KR101081572B1 - 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 프린트 헤드에서 분사되는 잉크를 순환시키는 장치에 관한 것으로서 특히 다수개의 프린트 헤드의 잉크 유입로를 연결하여 잉크를 공급하는 공급로와, 상기 프린트 헤드의 잉크 토출구를 연결하여 토출된 잉크를 배출시키는 배출로를 포함하는 순환로에 펌프를 장치한 후 상기 펌프에 의해 잉크를 가압,이송하여 잉크가 순환되도록 하여 잉크의 재활용도를 높여 프린트 사용 비용을 절감할 수 있는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법에 관한 것이다.
잉크 재순환, ESD 프린트 헤드, 다중 배열

Description

다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법{Ink circulation apparatus and method for multi array print head}
본 발명은 다중 프린트 헤드에서 분사되는 잉크를 순환시키는 장치에 관한 것으로서 특히 다수개의 프린트 헤드의 잉크 유입로를 연결하여 잉크를 공급하는 공급로와, 상기 프린트 헤드의 잉크 토출구를 연결하여 토출된 잉크를 배출시키는 배출로를 포함하는 순환로에 펌프를 장치한 후 상기 펌프에 의해 잉크를 가압,이송하여 잉크가 순환되도록 하여 잉크의 재활용도를 높여 프린트 사용 비용을 절감할 수 있는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 정전기 유도증착(electrostatic deposition:ESD) 방식이라고 하는 것은 전기장을 이용하여 잉크 액적을 분사하는 프린트 기법을 말한다.
상기 방식은 정전기 장을 제어하여 단백질 또는 대전된 나노 입자들을 전도성 기판의 특정 영역 위에 증착시킬 수 있도록 개발되었는데, 방울의 크기, 시료의 농도, 분사시간 등으로 증착량을 조절할 수 있고, 다양한 패턴을 동시에 증착할 수 있어서 고속 대면적 분사가 가능하다는 특징을 갖는다.
상기한 정전기 유도증착의 원리를 간략히 설명하면 다음과 같다.
우선 잉크를 배출하기 위한 미세직경의 노즐이 배치되고, 그 직하방에는 그라운드가 위치하고 있다.
이때, 상기 노즐에는 (+) 또는 (-)전압을 인가해 주고, 그라운드에는 반대 전극인 (-) 또는 (+)전압을 인가해 주게 되면 노즐을 통과하는 전도성 잉크가 노즐과 같은 극으로 대전되며, 이에 따라 전도성 잉크는 반대전극의 그라운드와의 인력(자기력)에 의해 그라운드 상의 피인쇄체(미도시)에 인쇄되는 것이다.
이러한 ESD방식을 사용하는 프린트 헤드에 의하면 잉크 액적의 크기 조절이 용이하여 고품질의 인쇄 결과를 얻을 수 있다.
그러데 이러한 ESD방식을 사용하기 위해서는 잉크가 전도성 물질을 포함하고 있어야 한다.
이때, 상기 전도성 물질을 포함하는 잉크(이하 전도성 잉크라 한다)를 분사한 후 나머지 잔존하는 잉크를 그대로 외부로 배출해버리는 경우가 많아 낭비가 심하여 프린트 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 잉크 분사 후 남는 잉크는 흡수하여 프린트 헤드측으로 다시 공급하는 잉크 순환 장치 및 방법을 제공하여 잉크의 재사용율을 높여 프린트의 원가를 절감할 수 있는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수개의 프린트 헤드의 잉크 유입로를 연결하여 잉크를 공급하는 공급로와, 상기 프린트 헤드의 잉크 토출구를 연결하여 토출된 잉크를 배출시키는 배출로를 포함하는 순환로와,
상기 순환로에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 펌프를 포함하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치에 특징이 있다.
또한, 다수개의 프린트 헤드를 수용하는 헤드 하우징과, 상기 헤드 하우징에 장치되는 공급로 및 배출로를 포함하는 순환로와, 상기 공급로에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 공급 펌프 및 상기 배출로에 장치되어 잉크를 흡입하는 흡입 펌프를 포함하되, 상기 공급로는 길이가 긴 튜브 형상의 메인 공급로와, 상기 메인 공급로에서 분기되어 상기 프린트 헤드의 유입로에 각각 잉크를 공급하는 서브 공급로를 포함하고, 상기 토출로는 상기 프린트 헤드의 토출구에 각각 연결되어 잉크가 토출되는 서브 배출로와, 상기 서브 배출로와 각각 연결되어 잉크를 외부로 배출하는 메인 배출로를 포함하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치에 또 다른 특징이 있 다.
