KR100563360B1 - 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 유체를 분출하는 장치 및 방법 - Google Patents

마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 유체를 분출하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

챔버(14)와 매니폴드(16) 사이의 밸브 메카니즘으로 기능하도록 마이크로인젝터(12)의 챔버내에 버블(30)을 형성하기 위한 장치 및 방법으로서, 오리피스(18)를 통한 유체 분출동안 매니폴드를 통해 챔버를 빠져나가는 액체에 대한 높은 저항을 제공하며 또한 유체의 분출 및 버블의 붕괴후에 챔버내로의 액체의 재충전에 대해 낮은 저항을 제공한다. 이것은 인접한 챔버 사이의 크로스 토크를 효과적으로 최소화하며, 마이크로인젝터의 인젝션 주파수를 증가시킨다. 챔버(14)내의 제 2 버블(32)의 형성은 챔버(14)와 매니폴드(16) 사이에서 형성된 제 1 버블(30)과 합체되어 유체의 분출을 갑자기 중단시킴으로써, 위성 방울을 제거한다.

Description

마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 유체를 분출하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR USING BUBBLE AS VIRTUAL VALVE IN MICROINJECTOR TO EJECT FLUID}
본 발명은 일반적으로 액체 인젝터(liquid injector)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로디바이스로부터 액체를 분출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
액체 방울 인젝터(liquid droplet injector)는 잉크젯 프린터에서 프린트용으로 널리 사용되고 있다. 그러나, 액체 방울 인젝터는 또한 다수의 다른 잠재적 응용예, 예를 들면, 연료 분사 시스템, 셀 소팅(cell sorting), 약품 운반 시스템, 직접 프린트 리소그래피 및 마이크로 제트 추진 시스템 등에도 사용될 수 있다. 이들 모든 응용예에서는 공통적으로, 높은 주파수로 높은 공간적 해상도를 갖는 고품질의 방울을 공급할 수 있는 저가의 신뢰성 있는 액체 방울 인젝터가 매우 요망된다.
몇몇 장치만이 액체 방울을 그 크기가 균일한 상태로 개별적으로 분출할 수 있는 능력을 갖는다. 현재 알려져서 사용되고 있는 액체 방울 인젝션(injection) 시스템 중에, 열적으로 구동되는(thermally driven) 버블에 의한 인젝션이 간단하고 비교적 저가이기 때문에 가장 많이 이용되고 있다.
열적으로 구동되는 버블 시스템(버블 제트 시스템으로도 알려짐)은 크로스 토크(cross talk) 및 위성 방울(satellite droplet)과 같은 문제점이 있다. 버블 제트 시스템은 전류 펄스를 사용하여 전극을 가열함으로써 챔버내의 액체를 끓인다. 액체가 끓을 때에는, 액체 내에 버블이 형성되어 팽창됨으로써 챔버로부터 오리피스를 통해 액체의 기둥을 분출하는 펌프로서 기능하는데, 이러한 액체 기둥은 작은 방울로 형성된다. 전류 펄스가 종료되면, 버블이 파괴되고 모세관힘에 의해 액체 챔버를 재충전한다. 이러한 시스템의 성능은 분출 속도 및 방향, 방울의 크기, 최대 분출 주파수, 인접한 챔버간의 크로스 토크, 액체 재충전 동안의 오버슈트(overshoot)와 메니스커스(meniscus) 진동, 및 위성 방울의 발생에 의해 측정될 수 있다. 프린트하는 동안, 위성 방울은 이미지 선명도를 저하시키며, 정밀한 액체 제어에 있어서 유량 평가의 정확성을 감소시킨다. 크로스 토크는 버블 제트 인젝터가 가까운 피치의 배열로 설치되고 방울이 인접한 노즐로부터 분출될 때 발생된다.
대부분의 열적 버블 제트 시스템은 히터를 챔버의 바닥에 설치하는데, 이것은 상당한 에너지를 기재 재료에 빼앗긴다. 또한, 노즐 플레이트를 그 히터 플레이트에 부착하는데 통상적으로 본딩이 사용되며, 이것은 요구되는 조립 공차에 기인하여 노즐 공간 해상도를 제한한다. 또한, 본딩 과정은 IC 프로세스와 양립할 수 없는데, 이것은 배선을 감소시키고 콤팩트한 패키지를 보장하기 위해 제어 회로를 갖는 마이크로인젝터 어레이의 집적화가 요구되는 경우에 중요하다.
