KR100293729B1 - 2점발열형잉크제트프린트헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크제트 프린트 헤드에 있어서 2점 발열형 잉크제트 프린트 헤드에 관한 것으로, 소정의 절연 기판상에 형성된 저항막과, 상기 저항막 표면의 소정의 제1 영역 및 상기 제1영역보다 작은 크기의 제2영역을 제외하여 형성된 도전층과, 상기 도전층 상면 및 노출된 저항막 상면에 형성된 보호막과 상기 저항막의 제1영역 상부에 형성된 분출구를 구비하여 잉크의 역류현상을 방지함과 동시에 잉크유입에 영향을 주지않게 되어 잉크방울의 생성속도 및 분출속도가 증가된 잉크제트 프린트 헤드를 제공한다.

Description

2점 발열형 잉크제트 프린터 헤드(INK JET PRINTER HEAD HAVING TWO POINT THERMAL AREA)
제1도는 종래의 기술에 따른 잉크제트 프린터 헤드의 단면도.
제2도는 종래의 또른 기술에 따른 잉크제트 프린터 헤드의 단면도.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 프린터 헤드의 단면도.
본 발명은 잉크제트 프린터 헤드에 관한 것으로, 특히 2점 발열형 잉크제트 프린터 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 잉크제트 프린터 헤드는 저항식 가열에 의해 미시적인 기포(bubble)를 발생시켜 분출구(nozzle)를 통해 잉크를 분사한다. 잉크분사를 열적으로 여기시키키 위한 프린터 헤드의 저항구조는 표준 집적회로공정을 이용하여 유리기판상에 만들어진다. 먼저 유리기판 상에 실리콘산화막 같은 절연막을 스파터(Sputter)법으로 증착하여 기판으로부터의 불순물침투를 막기위한 장벽층을 형성한다. 그다음 상기 기판상에 탄탈륨-알루미늄 된 저항막과 소량의 구리가 도우프(dope)된 알루미늄으로 된 도전층을 스파터법으로 증착한 후 사진식각공정으로 소정의 패턴을 형성한다. 상기 패턴형성공정에 의해 일측이 공통전극에 연결되고 타측이 각각의 패드에 연결되는 소정갯수의 저항열이 형성된다. 그다음 상기 기판상에 보호막을 형성하여 공정을 마무리한다. 잉크채널을 통해 유입된 잉크는 상기 저항으로 된 가열소자에 의해 기화되어 기포를 발생시킨다. 상기 기포가 성장함에 따라 분출구를 통해 지면으로 잉크방울이 분사되어 프린트동작이 수행된다. 그후 상기 기포가 수축되어 원래상태로 돌아간다.
제1도는 종래의 기술에 따른 잉크제트 프린터 헤드의 단면도로서, 하나의 저항과 그에 해당하는 분출구만이 도시되어 있다.
상기 도면에서 유리기판(10)상에 형성된 절연막(12) 및 저항막(14)과 상기 저항막(14)의 소정영역을 제외하여 형성된 도전층(16)과 상기 기판상면에 형성된 보호막(18)을 도시하고 있다. 상기 도면에서 노출된 저항막 영역은 발열소자(20)로 이용된다. 한편 상기 기판의 일측 상면에는 이웃하는 발열소자간의 잉크분사를 물리적으로 분리하기 위한 장벽(22)이 형성되어 있고, 상기 장벽(22)의 표면에 접촉하고 상기 발열소자(20)의 상부에 대응되는 위치에 분출구(nozzle)(26)가 형성된 분출구 플레이트(24)가 도시되어 있다. 상기 기판의 타측편에 잉크 유입구가 형성된다. 상기 유입구를 통해 유입된 잉크는 발열소자의 발열에 의해 기화되어 기포(28)를 생성한다. 상기 기포(28)가 팽창함에 따라 상기 기포에 의한 압력으로 잉크가 분출구로 분사되기 시작한다. 상기 도면에서 30은 잉크가 방울이 되어 지면으로 비행하기 직전의 잉크모양이다. 그러나 이때 유입구로 잉크의 역류현상(32)이 일어난다. 즉, 잉크의 일부는 분출구(26)를 통해 분사되나 나머지 일부는 유입구로 역류(32)된다. 그에따라 잉크방울이 생성되는 속도가 제한되는 문제점이 있었다. 상기와 같이 잉크가 유입구로 역류하는 현상을 막기 위하여 유입구에 구조물을 형성하는 방법이 제안되었으며, 이는 제2도에서 상세하게 설명된다.
제2도는 종래의 다른 실시예 따른 잉크제트 헤드의 단면도로서, 잉크유입구에 구조물이 형성된 경우를 도시하였다. 제2도에 도시된 구성에 있어서, 상기 제1도와 실질적으로 동일한 기능을 갖는 기술적 구성 요소에는 동일한 참조번호가 사용되며 동일한 용어로 명명된다는 것에 유의하여야 한다.
