DE3435163C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 30 45 204 A1 bekannt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, die ausführlich einen Heizwiderstand 2 des bekannten Aufzeichnungskopfs zeigt, wobei auf einem Substrat 1 eine Widerstandsschicht 9 und Elektroden 10 ausgebildet sind. Der durch die Widerstandsschicht 9 und die Elektroden 10 gebildete Wärmeerzeugungs- bzw. Heizwiderstand ist gegenüber einer Flüssigkeit 12 durch einen Schutzfilm 11 geschützt.

Wenn die Widerstandsschicht 9 und die Elektroden 10 mit der Flüssigkeit 12 in Berührung kommen, besteht die Gefahr von Verschlechterungen, Widerstandsänderungen oder Zerstörungen durch chemische Reaktionen wie Oxidation, Elektrolyse oder dgl. Der Schutzfilm 11 dient zur Vermeidung solcher Gefahren. Solange der Schutzfilm 11 fehlerfrei ist und der Heizwiderstand 2 und die Elektroden 10 vollständig von der Flüssigkeit 12 getrennt sind, sind diese Gefahren ausgeschaltet, so daß eine lange Lebensdauer des Heizwiderstands 2 gewährleistet werden kann.

In der Praxis ist es jedoch außerordentlich schwierig, einen derartigen idealen Schutzfilm zu bilden. Bei dem üblichen Herstellungsverfahren entstehen in dem Schutzfilm 11 gemäß der Darstellung in Fig. 1 unvermeidbar feine Durchbrüche bzw. Fehlerstellen 13 mit Ausmaßen von weniger als einigen µm. Darüber hinaus entstehen solche Fehlerstellen 13 in dem Schutzfilm 11 auch durch Wärmespannungen, die durch die Wärmeerzeugung an dem Heizwiderstand 2 hervorgerufen werden, oder durch Schockwellen, die beim Entstehen und dem Verschwinden der Bläschen gemäß der vorstehenden Beschreibung verursacht werden. Über die Fehlerstellen 13 kann die Flüssigkeit 12 mit dem Widerstand 9 und der Elektrode 10 in Kontakt kommen, wobei eine elektrochemische Reaktion auftritt. Die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktion hängt in großem Ausmaß von der Art des Heizwiderstands 2 und der Elektrode 10, der Heiztemperatur des Heizwiderstands 2, den Arten von Ionen in der Flüssigkeit und so weiter ab. Sobald Fehlerstellen 13 über dem Heizwiderstand 2 entstanden sind, wird der Heizwiderstand 2 schon nach nur ungefähr 10⁵ bis 10⁶ Spannungsanlegezyklen beschädigt und zerstört und besitzt damit keine in der Praxis ausreichende Lebensdauer. Erforderlich wäre es, daß der Heizwiderstand 2 und die Elektroden 10 selbst nach zumindest ungefähr 10⁸ Impulsspannungs- Anlegezyklen keine Beschädigungen zeigen.

Daher wird bei Auftreten von Fehlerstellen 13 in dem Schutzfilm 11 die Lebensdauer des Heizwiderstands 2 verkürzt und infolgedessen auch die Lebensdauer des Kopfs herabgesetzt, da auch bei einem Mehrfachdüsen-Kopf der Ausfall schon eines einzigen Widerstands die Lebensdauer des Kopfs beendet. Jedoch ist es, wie ausgeführt, außerordentlich schwierig, die Durchbrüche bzw. Fehlerstellen 13 vollständig auszuschalten bzw. zu vermeiden. Eine Verdickung des Schutzfilms 11 muß vermieden werden, da sie eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads, eine Verschlechterung des Wärme-Ansprechvermögens auf Eingangssignale und so weiter verursacht. Daher haben bei der Herstellung der herkömmlichen Aufzeichnungsköpfe unvermeidbar manche Köpfe eine kurze Lebensdauer, so daß daher die Zuverlässigkeit des Produkts beträchtlich verringert ist.

Auf dem Schutzfilm ist bei der DE 30 45 204 A1 eine metallische Oberflächenschicht angeordnet, an die eine zwischen den Elektroden-Potentialen liegende Spannung angelegt ist. Dies soll die Gefahr dielektrischer Durchbrüche verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung zu schaffen, die im praktischen Einsatz selbst dann hohe Lebensdauer besitzt, wenn der Schutzfilm des Heizwiderstandsabschnitts Fehlerstellen aufweist.

