KR100780250B1

KR100780250B1 - 잉크 분사방법 및 장치

Info

Publication number: KR100780250B1
Application number: KR1020060107231A
Authority: KR
Inventors: 김현식; 하덕식
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2007-11-27
Also published as: CN101346240A; JP4708480B2; TWI318934B; US20070139466A1; US7762641B2; JP2009519848A; KR20070067597A; TW200728101A; WO2007073058A1; CN101346240B

Abstract

본 발명은 잉크 분사 방법 및 그 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 잉크 분사 방법은, 잉크 분사를 위한 헤드가 설치된 스테이지의 진동 구간 정보를 저장하는 단계; 패턴 프린트를 시작할 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행방향과 반대 방향으로 상기 진동 구간만큼 좌표를 감하여 상기 스테이지의 좌표를 변경하는 단계; 상기 변경된 좌표로 상기 스테이지를 이동시킨 후 상기 패턴 프린트 진행방향에 따라 상기 스테이지를 이동하는 단계; 상기 스테이지의 현재 좌표와 상기 변경된 좌표를 감하여 이동 거리를 산출하는 단계; 및 상기 스테이지의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 상기 헤드를 제어하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 패턴 프린트를 위한 잉크 분사 시 스테이지 이동에 따라 발생된 초기 진동에 의해 패턴이 잘못 인쇄되는 것을 방지할 수 있다.

잉크, 진동, 스테이지

Description

잉크 분사방법 및 장치{INK INJECTION METHOD AND APPARATUS THEREOF}

도 1은 스테이지 진동에 따른 잉크 분사예를 도시한 도면.

도 2는 스테이지 진동상태를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 분사 장치의 구성도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동구간 검출방법의 흐름도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크분사 방법의 흐름도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 분사예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제어부

102 : 메모리부

104 : 스테이지 구동부

106 : 스테이지

108 : 헤드 제어부

110 : 헤드

112 : 진동 센서부

본 발명은 잉크젯 헤드를 이용한 프린팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 헤드의 스테이지 진동에 의해 패턴이 잘못 프린팅되지 않게 하는 잉크 분사방법 및 그 장치에 관한 것이다.

높은 정밀도의 위치 결정이 요구되는 잉크젯 헤드의 스테이지의 구동원에는 리니어 모터가 채용되고 있으며, 상기 스테이지가 놓이는 베이스는 바닥으로부터의 진동을 제진하기 위한 제진수단을 통해 바닥에 설치된다.

이로 인해 상기 베이스는 매우 불안정한 상태가 되어, 상기 스테이지가 구동할 때에는 구동방향에 대하여 반대 방향으로 생기는 반력에 의해 상기 스테이지가 진동하였다.

상기 진동은 상기 스테이지에 설치된 잉크젯 헤드를 진동시켜, 상기 잉크젯 헤드가 분사한 패턴이 상기 진동에 대응되게 흔들리게 되는 문제가 있었다.

도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 스테이지 이동에 따라 생기는 진동은 초기 잉크 분사시에 발생하므로, 초기 분사된 잉크에 의해 프린트된 부분은 진동에 의해 흔들리는 양상을 보인다.

이러한 문제를 해소하기 위한 방법으로는 대한민국 특허청에 스테이지 장치용 반력 처리 시스템을 명칭으로 하여 특허 출원된 제10-2004-0059486호가 있다.

상기 특허 출원된 종래기술은, 베이스에 대해 인가되는 반력을 상쇄하는 추력을 생성하는 추력 발생 수단과, 상가 추력 발생 수단의 게인을 조절하는 게인 조정수단을 제어하는 제어수단을 포함하는 반력 처리 시스템을 개시한다.

그러나 상기한 기술에 따라 추력을 생성하여 진동을 제거하더라도 초기 발생되는 진동을 완벽하게 제거하는 데는 한계가 있다.

상기 스테이지의 진동상태를 도시한 도 2를 참조하면, 상기 스테이지의 진동은 스테이지의 이동 초기에 급격하게 발생하였다가 이동시간이 경과됨에 따라 감소된다.

그러나 상기 종래 반력 처리 시스템은 스테이지의 이동을 검출하여 추력을 생성하는 데에 소정 시간이 요구되므로, 상기 스테이지 이동 초기에 급격하게 발생된 진동을 신속하게 제거할 수는 없는 것이다.

