DE69633697T2

DE69633697T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat

Info

Publication number: DE69633697T2
Application number: DE69633697T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Ohta-ku Komuro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2016-06-29
Also published as: JP3513270B2; DE69633697D1; US6042221A; CN1090091C; EP0750991A3; AU716669B2; ATE280674T1; CN1143571A; AU5622396A; EP0750991B1; KR100238858B1; CA2179974C; SG72696A1; JPH0911470A; EP0750991A2; CA2179974A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf sowie ein den Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendendes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
Ein beispielsweise in der Druckschrift JP-A-54-51837 offenbartes Tintenstrahlaufzeichnungssystem weist von anderen Tintenstrahlaufzeichnungssystemen dahingehend verschiedene Eigenschaften auf, dass die Antriebskraft zum Ausstoßen von flüssigen Tröpfchen durch die Anwendung von Wärmeenergie auf die Flüssigkeit erhalten wird. Im Einzelnen wird bei dem in der vorstehend angeführten Offenlegungsschrift offenbarten Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren eine Flüssigkeit durch Zuführen von Wärmeenergie zur Ausbildung eines Bläschens erwärmt, und ein Flüssigkeitströpfchen wird durch die Wirkung der durch die Blasenausbildung erzeugten Kraft durch eine Ausstoßöffnung an dem Endabschnitt des Aufzeichnungskopfs ausgestoßen, damit es auf einem Aufzeichnungsträger zur Informationsaufzeichnung darauf abgeschieden werden kann.
Der bei dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem verwendete Tintenstrahlaufzeichnungskopf (nachstehend vereinfacht als „Aufzeichnungskopf" bezeichnet) ist mit einem Flüssigkeitsausstoßabschnitt versehen. Der Flüssigkeitsausstoßabschnitt umfasst im Allgemeinen eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen der Flüssigkeit, einen mit der Ausstoßöffnung zusammenwirkenden Flüssigkeitspfad, sowie eine in dem Flüssigkeitspfad bereitgestellte Wärmeerzeugungseinrichtung für die Zufuhr der Wärmeenergie an die Flüssigkeit. Ein Beispiel für die Wärmeerzeugungseinrichtung ist ein elektrothermischer Wandler (Umwandler), der eine untere Schicht zur Wärmeansammlung, eine Widerstandsschicht mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt, einem Paar Leiterbahnelektroden für die Zufuhr von Elektrizität an die Widerstandsschicht, sowie eine Schutzschicht zum Schützen der Leiterbahnelektroden vor der Tinte umfasst.
Unter dem Gesichtspunkt des Entwurfs des Aufzeichnungskopfes wird die Schutzschicht vorzugsweise so dünn wie möglich oder noch bevorzugter gar nicht ausgebildet, damit die Wärmeenergie effektiv auf die Tinte übertragen wird. Bei bekannten Aufzeichnungsköpfen musste jedoch die Schutzschicht auf und um den Grenzabschnitt zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und den Leiterbahnelektroden dick ausgebildet werden, um die Leiterbahnelektrode zu schützen, weil die Leiterbahnelektroden zur Verringerung des elektrischen Widerstands mit einer großen Höhe des Elektrodenmusters dick ausgebildet sind.
Andererseits ist die Widerstandsschicht im Vergleich zu den Leiterbahnelektroden relativ dünn, da die Widerstandsschicht einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Demzufolge kann die Schutzschicht am Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht dünn ausgebildet werden (dem Bereich der Widerstandsschicht, der zwischen dem Paar Leiterbahnelektroden liegt, und auf dem keine Leiterbahnelektrode ausgebildet ist).
Die Druckschrift JP-A-60-236758 schlägt eine dünne Ausbildung der Schutzschicht an dem Wärmeerzeugungsabschnitt vor. Sie betrachtet jedoch nicht im Einzelnen, wo die Schutzschicht zu verdünnen ist.
Die Druckschrift JP-A-63-191645 offenbart Leiterbahnelektroden, die unter der Widerstandsschicht bei einem organischen Schutzschichtabschnitt bereitgestellt sind, der den Wärmeerzeugungsabschnitt zur Verringerung des Temperaturanstiegs des organischen Schutzschichtabschnitts bedeckt, da die organische Schutzschicht weniger wärmewiderstandsfähig ist. Diese Anordnung wird jedoch in Anbetracht der Langlebigkeit der Schutzschicht verwendet, aber der Bezug zu der Widerstandsschicht wird nicht beachtet.
Die Druckschrift JP-A-55-126462 offenbart eine Schichtanordnung ohne Schutzschicht. Die Widerstandsschicht in einer derartigen Schichtanordnung sollte eine ausreichende Beständigkeit gegenüber der Tinte, ausgezeichnete elektrochemische Eigenschaften bei hohen Temperaturen sowie eine Beständigkeit gegenüber der beim Verschwinden der Blasen verursachten Aushöhlung aufweisen. Das geeignete Material für die Widerstandsschicht mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften beinhaltet das in der Druckschrift JP-A-46769 offenbarte Al-Ta-Ir, sowie das in der Druckschrift JP-A-2-55131 offenbarte Ta-Ir.
Bei dem Aufzeichnungskopf, der eine am Wärmeerzeugungsabschnitt dünnere Schutzschicht aufweist, variiert jedoch die Ausstoßlanglebigkeit in Abhängigkeit von der Dicke der Schutzschicht, und kann bezüglich der Ausstoßeigenschaften unterlegen sein.
Aus einer Fehleranalyse ergaben sich die nachstehend aufgeführten Gründe für die unterlegenen Ausstoßeigenschaften. Die erste Ursache ist, dass an dem dünnen Abschnitt der Schutzschicht ein Bruch auftritt, und Tinte durch den ausgebildeten Bruch hindurchdringt, um mit der Widerstandsschicht bei hohen Temperaturen zu reagieren, wobei diese zerstört wird. Die zweite Ursache ist, dass die Wärmeverspannung der Schutzschicht gegenüber der Widerstandsschicht an einem dünnen Abschnitt der Schutzschicht die Widerstandsschicht zerbricht. Genauer ist die Schutzschicht auf der Leiterbahnelektrodenschicht zur Bedeckung des Niveauunterschieds des Elektrodenmusters relativ dick ausgebildet, und auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt so dünn wie möglich ausgebildet. Daher gibt es auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt auf und um der Mustergrenze des wärmeerzeugenden Abschnitts und der Leiterbahnelektrode einen dicken Bereich und einen dünnen Bereich der Schutzschicht (vergleiche 9A und 9B). Wenn der wärmeerzeugende Abschnitt der Widerstandsschicht Wärme erzeugt, entsteht durch die Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen dem dicken Bereich und dem dünnen Bereich der Schutzschicht eine Verspannung zwischen diesen Bereichen, wobei ein Reißen der Schutzschicht oder eine Beschädigung der unteren Widerstandsschicht verursacht wird, wobei schließlich die Widerstandsschicht durch eine Hochtemperaturreaktion mit der durch den Riss in der Schutzschicht durchgedrungenen Tinte zerstört wird. Im Übrigen kann die Widerstandsschicht unter der Grenze des dicken Abschnitts zu dem dünnen Abschnitt der Schutzschicht durch die vorstehend beschriebene Verspannung der Schutzschicht zerbrechen.
Besonders bei der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlsystem verwendet, das Tinte durch den Druck eines Filmsiedens der Tinte ausstößt, und die Wärme wird in einer sehr kurzen Zeit in dem wärmeerzeugenden Abschnitt der Widerstandsschicht abrupt erzeugt, wobei eine große Wärmeverspannung an der oberen Schutzschicht entsteht. Die Verspannung ist an dem Abschnitt stärker, wo sich die Dicke der Schutzschicht verändert.
Andererseits schwankt bei einem ähnlichen Tintenausstoßtest unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfs, bei dem der wärmeerzeugende Abschnitt der Widerstandsschicht in unmittelbaren Kontakt mit der Tinte gebracht wird (genauer ohne Schutzschicht auf dem wärmeerzeugenden Abschnitt, vergleiche 10A und 10B), die Langlebigkeit um die Grenze zwischen den geschützten und den nicht geschützten Bereichen in ähnlicher Weise wie bei dem Aufzeichnungskopf mit einer Schutzschicht.
