KR20180010987A - 액체 토출 헤드 - Google Patents

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Abstract

지지 부재는, 제1 및 제2 기록 소자 기판 측에 배치되는 제1 지지부와, 제1 지지부에 대하여 제1 및 제2 기록 소자 기판 측과 반대 측에 배치되는 제2 지지부를 포함하고, 제1 지지부는, 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제1 개별 유로와, 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제2 개별 유로를 구비하고, 제2 지지부는 제1 및 제2 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 공통 유로를 구비한다.

Description

액체 토출 헤드{LIQUID DISCHARGE HEAD}
본 발명은, 토출 에너지 발생 소자를 이용하여, 압력실 내의 액체를 토출구로부터 토출하는 액체 토출 헤드에 관한 것이다.
최근, 잉크젯 프린터는, 가정용 인쇄뿐만 아니라, 비즈니스 및 리테일 포토용 등의 업무용, 혹은 전자 회로 묘화 및 패널 디스플레이용 등의 산업용에도 사용되고, 잉크젯 프린터의 용도는 점점 확장되고 있다. 이러한 업무용 인쇄에서의 잉크젯 프린터의 액체 토출 헤드는, 고속 인쇄를 행하는 것이 강하게 요구된다. 이 요구를 만족시키기 위해서, 잉크 등의 액체를 토출하는 액체 토출 헤드의 폭을 기록 매체의 폭보다 길게 하여 라인 헤드를 얻는다.
액체 토출 헤드의 폭을 길게하는 방법으로서, 토출구를 갖는 복수의 기록 소자 기판을 기록 소자 기판의 일부가 서로 중첩하도록 액체 토출 헤드의 길이 방향으로 배열한다. 이들 방법 중에서도, PCT 국제 출원 제2008-526553호의 일본어 번역 공보는, 토출구를 갖는 기록 소자 기판을 길이 방향으로 일렬로 배열하는 방법을 설명하고 있다. 이와 같이, 기록 소자 기판을 일렬로 배열함으로써, 기록 소자 기판 사이의 이음매에서의 인쇄물의 주사 방향으로의 기록 소자 기판의 어긋남 폭을 저감하고, 기록 소자 기판 사이에서의 토출구 열의 어긋남 폭을 저감할 수 있다.
일반적으로, 기록 소자 기판을 지지하는 지지 부재에 형성된 유로인 복수의 개별 유로의 위치 정밀도는 개별 유로의 가공 정밀도의 영향을 받는다. 특히, 지지 부재의 두께가 두꺼워지면 가공 정밀도가 악화되는 경향이 있다.
PCT 국제 출원 제2008-526553호의 일본어 번역문의 공보의 구성에서는, 지지 부재에 형성된 복수의 개별 유로에서, 지지 부재의 두께가 두껍기 때문에 형성되는 개별 유로의 위치 정밀도에 변동이 발생한다. 따라서, 개별 유로를 지지 부재의 단부에 가까운 위치에 형성하는 경우에는, 위치 정밀도가 제한된다. 따라서, 각 기록 소자 기판에서, 길이 방향 최단부의 개별 유로와 길이 방향 최단부의 토출구 사이의 공급로의 거리가 길어지고, 공급로의 압력 손실이 커진다. 이는 화상 불균일을 유발할 수 있다.
