JP2010167761A - インクジェットヘッド - Google Patents

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範 錫 金
Zaiyu Tei
在 祐 鄭
Ju-Hwan Yang
主 歡 梁
Young-Seuk Yoo
永 錫 劉
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Abstract

【課題】インクに圧力を加えうる状態で、この圧力を断続してインクを吐出する圧力を加えることにより、インクジェットヘッドの吐出特性を多様に調節できるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】インク１０が収容される流路１１０と、流路１１０に連結されるノズル１２０と、インク１０が吐出されるようにインク１０に圧力を加える加圧部１４０と、流路１１０が閉鎖されるように流路１１０の一側に結合される隔壁１１２と、流路１１０が開放されるように流路１１０の一側を変形させる駆動部１５０と、を備えるインクジェットヘッド１００を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットヘッドに関する。
近年、インクジェット印刷技術は、紙や繊維に印刷する従来のグラフィックインクジェットの産業分野だけでなく、プリント基板やＬＣＤパネルなどの電子部品製作にも使用されるなど、その適用が拡大されており、より高い性能が求められている。
インクジェットヘッドは、電気的信号を物理的な力に変換して、小さいノズルを介してインク液滴を吐出する原理を利用したものである。インクジェットヘッドは、インクが収容されるチャンバと、チャンバに直接的に圧力を提供するためにチャンバの一側に結合される圧電体と、チャンバの他側に形成されるノズルとを含む。
圧電体に電圧が印加されて圧電体が変形すると、チャンバに圧力が加わって、この圧力によりノズルを介してインクが吐出される。つまり、圧電体から発生した圧力がインクの吐出に直接的に伝達され、インクジェットヘッドの吐出特性は圧電体の圧電特性を左右する主な要素となる。
しかしながら、インクジェットヘッドに要求される吐出特性は、チャンバに直接圧力を提供する圧電体では実現し難い場合もあり、このような構造を有するインクジェットヘッドはその構造的な特性上、性能向上に限界があった。
このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明は、多様な吐出特性を実現することのできるインクジェットヘッドを提供することを、その目的の一つとする。
本発明の一実施形態によれば、インクが収容される流路と、流路に連結されるノズルと、インクが吐出されるようにインクに圧力を加える加圧部と、流路が閉鎖されるように流路の一側に結合される隔壁と、流路が開放されるように流路の一側を変形させる駆動部と、を備えるインクジェットヘッドが提供される。
ここで、インクジェットヘッドは、流路にインクを供給するリザーバをさらに備えることができ、加圧部はリザーバ内に圧力を加えることができる。
また、流路の一側はメンブレインで構成され、隔壁はメンブレインに結合されてもよく、駆動部はメンブレインに結合されてもよい。また、駆動部は隔壁が流路の他側から離隔するようにメンブレインを屈曲させることができる。一方、駆動部は圧電体を備えることができる。
本発明の実施形態によれば、インクに圧力を加えた状態で、この圧力を断続してインクを吐出する圧力を提供することにより、インクジェットヘッドの吐出特性を多様に調節することができる。
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドを示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの動作を示す断面図である。
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施形態を有することができるため、本願では特定の実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。
以下、本発明によるインクジェットヘッドの実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。添付図面を参照して説明するにあたって、同一または対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複する説明は省略する。
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００を示す断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００は、インク１０が収容される流路１１０と、流路１１０に連結されるノズル１２０と、インク１０が吐出されるようにインク１０に圧力を加える加圧部１４０と、流路１１０が閉鎖されるように流路１１０の一側に結合される隔壁１１２と、流路１１０が開放されるように流路１１０の一側を変形させる駆動部１５０と、を含み、インク１０に圧力を加える状態で、この圧力を断続してインク１０を吐出する圧力を提供することにより、インクジェットヘッド１００の吐出特性を多様に調節することができる。
