KR19990035546A - 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것으로, 다수 개의 노즐 오리피스를 갖는 노즐 플레이트와, 상기 노즐 플레이트의 하부에 구비되는 잉크 챔버와, 상기 잉크 챔버의 하면에서 상기 다수 개의 노즐 오리피스마다 대응되는 위치에 소정의 공간부를 갖는 베리어와, 상기 공간부마다 내부에 각각 수용되어 있는 자성체와, 상기 실리콘 웨이퍼의 하부에서 상기 자성체에 자기력을 발휘하는 마그네틱 바이브레이터와, 상기 잉크 챔버와 실리콘 웨이퍼 사이에 개재되는 멤브레인으로 구성되어 간소한 구조를 구현하여 제조 원가를 현저하게 절감하는 효과가 있고, 자석의 자기력을 자성체의 진동력으로 전환하여 잉크 챔버에 간접적으로 전달하기 때문에 잉크의 소모량을 절감하는 효과가 있다.

Description

잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치
본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것으로, 특히 잉크 챔버의 인접되는 부위에 자성체를 구비하여 전자기력에 의하여 자성체를 진동시켜 잉크 챔버에 변형을 가함으로써 잉크가 분사되도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것이다.
종래의 드롭 온 디멘드(drop on demand) 방식의 잉크젯 프린터의 헤드에 적용된 기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 압전체(1)를 이용한 피에조 타입을 사용한 엡슨(Epson)사의 경우와, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 발열체(2)에서 발생한 열을 이용하여 잉크를 토출하는 서멀(thermal)방식을 사용한 휴렛패커드사, 캐논사의 경우로 대별할 수 있다. 그 밖에 자기력, 정전기력을 이용한 연속분사방식의 카트리지가 제공되기도 하였다.
상기 압전방식에 의한 잉크의 분사방식은 압전체(1)에 구동신호를 가하여 변위를 발생시킴으로써 이러한 변위가 잉크에 전달되어 잉크가 토출되는 방식이며, 서멀방식은 구동신호를 전극을 통해 전달함으로써 저항이 큰 발열체(2)를 통과할 때, 잉크가 끊는 정도의 열을 발생시켜 이러한 열에 의하여 잉크에 발생되는 기포가 잉크를 밀어냄으로써 잉크를 토출시키는 방식이다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같은, 자기력과 정전기력을 이용하여 영구자석(3)과 박막코일(4)을 사용한 연속분사방식은 도전성 잉크(I)를 연속적으로 분사시키고, 구동신호에 따라 자기력과 정전기력을 발생시켜 잉크 방울의 진로를 변경시켜 인쇄하는 방식이다.
그러나 상기 피에조 방식에 의한 잉크 분사 방식은 프린팅 속도가 늦고, 헤드당 노즐의 수를 많이 설치할 수 없으며, 헤드의 가격이 고가이기 때문에 양산수율이 저조하다는 문제가 있다.
또한, 서멀 방식은 헤드의 수명이 짧고, 해상도가 떨어지며, 잉크의 호환성이 저조하고, 구조가 복잡하다는 문제가 있다.
그리고 자기력과 정전기력을 이용한 잉크 분사 방식은 인쇄속도가 빠르다는 장점을 갖는 반면에 잉크의 소모량이 많고, 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 구조를 간소화하여 제조 원가를 절감하도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 자성체의 진동력을 이용하여 잉크를 토출토록 하여 잉크의 소모량을 줄이도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.
도 1은 피에조(Piezo) 타입에 의한 잉크 분사 방식으로 엡슨(Epson)사의 방식을 보인 단면도이고,
도 2 및 도 3은 서멀(Thermal) 타입에 의한 잉크 분사 방식으로서,
도 2는 휴렛패커드(HP)사의 방식을 보인 단면도이며,
도 3은 캐논(Canon)사의 방식을 보인 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 의한 자기력 또는 정전기력에 의한 잉크 분사 방식을 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 잉크 분사 방식의 구성을 보인 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10 ; 노즐 플레이트 11 ; 노즐 오리피스
20 ; 잉크 챔버 30 ; 실리콘 웨이퍼
31 ; 공간부 40 ; 강구
50 ; 마그네틱 바이브레이터 60 ; 멤브레인
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 다수 개의 노즐 오리피스를 갖는 노즐 플레이트와, 상기 노즐 플레이트의 하부에 구비되는 잉크 챔버와, 상기 잉크 챔버의 하면에서 상기 다수 개의 노즐 오리피스마다 대응되는 위치에 소정의 공간부를 갖는 베리어와, 상기 공간부마다 내부에 각각 수용되어 있는 자성체와, 상기 실리콘 웨이퍼의 하부에서 상기 자성체에 자기력을 발휘하는 마그네틱 바이브레이터와, 상기 잉크 챔버와 실리콘 웨이퍼 사이에 개재되는 멤브레인으로 구성함을 특징으로 한다.
