(57)【要約】      （修正有）【課題】インク液滴の挙動安定性を確保することができ、均一な品質の印刷が可能なインクジェットヘッドアセンブリを提供する。【解決手段】インクチャンネルが形成されたタンクヘッド１０と、インクチャンネルを介して流入されるインクを吐出するようにタンクヘッド内に配置されるインクジェットヘッド２０と、インクジェットヘッド２０上に配置され、インクジェットヘッドでインク吐出時の振動を制御するように荷重を加える質量体３０とを含む。【選択図】図１ａ
2011121356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクチャンネルが形成されたタンクヘッドと、
前記インクチャンネルを介して流入されるインクを吐出するように前記タンクヘッド内に配置されるインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッド上に配置され、前記インクジェットヘッドでインク吐出時の振動を制御するように荷重を加える質量体と、
を含むインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項２】
前記質量体は、前記インクジェットヘッドに対する質量比が０．１〜１００であ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アセンブリ。
【請求項３】
前記質量体は、複数の単位質量体で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項４】
前記質量体は、内部に貫通孔を含む環状の複数の単位質量体で構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項５】
前記質量体は、同じ質量を有する複数の単位質量体で構成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項６】
前記質量体は、同じ質量を有する複数の単位質量体で構成され、前記複数の単位質量体は、互いに一定間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項７】
前記質量体は、シート状であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項８】
前記インクジェットヘッド上には、前記質量体を固定するためのバインダーをさらに含むことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドは、上部に装着された圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータに駆動電圧を印加するためのフレキシブル印刷回路とを含むことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【請求項１０】
前記質量体は、前記フレキシブル印刷回路に荷重を加えるように配置されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドアセンブリ。
【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アセンブリに関し、より詳しくは、インク液滴の挙動安定性を確保することができ、均一な品質の印刷が可能なインクジェットヘッドアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェットヘッドは、印刷用インクの微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を記録用紙上の所望の位置に吐出し、所定色相の画像に印刷する装置であって、最近は、産業用インクジェットプリンターでも使用されている。
【０００３】
例えば、印刷回路基板（ＰＣＢ）上に、金、銀などの金属を含むインクを噴射して回路パターンを直接形成させ、産業グラフィックや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造、太陽電池などに使用されている。
【０００４】
インクジェットヘッドは、インク吐出方式によって大きく二つに分けることができる。その一つは、熱源を用いてインクにバブル（ｂｕｂｂｌｅ）を発生させ、そのバブルの膨張力によってインクを吐出する熱駆動方式のインクジェットヘッドであり、他の一つは、圧電体を用いて圧電体の変形によりインクに加えられる圧力によってインクを吐出する圧電方式のインクジェットヘッドである。
【０００５】
圧電方式のインクジェットヘッドは、カートリッジでインクを流入及び流出する流入口と流出口、流入されるインクを格納するマニホールド、そして上記マニホールド内のインクをノズルに移動させるための圧力チャンバなどが形成され、上記圧力チャンバの表面には、インクを外部に吐出するための圧電アクチュエータが装着される。
【０００６】
