用于激光打印设备的扫描反光镜及其制作方法技术

本申请涉及用于激光打印设备的扫描反光镜及其制作方法。根据一种实施例，扫描反光镜包括：框架；一对固定电极指状物组，其连接到所述框架，所述固定电极指状物组中的每个包括多个固定电极；一组扭转铰链，其连接到所述框架；反光镜板，其连接到所述扭转铰链；一对可动电极指状物组，其连接到所述反光镜板，所述可动电极指状物组中的每一者包括多个可动指状物，其中所述多个可动指状物被构造为与所述多个固定指状物相交错。

【技术实现步骤摘要】

根据本专利技术的实施例主要涉及激光打印。在具体实施例中，本专利技术提供了用于制造并操作用于激光打印的与CMOS衬底相连的反光镜的方法和设备。在特定实施例中，反光镜结构的至少一部分是通过晶片级的层转移工艺由与CMOS相连接的单晶层制造的。本专利技术的其他实施例具有更宽的应用范围。
技术介绍
激光打印应用已经广泛普及了。尽管激光打印领域有进步，但仍继续存在对于改善涉及激光打印的方法和系统的需要。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了主要涉及激光打印领域的技术。更具体地，本专利技术涉及用于制作和操作与CMOS衬底相连接的反光镜的方法和系统。本专利技术的其他实施例具有更广泛的应用范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种激光打印设备。这种激光打印设备包括激光源以及反光镜，其中反光镜被构造为接收来自激光源的入射激光束并将激光束朝向光敏元件反射。该反光镜包括CMOS衬底以及反射表面，其中CMOS衬底支撑第一电极和第二电极，反射表面被支撑在CMOS衬底上方并响应于反射表面的末端与第一电极之间的静电吸引力而可围绕轴旋转。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种打印方法。这种打印方法包括使激光被反射到光敏元件上以改变光敏元件上的位置处的电子状态，由此使得墨水材料附着到其之上。这种打印方法还包括将墨水材料从光敏元件转移到接收介质，以及通过产生反射表面的末端与下方CMOS衬底上的电极之间的静电吸引来改变反射表面的位置。不同位置的电子状态被改变，并且墨水被转移到纸的不同区域。根据本专利技术的替换实施例，提供了一种用于激光打印设备的扫描反光镜。该扫描反光镜包括框架和连接到框架的一对固定电极指状物(finger)组。固定电极指状物组中的每一者包括多个固定电极。该扫描反光镜还包括连接到框架的一组扭转铰链、连接到扭转铰链的反光镜板以及连接到反光镜板的一对可动电极指状物组。可动电极指状物组中的每一者包括多个可动指状物。多个可动指状物被构造为与多个固定指状物相交错。根据本专利技术的另一个替换实施例，提供了一种制作用于激光打印设备的扫描反光镜的方法。该方法包括提供SOI衬底,该SOI衬底包括第一娃层、与第一娃层邻接的氧化娃层以及与氧化娃层邻接的第二娃层。该方法还包括从第二娃层的第一部分形成一对可动电极指状物组，以及从第二硅层的第二部分形成反光镜板。该方法还包括从第一硅层的第一部分形成一对固定电极指状物组，以及从第一硅层的第二部分形成反光镜旋转区域。此外，该方法包括移除氧化硅层以形成反光镜结构，以及将反光镜结构安装到电极衬底上。使用本专利技术相对于传统技术实现了许多优点。一些实施例提供包括一个或多个具有高带宽或高产量的扫描反光镜的方法和系统，允许快速地致动以迅速地沿着光敏元件反射激光。由本专利技术的实施例所提供的另一个优点为紧凑的尺寸或占地面积(footprint)，这是因为可以使用已有的技术容易地制作表面积仅稍微大于从激光源所接收到的光斑的直径的反光镜表面。由本专利技术的实施例所提供的另一个优点为低成本，因为可以利用已建立的半导体制作技术容易地大量生产反光镜。根据实施例，可以存在这些优点中的一个或多个。通过本专利技术在下文中更具体地说明了这些和其他的优点。可以参照详细说明以及其后的附图更全面地理解本专利技术的各种其他的目的、特征、优势。附图说明图1为使用本专利技术的实施例的激光打印设备的实施例的简化示意图；图2为根据本专利技术的实施例的双轴扫描反光镜的简化俯视图；图3为根据本专利技术的实施例的单轴扫描反光镜的简化俯视图；图4A到图4F为示出了根据本专利技术的用于制作MEMS反光镜结构的工艺流程的实施例的步骤的简化截面图；图5A为根据本专利技术的用于感测反光镜位置的系统的一个实施例的简化示意图；在图5B为根据本专利技术的实施例的反光镜旋转角度与偏压之间的关系的图示；图6为根据本专利技术的实施例的用于感测并控制反光镜位置的电路的实施例的简化示意图；图7为根据本专利技术的实施例的MEMS反光镜系统的简化立体图；图8为图7中不出的MEMS反光镜系统的部分的简化立体图；图9A到图9C为根据本专利技术的实施例的用于制作MEMS反光镜系统的简化流程图；图9D为根据本专利技术的实施例的扭转铰链的一部分的简化图；图9E为根据图9A到图9D中示出的方法制作的MEMS反光镜系统的简化立体图；图9F为根据图9A到图9D中示出的方法制作的MEMS反光镜系统的简化俯视图；图10为根据本专利技术的实施例的用于制作MEMS反光镜的工艺流程的简化流程图。