KR100863244B1 - 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치. - Google Patents

잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치에 관한 것으로, 수 마이크로미터 이하의 고정밀도로 잉크젯 헤드의 위치를 가이드 할 수 있는 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린트 장치는 잉크를 분사하는 다수의 노즐이 형성된 잉크젯 헤드와; 상기 잉크젯 헤드가 3자유도 운동할 수 있도록 설치되는 잉크젯 헤드 마운트와; 상기 잉크젯 헤드 마운트가 설치되는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
잉크젯 프린트 장치, 칼라필터, 잉크젯 헤드 마운트, 판스프링

Description

잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치.{An inkjet head mount unit and an inkjet printing apparatus using the same}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치를 도시한 사시도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 마운트를 도시한 평면도.
도3은 도2의 A부의 확대도.
도4는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드 마운트의 또 다른 실시예를 도시한 평면도.
도5a 및 도5b는 도2의 잉크젯 헤드 마운트의 동작을 도시한 평면도.
도6은 도1의 잉크젯 프린트 장치의 전체적인 동작을 도시한 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: R 잉크젯 헤드 20: G 잉크젯 헤드
30: B 잉크젯 헤드 100: 잉크젯 헤드 마운트
110: R 헤드 설치부 120: G 헤드 설치부
130: B 헤드 설치부 140: 바디부
150: 탄성변형부 161: 제1 위치조절기
162: 제2 위치조절기 163: 제3 위치조절기
164: 제4 위치조절기 165: 제5 위치조절기
166: 제6 위치조절기 200: 프레임
210: 구동부
본 발명은 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD용 칼라필터(Color filter, C/F)를 생산하는 잉크젯 프린팅 시스템(Inkjet printing system, IPS)에 있어서 칼라필터 위에 Red(R), Green(G), Blue(B) 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드의 위치를 미세 조절하기 위한 잉크젯 헤드 마운트 구조에 관한 것이다.
TFT-LCD에 사용되는 칼라필터 제조 방식의 하나로서 잉크젯 방식은 다수의 노즐을 가진 피에조 구동방식의 잉크젯 헤드를 이용하여 칼라필터 공정용 유리판의 픽셀 매트릭스 상에 칼라필터 잉크를 토출한 후, 이를 경화시켜 칼라필터 층을 형성하는 방식이다. 이는 종래의 포토리소그래피(Photolithography) 방식에 비하여 생산 재료 및 공정을 획기적으로 절감할 수 있는 방법이다.
잉크젯 방식에 사용되는 종래의 잉크젯 프린트 장치는 미국 등록특허 US6565206호 및 일본공개특허 2003-048312호 등에 개시되어 있다. 미국 등록특허 US6565206호의 도16 및 도17에는 R,G,B 세 종류의 잉크젯 헤드가 하나의 헤드 유닛에 구비된 잉크젯 프린트 장치가 개시되어 있다. 각각의 헤드는 θ방향 회전운동과 B방향으로의 직선운동이 가능하게 설치되어 있다. 즉 각각의 헤드는 2자유도의 운 동이 가능하게 설치되어 있으며, 이에 의해 각 헤드들 간의 상대 간격과 위치를 조절하여 유리기판 상의 픽셀에 정렬될 수 있다. 그리고 일본공개특허 2003-048312호의 도6 및 도7에는 다수의 잉크젯 헤드를 구비하는 잉크젯 프린트 장치가 개시되어 있으며, 각각의 잉크젯 헤드는 1방향 회전운동과 1방향 직선운동의 2자유도 운동이 가능하도록 설치되어 있다.
R,G,B 3 종류의 잉크젯 헤드를 사용하는 칼라필터 제조장치용 잉크젯 프린트 장치에 있어서, 각각의 잉크젯 헤드의 밑면에 형성되어 있는 노즐들 간의 간격인 노즐피치(Nozzle Pitch, NP)를 칼라필터 유리기판 위의 픽셀 매트릭스 상의 격자 간격인 픽셀피치(Pixel Pitch, PP)에 일치시키기 위하여는 각각의 잉크젯 헤드를 미세 조절 할 수 있는 기구가 필요하다.