또한, 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치에 의해 상기 잉크를 순환시키는 방법으로서, 상기 공급 펌프에 의해 잉크가 공급로 및 프린트 헤드의 유입로를 통해 공급되는 단계와, 상기 프린트 헤드에서 분사되고 남은 잉크는 상기 흡입 펌프에 의해 프린트 헤드의 토출구와 배출로를 통해 배출되는 단계와, 상기 배출된 잉크가 상기 프린트 헤드측으로 다시 공급되는 단계를 포함하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 방법에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 순환로에 장치되어 잉크를 저장하는 잉크 저장소와, 상기 공급 펌프 및 가압 펌프와 상기 잉크 저장소에 연결되는 제어부를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 프린트 헤드는 상기 유입구 또는 토출구 일측에 장치되는 전극과 상기 프린트 헤드의 노즐측에 장치되는 그라운드를 포함하여, 상기 전극과 그라운드에 의해 발생하는 전기장에 의해 잉크를 분사하는 ESD방식의 프린트 헤드일 수 있다.
또한, 상기 노즐 일측에 장치되는 히터를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 방법 및 장치에 의해 잉크의 재사용율을 높여 프린트의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면과 실시예를 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 순환 방법의 개념을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 순환 방법 및 장치의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 상술한 바와 같이 다중 프린트 헤드의 잉크를 순환시키는 장치에 관련된 것으로서 이하 도 1을 참조하여 본 발명의 개념에 대해 먼저 설명한다.
본 발명의 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치(200)는 잉크를 순환시키는 순환로(C)와 잉크가 순환되도록 하는 동력을 제공하는 펌프(P)를 포함한다.
상기 순환로(C)는 다수개의 프린트 헤드(100)의 잉크 유입로(130)를 연결하여 잉크를 공급하는 공급로(230)와, 상기 프린트 헤드(100)의 잉크 토출구(120)를 연결하여 토출된 잉크를 배출시키는 배출로(250)를 포함한다.
이때, 상기 순환로(C)에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 펌프(P)를 구비하여 상기 잉크가 순환되도록 한다.
이상 설명한 본 발명의 순환 장치(200)에 의해 잉크가 순환되는바, 순환되는 순서를 따라 다시 설명한다.
우선 상기 프린트 헤드(100)의 유입구(130)를 통해 잉크가 유입된다. 이때 상기 잉크는 공급로(230)를 통해 공급되며 공급 펌프(220)에 의해 가압 이송되어 공급된다.
이후, 상기 프린트 헤드(100)에서 노즐(N)을 통해 분사되고 남은 잉크는 토출구(140)를 통해 토출된다.
상기 투출된 잉크는 배출로(250)를 통해 배출되며 이는 흡입 펌프(240)에 의해 흡입되어 이송된다.
상기 흡입된 잉크가 상기 공급로(230)로 다시 투입되어 잉크가 재순환 된다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예1
본 실시예에서 설명하고 자하는 잉크 순환 장치(200)는 도 2에 나타난 바와 같이 다수개의 프린트 헤드(100)를 수용하는 헤드 하우징(210)과, 상기 헤드 하우징(210)에 장치되는 공급로(230) 및 배출로(250)를 포함하는 순환로(C)와 상기 공급로(230)에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 공급 펌프(220) 및 상기 배출로(250)에 장치되어 잉크를 흡입하는 흡입 펌프(240)를 포함한다.
이때, 상기 공급로(230)는 길이가 긴 튜브 형상의 메인 공급로(231)와, 상기 메인 공급로(231)에서 분기되어 상기 프린트 헤드(100)의 유입로(130)에 각각 잉크를 공급하는 서브 공급로(232)를 포함한다.
상기 토출로(250)는 상기 프린트 헤드(100)의 토출구(140)에 각각 연결되어 잉크가 토출되는 서브 배출로(252)와, 상기 서브 배출로(252)와 각각 연결되어 잉크를 외부로 배출하는 메인 배출로(251)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 공급로(230) 및 배출로(250)의 메인 공급로(231) 및 메일 배출로(251)가 상기 하우징(210)에 매립되어 있는 것이 예시된다
그러나 상기 공급로(230)는 잉크를 공급하는 것을 목적으로 하고 배출로(250)는 잉크를 배출하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하는 한 다른 방식으로 하우징(210)에 장치되더라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
이때, 상기 순환로(C)에 장치되어 잉크를 저장하는 잉크 저장소(270)와, 상기 공급 펌프(220) 및 흡입 펌프(240)와 상기 잉크 저장소(270)에 연결되는 제어부(280)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(280)는 상기 공급 펌프(220)나 흡입 펌프(240)를 제어하여 잉크의 유동을 단속한다.
