KR20100136499A

KR20100136499A - Thermal bend actuator comprising bent active beam having resistive heating bars

Info

Publication number: KR20100136499A
Application number: KR1020107022841A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 존 맥어보이; 미스티 배그냇; 빈센트 패트릭 롤러; 키아 실버브룩
Original assignee: 실버브룩 리서치 피티와이 리미티드
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2010-12-28
Also published as: EP2285575A4; JP2011519754A; EP2285575B1; JP5368551B2; CA2719106C; KR101270371B1; EP2285575A1; CA2719106A1; WO2009135245A1

Abstract

서멀 벤드 액츄에이터는 (a)액츄에이터의 일단에 위치하는 한 쌍의 전기접점;(b)전기접점에 연결되어 전기접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에서 굽은 전류 흐름 통로를 형성하는 능동 빔;(c) 능동 빔에 융착된 수동 빔 을 포함한다. 전류가 능동 빔을 통해 지나갈 때, 능동 빔은 가열되어 수동 빔에 대하여 팽창하여 결과적으로 액츄에이터의 벤딩을 일으킨다. 능동 빔은 전류 흐름 통로의 다른 부분보다 상대적으로 작은 단면적을 갖는 저항 가열 바아를 포함한다. 능동 빔의 가열은 가열 바아 내로 집중된다.The thermal bend actuator comprises: (a) a pair of electrical contacts located at one end of the actuator; (b) an active beam connected to the electrical contacts, extending longitudinally from the electrical contacts, and forming a curved current flow path between the electrical contacts; (c) a passive beam fused to the active beam. When current passes through the active beam, the active beam heats up and expands with respect to the passive beam, resulting in bending of the actuator. The active beam includes a resistive heating bar having a relatively small cross-sectional area than other portions of the current flow path. The heating of the active beam is concentrated into the heating bar.

Description

TECHNICAL FIELD A thermal bend actuator comprising a curved active beam with a resistive heating bar.THERMAL BEND ACTUATOR COMPRISING BENT ACTIVE BEAM HAVING RESISTIVE HEATING BARS

본 발명은 잉크젯 노즐 조립체에 관한 것으로, 주로 서멀 벤드로 작동되는 잉크젯 노즐의 효율을 개선하기 위해 개발된 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inkjet nozzle assembly, and is primarily developed to improve the efficiency of an inkjet nozzle operated with a thermal bend.

본 출원인은 서멀 벤드 액츄에이션(thermal bend acutation)을 사용하는 다수의 MEMS 잉크젯 노즐에 대해서 앞서 설명하였다. 서멀 벤드 액츄에이션은 일반적으로 어떤 하나의 재료에 대하여 전류가 통과하는 다른 재료의 열 팽창에 의해 발생되는 굽힘 운동(bend movement)을 말한다. 결과적으로 발생하는 굽힘 운동은 노즐 챔버(nozzle chamber) 내에서 압력파(pressure wave)를 일으키는, 패들(paddle) 또는 베인(vane)의 운동을 선택적으로 거쳐 노즐 개구로부터 잉크를 분사하는데 사용될 수 있다.Applicant has previously described a number of MEMS inkjet nozzles using thermal bend acutation. Thermal bend actuation generally refers to bend movement caused by the thermal expansion of another material through which a current passes through one material. The resulting bending motion can be used to eject ink from the nozzle opening selectively through the movement of a paddle or vane, causing a pressure wave in the nozzle chamber.

몇가지 대표적인 유형의 서멀 벤드 잉크젯 노즐은 위에 열거한 특허들 또는 특허출원들에 예시되어 있고, 상기 특허들 또는 특허출원들의 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.Some representative types of thermal bend inkjet nozzles are illustrated in the patents or patent applications listed above, the contents of which are incorporated herein by reference.

본 출원인의 미국특허 제6,416,167호는 노즐 챔버 내에 위치된 패들과 노즐 챔버의 외부에 위치된 서멀 벤드 액츄에이터를 갖는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이 액츄에이터는 비도전성 재료(non-conductive material, 예를 들면, 이산화 실리콘)의 상부 수동 빔(upper passive beam)에 융착된(fused) 도전성 재료(예를 들면, 질화티타늄)의 하부 능동 빔(lower active beam)의 형태를 취한다. 상기 액츄에이터는 노즐 챔버의 벽에 형성된 슬롯(slot)을 통하여 수용되는 아암(arm)을 거쳐 패들에 연결된다. 전류가 하부 능동 빔을 통과할 때, 액츄에이터는 위쪽으로 구부려지고, 패들은 노즐 챔버의 천정(roof)에 형성된 노즐 개구를 향하여 움직이고, 이에 의해 잉크방울이 분사된다. 이러한 디자인은, 구성이 간소화된다는 이점이 있다. 이러한 설계구조의 단점은, 패들의 양쪽 면이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성이 있는 잉크에 역작용한다는 것이다.Applicant's US Pat. No. 6,416,167 describes an inkjet nozzle having a paddle located in the nozzle chamber and a thermal bend actuator located outside of the nozzle chamber. The actuator is a lower active beam of a conductive material (e.g. titanium nitride) fused to an upper passive beam of a non-conductive material (e.g. silicon dioxide). active beam). The actuator is connected to the paddle via an arm that is received through a slot formed in the wall of the nozzle chamber. As the current passes through the lower active beam, the actuator is bent upwards and the paddle moves toward the nozzle opening formed in the roof of the nozzle chamber, whereby ink droplets are ejected. This design has the advantage that the configuration is simplified. The disadvantage of this design is that both sides of the paddle counteract the relatively viscous ink inside the nozzle chamber.