노즐피치(NP)와 픽셀피치(PP) 간의 간격과 위치를 조절함에 있어서 요구되는 고 분해능(일반적으로 수 ㎛이하)의 정밀도를 확보하지 못할 경우 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크가 칼라필터용 유리 패널의 픽셀 캐비티(空洞) 영역 속으로 정확히 도포되지 못하고, 캐비티 영역 밖으로 도포되어 칼라필터의 불량율이 증가하게 된다.
TFT-LCD의 유리패널은 사용자의 요구 사양에 따라 다양한 모델로 제조되고, 각 모델마다 칼라필터의 픽셀피치(PP)는 일정하지 않다. 따라서 각 모델의 픽셀피치(PP)에 맞게 잉크젯 헤드를 정렬하여 프린트 하여야 한다. 상기 종래기술에 개시된 잉크젯 프린트 장치의 경우 각 잉크젯 헤드가 회전 및 직선운동 가능하게 설치되어 있어 칼라필터의 픽셀피치(PP)에 따라 잉크젯 헤드를 조절할 수 있었다.
그런데, 2차원 평면운동하는 강체는 3자유도의 운동을 함에 반하여 상기 종래기술에 개시된 잉크젯 헤드의 경우 2자유도의 운동밖에 할 수 없어, 헤드의 위치를 정밀하게 조절하는데 한계를 갖고 있었다.
또한, 종래의 잉크젯 헤드는 다수의 기계요소부품들에 의해 미세 조절이 이루어 졌기 때문에 기계요소 간의 마찰이나, 백래시, 틸팅(pitch, yaw, roll motion)과 같은 구동에러를 필연적으로 수반하게 되어 잉크젯 헤드의 정밀한 위치조절이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수 마이크로미터 이하의 고정밀도로 잉크젯 헤드의 위치를 가이드 할 수 있는 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 잉크젯 헤드의 위치 조절을 위한 기계 요소들 사이에 수반되던 구동에러를 제거하여 잉크젯 헤드의 정밀한 위치 조절이 가능한 잉크젯 헤드 마운트 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 장치는 잉크를 분사하는 다수의 노즐이 형성된 잉크젯 헤드와; 상기 잉크젯 헤드가 3자유도 운동할 수 있도록 설치되는 잉크젯 헤드 마운트와; 상기 잉크젯 헤드 마운트가 설치되는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 잉크젯 헤드 마운트는 상기 프레임에 고정되는 바디부와; 상기 바디부에 대하여 상대운동하며 상기 잉크젯 헤드가 장착되는 헤드 설치부와; 상기 헤드 설치부의 운동 시 복원력을 가해주는 탄성변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바디부는 상기 헤드 설치부를 둘러싸도록 마련되고, 상기 헤드 설치부의 미세 운동영역이 확보되도록 상기 헤드 설치부의 주위에는 상기 헤드설치부와 상기 바디부를 이격시키는 틈새가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성변형부는 상기 헤드설치부와 상기 바디부를 연결시키는 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바디부, 상기 헤드 설치부 및 상기 탄성변형부는 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 잉크젯 헤드 마운트는 상기 헤드 설치부를 미세 조절하기 위한 위치조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치조절기는 상기 헤드 설치부를 길이방향으로 이동시키는 제1 위치조절기와; 상기 헤드 설치부의 양단부에서 각 단부를 상기 헤드 설치부의 폭방향으로 이동시키는 제2 및 제3 위치조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 잉크젯 프린트 장치는 상기 프레임을 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 장치는 잉크를 분사하는 다수의 노즐이 형성된 복수의 잉크젯 헤드와; 상기 복수의 잉크젯 헤드 중 기준이 되는 