KR100359107B1 - A method for manufacturing actuator of inkjet printhead - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제2박막의 잔류압축응력에 관계없이 단순히 형상기억합금의 열팽창에 의한 변형과 형상기억작용에 의한 변형에 의해 인쇄작용이 원활히 수행될 수 있도록 하는 잉크젯 프린트헤드의 액츄에이터 제조방법에 관한 것으로서, 상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 기판(30)에 제2박막(12)을 증착하는 단계와, 상기의 제2박막(12)에 실온에서 편평한 상태를 유지하다 오오스테나이트 시작온도까지 가열되면 형상기억합금(11)의 열팽창에 의해 휨변형되고 오오스테나이트 종료온도에서는 편평한 상태로 복귀되도록 형상기억된 박막 형상기억합금(11)을 증착하여 진동판(10)을 형성하는 단계와, 상기 기판(30)의 일부를 에칭하여 상기 진동판(10)의 제2박막(12)이 일부 노출되도록 하는 단계와, 상기 박막 형상기억합금(11)의 적어도 양단부와 접촉되게 가열수단(40)을 구비하는 단계로서 구비하여 상기 박막 형상기억합금(11)의 온도변화에 따른 열팽창과 형상기억작용에 의해 진동판(10)에 잉크분사에 필요한 변위를 발생시켜 인쇄가 수행되도록 하는데 주된 특징이 있다.The present invention relates to an actuator manufacturing method of an inkjet printhead, which enables a printing operation to be performed smoothly by deformation due to thermal expansion and shape memory action of the shape memory alloy regardless of the residual compressive stress of the second thin film. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing a second thin film 12 on the substrate 30, and maintaining a flat state at room temperature on the second thin film 12 to the austenite start temperature Forming a diaphragm 10 by depositing the thin film shape memory alloy 11 that is warped and deformed by thermal expansion of the shape memory alloy 11 and returned to a flat state at the austenite termination temperature when heated; Etching a portion of the substrate 30 so that the second thin film 12 of the diaphragm 10 is partially exposed, and being in contact with at least both ends of the thin film memory alloy 11. It is provided as a step having a heating means 40 to generate the displacement required for the ink spray on the diaphragm 10 by thermal expansion and shape memory action according to the temperature change of the thin film shape memory alloy 11 to perform printing. There are main features.

Description

잉크젯 프린트헤드의 액츄에이터 제조방법{A method for manufacturing actuator of inkjet printhead}A method for manufacturing actuator of inkjet printhead

본 발명은 제2박막의 잔류압축응력에 관계없이 단순히 형상기억합금(shape memory alloy)의 열팽창작용과 형상기억작용에 의한 변형에 의해 인쇄작용이 원활히 수행될 수 있도록 하는 잉크젯 프린트헤드의 액츄에이터 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a method of manufacturing an actuator of an inkjet printhead, which enables a printing operation to be performed smoothly by deformation by thermal expansion and shape memory of a shape memory alloy regardless of the residual compressive stress of the second thin film. It is about.

일반적으로 잉크젯 프린트헤드는 잉크를 액적의 형태로 분사하는 DOD(Drop On Demand)방식을 주로 사용하는데 이 DOD방식은 잉크방울을 대전(帶電)하거나 편향시킬 필요가 없고, 고압도 필요치 않으며, 대기의 압력하에서도 잉크방울을 손쉽게 토출하여 기록할 수 있는 이점이 있어 최근 이용이 급증하고 있으며, 이를 이용한 대표적인 분사방식이 압전방식과 서몰버블젯방식이다.In general, inkjet printheads mainly use the Drop On Demand (DOD) method of spraying ink in the form of droplets, which do not need to charge or deflect ink droplets, and do not require high pressure. There is an advantage that the ink droplets can be easily ejected and recorded even under pressure, and the use of the ink is rapidly increasing. Representative injection methods using the piezoelectric method and the thermal bubble jet method are used.

이때 압전방식은 압전체를 사용하여 진동판을 변형시키므로서 잉크가 충진되어 있는 챔버내 체적을 변화시켜 잉크가 분사되도록 하는 것이며, 서몰버블젯방식은 챔버내의 잉크를 저항에 의해 가열되게 하므로서 챔버내에서 발생되는 버블에 의해 공기가 팽창하면서 잉크가 분사되도록 하는 것이다.At this time, the piezoelectric method is to change the volume in the chamber in which ink is filled by deforming the diaphragm using a piezoelectric material so that the ink is ejected, and the thermal bubble jet method causes the ink in the chamber to be heated by resistance to generate in the chamber. The ink is ejected while the air expands due to the bubble.

