具有与晶体管作用区重叠的接地母线的喷墨打印头制造技术

一种具有接地母线（１８１）的喷墨打印头，该接地母线与场效应晶体管驱动电路（８５）的作用区部分地重叠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体上涉及喷墨打印，尤其涉及一种薄膜喷墨打印头，该喷墨打印头具有FET驱动电路，其被构造成沿接地母线补偿寄生功耗。喷墨打印技术发展得较好。商业产品比如计算机打印机、绘图机和传真机都已采用喷墨技术来产生打印介质。例如，在Hewlett-PackardJournal第36卷第5期(1985年5月)、第39卷第5期(1988年10月)、第43卷第4期(1992年8月)、第43卷第6期(1992年12月)以及第45卷第1期(1994年2月)的多篇文章中描述了惠普公司在喷墨技术上所作的贡献，在此全部引入以供参考。一般来说，喷墨图像是根据通称喷墨打印头的墨滴发生装置喷射的墨滴在打印介质上的精确定位形成的。典型地，喷墨打印头被支承在一个可移动的打印滑架上，该滑架在打印介质的表面上来回移动，并且喷墨打印头被控制成根据微型计算机或其它控制器的命令以适当的次数喷射墨滴，其中将墨滴的施加时间确定为与打印图像像素的图案相对应。一种典型的惠普喷墨打印头包括一个在孔板中精确成形的喷嘴阵列，孔板装接在墨水阻挡层上，而墨水阻挡层又装接在一薄膜下层结构上，该薄膜下层结构具有喷墨加热器电阻和启动电阻的装置。墨水阻挡层限定了墨水通道，墨水通道包括位于相关的喷墨电阻上的墨水腔，而孔板中的喷嘴与相关的墨水腔对准。墨滴发生器区域是由墨水腔、薄膜下层结构的一部分以及与墨水腔相邻的孔板形成的。薄膜下层结构一般包括一衬底比如硅，其上形成有各种形成薄膜喷墨电阻的薄膜层；用于启动该电阻的装置；以及与结合片相连的互连部分，互连部分提供了与打印头连接的外部电连接件。墨水阻挡层一般为一种聚合物材料，其作为一种干膜被层压到薄膜下层结构上，并被设计成可进行光致定形(photodefinable)和可紫外线及热固化。在槽供给式结构的喷墨打印头中，墨水通过形成在衬底中的一个或多个供墨槽从一个或多个墨水储存器被输送给相应的墨水腔。上面提及的1994年2月的Hewlett-Packard Journal的第44页中描述了孔板、墨水阻挡层和薄膜下层结构的实际布置的一个示例。共同转让的美国专利4719477和5317346中描述了喷墨打印头的其它示例，在此引入该两份专利，以供参考。关于薄膜喷墨打印头的注意事项包括当采用多个墨滴发生器和/或供墨槽时衬底尺寸和/或衬底脆性将增大。因此，需要提供一种结构紧凑且具有大量墨滴发生器的改进的喷墨打印头。专利技术概述被披露的本专利技术涉及一种具有接地母线的喷墨打印头，该接地母线与加热器电阻的作用区部分地重叠，该作用区激励场效应晶体管驱动电路。附图的简要说明对于本领域的技术人员来说，当结合附图阅读下面详细的说明时，将容易理解本专利技术的优点和特征，其中附图说明图1是示出采用本专利技术的喷墨打印头布局的未按比例绘制的顶视平面示意图；图2是图1喷墨打印头的局剖透视示意图；图3是示出图1喷墨打印头的未按比例绘制的示意局部顶视平面图；图4是局部顶视平面图，大致示出了图1打印头的FET驱动电路阵列和相关接地母线的布局；图5是电路示意图，示出了图1打印头的加热器电阻与FET驱动电路的电连接；图6是图1打印头的典型FET驱动电路和相关接地母线的平面图；图7是图1打印头的典型FET驱动电路的侧视横剖图；图8是平面图，其示出了图1打印头的FET驱动电路阵列和相关接母线的实施方式；图9是可采用本专利技术打印头的打印机的未按比例绘制的示意透视图。披露的详细描述在下面详细的说明和附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。现在参见图1和2，这里示意性地示出了一个本专利技术采用的喷墨打印头的未按比例绘制的示意透视图，该喷墨打印头通常包括(a)一薄膜下层结构或底模11，该下层结构包括一衬底，比如硅，其上形成有不同的薄膜层，(b)一墨水阻挡层12，其设置在薄膜下层结构11上，以及(c)一孔口板或喷嘴板13，其层压地装接在墨水阻挡层12的顶部。薄膜下层结构11依照常规集成电路的技术来成形，并包括形成在其内的薄膜加热器电阻56。