KR20050000601A - 잉크젯 프린트헤드 - Google Patents
잉크젯 프린트헤드 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050000601A KR20050000601A KR1020030041059A KR20030041059A KR20050000601A KR 20050000601 A KR20050000601 A KR 20050000601A KR 1020030041059 A KR1020030041059 A KR 1020030041059A KR 20030041059 A KR20030041059 A KR 20030041059A KR 20050000601 A KR20050000601 A KR 20050000601A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ink
- layer
- nozzle
- substrate
- ink chamber
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 86
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 19
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N alumane;tantalum Chemical compound [AlH3].[Ta] RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14137—Resistor surrounding the nozzle opening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/1404—Geometrical characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14072—Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/1408—Structure dealing with thermal variations, e.g. cooling device, thermal coefficients of materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1643—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/03—Specific materials used
Abstract
잉크젯 프린트헤드가 개시된다. 개시된 잉크젯 프린트헤드는, 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버가 표면쪽에 형성되고, 잉크 챔버로 잉크를 공급하기 위한 매니폴드가 배면쪽에 형성된 기판; 기판상에 적층되며 절연물질로 이루어진 다수의 보호층과, 보호층 위에 적층되며 열전도성있는 금속물질로 이루어진 열발산층을 포함하며, 잉크 챔버와 연결되는 노즐이 관통되어 형성된 노즐 플레이트; 및 노즐 플레이트의 보호층들 사이에 마련되는 것으로, 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 배치되어 잉크 챔버 내부의 잉크를 가열하는 두 개의 히터와, 히터에 전류를 인가하는 도체;를 구비하며, 잉크 챔버와 매니폴드 사이에는 잉크 챔버와 매니폴드를 연결하는 두 개의 잉크 채널이 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 형성된다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 특히 두 개의 잉크 채널을 노즐을 중심으로 서로 대칭적으로 형성함으로써 토출되는 잉크 액적의 직진성을 향상시키고, 구동주파수를 증대시킬 수 있는 백-슈팅 방식의 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 액적의 토출 메카니즘에 따라 크게 두가지 방식으로 분류될 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.
상기 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드에서의 잉크 액적 토출 메카니즘을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크는 대략 300℃로 순간 가열된다. 이에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은팽창하여 잉크 챔버 내에 채워진 잉크에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 액적의 형태로 잉크 챔버 밖으로 토출된다.
한편, 이러한 열구동 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향에 따라 다시 탑-슈팅(top-shooting) 방식, 사이드-슈팅(side-shooting) 방식 및 백-슈팅(back-shooting) 방식으로 분류된다. 탑-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 동일한 방식이고, 사이드-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 직각을 이루는 방식이고, 백-슈팅 방식은 버블의 성장 방향과 잉크 액적의 토출 방향이 서로 반대인 잉크 토출 방식을 말한다.
이와 같은 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드는 일반적으로 다음과 같은 요건들을 만족하여야 한다. 첫째, 가능한 한 그 제조가 간단하고 제조비용이 저렴하며, 대량 생산이 가능하여야 한다. 둘째, 고화질의 화상을 얻기 위해서는 인접한 노즐 사이의 간섭(cross talk)은 억제하면서도 인접한 노즐 사이의 간격은 가능한 한 좁아야 한다. 즉, DPI(Dots Per Inch)를 높이기 위해서는 다수의 노즐을 고밀도로 배치할 수 있어야 한다. 셋째, 고속 인쇄를 위해서는, 잉크 챔버로부터 잉크가 토출된 후 잉크 챔버에 잉크가 리필(refill)되는 주기가 가능한 한 짧아야 한다. 즉, 가열된 잉크와 히터의 냉각이 빨리 이루어져 구동 주파수를 높일 수 있어야 한다.
도 1은 종래 탑-슈팅 방식의 잉크젯 프린트헤드의 구성을 나타낸 개략적인 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직구조를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 잉크젯 프린트헤드는 기판 상에 다수의 물질층이 적층되어 이루어진 베이스 플레이트(10)와, 베이스 플레이트(10) 위에 적층되어 잉크 챔버(22)를 한정하는 격벽(20)과, 격벽(20) 위에 적층되는 노즐 플레이트(30)로 이루어져 있다. 잉크 챔버(22) 내에는 잉크가 채워지며, 잉크 챔버(22)의 아래쪽에는 잉크를 가열하여 버블을 생성시키기 위한 히터(도 2의 13)가 마련되어 있다. 잉크 유로(24)는 잉크 챔버(22)의 내부로 잉크를 공급하기 위한 통로로서 잉크 저장고(미도시)와 연결되어 있다. 노즐 플레이트(30)에는 각각의 잉크 챔버(22)에 대응하는 위치에 잉크의 토출이 이루어지는 다수의 노즐(32)이 형성되어 있다.