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können elektrochemische Reaktionen, die zu einer Beschädigung des Heizwiderstands führen könnten, selbst bei Fehlerstellen in der Schutzschicht verringert oder unterbunden werden. Hierbei kann eine anodische Oxidation stattfinden, wie sie z. B. in "Grundlagen der Elektrotechnik und Kerntechnik", W. Putz, Band 2, Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart, 1960, S. 124-126, 128-130, 387 und 388, diskutiert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht, die bereits beschriebene Einzelheiten eines Heizwiderstands zeigt,

Fig. 2 eine grundlegende schematische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung zeigt,

Fig. 3 ein Schaltbild des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 bis 9 schematische Schnittansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit unterschiedlichen Anordnungen einer Elektrode für das Anlegen eines Potentials an eine Flüssigkeit,

Fig. 10 eine grafische Darstellung, die zeitliche Änderungen einer Spannung an einem Heizteil eines Widerstands zeigt, und

Fig. 11 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung.

Fig. 2 zeigt eine schematische grundlegende Ansicht der Gestaltung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung. Gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Schaltbild dieses Ausführungsbeispiels wird von einer Stromquelle 14 über eine Elektrode 10 an einen Heizwiderstandsabschnitt des Heizwiderstands 2 eine Spannung V_h angelegt, während eine Elektrode 10 an der anderen Seite des Heizwiderstandsabschnitts mit einem Schalttransistor 15 verbunden ist. Der Schalttransistor 15 wird durch ein Signal ein- und ausgeschaltet und bewirkt, daß an den Heizwiderstand 2 eine impulsförmige Spannung angelegt wird. Dieser Aufbau ist der gleiche wie derjenige nach dem Stand der Technik. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Kontakt mit einer Flüssigkeit 12 eine weitere Elektrode 16 für das Anlegen einer Spannung V_ink einer Spannungsquelle 17 an die Flüssigkeit 12 vorgesehen.

Bei dem herkömmlichen Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf ohne die in Fig. 2 gezeigte Elektrode 16 nimmt das Potential der Flüssigkeit 12 im wesentlichen den gleichen Pegel wie die von der Stromquelle 14 zugeführte Spannung V_h an, falls der Schutzfilm 11 einen Durchbruch bzw. eine Fehlerstelle 13 hat. Daher hat eine Stelle A des Heizwiderstands 2, an den die Spannung V_h angelegt ist, im wesentlichen keine Potentialdifferenz gegenüber der Flüssigkeit 12, so daß infolgedessen an dieser Stelle eine elektrochemische Reaktion zwischen der Flüssigkeit 12 und dem Widerstand 2 oder der Elektrode 10 nicht allzu schnell fortschreitet bzw. abläuft. An einer Stelle B fällt jedoch bei dem Einschalten des Schalttransistors 15 das Potential nahezu auf die Massespannung V_g ab, so daß daher zwischen der Flüssigkeit 12 und der Stelle B eine Potentialdifferenz (V_h-V_g) entsteht. Falls nahe der Stelle B eine Fehlerstelle 13 vorliegt, fließt über die Fehlerstelle 13 elektrischer Strom, so daß zwischen dem Widerstand 2 und der Flüssigkeit 12 eine elektrochemische Reaktion schnell abläuft und schließlich der Widerstand 2 beschädigt und zerstört wird.

Der Ablauf einer auf Fehlerstellen im Schutzfilm 11 beruhenden elektrochemischen Reaktion wurde bisher noch nicht vollständig geklärt, jedoch ist sicher, daß dann, wenn die Flüssigkeit 12 auf hohem elektrischen Potential liegt und der Widerstand 2 oder die Elektrode 10 niedriges elektrisches Potential hat, elektrischer Strom von der Flüssigkeit 12 zu dem Widerstand 2 oder der Elektrode 10 fließen kann, während im Gegensatz dazu dann, wenn der Widerstand 2 oder die Elektrode 10 ein höheres Potential als die Flüssigkeit 12 hat, elektrischer Strom in geringerem Ausmaß von der Flüssigkeit 12 zu dem Widerstand 2 oder der Elektrode 10 fließt.

