DE19751790A1

DE19751790A1 - Apparatus and method for dispensing writing fluid from a printhead

Info

Publication number: DE19751790A1
Application number: DE19751790A
Authority: DE
Inventors: Hae Yong Choi
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2017-11-22
Also published as: GB9724165D0; KR100221459B1; GB2322831B; CN1192962A; JPH10250075A; JP2927764B2; GB2322831A; FR2760404A1; DE19751790C2; KR19980079246A

Description

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 printhead and a Process for their production, according to the generic term of claim 1 or 17 or 18.

Allgemein verbreitete Druckköpfe verwenden für ge wöhnlich ein sogenanntes 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. 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:Common print heads use for ge usually a so-called drop-on-demand system (DOD). The DOD system is increasingly used because of the pressure process simply by immediate delivery or junk zen of droplets of writing fluid under Atmo spherical pressure can be performed, which is neither a Charging or redirecting the droplets of the writing stream high pressure is still required. A delivery process of the heating type using a resistor and a vibration type delivery method under Ver Piezoelectric device can be used as representative delivery principles are presented:

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. 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. Fig. 13 is a diagram for explaining the heating-type dispensing method where a chamber a1 contains a writing liquid (to be referred to as an "ink") and a discharge or ejection hole a2 from the chamber a1 toward a recording medium is present, a resistor a3 being embedded in the bottom surface of the chamber a1 opposite the opening a2 to cause the expansion of air. In this construction, air bubbles expanded from the resistor a3 serve to discharge the writing liquid inside the chamber a1 through the opening a2 under pressure, and the writing liquid is discharged or jetted toward the recording medium by the pushing force.

Bei dem Abgebeverfahren des Erhitzungstyps wird je doch die Schreibflüssigkeit erwärmt, was Änderungen in der chemischen Zusammensetzung bewirken kann. Weiterhin haftet die Schreibflüssigkeit in nachteiliger Weise am inneren Umfang der Öffnung a2 an, um diese nach und nach zu verstopfen. 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.In the dispensing process of the heating type, each yet the writing fluid warms up, which changes in chemical composition. Farther the writing fluid adversely adheres to inner circumference of the opening a2 to this gradually after clogging. Another disadvantage is the short one Lifespan of the heat-emitting resistance and In addition, water-soluble writing fluids should be used be used what the durability of a hereby he presented document deteriorated.

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 vibration type discharge method using a piezoelectric device formed by a chamber b1 for receiving a writing liquid, a discharge or ejection port b2 facing from the chamber b1 toward a recording medium, and a piezoelectric transducer b3 recessed 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. Infolgedessen wird die Schreibflüssigkeit durch die Vibrationskraft auf das Aufzeichnungsmedium gespritzt. As soon as the piezoelectric transducer b3 in the Bo surface of the chamber b1 triggers vibrations, the Writing fluid through the opening b2 through the Vi ejection force under force. Consequently is the writing fluid by the vibrational force sprayed onto 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. 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.Without using heat or heat, the Abge process using vibrations by the piezoelectric transducer advantageous in that a number of (different) writing fluids can be selected. Machining the piezo electrical converter is difficult and esp special is the installation of the piezoelectric transducer an elaborate ar in the bottom surface of chamber b1 process that is disadvantageous in mass production is.

Weiterhin sind Druckköpfe bekannt, welche eine Form/Gedächtnislegierung zur Abgabe der Schreibflüssig keit verwenden. 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. 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.Printheads are also known, which a Form / memory alloy for dispensing the writing fluid use. The Japanese patent laid open publications No. sho 57-203177, sho 63-57251, hei 4-247680, hei 2-265752, hei 2-308466 and hei 3-65349 disclose examples of printheads which Use shape / memory alloys. These well-known Examples are constructed so that a bending deformation by joining several thin layers of Shape / memory alloys, which each un different phase transformation temperatures and have different thicknesses or by an elastic component with a shape / memory alloy is bound.

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. Weiterhin ist die hierbei verwendete Form/Gedächtnislegierung eine dicke Schicht mit einer Dicke von mehr als 50 µm anstelle der Verwendung eines Dünnfilms. 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.These well-known printheads, which the Use shape / memory alloy, however Difficulty in downsizing the print head and the compactness of the nozzle interior, what deteriorates the resolution and are in the fro very expensive, what with mass production is disadvantageous. Furthermore, the one used here Shape / memory alloy a thick layer with a Thickness of more than 50 µm instead of using a Thin film. Therefore takes place during the heating process total loss of electrical energy and a longer cooling time is necessary, what about that it is disadvantageous that a deteriorated operating fre quenz is present, as well as a low printing speed that precludes practical application, Etc.

