專利名稱：制造噴墨記錄頭的方法
本申請(qǐng)是1997年8月21提交的題為“噴墨頭基片、噴墨頭、噴墨裝置和制造噴墨記錄頭的方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)97117706.6的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種構(gòu)成噴墨頭的基片(以后簡(jiǎn)稱為噴墨頭)，用于在包括紙、塑料板、織物及日用品等的記錄介質(zhì)上排放功能液體，例如油墨，以便記錄并印刷字符、符號(hào)、圖象等，同時(shí)執(zhí)行相關(guān)的操作。本發(fā)明還涉及利用這種基片制成的噴墨頭和噴墨筆它包括用于保持供給噴墨頭的油墨的油墨容器裝置，以及裝有噴墨頭的噴墨裝置。
在這方面，在本發(fā)明的說(shuō)明中所述的噴墨筆包括盒型的，其中噴墨頭和噴墨容器裝置被整體地形成，和另外一種型式的，其中噴墨頭和油墨容器裝置被單獨(dú)形成，并被可拆卸地組合使用。噴墨筆的結(jié)構(gòu)使得可以可拆卸地安裝在裝置主體側(cè)的盒或其類似物的安裝裝置上。
此外，在本發(fā)明的說(shuō)明中所稱的噴墨記錄裝置包括的一個(gè)型式是，它和文字處理機(jī)、計(jì)算機(jī)或一些其它信息處理裝置作成一個(gè)整體或單獨(dú)形成，作為其輸出裝置。所包括的其它型式是，它作為和信息讀取機(jī)之類組合的復(fù)制系統(tǒng)而工作，作為具有接收信息與發(fā)送信息功能的傳真設(shè)備，以及紡織印刷機(jī)等。
這種噴墨記錄裝置的特征在于，它從排墨口以細(xì)小的墨滴排墨，從而在高速下記錄高精度的圖象。近年來(lái)，尤其是對(duì)這樣一種噴置記錄裝置給予了大的關(guān)注，在這種噴墨記錄裝置中，使用電熱轉(zhuǎn)換裝置作為能量產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生用來(lái)排墨的能量。這是因?yàn)檫@種噴墨記錄裝置更適用于在較高速度下以較高的精度記錄圖象，同時(shí)使得記錄頭和記錄裝置較小，此外，還更適合用于記錄彩色圖象。(例如，參見專利US4723129和US4740796中的說(shuō)明)。

圖1表示用于上述的噴墨記錄頭的頭基片的主要部分的總體結(jié)構(gòu)。圖2是沿圖1中的線2-2取的表示在相應(yīng)于油墨流通路徑部分上的噴墨記錄頭基片2000的截面圖。
在圖1中，噴墨記錄頭具有多個(gè)排墨口1001。此外，在基片1004上，電熱轉(zhuǎn)換裝置1002分別為每個(gè)油墨流通路徑1003設(shè)置，用于產(chǎn)生用來(lái)從這些開口排墨的熱能。每個(gè)電熱轉(zhuǎn)換裝置主要由產(chǎn)熱元件1005、對(duì)其提供電能的電極線1006以及對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的絕緣膜1007構(gòu)成。
此外，每個(gè)油墨流通路徑1003由具有多個(gè)流通通路壁1008的頂板構(gòu)成，它被粘合連接，同時(shí)它和電熱轉(zhuǎn)換器件以及基片1004上的其它部分的相對(duì)位置通過(guò)圖象處理之類的工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)。在和排墨口1001相反的一側(cè)上的油墨通路1003的每一端和公共液體室1009相通地連接。在公共液體室1009中，保持著由油墨容器(未示出)提供的油墨。
被提供給公共液體室1009的油墨從該室被引入每個(gè)油墨通路1003中，并通過(guò)油墨在該部分形成的彎液面將其保持在每個(gè)排墨口附近。在這個(gè)時(shí)候，當(dāng)電熱轉(zhuǎn)換器件被選擇地驅(qū)動(dòng)時(shí)，在熱激活表面上的油墨被急劇地加熱，從而利用這樣產(chǎn)生的熱能使膜沸騰，借助于此時(shí)的沖力使油墨排出。
在圖2中，標(biāo)號(hào)2001表示硅基片，標(biāo)號(hào)2002代表積熱層。
標(biāo)號(hào)2003表示對(duì)偶作用(dually function)以便積熱的SiO膜，1004是產(chǎn)熱電阻層；2005是是由Al，Al-Si，Al-Cu，或其它類似物制成的金屬布線；2006是由SiO膜、SiN膜或其類似物制成的保護(hù)層。此外，標(biāo)號(hào)2007表示防氣蝕膜，用來(lái)保護(hù)保護(hù)膜2006使其在產(chǎn)熱電阻層2004產(chǎn)熱之后不受化學(xué)和物理沖擊，以及2008是產(chǎn)熱電阻層2004的熱活化部分。
對(duì)于用于噴墨記錄裝置的記錄頭產(chǎn)熱元件，需要具有以下特性(1)作為產(chǎn)熱元件，它應(yīng)該具有良好的熱響應(yīng)能力，從而使瞬時(shí)排墨成為可能。
(2)對(duì)于高速的且連續(xù)的驅(qū)動(dòng)，它具有較小的電阻值改變，從而保持油墨泡沫的穩(wěn)定狀態(tài)。
(3)它具有良好的熱電阻和熱響應(yīng)性能以及在高可靠性下的較長(zhǎng)的壽命。
在日本專利申請(qǐng)公開No.7-125218中討論了一種結(jié)構(gòu)，其中使用TaN膜作為產(chǎn)熱元件的材料，用于滿足這些要求的噴墨頭。TaN膜的特性的穩(wěn)定性(即電阻變化率，尤其是當(dāng)重復(fù)使用一段長(zhǎng)時(shí)間時(shí))和TaN膜的成分緊密相關(guān)。詳細(xì)地說(shuō)，由含TaN0.8hex的TaN制成的產(chǎn)熱元件，當(dāng)記錄被重復(fù)一段長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)具有較小的電阻變化率，并呈現(xiàn)良好的排墨穩(wěn)定性。
附帶說(shuō)明，除去使用這種產(chǎn)熱元件的噴墨記錄頭之外，還有一種也使用直接和熱敏層或用于記錄的色帶接觸的產(chǎn)熱元件的熱印刷頭。