본 발명은 공급로의 압력 손실을 저감하고 고품위의 화상을 형성할 수 있는 액체 토출 헤드에 관한 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 액체 토출 헤드는, 액체를 토출하는 토출구와, 액체를 토출하기 위해서 이용되는 에너지를 발생하는 에너지 발생 소자를 각각 구비하고, 상기 액체 토출 헤드의 길이 방향을 따라서 배열되는 제1 및 제2 기록 소자 기판과, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재는, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판 측에 제공되는 제1 지지부와, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판 측의 반대 측에 배치되는 제2 지지부를 포함하고, 상기 제1 지지부는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제1 개별 유로와, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제2 개별 유로를 구비하고, 상기 제2 지지부는 상기 제1 및 제2 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 공통 유로를 구비한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 액체 토출 헤드, 액체를 토출하는 토출구와 액체를 토출하기 위해서 이용되는 에너지를 발생하는 에너지 발생 소자를 각각 구비하고, 액체 토출 헤드의 길이 방향을 따라서 직선 형상으로 배열되는 제1 및 제2 기록 소자 기판과, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재와, 상기 제1 기록 소자 기판과 상기 지지 부재와의 사이에 제공되는 제1 수지 필름 및 상기 제2 기록 소자 기판과 상기 지지 부재 사이에 설치되는 제2 수지 필름을 포함하고, 상기 제1 수지 필름의 일단부에는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제1 관통 구멍이 제공되어 있고, 상기 제2 수지 필름의 상기 제1 기록 소자 기판 측의 일단부에는, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제2 관통 구멍이 제공되어 있고, 상기 지지 부재에는, 상기 제1 및 제2 관통 구멍에 액체를 공급하기 위한 공통 유로가 제공되어 있다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 비교예로서의 액체 토출 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 10a는 도 1a의 A-A'를 따라 취한 단면에서의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이고, 도 10b는 도 3a의 B-B'를 따라 취한 단면에서의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이고, 도 10c는 도 5a의 C-C'를 따라 취한 단면에서의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이며, 도 10d는 도 10a 내지 도 10c에서의 각 공급로를 도시하는 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 액체 토출 헤드는, 프린터, 복사기, 통신 시스템을 갖는 팩시밀리, 및 프린터 유닛을 갖는 워드프로세서 등의 장치, 및 나아가 각종 처리 장치와 복합적으로 조합되는 산업 기록 장치에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 액체 토출 헤드는 바이오칩 제작 및 전자 회로 인쇄에 사용될 수도 있다.
또한, 이하의 예시적인 실시형태는 본 발명의 적절한 구체적인 예이기 때문에 다양한 기술적으로 바람직한 한정을 갖는다. 그러나, 본 예시적인 실시형태는, 본 예시적인 실시형태가 본 발명의 사상을 따르는 한 본 명세서의 예시적인 실시형태 및 다른 구체적인 방법으로 한정되지 않는다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 10a를 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하기 전에, 비교예로서의 액체 토출 헤드에 대해서 설명한다. 도 1a 내지 도 1c에서, 액체 토출 헤드(26)는, 각각 잉크 등의 액체를 토출하는 토출구(21)와 토출구(21)에 액체를 공급하기 위한 공급로(15)를 구비하는 기록 소자 기판(11)과, 복수의 기록 소자 기판(11)을 지지하는 지지 부재(12)를 구비한다. 도 1b는 도 1a의 A-A'를 따라 취한 단면을 도시한다. 도 1c는 도 1b의 부분 확대도이다. 도 10a는 도 1a의 부분 확대도, 구체적으로는 서로 인접하는 기록 소자 기판(11) 사이의 연결부의 확대도를 도시한다. 설명을 위해서, 토출구(21)가 형성되어 있는 부재는 투명하게 도시하고 있다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 본 비교예의 구성에서, 지지 부재(12)의 두께는 비교적 크다. 지지 부재(12)에 액체를 공급하기 위한 관통 구멍으로서 개별 유로(13)를 형성할 때에, 일반적으로 지지 부재(12)의 두께가 클수록 관통 구멍의 천공 정밀도(치수 정밀도 및 위치 정밀도)는 악화된다. 개별 유로(13)를 형성하는 방법의 예는 사출 성형, 에칭, 및 레이저 가공을 포함한다. 그러나, 이들 방법 중 임의의 것에서는, 두께가 두꺼우면, 정밀도가 악화되는 경향이 있다. 후술하는 바와 같이, 유로의 압력 손실의 관점에서, 복수의 개별 유로(13) 중, 지지 부재(12)의 최단부 측의 개별 유로(13)는 가능한 한 지지 부재(12)의 단부에 가까운 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 지지 부재(12)의 두께가 두꺼우면, 가공 변동 때문에, 최단부의 개별 유로(13)를 단부에 접근시키는데 한계가 있다. 따라서, 도 10a에 도시한 바와 같이, 최단부에 형성되는 개별 유로(13a)와 복수의 토출구(21) 중 최단부에 위치하는 토출구(21a) 사이의 거리(La)는 비교적 커진다. 결과적으로, 개별 유로(13a)로부터 공급된 액체가 공급로(15)를 통해 최단부의 토출구(21a)에 공급되는 경로(La)가 길어지고, 압력 손실도 커진다. 이러한 영향에 의해, 토출구(21)로부터 토출되는 액적의 양이 변동한다. 이는 기록되는 화상에 영향을 주어, 화상에서 농도 불균일이 발생한다.