Infolgedessen ist es Aufgabe der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung, die oben aufgeführten Probleme im Stand der Technik zu be seitigen.As a result, it is the job of those in the Claims characterized invention, the above problems listed in the prior art 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. 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. According to the invention it is provided that the write liquid is dispensed or sprayed out by the Pressure in a liquid chamber due to deformation is changed, which during the phase transformation mation process of a thin film of a shape / memory nis alloy are caused, so that the shape / Ge memory alloy an operating force in considerable Height to reduce clogging of a nozzle or exclude and where the thin film is such high deformability or quantity has that the Thin film from the form / memory alloy in small Size is producible, which makes the nozzle compact is increased to improve the resolution. The Shape / memory alloy is preferably in the thin film state on a substrate using a Semiconductor thin film manufacturing process deposited, to give you the opportunity you need To obtain the displacement size or quantity or the stroke, whereby the mass production can be 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; einem elektrischen Energieversorgungsab schnitt zum Auslösen der Temperaturänderung des Dünn filmes aus der Form/Gedächtnislegierung; 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; 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.Accordingly, according to one aspect of the present Invention a device for dispensing a write liquid created by a printhead with: Thin film from shape / memory alloys, which depend from a change in temperature a phase transformation carry out; an electrical power supply cut to trigger the temperature change of the thin film from the form / memory alloy; a leader plate on one side of the thin film from the Shape / memory alloy is arranged and liquid has chambers to hold the writing fluid with a feed path on one side of walls planes that surround the liquid chambers, around which Supply writing fluid; and a nozzle plate, which is arranged above the guide plate and nozzles indicates which dimensions are smaller than those of the liquid chambers in the guide plate, to allow the writing fluid in Form of droplets is released when the thin film the phase transformation from the shape / memory alloy tion.

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. 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.The invention was made to be the disadvantages known systems to eliminate or bypass which ones a piezoelectric device and an air expander Use heating or conventional sy systems using the shape / memory alloy. According to the thin film from the Shape / memory alloy on a substrate using egg Nes manufacturing process for a semiconductor thin film is formed and the substrate is partially etched to to create a space section that matches the thin film from the shape / memory alloy enables to vibrie Ren. The droplet is then again through the vibra tion of the thin film of the shape / memory alloy 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. Somit kann die flache Form in der austenitischen Phase erhalten werden. 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. 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. 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. Zu diesem Zeitpunkt wird das Volumen der Flüssig keitskammer verringert, so daß die Schreibflüssigkeit abgegeben oder ausgestoßen wird. 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. Diese Schritte werden wiederholt, um aufeinanderfolgend das Abgeben oder Aus spritzen der Schreibflüssigkeit durchzuführen.With this dispenser the Shape / memory alloy on the substrate using the Semiconductor thin film manufacturing process deposited and the resulting structure is annealed to the Form thin film from the shape / memory alloy. Thus, the flat shape can be in the austenitic phase be preserved. Furthermore, the deposited thin film from the form / memory alloy with a ver permanent pressure load in the martensite phase hen and the size of it may depend on the Tempering temperature during deposition and time be changed. Once the substrate is partially etched to form the space section, the Thin film from the shape / memory alloy by a Bend deformed, which from the remaining Pressure load results. If the thin film from the Shape / memory alloy is heated or heated, becomes the thin film from the shape / memory alloy austenitic to change to the flattened shape other. At this point the volume of the liquid speed chamber reduced so that the writing fluid is delivered or ejected. During the cooling process ganges occurs the bending deformation due to the lead pressure load back on and at that time point will be the refilling or refilling of the Writing fluid carried out. These steps will be repeated to successively dispense or dispense inject the writing fluid.

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. 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. Infolgedessen kann ein Druckkopf mit kleinen Abmessungen gefertigt werden und die Kompaktheit der Düsen wird erhöht, so daß eine hohe Auflösung erhalten werden kann.According to the present invention, the association layered thin film from the form / memory alloy the semiconductor thin film manufacturing process and Substrate etching process and the remaining Pressure or compression load is used to simply the ones for dispensing or ejecting the writing liquid necessary transfer or the necessary to get agile stroke, so that mass production is significantly improved. In addition, the size the residual load can be changed to the deformation amount or simply set the amount of deformation, which also allows the amount of transfer or the Stroke increase and it makes the dimensions possible of the thin film from the form / memory alloy wrestle. As a result, a printhead with small Dimensions are made and the compactness of the Nozzles are raised so that high resolution is obtained can be.

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. 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, in the present invention Shape / memory alloy in the form of a thin film ver turns so that the energy loss in the heating up gear is significantly reduced and the cooling time ver is shortened. Furthermore, there are no residual vibrations, if the thin film from the shape / memory alloy due to the remaining pressure load in the bending formed state is deformed after the writing liquid has been dispensed so that it is possible to egg perform a stable dispensing of the writing fluid, which has the consequence that the operating frequency increases is, that is, the printing speed is improved becomes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are shown in the respective subclaims.

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 result from the following detail lated description of preferred embodiments of these with reference to the accompanying drawing.

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 a device 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; Figure 2 is a perspective view illustrating the flow or flow of a writing fluid in one embodiment of the present invention.