圧電方式のインクジェットヘッドは、吐出される液滴のサイズが非常に小さいため、微細な振動によっても印刷品質が低下する虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、インク液滴の挙動安定性を確保することができ、均一な品質の印刷が可能なインクジェットヘッドアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、インクチャンネルが形成されたタンクヘッドと、前記インクチャンネルを介して流入されるインクを吐出するように前記タンクヘッド内に配置されるインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッド上に配置され、前記インクジェットヘッドでインク吐出時の振動を制御するように荷重を加える質量体とを含むインクジェットヘッドアセンブリを提供する。
【０００９】
上記質量体は、上記インクジェットヘッドに対する質量費が０．１〜１００であることができる。
【００１０】
上記質量体は、複数の単位質量体で構成されることができる。
【００１１】
上記質量体は、シート（ｓｈｅｅｔ）状であることができる。
【００１２】
上記質量体は、内部に貫通孔を含む環状の複数の単位質量体で構成されることができる。
【００１３】
上記質量体は、同じ質量を有する複数の単位質量体で構成されることができる。
【００１４】
上記質量体は、同じ質量を有する複数の単位質量体で構成され、上記複数の単位質量体は、互いに一定間隔を置いて配置されることができる。
【００１５】
上記インクジェットヘッド上には、上記質量体を固定するためのバインダーをさらに含むことができる。
【００１６】
上記インクジェットヘッドは、上部に装着された圧電アクチュエータと、上記圧電アクチュエータに駆動電圧を印加するためのフレキシブル印刷回路とを含むことができる。
【００１７】
上記質量体は、上記フレキシブル印刷回路に荷重を加えるように配置されることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、インク吐出のためにインクジェットヘッドがタンクヘッドと結合される場合に発生し得るインクジェットヘッドの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が抑えられる。
【００１９】
インクジェットヘッドの変位は、インク吐出時に生じるインク波動の変化及び吐出性能に影響を及ぼし得るが、本発明によると、インクジェットヘッド上に荷重を加えてインクジェットヘッドの変位が制御される。これにより、インク吐出時に影響を及ぼす外部因子を減らして、インク液滴の挙動安定性を確保することができ、均一な品質の印刷が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドアセンブリを概略的に示した斜視図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ'線に沿って切断したインクジェットヘッドアセンブリを示した概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドアセンブリとインクタンクが連結されたインクジェットパッケージを示した概略的な斜視図である。
【図３ａ】本発明の一実施例によるインクジェットヘッド２０を示した概略的な斜視図である。
【図３ｂ】図３ａのＩ−Ｉ'線に沿って切断したインクジェットヘッド２０を示した概略的な断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるインクジェットヘッドアセンブリを示した概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。但し、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における構成要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張することもあり、図面上において同じ符号で示される構成要素は同一の構成要素である。
【００２２】
図１ａは、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドアセンブリを概略的に示した斜視図であり、図１ｂは、図１ａのＡ−Ａ'線に沿って切断したインクジェットヘッドアセンブリを示した概略的な断面図である。
【００２３】
図１ａ及び図１ｂを参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドアセンブリは、タンクヘッド１０、上記タンクヘッド内に配置されるインクジェットヘッド２０、及び上記インクジェットヘッド上に配置される質量体３０を含む。
【００２４】
上記タンクヘッド１０には、インクチャンネル１１が形成され、上記インクチャンネル１１にはインクが流れるようになり、上記インクチャンネルを介してタンクヘッド１０内に配置されるインクジェットヘッド２０にインクを供給する。
【００２５】
タンクヘッド１０は、インクチャンネル１１にインクを供給するために一手段と連結されることができる。
【００２６】
図２は、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドアセンブリとインクタンクが連結されたインクジェットパッケージを示した概略的な斜視図である。
