KR101407582B1 - 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트가 개시된다. 개시된 노즐 플레이트는, 다수의 노즐이 형성된 기판; 및 각 노즐들 주위의 기판 표면에 형성되는 다수의 홈;을 포함한다. 이러한 노즐 플레이트는 그 표면에 남아 있는 잔류 잉크를 효율적으로 제거할 수 있는 구조를 가진다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐 주위에 형성된 홈을 구비한 노즐 플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 인쇄 매체 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.
이와 같은 잉크젯 프린트 헤드에서는 압력 발생실에서 가압된 잉크가 노즐 플레이트의 노즐을 통하여 토출될 때, 노즐 출구에서의 용매의 증발에 기인하는 잉크 점도의 상승이나 잉크의 단단해짐, 또는 먼지의 부착이나 기포의 혼입에 의하여 토출 불량이 발생될 수 있다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 잉크젯 프린트헤드에서는 노즐 플레이트의 표면을 블레이드(blade) 등으로 와이핑(wiping)하여 세정하는 작업이 행해진다. 또한, 장시간의 토출 후 노즐에 잉크 막힘이 발생하거나 토출 불량이 발생한 경우에는 프린트헤드의 관리를 위하여 석션(suction)이나 퍼징(purging)을 진행하게 된다. 이때 노즐을 통해 흘러나온 잉크가 노즐 플레이트 표면에 존재할 수 있는데 이 경우에는 노즐 플레이트 표면의 잉크는 와이퍼를 이용해서 제거해야 한다. 그러나, 이런 주기적이고 직접 접촉에 의한 와이핑은 노즐 표면에 얇게 코팅되어 있는 소수성 막을 손상시켜 프린트헤드의 토출 성능에 나쁜 영향을 주게 되고, 와이핑 시 노즐 주위에 존재하는 파티클 등과 같은 오염 인자가 노즐에 들어갈 경우 토출 불량을 유발할 수 있다.
본 발명은 와이퍼와 노즐플레이트의 직접 접촉을 방지하면서 노즐 플레이트에 잔류하는 잉크를 손쉽게 제거할 수 있는 방법을 제안한다. 구체적으로, 잉크 토출 시 노즐 플레이트 표면에 남아있는 잔류 잉크가 퍼징이나 석션 시 이동할 수 있는 통로를 노즐 플레이트에 만드는 것이다.
또한, 와이핑을 할 경우 노즐 플레이트나 와이퍼에 고착되어 있는 입자나 먼지 등에 의해 발생되는 노즐 막힘이나 반복되는 와이퍼 작업에 의한 노즐 플레이트의 표면에 코팅되어 있는 소수성 코팅막의 손상을 방지하는 것도 그 목적 중 하나이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 구현예에 따르면,
다수의 노즐이 형성된 기판; 및
상기 각 노즐들 주위의 기판 표면에 형성되는 다수의 제1 홈;을 포함하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트가 개시된다.
상기 제1 홈은 상기 노즐을 둘러싸도록 형성되며 상기 노즐을 중심으로 상기 기판의 표면 양측으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 노즐들은 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제1 홈들은 상기 노즐들의 배열 방향에 수직인 방향으로 형성될 수 있다.
상기 제1 홈들의 양 단부 각각에는 상기 제1 홈들과 연결되는 제2 홈이 상기 노즐들의 배열 방향과 평행하게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 홈 및 제2 홈의 내벽은 친수성 물질로 코팅되어 있으며, 상기 제1 홈 및 제2 홈을 제외한 상기 기판의 외부 표면은 소수성 물질로 코팅될 수 있다. 그리고, 상기 노즐의 내벽은 소수성 물질로 코팅될 수 있다. 이러한 제1 홈 및 제2 홈은 습식 식각 또는 건식 식각에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 홈은 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 넓어지거나 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 홈은 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 일정하게 형성될 수도 있다.
