KR20000059542A

KR20000059542A - 잉크젯 헤드의 잉크 공급부 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20000059542A
Application number: KR1019990007199A
Authority: KR
Inventors: 김정현; 이종훈
Original assignee: 구본준; 엘지.필립스 엘시디 주식회사; 론 위라하디락사
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-10-05
Also published as: KR100549406B1

Abstract

본 발명은 유리 기판과; 상기 유리기판상에 위치하여 병목 부분으로써 잉크노즐부와 잉크대기부로 구분되는 공간인 잉크 공급로와; 식각된 부분이 상기 잉크공급로의 잉크노즐부상의 소정 영역에 위치하도록 형성된 지지층과; 상기 잉크노즐부를 덮도록 형성된 탄성층과; 상기 탄성층상에 형성된 공통전극과; 상기 공통전극상에 위치한 압전소자를 포함하는 잉크젯헤드의 잉크공급부 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 분출되는 잉크량을 적게함으로써, 미세한 인쇄가 가능하고, 제작공정을 단순화함으로써, 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

잉크젯 헤드의 잉크 공급부 및 그 제조방법{INK DISTRIBUTION PORTION IN THE INK JET HEAD AND THE METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 잉크젯 헤드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 노즐부분을 미세하게 형성함으로써 분출되는 잉크량을 적절히 제어하도록 한 잉크젯 헤드의 공급부에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 헤드는 소정의 제어신호에 따라 잉크 카트리지에 저장된 잉크를 소정량 만큼 인쇄면에 분사하는 헤드를 말한다. 또한, 잉크를 분사하는 방식에 따라 피에조(Piezo) 방식과, 써멀(thermal) 방식이 있다. 피에조방식은 압전소자에 의한 소정의 압력을 가함으로써 잉크를 분사하는 방식이고, 써멀방식은 전기히터에 의한 소정의 열을 가함으로써 잉크를 분사하는 방식이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 일반적인 피에조 방식의 잉크젯 헤드를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 피에조 방식의 잉크젯 헤드의 개략적인 구성을 나타낸 구성도로서, 상부전극(1a)과 하부전극(1b)으로 이루어진 피에조소자(1)가 위치되어 있다.

그리고, 상기 피에조소자(1)의 하부에는 탄성층(5)이 위치하고, 상기 탄성층(5) 하부에는 잉크공급로(A)를 내부에 포함하는 웨이퍼(7)가 형성되어 있다. 이때, 상기 잉크공급로(A)의 양끝단은 뚫려있는데, 일 끝단은 잉크분사구로 기능하고, 다른 끝단은 잉크통과 연통되어 있다. 여기서, 상기 잉크공급로(A)는 잉크가 흐르도록 파이프형태로 형성된 것이다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 피에조방식의 잉크젯 헤드에서 잉크가 분사되는 원리를 설명하면, 인쇄하기 위한 제어신호가 전압의 형태로 상기 피에조소자(1)의 상부 전극(1a)으로 전달된다. 상기 제어신호를 전달받은 상기 상부전극(1a)은 전기력에 의해서 인접한 탄성층(5)을 소정 시간동안 압력을 가하게 된다. 그 압력에 의해서, 상기 탄성층(5)은 잉크공급로(A)쪽으로 휘면서, 순간적으로 탄성층(5)은 그 압력을 잉크공급로(A)로 전달함에따라, 도시된 바와 같이, 하부의 잉크를 우측상단의 배출구로 잉크를 분사시키게 된다.

한편, 잉크젯 헤드의 잉크공급부를 제조공정 순서에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2a내지 도 2d는 일반적인 피에조 방식 잉크젯 헤드의 잉크공급부의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

도 2a에서와 같이, 웨이퍼(10)의 소정부분을 깍아내어 잉크공급로(12)를 형성한다.

도 2b에서와 같이, 상기 잉크공급로(12)가 형성된 웨이퍼(10)상에 평평한 탄성층(14)을 부착한다.

도 2c에서와 같이, 상기 탄성층(14)상에 공통전극(16)을 형성한다.

도 2d에서와 같이, 상기 탄성층(14) 상부에 상부전극(18a)과, 하부전극(18b)으로 이루어진 피에조소자(18)를 형성한다. 이때, 상기 상부전극(18a)에는 양전압(+)이 인가되고, 하부전극(18b)에는 음전압(-)이 인가된다.

