KR100341286B1 - 미소구조의 유체분사장치 - Google Patents

Abstract

미소구조의 유체분사장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 기판 위에 절연층, 발열체 및 전극부가 형성되고, 상기 발열체를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 다수의 구동유체방이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽이 형성된 미소구조의 유체분사장치에 있어서, 상기 하부벽은, 상기 다수의 구동유체방들이 좌,우측의 같은 거리에 대칭되도록 대략의 중앙에 형성된 구동유체주입구와, 상기 구동유체주입구로부터 좌우로 연장 형성된 연장통로 및 상기 연장통로로부터 상기 다수의 구동유체방에 각각 대응되도록 연결 형성된 연결통로를 포함한다. 따라서, 다수의 구동유체방이 구동유체주입구로부터 대략 같은 거리에 위치하도록 구동유체 주입경로를 개선하여 다수의 구동유체방에 일정량의 구동유체를 정확히 주입하여 그 수율 및 신뢰성을 확보함과 아울러, 다수의 구동유체방에 신속히 구동유체를 주입하여 생산성을 향상시키도록 하고, 일정량의 구동유체를 저장시킬 수 있도록 함으로써 가열된 구동유체의 급속 냉각을 가능케하며, 구동유체방에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 수행하므로 유체분사장치의 성능을 향상시키게 된다.

Description

미소구조의 유체분사장치

본 발명은 미소구조의 유체분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 개선한 미소구조의 유체분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯프린터 헤드와 같은 열압축방식의 유체분사장치는, 발열체에서 발생하는 열에 의해 구동유체가 열팽창하게 되고 그 상부에 존재하는 멤브레인을 구동하여 잉크를 토출시키는 원리로 구동된다. 도 1은 일반적인 유체분사장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 나타낸 도 1의 A-A′선 평단면도이다.

도 1에 의하면, 실리콘 기판(11) 위에 절연층(12)이 형성되고, 이 절연층(12) 위에 차례로 소정 크기의 발열체(13) 및 전극부(14)가 형성된다. 또한, 발열체(13) 및 전극부(14)를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 구동유체방(16)이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽(15)이 형성된다. 또한, 구동유체방(16)을 상부에서 밀폐시키는 멤브레인(21)이 하부벽(15) 위에 접착되고, 이 멤브레인(21) 위에 그 내부에 잉크와 같은 토출유체가 저장되는 토출유체방(33)이 마련되도록 그 주변으로 상부벽(34)이 형성된다. 이 상부벽(34) 위에는 토출유체방(33)과 대응되는 위치에 소정 직경의 노즐(32)을 갖는 노즐판(31)이 접착된다.

따라서, 상기 전극부(14)에 전원이 인가되면 발열체(13)에서는 열이 발생되고, 이에 따라 구동유체방(16) 내부의 구동유체가 열팽창하여 멤브레인(21)을 상단으로 밀어 올리게 된다. 이렇게 멤브레인(21)이 밀어 올려지면, 이 멤브레인(21) 위의 토출유체방(33)이 압축되어 그 내부의 토출유체가 노즐(32)을 통하여 외부로 토출되는 것이다.

한편, 이와 같은 종래 유체분사장치는 도 2에 도시된 바와 같은 구동유체 주입경로를 갖는다. 이에 의하면, 실리콘 기판(11) 위에 절연층(12), 발열체(13) 및 전극부(14)가 형성된 상태에서, 이 발열체(13)를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 다수의 구동유체방(16)이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽(15)이 형성된다. 또한, 이 하부벽(15)에는 그 일측에 구동유체를 주입시키는 구동유체주입구(20)와, 이 구동유체주입구(20)로부터 연장 형성된 연장통로(21)와, 이 연장통로(21)로부터 상기 다수의 구동유체방(16)에 각각 대응되도록 연결 형성된 연결통로(22)가 마련된다.

