KR20110086946A - 잉크젯 프린트 헤드 - Google Patents

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KR20110086946A
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    • 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
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2107—Ink jet for multi-colour printing characterised by the ink properties
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Abstract

본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유입홀을 통해 잉크가 저장되는 리저버; 상기 리저버의 상기 잉크가 유입되어 저장되고, 상기 유입된 잉크를 압전 엑츄에이터의 구동력으로 노즐로 이동시키는 압력 챔버; 및 상기 압력 챔버와 노즐 사이에 형성되며, 이종 잉크 유로를 통해 이종 잉크가 유입되어 상기 잉크와 섞이게 되는 댐퍼;를 포함할 수 있다.

Description

잉크젯 프린트 헤드{Inkjet print head}
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 다액형 잉크 토출이 가능한 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 잉크가 액적의 형태로 토출되도록 하는 구조체이다.
이때, 잉크젯 프린트 헤드는 별도의 마스크 공정을 생략해도 되므로 기존 공정에 비해 공정 수 및 공정 비용 절감의 장점이 있으며, 부가적으로 장비의 투자비가 적으며, 장비 소요 공간도 기존에 비해 유리하다.
최근 상기의 장점들로 인해서 잉크젯 프린트 헤드는 액정 디스플레이, 유기발광소자 등과 같은 평판 디스플레이, 전자종이 등과 같은 플렉서블 디스플레이, 금속 배선 등과 같은 인쇄 전자 공학분야, 유기박막 트랜지스터 등과 같은 다양한 분야에 응용되고 있다.
이러한 분야에 적용되는 데 있어서 하나의 잉크에 한정되는 것이 아니라 다양한 잉크가 사용될 수 있는 것이다.
하지만, 종래의 잉크젯 프린트 헤드 분야에서는 잉크 개발 시 여러 가지 물질의 혼합이 요구되고 있는데, 서로 간에 화학적인 반응에 의해서 그 상태가 변화되는 등 어려움이 많다. 예를 들어, 금나노 잉크와 코발트 착물(코발트는 금의 소결 시 크랙 방지와 입자 성장을 돕는 역할을 함) 결합 시에는 입자 안정성이 떨어지며, 침전이 발생하게 된다. 따라서, 상기의 문제점을 해결해야 할 기술들이 요구되고 있다.
본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 잉크가 다액형의 물질로 제조될 수 있는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 유입홀을 통해 잉크가 저장되는 리저버; 상기 리저버의 상기 잉크가 유입되어 저장되고, 상기 유입된 잉크를 압전 엑츄에이터의 구동력으로 노즐로 이동시키는 압력 챔버; 및 상기 압력 챔버와 노즐 사이에 형성되며, 이종 잉크 유로를 통해 이종 잉크가 유입되어 상기 잉크와 섞이게 되는 댐퍼;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 이종 잉크 유로는 상기 압력 챔버 및 상기 리저버와 대응되는 형상이며, 상기 압력 챔버 및 상기 리저버는 상기 댐퍼를 중심으로 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 이종 잉크 유로는 상기 리저버 및 상기 압력 챔버의 외곽을 둘러싸는 순환 경로로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 이종 잉크 유로는 상기 헤드부에 형성된 별도의 이종 잉크 주입구로부터 상기 댐퍼까지만 연장되는 유로인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 헤드부는 상기 압력 챔버가 형성되는 챔버 플레이트; 및 상기 챔버 플레이트에 장착되며 상기 노즐이 형성되는 노즐 플레이트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 헤드부는 상기 챔버 플레이트 및 상기 노즐 플레이트 사이에 개재되며, 상기 압력 챔버 및 상기 노즐을 연결하는 댐퍼를 포함하는 중간 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 헤드부에는 상기 이종 잉크 유로의 상기 이종 잉크를 상기 댐퍼로 이동시키기 위한 별도의 압전 엑츄에이터가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 댐퍼는 상기 압력 챔버 측에서 상기 노즐 측으로 점차적으로 그 직경이 작아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 이종 잉크 유로를 통해 이종 잉크가 댐퍼로 유입되어 잉크와 섞인 이후에 노즐을 통해 토출되므로 다액형의 잉크의 토출을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 부분 평면도이다.
도 2는 도 1의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 4의 잉크젯 프린트 헤드의 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드에 관하여 도 1 내지 도 9을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 부분 평면도이고, 도 2는 도 1의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 도 1의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 분해 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드는 리저버(110), 압력 챔버(120) 및 댐퍼(130)를 포함할 수 있다.
리저버(110)는 잉크 인렛(106)을 통해 유입되는 잉크가 저장되며, 헤드부(100)의 내부에 형성되는 것이다.
이때, 리저버(110)는 압력 챔버(120)와 리스트릭터(108)에 의해서 연결되는 유로이며, 외부의 잉크는 리저버(110)를 통해서 압력 챔버(120)로 이동하게 된다.
그리고, 압력 챔버(120)는 압전 엑츄에이터(104)와 대응되도록 헤드부(100)의 내부에 형성되므로 상기 유입된 잉크를 압전 엑츄에이터(104)의 구동력으로 노즐(102)로 이동시키는 저장소이다. 이때, 본 실시예에서와 같이 압전 엑츄에이터(104)에 한정되는 것은 아니다.
압력 챔버(120)의 위치는 리저버(110)보다 높이가 높도록 헤드부(100)의 내부에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 설계자의 의도에 따라 리저버(110)와 동일한 높이에 형성될 수 있다.
그리고, 댐퍼(130)는 압력 챔버(120)로부터 잉크를 전달받으며, 상기 댐퍼(130)에 저장되는 잉크는 노즐(102)을 통해서 외부로 토출되게 된다.
이때, 댐퍼(130)에서는 이종 잉크 유로(140)를 통해 이종 잉크가 유입되어 상기 잉크와 섞이게 된다.
그리고, 도 2에서 도시된 바와 같이, 이종 잉크 유로는 압력 챔버(120), 리스트릭터(108) 및 리저버(110)와 미러(mirror)된 구조로 형성될 수 있다. 이때, 이종 잉크란 상기 잉크와 다른 종류의 잉크를 의미할 수 있다.
