KR100968850B1 - Micro injecting device - Google Patents

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서창택
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(주)울텍
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Abstract

본 발명은 마이크로 인젝팅 디바이스에 관한 것으로, 본 발명에서는 압전체 및 진동판의 형상(위치)을, 동일 인가전압 대비, 전단변형 변위효율이 상대적으로 우수한 캔틸레버 형태(Cantilever shape)로 대폭 개선함과 아울러, 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에, 챔버를 밀봉시킨 상태에서, 일련의 전단변형을 일으켜, 액적분출 구동체(압전체, 진동판)의 전단변형을 챔버 측에 원활하게 전달시킬 수 있는 챔버차단/변형전달 겸용층을 추가 배치하고, 이를 통해, 상부전극 및 하부전극에 인가되는 전압의 크기가 최소한으로 유지된 상태에서도, 압전체 및 진동판의 전단변형 크기, 챔버의 용적변화량 등이 최적의 상태로 극대화될 수 있도록 가이드 함으로써, 최종 분출되는 분사액이 구동전압의 불필요한 소모 없이도, 최적의 분사품질을 유지할 수 있도록 유도할 수 있다.The present invention relates to a micro-injection device, and in the present invention, the shape (position) of the piezoelectric body and the diaphragm is significantly improved in a cantilever shape with relatively excellent shear deformation displacement efficiency compared to the same applied voltage. A chamber blocker / capable of smoothly transferring the shear deformation of the droplet ejection drive body (piezoelectric, diaphragm) to the chamber side between the droplet flow path body and the droplet ejection drive body with the chamber sealed. By additionally arranging the combined strain transfer layer, the shear strain size of the piezoelectric body and the diaphragm, the volume change of the chamber, etc. are optimally maximized even when the voltages applied to the upper electrode and the lower electrode are kept to a minimum. By guiding, the final sprayed liquid can maintain the optimum spraying quality without unnecessary consumption of driving voltage. It can be derived.

Description

마이크로 인젝팅 디바이스{Micro injecting device}Micro injecting device

본 발명은 마이크로 인젝팅 디바이스에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 압전체 및 진동판의 형상(위치)을, 동일 인가전압 대비, 전단변형 변위효율이 상대적으로 우수한 캔틸레버 형태(Cantilever shape)로 대폭 개선함과 아울러, 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에, 챔버를 밀봉시킨 상태에서, 일련의 전단변형을 일으켜, 액적분출 구동체(압전체, 진동판)의 전단변형을 챔버 측에 원활하게 전달시킬 수 있는 챔버차단/변형전달 겸용층을 추가 배치하고, 이를 통해, 상부전극 및 하부전극에 인가되는 전압의 크기가 최소한으로 유지된 상태에서도, 압전체 및 진동판의 전단변형 크기, 챔버의 용적변화량 등이 최적의 상태로 극대화될 수 있도록 가이드 함으로써, 최종 분출되는 분사액이 구동전압의 불필요한 소모 없이도, 최적의 분사품질을 유지할 수 있도록 유도할 수 있는 마이크로 인젝팅 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-injection device, and more particularly, to significantly improve the shape (position) of the piezoelectric body and the diaphragm into a cantilever shape, which is relatively excellent in shear deformation displacement efficiency with respect to the same applied voltage. In the state in which the chamber is sealed between the droplet flow path body and the droplet ejection drive body, a series of shear deformations occur, so that the chamber deformation can be smoothly transmitted to the chamber side of the droplet ejection drive body (piezoelectric, diaphragm). By additionally arranging the combined strain transfer layer, the shear strain of the piezoelectric body and the diaphragm and the volume change of the chamber can be optimally maintained even when the voltage applied to the upper electrode and the lower electrode is kept to a minimum. By maximizing the guide, the final sprayed liquid can maintain optimum spraying quality without unnecessary consumption of drive voltage. It relates to a micro device that is capable of inducing jekting rock.

통상, 마이크로 인젝팅 디바이스는 잉크, 주사액, 휘발유 등과 같은 일련의 분사액을 이를테면, 인쇄용지, 인체, 자동차 등과 같은 특정 대상물에 미량으로 공급할 수 있도록 설계된 장치를 일컫는다.In general, micro-injecting devices refer to devices designed to supply a small amount of a series of jetting liquids such as ink, injection liquid, gasoline, etc. to a specific object such as printing paper, human body, automobile, and the like.

최근, 전기·전자 기술의 급격한 발달에 힘입어 이러한 마이크로 인젝팅 디바이스 또한 빠른 발전을 거듭하고 있으며, 일상 생활영역 전반에 걸쳐 광범위한 기능확대를 이어가고 있다. 이러한 마이크로 인젝팅 디바이스가 실제의 생활에 적용되는 대표적인 예로써, 잉크젯 프린터 헤드를 예시할 수 있다.Recently, thanks to the rapid development of electric and electronic technology, such micro injecting devices are also rapidly developing, and continue to expand their functions throughout the daily life. As a representative example where such a micro injecting device is applied to real life, an inkjet printer head can be illustrated.

통상, 이러한 종래의 기술에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 분사액의 저장 및 분출경로를 제공하는 액적 유로체(15)와, 이 액적 유로체(15)의 상부에 적층·배치되면서, 일련의 전단변형을 통해, 액적 유로체(15)에 저장되어 있던 분사액이 외부로 분출될 수 있도록 유도하는 액적분출 구동체(14)가 일체로 조합된 구조를 취하게 된다.In general, the micro-injection device 20 according to the related art has a droplet flow path body 15 which provides a path for storing and ejecting the injection liquid, as shown in FIG. While being stacked and arranged on the upper side, through a series of shear deformations, the droplet ejection driving body 14 which guides the ejection liquid stored in the droplet flow path body 15 to be ejected to the outside is integrated. Done.

이때, 액적 유로체(15)는 분사액 분출용 노즐(13)이 형성된 노즐 플레이트(10)와, 분사액 저장용 리저버(11:Reservoir)를 구비하면서, 노즐 플레이트(10)의 상부에 적층·배치된 리저버판(9)과, 분사액 이동통로용 유로(11a)를 구비하면서 리저버판(9)의 상부에 적층·배치된 유로판(8)과, 유로(11a)와 연통된 구조의 분사액 분출속도 조절용 리스트릭터(6:Restricter)를 구비하면서, 유로판(8)의 상부에 적층·배치된 리스트릭터판(7)과, 분사액 저장용 챔버(12:Chamber)를 구비하면서, 리스트릭터판(7)의 상부에 적층·배치된 챔버판(5) 등이 긴밀하게 적층·조합된 구성을 취하게 된다.At this time, the droplet flow path body 15 is stacked on top of the nozzle plate 10 while being provided with a nozzle plate 10 on which a jet liquid ejection nozzle 13 is formed, and a reservoir liquid reservoir 11 (Reservoir). Injection of the structure which communicates with the flow path plate 8 laminated | stacked and arrange | positioned on the reservoir plate 9, and equipped with the reservoir plate 9 arrange | positioned, the injection liquid flow path 11a, and the flow path 11a. The list is provided with a restrictor (7: Restricter) for adjusting the liquid ejection speed, and is provided with a restrictor plate (7) laminated and arranged on the upper part of the flow path plate (8), and a chamber (12: Chamber) for spraying liquid storage. The chamber plate 5 and the like laminated and arranged on the upper portion of the lite plate 7 have a structure in which they are stacked and combined closely.