상기와 같은 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 도 2를 참조하여 설명하면, 실리콘으로 이루어진 기판(11) 상에는 히터(13)와 기판(11) 사이의 단열과 절연을 위한 절연층(12)이 형성되어 있다. 절연층(12) 위에는 잉크 챔버(22) 내의 잉크를 가열하여 버블을 발생시키기 위한 히터(13)가 형성되어 있다. 이 히터(13)는 탄탈륨 질화물(TaN) 또는 탄탈륨-알루미늄 합금(TaAl) 등을 절연층(12) 상에 박막의 형태로 증착함으로써 형성된다. 히터(13) 위에는 여기에 전류를 인가하기 위한 도선(conductor, 14)이 마련되어 있다. 이 도선(14)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등과 같은 도전성이 양호한 금속물질로 이루어진다.
히터(13)와 도선(14) 위에는 이들을 보호하기 위한 보호층(passivation layer, 15)이 형성되어 있다. 보호층(15)은 히터(13)와 도선(14)이 산화되거나 잉크와 직접 접촉되는 것을 방지하기 위한 것으로 주로 실리콘 질화막을 증착함으로써 이루어진다. 그리고, 보호층(15) 위에는 잉크 챔버(22)가 형성되는 부위에 캐비테이션 방지층(anti-cavitation layer, 16)이 형성되어 있다.
한편, 기판(11) 상에 수 개의 물질층이 적층되어 형성된 베이스 플레이트(10) 위에는 잉크 챔버(22)를 형성하기 위한 격벽(20)이 적층되어 있다. 그리고, 격벽(20) 위에는 노즐(32)이 형성되어 있는 노즐 플레이트(30)가 적층되어 있다.
상기와 같은 구조의 잉크젯 프린트헤드에서, 보호층(15) 위에 형성된 캐비테이션 방지층(16)은 버블이 소멸할 때 발생하는 캐비테이션 압력이 히터(13)의 중앙 부위에 집중되어 히터(13)를 손상시키는 것을 방지하기 위한 것이다. 그러나, 보호층(15) 위에 상기와 같은 캐비테이션 방지층(16)을 형성하게 되면, 프린트헤드의 제조 공정 수가 증가하고, 또한 히터(13)로부터 발생한 열이 잉크에 충분히 전달되지 못하는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 히터의 수명을 확보하기 위하여 잉크 유로의 구조를 비대칭적으로 만들어 캐비테이션을 히터 쪽이 아닌 다른 곳에서 생기도록 하거나 넓은 면적에 분포시켜 그 압력을 줄이려는 노력이 진행되고 있다.
도 3은 미국특허 제6,443,564호에 개시된 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면도이다. 도 3을 참조하면, 잉크젯 프린트헤드는 히터(50)와 노즐(52)이 잉크 챔버(54)의 중심부로 벗어난 위치에 배치된 비대칭적인 구조로 되어 있다. 도면에서, 참조부호 56은 잉크 챔버(54)의 내부를 잉크를 공급하기 위한 통로인 잉크 유로를 나타낸다.
이러한 구조는 잉크 챔버(54)에 채워진 잉크의 흐름에 변화를 가져오고, 이에 따라 버블의 소멸에 의하여 발생하는 히터(50)의 손상을 줄일 수 있다. 그러나,상기와 같이 비대칭적 구조를 가지는 잉크젯 프린트헤드에서는, 노즐(52)을 통하여 토출되는 잉크 액적의 직진성이 떨어지며, 잉크의 리필을 방해하는 유체의 흐름이 발생하여 프린트헤드의 구동 주파수가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 두 개의 잉크 채널을 노즐을 중심으로 서로 대칭적으로 형성함으로써 토출되는 잉크 액적의 직진성을 향상시키고, 구동주파수를 증대시킬 수 있는 개선된 구조의 잉크젯 프린트헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 잉크젯 프린트헤드의 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래의 다른 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 A부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 본 잉크젯 프린트헤드의 수직 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드에서 잉크가 토출되는 메카니즘을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100... 기판 100a... 하부 실리콘 기판
100b... 절연층 100c... 상부 실리콘 기판
101... 본딩 패드 102... 매니폴드
103... 잉크 토출부 104... 노즐
104a... 하부 노즐 104b... 상부 노즐
105a,105b... 잉크 채널 106... 잉크 챔버
108a,108b... 히터 112a,112b... 도체
120... 노즐 플레이트 121,122,126... 제1,제2,제3 보호층
127... 시드층 128... 열발산층
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는,
토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버가 표면쪽에 형성되고, 상기 잉크 챔버로 잉크를 공급하기 위한 매니폴드가 배면쪽에 형성된 기판;
상기 기판상에 적층되며 절연물질로 이루어진 다수의 보호층과, 상기 보호층 위에 적층되며 열전도성있는 금속물질로 이루어진 열발산층을 포함하며, 상기 잉크 챔버와 연결되는 노즐이 관통되어 형성된 노즐 플레이트; 및
상기 노즐 플레이트의 상기 보호층들 사이에 마련되는 것으로, 상기 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 배치되어 상기 잉크 챔버 내부의 잉크를 가열하는 두 개의 히터와, 상기 히터에 전류를 인가하는 도체;를 구비하며,
상기 잉크 챔버와 상기 매니폴드 사이에는 상기 잉크 챔버와 상기 매니폴드를 연결하는 두 개의 잉크 채널이 상기 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 형성된다.
