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Número de publicaciónDE19751790 A1
Tipo de publicaciónSolicitud
Número de solicitudDE1997151790
Fecha de publicación17 Sep 1998
Fecha de presentación21 Nov 1997
Fecha de prioridad7 Mar 1997
También publicado comoCN1192962A, DE19751790C2
Número de publicación1997151790, 97151790, DE 19751790 A1, DE 19751790A1, DE-A1-19751790, DE19751790 A1, DE19751790A1, DE1997151790, DE97151790
InventoresHae Yong Choi
SolicitanteSamsung Electro Mech
Exportar citaBiBTeX, EndNote, RefMan
Enlaces externos: DPMA, Espacenet
Vorrichtung und Verfahren zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf Apparatus and method for dispensing a writing fluid from a print head traducido del alemán
DE 19751790 A1
Resumen  disponible en
Reclamaciones(18)  traducido del alemán
1. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf mit: 1. A device for dispensing a writing fluid from a print head comprising:
einem Dünnfilm ( 12 ) aus einer Form/Gedächtnislegie rung, welche abhängig von einer Temperaturänderung eine Phasentransformation durchführt; a thin film (12) from a mold / Gedächtnislegie tion, which is carried out by a temperature change depending on a phase transformation;
einem elektrischen Energieversorgungsabschnitt ( 21 ) zum Auslösen der Temperaturänderung des Dünnfilmes ( 12 ); an electric power supply portion (21) for initiating the change in temperature of the thin film (12);
einer Leitungsplatte ( 13 ), die an einer Seite des Dünnfilms ( 12 ) aus der Form/Gedächtnislegierung angeordnet ist und Flüssigkeitskammern ( 14 ) zur Aufnahme der Schreib flüssigkeit ( 20 ) und eine Zufuhrpfad ( 15 ) an einer Seite von die Flüssigkeitskammern ( 14 ) umgebenden Wandebenen auf weist, um die Schreibflüssigkeit ( 20 ) zuzuführen; a lead plate (13) which is arranged on a side of the thin film (12) from the mold / memory alloy and liquid chambers (14) for receiving the writing fluid (20) and a supply path (15) on one side of the fluid chambers (14) surrounding wall planes on has to supply the writing fluid (20); und and
einer Düsenplatte ( 18 ), die über der Leitungsplatte ( 13 ) angeordnet ist und Düsen ( 19 ) mit Abmessungen auf weist, die kleiner sind als diejenigen der Flüssigkeitskam mern ( 14 ) in der Leitungsplatte ( 13 ), um die Schreibflüs sigkeit ( 20 ) in Form von Tröpfchen abgeben zu können, wenn der Dünnfilm ( 12 ) eine Phasentransformation durchführt. a nozzle plate (18), which is arranged above the wire board (13) and nozzles (19) with dimensions on has, which are smaller than those of the Flüssigkeitskam chambers (14) in the wire board (13) to the Schreibflüs fluid (20) To write in the form of droplets, when the thin film (12) performs a phase transformation.
2. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm ( 12 ) aus einer Form/Gedächtnislegierung besteht, welche als Hauptbestand teile Titan (Ti) und Nickel (Ni) hat. 2. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 1, characterized in that the thin film (12) from a mold / memory alloy, which parts as a main component titanium (Ti) and nickel (Ni) has.
3. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm ( 12 ) aus einer Form/Gedächtnislegierung besteht, die weiterhin Kupfer (Cu) enthält, um die Betriebsfrequenz durch Verringern einer Temperaturdifferenz, welche die Phasentransformation aus löst, zu erhöhen. 3. Apparatus for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 2, characterized in that the thin film (12) from a mold / memory alloy, which further comprises copper (Cu) to the operating frequency by reducing a temperature difference, which phase transformation from resolves to increase.
4. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm ( 12 ) eine Dicke von ungefähr 0,3 µm bis 5 µm hat. 4. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thin film (12) has a thickness of about 0.3 .mu.m to 5 .mu.m.
5. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energieversor gungsabschnitt ( 21 ) Elektroden ( 21 a) aufweist, die mit bei den Enden des Dünnfilms ( 12 ) verbunden sind, damit dieser durch seinen Eigenwiderstand Wärme erzeugen kann. 5. An apparatus for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical energy supplies section (21) Electrode (21 a) which are connected to at the ends of the thin film (12), so that This can produce by its own heat resistance.
6. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energieversor gungsabschnitt ( 21 ) ein Heizelement ( 21 b) aufweist, das an einer Seite des Dünnfilms ( 12 ) angeordnet ist, um durch die zugeführte elektrische Leistung aufgeheizt zu werden. 6. Apparatus for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical energy supplies portion (21) a heating element (21 b), which is arranged on a side of the thin film (12) to to be heated by the supplied electrical power.
7. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Substrat ( 10 ) unter dem Dünnfilm ( 12 ), welches den Raum ( 11 ) zur Verfügung stellt, der dem Dünnfilm die Phasentransformation durchzuführen ermöglicht. 7. An apparatus for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 6, characterized by a substrate (10) under the thin film (12), which provides the space (11) available, which enables the thin film to carry out the phase transformation.
8. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ( 10 ) aus einer Si liziumsubstanz besteht. 8. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 7, characterized in that the substrate (10) consists of a Si liziumsubstanz.
9. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche des Dünnfilms ( 12 ), welche die Phasentransformation im wesentlichen durchführt und in dem Raum ( 11 ) frei vorliegt, eine Breite von 100 µm bis 300 µm und eine Länge von 100 µm bis 500 µm hat. 9. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 7 or 8, characterized in that a surface of the thin film (12) which performs the phase transformation substantially and in the space (11) is present free, a width of 100 microns to has 300 microns and a length of 100 microns to 500 microns.
10. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm ( 12 ) sich in Form einer flachen Platte ändert, um die Schreibflüssigkeit ( 20 ) über die Düse ( 19 ) abzugeben, wenn er über eine Austenit- Endtemperatur erwärmt wird und in eine austenitische Phase übergeht und durch eine verbleibende Druckbelastung biege deformiert wird, um die Flüssigkeitskammer ( 14 ) erneut mit der Schreibflüssigkeit ( 20 ) zu füllen, wenn er unterhalb einer Martensit-Endtemperatur abgekühlt wird und in eine Martensit-Phase übergeht. 10. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thin film (12) is changed in the form of a flat plate to leave the writing fluid (20) through the nozzle (19) when it is heated via an austenite finish temperature and merges into an austenitic phase and bending by a residual compressive stress is deformed with the writing fluid (20) to fill the liquid chamber (14) again when cooled below a martensite finish temperature and in a martensite phase transitions.
11. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Austenit-Endtemperatur an nähernd 50°C bis 90°C und die Martensit-Endtemperatur annä hernd 40°C bis 70°C beträgt. 11. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 10, characterized in that the austenite finish temperature to approaching 50 ° C to 90 ° C, and the martensite finish temperature Annae mately 40 ° C to 70 ° C.
12. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit, die zum Abkühlen des Dünnfilms ( 12 ) auf die Martensit-Temperatur nach dem Erwär men des Austenits kürzer als annähernd 200 µsec und die Be triebsfrequenz 5 kHz und mehr beträgt. 12. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 10 or 11, characterized in that the time measures for cooling the thin film (12) on the martensite temperature after Erwär the austenite microseconds shorter than approximately 200 and BE operating frequency of 5 kHz and more.
13. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm ( 12 ) sich in Form einer flachen Platte ändert, um die Schreibflüssigkeit ( 20 ) über die Düse ( 19 ) abzugeben, wenn er über eine Austenit- Endtemperatur erwärmt wird, um in eine Austenit-Phase über zugehen und durch Training biegedeformiert wird, um die Flüssigkeitskammer ( 14 ) erneut mit der Schreibflüssigkeit ( 20 ) zu füllen, wenn er auf eine Martensit-Endtemperatur abgekühlt wird, um in eine Martensit-Phase überzugehen. 13. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thin film (12) is changed in the form of a flat plate to leave the writing fluid (20) through the nozzle (19) when it is heated via an austenite finish temperature to be biegedeformiert in an austenite phase to and through training, to fill the liquid chamber (14) again with the writing fluid (20) when it is cooled to a martensite finish temperature to to move in a martensite phase.
14. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 13, wobei, nachdem der Dünn film ( 12 ) durch Aufbringen einer externen Kraft mehrere Ma le, wenn der Dünnfilm ( 12 ) in der Martensit-Phase ist, trainiert wurde, das Martensit in eine bestimmte Richtung geformt wird, um eine gewünschte Versetzung zu haben, wenn die Abkühlung unterhalb der Martensit-Endtemperatur er folgt. 14. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 13, wherein after the thin film (12) a plurality of Ma le, when the thin film (12) in the martensite phase is by applying an external force, has been trained, the martensite is formed in a certain direction to have a desired offset, if the cooling below the martensite finish temperature it follows.
15. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Austenit-Endtemperatur an nähernd 50°C bis 90°C und die Martensit-Endtemperatur annä hernd 40°C bis 70°C beträgt. 15. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to claim 13 or 14, characterized in that the austenite finish temperature Annae to approaching 50 ° C to 90 ° C, and the martensite finish temperature is 40 ° C proximately to 70 ° C.
16. Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zum Abkühlen auf Mar tensit, nachdem das Austenit erwärmt wurde, weniger als an nähernd 200 µsec und die Betriebsfrequenz 5 kHz und mehr be trägt. 16. A device for dispensing a writing fluid from a print head according to one of claims 13 to 15, characterized in that the time TENSIT to cool to Mar after the austenite was heated, less than approaching 200 microseconds and the operating frequency 5 kHz, more be bears.
17. Ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf, ins besondere einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, mit den folgenden Schritten: 17. A method for producing a device for dispensing a writing fluid from a print head, and in particular a device according to one or more of claims 1 to 16, comprising the steps of:
Abscheiden eines Dünnfilmes aus einer Form/Gedächtnislegierung auf einem Substrat; Depositing a thin film of a mold / memory alloy on a substrate;
Durchführen einer Temperbehandlung an dem Dünnfilm, um eine Kristallbildung zu bewirken, durch die eine flache Platte hergestellt wird, die diese Form als Ausgangsphase gespeichert hat; Performing an annealing treatment on the thin film to effect crystal formation, by which a flat plate is prepared which has this shape is stored as output phase;
Ätzen des Substrates, um einen Abschnitt des Dünnfilms freizulegen; Etching of the substrate to expose a portion of the thin film; und and
Biegedeformieren des freiliegenden Abschnittes des Dünnfilmes durch eine Rest-Druckbelastung, damit das Abgeben der Schreibflüssigkeit erfolgt, wenn der Dünnfilm erwärmt wird, um sich in eine Austenit-Phase zu ändern; Biegedeformieren of the exposed portion of the thin film by a residual compressive stress, so that the discharging of the recording liquid occurs when the thin film is heated to change into an austenitic phase; und wobei and wherein
das erneute Füllen des Inneren einer Flüssigkeitskam mer mit der Schreibflüssigkeit erfolgt, wenn der Dünnfilm durch die verbleibende Druckbelastung biegedeformiert wird, wenn er abgekühlt wird, um sich in die Martensit-Phase zu ändern. takes place re-filling the interior of a Flüssigkeitskam mer with the writing fluid when the thin film is biegedeformiert by the remaining compressive stress when it is cooled to change into the martensite phase.
18. Ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf, ins besondere einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, mit den folgenden Schritten: 18. A method for producing a device for dispensing a writing fluid from a print head, and in particular a device according to one or more of claims 1 to 16, comprising the steps of:
Abscheiden eines Dünnfilmes aus einer Form/Gedächtnislegierung auf einem Substrat und Durchführen eines Tempervorganges an dem Dünnfilm, um eine Kristallbil dung zu bewirken; Depositing a thin film of a mold / memory alloy on a substrate and performing a tempering process on the thin film to cause a Kristallbil manure;
teilweises Ätzen des Substrates, um einen Abschnitt des Dünnfilms freizulegen; partial etching of the substrate to expose a portion of the thin film;
Aufbringen einer externen Kraft auf den Dünnfilm, um diesen zu biegedeformieren; Applying an external force to the thin film to biegedeformieren these;
Erwärmen des Dünnfilms, um diesen in der Austenit- Phase abzuflachen; Heating the thin film to flatten them in the austenite phase;
Trainieren des Dünnfilms durch mehrmaliges Wiederholen des Abkühlens, Deformierens und Erwärmens; Training the thin film by repeating the cooling, heating and deforming; und and
Biegedeformieren des Dünnfilms, der dem Schritt des Trainierens unterworfen wurde durch seine eigene ihm inne wohnende Kraft, wenn er zur Änderung in die Martensitphase abgekühlt wird, damit Biegedeformieren of the thin film that has been subjected to the step of training hold it by its own resident force when it is cooled to change into the martensite phase, so
das Abgeben der Schreibflüssigkeit erfolgt, wenn der Dünnfilm erwärmt wird, um sich in eine Austenit-Phase zu ändern; occurs discharging the recording liquid, when the thin film is heated to change into an austenitic phase; und and
das erneute Füllen des Inneren einer Flüssigkeitskam mer mit der Schreibflüssigkeit erfolgt, wenn der Dünnfilm durch die verbleibende Druckbelastung biegedeformiert wird, wenn er abgekühlt wird, um sich in die Martensit-Phase zu ändern. takes place re-filling the interior of a Flüssigkeitskam mer with the writing fluid when the thin film is biegedeformiert by the remaining compressive stress when it is cooled to change into the martensite phase.
Descripción  traducido del alemán

