KR101275471B1 - 잉크젯 프린트 헤드 - Google Patents

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KR101275471B1
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Abstract

본 발명의 잉크젯 프린트 헤드는 제1리스트릭터와 압력실이 형성되는 제1기판; 및 매니폴드와 제2리스트릭터가 형성되는 제2기판;을 포함하고, 상기 제1리스트릭터는 상기 매니폴드 및 상기 제2리스트릭터와 연결되고, 상기 제2리스트릭터는 상기 제1리스트릭터 및 상기 압력실과 연결될 수 있다.

Description

잉크젯 프린트 헤드{inkjet print head}
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잉크의 분사과정에서 발생하는 잉크의 역류 현상을 효과적으로 감소시키는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
잉크젯 프린트 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 저장된 잉크를 물방울 크기로 토출하는 장치이다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드는 대량생산이 가능하므로, 사무용 프린터뿐만 아니라 산업용 프린터에도 사용되고 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린트 헤드는 종이에 잉크를 토출하여 출력물을 인쇄하는 사무실뿐만 아니라 인쇄회로기판(PCB) 상에 액상의 금속 물질을 토출하여 회로 패턴을 직접 형성하는 제조공장에서도 사용되고 있다.
일반적으로 사용되는 잉크젯 프린트 헤드는 다수의 압력실과 노즐을 가질 수 있다. 이러한 잉크젯 프린트 헤드는 다수의 노즐을 통해 동일 색의 잉크 또는 서로 다른 색의 잉크를 동시에 토출할 수 있으므로, 인쇄속도가 빠를 뿐만 아니라 선명한 인쇄가 가능할 수 있다.
그러나 이러한 구조는 압력실과 압력실 간의 간격이 매우 작으므로, 임의의 압력실에서 발생한 토출 압력이 이웃한 압력실에 영향을 미치는 혼선현상(crosstalk)이 일어나기 쉽다.
따라서, 고속인쇄와 선명한 인쇄품질을 제공하면서도 혼선현상을 경감시킬 수 있는 잉크젯 프린트 헤드의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고속인쇄와 선명한 인쇄품질을 제공하면서도 혼선현상을 경감시킬 수 있는 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 제1리스트릭터와 압력실이 형성되는 제1기판; 및 매니폴드와 제2리스트릭터가 형성되는 제2기판;을 포함하고, 상기 제1리스트릭터는 상기 매니폴드 및 상기 제2리스트릭터와 연결되고, 상기 제2리스트릭터는 상기 제1리스트릭터 및 상기 압력실과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 길이는 상기 제2리스트릭터의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 폭은 상기 제2리스트릭터의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터 및 상기 제2리스트릭터의 폭은 상기 압력실의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 매니폴드가 중첩되는 제1영역은 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제3영역보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제3영역보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 상기 제2기판에 상기 압력실과 상기 노즐을 연결하는 버퍼 공간이 더 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 매니폴드와 제2리스트릭터와 압력실이 형성되는 제1기판; 및 제1리스트릭터와 제3리스트릭터와 노즐이 형성되는 제2기판;을 포함하고, 상기 제1리스트릭터는 상기 매니폴드 및 상기 제2리스트릭터와 연결되고, 상기 제3리스트릭터는 상기 제2리스트릭터 및 상기 압력실과 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 길이는 상기 제2리스트릭터의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 폭은 상기 제2리스트릭터의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터, 상기 제2리스트릭터 및 상기 제3리스트릭터의 폭은 상기 압력실의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 매니폴드가 중첩되는 제1영역은 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 제3리스트릭터가 중첩되는 제3영역보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1영역은 상기 제3리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제4영역보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역 또는 상기 제2리스트릭터와 상기 제3리스트릭터가 중첩되는 제3영역은 상기 제3리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제4영역보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제1리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적 또는 상기 제3리스트릭터의 체적보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 제3리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 상기 제2기판에 상기 압력실과 상기 노즐을 연결하는 버퍼 공간을 더 형성될 수 있다.