여기서, 상기 노즐은 상기 잉크 챔버의 중심부에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 잉크 채널들은 각각 상기 히터가 배치된 쪽으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 잉크 채널들은 상기 기판의 표면에 나란하게 형성된다. 이때, 상기 잉크 채널들은 상기 잉크 챔버와 동일 평면상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기판은 하부 실리콘 기판과, 절연층과, 상부 실리콘 기판이 순차적으로 적층된 SOI 기판일 수 있다. 여기서, 상기 하부 실리콘 기판에는 상기 매니폴드가 형성되고, 상기 상부 실리콘 기판에는 상기 잉크 챔버 및 잉크 채널들이 형성된다.
상기 보호층들은 상기 기판상에 순차적으로 적층된 제1 보호층, 제2 보호층 및 제3 보호층을 포함하며, 상기 히터는 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 마련되며, 상기 도체는 상기 제2 보호층과 상기 제3 보호층 사이에 마련되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 보호층에는 상기 노즐의 하부가 형성되며, 상기 열발산층에는 상기 노즐의 상부가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 열발산층에 형성되는 상기 노즐의 상부는 출구쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 테이퍼 형상으로 된 것이 바람직하다.
상기 열발산층은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지며, 상기 금속층 각각은 니켈, 구리, 알루미늄 및 금으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 열발산층은 전기도금에 의해 10 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보호층들 위에는 상기 열발산층의 전기도금을 위한 시드층이 형성되는것이 바람직하다. 여기서, 상기 시드층은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지며, 상기 금속층 각각은 구리, 크롬, 티타늄, 금 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속물질로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 요소를 지칭하며, 도면 상에서 각 요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 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.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면도이다. 도 4를 참조하면, 잉크젯 프린트헤드는 잉크 토출부(103)들이 2열로 배치되고, 각 잉크 토출부(103)와 전기적으로 연결될 본딩 패드(101)들이 배치되어 있다. 도면에서는 잉크 토출부(103)들이 2열로 배치되어 있지만, 1열로 배치될 수도 있고, 해상도를 더욱 높이기 위해 3열 이상으로 배치될 수도 있다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 본 잉크젯 프린트헤드의 수직구조를 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 기판(100)과, 상기 기판(100)의 상부에 적층되는 노즐 플레이트(120)를 구비한다.
상기 기판(100)에는 표면쪽에 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버(106)가 형성되고, 배면쪽에 상기 잉크 챔버(106)로 잉크를 공급하기 위한 매니폴드(102)가형성되어 있다. 상기 잉크 챔버(106) 및 매니폴드(102)는 각각 기판(100)의 표면 및 배면을 식각하여 형성되므로, 그 형상이 다양하게 변형될 수 있다. 한편, 상기 매니폴드(102)는 잉크를 담고 있는 잉크 저장고(미도시)와 연결된다.
상기 잉크 챔버(106)와 상기 매니폴드(102) 사이에는 잉크 챔버(102)와 매니폴드(102)를 연결하는 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)이 기판(100)의 표면에 형성되어 있다. 이러한 잉크 채널들(105a)(105b)은 잉크 챔버(106)와 동일 평면상에서 기판(100)의 표면에 나란하게 형성되어 잉크 챔버(106)의 양 측벽을 관통한다. 그리고, 상기 잉크 채널들(105a)(105b)은 잉크 챔버(106)의 중심부에 대응하는 위치에 형성된 노즐(104)을 중심으로 하여 서로 대칭이 되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 잉크 채널들(105a)(105b)도 잉크 챔버(106)와 마찬가지로 기판(100)의 표면을 식각하여 형성되므로, 그 형상이 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 상기 기판(100)으로는 하부 실리콘 기판(100a)과 절연층(100b)과 상부 실리콘 기판(100c)이 순차적으로 적층된 SOI(Silicon on Insulator) 기판이 사용될 수 있다. 이러한 SOI 기판(100)이 사용되는 경우, 잉크 챔버(106) 및 잉크 채널(105a)(105b)은 상부 실리콘 기판(100c)에 형성되고, 매니폴드(102)는 하부 실리콘 기판(100a)에 형성된다.
