(57)【要約】【課題】本発明はインクジェットヘッド及びインクジェッ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ヘッドは複数のインクチャンバが形成される流路プレートと、前記インクチャンバのインクを外部に吐出するために前記インクチャンバに夫々連結される複数のノズルが形成されるノズルプレートと、前記流路プレート及び前記ノズルプレートの内部に形成され、前記インクチャンバの駆動のための振動が隣接する他のインクチャンバに影響を与えるクロストークを防ぐためのエアトラップ部とを含むことができる。【選択図】図１
2011025657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインクチャンバが形成される流路プレートと、
前記インクチャンバのインクを外部に吐出するために前記インクチャンバに夫々連結される複数のノズルが形成されるノズルプレートと、
前記流路プレート及び前記ノズルプレートの内部に形成され、前記インクチャンバの駆動のための振動が隣接する他のインクチャンバに影響を与えるクロストークを防ぐためのエアトラップ部と、
を含むインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記流路プレート及び前記ノズルプレートのうち少なくとも１つには、開放溝が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ヘッド。
【請求項３】
前記開放溝と前記エアトラップ部は互いに連結されるよう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】
前記開放溝は、前記インクチャンバに対応するように前記流路プレートの上面に形成されるアクチュエータの両端部に夫々形成されることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記エアトラップ部は、前記インクチャンバと前記隣接する他のインクチャンバとの間に形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。
【請求項６】
前記エアトラップ部は、前記インクチャンバとインクが導入されるインク導入口との間に形成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。
【請求項７】
前記エアトラップ部は、前記インクチャンバのインクが前記ノズルに流れるようにするダンパと前記インクチャンバにインクを供給するためのマニホールドとの間に形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
流路プレート及びノズルプレートを提供する段階と、
前記流路プレート及び前記ノズルプレートが接触される夫々の一面に複数の溝を形成させる段階と、
前記流路プレートと前記ノズルプレートを互いに接着させて前記複数の溝により内部にエアトラップ部を形成させる段階と、
を含むインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記複数の溝を形成させる段階は、前記流路プレートの表面に開放溝を形成させる段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記複数の溝と前記開放溝が互いに連結されるように形成させ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の製造方法。
【請求項１１】
前記複数の溝を形成させる段階は、エッチング工程を通じて形成させることを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記ノズルプレートに多段状のダンパを形成させることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載のインクジェッ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ヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、より詳細には印刷品質を向上させることができるインクジェットヘッド及びこのようなインクジェッ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ヘッドは、電気信号を物理的な力に変換して小さなノズルを通じてインクを液滴の形態で吐出させる構造体である。
【０００３】
最近、圧電方式のインクジェットヘッドは、産業用インクジェットプリンターにも用いられている。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、太陽電池等に用いられる。
【０００４】
一般的にインクジェットプリンターのインクジェットヘッド内にはカートリッジから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保存するリザーバ、そして前記リザーバ内のインクをノズルに移動させるためのアクチュエータの駆動力を伝達するチャンバ等が形成される。
【０００５】