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abgeben einer Schreibflüssigkeit von einem Druckkopf und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 17 oder 18. The invention relates to a device for dispensing a writing fluid from a print head and a method for their preparation, according to the preamble of claim 1 and 17 or eighteenth

Allgemein verbreitete Druckköpfe verwenden für ge wöhnlich ein sogenanntes Drop-On-Demand-System (DOD). Widespread use printheads for ge wöhnlich create a drop-on-demand system (DOD). Das DOD-System wird zunehmend verwendet, da der Druck vorgang einfach durch sofortiges Abgeben oder Aussprit zen von Tröpfchen der Schreibflüssigkeit unter Atmo sphärendruck durchgeführt werden kann, was weder ein Aufladen oder Umlenken der Tröpfchen der Schreibflüs sigkeit noch hohen Druck benötigt. The DOD system is increasingly being used as the pressure process simply by immediately delivering or Aussprit zen droplets of writing fluid can be carried out under pressure spheres atmosphere, which is neither a charging or deflection of the droplets of fluid required Schreibflüs still high pressure. Ein Abgebeverfahren des Erhitzungstyps unter Verwendung eines Widerstandes und ein Abgebeverfahren des Vibrationstyps unter Ver wendung einer piezoelektrischen Vorrichtung können als repräsentative Abgebeprinzipien vorgestellt werden: A Abgebeverfahren the heating type using a resistor and a Abgebeverfahren vibration type under Ver use of a piezoelectric device can be presented as representative Abgebeprinzipien:

Fig. 13 ist eine schematische Darstellung zur Er läuterung des Abgebeverfahrens des Erhitzungstyps, wo bei eine Kammer a1 eine Schreibflüssigkeit (allgemein als "Tinte" zu bezeichnen) enthält und wobei eine Abge be- oder Ausspritzbohrung a2 von der Kammer a1 in Rich tung eines Aufzeichnungsmediums vorhanden ist, wobei ein Widerstand a3 in der Bodenfläche der Kammer a1 ge genüber der Öffnung a2 eingelassen ist, um die Ausdeh nung von Luft zu veranlassen. FIG. 13 is a schematic diagram for He purification of Abgebeverfahrens the heating type where in a chamber a1 a writing fluid (commonly referred to as "ink" hereinafter), and wherein a Abge worked or Ausspritzbohrung a2 direction of the chamber a1 in Richmond a recording medium is present, wherein a resistance a3 in the bottom surface of the chamber is let a1 a2 GE compared with the opening, to cause the expan voltage of air. Bei dieser Konstruktion dienen Luftbläschen, die von dem Widerstand a3 ausge dehnt werden, dazu, die Schreibflüssigkeit innerhalb des Inneren der Kammer a1 durch die Öffnung a2 unter Druck abzugeben und die Schreibflüssigkeit wird in Richtung des Aufzeichnungsmediums durch die Schubkraft abgegeben oder ausgespritzt. In this design have air bubbles that are stretched out on the resistance a3, to give the writing fluid within the interior of the chamber a1 through the opening a2 under pressure and the writing fluid is discharged or ejected toward the recording medium by the thrust.

Bei dem Abgebeverfahren des Erhitzungstyps wird je doch die Schreibflüssigkeit erwärmt, was Änderungen in der chemischen Zusammensetzung bewirken kann. Wherein Abgebeverfahren the heating type according but the writing fluid is heated, which may cause changes in the chemical composition. Weiterhin haftet die Schreibflüssigkeit in nachteiliger Weise am inneren Umfang der Öffnung a2 an, um diese nach und nach zu verstopfen. Furthermore, the recording liquid adhered in a disadvantageous manner at the inner circumference of the opening on a2 to clog gradually. Ein weiterer Nachteil ist die kurze Lebensdauer des Wärme abgebenden Widerstandes und dar überhinaus sollten wasserlösliche Schreibflüssigkeiten verwendet werden, was die Haltbarkeit eines hiermit er stellten Dokumentes verschlechtert. A further disadvantage is the short service life of the heating resistor and is beyond water-soluble writing fluids should be used, which deteriorates the durability of this he presented document.

Fig. 14 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Abge beverfahrens des Vibrationstypes unter Verwendung einer piezoelektrischen Vorrichtung, welche gebildet ist durch eine Kammer b1 zur Aufnahme einer Schreibflüssig keit, einer Abgebe- oder Ausspritzöffnung b2, die von der Kammer b1 in Richtung eines Aufzeichnungsmediums weist und eines piezoelektrischen Wandlers b3, der in der Bodenfläche gegenüber der Öffnung b2 eingelassen ist, um Vibrationen zu erzeugen. Fig. 14 is a view for explaining the Abge speed for receiving a writing liquid through a chamber b1 Bever driving of the vibration type using a piezoelectric device which is formed of a Abgebe- or ejection b2, facing from the chamber b1 in the direction of a recording medium and a piezoelectric transducer b3, which is embedded in the bottom surface opposite the opening b2 to generate vibrations.

Sobald der piezoelektrische Wandler b3 in der Bo denfläche der Kammer b1 Vibrationen auslöst, wird die Schreibflüssigkeit durch die Öffnung b2 durch die Vi brationskraft unter Kraft ausgestoßen. Once the piezoelectric transducer b3 in the Bo denfläche the chamber causes vibration b1, b2 is the writing liquid through the opening brationskraft expelled under force by the Vi. Infolgedessen wird die Schreibflüssigkeit durch die Vibrationskraft auf das Aufzeichnungsmedium gespritzt. As a result, the writing fluid is injected through the vibrating force to the recording medium.

Ohne Verwendung von Wärme oder Hitze ist das Abge beverfahren unter Verwendung von Vibrationen durch den piezoelektrischen Wandler dahingehend vorteilhaft, daß eine Anzahl von (unterschiedlichen) Schreibflüssigkei ten ausgewählt werden kann. Without the use of heat or heat the Abge is bever drive using vibration caused by the piezoelectric transducer advantageous in that a number of (different) Schreibflüssigkei th can be selected. Die Bearbeitung des piezo elektrischen Wandlers ist jedoch schwierig und insbe sondere ist der Einbau des piezoelektrischen Wandlers in der Bodenfläche der Kammer b1 ein aufwendiger Ar beitsvorgang, der nachteilig bei der Massenherstellung ist. The processing of the piezoelectric transducer is difficult and in particular the special installation of the piezoelectric transducer in the bottom surface of the chamber b1 is a complex Ar beitsvorgang, which is disadvantageous in mass production.

Weiterhin sind Druckköpfe bekannt, welche eine Form/Gedächtnislegierung zur Abgabe der Schreibflüssig keit verwenden. Furthermore printheads are known that use a form / memory alloy for delivering the liquid write speed. Die japanischen offengelegten Patent veröffentlichungen Nr. sho 57-203177, sho 63-57251, hei 4-247680, hei 2-265752, hei 2-308466 und hei 3-65349 offenbaren Beispiele von Druckköpfen, welche Form/Gedächtnislegierungen verwenden. The Japanese Laid-Open Patent Publication Nos. 57-203177 sho, sho 63-57251, hei 4-247680, 2-265752 hei, hei hei 2-308466 and 3-65349 disclose examples of print heads that use shape / memory alloys. Diese bekannten Beispiele sind so aufgebaut, daß eine Biegeverformung durch Zusammenfügen mehrerer dünner Schichten von Form/Gedächtnislegierungen erfolgt, welche jeweils un terschiedliche Phasentransformationstemperaturen und unterschiedliche Dicken haben oder indem ein elasti sches Bauteil mit einer Form/Gedächtnislegierung ver bunden wird. These prior art examples are constructed so that a bending deformation is carried out by assembling a plurality of thin layers of shape / memory alloys, which have in each case un ferent phase transformation temperatures and different thicknesses or by an elastic cal member with a shape / memory alloy ver connected is.

