(57)【要約】【課題】本発明はインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。【解決手段】本発明によるインクジェットプリントヘッドは、インクが吐出されるノズルと、上記ノズルにインクを供給するために上記ノズルと連通されるインクチャンバと、上記インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板を具備する胴体部と、上記インクチャンバと対応するように上記胴体部に装着され、上記インクチャンバに伝達される振動を発生させるアクチュエータと、上記アクチュエータを電気的に連結させ、上記胴体部より高い強度を有するバッファ層とを含むことができる。【選択図】図１
2011156856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが吐出されるノズルと、前記ノズルにインクを供給するために前記ノズルと連通されるインクチャンバと、前記インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板を具備する胴体部と、
前記インクチャンバと対応するように前記胴体部に装着され、前記インクチャンバに伝達される振動を発生させるアクチュエータと、
前記アクチュエータと電気的に連結され、前記胴体部より大きいヤング率を有するバッファ層と
を含むインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記バッファ層は銅（Ｃｕ）材質の板状で形成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プリントヘッド。
【請求項３】
前記胴体部は、
一面に前記インクチャンバが形成されるチャンバプレートを具備し、
前記振動板は前記インクチャンバに対応して配置されるように前記チャンバプレートに積層され、前記アクチュエータから発生した振動を前記インクチャンバに伝達す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プリントヘッド。
【請求項４】
前記胴体部は、
前記インクチャンバが形成され、弾性ゴム材質で形成されるチャンバプレートと、
前記チャンバプレートに形成され、振動力を伝達する振動板と接触するように形成され、一面に前記ノズルが形成されるノズルプレートと
を含む請求項１または２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記胴体部は、
熱硬化性弾性ゴム（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）材質から成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プリントヘッド。
【請求項６】
前記胴体部は、
前記インクチャンバにインクを供給するように前記インクを貯蔵する複数のリザーバと、前記リザーバに外部のインクを注入するために夫々形成されるインクインレットを含む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プリントヘッド。
【請求項７】
インクが吐出されるノズルと、前記ノズルにインクを供給するために前記ノズルと連通されるインクチャンバと、前記インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板を具備する胴体部を提供する段階と、
前記胴体部より高い強度を有するバッファ層を前記胴体部の一面に形成させる段階と、
前記バッファ層と電気的に連結するように前記バッファ層上にアクチュエータを形成させる段階と、
を含むインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記胴体部を提供する段階は、
１つの胴体に前記インクチャンバ、前記ノズル、およびリストリクタの少なくとも１つを形成させる段階を含むことを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記胴体部を提供する段階は、
前記アクチュエータの振動を伝達し、弾性ゴム材質で形成される振動板を前記インクチャンバが形成されるチャンバプレートに接着させることを特徴とする請求項７または８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記胴体部を提供する段階は、
前記インクチャンバが形成され弾性ゴム材質であるチャンバプレートを、一面にノズルが形成されるノズルプレートに接着させることを特徴とする請求項７または８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関するもので、より詳細にはアクチュエータの振動力を極大化することができるインクジェットプリントヘッド及びそのインクジェットプリントヘッドを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にインクジェットプリントヘッドは電気信号を物理的な力に変換し小さいノズルを通じてインクが液滴の形態で吐出されるようにする構造体である。
【０００３】
最近、圧電方式のインクジェットプリントヘッドは、産業用インクジェットプリントにおいても使用されている。例えば、印刷回路基板（ＰＣＢ）上に金、銀等の金属を溶かして作ったインクを噴射し回路パターンを直接形成させたり、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、太陽電池等に使用される。
【０００４】
一般的にインクジェットプリントヘッドはカートリッジからインクを流入及び流出するための流入口と流出口、流入されるインクを貯蔵するリザーバ、そして上記リザーバ内のインクをノズルに移動させるためにアクチュエータの駆動力を伝達するチャンバ等の構造で形成されることができる。
【０００５】
このとき、従来のインクジェットプリントヘッドは、アクチュエータによりシリコン材質の振動板を振動させることによって内部のインクチャンバからインクを外部に吐出させる。しかし、このような構造のインクジェットプリントヘッドは、振動板がシリコン材質で構成されるため上記振動板によりアクチュエータの駆動変位が減少するという問題がある。
【０００６】