하지만 압전방식은 압전소자의 가공이 어렵고, 특히 가공비가 비싼 단점이 있으며, 서몰버블젯방식은 주로 수용성 잉크를 사용하므로 잉크의 가열시 고온에서 잉크와 히터 사이에서는 잉크성분의 열적분해로부터 잔유물이 히터의 표면에 쌓이게 되는 코게이션(kogation)이 초래되기도 하고, 잉크 토출에 의한 문서의 보존성이 떨어지며, 특히 발열저항기의 수명이 짧아지는 단점이 있다.However, the piezoelectric method is difficult to process the piezoelectric element, and in particular, the processing cost is expensive, and since the thermal bubble jet method mainly uses water-soluble ink, the residue remains from the thermal decomposition of ink components between the ink and the heater at high temperatures when the ink is heated. Cogulation (cogation) that accumulates on the surface of the surface may be caused, the preservation of the document due to ink ejection is reduced, in particular, the life of the heat generating resistor is shortened.

또한 잉크를 분사하는 방식으로서 자기장을 이용하는 방식도 있으나 이러한 방식에서는 전극부식에 의한 노즐막힘을 초래하기도 하고, 소비 전력이 매우 크며, 자성재료의 선택이 난해하므로 실제적으로 적용이 어려운 문제가 있다.In addition, there is a method using a magnetic field as a method of ejecting ink, but in such a method may cause a nozzle clogging due to electrode corrosion, power consumption is very large, it is difficult to apply practically because the selection of magnetic materials is difficult.

한편 압전소자에 비해서는 보다 저렴하면서 수용성 잉크를 사용하지 않으므로서 잉크의 화학적 변화나 노즐막힘이 방지되도록 하는 구동수단으로서 최근에는 도 1에 도시한 바와같은 박막 형상기억합금(1)을 이용하기도 하는데 이때의 박막 형상기억합금(1)은 단독으로 사용되지 않고 통상 잔류압축응력을 갖는 제2박막(2)과 함께 일체로 결합시켜 동시 작동되도록 하는 구성이다.On the other hand, it is cheaper than the piezoelectric element, and as a driving means to prevent the chemical change of the ink or the clogging of the nozzle without using water-soluble ink, recently, the thin film shape memory alloy 1 as shown in FIG. At this time, the thin-film shape memory alloy 1 is not used alone, but is integrally coupled with the second thin film 2 having a residual compressive stress so as to operate simultaneously.

다시말해 박막 형상기억합금(1)은 소정의 온도에서 편평한 상태로 변형되도록 형상기억이 되어 있으며, 이러한 박막 형상기억합금(1)에는 내부의 잔류압축응력에 의해 휨변형되려는 성질을 갖는 주로 열산화실리콘을 사용한 제2박막(2)이 일체로 적층되도록 하므로서 진동판을 구성하게 되는 것이다.In other words, the thin-film shape memory alloy 1 has a shape memory so as to be deformed in a flat state at a predetermined temperature. The thin-film shape memory alloy 1 mainly has thermal oxidation property having a property of bending deformation due to internal residual compressive stress. The diaphragm is constituted by allowing the second thin film 2 made of silicon to be integrally stacked.

이러한 제2박막(2)에서의 잔류압축응력은 통상 300MPa정도로 존재하게 되며, 이 응력에 의해 진동판의 초기변형이 유발된다.The residual compressive stress in the second thin film 2 is usually about 300 MPa, and this stress causes the initial deformation of the diaphragm.