Als Ergebnis der Fehleranalyse ist der erste Grund die große Verspannungsdifferenz in der Schutzschicht zwischen den geschützten und den nicht geschützten Bereichen der Widerstandsschicht auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt, wobei die Widerstandsschicht bricht, ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Grund. Der zweite Grund ist dabei eine elektrochemische Reaktion. Insbesondere, wenn die Widerstandsschicht dünner ausgebildet wird, um den Schichtwiderstand für einen schwächeren Ansteuerungsstrom dünner auszubilden, damit ein kostengünstiges Ansteuerungselement verwendet werden kann, wird die Potentialdifferenz in der Widerstandsschicht größer, was die elektrochemische Reaktion beschleunigt und einen Zusammenbruch der Widerstandsschicht innerhalb einer kurzen Zeit verursacht.
Der Zusammenbruch der Widerstandsschicht durch eine elektrochemische Reaktion wird nachstehend für eine Schichtanordnung betrachtet, bei der der Wärmeerzeugungsabschnitt in unmittelbaren Kontakt mit der Tinte gebracht wird. Der Zusammenbruch der Widerstandsschicht durch die elektrochemische Reaktion wird als sich aus den nachstehend aufgeführten Gründen ergebend erachtet:

(1) Angriff von Alkalimetallionen gegen den negativen Elektrodenabschnitt: die Widerstandsschicht und die Wärmeansammlungsschicht unterliegen einem Angriff durch eine elektrochemische Reaktion besonders am Endabschnitt des Widerstandsschichtmusters, und
(2) Auflösen der Widerstandsschicht am positiven Elektrodenabschnitt.

Die elektrochemische Reaktion wird durch die nachstehend aufgeführten Faktoren beschleunigt:

(i) Spannung: eine höhere Ansteuerungsspannung für die Widerstandsschicht erhöht die Potentialdifferenz in dem Wärmeerzeugungsabschnitt, was die elektrochemische Reaktion beschleunigt.
(ii) Temperatur: eine höhere Temperatur beschleunigt natürlich die Reaktion, da die elektrochemische Reaktion eine Art der chemischen Reaktion ist. Dies hängt von dem Verhältnis der Ansteuerungsspannung zur Bläschenausbildungsspannung und der Ansteuerungsimpulsbreite ab.
(iii) Erwärmungszeitdauer: der Fortschritt der elektrochemischen Reaktion hängt von der Erwärmungszeitdauer innerhalb eines Impulses oder der Ansteuerungsimpulsbreite ab.
(iv) Tintenart: die elektrochemische Reaktion wird natürlich durch die in der Tinte enthaltenen Ionenspezies beeinflusst.
(v) Material und Dicke der Widerstandsschicht: die elektrochemische Reaktion hängt natürlich von dem Material der Widerstandsschicht ab. Die vor dem Zusammenbruch verstrichene Zeit hängt von der Schichtdicke ab. Je größer die Dicke ist, desto länger ist die vor dem Zusammenbruch verstrichene Zeit.

Der Fortschritt der elektrochemischen Reaktion variiert mit den vorstehend beschriebenen Gründen. Insbesondere wird bei einem schwächeren elektronischen Ansteuerungsstrom mit einem kostengünstigeren Ansteuerungselement zur Reduktion der Kosten ein höherer Schichtwiderstand für die Widerstandsschicht benötigt, was die Ausstoßbeständigkeit verringert.
Die geringere Beständigkeit bei einem höheren Schichtwiderstand wird wie folgt gesehen. Der höhere Schichtwiderstand erhöht die Potentialdifferenz in der Widerstandsschicht, wobei die elektrochemische Reaktion beschleunigt wird. Die geringe Dicke der Widerstandsschicht führt zu schlechteren Antieigenschaften bezüglich der elektrochemischen Reaktion. Diese beiden Gründe können die Ausstoßbeständigkeit verringern.
Zudem wird die elektrochemische Reaktion durch verschiedene Faktoren beschleunigt, wie etwa eine höhere Ansteuerungsspannung mit einem bestimmten Musterentwurf der Widerstandsschicht; einer höheren Maximaltemperatur der Widerstandsschicht aufgrund einer Variation bei der Erzeugung der Aufzeichnungsköpfe bei einer zur Kostenreduktion homogenisierten Ansteuerungsspannung; und die Verwendung von verschiedenen Tinten für verschiedene Aufzeichnungspapiere. Daher ist ein Schichtmaterial und eine Schichtanordnung erforderlich, die elektrochemisch stabiler sind.
Nach vorstehender Beschreibung ist eine Maßnahme erforderlich, um der Veränderung der Schutzschichtdicke auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt zur Verbesserung der Ausstoßbeständigkeit ungeachtet der Gegenwart oder Abwesenheit der Schutzschicht auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht zu begegnen.
Davon abgesehen offenbart die Druckschrift EP-A-0 318 982 einen Tintenstrahlkopf mit einem elektrothermischen Wandler mit einem unter Verwendung einer amorphen Legierung ausgebildeten Wärmeerzeugungswiderstand, die zumindest Titan, Zink, Hafnium, Niob, Tantal oder Wolfram sowie Eisen, Nickel und Chrom aufweist, sowie einem mit dem Wärmeerzeugungswiderstand elektrisch verbundenen Elektrodenpaar, einem Stützelement zum Stützen des elektrothermischen Wandlers sowie einem auf dem Stützelement entsprechend dem Wärmeerzeugungsabschnitt des zwischen dem Elektrodenpaar ausgebildeten elektrothermischen Wandlers ausgebildeten Flüssigkeitspfad, der mit einer Ausstoßöffnung zum Flüssigkeitsausstoß zusammenwirkt.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift US-4 339 762 ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsverfahren, das Abstufungen aufzeichnen kann, mit den Schritten (a) Füllen einer Flüssigkeit in eine Leitung mit einer Öffnung an einem Ende zum Ausstoßen und Projizieren eines Flüssigkeitströpfchens in eine vorbestimmte Richtung, wobei die Leitung mit einem wärmetreibenden Abschnitt versehen ist, der eine Kraft zum Ausstoß des Flüssigkeitströpfchens durch die Zufuhr von Wärmeenergie zu der Flüssigkeit zur Erzeugung einer abrupten Zustandsänderung erzeugt, wobei der Wärmeantriebsabschnitt einen elektrothermischen Wandler mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt beinhaltet, der einen derartigen Aufbau umfasst, dass das Ausmaß der Wärmezufuhr von Position zu Position auf der Heizoberfläche verschieden ist, und (b) Steuern der Stärke eines elektrischen Eingangssignals, das der Abstufung eines aufzuzeichnenden Bildes entspricht, wodurch die Verteilung des Ausmaßes der an der Heizoberfläche zugeführten Wärme gesteuert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Ausstoßbeständigkeit unabhängig von der Tintenart zeigt, und der bei geringen Kosten ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile hergestellt werden kann.
Zudem wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt, das den vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird durch den Gegenstand der beigefügten unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Abwandlungen sind durch die beigefügten abhängigen Patentansprüche angegeben.
Die 1A und 1B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs;
Die 2A und 2B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs;
Die 3A und 3B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs;
Die 4A und 4B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs;
Die 5A und 5B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine außerhalb des Erfindungsbereichs;
Die 6A und 6B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine außerhalb des Erfindungsbereichs;
Die 7A und 7B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine außerhalb des Erfindungsbereichs;
Die 8A und 8B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine außerhalb des Erfindungsbereichs;
Die 9A und 9B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine eines bekannten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs;
Die 10A und 10B zeigen eine Schnittansicht beziehungsweise eine Draufsicht zur Beschreibung einer Heizelementplatine eines bekannten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs; und
11 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Die 1A und 1B zeigen ein Beispiel einer Heizelementplatine für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1B zeigt eine Draufsicht der Heizelementplatine, und 1A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 1A-1A aus 1B. Gemäß 1A umfasst die Heizelementplatine ein Substrat 101, eine untere Schicht 102 zur Wärmeansammlung, eine Widerstandsschicht 103, ein Paar Leiterbahnelektrodenschichten 104 für die Zufuhr von Elektrizität an die Widerstandsschicht, eine Schutzschicht 105 zum Schützen der Widerstandsschicht und der Leiterbahnelektroden gegen Tinte, eine zweite Schutzschicht 106, und eine dritte Schutzschicht 107. Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht zwischen dem Paar Leiterbahnelektroden, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen dünnen Bereich der Schutzschicht 105. In 1B bezeichnet das Bezugszeichen 108 den Wärmeerzeugungsabschnitt, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet den dünnen Bereich der Schutzschicht.