従って、アクチュエータの振動力が損失されるため既存の駆動力では微細な噴射が難しく、このような問題点を解決する技術が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の従来技術の問題を解決するためのもので、その目的はアクチュエータの振動力の損失を防止し噴射性能を向上させるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるインクジェットプリントヘッドは、インクが吐出されるノズルと、上記ノズルにインクを供給するために上記ノズルと連通されるインクチャンバと、上記インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板を具備する胴体部と、上記インクチャンバと対応するように上記胴体部に装着され、上記インクチャンバに伝達される振動を発生させるアクチュエータと、上記アクチュエータを電気的に連結させ、上記胴体部より高い強度を有するバッファ層とを含むことができる。
【０００９】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記バッファ層は、銅（Ｃｕ）材質の板状で形成されることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記胴体部は、一面に上記インクチャンバが形成されるチャンバプレートを具備し、上記振動板は上記インクチャンバに対応して配置されるように上記チャンバプレートに積層され、上記アクチュエータから発生した振動を上記インクチャンバに伝達することができる。
【００１１】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記胴体部は、上記インクチャンバが形成され、弾性ゴム材質で形成されるチャンバプレートと、上記チャンバプレートに形成され、振動力を伝達する振動板と接触するように形成され、一面に上記ノズルが形成されるノズルプレートを含むことができる。
【００１２】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記胴体部は、熱硬化性弾性ゴム（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）材質から成ることを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの上記胴体部は、上記インクチャンバにインクを供給するように上記インクを貯蔵する多数のリザーバ及び上記リザーバに外部のインクを注入するために夫々形成されるインクインレットを含むことを特徴とすることができる。
【００１４】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクが吐出されるノズルと、上記ノズルにインクを供給するために上記ノズルと連通されるインクチャンバと、上記インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板を具備する胴体部を提供する段階と、上記胴体部より高い強度を有するバッファ層を上記胴体部の一面に形成させる段階と、上記バッファ層により電気的に連結されるように上記バッファ層上にアクチュエータを形成させる段階とを含むことができる。
【００１５】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法の上記胴体部を提供する段階は、１つの胴体に上記インクチャンバ、上記ノズル、リストリクタ等を形成させる段階を含むことを特徴とすることができる。
【００１６】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法の上記胴体部を提供する段階は、上記アクチュエータの振動を伝達し、弾性ゴム材質で形成される振動板を上記インクチャンバが形成されるチャンバプレートに接着させることを特徴とすることができる。
【００１７】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法の上記胴体部を提供する段階は、上記インクチャンバが形成され弾性ゴム材質であるチャンバプレートを、一面にノズルが形成されるノズルプレートに接着させることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法は、胴体部が弾性ゴム材質で形成されるため、上記胴体部の一面に装着されるアクチュエータの振動力を損失することなくインクチャンバに伝達し、噴射性能を向上させる効果がある。
【００１９】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記胴体部より高い強度を有するバッファ層を含むため弾性ゴム材質の胴体部が過度に変形することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な部分斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリントヘッドの断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのバッファ層を説明するための概略的な断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのバッファ層を説明するための概略的な断面図である。
【図５】本発明の他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明によるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法に関し図１から図６を参照してより具体的に説明する。以下では図面を参照し本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。
【００２２】
但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内において他の構成要素の追加、変更、削除等を通じ、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を  容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００２３】