상기 비교예에서의 문제에 관하여, 이하에서 제1 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 10b 및 도 10d는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태를 도시하는 도면이다. 도 2a는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다. 도 3a는 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 상면도이다. 설명을 용이하게 하기 위해서, 부재의 일부를 투명하게 도시하고 있다. 도 3b는 도 3a의 B-B' 단면을 따른 단면도이다. 도 3c는 도 3b의 서로 인접하는 기록 소자 기판(11) 사이의 연결부의 확대도이다. 도 10b는 도 3a의 B-B' 단면을 따른 기록 소자 기판(11) 사이의 연결부의 확대도이다. 도 10d는 도 10b의 각각의 공급로(15)의 개략도이다.
도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드(26)는 액체 토출 헤드(26)의 길이 방향을 따라서 배열되는 복수의 기록 소자 기판(11)과 지지 부재(12)를 갖는다. 기록 소자 기판(11) 각각에는, 잉크와 같은 액체를 토출하기 위해서 이용되는 에너지를 발생하는 에너지 발생 소자(22)(도 10b)가 형성된다. 각 에너지 발생 소자(22)에 대응하여, 액체를 토출하는 토출구(21)와 토출구(21)로부터 토출되는 액체가 충전되는 압력실(23)(도 10b)이 형성된다. 지지 부재(12)의 제1 지지부(24)에는, 기록 소자 기판(11)에 액체를 공급하는 복수의 개별 유로(13)(13-1 내지 13-6)가 액체 토출 헤드(26)의 길이 방향을 따라서 제공된다. 또한, 지지 부재(12)의 제2 지지부(25)에는, 개별 유로(13)에 액체를 공급하는 복수의 공통 유로(14)(14-1 내지 14-5)가 액체 토출 헤드의(26) 길이 방향을 따라서 형성된다. 개별 유로(13)의 유로 폭(직경)은 공통 유로(14)의 유로 폭(직경)보다 작다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 개별 유로(13-1)와 제2 개별 유로(13-2)는 제1 공통 유로(14-1)와 연통하고 있다. 또한, 제3 개별 유로(13-3)는 제2 공통 유로(14-2)와 연통하고 있다. 기록 소자 기판(11) 중 하나의 타단부에 위치하는 제4 개별 유로(13-4)는 제3 공통 유로(14-3)와 연통하고 있다. 제5 개별 유로(13-5)는 제4 공통 유로(14-4)와 연통하고 있다. 제6 개별 유로(13-6)는 제5 공통 유로(14-5)와 연통하고 있다.
지지 부재(12)는, 2개의 영역, 즉 복수의 개별 유로(13)가 형성되는 측(하류측)의 제1 지지부(24)와, 제1 지지부(24)에 대하여 기록 소자 기판(11)의 반대 측(상류측)의 제2 지지부(25)를 포함한다. 본 예시적인 실시형태에서, 지지 부재(12)는, 제1 지지부(24) 및 제2 지지부(25)를 포함하는 일체 부재로서 구성된다. 이렇게 지지 부재(12)에 제공되는 유로를 상류측과 하류측으로 나눔으로써, 하류 측의 제1 지지부에 제공되는 각각의 개별 유로의 공급로의 길이를 상술한 비교예에서의 것보다 짧게 할 수 있다. 이는 개별 공급로가 형성될 때의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 기록 소자 기판(11)은 지지 부재(12) 위에 배열되도록 배치된다. 이 경우에, 기록 소자 기판(11)은, 서로 인접하는 기록 소자 기판(11)이 액체 토출 헤드(26)의 길이 방향으로 서로 부분적으로 중첩되어서 길이 방향으로 일렬로(직선적으로) 배치되도록, 배열된다. 기록 소자 기판(11)은 길이 방향으로 정확하게 일렬로 배열될 필요는 없고, 다소 어긋난 상태로 배열될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에서, 기록 소자 기판(11)의 이면(지지 부재(12) 측의 면)에는, 지지 부재(12)의 복수의 개별 유로(13)로부터 액체가 공급되는 공급로(15)가 형성된다. 또한, 본 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드(26)는, 토출구(21)로부터 액체가 토출되는 방향에서 볼 때, 지지 부재(12) 위에 서로 인접하여 배치되어 있는 기록 소자 기판(11)의 단부에 걸쳐서 배치되어 있는 공통 유로(14)(14-1)를 갖는다. 제2 지지부(25)에서의 유로(14)의 위치 정밀도에는 개별 유로(13)에 비하여 상대적으로 약간의 여유가 있다. 따라서, 각 공통 유로(14)의 유로의 폭을 비교적 크게 하고, 기록 소자 기판(11) 사이의 연결부에 걸쳐서 공통 유로(14)를 배치할 수 있다. 결과적으로, 제2 지지부(25)의 영역에서, 연결부의 유로를 확보할 수 있고, 하류 측의 제1 지지부(24)의 영역에서 정밀도가 높은 개별 유로를 형성할 수 있다. 본 예시적인 실시형태에서는, 지지 부재(12)의 두께 방향의 각 개별 유로(13)의 거리는 지지 부재(12)의 두께 방향의 각 공통 유로(14)의 거리보다 짧게 형성되므로, 더 높은 정밀도로 가공을 행할 수 있다. 따라서, 개별 유로(13) 사이의 간격을 공통 유로(14) 사이의 간격보다 작게 하는 것이 가능하다.
