專利名稱：一種窄噴墨打印頭的制作方法
技術領域：
本發明總的來講涉及一種噴墨打印，更具體地說，涉及一種窄薄膜噴墨打印頭。
通常，噴墨圖像是通過稱作噴墨打印頭的墨滴發生裝置發射出的墨滴在打印介質上的精確位置形成的。一般地，噴墨頭由可移動的打印托架所支撐，可在打印介質表面橫向運動，按照微電腦或其他控制器的指令在適當的時間受控噴出墨滴，其中墨滴噴出的時間要符合待打印圖象的像素圖案。
典型的Hewlett-Pcakard噴墨打印頭包括在一塊孔板上精確形成的噴嘴陣列，孔板連接墨水阻擋層，阻擋層本身又連接薄膜下部結構，而薄膜下部結構設置了墨水激發加熱電阻器和啟動電阻器的裝置。墨水阻擋層中形成了墨水槽，其包括布置在相連的墨水激發電阻器上的墨水腔，而孔板上的噴嘴則與相連的墨水腔對準。墨滴發生器區是由墨水腔和薄膜下部結構一部分以及靠近墨水腔的孔板部分形成。
薄膜下部結構通常由基底如硅片所組成，其上面形成各種薄膜層，這些薄膜層可以形成薄膜墨水激發電阻器、電阻器啟動裝置，還可以連接到焊接區，焊接區用于外部電氣連接至打印頭。墨水阻擋層通常是聚合物材料，可作為干膜層疊于薄膜下部結構，并被設計成可由光成形以及紫外線和熱固化。在一種槽供墨水的噴墨打印頭設計中，墨水通過在基底上形成的一個或更多的墨水供應槽從一個或更多的墨水倉輸送給各個墨水腔。
如上所述的孔板、墨水阻擋層、以及薄膜下部結構的一個實際布置示例在1994年2月的Hewlett-Packard Journal(惠普雜志)44頁上進行了介紹。還有一些噴墨打印頭的示例在共同轉讓的美國專利4,719,477和美國專利5,317,346中公開發，其內容全部在本文引用參考。
涉及薄膜噴墨打印頭的問題包括由于要安排更多的墨滴發生器和/或墨水供應槽，從而引起基底尺寸的增大和/或基底脆性的增高。因此需要有一種噴墨打印頭，其結構緊湊并具有大量的墨滴發生器。
圖2是不按比例的示意頂視圖，顯示
圖1噴墨打印頭的墨滴發生器和接地總線的平面布置。
圖3是圖1噴墨打印頭局部剖開的示意透視圖。
圖4是不按比例的示意性局部頂視圖，顯示圖1的噴墨打印頭。
圖5是圖1打印頭的薄膜下部結構的總體上各層的示意圖。
圖6是局部頂視圖，概略地顯示圖1打印頭的代表性場效應晶體管驅動電路陣列和接地總線的平面布置。
圖7是電路原理圖，顯示圖1打印頭的加熱電阻器和場效應晶體管驅動電路的電氣連接。
圖8是圖1打印頭的代表性原始選擇跡線的示意性平面圖。
圖9是示意平面圖，顯示了圖1打印頭的場效應晶體管驅動電路和接地總線的說明性實施例。
圖10是圖9的場效應晶體管驅動電路的示意剖面圖。
圖11是打印機的不按比例的示意透視圖，本發明的打印頭可以應用于這種打印機。
現在參看圖1至圖4，其中示意性地顯示了噴墨打印頭100的不按比例的示意平面圖和透視圖，可以采用本發明的噴墨打印頭通常包括(a)薄膜下部結構或模片11，包括可由硅組成的基底，其上形成多個不同的薄膜層，(b)設置在薄膜下部結構11上的墨水阻擋層12，和(c)層疊在墨水阻擋層12頂部的孔板或噴嘴板13。
薄膜下部結構11包括由傳統的集成電路技術制成的集成電路模片，以及如圖5示意性所示，通常包括硅基底111a，場效應晶體管柵極和絕緣層111b，電阻層111c，以及第一金屬化層111d。有源器件，如已作較詳細介紹的場效應晶體管驅動電路，在硅基底111a以及場效應晶體管柵極和絕緣層111b的頂部形成，場效應晶體管驅動電路包括柵氧化層、多晶硅柵極，以及靠近電阻層111c的絕緣層。薄膜加熱電阻器56由電阻層111c和第一金屬化層111d的各自圖案形成。薄膜下部結構還包括一個包括氮化硅層和碳化硅層的復合鈍化層111e，和至少疊置在加熱電阻器56上的機械鈍化鉭層111f。一個黃金導電層111g疊置在鉭層111f上。
