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
【課題】均一な形状を有する圧電アクチュエータを容易に形成することができ、駆動電圧に比べて駆動効率が良い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を提供する。
【解決手段】流入されたインクをノズル４５に吐出するためにインクを貯蔵する圧力チャンバ５０と、圧力チャンバ５０に対応する外部面において圧力チャンバ５０の方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部２０と、圧電アクチュエータ収容部２０に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、圧力チャンバ５０にインクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータ２００と、を含むインクジェットプリントヘッド１００。
【解決手段】流入されたインクをノズル４５に吐出するためにインクを貯蔵する圧力チャンバ５０と、圧力チャンバ５０に対応する外部面において圧力チャンバ５０の方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部２０と、圧電アクチュエータ収容部２０に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、圧力チャンバ５０にインクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータ２００と、を含むインクジェットプリントヘッド１００。
【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し、さらに詳しくは、低電圧駆動性能の具現が可能で、駆動効率を増加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。
【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、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ヘッドは産業用インクジェットプリンタにおいても使用されている。例えば、フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）上に金、銀等の金属インクを噴射して回路パターンを直接形成させるか、または、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】
このようなインクジェットヘッドは、カートリッジからインクを流入及び流出する流入口及び流出口、流入されるインクを貯蔵するマニホールド、並びに上記マニホールド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が形成され、上記チャンバのインクを外部に吐出させるために圧電体で製造される圧電アクチュエータが表面に取り付けられる。
【０００５】
従来には、圧電アクチュエータをインクジェットヘッドに取り付ける方式のスクリーンプリンティング方式またはバルクセラミックのエポキシ接合方式を用いた。
【０００６】
しかし、上記のような方式で製造された圧電アクチュエータは、肉厚であるため、駆動時に高電圧が必要となる。
【０００７】
そのため、低電圧では駆動できず、駆動電圧に比べて駆動効率が低くなるという問題点がある。
【０００８】
さらに、従来のスクリーンプリンティング方式及びバルクセラミックのエポキシ接合方式は、高コストで圧電体の幅と高さを一定に制御することができず、均一な形状を有する圧電アクチュエータを形成し難いという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、均一な形状を有する圧電アクチュエータを容易に形成することができ、駆動電圧に比べて駆動効率が良い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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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は、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバと、上記圧力チャンバに対応する外部面において上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部と、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を含むことができる。
【００１１】
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上記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００１２】
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上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１３】
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上記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１４】
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上記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００１５】
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上記下部電極の上記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１６】
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上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液が上記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とすることができる。
【００１７】
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上記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、物理的蒸着（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００１８】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドは、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバが形成される上部基板と、上記圧力チャンバに対応する上記上部基板が上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部と、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、上記圧力チャンバと連通され、上記インクを吐出するためのノズルを備える下部基板と、を含むことができる。
【００１９】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００２０】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２１】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記基板と同一平面をなすことを特徴とすることができる。
【００２２】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２３】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００２４】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記下部電極の上記配線は、電極物がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２５】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液が上記メンブレンと反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とすることができる。
【００２６】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００２７】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバを基板に備えるステップと、上記圧力チャンバに対応する基板が上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部を形成するステップと、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータを位置させるステップと、を含むことができる。
