JPH03506004A - バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジェクタ要素及び製造方法 - Google Patents

バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジェクタ要素及び製造方法

Info

Publication number
JPH03506004A
JPH03506004A JP50759490A JP50759490A JPH03506004A JP H03506004 A JPH03506004 A JP H03506004A JP 50759490 A JP50759490 A JP 50759490A JP 50759490 A JP50759490 A JP 50759490A JP H03506004 A JPH03506004 A JP H03506004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
metal
heater
oxidized
thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP50759490A
Other languages
English (en)
Inventor
ブローン,ヒラリオン
Original Assignee
イーストマン・コダック・カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーストマン・コダック・カンパニー filed Critical イーストマン・コダック・カンパニー
Publication of JPH03506004A publication Critical patent/JPH03506004A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1601Production of bubble jet print heads
    • B41J2/1604Production of bubble jet print heads of the edge shooter type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1628Manufacturing processes etching dry etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1631Manufacturing processes photolithography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1642Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/164Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1646Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 7、前記金属を堆積する段階がスパッタリングによりおこなわれる請求項1の発 明。
8、前記スパッタリングの段階が前記電極の端子領域上にテンプレートマスクを 堆積して行われる請求項7の発明。
9、前記酸化された第2の層の表面上に前記金属の薄い第3の層を堆積しその後 前記第3の層を酸化する段階を更に備える請求項1の発明。
10、前記第1の層の頂面と第2の層の頂面との間にサンドイッチ状の金属フィ ルム層が存在するように、前記第2の層及び第3の層の少な(とも一方がその厚 みにわたって単に部分的に酸化される請求項9の発明。
11、基材上に設けられた複数の抵抗性の加熱要素および関連する電極を備える 形式のバブルジェット液滴エジェクタ要素のための保護カバーを製造するための 方法であって、 (a)前記抵抗性の加熱要素上にジルコニウム、チタン及びタンタルから成る群 から選択された金属の薄い第1の層をスパッタリングする段階と;(b)前記層 を酸素雰囲気中で加熱して該層を完全に酸化する段階と;(C)酸化された前記 第1の層の上に前記金属の薄い第2の層をスパッタリングする段階と; (d)前記第2の層を酸化する段階と;を備える製造方法。
12、前記各スパッタリング段階と酸化段階との間に、前記電極のための端子領 域上にある酸化されていない金属を取り除く段階を更に備える請求項11の発明 。
13、別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を有する基材を備える形 式のバブルジェット印刷ヘッド装置において、該ヒータ部分のための改善された 保護カバー構造を備え、該保護カバー構造が、(a)前記ヒータ部分に形成され た分離して堆積されかつ酸化されたジルコニウムの第1の層と; (b)前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分上に延在する分離して堆 積されかつ酸化されたジルコニウムの第2の層と;を備えることを特徴とする印 刷ヘッド装置。
