背景技術(shù)：

當(dāng)今被制造用于商用打印機(jī)中的壓電打印頭可利用雙側(cè)硅芯片，以便提供多墨滴重量和高噴嘴密度。通過使用光刻和刻蝕方法來制造雙側(cè)芯片，從而在硅片的兩側(cè)上構(gòu)建用于墨分配裝置的流體通道和壓電致動(dòng)器電路。該片隨后被分開為單獨(dú)的雙側(cè)芯片。在硅片的一側(cè)上制造的裝置必須當(dāng)在硅片的另一側(cè)上制造裝置時(shí)得到保護(hù)，這導(dǎo)致制造方法的復(fù)雜性增加和來自每個(gè)硅片的產(chǎn)量降低。

附圖說明

圖1a是說明了示例性打印頭芯片組件的透視圖。

圖1b是說明了圖1a的打印頭芯片組件的分解圖。

圖1c是說明了圖1a的打印頭芯片組件的頂部平面圖。

圖2a是示例性打印頭的透視圖，其包括類似于圖1a中示出的打印頭芯片組件的示例性打印頭芯片組件。

圖2b是圖2a的打印頭的底部視圖，其說明了打印頭芯片組件與芯片載體的配準(zhǔn)銷的示例性對(duì)準(zhǔn)。

圖3是類似于圖2a的打印頭的示例性打印頭的透視圖，其說明了用以固定打印頭芯片組件的位置的粘合劑的示例。

圖4是說明了一種組裝打印頭的示例性方法的流程圖。

圖5是說明了一種用于校準(zhǔn)打印頭的示例性系統(tǒng)的框圖。

圖6是一種可由圖5的系統(tǒng)執(zhí)行的示例性方法的流程圖。

圖7是使用圖5的系統(tǒng)生成的一種示例性打印頭校準(zhǔn)圖案的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1a、1b和1c說明了一種示例性打印頭芯片組件100。圖1a是打印頭芯片組件100的透視圖。圖1b是打印頭芯片組件100的分解圖。圖1c是打印頭芯片組件100的頂部平面圖。打印頭芯片組件100可例如是用于壓電噴墨打印頭中的芯片組件，該壓電噴墨打印頭類似于用在例如由本申請(qǐng)的受讓方hewlettpackard公司所制造的scitexfb10000的商用噴墨打印機(jī)中的打印頭。打印頭芯片組件100還可用在其它類型的打印頭和/或打印機(jī)中。

如在圖1a、1b和1c中所示，打印頭芯片組件100可包括芯片102和芯片104。芯片102和芯片104被示出為呈矩形形狀，但其它形狀也是可預(yù)期的，這取決于具體的應(yīng)用。矩形芯片102和104的示例性尺寸是長(zhǎng)度1.5英寸乘寬度0.25英寸，但其它尺寸和大小也是可預(yù)期的，這取決于具體的應(yīng)用。

芯片102和芯片104可例如由硅片或另一種合適的材料制成，這取決于具體的應(yīng)用。例如，芯片102和芯片104可以是從直徑8英寸的圓形硅片分開（例如通過鋸割或切削）的單獨(dú)的芯片段，該硅片具有大約757微米的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)厚度。如果對(duì)每個(gè)芯片使用長(zhǎng)度1.5英寸乘寬度0.25英寸的示例性尺寸，那么從直徑8英寸的單個(gè)硅片可切削出大約96個(gè)芯片。其它的片大小和厚度也是可預(yù)期的，這取決于具體的應(yīng)用。

芯片102可具有表面106和相對(duì)的表面108。類似地，芯片104可具有表面110和相對(duì)的表面112。如在圖1a和1b中說明，芯片102的表面106和芯片104的表面110可具有構(gòu)造在其上的墨分配裝置114。墨分配裝置114可例如包括用于分配墨經(jīng)過噴嘴116的壓電致動(dòng)器和流體室。

