KR20010040110A - 잉크 제트 인쇄 헤드, 노즐판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판은 잉크 액적 토출 방향과 대면하는 그 표면이 각각의 노즐 구멍의 둘레의 돌출부를 갖도록 형성된다. 각각의 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심을 이루는 원의 형상으로 형성되며, 돌출부의 외부 모서리는 적절한 경사를 갖도록 형성된다. 노즐판의 형상으로 인해, 와이퍼 블레이드는 노즐 구멍 둘레의 노즐판의 표면(돌출 영역)과 양호하게 접촉할 수 있어서, 잉크 제트 인쇄 헤드의 잉크 액적 토출 성질이 안정화되고 개선될 수 있다. 이와 같은 노즐판의 형상은 포토레지스트를 사용하지 않고 전기 주조에 의해 실현된다. 따라서, 노즐 구멍의 형상은 포토레지스트의 피복 상태, 노광 및 현상에 사용되는 패터닝 화상의 정밀도, 마스크의 정밀도 및 수명 등에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 노즐 구멍의 치수 정밀도(직경, 거칠기 등)는 개선될 수 있고, 잉크 제트 인쇄 헤드의 제조 수율은 증가될 수 있고, 제조비는 감소될 수 있고, 고품질의 인쇄도 실현될 수 있다.
Description
본 발명은 잉크 제트 인쇄 헤드, 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판 및 노즐판의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 화질을 열화시키는 인자가 감소될 수 있어서 인쇄된 출력물의 질이 개선될 수 있는 잉크 제트 인쇄 헤드, 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판 및 노즐판의 제조 방법에 관한 것이다.
오늘날, 프린터는 다양한 정보를 종이와 같은 대상물 상에 인쇄하기 위해 많이 사용되고 있으며, 이것들 중에서 잉크 액적을 노즐로부터 대상물에 토출함으로써 인쇄를 수행하는 잉크 제트 프린터는 고속 인쇄, 저소음 등의 관점에서 유리한 것으로 알려져 있다.
잉크 제트 프린터는 잉크 액적을 종이와 같은 대상물에 토출하기 위한 잉크 제트 인쇄 헤드를 포함한다. 일반 형태의 칼라 잉크 제트 인쇄 헤드는 잉크를 대응하는 잉크 탱크로부터 잉크 제트 인쇄 헤드로 공급하기 위한 [각각 CMYK(시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙) 칼라에 대응해서 마련된] 네 개의 공통 잉크 채널과, 각각 대응 칼라의 공통 잉크 채널로부터 공급된 잉크로 충전된 (네 칼라 각각에 대응하여 마련된) 네 개의 잉크 풀과, (대응하는 칼라의) 잉크가 종이와 같은 대상물에 토출되는 구멍으로서 노즐판에 마련된 노즐 구멍과, 잉크 풀에 저장된 잉크의 토출을 발생시키기 위해 압전 소자 등에 의한 압력이 각각 인가되는 (각각의 노즐 구멍에 대응하여 마련된) 압력 챔버를 포함한다.
일본 특허 출원 공개 평4-182134호에 개시된 바와 같이, 종래의 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판은 전해 도금 캐스팅에 의해 형성되었다. 노즐판의 형성에서, 금속판으로 제조된 기부판이 일반적으로 사용되었으며, 노즐부는 포토레지스트를 사용함으로써 기부판 상에 패턴화되었다. 포토레지스트에 의해 패턴화된 금속 기부판 상에는 Ni의 전착(electrodeposition)이 수행됨으로써 노즐판이 되기 위한 Ni층이 형성된다. 그 후, Ni층으로 제조된 노즐판은 금속 기부판으로부터 제거됨으로써 노즐판이 완성된다.
노즐판의 재료로서는, 금속[SUS(스테인리스 강), Ni 등], 플라스틱[폴리이미드(polyimid), PES(PolyEther Sulfone) 등] 등이 사용된다. 노즐판 내에 노즐 구멍을 형성하는 것은 일반적으로 전기 주조, 에칭, 프레스 가공, 엑시머 레이저 가공 등에 의해 수행된다.