14、前記第1及び第2の層と前記ヒータ部分との上に延在する第2の層におい て形成され分離して堆積されかつ酸化されたジルコニウムの第3の薄層を更に備 える請求項13の発明。
15、前記第2の層および第3の層の一方がその厚みにわたって単に部分的に酸 化される請求項14の発明。
16、別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を有する基材を備え、該 ヒータ部分がヒータ部分の隔置された縁部−・またこれから離れる方向へ電気エ ネルギをもたらすアドレス及び共通電極の対により形成される形式のバブルジェ ット印刷ヘッド装置において、ヒータ部分のための改善された保護カバー構造が 、(a)前記ヒータ部分に形成された高い抵抗を有する酸化された金属あるいは 半導体材料の分離した第1の層と1 (1))前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分の上に延在する同一の 酸化された材料の分離した第2の層と。
(C)前記第1及び第2の層および前記ヒータ部分の上に延在する第2の層に形 成された同一の酸化された材料の分離した第3の薄層と、を備える印刷/\ツド 。
17、前記第2の層および第3の層の一方がその厚みにわたって単に部分的に酸 化される請求項16の発明。
18 別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を有する基材を備える形 式のバブルジェット印刷ヘッド装置において、該ヒータ部分のための改善された 保護カバー構造を備え、該保護カバー構造が、(a)前記ヒータ部分に形成され た分離して堆積されかつ酸化されたチタンの第1の層と: (b)前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分上に延在する分離して堆 積さねかつ酸化されたチタンの第2の層と、を備えることを特徴とする印刷ヘッ ド装置。
明細書 バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジュクタ要素及び製造方法関連 出願の参照 本出願は1989年5月12日出願の本発明者の先行出願番号3!50.886 号の一部継続出願である。
技術分野 本発明はサーマル・ドoツブ・オン−デマンド(thermal drop−o n−demand)型のインクジェット印刷ヘッド(本明細書においてはバブル ジェット印刷ヘッドと呼称する)に関し、より詳細にはそのような印刷ヘッドの 液滴エジェクタ要素(drop eject、or components)に 対する比較的非水浸透性の保護カバーを提供するための方法及び構造に関する。
背景技術 一般にバブルジェット印刷ヘッドにおいては、電気抵抗性の複数のヒータ要素が 支持基材上に堆積され、この支持基材は例えば金属あるいはセラミック材料から 形成されると共に例えばSin>の熱制御コーティングを有している。金属電極 が形成されてヒータ要素を通じて電圧を選択的に付与し、またヒータ要素及び電 極上に保護コーティングが設けられる。印刷インクはヒータ要素と印刷ヘッドの オリフ、イスとの間に供給され、またヒータ要素は隣接するインクを蒸気に迅速 に転換して衝撃波が関連するオリフィスからのインクの射出を生ずる温度まで選 択的に励起される。
このインクジェット印刷技法は急激に有用となりつつあるが、特に高速印刷モー ドで用いられた場合にヒータ要素の長い動作寿命を可能とする印刷ヘッドを提供 するには依然として大きな問題が存在する。基本的に、これは液滴エジェクタを 物理的及び化学的ダメージから保護することが依然として大きな技術的問題を生 ずるからである。
すなわち、使用されるインクはヒータ要素を化学的に侵食しそれらのアドレス及 びグランド電極の間に短絡を生ずるからである。より詳細には、抵抗器は電気的 に励起されるデバイスであり、またインクは電解質である。電解質を通して電流 を流rいかなる装置も、陽極においては電解質の溶解また陰極においては電解メ ッキを生ずるものである。従って、抵抗器は、この抵抗器が電解質から遮蔽され ない限り、陽極端においては溶解すると共に陰極端においては電解質材料を堆積 させる傾向を示す。これらの理由及び例えば機械的な損傷に対する保護等の他の 理由から、ヒータ要素上(そして通常は電極上)に1あるいはそれ以上の誘電体 の保護層が設けられる。
