DE60031493T2

DE60031493T2 - Substrat für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf,Tintenstrahlaufzeichnungskopf, Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE60031493T2
Application number: DE60031493T
Authority: DE
Inventors: Teruo Ozaki; Koromo Shirota; Masahiko Kubota; Ryuji Katsuragi; Hidehiko Kanda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: KR100413992B1; TW505568B; EP1090763B1; KR20010039996A; EP1090763A2; DE60031493D1; EP1090763A3; US6435660B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat, das zum Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes (nachstehend auch als Tintenstrahlkopf bezeichnet) beabsichtigt ist, das Verfahren, wie etwa Aufzeichnen oder Drucken von Schriftzeichen, Symbolen, Bildern, etc. durchführt, indem eine funktionale Flüssigkeit, wie etwa Tinte, gegen aufzeichnungstragende Medien, einschließlich Papier, Kunststoffblatt, Stoff und einen Gegenstand, ausgestoßen werden; einen Aufzeichnungskopf, der unter Verwendung des Substrats aufgebaut ist; eine Aufzeichnungseinheit, die ein Tintenreservoir zum Zurückhalten von Tinte, die in den Tintenstrahlkopf zuzuführen ist, wie etwa einem Tintenstrahlstift; und ein Tintenstrahlgerät, in welches der Tintenstrahlkopf eingebaut ist.
Aufzeichnungseinheiten, wie etwa ein Tintenstrahlstift, beinhalten diejenigen aus einem Kassettentyp, in welchen ein Tintenstrahlkopf und ein Tintenreservoir integriert sind und diejenigen von einem Kombinationstyp, in welchen ein Tintenstrahlkopf und ein Tintenreservoir kombiniert sind, so dass der Kopf und das Reservoir unabhängig voneinander entfernt werden können. Eine Aufzeichnungseinheit, wie etwa ein Tintenstrahlstift, wird angepasst, so dass er entfernbar an einer Montiereinrichtung in einem Gerätkörper, wie etwa einer Kassette angebracht ist. Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte beinhalten diejenigen, welche einstückig oder separat als eine Ausgabeeinheit für Ausrüstung zur Informationsverarbeitung, wie etwa Vorrichtungen zur Textverarbeitung und Computer; Kopiermaschinen, kombiniert mit einer Informationslesevorrichtung etc. Facsimilemaschinen, die Informationen senden und empfangen; und Ausrüstung, die Stoff bedruckt.
Verwandter Stand der Technik
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät kann auf charakteristische Weise ein feines Bild schnell durch Ausstoßen feiner Tintentröpfchen aus einer Ausstoßöffnung bei hoher Geschwindigkeit aufzeichnen. Wie in US Patentschriften 4 723 129 und 4 740 796 offenbart, stehen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte von der Art, dass Tinte unter Verwendung von Tintenbläschen aufgrund von Energie ausgestoßen wird, insbesondere thermische Energie, die durch eine elektrische Umwandlungsvorrichtung als Energieerzeugungseinrichtung zum Herstellen von Energie, die zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird, im Zentrum der Aufmerksamkeit, da sie ein feines Bild erzeugen können, und eine Aufzeichnung bei hoher Geschwindigkeit durchführen können und zum Verkleinern von Aufzeichnungsköpfen und Aufzeichnungsgeräten und Bereitstellen von Farbaufzeichnungsköpfen und -aufzeichnungsgeräten geeignet sind.
1 zeigt einen typischen Aufbau eines Tintenstrahlkopfes, wie vorstehend beschrieben.
2 ist eine schematische Schnittansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrates 2000, aufgenommen einer Linie 2-2, die durch einen Tintenpfad in 1 führt.
In 1 besitzt der Tintenstrahlaufzeichnungskopf eine Mehrzahl von Ausstoßöffnungen 1001, und ein elektrothermisches Umwandlungselement 1002, das thermische Energie herstellt, die zum Ausstoßen von Tinte durch die Ausstoßöffnungen verwendet wird, wird auf einem Substrat 1004 für jeden Tintenpfad 1003 bereitgestellt.
Das elektrothermische Umwandlungselement 1002 umfasst hauptsächlich einen Heizwiderstand 1005, eine Elektrodenverdrahtung 1006, die Energie zu einem Heizwiderstand zuführt, und einen Isolierungsfilm 1007, der den Widerstand und die Verdrahtung schützt. Die Tintenpfade 1003 werden gebildet, indem eine Mehrzahl von Oberplatten zusammen verbunden wird, mit welchen eine Pfadwand 1008 damit integriert wird, während die Platten mit den elektrothermischen Umwandlungselementen oder dergleichen auf dem Substrat 1004 ausgerichtet werden. Jeder Tintenpfad 1003 steht an einem Ende der Ausstoßdüse 1001 mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 1009 gegenüber, in welche Tinte von einem Tintenbehälter (nicht gezeigt) zurückgehalten wird. Nach dem Zuführen zu der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 1009, wird Tinte hieraus in jeden Tintenpfad 1003 gelenkt und gehalten, wenn diese einen Meniskus nahe der Ausstoßdüsen 1001 bildet. Thermische Energie, die durch selektives Antreiben eines elektrothermischen Umwandlungselementes 1002 hergestellt wurde, wird zum schnellen Sieden der Tinte auf einer Heizoberfläche verwendet, so dass Tinte durch Impuls aufgrund von Sieden ausgestoßen wird.
In 2 bezeichnen Bezugszeichen 2001 und 2002 ein Siliciumsubstrat und eine Heizlagerschicht (Zwischenschichtfilm), der aus einem SiO₂ Film (Wärmeoxidationsfilm), SiN Film etc. besteht. Bezugszeichen 2003 bezeichnet eine Heizvorrichtung; 2004 eine Heizwiderstandsschicht; 2005 eine Verdrahtung aus Al, Al-Si, Al-Cu etc.; 2006 mindestens eine Schutzschicht, die aus SiO₂ Film, SiN Film, einem Schutzfilm, der aus SiO₂ Film, SiN Film, etc. besteht; 2010 eine gegen Aushöhlung beständige Schicht aus Ta Film oder dergleichen, die die Schutzschicht 2006 vor einem chemischen und physikalischen Impuls, der die Wärmeerzeugung durch die Heizwiderstandsschicht 2004 begleitet, schützt; und 2008 einen Wärmeabschnitt auf der Heizwiderstandsschicht 2004.
Der Heizabschnitt 2008 erzeugt Wärme aufgrund von Pulsanlegung, die durch Bläschenbildung der Tinte hervorgerufen wird, und Tinte auf dem Abschnitt siedet schnell, wenn der Abschnitt ungefähr 300°C oder mehr erreicht.
Um eine Bläschenbildung von Tinte auf eine solche Weise zu erreichen, wird der Heizabschnitt heiß gehalten. Zudem muss zur Stabilisierung der Bläschenbildung, in dem Variationen der Kopfqualität und diejenigen des Körperantriebs inhibiert werden, mehr Energie als benötigt zur Bläschenbildung der Tinte zugeführt werden. Folglich erhöht sich die Temperatur des Heizabschnitts weiter. Unter normalen Antriebsbedingungen scheint die Temperatur 450°C bis 550°C zu erreichen.
Eine solch hohe erreichte Temperatur kann ein ernsthaftes Problem hervorrufen, das die Lebensdauer des Kopfes beeinflusst. Das Problem ist, dass Farbstoff oder Pigmenttinte einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, so dass Zersetzungsprodukte, die durch Schneiden der Molekularkette hergestellt werden, als "Verbrennungsrückstände" auf dem Heizabschnitt abgeschieden werden; d.h. es tritt eine "Kogation" auf.
Aufgrund dieser "Kogation" werden Zersetzungsprodukte allmählich auf dem Heizabschnitt abgeschieden, was es schließlich erschwert, Tintenbläschen stabil herzustellen, was die Kopflebensdauer beeinflusst.
