專利名稱：用于噴墨打印頭噴嘴組的殘留物質(zhì)的保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字打印機(jī)，尤其涉及噴墨打印機(jī)。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)是一種公知的并且廣泛使用的打印介質(zhì)生產(chǎn)形式。著色劑，通常是墨水，傳送到打印頭上微處理器控制的噴嘴的陣列處。當(dāng)打印頭越過打印介質(zhì)上方時(shí)，著色劑從噴嘴陣列中噴出，以在打印基片上產(chǎn)生打印圖像。
打印機(jī)的性能取決于諸如工作成本、打印質(zhì)量、運(yùn)行速度和易于操作之類的因素?？傮w上，從噴嘴噴出的單獨(dú)墨滴的頻率和速度會(huì)影響這些性能參數(shù)。
近來，人們采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制成具有亞微米厚度機(jī)械結(jié)構(gòu)的噴嘴陣列。這就使得能夠制造出可以快速地噴射大小在皮米(×10-12升)級(jí)的墨滴的打印頭。
盡管這些打印頭的微觀結(jié)構(gòu)可以以相對(duì)低廉的價(jià)格提供高速度和良好的打印質(zhì)量，但是其尺寸使得噴嘴極為脆弱且易于受損，會(huì)由于手指、灰塵或者介質(zhì)基片的最輕微的接觸而被損壞。這使得這種打印頭在許多要求打印頭有一定堅(jiān)固性的實(shí)際應(yīng)用中并不實(shí)用。而且，損壞了的噴嘴可能不能噴出傳送給它的著色劑。當(dāng)著色劑累積起來并且在噴嘴的外部形成墨珠時(shí)，可能會(huì)影響到周圍噴嘴的著色劑噴射和/或已損壞的噴嘴會(huì)直接地向打印基片上滲漏著色劑。這兩種情況都不利于打印質(zhì)量。
針對(duì)于此，可在所述噴嘴上安裝一個(gè)孔隙保護(hù)器，以保護(hù)它們免受損壞性接觸。從噴嘴中噴出的墨水穿過所述孔隙噴到打印紙上或其它打印基片上。但是，為了有效地保護(hù)噴嘴，所述孔隙需要盡可能的小，以在使得墨滴可以通過的同時(shí)，最大化地限制外界顆粒的入侵。理想的情況是，每一個(gè)噴嘴都將通過它們本身的保護(hù)器中的孔隙噴射墨水。
通常，由于保護(hù)器中的孔隙極小，所以它們?nèi)菀妆欢氯Ｒ虼?，常常期望保持噴嘴保護(hù)器的外表面清潔，尤其是在具有相對(duì)高級(jí)別的灰塵或其它空氣懸浮粒子的環(huán)境中。定期地利用一個(gè)刮片清掃保護(hù)器的外表面，從而移走灰塵或墨水殘留物質(zhì)，這是一個(gè)實(shí)現(xiàn)上述期望的便利的方法。但是，所述刮片上的殘留物質(zhì)通常會(huì)聚集在外緣上，尤其是面對(duì)刮片行進(jìn)方向的邊緣的部分上。聚集的殘留物質(zhì)不太易于通過刮片清除，并且將很快堵塞所述孔隙。
為了克服該問題，所述外表面可具有環(huán)繞著每一個(gè)孔隙的凹槽，這樣，所述刮片可越過孔隙邊緣而不與其接合。但是，環(huán)繞著每一個(gè)孔隙的凹槽需要增加鄰接孔隙之間的間距。這又會(huì)降低打印頭上噴嘴的排列密度，并由此增加打印頭的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種用于噴墨打印機(jī)打印頭的孔隙噴嘴保護(hù)器，該打印頭包括用于將著色劑噴射到打印基片上的噴嘴陣列；其中，所述噴嘴保護(hù)器適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谒龃蛴☆^上，這樣該噴嘴保護(hù)器可遍布所述噴嘴的外部，以防止對(duì)所述噴嘴的損壞性接觸，同時(shí)使得從所述噴嘴中噴出的著色劑穿過所述孔隙并到達(dá)打印基片上；所述噴嘴保護(hù)器包括一個(gè)外表面，該外表面在工作中面對(duì)所述介質(zhì)；所述外表面的構(gòu)造可與一個(gè)刮片相接合，該刮片定期地對(duì)所述表面進(jìn)行清理以除去殘留物質(zhì)；其中，所述外表面具有一個(gè)或多個(gè)凹槽，每一個(gè)凹槽都包圍著一組孔隙，這樣可防止所述刮片與直接鄰接所述組中的任意孔隙的外表面相接合。