이때, 액체는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 공통 유로(14), 개별 유로(13), 및 공급로(15)를 이 순서로 통과하며, 압력실(23)과 에너지 발생 소자(22) 각각에 공급된다. 도 10b에서, 복수의 토출구(21)가 각각의 기록 소자 기판(11)의 길이 방향으로 형성되어, 토출구 열을 형성하고 있다. 또한, 토출구 열을 따라 기록 소자 기판(11)의 이면에 공급로(15)가 형성된다. 도 10b에 나타내는 본 예시적인 실시형태에서, 지지 부재(12)에는, 공급로(15)에 액체를 공급하는 개별 유로(13)와, 개별 유로(13)에 액체를 공급하는 공통 유로(14)가 형성되어 있다. 따라서, 개별 유로(13)의 가공 정밀도 및 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 기록 소자 기판(11)의 길이 방향의 일단부의 개별 유로(13)와, 길이 방향 일단부의 토출구(21) 사이의 공급로(15)의 거리(Lb)를 도 10a의 비교예의 구성과 비교해서 짧게 하는 것이 가능하다. 도 10b에서는, 거리(Lb)를 Lb≒0으로서 나타내고 있다. 이때, 공급로(15)의 압력 손실(ΔP)(도 10d)은 식 (1)로 구할 수 있다.
ΔP=Q×R [mmAq] 식 (1)
식 (1) 및 도 10d에서, ΔP는 기록 소자 기판(11)의 길이 방향 최단부의 공급로(15)의 압력 손실을 나타낸다. Q는 공급로(15)의 토출 유량을 나타낸다. R은 공급로(15)의 유로 저항을 나타낸다. L은 기록 소자 기판(11)의 길이 방향 최단부의 개별 유로(13)와 길이 방향 최단부의 토출구(21) 사이의 공급로(15)의 길이를 나타낸다. 또한, a는 공급로(15)의 폭을 나타내고, b는 공급로(15)의 깊이를 나타낸다. 이때, 예를 들어 노즐 밀도는 1200dpi이고, 토출 주파수는 10kHz이고, 액체의 토출량은 5pl이고, 액체의 점도는 4cp이고, a는 100㎛이고, b는 300㎛이고, 도 10a의 비교예의 La는 500㎛이며, 본 예시적인 실시형태의 Lb는 200㎛인 것으로 가정한다. 이 경우, 비교예의 ΔP는 약 5.8mmAq이다. 한편, 본 발명의 제1 예시적인 실시형태에서의 ΔP는 약 0.9mmAq이다. 따라서, 제1 예시적인 실시형태를 채용함으로써, 기록 소자 기판(11)의 길이 방향 최단부의 공급로(15)의 압력 손실(ΔP)을 약 84.5%까지 저감할 수 있다.
지지 부재(12)에는, 지지 부재(12) 위로 서로 인접하여 배치되어 있는 기록 소자 기판(11)의 단부에 걸쳐서 공통 유로(14)가 형성된다. 결과적으로, 각 기록 소자 기판(11)에서, 기록 소자 기판(11)의 길이 방향에서의 최단부의 개별 유로(13)와 길이 방향 최단부의 토출구(21) 사이의 공급로(15)의 거리를 짧게 할 수 있다. 이는, 공급로(15)의 압력 손실을 저감하고, 서로 인접하는 기록 소자 기판(11) 사이의 이음매에서 고품위의 화상을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은, 지지 부재(12)의 길이 방향의 길이가 토출구(21)로부터의 액적이 부여되는 기록 매체의 폭 이상인 라인형 액체 토출 헤드에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 즉, 서로 인접하는 기록 소자 기판(11) 사이의 이음매에서 고품위 화상이 형성되는 상태에서, 기록 소자 기판(11)을 페이지 폭 이상의 폭에 걸쳐서 배열할 수 있다. 따라서, 페이지 폭에 걸쳐 고품위 화상을 형성할 수 있다.
