KR100395558B1 - 잉크 젯 프린터의 헤드 - Google Patents

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KR100395558B1 KR10-1998-0051680A KR19980051680A KR100395558B1 KR 100395558 B1 KR100395558 B1 KR 100395558B1 KR 19980051680 A KR19980051680 A KR 19980051680A KR 100395558 B1 KR100395558 B1 KR 100395558B1
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문재호
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Abstract

잉크 젯 프린터의 헤드, 특히 크로스 토크 현상을 개선시킬 수 있는 잉크 젯 프린터의 헤드가 개시된다. 개시된 잉크 젯 프린터 헤드는 헤드 기판; 이 헤드 기판의 상부에 소정 간격을 유지하여 설치되는 것에 의해 잉크가 수용되는 잉크 챔버를 형성하는 수개의 서포터; 상기 서포터에 의해 형성된 잉크 챔버를 압력챔버부와 잉크공급챔버부로 구획하도록 각 서포터의 일측에 설치되며, 외부로부터 인가되는 구동신호에 의해 압력챔버부 측으로 휘어지면서 압력챔버부 내의 잉크를 가압하는 레버; 및 상기 서포터의 상측에 결합되는 판상의 부재로써, 잉크 챔버의 압력챔버부에 해당하는 위치에는 잉크 토출을 위한 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드는, 각각의 잉크 챔버가 작동시 서로 영향을 받지 않도록 서포터에 의해 격리되어 있고, 이들 잉크 챔버의 압력챔버부를 레버가 선택적으로 가압하는 것에 의해 잉크가 토출되므로, 종래와 같은 크로스 토크 현상을 방지할 수 있다. 따라서 각각의 노즐 오리피스를 통한 잉크 토출량이 일정하게 되고, 잉크 토출량 지연 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.

Description

잉크 젯 프린터의 헤드{HEAD FOR INK JET PRINTER}
본 발명은 잉크 젯 프린터의 헤드에 관한 것으로, 특히 크로스 토크 현상을 개선시킬 수 있는 잉크 젯 프린터의 헤드에 관한 것이다.
톱 슈팅 방식 잉크 젯 프린터에 적용되는 헤드의 전형적인 한 예가 도 1에 평면도로 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 이들 도 1 및 도 2를 참고로 종래 잉크 젯 프린터 헤드의 구조 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 일반적인 잉크 젯 프린터의 헤드는 헤드 기판(1) 위에 한 쌍의 변형레버(2a)(2b)를 갖춘 레버부재(2)가 설치되어 있고, 이 레버부재(2)의 상측에는 노즐 플레이트(3)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 헤드 기판(1)에는 다수의 리드(4a)을 갖는 실리콘기판(4)이 부착되어 있으며, 레버부재(2)의 양측에는 실리콘 배리어(5)가 위치되어 있다.
상기 실리콘 배리어(5)는 레버부재(2)의 변형레버(2a)(2b)와 함께 폐공간을 이룸으로써 잉크가 수용되는 잉크 챔버(6)를 형성한다. 이 잉크 챔버(6)는 그 일측이 잉크 공급원(도시되지 않음)과 연통되어 있다. 또한 상기 노즐 플레이트(3)에는 잉크 챔버(6)에 해당하는 위치에 노즐 오리피스(3a)가 형성되어 있다.
이와 같이된 일반적인 잉크 젯 프린터의 헤드는, 외부로부터 인가되는 구동 신호에 의해 레버부재(2)의 변형레버(2a)(2b)가 도면의 점선으로 도시한 바와 같이 내측으로 변형되게 되고, 이에 따라 잉크 챔버(6)가 가압되는 것에 의해 잉크 챔버(6)내의 일정량의 잉크가 노즐 플레이트(3)의 노즐 오리피스(3a)를 통하여 외부로 토출되게 된다. 한편 외부로부터의 구동 신호가 제거되면, 레버부재(2)의 한쌍의 변형레버(2a)(2b)는 원래의 상태로 복귀하게 되며, 이러한 과정에서 잉크 챔버(6)의 체적이 확장되면서 잉크 공급원을 통해 토출된 양만큼의 잉크가 보충되어 충진된다.
상기와 같은 변형레버(2a)(2b)의 반복적인 변위 작용에 의해 잉크가 연속적으로 분사되면서 원하는 글자를 인자하는 프린팅이 수행된다.