상기한 잉크 챔버(106), 매니폴드(102) 및 제1, 제2 잉크 채널(105a)(105b)이 형성된 기판(100)의 상부에는 노즐 플레이트(120)가 마련된다. 상기 노즐 플레이트(120)는 잉크 챔버(106) 및 제1, 제2 잉크 채널(105a)(105b)의 상부벽을 이루며, 잉크 챔버(106)의 중심부에 대응하는 위치에는 잉크 챔버(106)로부터 잉크의토출이 이루어지는 노즐(104)이 수직으로 관통되어 형성된다.
상기 노즐 플레이트(120)는 기판(100) 상에 적층된 다수의 물질층으로 이루어진다. 이 물질층들은 제1, 제2 및 제3 보호층(121)(122)(126)과 열발산층(128)을 포함한다. 그리고, 제1 보호층(121)과 제2 보호층(122) 사이에는 제1 및 제2 히터(108a)(108b)가 마련되며, 제2 보호층(122)과 제3 보호층(126) 사이에는 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 도체(112a)(112b)가 마련된다.
상기 제1 보호층(passivation layer,121)은 노즐 플레이트(120)를 이루는 다수의 물질층 중 가장 아래쪽의 물질층으로서 기판(100)의 상면에 형성된다. 상기 제1 보호층(121)은 그 위에 형성되는 제1, 제2 히터(108a)(108b)와 그 아래의 기판(100) 사이의 절연과, 상기 제1, 제2 히터(108a)(108b)의 보호를 위한 물질층으로서 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 보호층(121) 위에는 잉크 챔버(106)의 상부에 위치하여 잉크 챔버 (106) 내부의 잉크를 가열하는 제1 및 제2 히터(108a)(108b)가 형성된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)는 노즐(104)을 중심으로 상기 노즐(104) 양측에 서로 대칭으로 배치된다. 이때, 상기 제1 히터(108a)는 제1 잉크 채널(105a)쪽에 배치되고, 상기 제2 히터(108b)는 제2 잉크 채널(105b)쪽에 배치된다.
상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)는 동일한 저항값을 가지도록 그 재질 및 크기가 서로 동일한 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)는 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 탄탈륨-알루미늄 합금, 탄탈륨 질화물(tantalum nitride),티타늄 질화물(titanium) 또는 텅스텐 실리사이드(tungsten silicide)와 같은 발열 저항체로 이루어진다. 이러한 제1 및 제2 히터(108a)(108b)는 제1 보호층(121)의 전면에 상기한 발열 저항체를 소정 두께로 증착한 다음, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로는, 폴리 실리콘은 불순물로서, 예컨대 인(P)의 소스가스와 함께 저압 화학기상증착법(LPCVD; Low Pressure Chemical Vapor Deposition)에 의해 대략 0.7 ~ 1㎛의 두께로 증착되며, 탄탈륨-알루미늄 합금, 탄탈륨 질화물, 티타늄 질화물 또는 텅스텐 실리사이드는 스퍼터링(sputtering)이나 화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등에 의해 대략 0.1 ~ 0.3㎛의 두께로 증착된다. 이러한 발열 저항체의 두께는, 제1 및 제2 히터(108a)(108b)의 폭과 길이를 고려하여 적정한 저항값을 가지도록 다른 범위로 정해질 수 있다. 다음으로, 제1 보호층(121)의 전표면에 증착된 발열 저항체는 포토 마스크과 포토레지스트를 이용한 사진공정과 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정에 의해 패터닝된다. 한편, 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)는 도 5에 도시된 사각형의 형상 이외에도 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)가 각각 노즐(104)을 중심으로 서로 대칭인 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)쪽에 배치되면, 두 히터(108a)(108b)에서 생성되는 버블의 생성 및 소멸 주기가 동일해 진다. 또한, 두 히터(108a)(108b)에서 생성되는 버블의 크기가 동일해지며, 잉크 액적이 토출된 후에는 메니스커스가 대칭적으로 후퇴된다. 그리고, 토출되는 액적의 방향성이 제거되어 액적의 직진성이 향상되며, 잉크가 토출된 후 잉크 챔버(106) 내에서 잉크가 정체되지 않으므로 히터(108a)(108b) 표면의 냉각을 증대시켜 준다.