墨分配裝置114可使用例如光刻方法（photolithographicprocess）構(gòu)造在表面106和110上，該光刻方法使用掩蔽、沉積和蝕刻步驟的組合，從而形成電路、流體通道和其它結(jié)構(gòu)，以在硅片的前表面上組成每個(gè)芯片的墨分配裝置114。例如芯片102和芯片104的單個(gè)芯片可隨后與硅片上的另一芯片分開。舉例來說，如果針對(duì)每個(gè)芯片使用長(zhǎng)度1.5英寸乘寬度0.25英寸的尺寸，那么可以從直徑8英寸、757微米的單個(gè)硅片切削出大約96個(gè)芯片，其中每個(gè)芯片包括各自具有對(duì)應(yīng)噴嘴116的96個(gè)墨分配裝置116。也可以使用其它制造方法來產(chǎn)生墨分配裝置114，這取決于具體的應(yīng)用。類似地，也可以預(yù)期芯片具有類型、數(shù)量和大小不同的墨分配裝置114和噴嘴116，這取決于具體的應(yīng)用。

如在圖1a和1b中說明，芯片102和芯片104可定位于彼此相鄰。具體來說，芯片102和芯片104可定位使得芯片102的表面108面向芯片104的表面112。在一些示例中，芯片102和芯片104可定位使得包含噴嘴116的開口的芯片102的表面120可與也包含噴嘴116的開口的芯片104的表面122大約齊平。在一些示例中，可以在芯片102和芯片104之間施加一層粘合劑。例如，紫外（uv）固化粘合劑可以被施加到表面108和112中的一者或兩者，從而當(dāng)表面108和112配對(duì)時(shí)將芯片102和芯片104保持在彼此相鄰的位置。一旦芯片102和104根據(jù)期望被定位并對(duì)準(zhǔn)，粘合劑層可被暴露于uv光照下，從而固化粘合劑并將芯片102和芯片104固定就位。

圖1c是打印頭芯片組件100的頂部平面圖，其說明了芯片102相對(duì)于芯片104的示例性定位。如圖1c中說明，芯片102和芯片104可定位成使得芯片102的噴嘴116與芯片104的噴嘴116對(duì)準(zhǔn)。具體而言，芯片102的噴嘴116a被示出為相對(duì)于芯片104的噴嘴116b和116c位于中心。盡管在圖1c中說明的示例示出了位于中心的對(duì)準(zhǔn)，還可以預(yù)期其它對(duì)準(zhǔn)或偏移，這取決于具體的應(yīng)用。在一些示例中，噴嘴116a、116b和116c可以相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)，精度為大約5微米。

如在圖1a和1b中說明，芯片102和芯片104可以是單側(cè)芯片，這與雙側(cè)芯片相反。芯片102和芯片104是單側(cè)芯片，在這個(gè)意義上，其包括在相對(duì)于芯片102的表面106和108的僅一個(gè)表面上及相對(duì)于芯片104在表面110和112的僅一個(gè)表面上組成墨分配裝置114的電路、流體通道和其它結(jié)構(gòu)。也就是說，如在圖1b中最佳地示出，芯片102可包括構(gòu)造在表面106上而不是在相對(duì)的表面110上的墨分配裝置114，并且芯片104可包括構(gòu)造在表面110上而不是在相對(duì)的表面112上的墨分配裝置114。在芯片組件102中使用兩個(gè)單側(cè)芯片使得多滴重量、高噴嘴密度、低串?dāng)_和更高可靠性成為可能。

