KR20110046975A - 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프 - Google Patents

바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR20110046975A
KR20110046975A KR1020090103709A KR20090103709A KR20110046975A KR 20110046975 A KR20110046975 A KR 20110046975A KR 1020090103709 A KR1020090103709 A KR 1020090103709A KR 20090103709 A KR20090103709 A KR 20090103709A KR 20110046975 A KR20110046975 A KR 20110046975A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
straight line
substrate
bypass
path
valve structure
Prior art date
Application number
KR1020090103709A
Other languages
English (en)
Inventor
김창성
오용수
정재우
유영석
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020090103709A priority Critical patent/KR20110046975A/ko
Priority to US12/654,679 priority patent/US20110102508A1/en
Priority to JP2010017434A priority patent/JP2011093293A/ja
Publication of KR20110046975A publication Critical patent/KR20110046975A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1607Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/161Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
    • B41J2/16526Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head by applying pressure only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B19/00Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
    • F04B19/006Micropumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001Microvalves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001Microvalves
    • F16K99/0003Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0021No-moving-parts valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306Flow passage between manifold and chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0073Fabrication methods specifically adapted for microvalves
    • F16K2099/008Multi-layer fabrications
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0092Inkjet printers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0094Micropumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837Direct response valves [i.e., check valve type]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판은 적층 기판 내에 형성되는 밸브 구조에 있어서, 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로; 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로;를 포함할 수 있다.

Description

바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프{Laminate substrate having bypass valve structure, inkjet print head and micro pump using the same}
본 발명은 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력 챔버에서 유체가 배출된 후 유체가 역류되는 현상을 현저하게 줄이는 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린트 헤드는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 잉크가 액적의 형태로 토출되도록 하는 구조체이다. 잉크젯 프린트 헤드는 엑추에이터의 방식에 따라 압전체의 변형을 구동력으로 이용하는 압전 방식의 잉크젯 헤드와 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)이 발생하도록 하여 버블의 힘으로 잉크를 토출시키는 버블젯 방식의 잉크젯 헤드로 구분된다.
최근, 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드는 산업용 잉크젯 프린터에서도 사용되고 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(PCB) 상에 금, 은 등의 금속을 녹여 만든 잉 크를 분사해 회로 패턴을 직접 형성시키거나 산업 그래픽이나 액정 디스플레이(LCD), 유기발광다이오드(OLED)의 제조, 태양전지 등에 사용된다.
산업용 잉크젯 프린터의 잉크젯 프린트 헤드 내에는 카트리지에서 잉크를 유입하는 유입구, 유입되는 잉크를 저장하는 리저버, 상기 리저버 내의 잉크를 노즐로 이동시키기 위해 엑츄에이터의 구동력을 전달하는 압력 챔버, 상기 리저버에서 압력 챔버로의 유로가 되며 상기 잉크가 노즐을 통해 토출된 후 잉크의 역류를 방해하는 리스트릭트 등이 형성된다.
이와 같은 잉크젯 프린트 헤드 내의 구성들은 실리콘, 글래스 등의 다수의 기판에 멤스 가공으로 홀이나 홈 등을 형성한 후 상기 기판들을 적층함으로써 이루어진다.
종래의 상기 리스트릭트(restrictor)는 단순히 수평 또는 수직형의 사각 단면 채널의 구조를 가졌기 때문에, 잉크 토출 전후의 기능의 차이가 없는 문제점이 있었다.
따라서, 잉크 토출 후 역류하는 잉크의 흐름을 방해하기 위한 리스트릭트의 형상에 대한 연구가 필요한 실정이었다.
또한, 유체의 순방향 진행은 원활하지만, 역방향 진행이 방해되는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 응용예를 확대하기 위한 연구가 필요한 실정이었다.
