DE69525669T2

DE69525669T2 - Substrat für Tintenstrahlkopf, Tintenstrahlkopf, Tintenstrahlschreiber und Tintenstrahlgerät

Info

Publication number: DE69525669T2
Application number: DE69525669T
Authority: DE
Inventors: Masami Kasamoto; Toshihiro Mori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2015-03-29
Also published as: DE69525669D1; EP0674995B1; EP0674995A3; US6056391A; EP0674995A2; KR0156612B1; CN1096951C; CN1116991A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf zum Aufzeichnen, Drucken oder dergleichen (nachfolgend typischerweise als "Aufzeichnen" bezeichnet) von Buchstaben, Symbolen, Bildern und dergleichen (nachfolgend typischerweise als "Bilder" bezeichnet) durch Ausstoßen von Tinte, einer funktionalen Flüssigkeit oder dergleichen (nachfolgend typischerweise als "Tinte" bezeichnet) auf einem Aufzeichnungsempfangskörper, wozu ein Papierblatt, eine Plastikfolie, ein Gewebeteil oder ein Gegenstand (nachfolgend typischerweise als "Papier" bezeichnet) gehören; einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung des Substrats; einen Tintenstrahlstift mit einem Tintenreservoir zum Aufbewahren der Tinte, die an den Tintenstrahlkopf gegeben werden soll und ein Tintenstrahlgerät zum Einbau des Tintenstrahlkopfes.
In der vorliegenden Erfindung weist der Tintenstrahlstift eine Kassettenform auf, die ein mit einem Tintenstrahlkopf integriertes Tintenreservoir aufweist, und er zeigt sich weiterhin in einer anderen Form, bei der ein Tintenstrahlkopf und ein Tintenreservoir getrennt hergestellt sind und wieder entfernbar miteinander kombiniert sind. Der Tintenstrahlstift ist entfernbar auf einer Montiervorrichtung, wie einem Schlitten, eines Gerätehauptkörpers montiert. In der vorliegenden Erfindung umfasst das Tintenstrahlgerät eine Form, die integral oder separat in einer Informationsverarbeitungseinheit, wie ein Wortprozessor oder ein Computer als Ausgangsanschluss, vorgesehen ist, und es umfasst ebenfalls eine andere Form, die in Kopiergeräten in Kombination mit Informationsleseeinheiten oder dergleichen, einem Facsimilegerät mit einer Übertragungs/Empfangsfunktion für die Information, einem Gerät zum Durchführen von Textildruck auf Gewebe und dergleichen angewendet wird.

