KR19980079247A - Record liquid jetting apparatus of printhead and its method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recording liquid ejecting apparatus for a printhead and a method thereof.

본 발명은 진동판의 변형량과 복원력을 조절할 수 있는 제2박막을 반도체박막제조공정을 이용하여 박막형상기억합금에 결합시켜 박막형상기억합금이 냉각되는 과정에서 휨변형상태로 복원될때 그 복원력이 증가되도록 함으로써, 기록액이 분사된 다음 진동판이 휨변형상태로 복원되는 시간이 짧아지고 작동주파수가 증가되어 인쇄속도가 향상되며 또한 진동판의 강도를 높여 외부충격으로 인한 파송의 우려가 감소되는 프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 온도변화에 따라 형상변화되는 형상기억합금 재질의 박막형상기억합금과 상기 박막형상기억합금에 결합되어 그 형상변화량을 조절하는 적어도 1개 이상의 제2박막을 갖는 진동판과, 상기 박막형상기억합금의 온도변화를 발생시키는 전원공급부와, 상기 박막형상기억합금위에 설치되고 기록액을 저장하기 위한 액실이 형성되어 있으며 상기 액실을 둘러싼 벽면의 일측에 상기 기록액이 유입되도록 유로가 형성된 유로판과, 그리고 상기 유로판 위에 설치되고 상기 박막이 형상변화될때 상기 기록액이 액적의 형태로 분사될 수 있도록 상기 유로판의 액실 면적보다 작은 면적의 노즐이 형성된 노즐플레이트가 구비된 특징이 있다.The present invention is to combine the second thin film that can control the amount of deformation and the restoring force of the diaphragm to the thin film-type retaining alloy using a semiconductor thin film manufacturing process so that the restoring force is increased when the thin film-type retaining alloy is restored to the bending deformation state in the cooling process As a result, the time for which the diaphragm is restored to the deflection state after the injection of the recording liquid is shortened, the operating frequency is increased, the printing speed is improved, and the strength of the diaphragm is increased, thereby reducing the possibility of sending out due to external impact. A liquid injection device and a method thereof, and in particular, a thin film type memory alloy of a shape memory alloy material that changes shape according to temperature change and at least one or more second thin films which are coupled to the thin film type alloy to control the amount of shape change. A diaphragm having a power supply unit for generating a temperature change of the thin film-type storage alloy, and the thin film shape When the liquid chamber is formed on the alloy and the liquid chamber for storing the recording liquid is formed and the flow path is formed so that the recording liquid flows into one side of the wall surface surrounding the liquid chamber, and when the thin film is formed on the flow path plate. It is characterized in that the nozzle plate is provided with a nozzle having a smaller area than the liquid chamber area of the flow path plate so that the recording liquid can be ejected in the form of droplets.

Description

프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법Record liquid jetting apparatus of printhead and its method

제1도는 종래 가열식 분사장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional heated injector,

제2도는 종래 압전소자식 분사장치의 단면도,2 is a cross-sectional view of a conventional piezoelectric element injector,

제3도는 본 발명 한 실시예의 분사장치의 분리 사시도,Figure 3 is an exploded perspective view of the injector of one embodiment of the present invention,

제4도는 본 발명 한 실시예의 기록액 흐름을 나타낸 사시도,4 is a perspective view showing the recording liquid flow in one embodiment of the present invention;

제5도(가)(나)(다)는 본 발명 한 실시예의 분사장치의 정단면도,Figure 5 (a) (b) (c) is a front sectional view of the injector of one embodiment of the present invention,

제6도는 본 발명 한 실시예의 분사장치의 측단면도로서, (가)에서 (다)는 작동전후를 나타낸다.Figure 6 is a side cross-sectional view of the injector of one embodiment of the present invention, (a) to (c) shows before and after operation.

제7도는 본 발명 박막형상기억합금의 상변화를 나타낸 선도,7 is a diagram showing a phase change of the thin-film-type storage alloy of the present invention,

제8도는 본 발명에 따른 진동 판의 제조방법을 나타낸 공정도,8 is a process chart showing a manufacturing method of a vibration plate according to the present invention,

제9도는 본 발명에 따른 진동판의 제조방법을 나타낸 블럭도,9 is a block diagram showing a manufacturing method of a diaphragm according to the present invention;

제10도는 본 발명 박막의 가열시간과 온도를 나타낸 선도,10 is a diagram showing the heating time and temperature of the thin film of the present invention,

제11도는 본 발명 진동판의 크기를 나타낸 단면도,11 is a cross-sectional view showing the size of the diaphragm of the present invention,

제12도는 본 발명 다른 실시예의 분사장치의 단면도로서, (가)에서 (다)는 작동전후를 나타낸다.12 is a cross-sectional view of an injector according to another embodiment of the present invention, where (a) to (c) show before and after operation.

제13도는 본 발명 또다른 실시예의 분사장치를 나타낸 단면도,13 is a sectional view showing another embodiment of the injector,

제14도는 본 발명 또다른 실시예의 분사장치를 나타낸 단면도.14 is a sectional view showing another embodiment of the injection device.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

10:기판11:공간부10: substrate 11: space part

12:진동판12a:박막형상기억합금12: vibrating plate 12a: thin-film shape suppression alloy

12b:제2박막12c:방열막12b: second thin film 12c: heat radiation film

13:유로판14:액실13: Europan 14: liquid chamber

16:유로18:노즐플레이트16: Euro 18: Nozzle Plate

19:노즐20:기록액19: Nozzle 20: Recorded amount

21:전원공급부21a:전극21: power supply 21a: electrode

21b:히터100:제2박막형성단계21b: heater 100: second thin film forming step

101:진동판형성단계102:열처리단계101: vibration plate forming step 102: heat treatment step

103:냉각단계104:에칭단계103: cooling step 104: etching step

105:휨변형단계106:기록액분사단계105: bending deformation step 106: recording liquid injection step

107:기록액보충단계108:인쇄단계107: Recording solution replenishment step 108: Printing step

본 발명은 프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막형상기억합금의 온도변화에 따라 진동판이 진동하여 액실의 압력이 조절되도록 하고 또한 잔류압축응력을 갖는 제2박막을 박막형상기억합금에 증착시켜 진동판의 변형량을 쉽게 조절할 수 있도록 하고 복원력이 조절되도록 함으로써, 작동주파수가 증가되어 인쇄속도가 향상되고 소형으로 제작할 수 있으며 구조가 단순하고 반도체 박막제조공정을 이용하므로 양산성이 뛰어난 프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recording liquid injector for a printhead and a method thereof, and more particularly, to a diaphragm vibrating according to a temperature change of a thin film-type retaining alloy so that the pressure in the liquid chamber is controlled, and a second thin film having residual compressive stress. Is deposited on the thin film-type storage alloy to make it easy to control the deformation of the diaphragm and to adjust the restoring force, so that the operating frequency is increased, the printing speed can be improved, the size can be made compact, and the structure is simple and the semiconductor thin film manufacturing process is used. The present invention relates to a recording liquid ejecting apparatus for a printhead having excellent properties and a method thereof.

일반적으로 널리 이용되고 있는 프린트헤드는 DOD(Dorp On Demand)방식을 사용하고 있다. 이 DOD방식은 기록액 방울을 대전(帶電)하거나 편향시킬 필요가 없고, 고압도 필요치 않으며, 대기의 압력하에서 즉시 기록액 방울을 분사하여 손쉽게 프린트할 수 있기 때문에 이용이 점차 늘어나고 있다. 대표적인 분사원리는 저항을 이용하는 가열식 분사방법과 압전소자(Piezo-Electric)를 이용하는 진동식 분사방법이 있다.In general, a widely used printhead uses a DoD On Demand (DOD) method. This DOD method is increasingly used because it does not need to charge or deflect recording liquid drops, does not require high pressure, and can easily print by spraying the recording liquid droplets under atmospheric pressure. Typical spraying principles include a heating spray method using a resistance and a vibration spray method using a piezo-electric.

제1도는 가열식 분사방법의 원리를 설명하기 위한 것으로 기록액이 내장되는 챔버(a1)가 있고, 이 챔버(a1)로부터 피기록재를 향한 분사구(a2)가 있으며, 이 분사구(a2)의 반대쪽인 챔버(a1) 바닥에는 저항(a3)이 매설되어 공기의 팽창을 유발하도록 구성되어 있다. 따라서 저항에 의해 팽창된 공기 거품(Bubble)은 챔버(a1) 내부의 기록액을 분사구(a2)로 밀려 나가게 하는 것이고, 기록액은 그 힘으로 피기록재를 향해 분사되는 것이다.FIG. 1 is for explaining the principle of the heating jetting method, which has a chamber a1 in which recording liquid is incorporated, and an injection port a2 from this chamber a1 toward the recording material, opposite to the injection port a2. A resistance a3 is embedded at the bottom of the in-chamber a1 to induce expansion of air. Therefore, the bubble inflated by the resistance causes the recording liquid inside the chamber a1 to be pushed out to the injection port a2, and the recording liquid is ejected toward the recording material by the force.

그러나 이러한 가열식 분사방법은 기록액이 열에 가열되므로 화학적 변화를 유발하게 되고, 이러한 기록액이 분사구(a2) 내경에 붙어 막힘현상을 유발하는 문제가 있으며, 또한 발열저항기의 수명이 짧은 단점과 함께 수용성 기록액을 사용해야 하므로 문서의 보존성이 뒤떨어지는 것이다.However, this heating spray method causes a chemical change since the recording liquid is heated to heat, and the recording liquid adheres to the inner diameter of the injection hole (a2), causing clogging. Documents must be used, resulting in poor document retention.