본 출원인의 미국특허 제6,260,953호는, 액츄에이터가 노즐 챔버의 이동식 천정부(moving roof portion)를 형성하는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이 액츄에이터는 폴리머 재료에 의해 밀봉된 도전성 재료의 사행(蛇行)형 코어(serpentine core)의 형태를 취한다. 작동시에, 액츄에이터는 노즐 챔버의 바닥을 향하여 구부려져, 챔버 내의 압력을 증가시키고 챔버의 천정부에 형성된 노즐 개구로부터 잉크방울을 밀어낸다. 노즐 개구는 천정부의 비이동부(non-moving portion)에 형성된다. 이러한 디자인의 이점은, 이동식 천정부의 한쪽 면만이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성을 갖는 잉크에 역작용한다는 것이다. 이러한 디자인의 단점은, 폴리머 재료에 의해 밀봉된 사행형 도전성 소자(element)로 액츄에이터를 형성하는 것이 MEMS 제작 프로세스에서 달성하기가 어렵다는 것이다.Applicant's US Pat. No. 6,260,953 describes an inkjet nozzle wherein the actuator forms a moving roof portion of the nozzle chamber. This actuator takes the form of a serpentine core of a conductive material sealed by a polymer material. In operation, the actuator is bent toward the bottom of the nozzle chamber, increasing pressure in the chamber and pushing ink droplets out of the nozzle openings formed in the ceiling of the chamber. The nozzle opening is formed in the non-moving portion of the ceiling. The advantage of this design is that only one side of the movable ceiling counteracts the relatively viscous ink inside the nozzle chamber. A disadvantage of this design is that it is difficult to form an actuator in a MEMS fabrication process to form an actuator with a meandering conductive element sealed by a polymeric material.

본 출원인의 미국특허 제6,623,101호는 내부에 노즐 개구가 형성된 이동식 천정부를 갖는 노즐 챔버를 포함하는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이동식 천정부는 노즐 챔버의 외부에 위치된 서멀 벤드 액츄에이터에 아암을 거쳐 연결되어 있다. 이 액츄에이터는, 하부 수동 빔과 이격된 상부 능동 빔의 형태를 취한다. 능동 빔과 수동빔을 이격함으로써, 수동 빔이 능동 빔에 대한 히트 싱크(heat sink)로서 작용할 수 없기 때문에 서멀 벤드효율이 최대화된다. 전류가 상부 능동 빔을 통과할 때, 내부에 형성된 노즐 개구를 갖는 이동식 천정부는 노즐 챔버의 바닥을 향하여 회전하게 되고, 이에 의해 노즐 개구를 통하여 분사된다. 노즐 개구가 천정부와 함께 이동하므로, 잉크방울의 비행방향(flight direction)은 노즐 가장자리(rim)의 적절한 형상 변경에 의해 제어될 수 있다. 이러한 디자인의 이점은, 이동식 천정부의 한쪽 면만이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성을 갖는 잉크에 역작용한다는 것이다. 또 다른 이점은, 능동 빔과 수동 빔 부재들을 이격함으로써 열손실이 최소라는 것이다. 이러한 디자인의 단점은, 능동 빔과 수동 빔 부재들을 이격할 때 구조적 강성이 부족하다는 것이다. Applicant's US Pat. No. 6,623,101 describes an inkjet nozzle comprising a nozzle chamber having a movable ceiling having a nozzle opening formed therein. The movable ceiling is connected via an arm to a thermal bend actuator located outside of the nozzle chamber. The actuator takes the form of an upper active beam spaced apart from the lower passive beam. By spacing the active beam and the passive beam, the thermal bend efficiency is maximized because the passive beam cannot act as a heat sink for the active beam. When the current passes through the upper active beam, the movable ceiling with the nozzle opening formed therein rotates toward the bottom of the nozzle chamber, thereby being injected through the nozzle opening. Since the nozzle opening moves with the ceiling, the flight direction of the ink droplets can be controlled by appropriate shape change of the nozzle rim. The advantage of this design is that only one side of the movable ceiling counteracts the relatively viscous ink inside the nozzle chamber. Another advantage is that the heat loss is minimal by separating the active and passive beam members. The disadvantage of this design is the lack of structural stiffness when spacing the active and passive beam members.

서멀 벤드 액츄에이터의 벤드 작동 효율을 개선할 필요가 있다.There is a need to improve the bend operation efficiency of the thermal bend actuator.

발명의 요약Summary of the Invention

제1 형태에 있어서, 본 발명은In a first aspect, the present invention

액츄에이터의 일단에 위치한 한 쌍의 전기접점; A pair of electrical contacts located at one end of the actuator;

상기 전기접점에 연결되어 상기 접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하는 능동 빔; 및,An active beam connected to the electrical contact and extending longitudinally from the contact and forming a curved current flow path between the electrical contacts; And,

전류가 능동 빔을 통해 지나갈 때, 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 벤딩 되도록, 상기 능동 빔에 융착되는 수동 빔;을 포함하는 서멀 벤드 액츄에이터로서,A passive bend actuator comprising: a passive beam fused to the active beam such that when the current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam, resulting in bending the actuator.

상기 능동 빔은 적어도 하나의 저항 가열 바아(resistive heating bar)를 포함하고, 상기 능동 빔의 가열이 상기 가열 바아에 집중되도록, 상기 가열 바아는 상기 전류 흐름 통로의 다른 부분보다도 상대적으로 더 작은 단면적을 가지는 서멀 벤드 액츄에이터를 제공한다.
The active beam includes at least one resistive heating bar, and the heating bar has a relatively smaller cross-sectional area than other portions of the current flow path so that the heating of the active beam is concentrated on the heating bar. Branches provide a thermal bend actuator.

선택적으로, 상기 능동 빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗은 제1 아암, 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗은 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함한다.
Optionally, said active beam comprises a first arm extending longitudinally from a first contact, a second arm extending longitudinally from a second contact, and a connecting member connecting said first and second arms.

선택적으로, 상기 제1 및 제2 아암은 각각 저항 가열 바아를 포함한다.
Optionally, said first and second arms each comprise a resistance heating bar.

선택적으로, 상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 아암의 말단부(distal end)와 상호 연결되고, 상기 말단부는 상기 전기접점에 대하여 말단(distal)이다.
Optionally, the connecting member is interconnected with a distal end of the first and second arms, the distal end being distal to the electrical contact.

선택적으로, 상기 적어도 하나의 저항 가열 바아는 상기 전류 흐름 통로의 다른 부분의 단면적보다 적어도 1.5배 작은 단면적을 갖는다.
Optionally, said at least one resistive heating bar has a cross-sectional area that is at least 1.5 times smaller than the cross-sectional area of another portion of said current flow passage.

선택적으로, 상기 적어도 하나의 저항 가열 바아는 3마이크론 미만의 폭을 갖는다.
Optionally, said at least one resistive heating bar has a width of less than 3 microns.