2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Ein Tintestrahlgerät hat die Eigenschaft, ein sehr genaues Bild bei hoher Geschwindigkeit durch Ausstoßen von Tinte aus einer Ausstoßöffnung als kleine Tröpfchen bei hoher Geschwindigkeit aufzeichnen zu können. Insbesondere hat ein Tintenstrahlgerät des Typs, bei dem ein elektrothermischer Umwandlungskörper als Energieerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Energie zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird und die Tinte mit einer Blase, die in der Tinte durch die thermische Energie, die vom elektrothermischen Umwandlungskörper produziert wird, erzeugt wird, ausgestoßen wird, ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen, wie eine Bildgenauigkeit, eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und eine Verkleinerung der Größen des Kopfes und des Gerätes. In den letzten Jahren gab es auf den Markt einen starken Bedarf hinsichtlich dieses Leistungsvermögens von Tintenstrahlgeräten, und es sind verschiedene Versuche unternommen worden, diesen Bedürfnissen gerecht zu werden und damit das Tintenstrahlgerät zu verbessern.
Einer dieser Versuche zur Verbesserung von Tintenstrahlgeräten ist im US-Patent Nr. 4,458,256 beschrieben. Wie in dieser Referenz beispielsweise in Fig. 11 gezeigt ist, werden die Rücklaufbereiche von Elektroden, um elektrische Energie zu den Wärmeerzeugungsbereichen (nachfolgend in einigen Fällen als "Heizelemente" bezeichnet) von Widerständen, die die elektrothermischen Umwandlungskörper bilden, zu schaffen gemeinsam als gemeinsame Leitelektrode angelegt, und die gemeinsame Leitelektrode ist so angeordnet, dass sie als leitende Schicht unter einer isolierenden Schicht liegt. Als Material für diese leitende Schicht werden Al und Au vorgeschlagen. Mit dieser Konstruktion können eine Vielzahl von Heizelementen angeordnet werden, die näher aneinander im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen liegen, weil sie nicht durch die Rücklaufbereiche der Elektroden unterbrochen werden. Die Tintengänge, die mit den Ausstoßöffnungen verbunden sind, sind so vorgesehen, dass sie den Heizelementen entsprechen. Demzufolge kann eine Anordnung der Tintengänge höherer Dichte erreicht werden, was zu einer Anordnung der Ausstoßöffnungen höherer Dichte führt und somit zu einem präziseren Bild. Die Anordnung der Tintengänge höherer Dichte trägt ebenfalls dazu bei, Raum zu sparen und damit weiterhin die Größe des Kopfes zu reduzieren.
Die EP-A-0 585 890 beschreibt einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein erstes Substrat mit direkt darauf aufgebrachten Energieerzeugungselementen und ein zweites damit verbundenes Substrat aufweist, worin diskrete Elektroden auf dem ersten Substrat und eine gemeinsame Elektrode auf dem zweiten Substrat mit den Energieerzeugungselementen verbunden sind. Als Material für die Elektroden wird Al vorgeschlagen.
Die geprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. HEI 6-28272 beschreibt ebenfalls eine Konstruktion, in der eine Metallschicht als gemeinsame Leitelektrode unter einer Heizwiderstandsschicht durch eine Unterschicht vorgesehen ist. Als Material für die Metallschicht werden Tantal, Molybdän, Wolfram oder dergleichen genannt.
Die Erfinder haben die oben beschriebenen Tintenstrahlköpfe untersucht und festgestellt, dass sie unzweifelhaft die oben beschriebenen verschiedenen Vorteile aufweisen, allerdings zeigen sie dennoch folgende Probleme: die oben beschriebenen Tintenstrahlköpfe haben nämlich entgegen der Erwartung eine wahrscheinlich verkürzte Lebensdauer oder sie weisen möglicherweise eine reduzierte Ausstoßleistung während des Ausstoßes der Tinte auf.
Angesichts der Ursachen der obigen Probleme haben die Erfinder Untersuchungen angestellt und dabei die Tatsache festgestellt, dass für die gemeinsame Leitelektrode aus Aluminium ein Bereich konzentrierter Beanspruchung in Form eines Vorsprungs, der "kleiner Hügel" genannt wird, wahrscheinlich auf der Oberfläche der gemeinsamen Leitelektrode aufgrund thermischer Effekte gebildet ist. Insbesondere erreicht die Temperatur eines Bereichs in der Nähe der gemeinsamen Leitelektrode unter dem Heizelement sogleich den Schmelzpunkt des Materials, aus dem die gemeinsame Leitelektrode besteht, was auf die hohe, durch das Heizelement erzeugte Hitzeenergie zurückzuführen ist. Diese Konzentration von Beanspruchung in der gemeinsamen Leitelektrode bewirkt die Beschleunigung des Wachstums des kleinen Hügels oder es wird ein neuer kleiner Hügel erzeugt. Die Erzeugung von kleinen Hügeln wird aufeinanderfolgend aufwärts durch verschiedene Schichten verbreitet, mit dem Ergebnis, dass sich ein Vorsprung mit einer Höhe von beispielsweise 2 um auf der Blasenoberfläche des Heizelements bildet. In diesem Vorsprung auf der Blasenoberfläche wird ein Stufenbereich (Eckbereich), wo die Filmqualität geschwächt ist, konzentriert durch die Wirkungen einer großen Änderung des Druckes und der thermischen Beanspruchung, was auf der Blasenoberfläche erzeugt wird (diese Wirkungen werden "Vertiefungsbildung" genannt) beschädigt, was auf die wiederholte Blasenbildung im Tintengang zurückzuführen ist, und schließlich dringt die Tinte in den Stufenbereich und verursacht eine elektrische Korrosion, was zu einer Abschaltung des Widerstands führt. Das führt zu einem Fehler im Tintenstrahlkopf und verkürzt entgegen der Erwartung die Lebensdauer. Darüber hinaus wird eine Beanspruchung, die in Form des Vorsprungs auf der Blasenoberfläche erscheint, verstärkt, wenn der kleine Hügel wächst, was allmählich eine nachteilige Wirkung auf das Blasenphänomen ausübt; demzufolge wird während des Tintenausstoßes die Ausstoßleistung vermindert.
Die Ergebnisse der Untersuchung des oben beschriebenen Systems haben ebenfalls den folgenden Punkt als eine der Ursachen, durch die es dieses unklare Phänomen gegeben hat, zutage gebracht. Wenn die gemeinsame Leitelektrode aus Tantal, Molybdän, Wolfram oder dergleichen wie in der geprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung HEI 6-28272 besteht, wird die Hitze, die durch das Metall selbst erzeugt ist, weil der Widerstand eines solchen Metalls relativ groß ist, im Kopf zusätzlich zur durch das Heizelement erzeugten Hitze während des Tintenausstoßes akkumuliert. Durch die in dieser Weise akkumulierte Hitze wird es allmählich schwierig, die thermische Steuerung einzuhalten und die normale Blasenbildung auf der Blasenoberfläche einzuhalten. Im Ergebnis verschlechtert sich die Ausstoßleistung während des Tintenausstoßes. Dieses Problem tritt insbesondere signifikant auf, wenn der Abstand zwischen den Heizelementen verkürzt ist, um eine Anordnung höherer Dichte zu erreichen, wobei die Hitze einfacher akkumuliert werden kann oder wenn der Tintenstrahlkopf bei höherer Geschwindigkeit betrieben wird und daher die Hitze leichter akkumuliert werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, mit dem die Lebensdauer durch Herabsetzung der Fehlerquellen verlängert werden kann und einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung des Substrats zur Verfügung zu stellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, mit dem ein Tintenstrahlausstoß für einen langen Zeitraum kontinuierlich durchgeführt werden kann, und einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung des Substrats zur Verfügung zu stellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, der eine Vielzahl von Auslass- bzw. Ausstoßöffnungen in hoher Dichte aufweist, für die Aufzeichnung eines präziseren Bildes bei hoher Geschwindigkeit und einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung des Substrats zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das durch Raumeinsparung des Basiselements aus einem relativ teuren Material, wie ein Einkristallsilicium, kostengünstig ist und einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung des Substrats zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere, andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besteht darin, einen Tintenstrahlstift mit einem Tintenreservoir zum Aufbewahren der Tinte, die an den oben beschriebenen Tintenstrahlkopf gegeben werden soll, und ein Tintenstrahlgerät zum Einbau des Tintenstrahlkopfes zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf zur Verfügung gestellt, das ein Basiselement und auf dem Basiselement ausgebildet einen elektrothermischen Umwandlungskörper aufweist, wobei der elektrothermische Umwandlungskörper eine Widerstandsschicht und ein Paar aus Elektrodenschichten, die mit der Widerstandsschicht verbunden sind, umfasst, worin die Widerstandsschicht, die zwischen dem Paar aus Elektrodenschichten angeordnet ist, als Wärmeerzeugungsteil zum Erzeugen thermischer Energie zum Ausstoßen von Tinte dient; worin eine des Paars aus Elektrodenschichten unter dem Wärmeerzeugungsteil entlang führt; eine Elektrodenschicht, die unter dem Wärmeerzeugungsteil angeordnet ist, eine Vielschichtstruktur aufweist, die aus einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt ist und mindestens eine der Vielzahl der Schichten, die dem Wärmeerzeugungsteil am nächsten ist, aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt von 1.500ºC oder mehr bei 1 atm besteht.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlkopf zur Verfügung gestellt, der aufweist:
ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, einschließlich ein Basiselement und ein auf dem Basiselement gebildeter elektrothermischer Umwandlungskörper, wobei der elektrothermische Umwandlungskörper eine Widerstandsschicht und ein Paar aus Elektrodenschichten, die mit der Widerstandsschicht verbunden ist, aufweist, worin die Widerstandsschicht, die sich zwischen einem Paar der Elektrodenschichten befindet, als Wärmeerzeugungsteil zur Erzeugung thermischer Energie, die für den Tintenausstoß verwendet wird, dient;
einen Tintenweg, der so angeordnet ist, dass er dem Wärmeerzeugungsteil entspricht und
eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen von Tinte, die so angeordnet ist, dass sie mit dem Tintenweg in Verbindung steht;
worin eine eines Paares aus Elektrodenschichten unter dem Wärmeerzeugungsteil entlang führt bzw. diesen unterschreitet; eine, unter dem Wärmeerzeugungsteil angeordnete Elektrodenschicht eine Vielschichtstruktur, die aus einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt ist, aufweist, wobei mindestens eine der Vielzahl der Schichten, die dem Wärmeerzeugungsteil am nächsten ist, aus einem Metall besteht, das einen Schmelzpunkt von 1.500ºC oder mehr bei 1 atm aufweist.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlstift zur Verfügung gestellt, der aufweist:
Einen Tintenstrahlkopf mit einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das ein Basiselement und auf dem Basiselement ausgebildet einen elektrothermischen Umwandlungskörper aufweist, wobei der elektrothermische Umwandlungskörper eine Widerstandsschicht und ein Paar aus Elektrodenschichten, die mit der Widerstandsschicht verbunden sind, umfasst, worin die Widerstandsschicht, die zwischen einem Paar der Elektrodenschichten angeordnet ist, als Wärmeerzeugungsteil zur Erzeugung thermischer Energie für das Ausstoßen von Tinte dient; einem Tintenweg, der so angeordnet ist, dass er dem Wärmeerzeugungsteil entspricht und einer Ausstoßöffnung zum Ausstoßen von Tinte, die so angeordnet ist, dass sie mit dem Tintenweg in Verbindung steht und
ein Tintenreservoir zum Aufbewahren von Tinte, die an den Tintenweg abgegeben wird,
worin eine des einen Paars der Elektrodenschichten unter dem Wärmeerzeugungsteil entlang führt; eine Elektrodenschicht, die unter dem Wärmeerzeugungsteil angeordnet ist, eine Vielschichtstruktur, die aus einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt ist, aufweist und mindestens eine der Vielzahl der Schichten, die dem Wärmeerzeugungsteil am nächsten ist, aus einem Metall besteht, das einen Schmelzpunkt von 1.500ºC oder mehr bei 1 atm aufweist.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlgerät zur Verfügung gestellt, das aufweist:
Einen Tintenstrahlkopf mit einem Substrat für einen Tintenstrahlkopf, das ein Basiselement und auf dem Basiselement ausgebildet einen elektrothermischen Umwandlungskörper aufweist, wobei der elektrothermische Umwandlungskörper eine Widerstandsschicht und ein Paar aus Elektrodenschichten, die mit der Widerstandsschicht verbunden sind, umfasst, worin die Widerstandsschicht, die zwischen dem Paar aus den Elektrodenschichten angeordnet ist, als Wärmeerzeugungsteil zum Erzeugen thermischer Energie für den Ausstoß von Tinte dient; einem Tintenweg, der so angeordnet ist, dass er dem Wärmeerzeugungsbereich entspricht und eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen von Tinte, die so angeordnet ist, dass sie mit dem Tintenweg in Verbindung steht und
eine Vorrichtung zum Einbau des Tintenstrahlkopfs,
worin eine eines Paars der Elektrodenschichten unter dem Wärmeerzeugungsbereich entlangführt; eine Elektrodenschicht, die unter dem Wärmeerzeugungsbereich angeordnet ist, eine Vielschichtstruktur, die aus einer Vielzahl von Schichten zusammengesetzt ist, aufweist und mindestens eine der Vielzahl der Schichten, die dem Wärmeerzeugungsteil am nächsten ist, aus einem Metall besteht, das einen Schmelzpunkt von 1.500ºC oder mehr bei 1 atm aufweist.
Die obigen und auch andere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun aus der folgenden Beschreibung ihrer Ausführungsformen in Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen erläutert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A ist eine schematische Querschnittsansicht von der oberen Seite der Heizelemente, die den Hauptteil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfes zeigt;
Fig. 1B ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie A-A' von Fig. 1A, die den Hauptteil des Tintenstrahlkopfes zeigt;
Fig. 1C ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie B-B' von Fig. 1A, die den Hauptteil des Tintenstrahlkopfes zeigt;
Fig. 2A ist eine schematische Querschnittsansicht aus der gleichen Richtung wie in Fig. 1B, die den Hauptteil eines Tintenstrahlkopfes gemäß des Standes der Technik zeigt;
Fig. 2B ist eine schematische Querschnittsansicht aus der gleichen Richtung wie in Fig. 1C, die den Hauptteil eines Tintenstrahlkopfes gemäß des Standes der Technik zeigt;
Fig. 3 ist ein Graph für den Vergleich eines Tintenstrahlkopfes eines ersten Beispiels mit einem Tintenstrahlkopf des Standes der Technik im Hinblick auf das Ladungsbeständigkeitsverhalten;
Fig. 4A ist eine schematische Querschnittsansicht aus der gleichen Richtung wie in Fig. 1B, die einen Hauptteil eines Tintenstrahlkopfs nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4B ist eine schematische Querschnittsansicht aus der gleichen Richtung wie in Fig. 1C, die den Hauptteil des Tintenstrahlkopfes in Fig. 4A zeigt;
Fig. 5A ist eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfes;
Fig. 5B ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie C-C' von Fig. 5A aufgenommen ist und einen Tintenstrahlkopf zeigt und
