KR100243878B1

KR100243878B1 - 잉크분사장치

Info

Publication number: KR100243878B1
Application number: KR1019970025998A
Authority: KR
Inventors: 송영진
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2000-03-02
Also published as: KR19990002397A

Abstract

잉크젯 프린트 헤드에 적용되는 것으로서, 자성물질을 이용한 잉크분사방법 및 장치가 개시된다. 개시된 장치는 자성물질(35)이 혼합된 잉크(28)를 솔레노이드코일(33) 내부로 공급하고, 그 솔레노이드코일(33)에 전기신호를 인가하여 그 중공부에 있는 잉크에 혼합된 자성물질(35)이 자화됨으로써 이동하게 되는 전자적 추력에 의하여 자성물질과 함께 잉크(28)를 분사한다. 이러한 잉크분사방법 및 장치는 잉크토출과 그 토출되는 잉크의 양을 정확하게 그리고 빠르게 제어할 수 있어서 해상도를 높이고 고속인쇄에 효과적이다.

Description

잉크분사장치

본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 적용되는 잉크분사장치에 관한 것으로서, 특히 자성물질을 함유한 잉크를 이용한 잉크분사장치에 관한 것이다.

종래의 DOD(drop-on-demand) 잉크젯 프린트 헤드에 적용된 기술은 크게 표면발열체를 이용한 가열방식과 압전체를 이용한 압전방식이 있다.

표면발열체를 이용한 가열방식은 도 1과 같이 기판(1)위에 하부절연층(2), 발열체(3), 전극(4, 5), 상부절연층(6), 보호층(7)을 차례로 형성하고, 보호층(7)과 노즐판(9)과 보호층(7) 사이에 스페이서(8)를 끼워 잉크챔버(10)를 형성하여 된다. 여기서 잉크챔버(10)는 도시되지 않은 잉크탱크와 연결되어 있고, 양측 전극(4, 5)은 구동신호 발생기(12)와 연결된다. 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(8)의 노즐(11) 밖으로 밀어냄으로써 토출잉크(15)를 만든다. 토출잉크(15)는 구동신호, 즉 프린트 신호에 따라 분사되는 것이다.

한편, 압전체를 이용한 압전방식은 도 2와 같이, 기판(16), 다이아프람(17), 압전소자(18), 스페이서(19), 노즐판(20)으로 구성된다. 구동신호 발생기(23)로부터 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.

상기한 종래기술에 있어서, 가열방식은 충분한 기포를 생성하는데 시간이 다소 소요되어 잉크의 토출속도, 즉 인쇄속도 향상에 한계가 있으며, 발열체의 특성이 주변온도의 영향으로 잘 변화되어 안정된 성능을 기대하기 어렵다. 이와 달리 압전방식에서는, 우수한 성능이 발휘되나 고가의 압전소자를 사용하므로 가격이 비싼 단점이 있다. 그리고 양자 공히 발열체나 압전소자를 전극, 절연층, 보호층 등과 잘 조화시켜야 하므로 그 제조공정이 까다로워 그만큼 수율이 저조한 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안하여 종래와는 전혀 다른 방식의 간단한 구조로서 제작이 쉽고 안정된 동작특성과 잉크의 토출 압력과 속도의 제어가 가능한 자성물질을 함유한 잉크를 이용한 잉크분사장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래의 가열방식 잉크분사장치의 단면도.

제2도는 종래의 압전방식 잉크분사장치의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 자화방식 잉크분사장치의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

26 : 기판 28 : 잉크

29 : 잉크챔버 31 : 노즐

32 : 노즐 33 : 솔레노이드

상기한 목적을 달성하기 위하여, 자계내에서 자화될 수 있는 금속 미립자 등의 자성물질이 혼합된 잉크를 분사하는 본 발명의 잉크분사장치는, 기판과; 상기 기판의 최상부에 형성되며, 상기 잉크를 토출하는 노즐을 가진 노즐판과; 상기 기판과 상기 노즐판과의 사이에 상기 잉크를 수용하는 잉크 챔버를 형성하는 스페이스와; 상기 잉크 챔버 내에 형성되며, 상기 자성물질이 혼합된 잉크를 자기장에 의해 자화시킴과 동시에 상기 노즐을 통해 토출시키는 솔레노이드와; 상기 솔레노이드에 전기신호를 인가하는 신호 발생기를 구비한다.

