KR100537522B1 - 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의제조 방법 - Google Patents

압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의제조 방법 Download PDF

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Abstract

압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의 제조 방법이 개시된다. 개시된 잉크젯 프린트헤드는, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트와, 유로 플레이트의 상부에 형성되어 다수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터와, 유로 플레이트에 접합되며 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 노즐 플레이트와, 노즐 플레이트의 저면에 형성되어 잉크 유로 내부의 잉크를 가열하는 히터를 구비한다. 그리고, 노즐 플레이트의 저면 또는 유로 플레이트의 상부에는 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부가 형성될 수 있다. 또한, 노즐 플레이트의 저면에는 노즐의 출구 둘레에 노즐금속층과 소수성 도금막이 형성될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 잉크를 가열하기 위한 히터가 노즐 플레이트에 일체로 형성된 구조를 가지므로, 그 제조가 비교적 간단할 뿐만 아니라 프린트헤드 내부의 잉크를 균일한 온도로 가열할 수 있게 된다.

Description

압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의 제조 방법{Piezoelectric type inkjet printhead and manufacturing method of nozzle plate}
본 발명은 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크를 가열하기 위한 히터가 노즐 플레이트에 일체로 형성된 구조를 가진 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 토출 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 토출시키는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.
도 1a와 도 1b는 종래의 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 일반적인 구성을 도시한 평면도와 압전막의 길이 방향을 따른 수직 단면도이다.
도 1a와 도 1b를 함께 참조하면, 유로 플레이트(10)에는 잉크 유로를 구성하는 매니폴드(13), 다수의 리스트릭터(12) 및 다수의 압력 챔버(11)가 형성되어 있으며, 노즐 플레이트(20)에는 다수의 압력 챔버(11) 각각에 대응하는 다수의 노즐(22)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 유로 플레이트(10)의 상부에는 압전 액츄에이터(40)가 마련되어 있다. 상기 매니폴드(13)는 도시되지 않은 잉크 저장고로부터 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버(11) 각각으로 공급하는 통로이며, 리스트릭터(12)는 매니폴드(13)로부터 압력 챔버(11) 내부로 잉크가 유입되는 통로이다. 상기 다수의 압력 챔버(11)는 토출될 잉크가 채워지는 곳으로, 매니폴드(13)의 일측 또는 양측에 배열되어 있다. 이러한 압력 챔버(11)는 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성하게 된다. 이를 위해, 유로 플레이트(10)의 압력 챔버(11) 상부벽을 이루게 되는 부위는 압전 액츄에이터(40)에 의해 변형되는 진동판(14)의 역할을 하게 된다.
상기 압전 액츄에이터(40)는 유로 플레이트(10) 위에 순차 적층된 하부 전극(41)과, 압전막(42)과, 상부 전극(43)으로 구성된다. 상기 하부 전극(41)과 유로 플레이트(10) 사이에는 절연막으로서 실리콘 산화막(31)이 형성되어 있다. 하부 전극(41)은 실리콘 산화막(31)의 전 표면에 형성되며, 공통 전극의 역할을 하게 된다. 압전막(42)은 압력 챔버(11)의 상부에 위치하도록 하부 전극(41) 위에 형성된다. 상부 전극(43)은 압전막(42) 위에 형성되며, 압전막(42)에 전압을 인가하는 구동 전극의 역할을 하게 된다.
그리고, 상기한 바와 같은 구조를 가진 압전 액츄에이터(40)에 구동 전압을 인가하기 위해서, 상부 전극(43)에는 전압 인가용 플렉시블 인쇄 회로(FPC; Flexible Printed Circuit, 50)가 연결된다. 상세하게 설명하면, 플렉시블 인쇄 회로(50)의 구동 신호선(51)을 상부 전극(43) 위에 위치시킨 후, 가열 및 가압을 통해 상기 구동 신호선(51)이 상부 전극(43)의 상면에 본딩되도록 하는 것이다.
그런데, 상기한 바와 같은 구성을 가진 종래의 잉크젯 프린트헤드를 이용하여 고점도의 잉크를 토출시킬 경우에는, 일반적으로 잉크의 점도가 증가할수록 유동 저항이 커져서 토출된 액적의 체적과 토출 속도가 감소하게 되고, 이에 따라 전체적인 잉크 토출 성능이 저하되므로 만족할만한 인쇄 품질을 얻지 못하게 된다. 따라서, 고점도의 잉크 토출에 있어서, 만족할 만한 잉크 토출 성능을 확보하기 위해서는 히터를 이용하여 잉크를 가열함으로써 그 점도를 낮추어줄 필요가 있다.
그 일례로서, 미국특허 제5,701,148호에는 잉크젯 프린트헤드 외부에 잉크를 가열하기 위한 히터를 설치한 구조의 잉크 카트리지가 개시되어 있다. 그런데, 여기에 개시된 잉크 카트리지에 있어서는, 히터가 노즐 플레이트로부터 비교적 멀리 떨어져 배치되어 있으므로, 이러한 히터에 의해 가열되는 노즐 플레이트의 부위별 온도 분포가 균일하지 못하였다. 따라서, 노즐 플레이트에 배열된 다수의 노즐 각각에서의 잉크의 온도도 비균일하게 됨으로써, 각 노즐을 통해 토출되는 액적의 속도와 체적에 편차가 발생하게 된다. 또한, 이 잉크 카트리지는 잉크젯 프린트헤드 외부에 별도의 히터가 마련되는 구조를 가짐으로써, 구성이 복잡하고 그 크기가 커지게 되는 단점이 있다.