作為這種熱印刷頭，例如有一種在日本專利申請(qǐng)公開No.53-25442中披露了。這種頭當(dāng)其操作以便產(chǎn)生高溫?zé)岫葧r(shí)，作為產(chǎn)熱元件具有良好的壽命特性。這種元件由下列元素構(gòu)成從Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W和Mo中選擇的至少一種第一元素；第二元素N和第三元素Si，其中第一元素占5至40原子％；第二元素占30至60原子％；第三元素占30至60原子％?；蛳笤谌毡緦＠暾?qǐng)公開No.61-100476中所坡露的，有一種具有高的熱穩(wěn)定性和良好的印刷質(zhì)量的產(chǎn)熱元件，它由Ta、高熔點(diǎn)金屬(例如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo或W)以及N的合金制成。此外，如在日本專利申請(qǐng)公開No.56-89578中披露的，有一種使用具有良好的抗酸能力的和良好的電阻值穩(wěn)定性的產(chǎn)熱元件的熱噴墨頭，其中含有形成氮化物的金屬、硅和氮。此外，如日本專利申請(qǐng)公開No.2-6201中披露的，有一種使用Ta-Si-O薄膜作為產(chǎn)熱元件的熱噴墨頭，它在高速記錄下具有好的耐用性并適用于要求壽命長(zhǎng)的情況下。
然而，現(xiàn)在一直用HfB2，TaN，TaAl或TaSi作為用于噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件的材料。一般地說(shuō)，這里實(shí)際上對(duì)于噴墨記錄頭，不利用上述的適用于熱印刷頭的產(chǎn)熱元件。
這是由于這樣的事實(shí)例如，盡管每1ms對(duì)熱印刷頭的產(chǎn)熱元件施加接近1W的電功率，而每7μs在噴墨頭的產(chǎn)熱元件上施加3至4W的電功率，這比施加于熱印刷頭的電功率大幾倍。因此，噴墨頭的產(chǎn)熱元件在較短的時(shí)間間隔內(nèi)比熱印刷頭趨于接收更多的熱應(yīng)力(thermalstress)。
因而，對(duì)于這種產(chǎn)熱元件，需要考慮排墨以及真正作為噴墨頭驅(qū)動(dòng)該元件的方法，這和用于熱印刷頭的方法不同。因而，為了最佳地利用噴墨頭，應(yīng)當(dāng)對(duì)產(chǎn)熱元件給出設(shè)計(jì)的考慮(關(guān)于膜厚。加熱器大小、結(jié)構(gòu)等)。不可能采用目前用于熱印刷頭的產(chǎn)熱元件作為噴墨頭的產(chǎn)熱元件。
近些年來(lái)，對(duì)于噴墨記錄裝置，如前所述，要求增加其和較高的圖象質(zhì)量以及較高的記錄速度有關(guān)的功能。其中，為了使圖象質(zhì)量較高，有一種改善圖象質(zhì)量的方法，即通過(guò)減小每個(gè)加熱器(產(chǎn)熱元件)的尺寸，使得減少每個(gè)點(diǎn)的排放量，從而獲得所需的小的點(diǎn)。
此外，為了得到較高的記錄性能，有一種根據(jù)需要通過(guò)使脈沖比常規(guī)采用的脈沖縮短從而增加驅(qū)動(dòng)頻率的方法。
然而，如上所述，為了獲得較高的圖象質(zhì)量而使加熱器尺寸作得較小，要在這種結(jié)構(gòu)中以較高的頻率驅(qū)動(dòng)加熱器，其薄層電阻值應(yīng)當(dāng)作得較大。圖3A是說(shuō)明和加熱器的不同尺寸有關(guān)的各種驅(qū)動(dòng)條件之間的關(guān)系的曲線。
圖3A表示在恒定的驅(qū)動(dòng)電壓下，當(dāng)加熱器尺寸從較大的尺寸(A)變到較小的尺寸(B)時(shí)，產(chǎn)熱元件的薄層電阻值和電流值相對(duì)于脈沖寬度的變化。類似地，圖3B是說(shuō)明在恒定的驅(qū)動(dòng)脈中寬度下，當(dāng)加熱器尺寸變化時(shí)，產(chǎn)熱元件的薄層電阻值和電流值相對(duì)于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓的變化。
換句話說(shuō)，當(dāng)加熱器尺寸較小時(shí)，為了在和通常可采用的條件相同的條件下驅(qū)動(dòng)元件，需要增加薄層電阻值。另外，從能量要求的觀點(diǎn)看來(lái)，當(dāng)薄層電阻較大并且以較高的驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)器件時(shí)，可以減少電流值，因而保持節(jié)省能量。尤其在設(shè)置多個(gè)產(chǎn)熱元件的結(jié)構(gòu)中，這種效果更加顯著。
然而，如前所述，目前用于噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件，尤其是用HfB2、TaN、TaAl或TaSi制成的，其電阻率(specific resisatance)的值大約為200至300μΩ·cm。因此，考慮到被生產(chǎn)的產(chǎn)熱元件的穩(wěn)定性以及排墨的穩(wěn)定特性等因素，如果產(chǎn)熱元件的膜的厚度被限制為200，則薄層電阻值的限制是150Ω/□。
因此，如果想獲得比該限制較大的薄層電阻值，使用上述任何一種產(chǎn)熱元件都是困難的。
與此同時(shí)，適用于上述的熱印刷頭的產(chǎn)熱元件使得可以增加薄層電阻值。然而，如上所述，對(duì)于要求保持特定的熱響應(yīng)和高速記錄性能的噴墨頭不可能采用這咱元件。
此外，對(duì)于噴墨記錄裝置，電源電容和半導(dǎo)體器件將承受電壓。結(jié)果，自動(dòng)地限制了驅(qū)動(dòng)電壓。目前認(rèn)為其上限大約為30伏。為了在小于這一限制的驅(qū)動(dòng)電壓下驅(qū)動(dòng)該裝置，需要把產(chǎn)熱元件的電阻率的值設(shè)定為4000μΩ·cm或更小。上述的用于熱印刷頭的產(chǎn)熱元件的電阻率的值一般超過(guò)4000μΩ·cm。
因此，按照現(xiàn)有技術(shù)，還沒(méi)有具有利用短脈沖驅(qū)動(dòng)的良好的熱響應(yīng)，同時(shí)又有高的薄層電阻值的適用于噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件。
