KR20020009081A - 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드 - Google Patents

Abstract

버블젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 관해 개시된다. 개시된 잉크젯 프린트 헤드는: 기판과; 기판 상에 다수 나란하게 배치되어 공간적으로 구획되며, 다수의 잉크 유동영역인 단위 챔버를 마련하는 소정 높이의 챔버벽체와; 상기 각 단위챔버에 마련되는 것으로 상기 기판 상에 소정 간격을 두고 마련되는 두개의 단위 히이터를 구비하는 버블발생수단와; 상기 기판의 상부에 결합되는 것으로 상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터의 사이의 영역에 대응하는 노즐이 다수 마련되어 있는 노즐판을; 구비하며, 상기 각 단위 챔버의 양 방향에서 잉크가 공급될 수 있도록 구성되어 있다. 노즐 단위로 단위챔버가 구성되고, 단위 챔버 내에 노즐을 중심으로 그 양측에 버블을 발생시키므로 잉크의 역류를 효과적으로 방지되고, 노즐을 통한 액적의 크기 조절이 용이함은 상대적으로 낮은 압력 하에서도 고속 고압의 액적을 토출할 수 있게 된다. 특히, 구조적으로 단순한 잉크유로가 제공되므로 이물질에 의해 유로의 막힘 및 이로 인한 프린트 헤드의 불량화가 효과적으로 방지된다.

Description

버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드{Bubble-jet type ink-jet printhead}

본 발명은 잉크 젯 프린트 헤드에 관한 것으로, 특히 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드에 관한 것이다.

잉크 젯 프린터의 잉크 토출 방식으로는 열원을 이용하여 잉크에 기포(버블)를 발생시켜 이 힘으로 잉크를 토출시키는 전기-열 변환 방식(electro-thermal transducer, 버블 젯 방식)과, 압전체를 이용하여 압전체의 변형으로 인해 생기는 잉크의 체적 변화에 의해 잉크를 토출시키는 전기-기계 변환 방식(electro-mechanical transducer)이 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하여 버블 젯 방식의 잉크 토출 메카니즘을 설명하면 다음과 같다. 노즐(11)이 형성된 잉크 유로(10)에 저항 발열체로 이루어진 히터(12)에 전류 펄스를 인가하면, 히터(12)에서 발생된 열이 잉크(14)를 가열하여 잉크 유로(10) 내에 버블(15)이 생성되고 그 힘에 의해 잉크 액적(droplet, 14')이토출된다.

그런데, 이와 같은 버블 젯 방식의 잉크 토출부를 가지는 잉크 젯 프린트 헤드는 다음과 같은 요건들을 만족하여야 한다.

첫째, 가능한 한 그 제조가 간단하고 제조비용이 저렴하며, 대량 생산이 가능하여야 한다.

둘째, 선명한 화질을 얻기 위해서는, 토출되는 주 액적(main droplet)에 뒤따르는 주 액적보다 작은 미세한 부 액적(satellite droplet)의 생성이 억제되어야 한다.

셋째, 하나의 노즐에서 잉크를 토출하거나 잉크의 토출후 잉크 챔버로 잉크가 다시 채워질 때, 잉크를 토출하지 않는 인접한 다른 노즐과의 간섭(cross talk)이 억제되어야 한다. 이를 위해서는 잉크 토출시 노즐 반대방향으로 잉크가 역류하는 현상(back flow)을 억제하여야 한다. 도 1a 및 도 1b에서 또 하나의 히터(13)는 이를 위한 것이다.

넷째, 고속 프린트를 위해서는, 가능한 한 잉크 토출과 다시 채워지는 주기가 짧아야 한다.

그런데, 이러한 요건들은 서로 상충하는 경우가 많고, 또한 잉크 젯 프린트 헤드의 성능은 결국 잉크 챔버, 잉크 유로 및 히터의 구조, 그에 따른 버블의 생성 및 팽창 형태, 또는 각 요소의 상대적인 크기와 밀접한 관련이 있다.

