KR100533138B1 - 잉크 필터를 구비한 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
잉크 필터를 구비한 잉크젯 프린터 헤드가 개시된다. 본 잉크젯 프린터 헤드는, 적어도 하나의 박막 히터 및 박막 히터 형성 면에 수직한 방향으로 관통하는 잉크공급로를 가지는 기판, 박막 히터를 각각 둘러싸며, 잉크 공급로와 통하는 적어도 하나의 잉크챔버, 잉크챔버 내의 잉크 토출경로인 노즐을 가지는 노즐 플레이트, 잉크챔버 및 잉크공급로를 연결시키며, 잉크공급로보다 좁은 단면적을 가지는 리스트릭터, 및 리스트릭터 및 잉크공급로 사이에서 잉크공급로에 수직한 방향으로 제조되어, 잉크내의 불순물을 필터링하는 적어도 하나의 잉크 필터를 구비한다. 이에 따라, 불순물을 보다 효과적으로 필터링할 수 있다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 잉크 공급로로부터의 불순물 유입을 방지하는 잉크 필터를 구비한 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
현재는 "1가정 1PC"시대를 넘어서, "1인 1PC"시대라고 불릴 정도로 컴퓨터가 많이 보급되어 있다. 이에 따라, 프린터와 같은 컴퓨터 주변 기기의 보급도 거의 일반화 되어있는데, 디지털 레이저 프린터와 같은 최신형 프린터까지 개발되어 보급되어 있는 상태이나, 그 가격이 어느 정도 고가이므로, 아직까지 일반 가정에서는 잉크젯 프린터가 상용되고 있다.
잉크젯 프린터(ink-jet printer)란 액체상태의 잉크를 프린터 헤드를 이용하여 노즐을 통해 분사하여, 화상을 인쇄하는 방식의 프린터를 의미한다. 이때, 잉크를 종이에 뿌리는 방법에는 여러가지 방식이 있지만, 일반적으로 박막 히터(레지스터)를 가열함으로써 잉크를 담고 있는 잉크 챔버에 기포를 형성시켜 노즐을 통해 잉크를 분사하는 열전사 잉크 분사기술을 택하고 있다.
그 분사 원리를 구체적으로 설명하면, 잉크 공급로를 통해 잉크챔버에 잉크가 공급되어 있는 상태에서 박막 히터가 가열되면, 잉크를 가열하여 액체 상태의 잉크를 기체 상태로 변화시키게 된다. 이때, 잉크의 체적 변화가 일어나게 되므로, 결국에는 잉크 방울의 부피에 밀려 노즐로부터(보통 초당 12미터의 속도) 잉크 방울이 나오게 된다. 노즐로부터 잉크가 빠져나감과 동시에 노즐은 진공상태가 되고, 진공의 힘에 의해 잉크 공급로로부터 새로운 잉크가 다시 노즐로 들어오게 된다.
도 1은 종래의 기술로 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 일반적인 구성을 도시하고 있다. 도면은 잉크젯 프린터 헤드의 평면도이다. 도면에 따르면, 기판의 소정부분에 비교적 넓은 폭의 잉크 공급로(10)가 형성되어 있고, 잉크 공급로(10)에는 수개의 잉크 챔버(30)가 리스트릭터(restricter: 40)를 통해 연결되어 있다.
잉크 공급로(10)란 잉크 챔버(30)에 잉크를 공급하는 통로를 의미하고, 잉크 챔버(30)는 잉크를 모아 두고 있는 부분으로, 그 내부에 형성된 박막 히터(20)가 가열되어 잉크의 체적 변화가 일어나면, 가열된 잉크를 상층에 형성된 노즐(50)을 통해 뿜어 내는 역할을 한다.