지지 부재(12)를 형성하는 재료로서, 다양한 재료가 적용가능하다. 일례로서, 지지 부재(12)는 수지 또는 알루미나로 형성되어야 하는 것이 바람직하다. 지지 부재(12)가 수지로 형성되는 경우, 예를 들어 사출 성형에 의해 개별 유로(13) 및 공통 유로(14)를 가공하는 방법이 있다. 또한, 지지 부재(12)가 알루미나로 형성되는 경우, 예를 들어 지지 부재(12)의 두께 방향으로 작은 두께를 각각 갖는 복수의 알루미나 부재를 적층함으로써, 개별 유로(13) 및 공통 유로(14)를 제작할 수 있다.
이하 제2 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 10c 및 도 10d는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태를 도시하는 도면이다. 도 4a는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다. 도 4b는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 분해도 사시도이다. 도 5a는 본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 상면도이다. 도 5b는 도 5a의 C-C' 단면을 따른 단면도이다. 도 5c는 도 5b의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이다. 도 10c는 도 5a의 C-C' 단면을 따른 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이다. 도 10d는 도 10b에서의 각각의 공급로의 개략도이다. 이하, 제1 예시적인 실시형태와 차이점에 대해서 주로 설명하고, 제1 예시적인 실시형태의 구성과 유사한 구성에 대해서는 설명하지 않는다.
본 발명의 제2 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드(26)는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 각 기록 소자 기판의 외형이 대략 평행사변형인 점에서, 제1 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드와 주로 상이하다. 이러한 구성에 의해, 복수의 기록 소자 기판(11)을 직선적으로 그리고 연속적으로 배치할 수 있다. 따라서, 본 예시적인 실시형태는, 라인형 액체 토출 헤드를 소형화할 때에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 본 예시적인 실시형태의 구성에서도, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 각 기록 소자 기판(11)의 길이 방향 최단부의 개별 유로(13)와, 길이 방향 최단부의 토출구(21) 사이의 공급로(15)의 거리(Lc)를 짧게 하는 것이 가능하다. 도 10c에서는, 거리(Lc)를 Lc≒0로서 나타내고 있다.
또한, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 기록 소자 기판(11)이 액체 토출 헤드(26)의 길이 방향과 주사 방향의 양자 모두에서 서로 부분적으로 중첩되도록, 복수의 평행사변형 형상의 기록 소자 기판(11)을 액체 토출 헤드(26)의 길이 방향으로 배치한다. 이는 서로 인접하는 기록 소자 기판(11) 사이의 간격을 감소시킬 수 있다. 따라서, 기록 소자 기판(11) 사이의 이음매에서의 토출구 열의 어긋남 폭을 저감할 수 있다. 그 결과, 기록 소자 기판(11) 사이의 이음매에서, 화상 불균일 등의 문제를 저감하고, 또한 고품위 화상을 형성하는 것이 가능하게 된다.
이하, 제3 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태를 도시하는 도면이다. 도 6a는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다. 도 6b는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다. 도 7a는 본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 상면도이다. 도 7b는 도 7a의 D-D' 단면을 따른 단면도이다. 도 7c는 도 7b의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이다. 이하, 상기 예시적인 실시형태와의 차이점을 주로 설명하며, 상기 예시적인 실시형태와 유사한 구성에 대해서는 설명하지 않는다.
