CN102837501A - 使用柔性平板的填隙聚合物平坦化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用柔性平板的填隙聚合物平坦化的方法。用于形成具有电介质填隙层的喷墨打印头的方法和结构。附连到压机的柔性顶板可以用于向未固化电介质填隙层应用压力。在使得未固化电介质填隙层与柔性顶板接触且使用压机应用压力的同时，未固化电介质填隙层被固化。发现使用柔性顶板而不是刚性顶板在压电元件阵列上方形成具有更均匀或更平坦的上表面的固化填隙层。如此形成的填隙层可以导致减小的处理时间，在使用中与喷墨打印头的墨连通相关的减小的问题以及减小的制造成本。

Description

使用柔性平板的填隙聚合物平坦化的方法

技术领域

本教导涉及喷墨打印装置领域，更特别地，涉及制作高密度压电喷墨打印头和包括高密度压电喷墨打印头的打印机的方法。

背景技术

按需滴定（drop on demand）喷墨技术被广泛地用在打印工业中。使用按需滴定喷墨技术的打印机可以使用或热喷墨技术或压电技术。既使比热喷墨制造起来更加昂贵，压电喷墨一般更受欢迎，因为它们可以使用更广泛类型的墨且减小或消除与结垢相关的问题。

压电喷墨打印头典型地包括柔性隔板和附连到隔板的压电元件（即换能器或PZT）的阵列。当典型地通过与电学耦合到电压源的电极电学连接向压电元件应用电压时，压电元件弯曲或偏转，导致隔板折曲，这促使一定数量的墨通过喷嘴从腔室排出。折曲还通过开口将墨从主墨储藏器汲取到腔室中以替换被排出的墨。

增加采用压电喷墨技术的喷墨打印机的打印分辨率是设计工程师的目标。增加压电喷墨打印头的喷口密度可以增加打印分辨率。增加喷口密度的一种方式是消除喷射堆叠内的歧管（manifold）。使用这种设计，优选地具有通过用于每个喷射的喷射堆叠的背面的单个端口。端口用作用于墨从储藏器转移到每个喷射腔室的路径。因为高密度打印头中的大量喷口，大量端口（每个喷口一个）必须垂直经过隔板且位于压电元件之间。

用于形成喷射堆叠的工艺可以包括在每个压电元件之间且在一些工艺中在每个压电元件的顶部上方形成来自聚合物材料的填隙层。如果填隙层分配在每个压电元件的顶部上方，它被去除以露出导电压电元件。接下来，其中具有开口的图案化的支撑层（standoff layer）可以应用于填隙层，其中开口露出每个压电元件的顶部。诸如导电环氧物、导电膏或另外的导电材料之类的一定数量（例如微滴）的导体独立被分配在每个压电元件的顶部上。柔性印刷电路（即柔性电路）或印刷电路板（PCB）的电极与每个导体微滴接触放置以促进每个压电元件和柔性电路或PCB的电极之间的电学连通。支撑层用于包含导电微滴到压电元件顶部上期望位置的流动，且还用作填隙层和柔性电路或PCB之间的粘合剂。

在喷射堆叠的形成期间，保持喷射堆叠的表面上诸如填隙层的喷射堆叠层具有均匀厚度是重要的。厚度一致是有利的，因为这可以帮助减轻喷射堆叠厚度变化、PZT厚度变化或附连厚度变化导致的问题。将填隙层形成为均匀厚度减小了完成的打印头内诸如不良墨连通之类的问题且可以减小打印头内墨泄露的发生率。

发明内容

在一个实施例中，用于形成喷墨打印头的方法可以包括：在压电元件的阵列上方分配未固化电介质填隙层；在未固化电介质填隙层和上压板之间插入柔性顶板和脱模件；使得未固化电介质填隙层与脱模件接触；以及在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触的同时使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力，其中柔性顶板在向未固化电介质填隙层应用压力期间折曲。而且，在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触且使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力的同时固化电介质填隙层。

根据用于形成喷墨打印头的方法，该柔性顶板在顶板的折曲期间具有约25µm至约12,700µm的厚度。

用于形成喷墨打印头的方法还包含使用脱模件涂覆柔性顶板。

用于形成喷墨打印头的方法还包含提供具有约1MPa至约300MPa的弯曲模量的柔性顶板。

在另一实施例中，用于形成喷墨打印头的设备可以包括具有下压盒和上压板的压机（press）、脱模件以及包含玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属中的至少一个的柔性顶板，其中玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属之一具有约25µm至约12,700µm的厚度，其中脱模件和柔性顶板配置成夹置在未固化填隙层和上压板之间。