그러나, 이와 같은 종래 유체분사장치는, 상기 구동유체주입구를 통하여 다수의 구동유체방에 구동유체를 주입할 경우, 이 구동유체주입구에서 가까운 쪽의 구동유체방부터 순차적으로 일정량의 구동유체가 채워지게 되므로, 상대적으로 거리가 먼 타측의 구동유체방은 그 거리에 비례하여 주입시간이 늦어지므로 생산성이 떨어지고, 각 구동유체방에 일정량의 구동유체가 고루 주입되지 못하여 각 구동유체방 상호간에 미세한 불균형이 발생하게 될 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 개선하여 다수의 구동유체방에 일정량의 구동유체를 정확히 주입하여 그 수율 및 신뢰성을 확보하고, 다수의 구동유체방에 신속히 구동유체를 주입하여 생산성을 향상시키도록 한 미소구조의 유체분사장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 일정량의 구동유체를 저장시킬 수 있도록 함으로써, 가열된 구동유체의 급속 냉각을 가능케하며, 구동유체방에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 수행하므로 유체분사장치의 성능을 향상시킨 미소구조의 유체분사장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 유체분사장치를 나타낸 측단면도,

도 2는 종래 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 나타낸 도 1의 A-A′선 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 미소구조의 유체분사장치의 제 1실시예를 나타낸 평단면도,

도 4는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 평단면도,

도 5는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 평단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 기판 12 : 절연층

13 : 발열체 14 : 전극부

16 : 구동유체방 15 : 하부벽

100, 110, 120 : 구동유체주입구 200 : 연장통로

300, 310 : 연결통로 210, 211, 212 : 공간부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미소구조의 유체분사장치의 특징은, 기판 위에 절연층, 발열체 및 전극부가 형성되고, 상기 발열체를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 다수의 구동유체방이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽이 형성된 미소구조의 유체분사장치에 있어서, 상기 하부벽은, 상기 다수의 구동유체방들이 좌,우측의 같은 거리에 대칭되도록 대략의 중앙에 형성된 구동유체주입구와, 상기 구동유체주입구로부터 좌우로 연장 형성된 연장통로 및 상기 연장통로로부터 상기 다수의 구동유체방에 각각 대응되도록 연결 형성된 연결통로를 포함한다.

상기 연장통로는 그 중앙에 형성된 상기 구동유체주입구 좌,우측의 대략 같은 거리에 각각의 다른 구동유체주입구가 더 형성된다. 상기 연장통로는 일정량의 구동유체를 저장할 수 있도록 공간부가 형성된다. 상기 연장통로는 일정량의 구동유체를 각각 저장할 수 있도록 상호간이 다른 연결통로로 연결된 다수개의 다른 공간부가 형성된다. 상기 다수개의 공간부는, 상기 각각의 공간부에 일대일 대응하여 연결 형성된 다수개의 구동유체주입구가 형성된다.

따라서, 다수의 구동유체방이 구동유체주입구로부터 대략 같은 거리에 위치하도록 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 개선하여 다수의 구동유체방에 일정량의 구동유체를 정확히 주입하여 그 수율 및 신뢰성을 확보함과 아울러 다수의 구동유체방에 신속히 구동유체를 주입하여 생산성을 향상시키도록 하고, 일정량의 구동유체를 저장시킬 수 있도록 함으로써 가열된 구동유체의 급속 냉각을 가능케하며 구동유체방에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 수행하므로 유체분사장치의 성능을 향상시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 미소구조의 유체분사장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 미소구조의 유체분사장치의 제 1실시예를 나타낸 평단면도이다. 실리콘 기판(11) 위에 절연층(12), 발열체(13) 및 전극부(14)가 형성된 상태에서, 이 발열체(13)를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 다수의 구동유체방(16)이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽(15)이 형성됨은 종래기술과 동일하다.