또한, 상기 제어부(280)는 상기 잉크 저장소(270)에 연결되어 잉크의 저장양 등을 체크할 수 있다.
한편, 상기 하우징(210)은 일체형으로 형성할 수 있고 도 2에 나타난 바와 같이 상부 하우징(211)과 하부 하우징(212)으로 조립 가능한 분리형으로 형성한 후 상기 상부 하우징(211)에 상기 공급로(230)를 배치하고 상기 하부 하우징(212)에 배출로(250)를 배치할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 순환 장치(200)에 의해 잉크를 순환할 수 있다.
상술된 바와 같이 우선 상기 프린트 헤드(100)의 유입구(130)를 통해 잉크가 유입된다. 이때 상기 잉크는 공급로(230)를 통해 공급되며 공급 펌프(220)에 의해 가압 이송되어 공급된다.
이후, 상기 프린트 헤드(100)에서 노즐(N)을 통해 분사되고 남은 잉크는 토출구(140)를 통해 토출된다.
상기 투출된 잉크는 배출로(250)를 통해 배출되며 이는 흡입 펌프(240)에 의해 흡입되어 이송된다.
상기 흡입된 잉크가 상기 공급로(230)로 다시 투입되어 잉크가 재순환 된다.
이때, 상기 잉크는 잉크 저장소(270)를 경유할 수 있다.
또한, 상기 흡입 펌프(240)와 공급 펌프(220)사이에 연결로(260)가 배치됨은 물론이다.
한편, 상기 프린트 헤드(100)는 ESD방식의 프린트 헤드일 수 있으며, 이하 도 3을 참고하여 설명한다.
즉, 상기 프린트 헤드(100)는 상기 유입구(130) 또는 토출구(140) 일측에 장치되는 전극(120)과 상기 프린트 헤드(110)의 노즐(N)측에 장치되는 그라운드(150)를 포함한다.
이때, 상기 전극(120)과 그라운드(150)에 의해 발생하는 전기장에 의해 잉크를 분사된다.
또한, 상기 노즐(N) 일측에 장치되는 히터(160)를 더 포함할 수 있다.
이는 본 발명의 프린트 헤드(100)를 통해 잉크가 분사될 때 기능성 재료를 수용하는 용매가 먼저 상기 히터(160)에 의해 증발되도록 하여 상기 기능성 재료가 인쇄 대상물(예를 들어 기판)에 적층된 후 경화가 용이하도록 하며, 그 경화된 형 상 또한 적절한 형상(기판에 적절히 퍼지도록 형성되는 형상)을 갖도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(170)상에 그라운드(150)를 배치하는 한편 상기 잉크 챔버(170)의 하측에 상기 히터(160)가 장치되는 것이 예시된다.
상기 잉크 챔버(170)는 분사되기 위한 잉크가 대기하는 공간으로서 상기 잉크 챔버(170)는 널리 알려진 구성이므로 개략적인 도시만을 하였다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 잉크 챔버(170)의 상측에 그라운드(150)를 배치하였는데, 상기 그라운드(150)는 상기 전극(120)과 더불어 잉크가 분사되기 위한 전기장 내지 자기장을 형성하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하는 한, 다른 위치에 배치되어도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
또한, 상기 히터(160)의 경우 상기 잉크 챔버(170)의 하측에 배치하였는데, 상기 히터(160)는 잉크를 가열하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하는 한 상기 히터(160)가 다른 위치에 배치되어도 모두 본 발명이 범주에 속함은 당연하다.
또한, 상기 히터(160)로서는 열선이나, 발열체등이 사용될 수 있으며, 그 종류에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 분명하다.
한편, 본 실시예에서는 상기 전극(120)이 유입구(130) 또는 토출구(140)의 상부에 배치되는 홀더(110)에 장치된 것이 예시된다.
그러나, 상기 전극(120)은 그라운드(150)와 더불어 잉크를 분사하기 위한 전 자기장을 형성하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하는 한 상기 전극(120)의 배치 위치나 고정 방법에 의해 본 발명이 제한되지 않음은 분명하다.