Um dieses Phänomen zu verhindern, sind verschiedene Maßnahmen ergriffen worden, einschließlich des Modifizierens von Tintenkomponenten, wie etwa Farbstoffen, des Hinzufügens zu der Tinte einer Komponente, die Anbrennen verhindert.
Jedoch werden eine Vielzahl von Anforderungen bezüglich eines Bildes gestellt, das durch einen Tintenstrahldrucker unter Ausstoßen von Tinte gedruckt wird. Zum Beispiel beinhalten diese Anforderungen eine erhöhte Wasserbeständigkeit des Drucks, ein Verhindern von Zwischenfarbvermischung, und eine verbesserte Abriebsbeständigkeit. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen die Tintenkomponente weiter modifiziert werden. Jedoch kann eine solche Modifizierung die Effekte von soweit ergriffenen Maßnahmen zum Verhindern von Anbrennen neutralisieren, wobei sie so die Probleme des Anbrennens wieder einstellen. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt Abrennabscheidungen auf dem Heizabschnitt zu verhindern und die Aufzeichnungskopflebensdauer, sogar wenn solch eine Tinte verwendet wird, zu verlängern.
Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 11-240156 offenbart, dass ein Wasser abstoßender Film in einer Fläche erzeugt wird, die dem Heizabschnitt entspricht, um zu verhindern, dass Verbrennungsrückstände leicht auf dem Heizabschnitt abgeschieden werden und hierdurch die Bläschenbildungseffizienz Verringerung inhibiert wird, so dass Tinte stabil Bläschen bilden kann.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 11-42798 offenbart, dass eine Flüssigkeit, die eine Oberflächenspannung und Feuchtigkeit als Tinte, die auszustoßen ist, besitzt, in einen Tintenpfad eingeführt wird, um den hydrophoben Film auf der internen Oberfläche des Tintenpfades zu brechen, bevor Tinte, die auszustoßen ist, in den Pfad eingeführt wird, wodurch eine Tintenbenetzung der internen Oberfläche unterstützt wird, so dass Tinte leicht in den Pfad eingeführt wird. Jedoch offenbart die Druckschrift nicht die Verhinderung von Verbrennungsrückstandsabscheidungen auf dem Heizabschnitt. Von dem in der Druckschrift offenbarten Verfahren kann nicht erwartete werden, dass eine Hydrophilizität bereitgestellt wird, die stark genug ist, um Verbrennungsrückstandsabscheidungen ausreichend zu verhindern.
"Chemistry and Industry" (Nr. 48, Seiten 1256 bis 1258, 1995) beschreibt Glass, das hydrophil gemacht ist, so dass Verschmutzung spontan abgeht. "Chemistry and Industry" [Nr. 49 (6), Seiten 764 bis 767, 1996] beschreibt auch den Effekt eines Photokatalysators.
"Applied Physics" [Nr. 64 (8), Seiten 803 bis 807, 1995] beschreibt physikalische Eigenschaften eines Materials.
Diese Beschreibungen betreffen das Verhindern von Verschmutzungsabscheidungen auf einer Substratoberfläche oder die Zersetzung von diesen, indem die Oberfläche hydrophil gemacht wird oder eine hydrophile Photokatalysatorschicht auf der Oberfläche gebildet wird.
JP-A-09-187936 offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat mit Heizwiderständen, die auf dem Substrat gebildet sind, das thermische Energie herstellt, die zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird, wobei eine Schutzschicht (207) auf die Heizelementschicht (206) und die Heizvorrichtungsverdrahtungsschicht (204) laminiert wird. Das Material der Schutzschicht (207) kann ein anorganisches Isolierungsmaterial sein, das eine herausragende Wärmeleitfähigkeit und Wärmewiderstand besitzt, wie etwa z.B. Titandioxid, Vanadiumoxid, Nioboxid, Molybdänoxid, Tantalpentoxid etc. Indem eine solche Schutzschicht bereitgestellt wird, kann die Heizelementschicht (206) und die Heizverdrahtungsschicht (204) vor dem Effekt der Tinte geschützt werden und die Funktion der Beständigkeit gegen Aushöhlung wird sichergestellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, die ermöglichen, das Verbrennungsrückstandsabscheidungen auf dem Heizabschnitt verhindert werden, indem auf den Abschnitt der Effekt des Bereitstellens von Super-Hydrophilizität ausgeübt wird, welcher verliehen wird, indem der Effekt des Bereitstellens von Hydrophilizität oder der Effekt des Bereitstellens von PhotokatalysatorHydrophilizität verstärkt wird.
Es ist ein andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat, ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, die ermöglichen, dass Wärme effizient von dem Heizabschnitt zur Tinte geleitet wird, indem dem Abschnitt eine Super-Hydrophilizitätsbehandlung gegeben wird.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat der vorliegenden Erfindung mit auf einem Substrat gebildeten Heizwiderständen, die zum Ausstoßen von Tinte verwendete, thermische Energie herstellen, wobei einer einem Heizabschnitt entsprechende Fläche, worin durch die Heizwiderstände hergestellte Wärme auf Tinte wirkt, eine Super-Hydrophilizitätsbehandlung gegeben wird, wobei eine obere Schutzschicht (2007) auf mindestens einer Schutzschicht auf den Heizwiderständen bereitgestellt wird und die Super-Hydrophilizitätsbehandlung mindestens der Fläche gegeben wird, die einem Heizabschnitt entspricht, so dass der Kontaktwinkel zwischen der Fläche und Wasser 5° oder weniger beträgt.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben, angepasst ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus einer amorphen Legierung mit der chemischen Zusammensetzung der folgenden chemischen Formel, eine obere aushöhlungsbeständige Schutzschicht, durch mindestens eine Schutzschicht auf den Heizwiderständen bereitgestellt wird, und dass der amorphen Legierungsschicht die Super-Hydrophilizitätsbehandlung verliehen wird: Ta_αFe_βNi_γCr_δ (1)(worin 10 Atomprozent ≤ α ≤ 30 Atomprozent, α + β < 80 Atomprozent, α < β, δ > γ, und α + β + δ + γ = 100 Atomprozent).
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit den Tintenstrahlaufzeichnungskopf und ein Tintenreservoir besitzt, das Tinte speichert, die zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zuzuführen ist.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches den Tintenstrahlaufzeichnungskopf und eine Aufzeichnungssignalzuführungseinheit zum Zuführen eines Aufzeichnungssignals zum Antrieb des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes besitzt, ist dadurch gekennzeichnet, dass Tinte aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß dem Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird, um Aufzeichnungen durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung, die wie vorstehend bezeichnet wird, behindert Verbrennungsrückstandsabscheidungen auf den Heizabschnitt, wobei die Tintenausstoßleistung stabilisiert wird und Bereitstellung eines Tintenstrahlkopfes ermöglicht wird, der lange hält und kaum von den Tintenkomponenten abhängt. Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Tintenstrahlkopf mit erhöhter thermischer Umwandlungseffizienz bereit.
Insbesondere, wenn dem Heizabschnitt eines Tintenstrahlkopfes eine Super-Hydrophilizitätsbehandlung gegeben wird, wird eine ausreichende Benetzung des Heizabschnitts mit Tinte hervorgerufen, so dass die thermische Leitfähigkeit und die Bläschenbildungseffizienz zunehmen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass die Tintenstrahlkopflebensdauer verlängert wird. Dies beruht darauf, dass die amorphe Legierungsschicht, die als eine Schutzschicht auf der Fläche ausgebildet ist, wahrscheinlich keine Korrosion aufgrund verschiedener Arten von Tinte unterliegt, so dass die Schicht die Heizwiderstände vor einem chemischen und physikalischen Impuls, der die Wärmeherstellung durch die Widerstände begleitet, schützt, sogar die dem Heizabschnitt entsprechende Fläche, die einer Super- Hydrophilizitätsbehandlung unterzogen wurde, teilweise durch einen Auskühlungsimpuls ausgewaschen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht, die einen gemeinsamen Aufbau von Haupttintenstrahlaufzeichnungskopfsubstratkomponenten zeigt;
2 ist eine schematische Schnittansicht des Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrats, aufgenommen einer Linie 2-2, die einem Tintenpfad in 1 entspricht.
