KR20070000680A

KR20070000680A - 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛과 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070000680A
Application number: KR1020050056225A
Authority: KR
Inventors: 이재철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-03
Also published as: EP1738912A2; US20060290755A1; JP2007008167A; EP1738912A3; KR100694132B1

Abstract

잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛과 그 제조 방법이 개시된다. 개시된 잉크 채널 유닛은, 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트를 준비한 후, 복수의 채널 플레이트를 정렬하여 적층하면서 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 실질적으로 균일한 두께를 가진 적어도 하나의 접착 시트를 배치하고, 복수의 채널 플레이트와 적어도 하나의 접착 시트를 가압하면서 소정 온도로 가열하여 적어도 하나의 접착 시트를 경화시킴으로써 복수의 채널 플레이트를 접착시킴으로써 제조된다. 상기 접착 시트는, 베이스층과, 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 접착층은 에폭시계 수지로 이루어질 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 복수의 채널 플레이트 사이의 접착 강도가 높고 잉크에 대한 내구성이 우수한 잉크 채널 유닛을 보다 단순한 공정에 의해 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다.

Description

잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛과 그 제조 방법{Ink channel unit and method for manufacturing the same}

도 1은 종래의 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 잉크 채널 유닛의 제조 방법에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 잉크 채널 유닛을 구비한 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 잉크 채널 유닛의 분해 사시도이다.

도 5는 도 3에 도시된 접착 시트의 상세 단면도이다.

도 6은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 잉크 채널 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...잉크 카트리지 110...프레임

121,122,123,124...잉크 탱크 131,132,133,134...압력조절부

140...잉크 채널 유닛 141...제1 채널 플레이트

142...제2 채널 플레이트 143...제3 채널 플레이트

144...제1 잉크 비아 홀 145...매니폴드

146...격벽 147...제2 잉크 비아 홀

148a...잉크 유입 홈 148b...제3 잉크 비아 홀

149a,149b,149c...가이드 홀 150...프린트헤드

152...잉크 공급구 161...제1 접착 시트

162...제2 접착 시트 161a...베이스층

161b,161c...접착층 164...제1 연결 홀

165...제2 연결 홀 169a,169b...가이드 홀

171...베이스 플레이트 172...가압 플레이트

173...가이드 핀 174...가이드 홀

본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 잉크 탱크로부터 다수의 프린트헤드 각각으로 잉크를 공급하기 위한 복수의 채널 플레이트로 이루어진 잉크 채널 유닛과 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린터는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 그 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다.

종래의 일반적인 잉크젯 프린터는 인쇄 매체, 예컨대 용지의 이송 방향과 직교하는 방향, 즉 용지의 폭 방향으로 왕복 이동하며, 그 용지 상에 화상을 인쇄하 는 잉크 카트리지를 가지고 있다. 그런데, 이와 같이 왕복 이동하며 화상을 인쇄하는 잉크 카트리지를 가진 종래의 잉크젯 프린터는 인쇄 속도가 느린 단점을 가지고 있었다.

최근에는, 용지의 폭 방향 전체에 걸쳐 배열된 다수의 프린트헤드를 가진 잉크 카트리지를 채용함으로써, 잉크 카트리지의 왕복 이동 없이 빠른 속도로 화상을 인쇄할 수 있는 잉크젯 프린터가 개발되고 있다. 이러한 잉크젯 프린터를 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크젯 프린터라고도 한다.

도 1에는 종래의 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 잉크 채널 유닛의 제조 방법에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 종래의 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지는, 인쇄용 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크(21, 22, 23, 24)와, 상기 복수의 잉크 탱크(21, 22, 23, 24) 각각에 연결된 복수의 압력조절부(31, 32, 33, 34)와, 인쇄 매체의 폭 방향으로 일정한 패턴으로 배열된 다수의 프린트헤드(50)와, 상기 복수의 잉크 탱크(21, 22, 23, 24)로부터 상기 다수의 프린트헤드(50)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛(40)을 구비하고 있다.

상기 복수의 잉크 탱크(21, 22, 23, 24)는 프레임(10)에 장착되어 있으며, 여러 가지 색상의 잉크, 예컨대 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 잉크를 각각 저장하고 있다.

상기 복수의 압력조절부(31, 32, 33, 34)는 상기 프레임(10)의 하부에 장착 되어 상기 복수의 잉크 탱크(21, 22, 23, 24) 각각과 연통된다. 이러한 복수의 압력조절부(31, 32, 33, 34)는 부압(negative pressure)을 생성하여 잉크의 누출을 방지하는 역할을 하게 된다.

