KR20080007983A - 리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드 - Google Patents

리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드 Download PDF

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KR20080007983A
KR20080007983A KR1020060067303A KR20060067303A KR20080007983A KR 20080007983 A KR20080007983 A KR 20080007983A KR 1020060067303 A KR1020060067303 A KR 1020060067303A KR 20060067303 A KR20060067303 A KR 20060067303A KR 20080007983 A KR20080007983 A KR 20080007983A
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Abstract

리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드가 개시된다. 개시된 잉크젯 헤드의 유로 형성판에는 잉크가 유입되는 잉크 인렛과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버와, 잉크 인렛을 통해 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버에 공급하기 위한 통로인 매니폴드와, 매니폴드와 다수의 압력 챔버를 연결하는 다수의 리스트릭터와, 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 잉크 유로가 형성된다. 상기 유로 형성판 상에 다수의 압력 챔버에 대응되는 위치에는 다수의 압력 챔버 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터가 마련된다. 상기 유로 형성판 상에 다수의 리스트릭터에 대응되는 위치에는 다수의 리스트릭터 각각의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터가 마련된다. 상기 제2 압전 액츄에이터는 잉크 토출 과정에서는 리스트릭터의 단면적을 감소시켜 잉크의 역류를 억제하고, 잉크 리필 과정에서는 리스트릭터의 단면적을 증가시켜 충분한 잉크의 리필이 이루어지도록 한다.

Description

리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드{Inkjet head having piezoelectric actuator for restrictor}
도 1은 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드의 일반적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압력 챔버의 길이 방향을 따른 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드를 부분 절단하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 작동을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...제1 유로 형성판 120...제2 유로 형성판
130...제3 유로 형성판 140...제1 압전 액츄에이터
141...제1 하부 전극 142...제1 압전막
143...제1 상부 전극 150...제2 압전 액츄에이터
151...제2 하부 전극 152...제2 압전막
153...제2 상부 전극 161...잉크 인렛
162...매니폴드 163...리스트릭터
164...압력 챔버 165...노즐
본 발명은 압전 방식의 잉크젯 헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리스트릭터의 단면적을 변화시키기 위한 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 헤드는 잉크 토출 방식에 따라 여러 가지로 나뉠 수 있다. 그 중 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 토출시키는 압전 방식의 잉크젯 헤드이다.
상기한 압전 방식 잉크젯 헤드의 일반적인 구성은 도 1과 도 2에 도시되어 있다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 유로 형성판(10, 20, 30)에는 잉크 유로를 구 성하는 잉크 인렛(61), 매니폴드(62), 다수의 리스트릭터(63), 다수의 압력 챔버(64) 및 다수의 노즐(65)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 유로 형성판(10)의 상면에는 다수의 압력 챔버(640에 대응하는 위치에 압전 액츄에이터(40)가 마련되어 있다. 상기 매니폴드(62)는 제2 유로 형성판(20)에 형성되어 도시되지 않은 잉크 탱크로부터 잉크 인렛(61)을 통해 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버(64) 각각으로 공급하는 통로 역할을 한다. 다수의 리스트릭터(63)는 제2 유로 형성판(20)의 상면에 형성되어 매니폴드(62)와 다수의 압력 챔버(64) 각각을 연결하는 통로 역할을 한다. 다수의 압력 챔버(64)는 토출될 잉크가 채워지는 곳으로, 제2 유로 형성판(20)에 형성되며 매니폴드(62)의 일측 또는 양측에 배열되어 있다. 이러한 다수의 압력 챔버(64)는 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성하게 된다. 이를 위해, 제1 유로 형성판(10) 중 다수의 압력 챔버(64) 각각을 덮고 있는 부분들은 압전 액츄에이터(40)에 의해 변형되는 진동판(12)의 역할을 하게 된다. 다수의 노즐(65)은 제3 유로 형성판(30)을 관통하도록 형성되며, 다수의 압력 챔버(64) 각각에 연결되도록 배치된다.
