KR100974950B1 - 잉크젯 장치를 이용한 사선 인쇄 방법 - Google Patents

Abstract

잉크젯 장치의 인쇄 방향과 인쇄 테이블의 이동 방향이 직교하며 상기 인쇄 테이블이 회전 가능하도록 설치된 잉크젯 인쇄 시스템에서, 상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 인쇄 테이블에 로딩된 기판 상에 사선(斜線) 방향의 회로 배선을 인쇄하는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법은, 상기 기판 상에 인쇄하고자 하는 사선 방향의 회로 배선에 관한 정보가 포함된 원본 비트맵 이미지를 생성하는 단계; 상기 사선 방향을 갖는 회로 배선이 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 상기 인쇄 테이블의 이동 방향과 동일한 방향을 갖도록 회전 정렬시킨 변환 비트맵 이미지를 생성하는 단계; 상기 회전 정렬에 따른 방향 및 각도에 상응하여 상기 인쇄 테이블을 회전시키는 단계; 및 상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 변환 비트맵 이미지에 근거한 회로 배선을 상기 인쇄 테이블에 로딩된 상기 기판 상에 인쇄하는 단계를 포함한다.

잉크젯 장치, 노즐, 회로 배선, 사선 인쇄.

Description

잉크젯 장치를 이용한 사선 인쇄 방법{Method for printing a oblique line using inkjet apparatus}

본 발명은 회로 배선 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 잉크젯 장치를 이용한 사선(斜線) 인쇄 방법에 관한 것이다.

잉크젯 프린팅 기술은 주로 사무자동화(OA) 분야에서 사용되어 왔고 산업용으로는 포장재 마킹(marking)이나 의류 인쇄와 같은 분야에서 주로 사용되어 왔으나, 은 및 니켈 등의 나노 금속입자를 포함하는 기능성 잉크의 개발과 더불어 응용 가능성이 점차 확대되어, 현재에는 나노 금속입자를 포함하는 기능성 잉크를 사용하여 인쇄회로기판의 회로 배선에 관한 패턴 구현 등에 적용되고 있다.

일반적인 잉크젯 시스템에 있어서의 잉크젯 배선 인쇄 방법이 도 1을 통해 도시되어 있다. 도 1의 잉크젯 시스템은 예를 들어, 물론 이와 반대일 수 있지만, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 인쇄 방향(즉, 헤드의 이동 방향)은 도면에서 X축 방향(도 1의 참조번호 12 참조)을 갖고, 인쇄 대상이 놓일 인쇄 테이블은 도면에서 Y 축 방향(도 1의 참조번호 11 참조)으로의 이동 방향을 가짐으로써, 잉크젯 배선 인쇄가 수행된다.

상기와 같은 경우, Y축 방향의 직선 배선의 인쇄시에는 도 1의 첫번째 도면에서와 같이 잉크젯 프린트 헤드(100)는 고정된 위치에서 그 배선 위치에 맞추어 노즐(105)로부터 잉크 액적을 토출하고, 인쇄 대상만이 인쇄 테이블에 의해 그 배선의 길이 방향(즉, Y축 방향)으로 이동함으로써, 그 Y축 방향의 직선 배선에 관한 인쇄가 수행된다.

이와는 반대로, X축 방향의 직선 배선의 인쇄시에는 도 1의 두번째 도면에서와 같이 인쇄 대상을 고정 위치시킨 상태에서, 잉크젯 프린트 헤드(100)를 X축 방향으로 이동시켜가면서 그 X축 방향의 직선 배선에 관한 인쇄를 수행한다.

또한, 상기와 같은 잉크젯 시스템에 있어서 사선(斜線) 방향을 갖는 회로 배선에 관한 인쇄는, 종래 기술에 따라 도 1의 세번째 도면에서와 같은 방식을 이용하였다. 즉, 종래 기술에 의하면, 인쇄 대상에 인쇄하고자 하는 사선 방향의 회로 배선의 기울기(즉, 경사 각도)에 맞추어, X축의 인쇄 방향을 갖는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 이동 속도와 Y축의 이동 방향을 갖는 인쇄 테이블의 이동 속도를 함께 정밀히 연동시키는 방법으로 사선 인쇄를 수행하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 사선 인쇄 방식은 상기와 같이 연동하여 움직이는 잉크젯 프린트 헤드(100)와 인쇄 테이블, 그 두 기구물 간의 기구적 오차에 의하여 의도한 바대로의 사선 인쇄를 정확히 하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 종래 기술에 따라 인쇄된 사선의 회로 배선의 경우에는 동일한 기울기를 갖는 직선 배선으로 서 인쇄되지 않고 부분 부분의 기울기가 달라지는 이유로 그 사선 배선의 라인 톨러런스(line tolerance)가 매우 커지는 문제가 있었다.

