KR100974948B1 - 잉크젯 헤드 제조방법 - Google Patents
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Abstract
잉크젯 헤드 제조방법이 개시된다. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서, 잉크젯 헤드를 충전제의 용융온도 이상으로 가열하는 단계, 잉크젯 헤드의 내부의 틈이 충전되도록, 잉크젯 헤드에 충전제를 충전하는 단계 및 잉크젯 헤드의 틈에 충전제가 잔존하도록 잉크젯 헤드의 외부로 충전제를 배출하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법은, 잉크젯 헤드를 구성하는 층간 구조 사이에 발생할 수 있는 틈을 제거하고, 이로 인한 잉크젯 헤드 내부의 기포 발생을 방지하여, 보다 개선된 성능의 잉크젯 헤드를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 그 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
잉크젯 헤드, 충전제, 틈, 제조
Description
본 발명은 잉크젯 헤드 제조방법에 관한 것이다.
잉크젯 헤드는 내부에 형성되어 있는 챔버에 구동력을 인가하여 잉크 액적이 노즐을 통해 분사되도록 함으로써 인쇄를 수행할 수 있는 장치이다. 잉크젯 헤드는 잉크를 수용하는 리저버, 리저버로부터 잉크를 공급받는 챔버, 리저버와 챔버 간에 잉크의 유동을 제어하는 리스트릭터, 챔버에 압력을 제공하는 엑츄에이터, 챔버와 엑츄에이터 사이에 개재되어 엑츄에이터의 압력을 챔버에 전달하는 멤브레인 및 챔버에 결합되는 노즐을 포함하여 이루어 진다.
이러한 잉크젯 헤드를 제조하기 위해, 각각의 구성이 형성된 플레이트를 제작하고, 이들을 접합한다. 각각의 플레이트의 접합은 고분자 접합제를 이용하여 이루어지고 있다.
그러나, 고분자 접합제는 접합과정에서 그 크기가 변화되거나 각각의 플레이트 간에 접합이 치밀하지 못하여, 각각의 플레이트 간에 틈이 발생할 수 있다. 또 한, 각각의 플레이트를 정렬하는 과정에서 정렬오차로 인해 각각의 플레이트 간에 틈이 발생할 수 있다.
잉크젯 헤드의 내부에 틈이 발생하면, 잉크젯 헤드에 잉크를 충전하는 과정에서 기포가 발생할 수 있다. 잉크젯 헤드 내의 기포는 잉크젯 헤드의 성능을 저해시키고, 제조 상의 불량의 원인으로 그 제조 수율을 저해시키는 문제가 있었다.
본 발명은 잉크젯 헤드의 성능을 개선하고, 제조 수율을 향상시킬 수 있는 잉크젯 헤드 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서, 잉크젯 헤드를 충전제의 용융온도 이상으로 가열하는 단계, 잉크젯 헤드의 내부의 틈이 충전되도록, 잉크젯 헤드에 충전제를 충전하는 단계 및 잉크젯 헤드의 틈에 충전제가 잔존하도록 잉크젯 헤드의 외부로 충전제를 배출하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법이 제공된다.
이 때, 충전제를 배출하는 단계는 잉크젯 헤드에 압축공기를 주입하여 수행될 수 있다. 또한, 충전제는 잉크에 대하여 불활성일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 잉크젯 헤드를 구성하는 층간 구조 사이에 발생할 수 있는 틈을 제거하고, 이로 인한 잉크젯 헤드 내부의 기포 발생을 방지하여, 보다 개선된 성능의 잉크젯 헤드를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 그 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(200) 제조방법을 나타낸 순서도이며, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(200) 제조방법을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예를 설명하기에 앞서, 도 2를 참고하여 잉크젯 헤드(200)의 구조를 살펴보면 이하와 같다.
리저버(reservoir, 204)는 잉크(500)를 수용하며, 이하에서 설명할 리스트릭터(restrictor, 206)를 통해 챔버(chamber, 208)에 잉크(500)를 제공한다. 리저버(204)는 유입구(218)를 통해 외부로부터 잉크(500)를 공급받을 수 있다.
리스트릭터(206)는 리저버(204)와 이하에서 설명할 챔버(208)를 서로 연통하게 하며, 리저버(204)로부터 챔버(208)에 잉크(500)를 공급하는 채널로서의 기능을 수행할 수 있다. 리스트릭터(206)는 리저버(204) 보다 작은 단면적을 갖도록 형성되어, 엑츄에이터에 의해 챔버(208)에 압력이 제공되는 경우 리저버(204)로부터 챔버(208)에 공급되는 잉크(500)의 흐름을 제어할 수도 있다.
