KR100325522B1 - 유체 분사 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 개시된 제조 방법은 구동부를 형성하는 단계와, 멤버레인을 형성하는 단계와, 분사 유체 배리어 및 노즐판을 가지는 노즐부를 형성하는 단계를 포함하며, 노즐부를 형성하는 단계가 분사 유체 배리어를 큐어링 한 다음 접착층을 이용하여 접착하는 공정을 가진다. 노즐부를 형성하는 단계는 기판 상에 노즐판을 적층하고 노즐을 형성하는 단계; 노즐판의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계; 분사 유체 배리어의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계; 접착층 및 분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계; 기판을 제거하는 단계; 및 접착층을 멤버레인의 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다. 이에 따르면, 노즐부를 형성하는 단계에서 분사 유체 배리어가 큐어링 공정에 의해 경화된 다음 접착층을 통한 접착 공정이 이루어진다. 따라서, 분사 유체 배리어가 충분한 강성을 가진 상태에서 접착 공정이 이루어지기 때문에 분사 유체 배리어가 압력에 의해 파손 또는 붕괴되는 현상이 발생되지 않는다.

Description

유체 분사 장치의 제조 방법
본 발명은 잉크젯 프린터(Inkjet printer)나 팩시밀리 등의 출력 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터(Inkjet printer)나 팩시밀리 등과 같은 출력 장치의 프린터 헤드에 사용되는 유체 분사 장치는 쳄버 내부의 유체에 물리적인 힘을 가하여 소정량의 유체를 외부로 분사시킨다. 이러한 유체 분사 장치는 유체에 물리력을 가하는 방식에 따라 가열 방식, 압전 방식, 및 열압축 방식 등으로 구분된다.
도 1은 이러한 유체 분사 장치의 일 예로서 열압축 방식 유체 분사 장치의 구조를 보인 것이다.
도시된 바와 같이, 유체 분사 장치는 구동부(10)와, 멤버레인(20), 및 노즐부(30)를 포함하여 이루어져 있다. 구동부(10)에는 구동 유체가 채워진 구동 유체실(11)이 형성되어 있고, 구동 유체실(11)에는 구동 유체를 가열하는 발열체(13)가 설치되어 있다. 노즐부(30)에는 분사 유체실(31)과 노즐(32)이 형성되어 있다. 그리고 구동 유체실(11)과 분사 유체실(31) 사이에 멤버레인(20)이 개재되어 있다.
전극(12)에 전원이 인가되면 발열체(13)에서 발생된 열에 의해 구동 유체가 열팽창된다. 구동 유체의 팽창 압력에 의해 멤버레인(20)이 상방으로 변형되고, 분사 유체실(31) 내의 분사 유체가 노즐(32)을 통해 외부로 분사된다. 도면에서 미설명 부호 16은 구동 유체 배리어고, 33은 분사 유체 배리어, 34는 노즐판이다.
이러한 유체 분사 장치는 구동부(10), 멤버레인(20), 및 노즐부(30)를 각각 별도로 제작한 다음 서로 조립하는 것에 의해 완성되며, 각각의 구성부는 기판 상에 다수의 박막층을 차례로 적층하면서 필요한 부분, 예를 들어, 발열체(13), 구동 유체실(11), 분사 유체실(31) 및 노즐(32) 등을 형성하는 것에 의해 제조된다.
여기서, 구동부(10)와 멤버레인(20)을 먼저 조립한 다음, 구동부-멤버레인 조립체에 노즐부(30)를 조립한다. 노즐부(30)의 분사 유체 배리어(33)는 접착성 또는 열을 인가하면 접착성을 가지는 재질로 이루어져 있다. 따라서, 노즐부(30)와 구동부-멤버레인 조립체는 분사 유체 배리어(33)를 멤버레인(20)의 상측에 정렬하고 열과 압력을 가하여 구동 유체 배리어(33)의 하면과 멤버레인(20)의 상면이 서로 접착되는 것에 의해 조립된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 유체 분사 장치에서 구동부-멤버레인 조립체와 노즐부를 조립할 때 노즐부에 가해지는 압력에 따라 유체 분사 장치의 품질이 크게 달라지게 된다. 즉, 노즐부에 가해지는 압력이 충분하지 않을 경우 노즐부와 멤버레인의 접착력이 약하여 분사 유체실의 분사 유체가 누설될 수 있다. 반대로 노즐부에 가해지는 압력이 너무 강할 경우 분사 유체실의 내벽이 파손되거나 심한 경우 분사 유체 배리어가 붕괴되는 현상이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 구동부-멤버레인 조립체와 노즐부의 조립시 압력에 관계없이 우수한 접착 품질을 얻을 수 있는 유체 분사 장치의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
도 1은 일반적인 열압축 방식의 유체 분사 장치를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 ; 구동부 120 ; 멤버레인
130 ; 노즐부 131 ; 분사 유체실
132 ; 노즐 133 ; 분사 유체 배리어
134 ; 노즐판 135 ; 접착층
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동부를 형성하는 단계와, 멤버레인을 형성하는 단계와, 분사 유체 배리어 및 노즐판을 가지는 노즐부를 형성하는 단계를 포함하며, 노즐부를 형성하는 단계가 분사 유체 배리어를 큐어링 한 다음 접착층을 이용하여 접착하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법에 의해 달성된다.