상기 제1 홈은 상기 기판의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지거나 같은 폭으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
전술한 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 이용하여 상기 노즐 플레이트 표면에 잔류하는 잉크를 제거하는 방법에 있어서,
상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위에 형성된 상기 제1 홈 내로 모이는 단계; 및
상기 제1 홈 내에 모인 잉크들이 모세관 현상에 의해 상기 제2 홈 쪽으로 빠져나가는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트 표면의 잔류 잉크 제거방법이 개시된다.
여기서, 상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위의 제1 홈 내로 잘 모이도록 하기 위하여 상기 노즐 플레이트 표면을 와이퍼로 와이핑을 해주는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위의 제1 홈 내로 모인 다음, 상기 노즐 플레이트에 음압(negative pressure)을 인가하거나 상기 노즐 플레이트를 기울이는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면,
일면 쪽에 댐퍼가 형성된 기판을 준비하는 단계;
상기 기판의 전 표면에 산화물층을 형성하는 단계;
상기 기판의 타면 상에 제1 포토레지스트를 형성하고 이를 패터닝한 다음, 식각에 의하여 상기 산화물층에 홈 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 포토레지스트를 제거하고, 상기 기판의 타면 상에 제2 포토레지스트를 형성하고 이를 패터닝한 다음, 식각에 의하여 상기 산화물층에 노즐 패턴을 형성하는 단계;
상기 노즐 패턴을 통하여 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 노즐의 상부를 형성하는 단계; 및
상기 제2 포토레지스트를 제거한 다음, 상기 홈 패턴을 통하여 노출된 기판 및 상기 노즐의 상부를 통하여 노출된 기판을 동시에 식각하여 소정 깊이의 홈 및 상기 댐퍼와 연결되는 노즐을 형성하는 단계;을 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법이 개시된다.
상기 홈 및 노즐을 형성한 다음, 상기 홈 및 노즐의 내벽에 산화물층을 형성하는 단계; 상기 홈의 상부를 덮도록 드라이 필름 레지스트(dry film resist, DFR)를 라미네이션(lamination)하는 단계; 상기 노즐 외부의 기판 표면과 상기 노즐 및 댐퍼의 내벽에 소수성 물질을 코팅하는 단계; 및 상기 드라이 필름 레지스트를 제거하는 단계;가 더 포함될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 일부의 표면을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 2a는 도 1에 도시된 노즐 플레이트 의 노즐 부분을 확대한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 A-A'선을 따라 본 단면도이다.
도 1과 도 2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트(100)는 다수의 노즐(110)이 형성되어 있으며 상기 각 노즐들 (110)주위의 표면에는 다수의 제1 홈(120)이 형성된 기판(150)을 포함한다. 상기 기판(150)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기판(150)의 상부에는 잉크의 토출이 이루어지는 다수의 노즐(110)이 일정한 간격으로 형성되어 있으며, 상기 기판(150)의 하부에는 상기 노즐들(110)과 연통하는 다수의 댐퍼(damper,140)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 댐퍼(140)는 잉크젯 프린트헤드의 압력 발생실(미도시)와 노즐(110)을 연결하는 잉크 유로이다.
상기 노즐들(110) 주위 각각의 기판(150) 표면에는 상기 노즐들(110)에 대응하여 다수의 제1 홈(120)이 소정 깊이로 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 홈들(120) 각각은 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 노즐(110)을 둘러싸도록 형성되며, 이 노즐(110)을 중심으로 하여 기판(150)의 표면 양측으로 연장될 수 있다. 여기서, 상기 제1 홈(120)은 도 2a에 도시된 바와 같이 노즐(110)을 중심으로 하여 양 단부쪽으로 갈수록 일정한 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 홈(120)은 도 2b에 도시된 바와 같이 기판(150)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 일정한 폭으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 홈(120)은 기판(150)의 건식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 홈(120)은 기판(150)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 제1 홈(120)은 기판(150) 의 습식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 상기 제1 홈(120)은 노즐 플레이트(100)의 표면에 존재하는 잔류 잉크를 모으는 역할을 한다. 상기 제1 홈(120)은 상기 노즐들(110)의 배열방향에 대하여 수직으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 홈들(120)의 양 단부 각각에는 상기 제1 홈들(120)과 연결되는 제2 홈(130)이 더 형성될 수 있다. 이러한 제2 홈(130)에 의하여 상기 제1 홈(120) 내부로 모인 잔류 잉크는 모세관 현상에 의하여 상기 제2 홈(130) 쪽으로 빠져 나갈 수 있게 된다. 상기 제2 홈(130)은 상기 노즐들(110)의 배열 방향에 평행하게 형성될 수 있다.