Fig. 6 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Hauptteil eines Tintenstrahlgeräts, in dem ein Tintenstrahlkopf in Kassettenform zusammen mit dem in den Fig. 5A und 5B gezeigten Tintenstrahlkopf montiert ist, zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass die oben beschriebenen Probleme mit einem Verfahren gelöst werden können, bei dem eine Elektrode unterhalb eines Heizelements aus einer Vielschichtstruktur mit einer Vielzahl von Schichten besteht und mindestens die oberste Schicht davon aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gebildet ist. Auf der Basis dieses Wissens ist die vorliegende Erfindung durchgeführt worden. Insbesondere ist eine Elektrode unter einem Heizelement der Hitze, die mit einem Heizelement erzeugt wird, am meisten zugänglich und sie besteht aus einer Vielschichtstruktur mit einer Vielzahl von Schichten, die komplementär zueinander funktionieren können. Bei der Vielzahl der Schichten sind diejenigen an der unteren Seite aus einem gemeinsamen Elektrodenmaterial mit einer größeren elektrischen Leitfähigkeit zur Verringerung des Stromverlustes gebildet, während mindestens die Oberschicht aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gebildet ist. Die oberste Schicht bewirkt die Diffusion von Hitze und die Herabsetzung des thermischen Effektes, und nichtsdestotrotz wird die Schicht selbst nicht durch den thermischen Effekt beeinflusst. Dieses bewirkt die Verhinderung oder Unterdrückung der Erzeugung eines kleinen Hügels, und deswegen wird auch die Bildung eines Vorsprungs auf der Blasenoberfläche verhindert oder unterdrückt.
Als Material zur Bildung des Elektrodenbereichs, das nicht der erfindungsgemäßen Schicht aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt entspricht, kann ein Material, das in der Regel als Elektrodenmaterial auf diesem Gebiet verwendet wird, verwendet werden; allerdings ist ein Metall mit einem Schmelzpunkt von weniger als 1.500ºC bei 1 atm bevorzugt. Beispielsweise sind Al, Cu, Al-Si-Legierungen und Al-Cu-Legierungen bevorzugt, wobei im Hinblick auf alle Eigenschaften Al am meisten bevorzugt ist. In dieser Beschreibung umfasst der Ausdruck "Metall" ein "Metallelement" und eine "Legierung", und es ist ebenfalls ein reines Metall eingeschlossen, das keine Verunreinigungen enthält sowie ein Metall, das Verunreinigungen enthält.
Als erfindungsgemäß verwendbares Metall mit hohem Schmelzpunkt ist ein Metall mit einem Schmelzpunkt von 1.500ºC oder mehr bei 1 atm bevorzugt, und ein Metall mit einem Schmelzpunkt von 2.500ºC oder mehr bei 1 atm ist besonders bevorzugt. Beispielsweise sind Ta, W, Cr, Ti, Mo, eine Legierung, die zwei oder mehrere Metalle enthält und aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ta, W, Cr, Ti und Mo besteht, und eine Legierung, die mindestens ein Metall enthält, das aus der Gruppe Ta, W, Cr, Ti und Mo gewählt ist, bevorzugt. Unter diesen Metallen ist Ta am meisten bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bevorzugt durch Auftragen mit einer Druckbeanspruchung zum Unterdrücken der Erzeugung von starken Beanspruchungen auf der Elektrode unter dem Heizelement gebildet, um damit ebenfalls die Erzeugung eines kleinen Hügels zu verhindern. Die auf die Schicht aus dem Metall mit hohem Schmelzpunkt ausgeübte Druckbeanspruchung liegt bevorzugt im Bereich von 1 · 10&sup6; bis 1 · 10¹¹ Pa (1 · 10&sup7; bis 1 · 10¹² dyn/cm²), insbesondere im Bereich von 1 · 10&sup6; bis 1 · 10&sup9; Pa (1 · 10&sup9; bis 1 · 10¹&sup0; dyn/cm²).
Fig. 1A ist eine schematische Querschnittsansicht von der oberen Seite der Heizelemente aus und zeigt einen Hauptteil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfes. Fig. 1B ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie A-A' des Hauptteils des in Fig. 1A gezeigten Tintenstrahlkopfs und Fig. 1C ist eine schematische Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie B-B' des Hauptteils des in Fig. 1A gezeigten Tintenstrahlkopfes. Der Tintenstrahlkopf dieser Ausführungsform ist mit einer Vielzahl von Ausstoßöffnungen 1101 ausgestattet. Ein Wärmeerzeugungsteil (Heizelement) 1102 eines elektrothermischen Umwandlungskörpers zur Erzeugung von Energie zum Ausstoßen von Tinte aus jeder Ausstoßöffnung 1101 ist für jeden Tintenweg 1108 vorgesehen, der mit der Ausstoßöffnung 1101 in Verbindung steht. Der elektrothermische Umwandlungskörper hat eine Widerstandsschicht 1103 aufweist, die das Wärmeerzeugungsteil 1102 und eine Elektrode zum Zuführen elektrischer Energie an die Widerstandsschicht 1103. Die Elektrode umfasst eine einzelne Elektrodenschicht 1110a, eine Verbindungselektrodenschicht 1110d und eine gemeinsame Leitelektrodenschicht. Die gemeinsame Leitelektrodenschicht hat eine Vielschichtstruktur, die eine obere Elektrodenschicht 1110c und eine untere Elektrodenschicht 1110b aufweist und nicht individuell getrennt ist, sondern als Ebene ausgeformt ist.
Die obige gemeinsame Leitelektrodenschicht mit einer Vielschichtstruktur wird auf einem Basiselement 1103 mit einer unteren Isolationsschicht 1111 ausgebildet. Eine obere Isolationsschicht 1112 wird auf der gemeinsamen Leitelektrodenschicht vorgesehen, und es werden Durchlöcher 1105 als Muster auf der oberen Isolationsschicht 1112 in speziellen Bereichen ausgebildet. Die Widerstandsschicht 1103, die einzelne Elektrodenschicht 1110a und die Verbindungselektronenschicht 1110d werden als Muster auf der oberen Isolationsschicht 1112 ausgebildet. Die Verbindungselektrodenschicht 1110d wird mit der gemeinsamen Leitelektrode durch die Widerstandsschicht 1103 beim Durchloch 1105 verbunden.
Die Widerstandsschicht 1103, die einzelne Elektrodenschicht 1110a und die Verbindungselektrodenschicht 1110d werden mit einer unteren Schutzschicht 1113 und einer oberen Schutzschicht 1114 bedeckt. Das Substrat 104 für den Tintenstrahlkopf in dieser Ausführungsform weist das Basiselement 103 und auf dem Basiselement 103 ausgebildet die oben beschriebenen verschiedenen Dünnfilmschichten auf.
Die Tintenstrahlwege 1108 werden voneinander durch die Wegwandelemente 1109 abgetrennt. Der Endbereich des Tintenwegs 1108 auf der Seite gegenüber der Auslaßöffnung 1101 ist mit einer gemeinsamen Tintenkammer 1106 verbunden. Tinte, die von einem Tintentank zum Aufbewahren von Tinte ausgegeben wird, wird zeitweilig in der allgemeinen Tintenkammer 1106 aufbewahrt. Die der gemeinsamen Tintenkammmer 1106 zugeführte Tinte wird in jeden Tintenweg 1108 eingebracht und in einem Zustand gehalten, dass sich ein Meniskus an der Ausstoßöffnung 1101 bildet. Wenn der elektrothermische Umwandlungskörper selektiv zur Erzeugung von Hitze betrieben wird, wird die Tinte filmgesiedet, um eine Blase zu bilden. Aufgrund des Wachstums dieser Blase wird die Tinte aus der Ausstoßöffnung 1101 ausgestoßen.
Bei dem Tintenstrahlkopf nach dieser Ausführungsform ist die obere Elektrodenschicht 1110c unter der Vielzahl der Schichten, die die gemeinsame Leitelektrodenschicht bilden, aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gebildet. Nach der Konstruktion dieses Substrats für einen Tintenstrahlkopf ist, im Hinblick auf die Elektrode, die unter dem Wärmeerzeugungsteil 1102 angeordnet ist und am meisten gegenüber Hitze, die durch das Hitzeerzeugungsteil 1102 erzeugt wird, empfindlich ist, mindestens die oberste Schicht (obere Elektrodenschicht 1110c) aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt hergestellt, und die Schicht aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bewirkt die Diffusion von Hitze und die Abschwächung des thermischen Effekts, und nichtsdestotrotz wird die Schicht selbst nicht durch die Hitze beeinflusst. Demzufolge wird es möglich, die Bildung eines kleines Hügels zu verhindern oder zu unterdrücken und damit die Bildung eines Vorsprungs auf der Blasenoberfläche zu verhindern oder zu unterdrücken.
