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KR19990070319A - Droplet ejector on the printhead - Google Patents

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Publication number
KR19990070319A
KR19990070319A KR1019980005094A KR19980005094A KR19990070319A KR 19990070319 A KR19990070319 A KR 19990070319A KR 1019980005094 A KR1019980005094 A KR 1019980005094A KR 19980005094 A KR19980005094 A KR 19980005094A KR 19990070319 A KR19990070319 A KR 19990070319A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alloy
thin film
phase
temperature
diaphragm
Prior art date
Application number
KR1019980005094A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김일
Original Assignee
이형도
삼성전기 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이형도, 삼성전기 주식회사 filed Critical 이형도
Priority to KR1019980005094A priority Critical patent/KR19990070319A/en
Publication of KR19990070319A publication Critical patent/KR19990070319A/en

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

본 발명은 상온에서 롬보헤드랄상이 안정한 조성의 박막형상기억합금을 이용하여 마르텐사이트상으로의 변태를 방지함으로써, 상온에서 빠른 동작속도를 가지며, 신뢰성이 높은 프린트헤드의 액적 분사장치에 관한 것으로서, 특히 진동판의 저면에 형성되고 온도변화에 따라 형상변화되는 박막형상기억합금; 상기 박막형상기억합금의 저면에 형성되어 상기 박막형상기억합금을 온도변화시키는 온도조절부; 상기 진동판의 상측에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 포함되도록 액실이 형성되어 있으며 상기 액실을 둘러싼 벽면의 일측에 액체가 유입되도록 유로가 형성된 유로판; 그리고 상기 유로판 위에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 형상변화될 때 액체가 액적의 형태로 분사될 수 있도록 노즐이 형성된 노즐판을 구비하는 프린트헤드의 액적 분사장치에 있어서, 상기 박막형상기억합금은 가열시 B2격자로 변태하면서 판형의 박막형상기억합금이 기억된 형태만큼 변형을 일으키고, 냉각시 롬보헤드랄상으로 변태되고 이때 상기 진동판의 탄성에 의해 판형으로 펼쳐지도록한 특징이 있다.The present invention relates to a droplet ejection apparatus of a printhead having a high operating speed at high temperature and high reliability by preventing transformation into a martensite phase by using a thin film-type suppression alloy having a stable composition of a lambo head phase at room temperature. In particular, the thin film-shaped memory alloy is formed on the bottom surface of the diaphragm and changed in shape with temperature change; A temperature control unit formed on a bottom surface of the thin film type suppression alloy to change a temperature of the thin film type suppression alloy; A flow path plate installed at an upper side of the diaphragm and having a liquid chamber formed to include the thin film-type suppression alloy and a flow path formed at one side of a wall surface surrounding the liquid chamber; And a nozzle plate formed on the flow path plate and having a nozzle plate formed thereon so that the liquid can be injected in the form of droplets when the thin film-shaped suppression alloy is changed in shape. The plate-shaped thin-film-shaped suppression alloy causes deformation as much as it is memorized while being transformed into a B2 lattice during heating, and is transformed into a lambo headral phase upon cooling, and at this time, the plate is unfolded by the elasticity of the diaphragm.

Description

프린트헤드의 액적 분사장치Droplet ejector on the printhead

본 발명은 프린트헤드의 액적 분사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판형의 박막형상기억합금을 이용하여 잉크젯헤드 등에 응용이 가능한 액적 분사장치를 형성함에 있어서, 형상기억합금의 롬보헤드랄상 변태를 이용함으로써 빠른 동작속도와 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 프린트헤드의 액적 분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a droplet ejection apparatus for a printhead, and more particularly, to forming a droplet ejection apparatus that can be applied to an inkjet head using a thin plate-shaped thin-film suppression alloy, and employs a rombo head phase transformation of a shape memory alloy. The present invention relates to a droplet ejection apparatus of a printhead, by which fast operation speed and high reliability can be obtained.

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 늘어 나고 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 droplets, 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.

