KR20100085703A - 잉크젯 헤드 - Google Patents

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KR20100085703A
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정재우
양주환
유영석
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Abstract

잉크젯 헤드가 개시된다. 잉크가 수용되는 유로, 유로와 연결되는 노즐, 잉크가 토출되도록 잉크에 압력을 가하는 가압부, 유로가 폐쇄되도록 유로의 일측에 결합되는 격벽 및 유로가 개방되도록 유로의 일측을 변형시키는 구동부를 포함하는 잉크젯 헤드는, 잉크에 압력을 가하고 있는 상태에서, 이 압력을 단속하여 잉크가 토출될 수 있는 압력을 제공함으로써, 잉크젯 헤드의 토출 특성을 다양한 형태로 조절할 수 있다.
잉크젯 헤드, 토출특성, 압전체, 구동부, 압전특성

Description

잉크젯 헤드{Ink-Jet Head}
본 발명은 잉크젯 헤드에 관한 것이다.
잉크젯 기술은 기존의 종이 및 섬유에 인쇄하는 그래픽 잉크젯 산업뿐만 아니라 최근에는 프린트 기반, LCD 패널 등의 전자 부품 제작에도 잉크젯 기술의 사용이 확대되는 실정이다. 잉크젯 헤드의 적용 범위가 확대되면서, 잉크젯 헤드는 보다 높은 성능이 요구되고 있다.
잉크젯 헤드는 전기적 신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 잉크가 액적의 형태로 토출되도록 하는 원리를 이용한 것이다. 잉크젯 헤드는 잉크가 수용되는 챔버와, 챔버에 직접적으로 압력을 제공하기 위해 챔버의 일측에 결합되며 압전체 및 챔버의 타측에 형성되는 노즐을 포함한다.
압전체에 전압이 인가되어, 압전체가 변형되면, 챔버에 압력이 제공되고, 이 압력에 의해 노즐을 통해 잉크가 토출된다. 결국, 압전체에 의해 발생한 압력이 잉크를 토출시키는데 직접적으로 전달되어, 잉크젯 헤드의 토출 특성은 압전체의 압전 특성에 좌우하는 주요한 요소가 된다.
그러나, 잉크젯 헤드에 요구되는 토출 특성은, 챔버에 직접 압력을 제공하는 압전체로는 구현하기 어려운 경우도 있어, 이러한 구조를 가지는 잉크젯 헤드는 그 구조적 특성 상, 성능 향상에 한계를 가질 수 밖에 없는 문제가 있었다.
본 발명은 다양한 토출 특성을 구현할 수 있는 잉크젯 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크가 수용되는 유로, 유로와 연결되는 노즐, 잉크가 토출되도록 잉크에 압력을 가하는 가압부, 유로가 폐쇄되도록 유로의 일측에 결합되는 격벽 및 유로가 개방되도록 유로의 일측을 변형시키는 구동부를 포함하는 잉크젯 헤드가 제공된다.
여기서, 잉크젯 헤드는 유로에 잉크를 공급하는 리저버를 더 포함할 수 있으며, 가압부는 리저버 내에 압력을 가할 수 있다.
그리고, 유로의 일측은 멤브레인으로 이루어지며, 격벽은 멤브레인에 결합될 수 있으며, 구동부는 멤브레인에 결합될 수 있다. 또한, 구동부는 격벽이 유로의 타측으로부터 이격되도록 멤브레인을 굴곡시킬 수 있다.
한편, 구동부는 압전체를 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 잉크에 압력을 가하고 있는 상태에서, 이 압력을 단속하여 잉크가 토출될 수 있는 압력을 제공함으로써, 잉크젯 헤드의 토출 특성을 다양한 형태로 조절할 수 있다.
본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100)를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100)는, 잉크(10)가 수용되는 유로(110), 유로(110)와 연결되는 노즐(120), 잉크(10)가 토출되도록 잉크(10)에 압력을 가하는 가압부(140), 유로(110)가 폐쇄되도록 유로(110)의 일측에 결합되는 격벽(112) 및 유로(110)가 개방되도록 유로(110)의 일측을 변형시키는 구동부(150)를 포함함으로써, 잉크(10)에 압력을 가하고 있는 상태에서, 이 압력을 단속하여 잉크(10)가 토출될 수 있는 압력을 제공함으로써, 잉크젯 헤드(100)의 토출 특성을 다양한 형태로 조절할 수 있다.
유로(110)는 그 내부에 잉크(10)가 수용될 수 있는 공간으로 이루어지며, 구 조적으로 노즐(120)과 리저버(130) 사이에 개재된다.
유로(110)의 일단에는 노즐(120)이 형성되며, 그 타단에는 리저버(130)와 연결되는 유입구(116)가 형성된다. 유로(110)에 수용되어 있던 잉크(10)는 노즐(120)을 통해 잉크젯 헤드(100)의 외부로 토출된다. 리저버(130)는 잉크(10)를 저장할 수 있는 탱크로, 그 내부에는 잉크(10)가 수용되며, 유입구(116)를 통해 유로(110)에 잉크(10)를 공급할 수 있다.