따라서 전극(3)을 통해 박막 형상기억합금(1)으로 전원을 입력하지 않거나전원을 입력하는 초기에는 제2박막(2)의 잔류압축응력에 의해 진동판은 전기에서 도시한 바와같이 기판(4)에 형성한 공간부측으로 휨변형된 상태를 유지하게 되며, 전원이 입력되어 박막 형상기억합금(1)이 소정의 온도로 가열되면 도 2에서와 같이 박막 형상기억합금(1)이 이미 기억된 편평한 형상으로 변형되면서 유로판(5)의 챔버(5a)내 체적을 축소시키게 되므로 이때 챔버(5a)에 채워져 있던 잉크가 노즐(6a)을 통해 토출되는 것이다.Therefore, when the power source is not input to the thin film shape alloy 1 through the electrode 3 or initially, the diaphragm is caused by the residual compressive stress of the second thin film 2. When the power is input and the thin film shape memory alloy 1 is heated to a predetermined temperature, the thin film shape memory alloy 1 is already stored as shown in FIG. Since the volume of the flow path plate 5 is reduced in the shape of the chamber 5a, the ink filled in the chamber 5a is discharged through the nozzle 6a.

그리고 다시 전원공급을 중지시키게 되면 박막 형상기억합금(1)은 서서히 냉각되면서 제2박막(2)의 잔류압축응력에 의해 진동판은 휨변형되고, 이때 챔버(5a)내로 잉크를 재충진시키게 되는 것이다.When the power supply is stopped again, the thin-film memory alloy 1 gradually cools, and the diaphragm is warped and deformed by the residual compressive stress of the second thin film 2, and refills ink into the chamber 5a. .

하지만 전기한 구조에서 제2박막(2)의 잔류압축응력은 특정한 재질과 공정에 의해서만 형성이 가능하므로 이는 결국 제2박막(2)의 재질 선택 및 제조공정을 일정하게 제한하게 되는 단점이 있다.However, since the residual compressive stress of the second thin film 2 in the above structure can be formed only by a specific material and a process, this has a disadvantage in that the material selection and manufacturing process of the second thin film 2 are constantly limited.

또한 구동초기의 잔류압축응력에 의한 변형을 발생시키기 위해서는 진동판의 변형면적이 대단히 넓게 형성되어야만 하므로 노즐의 밀집도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the deformation area of the diaphragm must be very large in order to generate deformation due to residual compressive stress of the initial driving, there is a problem that the density of the nozzle is reduced.

본 발명은 상기한 문제점을 시정 보완하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 제2박막의 잔류압축응력에 관계없이 박막 형상기억합금의 가열에 의한 열팽창에 의해 진동판이 휨변형되게 하므로서 재질 및 제작공정의 다양화를 꾀할 수 있도록 하는데 주된 목적이 있다.The present invention is to compensate for the above-mentioned problems, the present invention is to make the diaphragm bend deformation by thermal expansion by heating of the thin-film memory alloy irrespective of the residual compressive stress of the second thin film material and manufacturing process Its main purpose is to enable diversification.

또한 본 발명은 노즐의 밀집도를 향상시켜 보다 선명한 인쇄화질이 제공될 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.In another aspect, the present invention is to improve the compactness of the nozzle to provide a clearer print quality.

도 1 은 종래 박막 형상기억합금을 사용한 잉크젯 프린트헤드를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing an inkjet printhead using a conventional thin-film memory alloy,

도 2 는 도 1 의 잉크젯 프린트헤드에서 박막 형상기억합금이 기억된 형상으로 복귀되는 상태를 도시한 단면도,FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the thin film shape memory alloy is returned to a stored shape in the inkjet printhead of FIG. 1;

도 3 은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 단면도,3 is a cross-sectional view of an inkjet printhead according to the present invention;

도 4 는 도 3 의 상태에서 박막 형상기억합금의 열팽창에 의해 진동판이 변형된 상태를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a state in which the diaphragm is deformed by thermal expansion of the thin film-shaped memory alloy in the state of FIG.

도 5 는 본 발명의 진동판에서 박막 형상기억합금이 기억된 형상으로 복귀되는 상태를 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view showing a state in which the thin film shape memory alloy is returned to the stored shape in the diaphragm of the present invention;

도 6 은 도 5 의 형상기억합금이 기억된 형상으로 복귀후 열팽창에 의해 변형되는 상태를 도시한 단면도,FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the shape memory alloy of FIG. 5 is deformed by thermal expansion after returning to the shape memorized;

도 7 은 본 발명의 시간에 따른 진동판의 변위를 도시한 그래프,7 is a graph showing the displacement of the diaphragm over time of the present invention;

도 8 은 도 6 의 다른 작동상태를 도시한 단면도,8 is a cross-sectional view showing another operating state of FIG.