이러한 구성을 가진 종래의 압전 방식 잉크젯 헤드의 작동을 설명하면, 압전 액츄에이터(40)에 구동 신호가 인가되면 압전 액츄에이터(40)와 함께 진동판(12)이 변형되면서 압력 챔버(64)의 부피가 감소하게 되고, 이에 따른 압력 챔버(64) 내의 압력 증가에 의해 압력 챔버(64) 내의 잉크는 노즐(65)을 통해 외부로 토출된다. 이어서, 압전 액츄에이터(40)와 함께 진동판(12)이 원상으로 복원되면 압력 챔버(64)의 부피가 증가하게 되고, 이에 따른 압력 감소에 의해 잉크가 매니폴드(62) 로부터 리스트릭터(63)를 통해 압력 챔버(64) 내로 리필된다.
그런데, 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드에 있어서는, 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의한 잉크 토출 과정에서 잉크는 노즐(65)을 통해 토출될 뿐만 아니라 그 일부는 리스트릭터(63)를 통해 매니폴드(62) 쪽으로 역류된다.
이와 같이 역류되는 잉크는 매니폴드(62)를 통해 인접한 다른 압력 챔버들(64)에도 영향을 미치게 되는데, 이러한 현상을 크로스 토크(cross talk)라고 한다. 이러한 크로스 토크는 인접한 압력 챔버(64)에 연결된 노즐(65) 내부의 잉크의 메니스커스(meniscus)를 불안정하게 하고, 이에 따라 다수의 노즐(65) 각각을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도 및 부피에 편차를 발생시키는 문제점이 있다. 그리고, 잉크가 역류되는 현상이 발생됨으로써 노즐(65)을 통해 토출되는 잉크의 체적이 감소하게 되는 문제점도 발생하게 된다.
따라서, 리스트릭터(63)는 매니폴드(62)로부터 압력 챔버(64)로 잉크를 리필하는 역할 뿐만 아니라 잉크 토출 과정에서의 잉크의 역류를 억제하는 역할도 하여야 한다. 이와 같이, 리스트릭터(63)는 잉크의 역류를 효과적으로 방지하기 위해서는 그 단면적이 적을수록 좋으나, 잉크의 충분한 리필을 위해서는 그 단면적이 커야 한다는 상반된 조건을 가지고 있는 것이다. 그러나, 종래의 리스트릭터(63)는 그 단면적이 고정되어 있어서 상기한 두 가지 조건을 동시에 만족시키는 것이 곤란하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으 로, 특히 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압력 챔버용 압전 액츄에이터와 함께 리스트릭터의 단면적을 변화시키기 위한 압전 액츄에이터를 구비함으로써, 잉크의 역류 방지와 충분한 리필을 확보할 수 있는 압전 방식의 잉크젯 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드는,
잉크가 유입되는 잉크 인렛과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버와, 상기 잉크 인렛을 통해 유입된 잉크를 상기 다수의 압력 챔버에 공급하기 위한 통로인 매니폴드와, 상기 매니폴드와 상기 다수의 압력 챔버를 연결하는 다수의 리스트릭터와, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 형성판;
상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 압력 챔버에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터; 및
상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 리스트릭터에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 리스트릭터 각각의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 압전 액츄에이터의 구동에 의해 상기 압력 챔버로부터 상기 노즐을 통해 잉크가 토출될 때, 상기 제2 압전 액츄에이터도 구동되어 상기 리스트릭터의 단면적을 감소시킴으로써 잉크의 역류를 억제할 수 있다.
그리고, 상기 제2 압전 액츄에이터는 상기 제1 압전 액츄에이터에 연동되거나 독립적으로 제어될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터 각각은 상기 유로 형성판 상에 형성되는 하부 전극과, 상기 하부 전극 위에 형성되는 압전막과, 상기 압전막 위에 형성되는 상부 전극을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 압전 액츄에이터의 하부 전극과 제2 압전 액츄에이터의 하부 전극은 하나의 도전성 금속 물질층으로 함께 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유로 형성판은 적층된 복수의 유로 형성판을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 유로 형성판 중 최상층 유로 형성판 상에 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터가 형성되며, 상기 최상층 유로 형성판 중 상기 다수의 압력 챔버를 덮고 있는 부분과 상기 다수의 리스트릭터를 덮고 있는 부분은 각각 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터의 구동에 의해 변형되는 진동판의 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 유로 형성판은 각각 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다 른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드를 부분 절단하여 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3과 도 4를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드는, 잉크 유로가 형성된 유로 형성판(110, 120, 130)과, 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 형성된 제1 압전 액츄에이터(140) 및 제2 압전 액츄에이터(150)를 구비한다.
