CN1192889C - 喷墨头基片、喷墨头及其制造方法和喷墨头使用方法及喷墨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷墨头基片，其包括一形成加热部分的发热电阻元件，一与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中该抗空蚀膜由多于两层的不同材料构成。

Description

喷墨头基片、喷墨头及其制造 方法和喷墨头使用方法及喷墨装置

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于通过喷射墨水而实现记录的喷墨头、一种用于这种喷墨头的基片、制造该喷墨头和该基片的方法、一种使用这种喷墨头的方法以及一种喷墨记录装置。

相关背景技术

在美国专利US4,723,129或US4,740,796中公开了一种喷墨记录装置，它能以高精度和高图像质量快速地进行记录，并适用于彩色记录而且体积小巧。在使用这种喷墨记录系统并适于通过热能方式使墨水发泡而把墨水喷射到记录介质上的记录头中，用于使墨水发泡的发热电阻元件和用于电连接的布线被形成在同一基片上以提供一喷墨记录头基片，用于喷射墨水的喷嘴形成在该基片上。

为了节省所供应的电能并防止由于发泡造成的机械破坏和由于热脉冲造成的加热部分的损坏而引起的基片服务年限的缩短，已经广泛地设计了喷墨记录头基片。尤其是，已经作了很多关于保护膜的研究，该保护膜用于使位于一对布线图案之间并具有加热部分的发热电阻元件远离墨水。

以热效率的观点，保护膜具有高导热性或较小的厚度是有利的。然而，另一方面，保护膜具有使与加热元件连接的布线远离墨水的目的，考虑到薄膜缺陷的可能性该保护膜具有较大的厚度是有利的，而合适的薄膜厚度要以能量效率和可靠性的观点来设定。然而，保护膜遭受到两种空蚀现象的破坏，即，由于墨水发泡而造成的机械破坏以及由于发泡后薄膜表面温度升高使墨水成份在高温下进行化学反应而造成的破坏。

因而，实际上，难以制造用于保护布线的绝缘薄膜以及相对于机械和化学破坏具有稳定性的薄膜，并且，由于这个原因，喷墨基片的保护膜通常由相对于由墨水沸腾造成的机械和化学破坏具有高稳定性的上层以及用于保护布线的下层绝缘层构成。更具体地说，具有很高机械和化学稳定性的Ta薄膜通常用作上层，而能用现有的半导体设备简单而稳定地形成的SiN薄膜或SiO薄膜通常用作下层。

解释得更详细些，厚度大约0.2至1μm的SiN薄膜形成位于布线上的保护膜，然后，形成上层保护膜，即用于抵抗空蚀现象的被称为抗空蚀膜的厚度大约0.2至0.5μm的Ta薄膜。以这种配置，喷墨基片的加热元件的可靠性和服务年限都能被提高。

另外，除了机械和化学破坏，在加热部分，墨水中的着色剂和添加剂会由于高温加热被分解为分子水平而变成难溶物质，这些物质物理地附着在作为上层保护膜的抗空蚀膜上。这种现象被称为“kogation”(“公害”)。因而，如果难溶的有机物或者无机物附着在抗空蚀膜上，从发热电阻元件到墨水的热传导会变得不均匀，从而造成发泡不稳定。为了避免这种情况，希望在抗空蚀膜上不出现kogation。上述Ta薄膜通常用作具有良好kogation抵抗性的薄膜。

顺便提及，近来，随着喷墨打印机性能的显著提高，已经要求墨水性能的提高，例如，更求适于高速记录的渗漏(不同颜色之间的污染)的预防，要求适于高图象质量的着色能力和抗风干能力的提高。为达此目的，多种成分被加入墨水，并且，多种成分被加入到三种颜色，即，黄色(Y)，品红色(M)和青色(C)，这些是形成彩色图象的各种墨水。

结果，例如，在用于三种颜色(Y)，(M)，(C)的加热部分和作为上层保护层的Ta薄膜形成于同一基片上的喷墨头中，由于墨水的成份不同，在相应于每种颜色的加热部分，至今被认为是稳定薄膜的Ta薄膜也会被腐蚀，结果下层保护膜和加热元件均被损坏而破坏了基片。例如，当使用包含如Ca或Mg这样的二价金属盐或者形成螯合物的成份的墨水时，Ta薄膜易于被与墨水发生的热化学反应所腐蚀。

另一方面，已经开发了适应于墨水成份之改进的其它抗空蚀膜。例如，当使用依据申请人在日本专利No.2,683,350中所公开的包含Ta的非晶体合金取代Ta薄膜时，即使该墨水包含高度腐蚀性墨水成分，发现几乎没有发生损坏。

因而，可以考虑把包含Ta的非晶体合金用作能喷射三色(Y，M，C)墨水的喷墨头中的加热部分的上层保护膜，然而，尽管包含Ta的非晶体合金具有高的抗墨水腐蚀性，但由于合金表面几乎不遭受损坏，仍有易于发生kogation的趋向。

因而，在相应于每种颜色的加热部分，取代上层保护膜几乎不被腐蚀的事实，产生了有关Kogation的问题。另外，当在不同颜色墨水中使用具有高kogation性能的墨水时，在传统Ta中，尽管没有关于kogation的问题，但当改成色含Ta的非晶体合金时，kogation会变得显著。顺便提及，在传统Ta中，几乎不发生kogation的原因是Ta薄膜的轻微腐蚀和kogation发生在良好的平衡条件下，结果可以通过Ta薄膜表面的逐步腐蚀清除来抑制kogation的积累产生。

如上所述，在用Ta薄膜或包含Ta的非晶体合金作为接触墨水的上层保护膜时，难以把在同一基片上分别使用具有高kogation性能和高腐蚀性的喷墨头的服务年限和可靠性很好地谐调起来。

发明概述

考虑到上面所提到的内容，本发明的一个目的是提供一种能使用具有高kogation性能墨水和高腐蚀性墨水的喷墨头基片，一种使用这种基片的喷墨头，以及一种具有这种喷墨头的喷墨记录装置。

本发明的另一个目的是提供一种喷墨头基片，该基片具有一新插入层(或薄膜)，该插入层能清除kogation产生因素并且与传统的Ta保护膜相比不会减小喷射速度、或者具有能从初始条件与液体接触的新抗空蚀功能，一种使用这种基片的喷墨头，一种制造这种基片的的方法，以及一种使用这种喷墨头的方法。

本发明的进一步目的是提供一种喷墨头，能够在包括被气泡的产生所移动的可动元件的喷墨头(例如，参见公开的日本专利申请No.2000-62180)中维持更确定的特性，并且具有能提供郞好喷射特性的抗空蚀层。具体地说，尽管具有可动元件的喷墨头有着可以实现更高频率驱动(与传统的相比较)的优点，但是这种特性可造成气泡以高频周期突然产生，并且有要求高水平的气泡产生区域的趋向。本发明提供一种新喷墨头基片，不仅维持了这种喷墨头的优点而且避免了由所用墨水的特性(活性和/或高PH值)引起的对抗空蚀层的影响。

