DE68924101T2

DE68924101T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Verfahren zum Vorbehandeln eines Substrats für einen Aufzeichnungskopf.

Info

Publication number: DE68924101T2
Application number: DE68924101T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2009-06-17
Also published as: JP2744472B2; ES2076174T3; DE68924101D1; JPH0278556A; EP0346935A3; EP0346935A2; EP0346935B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Substrat für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit denselbigen und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ist ein Aufzeichnungsverfahren, welches eine Aufzeichnung durch den Ausstoß von Tinte (Aufzeichnungsflüssigkeit) durch eine am Aufzeichnungskopf vorgesehene Ausstoßöffnung und durch das Niederschlagen derselben auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier, etc., durchführt, wobei es viele Vorteile aufweist, wie etwa die sehr geringe Lärmerzeugung und zudem Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung möglich ist und dennoch kein Aufzeichnungspapier spezieller Struktur erforderlich ist, etc., wobei verschiedene Bauarten von Aufzeichnungsköpfen entwickelt worden sind.
Unter ihnen hat der Aufzeichnungskopf der Bauart, der der Wärmeenergie gestattet, auf Tinte zu wirken, wodurch Tinte durch die Ausstoßöffnung ausgestoßen wird, Vorteile, wie etwa das gute Ansprechen auf Aufzeichnungssignale und die leichte Anordnung von Mehrfachausstoßöffnungen bei hoher Dichte.
Gemäß der Druckschrift US-A-4429321 ist ein Herstellungsverfahren eines Strom-Wärme-Wandlers für einen gattungsbestimmenden Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gezeigt, welcher typischerweise einen Aufbau gemäß der schematischen Perspektivansicht aus Fig. 1 hat. Insbesondere hat er eine Ausstoßöffnung 101, welche für die Bildung von fliegenden Tröpfchen durch den Ausstoß von Tinte vorgesehen ist, einen mit der Ausstoßöffnung in Verbindung stehenden Flüssigkeitskanal 102 für die Zufuhr von Tinte, ein Strom-Wärmewandlerelement, welches einen Wärmeerzeugungswiderstand aufweist, der ein Wärmeenergieerzeuger 104A ist und innerhalb des Flüssigkeitskanals 102 vorgesehen ist, und Elektroden für die Stromzufuhr zum Wärmeerzeugungswiderstand und eine Flüssigkeitskammer 103 zum Speichern von Tinte, welche in den Flüssigkeitskanal zu speisen ist, der auf der stromaufwärtigen Seite des Flüssigkeitskanals vorgesehen ist, und hat, falls nötig, zudem einen Schutzfilm, der den Tintenwiderstand des strom-Wärme-Wandlerelements verbessert.
Ein derartiger Kopf wird generell gemäß Fig. 2 hergestellt. Fig. 2 zeigt schematische Schnittansichten der Herstellungsschritte bei der Position, wenn der Aufzeichnungskopf bei Abschnitt A - A' aus Fig. 1 geschnitten wird. Zuerst werden die Schicht 25 - aus einem Teil davon entsteht schließlich der Wärmeerzeugungswiderstand (nachstehend als Wärmeerzeugungswiderstandsschicht bezeichnet) - und die Schicht 252 - aus einem Teil davon entstehen Elektroden (nachstehend als Elektrodenschicht bezeichnet) auf einer Unterlage 253 gebildet (Schritte (a), (b)). Anschließend wird unter Anwendung der Photolithographietechnik unter Verwendung eines Photolacks bzw. Photoresistlacks 254 und der Ätztechnik die Elektrodenschicht 252 einer Musterung unterworfen, wobei nachfolgend die Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 251 auf gleiche Weise einer Musterung unterworfen wird, um einen Wärmeerzeugungswiderstand und Elektroden zu bilden (Schritte (c) bis (k)). Insbesondere wird auf dem Produkt (b) nach Vollendung des Schrittes (b) ein Photolack 254, wie etwa photoempfindliches Harz, etc. laminiert (Schritt (c)), wobei der Photolack 254 des Produkts (c) einer Musterbelichtung (Schritt (d)) unterworfen wird, gefolgt von der Entwicklung des Photolacks 254 des Produkts (d) (Schritt (e)). Durch Schritt (e) werden dem Photolack 254 lediglich nicht notwendige Abschnitte in einer gewünschten Musterform entfernt. Danach wird die auf dem Produkt (e) belichtete Elektrodenschicht 252 durch Ätzen (Schritt (f)) entfernt, wobei der verbleibende Lackabschnitt 254' des somit hergestellten Produkts (f) entfernt wird (Schritt (g)). Somit ist ein gewünschtes Muster der Elektrodenschicht 252 gebildet.