【００２８】
本発明のさらに他の一実施例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圧電アクチュエータ収容部は、周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００２９】
本発明のさらに他の一実施例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圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部電極と上記下部電極の間に駆動力を提供する圧電体で形成されたことを特徴とすることができる。
【００３０】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記圧電アクチュエータの下部に上記圧電体液が上記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えるステップをさらに含むことができる。
【００３１】
本発明のさらに他の一実施例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拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００３２】
本発明のさらに他の一実施例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上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００３３】
本発明のさらに他の一実施例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圧電体は、圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することを特徴とすることができる。
【００３４】
本発明のさらに他の一実施例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圧電体は、上記圧電体液を上記圧電アクチュエータ収容部に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返すかいずれかの方法で行われることを特徴とすることができる。
【００３５】
本発明のさらに他の一実施例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下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００３６】
本発明のさらに他の一実施例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下部電極の上記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００３７】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記アクチュエータのダイポールの方向を一致させるために上記上部及び下部電極の間に電圧を印加するポーリングステップをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３８】
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よると、均一な形状を有する圧電アクチュエータを製造することができ、低電圧で駆動が可能で、駆動効率及びノズルの密度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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示した概略切開斜視図である。
【図２】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示した概略断面図である。
【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を示した概略平面図である。
【図４】本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを示した概略断面図である。
【図５】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図７】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図８】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図９】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図１０】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのポーリング工程を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では図面を参照し本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。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を追加、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るが、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００４１】
また、各実施例の図面に示す同一の思想の範囲内で機能が同一の構成要素は同一の参照符号を用いて説明する。
【００４２】
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示した概略切開斜視図であり、図２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示した概略断面図であり、図３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示した概略平面図である。
【００４３】
図１から図３を参照すると、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は、上部基板１０、圧電アクチュエータ収容部２０、中間基板３０、下部基板４０及び圧電アクチュエータ２００を含むことができる。
【００４４】
上部基板１０は、複数の圧力チャンバ５０が規則的に形成され、インクが流入されるためのインク流入口１５が設けられる。この際、上記インク流入口１５は、マニホールド６０と直接的に連結されるように提供され、上記マニホールド６０は、リストリクタ７０を介して圧力チャンバ５０にインクを供給する役割をする。
【００４５】
この際、上記マニホールド６０は、１つの大きい空間として形成され、複数の上記圧力チャンバ５０にそれぞれ連結されることができるが、これに限らず、各上記圧力チャンバ５０に対応するように複数が形成されてもよい。
【００４６】
また、上記マニホールド６０は、上記中間基板３０及び下部基板４０に内部空間を有する溝が形成されて設けられることができる。
【００４７】
上記インク流入口１５も同様に、１つの上記マニホールド６０に対応して１つのみ形成できるが、複数の上記マニホールド６０が形成される場合には上記マニホールド６０それぞれに対応するように複数形成されてもよい。
【００４８】
そして、圧力チャンバ５０は、後述する圧電アクチュエータ２００が取り付けられる位置の下部に設けられる。即ち、上記上部基板１０の内部に形成され、流入されたインクをノズル４５に吐出させるために上記インクを貯蔵する。
【００４９】
この際、上記上部基板１０のうち上記圧力チャンバ５０の天井をなす部分はメンブレン８０の役割をする。
【００５０】
ここで、上記圧力チャンバ５０の外壁の外部面、即ち、上記メンブレン８０上に上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝形成される上記圧電アクチュエータ収容部２０が備えられることができ、上記圧電アクチュエータ収容部２０に後述する圧電アクチュエータ２００が収容されることができる。
【００５１】
上記圧電アクチュエータ収容部２０の深さは、後述する圧電アクチュエータ２００と略同一の高さに形成して全体的に上記インクジェットプリントヘッド１００の体積を減少させることが好ましい。
【００５２】
このため、インクの吐出のために上記圧電アクチュエータ２００に駆動信号を印加すると、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容された上記圧電アクチュエータ２００と共に、その下のメンブレン８０が変形されながら上記圧力チャンバ５０の体積が減少するようになる。
【００５３】
これによる上記圧力チャンバ５０内の圧力増加により、上記圧力チャンバ５０内のインクはダンパ３５とノズル４５を介して外部に吐出される。
