一种窄的彩色喷墨打印头制造技术

一种窄的喷墨打印头（１００），其具有三个柱状阵列（６１）的墨滴发生器（４０），可以一定的打印分辨率进行多道彩色打印，介质轴线点间距小于墨滴发生器的喷嘴间距。更具体地，该喷墨打印头包括高阻加热电阻器（５６）和高效场效应晶体管驱动电路（８５），这些晶体管电路可补偿能量迹线（８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ，１８１）所带来的寄生电阻的变化。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的来讲涉及喷墨打印，更具体地，涉及一种窄的彩色薄膜喷墨打印头。一般地，喷墨图象是根据称作喷墨打印头的墨滴发生装置发射的墨滴在打印介质上的精确位置来形成。一般地，喷墨打印头支撑于可移动的打印小车，小车可在打印介质表面横向移动，打印头根据计算机或其他控制器的指令在适当的时间在控制下喷射出墨滴，其中墨滴的施加时间希望对应于要打印图象的像素图案。典型的Hewlett-Packard喷墨打印头包括在孔板上的精密形成的喷嘴阵列，所述孔板连接到墨水阻挡层，墨水阻挡层又连接到薄膜下部结构，在下部结构设置了墨水激发加热电阻器和促动电阻的装置。墨水阻挡层形成了墨水槽，墨水槽包括在相连的墨水激发电阻上设置的墨水腔，在孔板上的喷嘴与相连的墨水腔对准。墨滴发生器区域由墨水腔、一部分薄膜下部结构和邻近墨水腔的孔板形成。薄膜下部结构一般包括基底，如硅片，在基底上形成各种薄膜层，可形成薄膜墨水激发电阻、启动电阻的装置，还连接到供外部电子连接到打印头的焊接区。墨水阻挡层一般是聚合物材料组成，阻挡层作为干膜层叠到薄膜下部结构，并设计成可光固化的，可以进行紫外光和热固化。在具有狭槽输入设计的喷墨打印头中，墨水从一个或多个容墨腔通过一个或多个在基底上形成的墨水输送槽输入到各个墨水腔。在1994年二月的Hewlett-Packard杂志的44页上显示了孔板、墨水阻挡层和薄膜下部结构的布置的一个示例。另一个喷墨打印头的示例公开在共同转让的美国专利No.4,719,477和美国专利No.5,317,346，这两个专利在本说明书中引用参考。在使用更多的墨滴发生器和/或墨水输送槽的情况下，对薄膜喷墨打印头考虑要改进的地方包括增加基底尺寸和/或基底脆性。因此，需要喷墨打印头是紧凑的并设置了大量的墨滴发生器。现在参考附附图说明图1到4，其中示意性地显示了喷墨打印头100的不成比例的示意性平面图和透视图。本专利技术可应用于该喷墨打印头。该喷墨打印头包括(a)薄膜下部结构或模板11，可由硅基底组成，其上可形成各种薄膜层；(b)墨水阻挡层12，其设置在薄膜下部结构11上；和(c)孔板或喷嘴板13，其层叠在墨水阻挡层12的顶部。薄膜下部结构11包括可根据传统的集成电路技术形成的集成电路模板(die)，如图5示意性所示，一般包括硅基底111a，场效应晶体管栅极和绝缘层111b，电阻层111c和第一金属化层111d。有源器件如在本文中具体介绍的场效应晶体管驱动电路在硅基底111a、场效应晶体管栅极和绝缘层111b的顶部形成，场效应晶体管栅极和绝缘层111b包括栅氧化层、多晶硅栅极和临近电阻层111c的绝缘层。薄膜加热电阻器56是由各个电阻层111c的图案和第一金属化层111d组成。薄膜下部结构还包括复合钝化层111e，其可包括氮化硅层和碳化硅层，和至少重叠在加热电阻器56上的钽机械钝化层111f。金导电层111g重叠在钽层111f。墨水阻挡层12由通过加热和加压层叠在薄膜下部结构11的干膜组成，并通过光成型形成设置在加热电阻器56之上的墨水腔19，和墨水槽29。用于接合外部电连接的金焊接区74可在薄膜下部结构11的相对端以纵向间隔在金层上形成，并且未被墨水阻挡层12覆盖。通过说明性示例的方式，阻挡层材料包括丙烯酸盐基光敏聚合物干膜，比如可从Delaware州Wilmington镇的E.I.duPont de Nemours公司获得的Parad牌光敏聚合物干膜。类似的干膜包括其他的duPont公司的产品，比如Riston牌干膜，和其他化学品提供商制造的干膜。孔板13包括，如聚合物材料组成的平面基底，其中的孔是通过激光烧蚀形成，如共同转让的美国专利5,469,199中所公开。其内容在本文中参考引用。孔板还可以包括电镀金属，如镍。如图3所示，更具体地，墨水阻挡层12中的墨水腔19设置在各个墨水激发加热电阻器56上，且各个墨水腔19通过连接阻挡层12中形成的空腔的边或壁而形成。墨水腔29通过阻挡层12中的另外的开口而形成，并整体连接到各个墨水激发腔19。墨水槽29开口朝向相邻的墨水输送槽71的输送边并从墨水输送槽得到墨水。孔板13包括设置在各个墨水腔19上的小孔或喷嘴21，各个墨水激发加热电阻器56、相连的墨水腔19、和相连的小孔21互相对准，形成墨滴发生器40。各个加热电阻器的标称电阻至少是100欧姆，例如大约120或130欧姆，加热电阻可以是如图9所示的分段电阻，其中加热电阻56包括两个通过金属化区59连接的电阻区56a、56b。需要电阻大于相同面积的单个电阻区时采用这种电阻器结构。虽然所介绍的打印头具有阻挡层和分离的孔板，但应当理解，打印头可以具有集成的阻挡层和孔板结构，这种结构例如可利用单个光敏聚合物层通过多次曝光然后显现来制作。墨滴发生器40设置成沿参考轴线L延伸的柱状阵列或组61，并相对参考轴线L横向或侧向互相间隔开。各个墨滴发生器组的加热电阻器56一般是与参考轴线L对齐并具有沿参考轴线L的预定的中心到中心的间距或喷嘴间距P。