그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 잉크 젯 프린터의 헤드에 있어서는, 잉크 토출을 위한 변형레버의 변위시, 도 1에서 보는 바와 같이, 양측의 변형레버가 동시에 잉크 챔버의 내측으로 휘어지면서 잉크 챔버를 가압하게 된다. 따라서 인접한 잉크 챔버 상호간의 잉크 토출에 나쁜 영향을 끼치는 크로스 토크 현상을 발생시키고 있다. 이러한 크로스 토크 현상은 토출 잉크량의 과다 및 토출 지연 등의 문제를 야기시키므로, 이를 개선할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 임의의 잉크 챔버에 작용하는 압력이 이웃하는 잉크 챔버에는 영향을 끼치지 않도록 잉크 챔버를 변경함으로써 크로스 토크 현상을 개선시킬 수 있는 잉크 젯 프린터의 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 잉크 젯 프린터의 헤드를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드를 나타낸 평면도.
도 4는 도 3의 B-B선을 따라 취한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10;헤드 기판 11;실리콘기판
12;잉크 공급 통로 13;실리콘 배리어
20;잉크 챔버 21;압력챔버부
22;잉크공급챔버부 23;연통로
30;서포터 30a;본딩챔버
40;레버 50;노즐 플레이트
50a;노즐 오리피스 51;얼라인키
51a;본딩홀 60;뱅크
상기와 같은 본 발명의 목적은, 헤드 기판; 이 헤드 기판의 상부에 소정 간격을 유지하여 설치되는 것에 의해 잉크가 수용되는 잉크 챔버를 형성하는 수개의 서포터; 상기 서포터에 의해 형성된 잉크 챔버를 압력챔버부와 잉크공급챔버부로구획하도록 각 서포터의 일측에 설치되며, 외부로부터 인가되는 구동신호에 의해 압력챔버부 측으로 휘어지면서 압력챔버부 내의 잉크를 가압하는 레버; 및 상기 서포터의 상측에 결합되는 판상의 부재로써, 잉크 챔버의 압력챔버부에 해당하는 위치에는 잉크 토출을 위한 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터의 헤드를 제공하는 것에 달성된다.
이와 같은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드는, 각각의 잉크 챔버가 작동시 서로 영향을 받지 않도록 서포터에 의해 격리되어 있고, 이들 잉크 챔버의 압력챔버부를 레버가 선택적으로 가압하는 것에 의해 잉크가 토출되므로, 종래와 같은 크로스 토크 현상을 방지할 수 있다. 따라서 각각의 노즐 오리피스를 통한 잉크 토출량이 일정하게 되고, 잉크 토출량 지연 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.
첨부한 도 3은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드를 나타낸 평면도 이고, 도 4는 도 3의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드는 헤드 기판(10)과, 상기 헤드 기판(10)의 상부에 소정 간격을 유지하여 설치되는 것에 의해 잉크가 수용되는 잉크 챔버(20)를 형성하는 수개의 서포터(30)와, 상기 서포터(30)에 의해 형성된 잉크 챔버(20)를 압력챔버부(21)와 잉크공급챔버부(22)로 구획하도록 각 서포터(30)의 일측에 설치된 레버(40)와, 상기 서포터(30)의 상부에 결합된 노즐 플레이트(50)를 포함한다.
상기 헤드 기판(10)의 상면에는 다수의 리드(11a)를 가지는 실리콘기판(11)이 부착되어 있다. 그리고 헤드 기판(10)의 상면 중앙부에는 잉크 공급 통로(12)가 길이 방향을 따라 형성되어 있다.
상기 서포터(30)는 헤드 기판(10)의 잉크 공급 통로(12)를 사이에 두고 그 양측에 일정 간격을 유지하여 2열로 배치되어 있으며, 이웃하는 서포터(30)간의 간격에 의해 잉크가 수용되는 잉크 챔버(20)를 형성하고 있다. 그리고 상기 서포터(30)의 양측에는 잉크 챔버(20)의 측벽체를 이루는 실리콘 배리어(13)가 설치되어 있으며, 잉크 챔버(20)의 상측은 노즐 플레이트(50)에 의해 폐공간으로 밀폐되어 있다.
상기 잉크 챔버(20)는 서포터(30)의 일측에 마련되는 레버(40)에 의해 일측은 압력챔버부(21)로, 타측은 잉크공급챔버부(22)로 구획되어 있다. 또한 상기 서포터(30)의 압력챔버부(21)에 인접한 곳에는 상부로부터 하부로 관통하는 본딩챔버(30a)가 형성되어 있다. 여기서 상기 레버(40)는 외부로부터 인가되는 구동신호에 의해 압력챔버부(21) 측으로 휘어지면서 압력챔버부(21) 내의 잉크를 가압한다.