따라서, 잉크젯 시스템을 이용한 사선 인쇄 방법으로서, 그 인쇄 배선의 라인 톨러런스를 크게 줄일 수 있는 사선 인쇄 방법이 요구된다.

따라서, 본 발명은 산업용과 일반 프린터용으로 사용되고 있는 잉크젯 시스템의 인쇄 품질 보완에 관련된 기술로서, 사선 방향의 회로 배선의 인쇄시 잉크젯 프린트 헤드의 인쇄 방향에 맞춰 변환된 비트맵 이미지를 이용하며, 종래의 사선 인쇄 방식과 달리 잉크가 탄착될 기판을 회전(즉, 인쇄 테이블을 회전)시켜 잉크젯 인쇄를 수행함으로써 인쇄 배선의 라인 톨러런스를 크게 줄일 수 있는 기술을 제공한다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크젯 장치의 인쇄 방향과 인쇄 테이블의 이동 방향이 직교하며 상기 인쇄 테이블이 회전 가능하도록 설치된 잉크젯 인쇄 시스템에서, 상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 인쇄 테이블에 로딩된 기판 상에 사선(斜線) 방향의 회로 배선을 인쇄하는 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법은, 상기 기판 상에 인쇄하고자 하는 사선 방향의 회로 배선에 관한 정보가 포함된 원본 비트맵 이미지를 생성하는 단계; 상기 사선 방향을 갖는 회로 배선이 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 상기 인쇄 테이블의 이동 방향과 동일한 방향을 갖도록 회전 정렬시킨 변환 비트맵 이미지를 생성하는 단계; 상기 회전 정렬에 따른 방향 및 각도에 상응하여 상기 인쇄 테이블을 회전시키는 단계; 및 상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 변환 비트맵 이미지에 근거한 회로 배선을 상기 인쇄 테이블에 로딩된 상기 기판 상에 인쇄하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 잉크젯 장치는, 토출될 잉크가 채워지는 복수의 압력 챔버와, 상기 복수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터와, 상기 복수의 압력 챔버에 공급될 잉크를 담고 있는 매니폴드와, 상기 매니폴드로부터 상기 복수의 압력 챔버 각각에 잉크를 공급하기 위한 복수의 리스트릭터와, 상기 복수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드일 수 있다.

이때, 상기 복수의 노즐은 상기 프린트 헤드의 길이 방향을 따라 어레이 형태로 배열되어 있을 수 있다. 또한 이때, 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향은 상기 프린트 헤드의 길이 방향 또는 그와 직교하는 방향을 가질 수 있다.

여기서, 상기 원본 및 변환 비트맵 이미지는 상기 잉크젯 장치에 포함된 노즐로부터 토출되는 잉크 액적 1개에 의한 인쇄 크기를 1 픽셀 크기로 대응시킨 해상도(DPI)를 가질 수 있다.

여기서, 상기 원본 비트맵 이미지는 상기 기판이 로딩될 인쇄 테이블의 전구역(全區域)을 비트맵 이미지화한 후, 상기 기판이 상기 인쇄 테이블 상에 로딩된 실제 위치에 따른 좌표에 맞추어 상기 기판 상에 인쇄될 회로 배선에 관한 정보를 대입시킴으로써 생성된 이미지 파일일 수 있다.

