KR100202785B1 - 단일 사출 성형에 의한 인쇄헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내부에 잉크 저장기를 가지는 인쇄 헤드는 단일 플라스틱 사출 성형 단계로 제1측부로부터 제2측부까지 연장되며 그 내부에 개구부와 그 개구부를 둘러싸며 제1 및 제2측부에 마주하는 제1 및 제2결합면을 가지는 고용융 온도 물질을 구비하는 강성의 모놀리식 프레임을 성형하는 것에 의해 제조된다. 제1 및 제2가요성 박막은 제1 및 제2결합면에 고정된다. 부착 물질은 고온 용융 부착제 또는 결합면의 형상에 예비 성형된 건조 부착물막이다. 가요성막을 열 스테이킹보다는 부착 가능하게 결합면에 고정하는 것에 의해 두 분리 성형 단계동안에 다른 물질의 프레임을 형성할 필요가 없다.

Description

단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 및 그 제조 방법

제1도는 본 발명에 따른 한 측부 커버부, 하나의 박막 및 일체 프레임을 나타내는 인쇄 헤드의 확대 사시도.

제2도는 제1도의 일체 프레임의 사시도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 취한 단면도.

제4도는 적층 박막의 층구조를 나타내는 부분 단면 확대도.

제5도는 종래 기술에 따른 한 측부 커버부, 하나의 박막 및 두편의 프레임을 나타내는 인쇄 헤드의 확대 사시도.

제6도는 제1성형 단계후의 종래 기술의 프레임의 사시도.

제7도는 제2성형 단계후의 종래 기술의 프레임의 사시도.

제8도는 제7도의 8-8선을 따라 취한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 프레임 52,52: 박막

54 : 커버부 56 : 개구부

58 : 제 1 측부 59 : 제 2 측부

66 : 잉크 저장기 70 : 부착 결합 물질

72 : 표면층 74 : 캐비티

[발명의 분야]

본 발명은 잉크 저장기가 2개의 박막과 강성 프레임에 의해 인접한 형태의 잉크젯 인쇄 헤드에 관한 것이다. 본 발명은 단일(one-shot)의 플라스틱 사출 성형 단계로 프레임이 형성되고 부착제 결합에 의해 프레임에 박막이 부착되는 방법으로 인쇄 헤드가 제조된다.

[종래기술]

독립적인 단일 칼라 펜 주위에 배치된 고용량 칼라 잉크젯 인쇄기는 현재 상업적으로 이용가능하다. 그와 같은 인쇄기의 사용에 적합한 형태의 전형적인 펜 또는 카트리지는 미국 특허 제 5,280,300호 및 제 5,325,119호와 유럽 공보 제 0 561 051호 및 제 0 583 153호에 개시되어 있다.

제5도에 도시한 바와 같이, 전형적인 종래의 인쇄헤드는 가요성 잉크 불침투성 박막(thin membrane)(12)과 한측상에 배치된 측부 커버(14)를 가지는 프레임(10)을 구비한다. 제2막과 제2측부 커버(도시 않음)는 프레임(10)의 대향측상에 배치된다. 프레임(10)은 두 번의(two-shot)플라스틱 사출 성형 방법으로 형성된다. 고용융 온도 플라스틱의 강성 외부 프레임(16)(제6도)은 제1사출 성형 단계 동안에 제1몰드로 형성된다. 강성 외부 프레임(16)은 제2몰드에 위치되어 저용융 온도 고무형 플라스틱은 몰드로 사출된다. 고무형 플라스틱은 외부 프레임(16)상에 성형된 내부 프레임(18)을 형성하며, 내외부 프레임은 제7도에 도시한 바와 같이 프레임(10)을 형성한다.

제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이, 내부 프레임(18)은 내부 프레임(18)의 전체 주변 둘레에 연장되는 대향평측면(20,20)을 가진다. 잉크 불침투성 박막(12,12)(제8도)은 측면(20,20)에 대한 열스테이킹을 표시하여 박막에 의해 대향측상에 인접하고 내부 프레임(18)의 내부면(24)에 의해 그 주변 둘레에 인접한 챔버 또는 잉크 저장기(22)를 형성한다.

외부 프레임(16)은 제6도에 도시한 바와 같이 내부에 직립 파이프(26)를 가지는 하향 연장 노즈부(16A)(제6도)를 가지도록 성형된다. 직립 파이프(26)는 직립 파이프와 외부 프레임(16)을 거쳐 노즈의 하부면(30)으로 연장되는 잉크 유동 채널(28)을 가진다. 내부 프레임(18)은 내부 프레임(18)이 외부 프레임(16)위에 성형될 때 채널(28)내의 개구가 폐쇄되지 않도록 직립 파이프(26)주위에 성형된다. 이는 저장기(22)로부터 채널(28)을 통하여 노즐판(도시않음)을 거쳐 잉크가 방출되는 노즈의 하부면으로 잉크가 유동하는 것을 허용한다.