與一個(gè)雙側(cè)芯片相反，在芯片組件100中使用兩個(gè)單側(cè)芯片還使得不需要在建立于雙側(cè)打印頭芯片上的芯片的兩側(cè)上都構(gòu)造墨分配裝置114。在芯片的兩側(cè)上都構(gòu)造墨分配裝置要求：在硅片的例如一側(cè)上制造的裝置在硅片的另一側(cè)上制造墨分配裝置時(shí)被加以保護(hù)。例如，在使用光刻方法的情況下，當(dāng)在相對(duì)側(cè)上構(gòu)造裝置時(shí)，通常使用犧牲層來保護(hù)形成于硅片的一側(cè)上的裝置，這使得光刻裝置構(gòu)造方法的復(fù)雜性增加。該方法還可導(dǎo)致大量的裝置缺陷、來自于每個(gè)硅片的芯片產(chǎn)量變低、制造差異增加及圖像質(zhì)量不佳。與一個(gè)雙側(cè)芯片相反，在芯片組件100中使用兩個(gè)單側(cè)芯片可使得不需要這種犧牲層，由此降低了光刻方法的復(fù)雜性。與一個(gè)雙側(cè)芯片相反，在芯片組件100中使用兩個(gè)單側(cè)芯片還減少了與使用犧牲層（該犧牲層用于在相對(duì)側(cè)上構(gòu)造裝置時(shí)保護(hù)形成于硅片的一側(cè)上的裝置）相關(guān)的缺陷的數(shù)量，這帶來了更高的芯片產(chǎn)量、更少的制造差異和更高的圖像質(zhì)量。與在雙側(cè)芯片中使用的更厚的非標(biāo)準(zhǔn)片（如，1061微米）相反，在芯片組件102中使用兩個(gè)單側(cè)芯片還使得使用更薄的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)厚度的片（如，725微米）成為可能，這可帶來材料成本的降低和制造的高效率。

圖2a和2b說明了包括示例性打印頭芯片組件202的示例性打印頭組件200。圖2a是示例性打印頭200的透視圖。圖2b是示例性打印頭200的底部視圖。打印頭200可例如是這樣的壓電噴墨打印頭，其類似于用在例如由本申請(qǐng)的受讓方hewlettpackard公司所制造的scitexfb10000的商用噴墨打印機(jī)中的打印頭。打印頭200還可被設(shè)計(jì)用于其它類型的打印機(jī)中。

打印頭芯片組件202類似于圖1a中示出的打印頭芯片組件100。例如，如在圖2a中所示，打印頭芯片組件202可包括芯片204和芯片206。芯片204和芯片206被示出為呈矩形形狀，但其它形狀、尺寸和大小也是可預(yù)期的，這取決于具體的應(yīng)用。芯片204和芯片206可例如由硅片或另一種合適的材料制成，這取決于具體的應(yīng)用。例如，芯片102和芯片104可以是從直徑8英寸的圓形硅片分開（例如通過鋸割或切削）的單獨(dú)的芯片段，其具有大約725微米的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)厚度。芯片204的表面208和芯片206的表面212可各自具有構(gòu)造在其上的墨分配裝置216。墨分配裝置216可例如包括用于分配墨經(jīng)過噴嘴218的壓電致動(dòng)器和流體室。

如在圖2a和2b中說明，芯片204和芯片206可定位于彼此相鄰。具體來說，芯片204和芯片206可定位使得芯片204的與表面208相對(duì)的表面面向芯片206的與表面212相對(duì)的表面。在一些示例中，可以在芯片204和芯片206之間施加一層粘合劑。在一些示例中，芯片204和芯片206可被定位成使得芯片204的噴嘴218相對(duì)于芯片206的噴嘴218對(duì)準(zhǔn)（例如，位于中心的對(duì)準(zhǔn)，其它的對(duì)準(zhǔn)或偏移），這取決于具體的應(yīng)用。與雙側(cè)芯片相反，芯片204和芯片206可以是單側(cè)芯片。

打印頭200還可包括芯片載體230。芯片載體230可在打印頭芯片組件202和例如商用噴墨打印機(jī)之間提供電性和流體連接。芯片載體230還可為打印頭芯片組件202提供結(jié)構(gòu)支撐。例如，如圖2a中所示，打印頭芯片組件202可以被部分地插入芯片載體230的腔中并安裝于其內(nèi)，以使得芯片204和芯片206被大體上保持就位，而打印頭芯片組件的部分從芯片載體230向外延伸使得噴嘴218被暴露。