流路１１０は、その内部にインク１０を収容する空間を有し、構造的にノズル１２０とリザーバ１３０との間に介在する。流路１１０の一端にはノズル１２０が形成され、他端にはリザーバ１３０に連結された流入口１１６が形成される。流路１１０に収容されているインク１０は、ノズル１２０を介してインクジェットヘッド１００の外部に吐出される。リザーバ１３０はインク１０を貯留するタンクであって、その内部にはインク１０が収容され、流入口１１６を介してインク１０を流路１１０に供給することができる。
リザーバ１３０には加圧部１４０が結合される。加圧部１４０がリザーバ１３０内に圧力を加えることにより、流路１１０内に収容されているインク１０に圧力が加えられる。したがって、流路１１０内のインク１０は、加圧部１４０によりノズル１２０を介して吐出可能な圧力を受けている状態にある。一方、加圧部１４０としては、例えば、空圧ポンプなどを含むことができる。
流路１１０の一側はメンブレイン１１４で構成され、メンブレイン１１４は薄いシリコン基板で設けられてもよい。流路１１０は、後述する駆動部１５０の動作により変形され流路１１０の断面積を変化させることができる。
流路１１０の一側には隔壁１１２が結合される。隔壁１１２はメンブレイン１１４の流路１１０側の内壁に結合される。隔壁１１２の形状は流路１１０を遮蔽できるように、流路１１０の断面と同様の形状に形成される。
したがって、駆動部１５０が動作しない場合には、流路１１０の内部を遮断してインク１０の流動を防止できる。流路１１０の遮蔽性能を向上させるために、複数がインク１０の流動方向に沿ってメンブレイン１１４に結合されてもよい。
駆動部１５０は、流路１１０が開放されるように流路１１０の一側を変形させることができる。駆動部１５０は、例えば、圧電体を含むことができ、圧電体はメンブレイン１１４上に結合される。
図２は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００の動作を示す断面図である。図２に示すように、駆動部１５０に駆動電圧を印加すると圧電体はその分極方向に応じて変形することになるが、本実施形態では圧電体の中央部分を中心として変形されて、隔壁１１２が流路１１０の他側から離隔するようにメンブレイン１１４を屈曲させることができる。
隔壁１１２が流路１１０の底面から離隔されると、加圧部１４０により圧力を受けていたインク１０は、ノズル１２０側に移動し、吐出される。このとき、圧電体からなる駆動部１５０は流路１１０内のインク１０の流れを変化させて、インクジェットヘッド１００の吐出を制御することができる。
したがって、駆動部１５０は、従来の圧電体がインク１０に吐出圧力を提供する機能から脱して、インク１０の流れを変化させる断続することにより、より小型の圧電体で実現することができる。また、低い駆動電圧によってもインク１０の吐出動作を実現することができるため、駆動部１５０の駆動電圧の低減に寄与することができる。
さらに、加圧部１４０によりインク１０に加えられる圧力の大きさが調節できるため、インク１０の吐出速度などを制御することができる。したがって、駆動部１５０と加圧部１４０の動作を調節することにより、例えば、インク１０の吐出速度、インク１０の液滴の大きさなどの吐出特性を多様に実現することができる。
以上、本発明について実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることは当業者にとって明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１００ インクジェットヘッド
１１０ 流路
１１２ 隔壁
１２０ ノズル
１３０ リザーバ
１４０ 加圧部

Claims (6)

  1. インクが収容される流路と、
    前記流路に連結されるノズルと、
    前記インクが吐出されるように前記インクに圧力を加える加圧部と、
    前記流路が閉鎖されるように前記流路の一側に結合される隔壁と、
    前記流路が開放されるように前記流路の一側を変形させる駆動部と、
    を備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 前記流路に前記インクを供給するリザーバをさらに備え、
    前記加圧部は、前記リザーバ内に圧力を加えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
  3. 前記流路の一側はメンブレインで構成され、前記隔壁は前記メンブレインに結合されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
  4. 前記駆動部は、前記メンブレインに結合されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
  5. 前記駆動部は、前記隔壁が前記流路の他側から離隔するように前記メンブレインを屈曲させることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
  6. 前記駆動部は、圧電体を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
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