그러나 이러한 가열식 분사방법은 기록액이 열에 가열되므로 화학적 변화를 유발하게 되어 막힘현상이 발생되는 문제가 있으며, 또한 발열저항기의 수명이 짧은 단점과 함께 수용성 기록액을 사용해야 하므로 문서의 보존성이 뒤떨어 지는 단점이 있다. 또한 압전소자의 방식은 가공이 어렵고, 특히 압전소자를 액실의 바닥에 부착하는 작업이 어렵기 때문에 양산성이 저하되는 문제점이 있다.However, this method of heating spraying causes a chemical change because the recording liquid is heated to heat, which causes clogging. Also, the shortness of the life of the heat generating resistor and the shortcoming of the preservation of documents due to the use of a water-soluble recording liquid. There is this. In addition, the piezoelectric element is difficult to process, and in particular, it is difficult to attach the piezoelectric element to the bottom of the liquid chamber.

또한 기록액을 토출하기 위해 형상기억합금이 사용된다. 일본 공개특허공보 공개번호 소57-203177, 소63-57251, 평성4-247680, 평성2-265752, 평성2-308466, 평성3-65349 에는 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, 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 형상기억합금이 박막으로 구현되지 않고 두께가 50㎛이상인 후막으로 구현했기 때문에 가열시 전력소비가 크고 냉각시간이 길어 작동주파수가 떨어지며 인쇄속도가 낮아 실용성이 없는 등의 단점이 있다.However, the printhead using the shape memory alloy is implemented as a thick film having a shape memory alloy of 50 μm or more, rather than a thin film, so that the power consumption is high during heating, the cooling time is long, the operating frequency is low, and the printing speed is low. There are disadvantages such as no.

본 발명자는 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 형상기억합금을 박막으로 구현하여 발생력이 매우 크고 노즐의 밀집도를 높여 해상도를 증가시킬수 있으며 또한 반도체 박막제조공정을 이용하여 박막형상기억합금을 제조함으로 양산성이 뛰어난 프린트헤드의 기록액 분사장치를 국내특허출원 제 97-8267호로 선출원한바 있다.The present inventors implement the shape memory alloy as a thin film in order to solve the various problems as described above, the generation force is very high and the density of the nozzle can be increased to increase the resolution and also using the semiconductor thin film manufacturing process using It has been filed with Korean Patent Application No. 97-8267 for a print head injection liquid ejecting device having excellent mass productivity.

본 발명은 선출원된 프린트헤드의 개선에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 상온에서 롬보헤드랄상이 안정한 조성의 박막형상기억합금을 이용하여 마르텐사이트상으로의 변태를 방지함으로써, 상온에서 빠른 동작속도를 가지며, 신뢰성이 높은 프린트헤드의 액적 분사장치를 제공함에 있다.The present invention relates to an improvement of a pre- filed printhead, and an object of the present invention is to prevent a transformation into a martensite phase by using a thin film-type inhibitor alloy having a stable composition of a lomboheadal phase at room temperature, thereby achieving a fast operating speed at room temperature. The present invention provides a droplet ejection apparatus of a printhead having high reliability.

도 1은 본 발명이 적용된 프린트헤드의 단면도,1 is a cross-sectional view of a printhead to which the present invention is applied;

도 2는 마르텐사이트와 B2규격형 격자 사이의 선도,2 is a diagram between martensite and B2 standard lattice,

도 3은 마르텐사이트와 B2규격형 격자 사이에서 변형을 일으키는 박막형상기 억합금의 단면도3 is a cross-sectional view of a thin film-shaped suppression alloy causing deformation between martensite and B2 standard lattice;

도 4는 롬보헤드랄과 B2규격형 격자 사이의 선도4 is a diagram between the Rombohead and the B2 standard grid.

