DE69812282T2

DE69812282T2 - Verfahren zur Herstellung eines Tintenausstosskopfventils, Verfahren zur Herstellung eines Tintenausstosskopfes und so hergestellter Tintenausstosskopf

Info

Publication number: DE69812282T2
Application number: DE69812282T
Authority: DE
Inventors: Teruo Ohta-ku Ozaki; Masahiko Ohta-ku Ogawa; Masami Ohta-ku Ikeda; Ichiro Ohta-ku Saito; Hiroyuki Ohta-ku Ishinaga; Tomoyuki Ohta-ku Hiroki; Yoshiyuki Ohta-ku Imanaka; Masahiko Ohta-ku Kubota
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: EP0920995B1; JPH11170546A; EP0920995A2; JP3530732B2; US6277294B1; EP0920995A3; DE69812282D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes.
Nächstliegender Stand der Technik
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, ein sogenanntes Blasenstrahlaufzeichnungsverfahren, in dem eine Zustandsänderung, inklusive einer schnellen Volumenänderung von Tinte (das heißt eine Erzeugung von Blasen), durch Übertragen von Energie, wie beispielsweise Wärme oder dergleichen, auf die Tinte zu erzeugen verursacht wird, wobei die Tinte von einem Ausstoßanschluss durch eine aktive Kraft durch diese Zustandsänderung ausgestoßen wird und die ausgegebene Tinte an einem aufzeichnenden Medium angehaftet wird, um eine Bildformation auszuführen, ist wohl bekannt. In der Aufzeichnungsvorrichtung, die dieses Blasenstrahlaufzeichnungsverfahren verwendet, wie beispielsweise in der Druckschrift US-A-4 723 129 offenbart ist, werden im Allgemeinen ein Ausstoßanschluss zum Ausstoßen von Tinte, eine Tintendurchflussbahn, die mit dem Ausstoßanschluss verbunden ist, und ein elektrothermisches Wandlerelement vorgesehen, das als eine Energieerzeugungseinrichtung zum Ausstoßen von Tinte verwendet wird, die in der Tintendurchflussbahn vorliegt.
Gemäß einem solchen Aufzeichnungsverfahren kann ein Hochqualitätsbild bei hoher Geschwindigkeit und geringem Geräuschpegel aufgezeichnet werden und ein Ausstoßanschluss zum Ausstoßen von Tinte kann mit einer hohen Dichte in einem Kopf in diesem Aufzeichnungsverfahren vorgesehen werden. Daher hat das Aufzeichnungsverfahren eine Anzahl von Vorteilen, so dass ein hochaufgelöstes Aufzeichnungsbild und ein derartiges Farbbild leicht in einem kompakten Gerät erhalten werden können. Daher ist dieses Blasenstrahlaufzeichnungsverfahren jüngst in verschiedenen Bürogeräten wie beispielsweise einem Drucker, einem Kopiergerät, einem Faxgerät und dergleichen verwendet worden. Des Weiteren wird das Aufzeichnungsverfahren sogar in einem industriellen System, wie beispielsweise einer Druckausrüstung usw., eingesetzt.
Mit dem erhöhten Einsatz der Blasenstrahltechnologie in Produkten in vielen Gebieten sind die nachstehenden verschiedenen Anforderungen jüngst angestiegen.
Beispielsweise umfasst eine die Anforderung nach einem verbesserten Energiewirkungsgrad eine Optimierung eines Heizelements, in dem eine Dicke einer Schutzschicht kontrolliert ist. Diese Technologie hat den Vorteil, dass der Übertragungswirkungsgrad an erzeugter Wärme auf die Flüssigkeit verbessert wird.
Des Weiteren ist, um ein hochaufgelöstes Bild zu erhalten, eine Antriebsbedingung für ein Flüssigkeitsausgabeverfahren geschaffen, in dem ein verbesserter Tintenausstoß basierend auf einer stabilen Blasenerzeugung ausgeführt werden kann. Des Weiteren ist ferner, um einen Flüssigkeitsausstoßkopf zu erhalten, der eine hohe Wiederbefüllgeschwindigkeit einer Flüssigkeitsdurchflussbahn mit einer ausgestoßenen Flüssigkeit im Hinblick auf eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung hat, ein Flüssigkeitsausstoßkopf geschaffen, der verbesserte Formen der Flüssigkeitsdurchflussbahn hat.