잉크젯 헤드에 대하여 다른 잉크젯 헤드의 상대 위치와 간격 이 조절되도록 상기 복수의 잉크젯 헤드가 설치되는 잉크젯 헤드 마운트와; 상기 잉크젯헤드 마운트가 설치되는 프레임을 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 장치는 R, G, B 3색 중 중복되지 않게 어느 한 색의 잉크를 분사하는 제1, 제2 및 제3 잉크젯 헤드; 상기 제1, 제2, 제3 잉크젯 헤드 중 어느 하나의 기준 잉크젯 헤드에 대하여 다른 두 잉크젯 헤드가 3자유도의 미세 조절이 가능하도록 설치된 잉크젯 헤드 마운트; 상기 잉크젯 헤드 마운트가 설치되는 프레임; 상기 프레임을 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2, 제3 잉크젯 헤드는 서로 나란하게 순차로 설치되고, 상기 제2 잉크젯 헤드에 대하여 상기 제1 및 제3 잉크젯 헤드는 상대 운동 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 헤드 마운트는 잉크젯 헤드가 설치되는 헤드 설치부; 상기 헤드 설치부가 미세 운동 가능하도록 상기 헤드 설치부와 이격되어 마련되는 바디부; 상기 헤드 설치부와 상기 바디부를 연결함과 동시에 상기 헤드 설치부의 변형 시 복원력을 발생시키는 탄성변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 마운트(100) 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치를 도시한 사시도이다. 이에 도시 된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 R(red) 잉크를 분사하는 R 잉크젯 헤드(10), G(green)잉크를 분사하는 G 잉크젯 헤드(20), B(blue)잉크를 분사하는 B 잉크젯 헤드(30)와, 이들 잉크젯 헤드가 설치되는 잉크젯 헤드 마운트(100)와, 잉크젯 헤드 마운트(100)가 설치되는 프레임(200)과, 잉크젯 헤드 마운트(100)와 프레임(200)을 일체로 회전 및 일 방향으로 직선 이동시키는 구동부(210)를 포함한다. 구동부(210) 내부에는 프레임을 회전시키기 위한 구동모터(미도시)가 구비되어 있으며, 이 구동부(210)는 도시 되지 않은 이송기구에 매달려 일 방향으로 이송 가능하게 설치된다.
도2및 도3에 도시 된 바와 같이, R 잉크젯 헤드(10)에는 잉크를 분사하는 다수의 노즐(11)이 형성되며, 이들 노즐(11)은 일직선 상에 배열되어 하나의 노즐 라인(12)을 형성한다. 인접한 노즐(11)들은 동일한 간격으로 배치되며, 인접한 노즐(11) 중심 간의 거리를 노즐피치(NP)라 한다. G 잉크젯 헤드(20) 및 B 잉크젯 헤드(30)도 동일한 구조를 갖는다. 각 잉크젯 헤드(10,20,30)들은 평행하게 설치된다.
이하에서 설명의 편의를 위하여 각 잉크젯 헤드(10,20,30)의 길이방향을 X축 방향, 각 잉크젯 헤드(10,20,30)의 폭 방향(X축에 대하여 수직한 방향)을 Y축 방향으로 하는 좌표를 설정하여 설명하도록 하겠다.
잉크젯 헤드 마운트(100)는 소정 두께의 금속판재로 만들어진다. 잉크젯 헤드 마운트(100)에는 R,G,B 각각의 잉크젯 헤드(10,20,30)를 설치할 수 있도록 장공을 갖는 R,G,B 헤드 설치부(110,120,130)가 구비된다. R 헤드 설치부(110) 둘레는 수mm 이내 선폭의 틈새(111)가 와이어컷팅 가공으로 형성되어 있다. 따라서 R 헤드 설치부(110)는 이를 둘러싸고 있는 바디부(140)와 소정거리 이격되며, 이에 의해 R 헤드 설치부(110)가 X축 및 Y축 방향으로 미세 운동할 수 있는 공간이 확보된다. 마찬가지로, B 헤드 설치부(130)도 바디부(140)와 소정거리 이격될 수 있도록 그 둘레에 틈새(131)가 형성된다. 반면, G 헤드 설치부(120)는 그 둘레에 별도의 틈새가 형성되지 않고 바디부(140) 상에 직접 마련된다.