상기 잉크 채널 유닛(40)은 상기 압력조절부(31, 32, 33, 34)와 연결되며, 상기 잉크 탱크(21, 22, 23, 24)로부터 압력조절부(31, 32, 33, 34)를 통해 유입되는 잉크를 다수의 프린트헤드(50) 각각으로 공급하는 역할을 하게 된다. 이러한 잉크 채널 유닛(40)은 다수의 채널 플레이트(41, 42, 43)로 이루어진다. 예컨대, 상기 잉크 채널 유닛(40)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 채널 플레이트(41), 제2 채널 플레이트(42) 및 제3 채널 플레이트(43)가 순차 적층됨으로써 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(41, 42, 43) 각각에는 잉크가 통과하는 잉크 채널(미도시)이 형성되어 있다.

상기 잉크 채널 유닛(40)의 저면, 즉 제1 채널 플레이트(41)의 저면에는 다수의 프린트헤드(50)가 일정한 패턴으로 배열되어 부착된다. 상기 다수의 프린트헤드(50) 각각에는 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(미도시)이 형성되어 있으며, 이 노즐들을 통해 상기 잉크 채널 유닛(40)으로부터 공급된 잉크가 인쇄 매체 상으로 토출됨으로써, 인쇄 매체 상에 화상이 인쇄되는 것이다.

상기한 종래의 잉크 채널 유닛(40)은, 예컨대 세 개의 채널 플레이트(41, 42, 43)를 각각 제조한 후, 이들을 소정의 접착제를 사용하여 서로 접착시킴으로써 제조된다. 구체적으로 설명하면, 먼저 액정폴리머(LCP; Liquid Crystal Polymer) 소재를 사출 성형함으로써 상기 복수의 채널 플레이트(41, 42, 43) 각각을 제조한 다. 상기 액정폴리머(LCP)는 열팽창계수가 작아서 프린트헤드(50)의 작동 중 발생하는 열에 의해 채널 플레이트(41, 42, 43)가 팽창하는 것을 최소화할 수 있는 장점과 함께 성형성이 좋아서 미세한 잉크 채널을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 이어서, 제조된 복수의 채널 플레이트(41, 42, 43)를 소정의 접착제를 사용하여 서로 접착시키게 되는데, 이 때 일반적으로 아래와 같은 접착 방법들이 사용된다.

상기 복수의 채널 플레이트(41, 42, 43)를 서로 접착시키는 첫 번째 방법을 설명하면, 제1 채널 플레이트(41)와 제2 채널 플레이트(42) 각각의 상면에 액상의 접착제를 디스펜싱(dispensing) 방법에 의해 도포한 후, 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(41, 42, 43)를 순차 적층하여 정렬한다. 이어서, 적층된 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(41, 42, 43)를 가열하여 이들 사이의 접착제를 경화(curing)시킨다.

그런데, 상기한 바와 같은 디스펜싱(dispensing) 방법에서는, 제1 및 제2 채널 플레이트(41, 42) 상에 액상의 접착제를 디스펜싱하기 위해서는, 제1 및 제2 채널 플레이트(41, 42)의 정밀 정렬(alignment) 기술이 필요하고, 또한 제1 및 제2 채널 플레이트(41, 42)의 면적이 비교적 넓어서 시간이 많이 소요되므로 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 채널 플레이트(41)는 비교적 긴 길이를 가지므로 휨이 발생하기 쉽고, 이와 같이 채널 플레이트(41)에 휨이 발생했을 경우에는 그 상면에 디스펜싱되는 접착제(44)의 두께에 편차가 발생된다. 이 경우, 접착제(44)가 얇게 도포된 부위에서는 제1 채널 플레이트(41)와 그 위에 접착되는 제2 채널 플레이트(42) 사이의 접착이 이루어지지 않거나 접착 강도가 떨어지게 된다. 이에 따라, 잉크 채널 유닛(40)의 내구성이 저하되고 잉크 채널 유닛(40)을 통과하는 서로 다른 색상의 잉크들이 서로 섞이게 되는 문제점이 발생될 수 있다.