根据该设备，该下压盒配置成被加热。

根据该设备，该柔性顶板具有约1MPa至约300MPa的弯曲模量。优选地，该柔性顶板具有约10MPa至约50MPa的弯曲模量。

在另一实施例中，用于形成喷墨打印机的方法可以包括使用以下方法形成至少一个喷墨打印头，该方法包括：在压电元件的阵列上方分配未固化电介质填隙层，在未固化电介质填隙层和上压板之间插入柔性顶板和脱模件；使得未固化电介质填隙层与脱模件接触；以及在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触的同时使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力，其中柔性顶板在向未固化电介质填隙层应用压力期间折曲。而且，在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触且使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力的同时固化电介质填隙层。该方法还可以包括将至少一个打印头安装到打印机外壳中。

用于形成喷墨打印机的方法还包含在柔性顶板和上压板之间插入具有约1mm至约25的厚度的一层硅橡胶；以及在固化填隙层期间使得该层硅橡胶与柔性顶板和上压板接触。

用于形成喷墨打印机的方法还包含使用脱模件涂覆柔性顶板。

用于形成喷墨打印机的方法还包含去除固化的电介质填隙层的第一部分以露出压电元件的阵列且留下相邻压电元件之间的固化的电介质填隙层的第二部分。

用于形成喷墨打印机的方法还包含提供具有约1MPa至约300MPa的弯曲模量的柔性顶板。

附图说明

图1和2是根据本教导的实施例的工艺中装置的中间压电元件的透视图；

图3-8和11-19是示意包括工艺中装置的喷射堆叠的喷墨打印头的形成的剖面图；

图9和10是示意分别使用刚性顶板和柔性顶板形成的填隙层的厚度的图示；

图20是包括喷射堆叠的打印头的剖面图；以及

图21是包括根据本教导的实施例的打印头的打印装置。

应当注意图的一些细节可能已被简化且绘制以促进本发明实施例的理解而不是用于保持严格的结构精度、细节和尺度。

具体实施方式

当在此使用时，用词“打印机”涵盖执行用于任意目的的打印输出功能的任意设备，诸如数字复印机、造书机、传真机、多功能机器、静电照相装置等。用词“聚合物”涵盖从长链分子形成的广义的碳基化合物其中任意一个，包括热固性聚酰亚胺、热塑性塑料、树脂、聚碳酸酯、环氧物以及本领域已知的相关化合物。

在图1的透视图中，压电元件层10使用粘合剂14可拆卸地接合到转移载体12。压电元件层10例如可以包括约25µm至约150µm厚的锆钛酸铅层以用作内部电介质。电介质层例如可以使用无电镀工艺在两面上均镀覆以镍以在电介质层的每一面上提供导电元件。镀镍的电介质结构10基本用作平行板电容器，其形成跨越内部电介质材料的电压电势中的差异。载体12可以包括金属片材、塑料片材或其他转移载体。附连压电元件层10到转移载体12的粘合层14可以包括切割带、热塑性塑料或其他粘合剂。在另一实施例中，转移载体12可以是诸如自粘合热塑性层的材料，使得不需要单独的粘合层14。

在形成图1的结构之后，压电元件层10被切割以形成如图2示意的多个独立压电元件20。应当意识到，尽管图2示意了压电元件的4×3阵列，可以形成更大的阵列。例如，当前打印头可以具有压电元件的344×20阵列。可以使用机械技术(诸如使用锯（如晶片切割锯）)、使用干法蚀刻工艺、使用激光消融工艺等执行切割。为了确保每个相邻压电元件20的完全分离，切割工艺可以在去除粘合剂14的一部分且在转移载体12上停止之后或在切割通过粘合剂14且部分地进入载体12中之后终止。