在本說明書中，術(shù)語“噴嘴”可理解為界定有一個(gè)開口的元件，而不是本身就是一個(gè)開口的元件。
優(yōu)選地，所述外表面在每一個(gè)凹槽中還包括一個(gè)導(dǎo)向脊，在所述刮片越過所述組中的任意孔隙之前，所述導(dǎo)向脊設(shè)置為與所述刮片相接合。在一個(gè)便于實(shí)施的形式中，所述導(dǎo)向脊朝著所述刮片的方向傾斜，以引導(dǎo)殘留物質(zhì)朝向所述凹槽的邊緣處遠(yuǎn)離所述孔隙。同樣地，所述凹槽通常呈矩形，其中，凹槽的每一條邊在清潔的過程中都朝著刮片的方向。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中具有一個(gè)聚集區(qū)，該聚集區(qū)部分地是通過矩形凹槽上所述刮片清掃的最后一個(gè)角落界定的。
所述噴嘴保護(hù)器還可包括流體入口，用于引導(dǎo)所述噴嘴陣列上的流體并通過所述通道將流體引出，以防止雜質(zhì)顆粒在所述噴嘴陣列上的聚集。
所述噴嘴保護(hù)器可包括一對(duì)整體成形的并相互隔開的支撐元件，所述一對(duì)支撐元件中的一個(gè)設(shè)置在所述噴嘴保護(hù)器的每一端上。
在該實(shí)施例中，所述流體入口可設(shè)置在一個(gè)所述的支撐元件上。
可以理解的是，當(dāng)空氣從所述開口掠過所述噴嘴陣列并從所述通道導(dǎo)出時(shí)，就阻止了雜質(zhì)顆粒聚集在所述的噴嘴陣列上。
所述流體入口可設(shè)置在遠(yuǎn)離所述噴嘴陣列的連接墊的支撐元件中。
為了最優(yōu)化所述刮片的有效性，所述外表面除了所述凹槽和所述導(dǎo)向脊之外呈平面。由于用硅制成保護(hù)器，其熱膨脹系數(shù)基本上與所述噴嘴陣列的熱膨脹系數(shù)相匹配。這將有助于防止所述保護(hù)器中孔隙的陣列與所述噴嘴陣列不相對(duì)齊。使用硅還使得護(hù)板可以用MEMS技術(shù)精確地微加工。而且，硅非常堅(jiān)固并且基本上是不可變形的。


參考附圖，現(xiàn)在僅通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1所示為噴墨打印頭的噴嘴組件的立體示意圖；圖2-圖4所示為圖1中的噴嘴組件進(jìn)行操作的立體示意圖；圖5所示為噴嘴陣列的立體圖；圖6所示為圖5中所述陣列的局部放大視圖；圖7所示為含有噴嘴保護(hù)器的噴墨打印頭的立體圖；圖7a所示為通過刮片清潔的圖7中的噴墨打印頭和噴嘴保護(hù)器局部剖面圖；圖7b所示為通過刮片清潔的本發(fā)明的噴嘴保護(hù)器的局部剖視立體圖；圖7c所示為圖7b中的噴嘴保護(hù)器的外表面的平面圖；圖8a-圖8r所示為對(duì)噴墨打印頭的噴嘴組件進(jìn)行制造的步驟的立體圖；
圖9a-圖9r所示為所述制造步驟的剖面圖；圖10a-圖10k所示為在制造過程中用于不同的步驟中的掩膜的布局圖；圖11a-圖11c所示為對(duì)按照?qǐng)D8和圖9中的方法制造的噴嘴組件進(jìn)行操作的立體圖；和圖12a-圖12c所示為對(duì)按照?qǐng)D8和圖9中的方法制造的噴嘴組件進(jìn)行操作的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
首先參閱圖1，本發(fā)明的噴嘴組件一般用標(biāo)號(hào)10標(biāo)示出。一個(gè)噴墨打印頭在硅基片16上具有若干個(gè)排列在陣列14(如圖5和6所示)中的噴嘴組件10。陣列14將在下文較詳細(xì)地予以說明。
噴嘴組件10包括一個(gè)硅基片16，介電層18沉積在硅基片16上。一個(gè)CMOS鈍化層20沉積在介電層18上。
每個(gè)噴嘴組件10包括一個(gè)界定有一個(gè)噴嘴開口24的噴嘴22、一個(gè)呈桿臂26形式的連接構(gòu)件和一個(gè)致動(dòng)器28的噴嘴22。通過桿臂26把致動(dòng)器28連接到。