또한, 액적분출 구동체(14)는 외부로부터 인가된 전압에 의해 일련의 전계를 형성하는 상/하부전극(1,3)과, 자신의 표면 및 이면에 앞의 상/하부 전극(1,3)을 구비하면서, 해당 상/하부 전극(1,3)에 전압이 인가되고, 이 전압에 의해, 일련의 전계가 형성되는 경우, 해당 전계형성에 상응하는 일련의 전단변형을 일으키는 압전체(2)와, 상술한 챔버(12)를 포함하는 챔버판(5)의 상부에 위치한 상태로, 압전체(2)를 지지하면서, 이 압전체(2)가 전단변형을 일으키는 경우, 자신도 일련의 전단변형을 일으켜, 아래에 위치한 챔버판(5) 측 챔버(12)가 일련의 용적감소를 일으키도록 유도하는 진동판(4) 등이 긴밀하게 조합·적층된 구조를 취하게 된다. In addition, the droplet ejection driver 14 includes upper and lower electrodes 1 and 3 which form a series of electric fields by voltages applied from the outside, and upper and lower electrodes 1 and 3 on their front and rear surfaces. And a voltage is applied to the upper and lower electrodes 1, 3, and when the series of electric fields is formed by the voltages, the piezoelectric element 2 causes a series of shear deformations corresponding to the electric field formation. When the piezoelectric body 2 causes shear deformation while supporting the piezoelectric body 2 in a state of being positioned above the chamber plate 5 including the chamber 12 described above, a series of shear deformations are also performed. Thus, the diaphragm 4 or the like which leads the chamber 12 on the lower side of the chamber plate 5 to cause a series of volume reductions has a structure in which the chamber plate 5 is closely combined and laminated.

이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 액적분출 구동체(14)에 속한 압전체(2)는, 액적유로체(15)에 속한 챔버(12)의 전 영역을 일괄적으로 커버하는 일련의 직사각형 구조(Rectangular shape)를 형성하게 되며, 액적분출 구동체(14)에 속한 진동판(4) 역시, 액적유로체(15)에 속한 챔버(12)/챔버판(5)의 전 영역을 일괄적으로 커버하는 일련의 직사각형 구조를 형성하게 된다(도 1 참조).In this case, as shown in FIG. 2, the piezoelectric element 2 belonging to the droplet ejection driving body 14 is a series of rectangles which collectively cover the entire area of the chamber 12 belonging to the droplet flow path 15. The diaphragm 4 belonging to the droplet ejection driving body 14 is also formed in a rectangular shape, and the entire region of the chamber 12 / chamber plate 5 belonging to the droplet flow path 15 is collectively formed. It forms a series of rectangular structures that cover (see FIG. 1).

이러한 구조를 취하는 종래의 마이크로 인젝티 디바이스 체제 하에서, 분사액 공급통(도시 안됨)에서 공급된 분사액(예컨대, 잉크, 주사액, 휘발유 등)은 리저버(11)에 저장되어 있다가, 유로(11a), 리스트릭터(6) 등을 경유하여, 챔버(12)의 내부로 유입되는 절차를 겪게 된다. 이 경우, 리스트릭터(6)는 챔버(12) 내로 유입되는 분사액의 유입속도를 일정하게 유지시켜주는 역할을 수행하게 된다.Under the conventional micro-injection device system which takes this structure, the injection liquid (for example, ink, injection liquid, gasoline, etc.) supplied from the injection liquid supply container (not shown) is stored in the reservoir 11, and the flow path 11a ), Through the restrictor 6, etc., undergoes a procedure that flows into the chamber 12. In this case, the restrictor 6 serves to maintain a constant inflow rate of the injection liquid introduced into the chamber 12.

이 상황에서, 외부로부터 액적분출 구동체(14)의 상부전극(1) 및 하부전극(3)에 일련의 전압이 인가되면, 인가된 전압으로 인하여, 예컨대, 압전체(2)의 폴링방향(Poling direction:즉, 압전체의 도메인이 정렬된 방향)과 수직인 방향으로는 일련의 전계가 자연스럽게 형성되며, 이와 같이 형성된 전계의 영향으로 인하여, 압전체(2)는 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 일으키 게 되고, 결국, 이를 지지하고 있던 진동판(4) 역시, 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 연속적으로 일으키게 된다.In this situation, when a series of voltages are applied to the upper electrode 1 and the lower electrode 3 of the droplet ejection driving body 14 from the outside, due to the applied voltage, for example, the polling direction of the piezoelectric body 2 (Poling) direction: That is, a series of electric fields are naturally formed in a direction perpendicular to the direction in which the piezoelectric domains are aligned, and due to the influence of the electric fields thus formed, the piezoelectric element 2 performs a series of contraction and expansion operations (i.e., liquid actuation). And shearing deformation), and eventually, the diaphragm 4 supporting it also continuously generates a series of contraction and expansion operations (i.e., actuating or shearing deformation).

물론, 이러한 진동판(4)의 액추에이팅(전단변형)이 진동판(4) 하부의 챔버(12)에 영향을 미치게 되면, 이 챔버(12) 역시, 자신의 용적이 순간적으로 감소하는 상황에 직면하게 되며, 결국, 이러한 챔버(12)의 순간적인 용적감소 상황 하에서, 챔버(12) 내의 분사액(잉크, 주사액, 휘발유 등)은 노즐 플레이트(10)에 형성된 노즐(13)을 통해 분출되어, 인쇄용지, 인체, 자동차 등과 같은 외부의 특정 대상물에 미량으로 공급되는 동작을 유연하게 수행할 수 있게 된다.Of course, if the actuation (shear deformation) of the diaphragm 4 affects the chamber 12 below the diaphragm 4, the chamber 12 also faces a situation in which its volume decreases momentarily. As a result, under such an instantaneous volume reduction situation of the chamber 12, the injection liquid (ink, injection liquid, gasoline, etc.) in the chamber 12 is ejected through the nozzle 13 formed in the nozzle plate 10, It is possible to flexibly perform the operation of supplying a small amount to an external specific object such as a printing paper, a human body, a car, and the like.

이와 같은 종래의 마이크로 인젝티 디바이스(20) 체제 하에서, 노즐(13)을 통해, 외부의 특정 대상물에 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 최대한 크게 조절하는 작업은 분사액의 분사품질, 예컨대, 잉크의 인쇄품질을 결정짓는데 있어, 매우 중요한 변수로 작용하게 된다. Under such a conventional micro-injection device 20 system, the operation of adjusting the droplet size of the injection liquid finally injected to a specific external object through the nozzle 13 is performed in such a manner that the injection quality of the injection liquid, for example, ink. Is a very important variable in determining the print quality.

물론, 특정 대상물에 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 최대화하기 위해서는 해당 분사액의 분출파워(Injecting power)를 최대화하는 작업이 선행되어야 하며, 이러한 분출파워의 최대화를 위해서는 챔버(12)의 용적변화량을 최대한 크게 하는 작업이 선행되어야 한다.Of course, in order to maximize the droplet size of the injection liquid finally injected to a specific object, the operation of maximizing the injection power of the injection liquid must be preceded, and in order to maximize the injection power, the volume change amount of the chamber 12 is maximized. The work of making maximally large must be preceded.

그러나, 상술한 바와 같이, 챔버(12)의 용적변화량은 압전체(2) 및 진동판(4)의 전단변형에 전적으로 종속되어 있고, 압전체(2) 및 진동판(4)의 전단변형 역시, 상부전극(1) 및 하부전극(2)에 인가되는 전압의 크기에 전적으로 종속되어 있기 때문에, 챔버(12)의 용적변화량을 최대화하기 위해서는 상부전극(1) 및 하부 전극(2)에 인가되는 전압의 크기를 증가시키는 작업이 선행될 수밖에 없게 되며, 결국, 종래의 체제 하에서, 마이크로 인젝팅 디바이스(20)는 막대한 량의 구동전압을 소모하지 아니하는 한, 자가 품질의 폭 넓은 개선을 손쉽게 달성할 수 없게 된다.However, as described above, the volume change amount of the chamber 12 depends entirely on the shear deformation of the piezoelectric body 2 and the diaphragm 4, and the shear deformation of the piezoelectric body 2 and the diaphragm 4 also includes the upper electrode ( 1) and the magnitude of the voltage applied to the lower electrode 2, the magnitude of the voltage applied to the upper electrode 1 and the lower electrode 2 in order to maximize the volume change of the chamber 12, Increasing work is inevitably preceded, and, consequently, under the conventional system, the micro injecting device 20 cannot easily achieve a wide improvement in self quality unless it consumes a huge amount of driving voltage. .