본 발명의 제3 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드(26)는, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 기록 소자 기판(11)과, 제1 지지 부재(12-1)와, 제2 지지 부재(12-2)를 갖는다. 즉, 별개의 부재, 즉 제1 지지 부재(12-1) 및 제2 지지 부재(12-2)가 적층되는 구성으로 된다. 도 7b에 도시한 바와 같이, 제1 지지 부재(12-1)에는, 복수의 개별 유로(13)가 제공된다. 제2 지지 부재(12-2)에는, 복수의 공통 유로(14)가 제공된다. 이렇게 지지 부재는 2개의 상이한 적층 부재로 구성되므로, 상기 예시적인 실시형태와 마찬가지로 각 개별 유로(13)의 유로 길이를 저감할 수 있다. 따라서, 개별 유로(13)의 가공 정밀도 및 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 예시적인 실시형태에서는, 2개의 부재가 적층되는 구성으로 된다. 그러나, 본 예시적인 실시형태는 이것으로 한정되지 않는다. 대안적으로, 3개 이상의 부재를 갖는 적층체(3개 이상의 층이 적층되는 구성)가 사용될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 제1 지지 부재(12-1)에, 기록 소자 기판(11)에 액체를 공급하는 복수의 개별 유로(13)가 형성된다. 제2 지지 부재(12-2)에, 개별 유로(13)에 액체를 공급하는 복수의 공통 유로(14)가 형성된다. 결과적으로, 각 부재에 대해 1 종류의 가공을 행하면 되고, 이는 가공을 용이하게 한다. 따라서, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 예시적인 실시형태에 기초하여, 제1 및 제2 지지 부재를 상이한 재료로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 제2 지지 부재(12-2)를 형성하는 재료의 일례로서, 제2 지지 부재(12-2)는 수지 또는 알루미나로 형성되는 것이 바람직하다. 제2 지지 부재(12-2)가 수지로 형성되는 경우에, 예를 들어 사출 성형에 의해 개별 유로(13)와 공통 유로(14)를 가공하는 방법이 있다. 또한, 제2 지지 부재(12-2)가 알루미나로 형성되는 경우, 예를 들어 지지 부재(12-2)의 두께 방향으로 각각 작은 두께를 갖는 복수의 알루미나를 적층하여, 개별 유로(13) 및 공통 유로(14)를 제작하는 방법이 있다. 또한, 제1 지지 부재(12-1)의 두께는 가공 정밀도 향상의 관점에서 더 작은 것이 바람직하다. 또한, 제1 지지 부재(12-1)를 형성하는 재료의 일례로서, 제1 지지 부재(12-1)는 실리콘 기판이나 수지 필름으로 형성되는 것이 바람직하다. 웨이퍼 형태의 기록 소자 기판(11)에 실리콘 기판을 접합하거나 수지 필름을 적층함으로써, 제1 지지 부재(12-1)를 기록 소자 기판(11)에 접합할 수 있다. 따라서, 각각의 기록 소자 기판(11)에 제1 지지 부재(12-1)를 접합하는 경우와 비교하여 공정수를 저감할 수 있다. 또한, 반도체 공정에서 개별 유로(13)가 형성되기 때문에, 더 높은 가공 정밀도 및 위치 정밀도를 달성할 수 있다. 본 예시적인 실시형태에서는, 제1 지지 부재(12-1)는 하나의 공통 부재이다. 대안적으로, 제1 지지 부재(12-1)를 각각의 기록 소자 기판(11)에 대해 분할함으로써 복수의 제1 지지 부재(12-1)를 얻는 구성이 될 수 있다. 결과적으로, 본 예시적인 실시형태는 반도체 공정에서 보다 적합하게 실행될 수 있다.
이하 제4 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태를 도시하는 도면이다. 도 8a는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다. 도 8b는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다. 도 9a는 본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드의 상면도이다. 도 9b는 도 9a의 E-E' 단면을 따른 단면도이다. 도 9c는 도 9b의 기록 소자 기판 사이의 연결부의 확대도이다. 이하, 상기 예시적인 실시형태와의 차이점에 대해서 주로 설명하고, 상기 예시적인 실시형태와 유사한 구성에 대해서는 설명하지 않는다.
본 발명의 제4 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 헤드(26)는 제2 및 제3 예시적인 실시형태를 조합함으로써 획득되는 구성을 갖는다. 구체적으로는, 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 각 기록 소자 기판(11)의 외형은 대략 평행사변형 형상이며, 지지 부재(12)는 제1 지지 부재(12-1) 및 제2 지지 부재(12-2)가 적층되는 구성을 갖는다. 본 예시적인 실시형태에서는, 대략 평행사변형의 기록 소자 기판(11)을 직선적으로 배치함으로써, 소형의 라인형 헤드를 제공할 수 있다. 또한, 복수의 지지 부재를 포함함으로써, 정밀도가 높은 지지 부재, 특히 제1 지지 부재를 제공할 수 있는 구성이 된다.