Das heißt, wenn die Flüssigkeit 12 ein höheres Potential hat, läuft die elektrochemische Reaktion zwischen der Flüssigkeit 12 und dem Widerstand 2 oder der Elektrode 10 schnell ab, während dann, wenn der Widerstand 2 oder die Elektrode 10 ein höheres Potential als die Flüssigkeit 12 hat oder wenn kein merklicher Potentialunterschied gegenüber dem Potential der Flüssigkeit 12 besteht, die elektrochemische Reaktion wenig Fortschritte zeigt, da geringer elektrischer Strom fließt. Damit kann die Lebensdauer der Widerstandsschicht 9 und insbesondere der Widerstand 2 oder der Elektrode 10 verlängert werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung wird diese Erscheinung genutzt.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Elektrode 16 für das Anlegen eines Potentials an die Flüssigkeit 12 vorgesehen. Das Potential bzw. die Spannung V_ink an der Elektrode 16 wird durch Steuerung der Spannungsquelle 17 eingestellt und dadurch das Potential der Flüssigkeit 12 so eingeregelt, daß damit die elektrochemische Reaktion zwischen der Flüssigkeit 12 und dem Widerstand 9 oder der Elektrode 10 beeinflußt bzw. gehemmt wird.

Besondere Beispiele für Anordnungen der Elektrode 16 werden anhand der Fig. 4 bis 8 beschrieben.

Die Elektrode 16 kann in irgendeiner beliebigen Stelle angebracht werden, solange dadurch bei dieser Anordnung das Potential der Flüssigkeit gesteuert werden kann, jedoch ist es im Hinblick auf eine einfache Steuerung des Potentials der Flüssigkeit anzustreben, die Elektrode 16 an einer Stelle mit einem Abstand von bis zu ungefähr 1 mm von dem Widerstand 2 anzubringen. Falls die Elektrode 16 zu weit von dem Heizwiderstand 2 entfernt angebracht wird, ist es wegen des elektrischen Widerstands der Flüssigkeit usw. schwierig, die Flüssigkeit auf ein erwünschtes Potential zu bringen, wogegen es dann, wenn die Elektrode 16 an einer Stelle angebracht wird, die der Heizvorrichtung so nahe liegt, daß Kontakt mit dem Schutzfilm 11 auf der Heizvorrichtung besteht, ein Isolationsdurchbruch des Schutzfilms oder dergleichen auftreten könnte. Daher ist es am günstigsten, die Elektrode 16 mit einem Abstand von maximal 1 mm zum Heizwiderstand 2 so anzubringen, daß zwischen dem Widerstand 2 und der Elektrode 16 zumindest die Flüssigkeit liegen kann.

Wird, um dies zu erreichen, die Elektrode 16 an der oberen Wand eines Flüssigkeitskanals bzw. Flüssigkeitsauslasses 5 angebracht, kann der zusätzliche Vorteil erzielt werden, daß das Aufbringen der Elektrode an der oberen Wand durch Metallauflage oder dergleichen in einfacher Weise ohne irgendwelche Schwierigkeiten wie komplizierte Herstellungsschritte oder dgl. erfolgen kann. Gleichermaßen ist es vorteilhaft, die Elektrode 16 an einer Seitenwand des Flüssigkeitsauslasses 5 anzubringen.

Andere günstige Stellen für das Anbringen der Elektrode 16 sind in den Fig. 5 bis 8 gezeigt.

Die Elektrode 16 kann gemäß Fig. 5 an der Düsenseite, gemäß Fig. 6 an der oberen Wand einer Flüssigkeitszuführkammer 6 oder gemäß Fig. 7 in dem bzw. als Flüssigkeitszuführrohr 8 angebracht werden.

Die Elektrode 16 muß nicht unbedingt plattenförmig sein, sondern kann gemäß Fig. 8 als stabförmige Elektrode 16 in die Flüssigkeitszuführkammer 6 eingesetzt sein.

Das Anlegen des Potentials an die Flüssigkeit kann nicht nur bei einem Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem gemäß den Fig. 4 bis 8 die Flüssigkeit parallel zu der mit der Flüssigkeit in Berührung stehenden Fläche des Heizwiderstands 2 ausgestoßen wird, sondern auch bei einem Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf vorgenommen werden, bei dem gemäß Fig. 9 die Flüssigkeit in einer zu der mit der Flüssigkeit in Berührung stehenden Fläche des Heizwiderstands 2 geneigten Richtung ausgestoßen wird.

Gemäß Fig. 9 ist ein Ausstoßauslaß 7 oberhalb des Heizwiderstands 2 in einer Düsenplatte 19 gebildet. Die Flüssigkeit wird aus einem (nicht gezeigten) Zuführrohr zugeführt und füllt die Flüssigkeitszuführkammer 6 und den Flüssigkeitsauslaß 5.

