KR101347980B1 - 전기수력학적 잉크젯 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기수력학적 잉크젯 장치에 관한 것으로, 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐을 구비한 토출 헤드; 상기 멀티 노즐과 대향하며 상기 멀티 노즐에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물; 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어; 상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기; 상기 임의파형 발생기에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고, 상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기; 및 상기 파워 서플라이어 및 상기 임의파형 발생기에 연결되며, 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 인가되는 상태를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 멀티 노즐 중에서 토출하고자 하는 노즐을 선택하고, 상기 선택된 노즐에 인가되는 전압과 상기 피토출물에 인가되는 전압을 분리하거나, 상기 선택된 노즐에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 상기 피토출물에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다. 이로 인해, 멀티 노즐 구동에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

Description

전기수력학적 잉크젯 장치 {ELECTRO-HYDRODYNAMIC INK JET DEVICE}
본 발명은 전기수력학적 잉크젯 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출 헤드 또는 노즐에 인가되는 전압과 피토출물에 인가되는 전압을 분리하여 장치의 저가화를 구현할 수 있고, 특히 멀티 노즐 헤드를 구동하는 드라이버 구현 비용을 절감할 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치에 관한 것이다.
전기수력학적(EHD; Electro-hydrodynamic) 잉크젯 프린팅 시스템은 유체가 강력한 국소 전기장에 노출 되었을 때 정전기적 힘이 유체에 작용하여 대전을 일으키고 이러한 전기적인 상호 인력을 사용하여 기판에 패턴을 행하는 장치로서, 기존의 피에조 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드와는 달리 잉크에 주입된 전하에 의해 유발되는 정전기적 상호 인력을 바탕으로 기판 상에 패턴을 행하는 장치이다.
기존의 잉크젯 프린팅 장비와 마찬가지로 정확한 위치에 정확한 양의 잉크를 토출시킴으로써 재료의 낭비를 최소화하는 장점이 있다. 전기수력학적 잉크젯 기술은 정전기력 잉크젯 기술이라고도 불리우며, 정전기력을 이용함으로써 기존의 피에조 잉크젯 방식에 비해서 고점도 및 미세 선폭의 패터닝이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 노즐 막힘 현상이 적기 때문에 공정 안정성이 높다는 장점으로 새로운 차세대 인쇄 기술로 평가되는 기술이다. 이러한 장점으로 인해 RFID, 태양전지의 공정기술, 유연 기판을 갖는 전자 소자의 제조 공정 기술 등의 다양한 인쇄 전자 산업으로의 응용 가능성이 기대되고 있다.
전기수력학 잉크젯을 위하여는 노즐로부터 메니스커스 형상을 제어를 해야 된다. 이를 위하여 수두(fluid height)의 높이를 이용하여 헤드에서 약간의 양압이 걸릴 수 있도록 할 수도 있고, 공압을 이용하여 약간의 양압을 걸 수도 있고, 시린지 펌프를 사용하기도 한다. 따라서, 토출을 위한 힘은 전기적인 인력, 유체에 가해지는 압력이 합하여져서 토출을 하게 된다.
전기수력학적 잉크젯 장치에서 잉크를 토출시키기 위해서는 전기장을 가해 주어야 한다. 전기장은 고전압(수백~수kV)의 직류(DC) 전압을 가해줄 수 있다. 직류전압을 가해주면 노즐의 끝단에 콘 제트(cone jet)형태의 제팅이 형성이 된다.
그러나, 직류전압을 가해주면 토출되는 잉크 방울 드롭(drop)의 주파수 및 온-오프(on-off) 제어를 하기 어려운 단점이 있다. 이를 해결하기 위해, DC+AC 또는 AC를 인가하여 기술을 사용하게 된다.
원하는 위치에 토출을 시키기 잉크젯 장치에 펄스(pulse)를 주게 되는데, 펄스의 모양은 구형파(Square wave) 모양이 될 수도 있고 사다리꼴이 될 수도 있으며, 이를 제외한 다양한 형태가 사용될 수 있다.
실제로 패턴을 인쇄하기 위해서는 패턴의 위치의 트리거(Trigger) 신호가 있을 때 펄스가 되도록 패턴 제너레이터(pattern generator)를 사용하기도 한다. 원하는 형태의 펄스를 임의파형 발생기(Arbitrary function generator)로 만든 후에는 증폭기(Amplifier)로 증폭한다. 즉, DC+AC를 임의파형 발생기로 만든 후 증폭기를 사용하여 증폭시킨다.