제2도는 압전소자에 의한 진동식 분사방법의 원리를 설명하기 위한 것으로 역시 기록액이 내장되어 있는 챔버(b1)가 있고, 이 챔퍼(b1)로부터 피기록재를 향한 분사구(b2)가 있으며, 분사구의 반대쪽 바닥에는 압전소자(Piezo Transducer)가 매설되어 진동을 유발하도록 구성되어 있다.FIG. 2 is for explaining the principle of the vibrating jetting method by the piezoelectric element. There is also a chamber b1 in which recording liquid is incorporated, and there is an injection hole b2 from the chamfer b1 toward the recording material. Piezoelectric transducers are embedded on the opposite side of the floor to induce vibration.

상기와 같이 챔버(b1)의 바닥에서 압전소자(b3)가 진동을 유발하면 기록액은 진동의 힘에 의해 분사구(b2)로 밀려 나가게 되며 따라서 기록액은 그 진동의 힘에 의해 피기록재로 분사되는 것이다.As described above, when the piezoelectric element b3 causes vibration at the bottom of the chamber b1, the recording liquid is pushed out to the injection hole b2 by the vibration force, and thus the recording liquid is transferred to the recording material by the vibration force. To be sprayed.

이와 같이 압전소자의 진동에 의한 분사방법은 열을 이용하지 않으므로 기록액의 선택폭이 넓은 이점은 있으나 상기한 압전소자의 가공이 어렵고, 특히 압전소자를 챔버(b1)의 바닥에 부착하는 작업이 어렵기 때문에 양산성이 저하되는 문제점이 있다.Since the spraying method by vibrating the piezoelectric element does not use heat, there is a wide range of choice of the recording liquid, but it is difficult to process the piezoelectric element, and in particular, the operation of attaching the piezoelectric element to the bottom of the chamber b1 is difficult. Since it is difficult, there exists a problem that mass productivity falls.

또한 종래의 프린트헤드는 기록액을 토출하기 위해 형상기억합금이 사용된다. 일본 공개특허공보 공개번호 소57-203177, 소63-57251, 평성4-247680, 평성2-265752, 평성2-308466, 평성3-65349에는 형상기억합금이 사용된 프린트헤드의 실시예가 개시돼 있다. 종래의 실시예는 상변태온도가 다르고 두께가 서로다른 형상기억합금이 여러장 결합되어 휨변형되도록 구성된 것과, 탄성부재와 형상기억합금의 결합에 의해 휨변형되도록 구성된 것 등이 있다.Also, in the conventional printhead, a shape memory alloy is used to discharge the recording liquid. Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 57-203177, 63-57251, Pyeong 4-247680, Pyeong 2-265752, Pyeong 2-308466, and Pyeong 3-65349 disclose examples of printheads in which shape memory alloys are used. . Conventional embodiments include a plurality of shape memory alloys having different phase transformation temperatures and different thicknesses, which are configured to be bent and deformed, and those configured to be bent by a combination of the elastic member and the shape memory alloy.

그러나 종래의 형상기억합금을 이용한 프린트헤드는 헤드크기의 소형화가 어려우면 노즐의 밀집도가 떨어져 해상도가 좋지 않으며 제조하기 어려워 양상성이 떨어진다. 또한 사용된 형상기억합금은 박막으로 구현하지 않고 두께가 50μm 이상인 후막으로 구현했기 때문에 가열시 전력소비가 크고 냉각시간이 길어 작동주파수가 떨어지며 인쇄속도가 낮아 실용성이 없는 등의 단점이 있다.However, the conventional printhead using the shape memory alloy is difficult to reduce the compactness of the head size is difficult to miniaturize the head size is not good resolution and difficult to manufacture, the appearance is poor. In addition, since the shape memory alloy is not implemented as a thin film but a thick film having a thickness of 50 μm or more, it has disadvantages such as high power consumption during heating, long cooling time, low operating frequency, and low printing speed.

본 발명자는 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 박막형상기억합금의 온도변화에 따라 발생하는 진동에 의해 액실의 압력이 가변되면서 기록액이 분사되도록 하는 프린트헤드를 선출원중에 있다. 선출원된 프린트헤드에 따르면 박막형상기억합금의 발생력(Actuating force)이 큼으로 노즐의 막힘현상이 감소되고 또한 박막형상기억합금의 변형량이 크기 때문에 프린트헤드를 소형으로 제작할 수 있어 노즐의 밀집도를 높여 해상도를 높일 수 있고, 반도체박막제조공정과 기판에칭공정을 이용하여 박막형상기억합금을 쉽게 구현할 수 있으므로 양산성이 증가된다.In order to solve the various problems as described above, the present inventors have a printhead for selecting a printhead in which the recording liquid is injected while the pressure of the liquid chamber is changed by vibration generated by the temperature change of the thin film-shaped storage alloy. According to the pre-registered printhead, the clogging phenomenon of the nozzle is reduced due to the large actuating force of the thin film-type suppression alloy and the deformation amount of the thin film-type suppression alloy is large. It can be increased, and since the thin film type memory alloy can be easily implemented using the semiconductor thin film manufacturing process and the substrate etching process, the mass productivity is increased.

본 발명은 선출원된 프린트헤드의 개선에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 진동판의 변형량과 복원력을 조절할 수 이는 제2박막을 반도체박막제조공정을 이용하여 박막형상기억합금에 결합시켜 박막형상기억합금이 냉각되는 과정에서 휨변형상태로 복원될때 그 복원력이 증가되도록 함으로써, 기록액이 분사된 다음 진동판이 휨변형상태로 복원되는 시간이 짧아지고 작동주파수가 증가되어 인쇄속도가 향상되며 또한 진동판의 강도를 높여 외부충격으로 인한 파손의 우려가 감소되는 프린트헤드의 기록액 분사장치 및 그 방법을 제공함에 있다.The present invention relates to an improvement of a pre- filed printhead, and an object of the present invention is to control the amount of deformation and restoring force of a diaphragm, which combines a second thin film with a thin film-type inhibiting alloy using a semiconductor thin film manufacturing process. The restoring force is increased when restoring to flexural deformation during the cooling process, thereby shortening the time for restoring the diaphragm to flexural deformation after the injection of the recording liquid, and increasing the operating frequency, thereby improving the printing speed and increasing the strength of the diaphragm. The present invention provides a recording liquid jetting apparatus for a printhead and a method of reducing the risk of damage due to external shock.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프린트헤드의 기록액분사장치는 온도변화에 따라 형상변화 되는 형상기억합금 재질의 박막형상기억합금과 상기 박막형상기억합금에 결합되어 그 형상변화량을 조절하는 적어도 1개 이상의 제2박막으로 이루어진 진동판과, 상기 박막형상기억합금의 온도변화를 발생시키는 전원공급부와, 상기 박막형상기억합금위에 설치되고 기록액을 저장하기 위한 액실이 형성되어 있으며 상기 액실을 둘러싼 벽면의 일측에 상기 기록액이 유입되도록 유로가 형성된 유로판과, 그리고 상기 유로판 위에 설치되고 상기 박막이 형상변화될때 상기 기록액이 액적이 형태로 분사될 수 있도록 상기 유로판의 액실 면적보다 작은 면적의 노즐이 형성된 노즐플레이트를 구비하여 되는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the recording liquid spraying value of the printhead according to the present invention is coupled to the thin film type memory alloy of the shape memory alloy material and the thin film type memory alloy which are changed in shape according to temperature change, and at least 1 for controlling the amount of shape change. A diaphragm made of at least two second thin films, a power supply unit for generating a temperature change of the thin film-type storage alloy, and a liquid chamber installed on the thin film-type storage alloy and storing a recording liquid therein and having a wall surface surrounding the liquid chamber. A flow path plate having a flow path formed so that the recording liquid flows into one side, and an area smaller than the liquid chamber area of the flow path plate so that the recording liquid can be sprayed in the form of droplets when the thin film is changed in shape. The feature is that the nozzle plate is provided with a nozzle.

본 발명은 기존의 압전소자를 이용한 방식 및 가열에 의한 공기팽창을 이용한 방식의 단점과 기존의 형상기억합금을 이용한 방식의 단점을 해결하기 위한 것으로써, 반도체 박막제조공정을 이용하여 기판상에 박막형상기억합금과 잔류압축응력을 갖는 제2박막으로 구성된 진동판을 형성하고 기판의 일부를 에칭하여 진동판이 진동할 수 있는 공간부를 구성하고 진동판의 진동에 의해 액적을 형성하는 기록액 분사장치를 구현하였다.The present invention is to solve the disadvantages of the conventional method using the piezoelectric element and the method using the air expansion by heating, and to solve the disadvantages of the conventional method using the shape memory alloy, a thin film on the substrate using a semiconductor thin film manufacturing process By forming a diaphragm composed of a shape memory alloy and a second thin film having residual compressive stress, etching a part of the substrate to form a space where the diaphragm can vibrate, and implementing a recording liquid injector for forming droplets by vibrating the diaphragm. .