제5도 내지 제8도에 도시한 종래의 인쇄 헤드는 프레임이 2개의 분리 성형 단계를 필요로 하므로 프레임(10) 제조시에 단일 성형 단계에서 성형된 유사한 프레임보다 거의 2배의 제조비용이 드는 단점이 있다. 상기 장치는 내외부 프레임(18, 16)을 위해 다른 재료가 필요하기 때문에 단일 성형 단계로 성형되지 않는다. 이 요구 조건은 내부 프레임을 형성하는데 사용된 물질이 저용융 온도 고무형 물질을 지시하는 내부 프레임(16)에 대해 불침투성막(12,12)이 열적 스테이킹을 나타내는 것을 필요로 한다. 즉 내부 프레임을 구비하는 물질은 스테이킹 과정중에 막에 대한 파열 또는 손상을 방지하도록 막 물질의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 가져야만 되며 막의 열 스테이킹 동안에 막(12,12)으로 결합부를 형성하도록 용융되어야 한다. 내부 프레임 물질이 다소 가요성이 있기 때문에 강성 외부 프레임은 가요성 잉크 저장기를 지지하도록 강성 물질로 제조되어야 한다.

유럽 공보 제 0 561 051호에 개시된 바와 같이, 인쇄 헤드는 2개의 성형 과정에 의해 제조되며 직립 파이프(26) 주위에 내부 프레임(18)이 성형되는 곳에서 잉크 저장기가 누출되는 또 다른 단점을 가진다.

[발명의개요]

본 발명의 목적은 단지 한번의 사출 성형 방법을 필요로 하는 인쇄 헤드 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제1 및 제2가요성막과 프레임 부재에 의해 내부에 인접한 잉크 저장기를 가지는 인쇄 헤드를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 내부에 잉크 저장기를 가지는 인쇄 헤드는 제1측부로부터 제2측부까지 프레임을 거쳐 연장되는 개구부를 마주하고 개구부가 폐쇄될 때 잉크 저장기의 주변 벽을 구비하는 내부면과 인쇄 헤드의 주변 외부면을 구비하는 프레임의 외부면과 서로 이격되고 개구부를 둘러싸며 제1 및 제2측부를 마주하는 제1 및 제2결합면을 가지는 강성 모놀리식 프레임을 단일 플라스틱 사출 성형 단계로 성형하는 단계와, 제1 및 제2표면에 부착 결합 물질을 적용하는 단계와 개구부를 폐쇄하도록 제1 및 제2가요성막을 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계에 의해 제조된다.

부착 물질은 에틸렌 비닐 아세테이트 같은 고온 용융 부착제 또는 결합 표면의 형상으로 예비 형성된 건조막 부착제이다. 상기 부착제중의 하나를 사용할 때 가요성막은 프레임 물질을 용융없이 열밀봉 또는 스테이킹(staking)에 의해 결합 표면에 고정된다.

가요성막은 적층 중합체막을 구비하며 가열 밀봉 공구에 대한 저용융 온도 중합체의 부착을 방지하도록 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 같은 고온 용융 온도 중합체의 표면 겹침(ply)을 구비한다.

다른 실시예에 있어서, 가요성막은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트이며 부착 결합 물질은 액체 에폭시이다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 잇점은 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조로 하여 더욱 명백하게 될 것이다.

[실시예]

제1도 내지 제4도는 본 발명에 따른 인쇄 헤드를 나타낸다. 인쇄 헤드는 강성 프레임(50), 2개의 가요성 잉크 불침투성 박막(52,52)(제3도), 커버막의 한쪽만이 제1도에 도시된 두 측부 커버부(54)를 구비한다.

강성 프레임(50)은 제2도에 도시한 구성을 가지도록 단일 성형 단계로 플라스틱 사출 성형에 의해 형성된 모놀리식 구조이다. 강성 프레임은(50)은 제1측부(58)로부터 제2측부(59)까지 연장되는 큰 개구부(56)로 형성된다. 강성 프레임(50)의 외부면(62)은 인쇄 헤드의 주위 외부면을 구비한다. 프레임(50)의 내부면(64)은 개구부(56)가 후술되는 바와 같이 박막(52,52)에 의해 양측상에 폐쇄될 때 잉크저장기(66)(제3도)의 주위벽을 구비한다.