선택적으로, 상기 연결부재는 상기 능동 빔의 총 체적의 적어도 30%를 차지한다.
Optionally, said connecting member comprises at least 30% of the total volume of said active beam.

선택적으로, 상기 능동 빔은 상기 한 쌍의 전기접점을 통하여 구동 회로에 연결된다.
Optionally, the active beam is connected to a drive circuit through the pair of electrical contacts.

선택적으로, 상기 구동 회로는 작동펄스(actuation pulse)를 상기 능동 빔으로 전달하도록 형성되고, 각 작동펄스는 0.2마이크로세컨드 미만의 펄스 폭을 갖는다.
Optionally, the drive circuit is configured to deliver an actuation pulse to the active beam, each acting pulse having a pulse width of less than 0.2 microseconds.

선택적으로, 상기 능동 빔은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 바나듐-알루미늄 합금으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 구성된다.
Optionally, the active beam is comprised of a material selected from the group consisting of titanium nitride, titanium aluminum nitride and vanadium-aluminum alloys.

선택적으로, 상기 수동 빔은 이산화실리콘, 질화실리콘 및 산질화실리콘(silicon oxynitride)으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 구성된다.
Optionally, the passive beam is comprised of a material selected from the group consisting of silicon dioxide, silicon nitride and silicon oxynitride.

또 다른 형태에 있어서, In another form,

노즐 개구와 잉크 유입구(inlet)를 갖는 노즐 챔버;A nozzle chamber having a nozzle opening and an ink inlet;

잉크젯 노즐 조립체의 일단에 위치하여 구동 회로에 연결되는 한 쌍의 전기접점; 및,A pair of electrical contacts located at one end of the inkjet nozzle assembly and connected to the drive circuit; And,

노즐 개구를 통해 잉크를 분사하는 서멀 벤드 액츄에이터;를 포함하고,A thermal bend actuator for injecting ink through the nozzle opening;

상기 액츄에이터는, The actuator is

상기 전기접점에 연결되어 상기 접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하는 능동 빔 및,An active beam connected to the electrical contact and extending longitudinally from the contact and forming a curved current flow path between the electrical contacts;

전류가 상기 능동 빔을 통해 지나갈 때, 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 벤딩되도록, 상기 능동 빔에 융착되는 수동 빔을 포함하는 잉크젯 노즐 조립체로서,An inkjet nozzle assembly comprising a passive beam fused to the active beam such that when current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam, resulting in bending the actuator,

상기 능동 빔은 저항 가열 바아를 포함하고, 상기 능동 빔의 가열이 상기 적어도 하나의 가열 바아에 집중되도록, 상기 가열 바아는 상기 전류 흐름 통로의 다른 부분보다도 상대적으로 더 작은 단면적을 가지는 잉크젯 노즐 조립체가 제공된다.
The active beam includes a resistive heating bar, and the heating bar has an inkjet nozzle assembly having a relatively smaller cross-sectional area than other portions of the current flow path so that the heating of the active beam is concentrated on the at least one heating bar. Is provided.

선택적으로, 상기 노즐 챔버는 바닥(floor)과 이동부을 갖는 천정(roof)을 포함하며, 그것에 의해 상기 액츄에이터의 작동이 상기 이동부를 상기 바닥으로 향해 이동시킨다.
Optionally, the nozzle chamber comprises a roof having a floor and a moving portion, whereby the actuation of the actuator moves the moving portion toward the bottom.

선택적으로, 상기 이동부는 상기 액츄에이터를 포함한다.
Optionally, said moving part comprises said actuator.

선택적으로, 노즐 개구가 바닥에 대하여 이동할 수 있도록, 노즐 개구는 이동부내에 형성된다.
Optionally, the nozzle opening is formed in the moving portion so that the nozzle opening can move relative to the floor.

선택적으로, 액츄에이터는 노즐 개구에 대하여 이동가능하다.
Optionally, the actuator is movable relative to the nozzle opening.

선택적으로, 상기 능동 빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗은 제1 아암, 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗은 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 각 아암은 각각 저항 가열 바아를 포함한다.
Optionally, said active beam comprises a first arm extending longitudinally from a first contact, a second arm extending longitudinally from a second contact, and a connecting member connecting said first and second arms, said respective arms Each comprises a resistive heating bar.

선택적으로, 상기 저항 가열 바아들 모두는 상기 능동 빔의 총 체적의 50%미만을 차지한다.
Optionally, all of the resistive heating bars occupy less than 50% of the total volume of the active beam.

선택적으로, 상기 구동 회로는 작동펄스를 상기 능동 빔으로 전달하도록 형성되고, 각 작동펄스는 0.2마이크로세컨드 미만의 펄스 폭을 갖는다.
Optionally, the drive circuit is configured to deliver an operating pulse to the active beam, each operating pulse having a pulse width of less than 0.2 microseconds.

또 다른 형태에 있어서, 복수의 노즐 조립체를 포함하는 잉크젯 프린트헤드로서,In yet another aspect, an inkjet printhead comprising a plurality of nozzle assemblies,

노즐 개구와 잉크 유입구를 갖는 노즐 챔버;A nozzle chamber having a nozzle opening and an ink inlet;

상기 노즐 조립체의 일단에 위치하여 구동 회로에 연결되는 한 쌍의 전기접점; 및,A pair of electrical contacts located at one end of the nozzle assembly and connected to a drive circuit; And,

상기 액츄에이터는, The actuator is

전류가 상기 능동 빔을 통해 지나갈 때, 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 벤딩되도록, 상기 능동 빔에 융착되는 수동 빔을 포함하고, A passive beam fused to the active beam so that when current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam and consequently the actuator bends,

상기 능동 빔은 저항 가열 바아를 포함하고, 상기 능동 빔의 가열이 상기 적어도 하나의 가열 바아에 집중되도록, 상기 가열 바아는 상기 전류 흐름 통로의 다른 부분보다도 상대적으로 더 작은 단면적을 가지는, 복수의 노즐 조립체를 포함하는 잉크젯 프린트헤드가 제공된다.
The plurality of nozzles having a relatively smaller cross-sectional area than other portions of the current flow path such that the active beam includes a resistive heating bar and the heating of the active beam is concentrated on the at least one heating bar. An inkjet printhead is provided that includes an assembly.