墨水阻擋層12用干膜制成，通過加熱和加壓層疊在薄膜下部結構11上并通過光成形在薄膜下部結構形成在加熱電阻器56上的墨水腔19和墨水槽29。可與外部電氣連接的黃金焊接區74由黃金層組成，位于薄膜下部結構11的縱向隔開的相對兩端，并且不被墨水阻擋層12覆蓋。作為說明性示例，阻擋層材料包括丙烯酸酯基光敏聚合物干膜，如可以從美國特拉華州(Deldware)威爾明頓市(Wilmington)的E.I.duPont de Nemours and Company獲得的“Parad”牌光敏聚合物干膜。同樣的干膜包括其它的duPont產品，如“Riston”牌干膜，以及其他化學品供應商生產的干膜。孔板13包括由聚合物材料組成的平面基底，板上的孔通過激光燒蝕工藝形成，如在共同轉讓的美國專利5,469,199中所公開的，其內容在本文引用參考。孔板還包括電鍍金屬，比如鎳。
如圖3所示，具體地，在墨水阻擋層12中的墨水腔19布置在相應的墨水激發加熱電阻器56的上方，并且每個墨水腔19由阻擋層12中的腔口的互連的邊或壁所限定。墨水槽29由阻擋層12中形成的另外的開口限定，并且與墨水激發腔19整體連接。墨水槽29開口朝向相鄰的墨水供應槽71的供應邊并從墨水供應槽獲得墨水。
孔板13包括設置在相應的墨水腔19上方的孔或噴嘴21，各個墨水激發加熱電阻器56、相關的墨水腔19、以及相關的小孔21互相對齊并形成墨滴發生器40。各個加熱電阻器具有至少100歐姆的標稱電阻，例如大約120或130歐姆，并且可以包括分段的電阻器，如圖9所示，其中加熱電阻器56是由兩個由金屬化區59連接的電阻器區56a、56b所組成，這種電阻器結構所提供的電阻大于相同面積的單個電阻器區。
所介紹的公開打印頭帶有阻擋層和分離的孔板，應該注意到這種打印頭可以采用整體的阻擋/孔結構，這種結構可以用一層光敏聚合物來制造，經過多次曝光過程，然后顯現。
墨滴發生器40布置成沿基準軸線L延伸的陣列或組61，并在相對基準軸線L的橫向或側向上彼此分隔開。各墨滴發生器組的加熱電阻器56通常與基準軸線L平齊并沿基準軸線L具有預定的間距或噴嘴間距P。噴嘴間距P可以是1/600英寸或更大，如1/300英寸。墨滴發生器的各陣列61包括100個或更多的墨滴發生器(也就是說，至少100個墨滴發生器)。
作為說明性示例，薄膜下部結構11可以是矩形的，相對的兩個邊51、52是長度尺寸LS的縱向邊，而縱向分隔開的兩個相對邊53、54是寬度或橫向尺寸WS，WS小于薄膜下部結構11的長度LS。薄膜下部結構11的縱向尺寸沿著邊51、52，而邊51、52可以與基準軸線L平行。在使用中，基準軸線L可以與所謂的介質前進軸線對齊。為了方便起見，薄膜下部結構的兩個縱向分隔開的端部亦可采用標記53、54，這兩個標記也用于表示這兩端的邊。
盡管各墨滴發生器陣列61的墨滴發生器40顯示出基本上是共線的，應該理解，墨滴發生器陣列中的某些墨滴發生器40可能會稍微偏離陣列的中心線，以補償激發延遲。
在各個墨滴發生器40包括一個加熱電阻器56的情況下，加熱電阻器相應地布置成排或陣列，與墨滴發生器的陣列相對應。為了方便起見，加熱電阻器陣列或組將采用相同的標記61。
圖1至圖4中打印頭100的薄膜下部結構11特別設置了兩條墨水供應槽71，供應槽與基準軸線L平齊，并且在相對基準軸線L的橫向上彼此間隔開。兩條墨水供應槽71供應四排墨滴發生器陣列61，四排墨滴發生器陣列61分別位于兩條墨水供應槽71的兩側，其中各墨水槽開口朝向相連的薄膜下部結構中墨水供應槽的一邊。通過這種方式，各墨水供應槽的兩個邊成為供應邊，這樣，每個墨水供應槽是雙邊墨水供應槽。在特定的實施方式中，圖1至圖4的打印頭100是單色打印頭，其中兩條墨水供應槽71都提供相同顏色的墨水，如黑色，使所有的四排墨滴發生器陣列61給出同樣顏色的墨滴。