【００５４】
上記上部基板１０は、上記圧力チャンバ５０の高さを正確に設定するためにエッチング停止層の役割をする中間酸化膜が形成されるＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使うことができる。
【００５５】
上記中間基板３０は、長さ方向に長く形成される上記マニホールド６０と、上記ノズル４５と上記圧力チャンバ５０を連結するダンパ３５とを含むことができる。
【００５６】
上記マニホールド６０は、上記インク流入口１５からインクの供給を受けて上記圧力チャンバ５０にインクを供給するが、上記マニホールド６０及び上記圧力チャンバ５０は、リストリクタ７０により互いに連結される。
【００５７】
そして、ダンパ３５は、上記圧力チャンバ５０から上記圧電アクチュエータ２００によって吐出されるインクの伝達を受けて、上記ノズル４５を介して外部に吐出させる。
【００５８】
また、ダンパ３５は、多段状に形成されることができ、このような構造により、上記圧力チャンバ５０から受け入れるインクの量と、上記ノズル４５に進行するインクの量を調節することができるようになる。
【００５９】
この際、上記ダンパ３５は選択事項であるため削除することができ、この場合は上記上部基板１０と後述する下部基板４０のみでインクジェットプリントヘッド１００を構成することができる。
【００６０】
下部基板４０は各圧力チャンバ５０と対応するように形成し、上記ダンパ３５を通るインクが外部に吐出されるように上記ノズル４５を形成する。そして、上記下部基板４０は上記中間基板３０の下部に接着される。
【００６１】
上記ノズル４５は、上記インクジェットプリントヘッド１００内に形成された流路を介して移動するインクを液滴として噴射するようになる。
【００６２】
この際、上記上部基板１０、中間基板３０及び下部基板４０には、半導体集積回路に広く使われるシリコン基板を用いることができる。しかし、上記上部基板１０、上記中間基板３０及び上記下部基板４０の材質はシリコン基板に限らず、多様な材料を適用することができる。
【００６３】
上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容され、粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバ５０に上記インクの吐出駆動力を提供することができる。
【００６４】
ここで、上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容されることによって上記上部基板１０と同一平面をなすようにすることができ、これは上記メンブレン８０の厚さを薄くすることによって駆動効率が増加することができる。
【００６５】
また、上記圧電アクチュエータ収容部２０によって上記圧電アクチュエータ２００の幅及び高さを一定に維持することができるため、均一な形状を有する上記圧電アクチュエータ２００を形成することができ、これは上記インクジェットプリントヘッド１００のノズルの密度を高めるという効果がある。
【００６６】
上記圧電アクチュエータ２００は、下部電極２２０、圧電体２３０及び上部電極２４０を含むことができ、上記下部電極２２０は、上記圧力チャンバ５０に駆動力を提供するための駆動電圧を提供し、上記上部基板１０上に電極物質をインクジェットプリンティングして形成されることができる。
【００６７】
上記下部電極２２０は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＣｕ等の物質のうちいずれかであることができる。
【００６８】
上記下部電極２２０は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板（不図示）と連結されるために形成される配線２３５を備えることができ、上記配線２３５は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができる。
【００６９】
上記圧電体２３０は、上記下部電極２２０及び後述する上部電極２４０の間で粘度がある圧電体液がインクジェットプリンティング方式によって固化して形成されることができる。
【００７０】
上記圧電体２３０は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換、またはその逆に変換できる要素であり、その材料はチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）セラミック材料からなることができる。
【００７１】
上記圧電体２３０に電圧が印加されると、上記メンブレン８０の上下変形で駆動力が垂直方向に伝達される。このときの駆動力により、上記圧力チャンバ５０内のインクが上記ノズル４５を介して外部に吐出されることができる。
【００７２】
上記ノズル４５は幅方向に上記下部基板４０の側面に向かうように形成されるため、上記インクは、上記圧力チャンバ５０内の駆動力の伝達方向に垂直した方向に吐出されることができる。
【００７３】
上記上部電極２４０は、上記下部電極２２０と同様に、上記圧力チャンバ５０に駆動力を提供するための駆動電圧を提供し、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＣｕ等の物質のうちいずれかであることができる。
【００７４】
また、上記上部電極２４０は、上記圧電体２３０の上部面にインクジェットプリンティング、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、スクリーンプリンティング及びメッキ等の工程を用いて形成することができる。
【００７５】
上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電体液が上記圧力チャンバ５０の外部面と反応することを防止するために上記圧電アクチュエータ２００と上記メンブレン８０の間に拡散防止膜２１０を備えることができる。
【００７６】
ここで、上記拡散防止膜２１０は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着することができる。
【００７７】
図４は、本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを示した概略断面図である。
【００７８】
図４を参照すると、本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッド１００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することができ、それ以外の構成は、上記一実施例と同様であるため省略する。
【００７９】
本発明の他の一実施例のように、上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することによって、インクジェットプリンティングによる上記圧電アクチュエータ２００を構成する過程で気孔度が低減できるという効果がある。
【００８０】
図５から図１０は、本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【００８１】
図５を参照すると、流入されたインクをノズル４５に吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバ５０を備え、上記圧力チャンバ５０に対応する外部面から上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝を形成することができる。
【００８２】
つまり、上記圧力チャンバ５０に対応する上記上部基板１０の上記メンブレン８０上に上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝を形成することができるものである。
【００８３】
上記凹溝は、上記圧電アクチュエータ２００を収容する圧電アクチュエータ収容部２０であることができ、図５（ｂ）のように上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することができる。
【００８４】
図６を参照すると、上記圧電アクチュエータ収容部２０の上部面に上記圧電体２３０の焼結時に上記上部基板１０と反応することを防止するために拡散防止膜２１０を形成することができる。
【００８５】
上記拡散防止膜２１０は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着することができる。
【００８６】
但し、上記拡散防止膜２１０は、上記上部基板１０と反応することを防止するために形成するもので、上記拡散防止膜２１０を備えることが好ましいが、必ずしも要求される工程ではない。
【００８７】
図７から図９を参照すると、上記拡散防止膜２１０の上部面、または、上記上部基板１０のメンブレン８０の上部面に上記圧電アクチュエータ２００を位置させることができる。
【００８８】
上記圧電アクチュエータ２００は、図７のように下部電極２２０を位置させ、図８のように圧電体２３０を固定し、図９のように上記圧電体２３０の上部面に上部電極２４０を結合することができる。
【００８９】