Da darüber hinaus die rücklaufenden Bereiche der Elektroden gemeinsam als eine breite leitende Schicht angelegt sind, kann ein Spannungsabfall verhindert oder unterdrückt werden, im Vergleich zu dem Fall, wo sie für die Heizelemente jeweils einzeln vorgesehen sind.
Das Substrat für einen Tintenstrahlkopf nach dieser Ausführungsform kann hergestellt werden, indem eine Filmbildungstechnik, die bei der Herstellung von Halbleitern angewendet wird, angewendet wird. Zunächst wird die Oberfläche des Basiselements 103 aus einem Einkristallsilicium isolierend gemacht, indem eine untere Isolierungsschicht 1111, die aus einem Film aus einem anorganischen Material, wie Siliciumoxid oder Siliciumnitrid, zusammengesetzt ist, auf dem Basiselement 103 durch Anwendung der bekannten Filmbildungstechnik gebildet wird. Danach wird ein Film aus Al oder dergleichen als untere Elektrodenschicht und ein Film aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Ta, als obere Elektrodenschicht nacheinander auf der isolierenden Oberfläche des Basiselements 103, beispielsweise durch kontinuierliches Sputtern, gebildet, und man erhält somit die Materialschichten für die gemeinsame Leitelektrodenschicht mit einer Vielschichtstruktur.
In diesem Fall wird die Schicht aus dem Metall mit hohem Schmelzpunkt bevorzugt durch Anwendung von Druckbeanspruchung ausgebildet, indem ein Argondruck beim kontinuierlichen Sputtern eingestellt wird. Als nächstes werden die vielen Materialschichten für die gemeinsame Leitelektrodenschicht gleichzeitig als Muster ausgebildet, und man erhält die gemeinsame Elektrodenschicht. In Fig. 1A wird die Musterbildung in einer breiten und ebenen Form durchgeführt. Die Herstellung für das Substrat für einen Tintenstrahlkopf nach der Bildung der oberen Isolationsschicht 1112 wird in ähnlicher Weise nach der bekannten Filmbildungstechnik durchgeführt.
Fig. 4A ist eine schematische Querschnittsansicht des Hauptteil einer anderen Ausführungsform des Tintenstrahlkopfs, die aus gleichen Richtung wie in Fig. 1A gesehen wird; und Fig. 4B ist eine schematische Querschnittsansicht des Hauptteils, der in Fig. 4A gezeigt ist und aus der gleichen Richtung wie in Fig. 1B zu sehen ist.
Dieser Ausführungsform ist anderes als die vorangegangene Ausführungsform dahingehend, dass die Elektroden unter der unteren Isolationsschicht 1112 nicht als gemeinsame leitende Schicht in einer weiten und ebenen Form ausgebildet ist, sondern als einzelne voneinander getrennte leitende Schichten für jeden Wärmeerzeugungsteil 1102. Jede Elektrode hat eine Vielschichtstruktur mit einer oberen Elektrodenschicht 1110f und einer unteren Elektrodenschicht 1110e, und die obere Elektrodenschicht 1110f ist aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gebildet. In der Konstruktion dieses Substrats für einen Tintenstrahlkopf ist zumindest die oberste Schicht (obere Elektrodenschicht 1110f), im Hinblick auf die Elektrode unter dem Wärmeerzeugungsteil 1102, die am meisten Wärme vom Wärmeerzeugungsbereich 1102 aufnehmen kann, aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, und die Schicht aus dem Metall mit hohem Schmelzpunkt bewirkt die Diffusion der Wärme und eine Verringerung des thermischen Effekts, wobei nichtsdestotrotz die Schicht selbst nicht durch die Wärme beeinflusst wird. Demzufolge wird es möglich, die Bildung eines kleinen Hügels zu verhindern oder zu unterdrücken und damit die Bildung eines Vorsprungs auf der Blasenüberfläche zu verhindern oder zu unterdrücken.
Da in dem Tintenstrahlkopf dieser Ausführungsform darüber hinaus die unteren Elektroden voneinander unabhängig angeordnet sind, wird verhindert, dass die Wärme, die durch den Wärmeerzeugungsteil 1102 erzeugt wird, auf den angrenzenden Wärmeerzeugungsteil über die untere Elektrode übertragen wird. Somit kann ebenfalls ein Energieverlust aufgrund thermischer Diffusion durch die unteren Elektroden unterdrückt werden.
Das Substrat für einen Tintenstrahlkopf dieser Ausführungsform wird hergestellt, indem das Muster, das in der vorherigen Ausführungsform verwendet wurde, in der Weise geändert wurde, dass die Materialschichten der Elektrodenschichten voneinander getrennt und unabhängig mit einem Muster versehen werden.
Fig. 5A ist eine schematische Perspektivansicht, die eine Ausführungsform des Tintenstrahlkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 5B ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie C-C' des in Fig. 5A gezeigten Tintenstrahlkopfes aufgenommen wurde. Des weiteren ist der Hauptteil der schematischen Querschnittsansicht entlang der Linie D-D' des in Fig. 5A gezeigten Tintenstrahlkopfs äquivalent zu dem in Fig. 1A.
Der Tintenstrahlkopf 12 ist so ausgebaut, dass eine aus einem Harz hergestellte obere Platte 105 unter Druck mit einem Substrat 104 für einen Tintenstrahlkopf unter Anwendung eines elastischen Elements, wie eine Feder, gebunden worden ist. Die obere Platte 105 umfasst eine Ausstoßöffnungsplatte 1104, die mit Ausstoßöffnungen 1101 ausgestattet ist und ein Wegwandelement 1109, das in der Ausstoßöffnungsplatte 1104 integriert ist. Eine gemeinsame Tintenkammer 1106 ist in der oberen Platte 105 vorgesehen. Es wird Tinte von einem Tintentank zum Aufbewahren von Tinte in eine gemeinsame Tintenkammer 1106 über eine Zuführungsöffnung 107 zugeführt. Die in die gemeinsame Tintenkammer 1106 zugeführte Tinte wird in jeden Tintenweg 1108 eingegeben und in dem Zustand gehalten, dass sich ein Meniskus an der Ausstoßöffnung 1101 bildet. Wenn der elektrothermische Umwandlungskörper zur Erzeugung von Hitze angetrieben wird, kommt es zu einer Zustandsänderung in der Tinte, wobei das Filmsieden der Tinte gemeint ist, womit sich eine Blase ausbildet. Mit dem Wachstum der Blasen wird die Tinte aus der Ausstoßöffnung 1101 ausgestoßen.
Fig. 6 ist eine schematische Perspektivansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlgeräts 15 zeigt, in dem ein Tintenstrahlstift in Kassettenform, zusammen mit dem Tintenstrahlkopf, der in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, eingebaut ist.
Da ein Antriebsmotor 264 normal oder umgekehrt mit einem angetriebenen Zwischengetriebe 262, 260 rotiert wird, wird eine Führungsschraube 256 gedreht. Da ein Stift (nicht gezeigt), der in eine Schraubenrille 255 der Führungsschraube 256 eingreift, auf einem Schlitten 16 vorgesehen ist, bewegt sich der Schlitten 16 hin und her in den Richtungen, die durch die Pfeile "a" und "b" gezeigt sind, entlang der Rotation der Führungsschraube 256. Das Bezugszeichen 253 bedeutet eine Papierdruckplatte, die ein Papierblatt 272 gegen eine Walze 251 in die Bewegungsrichtung des Schlittens 16 drückt. Bezugszeichen 258 und 259 bedeuten einen Fotokuppler, der als Ausgangspositionsnachweisvorrichtung fungiert, um die Gegenwart eines Hebels 257 im Schlitten 16 in diesem Bereich zu bestätigen und die Drehrichtung des Motors 254 umzuschalten. Bezugszeichen 11 bedeutet einen Tintenstrahlstift vom Kassettentyp, der einstückig mit dem Tintentank vorgesehen ist. Bezugszeichen 265 bedeutet eine Kappe zum Verkappen der Tintenausstoßöffnung des Tintenstrahlstifts. Die Kappe 265 wird durch ein Trageelement 270 getragen. Referenzzeichen 273 bedeutet eine Saugvorrichtung, um eine Ansaugung von der Tintenausstoßöffnung durch die Kappe 265 durchzuführen und den Kopf über einer Öffnung 271 der Kappe 265 auszusaugen und wiederherzustellen. Bezugszeichen 266 bedeutet eine Klinge zum Reinigen der Oberfläche, auf der die Tintenausstoßöffnung vorgesehen ist. Bezugszeichen 268 bedeutet ein Element zum Bewegen der Klinge 266 in der Längsrichtung. Diese werden auf der Hauptkörperträgerplatte 267 getragen.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Beispiele genauer verstanden.

