KR101038016B1 - 잉크경화장치 - Google Patents

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Abstract

잉크경화장치가 개시된다. 피인쇄물에 분사된 자외선 경화성 잉크를 경화시키는 잉크경화장치에 있어서, 일측에는 피인쇄물이 투입되는 투입구가 형성되고 타측에는 피인쇄물이 배출되는 배출구가 형성되며 투입구 및 배출구를 통해 외부와 연통되는 내부공간이 형성된 케이스, 케이스 내부에 설치되며 피인쇄물을 투입구로부터 배출구로 이송하는 이송부, 케이스 내부에 설치되며 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 경화부, 케이스 내부에 설치되며 피인쇄물을 가열하는 제1 열경화부를 포함하는 잉크경화장치는, 피인쇄물에 분사된 잉크를 단 시간 내에 경화시키며 경화품질을 향상 시킬 수 있다.
잉크, 경화, 자외선, 열

Description

잉크경화장치{Ink curing apparatus}
본 발명은 잉크경화장치에 관한 것이다.
최근 잉크젯 프린팅기술은 유기EL분야에서 가장 경쟁력 있는 공정기술로 기대되고 있으며 LCD, PDP, FED 등의 응용에도 활발히 진행되고 있다. 특히, 잉크젯 기술은 시간적, 공간적 장점 및 중간 공정의 생략으로 비용 절감, 그리고 원하는 부분에 원하는 이미지를 인쇄할 수 있다는 점에서 미세 패턴을 형성할 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
이러한 잉크젯 프린팅 시스템에 사용되는 잉크는 크게 고분자 잉크와 전도성 잉크로 나눌 수 있다. 이 중에서 고분자 잉크를 경화하기 위해서, 자외선 광경화기 또는 열경화기가 사용되고 있다.
그런데, 다양한 잉크의 특성상 자외선 경화 또는 열 경화만으로는 일정 수준의 경화도를 얻기 힘든 문제가 발생하며, 경화공정에 오랜 시간이 소요되는 문제도 발생하고 있다.
본 발명은 높은 경화품질로 단 시간에 경화공정을 수행하는 잉크경화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피인쇄물에 분사된 자외선 경화성 잉크를 경화시키는 잉크경화장치에 있어서, 일측에는 피인쇄물이 투입되는 투입구가 형성되고 타측에는 피인쇄물이 배출되는 배출구가 형성되며 투입구 및 배출구를 통해 외부와 연통되는 내부공간이 형성된 케이스, 케이스 내부에 설치되며 피인쇄물을 투입구로부터 배출구로 이송하는 이송부, 케이스 내부에 설치되며 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 경화부, 케이스 내부에 설치되며 피인쇄물을 가열하는 제1 열경화부를 포함하는 잉크경화장치가 제공된다.
이 때, 케이스 내부에 설치되며 피인쇄물을 가열하는 제2 열경화부를 더 포함하며, 피인쇄물의 이송경로를 따라 제1 열경화부, 자외선 경화부, 제2 열경화부가 차례로 설치될 수 있다.
또한, 제1 열경화부는 케이스에 설치되어 피인쇄물을 가열하는 적외선램프를 포함할 수 있다.
또한, 제1 열경화부는 케이스 내부의 공기를 가열하는 히팅코일을 포함할 수 있다.
또한, 이송부는 피인쇄물을 지지하는 플레이트를 포함하며, 제1 열경화부는 이송부에 설치되어 플레이트를 가열할 수 있다.
한편, 자외선 경화부는 케이스에 설치되어 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선램프를 포함할 수 있다.
또한, 자외선 경화부와 제1 열경화부 사이에 위치하며, 자외선 경화부와 제1 열경화부를 격리하도록 개폐가 가능한 차단막을 더 포함할 수 있다.
또한, 케이스의 내부공간으로 가스를 주입하도록 내부공간과 연통되는 가스주입부, 케이스의 내부공간에서 가스를 배출하도록 내부공간과 연통되는 가스배출부를 더 포함할 수 있다.
피인쇄물에 분사된 잉크를 단 시간 내에 경화시키며, 경화품질을 향상 시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 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.
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.
이하, 본 발명에 따른 잉크경화장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 피인쇄물(5), 케이스(10), 투입구(12), 배출구(14), 이송부(20), 플 레이트(22), 너트(24), 스크류(26), 제1 열경화부(30), 히팅코일(34), 팬(36), 자외선 경화부(40), 제2 열경화부(50), 차단막(60), 가스주입부(70), 가스배출부(72)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치는, 일측에는 피인쇄물(5)이 투입되는 투입구(12)가 형성되고 타측에는 피인쇄물(5)이 배출되는 배출구(14)가 형성되며 투입구(12) 및 배출구(14)를 통해 외부와 연통되는 내부공간이 형성된 케이스(10), 케이스(10) 내부에 설치되며 피인쇄물(5)을 투입구(12)로부터 배출구(14)로 이송하는 이송부(20), 케이스(10) 내부에 설치되며 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 경화부(40), 케이스(10) 내부에 설치되며 피인쇄물(5)을 가열하는 제1 열경화부(30)를 포함하여, 피인쇄물(5)에 분사된 잉크를 단 시간 내에 경화시키며 경화품질을 향상 시킬 수 있다.