3A und 3B sind schematische Schnittansichten eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrats der vorliegenden Erfindung;
4A ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat der vorliegenden Erfindung verwendet, zeigt, und 4B ist eine schematische Ansicht, die eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines elektrothermischen Umwandlungselements in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf in 4A zeigt;
5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat der vorliegenden Erfindung, insbesondere das Einbauen einer integrierten Schaltung, zeigt;
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zeigt, in welchem ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
8 ist eine schematische Schnittansicht eines Magnetronspattergeräts, das einen amorphen Legierungsfilm ausbilden soll; und
9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen, werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail nachstehend beschrieben.
3A und 3B sind schematische Schnittansichten eines Substrats, aufgenommen entlang eines Tintenweges in einem elektrothermischen Umwandlungselements mit Heizwiderständen, die auf einem Substrat in einem Kopf eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Das heißt, Teil einer Heizwiderstandsschicht 2004, zwischen den zwei entgegen gesetzten Enden einer Elektrodenschicht 2005, die eine Elektrodenverdrahtung in 3A und 9 zusammensetzt, bildet Heizwiderstände, welcher Teil nicht mit der Elektrodenschicht bedeckt ist.
In 3A bezeichnen Bezugszeichen 2001 ein Siliciumsubstrat; 2002 eine Wärmespeicherschicht (Zwischenschichtfilm), der mit einem SiO₂ Film (thermischer Oxidfilm), einem SiN Film und dergleichen gebildet ist; 2004 eine Heizwiderstandsschicht 2005 eine Elektrodenschicht, die eine Verdrahtung aus Metallen, wie etwa Al, einer Al-Si Legierung, und einer Al-Cu Legierung bereitstellt; 2006 eine Schutzschicht, die auch als eine Isolierungsschicht dient, die aus einem SiO₂ Film, SiN Film, etc. besteht; 2007 eine obere Schutzschicht, die die Schutzschicht 2006 vor einem chemischen und physikalischen Impuls, der die Wärmeerzeugung aus der Heizwiderstandsschicht 2004, die auf die Tinte wirkt; und 2008 ein Heizabschnitt, worin aus den Heizwiderständen erzeugte Wärme in der Heizwiderstandsschicht auf Tinte wirkt.
Die Dicke der Schutzschicht 2006 in 3A ist gewöhnlich aus einem Bereich von 0,1 bis 2,0 μm ausgewählt.
Der Heizabschnitt in dem Tintenstrahlkopf ist einer hohen Temperatur aufgrund von Wärmeerzeugung aus den Heizwiderständen ausgesetzt. Der Abschnitt unterzieht sich auch einem Aushöhlungsimpuls und einer chemischen Wirkung der Tinte, wenn er Bläschen bildet oder schrumpft. So wird der Heizabschnitt mit der oberen Schutzschicht 2007 ausgestattet, um das elektrothermische Umwandlungselement vor der chemischen Wirkung der Tinte zu schützen.
Der oberen Schutzschicht 2007 wird eine Super-Hydrophilizitätsbehandlung verliehen. In 3A wird eine super-hydrophile Schicht 2009 gebildet, um sie der Behandlung zu unterziehen. Der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt mit der gebildeten super-hydrophilen Schicht und Wasser beträgt 5° oder weniger. Dies bedeutet wiederum, dass der Kontaktwinkel zwischen der Tinte und des Heizabschnitts und Wasser 0° oder mehr und 5° oder weniger beträgt und, dass der Kontaktwinkel zwischen der Tinte und dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 0° oder mehr und 5° weniger wegen einer mit Wasser versehenen Tinte, die für die vorliegende Erfindung verwendet wird.
Eine solche Super-Hydrophilizität ermöglicht, zu verhindern, dass Zersetzungsprodukte, so genannte "Anbrennrückstände" auf den Heizabschnitt 2008 abgeschieden werden und Tinte stabil Bläschen bildet, was die Kopflebensdauer verlängert. Letztlich zu der Verhinderung von Anbrennrückständen erhöht das Super-Hydrophilmachen des Heizabschnitts die thermische Bläschenbildungseffizienz. Das heißt, wenn der Heizabschnitt einer Super-Hydrophilizitätsbehandlung unterzogen wird, wird ein gründliches Benetzen des Heizabschnitts von der Tinte hervorgerufen, wodurch effizient Wärme auf die Tinte geleitet wird, und die Bläscheneffizienz erhöht wird.
Zusätzlich zur Erzeugung der super-hydrophilen Schicht 2009 kann eine super-Hydrophilizitätsverleihende Oberflächenbehandlung, wie etwa Fluorplasmabehandlung und Excimer UV Ozonbehandlung vorzugsweise auf die vorliegende Erfindung angewendet werden.
Die super-hydrophile Schicht 2009 in 3A, 3B und 9, eine Anwendung der super-Hydrophilizitätsverleihenden Behandlung, wird mit einem super-hydrophilen Material gebildet. Die Schicht besitzt eine einfache Struktur aus dem super-hydrophilen Material oder eine laminierte Struktur aus dem super-hydrophilen Material und einem Wasser zurückhaltenden Material.
Die super-hydrophilen Materialien, die verwendet werden können, schließen Metalloxide, wie etwa Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Zirkonoxid, und Strontiumtitanat, und Metallsulfid, wie etwa Kaliumsulfid, Cadmiumsulfid, und Zinksulfid, ein. Wasser zurückhaltende Materialien, die verwendet werden können, beinhalten Ta₂O₅ und SiO₂.
Die laminierte Struktur der super-hydrophilen Schicht, kann eine Kombination von einen der vorstehend erwähnten super-hydrophilen Materialien und einem vorstehend erwähnten Wasser zurückhaltenden Materialien sein.
Das super-hydrophile Material wirkt als ein Photokatalysator, so dass eine Photokatalysatorreaktion, die durch Aussetzung gegenüber Licht hervorgerufen wird, eine Spurenmenge von hydrophoben Molekülen zersetzt, die auf dem Heizabschnitt abgeschieden wurden, wobei so eine dünne physikalische Wasserabsorptionsschicht gebildet wird. So zeigt das super-hydrophile Material Super-Hydrophilizität. die super-hydrophile Schicht, die eine laminierte Struktur aus einem super-hydrophilen Material und einem Wasser zurückhaltenden Material besitzt, belichtet wird, nimmt das Wasser zurückhaltende Material physikalisches Absorptionswasser auf, wobei so die Super-Hydrophilizität stabilisiert wird und diese für verlängerte Zeitdauern bewahrt wird.
Angesichts der Ausstoßeigenschaften ist es bevorzugt, dass die super-Hydrophilizitätsverleihende Behandlung nur auf einen Bereich angewendet wird, der dem Heizabschnitt 2008 entspricht, wie in 9 gezeigt. Die Fläche, die dem Heizabschnitt entspricht, beinhaltet eine Heizwiderstandsschicht zwischen einem Paar von Elektroden und Flächen, die zu der Schicht benachbart sind.
Statt einem amorphen Legierungsfilm als die obere Schutzschicht 2007, welcher Film später beschrieben wird, kann ein Metalloxidfilm der mit super-hydrophilen Materialien, wie etwa Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Zirkonoxid, und Strontiumtitanat, gebildet ist, die obere Schutzschicht 2007 und die super-hydrophile Schicht 2009 ersetzen. Darüber hinaus können vielmehr nicht nur der amorphe Legierungsfilm sondern auch ein SiO₂ Film und ein SiN Film als die Schutzschicht 2006, den vorstehend beschriebenen Oxidfilm, die Schutzschicht 2006, die obere Schutzschicht 2007, und die super-hydrophile Schicht 2009 ersetzen.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1005a eine Fläche, die ungefähr 4 μm innerhalb des Heizwiderstands 1005 liegt und die Bläschenbildung unterstützt, um Tinte auszustoßen, oder eine so genannte effektive Bläschen bildende Fläche. Andererseits bezeichnet Bezugszeichen 1005b eine Fläche, um die effektive Blasen bildende Fläche, die Bläschen bilden, nicht unterstützt.