이상 설명한 본 발명의 순환 장치(200)에 의해 잉크를 순환하는 방법(S200)에 대해 설명한다.
이하 설명되는 구성 요소는 상기 실시예에서 설명된 구성요소와 동일한 것으로서 동일한 도면 부호를 다시 사용하여 설명한다.
우산, 상기 공급 펌프(220)에 의해 잉크가 공급로(230) 및 프린트 헤드(110)의 유입구(130)를 통해 공급되는 단계(S210)를 수행한다.
상기 단계(S210)에 의해 잉크 챔버(170)측으로 잉크가 유입된 후 분사된다.
상기 단계(S210)를 수행한 후 상기 프린트 헤드(100)에서 분사되고 남은 잉크는 상기 흡입 펌프(240)에 의해 프린트 헤드(100)의 토출구(140)와 배출로(250)를 통해 배출되는 단계(S220)를 수행한다.
이때, 상기 단계(S220)에 의해 배출된 잉크는 상술한 바와 같은 잉크 저장소(270)에 일시 수용될 수 있다.
이후, 상기 배출된 잉크가 상기 프린트 헤드(100)측으로 다시 공급되는 단계(S230)를 포함하여 잉크가 재순환되도록 한다.
도 1은 본 발명의 순환 방법의 개념을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 순환 방법 및 장치의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 프린트 헤드 120 : 전극
130 : 유입구 140 : 토출구
150 : 그라운드 160 : 히터
200 : 순환장치 210 : 헤드 하우징
220 : 공급 펌프 230 : 공급로
240 : 흡입 펌프 250 : 배출로
270 : 잉크 저장소 280 : 제어부

Claims (6)

  1. 복수개의 프린트 헤드의 잉크 유입구를 연결하여 잉크를 공급하는 공급로와, 상기 프린트 헤드의 잉크 토출구를 연결하여 토출된 잉크를 배출시키는 배출로를 포함하는 순환로와,
    상기 순환로에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 펌프를 포함하고,
    상기 프린트 헤드는 상기 유입구 또는 잉크 토출구 일측에 장치되는 전극과 상기 프린트 헤드의 노즐 측에 장치되는 그라운드를 포함하여,
    상기 전극과 그라운드에 의해 발생하는 전기장에 의해 잉크를 분사하는 ESD방식의 프린트 헤드인 것을 특징으로 하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치.
  2. 복수개의 프린트 헤드를 수용하는 헤드 하우징과, 상기 헤드 하우징에 장치되는 공급로 및 배출로를 포함하는 순환로와, 상기 공급로에 장치되어 잉크를 가압,이송하는 공급 펌프 및 상기 배출로에 장치되어 잉크를 흡입하는 흡입 펌프를 포함하되,
    상기 공급로는 길이가 긴 튜브 형상의 메인 공급로와, 상기 메인 공급로에서 분기되어 상기 프린트 헤드의 유입구에 각각 잉크를 공급하는 서브 공급로를 포함하고,
    상기 배출로는 상기 프린트 헤드의 토출구에 각각 연결되어 잉크가 토출되는 서브 배출로와, 상기 서브 배출로와 각각 연결되어 잉크를 외부로 배출하는 메인 배출로를 포함하며,
    상기 프린트 헤드는 상기 유입구 또는 토출구 일측에 장치되는 전극과 상기 프린트 헤드의 노즐 측에 장치되는 그라운드를 포함하여,
    상기 전극과 그라운드에 의해 발생하는 전기장에 의해 잉크를 분사하는 ESD방식의 프린트 헤드인 것을 특징으로 하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 순환로에 장치되어 잉크를 저장하는 잉크 저장소와,
    상기 공급 펌프 및 흡입 펌프와 상기 잉크 저장소에 연결되는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐 일측에 장치되는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치.
  6. 제2항에 기재된 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치에 의해 상기 잉크를 순환시키는 방법으로서,
    상기 공급 펌프에 의해 잉크가 공급로 및 프린트 헤드의 유입구를 통해 공급되는 단계와,
    상기 프린트 헤드에서 분사되고 남은 잉크는 상기 흡입 펌프에 의해 프린트 헤드의 토출구와 배출로를 통해 배출되는 단계와,
    상기 배출된 잉크가 상기 프린트 헤드측으로 다시 공급되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 방법.
KR1020090047644A 2009-05-29 2009-05-29 다중 프린트 헤드의 잉크 순환 장치 및 방법 KR101081572B1 (ko)

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