在墨水供應槽兩側的墨滴發生器陣列之間的間距或間隔CP小于或等于630微米(μm)(即最多630μm)，而在兩條墨水供應槽內側的兩排墨水發生器陣列之間的間距或間隔CP小于或等于800μm(即最多800μm)。
噴嘴間距、一排噴嘴與相鄰一排的沿基準軸線L的錯開或偏移距離和墨滴體積特別設置成可使沿基準軸線L的單道單色點間隔為噴嘴間距P的1/4，噴嘴間距P在1/300英寸至1/600英寸的范圍內。如果是染料基墨水，墨滴體積可以在3至7皮升范圍內(作為特定的示例，約5皮升)。如果是顏料基墨水，可以在12至19皮升范圍內(作為特定的示例，約16皮升)。對1/300英寸的噴嘴間距來說，在給定的橫向上相鄰兩排噴嘴之間沿基準軸線L的錯開或偏移可以是1/1200英寸。換句語說，相對最靠左的一排第二排沿選定的方向和沿基準軸線L左起偏移1/1200英寸。相對左起第二排第三排沿選定的方向和沿基準軸線L左起偏移1/1200英寸。相對左起第三排第四排沿選定的方向和沿基準軸線L左起偏移1/1200英寸。
因此，1/300英寸的噴嘴間距P可以給出1/1200英寸的單道點間距，它相當于1200dpi(點/英寸)的單道打印分辯率。1/600英寸的噴嘴間距P可以給出1/2400英寸的單道點間距，它相當于2400dpi的單道打印分辯率。
更具體地，一個實施例具有四排陣列61，每排陣列至少有100個墨滴發生器，噴嘴間距P是1/300英寸，作為說明性示例，薄膜下部結構11的長度LS可以是約11500微米，薄膜下部結構的寬度WS可以是約2900微米。通常，薄膜下部結構的長度/寬度縱橫尺寸比(即LS/WS)可以大于3.7。
分別靠近并與墨滴發生器40的陣列61相聯的是打印頭100A、100B的薄膜下部結構11中形成的成排的FET(場效應晶體管)驅動電路陣列，如圖6中示意所示的墨滴發生器的代表性陣列61。每個FET驅動電路陣列81包括若干FET驅動電路85，驅動電路具有漏極，通過加熱電阻器的引線57a分別連接到各自的加熱電阻器56。與FET驅動電路陣列81和墨滴發生器陣列相連的是一接地總線181，相關的FET驅動電路陣列81的所有FET驅動電路85的源極都電連接至這根接地總線。FET驅動電路的每個陣列81和相連的接地總線181都沿著相連的墨滴發生器陣列61縱向伸長，并至少與相連的陣列61共同延伸。每根接地總線181電氣連接至打印頭結構一端的至少一個焊接區74和在打印頭結構另一端的至少一個焊接區74上，如圖1和圖2中示意所示。
接地總線181和加熱電阻器的引線57a是在薄膜下部結構11的金屬化層111c(圖5)中形成的，加熱電阻器的引線57b也是這樣。FET驅動電路85的漏極和源極將隨后進行介紹。
各FET驅動電路陣列的FET驅動電路85是由解碼邏輯電路35的相關陣列31進行控制，解碼邏輯電路35對連接于相應焊接區74上的相鄰地址總線33上的地址信息進行解碼(圖6)。地址信息可識別將由墨水激發能激發的墨滴發生器，如將在下面所討論的。地址信息還被譯碼邏輯電路35用來接通被訪即被選定的墨滴發生器的FET驅動電路。
如圖7示意所示，每個加熱電阻器56的一個接線端通過原始選擇跡線連接至接收墨水激發原始選擇信號PS的焊接區74上。在此方式下，由于每個加熱電阻器56的另一接線端連接至相聯FET驅動電路85的漏極接線端，因此，如果在相關解碼邏輯電路35的控制下相關FET驅動電路處于接通時，墨水激發能PS輸送給加熱電阻器56。