크로스 토크 및 오버슈트 문제를 해결하기 위해, 통상적으로 챔버와 저장소간의 유체 임피던스를 증가시키도록 채널의 길이를 증가시키거나 또는 챔버의 목부를 추가하는 것이 실행되어 왔다. 그러나, 이러한 실행은 챔버내로의 액체 재충전을 느리게 하여 디바이스의 최대 인젝션 주파수를 크게 감소시킨다.
현존하는 잉크젯 시스템에 가장 문제되는 것은 위성 방울인데, 이는 이것이 이미지 얼룩을 야기하기 때문이다. 프린트헤드와 종이가 상대운동을 할 때, 주 방울을 추적하는 위성 방울은 주 위치보다 약간 다른 위치에서 종이 표면에 부딪친다. 쉽게 이용할 수 있고 경제적인, 위성 방울 문제를 해결하는 효과적인 방법은 알려져 있지 않다.
따라서, 액체 재충전 속도를 느리게 하지 않고도 크로스 토크를 최소화함으로써, 위성 방울을 제거하는 한편 설계 및 제조에 복잡성을 부가하지 않고도 높은 주파수의 응답을 유지하는 액체 방울 인젝션 시스템이 요구된다. 본 발명은 이러한 요구 및 다른 요구를 만족시키며 일반적으로 배경기술란에 기재된 종래의 문제를 극복한다.
발명의 요약
본 발명은 챔버와 매니폴드 사이에서 밸브 메카니즘으로 기능하도록 마이크로인젝터의 챔버내에 버블을 형성하여, 오리피스를 통한 유체 분출동안 매니폴드를 향해 챔버를 빠져나가는 액체에 대해서 높은 저항을 제공하고 또한 유체의 분출 및 버블의 붕괴 후에 챔버내로의 액체 재충전에 대해 낮은 저항을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 본 발명의 장치는 챔버와, 챔버를 통해 유체 연통하는 매니폴드와, 챔버와 유체 연통하는 오리피스와, 챔버와 매니폴드 사이에 버블을 형성하는 적어도 하나의 수단과, 챔버를 가압하는 수단을 포함한다.
챔버의 입구에 버블이 형성되면, 챔버로부터 매니폴드로의 액체 유동이 제한된다. 버블의 형성후에 챔버를 가압하는 가압 수단은 챔버 압력을 증가시켜 유체가 오리피스 외측으로 힘을 받는다. 오리피스를 통한 유체의 분출 후에, 버블은 붕괴되어 액체가 챔버를 신속하게 재충전하도록 한다.
버블이 챔버를 매니폴드와 인접한 챔버로부터 차단하는 동안 챔버가 가압되기 때문에, 크로스 토크 문제가 또한 최소로 된다.
본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 버블을 형성하는 수단은 챔버에 인접하게 배치된 제 1 히터를 포함한다. 가압 수단은 챔버내에 제 2 버블을 형성할 수 있는 제 2 히터를 포함한다. 히터들은 오리피스에 인접하게 배치되며 직렬로 접속된 전극을 포함하는데, 전극은 그 폭의 편차에 기인하여 상이한 저항을 갖는다. 제 1 히터는 제 2 히터보다 좁은 전극을 가지므로, 공통 전기 신호가 인가되는 경우라도, 제 2 버블이 형성되기 전에 제 1 버블이 형성되도록 한다.
제 1 및 제 2 버블이 팽창함에 따라, 이들은 서로 접근하여 궁극적으로 합체됨으로써, 오리피스를 통한 액체의 흐름을 명확하게 차단하여 위성 방울이 제거되거나 또는 상당히 감소되게 된다.