도 5는 롬보헤드랄과 B2규격형 격자 사이에서 변형을 일으키는 박막형상기억 합금의 단면도5 is a cross-sectional view of the thin film type memory alloy causing deformation between the Rombohead and B2 standard lattice;

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 기판 11 : 공간부10 substrate 11 space part

13 : 진동판 14 : 박막형상기억합금13: diaphragm 14: thin-film type memory alloy

15 : 온도조절부 16 : 유로판15: temperature control unit 16: flow path plate

17 : 액실 18 : 유로17: liquid chamber 18: euro

19 : 노즐판 20 : 노즐19: nozzle plate 20: nozzle

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 진동판의 저면에 형성되고 온도변화에 따라 형상변화되는 박막형상기억합금; 상기 박막형상기억합금의 저면에 형성되어 상기 박막형상기억합금을 온도변화시키는 온도조절부; 상기 진동판의 상측에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 포함되도록 액실이 형성되어 있으며 상기 액실을 둘러싼 벽면의 일측에 액체가 유입되도록 유로가 형성된 유로판; 그리고 상기 유로판 위에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 형상변화될 때 액체가 액적의 형태로 분사될 수 있도록 노즐이 형성된 노즐판을 구비하는 프린트헤드의 액적 분사장치에 있어서, 상기 박막형상기억합금은 가열시 B2격자로 변태하면서 판형의 박막형상기억합금이 기억된 형태만큼 변형을 일으키고, 냉각시 롬보헤드랄상으로 변태되고 이때 상기 진동판의 탄성에 의해 판형으로 펼쳐지도록한 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is formed on the bottom surface of the diaphragm and the thin-film-type storage alloy is changed in shape with temperature change; A temperature control unit formed on a bottom surface of the thin film type suppression alloy to change a temperature of the thin film type suppression alloy; A flow path plate installed at an upper side of the diaphragm and having a liquid chamber formed to include the thin film-type suppression alloy and a flow path formed at one side of a wall surface surrounding the liquid chamber; And a nozzle plate formed on the flow path plate and having a nozzle plate formed thereon so that the liquid can be injected in the form of droplets when the thin film-shaped suppression alloy is changed in shape. The plate-shaped thin-film-shaped suppression alloy causes deformation as much as it is memorized while being transformed into a B2 lattice during heating, and is transformed into a lambo headral phase upon cooling, and at this time, the plate is unfolded by the elasticity of the diaphragm.

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

도 1은 본 발명이 적용된 프린트헤드의 단면도 이다. 기판(10)을 상,하측으로 관통하는 공간부(11)가 마련되고 기판(10)의 상부에는 각 공간부(11)를 덮는 박막 형태의 진동판(13)이 결합된다. 진동판(13)은 열산화 실리콘산화물(SiO2)와 같이 압축잔류응력이 있는 박막으로 구성된다. 그리고 진동판(13)은 일부 또는 전체가 실리콘질화물(Si3N4)로 형성될수 있으며 그 두께는 0.05㎛이상 10㎛이하로 구성된다.1 is a cross-sectional view of a printhead to which the present invention is applied. A space portion 11 penetrating the substrate 10 upward and downward is provided, and a diaphragm 13 having a thin film shape covering each space portion 11 is coupled to the upper portion of the substrate 10. The diaphragm 13 is composed of a thin film having a compressive residual stress, such as thermal silicon oxide (SiO 2 ). The diaphragm 13 may be partially or entirely formed of silicon nitride (Si 3 N 4 ), and the thickness thereof may be 0.05 μm or more and 10 μm or less.

그리고 진동판(13)의 상부에 기판(10)을 덮는 유로판(16)이 구비된다. 유로판(16)은 진동판(13)을 감싸는 액실(17)이 구비되며 액실(17) 내부에 기록액용 액체가 저장된다. 또한 액실(17)을 감싸는 벽면의 일측에 액체가 액실(17) 내부로 유입되는 유로(18)가 형성되며 유로판(16)의 상측에는 액실(17)을 덮는 노즐판(19)이 마련된다. 또한 노즐판(19)에는 액실(17)과 연통되는 노즐(19)이 형성되며 유로판(16)과 노즐판(19) 그리고 기판(10)은 그 재질이 단결정 실리콘, 니켈, 스테인레스틸, 그리고 폴리미드(polyimide) 중의 하나로 구성된다.The flow path plate 16 covering the substrate 10 is provided on the diaphragm 13. The flow path plate 16 is provided with a liquid chamber 17 surrounding the diaphragm 13, and the recording liquid is stored in the liquid chamber 17. In addition, a flow path 18 through which liquid flows into the liquid chamber 17 is formed on one side of the wall surface surrounding the liquid chamber 17, and a nozzle plate 19 covering the liquid chamber 17 is provided above the flow path plate 16. . In addition, the nozzle plate 19 is formed with a nozzle 19 in communication with the liquid chamber 17, the flow path plate 16, the nozzle plate 19 and the substrate 10 is made of a single crystal silicon, nickel, stainless steel, and It consists of one of the polyimide.