【００２７】
図２を参照すると、タンクヘッド１０上にはインクタンク４０が装着されている。上記タンクヘッド１０にはインク流路１２が形成され、上記インク流路１２はインクタンク４０からインクの供給を受けることができる。
【００２８】
上記インク流路１２は、インクチャンネル１１と連通され、上記インクチャンネル１１にインクを供給する。
【００２９】
タンクヘッド１０内のインクチャンネル１１にインクを供給する方法は、これに限らない。
【００３０】
上記インクジェットヘッド２０は、上記タンクヘッド１０内に配置され、上記タンクヘッド１０のインクチャンネル１１を介してインクが流入され、流入されるインクを吐出する。
【００３１】
図３ａは、本発明の一実施例によるインクジェットヘッド２０を示した概略的な斜視図であり、図３ｂは、図３ａのＢ−Ｂ'線に沿って切断したインクジェットヘッド２０を示した概略的な断面図である。
【００３２】
図３ａ及び図３ｂを参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッド２０は、流路プレート２１、中間プレート２２、ノズルプレート２３、及び圧電アクチュエータ２４を含む。
【００３３】
流路プレート２１は、複数のインクチャンバ２６が規則的に形成され、インクが流入されるためのインク流入口２１ａが備えられる。この時、上記インク流入口２１ａは、マニホールド２７と直接的に連結されるように形成され、上記マニホールド２７は、リストリクタ２８を介してインクチャンバ２６にインクを供給する役割をする。
【００３４】
この時、上記マニホールド２７は、一つの大きい空間に形成され、複数の上記インクチャンバ２６にそれぞれ連結されることができるが、これに限らず、各上記インクチャンバ２６に対応するように複数が形成されてもよい。
【００３５】
上記インク流入口２１ａも同様に、一つのマニホールド２７に対応して一つのみが形成されるが、複数が形成されてもよい。
【００３６】
上記インクチャンバ２６は、後述する圧電アクチュエータ２４が装着される位置の下部に設けられる。この時、上記流路プレート２１のうちインクチャンバ２６の天井をなす部分は、振動板２１ｂの役割をする。
【００３７】
このため、インク吐出のために上記圧電アクチュエータ２４に駆動信号を印加すると、上記圧電アクチュエータ２４と共にその下の上記振動板２１ｂが変形されながら、インクチャンバ２６の体積が減少することになる。
【００３８】
これによるインクチャンバ２６内の圧力増加により、上記インクチャンバ２６内のインクは、ダンパ２５とノズル２３ａとを介して外部に吐出される。
【００３９】
上記流路プレート２１は、上記インクチャンバ２６及び上記インク流入口２１ａを形成するために、エッチング工程を通じて一度に上記空間が製造されることができる。
【００４０】
中間プレート２２は、長さ方向に長く形成される上記マニホールド２７と、上記ノズル２３ａと上記インクチャンバ２６を連結するダンパ２５とを含むことができる。
【００４１】
上記マニホールド２７は、インク流入口２１ａからインクの供給を受けて上記インクチャンバ２６にインクを供給するが、上記マニホールド２７及び上記インクチャンバ２６は、リストリクタ２８によって互いに連結される。
【００４２】
上記ダンパ２５は、上記インクチャンバ２６から上記圧電アクチュエータ２４によって吐出されるインクの伝達を受けて、上記ノズル２３ａを介して外部に吐出させる。
【００４３】
またダンパ２５は、多段状に形成されることができ、このような構造により、上記インクチャンバ２６から受け入れるインクの量と、上記ノズル３５に進行するインクの量とを調節することができるようになる。
【００４４】
この時、上記ダンパ２５は選択事項であるので、削除することができ、この場合は、上記流路プレート２１及び後述するノズルプレート２３のみでインクジェットヘッド２０を構成することができる。
【００４５】
ノズルプレート２３は、各インクチャンバ２６と対応するように形成し、上記ダンパ２５を通るインクが外部に吐出されるようにノズル２３ａを含む。上記ノズルプレート２３は、中間プレート２２の下部に接着される。
【００４６】
上記ノズル２３ａは、上記インクジェットヘッド２０内に形成された流路を介して移動するインクを液滴として噴射するようになる。
【００４７】
この時、流路プレート２１、中間プレート２２及びノズルプレート２３は、これに限らず、半導体直接回路に広く使用されるシリコン基板が使われてもよい。
【００４８】
圧電アクチュエータ２４は、上記流路プレート２１上に順次に積層された下部電極、圧電体及び上部電極を含み、上記圧電体は、圧電物質であるＰＺＴ（Ｌｅａｄ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミック材料からなることができる。
【００４９】
上記上部電極は、上記圧電体に電圧を印加する駆動電極の役割をし、上部電極には、電圧印加用フレキシブル印刷回路２９（ＦＰＣＢ）が連結され、フレキシブル印刷回路２９を介して駆動部と電気的に連結される。
【００５０】