如图3的剖面图所示意，在形成各个压电元件20之后，图2的组件可以附连到喷射堆叠子组件30。图3的剖面图是图2的结构的放大以示出改善的细节，且示意一个部分和两个完整的压电元件20的剖面图。可以使用已知的技术制造喷射堆叠子组件30。喷射堆叠子组件30例如可以包括入口/出口板32、体板34和使用粘合剂隔板附连材料38附连到体板34的隔板36。如下面描述的，隔板36可以包括多个开口40，用于完成的装置中墨的通过。图3的结构还包括多个空位42，在工艺的该处，空位42可以填充以环境空气。隔板附连材料38可以是诸如单片聚合物的材料的固体片材，使得通过隔板36的开口40被覆盖。

在一个实施例中，图2的结构可以使用隔板36和压电元件20之间的粘合剂附连到喷射堆叠子组件30。例如，一定测量数量的粘合剂（并不独立示意）可以被分配、丝网印刷、滚动（等等）到压电元件20的上表面上或隔板36上或二者上。在一个实施例中，单滴粘合剂可以放置到隔板上以用于每个独立的压电元件20。在应用粘合剂之后，喷射堆叠子组件30和压电元件20彼此对准，然后压电元件20使用粘合剂机械连接到隔板36。粘合剂通过适合于粘合剂的技术固化以得出图3的结构。

随后，转移载体12和粘合剂14从图3的结构去除以得出图4的结构。

接下来，如图5所示意，未固化电介质填隙层50被分配到图4的结构上方。填隙层可以是聚合物，例如，从Danbury, CT的Miller-Stephenson Chemical Co. 可购得的Epon™ 828环氧树脂（100的重量份数）和从 Columbus, OH的 Hexion Specialty Chemicals 可购得的 Epikure™ 3277固化剂（49的重量份数）的组合。填隙层50可以以足以覆盖隔板36的上表面52的露出部分且在固化之后封装压电元件20的数量分配。如图所示，填隙层50可以进一步填充隔板36内的开口40。覆盖隔板36中的开口40的隔板附连材料38防止电介质填充材料经过开口40。

在固化填隙层50之前，执行整平工艺以提供具有均匀厚度的填隙层50。整平工艺执行为分配填隙层50，使得它使用相同的材料厚度覆盖每个压电元件20。如果填隙层50不被整平或被不良整平，它可能在一些压电元件20上比在其他压电元件上更厚。因为填隙层50在其去除以露出压电元件20期间具有相对低的蚀刻速度，既使源于不良整平的厚度的小的增加可能导致用于确保每个压电元件20露出的处理时间的明显增加，这减小了生产产出且增加了成本。用于露出压电元件20的填隙层50的蚀刻时间可以超过30分钟以去除4µm厚的聚合物填隙层。而且，非均匀填隙层厚度可以导致完成的装置中的墨连通问题。

在本教导的整平工艺的一个实施例中，如图6示意，图5的装置可以放置在支撑表面上。在另一实施例中，在分配填隙层50之前，图4的装置可以放置在支撑表面上，且然后沉积填隙层50。支撑表面可以包括堆叠压加热器60、诸如常规下压盒的基板62、可再用或一次性衬垫64以及脱模涂层66。衬垫64可以包括诸如一片聚合物、聚酰亚胺或塑料之类的材料。脱模涂层66可以包括涂覆到衬垫64上的一层含氟聚合物，其厚度足以防止部分喷射堆叠30粘合到衬垫64。脱模涂层66可以通过诸如喷涂或使用橡皮滚子之类的各种技术应用。

整平工艺还可以包括上压板68、柔性中间基板70、柔性平板（顶板）72和脱模件74。脱模件74可以是应用于柔性顶板72的表面的涂层，或脱模件74可以是涂覆有诸如含氟聚合物的脱模化合物且夹置在柔性顶板72和填隙层50之间的衬垫（例如，聚合物、聚酰亚胺、塑料、金属）。柔性中间基板70例如可以是约1mm至约25mm厚的硅橡胶层。柔性顶板72例如可以是足够薄以是柔性的玻璃或硅晶片。在一个实施例中，柔性顶板72可以是可从 Louisville, KY的Schott North America, Inc. 购得的Borofloat®的玻璃晶片。在其他实施例中，柔性顶板可以从诸如石英、蓝宝石、金属等材料制造且可以是电学导电体或电学绝缘体。柔性顶板72可以介于约25微米（µm）至约12,700µm之间、或约500µm至约900µm之间，或约650µm至约750µm之间，例如约为700µm。

