DE3416059A1

DE3416059A1 - Fluessigkeitsstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE3416059A1
Application number: DE19843416059
Authority: DE
Inventors: Masami Machida Tokio/Tokyo Ikeda; Hiroto Ebina Kanagawa Matsuda; Makoto Shibata; Hiroto Hiratsuka Kanagawa Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-04-30
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1984-10-31
Also published as: JPH0613219B2; DE3416059C2; JPS59201868A; US4596994A; FR2545043B1; FR2545043A1

Description

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo / Japan

Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf, genauer gesagt, einen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf, der "fliegende" Tröpfchen einer Aufzeichnungsflüssigkeit erzeucit und ausstößt und der in einem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungssystem verwendet wird.

Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren (Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsverfahren) haben zunehmende Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da mit diesen Verfahren mit hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden kann, da bei der Aufzeichnung vernachlässigbar kleine Geräusche erzeugt werden und da der Aufzeichnungsvorgang durchgeführt werden kann, ohne daß hierzu eine spezielle Bildfixierung auf Mornalpapier vorgenommen werden muß.

Von den verschiedenartigen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsverfahren unterscheiden sich beispielsweise die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 54-51837 und der DE-OS 28 43 064 beschriebenen Verfahren von anderen

dadurch, daß hierbei thermische Energie auf die Aufzeichnungsflüssigkeit einwirkt, um dadurch eine Bewegungs· kraft zum Ausstoß von Flüssigkeitströpfchen zu gewinnen.

Mit anderen Worten, bei den in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Aufzeichnungsverfahren erfährt die der Einwirkung von thermischer Energie ausgesetzte Aufzeichnungsflüssigkeit eine Zustandsänderung, die mit einem abrupten Volumenanstieg verbunden ist. Durch

ΙΟ diese Zustandsänderung wird eine Kraft zum Ausstoßen der Flüssigkeit aus einer öffnung am entfernten Ende des Aufzeichnungskopfes erzeugt, so daß "fliegende" 'Tröpfchen gebildet werden,' die zur Herstellung eines Bildes auf einem Aufzeichnungselement anhaften.

Das in der DE-OS 20 43 06h beschriebene Flüssigk.citsstrahlaufzeichnungsverfahren ist nicht nur in besonders wirksamer Weise für ein sogenanntes Aufzeichnungsverfahren mit Tröpfchenbildung auf Anforderung geeignet, sondern bei diesem Verfahren kann auch ohne Schwierigkeiten ein sogenannter Vollzeilentyp-Aufzeichnungskopf mit einer Vielzahl von Öffnungen hoher Dichte-Verwendung finden, so daß ein Bild mit einem hohen Auflösungsgrad und einer ausgezeichneten Qualität bei einer hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzeugt werden kann.

Der Aufzeichnungskopf der für das vorstehend beschriebene Aufzeichnungsverfahren geeigneten Aufzeichnungsvorrichtung besitzt einen Flüssigkeitsabgabeabschnitt, dor eine öffnung zum Ausstoßen der Aufzeichnungsflüssigkeit und einen Flüssigkeitsströmungskanal aufweist, der mit der Öffnung in Verbindung steht. Ein Teil des Abschnittes ist als Wärmeeinwirkungszone ausgebildet, In 35

der thermische Energie auf die Flüssigkeit einwirkt, um eine Trüpfchenabgabe zu bewirken. Forner ist ein elektfothermischer Wandler als Einrichtung zur Erzeugung von thermischer Energie-vorgesehen.

Dieser elektrothermisch^ Wandler umfasst zwei Elektroden und eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht, die an die Elektroden angeschlossen ist und einen Bereich zur Erzeugung von Wärmeenergie zwischen diesen Elektroden . (Wärmeerzeugungsabschnitt) aufweist. Die beiden Elektroden bestehen normalerweise aus einer Selektivelektrode und einer gemeinsamen Elektrode, mittels denen ein elektrischer Stromfluß bewirkt wird, um in dem vorstehend erwähnten Wärmeerzeugungsabschnitt thermische Energie zum Ausstoß der Flüss-igkeitströpfchen 'aus der . Öffnung zu erzeugen.

Üblicherweise ist auf diesem Wärmeerzeugungsabschnitt und auf mindestens der Elektrode, die unterhalb des Bereiches des Aufzeichnungskopf^ angeordnet ist, in dem sich die Aufzeichnungsflüssigkeit befindet oder dort strömt, eine Schutzschicht vorgesehen. Diese Schicht dient sowohl zum chemischen als auch zum physikalischen Schutz der Elektroden und der wärmeerzeugenden Widerstandsschicht, die den wärmeerzeugenden Abschnitt für die darüber befindliche Flüssigkeit bildet, um ein Kurzschließen zwischen den beiden Elektroden und Verlustströrne der Elektroden, insbesondere der Sekektivelektrodcn, zu verhindern. Des weiteren soll hierdurch eine elektrische Korrosion der Elektroden durch Kontakt zwischen Flüssigkeit und den Elektroden und eine elektrische Leitung zwischen beiden vermieden werden.

Diese Schutzschicht muß je nach dem Ort, an dem sie angeordnet ist, bestimmte Eigenschaften aufweisen. Wenn sie beispielsweise auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt vorgesehen ist, muß sie (J.) wärmebeständig sein, (2) flüssigkeitsbeständig sein, (3) das Eindringen von Flüssigkeit verhindern, (A) wärmeleitfähig sein, (5) oxydationsfest sein, (6) Isolationseigenschaften besitzen und (7) Bildung von Rissen verhindern. Wenn die Schicht auf einem anderen Bereich als dem Wärmeerzeugungsabschnitt vorgesehen ist, muß sie in ausgezeichneter Weise das Eindringen von Flüssigkeit verhindern, flüssigkeitsfest sein, gute Isolationseigenschaften aufweisen und die Entstehung von Rissen verhindern·,· während an an ihre thermischen Eigenschaften keine besonders hohen Anforderungen gestellt worden müssen, je nach den Bedingungen.