여기서, 상기 변환 비트맵 이미지를 생성하는 단계는, 상기 사선 방향을 갖는 회로 배선이 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 상기 인쇄 테이블의 이동 방향과 동일 방향을 갖도록 상기 원본 비트맵 이미지를 이미지 회전시키는 단계; 및 상기 사선 방향을 갖던 회로 배선이 상기 이미지 회전시킨 비트맵 이미지 상에서 새로이 갖게된 위치를 본래의 원본 비트맵 이미지 상의 좌표로 맵핑시키는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 변환 비트맵 이미지는, 상기 사선 방향을 갖는 회로 배선에 따른 상기 원본 비트맵 이미지 상의 좌표들을 상기 회전 정렬의 방향 및 각도에 근거하여 회전 변환시켰을 때 산출되는 신좌표들에 관한 정보를 포함한 비트맵 이미지일 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 사선 방향의 회로 배선의 인쇄시 잉크젯 프린트 헤드의 인쇄 방향에 맞춰 변환된 비트맵 이미지를 이용하며, 종래의 사선 인쇄 방식과 달리 잉크가 탄착될 기판을 회전(즉, 인쇄 테이블을 회전)시켜 잉크젯 인쇄를 수행함으로써 인쇄 배선의 라인 톨러런스를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접 속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명에 앞서, 본 발명에 관한 전체적인 이해를 돕기 위해 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 잉크젯 장치의 일반적인 구조 및 동작 원리에 관하여 먼저 설명하기로 한다.

일반적으로 잉크젯 장치는 잉크 토출 방식에 따라 크게 다음의 두 가지로 나뉠 수 있다. 그 하나는 가열 히터 등의 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드이고, 다른 하나는 정전기적인 인력/척력을 이용하거나 또는 전압 인가시의 압전체의 변형력을 이용함으로써 잉크를 토출시키는 전기 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드이다.

상기 두 종류의 잉크젯 프린트 헤드 중 어떤 것도 본 발명에 응용 가능함은 물론인 바, 첨부된 도 2 내지 도 5는 그 중에서도 특히 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 경우를 예시한 것에 불과함을 명확히 해둔다.

도 2는 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 수직 단면도이다. 또한, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 압전 방식의 잉크제 프린트 헤드의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드(100)는, 다수의 압력 챔버(103)를 포함하는 잉크 유로와, 상기 다수의 압력 챔버(103) 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터(130)와, 상기 잉크 유로 내에 설치되어 잉크의 역류를 차단하는 다수의 일방향 셔터(122)를 구비한다.

상기 잉크 유로는, 토출될 잉크가 채워지며 잉크를 토출시키기 위한 압력 변 화를 발생시키는 다수의 압력 챔버(103)와, 다수의 압력 챔버(103)에 공급될 잉크를 담고 있는 매니폴드(101)와, 매니폴드(101)로부터 다수의 압력 챔버(103) 각각에 잉크를 공급하기 위한 다수의 리스트릭터(102)와, 다수의 압력 챔버(103)로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(105)을 포함한다.

여기서, 다수의 노즐(105)은 도 2를 통해 도시된 바와 같이 동일 직경의 노즐사이즈를 가지면서 잉크젯 프린트 헤드(100)의 길이 방향을 따라 어레이 형태로 배열되고 있다. 특히, 도 2에서는 다수의 노즐(105)이 프린트 헤드의 길이 방향을 따라 1열로 배열된 경우를 예를 들었지만, 다수의 노즐(105)은 프린트 헤드의 길이 방향을 따라 2열 이상의 배열을 갖도록 형성될 수도 있음은 물론이라 할 것이다.

또한, 도 2에서는 도면 도시의 편의를 위해 노즐(105)의 개수를 5개로만 도시하였지만, 구비되는 노즐(105)의 개수에도 특별한 제한이 없음은 물론이다.

압력 챔버(103)와 노즐(105) 사이에는 압전 액츄에이터(130)에 의해 압력 챔버(103)에서 발생된 에너지를 노즐(105) 쪽으로 집중시키고 급격한 압력 변화를 완충하기 위한 댐퍼(104)가 마련될 수 있다.

상기와 같이 잉크 유로를 형성하는 구성 요소들은 적층된 복수의 유로 플레이트(111, 112, 113)에 형성된다. 예컨대, 복수의 유로 플레이트(111, 112, 113)는 도시된 바와 같이 제1 유로 플레이트(111), 제2 유로 플레이트(112) 및 제3 유로 플레이트(113)로 구성될 수 있다.