이에 종래에는 스테이지 이동 초기에 급격하게 발생된 진동에 의해 패턴이 잘못 프린팅되는 문제를 해결하기 위한 기술의 개발이 절실하게 요망되었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 잉크 분사를 위한 헤드가 장착된 스테이지의 초기 진동 구간을 검출하여, 패턴 프린트시에 상기 초기 진동 구간 이전으로 스테이지 좌표를 변경하고, 상기 진동 구간만큼 상기 스테이지가 이동하면 상기 패턴 프린트를 위한 잉크 분사를 시작하여 상기 스테이지 이동에 따라 발생된 초기 진동에 의해 패턴이 잘못 프린트되는 것을 방지할 수 있는 잉크 분사방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크 분사 방법은, (a) 잉크 분사를 위한 헤드가 설치된 스테이지의 진동 구간 정보를 저장하는 단계; (b) 패턴 프린트를 시작할 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행방향과 반대 방향으로 상기 진동 구간만큼 좌표를 감하여 상기 스테이지의 좌표를 변경하는 단계; (c) 상기 변경된 좌표로 상기 스테이지를 이동시킨 후 상기 패턴 프린트 진행방향에 따라 상기 스테이지를 이동하는 단계; (d) 상기 스테이지의 현재 좌표와 상기 변경된 좌표를 감하여 이동 거리를 산출하는 단계; 및 (e) 상기 스테이지의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 상기 헤드를 제어하는 단계;를 포함한다.

바람직하게, 상기 (a) 단계는, 상기 스테이지의 초기 좌표를 저장하는 단계; 상기 스테이지를 소정 방향으로 이동하면서 상기 스테이지의 진동을 센싱하는 단계; 상기 스테이지의 진동이 소정 범위 미만이면, 상기 스테이지의 현재 좌표를 저장하는 단계; 상기 현재 좌표에서 상기 초기 좌표를 감하여 상기 스테이지의 진동 구간을 산출하는 단계;를 포함한다. 선택적으로, 상기 (a) 단계는, 상기 스테이지의 진동 구간에 소정 값을 더하여 최종의 진동 구간으로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크 분사 방법은, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하는 동안에, 상기 스테이지의 진동을 센싱하는 단계; 및 상기 스테이지의 진동이 소정치 이상이면 상기 잉크 분사를 중단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크 분사 장치는, 잉크를 분사하여 패턴을 프린트하는 헤드; 상기 헤드의 구동을 제어하는 헤드 제어부; 상기 헤드가 설치된 스테이지; 상기 스테이지를 구동하는 스테이지 구동부; 상기 스테이지의 진동 구간 정보를 저장하는 메모리부; 패턴 프린트의 시작 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행방향과 반대 방향으로 상기 진동 구간만큼 스테이지의 좌표를 감하여 스테이지 좌표를 변경하고, 상기 변경된 좌표로 상기 스테이지를 이동하여 상기 패턴 프린트 진행방향에 따라 상기 스테이지를 이동하도록 상기 스테이지 구동부를 제어하고, 상기 스테이지의 현재 좌표와 상기 변경된 좌표를 감하여 이동 거리를 산출하고, 상기 스테이지의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 상기 헤드 제어부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명은 잉크 분사를 위한 헤드가 장착된 스테이지의 초기 진동 구간을 검출하여, 패턴 프린트시에 상기 초기 진동 구간 이전으로 스테이지 좌표를 변경하고, 상기 진동 구간만큼 상기 스테이지가 이동하면 상기 패턴 프린트를 위한 잉크 분사를 시작하여 상기 스테이지 이동에 따라 발생된 초기 진동에 의해 패턴이 잘못 프린트되는 것을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람 직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 분사 장치의 구성을 상세히 설명한다.

제어부(100)는 잉크 분사 장치를 전반적으로 제어하고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스테이지 이동에 따른 초기 진동 구간을 검출하고, 패턴 프린트 시에 상기 초기 진동 구간 이전으로 스테이지 좌표를 변경하고, 상기 진동 구간만큼 상기 스테이지(106)가 이동하면 상기 패턴 프린트를 위한 잉크 분사를 시작하도록 스테이지 구동부(104) 및 헤드 제어부(108)를 제어한다.

메모리부(102)는 제어부(100)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장하며, 특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 초기 진동구간에 대한 정보를 저장한다.

스테이지 구동부(104)는 리니어 모터 등으로 제어부(100)의 제어에 따라 상기 스테이지(106)를 이동시킨다. 특히 스테이지 구동부(104)는 속도 100[mm/sec], 가속도 시간 300[ms]로 스테이지(106)를 구동한다.

헤드 제어부(108)는 제어부(100)의 제어에 따라 헤드(110)를 구동하여, 잉크 분사를 이행한다. 헤드(110)는 스테이지(106)에 설치되며, 스테이지(106)이 이동에 따라 패턴에 대응되는 잉크를 분사하여 패턴 프린트를 이행한다.