上記上部電極から駆動パルスを印加すると、圧電体が変形されながら上記振動板２１ｂを変形させて、上記インクチャンバ２６の体積を変化させる。これにより、上記インクチャンバ２６内部のインクが上記ノズル２３ａを介して吐出される。
【００５１】
インクジェットヘッド２０の加工が終了するとタンクヘッド１０内に配置されるが、インクチャンネル１１を流れるインクは、上記インク流入口２１ａを介してインクジェットヘッドに流入され、ノズル２３ａを介して吐出される。
【００５２】
上記インクジェットヘッド上には、質量体３０が配置されている。上記質量体３０は、上記インクジェットヘッドでインク吐出時の振動を制御するように荷重を加える。
【００５３】
一般的に、インクジェットヘッド２０は、接合材料を通じてタンクヘッド１０内に配置される。この時、高硬度の接合材料を用いる場合、加工によるストレスによって圧電アクチュエータ２４の駆動時にインクジェットヘッドが壊れる虞がある。よって、低硬度のソフト（ｓｏｆｔ）な材質の接合材料を用いてインクジェットヘッド２０をタンクヘッド１０と結合する。
【００５４】
しかし、低硬度のソフトな材質の接合材料を用いる場合、圧電アクチュエータの駆動時にインクジェットヘッドの変位が発生する。
【００５５】
インクジェットヘッドの変位は、インク吐出時に生じるインク波動の変化及び吐出性能に影響を及ぼし得る。
【００５６】
しかし、本実施形態によると、インクジェットヘッド上に荷重を加えてインクジェットヘッドの変位を制御する。これにより、インク吐出時に影響を及ぼす外部因子を減らして、インク液滴の挙動安定性を確保することができ、均一な品質の印刷が可能である。
【００５７】
上記質量体３０は、上記インクジェットヘッド２０に対する質量費がこれに制限されるものではないが、０．１〜１００であることができる。好ましくは、１〜５０であってもよく、より好ましくは、１〜７であってもよい。
【００５８】
上記質量体３０は、複数の単位質量体３１で構成されることができ、上記単位質量体３１は内部に貫通孔を含む環状であることができる。
【００５９】
複数の単位質量体３１は、互いに一定間隔を置いてインクジェットヘッド上に配置されることができる。また、複数の単位質量体３１は、同じ質量を有することができる。
【００６０】
上記質量体３０が複数の単位質量体３１で構成され、複数の単位質量体の間に間隔が存在する場合、インクジェットヘッドの振動を吸収できる領域が拡張され、液滴の挙動安定性を確保することができる。
【００６１】
上記質量体３０は、インクジェットヘッドの圧電アクチュエータに連結されたフレキシブル印刷回路上に配置され、上記フレキシブル印刷回路に荷重を加えることができる。これにより、フレキシブル印刷回路に起因したインクジェットヘッドの振動を防ぐことができる。
【００６２】
上記インクジェットヘッド上には、バインダーが形成され、上記バインダーによって質量体３０が固定されることができる。上記バインダーは、接着力を有するものであれば特に制限されるものではないが、硬度が１００Ａ以下の物質を使用することができる。これに制限されるものではないが、例えばＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を使用してもよい。
【００６３】
図４は、本発明の他の実施例によるインクジェットヘッドアセンブリを示した概略的な斜視図である。上述した実施例と異なる構成要素を中心として説明し、同一の構成要素に対する詳しい説明は省略する。
【００６４】
図４を参照すると、本実施形態によるインクジェットヘッドアセンブリは、インクチャンネル１１が形成されたタンクヘッド１０、上記インクチャンネルを介して流入されるインクを吐出するように上記タンクヘッド内に配置されるインクジェットヘッド２０、及び上記インクジェットヘッド上に配置され、上記インクジェットヘッドでインク吐出時の振動を制御するように荷重を加える質量体３０とを含む。
【００６５】
上記質量体３０は、シート状であることができ、その一つのシート状の質量体がインクジェットヘッド全体を覆うように配置されることができる。または、質量体は、複数のシート状の単位質量体で構成されてもよく、上記複数のシート状の単位質量体が一定間隔を置いてインクジェットヘッド上に配置されてもよい。
【００６６】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された請求範囲によって限定される。従って、請求範囲に記載の本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者には自明であり、これも添付された請求範囲に記載された技術的思想に属する。
【符号の説明】
【００６７】
１０  タンクヘッド
２０  インクジェットヘッド
２１  流路プレート
２２  中間プレート
２３  ノズルプレート
２４  圧電アクチュエータ
２９  フレキシブル印刷回路
３０  質量体
【図１ａ】
2011121356.tif 000003
【図１ｂ】
2011121356.tif 000004
【図２】
2011121356.tif 000005
【図３ａ】
2011121356.tif 000006
【図３ｂ】
2011121356.tif 000007
【図４】
2011121356.tif 000008