프레임(50)은 노즈부(50A)와 직립 파이프(보이지 않음)를 가지도록 성형되며 상기 직립 파이프는 프레임의 내부상의 입구 개구부(60)로부터 노즈부의 하부면에서 개구부(보이지 않음)까지 연장되는 잉크 유동 채널을 가진다. 프레임(50)은 서로 이격되며 개구부(56)를 둘러싸는 2개의 연속 지지 선반 또는 결합면(68,69)을 가지도록 성형된다. 결합면(68,69)은 표면(68)이 프레임의 제1측부(58)를 향하고 표면(69)이 제2측부(59)를 향하는 대향 방향으로 향한다.

프레임(50)이 성형된후 부착 결합 물질(70)(제3도 및 제4도)은 결합면(68,69)에 적용된다. 가요성막(52,52)은 제위치로 되어 부착 결합 물질(70)에 의해 결합면(68,69)에 고정된다.

본 발명의 적합한 실시예에서 가요성 박막(52,52)은 폴리에틸렌 같은 적층된 저용융 온도 중합체 물질을 구비하며 부착 결합 물질은 고온 용융 부착물이다. 3M Jet Melt 3764와 유사한 고온 용융에 근거한 에틸렌 비닐 아세테이트가 적합하다. 가요성 박막(52,52)은 표면위에 고온 용융 부착물을 분산시키고 박막을 부착물과 접촉시켜 막을 가열 밀봉 또는 스테이킹 시킴으로서 결합면(68,69)에 고정된다. 가열 밀봉 또는 스테이킹은 밀봉 온도가 프레임(50)의 물질이 스테이킹 동안에 용융되지 않도록 하는 것을 제외하고는 상술한 종래 기술의 열 스테이킹과 유사하다. 이점에 대해서 프레임(50)은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 같은 고용융 온도 물질을 구비하나 유리같은 부가제를 가지거나 가지지 않는 명백히 다른 플라스틱 물질이 사용된다.

제4도에 도시한 바와 같이 적층 가요성막은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 또는 폴리아미드 같은 고용융 온도 중합체를 구비하는 표면층(72)을 가지는 다수의 층을 구비한다. 가요성 적층막(52,52)이 스테이킹을 위해 제 위치에 놓일 때 막은 표면층(72)이 스테이킹 공구와 마주하도록 향하게 된다. 표면층(72)은 다른 층보다 고용융 온도를 가지기 때문에 용융되지 않고 가요성 박막이 프레임에 결합될 때 가열 밀봉 공구에 부착된다.

부착 결합 물질은 결합면(68,69)의 형상과 조화되도록 그 형상이 예비 형성된 건조막 부착물의 형태를 취한다. 일예로서 상기 목적을 위한 적합한 건조막 부착물은 3M 556에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)이다. 건조막 부착물이 부착물 결합 물질로 사용될 때, 가요성 박막(52,52)은 결합면에 대해 건조막 부착물 예비 성형물을 배치하고 예비 성형물에 인접한 가요성 박막을 배치하고 그리고 적합한 열을 적용하면서 프레임쪽으로 막을 가압하도록 압력을 적용함으로써 결합 표면(68,69)에 고정된다. 3M 4932 아크릴형과 같은 이중측 압력 감지 테이프도 이 목적을 위해 사용된다.

본 발명의 대안적인 실시예에 있어서, 가요성 박막(52,52)은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Mylar)이며 그 경우에 액체 에폭시는 가요성 박막을 결합 표면(68,69)에 고정하는데 사용된다. 그러나 액체 에폭시 부착물은 고 체적의 제조 작업에 단점인 후경화(post-curing)를 필요로 한다.

상술한 설명으로부터 본 발명은 제5도 내지 제8도에 대한 종래의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드와 비교해 볼 때 약 50%까지 제조 비용을 감축하는 인쇄 헤드를 제조하는 방법을 제공한다. 직립 파이프를 구비하는 프레임이 일체로 성형되기 때문에 두 성형 부분간의 계면과 계면에서 잉크 누출의 부수적인 문제가 제거된다.

본 발명의 방법은 제5도 내지 제8도에 대한 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드와 같은 동일 배치의 인쇄 헤드의 제조를 허용한다. 이에 대하여 제8도로 부터 종래 장치의 내외부 프레임(16,18)의 결합 두께가 중요하다는 것을 인식해야 한다. 단일 성형 단계로 성형된 프레임의 소정 두께를 얻기 위하여 지지 선반(32)(제7도)에 대응하는 프레임(50)의 부분은 벽 두께에 대한 일반적인 플라스틱 설계규칙과 프레임(50)이 다수의 캐비티(74)를 나타내도록 두께 부분의 코어링(coring)에 따라 공동을 만든다.