본 발명의 목적은 순방향 진행은 원활하지만, 역방향 진행이 방해되는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 바이패스 밸브 구조가 리스트릭트로 적용되는 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 바이패스 밸브 구조가 적용되는 마이크로 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판은 적층 기판 내에 형성되는 밸브 구조에 있어서, 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로; 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며, 상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 유입구를 통해 유입되는 잉크를 저장하는 리저버; 상기 리저버에서 공급되는 잉크를 노즐로 토출하기 전 저장하며, 압전체의 구동력으로 저장된 잉크를 밀어내는 압력 챔버; 및 상기 리저버와 상기 압력 챔버를 연결하는 유로인 리스트릭트;를 포함하며, 상기 리스트릭트는 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며, 상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 펌프는 유체를 펌 핑하도록 구동하는 압전체가 구비되는 압력 챔버; 및 상기 압력 챔버로 유체가 유입 및 유출되는 통로인 유입로 및 유출로;를 포함하며, 상기 유입로 및 유출로 중 적어도 하나는 적층 기판 내에 형성되는 유로구조이며, 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 펌프의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 펌프의 상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 펌프의 상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며, 상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판에 의하면, 적층 기판 내에서 유체의 순방향 진행은 원활하지만 역방향 진행이 방해되는 흐름을 얻을 수 있는 밸브 구조를 구현할 수 있다.
또한, 상기 바이패스 밸브 구조를 잉크젯 프린트 헤드의 리스트릭트에 적용함으로써, 잉크 토출 후 리스트릭트로 역류하는 잉크의 흐름에 유동저항이 발생하 므로 잉크의 토출 성능이 향상된다.
또한, 적층 기판 내의 유체 흐름이 발생할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드나 마이크로 펌프 등에 용이하게 상기 바이패스 밸브 구조를 적용할 수 있으므로, 응용성이 뛰어난 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 제1 실시예를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 순방향 흐름을 도시한 개략도이며, 도 3은 도 1의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 역방향 흐름을 도시한 개략도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판(100)은 상부 기판(120)과 하부 기판(140)이 적층된 구조체이며, 상기 하부 기판(140)에는 바이패스 밸브 구조(200)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 바이패스 밸브를 이루는 유로는 상기 상부 기판(120)이나 상기 상부 및 하부 기판(140)에 동시에 요홈 구조로 형성될 수 있으며, 상기 상부 기판(120) 및 하부 기판(140)의 적층에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예는 상부 및 하부 기판의 2층 구조를 기본 구조로 제안하고 있으나, 중간 기판이 상기 상부 및 하부 기판 내에 다수 배치되어 유로의 높이를 크게할 수도 있다.
상기 바이패스 밸브 구조(200)는 제1 직선로(220), 제2 직선로(280), 경사로(250) 및 적어도 하나의 바이패스 유로(240, 260)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 직선로(220)는 유체가 유입되는 유입구(122)와 연결되며, 상기 제2 직선로(280)는 유체가 유출되는 유출구(142)와 연결될 수 있다. 상기 제1 직선로(220)와 상기 제2 직선로(280)는 평행하게 이루어질 수 있다. 다만, 경우에 따라서, 소정의 각도를 가지게 배치될 수 있다.
상기 경사로(250)는 상기 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280)를 연결하며, 평형하게 형성되는 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280) 사이에서 경사진 유로를 형성할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280) 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로를 이룰 수 있다.
상기 제1 직선로(220)와 경사로(250)를 연결하는 바이패스 유로를 제1 바이패스 유로(240)라고 하며, 상기 제2 직선로(220)와 경사로(250)를 연결하는 바이패스 유로를 제2 바이패스 유로(260)라고 한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 유체의 이동 경로를 살펴보면, 우선, 유입구(122)로 유입된 유체의 순방향 흐름은 제1 직선로(220), 경사로(250) 및 제2 직선로(280)의 최단 거리 경로를 따라 이동한다.
여기서, 제1 바이패스 유로(240)의 분지로(242)는 제1 직선로(220) 내의 유체의 흐름과 반대의 각도를 가지며, 제2 바이패스 유로(260)의 분지로(262)는 경사로(250) 내의 유체의 흐름과 반대의 각도를 가지도록 형성된다.
따라서, 유체의 순방향 흐름에서, 유체는 제1 직선로(220), 경사로(250) 및 제2 직선로(280)의 최단 거리 경로를 따라 대부분이 흐르게 된다.
또한, 유출구(142)로 유동하지 못한 유체의 역방향 흐름은 제2 직선로(280), 제2 바이패스 유로(260), 경사로(250), 제1 바이패스 유로(240) 및 제 1 직선로(220)의 경로를 따라 이동한다.
이때, 제2 직선로(280)와 제2 바이패스 유로(260)는 직선으로 연통되며, 경사로(250)도 제1 바이패스 유로(240)와 직선으로 연통되어 있다.