도 9 는 도 8 의 시간에 따른 진동판의 변위를 도시한 그래프.9 is a graph showing the displacement of the diaphragm with time of FIG. 8.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 진동판 11 : 박막 형상기억합금10 diaphragm 11 thin film shape memory alloy

12 : 제2박막 20 : 유로판12: second thin film 20: euro plate

30 : 기판 40 : 가열수단30 substrate 40 heating means

50 : 노즐판50: nozzle plate

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 기판에 제2박막을 증착하는 단계와,In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing a second thin film on a substrate,

상기의 제2박막에는 실온에서 편평한 상태를 유지하다 오오스테나이트 시작온도까지 가열되면 열팽창에 의해 휨변형되고 오오스테나이트 종료온도에서는 편평한 상태로 복귀되도록 형상기억된 박막 형상기억합금을 증착하여 진동판을 형성하는 단계와,The second thin film is kept flat at room temperature. When heated to the austenite start temperature, the diaphragm is deposited by depositing a shape-memory thin-film memory alloy that is warped by thermal expansion and returns to a flat state at the austenite end temperature. Forming step,

상기 기판의 일부를 에칭하여 상기 진동판의 제2박막이 일부 노출되도록 하는 단계와,Etching a portion of the substrate to expose a portion of the second thin film of the diaphragm;

상기 박막 형상기억합금의 적어도 양단부와 접촉되게 가열수단을 구비하는 단계로서 구비하여 상기 박막 형상기억합금의 온도변화에 따른 열팽창작용과 형상기억작용에 의해 진동판에 잉크 분사에 필요한 변위가 발생되게 함에 의해 인쇄가 수행되도록 하는데 주된 특징이 있다.And providing a heating means to contact at least both ends of the thin film shape memory alloy, thereby causing displacement required for ink injection to the diaphragm by thermal expansion and shape memory according to temperature change of the thin film shape memory alloy. The main feature is that the printing is performed.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 프린트헤드를 도시한 것으로서, 도면부호 10은 진동판이다.3 shows a printhead according to the invention, wherein 10 is a diaphragm.

진동판(10)은 유로판(20)과 기판(30)의 사이에 적층되는 구동수단으로서, 이진동판(10)의 유로판(20)측으로는 박막 형상기억합금(11)이 구비되고, 기판(30)측으로는 제2박막(12)이 구비되도록 하여 박막 형상기억합금(11)과 제2박막(12)이 일체로 접합되도록 하여서 되는 구성이다.The diaphragm 10 is a driving means laminated between the flow path plate 20 and the substrate 30. A thin film-shaped memory alloy 11 is provided on the flow path plate 20 side of the vibration plate 10, and the substrate ( The thin film shape alloy 11 and the second thin film 12 are integrally bonded to the second thin film 12 on the 30 side.

진동판(10)의 유로판(20)측에는 박막 형상기억합금(11)에 열을 가하게 되는 가열수단(40)이 구비되며, 유로판(20)의 진동판(10)과 대응되는 방향에는 잉크를 토출시키는 노즐(51)이 형성된 노즐판(50)이 구비된다.A heating means 40 is provided on the flow path plate 20 side of the diaphragm 10 to heat the thin-film memory alloy 11, and discharges ink in a direction corresponding to the vibration plate 10 of the flow path plate 20. The nozzle plate 50 in which the nozzle 51 to make is provided is provided.

또한 기판(30)은 일부가 상하로 관통되게 하여 소정의 공간부를 이루도록 한다.In addition, a portion of the substrate 30 penetrates up and down to form a predetermined space.

이와같은 구성을 위해 우선 기판(30)에는 제2박막(12)이 증착되도록 하되, 특히 이때의 제2박막(12)에는 잔류압축응력이 제거되어 있는 상태가 되도록 한다.For this configuration, first, the second thin film 12 is deposited on the substrate 30, but in this case, the second compressive film 12 is in a state in which residual compressive stress is removed.

제2박막(12)이 증착된 그 상부로는 박막 형상기억합금(11)을 증착시키면서 이때의 박막 형상기억합금(11)은 실온에서 편평한 상태가 유지되다 오오스테나이트 시작온도까지 가열되면 열팽창에 의해 휨변형되고, 계속해서 오오스테나이트 종료온도에 도달되면 편평한 상태가 되도록 형상기억이 되도록 한다.The thin film-shaped memory alloy 11 is deposited on the upper portion of the second thin film 12 while the thin film-shaped memory alloy 11 is kept flat at room temperature. This results in bending deformation, and when the austenite finish temperature is reached, the shape memory is brought into a flat state.