米国特許4. 450.457号及び同4,577.202号は上述及び他の問 題点を記載すると共に望ましい保護層特性の幾つかの例示的なリス)・を提示し ている。例えば、そのような保護層は熱及びインクのダメージに対して良好な耐 久性を有し1、良好な熱伝導性、インク浸透阻止特性、酸化阻止特性及び機械的 ダメージに対する耐久性を有するのが望ましい。そのような特性を達成するため に、上記米国特許は2層合成保護カバーの使用を教示しており、この保護カバー は、ヒータ要素のすぐ上の誘電体(例えばSiC,あるいは5isN4)と、頂 層としての金属層(例えばTaあるいは金属合金)から構成されている。米国特 許4゜513.298号は他の合成保護層の構造を開示しており、第1の上積層 として窒化ケイ素を用いているが、頂部保護層としては炭化ケイ素を用いている 。
従来技術の試みによる多層保護カバー構造は有用であるが依然と11.て困難性 を有している。例えば、異なった層の間に良好な接着を達成するには問題がある 。
またこれらの試みは全製造工程にわたって堆積されなければならない材料の種類 を増加し、これにより段取り時間及び/又は設備コストが付加される。更に、カ バー構造全体に所望の非水浸透性を確立するための国難が存在する。すなわち、 堆積させたインク保護層の中にはしばしばピンホール型の空間が存在し、これは 構造全体の割れ及び/又は電解破壊につながる。
米国特許4,535.343号は保護カバーの中のピンホールを防ぐ試みを開示 している。この米国特許による製造においては、1抵抗性のヒータ要素及び電極 の酸化物あるいは窒酸化物が、これらの金属元素を水溶性の多塩基酸等の電解質 で陽極酸化することにより成長される。当然この手法は、保護フィルム特性に関 しては、ヒータ及び電極に用いられる金属により制限を受ける。
発明の開示 本発明の基本的な目的は、バブルジェッI・プリンタの液滴エジェクタ要素のた めの保護カバー構造を製造するための、比較的簡単で効果的な手法を提供するこ とである。関連する目的は、液滴エジェクタ要素により射出されるインクから抵 抗性のヒータ要素及びその電極を分離するt:めの、高度に非水浸透性の保護カ バー構造を有するバブルジェット印刷ヘッドを提供することである。
従って、1つの観点においては、本発明は、基材上に設けられた複数の抵抗性の 加熱要素および関連する電極を備える形式のバブルジエツ)・液滴エジェクタ要 素のための保護カバーを製造するための方法を構成する。この方法は、上記抵抗 性の加熱要素上にジルコニウム、チタン及びタコ/タルから成る群から選択され た金属の薄い第1の層を堆積する段階と、上記第】の層を酸化する段階と、酸化 された上記第]の層の上に上記金属の薄い第2の層を堆積する段階と、該第2の 層を酸化する段階とを備える。
他の観点においては、本発明は別個にアドレス可能な複数の抵抗性のピーク部分 を有する基材を備え、該ヒータ部分がに一夕部分の隔置された縁部へまたこれか ら離れる方向へ電気エネルギをもたらすアドレス及び共通電極の対により形成さ れる形式のバブルジェット印刷ヘッド装置のための改善された保護カバー構造を 構成する。該保護カバー構造は、上記ヒータ部分に形成された酸化されたジルコ ニウムの第1の薄層と、上記第1の薄層に形成されると共に上記ヒータ部分の上 に延在する酸化されたジルコニウムの第2の薄層と、丘記第1及び第2の層およ び上記ヒータ部分の上に延在する第2の薄層に形成された酸化されたジルコニウ ムの第3の層とを備えている。
図面の簡単な説明 以下の好ましい実施例の記載は添付の図面を参照しており、これら図面において 、 第1図は、本発明を利用することのできる従来技術のある種の印刷ヘッドの断面 図であり、 第2図は、本発明を利用することのできる従来技術の他の穐の印刷ヘッドを部分 的に断面で示す斜視図であり、 箪3図は、第1図の印刷ヘッドの分解斜視図であって液滴射出要素の頂部及びこ の要素を駆動回路に接続する端子を示しており、第4図は、液滴射出要素の一部 の拡大断面図であって本発明の1実施例を示しており、 第5図は、第4図の要素の一部を更に拡大した概略図であり、第6A図乃至第6 E図は、本発明の1つの好ましい製造方法による種々の製造段階における液滴射 出要素の端子部分の概略図であり、そして、第7図は第5図と同様の断面図であ るが他の保護カバー構造を示している。
本発明を実施する態様 第1図を参照すると、従来技術のバブルジェットヘッド10は、概ね、金属ある いはガラス等の熱伝導性材料で形成されたベース基材11を備えており、該ベー ス基材上には5in2等の熱制御層12および溝付きの頂部プレーI・13が被 覆されており、該溝付きの頂部プレートは頂部の端部キャップ16により形成さ れたインク供給源15から導かれる複数のインク供給通路14を画成する。もし 上記基材の特性が合致すれば、ヒートシンク部分17を基材11の下側面に設け ることができる。頂部プレートの溝と基材11との間に形成されオリフィス19 の上流側に位置するのは選択的にアドレス可能な複数の電熱トランスジューサで ある。これらの各々のトランスジューサは、例えばZrB2、トIfB2、Ta Al等により形成された分離された抵抗性ヒータ部分21と、例えばアルミニウ ムあるいは他の金属導体で形成された分離されたアト1ノス電極22とを備えて いる。