Ein Durchflussbahnaufbau und ein Kopfherstellungsverfahren, die in der Druckschrift JP-A-63-199972 offenbart sind, die sich auf die Formen der Flüssigkeitsbahn beziehen, sind Erfindungen, die auf eine Rückwelle gerichtet sind (Druck in eine entgegengesetzte Richtung zu der Richtung des Ausstoßes hin, der ein Druck zu einer Flüssigkeitskammer ist), die mit der Erzeugung von Blasen erzeugt wird. Diese Rückwelle ist als ein Energieverlust bekannt, da sie keine Energie zu der Ausstoßrichtung hin gerichtet ist.
Ein Kopf, der in der Druckschrift JP-A-63-199972 offenbart ist, hat ein Tintenstrahlkopfventil, das von einem Blasenentstehungsbereich der Blasen beabstandet ist, die durch das Heizelement ausgebildet werden, und ist in Bezug auf das Heizelement an der entgegengesetzten Seite zu der Ausstoßöffnung angeordnet. Dieses Ventil hat eine Anfangsstellung in einer Weise, dass es an das Dach der Durchflussbahn durch ein Kopfherstellungsverfahren angehaftet wird, das ein Plattenmaterial verwendet, und wird mit der Blasenerzeugung in der Durchflussbahn nach unten gehängt. Diese Druckschrift offenbart eine Erfindung, in der ein Energieverlust durch Steuern eines Teils der vorstehend genannten Rückwelle mit einem Ventil gesteuert wird.
Des Weiteren offenbart, um Verbesserung der Flüssigkeitsausstosseigenschaften inklusive Steuerung der Rückwelle und von Flüssigzuführeigenschaften zu verwirklichen, die Druckschrift EP-A-0 739 734 eine Anordnung, in der ein bewegliches Ventilelement vorgesehen ist, das einem Blasenerzeugungsbereich zugewandt ist, der Blasen erzeugt, wobei das Wachstum der Blasen durch Anwendung einer Verlagerung des beweglichen Ventilelements gesteuert wird, die durch Druck zum Zeitpunkt der Blasenerzeugung erzeugt wird.
4 zeigt eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einem solchen Tintenstrahlkopf vorgesehen ist, der ein bewegliches Ventilelement hat.
In dem Flüssigkeitsausstoßkopf in 4 ist ein Heizelement 2, das einer Wärmeenergie erlaubt, auf eine Flüssigkeit zu wirken, auf einem Elementsubstrat 1 als ein Ausstoßenergie erzeugendes Element zum Ausstoßen von Flüssigkeit vorgesehen. Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 sind auf diesem Elementsubstrat 1 korrespondierend zu dem Heizelement 2 vorgesehen. Die Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 sind mit einem Ausstoßanschluss 5 kommunizierend und sind ebenso mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Zuführen von Flüssigkeit zu der Vielzahl von Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 kommunizierend, wodurch eine Flüssigkeitsmenge, die mit der Flüssigkeit übereinstimmt, die von einem Ausstoßanschluss ausgegeben wird, von dieser gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 aufgenommen wird.
Auf dem Elementsubstrat 1 dieser Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 ist ein Tintenstrahlkopfventil vorgesehen, in dem ein 1 μm dickes plattenförmiges bewegliches Ventilelement 6, das einen flachen Flächenabschnitt hat, der aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einer dünnen Harz, Metallfolie oder dergleichen, aufgebaut ist, wie ein Auslegerbaum vorgesehen ist.