이렇게 제2박막(12)에 박막 형상기억합금(11)을 증착시켜 진동판(10)을 구비한 후 상기 기판(30)의 일부를 에칭하여 공간부가 형성되도록 하고, 이때의 공간부로는 상기 진동판(10)의 제2박막(12)이 일부가 노출되도록 한다.The thin film shape memory alloy 11 is deposited on the second thin film 12 to provide the diaphragm 10, and then a portion of the substrate 30 is etched to form a space part. A portion of the second thin film 12 of 10) is exposed.

그리고 제2박막(12)과 일체로 결합된 박막 형상기억합금(11)에는 적어도 양단부로 가열수단(40)이 접촉되도록 구비한다.In addition, the thin film-shaped memory alloy 11 integrally coupled with the second thin film 12 is provided such that the heating means 40 contacts at least both ends.

이렇게 구비되는 구동구조에서 가열수단(40)을 통해 박막 형상기억합금(11)을 가열하거나 자연냉각시키게 되면 박막 형상기억합금(11)의 열팽창작용과 형상기억작용에 의해서 진동판(10)의 기판(30)측 공간부로 노출되는 부위가 휘거나 펴지는 상태가 반복되면서 인쇄가 이루어지게 되는 것이다.When the thin film shape alloy 11 is heated or naturally cooled through the heating means 40 in the driving structure provided as described above, the substrate of the diaphragm 10 may be formed by thermal expansion and shape memory of the thin film shape memory alloy 11. 30) The portion exposed to the side space portion is bent or unfolded while the printing is made.

한편 진동판(10)의 박막 형상기억합금(11)은 주로 Ni-Ti계, Ni-Ti-Cu계, Ni-Ti-Pb계를 사용하며, 제2박막(12)은 질화실리콘, 산화실리콘, 폴리실리콘 또는 불순물을 침투시킨 실리콘(p, n type Doping)등을 사용하는 것이 가장 바람직하다.Meanwhile, the thin film shape alloy 11 of the diaphragm 10 mainly uses Ni-Ti-based, Ni-Ti-Cu-based, and Ni-Ti-Pb-based, and the second thin film 12 includes silicon nitride, silicon oxide, It is most preferable to use polysilicon or silicon impregnated with impurities (p, n type Doping).

특히 제2박막(12)은 열보호막(thermal passivation)으로 사용할 수도 있는바 이때에는 모든 금속재질이 가능하다.In particular, the second thin film 12 may be used as a thermal passivation, and in this case, all metal materials are possible.

또한 진동판(10)을 가열시키는 가열수단(40)은 단순히 전극만으로 이루어지고, 박막 형상기억합금(11)을 직접 가열하는 구조로도 적용이 가능하다.In addition, the heating means 40 for heating the diaphragm 10 is simply made of an electrode, it is also applicable to the structure of directly heating the thin film-shaped memory alloy (11).

그리고 가열수단(40)은 히터로서 구비하여 박막 형상기억합금(11)을 전기적으로 간접적인 방식에 의해서 가열되게 하는 구조로도 형성이 가능하다.In addition, the heating means 40 may be formed as a heater so that the thin film shape alloy 11 is heated in an electrically indirect manner.

이와 같이 본 발명의 구성은 종전과 거의 동일하나 단지 본 발명에서의 제2박막(12)에는 잔류압축응력이 존재하지 않도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.As described above, the configuration of the present invention is almost the same as before, but only the second thin film 12 of the present invention has the most prominent feature in that no residual compressive stress exists.

따라서 가열수단(40)에 전원이 입력되지 않는 실온상태에서는 전기한 도면에서와 같이 진동판(10)은 편평한 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 상태에서 전극(40)에 전원을 가하여 진동판(10)의 박막 형상기억합금(11)을 오오스테나이트 시작온도가 될 때까지 가열시키게 되면 박막 형상기억합금(11)은 내부의 열팽창에 의해서 압축응력을 발생시키게 되며, 이때 휨변형이 유발되면서 진동판(10)에는 밴딩 모멘트가 작용하여 도 4에서와 같이 기판(30)에 형성시킨 공간부측의 진동판(10)의 일부가 소정의 변위(δ1)만큼 대단히 빨리 변형되는 상태가 된다.Therefore, in the room temperature state in which power is not input to the heating means 40, the diaphragm 10 maintains a flat state as shown in the drawing. In this state, the diaphragm 10 is supplied with power to the diaphragm 10. When the thin film shape alloy 11 is heated until the austenite start temperature, the thin film shape alloy 11 generates a compressive stress due to internal thermal expansion. In this case, a bending moment acts so that a part of the diaphragm 10 on the side of the space formed on the substrate 30 is deformed as quickly as a predetermined displacement δ1 as shown in FIG.