한편, 리스트릭터(40)란, 잉크 공급로(10)및 잉크 챔버(30)를 연결시키는 비교적 적은 폭의 통로로써, 잉크 챔버(30)에서 노즐(50)을 통해 잉크가 분사될 때 압력을 지탱해주는 역할을 하여, 잉크가 잉크공급로(10) 방향으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
한편, 잉크 공급로(10)를 통해 공급되는 잉크는 판매 전에 충분히 정화과정을 거치지 못한 비교적 저가의 잉크인 경우, 내부 불순물을 다소 포함할 수 있다. 이러한 내부 불순물이 잉크 챔버(30)에 들어가면 노즐(50)이 막혀 프린터의 고장을 유발할 수 있으므로, 이러한 불순물을 제거하기 위하여 잉크 카드리지(미도시)에 망(mesh)형태의 잉크 필터(미도시)를 사용하기도 한다. 하지만, 고화질의 구현을 위한 잉크젯 프린터 헤드의 경우에는, 필터의 간격이 10㎛내외이어야 하는데, 이러한 망 형태의 잉크필터로는 이러한 크기로 제작하기가 매우 어려워, 필터제작에 따른 비용 및 노력이 증가하게 된다는 문제점이 있다. 이러한 문제점은, 최근 소형의 저렴한 고성능 프린터를 개발하고자 하는 제조회사들에 큰 부담이 되어왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 잉크 공급로 및 잉크 챔버를 연결하는 통로에 간단한 공정으로 잉크 필터를 제작함으로써, 필터링 성능이 향상된 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드는, 적어도 하나의 박막 히터 및 상기 박막 히터 형성 면에 수직한 방향으로 관통하는 잉크공급로를 가지는 기판, 상기 박막 히터를 각각 둘러싸며, 상기 잉크 공급로와 통하는 적어도 하나의 잉크챔버, 상기 잉크챔버 내의 잉크 토출경로인 노즐을 가지는 노즐 플레이트, 상기 잉크챔버 및 잉크공급로를 연결시키며, 상기 잉크공급로보다 좁은 단면적을 가지는 리스트릭터, 및 상기 리스트릭터 및 잉크공급로 사이에 제조되어, 잉크내의 불순물을 필터링하는 적어도 하나의 잉크 필터를 포함한다.
이때, 상기 노즐 플레이트는 드라이 필름(dry film)을 코팅함으로써 제작할 수도 있다.
한편, 상기 잉크 필터는 상기 리스트릭터 각각에 대하여 독립적으로 제작함으로써, 하나의 잉크챔버로부터 잉크가 토출될 때, 주변의 잉크챔버까지 압력이 가해져 잉크가 토출되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법은, (a) 기판 표면 상에서 적어도 하나의 소정영역에 메탈층을 증착시키는 단계, (b) 상기 메탈층을 둘러싸는 소정 크기의 공동부를 제작하고, 상기 공동부 및 외부를 연결하는 노즐을 제작하는 단계, 및 (c) 상기 공동부와 소정 폭의 통로로 연결되도록 상기 기판을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 (b)단계는, 상기 메탈층 상부 및 주변 기판 상의 소정 영역에 제1포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제1포토레지스트막 및 기판의 전면 상부에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 하부에 상기 메탈층이 존재하는 제2포토레지스트막의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계, 및 상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계를 포함하며, 상기 (c)단계는, 상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 메탈층이 수개의 영역상에 증착된 경우, 상기 제1포토레지스트막은 각 메탈층마다 독립되도록, 각 메탈층 및 주변 기판 영역의 상부에 소정 형태로 증착시키는 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 (b)단계는, 상기 메탈층 주변을 제외한 소정 영역에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제2포토레지스트막이 증착되지 않은 메탈층 및 주변 기판 상부에 제1포토레지스트막을 채우는 단계, 상기 제1포토레지스트막 및 제2포토레지스트막 상부 전면에 노즐플레이트를 증착시키는 단계, 하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 노즐플레이트의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계, 및 상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 (c)단계는, 상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 메탈층이 수개의 영역상에 증착된 