Gegenwärtig steht jedoch kein Material zur Ausbildung einer derartigen Schutzschicht zur Verfugung, mit dem mit einer einzigen Schicht sämtliche der vorstehend aufgeführten sieben Forderungen erfüllt werden können und der gesamte Bereich des Wärmeerzeugungsabschnittes und der Elektroden abgedeckt werden kann. In der Praxis finden daher verschiedene Materialien Verwendung, die einander ergänzende Eigenschaften für die o.a. Erfordernisse aufweisen, je nach dem Ort, an dem die Schutzschicht vorgesehen werden soll. Diese Materialien werden in einer Vielzahl von Schichten zur Ausbildung des Schutzüberzuges laminiert. Ein derartiger, aus mehreren Schichten bestehender Überzug muß ferner eine ausreichend große Haftfestigkeit der laminierten Schicht besitzen und darf in bezug auf'sine Verschlechterung der Haftfestigkeit, beispielsweise ein Abblättern der Schichten bzw. ein Schwimmen zwischen benachbarten Schichten boi der Herstellung des Aufzciohnunnskopfes oder bei dessen Betrieb, keine Probleme bereiten.

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Zusätzlich zu den vorstehend aufgezeigten Problemen müssen bei Flüssigkeitsstrnhlaufzeichnungsköpfen mit einer. Vielzahl von Öffnungen in wiederholter Weise sämtliche Schichten auf dem Substrat oder Basiselement ausgebildet werden, da bei der Herstellung einer derartigen Aufzeichnungsvorrichtung eine Vielzahl von äußerst feinen elektrothermischen Wandlern gleichzeitig auf dem Substrat ausgebildet werden müssen. Bei der Entfernung eines Teiles dieser Schichten und bei der Herstellung der Schutzschicht auf dem Substrat besitzt jedoch die Oberfläche der laminierten Schichten,

auf dem die Schutzschicht ausgebildet werden soll, äußerst feine Oberflächenunregelmäßigkeiten mit versetzten bzw. abgestuften Abschnitten, so daß dem Abdeckvermögen dieser abgestuften Abschnitte durch die Schutzschicht eine besondere Bedeutung zukommt. Wenn daher das Abdeckvermögen dieser abgestuften Abschnitte durch die Schutzschicht .

· · schlecht ist, dringt

Flüssigkeit in diese Abschnitte ein und induziert elektrische Korrosion bzw. dieelektrischc Ausfälle. Wenn daher bei einer Schutzschicht in Folge ihres Herstellungsverfahrens die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins von derartigen fehlerhaften Abschnitten relativ groß ist, führt dies unvermeidbar zu einem Eindringen von Flüssigkeit in diese fehlerhaften Abschnitte, wodurch die nut-zbare Lebensdauer der elektrothermischen Wandler beträchtlich verkürzt wird.

Aus diesen Gründen muß die Schutzschicht ferner ein gutes Abdeckvermögen für derartige abgestufte Abschnitte besitzen, und die Wahrscheinlichkeit in bezug auf das ■ Auftreten von Fehlerquellen, beispielsvieise feinen Löchern

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etc., in don ausgebildeten Schichten

muß äußerst gering sein, oder, falls derartige Fehler vorhanden sind, muß deren Ausmaß vernachlässigbar klein sein.

Die Wärmeeinwirkungsfläche ist sehr starken Belastungen ausgesetzt, da sehr große Temperaturlinderungszyklen zwischen hohen und niedrigen Tmepcraturen mit einer Mäufigkei. t von einigen tausend pro Sekunde auftreten und da gleichzeitig die in der Wärmeeinwirkungszone befindliche Flüssigkeit wiederholten Druckänderunnen ausgesetzt ist, was zu einen Verdampfen der Flüssigkeit bei den hohen Temperaturen und zur Blasenbildung in derselben führt. Damit ist eine Druckerhöhung in der Flüssigkeitsströmungs-

]_5 bahn verbunden, und bei einem Temperaturabfall kondensiert die verdampfte Flüssigkeit bzw. der Schaum wird entfernt und der Druck innerhalb der Flüssigkeitströmungsbahn fällt ab, so daß die Wärmeeinwirkungszone durch diese wiederholten Druckänderungen in konstanter Weise mechanischen Spannungen ausgesetzt ist. Die zur Abdeckung der Deckfläche von mindestens dem Wärmeerzeugungsabschnitt vorgesehene Schutzschicht muß daher eine besonders gute Schlagbiegefestigkeit in bezug auf mechanische Spannungen und ein ausgezeichnetes Haftvermögen unter der Vielzahl der Schichten, die .den Schutzüberzug bilden, besitzen.

Die herkömmlich ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsköpfe sind jedoch nicht in dor Lage, die vorstehend genannten Bedingungen oder Erfordernisse zu erfüllen. Hierbei konnte insbesondere eine Abblüttcrunq von Schichten des auf der Deckfläche des Uürmecrzeugungsabschnittes vorgesehenen mehrschichtigen Schutzüberzug es

während des Betriebes über eine lanne Zeitdauer nichl: verhindert werden, und ein derartiges Phänomen trat h'iufig 35

auf. Darüberhinaus fiel die Haftfestigkeit zwischen benachbarten Schichten des mehrschichtinun ÜbcrzugeG ab, und bei jedem Herstellschritt ons Aufzcichnungskopfe-n, beispielsweise der Ausbildung des Flüscigkcitsstrür.iungskanals auf dem Substrat mit dem durch die darauf angeordnete Schutzschicht geschützten elektrothermischen Wandler, bei der Abtrennung des Aufzeichnungskopfes oder bei der Ausbildung der Öffnung o.a., trat eine Abblätterung von benachbarten Schichten auf. Es ist ferner oft ' passiert, daß der Dickenausgleich für jede Schicht des Schutzüberzuges verlorengegangen ist, da man den Überzug bevorzugt so ausgebildet hat, daß er die vorstehend erwähnten Erfordernisse erfüllt, oder da geringfügige . Schwankungen in bezug auf die Bedingungen des Laminierens bei der Herstellung der Schutzschicht bzw. andere Faktoren vorhanden waren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf zu schaffen, der eine ausgezeichnete Haltbarkeit in bezug auf einen häufig wiederkehrenden Einsatz oder einen kontinuierlichen Einsatz über einen langen Zeitraum besitzt und der in der Lage ist, seine anfänglich günstigenTröpfchenbildungseigenschaften über eine lange Zeitdauer beständig zu halten.