진동판(10)이 변형되면서 유로판(20)의 일측으로부터는 챔버(21)로 잉크를 충진시키게 되며, 계속해서 박막 형상기억합금(11)의 가열온도가 오오스테나이트 종료온도에 도달하면 다시 진동판(10)의 박막 형상기억합금(11)은 이미 기억된 형상으로 복귀하려고 하므로 결국 도 5에서와 같은 편평한 상태로 된다.As the diaphragm 10 is deformed, ink is filled into the chamber 21 from one side of the flow path plate 20. When the heating temperature of the thin-film memory alloy 11 reaches the austenite finish temperature, the diaphragm 10 The thin-film memory alloy 11 in (10) attempts to return to the previously memorized shape and eventually becomes flat as shown in FIG.

이때 진동판(10)의 형상기억효과에 의해 챔버(21)내에는 순간적으로 대단히 높은 압력이 형성되면서 채워져 있던 잉크를 노즐(51)을 통해 액적의 형태로 토출시키게 된다.At this time, due to the shape memory effect of the diaphragm 10, a very high pressure is instantaneously formed in the chamber 21 to discharge the ink filled in the form of droplets through the nozzle 51.

한편 가열되는 박막 형상기억합금(11)이 오오스테나이트 종료온도 이상으로 되면 박막 형상기억합금(11)은 다시 내부의 열팽창에 의해서 압축응력이 발생되어 진동판(10)을 도 6에서와 같이 소정의 변위(δ2)만큼 휨변형시키게 된다.On the other hand, when the thin film-shaped memory alloy 11 to be heated above the austenite end temperature, the thin film-shaped memory alloy 11 again generates a compressive stress due to internal thermal expansion, so that the diaphragm 10 is predetermined as shown in FIG. The deflection is caused by the displacement δ2.

이와같은 상태에서 전극(40)으로의 전원 공급을 중지시켜 마르텐사이트 종료온도 이하로 자연 냉각시키게 되면 박막 형상기억합금(11)은 본래의 실온상태로 복원되면서 도 7에서와 같은 편평한 상태를 유지하게 된다.In such a state, when the power supply to the electrode 40 is stopped and naturally cooled to below the end point of martensite, the thin film shape memory alloy 11 is restored to its original room temperature while maintaining the flat state as shown in FIG. 7. do.

이상과 같은 작용에 따른 일련의 작동변위를 종합해보면 도 7과 같은 변위곡선을 그리게 됨을 알 수가 있다.Comprehensive series of operating displacements according to the above action it can be seen that the displacement curve as shown in FIG.

한편 박막 형상기억합금(11)과 제2박막(12)의 재질 또는 두께등에 다양한 변화를 주므로서 일단 오오스테나이트 종료온도에 도달시 편평한 상태가 되었다가 다시 박막 형상기억합금(11)을 오오스테나이트 종료온도 이상으로 가열시키게 되면 도 8과 같이 진동판(10)이 챔버(21)측으로 만곡지는 방향으로 변형되게 할 수도 있다.On the other hand, by varying the material or the thickness of the thin film shape memory alloy 11 and the second thin film 12, etc., once the austenite finish temperature is reached, the flat state becomes flat and the thin film shape memory alloy 11 is again austenite. When heated above the end temperature of the knight, as shown in FIG. 8, the diaphragm 10 may be deformed in a curved direction toward the chamber 21.

이러한 변형시 진동판(10)은 기판(30)의 공간부측으로 팽창되어 있던 상태에서 반대로 챔버(21)측으로 만곡지는 형상으로 대단히 빠르고 동시에 이동폭이 많아지게 되면서 결국 노즐을 통한 잉크의 토출력을 증강시킬 수가 있게 된다.In this deformation, the diaphragm 10 has a shape that is curved toward the chamber 21 in the state in which the diaphragm 10 is inflated to the space side of the substrate 30, and thus the movement width of the diaphragm 10 is increased very fast and at the same time, thereby increasing the soil output of ink through the nozzle. You can do it.