이러한 분사장치는 기판상에 스퍼터링(sputtering)방법으로 증착(deposition)한 후 열처리하여 박막형상기억합금을 형성한다. 따라서 모상상태에서 편평한 형상이 이루어진다. 또한 제2박막도 반도체 박막제조공정을 이용하여 박막형상기억합금과 결합되도록 구성한다. 증착된 제2박막은 잔류압축응력을 갖도록할 수 있고, 증착방법, 증착조건 또는 재질에 따라 잔류압축응력의 크기를 변화시킬 수 있다. 기판의 일부를 에칭하여 공간부를 형성하면 제2박막의 잔류압축응력에 의해 박막형상기억합금과 제2박막으로 구성된 진동판은 휨변형을 하게 된다. 박막형상기억합금을 가열하면 형상기억합금에 의해 편평해지려는 상태로 변화되려하고 이때 액실용적이 감소되어 기록액이 분사되며 냉각시에는 제2박막의 잔류압축응력에 의해 휨변형이 발생하고 이때 기록액의 재충전(Refill)이 이루어지다. 이러한 과정을 반복하여 연속적인 기록액 분사를 행한다.Such an injector is deposited on a substrate by a sputtering method and then heat-treated to form a thin film-type retaining alloy. Therefore, a flat shape is achieved in the mother state. In addition, the second thin film is also configured to be combined with the thin film-type storage alloy using a semiconductor thin film manufacturing process. The deposited second thin film may have a residual compressive stress, and may change the magnitude of the residual compressive stress according to a deposition method, a deposition condition, or a material. When a portion of the substrate is etched to form a space portion, the diaphragm composed of the thin film-type retaining alloy and the second thin film undergoes bending deformation due to the residual compressive stress of the second thin film. When the thin-film shape memory alloy is heated, it is changed into a state to be flattened by the shape memory alloy. At this time, the liquid volume decreases, and the recording liquid is injected. During cooling, bending deformation occurs due to the residual compressive stress of the second thin film. Refill of the liquid takes place. This process is repeated to perform continuous recording liquid injection.

본 발명은 구조가 단순하고 반도체 박막제조공정과 기판 에칭공정을 통해 박막형상기억합금과 제2박막으로 이루어진 진동판을 구현하고 이러한 반도체 박막제조공정을 통해 만들어진 제2박막의 잔류압축응력을 이용하여 기록액을 분사하는데 필요한 진동판의 변위를 쉽게 구현할 수 있으므로 양산성이 크게 증가되며, 또한 제2박막의 잔류응력의 크기를 바꾸어 변형량을 쉽게 조절할 수 있으며 변위량을 크게할 수 있으므로 진동판의 면적을 작게할 수 있다. 따라서 헤드의 소형화가 가능하며 노즐의 밀집도를 높여 고해상도를 달성할 수 있다. 또한 제2박막은 휨변형 방향을 조절하여 기록액 분사장치의 구조다향화를 실현할 수 있다.The present invention has a simple structure and implements a diaphragm composed of a thin film-shaped retaining alloy and a second thin film through a semiconductor thin film manufacturing process and a substrate etching process, and records using the residual compressive stress of the second thin film produced through the semiconductor thin film manufacturing process. Since the displacement of the diaphragm required to inject the liquid can be easily implemented, the mass productivity is greatly increased. Also, the deformation amount can be easily adjusted by changing the magnitude of the residual stress of the second thin film, and the displacement amount can be increased, thereby reducing the area of the diaphragm. have. Therefore, the head can be miniaturized and the density of the nozzle can be increased to achieve high resolution. Further, the second thin film can realize the diversification of the structure of the recording liquid jetting apparatus by adjusting the bending deformation direction.

본 발명은 박막형상기억합금을 이용하기 때문에 가열시 전력소모가 크게 줄어들고 냉각시간도 매우 빠르게 되며 또한 기록액 분사후 박막형상기억합금이 제2박막의 잔류압축응력에 의해 휨변형된 상태로 복귀할때 복귀력이 강하고 잔류 진동이 발생하지 않으므로 안정화된 기록액 분사를 행할 수 있다. 따라서 작동주파수의 증가 즉 인쇄속도의 증가를 가져온다.In the present invention, since the thin film mold suppression alloy is used, the power consumption is greatly reduced during the heating and the cooling time is also very fast, and after the injection of the recording liquid, the thin film mold suppression alloy is returned to the warpage deformation state due to the residual compressive stress of the second thin film. When the return force is strong and residual vibration does not occur, stabilized recording liquid injection can be performed. This increases the operating frequency, that is, the printing speed.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명 한 실시예의 분사장치의 분리 사시도이고 제4도는 본 발명 한 실시예의 기록액 흐름을 나타낸 사시도이다. 본 발명의 분사장치는 해상도를 높이기 위해 기록액이 분사되는 노즐(19)이 종,횡으로 다수열 배열되며 기록액을 실질적으로 분사하는 진동판(12)이 이들 각 노즐(19)과 일대일 대응된다.3 is an exploded perspective view of the jetting apparatus of one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing the recording liquid flow of the embodiment of the present invention. In the jetting apparatus of the present invention, in order to increase the resolution, the nozzles 19 to which the recording liquid is ejected are arranged in a plurality of rows vertically and horizontally, and the diaphragm 12 which sprays the recording liquid substantially corresponds one-to-one with these nozzles 19. .

즉 기판(10)의 전,후방에 상하측 방향으로 관통된 공간부(11)가 다수개 형성되고 기판(10)의 상부에 결합되어 각 공간부(11)를 덮는 진동판(12)이 다수개 구비된다. 진동판(12)은 온도에 따라 진동되며 이때 발생되는 발생력에 의해 기록액(20)이 분사된다. 이러한 진동판(121)은 박막형상기억합금(Thin film Shape memory alloy)(12a)과 제2박막(12b)으로 구성되며 특히 제2박막(12b)은 진동판(12)의 변형량 및 복원력을 조절할 수 있는 재질로 구성되며 휨변형속도(복원력)를 증가시켜 작동주파수를 높인다.That is, a plurality of spaces 11 penetrated in the vertical direction at the front and the rear of the substrate 10 are formed, and a plurality of diaphragms 12 are coupled to the upper portion of the substrate 10 to cover each space 11. It is provided. The diaphragm 12 vibrates according to temperature, and the recording liquid 20 is injected by the generated force generated at this time. The diaphragm 121 is composed of a thin film shape memory alloy 12a and a second thin film 12b. In particular, the second thin film 12b may control the deformation amount and the restoring force of the diaphragm 12. It is composed of materials and increases the operating frequency by increasing the deflection speed (restoration force).

또한 기판(10)의 상부를 덮는 유로판(13)이 구비되고 유로판(13)에는 해당진동판(12)의 직상부 마다 기록액(20)이 수용되는 액실(14)이 형성된다. 또한 유로판(13)의 중앙에는 기록액(20)이 흐르는 주유로(15)가 마련되고 주유로(15)와 해당 액실(14)은 유로(16)를 통하여 서로 연통된다. 또한 기판(10)의 일측에는 유로판(13)의 일측 주유로(15)와 연통되는 액주입구(17)가 마련되어 기록액(20)이 주유로(15)쪽으로 공급된다.In addition, a flow path plate 13 covering the upper portion of the substrate 10 is provided, and the flow path plate 13 is formed with a liquid chamber 14 in which the recording liquid 20 is accommodated at each upper portion of the vibration plate 12. In addition, an oil passage 15 through which the recording liquid 20 flows is provided in the center of the passage plate 13, and the oil passage 15 and the liquid chamber 14 communicate with each other through the passage 16. In addition, a liquid inlet 17 communicating with one side oil passage 15 of the flow path plate 13 is provided at one side of the substrate 10 to supply the recording liquid 20 to the oil passage 15.

또한 유로판(13)의 상부에 결합되는 노즐플레이트(18)가 구비되고 노즐플레이트(18)는 유로판(13)에 형성된 각 액실(14)과 대응되는 노즐(19)이 다수개 형성된다. 또한 각 노즐(19)은 해당 액실(14)쪽으로 노출된 진동판(12)과 대응되며 이들 진동판(12)이 진동할때 해당 액실(14)의 압력이 변하면서 기록액(20)이 액적의 상태로 각 노즐(19)을 거쳐 용지에 분사된다.In addition, a nozzle plate 18 coupled to the upper portion of the flow path plate 13 is provided, and the nozzle plate 18 is provided with a plurality of nozzles 19 corresponding to each liquid chamber 14 formed in the flow path plate 13. In addition, each nozzle 19 corresponds to the diaphragm 12 exposed toward the corresponding liquid chamber 14, and when the diaphragm 12 vibrates, the pressure of the corresponding liquid chamber 14 changes so that the recording liquid 20 is in the state of the droplet. The nozzles are sprayed onto the paper via the nozzles 19.

진동판(12)을 구성하는 박막형상기억합금(12a)은 온도변화에 따라 연속적으로 상변화되고 이 과정에서 진동이 일어나게 되며 기록액(20)이 각 노즐(19)을 통하여 액적의 상태로 분사된다. 또한 박막형상기억합금(12a)은 제5도(가)에서와 같이 전원공급부(21)에 의해 가열된다. 즉 박막형상기억합금(12a)의 양단에 결합된 전극(21a)으로 전원공급부(21)의 전원이 인가되면 박막형상기억합금(12a)은 자체저항에 의해 발열되어 온도가 상승되고 평평해지려한다. 또한 전원공급부(21)에 전원이 차단되면 박막형상기억합금(12a)은 자연냉각되면서 진동판(12)은 제2박막(12b)에 의해 원래의 볼록한 상태로 복원된다.The thin film-shaped retaining alloy 12a constituting the diaphragm 12 is continuously changed in phase with temperature change, and vibration occurs in this process, and the recording liquid 20 is sprayed in the state of droplets through each nozzle 19. . In addition, the thin film-shaped storage alloy 12a is heated by the power supply 21 as shown in FIG. That is, when the power supply of the power supply unit 21 is applied to the electrodes 21a coupled to both ends of the thin film-type storage alloy 12a, the thin film-type storage alloy 12a generates heat by its own resistance, thereby raising the temperature and flattening. . In addition, when the power supply to the power supply 21 is cut off, the thin film-shaped retaining alloy 12a is naturally cooled while the diaphragm 12 is restored to the original convex state by the second thin film 12b.