그리고, 상기한 바와 같이 히터를 이용하여 잉크를 가열하는 경우에는, 잉크의 온도를 적정하게 제어하기 위해서는 잉크의 온도를 검출할 필요가 있다. 미국특허 제6,074,033호에는 대기의 온도를 써미스터(thermistor)를 이용하여 검출하고, 이로부터 잉크의 물성을 추정하여 인쇄 품질을 제어하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이와 같이 대기 온도를 검출하여 잉크의 온도를 추정하는 것은 프린트헤드의 작동 조건에 따라 그 추정치가 정확하지 않은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 잉크를 가열하기 위한 히터가 노즐 플레이트에 일체로 형성되어 잉크를 균일한 온도로 가열할 수 있으며 그 구조가 간단한 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드와 그 노즐 플레이트의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,
토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트;
상기 유로 플레이트의 상부에 형성되어 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터;
상기 유로 플레이트에 접합되며, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 노즐 플레이트; 및
상기 노즐 플레이트의 저면에 형성되어 상기 잉크 유로 내부의 잉크를 가열하는 히터;를 구비하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공한다.
여기에서, 상기 노즐 플레이트의 저면에는 절연막이 형성되고, 상기 절연막의 표면에 상기 히터가 소정 패턴으로 형성되며, 상기 절연막과 상기 히터의 표면에는 상기 히터를 보호하기 위한 보호막이 형성될 수 있다.
상기 히터의 양단에는 전력 공급선을 본딩하기 위한 본딩 패드가 형성되고, 상기 본딩 패드는 상기 보호막에 형성된 컨택홀을 통해 노출될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는, 상기 잉크 유로 내부의 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 더 구비할 수 있으며, 상기 온도 검출부는 온도의 변화에 따라 그 저항이 변하는 금속 물질로 이루어질 수 있다.
상기 온도 검출부는 상기 노즐 플레이트의 저면에 상기 히터와 함께 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 히터와 온도 검출부는 동일한 금속 물질, 예컨대 Pt로 형성될 수 있으며, 상기 온도 검출부의 양단에는 온도 검출용 신호선을 본딩하기 위한 본딩 패드가 형성될 수 있다.
한편, 상기 온도 검출부는 상기 유로 플레이트의 상부에 상기 압전 액츄에이터와 함께 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 온도 검출부는 상기 압전 액츄에이터의 하부 전극과 동일한 평면 상에 형성되고, 동일한 금속 물질, 예컨대 Pt로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 온도 검출부는, 상기 하부 전극을 관통하여 형성된 트렌치에 의해 정의되고, 상기 트렌치에 의해 상기 하부 전극과 절연될 수 있다. 상기 하부 전극 위에는 상기 온도 검출부에 온도 검출용 신호선을 연결하기 위한 연결 전극과, 상기 연결 전극을 지지하기 위한 더미 압전막이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는, 상기 노즐 플레이트의 저면에 상기 노즐의 출구 둘레에 형성된 노즐금속층을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 히터와 상기 노즐금속층은 동일한 평면 상에 동일한 금속 물질, 예컨대 Pt로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 노즐금속층의 표면에는 예컨대 Au로 이루어진 소수성 도금막이 형성될 수 있다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,
토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트;
상기 유로 플레이트의 상부에 형성된 하부 전극과, 상기 하부 전극 위에 형성된 압전막과, 상기 압전막 위에 형성된 상부 전극을 가지며, 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터;
상기 유로 플레이트에 접합되며, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 노즐 플레이트; 및
상기 유로 플레이트의 상부에 상기 압전 액츄에이터와 함께 형성되어 상기 잉크 유로 내부의 잉크의 온도를 검출하는 온도 검출부;를 구비하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 노즐 플레이트의 제조 방법은,
잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법에 있어서,
(가) 실리콘 기판을 준비하는 단계;
(나) 상기 실리콘 기판의 상면을 부분적으로 식각하여 상기 노즐의 잉크 유도부를 형성하는 단계;
(다) 상기 실리콘 기판의 저면에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하는 단계;
(라) 상기 실리콘 기판의 저면과 상기 포토레지스의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
(마) 상기 포토레지스트를 리프트-오프시키면서 상기 금속층 중 상기 포토레지스트 표면에 형성된 부분을 제거함으로써, 잔존된 금속층으로 이루어진 히터를 형성하는 단계;
(바) 상기 실리콘 기판의 저면에 상기 히터를 보호하는 보호막을 형성하는 단계; 및
(사) 상기 보호막을 부분적으로 식각하여 개구부를 형성하고, 상기 개구부를 통해 노출된 상기 실리콘 기판을 식각하여 상기 잉크 유도부와 연통되는 잉크 토출구를 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 (나) 단계 전에, 상기 실리콘 기판의 저면과 상면에 절연막으로서 실리콘 산화막이 형성될 수 있다.
상기 (마) 단계에서, 잔존된 금속층은 상기 히터 뿐만 아니라 잉크 온도를 검출하기 위한 온도 검출부 및/또는 상기 노즐의 출구를 둘러싸는 노즐금속층을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 (사) 단계에서, 상기 노즐금속층은 상기 개구부를 통해 노출되어 상기 실리콘 기판의 식각시에 식각 마스크로서의 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 (사) 단계 이후에, 상기 노즐금속층의 표면에 소수성 도금막을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있으며, 상기 소수성 도금막은, 상기 노즐금속층을 시드층으로 이용하는 전기도금에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 (사) 단계 이후에, 상기 보호막을 부분적으로 식각하여 상기 히터 양단에 형성된 본딩 패드를 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 잉크를 가열하기 위한 히터가 노즐 플레이트에 일체로 형성된 구조를 가지므로, 그 제조가 비교적 간단할 뿐만 아니라 프린트헤드 내부의 잉크를 균일한 온도로 가열할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 평면도이고, 도 3은 도 2에 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트의 저면을 도시한 평면도이며, 도 4은 도 3에 표시된 A-A'선을 따른 잉크젯 프린트헤드의 수직 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드는, 압력 챔버(104)를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트(110, 120)와, 잉크의 토출을 위한 노즐(106)이 관통 형성된 노즐 플레이트(130)와, 상기 유로 플레이트(110, 120)의 상부에 마련되어 상기 압력 챔버(104)에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터(140)와, 상기 노즐 플레이트(130)의 저면에 일체로 형성되어 잉크를 가열하는 히터(134)를 구비한다.