경우, 상기 제2포토레지스트막은 각 메탈층마다 독립되도록, 각 메탈층 및 주변 기판 영역을 제외한 소정 형태로 증착시키는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 (b)단계는, 상기 메탈층 주변을 제외한 소정 영역에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제2포토레지스트막 상에 드라이 필름을 코팅하여 상기 메탈층 주변을 둘러싸는 공동부를 형성하는 단계, 및 하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 드라이 필름의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
보다 바람직하게는, 상기 (a)단계는, 기판 표면 상의 소정 영역을 식각하여 트렌치(trench)를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 (b)단계는, 상기 트렌치의 일정부분을 포함한 기판 표면 및 상기 메탈층 상부에 제1포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제1포토레지스트막 및 기판 상부 전면에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 하부에 메탈층이 존재하는 상기 제1포토레지스트막의 소정부분을 관통하여 노즐을 제작하는 단계, 및 상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 (c)단계는, 상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 상기 (b)단계는, 상기 트렌치의 일정 부분 및 상기 기판 상의 일정 부분에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제2포토레지스트막이 증착되지 않은 부분에 제1포토레지스트막을 채우는 단계, 상기 제1포토레지스트막 및 제2포토레지스트막 상부 전면에 노즐플레이트를 증착시키는 단계, 하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 노즐플레이트의 소정부분을 관통하여 노즐을 제작하는 단계, 및 상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 공동부를 제작하는 단계를 포함하며, 상기 (c)단계는, 상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계를 포함함으로써 잉크젯 프린터 헤드를 제조할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 (b)단계는, 상기 트렌치의 일정 부분 및 상기 기판 상의 일정 부분에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계, 상기 제2포토레지스트막 상에 드라이 필름을 코팅하여 상기 메탈층 주변을 둘러싸는 공동부를 형성하는 단계, 및 하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 드라이 필름의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
이에 따라 잉크 챔버 및 잉크 공급로를 연결하는 통로에 협폭의 잉크 필터가 구비된 잉크젯 프린터 헤드가 제조되고, 이를 이용하여 컴퓨터로부터 전송된 이미지를 인쇄지 상에 인쇄하는 잉크젯 프린터 헤드를 제조할 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 평면도이다. 도면에 따르면, 잉크젯 프린터 헤드의 중간 부분을 가로지르는 광폭의 잉크공급로(110)가 형성되어 있고, 수개의 잉크 챔버(130)가 리스트릭터(140)를 통해 각각 잉크 공급로(110)와 연결되어 있다.
각 잉크 챔버(130)내에는 박막 히터(120)가 제작되어 있고, 박막 히터의 상층으로 둥근 비아홀 형태의 노즐(160)이 형성되어 있다.
한편, 리스트릭터(140) 및 잉크 공급로(110)사이에는 잉크 필터(150)가 리스트릭터(140)보다 더 작은 단면적을 가진 채, 제작되어 있다. 각 부분의 역할에 대한 설명은 상술한 바 있으므로 생략하고, 잉크 필터(150)에 대해서만 설명하면, 잉크 필터(150)는 아래측의 잉크 공급로(110)와 상측의 리스트릭터(140)를 수직으로 연결하는 수개의 작은 단면적을 가지는 통로로 구성되어 있다. 수직으로 연결되어 있으므로, 잉크 챔버(130)로 잉크가 공급되는 방향은 잉크 공급로(110)상에서의 잉크가 흐르는 방향에 90°정도가 되고, 따라서, 가늘고 긴 불순물이라도 그 문턱에서 걸리게 되어 필터 성능이 향상된다.
이러한 구조를 가지는 잉크젯 프린터 헤드를 제조하는 방법에 대해서는 도 3 내지 도 8에서 다양한 실시예로 나타내고 있다.
먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예로써, 제1포토레지스트막(320)을 희생층으로 사용함으로써 잉크 필터(370) 및 리스트릭터(360b)를 사용하는 방법을 단계적으로 도시하고 있다. 도 3의 (a) 내지 (e)는 각 공정을 단면도로 표현하고, (a)' 내지 (e)'는 같은 공정을 평면도로 표현한다. 먼저, 기판(300)상의 소정 영역에 박막층을 증착하여 박막 히터(310)를 제작한다(도 3의 (a),(a)'). 기판(300)은 통상적으로 실리콘을 사용할 수 있고, 박막 히터(310)로는 알미늄탄탈(Ta-Al), 질화탄탈(TaN), 실리콘 알미늄 탄탈(Ta-Al-Si) 및 폴리 실리콘(poly-Si)과 같은 금속성 물질을 사용할 수 있다. 한편, 박막 히터(310)의 크기 및 형태는 제작하고자 하는 잉크젯 프린터 헤드의 특성을 고려하여 임의로 설정할 수 있다.
다음으로, 도 3의 (b) 및 (b)'는 박막 히터(310)를 포함하는 기판의 소정 영역상에 제1포토레지스트(photoresist: 320)막을 증착하게 된다. 이때, 제1포토레지스트막(320)은 포지티브(positive)특성을 가지는 재료 및 네거티브(negative)특성을 가지는 재료 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 포지티브 특성을 가지는 포토레지스트는 빛에 노출되면 쉽게 제거되는 특성을 가지기 때문에 후술하는 과정을 보다 간단하게 진행 할 수 있으므로, 이를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 도 3의 (b)'을 참조하면, 하나의 박막 히터(310)에 대하여 빗(comb)과 같은 형태로 제1포토레지스트막을 증착한다.
다음, 도 3의 (c) 및 (c)'는 상기 제1포토레지스트막(320) 및 기판(300)상의 전면에 제2포토레지스트막(330)을 증착시킨 후, 노즐(340)을 제작하는 과정을 도시하고 있다. 제2포토레지스트막(330)은 제1포토레지스트막(320)과 다른 특성을 가지는 재료를 사용하는 것이 후술하는 에칭 단계를 보다 간편하게 할 수 있으므로, 네거티브 특성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 노즐(340)은 잉크가 토출되는 통로로써, 하부에 박막 히터(310)가 존재하는 제2포토레지스트막(330)을 관통함으로써 제작할 수 있다. 노즐(340)이 형성된 제2포토레지스트막(330)부분을 노즐 플레이트(nozzle plate)라고 명명한다.
다음으로, 도 3의 (d) 및 (d)'는 잉크 공급로(350)를 제작하는 단계를 도시한다. 잉크 공급로(350)는 잉크 카트리지로부터 잉크가 공급되는 통로로써, 비교적 넓은 폭으로 제작된다. 즉, 도 3의 (b)'와 같이 빗모양으로 증착된 제1포토레지스트막(320)에 대해서, 그 끝부분이 하부로 소폭 노출되도록 제1포토레지스트막(320)의 일정 부분의 하부 기판(300) 및 제1포토레지스트막(320)이 증착되지 않은 기판(300)부분을 식각한다. 제1포토레지스트막(320)이 하부로 노출된 면적은 후술하는 단계에서 제1포토레지스트막이 식각되면, 소폭의 통로가 되고, 이 부분이 잉크내의 불순물을 걸러주는 잉크필터(370)가 된다. 기판(300)을 식각하는 방법은, 건식 에칭(dry etching) 및 습식 에칭(wet etching)방법 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
도 3의 (e) 및 (e)'는 제1포토레지스트막(320)을 식각함으로써 잉크 챔버(ink chamber: 360a) 및 리스트릭터(restricter: 360b)를 제작하는 단계를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 잉크 챔버(360a)란 잉크를 담고 있는 부분을 의미하며, 리스트릭터(360b)란 잉크 챔버(360a) 및 잉크 공급로(350)보다 적은 단면적을 가지는 통로로써, 잉크의 역류를 방지하는 역할을 하는 부분이다. 이러한 공정을 거치면, 도 2의 구조를 가지는 잉크젯 프린터 헤드가 최종 완성된다.