DC전압은 잉크의 메니스커스(meniscus)를 유지하기 위한 전압이고 펄스는 실제로 펄스가 인가 될 때의 전압이다. 이러한 펄스는 카운터(counter), 디지털 IO(Digital IO)등을 사용하여 만들 수 있고 펄스의 모양이 다양할 경우에는 임의파형 발생기 또는 패턴 제너레이터(pattern generator)에서 만든 모양을 펄스의 트리거를 이용하여 발생 시키면 된다. 발생시킨 전압은 증폭기를 통하여 증폭시킨다.
하지만, 기존의 AC+DC를 인가하는 구동방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 수kV까지 구동전압이 되고, 다양한 모양의 펄스를 주기 위하여 고전압 증폭기(amplifier)를 사용하게 되는데, 이 때는 전압이 올라가면 올라갈수록 장치의 가격이 고가여서 실제 적용이 어렵게 된다.
또한, 고전압 증폭기에서 직류 오프셋(DC offset)이 존재하는 경우에는 요구되는 파워의 요구조건도 높아져서, 전압의 증가 이외에 파워도 증가되는 문제가 있다.
인쇄되어야 하는 패턴을 인쇄하기 위해서 토출 헤드 또는 노즐이 움직이는 경우에는 이동 중에 원하지 않는 토출이 발생되는 문제도 있다. 따라서, 펄스가 가해지는 위치에서만 잉크를 토출시킬 수 있는 전압 인가 방법이 필요하다.
뿐만 아니라, 토출 헤드에 다수개의 노즐이 있는 장치에 대해서도 장치의 비용을 줄일 수 있고 펄스가 인가되는 지점에서만 정확하게 잉크를 토출시킬 수 있는 제어 기술의 필요성이 높아지고 있다.
특히, 생산성을 높이기 위해서 전기수력학적 잉크젯 장비에 있어서 멀티 노즐(multi nozzle, 다수개의 노즐을 구비한 전기수력학적 잉크젯 장비)의 적용이 중요하다. 왜냐하면, 멀티노즐을 구비한 기존의 전기수력학적 잉크젯 장비는 고전압을 사용하여 구동하기 때문에 드라이버 비용이 높고 회로구성이 어려우며, 고전압에 의한 노즐 간의 전기적인 크로스-토크(cross-talk)와 노즐에서 토출되는 잉크 사이의 크로스-토크의 영향을 받는다는 단점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 토출 헤드 또는 노즐에 인가되는 전압과 피토출물에 인가되는 전압을 분리할 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 서로 다른 전위를 가지는 2종류의 전압을 분리하여 인가함으로써 장치의 제조 원가를 절감할 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 펄스가 인가되는 지점에서만 정확히 잉크가 토출될 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 토출 헤드 또는 노즐이 이동하는 중에는 잉크가 토출되지 않는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 하나의 토출 헤드에 여러 개의 노즐들이 있는 경우에 드라이버의 비용을 줄일 수 있고 토출이 불필요한 노즐의 미토출을 정확하게 제어할 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 멀티 노즐을 구동하는데 필요한 드라이버의 비용을 줄일 수 있고 회로 구성을 쉽게 할 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 노즐 또는 잉크 액적에서 발생하는 크로스 토크의 영향을 줄일 수 있는 전기수력학적 잉크젯 장치를 제공한다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는, 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐을 구비한 토출 헤드; 상기 멀티 노즐과 대향하며 상기 멀티 노즐에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물; 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어; 상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기; 상기 임의파형 발생기에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고, 상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기; 및 상기 파워 서플라이어 및 상기 임의파형 발생기에 연결되며, 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 인가되는 상태를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 멀티 노즐 중에서 토출하고자 하는 노즐을 선택하고, 상기 선택된 노즐에 인가되는 전압과 상기 피토출물에 인가되는 전압을 분리하거나, 상기 선택된 노즐에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 상기 피토출물에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어하고, 상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성의 전위 및 상기 제1전압과 다른 극성의 전위를 모두 가지며, 상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 전위의 절대값이 상기 제1전압과 다른 극성을 가지는 전위의 절대값 보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 형성함으로써, 다수개의 노즐을 구비한 전기수력학적 잉크젯 장치의 전체적인 비용을 절감하고 헤드 또는 노즐이 이동하는 중 원하지 않는 토출이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 상기 제1전압과 상기 제2전압이 서로 다른 파형을 가지도록 제어할 수 있다.