구체적으로는 제1 유로 플레이트(111)의 저면에 다수의 압력 챔버(103)가 소정 깊이로 형성된다. 다수의 압력 챔버(103)는 나란히 배열되어 있으며, 그 각각은 잉크의 흐름 방향으로 보다 긴 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제1 유로 플레이트(111)의 압력 챔버(103)의 상부벽을 이루는 부위는 압전 액츄에이터(130)의 구동에 의해 변형되는 진동판(107)의 역할을 하게 된다.

제2 유로 플레이트(112)에 매니폴드(101)가 형성된다. 매니폴드(101)는 도시된 바와 같이 제2 유로 플레이트(112)를 수직으로 관통하여 형성될 수도 있고, 제2 유로 플레이트(112)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수도 있다. 그리고 제2 유로 플레이트(112)에는 매니폴드(101)와 다수의 압력 챔버(103) 각각의 일단부를 연결하는 다수의 리스트릭터(102)가 형성된다. 리스트릭터(102)는 도시된 바와 같이 제2 유로 플레이트(112)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수 있다. 또한, 제2 유로 플레이트(112)에는 다수의 압력 챔버(103) 각각의 타단부에 대응되는 위치에 압력 챔버(103)와 노즐(105)을 연결하는 댐퍼(104)가 수직으로 관통 형성된다.

제3 유로 플레이트(113)에는 댐퍼(104)에 대응되는 위치에 노즐(105)이 관통 형성된다. 그리고 노즐(105)은 출구쪽으로 가면서 점차 단면적이 감소하는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 세 개의 유로 플레이트(111, 112, 113)는 각각 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 실리콘 기판의 표면을 반도체 공정에 의해 미세 가공함으로써 잉크 유로를 다양하게 형성할 수 있게 된다. 다만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 세 개의 유로 플레이트(111, 112, 113) 각각은 실리콘 기판이 아니더라도 가공성이 우수한 다른 기판으로 이루어질 수도 있다.

한편, 위에서는 잉크 유로를 이루는 구성 요소들이 세 개의 유로 플레이 트(111, 112, 113)에 나뉘어져 배치된 것으로 도시되고 설명되었지만, 이러한 잉크 유로의 배치 구조는 단지 예시적인 것이다. 즉, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100)에는 다양한 구성의 잉크 유로가 마련될 수 있으며, 이러한 잉크 유로는 세 개의 유로 플레이트(111, 112, 113)가 아니라 그보다 많거나 적은 유로 플레이트에 형성될 수도 있다.

압전 액츄에이터(130)는 압력 챔버(103)가 형성된 제1 유로 플레이트(111)의 상부에 형성되어, 압력 챔버(103)에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 역할을 한다. 이와 같은 압전 액츄에이터(130)는 비록 도면을 통해 구체적으로 도시하지는 않았지만, 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극과, 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(예를 들어, PZT막 등)과, 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극이 제1 유로 플레이트(111) 위에 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

또한, 일방향 셔터(122)는 다수의 리스트릭터(102) 출구에 각각 설치된다. 여기서, 일방향 셔터(122)는 리스트릭터(102)로부터 압력 챔버(103)로 잉크가 공급될 때에는 리스트릭터(102)를 개방시키고, 압력 챔버(103)로부터 상기 노즐(105)을 통해 잉크가 토출될 때에는 리스트릭터(102)를 막아 잉크의 역류를 차단하는 역할을 하게 된다. 다만, 이와 같은 일방향 셔터(122)는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 작동시 잉크의 역류 방지 효율을 높이기 위해 기능적으로 추가된 부가적 구성 요소에 불과하므로, 생략되어도 무방함은 물론이다.

이제, 도 4 및 도 5를 참조하여 도 2 및 도 3에 도시된 잉크젯 프린트 헤 드(100)의 동작 원리를 간략히 설명하기로 한다.