이와 같이 본 발명은 자성물질이 혼합된 잉크를 솔레노이드의 자기력으로 분사하는 것으로서, 그 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 잉크분사장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(26), 이 기판(26) 위에 형성된 보호층(27), 이 보호층(27)위에 설치되어 잉크(28)를 수용하는 잉크챔버(29)를 형성하는 스페이서(30), 잉크챔버(29)로부터 잉크(28)를 토출시키기 위한 노즐(32)을 가지는 노즐판(31), 그리고 잉크챔버(29) 내에 위치된 솔레노이드(33)로 구성된다.

여기서 잉크챔버(29)는 도시되지 않은 통상의 잉크탱크와 연결되어 그로부터 공급되는 잉크로 채워진다. 솔레노이드(33)는 예를 들면 리소그래피(lithography)와 막막코팅기술에 의해 만들어지는 것으로서, 잉크 탱크로부터 잉크챔버(29)로 공급되는 잉크(28)를 수용하는 중공부(부호생략)를 가지며, 그 양단부가 구동신호 발생기(34)와 연결되어 그 구동신호 발생기(34)로부터 인가되는 전기신호가 인가될때 여자된다.

한편, 잉크(28)에는 금속 미립자 등의 자성물질(35)이 혼합되어 있다. 이 자성물질(35)은 솔레노이드(33)이 구동신호 발생기(34)의 전기신호에 의하여 여자될 때 그 솔레노이드(33)의 내부자계에 의하여 자화된다. 따라서 그 자성물질(35)에는 솔레노이드(33)의 자기력이 작용하게 되고, 이 힘에 의하여 노즐(32)을 향하여 이동하게 된다. 이와 같이 자기력에 의해 이동하게 되는 자성물질(35)과 함께 잉크(28)가 이동하게 됨으로써 그 노즐(32)로부터 분사되는 토출잉크(36)가 만들어지는 것이다. 물론 토출잉크(36)는 상기한 자성물질(35)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기한 구동신호 발생기로부터 원하는 화상정보에 따라 변조된 전기신호(프린트 신호)를 발생하여 상기한 솔레노이드를 구동시켜 원하는 문자나 화상을 프린트할 수 있다. 토출되는 잉크의 양은 상기한 구동신호 발생기에 의한 전기신호 주기와 관련된다. 즉, 그 전기신호가 인가되는 동안은 노즐로부터 잉크가 연속하여 토출되며, 전기신호를 인가함과 동시에 잉크가 토출되고 그 전기 신호를 차단하면 그 즉시 잉크토출이 중단되어 그 잉크토출 제어가 용이한 것이다. 특히 솔레노이드의 자기력은 주변 온도 등에 영향을 받지 않으므로 그 잉크의 토출 제어와 양을 정확히 제어할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 해상도를 높이고 인쇄 속도를 향상시키는데 효과적이다.

본 발명을 실시함에 있어서, 상기한 솔레노이드는 리소그래피와 박막코팅기술에 의한 박막코팅구조가 아닌 기존 에나멜 코팅 코일을 별도의 보빈에 감은 것을 부착하는 것도 가능하며, 또한 노즐에 직접 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 본 발명은 상기에 설명되고 도면으로 예시된 것에 의하여 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 특허청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 그 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

자성물질이 혼합된 잉크를 분사하기 위한 잉크 분사장치에 있어서, 기판과; 상기 기판의 최상부에 형성되며, 상기 잉크를 토출하는 노즐을 가진 노즐판과; 상기 기판과 상기 노즐판과의 사이에 상기 잉크를 수용하는 잉크 챔버를 형성하는 스페이스와; 상기 잉크 챔버내에 형성되며, 상기 자성물질이 혼합된 잉크를 자기장에 의해 자화시킴과 동시에 상기 노즐을 통해 토출시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 전기신호를 인가하는 신호 발생기; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크분사장치.
제2항에 있어서, 상기 솔레노이드는 리소그래피 및 박막코팅기술에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 잉크분사장치.