为了实现上述目的，本发明提供一种喷墨头基片，该喷墨头基片具有一形成加热部分的发热电阻元件，一与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中该抗空蚀膜由多于两层的不同材料构成。

另外，本发明提供一种喷墨头基片，该喷墨头基片具有一形成加热部分的发热电阻元件，一与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中该抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，而且与墨水接触的上层薄膜具有低于下层薄膜的抗墨水腐蚀性。

另外，本发明提供一种喷墨头基片，该喷墨头基片具有一形成加热部分的发热电阻元件，一与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中该抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，且与墨水接触的上层薄膜是其上较难产生kogation的薄膜，而下层薄膜是具有高抗墨水腐蚀性的薄膜。

更具体地，在抗空蚀膜中，与墨水接触的上层薄膜是Ta薄膜或TaAl薄膜，下层薄膜是含Ta的非晶体合金薄膜。

该非晶体合金薄膜的成份包括Ta，Fe，Ni和Cr，优选表达式如下：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ       ...(I)

(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)。

特别是，优选该抗空蚀膜具有以表达式(I)表达的第一层：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ       ...(I)

(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)，以及由Ta制成并且包含方形晶格晶体结构的形成于第一层上的第二层。

另外，本发明包括一种喷墨头，其中提供有与用于喷射墨滴的喷射部分相通的液体路径，其对应于上述喷墨头基片上的加热部分。特别是应用本发明喷墨头基片的该喷墨头中，优选提供与喷射端口相通的多个流动路径，而且不同的墨水供应给相应的流动路径。在这种情况下，不同的墨水是指至少易于发生kogation的墨水和具有高腐蚀性的墨水。

另外，本发明提供一种制造喷墨头基片的方法，该基片具有一形成加热部分的发热电阻元件，一与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在该发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中，为了形成抗空蚀膜，通过使用纯度为99％或以上的金属Ta靶溅射把具有方形晶格晶体结构的Ta薄膜形成于成份包括Ta，Fe，Ni和Cr的层上。该层的成份包括Ta，Fe，Ni和Cr，优选表达式如下：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ     ...(I)

(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)。

本发明还包括一种喷墨头，其中提供有与用于喷射墨滴的喷射部分相通的液体路径，其对应于用这种制造方法生产的喷墨头基片上的加热部分。

在这种情况下，在该喷墨头中，优选该抗空蚀膜最初具有两层，并且可以实行在一阶段中部分清除上层Ta时进行喷射，而且在一阶段中仅在有效发泡区域清除Ta时进行喷射。

另外，本发明提供一种制造喷墨头的方法，其中提供有与用于喷射墨滴的喷射端口相通的液体路径，其对应于喷墨头基片上的加热部分，该喷墨头基片具有形成加热部分的发热电阻元件和与发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经由绝缘保护层提供在发热电阻元件和电极布线上的抗空蚀膜，其中，为了形成抗空蚀膜，通过使用纯度为99％或者更高的金属Ta靶的溅射把具有方形晶格晶体结构的Ta薄膜形成于成份包括Ta，Fe，Ni和Cr的层上。该层的成份包括Ta，Fe，Ni和Cr，优选表达式如下：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ      ...(I)

(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)。

在这种制造方法中，形成流动路径后，通过执行初步的墨水喷射操作，优选把Ta充分掺入至少包括Ta_αFe_βNi_γCr_δ层中的Ta和Cr的非晶体固定层中。

另外，本发明还包括一种使用由该制造方法制造的喷墨头的方法，其中把通过把Ta充分掺入至少包含Ta_αFe_βNi_γCr_δ层中的Ta和Cr的非晶体固定层中所得到的层用作墨水的第一表面或者作为后暴露的层，或者其中把通过把Ta加进至少包含Ta_αFe_βNi_γCr_δ层中的Ta和Cr的非晶体表面层中所得到的层用作墨水的第一表面或者作为后暴露的层。

另外，本发明可以优选应用于上述喷墨头中，其中具有自由端的可动元件设置在每个流动路径处，通过来自加热部分的热能使液体中产生的气泡的生长来移动该自由端。

另外，本发明还括一种具有托架的喷墨记录装置，上述喷墨头安装在该托架上，并且在相对于记录信息移动托架的同时通过从喷墨头喷射墨滴而在记录介质上进行记录。

附图简述

图1A和1B是表示根据本发明第一实施例的喷墨头基片的视图；

图2A、2B、2C和2D是表示图1A和1B中所示喷墨头基片之制造方法的前期步骤图；

图3A、3B、3C和3D是表示紧接图2A、2B、2C和2D中所示步骤的后续步骤图；

图4是用图1A和1B中所示喷墨头基片组装的喷墨头的局部透视图；

图5A、5B1和5B2是表示本发明中抗空蚀膜变化的视图，该变化由具有高Ta腐蚀性的墨水根据加热器驱动脉冲数目的增加引起；

图6是使用具有高Ta腐蚀性的墨水时两种抗空蚀膜服务年限间的对比图，其中一个抗空蚀膜根据本发明由Ta制成的上层和包含Ta的非晶体合金制成的下层构成，另一个抗空蚀膜包括单个Ta层；

图7是表示适用于本发明中喷墨头基片的一种液体喷射头实施例的侧剖面示意图；

图8A、8B、8C、8D和8E是用于解释从图7中所示的液体喷射头中喷射液体的步骤图；

图9是随时间的推移气泡移动速度和体积之改变以及随时间的推移可动元件的移动速度和移动量之改变的图；

图10是用于解释“直接相通条件”的流动路径的剖面图。

图11是图7中所示喷墨头的一部分的透视图；以及

图12是表示应用本发明的喷墨记录装置主要部分的示意性透视图。

优选实施例的详细描述

设计一个根据本发明实施例的喷墨头，使得与用于喷射墨水的喷射部分相通的墨水路径设置在一喷墨头基片上，该喷墨头基片具有形成加热部分的发热电阻元件、与该发热电阻元件电连接的电极布线，以及一经过绝缘保护膜提供在该发热电阻元件和布线上的抗空蚀膜。具体地说，抗空蚀膜由两层构成，其中下层由包含Ta的非晶体合金构成，而上层由抗墨水腐蚀性低于下层的Ta薄膜构成。

根据本发明中的喷墨头基片结构，对于墨水易于发生kogation，由于随着加热器驱动脉冲数目的增加上部Ta层被轻微地逐步清除，于是抑制了kogation的积累产生，所以防止了发泡效率的降低。另一方面，对于墨水具有高腐蚀性，尽管随着加热器驱动脉冲数目的增加上部Ta层被清除，但是当到达包含Ta的非晶体合金与上部Ta层间的界面时，腐蚀停止。因此，当线性排列在喷墨头基片上的多个加热部分被用于各种墨水时，即使墨水的种类中包括容易发生kogation的墨水和容易腐蚀Ta的墨水，对于这两种墨水，喷墨头基片能够提供足够的服务年限和足够的可靠性。