그리고, 상기 압력챔버부(21)와 잉크공급챔버부(22)는 서로 연통되어 있으며, 이 연통로(23)은 레버(40)의 하단부가 헤드 기판(10)으로부터 소정 간극을 두고 높게 위치하는 것에 의해 형성된다. 이 연통로(23)를 통해 잉크공급챔버부(22)의 잉크가 압력챔버부(21)로 유입되어 압력챔버부(21)에서 토출된 잉크량만큼 보충된다. 상기 잉크공급챔버부(22)는 잉크 공급 통로(12)와 연통되어 있으며, 이에 의해 잉크공급챔버부(22) 내에 잉크가 공급된다. 이와 같은 잉크공급챔버부(22) 내로의 잉크 공급이나 또는 잉크공급챔버부(22)로부터 압력챔버부(21)로의 잉크 보충은 레버(40)의 변위에 의해 각 챔버부(21)(22)의 체적이 축소되거나 확장되는 것에 의해 이루어진다.
상기 노즐 플레이트(50)는 판상의 부재로 이루어져 있으며, 잉크 챔버(20)의 압력챔버부(21)에 해당하는 위치에는 잉크 토출을 위한 노즐 오리피스(50a)가 형성되어 있다. 이에 의해 압력챔버부(21) 내의 잉크가 노즐 플레이트(50)의 노즐 오리피스(50a)를 통해 토출될 수 있다. 이와 같은 잉크 토출은 레버(40)가 변형되는 것에 의해 압력챔버부(21) 내의 잉크가 가압됨으로써 레버의 변위량에 해당하는 양만큼의 잉크가 토출된다. 이 때 잉크공급챔버부(22)는 그 체적이 확장되므로 잉크 공급 통로(12)를 통해 잉크가 공급되며, 레버(40)가 원래의 위치로 돌아오는 것에 의해 잉크공급챔버부(22) 내의 일정량의 잉크가 압력챔버부(21)로 유입되어 보충된다.
상기와 같은 잉크 토출 과정에서, 노즐 플레이트(50)의 노즐 오리피스(50a)를 통한 잉크 토출 외에 다른 부분, 즉 연통로(23)를 통한 잉크의 역류가 발생될 수 있는 바, 이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 상기 연통로(23) 상에 이 연통로(23)의 단면적을 줄임으로써 잉크의 역류를 방지하는 뱅크(60)를 설치하고 있다. 이에 의해 노즐 오리피스(50a)을 통한 잉크 토출시 연통로(23)를 통하여 잉크공급챔버부(22)로 역류하는 잉크의 양을 최소로 줄일 수 있으며, 이러한 결과로 항상 적정량의 잉크 토출이 이루어질 수 있다.
한편, 상기 노즐 플레이트(50)는 그 하면의 적소에 서포터(30)에 대한 결합위치를 정렬하기 위한 얼라인키(51)가 형성되어 있다. 이 얼라인키(51)가 서포터(30)의 본딩챔버(30a)에 일치되는 것에 의해 노즐 플레이트(50)의 정확한 결합 위치를 쉽게 맞출 수 있다. 상기 본딩챔버(30a)에는 노즐 플레이트(50)의 또 다른 위치에 형성되어 있는 본딩홀(51a)을 통하여 주입되는 접착제가 충진되며, 이 접착제에 의해 노즐 플레이트(50)는 서포터(30)에 부착된다. 즉 노즐 플레이트(50)의 결합 위치를 정확하면서도 쉽게 맞추어 결합시킬 수 있으므로, 제품의 품질 향상은 물론 생산성 향상을 기할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터 헤드의 작용을 살펴본다.
레버(40)에 외부로부터 소정의 구동 신호가 인가되면, 레버(40)는 도 4의 점선으로 도시한 바와 같이, 잉크 챔버(20)의 압력챔버부(21) 측으로 휘어지게 된다. 이에 의해 압력챔버부(21) 내의 잉크는 가압되게 되며, 레버의 변위량에 해당하는 양만큼의 잉크가 노즐 플레이트(50)의 노즐 오리피스(50a)를 통하여 토출된다. 이 때 레버(40)가 상기와 같이 변형되는 것에 의해 압력챔버부(21)의 체적은 순간적으로 축소되는 대신에 잉크공급챔버부(22)의 체적은 상대적으로 확장되게 되며, 이에 이해 잉크 공급 통로(12)의 잉크가 잉크공급챔버부(22)로 공급되게 된다.