また、各実施例の図面に示される同一の思想の範囲内の機能が同じ構成要素は同一の参照符号を使用して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な部分斜視図であり、図２は、図１のインクジェットプリントヘッドの断面図である。
【００２５】
図１及び図２を参照すると、インクジェットプリントヘッド１００は胴体部１１０、アクチュエータ１２０及びバッファ層１３０を含むことができる。
【００２６】
胴体部１１０は、アダプタ及びインクタンクと連結されることができる。このとき、胴体部１１０にはインクを内部に吐出するためのノズル１１２とノズル１１２に夫々連結されるインクチャンバ１１４が形成されることができる。
【００２７】
一方、胴体部１１０はインクチャンバ１１４に振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板１１５を具備することができる。即ち、胴体部１１０にはインクチャンバ１１４を形成する何れか１つの壁体（本実施例では上部側）を成す振動板１１５を具備し、振動板１１５は熱硬化性弾性ゴム（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）材質から成ることができる。
【００２８】
これにより、１０倍以上増加した振動による弾性エネルギーを弾性ゴム材質から成る振動板１１５を通じ損失を減少させて伝達することができるため、インクジェットの性能を向上させることができる。
【００２９】
一方、図１及び図２に図示されたように、胴体部１１０の全体が弾性ゴム材質で形成されることができ、具体的には熱硬化性弾性ゴム（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）から成ることができる。
【００３０】
従って、胴体部１１０にシリコン材料ではない弾性ゴムを適用するため、既存より１０倍以上増加した振動の弾性エネルギーを確保することでインクジェットの性能を向上させることができる。
【００３１】
また、胴体部１１０は、内側に流路を構成するが、１つの胴体で製造することができる。従って、胴体部１１０は全体的に弾性ゴム材質で形成される。このとき、胴体部１１０には設計者の意図によってリザーバ、リストリクタ及びインク流入口が共に設計されることができる。
【００３２】
ここで、胴体部１１０は弾性ゴム材質であり、約０．１〜１０Ｇｐａのヤング率を有するようになる。このとき、ヤング率とは、長手方向の張力や圧縮力を受けた物質が長さの変化に耐える能力を測定した値であり、長手方向に加わった変形力を変形率で割るものを意味する。
【００３３】
従って、振動するアクチュエータ１２０の振動力が胴体部１１０を通じて既存より遥かに大きい振動力をインクチャンバに伝達することができる。
【００３４】
一方、図１及び図２に図示されたように、本実施例では、胴体部１１０の全体が弾性ゴム材質から成る場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されず、振動板１１５を除いた胴体部１１０はシリコン材質から成ることができる。
【００３５】
アクチュエータ１２０は、上面及び下面に電気的に連結される電極が形成されることができ、圧電物質であるＰＺＴ（Ｌｅａｄ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミック材料から成ることができる。このとき、アクチュエータ１２０は、胴体部１１０の上部面に多数装着されるが、インクチャンバ１１４と対応する位置に配置されることができる。
【００３６】
従って、アクチュエータ１２０はバッファ層１３０と電気的に連結されて振動力が発生し、振動するアクチュエータ１２０によりインクチャンバ１１４の体積が変化しながら圧力が発生するためインクチャンバ１１４内のインクが外部に吐出されるようになる。
【００３７】
しかし、アクチュエータ１２０は、圧電体に限定されず、設計者の意図によって多様なアクチュエータを適用することができる。
【００３８】
バッファ層１３０は、アクチュエータ１２０を電気的に連結させるように胴体部１１０及びアクチュエータ１２０の間に形成されることができ、上記胴体部１１０より高い強度を有することを特徴とすることができる。
【００３９】
このとき、バッファ層１３０は銅材質の板状で形成されるため、アクチュエータ１２０の振動力により胴体部１１０が過度に動くことを防止する効果がある。
【００４０】
具体的に、バッファ層１３０は銅材質で形成されるためヤング率が約１２０Ｇｐａ程度であり、胴体部１１０より大きいヤング率を有するようになる。
【００４１】
また、インクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクが吐出されるノズル１１２と、ノズル１１２にインクを供給するためにノズル１１２と連通されるインクチャンバ１１４と、インクチャンバに振動を伝達し、弾性ゴム材質から成る振動板１１５を具備する胴体部１１０を提供する段階を含むことができる。
【００４２】
また、胴体部１１０より高い強度を有するバッファ層１３０を上記胴体部の一面に形成させる。
【００４３】
そして、バッファ層１３０により電気的に連結されるように上記バッファ層１３０上にアクチュエータ１２０を形成させる。
【００４４】
このとき、胴体部１１０を提供する段階は、１つの胴体に上記インクチャンバ１１４、上記ノズル１１２、上記振動板１１５及びリストリクタ１１６等を形成させる段階を含むことを特徴とすることができる。従って、胴体部１１０は１つの胴体で構成されることができる。しかし、胴体部１１０を製造する方法はこれに限定されない。
【００４５】
以下では、図１で図示された構成をより具体的に説明する。
【００４６】
インクインレット１１９は、リザーバ１１７と直接連結されるように提供され、リザーバ１１７はリストリクタ１１６を通じてインクチャンバ１１４にインクを供給する役割をする。なお、リザーバを複数個設けてもよい。この場合、インクインレットは複数個のリザーバの各々に対応して形成される。
【００４７】
ここで、インクチャンバ１１４はアクチュエータ１２０が装着される位置の下部に備えられ、リザーバ１１７はインクインレット１１９からインクの供給を受けインクチャンバ１１４にインクを供給するが、リザーバ１１７及びインクチャンバ１１４はリストリクタ１１６により互いに連結される流路である。
【００４８】