따라서, 본 발명의 목적은 압전체 및 진동판의 형상(위치)을, 동일 인가전압 대비, 전단변형 변위효율이 상대적으로 우수한 캔틸레버 형태(Cantilever shape)로 대폭 개선함과 아울러, 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에, 챔버를 밀봉시킨 상태에서, 일련의 전단변형을 일으켜, 액적분출 구동체(압전체, 진동판)의 전단변형을 챔버 측에 원활하게 전달시킬 수 있는 챔버차단/변형전달 겸용층을 추가 배치하고, 이를 통해, 상부전극 및 하부전극에 인가되는 전압의 크기가 최소한으로 유지된 상태에서도, 압전체의 전단변형 크기, 챔버의 용적변화량 등이 최적의 상태로 극대화될 수 있도록 가이드 함으로써, 최종 분출되는 분사액이 구동전압의 불필요한 소모 없이도, 최적의 분사품질을 유지할 수 있도록 유도하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to drastically improve the shape (position) of the piezoelectric body and the diaphragm into a cantilever shape which is relatively excellent in shear deformation displacement efficiency with respect to the same applied voltage, and also operates a droplet flow path and droplet ejection drive. Between the sieves, with the chamber sealed, a chamber blocking / strain transfer layer is additionally arranged that can generate a series of shear deformations and can smoothly transfer the shear deformations of the droplet ejection drive body (piezoelectric and diaphragm) to the chamber side. By doing so, even when the magnitudes of voltages applied to the upper and lower electrodes are kept to a minimum, the shear strain of the piezoelectric body, the volume change of the chamber, and the like are guided to be maximized in an optimal state. The injection liquid is induced to maintain the optimum injection quality without unnecessary consumption of the driving voltage.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 분사액의 저장을 위한 챔버를 구비하면서, 상기 분사액의 분출경로를 제공하는 액적 유로체와; 상기 액적 유로체의 상부에 적층·배치되면서, 외부로부터 인가되는 전압에 의해, 압전체 및 진동판의 전단변형을 유발시켜, 상기 챔버에 저장되어 있던 분사액의 외부 분출을 유발시키는 액적분출 구동체를 포함하며, 상기 압전체 및 진동판은, 자신의 한쪽이 상기 액적분출 구동체에 의해 고정된 고정단 영역을 이루고, 자신의 다른 한쪽이 상기 챔버의 상부로 연장·돌출된 자유단 영역을 이루는 캔틸레버 형상(Cantilever shape)을 취하며, 상기 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에는, 상기 챔버가 차단되도록 상기 액적 유로체의 전면을 커버하여, 상기 분사액의 외부 누출을 차단하면서, 상기 압전체 및 진동판이 전단변형을 일으키는 경우, 해당 전단변형에 상응하는 전단변형을 일으켜, 상기 압전체 및 진동판의 전단변형을 상기 챔버 측에 전달시키는 챔버차단/변형전달 겸용층이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 인젝팅 디바이스를 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a droplet flow path body having a chamber for storing the injection liquid, and providing a jet path of the injection liquid; The liquid crystal driving device includes a droplet ejection driving body configured to cause the shear deformation of the piezoelectric body and the diaphragm by the voltage applied from the outside while stacking and arranging the upper portion of the droplet flow path body to cause external ejection of the injection liquid stored in the chamber. The piezoelectric body and the diaphragm have a cantilever shape in which one end thereof forms a fixed end region fixed by the droplet ejection driving body and the other end thereof forms a free end region extending and protruding to the upper portion of the chamber. and the piezoelectric body and the diaphragm are shear deformation between the droplet flow path body and the droplet ejection driving body to cover the front surface of the droplet flow path body so that the chamber is blocked to block external leakage of the injection liquid. In this case, the shear strain corresponding to the shear strain is generated, and the shear strain of the piezoelectric body and the diaphragm is transferred to the chamber side. Discloses a micro injecting device characterized in that a chamber blocking / strain transfer layer is formed.

본 발명에서는 압전체 및 진동판의 형상(위치)을, 동일 인가전압 대비, 전단변형 변위효율이 상대적으로 우수한 캔틸레버 형태(Cantilever shape)로 대폭 개선함과 아울러, 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에, 챔버를 밀봉시킨 상태에서, 일련의 전단변형을 일으켜, 액적분출 구동체(압전체, 진동판)의 전단변형을 챔버 측에 원활하게 전달시킬 수 있는 챔버차단/변형전달 겸용층을 추가 배치시키기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 압전체 및 진동판의 전단변형 크기, 챔버의 용적변화량 등은 상부전극 및 하부전극에 인가되는 전압의 크기가 최소한으로 유지된 상태에서도, 최적의 상태로 극대화될 수 있게 되며, 결국, 최종 분출되는 분사액은 구동전압의 불필요한 소모 없이도, 최적의 분사품질을 유지할 수 있게 된다.In the present invention, the shape (position) of the piezoelectric body and the diaphragm is greatly improved to a cantilever shape with relatively excellent shear deformation displacement efficiency compared to the same applied voltage, and between the droplet flow path body and the droplet ejection driving body, In the sealed state of the chamber, a series of shear deformations are generated, and the chamber blocking / strain transfer combined layer is further disposed to smoothly transfer the shear deformation of the droplet ejection driving body (piezoelectric and diaphragm) to the chamber side. Under the implementation environment of the present invention, the size of the shear deformation of the piezoelectric body and the diaphragm, the volume change amount of the chamber, etc. can be maximized to the optimum state even in the state where the voltage applied to the upper electrode and the lower electrode is kept to a minimum. The final injection liquid can maintain the optimum injection quality even without unnecessary consumption of the driving voltage.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a micro injecting device according to the present invention will be described in more detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스(50)는 분사액의 저장 및 분출경로를 제공하는 액적 유로체(45)와, 이 액적 유로체(45)의 상부에 적층·배치되면서, 일련의 전단변형을 통해, 액적 유로체(45)에 저장되어 있던 분사액이 외부로 분출될 수 있도록 유도하는 액적분출 구동체(44)가 일체로 조합된 구조를 취하게 된다.As shown in Fig. 3, the micro-injection device 50 according to the present invention comprises a droplet flow path body 45 which provides a path for storing and ejecting the injection liquid, and is stacked on top of the droplet flow path body 45. In the arrangement, through the series of shear deformations, the droplet ejection driving body 44 which guides the ejection liquid stored in the droplet flow path body 45 to be ejected to the outside is integrated.