Das Muster der Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 251 wird zudem gemäß der gleichen Schritte wie im Falle der Bildung des Musters der Elektrodenschicht 252 gebildet. Das heißt, daß das Muster der Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 251 durch Laminierung des Photolacks 254'' (Schritt (h)), durch Musterbelichtung auf den Photolack des Produkts (h) unter Verwendung einer Photomaske (Schritt (i)), durch Entwickeln des Photolacks 254'', der der Musterbelichtung des Produkts (i) für die Entfernung der nicht notwendigen Abschnitte (Schritt (j)) unterworfen wird, und durch Ätzen der belichteten Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 251 des Produkts (j) (Schritt (k)) gebildet wird. Anschließend wird der Lack 254 abgeschält (Schritt (l)). Danach wird, nachdem ein Schutzfilm 255 gebildet worden ist (Schritt (m)), der die Zwecke eines Tintenwiderstands, etc. erfüllt, ein lichtempfindlicher Lack 256 laminiert (Schritt (n)), gefolgt von einer Belichtung (Schritt (o)), und entwickelt (Schritt (p), um eine Wand 256' mit dem gehärteten Film des der Musterung ((m) bis (p)) unterworfenen lichtempfindlichen Lacks zu bilden. Diese Wand baut die Flüssigkeitskanalwand auf, welche mit einer Flüssigkeit füllbar ist. Danach wird auf der Wand 256' eine Decke 257 aufgedruckt und anschließend die Ausstoßöffnung mittels Schneiden (nicht gezeigt) gebildet, um einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf (Schritt (q) fertigzustellen.
Somit hat das im Stand der Technik verwendete Herstellungsverfahren viele Schritte und benötigt viel Zeit für einen Teil der Schritte, insbesondere für den Ätzschritt, wobei der zu verbessernde Punkt darin bestand, daß viel Herstellungszeit erforderlich ist. Zudem ist Raum gelassen worden, um ebenfalls das Problem zu lösen, daß die Positionsgenauigkeiten der einzelnen Elemente verschlechtert wurden, da die Anzahl von Musterungen groß ist.
Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um die vorstehenden Probleme zu lösen, wobei es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der eine Verkürzung der Herstellungszeit bewirken kann und gute Positionsgenauigkeiten der jeweiligen Elemente aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der eine Ausstoßöffnung für den Flüssigkeitsausstoß und einen Strom- Wärme-Wandler aufweist, wobei der Strom-Wärme-Wandler einen durch Oxidation von zumindest einem Teil eines stromleitenden Materials gebildeten Bereich aufweist, wobei der Bereich angepaßt ist, um Wärme zu erzeugen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für einen Aufzeichnungskopf zu schaffen, welcher auf einer Unterlage einen Strom-Wärme-Wandler aufweist, der für den Flüssigkeitsausstoß verwendet wird, welcher folgendes aufweist: Bildung einer Schicht aus stromleitendem Material auf der Unterlage und Oxidieren von zumindest einem Teil des Oberflächenbereichs der Schicht, um die Elektroden und den Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt des Strom-Wärme-Wandlers auszubilden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für einen Aufzeichnungskopf zu schaffen, welcher auf einer Unterlage einen Strom-Wärme-Wandler aufweist, der für den Flüssigkeitsausstoß verwendet wird, welches folgendes aufweist: Bildung einer Schicht aus stromleitenden Material auf der Unterlage und Oxidieren eines Teils der Schicht, um daraus ein Oxid herzustellen, und Oxidieren von zumindest einem Teil des Oberflächenbereichs des übrigbleibenden stromleitenden Abschnitts, um die Elektroden und den Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt des Strom-Wärme-Wandlers zu bilden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der eine Ausstoßöffnung aufweist, die zur Bildung von fliegenden Tröpfchen mittels dem Flüssigkeitsausstoß vorgesehen ist, und einen Strom-Wärme-Wandler aufweist, der einen Wärmeerzeugungswiderstand und ein Paar von Elektroden aufweist, die mit dem Wärmeerzeugungswiderstand elektrisch verbunden sind, wobei die Elektroden und der Wärmeerzeugungswiderstand aus dem gleichen Material gebildet sind.