しかし、従来のインクジェットヘッドは、前記チャンバの周辺に装着されるアクチュエータの振動がインクを吐出しようとするチャンバにのみ影響を与えるのではなく、同一の上部板に連結された隣接したチャンバにも振動が伝達される。
【０００６】
従って、このような現象により、従来のインクジェットヘッドは不安定なメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）挙動を示し、不安定な液滴噴射が進行し、チャンバの固有周波数にノイズとして作用し印刷品質が悪くなるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前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が周辺の他のチャンバに影響を与えるクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を防ぐことができるインクジェットヘッド及びインクジェッ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ヘッドは複数のインクチャンバが形成される流路プレートと、前記インクチャンバのインクを外部に吐出するために前記インクチャンバに夫々連結される複数のノズルが形成されるノズルプレートと、前記流路プレート及び前記ノズルプレートの内部に形成され、前記インクチャンバの駆動のための振動が隣接する他のインクチャンバに影響を与えるクロストークを防ぐためのエアトラップ部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ヘッドの前記流路プレート及び前記ノズルプレートのうち少なくとも１つには開放溝が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ヘッドの前記開放溝と前記エアトラップ部は互いに連結されるように形成されることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明によるインクジェットヘッドの前記開放溝は、前記インクチャンバに対応するように前記流路プレートの上面に形成されるアクチュエータの両端部に夫々形成されることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明によるインクジェットヘッドの前記エアトラップ部は、前記インクチャンバと前記隣接する他のインクチャンバとの間に形成され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ヘッドの前記エアトラップ部は、前記インクチャンバとインクが導入されるインク導入口との間に形成される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ヘッドの前記エアトラップ部は、前記インクチャンバのインクが前記ノズルに流れるようにするダンパと、前記インクチャンバにインクを供給するためのマニホールドとの間に形成されることを特徴とすることができる。
【００１５】
また、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法は、流路プレート及びノズルプレートを提供する段階と、前記流路プレート及び前記ノズルプレートが接触される夫々の一面に複数の溝を形成させる段階と、前記流路プレートと前記ノズルプレートを互いに接着させて前記溝により内部にエアトラップ部を形成させる段階とを含むことができる。
【００１６】
また、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の前記複数の溝を形成させる段階は、前記流路プレートの表面に開放溝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。
【００１７】
また、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法は、前記複数の溝と前記開放溝が互いに連結されるように形成させることを特徴とすることができる。
【００１８】
また、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の前記インクチャンバ及び前記複数の溝を形成させる段階は、エッチング工程を通じて形成させることを特徴とすることができる。
【００１９】
また、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法は、前記ノズルプレートに多段状のダンパを形成させることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法は流路プレート及びノズルプレートの内部にエアトラップ部を形成させるため、エアトラップ部によりアクチュエータの振動が周辺の他のチャンバに進行することを防ぎ、他のチャンバに影響を与えるクロストークを防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明によるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法は、流路プレート及びノズルプレートのうち、少なくとも１つに開放溝が形成されるため、アクチュエータの装着位置が容易に確認でき、アクチュエータの振動が左右方向に移動することを防ぐため、インクチャンバに前記振動が効果的に伝達される。