R 헤드 설치부(110)의 네 모서리 부분에는 R 헤드 설치부(110)와 바디부(140)를 연결하는 탄성변형부(150)가 구비된다. 탄성변형부(150)는 도3에 도시 된 바와 같이 R 헤드 설치부(110)의 일측 모서리 부근에서 절곡되어 X축 방향 및 Y축 방향 양측으로 수직하게 연장되는 형상으로 만들어진 두 개의 판스프링부(151,152)로 이루어진다. R 헤드 설치부(110)에 가까운 것을 내측 판스프링부(151) 먼 것을 외측 판스프링부(152)라 하겠다. 두 판스프링부(151,152)는 Y축 방향으로 연장된 일단부가 서로 연결되어 있으며, X축 방향으로 연장된 내측 판스프링부(151)의 타단부는 R 헤드 설치부(110) 측에 연결되고, X축 방향으로 연장된 외측 판스프링부(152)의 타단부는 바디부(140)에 연결되어 있다. 상기 판스프링부(151,152)는 그 주변부를 도시 된 바와 같은 형상으로 절삭해냄으로써 만들어진 것이다.
이와 같은 탄성변형부(150)는 R 헤드 설치부(110)의 네 모서리 부근 뿐만 아니라, B 헤드 설치부(130)의 네 모서리 부근에도 마련된다.
상기 각각의 헤드 설치부(110,120,130)와, 탄성변형부(150) 및 바디부(140)는 서로 별도의 재질로 만들어지는 것이 아니라, 하나의 금속원판을 절삭가공하여 만들어진다.
한편, 도4는 이러한 탄성변형부의 또 다른 일 예를 도시한 것으로 도3에서와 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호를 사용하여 나타낸 것이다. 도4의 탄성변형부(150`)는 두 개의 판스프링부(151`,152`)가 서로 Y축 방향에 대하여 대칭되는 형상을 갖는 다는 점에서 도3의 탄성변형부(150)와 차이가 있다.
탄성변형부의 형상은 도3 및 도4에 제시된 형상에 구애 받지 않고, 다양한 변형이 가능하며 헤드 설치부(110,130)의 미세 이동에 대하여 복원력을 제공할 수 있도록 마련된다면 본 발명의 범위에 속한다고 할 수 있다.
한편 R 헤드 설치부(110)의 미세 위치 조절을 위하여 R 헤드 설치부(110)의 일측 단변부 중앙에서 X축 방향 운동을 일으키는 제1 위치조절기(161)와, R 헤드 설치부(110)의 일측 장변부 양단에서 Y축 방향 운동을 일으키는 제2 위치조절기(162) 및 제3 위치조절기(163)가 구비된다. 제1 위치조절기(161)는 일반적인 마이크로미터와 유사한 구조로 만들어지는데, 도3에 도시 된 바와 같이 잉크젯 헤드 마운트(100)의 바디부(140) 상에 고정되는 슬리브(161a)와, 슬리브(161a) 중앙에 축방향으로 삽입 설치되어 진퇴운동하며 그 단부가 R 헤드 설치부(110)의 단변부에 접하게 되는 스핀들(161b)과, 슬리브(161a)에 대하여 회전운동하며 스핀들(161b)의 진퇴운동을 유도하는 심블(161c)로 구성된다. 스핀들(161b)은 두 탄성변형부(150) 사이의 빈 공간에서 R 헤드 설치부(110)에 접하게 설치된다.