또한 진동판(13)의 저면에는 공간부(11)와 대응되도록 박막형상기억합금(14)과 온도조절부(15)가 순차적으로 적층된다. 박막형상기억합금(14)은 온도조절부(15)의 온도변화에 따라 형태가 변화되며 이때 액실(17)의 내압에 의해 액체가 액적의 상태로 분사된다. 본 발명의 박막형상기억합금(14)은 작은 온도범위(1℃ ∼ 2℃)에서 변태가 가능한 롬보헤드랄(rohmbohedral)상 변태를 이용한다.In addition, the thin film-type storage alloy 14 and the temperature control unit 15 are sequentially stacked on the bottom surface of the diaphragm 13 so as to correspond to the space 11. The thin-film-shaped retaining alloy 14 is changed in shape according to the temperature change of the temperature control unit 15, and at this time, the liquid is injected into the liquid state by the internal pressure of the liquid chamber 17. The thin film-shaped retaining alloy 14 of the present invention uses a rombohedral phase transformation that can be transformed in a small temperature range (1 ° C. to 2 ° C.).

도 2와 도 3은 본 발명자가 선출원중에 있는 박막형상기억합금의 변형과 온도를 나타낸 선도이다. 즉 선출원중에 있는 박막형상기억합금은 마르텐사이트(martensite)상 변태를 이용한 것으로 온도 변화폭(D)이 넓어 변형량(T)이 크게 나타난다. 이에 반해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 롬보헤드랄상 변태를 이용할 경우 온도변화폭(D')이 적어 상온에서 변태가 가능하며 변형량(T')이 마르텐사이트상 변태에 비해 1/10 이하로써 격자결함의 생성이 없어 안정된다.2 and 3 are diagrams showing the deformation and the temperature of the thin film type retaining alloy which the present inventors have filed. In other words, the thin film type storage alloy in the prior application uses a martensite phase transformation, and the variation in temperature T is large because the temperature change range D is wide. On the contrary, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the temperature change width (D ′) is small and the transformation is possible at room temperature, and the deformation amount (T ′) is 1 / l compared to the martensitic transformation. 10 or less, there is no generation of lattice defects and is stable.

본 발명의 박막형상기억합금(14)은 롬보헤드랄상과 오오스테나이트상(이하 B2(CsCl)규격형 격자라고 칭함) 사이에서 변형을 일으키게 되는 것으로 그 온도는 다음 표와 같다.The thin film-shaped retaining alloy 14 of the present invention causes deformation between the lomboheadal phase and the austenite phase (hereinafter referred to as B2 (CsCl) standard lattice). The temperature is shown in the following table.

롬보헤드랄 ↔ B2 격자Lomboh Headral ↔ B2 Grid 마르텐사이트 ↔ B2 격자Martensite ↔ B2 Grid 롬보헤드랄 시작Lombohheadal start B2 격자 시작B2 grid start 마르텐사이트 시작Martensite Start B2 격자 시작B2 grid start 0℃∼100℃0 ℃ -100 ℃ 30℃∼200℃30 ℃ ~ 200 ℃ -50℃∼100℃-50 ℃ -100 ℃ 30℃∼200℃30 ℃ ~ 200 ℃

박막형상기억합금(14)은 Ti-50.5at%Ni 합금을 300℃ 이상에서 열처리하여 B2상과 마르텐사이트상 사이에서 롬보헤드랄상 변태가 생기도록 한다. 이때 Ni 함량은 45at% ∼ 60at%로 한다.The thin-film-type suppression alloy 14 heats the Ti-50.5 at% Ni alloy at 300 ° C. or higher to cause a lombohead phase transformation between the B 2 phase and the martensite phase. At this time, the Ni content is set to 45 at% to 60 at%.