케이스(10)는 경화에 필요한 내부공간을 형성하며, 이송부(20), 제1 및 제2 열 경화부(30, 50), 자외선 경화부(40) 등이 내부공간에 설치된다. 이 때, 케이스(10) 내부공간은 피인쇄물(5)이 투입되는 투입구(12) 및 피인쇄물(5)이 배출되는 배출구(14)를 통해서 외부와 연통된다. 이에 따라, 경화공정은 케이스(10)의 내부공간에서 이루어져서, 잉크가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 경화에 필요한 열과 자외선이 외부로 새어나가는 것을 최소화하여 경화의 효율을 높일 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 케이스(10)는 박스형으로, 오른쪽에는 투입구(12)가 형성되며, 왼쪽에는 배출구(14)가 형성된다.
이송부(20)는 케이스(10) 내부공간으로 투입된 피인쇄물(5)을 투입구(12)에 서 배출구(14)로 이송한다. 이 때, 열경화 및 자외선 경화가 이루어지는 장소를 경유하여 일련의 경화공정이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 잉크경화에 필요한 여러 공정이 연속적으로 이루어져 경화공정에 필요한 시간이 단축된다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 이송부(20)는, 나사산이 형성되며 회전가능한 스크류(26), 스크류(26)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 너트(24), 너트(24)와 결합되며 피인쇄물(5)을 지지하는 플레이트(22)로 이루어진다. 이에 따라, 스크류(26)를 회전시켜서 피인쇄물(5)을 투입구(12)에서 배출구(14)로 이동시키면서 경화공정을 수행할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 이송부(20)로 직선이송기를 제시하였으나, 컨베이어 벨트와 같이 당업자가 적용할 수 있는 모든 이송장치를 포함한다.
자외선 경화부(40)는 피인쇄물(5)에 분사된 자외선 경화성 잉크를 경화시키기 위해서, 케이스(10) 내부에 설치되며, 잉크에 자외선을 조사한다. 이송부(20)에 의해 피인쇄물(5)이 자외선 경화부(40)가 위치한 장소로 이동되면, 자외선 경화부(40)는 피인쇄물(5)에 분사된 자외선 경화성 잉크를 향하여 자외선을 조사하여 경화공정을 수행할 수 있다.
이 때, 자외선 경화부(40)는, 케이스(10)에 설치되어 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선램프(42)를 포함할 수 있다. 도 1을 참고하면, 본 실시예의 피인쇄물(5) 상면에는 자외선 경화성 잉크가 분사되어 있고, 이와 대향하는 케이스(10) 천정에는 자외선램프(42)가 설치되어 있다. 이에 따라, 이송부(20)에 의해 피인쇄물(5)이 자외선램프(42) 아래로 이동되면, 자외선을 조사하여 잉크를 경 화 시킬 수 있다.
제1 열경화부(30)는 경화공정의 효율을 높이기 위하여, 케이스(10) 내부에 설치되어, 자외선 경화공정의 전/후 또는 동시에 잉크를 가열한다. 자외선 경화성 잉크의 종류에 따라, 자외선을 조사하기 이전, 이후 또는 동시에 잉크를 가열하면, 잉크의 경화가 잘 이루어질 수 있다. 따라서, 자외선 경화성 잉크의 특성을 고려하여, 적절한 때 잉크를 가열하여 경화의 효율을 높일 수 있다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 도 4와 같이 자외선 경화 단계만을 거친 기판의 회로패턴에 비해서, 도 5와 같이 열경화 단계와 자외선 경화 단계를 포함하는 경화 공정을 거친 기판의 회로패턴이 높은 정밀도를 가진 것을 확인할 수 있다. 또한, 열경화 단계와 자외선 경화 단계를 거친 회로패턴은 자외선 경화 단계만을 거친 회로패턴에 비해서 20~30%정도 경화도가 높다.
특히, 자외선 경화 전/후 단계에서 선택적으로 열경화가 가능하도록, 케이스(10) 내부에 설치되며 피인쇄물(5)을 가열하는 제2 열경화부(50)를 더 포함하며, 피인쇄물(5)의 이송경로를 따라 제1 열경화부(30), 자외선 경화부(40), 제2 열경화부(50)가 차례로 설치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 잉크경화장치는 이송부(20)에 의해 투입구(12)에서 배출구(14)로 이송되는 피인쇄물(5)이 제1 열경화부(30), 자외선 경화부(40), 제2 열경화부(50)를 차례로 거치도록 형성된다. 이에 따라, 사용되는 잉크의 종류에 따라 자외선 경화 전/후에 선택적으로 잉크를 가열함으로써, 경화의 효율을 높일 수 있다.