이에 따라, 미국특허 US 4339762호, US 4882595호, US 5760804호, US 4847630호, US 5850241호, 유럽특허 EP 317171호, Fan-Gang Tseng, Chang-Jin Kim,and Chih-Ming Ho, "A Novel Microinjector with Virtual Chamber Neck", IEEE MEMS '98, pp.57-62 등 다양한 구조의 잉크 젯 프린트 헤드가 제안되었다. 그러나, 이들 특허나 문헌에 제시된 구조의 잉크 젯 프린트 헤드는 전술한 요건들중 일부는 만족할지라도 전체적으로 만족할 만한 수준은 아니다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 제 1 의 기술적 과제는 잉크의 역유동을 효과적으로 방지할 수 있는 구조의 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 제 2 의 기술적 과제는 잉크가 유동하는 유로의 구조가 단순하고 잉크의 공급이 원활한 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 제 3 의 기술적 과제는 잉크 토출량의 조절이 용이하고 특히 정량 토출 및 토출량의 미세 조절이 용이한 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 제 3 의 기술적 과제는 잉크의 재충전시간이 짧고 따라서 고속동작이 가능한 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드 구조 및 잉크 토출 메카니즘을 도시한 단면도들이다.

도 2는 본 발명에 따른 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드의 개략적인 평면도이다.

도 2는 본 발명의 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드에 따른 한 실시예의 개략적인 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드의 한 실시예를 도시한 도 2의 A - A 선 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드의 한 실시예를 도시한 도 2의 B - B 선단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드의 한 실시예를 도시한 도 2의 C 부분의 발췌도이다

도 6 내지 도 9a, 9b 는 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 토출과정을 순차적으로 보인 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드의 한 실시예의 하나의 단위챔버를 중심으로한 부분 배치구조를 나타내 보인 평면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드에 적용되는 하나의 단위챔버를 도시한 도 10의 D - D 선 단면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드에 적용되는 하나의 단위챔버를 도시한 도 10의 E - E 선 단면도이다.

도 15a 내지 도 15h는 본 발명에 따른 버블젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드에 적용되는 버블발생수단의 형성과정을 나타내 보인 공정도이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

기판과;

기판 상에 다수 나란하게 배치되어 공간적으로 구획되며, 다수의 잉크 유동영역인 단위 챔버를 마련하는 소정 높이의 챔버벽체와;

상기 각 단위챔버에 마련되는 것으로 상기 기판 상에 소정 간격을 두고 마련되는 두개의 단위 히이터를 구비하는 버블발생수단와;

상기 기판의 상부에 결합되는 것으로 상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터의 사이의 영역에 대응하는 노즐이 다수 마련되어 있는 노즐판을; 구비하며,

상기 각 단위 챔버의 양 방향에서 잉크가 공급될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드을 제공한다.

본 발명의 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 있어서, 상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터는 전기적으로 상호 접속되어 있고, 상기 버블발생수단의 두 단위 히이터가 일체적으로 또는 두 단위 히이터가 소정간격을 두고 형성되고 이들의 사이에 전기적 접속부재가 위치될 수 있다.

상기 버블발생수단의 두 단위 히이터의 대향된 부분이 공통신호선에 접속되어 있고, 상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터의 각 외단부는 하나의 병렬접속부재에 공히 접속될 수 있고 또는 상기 버블발생수단들 일측은 직렬접속부에 접속되어 있고, 그 타측은 각각 개별신호선에 접속될 수 있다.

또한, 상기 버블발생수단의 두 단위 히이터의 외곽측 단부는 일체적으로 형성된 병렬접속부에 연결되어 있고, 상기 버블발생수단의 중간부분에는 상기 단위 히이터를 분리하며 이와 전기적으로 연결되는 공통신호선이 연결될 수 있다.

상기 공통신호선은 다수의 버블발생수단의 중간부분에 공히 연결되어 있고, 상기 공통신호선과 상기 버블발생수단의 사이에 제1절연층이 마련되며, 상기 제1절연층에는 상기 공통신호선과 상기 버블발생수단의 양 단위 히이터의 연결부분을 접촉시키기 위한 콘택트홀이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 버블발생수단을 포함하는 적층구조의 최상층에 제2절연층이 형성되고, 상기 챔버벽체는 상기 제2절연층 상에 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 것을 지칭하며, 도면상에서 각 요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 층이 존재할 수도 있다.

먼저, 도 2는 본 발명의 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드에 따른 한 실시예의 개략적인 평면도이며, 도 3은 도 2의 A - A 선 단면도이며, 그리고 도 4는 도 2의 B - B 선단면도이며, 그리고 도 5는 도 2의 C 부분의 발췌도이다. 도 2 내지 도 3은 히이터를 중심으로 도시되어 있고, 이에 관련된 요소들은 본발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 이해를 돕기 위하여 생략되었고, 그 구체적인 구조를 별도로 설명된다.