圖8示意性地介紹了代表性的墨滴發生器陣列61，墨滴發生器陣列61的墨滴發生器可以組成四個原始組61a、61b、61c、61d，組內的墨滴發生器連續相近，而特定原始組的加熱電阻器56則電氣連接至四條原始選擇跡線86a、86b、86c、86d的同一條上，這樣，特定原始組的墨滴發生器就可開關地并聯到相同的墨水激發原始選擇信號PS。在特定的示例中，一組中的墨滴發生器的數目N是4的整倍數，各原始組包括N/4個墨滴發生器。作為參考，將原始組61a、61b、61c、61d從側邊53到側邊54按順序排列。
圖8是較詳細地顯示原始選擇跡線86a、86b、86c、86d的示意頂視平面圖，這些跡線用于相連的墨滴發生器陣列61和一個相連的FET驅動電路85陣列81(圖6)，這些跡線可由在黃金金屬化層111g(圖5)上的跡線來實現，黃金金屬化層在相關聯的FET驅動電路陣列81和接地總線181上面并與之絕緣隔開。原始選擇跡線86a、86b、86c、86d各自通過在金屬化層111c上形成的電阻器引線57b(圖9)和互連片58(圖9)與四個原始組61a、61b、61c、61d電氣連接。互連片58在原始選擇跡線和電阻器引線57b之間延伸。
第一原始選擇跡線86a沿第一原始組61a縱向延伸并疊置在一部分加熱電阻器引線57b(圖9)上面，以及通過互連片58(圖9)連接至這些加熱電阻器引線57b。這些加熱電阻器引線各自連接至第一原始組61a的加熱電阻器56。第二原始選擇跡線86b的一部分沿第二原始組61b延伸并疊置在一部分加熱電阻器引線57b(圖9)上面，以及通過互連片58連接至這些加熱電阻器引線57b。這些加熱電阻器引線各自連接至第二原始組61b的加熱電阻器56。第二跡線86b更遠的一部分在第一原始選擇跡線86a一側沿著第一原始選擇跡線86a延伸，第一原始選擇跡線處于與第一原始組61a的加熱電阻器56相對的位置。第二原始選擇跡線86b通常是L形狀，其中第二部分比第一部分要窄些，以便旁路第一原始選擇跡線86a，第一原始選擇跡線86a比第二原始選擇跡線86b的較寬部分要窄。
第一和第二原始選擇跡線86a、86b通常至少與第一和第二原始組61a、61b一起共同縱向延伸，并各自相應地連接于各自的焊接區74，焊接區布置在最靠近第一和第二原始選擇跡線86a、86b的側邊53上。
第四原始選擇跡線86b沿第四原始組61b縱向延伸并疊置在部分加熱電阻器引線57b(圖9)，而且通過互連片58連接至這些加熱電阻器引線57b。引線57b連接于第四原始組61b的加熱電阻器56上，第三原始選擇跡線86c有一部分沿第三原始組61c延伸并疊置在部分加熱電阻器引線57b(圖9)，而且還通過互連片58連接至這些加熱電阻器引線57b。引線57b連接于第三原始組61c的加熱電阻器56上，第三原始選擇跡線86c更遠的一部分沿著第四原始選擇跡線86d伸長。第三原始選擇跡線86c通常是L形狀，其中第二部分比第一部分要窄些，以便旁路第四原始選擇跡線86d，跡線86d比第三原始選擇跡線86c的較寬部分要窄些。
第三和第四原始選擇跡線86c、86d通常至少與第三和第四原始組61c、61d一起共同縱向延伸，并各自相應地連接于各自的焊接區74，焊接區布置在最靠近第三和第四原始選擇跡線86c、86d的側邊54上。作為特定的示例，墨滴發生器陣列61的原始選擇跡線86a、86b、86c、86d疊置在與墨滴發生器相聯的FET驅動電路和接地總線上，并容納在與相關陣列61共同縱向延伸的區域內。通過這種方式，用于墨滴發生器陣列61四個原始組的四條原始選擇跡線沿著此陣列朝打印頭基底的兩個端部延伸。更確切地說，布置在打印頭基底一半長度范圍的第一對原始組61a、61b的第一對原始選擇跡線容納在沿第一對原始組延伸的區域內，布置在打印頭基底另一半長度范圍的第二對原始組61c、61d的第二對原始選擇跡線則容納在沿第二對原始組延伸的區域內。