먼저 도 4를 참조하면, 잉크의 토출을 위해 압전 액츄에이터(130)가 구동되면, 그 하부의 진동판(107)이 변형되면서 압력 챔버(103)의 부피가 감소하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(103) 내의 압력 증가에 의해 압력 챔버(103) 내의 잉크는 댐퍼(104)와 노즐(105)을 통해 외부로 토출된다. 이때, 압력 챔버(103) 내의 압력 증가로 인해 일방향 셔터(122)는 아래쪽으로 휨 변형되면서 리스트릭터(102)의 출구를 막게 되므로, 압력 챔버(103)로부터 리스트릭터(102)로 향하는 잉크의 역류는 완전히 차단될 수 있다.

상기와 같은 원리에 따라 잉크의 토출이 이루어진 후, 도 5에 도시된 바와 같이 진동판(107)이 원 상태로 복원되면, 압력 챔버(103)의 부피는 다시 증가하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(103) 내의 압력 변화에 의해 일방향 셔터(122)는 위쪽으로 휨 변형되면서 리스트릭터(102)의 출구를 개방하게 된다. 따라서, 매니폴드(101)에 저장된 잉크가 리스트릭터(102)를 통해 압력 챔버(103) 내로 유입된다.

상술한 바와 같이 도 2 및 도 3에 도시된 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드(100)에서는 압전 액츄에이터(130)의 구동 여부에 따른 압력 챔버(103) 내의 압력 변화에 의해 잉크의 토출 여부가 결정된다.

앞선 도 2 내지 도 5를 통해, 본 발명에 적용 가능한 일반적인 잉크젯 장치에 관하여 설명하였는 바, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법에 관하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법은 먼저 잉크젯 장치의 인쇄 방향(즉, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 헤드 이동 방향)과 인쇄 대상인 기판이 로딩될 인쇄 테이블의 이동 방향이 직교하며, 그 인쇄 테이블이 회전 가능하도록 설치되어 있는 잉크젯 시스템에서 이용될 수 있다.

다만, 이하의 설명에서는 그 설명의 편의, 발명의 이해의 편의를 위해, 잉크젯 프린트 헤드의 인쇄 방향(이는 헤드의 설치 방식에 따라 그 헤드의 길이 방향 혹은 그 길이 방향과 직교되는 방향일 수 있음)은 X축 방향을 갖고, 인쇄 테이블의 이동 방향은 Y축 방향을 갖는 것으로 가정한다. 물론, 이와는 반대(즉, 인쇄 테이블이 X축으로 이동/ 헤드가 Y축으로 이동)이거나 다를 수 있음은 해당 기술 업계의 당업자들에게는 자명한 사항이라 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법에 관한 그 전반적인 개념 원리는 도 7을 통해 도시되고 있다. 즉, 본 발명에서는, 앞서 설명한 종래 기술에 따른 사선 인쇄 방법의 문제점이 었던 두 기구물(잉크젯 프린트 헤드와 인쇄 테이블) 간의 기구적 이동 오차 문제를 해결하기 위하여, 본래에는 사선 방향의 배선(도 7의 좌표 P(x1, y1)을 시작점으로 하는 사선 배선 참조)인 것을 경사를 갖지 않는 직선 방향의 배선(도 7의 좌표 P(x2, y2)을 시작점으로 하는 Y축 방향의 직선 배선 참조)인 것과 같이 이미지 처리 및 변환한 비트맵 이미지(이하, 이를 변환 비트맵 이미지라 함)를 이용한다.

이와 아울러, 본 발명에서는 상기와 같은 변환 비트맵 이미지를 이용한 실제 의 배선 인쇄를 위하여, 인쇄 대상이 로딩될 인쇄 테이블을 회전 가능하도록 설치하여 그 인쇄 대상인 기판을 회전시키는 방법을 이용함으로써, 상기 기판 상에 라인 톨러런스가 크게 개선된 사선 인쇄가 가능하도록 한다.

상기의 본 발명에 따른 사선 인쇄 방법에 관한 기본 개념은 이하 설명될 도 6의 순서도 및 도 8a 내지 도 8c의 설명으로부터 보다 명확히 이해될 수 있을 것이다. 이하, 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법에 관한 순서도를 중심으로 도 8a 내지 도 8c를 함께 참조하여 설명한다.

도 6의 단계 S610을 참조하면, 먼저 기판 상에 인쇄하고자 하는 사선 방향의 회로 배선에 관한 원본 비트맵 이미지를 생성한다.