도1은 전기 주조에 의한 종래의 노즐판 제조 방법의 예를 도시한 단면도이다. 포토레지스트(10)가 SUS와 같은 금속으로 형성된 기부판(9) 상에 피복되며, 그 후, 마스크를 사용한 노광과 현상이 수행됨으로써, 포토레지스트 패턴이 기부판(9) 상에 형성된다. 그 후, 금속의 전착이 기부판(9)의 노광면 상에 수행된다. 전착된 금속층의 두께가 소정 두께에 도달하면, 전착된 금속층[즉, 노즐판(21)]은 기부판(9)으로부터 제거되어서 노즐판(21)이 완성된다.
그러나, 전기 주조에 의해 형성된 각 노즐 구멍(1)의 형상은 포토레지스트(10)의 피복 상태, 노광 및 현상에 의한 패터닝 정밀화, 마스크의 정밀도 및 수명 등에 의해 영향을 받는다. 따라서, 노즐 구멍(1)의 직경, 곡면도 등은 상기 조건에 따라 달라질 필요가 있다.
노즐 구멍(1)의 직경, 곡면도 등의 변화로 인해, 노즐 구멍(1)으로부터 토출되는 잉크 액적의 직경 및 속도는 반드시 달라지게 되어 있어서, 인쇄된 화상의 질을 열화시킨다. 잉크 액적 토출 방향의 균일성도 노즐 구멍(1)의 불량한 곡면으로 인해 열화되어서 화상의 질은 더욱 열화된다.
또한, 노즐판(21)의 패터닝에 사용되는 포토레지스트(10)는 임의의 두께를 갖기 때문에, 오목부는 노즐판(21)의 표면 상에 반드시 형성된다. 도1의 (c)에 도시된 바와 같이 오목부는 노즐 구멍(1) 둘레에 형성된다. 노즐 구멍(1) 둘레의 오목부로 인해, 잉크 제트 갱생(세척) 작업에서 와이퍼 블레이드의 사용에 의해 노즐 구멍(1) 둘레의 잉크를 세척하는 것은 어렵게 된다.
도2a 및 도2b는 상술한 종래의 제조 방법에 의해 제조된 종래의 잉크 제트 인쇄 헤드(또는 종래의 노즐판)에서 와이퍼 블레이드의 와이핑 작업을 도시하는 단면도이다. 도2a 및 도2b를 참조하면, 와이퍼 블레이드(30)가 노즐판을 와이핑하기 위해 (화살표에 의해 도시된 바와 같이) 좌로부터 우로 이동할 때, 와이퍼 블레이드(30)는 노즐 구멍(1) 둘레의 리세스된 표면을 올바로 접촉할 수 없어서, 노즐 구멍(1) 둘레에 남은 잉크는 잉크 액적 토출에 문제를 야기한다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 잉크 제트 인쇄 헤드와, 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판과, 전기 주조에 의해 형성된 노즐 구멍의 치수 정밀도가 증가됨으로써 인쇄된 출력물의 화상 질도 개선될 수 있는 노즐판 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 잉크 제트 인쇄 헤드와, 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판과, 노즐판의 제조 방법을 제공하는 것이며, 와이핑 작업에 의한 노즐 구멍 둘레의 잉크 세척이 보장될 수 있고 잉크 액적 직경과 잉크 액적 속도와 잉크 액적 토출 방향의 변화가 감소될 수 있어서 높은 화상 질의 인쇄가 저렴하게 실현될 수 있는 노즐판 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 압전 소자의 전계 왜곡(electrostriction)과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 발생되는 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위해 잉크 제트 인쇄 헤드에 사용된 노즐 구멍을 갖는 노즐판이 마련된다. 노즐판에는, 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성된다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 제1 태양에서 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 제1 태양에서 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정된다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 제2 태양에서 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성된다.
본 발명의 제5 태양에 따르면, 제4 태양에서 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정된다.
본 발명의 제6 태양에 따르면, 제1 태양에서 돌출부 및 노즐 구멍은 전기 주조에 의해 형성된다.
본 발명의 제7 태양에 따르면, 제6 태양에서 노즐판은 Ni로 형성된다.
본 발명의 제8 태양에 따르면, 제6 태양에서 노즐판은 Ni 및 Co의 합금으로 형성된다.