Diese Aufgaben werden mittels der in den Ansprüchen 1 und 10 definierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 und 11 bis 19 definiert. Nachstehend ist die Erfindung mittels Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren weiter veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines typischen Aufbaus eines Aufzeichnungskopfes für das Tintenstrahlaufzeichnen;
Fig. 2 schematische Schnittansichten der Herstellungsschritte bei der Position, bei der der Aufzeichnungskopf am Abschnitt A-A' aus Fig. 1 geschnitten wird;
Fig. 3 schematische Schnittansichten der Herstellungsschritte eines Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4(a) bis 4(d) jeweils schematische Draufsichten der hergestellten Produkte entsprechend der Fig. 3(d), (e), (f) und (i);
Fig. 5 eine Schnittansicht des fertiggestellten Produkts entsprechend A-A' aus Fig. 7;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht der Form des Elektrodenbereichs und des Widerstandswärmebereichs;
Fig. 7 eine teilweise vergrößerte schematische Draufsicht der Fig. 4(d).
Ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zuerst wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 kurz beschrieben, in welcher ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes in einem Anordnungsdiagramm gezeigt ist. Das heißt, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf, auf welchem die vorliegende Erfindung geeigneterweise angewendet ist, ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist, der eine als Ausstoßöffnungseinrichtung dienende Ausstoßöffnung 101 hat, die zur Bildung von fliegenden Tröpfchen durch Ausstoß einer Flüssigkeit, wie etwa Tinte, vorgesehen ist, einen Flüssigkeitspfad hat, einen Flüssigkeitskanal 102 für die Flüssigkeitszufuhr zur Ausstoßöffnung 101 hat, eine Flüssigkeitskammer 103 zum Speichern der Flüssigkeit hat, welche zum Flüssigkeitskanal 102 zuzuführen ist, der stromaufwärts davon vorgesehen ist, einen Wärmeerzeugungswiderstand hat, der eine Wärmeenergiequelle für die Bildung von fliegenden Tröpfchen durch Tintenausstoß darstellt und entsprechend dem Flüssigkeitskanal 102 vorgesehen ist, und zumindest ein Paar von Elektroden hat, die mit dem Wärmeerzeugungswiderstand auf einem Substrat 5 (Fig. 3) elektrisch verbunden sind, wobei ein Strom-Wärme- Wandler 104a mit einem Paar von Elektroden und dem Wärmeerzeugungswiderstand gebildet wird, wobei das Substrat ein Material aufweist, das für den vorstehenden Wärmeerzeugungswiderstand ausgewählt ist und Elektroden und das gleiche Material aufweist, welches oxidiert worden ist. Zudem sind nachstehend die Herstellungsverfahren für ein derartiges Substrat und einen Aufzeichnungskopf vorgeschlagen.
Ein derartiger Tintenstrahlaufzeichnungskopf kann beispielsweise gemäß den folgenden Schritten hergestellt werden:
(a) Bildung eines Films, welcher elektrische Leitfähigkeit und Wärmewiderstand zeigt und auf einem Substrat anodisch oxidierbar ist;
(b) anodisches Oxidieren des vorstehenden Films, außer den Abschnitten, aus welchen Elektroden und Wärmeerzeugungswiderstand werden, um es in ein Isoliermaterial zu wandeln;
(c) Laminierung einer lichtempfindlichen Verbindung auf die Gesamtheit;
(d) teilweises Entfernen der lichtempfindlichen Verbindung, um zumindest die Ausstoßöffnung und die Flüssigkeitskanalseitenfläche gleichzeitig mit dem Belichten des vorstehenden Films an dem Abschnitt zu bilden, welcher der Wärmeerzeugungswiderstand wird;
(e) Abdrucken der Deckplatte; und
(f) Einführung eines Elektrolyten in die Flüssigkeitskammer und in den in Schritt (e) gebildeten Kanal, Oxidieren der belichteten Oberfläche des vorstehenden Films durch anodische Oxidation, um den Wärmeerzeugungswiderstand zu bilden. Die Einzelheiten sind unter Bezugnahme auf Fig. 3(a) bis (k) beschrieben.
Fig. 4(a) bis (d) zeigt schematische Draufsichten der hergestellten Produkte jeweils entsprechend der Fig. 3(d), (e), (f) und (i). Das heißt, daß Fig. 4(a) den Zustand zeigt, bei den der Schritt aus Fig. 3(d) durchgeführt wird, daß Fig. 4(b) den in Fig. 3(e) gezeigten zeigt, daß Fig. 4(c) den in Fig. 3(f) gezeigten zeigt und Fig. 4(d) den in Fig. 3(i) gezeigten zeigt.