또한 Ti-Ni합금에 Fe를 0 ∼ 10at% 첨가하여 B2상과 마르텐사이트상 사이에 롬보헤드랄상 변태가 생기도록 할수 있다. 그리고 박막형상기억합금(14)은 진동판(13)의 표면에 스퍼터링에 의해 형성되며, 박막형상기억합금(14)은 그 두께가 0.05㎛이상 10㎛이하로 구성된다. 또한 박막형상기억합금(14)이 구비된 프린트헤드는 제품 출하전에 박막형상기억합금(14)을 500회 이하로 반복 구동시켜 온도변화에 따른 변위량을 안정시켜야 된다.In addition, by adding 0 to 10 at% of Fe to the Ti-Ni alloy, it is possible to cause a lomboheadal phase transformation between the B2 phase and the martensite phase. The thin-film-shaped storage alloy 14 is formed on the surface of the diaphragm 13 by sputtering, and the thin-film-shaped storage alloy 14 has a thickness of 0.05 µm or more and 10 µm or less. In addition, the print head provided with the thin film storage alloy 14 should be repeatedly driven to the thin film storage alloy 14 up to 500 times before shipment of the product to stabilize the displacement according to the temperature change.

본 발명은 또한 온도를 저하시킴에 따라 상변태에 따른 마르텐사이트 생성온도와, 온도 증가에 따라 마르텐사이트에 상변태가 일어나는 온도가 모두 0℃ 이하인 형상기억합금을 이용할수 있다. 그리고 온도를 상승시키거나 냉각시킬 때 0℃∼100℃ 사이에서 롬보헤드랄상 변태가 종료되는 형상기억합금이 이용된다.The present invention may also use a shape memory alloy in which both the temperature of martensite formation due to phase transformation as the temperature is lowered and the temperature at which phase transformation occurs in martensite as the temperature increases are all 0 ° C. or less. In addition, a shape memory alloy is used in which the lambo head phase transformation is terminated between 0 ° C and 100 ° C when the temperature is increased or cooled.

또한 온도조절부(15)는 전기저항으로 인한 발열체를 이용할수 있으며 냉각시 자연냉각 되도록할수 있다. 그리고 온도조절부(15)의 전류를 제어하면 온도가 제어되며 또한 자연냉각속도를 높이기 위해 방열판을 이용할수 있다. 또한 냉각을 돕기위해 냉각팬을 별도로 구비할수 있으며 형상기억합금 자체를 전기저항의 발열체로 이용할수 있다. 그리고 온도조절부(15)에 펠티에효과(Peltier)로 작동되는 p-n형 반도체를 이용한 π구조의 열전(thermoelectric)기구를 사용할수 있다.In addition, the temperature control unit 15 may use a heating element due to electrical resistance and may be naturally cooled during cooling. And by controlling the current of the temperature control unit 15, the temperature is controlled and can also use a heat sink to increase the natural cooling rate. In addition, a cooling fan may be separately provided to assist cooling, and the shape memory alloy itself may be used as a heating element for electric resistance. In addition, a thermoelectric mechanism having a π structure using a p-n-type semiconductor operated by a Peltier effect can be used for the temperature controller 15.