另外，在本发明中，在具有可动元件的液体喷射头中，该可动元件的高频驱动区域可以选为10kHz频率级，并且允许大约为20kHz至30kHz频率级，可以应用一种双层结构的抗空蚀膜作为抗空蚀膜，其中的薄膜包含Ta并具有形成于包含Ta并具有非晶体结构的薄膜上的方形晶格晶体结构。在具有可动元件的液体喷射头中，气泡的消失随着上述高频周期而重复，在单位时间内给抗空蚀膜施加很多累积应力。然而，根据本发明的抗空蚀膜，喷射速度和喷射量是稳定的，所以可动元件的优点能有效地保持一长段时间。另外，可以避免由所使用墨水的特性(活性和/或高PH值)引起的对抗空蚀膜的影响。

现在，本发明的抗空蚀膜的部分特性将被详细说明。

作为第一抗空蚀膜的Ta_αFe_δNi_γCr_δ(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)非晶体合金保护层在其表面上有一层钝化膜。据推测，通过开始喷射纯度99％或更高的金属Ta以在该部分上形成第二抗空蚀膜，可对作为第二抗空蚀膜形成的方形晶格晶体结构的Ta层与非晶体合金保护膜之间的界面，或者对非晶体合金保护层的表面区域(即，例如Cr，Ta这样的钝化膜)给出任何用于增强耐用度的改变。

作为第一因素，通过用磁控管喷射方法把用于第二抗空蚀膜中的Ta充分掺入第一抗空蚀薄膜的钝化膜区域(包含Cr，Ta)，改良了例如Ta(Fe，Ni，Cr)作为非晶体(非晶体)的包含Ta，Cr的非晶体固定膜，从而消除了kogation的成因并增强了耐用度。

因此，根据该第一因素，本发明可以是一种喷墨头基片或者一种具有这种基片的喷墨头，其中通过把Ta掺入至少包含Ta和Cr的非晶体固定层中所得到的层用作墨水的第一表面或者作为后暴露的层。它们之中，在前一情况下，喷射速度可以从初始状态就获得稳定速度，而在后一情况下，当第一表面被空蚀清除时可以增长耐用期。

作为第二因素，后形成的方形晶格晶体结构的一部分Ta(即，β-Ta)被牢固地保持在第一抗空蚀膜的非晶体结构的表面上以重组该表面，所以增强了耐用度并抑制了kogation的附着。

这可以加在第一因素上。在任何情况下，类似于第一因素，第二因素单独起作用并用并提供“把Ta加入表面的结构”以代替“掺有Ta的层”。

作为第三因素，与第一和第二因素中的一个或两个有关的Ta被掺入第一抗空蚀膜的非晶体中或者其钝化膜中，结果被清除(被腐蚀)的β-Ta层受到气穴的压迫。即，当通过喷墨头制造中的熟化(初步液体喷射作为制造结束工序被预先执行)或者使用中的气泡消失把Ta充分掺入(也被称作逆向喷射)时，Ta作用于要被清除(被腐蚀)的Ta或者作用于牢固地附着在非晶体的表面上的Ta或者作用于掺入钝化膜中Ta，从而形成了具有更好的耐用度并防止产生kogation的抗空蚀膜本身或其表面。

第三个因素也可以被作为本发明的独有特性。

当然，可以理解，当作为接触墨水的第一表面而获得第一因素时，通过使用喷墨头制造中的熟化来清除β-Ta晶体结构膜。并且，第一至第三因素的结合以及第一和第三因素的结合分别构成本发明的独有特性。

在本实施例中，当由Ta形成上层抗空蚀膜时，可以使用任何材料，只要该材料是被墨水逐步腐蚀的。并且，当由包含Ta的非晶体合金形成下层抗空蚀膜时，可以使用任何材料，只要该材料具有高抗墨水腐蚀性。

另外，当认为通过使用不同的材料可以延长与不同颜色墨水特性(即易于产生kogation的墨水和具有高抗蚀性的墨水)相关的加热部分的服务年限时，抗空蚀膜的种类不限于两个，而可以使用三个或多个薄膜，或者还可以进一步改善保护膜的性能以提供抗墨水腐蚀性。

现在，将参照附图对本发明的实施例进行解释。

(第一实施例)

图1A和1B表示根据本发明第一实施例的喷墨头基片，其中图1A是表示该喷墨头基片主要部分的上部示意图，而图1B是沿图1A中线1B-1B所取的侧剖面示意图。

如图1A和1B所示，作为蓄热层28的氧化硅膜形成于硅衬底23上，加热电阻层24和作为电极布线22的铝层以预定图案形成于层28上。位于一对电极布线22之间的加热电阻层24的一部分构成迅速加热并煮沸墨水的加热部分21。

作为保护膜25的氮化硅主要用于保持覆盖加热电阻层24的电极与电极布线22之间的绝缘状态，作为下层抗空蚀膜26的包含Ta并具有高抗墨水腐蚀性的非晶体合金薄膜和作为上层抗空蚀膜27的具有很高kogation性的Ta薄膜相继形成于其上。并且，上层抗空蚀膜27的抗墨水腐蚀性低于下层抗空蚀膜26。

作为第一抗空蚀膜27的包含Ta的非晶体合金薄膜包含Ta，Fe，Ni和Cr。通过使用这种合金，增强了抗墨水腐蚀性。并且，可以包括选自Ti，Zr，Hf，Nb，W组中的一个或多个原子。

另外，作为非晶体合金，优选色含Ta的并且由如下成分(I)表示的非晶体合金：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ     …(I)

(然而，10at.％≤α≤30at.％，并且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，并且α+β+γ+δ＝100at.％)。

在这种情况下，Ta的含量设定在10at.％至30at.％之间，这小于包含Ta、且有上述成分的非晶体合金中的含量。通过掺入这样低比率的Ta，向合金中加入适量的非晶体区域以提供钝化膜，结果产生腐蚀反应基部的晶体界面的存在点被有效地减少，从而在保持良好的抗空蚀性能的同时增强了抗墨性。

具体地说，对于包含如Ca或Mg这样的二价金属盐或者形成螯合体的成份的墨水，达到作为钝化膜的效果，从而防止了墨水腐蚀。顺便提及，在上述成分(I)中，α优选为10at.％≤α≤20at.％。并且，更为优选地，γ≥7at.％且δ≥15at.％，以及γ≥8at.％且δ≥17at.％。

另一方面，作为第二抗空蚀膜26的Ta是由方形晶格晶体结构组成的Ta(也称为β-Ta)，并且具有通过空蚀使其中的Ta一点点被逐渐清除的特性，该空蚀是在加热部分21中的气泡消失过程中产生的，更具体地，它是通过使用纯度为99％或以上的金属Ta靶溅射而形成的具有方形晶格晶体结构的Ta薄膜(层)，如后面将要描述的。