此外，在要記錄更精確的圖象的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)使加熱器的尺寸較小，以便利用較小的墨滴記錄。結(jié)果，就使用常規(guī)的產(chǎn)熱元件看來(lái)，電流值被增加了，最后導(dǎo)致和發(fā)熱有關(guān)的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種用于噴墨記錄頭的基片，它具有產(chǎn)熱元件，每個(gè)產(chǎn)熱元件能夠解決上述的噴墨記錄頭的常規(guī)產(chǎn)熱元件中固有的所有問(wèn)題，此外，能夠在長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量的記錄圖象，并提供一種噴墨記錄頭和噴墨記錄裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種用于噴墨記錄頭的基片，它具有產(chǎn)熱元件，每個(gè)產(chǎn)熱元件即使在以高速度高精度記錄的圖象的點(diǎn)較小時(shí)，也能穩(wěn)定地排墨，此外，提供一種噴墨記錄頭以及噴墨記錄裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種噴墨筆，它包括油墨容器裝置，用來(lái)保持被供給上述那種優(yōu)良的噴墨記錄頭的油墨，此外，提供一種具有這種噴墨記錄頭的噴墨記錄裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種噴墨記錄頭，它具有加強(qiáng)對(duì)于噴墨記錄頭的中間層接觸，所述噴墨記錄頭具有層迭結(jié)構(gòu)，其中包括積熱層/產(chǎn)熱電阻層/在其之間具有產(chǎn)熱電阻層的保護(hù)層。
為實(shí)現(xiàn)這些目的，設(shè)計(jì)本發(fā)明用來(lái)提供用于噴墨記錄頭的基片、噴墨記錄頭、噴墨記錄裝置以及下面給出的用于制造它們的方法。
換句話說(shuō)，用于噴墨記錄頭的基片具有多個(gè)產(chǎn)熱元件，用來(lái)產(chǎn)生供排墨使用的熱能，其中產(chǎn)熱元件由薄膜構(gòu)成，所述薄膜的電阻率的值為4000μΩ·cm或更小，并由TaxSiyRz表示的材料形成，其中R是從C、O、N中選取的一種或幾種元素，并且x+y+z＝100。
此外，噴墨記錄頭具有用于排墨的排墨口，多個(gè)產(chǎn)熱元件，用于產(chǎn)生供排墨使用的熱能，以及油墨通路，油墨通路中包含有產(chǎn)熱元件，同時(shí)和排墨口相通地連接，其中產(chǎn)熱元件由薄膜制成，所述薄膜由具有4000μΩ·cm或更小的電阻率，并由TaxSiyRz表示的材料形成。
此外，噴墨記錄裝置配備有具有用于排放油墨的排放開口、多個(gè)用于產(chǎn)生供排墨用的熱能的產(chǎn)熱元件、以及其中包括產(chǎn)熱元件的同時(shí)又和排墨開口相通地連接的油墨通路的噴墨記錄頭，還配備有承載裝置，用來(lái)承載接收從噴墨記錄頭的記錄頭排出的油墨的記錄介質(zhì)，其中產(chǎn)熱元件由薄膜構(gòu)成，該薄膜的電阻率為4000μΩ·cm或更小，并由TaxSiyRz表示的材料形成。
另外，提供一種用于制造噴墨記錄頭的方法，所述噴墨記錄頭具有用于排出油墨的排墨開口、用于產(chǎn)生供墨的用的熱能的多個(gè)產(chǎn)熱元件、以及其中含有產(chǎn)熱元件同時(shí)又和排墨開口相通地連接的油墨通路，其中產(chǎn)熱元件使用由Ta-Si形成的合金靶并通過(guò)反應(yīng)濺射系統(tǒng)制成，這些元件在至少具有氮?dú)?、氧氣、碳?xì)夂蜌鍤夂突旌蠚怏w環(huán)境中形成。
另外，提供一種用于制造噴墨記錄頭的方法，所述噴墨記錄頭具有用于排出油墨的排墨開口、用于產(chǎn)生供排墨用的熱能的多個(gè)產(chǎn)熱元件，以及其中含有產(chǎn)熱元件同時(shí)又和排墨開口相通地連接的油墨通路，其中產(chǎn)熱元件使用由Ta和Si制成的兩種靶并通過(guò)兩維共濺射系統(tǒng)制成，這些元件在至少具有氮?dú)?、氧氣、碳?xì)夂蜌鍤獾幕旌蠚怏w環(huán)境中制成。
通過(guò)利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法提供噴墨記錄頭，即使在加熱器的尺寸被作得較小時(shí)，上述的產(chǎn)熱元件也可以獲得所需的耐用性，同時(shí)所述加熱器在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)利用較短的脈沖驅(qū)動(dòng)，并且表明具有高的能量效率，以便抑制發(fā)熱，節(jié)約能量。同時(shí)，可以提供高質(zhì)量的記錄圖象。
此外，本發(fā)明對(duì)于噴墨記錄頭不限于只使用油墨，本發(fā)明的噴墨記錄頭也可使用液體，該液體可通過(guò)利用上述的產(chǎn)熱元件排出。
圖1是按照本發(fā)明的噴墨頭的基片的示意平面圖。
圖2是沿圖1中點(diǎn)劃線2-2垂直剖開的基片的截面圖。
圖3A和3B是說(shuō)明和不同的加熱器尺寸有關(guān)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)條件的曲線。
圖4表示用于形成本發(fā)明的噴墨記錄頭的基片的每一層膜的膜形成系統(tǒng)。
圖5表示相對(duì)于形成Ta-Si-N產(chǎn)熱元件的電阻層的局部氮壓力的電阻率的值。
圖6表示相對(duì)于形成Ta-Si-N產(chǎn)熱元件的電阻層的局部氮壓力的膜的成分的值。
圖7表示CST試驗(yàn)的結(jié)果。
圖8表示用于按照本發(fā)明的噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件的電阻元件的成分的范圍。
圖9表示使用本發(fā)明的記錄頭的一種噴墨記錄裝置的一個(gè)例子的示意的透視圖。
下面詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的若干實(shí)施例。不過(guò)，本發(fā)明并不限于下面給出的這些實(shí)施例。顯然，任何可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的型式都可采用。
現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。不過(guò)，本發(fā)明不必限于下面給出的每個(gè)實(shí)施例。所有能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的各種型式都是足夠好的。
圖1是示意地表示使油墨起泡沫的用于本發(fā)明第一實(shí)施例的噴墨頭中的產(chǎn)熱元件的基片的主要部分的平面圖。圖2是示意地表示沿圖1中點(diǎn)劃線2-2剖開的基片部分的縱截面圖。