Die Erfindung bzweckt .ferner die Schaffung.eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes, der in bezug auf seine Produktion eine hohe .Zuverlässigkeit aufweist.

·

Schließlich soll durch die Erfindung ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf geschaffen werden, der in einer hohen Ausbeute hergestellt werden kann, und zwar selbst dann, wenn er als Aufzeichnungskopf mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgebildet ist.

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Di e vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flüss.igkeitsstrahlaufzeichnungskopf gelöst, der die folgenden Bestandteile umfasst: Einen Flüssigkeitsabgabeabschnitt mit einex Öffnung zur Ausbildung von "fliegenden" Flüssigkeitströpfchen zum Zeitpunkt der Flüssigkeitsabgabe und einem Flüssigkeitsströmungskanal, der mit der Öffnung in Verbindung steht und als ein Teil davon eine Wärmeeinwirkungszone aufweist, in der Wärmeenergie zur Ausbildung der Flüssigkeitstropfchen auf die Flüssigkeit einwirkt, einen el'ektro thermischen Wandler mit mindestens zwei Elektroden , die gegenüberliegend und in elektrisch leitender Verbindung mit einer wärmeerzeugenden Widerstandsschicht auf einem Substrat angeordnet sind, so daß ein W.ärmeerzeugungsabschnitt zwischen den Elektroden ausgebildet wird, und eine Schutz schicht,die aus drei oder mehr Schichten besteht, welche jeweils ein anorganisches Material umfassen und derart laminiert sind, daß sie die Oberfläche von. mindestens dem Wärmeerzeugungsabschnitt abdecken, wobei die anorganischen Materialien, aus denen zwei benachbarte Schichten der Schutzschicht bestehen, mindestens ein Element umfassen, das beiden Schichten gemeinsam ist.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüehen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß

ausgebildeten Flüssigkeitsstrah!aufzeichnungskopf, der entlang einer senkrocht zur Oberfläche der wärmeerzeugenden Widerstandsschicht verlaufenden Ebene

in der Nähe des auf dem Substrat vorgesehenen Uärmeerzeuriungsabschnittes geführt ist;

Figur 2 eine schematische auseinandergezogene

perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes; und

ίο Figur 3 eine schematische perspektivische An

sicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlauf zeichnungskopf es .·

Wie man aus dem schematischen Schnitt der Figur 1, der in der Nähe des Wärmeerzeugungsabschnittes eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnuhgskopfes geführt ist, entnehmen kann, umfasst ein Substrat oder Basiselement 1 eine Lagerschicht 101 aus Silizium, Glas, Keramik etc. und eine

untere Schicht 102 aus SiO₂ etc., die auf der Lagerschicht 101 angeordnet ist.

Die untere Schicht 102 dient in erster Linie dazu, den Wärmefluß von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 6 zur Seite des Lagerelementes 101 hin zu regulieren. Das Material für diese Schicht sowie deren Dicke sind so ausgewählt, daß ein -größerer Wärmeanteil vom Wärmeerzeugungsabschnitt 6 in Richtung auf die Wärmeeinwirkungsfläche 5.strömt, wenn .thermische Energie an der Wärmeeinwirkungsfläche 5 auf die Flüssigkeit einwirkt, und daß bei einer Unterbrechung der elektrischen Leitung zu dem elektrotnermischen Wandler 7 die im Wärmeerzeugungsabschnitt 6 verbleibende Wärmeenergie schnell zur Lagerschicht 101 abströmen-kann. Als Material für die untere Schicht 102 können neben den

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vorstehend erwähnten Siliziumdioxid (SiO₇) anorganische Materialien Verwendung finden, beispielsweise Metalloxide, wie Zirkonoxid, Tantaloxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid etc.

Auf der Oberfläche des Substrates 1 ist eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht 2 laminiert, auf der eine Elektrodenschicht 3 laminiBrt ist. Diese wärmeerzeugende Widerstandsschicht 2 und Elektrodenschicht 3 werden durch Fotoätzen etc. wahlweise von der Oberfläche des Substrates 1 entfernt, so daß die Schichten in gewünschten Formen verbleiben. Am Wärmeerzeugungsabschnitt 6. wird die Elektrodenschicht 3 in Form eines Musters aus-• gebildet, indem sie derart von der wärmeerzeugenden Widerstandsschicht 2 entfernt wird, dai3 sich ihre Endteile an beiden Seiten mit einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegen. Dieser Abschnitt der wärmeerzeugenden Widerstandsschicht 2, von dem die Elektrodenschicht 3 entfernt worden ist," bildet einen Bereich, in dem Wärme durch elektrische Leitung über die Elektrodenschicht 3 (Wärmeerzeugungsabschnitt 6) erzeugt wird.

Als Materialien für die wärneerzeugende Widorstandsschicht 2 kann eine Vielzahl von Materialien Verwendung finden, wenn diese Wärme durch elektrische Leitung erzeugen können.

Beispielsweise sind hierfür Metallboride besonders geeignet. Von diesen Metallboriden besitzt Hafniumborid die" besten Eigenschaften, wonach Zirkonborid, Lanthanborid, Vanadiumborid und Niobborid in dieser Reihenfolge kommen.