상기 제2 보호층(122)은 제1 보호층(121)과 히터(108a)(108b) 위에 마련된다. 상기 제2 보호층(122)은 그 아래에 마련되는 히터(108a)(108b)와 그 위에 마련되는 도체(112a)(112b) 사이의 절연을 위한 물질층으로서, 제1 보호층(121)과 마찬가지로 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 보호층(122) 위에는 제1 및 제2 히터(108a)(108b)와 각각 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에 펄스형태의 전류를 인가하는 제1 및 제2 도체(112a)(112b)가 마련된다. 여기서, 상기 도체(112a)(112b)의 일단은 제2 보호층(122)에 형성된 컨택홀(미도시)을 통하여 각각 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에 접속되며, 그 타단부는 본딩패드(도 4의 101)에 전기적으로 연결된다. 이러한 도체(112a)(112b)는 도전성이 양호한 금속, 예컨대 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 금이나 은으로 이루어질 수 있다.
상기 제3 보호층(126)은 도체(112a)(112b)와 제2 보호층(122) 위에 마련된다. 여기서, 상기 제3 보호층(126)은 TEOS(Tetraethylorthosilicate)산화물, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
상기 제3 보호층(126) 위에는 열발산층(128)이 마련되며, 이 열발산층(128)의 일부는 기판(100)의 상면에 접촉된다. 상기 열발산층(128)은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 금속층 각각은 열전도성이 양호한 금속물질, 예컨대 니켈, 구리, 알루미늄 또는 금 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 열발산층(128)은 제3 보호층(126) 및 기판(100)의 상면에 상기한 금속물질을전기도금함으로써 10 ~ 100㎛ 정도의 비교적 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 이를 위해, 제3 보호층(126) 및 기판(100)의 상면에는 상기한 금속물질의 전기도금을 위한 시드층(seed layer,127)이 마련될 수 있다. 상기 시드층(127)은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 금속층 각각은 전기전도성이 양호한 금속물질, 예컨대 구리, 크롬, 티타늄, 금 또는 니켈 등으로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 금속으로 이루어진 열발산층(128)은 도금 공정에 의해 형성되므로, 잉크젯 프린트헤드의 다른 구성요소들과 일체로 형성될 수 있으며, 또한 비교적 두꺼운 두께로 형성될 수 있으므로 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.
이러한 열발산층(128)은 기판(100)의 상면에 접촉되어 히터(108a)(108b) 및 그 주변의 열을 기판(100)으로 전달하는 역할을 한다. 즉, 잉크가 토출된 후에 히터(108a)(108b) 및 그 주변에 잔류하는 열은 열발산층(128)을 통해 기판(100)으로 전달되어 외부로 발산된다. 따라서, 잉크가 토출된 후에 보다 빠른 방열이 이루어진고 노즐(104) 주위의 온도가 낮아지게 되므로, 높은 작동주파수로 안정적인 인쇄가 가능하게 된다.
한편, 상기한 바와 같이 열발산층(128)은 비교적 두꺼운 두께로 형성될 수 있으므로, 노즐(104)이 길이를 충분히 길게 확보할 수 있게 된다. 따라서, 안정적인 고속 인쇄가 가능하게 되고, 노즐(104)을 통해 토출되는 잉크 액적의 직진성이 향상된다. 즉, 토출되는 잉크 액적이 기판(100)의 표면에 대해 정확히 수직한 방향으로 토출될 수 있다.
상기 노즐 플레이트(120)에는 하부 노즐(104a)과 상부 노즐(104b)로 이루어진 노즐(104)이 잉크 챔버(106)의 중심부에 대응하는 위치에 관통되어 형성된다. 상기 하부 노즐(104a)은 노즐 플레이트(120)의 제1, 제2 및 제3 보호층(121)(122)(126)을 관통하는 기둥형상으로 형성된다. 그리고, 상기 상부 노즐(104b)은 열발산층(128)을 관통하여 형성되는데, 이 상부 노즐(104b)의 형상은 기둥 형상으로 될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 출구쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 테이퍼 형상으로 된 것이 바람직하다. 이와 같이, 상부 노즐(104b)의 형상이 테이퍼 형상으로 된 경우에는, 잉크의 토출 후 잉크 표면의 메니스커스가 보다 빨리 안정되는 장점이 있다.
이하에서는 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에서 잉크가 토출되는 메카니즘을 설명하기로 한다.