본 발명의 목적은 위성 방울을 제거하는 마이크로인젝터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 크로스 토크를 최소화시키는 마이크로인젝터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유체 분출 후에 액체가 챔버내로 신속하게 재충전되도록 하는 마이크로인젝터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위성 방울을 최소화시키는 마이크로인젝터 챔버로부터 액체를 분출하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 크로스 토크를 최소화시키는 마이크로인젝터 챔버로부터 유체를 분출하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유체 분출 후에 액체가 챔버내로 신속하게 재충전되도록 하는 마이크로인젝터 챔버로부터 유체를 분출하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 명세서의 다음 부분에 나타날 것이며, 다음의 상세한 설명은 본 발명을 제한함없이 본 발명의 양호한 실시예를 충분히 설명할 목적으로 기재된 것이다.
본 발명은 단순히 예시를 목적으로 하는 첨부된 도면을 참조함으로써 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로인젝터 어레이 장치의 일부분의 사시도,
도 2a는 도 1에 도시된 마이크로인젝터 어레이 장치의 챔버 및 매니폴드의 단면도,
도 2b는 도 2a에 도시된 챔버 및 매니폴드의 단면도로서, 유체를 오리피스 밖으로 분출하기 위한 제 1 버블에 이은 제 2 버블의 형성을 설명하는 도면,
도 2c는 도 2a에 도시된 챔버 및 매니폴드의 단면도로서, 오리피스로부터의 액체의 분출을 종료하는 제 1 및 제 2 버블의 합체를 설명하는 도면,
도 2d는 도 2a에 도시된 챔버 및 매니폴드의 단면도로서, 유체가 챔버내로 재충전되도록 하기 위한 제 1 버블에 이은 제 2 버블의 붕괴를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 마이크로인젝터 어레이 장치를 제조하는데 사용되는 실리콘 웨이퍼의 평면도,
도 4는 선 4-4를 따라 취한 도 3에 도시된 실리콘 웨이퍼의 단면도,
도 5는 매니폴드를 형성하도록 그 배면측이 에칭된 도 3에 도시된 실리콘 웨이퍼의 평면도,
도 6은 선 6-6을 따라 취한 도 5에 도시된 실리콘 웨이퍼의 단면도,
도 7은 챔버의 깊이를 확장하도록 에칭된 도 5에 도시된 실리콘 웨이퍼의 평면도,
도 8은 선 8-8을 따라 취한 도 7에 도시된 실리콘 웨이퍼의 단면도,
도 9는 히터가 그 위에 침착 및 패턴화된 도 7에 도시된 실리콘 웨이퍼의 평면도,
도 10은 선 10-10을 따라 취한 도 9에 도시된 실리콘 웨이퍼의 단면도,
도 11은 오리피스가 형성된 도 9에 도시된 실리콘 웨이퍼의 평면도,
도 12는 선 12-12를 따라 취한 도 11에 도시된 실리콘 웨이퍼의 단면도.
도면을 보다 구체적으로 참조하면, 예시를 위해 본 발명은 도 1 내지 도 12에 일반적으로 도시된 장치로 구체화된다. 이러한 장치는 본 명세서에 개시된 기본 개념으로부터 벗어남 없이 형상 및 부분의 상세한 면에 관해서 변경될 수도 있음을 인식할 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, 마이크로인젝터 장치(12)의 어레이(10)가 일반적으로 도시되어 있다. 어레이(10)는 서로 인접하게 배치된 다수의 마이크로인젝터(12)를 포함한다. 각각의 마이크로인젝터는 챔버(14), 매니폴드(16), 오리피스(18), 제 1 히터(20) 및 제 2 히터(22)를 포함한다. 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)는 통상적으로 공통 전극(24)에 직렬로 접속된 전극이다.
또한 도 2a를 참조하면, 챔버(14)는 액체(26)로 충전되기에 적합하다. 액체(26)로는 특정 응용에 따라 잉크, 가솔린, 오일, 화학약품, 생체임상의학적 용액, 물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 액체(26)의 메니스커스 레벨(28)은 일반적으로 오리피스(18)에서 안정된다. 매니폴드(16)는 챔버(14)에 인접하게 배치되고 그와 유체 연통한다. 저장소(도시안됨)로부터의 액체가 매니폴드(16)를 통과하여 챔버(14)에 공급된다. 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)는 오리피스(18)에 인접하게 챔버(14) 위에 위치되어 기재로의 열손실을 방지한다. 제 1 히터(20)는 매니폴드(16)에 인접하게 배치되며 제 2 히터(22)는 챔버(14)에 인접하게 배치된다. 도 2a에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 히터(20)의 단면은 제 2 히터(22)의 단면보다 좁다.
