CN1545452A - 紧凑式喷墨打印头 - Google Patents

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M·D·米勒
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Abstract

一种紧凑的热喷墨打印头，包括：打印头基底(11)，形成于打印头基底中的多个并排的墨滴发生器(40)柱状阵列(61)，形成于打印头基底中的用于激发每个墨滴发生器的驱动电路(85)。该打印头基底具有每平方毫米至少为10.43个墨滴发生器的墨滴发生器组装密度。

Description

紧凑式喷墨打印头
发明背景
本发明一般涉及喷墨打印，尤其涉及一种具有高喷嘴组装密度的薄膜喷墨打印头。
喷墨打印技术已发展得比较成熟。像电脑打印机、绘图机以及传真机这样的商品已经采用了喷墨技术来实现，以产生打印介质。惠普公司对喷墨技术所作的贡献在惠普杂志的多篇文章中被描述，例如，第36卷第5期(1985年5月)；第39卷第5期(1988年10月)；第43卷第4期(1992年8月)；第43卷第6期(1992年12月)；第45卷第1期(1994年2月)；全部内容在此作为参考被一并引用。
一般而言，喷墨图像按照墨滴在打印介质上的精确位置而形成，墨滴通过被称为喷墨打印头的墨滴生成设备而喷射。一般地，喷墨打印头被支撑在可移动的横越打印介质表面上方的打印滑架上，并被控制从而按照微机或其他控制器的命令以在合适的时间喷射墨滴，其中墨滴的应用时限对应于被打印图像的像素图案。
典型的惠普喷墨打印头包括在孔板上精确成形的喷嘴阵列，该孔板连在墨水阻挡层上，而该墨水阻挡层又连在薄膜底座上，该薄膜底座形成喷墨加热电阻及电阻启动装置。墨水阻挡层限定包含墨腔的墨水通道，墨腔被设置在相联的喷墨加热电阻的上方，孔板上的喷嘴与相联的墨腔对准。墨滴发生器区域通过墨腔、与墨腔相邻的薄膜底座和孔板的一部分而形成。
薄膜底座一般包括基底例如硅，在该基底上形成有多层薄膜层，这些薄膜层形成薄膜喷墨加热电阻、电阻启动装置以及结合片的互连件，互连件使打印头与外部电连接。墨水阻挡层一般是被层压成干膜以形成薄膜底座的聚合材料，并被设计成可以光定形且可通过紫外线和热固化。在槽供给式的喷墨打印头的设计中，墨水从一个或多个贮墨器经由形成于基底中的一个或多个供墨槽被供给至多个墨腔中。
孔板、墨水阻挡层、以及薄膜底座的物理布置的示例示出在上文所引用的1994年2月惠普杂志的第44页中。喷墨打印头的其他示例在共同转让的美国专利4719477和美国专利5317346中有所阐述，这两个专利在此作为参考被一并引用。
要考虑的薄膜喷墨打印头的因素包括由于要采用更多的墨滴发生器和/或供墨槽而增大了基底尺寸和/或基底脆性。这就相应地需要一种紧凑式的并具有多个墨滴发生器的喷墨打印头。
附图说明
本领域的技术人员将从下面结合附图阅读时的详细说明中容易地了解本发明的优点和特征，其中：
本领域的技术人员将从下面结合附图阅读时的详细说明中容易地了解本发明的优点和特征，其中：
图1为应用本发明的喷墨打印头的墨滴发生器和基元选择(primitive select)布局的未按比例的示意性俯视平面图；
图2为图1所示喷墨打印头的墨滴发生器和接地母线布局的未按比例的示意性俯视平面图；
图3为图1所示喷墨打印头的示意性局剖透视图；
图4为图1所示喷墨打印头的未按比例的示意性局部俯视平面图；
图5为图1所示打印头薄膜底座的一般的层的示意图；
图6为主要示出图1所示打印头的典型FET驱动电路阵列和接地母线布局的局部俯视平面图；
图7为图1所示打印头的加热电阻与一FET驱动电路电连接的电路示意图；
图8为图1所示打印头的典型基元选择迹线(primitive selecttraces)的平面示意图；
图9为图1所示打印头的一FET驱动电路与一接地母线实施的平面示意图；
图10为图9所示FET驱动电路的示意性前视剖面图；
图11为一打印机未按比例的示意性透视图，本发明的打印头可应用于该打印机中。
具体实施方式
在以下的详细说明以及几个附图中，同样的元件采用相同的参考标记。
在以下的详细说明以及几个附图中，同样的元件采用相同的参考标记。