按照本實(shí)施例，本發(fā)明的產(chǎn)熱元件2004可用各種成膜方法進(jìn)行生產(chǎn)。一般地說(shuō)，這種元件借助于使用高頻(RF)電源作為電源或使用直流(DC)電流的磁控管濺射方法制造。圖4示意地表示形成上述產(chǎn)熱元件2004的膜的濺射系統(tǒng)的概況。在圖4中，標(biāo)號(hào)4001代表利用給定的成分預(yù)先生產(chǎn)的靶；4002是扁磁體；4011是控制對(duì)于基片成膜的閘門；4003是基片保持器；4004是基片；4006是和靶4001以及基片保持器4003連接的電源。
此外，在圖4中，標(biāo)號(hào)4008代表圍繞成膜室4009的外周壁設(shè)置的外部加熱器。外部加熱器4008用來(lái)調(diào)節(jié)成膜室4009的環(huán)境溫度。在基片保持器4003的相對(duì)側(cè)，設(shè)置有內(nèi)加熱器4005用來(lái)控制基片的溫度。最好和外加熱器4008聯(lián)合控制基片4004的溫度。
通過(guò)使用圖4所示的系統(tǒng)，按下述過(guò)程進(jìn)行成膜。首先，使用抽氣泵4007把成膜室抽空到1×10-5到1×10-6Pa。然后，按照氬氣和氮?dú)饣蛞恍纬傻漠a(chǎn)熱元件通過(guò)質(zhì)量流量控制器(未示出)從氣體引入口向成膜室4009引入氧氣和碳?xì)獾幕旌蠚怏w。此時(shí)，調(diào)節(jié)內(nèi)加熱器4005和外加熱器4008，使得基片的溫度和環(huán)境溫度為給定值。然后，從電源4006對(duì)靶4001加上電源，以進(jìn)行濺射發(fā)射。調(diào)整閘門4011。這樣，在基片4004上便形成薄膜。
對(duì)上述的產(chǎn)熱元件的成膜過(guò)程已按照采用反應(yīng)濺射的成膜方法進(jìn)行了說(shuō)明，其中使用由Ta-Si構(gòu)成的合金靶。然而，本發(fā)明不必局限于這種形成方法。借助于兩維共濺射系統(tǒng)也可以進(jìn)行成膜。其中從電源對(duì)具有單獨(dú)連接進(jìn)行處理的Ta靶和Si靶的兩種基底施加功率。在這種情況下，可以單獨(dú)控制加于每個(gè)靶的功率。
此外，也可以使用Ta-Si-N、Ta-Si-O、Ta-Si-C或由其混合物形成的合金靶利用使用氬氣的濺射系統(tǒng)(或根據(jù)情況，使用引入氮?dú)?、氧氣和碳?xì)獾姆磻?yīng)濺射系統(tǒng))進(jìn)行成膜。
按照本實(shí)施例，采用圖4所示的系統(tǒng)，利用上述的成膜方法在其不同條件下生產(chǎn)產(chǎn)熱膜。
(實(shí)施例1)下面詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的第一實(shí)施例。
在圖2中，積熱層2002通過(guò)部分地如前所述的熱氧化在硅基片2001上形成厚度為1.8μm的膜而被制成。另外，對(duì)偶地作為積熱層的中間層膜2003，通過(guò)等離子CVD方法形成厚度為1.2μm的SiO2膜而被制成。然后，產(chǎn)熱電阻層2004，通過(guò)使用兩種靶的二維共濺射系統(tǒng)以1000形成Ta-Si-N膜而被制成。
此時(shí)，氣體流量為Ar氣為45標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，N2氣15標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，氮?dú)獾木植繅毫Ρ葹?5％。加于靶上的功率是，對(duì)于Si靶為150W，對(duì)于Ta靶為500W，同時(shí)環(huán)境溫度被設(shè)為200℃，基片溫度為200℃。
另外，作為用于加熱在熱活化部分2008上的產(chǎn)熱層2004的金屬布線2005，借助于濺射系統(tǒng)以5500形成Al膜而被制成。
然后，為了形成圖形而對(duì)這些進(jìn)行光刻，以便在除去Al層之后生成15μm×40μm的熱活化部分2008。作為保護(hù)膜2006，利用等離子CVD方法形成厚度為1μm的SiN膜而被制成。最后，作為抗氣蝕層2007，利用濺射系統(tǒng)以2000A形成Ta膜而被制成，以便獲得本發(fā)明的基片。如上結(jié)構(gòu)的產(chǎn)熱電阻層的薄層電阻值是270Ω/□。
(對(duì)照例1)通過(guò)除去對(duì)產(chǎn)熱電阻層2004進(jìn)行以下的修改之外，如實(shí)施例1那樣生產(chǎn)作為對(duì)照例1的基片。換句話說(shuō)，利用使用Ta靶的反應(yīng)濺射系統(tǒng)以1000形成TaN0.8膜。此時(shí)，氣體流量是Ar氣為48標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，N2氣為12標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，氮?dú)獾木植繅毫?0％。加于Ta靶上的功率為500W。環(huán)境溫度是200℃，基片溫度是200℃。產(chǎn)熱電阻層的薄層電阻值是25Ω/□。
(評(píng)價(jià)1)使用實(shí)施例1和上述的對(duì)照例1生產(chǎn)的基片，得到用于排放油墨的起泡沫電壓Vth。
然后，相對(duì)于這Vth，當(dāng)在1.2Vth(1.2倍的起泡沫電壓)的驅(qū)動(dòng)電壓下以寬度為2μs的驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，測(cè)量電流值。
換句話說(shuō)，按照實(shí)施例1，Vth等于24V，電流值為35mA。與此相比，對(duì)照例1的Vth為9.9V，電流值是120mA。由本發(fā)明的實(shí)施例1和例1的基片之間比較的結(jié)果可以清楚地看出，前者的電流值大約為后者的1/3。根據(jù)噴墨頭的實(shí)際型式，有多個(gè)產(chǎn)熱元件被同時(shí)驅(qū)動(dòng)。因此，本實(shí)施例消耗的電功率比對(duì)照例1小得多。因此容易理解，本實(shí)施例在節(jié)能方面產(chǎn)生了良好的效果。
此外，為了評(píng)價(jià)對(duì)于熱應(yīng)力的耐受性，在以下條件下通過(guò)施加破壞脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)熱元件驅(qū)動(dòng)頻率10KHz；驅(qū)動(dòng)脈沖寬度2μs驅(qū)動(dòng)電壓泡沫電壓×1.3結(jié)果，對(duì)照例1在6.0×107個(gè)脈沖時(shí)被破壞，而實(shí)施例1直到5.0×109個(gè)脈沖時(shí)尚未被破壞。