또한 도 2b를 참조하면, 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)가 직렬로 접속되어 있기 때문에, 공통의 전기 펄스가 제 1 히터(20) 및 제 2 히터(22)를 동시에 작동시키도록 사용될 수 있다. 제 1 히터(20)가 보다 좁은 단면을 갖기 때문에, 전류 펄스의 소비 전력(power dissipation)이 크며, 이에 의해 공통의 전기 펄스에 응답하여 제 1 히터가 보다 넓은 단면을 갖는 제 2 히터보다 빨리 가열된다. 이것은 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)를 순차적으로 작동시키는 수단에 대한 필요성을 제거함으로써 디자인을 단순화할 수 있도록 한다. 제 1 히터(20)의 작동은 매니폴드(16)와 챔버(14) 사이에 제 1 버블(30)이 형성되도록 한다. 제 1 버블(30)이 화살표(P) 방향으로 팽창함에 따라, 제 1 버블(30)은 매니폴드(16)로의 유체 흐름을 제한하기 시작하며, 이에 의해 챔버(14)를 격리시키는 가상 밸브(virtual valve)를 형성하여 인접한 챔버를 크로스 토크로부터 차폐한다. 제 1 버블(30)의 형성 후에, 제 2 히터(22) 아래에 제 2 버블(32)이 형성되며, 제 2 버블(32)이 화살표(P) 방향으로 팽창함에 따라 챔버(14)가 가압되어 액체(26)가 오리피스(18)를 통해 화살표(F) 방향으로 액체 기둥(36)으로 분출되도록 한다.
또한 도 2c를 참조하면, 제 1 버블(30) 및 제 2 버블(32)이 팽창을 계속함에 따라, 제 1 버블(30)과 제 2 버블(32)은 서로 접근하여 오리피스(18)를 통한 액체의 분출을 중단시킨다. 제 1 버블(30)과 제 2 버블(32)이 합체되기 시작할 때, 액체 기둥(36)의 꼬리(34)가 갑자기 절단되어 위성 방울의 형성을 방지한다.
또한 도 2d를 참조하면, 전기 펄스의 중단에 의해 제 1 버블(30)이 화살표(P)로 표시된 방향으로 붕괴되기 시작한다. 제 1 버블(30)의 거의 순간적인 붕괴에 의해 유체(26)는 화살표(R)로 표시된 방향으로 챔버(14)를 신속히 재충전하게 되는데, 이는 매니폴드(16)와 챔버(14) 사이에 액체 저항이 더 이상 존재하지 않기 때문이다.
따라서, 전술된 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로인젝터 장치로부터 유체(26)를 분출하는 방법은 일반적으로,
ⓐ 마이크로인젝터 장치(12)의 유체 충전 챔버(14)내에 제 1 버블(30)을 발생시키는 단계와,
ⓑ 유체(26)를 챔버(14)로부터 분출시키도록 챔버(14)를 가압하는 단계로서, 상기 가압 단계는 챔버(14)내에 제 2 버블을 발생시키는 단계를 포함하는, 상기 가압 단계와,
ⓒ 챔버(14)내의 제 1 버블(30)을 확장시켜 챔버(14)와 매니폴드(16) 사이의 유체 흐름을 제한하는 가상 밸브로서 작용하도록 하는 단계와,
ⓓ 챔버(14)내의 제 2 버블(32)을 확장시켜 제 1 버블(30)과 제 2 버블(32)이 서로 접근하여 챔버(14)로부터의 유체 분출을 갑자기 중단시키는 단계와,
ⓔ 제 1 버블(30)을 붕괴시켜 챔버(14)내로의 유체의 재충전을 촉진하는 단계를 포함한다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 결합된 표면 및 부피(bulk) 마이크로머신 기술을 사용하여 웨이퍼 본딩 공정 없이 실리콘 웨이퍼(38)상에 마이크로인젝터 어레이(10)를 형성한다. 이 제조 공정은 챔버 희생 층(40)으로서 인규산염-유리(phosphosilicate-glass: PSG)를 침착 및 패턴화하고 챔버 상부층으로서 거의 저응력 질화규소(42)를 침착시킴으로써 시작된다.
