KR20100008868A

KR20100008868A - 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩

Info

Publication number: KR20100008868A
Application number: KR1020080069466A
Authority: KR
Inventors: 서준우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-01-27
Also published as: US20100013887A1; US8500232B2

Abstract

본 발명은 냉각구조가 개선된 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩에 관한 것으로, 본 발명의 헤드칩은 잉크가 토출되는 복수 개의 노즐들과, 상기 복수 개의 노즐들을 통하여 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 복수 개의 잉크토출용 히터(heater)들과, 상기 복수 개의 잉크토출용 히터들의 주위를 냉매가 순환하도록 마련되는 냉각유로를 포함한다.

Description

잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩{HEAD CHIP FOR INK JET TYPE IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩에 관한 것으로, 특히 냉각구조가 개선된 헤드칩에 관한 것이다.

잉크젯 타입 화상형성장치는 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜 화상을 형성하는 장치로서, 크게 열구동 방식과 압전구동방식으로 구분된다. 이 중 열구동 방식의 잉크젯 타입 화상형성장치는 헤드칩에 마련된 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시키고, 상기 버블이 발생하는 순간의 팽창력을 이용하여 헤드칩에 형성된 노즐을 통하여 잉크액적을 토출시킨다.

잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩은, 실리콘 웨이퍼로 마련되며 잉크공급구를 구비하는 기판과, 상기 기판 상에 마련되며 유로 및 잉크챔버를 형성하는 유로형성층과, 상기 유로형성층 상에 마련되며 잉크챔버에 대응하는 노즐을 구비하는 노즐층을 포함한다. 그리고, 유로형성층과 접한 기판층에는 잉크챔버 내에 정체하고 있는 잉크를 가열하여 버블을 형성시키는 잉크토출용 히터가 마련된다.

근래에는 고화질의 화상 및 인쇄속도 향상을 구현하기 위해 노즐간의 거리 및 잉크토출용 히터에 가해지는 단위시간당 구동펄스 수 (firing pulse number per time)가 점차 늘어나고 있으며, 이에 따라 헤드칩의 온도를 적절하게 유지시키는 문제가 중요한 이슈로 되고 있다. 구체적으로, 노즐간의 거리 및 잉크토출용 히터에 가해지는 구동펄스 수가 점차 늘어나게 되면, 잉크의 토출에 사용되거나 잉크와 함께 헤드칩의 외부로 방출되는 에너지 이외의 에너지, 즉 헤드칩에 축적되는 에너지가 증가하게 되어 헤드칩의 온도상승을 가져오게 하고, 그 결과로 잉크의 물성변화 등을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 인쇄화질에도 나쁜 영향을 줄 수 있다.

종래의 잉크젯 타입 화상형성장치에서는 금속성 헤드칩을 통해 열을 발산시키거나, 헤드칩에 별도의 냉각부재를 부착시켜 헤드칩을 냉각시켰다. 그러나, 금속성 헤드칩을 통해 열을 발산시키는 경우는 냉각효율이 만족스럽지 못하고, 헤드칩에 별도의 냉각부재를 부착시키는 경우는 생산성 및 공간효율 측면에서 불리한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 냉각구조가 개선된 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치는 잉크가 토출되는 복수 개의 노즐들과, 상기 복수 개의 노즐들을 통하여 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 복수 개의 잉크토출용 히터(heater)들과, 상기 복수 개의 잉크토출용 히터들의 주위를 냉매가 순환하도록 마련되는 냉각유로를 포함한다.

이때, 상기 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 펌핑부는 상기 냉각유로에 마련될 수 있다.

또한, 상기 펌핑부는 상기 냉매에 열을 가하여 버블(bubble)을 형성시키는 열점(hot spot)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 열점은 냉매유동용 히터를 구비할 수 있다.

또한, 상기 열점은 상기 잉크토출용히터에 의해 가열될 수도 있다.

또한, 상기 펌핑부는 냉매에 유동저항을 가하는 유동저항부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 유동저항부는 상기 열점으로부터 유동의 하류에 마련될 수 있다.

또한, 상기 유동저항부는 상기 열점 상에 마련될 수 있다.

또한, 상기 유동저항부는 오리피스 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 유동저항부는 굴곡유로를 구비할 수있다.

