用于形成喷墨打印头以及包括其的喷墨打印机的方法技术

本发明专利技术提供一种用于形成用于静电致动喷墨打印头的多个静电致动器膜片的方法。方法可以包括在蚀刻停止层上形成掩盖致动器膜片层，其中蚀刻停止层插入掩盖膜片层和诸如半导体晶片的操作层之间。掩盖致动器膜片层被图案化以形成多个致动器膜片。多个致动器膜片附连到包括用于致动多个致动器膜片的电路的打印头驱动组件。随后，去除操作层和蚀刻停止层，由此留下附连到打印头驱动组件的多个致动器膜片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及喷墨打印设备的领域，并且更特别地，涉及用于静电致动喷墨打印头的方法和结构以及包括静电致动喷墨打印头的打印机。
技术介绍
按需喷墨技术广泛用于打印工业中。使用按需喷墨技术的打印机典型地使用热喷墨技术或压电技术。尽管它们比热喷墨器制造更昂贵，但是压电喷墨器通常是有利的，例如原因是它们可以使用更多种多样的墨。压电喷墨打印头包括压电元件(即，换能器或PZT)的阵列。形成阵列的一个过程可以包括用粘合剂将掩盖压电层可拆卸地粘结到转移载体，然后切割掩盖压电层以形成多个单独的压电元件。可以使用多次切割锯操作以去除相邻压电元件之间的所有压电材料从而提供每个压电元件之间的正确间隔。压电喷墨打印头典型地还可以包括挠性隔膜，压电元件的阵列附连到所述挠性隔膜。当电压典型地通过与电连接到电源的电极的电连接而施加到压电元件时，压电元件弯曲或偏转，导致隔膜挠曲，通过孔板(即，喷嘴板)中的喷嘴(即，开孔或孔口)从室排出一定量的墨。挠曲还通过开口将墨从主墨储存器吸引到室中以替换排出的墨。压电元件可以由包括铅的散装材料制造。为了减小基于铅的压电致动器对环境的影响，已研究其它喷墨技术。例如，静电致动器包括电极的使用，当通过供应电压供电时，所述电极吸引并且挠曲硅膜片(例如，隔膜)以将来自墨供给的墨吸引到部分地由膜片形成的墨室中。当从电极去除电压时，硅膜片松弛，由此增加墨室中的压力并且从孔板中的喷嘴喷射墨。随着打印技术改进，致动器的物理尺寸减小，打印头的指定区域内的喷嘴和致动器的数量相应地增加。形成用于静电致动喷墨打印头的致动器膜片随着尺寸的减小变得愈加困难。例如，使用当前技术，用于静电致动打印头的矩形致动器膜片可以具有大约4mm乘12mm的面积。这些小致动器难以形成并且倾向于破裂。用于形成静电致动器的阵列的、增加制造产量的简化方法将是期望的。
技术实现思路
以下呈现简化总结以便提供本专利技术的一个或多个实施例的一些方面的基本理解。该总结不是广泛概述，也不旨在确定本专利技术的关键或重要要素，也不界定本专利技术的范围。相反地，它的主要目的仅仅是以简化形式呈现一个或多个概念作为随后呈现的详细描述的前序。在实施例中，一种用于形成具有静电致动器阵列的喷墨打印头的方法可以包括在蚀刻停止层的第一表面上形成多个致动器膜片，其中所述多个致动器膜片的每一个与相邻致动器膜片横向地间隔，所述蚀刻停止层插入操作层和所述多个致动器膜片之间，并且所述操作层附连到所述蚀刻停止层的第二表面。所述方法还可以包括将所述多个致动器膜片附连到打印头驱动组件，其中所述打印头驱动组件包括用于致动所述多个致动器膜片的电路。在将所述多个致动器膜片附连到所述打印头驱动组件之后，可以去除所述操作层以暴露所述蚀刻停止层的第二表面。在去除所述操作层之后，可以去除所述蚀刻停止层。在另一实施例中，一种用于形成具有喷墨打印头的喷墨打印机的方法，所述喷墨打印头具有静电致动器阵列，所述方法包括在蚀刻停止层的第一表面上形成多个致动器膜片，其中所述多个致动器膜片的每一个与相邻致动器膜片横向地间隔，所述蚀刻停止层插入操作层和所述多个致动器膜片之间，并且所述操作层附连到所述蚀刻停止层的第二表面。所述方法还可以包括将所述多个致动器膜片附连到打印头驱动组件，其中所述打印头驱动组件包括用于致动所述多个致动器膜片的电路。在将所述多个致动器膜片附连到所述打印头驱动组件之后，可以去除所述操作层以暴露所述蚀刻停止层的第二表面。在去除所述操作层之后，可以去除所述蚀刻停止层。然后可以将所述多个致动器膜片和所述打印头驱动组件封闭在打印机外壳内。另一实施例可以包括一种用于包括多个静电致动器阵列的多个喷墨打印头的过程中结构，其中每个打印头包括来自所述多个静电致动器阵列的至少一个静电致动器阵列。所述过程中结构可以包括第一半导体晶片衬底组件，所述第一半导体晶片衬底组件包括具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的蚀刻停止层，用于所述多个喷墨打印头的多个静电致动器膜片，其中每个静电致动器膜片与相邻静电致动器膜片横向地间隔并且每个静电致动器膜片附连到所述蚀刻停止层的第一表面，以及附连到所述蚀刻停止层的第二表面的操作层，其中所述蚀刻停止层插入所述操作层和所述多个致动器膜片之间。所述过程中结构还可以包括不同于所述第一半导体晶片衬底组件的第二半导体晶片衬底组件，其中所述第二半导体晶片衬底组件包括用于所述多个打印头的多个打印头驱动组件。