如上所述，顯然本實(shí)施例的基片足以承受利用較短脈沖的驅(qū)動(dòng)。
(實(shí)施例2)除去對(duì)產(chǎn)熱電阻層2004進(jìn)行下述的修改外，用和實(shí)施例1相同的方式生產(chǎn)從而獲得圖1所示的基片2000。換句話說(shuō)，對(duì)于在成膜時(shí)要被引入的氣體，施加于實(shí)施例1的氮?dú)庥醚鯕獯?，然后，利用反?yīng)濺射系統(tǒng)，以1000形成Ta-Si-O膜。此時(shí)，氣體流量是氬氣為45標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，氧氣為15標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，氧氣的局部壓力為25％。加于靶上的功率是Si靶為150W，Ta靶為520W。環(huán)境溫度為200℃，其片溫度為200℃。薄層電阻值是290Ω/□。
(評(píng)價(jià)2)以和評(píng)價(jià)1相同的方式評(píng)價(jià)按照實(shí)施例2生產(chǎn)的基片。結(jié)果，對(duì)于實(shí)施例2的基片，Vth等于25V，電流值為36mA。
此外，按照使用破壞脈沖作的熱應(yīng)力耐受試驗(yàn)，該基片直到6.0×109個(gè)脈沖未被破壞。
這里，和評(píng)價(jià)1的結(jié)果一樣，也可以理解，實(shí)施例2的基片具有小的電流值，因而具有優(yōu)異的節(jié)能效果。
此外，這種基片即使在以較短的驅(qū)動(dòng)脈沖被驅(qū)動(dòng)時(shí)，也具有優(yōu)異的耐受性。
(實(shí)施例3)除去按下述對(duì)產(chǎn)熱電阻層2004進(jìn)行修改之外，用和實(shí)施例1相同的方式生產(chǎn)并獲得圖1所示的基片2000。換句話說(shuō)，對(duì)于在成膜時(shí)引入的氣體，施加于實(shí)施例1的氮?dú)庥眉淄?CH4)氣體代替，然后，利用反應(yīng)濺射系統(tǒng)，以1000形成Ta-Si-O膜。此時(shí)，氣體流量是Ar氣為48標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，CH4氣為15標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，CH4氣體的局部壓力為25％。對(duì)靶施加的功率是Si靶為150W，Ta靶為500W。環(huán)境溫度為200℃，基片溫度為200℃。
(評(píng)價(jià)3)以和評(píng)價(jià)1相同的方式評(píng)價(jià)按照實(shí)施例3產(chǎn)生的基片。結(jié)果，對(duì)于實(shí)施例3的基片，Vth等于22V，電流值等于41mA。
此外，按照使用破壞脈沖進(jìn)行的熱應(yīng)力耐受性評(píng)價(jià)，該基片直到6.0×109個(gè)脈沖未被破壞。
和評(píng)價(jià)1的結(jié)果一樣，也可以理解，實(shí)施例3的基片具有小的電流值，因而產(chǎn)生了優(yōu)異的節(jié)能效果。
此外，這種基片即使在用較短的驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)也具有優(yōu)異的耐受性。
(實(shí)施例4)除去對(duì)產(chǎn)熱電阻層2004進(jìn)行以下的修改之外，以和實(shí)施例1相同的方式生產(chǎn)并獲得圖1所示的基片2000。換句話說(shuō)，對(duì)于在成膜時(shí)要引入的氣體，施加于實(shí)施例1的氮?dú)庥玫獨(dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w代替，利用反應(yīng)濺射系統(tǒng)，以1000形成Ta-Si-N膜。此時(shí)，氣體流量是Ar氣為48標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，混合氣體為12標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(氧氣5標(biāo)準(zhǔn)立方厘米，氮?dú)?標(biāo)準(zhǔn)立方厘米)，混合氣體的局部壓力為20％。施加于靶上的功率是Si靶為150W，Ta靶為500W。環(huán)境溫度為200℃，基片溫度為200℃。
(評(píng)價(jià)4)以和評(píng)價(jià)1相同的方式評(píng)價(jià)按照實(shí)施例4生產(chǎn)的基片。結(jié)果，對(duì)于實(shí)施例4的基片，Vth等于23V，電流值為39mA。
此外，按照使用破壞脈沖進(jìn)行的熱應(yīng)力耐受評(píng)價(jià)，本基片直到5.0×109個(gè)脈沖時(shí)未被破壞。
和評(píng)價(jià)1的結(jié)果一樣，可以理解，實(shí)施例4的基片具有小的電流值，因而可以產(chǎn)生優(yōu)異的節(jié)能效果。
此外，這種基片即使在用較短的脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，也具有優(yōu)異的耐受性。
(關(guān)于膜的固態(tài)的評(píng)價(jià))然后，為了評(píng)價(jià)膜的固態(tài)，使用圖4的系統(tǒng)以和上述實(shí)施例相同的方式和方法生產(chǎn)幾種Ta-Si-N膜。
首先，在單晶硅芯片上形成熱氧化膜，并被置于圖4所示的成膜室4009中的基片保持器4003上(基片4004)。接著，利用抽氣泵4007把成膜室4009抽空到8×10-6Pa。
此后，通過(guò)氣體引入開口向成膜室4009引入氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w。成膜室4009中的氣體壓力被調(diào)整為給定壓力。然后，根據(jù)每種情況，在上述的混合氣體中氮?dú)獾木植繅毫Ρ幌鄳?yīng)地修改，以便通過(guò)按照上述的成膜方法在下述條件進(jìn)行成膜而制成每種產(chǎn)熱元件。