상기한 잉크 유로는, 토출될 잉크가 채워지며 잉크를 토출시키기 위한 압력 변화를 발생시키는 압력 챔버(104)와, 도시되지 않은 잉크 저장고로부터 잉크가 도입되는 잉크 도입구(101)와, 잉크 도입구(110)를 통해 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버(104)에 공급하는 공통 유로인 매니폴드(102)와, 매니폴드(102)로부터 각각의 압력 챔버(104)로 잉크를 공급하기 위한 개별 유로인 리스트릭터(103)를 포함한다. 그리고, 압력 챔버(104)와 노즐 플레이트(130)에 형성된 노즐(106) 사이에는 압전 액츄에이터(140)에 의해 압력 챔버(104)에서 발생된 에너지를 노즐(106)쪽으로 집중시키고 급격한 압력 변화를 완충하기 위한 댐퍼(105)가 마련될 수 있다. 이러한 잉크 유로를 형성하는 구성요소들은 상기 유로 플레이트(110, 120)에 형성된다. 그리고, 압력 챔버(104)의 상부에는 압전 액츄에이터(140)의 구동에 의해 변형되는 진동판(111)이 마련된다.
구체적으로, 상기 유로 플레이트(110, 120)는 도시된 바와 같이 제1 유로 플레이트(110)와 제2 유로 플레이트(120)로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 유로 플레이트(110)의 저면에 상기 압력 챔버(104)가 소정 깊이로 형성되고, 그 일측에 상기 잉크 도입구(101)가 관통 형성된다. 상기 압력 챔버(104)는 잉크의 흐름 방향으로 보다 긴 직육면체의 형상으로 되어 있으며, 제2 유로 플레이트(120)에 형성되는 매니폴드(102)의 양측에 2 열로 배열되어 있다. 그러나, 상기 압력 챔버(104)는 매니폴드(102)의 일측에 1 열로만 배열될 수도 있다.
상기 제2 유로 플레이트(120)에 상기 매니폴드(102)가 형성된다. 상기 매니폴드(102)의 일단은 상기 잉크 도입구(101)와 연결된다. 이러한 매니폴드(102)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 유로 플레이트(120)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수도 있고, 제2 유로 플레이트(120)를 수직으로 관통하여 형성될 수도 있다. 그리고, 제2 유로 플레이트(120)에는 매니폴드(102)와 압력 챔버(104) 각각의 일단부를 연결하는 개별 유로인 리스트릭터(103)가 형성된다. 상기 리스트릭터(103)도, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 유로 플레이트(120)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수도 있고, 제2 유로 플레이트(120)를 수직으로 관통하여 형성될 수도 있다. 또한, 제2 유로 플레이트(120)에는 압력 챔버(104)의 타단부에 대응되는 위치에 압력 챔버(104)와 노즐(106)을 연결하는 댐퍼(105)가 역시 수직으로 관통 형성된다.
한편, 위에서는 잉크 유로를 이루는 구성 요소들이 두 개의 유로 플레이트(110, 120)에 나뉘어져 배치된 것으로 도시되고 설명되었지만, 이러한 잉크 유로의 배치 구조는 단지 예시적인 것이다. 즉, 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에는 다양한 구성의 잉크 유로가 마련될 수 있으며, 이러한 잉크 유로는 두 개의 유로 플레이트(110, 120)가 아니라 그 보다 많은 플레이트에 형성될 수도 있으며, 단지 하나의 유로 플레이트에 형성될 수도 있다.
상기 압전 액츄에이터(140)는, 압력 챔버(104)가 형성된 제1 유로 플레이트(110)의 상부에 형성되어, 상기 압력 챔버(104)에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 역할을 한다. 이러한 압전 액츄에이터(140)는, 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극(141)과, 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(142)과, 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극(143)을 구비하며, 하부 전극(141), 압전막(142) 및 상부 전극(143)이 제1 유로 플레이트(110) 위에 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
구체적으로, 상기 하부 전극(141)과 제1 유로 플레이트(110) 사이에는 절연막(112)이 형성된다. 상기 하부 전극(141)은 절연막(112)의 전 표면에 형성되며, 하나의 도전 금속 물질층으로 이루어질 수 있으나, Ti층과 Pt층의 두 개의 금속박막층으로 이루어진 것이 바람직하다. 이와 같이 Ti/Pt층으로 이루어진 하부 전극(141)은 공통 전극의 역할을 할 뿐만 아니라, 그 아래의 제1 유로 플레이트(110)와 그 위에 형성되는 압전막(142) 사이의 상호 확산(inter-diffusion)을 방지하는 확산 방지층(diffusion barrier layer)의 역할도 하게 된다. 상기 압전막(142)은 하부 전극(141) 위에 형성되며, 압력 챔버(104)에 대응하는 위치에 배치된다. 상기 압전막(104)은 전압의 인가에 의해 변형되며, 그 변형에 의해 압력 챔버(104) 상부의 진동판(111)을 휨 변형시키는 역할을 하게 된다. 이러한 압전막(142)은 압전물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. 상기 상부 전극(143)은 압전막(142)에 전압을 인가하는 구동 전극의 역할을 하는 것으로, 압전막(142) 위에 형성된다.