이때, 액적 유로체(45)는 분사액 분출용 노즐(43)이 형성된 노즐 플레이트(40)와, 분사액 저장용 리저버(41)를 구비하면서, 노즐 플레이트(40)의 상부에 적층·배치된 리저버판(39)과, 분사액 이동통로용 유로(41a)를 구비하면서 리저버판(39)의 상부에 적층·배치된 유로판(38)과, 유로(41a)와 연통된 구조의 분사액 분출속도 조절용 리스트릭터(36)를 구비하면서, 유로판(38)의 상부에 적층·배치된 리스트릭터판(37)과, 분사액 저장용 챔버(42:Chamber)를 구비하면서, 리스트릭터판(37)의 상부에 적층·배치된 챔버판(35) 등이 긴밀하게 적층·조합된 구성을 취하게 된다.At this time, the droplet flow path body 45 is provided with a nozzle plate 40 on which a jet liquid ejecting nozzle 43 and a jet liquid storage reservoir 41 are stacked and arranged on the nozzle plate 40. Injection liquid jet of the structure which communicated with the flow path board 38 laminated | stacked and arrange | positioned on the reservoir plate 39, and provided with the reservoir plate 39, the injection liquid flow path 41a, and the flow path 41a. The restrictor plate 37 is provided with the restrictor 36 for speed regulation, and is provided with the restrictor plate 37 laminated | stacked and arrange | positioned on the upper part of the flow path board 38, and the chamber 42 for injection liquid storage. The chamber plate 35 and the like laminated and arranged on the upper portion of the panel 1) have a structure in which the stacked and arranged closely.

또한, 액적분출 구동체(44)는 외부로부터 인가된 전압에 의해 일련의 전계를 형성하는 상/하부전극(31,33)과, 자신의 표면 및 이면에 앞의 상/하부 전극(31,33)을 구비하면서, 해당 상/하부 전극(31,33)에 전압이 인가되고, 이 전압에 의해, 일련의 전계가 형성되는 경우, 해당 전계형성에 상응하는 일련의 전단변형을 일으키는 압전체(32)와, 상술한 챔버(42)의 상부에 위치한 상태로, 압전체(32)를 지지하면서, 이 압전체(32)가 전단변형을 일으키는 경우, 자신도 일련의 전단변형을 일으켜, 아래에 위치한 챔버판(35) 측 챔버(42)가 일련의 용적감소를 일으키도록 유도 하는 진동판(34) 등이 긴밀하게 조합·적층된 구조를 취하게 된다(이 경우, 진동판(34)은 상황에 따라, 상부전극(31)의 상면으로 위치 변경이 가능함). In addition, the droplet ejection driving body 44 includes the upper and lower electrodes 31 and 33 which form a series of electric fields by a voltage applied from the outside, and the upper and lower electrodes 31 and 33 on the front and rear surfaces thereof. And a voltage is applied to the upper and lower electrodes 31 and 33, and when the series of electric fields is formed by the voltages, the piezoelectric element 32 causes a series of shear deformations corresponding to the electric field formation. And, when the piezoelectric body 32 causes shear deformation while supporting the piezoelectric body 32 in the state of being located above the chamber 42, it also causes a series of shear deformations, and thus the chamber plate (below) 35. The diaphragm 34 and the like that induce the side chamber 42 to cause a series of volume reductions are closely combined and laminated (in this case, the diaphragm 34 has an upper electrode ( Position can be changed to the upper surface of 31).

이러한 구조를 취하는 본 발명의 마이크로 인젝팅 디바이스 체제 하에서, 분사액 공급통(도시 안됨)에서 공급된 분사액(예컨대, 잉크, 주사액, 휘발유 등)은 리저버(41)에 저장되어 있다가, 유로(41a), 리스트릭터(36) 등을 경유하여, 챔버(42)의 내부로 유입되는 절차를 겪게 된다. 이 경우, 리스트릭터(36)는 챔버(42) 내로 유입되는 분사액의 유입속도를 일정하게 유지시켜주는 역할을 수행하게 된다.Under the micro-injection device system of the present invention having such a structure, the injection liquid (e.g. ink, injection liquid, gasoline, etc.) supplied from the injection liquid supply container (not shown) is stored in the reservoir 41, and the flow path ( 41a), via the restrictor 36, etc., undergoes a procedure to flow into the chamber 42. In this case, the restrictor 36 plays a role of maintaining a constant inflow rate of the injection liquid introduced into the chamber 42.

이 상황에서, 외부로부터 액적분출 구동체(44)의 상부전극(31) 및 하부전극(33)에 일련의 전압이 인가되면, 인가된 전압으로 인하여, 예컨대, 압전체(32)의 폴링방향(Poling direction:즉, 압전체의 도메인이 정렬된 방향)과 수직인 방향으로는 일련의 전계가 자연스럽게 형성되며, 이와 같이 형성된 전계의 영향으로 인하여, 압전체(32)는 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 일으키게 되고, 결국, 이를 지지하고 있던 진동판(34) 역시, 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 연속적으로 일으키게 된다.In this situation, when a series of voltages are applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 33 of the droplet ejection driving body 44 from the outside, due to the applied voltage, for example, the polling direction of the piezoelectric body 32 (Poling) direction: That is, a series of electric fields are naturally formed in a direction perpendicular to the direction in which the piezoelectric domains are aligned, and due to the influence of the electric fields thus formed, the piezoelectric element 32 undergoes a series of contraction and expansion operations (i.e., liquid actuation). And shearing deformation), and eventually, the diaphragm 34 supporting it also continuously generates a series of contraction and expansion operations (i.e., actuating or shearing deformation).

물론, 이러한 진동판(34)의 액추에이팅(전단변형)이 진동판(34) 하부의 챔버(42)에 영향을 미치게 되면, 이 챔버(42) 역시, 자신의 용적이 순간적으로 감소하는 상황에 직면하게 되며, 결국, 이러한 챔버(42)의 순간적인 용적감소 상황 하에서, 챔버(42) 내의 분사액(잉크, 주사액, 휘발유 등)은 노즐 플레이트(40)에 형성된 노즐(43)을 통해 분출되어, 인쇄용지, 인체, 자동차 등과 같은 외부의 특정 대상물에 미량으로 공급되는 동작을 유연하게 수행할 수 있게 된다.Of course, if the actuation (shear deformation) of the diaphragm 34 affects the chamber 42 below the diaphragm 34, the chamber 42 also faces a situation where its volume decreases momentarily. As a result, under such an instantaneous volume reduction situation of the chamber 42, the injection liquid (ink, injection liquid, gasoline, etc.) in the chamber 42 is ejected through the nozzle 43 formed in the nozzle plate 40, It is possible to flexibly perform the operation of supplying a small amount to an external specific object such as a printing paper, a human body, a car, and the like.

이와 같은 본 발명의 마이크로 인젝티 디바이스(50) 체제 하에서, 앞서 언급한 바와 같이, 노즐(43)을 통해, 외부의 특정 대상물에 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 최대한 크게 조절하는 작업은 분사액의 분사품질, 예컨대, 잉크의 인쇄품질을 결정짓는데 있어, 매우 중요한 변수로 작용하게 된다. Under the system of the micro-injection device 50 of the present invention, as described above, the operation of adjusting the droplet size of the injection liquid finally injected to the external specific object through the nozzle 43 is as much as possible. Is a very important parameter in determining the injection quality of, for example, the printing quality of the ink.

물론, 상술한 바와 같이, 특정 대상물에 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 최대화하기 위해서는 해당 분사액의 분출파워를 최대화하는 작업이 선행되어야 하며, 이러한 분출파워의 최대화를 위해서는 챔버(42)의 용적변화량을 최대한 크게 하는 작업이 선행되어야 한다.Of course, as described above, in order to maximize the droplet size of the jetting liquid finally injected to a specific object, the operation of maximizing the jetting power of the jetting liquid must be preceded, and in order to maximize the jetting power, the volume of the chamber 42 is maximized. The task of making the change as large as possible should be preceded.