따라서, 유출구(142)로 유동하지 못한 대부분의 유체의 역류 흐름은 제2 직선로(280), 제2 바이패스 유로(260), 경사로(250), 제1 바이패스 유로(240) 및 제 1 직선로(220)의 경로를 따라 이동한다.
한편, 본 실시예에서는 하나의 바이패스 밸브 구조가 적층 기판(100) 내에 형성된 모습을 설명하였으나, 상기 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280)는 상기 경사로(250)에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로(240, 260)와 연통될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 제2 실시예를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 순방향 흐름을 도시한 개략도이며, 도 6은 도 4의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 역방향 흐름을 도시한 개략도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판(100)의 제2 실시예는 제1 실시예와는 달리, 상기 제1 직선로(220)와 경사로(250)는 각각 다른 기판(120, 140)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280)는 제1 기판(120)에 형성되며, 상기 경사로(250) 및 상기 제1 직선로(220)와 제2 직선로(280) 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로(240, 260)는 제2 기판(140)에 형성될 수 있다.
여기서, 제1 기판(120)과 제2 기판(140)은 상부 또는 하부 기판 중 어느 하나 일 수 있다.
본 실시예에서의 유체의 흐름도 기본적인 순방향 흐름 역방향 흐름의 경로는 제1 실시예와 동일하나, 순방향 흐름에서 제1 직선로(220)과 경사로(250)의 이동과, 경사로(250)에서 제2 직선로(280)의 이동은 다른 기판으로 층을 이동하여야 하 며, 역방향 흐름에서 제2 바이패스 유로(260)에서 경사로(250)와 제1 바이패스 유로(240)에서 제1 직선로(220)의 이동도 다른 기판으로 층을 이동하여야 한다.
이때, 특히, 역류의 흐름에서 층을 이동할 때의 발생하는 볼텍스는 역류의 흐름에 유동저항이 크게 작용하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 잉크젯 프린트 헤드에서, 리스트릭트를 도 1의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도이며, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예의 잉크젯 프린트 헤드에서, 리스트릭트를 도 4의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예의 잉크젯 프린트 헤드(300)는 리저버(342), 압력챔버(324) 및 리스트릭트(200)를 포함할 수 있다.
상기 잉크젯 프린트 헤드(300)는 다수의 기판이 적층되어 이루어지는 것으로, 본 실시예에서는 상부 기판(320)과 하부 기판(340)의 2층 구조를 예시하고 있다.
선택에 따라 상부 기판(320)과 하부 기판(340) 사이에 다수의 중간 기판을 적층할 수도 있다.
상기 상부 기판(320)에는 상기 잉크젯 프린트 헤드(300) 내로 잉크가 유입되는 잉크 유입구(322)와 잉크에 토출 구동력이 제공되는 압력 챔버(324)가 형성된다. 상기 압력 챔버(324)의 상부에는 멤브레인(325)을 사이에 두고 상기 압력 챔버(324)에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전체(350)가 구비될 수 있다.
상기 압전체(350)는 압력 챔버(324)의 상면인 멤브레인(325)을 변형시켜 잉크의 토출을 구동시킬 수 있다. 압전체는 전기적에너지를 기계적 에너지로 또는 반대로 변환할 수 있는 요소이며, 그 재료로서 티탄산지르콘산납(Pb(Zr,Ti)O3)이 대표적이다. 또한, 잉크의 토출을 위해 압전체(350)를 이용한 압전 방식이 아니라 버블 젯 또는 써멀 젯 방식이 이용될 수 있다.
이때, 상기 하부 기판(340)에는 노즐(362), 댐퍼(344), 헤드 내에 잉크를 저장하는 리저버(342) 및 압력 챔버(324)의 잉크가 리저버(342)로 역류되는 것을 방지하는 리스트릭트(200)가 형성될 수 있다.
상기 압전체(350)는 전원의 공급에 의해 변형되는 압전 물질층의 상하부에 전극이 형성되어 이루어지며, 상기 상하부 전극에는 전압 인가를 위해 플렉스블 인쇄 회로 기판이 연결될 수 있다.
상기 노즐(362)은 상기 압전체(350)의 구동력에 의해 압력 챔버(324)에 저장된 잉크를 액적단위로 토출할 수 있다.
여기서, 도 7의 리스트릭트(200)는 도 1 내지 도 3의 바이패스 밸브 구조로 이루어진 실시예이며, 도 8의 리스트릭트(200)는 도 4 내지 도 6의 바이패스 밸브 구조로 이루어진 실시예이다.