為了便于參考，將加熱電阻器56和相關的FET驅動電路85電氣連接至焊接區74的原始選擇跡線86和相關的接地總線一起稱為能量跡線。同樣為了便于參考，原始選擇跡線86可以稱作高壓側或不接地能量跡線。
通常，每個FET驅動電路85的寄生電阻(或導通電阻)能補償由能量跡線形成的寄生通路帶給不同FET驅動電路85的寄生電阻的變化，以便減少供給加熱電阻器的能量的變化。更確切地說，能量跡線形成一條寄生通路，將寄生電阻帶給各個FET電路，寄生電阻根據這條通路上的位置而變化，可選擇每個FET驅動電路85的寄生電阻，使得每個FET驅動電路85的寄生電阻和能量跡線帶給FET驅動電路的寄生電阻組合從一個墨滴發生器到另一個墨滴發生器只發生輕微的變化。當所有的加熱電阻器56達到基本上相同的電阻時，每個FET驅動電路85的寄生電阻可補償相關能量跡線帶給不同FET驅動電路85的寄生電阻的變化。通過這種方式，在將基本相等的能量提供給連接到能量跡線的焊接區的情況下，可以將基本相等的能量提供給各個加熱電阻器56。
仔細參看圖9和圖10，每個FET驅動電路85包括許多電氣互連的漏極指87，設置在硅基底111a(圖5)內的漏區指89上面，還包括許多電氣互聯的源極指97，源極指97與漏極87成交叉或交錯排列，并布置在硅基底111a內的源區指99的上面。末端互相連接的多晶硅柵指91布置在硅基底111a的薄柵氧化層93上。磷硅酸鹽玻璃層95把漏極87和源極97與硅基底111a隔開。許多傳導漏極觸點88將漏極87電氣連接至漏區89，而許多傳導源極觸點將源極97電氣連接至源區99。
每個FET驅動電路所占用的面積最好小些，以及每個FET驅動電路的導通電阻最好低些，例如小于或等于14或16歐姆(即最高14或16歐姆)，這就需要采用高效FET驅動電路。例如，導通電阻Ron與FET驅動電路面積A可以是如下的關系Ron＜(250,000歐姆·平方微米)/A此處，面積A是以平方微米(μm2)表示。這可以通過采用厚度小于或等于800埃(即最大800埃)的柵氧化層93，或柵長度小于4微米來達到。還有，與加熱電阻器具有較低電阻相比，采用至少100歐姆的加熱電阻器電阻可以使FET電路尺寸減小，由于采用較高加熱電阻器值，可以容許有較大的FET導通電阻，這是從寄生現象與加熱電阻器之間能量分配的角度來考慮的。
作為一個特定的示例，漏極87、漏區89、源極97、源區99、以及多晶硅柵指91可以朝著與基準軸線L和接地總線181的縱向基本上成正交或橫向的方向延伸。此外，對每個FET電路85來說，漏區89和源區99橫向于基準軸線L的范圍與柵指橫向于基準軸線L的范圍相同，如圖6所示，這就限定了各有源區橫向于基準軸線L的范圍。為了便于參考，在這些元件具有長和窄的條狀或指狀形狀的情形下，漏極指87、漏區指89、源極指97、源區指99，以及多晶硅柵指91的大小可以稱作這些元件的縱向范圍。
作為說明性示例，通過控制漏區指的連續無接觸部分的縱向大小即長度，每個FET電路85的導通電阻進行單獨配置，其中連續無接觸部分是沒有電觸點88的。例如，漏區指的連續無接觸部分可以從距加熱電阻器56最遠的漏區89末端開始。隨著連續漏區指無接觸部分的長度增大，特定FET電路85的導通電阻就增高，選擇這種長度來確定特定FET電路的導通電阻。
作為另一個示例，每個FET電路85的導通電阻可以通過選擇FET電路尺寸來配置。例如，可以選擇一個FET電路橫向于基準軸線L的范圍來確定導通電阻。