그리고, 상기한 바와 같은 구조를 가진 압전 액츄에이터(140)에 구동 전압을 인가하기 위해서, 상부 전극(143)에는 전압 인가용 구동 회로, 예컨대 플렉시블 인쇄 회로(FPC; Flexible Printed Circuit, 150)가 연결된다. 구체적으로, 플렉시블 인쇄 회로(150)의 구동 신호선(151)을 상부 전극(143) 위에 위치시킨 후, 가열 및 가압을 통해 상기 구동 신호선(151)이 상부 전극(143)의 상면에 본딩되도록 하는 것이다.
상기 노즐 플레이트(130)는 상기 제2 유로 플레이트(120)의 저면에 접합된다. 상기 노즐 플레이트(130)와 제2 유로 플레이트(120)의 접합은 잘 알려진 실리콘 직접 접합(SDB ; Silicon Direct Bonding) 방법에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 노즐 플레이트(130)에는 댐퍼(105)에 대응되는 위치에 노즐(106)이 관통 형성된다. 그리고, 상기 노즐(106)은, 노즐 플레이트(130)의 아래 부분에 형성되며 잉크가 토출되는 잉크 토출구(106b), 노즐 플레이트(130)의 윗 부분에 형성되어 댐퍼(105)와 잉크 토출구(106b)를 연결하며 댐퍼(105)로부터 잉크 토출구(106b)쪽으로 잉크를 유도하는 잉크 유도부(106a)로 구성될 수 있다. 상기 잉크 토출구(106b)는 일정한 직경을 가진 수직 홀의 형상으로 형성될 수 있으며, 잉크 유도부(106a)는 댐퍼(105)로부터 잉크 토출구(106b)쪽으로 가면서 점차 그 단면적이 감소하는 사각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 노즐(106)이 관통 형성된 상기 노즐 플레이트(130)의 저면과 상면에는 제1 실리콘 산화막(131a, 131b)이 형성된다.
그리고, 본 발명의 특징부로서, 상기 노즐 플레이트(130)에는 잉크를 가열하기 위한 히터(134)가 일체로 형성된다. 구체적으로, 상기 히터(134)는 노즐 플레이트(130) 저면의 제1 실리콘 산화막(131a) 표면에 형성된다. 이때, 상기 제1 실리콘 산화막(131a)은 노즐 플레이트(130)와 히터(134)를 절연시키는 절연막으로서의 역할을 하게 된다. 이 히터(134)는 저항 발열성 금속 물질, 예컨대 Pt로 이루어질 수 있다. 특히, 히터(134)가 Pt로 이루어진 경우에는 후술하는 바와 같이 온도 검출부(138)를 히터(134)와 동일한 물질로 함께 형성할 수 있으므로 바람직하다.
이러한 히터(134)는, 제1 실리콘 산화막(131a) 표면의 가능한 한 넓은 영역에 골고루 배열될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같은 패턴으로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 히터(134)는 도 3에 도시된 패턴이 아니더라도 노즐 플레이트(130) 전체를 균일하게 가열할 수 있는 다양한 패턴으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 히터(134)의 양단에는 이 히터(134)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급선(미도시)을 본딩하기 위한 본딩 패드(135)가 마련된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 노즐 플레이트(130)에 잉크를 가열하기 위한 히터(134)가 일체로 형성됨으로써, 종래에 비해 잉크젯 프린트헤드의 구성이 간단해지고, 그 제조 비용도 저감될 수 있다. 그리고, 히터(134)가 노즐 플레이트(130)의 저면 전체에 골고루 배열됨으로써, 프린트헤드 내부, 즉 잉크 유로 내부의 잉크를 보다 균일하게 가열할 수 있게 되므로, 다수의 노즐(106) 각각을 통해 토출되는 액적의 속도 및 체적이 균일하게 유지되어 인쇄 품질이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 노즐 플레이트(130)에는 상기한 잉크 유로 내부의 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(temperature detector, 138)가 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 검출부(138)는 히터(134)와 함께 노즐 플레이트(130) 저면의 제1 실리콘 산화막(131a) 표면에 형성된다. 이러한 온도 검출부(138)는 온도에 따라 전기 저항의 변화가 심한 금속으로 이루어져, 그 저항의 변화에 따라 온도를 검출할 수 있게 되어 있다. 이러한 금속으로는, 알려진 바와 같이 여러가지가 사용될 수 있으나, 전술한 바와 같이 Pt를 사용하는 것이 온도 검출부(138)와 히터(134)를 동시에 형성할 수 있으므로 바람직하다.
상기 온도 검출부(138)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실리콘 산화막(131a)의 표면 일정 영역에 히터(134)와 절연되도록 형성된다. 그리고, 상기 온도 검출부(134)의 양단에는 온도 검출부 신호선(미도시)을 본딩하기 위한 본딩 패드(139)가 마련된다.
상기한 바와 같이, 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(138)가 노즐 플레이트(130)에 일체로 형성됨으로써, 잉크의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있게 되고, 이에 따라 잉크 온도 변화에 따른 능동적이고 정확한 제어가 가능하여 인쇄 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 노즐 플레이트(130)에는 노즐(106)의 출구를 둘러싸는 노즐금속층(136)이 마련될 수 있다. 이 노즐금속층(136)은 노즐(106) 둘레의 제1 실리콘 산화막(131a)의 표면에 도 3에 도시된 바와 같은 원형의 링 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 노즐금속층(136)은 상기한 히터(134) 및 온도 검출부(138)와 동일한 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 노즐금속층(136)을 히터(134) 및 온도 검출부(138)와 동시에 형성할 수 있으므로 바람직하다. 이러한 노즐금속층(136)은, 후술하는 제조공정에서 노즐(106)의 잉크 토출구(106b)를 형성할 때 식각 마스크의 역할을 하게 되므로, 잉크 토출구(106b)를 정확하고 용이하게 형성할 수 있게 한다.