〔成膜條件〕基片溫度200℃成膜室中的環(huán)境溫度200℃成膜室中的混合氣體壓力0.3Pa對(duì)如上所述在基片4004上形成的產(chǎn)熱元件的Ta-si-N膜進(jìn)行X光繞射測(cè)量，從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果，清楚地看到，即使當(dāng)?shù)獨(dú)獾木植繅毫Ω淖儠r(shí)，也沒(méi)有特定的繞射峰值出現(xiàn)，因而這些膜具有接近于非晶體的結(jié)構(gòu)。
然后，利用4探針?lè)椒y(cè)量上述的每個(gè)膜的薄層電阻值，從而獲得其電阻率。圖5中A、B是其特性曲線。如圖5中A所示，可以看出電阻率的值隨氮的局部壓力的增加而連續(xù)地改變。此外，如圖5中曲線B所示，當(dāng)加于靶Si的功率比靶Ta增加較多時(shí)，氮的局部壓力和電阻率同樣地增加。不過(guò)，電阻率的值改變較大?？梢岳斫?，這是由于在膜中Si的數(shù)量增加所致。因此，這說(shuō)明通過(guò)任意設(shè)定加于Ta靶和Si靶的功率和氮的局部壓力，可以獲得所需的電阻率值。
接著，通過(guò)對(duì)上述的每個(gè)膜進(jìn)行RBS(Rutherford backScattering)分析來(lái)進(jìn)行成分分析。
圖6表示這種分析的結(jié)果。圖6中的曲線A表示和圖5中的曲線A相應(yīng)的膜的成分。圖6中的曲線B表示和圖5中的曲線B相應(yīng)的膜的成分。此外，由圖5和圖6所示的這些曲線可清楚地看出，電阻率值和膜的成分相關(guān)。
(關(guān)于噴墨特性的評(píng)價(jià))此外，按照實(shí)施例5到11生產(chǎn)噴墨記錄頭，以便評(píng)價(jià)作為用于每一噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件的基片的特性。其中利用和以前的實(shí)施例相同的成膜方法，以相同的方式使用圖4所示的系統(tǒng)在各個(gè)成膜條件下形成幾種Ta-Si-N膜。然后評(píng)價(jià)每個(gè)記錄頭的特性。
(實(shí)施例5)對(duì)于按照本實(shí)施例對(duì)于噴墨特性進(jìn)行評(píng)價(jià)的試樣基片，使用Si基片或其上已裝有驅(qū)動(dòng)IC的Si基片。
對(duì)于Si基片，通過(guò)熱氧化、濺射、CVD或類似工藝形成厚度為1.8μm的SiO2積熱層2002。對(duì)于其上裝有IC的Si基片，在其制造過(guò)程中也同樣地形成SiO2積熱層。
然后，利用濺射、CVD或類似工藝形成厚度為1.2μm的SiO2中間層絕緣膜2003。接著，利用使用Ta和Si靶的二維濺射方法，在下面的表1所示的條件下形成產(chǎn)熱電阻層2004。加于靶上的功率是Ta為400W，Si為300W，氣體流量按表1進(jìn)行調(diào)節(jié)，基片溫度設(shè)為200℃。
表1
說(shuō)明○好×不好作為電極布線，通過(guò)濺射以5500A形成Al膜，然后，使用光刻形成圖形，以便在除去Al膜之后產(chǎn)生20μm×20μm的熱活化部分2008。此后，通過(guò)等離子CVD形成厚度為1μm的SiN絕緣膜作為保護(hù)膜2006。然后，作為抗氣蝕膜2007，利用濺射以2300A形成Ta膜。這樣，利用光刻便生產(chǎn)出本發(fā)明的噴墨基片。
使用這樣生產(chǎn)的基片進(jìn)行SST試驗(yàn)。SST試驗(yàn)的目的是獲得在給定的驅(qū)動(dòng)頻率為10KHz驅(qū)動(dòng)寬度為5μs的脈沖信號(hào)下的用于開始排墨的起動(dòng)起泡沫電壓。此后，加上10KHz的驅(qū)動(dòng)頻率的電壓，每1×105個(gè)脈沖停止一次，同時(shí)使電壓增加0.05V。當(dāng)布線被破壞時(shí)便獲得破壞電壓Vb。起始起泡沫電壓Vth和破壞電壓Vb之間的比叫作破壞電壓比Kb(＝Vb/Vth)。它表明，這個(gè)破壞電壓比Kb的值越大，產(chǎn)熱元件折加熱電阻越好。評(píng)價(jià)結(jié)果，得到Kb＝1.8。這個(gè)結(jié)果示于上述的表1中。
接著，在驅(qū)動(dòng)電壓Vop＝1.3Vth的條件下，以10KHz的驅(qū)動(dòng)頻率和5μs的驅(qū)動(dòng)寬度連續(xù)施加3.0×108個(gè)脈沖，然后，給定產(chǎn)熱元件的初始電阻值為RO，在施加脈沖之后的電阻值為R，得到電阻值的改變率(R-RO)/RO(CST試驗(yàn))。結(jié)果得到電阻值的改變率ΔR/RO＝+1.5％(ΔR＝R-RO)。其結(jié)果如表1和圖7所示。
此后，把實(shí)施例5的記錄頭裝在噴墨記錄裝置上進(jìn)行印刷耐用性試驗(yàn)。該試驗(yàn)通過(guò)在A4的紙上印刷在該噴墨記錄裝置中含有的一般印刷試驗(yàn)圖形進(jìn)行。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓Vop被設(shè)為1.3Vth。在印刷壽命期間，可以印刷10,000張或更多的含1500個(gè)字的標(biāo)準(zhǔn)文件。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)印刷質(zhì)量變差。這表明Ta-Si-N產(chǎn)熱元件的耐用性優(yōu)良。
(實(shí)施例6至8)除去產(chǎn)熱電阻層2004在表1所示的條件下生產(chǎn)之外，和實(shí)施例5一樣生產(chǎn)用于噴墨記錄頭的基片。
此外，如實(shí)施例5那樣，使用這種基片分別進(jìn)行SST試驗(yàn)、CST試驗(yàn)和印刷耐用性試驗(yàn)。其結(jié)果示于表1。
(對(duì)照例2至5)除去在表1所示條件下生產(chǎn)產(chǎn)熱電阻層2004之外，按照實(shí)施例5生產(chǎn)噴墨記錄的基片。在這種情況下，加于靶上的功率是對(duì)于對(duì)照例2，Ta400W，Si500W；對(duì)于對(duì)照例3，Ta400W，Si400W；對(duì)于對(duì)照例4和5，Ta400W，Si50-200W。此外，使用這些基片按照實(shí)施例5進(jìn)行SST試驗(yàn)、CST試驗(yàn)和印刷耐用性試驗(yàn)。其結(jié)果如表1所示。