그러나, 챔버(42)의 용적변화량은 압전체(32) 및 진동판(34)의 전단변형에 전적으로 종속되어 있고, 압전체(32) 및 진동판(34)의 전단변형 역시, 상부전극(31) 및 하부전극(32)에 인가되는 전압의 크기에 전적으로 종속되어 있기 때문에, 별도의 조치가 취해지지 아니하는 한, 챔버(42)의 용적변화량을 최대화하기 위해서는 상부전극(31) 및 하부전극(32)에 인가되는 전압의 크기를 증가시키는 작업이 불가피하게 선행될 수밖에 없게 된다.However, the volume change amount of the chamber 42 depends entirely on the shear deformation of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34, and the shear deformation of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 is also the upper electrode 31 and the lower electrode. Since it is totally dependent on the magnitude of the voltage applied to the (32), unless the action is taken, in order to maximize the volume change of the chamber 42 is applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 32 Increasing the magnitude of the voltage is inevitably preceded.

이러한 민감한 상황에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 압전체(32) 및 진동판(34)이, 자신의 한쪽은 액적 유로체(45)에 의해 지지·고정되어, 일련의 고정단 영역(32a,34a)을 이루고, 자신의 다른 한쪽은 챔버(42)의 상부로 연장·돌출되어, 일련의 자유단 영역(32b,34b)을 이루는 구조를 취하도록 한다(상술한 바와 같이, 종래의 체제 하에서, 압전체 및 진동판은, 챔버의 전 영역을 일괄적 으로 커버하는 일련의 직사각형 구조를 취하였음을 참조).In such a sensitive situation, as shown in FIG. 4, in the present invention, the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 are supported and fixed by one of the droplet flow path bodies 45, so that a series of fixed end regions ( 32a and 34a, and the other one of them extends and protrudes above the chamber 42 to form a series of free end regions 32b and 34b (as described above, the conventional system). Below, the piezoelectric body and the diaphragm take a series of rectangular structures collectively covering the entire area of the chamber.

물론, 이 상황에서, 본 발명의 압전체(32) 및 진동판(34)은 전체적으로, <한쪽만 고정되고, 다른 한쪽은 마치 공중에 떠 있는 듯한 일련의 캔틸레버 형상(Cantilever shape)>을 자연스럽게 형성하게 된다.Of course, in this situation, the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 of the present invention will naturally form a series of cantilever shapes that are fixed to one side and the other as if floating in the air. .

이때, 압전체(32) 및 진동판(34)의 고정단 영역(32a,34a)은 하부의 액적 유로체(45)에 의해지지·구속되어, 그 변위 자유도가 0을 가지기 때문에, 상부전극(31) 및 하부전극(33)에 일련의 전압이 인가되어, 전계가 형성되더라도, 일련의 전단변형을 일으키지 않게 되며, 그에 비해, 압전체(32) 및 진동판(34)의 자유단 영역(32b,34b)은 챔버(42)의 상부에 대응·배치되어, 충분한 변위 자유도를 보장받을 수 있기 때문에, 상부전극(31) 및 하부전극(33)에 일련의 전압이 인가되어, 압전체(32)의 폴링방향(Poling direction:즉, 압전체의 도메인이 정렬된 방향)과 수직인 방향으로 일련의 전계가 형성되는 경우, 매우 유연한 전단변형을 일으킬 수 있게 된다. At this time, the fixed end regions 32a and 34a of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 are supported and bound by the lower droplet flow path body 45, and the displacement freedom is zero, so that the upper electrode 31 And a series of voltages are applied to the lower electrode 33 so that a series of shear strains are not generated even when an electric field is formed. In contrast, the free end regions 32b and 34b of the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34 are Since a corresponding degree of freedom of displacement can be ensured by being disposed on the upper portion of the chamber 42, a series of voltages are applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 33, so that the polling direction of the piezoelectric element 32 is reduced. direction: That is, when a series of electric fields are formed in a direction perpendicular to the direction in which the piezoelectric domains are aligned), very flexible shear deformation can be caused.

여기서, 상술한 캔틸레버 형상을 취하는 본 발명의 압전체(32) 및 진동판(34)이 <종래의 기술에 따른 압전체 및 진동판에 비하여, 어느 정도 우수한 전단변형범위를 나타낼 수 있는가>를 이론적으로 알아보기 위하여, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 네 개의 끝단이 고정된 사각형상의 플레이트(P1:종래의 경우에 해당함), 두 개의 끝단이 고정된 빔 형상의 플레이트(P2:종래 및 본 발명의 중간경우에 해당함), 나아가, 한 개의 끝단이 고정된 캔틸레버 형상의 플레이트(P3:본 발명의 경우에 해당함)를 임의로 가정해본다.Here, in order to theoretically examine how the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 of the present invention having the above-described cantilever shape can exhibit a shear deformation range superior to the piezoelectric body and the diaphragm according to the conventional technology> 5A to 5C, four end fixed rectangular plates (P1: corresponds to the conventional case), and two end fixed beam shaped plates (P2: conventional and intermediate of the present invention) Case), and furthermore, it is assumed that a cantilever-shaped plate (P3: corresponding to the present invention) having one end fixed.

여기서, 예컨대, 네 개의 끝단이 고정된 사각형상을 취하는 플레이트(P1)는, 서적 <Michael Koch, Alan Evans. Arthur Brunnschweiler 공저, "Microfluidic Technology and applications">(RESEARCH STUDIES PRESS LTD, 2000, 1. 12 발행, 제1판)의 "Mechanical Aspects of Microfluidic Devices" 부분(22페이지~35페이지)에 세부적으로 제시된 바와 같이, 이를테면,

Figure 112008007564925-pat00001
(여기서,
Figure 112008007564925-pat00002
는 플레이트의 최대 변위,
Figure 112008007564925-pat00003
는 플레이트에 가해지는 하중,
Figure 112008007564925-pat00004
은 플레이트의 폭,
Figure 112008007564925-pat00005
는 영률,
Figure 112008007564925-pat00006
는 플레이트의 두께)(포아송비가 0.3이라고 가정함) 정도의 최대 변위를 나타낼 수 있게 되며, 두 개의 끝단이 고정된 빔 형상을 취하는 플레이트(P2)는,
Figure 112008007564925-pat00007
정도의 최대 변위를 나타낼 수 있게 되고, 나아가, 한개의 끝단이 고정된 캔틸레버 형상을 취하는 플레이트(P3)는,
Figure 112008007564925-pat00008
정도의 최대 변위를 나타낼 수 있게 된다.Here, for example, the plate P1, which takes a quadrangular shape with four ends fixed, is described in books <Michael Koch, Alan Evans. As detailed in Arthur Brunnschweiler's "Mechanical Aspects of Microfluidic Devices" section (pages 22-35) of "Microfluidic Technology and applications"> (RESEARCH STUDIES PRESS LTD, 2000, Jan. 12, 1st edition) , For example,
Figure 112008007564925-pat00001
(here,
Figure 112008007564925-pat00002
Is the maximum displacement of the plate,
Figure 112008007564925-pat00003
Is the load on the plate,
Figure 112008007564925-pat00004
The width of the silver plate,
Figure 112008007564925-pat00005
Is the Young's modulus,
Figure 112008007564925-pat00006
Is the thickness of the plate) (assuming that the Poisson's ratio is 0.3), and the plate P2 having a beam shape having two ends fixed thereto,
Figure 112008007564925-pat00007
The maximum displacement of the degree can be exhibited, and furthermore, the plate P3 taking the cantilever shape in which one end is fixed,
Figure 112008007564925-pat00008
The maximum displacement of the degree can be represented.