Die zweite Schutzschicht ist zur Verzögerung einer beim Bläschenschwund erzeugten Aushöhlung bereitgestellt. Die dritte Schutzschicht (organische Schutzschicht oder dergleichen) wird bereitgestellt, um die Anzahl der Fälle von durch das Eindringen von Tinte erzeugtem Kurzschluss und Beschädigung weiter zu reduzieren. Diese Schutzschichten sind zur Verbesserung der Funktionalität optional bereitgestellt. Dies gilt auch für die zweite und dritte Schutzschicht gemäß den 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B.
Das erste Ausführungsbeispiel ist dahingehend gekennzeichnet, dass die Musterbreite der Widerstandsschicht sich teilweise zur Ausbildung eines Hochtemperaturabschnitts und eines Niedertemperaturabschnitts des Wärmeerzeugungsabschnitts ändert, wenn sie angesteuert wird, und dass die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, unter dem Niedertemperaturabschnitt liegt. Mit anderen Worten ist die Musterbreite des Wärmeerzeugungsabschnitts 108 der Widerstandsschicht 103 breiter ausgebildet, um die elektrische Stromdichte auf und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und den Leiterbahnelektrodenschichten 104 zu reduzieren. Dadurch wird ein Temperaturanstieg auf und um die Mustergrenze gehemmt, um den Niedertemperaturabschnitt bereitzustellen. Indem die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt bereitgestellt wird, kann die in der Schutzschicht 105 erzeugte Wärmeverspannung auf und um die vorstehend beschriebene Mustergrenze reduziert werden.
Eine exzessiv große Musterbreite des Teils des vorstehend beschriebenen Musters in dem Wärmeerzeugungsabschnitt erhöht die Änderungsrate der Musterbreite, wobei eine Konzentration des elektrischen Stroms auf den sich ändernden Abschnitt verursacht wird, was zu einem Zusammenbruch oder einer Beschädigung des Wärmeerzeugungsabschnitts führt. Das Verhältnis (B/A) der Veränderung in der Musterbreite liegt vorzugsweise im Bereich von 1,1 bis 2,8, bevorzugter von 1,2 bis 2,5.
Die Breite des Widerstandsschichtmusters unter der Leiterbahnelektrodenschicht ist nicht im Einzelnen begrenzt, ist aber vorzugsweise größer als die Musterbreite (A) des Wärmeerzeugungsabschnitts, und kann dieselbe wie die Musterbreite (B) des Wärmeerzeugungsabschnitts sein, wie es in 1B gezeigt ist.
Gemäß den 1A und 1B wird ferner bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein dünner Bereich 109 der Schutzschicht auf den Bereich des Wärmeerzeugungsabschnitts ausgebildet, welcher bei der Ansteuerung zu einem Hochtemperaturabschnitt wird. Dieser dünne Schutzschichtbereich 109 wird auf dem vorstehend beschriebenen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht derart ausgebildet, dass die Grenze zwischen den dicken und dünnen Bereichen der Schutzschicht auf der vorstehend beschriebenen breiten Musterbreitenzone des Wärmeerzeugungsabschnitts (Niedertemperaturabschnitt bei der Ansteuerung) in der Nähe der Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und der Leiterbahnelektrodenschicht angeordnet ist. Da die breite Musterbreitenzone einen geringeren Temperaturanstieg bei der Ansteuerung verursacht, wird weniger Wärmeverspannung in der Grenze zwischen den dünnen und dicken Bereichen der Schutzschicht auf der breiten Musterzone des Wärmeerzeugungsabschnitts verursacht, und ein Zusammenbruch oder eine Beschädigung der Schutzschicht oder der Widerstandsschicht durch die Wärmeverspannung tritt weniger wahrscheinlich auf.
Der dünne Schutzschichtbereich 109 wird derart ausgebildet, dass jegliche andere Grenze zwischen den dicken und dünnen Bereichen der Schutzschicht, die nicht auf oder um die vorstehend beschriebene Mustergrenze liegt, außerhalb des Wärmeerzeugungsabschnitts angeordnet ist. Dies wird auch im Stand der Technik durchgeführt (vergleiche 9B und 10B).
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist gemäß den 1A und 1B die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen dem dünnen Bereich und dem dicken Bereich der Schutzschicht. Die Position der Grenze wird auf dieselbe Weise bestimmt, wie in dem Fall, bei dem die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen einem mit einer Schutzschicht 505 bedeckten Bereich und einem nicht bedeckten Bereich 509 gemäß den nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckten 5A und 5B ist. Bei der Heizelementplatine, bei der der Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht nicht durch eine Schutzschicht geschützt ist und in unmittelbaren Kontakt mit Tinte gebracht wird, liegt mit anderen Worten die Grenze zwischen dem schutzschichtbedeckten Bereich und dem nicht bedeckten Bereich auf der breiten Musterbreitenzone des Wärmeerzeugungsabschnitts, wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Die 2A und 2B zeigen ein Beispiel einer Heizelementplatine für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2B zeigt eine Draufsicht der Heizelementplatine, und 2A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 2A-2A aus 2B. Gemäß 2A umfasst die Heizelementplatine ein Substrat 101, eine untere Schicht 102 zur Wärmeansammlung, eine Widerstandsschicht 203, ein paar Leiterbahnelektrodenschichten 104 für die Zufuhr von Elektrizität an die Widerstandsschicht, eine Schutzschicht 105 zum Schützen der Widerstandsschicht und der Leiterbahnelektroden gegen Tinte, eine zweite Schutzschicht 106 und eine dritte Schutzschicht 107. Das Bezugszeichen 208 bezeichnet einen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht zwischen dem Paar Leiterbahnelektroden, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen dünnen Bereich der Schutzschicht 105. Bei 2B bezeichnet das Bezugszeichen 208 den Wärmeerzeugungsabschnitt, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet den dünnen Bereich der Schutzschicht.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist dahingehend gekennzeichnet, dass die Dicke der Widerstandsschicht sich teilweise zur Ausbildung eines Hochtemperaturabschnitts und eines Niedertemperaturabschnitts des Wärmeerzeugungsabschnitts bei der Ansteuerung verändert, und dass die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt liegt. Die Widerstandsschicht 203 des Wärmeerzeugungsabschnitts 208 ist mit anderen Worten auf und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 208 und den Leiterbahnelektrodenschichten 104 zur Reduktion der elektrischen Stromdichte darin dicker ausgebildet. Dadurch wird der Temperaturanstieg auf und um die Mustergrenze gehemmt, um einen Niedertemperaturabschnitt bereitzustellen. Durch Anordnen der Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt, kann die in der Schutzschicht 105 erzeugte Wärmeverspannung auf und um die vorstehend beschriebene Mustergrenze reduziert werden.
Eine exzessiv große Dicke des Teils der Widerstandsschicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt erhöht die Dickenänderungsrate, wobei eine Konzentration des elektrischen Stroms auf den Änderungsabschnitt verursacht wird, was zu einem Zusammenbruch oder einer Beschädigung des Wärmeerzeugungsabschnitts führt. Das Verhältnis (G/F) der Dickenveränderung liegt vorzugsweise im Bereich von 1,1 bis 2,5, bevorzugter von 1,2 bis 2,0.