또한, 냉매순환방향과 반대방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항은 냉매순환방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항 보다 크게 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 유동저항부는 굴곡유로를 구비할 수 있다.

또한, 상기 열점 측으로부터 상기 유동저항부 측으로 흐르는 유동이 상기 유동저항부로부터 받는 유동저항은 상기 유동저항부 측으로부터 상기 열점 측으로 흐르는 유동이 상기 유동저항부로부터 받는 유동저항보다 작음이 바람직하다.

또한, 상기 노즐로 토출되는 잉크가 상기 잉크토출용 히터에 의해 가열되기 위해 정체되는 잉크챔버를 더 포함하며, 냉각유로는 냉매가 공급되는 공급유로와, 상기 잉크토출용 히터에 인접하여 마련되고 그 내부로 상기 공급유로를 통해 공급된 냉매가 순환하는 순환유로와, 상기 순환유로를 통과한 냉매가 배출되는 배출유로를 구비하며, 상기 순환유로는 상기 잉크챔버와 동일한 층에 형성될 수 있다.

또한, 상기 냉각유로에는 복수 개의 펌핑부가 마련될 수 있다.

또한, 상기 냉매는 잉크저장부에 저장된 잉크가 될 수 있다.

또한, 상기 냉각유로는 헤드칩에 일체로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩은 잉크를 가열시켜 노즐을 통해 잉크를 토출시키는 복수 개의 잉크 토출부들과, 상기 잉크 토출부 들이 과열되는 것을 방지하기 위하여 상기 잉크 토출부들 주위로 냉매가 강제순환 되는 냉각유로를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각유로 내의 냉매를 가열하여 버블(bubble)을 형성시키고, 상기 버블이 수축되는 과정에서 냉매가 일측으로 유동되도록 유동저항을 형성시키는 펌핑부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지는 잉크저장부와, 상기 잉크저장부에 안착되는 헤드칩을 포함하며, 상기 헤드칩은 상기 잉크저장부로부터 공급된 잉크가 토출되는 복수 개의 노즐들과, 상기 복수 개의 노즐들을 통하여 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 복수 개의 잉크토출용 히터들과, 상기 복수 개의 잉크토출용 히터들의 주위를 냉매가 순환하도록 마련되는 냉각유로를 구비할 수 있다.

또한, 상기 냉각유로에 마련되어 상기 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 펌핑부는 열점(hot spot)과, 상기 열점으로부터 유동의 하류에 마련되는 유동저항부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지.

또한, 본 발명에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩의 제조방법은 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판의 전면에 잉크의 가열을 위한 히터를 형성하는 단계와, 상기 기판의 전면에 잉크유로 및 순환유로를 한정하는 유로형성층을 형성하는 단계와, 상기 유로형성층 위에 노즐을 가지는 노즐츨을 형성하는 단계를 포함 한다.

또한, 상기 기판에 상기 순환유로와 연통되는 공급유로 및 배출유로를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 순환유로에 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩은 경쟁력 있는 생산성을 가지면서도 냉각효율 및 공간효율이 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지를 나타내는 사시도이다.

본 실시예의 카트리지(1)는 잉크가 저장되는 잉크저장부(10)와, 잉크저장부(10)에 안착되며 잉크가 토출되는 헤드칩(100)과, 헤드칩(100)을 구동하기 위한 회로 및 신호라인이 구현된 인쇄회로기판(20)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드칩의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 헤드칩(100)은 기판(110)과, 기판(110) 상에 마련되며 잉크유로(121)를 형성하는 유로형성층(120)과, 유로형성층(120) 상에 마련되며 잉크가 토출되는 노즐(131)을 구비하는 노즐층(130)과, 노즐층(130)의 노즐(131)을 통해 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 잉크토출용 히터(140)를 포함한다.

기판(110)은 잉크의 공급을 위한 잉크공급구(111)를 구비하며, 상기 잉크공급구(111)는 헤드칩(100)의 길이방향으로 연장된다.

유로형성층(120)은 잉크공급구(111)와 노즐(131)을 연통시키는 잉크유로(121)를 정의하고, 이러한 잉크유로(121)는 잉크가 채워지는 복수 개의 잉크챔버(122)와, 잉크공급구(111)와 잉크챔버(122)를 연결하는 리스트릭터(123)로 구성된다.