제2 형태에 있어서 본 발명은, 수동 빔에 융착된 능동 빔을 갖는 서멀 벤드 액츄에이터를 작동시키는 방법을 제공하며, 상기 방법은 상기 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔의 열탄성 팽창과 상기 액츄에이터의 벤딩을 일으키기 위해 상기 능동 빔을 통해 전류를 통과시키는 것을 포함하며, 상기 전류는 0.2마이크로세컨드 미만의 펄스 폭을 갖는 작동펄스로 전달된다.
In a second aspect, the present invention provides a method of operating a thermal bend actuator having an active beam fused to a passive beam, said method being capable of thermoelastic expansion of said active beam and bending of said actuator relative to said passive beam. Passing a current through the active beam to cause the current to be delivered to an operating pulse having a pulse width of less than 0.2 microseconds.

선택적으로, 상기 펄스 폭은 0.1마이크로세컨드 이하이다.
Optionally, the pulse width is less than 0.1 microseconds.

선택적으로, 상기 작동펄스로 전달되는 총 에너지량은 200nJ미만이다.
Optionally, the total amount of energy delivered to the actuation pulse is less than 200 nJ.

선택적으로, 상기 각 작동펄스로 전달되는 총 에너지량은 150nJ미만이다.
Optionally, the total amount of energy delivered to each of the working pulses is less than 150 nJ.

선택적으로, 상기 작동펄스는 적어도 2.0m/s에서 상기 벤드 액츄에이터의 피크 편향 속도(peak deflection velocity)를 일으킨다
Optionally, the actuation pulses produce a peak deflection velocity of the bend actuator at least 2.0 m / s.

선택적으로, 상기 능동 빔은 저항 가열 바아를 포함하고, 상기 가열 바아는 상기 능동 빔의 가열이 상기 적어도 하나의 가열 바아에 집중되도록, 상기 가열 바아는 상기 능동 빔의 다른 부분보다도 상대적으로 더 작은 단면적을 가진다.
Optionally, said active beam comprises a resistive heating bar, said heating bar having a relatively smaller cross-sectional area than other portions of said active beam such that heating of said active beam is concentrated on said at least one heating bar. Has

선택적으로, 상기 서멀 벤드 액츄에이터는Optionally, the thermal bend actuator is

전류가 상기 능동 빔을 통해 지나갈 때, 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 벤딩되도록, 상기 능동 빔에 융착되는 수동 빔;을 포함하는 서멀 벤드 액츄에이터로서,A thermal bend actuator comprising: a passive beam fused to the active beam such that when the current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam, resulting in bending the actuator.

상기 능동 빔은 저항 가열 바아를 포함하고, 상기 능동 빔의 가열이 상기 적어도 하나의 가열 바아에 집중되도록, 상기 가열 바아는 상기 전류 흐름 통로의 다른 부분보다도 상대적으로 더 작은 단면적을 갖는다.
The active beam includes a resistive heating bar and the heating bar has a relatively smaller cross-sectional area than other portions of the current flow path so that the heating of the active beam is concentrated on the at least one heating bar.

선택적으로, 상기 각 제1 및 제2 아암은 각각 저항 가열 바아를 포함한다.
Optionally, said first and second arms each comprise a resistance heating bar.

선택적으로, 상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 아암의 말단부(distal end)와 상호 연결되고, 상기 말단부는 상기 전기접점에 대하여 말단이다.
Optionally, the connecting member is interconnected with distal ends of the first and second arms, the distal end being distal to the electrical contact.

선택적으로, 상기 적어도 하나의 저항 가열 바아는 상기 능동 빔의 다른 부분의 단면적보다 적어도 1.5배 더 작은 단면적을 갖는다.
Optionally, said at least one resistive heating bar has a cross-sectional area that is at least 1.5 times smaller than the cross-sectional area of another portion of said active beam.

선택적으로, 상기 능동 빔은 상기 한 쌍의 전기접점을 통해 구동 회로에 연결되고, 상기 구동 회로는 상기 작동펄스를 상기 능동 빔으로 전달하도록 구성된다.Optionally, the active beam is coupled to a drive circuit through the pair of electrical contacts, and the drive circuit is configured to deliver the actuation pulse to the active beam.

선택적으로, 상기 수동 빔은 이산화실리콘, 질화실리콘, 산질화실리콘으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 구성된다.
Optionally, said passive beam is comprised of a material selected from the group consisting of silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.

또 다른 형태에 있어서, 잉크젯 노즐 조립체로부터 잉크를 분사하는 방법이 제공되며, 상기 노즐 조립체는,In yet another aspect, a method of ejecting ink from an inkjet nozzle assembly is provided, wherein the nozzle assembly comprises:

구동 회로에 연결되는 한 쌍의 전기접점; 및,A pair of electrical contacts connected to the drive circuit; And,

상기 전기접점에 연결되는 능동 빔과 상기 능동 빔에 융착되는 수동 빔을 포함하고, 노즐 개구를 통해 잉크를 분사하는 서멀 벤드 액츄에이터;를 포함하고,A thermal bend actuator including an active beam connected to the electrical contact and a passive beam fused to the active beam, and spraying ink through a nozzle opening;

상기 방법은 상기 수동 빔에 대하여 상기 능동 빔의 열탄성 팽창과 결과적으로 상기 노즐 챔버로부터 잉크를 분사하는 상기 액츄에이터의 벤딩을 일으키기 위해 상기 능동 빔을 통해 전류를 통과시키는 것을 포함하며, 상기 전류는 0.2마이크로세컨드 미만의 펄스 폭을 갖는 작동펄스에 전달된다.
The method includes passing a current through the active beam to cause thermoelastic expansion of the active beam relative to the passive beam and consequently bending of the actuator ejecting ink from the nozzle chamber, the current being 0.2 It is delivered to an operating pulse with a pulse width of less than microseconds.

선택적으로, 노즐 챔버는 바닥과 이동부를 갖는 천정을 포함하며, 이것에 의해 상기 액츄에이터의 작동은 상기 바닥을 향해 상기 이동부를 이동시킨다.
Optionally, the nozzle chamber includes a ceiling having a bottom and a moving portion, whereby the actuation of the actuator moves the moving portion toward the bottom.