상기 공간부를 갖는 베리어는 실리콘 웨이퍼로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 자성체는 강구인 것이 바람직하다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
첨부도면 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치의 구성을 보인 단면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명 실시예는 다수 개의 노즐 오리피스(11)를 갖는 노즐 플레이트(10)의 하부에는 잉크 챔버(20)가 구비되어 있고, 상기 잉크 챔버(20)의 하면에는 상기 다수 개의 노즐 오리피스(11)마다 대응되는 위치에 공간부(31)를 갖는 베리어(30)가 적층되어 있다. 상기 베리어(30)는 실리콘 웨이퍼(Si wafer)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 공간부(31) 내부에는 각각 자성체(40)가 보유되어 있다.
이러한 자성체(40)는 미세한 크기의 강구(鋼求)이다.
상기 실리콘 웨이퍼(30)의 하부에는 상기 자성체(40)에 자기력을 발휘하는 마그네틱 바이브레이터(Magnetic Vibrator)(50)가 구비되어 있다.
상기 잉크 챔버(20)와 실리콘 웨이퍼(30) 사이에는 플랙시블한 멤브레인(membrane)(60)이 개재되어 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저, 전원에 공급되면 마그네틱 바이브레이터(50)에서 자장이 발생되며, 이러한 마그네틱 바이브레이터(50)의 자장에 의해 실리콘 웨이퍼(30)의 공간부(31)에 수납되어 있는 강구(40)가 미세하지만 격렬한 진동을 일으키게 된다.
이와 같이 강구(40)가 진동되면서 상측에 위치한 멤브레인(60)과 부딪히게 되며, 이러한 강구(40)의 스트로크에 의하여 유연한 재질의 멤브레인(60)이 상하측으로 요동을 하게 되어 잉크 챔버(20)를 타격시키게 되므로 잉크 챔버(20)내의 잉크가 노즐 플레이트(10)의 노즐 오리피스(11)를 통해 분사되는 것이다.
이처럼 강구(40)가 마그네틱 바이브레이터(50)의 자기장에 의해 실리콘 웨이퍼(30)의 공간부(31) 내에서 무수한 진동을 발생하게 되고, 이러한 진동이 멤브레인(60)을 통해 잉크 챔버(20)로 전달되어 노즐 오리피스(11)를 통해 잉크가 분사되기 때문에 간소한 구조로 헤드당 다수 개의 노즐을 설치할 수 있게 되며, 잉크의 소모량도 줄어들게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 간소한 구조를 구현하여 제조 원가를 현저하게 절감하는 효과가 있고, 자석의 자기력을 자성체의 진동력으로 전환하여 잉크 챔버에 간접적으로 전달하기 때문에 잉크의 소모량이 감소되는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 다수 개의 노즐 오리피스를 갖는 노즐 플레이트와,
    상기 노즐 플레이트의 하부에 구비되는 잉크 챔버와,
    상기 잉크 챔버의 하면에서 상기 다수 개의 노즐 오리피스마다 대응되는 위치에 소정의 공간부를 갖는 베리어와,
    상기 공간부마다 내부에 각각 수용되어 있는 자성체와,
    상기 실리콘 웨이퍼의 하부에서 상기 자성체에 자기력을 발휘하는 마그네틱 바이브레이터와,
    상기 잉크 챔버와 실리콘 웨이퍼 사이에 개재되는 멤브레인으로 구성함을 특징으로 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공간부를 갖는 베리어는 실리콘 웨이퍼로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자성체는 강구인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.
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