如在圖2至圖4中較詳細(xì)地示出，噴嘴22包含一個(gè)冠部30，所述的冠部帶有一個(gè)從冠部30垂直延設(shè)的裙邊部分32。裙邊部分32形成噴嘴室34的周壁的一部分。噴嘴開口24與噴嘴室34的液體相通。請(qǐng)注意噴嘴開口24由隆起的緣36包圍，所述隆起的緣36用來“插入”噴嘴室34中墨水主體40的彎液面38(圖2)。
一個(gè)進(jìn)墨孔隙42(在圖6中表示得最清楚)界定在噴嘴室34的底板46中。所述孔隙42與一個(gè)穿過基片16界定的一個(gè)進(jìn)墨通道48液體相通。
一個(gè)壁部50限定孔隙42并且從底板46向上伸展。如上所述，噴嘴22的裙邊部分32界定噴嘴室34的周壁的第一部分，而所述壁部50界定噴嘴室34的周壁的第二部分。
壁部50的自由端具有一個(gè)向內(nèi)定向的唇邊52，用作一個(gè)液體封閉裝置，以防止在噴嘴22移動(dòng)時(shí)墨水的溢出，這將在下文中詳述。可以理解，由于墨水40的粘度和唇邊52與裙邊部分32之間間隔的尺寸很小，向內(nèi)定向的唇邊52和表面張力起到了有效地防止墨水從噴嘴室34中溢出的密封作用。
致動(dòng)器28是一種熱彎曲致動(dòng)器，并連接在從基片16向上伸展的，或者更具體地從CMOS鈍化層20向上伸展的簧片54上。簧片54安裝在導(dǎo)電墊56上，該導(dǎo)電墊與致動(dòng)器28形成電性連接。
致動(dòng)器28包括一個(gè)設(shè)置在一個(gè)第二無源梁60上的第一有源梁58。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，兩個(gè)梁58和60是，或者包括，諸如氮化鈦(TiN)的導(dǎo)電陶瓷材料。
兩個(gè)梁58和60都具有固附在簧片54上的第一端，及與桿臂26相連的相對(duì)端。當(dāng)電流產(chǎn)生流過有源梁58時(shí)，導(dǎo)致梁58熱膨脹。由于無源梁60中沒有電流流過，所以它不以相同的速率膨脹，這樣就產(chǎn)生一個(gè)彎矩使得桿臂26連同噴嘴22向著基片16的方向向下推移，如圖3中所示。這引起墨水通過噴嘴開口24噴出，如在62處所示。當(dāng)從有源梁58移走熱源，即斷掉電流時(shí)，噴嘴22返回到其靜止位置，如圖4所示。當(dāng)噴嘴22返回其靜止位置時(shí)，如圖4中66處所示，由于墨滴頸縮處出現(xiàn)了斷裂，所以形成了墨滴64。墨滴64然后傳送到諸如紙張的打印介質(zhì)上。由于墨滴64的形成，形成了一個(gè)“凹形”彎液面，如圖4中的68處所示。該“凹形”彎液面68引起墨水40流進(jìn)噴嘴室34中，從而形成一個(gè)新的彎液面38(如圖2所示)為從噴嘴組件10噴出下一個(gè)墨滴作好準(zhǔn)備。
現(xiàn)在結(jié)合圖5和圖6詳細(xì)地說明噴嘴陣列14。所述的陣列14用于四色打印頭。因此，陣列14包括四個(gè)各用于一個(gè)顏色的噴嘴組件組70。每個(gè)組70都具有排列成兩行72和74的噴嘴組件10。組70之一較詳細(xì)地示于圖6之中。
為了有利于密排行72和74中的噴嘴組件10，把行74中的噴嘴組件10相對(duì)于行72中的噴嘴組件10偏移排列，或者交錯(cuò)排列。而且，行72中的噴嘴組件10彼此充分地間隔開，以使行74中的噴嘴組件10的桿臂26能夠在行72中的組件10的相鄰噴嘴22之間通過。請(qǐng)注意每個(gè)噴嘴組件10基本上都做成啞鈴形以便使行72中的噴嘴22嵌套在行74中的相鄰噴嘴組件10的噴嘴22和致動(dòng)器28之間。