上記下部電極２２０は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができ、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板（不図示）と連結されるために形成される配線２３５を備えることができ、上記配線２３５は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができる。
【００９０】
上記圧電体２３０は、上記圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することができ、上記圧電体液を上記圧電アクチュエータ収容部２０に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返して形成することができる。
【００９１】
この場合に、満たして焼結する過程を繰り返すことで気孔度を低減することができるため、一度に満たして焼結する方法より好ましい。
【００９２】
上記上部電極２４０は、上記圧電体２３０の上部面に形成されることができ、インクジェットプリンティング、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング、スクリーンプリンティング及びメッキ等の工程を用いて形成することができる。
【００９３】
図１０は、本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのポーリング工程を示した概略断面図である。
【００９４】
図１０を参照すると、上記上部電極２４０及び下部電極２２０の間に電圧を印加するポーリング工程を通じて上記圧電アクチュエータ２００のダイポールの方向を一致させることができる。
【００９５】
ポーリングとは、上記上部電極２４０と上記下部電極２２０の間に電圧を印加して電場を発生させ、この電場によって隣接したダイポールの方向が次第に一致するようになる過程のことで、上記ポーリング工程を通じて上記圧電体２３０は緻密になり、電気的な特性を有するようになる。
【００９６】
従って、上記圧電体２３０は、上記ポーリング工程を通じて上記圧電アクチュエータ２００の機能を行うことができる。
【００９７】
以上の実施例を通じて、凹溝で形成された上記圧電アクチュエータ収容部２０を利用して上記メンブレン８０の厚さを薄くして低電圧駆動性能の具現が可能で、駆動効率を増加させることができる。
【００９８】
また、凹溝で形成された上記圧電アクチュエータ収容部２０により圧電体２３０の大きさ及び体積を一定に維持することができるため、均一な形状を有する圧電アクチュエータ２００を容易に形成することができ、上記インクジェットプリントヘッド１００のノズルの密度を高めることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１００ インクジェットプリントヘッド
１０ 上部基板
２０ 圧電アクチュエータ収容部
３０ 中間基板
３５ ダンパ
４０ 下部基板
５０ 圧力チャンバ
８０ メンブレン
２００ 圧電アクチュエータ
２１０ 拡散防止膜
２２０ 下部電極
２３０ 圧電体
２４０ 上部電極
【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し、さらに詳しくは、低電圧駆動性能の具現が可能で、駆動効率を増加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。
【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、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ヘッドは産業用インクジェットプリンタにおいても使用されている。例えば、フレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）上に金、銀等の金属インクを噴射して回路パターンを直接形成させるか、または、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】
このようなインクジェットヘッドは、カートリッジからインクを流入及び流出する流入口及び流出口、流入されるインクを貯蔵するマニホールド、並びに上記マニホールド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が形成され、上記チャンバのインクを外部に吐出させるために圧電体で製造される圧電アクチュエータが表面に取り付けられる。
【０００５】
従来には、圧電アクチュエータをインクジェットヘッドに取り付ける方式のスクリーンプリンティング方式またはバルクセラミックのエポキシ接合方式を用いた。
【０００６】
しかし、上記のような方式で製造された圧電アクチュエータは、肉厚であるため、駆動時に高電圧が必要となる。
【０００７】
そのため、低電圧では駆動できず、駆動電圧に比べて駆動効率が低くなるという問題点がある。
【０００８】
さらに、従来のスクリーンプリンティング方式及びバルクセラミックのエポキシ接合方式は、高コストで圧電体の幅と高さを一定に制御することができず、均一な形状を有する圧電アクチュエータを形成し難いという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、均一な形状を有する圧電アクチュエータを容易に形成することができ、駆動電圧に比べて駆動効率が良い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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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は、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバと、上記圧力チャンバに対応する外部面において上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部と、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を含むことができる。
【００１１】
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上記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００１２】
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上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１３】
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上記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１４】
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上記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００１５】
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上記下部電極の上記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００１６】
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上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液が上記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とすることができる。
【００１７】
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上記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、物理的蒸着（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００１８】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドは、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバが形成される上部基板と、上記圧力チャンバに対応する上記上部基板が上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部と、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、上記圧力チャンバと連通され、上記インクを吐出するためのノズルを備える下部基板と、を含むことができる。
【００１９】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００２０】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２１】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記基板と同一平面をなすことを特徴とすることができる。