下面，将参照图2A至2D和图3A至3D对制造具有上述结构的喷墨头基片的方法进行解释。

如图2A所示，厚度为2400nm的氧化硅膜形成作为发热件的下层的蓄热层23，该氧化硅膜通过热氧化方法、溅射方法或CVD方法形成于硅衬底23上。

然后，如图2B所示，厚度约为100nm的TaN层作为加热电阻层24通过反应溅射形成于蓄热层28上，而厚度为500nm的铝层作为电极布线22通过溅射形成

然后，通过光刻法湿蚀刻铝层，并且，TaN层受到反应蚀刻，从而形成具有图2C中所示剖面区域的电极布线22和加热电阻层24(关于平面图，参见图2A)。图1A和图1B所示的加热部分21是清除铝层后的加热电阻层24的一部分，而且当电极布线22间通电流时该加热部分21向墨水提供热量。

然后，如图2D所示，通过溅射形成作为保护层25的厚度为1000nm的氮化硅膜，并且，另外如图3A所示，通过溅射形成作为下层抗空蚀膜26的含Ta且厚度为100nm的非晶体合金膜，该非晶体合金膜的成分为Ta：约8at.％，Fe：约60at.％，Cr：13at.％和Ni：约9at.％。该含Ta的非晶体合金膜可以通过二维溅射方法以及使用含Ta-Fe-Cr-Ni的合金靶的溅射方法形成，在二维溅射方法中应用与Ta靶和Fe-Cr-Ni靶相连的两个电源。

另外，如图3B所示，厚度约150nm并包含方形晶体晶格结构的Ta层(也称为β-Ta)被使用99％或以上(优选为99.99％)纯度的Ta靶通过磁控管溅射作为上层抗空蚀膜27形成。顺便提及，只要形成具有上述晶体结构的β-Ta，即可以采用除了磁控管溅射外的溅射方法。

在这种情况下，Ta被掺入作为含Ta的下层非晶体合金膜的α-Ta(Fe、Cr、Ni)层的表面部分。然而，尽管α-Ta层的非晶体结构没有大的变化，通过把Ta掺入该表面区域，一般认为Ta在该表面部分上变得充足。在这种情况下，由于α-Ta(Fe、Cr、Ni)具有相当多的Cr，一般认为掺入充足的Ta影响到例如Cr这样的钝化层。据推测这部分至少增强了保护层的耐用度。

然后，如图3C所示，抗蚀剂图案用光刻法形成于Ta上，而且上层的Ta和包含下层Ta的非晶体合金膜相继受到主要包括氢氟酸和硝酸的蚀刻液体的蚀刻，从而得到预定的形状。

然后，如图3D所示，抗蚀剂图案用光刻法形成于保护膜上，需要用于连接外部电源的作为铝电极的电极板，通过应用CF₄气体的干蚀刻而暴露。这样，就完成了喷墨记录头基片主要部分的制造。

顺便提及。如美国专利4,429,321所公开的，用于驱动加热元件的集成电路可以并入同一Si衬底中。在这种情况下，类似于布线，该集成电路最好被保护膜25、第一抗空蚀膜26和第二抗空蚀膜27所覆盖。

喷墨头(例如参见图4所示的喷墨头)是通过应用这种方法制作的喷墨头基片组装的，而且形成于同一基片上的喷嘴阵列被分成三组，具有高腐蚀性的青色墨水，以及易于发生kogation积累的黄色和品红色墨水分别提供给这分开的三组喷嘴，并检查该喷墨头的性能。结果发现加热器在使用青色墨水的加热部分中没有被破坏，而在使用黄色和品红色墨水的加热部分中几乎没有发生kogation并且喷射能力不会下降，其结果是保证使喷墨头的服务年限提高到约1×10E9脉冲。

这里，图5A、5B1和5B2表示由于具有高Ta腐蚀性的墨水而引起本发明抗空蚀膜按照加热器驱动脉冲数目的增加的变化。图5A、5B1和5B2是表示图1B所示加热部分及其周围部分的放大图，图5A是表示当热器驱动脉冲数目≤2×10⁸的薄膜的剖面图，图5B1是表示当热器驱动脉冲数目＞2×10⁸的薄膜的剖面图，而图5B2是图5B1的平面图。

在图5A中所示的初始状态中，由于上层包含Ta薄膜27，故即使使用很容易发生积累kogation的墨水，kogation几乎不发生在加热部分中，并且喷射能力不会下降。其原因被认为是，随着驱动脉冲数目的增加，Ta薄膜表面一点点被清除，从而抑制了kogation累积发生。这种作用可以通过使用TaAl以及如本实例中用作上层抗空蚀膜27的Ta薄膜而得到。

另一方面，当热器驱动脉冲数目从初始状态增加时，与具有高Ta腐蚀性的墨水接触的Ta薄膜27被逐渐腐蚀，最终如图5B1和5B2所示，含Ta的非晶体合金膜26暴露在有效发泡区域(存在于有效地使墨水发泡的电极布线之间的发热电阻元件在一个区域(加热器区域)加热的区域)中，结果使由于墨水而引起的含Ta的非晶体合金膜26和Ta薄膜27之间的界面上的腐蚀被终止。也可以通过使用具有抗墨水腐蚀性的基片类似地得到这种效果，例如，表面上形成包含氧化Cr的氧化膜的抗空蚀膜26，以及在该实例中作为下层抗空蚀膜26的含Ta的非晶体合金膜。

另外，在5A和5B1的过程中，当被清除的β-Ta层受到墨水发泡过程中气穴产生的压力时，Ta被掺入含Ta的非晶体合金表面层的非晶体或其钝化膜中。即，当通过喷墨头制造中的熟化(初步液体喷射作为制造结束工序被预先执行)或者使用中的气泡消失作用把Ta充分掺入(也被称作逆向溅射)含Ta的非晶体合金表面层的非晶体或其钝化膜中时，可以形成具有优良耐用度并防止产生kogation的抗空蚀表面层或整个薄膜。顺便提及，出于上述原因，当喷墨头基片和具有这种基片的喷墨头通过被安装到记录装置上而被使用时，通过把β-Ta掺入含Ta的非晶体合金表面层的非晶体或其钝化膜中所得到的层，可以用作墨水的第一表面或者随后被暴露。在这种情况下，在前种喷墨头中，喷射速度可以从初始状态就被稳定，而在后种喷墨头中，到第一表面被空蚀清除为止难于发生kogation的时期能被延长。

出于上述原因，如图6所示，使用具有高Ta腐蚀性的墨水的加热器部分的服务年限比起包括单Ta层的抗空蚀膜显著延长，而且与此同时，关于使用易于发生累积kogation的墨水的加热器部分，可以保持良好的发泡效率。

(第二实施例)

下面，将解释可以应用上述喷墨头基片的喷墨头的实施例。

图4是部分剖开的透视图，表示通过使用图1A和1B所示喷墨头基片组装的喷墨头的主要部分。根据图4，表示了由发热电阻元件1103、布线电极1104、液体流动路径壁1110和顶板1106组成的喷墨头1101，其通过例如蚀刻和沉积溅射这样的半导体工艺如图1A和1B所示那样形成于喷墨头基片1102上。