Die Dicke der wärmeerzeugonden Uidcrctandcschicht wird durch die Fläche und das Material für diese Schicht, durch die Form und Größe der Wärmeeinwirkungszone und

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des weiteren durch den Energieverbrauch im Gebrauch des Aufzeichnungskopfes etc. bestimmt, so daO die pro Zeiteinheit erzeugte Wärmeenergie in der gewünschten Weise festgelegt werden kann. Ein bevorzugter Dereich liegt zwischen 0,001 bis 5 /<m, insbesondere zwischen 0,01 bis 1 Mm.

Zur Herstellung der Elektrodenschicht 3 können verschiedene übliche Elektrodenmaterialien verwendet werden. Beispiele für diese Materialien sind Aluminium, Silber, Gold, Platin, Kupfer und ähnliche Metalle..

Auf der Oberfläche des Substrates 1, auf der die wärmeerzeugende Widerstandsschicht 2 und die Elektrodenschicht 3-ausgebildet worden sind, wird des weiteren eine Schutzschicht 4 als oberste Schicht laminiert. Diese Schutzschicht 4 besteht gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei Schichten, nämlich einer ersten Schicht 401, einer zweiten Schicht 402 und einer dritten Schicht 403.

Die Materialien für die die Schutzschicht 4 bildenden Schichten sind so ausgewählt, daß die Schutzschicht 4 die vorstehend erwähnten vsrschiedenen Erfordernisse für die auf dem Wärmeerzeugungsabschnitt 6 vorzusehende Schicht aufweisen und eine ausgezeichnete Haftfestigkeit in bezug auf das Substrat und die einzelnen Schichten untereinander besitzen kann.

Die am unteren Ende der Schutzschicht 4 vorgesehene erste Schicht 401 dient in erster Linie dazu, eine Isolation zwischen den beiden gegenüberliegenden Elektroden 3, die auf der wärmeerzeugenden Widerstandsschicht 2 vormsehen sind, zu bilden. Als Materialien für diese erste Schicht können geeignete anorganische Isolacionsmateri'ilicn

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Verwendung finden, beispielsweise anorganische Oxide, wie SiO₂ etc., anorganische Nitride, wie Si-N₇ etc. u.a.,. die ausgezeichnete Isolationseigenschaften , eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit und Wärmefestigkeit und ein gutes Haftvermögen am Substrat 1 besitzen.

Neben den vorstehend erwähnten anorganischen Materialien können die folgenden Materialien zur Ausbildung der ersten Schicht 401 Verwendung finden: Übergangsmetalloxide, wie Vanadiumoxid, Nioboxid, Molybdänoxid, Tantaloxid, Wolframoxid, Chromoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Lanthonoxid, Yttriumoxid, Manganoxid etc., Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Kalziumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Siliziumoxid etc. sowie entsprechende Mischoxide, hochwiderstandsfähige Nitride, wie Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Bornitrid, Tantalnitrid etc. und Mischnitride sowie Mischungen dieser Oxide und Nitride,.Halbleitermaterialien, wie amorphes Silizium, amorphes Selen u.a., die in Massenform einen niedrigen Widerstand besitzen, jedoch durch 'Ausbildung zu einem Dünnfilm einen hohen elektrischen Widerstand erhalten können, beispielsweise durch Sprühverfahren, CVD-Verfahren, Abscheiden,Dampfphasenreaktionsverfahren, Flüssigbeschichtungsverfahren etc. Die Filmdicke der ersten Schicht 401 sollte vorzugsweise von 0,1-5 pm, besser vpn 0,2 - 3 pm und insbesondere von 0,5 - 3 pm reichen.

Die dritte Schicht 403, die als oberste Schicht der Schutzschicht 4 vorgesehen wird, bildet die Uürmceinwirkungszone 5 an einer Stelle, die dem Uürmeoinwirkungsabschnitt 6 des Flüssigkeitsstrahloufzeichnungskopfes entspricht, und steht in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsflüssigkeit, die sich in den übor dem Uürmeeinwirkungsabschnitt 6 auszubildenden Flüssigkcits-Strömungskanal befindet. Die Hauptaufnabe dieser dritten

Schicht 401 besteht darin, das Flüssigkeitseindringunnsverhinderungsvermögen, die Flüssigkcitswidcrstandsfühigkeit und die mechanische Festigkeit der Schutzschicht 4 zu verbessern.

Die die dritte Schicht 403 bildenden Materialien sollten eine gute Zähigkeit besitzen, eine relativ hohe mechanische Festigkeit aufweisen, und eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, Flüssigkeitswiderstandsfähigkeit und ein ausgezeichnetes Flüssigkeitseindringverhinderungsvermögen besitzen.

Beispiele für diese Materialien sind: Verschiedene Metalle, die zu den Elementen der Gruppe IHa des Perio-' densystems gehören, beispielsweise Scandium, Yttrium etc., Elemente de-r Gruppe IVa, wie beispielsweise Titan, Zirkon, Hafnium etc., Elemente der Gruppe Va, wie beispielsweise Tantal, Vanadium, Niob etc., Elemente der Gruppe VIa, wie beispielsweise Chrom, Molybdän, Wolfram etc., Elemente der Gruppe VIII, wie beispielsweise Eir.en, Kobalt, Nickel etc., Legierungen der vorstehend erwähnten Metalle, wie beispielsweise Ti-Ni, Ta-IJ, Ta-Mo-Ni, Ni-Cr, Fe-Co, Ti-W, Fe-Ti, Fe-Ni, Fe-Cr, Fe-Ni-Cr usw., Boride der vorstehend erwähnten Metalle, beispielsweise Ti-B, Ta-B, Hf-B, W-B etc., Karbide der vorstehend erwähnten Metalle, beispielsweise Ti-C, Zr-C, V-C, Ta-C, Mo-C, Ni-C etc., Silikate der vorstehend erwähnten Metalle," beispielsweise Mo-Si, W-Si, Ta-Si etc., und Nitride der vorstehend erwähnten Metalle, beispielsweise Ti-N,. Nb-N, Ta-N etc. Die dritte Schicht 403 kann durch AbschcideijSprühvcrfahren, CVD-Verfahren etc. unter Verwendung der vorstehend erwähnten .Materialien hergestellt werden. Die Dicke der Schicht sollte vorzugsweise 0,01 - 5 pm, genauer 0,1 - 5 μηι und insbesondere 0,2 3 pm betragen. Beim Auswählen des Materials und der