作為一般的實施方式，特定FET電路85的能量跡線通過合理的直接通路到達與打印頭結構縱向分開的兩端中最近端上的焊接區74，隨距打印頭最近端距離增加，寄生電阻隨之增高；隨距打印頭最近端距離增加，FET驅動電路85的導通電阻下降(使FET電路更有效)，由此來補償能量跡線寄生電阻的增高。作為特定的示例，對于各個FET驅動電路85的漏電指連續無接觸部分，其起始于離加熱電阻器56最遠的漏區指的末端，隨著距打印頭結構縱向分開端部的最近端的距離增加，這些無接觸部分的長度縮短。
每條接地總線181用與漏極87和FET電路85的源極97相同的薄膜金屬化層制成，而包括源區99、漏區89和多晶硅柵91的各FET電路的有源區最好在相關的接地總線181下面延伸。這樣就可以使接地總線和FET電路陣列占用較窄的區域，由此獲得較窄的因而較便宜的薄膜結構。
此外，在一種實施方式中，漏區指的連續無接觸部分起始于離加熱電阻器56最遠的漏區指末端，由于漏電指連續無接觸部分長度的增加，而漏極又不需要穿越這種漏電指連續無接觸部分，因此每條接地總線181橫向或側向于基準軸線L和朝向相關加熱電阻器56的范圍就可以增加。換句話說，接地總線181的寬度W可以通過增加接地總線疊置在FET驅動電路85的各有源區的數量來增加，這取決于連續無接觸漏區的部分的長度。這是在不增加接地總線181及其相關FET驅動電路陣列81所占區域寬度的情況下實現的，因為這種增加是通過增加接地總線與FET驅動電路85的有源區之間的疊置量而達到的。在任何一個特定的FET電路85上，通過充分利用漏區無接觸部分的長度，接地總線可以有效地疊置橫向于基準軸線L的有源區。
作為特定的示例，漏區連續無接觸部分起始于離加熱電阻器56最遠的漏區指的末端，隨著距打印頭結構最近末端的距離增加，這種漏區連續無接觸部分的長度減小，通過變化漏區連續無接觸部分的長度使接地總線181的寬度W變化或調整，這就使得接地總線的寬度W181隨距打印頭結構最近端的距離減少而增加，如圖8所示。由于共用電流量隨接近焊接區74而增大，這種形式可以有利地使接地總線電阻隨著接近焊接區74而減小。
減少接地總線的電阻還可以通過將接地總線181的一部分橫向延伸進入解碼邏輯電路35之間的縱向分隔區。例如，這些部分可以橫向延伸超越有源區一區域寬度，譯碼邏輯電路35設置在該區域。
下面的與墨滴發生器陣列相關的電路部分可以容納在具有下列寬度的區域內，這些寬度在圖6和圖8中用跟在寬度值后面的標記表示。
這些寬度是在與基準軸線L對齊的打印頭基底縱向范圍成正交或橫向的位置測得的。
現在參看圖11，圖中顯示了噴墨打印裝置20一個示例的示意透視圖，在此裝置中可以采用上面介紹的打印頭。圖11的噴墨打印裝置20包括一個由殼體或外罩124圍住的底盤122，殼體通常用模制塑料制成。底盤122用金屬板制成并包括一塊豎板122a。打印介質頁由自適應打印介質輸送系統126通過打印區125單頁輸送，輸送系統包括一個供料盤128用于在打印前存放打印介質。打印介質可以是任何型式的適用的可打印片材，如紙張、卡片材料、透明膠片、聚酯薄膜以及類似的材料，但是為了方便起見，以上介紹的實施例是采用紙作為打印介質。一組普通的電機驅動滾筒，包括由步進電機驅動的驅動輥129，可以把打印介質從供料盤128送入打印區125。打印后，驅動輥129將印好的紙頁驅送到一對可縮回的輸出晾干翼板130上，所示的這兩塊翼板正要伸展開去接收印好的紙頁。翼板130把剛印好的頁片保持在仍在輸出盤132中晾干的先前印好的頁片的上方一個短時間，然后翼板往兩側回轉縮回(如彎曲箭頭133所指)，此時把剛印好的頁片放落到輸出盤132。打印介質輸送系統可以包括一組調整機構，用于適應不同尺寸的打印介質，包括信件、法律文件、A-4紙、信封等，調整機構包括滑動長度調整臂134和信封輸入槽135。