상기 기판(150)의 전 표면 상에는 친수성 물질층인 산화물층(170)이 더 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 산화물층(170)은 예를 들면, 실리콘 산화물층이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 제1 홈(120) 및 제2 홈(130) 부분을 제외한 상기 산화물층(170)의 전 표면 상에는 소수성 물질층(160)이 더 코팅될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 홈(120,130)의 내벽은 친수성 물질층인 산화물층(170)으로 코팅될 수 있으며, 상기 제1 및 제2(120,130) 홈 부분을 제외한 기판(150)의 외부 표면과 상기 노즐(110) 및 댐퍼(140)의 내벽은 소수성 물질층으로 코팅될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트(200)를 도시한 일부 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B'선을 따라 본 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(250)에 다수의 노즐(210) 및 댐퍼(240)가 형성되어 있으며, 이 노즐(210) 주위의 기판(250) 표면에는 다수의 제1 홈(220)이 형성되어 있다. 그리고, 기판(250)의 양측 표면에는 상기 제1 홈들(220)과 연결되는 제2 홈(230)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 홈(220)은 노즐(210)을 중심으로하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 넓어지도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 홈(220)은 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(250)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 일정한 폭으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 홈(220)은 기판(250)의 건식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 홈(220)은 기판(250)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 제1 홈(220)은 기판(250)의 습식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 홈(220,230)의 내벽은 친수성 물질층인 산화물층(270)으로 코팅될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 홈(220,230) 부분을 제외한 기판(250)의 외부 표면과 상기 노즐(210) 및 댐퍼(240)의 내벽은 소수성 물질층(260)으로 코팅될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트(300)를 도시한 일부 평면도이다. 도 4를 참조하면, 노즐(310) 주위의 기판(미도시) 표면에 형성된 제1 홈(320)은 노즐(310)을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지다가 제2 홈(330)에 연결되게 된다. 여기서, 상기 제1 홈(320)은 기판의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 일정하게 형성되거나 그 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트(400)를 도시한 일부 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 C-C'선을 따라 본 단면도이 다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 기판(450)에 다수의 노즐(410) 및 댐퍼(440)가 형성되어 있으며, 이 노즐(410) 주위의 기판(450) 표면에는 다수의 제1 홈(420)이 형성되어 있다. 그리고, 기판(450)의 표면 양측에는 상기 제1 홈들(420)과 연결되는 제2 홈(430)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 홈(420)은 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 노즐(410)을 둘러싸는 사각형으로 형성되어 있으며, 이 노즐(410)을 중심으로 하여 기판(450) 표면의 양측으로 연장될 수 있다. 한편, 상기 제1 홈(420)은 사각형 이외에 다른 다양한 모양으로 노즐(410)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도 5a에는 상기 제1 홈(420)이 노즐(410)을 중심으로 하여 양단부로 갈수록 그 폭이 일정하게 형성되는 경우가 도시되어 있다. 그러나, 상기 제1 홈(420)은 노즐(410)을 중심으로 양단부로 갈수록 그 폭이 좁아지거나 또는 그 폭이 넓어지도록 형성될 수도 있다. 그리고, 도 5b에는 상기 제1 홈(420)이 기판(450)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지도록 형성되는 경우가 도시되어 있다. 이러한 형상의 제1 홈(420)은 기판(450)의 습식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 홈(420)은 기판(450)의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 일정하게 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 제1 홈(420)은 기판(450)의 건식 식각에 의하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 홈(420,430)의 내벽은 친수성 물질층인 산화물층(470)으로 코팅될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 홈(420,430) 부분을 제외한 기판(450)의 외부 표면과 상기 노즐(410) 및 댐퍼(440)의 내벽은 소수성 물질층(460)으로 코팅될 수 있다.