Fig. 3A und 3B Schnittdarstellungen von vorne zur Veranschaulichung der Vorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung; . 3A and 3B are sectional views from the front illustrating the device according to of one embodiment 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 sectional representations of the Vorrich processing 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 showing the phase transformation of a thin film of a shape / 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 views for explaining a manufacturing process of the unidirectional thin film of the shape / 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; Fig. 7 is a block diagram for explaining the manufacturing process of the unidirectional shape / memory alloy thin film 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 for explaining a manufacturing process of a bidirectional thin film of 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; Fig. 9 is a block diagram for explaining the manufacturing process of the bidirectional thin film of the shape / memory alloy according to the present 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 graphical representation of the heating time versus temperature of the thin film of the shape / memory alloy according to the present inven tion;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung zur Darstellung der Größe des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 11 is a sectional view showing the size of the shape / memory alloy thin film 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 shows sectional views for illustrating the device according to another embodiment of the present invention, FIGS. 12A to 12D illustrating the states before and after operation;

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

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

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 ei ner embodiment of the present invention 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 dispensing or ejecting device according to the present invention (hereinafter referred to as "device") is constructed such that a plurality of nozzles 19 for dispensing or ejecting a writing liquid 20 ("ink") are arranged in rows as well as columns, in order to increase the resolution, wherein thin films 12 made of shape / memory alloys for dispensing or ejecting the writing liquid 20 are each assigned to the individual nozzles 19 .

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. 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. 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. 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.More specifically, a plurality of space portions or spaces 11 are formed on the front and rear sides of a substrate 10 and the spaces penetrate up and down therein, the plurality of thin films 12 of the shape / memory alloys on the upper portion of the Substrate 10 is attached to cover the respective rooms 11 . A guide plate 13 covers the upper section of the substrate 10 and has liquid chambers 14 for receiving the writing liquid 20 directly above the corresponding thin films 12 made of the shape / memory alloy. Furthermore, a supply path 15 for Füh ren the writing liquid 20 in the middle of the Lei processing plate 13 is formed such that the supply path 15 via fluid passages 16 with the corresponding liquid fluid chambers 14 is in communication. A flow inlet 17 communicating with the supply path 15 on one side of the lead plate 13 is formed on one side of the substrate 10 to supply the writing liquid 20 toward 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. Die jeweiligen Düsen 19 entsprechen den Dünnfil men 12 aus der Form/Gedächtnislegierung, welche gegen über den entsprechenden Flüssigkeitskammern freiliegen. A nozzle plate 18 is fixed to the upper portion of the line plate 13 and has the plurality of nozzles 19 corresponding to the respective liquid chambers 14 formed in the line plate 13 . The respective nozzles 19 correspond to the thin film 12 made of the shape / memory alloy, which are exposed against 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 respective liquid speed chambers 14 is changed by deformation of the thin films 12 from the shape / memory alloys, the writing liquid 20 is discharged through the respective nozzles 19 in droplet form onto or from a printing paper.

Die Phase des Dünnfilmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird aufeinanderfolgend abhän gig von einer Temperaturänderung geändert. 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. 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. 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. 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. 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. Sodann wird der obige Vorgang auf einanderfolgend durchgeführt, um den Druckvorgang durchzuführen. The phase of the thin film 12 made of the shape / memory alloy is successively changed depending on a temperature change. During the phase transformation or phase transition process, vibration occurs due to deformation and the writing liquid 20 is ejected in droplet form through the respective nozzles 19 . FIGS. 4A to 4D are side sectional views which show the advantages according to the direction of an embodiment of the present invention, wherein a thin film of the shape memory alloy is singled out /. When the thin film 12 of the shape / memory alloy in the initial state, where it is deformed so that it bends away from the nozzle 19 , is heated or heated above a certain temperature, it becomes flat as it passes into the initial phase. At this time, the internal pressure of the liquid chamber 14 rises because it is compressed and at the same time the writing liquid 20 is expelled or dispensed via the nozzle 19 . Once the temperature of the thin film 12 of the shape / memory alloy drops below a certain temperature, it is deformed in the Biegedeformationszu by a remaining pressure load and the writing fluid 20 is in the interior of the liquid chamber 14 by the capillary force of the writing fluid in the nozzle and the suction force introduced when the internal pressure of the liquid chamber 14 gradually drops. Then, the above operation is performed sequentially to perform the printing operation.