그리고, 상기 노즐금속층(136)은 그 재질에 따라 소수성을 가질 수 있다. 더욱이, 보다 우수한 소수성의 노즐(106)을 제공하기 위해서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 노즐금속층(136)의 표면에 우수한 소수성을 가진 금속 물질, 예컨대 Au로 이루어진 소수성 도금막(137)을 형성할 수 있다. 이 경우, 후술하는 제조 공정에서 설명되는 바와 같이, 상기 노즐금속층(136)은 소수성 도금막(137)의 전기도금시 시드층(seed layer)의 역할을 하게 되므로, 소수성 도금막(137)을 보다 간단한 공정에 의해 용이하게 형성할 수 있게 된다.
이와 같이, 노즐(106)의 출구 둘레에 노즐금속층(136)과 소수성 도금막(137)이 형성되면, 노즐(106)을 통해 토출되는 잉크가 완전한 액적의 형태를 가질 수 있으며, 토출되는 잉크 액적의 직진성도 향상되어 인쇄 품질이 향상될 수 있다. 또한, 잉크가 분사된 후 노즐(106) 내에 형성되는 메니스커스(meniscus)도 빠르게 안정되어 압력 챔버(104) 내로 외기가 유입되는 것이 방지되며, 노즐(106) 주위가 잉크에 의해 오염되는 것도 방지될 수 있다.
그리고, 상기 노즐 플레이트(130) 저면의 제1 실리콘 산화막(131a)의 표면과 히터(134) 및 온도 검출부(138)의 표면에는 보호막으로서 제2 실리콘 산화막(132)이 형성되며, 상기 제2 실리콘 산화막(132)에는 히터(134)의 본딩 패드(135)와 온도 검출부(138)의 본딩 패드(139)를 노출시키기 위한 컨택홀(C)이 형성된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 평면도이고, 도 6은 도 5에 표시된 B-B'선을 따른 잉크젯 프린트헤드의 부분 수직 단면도이다. 본 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드는 온도 검출부가 유로 플레이트의 상부에 형성된다는 점을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 이하에서는 전술한 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략하게 하도록 한다.
도 5와 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에 있어서는, 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(238)가 제1 유로 플레이트(110)의 상부에 형성된다.
구체적으로, 상기 온도 검출부(238)는 제1 유로 플레이트(110)의 상면에 형성된 절연막(112) 위에 형성되며, 압전 액츄에이터(140)의 하부 전극(141)과는 절연된다. 그리고, 상기 온도 검출부(238)는 전술한 제1 실시예에서와 같이 Pt로 이루어질 수 있으며, 이러한 온도 검출부(238)는 하부 전극(141)과 동일한 물질로 동일한 평면 상에 형성될 수 있다. 상기 온도 검출부(238)는 하부 전극(141)을 관통하도록 형성된 트렌치(239)에 의해 둘러싸여 정의되며, 또한 상기 트렌치(239)에 의해 하부 전극(141)과 절연된다.
그리고, 상기 온도 검출부(238)에는 온도 검출용 신호선(251)이 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 온도 검출용 신호선(251)은 압전 액츄에이터(140)의 상부 전극(143)에 연결되는 구동 신호선(151)과 함께 플렉시블 인쇄 회로(150)에 마련될 수 있다. 그리고, 이러한 온도 검출용 신호선(251)을 온도 검출부(238)에 용이하게 연결할 수 있도록, 하부 전극(141) 위에는 상기 온도 검출부(238)에 온도 검출용 신호선(251)을 연결하기 위한 연결 전극(243)과, 이 연결 전극(243)을 지지하기 위한 더미 압전막(242)이 마련된다. 상기 더미 압전막(242)은 압전 액츄에이터(140)의 압전막(142)의 일측에 이와 평행하게 배치되며, 그 일단은 온도 검출부(238) 위까지 연장된다. 상기 더미 압전막(242)의 폭은 압전 액츄에이터(140)의 압전막(142)의 폭보다 좁을 수 있으나, 그 높이는 압전막(142)의 높이와 같은 것이 바람직하다. 이는, 더미 압전막(142) 위에 형성되는 연결 전극(243)과 온도 검출용 신호선(251)의 본딩이 용이하기 때문이다. 상기 연결 전극(243)은 더미 압전막(242)의 상면에 형성되며, 그 일단은 더미 압전막(242)의 일단을 넘어서 온도 검출부(238)의 상면에 접촉되도록 연장된다. 따라서, 연결 전극(243)의 일단부와 온도 검출부(238)는 전기적으로 연결된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(238)가 프린트헤드의 압전 액츄에이터(140)에 일체로 형성됨으로써, 잉크의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있게 되고, 이에 따라 잉크 온도 변화에 따른 능동적이고 정확한 제어가 가능하여 인쇄 품질이 향상될 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 7n은 도 3과 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 단면도들이다.
도 7a를 참조하면, 노즐 플레이트(130)는 단결정 실리콘 기판으로 이루어지며, 그 두께는 대략 100 ~ 200㎛, 바람직하게는 160㎛ 정도이다. 준비된 실리콘 기판(130)을 산화로에 넣고 습식 또는 건식 산화시키면, 도 7a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(130)의 저면과 상면이 산화되어 절연막으로서 제1 실리콘 산화막(131a, 131b)이 형성된다. 한편, 제1 실리콘 산화막(131a, 131b)은 화학기상증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition)에 의해 형성될 수도 있다.