圖11的打印機還包括打印機控制器136，圖上示意顯示出微處理器，其布置在一塊支靠在底盤豎板122a的打印電路板139上。打印機控制器136接收從如個人計算機(圖上未示出)的主機發來的指令并控制打印機的運作，包括向前推進打印介質通過打印區125，打印機托架140的移動，以及將信號發給墨滴發生器40。
打印機托架滑桿138具有與托架掃描軸線平行的縱軸線，由底盤122支撐的滑桿適度地支承打印機托架，進行沿托架掃描軸線的來回平移運動即掃描。打印機托架140支撐第一和第二可移動的噴墨打印頭墨盒150、152(有時把它們的稱作“墨筆”，“打印墨盒”或“墨盒”)。打印墨盒150、152包括各自的具有通常面朝下的噴嘴的打印頭154、156，用于使墨水朝下噴在位于打印區125的打印介質部分上。打印墨盒150、152通過卡鎖機構夾緊在打印機托架140，卡鎖機構包括夾緊桿、卡鎖件或蓋板170、172。
用作參考，打印介質沿介質軸線推向前進并通過打印區125，介質軸線與部分打印介質的切線相平行，這部分處于打印墨盒150、152噴嘴下方并被噴嘴橫向通過。如果介質軸線和托架軸線處于同一平面上，如圖9所示，應當彼此相垂直。
在打印機托架背面上設有防旋轉機構，與水平布置的防樞軸轉動桿185相接合，以防止打印機托架140圍繞滑塊桿138向前樞軸轉動。桿185與底盤122的豎板122a整體制成。
作為說明性示例，打印墨盒150是單色打印墨盒，而打印墨盒152是三色打印墨盒。
打印機托架140由按傳統方式驅動的環形皮帶158驅動沿滑桿138移動，線性編碼器159帶利用常規技術進行探測打印機托架140沿托架掃描軸線的位置。
雖然上面已經介紹并說明了本發明的一些具體的實施例，但所屬技術領域的專業技術人員，在不違背以下權利要求所規定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對其作各種改進和變動。
權利要求
1.一種噴墨打印頭，包括具有若干薄膜層的打印頭基底；在所述打印頭基底上形成四排并排的墨滴發生器(40)陣列(61)，所述陣列沿縱向范圍延伸；各所述墨滴發生器陣列至少具有100個墨滴發生器，以墨滴發生器間距P分隔開；所述四排墨滴發生器陣列包括彼此分開最多為630微米的第一陣列和第二陣列，和彼此分開最多為630微米的第三陣列和第四陣列；所述墨滴發生器能產生相同預定顏色的墨滴，墨滴體積能實現沿平行于所述縱向的打印軸線分辯率為1/(4P)dpi的單道單色打印；以及在所述打印頭基底上形成的四排FET驅動電路(85)陣列(81)，分別鄰近所述墨滴發生器陣列，可使所述墨滴發生器陣列帶電。
2.根據權利要求1所述的打印頭，還包括第一墨水供應槽(71)和第二墨水供應槽(71)，其中所述第一墨滴發生器陣列和所述第二墨滴發生器陣列布置在所述第一墨水供應槽的兩側；以及所述第三墨滴發生器陣列和所述第四墨滴發生器陣列布置在所述第二墨水供應槽的兩側。
3.根據權利要求2所述的打印頭，其特征在于，所述第二墨滴發生器陣列和所述第三墨水發生器陣列間隔開最多800微米。
4.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，P在1/300英寸至1/600英寸范圍內。
5.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，所述墨滴發生器能噴出墨滴體積在12至19皮升范圍的墨滴。
6.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，所述墨滴發生器能噴出墨滴體積在3至7皮升范圍的墨滴。