또한 제5도(나)에서와 같이 전원공급부(21)에서 인가되는 전원에 의해 가열되는 히터(21b)를 제2박막(12b)의 일측면에 부착하여 박막형상기억합금(12a)을 가열할 수 있다. 그리고 제5도(다)에서와 같이 진동판(12)의 냉각속도를 높이기 위해 제2박막(12b)의 저면에 별도의 방열막(12c)을 부착할 수 있다. 방열막(12c)은 가열된 진동판(12)을 빠른시간에 냉각시켜 복원되도록 하는 것으로서, 진동판(12)의 작동주파수를 증가시킨다. 이러한 방열막(12c)은 열방출성이 좋은 니켈(Ni)로 구성되며 그 두께는 약 0.5μm~3μm이다. 또한 진동판(12)을 구성하는 박막형상기억합금(12a)은 티타늄(Ti)과 니켈(Ni)이 주성분이며 그 두께는 약 0.1μm~5μm 정도이다. 그리고 제2박막(12a)은 열산화규소(Thermally grown SiO2) 또는 폴리실리콘(Polysilicon) 등이 사용되며 그 두께는 약 0.1μm~3μm 정도이다.In addition, as shown in FIG. 5B, a heater 21b heated by the power applied from the power supply unit 21 is attached to one side of the second thin film 12b to heat the thin film-type storage alloy 12a. Can be. In addition, as shown in FIG. 5C, in order to increase the cooling speed of the diaphragm 12, a separate heat dissipation film 12c may be attached to the bottom of the second thin film 12b. The heat dissipation film 12c is to be restored by cooling the heated diaphragm 12 in a short time, and increases the operating frequency of the diaphragm 12. The heat radiation film 12c is made of nickel (Ni) having good heat dissipation and has a thickness of about 0.5 μm to 3 μm. In addition, the thin film-shaped storage alloy 12a constituting the diaphragm 12 includes titanium (Ti) and nickel (Ni) as main components, and the thickness thereof is about 0.1 μm to 5 μm. The second thin film 12a is made of thermally grown SiO 2 or polysilicon, and the thickness thereof is about 0.1 μm to 3 μm.

제6도의 (가) 내지 (다)는 본 발명 한 실시예의 분사장치의 측단면도로서, 기판(10)의 재질은 실리콘을 이용한다. 진동판(12)이 노즐(19)의 반대쪽으로 볼록하게 변형된 초기상태에서 박막형상기억합금(12a)이 설정온도 이상으로 가열되면 진동판(12)은 편평해지려 하고 이때 액실(14)의 내압이 증가되어 압축됨과 동시에 기록액(20)이 노즐(19)을 거쳐 분사된다.6A to 6C are side cross-sectional views of the injector of an embodiment of the present invention, wherein the substrate 10 is made of silicon. In the initial state in which the diaphragm 12 is convexly deformed to the opposite side of the nozzle 19, when the thin film-shaped retaining alloy 12a is heated above the set temperature, the diaphragm 12 will be flattened and the internal pressure of the liquid chamber 14 will be The recording liquid 20 is ejected through the nozzle 19 while being increased and compressed.

또한 박막형상기억합금(12a)이 설정온도 이하로 내려가면 진동판(12)은 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 원래상태인 볼록한 상태로 복원되고 이때 액실(14)의 내압이 낮아지면서 노즐(19)의 모세관 현상과 흡입력에 의해 기록액(20)이 액실(14) 내부로 유입된다. 이후 위의 과정이 연속적으로 반복되면서 기록액이 액적의 상태로 분사된다. 또한 진동판(12)이 볼록한 상태로 변형될때 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 진동판(12)의 복원력이 강화되어 작동주파수가 증가된다. 즉 제2박막(12b)은 진동판(12)의 복원력을 크게함으로 빠른 시간안에 복원(Buckling)이 가능하고, 따라서 기록액의 보충(refill)이 빠르게 이루어져 기록액의 분사를 곧이어서 할 수 있으므로 프린트헤드의 작동속도가 증가된다.In addition, when the thin film-shaped retaining alloy 12a falls below the set temperature, the diaphragm 12 is restored to the original convex state by the residual compressive stress of the second thin film 12b, and at this time, the internal pressure of the liquid chamber 14 is lowered. The recording liquid 20 flows into the liquid chamber 14 by the capillary phenomenon and the suction force of the nozzle 19. Thereafter, the above process is repeated continuously, and the recording liquid is sprayed in the form of droplets. In addition, when the diaphragm 12 is deformed in a convex state, the restoring force of the diaphragm 12 is strengthened by the residual compressive stress of the second thin film 12b, thereby increasing the operating frequency. That is, the second thin film 12b can be buckleed in a short time by increasing the restoring force of the diaphragm 12. Therefore, the refilling of the recording liquid can be performed quickly so that the injection of the recording liquid can be performed immediately. The operating speed of the head is increased.

제8도는 본 발명에 따른 진동판의 제조방법을 나타낸 공정도이고 제9도는 본 발명에 따른 진동판의 제조방법을 나타낸 블럭도로서, 반도체제조공정과 기판에칭공정이 사용된다. 실리콘, 유리, 금속, 또는 폴리머 등의 재질로 구성된 기판(10)에 제2박막(12b)을 반도체박막제조공정에 따라 형성하여 일정크기의 잔류압축응력을 갖도록 하는 단계(100)가 구비된다. 그리고 제2박막(12b)의 상부에 박막형상기억합금(12a)을 증착시켜 진동판(12)을 구성하는 단계(101)가 구비된다.8 is a process diagram showing a method of manufacturing a diaphragm according to the present invention, and FIG. 9 is a block diagram showing a method of manufacturing a diaphragm according to the present invention, in which a semiconductor manufacturing process and a substrate etching process are used. A second thin film 12b is formed on a substrate 10 made of a material such as silicon, glass, metal, or polymer so as to have a residual compressive stress of a predetermined size by a semiconductor thin film manufacturing process. In addition, a step 101 of constructing the diaphragm 12 by depositing a thin film-shaped retaining alloy 12a on the second thin film 12b is provided.

이때 증착방법에는 주로 스퍼터 디포지션(Sputter-deposition)이 사용되며 또한 박막형상기억합금(12a)을 일정온도에서 일정시간 열처리하여 결정화시켜 평판상태를 모상으로 기억하게 하는 단계(102)가 구비된다. 그리고 박막형상기억합금(12a)을 마르텐사이트 종료온도(Mf) 약 40℃~70℃로 냉각시켜 마르텐사이트(Martensite)가 되도록 하는 단계(103)가 구비된다.At this time, the deposition method is mainly used for the sputter deposition (Sputter-deposition), and the step (102) for the crystallization of the thin film-shaped storage alloy (12a) at a constant temperature for a predetermined time to memorize the state of the flat plate is provided. In addition, a step 103 of cooling the thin film-shaped storage alloy 12a to about 40 ° C. to 70 ° C. of martensite termination temperature Mf is provided to martensite.

또한 진동판(12)의 직 하부를 실리콘에칭하여 기판(10)에 공간부(11)가 형성되고 진동판(12)이 외부로 노출되는 단계(105)가 구비되고, 진동판(12)이 외부로 노출되면서 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 하부(또는 상부)쪽으로 휨변형되어 제6도(가)와 같이 되는 단계(106)가 구비된다. 제2박막(12b)은 반도체제조공정을 이용하여 형성하는 과정에서 증착조건과 재질에 따라 잔류압축응력의 크기를 조절할 수 있으며 특히 제2박막(12b)이 박막형상기억합금(12a)의 위쪽 또는 아래쪽으로 형성됨에 따라 진동판(12)의 휨방향이 결정된다.In addition, a step 105 of forming a space 11 on the substrate 10 and exposing the diaphragm 12 to the outside by etching silicon directly under the diaphragm 12 and exposing the diaphragm 12 to the outside is provided. Step 106 is provided as shown in FIG. 6 (a) by bending deformation toward the lower (or upper) portion due to the residual compressive stress of the second thin film 12b. In the process of forming the second thin film 12b by using a semiconductor manufacturing process, the amount of residual compressive stress may be adjusted according to deposition conditions and materials. Particularly, the second thin film 12b may be formed on the upper surface of the thin film storage alloy 12a or As formed downward, the bending direction of the diaphragm 12 is determined.