선택적으로, 노즐 개구가 바닥에 대하여 이동가능하도록, 노즐 개구는 이동부내에 형성된다.Optionally, the nozzle opening is formed in the moving portion such that the nozzle opening is movable relative to the floor.

도 1은 부분적으로 제작된(partially-fabricated) 잉크젯 노즐 조립체의 절결 사시도이다.
도 2는 마지막 제조 단계의 완성 후의 도 1에 나타낸 잉크젯 노즐 조립체의 절결 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부분적으로 제조된 잉크젯 노즐 조립체의 절결 사시도이다.
도 4는 다양한 작동펄스 폭을 사용하여 3m/s의 피크 편향 속도를 달성하기 위해 요구되는 에너지 입력의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a cutaway perspective view of a partially-fabricated inkjet nozzle assembly.
FIG. 2 is a cutaway perspective view of the inkjet nozzle assembly shown in FIG. 1 after completion of the last manufacturing step. FIG.
3 is a cutaway perspective view of a partially manufactured inkjet nozzle assembly in accordance with the present invention.
4 is a graph showing the change in energy input required to achieve a peak deflection speed of 3 m / s using various operating pulse widths.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 단지 예로서 설명한다.DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.

본 출원인이 2007년 6월 15일자에 출원하여 그 내용이 본 발명에서 참조로 통합되는 본 출원인의 초기의 미국특허출원 제11/763,440호에 기술된 것처럼, 도 1 및 도 2는 두가지 다른 제조단계에서의 노즐 조립체(100)를 나타낸다.1 and 2 show two different manufacturing steps, as described in the applicant's initial US patent application Ser. No. 11 / 763,440, filed on June 15, 2007, the contents of which are incorporated herein by reference. Nozzle assembly 100 in FIG.

도 1은 능동 빔층(active beam layer) 및 수동 빔층(passive beam layer)의 형상을 묘사하기 위해 부분적으로 형성된 노즐 조립체를 나타낸다. 그러므로, 도 1을 참조하면, CMOS실리콘 기판(102)에 형성된 노즐 조립체(100)가 나타나 있다. 노즐 챔버는 기판(102)으로부터 이격된 천정(104)과 천정으로부터 기판(102)으로 뻗은 측벽(106)으로 형성된다. 상기 천정(104)은 이동부(108)와 고정부(110)로 이루어지며 그 사이에는 틈(109)이 형성된다. 노즐 개구(112)는 잉크분사를 위해 이동부(108) 안에 형성된다.1 shows a nozzle assembly partially formed to depict the shape of an active beam layer and a passive beam layer. Therefore, referring to FIG. 1, a nozzle assembly 100 formed in a CMOS silicon substrate 102 is shown. The nozzle chamber is formed from a ceiling 104 spaced from the substrate 102 and a sidewall 106 extending from the ceiling to the substrate 102. The ceiling 104 is composed of a moving part 108 and a fixing part 110, and a gap 109 is formed therebetween. The nozzle opening 112 is formed in the moving part 108 for ink spraying.

이동부(108)는 하부 수동 빔(116)에 융착된 상부 능동 빔(114)의 형태로 한 쌍의 외팔보 빔을 갖는 서멀 벤드 액츄에이터를 포함한다. 하부 수동 빔(116)은 천정의 이동부(108) 범위내에서 형성된다. 상부 능동 빔(114)은 각각의 전기접점(118A, 118B)으로부터 길이방향으로 뻗은 한 쌍의 아암(114A,114B)을 포함한다. 아암(114A, 114B)은 연결부재(115)에 의해 그것들의 말단부에서 연결된다. 연결부재(115)는 이 연결면적(join region) 주위에서 도전성을 좋게하는 티타늄 도전 패드(117)을 포함한다. 따라서, 능동 빔(114)은 전기접점(118A. 118B) 사이에서 굴곡되거나 구불구불한 도전 통로를 형성한다. The moving part 108 includes a thermal bend actuator having a pair of cantilever beams in the form of an upper active beam 114 fused to the lower passive beam 116. The lower passive beam 116 is formed within the range of the moving part 108 of the ceiling. The upper active beam 114 includes a pair of arms 114A, 114B extending longitudinally from each electrical contact 118A, 118B. Arms 114A and 114B are connected at their distal ends by connecting members 115. The connecting member 115 includes a titanium conductive pad 117 that improves conductivity around this join region. Thus, active beam 114 forms a curved or serpentine conductive path between electrical contacts 118A. 118B.

전기접점(118A,118B)은 노즐 조립체의 일단에서 서로 근접하여 위치하고, 각각 연결지주(connector post)(119)를 통해 기판(102)의 금속CMOS층(120)에 연결된다. CMOS층(120)은 벤드 액츄에이터의 작동을 위한 필수 구동 회로를 포함한다.Electrical contacts 118A and 118B are located close to each other at one end of the nozzle assembly and are connected to the metal CMOS layer 120 of the substrate 102 through connector posts 119, respectively. CMOS layer 120 includes the necessary drive circuitry for the operation of the bend actuator.

수동 빔(116)은 전형적으로, 이산화실리콘, 질화실리콘 등과 같은 어떤 전기적 절연재나 단열재로 이루어진다. 열탄성 능동 빔(114)은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 어떤 적절한 열탄성재로 이루어질 수 있다.The passive beam 116 is typically made of any electrical or thermal insulation such as silicon dioxide, silicon nitride, or the like. The thermoelastic active beam 114 may be made of any suitable thermoelastic material, such as titanium nitride, titanium aluminum nitride, and an aluminum alloy.

본 출원인이 2006년 12월 4일자에 출원한 동시계류 중의 미국출원 제11/607,976호에 서 설명한 것처럼(대리인 사건 No.IJ70US), 높은 열팽창성, 낮은 밀도, 높은 영률(Young's modulus)인 유리한 속성을 갖추기 때문에, 바나듐-알루미늄 합금은 선호되는 재료이다.Advantageous properties of high thermal expansion, low density, and high Young's modulus, as described in U.S. Application No. 11 / 607,976 in co-pending, filed December 4, 2006 by Applicant. Vanadium-aluminum alloys are the preferred material.