본 발명의 제9 태양에 따르면, 압전 소자의 전계 왜곡과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 생성된 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위해 잉크 제트 인쇄 헤드에 사용된 노즐 구멍을 갖는 노즐판의 제조 방법이 마련된다. 제조 방법은 기부판 형성 단계, 전착 단계 및 제거 단계를 포함한다. 기부판 형성 단계에서, 기부판은 전기 절연 재료로 제조된 기부의 상부면 상에 형성되어서, 노즐 구멍이 형성되기로 계획된 기부의 상부면의 부분을 보호한다. 전착 단계에서, 금속층이 종자층으로서 기부판 형성 단계에 형성된 기부판을 사용하여 소정 두께로 전착된다. 제거 단계에서, 전착 단계에서 노즐판으로서 전착된 금속층은 전착된 금속층이 소정 두께에 도달한 후 기부로부터 제거된다.
본 발명의 제10 태양에 따르면, 제9 태양에서, 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성된다.
본 발명의 제11 태양에 따르면, 제10 태양에서 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성된다.
본 발명의 제12 태양에 따르면, 제10 태양에서 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정된다.
본 발명의 제13 태양에 따르면, 제11 태양에서 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성된다.
본 발명의 제14 태양에 따르면, 제13 태양에서 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정된다.
본 발명의 제15 태양에 따르면, 제9 태양에서 전착 단계에서 전착된 금속층은 Ni로 형성된다.
본 발명의 제16 태양에 따르면, 제9 태양에서 전착 단계에서 전착된 금속층은 Ni 및 Co의 합금으로 형성된다.
본 발명의 제17 태양에 따르면, 압전 소자의 전계 왜곡과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 생성된 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위한 잉크 제트 인쇄 헤드가 마련된다. 잉크 제트 인쇄 헤드는 노즐 구멍이 형성되기로 계획된 기부의 상부면의 부분을 피하는 전기 절연 재료로 제조된 기부의 상부면 상에 기부판을 형성하고, 종자층으로서 기부판을 사용하여 소정 두께로 금속층을 전착하고, 노즐판으로서 전착된 금속층이 소정 두께에 도달한 후 기부로부터 전착된 금속층을 제거함으로써 제조된 노즐 구멍을 갖는 노즐판을 포함한다.
본 발명의 제18 태양에 따르면, 제17 태양에서 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성된다.
본 발명의 제19 태양에 따르면, 제18 태양에서 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성된다.
본 발명의 제20 태양에 따르면, 제18 태양에서 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정된다.
본 발명의 제21 태양에 따르면, 제19 태양에서 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성된다.
본 발명의 제22 태양에 따르면, 제21 태양에서 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정된다.
본 발명의 제23 태양에 따르면, 제17 태양에서 전착된 금속층은 Ni로 형성된다.
본 발명의 제24 태양에 따르면, 제17 태양에서 전착된 금속층은 Ni 및 Co의 합금으로 형성된다.
도1은 전기 주조에 의한 종래의 노즐판 제조 방법의 예를 도시한 단면도.
도2a 및 도2b는 종래의 제조 방법에 의해 제조된 종래의 잉크 제트 인쇄 헤드(또는 종래의 노즐판)를 와이핑하는 와이퍼 블레이드의 동작을 도시한 단면도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 인쇄 헤드의 구성을 설명하는 단면도.
도4는 잉크 제트 인쇄 헤드의 진동판이 변형될 때 도3의 잉크 제트 인쇄 헤드의 상태를 도시한 단면도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 인쇄 헤드의 헤드 유닛의 구성을 도시한 개략도.
도6은 도5에 도시된 다층판 조립체의 구성을 도시한 개략도.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 노즐판의 제조 방법을 도시한 단면도.
도8은 노즐 구멍 둘레에 있는 도7의 노즐판의 상세한 형상을 도시한 개략도.
도9a 및 도9b는 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 노즐을 와이핑하는 와이퍼 블레이드의 작업을 도시한 단면도.
〈도면의 주요부분의 부호에 대한 설명〉
1 : 노즐 구멍
2 : 댐퍼 챔버
3 : 잉크 풀
4 : 잉크 공급 구멍
5 : 압력 챔버
6 : 진동판
7 : 압전 소자
11 : 다층판 조립체
12 : 노즐 커버
13 : 헤드 구동 회로 기판
14 : 케이블
15 : 헤드 케이스
16 : 조인트
17 : 접속 기판
18 : 헤드 커버
본 발명의 목적 및 특징은 첨부 도면과 관련해서 취해진 이하의 상세한 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 인쇄 헤드의 구성을 도시한 단면도이다. 도3에 도시된 잉크 제트 인쇄 헤드는 노즐 구멍(1)과, 댐퍼 챔버(2)와, 잉크 풀(3)과, 잉크 공급 구멍(4)과, 압력 챔버(5)와, 진동판(6)과, 압전 소자(7)를 포함한다. 댐퍼 챔버(2) 및 잉크 풀(3)은 각 칼라에 대응해서 마련된다. 따라서, [예컨대, CMYK(시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙)인] 네 칼라를 사용하는 칼라 잉크 제트 인쇄 헤드의 경우, 네 개의 댐퍼 챔버(2)와 네 개의 잉크 풀(3)이 마련된다. 잉크 공급 구멍(4), 압력 챔버(5) 및 압전 소자(7)는 각 노즐 구멍(1)에 대응해서 마련된다.