共通のグラウンド電極23を各アドレス電極の反対側の各ヒータ要素の縁部に接 続することができる。電極及びヒータ要素は種々の金属堆積技術により層12の 面上に形成することができる。
電極及びヒータ要素の両方に形成されているのは、上記技術分野の項において説 明した種々の要求を満たすことを意図された、例えば5i02等の1あるいはそ れ以上の保護層である。アドレス電極22に電位を与えると、電流が抵抗性のヒ ータ要素21を通ってグラウンド電極に流れ、l=−夕要素の付近のインクを蒸 発させかつオリフィス19を介してインクの液滴を射出するための熱が生ずる。
第2図は従来技術の他のバブルジェット印刷ヘッドの例を示しており、この印刷 ヘッドはダッシュ付きの対応する符号で示された第1図の例と同様の要素を宵し ている。第2図の従来技術の印刷ヘッドにおける主要な相違点は、頂部プレート が協働して頂部射出通路19°を提供する別個の要素13’、13”を備えてお り、またオリフィスプレート19”が通路19゛上に設けられていることである 。アドレス電極22゛ に電位を与えると、電流がヒータ21′ を通ってグラ ウンド電極23′ へ流れてインクを加熱し、プレート19”の関連するオリフ ィスを介して液滴が射出される。
第3図は、印刷ヘッドの頂部プレート13及びリザーバキャップ16を取り外し た状態の第1図の印刷ヘッドを示している。第3図から要素30がグラウンド及 びアドレス電極23.24により抵抗性のヒータ要素21にそれぞれ接続される 端子パッド28.29をどのように有しているかが分かる。可撓性のコネクタ3 1が主インクジェットプリンタ制御装置(図示せず)から伸長していると共に端 子パッド28.29と係合するための別個の接続回路32.33を有している。
従って、保護コーティング25(第1図)はインクと接触するヒータおよび電極 の部分上にあるのが望ましいが、少なくともパッド部分28.29上にあること は望ましくない。
第4図は上述の如き液滴射出要素の部分を示しているが、本発明による1つの保 護カバーの実施例を有している。従って、液滴射出部分40は、基材41と、熱 制御層42と、抵抗性のヒータ層43と、グラウンドおよびアドレス電極44. 45とを備えている。射出要素40のこれらの部品はこのような構造の技術分野 において知られる種々の材料から形成することができる。本発明によれば、保護 カバー46は、別個に堆積されかつ処理された複数(ここでは3)の薄層46a 。
46bおよび46cを有する多薄層の層から成っている。カバー46に対して特 に好ましい構造は2酸化ジルコニウム(ZrOz)で別個に形成された3つの薄 層を備えており、これら各薄層の厚みは1500乃至2500オングストロ一ム 程度である。
多薄層の層46等の保護カバーの製造は、一般に、抵抗性のヒータ要素及びそれ らの電極を支持する基材の表面上に、複数の適宜な金属あるいは半導体材料の層 を連続的に堆積かつ酸化する段階を含む。第4図乃至第6図を参照すると、好ま しい製造モードにおいては、ジルコニウムの層46aが、通常のスパッタリング 技術を用いて、基材41の全面上に約1500乃至2500オングストロームの 厚みまで堆積される。この基材41は、第3図に示す基材17と同様に、ヒータ 部分43と、電極部分44.45と、電極端子部分とを支持している。そのよう な層の堆積の後に、金属薄層がパターン付けされ(例えば、フォトレジストをコ ーティングかつ露光しその後にエツチングすることにより)5、端子パッド上に ある金属薄層のみを除去する。従って、第6A図乃至第6E図に示すように、フ ォトレジストコーティング51が露光かつ現像され、電極45の端子48上の薄 層46aの領域の上に延在する開口52を形成する。薄層46aは次に開口52 を介してエツチングされて薄層46aに開口49を形成して端子48を露出させ る。
ジルコニウム薄層46aの選択した領域を除去するこの段階の後に、パターンを 有する基材が酸素雰囲気に置かれて約200乃至300’Cの温度でこの薄層を 完全に酸化するに十分な時間にわたって加熱される。これによりジルコニウム金 属薄層がその厚み全体にわたって2酸化ジルコニウムに転換する。
酸化段階が完了すると基材は冷却され、次に再びスパッタリングチャンバに定置 され、これによりジルコニウム金属の第2の薄層46bが前に形成されたZrO 2薄層46a上に堆積される。第2の薄層もまた約1500乃至2500オング ストロームの厚みで堆積され、次に第1の薄層と同様にしてパターン付けられて 再び端子48を露出する。その後、基材は酸化雰囲気中に置かれて加熱されZr 層46bをZrO2に転換する。除去及び冷却の後に、Zr堆積、パターン付け および酸化の一連の段階が再び繰り返され、これにより第3の組織46cが形成 される。