도 2를 참조하면, 일련의 제작단계에서 완성된 노즐 조립체(100)를 나타낸다. 도 2에서의 노즐 조립체는 노즐 챔버(122)와 노즐 챔버로 잉크를 공급하기 위한 잉크 주입구(124)를 갖는다. 게다가, 천정 전체는 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 폴리머재(polymeric material)(126)층으로 덮혀있다. 2, the nozzle assembly 100 completed in a series of manufacturing steps is shown. The nozzle assembly in FIG. 2 has a nozzle chamber 122 and an ink inlet 124 for supplying ink to the nozzle chamber. In addition, the entire ceiling is covered with a layer of polymeric material 126, such as polydimethylsiloxane (PDMS).

폴리머층(126)은 벤드 액츄에이터의 보호, 천정(104)의 수소화(hydrophobizing) 및 갭(109)을 위한 기계적인 실(seal)을 제공하는 것을 포함하는 다양한 기능을 갖는다. The polymer layer 126 has a variety of functions, including the protection of the bend actuator, the hydrophobizing of the ceiling 104, and the provision of mechanical seals for the gap 109.

폴리머층(126)은, 노즐 개구(112)를 통한 잉크분사와 작동을 가능하게 하는 충분히 낮은 영률을 갖는다. 제조를 포함하는 폴리머층(126)의 더욱 구체적인 설명은 예를 들면, 2007년 11월 29일자에 출원된 미국특허출원 No.11/946,840호에서 찾을 수 있다. 노즐 챔버(122)로부터 잉크방울의 분사가 요구될 때는, 전류가 전기접점(118)들 사이에서 능동 빔(114)을 통해 흐른다. 능동 빔(114)은 전류에 의해 빨리 가열되어 수동 빔(116)에 대하여 팽창함으로써 이동부(108)를 고정부(110)에 대하여 기판(102)을 향해 아래로 구부린다. 이러한 움직임은, 결과적으로, 노즐 챔버(122)의 내부 압력을 급속히 높임으로써 노즐 개구(112)로부터 잉크분사가 일어나게 한다. 전류의 흐름이 멈추면, 이동부(108)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, 정지위치로 되돌아가게 되어, 다음 분사의 준비를 위해서 유입구(124)에서 노즐 챔버(122)로 잉크를 빨아들인다. The polymer layer 126 has a sufficiently low Young's modulus that enables operation with ink jet through the nozzle opening 112. A more detailed description of the polymer layer 126 including manufacture may be found, for example, in US Patent Application No. 11 / 946,840, filed November 29, 2007. When injection of ink droplets from the nozzle chamber 122 is required, current flows through the active beam 114 between the electrical contacts 118. The active beam 114 is quickly heated by the electric current and expands with respect to the passive beam 116, thereby bending the moving part 108 down toward the substrate 102 with respect to the fixing part 110. This movement results in ink spraying from the nozzle opening 112 by rapidly raising the internal pressure of the nozzle chamber 122. When the flow of current stops, the moving part 108 returns to the stop position, as shown in Figs. 1 and 2, to draw ink from the inlet 124 to the nozzle chamber 122 in preparation for the next injection. .

도 1 및 도2에 나타낸 노즐 설계에서, 벤드 액츄에이터가 적어도 각 노즐 조립체(100)의 이동부(108)의 일부를 형성하는 것은 유리하다. 이것은 이동부(108)의 한쪽 면(one face)만이 비교적 점성을 갖는 잉크에 대해 역작용을 해야만 하므로, In the nozzle design shown in FIGS. 1 and 2, it is advantageous for the bend actuator to form at least part of the moving portion 108 of each nozzle assembly 100. This is because only one face of the moving part 108 has to counteract the relatively viscous ink,

더 높은 분사효율을 제공할 뿐만 아니라, 노즐 조립체(100)의 전체적인 설계와 제조를 단순화시킨다. 그에 비해, 액츄에이터의 양쪽 면이 챔버 내부의 잉크에 역작용을 해야 하므로, 노즐 챔버(122)의 내부에 위치하는 액츄에이터 패들을 갖는 노즐 조립체는 덜 효율적이다. In addition to providing higher injection efficiency, it also simplifies the overall design and manufacture of the nozzle assembly 100. In comparison, nozzle assemblies with actuator paddles located inside the nozzle chamber 122 are less efficient because both sides of the actuator must counteract the ink inside the chamber.

하지만, 여전히 벤드 액츄에이터의 전체적인 효율을 개선할 필요성이 있다. 전류 흐름 통로에서의 급격한 굴곡 때문에 전기손실이 연결부재(115)에서 일어날 수 있으며, 열손실은 능동 층(114)에서 수동 층(116)으로의 열전달에 의해 일어날 수 있다.However, there is still a need to improve the overall efficiency of the bend actuator. Electrical losses may occur in the connecting member 115 because of sharp bending in the current flow path, and heat losses may occur by heat transfer from the active layer 114 to the passive layer 116.

이제 도 3으로 돌아와서, 능동 빔층(114)의 다른 구성을 갖는 부분적으로 제조된 노즐 조립체(200)가 나타나 있다. 명료하게 하기 위해, 도 1 및 도 2에서 사용된 것과 같은 참조번호는 같은 노즐을 표시한다Turning now to FIG. 3, there is shown a partially manufactured nozzle assembly 200 having another configuration of the active beam layer 114. For clarity, the same reference numerals as used in FIGS. 1 and 2 denote the same nozzles.

노즐 조립체(200)는 도 1에 나타낸 노즐 조립체(100)와 동일한 제조 단계에 있다. 물론 노즐 조립체(200)는 도 2에 나타낸 것과 유사한 완성된 노즐 조립체를 제공하도록 계속해서 진행될 수 있다. 하지만, 도 3에서의 부분적으로 제조된 노즐 조립체(200)는 능동 빔층(114)이 돌출한 형상을 가장 잘 묘사한다.The nozzle assembly 200 is in the same manufacturing stage as the nozzle assembly 100 shown in FIG. 1. Of course the nozzle assembly 200 may continue to provide a finished nozzle assembly similar to that shown in FIG. 2. However, the partially fabricated nozzle assembly 200 in FIG. 3 best depicts the shape of the active beam layer 114 protruding.