제2 위치조절기(162)도 제1위치조절기(161)와 마찬가지로 슬리브(162a), 스핀들(162b) 및 심블(162c)로 구성된다. 제2위치조절기(162)의 스핀들(162b)이 R 헤드 설치부(110)에 맞닿게 설치될 수 있도록 제2위치조절기(162)부근의 바디부(140)와 내측 및 외측 판스프링부(151,152)에는 홀(140a,151a,152a)이 형성된다. 바디부 (140)에 형성되는 홀(140a)은 제2위치조절기(162)의 슬리브(162a)를 고정할 수 있도록 슬리브(162a) 외경과 동일한 직경을 갖도록 하는 것이 바람직한 반면, 내측 및 외측 판스프링부(151,152)에 형성되는 홀(151a,152a)은 내측 및 외측 판스프링부(151,152)가 유동될 수 있도록 슬리브의 외경보다 큰 직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
제3 위치조절기(163)는 제2 위치조절기(162)와 동일한 구성 및 설치구조를 갖는다.
도5a는 제1 위치조절기(161)에 의한 R 헤드 설치부(110)의 미세 움직임과 탄성변형부(150)의 변형을 도시한 것이다. 제1위치 조절기(161)의 심블(161c)을 조작하여 스핀들(161a)을 R 헤드 설치부(110)를 향하여 전진 시키면, 스핀들(161a)이 R 헤드 설치부(110)를 -X축 방향으로 미세 이동시키게 된다. 그리고 R 헤드 설치부(110)에 연결되어 있는 탄성변형부(150)가 도시 된 바와 같은 형상으로 변형된다. 변형된 탄성변형부(150)는 R 헤드 설치부(110)를 이동 전의 중립 위치로 복귀시키는 복원력을 발생시키게 된다. 따라서 스핀들(161a)을 반대방향으로 이동시키면 탄성변형부(150)의 복원력에 의해 R 헤드 설치부(110)가 다시 종전과 반대방향으로 미세 이동하게 된다.
R 헤드 설치부(110)가 중립위치에 있을 때 스핀들(161b)을 R 헤드 설치부(110)에 대하여 전진시킬 때는 R 헤드 설치부(110)가 밀리면서 탄성변형부(150)가 변형되고 복원력이 발생하게 되나, 반대로 스핀들(161b)을 바깥쪽으로 후퇴시킬 때는 R 헤드 설치부(110)가 중립위치에서 정지해 있게 된다. 따라서 R 헤드 설치부 (110)의 중립위치는 R 헤드 설치부(110)를 이동시키고자 하는 미세 운동영역의 중심부에서 바깥쪽으로 전체 미세운동영역의 1/2만큼 오프셋을 주어 설계하는 것이 바람직하다.
도5b는 제2 위치조절기(162)에 의한 R 헤드 설치부(110)의 미세 움직임과 탄성변형부(150)의 변형을 도시한 것이다. 도5a에서와 마찬가지로 제2 위치조절기(162)의 스핀들(162b)을 진퇴이동 시킴에 따라 R 헤드 설치부(110)의 일 단부가 Y축 방향을 따라 움직이게 된다.
R 헤드 설치부(110)의 실제적인 미세 운동은 수십 나노미터 단위까지 매우 정밀하게 제어되기 때문에, 이러한 동작을 가시적으로 확인하기는 어렵다. 도5a 및 도5b는 설명의 편의상 이를 매우 과장하여 표현한 것이다.
이상에서는 R 헤드 설치부(110)를 미세 조절하기 위한 제1, 제2 및 제3 위치조절기(161,162,163)에 대하여만 설명하였으나, B 헤드 설치부(130) 둘레에도 B 헤드 설치부(130)를 미세 조절하기 위한 제4, 제5 및 제6 위치조절기(164,165,166)가 설치된다(도2 참조). 제4 위치조절기(164)는 B 헤드 설치부(130)를 X축 방향으로 미세 이동시키기 위한 것이며, 제5 및 제6 위치조절기(165,166)는 B 헤드 설치부(130)의 양측 단부를 각각 Y축 방향으로 미세 이동시키기 위한 것이다.