Beispiel 1

Eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, werden auf folgende Weise hergestellt.
Es wurde eine 1,5 um dicke untere Isolationsschicht 1111 aus Siliciumoxid auf einem Basiselement 103 aus einem Einkristallsilicium durch thermische Oxidation ausgebildet. Auf der unteren Isolationsschicht 111 werden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 dicke Ta-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ta- Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup6; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, indem ein Argondruck beim Sputtern bei 1,8 Pa eingestellt wurde. Die Al- Schicht und die Ta-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen unter Verwendung eines Gasgemisches aus BCl&sub3; (46%), Cl&sub2; (36%) und N&sub2; (18%) mit einem Muster versehen, und man erhielt somit eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Schicht 1110c aus Ta, die darauf gebildet ist und in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist. Als nächstes wurde eine 1,4 um dicke obere Isolationsschicht 1112 aus Siliciumoxid durch Plasma-CVD ausgebildet, und unter Verwendung von Ammoniumfluorid geätzt, um somit die Kontaktdurchlöcher 1105 auszubilden. Es wurde eine 600 Å dicke Tantalnitridschicht durch Sputtern ausgebildet und durch Ätzen mit einem Muster versehen, und man erhielt somit eine Widerstandsschicht 1103, die die in Fig. 1 gezeigte Form aufweist. Auf der Widerstandsschicht 1103 wurde eine 5500 Å dicke reine Al-Schicht durch Sputtern ausgebildet und durch Ätzen in ein Muster gebracht, und man erhielt somit die einzelnen Elektroden 1110a und die Verbindungselektroden 1110d, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Darüber hinaus wurde eine 1,0 um dicke untere Schutzschicht aus Siliciumoxid mit Plasma- CVD ausgebildet. Auf der oberen Schutzschicht wurde durch Sputtern eine 2300 Å dicke obere Schutzschicht 1114 aus Ta ausgebildet.
Die obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen einzelnen Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, was unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) geschah. Auf diese Weise wurden viele Tintenstrahlköpfe 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 2

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf W geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 A dicke Al-Schicht und eine 2000 dicke W-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die W-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Schicht und W-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 in ein Muster verbracht, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus B, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen Substraten 10 für die auf diese Weise hergestellten Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 3

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf Cr geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 A dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Cr-Schicht gebildet. In diesem Fall wurde die Cr-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern bei dem gleichen Wert wie in Beispiel 1 gehalten wurde. Die Al-Schicht und Cr-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 in Muster verbracht, und man erhielt somit eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und darauf ausgebildet eine obere Elektrodenschicht 1110c aus Cr, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen Substraten 10 für die auf diese Weise hergestellten Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 4

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf Ti geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Ti-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ti-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Schicht und Ti-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus Ti, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 5

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf Mo geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Mo-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Mo-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Schicht und Mo-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt somit eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 6