도 2와 도 3은 2 열 형태로 노즐이 배치된 구조의 잉크젯 프린트 헤드를 개략적으로 도시한다. 도 2와 도 3을 참조하면, 기판(100)의 길이 방향 양측 가장자리를 따라서 다수의 전극패드(101)가 소정간격으로 배치된다. 기판(100)의 중간부분에는 2 열로 노즐(201)이 배치된 노즐판(200)이 위치한다. 상기 기판(100)과 노즐판(200)의 사이에는 기판(100)의 중간부분에서 길이 방향으로 연장되는 격리벽체(102a)가 배치되고 그리고 노즐판(200)의 길이 방향 양측 가장자리에는 외곽벽체(102b)가 마련된다. 따라서, 기판(100)과 노즐판(200) 사이의 잉크챔버(300)는 2개로 구획되며, 상기 잉크챔버(300)에 대한 잉크의 공급은 상기 기판(100) 양측의 단변부분에 형성된 잉크공급홈(103)을 통해 이루어 진다.

한편, 상기 양 외곽벽체(102a)와 격리벽체(102a)의 사이에는 이에 수직인 방향으로 연장되며 외곽벽체(102a) 및 격리벽체(102a)와는 그 양단부가 소정 거리를 둔 챔버벽체(102c)가 외곽벽체(102a)와 격리벽체(102a)의 연장 방향으로 다수 나란하게 배치된다. 따라서, 상기 챔버 벽체(102c)에 의해 노즐단위로 격리된 단위챔버(300a)가 마련되고, 그리고 단위챔버(300a)들은 챔버벽체(102c)들 사이의 양단 트인 부분을 통해 상호 연결된다. 상기 단위챔버(300a)의 각 하부에는 대칭적 버블 발생수단(400)을 구성하는 단위 히이터(400a, 400b)가 마련된다. 후에 설명되겠지만, 상기 노즐단위 또는 단위 챔버단위의 버블 발생수단(400)의 두 단위 히이터(400a, 400b)는 전기적으로 상호 연결이 되어 있으며, 특히 병렬 또는 직렬 접속구조 중의 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 양 단위히이터(400a, 400b)는 상기 챔버벽체(102c)의 사이에서 이와 나란하게 일직선상으로 배치되며, 동일한 열에너지를 발생하여, 이에 의해 동일한 크기의 버블이 발생되도록 한다.

도 3과 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 상기 단위 히이터(400a, 400b)의 사이의 중앙 상방에는 상기 노즐판(200)의 노즐(201)이 위치한다.

도 2의 C-C 단면도인 도 4를 참조하면, 상기 기판(100)의 양측 단부에 잉크공급홈(103)이 마련되어 있다. 도 4에서 참조번호 500은 잉크를 저장하는 잉크 카트리지의 몸체 일부를 나타내며, 501은 밀폐를 위한 실링재를 나타낸다.

이하, 상기와 같은 특징적 구조를 가지는 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크토출과정을 살펴본다.

도 6은 하나의 단위챔버(300a)에 잉크가 충전되어 있는 상태를 보인다. 잉크는 단위챔버(300a)의 양측에서 이루어 진다. 이때에 잉크의 충전은 모세관 현상과 중력의 작용에 의해 이루어 진다.

도 7은 버블 발생수단(400)의 단위 히이터(400a, 400a)에 펄스성 전압이 인가되어 이에 접촉된 영역에 버블이 발생된 초기의 상태를 보인다. 이때에 노즐(201)을 통과하는 중심축을 중심으로 그 양측에 단위 히이터(400a, 400a)의 각각에 의해 버블(600b, 600b)가 발생되며 이때에 버블(600b, 600b)의 팽창에 의해 버블(600b, 600b)사이 영역의 잉크와 그 바깥 영역의 잉크가 압력을 받게 되며 이때에 잉크역류가 미소하게 나타난다.

도 8은 버블발생수단(400)의 단위 히이터(400a, 400a)에 펄스성 전압이 인가가 지속되면서 단위히이터(400a)들에 의해 발생된 양 버블(600b, 600b)이 확장되어 버블(600b, 600b)사이의 영역이 폐쇄된 상태를 보인다. 따라서, 폐쇄된 영역 즉 노즐(201)의 하부에 존재하는 잉크는 양 버블(600b)들에 의해 고립된 그 팽창력에 의해 노즐(201)을 통해 토출되기 시작한다.