そして、ダンパ１１８はアクチュエータ１２０によりインクチャンバ１１４から吐出されるインクの伝達を受けノズル１１２を通じて外部に吐出させる。
【００４９】
また、ダンパ１１８は、多段形状で形成されてもよく、このような構造によりインクチャンバ１１４から受けるインクの量とノズル１１２に進行されるインク量を調節することができるようになる。
【００５０】
また、胴体部１１０にインクを注入するインク貯蔵部（不図示）と上記インク貯蔵部及び上記胴体部１１０を構造的に連結するためのアダプタ部（不図示）をさらに含むことができる。
【００５１】
一方、振動板１１５はインクチャンバ１１４を形成する何れか１つの壁体（本実施例では上部側）を成し、弾性ゴム材質から成ることができる。
【００５２】
但し、図１及び図２に図示された本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッド１００では、胴体部１１０の全体が弾性ゴム材質から成る場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されず、胴体部１１０はシリコン材質から成り、振動板１１５のみが弾性ゴム材質から成ることができる。
【００５３】
図３及び図４は、本発明の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのバッファ層を説明するための概略的な断面図である。
【００５４】
図３及び図４を参照すると、アクチュエータ１２０はバッファ層１３０と電気的に連結され、電気的な信号により振動するようになる。
【００５５】
このとき、図３で図示されたように、アクチュエータ１２０がインクチャンバ１１４に向かって屈曲し、これにより、インクチャンバ１１４を形成する何れか１つの壁体を成す振動板１１５がアクチュエータ１２０と共に折れ曲がる。
【００５６】
このような屈曲によりインクチャンバ１１４に圧力が発生し、インクチャンバ１１４内のインクがノズル１１２を通じて外部に吐出されるようになる。
【００５７】
ここで、振動板１１５が弾性ゴムを適用するため、既存より１０倍以上増加した振動の弾性エネルギーを確保することでアクチュエータ１２０の振動力を損失することなくインクチャンバ１１４に伝達する。
【００５８】
このとき、バッファ層１３０は銅材質の板状で形成されることができる。従って、バッファ層１３０がない場合には図４で図示されたように、点線で表わされた部分まで胴体部１１０が変形するようになるが（Ａ）、設計者の意図によってバッファ層１３０により胴体部１１０が過度に動くことを防止する効果がある。
【００５９】
結果的に、本実施例によるインクジェットプリントヘッドは、胴体部１１０が弾性ゴム材質で形成されるため胴体部１１０の一面に装着されるアクチュエータ１２０の振動力を損失することなくインクチャンバ１１４に伝達し、噴射性能を向上させる効果がある。
【００６０】
また、本実施例によるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記胴体部１１０より高い強度を有するバッファ層１３０を含むため弾性ゴム材質の胴体部１１０が過度に変形することを防止することができる。
【００６１】
図５及び図６は本発明の他の実施例によるインクジェットプリントヘッドを説明するための概略的な断面斜視図と断面図である。
【００６２】
図５及び図６を参照すると、インクジェットプリントヘッドは胴体部２１０、アクチュエータ２２０及びバッファ層２３０を含むことができる。
【００６３】
このとき、本実施例のアクチュエータ２２０とバッファ層２３０は実質的に先の実施例と同一であるためその具体的な説明は省略する。
【００６４】
胴体部２１０はチャンバプレート２１０ａ、中間プレート２１０ｂ及びノズルプレート２１０ｃを含むことができる。
【００６５】
チャンバプレート２１０ａは、複数個のインクチャンバ２１４が形成され、インクが流入されるためのインクインレット２１９が備えられることができる。このとき、チャンバプレート２１０ａは弾性ゴム材質で形成されることができ、具体的には熱硬化性弾性ゴム（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）から成ることができる。
【００６６】
また、上記チャンバプレート２１０ａには上記アクチュエータ２２０の振動力を伝達する振動板２１５が具備されることができ、上記振動板２１５は上記チャンバプレート２１０ａと同様に弾性ゴム材質から成ることができる。
【００６７】
そして、チャンバプレート２１０ａは中間プレート２１０ｂに接着剤を利用して接着されることができ、このとき、中間プレート２１０ｂ及びノズルプレート２１０ｃの材質は弾性ゴムから成ることができる。
【００６８】
しかし、本実施例の構造に限定されず、振動板２１５のみが弾性ゴムから成る等、設計者の意図によって多様に製造されることができる。
【００６９】
即ち、振動板２１５がチャンバプレート２１０ａと一体で形成されることもでき、振動板２１５とチャンバプレート２１０ａが別途の部材で形成され、振動板２１５がチャンバプレート２１０ａに接着されて設けられることもできる。
【００７０】
また、振動板２１５とチャンバプレート２１０ａが全て弾性ゴム材質から成ることもでき、振動板２１５のみが弾性ゴム材質から成ることもできる。
【００７１】
従って、本実施例によるインクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリントヘッドの製造方法は、胴体部２１０が弾性ゴム材質で形成されるため胴体部２１０の一面に装着されるアクチュエータ２２０の振動力を損失することなくインクチャンバに伝達し、噴射性能を向上させる効果がある。
【符号の説明】
【００７２】
２１０ａ  チャンバプレート
２１０ｂ  中間プレート
２１０ｃ  ノズルプレート
１１０  胴体部
１１２  ノズル
１１４  インクチャンバ
１１６  リストリクタ
１１７  リザーバ
１１８  ダンパ
１１９  インクインレット
１２０  アクチュエータ
１３０  バッファ層
【図１】
2011156856.tif 000003
【図２】
2011156856.tif 000004
【図３】
2011156856.tif 000005
【図４】
2011156856.tif 000006
【図５】
2011156856.tif 000007
【図６】
2011156856.tif 000008