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf eine Ti-Mo- Legierung geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Ti-Mo-Legierungs (Mo: 5%, Rest: Ti)-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ti-Mo-Legierungsschicht in der Weise ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf dem gleichen Wert wie in Beispiel 1 gehalten wurde. Die Al-Schicht und Ti-Mo-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus einer Ti-Mo-Legierung, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 7

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf eine Ti-Cr- Legierung geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Ti-Cr-Legierung (Cr: 5%, Rest: Ti)-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ti-Cr-Legierungsschicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Schicht und Ti-Cr-Legierungsschicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und darauf ausgebildet eine obere Elektrodenschicht 1110c aus einer Ti-Cr-Legierung, wie in Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 8

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Ta auf eine Ti-Al- Legierung geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Schicht und eine 2000 Å dicke Ti-Al-Legierung (A1 : 5%, Rest: Ti-Schicht) ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ti-Al-Legierungsschicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 108 Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Schicht und Ti-Al-Legierungsschicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus der Ti-Al-Legierung, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 9

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die obere Elektrodenschicht von Al auf Cu geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Cu-Schicht und eine 2000 Å dicke Ta-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ta-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Cu-Schicht und Ta-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus Al und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus Ta, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 10

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die untere Elektrodenschicht von Al auf eine Al-Si- Legierung geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Si-Legierungs(Si: 10 %, Rest: Al)-Schicht und eine 2000 Å dicke Ta-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ta-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Si-Legierungsschicht und die Ta-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus einer Al-Si-Legierung und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus Ta, die darauf gebildet wurde, was in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 11

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Material für die untere Elektrodenschicht von Al auf eine Al-Cu- Legierung geändert wurde. So wurden nacheinander durch kontinuierliches Sputtern eine 5500 Å dicke Al-Cu-Legierungs(Cu: 10%, Rest: Al)-Schicht und eine 2000 dicke Ta-Schicht ausgebildet. In diesem Fall wurde die Ta-Schicht so ausgebildet, dass sie mit einer Druckbeanspruchung von 5 · 10&sup8; Pa (5 · 10&sup9; dyn/cm²) aufgetragen wurde, wobei der Argondruck beim Sputtern auf den gleichen Wert wie in Beispiel 1 eingestellt wurde. Die Al-Legierungsschicht und die Ta-Schicht wurden gleichzeitig durch Trockenätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit Muster versehen, und man erhielt eine untere Elektrodenschicht 1110b aus einer Al-Cu-Legierung und eine obere Elektrodenschicht 1110c aus Ta, die darauf gebildet wurde, wie in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde mit vielen, auf diese Weise hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Druck verbunden, wobei eine Feder (nicht gezeigt) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, erhalten. In diesem Tintenstrahlkopf 12 wurde die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen gesetzt.

Beispiel 12

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 1, die Al-Schicht und Ta-Schicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus Ta voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Anwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 13

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 2, die Al-Schicht und W-Schicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus W voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Anwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 14

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 3, die Al-Schicht und Cr-Schicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus Cr voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 15

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 4, die Al- Schicht und Ti-Schicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus Ti voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurden eine Vielzahl der Tintenstrahlköpfe 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 16

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 5, die Al-Schicht und Mo-Schicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus Mo voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 17

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren für die untere Elektrodenmaterialschicht und die obere Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 6, die Al- Schicht und Ti-Mo-Legierungsschicht durch Trockenätzung mit einem Muster in Muster versehen, bei dem die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ti-Mo-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 18

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 7, die Al-Schicht und Ti-Cr-Legierungsschicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ti-Cr-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 19

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 8, die Al-Schicht und die Ti-Al-Legierungsschicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Al und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ti-Al-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 der Tintenstrahlköpfe 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 20

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 9, die Cu-Schicht und Ta-Legierungsschicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus Cu und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ta-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 21

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 10, die Al-Legierungsschicht und Ta-Legierungsschicht durch Trockenätzung mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus der Al-Si-Legierung und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ta-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Beispiel 22

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 4A, und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Musterbildungsverfahren hinsichtlich der unteren Elektrodenmaterialschicht und oberen Elektrodenmaterialschicht durch Ätzen wie folgt geändert wurde. So wurden, anders als in Beispiel 11, die Al-Schicht und Cu-Schicht durch Trockenätzung auf der Grundlage mit einem Muster versehen, so dass die unteren Elektrodenschichten 1110e aus der Al-Cu-Legierung und die oberen Elektrodenschichten 1110f aus der Ta-Legierung voneinander getrennt und unabhängig, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, gebildet wurden.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurden eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Vergleichsbeispiel

Eine Vielzahl von Substraten für Tintenstrahlköpfe, die in den Fig. 2A und 4B gezeigt sind, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Verfahren zum Ausbilden der unteren Elektrodenschicht und der oberen Elektrodenschicht wie folgt geändert wurde. So wurden durch Sputtern eine 7500 Å dicke reine Al-Schicht gebildet und durch Trockenätzen mit dem gleichen Gas wie in Beispiel 1 mit einem Muster versehen, und man erhielt somit eine Elektrodenschicht 1110g mit einer Einschichtstruktur aus Al.
Eine obere Platte 105 aus Polysulfon wurde unter Druck mit den vielen, nach dieser Ausführungsform hergestellten Substraten 10 für die Tintenstrahlköpfe unter Verwendung einer Feder (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wurden eine Vielzahl von Tintenstrahlköpfen 12 nach dieser Ausführungsform, die in den Fig. 5A und 5B gezeigt sind, hergestellt. Die Dichte der Anordnung der Ausstoßöffnungen 1101 des Tintenstrahlkopfs 12 wurde auf 16 Düsen/mm festgesetzt, und die Anzahl der Ausstoßöffnungen 1101 wurde auf 128 Düsen festgesetzt.