바이패스 밸브의 구조에 대한 설명은 상기 바이패스 밸브 구조의 실시예들의 설명으로 대체한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 마이크로 펌프에서, 유입구와 유출구를 도 4의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예의 마이크로 펌프(500)는 유체를 펌핑하도록 구동하는 압전체(520)가 구비되는 압력 챔버(540), 상기 압전체(520)의 구동으로 상기 압력 챔버(540)로 유체가 유입되는 유입로(200a) 및 상기 압력 챔버(540)에서 유체가 유출되는 유출로(200b)로 이루어진다.
본 실시예에서 압력 챔버(520), 유입로(200a)와 유출로(200b)는 적층 기판 내에 형성되는 것으로, 3차원 바이패스 밸브 구조인 도 4의 실시예를 도시하였으나, 2차원 바이패스 밸브 구조인 도 1의 실시예를 적용할 수도 있다.
바이패스 밸브 구조에 대한 설명은 상기 바이패스 밸브 구조의 실시예들의 설명으로 대체한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 연속하여 배치한 모습의 개략도이다.
즉, 바이패스 밸브 구조(200c, 200d, 200e)는 연속적으로 배열될 수 있다. 이와 같이 연속적으로 배열된 바이패스 밸브 구조(200c, 200d, 200e)를 잉크젯 프린트 헤드(300)의 리스트릭트나 마이크로 밸브(500)의 유입로(200a) 및 유출로(200b)로 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판에 의하면, 적층 기판 내에서 유체의 순방향 진행은 원활하지만 역방향 진행이 방해되는 흐름을 얻을 수 있는 밸브 구조를 구현할 수 있다.
또한, 상기 바이패스 밸브 구조를 잉크젯 프린트 헤드의 리스트릭트에 적용함으로써, 잉크 토출 후 리스트릭트로 역류하는 잉크의 흐름에 유동저항이 발생하므로 잉크의 토출 성능이 향상된다.
또한, 적층 기판 내의 유체 흐름이 발생할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드나 마이크로 펌프 등에 용이하게 상기 바이패스 밸브 구조를 적용할 수 있으므로, 응용성이 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 제1 실시예를 도시한 개략 분해 사시도.
도 2는 도 1의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 순방향 흐름을 도시한 개략도.
도 3은 도 1의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 역방향 흐름을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판의 제2 실시예를 도시한 개략 분해 사시도.
도 5는 도 4의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 순방향 흐름을 도시한 개략도.
도 6은 도 4의 바이패스 밸브 구조에서 유체의 역방향 흐름을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 잉크젯 프린트 헤드에서, 리스트릭트를 도 1의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예의 잉크젯 프린트 헤드에서, 리스트릭트를 도 4의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 마이크로 펌프에서, 유입구와 유출구를 도 4의 바이패스 밸브 구조를 적용한 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 밸브 구조를 연속하여 배치한 모습의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 적층 기판 200: 바이패스 밸브 구조, 리스트릭트
300: 잉크젯 프린트 헤드 500: 마이크로 펌프

Claims (12)

  1. 적층 기판 내에 형성되는 밸브 구조에 있어서,
    제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로; 및
    상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로;를 포함하는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며,
    상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 바이패스 밸브 구조를 가진 적층 기판.
  5. 유입구를 통해 유입되는 잉크를 저장하는 리저버;
    상기 리저버에서 공급되는 잉크를 노즐로 토출하기 전 저장하며, 압전체의 구동력으로 저장된 잉크를 밀어내는 압력 챔버; 및
    상기 리저버와 상기 압력 챔버를 연결하는 유로인 리스트릭트;를 포함하며,
    상기 리스트릭트는 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며,
    상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  9. 유체를 펌핑하도록 구동하는 압전체가 구비되는 압력 챔버; 및
    상기 압력 챔버로 유체가 유입 및 유출되는 통로인 유입로 및 유출로;를 포함하며,
    상기 유입로 및 유출로 중 적어도 하나는 적층 기판 내에 형성되는 유로구조이며, 제1 직선로와 제2 직선로를 연결하는 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되며, 곡선유로로 이루어지는 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 상기 경사로에 의해 반복적으로 연결되며, 각각 바이패스 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 경사로는 각각 다른 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 직선로와 제2 직선로는 제1 기판에 형성되며,
    상기 경사로 및 상기 제1 직선로와 제2 직선로 중 적어도 하나와 연통되는 바이패스 유로는 제2 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.