通过液体供应管1107记录液体1112被从液体储藏容器(未表示)提供给公共液体容器1108。在图4中，附图标记1109代表液体供应管的连接器。供应给公共液体容器1108的记录液体1112通过所谓的毛细管现象被供给液体流动路径，并且通过在与流动路径远端连通的喷口表面(口表面)上形成弯月形液面而被稳定控制。并且，电热转换器1103提供在各个液体流动路径上。该液体流动路径通过把顶板1106与液体流动路径壁1110连接而被限定。另外，液体供应管连接器1109、公共液体容器1108和所连通的多个液体流动路径，以记录液体的类型(例如颜色)被分割在同一基片上。

通过给电热转换器1103通电，电热转换器上的液体被快速加热以便在液体中生成气泡，而且通过气泡的生长和收缩使液体从喷口111喷出，从而形成液滴。

(第三实施例)

这里，有效的作为使用α-Ta/β-Ta抗空蚀膜的喷墨头结构的另一实施例。并且，这里所述的喷墨头结构能够适当地与上述实施例组合。

图7是表示液体喷射头的一个实施例的液体喷射部分的侧剖示意图，该液体喷射头可以应用本发明的喷墨头基片。图8A至8E是用于解释从图7所示的液体喷射头中单次喷射液体的步骤或过程的视图。

首先，将参照图7对该液体喷射头的结构进行说明。

该液体喷射头包括一含有作为发泡装置的加热部分21和一可动元件11的元件基片1、一其上形成有限制器(控制部分)12的顶板2、以及一其内形成喷口4的喷口板5。

通过元件基片1和顶板2的叠层而形成流动路径(液体流动路径)3。并且，在单个液体喷射头中并排形成多个流动路径3，而且它们与下游一侧(图7中的左侧)的液体喷口4连通。发泡区域位于加热部分21与液体相接触的区域的附近。并且，大容量的公共液体容器6同时在其上游一侧(图7中的右侧)与流动路轻3连通即，流动路径3从单个公共液体容器6中分出。公共液体容器6的高度高于每个流动路径3的高度。

可动元件11在其一端被悬臂式支承并且在墨水流动方向的上游固定于元件基片1上，而可动元件部分在支点11a的下游可以在相对元件基片1的上下方向上移动。在初始状态，可动元件11与元件基片1基本平行固定，两者间有一间隙。

元件基片1上提供的的可动元件11被固定，使得其自由端11b被置于加热部分21的中心区域。此外，每个限制器12通过紧靠在该自由端来调整可动元件11的自由端11b的向上运动。在通过可动元件11和限制器12之间的接触来调整可动元件11的位移的过程中(可动元件的向上接触)，由于可动元件11和限制器12的存在，流动路径3基本上被可动元件11和限制器12锁定在上游一侧、和被可动元件11和限制器12锁定在下游一侧。

自由端11b的位置Y和限制器12的末端X优选被定位在与元件基片1垂直的平面内。更为优选地是，这些位置X，Y与加热部分21的中心Z一起定位在与元件基片垂直的平面上。

另外，在限制器12下游的流动路径3的高度突然增加。以这种安排，即使当可动元件11被限制器12调整时，由于保持充足的流动路径高度而不会阻碍气泡的生长，结果使液体能顺利流向喷口4。并且，由于减小了在高度方向上喷口4下端和上端之间的压力平衡的不均匀性，故可以完成优良的液体喷射。顺便提及，在没有可动元件11的传统液体喷头中，如果使用这样的流动路径结构，则在限制器12下游流动路径高度增加的区域发生滞流，而气泡在滞流区域被捕获，这并不可取。然而，在所讨论的实施例中，如上所述，由于液流到达滞流区域，故气泡几乎不被捕获。

另外，在朝向公共液体容器6的限制器12的下游侧该顶板结构突然上升。

以这种安排，如果没有可动元件11，则由于发泡区域下游的液体抵抗性小于上游，故用于喷射的压力难于指向喷口4。然而，在所讨论的实施例中，在气泡的形成过程中，由于气泡朝向发泡区域上游的位移基本上被可动元件11锁定，故用于喷射的压力肯定指向喷口4，并且，在供应墨水的过程中，由于发泡区域上游的液体抵抗性小，所以墨水能立刻被供给发泡区域。

根据上述安排，朝向下游的气泡生长分量与朝向上游的气泡生长分量并不平均，并且朝向上游的气泡生长分量变小而抑制了朝向上游的液体位移。由于朝向上游的液体流动被抑制，故可减小喷射后的弯月形液面下降量，而且弯月形液面从重装的喷口表面(液体喷射表面)5a突出的量也相应减小。因此，由于液面的摆动被抑制，故在从低频到高频所有的驱动频率中都可以实现稳定的喷射。

顺便提及，在所讨论的实施例中，气泡的下游部分和喷口4之间的路径结构保持在与液流“直接连通状态”。关于此，更可取地是，希望创造一种理想条件，通过把发泡过程中产生的压力波的传播方向所造成的液体流动方向和喷射方向彼此直线排列，以使喷射液滴66(以后描述)的例如喷射方向和喷射速度非常稳定。在所讨论的实施例中，作为一种达到或接近这种理想状态的限定，它可以被设计为使得喷口4直接与加热部分21相连，尤其是与影响到气泡的喷口4侧部的加热部分2的喷口4侧部(下游)相连。按照这种设置，如果流动路径3中没有液体，加热部分21，特别是加热部分21的下游部分可以从喷口4的外部被看到。

下面，将解释各个结构元件的尺寸。

在所讨论的实施例中，通过检查或检验可动元件11上表面上的气泡供应情况(把气泡供应到发泡区域的上游)，可发现，依靠可动元件与气泡生长速度(换句话说，液体的移动速度)之间的关系，能防止把气泡供应到可动元件的上表面，从而得到优良的喷射性能。

也就是说，在所讨论的实施例中，当气泡体积改变率和可动元件的位移量改变率趋向增加时，通过以同时调整部分的方式调整可动元件的位移，能防止把气泡重复地供应到可动元件的上表面，从而得到优良的喷射性能。

这将参照图8A至8E详细解释。然而，尽管在图8A至8E中元件基片1的结构如图7所示，但为方便起见，在图8A至8E中示意性表示元件基片1的结构(图10和11中一样)。

首先，从图8A中所示的状态，当在加热部分21上产生气泡时，即刻产生压力波，当加热部分21周围的液体被压力波移动时，气泡40长大。最初，可动元件11基本上随着液体的移动而向上移动(图8B)。随着时间的推移，由于液体的惯性力变小，通过可动元件11的弹性力，可动元件11的移动速度突然减小。在这种情况下，由于液体的移动速度不会如此减小，液体的移动速度和可动元件11的移动速度之间的差距变大。在这一点上，如果仍然保持可动元件11(自由端11b)和限制器12之间的间隙，液体流入发泡区域的上游，结果使得可动元件11难于与限制器12接触并且部分丧失喷射力。因此，在这样的情况下，不能实现通过调整部分(限制器12)的方法来适当调整(锁定)可动元件11的影响。

相反，在所讨论的实施例中，通过该调整部分来调整可动元件在可动元件之移动基本上跟随液体之移动的阶段被执行。这里，为方便起见，可动元件的移动速度和气泡的生长速度(液体的移动速度)分别用“可动元件的位移量改变率”和“气泡体积改变率”代表。