도 9a는 버블발생수단(400)의 단위 히이터(400a, 400a)에 펄스성 전압이 인가가 지속되면서 단위히이터(400a)들에 의해 발생된 양 버블(600b, 600b)이 최대로 확장되어 버블(600b, 600b)사이의 폐쇄영역 내의 잉크가 노즐(201)을 통해 토출완료되는 시기의 평면도이며, 도 9b는 동일상태에서의 측면도이다.

도 9a 와 도 9b에 도시된 바와 같이 단위 히이터(400a, 400a)에 의해 최대한으로 확장된 버블(600b, 600b)은 이들 사이의 잉크(600)가 액적(600a)의 상태로 토출되게 한다. 이와같이 액적(600b)의 토출이 완료됨과 동시에 버블발생수단(400)의 단위 히이터(400a, 400a)에 대한 전압공급이 중지되고, 따라서 최대한으로 팽창되어 있는 버블(600b)은 소멸되고 또한 잉크의 재충전이 이루어 짐으로써 도 5에 도시된 바와 같이 초기상태로 돌아간다.

이상과 같은 과정을 통해 액적을 토출하도록 하는 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드의 구조적 특징은 노즐단위로 격리된 단위챔버가 마련되고, 각 단위챔버 내에 노즐의 양측에 위치하는 단위 히이트를 구비하는 버블발생수단를 구비하는 것이다.이러한 구조적 특징에 의하면, 양 단위 히이터에 의해 발생된 버블이 성장하면서 노즐의 하방에 존재하는 잉크가 그 바깥 부분의 잉크와 분리 또는 격리되고, 따라서 노즐하부에 위치하는 잉크의 역류가 방지된다. 또한 양 버블에 의해 노즐 하부에 있는 잉크가 고립되어 있고 또한 버블에 의한 충분한 압력을 받기 때문에 고압으로 토출되는 액적을 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 특징에 의해 버블발생수단(40)의 발열량 조절에 의해 토출되는 액적 크기의 미세 조절이 가능하다. 또한, 종래와 같은 복잡한 구조의 잉크 유로를 가지지 않기 때문에 이물질에 의한 유로의 막힘이나 인접한 다른 영역과의 크로스토으크를 효과적으로 방지할 수있다.

이하, 전술한 바와 같이 히이터의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 10은 하나의 단위챔버(300a)를 중심으로한 부분 배치구조를 나타내 보인 평면도이며, 도 11은 도 10의 D - D 선 단면도이며, 도 12는 도 10의 E - E 선 단면도이다.

도 10에서 601과 602는 절연층으로서 버블발생수단(400)에 연결되는 신호선(101a, 101a')를 상호 절연하기 위한 것이다.

먼저 도 10 및 도 11을 참조하면, 버블발생수단(400)의 두 단위 히이터(400a, 400a)가 한 몸체를 이루고 있으며, 그 중간 부분에 공통전극 패드(101')에 연결된 공통 신호선(101a')이 접촉되어 있다. 따라서, 상기 공통 신호선( 101a')에 접촉된 부분에서의 저항성분은 공통신호선(101a')에 의한 쇼트에 의해 제거되고 따라서 상기 양 단위 히이터(400a, 400a)는 상기 공통신호선(101a')에 의해 직렬로 연결된 구조를 가지게 된다. 상기 공통 신호선(101a')는 다른 버블발생수단(400)에도 접속된다. 그리고, 상기 공통신호선(101a')과 버블발생수단(400)의 중간부분을 제외한 부분의 사이에 제1절연층(601)이 개재되고, 그리고 상기 공통신호선(101a') 및 상기 버블발생수단(400)의 상부에 제2절연층(602)이 형성된다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 버블발생수단(400)의 일측에는 이와 한 몸체를 이루며, 상기 버블발생수단(400)의 양단과 전기적으로 연결되는 병렬접속부(401)가 형성되어 있고, 이 병렬접속부(401)의 위에는 개별 신호선(101)이 적층되고, 개별신호선(101)은 길게 연장되어 전극패드(101)에 연결되어 있다. 상기 개별신호선(101)과 전극패드(101)는 한 몸체를 이루며, 저항체로된 상기 병렬접속부(401)에 적층됨으로써 쇼트에 의해 병렬접속부(401)의 저항성분을 제거한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 병렬접속부(401)와 상기 공통신호선(101)의 사이에는 제1절연층(601)이 개재되어 상호 전기적으로 분리되어 있다. 한편 상기 적층구조의 최상층에는 제2절연층(602)이 위치하여 잉크에 대해 버블발생수단(400)의 단위 히이터(400a, 400a)를 보호한다. 그리고, 상기 제2절연층(602)의 위에는 노즐판(200)의 저면에 그 상면이 접촉되는 전술한 챔버벽체(102c)가 소정 높이로 형성되어 있다.