도 3에서, 능동 빔(114)은, 능동 빔(114)에 의해 형성되는 전류 흐름 통로의 다른 부분보다 횡단면에 있어서(길이방향의 전류 흐름 방향에 대하여) 더 작은 면적을 갖는 한 쌍의 저항 가열 바아(117A, 117B)를 포함한다는 것을 알 수 있다.In FIG. 3, the active beam 114 has a pair of resistive heating having a smaller area in cross section (relative to the current flow direction in the longitudinal direction) than other portions of the current flow path formed by the active beam 114. It can be seen that the bars 117A, 117B.

전형적으로, 각 가열 바아(117)는 전류 흐름 통로의 다른 부분보다 단면적이 적어도 1,5배, 적어도 2배, 적어도 3배 또는 적어도 4배 더 작은 단면적을 갖는다. 그러므로, 가열 바아(117)는 능동 빔(114)에서, 열탄성 벤드 작동을 위해 필요한 압도적으로 많은 열을 발생한다. Typically, each heating bar 117 has a cross-sectional area that is at least 1,5, at least 2, at least 3, or at least 4 times smaller than the other portions of the current flow path. Therefore, the heating bar 117 generates the overwhelmingly large amount of heat required for the thermoelastic bend operation in the active beam 114.

가열 바아(117) 모두는 이동부(108)의 상대적으로 작은 면적을 차지한다. 전형적으로, 가열 바아(117)는 이동부(108)의 총 면적의 10% 미만 또는 5% 미만을 차지한다. 히팅 바아 모두는 능동 빔(114)의 상대적으로 작은 체적을 차지한다. 전형적으로, 히팅 바아(117)는 능동 빔(114)의 총 체적(및/또는 면적)의 50%미만, 40%미만 또는 30%미만을 차지한다. 전형적으로, 히팅 바아(117)는 3 마이크론 미만, 2.5 마이크론 미만 또는 2 마이크론 미만의 폭 또는 높이 치수를 갖는다.All of the heating bars 117 occupy a relatively small area of the moving part 108. Typically, the heating bar 117 occupies less than 10% or less than 5% of the total area of the moving part 108. Both heating bars occupy a relatively small volume of the active beam 114. Typically, the heating bar 117 occupies less than 50%, less than 40% or less than 30% of the total volume (and / or area) of the active beam 114. Typically, the heating bar 117 has a width or height dimension of less than 3 microns, less than 2.5 microns or less than 2 microns.

능동 빔(114)의 이러한 구성은 도 1에 나타낸 구성보다 많은 이점을 제공한다. 첫째로, 가열을 상대적으로 작은 면적에 집중함으로써, 열탄성 작동 동안 능동 빔(114)에서 수동 빔(116)으로 전달되는 열의 총량이 최소화된다. 그러므로, 동일한 양의 에너지 입력에서는, 노즐 조립체(200)에서의 열손실이 도 1에 나타낸 노즐 조립체(100)에 비해 작다.This configuration of the active beam 114 provides many advantages over the configuration shown in FIG. 1. First, by concentrating the heating on a relatively small area, the total amount of heat transferred from the active beam 114 to the passive beam 116 during thermoelastic operation is minimized. Therefore, at the same amount of energy input, the heat loss at the nozzle assembly 200 is small compared to the nozzle assembly 100 shown in FIG.

두번째로, 능동 빔(114)의 연결부재(115)는 크게 제작될 수 있으며, 이것은 전류 흐름 통로에서의 급격한 굴곡(180°굴곡)으로 인한 전류손실을 최소화하고, 도전패드(117)의 필요성을 제거할 수 있다. 노즐 조립체(200)의 대부분의 능동 빔(114)은 가열 바아(117)로의 전류 흐름을 최대화하는 하는 데 제공되며, 이것은 열탄성 작동의 원인이 된다. 전형적으로, 연결부재(115)는 능동 빔(114)의 총 체적의 적어도 30%, 또는 적어도 40%를 차지한다.Secondly, the connecting member 115 of the active beam 114 can be made large, which minimizes the current loss due to sudden bending (180 ° bending) in the current flow path and eliminates the need for the conductive pad 117. Can be removed. Most of the active beam 114 of the nozzle assembly 200 is provided to maximize the flow of current to the heating bar 117, which causes thermoelastic operation. Typically, the connecting member 115 occupies at least 30%, or at least 40% of the total volume of the active beam 114.

도 3에 나타낸 노즐 조립체는 짧은 작동 펄스와 결합되어 사용될 때 특히 효과적이다. 더 짧은 펄스를 사용함으로써, 열에너지를 수동 층(116)으로 전달하는 전체시간이 최소화되어, 결과적으로 긴 작동 펄스에 비하여 열손실이 더 작아진다. 더욱이, 짧은 작동 펄스와 결합한 저항 가열 바아(117)의 구성은 능동 층(114)과 수동 층(116) 사이에서 더 큰 온도차를 발생시킨다. 그러므로, 층들 사이에서 더 큰 격차의 팽창을 얻을 수 있고, 이것은 결과적으로 이동부(108)의 더 큰 피크 편향 속도를 야기한다. 이동부(108)의 피크 편향 속도는 노즐 개구(112)로부터의 잉크 분사 속도를 지배하는 임계인자(critical fact)이다.The nozzle assembly shown in FIG. 3 is particularly effective when used in combination with short actuation pulses. By using shorter pulses, the overall time of transferring thermal energy to the passive layer 116 is minimized, resulting in smaller heat losses compared to long operating pulses. Moreover, the configuration of the resistance heating bar 117 in combination with a short actuation pulse results in a larger temperature difference between the active layer 114 and the passive layer 116. Therefore, a larger gap of expansion can be obtained between the layers, which results in a greater peak deflection speed of the moving part 108. The peak deflection speed of the moving part 108 is a critical fact that governs the ink ejection speed from the nozzle opening 112.