Da die Tendenz besteht, dass Anbrennrückstände in der Mitte 1010 der effektiven Bläschen bildenden Fläche und nahe der Fläche 1005b um die effektive Bläschen bildende Fläche herum abgeschieden werden, ist zu verhindern, dass Anbrennrückstände in diesen Flächen abgeschieden werden. Die Mitte 1010 der effektiven Bläschen bildenden Fläche 1005a ist gegenüber einem Aushöhlungsimpuls empfänglich. Jedoch wird, sogar wenn die Mitte durch einen Aushöhlungsimpuls ausgewaschen wird, die super-hydrophile Schicht auch in einer solchen Weise ausgewaschen, so dass Anbrennrückstände aus der Mitte entfernt werden. Natürlich werden, wenn die Mitte 1010 des effektiven Bläschen bildenden Bereichs 1005a in der super-hydrophilen Schicht nicht ausgewaschen wird, verhindert, dass Anbrennrückstände in der Mitte abgeschieden werden. Da die Fläche 1005b um die effektive Bläschen bildende Fläche nicht leicht an Auskühlungsimpuls leiden und die super-hydrophile Schicht wahrscheinlich nicht ausgewaschen wird, wird verhindert, dass Anbrennrückstände in der Mitte abgeschieden werden. So wird effektiv verhindert, ganz egal ob die super-hydrophile Schicht ausgewaschen wird oder nicht, dass sich Anbrennrückstände abscheiden.
Sowohl wegen der Hochtemperaturaussetzung der oberen Schutzschicht 2007 als auch wegen des beabsichtigten Schutzes der Schutzschicht und der Heizwiderstände vor einem Aushöhlungsimpuls und der chemischen Wirkung der Tinte, muss die obere Schutzschicht eine gute Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, chemische Stabilität, Säurebeständigkeit, und Alkalibeständigkeit besitzen. So ist es bevorzugt, dass die obere Schutzschicht 2007 mit einer amorphen Legierung aus der chemischen Zusammensetzung der folgenden Formel gebildet wird: Ta_αFe_βNi_γCr_δ (1)(worin 10 Atomprozent ≤ α ≤ 30 Atomprozent, α + β < 80 Atomprozent, α < β, δ > γ, und α + β + δ + γ = 100 Atomprozent).
α in der chemischen Formel (1) ist vorzugsweise 10 Atomprozent oder mehr und 20 Atomprozent oder weniger. γ und δ sind jeweils 7 Atomprozent oder mehr und 15 Atomprozent oder mehr. Es ist weiter bevorzugt, dass γ und δ jeweils 8 Atomprozent oder mehr und 17 Atomprozent oder mehr sind. Die obere Schutzschicht 2007 ist vorzugsweise 10 bis 500 nm dick, und weiter bevorzugt 50 bis 200 nm dick.
Verglichen mit herkömmlichen auf Ta basierenden Legierungen, wird der Ta Gehalt in dem amorphen Legierungsfilm niedriger bei 10 bis 20 Atomprozent eingestellt. Unter Verwendung eines solchen niedrigen Ta Gehalts wird ermöglicht, dass die Legierung passiviert wird, indem sie in geeigneter Weise amorph gemacht wird, wobei so die Korngrenzen, bei welcher die Korrosionsreaktion beginnt, signifikant reduziert wird und die Tintenbeständigkeit verstärkt wird, während die Aushöhlungsbeständigkeit bei einem guten Niveau gehalten wird. Da Oxide von ihren Komponenten auf dem amorphen Legierungsfilm sind, und vorzugsweise der Film mit einem Film der Oxide bedeckt ist, wird die Tintenbeständigkeit weiter verbessert. Das heißt, es ist bevorzugt, dass wenigstens die Oberfläche der oberen Schutzschicht 2007, die in Kontakt mit der Tinte kommt, mit einem Film von Oxiden der Komponente der oberen Schutzschicht 2007 bedeckt ist. Der Oxidfilm ist vorzugsweise 5 nm oder mehr und 30 nm oder weniger dick.
Die Ausbildung des Oxidfilms der hauptsächlich aus Cr hergestellt ist, auf der oberen Schutzschicht ermöglicht, dass die Schicht den Effekt eines Passivators besitzt, wobei so eine Korrosion durch verschiedene Arten der Tinte verhindert wird, insbesondere Tinte, die Komponenten enthält, die ein zweiwertiges Metallsalz aus Ca, Mg, etc. und Chelatkomplexen, bilden.
Ein Verfahren zur Ausbildung eines Oxidfilms hauptsächlich aus Cr ist verfügbar, das eine obere Schutzschicht in der Luft oder Sauerstoff wärmebehandelt. Durch das Verfahren wird z.B. eine obere Schutzschicht auf 50 bis 200°C in einem Ofen erhitzt. Alternativ kann nach der Ausbildung einer oberen Schutzschicht unter Verwendung eines Sputtergeräts ein Sauerstoffgas in das Gerät eingeführt werden, um einen Oxidfilm auszubilden. Stattdessen kann nach Ausbildung eines Tintenstrahlkopfes ein Oxidfilm durch Impulsanlegungsantrieb ausgebildet werden.
3B zeigt eine Modifikation des Aufbaus der Schutzschicht in 3A. In 3A umfasst die Schutzschicht zwei Schichten, so dass thermische Energie aus der Heizwiderstandsschicht 2004 auf die Tinte effektiver wirkt. Darüber hinaus wird die Dicke der Schutzschicht verringert (Abstand von der Oberfläche des Erhitzungsabschnitts zu der Heizwiderstandsschicht). Das heißt, es wird zunächst eine erste Schutzschicht 2006, die aus einem SiO₂ Film, SiN Film, etc. besteht, ausgebildet, um zu verhindern, dass die Schicht 2006 in dem Abschnitt durch Mustergebung oder dergleichen gebildet wird. Als nächstes wird eine zweite Schutzschicht 2006', die aus einem SiO₂ Film, SiN Film, etc. besteht, ähnlich wie bei der ersten Schutzschicht, ausgebildet, um die Schutzschicht in dem Heizabschnitt auszudünnen. Schließlich wird eine obere Schutzschicht 2007 gebildet. Das Verringern der Dicke der Schutzschicht in dem Heizabschnitt, wie vorstehend beschrieben, ermöglicht, das thermische Energie aus der Heizwiderstandsschicht 2004 durch die zweite Schutzschicht 2006' und die obere Schutzschicht 2007 hindurch zur Tinte geleitet wird, so dass thermische Energie effektiver verwendet werden kann.
Jede der vorstehend beschriebenen Komponentenschichten kann durch ein bekanntes Filmerzeugungsverfahren gebildet werden. Die obere Schutzschicht 2007, die aus einer amorphen Legierung gebildet ist, kann durch verschiedene Filmerzeugungsverfahren gebildet werden. Jedoch wird das Magnetronspatterverfahren gewöhnlich verwendet, das eine RF Spannungszuführung und DC Spannungszuführung verwendet.
8 zeigt ein Spattergerät, das die obere Schutzschicht aus einem amorphen Legierungsfilm bildet. In 8 bezeichnet Bezugszeichen 4001 ein Target aus einer Ta-Fe-Cr-Ni Legierung mit einer vorbestimmten Zusammensetzung, oder einer Zusammensetzung, die benötigt wird, um eine amorphe Legierungsschicht der chemischen Formel (1) zu bilden; 4002 einen einfachen Magnete; 4011 einen Schließer, der die Filmerzeugung auf einem Substrat steuert; 4003 eine Substrathalterung; 4004 ein Substrat; und 4006 eine Spannungszuführung, die mit dem Target 4001 und der Substrathalterung 4003 verbunden ist. In 13 bezeichnet ein Bezugszeichen 4008 eine externe Heizvorrichtung, die bereitgestellt ist, um die externe Wand einer Filmerzeugungskammer 4009 zu umgeben. Die externe Heizvorrichtung 4008 wird verwendet, um die Temperatur der Filmerzeugungskammer 4009 zu steuern. Eine interne Heizvorrichtung 4006 wird auf der Rückseite der Substrathalterung 4003 bereitgestellt, um die Substrattemperatur zu steuern. Es ist bevorzugt, dass die Temperatur des Substrats 4004 unter Verwendung nicht nur der internen Heizvorrichtung sondern auch der externen Heizvorrichtung 4008 gesteuert wird.