Diese bekannten Druckköpfe, welche die Form/Gedächtnislegierung verwenden, machen jedoch Schwierigkeiten bei der Verkleinerung der Abmessungen des Druckkopfes sowie der Kompaktheit des Düseninneren, was die Auflösung verschlechtert und sind in der Her stellung sehr aufwendig, was bei der Massenproduktion nachteilig ist. These prior art print heads that use the shape / memory alloy, however, present difficulties in scaling down the size of the print head and the compactness of the nozzle interior, which impairs the resolution and are Her position very complicated, which is disadvantageous in mass production. Weiterhin ist die hierbei verwendete Form/Gedächtnislegierung eine dicke Schicht mit einer Dicke von mehr als 50 µm anstelle der Verwendung eines Dünnfilms. Furthermore, the shape / memory alloy used in this case is a thick film having a thickness of more than 50 microns instead of using a thin film. Von daher erfolgt während des Aufheizvorgan ges ein größerer Verlust an elektrischer Energie und eine längere Abkühlzeit wird nötig, was dahingehend nachteilig ist, daß eine verschlechterte Betriebsfre quenz vorhanden ist, sowie eine geringe Druckgeschwin digkeit, die eine praktische Anwendung ausschließt, etc. Therefore, during the Aufheizvorgan ac- complished a greater loss of electrical power and a longer cooling time is required, which is disadvantageous in that an impaired Betriebsfre frequency is available, as well as low Druckgeschwin rate, which excludes a practical application, etc.

Infolgedessen ist es Aufgabe der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung, die oben aufgeführten Probleme im Stand der Technik zu be seitigen. Consequently, it is an object of the invention is characterized in the claims, the above-mentioned problems in the prior art to be sided.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Schreib flüssigkeit abgegeben oder ausgespritzt wird, indem der Druck einer Flüssigkeitskammer durch Deformationen geändert wird, welche während des Phasentransfor mationsvorganges eines Dünnfilms einer Form/Gedächt nislegierung verursacht werden, so daß die Form/Ge dächtnislegierung eine Betätigungskraft in erheblicher Höhe hat, um ein Verstopfen einer Düse zu verringern oder auszuschließen und wobei der Dünnfilm eine derart hohe Deformationsfähigkeit oder -quantität hat, daß der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung in kleiner Größe herstellbar ist, wodurch die Kompaktheit der Düse erhöht wird, um die Auflösung zu verbessern. The invention is characterized in that the writing is discharged or ejected liquid by the pressure of a liquid chamber is changed by deformation, which mationsvorganges a thin film of a form / Gedächt caused memory alloy during Phasentransfor, so that the shape / Ge memory alloy actuation force at a high altitude is to reduce or eliminate clogging of a nozzle and wherein said thin film has quantity such a high deformation capability or that the thin film can be produced in small size out of the mold / memory alloy, whereby the compactness of the nozzle is increased, the resolution to improve. Die Form/Gedächtnislegierung ist vorzugsweise in dem Dünn filmzustand auf einem Substrat unter Verwendung eines Halbleiterdünnfilm-Herstellungsvorganges abgeschieden, um die Möglichkeit zu bieten, die benötigte Versetzungsgröße oder -menge oder den Hub zu erhalten, wodurch die Massenherstellung verbesserbar ist. The shape / memory alloy is preferably in the thin film state on a substrate using a semiconductor thin film forming process is deposited to the possibility to provide the displacement required size or quantity, or to receive the hub, whereby the mass production is improved.

Demnach wird gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Abgeben einer Schreib flüssigkeit von einem Druckkopf geschaffen mit: Dünn filmen aus Form/Gedächtnislegierungen, welche abhängig von einer Temperaturänderung eine Phasentransformation durchführen; Thus, according to one aspect of the present invention, an apparatus for dispensing a liquid from write is a printing head provided with: thin films of shape / memory alloys which perform a function of a change in temperature, a phase transformation; einem elektrischen Energieversorgungsab schnitt zum Auslösen der Temperaturänderung des Dünn filmes aus der Form/Gedächtnislegierung; an electric Energieversorgungsab section for initiating the change in temperature of the thin film from the mold / memory alloy; einer Leit platte, die an einer Seite des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung angeordnet ist und Flüssig keitskammern aufweist zur Aufnahme der Schreibflüssig keit und mit einem Zufuhrpfad an einer Seite von Wande benen, welche die Flüssigkeitskammern umgeben, um die Schreibflüssigkeit zuzuführen; a Leit plate / memory alloy is arranged on a side of the thin film from the mold and keitskammern liquid for receiving the writing liquid speed and with a supply path at a side of walls surrounded surrounding the liquid chambers to supply the writing fluid; und einer Düsenplatte, die über der Leitplatte angeordnet ist und Düsen auf weist, welche Abmessungen haben, die kleiner sind als diejenigen der Flüssigkeitskammern in der Leitplatte, um es zu ermöglichen, daß die Schreibflüssigkeit in Form von Tröpfchen abgegeben wird, wenn der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung die Phasentransforma tion durchführt. and a nozzle plate disposed over the guide plate, and has nozzles which have dimensions which are smaller than those of the liquid chambers in the guide plate in order to make it possible that the writing liquid is dispensed in the form of droplets, when the thin film from the shape / memory alloy phase Transforma tion performs.

Die Erfindung wurde gemacht, um die Nachteile be kannter Systeme zu beseitigen oder zu umgehen, welche eine piezoelektrische Vorrichtung und eine Luftausdeh nung durch Erhitzung verwenden, bzw. herkömmlicher Sy steme, welche die Form/Gedächtnislegierung verwenden. The invention has been made in order to eliminate the disadvantages known per be systems or to bypass that utilize a piezoelectric device, and a voltage Luftausdeh by heating, or Sy conventional systems, which use the shape / memory alloy. Erfindungsgemäß wird der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung auf einem Substrat mittels ei nes Herstellungsvorganges für einen Halbleiterdünnfilm ausgebildet und das Substrat wird teilweise geätzt, um einen Raumabschnitt zu schaffen, der es dem Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung ermöglicht, zu vibrie ren. Das Tröpfchen wird dann wiederum durch die Vibra tion des Dünnfilms der Form/Gedächtnislegierung ausge bildet. According to the thin film is formed out of shape / memory alloy on a substrate by ei nes manufacturing process for a semiconductor thin film and the substrate is partially etched to create a space portion which allows the thin film of the shape / memory alloy to vibrie ren. The droplet then again by the Vibra tion of the thin film of the form / memory alloy out forms.

Bei dieser Abgebevorrichtung wird die Form/Gedächtnislegierung auf dem Substrat mittels des Halbleiterdünnfilm-Herstellungsvorganges abgeschieden und die sich ergebende Struktur wird getempert, um den Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung zu bilden. In this form the discharging device / memory alloy on the substrate by the semiconductor thin-film manufacturing process will be deposited and the resulting structure is annealed to form the thin film from the mold / memory alloy. Somit kann die flache Form in der austenitischen Phase erhalten werden. Thus, the flat shape can be obtained in the austenitic phase. Weiterhin kann der abgeschiedene Dünn film aus der Form/Gedächtnislegierung mit einer ver bleibenden Druckbelastung in der Martensit-Phase verse hen werden und die Größe hiervon kann abhängig von der Temper-Temperatur bei der Abscheidung und der Zeit ge ändert werden. Furthermore, the deposited thin film-can out of shape / memory alloy with a remain- ing pressure load in the martensite phase verses are hen and the size thereof depending ge of the annealing temperature during deposition and the time will change. Sobald das Substrat teilweise geätzt worden ist, um den Raumabschnitt zu bilden, wird der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung durch eine Krümmung biegeverformt, welche aus der verbleibenden Druckbelastung resultiert. Once the substrate has been partially etched to form the space portion, the thin film is flexurally deformed from the form / memory alloy by a curvature, which is due to the remaining pressure. Wenn der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung erwärmt oder erhitzt wird, wird der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung austenitisch, um sich in die abgeflachte Form zu än dern. When the thin film is heated or heated out of shape / memory alloy thin film of the shape / memory alloy austenitic to get into the flattened shape to än countries. Zu diesem Zeitpunkt wird das Volumen der Flüssig keitskammer verringert, so daß die Schreibflüssigkeit abgegeben oder ausgestoßen wird. At this time, the volume of the liquid is keitskammer reduced, so that the writing liquid is discharged or ejected. Während des Abkühlvor ganges tritt die Biegeverformung aufgrund der verblei benden Druckbelastung wieder auf und zu diesem Zeit punkt wird das erneute Auffüllen oder Nachfüllen der Schreibflüssigkeit durchgeführt. During the Abkühlvor gear, the bending deformation occurs due to the pressure load on remain- reproduced again and at this point in time the re-filling or refilling of the recording liquid is performed. Diese Schritte werden wiederholt, um aufeinanderfolgend das Abgeben oder Aus spritzen der Schreibflüssigkeit durchzuführen. These steps are repeated to successively from the dispensing or spraying of the writing liquid to carry out.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der verein fachte Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung über den Halbleiterdünnfilm-Herstellungsvorgang und den Substratätzvorgang ausgebildet und die verbleibende Druck- oder Kompressionsbelastung wird verwendet, um einfach die zum Ausgeben oder Ausspritzen der Schreib flüssigkeit notwendige Versetzung oder den hierzu not wendigen Hub zu erhalten, so daß die Massenherstellung wesentlich verbessert wird. According to the present invention, the club is fanned thin film of the shape / memory alloy over the semiconductor thin film forming process and the Substratätzvorgang formed and the remaining pressure or compression load is used to agile simply outputting or ejecting the writing liquid necessary dislocation or purpose not to obtain stroke so that the mass production is significantly improved. Zusätzlich kann die Größe der Restbelastung geändert werden, um die Deformations menge oder den Deformationsbetrag einfach einzustellen, was es auch gestattet, die Versetzungsmenge oder den Hub zu erhöhen und es möglich macht, die Abmessungen des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung zu ver ringern. In addition, the size of the residual stress can be changed to the deformation amount or the amount of deformation to adjust, what it also allows to increase the transfer amount or the hub and makes it possible for the dimensions of the thin film from the shape / memory alloy to ver reduce. Infolgedessen kann ein Druckkopf mit kleinen Abmessungen gefertigt werden und die Kompaktheit der Düsen wird erhöht, so daß eine hohe Auflösung erhalten werden kann. Consequently, a print head can be manufactured with small dimensions and the compactness of the nozzle is increased, so that a high resolution can be obtained.