而且，為了有利于密排行72和74的噴嘴22，每個(gè)噴嘴22基本上都呈六角形。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解的是，當(dāng)噴嘴22在工作中朝著基片16移動(dòng)時(shí)，由于噴嘴開口24相對(duì)于噴嘴室34存在一個(gè)微小的角度，所以墨水稍微偏離垂直進(jìn)行噴射。圖5和圖6中所示的排列的優(yōu)點(diǎn)在于行72和74中的噴嘴組件10的致動(dòng)器28沿相同的方向伸向行72和74的一側(cè)。因此，從行72中的噴嘴22噴出的墨水和從行74中的噴嘴22噴出的墨水以相同的角度彼此偏置，從而提高了打印的質(zhì)量。
還有，如圖5所示，基片16具有安裝在其上的連接墊76，所述的連接墊76通過導(dǎo)電墊56電性連接到噴嘴組件10的致動(dòng)器28上。這些電性連接經(jīng)CMOS層(未圖示)形成。
圖7所示為一個(gè)噴嘴陣列和一個(gè)噴嘴保護(hù)器。對(duì)于以上各圖，除非另有說明，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的部件。
一個(gè)噴嘴保護(hù)器80安裝在陣列14的硅基片16上。噴嘴保護(hù)器80包括一個(gè)護(hù)板82，所述護(hù)板82具有若干個(gè)貫穿其界定的孔隙84?？紫?4與陣列14的噴嘴組件10的噴嘴開口24對(duì)齊，以便于當(dāng)墨水從噴嘴開口24中任何一個(gè)噴射出時(shí)，墨水可在噴到打印介質(zhì)上之前穿過相關(guān)的通道。
在具有相對(duì)高級(jí)別的灰塵或其它空氣懸浮粒子的環(huán)境中，孔隙84將會(huì)堵塞。如圖7a所示，噴嘴保護(hù)器80的外表面142會(huì)聚集從損壞的噴嘴中漏出的墨水。在這些情況中，使用一個(gè)刮片143定期地將殘留物質(zhì)144從外表面142上進(jìn)行清掃是有利的。不幸的是，在刮片143上的殘留物質(zhì)144常常會(huì)堵塞孔隙84的外緣，尤其是面對(duì)刮片的行進(jìn)方向145的邊緣的部分。這樣聚集起來的殘留物質(zhì)144不太易于通過刮片143清除，并且很快就會(huì)堵塞孔隙84。
如圖7b所示，本發(fā)明在環(huán)繞著若干個(gè)，或一群孔隙84的外表面142中提供一個(gè)凹槽?，F(xiàn)在刮片143可以越過這群孔隙84，所以收集的殘留物質(zhì)144不會(huì)聚集在它們中的任意邊緣里了。作為進(jìn)一步的保護(hù)措施，每一個(gè)凹槽146都具有一個(gè)導(dǎo)向脊147。如圖7c所示，導(dǎo)向脊147在刮片143越過該群中的任意孔隙84之前直接與該刮片143接合。導(dǎo)向脊147將刮片143上的一些殘留物質(zhì)144清除，以進(jìn)一步降低殘留物質(zhì)144落入孔隙84中的可能性。導(dǎo)向脊147朝著刮片143的方向145，以引導(dǎo)聚集的殘留物質(zhì)144朝凹槽146的邊緣的方向遠(yuǎn)離孔隙84?？紫?46的邊緣也一樣朝著刮片方向145，這樣殘留物質(zhì)就會(huì)聚集在通過刮片143清除的最后的角落處。該角落擴(kuò)大形成一個(gè)用于殘留物質(zhì)144的聚集區(qū)148。
通過提供包圍一群孔隙的凹槽，這樣僅僅是增大了孔隙群與孔隙群之間的間距，而不是增大了每一個(gè)孔隙之間的間距。因此，打印頭的噴嘴排列密度僅僅需要在邊上有所增加，而同時(shí)仍能有效地避免灰塵堵塞所述的噴嘴保護(hù)器。
保護(hù)器80是硅制的，從而它具有足夠的強(qiáng)度和剛性保護(hù)噴嘴陣列14防止由于紙張、灰塵或者使用者的手指接觸而造成損壞。通過用硅制成保護(hù)器，其熱膨脹系數(shù)基本上與噴嘴陣列的熱膨脹系數(shù)匹配。這旨在防止當(dāng)打印頭的溫度升高到其正常工作溫度時(shí)，護(hù)板82中的孔隙84與噴嘴陣列14不相對(duì)齊。硅還適于使用MEMS技術(shù)進(jìn)行精確的微機(jī)械加工，所述的MEMS技術(shù)將在下面關(guān)于噴嘴組件10的制造中詳細(xì)論述。
護(hù)板82通過臂或者支柱86相對(duì)于噴嘴組件10以間隔關(guān)系安裝。支柱86之一具有界定于其中的空氣入口88。