실리콘 웨이퍼(38)는 그 뒤, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수산화칼륨(KOH)에 의해 그 배면측(43)으로부터 에칭되어 매니폴드(16)를 형성한다. 희생 PSG 층(40)은 불화수소산(HF)에 의해 제거된다. 도 7 및 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 다른 수산화칼륨 에칭은 정밀한 시간 제어에 의해 챔버(14)의 깊이를 확장시킨다. 이 단계동안 세심한 주의를 기울여야 하는데, 이는 챔버(14)의 볼록한 모서리가 또한 공격을 받아 둥글게 되기 때문이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)가 침착 및 패턴화된다. 제 1 히터(20)와 제 2 히터(22)는 백금인 것이 바람직하다. 금속 와이어(44)가 형성되며, 패시베이션(passivation)을 위해 산화물 층(46)이 상부에 침착된다. 제 1 히터(20)와 공통 전극(24)간의 상호접속부(48)가 산화물 층(46) 아래에 배치된다. 마지막으로 도 11 및 도 12를 참조하면, 오리피스(18)가 형성된다. 3㎛ 선폭의 리소그래피 능력을 가정하면, 오리피스(18)는 약 2㎛ 정도로 작을 수도 있으며, 오리피스(18)간의 피치는 약 15㎛ 정도로 작을 수도 있다. 에칭의 결과로서 챔버(14)의 볼록한 모서리(47)가 뚜렷하게 형성됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 챔버내의 유체 흐름을 제한하는 버블을 사용하여, 오리피스를 통한 유체의 분출동안 챔버로부터 매니폴드로의 액체의 탈출을 방지하는 신규한 마이크로인젝터를 제공한다. 또한, 제 2 버블은 제 1 버블과 공동으로 오리피스를 통해 분출되는 액체 기둥을 갑자기 절단하여, 위성 방울을 제거한다. 상기 설명은 많은 특정사항을 내포하고 있지만, 그들이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 단순히 본 발명의 현재의 양호한 실시예의 일부에 대한 예시를 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그의 균등물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (47)

  1. 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 유체를 분출하는 장치에 있어서,
    ⓐ 액체를 그내에 수용하는 챔버와,
    ⓑ 상기 챔버와 유체 연통하고, 상기 챔버 위에 배치되는 오리피스와,
    ⓒ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 가상 밸브로서 작용하도록 상기 챔버내에 제 1 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 오리피스에 매우 인접하게 상기 챔버의 외부에 배치되는, 상기 제 1 버블 발생 장치와,
    ⓓ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 상기 챔버로부터 액체를 분출시키도록 상기 제 1 버블의 발생에 이어서 상기 챔버내에 제 2 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 오리피스에 매우 인접하게 상기 챔버의 외부에 배치되는, 상기 제 2 버블 발생 장치를 포함하는
    유체 분출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버블 발생 장치는 제 1 히터를 포함하는
    유체 분출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 버블 발생 장치는 제 2 히터를 포함하는
    유체 분출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 상기 제 1 버블과 제 2 버블이 서로를 향해 팽창되어 상기 챔버로부터의 액체의 분출을 갑자기 중단시키도록 배치되는
    유체 분출 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 공통 신호에 의해 구동되는
    유체 분출 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 직렬로 접속된
    유체 분출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버블의 발생은 가상 밸브로서 작용함으로써 상기 챔버로부터의 액체의 유출을 제한하는
    유체 분출 장치.