먼저, 도 7a를 참조하면, 잉크 챔버(106)와 노즐(104) 내부에 잉크(131)가 채워진 상태에서, 도체(도 5의 112a,112b)를 통해 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에 펄스 형태의 전류가 인가되면 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에서 열이 발생된다. 이렇게 발생된 열은 상기 히터(108a)(108b) 아래의 제1 보호층(121)을 통해 잉크 챔버(106) 내부의 잉크(131)로 전달된다. 이에 따라, 잉크 챔버(106) 내부에는 도 7b에 도시된 바와 같이 잉크(131)가 비등하여 각각 제1 버블 및 제2 버블(132a)(132b)이 생성된다. 이어서, 생성된 버블들(132a)(132b)은 계속적인 열의 공급에 따라 팽창하게 되고, 이에 따라 노즐(104) 내부의 잉크(131)는 노즐(104) 밖으로 밀려 나가게 된다. 이 과정에서, 상기 제1 및 제2히터(108a)(108b)에 각각 대응하는 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)이 노즐(104)을 중심으로 서로 대칭으로 형성되어 있기 때문에 상기 제1 및 제2 히터(108a)(108b)에 의하여 각각 생성되는 제1 및 제2 버블(132a)(132b)은 그 생성시점 및 크기가 동일하게 된다.
이어서, 도 7c를 참조하면, 상기 제1 및 제2 버블(132a)(132b)이 최대로 팽창된 시점에서 인가했던 전류를 차단하면, 제1 및 제2 버블(132a)(132b)은 수축하여 소멸된다. 이때, 잉크 챔버(106) 내에는 부압이 걸리게 되어 노즐(104) 내부의 잉크(131)는 다시 잉크 챔버(106)쪽으로 되돌아 오게 된다. 이와 동시에 노즐(104) 밖으로 밀려 나갔던 부분은 관성력에 의해 액적(131')의 형태로 노즐(104) 내부의 잉크(131)와 분리되어 토출된다.
잉크 액적(131')이 분리된 후 노즐(104) 내부에 형성되는 잉크(131) 표면의 메니스커스는 잉크 챔버(106)쪽으로 후퇴하게 된다. 이때, 본 발명에서는 두꺼운 노즐 플레이트(120)에 의해 충분히 긴 노즐(108)이 형성되어 있으므로, 메니스커스의 후퇴는 노즐(104)내에서만 이루어지게 되고 잉크 챔버(106) 내에까지 후퇴하지 않는다. 따라서, 잉크 챔버(106) 내부로 외기가 유입되는 것이 방지되며, 메니스커스의 초기 상태로의 복귀도 빨라지게 되어 잉크 액적(131')의 고속 토출을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 잉크 액적(131')의 토출 후 히터(108a)(108b)와 그 주변에 잔류하는 열이 열발산층(128)을 통해 기판(100) 또는 외부로 발산되므로, 히터(108a)(108b)와 노즐(104) 및 그 주변의 온도가 보다 빠르게 낮아지게 된다.
한편, 이 과정에서는 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)이 노즐(104)을 중심으로 서로 대칭으로 형성되어 있기 때문에 상기 제1 및 제2 버블(132a)(132b)이 수축하여 소멸되는 시점이 동일하게 되며, 잉크 액적(131')이 토출된 후에는 잉크(131) 표면의 메니스커스가 대칭적으로 후퇴하게 된다. 또한, 토출되는 잉크 액적(131')의 방향성이 제거되어 액적(131')의 직진성이 향상된다.
다음으로 도 7d를 참조하면, 잉크 챔버(106) 내부의 부압이 사라지게 되면, 노즐(104) 내부에 형성되어 있는 메니스커스에 작용하는 표면장력에 의해 잉크(131)는 다시 노즐(104)의 출구 단부쪽으로 상승하게 된다. 이때, 상부 노즐(104b)이 테이퍼 형상으로 된 경우에는, 잉크(131)의 상승 속도가 보다 빨라지는 장점이 있다. 이에 따라, 잉크 챔버(106) 내부는 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)을 통해 공급되는 잉크(131)로 다시 채워진다. 이 과정에서, 상기 제1 및 제2 잉크 채널(105a)(105b)은 노즐(104)을 중심으로 서로 대칭으로 형성되어 있기 때문에 잉크 챔버(106) 내에서는 잉크(131)가 정체되지 않게 된다. 따라서, 히터(108a)(108b)의 표면이 빨리 냉각되게 된다. 이어서, 잉크(131)의 리필이 완료되어 초기 상태로 복귀하게 되면, 상기한 과정이 반복된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 예컨대, 본 발명에서 프린트헤드의 각 요소를 구성하기 위해 사용되는 물질은 예시되지 않은 물질이 사용될 수도 있다. 아울러, 본 실시예에서 예시된 구체적인 수치는 프린트헤드가 정상적으로 작동할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 예시된 범위를 벗어나 조정가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드에 의하면, 두 개의 잉크 채널을 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 형성함으로써 두 히터에서 생성되는 버블의 생성 및 소멸 주기가 동일하게 되고, 두 히터에서 생성되는 버블의 크기가 동일하게 된다. 또한, 토출되는 잉크 액적의 방향성이 제거되어 액적의 직진성이 향상되고, 잉크 액적이 토출된 후에는 잉크 표면의 메니스커스가 대칭적으로 후퇴하게 된다. 그리고, 잉크 액적이 토출된 후, 잉크 챔버 내에서는 잉크가 정체되지 않아 히터 표면의 냉각이 빨리 이루어진다. 이에 따라, 프린트헤드의 구동주파수가 향상된다.