이상의 실시예들에서 설명된 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트(100,200,300,400)에서, 노즐 플레이트(100,200,300,400) 표면에 존재하는 잔류 잉크는 노즐(110,210,310,410) 주위에 형성된 제1 홈(120,220,320,420) 내로 모이게 되고, 이렇게 제1 홈(120,220,320,420) 내부로 모인 잔류 잉크는 모세관 현상에 의하여 제2 홈(130,230,330,430) 쪽으로 빠져나갈 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면에 잔류하는 잉크를 와이퍼(650)가 노즐 플레이트(100,200,300,400)에 직접 접촉하지 않고 와이핑함으로써 제거하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐 플레이트(100,200,300,400) 표면을 와이퍼(650)로 와이핑해 주면 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면에 존재하는 잔류 잉크가 노즐(110,210,310,410) 주위의 제1 홈(120,220,320,420)으로 더 잘 모일 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면에 잔류하는 잉크를 제거하는 다른 방법을 보여주는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면에 존재하는 잔류 잉크가 노즐(110,210,310,410) 주위의 제1 홈(120,220,320,420) 내로 모인 후, 상기 노즐 플레이트100,200,300,400)에 음압(negative pressure)을 인가하거나 상기 노즐 플레이트100,200,300,400)를 기울여 주는 단계를 더 수행함으로써 잔류 잉크를 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 이와 같이 상기 노즐 플레이트(100,200,300,400)를 기울임으로써 제1 홈(120,220,320,420) 내로 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면에 있는 잉크를 모을 수 있는 것은 제1 홈(120,220,320,420) 및 제2 홈(130,230,330,430)의 내벽은 친수성 물질인 산화물층(170,270,470)으로 코팅되어 있는 반면 이 제1 홈(120,220,320,420) 및 제2 홈(130,230,330,430)을 제외한 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 표면은 소수성 물질층(160,260,460)으로 코팅되어 있기 때문에 가능하다. 이에 따라, 노즐 플레이트(100,200,300,400)의 소수성 영역에 있는 잉크가 친수성 영역인 제1 홈(120,220,320,420) 및 제2 홈(130,230,330,430)을 통해 외부로 빠져나갈 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트 제조방법을 설명하기로 한다. 도 8a 내지 도 15b는 본 발명에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 8a는 기판(550) 상에 형성된 산화물층(570)에 홈 패턴(570a)을 형성한 상태를 도시한 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 D-D'선을 따라 본 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 먼저 댐퍼(540)가 그 하부에 형성된 기판(550)을 준비한다. 여기서, 상기 기판(550)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 기판(550)의 전 표면에 산화물층(570)을 형성한다. 상기 산화물층(570)은 예를 들면 실리콘 산화물층이 될 수 있다. 그리고, 상기 기판(550)의 상면에 형성된 산화물층(570)을 덮도록 제1 포토레지스트(591)를 도포한 다음, 이를 노광 현상하여 소정 형태로 패터닝한다. 이렇게 패터닝된 제1 포토레지스트(591)를 식각마스크로 이용하여 상기 산화물층(570)을 식각하게 되면, 상기 산화물층(570)에는 기판(550)을 노출시키는 소정 형태의 홈 패턴(570a)이 형성된다.
도 9a 및 도 9b는 기판(550) 상에 형성된 산화물층(570)에 노즐 패턴(570b)을 형성한 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트(591)를 제거한 다음, 상기 기판(550)의 상면에 형성된 산화물층(570)을 덮도록 제2 포토레지스트(592)를 도포한 다음, 이를 패터닝한다. 이렇게 패터닝된 제2 포토레지스트(592)를 식각마스크로 이용하여 상기 산화물층(570)을 식각하게 되면, 상기 산화물층(570)에는 기판(550)을 노출시키는 소정 형태의 노즐 패턴(570b)이 형성된다.