Der Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung wird durch einen Zufuhrabschnitt 21 für elektrische Leistung erwärmt, wie in Fig. 3A gezeigt. Genauer ge sagt, sobald elektrische Leistung von dem Zufuhrab schnitt 21 an Elektroden 21a 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. 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. Alternativ hierzu kann ein Heizelement 21b durch elektrische Leistung von dem Zufuhrabschnitt 21 für elektrische Leistung erwärmt oder erhitzt wer den, wobei das Heizelement 21b 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.The shape / memory alloy thin film 12 is heated by an electric power supply section 21 as shown in Fig. 3A. Specifically ge says, when electric power cut from the Zufuhrab of electrodes 21 is supplied 21a, the memory alloy are connected to the both ends of the thin film 12 from the mold /, the thin film 12 generates from the mold / memory alloy heat by its own resistance or Internal resistance so that its temperature rises and it becomes flat as it goes into the initial phase. Once the electrical power is no longer supplied from the supply section 21 , the thin film 12 of the shape / memory alloy naturally cools and returns to the originally deformed state due to the remaining compression load or pressure load. Alternatively, a heating element 21b by electric power from the feed section 21 is heated for electrical power or heating who is brought to the heating element 21b directly to a side of the thin film 12 from the mold / memory alloy on as shown in Fig. 3B to heat the thin film 12 of 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. 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. Die Ansichten der Fig. 1 bis 4 bezie hen sich auf die Verwendung eines Dünnfilmes aus einer Form/Gedächtnislegierung, der in einer Richtung wirkt. 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. Die Abscheidung wird für gewöhnlich durch eine Sputter-Abscheidung oder durch Laserabtrage verfahren durchgeführt.The thin film 12 of the shape / memory alloy is composed of a shape / memory alloy which makes a phase transition or a phase transformation dependent on the temperature in order to initiate the deformation or deformation, the alloy consisting mainly of titanium (Ti) and nickel (Ni ) exists with a thickness of approximately 0.3 µm-5 µm. The thin film 12 made of the shape / memory alloy has a directional property depending on the manufacturing process. Figs. 6 and 7 are views and a block diagram illustrating a manufacturing process of a unidirectional thin film made of a shape / memory alloy according to the present the invention. The views of FIGS . 1 through 4 relate to the use of a thin film made of a shape / memory alloy that acts in one direction. First, a step 100 is carried out, wherein a thin film made of a shape / memory alloy is deposited on the substrate 10 consisting of a substance such as silicon. The deposition is usually carried out by sputtering or by laser ablation.

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. 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.In step 101 , the resulting structure is annealed at a regular temperature for a given period of time to cause crystallization, resulting in the flat plate shape of the initial phase. This is then cooled down to approximately 40 ° C-70 ° C, which is a final martensite temperature Mf, so that the initial phase becomes a martensitic phase in order to increase the remaining pressure load in the thin film 12 of the shape / memory alloy in step 102 receive.

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. Dies erfolgt im Schritt 103. 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. 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. 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. Hierdurch wird das Innere der Flüssigkeitskammer 14 mit Schreibflüssigkeit 20 erneut gefüllt, was im Schritt 106 erfolgt. 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.In addition, the immediately lower portion below the thin film 12 made of the shape / memory alloy is etched to create the space 11 in the substrate 10 consisting of the silicon wafer and the thin film 12 made of the shape / memory alloy is exposed. This is done in step 103 . Then, the thin film 12 of the shape / memory alloy is bend-deformed toward the lower (or upper) portion by the remaining compression or pressure load to obtain the state shown in FIG. 4A, which is followed in step 104 . In step 105 , as soon as the thin film 12 from the shape / memory alloy has been bent deformed in the martensitic phase, it is heated to a specific temperature, that is to say an austenite end temperature Af of approximately 50 ° C.-90 ° C., and the thin film 12 is turned off the shape / memory alloy is deformed into the austenitic phase to become flat as shown in Fig. 4C, whereby the writing fluid 20 is then expelled in operation. Thereafter, the thin film 12 made of the shape / memory alloy is cooled to pass into the martensitic phase, whereby it is again deformed by the remaining pressure load. As a result, the inside of the liquid chamber 14 is refilled with writing liquid 20 , which takes place in step 106 . If the above steps 105 and 106 are repeated depending on a temperature change of the thin film 12 from the shape / memory alloy, the printing process is carried out in step 107 .

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. 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). 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. Weiterhin wird im Schritt 202 das Martensit durch Anlegen einer externen Kraft defor miert, welche einen Betrag hat, welcher ein plastisches Gleiten verhindert. 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. FIGS. 8 and 9 are a sectional view and a block diagram illustrating a method for a position Her we kenden thin film / ge memory alloy in two directions from a mold Mäss the present invention. Here, the thin film 12 of the shape / memory alloy is tempered at a regular temperature for a certain period of time in order to crystallize what takes place inside a chamber 22 , so that a change into the austenitic phase takes place (step 200 ). Then, in cooling down below the final martensite temperature Mf of approximately 40 ° C.-70 ° C., the austenite is changed to martensite in step 201 . Furthermore, in step 202, the martensite is deformed by applying an external force which has an amount which prevents plastic sliding. Then, when the thin film 12 of the shape / memory alloy is heated by the austenite final temperature Af of approximately 50 ° C-90 ° C, the martensite changes to austenite in step 203 , so that the thin film becomes flat.