따라서, 이종 잉크 유로(140)는 압력 챔버(120)와 대응되는 이종 잉크 챔버(142), 리스트릭터(108)와 대응되는 이종 잉크 리스트릭터(144), 리저버(110)와 대응되는 이종 잉크 리저버(146)를 포함할 수 있다.
그러나, 이종 잉크 유로(140)는 이에 한정되지 않으며, 설계자의 의도에 따라 유로를 다양하게 구성할 수 있다.
따라서, 댐퍼(130)에는 이종 잉크 유로(140)가 연결되므로 결과적으로 2개의 유로에 하나의 댐퍼(130)가 형성되는 구조이다.
그리고, 댐퍼(130)는 노즐(102)보다 직경이 크게 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다단 형상으로도 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 구조에 의해서 압력 챔버(120)로부터 받아들이는 잉크 양과 노즐(102)로 진행되는 잉크 양을 조절할 수 있게 된다.
종래의 새로운 잉크의 개발 시에는 여러 가지 물질의 혼합이 요구되고 있는데, 서로 간에 화학적인 반응에 의해서 그 상태가 변화되는 등 어려움이 많다.
그러나, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 이종 잉크 유로(140)를 통해 이종 잉크가 댐퍼(130)로 유입되어 잉크와 섞인 이후에 노즐(102)을 통해 토출되므로 댐퍼(130)에서 바로 혼합된 이후에 짧은 시간 안에 토출되어 상기의 문제점을 해결할 수 있으며, 이에 따라 다액형의 잉크의 토출을 가능하게 하는 효과가 있다.
이때, 잉크젯 프린트 헤드의 헤드부(100)는 도 3에서 도시된 바와 같이, 챔버 플레이트(100a), 중간 플레이트(100b) 및 노즐 플레이트(100c)에 의해서 제조될 수 있다.
챔버 플레이트(100a)는 복수개의 압력 챔버(120) 및 이종 압력 챔버(120)가 대칭적으로 형성되며, 잉크가 유입되기 위한 잉크 인렛(106)들이 마련될 수 있다.
그리고, 중간 플레이트(100b)는 길이 방향으로 길게 형성되는 리저버(110) 및 노즐(102)과 압력 챔버(120)를 연결하는 댐퍼(130)를 포함할 수 있다.
또한, 노즐 플레이트(100c)는 중간 플레이트(100b)의 저면에 접착되며, 다수의 노즐(102)이 일직선 상에 형성될 수 있다. 그러나, 노즐(102)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
따라서, 본 실시예에서는 에칭 공정을 통해서 간단하게 다수의 유로를 형성할 수 있으므로 그 제조가 간단하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 4의 잉크젯 프린트 헤드의 분해 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드는 리저버(210), 압력 챔버(220) 및 댐퍼(230)를 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예에의 리저버(210) 및 압력 챔버(220)는 앞선 실시예와 실질적으로 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
댐퍼(230)에는 이종 잉크 유로(240)가 연결되므로 결과적으로 2개의 유로에 하나의 댐퍼(230)가 형성되는 구조이다.
그리고, 댐퍼(230)는 노즐(202)보다 직경이 크게 형성될 수 있으며, 노즐(202) 측으로 가까워질수록 그 직경이 점차적으로 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 구조에 의해서 압력 챔버(220)로부터 받아들이는 잉크 양과 노즐(202)로 진행되는 잉크 양을 조절할 수 있게 된다.
이때, 잉크젯 프린트 헤드는 챔버 플레이트(200a), 중간 플레이트(200b) 및 노즐 플레이트(200c)에 의해서 제조될 수 있다.
챔버 플레이트(200a)는 복수개의 압력 챔버(220) 및 이종 압력 챔버(242)가 대칭적으로 형성되며, 잉크가 유입되기 위한 잉크 인렛(206)들이 마련될 수 있다.
그리고, 중간 플레이트(200b)는 길이 방향으로 길게 형성되는 리저버(210) 및 노즐(202)과 압력 챔버(220)를 연결하는 댐퍼(230)를 포함할 수 있다.
또한, 노즐 플레이트(200c)는 중간 플레이트(200b)의 저면에 접착되며, 다수의 노즐(202)이 일직선 상에 형성될 수 있다. 그러나, 노즐(102)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
따라서, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 댐퍼(230)에서 이종 잉크가 상기 잉크와 혼합된 이후에 짧은 시간 안에 토출되므로 다액형의 잉크가 토출되는 것을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 7은 도 6의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드는 리저버(310), 압력 챔버(320), 댐퍼(330) 및 이종 잉크 유로(340)를 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예에서 리저버(310), 압력 챔버(320) 및 댐퍼(330)는 실질적으로 앞선 실시예와 그 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
이종 잉크 유로(340)는 엑츄에이터(304)가 장착되는 면과 대응되는 면에 개구부들이 형성되며, 상기 개구부들(342)에 순환 시스템(350)을 동작시키므로 이종 잉크 유로(340)를 통해 이종잉크가 순환하게 되는 것이다. 따라서, 이종잉크는 압력 챔버(320)을 통해 공급되는 잉크와 섞이게 된다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 도 8의 잉크젯 프린트 헤드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드는 리저버(410), 압력 챔버(420), 댐퍼(430) 및 이종 잉크 유로(440)를 포함할 수 있다.
이때, 본 실시예에서 리저버(410), 압력 챔버(420) 및 댐퍼(430)는 실질적으로 앞선 실시예와 그 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
이종 잉크 유로(440)는 댐퍼(430)로 연결되는 유로이며, 엑츄에이터(404)에 인접하게 형성되는 개구부(442)로부터 댐퍼(430)의 양측면을 향하는 경로를 가지게 된다.
이때, 이종 잉크 유로(440)를 통해서 잉크가 이동하는 것은 공압을 이용하여 할 수 있으나, 이러한 방식에만 한정되는 것이 아니다.
따라서, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 이종 잉크 유로(440)를 통해 이종 잉크가 댐퍼(430)로 유입되어 잉크와 섞인 이후에 노즐을 통해 토출되므로 댐퍼(430)에서 바로 혼합된 이후에 짧은 시간 안에 토출되어 상기의 문제점을 해결할 수 있으며, 이에 따라 다액형의 잉크의 토출을 가능하게 하는 효과가 있다.
100a.... 유로 플레이트 100b.... 중간 플레이트
100c.... 노즐 플레이트
120, 220, 320, 420.... 압력 챔버
110, 210, 310, 410.... 리저버
130, 230, 330, 430.... 댐퍼
140, 240, 340, 440.... 이종 잉크 유로
106.... 잉크 인렛 104.... 엑츄에이터
102.... 노즐 100.... 헤드부