Bei einem Kopf dieser Art kann gewöhnlich als Düsenplatte 19 eine Düsenplatte aus Metall verwendet werden, die direkt als Elektrode für das Anlegen eines Potentials an die Flüssigkeit verwendet werden kann. Falls die Düsenplatte 19 nicht aus Metall besteht, muß die Elektrode 16 in dem Flüssigkeitsauslaß 5, der Flüssigkeitszuführkammer 6 oder dergleichen angebracht werden, wie es vorangehend schon beschrieben wurde.

Wenn die Nutenplatte 4 oder zumindest ein mit der Flüssigkeit in Berührung stehender Teil des die Nutenplatte 4 bildenden Materials ein elektrisch leitendes Material wie Metall oder dergleichen ist, ist eine Metallauflage bzw. ein Plattieren oder dergleichen nicht erforderlich, was die Herstellung vereinfacht.

Selbstverständlich ist es notwendig, daß das Material, aus dem die Elektrode für das Anlegen eines Potentials an die Flüssigkeit (dritte Elektrode), die Nutenplatte 4 oder die Düsenplatte 19 hergestellt ist, von der Flüssigkeit wie beispielsweise einer Tinte nicht angegriffen werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung wird nun nachstehend ausführlich anhand von Versuchsbeispielen beschrieben.

Zunächst wird der Zusammenhang zwischen dem Potential bzw. der Spannung V_ink und der Lebensdauer des Widerstands untersucht.

Gemäß Fig. 2 wurde auf einem Si-Substrat durch thermische Oxidation ein SiO₂-Film in einer Dicke von 5 µm gebildet, auf den Tantal (Ta) in einer Dicke von 200 nm als Widerstandsschicht 9 aufgebracht wurde, über die Gold (Au) in einer Dicke von 500 nm als Elektrode 10 geschichtet wurde. Dann wurde durch Fotolithografie ein Widerstandsmuster mit den Abmessungen 30 µm×100 µm geformt, auf das als Schutzfilm 11 Ta₂O₅ in einer Dicke von 500 nm aufgesprüht wurde. Bei diesen Versuchsbeispielen wurden absichtlich auf den Widerstand vor dem Bilden des Schutzfilms Staubteilchen mit ungefähr 3 µm Durchmesser aufgebracht, um einen Schutzfilm mit Durchbrüchen bzw. Fehlerstellen zu erzeugen. Auf den Widerstand wurden durchschnittlich 2 bis 5 Staubteilchen aufgebracht.

Das dermaßen behandelte Substrat wurde in einer wäßrigen 0,2 m NaCl-Lösung unter folgenden Bedingungen geprüft:

Impulsbreite:|10 µs
Frequenz:	3 kHz
Spannung Vh:	20 V

Für die Elektrode 16 als Gegenelektrode zu dem Widerstand 9 gemäß Fig. 2 wurde Gold (Au) verwendet. Unter Anlegen der Impulsspannung an den Widerstand 2 wurde die Spannung V_ink durch Steuern der Spannungsquelle 17 verändert. In der nachstehenden Tabelle 1 ist die Anzahl der bis zum Zeitpunkt der Beschädigung bzw. Zerstörung des Heizwiderstands 2 angelegten Impulse, d. h. die Lebensdauer des Heizwiderstands 2 angeführt.

Vink (V)
Lebensdauer (Impulsanzahl)
40|2 × 10⁵
20	4 × 10⁵
0	mehr als 10⁷
-20	mehr als 10⁷

Wenn gemäß Tabelle 1 V_ink gleich 20 V ist, ist V_h gleich V_ink, was dem herkömmlichen Fall entspricht. Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß bei einer Spannung V_ink unterhalb von 20 V die Tendenz zur Verlängerung der Lebensdauer besteht; eine gleichartige Tendenz ist erzielbar, wenn für den Widerstand NiCr, ZrB₂, HfB₂, Tantalnitrid oder dergleichen benutzt wird.

Es wurden nun auf die herkömmliche Weise Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungsköpfe hergestellt, wobei unter den vorstehend genannten Bedingungen mit der Ausnahme, daß zur Verringerung der Fehlerstellen der Schutzfilm eine Dicke von 1 µm erhielt, die Anzahl verschlechterter bzw. ausfallender Düsen nach dem Anlegen von 10⁸ Spannungsimpulsen untersucht wurde. Die Düsen der dermaßen hergestellten Köpfe hatten eine Breite von 40 µm, eine Höhe von 40 µm und eine Länge von 500 µm. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.

