(57)【要約】【課題】インクの吐出速度を増加させるとともに、吐出されるインクの直進性を向上させることのできるインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】インクが収容されるチャンバ１１２と、チャンバ１１２に圧力を加えるようにチャンバ１１２の一側に結合された駆動部１４０と、チャンバ１１２の他側に接続されたダンパ部１２２と、ダンパ部１２２の一側面から延長される加速部１３２と、加速部１３２の先端に形成されるノズル１３４と、を備えるインクジェットヘッドを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが収容されるチャンバと、
前記チャンバに圧力を加えるように前記チャンバの一側に結合された駆動部と、
前記チャンバの他側に接続されたダンパ部と、
前記ダンパ部の一側面から延長される加速部と、
前記加速部の先端に形成されるノズルと、
を備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記加速部は、前記ダンパ部の先端の一側面から延長されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記ダンパ部の他側面は、前記インクの流動抵抗を低減するために傾斜して形成されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記加速部は、前記ダンパ部よりも断面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット技術は紙や繊維に印刷する従来のグラフィックインクジェットの産業分野だけでなく、プリント基板、ＬＣＤパネルなどの電子部品製作にも用いられるなど、その適用が拡大されている。インクジェットヘッドの適用範囲の拡大に伴って、インクジェットヘッドにはさらに高い性能が求められている。
【０００３】
インクジェットヘッドはインクを収容するチャンバと、チャンバの一側に結合されるアクチュエータと、チャンバの他側に結合されるノズルと、を含む。ここで、アクチュエータがチャンバの一側に圧力を加えると、チャンバ内に収容されているインクはその圧力によりチャンバの他側から加速区間を介してノズルまで移動され、インクジェットヘッドの外部に吐出される。
【０００４】
近年、インクジェットヘッドの応用範囲が広がり、その性能に対する改善要求が高まるにつれ、インクジェットヘッドにおける主要性能である吐出速度や、吐出されるインクの直進性の確保が大きな問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェットヘッドの密集度がますます増加し、小型化していく傾向があるため、アクチュエータの性能改善だけで上述した問題を解決するには限界があった。  
【０００６】
このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明は、吐出特性が改善されたインクジェットヘッドを提供することを、目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、インクが収容されるチャンバと、チャンバに圧力を加えるようにチャンバの一側に結合された駆動部と、チャンバの他側に接続されたダンパ部と、ダンパ部の一側面から延長される加速部と、加速部の先端に形成されるノズルと、を備えるインクジェットヘッドが提供される。
【０００８】
ここで、加速部はダンパ部の先端の一側面から延長されることができ、ダンパ部の他側面はインクの流動抵抗を低減するために傾斜して形成することができる。また、加速部はダンパ部よりも断面積を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、インクの吐出速度を増加させるとともに吐出されるインクの直進性を向上させることができる。
【００１０】
なお、上記の発明の概要は本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第１プレートの加工工程を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第１プレートの加工工程を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第２プレートの加工工程を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第２プレートの加工工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第２プレートの加工工程を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第３プレートの加工工程を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第３プレートの加工工程を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの第１〜第３プレートを接合する工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施形態を有することができるため、本願では特定の実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。
【００１３】
以下、本発明によるインクジェットヘッドの実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００を示す断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００は、インクが収容されるチャンバ１１２と、チャンバ１１２に圧力を加えるためにチャンバ１１２の一側に結合される駆動部１４０と、チャンバ１１２の他側と連結されるダンパ部１２２と、ダンパ部１２２の一側面から延びる加速部１３２と、加速部１３２の先端に形成されるノズル１３４と、を備える。これにより、インクの吐出速度を増加させるとともに吐出されるインクの直進性を向上させることができる。
【００１５】
チャンバ１１２は、インクジェットヘッド１００の内部でインクを収容する空間を有して形成される。また、チャンバ１１２は、リストリクタ１２６を介してリザーバ１２８に連結される。リザーバ１２８はインクを貯留する空間であって、流入口１１６を介してインクジェットヘッド１００の外部からインクの供給を受ける。
【００１６】
流入口１１６とリザーバ１２８との間にフィルタ１２９が介在されて、インクジェットヘッド１００の内部に異質物が流入されることを防止できる。リストリクタ１２６は、チャンバ１１２とリザーバ１２８との間で断面積が変化する部分であって、リザーバ１２８のインクをチャンバ１１２に供給し、その逆流を防止する部分である。
【００１７】
チャンバ１１２の一側にはメンブレイン１１４が形成され、メンブレイン１１４の上部には駆動部１４０が結合される。駆動部１４０は圧電体を含んで形成され、例えば、メンブレイン１１４を介して圧電体の変形をチャンバ１１２に伝達できる。これにより、駆動部１４０は、チャンバ１１２内に収容されているインクを吐出するのに必要な圧力を加えることができる。