그러나, 상술한 바와 같은 잉크젯 헤드의 잉크공급로는 기계적으로 깍아내기 때문에 잉크 공급로를 미세하게 형성하기에 곤란할 뿐만 아니라, 제조비용이 많이 들고, 많은 공정수가 필요한 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은 잉크젯헤드의 잉크공급부를 박막으로 미세하게 형성한 잉크젯 헤드의 잉크공급부를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 피에조 방식의 잉크젯 헤드의 개략적인 구성을 나타낸 구성도.

도 2a 내지 도 2d는 일반적인 피에조 방식의 잉크젯 헤드의 공정 순서에 따른 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 잉크공급부의 평면을 도시한 평면도.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 피에조 방식의 잉크젯 헤드의 공정순서에 따른 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

30 - 유리기판32 - 감광성막

34 - 지지층36 - 탄성층

38 - 피에조소자

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유리기판과; 상기 유리기판상에 정의되고, 병목부분으로 잉크노즐부와 잉크대기부로 구분되는 잉크공급로와; 상기 잉크노즐부를 덮도록 형성된 탄성층과; 상기 탄성층이 상기 유리기판의 상기 잉크노즐부에 소정공간을 두고 지지되도록 상기 유리기판 상부에서 상기 탄성층을 지지하는 지지층과; 상기 탄성층 상부에 위치하여 전기적신호에 따라 상기 탄성층이 상기 잉크노즐부의 공간을 탄성적으로 가압할 수 있는 압전소자를 포함하는 잉크젯 헤드의 잉크공급부를 제공하는 것이다.

바람직한 실시예로서, 상기 지지층은 실리콘산화막, 실리콘질화막으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질이다.

바람직한 실시예로서, 상기 탄성층은 비정질실리콘, 폴리실리콘으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질이다.

본 발명의 다른 특징은 유리기판을 공급하는 단계와; 상기 유리기판상에 감광성막을 도포하고, 모래시계 모양의 감광성막을 형성하는 단계와; 상기 감광성막을 덮도록 지지층을 증착하고, 식각된 부분이 상기 감광성막상의 일부에 위치하도록 상기 지지층을 선택적으로 식각하는 단계와; 노출된 감광성막과 상기 지지층상의 일부에 탄성층을 형성하는 단계와; 노출된 감광성막 상부의 탄성층상에 압전소자를 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯헤드의 잉크공급부의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯헤드의 잉크공급부를 도시한 평면도로서, 유리기판(30)상에 잉크대기부(33b)와 잉크노즐부(33c)로 정의되고, 상기 잉크대기부(33b)와 잉크노즐부(33c)는 좁은 통로로써 공급되는 잉크의 유량을 물리적으로 제한하는 병목부분(33a)에 의해 구분되는 잉크공급로(33)가 정의된다.

상기 잉크공급로(33)를 충분히 덮도록 지지층(34)을 형성하되, 상기 지지층(34)은 상기 잉크노즐부(33c)의 길이방향을 따라 잉크노즐부(33c) 영역내에 소정면적을 가진 절개부(34a)를 가지고 있고, 상기 절개부(34a)의 주변부는 상기 유리기판(30)과 소정간격 만큼 이격되어 있고, 이는 추후 설명될 단면도에서 보다 상세히 설명된다.

상기 지지층(34)의 상부에는 상기 잉크 노즐부(33c)를 충분히 덮도록 탄성층(36)이 형성되어 있고, 상기 탄성층(36)중 상기 지지층(34)의 절개부(34a)가 위치한 영역의 상부에는 피에조소자(38)가 위치하고 있다. 피에조소자(38)가 전기적신호에 의해 상기 탄성층(36)을 가압하면 상기 탄성층(36)은 절개부(34a)를 통해 상기 잉크노즐부(33c)의 공간을 누르게 되어 잉크는 잉크노즐부(33c)를 통해 분출하게 된다.

상술한 바와 같은 평면구조를 가진 잉크젯 헤드의 입체구조를 보다 잘 이해하기 위하여 잉크젯 헤드의 잉크공급부의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

도 4a내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 잉크공급부의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

도 4a를 참조하면, 유리기판(30)상에 감광성막을 도포하고, 사진식각공정을 거쳐 소정의 감광성막(32)을 형성한다.