7.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述墨滴發生器包括一個具有至少100歐姆電阻的加熱電阻器(56)。
8.根據權利要求1所述的打印頭還包括疊置在所述FET驅動電路有源區上的接地總線(181)。
9.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路具有小于(250,000歐姆·平方微米)/A的導通電阻，此處A是這種FET驅動電路的面積，單位為平方微米。
10.根據權利要求9所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路具有最多800埃的柵氧化層(93)厚度。
11.根據權利要求9所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路具有小于4微米的柵長度。
12.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路具有最多14歐姆的導通電阻。
13.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路具有最多16歐姆的導通電阻。
14.根據權利要求1所述的打印頭還包括能量跡線(86a、86b、86c、86d、181)，其特征在于，所述FET驅動電路能補償由所述能量跡線產生的寄生電阻。
15.根據權利要求14所述的打印頭，其特征在于，選擇各所述FET電路的導通電阻以補償由所述能量跡線產生的寄生電阻的變化。
16.根據權利要求15所述的打印頭，其特征在于，選擇各所述FET電路的尺寸以設定所述導通電阻。
17.根據權利要求15所述的打印頭，其特征在于，各所述FET電路包括漏極(87)；漏區(89)；漏極觸點(88)，可將所述漏極電連接至所述漏區；源極(97)；源區(99)；源極觸點(98)，可將所述源極電連接至所述源區；以及所述漏區可設定各所述FET電路的導通電阻，以補償由所述能量跡線產生的寄生電阻的變化。
18.根據權利要求17所述的打印頭，其特征在于，所述漏區為細長的漏區，所述細長的漏區包括連續無接觸部分，選擇所述連續無接觸部分的長度以設定所述導通電阻。
19.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路陣列容納在一個具有最多180微米寬度的區域內。
20.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，各所述FET驅動電路陣列容納在一個具有最多250微米寬度的區域內。
21.根據權利要求1所述的打印頭，其特征在于，所述打印頭基底具有長度LS和寬度WS，LS/WS大于3.7。
22.根據權利要求21所述的打印頭，其特征在于，WS為大約2900微米。
全文摘要
一種窄噴墨打印頭(100)，具有四排墨滴發生器(40)陣列(61)，可以一定的打印分辨率進行單色單道打印，其打印分辯率的媒介打印軸線點間距小于墨滴發生器的噴嘴陣列的間距。具體地，此噴墨打印頭采用高阻加熱電阻器(56)和高效場效應晶體管(FET)驅動電路(85)，驅動電路可補償能量跡線(86a、86b、86c、86d、181)產生的寄生電阻的變化。
文檔編號B41J2/15GK1431958SQ01810240
公開日2003年7月23日 申請日期2001年9月7日 優先權日2001年1月30日
發明者J·M·托爾格森, R·N·K·布勞寧, M·H·麥肯茲, M·D·米勒, A·W·巴科姆, S·多德 申請人:惠普公司