다음은 도6를 참조하여 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 전체적인 동작을 설명한다.
TFT-LCD의 칼라필터 용 유리 패널(300)에는 도시 된 바와 같이 수많은 픽셀 공동(pixel cavity)들이 일정 간격으로 행과 열을 이루고 있다. 각각의 공동에는 특정 색의 잉크가 도포되어야 하는데, R(red)잉크가 도포되어야 할 R열(RL), G(green)잉크가 도포되어야 할 G열(GL), B(blue)잉크가 도포되어야 할 B열(BL)의 3열이 상하로 반복적으로 형성되어 있다. 동일한 색이 도포되어야 할 픽셀 간의 상하거리, 예를 들어 하나의 R열로부터 다음 R열 까지의 거리가 픽셀피치(PP)가 된다. 한편, 픽셀들의 간격은 칼라필터의 모델마다 서로 다르게 정해진다.
정해진 모델에 따른 유리 패널(300)을 준비하고, 이 유리 패널(300) 상에 잉크젯 프린트 장치를 도시 된 바와 같이 위치시킨다.
다음으로 세 개의 잉크젯 헤드(10,20,30) 중 G 잉크젯 헤드(20)를 기준으로 하여 잉크젯 헤드 마운트(100)를 유리 패널(300) 상에 정렬한다. 일반적으로 잉크젯 헤드(20)의 노즐(21)들 간의 간격인 노즐피치(NP)와 유리 패널(300) 상의 픽셀 간격인 픽셀피치(PP)는 동일하지 않기 때문에, 각각의 노즐(21)들이 각 픽셀 상에 일치되도록 하기 위하여는 픽셀 열의 방향과 노즐라인(22)이 소정의 각을 이루도록 잉크젯 헤드 마운트(100)를 회전시켜야 한다. 편의상 도면상에서 동일한 색깔의 잉크가 도포되는 픽셀들이 이루는 열의 방향을 X`축 방향, 이에 수직한 방향을 Y`축 방향이라 하면, G 잉크젯 헤드(20)의 노즐라인(22)과 Y`축 방향이 이루는 각 θ=arcos(픽셀피치/노즐피치)가 된다. 구동부(210)를 구동하여 프레임(200)과 함께 잉크젯 헤드 마운트(100)를 θ만큼 회전시켜 G 잉크젯 헤드(20)의 노즐(21)들을 G열(GL)들의 픽셀들에 일치시킨다. 물론 이때 X`축 및 Y`축 방향으로의 직선운동이 요구 될 수도 있다. 잉크젯 프린트 장치의 이송방향은 X`축 방향이고, 유리 패널(300)의 이송방향은 Y`축방향으로 설정되므로, 유리 패널(300)과 잉크젯 헤드 마운 트(100)를 X`축 및 Y`축 방향을 따라 이송시켜 G 잉크젯 헤드(20)의 노즐(21)을 픽셀에 일치시킬 수 있다. G 잉크젯 헤드(20)의 정렬 시 G 잉크젯 헤드(20)의 노즐(21)과 유리 패널(300) 픽셀의 일치 여부는 잉크젯 프린트 장치 상에 별도로 마련되는 고배율 카메라(220)를 이용하여 관찰하게 된다.