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Dicke für diese Schicht sollte die Schicht vorzugsweise einen höheren Widerstand besitzen als die Tinte, die wärmeerzeugende Widerstandsschicht und die Elektrodenschicht. Beispielsweise sollte die Schicht vorzugsweise einen Widerstand von 1 Ohm cm oder darunter besitzen. Isolationsmaterialien, wie beispielsweise Si-C etc., die eine hohe mechanische Schlagfestigkeit besitzen, können in geeigneter Weise Verwendung finden.

jLo Durch Anordnung der dritten Schicht 403 aus den vorstehend erwähnten Materialien als oberste Schicht der Schutzschicht 4 wird es möglich, die durch Kavitation bewirkten Schockbelastungen, die beim Ausstoß der Flüssigkeit in der Wärmeeinwirkungszone 5 auftreten, in ausreichender Weise zu absorbieren, so daß sich die nutzbare Lebensdauer des Wärneerzeugungsabschnittcs G in. wirksamer Weise verlängern läßt.

Zwischen der ersten Schicht 401 und der dritten Schicht 403 der Schutzschicht ist eine zweite Schicht 402 vorgesehen. Diese zweite Schicht 402 umfasst das charakteristische Merkmal des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes dieser Erfindung. Bei herkömmlich ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsköpfen besteht die auf den Wärmoerzeugungsabschnitt vorgesehene Schutzschicht in erster Linie aus zwei Schichten, die der ersten Schicht 401 und der dritten Schicht 403 der vorliegenden Erfindung entsprechen. Diese bekannte Schutzschicht weist in bezug auf ihre Haftfestigkeit zwischen den einzelnen,laminierten Schichten nicht immer befriedigende Eigenschaften auf, so daß eine Abblätterung bzw. ein "Schwimmen" von benachbarten Schichten auftritt,' wodurch die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Flüssigkeitsstrahlaufzcichnungskopfes beeinträchtigt wird.

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Die Hauptaufgabe der zweiten Schicht 402 als eine der die Schutzschicht 4 bildenden Elemente besteht daher darin, die Haftfestigkeit zwischen der ersten Schicht 401 und der dritten Sch'ichi: 403 zu verbessern.

Zur Herstellung der zweiten Schicht 402 kann eine Vielzahl von Materialien Verwendung finden, die in der Lage sind, die Haftfestigkeit mit der ersten Schicht 401 und der dritten Schicht 403 zu erhöhen, und die durch ihre' Anordnung auf dem Wärmeerzeügungsabschnitt die für die Schutzschicht erforderlichen Eigenschaften nicht verschlechtern. Optimalerweise sollte das Material für diese zweite Schicht 402 mindestens ein erstes Element enthalten, das einem Element des Matcrialcs für die erste Schicht 401 entspricht, und mindestens ein zweites Element, das einem Element des Materiales für die dritte Schicht 403 entspricht. Die vorstehend erwähnten ersten und zweiten Elemente ^müssen nicht unbedingt verschieden sein. Bevorzugte Beispiele der die zweite Schicht 402 bildenden Materialien sind: (1) In dem Fall, in den die erste Schicht 401 durch ein Oxid und die zweite Schicht 403 durch ein Metall gebildet wird, sollte das die zweite Schicht 402 bildende Material ein Oxid des die dritte Schicht 403 bildenden Metalls sein; (2) In dem Fall, in dem die erste Schicht 401 ein Uitrid oder ein Karbid und die dritte Schicht ein Metall ist, sollte das die. zweite Schicht 402 bildende Material ein Mitrid oder ein Karbid des Metalls sein, das .die dritte Schicht 403 bildet. Bei einem bevorzugten Beispiels wird SiIiziurnoxid für die erste Schicht 401, Tantal für die dritte Schicht 403 und Tantaloxid für die zweite Schicht 402 verwendet. Des weiteren können folgende Kombinationen Anwendung finden: Aluminiumoxid für die erste Schicht, Zirkon für die dritte Schicht und Zirkonoxid für die zweite Schicht; Tantaloxid für die erste Schicht, Mai nium

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für die dritte Schicht und Hafniumoxid für die zweite Schicht; Siliziumborid für die erste Schicht, Tantal für die dritte Schicht und Tantalnitrid für die zweite Schicht; Aluminiumnitrid für die erste Schicht, üolybdän für die dritte Schicht und Molybdunnitrid für die zweite Schicht etc.

Durch Anordnung der vorstehend erwähnten zweiten Schicht 402 wird die Haftfestigkeit der Schutzschicht 4 als

j_g ganzes beträchtlich verbessert. Bei der vorstehenden Erläuterung der Erfindung wurde insbesondere auf die auf dem Wärneerzeugungsabschnitt befindliche Schutzschicht bezug genommen. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf eine derartige Schutzschicht begrenzt, sondern

"L5 eine derartige aus mehreren Schichten bestehende Schutzschicht kann auch an anderen Stellen als dem Uärrnccrzeugungsabschnitt auf dem Substrat vorgesehen werden, beispielsweise auf der Oberseite der Elektroden. Ferner kann die Schutzschicht auch aus mehr als drei Schichten

2Q bestehen, wobei die vorstehend erwähnten Matcrialkornbinationen auch diesbezüglich Anwendung finden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Flüssigkcitsstrahlaufzeichnungskopf wird durch Ausbildung des FlüssigkeitsstrÖmungskanales und der Öffnung entsprechend dem Uärmeerzeugungsabschnitt, der durch den mit der Schutzschicht 4 versehenen clektrothcrmisch.cn Wandler auf de μ Substrat ausgebildet ist, vervollständigt.