한편, 도 2의 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법에 대한 본 발명의 제2실시예가 도 4에서 제시되고 있다. 도 3과 마찬가지로 도 4의 (a) 내지 (e)는 단면도를, (a)' 내지 (e)'는 평면도를 나타낸다. 제2실시예에서도, 일단 기판(400)상에 박막 히터(410)를 소정 형태로 증착시킨다(도 4의 (a) 및 (a)').
다음으로, 도 4의 (b) 및 (b)'는 박막 히터(410) 및 그 주변의 기판(400) 소정 영역을 제외한 일정 부분에 제2포토레지스트막(420)을 증착하는 과정을 도시한다. 그리고 나서, 제2포토레지스트막(420)이 증착되지 않은 부분을 제1포토레지스트막(430)으로 채우게 된다(도 4의 (c) 및 (c)'). 제1포토레지스트막(430)은 10㎛이상의 두께로 증착시키기가 어려우므로, 제2포토레지스트막(420)을 먼저 증착시킨후, 제1포토레지스트막(430)을 채우는 방식으로 그 두께를 늘릴수 있다. 제1포토레지스트막(430)은 후술하는 단계에서 에칭으로 제거되어 잉크 챔버(470a) 및 리스트릭터(470b)를 형성하는 부분이므로 두께를 조정할 필요가 있기 때문에, 제1실시예와 달리 제1포토레지스트막(430)을 먼저 증착시키지 않는다. 한편, 도 4의 (b)'를 참조하면, 제2포토레지스트막(420)은 박막 히터(410)를 중심으로 빗모양을 이루는 부분만을 제외하고 증착함으로써, 제1포토레지스트막(430)의 형태를 조정할 수 있다.
다음으로, 도 4의 (d) 및 (d)'에 따르면, 제2포토레지스트막(420) 및 제1포토레지스트막(430) 상부에 노즐(440)이 제작된 노즐 플레이트(420a)를 증착한 후, 하부 기판(400)의 일정영역을 에칭하여 잉크공급로(450)를 제작하는 과정이 도시된다. 노즐 플레이트(420a)는 제2포토레지스트막(420)과 동일한 물질을 사용할 수도 있고, 다른 물질을 사용할 수 있다. 노즐(440) 및 잉크공급로(450)의 제작 방법 및 제작 위치는 제1실시예와 동일하다.
마지막으로, 도 4의 (e) 및 (e)'와 같이 제1포토레지스트막(430)을 제거하고 나면, 도 2의 잉크젯 프린터 헤드가 완성된다. 제1실시예와 같이, 리스트릭터(470b) 및 잉크 공급로(450)는 소폭의 단면적을 가지는 잉크 필터(460)로 연결되어 있다.
한편, 노즐이 형성되어 있는 노즐 플레이트를 드라이 필름(dry film)으로 구현하는 제3실시예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5의 (a) 및 (a)'와 같이 기판(500)상에 박막 히터(510)가 증착되면, 제2실시예와 같이 제2포토레지스트막(520)을 박막 히터(510) 및 그 주변 기판 영역을 제외하고 증착한다(도 5의 (b) 및 (b)').
다음, 도 5의 (c) 및 (c)'에 따르면, 제2포토레지스트막(520)의 상부 표면에 노즐(540)이 형성된 노즐 플레이트(530)를 코팅한다. 노즐 플레이트(530)로는 감광성 드라이 필름을 사용할 수 있다.
그리고 나서, 도 5의 (d) 및 (d)'와 같이, 기판(500)을 소정 영역 식각하면, 잉크챔버(550a), 리스트릭터(550b), 잉크필터(560) 및 잉크공급로(570)가 제작되어, 도 2의 잉크젯 프린터 헤드가 완성되게 된다.