진동 센서부(112)는 스테이지(106)에 설치된 하나 이상의 진동 센서로 구성 되며, 상기 속도 100[mm/sec], 가속도 시간 300[ms]로 이동하는 스테이지(106)의 진동을 센싱하여 제어부(100)에 제공한다. 여기서, 상기 속도 100[mm/sec], 가속도 시간 300[ms]로 이동하는 스테이지(106)의 진동은 도 2에 도시한 바와 같이 초기에는 ±35[um]의 진폭을 보이다가 스테이지(106)가 38[mm] 이동한 후에는 ±5[um]의 수준으로 감소한다. 이러한 경우에 본 발명은 38[mm]의 이동 거리를 초기 진동 구간으로 정할 수 있다. 본 발명에서 상기 진동 센서부(112)로는 스테이지의 이동 변위를 측정할 수 있는 변위 센서가 가능하며, 전자 유도식, 자기식, 광학식 등의 접촉식 변위 센서와 레이저식, 와류식, 초음파식 등의 비접촉식 변위 센서가 채용될 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.

다음으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 상술한 잉크 분사 장치의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이지(106)의 초기 진동 구간을 검출하는 방법을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다.

제어부(100)는 스테이지(106)의 초기 좌표를 저장하고(200단계), 스테이지(106)를 이동하도록 스테이지 구동부(104)를 제어한다(202단계). 여기서, 스테이지 구동부(104)는 제어부(100)의 제어에 따라 스테이지(106)를 소정 방향으로 이동하기 시작한다. 스테이지(106)의 이동과 함께 제어부(100)는 진동 센서부(112)를 통해 스테이지(106)의 진동을 센싱하고, 상기 센싱된 진동값이 소정 범위, 예를 들어 ±5[um]를 벗어나는지를 체크한다(204, 206단계).

상기 센싱된 진동값이 소정 범위 미만이면, 제어부(100)는 현재의 스테이 지(106)의 좌표를 메모리부(102)에 저장한다(208단계). 여기서, 상기 좌표는 스테이지(106)가 안정화된 상태에서의 좌표이므로, 이하 안정화 좌표라 칭한다.

이후 제어부(100)는 스테이지(106)의 상기 안정화 좌표에서 초기 좌표를 감산하여 스테이지(106)에 대한 진동 구간을 산출하고, 상기 진동 구간을 메모리부(102)에 저장한다(210단계). 여기서, 상기 진동 구간은 잉크 분사 장치에 따라 다르게 검출될 수 있으며, 안정적인 패턴 인쇄를 위해 상기 진동 구간은 실제 검출된 진동 구간에 소정 값을 가산하여 최종 진동 구간으로 정할 수도 있다.

이제 상기 검출된 진동 구간을 이용한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 분사 방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.

제어부(100)는 패턴 프린트가 명령되면, 스테이지(106)의 좌표를 상기 패턴 프린트가 시작될 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행 방향과 반대 방향으로 진동 구간만큼을 감하여 스테이지(106)의 좌표를 변경한다(300,302단계).

이후 제어부(100)는 스테이지(106)가 상기 변경된 좌표로 이동하도록 스테이지 구동부(104)를 제어한다(304단계). 여기서, 스테이지 구동부(104)는 제어부(100)의 제어에 따라 스테이지(106)를 상기 변경된 좌표로 이동한 후에 패턴의 프린트 방향에 따라 스테이지(106)를 이동시키기 시작한다.

스테이지(106)의 이동이 시작되면, 제어부(100)는 스테이지(106)의 현재 좌표에서 스테이지(106)의 초기 변경 좌표를 감산하여 얻어진 실제 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되는지를 체크한다(306단계).

스테이지(106)의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 진동 구간이 종료된 것으로 판단하여 패턴 프린트를 위한 잉크 분사를 시작하도록 헤드 제어부(108)를 제어한다(308단계).

헤드 제어부(108)는 제어부(100)의 제어에 따라 잉크를 분사하도록 헤드(100)를 제어하며, 이에 따라 패턴 프린트가 시작된다.

상기한 패턴 프린트 중에 제어부(100)는 진동 센서부(112)가 허용치 이상의 스테이지 진동을 감지하는지를 체크하고(310단계), 상기 허용치 이상의 스테이지 진동이 감지되면 패턴 프린트를 중단하고 종료한다.