여기서, 원본 비트맵 이미지란 인쇄회로기판(printed circuit board)의 경우그 인쇄회로기판에 인쇄될 각각의 회로 배선(즉, 메탈 라인과 같은 도전성 라인(conductive line))에 관한 좌표 정보를 포함함으로써, 잉크젯 배선 인쇄에 이용될 비트맵 이미지를 말한다.

원본 비트맵 이미지의 일 예가 도 8b를 통해 도시되고 있다. 이러한 원본 비트맵 이미지는 다음의 과정을 통해 생성될 수 있다.

예를 들어, 기판 상에 인쇄하고자 하는 회로 배선이 45°방향의 사선 라인인 경우를 가정하면, 이는 그 배선이 인쇄될 위치 좌표에 맞추어 비트맵 파일로서 미리 준비되게 된다. 가장 단순화된 비트맵 파일의 경우, 배선이 인쇄될 좌표에 해당하는 픽셀(pixel)들(도 8b의 음영 표시된 각각의 네모칸들을 의미함)에는 바이너 리(binary) 1을 부여하고, 이외의 좌표에 해당하는 픽셀들에는 바이너리 0을 일괄 부여하는 방식(물론 그 반대일 수 있음)에 의할 것이다.

원본 비트맵 이미지는 잉크젯 장치를 이용한 실제 인쇄 과정에 적용될 목적을 가지므로, 인쇄 대상물(본 예에서는 기판(210))이 인쇄 테이블(200) 상에 로딩되었을 때의 기판 위치(도 8a 참조)에 기준하여 생성된다.

즉, 원본 비트맵 이미지는 도 8b에 도시된 바와 같이, 기판(210)이 로딩될 인쇄 테이블(200)의 전구역(全區域)을 비트맵 이미지화한 후, 기판(210)이 그 인쇄 테이블(200) 상에 로딩된 실제 위치에 따른 좌표에 맞추어 그 기판(210) 상에 인쇄될 회로 배선에 관한 정보를 대입시킴으로써 생성된다(후술할 변환 비트맵 이미지의 경우에도 이와 동일함).

이때, 원본 비트맵 이미지(후술할 도 8c의 보완 비트맵 이미지도 동일함)의 1 픽셀은 잉크젯 장치의 노즐로부터 토출될 잉크 액적 1개에 의한 인쇄 크기와 동일한 크기로 대응시킬 수 있다. 이 경우, 본 단계를 통해 생성되는 원본 비트맵 이미지는 잉크젯 장치에 포함된 노즐로부터 토출되는 잉크 액적 1개에 의한 인쇄 크기를 1 픽셀 크기로 대응시킨 해상도(DPI, dot per inch)를 갖게 될 것이다. 다만, 원본 비트맵 이미지가 갖는 해상도는 설계 사양에 따라 다양히 조정 또는 변화될 수 있는 것임은 물론이라 할 것이다.

도 6의 단계 S620을 참조하면, 원본 비트맵 이미지에 포함된 사선 방향의 회로 배선이 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 인쇄테이블의 이동 방향과 동일 방향을 갖도록 그 이미지 상에서 회전 정렬시킴으로써, 변환 비트맵 이미지를 생성한다.

잉크젯 장치의 인쇄 방향이 X축 방향(도 8b의 참조번호 12 참조)을 갖고, 인쇄 테이블의 이동 방향이 Y축 방향(도 8b의 참조번호 11 참조)을 갖는 경우를 가정하면, 도 8b의 원본 비트맵 이미지 상에 존재하는 사선 방향의 회로 배선이 도 8b의 참조번호 12번선 또는 참조번호 11번선과 평행한 수평 직선 혹은 수직 직선 배선이 될 수 있도록 이미지 회전시킨다. 이때, 이미지 회전은 원본 비트맵 이미지의 중심(도 8b의 참조번호 10 참조)을 기준으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 원본 비트맵 이미지 상에서 사선 방향을 갖던 배선은 이미지 회전시킨 비트맵 이미지 상에서 새로운 위치를 갖게 될 것이다. 이때, 그 배선이 새로이 갖게된 위치를 본래의 원본 비트맵 이미지 상의 좌표로 맵핑시킴으로써 변환 비트맵 이미지가 생성되게 된다.