노즐부를 형성하는 단계는 기판 상에 노즐판을 적층하고 노즐을 형성하는 단계; 노즐판의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계; 분사 유체 배리어의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계; 접착층 및 분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계; 기판을 제거하는 단계; 및 접착층을 멤버레인의 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 접착층은 분사 유체 배리어의 상측에 형성되는 대신 멤버레인의 상측에 형성될 수도 있다. 이 경우 분사 유체 배리어는 접착층의 상측에 정렬되어 접착된다. 또한, 멤버레인의 상측에 형성된 접착층에 그의 분사 유체실에 대응되는 부분을 식각하는 단계가 추가될 수도 있다. 이에 따라 멤버레인의 두께가 얇아져 멤버레인의 구동 특성이 향상된다.
또한, 노즐부를 형성하는 단계는 멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계; 분사 유체 배리어의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계; 접착층 및 분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계; 별도로 제작된 노즐판을 접착층 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하여 이루어질 수도 있다. 여기서, 접착층은 분사 유체 배리어의 상측에 형성되는 대신 별도의 기판 상에서 형성되는 노즐판의 상측에 형성될 수도 있다. 이 경우 접착층의 분사 유체실에 대응되는 부분을 식각하는 단계가 추가된다.
분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계에서 분사 유체 배리어는 스핀 코팅 또는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 적층된다.
분사 유체 배리어의 재질은 폴리이미드이며, 접착층의 재질은 접착성 폴리이미드인 것이 바람직하다.
이에 따르면, 노즐부를 형성하는 단계에서 분사 유체 배리어가 큐어링 공정에 의해 경화된 다음 접착층을 통한 접착 공정이 이루어진다. 따라서, 분사 유체 배리어가 충분한 강성을 가진 상태에서 접착 공정이 이루어지기 때문에 분사 유체 배리어가 압력에 의해 파손 또는 붕괴되는 현상이 발생되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 유체 분사 장치의 제조 방법은 크게 구동부를 형성하는 단계, 멤버레인을 형성하는 단계, 그리고 노즐부를 형성하는 단계를 포함하고 있다. 이중에서 멤버레인을 형성하는 단계까지는 통상의 제조 방법에 의해 이루어지므로 이에 대한 설명은 생략하고, 본 발명의 주요 특징인 노즐부를 형성하는 단계를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 노즐부(130)를 형성하는 단계는 기판(139) 상에 노즐판(134)을 적층하고 노즐(132)을 형성하는 것으로부터 시작된다. 그리고 나서, 노즐판(134)의 상측에 분사 유체 배리어(133)를 적층한다. 여기서, 분사 유체 배리어(133)는 통상 폴리이미드(polyimide) 재질로 이루어지며, 스핀 코팅(spin coating) 또는 드라이 필름의 라미네이션(lamination) 공정을 통해 적층된다. 분사 유체 배리어(133)의 적층이 완료되면 기판(139)을 오븐에 넣어 큐어링(curing)한다. 이에 따라 분사 유체 배리어(133)가 경화되어 강성을 가지게 된다.
다음으로 분사 유체 배리어(133)의 상측에 스핀 코팅을 통해 접착성을 가지는 접착층(135)을 도포하고 소프트 베이킹(soft baking)한다. 이 접착층(135)의 재질은 접착성 폴리이미드가 바람직하다.
그리고 나서, 식각 공정을 통해 접착층135 및 분사 유체 배리어(133)를 식각하여 분사 유체실(131) 및 분사 유체 통로(136)를 형성한다. 식각 공정이 완료되면 노즐판(134)으로부터 기판(139)을 분리한다.