본 발명은 압력실에서 발생하는 압력이 매니폴드로 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있으므로, 혼선 현상으로 인한 인쇄품질의 저하 현상을 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 분리 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 제1기판의 저면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 제2기판의 평면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고,
도 8은 도 7에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고,
도 10은 도 9에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 분리 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
잉크젯 프린트 헤드는 압력실에 저장된 잉크를 액추에이터로부터 발생한 압력을 이용하여 노즐을 통해 외부로 토출할 수 있다. 여기서, 압력실에 저장된 잉크의 상당량은 노즐을 통해 외부로 토출되지만, 일부는 매니폴드 쪽으로 역류할 수 있다.
이러한 현상은 매니폴드를 통해 공급되는 잉크의 흐름을 불안정하게 하므로, 잉크젯 프린트 헤드의 인쇄품질을 떨어뜨릴 수 있다.
한편, 잉크젯 프린트 헤드는 다수의 기판을 적층하여 제작할 수 있다. 이러한 구조는 각각의 기판에 매니폴드, 압력실, 노즐 등을 분리하여 형성할 수 있으므로 제작이 용이하다.
그러나 프린터 장치가 점차 소형화 및 박형화됨에 따라 적은 수의 기판으로 잉크젯 프린트 헤드를 제작할 수 있는 기술이 필요해지고 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점과 필요성을 동시에 만족시키기 위한 것으로서, 압력실의 잉크가 매니폴드 쪽으로 역류하는 것을 최소화시키면서 적은 수의 기판으로 제작할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1기판의 저면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 제2기판의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 A-A 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 잉크젯 프린트 헤드의 결합면(B-B 단면)을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 분리 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명한다.
제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제1기판(10)과 제2기판(20)을 포함할 수 있으며, 액추에이터(80)를 더 포함할 수 있다.
제1기판(10)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 일 부분을 형성할 수 있으며, 단결정의 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다. 그러나 제1기판(10)은 필요에 따라 SOI(Silicon on insulator) 기판으로 이루어질 수 있다. 이 경우 제1기판(10)은 실리콘 기판과 다수의 절연 부재가 적층된 적층 구조물일 수 있다.
제1기판(10)은 제1리스트릭터(40), 압력실(50), 액추에이터(80)를 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 제1기판(10)의 제1면(12)에는 액추에이터(80)가 형성될 수 있고, 제2면(14)에는 제1리스트릭터(40)와 압력실(50)이 형성될 수 있다. 아울러, 제1기판(10)에는 잉크 공급로(90)가 형성될 수 있다. 잉크 공급로(90)는 제1기판(10)의 두께 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 길게 형성될 수 있다.
제1리스트릭터(40)는 제1기판(10)의 제2면(14)에 형성될 수 있다. 제1리스트릭터(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 압력실(50)과 X축 방향으로 일정한 거리를 두고 형성될 수 있으며, Y축 방향으로 다열로 형성될 수 있다. 여기서, Y축 방향으로 배열되는 다수의 제1리스트릭터(40)는 이웃한 압력실(50)과 각각 대응하도록 형성될 수 있다. 한편, 본 실시 예에서는 제1기판(10)에 4개의 제1리스트릭터(40)와 압력실(50)이 형성된 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 그 수가 증감될 수 있다.
제1리스트릭터(40)는 소정의 길이(L1)와 폭(W1)을 가질 수 있다. 여기서, 제1리스트릭터(40)의 길이(L1)는 압력실(50)의 길이(Lp)보다 작고, 제1리스트릭터(40)의 폭(W1)은 압력실(50)의 폭(Wp)보다 작을 수 있다. 이와 같이 형성된 제1리스트릭터(40)는 매니폴드(30)에서 압력실(50)로 공급되는 잉크의 유량을 조절할 수 있다.
압력실(50)은 제1기판(10)의 제2면(14)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 압력실(50)은 제2기판(20)의 제2리스트릭터(42)와 부분적으로 중첩되고, 노즐(60) 또는 버퍼 공간(70)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 즉, 압력실(50)은 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합한 상태에서, 제2리스트릭터(42)와 노즐(60) 또는 버퍼 공간(70)과 연결될 수 있다.