도 4b에서와 같이, 상기 감광성막(32)을 충분히 덮도록 지지물(支持物)을 증착하고, 사진식각공정을 거쳐, 식각된 부분이 상기 감광성막(32)상에 위치하도록 지지층(34)을 형성한다. 이때, 상기 지지물은 잉크와 피에조전극에 접촉되지 않고, 진동을 충분히 견딜수 있는 재질을 사용하면 되고, 바람직하게는 실리콘산화막(SiO₂), 실리콘질화막(SiNx) 등을 사용한다.

도 4c에서와 같이, 노출된 감광성막(32)과 지지층(34)상의 일부에 탄성물(彈性物)을 증착하고, 상기 지지층(34)의 식각된 부분과 그 가장자리를 충분히 덮도록 사진식각공정을 실시하여 탄성층(36)을 형성한다. 이때, 상기 탄성물은 탄성특성(Elastic Property)가 좋은 물질을 사용하는데, 바람직하게는 아모퍼스 실리콘(Amorphous Silicon ; a-Si), 폴리실리콘(Poly Silicon ; P-Si) 중 하나를 사용한다.

도 4d에서와 같이, 습식식각을 실시하여 상기 감광성막(32)을 식각함으로써, 그 패턴이 위치한 공간을 전술한 바와 같은 잉크공급로(33)로 형성한다.

여기서, 상기 습식식각 공정을 실시하기전에 상기 잉크공급로(33)의 양단을 절단하거나 식각하여 식각액이 상기 감광성막(32)에 접촉되도록 한다.

도 4e에서와 같이, 상기 탄성층(36) 상부에 상부전극(38a)과 하부전극(38b)으로 이루어진 피에조소자(38)를 형성한다. 여기서, 상기 피에조소자(38)에 소정 레벨의 전압을 공급하기 위한 두개의 공통전극(미도시)이 배치되어 있다.

상술한 바와 같은 공정을 거쳐 잉크젯 헤드의 잉크 공급부를 형성하면, 수십㎛ 두께의 얇은 공간으로 된 잉크공급부를 제조하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 분출되는 잉크량을 적게함으로써, 미세한 인쇄를 가능하게 한다.

둘째, 제작공정을 단순화함으로써, 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims

유리기판과,

상기 유리기판상에 정의되고, 병목부분으로 잉크노즐부와 잉크대기부로 구분되는 잉크공급로와,

상기 잉크노즐부를 덮도록 형성된 탄성층과,

상기 탄성층이 상기 유리기판의 상기 잉크노즐부에 소정공간을 두고 지지되도록 상기 유리기판 상부에서 상기 탄성층을 지지하는 지지층과,

상기 탄성층 상부에 위치하여 전기적신호에 따라 상기 탄성층이 상기 잉크노즐부의 공간을 탄성적으로 가압할 수 있는 압전소자

를 포함하는 잉크젯 헤드의 잉크공급부.
제1항에 있어서,

상기 지지층은 실리콘산화막, 실리콘질화막으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질인 잉크젯 헤드의 잉크공급부.
제1항에 있어서,

상기 탄성층은 비정질실리콘, 폴리실리콘으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질인 잉크젯 헤드의 잉크공급부.
유리기판을 공급하는 단계와,

상기 유리기판상에 감광성막을 도포하고, 모래시계 모양의 감광성막을 형성하는 단계와,

상기 감광성막을 덮도록 지지층을 증착하고, 식각된 부분이 상기 감광성막상의 일부에 위치하도록 상기 지지층을 선택적으로 식각하는 단계와,

노출된 감광성막과 상기 지지층상의 일부에 탄성층을 형성하는 단계와,

노출된 감광성막 상부의 탄성층상에 압전소자를 형성하는 단계

를 포함하는 잉크젯 헤드의 잉크공급부의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 지지층은 실리콘산화막, 실리콘질화막으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질인 잉크젯 헤드의 잉크공급부.
제4항에 있어서,

상기 탄성층은 비정질실리콘, 폴리실리콘으로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질인 잉크젯 헤드의 잉크공급부.