Nachfolgend werden die obigen Schritte 201, 202 und 203 mehrere Male wiederholt, um den Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung zu trainieren. 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. 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. 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). 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. 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. 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.Subsequently, the above steps 201 , 202 and 203 are repeated a number of times to train the thin film 12 made of the shape / memory alloy. As a result, regardless of the absence of an external force, the thin film 12 made of the shape / memory alloy is deformed in step 205 when the temperature falls below the final Marten sit temperature Mf in training step 204 . Conversely, the thin film / shape memory alloy 12 becomes flat when heated to the final austenitizing temperature Af, whereby in step 206 the writing liquid 20 is expelled. When the thin film 12 of the shape / memory alloy is cooled on martensite, it is bent deformed by its own force to refill the inside of the liquid chamber 14 with writing liquid 20 (step 207 ). In step 208 , the above steps 206 and 207 are repeated depending on the temperature change of the thin film 12 from the shape / memory alloy to perform the printing process during the above process. In other words, the thin film 12 made of the shape / memory alloy activates the two-way reciprocating operation depending on the temperature to eject the writing liquid. In addition to this, the amount of bending or deformation of the bidirectional thin film is decided or adjusted depending on the amount of the external force applied during the manufacturing process, so that it becomes possible to easily realize 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. 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. 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.The thin film 12 having the bi-directional property can be applied to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 4. For example, the space 11 is formed on one side of the substrate 10 and the trained thin film 12 made of the shape / memory alloy is connected to the substrate 10 . Here, by attaching the thin film 12 of the shape / memory alloy to one side of the substrate 10 , thereby covering the space 11 , the writing liquid 20 can be expelled when the thin film 12 of the shape / memory alloy is approximately in the middle of the space 11 deformed when the temperature changes.

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. 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. 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.Since the thin film 12 of the shape / memory alloy according to the present invention is flat depending on temperature changes in the austenite phase and bend-deformed in the martensite phase, the frequency (that is, the operating or working frequency) of the thin film 12 is out of shape / Memory alloy increases when the temperature difference becomes smaller. For this reason, copper (Cu) can be incorporated in the alloy of Ti and Ni in order to reduce the temperature difference at which the phase transition or phase transformation takes place. The shape / memory alloy using Ti, Ni and Cu reduces the phase transformation temperature variation to increase the frequency, that is, the operating frequency of the thin film 12 of the shape / 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 forming droplets with the thin film according to the present invention and obi The structure is 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 10×10⁶J/m³ maximal beträgt und das Volumen V des Dünn filmes 12 aus der Form/Gedächtnislegierung 200×200×1µm³ beträgt, wobei dann die Ausstoßfähigkeit des Dünnfilmes wie folgt festgehalten werden kann:
It is assumed that the droplet diameter is 60 µm and the droplets are generated in the event that an energy density W _max generated by the thin film 12 from the shape / memory alloy is 10 × 10 ⁶ J / m ³ maximum and the volume V of the thin film 12 made of the shape / memory alloy is 200 × 200 × 1 μm ³ , in which case the ejection capacity of the thin film can be determined as follows:

U = U_S + U_K
U = U _S + U _K

U_S = πR^2γ
U _S = πR ^2γ

UK = 1/12πpR³v²
UK = 1 / 12πpR ³ v ²

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/m³) und γ die Oberflächenspannung (0,073N/m) der Schreibflüssigkeit ist. Wird hier angenommen, daß die Geschwindigkeit des gewünschten Tröpfchens 10 m/sec ist, läßt sich die benö tigte Energie U schreiben als:
where the symbol U denotes the energy required to generate the desired droplet of the writing liquid, U _S denotes a surface energy or surface tension of the writing liquid, U _K denotes the kinetic energy of the writing liquid, R is the diameter of the droplet, v is the speed of the writing fluid, p is the density of the writing fluid (1000 kg / m ³ ) and γ is the surface tension (0.073N / m) of the writing fluid. If it is assumed here that the speed of the desired droplet is 10 m / sec, the required energy U can be written as:

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

Weiterhin ist die von dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung maximal erzeugte Energie defi niert durch
W_max = W_V.V (wobei W_V die Energie J/m³ bezeichnet, welche pro Volumeneinheit des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung ausübbar ist und V das Volumen des Dünnfilmes aus der Form/Gedächtnislegierung be zeichnet). Hierdurch wird
Furthermore, the maximum energy generated by the thin film 12 from the shape / memory alloy is defined by
W _max = W _V .V (where W _V denotes the energy J / m ³ , which can be exercised per unit volume of the thin film made from the shape / memory alloy and V denotes the volume of the thin film made from the shape / memory alloy). This will

W_max = (10×10⁶).(200×200×1) = 4×10^-7J.W _max = (10 × 10 ⁶ ). (200 × 200 × 1) = 4 × 10 ^-7 years.

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

Da somit W_max mehrfach größer als U ist, kann ein Tröpfchen mit den gewünschten Abmessungen erhalten wer den. 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. 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:
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/m³ 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. Somit wird die Auf heizzeit t_h erhalten als
Since W _{max is} several times larger than U, a droplet with the desired dimensions can be obtained. In other words, since the thin film 12 made of the shape / memory alloy develops a substantial positioning force, the desired droplet of the writing liquid can be easily obtained. Furthermore, the displacement amount or the stroke resulting from the heating-up time, the output power and the remaining compressive force can be analyzed in one embodiment of the present invention as follows: the electrical energy is supplied to the thin film 12 from the shape / memory alloy in order to generate heat by means of internal resistance and that Phase is changed by the heat generated, it being noted that the heating or heating time and the energy introduced until the thin film 12 of the shape / memory alloy was heated at a temperature of 25 ° C. to austenite at 70 ° C. can be obtained as follows:
The substance of the thin film from the shape / memory alloy is TiNi, a length l of the thin film from the shape / memory alloy is 400 µm, a density p _{s of} the thin film from the shape / memory alloy is 6450 kg / m ³ and the amount of the temperature fluctuation ΔT is 45 ° C corresponding to 70 minus 25. Furthermore, a specific heat is C p 230J / Kg ° C, a specific resistance p of the thin film made of the shape / memory alloy is 80 µm.cm, the applied current I is 1.0A, a width w of the thin film of the shape / memory alloy is 300 µm and a height or thickness t of the thin film of the shape / memory alloy is 1.0 µm. The heating time t _h is thus obtained as