3Q Figur 2 zeigt eine schenatische auscinanderoezoncnc perspektivische Ansicht einer Ausführunnsform des fertigen erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkcitsstrahlaufzcichnungskopfcs.

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Dieser Aufzeichnungskopf wird vervollständigt, indem zuerst ein lichtempfindlicher Harztrockenfiln auf das Substrat 201 laminiert wird, und danach durch Belichten und Entwickeln über eine vorgegebene Maske eine Strümungskanalwand 203 und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 205 entsprechend dem Wärmeerzeugungsabschnitt auf dem Substrat ausgebildet werden. Schließlich wird auf der Strümungskanalwand eine aus Glas, Kunststoff etc. bestehende Deckplatte 207, die Öffnungen 200 aufweist, mit Hilfe eines Klebers, beispielsweise eines Epoxidharzklebers, laminiert und daran befestigt. Bei diesem Aufzeichnungskopf liegen die im Deckenabschnitt ausgebildeten Öffnungen des Flüssigkeitsströmungskariales 202 der am Strömungskanal vorgesehenen Würmeeinuirkungszone gegenüber.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes, die in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben hergestellt wurde. Bei diesem Aufzeichnungskopf sind die Öffnungen "302 im Flüssigkeitsströmungskanal 304 und in dessen Richtung ausgebildet. Die von der Tintenzuführöffnung 306 zugeführte und in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 305 gespeicherten Tinte wird aus den Öffnungen durch Einwirkung von Wärmeenergie aufgestoßen, welche von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 303 erzeugt wird, und haftet zur Aufzeichnung eines gewünschten Bildes auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsbogens an.

Bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf besteht die Schutzschicht, die mindestens den Wärmeerzeugungsabschnitt abdeckt, aus einer Vielzahl von Schichten, die sich in bezug auf die an der jeweiligen Stelle geforderten Eigenschaften der Schutzschicht ergänzen. Die Schichten ucrdon mit einer hohen Haftfestigkeit aufeinander laminiert.

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Dies führt dazu, daß in bezug auf die Schichten keine Probleme, beispielsweise ein Abblättern derselben, auftreten,· wenn der Aufzeichnungs kopf häufig in wiederholter Weise oder kontinuierlich über eine lange Zeitdauer verwendet wird. Die günstigen Tröpfchenbil dungseigenschaften im Anfangsstadium des Aufzeichnungsvorganges können über eine lange Zeitdauer beständig gehalten werden. Darüberhinaus tritt bei dem erfindungsdgemüß ausgebildeten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf überhaupt kein Abblättern von benachbarten Schichten der Schutzschicht auf. Selbst wenn es sich bei dem Aufzeichnungskopf um einen solchen mit einer Vielzahl von üffnungcn handelt, besitzen, die benachbarten Schichten des Schutzüberzuges eine gute Haftfestigkeit und hohe Zuverlässigkeit, so daß die Aufzeichnungsköpfe mit hoher Ausbeute hergestellt werden können.

Nachfolgend wird eine Reihe von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Vergleichsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1

Ein Siliziumplättchen wurde thermisch oxidiert, um darauf einen SiO₂-FiIm mit einer Dicke von 5pm auszubilden. Das auf diese Weise ausgebildete Plättchen wurde als Substrat verwendet.

Danach wurde als wärmeerzeunende Uidcrstandsschicht eine

HfB^-Schicht in einer Dicke von 1500 A durch Zerstäuben auf die Substratoberfläche hergestellt,'wonach durch Elektronenstrah-labscheidung in kontinuierlicher Weise eine Ti-

O O

Schicht von 50 A und eine Al-Schicht von 5.000 A abgeschieden wurden.

Auf fotolithografischem Wege wurde ein vorgegebenes Muster mit einer Wärmeeinwirkungszone einer Breite von 30 μην und einer Länge von 150 |jrn ausgebildet. Der olektrische Widerstand dieser Würmeeinwirkungszonc cinschlicßlieh des Widerstandes der Aluminiumelektrode betrug Ohm.

Als nächstes wurde durch Hc-chleistungssprühcn SiO₉ mit einer Filmdicke von 2,5 pm auf der gesamten Oberfläche des Substrates abgeschieden (Ausbildung der ersten Schicht). Danach wurde eine Tantal-Schicht auf der aus SiO₀ bestehenden ersten Schicht mit einer Filmdicke von 600-A abgeschieden, wonach die abgeschiedene Tantal-Schicht in Luft bei 500 ° C perfekt oxidiert wurde, so daß sich eine Ta^O^-Schicht als zweite Schicht bildete

Nach der Ausbildung der zweiten Schicht aus Ta₃O₅ wurde eine Tantal-Schicht mit einer Filmdicke von 0,5 um durch Sprühen (Zerstäuben) auf der zweiten Schicht ausgebildet, wodurch die aus drei Schichten bestehende Schutzschicht fertiggestellt wurde.

Auf dem mit dem wärmeerzeugenden Widerstandsabschnitt und der Schutzschicht versehenen Substrat wurde ein lichtempfindlicher Harztrockenfilm mit einer Filmdickc von 50 pm laminiert, wonach der Film durch eine vorgegebene Maske belichtet und entwickelt wurde. Auf diese Weise wurden der Flüssigkeitsstrümungskanal und die gomeinsame Flüssigkeitskammer entsprechend dem Ucirmccrzougungsabschnitt auf dem Substrat ausgebildet. Durch Verwendung eines Epoxidharzklebers wurde eine Deckplatte aus Glas auflaminiert, um den in Figux 3 dargestellten Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf zu vervollständigen.