이러한 버블발생수단(400) 및 이에 대응하는 주변 구조에 따르면, 상기 버블발생수단의 단위 히이터(400a, 400a)는 공통신호선(101a') 및 병렬접속부(401)에 적층된 개별신호선(101a)의 사이에서 전기적으로 병렬접속된 구조를 가지게 된다.

그러나, 이러한 병렬접속구조는 상기 신호선들의 적절한 배치에 의해 직렬접속구조로 변경할 수 있다. 이 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 버블발생수단(400)의 양 단위 히이터(400a)가 분리되어 있고 이들의 사이에 직렬접속부(101b)가 개재되고, 그리고 각 단위히이터(400a)의 외곽측 부분이 공통신호선(101') 및 개별신호선(101)에 접속될 수 있다. 여기에서 상기 단위 히이터(400a, 400a)가 일체로 연결되고 그 중간부분, 즉 노즐에 대응하는 부분에 상기 직렬접속부(101b)가 적층됨으로써 동일한 직렬접속효과를 얻을 수 있다.

한편 상기 직렬접속부재(101b)는 도 10 내지 도 13도에 도시된버블발생장치(400)에도 적용이 될 수 있다. 이 경우, 일체적으로 형성되어 있는 단위 히이터(400a, 400a)가 분리되어 있고, 이들의 사이에 상기 직렬접속부재(101b)가 개재되는 한편 상기 공통신호선(101b)은 상기 직렬접속부재(101b)에 접속될 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 13에 도시된 버블발생수단 및 이를 응용한 도 14에 도시된 형태의 버블발생수단의 구조를 보다 이해하기 쉽도록 도 10 내지 도 13에 도시된 버블발생수단의 형성과정을 살펴본다.

이하의 설명에서는 하나의 버블발생수단의 형성과정을 설명한다.

도 15a에 도시된 바와 같이, Si 기판(100)에 TaAl 등의 저항물질을 증착한 후 포토리소그래피법등에 의해 식각하여 버블발생수단(400)와 병렬접속부(401)를 형성한다.

도 15b에 도시된 바와 같이, 상기 병렬접속부(401) 상에 Al 등의 고전도성 물질로 증착 및 식각에 의해 개별신호선(101a)를 형성한다.

도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100) 상에 전면적으로 제1절연층(601)을 형성한다.

도 15d에 도시된 바와 같이, 상기 버블발생수단(400)의 중간부분에 포토리소그래피법 등에 의해 콘택트홀(602)을 형성한다.

도 15e에 도시된 바와 같이, 상기 제1절연층(601) 상에 Al 등의 고전도성 물질을 증착 및 식각하여 상기 버블발생수단(400)를 교차하며 상기 콘택트홀(602)에 중첩되는 공통신호선(101a')을 형성한다.

도 15f에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100)의 상면에 전면적으로 SiN 또는 SiO₂등을 증착하여 제2절연층(602)을 형성한다.

도 15g에 도시된 바와 같이, 상기 개별신호선(101a')의 단부의 일부가 노출되도록 상기 제2절연층(602) 및 그 하부의 제1절연층(601)을 포토리소그래피법 등에 의해 부분식각한다. 여기에서 노출된 부분은 전극패드(101)이 되게 된다.

도 15h에 도시된 바와 같이, 상기 제2절연층(602) 상에 후막성형법등에 필름을 형성한 후 이를 포토리소그래피법등에 의해 식각하여, 상기 버블발생수단(400)를 사이에 두고 이와 나란한 방향으로 연장되는 챔버벽체(102c)를 소정 높이로 형성한다.

이상의 설명에서 공정 중 수반되는 에칭방법 및 성막방법 등에 대해서 구체적으로 설명되지 않았다. 이는 일반적으로 알려진 어떠한 박막 성장 내지는 적층 방법 및 이를 식각하는 방법이 적용될 수 있음이다.

그리고, 이상에서 예시적으로 설명된 본발명의 잉크젯 프린터 헤드에 있어서, 노즐 및 이에 대응한 액적발생구조의 배치구조는 상기와 같은 단위 챔버 및 이에 적용된 버블발생수단를 적용한 다양한 형태로 변경이 가능하다.

