層３０８は、個々の射出装置の液チャンバの位
置を示している。次に第２のメッキ過程でより多くのニ
ッケルを図１２の露出したニッケル表面に加えてニッケ
ル壁３１０（図１３を参照）を形成する。ニッケル壁
は、図５、図６のサポート２５４に対応する。次に両パ
ターン（層３０４，３０８）からのフォトレジスト層を
溶解して（ニッケル壁３１０と開口部２５０を有するニ
ッケル表面からなる）開口部構造２６２とマンドレル３
０２を残す。次に開口部構造をマンドレル３０２から離
し、反転し、次にガラスベース２８に接合する。
【００２７】以上から本発明の数々の修正や変更が当業
者には明かであろう。例えば材料付着ヘッドは（ガラス
などの）適切な材料内で液体チャネルを成形することあ
るいは電気放電機器を用いて作製することでも作製でき
る。従って本発明の範囲は特許請求項によってのみ限定
されるものとする。
者には明かであろう。例えば材料付着ヘッドは（ガラス
などの）適切な材料内で液体チャネルを成形することあ
るいは電気放電機器を用いて作製することでも作製でき
る。従って本発明の範囲は特許請求項によってのみ限定
されるものとする。
【図１】 マーク液の液滴を射出するのを示す第１の実
施例の音響液滴射出器の断面図である。
施例の音響液滴射出器の断面図である。
【図２】 マーク液の液滴を射出するのを示す第２の実
施例の音響液滴射出器の断面図である。
施例の音響液滴射出器の断面図である。
【図３】 １つの射出装置内の音響液滴射出器の配列を
示す平面概略図である。
示す平面概略図である。
【図４】 カラー印刷ヘッド内の複数の射出装置の構成
の平面概略図である。
の平面概略図である。
【図５】 本発明の１実施例の複数の射出装置を有する
材料付着ヘッドの断面図である。
材料付着ヘッドの断面図である。
【図６】 図５の構造体の斜視図である。
【図７】 図５、図６に示す材料付着ヘッドを作製する
過程の初期に存在する構造体の断面図である。
過程の初期に存在する構造体の断面図である。
【図８】 図７の構造体に続いて存在する構造体の断面
図である。
図である。
【図９】 図８の構造体に続いて存在する構造体の断面
図である。
図である。
【図１０】 図５、図６の構造体を作製するニッケルメ
ッキ過程の初期に存在する構造体の断面図である。
ッキ過程の初期に存在する構造体の断面図である。
【図１１】 図１０の構造体に続いて存在する構造体の
断面図である。
断面図である。
【図１２】 図１１の構造体に続いて存在する構造体の
断面図である。
断面図である。
【図１３】 図１２の構造体に続いて存在する構造体の
断面図である。
断面図である。
【図１４】 図１３の構造体に続いて存在する構造体の
断面図である。
断面図である。
１０ 音響液滴射出器 １２ 液滴 １４ マーク液 １６ 小丘 １８ 自由表面 ２０ トランスデューサ ２２ ＲＦ駆動源 ２４ 底部電極 ２６ 頂部電極 ２８ ベース ３０ 音響レンズ ３２ 液体セル ３４ 上部プレート ３６ キャップ構造体 ３８ リザバ ４０ 開口部 ４２ 側壁 ４４ ポート孔 ４６ 加圧手段 ５０ 液滴射出器 １００ 配列 １０１ 液滴射出 １０４ 距離 １０６ 角度 ２００ 材料付着ヘッド ２０２，２０４，２０６，２０８ 配列 ２１０ 分離 ２４０ 自由表面 ２５０ 開口部 ２５２ プレート ２５４ サポート ２５６ 材料 ２５８ 溝 ２６０，２６２ 開口部構造 ２７０ シリコン層 ２７４ フォトレジスト ２７６ 表面 ２７８ フォトレジスト ２８０ 孔 ３０２ マンドレル ３０４ 突起 ３０６ ニッケル ３０８ フォトレジスト層 ３１０ ニッケル壁
フロントページの続き (72)発明者 カルビン・エフ・クウェート アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94305 スタンフォード セドロウェイ 859 (72)発明者 スコット・エイ・エルロッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94062 レッドウッドシティ ロウウェル ストリート 325 (72)発明者 エリック・ジイ・ローソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトガ モウリーンウェイ 20887 (72)発明者 マーチン・リム アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94587 ユニオンシティ マリブコート 32505
Claims (1)
- 【請求項１】 単一のベースと、 前記ベースに取り付けた複数の液滴射出器と、 ベースに取り付けた開口部構造とからなり、 開口部構造が、液チャンバに保持される材料が自由表面
を持つように、また、複数の液滴射出器が各々の液チャ
ンバ内の材料の液滴を各々の液チャンバ内に保持された
材料の自由表面から射出することができるように、各々
がベースと共に液チャンバを形成する複数の溝を含む材
料付着ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US245323 | 1988-09-16 | ||
| US08/245,323 US5565113A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Lithographically defined ejection units |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314663A true JPH07314663A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=22926205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7116781A Pending JPH07314663A (ja) | 1994-05-18 | 1995-05-16 | 材料付着ヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5565113A (ja) |
| EP (1) | EP0683048A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07314663A (ja) |
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| JP2004509744A (ja) * | 2000-09-25 | 2004-04-02 | ピコリター インコーポレイテッド | 非混和性流体の液滴を生成するための集束音響エネルギー法およびデバイス |
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