具体实施例方式本专利技术的实施例提供了对于激光打印应用非常有用的MEMS (微机电系统)结构。结合CMOS电路和MEMS技术，可以制造在广泛的各种应用中有用的可动反光镜结构。这里所描述的示例仅为了示例的目的而提供，并不是为了限制本专利技术的实施例。图1为使用本专利技术的实施例的激光打印设备100的实施例的简化示意图。具体地，激光打印设备包括与反光镜104光连通的激光扫描单元或源102。入射到反光镜104上的光被反射到光敏兀件106 (在这里为旋转感光鼓)。充电电极108 (在这里为电晕线)被构造为将电荷传给光敏元件的表面。旋转感光鼓与涂有调色剂的滚筒110非常接近。将由反光镜104所反射的激光束施加到光敏元件106的表面上，导致光敏元件106的电学状态发生局部改变。这种改变的电学状态使得调色剂附着到局部区域，该区域之后与下面的移动纸120相接触。这种接触使得调色剂仅被印刷到纸上的局部区域中。传统地，通过机械或其他昂贵并耗费时间的工艺产生反光镜元件。但是，如图1所示，根据本专利技术的实施例提出将反光镜元件104作为微机电结构(MEMS)来制作。具体地，图1示出了包括反射表面104a的MEMS反光镜104，其中反射表面104a使用铰链对107和109与周围的框架105相连并围绕其旋转。图2为根据图1中示出的本专利技术的实施例的MEMS扫描反光镜的简化俯视图。图2中的反光镜表面104a被构造为可以围绕两个不同的轴运动。具体地，第一组铰链107允许表面104a围绕X轴 旋转，同时第二组铰链109允许表面104a围绕Y轴旋转。而且，根据本专利技术的实施例，各种铰链以及可动板都可以由硅层所提供的连续材料片制造。可动板的形状在图2中通过示例的方式示出为圆形。在其他实施例中，可以采用其他的形状以适合于特定反光镜应用。本领域的技术人员将会想到许多变化、修改和替换。例如，图3为根据本专利技术的实施例的扫描反光镜300的简化俯视图。具体地，单铰链对302允许反射表面围绕Y轴旋转。根据本专利技术的实施例，铰链和可动板可以都由硅层所提供的连续材料片制造。图4A到图4F示出了根据本专利技术的实施例的用于制造扫描反光镜的简化工艺流程。图4A到图4F中所示出的处理仅为工艺流程的示例，并不意味着限制本专利技术的实施例的范围。在图4A中，提供了在CMOS衬底的表面上包括多个电极402的COMS衬底400。电极电连接到CMOS衬底中的其他电路(未示出)。为了清楚的目的，没有示出CMOS衬底的其他构件。在实施例中，CMOS衬底为完全处理过的CMOS衬底。对于装置衬底的制作过程的其他细节在于2004年I月13日递交的共同在审并共同持有的美国专利N0.7，022，245中提供，该申请为了任何目的而通过引用方式结合在这里。本领域的技术人员将会想到许多变化、修改和替换。虽然在图4A中未示出，但通常将介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光打印设备的扫描反光镜，所述扫描反光镜包括：框架；一对固定电极指状物组，其连接到所述框架，所述固定电极指状物组中的每个包括多个固定电极；一组扭转铰链，其连接到所述框架；反光镜板，其连接到所述扭转铰链；以及一对可动电极指状物组，其连接到所述反光镜板，所述可动电极指状物组中的每一者包括多个可动指状物，其中所述多个可动指状物被构造为与所述多个固定指状物相交错。

【技术特征摘要】
2007.01.26 US 60/886,7401.一种用于激光打印设备的扫描反光镜，所述扫描反光镜包括: 框架； 一对固定电极指状物组，其连接到所述框架，所述固定电极指状物组中的每个包括多个固定电极； 一组扭转铰链，其连接到所述框架； 反光镜板，其连接到所述扭转铰链；以及 一对可动电极指状物组，其连接到所述反光镜板，所述可动电极指状物组中的每一者包括多个可动指状物，其中所述多个可动指状物被构造为与所述多个固定指状物相交错。2.根据权利要求1的扫描反光镜，其中: 所述多个固定指状物的特征在于第一组的相对面具有比所述多个固定指状物的其他面更大的表面面积； 所述多个可移动指的特征在于第二组的相对面具有比所述多个可动指状物的其他面更大的表面面积；以及 当交错时，所述第一组的相对面与所述第二组的相对面相平行。3.根据权利要求1所述的扫描反光镜，其中，所述框架和所述一对固定电极指状物组包括单晶硅材料。4.根据权利要求1所述的扫描反光镜，其中，所述一对可动指状物组包括单晶硅材料。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓，威廉·斯潘塞·沃利三世，东敏·陈，王叶，
申请(专利权)人：明锐有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US