이처럼 구성된 본 발명의 박막형상기억합금(14)에 열을 가하여 온도를 증가시키면 박막형상기억합금(14)이 고온상(B2 격자)로 변태하면서 판형의 박막형상기억합금(14)이 기억된 형태만큼 변형을 일으키게 된다. 그리고 고온상을 가지는 박막형상기억합금을 자연 냉각을 하거나 열을 인위적으로 빼았는 경우 온도가 감소하여 저온상(롬보헤드랄)으로 변태하게 된다. 저온상으로 상변태한 형상기억합금은 강성이 약하게 되어 진동판(13)에 의한 변형을 일으켜 신속하게 판형의 형태로 복귀되어 다음 동작의 대기상태에 놓인다. 그리고 온도변화에 따른 박막형상기억합금(14)의 작용으로 인해 액실(17)의 액체가 노즐(19)을 통하여 분사되며 위의 과정을 반복하게 되면 액적을 분사할수 있다.When the temperature is increased by applying heat to the thin film-shaped storage alloy 14 of the present invention configured as described above, the thin film-shaped storage alloy 14 of the plate shape is stored while the thin film-shaped storage alloy 14 is transformed into a high temperature phase (B2 lattice). Will cause deformation. In addition, when the thin-film-type suppression alloy having a high temperature phase is naturally cooled or artificially removed from heat, the temperature decreases to transform into a low temperature phase (Lomboh Headral). The shape memory alloy phase-transformed to a low temperature phase becomes weak and becomes deformed by the diaphragm 13, and quickly returns to the plate shape, and is placed in the standby state of the next operation. In addition, the liquid in the liquid chamber 17 is sprayed through the nozzle 19 due to the action of the thin film-shaped suppression alloy 14 according to the temperature change, and when the above process is repeated, the droplet may be sprayed.

본 발명은 상온에서 롬보헤드랄상이 안정한 조성의 박막형상기억합금을 이용함으로 마르텐사이트상으로의 변태가 방지된다. 롬보헤드랄상 변태는 좁은 온도범위에서 변태를 일으킬수 있으며, 상변태에 따른 형상변화도 적어서 전위등의 새로운 결정함 생성이 없고 신뢰성이 뛰어나게 된다. 그리고 작은 온도범위에서 변태가 가능함으로 가열 및 냉각에 필요한 시간이 짧아서 단위 시간당 액적 분사수를 크게할수 있으므로 높은 동작주파수를 실현할수 있다.In the present invention, the transformation to the martensite phase is prevented by using a thin film-type suppression alloy having a composition in which the rombo head phase is stable at room temperature. Lombohedral phase transformation can cause transformation in a narrow temperature range, and there is little shape change due to phase transformation, so that there is no generation of new crystals such as dislocations and reliability is excellent. In addition, since the transformation is possible in a small temperature range, the time required for heating and cooling is short, so that the number of droplet injections per unit time can be increased, thereby achieving a high operating frequency.

또한 분사에 필요한 에너지는 형태 변화의 크기 보다는 속도에 의존하며, 변태에 필요한 온도 변화의 폭이 좁을수록 더욱 큰 에너지를 전달할수 있다. 본 발명은 상변태에 필요한 온도 이력이 1℃ ∼ 2℃ 로서 매우 적으며 변형량이 마르텐사이트상 변태에 의한 변형의 1/10 이하임으로 높은 액적 분사속도가 실현된다.In addition, the energy required for spraying depends on the speed rather than the magnitude of the shape change, and the narrower the temperature change required for transformation, the greater the energy can be delivered. In the present invention, the temperature history required for phase transformation is very small as 1 ° C. to 2 ° C., and the high droplet injection speed is realized because the deformation amount is 1/10 or less of the deformation caused by the martensitic phase transformation.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 박막형상기억합금이 B2격자와 롬보헤드랄상 변태를 번갈아 가며 작동함으로 온도차가 낮아져 높은 동작주파수를 실현할수 있다. 그리고 변형량이 작으므로 상변태에 따른 새로운 결정결함 생성이 없고 신뢰성이 향상된다.As described above, according to the present invention, the thin film-shaped suppression alloy alternates with the B2 lattice and the lambo head phase transformation, thereby lowering the temperature difference, thereby realizing a high operating frequency. And since the deformation amount is small, there is no generation of new crystal defects due to phase transformation and reliability is improved.