잉크 풀(3)은 칼라에 대응하는 도시 안된 잉크 탱크(잉크 카트리지)로부터 공급된 칼라(예컨대, 시안, 마젠타, 옐로우 또는 블랙)의 잉크로 충전된 공간이다. 노즐 구멍(1)은 잉크가 종이와 같은 대상물로 토출되는 구멍이다. (각 칼라에 대응하는) 댐퍼 챔버(2)는 노즐 사이의 음향 누화(crosstalk)를 제거하기 위해 마련된다. 잉크가 채워지지 않은 댐퍼 챔버(2)는 거의 잉크 풀(3)과 동일한 형상으로 형성된다.
[노즐 구멍(1)에 대응하는] 잉크 공급 구멍(4)은 노즐 구멍(1)에 대응하는 압력 챔버(5)와 잉크 풀(3)을 연결하기 위해 잉크 풀(3) 위에 형성된다.
진동판(6)은 압전 소자(7)의 변형(전계 왜곡)에 따라 변형되는 판이다. 전기 신호가 압전 소자(7)에 인가되어서 압전 소자(7)가 변형될 때, 진동판(6)의 대응 부분은 변형되어서 대응하는 압력 챔버(5)의 체적(용량)이 변경된다. 압력 챔버(5)의 체적 변경으로 인해, 압력파가 노즐 구멍(1)으로 전달되어서 압력 챔버(5) 내의 잉크는 종이와 같은 대상물에 잉크 액적과 같은 것으로서 토출된다.
도4는 진동판(6)이 변형될 때 도3의 잉크 제트 인쇄 헤드의 상태를 도시한 단면도이다. 도4를 참조하면, 진동판(6)은 압전 소자(7)의 전계 왜곡으로 인해 내향으로 변형되어서 압력 챔버(5)의 체적은 급격히 감소된다. 압력 챔버(5)의 체적의 급격한 감소로 인해, 압력파는 노즐 구멍(1)으로 전달되어서 노즐 구멍(1)으로부터의 잉크 액적 토출이 야기된다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 인쇄 헤드의 헤드 유닛의 구성을 도시한 개략도이다. 도5에 도시된 헤드 유닛은 압전 소자(7)(압전 소자 유닛), 다층판 조립체(11), 노즐 커버(12), 헤드 구동 회로 기판(13), 케이블(14), 헤드 케이스(15), 조인트(16), 접속 기판(17) 및 헤드 커버(18)를 포함한다.
도6은 도5에 도시된 다층판 조립체(11)의 구성을 도시한 개략도이다. 도6에 도시된 다층판 조립체(11)는 노즐 구멍(1)이 형성된 노즐판(21)과, (칼라에 대응하는) 댐퍼 챔버(2)가 형성된 댐퍼판(22)과, (칼라에 대응하는) 잉크 풀(3)이 형성된 풀판(23)과, [노즐 구멍(1)에 대응하는] 잉크 공급 구멍(4)이 형성된 잉크 공급판(24)과, [노즐 구멍(1)에 대응하는] 압력 챔버(5)가 형성된 압력 챔버판(25)과, 진동판(6)과, 압전 소자 유닛(압전 소자; 7)을 포함한다.