이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(130)의 상면에 형성된 제1 실리콘 산화막(131b)의 전 표면에 포토레지스트(PR)를 도포한다. 그리고, 도포된 포토레지스트(PR)를 패터닝하여 실리콘 기판(130)의 상면에 노즐의 잉크 유도부를 형성하기 위한 개구부(107)를 형성한다. 이때, 포토레지스트(PR)의 패터닝은 노광 및 현상을 포함하는 알려진 포토리소그라피 공정에 의해 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(107)를 통해 노출된 부위의 제1 실리콘 산화막(131b)을 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 사용하여 습식 식각함으로써, 실리콘 기판(130)의 상면을 부분적으로 노출시킨 뒤, 포토레지스트(PR)을 스트립한다. 이때, 실리콘 산화막(351a)은 습식 식각이 아니라 RIE(Reactive Ion Etching ; 반응성 이온 식각)와 같은 건식 식각에 의해 제거될 수도 있다.
다음에는, 도 7d에 도시된 바와 같이, 노출된 부위의 실리콘 기판(130)을 제1 실리콘 산화막(131b)을 식각 마스크로 하여 소정 깊이로 식각함으로써, 잉크 유도부(311)를 형성한다. 이때, 에칭액(etchant)으로서 TMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide ; 테트라메틸 수산화 암모늄) 또는 KOH(수산화 칼륨)를 사용하여 실리콘 기판(130)을 이방성 습식 식각하면, 측면이 경사진 사각뿔 형태의 잉크 유도부(106a)가 형성될 수 있다.
다음에는, 도 7e에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(130)의 저면에 형성된 제1 실리콘 산화막(131a)의 전 표면에 포토레지스트(PR)를 도포한다. 이어서, 도포된 포토레지스트(PR)를 도 3에 도시된 패턴으로 패터닝하여 히터(134)가 형성될 부위의 제1 실리콘 산화막(131a)을 노출시킨다. 이때, 전술한 바와 같이 히터(134)의 배치 형태에 따라 상기 포토레지스트(PR)도 여러가지 형태로 패터닝될 수 있으며, 온도 검출부(138)와 노즐금속층(136)이 형성될 부위의 제1 실리콘 산화막(131a)도 함께 노출될 수 있다.
이어서, 도 7f에 도시된 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(PR)와 노출된 제1 실리콘 산화막(131a)의 전 표면에 소정의 금속 물질을 스퍼터링(sputtering)하여 금속층(M)을 형성한다. 이때, 금속 물질로는 전술한 바와 같이 Pt가 사용될 수 있다.
도 7g는 실리콘 기판(130)의 저면에 히터(134), 본딩 패드(135), 온도 검출부(138) 및 노즐금속층(136)이 형성된 상태를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 7f에 도시된 포토레지스트(PR)를 리프트-오프(lift-off)시키면, 포토레지스트(PR)와 함께 그 표면에 형성된 금속층(M)이 제거되면서, 노출된 제1 실리콘 산화막(131a)의 표면에 형성된 금속층(M)만 잔존하게 된다. 이와 같이 잔존된 금속층(M)이 히터(134), 본딩 패드(135), 온도 검출부(138) 및 노즐금속층(136)을 형성하게 되는 것이다.
다음에는, 도 7h에 도시된 바와 같이, 도 7g의 결과물의 저면 전체에 히터(134) 등을 보호하기 위한 보호막으로서 제2 실리콘 산화막(132)을 증착한다. 이때, 제2 실리콘 산화막(132)의 증착은 플라즈마 화학기상증착(PECVD ; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)에 의해 수행될 수 있다. 그런데, 히터(134) 등의 두께가 너무 두꺼울 경우에는 증착된 제2 실리콘 산화막(132)의 평탄도가 떨어져 다음의 포토레지스트 도포 및 패터닝 공정에 영향을 미칠 수 있다. 이 경우에는, 화학기계적 연마(CMP ; Chemical Mechanical Polishing)를 통해 제2 실리콘 산화막(132)의 표면을 미리 평탄화할 수 있다.
이어서, 도 7i에 도시된 바와 같이, 제2 실리콘 산화막(132)의 전 표면에 포토레지스트(PR)를 도포하고, 이를 패터닝하여 잉크 유도부(106a)에 대응되는 위치에 개구부(108)를 형성한다.
다음으로, 도 7j에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 하여 개구부(108)를 통해 제2 실리콘 산화막(132)과 제1 실리콘 산화막(131a)을 순차적으로 건식 식각한 후, 포토레지스트(PR)를 스트립한다. 그러면, 개구부(108)를 통해 노즐금속층(136)과 실리콘 기판(130)의 저면이 노출된다.
도 7k는, 실리콘 기판(130)에 잉크 유도부(106a)와 잉크 토출구(106b)로 이루어진 노즐(106)을 형성한 상태를 도시한 것이다. 구체적으로, 노출된 부위의 실리콘 기판(130)을 관통되도록 식각함으로써, 잉크 유도부(106a)와 연결되는 잉크 토출구(106b)를 형성한다. 이때, 실리콘 기판(130)의 식각은 ICP(Inductively Coupled Plasma ; 유도결합 플라즈마)에 의한 건식 식각법에 의해 수행될 수 있으며, 노즐금속층(136)이 식각 마스크의 역할을 하게 된다.