상기 복수의 채널 플레이트(41, 42, 43)를 서로 접착시키는 두 번째 방법을 설명하면, 제1 채널 플레이트(41)와 제2 채널 플레이트(42) 각각의 상면에 페이스트 상태의 접착제를 스크린 프린팅(screen printing) 방법에 의해 도포한 후, 도포된 접착제를 압착(squeezing)한다. 이어서, 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(41, 42, 43)를 순차 적층하여 정렬한 후, 적층된 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(41, 42, 43)를 가열하여 이들 사이의 접착제를 경화(curing)시킨다.

상기한 바와 같은 스크린 프린팅 방법은 전술한 디스펜싱 방법에 비해 공정 소요 시간이 짧은 장점이 있지만, 이 방법 또한 채널 플레이트(41, 42)와 스크린을 정밀 정렬하여야 하는 곤란한 점이 있다. 그리고, 스크린 프린팅을 위한 접착제의 적정한 점도 조절이 어려울 뿐만 아니라, 스크린의 눈막힘 등을 방지하기 위한 접착제의 재료 선정에 제약이 따르는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 일정한 두께를 가진 에폭시계 접착 시트를 사용함으로써 복수의 채널 플레이트 사이의 접착 강도가 높고 내구성이 우수한 잉크 채널 유닛과 이를 구비한 잉크 카트리지를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 보다 단순한 공정에 의해 상기한 잉크 채널 유닛을 제조 하는 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛은,

복수의 잉크 탱크로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛에 있어서,

상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트; 및

실질적으로 균일한 두께를 가지며, 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 배치되어 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 적어도 하나의 접착 시트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 적어도 하나의 접착 시트는 접착제로서 에폭시계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 적어도 하나의 접착 시트는, 베이스층과, 상기 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 상기 접착층은 상기 에폭시계 수지로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 베이스층은 폴리이미드 필름으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스층은 대략 20㎛ ~ 30㎛의 두께를 가지며, 상기 접착층은 대략 10㎛ ~ 15㎛의 두께를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트는 액정폴리머(LCP)로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트 각각의 양단부에는 정렬을 위한 가이드 홀이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 적어도 하나의 접착 시트에는 상기 복수의 채널 플레이트에 형성된 상기 잉크 채널을 연결하는 연결 홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트는 순차 적층되는 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트를 포함하며, 상기 적어도 하나의 접착 시트는 상기 제1 채널 플레이트와 제2 채널 플레이트 사이에 배치되는 제1 접착 시트와 상기 제2 채널 플레이트와 제3 채널 플레이트 사이에 배치되는 제2 접착 시트를 포함할 수 있다.

그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크 카트리지는,

각각 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크; 인쇄 매체 상에 잉크를 토출하기 위한 것으로 소정의 패턴으로 배열된 다수의 프린트헤드; 및 상기 복수의 잉크 탱크와 상기 다수의 프린트헤드 사이에 배치되어, 상기 복수의 잉크 탱크로부터 상기 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛;을 구비하며,

상기 잉크 채널 유닛은, 상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트와; 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 배치되어 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 적어도 하나의 접착 시트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 잉크 카트리지는 상기 복수의 잉크 탱크와 상기 잉크 채널 유닛 사이에 배치되어 잉크의 누출을 방지하기 위해 부압을 생성하는 복수의 압력조절부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛의 제조 방법은,

복수의 잉크 탱크로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛의 제조 방법에 있어서,

상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트를 준비하는 단계; 상기 복수의 채널 플레이트를 정렬하여 적층하면서 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 실질적으로 균일한 두께를 가진 적어도 하나의 접착 시트를 배치하는 단계; 및 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트를 가압하면서 소정 온도로 가열하여 상기 적어도 하나의 접착 시트를 경화시킴으로써 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 적어도 하나의 접착 시트는 접착제로서 에폭시계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 적어도 하나의 접착 시트는, 베이스층과, 상기 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 상기 접착층은 상기 에폭시계 수지로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 베이스층은 폴리이미드 필름으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트는 액정폴리머(LCP)를 사출 성형함으로써 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 그 각각의 양단부에 형성된 가이드 홀을 이용하여 정렬되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 정렬용 베이스 플레이트 상에 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트가 적층되며, 상기 가이드 홀에는 상기 베이스 플레이트의 상면에 돌출 형성된 가이드 핀이 삽입되고, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 가압 플레이트에 의해 가압될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 가열 오븐 내에서 가열될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 대략 100℃ ~ 150℃의 온도에서 가열되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 일정한 두께를 가진 접착 시트를 사용하여 복수의 채널 플레이트를 서로 접착시킴으로써 잉크 채널 유닛의 제조 공정 소요 시간이 단축되어 생산성이 높아질 뿐만 아니라, 채널 플레이트에 휨이 발생하더라도 접착 시트의 두께에 편차가 발생하지 않으므로 채널 플레이트들 사이의 접착 강도가 높고 일정하게 유지될 수 있으며, 에폭시계 접착 시트를 사용함으로써 잉크에 대한 내구성이 높아서 사용 수명이 보다 길어지는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 잉크 채널 유닛을 구비한 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 잉크 채널 유닛의 분해 사시도이다.