Claims (13)
- 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버가 표면쪽에 형성되고, 상기 잉크 챔버로 잉크를 공급하기 위한 매니폴드가 배면쪽에 형성된 기판;상기 기판상에 적층되며 절연물질로 이루어진 다수의 보호층과, 상기 보호층 위에 적층되며 열전도성있는 금속물질로 이루어진 열발산층을 포함하며, 상기 잉크 챔버와 연결되는 노즐이 관통되어 형성된 노즐 플레이트; 및상기 노즐 플레이트의 상기 보호층들 사이에 마련되는 것으로, 상기 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 배치되어 상기 잉크 챔버 내부의 잉크를 가열하는 두 개의 히터와, 상기 히터에 전류를 인가하는 도체;를 구비하며,상기 잉크 챔버와 상기 매니폴드 사이에는 상기 잉크 챔버와 상기 매니폴드를 연결하는 두 개의 잉크 채널이 상기 노즐을 중심으로 서로 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 노즐은 상기 잉크 챔버의 중심부에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 잉크 채널들은 각각 상기 히터가 배치된 쪽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 잉크 채널들은 상기 기판의 표면에 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 3 항에 있어서,상기 잉크 채널들은 상기 잉크 챔버와 동일 평면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판은 하부 실리콘 기판과, 절연층과, 상부 실리콘 기판이 순차적으로 적층된 SOI 기판인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 5 항에 있어서,상기 하부 실리콘 기판에는 상기 매니폴드가 형성되고, 상기 상부 실리콘 기판에는 상기 잉크 챔버 및 잉크 채널들이 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층들은 상기 기판상에 순차적으로 적층된 제1 보호층, 제2 보호층 및 제3 보호층을 포함하며, 상기 히터는 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 마련되며, 상기 도체는 상기 제2 보호층과 상기 제3 보호층 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수의 보호층에는 상기 노즐의 하부가 형성되며, 상기 열발산층에는 상기 노즐의 상부가 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 8 항에 있어서,상기 열발산층에 형성되는 상기 노즐의 상부는 출구쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 테이퍼 형상으로 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 열발산층은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지며, 상기 금속층 각각은 니켈, 구리, 알루미늄 및 금으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 열발산층은 전기도금에 의해 10 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층들 위에는 상기 열발산층의 전기도금을 위한 시드층이 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 12 항에 있어서,상기 시드층은 적어도 하나의 금속층으로 이루어지며, 상기 금속층 각각은 구리, 크롬, 티타늄, 금 및 니켈로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030041059A KR20050000601A (ko) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 잉크젯 프린트헤드 |
| EP20040253145 EP1491340A1 (en) | 2003-06-24 | 2004-05-27 | Inkjet printhead |
| JP2004162371A JP2005014601A (ja) | 2003-06-24 | 2004-05-31 | インクジェットプリントヘッド |
| US10/864,390 US7163278B2 (en) | 2003-06-24 | 2004-06-10 | Ink-jet printhead with improved ink ejection linearity and operating frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030041059A KR20050000601A (ko) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 잉크젯 프린트헤드 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050000601A true KR20050000601A (ko) | 2005-01-06 |
Family
ID=33411780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030041059A KR20050000601A (ko) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 잉크젯 프린트헤드 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7163278B2 (ko) |
| EP (1) | EP1491340A1 (ko) |
| JP (1) | JP2005014601A (ko) |
| KR (1) | KR20050000601A (ko) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057138B2 (en) * | 2004-04-23 | 2006-06-06 | Eastman Kodak Company | Apparatus for controlling temperature profiles in liquid droplet ejectors |
| US7857422B2 (en) * | 2007-01-25 | 2010-12-28 | Eastman Kodak Company | Dual feed liquid drop ejector |
| TWI322085B (en) * | 2007-03-07 | 2010-03-21 | Nat Univ Tsing Hua | Micro-droplet injector apparatus having nozzle arrays without individual chambers and ejection method of droplets thereof |
| US7780271B2 (en) * | 2007-08-12 | 2010-08-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with heaters offset from nozzles |
| US7841697B2 (en) | 2007-11-29 | 2010-11-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with redundant nozzle chamber inlets for minimizing effects of blockages |
| WO2009067729A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with redundant nozzle chamber inlets for minimizing effects of blockages |
| US8328330B2 (en) * | 2008-06-03 | 2012-12-11 | Lexmark International, Inc. | Nozzle plate for improved post-bonding symmetry |
| US8531952B2 (en) | 2009-11-30 | 2013-09-10 | The Hong Kong Polytechnic University | Method for measurement of network path capacity with minimum delay difference |
| EP2563597B1 (en) * | 2010-04-29 | 2020-04-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