이처럼 휨변형되는 과정에서 박막형상기억합금(12a)은 마르텐사이트를 유지하게 된다. 또한 박막형상기억합금(12a)을 설정온도 즉 모상 종료온도(Af) 약 51℃~90℃로 가열하면 제6도(나)와 같이 평판의 형태로 되면서 기록액(20)이 분사되는 단계(107)가 구비된다. 그리고 박막형상기억합금(12a)이 냉각되어 마르텐사이트로 되면 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 휨변형되면서 액실(14)로 기록액(20)이 보충되는 단계(108)와, 박막형상기억합금(12a)의 온도변화에 따라 위의 각 단계(107)(108)가 반복되면서 기록액(20)이 액적의 상태로 분사되어 인쇄되는 단계(109)가 구비된다.In the process of bending deformation as described above, the thin film-shaped storage alloy 12a maintains martensite. In addition, when the thin film-shaped retaining alloy 12a is heated to a set temperature, that is, the phase termination temperature Af of about 51 ° C to 90 ° C, the recording liquid 20 is sprayed while being in the form of a flat plate as shown in FIG. 107 is provided. When the thin film-shaped storage alloy 12a is cooled and becomes martensite, step 108 of replenishing the recording liquid 20 to the liquid chamber 14 while bending deformation due to the residual compressive stress of the second thin film 12b, and the thin film In accordance with the temperature change of the shape memory alloy 12a, the steps 107 and 108 above are repeated, and a step 109 is provided in which the recording liquid 20 is ejected and printed in the state of droplets.

또한 본 발명의 박막형상기억합금(12a)은 온도차에 따라 가열시 모상에서 편평해지고 냉각시 마르텐사이트에서 휨변형됨으로 온도차를 작게할 수록 박막(12)의 진동수(작동 주파수)가 증가된다. 따라서 온도차를 줄이기 위해 티타늄(Ti)과 니켈(Ni)의 합금에 구리(Cu)를 첨가할 수 있다. 이처럼 티타늄(Ti)과 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 이용한 형상기억합금은 상변환온도차를 줄여줌으로 박막형상기억합금(12a)의 진동수 즉 작동주파수를 증가시켜 인쇄속도를 높일 수 있다.In addition, the thin film-shaped retaining alloy 12a of the present invention is flat in the mother phase upon heating according to the temperature difference and is warped in martensite upon cooling, so that the frequency difference (operating frequency) of the thin film 12 increases as the temperature difference decreases. Therefore, copper (Cu) may be added to an alloy of titanium (Ti) and nickel (Ni) to reduce the temperature difference. As such, the shape memory alloy using titanium (Ti), nickel (Ni), and copper (Cu) reduces the phase conversion temperature difference, thereby increasing the frequency, that is, the operating frequency of the thin film-shaped storage alloy 12a, thereby increasing the printing speed.

이처럼 구성된 본 발명 박막형상기억합금의 액적 구현가능성을 해석하면 다음과 같다.The droplet feasibility of the thin film-type storage alloy of the present invention configured as described above is as follows.

박막형상기억합금(12a)에 의해 발생하는 에너지밀도는 최대 10×106J/m3이고, 박막형상기억합금12a)의 공간부(11)로 노출된 크기는 200×200×1μm3일 경우 발생하는 액적의 직경이 60μm라고 하면 다음와 같이 박막의 분사가능 여부가 판가름된다.The energy density generated by the thin film storage alloy 12a is at most 10 × 10 6 J / m 3 , and the size exposed to the space portion 11 of the thin film storage alloy 12a is 200 × 200 × 1 μm 3 . When the diameter of the generated droplets is 60 μm, it is determined whether the thin film can be sprayed as follows.

------다 음------------next------

U=US+UK U = U S + U K

US=πR2γU S = πR 2 γ

U=원하는 기록액의 액적을 발생시키는데 필요한 에너지U = energy required to generate droplets of the desired recording liquid

Us=기록액의 표면 에너지Us = surface energy of recording liquid

Uk=기록액의 운동에너지U k = Kinetic energy of recording liquid

R=액적의 직경R = diameter of droplets

v=기록액의 속도v = speed of recording liquid

ρ=기록액의 밀도(1000kg/m3)ρ = density of recording liquid (1000kg / m 3 )

γ=기록액의 표면장력(0.073N/m)γ = surface tension of the recording liquid (0.073 N / m)

원하는 액적의 속도가 10m/sec라 하면 필요한 에너지(U)는If the desired droplet velocity is 10m / sec, the required energy (U)

U=2.06×10-10+7.07×10-10=9.13×10-10JU = 2.06 × 10 -10 + 7.07 × 10 -10 = 9.13 × 10 -10 J

박막형상기억합금(12a)에 의해 발생하는 최대 에너지는 Wmax=Wυ·VThe maximum energy generated by the thin film storage alloy 12a is W max = W υ

Wmax=(10×108)·(200×200×1)Wmax = (10 × 10 8 ) · (200 × 200 × 1)

. =4×10-7J. = 4 × 10 -7 J

또한 액적의 직경이 100μm일 경우 필요에너지 U=3.85×10-9J이다.In addition, when the droplet diameter is 100 μm, the required energy U is 3.85 × 10 −9 J.

따라서, Wmax》U이므로 원하는 크기의 액적을 구현할 수 있다. 즉 박막형상기억합금(12a)은 발생력이 매우 크기 때문에 원하는 기록액의 액적을 쉽게 구현할 수 있다.Therefore, since W max 》 U, droplets having a desired size can be realized. That is, since the thin film-type storage alloy 12a has a very high generating force, droplets of a desired recording liquid can be easily realized.

또한 본 발명 한 실시예의 가열시간과 소모에너지 및 잔류압축응력에 따른 변위량을 분석하면 다음과 같다. 박막형상기억합금(12a)에 전원을 인가하여 그 자체저항에 따라 열이 발생되도록 하고 그 열에 의해 상변화가 일어나도록 하되 25℃의 박막 형상기억합금(12a)을 가열하여 70℃ 즉 모상이 될때까지의 가열시간과 소모에너지를 구하면 다음과 같다.In addition, when the displacement amount according to the heating time and energy consumption and residual compressive stress of an embodiment of the present invention is as follows. When power is applied to the thin film-shaped storage alloy 12a so that heat is generated according to its own resistance and the phase change is caused by the heat, but the thin film-shaped memory alloy 12a of 25 ° C. is heated to 70 ° C. The heating time and energy consumption until is as follows.

-----다 음----------next-----

박막형상기억합금의 재질=TiNiMaterial of Thin Film Retaining Alloy = TiNi

박막형상기억합금의 길이(1)=400μmThe length of thin film type memory alloy (1) = 400μm

박막형상기억합금의 밀도(Density)(ρs)=6450kg/m3 Density (ρ s ) of thin film base alloys = 6450kg / m 3

온도변화량(ΔT)=70-25=45℃Temperature change (ΔT) = 70-25 = 45 ℃

열용량(Specific heat)(Cp)=230J/Kg℃Specific heat (C p ) = 230J / Kg ℃

박막형상기억합금의 비저항(ρ)=80μ·cmResistivity of thin film type alloy (ρ) = 80μcm

인가전류(1)=1.0AApplied current (1) = 1.0A

박막형상기억합금의 폭(w)=300μmWidth (w) of Thin-film Retaining Alloy = 300μm

박막형상기억합금의 높이(t)=1.0μmHeight (t) of thin-film shaped storage alloy = 1.0 μm

가열시간(th)Heating time (t h )

thsΔTCp =7.4μsect h = ρ s ΔTC p = 7.4μsec

박막형상기억합금의 저항(R)=ρ(1/w·t)=1.1ΩResistance (R) of thin film type storage alloy (ρ) = 1 (w / t) = 1.1 Ω

소모전력(I2R)=1.1WattPower Consumption (I 2 R) = 1.1Watt

액적(droplet)을 발생시키는데 필요한 에너지는The energy needed to generate droplets

가열시간×소모전력=8.1μJHeating time × power consumption = 8.1 μJ

따라서 기록액(18)을 분사하여 액적을 발생시키는데 필요한 에너지는 약 8.1μJ로서 종래 가열방식의 20μJ 보다 소모에너지가 감소된다.Therefore, the energy required to generate the droplets by ejecting the recording liquid 18 is about 8.1 mu J, which consumes less energy than 20 mu J of the conventional heating method.

제10도는 본 발명 박막형상기억합금의 가열시간과 온도를 나타낸 선도로서, 실험을 위한 물성치는 다음과 같다.10 is a diagram showing the heating time and temperature of the thin film-type storage alloy of the present invention, and the physical properties for the experiment are as follows.

-----다 음---------next----

단, 박막형상기억합금(12a)의 두께는 1μm이고 주위온도는 25℃이다.The thickness of the thin film storage alloy 12a is 1 탆 and the ambient temperature is 25 deg.

주위온도가 25℃일 경우 70℃까지 가열 모상으로 바꾼후 30℃까지 냉각되는 시간은 약 200μsec 정도로 진동수로 환산하면 약 5kHz가 된다. 따라서 프린트헤드의 작동주파수는 5kHz 정도이다. 하지만 변형이 완전히 끝나는 온도(마르텐사이트 종료온도)는 약 45℃이므로 30℃로 냉각될때까지 기다릴 필요가 없고 그 이전에 다시 가열하여 기록액(20) 분사를 계속할 수 있으므로 5kHz 이상 작동주파수를 높일 수 있다. 작동주파수가 크면 인쇄속도가 증가한다.If the ambient temperature is 25 ℃, the time to cool to 30 ℃ after changing to the heating bed to 70 ℃ is about 5kHz in terms of frequency about 200μsec. Therefore, the operating frequency of the printhead is about 5kHz. However, the temperature at which the deformation is completed (martensitic end temperature) is about 45 ° C, so there is no need to wait until it cools to 30 ° C, and it can be heated again before continuing to spray the recording liquid 20, thereby increasing the operating frequency above 5kHz. have. Larger operating frequency increases printing speed.

또한 박막형상기억합금과 그 자체의 잔류압축응력에 따른 변위량 및 복원력을 제11도를 참조하여 분석하면 다음과 같다.In addition, the displacement amount and the restoring force according to the thin film type storage alloy and its residual compressive stress are analyzed with reference to FIG.