上述の構成の重要な利点は第5図を参照するとより完全に理解することができる 。すなわち、各薄層46a、46b、46(1:を形成する間に、第5図に”D ”で概略的に示したピンホール欠陥をもたない連続的なカバーを形成することは 極めて困難である。しかしながら、第5図は、保護カバ一層が多薄層成分として 形成されるとピンホール欠陥りは整合せず、従って液滴射出要素の抵抗性のヒー タおよび電極要素がダメージを受ける可能性が実質的に否定されることを示して いる。本発明の他の利点は多薄層の試みにより比較的厚い層を時間効率良(製造 することができることであり、その理由は酸化工程を完了するに要するに時間は 薄層の厚みとともに指数関数的に増加するからである。従って、本発明は必要に 応じて厚い層を形成することができる。
上述の特定の例は好ましい多薄層Zr○2層の構造を参照している。しかしなが ら、他の金属及び半導体酸化物を用いることができる。そのような材料は幾つか の重要な特性に基づき選定することができる。第1に、酸化物材料は抵抗性のヒ ータ要素に比べて高い電気抵抗、例えば104から10’倍大きな抵抗、を有す る必要がある。第2に酸化物材料は電解質雰囲気にあるインクに対して化学的に 比較的安定である必要がある。好ましくはないが、この目的のために安定な頂部 上塗り層(例えば金属製)を多薄層の層上に設けることができる。また、選定さ れた材料あるいは半導体材料はその酸化物の密度特性とは大きく異なった密度特 性を有することが特に望ましい。これは層を形成する際にこれら層の中に生ずる 応力を最小限とし、従って応力に起因する欠陥を減少する。五酸化タンタル(T 120s)を生ずるタンタルは本発明に従って上述の特性を達成する他の特に好 ましい材料である。上述の説明により当業者には他の材料が思い当たるであろう 。
次に第6A図乃至第6E図に戻ると、図示された本発明の実施例はその酸化の前 に各連続した金属堆積の中間的なパターン付けをもたらすが、その理由はZrO 2のパターン付けは容易に行えないことにある。しかしながら、本発明を実施す るための他の態様においては、そのような中間のパターン付けの段階を省くこと ができる。例えば、各堆積段階の際に適宜なテンプIノートを準備して基材41 の端子領域の上に材料が堆積することを防止することができる。更に他の態様に おいては、一連の堆積−酸化を複数回実行して基材全体の上に第5図のカバーを 設けることができる。次にこのカバーを、端子領域および多薄層を除いて貴金属 でマスキングし、化学的エツチングを行って端子48を露呈することができる。
そのようなマスキング金属は上述の多薄層の実施例において追加の化学的安定性 を与えるために用いることができる。同様の他の手法により中間のパターン付け なしに多薄層を形成しその後フォトレジストパターンを介してドライエツチング を行って多薄層構造を通る端子開口を設ける。
本発明によれば、特に説明した製造方法の他の変形を用いることができる。例え ば、金属薄層の堆積はスパッタリング以外の技術、例えば化学蒸着技術、により 行うことができる。また、薄層を酸化するためには他の技術、例えば酸素ブラズ マ露光、を用いることができる。
第7図は本発明の他の変更例を概略的に示している。すなわち、第7図の実施例 においては、薄層46bはその厚み全体にわたって酸化されておらず、これによ り金属、例えばジルコニウム、の下側の厚み領域46b°は薄層46aの頂部と 薄層46bの頂部の酸化された部分との間でサンドイッチ状に残っている。この 変更した実施例はインクと保護カバーの界面における電解質溶解を止める静電遮 蔽層を提供するのに有用であり、該静電遮蔽層は°°上ヒータ素に対する改善さ れた多層保護構造を有するバブルジェット印刷ヘッドと題する米国特許出願番号 350.867号に記載の機能と略同様の機能を果たす。この米国特許出願の教 示するところはその教示を参照するために本明細書に組み込まれている。
本発明にしたがって多層保護構造を形成するための他の特に好ましい材料はチタ ンであり、このチタンは連続する薄い層として堆積されかつ酸化されて酸化チタ ン薄層を生ずるが、この酸化チタン薄層は略透明であると共l二約1.6よりも 大きな屈折率を有する。そのような構造を形成するための好ましい態様は、約9 9.9%の純粋なT1を約1500乃至2500オングストロームの厚みまでス パッタリングして第5図の層46aと同様の層を形成する段階を含む。堆積した 層は次に前述した如き光学的形成法によりパターン付けされて接続パッド部分の 上のチタンが取り除かれる。光学的に形成された層をもつ要素は次に酸素雰囲気 中で約300乃至400’Cの温度で第1の薄層を完全に酸化するに十分な時間 にわたり加熱される。
第1の酸化段階の完了後、基材は冷却され次にスパッタリングチャンバに定置さ れ、これにより薄層46b(第5図)に類似するがチタン金属である第2の層が 以前に形成されたチタン酸化物の薄層46aの上に堆積する。第2の薄層もまた 約1500乃至2500オングストロームの厚みまで堆積され、次に第1の薄層 と同様にパターン付けされて再び端子を露呈する。その後基材は酸化雰囲気中に 置かれかつ上述のように加熱されて46bの如き他のチタン酸化物層を形成する 。除去および冷却の後に、Ti堆積、パターン付は及び酸化の一連の段階が再び 繰り返され、これにより第5図の層46cと同様の第3のチタン酸化物組織が形 成される。