G 잉크젯 헤드(20)의 정렬이 완료된 상태에서, 나머지 R 잉크젯 헤드(10)와 B 잉크젯 헤드(30)의 노즐(11,31)들은 유리 패널(300) 상의 픽셀에 대하여 어느 정도의 불일치가 발생할 수 있다. 왜냐하면 각 유리 패널(300) 마다 픽셀들의 배열 간격이 동일하지 않기 때문이다. 이러한 불일치는 R 잉크젯 헤드(10)와 B 잉크젯 헤드(30)에 미세 움직임을 가하여 제거할 수 있다. 우선, 고배율 카메라(220)를 이용하여 R 잉크젯 헤드(10)의 노즐(11) 배치상태와 픽셀간의 불일치 정도를 관측하여 R 잉크젯 헤드(10)가 이동하여야 할 X축 방향 이동량 Δx, Y축 방향 이동량 Δy, 그리고 XY평면상에서의 회전량 Δα을 계산한다. 제1 위치조절기(161)를 이용하여 R 잉크젯 헤드(10)를 X축 방향으로 Δx만큼 이동시킨다. 마찬가지로 제2 위치조절기(162) 및 제3 위치조절기(163)를 이용하여 R 잉크젯 헤드(10)를 Y축 방향으로 Δy만큼 이동시킨다. R 잉크젯 헤드(10)를 Y축 방향으로 직선운동시키기 위하여는 R 잉크젯 헤드(10)의 양단부를 동일한 거리만큼 이동시켜야 한다. 제2 및 제3 위치조절기(162,163)를 이용하여 R 잉크젯 헤드(10)의 양단부를 Y축 상에서 서로 반대방향으로 이동시키면 회전운동이 유도된다. 이렇게 하여 다시 R 잉크젯 헤드(10)를 Δα만큼 회전시킨다. 제1, 제2 및 제3 위치조절기(161,162,163)의 조작에 의하여 R 잉크젯 헤드(10)는 X축 방향 및 Y축 방향의 병진운동과, XY 평면상에서의 회전운 동을 하게 된다. 즉, R 잉크젯 헤드(10)는 3자유도 운동하며, 이는 평면운동하는 강체의 운동 기술에 필요한 모든 방향으로 운동 가능함을 의미한다.
마찬가지로, B 잉크젯 헤드(30)도 제4, 제5 및 제6 위치조절기(164,165,166)를 조작하여 유리 패널(300)의 픽셀 상에 정렬 할 수 있다. B 잉크젯 헤드(30) 역시 3자유도의 운동 방향성을 갖게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 장치는 잉크젯 헤드를 3자유도로 미세 조절할 수 있도록 마련되어 유리패널의 픽셀피치에 맞춰 잉크젯 헤드의 노즐을 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 잉크젯 헤드 마운트의 운동요소인 각각의 헤드 설치부 및 탄성변형부가 바디부와 함께 일체로 제조되어 있어 기구 요소들 사이에 수반되던 구동에러를 본질적으로 포함하지 않는다. 따라서 기구적인 구동에러가 획기적으로 저감되어 잉크젯 헤드의 정밀한 위치 조절이 가능하다.

Claims (23)

  1. 잉크를 분사하는 다수의 노즐이 형성된 잉크젯 헤드와; 상기 잉크젯 헤드가 3자유도 운동할 수 있도록 설치되는 잉크젯 헤드 마운트와; 상기 잉크젯 헤드 마운트가 설치되는 프레임을 포함하며,
    상기 잉크젯 헤드 마운트는 상기 프레임에 고정되는 바디부와; 상기 바디부에 대하여 상대운동하며 상기 잉크젯 헤드가 장착되는 헤드 설치부와; 상기 헤드 설치부의 운동 시 복원력을 가해주는 탄성변형부를 포함하며,
    상기 바디부, 상기 헤드 설치부 및 상기 탄성변형부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는 상기 헤드 설치부를 둘러싸도록 마련되고,
    상기 헤드 설치부의 미세 운동영역이 확보되도록 상기 헤드 설치부의 주위에는 상기 헤드설치부와 상기 바디부를 이격시키는 틈새가 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성변형부는 상기 헤드설치부와 상기 바디부를 연결시키는 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 마운트는 상기 헤드 설치부를 미세 조절하기 위한 위치조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치조절기는 상기 헤드 설치부를 길이방향으로 이동시키는 제1 위치조절기와; 상기 헤드 설치부의 양단부에서 각 단부를 상기 헤드 설치부의 폭방향으로 이동시키는 제2 및 제3 위치조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 장치는 상기 프레임을 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  9. 잉크를 분사하는 다수의 노즐이 형성된 복수의 잉크젯 헤드와; 상기 복수의 잉크젯 헤드 중 기준이 되는 잉크젯 헤드에 대하여 다른 잉크젯 헤드의 상대 위치와 간격이 조절되도록 상기 복수의 잉크젯 헤드가 설치되는 잉크젯 헤드 마운트와; 상기 잉크젯헤드 마운트가 설치되는 프레임을 포함하며,