즉, 본 발명의 경우에 상응하는 <한 개의 끝단이 고정된 캔틸레버 형상의 플레이트(P3)>가 30의 최대변위를 나타낼 때, 다른, <네 개의 끝단이 고정된 사각형상의 플레이트(P1)>(종래의 경우에 해당함), <두 개의 끝단이 고정된 빔 형상의 플레이트(P3)>(종래 및 본 발명의 중간경우에 해당함) 등은 이보다 훨씬 열악한 1.6, 11 등의 최대변위만을 나타내게 되는 것이다.That is, when the corresponding <cantilever-shaped plate P3 with one end fixed in the case of the present invention indicates the maximum displacement of 30, the other <square plate P1 with the four ends fixed >> ( In the conventional case), < beam plate (P3) having two ends fixed to each other &quot;

물론, 이러한 사실은, 동일 하중이 가해진다는 조건 하에서, 본 발명의 경우에 상응하는 <한 개의 끝단이 고정된 캔틸레버 형상의 플레이트(P3)>가 다른 플레 이트들(P1,P2)에 비하여, 월등히 우수한 최대변위를 나타낼 수 있게됨을 의미하는 것이며, 결과적으로, <동일 값의 전압이 인가된다는 전제 하에서, 캔틸레버 형상을 취하는 본 발명의 압전체(32) 및 진동판(34)이 사각형상을 취하던 종래의 압전체에 비하여, 월등히 우수한 최대변위범위를 나타낼 수 있게 된다>는 것을 이론적으로 뒷받침하는 것이다. Of course, this fact is that under the condition that the same load is applied, the corresponding < cantilever-shaped plate P3 having one end fixed thereto &quot; is significantly superior to other plates P1 and P2. It means that it is possible to exhibit an excellent maximum displacement, and as a result, the piezoelectric element 32 and the diaphragm 34 of the present invention taking the cantilever shape under the premise that a voltage of the same value is applied are taken in a rectangular shape. It is theoretically supported that the maximum displacement range superior to the piezoelectric element can be obtained.

결국, 압전체(32) 및 진동판(34)의 형상(위치)을, 동일 인가전압 대비, 전단변형 변위효율이 상대적으로 우수한 캔틸레버 형태로 대폭 개선한 본 발명의 구현 환경 하에서, 마이크로 인젝팅 디바이스(50)는 상부전극(31) 및 하부전극(33)에 인가되는 전압의 크기가 최소한으로 유지된 상태에서도, 압전체(32) 및 진동판(34)의 전단변형 크기, 챔버의 용적변화량 등을 최적의 상태로 극대화할 수 있게 되며, 그 결과, 구동전압의 불필요한 소모 없이도, 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 최대한으로 크게 조절할 수 있게 됨으로써, 사용자의 요구에 상응하는 최적의 분사품질을 자연스럽게 유지할 수 있게 된다.As a result, under the implementation environment of the present invention in which the shape (position) of the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34 is significantly improved in the form of a cantilever, which is relatively excellent in shear deformation displacement efficiency compared to the same applied voltage, the micro injecting device 50 ) Is the optimal state of the shear deformation size of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34, the volume change amount of the chamber, etc., even when the magnitude of the voltage applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 33 is kept to a minimum. As a result, it is possible to adjust the droplet size of the final injection liquid as large as possible without unnecessary consumption of the driving voltage, thereby naturally maintaining the optimum injection quality corresponding to the user's requirements. .

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 압전체(32) 및 진동판(34)의 자유단 영역(32b,34b)이 챔버(42) 폭 L의

Figure 112008007564925-pat00009
이상만큼, 좀더 바람직하게, 챔버(42) 폭의
Figure 112008007564925-pat00010
만큼 연장·돌출되도록 하는 조치를 강구하게 된다(이 경우, 압전체(32) 및 진동판(34)의 자유단 영역(32b,34b)은 이를테면,
Figure 112008007564925-pat00011
정도의 연장·돌출 규모를 유지할 수 있게 된다).In this case, as shown in FIG. 4, in the present invention, the free end regions 32b and 34b of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 have a width L of the chamber 42.
Figure 112008007564925-pat00009
By the above, more preferably, the width of the chamber 42
Figure 112008007564925-pat00010
Measures are taken to extend and protrude as much as possible (in this case, the free end regions 32b and 34b of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 are, for example,
Figure 112008007564925-pat00011
To maintain the extent of extension and protrusion).

이러한 조치를 취하는 이유는, 본 출원인의 반복적인 실험결과, 만약, 압전체(32) 및 진동판(34)의 자유단 영역(32b,34b)이 챔버(42) 폭 L의

Figure 112008007564925-pat00012
보다 적게 연장·돌출될 경우, 압전체(32) 및 진동판(34)의 최대변위범위가 상술한 <두 개의 끝단이 고정된 빔 형상의 플레이트(P2)>와 유사한 수준으로 크게 떨어질 수도 있다는 사실이 발견되었기 때문이다.The reason for taking such measures is that, as a result of the repetitive experiments of the applicant, if the free end regions 32b and 34b of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 have the width L of the chamber 42
Figure 112008007564925-pat00012
When less protruded and protruded, it is found that the maximum displacement range of the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 may drop significantly to a level similar to the above-described beam plate P2 having two ends fixed thereto. Because

결국, 상술한 조치 하에, 자신의 자유단 영역(32b,34b)을 챔버(42) 폭 L의

Figure 112008007564925-pat00013
이상만큼, 좀더 바람직하게, 챔버(42) 폭 L의
Figure 112008007564925-pat00014
만큼 효과적으로 연장·돌출시킨 상황 하에서, 압전체(32) 및 진동판(34)은 좀더 우수한 최대 변위범위를 나타낼 수 있게 되며, 그 결과, 마이크로 인젝팅 디바이스(50)는 좀더 향상된 분사품질을 자연스럽게 보일 수 있게 된다.As a result, under the above-described measures, its free end regions 32b and 34b may be
Figure 112008007564925-pat00013
By the above, more preferably, the width of the chamber 42 width L
Figure 112008007564925-pat00014
In a situation where it is effectively extended and protruded, the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 can exhibit a better maximum displacement range, and as a result, the micro injecting device 50 can naturally show more improved injection quality. do.

한편, 상술한 바와 같이, 종래의 체제 하에서, 압전체 및 진동판은, 챔버의 전 영역을 일괄적으로 커버하고 있었기 때문에, 챔버의 내부는 이러한 압전체 및 진동판에 의해 자연스럽게 차단(커버)될 수 있었으며, 이에 따라, 챔버 내부에 저장되어 있던 분사액은 외부로 누출되는 등의 문제점을 일으키지 않았다.On the other hand, as described above, since the piezoelectric body and the diaphragm collectively covered the entire area of the chamber under the conventional system, the inside of the chamber could be naturally blocked (covered) by the piezoelectric body and the diaphragm. Accordingly, the injection liquid stored inside the chamber did not cause a problem such as leakage to the outside.

그러나, 본 발명의 체제 하에서, 압전체(32) 및 진동판(34)은 앞서 언급한 바와 같이, 전체적으로, <한쪽만 고정되고, 다른 한쪽은 마치 공중에 떠 있는 듯한 일련의 캔틸레버 형상>을 취하고 있기 때문에, 만약, 별도의 조치가 강구되지 않으면, 챔버(42) 내부에 저장되어 있던 분사액이 외부로 누출되는 등의 문제점이 발생할 수 있게 된다.However, under the framework of the present invention, the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34, as mentioned above, generally take <a series of cantilever shapes in which only one side is fixed and the other as if floating in the air>. , If no further measures are taken, problems such as the injection liquid stored in the chamber 42 leaking to the outside may occur.

이 상황에서, 본 발명에서는, 앞의 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 액적 유로체(45) 및 액적분출 구동체(44) 사이에, 챔버(42)가 차단되도록 액적 유로체(45)의 전면을 커버하는 챔버차단/변형전달 겸용층(46)을 추가 형성하는 조치를 강구하게 된다. In this situation, in the present invention, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the droplet passage body 45 so that the chamber 42 is blocked between the droplet passage body 45 and the droplet ejection driving body 44. Measures to further form a chamber blocking / deformation transfer combined layer 46 covering the front of the panel).