-----다 음----------next-----

a=b일때 a=200μma = 200μm when a = b

박막형상기억합금의 재질=TiNiMaterial of Thin Film Retaining Alloy = TiNi

박막형상기억합금의 영률(Youngs modulus)(Em)=30GPaYoung's modulus (E m ) of thin film base alloys = 30 GPa

박막형상기억합금에 존재하는 잔류압축응력(S)=30MPaResidual compressive stress (S) = 30MPa in thin film storage alloy

포아손비(Poisson's ratio)(υ)=0.3Poisson's ratio (υ) = 0.3

공간부(11)로 노출된 박막형상기억합금의 길이=aThe length of the thin film-shaped suppression alloy exposed to the space 11 is a

박막형상기억합금의 두께=hm Thickness of Thin Film Retaining Alloy = h m

공간부(11)로 노출된 박막형상기억합금의 폭=bWidth of the thin-film-shaped storage alloy exposed to the space 11 = b

박막형상기억합금의 임계응력(Critical stress)(Scr)Critical stress of thin film storage alloy (S cr )

Scr=3.6MPaS cr = 3.6 MPa

박막형상기억합금의 중심변위(δm):Center displacement of thin film storage alloy (δ m ):

δS=6.2μmδ S = 6.2 μm

박막형상기억합금에 의해 발생하는 최대 에너지는 Wmax=Wv·VThe maximum energy generated by the thin film storage alloy is W max = W v · V

(단, Wv:박막형상기억합금의 단위부피당 발휘할 수 있는 에너지 J/m3, V:박막형상기억합금의 부피)(Where, W v: thin-film shape memory energy J / per unit volume of the alloy which can exhibit m 3, V: volume of thin-film shape memory alloy)

Wmax=(10×106)·(200×200×1)=4×10-7JWmax = (10 × 10 6 ) · (200 × 200 × 1) = 4 × 10 -7 J

냉각시 박막형상기억합금의 좌굴(Buckling)에 의해 발생하는 전체에너지(Um)Total energy (U m ) generated by buckling of the thin-film-type storage alloy during cooling

=2.8×10-10J= 2.8 × 10 -10 J

기록액(20) 분사후 박막형상기억합금이 좌굴될때 발생하는 전체에너지는 박막형상기억합금의 휨변형을 발생시키는 복원력(P)으로 바뀐다. 복원력은 다음과 같다.After the injection of the recording liquid 20, the total energy generated when the thin film-shaped suppression alloy is buckled is changed into a restoring force P which causes the bending deformation of the thin film-shaped suppression alloy. Resilience is as follows.

Um=P·ΔVU m = P · ΔV

부피변환(ΔV)=(δs·a2)/4=6.2×10-14m3 Volume conversion (ΔV) = (δ s a 2 ) /4=6.2×10 -14 m 3

복원력(P)=4.5KPaRestoration force (P) = 4.5KPa

박막형상기억합금의 좌굴에 의해 발생한 전체부피변화의 1/2이 분사되었다고 가정하면 39μm의 액적이 형성된다.Assuming that 1/2 of the total volume change caused by the buckling of the thin-film-shaped suppression alloy is injected, 39 μm droplets are formed.

박막형상기억합금의 두께와 크기에 대한 변위량은 아래표와 같으며 단위는(μm)이다.The amount of displacement with respect to the thickness and size of the thin film-type storage alloy is shown in the table below, and the unit is (μm).

또한 진동판(12)을 구성하는 박막형상기억합금(12a)에 잔류압축응력이 없을 경우 제2박막(b)의 잔류압축응력에 따른 변위량 및 복원력을 구하면 아래와 같다.(제11도 참조)In addition, when there is no residual compressive stress in the thin film-shaped storage alloy 12a constituting the diaphragm 12, the displacement amount and the restoring force according to the residual compressive stress of the second thin film b are obtained as follows (see FIG. 11).

-----다 음----------next-----

a=b=일때 a=200μma = 200μm when a = b =

박막형상기억합금의 재질=TiNiMaterial of Thin Film Retaining Alloy = TiNi

제2박막의 재질=열산화 SiO2 Material of Second Thin Film = Thermal Oxidized SiO 2

박막형상기억합금의 영률(Youngs modulus)(Em)=30GPaYoung's modulus (E m ) of thin film base alloys = 30 GPa

제2박막의 영률(Es)=70GPaYoung's modulus of the second thin film (E s ) = 70GPa

제2박막에 작용하는 잔류압축응력(S)=300MPaResidual compressive stress (S) acting on the second thin film = 300 MPa

포아손비(Poisson's ratio)(υ)=0.3Poisson's ratio (υ) = 0.3

공간부(11)로 노출된 진동판(12)의 길이=aLength of the diaphragm 12 exposed to the space 11 = a

공간부(11)로 노출된 진동판(12)의 폭=bWidth of the diaphragm 12 exposed to the space 11 = b

박막형상기억합금의 두께(hm)=1μmThickness of Thin Film Retaining Alloy (h m ) = 1μm

제2박막의 두께(hs)=1μmThickness of the second thin film (hs) = 1 μm

제2박막의 임계응력(Critical stress)(Scr)Critical stress of the second thin film (S cr )

Scr=8.4MPaS cr = 8.4 MPa

박막형상기억합금과 결합되지 않은 경우의 제2박막의 중심변위(δs)The center displacement of the second thin film when it is not combined with the thin film storage alloy (δ s )

δS=13.5μmδ S = 13.5μm

제2박막의 잔류압축응력에 의해 발생한 굽힘(Bending)에너지(Ub):Bending energy (U b ) caused by residual compressive stress of the second thin film:

=2.8×10-9J= 2.8 × 10 -9 J

제2박막의 굽힘에너지는 박막형상기억합금과 제2박막으로 구성된 진동판(12)의 굽힘에너지로 저장된다.The bending energy of the second thin film is stored as the bending energy of the diaphragm 12 composed of the thin film-shaped storage alloy and the second thin film.

Ds=6.5×10-9N/mD s = 6.5 × 10 -9 N / m

Dm=2.7×10-9N/mD m = 2.7 × 10 -9 N / m

위 식을 이용하여 진동판(12)의 변위량(δ)을 구하면,If the displacement amount δ of the diaphragm 12 is obtained using the above equation,

δ=11.4μmδ = 11.4μm

박막형상기억합금의 가열에 의한 기록액 분사시 제2박막에 의해 손실되는 에너지는 제2박막의 잔류압축응력에 의해 발생한 굽힘에너지이다.The energy lost by the second thin film during the injection of the recording liquid by heating the thin film-type storage alloy is the bending energy generated by the residual compressive stress of the second thin film.

굽힘에너지(Us)=2.9×-9JBending Energy (U s ) = 2.9 × -9 J

박막형상기억합금에 의해 발생하는 최대 에너지는 Wmax=Wv·VThe maximum energy generated by the thin film storage alloy is W max = W v · V

(단, Wv:박막형상기억합금의 단위부피당 발휘할 수 있는 에너지 J/m3, V:박막형상기억합금의 부피)(Where, W v: thin-film shape memory energy J / per unit volume of the alloy which can exhibit m 3, V: volume of thin-film shape memory alloy)

Wmax=(10×106)·(200×200×1)Wmax = (10 × 10 6 ) · (200 × 200 × 1)

. =4×10-7J. = 4 × 10 -7 J

박막형상기억합금이 낼 수 있는 최대에너지에 대해 제2박막에 의해 소모된 에너지비(Us/Wmax)는 0.73%이다. 따라서 기록액 분사시 제2박막에 의한 에너지 손실영향은 무시할 수 있다.The energy ratio (U s / W max ) consumed by the second thin film with respect to the maximum energy that the thin film storage alloy can produce is 0.73%. Therefore, the effect of energy loss by the second thin film upon discharging the recording liquid can be ignored.

제2박막이 좌굴(Buckling)될때 발생하는 전체에너지(Us)Total energy generated when the second thin film is buckled (U s )

기록액 분사후 제2박막이 좌굴될때 발생하는 전체에너지(Us)는 진동판(12)의 복원력(P)으로 바뀐다. 복원력은 다음과 같다.The total energy U s generated when the second thin film is buckled after recording liquid injection is changed into the restoring force P of the diaphragm 12. Resilience is as follows.

Us=P·ΔVU s = P

부피변화(ΔV)=(δsa2)/4=1.4×10-13m3 Volume change (ΔV) = (δ s a 2 ) /4=1.4×10 -13 m 3

복원력(P)=107.1KPaResiliency (P) = 107.1 KPa

진동판(12)의 변형에 의한 전체부피변화의 1/2이 분사되었다고 가정하면 액정직경은 51μm이다.Assuming that half of the total volume change due to the deformation of the diaphragm 12 is injected, the liquid crystal diameter is 51 m.

박막형상기억합금으로만 구성된 것과 박막형상기억합금과 제2박막으로 구성된 진동판을 비교하면 변위량에 있어서는 6.2μm에서 11.4μm로 약 2배 증가했으며 복원력은 4.5KPa에서 107.1KPa로 약 20배 이상 증가하였다. 따라서 제2박막을 이용하면 필요한 변위량을 쉽게 얻을 수 있으며 복원력을 증가시킬 수 있다.Comparing the diaphragm consisting only of thin film-type suppression alloy and the diaphragm composed of the thin-film-type suppression alloy and the second thin film, the displacement amount increased about 2 times from 6.2 μm to 11.4 μm and the restoring force increased about 20 times from 4.5 KPa to 107.1 KPa. . Therefore, using the second thin film can easily obtain the required displacement amount and increase the restoring force.

