KR100213717B1 - 잉크분사장치 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 프린트 헤드에 적용되는 것으로서, 폭발성 물질을 이용한 잉크분사장치가 개시되어 있다. 개시된 잉크분사장치는, 폭발성 물질이 혼합된 잉크를 수용하는 잉크챔버와, 잉크챔버로부터 잉크를 토출시키기 위한 노즐 및 잉크챔버 내에서 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시키는 기폭수단을 구비하여, 상기 기폭수단이 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시킴에 따라 폭발성 물질의 폭발력에 의하여 잉크가 노즐을 통하여 토출되도록 된 것을 특징으로 하며, 여기서, 상기 기폭수단은 상기 잉크챔버내에서 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 전극으로 구성된다.

Description

잉크분사장치
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 적용되는 잉크분사장치에 관한 것으로서, 특히 폭발성 물질을 이용한 잉크분사장치에 관한 것이다.
종래의 DOD(drop-on-demand) 잉크젯 프린트 헤드에 적용되는 잉크분사장치는 크게 표면발열체를 이용한 가열방식의 잉크분사장치와 압전체를 이용한 압전방식의 잉크분사장치로 대별된다.
이들 잉크분사장치중, 표면발열체를 이용한 가열방식의 잉크분사장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1) 위에 하부절연층(2)과, 발열체(3)와, 전극(4,5)과, 상부절연층(6) 및 보호층(7)을 차례로 형성하고, 상기 노즐판(9)과 보호층(7) 사이에 유로용 벽(8)을 설치하여 잉크챔버(10)를 형성하여 이루어 진다.
여기서 상기 잉크챔버(10)는 도시되지 않은 잉크탱크와 연결되어 있고, 상기 양 전극(4,5)은 구동신호 발생기(12)와 연결되며, 상기 구동신호 발생기(12)로부터 전극(4,5)을 통해 발열체(3)에 구동신호를 인가하면 발열체(3)가 가열되고 잉크챔버(10) 내의 잉크(13)가 비등하게 된다.
이때 잉크챔버(11) 내에 기포(14)가 발생되며, 발생된 기포(14)가 잉크챔버(10) 내의 잉크(13)를 노즐판(9)의 노즐(11) 밖으로 밀어냄으로써 토출잉크(15)를 만든다. 상기 토출잉크(15)는 구동신호, 즉 프린트 신호에 따라 분사된다.
한편, 압전체를 이용한 압전방식의 잉크분사장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(16)과, 다이어프램(17)과, 압전소자(18)와, 스페이서(19) 및 노즐판(20)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 압전방식의 잉크분사장치의 구동신호 발생기(23)로부터 상기 압전소자(18)에 구동신호를 인가하면 압전소자(18)는 기계적으로 신축되며, 이러한 압전소자(18)의 신축작용으로 잉크챔버(21)내의 잉크(24)가 노즐(22) 밖으로 밀려남으로써 토출잉크(25)가 만들어진다.
그러나, 상기와 같은 종래의 잉크분사장치중, 가열방식의 잉크분사장치는 충분한 기포를 생성하는데 시간이 다소 소요되어 잉크의 토출속도, 즉 인쇄속도 향상에 한계가 있으며, 또한 발열체의 특성이 주변온도의 영향으로 잘 변화되어 안정된 성능을 기대하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다.
한편, 이와는 달리, 상기와 같은 종래의 잉크분사장치중, 압전방식의 잉크분사장치는, 상기 가열방식의 잉크분사장치보다는 우수한 성능을 얻을 수 있기는 하나, 고가의 압전소자를 사용하기 때문에 가격이 비싼 문제점이 있었다.
또한, 양자 공히 발열체나 압전소자를 전극, 절연층, 보호층 등과 잘 조화시켜야 하기 때문에, 그 제조공정이 까다롭고, 따라서, 그만큼 수율이 저조하다고 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 종래의 잉크분사장치의 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로써, 간단한 구조로서 제작이 쉽고 안정된 동작특성을 가질 뿐만 아니라 잉크의 토출 압력과 속도제어를 가능케 하여 인쇄품질과 인쇄속도를 향상시킬 수 있는 잉크분사장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 가열방식 잉크분사장치의 단면도.
도 2는 종래의 압전방식 잉크분사장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 폭발성 물질을 이용한 잉크분사장치의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
26 : 기판 28 : 잉크
29 : 잉크챔버 31 : 노즐판
32 : 노즐 33a, 33b : 전극