喷嘴间距P可以是1/600英寸或更大，比如1/300英寸。墨滴发生器的各个柱状阵列61包括例如96个或更多的墨滴发生器(即，至少96个墨滴发生器)。以说明性示例的方式，薄膜下部结构11可以是矩形的，其中相对边51，52是长度尺寸LS的纵边，而纵向间隔开的相对边53，54的宽度或横向尺寸为WS，WS小于薄膜下部结构11的长度LS。薄膜下部结构11的纵向长度沿与参考轴线L平行的边51，52延伸。在使用时，参考轴线L可以与通常称作介质前进轴的线对齐。为了方便起见，沿纵向分开的薄膜下部结构的端部也采用表示此端部的边的标记53，54。尽管墨滴发生器的各个柱状阵列61上的墨滴发生器40显示成基本上共线，但应当知道墨滴发生器的阵列上的一些墨滴发生器40与柱的中心线有轻微的偏离，例如可补偿激发延迟。在各个墨滴发生器40包括加热电阻器56的情况下，加热电阻器设置成与墨滴发生器的柱状阵列对应的柱状阵列或组。为方便起见，加热电阻阵列或组将用相同的标记61来表示。图1到4的打印头100的薄膜下部结构11具体包括三个与参考轴线L对齐的墨水输送槽71，输送槽71相对参考轴线L横向互相间隔开。墨水输送槽71分别为三个墨滴发生器组61输送墨水，在说明性的示例中，位于由它们分别输送墨水的墨滴发生器组的同一侧。通过这种方式，各个墨水输送槽71沿单个输送边输送墨水，在特定的示例中，各个墨水输送槽提供颜色与其他墨水输送槽的墨水颜色不同的墨水。比如青、黄、品红。柱状阵列的墨滴发生器之间的间隔或间距CP小于或等于1060微米(即最多为1060微米)。所有柱状阵列中的喷嘴可沿参考轴线L位于基本上相同的位置，由此柱状阵列中侧向对应的喷嘴是基本上共线的。具体地讲，喷嘴间距P和墨滴发生器的墨滴体积设置成使得多道打印的打印点间距小于喷嘴的间距，喷嘴间距在1/300英寸到1/600英寸的范围内。对于染料基墨水，墨滴体积可以在3到7皮升(对于特定的示例大约在5皮升)。此外，与参考轴线L平行的沿介质轴线的打印点间距可在1/1200英寸到1/2400英寸的范围，这与1200dpi到2400dpi的点分辨率范围对应。相对于喷嘴间距，这种打印点间距范围对应于1/300英寸的喷嘴间距的1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨打印头，其包括： 打印头基底（１１），包括多个薄膜层； 墨滴发生器（４０），具有三个形成于所述打印头基底中并沿纵向延伸的并排的柱状阵列（６１）； 各柱状阵列的墨滴发生器可提供不同颜色的墨滴并具有至少９６个墨滴发生器，所述墨滴发生器以墨滴发生器间距Ｐ间隔开； 所述柱状阵列的墨滴发生器互相间的间距最多为１０６０微米； 所述墨滴发生器可产生墨滴，所述墨滴的体积可实现沿平行于所述纵向打印轴线的具有不小于１／（２Ｐ）ｄｐｉ分辨率的多道打印；和 三个柱状阵列（８１）的场效应晶体管驱动电路（８５），分别形成于所述打印头基底，并接近所述柱状阵列的墨滴发生器，以便向所述柱状阵列的墨滴发生器提供能量。

【技术特征摘要】
US 2001-1-30 09/774,8111.一种喷墨打印头，其包括；打印头基底(11)，包括多个薄膜层；墨滴发生器(40)，具有三个形成于所述打印头基底中并沿纵向延伸的并排的柱状阵列(61)；各柱状阵列的墨滴发生器可提供不同颜色的墨滴并具有至少96个墨滴发生器，所述墨滴发生器以墨滴发生器间距P间隔开；所述柱状阵列的墨滴发生器互相间的间距最多为1060微米；所述墨滴发生器可产生墨滴，所述墨滴的体积可实现沿平行于所述纵向打印轴线的具有不小于1/(2P)dpi分辨率的多道打印；和三个柱状阵列(81)的场效应晶体管驱动电路(85)，分别形成于所述打印头基底，并接近所述柱状阵列的墨滴发生器，以便向所述柱状阵列的墨滴发生器提供能量。2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述P位于1/300英寸到1/600英寸的范围内。3.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述墨滴发生器可发射体积在3到7皮升范围内的墨滴。4.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，各个所述墨滴发生器包括加热电阻器(56)，其电阻至少为100欧姆。5.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述打印头还包括重叠在所述场效应晶体管驱动电路的有源区域的接地母线(181)。6.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，各个所述场效应晶体管驱动电路具有通电电阻，其小于250,000欧姆·平方微米/A，其中A是场效应晶体管驱动电路的面积，单位为平方微米。7.根据权利要求6所述的打印头，其特征在于，各个所述场效应晶体管驱动电路具有栅氧化层(93)，其厚度最多为800埃。8.根据权利要求6所述的打印头，其特征在于，各个所述场效应晶体管驱动电路具有栅极，其长度小于4微米。9.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，各个所述场效应晶体管驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM托尔格森，RNK布劳宁，MH麦肯兹，MD米勒，AW巴科姆，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]