现在参照图1至4，在其中示意性地示出了喷墨打印头100未按比例的示意平面图和透视图，本发明可用在该喷墨打印头100中，并且该喷墨打印头100主要包括：(a)薄膜底座或电路小片11，该底座或电路小片11包括基底例如硅，并具有多层形成于其上的薄膜层；(b)位于薄膜底座11上的墨水阻挡层12；(c)层压地连在墨水阻挡层12顶部上的孔板或喷嘴板13。
薄膜底座11包括例如按照传统集成电路技术所形成的集成电路电路小片，如图5中示意性地示出那样，主要包括硅基底111a、FET栅和介电层111b、电阻层111c以及第一金属化层111d。起作用的设备例如这里将更具体描述的FET驱动电路形成在硅基底111a、FET栅和介电层111b的顶部，它包括栅氧化层、多晶硅栅以及与电阻层111c相邻的介电层。薄膜加热电阻56通过电阻层111c和第一金属化层111d各自形成图案而形成。薄膜底座还包括复合钝化层111e以及至少位于加热电阻56上方的钽机械钝化层111f，所述复合钝化层例如包括氮化硅层和碳化硅层。金导电层111g位于钽层111f的上方。
墨水阻挡层12由干膜形成，该干膜通过热量和压力被层压于薄膜底座11上且光定形，从而在其中形成位于加热电阻56上方的墨腔19和墨水通道29。能与外部电连接件接合的金结合片74在纵向相隔的薄膜底座11的两相对端形成于金层上，并且不被墨水阻挡层12所覆盖。作为所示的示例，阻挡层材料包括丙烯酸脂基光敏聚合物干膜，例如可从美国特拉华州威尔明顿市的E.I.duPont de Nemours and Company获得的“Parad”牌光敏聚合物干膜。类似的干膜包括其他duPont产品，例如“Riston”牌干膜以及由其他化学供应商制造的干膜。例如，孔板13包括由聚合材料组成的平面基底，其中孔通过例如共同转让的美国专利5469199中所公开的激光烧蚀形成，该专利在此作为参考被一并引用。孔板也可包括电镀金属例如镍。
如图3所示，墨水阻挡层12的墨腔19更显著地位于各自的喷墨加热电阻56上方，每个墨腔19由形成于阻挡层12中的腔室开口的互连边缘或壁限定。墨水通道29由形成于阻挡层12中的其他开口限定，并与各自的墨腔19一体连接。墨水通道29朝着相邻供墨槽71的供给边缘方向敞开并从该供墨槽接收墨水。
孔板13包括设置在各个墨腔19上方的喷孔或喷嘴21，从而每个喷墨加热电阻56、相联的墨腔19、以及相联的喷孔21对准并形成墨滴发生器40。每个加热电阻具有至少100欧姆，例如大约120或130欧姆的额定电阻，并可包括图9所示的分段电阻，其中加热电阻56包括由金属化区59连接的两个电阻区56a、56b。这种电阻结构所提供的电阻大于相同面积的单一电阻区。
虽然所公开的打印头被描述成具有一阻挡层和一分离的孔板，但应该理解的是，该打印头可用整体的挡板/喷孔结构来实现，例如，该挡板/喷孔结构可通过采用单一光敏聚合物层来制成，该光敏聚合物层借助于多重曝光工序曝光，然后显影。
墨滴发生器40按照沿基准轴线L延伸的柱状阵列或组61来排列，并相对于基准轴线L彼此侧向或横向相间隔。每个墨滴发生器组的加热电阻56主要与基准轴线L对准并且沿着基准轴线L具有预定的中心至中心的距离或喷嘴间距P。喷嘴间距P可以是1/600英寸或更大，例如1/300英寸。墨滴发生器的每个柱状阵列61包括例如100个或更多的墨滴发生器(也即，至少100个墨滴发生器)。
作为所示的示例，薄膜底座11可以是矩形，其中它的相对边51、52为长度尺寸LS的纵边，而纵向相间的相对边53、54具有小于薄膜底座11长度LS的宽度或侧向尺寸WS。薄膜底座11沿着边缘51、52纵向延伸，该边缘51、52可与基准轴线L平行。在使用中，基准轴线L可与通常所指的介质进给轴线(advance axis)对准。为方便起见，也将用于指该两端边缘的参考标记53、54指代薄膜底座纵向分离的两端。
虽然每个墨滴发生器柱状阵列61的墨滴发生器40基本位于同一条直线上，但应该理解的是，某些墨滴发生器阵列的墨滴发生器40可稍微偏离该列的中心线，例如以补偿喷射时延。
在每个墨滴发生器40包括加热电阻56的情况下，该加热电阻相应地被设置成与墨滴发生器柱状阵列相对应的柱状组或阵列。为方便起见，加热电阻阵列或组用相同的参考标记61指代。