상기 유로 형성판(110, 120, 130)에 형성된 상기 잉크 유로는, 도시되지 않은 잉크 탱크로부터 잉크가 유입되는 잉크 인렛(161)과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버(164)와, 상기 잉크 인렛(161)을 통해 유입된 잉크를 상기 다수의 압력 챔버(164)에 공급하기 위한 통로인 매니폴드(162)와, 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(164)를 연결하는 다수의 리스트릭터(163)와, 상기 다수의 압력 챔버(164)로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(165)을 포함한다.
상기 유로 형성판(110, 120, 130)은 제1 유로 형성판(110), 제2 유로 형성판(120) 및 제3 유로 형성판(130)을 포함할 수 있다. 상기 유로 형성판(110, 120, 130)으로는 반도체 집적 회로의 제조에 널리 사용되는 실리콘 기판이 사용될 수 있다.
상기 제2 유로 형성판(120)에는 상기 매니폴드(162)가 일방향으로 길게 형성 될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 압력 챔버(164)는 상기 매니폴드(162)의 일측에 1열로 배열되도록 상기 제2 유로 형성판(120)에 형성될 수 있다. 상기 다수의 리스트릭터(163)는 제2 유로 형성판(120)의 상면에 소정 깊이로 형성되어 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각을 연결할 수 있다.
상기 제1 유로 형성판(110)은 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(174)를 덮도록 상기 제2 유로 형성판(120) 위에 적층될 수 있다. 그리고, 상기 제1 유로 형성판(110)에는 상기 잉크 인렛(161)이 수직으로 관통되도록 형성되어 상기 매니폴드(162)에 연결될 수 있다.
상기 제3 유로 형성판(130)은 상기 제2 유로 형성판(120)의 하부에 배치되며, 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각에 대응되는 다수의 노즐(165)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 유로 형성판(110, 120, 130)은 두 개의 기판으로 이루어질 수도 있으며, 네 개 이상의 기판으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 도 3과 도 4에 도시된 유로 형성판(110, 120, 130)의 구성은 단지 예시적인 것에 불과하다. 또한, 상기 유로 형성판(110, 120, 130)에 형성되는 잉크 유로의 배치와 구조도 단지 예시적인 것에 불과하다.
상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 상기 다수의 압력 챔버(164)에 대응되는 위치에 마련되고, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)는 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 상기 다수의 리스트릭터(163)에 대응되는 위치에 마련된다. 구체적으로, 상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 다 수의 압력 챔버(164)를 덮고 있는 제1 유로 형성판(110)의 상면에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)도 상기 다수의 리스트릭터(163)를 덮고 있는 제1 유로 형성판(110)의 상면에 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 유로 형성판(110) 중 상기 다수의 압력 챔버(164)를 덮고 있는 부분은 상기 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동에 의해 변형되는 진동판(112)의 역할을 할 수 있으며, 상기 제1 유로 형성판(110) 중 상기 다수의 리스트릭터(163)를 덮고 있는 부분은 상기 제2 압전 액츄에이터(150)의 구동에 의해 변형되는 진동판(114)의 역할을 할 수 있다.
상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 공통 전극의 역할을 하는 제1 하부 전극(141)과, 구동 신호의 인가에 따라 변형되는 제1 압전막(142)과, 구동 전극의 역할을 하는 제1 상부 전극(143)을 구비할 수 있다. 상기 제1 하부 전극(141)은 상기 제1 유로 형성판(110)의 전 표면에 형성될 수 있으며, 도전성 금속 물질층으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 압전막(142)은 제1 하부 전극(141) 위에 형성되며, 압전물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제1 상부 전극(143)은 제1 압전막(142) 위에 형성되며, 제1 압전막(142)에 구동 신호를 인가하는 구동 전극의 역할을 하게 된다.