在一个实施例中，“柔性”顶板可以是从刚性材料制造但是足够薄以允许稍微的弯曲或偏转而不破碎或永久变形的顶板。“柔性”顶板可以由这样的材料形成，该材料具有约1兆帕（Mpa）和约300MPa之间或约5MPa和约100MPa之间或约10MPa至约50MPa之间、例如约25MPa的弯曲强度（例如柔性强度或挠折模量）。在另一实施例中，柔性顶板具有不小于10Mpa且不大于50Mpa的弯曲强度。太刚性或太柔性的材料将不足以整平填隙层。柔性顶板可以具有约1.0纳米（nm）至约5.0µm的平整度（峰到谷）。

为了执行整平，柔性中间基板70、柔性顶板72和脱模件74夹置在上压板68和填隙层50之间。这可以通过将脱模件74、柔性顶板72和柔性中间基板70与喷射堆叠对准且然后将它们放置在填隙层50上执行。在另一实施例中，柔性中间基板70可选地可以附连到上压板68，柔性顶板72可选地可以附连到柔性中间基板70，且脱模件74可选地可以被涂覆或附连到柔性顶板72上。

随后，上压板68朝向覆盖压电元件20的填隙层50移动。如图7所示意，在脱模件74和填隙层50之间建立物理接触下压压力之后，该压机可以保持柔性顶板72以约10psi至约500psi或约100psi至约300psi或约225psi至约275psi的压力接触填隙层50。堆叠压加热器60可以被加热到约50℃ 至约250℃ 的温度以通过喷射堆叠子组件30向填隙层50的热的转移而快速固化填隙层50。填隙层50在压力下被加热约10分钟至约120分钟或足以适当固化填隙层50的持续时间。

在填隙层50的分配和固化期间，衬垫64防止填隙材料在其被挤压平坦之后流到下盒上。在完成整平工艺之后，衬垫64可以被丢弃和替换，或它可以被清洁和再利用。衬垫64是可选的，且在另一实施例中，下压盒62可以在固化填隙层之后被清洁而不使用沉衬垫64。

在从压机去除之后，可以保留类似于图8所示的喷射堆叠子组件。

在测试期间比较在压和固化工艺中刚性顶板和柔性顶板的使用，发现，与使用刚性顶板的工艺相比，使用如前所述的柔性顶板形成具有更均匀上表面的填隙层50。发现在压和固化工艺期间使用刚性顶板在压电电极的阵列上方形成的填隙层具有冠或凸起形状。图9示意使用刚性顶板的结果且取决于压电阵列的行和列，得出从约0µm（即，露出的压电电极）至约4µm的厚度变化。对照地，图10示意使用柔性顶板的结果，其中所得的填隙层的厚度的变化约为使用刚性顶板形成的填隙层的变化的一半。

并不意图受理论约束，当柔性顶板适应PZT阵列和基板时，顶板的柔性创建了堆积中的依从性。在使用压机应用压力期间，柔性顶板可以折曲，使得基板62的任何不均匀轮廓是经过抵消的。因为板有些刚性，不发生到填隙区域中或PZT阵列周围的变形。尽管当使用刚性顶板时填隙冠的原因未知，它可能是在聚合物被固化时支撑表面的基板62跨PZT阵列不提供适当和/或均匀的支撑，使得在压和固化工艺期间整个PZT阵列（例如阵列的中心）抵着刚性顶板不均匀地挤压。提供用于基板62的光学平层可以改善填隙层的均匀性，但是在固化工艺期间通过用作热阻挡将减小应用到填隙层的热，由此增加了填隙固化时间。尽管热传导基板将改善固化期间从下压盒到填隙层的热转移，足以用于该目的的光学平层（例如，抛光的铝或钼光学平层）是难以制造的且是昂贵的。随着增加的打印头尺寸（其可以包括高达12英寸或更长的PZT阵列），成本变成更多要考虑的因素（more of a factor）。

在形成图8的结构之后，例如，通过从压电元件20的上表面去除填隙层50的第一部分，且留下相邻压电元件20之间的填隙层的第二部分，打印头处理可以继续。在一个实施例中，如图11所示，诸如图案化光刻胶掩模之类的图案化掩模110可以使用已知的光刻技术形成有开口112。如所示，开口112露出填隙层50覆盖每个压电元件20的部分且还露出每个压电元件20的一部分。