更具体地说，图1至4中打印头100的薄膜底座11包括两个供给槽71，该供给槽与基准轴线L对准并相对于该基准轴线L彼此横向相间隔。供墨槽71分别供给至各自位于两供墨槽71对边上的四个墨滴发生器列61，其中墨水通道朝着通过薄膜底座中的相联供墨槽而形成的一边缘敞开。这样，每个供墨槽的相对边缘形成供给边缘，并且每个供墨槽由双边缘供墨槽组成。作为特定的实施方式，图1至4中的打印头100为单色打印头，其中两个供墨槽71提供相同颜色的墨水例如黑色，这样所有四个墨滴发生器列61产生相同颜色的墨滴。
在供墨槽两侧的列之间的列间距或距离CP小于或等于630微米(μm)(也即，至多630μm)，供墨槽内侧的两列之间的列间距或距离CP′小于或等于800μm(也即，至多800μm)。
更具体地说，喷嘴间距、喷嘴沿着基准轴线L从其中一列至相邻列的交错或偏移距离以及墨滴量被设定成可使沿着基准轴线L的单程单色点间距为喷嘴间距P的1/4，该喷嘴间距P的范围是1/300至1/600英寸。染料基墨水的墨滴量可以是3至7皮升(特定示例约为5皮升)，颜料基墨水的墨滴量可以是12至19皮升(特定示例约为16皮升)。对于1/300英寸的喷嘴间距而言，沿着基准轴线L相邻喷嘴列之间的交错或偏移量在指定的横向上可以是1/1200英寸。换句话说，左侧的第二列在选定方向上沿着基准轴线L相对于最左侧的列偏移1/1200英寸。左侧的第三列在选定方向上沿着基准轴线L相对于左侧的第二列偏移1/1200英寸。左侧的第四列在选定方向上沿着基准轴线L相对于左侧的第三列偏移1/1200英寸。
这样，1/300英寸的喷嘴间距P常提供1/1200英寸的单程点间距，该间距对应于1200dpi的单程打印分辨率。1/600英寸的喷嘴间距P常提供1/2400英寸的单程点间距，该间距对应于1/2400dpi的单程打印分辨率。
下面更具体地说明具有四个柱状阵列61的实施方式，每个阵列至少具有100个(例如104个)墨滴发生器，该墨滴发生器具有1/300英寸的喷嘴间距P，作为所示的示例，薄膜底座11的长度LS可约为11.65毫米，其宽度WS可约为3.29毫米或更小，例如约2.95毫米至约3.29毫米的范围。一般而言，薄膜底座的长度/宽度的长宽比(也即，LS/WS)可大于3.5。
在特定的每列具有100至104个墨滴发生器的实施例中，打印头具有范围为10.43个喷嘴/平方毫米至12.10个喷嘴/平方毫米的喷嘴组装密度。更具体地说，打印头至少具有10.43个喷嘴/平方毫米的喷嘴组装密度。
每个墨滴发生器能够以范围约为15KHz至约为18KHz的最大频率被驱动电路所驱动。例如，各个相邻的且与墨滴发生器40的柱状阵列61相联的是形成于打印头100薄膜底座11中的柱状FET驱动电路阵列81，如图6示意性所示地用于典型的墨滴发生器柱状阵列61。每个FET驱动电路阵列81包括多个FET驱动电路85，该驱动电路85具有多个分别通过加热电阻导线57a与各自的加热电阻相连接的漏极。与每个FET驱动电路阵列81相联的并与墨滴发生器阵列相联的是柱状接地母线181，相联FET驱动电路阵列81的所有FET驱动电路85的源极与其电连接。每个FET驱动电路柱状阵列81与相联接地母线181沿着相联的墨滴发生器柱状阵列61纵向延伸，并至少是与相联的柱状阵列61纵向共同延伸的。每个接地母线181在打印头结构的一端与至少一个结合片74电连接，并在该打印头结构的另一端与至少一个结合片74电连接，如图1和2示意性地所示。
接地母线181和加热电阻导线57a形成于薄膜底座11的金属化层111c(图5)上，加热电阻导线57b也是如此，这里将进一步描述FET驱动电路85的漏极和源极。
每个FET驱动电路柱状阵列的FET驱动电路85被相联的解码器逻辑电路35柱状阵列31所控制，该解码器逻辑电路把与适当的结合片74相连接的有关相邻地址母线33的地址信息解码(图6)。该地址信息识别出借助于喷墨能量将要激发的墨滴发生器，正如这里进一步描述的，并且该地址信息被解码器逻辑电路35利用从而打开寻址或选定的墨滴发生器的FET驱动电路。
如图7示意性地所示，每个加热电阻56的一终端经由一基元选择迹线与结合片74相连接，该结合片74接收喷墨基元选择信号PS。这样，由于每个加热电阻56的另一端与相联FET驱动电路85的漏极终端相连接，如果相联FET驱动电路由于被相联解码器逻辑电路35控制而接通，那么喷墨能量PS就被提供给加热电阻56。