일회 토출 액적의 최대량은 버블발생수단의 양 히이터간의 간격을 조절함으로써 일정범위 내에서 자유롭게 조절할 수 있고 특히 안정되고 고른 크기의 액적을 토출할 수 있게 된다.

한편, 전술한 도 2 및 도 4에 도시된 잉크젯 프린트 헤드에 따르면, 챔버로의 잉크공급입 기판의 단변부 양측에서 이루어 지게 되는데, 이러한 구조 이외에 2열로 배치된 노즐의 열들의 중간, 즉 격리벽체에 인접한 부분에 이와 나란한 방향으로 연장되는 관통공을 형성하거나, 격리벽체를 제거하고 그 자리에 길다란 관통공을 형성함으로써 이를 통해 챔버로 잉크가 공급되게 할 수 도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 노즐 단위로 단위챔버를 구성하고, 단위 챔버 내에 노즐을 중심으로 그 양측에 버블을 발생시키므로 잉크의 역류를 효과적으로 방지되고, 노즐을 통한 액적의 크기 조절이 용이함은 물론 종래에 비해 상대적으로 작은 압력 하에서도 고속 고압의 액적을 토출할 수 있게 된다. 특히, 구조적으로 단순한 잉크유로가 제공되므로 이물질에 의해 유로의 막힘 및 이로 인한 프린트 헤드의 불량화가 효과적으로 방지된다. 이러한 본 발명의 프린트 헤드의 단위 챔버 및 잉크 공급 유로 등에 의해 빠른 응답속도와 높은 구동 주파수로 액정을 토출할 수 있게 된다.

Claims (13)

1. 기판과;

   기판 상에 다수 나란하게 배치되어 공간적으로 구획되며, 다수의 잉크 유동영역인 단위 챔버를 마련하는 소정 높이의 챔버벽체와;

   상기 각 단위챔버에 마련되는 것으로 상기 기판 상에 소정 간격을 두고 마련되는 두개의 단위 히이터를 구비하는 버블발생수단와;

   상기 기판의 상부에 결합되는 것으로 상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터의 사이의 영역에 대응하는 노즐이 다수 마련되어 있는 노즐판을; 구비하며,

   상기 각 단위 챔버의 양 방향에서 잉크가 공급될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터는 전기적으로 상호 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 버블발생수단의 두 단위 히이터가 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
4. 제2항에 있어서,

   상기 버블발생수단의 두 단위 히이터는 소정간격을 두고 형성되고 이들의 사이에 전기적 접속부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 단위 히이터는 상기 챔버벽체들의 사이에서 이와 나란하게 일직선상으로 배치되며, 동일한 열에너지를 발생하여, 이에 의해 동일한 크기의 버블이 발생되도록 구성된 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크제트 프린트 헤드.
6. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 버블발생수단의 두 단위 히이터의 대향된 부분이 공통신호선에 접속되어 있고,

   상기 각 버블발생수단의 두 단위 히이터의 각 외단부는 하나의 병렬접속부재에 공히 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
7. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 버블발생수단들 일측은 직렬접속부에 접속되어 있고,

   그 타측은 각각 개별신호선에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
8. 제3항에 있어서,

   상기 버블발생수단의 두 단위 히이터의 외곽측 단부는 일체적으로 형성된 병렬접속부에 연결되어 있고,

   상기 버블발생수단의 중간부분에는 상기 단위 히이터를 분리하며 이와 전기적으로 연결되는 공통신호선이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드.
9. 제8항에 있어서,

   상기 공통신호선은 다수의 버블발생수단의 중간부분에 공히 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 공통신호선과 상기 버블발생수단의 사이에 제1절연층이 마련되며,

    상기 제1절연층에는 상기 공통신호선과 상기 버블발생수단의 양 단위 히이터의 연결부분을 접촉시키기 위한 콘택트홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 버블 젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
11. 제1항 내지 제4항, 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 버블발생수단을 포함하는 적층구조의 최상층에 제2절연층이 형성되고, 상기 챔버벽체는 상기 제2절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 버블젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
12. 제6항에 있어서, 상기 버블발생수단을 포함하는 적층구조의 최상층에 제2절연층이 형성되고, 상기 챔버벽체는 상기 제2절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 버블젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
13. 제6항에 있어서, 상기 버블발생수단을 포함하는 적층구조의 최상층에 제2절연층이 형성되고, 상기 챔버벽체는 상기 제2절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 버블젯 방식의 잉크젯 프린트 헤드.