Unter der Verwendung des Geräts in 8 wird ein Film wie nachstehend beschrieben, ausgebildet. Zunächst wird eine Evakuierungspumpe 4007 verwendet, um die Filmerzeugungskammer 4009 bis auf einen Druck von 1 × 10^–5 bis 1 × 10^–6 Pa zu evakuieren. Als nächstes wird Argongas bei einem Gaseinlass 4010 durch eine Massenstromsteuerungsvorrichtung (nicht gezeigt), in die Filmerzeugungskammer 4009 eingeführt. Wenn das Argon eingeführt ist, werden die interne Heizvorrichtung 4005 und die externe Heizvorrichtung 4008 so eingestellt, dass eine vorbestimmte Substrattemperatur und eine vorbestimmte atmosphärische Temperatur erreicht werden. Schließlich wird eine elektrische Spannung aus der Spannungszuführung 4006 an das Target 4001 angelegt, um eine Spatter-Entladung durchzuführen und ein Schließer 4011 wird eingestellt, um einen Film auf dem Substrat 4004 zu erzeugen.
Die Bildung der oberen Schutzschicht aus einer amorphen Legierung ist nicht auf das Spatterverfahren begrenzt, das das Legierungstarget aus der Ta-Fe-Cr-Ni Legierung verwendet, sondern der Film kann auch durch ein binäres simultanes reaktives Spatterverfahren erzeugt werden, ein Ta Target und ein Fe-Cr-Ni Target verwendet und elektrische Spannung aus zwei Spannungszuführungen, die mit jeder der zwei Targets verbunden sind, zuführt. Dieses Verfahren ermöglicht, dass die elektrische Spannung, die an jedes Target zu legen ist, unabhängig gesteuert wird.
Wie vorstehend beschrieben, gewährleistet bei Bildung der oberen Schutzschicht aus einer amorphen Legierung das Aufheizen des Substrats auf 100°C bis 300°C eine starke Filmadhäsion. Das Spatterverfahren, das vorstehend beschrieben wurde, welches ermöglicht, dass Teilchen mit einer relativ hohen kinetischen Energie hergestellt werden, gewährleistet auch eine starke Filmadhäsion.
Auf ähnliche Weise stellt das Verleihen der oberen Schutzschicht wenigstens einer Kompressionsfilmspannung von 1,0 × 10¹⁰ dyne/cm² oder weniger starke Filmadhäsion. Diese Filmspannung kann eingestellt werden, indem auf geeignete Weise die Argongasstromrate, die in das Filmerzeugungsgerät einzuführen ist, die elektrische Spannung, die an das Target anzulegen ist, und die Temperatur, auf welche das Substrat erhitzt wird, auf geeignete Weise eingestellt werden.
Ganz egal, ob die Schutzschicht, die unter der vorstehend beschriebenen oberen Schutzschicht bereitgestellt ist, die mit einem amorphen Legierungsfilm gebildet ist, dick oder dünn ist, kann die obere Schutzschicht vorzugsweise verwendet werden.
Ein Tintenstrahlkopfsubstrat der vorliegenden Erfindung kann eine Struktur besitzen, in welcher eine integrierte Schaltung wie in 5 gezeigt, eingebaut ist. Die integrierte Schaltung in 5 wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens gebildet.
Ein Dotierungsmittel, wie etwa As, wird in ein Siliciumsubstrat 2401 eingeführt, ein P Leiter durch Ionenimplantation und Diffusion, zur Bildung einer implantierten Schicht 2402 vom N-Typ, und eine epitaxiale Schicht 2403 vom N-Typ mit einer Dicke von 8 μm wird auf der implantierten Schicht gebildet.
Verunreinigungen, wie etwa B, werden in die Epitaxialschicht 2403 eingeführt, um eine Wandfläche 2404 vom P-Typ zu bilden. Dann werden Photolithographie und Verunreinigungseinführung durch Oxidationsdiffusion, Ionenimplantation etc. wiederhol, um eine P-MOS 2450 in der Epitaxialfläche vom N-Typ und eine N-MOS 2451 in der Wandfläche vom P-Typ zu bilden.
Die P-MOS 2450 und N-MOS 2451 werden jeweils mit Gateverdrahtung 2415 aus Poly-Si gebildet, welches durch einen Gateisolierungsfilm mit einer Dicke von 50 nm auf eine Dicke von 600 nm durch das CVD Verfahren abgeschieden wird, eine Quellenfläche 2405, in welcher Verunreinigungen vom N-Typ oder P-Typ eingeführt werden, eine Ableiter- bzw. Drainfläche 2406, etc. Ein NPN Transistor 2452, ein Spannungstransistor, wird mit einer Kollektorfläche 2411, einer Basisfläche 2412, einer Emitterfläche 2413, etc. in der Epitaxialschicht vom N-Typ in Schritten einschließlich Verunreinigungseinführung und Diffusion gebildet.
Die Elemente werden voneinander durch Bildung einer Oxidfilmseparierungsfläche 2453 unter Verwendung eines Feldoxidfilms mit einer Dicke von 100 nm separiert. Unter einem Erhitzungsabschnitt 2455 fungiert der Feldoxidfilm als eine erste Wärmespeicherschicht 2414. Nachdem die Elemente gebildet werden, wird der Zwischenschichtisolierungsfilm 2416 ungefähr 700 nm unter Verwendung von PSG und BPSG durch das CVD Verfahren abgeschieden und durch Wärmebehandlung leveliert, und eine Verdrahtung wird durch Kontaktlöcher unter Verwendung einer ersten AL Elektrode 2417 eingebaut.
Dann wird ein SiO₂ Zwischenschichtisolierungsfilm 2418 mit einer Dicke von ungefähr 1,4 μm durch das Plasma CVD Verfahren gebildet. Als nächstes werden Durchlöcher gebildet, um in Kontakt mit einer oberen Al/TaN Schicht zu kommen, die einer unteren AL Schicht entgegengesetzt ist, mit einem Zwischenschichtisolierungsfilm dazwischen durch Photolithographie und Trockenätzen. Nachdem die Durchlöcher vervollständigt sind, werden TaN Schichtbildung und aufeinander folgende Schritte durchgeführt, um ein Tintenstrahlsubstrat wie im Fall des Siliciumsubstrats, das vorstehend beschrieben wurde, durchgeführt.
4A ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfsubstrats 6001 der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 4A wird Tinte aus einem Tintenbehälter (nicht gezeigt) durch eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 2012 in einem Tintepfad 2011 eingeführt und an dem Halsabschnitt eines Wärmewiderstands durch Anlegung eines elektrischen Impulses auf eine Antriebseinrichtung erhitzt, die mit Teilen (1) und (2) der Verdrahtung, wie in 4B gezeigt, verbunden ist (z.B. 2 μsec Signal in 4B), so dass Tintenbläschen ausbrechen usw.
6 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 6000 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 6000 besitzt ein Tintenstrahlkopfsubstrat, das parallel mit einer Mehrzahl von Wärmegeneratoren, die thermische Energie zur Bläschenbildung von Tinte zuführen (Heizabschnitt 2008 usw.) und eine Oberplatte 6004, die auf dem Substrat eingebaut ist, ausgestattet ist.
Das Tintenstrahlkopfsubstrat 6001 ist mit einer Mehrzahl von Elektrodenanschlussflächen 6009 ausgestattet, die ein elektrisches Signal von der Außenseite zum Antrieb jedes Heizwiderstands eingeben sollen.