本発明の他の好ましい実施例は上述の如き別個に堆積されかつ酸化されたチタン の複数層から形成されるが、篤1のチタン層を酸化する段階と第2のチタン層を 堆積する段階との間で、タンタルの薄い層の中間の堆積が行われる。サンドイッ チ状のタンタル層は上述の米国特許出願番号360.867号に記載の電場遮蔽 をもたらすと共に保護層の合成物に機械的強度を与える。
頂部保護面として好ましい材料の酸化物を用いる本発明の実施例は異種材料堆積 の形成を最少とする効果を奏功するが、そのような酸化物の幾つかはある種のイ ンクに対して化学的に活性である。そのような場合には、不活性な金属製の薄い 頂部カバーを堆積することによって本発明の重要な利点を維持することができる 。例えば、タンタルあるいは炭化ケイ素の頂部カバ一層がそのような問題を排除 するであろう。
産業的な応用性 本発明は、インクジェット印刷ヘッドを製造するための簡素化された技術を提供 すると共に、ヒータ保護構造にピンホール欠陥が実質的にないように形成された 要素を提供することにより、産業上の効果を奏功する。
Flo、4 Flo、 5

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.基材上に設けられた複数の抵抗性の加熱要素および関連する電極を備える形 式のバブルジェット液滴エジェクタ要素のための保護カバーを製造するための方 法であって、 (a)前記抵抗性の加熱要素上に金属あるいは半導体の薄い第1の層を堆積する 段階と; (b)前記層を酸化する段階と; (c)酸化された前記第1の層の上に前記金属の薄い第2の層を堆積する段階と ; (d)前記第2の層を酸化する段階と;を備える製造方法。
  2. 2.前記堆積段階において前記金属は前記電極を含む前記基材の表面上に堆積さ れる請求項1の発明。
  3. 3.各堆積段階および酸化段階の間に、端子領域の上にある前記金属表面の部分 を露光させるフォトレジストパターンを形成しまた前記端子領域の上にある前記 金属を除去する段階を更に備える請求項2の発明。
  4. 4.前記電極の端子領域の上にある部分を除いて貴金属マスクを前記層の部分上 に堆積させる段階と、前記層を湿式エッチングして前記端子傾城を露呈する段階 とを更に備える請求項2の発明。
  5. 5.前記電極の端子領域の上にのみ開口を画成するフォトレジストマスクを形成 し、前記層を乾式エッチングして前記端子領域を露呈させる段階を更に備える請 求項2の発明。
  6. 6.前記堆積段階が金属をスパッタリングする段階を備え、該金属の酸化物が前 記抵抗性の加熱要素の電気抵抗の少なくとも約104倍の電気抵抗を有する請求 項1の発明。
  7. 7.前記金属を堆積する段階がスパッタリングによりおこなわれる請求項1の発 明。
  8. 8.前記スパッタリングの段階か前記電極の端子領域上にテンプレートマスクを 堆積して行われる請求項7の発明。
  9. 9.前記酸化された第2の層の表面上に前記金属の簿い第3の層を堆積しその後 前記第3の層を酸化する段階を更に備える請求項1の発明。
  10. 10.前記第1の層の頂面と第2の層の頂面との間にサンドイッチ状の金属フィ ルム層が存在するように、前記第2の層及び第3の層の少なくとも一方がその厚 みにわたって単に部分的に酸化される請求項9の発明。
  11. 11.基材上に設けられた複数の抵抗性の加熱要素および関連する電極を備える 形式のバブルジェット液滴エジェクタ要素のための保護カバーを製造するための 方法であって、 (a)前記抵抗性の加熱要素上にジルコニウム、チタン及びタンタルから成る群 から選択された金属の薄い第1の層をスパッタリングする段階と;(b)前記層 を酸素雰囲気中で加熱して該層を完全に酸化する段階と;(c)酸化された前記 第1の層の上に前記金属の簿い第2の層をスパッタリングする段階と; (d)前記第2の層を酸化する段階と;を備える製造方法。
  12. 12.前記各スパッタリング段階と酸化段階との間に、前記電極のための端子領 域上にある酸化されていない金属を取り除く段階を更に備える請求項11の発明 。
  13. 13.別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を有する基材を備える形 式のバブルジェット印刷ヘッド装置において、該ヒータ部分のための改善された 保護カバー構造を備え、該保護カバー構造が、(a)前記ヒータ部分に形成され た分離して堆積されかつ酸化されたジルコニウムの第1の層と; (b)前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分上に延在する分離して堆 積されかつ酸化されたジルコニウムの第2の層と;を備えることを特徴とする印 刷ヘッド装置。