【００２２】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２３】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００２４】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記下部電極の上記配線は、電極物がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００２５】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記圧電アクチュエータは、上記圧電体液が上記メンブレンと反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とすることができる。
【００２６】
本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの上記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００２７】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、流入されたインクをノズルに吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバを基板に備えるステップと、上記圧力チャンバに対応する基板が上記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部を形成するステップと、上記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバに上記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータを位置させるステップと、を含むことができる。
【００２８】
本発明のさらに他の一実施例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圧電アクチュエータ収容部は、周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とすることができる。
【００２９】
本発明のさらに他の一実施例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圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、上記上部電極と上記下部電極の間に駆動力を提供する圧電体で形成されたことを特徴とすることができる。
【００３０】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記圧電アクチュエータの下部に上記圧電体液が上記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えるステップをさらに含むことができる。
【００３１】
本発明のさらに他の一実施例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拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とすることができる。
【００３２】
本発明のさらに他の一実施例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上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００３３】
本発明のさらに他の一実施例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圧電体は、圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することを特徴とすることができる。
【００３４】
本発明のさらに他の一実施例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圧電体は、上記圧電体液を上記圧電アクチュエータ収容部に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返すかいずれかの方法で行われることを特徴とすることができる。
【００３５】
本発明のさらに他の一実施例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下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とすることができる。
【００３６】
本発明のさらに他の一実施例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下部電極の上記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とすることができる。
【００３７】
本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、上記アクチュエータのダイポールの方向を一致させるために上記上部及び下部電極の間に電圧を印加するポーリングステップをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３８】
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よると、均一な形状を有する圧電アクチュエータを製造することができ、低電圧で駆動が可能で、駆動効率及びノズルの密度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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示した概略切開斜視図である。
【図２】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示した概略断面図である。
【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を示した概略平面図である。
【図４】本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを示した概略断面図である。
【図５】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図７】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図８】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図９】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【図１０】本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのポーリング工程を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では図面を参照し本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。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を追加、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るが、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００４１】
また、各実施例の図面に示す同一の思想の範囲内で機能が同一の構成要素は同一の参照符号を用いて説明する。
【００４２】
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示した概略切開斜視図であり、図２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示した概略断面図であり、図３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示した概略平面図である。
【００４３】
図１から図３を参照すると、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は、上部基板１０、圧電アクチュエータ収容部２０、中間基板３０、下部基板４０及び圧電アクチュエータ２００を含むことができる。
【００４４】
上部基板１０は、複数の圧力チャンバ５０が規則的に形成され、インクが流入されるためのインク流入口１５が設けられる。この際、上記インク流入口１５は、マニホールド６０と直接的に連結されるように提供され、上記マニホールド６０は、リストリクタ７０を介して圧力チャンバ５０にインクを供給する役割をする。
【００４５】
この際、上記マニホールド６０は、１つの大きい空間として形成され、複数の上記圧力チャンバ５０にそれぞれ連結されることができるが、これに限らず、各上記圧力チャンバ５０に対応するように複数が形成されてもよい。