【００２２】
また、本発明によるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法は、開放溝及びエアトラップ部が互いに連結されるように形成されるため、流路プレート及びノズルプレートを互いに接着させる際に、生じ得るエアを外部に噴出させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドを説明するための断面図である。
【図３】図１のインクジェットヘッドを説明するための側断面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第２実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図である。
【図６】図５のインクジェットヘッドを説明するための断面図である。
【図７】図５のインクジェットヘッドを説明するための側断面図である。
【図８】本発明の第３実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明によるインクジェットヘッドに対して図１から図８を参照し、より具体的に説明する。以下では、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。
【００２５】
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で他の構成要素を追加、変更、削除等を通じて、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範囲内に含まれる。
【００２６】
図１は本発明の第１実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図であり、図２は図１のインクジェットヘッドを説明するための断面図であり、図３は図１のインクジェットヘッドを説明するための側断面図である。
【００２７】
図１を参照すると、インクジェットヘッド１００は流路プレート１１０、中間プレート１２０、ノズルプレート１３０及びエアトラップ部１５０を含む。
【００２８】
流路プレート１１０には複数のインクチャンバ１１２が形成され、インクが流入されるためのインク導入口１１６が設けられる。このとき、インク導入口１１６はマニホールド１２２と直接連結されるように提供され、マニホールド１２２はリストリクタ１２４を通じてインクチャンバ１１２にインクを供給する役割をする（矢印方向に）。
【００２９】
このとき、マニホールド１２２は１つの大きな空間で形成され、複数のインクチャンバ１１２に夫々連結されることもできるが、これに限定されず、各インクチャンバ１１２に対応するように複数個が形成されることもできる。
【００３０】
また、インク導入口１１６も同様に、１つのマニホールド１２２に対応して１つのみが形成されることができるが、複数のマニホールド１２２が形成される場合は、各マニホールド１２２に対応するように複数個が形成されることも可能である。
【００３１】
このとき、流路プレート１１０にはインクチャンバ１１２及びインク導入口１１６の間にエアトラップ部１５０が形成されることができる。
【００３２】
また、インクチャンバ１１２は圧電アクチュエータ１４０が装着される位置の下部に設けられる。このとき、流路プレート１１０のうち、インクチャンバ１１２の天井を成す部分は振動板１１４の役割をする。
【００３３】
従って、インクの吐出のために、圧電アクチュエータ１４０に駆動信号を印加すると、圧電アクチュエータ１４０と共に、その下の振動板１１４が変形してインクチャンバ１１２の体積が減少する。
【００３４】
これによるインクチャンバ１１２内の圧力が増加するによりインクチャンバ１１２内のインクはダンパ１２６とノズル１３２を通じて外部に吐出される。
【００３５】
また、圧電アクチュエータ１４０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（Ｐｌｕｍｂｕｍ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミック材料から成ることができる。
【００３６】
ここで、流路プレート１１０にはインクチャンバ１１２及びインク導入口１１６を形成するためにエッチング工程を通じてエアトラップ部１５０と共に前記空間が製造されることができる。
【００３７】
中間プレート１２０は長さ方向に長く形成されるマニホールド１２２及びノズル１３２とインクチャンバ１１２を連結するダンパ１２６を含むことができる。
【００３８】
マニホールド１２２はインク導入口１１６からインクの供給を受け、インクチャンバ１１２にインクを供給し、マニホールド１２２及びインクチャンバ１１２はリストリクタ１２４により互いが連結される。
【００３９】
そして、ダンパ１２６は圧電アクチュエータ１４０によりインクチャンバ１１２から吐出されるインクの伝達を受け、ノズル１３２を通じて外部に吐出させる。
【００４０】
また、ダンパ１２６は多段状で形成されることができ、このような構造によりインクチャンバ１１２から受け入れるインク量とノズル１３２に流れるインク量を調節することができる。