    상기 잉크젯 헤드 마운트는 상기 프레임에 고정되는 바디부와; 상기 바디부에 대하여 상대운동하며 상기 잉크젯 헤드가 장착되는 헤드 설치부와; 상기 헤드 설치부의 운동 시 복원력을 가해주는 탄성변형부를 포함하며,
    상기 바디부, 상기 헤드 설치부 및 상기 상기 탄성변형부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상대 위치와 간격이 조절되도록 마련된 잉크젯 헤드는 3자유도 운동 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  11. R, G, B 3색 중 중복되지 않게 어느 한 색의 잉크를 분사하는 제1, 제2 및 제3 잉크젯 헤드; 상기 제1, 제2, 제3 잉크젯 헤드 중 어느 하나의 기준 잉크젯 헤드에 대하여 다른 두 잉크젯 헤드가 3자유도의 미세 조절이 가능하도록 설치된 잉크젯 헤드 마운트; 상기 잉크젯 헤드 마운트가 설치되는 프레임; 상기 프레임을 이동시키는 구동부를 포함하며,
    상기 잉크젯 헤드 마운트에는 상기 제1, 제2, 제3 잉크젯 헤드가 각각 설치되는 제1, 제2, 제3 헤드 설치부와; 상기 제1, 제2, 제3 헤드 설치부를 둘러 싸고 있는 바디부와; 상기 제1 및 제3 헤드 설치부를 상기 바디부에 연결함과 동시에 상기 제1 및 제3 헤드 설치부의 미세 이동 시 복원력을 발생시키는 탄성변형부를 포함하며,
    상기 제1, 제2, 제3 헤드 설치부와 상기 바디부 및 상기 탄성변형부는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 잉크젯 헤드는 서로 나란하게 순차로 설치되고, 상기 제2 잉크젯 헤드에 대하여 상기 제1 및 제3 잉크젯 헤드는 상대 운동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 헤드 설치부의 둘레에는 상기 바디부와 일정 간격 이격되도록 틈새가 구비된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 탄성변형부는 판스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 탄성변형부는 상기 제1 및 제3 헤드 설치부의 모서리 부근에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  18. 삭제
  19. 제12항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 마운트는 제1 헤드 설치부를 그 길이방향으로 이동시키기 위한 제1 위치조절기와, 상기 제1 헤드 설치부의 양단부를 상기 제1헤드 설치부의 폭방향으로 이동시키기 위한 제2 및 제3 위치조절기와;
    상기 제3헤드 설치부를 그 길이방향으로 이동시키기 위한 제4 위치조절기와, 상기 제3헤드 설치부의 양단부를 상기 제3헤드 설치부의 폭방향으로 이동시키기 위한 제5 및 제6 위치조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 프레임을 회전 및 일 방향으로 직선운동시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 장치.
  21. 잉크젯 헤드가 설치되는 헤드 설치부; 상기 헤드 설치부가 미세 운동 가능하도록 상기 헤드 설치부와 이격되어 마련되는 바디부; 상기 헤드 설치부와 상기 바디부를 연결함과 동시에 상기 헤드 설치부의 변형 시 복원력을 발생시키는 탄성변형부를 포함하며,
    일체로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 마운트.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 헤드 설치부는 3자유도 운동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 마운트.
  23. 삭제
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