다만 본 발명의 주요특징은, 상기 하부벽(15)에는, 상기 다수의 구동유체방(16)들이 좌,우측의 같은 거리에 대칭되도록 대략의 중앙에 형성된 구동유체주입구(100)와, 상기 구동유체주입구(100)로부터 좌우로 연장 형성된 연장통로(200) 및 상기 연장통로(200)로부터 상기 다수의 구동유체방(16)에 각각 대응되도록 연결 형성된 연결통로(300)를 형성한다. 또한 상기 연장통로(200)에는 그 중앙에 형성된 상기 구동유체주입구(100) 좌,우측의 대략 같은 거리에 각각의 다른 구동유체주입구(110)(120)를 더 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 상기 구동유체주입구(100)를 통하여 다수의 구동유체방(16)에 구동유체를 주입할 경우, 이 구동유체주입구(100)로부터 대략 같은 거리에 배치된 다수의 구동유체방(16)에 거의 같은 시간에 같은 양의 구동유체가 고루 주입되어 구동유체방(16) 상호간의 불균형을 방지한다. 또한, 다수의 구동유체주입구(100)(110)(120)에 의하여 구동유체의 주입시간을 대폭 단축시키게 된다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 평단면도로서, 상기 연장통로(200)는 일정량의 구동유체를 저장할 수 있도록 공간부(210)가 형성된다. 따라서, 이 공간부(210)를 통하여 가열된 구동유체의 급속 냉각을 가능케하며, 구동유체방(16)에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 수행하므로 유체분사장치의 성능을 향상시키게 된다. 아울러, 여기에서도 다수의 구동유체주입구(100)(110)(120)에 의하여 구동유체의 주입시간을 대폭 단축시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.

도 5는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 평단면도로서, 상기 연장통로(200)는 일정량의 구동유체를 각각 저장할 수 있도록 상호간이 다른 연결통로(310)로 연결된 다수개의 공간부(220)(221)(222)가 형성된다. 상기 다수개의 공간부(220)(221)(222)에는 각각의 상기 공간부(220)(221)(222)에 일대일 대응하여 연결 형성된 다수개의 구동유체주입구(100)(110)(120)가 형성된다. 따라서, 가열된 구동유체의 급속 냉각 기능과 구동유체방(16)에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 더욱 효과적으로 수행하여 유체분사장치의 성능을 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 미소구조의 유체분사장치에 의하면, 다수의 구동유체방이 구동유체주입구로부터 대략 같은 거리에 위치하도록 그 유체분사장치의 구동유체 주입경로를 개선하여 다수의 구동유체방에 일정량의 구동유체를 정확히 주입하여 수율 및 신뢰성을 확보함과 아울러, 다수의 구동유체방에 신속히 구동유체를 주입하여 생산성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 일정량의 구동유체를 저장시킬 수 있도록 함으로써, 가열된 구동유체의 급속 냉각을 가능케하며, 구동유체방에 항상 일정량의 구동유체를 충진시키는 기능을 수행하므로 유체분사장치의 성능을 향상시키게 되는 다른 효과도 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 기판 위에 절연층, 발열체 및 전극부가 형성되고, 상기 발열체를 중심으로 하여 구동유체가 저장되는 다수의 구동유체방이 마련되도록 그 주변을 감싸는 하부벽이 형성된 미소구조의 유체분사장치에 있어서, 상기 하부벽은,

   상기 다수의 구동유체방들이 좌,우측의 같은 거리에 대칭되도록 대략의 중앙에 형성된 구동유체주입구;

   상기 구동유체주입구로부터 좌우로 연장 형성된 연장통로; 및

   상기 연장통로로부터 상기 다수의 구동유체방에 각각 대응되도록 연결 형성된 연결통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소구조의 유체분사장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연장통로는

   그 중앙에 형성된 상기 구동유체주입구 좌,우측의 대략 같은 거리에 각각의 다른 구동유체주입구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 미소구조의 유체분사장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연장통로는

   일정량의 구동유체를 저장할 수 있도록 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미소구조의 유체분사장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연장통로는

   일정량의 구동유체를 각각 저장할 수 있도록 상호간이 다른 연결통로로 연결된 다수개의 다른 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미소구조의 유체분사장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 다수개의 공간부는

   상기 각각의 공간부에 일대일 대응하여 연결 형성된 다수개의 구동유체주입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 미소구조의 유체분사장치.