즉, 사선 방향의 배선이 도 8c에서와 같이 Y축 방향으로 정렬될 수 있도록 시계 방향으로 θ 만큼의 회전 각도로 이미지 회전시키는 경우, 도 8b의 원본 비트맵 이미지에서 사선 방향의 배선에 관한 좌표들(도 8b의 P(x1, y1) 참조)은 그 이미지 회전에 따라 본래의 비트맵 이미지 상에서 다른 위치의 신좌표들(도 8b의 P(x2, y2) 참조)로 맵핑될 것인 바, 이에 의해 새로이 생성된 비트맵 이미지가 곧 변환 비트맵 이미지가 된다.

다만, 변환 비트맵 이미지를 획득하는 방법에는 반드시 상기와 같은 방법만이 존재하는 것은 아니며, 다른 다양한 방법이 존재할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 위의 예에서는 이미지 회전 후 좌표 변환 맵핑의 방식이 설명되고 있지만, 수학적 접근 방식이 이용될 수도 있음은 물론이다. 즉, 사선 방향을 갖는 회로 배선에 관한 그 원본 비트맵 이미지 상의 구좌표들 자체를 상기의 회전 정렬의 방향 및 각도에 근거하여 수학적으로 회전 변환시킴으로써 신좌표들을 산출해내는 방식이 그것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 사선 인쇄를 위하여, 원본 비트맵 이미지 자체가 아닌 상기와 같이 변환 생성된 변환 비트맵 이미지를 이용한다.

원본 비트맵 이미지 상에서 사선 방향을 갖던 배선은 변환 비트맵 이미지 상에서 수직하거나 수평한 방향의 직선 배선인 형태로 존재하므로, 이러한 변환 비트맵 이미지를 이용하여 기판 상에 실제로 사선 방향의 배선을 인쇄하기 위해서는 상기 이미지 회전시의 회전 정렬의 방향 및 회전 각도와 동일하게 기판 자체를 회전(보다 정확하게는 인쇄 테이블을 회전)시켜 주어야 한다.

위와 같은 과정이 도 6의 단계 S630에 나타나 있으며, 이후에는 앞선 단계(S620)를 통해 변환 생성된 변환 비트맵 이미지에 근거하여 기판 상에 그 회로 배선을 실제로 인쇄하게 된다(도 6의 단계 S640 참조).

이때, 잉크젯 장치를 이용한 실제 인쇄 과정은 일반적인 잉크젯 시스템에서와 완전히 동일한 방식으로 진행된다. 즉, 잉크젯 프린트 헤드는 그 헤드의 길이 방향이거나 또는 그와 직교되는 방향 중 어느 일 방향으로 움직이면서 사선 방향이 아닌 직선 방향으로의 인쇄만을 수행한다는 점에서 종래 방식과 완전히 동일하다. 도 8c를 예로 들면, 잉크젯 프린트 헤드가 기판 상에 잉크 액적을 떨어뜨림으로써 실제로 인쇄하는 배선은 Y축 방향의 직선 배선이다. 다만, 본 발명에서는 인쇄 테이블을 회전 가능하도록 설치함으로써 거기에 로딩될 기판 자체를 사선 방향으로 회전시킨 상태에서 배선을 직선 방향으로 인쇄하므로, 인쇄된 그 직선 배선은 기판을 기준으로 볼 때에는 사선 방향을 갖게 되는 것에 불과하다.

상술한 바와 같이, 사선 방향의 회로 배선의 인쇄시 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 인쇄 테이블의 이동 방향에 맞춰 이미지 변환시킨 비트맵 이미지를 이용하여, 기판을 회전(즉, 인쇄 테이블을 회전)시켜 잉크젯 인쇄를 수행하는 방식을 이용하면, 종래의 사선 인쇄 방식과 비교할 때, 인쇄 배선의 라인 톨러런스를 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 잉크젯 시스템에서 종래 기술에 따른 사선 인쇄 방식을 나타낸 도면.

도 2는 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 분해 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드의 수직 단면도.

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 압전 방식의 잉크제 프린트 헤드의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 장치를 이용한 사선 인쇄 방법을 나타낸 순서도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사선 인쇄 방법에 관한 개념도.