Die Dicke der Widerstandsschicht unter den Leiterbahnelektrodenschichten ist nicht im Einzelnen begrenzt, aber sie ist vorzugsweise größer als die Dicke (F) beim Wärmeerzeugungsabschnitt, und kann dieselbe wie die Dicke (G) des Wärmeerzeugungsabschnitts sein, wie es in 2A gezeigt ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist gemäß den 2A und 2B zudem ein dünner Bereich 109 der Schutzschicht auf dem Bereich des Wärmeerzeugungsabschnitts ausgebildet, der bei der Ansteuerung ein Hochtemperaturabschnitt wird. Dieser dünner Schutzschichtbereich 109 ist auf dem vorstehend beschriebenen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht derart ausgebildet, dass die Grenze der dicken und dünnen Bereiche der Schutzschicht auf der vorstehend beschriebenen dicken Zone des Wärmeerzeugungsabschnitts (des Niedertemperaturabschnitts bei der Ansteuerung) in der Nähe der Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und der Leiterbahnelektrodenschicht liegt. Da die dicke Zone der Widerstandsschicht bei dem Wärmeerzeugungsabschnitt einen geringeren Temperaturanstieg bei der Ansteuerung verursacht, wird weniger Wärmeverspannung in der Grenze zwischen den dünnen und dicken Bereichen der Schutzschicht auf der dicken Zone des Wärmeerzeugungsabschnitts erzeugt, und ein Zusammenbruch oder eine Beschädigung der Schutzschicht oder der Widerstandsschicht durch die Wärmeverspannung tritt weniger wahrscheinlich auf.
Zudem ist der dünne Schutzschichtbereich 109 derart ausgebildet, dass jegliche andere Grenze zwischen den dicken und dünnen Bereichen der Schutzschicht, die nicht auf oder um die vorstehend beschriebenen Mustergrenze liegt, außerhalb des Wärmeerzeugungsabschnitts liegt. Dies wird auch beim Stand der Technik durchgeführt (vgl. 9B und 10C).
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist bei den 2A und 2B die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen dem dünnen Bereich und dem dicken Bereich der Schutzschicht. Die Lage der Grenze wird in ähnlicher Weise entschieden, wenn die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen einem mit einer Schutzschicht 505 bedeckten Bereich und einem nicht bedeckten Bereich 509 ist, wie es bei den nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckten 6A und 6B gezeigt ist. Bei der Heizelementplatine, bei der der Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht nicht durch eine Schutzschicht geschützt ist und in unmittelbaren Kontakt mit Tinte gebracht wird, liegt mit anderen Worten die Grenze zwischen dem schutzschichtbedeckten Bereich und dem nicht bedeckten Bereich auf der Dickschichtzone der Widerstandsschicht auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.
Die 3A und 3B zeigen ein Beispiel einer Heizelementplatine für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 zeigt eine Draufsicht der Heizelementplatine, und 3A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 3A-3A aus 3B. Gemäß 3A umfasst die Heizelementplatine ein Substrat 101, eine untere Schicht 302 zur Wärmeansammlung, eine Widerstandsschicht 303, ein Paar Leiterbahnelektrodenschichten 104 für die Zufuhr von Elektrizität an die Widerstandsschicht, eine Schutzschicht 105 zum Schützen der Widerstandsschicht und der Leiterbahnelektroden gegen Tinte, eine zweite Schutzschicht 106 und eine dritte Schutzschicht 107. Das Bezugszeichen 308 bezeichnet einen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht zwischen dem paar Leiterbahnelektroden, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen dünnen Bereich der Schutzschicht 105. Bei 3B bezeichnet das Bezugszeichen 308 den Wärmeerzeugungsabschnitt, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet den dünnen Bereich der Schutzschicht.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist dahingehend gekennzeichnet, dass die Dicke der unteren Schicht sich teilweise zur Ausbildung eines Hochtemperaturbereichs und eines Niedertemperaturbereichs des Wärmeerzeugungsabschnitts bei der Ansteuerung verändert, und dass die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt liegt. Die untere Schicht 302 ist mit anderen Worten unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt an und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 im Vergleich mit dem anderen Bereich unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt teilweise dünner ausgebildet. Dadurch wird der Temperaturanstieg auf und um die Mustergrenze zur Bereitstellung des Niedertemperaturabschnitts gehemmt. Durch Anordnen der Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf den Niedertemperaturabschnitt, kann die in der Schutzschicht 105 erzeugte Wärmeverspannung auf und um die vorstehend beschriebene Mustergrenze reduziert werden.
Eine extreme Dünne des Teils der vorstehend beschriebenen Unterschicht erhöht die Änderungsrate bezüglich der Dicke, wobei die Temperaturdifferenz an diesem Änderungsabschnitt erhöht wird, was zu einem Zusammenbruch oder einer Beschädigung des Wärmeerzeugungsabschnitts führt. Das Verhältnis (I/H) der Dickenveränderung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,9, bevorzugter in dem Bereich von 0,2 bis 0,8.
Die Dicke der unteren Schicht unter den Leiterbahnelektrodenschichten ist nicht im Einzelnen beschränkt, aber sie beträgt vorzugsweise weniger als die Dicke (H) der unteren Schicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt, und kann dieselbe wie die Dicke (I) der unteren Schicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt sein, wie es in 3A gezeigt ist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist bei den 3A und 3B ferner ein dünner Bereich 109 der Schutzschicht auf dem Bereich des Wärmeerzeugungsabschnitts ausgebildet, der bei der Ansteuerung ein Hochtemperaturbereich wird. Dieser dünne Schutzschichtbereich 109 wird über der vorstehend beschriebenen Unterschicht derart ausgebildet, dass die Grenze der dicken und dünnen Bereiche der Schutzschicht auf der vorstehend beschriebenen dünnen Zone der Unterschicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt (dem Niedertemperaturabschnitt bei der Ansteuerung) in der Nähe der Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und der Leiterbahnelektrodenschicht liegt. Da die Widerstandsschicht auf der dünnen Unterschichtzone einen geringeren Temperaturanstieg bei der Ansteuerung erzeugt, wird weniger Wärmeverspannung bei der Grenze zwischen den dünnen und dicken Bereichen der Schutzschicht in dieser Schichtzone erzeugt, und ein Zusammenbruch oder eine Beschädigung der Schutzschicht oder der Widerstandsschicht durch die Wärmeverspannung tritt weniger wahrscheinlich auf.
Zudem ist der dünne Schutzschichtbereich 109 derart ausgebildet, dass jegliche andere Grenze zwischen den dicken und dünnen Bereichen der Schutzschicht, die nicht auf oder um die vorstehend beschriebene Mustergrenze liegt, außerhalb des Wärmeerzeugungsabschnitts angeordnet ist. Dies wird auch im Stand der Technik durchgeführt (vgl. 9B und 10B).
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist bei den 3A und 3B die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen den dünnen und dicken Bereichen der Schutzschicht. Die Position der Grenze wird ähnlich bestimmt, wenn die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen einem mit einer Schutzschicht 505 bedeckten Bereich und einem nicht bedeckten Bereich 509 ist, wie es in den nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckten 7A und 7B gezeigt ist. Bei der Heizelementplatine, bei der der Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht nicht durch eine Schutzschicht geschützt ist, und die in unmittelbaren Kontakt mit Tinte gebracht wird, liegt mit anderen Worten die Grenze zwischen dem schutzschichtbedeckten Bereich und dem nicht bedeckten Bereich auf der dünnen Schichtzone der unteren Schicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt, ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel.
Die 4A und 4B zeigen ein Beispiel einer Heizelementplatine eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4B zeigt eine Draufsicht der Heizelementplatine und 4A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 4A-4A aus 4B. Bei 4A umfasst die Heizelementplatine ein Substrat 101, eine aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gebildete untere Schicht 402a, eine aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildete untere Schicht 402b, eine Widerstandsschicht 303, ein Paar Leiterbahnelektrodenschichten 104 für die Zufuhr von Elektrizität an die Widerstandsschicht, eine Schutzschicht 105 zum Schützen der Widerstandsschicht und der Leiterbahnelektroden gegen Tinte, eine zweite Schutzschicht 106, und eine dritte Schutzschicht 107. Das Bezugszeichen 308 bezeichnet einen Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht zwischen dem Paar Leiterbahnelektroden, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet einen dünnen Bereich der Schutzschicht 105. Bei 4B bezeichnet das Bezugszeichen 308 den Wärmeerzeugungsabschnitt, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet den dünnen Bereich der Schutzschicht.