顺便提及，“可动元件的位移量改变率”和“气泡体积改变率”是通过区分可动元件的位移量和气泡体积而得到的。

按照上述安排，因为消除了使气泡重复到达可动元件11的上表面的液体的流动，并且可以更肯定地得到发泡区域的密封状态，所以能得到良好的喷射性能。

根据所讨论的安排，即使可动元件11被限制器12调整后，气泡40仍继续生长。在这种情况下，希望在限制器12部分和相对元件基片1的流动路径3表面(上壁表面)之间保持足够的距离(限制器12的突出高度)，以便促进气泡40下游分量的自由生长。

顺便提及，在发明人提出的新液体喷射头中，通过该调整部分对可动元件的调整代表着可动元件的位移量改变率变成零或负数(负的)的状态。

流动路径3的高度是55(μm)，可动元件11的厚度是5(μm)。在不产生气泡的条件下(在可动元件11没有移动的条件下)，在可动元件11的下表面和元件基片1的上表面之间的间隙是5(μm)。

另外，在假定从顶板2的流动路径壁表面到限制器12的远端的高度是t₁且可动元件11的上表面和限制器12远端之间的间隙是t₂的情况下，当t₁大于30(μm)时，通过选定t₂为15(μm)或更小，可以得到稳定的液体喷射性能。并且，当t₁大于20(μm)时，优选t₂小于25(μm)。

下面，将参照图8A至8E以及图9充分解释根据所讨论实施例的液体喷射头的单次喷射操作，图9表示了随时间的推移气泡移动速度和体积的改变以及随时间的推移可动元件的移动速度和移动量的改变。

在图9中，气泡体积改变率v_b用实线表示，气泡体积V_b用两点和点划线表示，可动元件的位移量改变率v_m用虚线表示，可动元件的位移量V_m用点和点划线表示。并且，当气泡体积V_b增加时气泡体积改变率v_b是正的，当该体积增加时气体积V_b是正的，当可动元件的位移量V_m增加时可动元件的位移量改变率V_m是正的，当该体积增加时可动元件的位移量V_m是正的。顺便提及，由于根据可动元件11从图8A中所示的初始状态向顶板2移动时所得到的量，可动元件的位移量V_m是正的，故当可动元件11从初始状态向元件基片1移动时，可动元件的位移量V_m显示负值。

图8A表示例如电能这样的能量被供给加热部分21之前的状态，即，加热部分21产生热之前的状态。如同后面将要描述的，可动元件11位于与上游对立的区域。一半的气泡由加热部分21的热量所产生。

在图9中，该状态对应于时间t＝0的A点。

图8B表示充填发泡区域的一部分液体被加热部分21加热并且通过薄膜沸腾开始产生气泡40的状态。在图9中，该状态对应于从B点到C₁点前的区域。并且在这种情况下，随时间的推移气泡体积V_b增加。顺便提及，在这种情况下，可动元件11移动的开始迟于气泡40的体积变化。也就是说，通过由于薄膜沸腾引起的气泡40的产生而产生的压力波在流动路径3中传播，因此液体从发泡区域的中心区向上游和下游移动，并且，在上游，通过由气泡40的生长而造成的液体流动可动元件11开始移动。另外，向着上游的液体移动经过流动路径3和可动元件11之间的侧壁并指向公共液体容器6。在这一点上，限制器12和可动元件11之间的间隙随着可动元件11的移动而减小。在此状态中，喷射液滴66开始从喷口4喷射。

图8C表示可动元件11的自由端通过气泡40的进一步生长与限制器12相接触的状态。在图9中，该状态对应于C₁点和C₃点之间的区域。

从图8B中所示的状态，可动元件的位移量改变率v_m在图8C中所示的可动元件11和限制器12接触的状态前突然减小，即，在图9中当B点移至C₁点时的B’点突然减小。原因在于，就在可动元件11接触限制器12前，可动元件11和限制器12之间的液体之流动抵抗性突然变大。并且，气泡体积改变率v_b也突然降低。

此后，可动元件11进一步接近限制器12并最终与后者接触。由于限制器12的高度t₁以及可动元件11的上表面与限制器12之间的间隙如上述那样设定尺寸大小，确保实现可动元件11和限制器12之间的接触。当可动元件11接触限制器12时，由于可动元件的进一步向上移动被控制(图9中的C₁至C₃点)，液体朝向上游方向的移动被极大地调整。据此，气泡40朝向上游方向的生长也被可动元件11所限制。然而，由于液体朝向上游方向的移动力很大，可动元件11受到更大的压力而被拉向上游方向，结果使得可动元件轻微地向上凸面变形。顺便提及，在这种情况下，气泡40继续生长。由于气泡的上游生长受到限制器12和可动元件11的调整，气泡40在下游侧进一步生长，结果使得比起没有可动元件11的情况，气泡40在21下游侧的生长高度增加了。也就是说，如图9所示，尽管由于可动元件11与限制器12相接触使C₁和C₃点之间的可动元件位移量改变率v_m为零，但气泡40仍然向着下游侧生长并且继续生长直到C₂点在时间上轻微迟于C₁点，并且气泡体积V_b在C₂点变为最大值。

另一方面，如上所述，由于可动元件11的移动被限制器12调整，气泡40的上游部分尺寸偏小直到由于朝向上游的液流的惯性力而使可动元件11朝向上游凸起弯曲并且施加应力。气泡40的上游部分被限制器12、流动路径侧壁、可动元件11和支点11a调整，使得向着上游的前进量几乎为零。

以这种方式，向着上游的液体流动大大减小，从而防止了对邻近流动路径的串流、液体供应系统中的回流(阻碍高速重装)以及压力振动。

图8D表示薄膜沸腾后气泡40内的负压力克服流动路径3中液体的下游移动使气泡40开始收缩的状态。

随着气泡40收缩(图9中的C₂至E点)，尽管可动元件11向下移动(图9中的C₃至D点)，但由于可动元件11本身具有悬臂弹簧应力以及由向上的凸面变形引起的应力，向下移动的速度被增加。并且，由于流动路径抵抗性偏小，在可动元件11的上游区域，该区域是在公共液体容器6和流动路径3之间形成的低流动路径抵抗性区域，液体的下游液流快速变成大液流并通过限制器12流入流动路径3。在该操作中，公共液体容器6中的液体直接进入流动路径3。直接进入流动路径3的液体经过限制器12和向下移动的可动元件11，然后，流入加热部分21的下游并作用于气泡40以加速气泡的消失。在这样的液流帮助气泡的消失后，产生朝向喷口4的液流以帮助恢复液面并提高重装速度。

在该阶段，从喷口4喷出的喷射液滴66所包含的液体棒变成向外翻转飞出的液滴。

图8D表示通过气泡的消失弯月形液面被拉入喷口4并且喷射液滴66的液体棒开始被分离的状态。

另外，由于经过可动元件11和限制器12之间的区域进入流动路径3的液流在顶板2一侧增加了流动速度，所以基本上防止了小气泡在该部分的聚积，从而提供稳定的喷射。

另外，由于因气泡的消失而引起的空蚀的产生点移动到发泡区域的下游，从而减小了对加热部分21的破坏。同时，由于因显影而引起的kogation对加热部分21的附着被减小，从而提高了喷射的稳定性。