이와 같이 본 발명은 실온상태에서는 휨변형이 유발되지 않게 하므로서 진동판(10)의 크기를 소형화할 수가 있게 되면서 노즐의 밀집도를 높일 수가 있다.As described above, the present invention can reduce the size of the diaphragm 10 while preventing the bending deformation from being caused at room temperature, while increasing the compactness of the nozzle.

따라서 형상기억합금을 이용하는 프린트헤드에서 가장 문제시되던 노즐 밀집도의 저하로 인한 해상도 저하를 방지할 수가 있게 되어 보다 선명한 화질을 제공할 수가 있게 된다.Therefore, it is possible to prevent the degradation of the resolution due to the decrease in the nozzle density, which is the most problematic problem in the printhead using the shape memory alloy, thereby providing a clearer picture quality.

또한 제2박막(12)의 재질을 보다 광범위하게 선택할 수가 있게 되므로서 설계를 다양화할 수가 있도록 한다.In addition, since the material of the second thin film 12 can be more widely selected, the design can be diversified.

그러므로 본 발명은 단순히 박막 형상기억합금(11)의 열팽창작용과 형상기억작용에 의해 진동판(10)의 휨변형에 의한 작용을 개선하므로서 노즐의 밀집도 향상 및 분사 셀의 소형화가 촉진되도록 하며, 또한 제2박막(12)의 광범위한 재질 선택으로 보다 다양한 제작을 가능케 하여 생산성이 증대된다.Therefore, the present invention merely improves the compactness of the nozzle and the miniaturization of the injection cell by improving the action due to the bending deformation of the diaphragm 10 by the thermal expansion action and the shape memory action of the thin film shape memory alloy 11. The wide selection of materials of the two thin films 12 allows for a wider variety of fabrication and increases productivity.

특히 잉크를 토출시키는 분사력의 증강으로 보다 선명한 화질을 제공하게 되므로서 성능을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과가 있다.In particular, since the jetting force for discharging the ink provides a clearer image quality, there is a very useful effect of improving the performance.

Claims (2)

기판(30)에 잔류압축응력이 없는 제2박막(12)을 증착하는 단계와,Depositing a second thin film 12 having no residual compressive stress on the substrate 30; 상기 제2박막(12)에 실온에서 편평한 상태를 유지하다 오오스테나이트 시작온도까지 가열되면 열팽창에 의해 휨변형되고 오오스테나이트 종료온도에서는 편평한 상태로 복귀되도록 형상기억된 박막 형상기억합금(11)을 증착하여 진동판(10)을 형성하는 단계와,The second thin film 12 maintains a flat state at room temperature, and when heated to an austenite start temperature, is warped and deformed by thermal expansion, and the thin film shape memory alloy 11 is shaped to return to a flat state at an austenite end temperature. Vapor deposition to form a diaphragm 10, 상기 기판(30)의 일부를 에칭하여 상기 진동판(10)의 제2박막(12)이 일부 노출되도록 하는 단계와,Etching a portion of the substrate 30 to expose a portion of the second thin film 12 of the diaphragm 10; 상기 박막 형상기억합금(11)의 적어도 일단부와 접촉되게 가열수단(40)을 구비하는 단계;Providing heating means (40) in contact with at least one end of the thin film shape memory alloy (11); 를 구비하여 상기 박막 형상기억합금(11)의 온도변화에 따른 열팽창작용과 형상기억작용에 의해 진동판(10)의 잉크분사에 필요한 변위가 발생되게 함으로써 인쇄가 수행되도록 하는 잉크젯 프린트헤드의 액츄에이터 제조방법.Actuator manufacturing method of the ink-jet printhead having a printing to be carried out by causing the displacement required for the ink injection of the diaphragm 10 by the thermal expansion and shape memory action according to the temperature change of the thin film shape memory alloy 11 . 제 1 항에 있어서, 상기 제2박막(12)은The method of claim 1, wherein the second thin film 12 열보호막인 잉크젯 프린트헤드의 액츄에이터 제조방법.Actuator manufacturing method of an inkjet printhead which is a thermal protective film.
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