도 3과 도 4를 함께 참조하면, 잉크젯 프린터는 인쇄용 잉크의 미소한 액적 (droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이와 같은 잉크젯 프린터는, 잉크를 저장하고 있으며, 이 저장된 잉크를 프린트헤드(150)를 통해 토출하는 잉크 카트리지(100)를 구비한다. 상기 잉크 카트리지(100)는 멀티 어레이 헤드 방식의 잉크젯 프린터에 채용되는 것으로, 이를 위해 인쇄 매체, 예컨대 용지의 폭 방향 전체에 걸쳐 배열된 다수의 프린트헤드(150)를 장착하고 있다.

상기 잉크 카트리지(100)는, 인쇄용 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 14)와, 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124) 각각에 연결된 복수의 압력조절부(131, 132, 133, 134)와, 인쇄 매체의 폭 방향으로 일정한 패턴으로 배열된 다수의 프린트헤드(150)와, 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 상기 다수의 프린트헤드(150)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛(140)을 구비한다.

상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)는 프레임(110)에 장착되며, 여러 가지 색상의 잉크, 예컨대 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 잉크를 각각 저장하고 있다.

상기 복수의 압력조절부(131, 132, 133, 134)는 상기 프레임(110)의 하부에 장착되어 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124) 각각과 연통된다. 이러한 복수의 압력조절부(131, 132, 133, 134)는 부압(negative pressure)을 생성하여 잉크의 누출을 방지하는 역할을 하게 된다.

상기 잉크 채널 유닛(140)은 상기 압력조절부(131, 132, 133, 134)와 연결되 며, 상기 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 압력조절부(131, 132, 133, 134)를 통해 유입되는 잉크를 다수의 프린트헤드(150) 각각으로 공급하는 역할을 하게 된다. 이러한 잉크 채널 유닛(140)은 복수의 채널 플레이트(141, 142, 143)를 서로 접착함으로써 제조된다. 예컨대, 상기 잉크 채널 유닛(140)은, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 세 개의 채널 플레이트, 즉 제1 채널 플레이트(141), 제2 채널 플레이트(142) 및 제3 채널 플레이트(143)가 순차 적층됨으로써 이루어질 수 있다. 한편, 상기 잉크 채널 유닛(140)은 두 개 또는 네 개 이상의 채널 플레이트로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(141, 142, 143) 각각에는 잉크가 통과하는 잉크 채널이 형성된다. 구체적으로, 상기 제1 채널 플레이트(141)에는 후술하는 다수의 프린트헤드(150) 각각에 형성된 잉크 공급구(ink inlet)(152)에 대응하는 위치에 다수의 제1 잉크 비아 홀(ink via hole)(144)이 관통 형성된다.

상기 제1 채널 플레이트(141) 위에 접착되는 제2 채널 플레이트(142)에는 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 공급된 각 색상별 잉크를 수용하는 복수, 예컨대 네 개의 매니폴드(145)가 격벽(146)에 의해 서로 분리되도록 형성된다. 상기 복수의 매니폴드(145)는 제2 채널 플레이트(142)의 상면에 소정 깊이로 형성되며, 제2 채널 플레이트(142)의 길이 방향으로 서로 평행하게 연장된다. 그리고, 상기 복수의 매니폴드(145) 각각에는 상기 제1 채널 플레이트(141)에 형성된 다수의 제1 잉크 비아 홀(144) 각각에 연통되는 다수의 제2 잉크 비아 홀(147)이 제2 채널 플레이트(142)를 관통하도록 형성된다.