该墨水阻挡层12由干膜形成，该干膜在热和压力的作用下被层压到薄膜下层结构11上并光致定形以在其内形成墨水腔19和墨水通道29，该墨水腔和通道被设置在电阻区域上，加热器电阻形成在电阻区域内。可用于外部电连接接合的金制结合片74设置在薄膜下层结构11的纵向隔开的相对端，并且没有被墨水阻挡层12覆盖。作为说明性的示例，阻挡层材料包括一种丙烯酸酯基的感光聚合物干膜，比如可从特拉华州威尔明顿市E.I.duPont de Nemours and Company得到的“Parad”牌感光聚合物干膜。类似的干膜包括其它的duPont产品，比如″Riston″牌干膜以及由其它化学制品供应商生产的干膜。孔板13包括例如一种由聚合物材料组成的平面衬底，如共同转让的美国专利5469199所披露的，孔口通过激光烧蚀形成在其中，该专利的内容在此引入以供参考。孔板还可包括电镀金属，例如镍。如图3所示，墨水阻挡层12内的墨水腔19被特别地设置在相应的加热电阻56之上，每个墨水腔19由形成在阻挡层12内的腔开口的互连边缘或壁来限定。墨水通道29由形成在阻挡层12内的另一开口限定，并且与相应的喷墨腔19一体相连。图1、2和3在示例中示出了槽供给式喷墨打印头，其中墨水通道开口通向一个由薄膜下层结构中的供墨槽形成的边缘，由此供墨槽的边缘形成供给边缘。孔板13包括孔口或喷嘴21，其被设置在相应的墨水腔19之上，以使每个喷墨电阻56、相关的墨水腔19以及相关的孔口21对准并形成一墨滴发生器40。虽然已将该公开的打印头描述为具有一阻挡层和一分开的孔板，但应理解，本专利技术可在具有一体的阻挡层/孔口结构的打印头中实现，一体的阻挡层/孔口结构可以用单层感光聚合物制成，该单层感光聚合物是经多道曝光程序曝光然后形成的。墨滴发生器40被布置在相对于参考轴线L横向相互隔开的三纵列或三个组61、62、63中。每个墨滴发生器组的加热器电阻56一般与参考轴线L对准，且具有一个预定的中心，以便沿着参考轴线L确定间距或喷嘴节距P的中心。作为说明性的示例，薄膜下层结构为矩形，且其相对的边缘51、52为长度尺寸上的纵向边缘，而纵向间隔开的相对的边缘53、54具有小于打印头长度尺寸的宽度尺寸。薄膜下层结构的纵向范围沿平行于参考轴线L的边缘51、52。使用时，该参考轴线L可与通常称为介质行进轴线的轴线对准。虽然每个墨滴发生器组的墨滴发生器40被表示为基本上在同一直线上，但应理解，一个墨滴发生器组的一些墨滴发生器40可稍微偏离于列的中心线，例如为了补偿发射延时。由于每个墨滴发生器40包括一加热器电阻56，因此将加热器电阻布置成与墨滴发生器相对应的组或阵列。为了方便起见，采用相同的附图标记61、62、63来表示加热器电阻阵列或组。图1、2和3中打印头的薄膜下层结构11特别地包括供墨槽71、72和73，它们与参考轴线L对准，且相对于参考轴线L相互横向地间隔开。供墨槽71、72和73分别给墨滴发生器组61、62和63供墨，作为说明性的示例，其位于它们分别供墨的墨滴发生器组的同一侧。作为说明性的示例，每个供墨槽提供不同颜色如青色、黄色和品红色的墨水。薄膜下层结构11还包括晶体管驱动电路阵列81、82和83，其形成在薄膜下层结构11中且邻近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨打印头，其包括： 由衬底和多个薄膜层形成的打印头结构（１１、１２、１３）； 墨滴发生器（４０）的纵阵列（６１），其被限定在所述打印头结构中； 场效应晶体管电路（８５）的纵阵列（８１），其形成在所述打印头结构中且分别地连接到所述墨滴发生器上，所述场效应晶体管电路包括作用区，每一作用区包括漏极区（８９）、源极区（９９）和栅极（９１）； 包括接地母线的电力迹线（８６、１８１），该接地母线在（ａ）结合片（７４）与（ｂ）所述墨滴发生器和所述场效应晶体管电路之间电连接；以及 所述接地母线通常沿场效应晶体管电路的所述纵阵列的纵向范围延伸，并且与所述作用区部分地重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM托尔格尔森，DM胡尔斯特，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]