(實(shí)施例9至11)除去產(chǎn)熱電阻層2004在表1所示條件下生產(chǎn)之外，按照實(shí)施例5生產(chǎn)噴墨頭的基片。在這方面，每個(gè)產(chǎn)熱電阻層2004利用使用Ta80-Si20的合金靶的反應(yīng)濺射制成。在這種情況下，加于靶上的功率設(shè)為500W。此外，使用這樣生產(chǎn)的每個(gè)基片，按照實(shí)施例5進(jìn)行SST試驗(yàn)、CST試驗(yàn)和印刷耐用性試驗(yàn)。其結(jié)果如表1所示。
由這些結(jié)果，可清楚地看出以下結(jié)論。
換句話說(shuō)，從表1所示的結(jié)果可清楚地看到，本發(fā)明的實(shí)施例5到11的基片和對(duì)照例的基片相比，在較寬的成分范圍內(nèi)具有良好的CST、SST和印刷耐用性。
此外，雖然在表1中沒(méi)有特別指出，但據(jù)估計(jì)，因?yàn)槿鐚?duì)照例1所示的用于常規(guī)噴墨記錄頭的產(chǎn)熱電阻層具有較小的薄層電阻值，所以當(dāng)它被驅(qū)動(dòng)時(shí)，其電流值將增加到本實(shí)施例的產(chǎn)熱電阻層的2至3倍。
這一電流值的增加大大影響驅(qū)動(dòng)多個(gè)產(chǎn)熱電阻層的噴墨記錄裝置，并給裝置的設(shè)計(jì)帶來(lái)問(wèn)題。特別對(duì)于需要產(chǎn)熱電阻層被作得較小的涉及在高的記錄速度下要求高的圖象質(zhì)量的基片，如果使用常規(guī)的產(chǎn)熱元件，其功率消耗將顯著地增加。因此，如果使用本發(fā)明的產(chǎn)熱元件，可以預(yù)料，其節(jié)能效果是相當(dāng)良好的。
此外，按照本發(fā)明的產(chǎn)熱元件，可以獲得用于常規(guī)的噴墨記錄頭的任何一種產(chǎn)熱元件可以提供的電阻率值。這里，如上所述，在電阻率值和產(chǎn)熱元件的材料的成分比之間有著密切的相關(guān)性。因此，在這方面，本發(fā)明人等已經(jīng)生產(chǎn)出含有幾種成分比例的Ta-Si-N膜同時(shí)對(duì)產(chǎn)熱元件的材料的成分比例給予了注意。其中可以獲得噴墨記錄頭的產(chǎn)熱元件的電阻率的最好值的Ta-Si-N膜的成分范圍如圖8中A所示。
作為參考，在圖8C示出了在日本專利公開No.53-25442中披露的認(rèn)為是最好的用于熱印刷頭的成分范圍。對(duì)照例2、3和5的成分范圍在該范圍之內(nèi)，如圖8C所示。落在這個(gè)范圍之內(nèi)的產(chǎn)熱元件必然具有遠(yuǎn)大于4000μΩ·cm的電阻率的值。結(jié)果，這種產(chǎn)熱元件不能用于噴墨記錄頭，因?yàn)椴季€容易熔斷。
換句話說(shuō)，本發(fā)明的產(chǎn)熱元件的溫度系數(shù)TCR和電阻率呈負(fù)相關(guān)性。因此，如果電阻率的值變大，則它趨于向負(fù)方向增加，即，如果TCR較大，溫度上升，與此同時(shí)，電阻的值減少(負(fù)的溫度系數(shù))。在另一方面，則使電流容易流動(dòng)，這使得在電流流動(dòng)的部分的溫度上升，從而導(dǎo)致布線的破壞。此外，和熱印刷頭相比，電壓在較短的時(shí)間間隔內(nèi)加于噴墨頭的產(chǎn)熱元件上，因而達(dá)到較高的溫度。因此，當(dāng)需要使TCR盡量小時(shí)，更易于受TCR的影響。因此，本發(fā)明的產(chǎn)熱元件的電阻率的值被設(shè)為4000μΩ·cm或更小，最好被設(shè)為2500μΩ·cm或更小。其中，在上述的成分范圍內(nèi)，已知如果Ta小于20原子％，Si大于25原子％或N大于60原子％，則電阻率的值必然較大。此外，在上述的成分范圍內(nèi)，如果Ta大于80原子％或N小于10原子％，則電阻率的值變小，這使得不可能獲得由本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的具有高電阻值的任何產(chǎn)熱元件。此外，已經(jīng)知道，如果Si小于3原子％，膜的結(jié)構(gòu)則呈晶體狀，因而耐用性降低。
由圖8可清楚地看出，以A表示的本發(fā)明的成分范圍和用于熱印刷頭的以C表示的成分范圍不同，并且產(chǎn)熱元件具有真正適用于噴墨記錄頭的成分范圍。
(實(shí)施例12至17)此外，利用表3所示的材料制成中間層膜2003和保護(hù)膜2006，并且除去在表2所示的條件下制成每個(gè)產(chǎn)熱電阻層2004之外，按照實(shí)施例3生產(chǎn)用于噴墨頭的基片。在這種情況下，加于靶上的功率是Ta為400W，Si為150至200W。使用這種基片按照實(shí)施例5進(jìn)行SST試驗(yàn)、CST試驗(yàn)和印刷耐用性試驗(yàn)。結(jié)果如表2所示。
表2
表3
和上述的實(shí)施例5至11一樣，可以清楚地看出，實(shí)施例12至17在CST、 SST和在寬的成分范圍以及印刷耐用性方面也是優(yōu)良的。此外，如圖5所示，實(shí)施例12至17的產(chǎn)熱電阻層2004和實(shí)施例5至11的產(chǎn)熱電阻層2004相比，具有特別小量的Si，并且相對(duì)于氮的局部壓力的變化，電阻率值的變化小。因此，實(shí)施例12至17被認(rèn)為是最好的制造方法，適用于具有一致的電阻率的值的產(chǎn)熱電阻層2004的穩(wěn)定的生產(chǎn)。在這種情況下，Ta-Si-N膜的成分范圍如圖8中B所示。這一成分范圍比A所示的成分范圍具有特別小量的Si。如上所述，用8B所示的本發(fā)明的成分范圍和用于熱印刷頭的成分范圍C不同，這清楚地說(shuō)明，這樣生產(chǎn)的產(chǎn)熱元件真正是噴墨記錄頭使用的產(chǎn)熱元件。
此外，本發(fā)明的基片具有層迭結(jié)構(gòu)，其中包括積熱層/產(chǎn)熱電阻層/保護(hù)層，在保護(hù)層之間具有至少由Ta-si-N膜形成的熱電阻層，并且其余的每層由這樣的材料制成，就其結(jié)構(gòu)原子而言，它具有上述的產(chǎn)熱電阻層的結(jié)構(gòu)原子的至少一種原子。結(jié)果；中間層的接觸性增加了，這種增加被認(rèn)為導(dǎo)致了在SST試驗(yàn)和印刷耐用性試驗(yàn)中獲得的優(yōu)良特性。
下面說(shuō)明可以安裝本發(fā)明的噴墨記錄頭的噴墨記錄裝置的一般結(jié)構(gòu)。