본 발명이 적합한 실시예에 대한 상세한 설명으로 개시되었지만, 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 발명 정신 및 그 범주로부터의 이탈없이 개시된 실시예로 다양한 변화 및 대체가 행해질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

1. 내부에 잉크 저장기를 가지는 인쇄 헤드 제조 방법에 있어서, 제1측부로부터 제2측부까지 프레임을 거쳐 연장되는 개구부를 마주하고 상기 개구부가 폐쇄될 때 잉크 저장기의 주변벽을 구비하는 내부면과 인쇄 헤드의 주변 외부면을 구비하는 외부면과 서로 이격되고 개구부를 둘러싸며 제1 및 제2측부를 마주하는 제1 및 제2결합면을 가지는 강성 모놀리식 프레임을 단일 플라스틱 사출 성형 단계로 성형하는 단계와, 제1 및 제2결합 표면에 부착 결합 물질을 적용하는 단계와, 개구부를 폐쇄하도록 제1 및 제2가요성막을 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2가요성막은 적층된 저용융 온도 중합체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 부착물 결합 물질은 에틸렌 비닐 아세테이트에 근거한 고온 용융 부착물인 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2가요성막을 상기 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계는 가열 밀봉에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2가요성막은 적층된 중합체막이며 상기 부착물 결합 물질은 에틸렌 비닐 아세티이트 고온 용융물이며, 상기 제1 및 제2가요성막을 상기 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계는 열 스테이킹에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 부착물 결합 물질 적용 단계는 상기 제1 및 제2결합면에 대해 예비 형성된 형상으로 건조 부착물 막을 적용하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2막을 상기 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계는 상기 제1 및 제2결합면에 인접한 건조 부착물 막을 배치하고, 상기 건조 부착물 막에 인접한 상기 제1 및 제2가요성 막을 배치하고, 상기 제1 및 제2결합면 쪽으로 상기 제1 및 제2가요성 막을 가압하기 위해 압력을 적용함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 부착물 결합 물질은 아크릴 물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 압력이 적용되는 동안 제1 및 제2가요성 막에 열이 적용되는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
10. 제1 항에 있어서, 상기 부착물 결합 물질은 액체 에폭시인 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
11. 제1 항에 있어서, 상기 부착물 결합 물질은 액체 에폭시이며 상기 제1 및 제2가요성 막은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
12. 제2항에 있어서, 상기 적층된 중합체막은 고용융 온도 중합체의 표면 겹침을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 고용융 온도 중합체는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 및 폴리아미드를 구비하는 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2가요성 막은 저용융 온도 적층된 중합체막을 구비하며 상기 제1 및 제2가요성 막을 상기 제1 및 제2결합면에 고정하는 단계는 열 스테이킹에 의해 수행되며 상기 제1 및 제2가요성 막은 열 스테이킹 동안에 공구에 저용융 온도 중합체막의 부착을 배제하도록 고용융 온도 물질의 표면 겹침을 가지는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
15. 제1항의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드.
16. 제4항의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드.
17. 제5항의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드.
18. 제6항의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드.
19. 제12항의 방법에 의해 제조된 인쇄 헤드.
20. 제1항에 있어서, 상기 강성 모놀리식 프레임은 형성동안에 상기 외부면을 가지는 프레임의 일부로부터 캐비티에 의해 이격된 지지 선반을 형성하기 위해 공동을 만들며, 상기 제1 및 제2결합면은 상기 내부면에 의해 제1측부에 인접하고 상기 캐비티에 의해 제2측부에 인접하는 것을 특징으로 하는 단일 사출 성형에 의한 인쇄 헤드 제조 방법.
21. 내부에 잉크 저장기를 가지는 인쇄 헤드에 있어서, 제1측부로부터 제2측부까지 프레임을 거쳐 연장되는 개구부와 마주하고 잉크 저장기의 주변벽을 포함하는 내부면과, 인쇄 헤드의 주변 외부면을 구비하는 외부면과, 서로 이격되며 상기 개구부를 둘러싸며 상기 제1 및 제2측부와 마주하는 제1 및 제2결합면을 가지는 강성 모놀리식 프레임과, 상기 잉크 저장기의 측부를 구비하는 제1 및 제2가요성막과, 상기 제1 및 제2가요성막을 상기 제1 및 제2결합면에 고정하는 부착제 결합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 헤드.
22. 제21항에 있어서, 상기 프레임은 외부 프레임 부분과 캐비티에 의해 상기 외부 부분으로부터 이격된 지지 선반을 포함하며, 상기 외부면은 상기 외부 프레임 부분이며 상기 제1 및 제2결합면은 상기 내부면과 상기 캐비티에 의해 인접한 상기 지지 선반상의 표면인 것을 특징으로 히는 인쇄 헤드.