In 4, wenn das Heizelement 2 erwärmt ist, wirkt Wärme auf eine Flüssigkeit in einem Blasenerzeugungsbereich zwischen dem beweglichen Ventilelement 6 und dem Heizelement, wodurch Blasen basierend auf dem Filmsiedephänomen erzeugt werden. Der Druck und die Blasen basierend auf der Erzeugung von Blasen, wirken auf das bewegliche Ventilelement 6 und verursachen, dass das Ventilelement 6 versetzt wird, so dass das Ventilelement auf einer Flüssigkeitsstoßseite unter Verwendung einer Drehachse 6a als die Mitte der Drehung weit geöffnet wird, wodurch der Druck, der durch die Erzeugung von Blasen erzeugt wird, und die Blasen selber zu der stromabwärtigen Seite geführt werden können, an der der Ausstoßanschluss 5 vorgesehen ist.
Die Druckschrift EP-A-0 739 734 offenbart ferner ein Verfahren, das die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 hat. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird ein Ventilmaterial, das durch ein Elektroformverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet, um das Material auf ein Substrat zu laminieren.
Wenn das Ventilmaterial auf dem Substrat laminiert ist, ist es notwendig, einen Raum von ungefähr 1 bis 20 μm zwischen dem beweglichen Ventilelement und dem Heizelement zu schaffen, so dass eine ausreichende Wirkung des beweglichen Ventilelements erhalten wird. Des Weiteren ist es notwendig, um das Ventilmaterial zu laminieren, das durch das Elektroformverfahren oder dergleichen erzeugt wird, so dass ein Zwischenraum in den beweglich Abschnitten ausgebildet werden kann, einen Sockelabschnitt auf dem Substrat auszubilden, so dass der Sockelabschnitt eines Ventils vorhergehend auf dem Substrat fixiert ist.
Des Weiteren ist es notwendig, um den Sockelabschnitt auszubilden, der zum Beispiel 5 μm stark ist, was lediglich die Höhe des Zwischenraums ist, und um zu verhindern, dass der Sockelabschnitt von Tinte angegriffen wird, den Abschnitt durch ein Goldbeschichtungsverfahren und dergleichen auszubilden. Um die Goldbeschichtung auszuführen, ist Sputtern (Kathodenabscheidung) von Gold und dessen Musterausbildung durch die Fotolithografietechnologie notwendig.
Des Weiteren ist es notwendig, ein elektrogeformtes Ventilelement auf einer Fläche des Goldsockels nach der Goldbeschichtung vorzusehen, um Positionieren des Ventilelements und Fixieren des Ventils durch ein „Stud-Bump"-Verfahren oder dergleichen zu bewirken. Es ist jedoch schwierig, das Ventilelement mit hoher Genauigkeit zu positionieren.
Daher waren nicht nur die Steuerung der Dicke des Ventilelements und Positionieren des Ventilelements schwierig, sondern auch die Herstellungsschritte werden äußerst kompliziert.
Dementsprechend ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Positionieren eines Hochpräzisionsventilelements, das durch Fotolithografieschritte erhalten wird, verwirklicht werden, und ein Steuern der Dicke des Ventilelements kann leicht ausgeführt werden, wodurch vereinfachte Schritte verwirklicht werden können.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der. Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A, 1B, 1C, 1D und 1E sind Schnittansichten, die die erste Hälfte der Schritte der Herstellung eines Herstellungsverfahren eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
2F, 2G, 2H, 2I und 2J sind Schnittansichten, die Schritte der Herstellung der letzteren Hälfte der Herstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung einer Flüssigkeitsdurchflussbahn zum Erläutern eines Beispiels eines Grundaufbaus eines Flüssigkeitsausstoßkopfes nicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einem beweglichen Ventilelement gemäß dem Stand der Technik vorgesehen ist.
5 ist eine Schnittansicht eines beweglichen Ventilelements eines Tintenstrahlkopfes, der in Beispiel 2 erzeugt wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail beispielhaft erläutert.