Weiterhin wird in der vorliegenden Erfindung eine Form/Gedächtnislegierung in Form eines Dünnfilmes ver wendet, so daß der Energieverlust bei dem Aufheizvor gang wesentlich verringert wird und die Abkühlzeit ver kürzt wird. Furthermore, a shape / memory alloy in the form of a thin film in the present invention ver used, so that the energy loss during the transition Aufheizvor is substantially reduced and the cooling time is shortened ver. Weiterhin treten keine Restvibrationen auf, wenn der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung durch die verbleibende Druckbelastung in den biegede formierten Zustand verformt wird, nachdem die Schreib flüssigkeit abgegeben wurde, so daß es möglich ist, ei ne stabile Abgabe der Schreibflüssigkeit durchzuführen, was zur Folge hat, daß die Betriebsfrequenz erhöht wird, das heißt die Druckgeschwindigkeit verbessert wird. Furthermore occur no residual vibration when the thin film is deformed from the shape / memory alloy by the remaining pressure load in the biegede formed state after the write has been done liquid so that it is possible to perform ei ne stable discharge of the recording liquid, resulting in the sequence has, that the operating frequency is increased, that is, the printing speed is improved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the respective dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detail lierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen hiervon unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments thereof lined with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische An sicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is an exploded perspective view of an apparatus according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht zur Veranschau lichung des Flusses oder der Strömung einer Schreib flüssigkeit in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a perspective view for illustrating mentation of the flow or the flow of a writing fluid in an embodiment of the present invention;

Fig. 3A und 3B Schnittdarstellungen von vorne zur Veranschaulichung der Vorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung; Figs. 3A and 3B sectional views from the front illustrating the apparatus according to a Ausfüh approximate shape of the present invention;

Fig. 4 seitliche Schnittdarstellungen der Vorrich tung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung, wobei die Fig. 4A bis 4D die Zustände vor und nach dem Betrieb veranschaulichen; Fig. 4 is side cross-sectional representations of the Vorrich device according to an embodiment of the present invention, with FIG 4A to 4D, the states before and illustrate after operation.

Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Phasentransformation eines Dünnfilmes einer Form/Gedächtnislegierung bei der vorliegenden Erfin dung; Fig. 5 is a graph for explaining the phase transformation of a thin film of a mold / memory alloy in the present inven tion;

Fig. 6 Ansichten zur Erläuterung eines Herstel lungsvorganges des in einer Richtung wirkenden Dünnfil mes der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 is views for explaining a manufacture process of the development unidirectional Dünnfil mes of the mold / memory alloy according to the present invention;

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Her stellungsvorganges des in einer Richtung wirkenden Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfindung; 7 is a block diagram for explaining the setting operation of the Her unidirectional thin film from the mold / memory alloy according to the present invention.

Fig. 8 Ansichten zur Erläuterung eines Herstel lungsvorganges eines in zwei Richtungen wirkenden Dünn filmes einer Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorlie genden Erfindung; Fig. 8 views illustrating a manufacture development process of a bi-directional thin filmes a shape / memory alloy according to the vorlie invention;

Fig. 9 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Her stellungsvorganges des in zwei Richtungen wirkenden Dünnfilmes der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vor liegenden Erfindung; 9 is a block diagram for explaining the operation of the Her position acting in two directions of the thin film form / memory alloy according to the prior invention.

Fig. 10 eine grafische Darstellung der Aufheizzeit gegenüber der Temperatur des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfin dung; Fig. 10 is a graph of the heating time to the temperature of the thin film formation from the mold / memory alloy according to the present inventions;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung zur Darstellung der Größe des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfindung; Figure 11 is a sectional view for illustrating the size of the thin film from the mold / memory alloy according to the present invention.

Fig. 12 Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung der Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Fig. 12A bis 12D die Zustände vor und nach dem Betrieb veranschaulichen; FIG. 12 is sectional views illustrating the apparatus according to another embodiment of the present invention, wherein Figs 12A to 12D illustrate the states before and after the operation.

Fig. 13 eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Vorrichtung des Thermotyps; FIG. 13 is a sectional view of a conventional device of the thermal type; und and

Fig. 14 eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Vorrichtung des piezoelektrischen Typs. Fig. 14 is a sectional view of a conventional device of the piezoelectric type.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung und zeigt eine Abgebevorrichtung gemäß ei ner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung, welche den Fluß oder die Strömung einer Schreibflüssigkeit bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 1 is an exploded perspective view showing a discharging device according to an embodiment of the present invention, egg, and Fig. 2 is a perspective view showing the flow or the flow of a writing liquid, in an embodiment of the present invention.

Die Abgebe- oder Ausspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (nachfolgend als "Vorrichtung" bezeichnet) ist so aufgebaut, daß eine Mehrzahl von Dü sen 19 zum Abgeben oder Ausstoßen einer Schreibflüssig keit 20 ("Tinte") sowohl reihen- als auch spaltenweise angeordnet ist, um die Auflösung zu erhöhen, wobei Dünnfilme 12 aus Form/Gedächtnislegierungen zum Abgeben oder Ausstoßen der Schreibflüssigkeit 20 jeweils den einzelnen Düsen 19 zugeordnet sind. The Abgebe- or ejection device according to the present invention (hereinafter referred to as "device") is constructed such that a plurality of Dü 19 sen for dispensing or ejecting a liquid write speed 20 ("ink") both in rows as is also arranged in columns, to increase the resolution, thin films 12 made of shape / memory alloys for dispensing or ejecting the recording liquid 20 in each case the individual nozzles 19 are associated.

Genauer gesagt, eine Mehrzahl von Raumabschnitten oder Räumen 11 ist an den Vorder- und Hinterseiten ei nes Substrates 10 ausgebildet und die Räume dringen in dieses nach oben und unten ein, wobei die Mehrzahl von Dünnfilmen 12 aus den Form/Gedächtnislegierungen an dem oberen Abschnitt des Substrates 10 angebracht ist, um die jeweiligen Räume 11 abzudecken. More specifically, a plurality of space portions or spaces 11 formed at the front and rear sides ei Nes substrate 10 and the spaces penetrate into this one up and down, wherein the plurality of thin films 12 of the of the mold / memory alloys at the upper portion substrate 10 is attached to cover the respective spaces 11. Eine Leit- bzw. Leitungsplatte 13 deckt den oberen Abschnitt des Substrates 10 ab und weist Flüssigkeitskammern 14 zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit 20 direkt oberhalb der entsprechenden Dünnfilme 12 aus der Form/Gedächtnis legierung auf. A guiding line or plate 13 covers the upper portion of the substrate 10 and has fluid chambers 14 for receiving the writing liquid 20 directly above the corresponding alloy thin films 12 out of shape / memory on. Weiterhin ist ein Zufuhrpfad 15 zum Füh ren der Schreibflüssigkeit 20 in der Mitte der Lei tungsplatte 13 derart ausgebildet, daß der Zufuhrpfad 15 über Fluiddurchlässe 16 mit den entsprechenden Flüs sigkeitskammern 14 jeweils in Verbindung steht. Furthermore, a supply path 15 is for Füh Ren the writing liquid 20 in the middle of the lei-base 13 in such a manner that the supply path 15 via fluid passages 16 with the corresponding liq sigkeitskammern 14 each in communication. Ein Strömungseinlaß 17 , der mit dem Zufuhrpfad 15 an einer Seite der Leitungsplatte 13 in Verbindung steht, ist an einer Seite des Substrates 10 ausgebildet, um die Schreibflüssigkeit 20 in Richtung des Zufuhrpfades 15 zu liefern. A flow inlet 17, which communicates with the supply path 15 at a side of the conduction plate 13 in connection is formed on one side of the substrate 10 in order to supply the writing fluid 20 in the direction of the supply path 15.

Eine Düsenplatte 18 ist an dem oberen Abschnitt der Leitungsplatte 13 befestigt und weist die Mehrzahl von Düsen 19 entsprechend den jeweiligen Flüssigkeitskam mern 14 auf, die in der Leitungsplatte 13 ausgebildet sind. A nozzle plate 18 is attached to the upper portion of the duct plate 13, and has the plurality of nozzles 19 corresponding to the respective Flüssigkeitskam chambers 14 which are formed in the guiding plate 13. Die jeweiligen Düsen 19 entsprechen den Dünnfil men 12 aus der Form/Gedächtnislegierung, welche gegen über den entsprechenden Flüssigkeitskammern freiliegen. The respective nozzles 19 correspond to the Dünnfil 12 men out of shape / memory alloy, which are exposed over the corresponding liquid chambers.

Wenn somit der Druck in den entsprechenden Flüssig keitskammern 14 durch Deformation der Dünnfilme 12 aus den Form/Gedächtnislegierungen geändert wird, wird die Schreibflüssigkeit 20 durch die jeweiligen Düsen 19 in Tröpfchenform auf ein Druckpapier ausgestoßen oder ab gegeben. Thus, when the pressure in the corresponding liquid keitskammern 14 by deformation of the thin films 12 from the molding / memory alloys is changed, the recording liquid 20 is ejected through the respective nozzle 19 in the form of droplets onto a printing paper or off optionally.