노즐층(130)에는 잉크챔버(122)로부터 잉크가 토출되는 복수 개의 노즐(131)이 형성된다.

잉크토출용 히터(140)는 각각의 잉크챔버(122)의 일측에 마련되어 전극(141)을 통해 에너지를 공급받으며, 잉크챔버(122) 내에 일시적으로 정체되는 잉크에 순간적인 열을 가한다. 열을 가하는 순간, 잉크에는 폭발성 버블이 발생하고, 상기 폭발성 버블에 의해 잉크챔버(122) 내의 잉크 중의 일부가 노즐(131)을 통하여 헤드칩(100)의 외부로 토출된다. 이때, 잉크토출용 히터(140)로부터 발생된 에너지의 일부는 잉크를 토출하는 데 쓰이고, 또 다른 일부는 토출되는 잉크와 함께 헤드칩(100)의 외부로 방출되지만, 상당량의 에너지가 열형태로 헤드칩(100)에 축적된다.

헤드칩(100)에 축적되는 열을 효과적으로 발산시키기 위하여, 본 실시예의 헤드칩(100)은 복수 개의 잉크토출용 히터(140)들의 주위로 잉크가 순환되도록 마련되는 냉각유로(150)와, 냉각유로(150)에 마련되어 잉크를 강제순환시키는 펌핑부(160)를 더 포함한다. 본 실시예에서는 잉크저장부(10)에 저장되는 잉크를 냉매로 사용하였지만, 별도의 유체를 냉매로 사용할 수 있음은 당연하다.

냉각유로(150)는 잉크가 공급되는 공급유로(151)와, 잉크토출용 히터(140)에 인접하여 마련되고 그 내부로 공급유로(151)를 통해 공급된 잉크가 순환하는 순환유로(152)와, 순환유로(152)를 통과한 잉크가 배출되는 배출유로(153)를 구비한다.

공급유로(151) 및 배출유로(153)는 잉크저장부(10)와 연통되도록 기판(110)에 일체로 형성되고, 순환유로(152)는 유로형성층(120)에 일체로 형성된다. 이때, 냉각유로(150)는 식각공정에 의해 형성될 수 있다.

이에 의해, 본 실시예의 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩(100)에서는 헤드칩(100)에 축적되는 열이 냉각유로를 순환하는 냉매와의 열교환에 의해 능동적으로 배출되므로, 헤드칩(100)의 온도가 적절하게 유지되는 효과가 있다.

또한, 본 실시예의 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩(100)에서는 별도의 냉각부재를 부착함이 없이 헤드칩(100)에 냉각유로(150)를 일체로 형성시킴으로써, 헤드칩(100)의 생산성 및 공간효율이 향상되는 효과가 있다.

도 5a는 도 2의 C부분을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 D-D선에 따른 단면도로서, 이를 참조하여 본 실시예의 펌핑부를 설명한다.

펌핑부(160)는 열점(hot spot)(161)과, 열점으로부터 유동의 하류에 마련되는 유동저항부(162)를 구비한다.

열점(161)은 냉각유로(150) 내의 잉크에 순간적으로 열을 가하여 폭발성 버블(bubble)을 형성시키는 것으로서, 본 실시예의 열점(161)은 냉각유로에 마련되는 냉매유동용 히터로 구성된다.

도시된 바와 같이, 유동저항부(162)는 오리피스 형상을 이루며, a방향으로 단위 유로길이 당 유로단면의 축소비율은 b방향으로 단위 유로길이 당 유로단면 축소비율 보다 작게 형성됨이 바람직하다. 이때, a방향은 냉매순환방향이고, b방향은 냉매순환방향의 역방향이 된다.

이에 의해, 상기 유동저항부(162) 측으로부터 상기 냉매유동용 히터(161) 측으로 흐르는 유동이 상기 유동저항부(162)로부터 받는 유동저항은 냉매유동용 히터(161) 측으로부터 유동저항부(162) 측으로 흐르는 유동이 유동저항부(162)로부터 받는 유동저항 보다 상대적으로 크게 형성된다. 다시 말해, 냉매순환방향과 반대방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항은 냉매순환방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항 보다 크게 형성된다. 따라서, 버블이 생성된 후에 축소될 때, 버블은 b방향으로 상대적으로 강한 유동저항을 받게 되어 유동저항부(162)에 인접한 부분을 중심으로 수축하게 된다.