본 실시예의 잉크 제트 인쇄 헤드의 헤드 유닛에는, 한 칼라의 잉크가 도시 안된 잉크 탱크(잉크 카트리지)로부터 조인트(16) 및 헤드 케이스(15)를 거쳐 마련된 공통 잉크 채널을 지나 칼라에 대응하는 잉크 풀(3) 중 하나로 공급되어서, 잉크 풀(3)에 채워진다. 잉크 풀(3)의 위에는, 노즐 구멍(1)에 대응하는 잉크 공급 구멍(4)이 잉크 공급판(24) 상에 형성된다. 각각의 잉크 공급 구멍(4)에 대응해서, 압력 챔버(5) 및 잉크 액적의 토출을 위한 노즐 구멍(1)이 마련된다. 노즐 구멍(1)은 잉크 액적 토출 방향으로 노즐판(21)을 거쳐 형성된다. 잉크 풀(3)과 노즐판(21) 사이에는 잉크 풀(3)과 거의 동일한 형상을 갖는 (잉크가 채워지지 않은) 댐퍼 챔버(2)가 노즐 사이의 음향 누화를 제거하기 위해 댐퍼판(22) 상에 형성된다. 압력 챔버판(25) 상에 형성된 압력 챔버(5)는 진동판(6)에 의해 덮히며, 압전 소자 유닛[압전 소자(7)]은 진동판(6)에 부착된다.
판[노즐판(21), 댐퍼판(22), 풀판(23), 잉크 공급판(24), 압력 챔버판(25) 및 진동판(6)]과 같이 SUS(스테인리스 강), Ni(니켈) 등으로 제조된 금속판이 사용되며, 판상의 [노즐 구멍(1)과 같은] 공동과 구멍은 에칭, 전기 주조 등에 의해 형성된다.
판은 소위 건식 필름에 의해 구성될 수 있다. 이런 경우, 판 상의 공동 및 구멍의 형성은 사진 석판술(노광 및 현상)에 의해 패턴닝됨으로써 수행될 수 있다.
판들은 적층되어 서로 접착됨으로써 다층판 조립체(11)가 형성된다. 판의 접합은 에폭시 접착제, 건식 필름 등에 의한 접착과 열 확산 접합 등에 의해 수행될 수 있다.
풀판(23), 잉크 공급판(24) 및 압력 챔버(25)는 PPE(폴리페닐렌 에테르, PolyPhenylene Ether), PES(폴리에테르 술폰, PolyEthter Sulfone) 등의 플라스틱 성형에 의해 단일편으로 형성될 수도 있다.
본 실시예의 잉크 제트 인쇄 헤드가 잉크 제트 프린터 상에 설치될 때, 케이블(14)이 접속된 헤드 구동 회로 기판(13)은 도5에 도시된 바와 같이 재유동 땜납에 의해 다층판 조립체(11)의 압전 소자 유닛[압전 소자(7)]에 부착된다. 다층판 조립체(11) 및 조립체(16)는 헤드 케이스(15)에 부착된다. 케이블(14)이 접속된 접속 기판(17)은 헤드 커버(18)에 저장되며, 헤드 커버(18)는 헤드 케이스(15)에 부착된다.
상술한 바와 같이, 도시 안된 잉크 탱크(칼라에 대한 잉크 카트리지)로부터 잉크를 공급하기 위한 (칼라에 대응하는) 공통 잉크 채널은 조인트(16)와 헤드 케이스(15)를 거쳐 형성된다. 조인트(16) 및 헤드 케이스(15)는 PPE, PES 등의 플라스틱 성형에 의해 형성된다.
다층판 조립체(11)의 노즐판(21)의 하부면 상에는, 종이 엉킴 등의 경우 노즐판(21)을 보호하기 위해 노즐 커버(12)가 부착된다. 노즐 커버(12)는 예컨대 SUS(스테인리스 강)로 제조되어 프레그 가공에 의해 형성된다. 상술한 구성의 헤드 유닛을 포함하는 잉크 제트 인쇄 헤드는 잉크 제트 프린터에 설치된다.
도7은 본 발명의 실시예에 따르는 노즐판의 제조 방법을 도시한 단면도이다. 도7은 본 발명에 따르는 노즐판의 뚜렷한 특징을 도시한다.
도7의 (a)를 참조하면, 전기 절연 재료(8)가 기부로서 사용되고 박판 기부판(9)이 에칭 등에 의해 전기 절연 재료의 상부면 상에 패턴화된다. 이어서, 도7의 (b)에 도시된 바와 같이, 전착된 금속층이 소정 두께에 도달할 때까지 기부판(9) 상에 전착된다. 그 후, 도7의 (c)에 도시된 바와 같이, 전착된 금속층[즉, 노즐판(2)]은 기부[전기 절연 재료(8)]로부터 제거된다. 전착된 금속층[노즐판(21)]은 양호하게는 Ni와, Ni 및 Co의 합금 등으로 형성되지만, 노즐(21)용 재료는 가능한 경우 변경될 수 있다.