물론, 이러한 챔버차단/변형전달 겸용층(46)의 배치 상황에서, 챔버(42)의 내부는 챔버차단/변형전달 겸용층(46)에 의해 자연스럽게 차단(커버)될 수 있게 되며, 결국, 챔버(42) 내부에 저장되어 있던 분사액은 압전체(32) 및 진동판(34)이 캔틸레버 형상을 취하고 있는 상황 하에서도, 외부로 누출되는 등의 문제점을 전혀 일으키지 않게 된다.Of course, in the arrangement of the chamber blocking / deformation transfer layer 46, the interior of the chamber 42 can be naturally blocked (covered) by the chamber blocking / deformation transfer layer 46, and eventually, the chamber (42) The spraying liquid stored therein does not cause any problems such as leakage to the outside even in a situation where the piezoelectric body 32 and the diaphragm 34 have a cantilever shape.

이때, 챔버차단/변형전달 겸용층(46)은 압전체(32)-진동판(34)-챔버(42) 등으로 이루어진 일련의 전단변형 전달경로 상에 개재되어, 챔버(42)의 용적변화에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이러한 챔버차단/변형전달 겸용층(46)이, 압전체(32), 진동판(34)의 움직임에 상응하는 원활한 움직임을 나타내어, 압전체(32), 진동판(34) 등의 움직임을 챔버(42) 측에 유연하게 전달할 수 있겠느냐 하는 문제는 본 발명의 구현에 있어, 큰 영향을 미치게 된다.At this time, the chamber blocking / deforming transfer layer 46 is interposed on a series of shear deformation transfer paths including a piezoelectric element 32, a vibration plate 34, a chamber 42, and the like, and thus directly changes in volume of the chamber 42. Because of the influence, the chamber blocking / deformation transfer layer 46 exhibits a smooth movement corresponding to the movement of the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34, thereby preventing the movement of the piezoelectric member 32, the diaphragm 34, and the like. The question of whether it can be flexibly delivered to the chamber 42 side will greatly affect the implementation of the present invention.

이 상황에서, 본 발명에서는 챔버차단/변형전달 겸용층(46)의 재질을 압전체(32), 진동판(34) 등과 다른 특성을 보유(예를 들어, 압전체, 진동판 등이 딱딱한 특성을 보유하는데 비해, 폴리이미드는 물렁물렁한 특성을 보유함)하면서도, 물리적, 화학적 안정성이 뛰어난 PI(polyimide), PEEK(polyetheretherketon), PES(polyethersulfone), PEI(polyetherimide), PC(polycarbonate), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephtalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PVA(polyvinylalcohol) 등으로 선택하고, 그 두께를 0.5㎛~1.5㎛ 정도로 유지시켜, 압전체(32) 및 진동판(34)이 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 일으킬 때, 챔버차단/변형전달 겸용층(46) 역시, 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 강하고 유연하게 연이어 일으킬 수 있도록 유도하는 조치를 강구하게 된다(이때, 챔버차단/변형전달 겸용층(46)은 상기 언급된 여러 물질들 중에서 선택된 어느 한 재질로 이루어질 수도 있고, 상황에 따라, 이들 중에 선택된 두 개 이상의 물질이 조합된 복합 재질로 이루어질 수도 있다).In this situation, in the present invention, the material of the chamber blocking / deformation transfer layer 46 may have different characteristics from those of the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34, for example, while the piezoelectric member, the diaphragm, and the like have hard characteristics. , Polyimide has softness, but has excellent physical and chemical stability, such as polyimide (PE), PEEK (polyetheretherketon), PES (polyethersulfone), PEI (polyetherimide), PC (polycarbonate), PEN (polyethylenenaphthalate), It is selected from polyethylene terephtalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polyvinylalcohol (PVA), etc., and the thickness thereof is maintained at about 0.5 µm to 1.5 µm, so that the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34 perform a series of contraction and expansion operations (i.e., Actuating or shear deformation), the barrier / strain transfer layer 46 also acts to induce a series of contracting and expanding operations (i.e. actuating or shear deformation) in a strong and flexible manner. To find ( At this time, the chamber blocking / deformation transfer layer 46 may be made of any one material selected from the above-mentioned materials, and may be made of a composite material in which two or more materials selected from them are combined according to circumstances.) .

물론, 이처럼, 챔버차단/변형전달 겸용층(46)이 0.5㎛~1.5㎛ 정도의 두께를 가지는 PI(polyimide), PEEK(polyetheretherketon), PES(polyethersulfone), PEI(polyetherimide), PC(polycarbonate), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephtalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PVA(polyvinylalcohol) 등의 재질을 이루어, 압전체(32) 및 진동판(34)의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형) 시, 그와 동일한 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 강하고 유연하게 연속적으로 일으킬 수 있게 되는 경우, 챔버(42) 측에서는, 압전체(32), 진동판(34) 등의 저부에 챔버차단/변형전달 겸용층(46)이 개재된 어려운 조건 하에서도, 압전체(32) 및 진동판(34)의 전단변형 영향을 거의 100% 전달받을 수 있게 되며, 결국, 챔버(42) 내의 분사액(잉크, 주사액, 휘발유 등)은 별다른 문제점 없이, 노즐 플레이트(40)에 형성된 노 즐(43)을 통해 분출되는 절차를 정상적으로 겪을 수 있게 된다.Of course, the chamber blocking / deformation transfer layer 46 may have a thickness of about 0.5 μm to 1.5 μm, such as PI (polyimide), PEEK (polyetheretherketon), PES (polyethersulfone), PEI (polyetherimide), PC (polycarbonate), PEN (polyethylenenaphthalate), PET (polyethyleneterephtalate), PMMA (polymethylmethacrylate), PVA (polyvinylalcohol), etc., material, such as shrinkage and expansion of the piezoelectric member 32 and the diaphragm 34 (i.e. actuating or shear deformation) When the same series of contraction / expansion operations (i.e., actuating or shearing deformation) can be generated in a strong and flexible manner, the bottom of the piezoelectric element 32, the diaphragm 34, etc., is provided on the chamber 42 side. Even under difficult conditions in which the chamber blocking / deformation transfer layer 46 is interposed, almost 100% of the shear deformation effects of the piezoelectric element 32 and the diaphragm 34 can be transmitted, resulting in injection in the chamber 42. Liquids (inks, injectables, gasoline, etc.) have no problem It is possible to successfully undergo a procedure ejected through nozzle 43 formed in (40).

다른 한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 마이크로 인젝팅 디바이스(51,52)의 압전체 및 진동판을 각 압전체들(32,62,72,82) 및 진동판들(34,64,74,84)과 같이, 챔버(42)의 상부에 다수개 배열시키는 변형조치를 강구하게 된다(물론, 종래의 압전체 및 진동판은 챔버의 상부를 전체적으로 일괄 커버하고 있는 구조를 취하고 있기 때문에, 종래의 체제 하에서는 이러한 변형조치 자체가 상정 불가능함).On the other hand, as shown in Figs. 6 and 7, in the present invention, the piezoelectric body and the diaphragm of the micro injecting device (51, 52) are respectively the piezoelectric elements (32, 62, 72, 82) and the diaphragm (34, 64). As shown in (74,84), a number of deformation measures are arranged to be arranged on the upper part of the chamber 42 (of course, since the conventional piezoelectric body and the diaphragm have a structure which covers the upper part of the chamber as a whole, Under such a framework, these modifications are not conceivable.