상기 제1전압은 직류전압이고 상기 제2전압은 펄스전압이 될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 상기 제2전압 중 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 전위가 상기 선택된 노즐 또는 상기 피토출물 중 어느 하나에 인가되도록 제어될 수 있다.
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상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 토출방지전압 및 상기 제1전압과 다른 극성을 가지는 토출전압을 차례로 가지며, 상기 제1전압과 상기 토출방지전압 사이의 전위차는 상기 제1전압과 상기 토출전압 사이의 전위차 보다 작을 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 상기 토출 헤드에 인가되는 전압이 상기 선택된 노즐에 공통적으로 인가되게 하거나 노즐 마다 각각의 전압이 인가되게 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 직류전압과 펄스전압을 분리하여 인가하기 때문에 저가의 고전압 파워 서플라이어 및 저가의 증폭기를 사용할 수 있기 때문에 장치의 단가를 낮출 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 직류전압 파워 서플라이어와 저전압 파워증폭기를 결합한 형태의 구동방법을 사용하기 때문에 장치의 가격의 요구조건을 낮출 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 토출 헤드 또는 노즐이 이동하는 중에는 잉크가 토출되지 않기 때문에 인쇄 정밀도를 높일 수 있고 잉크의 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 토출 노즐과 미토출 노즐을 정확하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 다수의 노즐들이 있는 경우에 구동 전압을 줄일 수 있고 구동 드라이버에 소요되는 비용을 줄일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 멀티 노즐을 구동하는데 필요한 드라이버의 비용을 줄일 수 있고 회로 구성을 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 고전압 드라이버의 전압의 크기를 줄일 수 있기 때문에 노즐 사이의 전기적인 크로스 토크 또는 노즐에서 토출되는 잉크 액적 사이의 크로스 토크의 영향을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치를 사용하여 인쇄한 패턴 및 패턴의 부분 확대도이다.
도 7은 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치에 전압을 인가하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 멀티 노즐에 전압이 공통적으로 걸리는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 멀티 노즐에 전압이 개별적으로 걸리는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도, 도 2는 도 1에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 4는 도 3에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면, 도 5는 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치에 인가되는 전압 파형의 다른 예를 도시한 도면, 도 6은 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치를 사용하여 인쇄한 패턴 및 패턴의 부분 확대도, 도 7은 도 1 및 도 3에 따른 잉크젯 장치에 전압을 인가하는 방법을 설명하는 순서도, 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 멀티 노즐에 전압이 공통적으로 걸리는 경우를 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치의 멀티 노즐에 전압이 개별적으로 걸리는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는, 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐(125)을 구비한 토출 헤드(120), 멀티 노즐(125)과 대향하며 멀티 노즐(125)에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물(130), 피토출물(130)에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어(140), 토출 헤드(120)에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기(150), 임의파형 발생기(150)에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고 토출 헤드(120)에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기(160) 및 파워 서플라이어(140) 및 임의파형 발생기(150)에 연결되며 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 토출 헤드(120) 또는 피토출물(130)에 인가되는 상태를 제어하는 제어부(170)를 포함할 수 있다.
토출 헤드(120)에는 잉크를 주입 또는 공급하기 위한 퍼지/석션 컨트롤러(110, Purge/Suction Controller)가 연결될 수 있다. 퍼지/석션 컨트롤러(110)는 토출 헤드(120) 또는 노즐(125)에 잉크의 주입 여부를 제어하거나 공급될 잉크의 양을 제어할 수 있다. 이를 위해 퍼지/석션 컨트롤러(110)는 제어부(170)에 연결될 수 있다.
토출 헤드(120) 또는 노즐(125)의 하부에는 피토출물(130)이 위치하는데, 피토출물(130)에 인쇄될 패턴이 인쇄된다. 여기서, 피토출물(130)은 기판(Substrate) 등으로 형성되는 것이 바람직하다. 이처럼, 피토출물(130)에 전압이 인가될 수 있도록 피토출물(130)은 전도체로 형성되는 것이 바람직하다.