압력실(50)은 소정의 체적을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 압력실(50)은 액추에이터(80)의 1회 작동에 의해 토출될 수 있는 잉크방울의 체적과 동일하거나 또는 이보다 큰 체적을 가질 수 있다. 여기서, 전자는 잉크의 정량 토출에 유리할 수 있고, 후자는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 연속 토출에 유리할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 5에는 압력실(50)이 제1기판(10)의 제2면(14)에만 형성된 것으로 도시되어 있다. 그러나 압력실(50)은 제1기판(10)을 완전히 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
액추에이터(80)는 제1기판(10)의 제1면(12)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 액추에이터(80)는 제1기판(10)의 제1면(12)에서 압력실(50)과 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
액추에이터(80)는 압전소자와 상하 전극 부재를 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 액추에이터(80)는 상부 전극 부재와 하부 전극 부재를 사이에 두고 압전 소자가 배치된 적층 구조물일 수 있다.
이 같이 형성된 액추에이터(80)는 전기신호에 따라 인장 및 수축하며 압력실(50)에 압력을 제공할 수 있다.
제2기판(20)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 나머지 부분을 형성할 수 있으며, 단결정의 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다. 그러나 제2기판(20)은 필요에 따라 SOI(Silicon on insulator) 기판으로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2기판(20)은 실리콘 기판과 다수의 절연 부재가 적층된 적층 구조물일 수 있다.
제2기판(20)은 매니폴드(30), 제2리스트릭터(42), 노즐(60) 및 버퍼 공간(70)을 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 제2기판(20)의 제1면(22)에는 매니폴드(30)와 제2리스트릭터(42)와 버퍼 공간(70)이 형성될 수 있다. 그리고 노즐(60)은 제2기판(20)을 상하 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
매니폴드(30)는 제2기판(20)의 제1면(22)에 형성될 수 있다. 매니폴드(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 Y축 방향으로 길게 연장된 형상을 가질 수 있으며, 제2리스트릭터(42)와 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다.
매니폴드(30)는 제1리스트릭터(40)와 부분적으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 매니폴드(30)는 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합상태에서 제1리스트릭터(40)와 연결될 수 있다.
아울러, 매니폴드(30)는 제1기판(10)의 잉크 공급로(90)와 연결될 수 있다. 이를 통해 매니폴드(30)는 다량의 잉크를 수용할 수 있으며, 수용된 잉크를 압력실(50)로 공급할 수 있다.
제2리스트릭터(42)는 제2기판(20)의 제1면(22)에 형성될 수 있다. 제2리스트릭터(42)는 도 3에 도시된 바와 같이 매니폴드(30) 및 노즐(60)과 X축 방향으로 일정한 거리를 두고 형성될 수 있으며, Y축 방향으로 다열로 형성될 수 있다. 여기서, Y축 방향으로 배열되는 다수의 제2리스트릭터(42)는 이웃한 노즐(60)과 각각 대응하도록 형성될 수 있다.
제2리스트릭터(42)는 제1리스트릭터(40) 및 압력실(50)과 부분적으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 제2리스트릭터(42)는 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합상태에서 제1리스트릭터(40) 및 압력실(50)과 연결될 수 있다. 이 같이 형성된 제2리스트릭터(42)는 제1리스트릭터(40)와 함께 매니폴드(30)에서 압력실(50)로 연결되는 하나의 유로를 형성할 수 있다.
제2리스트릭터(42)는 소정의 길이(L2)와 폭(W2)을 가질 수 있다. 여기서, 제2리스트릭터(42)의 길이(L2)는 압력실(50)의 길이(Lp)보다 작고, 제2리스트릭터(42)의 폭(W2)은 압력실(50)의 폭(Wp)보다 작을 수 있다. 이와 같이 형성된 제2리스트릭터(42)는 매니폴드(30)에서 압력실(50)로 공급되는 잉크의 유량을 조절할 수 있다.
한편, 도 3에서는 제2리스트릭터(42)의 길이(L2) 및 폭(W2)이 제1리스트릭터(40)의 길이(L1) 및 폭(W1)과 동일한 것으로 도시되어 있으나, 이는 필요에 따라 달라질 수 있다. 아울러, 제2리스트릭터(42)의 체적은 제1리스트릭터(40)보다 작을 수 있다.
노즐(60)은 제2기판(20)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 노즐(60)은 제2기판(20)의 두께 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 길게 형성될 수 있다.