Eine Mehrzahl von Flüssigkeitspfaden (Tintenpfade 2011 in 4A usw.), die jedem Heizwiderstand entsprechen und ein Kanal, der zur Ausbildung einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer (gemeinsame Flüssigkeitskammer 2012 in 4A usw.) verwendet wird, die Tinte zu jedem Flüssigkeitspfad zuführen soll, werden in der Oberplatte 6004 gebildet. Die Oberplatte 6004 ist mit dem Tintenstrahlkopfsubstrat 6001 verbunden, um Flüssigkeitspfade und eine gemeinsam Flüssigkeitskammer auszubilden. Wenn das Tintenstrahlkopfsubstrat 6001 und die Oberplatte 6004 zusammen verbunden sind, werden eine Grube, die ein Flüssigkeitspfad ausbildet und ein Heizwiderstand miteinander ausgerichtet, wobei so ein Flüssigkeitspfad mit einem Heizwiderstand bereitgestellt wird. Eine Mehrzahl von Ausstoßöffnungen 6007, die mit den Flüssigkeitspfaden in Verbindung stehen, die verwendet werden, um Tinte auszustoßen, und eine Tintenzuführungsöffnung 6008, durch welche Tinte von der Außenseite zur gemeinsamen Flüssigkeitskammer zugeführt wird, werden in der Oberplatte 6004 bereitgestellt. Wenn das so der Fall ist, tritt Tinte, nachdem diese durch die Tintenzuführungsöffnung 6008 in die gemeinsame Flüssigkeitskammer 6006 zugeführt wurde, und zeitweise darin gespeichert wurde, in die Flüssigkeitspfade durch ein Kapillarphänomen ein und bildet einen Meniskus an den Ausstoßöffnungen 6007, um die Pfade weiter zu füllen. Wenn die Heizwiderstände durch eine Elektrode (nicht gezeigt) unter Strom gesetzt werden, wobei so Wärme erzeugt wird, wird Tinte auf den Heizwiderständen schnell erhitzt, so dass Bläschen aufgrund des Filmsiedens in den Flüssigkeitswegen auftreten und wachsen, wobei auszustoßende Tinte durch die Ausstoßöffnungen 6007 verursacht wird.
Bezug nehmend nun auf 7 wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, auf welchem der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 6000 eingebaut ist, beschrieben.
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur ist eine Führungsschraube 7552, in welcher ein spiralförmiger Kanal 7553 geschnitten wird, rotierend drehbar auf einen Körperrahmen 7551 gelagert. Die Führungsschraube 7552 wird rotierend durch die Antriebskraftübertragungsgänge 7560 und 7561 angetrieben, wenn ein Antriebsmotor 7559 vorwärts und rückwärts rotiert.
Eine Führungsschiene 7554, die einen Schlitten 7555 führt, so dass dieser frei gleiten kann, wird an dem Körperrahmen 7551 festgemacht. Der Schlitten 7555 wird mit einem Stift (nicht gezeigt) ausgestattet, der in den Spiralkanal 7553 passt, so dass das Rotieren der Führungsschrauben 7552 unter Verwendung des Antriebsmotors 7559 ermöglicht, dass der Schlitten 7555 in den durch Pfeile a und b bezeichneten Richtungen hin und zurück fährt. In der Richtung einer Bewegung der Schlitten 7555 drückt eine Papierzurückhaltungsplatte 7572 gegen eine Plattenwalze 7573 ein Medium 7590 auf welches Aufzeichnungen herzustellen sind.
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit 7580 wird auf den Schlitten 7555 eingebaut. Die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit 7580 kann von einem Kassettentyp sein, in welchen der vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenbehälter oder eine Kombination aus diesen zwei Komponenten eingebaut sind, der so hergestellt ist, dass sie unabhängig voneinander entfernt werden können. Die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit 7580 wird an den Schlitten 7555 festgemacht und durch Positionierungseinrichtungen und einen elektrischen Kontakt unterstützt. Die Einheit kann auch aus dem Schlitten 7555 entfernt werden.
Photokopplungsvorrichtungen 7557 und 7558 setzten Ausgangspositionsnachweiseinrichtung zusammen, um einen Hebel 7556 der Schlitten 7555 in dieser Fläche nachzuweisen und die Rotation des Antriebsmotors 7559 umzukehren. Ein Kappenelement 7567, das die Front (Oberfläche, in welcher die Ausstoßöffnungen offen sind) des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes bedeckt, wird durch ein Unterstützungselement 7562 unterstützt. Das Kappenelement besitzt Ansaugeinrichtungen 7566, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu seiner ursprünglichen Bedingung durch Ansaugen durch eine Öffnung 7568 in der Kappe zurückzuführen. Eine Unterstützungsplatte 7565 wird an eine Körperunterstützungsplatte 7564 angebracht. Eine Reinigungsklinge 7563, die gleitbar durch die Unterstützungsplatte 7565 unterstützt wird, wird die Antriebseinrichtung vor und zurück bewegt, nicht gezeigt. Es muss nicht besonders betont werden, dass die Reinigungsklinge 7563 nicht auf die gezeigte Art begrenzt ist, sondern von einer beliebigen Art sein kann. Ein Hebel 7570, der das Zurückführen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes auf seine ursprüngliche Bedingung durch Ansaugen beginnen soll, bewegt sich, wenn eine Nocke in Kontakt mit dem Schlitten 7555 sich bewegt. Die Antriebskraft aus dem Antriebsmotor 7559 wird durch bekannte Übertragungseinrichtungen, wie etwa Gänge 7569 und ein Spannriegel, gesteuert.
Diese Verfahren, d.h. Abdecken, Reinigen, und Zurückführen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zu seiner ursprünglichen Bedingung durch Ansaugen, werden in jeder entsprechenden Position unter Wirkung der Führungsschraube 7552 durchgeführt, wenn der Schlitten 7555 sich zu einer Fläche auf der Ausgangspositionsseite bewegt. Wenn eine Anordnung so hergestellt ist, dass ein gewünschtes Verfahren zu einer bekannten Zeit durchgeführt wird, ist jedes auf die Ausführungsform anwendbar.
Das vorstehend beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät besitzt Aufzeichnungssignalzuführungseinrichtungen zum Zuführen eines Signals zum Antrieb eines elektrothermischen Umwandlungselementes des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, das auf das Gerät eingebaut ist. Das Gerät besitzt auch eine Steuerungsvorrichtung, die dieses steuert.
Da das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät der Ausführungsform den vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf besitzt, ist der Tintenausstoß stabil, wobei so ein Aufzeichnungsgerät bereitgestellt wird, das eine Bildqualitätsverschlechterung kaum hervorruft.
Bezug nehmend nun auf eine Mehrzahl von Beispielen wird die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail nachstehend erläutert. Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele begrenzt, sondern irgendeine Kombination der Beispiele kann verwendet werden, wenn die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
(Beispiel 1)
Bezug nehmend nun auf 3A, einer Schnittansicht, wird ein Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
Ein Siliciumsubstrat 2001 wurde durch Erhitzen von diesem unter Verwendung eines Stromes bei 115°C für sechs Stunden oxidiert, um einen SiO₂ Film 2002 mit einer Dicke von ungefähr 2 μm auszubilden. Ferner wurde ein SiN Film 2002b mit einer Dicke von ungefähr 1 μm durch das CVD Verfahren gebildet. Ein TaN Film mit einer Dicke von ungefähr 100 nm wurde als eine Heizwiderstandsschicht 2004 durch das reaktive Spatterverfahren unter Verwendung von N₂ Gas gebildet. Ein Al Film 2005 mit einer Dicke von ungefähr 600 nm wurde durch Sputtern gebildet. Verdrahtung und Elektrodenkontaktflächen wurden aus Al durch Photolithographie gebildet, und eine Heizvorrichtung wurde aus TaN gebildet. Ein SiN Film mit einer Dicke von ungefähr 1 nm, eine Schutzschicht 2006 wurde durch ein CVD Verfahren gebildet.