복잡한 모양의 패턴을 인쇄할 수 있도록 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 피토출물(130)은 X축 또는 Y축 방향으로 움직일 수 있으며, 이를 위한 구동부(미도시)를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 종래의 기술과 달리 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 전압과 피토출물(130)에 인가되는 전압이 분리되어 있다. 도 1에 도시된 장치(100)의 경우에는 피토출물(130)에 파워 서플라이어(Power-Supplier, 140)가 연결되고, 토출 헤드(120)/노즐(125)에는 임의파형 발생기(150, Function Generator) 또는 전압 증폭기(160, Voltage Amplifier)가 연결된다.
여기서, 제어부(170)는 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 전압과 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리하거나, 토출 헤드(120)/노즐(125)에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 피토출물(130)에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다.
상기와 같이, 토출 헤드(120)/노즐(125)과 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리함으로써 전기수력학적 잉크젯 장치의 비용을 절감할 수 있다. 즉, 저가의 파워 서플라이어와 저가의 전압증폭기를 사용하여 잉크젯 장치(100)를 구동할 수 있다.
파워 서플라이어(140)는 저가형 파워 서플라이어를 사용할 수 있으며, 직류전압을 발생시켜서 피토출물(130)에 직류전압이 인가되게 한다. 이 때, 파워 서플라이어(140)에서 인가되는 직류전압은 대략 수백(V)~수천(V)가 될 수 있다.
임의파형 발생기(150)는 제어부(170)에 의해 그 작동이 제어되며, USB를 이용하여 제어부(170)와 통신하여 원하는 파형을 생성하게 된다. 임의파형 발생기(150)로부터 생성된 파형은 전압증폭기(160)를 통해 대략 1000배 정도 증폭이 되어 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가될 수 있다. 종래 기술과 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 전압증폭기(160)는 저가형 증폭기가 사용된다.
임의파형 발생기(150)에서 생성되는 제2전압은 펄스전압이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 피토출물(130)에는 파워 서플라이어(140)에서 발생된 직류전압(2)이 제1전압으로서 인가되고, 토출 헤드(120)에는 펄스전압(1)이 제2전압으로서 인가될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 피토출물(130)과 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 전압을 분리하여 인가하더라도 종래에 DC+AC를 인가하는 경우(3)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 파워 서플라이어(140)에서 생성되는 제1전압(2)과 임의파형 발생기(150)에서 발생하는 제2전압(1)은 서로 다른 극성의 전위를 가질 수 있다. 도 2를 참조하면 제1전압(2)은 양전위를 가지는 반면에 제2전압(1)은 음전위를 가진다. 이와 같이, 제1전압(2)과 제2전압(1)이 서로 다른(서로 반대되는) 극성의 전위를 가지게 함으로써 제1전압(2)과 제2전압(1) 사이의 전위차를 크게 할 수 있고, 전위차가 클수록 잉크 방울이 잘 토출될 수 있다.
또한, 제1전압(2)과 제2전압(1)은 상기 잉크 방울과 피토출물(130) 사이에 인력을 발생시킬 수 있는 극성을 가질 수 있다. 서로 다른 극성의 전압이 인가되기 때문에 토출 헤드(120)와 피토출물(130) 사이에 서로 끌어당기는 힘(인력, 引力)이 작용하여 잉크가 토출될 수 있다. 잉크의 토출은 제2전압(1) 중에서 전위를 가지는 펄스가 발생할 때 일어나게 된다. 도 2의 제2전압(1)을 보면, 일정한 시간 간격으로 전위값을 가지는 펄스가 발생하고, 이러한 펄스가 발생할 때 제1전압(2)과의 전위차가 커지고 인력이 발생하기 때문에 잉크가 토출될 수 있다.
한편, 제어부(170)는 상기 잉크 방울에 의해 노즐(125)의 끝단에 형성된 메니스커스를 유지하도록 제1전압(2)의 크기를 조절할 수 있다. 직류전압을 가지는 제1전압(2)은 노즐(125)에서 잉크가 토출되지 않고 메니스커스(meniscus)의 모양이 유지되게 하는 기능도 할 수 있는데, 이러한 메니스커스 유지를 위해 제어부(170)는 파워 서플라이어(140)에서 발생되는 제1전압의 크기, 극성, 인가되는 시간 등을 조절할 수 있다.