도 5c 및 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 펌핑부의 동작을 나타낸 평면도로서, 이를 참조하여 유동형성과정을 설명한다.

상기한 바와 같이, 냉각유로(150) 내의 잉크는 냉매유동용 히터(161)에 의해 순간적으로 가열되고, 이때 폭발성 버블(170)이 형성(도 5c 참조)되며, 이후 버블(170)은 수축(도 5d 참조)된다. 그런데, 수축되는 과정에서 버블(170)은 유동저항부(162)의 간섭을 받게 되므로, 폭발의 중심이 된 열점, 즉 냉매유동용 히터(161)가 아닌 유동저항이 큰 방향으로 수축하게 되고, 이에 따라 잉크는 a방향으로 이동하게 된다. 다시 말해, 버블의 생성시에 a방향으로 잉크를 밀어주고, 버블의 소멸 시에 a방향으로 유체를 당기는 방법으로 a방향의 유동이 형성되고, 잉크는 a방향으로 순환하게 된다.

따라서, 본 실시예의 헤드칩(100)에서는 매우 작은 사이즈로 형성되는 냉각유로(150) 내에서 잉크를 강제순환 시킬 수 있게 되므로, 공간효율 및 생산성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 6은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 헤드칩의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(110)으로서 웨이퍼를 준비하고, 기판(110)의 전면(110a)에 잉크토출용 히터(140), 냉매유동용 히터(161) 및 전극(141)을 형성한다.

잉크토출용 히터(140) 및 냉매유동용 히터(161)는 기판(110) 상에 예컨대 탄탈륨-질화물 또는 탄탈륨-알루미늄 합금과 같은 저항발열물질을 스퍼터링 또는 화학기상증착법에 의해 증착한 다음, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

전극(141)은 알루미늄과 같이 도전성이 양호한 금속물질을 스퍼터링에 의해 증착한 다음 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 한편 히터(140, 161)와 전 극(141) 위에는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 이루어진 보호층(미도시)이 마련될 수 있다.

미설명 도면부호 142는 전극(141), 히터(140, 161)을 전기적으로 연결하는 배선을 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 배선(142)의 도시를 다른 도면에서는 생략한다.

다음 도 6c와 같이, 히터(140)와 전극(141)이 형성되어 있는 기판(110) 상에 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 유로형성층(120)을 형성한다. 도면에 도시되지는 않았으나 이러한 공정은 보다 구체적으로 기판(110)에 스핀 코팅 방법에 의해 네거티브 포토레지스트를 도포하는 공정, 순환유로, 잉크챔버 및 리스트릭터 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여 포토레지스트층을 노광하는 공정 및 포토레지스트층을 현상하여 노광되지 않은 부분을 제거함으로써 잉크유로(121) 및 순환유로(152)를 한정하는 유로형성층(120)을 형성하는 공정을 포함한다. 이때, 순환유로(152)에는 유동저항부(162)가 형성된다.

이어서 도 6d와 같이, 기판(110)의 전면(110a)과 유로형성층(120)을 덮도록 희생층(30)을 형성한다. 희생층(30)은 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅 방법에 의해 도포함으로서 형성될 수 있다. 이러한 희생층(30)은 후에 잉크공급구(111), 공급유로(151) 및 배출유로(153)를 형성하기 위해 기판(110)을 식각할 때 식각액에 노출되므로 식각액에 대해 강한 저항성을 가지는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

다음 도 6e와 같이, 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polish) 공정을 통해 유로형성층(120)과 희생층(30)이 동일한 높이를 가지도록 희생층(30)과 유로형성층(120)의 상면을 평탄화한다. 그러면 유로형성층(120)의 상부에 형성되는 노즐층을 유로형성층에 밀착시킬 수 있어 프린트헤드의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 잉크유로의 형상 및 치수를 정확하게 제어하여 프린트 헤드의 잉크 토출 성능을 향상시킬 수 있다.

계속해서, 도 6f와 같이 평탄화된 희생층(30)과 유로형성층(120) 위에 노즐층 (130) 을 형성한다. 노즐층(130)은 유로형성층(120)과 유사하게 포토리소그래피 공정에 의해 형성된다. 즉, 유로형성층(120) 위에 포토레지스트를 도포한 후 노즐 패턴이 형성된 포토마스크를 통해 노광시키고, 이를 현상하여 노광되지 않은 부분을 현상하면 도 6g와 같이 노즐(31)이 형성된 노즐층(130)이 완성된다.