在打印機(jī)工作時(shí)，陣列14運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)過入口88進(jìn)入，被迫使與流經(jīng)孔隙84的墨水一起經(jīng)過孔隙84。
當(dāng)空氣以一個(gè)與墨滴64不同的速度沖過孔隙84時(shí)，墨水不被帶入到空氣中。例如，墨滴64以大約3m/s的速度從噴嘴22噴射出?？諝庖源蠹s1m/s的速度經(jīng)孔隙84進(jìn)入。
空氣的用途是保持孔隙84擺脫外來顆粒。如上所述，存在有這些外來顆粒，譬如灰塵顆粒，會(huì)落在噴嘴組件10上對(duì)其運(yùn)作帶來不利影響的危險(xiǎn)。通過在噴嘴保護(hù)器80中提供空氣入口88，可以改善這個(gè)問題。
下面參閱圖8至圖10，描述噴嘴組件10的制造方法。
以硅基片或者晶片16開始，在晶片16的表面上沉積介電層18。所述介電層18是大約1.5微米的化學(xué)氣相沉積(CVD)氧化物的形式。在層18上旋涂抗蝕劑并且把層18暴露向掩膜100并且接著顯影。
在顯影后，對(duì)層18進(jìn)行等離子蝕刻直到硅層16上。然后剝?nèi)タ刮g層并且清潔層18。該步驟界定進(jìn)墨孔隙42。
在圖8b中，大約0.8微米的鋁102沉積在層18上。旋涂抗蝕劑，并把鋁102暴露向掩膜104，并且顯影。將鋁102等離子蝕刻直至氧化層18，剝?nèi)タ刮g層并且清潔所述裝置。該步驟提供連接墊和與噴墨致動(dòng)器28的互相連接。該互相連接通到NMOS(N溝道金氧半導(dǎo)體器件)驅(qū)動(dòng)晶體管和具有制造在CMOS層(未圖示)中的連接的電源板。
沉積大約0.5微米的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)氮化物作為CMOS鈍化層20。旋涂抗蝕劑，并且把層20暴露向掩膜106，此后進(jìn)行顯影。在顯影后，將氮化物等離子蝕刻直到鋁層102和入口孔隙42的區(qū)域中的硅層16。剝?nèi)タ刮g劑并且清潔所述裝置。
在層20上旋涂犧牲材料層108。層108是6微米的光敏聚酰亞胺或者約4微米的高溫抗蝕劑。把層108軟烘烤然后暴露向掩膜110，此后顯影。然后，當(dāng)層108由聚酰亞胺構(gòu)成的情況下，把層108在400℃硬烘烤一個(gè)小時(shí)，或者當(dāng)層108是高溫抗蝕劑的情況下，在300℃以上硬烘烤。應(yīng)當(dāng)注意在附圖中設(shè)計(jì)掩膜110時(shí)要考慮由于皺縮引起的聚酰亞胺層108的圖案相關(guān)性畸變。
在圖8e所示的下一個(gè)步驟中，施加一個(gè)第二犧牲層112。層112或?yàn)樾康?微米的光敏聚酰亞胺，或?yàn)榧s1.3微米的高溫抗蝕劑。把層112軟烘烤然后暴露向掩膜114。在對(duì)掩膜114曝光后，層112顯影。在層112是聚酰亞胺的情況下，在400℃把層112硬烘烤約一個(gè)小時(shí)。在層112是抗蝕劑的情況下，在300℃以上溫度硬烘烤約一個(gè)小時(shí)。
然后沉積0.2微米的復(fù)層金屬層116。該層116的部分形成致動(dòng)器28的無源梁60。
通過在300℃左右的溫度噴濺1,000埃氮化鈦(TiN)接著再噴濺50埃氮化鉭(TaN)形成層116。再噴濺1,000埃氮化鈦(TiN)接著再噴濺50埃氮化鉭(TaN)和1,000埃氮化鈦(TiN)。可以用于代替TiN的其它材料是TiB2、MoSi2或者(Ti，Al)N。
然后把層116暴露向掩膜118，顯影并且等離子蝕刻直到層112，其后把施加在層116上的抗蝕層濕剝離，務(wù)必不要去掉已處理的層108或112。
通過旋涂4微米的光敏聚酰亞胺或者大約2.6微米的高溫抗蝕劑施加一個(gè)第三犧牲層120。把層120軟烘烤然后向掩膜122暴露。把暴露的層進(jìn)行顯影，接著硬烘烤。在聚酰亞胺的情況下，在400℃將層120硬烘烤約一個(gè)小時(shí)，或者在層120由是抗蝕劑構(gòu)成的情況下在300℃以上溫度硬烘烤。