Da der Widerstand R des Dünnfilms aus der Form/Gedächtnislegierung, das heißt p(1/w.t) gleich 1,1 Ω ist und die aufgebrachte elektrische Leistung I²R 1,1 Watt beträgt, ist die zur Erzeugung des Tröpfchens benötigte Energie erhaltbar durch:
Aufheizzeit multipliziert mit aufgewendeter elektrischer Leistung = 8,1µJ.Since the resistance R of the thin film made of the shape / memory alloy, that is p (1 / wt) is 1.1 Ω and the applied electrical power I ² R is 1.1 watts, the energy required to generate the droplet can be obtained by :
Heating-up time multiplied by electrical 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 energy required to generate the droplet for dispensing the writing liquid 20 is therefore roughly 8.1 μJ, which is less than the previous energy expenditure of 20 μJ which was necessary in an ink jet system of the 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:
Die Dicke des Dünnfilms 12 aus der Form/Gedächtnislegierung beträgt 1 µm und die Umgebungs temperatur 25°C.
FIG. 10 is a graphical representation and shows the course of the heating-up or heating-up time versus temperature for the thin film made of the shape / memory alloy according to the present invention, the material values for carrying out the experiment being as follows:
The thickness of the thin film 12 made of the shape / memory alloy is 1 µm 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. Infolgedessen beträgt die Arbeitsfre quenz des Druckkopfes etwa 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. Aufgrund dieser Tatsache kann die Be triebsfrequenz auf über 5kHz angehoben werden. Sobald einmal die Betriebsfrequenz hoch ist, steigt die Druck geschwindigkeit entsprechend.In the state where the ambient temperature is 25 ° C, the time required for heating the thin film 12 of the shape / memory alloy to 70 ° C to achieve the transition to the austenitic phase and for cooling to 30 ° C approx. 200 µsec, which corresponds to approximately 5 kHz if the frequency is to be converted. As a result, the operating frequency of the print head is approximately 5 kHz. However, since the temperature to complete the deformation (the final martensite temperature) is approximately 45 ° C, there is no need to wait for a cooling down to 30 ° C, but it can be reheated beforehand to continue the Dispense writing fluid 20 . Due to this fact, the operating frequency can be increased to over 5 kHz. Once the operating frequency is high, the printing speed increases 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):
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:
The amount of displacement or the stroke can also be analyzed as follows, depending on the remaining pressure load in the thin film made of the form / memory alloy ( FIG. 11):
It is assumed that a = b and a = 200 µm, where the substance of the thin film made of the shape / memory alloy is TiNi, the modulus of elasticity E _{m of} the thin film made of the shape / memory alloy is 30GPa, the remaining pressure load S, which on the The thin film from the mold / memory alloy is 30MPa, 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 denoted by a, the thickness of the thin film from the mold / Memory alloy is denoted by hm and the width of the thin film from the mold / memory alloy which is exposed in space 11 is denoted by b, in which case a critical load S _{cr of} the thin film from the mold / 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 central displacement or the central stroke δ _{m of} the thin film made of the shape / memory alloy is defined such 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 shape / 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. Die Verformungskraft P wird wie folgt geschrieben:
The total energy generated when the thin film from the shape / memory alloy is deformed after the writing liquid 20 has been dispensed changes into the deformation or warping force p, which triggers the bending deformation of the thin film from the shape / memory alloy. The deformation force P is written as follows:

Um = P.ΔV
Um = P.ΔV

Da ΔV (Volumenveränderung) = (δ_s.a²)/4 = 6,2×10^-14m³ beträgt, ist die Verformungskraft P 4,5KPa. Since ΔV (volume change) = (δ _s .a ² ) / 4 = 6.2 × 10 ^-14 m ³ , the deformation force P is 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 assumed that half of the total volume change caused by the bending deformation of the thin films from the shape / memory alloy, when the dispensing process comes into play, it becomes a droplet Chen formed 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 dimension of the thin film made of the shape / memory alloy is shown in the following table, the corresponding unit being µm.

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 showing the device according to another embodiment of the prior invention, the same parts as in Fig. 1 are provided with 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 invention is provided with the baffle plate 13 and the nozzle plate 18 at the lower portion of the substrate 10 , which are shown in FIG. 12 with reference to any of the shape / memory alloy thin films associated therewith.

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. 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 space 11 is formed in the substrate 10 and passes through it up and down and the thin film 12 made of the shape / memory alloy is arranged at the upper section of the substrate 10 to cover the space 11 . The guide plate 13 covers the lower section from the substrate 10 , the liquid chamber 14 for receiving the writing liquid 20 is formed accordingly the room 11 .