图8E所表示的状态是，在气泡40完全消失后，可动元件11从初始状态突起(图9中的E点等)。

尽管取决于可动元件11的刚性和所用液体的粘性，但可动元件11的突起在短时间内减少并恢复到初始状态。

虽然图8C表示的是通过气泡的消失弯月形液面被拉到大体上的上游一侧的状态，但其类似于可动元件11之移动的减小，初始位置在很短的时间被恢复并被固定。另外，如图8E所示，喷射液滴66的后方，尾部被表面张力分离，结果形成附加物67。

下面，特别是将参照图11充分解释从可动元件11的两侧升起的上升气泡41和喷口4处的弯月形液面，图11是图7中的液体喷射头之一部分的透视图。

在所讨论的实施例中，在组成流动路径3的壁表面以及可动元件11的两个横向边缘之间存在着微小间隙，使得可动元件11能顺利移动。并且，在借助加热部分21使气泡生长的过程中，气泡40移动可动元件11并且经过间隙气泡40向着可动元件11的上表面上升而轻微穿入下部流动路径抵抗区域3a。被穿过的上升气泡41流动到背面(与发泡区域相对)，从而抑制了可动元件11的振动并且稳定了喷射性能。

另外，在气泡40的消失阶段，上升的气泡41把液流从下部流动路径抵抗区域3a提升到发泡区域，结果是，与上述弯月形液面从喷口4的高速停滞共同作用使气泡快速消失。特别是，由于因上升气泡41而产生的液流故气泡在可动元件11和流动路径3的拐角处几乎不被捕获。

在具有上述配置的液体喷射头中，在通过气泡40的产生而使液体从喷口4中喷出的同时，液滴66基本以其导端具有球形的液体棒的状态被喷出。尽管在传统的喷射头结构中也是这样的，但在所讨论的实施例中，当可动元件11由于气泡的生长而移动并且被移动的可动元件11与限制器12相接触时，在包括发泡区域的流动路径3中产生了基本上封闭的空间(除了喷口)。因此，当气泡在该状态中消失时，由于直到可动元件11因气泡的消失而从限制器12分离时为止一直保持着此封闭空间，大多数气泡40的消失能量用作把液体从喷口4附近移向上游方向的力。结果，就在气泡40开始消失后，液面被快速从喷口4吸入流动路径3中，结果使得组成与喷口4外的喷射液滴66相接触的液体棒的尾部被液面的强力快速分离。因而，形成自尾部的附加物被减少，从而提高了打印质量。

另外，由于尾部没有被弯月形液面长期拉拽，所以喷射速度没有减小，并且，由于喷射液滴66与附加物间的距离变得更短，故附加物点通过所谓的滑流现象被向喷射液滴66的后方拉拽。结果，附加物点可以与喷射液滴66相结合，因而可以提供其中基本不产生附加物点的液体喷射头。

另外，在所讨论的实施例中，在上述液体喷射头中，所提供的可动元件11仅抑制向着关于朝向喷口4的液流的上游方向生长的气泡40。更为优选地，可动元件11的自由端基本设置在发泡区域的中心部分。以这种安排，由于气泡的生长以及不直接涉及液体喷射的液体的惯性力而引起的朝向上游的反向波可以被抑制，并且气泡40的向下生长的分量可以指向喷口4。

另外，由于与有关限制器12的喷口4相对的下部流动路径抵抗区域3b的流动路径抵抗性偏小，由于气泡的生长而引起的朝向上游方向的液体的移动在下部流动路径抵抗区域3b产生了大的流动，结果是，当被移动的可动元件11与限制器12相接触时，可动元件11受到压力而被拉向上游方向。结果，即使当气泡在该状态中开始消失时，由于大大地保持了因气泡40的生长而引起的朝向上游方向的液体移动力，所以上述封闭空间可以被保持以预定的时间段直到可动元件11的斥力克服液体移动力。也就是说，以这种安排，可以更确定地完成液面的高速停滞。并且，当气泡提前消失并且可动元件11的斥力克服了由于气泡生长而引起的朝向上游方向的液体移动力时，可动元件11向下移向托盘以恢复初始状态，结果在下部流动路径抵抗区域3a中产生了朝向下游方向的液流。由于流动路径抵抗性偏小，在下部流动路径抵抗性区域3a的朝向下游方向的液流突然变成经过限制器12翻转流入流动路径3的大液流。结果，通过移向通往喷口4的下游方向的液体，快速制动液面的减速，从而以高速衰减液面的振动。

在具有上述结构并包括可动元件的液体喷射头中，由于提高了墨水重装性能，所以高频驱动区域可以设定在10kHz频率级，而且可在约20kHz-30kHz的频率级执行驱动。

在这种情况下，尽管在上述高频周期重复着气泡的消失并且在单位时间内给抗空蚀层施加很多积累应力，但根据本发明的α-Ta/β-Ta抗空蚀层稳定了喷射速度和喷射量。

下面，将说明其中具有上述液体喷射头的喷墨记录装置，该液体喷射头被用作喷墨记录头。

图12是表示应用本发明的喷墨记录装置主要部分的示意性透视图。

安装于图12所示的喷墨装置600上的喷墨盒(a head cartridge)601包括用于喷射墨水以执行记录的液体喷射头，以及用于存储供给液体喷射头的液体的多色墨水容器。

如图12所示，丝杠605经由与驱动电机602之正转和反转同步的传动齿轮603、604的驱动力而旋转，通过与丝杠605的螺纹槽606的啮合，喷墨盒601被安装在支架607上。在电机602的驱动下，喷墨盒601和支架607一起以a和b所示的方向沿着导轨608往返移动。喷墨记录装置600包括传送记录介质打印纸P的记录介质传送装置(未图示)，该记录介质用于接收从喷墨盒601喷出的类似墨水这样的液体。通过记录介质传送装置在压纸卷轴609上传送打印纸P，压纸板610使打印纸P沿支架607的移动方向压在压纸卷轴609上。喷墨盒601通过软电缆(未图示)与喷墨记录装置的主体电连接。

光耦合器611、612被设置在丝杠605的一端附近。光耦合器611、612是用于在其所监视的区域通过辨别支架607上的连杆607a的位置以转换电机602之旋转方向的原位监测装置。在压纸卷轴609的一端附近，有用于支承罩盖元件614的支承元件613，而罩盖元件614则用于覆盖喷墨盒601的前表面(包括喷射口)。并且，有用于抽取因喷墨盒601的无效喷射而存储在抽取罩盖元件614中的墨水的墨水抽取装置615。由墨水抽取装置615通过罩盖元件614的打开使喷墨盒601恢复抽取。