在另一示例中，图案化的掩模110可以是一层热塑性聚酰亚胺。例如，图案化的掩模110可以是使用激光消融、冲压工艺、蚀刻等图案化的DuPont® 100ELJ层。 DuPont 100ELJ典型地以25µm（0.001英寸）的厚度制造和提供，不过如果可行，例如约20µm至约40µm的其他厚度也是适合的。在一个实施例中，热塑性聚酰亚胺掩模可以使用热层压机附连到聚合物填隙层50的表面。在一个实施例中，可以在约180℃和约200℃之间、例如约190℃的温度发生附连。在一个实施例中，可以在约90psi至约110psi、例如约100psi的压力下发生附连。附连工艺可以执行约5分钟至约15分钟、例如约10分钟的持续时间。

在一个实施例中，掩模可以是在去除露出的填隙层50之后可足够容易地从填隙层50释放以不提升或以其它方式损坏填隙层50、压电元件20或其他结构的材料。诸如等离子体蚀刻之类的蚀刻期间的温度可以达到150℃，其在不意在受理论约束的情况下可以固化、硬化、致密化掩模材料和/或对掩模材料进行除气，使得它从填隙层50更加难以去除。

掩模的开口112可以定位为仅露出聚合物和每个压电元件20的上表面，随后将要例如使用与印刷电路板（PCB）电极接触的银环氧物制备到其的电连接。开口112应当具有足够的尺寸，使得压电元件20和后续形成的电极之间的电阻处于可允许的限制内，这为功能装置提供可接受的可靠性。开口本身可以是圆形、椭圆形、方形、矩形等。

随后，对图11的结构执行诸如等离子体蚀刻的蚀刻以去除露出的填隙层50。在一个实施例中，可以在充分减小处理时间的条件下执行等离子体蚀刻。例如，激活离子诱捕等离子体模式可以与氧工艺气体组合使用。例如，氧气可以以足以提供约100mTorr至约200mTorr之间、例如约150mTorr的均衡腔室压力的递送速度被引入到等离子体蚀刻腔室。等离子体可以在约800W和1000W之间、例如约900W的射频（RF）功率启动。在激活离子蚀刻等离子体模式中，图11的组件可以放置在两个相邻有源电极之间。两个相邻有源电极可以放置在两个接地电极之间。取决于填隙材料，蚀刻时间可以从约1秒到约1小时，例如，介于约5分钟至15分钟之间，且更具体而言，介于约5分钟和10分钟之间。使用DuPont 100ELJ的25µm厚层，处理时间可以介于约1秒至约15分钟，例如介于约1秒至约10分钟之间。取决于填隙材料，可以使用不同于激活离子诱捕模式的等离子体模式，包括诸如反应离子蚀刻、无电子蚀刻、有源蚀刻、无电子离子诱捕之类的模式，其中模式取决于等离子体腔室中的架子的配置（例如，有源、接地和浮置）。

等离子体蚀刻可以有效地从镀镍PZT压电元件20的表面去除填隙层50。已经发现，镀镍PZT压电元件20的表面具有高的表面粗糙度，这使得从相对深且窄（即，高纵横比）的沟槽去除填隙层50变得困难。在镍镀覆中保留在沟槽中的电介质材料可以增加压电元件20和PCB电极之间的电阻，该PCB电极随后与压电元件20电学耦合。填隙材料50从压电元件20的蚀刻表面的有效去除将减小电阻且改善装置的电学特性。此处所述的有掩模的等离子体蚀刻的使用比常规去除方法更有效地从这些沟槽去除电介质材料。填隙材料50从压电元件20内的相对窄的沟槽的蚀刻速度小于相邻相对宽间隔的压电元件20之间的填隙材料50的蚀刻速度。无掩模等离子体蚀刻可以导致相邻压电元件20之间的填隙材料50的过度损失，因而在覆盖压电元件20的位置露出填隙材料50且在压电元件20之间的位置保护填隙材料50的有掩模等离子体蚀刻可以用于防止这种损失。

在蚀刻填隙层50之后，去除图案化的掩模110以得出图12的结构。如果图案化的掩模110是图案化的光刻胶掩模，则可以使用标准技术去除图案化的掩模110。如果图案化的掩模110是诸如DuPont 100ELJ这样的热塑性聚合物，则例如可以通过剥离去除图案化的掩模。