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. Die Düse 19 entspricht in ihrer La ge dem Dünnfilm 12 aus der Form/Gedächtnislegierung, der in Richtung der Flüssigkeitskammer 14 frei vor liegt. 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.Furthermore, the nozzle plate 18 is arranged at the lower section of the guide plate 13 , which has the nozzle 19 corresponding to the liquid chamber 14 in the guide plate 13 . In its position, the nozzle 19 corresponds to the thin film 12 made of the shape / memory alloy, which is freely exposed in the direction of the liquid chamber 14 . Since the pressure in the liquid chamber 14 thus changes when the thin film 12 is deformed from the shape / memory alloy, the writing liquid 20 is sprayed in the form of a droplet via the nozzle 19 onto, 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. 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. 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. 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.The other embodiment of the present invention having the above structure has a structure identical to that of the shape / memory alloy thin film of the first embodiment of the present invention. Here, the thin film 12 of the shape / memory alloy has one-way and two-way properties depending on the manufacturing process, whereby a phase transformation takes place to produce a deformation, which in turn takes place depending on temperature fluctuations. During this process, the writing liquid 20 located in the liquid chamber 14 and the space 11 is sprayed in the form of a droplet via the nozzle 19 onto the sheet of paper. In the other embodiment of the present invention, the writing liquid 20 is held within the space 11 formed in the substrate 10. Here, the liquid chambers 14 and fluid passages 16 can be easily formed 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. 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. 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. 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. Weiterhin können die Abmessungen der Tröpfchen der Schreibflüssigkeit ausreichend verklei nert werden, so daß in vorteilhafter Weise eine hohe Bildqualität möglich wird. 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.In the device according to the present invention executes the thin film as described above the shape / memory alloy for dispensing or injection the phase transformation depends on the writing fluid gig from a change in temperature and the write liquid is transferred during the phase transformation deformation occurring. The thin film from the shape / memory alloy has a large ver settlement amount or stroke to make it possible for the respective spaces in the substrate and the corresponding ones Reduce liquid chambers in the guide plate. Thus, the print head as a whole is in its total size reduced and can be made in small size be so that the compactness of the nozzles, that is de ren arrangement is increased, which in terms of a high Resolution is advantageous. Furthermore, the actuator supply or positioning force so high that the force to the Her expressing the writing fluid is increased what consequently less clogging of the nozzle or nozzles probably does so that reliability ver is improved. Furthermore, the dimensions of the Cover the droplets of the writing fluid sufficiently be nert, so that advantageously a high Image quality becomes possible. The driver still lies voltage below 10 volts, so that the design and manufacture tion of the driver circuit can be simplified and the thin film from the shape / memory alloy, which as deforming or warping plate is used light on the substrate consisting of silicon, glass, a metal plate, a polymer or the like a typical semiconductor and etching process are formed so that the mass or series manufacturer improved and the structure of which is simplified the.

Insoweit zusammenfassend wurde somit eine Vorrich tung und ein Verfahren zum Abgeben einer Schreibflüs sigkeit von einem Druckkopf beschrieben. 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. 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. Der Dünnfilm aus der Form/Gedächtnislegierung wird auf einem Substrat mit tels eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebil det, um die Massenproduktion zu ermöglichen. 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. 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. 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.In summary, it became a Vorrich device and a method for dispensing a writing fluid described by a printhead. The writing liquid is released when a pressure in a The liquid chamber changes depending on the deformation who during a phase transformation of a Thin film from a shape / memory alloy occurs. An actuating or actuating force of the thin film from the Shape / memory alloy is so big that it stops is reduced by nozzles and the deformation quantum tity or the stroke of it is so large that the thin film from the form / memory alloy with low ab measurements can be made so that the compact unit of the arrangement of the nozzles can be increased to the Improve resolution. The thin film from the Shape / memory alloy is made on a substrate with trained in a semiconductor manufacturing process det to enable mass production. Here takes place in the thin film from the Shape / memory alloy a phase transformation depending on a temperature change and an electri The energy supply section manages the Temperature change in the thin film from the Shape / memory alloy. A guide plate is on one Side of the thin film from the shape / memory alloy arranged and has liquid chambers for receiving the writing fluid is on and a supply path is on one side of wall levels formed, which the Liquid chambers surround the writing fluid feed. There is a nozzle plate above the guide plate te arranged, which has nozzles, their dimensions smaller than those of the liquid chambers in the Guide plate are so that the writing fluid is in shape droplets or sprayed out when the phase transformation or phase transition in the Thin film made from the shape / memory alloy.

Claims

1. A device for dispensing writing fluid from a printhead comprising:
a thin film ( 12 ) of a shape / memory alloy, which carries out a phase transformation depending on a change in temperature;
an electrical power supply section ( 21 ) for triggering the temperature change of the thin film ( 12 );
a conduit plate ( 13 ), which is arranged on one side of the thin film ( 12 ) made of the shape / memory alloy, and liquid chambers ( 14 ) for receiving the writing liquid ( 20 ) and a supply path ( 15 ) on one side of the liquid chambers ( 14 ) surrounding wall levels to supply the writing fluid ( 20 ); and
a nozzle plate ( 18 ) which is arranged above the line plate ( 13 ) and has nozzles ( 19 ) with dimensions which are smaller than those of the liquid chambers ( 14 ) in the line plate ( 13 ) to the writing liquid ( 20 ) in the form of droplets when the thin film ( 12 ) performs a phase transformation.