TiO₂, ein super-hydrophiles Material, wurde bis auf eine Dicke von 100 nm durch Sputtern abgeschieden, dann wurde Ta₂O₅, ein Wasserspeichermaterial, bis eine Dicke von 50 nm auch durch Sputtern abgeschieden. Durch Photolithographie wurden diese Abscheidungen in einer vorbestimmten Form gebildet, um eine TiO₂/Ta₂O₅ Schicht bereitzustellen, die als sowohl eine obere Schutzschicht 2007 als auch eine super-hydrophile Schicht 2009 dient. Schließlich wurde ein Teil des SiN Films durch Photolithographie entfernt, um Al Elektrodenkontaktflächen (nicht gezeigt) auszusetzen, wobei so ein Tintenstrahlkopfsubstrat vervollständigt wird.
In dem Beispiel betrug der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt und Wasser 5° oder weniger.
Das Tintenstrahlkopfsubstrat, das wie vorstehend beschrieben, hergestellt war, und die Oberplatte 6004 aus Polysulfon, in welcher Flüssigkeitspfade, die den Heizwiderständen entsprechen, und Kanäle, die zur Erzeugung einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer verwendet werden, die Tinte zu jedem Flüssigkeitspfad zuführen sollen, wurden gebildet, miteinander verbunden, um einen Tintenstrahlkopf herzustellen.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, wie vorstehend beschrieben, wurde hergestellt, in welchem der Tintenstrahlkopf einzubauen ist.
In einem Ausstoßhaltbarkeitstest, der unter Verwendung auf Wasser basierender, Azofarbstoff-haltiger Tinte dem vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät durchgeführt wurde, wurden wenig Anbrennrückstände auf dem Heizabschnitt abgeschieden, wenn Ausstoßspulse 1 × 10⁸ zählten.
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Vergleichsbeispiel 1 ist ein derartiger Kopf, das keine superhydrophile Schicht, oder TiO₂/Ta₂O₅ Schicht anders als bei Beispiel 1 gebildet wird, dass der Heizabschnitt eine Schutzschicht aus einem SiN Film ist, und dass ein hydrophober Film auf den internen Tintenpfadwänden, einschließlich dem Heizabschnitt, gebrochen wird, indem die Tintenpfade mit einer Mischung, die 50 Vol.-% Propylalkohol und 50 Vol.-% Glycerin enthält, gebrochen wird. Für den Kopf betrug der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt und Wasser ungefähr 20°. in einem Ausstoßhaltbarkeitstest, der unter Verwendung des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts mit dem Kopf wie in dem Fall des Beispiels 1 durchgeführt wurde, wurden eine große Menge von Anbrennrückständen, die sich auf dem Heizabschnitt abgeschieden hatten, wenn Ausstoßpulse 1 × 10⁸ zählten, festgestellt.
(Beispiel 2)
Ein Tintenstrahlkopfsubstrat wurde hergestellt, indem ein Film aus Ta₁₈Fe₅₇Ni₈Cr₁₇, eine amorphe Legierung, als die obere Schutzschicht 2007 zwischen der Schutzschicht 2006, hergestellt aus SiN Film, und dem Ti₂/Ta₂O₅ Film gebildet wurden, welche in Beispiel 1 gebildet wurden. Abgesehen davon, wurden der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 verwendet.
Durch Sputtern wurden die obere Schutzschicht 2007 unter Verwendung des Geräts in 8 unter den folgenden Bedingungen gebildet.
Das Siliciumsubstrat 2001 (4004 in 8), das den Schritt des Erzeugens der Schutzschicht 2006 mit SiN auf die gleiche Weise wie dem Fall des Beispiels 1 erreicht hatte, wurde auf der Substrathalterung 4003 in der Filmbildungskammer 4009 des Geräts in 8 eingebaut.
Als nächstes wurde unter Verwendung der Evakuierungspumpe 4007 die Filmbildungskammer 4009 evakuiert, bis ein Druck von 8 × 10^–6 erreicht war. Das Argongas wurde durch den Gaseinlass 4010 in die Filmbildungskammer 4009 eingefüllt, um die folgenden Bedingungen in der Filmbildungskammer 4009 zu erfüllen.
[Filmbildungsbedingungen]

Substrattemperatur: 200°C
Gastemperatur in der Filmbildungskammer: 200°C
Gasmischungsdruck in der Filmbildungskammer: 0,3 Pa

Unter Verwendung eines Ta Targets und einer Fe-Ni-Cr Legierung (Fe₇₄Ni₈Cr₁₈) Target, Ta₁₈Fe₅₇Ni₈Cr₁₇ Film mit einer Dicke von 200 nm wurde auf der Schutzschicht 2006 durch duales Sputtern mit einer elektrischen Leistung gebildet, die auf das Fe-Ni-Cr Legierungstarget variabel zuzuführen ist.
In dem Beispiel betrug der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
(Beispiel 3)
Anders als bei dem Beispiel 1, SiN Film, wurde die Schutzschicht 2006 nicht gebildet. Indem ein TiO₂ Film einer Dicke von 300 nm und ein Ta₂O₅ Film mit einer Dicke von 100 nm in der Reihenfolge gebildet wurde, wird eine TiO₂/Ta₂O₅ Schicht, die als die Schutzschicht 2006 dient, obere Schutzschicht 2007, und eine super-hydrophile Schicht 2009 bereitgestellt, um ein Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 verwendet.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
(Beispiel 4)
Anders als beim Beispiel 1 wurde anstelle des Erzeugens der TiO₂/Ta₂O₅ Schicht eine Fluorplasmabehandlung der Oberfläche der Schutzschicht 2006 verliehen, die aus einem SiN Film hergestellt war, um das Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 verwendet.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
In dem Beispiel ergab die substituierende Excimer UV Ozonbehandlung für die Fluorplasmabehandlung das gleiche Ergebnis.
(Beispiel 5)
Anders als bei Beispiel 2 Würde anstelle des Bildens der TiO₂/Ta₂O₅ Schicht eine Fluorplasmabehandlung der Oberfläche der oberen Schutzschicht 2007 verliehen, die aus einem Ta₁₈Fe₅₇Ni₈Cr₁₇ Film hergestellt war, um einen Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 verwendet.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
In dem Beispiel ergab das Ersetzen der Excimer UV Ozonbehandlung durch die Fluorplasmabehandlung das gleiche Ergebnis.
(Beispiel 6)
Wie in 9 gezeigt, wurde anders als bei Beispiel 1 die super-hydrophile Schicht 2009, eine TiO₂/Ta₂O₅ Schicht in nur einer Fläche gebildet, die dem Heizabschnitt entsprach, um ein Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 1 verwendet.
In dem Beispiel wurden Flächen, die sich von der Fläche unterschieden, die dem Heizabschnitt 2008 entsprach, durch Ätzen auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel entfernt, um die super-hydrophile Schicht 2009 zu bilden.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
(Beispiel 7)
Wie in 9 gezeigt, wurde anders als bei Beispiel 2 die super-hydrophile Schicht 2009, eine TiO₂/Ta₂O₅ Schicht, in nur einer Fläche ausgebildet, die dem Heizabschnitt 2008 entsprach, um ein Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in dem Beispiel 2 verwendet.
In dem Beispiel wurden Flächen, die sich von der Fläche unterschieden, die dem Heizabschnitt 2008 entsprach, durch Ätzen auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel entfernt, um die super-hydrophile Schicht 2009 auszubilden.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
(Beispiel 8)
Wie in 9 gezeigt, wurde anders als bei Beispiel 3 die super-hydrophile Schicht 2009, eine TiO₂/Ta₂O₅ Schicht, in nur einer Fläche gebildet, die dem Heizabschnitt 2008 entsprach, um ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in dem Beispiel 3 verwendet.