在另一实施例中，可以执行图8结构的无掩模蚀刻以得出类似于图12示意且一般功能上等价于图12的结构的结构。上述等离子体蚀刻可以被计时，使得恰好当所有压电元件充分露出时，蚀刻停止，使得可以制备与每个压电元件的电接触。该无掩模蚀刻将去除一部分压电元件20之间的填隙层厚度，但是蚀刻在去除过量的填隙层50之前停止，使得装置性能不受不利影响。

在另一实施例中，可以对图8的结构执行有掩模或无掩模激光消融工艺以去除覆盖压电元件20的填隙层50以得出图12的结构。

如图13示意，在使用有掩模或无掩模去除工艺露出压电元件20之后，包括图案化的粘合层130和图案化的可去除衬垫132的组件被对准且附连到图12的结构。粘合剂130例如是热固或热塑性片材。可去除衬垫132可以是聚酰亚胺材料，或可以从粘合剂130去除的另外的材料。包括粘合层130和可去除衬垫132的组件在其中包括预制开口134的图案，其露出压电元件20。粘合剂130和衬垫132内的开口134可以在附连之前例如使用激光消融、冲压工艺、蚀刻等形成。开口134的大小可以定目标为匹配如所示填隙层50中的开口112的尺寸，不过它们可以稍大或稍小，只要尺寸失配并不不利影响后继处理即可。粘合剂130和可去除衬垫132的组合厚度将部分地确定在后续处理之后保留在压电元件20上的导体的数量。粘合剂130和可去除衬垫132的组合厚度可以介于约15µm至约100µm之间，或可以是另外合适的厚度。

接下来，如图14所示意，例如，使用丝网印刷工艺，使用可去除衬垫132作为模版，诸如导电膏的导体140应用于图13的组件。备选地，粘合剂可以分配到组件上。

随后，例如通过剥离从图14的结构去除可去除衬垫132，使得类似于图15示意的结构保留。

接下来，具有多个通孔162和多个PCB电极164的PCB 160使用粘合剂130附连到图10的组件 ，以得出图16的结构。导体140电学耦合压电元件20到PCB电极164，使得导电路径通过导体140从PCB电极164延伸到压电元件20。

接下来，通过隔板36的开口40可以被清除以允许墨经过隔板。清除开口包括去除粘合剂130、填隙层50以及覆盖开口40的隔板附连材料38的一部分。在各个实施例中，可以使用化学或机械去除技术。在一个实施例中，自对准去除工艺可以包括使用如图17所示的激光束170，尤其是其中入口/出口板32、体板34和隔板36由金属形成的情况下。入口/出口板32、体板34以及可选地依赖于设计的隔板36可以屏蔽用于自对准激光消融工艺的激光束。在该实施例中，可以使用诸如CO₂激光器、准分子激光器、固态激光器、铜蒸汽激光器以及光纤激光器之类的激光器。CO₂激光器和准分子激光器可以典型地消融包括环氧物的聚合物。CO₂激光器可以具有低操作成本和高制造产出。尽管在图17中示意了两个激光束170，使用一个或更多激光脉冲，单个激光束可以依次打开每个孔。在另一实施例中，可以在单个操作中形成两个或更多开口。例如，掩模可以应用于表面，然后使用源于单个宽激光束的一个或更多脉冲，单个宽激光束可以打开两个或更多开口或所有开口。可以过填充由入口/出口板32、体板34和可能的隔板36提供的掩模的CO₂激光束可随后连续照射每个开口40以形成通过隔板附连材料38、填隙层50和粘合剂130延伸的开口以得出图18的结构。

随后，如图19所示意，孔口板190可以使用粘合剂（未单独示意）附连到入口/出口板32。孔口板190可以包括多个喷嘴192，在打印期间墨通过该多个喷嘴排出。一旦孔口板190被附连，便完成了喷射堆叠194。

随后，例如使用诸如粘合剂的流体密闭的连接201，歧管200被接合到PCB 160，以得出如图20示意的喷墨打印头202。喷墨打印头202可以包括歧管内的储藏器204以用于存储一定容量的墨。来自储藏器204的墨通过PCB 160中的通孔162递送到喷射堆叠194内的端口206。应当理解，图20是简化图，且可以在图的左边和右边具有附加结构。例如，尽管图20示意了两个端口206，典型的喷射堆叠例如可以具有344×20的端口阵列。