(다른 예시적인 실시형태)
상기 예시적인 실시형태에서, 공통 유로(14)가 기록 소자 기판(11)에 액체를 공급하는 구성에 대해서 설명하였다. 그러나, 구성은 이것으로 한정되지 않는다. 대안적으로, 본 발명은 순환 공급로를 갖는 액체 토출 헤드에도 적용 가능하다. 이 경우, 공통 유로(14)가, 기록 소자 기판(11)에 액체를 공급하는 공통 유로와 기록 소자 기판(11)으로부터 액체를 회수하는 공통 유로를 구비하며, 개별 유로(13) 역시 액체를 공급하는 유로와 액체를 회수하는 유로의 양자 모두를 구비하는 구성이 된다. 결과적으로, 내부에 에너지 발생 소자를 구비하는 압력실(23)에 액체를 공급하고, 토출되지 않은 액체를 압력실(23)로부터 회수하는 순환 유로를 구비한 액체 토출 헤드를 제공할 수 있다. 즉, 압력실(23) 내의 액체가 압력실(23)의 내부와 외부 사이에서 순환되는 구성이 된다. 이렇게 액체를 공급 및 회수하는 유로를 갖는 라인형 액체 토출 헤드에서, 유로의 구성은 복잡해 지고, 일반적으로 액체 토출 헤드는 대형화된다. 그러나, 본 발명을 적용함으로써, 액체를 안정적으로 공급하면서 액체 토출 헤드가 대형화되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명을 적용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 예시적인 실시형태에서 설명된 기술적 사상을 포함하는 액체 토출 헤드이면 된다. 예를 들어, 변형예로서, 복수의 수지 필름이 기록 소자 기판(11)에 대응하여 제공되고, 그 이면에 이들 수지 필름을 갖는 복수의 기록 소자 기판(11)은 개별 지지 부재에 의해 지지되며, 수지 필름, 기록 소자 기판(11), 및 개별 지지 부재는 공통 지지 부재에 의해 지지된다. 이 경우, 수지 필름에 제공되는 개별 유로는 제2 예시적인 실시형태에서의 개별 유로(13)에 대응하고, 개별 지지 부재에 제공되는 공통 유로는 제2 예시적인 실시형태에서의 공통 유로(14)에 대응하는 것으로, 제2 예시적인 실시형태와 마찬가지로 본 발명의 효과를 적용할 수 있다. 본 변형예에서는, 상기 구성 이외에 공통 지지 부재가 포함되는 구성이 된다. 본 변형예에서는, 제1 개별 지지 부재가 얇은 수지 필름 부재로 형성되고, 개별 지지 부재가 알루미나 같은 강성이 높은 부재로 형성되며, 수지 필름, 기록 소자 기판(11), 및 개별 지지 부재를 공통으로 지지하는 긴 공통 지지 부재가 수지 몰드 부재로 형성된다.
본 발명에 따르면, 각 기록 소자 기판에서는, 지지 부재의 길이 방향 단부의 개별 유로와 길이 방향 단부의 토출구 사이의 공급로의 거리를 짧게 함으로써, 공급로의 압력 손실을 저감할 수 있다. 결과적으로, 화상 불균일 등의 문제를 저감하고, 고품위 화상을 형성할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 액체 토출 헤드이며,
    액체를 토출하는 토출구와, 액체를 토출하기 위해서 이용되는 에너지를 발생하는 에너지 발생 소자를 각각 구비하고, 상기 액체 토출 헤드의 길이 방향을 따라서 배열되는 제1 및 제2 기록 소자 기판과,
    상기 제1 및 제2 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재는, 상기 지지 부재의 두께 방향으로, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판이 제공되는 측의 부분인 제1 지지부와, 상기 제1 지지부의 반대 측의 부분인 제2 지지부를 포함하고,
    상기 제1 지지부는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제1 개별 유로와, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제2 개별 유로를 구비하고,
    상기 제2 지지부는 상기 제1 및 제2 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 제1 공통 유로를 구비하는, 액체 토출 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 지지부의 두께는 상기 제2 지지부의 두께보다 작은, 액체 토출 헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판은 상기 길이 방향을 따라서 직선적으로 배치되어 있고, 상기 제1 개별 유로는 상기 제1 기록 소자 기판의 일단부와 연통하고 있으며, 상기 제2 개별 유로는 상기 제2 기록 소자 기판의 상기 제1 기록 소자 기판 측의 일단부와 연통하고 있는, 액체 토출 헤드.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출구로부터 액체가 토출되는 방향에서 볼 때, 상기 제1 공통 유로는 상기 제1 기록 소자 기판의 일단부와 상기 제2 기록 소자 기판의 일단부에 걸쳐서 배치되어 있는, 액체 토출 헤드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 지지부는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제3 개별 유로와, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제4 개별 유로를 구비하는, 액체 토출 헤드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3 개별 유로는 상기 제1 기록 소자 기판의 일단부의 반대 측인 타단부에 배치되어 있고, 상기 제4 개별 유로는 상기 제2 기록 소자 기판의 일단부의 반대 측인 타단부에 배치되어 있는, 액체 토출 헤드.