Die Phase des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird aufeinanderfolgend abhän gig von einer Temperaturänderung geändert. The phase of the thin film 12 from the mold / memory alloy is depen dent sequentially changed by a temperature change. Während des Phasentransformations- oder Phasenübergangsvorganges tritt durch eine Deformation eine Vibration auf und die Schreibflüssigkeit 20 wird durch die jeweiligen Düsen 19 in Tröpfchenform ausgestoßen. During the phase transformation or phase transition process, passes through a deformation to a vibration and the recording liquid 20 is ejected by the respective nozzles 19 in the form of droplets. Die Fig. 4A bis 4D sind seitliche Schnittdarstellungen, welche die Vor richtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei ein Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung herausgegriffen ist. FIGS. 4A to 4D are side sectional views which show the Prior direction according to an embodiment of the present invention, wherein a thin film is picked out from the mold / memory alloy. Wenn der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung im Aus gangszustand, wo er so deformiert ist, daß er sich von der Düse 19 wegbiegt, über eine bestimmte Temperatur hinaus erwärmt oder erhitzt wird, wird er flach, wäh rend er in die Ausgangsphase übergeht. When the thin film 12 transition state of the shape / memory alloy in the off where he is deformed so that it bends away from the nozzle 19 heated above a certain temperature or heated, it becomes flat while he was excreted in the initial phase. Zu diesem Zeit punkt steigt der Innendruck der Flüssigkeitskammer 14 an, da diese komprimiert wird und gleichzeitig wird die Schreibflüssigkeit 20 über die Düse 19 ausgestoßen oder abgegeben. At this time, the internal pressure of the liquid chamber 14 increases, since this is compressed while the writing fluid 20 is expelled or discharged through the nozzle 19. Sobald die Temperatur des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung unterhalb einer bestimmten Temperatur absinkt, wird er in den Biegedeformationszu stand durch eine verbleibende Druckbelastung verformt und die Schreibflüssigkeit 20 wird in das Innere der Flüssigkeitskammer 14 durch die Kapillarkraft der Schreibflüssigkeit in der Düse und die Einsaugkraft eingebracht, wenn der Innendruck der Flüssigkeitskammer 14 allmählich sinkt. Once the temperature of the thin film 12 falls out of the mold / memory alloy below a certain temperature, it will stand in the Biegedeformationszu deformed by a residual compression stress and the recording liquid 20 is in the interior of the liquid chamber 14 by the capillary force of the writing fluid in the nozzle and the Einsaugkraft introduced, when the internal pressure of the liquid chamber 14 gradually decreases. Sodann wird der obige Vorgang auf einanderfolgend durchgeführt, um den Druckvorgang durchzuführen. Is then carried out to successively, to perform the printing operation of the above operation.

Der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird durch einen Zufuhrabschnitt 21 für elektrische Leistung erwärmt, wie in Fig. 3A gezeigt. The thin film 12 from the mold / memory alloy is heated by a supply section 21 for electric power, as shown in Fig. 3A. Genauer ge sagt, sobald elektrische Leistung von dem Zufuhrab schnitt 21 an Elektroden 21 a geliefert wird, die mit den beiden Enden des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung verbunden sind, erzeugt der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung Wärme durch seinen eigenen Widerstand oder Innenwiderstand, so daß seine Temperatur ansteigt und er flach wird, da er in die Ausgangsphase übergeht. More specifically, GE says when electrical power from the Zufuhrab section 21 of electrode 21 a is provided, which are connected to the two ends of the thin film 12 from the mold / memory alloy, produces the thin film 12 from the mold / memory alloy heat by its own resistance or internal resistance, so that its temperature increases and it becomes flat as it passes into the output phase. Sobald die elektri sche Leistung nicht mehr von dem Zufuhrabschnitt 21 ge liefert wird, kühlt sich der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung auf natürlichem Weg ab, und kehrt aufgrund der verbleibenden Kompressionsbelastung oder Druckbelastung in den ursprünglich verformten Zu stand zurück. Once the electrical cal power no longer ge from the feed section 21 is delivered, the thin film cools 12 out of shape / memory alloy in a natural way from, and returns due to the residual compressive stress or compressive stress in the original deformed to stand. Alternativ hierzu kann ein Heizelement 21 b durch elektrische Leistung von dem Zufuhrabschnitt 21 für elektrische Leistung erwärmt oder erhitzt wer den, wobei das Heizelement 21 b direkt an einer Seite des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung an gebracht ist, wie in Fig. 3B gezeigt, um den Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung zu erhitzen. Alternatively, a heating element 21 b warmed or heated by electric power from the feed section 21 for electrical power who demonstrated the, wherein the heating element 21 is brought b directly to a side of the thin film 12 from the mold / memory alloy on, as shown in Fig. 3B to the thin film 12 to heat the shape / memory alloy.

Der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung ist aus einer Form/Gedächtnislegierung zusammengesetzt, welche einen Phasenübergang oder eine Phasentransforma tion abhängig von der Temperatur macht, um die Verfor mung oder Deformation einzuleiten, wobei die Legierung hauptsächlich aus Titan (Ti) und Nickel (Ni) besteht mit einer Dicke von ungefähr 0,3 µm-5 µm. The thin film 12 from the mold / memory alloy is composed of a form / memory alloy, which has a phase transition or phase transformer tion depending on the temperature makes to initiate the deforma tion or deformation, wherein the alloy mainly made of titanium (Ti) and nickel (Ni ) having a thickness of about 0.3 microns-5 microns. Der Dünn film 12 aus der Form/Gedächtnislegierung hat eine Rich tungseigenschaft abhängig von dem Herstellungsverfah ren. Die Fig. 6 und 7 sind Ansichten bzw. ein Block diagramm zur Veranschaulichung eines Herstellungsver fahrens eines in einer Richtung wirkenden Dünnfilmes aus einer Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegen den Erfindung. The thin film 12 from the mold / memory alloy has a Rich Ren device characteristic depending on the Herstellungsverfah. Figs. 6 and 7 are views respectively a block diagram illustrating a Herstellungsver driving a unidirectional thin film made from a molding / memory alloy according to the the present invention. Die Ansichten der Fig. 1 bis 4 bezie hen sich auf die Verwendung eines Dünnfilmes aus einer Form/Gedächtnislegierung, der in einer Richtung wirkt. The views of FIGS. 1 to 4 in this paper refer to the use of a thin film of a shape / memory alloy which acts in one direction. Zunächst wird ein Schritt 100 durchgeführt, wobei ein Dünnfilm aus einer Form/Gedächtnislegierung auf dem Substrat 10 bestehend aus einer Substanz wie Silizium abgeschieden wird. First, a step 100 is carried out, wherein a thin film is deposited from a molding / memory alloy on the substrate 10 consisting of a substance such as silicon. Die Abscheidung wird für gewöhnlich durch eine Sputter-Abscheidung oder durch Laserabtrage verfahren durchgeführt. The deposition process is carried out usually by a sputter deposition or by Laserabtrage.

Im Schritt 101 wird die sich ergebende Struktur bei einer regulären Temperatur über eine gegebene Zeitdauer hinweg getempert, um eine Kristallisierung zu bewirken, wodurch sich die flache Plattenform der Ausgangsphase ergibt. In step 101, the resultant structure is annealed at a regular temperature over a given period of time, to effect crystallization, thereby resulting in the flat plate shape of the output phase. Danach erfolgt eine Abkühlung herunter auf an nähernd 40°C-70°C, was eine Martensit-Endtemperatur Mf ist, so daß die Ausgangsphase eine martensitische Phase wird, um die verbleibende Druckbelastung in dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung im Schritt 102 zu erhalten. Followed by cooling occurs down to at approaching 40 ° C-70 ° C, which is a martensite finish temperature Mf, so that the output phase martensitic phase to the remaining compressive stress in the thin film 12 of the form / memory alloy in step 102 obtained.

Zusätzlich wird der unmittelbar untere Abschnitt unterhalb des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung geätzt, um den Raum 11 im Substrat 10 , bestehend aus dem Siliziumwafer zu schaf fen und der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird freigelegt. In addition, the lower portion is etched immediately below the thin film 12 from the mold / memory alloy, is exposed to the space 11 in the substrate 10 composed of the silicon wafer to sheep FEN and the thin film 12 is removed from the mold / memory alloy. Dies erfolgt im Schritt 103 . This is done in step 103rd Sodann wird der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung in Richtung des unteren (oder oberen) Abschnittes durch die verbleibende Kompressi ons- oder Druckbelastung biegedeformiert, um den Zu stand gemäß Fig. 4A zu erhalten, was im Schritt 104 er folgt. Then, the thin film 12 from the mold ONS / memory alloy in the direction of the lower (or upper) portion through the remaining Kompressi biegedeformiert or pressure load in order to be stood as shown in FIG. 4A to obtain what in step 104 it follows. Im Schritt 105 wird, sobald der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung in der martensitischen Phase biegedeformiert wurde, dieser auf eine bestimmte Temperatur, das heißt, eine Austenit-Endtemperatur Af von annähernd 50°C-90°C erwärmt und der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird in die austeniti sche Phase deformiert, um flach zu werden, wie in Fig. 4C gezeigt, wodurch dann im Betrieb die Schreibflüssig keit 20 ausgestoßen wird. In step 105, when the thin film was 12 biegedeformiert from the mold / memory alloy in the martensitic phase, this out at a certain temperature, that is, an austenite finish temperature Af is heated from approximately 50 ° C-90 ° C and the thin film 12 the mold / memory alloy is deformed into the austenitic phase-specific so as to be flat as shown in Fig. 4C, which then in use, the write speed liquid 20 is ejected. Danach wird der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung abgekühlt, um in die martensitische Phase überzugehen, wobei er wiederum durch die verbleibende Druckbelastung biegedeformiert wird. Thereafter, the thin film 12 is cooled from the mold / memory alloy, to move in the martensitic phase, whereby it is again biegedeformiert by the residual compressive stress. Hierdurch wird das Innere der Flüssigkeitskammer 14 mit Schreibflüssigkeit 20 erneut gefüllt, was im Schritt 106 erfolgt. As a result, the interior of the liquid chamber 14 is again filled with writing fluid 20, which takes place in step 106. Wenn die voranstehenden Schritte 105 und 106 abhängig von einer Temperaturänderung des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wieder holt werden, wird im Schritt 107 der Druckvorgang durchgeführt. When the above steps 105 and 106 12 brings a function of a temperature change of the thin film from the mold / memory alloy again, in step 107, the printing operation is performed.

Die Fig. 8 und 9 sind eine Schnittdarstellung bzw. ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Her stellungsverfahrens für einen in zwei Richtungen wir kenden Dünnfilm aus einer Form/Gedächtnislegierung ge mäß der vorliegenden Erfindung. FIGS. 8 and 9 are a sectional view and a block diagram illustrating a method for a position Her we GE kenden thin film made from a molding / memory alloy in two directions according to the present invention. Hierbei wird der Dünn film 12 aus der Form/Gedächtnislegierung bei einer re gulären Temperatur für eine bestimmte Zeitdauer getem pert, um zu kristallisieren, was innerhalb einer Kammer 22 erfolgt, so daß eine Änderung in die austenitische Phase erfolgt (Schritt 200 ). Here, the thin film 12 from the mold / memory alloy getem pert at a re gulären temperature for a certain period of time to crystallize, which is carried out within a chamber 22 so that a change in the austenitic phase is effected (step 200). Sodann wird bei Abkühlung herunter unter die Martensit-Endtemperatur Mf von annä hernd 40°C-70°C im Schritt 201 das Austenit in Mar tensit umgeändert. Then changed sitic down at cooling below the martensite finish temperature Mf of Annæ mately 40 ° C-70 ° C in step 201, the austenite in Mar. Weiterhin wird im Schritt 202 das Martensit durch Anlegen einer externen Kraft defor miert, welche einen Betrag hat, welcher ein plastisches Gleiten verhindert. Furthermore, the martensite is DEFOR mized by applying an external force in step 202, which has a magnitude which prevents plastic glides. Wenn dann der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung durch die Austenit-Endtempera tur Af von annähernd 50°C-90°C erwärmt wird, ändert sich im Schritt 203 das Martensit in Austenit, so daß der Dünnfilm flach wird. Then, when the thin film 12 is heated from the mold / memory alloy through the austenite Af Endtempera temperature of approximately 50 ° C-90 ° C, the martensite changes to austenite in step 203, so that the thin film is flat.