【００４６】
また、上記マニホールド６０は、上記中間基板３０及び下部基板４０に内部空間を有する溝が形成されて設けられることができる。
【００４７】
上記インク流入口１５も同様に、１つの上記マニホールド６０に対応して１つのみ形成できるが、複数の上記マニホールド６０が形成される場合には上記マニホールド６０それぞれに対応するように複数形成されてもよい。
【００４８】
そして、圧力チャンバ５０は、後述する圧電アクチュエータ２００が取り付けられる位置の下部に設けられる。即ち、上記上部基板１０の内部に形成され、流入されたインクをノズル４５に吐出させるために上記インクを貯蔵する。
【００４９】
この際、上記上部基板１０のうち上記圧力チャンバ５０の天井をなす部分はメンブレン８０の役割をする。
【００５０】
ここで、上記圧力チャンバ５０の外壁の外部面、即ち、上記メンブレン８０上に上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝形成される上記圧電アクチュエータ収容部２０が備えられることができ、上記圧電アクチュエータ収容部２０に後述する圧電アクチュエータ２００が収容されることができる。
【００５１】
上記圧電アクチュエータ収容部２０の深さは、後述する圧電アクチュエータ２００と略同一の高さに形成して全体的に上記インクジェットプリントヘッド１００の体積を減少させることが好ましい。
【００５２】
このため、インクの吐出のために上記圧電アクチュエータ２００に駆動信号を印加すると、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容された上記圧電アクチュエータ２００と共に、その下のメンブレン８０が変形されながら上記圧力チャンバ５０の体積が減少するようになる。
【００５３】
これによる上記圧力チャンバ５０内の圧力増加により、上記圧力チャンバ５０内のインクはダンパ３５とノズル４５を介して外部に吐出される。
【００５４】
上記上部基板１０は、上記圧力チャンバ５０の高さを正確に設定するためにエッチング停止層の役割をする中間酸化膜が形成されるＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使うことができる。
【００５５】
上記中間基板３０は、長さ方向に長く形成される上記マニホールド６０と、上記ノズル４５と上記圧力チャンバ５０を連結するダンパ３５とを含むことができる。
【００５６】
上記マニホールド６０は、上記インク流入口１５からインクの供給を受けて上記圧力チャンバ５０にインクを供給するが、上記マニホールド６０及び上記圧力チャンバ５０は、リストリクタ７０により互いに連結される。
【００５７】
そして、ダンパ３５は、上記圧力チャンバ５０から上記圧電アクチュエータ２００によって吐出されるインクの伝達を受けて、上記ノズル４５を介して外部に吐出させる。
【００５８】
また、ダンパ３５は、多段状に形成されることができ、このような構造により、上記圧力チャンバ５０から受け入れるインクの量と、上記ノズル４５に進行するインクの量を調節することができるようになる。
【００５９】
この際、上記ダンパ３５は選択事項であるため削除することができ、この場合は上記上部基板１０と後述する下部基板４０のみでインクジェットプリントヘッド１００を構成することができる。
【００６０】
下部基板４０は各圧力チャンバ５０と対応するように形成し、上記ダンパ３５を通るインクが外部に吐出されるように上記ノズル４５を形成する。そして、上記下部基板４０は上記中間基板３０の下部に接着される。
【００６１】
上記ノズル４５は、上記インクジェットプリントヘッド１００内に形成された流路を介して移動するインクを液滴として噴射するようになる。
【００６２】
この際、上記上部基板１０、中間基板３０及び下部基板４０には、半導体集積回路に広く使われるシリコン基板を用いることができる。しかし、上記上部基板１０、上記中間基板３０及び上記下部基板４０の材質はシリコン基板に限らず、多様な材料を適用することができる。
【００６３】
上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容され、粘度がある圧電体液が充填されて固化され、上記圧力チャンバ５０に上記インクの吐出駆動力を提供することができる。
【００６４】
ここで、上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０に収容されることによって上記上部基板１０と同一平面をなすようにすることができ、これは上記メンブレン８０の厚さを薄くすることによって駆動効率が増加することができる。
【００６５】
また、上記圧電アクチュエータ収容部２０によって上記圧電アクチュエータ２００の幅及び高さを一定に維持することができるため、均一な形状を有する上記圧電アクチュエータ２００を形成することができ、これは上記インクジェットプリントヘッド１００のノズルの密度を高めるという効果がある。
【００６６】
上記圧電アクチュエータ２００は、下部電極２２０、圧電体２３０及び上部電極２４０を含むことができ、上記下部電極２２０は、上記圧力チャンバ５０に駆動力を提供するための駆動電圧を提供し、上記上部基板１０上に電極物質をインクジェットプリンティングして形成されることができる。
【００６７】
上記下部電極２２０は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＣｕ等の物質のうちいずれかであることができる。
【００６８】
上記下部電極２２０は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板（不図示）と連結されるために形成される配線２３５を備えることができ、上記配線２３５は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができる。
【００６９】
上記圧電体２３０は、上記下部電極２２０及び後述する上部電極２４０の間で粘度がある圧電体液がインクジェットプリンティング方式によって固化して形成されることができる。
【００７０】
上記圧電体２３０は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換、またはその逆に変換できる要素であり、その材料はチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）セラミック材料からなることができる。
【００７１】
上記圧電体２３０に電圧が印加されると、上記メンブレン８０の上下変形で駆動力が垂直方向に伝達される。このときの駆動力により、上記圧力チャンバ５０内のインクが上記ノズル４５を介して外部に吐出されることができる。
【００７２】
上記ノズル４５は幅方向に上記下部基板４０の側面に向かうように形成されるため、上記インクは、上記圧力チャンバ５０内の駆動力の伝達方向に垂直した方向に吐出されることができる。
【００７３】
上記上部電極２４０は、上記下部電極２２０と同様に、上記圧力チャンバ５０に駆動力を提供するための駆動電圧を提供し、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＣｕ等の物質のうちいずれかであることができる。
【００７４】
また、上記上部電極２４０は、上記圧電体２３０の上部面にインクジェットプリンティング、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、スクリーンプリンティング及びメッキ等の工程を用いて形成することができる。
【００７５】
上記圧電アクチュエータ２００は、上記圧電体液が上記圧力チャンバ５０の外部面と反応することを防止するために上記圧電アクチュエータ２００と上記メンブレン８０の間に拡散防止膜２１０を備えることができる。
【００７６】
ここで、上記拡散防止膜２１０は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着することができる。
【００７７】
図４は、本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドを示した概略断面図である。
【００７８】
図４を参照すると、本発明の他の一実施例によるインクジェットプリントヘッド１００は、上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することができ、それ以外の構成は、上記一実施例と同様であるため省略する。
【００７９】
本発明の他の一実施例のように、上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することによって、インクジェットプリンティングによる上記圧電アクチュエータ２００を構成する過程で気孔度が低減できるという効果がある。
【００８０】
図５から図１０は、本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を示した概略断面流れ図である。
【００８１】
図５を参照すると、流入されたインクをノズル４５に吐出するために上記インクを貯蔵する圧力チャンバ５０を備え、上記圧力チャンバ５０に対応する外部面から上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝を形成することができる。