Vink (V)
Anteil verschlechterter Düsen (%)
40
12
20	5
10	1
0	0
-10	0
-20	2

Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß Werte der Spannung V_ink, die hinsichtlich einer geringen Anzahl von Ausfällen anzustreben sind, im Bereich von -10 V bis +10 V liegen und daß insbesondere in dem Bereich zwischen -10 V und 0 V der Anteil ausgefallener Düsen "0" ist, so daß gleichfalls eine lange Lebensdauer wie gemäß der Darstellung in der Tabelle 1 erzielt wird.

Die vorstehend angeführten Ergebnisse werden anhand der Fig. 10 erläutert, in der auf der Ordinate die Spannung und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist und eine Rechteckkurve die Spannungsänderung an dem Heizwiderstand 2 darstellt. Punktierte Linien 18 zeigen eine Spannung an der Stelle A während des Durchfließens von elektrischen Strom durch den Heizwiderstand 2, während gestrichelte Linien 18′ eine Spannung an der Stelle B in diesem Fall darstellen. Wie schon vorangehend erläutert wurde, besteht an der Stelle B eine große Potentialdifferenz gegenüber V_h.

Bei einem Potential V_ink der Flüssigkeit 12, das niedriger als dasjenige des Heizteils 2 ist, wird die elektrochemische Reaktion stärker unterdrückt, jedoch ist aus den vorangehend beschriebenen Versuchsbeispielen ersichtlich, daß eine durch ein zu niedriges Potential V_ink hervorgerufene zu große Potentialdifferenz keine guten Ergebnisse ergibt.

Daher ist anzustreben, die Spannung V_ink gemäß Fig. 10 in einem Bereich von ±0,5 (V_h-V_g) mit V_g als Mitte zu wählen, wobei die günstigsten Ergebnisse insbesondere in einem Bereich erzielbar sind, der durch folgende Gleichung gegeben ist:

V_g - 0,5 (V_h - V_g) < V_ink < V_g

Fig. 11 zeigt schematisch den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung, bei dem zum Anlegen eines Potentials an eine Flüssigkeit eine dritte Elektrode 16 in einen Flüssigkeitsbehälter 20 eingesetzt ist, wobei jedoch zufriedenstellende Ergebnisse auch gleichermaßen bei dem Anordnen der Elektrode 16 an anderen Stellen als der in Fig. 11 gezeigten erzielbar sind. Die dritte Elektrode kann in einer Zuführleitung zwischen dem Flüssigkeitsauslaß 5 und dem Behälter 20 angebracht werden.

Nachstehend wird nun ausführlich anhand bestimmter Versuchsbeispiele das Material für den Widerstand 2 beschrieben.

Gemäß Fig. 2 wurde auf einem Si-Substrat durch thermische Oxidation ein SiO₂-Film in einer Dicke von 5 µm gebildet, auf dem eine Widerstandsschicht in einer Dicke von 200 nm gebildet und dann als Elektrode 10 Gold (Au) in einer Dicke von 50 nm auf der Widerstandsschicht aufgebracht wurde. Danach wurde durch Fotolithografie ein Widerstandsmuster von 30 µm×100 µm gebildet und dann Ta₂O₅ in einer Dicke von 500 nm als Schutzfilm 11 aufgesprüht. Bei diesen Versuchsbeispielen wurden vor dem Bilden des Schutzfilms absichtlich auf dem Widerstand Staubteilchen mit ungefähr 3 µm Durchmesser abgelagert, um einen Schutzfilm mit Fehlerstellen zu erzeugen. Auf dem gebildeten Widerstand wurden im Durchschnitt 2 bis 5 Staubteilchen abgelagert. Für die Elektrode 16 für das Anlegen eines Potentials an die Flüssigkeit als Gegenelektrode zu dem Widerstand 2 wurde Gold (Au) benutzt.

Die Flüssigkeit war eine wäßrige 0,2 m (Mol/l) NaCl-Lösung. Die Schwellenspannung V_th war von dem Material, der Form und so weiter des Widerstands 2 abhängig, jedoch wurde im Falle der bei diesen Beispielen benutzten Widerstände eine Schwellenspannung V_th von 18 bis 25 V angewendet. Bei diesen Beispielen wurde unter Änderung der an die Elektrode 16 angelegten Spannung V_ink der Anteil ausgefallener Düsen (in %), nämlich der prozentuale Ausfall des Widerstands nach dem Anlegen von 10⁸ Spannungsimpulsen an den Widerstand unter folgenden Bedingungen ermittelt:

Impulsbreite:|10 µs
Ansteuerungsfrequenz:	3 kHz
Spannung:	1,3 × Schwellenspannung Vth.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Gemäß Tabelle 3 verringert sich bei einer Spannung V_ink im Bereich von -10 V bis 0 V der prozentuale Ausfall des Widerstands 2 mit einem Anstieg des Gehalts an Tantal (Ta). Insbesondere können bei einer Spannung V_ink im Bereich -10 V bis 0 V mit einem Tantalgehalt von 30 Atom-% oder darüber sehr gute Ergebnisse erzielt werden.