  14. 14.前記第1及び第2の層と前記ヒータ部分との上に延在する第2の層におい て形成され分離して堆積されかつ酸化されたジルコニウムの第3の簿層を更に備 える請求項13の発明。
  15. 15.前記第2の層および第3の層の一方がその厚みにわたって単に部分的に酸 化される請求項14の発明。
  16. 16.別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を存する基材を備え、該 ヒータ部分がヒータ部分の隅置された縁部へまたこれから離れる方向へ電気エネ ルギをもたらすアドレス及び共通電極の対により形成される形式のバブルジェッ ト印刷ヘッド装置において、ヒータ部分のための改善された保護カバー構造が、 (a)前記ヒータ部分に形成された高い抵抗を有する酸化された金属あるいは半 導体材料の分離した第1の層と; (b)前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分の上に延在する同一の酸 化された材料の分離した第2の層と;(c)前記第1及び第2の層および前記ヒ ータ部分の上に延在する第2の層に形成された同一の酸化された材料の分離した 第3の薄層と;を備える印刷ヘッド。
  17. 17.前記第2の層および第3の層の一方がその厚みにわたって単に部分的に酸 化される請求項16の発明。
  18. 18.別個にアドレス可能な複数の抵抗性のヒータ部分を有する基材を備える形 式のバブルジェット印刷ヘッド装置において、該ヒータ部分のための改善された 保護カバー構造を備え、該保護カバー構造が、(a)前記ヒータ部分に形成され た分離して堆積されかつ酸化されたチタンの第1の層と; (b)前記第1の層に形成されると共に前記ヒータ部分上に延在する分離して堆 積されかつ酸化されたチタンの第2の層と;を備えることを特徴とする印刷ヘッ ド装置。
JP50759490A 1989-05-12 1990-05-07 バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジェクタ要素及び製造方法 Pending JPH03506004A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35088689A 1989-05-12 1989-05-12
US350,886 1989-05-12
US48943690A 1990-03-06 1990-03-06
US489,436 1990-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03506004A true JPH03506004A (ja) 1991-12-26

Family

ID=26996819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50759490A Pending JPH03506004A (ja) 1989-05-12 1990-05-07 バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジェクタ要素及び製造方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0428721A1 (ja)
JP (1) JPH03506004A (ja)
WO (1) WO1990013428A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120042632A (ko) * 2010-08-20 2012-05-03 제록스 코포레이션 잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한 소유성의 저점착 코팅

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5045870A (en) * 1990-04-02 1991-09-03 International Business Machines Corporation Thermal ink drop on demand devices on a single chip with vertical integration of driver device
US5194877A (en) * 1991-05-24 1993-03-16 Hewlett-Packard Company Process for manufacturing thermal ink jet printheads having metal substrates and printheads manufactured thereby
US5831648A (en) * 1992-05-29 1998-11-03 Hitachi Koki Co., Ltd. Ink jet recording head
JP3573515B2 (ja) * 1995-03-03 2004-10-06 富士写真フイルム株式会社 インク噴射記録ヘッド、記録装置、およびインク噴射記録ヘッドの製造方法