Das vierte Ausführungsbeispiel ist dahingehend gekennzeichnet, dass das Material der unteren Schicht lokal verändert wird, um einen Hochtemperaturabschnitt und einen Niedertemperaturabschnitt des Wärmeerzeugungsabschnitts bei der Ansteuerung zu bilden, und dass die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt angeordnet ist. Die untere Schicht ist mit anderen Worten lokal aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, die in dem Bereich unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt an der und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 höher ist, als in anderen Bereichen der unteren Schicht. Dadurch wird ein Temperaturanstieg auf der und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und der Leiterbahnelektrodenschicht zur Bereitstellung des Niedertemperaturabschnitts gehemmt. Durch Positionieren der Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, auf dem Niedertemperaturabschnitt, kann die in der Schutzschicht 105 erzeugte Wärmeverspannung auf und um die vorstehend beschriebene Mustergrenze reduziert werden.
Der Bereich 402b der unteren Schicht unter dem Bereich des Wärmeerzeugungsabschnitts an der und um die Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und den Leiterbahnelektroden (genauer des Niedertemperaturbereichs bei der Ansteuerung) ist aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der Bereich 402a der unteren Schicht unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt ausgebildet (genauer dem Hochtemperaturbereich bei der Ansteuerung). Beispielsweise bei dem Fall, bei dem der Bereich 402a der unteren Schicht unter dem Hochtemperaturbereich aus Siliziumdioxid zusammengesetzt ist, ist der Bereich 402b der unteren Schicht unter dem Niedertemperaturbereich aus Si₃N₄, Al₂O₃ oder dergleichen mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als Siliziumdioxid ausgebildet.
Das Material der unteren Schicht unter den Leiterbahnelektrodenschichten ist nicht im Einzelnen beschränkt, aber es ist vorzugsweise ein Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der Bereich 402a der unteren Schicht unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt (dem Hochtemperaturabschnitt bei der Ansteuerung), und kann dasselbe Material wie das des Bereichs 402b unter dem Wärmeerzeugungsabschnitt sein (dem Niedertemperaturbereich bei der Ansteuerung), wie es in 4A gezeigt ist.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist gemäß den 4A und 9B ferner ein dünner Bereich 109 der Schutzschicht auf dem Bereich des Wärmeerzeugungsabschnitts ausgebildet, der bei der Ansteuerung ein Hochtemperaturbereich wird. Dieser dünne Schutzschichtbereich 109 ist über dem vorstehend beschriebenen Wärmeerzeugungsabschnitt der unteren Schicht derart ausgebildet, dass die Grenze zwischen den dicken und den dünnen Bereichen der Schutzschicht über der vorstehend beschriebenen Hochwärmeleitfähigkeitszone der Unterschicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt (dem Niedertemperaturbereich bei der Ansteuerung) in der Nähe der Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt und der Leiterbahnelektrodenschicht angeordnet ist. Da die Widerstandsschicht auf dem aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit zusammengesetzten unteren Schichtbereich einen geringeren Temperaturanstieg bei der Ansteuerung verursacht, wird bei der dicken Änderungsgrenze der Schutzschicht auf dieser Zone eine geringere Wärmeverspannung erzeugt, und ein Zusammenbruch oder eine Beschädigung der Schutzschicht oder der Widerstandsschicht durch die Wärmeverspannung tritt weniger wahrscheinlich auf.
Zudem ist der dünne Schutzschichtbereich 109 derart ausgebildet, dass jede andere Grenze zwischen den dicken und dünnen Bereichen der Schutzschicht, die nicht auf oder um der vorstehend beschriebenen Mustergrenze liegen, außerhalb des Wärmeerzeugungsabschnitts positioniert ist. Dies wird auch beim Stand der Technik so gemacht (vgl. 9B und 10B).
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist bei den 4A und 4B die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen den dünnen und dicken Bereichen der Schutzschicht. Die Position der Grenze wird ähnlich bestimmt, wenn die Grenze, bei der die Dicke der Schutzschicht variiert, die Grenze zwischen einem mit einer Schutzschicht 505 bedeckten Bereich und einem nicht bedeckten Bereich 509 ist (was nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt ist), wie es in den 8A und 8B gezeigt ist. Bei der Heizelementplatine, bei der der Wärmeerzeugungsabschnitt der Widerstandsschicht nicht von einer Schutzschicht geschützt ist und in unmittelbaren Kontakt mit Tinte gebracht wird, liegt mit anderen Worten die Grenze zwischen dem schutzschichtbedeckten Bereich und dem nicht bedeckten Bereich auf dem Hochwärmeleitfähigkeitsbereich der unteren Schicht in dem Wärmeerzeugungsabschnitt, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel.
Der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopf mit der Heizelementplatine kann als Aufzeichnungskopf der Vollzeilenbauart verwendet werden, der eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen über die gesamte Breite des Aufzeichnungsbereiches eines Aufzeichnungsträgers aufweist, wie es in 11 gezeigt ist. Der Aufzeichnungskopf nach 11 umfasst Ausstoßöffnungen 110, eine Heizelementplatine 111, eine obere Platte 112, und eine Tintenzufuhröffnung 113.
Die Erfindung ist besonders effektiv für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das eine Aufzeichnung durchführt, indem flüssige Tröpfchen unter Verwendung von Wärmeenergie fliegen gelassen werden.
Ein typischer Aufbau sowie das Prinzip eines derartigen Aufzeichnungskopfes und Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes sind beispielsweise in den US Patentschriften Nr. 4,723,129 und 4,740,796 offenbart.
Die auf diesem Prinzip basierenden Tintenstrahlaufzeichnungssysteme sind auf Bedarfsbauarten und kontinuierliche Bauarten zur Tintenstrahlaufzeichnung anwendbar, und für Bedarfsbauarten besonders effektiv. Mit dem System der Bedarfsbauart wird die Aufzeichnung wie folgt durchgeführt. Ein oder mehr Ansteuerungssignale werden einem auf einer Schicht oder einem Flüssigkeiten (Tinte) enthaltenen Flüssigkeitspfad bereitgestellten elektrothermischen Wandler zugeführt, die Aufzeichnungsinformationen entsprechen, damit ein abrupter Anstieg der Flüssigkeitstemperatur unter Überschreitung des Kernsiedepunkts zur Erzeugung von Wärmeenergie in dem elektrothermischen Wandler verursacht wird, wodurch ein Filmsieden auf der wärmeauslösenden Oberfläche des Aufzeichnungskopfs zur Ausbildung von Blasen in der Flüssigkeit (Tinte) in einer eins-zu-eins Entsprechung mit dem Ansteuerungssignal verursacht wird. Die Tinte wird durch die Tintenausstoßöffnung durch das Wachsen und Schrumpfen der Blasen ausgestoßen, und wird in Form von Flüssigkeitströpfchen fliegen gelassen.
Impulsförmige Ansteuerungssignale ermöglichen ein sofortiges und geeignetes Wachsen und Schrumpfen der Blasen, um einen Tintenausstoß mit einem ausgezeichneten Ansprechverhalten zu erzielen. Geeignete Ansteuerungssignale sind in den US Patentschriften Nr. 4,463,359 und 4,345,262 beschrieben. Die Aufzeichnung kann noch besser durchgeführt werden, indem die in der US Patentschrift 4,313,124 bezüglich der Temperaturanstiegsrate der wärmeauslösenden Oberfläche offenbarten Bedingungen verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf kann aus einer Kombination einer Flüssigkeitströpfchenausstoßöffnung, einem Flüssigkeitspfad und einem elektrothermischen Wandler gebildet sein (Linearflüssigkeitspfadaufbau oder rechteckiger Flüssigkeitspfadaufbau), wie es in den vorstehend angeführten Patentspezifikationen beschrieben ist, oder er kann so aufgebaut sein, dass eine wärmeauslösende Oberfläche in einem Krümmungsbereich angeordnet ist, wie es in den US Patentschriften Nr. 4,558,333 und 4,459,600 offenbart ist.
Die vorliegende Erfindung ist zudem auch bei einem Aufbau effektiv, der einen gemeinsamen Schlitz für mehrere elektrothermische Wandler als Ausstoßabschnitt aufweist (in der Druckschrift JP-A-59-123670 offenbart), sowie bei einem Aufbau mit einer Öffnung entsprechend dem Ausstoßabschnitt zur Absorption von Druckwellen der Wärmeenergie (in der Druckschrift JP-A-59-138461 offenbart).