Beispiel 1
1A bis 1E und 2F bis 2J sind Schnittansichten, die Herstellungsschritte der ersten Hälfte bzw. der letzten Hälfte eines Verfahrens zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Als erstes, um einen Sockel eines Ventils auf einem Substrat auszubilden, wird eine ungefähr 5 μm dicke PSG Schicht 102 bei einer Temperatur von 350°C durch ein Plasma-CVD-Verfahren ( 1A) auf einer Ta Schicht 101 ausgebildet, die als eine Antikavitationsschicht verwendet wird. Dann, um Musterbildung der PSG Schicht 102 durch das Fotolithografieverfahren auszuführen, wird ein Resist auf die PSG Schicht 102 wirbelbeschichtet, um eine Resistschicht darauf auszubilden. Danach wird ein vorgegebener Abschnitt der Resistschicht belichtet und entwickelt. In diesem Fall wurde als ein Schichtmaterial zum Ausbilden des Sockels eines Ventils PSG verwendet. Das Material ist jedoch nicht auf PSG beschränkt, wobei andere Materialien wie beispielsweise anorganisches Material, zum Beispiel BPSG oder SiO oder dergleichen, oder ein organisches Material verwendet werden können, wenn ein solches Material in einem Metall-CVD-Verfahren nicht in der Qualität verändert wird, wie nachstehend beschrieben ist. Dann wird die PSG-Schicht 102 durch eine gepufferte Wasserstofffluoridlösung geätzt, um ein gewünschtes PSG Schichtmuster (1B) auszubilden. Dann wird eine ungefähr 5 μm dicke Wolframschicht auf dem erhaltenen Substrat durch ein selektives Wolfram-(W)-CVD-Verfahren ausgebildet, das eine Bedingungen mit einem Gasgemisch mit dem Mischungsverhältnis von WF₆/SiH₄/H₂ = 10/7/1000 Standart-cm³, einem Druck von 26,6 Pa und einer Temperatur von 260°C verwendet. Die Wolframschicht wird nur an einem freiligenden Ta Abschnitt selektiv ausgebildet, wodurch ein Sockel 61 eines Ventils ausgebildet wird (1C).
Obwohl W als das Material des Sockels 61 eines Ventils ausgewählt ist, ist das Material nicht auf W beschränkt, wobei Ta, Pt, Mo, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu oder dergleichen verwendet werden können, wenn sie Funktionalitäten als das Material des Ventilsockels und des Ventils selbst haben. Alternativ können die Materialien des Sockels und des Ventils gemäß den Funktionalitäten variiert werden.
Danach wird eine 1000 Angström dicke Ni Verdrahtungsschicht 103 durch ein Sputter-Verfahren (1D)) auf dem erhaltenen Substrat ausgebildet. Die Ni-Verdrahtungsschicht 103 wird zum Ausbilden eines Ventilmaterials verwendet, wobei ein Metall-CVD-Verfahren verwendet wird. In diesem Fall wird die Verdrahtungsschicht mit Pd ausgebildet. Andere Materialien können jedoch verwendet werden. Dann wird eine ungefähr 5 μm dicke PSG-Schicht 104 durch ein Plasma-CVD-Verfahren (1E) ausgebildet. Als die isolierende Schicht wird eine PSG-Schicht verwendet. Das isolierende Material ist jedoch nicht auf PSG beschränkt, wobei andere Materialien wie beispielsweise ein anorganisches Material, zum Beispiel BPSG oder SiO oder dergleichen, oder ein organisches Material verwendet werden können, wenn ein solches Material in einem Metall-CVD-Verfahren nicht in der Qualität verändert wird, wie nachstehend beschrieben ist. Dann wird die PSG-Schicht 104 durch ein gepuffertes Wasserstofffluorid (HF) geätzt, um ein gewünschtes PSG-Schicht-Muster auszubilden (2F}.
Dann wird eine ungefähr 5 μm dicke Wolframschicht auf dem erhaltenen Substrat durch ein selektives Wolfram-(W}-CVD-Verfahren ausgebildet, das bei den Umgebungsbedingungen mit einem Gasgemisch mit dem Mischungsverhältnis von WF₆/SiH₄/H₂ = 10/7/1000 Standart-cm³, einem Druck von 26,6 Pa und einer Temperatur von 260°C verwendet. Die Wolframschicht wird auf einem exponierten Pd-Abschnitt selektiv ausgebildet, wodurch ein Ventil 62 ausgebildet wird (2G).