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 지지부는 상기 제3 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 제2 공통 유로를 구비하는, 액체 토출 헤드.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2 지지부는 상기 제4 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 제3 공통 유로를 구비하는, 액체 토출 헤드.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1 지지부는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제5 개별 유로와, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제6 개별 유로를 구비하고, 상기 제5 개별 유로는 상기 제1 개별 유로와 제3 개별 유로 사이에 배치되며, 상기 제6 개별 유로는 상기 제2 개별 유로와 제4 개별 유로 사이에 배치되어 있는, 액체 토출 헤드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 지지부는, 상기 제5 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 제4 공통 유로와 상기 제6 개별 유로에 액체를 공급하기 위한 제5 공통 유로를 구비하는, 액체 토출 헤드.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지부를 포함하는 상기 지지 부재는 일체형 부재로 형성되는, 액체 토출 헤드.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 제1 지지부를 포함하는 제1 지지 부재와 상기 제2 지지부를 포함하는 제2 지지 부재를 포함하는, 액체 토출 헤드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 지지 부재의 두께는 상기 제2 지지 부재의 두께보다 작은, 액체 토출 헤드.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 부재에는, 상기 제1 및 제2 기록 소자 기판을 포함하는 3개 이상의 기록 소자 기판이 상기 길이 방향을 따라서 직선적으로 배치되어 있는, 액체 토출 헤드.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 토출 헤드의 길이 방향의 길이는, 상기 토출구로부터 토출된 액체가 부여되는 기록 매체의 상기 길이 방향의 길이보다 긴, 액체 토출 헤드.
  16. 제12항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 제1 및 제2 지지 부재를 포함하는 3개 이상의 층을 갖는 적층체인, 액체 토출 헤드.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에너지 발생 소자를 내부에 구비하는 압력실을 더 포함하며,
    상기 압력실 내의 액체는 상기 압력실의 내측과 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.
  18. 액체 토출 헤드이며,
    액체를 토출하는 토출구와 액체를 토출하기 위해서 이용되는 에너지를 발생하는 에너지 발생 소자를 각각 구비하고, 액체 토출 헤드의 길이 방향을 따라서 직선적으로 배열되는 제1 및 제2 기록 소자 기판과,
    상기 제1 및 제2 기록 소자 기판을 지지하도록 구성되는 지지 부재와,
    상기 제1 기록 소자 기판과 상기 지지 부재와의 사이에 제공되는 제1 수지 필름 및 상기 제2 기록 소자 기판과 상기 지지 부재 사이에 설치되는 제2 수지 필름을 포함하고,
    상기 제1 수지 필름의 일단부에는, 상기 제1 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제1 관통 구멍이 제공되어 있고,
    상기 제2 수지 필름의 상기 제1 기록 소자 기판 측의 일단부에는, 상기 제2 기록 소자 기판에 액체를 공급하기 위한 제2 관통 구멍이 제공되어 있고,
    상기 지지 부재에는, 상기 제1 및 제2 관통 구멍에 액체를 공급하기 위한 공통 유로가 제공되어 있는, 액체 토출 헤드.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 수지 필름에는, 상기 제1 관통 구멍을 포함하는 복수의 관통 구멍이 상기 길이 방향을 따라서 배열되어 있으며,
    상기 제2 수지 필름에는, 상기 제2 관통 구멍을 포함하는 복수의 관통 구멍이 상기 길이 방향을 따라서 배열되어 있는, 액체 토출 헤드.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 토출구로부터 액체가 토출되는 방향에서 볼 때, 상기 공통 유로는 상기 제1 기록 소자 기판의 일단부와 상기 제2 기록 소자 기판의 일단부에 걸쳐서 배치되어 있는, 액체 토출 헤드.
  21. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 에너지 발생 소자를 내부에 구비하는 압력실을 더 포함하며,
    상기 압력실 내의 액체는 상기 압력실의 내측과 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.
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