In dem Beispiel wurden Flächen, die sich von der Fläche unterschieden, die dem Heizabschnitt 2008 entspricht, durch Ätzen auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel 3 entfernt, um die super-hydrophile Schicht 2009 auszubilden.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
(Beispiel 9)
Anders als bei Beispiel 4 wurde nur eine Fläche, die dem Heizabschnitt 2008 entsprach, eine Fluorplasmabehandlung gegeben, um ein Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen.
Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 4 verwendet.
In dem Beispiel 4 wurde eine Fluorplasmabehandlung wie in dem Beispiel 4 durchgeführt, nachdem sich von der Fläche unterscheidenden Flächen, die dem Heizabschnitt 2008 entspricht, maskiert wurden.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
In dem Beispiel ergab das Ersetzen der Excimer UV Ozonbehandlung durch eine Fluorplasmabehandlung das gleiche Ergebnis.
(Beispiel 10)
Anders als bei Beispiel 5 wurde nur eine Fläche, die dem Heizabschnitt 2008 entspricht, eine Excimer UV Ozonbehandlung gegeben, um ein Tintenstrahlkopfsubstrat herzustellen. Bis hierauf wurde der gleiche Aufbau wie in Beispiel 5 verwendet.
In dem Beispiel wurde eine Fluorplasmabehandlung wie in dem Beispiel 5 durchgeführt, nachdem Fläche, die sich von der Flächen unterschieden, die dem Heizabschnitt 2008 entspricht, maskiert wurden.
In dem Beispiel betrug zudem der Kontaktwinkel zwischen dem Heizabschnitt 2008 und Wasser 5° oder weniger.
In dem Beispiel ergab das Ersetzen der Excimer UV Ozonbehandlung durch eine Fluorplasmabehandlung das gleiche Ergebnis.
Wenn die Beispiele 2 bis 10 auf die gleiche Weise wie das Beispiel 1 bewertet wurden, wurden sie als genau so gut wie das Beispiel 1 bewertet.
Um ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitzustellen, die ermöglichen, dass Anbrennrückstandsabscheidungen auf einem Heizabschnitt verhindert werden, indem der Ansaugeffekt des Bereitstellens von Super-Hydrophilizität ausgeübt wird.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat (2000) mit Heizwiderständen (2004), die auf einem Substrat (2001) gebildet sind, welche thermische Energie herstellen, die zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird, wobei einer Fläche, die einem Erhitzungsabschnitt (2008) entspricht, in welchem durch Heizwiderstände hergestellte Hitze auf Tinte wirkt, eine Super-Hydrophilizitätsbehandlung verliehen ist, wobei eine obere Schutzschicht (2007) auf wenigstens einer Schutzschicht (2006) auf den Heizwiderständen bereitgestellt ist und die Super-Hydrophilizitätsbehandlung wenigstens in der Fläche gegeben ist, die einem Heizabschnitt entspricht, so dass ein Kontaktwinkel zwischen der Fläche und Wasser 5° oder weniger beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei der oberen Schutzschicht (2007) die Super-Hydrophilizitätsbehandlung gegeben ist und diese eine darauf bereit gestellte Super-Hydrophilizitätsschicht (2009) mit Super-Hydrophilizitätseigenschaften besitzt.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Super-Hydrophilizitätsbehandlung nur der Fläche gegeben wird, die dem Erhitzungsabschnitt entspricht.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 3, wobei die Fläche, die dem Erhitzungsabschnitt entspricht, eine Fläche ist, welche einer Erhitzungswiderstandsschicht (2004) zwischen einem Paar von Elektroden und deren benachbarten Flächen entspricht.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Super-Hydrophilizitätsbehandlung ist, um eine super-hydrophile Schicht in der Fläche auszubilden, die dem Erhitzungsabschnitt entspricht.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 5, wobei die super-hydrophile Schicht als eine einzelne Schichtstruktur aus super-hydrophilen Material ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 6, wobei das super-hydrophile Material Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Zirkonoxid, Strontiumtitanat, Kaliumsulfid, Kadmiumsulfid, oder Zinksulfid ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 6, wobei das super-hydrophile Material als ein Fotokatalysator wirkt.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 6, wobei das super-hydrophile Material widerstandsfähig gegen Hohlraumbildung ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 9, wobei das gegen Hohlraumbildung widerstandsfähige super-hydrophile Material Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Zirkonoxid, oder Strontiumtitanat ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 5, wobei die super-hydrophile Schicht eine laminierte Struktur aus einem super-hydrophilen Material und einem Wasser-bewahrendem Material besitzt.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 11, wobei das super-hydrophile Material Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molyb-dänoxid, Zirkonoxid, Strontiumtitanat, Kaliumsulfid, Kadmiumsulfid, oder Zinksulfid ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 11, wobei das super-hydrophile Material als ein Fotokatalysator wirkt.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 13, wobei das super-hydrophile Material gegen Hohlraumbildung widerstandsfähig ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 14, wobei das gegen Hohlraumbildung widerstandsfähige Material Titandioxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Nioboxid, Wolframoxid, Molybdänoxid, Zirkonoxid, oder Strontiumtitanat ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 11, wobei das Wasser-bewahrende Material Ta₂O₅ oder SiO₂ ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Super-Hydrophilizitätsbehandlung eine Super-Hydrophilizitätsoberflächenbehandlung ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 17, wobei die Super-Hydrophilizitätsoberflächenbehandlung Fluorplasmabehandlung oder Excimer-UV-Ozonbehandlung ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei eine Schicht aus einer amorphen Legierung mit der chemischen Zusammensetzung, die durch die folgende Formel ausgedrückt wird, als eine gegen Hohlraumbildung widerstandsfähige obere Schutzschicht bereit gestellt ist, und der amorphen Legierungsschicht die Super-Hydrophilizitätsbehandlung verliehen ist: Ta_αFe_βNi_γCr_δ (1),wobei 10 Atom-% ≤ α ≤ 30 Atomprozent, α + β < 80 Atomprozent, α < β, δ < γ, und α + β + δ + γ = 100 Atom-% ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei 10 Atomprozent ≤ α ≤ 20 Atomprozent in der chemischen Formel (1) ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei γ ≥ 7 Atom-%, und δ ≥ 15 Atom-% in der chemischen Formel (1) ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei γ ≥ 8 Atom-%, und δ ≥ 17 Atom-% in der chemischen Formel (1) ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei die obere Schutzschicht mit Film aus Oxiden der Komponenten der Schicht bedeckt ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 23, wobei der Oxidfilm hauptsächlich aus Cr hergestellt ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 23, wobei der Oxidfilm 5 nm oder mehr und 30 nm oder weniger dick ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei die obere Schutzschicht 10 nm oder mehr und 500 nm oder weniger dick ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei die obere Schutzschicht 50 nm oder mehr und 200 nm oder weniger dick ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat gemäß Anspruch 19, wobei die Spannung in der oberen Schutzschicht zusammenpressend ist und 1,0 × 1010 dyn/cm² oder weniger beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungseinheit mit einer Ausstoßöffnung, durch welche Tinte ausgestoßen wird, einem Tintenweg, welcher mit der Ausstoßöffnung in Verbindung steht und einen Abschnitt besitzt, der auf die Flüssigkeit thermische Energie ausübt, die verwendet wird, um die Flüssigkeit auszustoßen, wobei der Kopf Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 28 definiert, umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, wobei die Einheit den Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 29 und ein Tintenreservoir besitzt, welches Tinte bewahrt, um zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf geführt zu werden.
Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gemäß Anspruch 30, wobei die Einheit aus einem Patronentyp ist, in welchem der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und das Tintenreservoir integriert sind.
Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gemäß Anspruch 30, wobei der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und das Tintenreservoir lösbar miteinander verbunden sind.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät einschließlich der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gemäß Anspruch 30 und der Aufzeichnungssignalzuführungseinrichtung zum Zuführen eines Aufzeichnungssignals, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf anzutreiben, wobei Tinte aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß dem Aufzeichnungssignal ausgestoßen wird, um Aufzeichnungen zu machen.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 33, das eine Zurückhaltungseinrichtung zum lösbaren Zurückhalten der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit einschließt.