  8. 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 액체를 분출하는 장치에 있어서,
    ⓐ 챔버와,
    ⓑ 상기 챔버에 액체를 공급하기 위해 상기 챔버와 유체 연통하는 매니폴드와,
    ⓒ 상기 챔버와 유체 연통하는 오리피스와,
    ⓓ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 가상 밸브로서 작용하도록 상기 챔버내에 제 1 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 오리피스에 매우 인접하게 상기 챔버의 외부에 배치되는, 상기 제 1 버블 발생 장치와,
    ⓔ 상기 제 1 버블의 형성 후에 제 2 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 오리피스에 매우 인접하게 상기 챔버의 외부에 배치되는, 상기 제 2 버블 발생 장치를 포함하며, 상기 오리피스는 상기 제 1 버블 발생 장치와 상기 제 2 버블 발생 장치 사이에 배치되며, 상기 제 2 버블의 형성은 상기 챔버내의 유체가 상기 오리피스를 통해 분출되도록 하는
    액체 분출 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 버블 발생 장치는 제 1 히터를 포함하는
    액체 분출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 버블 발생 장치는 제 2 히터를 포함하는
    액체 분출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 공통 신호에 의해 구동되는
    액체 분출 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 직렬로 접속된
    액체 분출 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 히터는 상기 제 1 및 제 2 버블이 합체되어 상기 오리피스로부터의 액체 분출을 갑자기 중단시키도록 상기 오리피스에 인접하게 배치되는
    액체 분출 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 버블의 발생은 가상 밸브로서 작용함으로써 상기 챔버로부터의 액체의 유출을 제한하는
    액체 분출 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 오리피스를 갖는 챔버로부터 유체를 분출하는 방법에 있어서,
    ⓐ 액체가 충전된 챔버내에서 오리피스에 매우 인접하게 제 1 버블을 발생시키는 단계와,
    ⓑ 상기 챔버를 가압하여 그로부터 유체를 분출시키도록 상기 챔버내에서 오리피스에 매우 인접하게 제 2 버블을 발생시키는 단계로서, 상기 제 1 버블 발생 단계 후에 상기 제 2 버블 발생 단계를 수행하고, 상기 제 1 및 제 2 버블이 각각 상기 오리피스와 나란히 놓이는, 상기 제 2 버블 발생 단계와,
    ⓒ 상기 챔버내로의 액체 유동을 제한하기 위한 가상 밸브로서 작용하도록 챔버내에서 상기 제 1 버블을 확장시키는 단계와,
    ⓓ 상기 챔버내에서 상기 제 2 버블을 확장시켜, 상기 제 1 버블과 제 2 버블이 서로 접근하여 상기 오리피스를 통한 액체 분출을 갑자기 중단시키는 단계를 포함하는
    유체 분출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 버블을 붕괴시켜 상기 챔버내로의 액체 유동을 촉진하는 단계를 더 포함하는
    유체 분출 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    공통 신호를 사용하여 상기 제 1 버블과 제 2 버블의 발생을 순차적으로 개시시키는
    유체 분출 방법.
  20. 삭제
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 버블은 상기 제 2 버블보다 빠르게 확장되는
    유체 분출 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 챔버와, 상기 챔버에 액체를 공급하기 위한 매니폴드와, 상기 챔버와 유체 연통하는 오리피스를 갖는 마이크로인젝터로부터 액체를 분출하는 방법에 있어서,
    ⓐ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 가상 밸브로서 작용하도록 상기 챔버내에서 오리피스에 매우 인접하게 제 1 버블을 발생시키는 단계와,
    ⓑ 상기 오리피스를 통해 액체를 분출시키도록 상기 오리피스에 매우 인접하게 제 2 버블을 발생시키는 단계로서, 상기 제 1 버블 발생 단계 후에 수행되는, 상기 제 2 버블 발생 단계와,
    ⓒ 상기 제 1 버블과 제 2 버블을 합체하여 상기 오리피스를 통한 액체 분출을 갑자기 차단하는 단계를 포함하는
    액체 분출 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 버블을 붕괴시켜 상기 챔버내로의 액체 유동을 촉진하는 단계를 더 포함하는
    액체 분출 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    공통 신호를 사용하여 상기 제 1 버블과 제 2 버블의 발생을 순차적으로 개시시키는
    액체 분출 방법.