한편, 상술한 제1실시예 내지 제3실시예에 따라 제조된 잉크젯 프린터 헤드는, 기판(300, 400, 500)을 식각하는 과정에서, 식각이 일정하게 이루어 지지 않아, 잉크 공급로 및 필터의 크기가 달라질 수가 있으므로, 기판의 일정 부분을 식각하여 트렌치(trench)를 제작하여 그 크기를 항상 일정하게 유지할 수 있다.
이에 대한 본 발명의 제4실시예가 도 6에서 제시된다. 먼저, 도 6의 (a) 및 (a)'에 따르면, 기판 상에 트렌치가 형성되어 있고, 트렌치 이외의 기판 상부에 박막 히터(610)가 증착되어 있다. 그 다음 공정부터는 제1실시예와 유사하다.
즉, 박막 히터(610) 및 그 주변의 기판 영역 상부에 제1포토레지스트막(620)을 증착시킨다. 이때, 트렌치의 일정부분 상부까지 제1포토레지스트막(620)으로 덮는다(도 6의 (b) 및 (b)').
다음으로, 제1포토레지스트막(620) 및 기판(600) 상부의 전면을 제2포토레지스트막(630)으로 덮고, 노즐(640)을 제작한다(도 6의 (c) 및 (c)').
그리고 나서, 도 6의 (d) 및 (d)'에서와 같이, 기판(600)을 제1포토레지스트막(620)이 증착된 부분의 하부까지 에칭하여 잉크 공급로(650)를 제작하고, 도 6의 (e) 및 (e)'와 같이 제1포토레지스트막(620)을 식각하면 결과적으로 잉크챔버(660a), 리스트릭터(660b) 및 잉크 필터(670)가 제작된다. 이 때, 잉크 필터(670)는, 제1포토레지스트막(620)이 트렌치상에 증착된 부분이 되므로, 기판 식각으로 인한 영향과 관계없이 언제나 균일한 단면적을 가지게 된다.
도 7은 트렌치가 제작된 기판 상에 제2실시예와 유사한 방법으로 잉크젯 프린터 헤드를 제작하는 본 발명의 제 5실시예를 나타낸다. 도면에 따르면, 트렌치 및 박막 히터(710)가 제작된 기판 상에서(도 7의 (a) 및 (a)'), 트렌치 내부의 일정 영역 및 기판 상부의 일정 영역에 제2포토레지스트막(720)을 증착하고(도 7의 (b) 및 (b)'), 그 이외의 부분에 제1포토레지스트막(730)을 채운다(도 7의 (c) 및 (c)').
그리고 나서, 제2포토레지스트막(720) 및 제1포토레지스트막(730)상부에 노즐플레이트(720a)를 증착한 후, 노즐(740)을 제작하고, 기판(700)의 일정영역을 제거한다(도 7의 (d) 및 (d)').
다음으로, 제1포토레지스트막(730)을 제거하면, 잉크 챔버(760a), 리스트릭터(760b) 및 잉크 필터(770)가 완성된다(도 7의 (e) 및 (e)').
한편, 도 8은 노즐(830)이 형성된 노즐 플레이트(820a)를 접합하는 제6실시예를 도시하고 있다. 즉, 트렌치가 형성된 기판(800) 상에 박막 히터(810)를 증착시키고(도 8의 (a) 및 (a)'), 트렌치 내부의 일정 영역 및 기판(800)상의 일정 영역에 제2포토레지스트막(820)을 증착한다(도 8의 (b) 및 (b)').
다음으로, 제2포토레지스트막(820)상부에 노즐이 형성된 노즐 플레이트(820a)를 접합시킨다(도 8의 (c) 및 (c)'). 노즐 플레이트(820a)는 상술한 제3실시예와 같이 감광성 드라이 필름을 사용할 수 있다.
마지막으로, 기판의 소정 영역을 식각하면, 잉크 챔버(840a), 리스트릭터(840b), 잉크 필터(860) 및 잉크공급로(850)가 제작된다.