상기 제2 채널 플레이트(142) 위에 접착되는 제3 채널 플레이트(143)에는 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 복수의 압력조절부(131, 132, 133, 134)를 통해 공급되는 각 색상별 잉크가 유입되는 복수의 잉크 유입 홈(148a)이 형성된다. 상기 복수의 잉크 유입 홈(148a)은 제3 채널 플레이트(143)의 상면에 소정 깊이로 형성된다. 그리고, 상기 복수의 잉크 유입 홈(148a) 각각에는 상기 제2 채널 플레이트(142)에 형성된 복수의 매니폴드(145)에 각각 연결되는 제3 잉크 비아 홀(148b)이 제3 채널 플레이트(143)를 관통하도록 형성된다.

상기한 바와 같이 각각 잉크 채널이 형성된 세 개의 채널 플레이트(141, 142, 143)를 가진 잉크 채널 유닛(140)에 있어서, 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 복수의 압력조절부(131, 132, 133, 134)를 통해 공급되는 각 색상별 잉크는 먼저 제3 채널 플레이트(143)에 형성된 잉크 유입 홈(148a)으로 유입되고, 이어서 제3 잉크 비아 홀(148b)을 통해 제2 채널 플레이트(142)에 형성된 복수의 매니폴드(145) 각각으로 흐르게 된다. 복수의 매니폴드(145) 각각에 유입된 잉크는 매니폴드(145) 내에 형성된 제2 잉크 비아 홀(147)과, 제1 채널 플레이트(141)에 형성된 제1 잉크 비아 홀(144)을 통과하여 다수의 프린트헤드(150) 각각으로 공급된다.

그리고, 상기 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(141, 142, 143) 각각의 양단부에는 세 개의 채널 플레이트(141, 142, 143)의 정렬을 위한 가이드 홀(149a, 149b, 149c)이 관통 형성된다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 복수의 채널 플레이트(141, 142, 143)는 여러 가지 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 액정폴리머(LCP; Liquid Crystal Polymer) 소재를 사출 성형함으로써 상기 복수의 채널 플레이트(41, 42, 43) 각각을 제조할 수 있다. 상기 액정폴리머(LCP)는 강도가 높고 내열성이 우수하며 열팽창계수가 작은 장점이 있다. 따라서, 프린트헤드(150)의 작동 중 발생하는 열에 의해 채널 플레이트(141, 142, 143)가 팽창하는 것을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 액정폴리머(LCP)는 성형성이 좋아서 미세한 잉크 채널을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 액정폴리머(LCP)는 투과율이 낮아서 잉크 채널을 통과하는 각 색상별 잉크가 서로 섞이는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 채널 플레이트(141, 142, 143)는 일정한 두께를 가진 접착 시트(adhesive sheet)(161, 162)에 의해 서로 접착된다. 구체적으로 설명하면, 상기 제1 채널 플레이트(141)와 제2 채널 플레이트(142)는 이들 사이에 배치되는 제1 접착 시트(161)에 의해 서로 접착되고, 제3 채널 플레이트(143)는 제2 접착 시트(162)에 의해 제2 채널 플레이트(142)와 접착된다. 상기 제1 접착 시트(161)에는 제1 채널 플레이트(141)에 형성된 다수의 제1 잉크 비아 홀(144)과 제2 채널 플레이트(142)에 형성된 다수의 제2 잉크 비아 홀(147)을 대응되는 것끼리 서로 연결시키기 위한 다수의 제1 연결 홀(164)이 형성된다. 상기 제2 접착 시트(162)에는 제2 채널 플레이트(142)에 형성된 복수의 매니폴드(145) 각각에 대응되는 슬롯 형상의 복수의 제2 연결 홀(165)이 관통 형성된다. 상기 복수의 제2 연결 홀(165)을 통해 제3 채널 플레이트(143)에 형성된 복수의 제3 비아 잉크 홀(148b)과 제2 채널 플레이트(142)에 형성된 복수의 매니폴드(145)가 서로 연통될 수 있 다.

그리고, 상기 제1 및 제2 접착 시트(161, 162) 각각의 양단부에도 정렬을 위한 가이드 홀(169a, 169b)이 관통 형성된다.

상기한 바와 같이, 일정한 두께를 가진 접착 시트(161, 162)를 사용하여 복수의 채널 플레이트(141, 142, 143)를 서로 접착시키게 되면, 후술하는 바와 같이 잉크 채널 유닛(140)의 제조 공정이 단순하여 그 소요 시간이 단축되므로 생산성이 높아지게 된다. 그리고, 상기 채널 플레이트(141, 142, 143)에 휨이 발생하더라도 접착 시트(161, 162)의 두께가 일정하게 유지되므로 채널 플레이트들(141, 142, 143) 사이의 접착 강도가 높고 일정하게 유지될 수 있다.

상기 잉크 채널 유닛(140)의 저면, 즉 제1 채널 플레이트(141)의 저면에는 다수의 프린트헤드(150)가 일정한 패턴으로 배열되어 부착된다. 상기 다수의 프린트헤드(150) 각각의 상면에는 상기한 바와 같이 상기 제1 채널 플레이트(141)에 형성된 다수의 제1 잉크 비아 홀(144) 각각에 대응되는 복수의 잉크 공급구(152)가 형성되어 있으며, 상기 다수의 프린트헤드(150) 각각의 저면에는 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(미도시)이 형성되어 있다. 상기 잉크 채널 유닛(140)으로부터 상기 잉크 공급구들(152)을 통해 공급된 잉크가 상기 노즐들을 통해 인쇄 매체 상으로 토출됨으로써, 인쇄 매체 상에 화상이 인쇄되는 것이다.

도 5에는 도 3에 도시된 제1 및 제2 접착 시트(161, 162)의 상세 단면도가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 상기 제1 및 제2 접착 시트(161, 162) 각각은, 베이스층(161a)과, 상기 베이스층(161a)의 양 표면에 형성된 접착층(161b, 161c)으 로 이루어질 수 있다. 상기 베이스층(161a)은 물질적으로 안정된 폴리이미드 필름으로 이루어진 것이 바람직하고, 그 두께는 대략 20㎛ ~ 30㎛인 것이 바람직하다. 상기 접착층(161b, 161c)은 대략 10㎛ ~ 15㎛의 두께를 가진 것이 바람직하다.

상기 접착층(161b, 161c)으로는 여러가지 접착 물질이 사용될 수 있으나, 액정폴리머(LCP)로 이루어진 채널 플레이트(141, 142, 143)에 접착이 잘 되고, 또한 잉크에 대해 안정된 성질을 가진 접착 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 상기 접착층(161b, 161c)으로서 상기한 바와 같은 성질을 가진 에폭시 수지를 사용한다.

아래 표 1은 상기 접착 시트(161, 162)의 접착층(161b, 161c)으로서 PET(Polyethylene terephthalte) 수지를 사용한 경우와 에폭시 수지를 사용한 경우에서의 접착 강도를 비교 테스트한 결과를 나타낸 것이다.

상기 PET 수지를 사용한 경우의 접착 조건은, 5Kgf/㎠로 가압하면서 190℃에서 10초간 경화(curing)하였다. 상기 에폭시 수지를 사용한 경우의 접착 조건은, 0.7Kgf/㎠로 가압하면서 50℃에서 60분간 경화하였다. 아래 표 1에서, △ 표시는 밀착은 되었으나 쉽게 분리되는 경우를 가리키고, ○ 표시는 견고하게 밀착되어 분리되지 않는 경우를 가리킨다.

샘플 번호	PET 수지	에폭시계 수지
1	△	○
2	△	○
3	△	○
4	△	○

위 표 1을 보면, 접착 시트(161, 162)의 접착층(161b, 161c)으로서 에폭시계 수지를 사용한 경우가 PET 수지를 사용한 경우에 비해 접착 강도가 훨씬 높다는 것을 알 수 있다.

아래 표 2는 접착 재료의 종류에 따른 잉크에 대한 내구성을 테스트한 결과를 나타낸 것이다. 이 테스트에서, 60℃의 잉크 내에 잉크 채널 유닛을 담근 상태로 밀봉하여 1주 단위로 그 접착 상태를 확인하였다.

아래 표 2에서, X 표시는 잉크 채널 유닛의 각 채널 플레이트들이 서로 분리되었음을 가리키며, ○ 표시는 각 채널 플레이트들의 접착 상태가 양호하게 유지되고 있음을 가리킨다.

구분	1주	2주	3주	4주	5주	6주	7주	8주	9주	10주
PET 접착시트	○	○	X	X	X	X	X	X	X	X
에폭시 접착시트	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○

위 표 2를 보면, PET 접착 시트는 잉크에 대한 내구성이 매우 약하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 에폭시 접착 시트는 잉크에 대한 내구성이 매우 강하여 10주가 경과하여도 각 채널 플레이트들의 접착 상태가 양호하게 유지되고 있다는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 에폭시계 접착 시트(161, 162)를 사용하여 복수의 채널 플레이트(141, 142, 143)를 접착하게 되면, 잉크에 대한 내구성이 높아서 잉크 채널 유닛(140)의 사용 수명이 보다 길어지게 된다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하며 상기한 잉크 채널 유닛(140)을 제조하는 방법을 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 먼저 정렬용 베이스 플레이트(171) 상에 제1 채널 플레이트(141), 제1 접착 시트(161), 제2 채널 플레이트(142), 제2 접착 시트(162) 및 제3 채널 플레이트(143)를 순차 적층한다. 이 때, 상기 베이스 플레이트(171)의 상면에 돌출되도록 설치된 가이드 핀(173)이 제1, 제2, 제3 채널 플레이트(141, 142, 143) 각각의 양단부에 형성된 가이드 홀(149a, 149b, 149c)과 제1 및 제2 접착 시트(161, 162) 각각의 양단부에 형성된 가이드 홀(169a, 169b)에 끼워지도록 한다.

이와 같이, 가이드 핀(173)과 가이드 홀(149a, 149b, 149c, 169a, 169b)을 이용함으로써 채널 플레이트들(141, 142, 143)과 접착 시트들(161, 162) 사이의 정확한 정렬이 용이하게 이루어질 수 있다. 그리고, 채널 플레이트(141, 142, 143)에 휨이 발생한 경우, 상기 접착 시트(161, 162)는 균일한 두께를 유지한 상태로 채널 플레이트(141, 142, 143)의 휘어진 면을 따라 같이 휘어지게 된다. 따라서, 접착 시트(161, 162)의 두께에 편차가 발생하지 않으므로 채널 플레이트들(141, 142, 143) 사이의 접착 강도가 높고 일정하게 유지될 수 있다.

다음으로, 적층된 채널 플레이트들(141, 142, 143)과 접착 시트들(161, 162) 위에 가압 플레이트(172)를 배치하여 가압한다. 상기 가압 플레이트(172)의 양단부에도 상기 가이드 핀(173)이 끼워지는 가이드 홀(174)이 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 베이스 플레이트(171)와 가압 플레이트(172) 사이에 적층된 채널 플레이트들(141, 142, 143)과 접착 시트들(161, 162)을 가열 오븐 내에 장입하고, 대략 100℃ ~ 150℃, 바람직하게는 대략 120℃에서 대략 1시간 정도 가열하여 접착 시트(161, 162)를 경화시킨다.

그러면, 상기 접착 시트(161, 162)에 의해 서로 견고하게 접착된 채널 플레이트들(141, 142, 143)을 가진 잉크 채널 유닛(140)이 제조되는 것이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 일정한 두께를 가진 접착 시트를 사용하여 복수의 채널 플레이트를 서로 접착시킴으로써 잉크 채널 유닛의 제조 공정 소요 시간이 단축되어 생산성이 높아지게 되는 장점이 있다.

그리고, 채널 플레이트에 휨이 발생하더라도 접착 시트의 두께에 편차가 발생하지 않으므로 채널 플레이트들 사이의 접착 강도가 높고 일정하게 유지될 수 있는 장점이 있다.

또한, 에폭시계 접착 시트를 사용함으로써 잉크에 대한 내구성이 높아서 잉크 채널 유닛의 사용 수명이 보다 길어지는 장점이 있다.

Claims

복수의 잉크 탱크로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛에 있어서,

상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트; 및

실질적으로 균일한 두께를 가지며, 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 배치되어 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 적어도 하나의 접착 시트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는 접착제로서 에폭시계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 2항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는, 베이스층과, 상기 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 상기 접착층은 상기 에폭시계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 3항에 있어서,

상기 베이스층은 폴리이미드 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카 트리지의 잉크 채널 유닛.
제 3항에 있어서,

상기 베이스층은 대략 20㎛ ~ 30㎛의 두께를 가지며, 상기 접착층은 대략 10㎛ ~ 15㎛의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트는 액정폴리머(LCP)로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트 각각의 양단부에는 정렬을 위한 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트에는 상기 복수의 채널 플레이트에 형성된 상기 잉크 채널을 연결하는 연결 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트는 순차 적층되는 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트를 포함하며, 상기 적어도 하나의 접착 시트는 상기 제1 채널 플레이트와 제2 채널 플레이트 사이에 배치되는 제1 접착 시트와 상기 제2 채널 플레이트와 제3 채널 플레이트 사이에 배치되는 제2 접착 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 9항에 있어서,

상기 제1 채널 플레이트에는 상기 다수의 프린트헤드 각각의 잉크 공급구에 대응되는 다수의 제1 잉크 비아 홀이 형성되고; 상기 제2 채널 플레이트에는 복수의 매니폴드와, 상기 다수의 제1 잉크 비아 홀에 대응되는 다수의 제2 잉크 비아 홀이 형성되며; 상기 제3 채널 플레이트에는 상기 잉크 탱크로부터 잉크가 유입되는 복수의 잉크 유입 홈과, 상기 복수의 잉크 유입 홈과 상기 복수의 매니폴드를 연결하는 복수의 제3 잉크 비아 홀이 형성되며,

상기 제1 접착 시트에는 상기 다수의 제1 잉크 비아 홀과 상기 다수의 제2 잉크 비아 홀을 연결하는 다수의 제1 연결 홀이 형성되고; 상기 제2 접착 시트에는 상기 복수의 제3 잉크 비아 홀과 상기 복수의 매니폴드를 연결하는 복수의 제2 연결 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
제 10항에 있어서,

상기 복수의 매니폴드는 상기 제2 채널 플레이트의 길이 방향으로 서로 평행하게 연장 형성되며, 상기 복수의 제2 연결 홀은 상기 복수의 매니폴드와 대응되는 형상으로 상기 제2 접착 시트를 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛.
잉크젯 프린터의 잉크 카트리지에 있어서,

각각 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크;

인쇄 매체 상에 잉크를 토출하기 위한 것으로 소정의 패턴으로 배열된 다수의 프린트헤드; 및

상기 복수의 잉크 탱크와 상기 다수의 프린트헤드 사이에 배치되어, 상기 복수의 잉크 탱크로부터 상기 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛;을 구비하며,

상기 잉크 채널 유닛은,

상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트와; 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 배치되어 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 적어도 하나의 접착 시트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는 접착제로서 에폭시계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 13항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는, 베이스층과, 상기 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 상기 접착층은 상기 에폭시계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 14항에 있어서,

상기 베이스층은 폴리이미드 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트는 액정폴리머(LCP)로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트 각각의 양단부에는 정렬을 위한 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트에는 상기 복수의 채널 플레이트에 형성된 상기 잉크 채널을 연결하는 연결 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 잉크 탱크와 상기 잉크 채널 유닛 사이에 배치되어, 잉크의 누출을 방지하기 위해 부압을 생성하는 복수의 압력조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
복수의 잉크 탱크로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛의 제조 방법에 있어서,

상기 잉크가 통과하는 잉크 채널이 각각 형성된 복수의 채널 플레이트를 준비하는 단계;

상기 복수의 채널 플레이트를 정렬하여 적층하면서 상기 복수의 채널 플레이트 각각의 사이에 실질적으로 균일한 두께를 가진 적어도 하나의 접착 시트를 배치하는 단계; 및

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트를 가압하면서 소정 온도로 가열하여 상기 적어도 하나의 접착 시트를 경화시킴으로써 상기 복수의 채널 플레이트를 접착시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 20항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는 접착제로서 에폭시계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 21항에 있어서,

상기 적어도 하나의 접착 시트는, 베이스층과, 상기 베이스층의 양 표면에 형성된 접착층을 포함하며, 상기 접착층은 상기 에폭시계 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 22항에 있어서,

상기 베이스층은 폴리이미드 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 22항에 있어서,

상기 베이스층은 대략 20㎛ ~ 30㎛의 두께를 가지며, 상기 접착층은 대략 10㎛ ~ 15㎛의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛의 제조 방법.
제 20항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트는 액정폴리머(LCP)를 사출 성형함으로써 제조되 는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 20항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 그 각각의 양단부에 형성된 가이드 홀을 이용하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 16항에 있어서,

정렬용 베이스 플레이트 상에 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트가 적층되며, 상기 가이드 홀에는 상기 베이스 플레이트의 상면에 돌출 형성된 가이드 핀이 삽입되고, 상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 가압 플레이트에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 20항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 가열 오븐 내에서 가열되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.
제 20항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 채널 플레이트와 상기 적어도 하나의 접착 시트는 대략 100℃ ~ 150℃의 온도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 채널 유닛 제조 방법.