JP3194465B2 (ja) * 1995-12-27 2001-07-30 富士写真フイルム株式会社 インクジェット記録ヘッド
US6607264B1 (en) 2002-06-18 2003-08-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid controlling apparatus
CN107531053B (zh) * 2015-07-15 2019-10-18 惠普发展公司有限责任合伙企业 粘附和绝缘层

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5833472A (ja) * 1981-08-24 1983-02-26 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS59181413A (ja) * 1983-03-31 1984-10-15 日本曹達株式会社 酸化タンタル透明誘電体膜およびその製造方法
JPH0613219B2 (ja) * 1983-04-30 1994-02-23 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド
US4513298A (en) * 1983-05-25 1985-04-23 Hewlett-Packard Company Thermal ink jet printhead

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120042632A (ko) * 2010-08-20 2012-05-03 제록스 코포레이션 잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한 소유성의 저점착 코팅

Also Published As

Publication number Publication date
WO1990013428A1 (en) 1990-11-15
EP0428721A1 (en) 1991-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0321075A2 (en) Integrated thermal ink jet printhead and method of manufacturing
US4694306A (en) Liquid jet recording head with a protective layer formed by converting the surface of a transducer into an insulating material
FR2545043A1 (fr) Tete d'enregistrement par jets de liquide
US4936952A (en) Method for manufacturing a liquid jet recording head
JPH062416B2 (ja) 液体噴射記録ヘッドの製造方法
JPS62202741A (ja) 液体噴射記録ヘツドの作成方法
JPH10264401A (ja) インク・ジェット印字ヘッドの基板とインク・バリアの間の接着を実施するための構造
JPH03506004A (ja) バブルジェット印刷ヘッド用の改善された液滴エジェクタ要素及び製造方法
JPS59194860A (ja) 液体噴射記録ヘツド
JP4633442B2 (ja) サーマルヘッド
JP3037672B2 (ja) インクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエ―タの製造方法
JP3127647B2 (ja) 熱制御型インクジェット記録素子
JP3298794B2 (ja) サーマルヘッドおよびその製造方法
JPH07153603A (ja) インクジェット用発熱抵抗体の製造方法及びインクジェットプリンタ
JP2748858B2 (ja) プリンタ用サーマルヘッドおよびその製造方法
JPS59146861A (ja) インクジェットヘッド
JPH08267761A (ja) サーマルヘッドの製造方法
JPH08207281A (ja) インクジェット記録ヘッド
JP2744472B2 (ja) インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
JPH01295857A (ja) インクジェット記録ヘッド
JPH0834131A (ja) プリンタ用サーマルヘッド
JPS61137759A (ja) サ−マルヘツド
JP2000006414A (ja) インクジェット記録ヘッド及び該ヘッドを用いたインクジェット記録装置
JPH081975A (ja) サーマルヘッド
JP2963546B2 (ja) 記録ヘッド