Es ist anzumerken, daß die schematische Schnittansicht des Auf zeichnungskopfes aus Fig. 1, wie vorstehend beschrieben, nicht mit der Form des unten gezeigten Aufzeichnungskopfes bei dem unten beschriebenen Herstellungsverfahren übereinstimmt.
Zuerst wird auf einer Unterlage 5, wie etwa Glas, etc., ein Material, welches sowohl als Wärmeerzeugungswiderstand als auch als Elektroden ausbildbar ist, zu einem Film (a) ausgebildet. Als Material kann jenes verwendet werden, das nach der Filmbildung Wärmewiderstand und Stromleitfähigkeit aufweist und anodisch oxidierbar ist. Beispielsweise kann Ta, V, Nb, Zr, Mg, Zn, Ni, Gd, Co, etc. verwendet werden. Die Dicke des gebildeten Films (Film des Startmaterials) 4 sollte vorzugsweise 500 bis 20000 Å sein. Das Filmerzeugungsverfahren ist in Abhängigkeit vom Material bestimmbar, wobei beispielsweise das im allgemeinen aus dem Stand der Technik bekannten Vakuumablagerungsverfahren, wie etwa Sputtern, Vakuumdampfablagerung, etc., vorzugsweise verwendbar ist.
Nachfolgend wird im fertiggestellten Produkt der Film 4, außer die Abschnitte, die als Wärmeerzeugungswiderstand und Elektroden ausgebildet werden, mit einem Lack 7 bedeckt. Für diesen Zweck ist die aus dem Stand der Technik bekannte Lithographietechnik ((b) bis (d)) anwendbar.
Anschließend wird der Film an dem Abschnitt, der nicht mit dem Lack 7 bedeckt ist, mittels dem anodischen Oxidationsverfahren (i) zu Isoliermaterial umgewandelt, wodurch der Harz 7 abgeschält wird. Als in diesem Falle zu verwendende Behandlungslösung können wässrige Lösungen von Borsäure, Weinsäure, Malonsäure, Phosphorsäure etc. verwendet werden. Die wässrigen Lösungen sind vorzugsweise insbesondere für die anodische Oxidation von Ta-Film anwendbar.
Danach wird das lichtempfindliche Harz 8 des Trockenfilms, etc. vollständig laminiert (g). Anschließend werden eine Teilbelichtung und Entwicklung durchgeführt, um eine Musterung des lichtempfindlichen Harzes 8 zu bewirken, um ein Muster der ausgehärteten Schicht des lichtempfindlichen Harzes ((h) bis (i)) zu bilden. Die ausgehärtete Schicht definiert den Flüssigkeitskanal und die Ausstoßöffnung. Für diesen Schritt ist ein Material verwendbar, welches nach der Laminierung fein gemustert werden kann, einschließlich lichtempfindliche Harze. Eine schematische Draufsicht des bis zu diesem Schritt hergestellten Produkts ist in Fig. 4(d) gezeigt und eine Schnittansicht (Schnittansicht entsprechend A-A' aus Fig. 7) des fertiggestellten Produkts unter Bezugnahme auf Fig. 5 gezeigt. Der gestrichelte Abschnitt aus Fig. 4 zeigt den Abschnitt, der mittels anodischer Oxidation in Isoliermaterial umgewandelt wird, wobei der strichpunktierte Abschnitt der Abschnitt ist, auf dem die lichtempfindliche Zusammensetzung vorgesehen wird.
Gemäß Fig. 4(d) ist zu berücksichtigen, daß der Film an dem Abschnitt, aus dem der Wärmeerzeugungswiderstand wird, zumindest nach der Musterung nicht mit dem lichtempfindlichen Harz bedeckbar ist, wobei der Film an dem Abschnitt, aus dem die Elektroden entstehen, mit lichtempfindlichem Harz 8 bedeckbar ist. Da jedoch dies der Punkt ist, der für die Anwendung des darauffolgenden Schrittes (Fig. (k)) im schwierigkeitsfreiem Bereich berücksichtigt werden sollte, sollte selbst der Film am Abschnitt, aus dem Elektroden werden, der Abschnitt sein, an dem ein derartiger Punkt nicht in Betracht kommt, und zwar in Hinblick auf die Durchführung dieses Schrittes.
Anschließend wird auf die ausgehärtete Schicht 8' des den Flüssigkeitskanal und die Ausstoßöffnung, etc. definierenden lichtempfindlichen Harzes, eine Decke 6 aus Glas, etc., abgedruckt (angehaftet), um den Flüssigkeitskanal, etc. zu bilden. Schließlich wird eine einen Elektrolyt enthaltende Elektrolytlösung (Behandlungslösung) in die Flüssigkeitskammer und in den Flüssigkeitskanal eingeführt und abermals eine anodische Oxidation (der anodisch zu oxidierende Abschnitt (k) ist nicht gezeigt) durchgeführt. Dadurch wird die Filmoberfläche am Abschnitt, der nicht mit der ausgehärteten Schicht des lichtempfindlichen Harzes bedeckt ist, in ein Oxid umgewandelt, um einen Wärmeerzeugungswiderstand zu bilden, wobei der Widerstand dieses Abschnittes unter Verwendung des Oxids als Schutzfilm erhöht wird, so daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Fig. 1 fertiggestellt ist.