  27. 삭제
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 버블은 상기 제 2 버블보다 빠르게 확장되는
    액체 분출 방법.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 유체를 분출하는 장치에 있어서,
    ⓐ 액체를 그내에 수용하고, 상부층을 포함하는 챔버와,
    ⓑ 상기 상부층에 인접하게 배치된 패시베이션층(passivation layer)과,
    ⓒ 상기 챔버와 유체 연통하고, 상기 챔버 위에 배치되며, 상기 패시베이션층과 상기 상부층 모두를 관통하는 오리피스와,
    ⓓ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 가상 밸브로서 작용하도록 상기 챔버내에 제 1 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 패시베이션층과 상기 상부층 사이에서 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되는, 상기 제 1 버블 발생 장치와,
    ⓔ 상기 챔버가 액체로 충전된 경우 상기 챔버로부터 액체를 분출시키도록 상기 제 1 버블의 발생에 이어서 상기 챔버내에 제 2 버블을 발생시키는 장치로서, 상기 패시베이션층과 상기 상부층 사이에서 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되는, 상기 제 2 버블 발생 장치를 포함하는
    유체 분출 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 버블 발생 장치는 제 1 히터를 포함하는
    유체 분출 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 버블 발생 장치는 제 2 히터를 포함하는
    유체 분출 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 상기 제 1 버블과 제 2 버블이 서로를 향해 팽창되어 상기 챔버로부터의 액체의 분출을 갑자기 중단시키도록 배치되는
    유체 분출 장치.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 공통 신호에 의해 구동되는
    유체 분출 장치.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 히터와 제 2 히터는 직렬로 접속되는
    유체 분출 장치.
  37. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 버블의 발생은 가상 밸브로서 작용함으로써 상기 챔버로부터의 액체의 유출을 제한하는
    유체 분출 장치.
  38. 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 액체를 분출하는 장치에 있어서,
    ⓐ 상부층이 그위에 배치된 챔버와,
    ⓑ 상기 상부층을 덮는 패시베이션층과,
    ⓒ 상기 챔버와 유체 연통하는 오리피스와,
    ⓓ 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되고, 상기 상부층과 상기 패시베이션층 사이에 매설되는 제 1 버블 발생기와,
    ⓔ 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되고, 상기 상부층과 상기 패시베이션층 사이에 매설되는 제 2 버블 발생기를 포함하며, 상기 제 1 버블 발생기는 상기 챔버내에 제 1 버블을 발생시키며, 상기 제 1 버블은 가상 밸브로서 작용하여 상기 챔버로부터의 액체의 유출을 제한하는
    액체 분출 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 버블 발생기는 제 1 히터를 포함하고, 상기 제 2 버블 발생기는 제 2 히터를 포함하는
    액체 분출 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 공통 신호에 의해 구동되는
    액체 분출 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 1 히터와 제 2 히터는 직렬로 접속되는
    액체 분출 장치.
  42. 마이크로인젝터 내에서 버블을 가상 밸브로서 이용하여 액체를 분출하는 장치에 있어서,
    액체를 그내에 수용하고, 상부층을 포함하는 챔버와,
    상기 챔버와 유체 연통하고, 상기 챔버 위에 배치되며, 상기 상부층을 관통하는 오리피스와,
    상기 챔버가 액체로 충전된 경우 가상 밸브로서 작용하도록 상기 챔버내에 제 1 버블을 발생시키기 위한 제 1 소비 전력(power dissipation)을 가지며, 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되는 제 1 히터와,
    상기 챔버가 액체로 충전된 경우 상기 챔버로부터 액체를 분출시키도록 상기 제 1 버블의 발생에 이어서 상기 챔버내에 제 2 버블을 발생시키기 위한 제 2 소비 전력을 가지며, 상기 오리피스에 매우 인접하게 배치되는 제 2 히터를 포함하며, 상기 제 1 소비 전력은 상기 제 2 소비 전력보다 큰
    액체 분출 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 히터와 제 2 히터는 직렬로 접속되는
    액체 분출 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 1 히터는 제 1 저항값을 갖고, 상기 제 2 히터는 제 2 저항값을 가지며, 상기 제 1 저항값은 상기 제 2 저항값보다 큰
    액체 분출 장치.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 공통 신호에 의해 구동되는
    액체 분출 장치.
  46. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 상기 제 1 버블과 제 2 버블이 서로를 향해 팽창되어 상기 챔버로부터의 액체의 분출을 갑자기 중단시키도록 배치되는
    액체 분출 장치.
  47. 제 42 항에 있어서,
    상기 상부층에 인접하게 배치된 패시베이션층을 더 포함하며, 상기 오리피스는 상기 패시베이션층 및 상기 상부층 모두를 관통하며, 상기 제 1 히터 및 제 2 히터는 상기 패시베이션층과 상기 상부층 사이에 배치되는
    액체 분출 장치.
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