Nachfolgend werden die obigen Schritte 201 , 202 und 203 mehrere Male wiederholt, um den Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung zu trainieren. Subsequently, the above steps 201, 202 and 203 are repeated several times, to train the thin film 12 from the mold / memory alloy. Hierdurch wird ungeachtet des Fehlens einer externen Kraft der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung im Schritt 205 verformt, wenn die Temperatur unterhalb der Marten sit-Endtemperatur Mf im Trainierschritt 204 fällt. As a result of an external force, the thin film 12 is deformed from the shape / memory alloy, in step 205, if the temperature is below the Marten sit finish temperature Mf in the training step 204 falls regardless of the absence. Um gekehrt wird der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung flach, wenn er auf die Auste nit-Endtemperatur Af erwärmt wird, wodurch im Schritt 206 die Schreibflüssigkeit 20 ausgestoßen wird. Is swept around the thin film 12 from the mold / memory alloy flat when it is heated to the final temperature Af Auste NIT, whereby the recording liquid 20 is ejected in step 206. Wenn der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung auf Martensit abgekühlt wird, wird er durch seine eigene Kraft biegedeformiert, um das Innere der Flüssigkeits kammer 14 erneut mit Schreibflüssigkeit 20 zu füllen (Schritt 207 ). If the thin film 12 is cooled from the mold / memory alloy to martensite, it is biegedeformiert by its own force to fill the interior of the liquid chamber 14 again with writing liquid 20 (step 207). Im Schritt 208 werden die obigen Schrit te 206 und 207 abhängig von der Temperaturänderung des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wieder holt, um den Druckvorgang während des obigen Prozesses durchzuführen. In step 208, the above Schrit be TE 206 and 207 depends 12 reversed by the change in temperature of the thin film from the mold / memory alloy, in order to perform the printing operation during the above process. Mit anderen Worten, der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung aktiviert den in zwei Richtungen wirkenden Hin- und Herbewegungsvorgang ab hängig von der Temperatur, um die Schreibflüssigkeit auszustoßen. In other words, the thin film 12 from the mold / memory alloy, the bi-directional reciprocating operation from activated depending on the temperature, to eject the recording liquid. Zusätzlich hierzu wird der Biegungs- oder Deformationsbetrag des in zwei Richtungen wirkenden Dünnfilmes abhängig von dem Betrag der angelegten ex ternen Kraft während des Herstellungsvorganges ent schieden oder eingestellt, so daß es möglich wird, die geforderten oder gewünschten Versetzungsbeträge oder Hübe leicht zu realisieren. In addition to this, the Biegungs- or deformation amount of the bi-directional thin film is dependent on the magnitude of the applied ex ternal force during the manufacturing process ent eliminated or adjusted so that it is possible to easily achieve the required or desired displacement amounts or strokes.

Der Dünnfilm 12 mit der in zwei Richtungen wirken den Eigenschaft kann bei einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung angewendet werden, wie in Fig. 4 gezeigt. The thin film 12 with the two-way effect the property can be applied before the invention, in one embodiment, as shown in Fig. 4. Beispielsweise ist der Raum 11 an einer Seite des Substrates 10 ausgebildet und der trainierte Dünn film 12 aus der Form/Gedächtnislegierung ist mit dem Substrat 10 verbunden. For example, the space 11 is formed at one side of the substrate 10 and the thin film 12 trained from the mold / memory alloy is connected to the substrate 10. Hierbei kann durch Befestigung des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung an einer Seite des Substrates 10 , wodurch der Raum 11 ab gedeckt wird, die Schreibflüssigkeit 20 ausgestoßen werden, wenn sich der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung annähernd in der Mitte des Raumes 11 bei Temperaturänderungen deformiert. Here, by mounting the thin film 12 from the mold / memory alloy on one side of the substrate 10, whereby the space 11 is from covered, the recording liquid 20 is ejected when the thin film 12 from the mold / memory alloy approximately in the middle of the room 11 deformed with changes in temperature.

Da der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfindung abhängig von Tempera turänderungen in der Austenit-Phase flach und in der Martensit-Phase biegedeformiert ist, wird die Frequenz (das heißt die Betriebs- oder Arbeitsfrequenz) des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung erhöht, wenn die Temperaturdifferenz kleiner wird. Since the thin film 12 from the mold / memory alloy according to the present invention depending on temperature turänderungen in the austenite phase flat and is biegedeformiert in the martensite phase, the frequency is (that is, the operating or operating frequency) of the thin film 12 from the mold / memory alloy increases, when the temperature difference becomes smaller. Aus diesem Grund kann Kupfer (Cu) in die Legierung aus Ti und Ni eingebracht werden, um die Temperaturdifferenz zu ver ringern, bei der der Phasenübergang oder die Phasen transformation stattfindet. For this reason, copper (Cu) incorporated in the alloy of Ti and Ni to take place, the temperature differential to reduce ver, wherein the phase transition or the phase transformation. Die Form/Gedächtnislegierung, welche Ti, Ni und Cu verwen det, verringert die Phasentransformationstemperatur-Va riation, um die Frequenz, das heißt die Betriebsfre quenz des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung zu erhöhen, wodurch die Druck geschwindigkeit erhöht werden kann. The shape / memory alloy containing Ti, Ni and Cu verwen det reduces the phase transformation temperature Va riation to the frequency, ie the Betriebsfre frequency of the thin film 12 to increase from the mold / memory alloy, whereby the printing speed can be increased.

Die Möglichkeit der Ausbildung von Tröpfchen mit dem Dünnfilm gemäß der vorliegenden Erfindung und obi gen Aufbau wird nachfolgend erläutert. The possibility of the formation of droplets with the thin film according to the present invention and obi gene construction will be explained below.

Es sei angenommen, daß der Tröpfchendurchmesser 60 µm ist und die Tröpfchen für den Fall erzeugt werden, daß eine Energiedichte W max , die durch den Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung erzeugt wird 10×10 6 J/m 3 maximal beträgt und das Volumen V des Dünn filmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung 200×200×1µm 3 beträgt, wobei dann die Ausstoßfähigkeit des Dünnfilmes wie folgt festgehalten werden kann: It is assumed that the droplet diameter is 60 .mu.m, and the droplets are produced in the event that a power density W max, which is generated by the thin film 12 from the mold / memory alloy 10 × 10 6 J / m 3 is a maximum and the volume V of the thin film 12 from the mold / memory alloy 200 × 200 × 1 micron is 3, and then the discharge capacity of the thin film can be stated as follows:

U = U S + U K U = U S + U K

U S = πR U S = πR

UK = 1/12πpR 3 v 2 UK = 1/3 v 2 12πpR

wobei das Symbol U die Energie bezeichnet, die zur Erzeugung des gewünschten Tröpfchens der Schreibflüs sigkeit notwendig ist, U S eine Oberflächenenergie oder Oberflächenspannung der Schreibflüssigkeit bezeichnet, U K die kinetische Energie der Schreibflüssigkeit be zeichnet, R der Durchmesser des Tröpfchens ist, v die Geschwindigkeit der Schreibflüssigkeit ist, p die Dich te der Schreibflüssigkeit ist (1000 kg/m 3 ) und γ die Oberflächenspannung (0,073N/m) der Schreibflüssigkeit ist. where the symbol U denotes the energy fluid to generate the desired droplet of the Schreibflüs is necessary U S denotes a surface energy or surface tension of the recording liquid, U K is the kinetic energy of the writing fluid be characterized, R is the diameter of the droplet, v is the velocity the writing fluid, p is the log of the write te liquid (1000 kg / m 3), and γ the surface tension (0,073N / m) of the writing liquid. Wird hier angenommen, daß die Geschwindigkeit des gewünschten Tröpfchens 10 m/sec ist, läßt sich die benö tigte Energie U schreiben als: Is assumed here that the speed of the desired droplet is 10 m / sec to produce the required energy can be written as U:

U = 2,06×10 -10 +7,07×10 -10 = 9,13×10 -10 J U = 2.06 × 10 -10 + 7.07 × 10 -10 = 9.13 × 10 -10 J

Weiterhin ist die von dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung maximal erzeugte Energie defi niert durch Furthermore, the energy of the thin film 12 maximum generated from the mold / memory alloy is defi ned by
W max = W V .V (wobei W V die Energie J/m 3 bezeichnet, welche pro Volumeneinheit des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung ausübbar ist und V das Volumen des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung be zeichnet). W max = V .V W (wherein W V is the energy J / m 3 indicates that per unit volume of the thin film from the mold / memory alloy can be exerted, and V be the volume of the thin film from the mold / memory alloy is characterized). Hierdurch wird This will

W max = (10×10 6 ).(200×200×1) = 4×10 -7 J. W max = (10 × 10 6). (200 × 200 × 1) = 4 × 10 -7 J.

Wenn der Durchmesser des Tröpfchens 100 µm beträgt, beträgt die notwendige Energie U 3,85×10 -9 J. When the diameter of the droplet is 100 microns, is the necessary energy U 3.85 x 10 -9 J.