如图8对于典型的墨滴发生器柱状阵列61示意性描述一样，墨滴发生器柱状阵列61的墨滴发生器可被组成连续相邻的墨滴发生器的四个基元组61a、61b、61c、61d，一特定基元组的加热电阻56与四个基元选择迹线86a、86b、86c、86d中的相应一个电连接，这样特定基元组的墨滴发生器以与相同的喷墨基元选择信号PS平行的方式可转换地耦合。对于特定示例而言，其中柱状阵列中的墨滴发生器的数目N为4的整数倍，每个基元组包括N/4个墨滴发生器。作为参考，基元组61a、61b、61c、61d从侧向边53朝侧向边54连续地分布。
图8更具体地示出了基元选择迹线86a、86b、86c、86d的示意性俯视平面图，这些迹线用于例如通过金的金属化层111g(图5)中的迹线来实现的相联墨滴发生器柱状阵列61以及相联FET驱动电路85柱状阵列81(图6)，该金的金属化层111g在相联FET驱动电路柱状阵列81和接地母线181之上并与其绝缘分离。基元选择迹线86a、86b、86c、86d通过形成于金属化层111c上的电阻导线57b(图8)分别与四个基元组61a、61b、61c、61d电连接，并连接基元选择迹线与电阻导线57b之间的通路(vias)58(图8)。
第一基元选择迹线86a沿着第一基元组61a纵向延伸并位于一部分加热电阻导线57b(图9)之上，且通过通路58(图9)与该加热电阻导线57b相连接，该加热电阻导线57b分别与第一基元组61a的加热电阻56相连接。第二基元选择迹线86b包括沿着第二基元组61b延伸并位于一部分加热电阻导线57b(图9)上的部分，并通过通路58与该加热电阻导线57b相连接，所述加热电阻导线57b分别与第二基元组61b的加热电阻56相连接。第二迹线86b包括沿着第一基元选择迹线86a延伸的另一部分，该部分位于与第一基元组61a的加热电阻56相对的第一基元选择迹线86a一侧。第二基元选择迹线86b一般为L型，其中第二部分比第一部分要窄些从而绕开第一基元选择迹线86a，该第一基元选择迹线86a比第二基元选择迹线86b的较宽部分要窄些。
第一和第二基元选择迹线86a、86b一般至少与第一和第二基元组61a、61b共同延伸，并分别适当地连接于各自的结合片74，该结合片74位于与第一和第二基元选择迹线86a、86b最近的侧向边缘53处。
第四基元选择迹线86d沿着第四基元组61d纵向延伸并位于一部分加热电阻导线57b(图9)之上，且通过通路58与该加热电阻导线57b相连接，所述加热电阻导线57b与第四基元组61d的的加热电阻56相连接。第三基元选择迹线86c包括沿着第三基元组61c延伸并位于一部分加热电阻导线57b(图9)上的部分，并通过通路58与该加热电阻导线57b相连接，所述加热电阻导线57b与第三原始组61c的加热电阻56相连接。第三基元选择迹线86c包括沿着第四基元选择迹线86d延伸的另一部分。第三基元选择迹线86c一般为L型，其中第二部分比第一部分要窄些从而绕开第四基元选择迹线86d，该第四基元选择迹线86d比第三基元选择迹线86c的较宽部分要窄些。
第三和第四基元选择迹线86c、86d一般至少与第三和第四基元组61c、61d共同延伸，并分别适当地连接于各自的结合片74，该结合片74位于与第三和第四基元选择迹线86c、86d最近的侧向边缘54处。
作为特定示例，用于墨滴发生器柱状阵列61的基元选择迹线86a、86b、86c、86d位于FET驱动电路以及与墨滴发生器柱状阵列61相联的接地母线的上方，并被容纳在一个与相联柱状阵列61共同纵向延伸的区域中。这样，用于墨滴发生器柱状阵列61四个基元的四个基元选择迹线沿着阵列朝着打印头基底的两端延伸。更具体地说，用于第一对基元组61a、61b的第一对基元选择迹线被容纳在一个沿着该第一对基元组延伸的区域中，该第一对基元组被设置在打印头基底的一半长度处，同时用于第二对基元组61c、61d的第二基元选择迹线被容纳在一个沿着该第二对基元组延伸的区域中，该第二对基元组被设在打印头基底的另一半长度处。