한편, 본 발명의 또다른 실시예로써, 도 9에서 각 잉크 챔버마다 독립적으로 리스트릭터 및 잉크 필터가 제작된 구조를 도시하고 있다. 도면에 따르면, 잉크공급로(910)를 중심으로 양측에 다수개의 잉크 챔버(930)가 제작되어 있고, 각 잉크 챔버(930)는, 리스트릭터(940)를 통해 독립적으로 잉크 공급로(910)에 연결되어 있다. 또한 각 리스트릭터(940)에는 수개의 잉크 필터(950)가 제작되어 불순물의 유입을 방지하게 된다. 이러한 구조의 잉크젯 프린터 헤드를 제조하기 위하여, 상술한 제1실시예 내지 제2실시예에서는, 제1포토레지스트막을 독립적인 형태를 가지도록 직접 증착시키거나(제1실시예 및 제4실시예), 제2포토레지스트막을 이용하여 제1포토레지스트막이 독립적인 형태를 가지도록 할 수 있다(제2실시예 및 제5실시예). 한편, 제2포토레지스트막을 이용하여 각 잉크 챔버를 독립적으로 만들수도 있다(제3실시예 및 제6실시예).
도 9의 구조에 따르면, 노즐이 막히거나, 유압이 강한 경우에 리스트릭터가 유압을 견디지 못해 잉크가 역류하여 주변의 잉크 챔버를 통해 잉크가 토출될 가능성을 제거할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 잉크내의 불순물을 걸러주는 잉크 필터를 잉크 공급로 및 잉크 챔버 사이에 간단한 공정을 통해 제작할 수 있게 된다. 또한, 잉크 필터를 잉크 공급로의 잉크 진행 방향에 90°정도의 각도로 제작함으로써, 필터링 효과를 높일 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 잉크젯 프린터에서 사용되는 종래의 프린터 헤드 구조도,
도 2는 본 발명에 따라 제조되어 잉크 필터를 구비한 잉크젯 프린터 헤드의 구조도,
도 3은 본 발명의 1실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도,
도 4는 본 발명의 2실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도,
도 5는 본 발명의 3실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도,
도 6은 본 발명의 4실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도,
도 7은 본 발명의 5실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도,
도 8은 본 발명의 6실시예로써 제시된 잉크젯 프린터 헤드 제조 방법을 설명하는 단계별 공정도, 그리고,
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 제조된 잉크젯 프린터 헤드의 최종 구조도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110,350,450,570,650,750,850,910: 잉크 공급로
120,310,410,510,610,710,810,920: 박막 히터
130,360a,470a,550a,660a,760a,840a,930: 잉크 챔버
140,360b,470b,550b,660b,760b,840b,940: 리스트릭터
150,370,460,560,670,770,860,950: 잉크 필터
160,340,440,540,640,740,830,960: 노즐
Claims (19)
- 잉크 공급로 및 적어도 하나의 박막 히터를 가지는 기판;상기 적어도 하나의 박막 히터를 각각 둘러싸며, 상기 잉크 공급로와 통하는 적어도 하나의 잉크챔버;상기 잉크챔버 내의 잉크 토출경로인 노즐을 가지는 노즐 플레이트;상기 잉크챔버 및 상기 잉크공급로를 연결시키며, 상기 잉크공급로에서 유입된 잉크를 상기 잉크 챔버에 공급하는 적어도 하나의 리스트릭터;및상기 리스트릭터 및 잉크공급로 사이에서 상기 잉크공급로에 수직한 방향으로 제조되어 잉크내의 불순물을 필터링하며, 상기 적어도 하나의 리스트릭터 각각에 대하여 독립적으로 형성된 적어도 하나의 잉크 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 노즐 플레이트는 감광성 드라이 필름(dry film)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드.