이 때, 제1 열경화부(30)는 케이스(10)에 설치되어 피인쇄물(5)을 가열하는 적외선램프를 포함할 수 있다. 잉크의 열경화를 위해서, 피인쇄물(5)을 직접 복사열로 가열하는 적외선램프를 사용할 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 잉크경화장치는 피인쇄물(5)이 대향하는 케이스(10) 천정에 제1 및 제2 적외선램프를 설치하여, 피인쇄물(5)에 대하여 적외선을 직접 조사하여 잉크를 가열한다.
또한, 제1 열경화부(30)는 케이스(10) 내부의 공기를 가열하는 히팅코일(34)을 포함할 수 있다. 잉크의 열경화를 위해서, 피인쇄물(5)이 위치하는 공간 주변의 공기를 가열하여 대류로 피인쇄물(5)에 열을 전달할 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 실시예의 잉크경화장치는 피인쇄물(5)이 대향하는 케이스(10) 천정에 히팅코일(34)을 설치하고 히팅코일(34)에 의해 뜨거워진 공기를 피인쇄물(5)로 보내는 팬(36)을 설치하여, 피인쇄물(5)을 간접적으로 가열할 수 있다.
또한, 제1 열경화부(30)는, 이송부(40)에 설치되어 플레이트(22)를 가열할 수 있다. 도 3을 참조하면, 피인쇄물(5)을 지지하는 플레이트(22)에 히팅코일(34)을 설치하여 경화공정에서 이송부(20)의 플레이트(22)를 열판으로 이용하여 피인쇄물(5)을 가열할 수 있다.
한편, 잉크경화장치는, 자외선 경화부(40)와 제1 열경화부(30) 사이에 위치하며, 자외선 경화부(40)와 제1 열경화부(30)를 격리하도록 개폐가 가능한 차단막(60)을 포함할 수 있다. 이 때, 차단막(60)은 내부공간의 일측 벽면에서 대향하는 타측 벽면을 향해 확장하여 자외선 경화부(40)와 제1 열경화부(30)를 필요에 따라 격리할 수 있다.
이에 따라, 자외선 경화성 잉크의 종류별 특성을 고려하여, 열경화와 자외선 경화를 함께 또는 분리하여 수행할 수 있다. 또한, 열경화 시에는 제1 경화부를 차단하여 열이 새어나가는 것을 최소화하고, 자외선 경화 시에는 자외선 경화부(40) 차단하여 자외선이 새어나가는 것을 최소화하여, 각 단계 별로 경화의 효율을 최대화될 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 잉크경화장치는 제1 열경화부(30)와 자외선 경화부(40) 사이 및 제2 열경화부(50)와 자외선 경화부(40) 사이에 위치하며, 케이스(10) 천정에 설치되며 바닥으로 확장이 가능한 차단막(60)을 설치함으로써, 각 경화공정의 간섭을 차단할 수 있다.
한편, 잉크경화장치는 케이스(10)의 내부공간으로 가스를 주입하는 가스주입부, 케이스(10)의 내부공간에서 가스를 배출하는 가스배출부를 더 포함할 수 있다. 피인쇄물(5)에 분사된 잉크는 공기 중에서 산화되거나 오염될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해, 경화공정이 비활성 기체 및 이를 포함하는 혼합기체 내에서 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 본 실시예의 잉크경화장치는 경화공정에서 비활성 기체 및 혼합기체의 주입 및 배출을 제어하기 위해서, 케이스(10) 내부공간과 연통되는 가스주입부(70) 및 가스배출부(72)를 포함할 수 있다.
상기에서는 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 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한 다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치의 히팅코일을 포함하는 제1 열경화부 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치의 이송부에 설치된 제1 열경화부를 나타낸 단면도.
도 4는 종래기술에 따라 잉크를 경화시킨 기판을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크경화장치에 의해 잉크를 경화시킨 기판을 나타낸 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5: 피인쇄물 10: 케이스
12: 투입구 14: 배출구
20: 이송부 22: 플레이트
24: 너트 26: 스크류
30: 제1 열경화부 34: 히팅코일
36: 팬 40: 자외선 경화부
50: 제2 열경화부 60: 차단막
70: 가스주입부 72: 가스배출부