为便于参考，将基元选择迹线86和使加热电阻56和相联FET驱动电路85与结合片74电连接的相联接地母线共同称作电力迹线(powertrace)。同样为了便于参考，可将基元选择迹线86称作高端或未接地的电力迹线。
一般而言，每个FET驱动电路85的寄生电阻(或导通电阻)被构造为补偿形成在不同FET驱动电路85中的寄生电阻的变化，从而减少提供给加热电阻的能量的变化，所述寄生电阻通过由电力迹线形成的寄生路径而形成在不同FET驱动电路85中。具体地说，电力迹线形成提供寄生电阻给FET电路的寄生路径，该寄生电阻随着其在所述路径中的位置而变化，每个FET驱动电路85的寄生电阻被选定，从而使得每个FET驱动电路85的寄生电阻与被提供给FET驱动电路的电力迹线寄生电阻的结合在其中一个墨滴发生器到另一个墨滴发生器之间仅发生轻微变化。在加热电阻56阻值基本相同的情况下，将每个FET驱动电路85的寄生电阻构造成补偿相联的电力迹线寄生电阻的变化，该寄生电阻被提供给不同FET驱动电路85。这样，就基本相等的能量被提供给与电力迹线相连接的结合片来说，可将基本相等的能量提供给不同加热电阻56。
更具体地参照图9和10，每个FET驱动电路85包括多个电互连的漏极指87和多个电互连的源极指97，其中漏极指被设置在形成于硅基底111a(图5)中的漏极区指89上方，源极指97与漏极87相互交叉或交错并被设置在形成于硅基底111a中的源极区指99上方。各端互连的多晶硅栅指91被设置在形成于硅基底111a中的薄栅氧化层93上。磷硅酸盐玻璃层95将漏极87和源极97与硅基底111a分离。多个导电漏极触点88将漏极87与漏极区89电连接，同时多个导电源极触点98将源极97与源极区99电连接。
被每个FET驱动电路占据的面积优选较小，每个FET驱动电路的导通电阻优选较低，例如小于或等于14或16欧姆(也即，至多14或16欧姆)，这需要有效的FET驱动电路。例如，导通电阻Ron与FET驱动电路面积A的关系式如下：
Ron＜(250,000欧姆·微米2)/A
其中面积A的单位为微米2(μm2)。这可例如借助于栅氧化层93来实现，该氧化层具有小于或等于800埃(也即，至多800埃)的厚度，或者具有小于4μm的栅信号宽度。同样，要是加热电阻具有较低电阻，至少100欧姆的加热电阻允许将FET电路制造得更小，因为出于寄生电阻与加热电阻之间能量分配的考虑，可允许FET导通电阻随着加热电阻值变大而变大。
作为特定示例，漏极87、漏极区89、源极97、源极区99以及多晶硅栅指91可与接地母线181的纵向范围以及基准轴线L基本正交地或横切地延伸。同样，就每个FET电路85而言，漏极区89和源极区99横切于基准轴线L的范围与栅指横切于基准轴线L的范围相同，如图6所示，这限定了作用区横切于基准轴线L的范围。为方便参考起见，可将漏极指87、漏极区指89、源极指97、源极区指99以及多晶硅栅指91的范围称作这些元件的纵向范围，只要这些元件在条状或指状的方式下是长而狭窄的。
作为所示的示例，每个FET电路85的导通电阻通过控制漏极区指的连续非接触部分的纵向范围或长度而被单独构造，其中连续的非接触部分缺少电触点88。例如，漏极区指的连续非接触部分可以在离加热电阻56最远的漏极区89两端开始。特定FET电路85的导通电阻随着漏极区指的连续非接触部分长度的增加而增加，该长度被选择成确定特定FET电路的导通电阻。
作为另一示例，每个FET电路85的导通电阻可通过选择FET电路的大小而被构造。例如，FET电路横切于基准轴线L的范围可被选择成限定导通电阻。
对于一般的实施方式而言，其中，用于特定FET电路85的电力迹线通过适当的直接路径被送至最近的打印头结构纵向分离的两端上的结合片74，寄生电阻随着距离打印头的最近端的间距而增加，FET驱动电路85的导通电阻随着距离最近端的间距而减小(使FET驱动电路更有效)，从而抵销电力迹线寄生电阻的增加。作为特定示例，关于各个FET驱动电路85的连续非接触漏极指部分，其在距离加热电阻56最远的漏极区指两端开始，该部分的长度随着距离打印头结构纵向分离的两端中的最近端的间距而减少。
由源极区89、漏极区99、多晶硅栅91所组成的每个FET电路的作用区有利地在相联的接地母线181下方延伸，每个接地母线181由与FET电路85的漏极87和源极97相同的薄膜金属化层形成。这允许了接地母线和FET电路阵列占据较窄区域，该较窄区域反过来容许形成更窄乃至成本更低的薄膜底座。