도 10a 및 도 10b는 기판(550)에 노즐 상부(510')를 형성한 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 노즐 패턴(570b)을 통하여 노출된 기판(550)을 소정 깊이로 식각하여 노즐 상부(510') 형성한다. 이러한 기판(550)의 식각 공정에 의하여, 노즐 상부(510')와 댐퍼(540) 사이의 기판(550)은 이후의 공정에서 형성될 홈(도 11b의 520)의 깊이에 대응하는 두께를 가지게 된다.
도 11a 및 도 11b는 기판(550)에 노즐(510) 및 홈(520)을 형성한 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 상기 제2 포토레지스트(592)를 제거한 다음, 상기 홈 패턴(570a)을 통하여 노출된 기판(550) 및 상기 노즐 상부(510')를 통하여 노출된 기판(550)을 동시에 식각한다. 이 과정에서, 상기 기판(550)의 상부에는 댐퍼(540)와 연결되는 노즐(510)이 형성되고, 이 노즐(510) 주위에는 소정 깊이의 홈(520)이 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 노즐 플레이트의 제조방법에 있어서, 상기 노즐(510) 및 홈(520)을 형성한 다음, 다음과 같은 공정들이 더 포함될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 상기 노즐(510) 및 홈(520)의 내벽에 산화물층(570)을 형성한 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 상기 노즐(510)의 내벽과 홈(520)의 내벽에 산화물층(570)을 형성한다. 여기서, 상기 산화물층(570)은 전술한 바와 같이 실리콘 산화물층이 될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 상기 홈(520)의 상부를 덮도록 드라이 필름 레지스트(DFR; dry film resist,580)를 라미네이션(lamination)한 상태를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 상기 노즐(510) 및 홈(520)이 형성된 기판(550)의 상부 전체를 덮도록 드라이 필름 레지스트(580)를 라미네이션한다. 이어서, 상기 드라이 필름 레지스트(580)를 패터닝하여 상기 홈(520)의 상부를 덮는 드라이 필름 레지스트(580)만 남긴다. 이에 따라, 패터닝된 드라이 필름 레지스트(580)는 홈(520)에 대응되는 형상을 가지게 된다.
다음으로, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 산화물층(570)의 전 표면에 소수성 물질층(560)을 코팅한다. 그리고, 마지막으로 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이 상기 홈(520)의 상부를 덮는 드라이 필름 레지스트(580)를 제거함으로써 본 발명에 따른 노즐 플레이트(500)를 완성한다. 이에 따라, 상기 홈(520)의 내벽에는 산화물층(570)이 코팅되며, 상기 홈(520)을 제외한 기판(550)의 외부 표면, 상기 노즐(510) 및 댐퍼(540)의 내벽에는 소수성 물질층(560)이 코팅된다.
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. 예컨대, 본 발명에서 프린트헤드의 노즐 플레이트 각 구성요소를 형성하는 방법은 단지 예시된 것으로서, 다양한 식각방법이 적용될 수 있으며, 제조방법의 각 단계의 순서도 예시된 바와 달리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 노즐 플레이트의 노즐 부분을 확대한 도면이며, 도 2b는 도 2a의 A-A' 선을 따라 본 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 도시한 일부 평면도이며, 도 3b는 도 3a의 B-B'선을 따라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 도시한 일부 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 도시한 일부 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 C-C'선을 따라 본 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크를 와이퍼가 노즐 플레이트에 직접 접촉하지 않고 와이핑함으로써 제거하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크를 제거하는 다른 방법을 보여주는 도면이다.