노즐(60)은 제1기판(10)의 압력실(50)와 중첩되도록 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 노즐(60)은 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합상태에서 압력실(50)에 연결될 수 있다. 더욱 부연 설명하면, 노즐(60)이 형성된 영역은 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합상태에서 압력실(50)이 형성된 영역에 완전히 포함될 수 있다.
버퍼 공간(70)은 제2기판(20)의 제1면(22)에 형성될 수 있으며, 노즐(60)의 일부분일 수 있다.
버퍼 공간(70)은 부분 축소되는 형상일 수 있다. 예를 들어, 버퍼 공간(70)은 절두형 각 기둥 또는 절두형 원 기둥 형상일 수 있다. 이 같이 형성된 버퍼 공간(70)은 압력실(50)의 잉크가 노즐(60)을 통해 원활하게 토출되도록 도와줄 수 있다.
이와 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1기판(10)과 제2기판(20)의 결합에 의해 형성될 수 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 단면 구조와 결합면을 가질 수 있다.
다음에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)의 결합구조를 설명한다.
제1실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 리스트릭터(40, 42)를 포함할 수 있다. 제1리스트릭터(40)는 매니폴드(30)와 제2리스트릭터(42)를 연결할 수 있고, 제2리스트릭터(42)는 제1리스트릭터(40)와 압력실(50)을 연결할 수 있다.
제1리스트릭터(40)는 소정의 높이(h1)를 가질 수 있다. 여기서, 제1리스트릭터(40)의 높이(h1)는 압력실(50)의 높이(hp)와 동일하거나 또는 더 작을 수 있다. 전자는 제1기판(10)에 제1리스트릭터(40)와 압력실(50)을 일괄 공정에 의해 형성하는데 용이하고, 후자는 제1리스트릭터(40)에 의한 잉크의 역류현상을 경감시키는데 효과적일 수 있다.
제2리스트릭터(42)는 소정의 높이(h2)를 가질 수 있다. 여기서, 제2리스트릭터(42)의 높이(h2)는 제1리스트릭터(40)의 높이(h1)와 동일할 수 있다. 또는, 제2리스트릭터(42)의 높이(h2)는 매니폴드(30)의 높이(hm)과 동일하거나 또는 더 작을 수 있다. 전자는 21기판(20)에 제2리스트릭터(42)와 매니폴드(30)를 일괄 공정에 의해 형성하는데 용이하고, 후자는 제2리스트릭터(42)에 의한 잉크의 역류현상을 경감시키는데 효과적일 수 있다.
한편, 제1리스트릭터(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 매니폴드(30)와 중첩(또는 연결)되는 제1영역(S1)을 가질 수 있으며, 제2리스트릭터(42)와 중첩되는 제2영역(S2)을 가질 수 있다. 아울러, 제2리스트릭터(42)는 제1리스트릭터(40)와 중첩되는 제2영역(S2)을 가질 수 있으며, 압력실(50)와 중첩되는 제3영역(S3)을 가질 수 있다.
여기서, 제1영역(S1)은 매니폴드(30)의 잉크가 제1리스트릭터(40)로 공급되기 위한 입구로 사용되므로, 잉크의 원활한 공급을 위해 다른 영역들(S2, S3)에 비해 상대적으로 크게 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제3영역(S3)은 리스트릭터(40, 42)로부터 공급되는 잉크가 압력실(50)로 공급되는 출구로서 사용되므로, 제1영역(S1)과 동일하거나 또는 이보다 작게 형성될 수 있다.
다만, 제2영역(S2)은 압력실(50)의 잉크가 매니폴드(30)로 역류하는 것을 차단하기 위한 구성이므로, 제1영역(S1) 또는 제2영역(S2)에 비해 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시이므로, 필요에 따라 제2영역(S2)도 제1영역(S1) 및 제3영역(S2)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제1리스트릭터(40)와 제2리스트릭터(42)가 서로 다른 기판(10, 20)에 각각 형성되어 있으므로, 압력실(50)의 잉크가 매니폴드(30)로 역류하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 잉크의 유로가 상하방향(도 5 기준 방향임)으로 수차례 반복 형성된 구조이므로, 잉크의 역류를 차단하는데 용이하다.
아울러, 본 실시 예는 매니폴드(30)와 압력실(50)과 리스트릭터(40, 42)가 복수 영역(S1, S2, S3)에서 상호 중첩되므로, 이들 영역(S1, S2, S3)의 면적을 조절하여 잉크의 공급량과 잉크의 역류현상을 조절할 수 있는 장점이 있다.