그런 다음 도 6g와 같이, 기판(110)의 배면(110b)에 잉크공급구(111, 도 3 참조) 및 공급유로(151, 도 4 참조)와 순환유로(153, 도 4참조)를 형성하기 위한 식각마스크(40)를 형성한다. 식각마스크(40)는 기판(110)의 배면(110b)에 포지티브 또는 네거티브 포토레지스트를 도포한 후 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

이와 같이 식각마스크(40)를 형성한 다음 도 6g와 같은 상태의 가공물을 식각액에 담가 식각마스크(40)에 의해 노출된 기판(110)의 배면(10b)으로부터 관통되도록 기판(110)을 식각한다.

그러면 도 6h와 같이 잉크공급구(40), 공급유로(151) 및 배출유로(153)가 형성된다.

마지막으로 도 6h와 같은 상태에서 식각마스크(40) 및 희생층(30)을 제거하 면 도 3과 같은 본 실시예의 헤드칩이 완성된다.

이하에서는 본 발명의 변형 실시예를 설명하며, 제1실시예에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 평면도로서, 본 실시예에 따른 헤드칩(200)의 열점(261)은 잉크토출용 히터(240)에 의해 가열된다. 이를 위해, 본 실시예의 냉각유로(250)는 적어도 일부가 잉크토출용 히터(240)에 근접하도록 형성된다.

이에 의해, 본 실시예의 헤드칩(200)에서는 별도의 잉크유동용 히터 없이도 유동이 형성될 수 있다. 구체적으로, 잉크토출용 히터(240)로부터 발생되는 순간적 열에 의해 잉크챔버(222) 내에 폭발성 버블이 형성되는 동시에 냉각유로(250)에서도 폭발성 버블이 형성되어 냉각유로(250) 내의 유동이 발생된다.

도 8은 도 5a에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 제3실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 평면도로서, 본 실시예에 따른 헤드칩(300)의 유동저항부(362)는 굴곡유로(363)를 구비한다.

본 실시예에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유동저항부는 유동 저항을 발생시키는 것으로서, 다양한 형태로 변형될 수 있다.

도 9는 도 4에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 제4실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 단면도로서, 본 실시예에 따른 헤드칩(400)의 열점(461)은, 생성된 폭발성 버블이 중력방향(g)과 반대방향으로 상승할 수 있도록 마련된다. 이에 의해, 유동저항부를 구비하지 않고도 버블에 작용되는 부력에 의해 냉각유로(450) 내의 유동을 형성시킬 수 있게된다.

본 실시예의 열점(461)은 순환유로(452)와 배출유로(453)가 연결되는 부근에 마련되지만, 배출유로(453)의 중도에 마련될 수도 있다. 물론, 버블이 생성되어 부력에 의해 냉각유로(450)를 통해 배출될 수 있는 곳이라면 그 위치에는 제한이 없다.

도 10은 도 5a에 대응되는 도면으로서, 본 실시예에 도시된 바와 같이 유동저항부(562)는 열점(561) 상에 위치할 수도 있다.

이상에서 설명된 실시예는 예시적인 것으로서, 본 발명은 다양하게 변형 실시될 수 있음은 당연하다.

예를 들어, 냉각유로에 마련되는 펌핑부의 수가 2개 이상이 될 수 있고, 본 명세서의 다른 실시예들이 동시에 적용될 수도 있다.

또한, 본 명세서에서는 헤드구동형 프린터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 냉각구조는 어레이형 프린터에도 적용될 수 있음은 당연하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지를나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드칩의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 5a는 도 2의 C부분을 확대하여 나타낸 평면도이다..

도 5b는 도 2의 D-D선에 따른 단면도이다.

도 5c 및 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 펌핑부의 동작을 나타낸 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 평면도이다.

도 8은 도 5a에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 제3실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 평면도이다.

도 9는 도 4에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 제4실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 단면도이다.