리저버(130)에는 가압부(140)가 결합된다. 가압부(140)는 리저버(130) 내에 압력을 가함으로써, 유로(110) 내에 수용되는 잉크(10)에 압력을 가할 수 있다. 따라서, 유로(110) 내의 잉크(10)는 가압부(140)에 의해 노즐(120)을 통해 토출될 수 있는 압력을 받고 있는 상태에 있게 된다. 한편, 가압부(140)는 예를 들어 공압 펌프 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
유로(110)의 일측은 멤브레인(114)으로 이루어질 수 있으며, 멤브레인(114)은 얇은 Si substrate 재질로 이루어질 수 있다. 유로(110)는 후술할 구동부(150)의 동작에 의해 변형되어, 유로(110)의 단면적을 변화시킬 수 있다.
유로(110)의 일측에는 격벽(112)이 결합된다. 격벽(112)은 멤브레인(114)의 유로(110) 측의 내벽에 결합된다. 격벽(112)의 형상은 유로(110)를 차폐할 수 있도록 유로(110)의 단면과 동일한 형상으로 형성된다.
따라서, 구동부(150)가 동작되지 않는 경우에는 유로(110) 내부를 차단하여, 잉크(10)의 유동을 방지할 수 있다. 격벽(112)은 유로(110)의 차폐 성능을 향상시키기 위해 복수 개가 잉크(10)의 유동 방향을 따라 멤브레인(114)에 결합될 수 있 다.
구동부(150)는 유로(110)가 개방되도록 유로(110)의 일측을 변형시킬 수 있다. 구동부(150)는 예를 들어 압전체를 포함하여 이루어질 수 있으며, 압전체는 멤브레인(114) 상에 결합된다. 구동부(150)에 결합된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(100)의 동작을 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(150)에 구동전압이 인가되면, 압전체는 그 분극 방향에 따라 변형되며, 본 실시예에서는 압전체의 중앙부분을 중심으로 변형되어, 격벽(112)이 유로(110)의 타측으로부터 이격되도록 멤브레인(114)을 굴곡시킬 수 있다.
격벽(112)이 유로(110)의 저면으로부터 이격되면, 가압부(140)에 의해 압력을 받고 있는 잉크(10)는 노즐(120) 측으로 이동되며, 노즐(120)을 통해 토출된다. 이 때, 압전체로 이루어지는 구동부(150)는 유로(110) 내의 잉크(10)의 유동을 단속하여 잉크젯 헤드(100)의 토출을 제어할 수 있다.
따라서, 구동부(150)는 기존의 압전체가 잉크(10) 토출 압력을 제공하는 기능에서 벗어나, 잉크(10)의 유동을 단속시키는 것으로, 보다 소형의 압전체로 구현될 수 있다. 그리고, 보다 낮은 구동전압에 의해서도, 잉크(10)의 토출 동작을 구현할 수 있어 구동부(150)의 구동전압을 낮추는데 기여할 수 있다.
또한, 가압부(140)에서 잉크(10)에 제공하는 압력의 크기를 조절하여, 잉크(10)의 토출 속도 등을 제어할 수 있다. 결국, 구동부(150)와 가압부(140)의 동작을 조절하여, 예를 들어 잉크(10) 토출 속도, 잉크(10) 액적의 크기 등과 같은 토출 특성을 다양하게 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 동작을 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 잉크젯 헤드 110: 유로
112: 격벽 120: 노즐
130: 리저버 140: 가압부

Claims (6)

  1. 잉크가 수용되는 유로;
    상기 유로와 연결되는 노즐;
    상기 잉크가 토출되도록 상기 잉크에 압력을 가하는 가압부;
    상기 유로가 폐쇄되도록 상기 유로의 일측에 결합되는 격벽; 및
    상기 유로가 개방되도록 상기 유로의 일측을 변형시키는 구동부를 포함하는 잉크젯 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로에 상기 잉크를 공급하는 리저버를 더 포함하며,
    상기 가압부는 상기 리저버 내에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유로의 일측은 멤브레인으로 이루어지며,
    상기 격벽은 상기 멤브레인에 결합되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 멤브레인에 결합되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 격벽이 상기 유로의 타측으로부터 이격되도록 상기 멤브레인을 굴곡시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 압전체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
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