Claims (8)

  1. 잉크 유입홀을 통해 잉크가 저장되는 리저버;
    상기 리저버의 상기 잉크가 유입되어 저장되고, 상기 유입된 잉크를 압전 엑츄에이터의 구동력으로 노즐로 이동시키는 압력 챔버; 및
    상기 압력 챔버와 노즐 사이에 형성되며, 이종 잉크 유로를 통해 이종 잉크가 유입되어 상기 잉크와 섞이게 되는 댐퍼;
    를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이종 잉크 유로는,
    상기 압력 챔버 및 상기 리저버와 대응되는 형상이며, 상기 압력 챔버 및 상기 리저버는 상기 댐퍼를 중심으로 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이종 잉크 유로는,
    상기 리저버 및 상기 압력 챔버의 외곽을 둘러싸는 순환 경로로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이종 잉크 유로는,
    상기 헤드부에 형성된 별도의 이종 잉크 주입구로부터 상기 댐퍼까지만 연장되는 유로인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    상기 압력 챔버가 형성되는 챔버 플레이트; 및
    상기 챔버 플레이트에 장착되며 상기 노즐이 형성되는 노즐 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    상기 챔버 플레이트 및 상기 노즐 플레이트 사이에 개재되며, 상기 압력 챔버 및 상기 노즐을 연결하는 댐퍼를 포함하는 중간 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부에는,
    상기 이종 잉크 유로의 상기 이종 잉크를 상기 댐퍼로 이동시키기 위한 별도의 압전 엑츄에이터가 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼는,
    상기 압력 챔버 측에서 상기 노즐 측으로 점차적으로 그 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
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