- (a) 기판 표면 상의 소정 영역에 적어도 하나의 메탈층을 적층시키는 단계;(b) 상기 기판 표면 상에서 상기 메탈층을 둘러싸는 소정 크기의 공동부를 제작하고, 상기 공동부 및 외부를 연결하는 노즐을 제작하는 단계;및(c) 상기 공동부와 소정 폭의 통로로 연결되도록 상기 기판을 에칭하여, 잉크공급로 및 상기 잉크공급로 내의 잉크 흐름 방향에 수직한 방향으로 불순물을 필터링하여 상기 공동부 내로 잉크를 유입시키는 잉크 필터를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 메탈층 상부 및 주변 기판 상의 소정 영역에 제1포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제1포토레지스트막 및 기판의 전면 상부에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;하부에 상기 메탈층이 존재하는 제2포토레지스트막의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계;및상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제5항에 있어서,상기 (c)단계는,상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 상기 잉크 필터 및 상기 잉크공급로를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 메탈층 주변을 제외한 소정 영역에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제2포토레지스트막이 증착되지 않은 메탈층 및 주변 기판 상부에 제1포토레지스트막을 채우는 단계;상기 제1포토레지스트막 및 제2포토레지스트막 상부 전면에 노즐플레이트를 증착시키는 단계;하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 노즐플레이트의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계;및상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 (c)단계는,상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 메탈층 주변을 제외한 소정 영역에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제2포토레지스트막 상에 드라이 필름을 코팅하여 상기 메탈층 주변을 둘러싸는 공동부를 형성하는 단계;및하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 드라이 필름의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제4항에 있어서,상기 (a)단계는,기판 표면 상의 소정 영역을 식각하여 트렌치(trench)를 제작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 트렌치의 일정부분을 포함한 기판 표면 및 상기 메탈층 상부에 제1포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제1포토레지스트막 및 기판 상부 전면에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;하부에 메탈층이 존재하는 상기 제1포토레지스트막의 소정부분을 관통하여 노즐을 제작하는 단계;및상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 상기 공동부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제11항에 있어서,상기 (c)단계는,상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 트렌치의 일정 부분 및 상기 기판 상의 일정 부분에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제2포토레지스트막이 증착되지 않은 부분에 제1포토레지스트막을 채우는 단계;상기 제1포토레지스트막 및 제2포토레지스트막 상부 전면에 노즐플레이트를 증착시키는 단계;하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 노즐플레이트의 소정부분을 관통하여 노즐을 제작하는 단계;및상기 제1포토레지스트막을 에칭하여 공동부를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제13항에 있어서,상기 (c)단계는,상부에 상기 제1포토레지스트막이 존재하는 부분을 일부 포함하는 기판의 소정부분을 에칭하여 잉크 필터 및 잉크공급로를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 (b)단계는,상기 트렌치의 일정 부분 및 상기 기판 상의 일정 부분에 제2포토레지스트막을 증착시키는 단계;상기 제2포토레지스트막 상에 드라이 필름을 코팅하여 상기 메탈층 주변을 둘러싸는 공동부를 형성하는 단계;및하부에 상기 메탈층이 존재하는 상기 드라이 필름의 소정부분을 관통하여 노즐을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제5항 또는 제11항에 있어서,상기 메탈층이 수개의 영역상에 증착된 경우, 상기 제1포토레지스트막은 각 메탈층마다 독립되도록, 각 메탈층 및 주변 기판 영역 상에 소정 형태로 증착시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제7항 또는 제13항에 있어서,상기 메탈층이 수개의 영역상에 증착된 경우, 상기 제2포토레지스트막은 각 메탈층마다 독립되도록, 각 메탈층 및 주변 기판 영역을 제외한 소정 형태로 증착시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제9항 또는 제15항에 있어서,상기 메탈층이 수개의 영역상에 증착된 경우, 상기 제2포토레지스트막은 각 메탈층마다 독립되도록, 각 메탈층 및 주변 기판 영역을 제외한 소정 형태로 증착시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 제조 방법.
- 제4항의 제조 방법에 의해 제조된 잉크젯 프린터 헤드를 사용하여 잉크를 분사함으로써, 컴퓨터로부터 전송된 이미지를 인쇄지 상에 인쇄하는 잉크젯 프린터.
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