Im vorstehend beschriebenen Falle ,sollte die anodische Oxidation den anodisch zu oxidierenden Abschnitt vorzugsweise vollständig in Isoliermaterial umwandeln, während die zweite anodische Oxidation derart wirken soll, daß dem anodisch zu oxidierenden Abschnitt eine passende Stromleitfähigkeit bleiben kann. Somit müssen die jeweiligen anodischen Oxidationen entsprechend dieser Anforderungen durchgeführt werden.
Der nach Vorbeschreibung fertiggestellte Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird aus dem Wärmeerzeugungswiderstand und den Elektroden gebildet, und zwar unter Anwendung des gleichen Materials wie das Startmaterial, jedoch ist der Wärmeerzeugungswiderstand wesentlich dünner als der andere Abschnitt, nämlich die Elektroden, um einen größeren Widerstandswert aufzuweisen.
Die anodische Oxidation des Films 4, der beim vorhergehenden Schritt das Startmaterial bildet, ist ausführlicher zu beschrieben.
Der Fall, daß als Startmaterialfilm Tantal (Ta) auf der Unterlage ausgebildet wird, ist nachstehend speziell beschrieben.
Basierend auf den Schritten (a) bis (d) aus Fig. 3 wurde die Unterlage mit dem ausgehärteten Film aus lichtempfindlichem Harz, der auf einem Ta-Film mit einer Dicke von 1000 Å vorgesehen wurde, einer anodischen Oxidationsbehandlung unter Verwendung von einem Gew.-% wässriger Phosphorsäurelösung als Behandlungslösung bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² für eine Behandlungsdauer von 120 Sekunden unterworfen. Durch diese Behandlung wurde der mit der Behandlungslösung in Berührung tretende Ta-Film im wesentlichen vollständig in seiner Dickenrichtung oxidiert, um in ein Isoliermaterial umgewandelt zu werden (Fig. 3, Schritt (e)).
Nachdem anschließend die Deckplatte des Aufzeichnungskopfes basierend auf den Schritte (f) bis (k) aus Fig. 3 verklebt wurde, wurde 1 Gew.-% wässrige Phosphorsäurelösung in den Aufzeichnungskopf eingespeist, wobei durch anodisches Oxidieren des Oberflächenabschnittes des Ta-Films ein gewünschter Widerstandswert bei einer Stromdichte von 4 mA/cm² erhaltbar ist, um den Abschnitt zu erzeugen, der der Wärmeerzeugungswiderstand wird (Fig. 3, Schritt (k)).
Wenn das Aufzeichnen praktisch durchgeführt wurde, so wurde durch Tintenzufuhr zum derart hergestellten Tintenstrahlaufzeichnungskopf die Aufzeichnung mit äußerst gleichmäßigen Ausstoßcharkateristiken durchgeführt.
Wenn bei den vorstehenden Beispielen die Breite der Elektroden größer als die der Heizeinrichtung ausbildbar sind, ist die zweite anodische Oxidation lediglich des Heizeinrichtungsbereiches nicht notwendig (mittels welcher der Heizeinrichtungwiderstand hinreichend größer als der Elektrodenwiderstand anfertigbar ist).
Die Formen des Elektrodenbereichs und des Wärmeerzeugungswiderstandsbereichs sind gemäß der schematischen Draufsicht aus Fig. 6 nach Wunsch ausbildbar. In Fig. 6 ist mit 601 der Elektrodenbereich und mit 602 der Wärmeerzeugungswiderstandsbereich bezeichnet.
Gemäß Fig. 4(d) kann bei dem aus dem gehärteten Film des lichtempfindlichen Harzes gebildeten Muster der Flüssigkeitskanal entsprechend dem Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt ausgebildet sein. Daher kann der gehärtete Film aus lichtempfindlichem Harz ebenso im Bereich 401 aus Fig. 7 vorgesehen werden. Fig. 7 zeigt eine teilweise vergrößerte schematische Draufsicht von Fig. 4(d).
Bei der Vorbeschreibung werden das Substrat unter dem Zustand, bei dem der Elektrodenbereich und der Wärmeerzeugungswiderstandsabschnittsbereich mittels anodischer Oxidation gebildet werden, vorbereitend gebildet, wobei der Flüssigkeitskanal, etc. daraus gebildet werden können, um einen Aufzeichnungskopf herzustellen.
Die Zwischenräume zwischen den jeweiligen Wärmeerzeugungswiderstandselementen müssen nicht notwendigerweise anodisch oxidiert werden, jedoch können nicht notwendige Abschnitte mittels Ätzen entfernt werden, wobei der Elektrodenbereich und der Wärmeerzeugungsabschnitt, die die Wärmeerzeugungswiderstandselemente ausbilden, falls gewünscht ebenso anodisch oxidiert werden, um Wärmeerzeugungswiderstandselemente auszubilden.