도 8a 내지 도15b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400,500... 노즐 플레이트
110,210,310,410,510... 노즐
120,220,320,420... 제1 홈 130,230,330,430...제2 홈
140,240,440,540...댐퍼 150,250,450,550 .. 기판
160,260,460,560 .. 소수성 물질층 170,270,470,570 . 산화물층
570a... 홈 패턴 570b... 노즐 패턴
580 . DFR(dry film resist) 591... 제1 포토레지스트
592... 제2 포토레지스트 650... 와이퍼
Claims (16)
- 잉크가 관통하여 토출되는 다수의 노즐이 형성된 기판; 및잉크 토출방향의 기판 표면에 소정 깊이 형성되는 것으로, 상기 각 노즐들 주위에 배열되는 다수의 제1 홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈은 상기 노즐을 둘러싸도록 형성되며 상기 노즐을 중심으로 상기 기판의 표면 양측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 노즐들은 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제1 홈들은 상기 노즐들의 배열 방향에 수직인 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈들의 양 단부 각각에는 상기 제1 홈들과 연결되는 제2 홈이 상기 노즐들의 배열 방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 4 항에 있어서,상기 제1 홈 및 제2 홈의 내벽은 친수성 물질로 코팅되어 있으며, 상기 제1 홈 및 제2 홈을 제외한 상기 기판의 외부 표면은 소수성 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 4 항에 있어서,상기 노즐의 내벽은 소수성 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 4 항에 있어서,상기 제1 홈 및 제2 홈은 습식 식각 또는 건식 식각에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈은 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈은 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈은 상기 노즐을 중심으로 하여 양 단부로 갈수록 그 폭이 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 홈은 상기 기판의 표면으로부터 깊이 방향으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지거나 같은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트.
- 제 4 항에 기재된 잉크젯 프린트헤드의 노즐 플레이트를 이용하여 상기 노즐 플레이트 표면에 잔류하는 잉크를 제거하는 방법에 있어서,상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위에 형성된 상기 제1 홈 내로 모이는 단계; 및상기 제1 홈 내에 모인 잉크들이 모세관 현상에 의해 상기 제2 홈 쪽으로 빠져나가는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 플레이트 표면의 잔류 잉크 제거방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위의 제1 홈 내로 잘 모이도록 하기 위하여 상기 노즐 플레이트 표면을 와이퍼로 와이핑을 해주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 플레이트 표면의 잔류 잉크 제거방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 노즐 플레이트의 표면에 잔류하는 잉크가 상기 노즐 주위의 제1 홈 내로 모인 다음, 상기 노즐 플레이트에 음압(negative pressure)을 인가하거나 상기 노즐 플레이트를 기울이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 플레이트 표면의 잔류 잉크 제거방법.
- 일면 쪽에 댐퍼가 형성된 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 전 표면에 산화물층을 형성하는 단계;상기 기판의 타면 상에 제1 포토레지스트를 형성하고 이를 패터닝한 다음, 식각에 의하여 상기 산화물층에 홈 패턴을 형성하는 단계;상기 제1 포토레지스트를 제거하고, 상기 기판의 타면 상에 제2 포토레지스트를 형성하고 이를 패터닝한 다음, 식각에 의하여 상기 산화물층에 노즐 패턴을 형성하는 단계;상기 노즐 패턴을 통하여 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 노즐의 상부를 형성하는 단계; 및상기 제2 포토레지스트를 제거한 다음, 상기 홈 패턴을 통하여 노출된 기판 및 상기 노즐의 상부를 통하여 노출된 기판을 동시에 식각하여 소정 깊이의 홈 및 상기 댐퍼와 연결되는 노즐을 형성하는 단계;을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 플레이트의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 홈 및 노즐을 형성한 다음,상기 홈 및 노즐의 내벽에 산화물층을 형성하는 단계;상기 홈의 상부를 덮도록 드라이 필름 레지스트(dry film resist, DFR)를 라미네이션(lamination)하는 단계;상기 노즐 외부의 기판 표면과 상기 노즐 및 댐퍼의 내벽에 소수성 물질을 코팅하는 단계; 및상기 드라이 필름 레지스트를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 플레이트의 제조방법.
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-
2007
- 2007-12-11 KR KR1020070128271A patent/KR101407582B1/ko active IP Right Grant
-
2008
- 2008-03-03 US US12/041,018 patent/US7922289B2/en active Active
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| US7922289B2 (en) | 2011-04-12 |
| US20090147049A1 (en) | 2009-06-11 |
| KR20090061302A (ko) | 2009-06-16 |
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