도 10은 도 5a에 대응되는 도면으로서, 본 발명의 제5실시예에 따른 펌핑부를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 카트리지 10 잉크저장부

100 헤드칩 110 기판

111 잉크공급구 120 유로형성층

121 유로 122 잉크챔버

123 리스트릭터 130 노즐층

131 노즐 140 잉크토출용 히터

141 전극 150 냉각유로

151 공급유로 152 순환유로

153 배출유로 160 펌핑부

161 열점 162 유동저항부

170 버블

Claims

잉크가 토출되는 복수 개의 노즐들과,

상기 복수 개의 노즐들을 통하여 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 복수 개의 잉크토출용 히터(heater)들과,

상기 복수 개의 잉크토출용 히터들의 주위를 냉매가 순환하도록 마련되는 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제1항에 있어서,

상기 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 더 포함하며, 상기 펌핑부는 상기 냉각유로에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제2항에 있어서,

상기 펌핑부는 상기 냉매에 열을 가하여 버블(bubble)을 형성시키는 열점(hot spot)을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제3항에 있어서,

상기 열점은 냉매유동용 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제3항에 있어서,

상기 열점은 상기 잉크토출용히터에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제3항에 있어서,

상기 펌핑부는 냉매에 유동저항을 가하는 유동저항부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제6항에 있어서,

상기 유동저항부는 상기 열점으로부터 유동의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제6항에 있어서,

상기 유동저항부는 상기 열점 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제6항에 있어서,

상기 유동저항부는 오리피스 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제6항에 있어서,

상기 유동저항부는 굴곡유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제6항에 있어서,

냉매순환방향과 반대방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항은 냉매순환방향으로 상기 유동저항부를 통과하는 냉매가 받는 유동저항 보다 큰 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제1항에 있어서,

상기 노즐로 토출되는 잉크가 상기 잉크토출용 히터에 의해 가열되기 위해 정체되는 잉크챔버를 더 포함하며,

상기 냉각유로는 냉매가 공급되는 공급유로와, 상기 잉크토출용 히터에 인접하여 마련되고 그 내부로 상기 공급유로를 통해 공급된 냉매가 순환하는 순환유로와, 상기 순환유로를 통과한 냉매가 배출되는 배출유로를 구비하며,

상기 순환유로는 상기 잉크챔버와 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제1항에 있어서,

상기 냉각유로에는 복수 개의 펌핑부가 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제1항에 있어서,

상기 냉매는 잉크저장부에 저장된 잉크인 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제1항에 있어서,

상기 냉각유로는 헤드칩에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩
잉크를 가열시켜 노즐을 통해 잉크를 토출시키는 복수 개의 잉크 토출부들을 포함하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩에 있어서,

상기 잉크 토출부들이 과열되는 것을 방지하기 위하여 상기 잉크 토출부들 주위로 냉매가 강제순환 되는 냉각유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
제16항에 있어서,

상기 냉각유로 내의 냉매를 가열하여 버블(bubble)을 형성시키고, 상기 버블이 수축되는 과정에서 냉매가 일측으로 유동되도록 유동저항을 형성시키는 펌핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩.
잉크저장부와, 상기 잉크저장부에 안착되는 헤드칩을 포함하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지에 있어서,

상기 헤드칩은 상기 잉크저장부로부터 공급된 잉크가 토출되는 복수 개의 노즐들과, 상기 복수 개의 노즐들을 통하여 잉크가 토출되도록 잉크에 열을 가하는 복수 개의 잉크토출용 히터들과, 상기 복수 개의 잉크토출용 히터들의 주위를 냉매가 순환하도록 마련되는 냉각유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지.
제18항에 있어서,

상기 냉각유로에 마련되어 상기 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지.
제19항에 있어서,

상기 펌핑부는 열점(hot spot)과, 상기 열점으로부터 유동의 하류에 마련되는 유동저항부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 카트리지.
기판을 준비하는 단계와,

상기 기판의 전면에 잉크의 가열을 위한 히터를 형성하는 단계와,

상기 기판의 전면에 잉크유로 및 순환유로를 한정하는 유로형성층을 형성하는 단계와,

상기 유로형성층 위에 노즐을 가지는 노즐츨을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩의 제조방법.
제21항에 있어서,

상기 기판에 상기 순환유로와 연통되는 공급유로 및 배출유로를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩의 제조방법.
제21항에 있어서,

상기 순환유로에 냉매를 강제순환 시키는 펌핑부를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩의 제조방법.