Claims (8)

  1. 피인쇄물에 분사된 자외선 경화성 잉크를 경화시키는 잉크경화장치에 있어서,
    일측에는 상기 피인쇄물이 투입되는 투입구가 형성되고 타측에는 상기 피인쇄물이 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 투입구 및 상기 배출구를 통해 외부와 연통되는 내부공간이 형성된 케이스;
    상기 케이스 내부에 설치되어 상기 피인쇄물을 상기 투입구로부터 상기 배출구로 이송하며, 상기 피인쇄물을 지지하는 플레이트를 구비한 이송부;
    상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 자외선 경화성 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 경화부; 및
    상기 이송부에 설치되어 상기 플레이트를 가열하는 제1 열경화부를 포함하는 잉크경화장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    열경화 또는 자외선 경화 시에 상기 자외선 경화부 또는 상기 제1 열경화부가 격리되도록, 상기 케이스 내부에 설치되어 개폐되는 차단막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크경화장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 내부공간으로 가스를 주입하도록, 상기 내부공간과 연통되는 가스주입부; 및
    상기 케이스의 내부공간에서 상기 가스를 배출하도록, 상기 내부공간과 연통되는 가스배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크경화장치.
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JP2005515388A (ja) 2002-01-04 2005-05-26 ザ ダイアグノスティック グループ， インコーポレイテッド 組み合わせた紫外線硬化および赤外線乾燥システム

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