다음으로, 도 7l에 도시된 바와 같이, 도 7k의 결과물의 저면 전체에 다시 포토레지스트(PR)를 도포한다. 이때에는, 드라이 필름 형태의 포토레지스트(PR)를 제2 실리콘 산화막(132) 표면에 가열 및 가압하여 압착하는 라미네이션(lamination) 방법에 의해 형성한다. 이와 같이, 드라이 필름 형태의 포토레지스트(PR)를 사용하면, 노즐(106) 내부로 포토레지스트(PR)가 침입하지 않는 장점이 있다. 이어서, 포토레지스트(PR)를 패터닝하여 히터(134)의 본딩 패드(135)에 대응되는 위치에 개구부(109)를 형성한다.
다음에는, 도 7m에 도시된 바와 같이, 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 하여 상기 개구부(109)를 통해 노출된 제2 실리콘 산화막(102)을 식각함으로써, 히터(134)의 본딩 패드(135)를 노출시키는 컨택홀(C)을 형성한다.
한편, 도 7l과 도 7m에 도시된 단계에서, 도 3에 도시된 온도 검출부(138)의 본딩 패드(139)를 노출시키기 위한 컨택홀도 함께 형성될 수 있다.
이어서, 포토레지스트(PR)를 아세톤 등을 이용하여 스트립하면, 도 7n에 도시된 바와 같이, 노즐(106)이 관통 형성되고, 그 저면에 히터(134)와 본딩 패드(135)와 온도 검출부(138)와 노즐금속층(136)이 형성된 노즐 플레이트(130)가 완성된다.
그리고, 전술한 바와 같이, 우수한 소수성 노즐(106)을 얻기 위해서, 상기 노즐금속층(136)의 표면에 우수한 소수성을 가진 금속 물질, 예컨대 Au로 이루어진 소수성 도금막(137)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 이미 형성된 노즐금속층(136)을 시드층(seed layer)으로 하여 그 표면에 Au를 전기도금(electroplating)함으로써 상기 소수성 도금막(137)이 형성된다. 이때, 노출된 본딩 패드(135)의 표면에도 상기 금속 물질, 즉 Au가 도금될 수 있으나, 이와 같이 본딩 패드(135)의 표면에 도금된 금속 물질도 도전성을 가지므로, 본딩 패드(135)의 역할에 전혀 영향을 주지 않는다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 별도의 시드층을 형성하기 위한 금속 물질의 증착과 패터닝 공정 없이 소수성 도금막(137)의 도금이 가능한 장점이 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 의하면, 잉크를 가열하기 위한 히터가 노즐 플레이트에 일체로 형성되므로, 그 구조가 간단하고 그 제조 비용이 절감될 수 있다. 그리고, 프린트헤드 내부의 잉크를 균일한 온도로 가열할 수 있게 되어, 다수의 노즐 각각을 통해 토출되는 액적의 속도 및 체적이 균일하게 유지되므로 인쇄 품질이 향상된다.
그리고, 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부가 노즐 플레이트 또는 압전 액츄에이터에 일체로 형성되므로, 잉크의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있어서 잉크 온도 변화에 따른 능동적이고 정확한 제어가 가능하여 인쇄 품질의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 노즐 플레이트의 표면에 히터 금속층과 함께 노즐을 둘러싸는 노즐금속층을 함께 형성하고, 노즐금속층의 표면에 소수성 도금막을 도금함으로써, 잉크 액적의 직진성, 잉크 액적의 크기 및 잉크 액적의 토출 속도 등 잉크 토출 성능이 향상되어 인쇄 품질이 향상될 수 있다.
또한, 노즐을 둘러싸는 노즐금속층은, 노즐의 잉크 토출구를 형성할 때 식각 마스크의 역할을 하게 되므로, 잉크 토출구를 정확하고 용이하게 형성할 수 있게 하며, 별도의 시드층을 형성하기 위한 금속 물질의 증착과 패터닝 공정 없이 소수성 도금막의 도금을 가능하게 한다.
도 1a와 도 1b는 종래의 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 일반적인 구성을 도시한 평면도와 압전막의 길이 방향을 따른 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 평면도이다.
도 3은 도 2에 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트의 저면을 도시한 평면도이다.
도 4은 도 3에 표시된 A-A'선을 따른 잉크젯 프린트헤드의 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 평면도이다.
도 6은 도 5에 표시된 B-B'선을 따른 잉크젯 프린트헤드의 부분 수직 단면도이다.