| US8449086B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-05-28 | Eastman Kodak Company | Inkjet chamber and inlets for circulating flow |
| KR101826898B1 (ko) | 2011-05-26 | 2018-03-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시패널 |
| US9968700B2 (en) * | 2014-06-20 | 2018-05-15 | Stmicroelectronics, Inc. | Microfluidic delivery system and method |
| US9861720B2 (en) * | 2014-06-20 | 2018-01-09 | Stmicroelectronics, Inc. | Microfluidic delivery system and method |
| US10166769B2 (en) | 2016-06-14 | 2019-01-01 | RF Printing Technologies LLC | Inkjet printhead with multiple aligned drop ejectors |
| GB2566868B (en) | 2016-06-14 | 2021-07-28 | Shanghai Realfast Digital Tech Co Ltd | Inkjet printhead with multiple aligned drop ejectors and methods of use thereof for printing |
| US9840075B1 (en) | 2016-06-14 | 2017-12-12 | RF Printing Technologies LLC | Printing method with multiple aligned drop ejectors |
| US9862187B1 (en) | 2016-08-22 | 2018-01-09 | RF Printing Technologies LLC | Inkjet printhead temperature sensing at multiple locations |
| US9981465B1 (en) | 2017-02-20 | 2018-05-29 | RF Printing Technologies LLC | Inkjet printing apparatus with firing or heating waveform selector |
| CN111993791B (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-04 | 苏州锐发打印技术有限公司 | 带有封闭式双道进墨液滴喷射器的喷墨器件及系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60204374A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-15 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| AU657930B2 (en) | 1991-01-30 | 1995-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Nozzle structures for bubblejet print devices |
| DE4214555C2 (de) | 1992-04-28 | 1996-04-25 | Eastman Kodak Co | Elektrothermischer Tintendruckkopf |
| KR100413677B1 (ko) * | 2000-07-24 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드 |
| US6443564B1 (en) | 2000-11-13 | 2002-09-03 | Hewlett-Packard Company | Asymmetric fluidic techniques for ink-jet printheads |
| JP3851812B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2006-11-29 | 三星電子株式会社 | インクジェットプリントヘッド及びその製造方法 |
| US6698868B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-03-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermal drop generator for ultra-small droplets |
| KR100400015B1 (ko) * | 2001-11-15 | 2003-09-29 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
| KR100438709B1 (ko) | 2001-12-18 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 잉크 젯 프린트 헤드 |
| KR100493160B1 (ko) * | 2002-10-21 | 2005-06-02 | 삼성전자주식회사 | 테이퍼 형상의 노즐을 가진 일체형 잉크젯 프린트헤드 및그 제조방법 |
-
2003
- 2003-06-24 KR KR1020030041059A patent/KR20050000601A/ko not_active Application Discontinuation
-
2004
- 2004-05-27 EP EP20040253145 patent/EP1491340A1/en not_active Withdrawn
- 2004-05-31 JP JP2004162371A patent/JP2005014601A/ja active Pending
- 2004-06-10 US US10/864,390 patent/US7163278B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1491340A1 (en) | 2004-12-29 |
| US20040263578A1 (en) | 2004-12-30 |
| JP2005014601A (ja) | 2005-01-20 |
| US7163278B2 (en) | 2007-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20050000601A (ko) | 잉크젯 프린트헤드 | |
| KR100459905B1 (ko) | 두 개의 잉크챔버 사이에 배치된 히터를 가진 일체형잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100493160B1 (ko) | 테이퍼 형상의 노즐을 가진 일체형 잉크젯 프린트헤드 및그 제조방법 | |
| KR100499148B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 | |
| KR100552664B1 (ko) | 측벽에 의해 한정되는 잉크 챔버를 가진 일체형 잉크젯프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| US6652077B2 (en) | High-density ink-jet printhead having a multi-arrayed structure | |
| KR100537510B1 (ko) | 히터의 캐비테이션 손상이 없는 열구동 방식의 잉크젯프린트헤드 | |
| KR100519759B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100519755B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 | |
| KR100590527B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100438842B1 (ko) | 금속 노즐 플레이트를 가진 일체형 잉크젯 프린트헤드 및그 제조방법 | |
| KR100528342B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드의 구동방법 | |
| KR100499150B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100446633B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 | |
| KR100519765B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100499147B1 (ko) | 보조 히터를 가진 일체형 잉크젯 프린트헤드 | |
| KR20060070696A (ko) | 열구동 방식의 일체형 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR20030085260A (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |