KR20070079296A

KR20070079296A - 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드

Info

Publication number: KR20070079296A
Application number: KR1020060138867A
Authority: KR
Inventors: 임승모; 이태경; 문창렬; 정재우; 이화선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2007-08-06

Abstract

압전 방식의 잉크젯 프린트헤드가 개시된다. 개시된 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드는, 매니폴드와, 매니폴드의 적어도 일측에 매니폴드와 연결되도록 배열된 다수의 챔버를 가진 챔버 어레이와, 다수의 챔버를 덮는 진동판과, 진동판 상에 형성되어 진동판을 진동시킴으로써 다수의 챔버 각각의 압력을 변화시키는 다수의 압전 액츄에이터를 구비한다. 상기 다수의 챔버는, 챔버 어레이의 중간 부위에 배치되며 각각 잉크를 토출시키는 잉크 토출 노즐을 가진 다수의 압력 챔버와, 챔버 어레이의 양측 가장자리 부위에 각각 적어도 하나씩 마련되며 각각 잉크를 토출시키지 않는 더미 노즐을 가진 더미 챔버를 포함한다. 그리고, 상기 진동판에는 다수의 압전 액츄에이터 각각의 사이에 위치하도록 다수의 트렌치가 형성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 다수의 잉크 토출 노즐을 통한 잉크 토출 성능이 균일하게 되는 장점이 있다.

Description

압전 방식의 잉크젯 프린트헤드{Piezoelectric inkjet printhead}

도 1은 종래의 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 일반적인 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2a는 종래의 압전 방식 잉크젯 프린트헤드에서 전 노즐을 동시 구동했을 때의 노즐의 위치에 따른 잉크 액적의 토출 속도의 편차를 보여주는 그래프이다.

도 2b는 도 2a에 표시된 A 영역의 노즐들만 동시 구동했을 때의 노즐의 위치에 따른 잉크 액적의 토출 속도의 편차를 보여주는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 평면도이다.

도 4a는 도 3에 표시된 B-B'선을 따른 수직 단면도이다.

도 4b는 도 3에 표시된 C-C'선을 따른 수직 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 분해 사시도이다.

도 6은 도 5에 표시된 D-D'선을 따른 수직 단면도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 분해 사시도이다.

도 8은 도 7에 표시된 E-E'선을 따른 수직 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200,300...잉크젯 프린트헤드 110,210,310...유로 형성판

120,220,320...진동판 130,230,330...잉크 인렛

140,240,340...매니폴드 150,250,350...리스트릭터

161,261,361...압력 챔버 162,362...더미 챔버

171,271,371...잉크 토출 노즐 172,372...더미 노즐

180,280,380...압전 액츄에이터 181,281,381...하부 전극

182,282,382...압전막 183,283,383...상부 전극

290,390...트렌치

본 발명은 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크로스 토크로 인한 잉크 토출 성능의 편차를 최소화할 수 있는 구조를 가진 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 토출 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전 체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 토출시키는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.

상기한 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 일반적인 구성은 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 유로 형성판(1)의 내부에는 잉크 유로를 이루는 매니폴드(2), 다수의 리스트릭터(3), 다수의 압력 챔버(4) 및 다수의 노즐(5)이 형성되어 있으며, 유로 형성판(1)의 상부에는 압전 액츄에이터(6)가 마련되어 있다. 상기 매니폴드(2)는 도시되지 않은 잉크 저장고로부터 잉크가 유입되는 통로이며, 상기 다수의 압력 챔버(4)는 토출될 잉크가 채워지는 곳으로, 상기 매니폴드(2)의 일측 또는 양측에 배열된다. 상기 다수의 압력 챔버(4) 각각은 압전 액츄에이터(6)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성하게 된다. 상기 다수의 리스트릭터(3)는 상기 매니폴드(2)와 다수의 압력 챔버(4) 각각을 연결하는 통로이다.

상기 유로 형성판(1)은 주로 실리콘 기판, 금속 재료 또는 합성수지 재료의 다수의 박판을 각각 가공하여 상기한 잉크 유로의 부분을 형성한 뒤, 이들 다수의 박판을 적층함으로써 이루어진다. 그리고, 압전 액츄에이터(6)는 압력 챔버(4)의 위쪽에 마련되며, 압전막과 이 압전막에 전압을 인가하기 위한 전극이 적층된 형태를 가지고 있다. 이에 따라, 유로 형성판(1)의 압력 챔버(4) 상부벽을 이루게 되는 부위는 압전 액츄에이터(6)에 의해 변형되는 진동판(1a)의 역할을 하게 된다.

상기한 구성을 가진 종래의 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 작동을 설명하면, 압전 액츄에이터(6)의 구동에 의해 진동판(1a)이 변형되면 압력 챔버(4)의 부 피가 감소하게 되고, 이에 따른 압력 챔버(4) 내의 압력 변화에 의해 압력 챔버(4) 내의 잉크는 노즐(5)을 통해 외부로 토출된다. 이어서, 압전 액츄에이터(6)의 구동에 의해 진동판(1a)이 원래의 형태로 복원되면 압력 챔버(4)의 부피가 증가하게 되고, 이에 따른 압력 변화에 의해 잉크가 매니폴드(2)로부터 리스트릭터(3)를 통해 압력 챔버(4) 내로 유입된다.

그런데, 상기한 바와 같은 구성을 가진 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 압전 액츄에이터의 구동에 의한 압력 챔버 내의 압력 상승은 인접한 다른 압력 챔버들에도 영향을 미치는 현상이 발생하는데, 이러한 현상을 크로스 토크(cross talk)라고 한다. 이러한 크로스 토크는 다수의 노즐 각각을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도 및 부피에 편차를 발생시킨다.

도 2a는 종래의 압전 방식 잉크젯 프린트헤드에서 전 노즐을 동시 구동했을 때의 노즐의 위치에 따른 잉크 액적의 토출 속도의 편차를 보여주는 그래프이고, 도 2b는 도 2a에 표시된 A 영역의 노즐들만 동시 구동했을 때의 노즐의 위치에 따른 잉크 액적의 토출 속도의 편차를 보여주는 그래프이다.

예를 들어, 컬러 필터 제조용 잉크젯 프린트헤드의 경우에는, 다수의 노즐들을 동시에 구동하게 된다. 이 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이, 프린트헤드의 가장자리 부위에 배치된 노즐들을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도가 중간 부위에 배치된 노즐들을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도보다 늦어지는 현상이 발생한다.

도 2a의 그래프에서 잉크 액적의 토출 속도가 낮은 가장자리 부위의 노즐들은 제외하고, 중간 부위에 배치된 노즐들, 즉 2a에 표시된 A 영역의 노즐들만 동시 구동했을 때에도, 도 2b에 도시된 바와 같이, 이 노즐들 중에서 가장자리 부위에 배치된 노즐들을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도가 늦어지는 현상이 발생한다.

도 2a와 도 2b의 그래프를 통해, 잉크 액적의 토출 속도에 편차가 발생하는 원인은 가장자리 부위의 노즐들과 중간 부위의 노즐들 사이의 가공 불균일에 의한 것은 아님을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 노즐의 위치에 따라 잉크 액적의 토출 속도에 편차가 발생하는 원인은 여러 가지가 있을 수 있으나, 아래의 두 가지가 주된 원인이 된다.

첫째, 압전 액츄에이터의 구동에 의해 각 압력 챔버의 압력이 높아지게 되면, 그 압력 챔버 내의 잉크는 노즐을 통해 토출됨과 동시에 일부의 잉크는 리스트릭터를 통해 매니폴드 쪽으로 역류하게 된다. 역류되는 잉크는 매니폴드를 통해 인접한 압력 챔버들에도 영향을 미치게 되고, 이에 따라 인접한 압력 챔버들 내의 압력도 높아지게 된다. 이때, 중간 부위에 배치된 압력 챔버들 각각은 양 옆에 위치한 압력 챔버들로부터의 잉크 역류의 영향을 받는데 반하여, 가장자리 부위에 배치된 압력 챔버들 각각은 어느 한쪽 옆에 위치한 압력 챔버로부터의 잉크 역류의 영향을 받게 된다. 따라서, 가장자리 부위에 배치된 노즐들 각각에서의 잉크 토출 압력이 중간 부위에 배치된 노즐들 각각에서의 잉크 토출 압력보다 낮아지게 된다.

둘째, 종래의 잉크젯 프린트헤드에 있어서는 다수의 압력 챔버를 위한 진동판들이 하나의 판으로 구성되어 있다. 따라서, 어느 하나의 압전 액츄에이터가 진동하게 되면, 이 진동은 진동판을 통해 양 옆으로 전달되어 인접한 압력 챔버들에도 영향을 미치게 된다. 이때, 중간 부위에 배치된 압력 챔버들 각각은 양 옆에 위 치한 압전 액츄에이터들로부터의 진동의 영향을 받는데 반하여, 가장자리 부위에 배치된 압력 챔버들 각각은 어느 한쪽 옆에 위치한 압전 액츄에이터로부터의 진동의 영향을 받게 된다. 따라서, 가장자리 부위에 배치된 노즐들 각각에서의 잉크 토출 압력이 중간 부위에 배치된 노즐들 각각에서의 잉크 토출 압력보다 낮아지게 된다.

상기한 바와 같이, 종래의 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에 있어서는 크로스 토크로 인해 다수의 노즐을 통한 잉크 토출 성능, 즉 잉크 액적의 속도와 부피에 편차가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 크로스 토크로 인한 잉크 토출 성능의 편차를 최소화할 수 있는 구조를 가진 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,

매니폴드;

상기 매니폴드의 적어도 일측에 상기 매니폴드와 연결되도록 배열된 다수의 챔버를 가진 챔버 어레이;

상기 다수의 챔버를 덮는 진동판; 및

상기 진동판 상에 형성되어 상기 진동판을 진동시킴으로써 상기 다수의 챔버 각각의 압력을 변화시키는 다수의 압전 액츄에이터;를 구비하며,

상기 다수의 챔버는, 상기 챔버 어레이의 중간 부위에 배치되며 각각 잉크를 토출시키는 잉크 토출 노즐을 가진 다수의 압력 챔버와, 상기 챔버 어레이의 양측 가장자리 부위에 각각 적어도 하나씩 마련되며 각각 잉크를 토출시키지 않는 더미 노즐을 가진 더미 챔버를 포함하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 압전 액츄에이터의 구동에 의해, 상기 다수의 압력 챔버는 각각 상기 잉크 토출 노즐을 통해 잉크를 토출시킴과 동시에 상기 매니폴드쪽으로의 잉크의 역류를 발생시키고, 상기 더미 챔버는 상기 매니폴드쪽으로의 잉크의 역류를 발생시키되 상기 더미 노즐을 통한 잉크의 토출은 발생시키지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 더미 노즐의 직경은 상기 잉크 토출 노즐의 직경보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 매니폴드와 다수의 챔버는 유로 형성판에 형성되고, 상기 진동판은 상기 유로 형성판 위에 형성될 수 있으며, 상기 매니폴드와 상기 다수의 챔버 사이에는 다수의 리스트릭터가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드는, 상기 다수의 압전 액츄에이터 각각의 사이에 위치하도록 상기 진동판에 형성된 다수의 트렌치를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 트렌치는 대략 5㎛ ~ 10㎛의 폭을 가진 것이 바람직하다.

그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은,

매니폴드;

상기 매니폴드의 적어도 일측에 상기 매니폴드와 연결되도록 배열된 다수의 압력 챔버;

상기 다수의 압력 챔버 각각에 연결된 다수의 잉크 토출 노즐;

상기 다수의 압력 챔버를 덮는 진동판;

상기 진동판 상에 형성되어 상기 진동판을 진동시킴으로써 상기 다수의 압력 챔버 각각의 압력을 변화시키는 다수의 압전 액츄에이터; 및

상기 다수의 압전 액츄에이터 각각의 사이에 위치하도록 상기 진동판에 형성된 다수의 트렌치;를 구비하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 다수의 트렌치는 상기 다수의 압전 액츄에이터 각각의 진동이 상기 진동판을 통해 인접한 압력 챔버로 전달되는 것을 차단한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 평면도이고, 도 4a는 도 3에 표시된 B-B'선을 따른 수직 단면도이며, 도 4b는 도 3에 표시된 C-C'선을 따른 수직 단면도이다.

도 3, 도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드(100)는, 유로 형성판(110)에 형성된 잉크 유로와, 유로 형성판(110) 위에 형성된 진동판(120)과, 상기 진동판(120) 위에 형성된 다수의 압전 액츄에이터(180)를 구비한다.

상기 잉크 유로는, 도시되지 않은 잉크 탱크로부터 잉크가 유입되는 매니폴드(140)와, 상기 매니폴드(140)로부터 공급되는 잉크가 채워지는 다수의 챔버(161, 162)로 이루어진 챔버 어레이와, 상기 다수의 챔버(161, 162) 각각에 연결된 다수의 노즐(171, 172)을 포함한다. 상기 매니폴드(140)는 상기 유로 형성판(110)의 상면에 소정 깊이로 형성되며, 일방향으로 길게 연장된 형상을 가질 수 있다. 상기 매니폴드(140)의 일단부 또는 양단부에는 잉크 인렛(130)이 연결될 수 있다. 상기 챔버 어레이는 상기 매니폴드(140)의 적어도 일측에 상기 매니폴드(140)와 연결되도록 배열된 다수의 챔버(161, 162)로 이루어진다. 상기 다수의 챔버(161, 162) 각각은 상기 유로 형성판(110)의 상면에 소정 깊이로 형성되며, 잉크의 흐름 방향으로 보다 긴 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 한편, 상기 챔버 어레이는 상기 매니폴드(140)의 양측에 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 매니폴드(140)와 다수의 챔버(161, 162) 사이에는 다수의 리스트릭터(150)가 형성될 수 있다. 상기 다수의 노즐(171, 172)은 상기 유로 형성판(110)을 관통하도록 형성되며 상기 다수의 챔버(161, 162) 각각에 하나씩 연결된다. 상기 매니폴드(140), 다수의 챔버(161, 162) 및 다수의 리스트릭터(150) 각각의 크기는 토출되는 잉크 액적의 부피 및 속도 등의 잉크 토출 성능에 따라 적정하게 정해질 수 있다.

상기 진동판(120)은, 상기 다수의 챔버(161, 162)를 덮도록 상기 유로 형성판(110) 위에 형성된다. 상기 진동판(120)은 대략 5㎛ ~ 13㎛ 정도의 두께를 가질 수 있으며, 이 두께는 잉크 토출에 필요한 구동력의 크기에 따라 변할 수 있다.

상기 다수의 압전 액츄에이터(180)는 상기 진동판(120) 위에 형성되어, 상기 진동판(120)을 진동시킴으로써 상기 다수의 챔버(161, 162) 각각의 압력을 변화시키는 역할을 한다.

상기 다수의 압전 액츄에이터(180) 각각은 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극(181)과, 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(182)과, 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극(183)을 구비한다. 상기 하부 전극(181)은 상기 진동판(120)의 상면에 형성되며, 상기 압전막(182)은 하부 전극(181) 위에 형성되며, 상기 다수의 챔버(161, 162) 각각의 상부에 위치하도록 배치된다. 이러한 압전막(182)은 압전물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. 상기 압전막(182)은 전압의 인가에 의해 변형되며, 그 변형에 의해 상기 진동판(120)을 휨 변형시키는 역할을 하게 된다. 상기 상부 전극(183)은 압전막(182) 위에 형성되며, 압전막(182)에 전압을 인가하는 구동 전극의 역할을 하게 된다.

한편, 위에서 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드(100)는 두 개의 판, 즉 유로 형성판(110)과 진동판(120)으로 구성된 것으로 도시되고 설명되었다. 그러나, 이러한 구조는 단지 예시에 불과하며, 본 발명이 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 진동판(120)과 유로 형성판(110)은 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유로 형성판(110)은 하나의 판이 아니라 다수의 박판이 적층되어 접합된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 상기 잉크 유로의 배치 구조도 도시된 것과 다를 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 챔버 어레이를 구성하는 다수의 챔버(161, 162)는 실제로 잉크를 토출하기 위한 다수의 압력 챔버(161)와 단지 잉크의 역류만 발생시키는 더미 챔버(162)를 포함한다. 상기 다수의 압력 챔버(161)는 상기 챔버 어레이의 중간 부위에 배치되며, 잉크를 토출시키는 잉크 토출 노즐(171)을 가진다. 상기 더미 챔버(dummy chamber, 162)는 상기 챔버 어레이의 양측 가장자리 부위에 각각 적어도 하나씩 마련되며, 잉크를 토출시키지 않는 더미 노즐(dummy nozzle, 172)을 가진다. 상기 더미 챔버(162)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 어레이의 양측 자장자리 부위에 각각 두 개씩 배치될 수 있다. 한편, 상기 더미 챔버(162)는 상기 챔버 어레이의 양측 자장자리 부위에 각각 하나씩 또는 세 개 이상씩 배치될 수도 있다.

상기 더미 챔버(162)의 크기는 상기 압력 챔버(161)의 크기와 동일할 수 있다. 그러나, 상기 잉크 토출 노즐(171)은 원하는 부피의 잉크 액적을 토출할 수 있는 적정한 크기의 직경을 가지는데 반하여, 상기 더미 노즐(172)의 직경은 압전 액츄에이터(180)의 구동에 의해서도 잉크를 토출시키지 않을 정도로 충분히 작아야 한다.

상기 압전 액츄에이터(180)가 구동되면, 상기 다수의 압력 챔버(161)는 각각 상기 잉크 토출 노즐(171)을 통해 잉크를 토출시킴과 동시에 상기 매니폴드(140)쪽으로의 잉크의 역류를 발생시킨다. 이와 같이 압력 챔버(161)로부터 역류되는 잉크는 인접한 압력 챔버들(161)에 영향을 미쳐, 인접한 압력 챔버들(161)의 압력을 상승시킨다. 그러나, 상기 압전 액츄에이터(180)가 구동되더라도, 상기 더미 챔버(162)는 상기 매니폴드(140)쪽으로의 잉크의 역류를 발생시키되 상기 더미 노즐(171)을 통한 잉크의 토출은 발생시키지 않는다. 이와 같이 더미 챔버(162)로부터 역류되는 잉크도 인접한 압력 챔버들(161)에 영향을 미치게 되고, 이에 따라 인접한 압력 챔버들(161)의 압력이 상승된다.

이와 같이, 모든 압력 챔버(161)는 그 각각의 양 옆에 위치한 압력 챔버(161) 및/또는 더미 챔버(162)로부터 잉크 역류의 영향을 받게 된다. 즉, 실제로 잉크를 토출시키는 잉크 토출 노즐들(171)을 가진 압력 챔버들(161) 각각에 미치는 크로스 토크의 영향이 균일하게 된다. 따라서, 다수의 잉크 토출 노즐(171)을 통한 잉크 토출 성능이 균일하게 될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에 표시된 D-D'선을 따른 수직 단면도이다.

도 5와 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(200)는, 매니폴드(240), 다수의 리스트릭터(250), 다수의 압력 챔버(261) 및 다수의 노즐(271)을 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 형성판(210)과, 상기 유로 형성판(310) 위에 상기 다수의 압력 챔버(261)를 덮도록 형성된 진동판(220)과, 상기 진동판(220) 위에 형성된 다수의 압전 액츄에이터(280)를 구비한다. 그리고, 상기 진동판(220)에는 상기 매니폴드(240)에 연결되는 잉크 인렛(230)이 형성된다. 상기 다수의 압전 액츄에이터(280) 각각은 상기 진동판(220)의 상면에 형성되어 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극(281)과, 상기 하부 전극(281) 위에 상기 다수의 압력 챔버(261) 각각에 대응되도록 형성되어 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(282)과, 상기 압전막(282) 위에 형성되어 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극(283)을 구비한다.

상기한 바와 같은 제2실시예의 구성 요소들은 도 3에 도시된 제1실시예와 동 일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 제2실시예는 제1실시예의 더미 챔버(162)와 더미 노즐(172)을 가지지 않는다. 즉, 제2실시예에서는 모든 잉크 챔버가 실제로 잉크를 토출하기 위한 압력 챔버(261)이다.

본 실시예에 있어서, 상기 진동판(220)에는 상기 다수의 압전 액츄에이터(280) 각각의 사이에 위치하도록 다수의 트렌치(290)가 형성된다. 상기 다수의 트렌치(290) 각각은 대략 5㎛ ~ 10㎛ 정도의 폭을 가지고 상기 압전 액츄에이터(280)의 길이 방향으로 연장된 형상을 가지며, 그 각각의 길이는 상기 압전 액츄에이터(280)의 압전막(282)의 길이와 같거나 조금 더 긴 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 형성된 다수의 트렌치(290)는 다수의 압전 액츄에이터(280) 각각의 진동이 상기 진동판(220)을 통해 인접한 압력 챔버(261)로 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 다수의 압력 챔버(261) 각각에 전달되는 압전 액츄에이터(280)의 구동력이 균일하게 되므로, 각 압력 챔버(261)의 노즐(271)을 통한 잉크 토출 성능도 균일하게 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드를 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 표시된 E-E'선을 따른 수직 단면도이다.

도 7과 도 8을 함께 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(300)는 도 3에 도시된 제1실시예의 특징과 도 5에 도시된 제2실시예의 특징을 함께 구비한 구조를 가진다.

구체적으로, 본 발명의 제3실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(300)는, 매니폴 드(340), 다수의 리스트릭터(350), 상기 매니폴드(340)로부터 공급되는 잉크가 채워지는 다수의 챔버(361, 362)로 이루어진 챔버 어레이와, 상기 다수의 챔버(361, 362) 각각에 연결된 다수의 노즐(371, 372)을 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 형성판(310)과, 상기 유로 형성판(310) 위에 상기 다수의 챔버(361)를 덮도록 형성된 진동판(320)과, 상기 진동판(320) 위에 형성된 다수의 압전 액츄에이터(380)와,상기 다수의 압전 액츄에이터(380) 각각의 사이에 위치하도록 상기 진동판(320)에 형성된 다수의 트렌치(390)를 구비한다. 그리고, 상기 진동판(320)에는 상기 매니폴드(340)에 연결되는 잉크 인렛(330)이 형성된다. 상기 다수의 압전 액츄에이터(380) 각각은 상기 진동판(320)의 상면에 형성되어 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극(381)과, 상기 하부 전극(381) 위에 상기 다수의 챔버(361) 각각에 대응되도록 형성되어 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(382)과, 상기 압전막(382) 위에 형성되어 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극(383)을 구비한다.

상기한 바와 같은 제3실시예의 구성 요소들은 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드(300)에 있어서, 상기 챔버 어레이를 구성하는 다수의 챔버(361, 362)는 실제로 잉크를 토출하기 위한 다수의 압력 챔버(361)와 단지 잉크의 역류만 발생시키는 더미 챔버(362)를 포함한다. 상기 다수의 압력 챔버(361)는, 상기 챔버 어레이의 중간 부위에 배치되며, 잉크를 토출시키는 잉크 토출 노즐(371)을 가진다. 상기 더미 챔버(dummy chamber, 362)는 상기 챔버 어레이의 양측 가장자리 부위에 각각 적 어도 하나씩 마련되며, 잉크를 토출시키지 않는 더미 노즐(dummy nozzle, 372)을 가진다. 그리고, 상기 진동판(320)에는 상기 다수의 압전 액츄에이터(380) 각각의 사이에 위치하도록 다수의 트렌치(390)가 형성된다.

상기 더미 챔버(362), 더미 노즐(372) 및 트렌치(390) 각각의 역할과 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다. 다만, 제3실시예는 제1실시예와 제2실시예의 두 가지 특징을 함께 가지므로, 다수의 잉크 토출 노즐(371)로부터 더욱 균일한 잉크 토출 성능을 얻을 수 있다.

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, 챔버 어레이의 중간 부위에는 다수의 압력 챔버가 배치되고 챔버 어레이의 양측 가장자리 부위에는 더미 챔버들이 배치됨으로써, 실제로 잉크를 토출시키는 노즐들을 가진 압력 챔버들 각각에 미치는 크로스 토크의 영향이 균일하게 된다. 그리고, 진동판에 형성된 트렌치에 의해, 다수의 압전 액츄에이터 각각의 진동이 진동판을 통해 인접한 압력 챔버로 전달되는 것이 차단된다. 따라서, 다수의 잉크 토출 노즐을 통한 잉크 토출 성능이 균일하게 되는 장점이 있다.

Claims

매니폴드;

상기 매니폴드의 적어도 일측에 상기 매니폴드와 연결되도록 배열된 다수의 압력 챔버;

상기 다수의 압력 챔버 각각에 연결된 다수의 잉크 토출 노즐;

상기 다수의 압력 챔버를 덮는 진동판;

상기 진동판 상에 형성되어 상기 진동판을 진동시킴으로써 상기 다수의 압력 챔버 각각의 압력을 변화시키는 다수의 압전 액츄에이터; 및

상기 다수의 압전 액츄에이터 각각의 사이에 위치하도록 상기 진동판에 형성된 다수의 트렌치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
제 1항에 있어서,

상기 다수의 트렌치는 상기 다수의 압전 액츄에이터 각각의 진동이 상기 진동판을 통해 인접한 압력 챔버로 전달되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
제 1항에 있어서,

상기 트렌치는 대략 5㎛ ~ 10㎛의 폭을 가진 것을 특징으로 하는 압전 방식 의 잉크젯 프린트헤드.
제 1항에 있어서,

상기 매니폴드, 다수의 압력 챔버 및 다수의 잉크 토출 노즐은 유로 형성판에 형성되고, 상기 진동판은 상기 유로 형성판 위에 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.
제 1항에 있어서,

상기 매니폴드와 상기 다수의 압력 챔버 사이에는 다수의 리스트릭터가 형성된 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드.