도 4는 상대적으로 짧은 작동 펄스의 노즐 조립체(200)를 사용함으로써 얼마나 효율적인 열탄성 작동과 방울분사(drop ejection)를 이룰 수 있는지 실험적으로 나타낸다. 그래프는 0.5에서 0.1마이크로세컨드(0.05마이크로세컨드 간격으로 나누어진) 범위 안의 다양한 작동 펄스 폭에서 3m/s의 피크 편향 속도를 성취하기 위해 요구되는 에너지량을 나타낸다. 첫번째 데이타 포인트는 0.5마이크로세컨드의 작동 펄스 폭을 가지며, 3m/s의 피크 편향 속도를 달성하기 위해 227.9nJ의 총 에너지 입력을 요구한다. 그에 반해서, 마지막 데이타 포인트는 0.1마이크로세컨드의 작동 펄스 폭을 가지며, 3m/s의 동일한 피크 편향 속도를 달성하기 위해 138nJ의 총 에너지 입력을 요구한다. 그러므로, 실험적 데이타 특히, 도 3에 나타낸 노즐 조립체(200)에서는, 더 짧은 펄스 폭일수록 더 효율적인 작동을 성취한다 라는 것을 명확히 묘사한다.4 experimentally shows how efficient thermoelastic operation and drop ejection can be achieved by using a nozzle assembly 200 of relatively short actuation pulses. The graph shows the amount of energy required to achieve a peak deflection rate of 3 m / s at various operating pulse widths in the range 0.5 to 0.1 microseconds (divided by 0.05 microsecond intervals). The first data point has an operating pulse width of 0.5 microseconds and requires a total energy input of 227.9 nJ to achieve a peak deflection speed of 3 m / s. In contrast, the last data point has an operating pulse width of 0.1 microseconds and requires a total energy input of 138 nJ to achieve the same peak deflection speed of 3 m / s. Therefore, experimental data, particularly in the nozzle assembly 200 shown in FIG. 3, clearly depict that the shorter pulse widths achieve more efficient operation.

전형적으로, 본 발명에서 작동을 위해 요구되는 총 에너지 입력량은 200nJ 미만 또는 150nJ미만으로 줄어든다. 대개, 총 에너지 입력량은 100-200nJ 또는 100-150nJ의 범위 안에 있다.Typically, the total energy input required for operation in the present invention is reduced to less than 200 nJ or less than 150 nJ. Usually, the total energy input is in the range of 100-200 nJ or 100-150 nJ.

기술자는 미리 결정된 피크 편향 속도를 발생시키기 위해, 서멀 벤드 액츄에이터로 전체적으로 더 낮은 에너지를 입력하는 것의 이점을 기꺼이 인정할 것이다. 서멀 벤드로 작동되는 잉크젯 프린트헤드는, 여기서 설명된 벤드 액츄에이터와 방법에 따르면, 더 효율적으로 만들어지고, 더 낮은 전력이 요구될 것이다. The skilled person will be willing to appreciate the benefit of inputting a lower energy overall into the thermal bend actuator in order to generate a predetermined peak deflection rate. Inkjet printheads operated with thermal bends will be made more efficient and require lower power, according to the bend actuators and methods described herein.

물론, 본 발명은 단지 예시로서 설명되었으며, 구체적인 변경은 첨부하는 청구항에 정의되는 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.Of course, it will be appreciated that the invention has been described by way of example only, and that specific changes can be made within the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims

A pair of electrical contacts located at one end of the actuator;
An active beam connected to the electrical contact and extending longitudinally from the contact and forming a curved current flow path between the electrical contacts; And,
A thermal bend actuator comprising: a passive beam fused to the active beam such that when the current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam and consequently bends the actuator. actuator),
The active beam includes at least one resistive heating bar, and the heating bar has a relatively smaller cross-sectional area than other portions of the current flow path so that the heating of the active beam is concentrated on the heating bar. Thermal bend actuator characterized in that it has.

The method of claim 1,
The active beam includes a first arm extending longitudinally from a first contact point, a second arm extending longitudinally from a second contact point, and a connecting member connecting the first and second arms. Thermal Bend Actuator.

The method of claim 2,
And the first and second arms each comprise a resistive heating bar.

The method of claim 2,
And said connecting member is interconnected with distal ends of said first and second arms, said distal end being distal to said electrical contact.

The method of claim 1,
And said at least one resistive heating bar has a cross-sectional area that is at least 1.5 times smaller than the cross-sectional area of another portion of said current flow passage.

The method of claim 1,
And said at least one resistive heating bar has a width of less than 3 microns.

The method of claim 4, wherein
The connecting member comprises at least 30% of the total volume of the active beam.

The method of claim 1,
And said active beam is connected to a drive circuit through said pair of electrical contacts.

The method of claim 8,
The drive circuit is configured to deliver an actuation pulse to the active beam, each actuating pulse having a pulse width of less than 0.2 microseconds.

The method of claim 1,
And said active beam is comprised of a material selected from the group consisting of titanium nitride, titanium aluminum nitride, and vanadium-aluminum alloys.

The method of claim 1,
And said passive beam comprises a material selected from the group consisting of silicon dioxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.

A nozzle chamber having a nozzle opening and an ink inlet;
A pair of electrical contacts located at one end of the inkjet nozzle assembly and connected to the drive circuit; And,
A thermal bend actuator for injecting ink through the nozzle opening;
The actuator is
An active beam connected to the electrical contact and extending longitudinally from the contact and forming a curved current flow path between the electrical contacts;
A passive beam fused to the active beam such that when current passes through the active beam, the active beam is heated and expanded relative to the passive beam, resulting in bending the actuator,
The active beam comprises a resistive heating bar, wherein the heating bar has a relatively smaller cross-sectional area than other parts of the current flow path such that the heating of the active beam is concentrated on the at least one heating bar. Inkjet nozzle assembly.

The method of claim 12,
And the nozzle chamber includes a ceiling having a bottom and a moving portion, whereby the operation of the actuator moves the moving portion toward the bottom.

The method of claim 13,
And the moving part comprises the actuator.

The method of claim 14,
And the nozzle opening is formed in the moving portion such that the nozzle opening can move relative to the floor.

The method of claim 14,
And the actuator is movable relative to the nozzle opening.

The method of claim 12,
The active beam includes a first arm extending in a longitudinal direction from a first contact point, a second arm extending in a longitudinal direction from a second contact point, and a connecting member connecting the first and second arms, each of the arms each having a resistance. An inkjet nozzle assembly comprising a heating bar.

The method of claim 17,
And the resistive heating bars all account for less than 50% of the total volume of the active beam.

The method of claim 12,
And the drive circuit is configured to deliver an actuation pulse to the active beam, each actuating pulse having a pulse width of less than 0.2 microseconds.

An inkjet printhead comprising a plurality of nozzle assemblies according to claim 12.