同样，在一实施方式中，其中，漏极区指的连续非接触部分在距离加热电阻56最远的漏极区指两端开始，每个接地母线181横切于或侧向于基准轴线L的并朝着相联加热电阻56延伸的范围可随着连续非接触漏极指部分的长度的增加而增加，因为漏极不必在该连续非接触漏极指部分的上方延伸。换句话说，接地母线181的宽度W可通过增加由连续非接触漏极区部分的长度而定的量而增加，通过该增量接地母线位于FET驱动电路85的作用区之上。由于所述增加可通过增加接地母线与FET驱动电路85作用区之间的重合量而实现，这就可通过不增加被接地母线181及其相联的FET驱动电路阵列81所占据的区域宽度而实现。实际上，在任何特定的FET电路85中，接地母线可基本通过漏极区非接触部分的长度来与横切于基准轴线L的作用区重叠。
作为特定示例，其中，连续非接触漏极区部分在距离加热电阻56最远的漏极区指两端开始，其中这种非接触漏极区部分的长度随着距离打印头结构最近端的间距而减小，接地母线181的宽度W随着连续非接触漏极区部分的长度的改变而发生调整或改变，该调整或改变使得接地母线的宽度W181随着与打印头最近端的接近度而增加，如图8所示。由于所分配电流的量随着与结合片74的接近度而增加，这种情形有利地使得接地母线电阻随着与结合片74的接近度而减小。
还可通过将部分接地母线181侧向延伸至解码器逻辑电路35之间的纵向间隔区域中来减小接地母线电阻。例如，该部分可在作用区之外侧向延伸形成解码器逻辑电路35区域的宽度。
以下与墨滴发生器柱状阵列相联的电路部分可被包含在分别具有以下宽度的区域中，这些宽度在图6和8中用跟在宽度值后面的参考标记来表示。
  包含区域：   宽度
  电阻导线57   约为95微米(μm)或更小(W57)
  FET电路81   例如至多250μm，或至多180μm(W81)
  解码器逻辑电路31   约为34μm或更小(W31)
  基元选择迹线86   约为290μm或更小(W86)
这些宽度是在与基准轴线L对准的打印头基底纵向范围正交或成侧向的位置测得的。
现参照图11，该图中示出了喷墨打印设备20示例的示意性透视图，在该打印设备中可使用上述的打印头。图11的喷墨打印设备20包括被一般为模制塑料的壳体或外壳124所包围的底盘122。底盘122例如由片金属形成并包括垂直面板122a。打印介质的片材通过适配的打印介质处理系统126分别被进给至打印区125，该打印介质处理系统包括用于在打印之前存储打印介质的供给盒128。打印介质可以是任何类型的适当的可打印片材，例如纸张、卡纸、幻灯片、聚酯薄膜等等，但为便于描述所示的实施例，将纸张用作打印介质。一连串传统的电机驱动辊可用来将打印介质从供给盒128移至打印区125，该电机驱动辊包含由步进电机所驱动的驱动辊129。打印之后，驱动辊129将所打印的片材驱动到一对可缩回的输出干燥翼构件130上，翼构件在图中伸出以接收所打印的片材。在翼构件130旋转地缩回至侧面之前，在输出盒132中的任何先前打印的静止干燥片材上方，翼构件保持新打印的片材一段短暂时间，如曲线箭头133所示，从而使新打印的片材落入输出盒132中。打印介质处理系统可包括多个用于容纳不同尺寸打印介质包括信函、法律声明、A4纸张、信封等等的调节结构，例如滑动长度调节臂134和信封供给槽135。
图11的打印机还包括打印机控制器136、其被示意性地示出为一微处理器，该控制器位于被支撑在底盘垂直面板122a背面上的打印电路板139上。打印机控制器136接收来自主机设备例如个人电脑(未示出)的指令并控制打印机的操作，该操作包括经由打印区125的打印介质的进给、打印滑架140的移动、以及施加信号给墨滴发生器40。
打印滑架滑杆138具有平行于滑架扫描轴线的纵轴线，并被底盘122支撑以相当大程度地支撑用于往复平移运动或沿着滑架扫描轴线扫描的打印滑架140。打印滑架140支撑第一和第二可移动的喷墨打印头盒150、152(其中的每个有时称为“记录头”、“打印盒”、或“盒体”)。打印盒150、152各自包括打印头154、156，其分别具有通常面向下的用于在打印区125中的部分打印介质上常向下喷射墨水的喷嘴。打印盒150、152通过一个闭锁机构更精确地被夹紧在打印滑架140中，该闭锁结构包括夹紧杆、闭锁件或盖子170、172。