在層120上施加一個(gè)第二復(fù)層金屬層124。層124的構(gòu)成與層116相同并且以相同的方式施加。應(yīng)當(dāng)理解層116和層124都是導(dǎo)電層。
把層124暴露向掩膜126，然后顯影。把層124等離子蝕刻直到聚酰亞胺或抗蝕層120，其后把施加在層124上的抗蝕層濕剝離，務(wù)必不要去掉已處理的層108、112或120。需要指出的是，層124的余留部分界定致動(dòng)器28的有源梁58。
通過旋涂4微米的光敏聚酰亞胺或者大約2.6微米的高溫抗蝕劑施加一個(gè)第四犧牲層128。把層128軟烘烤，向掩膜130暴露，然后進(jìn)行顯影，留下如圖9k所示的島狀部分。層128的余留部分為聚酰亞胺的情況下，在400℃硬烘烤約一個(gè)小時(shí)，或者在抗蝕劑的情況下，在300℃以上溫度硬烘烤。
如圖81所示，沉積一個(gè)高楊氏模數(shù)的介電層132。層132是由約1微米的氮化硅或者氧化鋁構(gòu)成的。層132是在犧牲層108、112、120、128的硬烘烤溫度以下的溫度沉積的。對(duì)該介電層132的主要特性要求是高的彈性模數(shù)、化學(xué)惰性和對(duì)TiN的良好貼附性。
通過旋涂2微米的光敏聚酰亞胺或者大約1.3微米的高溫抗蝕劑施加一個(gè)第五犧牲層134。把層134軟烘烤，向掩膜136暴露，然后進(jìn)行顯影。層134的余留部分在聚酰亞胺的情況下，在400℃硬烘烤一個(gè)小時(shí)，或者在抗蝕劑的情況下，在300℃以上溫度硬烘烤。
把介電層132等離子蝕刻到犧牲層128，務(wù)必不要去掉任何犧牲層134。
該步驟界定噴嘴組件10的噴嘴開口24，桿臂26和簧片54。
沉積一個(gè)高楊氏模數(shù)的介電層138。層138通過在犧牲層108、112、120和128的硬烘烤溫度以下的溫度沉積0.2微米的氮化硅或者氮化鋁形成。
然后如圖8p所示，把層138用異向性等離子蝕刻到0.35微米的深度。該蝕刻旨在從除了介電層132和犧牲層134的側(cè)壁以外的所有表面清除電介質(zhì)。該步驟產(chǎn)生繞噴嘴開口24的噴嘴邊緣36，所述的噴嘴邊緣36“插入”墨水的彎液面中，正如前所述。
施加紫外線(UV)釋放帶140。在硅晶片16的后部旋涂4微米的抗蝕劑。把晶片160向掩膜142暴露以返回蝕刻晶片16用來界定進(jìn)墨通道48。然后把該抗蝕劑從晶片16上剝落。
在晶片16的后部施加另一個(gè)紫外線(UV)釋放帶(未圖示)，并去掉釋放帶140。在氧等離子體中剝落犧牲層108、112、120、128和134以提供如圖8r和9r所示的成品噴嘴組件10。為了便于參考，在這兩個(gè)圖中所示的標(biāo)示噴嘴組件10的相關(guān)部分的標(biāo)號(hào)與圖1中相同。圖11和圖12所示為按照結(jié)合圖8和圖9上述工藝過程制造的噴嘴組件10的工作情況，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于圖2至圖4中的附圖標(biāo)記。
本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)理解可以對(duì)特定實(shí)施例所示的本發(fā)明做出各種變例和/或修改，而不偏離泛泛說明的本發(fā)明的精神和范圍。因此所述實(shí)施例可以認(rèn)為在所有方面都是闡述性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨打印機(jī)打印頭的孔隙噴嘴保護(hù)器，該打印頭包括用于將著色劑噴射到打印基片上的噴嘴陣列；其特征在于，所述噴嘴保護(hù)器適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谒龃蛴☆^上，這樣該噴嘴保護(hù)器可遍布在所述噴嘴的外部上，以防止對(duì)所述噴嘴的損壞性接觸，同時(shí)使得從所述噴嘴中噴出的著色劑穿過所述孔隙并到達(dá)打印基片上；所述噴嘴保護(hù)器包括一個(gè)外表面，該外表面在工作中面對(duì)所述介質(zhì)；所述外表面的構(gòu)造可與一個(gè)刮片相接合，該刮片定期地對(duì)所述表面進(jìn)行清掃以除去殘留物質(zhì)；其中，所述外表面具有一個(gè)或多個(gè)凹槽，每一個(gè)凹槽都包圍著一組孔隙，以防止所述刮片與直接鄰接所述組中的任意孔隙的外表面相接合。