(Wirkung der Erfindung)

Da gemäß der ausführlichen Vorbeschreibung der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf mittels zweier Musterungsschritte und einem Filmbildungsschritt herstellbar ist, ist die Anzahl von Schritten in großem Maße verringerbar. Zudem ist erfindungsgemäß die Musterung lediglich durch anodische Oxidation ohne Verwendung des Ätzschrittes möglich, wobei zusätzlich zum vorstehenden Grund, die Herstellungsdauer diesbezüglich beeinflußbar ist. Weiterhin sind erfindungsgemäß die Anordnungspositionsgenauigkeiten der jeweiligen Elemente verbesserbar.
Da zusätzlich erfindungsgemäß die Oberfläche des Wärmeerzeugungswiderstandselements (Substratoberfläche) eine geringe Unebenheit aufweist, tritt ein Ablösen der jeweiligen Elemente, etc. nur schwerlich auf, wodurch ein Aufzeichnungskopf großer Beständigkeit erreichbar ist.
Natürlich ist die Herstellungsreihenfolge des Aufzeichnungskopfes und der Aufbau des Aufzeichnungskopfes innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung nach Wunsch veränderbar.

Claims

1. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, mit:

- einer Ausstoßöffnungseinrichtung (101) zum Erzeugen eines Tintenausstoßes; und

- einem Strom-Wärme-Wandler, mit einem Wärmeerzeugungswiderstand (602) für die Wärmeerzeugung und Elektroden (601) für die Zufuhr elektrischer Energie zum Wärmeerzeugungswiderstand,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Elektroden (601) und der Wärmeerzeugungswiderstand (602) aus der gleichen Schicht (4) eines stromleitenden Materials gebildet sind und einen übrigbleibenden stromleitenden Bereich außerhalb eines Abschnittes (301) der Schicht (4) aufbauen, der in ein Isoliermaterial umgewandelt ist.

2. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf eine Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen für die für den Tintenausstoß angewendete Wärmeerzeugung aufweist, wobei jedes der zahlreichen Paare der Elektroden (601) jedem aus der Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen entspricht.

3. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Wärmeerzeugungswiderstand/Wärmeerzeugungswiderstände (602) durch Oxidieren eines Teils des verbleibenden stromleitenden Bereichs der Schicht (4) ausgebildet ist/sind.

4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (301) des Isoliermaterials durch anodische Oxidation des stromleitenden Materials gebildet ist.

5. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Wärmeerzeugungswiderstands größer als der der Elektroden ist.

6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Wärmeerzeugungswiderstandes ein Widerstandswert pro Längeneinheit ist, und zwar von einer mit dem Wärmeerzeugungswiderstand (602) elektrisch verbundenen Elektrode (601) in Richtung zur anderen Elektrode (601).

7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stromleitende Material aus je einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta, V, Nb, Zr, Mg, Zn, Ni, Gd und Co besteht.

8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschicht (255) ferner auf zumindest einen Teil des Strom-Wärme-Wandlers vorgesehen ist.

9. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Flüssigkeitspfad und eine Ausstoßöffnung entsprechend dem Strom-Wärme-Wandler vorgesehen sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Substrates für einen Aufzeichnungskopf, der auf einer Unterlage (5) einen für den Tintenausstoß verwendeten Strom-Wärme-Wandler aufweist, mit den folgenden Schritten:

Bildung einer Schicht (4) aus stromleitendem Material auf der Unterlage (5); und

Oxidieren eines Abschnittes (301) der Schicht (4), um ihn in Isoliermaterial umzuwandeln, wobei ein übrigbleibender stromleitender Bereich der Schicht außerhalb des Abschnitts (301) einen Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt (602) und einen Elektrodenabschnitt (601) des Strom-Wärme-Wandlers bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist:

- Oxidieren von zumindest einem Teil des übrigbleibenden stromleitenden Bereichs der Schicht (4), um den Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt (602) des Strom-Wärme-Wandlers zu bilden, wobei der Elektrodenabschnitt (601) des Strom-Wärme-Wandlers aus einem nicht oxidierten Teil des übrigbleibenden stromleitenden Bereichs gebildet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation eine anodische Oxidation ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das stromleitende Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta, V, Nb, Zr, Mg, Zn, Ni, Gd und Co besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das stromleitende Material durch Vakuumablagerung gebildet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumablagerung Sputtern oder Dampfablagerung ist.

16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial unter Anwendung von photolithographischer Technik gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß 10 zumindest ein Teil des übrigbleibenden stromleitenden Bereichs der Schicht (4) unter Anwendung photolithographischer Technik gebildet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einem Teil des Strom-Wärme- Wandlers ferner eine Schutzschicht vorgesehen ist.

19. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Oxidieren des Abschnittes (301) der Schicht (4) und vor dem Oxidieren von zumindest einem Teil des übrigbleibenden stromleitenden Bereichs der Schicht (4) die folgenden Schritte durchgeführt werden:

- Laminieren einer lichtempfindlichen Verbindung (8);

- Teilweises Entfernen der lichtempfindlichen Verbindung (8), um zumindest einen Abschnitt (8') zu bilden, der eine Ausstoßöffnung (101) und Wandelemente bildet, und Belichten von zumindest einem Teil des übriggebliebenen stromleitenden Bereichs der Schicht (4), woraus der Wärmeerzeugungswiderstand (602) entsteht; und

- Abdrucken einer Oberplatte (6), um einen Flüssigkeitspfad (102) zu bilden.