Da somit W max mehrfach größer als U ist, kann ein Tröpfchen mit den gewünschten Abmessungen erhalten wer den. Thus, since W max is several times greater than U, a drop with the desired dimensions can be obtained who the. Mit anderen Worten, da der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung eine erhebliche Stellkraft entwickelt, kann das gewünschte Tröpfchen der Schreib flüssigkeit ohne weiteres erhalten werden. In other words, since the thin film 12 develops from the mold / memory alloy, a considerable restoring force, the desired droplets of writing fluid can be obtained readily. Weiterhin kann die Versetzungsgröße oder der Hub entstehend aus Aufheizzeit, abgegebener Leistung und verbleibender Druckkraft bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie folgt analysiert werden: Die elektrische Energie wird dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung zugeführt, um durch Innenwi derstand Wärme zu erzeugen und die Phase wird durch die erzeugte Wärme geändert, wobei zu beachten ist, daß die Erwärmungs- oder Aufheizzeit und die eingeleitete Ener gie, bis der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung mit einer Temperatur von 25°C auf Austenit mit 70°C erwärmt wurde, wie folgt erhalten werden: Further, the displacement amount or the stroke can arising from heating up, dispensed power and residual compressive force in an embodiment of the present invention are analyzed as follows: The electrical energy is supplied to the thin film 12 fed from the form / memory alloy, to produce by Innenwi resistance heat and the phase is changed by the generated heat, whereby it should be noted that the heating or heating time and the introduced energy energy, until the thin film 12 was heated from the mold / memory alloy having a temperature of 25 ° C to austenite at 70 ° C, be obtained as follows:
Die Substanz des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung ist hierbei TiNi, eine Länge l des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung beträgt 400 µm, eine Dichte p s des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung beträgt 6450 kg/m 3 und der Be trag der Temperaturschwankung ΔT ist 45°C entsprechend 70 minus 25. Weiterhin beträgt eine spezifische Wärme C p 230J/Kg°C, ein spezifischer Widerstand p des Dünn films aus der Form/Gedächtnislegierung ist 80 µm.cm, der angelegte Strom I ist 1,0A, eine Breite w des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung beträgt 300 µm und eine Höhe oder Dicke t des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung ist 1,0 µm. The substance of the thin film from the mold / memory alloy is in this case TiNi, a length L of the thin film from the mold / memory alloy is 400 microns, a density p s of the thin film from the mold / memory alloy is 6450 kg / m 3 and the loading support to the temperature variation .DELTA.T is 45 ° C corresponding to 70 is minus 25. Further, a specific heat C p 230J / kg ° C, a resistivity p of the thin film from the mold / memory alloy is 80 μm.cm, the applied current I is 1.0A, a width w of the thin film from the mold / memory alloy is 300 microns and a height or thickness t of the thin film from the mold / memory alloy is 1.0 microns. Somit wird die Auf heizzeit t h erhalten als Thus, the heating time on t h is obtained as

Da der Widerstand R des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung, das heißt p(1/wt) gleich 1,1 Ω ist und die aufgebrachte elektrische Leistung I 2 R 1,1 Watt beträgt, ist die zur Erzeugung des Tröpfchens benötigte Energie erhaltbar durch: Since the resistance R of the thin film from the mold / memory alloy, that is p (1 / WT) is equal to 1.1 Ω and the applied electric power I 2 R is 1.1 Watts, the energy required for generating the droplet is obtainable by :
Aufheizzeit multipliziert mit aufgewendeter elektrischer Leistung = 8,1µJ. Heating time multiplied by the expended electric power = 8,1μJ.

Die zur Erzeugung des Tröpfchens notwendige Energie zum Abgeben der Schreibflüssigkeit 20 beträgt daher grob 8,1µJ, was weniger ist als der bisherige Energie aufwand von 20µJ, der bei einem Tintenstrahlsystem des thermischen Typs notwendig war. The need to produce the droplet energy for discharging the recording liquid 20 is therefore roughly 8,1μJ, which is less than the previous energy expenditure of 20μJ, which was necessary in an ink jet system thermal type.

Fig. 10 ist eine grafische Darstellung und zeigt den Verlauf der Aufheizzeit oder Erwärmungszeit gegen über der Temperatur bei dem Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfin dung, wobei die Materialwerte zur Durchführung des Ex perimentes wie folgt sind: Fig. 10 is a graph showing the progress of the warm-up or heating time, compared to the temperature in the thin film from the mold / memory alloy according to the present inven tion, wherein the material for carrying out the ex perimentes values are as follows:
Die Dicke des Dünnfilms 12 aus der Form/Gedächtnislegierung beträgt 1 µm und die Umgebungs temperatur 25°C. The thickness of the thin film 12 from the mold / memory alloy is 1 micron and the ambient temperature is 25 ° C.

In dem Zustand, wo die Umgebungstemperatur 25°C be trägt, ist die Zeit, die zum Erwärmen des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung auf 70°C notwendig ist, um den Übergang in die austenitische Phase zu er zielen und zum Abkühlen auf 30°C ungefähr 200 µsec, was annähernd 5kHz entspricht, wenn auf Frequenz umgerech net werden soll. In the state where the ambient temperature is 25 ° C BE is the time from the mold / memory alloy to 70 ° C is necessary to heat the thin film 12 to aim the transition into the austenitic phase to it and to cool to 30 ° C approximately 200 microseconds, which is approximately 5 kHz, if you want to compute net frequency vice are. Infolgedessen beträgt die Arbeitsfre quenz des Druckkopfes etwa 5kHz. As a result, the amounts Arbeitsfre frequency of the print head about 5kHz. Da jedoch die Tempera tur zur vollständigen Beendigung der Deformation (die Martensit-Endtemperatur) ungefähr 45°C beträgt, besteht keine Notwendigkeit, auf eine Abkühlung herunter bis auf 30°C zu warten, sondern es kann vorher schon wieder erwärmt werden, um fortlaufend die Schreibflüssigkeit 20 abzugeben. However, since the temperature (the martensite finish temperature) is tur complete termination of the deformation of about 45 ° C, there is no need to wait for cooling down to 30 ° C, but it may previously be reheated to continuously the writing fluid 20 dispense. Aufgrund dieser Tatsache kann die Be triebsfrequenz auf über 5kHz angehoben werden. Due to this fact, the loading can be increased to about 5 kHz operating frequency. Sobald einmal die Betriebsfrequenz hoch ist, steigt die Druck geschwindigkeit entsprechend. Once again, the operating frequency is high, the pressure increases speed accordingly.

Auch kann der Versetzungsbetrag oder der Hub abhän gig von der verbleibenden Druckbelastung in dem Dünn film aus der Form/Gedächtnislegierung wie folgt analy siert werden ( Fig. 11): Also, the amount of displacement or stroke can depen dent on the remaining compressive stress in the thin film-out of shape / memory alloy as follows analy Siert (FIG. 11):
Es sei angenommen, daß a = b und a=200 µm, wobei die Substanz des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung TiNi ist, der Elastizitätsmodul E m des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung 30GPa beträgt, die ver bleibende Druckbelastung S, welche auf den Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung einwirkt 30MPa beträgt, der Poisson'sche Beiwert v 0,3 beträgt, die Länge des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung, welche in dem Raum 11 freiliegt, sei mit a bezeichnet, die Dicke des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung sei mit hm bezeichnet und die Breite des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung, welche in dem Raum 11 frei liegt, sei durch b bezeichnet, wobei dann eine kriti sche Belastung S cr des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung geschrieben werden kann als: It is assumed that a = b and a = 200 microns, wherein the substance of the thin film from the mold / memory alloy TiNi is, the elasticity modulus is E m of the thin film from the mold / memory alloy 30GPa, the ver permanent compression stress S which on the thin film from the mold / memory alloy acts 30MPa is, the Poisson coefficient v is 0.3, the length of the thin film from the mold / memory alloy, which is exposed in the space 11 is designated by a, the thickness of the thin film from the mold / memory alloy is denoted by hm and the width of the thin film of the shape / memory alloy, which is exposed in the space 11, is denoted by b, in which case a criti cal stress S cr of the thin film from the shape / memory alloy can be written as:

und so die mittige Versetzung oder der mittige Hub δ m des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung so definiert ist, daß and so the centered or offset the central hub δ m of the thin film from the mold / memory alloy is so defined that

Die Gesamtenergie U m , welche erzeugt wird, wenn der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung verformt wird, wird geschrieben als: The total energy U m, which is generated when the thin film is deformed from the form / memory alloy, is written as:

Die Gesamtenergie, die erzeugt wird, wenn der Dünn film aus der Form/Gedächtnislegierung verformt wird, nachdem die Schreibflüssigkeit 20 abgegeben wurde, än dert sich in die Verformungs- oder Verwerfungskraft p, welche die Biegedeformation des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung auslöst. The total energy that is generated when the thin film is deformed from the form / memory alloy, after the writing fluid was delivered 20, editing changed in the deformation or warping force P, which triggers the bending deformation of the thin film from the mold / memory alloy. Die Verformungskraft P wird wie folgt geschrieben: The deformation force P is written as follows:

Um = P.ΔV Um = P.ΔV

Da ΔV (Volumenveränderung) = (δ s .a 2 )/4 = 6,2×10 -14 m 3 beträgt, ist die Verformungskraft P 4,5KPa. Since .DELTA.V (volume change) = (δ s .a 2) / 4 = 6.2 × 10 -14 m 3, the deformation force P 4,5KPa.

Wird angenommen, daß die Hälfte der Gesamtvolu menänderung, welche durch die Biegeverformung des Dünn films aus der Form/Gedächtnislegierung bewirkt wird, bei dem Abgebevorgang zum Tragen kommt, wird ein Tröpf chen mit 39 µm gebildet. It is believed that half of the Gesamtvolu menänderung, which is caused by the bending deformation of the thin film from the mold / memory alloy, is used for the Abgebevorgang for supporting, a droplet is formed Chen with 39 microns.

Der Versetzungsbetrag oder Hub bezüglich der Dicke und Abmessung des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung wird in der nachfolgenden Ta belle dargestellt, wobei die entsprechende Einheit µm ist. The amount of displacement or stroke with respect to the thickness and dimensions of the thin film from the mold / memory alloy is shown in the following table Ta, in which the corresponding unit is .mu.m.

Fig. 12 zeigt Schnittdarstellungen, welche die Vor richtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vor liegenden Erfindung zeigen, wobei gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Fig. 12 shows sectional views, which show the front of the device according to another embodiment, prior invention, wherein the same parts as in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.

Die weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist mit der Leitplatte 13 und der Düsenplatte 18 am unteren Abschnitt des Substrates 10 versehen, welche in Fig. 12 unter Bezugnahme auf irgendeinen der hiermit verbundenen Dünnfilme aus der Form/Gedächtnislegierung dargestellt sind. The further embodiment of the present inventions is provided with the guide plate 13 and the nozzle plate 18 at the lower portion of the substrate 10 as to which are shown in Fig. 12 with reference to any of the thin films associated therewith from the mold / memory alloy.