芯片載體230可包括配準(zhǔn)銷232。配準(zhǔn)銷232可被用于提供參考點(diǎn)（可從該參考點(diǎn)限定打印頭芯片組件的位置），例如用于校準(zhǔn)打印頭230用于其中的打印機(jī)。具體來說，配準(zhǔn)銷230可被用于在芯片載體230內(nèi)對(duì)準(zhǔn)芯片204和芯片206。例如，如在圖2b中所示，基于通過配準(zhǔn)銷232的中心的線234，芯片204的噴嘴218a和芯片206的噴嘴218b可各自與配準(zhǔn)銷232對(duì)準(zhǔn)。芯片204和芯片206的單獨(dú)位置可被調(diào)節(jié)，以使得例如噴嘴218a和218b的中心與線234相距特定的距離。在一些示例中，噴嘴218a和218b可以與配準(zhǔn)銷232對(duì)準(zhǔn)，精度大約為8微米。

圖3是示例性打印頭300的透視圖，其說明了在芯片載體內(nèi)如何使用粘合劑來固定打印頭芯片組件的位置的示例。打印頭300可類似于例如圖2a中示出的打印頭200。具體來說，打印頭302可包括打印頭芯片組件302，打印頭芯片組件302包括芯片304和芯片306。打印頭302還可包括芯片載體330和配準(zhǔn)銷332。如在圖3中所示，可以施加粘合劑334以使得其與芯片304、芯片306和芯片載體330接觸，從而在芯片載體330內(nèi)固定芯片304和芯片306的位置。粘合劑334可例如是uv粘合劑或另一種適合的粘合劑。在一些示例中，可以如圖3所示在芯片304和芯片306與配準(zhǔn)銷332對(duì)準(zhǔn)期間或之后施加uv粘合劑，并且隨后可將uv粘合劑暴露于uv光照下，從而固化粘合劑334并在芯片載體330內(nèi)固定芯片304和芯片306的位置。

圖4是說明了一種組裝打印頭的示例性方法的流程圖。打印頭可例如是圖2a和2b中示出的打印頭200或圖3中示出的打印頭300。例如，打印頭可包括具有兩個(gè)打印頭芯片的打印頭芯片組件，并且可包括關(guān)于打印頭200或打印頭300和圖2a、2b和3描述的芯片載體和配準(zhǔn)銷。如步驟402所表示，打印頭芯片中的每個(gè)可被插入芯片載體中。

如步驟404所表示，打印頭芯片中的每個(gè)可相對(duì)于芯片載體的配準(zhǔn)銷對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中，每個(gè)打印頭芯片的噴嘴可與配準(zhǔn)銷對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中，每個(gè)打印頭芯片的噴嘴可以大約8微米的精度各自與配準(zhǔn)銷對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中，打印頭芯片的每個(gè)的噴嘴也可以相對(duì)彼此而對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中，打印頭芯片的每個(gè)的噴嘴也可以以大約5微米的精度相對(duì)彼此而對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中，可以使用具有聯(lián)接至微型夾具的兩個(gè)電動(dòng)級(jí)的芯片對(duì)準(zhǔn)工具來實(shí)現(xiàn)期望的精度水平。芯片對(duì)準(zhǔn)工具可以使用實(shí)時(shí)圖像處理和光學(xué)工具來獲取每個(gè)打印頭芯片的位置，并以小于1微米的可重復(fù)度和不小于1.5微米的精度來控制電動(dòng)級(jí)的運(yùn)動(dòng)。