다음에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)를 설명한다.
제2실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제2리스트릭터(42)의 형상에 있어서 제1실시 예와 구별될 수 있다.
즉, 제2리스트릭터(42)의 높이(h2)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1리스트릭터(40)의 높이(h1)보다 클 수 있으며, 제2리스트릭터(42)의 폭(W2)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1리스트릭터(40)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 또한, 제1영역(S1)과 제2영역(S2)과 제3영역(S3)은 아래의 조건식 1을 만족할 수 있다.
(조건식 1) S1 < S2 < S3
이 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 매니폴드(30)로부터 압력실(50)로 향하는 잉크 유로가 점차 넓어지는 구조이므로, 매니폴드(30)로부터 압력실(50)로의 잉크 공급은 원활하게 이루어질 수 있다. 반면, 압력실(50)로부터 매니폴드(30)로 향하는 잉크 유로는 점차 좁아지는 구조이므로, 압력실(50)로부터 매니폴드(30)로의 잉크 역류를 효과적으로 차단할 수 있다.
다음에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)를 설명한다.
제3실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제3리스트릭터(44)를 더 구비한 점에서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다.
본 실시 예에서 제1기판(10)의 제2면에는 매니폴드(30), 제2리스트릭터(42), 압력실(50)이 형성될 수 있다. 그리고 제2기판(10)의 제1면에는 제1리스트릭터(40), 제3리스트릭터(44), 노즐(60)과 버퍼 공간(70)이 형성될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 도 10에 도시된 바와 같이 매니폴드(30)와 제1리스트릭터(40)가 중첩되는 제1영역(S1), 제1리스트릭터(40)와 제2리스트릭터(42)가 중첩되는 제2영역(S2), 제2리스트릭터(42)와 제3리스트릭터(44)가 중첩되는 제3영역(S3), 제3리스트릭터(44)와 압력실(50)이 중첩되는 제4영역(S4)을 포함할 수 있다.
여기서, 제3영역(S3)은 다른 영역들(S1, S2, S4)에 비해 상대적으로 작은 면적을 가질 수 있다. 이는 압력실(50)로부터 매니폴드(30)방향으로의 잉크 역류를 차단하는데 효과적일 수 있다. 그러나 그외 영역들(S1, S2, S4)은 동일한 면적을 가질 수 있다.
아울러, 제3리스트릭터(44)는 도 10에 도시된 바와 같이 제1리스트릭터(40)의 폭(W1) 및 제2리스트릭터(42)의 폭(W2)보다 작을 수 있다. 그러나 필요에 따라 제1리스트릭터(40)의 폭(W1) 또는 제2리스트릭터(42)의 폭(W2)을 다른 리스트릭터에 비해 작게 할 수 있다. 아울러, 제3리스트릭터(42)의 체적은 제1리스트릭터(40)보다 작을 수 있다.
이 같이 구성된 잉크젯 프린트 헤드(100)는 다수의 리스트릭터(40, 42, 44)를 구비하므로, 압력실(50)의 잉크가 매니폴드(30)로 역류하는 것을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
아울러, 본 실시 예에 따르면 상대적으로 큰 체적을 갖는 매니폴드(30)와 압력실(50)이 제1기판(10)에 형성되므로, 제2기판(20)의 두께를 제1기판(10)에 비해 얇게 형성할 수 있으며 제1리스트릭터(40)와 제3리스트릭터(44)의 높이를 조절하기 쉽다.
다음에서는 도 11을 참조하여 본 발명의 제4실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)를 설명한다.
제4실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)는 매니폴드(30)와 잉크 공급로(90)에 있어서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다. 즉, 잉크젯 프린트 헤드(100)는 도 11에 도시된 바와 같이 복수의 매니폴드(30)와 복수의 잉크 공급로(90)를 구비할 수 있다.
잉크 공급로(90)는 제1기판(10)에 형성될 수 있으며, 압력실(50)의 배열형태와 동일하게 Y축을 따라 일정간격으로 배열될 수 있다. 여기서, 잉크 공급로(90)의 배열 수 및 간격은 제2기판(20)에 형성되는 압력실(50)의 배열 수 및 간격과 동일할 수 있다.