该喷墨记录装置600具有一主体支承板619。该主体支承板619支承着沿前后方向移动的移动元件618，即，沿垂直于支架607之移动方向的方向。清洁刮片617固定在移动元件618上。该清洁刮片617不限于刮片，而是，可以采用其它已知的清洁刮片形式。另外，还有用于启动恢复墨水抽取装置615抽取操作的连杆620。随着与支架607啮合的凸轮被移动，连杆620被移动。而电机602的驱动力由类似离合器切换这样的已知传输装置来控制。在记录装置的主体中提供有喷墨记录控制部分(图12中未表示)，用于向加热部分提供信号并控制各个元件的驱动。

Claims (21)

1.一种喷墨头基片，包括：

形成加热部分的发热电阻元件；

与所述发热电阻元件电连接的电极布线；

在所述发热电阻元件和所述电极布线上方设置的绝缘保护层，以及在所述绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜；

其中，所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，第一层包括具有晶体结构并且与墨水相接触的金属薄膜，第二层包括与所述第一层相接触的非晶体合金薄膜。

2.一种喷墨头基片，包括：

形成加热部分的发热电阻元件；

与所述发热电阻元件电连接的电极布线；和

在所述发热电阻元件和所述电极布线上方设置的绝缘保护层，以及在所述绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜；

其中，所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，与墨水接触的上层薄膜是Ta薄膜或TaAl薄膜，以及下层薄膜是含Ta的非晶体合金薄膜。

3.一种喷墨头基片，包括：

形成加热部分的发热电阻元件；

与所述发热电阻元件电连接的电极布线；和

在所述发热电阻元件和所述电极布线上方设置的绝缘保护层，以及在所述绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜；

其中，所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，与墨水接触的上层薄膜是Ta薄膜或TaAl薄膜，以及下层薄膜是含Ta的非晶体合金薄膜，而且所述非晶体合金薄膜的成份包括Ta、Fe、Ni和Cr。

4.如权利要求3所述的喷墨头基片，其中所述的非晶体合金薄膜由如下成分(I)表示：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ...(I)

其中，10at.％≤α≤30at.％且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，以及α+β+γ+δ＝100at.％。

5.一种喷墨头基片，包括：

形成加热部分的发热电阻元件；

与所述发热电阻元件电连接的电极布线；和

在所述发热电阻元件和所述电极布线上方设置的绝缘保护层，以及在所述绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜；

其中，所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，第一层包括具有晶体结构并且与墨水相接触的金属薄膜，以及第二层包括与所述第一层相接触的非晶体合金薄膜，所述非晶体合金薄膜具有包括Ta、Fe、Ni和Cr的成份。

6.如权利要求5所述的喷墨头基片，其中所述的非晶体合金薄膜由如下成分(I)表示：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ...(I)

其中，10at.％≤α≤30at.％且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，以及α+β+γ+δ＝100at.％。

7.一种喷墨头，其中：

多个加热部分设置在如权利要求1至6中任何一个所述的喷墨头基片上，以及，与用于排放墨滴的排放端口相通的液体路径对应于所述加热部分而设置。

8.如权利要求7所述的喷墨头，其中，在每个所述液体路径中都设置一个可移动元件，该可移动元件具有一个自由端，该自由端通过由所述加热部分的热能在液体中产生的气泡的生长来移动。

9.如权利要求7所述的喷墨头，其中，每个所述液体路径仅被供应一种墨水。

10.如权利要求9所述的喷墨头，其中，所述墨水是抗kogation和腐蚀性的墨水。

11.一种制造喷墨头基片的方法，该基片包括：形成加热部分的发热电阻元件；与所述发热电阻元件电连接的电极布线；和，设置在所述发热电阻元件和所述电极布线上方的绝缘保护层，以及，在所述绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜，其中：

所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，第一层包括具有晶体结构并且与墨水相接触的金属薄膜，以及第二层包括与所述第一层相接触的非晶体合金薄膜，所述非晶体合金薄膜具有包括Ta、Fe、Ni和Cr的成份，其中，通过使用纯度为99％或更高的金属Ta靶的溅射来形成所述第一层。

12.如权利要求11所述的方法，其中，成分包括Ta，Fe，Ni和Cr的层由如下成分关系式(I)表示：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ...(I)

其中，10at.％≤α≤30at.％且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，以及α+β+γ+δ＝100at.％。

13.一种通过如权利要求11所述的方法制造的喷墨头，其中：

多个加热部分被设置在一个喷墨头基片上，并且与用于排放墨滴的排放端口相通的液体路径对应于所述加热部分而设置。

14.如权利要求13所述的喷墨头，其中，在每个所述液体路径中都设置一个可移动元件，该可移动元件具有一个自由端，该自由端通过由所述加热部分的热能在液体中产生的气泡的生长来移动。

15.一种通过如权利要求11所述的方法制造的喷墨头，其中，当部分地清除上层中的Ta以及当在所述喷墨头的有效发泡区域中清除Ta时，执行从所述喷墨头排放墨水。

16.一种制造喷墨头的方法，通过形成与用于排放墨滴的排放端口相通的多个液体路径而获得该喷墨头，所述路径对应于喷墨头基片上的加热部分，该喷墨头基片包括：形成加热部分的发热电阻元件；与所述发热电阻元件电连接的电极布线；和，在所述发热电阻元件和所述电极布线上方设置的绝缘保护层，以及，在该绝缘保护层上方设置的抗空蚀膜，

其中，所述抗空蚀膜由至少两层薄膜构成，第一层包括具有晶体结构并且与墨水相接触的金属薄膜，以及第二层包括与所述第一层相接触的非晶体合金薄膜，所述非晶体合金薄膜具有包括Ta、Fe、Ni和Cr的成份，其中，通过使用纯度为99％或更高的金属Ta靶进行溅射来形成所述第一层。

17.如权利要求16所述的方法，其中，成分包括Ta、Fe、Ni和Cr的层由如下成分关系式(I)表示：

Ta_αFe_βNi_γCr_δ...(I)

其中，10at.％≤α≤30at.％且α+β＜80at.％，而且α＜β以及δ＞γ，以及α+β+γ+δ＝100at.％。

18.如权利要求17所述的方法，其中，在形成所述液体路径后，通过执行辅助的墨水排放操作，把Ta充分掺入一非晶体固定层中，该非晶体固定层至少包含所述Ta_αFe_βNi_γCr_δ的Ta和Cr。

19.一种使用以权利要求17所述的方法制造的喷墨头的方法，其中：

把通过将Ta充分掺入一非晶体固定层中所得到的层用作设置在所述绝缘保护层上方的抗空蚀膜的下层，该非晶体固定层至少包含所述Ta_αFe_βNi_γCr_δ的Ta和Cr。

20.一种使用以权利要求17所述的方法制造的喷墨头的方法，其中：

把通过将Ta加进一非晶体表面层中所得到的层用作设置在所述绝缘保护层上方的抗空蚀膜的下层，该非晶体表面层至少包含所述Ta_αFe_βNi_γCr_δ的Ta和Cr。

21.一种喷墨记录装置，包括：

一个支架，如权利要求7所述的喷墨头安装于该支架上；其中

通过在响应于记录信息移动该支架的同时从所述喷墨头排放墨滴而在记录介质上执行记录。

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