为参考起见，打印介质沿着平行于部分打印介质切线的介质轴线前进至打印区125，该打印介质在打印盒150、152喷嘴的下方并与之横切。如果介质轴线和滑架轴线处于相同的平面上，如图9所示，它们应该彼此垂直。
打印滑架背面上的防转动机构与水平设置的防枢转杆185接合，例如，用来防止打印滑架140围绕滑杆138向前旋转，防枢转杆185与底盘122的垂直面板122a一体成形。
作为所示的示例，打印盒150为单色打印盒，而打印盒152为三色打印盒。
打印滑架140沿着滑杆138被环带158驱动，该环带可以传统的方式被驱动，线性编码器带159例如按照传统技术用来沿着滑架扫描轴线探测打印滑架140的位置。
虽然上文已经对本发明的特定实施例进行了描述和例证，但本领域的技术人员可在不违背由下列权利要求所限定的本发明范围和精神的情况下进行各种更改和变化。

Claims (34)

1.一种喷墨打印头，包括：
包含多个薄膜层的打印头基底(11)；
多个并排的墨滴发生器(40)柱状阵列(61)，墨滴发生器形成于所述打印头基底中并沿着纵向范围延伸；
形成于所述打印头基底中的驱动电路(85)，用于以约15KHz至约18KHz的频率范围激发每个墨滴发生器；
所述打印头基底具有每平方毫米至少10.43个墨滴发生器的墨滴发生器组装密度。
2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述多个并排的墨滴发生器柱状阵列包括四个并排的墨滴发生器柱状阵列，每个墨滴发生器柱状阵列至少具有100个以墨滴发生器间距P分开的墨滴发生器。
3.根据权利要求2所述的打印头，其特征在于：所述四个墨滴发生器柱状阵列包括彼此相隔至多630微米的第一柱状阵列和第二柱状阵列，以及彼此相隔至多630微米的第三柱状阵列和第四柱状阵列。
4.根据权利要求3所述的打印头，还包括第一供墨槽(71)和第二供墨槽(71)，其中：
所述第一墨滴发生器柱状阵列和所述第二墨滴发生器柱状阵列位于所述第一供墨槽的两侧；以及
所述第三墨滴发生器柱状阵列和所述第四墨滴发生器柱状阵列位于所述第二供墨槽的两侧。
5.根据权利要求4所述的打印头，其特征在于：所述第二墨滴发生器柱状阵列和所述第三墨滴发生器柱状阵列间隔至多800微米。
6.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述墨滴发生器被构造为喷射具有12至19皮升墨滴容积的墨滴。
7.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述墨滴发生器被构造为喷射具有3至7皮升墨滴容积的墨滴。
8.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：每个所述墨滴发生器包括具有电阻值至少为100欧姆的加热电阻(56)。
9.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述打印头基底具有长度LS和宽度WS，其中LS/WS大于3.5。
10.根据权利要求9所述的打印头，其特征在于：WS约为3.29毫米或更小。
11.根据权利要求9所述的打印头，其特征在于：WS位于约3.29毫米至约2.95毫米的范围内。
12.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于所述驱动电路包括：
形成于所述打印头基底中的FET驱动电路(85)柱状阵列(81)，其分别相邻于所述墨滴发生器柱状阵列；以及
接地母线(181)，其与所述FET驱动电路的作用区重叠。
13.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路具有小于(250,000欧姆·微米2)/A的导通电阻，其中A为以平方微米为单位的该FET驱动电路的面积。
14.根据权利要求13所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路具有厚度至多为800埃的栅氧化层(93)。