KR1020090103709A 2009-10-29 2009-10-29 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프 KR20110046975A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090103709A KR20110046975A (ko) 2009-10-29 2009-10-29 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프
US12/654,679 US20110102508A1 (en) 2009-10-29 2009-12-29 Laminate substrate having bypass valve structure, inkjet print head and micro pump using the same
JP2010017434A JP2011093293A (ja) 2009-10-29 2010-01-28 バイパス弁構造を有する積層基板、並びにこれを利用したインクジェットプリントヘッド及びマイクロポンプ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090103709A KR20110046975A (ko) 2009-10-29 2009-10-29 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110046975A true KR20110046975A (ko) 2011-05-06

Family

ID=43924983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090103709A KR20110046975A (ko) 2009-10-29 2009-10-29 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110102508A1 (ko)
JP (1) JP2011093293A (ko)
KR (1) KR20110046975A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9903536B2 (en) * 2014-08-26 2018-02-27 The Johns Hopkins University Passive diode-like device for fluids
WO2017082354A1 (ja) * 2015-11-11 2017-05-18 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、記録装置、および液体吐出ヘッドの製造方法
BR112018067528A2 (pt) * 2016-03-03 2019-01-02 Dayco Ip Holdings Llc válvula de retenção de diodo fluídico
GB2547951A (en) * 2016-03-04 2017-09-06 Xaar Technology Ltd Droplet deposition head and manifold component therefor
US10286672B2 (en) * 2016-11-18 2019-05-14 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge head, liquid discharge device, liquid supply member, and liquid discharge apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4068144A (en) * 1976-09-20 1978-01-10 Recognition Equipment Incorporated Liquid jet modulator with piezoelectric hemispheral transducer
JPS5739970A (en) * 1980-08-25 1982-03-05 Seiko Epson Corp Ink jet recorder
US5265636A (en) * 1993-01-13 1993-11-30 Gas Research Institute Fluidic rectifier
US6227809B1 (en) * 1995-03-09 2001-05-08 University Of Washington Method for making micropumps
US5876187A (en) * 1995-03-09 1999-03-02 University Of Washington Micropumps with fixed valves
US6286941B1 (en) * 1998-10-26 2001-09-11 Hewlett-Packard Company Particle tolerant printhead
JP2007296675A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Mimaki Engineering Co Ltd 流体吐出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110102508A1 (en) 2011-05-05
JP2011093293A (ja) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5750753B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
KR101257840B1 (ko) 리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드
JP5668482B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5962935B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
KR100738102B1 (ko) 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드
KR20110046975A (ko) 바이패스 밸브 구조를 가지는 적층 기판, 이를 이용한 잉크젯 프린트 헤드 및 마이크로 펌프
JP6334727B2 (ja) インクジェットヘッド及びプリンタ
KR101101623B1 (ko) 잉크젯 프린트 헤드
JP2012171255A (ja) インクジェットヘッド及び記録装置
KR20110062778A (ko) 잉크젯 헤드
JP2013078954A (ja) インクジェットプリントヘッドの洗浄装置
JP5161986B2 (ja) インクジェットヘッドおよびインクジェット装置
JP4761036B2 (ja) インクジェットヘッド及びその製造方法
JP2007182076A (ja) インクジェット噴射口スタックの外部マニホールド
KR101101467B1 (ko) 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드의 제조 방법
US7488057B2 (en) Piezoelectric ink jet printer head and its manufacturing process
JP6415859B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
KR20110069360A (ko) 잉크젯 프린트 헤드, 잉크젯 프린트 헤드 어셈블리 및 잉크젯 프린트 헤드 어셈블리의 제조방법
JP2011098560A (ja) インクジェットヘッド
KR20110027322A (ko) 잉크젯 헤드 및 이를 포함하는 잉크젯 헤드 어셈블리
KR20110029875A (ko) 잉크젯 프린트 헤드 및 이의 온도 측정 방법
CN103963468A (zh) 压电喷墨头及包括该压电喷墨头的打印设备
KR20110011905A (ko) 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드 어셈블리
TWI436898B (zh) 噴墨印表機
JP2002127407A (ja) インクジェット式記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application