상기 제2도에 도시된 바와 같이 잉크유입구의 소정 영역에 구조물(34)을 형성함에 의해 잉크의 역류현상이 억제된다. 그리하여 잉크의 분사효율이 증대될 뿐만 아니라 기포의 생성으로부터 잉크분사까지의 소요 시간을 단축시킬 수 있다. 그러나 상기 잉크 유입구의 경로상에 구조물(34)이 항상 존재함으로해서 잉크의 유입량 또한 방해를 받게되어 분사효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 잉크제트 프린트 헤드에 있어서 기포에 의한 잉크의 분사 작용시 잉크 유입구로의 잉크 역류현상을 방지하기 위한 잉크제트 프린트 헤드를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 잉크제트 프린트 헤드에 있어서 기포에 의한 잉크의 분사 작용시 잉크 유입구로의 잉크 역류현상을 방지하면서 잉크유입에 영향을 주지 않는 잉크제트 프린트 헤드를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 잉크제트 프린트 헤드에 있어서 기포에 의한 잉크의 분사 작용시 잉크 유입구로의 잉크 역류현상을 방지하면서 잉크유입에 영향을 주지않는 수단을 구비하여 잉크 분사효율이 증대된 잉크제트 프린트 헤드를 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 잉크유입구에 해당하는 영역의 저항막을 소정크기로 노출시켜 또다른 발열소자를 형성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 잉크제트 프린트 헤드의 단면도로서, 상기 제1도 및 제2도에 도시된 기술적 구성과 실질적으로 동일한 구성요소에는 같은 명칭과 참조번호를 사용하였음에 유의하여야 한다.
상기 제3도에서, 제1발열소자(20)에 연결되고 상기 제1발열소자(20)보다 더 작은 크기를 갖는 제2발열소자(36)를 상기 잉크 유입구상의 이웃영역에 형성하여, 상기 제2발열소자(36)가 상기 제1발열소자(20)보다 적어도 먼저 동작 되도록 한다. 그에 따라 상기 제1발열소자(20)에 의해 기포(28)가 발생되기 전에 제2발열소자(36)에 의해 먼저 기포(38)가 발생되어 잉크 유입구로의 역류현상을 방지하는 역할을 한다. 그 결과 분출구(26)로 분사되는 잉크방울의 생성속도 및 분출속도를 증기사킬 수 있다.
또한 상기 제2발열소자(36)의 형성에 의한 역류제한에 의해 더 많은 잉크를 분사시킬 수 있어 잉크 캐비티(cavity)의 크기를 줄일 수 있다. 상기 제2발열소자(36)에 의한 기포(38)는 상기 제1발열소자(20)에 의한 기포(28)의 소멸과 마찬가지로 소멸되어 잉크가 캐비티로 유입되는 과정에서는 유입구가 전부 잉크유입통로로 사용된다. 한편 상기 제2발열소자(36)에 의한 작은 크기의 기포(38)로 프린팅에 필요한 잉크방울을 얻을 수 있으므로 기포가 소멸할때 발생되는 캐비테이션 손상(cavitation damage)을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 잉크제트 프린트 헤드에 있어서 기포에 의한 잉크의 분사작용시 잉크 유입구로의 잉크 역류현상을 방지하기위하여 잉크유입구에 해당하는 영역의 저항막을 소정크기로 노출시켜 또다른 발열소자를 형성하였다. 그에따라 잉크의 역류현상을 방지함과 동시에 잉크유입에 영향을 주지않게되어 잉크방울의 생성속도 및 분출속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 뿐만아니라 작은 크기의 기포를 발생시켜 캐비테이션 손상을 줄임에 의해 발열소자의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 잉크제트 프린트 헤드에 있어서,
    절연기판상에 형성된 저항막과,
    상기 저항막 표면의 소정 크기의 제1영역과 상기 제1영역보다 작은 크기의 제2영역을 제외하여 형성된 도전층과,
    상기 도전층 상면 및 노출된 저항막 상면에 형성된 보호막과, 상기 저항막의 제1영역 상부에 형성된 분출구를 가지는 분출구 플레이트 및,
    상기 분출구 플레이트와 상기 저항막 사이의 일측에 형성되어진 장벽층을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 잉크제트 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저항막의 표면에 형성된 제1및 제2영역들은 각각 제1 발열소자 및 제2발열소자임을 특징으로 하는 잉크제트 프린트 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2발열소자는 잉크유입구와 상기 제1발열소자 사이에 위치함을 특징으로 하는 잉크제트 프린트 헤드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2발열소자는 상기 제1발열소자와 직렬로 연결됨을 특징으로 하는 잉크제트 프린트 헤드.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2발열소자는 상기 제1발열소자보다 적어도 먼저 동작함을 특징으로 하는 잉크제트 프린트 헤드.
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