2. Device for dispensing a writing fluid from a printhead according to claim 1, characterized in that the thin film ( 12 ) consists of a shape / memory alloy, the main components of which are titanium (Ti) and nickel (Ni).

3. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to claim 2, characterized in that the thin film ( 12 ) consists of a shape / memory alloy which further contains copper (Cu) to reduce the operating frequency by reducing a temperature difference, which phase transformation triggers to increase.

4. Device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thin film ( 12 ) has a thickness of approximately 0.3 µm to 5 µm.

5. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical energy supply section ( 21 ) has electrodes ( 21 a) which are connected to the ends of the thin film ( 12 ), so that This can generate heat through its own resistance.

6. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical energy supply section ( 21 ) has a heating element ( 21 b) which is arranged on one side of the thin film ( 12 ) to be heated up by the electrical power supplied.

7. Device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 6, characterized by a substrate ( 10 ) under the thin film ( 12 ), which provides the space ( 11 ) which enables the thin film to carry out the phase transformation.

8. A device for dispensing a writing fluid from a printhead according to claim 7, characterized in that the substrate ( 10 ) consists of a silicon substance.

9. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to claim 7 or 8, characterized in that a surface of the thin film ( 12 ) which carries out the phase transformation essentially and is freely available in the space ( 11 ), a width of 100 microns to Has 300 microns and a length of 100 microns to 500 microns.

10. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thin film ( 12 ) changes in the form of a flat plate in order to dispense the writing liquid ( 20 ) via the nozzle ( 19 ) when it is heated above an austenite end temperature and changes into an austenitic phase and is deformed by a remaining pressure load in order to refill the liquid chamber ( 14 ) with the writing liquid ( 20 ) when it is cooled below a martensite end temperature and in a martensite phase passes.

11. Device for dispensing a writing fluid from a printhead according to claim 10, characterized in that the austenite end temperature approx. 50 ° C to 90 ° C and the final martensite temperature approx from 40 ° C to 70 ° C.

12. A device for dispensing a writing fluid from a printhead according to claim 10 or 11, characterized in that the time required for the cooling of the thin film ( 12 ) to the martensite temperature after the heating of the austenite is shorter than approximately 200 microseconds and the loading drive frequency is 5 kHz and more.

13. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thin film ( 12 ) changes in the form of a flat plate to dispense the writing liquid ( 20 ) through the nozzle ( 19 ) when it is heated above an austenite finish temperature to transition to an austenite phase and is deformed by training to refill the liquid chamber ( 14 ) with the writing fluid ( 20 ) when it is cooled to a martensite finish temperature to go into a martensite phase.

The device for dispensing writing fluid from a printhead according to claim 13, wherein after the thin film ( 12 ) has been trained by applying an external force several times when the thin film ( 12 ) is in the martensite phase, the martensite is shaped in a particular direction to have a desired displacement when cooling below the martensite finish temperature follows.

15. Device for dispensing a writing fluid from a printhead according to claim 13 or 14, characterized in that the austenite end temperature approx. 50 ° C to 90 ° C and the final martensite temperature approx from 40 ° C to 70 ° C.

16. A device for dispensing a writing liquid from a printhead according to one of claims 13 to 15, characterized in that the time for cooling to Mar tensit after the austenite has been heated is less than approximately 200 microseconds and the operating frequency 5 kHz and more wearing.

17. A method for producing a device for dispensing a writing liquid from a printhead, in particular a device according to one or more of claims 1 to 16, with the following steps:
Depositing a thin film from a shape / memory alloy on a substrate;
Performing an annealing treatment on the thin film to effect crystal formation, by which a flat plate is produced which has this shape stored as a starting phase;
Etching the substrate to expose a portion of the thin film; and
Bending deforming the exposed portion of the thin film by a residual pressure load to cause the writing fluid to be discharged when the thin film is heated to change to an austenite phase; and where
refilling the inside of a liquid chamber with the writing liquid takes place when the thin film is bend-deformed by the remaining pressure load when it is cooled to change to the martensite phase.

18. A method for producing a device for dispensing a writing liquid from a printhead, in particular a device according to one or more of claims 1 to 16, with the following steps:
Depositing a thin film from a shape / memory alloy on a substrate and performing an annealing process on the thin film to effect crystal formation;
partially etching the substrate to expose a portion of the thin film;
Applying an external force to the thin film to deform it;
Heating the thin film to flatten it in the austenite phase;
Training the thin film by repeating the cooling, deforming and heating repeatedly; and
Bending deforming of the thin film subjected to the training step by its own inherent force when it is cooled to change to the martensite phase, so
dispensing of the writing liquid occurs when the thin film is heated to change to an austenite phase; and
refilling the inside of a liquid chamber with the writing liquid takes place when the thin film is bend-deformed by the remaining pressure load when it is cooled to change to the martensite phase.