도 8a는 인쇄 테이블에 로딩된 기판의 위치를 예시한 도면.

도 8b는 기판 상에 인쇄될 사선 방향의 회로 배선 정보가 포함된 원본 비트맵 이미지를 예시한 도면.

도 8c는 도 8b에 도시된 사선 방향의 회로 배선을 수직 방향으로 회전 정렬시켜 생성한 변환 비트맵 이미지를 예시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 잉크젯 프린트 헤드 101 : 매니폴드

102 : 리스트릭터 103 : 압력 챔버

104 : 댐퍼 105 : 노즐

107 : 진동판 111 : 유로 플레이트

130 : 압전 액츄에이터 200 : 인쇄 테이블

Claims (7)

1. 잉크젯 장치의 인쇄 방향과 인쇄 테이블의 이동 방향이 직교하며 상기 인쇄 테이블이 회전 가능하도록 설치된 잉크젯 인쇄 시스템에서, 상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 인쇄 테이블에 로딩된 기판 상에 사선(斜線) 방향의 회로 배선을 인쇄하는 방법으로서,

   상기 기판 상에 인쇄하고자 하는 사선 방향의 회로 배선에 관한 정보가 포함된 원본 비트맵 이미지를 생성하는 단계;

   상기 사선 방향을 갖는 회로 배선이 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 상기 인쇄 테이블의 이동 방향과 동일한 방향을 갖도록 회전 정렬시킨 변환 비트맵 이미지를 생성하는 단계;

   상기 회전 정렬에 따른 방향 및 각도에 상응하여 상기 인쇄 테이블을 회전시키는 단계; 및

   상기 잉크젯 장치를 이용하여 상기 변환 비트맵 이미지에 근거한 회로 배선을 상기 인쇄 테이블에 로딩된 상기 기판 상에 인쇄하는 단계

   를 포함하는 잉크젯 장치를 이용한 사선 인쇄 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 잉크젯 장치는,

   토출될 잉크가 채워지는 복수의 압력 챔버와, 상기 복수의 압력 챔버 각각에 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압전 액츄에이터와, 상기 복수의 압력 챔버에 공급될 잉크를 담고 있는 매니폴드와, 상기 매니폴드로부터 상기 복수의 압력 챔버 각각에 잉크를 공급하기 위한 복수의 리스트릭터와, 상기 복수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드이고,

   상기 복수의 노즐은 상기 프린트 헤드의 길이 방향을 따라 어레이 형태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향은 상기 프린트 헤드의 길이 방향 또는 그와 직교하는 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 원본 및 변환 비트맵 이미지는 상기 잉크젯 장치에 포함된 노즐로부터 토출되는 잉크 액적 1개에 의한 인쇄 크기를 1 픽셀 크기로 대응시킨 해상도(DPI)를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 원본 비트맵 이미지는 상기 기판이 로딩될 인쇄 테이블의 전구역(全區域)을 비트맵 이미지화한 후, 상기 기판이 상기 인쇄 테이블 상에 로딩된 실제 위치에 따른 좌표에 맞추어 상기 기판 상에 인쇄될 회로 배선에 관한 정보를 대입시킴으로써 생성된 이미지 파일인 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 변환 비트맵 이미지를 생성하는 단계는,

   상기 사선 방향을 갖는 회로 배선이 상기 잉크젯 장치의 인쇄 방향 또는 상기 인쇄 테이블의 이동 방향과 동일 방향을 갖도록 상기 원본 비트맵 이미지를 이미지 회전시키는 단계; 및

   상기 사선 방향을 갖던 회로 배선이 상기 이미지 회전시킨 비트맵 이미지 상에서 새로이 갖게된 위치를 본래의 원본 비트맵 이미지 상의 좌표로 맵핑시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 변환 비트맵 이미지는, 상기 사선 방향을 갖는 회로 배선에 따른 상기 원본 비트맵 이미지 상의 좌표들을 상기 회전 정렬의 방향 및 각도에 근거하여 회전 변환시켰을 때 산출되는 신좌표들에 관한 정보를 포함한 비트맵 이미지인 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치를 이용한 배선 인쇄 방법.

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