Dann wird die PSG-Schicht 104 um das Ventil 62 durch ein gepuffertes Wasserstoffflourid entfernt (2H). Als letztes wird die exponierte PSG-Schicht 102 durch das gepufferte Wasserstoffflourid entfernt, um den Sockel 61 und das Ventil 62 auszubilden (2J).
Beispiel 2
In den in 1A bis 1E und 2F bis 2J in Beispiel 1 gezeigten Schritten kann, wenn Spannungen auf die darunterliegende Verdrahtungsschicht 103 und die Metallschicht, die durch ein Metall-CVD-Verfahren ausgebildet wird, gesteuert werden, ein vorgekrümmtes Ventilelement 62, 103, das einen Querschnitt von 5 und nicht von 2J hat, als die endgültige Konfiguration ausgebildet werden.
Zum Beispiel wird, wenn eine darunterliegende Verdrahtungsschicht durch eine Druckspannung von 1 × 10⁹ dyn/cm² und die Metallschicht auf der Metall-CVD-Seite durch eine Zugspannung von 1 × 10⁹ dyn/cm² ausgebildet wird, das Ventilelement 62, 103 verformt, so dass es auf der Metall-CVD-Seite wie in 5 gezeigt ist, aufgebogen ist. Das so ausgebildete Ventilelement benötigt keine Leistung, um das Ventil während dem Blasenerzeugen zu verformen und kann nur zum Zeitpunkt des Wiederbefüllens bewegt werden. Daher kann das Ventil Energieverlust verringern.
Andere Beispiele
3 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung einer Flüssigkeitsdurchflussbahn zum Erläutern eines Beispiels eines Grundaufbaus eines Flüssigkeitsaussttoßkopfes nicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 3 gezeigt ist, hat der Flüssigkeitsausstoßkopf ein Elementsubstrat 1, auf dem parallel eine Vielzahl von Heizelementen 2 (nur eins von ihnen ist in 3 gezeigt) zum Übertragen einer blasenerzeugenden Wärmeenergie auf Flüssigkeit vorgesehen sind, eine obere Platte 3, die mit einem anderen Element über diesem Elementsubstrat 1 verbunden ist, und eine Öffnungsplatte 4, die mit den vorderen Kanten des Elementsubstrats 1 und der oberen Platte 3 verbunden ist.
Das Elementsubstrat 1 ist durch Ausbilden einer Siliziumoxidschicht oder einer Siliziumnitridschicht zur Isolierung und Wärmeansammlung auf einem Substrat aus zum Beispiel Silizium oder dergleichen und durch Ausbilden einer Matrizengebildeten elektrischen Resistschicht, die das Heizelement 2 ausbildet, und einer Matrizengebildeten Verdrahtung auf der Schicht ausgebildet. Das Heizelement 2 wird durch Anlegen der Spannung an der elektrischen Resistschicht von dieser Verdrahtung und Fließen von Strom zu der elektrischen Resistschicht erwärmt.
Die obere Platte 3 ist ausgebildet, um eine Vielzahl von Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 auszubilden, die zu jedem der Heizelemente 2 und einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 zum Zuführen von Flüssigkeit zu jeder der Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 korrespondieren. Eine Durchflussbahnseitenwand 9, die sich zwischen den Heizelementen von einem Dachabschnitt erstreckt, ist integral mit der oberen Platte 3 vorgesehen. Die obere Platte 3 besteht aus einem siliziumartigen Material und kann durch Ätzen der Muster auf die Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 oder Ablagern eines Materials auf der Durchflussbahnseitenwand 9, wie beispielsweise Siliziumnitrid oder Siliziumoxid usw., und Ätzen des Abschnitts der Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 ausgebildet werden.