【００４１】
このとき、前記ダンパ１２６は選択事項であって、削除することもでき、このような場合は流路プレート１１０とノズルプレート１３０のみでもインクジェットヘッドを構成することができる。
【００４２】
また、中間プレート１２０は複数のエアトラップ部１５０と共にダンパ１２６及びマニホールド１２２が形成されることができる。
【００４３】
ノズルプレート１３０は各インクチャンバ１１２と対応するように形成され、ダンパ１２６を通過するインクが外部に吐出されるようにノズル１３２を含む。また、ノズルプレート１３０は中間プレート１２０の下部に接着される。
【００４４】
ノズル１３２は、前記インクジェットヘッド内に形成された流路を通じて移動するインクを液滴で噴射させる。
【００４５】
このとき、流路プレート１１０、中間プレート１２０及びノズルプレート１３０は半導体直接回路に広く用いられるシリコン基板を使用することができる。
【００４６】
また、複数のエアトラップ部１５０は流路プレート１１０、中間プレート１２０及びノズルプレート１３０に夫々形成されることができ、インクチャンバ１１２の駆動のための振動が隣接する他のインクチャンバに影響を与えるクロストークを防ぐことができる。
【００４７】
具体的に説明すると、図３に図示されたように、エアトラップ部１５０はインクチャンバ１１２と前記隣接する他のインクチャンバ１１２との間に位置することができる。
【００４８】
このとき、インクチャンバ１１２は圧電アクチュエータ１４０により振動板１１４が変形してインクを外部に吐出させるが、圧電アクチュエータ１４０による振動により隣接する他のインクチャンバ１１２にも影響を与えることができる。
【００４９】
しかし、本実施例では、インクチャンバ１１２及び隣接する他のインクチャンバ１１２との間にエアトラップ部１５０が形成されるため、前記振動を中間で遮断することができる。
【００５０】
また、エアトラップ部１５０はインクチャンバ１１２とインクが導入されるインク導入口１１６との間にも形成されることができる。従って、圧電アクチュエータ１４０による振動がインク導入口１１６に伝達されることをエアトラップ部１５０により防ぐことができる。
【００５１】
また、エアトラップ部１５０はインクチャンバ１１２のインクがノズル１３２に流れるようにするダンパ１２６とインクチャンバ１１２にインクを供給するためのマニホールド１２２との間にも形成されることができる。従って、圧電アクチュエータ１４０による振動がマニホールド１２２またはノズル１３２に伝達されるのを防ぐことができる。
【００５２】
このとき、複数のエアトラップ部１５０は、一々製造されるのではなく、前述のようにそれに対応する溝がエッチング工程を通じて他の構成と共に形成された後に、流路プレート１１０、中間プレート１２０及びノズルプレート１３０を互いに接着させることにより製造されるため、その製造がより容易である。しかし、エアトラップ部１５０の位置はこれに限定されず、設計者の意図によって多様に設計され得る。
【００５３】
図４は本発明の第１実施例によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【００５４】
図４を参照すると、インクジェットヘッドの製造方法は流路プレート１１０及びノズルプレート１３０を提供する段階を含む。
【００５５】
また、エアトラップ部１５０を形成するために、流路プレート１１０の一面にインクチャンバ１１２を形成し、ノズルプレート１３０の一面に複数の溝を形成させる段階を含むことができる。
【００５６】
複数の溝を形成させる段階はインクチャンバ１１２、マニホールド１２２、ダンパ１２６及びノズル１３２等の他の構成と共にエッチング工程を通じて形成される。
【００５７】
また、流路プレート１１０とノズルプレート１３０を互いに接着させることにより内部にエアトラップ部１５０を形成させる段階を含むことができる。
【００５８】
このとき、流路プレート１１０、中間プレート１２０及びノズルプレート１３０は互いに接着される過程を通じて１つの胴体で形成されることができ、その構造は流路プレート１１０の下部には中間プレート１２０が接着され、中間プレート１２０の下部にはノズルプレート１３０が接着されるものである。
【００５９】
しかし、このような接着段階において各層には空気がトラップ（ｔｒａｐ）されることができ、このような現象によってインクジェットヘッドの製造時に接合不良が頻繁に生じる。
【００６０】
従って、本実施例では前記現象により発生した空気がエアトラップ部１５０の空間に自動で移動するため、前記空気による接合不良を防ぐことができる。
【００６１】
また、エアトラップ部１５０はインクチャンバ１１２とインクが導入されるインク導入口１１６との間に形成されることができるため、圧電アクチュエータ１４０による振動がインク導入口１１６に伝達されることを防ぐことができる。
【００６２】
従って、従来、前記振動が隣接したインクチャンバに伝達される場合、不安定なメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）挙動を示しながら不安定な液滴噴射が進行し、インクチャンバの固有周波数にノイズとして作用し印刷品質が悪くなるという短所が生じた。
【００６３】
しかし、本実施例ではエアトラップ部１５０が前記振動が伝達されることを遮断するため、前記問題点を解決し印刷品質の向上を図ることができる。