【００８２】
つまり、上記圧力チャンバ５０に対応する上記上部基板１０の上記メンブレン８０上に上記圧力チャンバ５０の方向に凹溝を形成することができるものである。
【００８３】
上記凹溝は、上記圧電アクチュエータ２００を収容する圧電アクチュエータ収容部２０であることができ、図５（ｂ）のように上記圧電アクチュエータ収容部２０の周面のうち少なくとも一面をテーパ状に形成することができる。
【００８４】
図６を参照すると、上記圧電アクチュエータ収容部２０の上部面に上記圧電体２３０の焼結時に上記上部基板１０と反応することを防止するために拡散防止膜２１０を形成することができる。
【００８５】
上記拡散防止膜２１０は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着することができる。
【００８６】
但し、上記拡散防止膜２１０は、上記上部基板１０と反応することを防止するために形成するもので、上記拡散防止膜２１０を備えることが好ましいが、必ずしも要求される工程ではない。
【００８７】
図７から図９を参照すると、上記拡散防止膜２１０の上部面、または、上記上部基板１０のメンブレン８０の上部面に上記圧電アクチュエータ２００を位置させることができる。
【００８８】
上記圧電アクチュエータ２００は、図７のように下部電極２２０を位置させ、図８のように圧電体２３０を固定し、図９のように上記圧電体２３０の上部面に上部電極２４０を結合することができる。
【００８９】
上記下部電極２２０は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができ、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板（不図示）と連結されるために形成される配線２３５を備えることができ、上記配線２３５は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることができる。
【００９０】
上記圧電体２３０は、上記圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することができ、上記圧電体液を上記圧電アクチュエータ収容部２０に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返して形成することができる。
【００９１】
この場合に、満たして焼結する過程を繰り返すことで気孔度を低減することができるため、一度に満たして焼結する方法より好ましい。
【００９２】
上記上部電極２４０は、上記圧電体２３０の上部面に形成されることができ、インクジェットプリンティング、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング、スクリーンプリンティング及びメッキ等の工程を用いて形成することができる。
【００９３】
図１０は、本発明のさらに他の一実施例によるインクジェットプリントヘッドのポーリング工程を示した概略断面図である。
【００９４】
図１０を参照すると、上記上部電極２４０及び下部電極２２０の間に電圧を印加するポーリング工程を通じて上記圧電アクチュエータ２００のダイポールの方向を一致させることができる。
【００９５】
ポーリングとは、上記上部電極２４０と上記下部電極２２０の間に電圧を印加して電場を発生させ、この電場によって隣接したダイポールの方向が次第に一致するようになる過程のことで、上記ポーリング工程を通じて上記圧電体２３０は緻密になり、電気的な特性を有するようになる。
【００９６】
従って、上記圧電体２３０は、上記ポーリング工程を通じて上記圧電アクチュエータ２００の機能を行うことができる。
【００９７】
以上の実施例を通じて、凹溝で形成された上記圧電アクチュエータ収容部２０を利用して上記メンブレン８０の厚さを薄くして低電圧駆動性能の具現が可能で、駆動効率を増加させることができる。
【００９８】
また、凹溝で形成された上記圧電アクチュエータ収容部２０により圧電体２３０の大きさ及び体積を一定に維持することができるため、均一な形状を有する圧電アクチュエータ２００を容易に形成することができ、上記インクジェットプリントヘッド１００のノズルの密度を高めることができる。
【符号の説明】
【００９９】
１００ インクジェットプリントヘッド
１０ 上部基板
２０ 圧電アクチュエータ収容部
３０ 中間基板
３５ ダンパ
４０ 下部基板
５０ 圧力チャンバ
８０ メンブレン
２００ 圧電アクチュエータ
２１０ 拡散防止膜
２２０ 下部電極
２３０ 圧電体
２４０ 上部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバと、
前記圧力チャンバの外壁の外部面において前記圧力チャンバの方向に凹溝形成された圧電アクチュエータ収容部と、
前記圧電アクチュエータ収容部に圧電体液が充填されて固化された、前記圧力チャンバに前記外壁を介して前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと
を含むインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液が前記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備え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】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバが形成される上部基板と、
前記上部基板の前記圧力チャンバに対応する領域に前記圧力チャンバの方向に凹溝形成された圧電アクチュエータ収容部と、
前記圧電アクチュエータ収容部に圧電体液が充填されて固化された、前記圧力チャンバに前記上部基板を介して前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、
前記圧力チャンバと連通され、前記インクを吐出するためのノズルを備える下部基板と
を含むインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、前記基板と同一平面をなすことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液が前記上部基板と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状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プリントヘッド。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成される圧電体を備え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プリントヘッド。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、前記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項１から７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９】
前記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とする請求項２または５に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバを基板に形成するステップと、
前記圧力チャンバに対応する基板が前記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部を形成するステップと、
前記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、前記圧力チャンバに前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータを位置させるステップと
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１３】
前記圧電アクチュエータ収容部は、周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とする請求項１２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１４】
前記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、前記上部電極と前記下部電極の間に駆動力を提供する圧電体で形成されたことを特徴とする請求項１２または１３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１５】
前記圧電アクチュエータの下部に前記圧電体液が前記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項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１６】
前記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とする請求項１５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１７】