박막형상기억합금과 제2박막으로 구성된 진동판(12)의 변위량은 다음과 같으며 그 단위는(μm)이다.The displacement amount of the diaphragm 12 composed of the thin film-shaped storage alloy and the second thin film is as follows, and the unit is (μm).

제12도는 본 발명 다른 실시예의 분사장치의 단면도로서, 제3도와 동일 구성요소는 동일 부호를 사용하여 본 발명을 설명한다. 본 발명 다른 실시예는 기판(10)의 하부에 유로판(13)과 노즐플레이트(18)가 구비된 것으로서, 어느 한 박막의 결합상태를 발췌한 것이다. 기판(10)에 상하측 방향으로 관통된 공간부(11)가 형성되고 기판(10)의 상부에 결합되어 공간부(11)를 덮는 진동판(12)이 구비된다. 진동판(12)은 박막형상기억합금(12a)의 온도변화에 따라 진동되며 이때 발생되는 발생력에 의해 기록액(20)이 분사된다. 또한 진동판(12)을 구성하는 제2박막(12b)은 진동판(12)의 휨변형속도(복원력)를 증가시켜 작동주파수를 높인다.12 is a cross-sectional view of an injector according to another embodiment of the present invention, in which the same components as in FIG. 3 will be described with the same reference numerals. According to another embodiment of the present invention, the flow path plate 13 and the nozzle plate 18 are provided below the substrate 10, and an extraction state of any one thin film is extracted. The space part 11 penetrated in the up-and-down direction is formed in the board | substrate 10, and the diaphragm 12 which is coupled to the upper part of the board | substrate 10 and covers the space part 11 is provided. The diaphragm 12 vibrates according to the temperature change of the thin film-shaped storage alloy 12a, and the recording liquid 20 is injected by the generated force generated at this time. In addition, the second thin film 12b constituting the diaphragm 12 increases the bending strain rate (restoration force) of the diaphragm 12 to increase the operating frequency.

또한 기판(10)의 하부를 덮는 유로판(13)이 구비되고 유로판(13)에는 공간부(11)와 대응되어 기록액(20)이 수용되는 액실(14)이 형성된다. 또한 유로판(13)의 하부에 결합되는 노즐플레이트(18)가 구비되고 노즐플레이트(18)는 유로판(13)에 형성된 액실(14)과 대응되는 노즐(19)이 형성된다. 또한 노즐(19)은 액실(14)쪽으로 노출된 진동판(12)과 대응되며 진동판(12)이 변형될때 액실(14)의 압력이 변하면서 기록액(20)이 액적의 상태로 노즐(19)을 거쳐 용지에 분사된다.In addition, a flow path plate 13 covering the lower portion of the substrate 10 is provided, and the flow path plate 13 is formed with a liquid chamber 14 corresponding to the space 11 so as to accommodate the recording liquid 20. In addition, a nozzle plate 18 coupled to the lower portion of the flow path plate 13 is provided, and the nozzle plate 18 is formed with a nozzle 19 corresponding to the liquid chamber 14 formed in the flow path plate 13. In addition, the nozzle 19 corresponds to the diaphragm 12 exposed toward the liquid chamber 14, and the pressure of the liquid chamber 14 changes when the diaphragm 12 is deformed, and the recording liquid 20 is in the state of droplets. Is sprayed onto the paper via

이처럼 구성된 본 발명 다른 실시예는 기판(10)의 상부에 박막형상기억합금(12a)이 형성된 뒤 제2박막(12b)이 박막형상기억합금(12a)의 상부에 증착된다. 이후 에칭에 의해 기판(10)의 하부에 공간부(11)가 형성되면 진동판(12)은 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 휨변형된다. 이처럼 휨변형된 상태에서 박막형상기억합금(12a)을 가열하면 진동판(12)이 평판의 상태로 변형되고 이후 냉각되면 초기상태로 휨변형된다. 또한 진동판(12)이 휨변형되는 과정에서 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 복원력이 강화됨으로 작동주파수가 증가된다.According to another exemplary embodiment of the present invention configured as described above, after the thin film-type storage alloy 12a is formed on the substrate 10, the second thin film 12b is deposited on the thin-film storage alloy 12a. Then, when the space 11 is formed in the lower portion of the substrate 10 by etching, the diaphragm 12 is deflected by the residual compressive stress of the second thin film 12b. When the thin film-shaped retaining alloy 12a is heated in the warped state as described above, the diaphragm 12 is deformed into a state of a flat plate, and then, when cooled, the warp strained to an initial state. In addition, since the restoring force is strengthened by the residual compressive stress of the second thin film 12b during the bending deformation of the diaphragm 12, the operating frequency is increased.

제13도는 본 발명 또다른 실시예의 분사장치의 단면도로서, 본 발명 한 실시예와 동일 구성요소는 동일 부호를 사용하여 본 발명을 설명한다. 본 발명 또다른 실시예는 기판(10)의 하부에 진동판(12)이 형성되고 기판(10)의 상부에 유로판(13)과 노즐플레이트(18)가 각각 형성된 것이다. 즉 박막형상기억합금(12a)이 가열되지 않은 초기상태에서 진동판(12)이 공간부(11) 내부로 돌출된 상태이고 가열되면 편평해진다. 따라서 진동판(12)이 가열될때 편평해지면서 기록액(20)이 액실(14) 내부로 보충되고 냉각될때 휨변형되면서 액실(14) 내부의 압력이 증가되어 기록액(20)이 분사된다.13 is a cross-sectional view of the injector of another embodiment of the present invention, in which the same components as in the embodiment of the present invention will be described using the same reference numerals. In another embodiment of the present invention, the diaphragm 12 is formed under the substrate 10, and the flow path plate 13 and the nozzle plate 18 are formed on the substrate 10, respectively. That is, when the diaphragm 12 protrudes into the space part 11 in the initial state in which the thin-film-type storage alloy 12a is not heated, it becomes flat when heated. Therefore, when the diaphragm 12 is heated, the recording liquid 20 is replenished into the liquid chamber 14 while being deflected when cooled, and the pressure inside the liquid chamber 14 is increased to eject the recording liquid 20.

제14도는 본 발명 또다른 실시예의 분사장치의 단면도로서, 본 발명 한 실시예와 동일 구성요소는 동일 부호를 사용하여 본 발명을 설명한다. 본 발명 또다른 실시예은 제2박막(12b)을 복수개 사용한 것으로서, 제2박막을 서로다른 재질로 구성할 수 있다. (가)는 박막형상기억합금(12a)의 저부에 2개의 제2박막(12b)이 형성된 것이고 (나)는 박막형상기억합금(12a)의 상,하부에 제2박막(12b)이 각각 형성된 상태이다. 이처럼 구성하면 진동판(12)의 복원력을 더욱 강화시킬 수 있으며 필요한 변위량을 더욱 쉽게 구현할 수 있다. 또한 진동판(12)의 내구성을 증가시켜 신뢰성이 확보된다.14 is a cross-sectional view of the injector of another embodiment of the present invention, in which the same components as in the embodiment of the present invention will be described with the same reference numerals. Another embodiment of the present invention uses a plurality of second thin films 12b, and the second thin films may be formed of different materials. (A) Two second thin films 12b are formed at the bottom of the thin film storage alloy 12a. (B) Second thin films 12b are formed at the top and bottom of the thin film storage alloy 12a. It is a state. This configuration can further reinforce the restoring force of the diaphragm 12 and more easily implement the required displacement amount. In addition, reliability is secured by increasing the durability of the diaphragm 12.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 박막형상기억합금의 온도가 변함에 따라 진동판의 진동에 의해 기록액이 분사된다. 또한 잔류압축응력을 갖는 제2박막이 결합되어 냉각시 초기상태(휨변형상태)로 복원될때 그 잔류압축응력에 의해 복원력이 강화됨으로 작동주파수가 증가된다. 또한 진동판은 변위량이 크기 때문에 기판에 형성된 각 공간부와 유로판에 형성된 각 액실을 작게할 수 있어 프린트헤드의 전체 크기가 줄어들며 소형으로 제작할 수 있어 노즐의 결집도를 높여 고해상도 달성에 유리하다.As described above, according to the present invention, the recording liquid is injected by the vibration of the diaphragm as the temperature of the thin film-type storage alloy is changed. In addition, when the second thin film having residual compressive stress is combined and restored to an initial state (bending deformation state) upon cooling, the restoring force is enhanced by the residual compressive stress, thereby increasing the operating frequency. In addition, since the diaphragm has a large displacement amount, each space part formed in the substrate and each liquid chamber formed in the flow path plate can be made small, so that the overall size of the print head can be reduced and made small, which is advantageous for achieving high resolution by increasing the degree of aggregation of the nozzle.

또한 제2박막에 의해 진동판의 강도가 증가되어 외부충격에 따르는 파손의 우려가 적다. 또한 발생력이 크기 때문에 기록액을 밀어내는 힘이 증가되어 노즐의 막힘이 감소되어 신뢰성이 향상되며 또한 기록액의 액적크기를 충분히 작게할 수 있어 고화질 달성에 유리하다. 또한 구동전압은 10볼트 이하임으로 구동회로 설계 및 제작이 용이하고, 기존의 반도체 공정과 에칭공정을 이용하여 진동판을 쉽게 구현할 수 있으므로 양산성이 향상되고 구조가 간소화되는 등의 효과가 있다.In addition, the strength of the diaphragm is increased by the second thin film, so there is little fear of damage due to external impact. In addition, since the generating force is large, the pushing force of the recording liquid is increased to reduce the clogging of the nozzle, thereby improving reliability, and the droplet size of the recording liquid can be sufficiently reduced, which is advantageous for achieving high image quality. In addition, since the driving voltage is less than 10 volts, it is easy to design and manufacture the driving circuit, and the diaphragm can be easily implemented using the existing semiconductor process and the etching process, thereby improving mass productivity and simplifying the structure.