도8은 도7의 노즐판(21)과 노즐 구멍(1)의 상세한 형상에 대한 단면도이다. 도8에 도시된 바와 같이, 도7의 제조 방법에 의해 제조된 노즐판(21)의 하부면 상에는 돌출부(볼록부, 40)가 노즐 구멍(1) 둘레에 형성된다. 돌출부(40)의 높이는 노즐판(21)의 형성에 사용되는 기부판(9)의 두께와 거의 동일하게 된다. 도7의 제조 방법의 경우, 돌출부(40)는 노즐 구멍(1)과 동심을 이루는 원의 형상으로 형성되며, 원형 돌출부(40)의 외부 모서리(41)는 적절한 경사를 갖도록 형성된다. 원형 돌출부(40)의 외부 모서리(41)의 경사는 전기 주조에 의해 돌출부(40) 형성의 관점에서 보아 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면에 대해 양호하게는 100 ° 내지 140 °사이(즉, 잉크 액적 토출 방향에 대해 10° 내지 50 ° 사이)로 설정된다. 돌출부(40)의 높이는 노즐판(21)의 형성에 사용되는 기부판(9)의 두께 및 치수(두께) 정밀도의 관점에서 보아 양호하게는 5 ∼ 100 ㎛ 사이로 설정될 수 있다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 노즐판(21)을 와이핑하는 와이퍼 블레이드의 작업을 도시한 단면도이다. 도9a를 참조하면, 와이퍼 블레이드(30)가 노즐판(21)을 와이핑하기 위해 (화살표에 의해 도시된 바와 같이) 좌측으로부터 우측으로 이동할 때, 와이퍼 블레이드(30)의 모서리는 노즐 구멍(1) 둘레의 노즐판(21)의 돌출된 표면[돌출부(40)]과 양호한 접촉을 함으로써, 노즐 구멍(1) 둘레의 잉크는 완전히 세척될 수 있다. 노즐판(21)의 돌출부(40)와 와이퍼 블레이드(30) 사이의 접촉도 도9b에 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 노즐판(21)의 형상으로 인한 와이퍼 블레이드(30)의 개선된 세척능에 의해, 노즐 구멍(1) 둘레에 잔류하는 잉크에 의해 야기된 잉크 제트 인쇄 헤드의 잉크 액적 토출능의 열화는 제거될 수 있어서 고품질의 인쇄가 실현될 수 있다. 돌출부(40)의 외부 모서리(41)의 적절한 경사는 도9a에서 알 수 있는 바와 같이 와이퍼 블레이드(30)와 돌출부(40) 사이의 접촉을 도움으로써, 와이퍼 블레이드(30)의 세척능은 더욱 개선된다. 또한, 와이퍼 블레이드(30)의 연마는 외부 모서리(41)의 적절한 경사에 의해 감소되어서 와이퍼 블레이드(30)의 작업 수명은 연장된다.
위에서 설정된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 인쇄 헤드와, 잉크 제트 인쇄 헤드의 노즐판과, 노즐판 제조 방법에서, 잉크 액적 토출 방향쪽으로 대면하는 노즐판(21)의 표면은 각 노즐 구멍(1) 둘레의 표면 부분(40)이 외부로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성된다. 따라서, 와이퍼 블레이드(30)는 노즐 구멍(1) 둘레의 노즐판(21)의 표면[돌출부(40)]과 양호하게 접촉할 수 있고 노즐 구멍(1) 둘레의 잉크가 와이핑 작업에서 성공적으로 세척될 수 있음으로써, 잉크 제트 인쇄 헤드의 잉크 액적 토출 성질은 안정화되록 개선될 수 있다.
양호한 실시예에서, 각각의 돌출부(40)는 대응 노즐 구멍(1)과 동심을 이루는 원의 형상으로 형성되며, 돌출부(40)의 외부 모서리(41)는 적절한 경사를 갖도록 형성된다. 노즐판(21)의 이런 형상은 본 발명의 실시예에 따라 전착 공정에 의해 실현됨으로써, 와이퍼 블레이드(30)와 돌출부(40) 사이의 양호한 접촉이 보장됨으로써 상기한 본 발명의 효과가 보장된다. 돌출부(40)의 외부 모서리(41)의 적절한 경사도 와이퍼 블레이드(30)의 작동 수명을 연장한다.