如步驟406所表示，打印頭芯片的每個(gè)的位置可被固定在芯片載體內(nèi)。例如，可以施加粘合劑以使得其與打印頭芯片的每個(gè)和芯片載體接觸，從而在芯片載體內(nèi)固定每個(gè)打印頭芯片的位置。粘合劑可例如是uv粘合劑或另一種合適的粘合劑。在一些示例中，在每個(gè)打印頭芯片與配準(zhǔn)銷對(duì)準(zhǔn)期間或之后，可以施加uv粘合劑，并且隨后可將uv粘合劑暴露于uv光照下，從而固化粘合劑并在芯片載體內(nèi)固定每個(gè)打印頭芯片的位置。在一些示例中，可以在兩個(gè)打印頭芯片之間施加一層粘合劑。在一些示例中，uv粘合劑還可在步驟402之前被施加在打印頭芯片的每個(gè)之間，從而將打印頭芯片的每個(gè)在其被配對(duì)在一起時(shí)保持彼此相鄰的位置。一旦打印頭芯片的每個(gè)根據(jù)期望被定位并對(duì)準(zhǔn)，粘合劑層可被暴露于uv光照下，從而固化粘合劑并將打印頭芯片的每個(gè)固定就位。

圖5是說明了一種用于校準(zhǔn)打印頭的示例性系統(tǒng)500的框圖。系統(tǒng)500可例如在例如由本申請(qǐng)的受讓方hewlettpackard公司所制造的scitexfb10000的商用噴墨打印機(jī)中實(shí)施，或者可以是單獨(dú)的系統(tǒng)、或者是其組合。打印頭可例如是圖2a和2b中示出的打印頭200或圖3中示出的打印頭300。例如，打印頭可包括具有兩個(gè)打印頭芯片的打印頭芯片組件，并且還可包括關(guān)于打印頭200或打印頭300和圖2a、2b和3描述的芯片載體和配準(zhǔn)銷。系統(tǒng)500可允許用戶校準(zhǔn)具有帶兩個(gè)打印頭芯片的打印頭芯片組件的打印頭。具體來說，系統(tǒng)500可允許用戶能夠最小化墨滴射出狀況的差異性，從而提供期望的圖像質(zhì)量。墨滴大小和速度的差異和/或不同打印頭的標(biāo)稱噴嘴定位可導(dǎo)致不均勻的輸出、顆粒狀或有噪聲的填充區(qū)域和/或不佳的圖像質(zhì)量。系統(tǒng)500可使得用戶能夠單獨(dú)地對(duì)打印頭以及整排打印頭中的打印頭芯片的每個(gè)的工作電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。

系統(tǒng)500可包括處理器502和存儲(chǔ)器504。處理器502可包括被構(gòu)造成執(zhí)行包含在存儲(chǔ)器504中的指令的單個(gè)處理單元或分布式的處理單元。一般來說，通過遵循包含在存儲(chǔ)器504中的指令，處理器502可使得用戶能夠單獨(dú)地對(duì)每個(gè)打印頭芯片以及整排打印頭的工作電壓進(jìn)行校準(zhǔn)。為了本申請(qǐng)的目的，術(shù)語“處理單元”應(yīng)該意為當(dāng)前先進(jìn)的處理單元或者未來先進(jìn)的處理單元，其執(zhí)行包含在存儲(chǔ)器中的指令序列。指令序列的執(zhí)行導(dǎo)致處理單元執(zhí)行例如生成控制信號(hào)的步驟。指令可以被加載在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）中，用于由來自只讀存儲(chǔ)器（rom）、大容量存儲(chǔ)設(shè)備或某些其它永久存儲(chǔ)器的處理單元來執(zhí)行。在其它實(shí)施例中，可以使用硬連線電路（hardwiredcircuitry）來替代軟件指令或者與軟件指令結(jié)合，以實(shí)施所述的功能。例如，系統(tǒng)500的功能性可完全地或者部分地由一個(gè)或多個(gè)專用集成電路（asic）來實(shí)施。除非另有具體說明，系統(tǒng)500不限于硬件電路和軟件的任何具體的組合，也不限于由處理單元執(zhí)行的指令的任何具體的源。