【００１８】
チャンバ１１２の他側、すなわち、駆動部１４０と対向する側には、ダンパ部１２２が連結される。ダンパ部１２２は、ノズル１３４とチャンバ１１２との間に介在し、チャンバ１１２の他側から駆動部１４０が加圧する方向に延伸する形態を有する。
【００１９】
ダンパ部１２２は、チャンバ１１２を介して提供された圧力が、吐出されるインクに直接的に影響を及ぼさないようにして、駆動部１４０の圧力を緩衝する役割をすることができる。フィルタ１２４は、ダンパ部１２２とチャンバ１１２との間に介在し、異質物がノズル１３４側に流されるのを防止することができる。
【００２０】
加速部１３２は、ダンパ部１２２の一側面から延長される。ダンパ部１２２は、インクジェットヘッド１００の上下に延びる形態を有し、加速部１３２はダンパ部１２２の側壁からインクジェットヘッド１００の側面に延びる。例えば、加速部１３２は駆動部１４０がチャンバ１１２に圧力を加える方向に垂直に形成され、インクジェットヘッド１００の側面方向に延長される。
【００２１】
したがって、加速部１３２はインクジェットヘッド１００の全体の厚みを増加させることなく、インクが加速される区間の長さを増加させてインクジェットヘッド１００の吐出速度を向上させることができる。つまり、駆動部１４０の性能を改善しなくても、インクジェットヘッド１００の構造を改善してインクジェットヘッド１００の吐出速度を向上させることができる。
【００２２】
そして、加速部１３２はインクジェットヘッド１００の側面に向かって一直線状に延びる形態を有し、これにより、吐出されるインクの直進性を向上させることができる。このように、本発明の一実施形態によれば、インクジェットヘッド１００の印刷速度を上げることで周波数特性を改善し、吐出されるインクの流れがガイドされる区間を延長することで吐出されるインクの直進性を向上させることができる。
【００２３】
一方、加速部１３２の断面積は、ダンパ部１２２の断面積よりも小さくすることができる。ダンパ部１２２内に収容されているインクは、ダンパ部１２２よりも断面積が小さい加速部１３２を介して流出されるため、駆動部１４０からダンパ部１２２に伝達された圧力をより効率的にノズル１３４に向かって集中させることができる。
【００２４】
加速部１３２はダンパ部１２２の先端に結合され、加速部１３２と対向するダンパ部１２２の一部分を傾斜するように形成して（この部分を「傾斜部１３６」と称する）、ダンパ部１２２と加速部１３２とが垂直に結合される部分でのインクの流動抵抗を低減することができる。
【００２５】
インクジェットヘッド１００は、図１に示すように配置されて側面に向かってインクを吐出することができ、また反時計方向に９０°回転して重力方向にインクを吐出することもできることは明らかである。
【００２６】
次に、インクジェットヘッド１００の製造方法について説明する。図２及び図３は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００の第１プレート１１０の加工工程を示す断面図である。図２に示すように、酸化膜（ＳｉＯ２）１１１の介在したシリコン基板の第１プレート１１０をエッチングしてその面に流入口１１６の一部を形成する。ここで、酸化膜１１１はエッチング障壁として作用する。
【００２７】
次に、図３に示すように、第１プレート１１０の他面をエッチングして、チャンバ１１２と流入口１１６の残り部分とを形成する。このエッチング工程には、流入口１１６とチャンバ１１２とが形成されるように第１プレート１１０であるシリコン基板の一部をエッチングする工程と、流入口１１６が形成されるように酸化膜１１１をエッチングする工程と、を含むことができる。
【００２８】
チャンバ１１２の上側はメンブレイン１１４となる。つまり、第１プレート１１０には流入口１１６、チャンバ１１２、及びメンブレイン１１４が形成される。
【００２９】
図４〜図６は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００の第２プレート１２０の加工工程を示す断面図である。第２プレート１２０は酸化膜１２１が介在したシリコン基板であってもよい。
【００３０】
図４に示すように、先ず、第２プレート１２０の一面をエッチングしてフィルタ１２４，１２９とリストリクタ１２６を形成することができる。次に、図５に示すように、第２プレート１２０の他面をエッチングして、ダンパ部１２２及びリザーバ１２８を形成することができる。次に、図６に示すように、第２プレート１２０の他面をエッチングして、加速部の一部１３２ａを形成することができる。
【００３１】
図７及び図８は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００の第３プレート１３０の加工工程を示す断面図である。図７に示すように、第３プレート１３０も酸化膜１３１が介在したシリコン基板であってもよい。
【００３２】
第３プレート１３０の一面をエッチングして加速部１３２の残り部分１３２ｂと傾斜部１３６を形成することができる。傾斜部１３６は、例えば、湿式エッチングにより形成することができる。次に、第３プレート１３０の一端をその厚さが薄くなるようにエッチングして、ノズル１３４を形成することができる。
【００３３】
図９は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１００の第１プレート１１０、第２プレート１２０、及び第３プレート１３０を接合する工程を示す断面図である。図９に示すように、第１プレート１１０、第２プレート１２０、及び第３プレート１３０を接合して、インクジェットヘッド１００の本体を形成することができる。図１に示すように、これに駆動部１４０を接合して、インクジェットヘッド１００を形成することができる。
【００３４】
以上において、本発明について実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載された範囲に限定されない。本発明の実施形態は、多様な変更または改良を加えることが可能である。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した方法における動作、手順、ステップ、および工程等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうるものである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上、「先ず、」および「次に、」等を用いて説明されたとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１００  インクジェットヘッド
１１２  チャンバ
１２２  ダンパ部
１３２  加速部
１４０  駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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