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述外表面在每一個(gè)凹槽中還包括一個(gè)導(dǎo)向脊，在所述刮片越過所述組中的任意孔隙之前，所述導(dǎo)向脊的設(shè)置與所述刮片相接合。
3.如權(quán)利要求2所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述導(dǎo)向脊朝著所述刮片的方向，以引導(dǎo)殘留物質(zhì)朝向所述凹槽的邊緣遠(yuǎn)離所述孔隙。
4.如權(quán)利要求3所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述凹槽通常呈矩形，其中該凹槽的每一條邊都朝著所述刮片的方向。
5.如權(quán)利要求4所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，每一個(gè)所述凹槽在清潔過程中都具有一個(gè)聚集區(qū)，該聚集區(qū)部分地是在每一次清掃中矩形凹槽上由所述刮片清掃的最后一個(gè)角落界定的。
6.如權(quán)利要求1所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述噴嘴保護(hù)器還包括流體入口，用于引導(dǎo)流體越過所述噴嘴陣列并通過所述通道將流體引出，以防止雜質(zhì)顆粒在所述噴嘴陣列上的聚集。
7.如權(quán)利要求6所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述噴嘴保護(hù)器還包括一對(duì)整體成形的并相互隔開的支撐元件，所述一對(duì)支撐元件中的一個(gè)設(shè)置在所述噴嘴保護(hù)器的每一端上。
8.如權(quán)利要求7所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述流體入口設(shè)置在所述的支撐元件的其中一個(gè)上。
9.如權(quán)利要求7所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述流體入口設(shè)置在遠(yuǎn)離所述噴嘴陣列的連接墊的支撐元件中。
10.如權(quán)利要求2所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述外表面除了所述凹槽和所述導(dǎo)向脊之外呈平面。
11.如權(quán)利要求1所述的噴嘴保護(hù)器，其特征在于，所述保護(hù)器由硅制成。
全文摘要
一種用于噴墨打印機(jī)打印頭的噴嘴保護(hù)器(80)，該打印頭具有噴嘴(10)的陣列(14)。所述噴嘴保護(hù)器(80)具有單獨(dú)地對(duì)應(yīng)于所述噴嘴陣列(14)的孔隙(84)的陣列。墨滴通過所述孔隙(84)噴出到達(dá)打印介質(zhì)上。一個(gè)刮片(143)清掃粘在所述噴嘴保護(hù)器(80)的外表面(142)上的灰塵和殘留墨水(144)，其特征在于，所述外表面具有一個(gè)或多個(gè)凹槽(146)，該凹槽(146)包圍著一組或一群孔隙(84)，以防止所述刮片(143)與直接鄰接所述群中的任意孔隙(84)的外表面(142)相接合。
文檔編號(hào)B41J2/045GK1568260SQ02820100
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2002年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克 申請(qǐng)人:西爾弗布魯克研究有限公司