챔버(208)는 리스트릭터(206)와 연결되어 리저버(204)와 연통된다. 챔버(208)는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 챔버(208)는 나란히 배치될 수 있다. 또한, 리스트릭터(206)와 연결된 측 외의 타측을 통해 노즐(216)과 연결된다. 이러한 구조를 통해, 잉크젯 헤드(200)는 리저버(204)로부터 잉크(500)를 공급받아 수용하고, 이를 다시 노즐(216)에 공급함으로써, 인쇄를 수행할 수 있다.
챔버(208)는 일면에 멤브레인(210)에 의해 커버되고, 챔버(208)의 위치에 상응하는 멤브레인(210)의 상면에는 엑츄에이터가 결합될 수 있다. 이러한 엑츄에이터로는 예를 들어 압전체(212)가 이용할 수 있다.
압전체(212)는 챔버(208)의 위치에 상응하는 멤브레인(210)의 상면에 결합되어, 전원에 의해 진동을 발생할 수 있다. 압전체(212)는 압전체(212)에 공급되는 전압에 따라 진동을 발생시켜, 멤브레인(210)을 통해 챔버(208)에 압력을 공급할 수 있다.
노즐(216)은 챔버(208)와 연결되어, 챔버(208)로부터 잉크(500)를 공급받아 잉크(500)를 토출하는 기능을 수행할 수 있다. 압전체(212)에 의해 발생한 진동이 챔버(208)에 제공되면, 챔버(208)에는 압력이 가해지고, 이 압력에 의해 잉크(500) 는 노즐(216)을 통해 토출될 수 있게 된다.
상술한 잉크젯 헤드(200)를 이루는 구성들은 잉크젯 헤드(200)의 몸체를 이루는 바디(202)에 형성될 수 있다. 바디(202)는 복수의 플레이트(202a, 202b, 202c)를 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(208), 리스트릭터(206) 및 유입구(218)에 상응하는 형상이 가공되는 제1 플레이트(202a)와, 리저버(204), 노즐(216)과 챔버(208)를 연결하는 통로(214)에 상응하는 형상이 가공되는 제2 플레이트(202b) 및 노즐(216)에 상응하는 형상이 가공되는 제3 플레이트(202c)를 적층하여 바디(202)를 형성할 수 있다.
각각의 플레이트(202a, 202b, 202c)는 실리콘 웨이퍼와 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 잉크젯 헤드(200)를 이루는 구성에 상응하는 형상은 기계적 또는 물리적인 가공을 통해 각각의 플레이트(202a, 202b, 202c)에 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 플레이트(202a, 202b, 202c)를 적층하는 과정에서, 각각의 플레이트(202a, 202b, 202c) 간에 상술한 바와 같은 제조 공정 상의 문제로 인해 틈(240, 242, 244)이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(200) 제조방법은, 잉크젯 헤드(200)를 충전제(300)의 용융온도 이상으로 가열하는 단계(S100), 잉크젯 헤드(200)의 내부의 틈(240, 242, 244)이 충전되도록, 잉크젯 헤드(200)에 충전제(300)를 충전하는 단계(S200) 및 잉크젯 헤드(200)의 틈(240, 242, 244)에 충전제(300)가 잔존하도록 잉크젯 헤드(200)의 외부로 충전제(300)를 배출하는 단계(S300)를 포함함으로써, 잉크젯 헤드(200)를 구성하는 층간 구조 사이에 발생할 수 있는 틈(240, 242, 244)을 제거하고, 이로 인한 잉크젯 헤드(200) 내부의 기포 발생을 방지하여, 보다 개선된 성능의 잉크젯 헤드(200)를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 그 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(200)를 제조하기 위해, 먼저 잉크젯 헤드(200)를 충전제(300)의 용융온도 이상으로 가열할 수 있다. (S100) 충전제(300)는 잉크젯 헤드(200) 내부의 틈(240, 242, 244)에 충전되어, 제조 공정 상에 발생할 수 있는 틈(240, 242, 244)을 제거할 수 있는 일종의 내부접합제일 수 있다. 충전제(300)는 상온에서 점도가 높은 액체이거나 고체 상태일 수 있다. 또한, 충전제(300)는 접착성을 가질 수도 있다.
충전제(300)는 잉크젯 헤드(200)에 사용되는 잉크(500)에 대하여 불활성일 수 있다. 충전제(300)는 잉크젯 헤드(200)의 제조가 완료되면 그 내부에 잔존하게 된다. 이 때, 충전제(300)는 잉크(500)와 계속적으로 접촉할 수 있는 환경에 노출되어 잉크(500)와 반응하지 않는 재료가 사용될 수 있다.