In der Öffnungsplatte 4 ist eine Vielzahl von Ausstoßanschlüssen 5 ausgebildet, die jeweils mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 durch jede der Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7 kommunizierend sind. Der Ausstoßanschluss 5 korrespondiert zu jeder der Flüssigkeitsdurchflussbahnen 7. Die Öffnungsplatte 4 besteht ebenso aus einem Siliziummaterial und kann beispielsweise durch Planmachen eines Siliziumsubstrats, das mit einem Ausstoßanschluss 5 vorgesehen ist, auf ungefähr 10 bis 150 μm ausgebildet werden. Die Öffnungsplatte 4 ist nicht immer ein erforderlicher Aufbau in der vorliegenden Erfindung. Anstelle des Vorsehens der Öffnungsplatte 4, wenn die Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 in der oberen Platte 3 ausgebildet ist, ist eine Wand, die im Wesentlichen die gleiche Dicke wie die der Öffnungsplatte 4 hat, in der oberen Platte 3 gelassen und der Ausstoßanschluss 5 ist in dem Wandabschnitt ausgebildet, wodurch eine obere Platte mit einem Ausstoßanschluss ausgebildet werden kann.
Des Weiteren ist der Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem auslegerartigen beweglichen Ventilelement 6 versehen, das gegenüberliegend dem Heizelement 2 angeordnet ist, so dass die Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 in einer erste Flüssigkeitsdurchflussbahn 7a, die mit dem Ausstoßanschluss 5 kommunizierend ist, und eine zweite Flüssigkeitsdurchflussbahn 7b geteilt ist, die das Heizelement 2 hat. Das bewegliche Ventilelement ist eine dünne Folie, die aus einem Siliziummaterial besteht, wie beispielsweise Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder dergleichen.
Dieses bewegliche Ventilelement 6 ist an einer Stelle vorgesehen, die dem Heizelement 2 zugewandt ist, während es einen gewünschten Abstand zu dem Heizelement 2 hat und es bedeckt. Das bewegliche Ventilelement 6 hat eine Drehachse 6a an der stromaufwärtigen Seite eines grossen Flusses, der von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 durch das bewegliche Ventilelement 6 zu der Ausstoßanschlussseite durch den Ausstoßvorgang der Flüssigkeit fliesst, und ein freies Ende 6b an der stromabwärtigen Seite in Bezug auf die Drehachse 6a. Der Abstand zwischen diesem Heizelement 2 und dem beweglichen Ventilelement 6 wird ein Blasenerzeugungsbereich 10.
Wenn das Heizelement basierend auf der vorstehend erwähnten Zusammensetzung erwärmt wird, wirkt Wärme auf die Flüssigkeit des Blasenerzeugungsbereichs 10 zwischen dem beweglichen Ventilelement 6 und dem Heizelement 2, wodurch Blasen auf dem Heizelement 2 durch das Filmsiedephänomen erzeugt werden und wachsen. Der Druck, der durch Wachstum der Blasen erzeugt wird, wirkt bevorzugt auf das bewegliche Ventilelement 6. Das bewegliche Ventilelement 6 wird versetzt, so dass es auf der Ausstoßanschlussfilmseite weit geöffnet wird oder verschwenkt wird, wobei die Drehachse 6a als die Mitte beibehalten wird, wie in 3 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. Durch die Verlagerung des beweglichen Ventilelements 6 oder dem Zustand seiner Verlagerung, wird eine Druckfortpflanzung gefördert sowie gewachsene Blasen selbst werden zu der Ausstoßanschlussseite geleitet, wodurch Flüssigkeit von dem Ausstoßanschluss 5 ausgegeben wird.
Und zwar wird durch Schaffen des beweglichen Ventilelements 6, das die Drehachse 6a auf der stromaufwärtigen Seite (Seite der gemeinsamen Flüssigkammer 8) des Flüssigkeitsflusses in der Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 und das freie Ende 6a auf der stromabwärtigen Seite (Seite des Ausstoßanschlusses 5) im Blasenerzeugungsbereich 10 hat, wird die Blasendruckausbreitungsrichtung zu der stromabwärtigen Seite geleitet, wobei der Blasendruck direkt und wirksam zu dem Ausstoss von Flüssigkeit beträgt. Des Weiteren wird die Blasenwachstumsrichtung selber ebenfalls wie die Druckausbreitungsrichtung zu der stromabwärtigen Seite geleitet, wodurch Blasen bevorzugt stromabwärts grösser als stromaufwärts wachsen. Dadurch können durch Steuern der Blasenwachstumsrichtung selber mit dem beweglichen Element und Steuern der Blasendruckausbreitungsrichtung grundsätzliche Ausstosseigenschaften wie beispielsweise Ausstosseffizienz, Ausstossmenge oder Ausstossgeschwindigkeit usw. verbessert werden.