Die vorliegende Erfindung ist außerdem für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf in der Vollzeilenbauart effektiv, der einer Länge entsprechend der maximalen Aufzeichnungsbreite des Aufzeichnungsgerätes aufweist. Der Aufzeichnungskopf in Vollzeilenbauart kann entweder eine Kombination aus mehreren Aufzeichnungsköpfen oder ein integrierter Aufbau gemäß den vorstehend beschriebenen Patentspezifikationen sein.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf kann ein Aufzeichnungskopf in der Bauart mit austauschbarer Spitze sein, die elektrisch an den Hauptkörper des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes verbunden werden kann, oder er kann mit Tinte aus seinem Hauptkörper versorgt werden, oder es kann ein Aufzeichnungskopf in Patronenbauart sein, der integriert mit einem Tintentank versehen ist.
Als Konstruktionseinheit des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes wird eine Reinigungseinheit für den Aufzeichnungskopf oder eine vorgelagerte Ergänzungseinrichtung vorzugsweise verwendet, damit eine stabilere Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt wird. Im Einzelnen beinhalten die Einrichtungen eine Abdeckeinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung, eine Druck- und Saugeinrichtung, eine vorgelagerte Heizeinrichtung sowie eine vorgelagerte Ausstoßeinrichtung.
Die Aufzeichnungsbetriebsart des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes kann eine schwarze oder andere einfarbige Betriebsart sein, eine Mehrfarbenbetriebsart, die verschiedene Farben verbindet, oder eine Vollfarbenbetriebsart, bei der eine Farbmischung verwendet wird.
Die Erfindung ist am effektivsten für ein Filmsiedesystem für die vorstehend angeführten Tinten.
Das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsgerät beinhaltet ein integriertes oder getrenntes Endgerät zur Bildausgabe eines Informationsverarbeitungsgerätes wie etwa Textverarbeitungseinrichtungen und Computer, mit einem Lesegerät kombinierte Kopiermaschinen, sowie Faksimilegeräte mit Sende- und Empfangsfunktionen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele näher beschrieben, ohne die Erfindung in irgendeiner Art einzuschränken.
Beispiele 1 bis 7
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurde mit dem in den 1A und 1B gezeigten Aufbau hergestellt.
Auf einem Siliziumsubstrat als Substrat 101 wurde eine SiO₂-Schicht mit 2,0 μm Dicke als Wärmeansammlungsunterschicht 102 durch Wärmeoxidation ausgebildet. Darauf wurde eine HfB₂-Schicht mit 0,1 μm Dicke als Widerstandsschicht 103 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Der Schichtwiderstand dieser Schicht lag bei 20 Ω/. Darauf wurde zudem eine Ti-Schicht mit 0,005 μm Dicke sowie eine Al-Schicht mit 0,6 μm Dicke als Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Gasphasenabscheidung ausgebildet.
Dann wurde ein Schaltungsmuster für den Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Fotolithographie und Ätzen ausgebildet, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist. Die Abmessungen C, D und E aus 1B lagen bei 100 μm, 120 μm bzw. 140 μm, und die Abmessungen A und B sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine SiO₂-Schicht mit einer Dicke von 1,0 μm wurde darauf als die Schutzschicht 105 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Dann wurde der dünne Bereich 109 mit 0,2 μm Dicke der Schutzschicht durch teilweise Entfernung eines 0,8 μm dicken Abschnitts der SiO₂-Schicht durch eine fotolithographische Strukturierung und einen Trockenätzvorgang ausgebildet, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist. Der dünne Bereich der Schutzschicht 105 wies 40 μm für die Abmessung J und 130 μm für die Abmessung K auf. Die Grenzen des dicken Bereichs und des dünnen Bereichs der Schutzschicht 105 nahe den Mustergrenzen zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 wurden auf der Zone mit der breiten Musterbreite (Breite B) des Wärmeerzeugungsabschnitts positioniert.
Dann wurde die zweite Schutzschicht 106 durch einen Sputtervorgang aus Tantal sowie einen nachfolgenden Fotolithographie- und Trockenätzvorgang in einem in 1A gezeigten Muster ausgebildet. Schließlich wurde die dritte Schutzschicht 107 mit 2,0 μm Dicke durch das Aufbringen einer Beschichtung aus einem lichtempfindlichen Polyamid und eine nachfolgende Strukturierung durch Fotolithographie ausgebildet.
Die gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte Heizelementplatine wurde zur Erzeugung des in 11 gezeigten Tintenstrahlkopfs verwendet. Auf der Heizelementplatine 111 wurden Düsenwände aus einer negativen DF (Trockenschicht) durch Fotolithographie ausgebildet. Darauf wurde eine Glasrahmenplatte 112 mit einer Tintenzufuhröffnung 13 zur Bedeckung der Düsenwände verbunden. Schließlich wurde die aus der Heizelementplatine, den Düsenwänden und der Rahmenplatte gebildete resultierende Kombination gleichzeitig zur Ausbildung von Ausstoßöffnungen in eine vorgeschriebene Form geschnitten. Somit wurde der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf erzeugt.
Beispiele 8 bis 13
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit dem in den 2A und 2B gezeigten Aufbau hergestellt.
Auf seinem Siliziumsubstrat als Substrat 101 wurde eine SiO₂-Schicht mit 2,0 μm Dicke als Wärmeansammlungsunterschicht 102 durch Wärmeoxidation ausgebildet. Darauf wurde eine HfB₂-Schicht als Widerstandsschicht 203 durch einen Sputtervorgang mit der in Tabelle 2 gezeigten Dicke G ausgebildet. Darauf wurde ferner eine Ti-Schicht mit 0,005 μm Dicke sowie eine Al-Schicht mit 0,6 μm Dicke als Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Gasphasenabscheidung ausgebildet.
Dann wurde die Schaltungsstruktur für den Wärmeerzeugungsabschnitt 208 und die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Fotolithographie und Ätzen ausgebildet, wie es in den 2A und 2B gezeigt ist. Ein Teil des Wärmeerzeugungsabschnitts 208 wurde auf eine gewünschte Dicke durch eine Fotolithographiestrukturierung und Trockenätzen verdünnt, wie es in 2A gezeigt ist. Die Dicke (F) der dünnen Zone ist in Tabelle 2 gezeigt. Die Abmessung der dünnen Zone des Wärmeerzeugungsabschnitts lag bei 20 μm × 100 μm. Diese Abmessung von 100 μm entspricht der Abmessung L in 2A.
Darauf wurde eine SiO₂-Schicht mit 1,0 μm Dicke als Schutzschicht 105 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Dann wurde der dünne Bereich 109 der Schutzschicht mit 0,2 μm Dicke durch teilweiser Entfernung bis 0,8 μm dicken Abschnitts der SiO₂-Schicht durch eine fotolithographische Strukturierung und einen Trockenätzvorgang ausgebildet, wie es in den 2A und 2B gezeigt ist. Der dünne Bereich der Schutzschicht wies eine Abmessung J von 40 μm sowie eine Abmessung K von 130 μm ähnlich zu den Beispielen 1 bis 7 auf. Die Grenzen des dicken Bereichs und des dünnen Bereichs der Schutzschicht 105 nahe der Mustergrenze zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 wurde auf der dicken Zone (Dicke G) des Wärmeerzeugungsabschnitts 208 angeordnet.
Dann wurde die zweite Schutzschicht 106 durch einen Sputtervorgang sowie einen nachfolgenden Fotolithographie- und Trockenätzvorgang in einem in 2A gezeigten Muster aus Tantal ausgebildet. Schließlich wurde die dritte Schutzschicht 107 mit 2,0 μm Dicke durch das Aufbringen einer Beschichtung aus einem lichtempfindlichen Polyimid und einer nachfolgenden Strukturierung durch Fotolithographie ausgebildet.