附图说明包含在该说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1-7是描绘根据本专利技术的实施例形成的用于静电致动器阵列的各种过程中组件的横截面；图8是包括用于多个打印头的多个芯片的半导体晶片衬底组件的平面图，其中每个芯片对应于不同打印头；以及图9是根据本专利技术的实施例的包括一个或多个静电致动打印头的打印机的透视图。应当注意附图的一些细节已被简化并且绘制成便于本专利技术的理解而不是保持严格的结构精度、细节和比例。具体实施方式现在将详细地参考本专利技术的示例性实施例，在附图中示出其中的例子。只要有可能，相同的附图标记将在附图中始终用于表示相同或相似的部分。当在本文中使用时，除非另外指出，词语“打印机”包含为了任何目的执行打印输出功能的任何装置，例如数字复印机、编书机、传真机、多功能机、静电照相设备等。本专利技术的实施例可以提供同时组装到打印头子组件上的多个静电致动器膜片(即，阵列)，其中子组件包括多个静电致动器电极。实施例还可以包括同时组装到用于多个不同打印头的多个不同打印头芯片上的多个静电致动器膜片阵列。本文中所述的打印头组装过程可以简化组装过程并且增加设备产量，由此导致制造成本减小。在图1-7的横截面中描绘可以在本专利技术的实施例期间形成的过程中结构。将领会根据本专利技术的结构和过程可以包括为了简单起见未描绘的其它处理步骤或子结构，并且描绘的过程或子结构可以被去除或修改。图1描绘根据本专利技术的实施例的半导体晶片衬底组件。组件可以包括硅-绝缘体(SOI)组件10，其也可以被称为硅-绝缘体-硅(SOIS)组件。SOI组件10可以包括操作层12、绝缘体层14和掩盖膜片层16，其中绝缘体层14插入操作层12和掩盖膜片层16之间。例如，操作层12可以是硅或其它半导体操作晶片，具有大约50μm到大约5,000μm、或大约100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成包括静电致动器阵列的喷墨打印头的方法，所述方法包括：在蚀刻停止层的第一表面上形成多个致动器膜片，其中：所述多个致动器膜片的每一个与相邻致动器膜片横向地间隔；所述蚀刻停止层插入操作层和所述多个致动器膜片之间；并且所述操作层附连到所述蚀刻停止层的第二表面；将所述多个致动器膜片附连到打印头驱动组件，其中所述打印头驱动组件包括用于致动所述多个致动器膜片的电路；在将所述多个致动器膜片附连到所述打印头驱动组件之后，去除所述操作层以暴露所述蚀刻停止层的第二表面；以及在去除所述操作层之后，去除所述蚀刻停止层。

【技术特征摘要】
2014.12.05 US 14/5615191.一种用于形成包括静电致动器阵列的喷墨打印头的方法，所述方法
包括：
在蚀刻停止层的第一表面上形成多个致动器膜片，其中：
所述多个致动器膜片的每一个与相邻致动器膜片横向地间隔；
所述蚀刻停止层插入操作层和所述多个致动器膜片之间；并且
所述操作层附连到所述蚀刻停止层的第二表面；
将所述多个致动器膜片附连到打印头驱动组件，其中所述打印头驱动
组件包括用于致动所述多个致动器膜片的电路；
在将所述多个致动器膜片附连到所述打印头驱动组件之后，去除所述
操作层以暴露所述蚀刻停止层的第二表面；以及
在去除所述操作层之后，去除所述蚀刻停止层。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
形成附连到所述多个致动器膜片的一个或多个支座层；以及
将在其中包括多个喷嘴的孔板附连到所述一个或多个支座层以形成
多个墨室，其中每个墨室至少部分地由所述致动器膜片的表面、所述一个
或多个支座层的表面和所述孔板的表面限定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述操作层是半导体晶片；并且
所述多个致动器膜片的形成同时形成用于多个喷墨打印头的多个致
动器膜片阵列。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作层的去除包括：
使用具有第一蚀刻速率的第一去除过程去除所述操作层的第一厚度；
然后
使用具有比所述第一蚀刻速率慢的第二蚀刻速率的第二去除过程去
除所述操作层的第二厚度以暴露所述蚀刻停止层。
5.一种用于形成包括喷墨打印头的喷墨打印机的方法，所述喷墨打印
头具有静电致动器阵列，所述方法包括：
在蚀刻停止层的第一表面上形成多个致动器膜片，其中：
所述多个致动器膜片的每一个与相邻致动器膜片横向地间隔；
所述蚀刻停止层插入操作层和所述多个致动器膜片之间；并且
所述操作层附连到所述蚀刻停止层的第二表面；
将所述多个致动器膜片附连到打印头驱动组件，其中所述打印头驱动
组件包括用于致动所述多个致动器膜片的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·奈斯特龙，G·D·雷丁，M·A·赛卢拉，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US