在使用中，打印头202的歧管200中的储藏器204包括一定容量的墨。打印头的初始灌注（priming）可以用于促使墨从储藏器204通过PCB160中的通孔162、通过喷射堆叠194中的端口206流动且流入到喷射堆叠194中的腔室208。响应于放置在每个电极164上的电压210，每个PZT压电元件20响应于数字信号在适当的时间偏转或变形。压电元件20的偏转导致隔板36折曲，这形成了腔室208内的压力脉冲，促使墨滴从喷嘴192排出。

上述方法和结构由此形成用于喷墨打印机的喷射堆叠194。在一个实施例中，如图20所示，喷射堆叠194可以用作喷墨打印头202的部件。

图21示意包括打印机外壳212的打印机，至少一个打印头202安装到该打印机外壳中。 根据本教导的实施例，在操作期间，墨214从一个或更多喷嘴192喷射。打印头202根据数字指令操作以在诸如纸张片材、塑料等打印介质216上形成期望的图像。打印头202可以在扫描运动中相对于打印介质216来回移动以逐行地产生打印的图像。备选地，打印头202可以保持固定且打印介质216相对于其移动，在单次经过中形成与打印头202一样宽的图像。打印头202可以比打印介质216窄或与之一样宽。

应当意识到，除了上面讨论的特定实施例，在形成其他结构期间，可以执行如上所述从压电元件去除环氧材料的等离子体蚀刻。例如，PZT压电结构可以被封装为防止气体或液体接触压电结构，以防止损害与固体结构的物理接触，以向压电结构供应衰减等。使用如上所述的等离子体蚀刻可以露出平板化或未平板化的PZT压电结构以提供物理或电学接触点。

Claims (10)

1.一种用于形成喷墨打印头的方法，包含：

在压电元件的阵列上方分配未固化电介质填隙层；

在未固化电介质填隙层和上压板之间插入柔性顶板和脱模件；

使得未固化电介质填隙层与脱模件接触；

在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触的同时使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力，其中柔性顶板在向未固化电介质填隙层应用压力期间折曲；以及

在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触且使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力的同时固化电介质填隙层。

2.根据权利要求1所述的方法，还包含：

在柔性顶板和上压板之间插入具有约1mm至约25的厚度的一层硅橡胶；以及

在固化填隙层期间使得该层硅橡胶与柔性顶板和上压板接触。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在顶板的折曲期间，该柔性顶板具有约25µm至约12,700µm的厚度，且成分包含玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，还包含：

去除固化的电介质填隙层的第一部分以露出压电元件的阵列且留下相邻压电元件之间的固化的电介质填隙层的第二部分。

5.根据权利要求1所述的方法，还包含提供具有约10MPa至约50MPa的弯曲模量的柔性顶板。

6.一种用于形成喷墨打印头的设备，包含：

压机，包含下压盒和上压板；

脱模件；以及

柔性顶板，包含玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属中的至少一个，其中玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属之一具有约25µm至约12,700µm的厚度，

其中该脱模件和柔性顶板配置成夹置在未固化填隙层和上压板之间。

7.根据权利要求6所述的设备，其中玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属之一具有约500µm至约900µm的厚度。

8.一种用于形成喷墨打印机的方法，包含：

使用一种方法形成至少一个喷墨打印头，该方法包含：

在压电元件的阵列上方分配未固化电介质填隙层；

在未固化电介质填隙层和上压板之间插入柔性顶板和脱模件；

使得未固化电介质填隙层与脱模件接触；

在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触的同时使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力，其中柔性顶板在向未固化电介质填隙层应用压力期间折曲；以及

在维持未固化电介质填隙层和脱模件之间的接触且使用上压板向未固化电介质填隙层应用压力的同时固化电介质填隙层；以及

将该至少一个打印头安装到打印机外壳中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在顶板的折曲期间，该柔性顶板具有约25µm至约12,700µm的厚度，且成分包含玻璃、硅、石英、蓝宝石和金属中的至少一个。

10.根据权利要求8所述的方法，还包含提供具有约10MPa至约50MPa的弯曲模量的柔性顶板。

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