한편, 외부로부터 인가되는 구동 신호가 제거되면, 레버(40)는 원래의 상태로 돌가게 되고, 이에 따라 잉크공급챔버부(22)의 체적이 축소되면서, 이 부분에 있는 여분의 잉크가 연통로(23)를 통하여 압력챔버부(21)로 유입되어 보충된다. 이 후 다시 구동신호가 인가되면, 압력챔버부(21) 내의 적정량의 잉크가 노즐 오리피스(50a)를 통하여 토출되며, 이와 같은 레버의 반복적인 변위 발생으로 적정량의 잉크가 연속적으로 토출되면서 원하는 글자를 인자하는 프린팅을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드는, 각각의 잉크 챔버가 작동시 서로 영향을 받지 않도록 서포터에 의해 격리되어 있고, 이들 잉크 챔버의 압력챔버부를 레버가 선택적으로 가압하는 것에 의해 잉크가 토출되므로, 종래와 같은 크로스 토크 현상을 방지할 수 있다. 따라서 각각의 노즐 오리피스를 통한 잉크 토출량이 일정하게 되고, 잉크 토출량 지연 등과 같은 문제를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 잉크 챔버의 압력챔버부와 잉크공급챔버부의 연통로상에 레버의 작동으로 가압되는 압력챔버부의 잉크가 그 상부의 노즐 오리피스가 아닌 다른 부분, 즉 상기 연통로를 통하여 잉크공급챔버부로 역류하는 것을 줄이기 위한 뱅크를 설치함으로써, 보다 일정한 잉크 토출량을 얻을 수 있고, 잉크 토출량 지연을 개선시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 노즐 플레이트를 결합함에 있어서, 그의 하면에 각각 형성된 얼라인키를 서포터에 각각 구비된 본딩챔버에 일치시키고, 노즐 플레이트에 구비된 본딩홀을 통하여 본딩챔버에 접착제를 충진시키는 방법으로 결합시키므로, 노즐 플레이트를 정해진 위치에 쉽게 결합시킬 수 있다. 따라서 조립성의 향상은 물론 품질 향상을 도모할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터의 헤드를 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

  1. 상면 중앙부에 그 길이방향을 따라 잉크 공급 통로가 형성된 헤드 기판;
    상기 헤드 기판의 상부에 상기 잉크 공급 통로를 사이에 두고 양측으로 일정 간격을 유지하여 2열로 배치되는 것에 의해 잉크가 수용되는 잉크 챔버를 형성하는 수개의 서포터;
    상기 서포터에 의해 형성된 잉크 챔버를 압력챔버부와 잉크공급챔버부로 구획하도록 각 서포터의 일측에 설치되며, 외부로부터 인가되는 구동신호에 의해 압력챔버부 측으로 휘어지면서 압력챔버부 내의 잉크를 가압하는 레버; 및
    상기 서포터의 상측에 결합되는 판상의 부재로써, 잉크 챔버의 압력챔버부에 해당하는 위치에는 잉크 토출을 위한 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터의 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 레버는 그 하단부가 헤드 기판과 적정 간극을 유지하도록 형성되고, 이에 의해 잉크 챔버의 압력챔버부와 잉크공급챔버부와의 사이에는 연통로가 형성되며, 상기 잉크공급챔버부는 잉크 공급 통로와 연통되어, 레버의 변위에 따라 잉크공급챔버부로 잉크가 공급됨과 동시에 이 잉크공급챔버부의 잉크가 다시 압력챔버부로 보충되도록 된 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터의 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 압력챔버부와 잉크공급챔버부를 연통시키는 유로상에는 이 유로의 단면적을 작게함으로써 레버의 변위에 의해 가압되는 압력챔버부 내의 잉크가 상기 연통로를 통하여 잉크공급챔버부로 유입되는 것을 최소로 줄일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터의 헤드.
  4. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 플레이트의 하면에는 그 결합 위치를 맞추기 위한 다수의 얼라인키가 돌설되고, 상기 서포터에는 상기 얼라인키와 대응하는 본딩챔버가 형성되며, 상기 본딩챔버에 충진되는 접착제에 의해 노즐 플레이트가 서포터의 상부에 결합된 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터의 헤드.
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