기판(139)으로부터 분리된 노즐부(130)를 뒤집어서 미리 조립된 구동부-멤버레인 조립체(110, 120)의 멤버레인(120) 상측에 정렬한 다음, 열과 압력을 가하는 것에 의해 노즐부(130)가 구동부-멤버레인 조립체(110, 120)에 대하여 조립된다. 이때, 분사 유체 배리어(130)가 이미 경화되어 충분한 강성을 가지는 상태이기 때문에 종래와 같이 분사 유체 배리어(130)가 파손되거나 붕괴되는 현상이 나타나지 않는다. 따라서, 분사 유체 배리어(130)와 멤버레인(120) 사이에 누설이 발생되지 않을 정도로 충분한 압력을 가하는 것에 의해 노즐부(130)와 구동부-멤버레인 조립체(110, 120)가 확실하게 조립될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 6에는 본 발명의 다른 실시예들이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서는, 우선 구동부-멤버레인 조립체(110, 120)의 상측에 분사 유체 배리어(233)를 적층하고 큐어링하여 경화시킨다. 경화된 분사 유체 배리어(233)의 상측에 접착층(235)을 형성하고 식각 공정을 통해 접착층(235) 및 분사 유체 배리어(233)를 식각하여 분사 유체실(231)을 형성한다. 그리고, 별도의 기판(미도시) 상에 노즐판(234)을 적층하고 노즐(232)을 형성한 다음 노즐판(234)을 기판으로부터 분리한다. 분리된 노즐판(234)을 접착층(235) 상측에 정렬하고 열과 압력를 가하는 것에 의해 노즐판(234)과 분사 유체 배리어(233)가 접착되어 노즐부(230)가 완성된다.
도 4에 도시된 본 발명의 제 3 실시예는 본 발명의 제 2 실시예와 동일하다. 다만, 제 2 실시예에서 분사 유체 배리어(333)의 상측에 형성되었던 접착층(335)이 별도의 기판(미도시)에서 형성되는 노즐판(334)의 하면(노즐판의 형성시에는 노즐판의 상측)에 형성된다. 또한, 제 3 실시예에서는 접착층(335)의 분사 유체실(331)에 대응되는 부분을 식각하는 공정이 추가된다.
도 5에는 본 발명의 제 4 실시예가 도시되어 있다. 제 4 실시예는 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 과정으로 이루어진다. 다만, 제 4 실시예에서는 제 1 실시예와 달리 접착층(435)이 멤버레인(120)의 상측에 형성된다.
그런데, 멤버레인(120)의 상측에 접착층(435)을 형성하면 멤버레인(120)의 구동 위치의 두께가 두꺼워져 멤버레인(120)의 구동 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 본 발명의 제 5 실시예와 같이, 분사 유체실(531)에 대응되는 부분, 다시 말해 멤버레인(120)의 구동 위치에 대응되는 부분의 접착층(535)을 제거함으로써 구동 특성을 향상시킬 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 미설명된 부호들은 도 2의 대응되는 참조 부호, 즉 끝 두자리가 동일한 참조 부호들과 동일한 부재를 지시하고 있다.
이상 설명한 본 발명의 다른 실시예의 경우에 있어서도, 분사 유체 배리어의 재질과 적층 공정 및 접착층의 재질 등은 제 1 실시예의 경우와 동일하다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따르면, 노즐부를 형성하는 단계에서 분사 유체 배리어가 큐어링 공정에 의해 경화된 다음 접착층을 통한 접착 공정이 이루어진다. 따라서, 분사 유체 배리어가 충분한 강성을 가진 상태에서 접착 공정이 이루어지게 때문에 종래와 같이 분사 유체 배리어가 압력에 의해 파손 또는 붕괴되는 현상이 발생되지 않는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 구동부를 형성하는 단계와, 멤버레인을 형성하는 단계와, 분사 유체 배리어 및 노즐판을 가지는 노즐부를 형성하는 단계를 포함하는 유체 분사 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 노즐부를 형성하는 단계가 분사 유체 배리어를 큐어링 한 다음 접착층을 이용하여 접착하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    기판 상에 노즐판을 적층하고 노즐을 형성하는 단계;
    노즐판의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계;
    분사 유체 배리어의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계;
    접착층 및 분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계;
    기판을 제거하는 단계; 및
    접착층을 멤버레인의 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계;
    분사 유체 배리어의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계;
    접착층 및 분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계;
    별도로 제작된 노즐판을 접착층 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    멤버레인의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계;
    별도의 기판 상에 노즐판을 적층하고 노즐을 형성하는 단계;
    노즐판 상측에 접착층을 형성하고 분사 유체실에 대응되는 부분을 식각하는 단계;
    노즐판으로부터 상기 기판을 제거하는 단계; 및
    접착층을 분사 유체 배리어의 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는
    기판 상에 노즐판을 적층하고 노즐을 형성하는 단계;
    노즐판의 상측에 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계;
    분사 유체 배리어를 식각하여 분사 유체실을 형성하는 단계;
    기판을 제거하는 단계;
    멤버레인의 상측에 접착층을 형성하고 베이킹하는 단계; 및
    분사 유체 배리어를 접착층의 상측에 정렬하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 노즐부를 형성하는 단계는 분사 유체실에 대응되는 부분을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계에서 상기 분사 유체 배리어는 스핀 코팅에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 유체 배리어를 적층하고 큐어링하는 단계에서 상기 분사 유체 배리어는 드라이 필름의 라미네이션 공정에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  9. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 유체 배리어의 재질은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
  10. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층의 재질은 접착성 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
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