물론, 이처럼, 각 압전체(32,62,72,82) 및 진동판(34,64,74,84)이 챔버(42)의 상부에 다수개 배열된 상황 하에서, 외부로부터 액적분출 구동체(44)의 상부전극(31) 및 하부전극(33)에 전압이 인가되고, 그로 인하여, 일련의 전계가 형성되게 되면, 해당 전계의 영향으로 인하여, 각 압전체들(32,62,72,82)은 일련의 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 한꺼번에 일으키게 되며, 결국, 이를 지지하고 있던 진동판들(34,64,74,84) 역시, 강력한 수축·팽창 동작(즉, 액추에이팅 또는 전단변형)을 연속적으로 일으키게 된다.Of course, the droplet ejection driving body 44 from the outside under the situation that each of the piezoelectric members 32, 62, 72, 82 and the diaphragms 34, 64, 74, 84 are arranged in the upper part of the chamber 42 is of course. When a voltage is applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 33 of, and a series of electric fields is formed, due to the influence of the electric field, each piezoelectric element 32, 62, 72, 82 is a series of Of the diaphragm 34, 64, 74, 84, which also supported the contraction and expansion of the actuator (i.e., actuating or shearing deformation) at the same time. Or shear deformation) continuously.

물론, 이러한 진동판(34,64,74,84)의 강력한 액추에이팅(전단변형)이 진동판(34,64,74,84) 하부의 챔버(42)에 영향을 미치게 되면, 이 챔버(42) 역시, 자신의 용적이 훨씬 크게 감소하는 상황에 직면하게 되며, 결국, 이러한 챔버(42)의 순간적인 대규모 용적감소 상황 하에서, 챔버(42) 내의 분사액(잉크, 주사액, 휘발유 등)은 노즐 플레이트(40)에 형성된 노즐(43)을 통해 강하게 분출되어, 인쇄용지, 인체, 자동차 등과 같은 외부의 특정 대상물에 미량으로 공급되는 동작을 유연하게 수행할 수 있게 되고, 결국, 이와 같은 본 발명의 다른 실시예 체제 하에서, 마이크로 인젝팅 디바이스는 최종 분사되는 분사액의 액적크기를 좀더 크게 조절할 수 있게 됨으로써, 더욱 향상된 분사품질을 자연스럽게 보일 수 있게 된다.Of course, if such a powerful actuation (shear deformation) of the diaphragm 34, 64, 74, 84 affects the chamber 42 below the diaphragm 34, 64, 74, 84, the chamber 42 Again, they face a situation where their volume is significantly reduced, and, consequently, under such an instantaneous massive volume reduction of the chamber 42, the injection liquid (ink, injection liquid, gasoline, etc.) in the chamber 42 is nozzle plate. Strongly ejected through the nozzle 43 formed in the 40, it is possible to flexibly perform the operation of supplying a small amount to an external specific object, such as printing paper, human body, automobile, etc., and eventually, the other of the present invention Under the embodiment system, the micro injecting device can adjust the droplet size of the final injection liquid to be larger, thereby naturally showing the improved injection quality.

상술한 본 발명은 마이크로 인젝팅 디바이스를 필요로 하는 다양한 유형의 전자/전기 기기에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다. The present invention described above exhibits an overall useful effect in various types of electronic / electrical devices requiring micro injecting devices.

그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다. And, in the foregoing, specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, but it is obvious that the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.

도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스를 개념적으로 도시한 예시도.1 and 2 conceptually illustrate a micro injecting device according to the prior art.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스를 개념적으로 도시한 예시도.3 and 4 conceptually illustrate a micro injecting device according to the invention.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 기능향상내역을 설명하기 위한 개념도.5a to 5c is a conceptual diagram for explaining the functional history of the present invention.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 인젝팅 디바이스를 개념적으로 도시한 예시도.6 and 7 conceptually illustrate a micro injecting device according to another embodiment of the invention.

Claims (5)

분사액의 저장을 위한 챔버를 구비하면서, 상기 분사액의 분출경로를 제공하는 액적 유로체와; 상기 액적 유로체의 상부에 적층·배치되면서, 외부로부터 인가되는 전압에 의해, 압전체 및 진동판의 전단변형을 유발시켜, 상기 챔버에 저장되어 있던 분사액의 외부 분출을 유발시키는 액적분출 구동체를 포함하며,A droplet flow path body having a chamber for storing the injection liquid and providing a jet path of the injection liquid; The liquid crystal driving device includes a droplet ejection driving body configured to cause the shear deformation of the piezoelectric body and the diaphragm by the voltage applied from the outside while stacking and arranging the upper portion of the droplet flow path body to cause external ejection of the injection liquid stored in the chamber. , 상기 압전체 및 진동판은, 자신의 한쪽이 상기 액적분출 구동체에 의해 고정된 고정단 영역을 이루고, 자신의 다른 한쪽이 상기 챔버의 상부로 연장·돌출된 자유단 영역을 이루는 캔틸레버 형상(Cantilever shape)을 취하며, The piezoelectric body and the diaphragm have a cantilever shape in which one end thereof forms a fixed end region fixed by the droplet ejection driving body, and the other end thereof forms a free end region extending and protruding to the upper portion of the chamber. Taking 상기 액적 유로체 및 액적분출 구동체 사이에는, 상기 챔버가 차단되도록 상기 액적 유로체의 전면을 커버하여, 상기 분사액의 외부 누출을 차단하면서, 상기 압전체 및 진동판이 전단변형을 일으키는 경우, 해당 전단변형에 상응하는 전단변형을 일으켜, 상기 압전체 및 진동판의 전단변형을 상기 챔버 측에 전달시키는 챔버차단/변형전달 겸용층이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 인젝팅 디바이스.When the piezoelectric body and the diaphragm cause shear deformation while covering the front surface of the droplet flow path body so that the chamber is blocked between the droplet flow path body and the droplet ejection driving body to block the external leakage of the injection liquid, the corresponding shear And a chamber blocking / strain transfer layer for forming the shear deformation corresponding to the deformation to transfer the shear deformation of the piezoelectric body and the diaphragm to the chamber side. 제 1 항에 있어서, 상기 압전체 및 진동판의 자유단 영역은 상기 챔버 폭의
Figure 112008007564925-pat00015
이상만큼 연장·돌출 되는 것을 특징으로 마이크로 인젝팅 디바이스.
The free end region of the piezoelectric body and the diaphragm is formed in the chamber width.
Figure 112008007564925-pat00015
It extends and protrudes as mentioned above, The micro injecting device characterized by the above-mentioned.
제 2 항에 있어서, 상기 압전체 및 진동판의 자유단 영역은 상기 챔버 폭의
Figure 112008007564925-pat00016
만큼 연장·돌출 되는 것을 특징으로 마이크로 인젝팅 디바이스.
3. The free end region of claim 2, wherein the free end regions of the piezoelectric body and the diaphragm have a width of the chamber.
Figure 112008007564925-pat00016
Micro injecting device, characterized in that extends and protrudes.
제 1 항에 있어서, 상기 압전체 및 진동판은 상기 챔버의 상부에서, 다수개 배열되는 것을 특징으로 하는 마이크로 인젝팅 디바이스.The micro-injection device according to claim 1, wherein a plurality of the piezoelectric body and the diaphragm are arranged at the top of the chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버차단/변형전달 겸용층은 PI(polyimide), PEEK(polyetheretherketon), PES(polyethersulfone), PEI(polyetherimide), PC(polycarbonate), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephtalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PVA(polyvinylalcohol) 중에 선택된 어느 한 재질, 또는, 두 개 이상의 복합 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 인젝팅 디바이스.The method of claim 1, wherein the chamber blocking / modifying transfer layer is polyimide (PI), polyetheretherketon (PEEK), polyethersulfone (PES), polyetherimide (PEI), polycarbonate (PC), polyethylenenaphthalate (PEN), polyethyleneterephtalate (PET), A micro injecting device comprising any one selected from polymethylmethacrylate (PMMA) and polyvinylalcohol (PVA), or two or more composite materials.
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