Die nach vorstehender Beschreibung hergestellte Heizelementplatine wurde zur Erzeugung eines in 11 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet. Auf der Heizelementplatine 111 wurden Düsenwände aus einer negativen Trockenschicht durch Fotolithographie ausgebildet. Darauf wurde eine Glasrahmenplatte 112 mit einer Tintenzufuhröffnung 113 zur Bedeckung der Düsenwände verbunden. Schließlich wurde die resultierende Kombination aus Heizelementplatine, Düsenwänden und Rahmenplatte gleichzeitig zur Ausbildung von Ausstoßöffnungen 110 in eine vorgeschriebene Form geschnitten. Somit war der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf erzeugt.
Beispiele 14 bis 17
Es wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit dem in den 3A und 3B gezeigten Aufbau hergestellt.
Auf einem Siliziumsubstrat als dem Substrat wurde eine SiO₂-Schicht als Wärmeansammlungsunterschicht 302 durch Wärmeoxidation ausgebildet. Diese Wärmeoxidation wurde in zwei Schritten durchgeführt. Bei dem ersten Wärmeoxidationsschritt wurde die Wärmeoxidationsausbildung einer SiO₂-Schicht der Dicke I durchgeführt. Bei dem nachfolgenden Schritt wurde eine Si₃N₄-Schicht durch CVD ausgebildet, ein Abschnitt der Si₃N₄-Schicht wurde von dem Bereich entfernt, wo die Dicke der SiO₂-Unterschicht größer auszubilden ist (Dicke H), wobei die Si₃N₄-Schicht auf dem Bereich für den dünnen Unterschichtteil (Dicke I) verblieb. Der Bereich mit der entfernten Si₃N₄-Schicht umfasste die Maße 30 μm × 100 μm. Die Abmessung von 100 μm entspricht der Abmessung M in 3A. Bei dem zweiten Wärmeoxidationsschritt wurde auf dem Si₃N₄-entfernten Bereich eine SiO₂-Schicht mit einer Gesamtdicke H weiter ausgebildet. Nach der Wärmeoxidation wurde die Si₃N₄-Schicht durch einen Ätzvorgang entfernt. Auf diese Weise wurde eine Unterschicht 302 mit einer lokal unterschiedlichen Dicke auf dem Substrat ausgebildet. Die Schichtdicken H und I sind in Tabelle 3 gezeigt.
Darauf wurde eine HfB₂-Schicht mit 0,1 μm Dicke als Widerstandsschicht 303 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Darauf wurde eine Ti-Schicht mit 0,005 μm Dicke und einer Al-Schicht mit 0,6 μm Dicke als Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Gasphasenabscheidung ausgebildet. Dann wurde das Schaltungsmuster für den Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch einen Fotolithographie- und Ätzvorgang ausgebildet, wie es in den 3A und 3B gezeigt ist.
Eine SiO₂-Schicht mit 1,0 μm Dicke wurde darauf als Schutzschicht 105 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Sodann wurde der dünne Bereich 109 der Schutzschicht durch teilweise Entfernung eines 0,8 μm dicken Abschnitts der SiO₂-Schicht durch fotolithographische Strukturierung und Trockenätzen 0,2 μm dick ausgebildet, wie es in den 3A und 3B gezeigt ist. Der dünne Bereich der Schutzschicht umfasste eine Abmessung J von 40 μm und eine Abmessung K von 130 μm, ähnlich den Beispielen 1 bis 7. Die Grenzen des dicken Bereichs und des dünnen Bereichs der Schutzschicht 105 nahe den Mustergrenzen zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 wurden auf der dünnen Zone (Dicke I) der Unterschicht 302 positioniert.
Danach wurde die zweite Schutzschicht 106 durch einen Sputtervorgang sowie einen nachfolgenden Fotolithographie- und Trockenätzvorgang in einem in 3A gezeigten Muster aus Tantal ausgebildet. Schließlich wurde die dritte Schutzschicht 107 mit 2,0 μm Dicke durch das Aufbringen einer Beschichtung aus einem lichtempfindlichen Polyimid und einer nachfolgenden Strukturierung durch Fotolithographie ausgebildet.
Die gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte Heizelementplatine wurde zur Herstellung eines in 11 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet. Auf der Heizelementplatine 11 wurden Düsenwände aus einer negativen Trockenschicht durch einen Fotolithographievorgang ausgebildet. Darauf wurde eine Glasrahmenplatte 112 mit einer Tintenzufuhröffnung 113 zur Bedeckung der Düsenwände verbunden. Schließlich wurde die aus der Heizelementplatine, den Düsenwänden und der Rahmenplatte gebildete resultierende Kombination gleichzeitig zur Ausbildung von Ausstoßöffnungen 110 in eine vorgeschriebene Form geschnitten. Somit wurde der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf hergestellt.
Beispiel 18
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurde mit dem in den 4A und 4B gezeigten Aufbau hergestellt.
Auf der gesamten Fläche eines Siliziumsubstrat als dem Substrat wurde eine Si₃N₄-Schicht mit einer Dicke von 2,0 μm als der unteren Schicht ausgebildet. Dann wurde das Si₃N₄ in der Zone 402a der unteren Schicht, wo die Wärmeleitfähigkeit zu verringern ist, durch einen Fotolithographie- und Ätzvorgang in einer Zone mit den Maßen 30 μm × 100 μm entfernt. Die Abmessung von 100 μm entspricht der Abmessung N in 4A. Auf der von der geätzten Zone verschiedenen Fläche wurde ein Fotoresistlackmuster ausgebildet. Dann wurde eine SiO₂-Schicht 402a mit 2,0 μm Dicke durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Danach wurde der Fotoresistlack entfernt.
Darauf wurde eine HfB₂-Schicht mit 0,1 μm Dicke als Widerstandsschicht 303 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Darauf wurde ein Ti-Schicht mit 0,005 μm Dicke und eine Al-Schicht mit 0,6 μm Dicke als die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Gasphasenabscheidung ausgebildet. Dann wurde das Schaltungsmuster für den Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch einen Fotolithographie- und Ätzvorgang ausgebildet, wie es in den 4A und 4B gezeigt ist.
Eine SiO₂-Schicht mit 1,0 μm Dicke wurde darauf als die Schutzschicht 105 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Sodann wurde der dünne Bereich 109 der Schutzschicht durch teilweises Entfernen eines 0,8 μm dicken Abschnitts der SiO₂-Schicht durch fotolithographische Strukturierung und einen Trockenätzvorgang 0,2 μm dick ausgebildet, wie es in den 4A und 4B gezeigt ist. Der dünne Bereich der Schutzschicht umfasste eine Abmessung J von 40 μm und eine Abmessung K von 130 μm, ähnlich wie bei den Beispielen 1 bis 7. Die Grenzen des dicken Bereichs und des dünnen Bereichs der Schutzschicht nahe den Mustergrenzen zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 308 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 wurden auf dem Abschnitt der Widerstandsschicht auf der Zone 402b der unteren Schicht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit positioniert.
Danach wurde die zweite Schutzschicht 106 durch einen Sputtervorgang sowie einen nachfolgenden Fotolithographie- und Trockenätzvorgang mit einem in 4A gezeigten Muster aus Tantal ausgebildet. Schließlich wurde die dritte Schutzschicht 107 mit 2,0 μm Dicke durch das Aufbringen einer Beschichtung aus einem lichtempfindlichen Polyimid und einer nachfolgenden fotolithographischen Strukturierung ausgebildet.
Die gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte Heizelementplatine wurde zur Erzeugung eines in 11 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet. Auf der Heizelementplatine 111 wurden Düsenwände aus einer negativen Trockenschicht durch einen Fotolithographievorgang ausgebildet. Darauf wurde eine Glasrahmenplatte 112 mit einer Tintenzufuhröffnung 113 zur Bedeckung der Düsenwände verbunden. Schließlich wurde die aus der Heizelementplatine, den Düsenwänden und der Rahmenplatte gebildete resultierende Kombination gleichzeitig zur Ausbildung von Ausstoßöffnungen 110 in einer vorgeschriebenen Form geschnitten. Somit wurde der erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungskopf erzeugt.
Beispiel 19
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 18 hergestellt, außer dass Al₂O₃ anstelle von Si₃N₄ verwendet wurde.
Beispiele 20 bis 26
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurde mit dem in den 5A und 5B gezeigten Aufbau hergestellt, der nicht in den Erfindungsbereich fällt.