Bewertung

Jeder der in Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel hergestellten Tintenstrahlköpfe 12 wurden im Tintenstrahlstift 11 zusammengefasst und der Tintenstrahlstift 11 wurde in das in Fig. 6 gezeigte Tintenstrahlgerät eingebaut. Der Entladungsleistungstest für jeden Tintenstrahlkopf wurde so ausgeführt, dass ein Tintenausstoß unter Verwendung des obigen Tintenstrahlgeräts 15 durchgeführt wurde.
Fig. 3 ist ein Graph für den Vergleich des Tintenstrahlkopfs von Beispiel 1 und dem des Vergleichsbeispiels (Stand der Technik) im Ausstoßleistungstest. In dem Graphen von Fig. 3 bedeutet die Ordinate die Ausstoßimpulszahl und die Abszisse bedeutet die eingegebene Energiemenge bei der Antriebsspannung (Vop) : Blasenbildungsspannung (Vth). So zeigt der Graph die Anzahl der Ausstoßimpulse, die entlang der Ordinate zu dem Zeitpunkt angegeben sind, wenn einer der Wärmeerzeuger im Einklang mit de eingegebenen Energiemenge, was entlang der Abszisse angegeben ist, zusammenbricht. In Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel wurden 10 Tintenstrahlkopfteile getestet, und der Mittelwert daraus wurde in dem in Fig. 3 gezeigten Graphen aufgetragen. In diesem Test betrug die Breite des Ausstoßimpulses 5 us.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, zeigt der Tintenstrahlkopf in Beispiel 1 eine ausgezeichnete Haltbarkeit, die etwa das vierfache als diejenige des Tintenstrahlkopfes im Vergleichsbeispiel ausmacht.
Die Tintenstrahlköpfe von Beispiel 1 und des Vergleichsbeispiels wurden für die gleiche Ausstoßimpulszahl auseinander genommen, und der Zustand der Blasenoberfläche wurde beobachtet. Im Ergebnis wurde bestätigt, dass im Tintenstrahlkopf von Beispiel 1 die Gegenwart von Vorsprüngen kaum im Vergleich zum Tintenstrahlkopf des Vergleichsbeispiels gesehen wurde.
Die Tintenstrahlköpfe in den anderen Beispielen wurden ähnlich einem Vergleichstest unterworfen. Im Ergebnis wurde bestätigt, dass die anderen Beispiele ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen ähnlich wie in Beispiel 1 zeigten.

Claims

1. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf, das ein Basiselement (103) und auf dem Basiselement (103) ausgebildet einen elektrothermischen Umwandlungskörper aufweist, wobei der elektrothermische Umwandlungskörper eine Widerstandsschicht (1103) und ein Paar aus Elektrodenschichten (1110), die mit der Widerstandsschicht (1103) verbunden sind, umfasst, und die Widerstandsschicht (1103), die zwischen dem Paar aus Elektrodenschichten (1110) angeordnet ist, als Wärmeerzeugungsteil (1102) zum Erzeugen thermischer Energie, die zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird, dient; worin eine des Paars aus Elektrodenschichten das Wärmeerzeugungsteil (1102) unterschreitet und die Elektrodenschicht, die unter dem Wärmeerzeugungsteil (1102) angeordnet ist, eine Vielschichtstruktur aufweist, die aus einer Vielzahl von Schichten (1110b; 1110c; 1110e; 1110f) zusammengesetzt ist und worin mindestens die Schicht (1110c; 1110f) der Vielzahl der Schichten (1110b, 1110c; 1110e, 1110f), die dem Wärmeerzeugungsteil (1102) am nächsten ist, aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt von 1500ºC oder mehr bei 1 atm besteht.

2. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin das Metall einen Schmelzpunkt von 2500ºC oder mehr bei 1 atm aufweist.

3. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin das Metall Ta, W, Cr, Ti, Mo oder eine Legierung, die mindestens zwei oder mehrere Metalle der Gruppe bestehend aus Ta, W, Cr, Ti und Mo enthält, ist.

4. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin das Metall eine Legierung ist, die mindestens ein Metall enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Ta, W, Cr, Ti und Mo gewählt ist.

5. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin die Schicht (1110c; 1110f), die dem Wärmeerzeugungsteil (1102) am nächsten ist, unter Anwendung von Druckbeanspruchung gebildet worden ist.

6. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, wobei jede der Schichten (1110b; 1110e) entfernt vom Wärmeerzeugungsteil (1102) aus einem Metall besteht, das einen Schmelzpunkt von weniger als 1500ºC bei 1 atm aufweist.

7. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, wovon jede der Schichten (1110b; 1110e) entfernt vom Wärmeerzeugungsteil (1102) aus Al, Cu, einer Al-Si- Legierung oder einer Al-Cu-Legierung besteht.

8. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin eine Isolationsschicht (1112) zwischen der Widerstandsschicht (1103) und der Schicht (1110c; 1110f), die dem Wärmeerzeugungsteil (1102) am nächsten ist, vorgesehen ist.

9. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 8, worin die Isolationsschicht (1112) aus Siliciumoxid oder Siliciumnitrid besteht.

10. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin eine Vielzahl von Wärmeerzeugungsteilen (1102) vorgesehen ist.

11. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin die Schicht (1110c; 1110f), die dem Wärmeerzeugungsteil (1102) am nächsten ist und die Schichten (1110b; 1110e) entfernt vom Wärmeerzeugungsteil (1102) im gleichen Muster ausgebildet sind.

12. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 10, worin die Vielzahl der Schichten (1110b; 1110c) eine gemeinsame Bleielektrode ist, die gemeinsam für die Vielzahl der Wärmeerzeugungsteile (1102) vorgesehen ist.

13. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 10, worin die Vielzahl der Schichten (1110e, 1110f) getrennt und voneinander unabhängig vorgesehen ist und der Vielzahl der Wärmeerzeugungsteile (1102) entsprechen.

14. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin mindestens die Oberfläche des Basiselements (103) isolierend ist.

15. Substrat (104) für einen Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, worin eine Schutzschicht (1113, 1114) auf dem elektrothermischen Umwandlungskörper ausgebildet ist.

16. Tintenstrahlkopf (12), der aufweist:

ein Substrat (104) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche;

einen Tintenweg (1108), der so angeordnet ist, dass er dem Wärmeerzeugungsteil (1102) entspricht und

eine Auslassöffnung (1101) zum Auslassen von Tinte, die so angeordnet ist, dass sie mit dem Tintenweg (1108) verbunden ist.

17. Tintenstrahlkopf (12) nach Anspruch 16, worin eine Vielzahl von Wärmeerzeugungsteilen (1102) so vorgesehen ist, dass sie einer Vielzahl von Auslassöffnungen (1101) entsprechen.

18. Tintenstrahlstift (11), der aufweist:

einen Tintenstrahlkopf (12) nach Anspruch 16 oder 17 und ein Tintenreservoir zum Aufbewahren der Tinte, die in den Tintenweg (1108) abgegeben wird.

19. Tintenstrahlvorrichtung (15), die aufweist:

einen Tintenstrahlkopf (12) nach Anspruch 16 oder 17 und eine Einrichtung zum Montieren des Tintenstrahlkopfes.