Claims (19)

온도변화에 따라 형상변화 되는 형상기억합금 재질의 박막형상기억합금(12a)과 상기 박막형상기억합금(12a)에 결합되어 그 형상변화량을 조절하는 적어도 1개 이상의 제2박막(12b)을 갖는 진동판(12)과,Vibration plate having at least one second thin film 12b of the shape memory alloy material which changes shape according to temperature change and is coupled to the thin film shape memory alloy 12a and the thin film shape memory alloy 12a to control the shape change amount. 12, 상기 박막형상기억합금(12a)의 온도변화를 발생시키는 전원공급부(21)와,A power supply unit 21 for generating a temperature change of the thin film-type storage alloy 12a; 상기 박막형상기억합금(12a) 위에 설치되고 기록액(20)을 저장하기 위한 액실(14)이 형성되어 있으며 상기 액실(14)을 둘러싼 벽면의 일측에 상기 기록액(20)이 유입되도록 유로(16)가 형성된 유로판(13)과,A liquid chamber 14 is formed on the thin film-shaped storage alloy 12a to store the recording liquid 20 and a flow path is formed such that the recording liquid 20 flows into one side of a wall surface surrounding the liquid chamber 14. A flow path plate 13 on which 16 is formed, 그리고 상기 유로판(13) 위에 설치되고 상기 박막(12)이 형상변화될때 상기 기록액(20)이 액적의 형태로 분사될 수 있도록 상기 유로판(13)의 액실(14) 면적보다 작은 면의 노즐(19)이 형성된 노즐플레이트(18)를 구비하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And a surface smaller than the area of the liquid chamber 14 of the flow path plate 13 so that the recording liquid 20 can be sprayed in the form of droplets when the thin film 12 is changed in shape. A recording liquid jetting apparatus for a printhead, comprising a nozzle plate (18) having a nozzle (19) formed thereon. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막형상기억합금(12a)은 티타늄(Ti)과 니켈(Ni)을 주성분으로한 형상기억합금임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the thin film-shaped storage alloy (12a) is a shape memory alloy composed mainly of titanium (Ti) and nickel (Ni). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 박막형상기억합금(12a)은 상변화 온도차를 작게하여 작동주파수를 높이기 위해 구리(Cu)가 더 첨가된 형상기억합금임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the thin film-shaped storage alloy (12a) is a shape memory alloy to which copper (Cu) is further added to reduce the phase change temperature difference to increase the operating frequency. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막형상기억합금(12a)은 그 두께가 약 0.3μm~5μm임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the thin film-shaped storage alloy (12a) has a thickness of about 0.3 μm to 5 μm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2박막(12b) 그 두께가 약 0.1μm~3μm임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the second thin film (12b) has a thickness of about 0.1 μm to 3 μm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2박막(12b)은 열산화규소(SiO2)를 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the second thin film (12b) comprises thermal silicon oxide (SiO 2 ). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2박막(12b)은 폴리실리콘을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the second thin film (12b) is made of polysilicon. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원공급부(21)는 상기 박막형상기억합금(12a)이 자체저항에 의해 발열되도록 상기 박막형상기억합금(12a)의 양단으로 결합되는 전극(21a)을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The power supply unit 21 has a printhead recording comprising: electrodes 21a coupled to both ends of the thin-film-type storage alloy 12a so that the thin-film-type storage alloy 12a generates heat by its own resistance. Liquid injectors. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전원공급부(21)는 상기 진동판(12)의 일측면에 형성되어 인가되는 전원에 의해 상기 박막형상기억합금(12a)을 가열시키는 히터(21b)를 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The power supply unit 21 includes a heater 21b for heating the thin film-shaped storage alloy 12a by a power source which is formed on one side of the diaphragm 12 and applied thereto. Injector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동판(12)의 일측면에 형성되어 상기 박막형상기억합금(12a)이 가열된 뒤 냉각될때 그 열기를 방열시키는 방열막(12c)을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And a heat dissipation film (12c) formed on one side of the diaphragm (12) to dissipate the heat when the thin film-shaped retaining alloy (12a) is heated and cooled. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 방열막(12c)은 그 두께가 약 0.5μm~3μm임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And the heat radiating film (12c) has a thickness of about 0.5 μm to 3 μm. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 방열막(12c)은 열전도도가 좋은 니켈(Ni)을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The heat dissipation film 12c includes nickel (Ni) having good thermal conductivity. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동판(12) 밑에 설치되고 상기 진동판(12)이 형상변화를 할 수 있도록 공간부(11)가 형성된 기판(10)을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And a substrate (10) installed under the diaphragm (12) and having a space (11) formed therein so that the diaphragm (12) can change shape. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 진동판(12)이 상기 공간부(11)로 노출되어 실질적으로 형상변화되는 면적은 그 폭(b)이 100μm~500μm이고, 그 길이(a)가 100μm~300μm임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The area where the diaphragm 12 is exposed to the space portion 11 and is substantially changed in shape has a width b of 100 μm to 500 μm and a length a of 100 μm to 300 μm. Liquid injectors. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 기판(10)은 단결정 실리콘 재질을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The substrate 10 is a recording liquid jetting apparatus of the printhead, characterized in that the single crystal silicon material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동판(12)은 상기 박막형상기억합금(12a)을 모상 종료온도로 가열하여 모상으로 변화되면 평판의 형태가 되고 마르텐사이트 종료온도로 냉각하여 마르텐사이트로 변화되면 상기 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 휨변형됨을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The diaphragm 12 is heated to the end phase of the thin film-shaped retaining alloy 12a to form a flat plate, and is converted into martensite by cooling to the end point of martensite. The diaphragm 12b of the second thin film 12b A recording liquid jetting apparatus for a print head, characterized by bending deformation caused by residual compressive stress. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 박막형상기억합금(12a)의 모상 종료온도는 약 50℃~90℃이고, 상기 마르텐사이트 종료온도는 약 40℃~70℃임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.And a mother phase end temperature of the thin film-type storage alloy 12a is about 50 ° C to 90 ° C, and the martensite end temperature is about 40 ° C to 70 ° C. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 박막형상기억합금(12a)은 모상으로 가열된 뒤 마르텐사이트로 냉각되기까지의 시간이 약 200μsec 이하이며 작동주파수는 5kHz 이상임을 특징으로 하는 프린트헤드의 기록액 분사장치.The thin film-shaped retaining alloy (12a) is a recording liquid jetting apparatus of the printhead, characterized in that the time from the heating to the martensite is cooled to about 200μsec or less and the operating frequency is 5kHz or more. 기판(10)에 제2박막(12b)을 형성하여 잔류압축응력을 갖도록 하는 단계(100)와,Forming a second thin film 12b on the substrate 10 to have residual compressive stress (100); 상기 제2박막(12b) 위에 박막형상기억합금(12a)을 증착하여 진동판(12)을 형성하는 단계(101)와,Forming a diaphragm 12 by depositing a thin film-type storage alloy 12a on the second thin film 12b; 상기 박막형상기억합금(12a)을 열처리하여 평판을 모상으로 기억하게 하는 단계(102)와,Heat-treating the thin-film-type retaining alloy 12a to store a flat plate as a matrix; 상기 박막형상기억합금(12a)을 냉각하여 마르텐사이트가 되도록 하는 단계(1036)와,Cooling the thin film-shaped storage alloy 12a to form martensite (1036); 상기 기판(10)의 일부를 에칭하여 상기 진동판(12)의 일부가 노출되도록 하는 단계(104)와,Etching a portion of the substrate 10 to expose a portion of the diaphragm 12 (104); 상기 진동판(12)의 노출부위가 상기 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 휨변형되는 단계(105)와,The step 105 of bending the exposed portion of the diaphragm 12 by the residual compressive stress of the second thin film 12b; 상기 박막형상기억합금(12a)이 가열되어 평판의 형태로 되면서 기록액(20)이 분사되는 단계(106)와,A step 106 in which the recording liquid 20 is sprayed while the thin film-shaped storage alloy 12a is heated to form a flat plate; 상기 박막형상기억합금(12a)이 냉각되어 마르텐사이트로 되면 상기 제2박막(12b)의 잔류압축응력에 의해 휨변형되면서 액실(14) 내부로 상기 기록액(20)이 보충되는 단계(107)와,When the thin film-shaped storage alloy 12a is cooled to become martensite, the recording liquid 20 is replenished into the liquid chamber 14 while being warped by the residual compressive stress of the second thin film 12b. Wow, 그리고 상기 박막형상기억합금(12a)의 온도변화에 따라 위의 각 단계(106),(107)가 반복되면서 상기 기록액(20)이 액적의 상태로 분사되어 인쇄되는 단계(108)를 구비하는 프린트헤드의 기록액 분사방법.And repeating the above-described steps 106 and 107 according to the temperature change of the thin film-shaped storage alloy 12a, and the recording liquid 20 is sprayed and printed in the state of droplets 108. Method of spraying the recording liquid on the printhead.
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