Der Grund für das Erzielen guter Ergebnisse bei höherem Tantalgehalt des Widerstands liegt darin, daß bei der Spannung V_ink in dem Bereich von -10 V bis 0 V die Oberfläche des Widerstands 2 durch die Durchbrüche bzw. Fehlerstellen 13 des Schutzfilm 11 hindurch anodisch oxidiert und mit dem passiven Tantaloxid abgedeckt wird. Durch die Nutzung dieser Erscheinung kann der durch die Fehlerstellen 13 hervorgerufene Ausfall von Widerständen beträchtlich verringert werden. Das heißt, selbst wenn Fehlerstellen vorliegen, die bei der Bildung des Schutzfilms 11 hervorgerufen werden, oder danach neue Fehlerstellen durch Stöße bzw. Schläge entstehen, die beim Verschwinden der Bläschen hervorgerufen werden, kann durch Steuern der Spannung V_ink in dem Bereich von -10 V bis 0 V die Oberfläche des Widerstands 2 anodisch oxidiert und mit einem passiven Film überdeckt werden. Das heißt, im Gegensatz zum Stand der Technik breitet sich die elektrochemische Reaktion kaum aus.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung mit einem Heizwiderstand und zwei Elektroden, die an einem Heizwiderstandsabschnitt des Heizwiderstands einander gegenübergesetzt elektrisch mit dem Heizwiderstand verbunden und auf zwei unterschiedliche elektrische Potentiale legbar sind, einer den Heizwiderstandsabschnitt überdeckenden Schutzschicht und einer mit der Aufzeichnungsflüssigkeit in Berührung befindlichen weiteren Elektrode, die mit einem Potential beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode im Abstand zur Oberfläche der Schutzschicht angeordnet ist, daß die Aufzeichnungsflüssigkeit elektrisch leitfähig ist, und daß das an die weitere Elektrode anlegbare Potential unterhalb der Potentiale der mit dem Heizwiderstand verbundenen Elektrode liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) in einem Flüssigkeitsauslaßkanal (5) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) an einer Wand eines Flüssigkeitsauslaßkanal (5) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) in einer die Aufzeichnungsflüssigkeit (12) enthaltenden Flüssigkeitszuführkammer (6) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) als Düsenplatte mit Düsenöffnungen für den Ausstoß der Aufzeichnungsflüssigkeit (12) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) als Flüssigkeitszuführrohr (8) zum Zuführen der Aufzeichnungsflüssigkeit (12) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) zwischen einem Flüssigkeitsauslaßkanal (5) und einem die Aufzeichnungsflüssigkeit (12) enthaltenden Behälter (6) angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) in einem Vorratsbehälter (20) für die Aufzeichnungsflüssigkeit (12) angebracht ist, der mit der Flüssigkeitszuführkammer (6) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Elektrode (16) in einer Zuführleitung (8) angebracht ist, die einen Vorratsbehälter (20) für die Aufzeichnungsflüssigkeit (12) mit der Flüssigkeitszuführkammer (6) verbindet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an die weitere Elektrode (16; 19) angelegte Spannung (V_ink) in einem Bereich liegt, der durch die Beziehung V_g-1/2 (V_h-V_g)<V_ink<V_g gegeben ist, wobei V_g das Massepotential, das an eine der Elektroden des Heizwiderstands (9) angelegt ist, und V_h das an die andere Elektrode des Heizwiderstands (9) angelegte Potential bezeichnet, und wobei die Werte von Vg und Vh so gewählt sind, daß bei Anlegen dieser Potentiale an den Heizwiderstand (9) in der Aufzeichnungsflüssigkeit (12) Bläschen erzeugt werden, die sich rasch vergrößern und zusammenziehen und hierdurch den Ausstoß von Aufzeichnungsflüssigkeit (12) bewirken.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (9) 30 Atom-% oder mehr Tantal enthält.