충전제(300)는 유동성을 확보할 수 있는 용융온도를 가질 수 있다. 잉크젯 헤드(200)의 가열온도는 충전제(300)가 잉크젯 헤드(200)의 내부를 유동하며 틈(240, 242, 244)을 메울 수 있을 정도의 유동성을 확보할 수 있는 온도일 수 있으며, 예를 들어 충전제(300)의 용융온도 이상일 수 있다. 상온에서 고체 상태인 충전제(300)의 경우 유동성을 확보할 수 있는 용융온도까지 잉크젯 헤드(200)를 가열할 수 있다.
또한, 점도가 높은 액체 상태의 충전제(300)의 경우, 잉크젯 헤드(200)에 충 전이 용이하도록 그 유동성을 증가시킬 수 있는 온도까지 잉크젯 헤드(200)를 가열할 수 있으며, 이러한 경우 가열온도는 상온 이상일 수 있다.
충전제(300)는 예를 들어, 왁스(wax) 또는 불활성 폴리머 등이 사용될 수 있으며, 이 때, 가열온도는 섭씨 40도씨 내지 200도씨 내의 범위일 수 있다. 또한, 가열온도 범위 내에서 충전제(300)는 4cps 내지 50cps 범위의 점도를 가질 수 있다. 잉크젯 헤드(200)는 히터 등을 이용하여 직접 또는 간접적으로 가열할 수 있다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(200)의 내부의 틈(240, 242, 244)이 충전되도록 잉크젯 헤드(200)에 충전제(300)를 충전제(300)를 충전할 수 있다. (S200) 충전제(300)는 유입구(218)를 통해 내부에 빈 공간이 존재하지 않도록 충전될 수 있다. 이 때, 충전제(300)는 잉크젯 헤드(200)의 내부의 틈(240, 242, 244)이 충전될 수 있도록 충분한 유동성을 가지는 상태일 수 있으며, 예를 들어 용융온도 이상으로 가열된 상태일 수 있다.
한편, 잉크젯 헤드(200)에 충전제(300)를 충전한 이후에, 충전제(300)이 압력을 가하여 충전제(300)가 잉크젯 헤드(200)의 내부에 보다 충실히 충전되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(200)의 틈(240, 242, 244)에 충전제(300)가 잔존하도록 잉크젯 헤드(200)에 압축공기를 주입하여 잉크젯 헤드(200)의 외부로 충전제(300)를 배출할 수 있다. (S300)
잉크젯 헤드(200)의 유입구(218)를 통하여 압축공기를 주입하면, 잉크젯 헤 드(200)의 내부에 충전되어 있던 충전제(300)가 노즐(216)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이 때, 틈(240, 242, 244)에 충전되어 있던 충전제(300)는 노즐(216)을 통해 배출되지 않을 수 있으며, 잉크젯 헤드(200)의 틈(240, 242, 244)에 잔존할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(200)이 내부에 잉크젯 헤드(200)를 충전하여 사용할 수 있다. 충전제(300)는 잉크(500)에 대하여 불활성으로 잉크(500)에 용해되지 않고 잉크젯 헤드(200)의 내부에 잔존할 수 있다.
따라서, 잉크젯 헤드(200) 내부의 불필요한 공백은 제거될 수 있다. 결국, 잉크젯 헤드(200) 내부의 틈(240, 242, 244)으로 인한 기포 발생이 방지될 수 있어, 잉크젯 헤드(200)의 성능을 개선할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(200) 내부의 기포 발생으로 인한 불량을 줄일 수 있어, 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 제조방법을 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200: 잉크젯 헤드 202: 바디
204: 리저버 206: 리스트릭터
208: 챔버 216: 노즐
204, 242, 244: 틈
Claims (3)
- 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 제조하는 방법으로서,상기 잉크젯 헤드를 충전제의 용융온도 이상으로 가열하는 단계;상기 잉크젯 헤드의 내부의 틈이 충전되도록, 상기 잉크젯 헤드에 상기 충전제를 충전하는 단계; 및상기 잉크젯 헤드의 틈에 상기 충전제가 잔존하도록, 상기 잉크젯 헤드의 외부로 상기 충전제를 배출하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 충전제를 배출하는 단계는상기 잉크젯 헤드에 압축공기를 주입하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 충전제는 상기 잉크에 대하여 불활성인 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 제조방법.
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