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Unter Verwendung eines derartigen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes wurde eine Aufzeichnungsvorrichtung zusammengebaut. An den elektrothernischen Wandler des Aufzeichnungskopfes wurde eine Rechteckspannung von 30V

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mit einer Frequenz von 800 Hz 10 mal über 10 με angelegt,.

wodurch Tinte aus der Öffnung abgegeben wurde. Die Haltbarkeit des Aufzeichnungskopfer. bei kontinuierlichem Gebrauch wurde ausgewertet.

Wie erwähnt, wurde zur Auswertung der Haltbarkeit ein

elektrischer Impuls 10 mal angelegt. Es wurde danach ein Verhältniswert ermittelt, der den Anteil der elektrothermischen Wandler wiedergibt,an die. infolge von Brüchen etc. keine elektrischen Impulse mehr angelegt werden konnten. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Ergebnisse dieser Auswertung aufgeführt.

Zus 'ätzlich dazu wurde die Haftfestigkeit einer nach dem obigen Beispiel hergestellten, aus drei Schichten bestellenden Schutzschicht untersucht. Der" Test wurde so durchgeführt, daß zuerst auf der Oberfläche des mit den drei Schichten der Schutzschicht versehenen Substrates Rillen ausgebildet wurden.

Die Rillen wurden in einem Prüfmuster von 1 mm mit einer größeren Tiefe als der Dicke, der Schutzschicht und einer Breite von 80 μτη derart ausgebildet, daß sie das Substrat nicht beschädigten. Danach wurde unter Druck ein Klebeband auf die .Oberfläche desselben aufgebracht, wonach durch ein Mikroskop und mit bloßem Auge der abgeblätterte Zustand der Schutzschicht nach Abziehen des Klebebandes in im wesentlichen horizontaler Richtung zur Dnslsnlattcnfläche beobachtet wurde-. Die Haftfestigkeit wurde nach den folgenden Maßstäben bewertet: (O ) .... Es konnte überhaupt keine Abblütterurig festgestellt werden; ( A ) .... Eine Abblätterung trat an;pinen Oberflächenteil der ;■;

Basisplatte auf; und (X) ... Eine Abblätterung trat nahezu über die gesamte Oberfläche der Probe auf. Die Ergebnisse dieser Auswertung sind in Tabelle 1 aufgeführt

Beispiel 2

Die aus Ta₃O₅ bestellende zwnite Schicht der auf der Basisplatte des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes des vorstehend erläuterten Beispiels 1 befindlichen Schutz-·

IQ schicht wurde hergestellt, indem zuerst eine Tantalschicht mit einer Dicke von 0,6 pm durch Zerstäuben auf der ersten Schicht aus SiO„ ausgebildet wurde, wonach die Ta-Schicht in einem Phosphorsäurebad durch ein anodisches Oxydationsverfahren oxydiert wurde, um sie in eine Ta₂O₅-Schicht zu überführen. Danach wurde unter Verwendung dieser Basisplatte der Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf in der gleichen Weise wie in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben hergestellt, und seine Haltbarkeit bei kontinuierlichem Gebrauch sowie die Haftfestig-

2Q keit der Schutzschicht wurden ausgewertet. Die Ergebnisse dieser Auswertung sind ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 3
Die zweite Schicht aus Ta₂O₅ der auf der Basisplattc des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes des Beispiels 1 befindlichen Schutzschicht wurde durch Verwendung eines gesinterten Targets aus Ta₃O₅ durch Zerstäuben auf der ersten Schicht aus SiO₂ ausgebildet. Unter Verwendung dieser Basisplatte wurde ein F lüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wonach der Kopf in bezug auf seine Haltbarkeit bei kontinuierlichem Gebrauch und die Haftfestigkeit der Schutzschicht wie bei den in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ausgewertet wurde.

Die Resultate dieser Auswertung sind in Tabelle 1 aufYjcführt.

Vergleichsbeispicl 1 Anstelle des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes nernäß Beispiel 1, der eine aus drei Schichten bestehende Schutzschicht auf der Dasisplatte aufwies, wurde ein Aufzeichnungskopf hergestellt, der ein Substrat besaß, auf den eine Schutzschicht ausgebildet wurde, die aus einer ersten Schicht aus SiO₂ und einer zweiten Schicht aus Ta bestand, ohne daß hierbei die zweite Schicht aus Ta^O₁- ausgebildet wurde. Die Haltbarkeit dieses Kopfes bei kontinuierlichem Gebrauch sowie die Haftfestigkeit der Schutzschicht wurde · wie bei dem in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergl.eichsbeispiel 2

Anstelle von Ta₇O₅ für die zweite Schicht der auf dem Substrat des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfes ge nie G Beispiel 1 befindlichen Schutzschicht wurde zur Ausbildung der zweiten Schicht Titan auf das Substrat in einer

Dicke von 1.000 A gedampft. Die Haltbarkeit eines derartigen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnunnskopfes bei kontinuierlichem Gebrauch sowie die Haftfestigkeit der Schutzschicht wurden durch das in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebene Verfahren ausgewertet. Die Ergebnisse eine' in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle

	1	Anteil Wandler Impulse	(%) der elckt- , an die kein·· mehr angelegt	othcrmischon elektrischen werden konnten	Martfcr/Linkeit der Schutzschicht
Beispiel	2		0,5		O
Beispiel	3		0		O
Beispiel	Vergleichs beispiel 1		0,3		O
	Vergleichs beispiel 2		30		Δ
	65		X

extrem gut in der Praxis verwendbar in der Praxis unbrauchbar

Erfindungsgcm:ji3 wird somit ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf vorgeschlagen, der einen Flüssigkeitsabgabeabschnitt mit einer Öffnung zur Ausbildung von "fliegenden" Flüssigkeitströpfchen zum Zeitpunkt der Flüssigkeitsabgabe und mit einem Flüssigkeitsströmungskanal, der mit der Öffnung in Verbindung steht und als einen Teil eine Wärmeeinwirkungszone aufweist, in der Wärmeenergie auf die Flüssigkeit einwirkt, um die Flüssigkeitströpfchen auszubilden, umfasst. Mindestens zwei Elektroden sind auf einem Basisclement vorgesehen, so daß sie sich gegenüberliegen und elektrisch an eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht angeschlossen sind. Der Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf umfasst ferner einen el-ektrothermischen Wandler mit einem zwischen den beiden Elektroden ausgebildeten Wärmeeinwirkungsabschnitt und eine Schutzschicht, die aus drei oder mehr Schichten besteht, die jeweils ein anorganisches Material umfassen und so laminiert sind, daß sie die Oberfläche mindestens des Wärmeerzeugungsabschnittes abdecken. Die anorganischen Materialien, die zwei·benachbarte Schichten in der Schutzschicht bildeji, umfassen mindestens ein Element, das beiden Schichten gemeinsam ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf, gekennzeichnet durch:

a) einen Flüssigkeitsabgabeabschnitt mit einer Öffnung (208, 302) zur Ausbildung von "fliegenden" Flüssigkeitströpfchen bei der Flüssigkeitsabgabe und einen Flüssigkeitsströmungskanal (202, 304), der mit der Öffnung in Verbindung steht und als einen Teil davon eine Wärmeeinwirkungszone aufweist, in der zur Ausbildung der Flüssigkeitströpfchen Wärmeenergie auf die Flüssigkeit einwirkt;

b) einen elektrothermischen Wandler mit mindestens zwei Elektroden (3), die gegenüberliegend und in elektrisch leitender Verbindung mit einer wärmeerzeugenden Widerstandsschicht (2) auf einem Substrat (1) angeordnet sind, so dqß ein Wärmeerzeugungsabschnitt (6) zwischen den Elektroden (3) ausgebildet wird; und

c) eine Schutzschicht (4), die aus drei oder mehr Schichten (401, 402, 403) besteht, die jeweils ein anorganisches Material umfassen und so laminiert sind, daß sie die Ober-

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fläche von mindestens dem Wärmeerzeugungsabschnitt (6) abdecken, wobei die zwei benachbarte Schichten der Schutz· schicht bildenden anorganischen Materialien mindestens ein Element umfassen, das beiden Schichten gemeinsam ist.

2. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) eine erste Schicht (401) aus einem Oxid, eine zweite Schicht

(402) aus einem Metalloxid und eine dritte Schicht (403) aus einem Metall umfasst, das dem des Metalloxides entspricht, wobei diese Schichten in der genannten Reihenfolge vom Wärmeerzeugungsabschnitt (6) aus angeordnet sind.

3. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Oxid um Siliziumoxid,· bei dem Metalloxid um Tantaloxid und bei dem Metall um Tantal handelt.

4. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daQ es sich bei dem Oxid um Aluminiumoxid, bei dem Metalloxid um Zirkonoxid und bei dem Metall um Zirkon handelt.

5. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Oxid um Tantaloxid", bei dem Metalloxid um Hafniumoxid und bei dem Metall um Hafnium handelt.

6. Flüssinkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daO die Schutzschicht (4) eine erste Schicht (401) aus einem Nitrid, eine zweite Schicht

(402) aus einem Metallnitrid und eine dritte Schicht

(403) aus einem Metall umfasst, das dem des Metallnitrides entspricht, wobei die Schichten in der genannten Reihenfolge vom Wärmeerzeugungsabschnitt (6) aus angeordnet sind.

7. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 6, .dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Nitrid um Siliziumnitrid, bei dem Metallnitrid um Tantalnitrid und bei dem Metall um Tantal handelt.

8. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Nitrid um Aluminiumnitrid, bei dem Metallnitrid um Molybdännitrid und bei dem Metall urn Molybdän handelt.

9. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) ein Laminat aus der ersten Schicht (401), der zweiten Schicht

(402) und der dritten Schicht (403) in dieser Reihenfolge vom Wärmeerzeugungsabschnitt (6) aus umfasst, wobei die drei Schichten aus den folgenden Materialien bestehen: Die erste Schicht (401) aus einem anorganischen Material, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Titanoxid, Vanad iumoxid, Nioboxid, Molybdänoxid, Tantaloxid, Wolframoxid, Chromoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Yttriumoxid, Manganoxid, Aluminiumoxid, Kalziumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Bornitrid, Tantalnitrid, amorphes SiIizium mit hohem elektrischen Widerstand, amorphes Selen mit hohem elektrischen Widerstand und einem zusammengesetzten Material, das aus mindestens zwei Materialien der vorstehenden Liste besteht;

die zweite Schicht aus einem einfachen Metall, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Scandium (Sc), Yttrium (Y), Titan (Ti), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Tantal (Ta), Vanadium (V), Niob (Hb), Chrom (Cr), ilolybdän (Mo), Wolfram (H), Eisen (Fe), Kobalt (Co) und Nickel (Ni); aus einer Legierung, .die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Ti-Mi, Ta-W, Ta-Mo-Ni, Ni-Cr, Fe-Co, Ti-W, Fe-Ti, Fe-Ni, Fe-Cr und Fe-Ni-Cr; aus einen iiefcallkarbid aus der folgenden Gruppe: Ti-C, Zr-C, V-C, Ta-C, Mo-C und Ni-C; aus einem Metallborid aus der folgenden Gruppe:. Ti-D, Ta-B, Hf-B und IJ-B; aus einem Metallsilikat aus der folgenden Gruppe: Mo-Si, W-Si und Ta-Si;' und aus einem Metallnitrid aus der folgenden Gruppe: Ti-N, Nb-M und Ta-M; und

die dritte Schicht aus einem anorganischen Material, das mindestens ein erstes Element enthält, das mit dem Element des Materials für die erste Schicht übereinstimmt, und mindestens ein zweites Element, das mit dem Element des Materials für die dritte Schicht übereinstimmt.