도 6은 본 발명에 따라 프린트된 패턴을 도시한다. 도면을 참조하면, 스테이지(106)를 실제 프린트할 패턴의 시작 좌표에서 진동 구간만큼 이전으로 이동시킨 후에, 상기 진동 구간에서는 잉크를 분사하지 않고 스테이지(106)만 이동시키다가 상기 진동 구간이 종료되는 지점, 즉 상기 실제 프린트할 패턴의 시작 좌표 지점에 이르면, 상기 프린트할 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 한다. 이에 따라 본 발명은 스테이지(106)의 진동에 대응되게 패턴이 잘못 인쇄되던 문제를 미연에 방지할 수 있다

상기한 본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체의 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지된 프로그램 언어에 의해 설계되고 구성된 것일 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 잉크 분사를 위한 헤드가 장착된 스테이지의 초기 진동 구간을 검출하여, 패턴 프린트 시에 상기 초기 진동 구간 이전으로 스테이지 좌표를 변경하고, 상기 진동 구간만큼 상기 스테이지가 이동하면 상기 패턴 프린트를 위한 잉크 분사를 시작하여 상기 스테이지 이동에 따라 발생된 초기 진동에 의해 패턴이 잘못 프린트되지 않게 하는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

잉크 분사 방법에 있어서,

(a) 잉크 분사를 위한 헤드가 설치된 스테이지의 진동 구간 정보를 저장하는 단계;

(b) 패턴 프린트를 시작할 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행방향과 반대 방향으로 상기 진동 구간만큼 좌표를 감하여 상기 스테이지의 좌표를 변경하는 단계;

(c) 상기 변경된 좌표로 상기 스테이지를 이동시킨 후 상기 패턴 프린트 진행방향에 따라 상기 스테이지를 이동하는 단계;

(d) 상기 스테이지의 현재 좌표와 상기 변경된 좌표를 감하여 이동 거리를 산출하는 단계; 및

(e) 상기 스테이지의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 상기 헤드를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

상기 스테이지의 초기 좌표를 저장하는 단계;

상기 스테이지를 소정 방향으로 이동하면서 상기 스테이지의 진동을 센싱하는 단계;

상기 스테이지의 진동이 소정 범위 미만이면, 상기 스테이지의 현재 좌표를 저장하는 단계;

상기 현재 좌표에서 상기 초기 좌표를 감하여 상기 스테이지의 진동 구간을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 방법.
제2항에 있어서,

상기 스테이지의 진동 구간에 소정 값을 더하여 최종의 진동 구간으로 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 방법.
제1항에 있어서,

상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하는 동안에, 상기 스테이지의 진동을 센싱하는 단계; 및

상기 스테이지의 진동이 소정치 이상이면 상기 잉크 분사를 중단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 방법.
잉크 분사 장치에 있어서,

잉크를 분사하여 패턴을 프린트하는 헤드;

상기 헤드의 구동을 제어하는 헤드 제어부;

상기 헤드가 설치된 스테이지;

상기 스테이지를 구동하는 스테이지 구동부;

상기 스테이지의 진동 구간 정보를 저장하는 메모리부;

패턴 프린트의 시작 좌표를 기준으로 패턴 프린트 진행방향과 반대 방향으로 상기 진동 구간만큼 스테이지의 좌표를 감하여 스테이지 좌표를 변경하고,

상기 변경된 좌표로 상기 스테이지를 이동하여 상기 패턴 프린트 진행방향에 따라 상기 스테이지를 이동하도록 상기 스테이지 구동부를 제어하고,

상기 스테이지의 현재 좌표와 상기 변경된 좌표를 감하여 이동 거리를 산출하고,

상기 스테이지의 이동 거리가 상기 진동 구간에 대응되면, 상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하도록 상기 헤드 제어부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 장치.
제5항에 있어서,

상기 스테이지의 진동을 센싱하는 진동 센서부;를 더 구비하고,

상기 제어부가,

상기 스테이지의 초기 좌표를 저장하고,

상기 스테이지를 소정 방향으로 이동하면서 상기 스테이지의 진동을 센싱하고,

상기 센싱된 진동이 소정 범위 미만이면, 상기 스테이지의 현재 좌표를 저장하고,

상기 현재 좌표에서 상기 초기 좌표를 감하여 상기 스테이지의 진동 구간을 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 장치.
제5항에 있어서,

상기 스테이지의 진동을 센싱하는 진동 센서부를 더 구비하고,

상기 제어부가,

상기 패턴에 대응되게 잉크를 분사하는 동안에, 상기 스테이지의 진동이 소정치 이상이면, 상기 잉크 분사를 중단하는 것을 특징으로 하는 잉크 분사 장치.