15.根据权利要求13所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路具有小于4微米的栅信号宽度。
16.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路具有至多为14欧姆的导通电阻。
17.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路具有至多为16欧姆的导通电阻。
18.根据权利要求12所述的打印头，还包括电力迹线(86a、86b、86c、86d)，其中：FET驱动电路被构造为补偿由所述电力迹线形成的寄生电阻。
19.根据权利要求18所述的打印头，其特征在于：所述FET电路各自的导通电阻被选择成补偿由所述电力迹线形成的寄生电阻的变化。
20.根据权利要求19所述的打印头，其特征在于：每个所述FET电路的大小被选择成调整所述导通电阻。
21.根据权利要求19所述的打印头，其特征在于：每个所述FET电路包括：
漏极(87)；
漏极区(89)；
漏极触点(88)，将所述漏极与所述漏极区电连接；
源极(97)；
源极区(99)；
源极触点(98)，将所述源极与所述源极区电连接；以及
其中：所述漏极区被构造为调整每个所述FET电路的导通电阻以补偿由所述电力迹线形成的寄生电阻的变化。
22.根据权利要求21所述的打印头，其特征在于：所述漏极区包括延长了的漏极区，该每个延长了的漏极区包含连续非接触部分，该非接触部分的长度被选择成调整所述导通电阻。
23.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路柱状阵列被容纳于宽度至多为180微米的区域中。
24.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述FET驱动电路柱状阵列被容纳于宽度至多为250微米的区域中。
25.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：
所述多个并排的墨滴发生器柱状阵列包括四个并排的墨滴发生器柱状阵列，每个墨滴发生器柱状阵列至少具有100个以墨滴发生器间距P分隔的墨滴发生器；以及
所述多个FET驱动电路柱状阵列包括四个FET驱动电路柱状阵列。
26.根据权利要求25所述的打印头，其特征在于：所述四个墨滴发生器柱状阵列包括彼此相隔至多630微米的第一柱状阵列和第二柱状阵列，以及彼此相隔至多630微米的第三柱状阵列和第四柱状阵列。
27.根据权利要求26所述的打印头，还包括第一供墨槽(71)和第二供墨槽(71)，其中：
所述第一墨滴发生器柱状阵列和所述第二墨滴发生器柱状阵列位于所述第一供墨槽的两侧；以及
所述第三墨滴发生器柱状阵列和所述第四墨滴发生器柱状阵列位于所述第二供墨槽的两侧。
28.根据权利要求27所述的打印头，其特征在于：所述第二墨滴发生器柱状阵列和所述第三墨滴发生器柱状阵列隔开至多800微米。
29.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：所述墨滴发生器被构造为喷射具有12至19皮升墨滴容积的墨滴。
30.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：所述墨滴发生器被构造为喷射具有3至7皮升墨滴容积的墨滴。
31.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：每个所述墨滴发生器包括具有电阻值至少为100欧姆的加热电阻。
32.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于：所述打印头基底具有长度LS和宽度WS，其中LS/WS大于3.5。
33.根据权利要求32所述的打印头，其特征在于：WS约为3.29毫米或更小。
34.根据权利要求32所述的打印头，其特征在于：WS位于约3.29毫米至约2.95毫米的范围内。
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