Andererseits, wenn Blasen in einem Blasenauflösungsschritt sind, verschwinden die Blasen schnell durch einen Multiplikatoreffekt der Elastizität des beweglichen Ventilelements 6, und das bewegliche Ventilelement 6 wird letztendlich in die ursprüngliche Position zurückgeführt, wie in 3 durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist. In diesem Fall fliesst, um das schwindende Volumen der Blasen in dem Blasenerzeugungsbereich 10 zu kompensieren und um die Menge des Volumens der ausgegebenen Flüssigkeit zu kompensieren, Flüssigkeit von der stromabfwärtigen Seite, d. h. der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8, um Flüssigkeit wieder in die Flüssigkeitsdurchflussbahn 7 zu füllen. Dieses Wiederauffüllen von Flüssigkeit kann effizient, zuverlässig und stabil durch den Rückkehrvorgang des beweglichen Ventilelements 6 ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Positionieren eines Ventilelements mit einer hoher Präzision durch die Fotolithografieschritte verwirklicht werden, und Steuern der Dicke des Ventilelements kann leicht ausgeführt werden, wodurch vereinfachte Schritte verwirklicht werden können.
Des Weiteren kann gemäß der vorliegenden Erfindung das bewegliche Ventilelement des Tintenstrahlkopfventils in einer gekrümmten Form durch die Spannungssteuerung einer darunterliegenden Metallschicht und der CVD-Spannungssteuerung erzeugt werden.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Tintenstrahlkopfes, der einen Ausgabeanschluss (5) zum Ausgeben von Tinte, eine Tintendurchflussbahn (7), die mit dem Tintenausgabeanschluss (5) kommuniziert, ein elektrothermisches Wandlerelement (2), das als eine Energie erzeugende Einrichtung zum Ausgeben von Tinte in die Tintendurchflussbahn (7) verwendet wird, ein bewegliches Ventilelement (62, 103), das gegenüberliegend zu dem elektrothermischen Wandlerelement (2) positioniert ist, und einen Sockelabschnitt (61) zum Tragen des Ventilelements (62, 103) hat, wobei das Verfahren die Schritte hat: Vorbereiten eines Substrates (1), das mit dem elektrothermischen Wandlerelement (2) vorgesehen ist und einen leitenden Abschnitt (101) auf der Oberfläche des Substrates hat; und Ausbilden einer ersten Maskierungsschicht (102) zum Ausbilden des Sockelabschnittes (61) auf der Substratoberfläche, dabei ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Schritte Ätzen eines Abschnitts der Maskierungsschicht (102), wobei der Abschnitt ein Abschnitt ist, bei dem der Sockelabschnitt (61) ausgebildet ist; Ausbilden des Sockelabschnitts (61) durch ein Metall-CVD-Verfahren und Ausbilden einer leitenden Schicht (103) auf dem Sockelabschnitt (61) und auf der ersten Maskierungsschicht (102); Ausbilden einer zweiten Maskierungsschicht (104) auf der leitenden Schicht (103) und Ätzen eines Abschnitts der zweiten Maskierungsschicht (104), wobei der Abschnitt ein Abschnitt ist, bei dem das bewegliche Element (62) ausgebildet ist; Ausbilden des beweglichen Elements (62) auf der leitenden Schicht (103) durch ein Metall-CVD-Verfahren; und danach Entfernen der ersten und zweiten Maskierungsschicht (102, 104).
Verfahren zum Erzeugen eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element (62) und/oder der Sockelabschnitt (61) durch Verwenden von Ta, W, Pt, Mo, Cr, Mn, Fe, Co, Ni oder Cu erzeugt wird/werden.
Verfahren zum Erzeugen eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1 oder 2, wobei die leitende Schicht (103) durch Druckbeanspruchung ausgebildet wird und das bewegliche Element (62) durch Zugsbeanspruchung ausgebildet wird.