Auf einem Siliziumsubstrat als dem Substrat 101 wurde eine SiO₂-Schicht mit 2,0 μm Dicke als Wärmeansammlungsunterschicht 102 durch Wärmeoxidation ausgebildet. Darauf wurde eine Ta-Ir-Schicht mit 0,1 μm Dicke als die Widerstandsschicht 103 durch einen Sputtervorgang ausgebildet. Diese Schicht wies einen Schichtwiderstand von 15 Ω/ auf. Darauf wurde ferner eine Ti-Schicht mit 0,005 μm Dicke sowie eine Al-Schicht mit 0,6 μm Dicke als die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch Gasphasenabscheidung ausgebildet.
Sodann wurde ein Schaltungsmuster für den Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und die Leiterbahnelektrodenschicht 104 durch einen Fotolithographie- und Ätzvorgang ausgebildet, wie es in den 5A und 5B gezeigt ist. Die Abmessung C, D und E in 5B betrugen 100 μm, 120 μm bzw. 140 μm, und die Abmessungen A und B sind in Tabelle 5 gezeigt.
Eine lichtempfindliche Polyimidschicht mit 2,0 μm Dicke wurde darauf als Schutzschicht 505 durch Aufbringen ausgebildet. Danach wurde ein Abschnitt der Schutzschicht 505 durch fotolithographische Strukturierung entfernt, um einen nicht geschützten Bereich 509 bereitzustellen. Der nicht geschützte Bereich umfasste eine Abmessung J von 40 μm und eine Abmessung K von 130 μm. Die Grenzen des durch die Schutzschicht 505 geschützten Bereichs und des nicht geschützten Bereichs nahe den Grenzen zwischen dem Wärmeerzeugungsabschnitt 108 und der Leiterbahnelektrodenschicht 104 wurden auf der breiten Musterbreitenzone (Breite D) des Wärmeerzeugungsabschnitts positioniert.
Die gemäß vorstehender Beschreibung hergestellte Heizelementplatine wurde zur Erzeugung eines in 11 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs verwendet. Auf der Heizelementplatine 111 wurden Düsenwände aus einer negativen Trockenschicht durch einen Fotolithographievorgang ausgebildet. Darauf wurde eine Glasrahmenplatte 112 mit einer Tintenzufuhröffnung 113 zur Bedeckung der Düsenwände verbunden. Schließlich wurde die aus der Heizelementplatine, den Düsenwänden und der Rahmenplatte gebildete resultierende Kombination gleichzeitig zur Ausbildung von Ausstoßöffnungen 110 in einer vorgeschriebenen Form geschnitten. Somit wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem in den 9A und 9B gezeigten Aufbau wurde auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 1 bis 7 erzeugt, außer dass der Wärmeerzeugungsabschnitt in der in den 9A und 9B gezeigten Form mit der Abmessung A von 20 μm ausgebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem in den 10A und 10B gezeigten Aufbau wurde auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 20 bis 26 hergestellt, außer dass der Wärmeerzeugungsabschnitt in der in den 10A und 10B gezeigten Form mit der Abmessung A von 20 μm ausgebildet wurde.
Bewertung der Wärmeverspannungsbeständigkeit (CSC-Verfahren)
Die Heizelementplatinen wurden gemäß einem CSC-Verfahren durch Messen der vor einem Zusammenbruch (Ausschalten) verstrichenen Zeit bewertet. Je länger die vor dem Zusammenbruch verstrichene Zeit war, je höher war die Wärmeverspannungsbeständigkeit.
Die Tintenstrahlköpfe wurden unter den nachstehend aufgeführten Betriebsbedingungen angesteuert, und die vor dem Zusammenbruch zugeführte Anzahl von Impulsen (Zusammenbruchsimpulsanzahl) wurde als Index der vor dem Zusammenbruch verstrichenen Zeit gemessen; Ansteuerungsspannung: 1,2 Mal die Blasenausbildungsspannung, Ansteuerungsimpulsbreite: 3,0 μs, Ansteuerungsfrequenz: 3,0 kHz.
Die Bewertungsergebnisse sind durch den Relativwert der Zusammenbruchimpulsanzahl gegenüber dem zu 1 verwendeten Wert des Referenzbeispiels dargestellt, wie es in den Tabellen 1 bis 5 gezeigt ist.
Bewertung durch Ausstoßbeständigkeitstest
Die Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe wurden mit einer Tinte gefüllt, und ein praktischer Tintenausstoßtest wurde durchgeführt. Die vor dem Zusammenbruch verstrichene Zeit wurde gemessen. Die Ansteuerungsbedingungen waren wie folgt; Ansteuerungsfrequenz: 3 kHz, Ansteuerungsimpulsbreite: 3 μs, Ansteuerungsspannung: 1,2-fache der Blasenausbildungsspannung, Tintenzusammensetzung: 77 Gew.-% Wasser, 12 Gew.-% Dieethylenglykol, 7 Gew.-% Harnstoff und 4 Gew.-% eines Farbstoffs („C. I. Food Black 2").
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. Die vor dem Zusammenbruch verstrichene Zeit ist durch einen Relativwert gegenüber dem zu 1 angenommenen Wert des Referenzbeispiels 2 dargestellt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit: einem Tintenflusspfad mit einer Ausstoßöffnung (110) zum Ausstoßen von Tinte; einem elektrothermischen Umwandler, der dem Tintenflusspfad entsprechend bereitgestellt ist und eine untere Schicht (402) zur Wärmeansammlung aufweist; einer Widerstandsschicht (303), die auf der unteren Schicht (402) bereitgestellt ist; und einem Paar Leiterbahnelektroden (104), die auf der Widerstandsschicht (303) für die Zufuhr eines elektrischen Signals an die Widerstandsschicht (303) bereitgestellt sind; wobei ein Abschnitt der Widerstandsschicht (303) zwischen den Leiterbahnelektroden (104) angeordnet ist und einen Wärmeerzeugungsabschnitt (308, 108) ausbildet; und wobei eine Schutzschicht (105, 106, 107) auf dem elektrothermischen Umwandler zum Schutz des elektrothermischen Umwandlers bereitgestellt ist; dabei ist die Schutzschicht auf dem wärmeerzeugenden Abschnitt mit einem dünnen Abschnitt (109) mit einer geringeren Dicke als die Dicke eines dicken Abschnitts (105, 106, 107) versehen, der ein anderer Abschnitt der Schutzschicht ist; wobei der wärmeerzeugende Abschnitt (108, 308) einen Hochtemperaturabschnitt (402a) mit einem Paar Endabschnitte und einem Paar Niedertemperaturabschnitte (402b) versehen ist, die angrenzend zu und in Kontakt mit einem zugehörigen Endabschnitt des Hochtemperaturabschnitts (402a) bereitgestellt sind, wobei der Hochtemperaturabschnitt (402a) und das Paar Niedertemperaturabschnitte (402b) gemeinsam eine kontinuierliche flache Oberfläche aufweisen; wobei der dünne Abschnitt (109) der Schutzschicht auf dem Hochtemperaturabschnitt (402a) angeordnet ist; und wobei ein Grenzabschnitt der Schutzschicht, bei dem der dünne Abschnitt (109) kontinuierlich zu dem anderen Abschnitt unter Variation der Dicke ist, auf dem Niedertemperaturabschnitt (402b) angeordnet ist; und wobei die Schutzschicht eine integrierte Schicht ist, die Siliziumoxid aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei der Hochtemperaturabschnitt und der Niedertemperaturabschnitt bereitgestellt sind, indem die Breite der den wärmeerzeugenden Abschnitt ausbildenden Widerstandsschicht nicht homogen ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei der Hochtemperaturabschnitt und der Niedertemperaturabschnitt bereitgestellt sind, indem die Dicke der unteren Schicht entsprechend dem wärmeerzeugenden Abschnitt nicht homogen ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Grenzabschnitt, bei dem die Dicke der Schutzschicht variiert, eine Grenze zwischen dem dünnen Abschnitt und dem dicken Abschnitt der Schutzschicht ist.
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit: dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3; sowie einer Einrichtung zur Beförderung eines Aufzeichnungsträgers.