前記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項１４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１８】
前記圧電体は、圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することを特徴とする請求項１４または１７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１９】
前記圧電体は、前記圧電体液を前記圧電アクチュエータ収容部に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返すかいずれかの方法で行われることを特徴とする請求項１８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２０】
前記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とする請求項１４および１７から１９の何れか１項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２１】
前記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項２０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２２】
前記圧電アクチュエータのダイポールの方向を一致させるために前記上部及び下部電極の間に電圧を印加するポーリングステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４および１７から２１の何れか１項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１】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバと、
前記圧力チャンバの外壁の外部面において前記圧力チャンバの方向に凹溝形成された圧電アクチュエータ収容部と、
前記圧電アクチュエータ収容部に圧電体液が充填されて固化された、前記圧力チャンバに前記外壁を介して前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと
を含むインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液が前記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備え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】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバが形成される上部基板と、
前記上部基板の前記圧力チャンバに対応する領域に前記圧力チャンバの方向に凹溝形成された圧電アクチュエータ収容部と、
前記圧電アクチュエータ収容部に圧電体液が充填されて固化された、前記圧力チャンバに前記上部基板を介して前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータと、
前記圧力チャンバと連通され、前記インクを吐出するためのノズルを備える下部基板と
を含むインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、前記基板と同一平面をなすことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液が前記上部基板と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記圧電アクチュエータ収容部の周面のうち少なくとも一面は、テーパ状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プリントヘッド。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータは、前記圧電体液がインクジェットプリンティングされて形成される圧電体を備え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プリントヘッド。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、前記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項１から７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９】
前記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とする請求項２または５に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
流入されたインクをノズルに吐出するために前記インクを貯蔵する圧力チャンバを基板に形成するステップと、
前記圧力チャンバに対応する基板が前記圧力チャンバの方向に凹溝形成される圧電アクチュエータ収容部を形成するステップと、
前記圧電アクチュエータ収容部に粘度がある圧電体液が充填されて固化され、前記圧力チャンバに前記インクの吐出駆動力を提供する圧電アクチュエータを位置させるステップと
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１３】
前記圧電アクチュエータ収容部は、周面のうち少なくとも一面は、テーパ状に形成されることを特徴とする請求項１２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１４】
前記圧電アクチュエータは、駆動電圧を提供する上部及び下部電極を備え、前記上部電極と前記下部電極の間に駆動力を提供する圧電体で形成されたことを特徴とする請求項１２または１３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１５】
前記圧電アクチュエータの下部に前記圧電体液が前記圧力チャンバの外部面と反応することを防止するために形成される拡散防止膜を備えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項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１６】
前記拡散防止膜は、電子ビームエバポレータ、化学的蒸着（ＣＶＤ）、物理的蒸着（ＰＶＤ）、メッキ及びスクリーンプリンティングのいずれかの工程を用いて蒸着したことを特徴とする請求項１５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１７】
前記上部及び下部電極のうち少なくとも一方は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項１４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１８】
前記圧電体は、圧電体液をインクジェットプリンティングし固化することによって形成することを特徴とする請求項１４または１７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１９】
前記圧電体は、前記圧電体液を前記圧電アクチュエータ収容部に一度に満たして焼結するか、または、一部を満たして焼結した後、再び満たす過程を繰り返すかいずれかの方法で行われることを特徴とする請求項１８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２０】
前記下部電極は、電源を供給するフレキシブル印刷回路基板と連結されるために形成される配線が備えられたことを特徴とする請求項１４および１７から１９の何れか１項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２１】
前記配線は、電極物質がインクジェットプリンティングされて形成されることを特徴とする請求項２０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２２】
前記圧電アクチュエータのダイポールの方向を一致させるために前記上部及び下部電極の間に電圧を印加するポーリングステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４および１７から２１の何れか１項に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１７３４０８（Ｐ２０１１−１７３４０８Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３２６９（Ｐ２０１０−２３３２６９）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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