Claims (7)

진동판의 저면에 형성되고 온도변화에 따라 형상변화되는 박막형상기억합금; 상기 박막형상기억합금의 저면에 형성되어 상기 박막형상기억합금을 온도변화시키는 온도조절부; 상기 진동판의 상측에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 포함되도록 액실이 형성되어 있으며 상기 액실을 둘러싼 벽면의 일측에 액체가 유입되도록 유로가 형성된 유로판; 그리고 상기 유로판 위에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 형상변화될 때 액체가 액적의 형태로 분사될 수 있도록 노즐이 형성된 노즐판을 구비하는 프린트헤드의 액적 분사장치에 있어서,A thin film-type memory alloy formed on the bottom surface of the diaphragm and changing shape according to temperature change; A temperature control unit formed on a bottom surface of the thin film type suppression alloy to change a temperature of the thin film type suppression alloy; A flow path plate installed at an upper side of the diaphragm and having a liquid chamber formed to include the thin film-type suppression alloy and a flow path formed at one side of a wall surface surrounding the liquid chamber; And a nozzle plate provided on the flow path plate and having a nozzle plate formed thereon so that the liquid can be sprayed in the form of droplets when the thin film-shaped suppression alloy is changed in shape. 상기 박막형상기억합금은 가열시 B2격자로 변태하면서 판형의 박막형상기억합금이 기억된 형태만큼 변형을 일으키고, 냉각시 롬보헤드랄상으로 변태되고 이때 상기 진동판의 탄성에 의해 판형으로 펼쳐지도록 구성됨을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.The thin-film-type suppression alloy is transformed into a B2 lattice when heated to cause deformation as the shape of the plate-shaped thin-film-type suppression alloy is remembered, and is transformed into a lambo headral phase upon cooling, and is configured to be unfolded in a plate shape by elasticity of the diaphragm. Droplet ejection apparatus of the printhead. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막형상기억합금은 Ti-50.5at%Ni 합금을 300℃ 이상에서 열처리하여 B2상과 마르텐사이트상 사이에서 롬보헤드랄상 변태가 생기도록 하고 이때 Ni 함량은 45at% ∼ 60at%임을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.The thin film-type inhibitor alloy is heat-treated Ti-50.5at% Ni alloy at 300 ℃ or more to produce a lombohedral phase transformation between the B2 phase and martensite phase, wherein the Ni content is 45at% ~ 60at% print Droplet injectors in the head. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 박막형상기억합금은 Ti-Ni합금에 Fe를 0 ∼ 10at% 첨가하여 B2상과 마르텐사이트상 사이에서 롬보헤드랄상 변태가 생기도록함을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.The thin film type suppression alloy adds 0-10 at% of Fe to the Ti-Ni alloy to generate a Rombohedral phase transformation between the B2 phase and the martensite phase. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 박막형상기억합금은 0.05㎛ ∼ 10㎛ 사이의 두께를 갖는 프린트헤드의 액적 분사장치.The thin film-type storage alloy is a droplet injection device of the printhead having a thickness of 0.05㎛ ~ 10㎛. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도조절부는 전기저항으로 인한 발열체를 이용하고 냉각은 자연냉각되도록함을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.The temperature control unit uses a heating element due to the electrical resistance and the droplet ejection apparatus of the printhead, characterized in that the cooling is to be naturally cooled. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도조절부는 n-p형 반도체를 이용한 열전기구를 이용함을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.The temperature control unit droplet injection apparatus of the printhead, characterized in that using a thermoelectric device using an n-p-type semiconductor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동판 밑에 설치되고 상기 박막형상기억합금이 형상변화를 할수 있도록 공간부를 가진 기판을 구비함을 특징으로 하는 프린트헤드의 액적 분사장치.And a substrate installed under the diaphragm and having a substrate having a space to allow the thin film-shaped suppression alloy to change shape.
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Title
가공열처리한 Ti-Ni-Cu형상기억합금의 변태거동 Ti-Ni합금은 B2격자에서 Monoclinic마르텐사이트(B19) 변태를 함에 있어, B19이전에 롬보헤드랄상으로 변태되는 특성을 갖으며, Ti-Ni 2원 합금에 제3첨가원서로서 미량의 Fe를 첨가할 수 있다,(9,13,16)쪽 내용 *
형상기업합금 개발에 관한 연구 Fe를 Ni나Ti대신 치환하면 마르텐사이트 변태가 억제되어 B2상과 마르텐사이트 상 사이에 롬보헤드랄상구조의 중간상이 존재하게 된다.,도1 및 (18,21)쪽 *

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