본 발명의 상기와 같은 목적은, 폭발성 물질이 혼합된 잉크를 수용하는 잉크챔버와, 상기 잉크챔버로부터 잉크를 토출시키기 위한 노즐 및 상기 잉크챔버 내에서 상기 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시키는 기폭수단을 구비하여, 상기 기폭수단이 상기 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시킴에 따라 상기 폭발성 물질의 폭발력에 의하여 상기 잉크가 상기 노즐을 통하여 토출되도록 된 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 잉크분사장치를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 기폭수단은 상기 잉크챔버내에서 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 전극으로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 폭발성 물질이 혼합된 잉크를 사용하고, 이 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시킴으로써, 이 폭발성 물질의 폭발력을 이용하여 잉크를 노즐을 통하여 분사시키는 것으로써, 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3에는 본 발명에 따른 잉크분사장치가 도시되어 있으며, 도 3에 의하면, 본 발명에 따른 잉크분사장치는, 기판(26)과, 이 기판(26) 위에 형성된 절연층(27)과, 이 절연층(27) 위에 배치되어 잉크(28)를 수용하기위한 잉크챔버(29)를 형성하는 스페이서(30)와, 상기 잉크챔버(29)로부터 잉크(28)를 토출시키기 위한 노즐(32)이 형성된 노즐판(31) 및 상기 절연층(27)과 스페이서(30)와의 사이에 배치된 한 쌍의 전극(33a, 33b)으로 구성된다.
상기 잉크챔버(29)는 도시되지 않은 통상의 잉크탱크와 연결되어 있으며, 상기 각각의 전극(33a, 33b)은 그 양단부가 구동신호 발생기(34)와 연결되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 잉크분사장치의 한 쌍의 전극(33a, 33b)에 전압이 인가되면, 상기 전극(33a, 33b)들 사이에는 전기장이 형성된다.
한편, 잉크(28)에는 폭발성 물질(35)이 혼합되어 있으며, 이 폭발성 물질(35)은 구동신호 발생기(34)에 의하여 한 쌍의 전극(33a, 33b)에 전압이 인가될 때, 한 쌍의 전극(33a, 33b)들 사이에 형성되는 전기장에 의하여 폭발된다.
따라서 상기 잉크챔버(29)내의 잉크(28)에는 폭발성 물질(35)의 폭발력에 의하여 추진력이 작용하게 되고, 이 힘에 의하여 의하여 잉크(28)가 노즐(32)을 향하여 이동하게 된다.
이렇게 폭발성 물질(35)의 폭발력에 의하여 잉크(28)가 이동하게 됨으로써, 노즐(32)로부터 분사되는 토출잉크(36)가 만들어 진다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 잉크분사장치에 의하면, 전극에 인가되는 전압의 크기와 주기를 조절하여 폭발성 물질의 폭발 정도를 조정할 수 있기 때문에, 토출되는 잉크의 양과 속도제어가 용이하고, 따라서 고해상도와 고속인쇄에 유리하다고 하는 효과가 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 잉크분사장치에 의하면, 폭발성 물질을 폭발시키는 전극이 노즐 내측에 형성되어 있기 때문에, 그 구조가 박형으로서 슬림화된 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 박막코팅기술로 간단히 제작가능함은 물론 제조공정의 단순화로 생산코스트를 낮춰 저렴하게 보급할 수 있게 된다고 하는 효과가 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면으로 예시된 것에 의하여 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 특허청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 그 변용예가 가능하게 됨은 물론이다.

Claims (2)

  1. 폭발성 물질이 혼합된 잉크를 수용하는 잉크챔버와, 상기 잉크챔버로부터 잉크를 토출시키기 위한 노즐 및 상기 잉크챔버 내에서 상기 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시키는 기폭수단을 구비하여, 상기 기폭수단이 상기 잉크에 혼합된 폭발성 물질을 폭발시킴에 따라 상기 폭발성 물질의 폭발력에 의하여 상기 잉크가 상기 노즐을 통하여 토출되도록 된 것을 특징으로 하는 잉크분사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기폭수단은 상기 잉크챔버내에서 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크분사장치.
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