상기 제2 압전 액츄에이터(150)도 공통 전극의 역할을 하는 제2 하부 전극(151)과, 구동 신호의 인가에 따라 변형되는 제2 압전막(152)과, 구동 전극의 역할을 하는 제2 상부 전극(153)을 구비할 수 있다. 상기 제2 하부 전극(151), 제2 압전막(152) 및 제2 상부 전극(153) 각각의 구체적 구성과 역할은 상기한 제1 하부 전극(141), 제1 압전막(142) 및 제1 상부 전극(143)과 동일하다.
그리고, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압전 액츄에이터(140)의 제1 하부 전극(141)과 제2 압전 액츄에이터(150)의 제2 하부 전극(151)은 하나의 도전성 금속 물질층으로 함께 형성될 수 있다.
상기한 구성을 가진 상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 역할을 하며, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)는 상기 다수의 리스트릭터(163) 각각의 단면적을 변화시키는 역할을 하게 된다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
이하에서는, 도 5a 및 도 5b를 참조하면서 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 작동을 설명하기로 한다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 잉크의 토출을 위해 제1 압전 액츄에이터(140)에 구동 신호를 인가하면, 제1 압전 액츄에이터(140)와 함께 그 아래의 진동판(112)이 변형되면서 압력 챔버(164)의 부피가 감소하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(164) 내의 압력 증가에 의해 압력 챔버(164) 내의 잉크는 노즐(165)을 통해 외부로 토출된다. 그리고, 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동에 연동하여 또는 독립적으로 제2 압전 액츄에이터(150)에도 구동 신호가 인가되고, 이에 따라 제2 압전 액츄에이터(150)와 함께 그 아래의 진동판(114)이 변형되면서 리스트릭터(163)의 단면적이 감소된다. 이때, 제2 압전 액츄에이터(150)의 구동은 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동과 동시에 이루어질 수 있으며, 또는 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동으로부터 소정 시간 후에 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 상기 리스트릭터(163)의 단면적이 감소됨으로써 압력 챔버(164) 로부터 매니폴드(162)로 향하는 잉크의 역류가 억제될 수 있다. 따라서, 잉크의 역류로 인해 인접한 노즐들(165) 사이에 서로 영향을 미치는 크로스 토크 현상이 방지될 수 있다. 또한, 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동력의 대부분이 잉크의 토출에 사용될 수 있으므로, 노즐(165)을 통해 토출되는 잉크 액적의 체적과 속도가 증가하게 된다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 잉크의 토출이 이루어진 후, 제1 압전 액츄에이터(140)와 진동판(112)이 원상으로 복원되면, 압력 챔버(164)의 부피가 증가하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(164) 내의 압력 감소로 인해 매니폴드(162)로부터 압력 챔버(164) 내부로 잉크가 리필된다. 이때, 제2 압전 액츄에이터(150)와 그 아래의 진동판(114)도 원상으로 복원되면서 리스트릭터(163)의 단면적이 증가하게 되고, 이에 따라 충분한 양의 잉크의 리필이 이루어질 수 있게 된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 있어서는 압력 챔버에는 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터가 마련되고 리스트릭터에는 제1 압전 액츄에이터의 구동에 연동하여 리스트릭터의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터가 마련된다. 이에 따라, 잉크의 토출 과정에서는 압력 챔버로부터 리스트릭터를 통해 매니폴드로 향하는 잉크의 역류를 억제할 수 있으므로, 잉크의 역류로 인한 인접한 노즐들 사이의 크로스 토크를 방지할 수 있으며, 노즐을 통해 토출되는 잉크 액적의 체적과 속도가 증가하게 된다. 또한, 잉크 리필 과정에서는 잉크의 충분한 리필도 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 잉크가 유입되는 잉크 인렛과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버와, 상기 잉크 인렛을 통해 유입된 잉크를 상기 다수의 압력 챔버에 공급하기 위한 통로인 매니폴드와, 상기 매니폴드와 상기 다수의 압력 챔버를 연결하는 다수의 리스트릭터와, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 형성판;
    상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 압력 챔버에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터; 및
    상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 리스트릭터에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 리스트릭터 각각의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 압전 액츄에이터의 구동에 의해 상기 압력 챔버로부터 상기 노즐을 통해 잉크가 토출될 때, 상기 제2 압전 액츄에이터도 구동되어 상기 리스트릭터의 단면적을 감소시킴으로써 잉크의 역류를 억제하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 압전 액츄에이터는 상기 제1 압전 액츄에이터에 연동되거나 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터 각각은 상기 유로 형성판 상에 형성되는 하부 전극과, 상기 하부 전극 위에 형성되는 압전막과, 상기 압전막 위에 형성되는 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 압전 액츄에이터의 하부 전극과 제2 압전 액츄에이터의 하부 전극은 하나의 도전성 금속 물질층으로 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유로 형성판은 적층된 복수의 유로 형성판을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 유로 형성판 중 최상층 유로 형성판 상에 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터가 형성되며, 상기 최상층 유로 형성판 중 상기 다수의 압력 챔버를 덮고 있는 부분과 상기 다수의 리스트릭터를 덮고 있는 부분은 각각 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터의 구동에 의해 변형되는 진동판의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 복수의 유로 형성판은 각각 실리콘 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 방식의 잉크젯 헤드.