存儲(chǔ)器504可包括非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或者其它永久存儲(chǔ)裝置、如dram的易失性存儲(chǔ)器、或者其某些組合；例如與ram結(jié)合的硬盤。存儲(chǔ)器504可包含指令，用于通過存儲(chǔ)器502引導(dǎo)執(zhí)行功能和分析。在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器504還可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于由處理器502使用。存儲(chǔ)器504可存儲(chǔ)各種軟件或代碼模塊，這些軟件或代碼模塊引導(dǎo)存儲(chǔ)器502執(zhí)行各種互相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作。在所說明的示例中，存儲(chǔ)器504包括校準(zhǔn)圖案模塊510、獲取模塊520、分析模塊530和調(diào)節(jié)模塊540。在一些示例中，模塊510、520、530和540可以組合或分配成更多或者更少的模塊。模塊510、520、530和540可配合以引導(dǎo)處理器502執(zhí)行由圖6的流程圖所述的方法600。

如步驟602所表示，可以由模塊510為打印頭中的兩個(gè)打印頭芯片的每個(gè)生成校準(zhǔn)圖案。校準(zhǔn)圖案可例如由打印頭安裝于其中的打印機(jī)所打印。圖7是說明了使用模塊510生成的示例性打印頭校準(zhǔn)圖案700的示意圖。如圖7所示，通過改變每個(gè)打印頭芯片的工作電壓，可以為每個(gè)打印頭芯片生成多個(gè)校準(zhǔn)補(bǔ)?。╬atch）。雙向線可打印各種打印條件，基準(zhǔn)可表示打印頭側(cè)的位置并且可用以確定和校準(zhǔn)誤差。

再次參考圖6，如步驟604所表示，在步驟602中為每個(gè)打印頭芯片生成的校準(zhǔn)圖案可以由獲取模塊520所獲取。例如，獲取模塊520可引導(dǎo)處理器502將打印的校準(zhǔn)圖案掃描成可由系統(tǒng)500分析的電子格式。如步驟606所表示，在步驟602中為每個(gè)打印頭芯片生成的校準(zhǔn)圖案可以由分析模塊530所分析。例如，分析模塊可分析例如兩個(gè)芯片或噴嘴列間距之間的物理距離、芯片傾斜度、芯片高度、打印軸線速度、目標(biāo)滴速度、與目標(biāo)滴速度的偏差、標(biāo)稱打印高度、墨滴從噴出經(jīng)過到達(dá)基材所經(jīng)歷的距離等特性。

如步驟608所表示，可以基于步驟606中的分析由調(diào)節(jié)模塊540為每個(gè)打印頭芯片調(diào)節(jié)工作電壓。這些調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致性能圖像質(zhì)量的改進(jìn)，諸如例如，改進(jìn)的均勻性、更多均勻的滴重量、改進(jìn)的滴定位和噴嘴間距誤差、傾斜度和芯片高度差異的校正。

雖然已經(jīng)說明并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，將會(huì)意識(shí)到的是，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下在其中進(jìn)行各種改變。例如，盡管已經(jīng)將不同的示例性實(shí)施例描述為包括提供一種或多種益處的一個(gè)或多個(gè)特征，然而可以預(yù)期的是，在所描述的示例性實(shí)施例或其它可替代實(shí)施例中，所描述的特征可以彼此互換或者可替代地彼此組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本發(fā)明還可以在不具有許多上述細(xì)節(jié)的前提下實(shí)施。相應(yīng)地，其將意在包括所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)闡述的所有這些替代、修改和變化。而且，一些熟知的結(jié)構(gòu)或功能可能未被詳細(xì)示出或描述，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)或功能將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的。除非詞語在本說明書中被具體且有意地限定，否則本說明書中所用的術(shù)語意在以其最寬泛的合理的方式加以解釋，即使可以結(jié)合本發(fā)明的某些具體實(shí)施例的描述來使用所述術(shù)語。