圖9是表示可以應(yīng)用本發(fā)明的噴墨裝置的一個(gè)例子的外形的透視圖。記錄頭2200被安裝在托架2120上，它通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2101的驅(qū)動(dòng)功率沿導(dǎo)軌2119和托架2120一起按箭頭a、b指示的方向往返運(yùn)動(dòng)。托架2120和絲杠的螺旋槽2121接合，其中絲杠通過(guò)和正反轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2101互鎖的驅(qū)動(dòng)功率傳遞齒輪2102和2103轉(zhuǎn)動(dòng)。壓紙板2105用于借助于記錄介質(zhì)承載裝置(未示出)把記錄紙P承載在壓印板上，沿托架2120的行進(jìn)方向在壓印板上對(duì)記錄紙施加壓力。
標(biāo)號(hào)2107和2108代表作為初始位置檢測(cè)裝置的光耦合器，用于檢測(cè)托架2120的杠桿2109是否處于這一區(qū)域內(nèi)，以便轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電機(jī)2101的旋轉(zhuǎn)方向；2110代表用于支撐罩住記錄頭2200的整個(gè)表面的蓋件2111的部件；2112代表吸力裝置，用來(lái)從蓋件的內(nèi)部吸出液體，通過(guò)蓋中的小孔2113完成記錄頭2200的吸力恢復(fù)。
標(biāo)號(hào)2114代表清潔葉片；2115代表使葉片前后移動(dòng)的部件。這些部件被支撐裝置主體的支撐板2116支撐著。清潔葉片2114不必限于這種型式。當(dāng)然，可以把已知的清潔葉片用于本裝置。
此外，標(biāo)號(hào)2117代表用于啟動(dòng)用于吸力恢復(fù)的吸力的杠桿，它和與托架2120接合的凸輪2118的運(yùn)動(dòng)一道運(yùn)動(dòng)。通過(guò)已知的傳遞裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)的控制，借以通過(guò)離合器轉(zhuǎn)換來(lái)自驅(qū)動(dòng)電機(jī)2101的驅(qū)動(dòng)功率。為記錄裝置的主體側(cè)設(shè)有用于控制上述的每個(gè)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)的記錄控制器。
按上述構(gòu)成的噴墨記錄裝置通過(guò)使記錄頭2200在記錄紙P的整個(gè)寬度上往返運(yùn)動(dòng)，在被記錄介質(zhì)承載裝置在壓印板2106上承載著的記錄紙P上記錄。因?yàn)樵谟涗涱^2200按上述方法制造，所以可以以高的速度記錄高精度的圖象。
如上所述，按照本發(fā)明，許多產(chǎn)生供排墨用的熱能的產(chǎn)熱元件由薄膜構(gòu)成，所述薄膜由TaxSiyRz表示的材料制成，其電阻率的值小于4000μΩ·cm(R從C、O、N當(dāng)中選取的一種或幾種元素，并且x+y+z＝100)，因而可以在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地使用它們，而電阻值只發(fā)生小的變化，從而以長(zhǎng)的壽命和可靠性記錄高質(zhì)量的圖象。
按照本發(fā)明，即使產(chǎn)熱元件用短脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能使其保持所希望的耐用性，從而在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，以高的質(zhì)量提供記錄的圖象。
本發(fā)明的噴墨記錄頭可以提供高的電阻產(chǎn)熱特性，用于形成較小的點(diǎn)，并且當(dāng)使用噴墨記錄頭進(jìn)行記錄時(shí)，具有高的能量效率，即，可以抑制發(fā)熱，因而在節(jié)能方面產(chǎn)生好的效果。
按照本發(fā)明的制造噴墨記錄頭的方法，可以生產(chǎn)用于液體噴射頭的基片和液體噴射頭，它們可以說(shuō)明上述的這些效果。
權(quán)利要求
1.一種用于制造噴墨記錄頭的方法，所述噴墨記錄頭具有用于排放油墨的油墨排放開口，用于產(chǎn)生供排墨所用的熱能的許多產(chǎn)熱元件，以及其中包括所述產(chǎn)熱元件并同時(shí)和所述排放油墨開口相通地連接的油墨流動(dòng)通路，所述產(chǎn)熱元件使用由Ta-Si制成的合金靶，并且通過(guò)在具有至少一種氣體和氬氣的混合氣體環(huán)境中的反應(yīng)濺射系統(tǒng)形成，所述至少一種氣體包括氮?dú)?、氧氣或碳?xì)狻?br> 2.一種如權(quán)利要求1所述用于制造噴墨記錄頭的方法，其中所述至少一種氣體相對(duì)于整個(gè)混合氣體的分壓為5％或以上以及35％或以下。
3.一種如權(quán)利要求1所述用于制造噴墨記錄頭的方法，其中所述產(chǎn)熱元件由TaxSiyNz構(gòu)成，其中x＝30至60原子％，y＝3至15原子％，z＝30至60原子％。
4.一種用于制造噴墨記錄頭的方法，所述噴墨記錄頭具有用于排放油墨的排墨開口，用于產(chǎn)生供排墨用的熱能的許多產(chǎn)熱元件，以及其中包括所述產(chǎn)熱元件，同時(shí)又和所述排墨開口相通地連接的油墨流動(dòng)通路，所述產(chǎn)熱元件使用由Ta和Si構(gòu)成的兩種靶，并通過(guò)在具有至少一種氣體和氬氣的混合氣體環(huán)境中的二維共濺射系統(tǒng)形成，所述至少一種氣體包括氮?dú)?、氧氣或碳?xì)狻?br> 5.一種如權(quán)利要求4所述用于制造噴墨記錄頭的方法，其中所述至少一種氣體相對(duì)于整個(gè)混合氣體的分壓為5％或5％以上，35％以及或35％以下。
6.一種如權(quán)利要求4所述用于制造噴墨記錄頭的方法，其中所述產(chǎn)熱元件由TaxSiyNz構(gòu)成，其中x＝30至60原子％，y＝3至15原子％，z＝30至60原子％。
全文摘要
一種用于噴墨記錄頭的基片，具有用于產(chǎn)生供排墨所用的熱能的許多產(chǎn)熱元件。該產(chǎn)熱元件由用Ta
文檔編號(hào)B41J2/16GK1401486SQ02140
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期1997年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者齊藤一郎, 今仲良行, 尾崎照夫, 宮越俊守, 望月無(wú)我, 小川正彥 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社