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101130889B1 (ko) * 2010-05-14 2012-03-28 (유)에스엔티 더블 압전 잉크젯 프린터 헤드

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4332699B2 (ja) * 2001-04-26 2009-09-16 フォールブルック テクノロジーズ インコーポレイテッド 無段変速機
US8091988B2 (en) * 2008-05-22 2012-01-10 Fujifilm Dimatix, Inc. Cavity plate
KR20110014037A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 삼성전자주식회사 잉크젯 헤드
JP2011140202A (ja) * 2010-01-09 2011-07-21 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
NL2010356C2 (nl) * 2013-02-25 2014-08-26 Nozzle Dynamics B V Vloeistofstraal drukinrichting.
JP6029497B2 (ja) * 2013-03-12 2016-11-24 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US10112389B2 (en) * 2014-06-27 2018-10-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inkjet head and coating apparatus using same
JP6337703B2 (ja) * 2014-09-01 2018-06-06 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
US10343400B2 (en) 2017-03-28 2019-07-09 Seiko Epson Corporation Liquid discharge apparatus and method for controlling the same
JP6939009B2 (ja) * 2017-03-28 2021-09-22 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP7021536B2 (ja) * 2017-03-28 2022-02-17 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置およびその制御方法
JP6919267B2 (ja) * 2017-03-28 2021-08-18 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置および液体吐出方法
JP6939008B2 (ja) 2017-03-28 2021-09-22 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置および液体吐出方法
JP6953801B2 (ja) * 2017-05-31 2021-10-27 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP6958292B2 (ja) * 2017-11-28 2021-11-02 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置
JP6954056B2 (ja) * 2017-11-30 2021-10-27 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置
JP7059595B2 (ja) * 2017-11-30 2022-04-26 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置
JP7008284B2 (ja) * 2018-03-30 2022-01-25 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置
JP7293646B2 (ja) * 2018-12-21 2023-06-20 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出ヘッド

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519764B1 (ko) * 2003-03-20 2005-10-07 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트헤드의 압전 액츄에이터 및 그 형성 방법
KR100561866B1 (ko) * 2004-02-27 2006-03-17 삼성전자주식회사 압전 방식 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
US7739777B2 (en) * 2004-08-31 2010-06-22 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a liquid transporting apparatus
KR101153690B1 (ko) * 2006-02-20 2012-06-18 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 및 그 형성 방법
US7794063B2 (en) * 2006-03-15 2010-09-14 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid-droplet jetting head and liquid-droplet jetting apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101130889B1 (ko) * 2010-05-14 2012-03-28 (유)에스엔티 더블 압전 잉크젯 프린터 헤드

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Publication number Publication date
US8052253B2 (en) 2011-11-08
KR101257840B1 (ko) 2013-04-29
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