Der Raum 11 ist in dem Substrat 10 ausgebildet und durchtritt dieses nach oben und unten und der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung ist am oberen Ab schnitt des Substrates 10 angeordnet, um den Raum 11 abzudecken. The space 11 is formed in the substrate 10 and passes through this up and down and the thin film 12 is made of the shape / memory alloy at the top from the substrate section 10 disposed to cover the space 11. Die Leitplatte 13 deckt den unteren Ab schnitt des Substrates 10 ab, wobei die Flüssigkeits kammer 14 zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit 20 ent sprechend dem Raum 11 gebildet ist. The guide plate 13 covers the lower cut off from the substrate 10, wherein the liquid chamber 14 is accordingly formed the space 11 for receiving the writing fluid 20.

Weiterhin ist die Düsenplatte 18 am unteren Ab schnitt der Leitplatte 13 angeordnet, welche die Düse 19 entsprechend der Flüssigkeitskammer 14 in der Leit platte 13 aufweist. Furthermore, the nozzle plate 18 is at the bottom of the guide plate from section 13 which has the nozzle 19 which according to the liquid chamber 14 in the plate 13 Leit. Die Düse 19 entspricht in ihrer La ge dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung, der in Richtung der Flüssigkeitskammer 14 frei vor liegt. The nozzle 19 corresponds in La ge the thin film 12 from the shape / memory alloy, which is exposed in the direction of the liquid chamber 14 before. Da sich somit der Druck in der Flüssigkeitskam mer 14 ändert, wenn der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung deformiert wird, wird die Schreibflüssigkeit 20 in Form eines Tröpfchens über die Düse 19 auf beispielsweise ein Blatt Papier gespritzt. Thus, since the pressure in the chamber 14 Flüssigkeitskam changes when the thin film 12 is deformed from the shape / memory alloy, the recording liquid 20 is injected in the form of a droplet via the nozzle 19, for example, a sheet of paper.

Die andere Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung mit obigem Aufbau hat eine Struktur identisch zu derjenigen des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. The other embodiment of the present inven tion with the above construction has a structure identical to that of the thin film from the mold / memory alloy of the first embodiment of the present invention. Hierbei hat der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung Einweg- und Zweiwegeigen schaften abhängig von dem Herstellungsvorgang, wobei eine Phasentransformation erfolgt, um eine Deformation zu erzeugen, was wiederum abhängig von Temperatur schwankungen erfolgt. In this case, the thin film 12 from the mold / memory alloy, one-way and Zweiwegeigen properties depending on the manufacturing process, wherein a phase transformation takes place in order to generate a deformation, which occurs fluctuations in turn dependent on temperature. Während dieses Vorganges wird die sich in der Flüssigkeitskammer 14 und dem Raum 11 be findliche Schreibflüssigkeit 20 in Form eines Tröpf chens über die Düse 19 auf das Blatt Papier gespritzt. During this process, which be in the liquid chamber 14 and the space 11 write-sensitive liquid 20 is injected into the form of a droplet-label via the nozzle 19 on the sheet of paper. In der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird die Schreibflüssigkeit 20 innerhalb des Rau mes 11 , der in dem Substrat 10 ausgebildet ist, gehal ten. Hierbei können die Flüssigkeitskammern 14 und Fluiddurchlässe 16 leicht in dem Substrat 10 ausgebil det werden. In the other embodiment of the present inven tion, the writing fluid 20 within the Rau MES 11 which is formed in the substrate 10, supported ten. Here, the fluid chambers 14 and fluid passages 16 are readily det ausgebil in the substrate 10.

Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung führt gemäß obiger Beschreibung der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung zum Abgeben oder Spritzen der Schreibflüssigkeit die Phasentransformation abhän gig von einer Temperaturänderung durch und die Schreib flüssigkeit wird durch die während der Phasentransfor mation auftretende Deformation abgegeben. In the apparatus according to the present inven tion leads according to the above description of the thin film from the mold / memory alloy for dispensing or spraying of the writing fluid phase transformation depen dent on a temperature change by, and the recording liquid is discharged through the occurring during the Phasentransfor mation deformation. Der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung hat einen großen Ver setzungsbetrag oder Hub, um es möglich zu machen, die jeweiligen Räume in dem Substrat und die entsprechenden Flüssigkeitskammern in der Leitplatte zu verkleinern. The thin film of the shape / memory alloy has a large amount Ver tion or hub to make it possible to reduce the respective spaces in the substrate and the corresponding liquid chambers in the baffle. Somit wird der Druckkopf insgesamt in seiner Gesamtgrö ße verringert und kann in kleiner Größe hergestellt werden, so daß die Kompaktheit der Düsen, das heißt de ren Anordnung erhöht wird, was bezüglich einer hohen Auflösung vorteilhaft ist. Thus, the pressure head is reduced in its total Gesamtgrö SSE and can be manufactured in small size, so that the compactness of the nozzle, ie de ren arrangement is increased, which is advantageous with respect to a high resolution. Weiterhin ist die Betäti gungs- oder Stellkraft so hoch, daß die Kraft zum Her ausdrücken der Schreibflüssigkeit erhöht wird, was folglich ein Verstopfen der Düse oder Düsen weniger wahrscheinlich macht, so daß die Zuverlässigkeit ver bessert wird. Furthermore, the Actuate is to approval or force so high that the power to express Her writing the liquid is increased, thus makes clogging of the nozzle or nozzles less likely, so that the reliability is improved ver. Weiterhin können die Abmessungen der Tröpfchen der Schreibflüssigkeit ausreichend verklei nert werden, so daß in vorteilhafter Weise eine hohe Bildqualität möglich wird. Furthermore, the size of the droplets of the liquid can write enough verklei nert, so that a high image quality is possible in an advantageous manner. Weiterhin liegt die Treiber spannung unter 10 Volt, so daß Auslegung und Herstel lung des Treiberschaltkreises vereinfacht werden und der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung, der als sich verformende oder verwerfende Platte dient, kann leicht auf dem Substrat bestehend aus Silizium, Glas, einer Metallplatte, einem Polymer oder dergleichen mit tels eines typischen Halbleiter- und Ätzprozesses aus gebildet werden, so daß die Massen- oder Serienherstel lung verbessert und der Aufbau hiervon vereinfacht wer den. Furthermore, the driving voltage is below 10 volts, so that design and manufacture ment of the driving circuit can be simplified and the thin film from the mold / memory alloy, which serves as deforming or warping plate can be easily on the substrate consisting of silicon, glass, a metal plate , a polymer or the like having means of a typical semiconductor and etching process, so that the mass or Serienherstel treatment improves and simplifies the structure thereof who the.

Insoweit zusammenfassend wurde somit eine Vorrich tung und ein Verfahren zum Abgeben einer Schreibflüs sigkeit von einem Druckkopf beschrieben. Thus a Vorrich device and a method for dispensing a fluid Schreibflüs been described so far from a print head collectively. Die Schreib flüssigkeit wird abgegeben, wenn ein Druck in einer Flüssigkeitskammer sich abhängig von der Verformung än dert, die während einer Phasentransformation eines Dünnfilms aus einer Form/Gedächtnislegierung auftritt. The writing fluid is discharged when pressure in a fluid chamber depending on the deformation Su changed, which occurs from a molding / memory alloy during a phase transformation of a thin film. Eine Betätigungs- oder Stellkraft des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung ist so groß, daß ein Verstop fen von Düsen vermindert wird und die Verformungsquan tität oder der Hub hiervon ist so groß, daß der Dünn film aus der Form/Gedächtnislegierung mit geringen Ab messungen hergestellt werden kann, so daß die Kompakt heit der Anordnung der Düsen erhöht werden kann, um die Auflösung zu verbessern. An actuation or force of the thin film from the mold / memory alloy is so large that a Verstop FEN is reduced of nozzles and the Verformungsquan tity or the stroke thereof is so large that the thin film from the mold / memory alloy measurements with low Ab produced can be, so that the compactness of the arrangement of the nozzles can be increased to improve resolution. Der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung wird auf einem Substrat mit tels eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebil det, um die Massenproduktion zu ermöglichen. The thin film from the mold / memory alloy on a substrate having means of a semiconductor manufacturing process ausgebil det to enable mass production. Hierbei erfolgt in dem Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung eine Phasentransformation ab hängig von einer Temperaturänderung und ein elektri scher Energieversorgungsabschnitt bewerkstelligt die Temperaturänderung in dem Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung. Here, in the thin film from the mold / memory alloy phase transformation from takes place dependent on a change in temperature and a shear electrical power supply portion accomplished the temperature change in the thin film from the mold / memory alloy. Eine Leitplatte ist an einer Seite des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung angeordnet und weist Flüssigkeitskammern zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit auf und ein Zufuhrpfad ist an einer Seite von Wandebenen ausgebildet, welche die Flüssigkeitskammern umgeben, um die Schreibflüssigkeit zuzuführen. A baffle plate is disposed on a side of the thin film from the mold / memory alloy, and has liquid chambers for receiving the writing fluid and a supply path is formed at one side of wall layers, which surround the liquid chambers to supply the writing fluid. Oberhalb der Leitplatte ist eine Düsenplat te angeordnet, welche Düsen aufweist, deren Abmessungen kleiner als diejenigen der Flüssigkeitskammern in der Leitplatte sind, so daß die Schreibflüssigkeit in Form von Tröpfchen abgegeben oder herausgespritzt wird, wenn die Phasentransformation oder der Phasenübergang in dem Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung erfolgt. Above the guide plate is a Düsenplat te arranged having nozzles whose dimensions are smaller than those of the liquid chambers in the guide plate, so that the writing liquid is discharged or jetted out in the form of droplets, if the phase transformation or the phase transition in the thin film from the mold / memory alloy takes place.

Citas de patentes
Patente citada Fecha de presentación Fecha de publicación Solicitante Título
EP0634273A2 *11 Jul 199418 Ene 1995Sharp Kabushiki KaishaInk jet head and a method of manufacturing thereof
Otras citas
Referencia
1 *BEUER, Michael B.: "Encyclopedia of Materials Science and Engineering", Vol. 6, 1. Aufl., 1986, S. 4365-4374
2 *Patents Abstracts of Japan, M-1632 mit JP 06-91865 A
3 *Patents Abstracts of Japan, M-725 mit JP 63-57251 A
Clasificaciones
Clasificación internacionalB41J2/045, B41J2/16, B41J2/14, B41J2/055
Clasificación cooperativaB41J2002/14346, B41J2/16, B41J2/1646, B41J2/1626, B41J2/14
Clasificación europeaB41J2/16M8T, B41J2/16, B41J2/16M3, B41J2/14
Eventos legales
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17 Sep 1998OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
5 Ago 1999D2Grant after examination
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