【００６４】
図５は本発明の第２実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図であり、図６は図５のインクジェットヘッドを説明するための断面図であり、図７は図５のインクジェットヘッドを説明するための側断面図である。
【００６５】
図５から図７を参照すると、インクジェットヘッド２００は流路プレート２１０、中間プレート２２０、ノズルプレート２３０、エアトラップ部２５０及び開放溝２６０を含むことができる。
【００６６】
本実施例において流路プレート２１０、中間プレート２２０、ノズルプレート２３０は、第１実施例の構成及び製造方法が実質的に同一であり、その具体的な説明は省略する。
【００６７】
また、流路プレート２１０のインクチャンバ２１２、振動板２１４と中間プレート２２０のマニホールド２２２、リストリクタ２２４、ダンパ２２６とノズルプレート２３０のノズル２３２も同様に、第１実施例の構成と同一であるため、その具体的な説明は省略する。
【００６８】
エアトラップ部２５０はインクチャンバ２２２及び隣接する他のインクチャンバ２２２との間に形成される。また、エアトラップ部２５０はインクチャンバ２１２とインク導入口２１６との間と、ダンパ２２６とマニホールド２２２との間に形成されることができる。しかし、エアトラップ部２５０の形成位置はこれに限定されず、設計者の意図により様々な位置に形成されることができる。
【００６９】
従って、本実施例では圧電アクチュエータ２４０による振動がインク導入口２１６に伝達されるか、またはマニホールド２２２またはノズル２３２に伝達されることをエアトラップ部２５０により防ぐことができる。
【００７０】
このとき、複数のエアトラップ部２５０は一々製造されるものではなく、エッチング工程を通じて他の構成と共に溝が形成され流路プレート２１０、中間プレート２２０及びノズルプレート２３０を互いに接着させることにより製造されるため、その製造がより容易である。
【００７１】
また、エアトラップ部２５０は、インクチャンバ２１２とインクが導入されるインク導入口２１６との間に形成されることもできる。そのため、本実施例ではエアトラップ部２５０が前記振動が他の構成に伝達されることを遮断するため、印刷品質の向上を図ることができる。
【００７２】
また、開放溝２６０は流路プレート２１０の表面に形成され、その形成位置は圧電アクチュエータ２４０の装着位置に隣接するように形成されることができる。従って、本実施例では開放溝２６０が圧電アクチュエータ２４０の装着位置を案内するため、その作業がより容易である。
【００７３】
また、本実施例では圧電アクチュエータ２４０の周辺に形成される開放溝２６０により圧電アクチュエータ２４０の振動が外側に伝達されず、インクチャンバ２１２に集中して伝達されることができるため、その効率が向上することができる。このとき、開放溝２６０はノズル２３２の周辺に形成されることもできるが、その開放溝２６０の位置はこれに限定されない。
【００７４】
図８は本発明の第３実施例によるインクジェットヘッドを説明するための概略的な斜視図である。
【００７５】
図８を参照すると、インクジェットヘッド３００は、流路プレート３１０、中間プレート３２０、ノズルプレート３３０、エアトラップ部３５０及び開放溝３６０を含むことができる。
【００７６】
このとき、本実施例の流路プレート３１０、中間プレート３２０、ノズルプレート３３０は第１実施例の構成及び製造方法が実質的に同一であり、その具体的な説明は省略する。
【００７７】
また、本実施例のエアトラップ部３５０及び開放溝３６０は第２実施例と実質的に同一であり、その具体的な説明は省略する。
【００７８】
このとき、本実施例の特徴は、エアトラップ部３５０及び開放溝３６０のうち、一部が互いに連結されるように形成されることである。このような構造によりエアトラップ部３５０及び開放溝３６０は１つの流路を形成することができる。
【００７９】
従って、エアトラップ部３５０には各プレートを接合するとき発生する空気がエアトラップ部３５０の空間に自動で移動するが、エアトラップ部３５０と開放溝３６０が互いに連結された１つの流路となるため、前記空気がインクジェットヘッドの外側に排出されることができる。そのため、前記空気による接合不良が生じることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００８０】
１１０、２１０、３１０  流路プレート
１２０、２２０、３２０  中間プレート
１３０、２３０、３３０  ノズルプレート
１４０、２４０、３４０  圧電アクチュエータ
１５０、２５０、３５０  エアトラップ部
２６０、３６０  開放溝
【図１】
2011025657.tif 000003
【図２】
2011025657.tif 000004
【図３】
2011025657.tif 000005
【図４】
2011025657.tif 000006
【図５】
2011025657.tif 000007
【図６】
2011025657.tif 000008
【図７】
2011025657.tif 000009
【図８】
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