매니폴드(30)는 제2기판(20)에 형성될 수 있으며, 잉크 공급로(90)의 배열형태와 동일하게 Y축을 따라 일정간격으로 배열될 수 있다. 여기서, 매니폴드(30)의 배열 수 및 간격은 제1기판(10)에 형성되는 잉크 공급로(90)의 배열 수 및 간격과 동일할 수 있다.
이러한 구조는 한 쌍의 압력실(50) 및 노즐(60)에 한 쌍의 잉크 공급로(90) 및 매니폴드(30)가 일 대 일로 대응하므로, 잉크의 역류로 인한 혼선(crosstalk) 현상을 최소화시킬 수 있다.
아울러, 본 구조는 각각의 압력실(50)에 잉크를 개별적으로 공급할 수 있으므로, 정밀한 잉크 토출이 가능할 수 있고 이를 통해 높은 해상도의 인쇄품질을 달성할 수 있다.
한편, 본 실시 예는 도 11에 도시된 바와 같이 잉크 공급로(90)에 필터 부재(95)가 추가로 더 형성될 수 있으며, 이를 통해 잉크에 포함된 이물질을 제거할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따르면 노즐(60)이 이물질에 의해 막히는 현상을 사전에 예방할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 잉크젯 프린트 헤드
10 제1기판
12 (제1기판의) 제1면 14 (제1기판의) 제2면
20 제2기판
22 (제2기판의) 제1면 24 (제2기판의) 제2면
30 매니폴드
40 제1리스트릭터 42 제2리스트릭터
44 제3리스트릭터
50 압력실
60 노즐
70 버퍼 공간
80 액추에이터

Claims (20)

  1. 제1리스트릭터와 압력실이 형성되는 제1기판; 및
    매니폴드와 제2리스트릭터와 노즐이 형성되는 제2기판;
    을 포함하고,
    상기 제1리스트릭터는 상기 매니폴드 및 상기 제2리스트릭터와 연결되고,
    상기 제2리스트릭터는 상기 제1리스트릭터 및 상기 압력실과 연결되는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 길이는 상기 제2리스트릭터의 길이보다 길게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 폭은 상기 제2리스트릭터의 폭보다 크게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터 및 상기 제2리스트릭터의 폭은 상기 압력실의 폭보다 작게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 매니폴드가 중첩되는 제1영역은 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제3영역보다 작은 잉크젯 프린트 헤드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제3영역보다 작은 잉크젯 프린트 헤드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2기판에는 상기 압력실과 상기 노즐을 연결하는 버퍼 공간이 더 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  10. 매니폴드와 제2리스트릭터와 압력실이 형성되는 제1기판; 및
    제1리스트릭터와 제3리스트릭터와 노즐이 형성되는 제2기판;
    을 포함하고,
    상기 제1리스트릭터는 상기 매니폴드 및 상기 제2리스트릭터와 연결되고,
    상기 제3리스트릭터는 상기 제2리스트릭터 및 상기 압력실과 연결되는 잉크젯 프린트 헤드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 길이는 상기 제2리스트릭터의 길이보다 길게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 폭은 상기 제2리스트릭터의 폭보다 크게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터, 상기 제2리스트릭터 및 상기 제3리스트릭터의 폭은 상기 압력실의 폭보다 작게 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 매니폴드가 중첩되는 제1영역은 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제2영역은 상기 제2리스트릭터와 상기 제3리스트릭터가 중첩되는 제3영역보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1영역은 상기 제3리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제4영역보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판의 접합 시 상기 제1리스트릭터와 상기 제2리스트릭터가 중첩되는 제2영역 또는 상기 제2리스트릭터와 상기 제3리스트릭터가 중첩되는 제3영역은 상기 제3리스트릭터와 상기 압력실이 중첩되는 제4영역보다 작은 잉크젯 프린트 헤드.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제1리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적 또는 상기 제3리스트릭터의 체적보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 제3리스트릭터의 체적은 상기 제2리스트릭터의 체적보다 큰 잉크젯 프린트 헤드.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제2기판에는 상기 압력실과 상기 노즐을 연결하는 버퍼 공간이 더 형성되는 잉크젯 프린트 헤드.
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