도 7a 내지 도 7n은 도 3과 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트의 제조 방법을 단계적으로 보여주는 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101...잉크 도입구 102...매니폴드
103...리스트릭터 104...압력 챔버
105...댐퍼 106...노즐
106a...잉크 유도부 106b...잉크 토출구
110...제1 유로 플레이트 111...진동판
112...절연막 120...제2 유로 플레이트
130...노즐 플레이트 131a,131b...제1 실리콘 산화막
132...제2 실리콘 산화막 134...히터
135...본딩 패드 136...노즐금속층
137...소수성 도금막 138,238...온도 검출부
139...본딩 패드 140...압전 액츄에이터
141...하부 전극 142...압전막
143...상부 전극 150...플렉시블 인쇄 회로
151...구동 신호선 239...트렌치
242...더미 압전막 243...연결 전극
251...온도 검출용 신호선

Claims (40)

  1. 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트;
    상기 유로 플레이트의 상부에 형성되어 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터;
    상기 유로 플레이트에 접합되며, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 노즐 플레이트; 및
    상기 노즐 플레이트의 저면에 형성되어 상기 잉크 유로 내부의 잉크를 가열하는 히터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐 플레이트의 저면에는 절연막이 형성되고, 상기 절연막의 표면에 상기 히터가 소정 패턴으로 형성되며, 상기 절연막과 상기 히터의 표면에는 상기 히터를 보호하기 위한 보호막이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 절연막과 보호막은 실리콘 산화막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 히터의 양단에는 전력 공급선을 본딩하기 위한 본딩 패드가 형성되고, 상기 본딩 패드는 상기 보호막에 형성된 컨택홀을 통해 노출되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 잉크 유로 내부의 잉크의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 온도 검출부는 온도의 변화에 따라 그 저항이 변하는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 온도 검출부는 상기 노즐 플레이트의 저면에 상기 히터와 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 히터와 온도 검출부는 동일한 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 히터와 상기 온도 검출부는 Pt로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 온도 검출부의 양단에는 온도 검출용 신호선을 본딩하기 위한 본딩 패드가 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 온도 검출부는 상기 유로 플레이트의 상부에 상기 압전 액츄에이터와 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 온도 검출부는 상기 압전 액츄에이터의 하부 전극과 동일한 평면 상에 형성되고, 동일한 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 온도 검출부와 상기 하부 전극은 Pt로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 온도 검출부는, 상기 하부 전극을 관통하여 형성된 트렌치에 의해 정의되고, 상기 트렌치에 의해 상기 하부 전극과 절연되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 하부 전극 위에는 상기 온도 검출부에 온도 검출용 신호선을 연결하기 위한 연결 전극과, 상기 연결 전극을 지지하기 위한 더미 압전막이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐 플레이트의 저면에 상기 노즐의 출구 둘레에 형성된 노즐금속층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 노즐금속층은 원형의 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 히터와 상기 노즐금속층은 동일한 평면 상에 동일한 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 히터와 상기 노즐금속층은 Pt로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 노즐금속층의 표면에는 소수성 도금막이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 소수성 도금막은 Au로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  22. 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 플레이트;
    상기 유로 플레이트의 상부에 형성된 하부 전극과, 상기 하부 전극 위에 형성된 압전막과, 상기 압전막 위에 형성된 상부 전극을 가지며, 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터;
    상기 유로 플레이트에 접합되며, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 노즐 플레이트; 및
    상기 유로 플레이트의 상부에 상기 압전 액츄에이터와 함께 형성되어 상기 잉크 유로 내부의 잉크의 온도를 검출하는 온도 검출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 온도 검출부는 상기 압전 액츄에이터의 하부 전극과 동일한 평면 상에 형성되고, 온도의 변화에 따라 그 저항이 변하는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 온도 검출부와 상기 하부 전극은 Pt로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 온도 검출부는, 상기 하부 전극을 관통하여 형성된 트렌치에 의해 정의되고, 상기 트렌치에 의해 상기 하부 전극과 절연되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 하부 전극 위에는 상기 온도 검출부에 온도 검출용 신호선을 연결하기 위한 연결 전극과, 상기 연결 전극을 지지하기 위한 더미 압전막이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 더미 압전막은 상기 압전막의 일측에 이와 평행하게 배치되며 그 일단은 상기 온도 검출부 위까지 연장되고, 상기 연결 전극은 상기 더미 압전막의 상면에 형성되며 그 일단은 상기 더미 압전막의 일단을 넘어서 상기 온도 검출부의 상면에 접촉되도록 연장된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 더미 압전막의 높이는 상기 압전막의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
  29. 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 관통 형성된 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법에 있어서,
    (가) 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    (나) 상기 실리콘 기판의 상면을 부분적으로 식각하여 상기 노즐의 잉크 유도부를 형성하는 단계;
    (다) 상기 실리콘 기판의 저면에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하는 단계;
    (라) 상기 실리콘 기판의 저면과 상기 포토레지스의 표면에 금속층을 형성하는 단계;
    (마) 상기 포토레지스트를 리프트-오프시키면서 상기 금속층 중 상기 포토레지스트 표면에 형성된 부분을 제거함으로써, 잔존된 금속층으로 이루어진 히터를 형성하는 단계;
    (바) 상기 실리콘 기판의 저면에 상기 히터를 보호하는 보호막을 형성하는 단계; 및
    (사) 상기 보호막을 부분적으로 식각하여 개구부를 형성하고, 상기 개구부를 통해 노출된 상기 실리콘 기판을 식각하여 상기 잉크 유도부와 연통되는 잉크 토출구를 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 (나) 단계 전에 상기 실리콘 기판의 저면과 상면에 절연막으로서 실리콘 산화막이 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 (라) 단계에서, 상기 금속층은 Pt로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 (마) 단계에서, 잔존된 금속층은 상기 히터 뿐만 아니라 잉크 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  33. 제 29항에 있어서,
    상기 (마) 단계에서, 잔존된 금속층은 상기 히터 뿐만 아니라 상기 노즐의 출구를 둘러싸는 노즐금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  34. 제 29항에 있어서,
    상기 (마) 단계에서, 잔존된 금속층은 상기 히터 뿐만 아니라 잉크 온도를 검출하기 위한 온도 검출부와 상기 노즐의 출구를 둘러싸는 노즐금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  35. 제 33항 또는 제 34항에 있어서,
    상기 (사) 단계에서, 상기 노즐금속층은 상기 개구부를 통해 노출되어 상기 실리콘 기판의 식각시에 식각 마스크로서의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  36. 제 33항 또는 제 34항에 있어서,
    상기 (사) 단계 이후에, 상기 노즐금속층의 표면에 소수성 도금막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 소수성 도금막은, 상기 노즐금속층을 시드층으로 이용하는 전기도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  38. 제 36항에 있어서,
    상기 소수성 도금막은 Au로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  39. 제 29항에 있어서,
    상기 (사) 단계에서, 상기 보호막의 식각에 사용되는 식각 마스크로는 패터닝된 드라이 필름 형태의 포토레지스트가 사용되는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
  40. 제 29항에 있어서,
    상기 (사) 단계 이후에, 상기 보호막을 부분적으로 식각하여 상기 히터 양단에 형성된 본딩 패드를 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조 방법.
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