실시예의 돌출부(40) 및 노즐판(21)의 노즐 구멍(1)은 포토레지스트를 사용하지 않고 전기 주조에 의해 형성된다. 따라서, 노즐 구멍(1)의 형상은 포토레지스트의 피복 상태, 노광 및 현상에 사용되는 패터닝 화상의 정밀도, 마스크의 정밀도 및 수명 등에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 노즐 구멍(1)의 치수 정밀도(직경, 거칠기 등)는 개선될 수 있고, 잉크 제트 인쇄 헤드의 제조 수율은 증가될 수 있고, 제조비는 감소될 수 있고, 고품질의 인쇄도 실현될 수 있다.
비록 본 발명은 특별한 설명된 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예에 의해 제한되지는 않으며 단지 첨부된 특허청구범위에 의한다. 또한 기술분야의 당업자도 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 실시예를 변경하거나 개조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 잉크 제트 인쇄 헤드의 잉크 액적 토출 성질이 안정화되고 개선될 수 있다. 또한, 노즐 구멍의 치수 정밀도는 개선될 수 있고, 잉크 제트 인쇄 헤드의 제조 수율은 증가될 수 있고, 제조비는 감소될 수 있고, 고품질의 인쇄도 실현될 수 있다.
Claims (24)
- 압전 소자의 전계 왜곡과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 발생되는 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위해 잉크 제트 인쇄 헤드에 사용된 노즐 구멍을 갖는 노즐판에 있어서,잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제1항에 있어서, 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제1항에 있어서, 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정된 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제2항에 있어서, 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제4항에 있어서, 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정된 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제1항에 있어서, 돌출부 및 노즐 구멍은 전기 주조에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제6항에 있어서, 노즐판은 Ni로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 제6항에 있어서, 노즐판은 Ni 및 Co의 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 노즐판.
- 압전 소자의 전계 왜곡과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 생성된 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위해 잉크 제트 인쇄 헤드에 사용된 노즐 구멍을 갖는 노즐판의 제조 방법에 있어서,기부판은 전기 절연 재료로 제조된 기부의 상부면 상에 형성되어서, 노즐 구멍이 형성되기로 계획된 기부의 상부면의 부분을 피하는 기부판 형성 단계와,금속층이 종자층으로서 기부판 형성 단계에 형성된 기부판을 사용하여 소정 두께로 전착되는 전착 단계와,전착 단계에서 노즐판으로서 전착된 금속층은 전착된 금속층이 소정 두께에 도달한 후 기부로부터 제거되는 제거 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제10항에 있어서, 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제10항에 있어서, 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 전착 단계에서 전착된 금속층은 Ni로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 전착 단계에서 전착된 금속층은 Ni 및 Co의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐판 제조 방법.
- 압전 소자의 전계 왜곡과 압전 소자의 전계 왜곡으로 인해 압력 챔버에 생성된 압력파에 의해 노즐 구멍으로부터 잉크 액적을 토출하기 위한 잉크 제트 인쇄 헤드에 있어서,잉크 제트 인쇄 헤드는, 노즐 구멍이 형성되기로 계획된 기부의 상부면 부분을 피하는 전기 절연 재료로 제조된 기부의 상부면 상에 기부판을 형성하고 종자층으로서 기부판을 사용하여 소정 두께로 금속층을 전착하고 전착된 금속층이 소정 두께에 도달한 후 전착된 금속층을 기부로부터 제거함으로써 제조된 노즐 구멍을 갖는 노즐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제17항에 있어서, 잉크 액적 토출 방향으로 대면하는 노즐판의 표면은 각 노즐 구멍 둘레의 표면 부분이 다른 부분으로부터 잉크 액적 토출 방향으로 돌출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제18항에 있어서, 표면의 각 돌출부는 대응하는 노즐 구멍과 동심 상에 있는 원의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제18항에 있어서, 돌출부의 높이는 5 ㎛ 내지 100 ㎛로 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제19항에 있어서, 각각의 돌출부는 외부 모서리가 적절한 경사를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제21항에 있어서, 돌출부의 외부 모서리의 경사는 잉크 액적 토출 방향에 대해 10 ° 내지 50 °로 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제17항에 있어서, 전착된 금속층은 Ni로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
- 제17항에 있어서, 전착된 금속층은 Ni 및 Co의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄 헤드.
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