한편, 제1전압과 제2전압이 각각 토출 헤드/노즐 및 피토출물에 인가될 수도 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(200)는 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐(225)을 구비한 토출 헤드(220), 노즐(225)과 대향하며 노즐(225)에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물(230), 토출 헤드(220)/노즐(225)에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어(240), 피토출물(230)에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기(250), 임의파형 발생기(250)에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고 피토출물(230)에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기(260) 및 파워 서플라이어(240) 및 임의파형 발생기(250)에 연결되며 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 토출 헤드(220)/노즐(225) 또는 피토출물(230)에 인가되는 상태를 제어하는 제어부(270)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 장치(100)와 비교할 때 도 3에 도시된 장치(200)는 토출 헤드(220)/노즐(225)에 파워 서플라이어(240)가 연결되어 제1전압이 인가되고, 피토출물(230)에는 임의파형 발생기(250)가 연결되어 제2전압을 인가하는 차이만 있고, 나머지 구성은 동일하다.
여기서, 제어부(270)는 토출 헤드(220)/노즐(225)에 인가되는 전압과 피토출물(230)에 인가되는 전압을 분리하거나, 토출 헤드(220)/노즐(225)에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 피토출물(230)에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다.
상기와 같이, 토출 헤드(220)/노즐(225)과 피토출물(230)에 인가되는 전압을 분리함으로써 전기수력학적 잉크젯 장치의 비용을 절감할 수 있다. 즉, 저가의 파워 서플라이어와 저가의 전압증폭기를 사용하여 잉크젯 장치(200)를 구동할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 토출 헤드(220)/노즐(225)에는 파워 서플라이어(240)에서 발생된 직류전압(4)이 제1전압으로서 인가되고, 피토출물(230)에는 펄스전압(5)이 제2전압으로서 인가될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(200)는 피토출물(230)과 토출 헤드(220)/노즐(225)에 인가되는 전압을 분리하여 인가하더라도 종래에 DC+AC를 인가하는 경우(6)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 파워 서플라이어(240)에서 생성되는 제1전압(4)과 임의파형 발생기(250)에서 발생하는 제2전압(5)은 서로 다른 극성의 전위를 가질 수 있다. 도 4를 참조하면 제1전압(4)은 양전위를 가지는 반면에 제2전압(5)은 음전위를 가진다. 이와 같이, 제1전압(4)과 제2전압(5)이 서로 다른(서로 반대되는) 극성의 전위를 가지게 함으로써 제1전압(4)과 제2전압(5) 사이의 전위차를 크게 할 수 있고, 전위차가 클수록 잉크 방울이 잘 토출될 수 있다.
또한, 제1전압(4)과 제2전압(5)은 상기 잉크 방울과 피토출물(230) 사이에 인력을 발생시킬 수 있는 극성을 가질 수 있다. 서로 다른 극성의 전압이 인가되기 때문에 토출 헤드(220)와 피토출물(230) 사이에 서로 끌어당기는 힘(인력, 引力)이 작용하여 잉크가 토출될 수 있다. 잉크의 토출은 제2전압(5) 중에서 전위를 가지는 펄스가 발생할 때 일어나게 된다. 도 4의 제2전압(5)을 보면, 일정한 시간 간격으로 전위값을 가지는 펄스가 발생하고, 이러한 펄스가 발생할 때 제1전압(4)과의 전위차가 커지고 인력이 발생하기 때문에 잉크가 토출될 수 있다.
한편, 제어부(270)는 상기 잉크 방울에 의해 노즐(225)의 끝단에 형성된 메니스커스를 유지하도록 제1전압(4)의 크기를 조절할 수 있다. 직류전압을 가지는 제1전압(4)은 노즐(225)에서 잉크가 토출되지 않고 메니스커스(meniscus)의 모양이 유지되게 하는 기능도 할 수 있는데, 이러한 메니스커스 유지를 위해 제어부(270)는 파워 서플라이어(240)에서 발생되는 제1전압의 크기, 극성, 인가되는 시간 등을 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100,200)의 제어부(170,270)는 토출 헤드(120,220)에 인가되는 전압과 피토출물(130,230)에 인가되는 전압을 분리하거나, 토출 헤드(120,220)에 제1전압(2,4) 또는 제2전압(1,5) 중 어느 하나가 인가되면 피토출물(130,230)에는 제1전압(2,4) 또는 제2전압(1,5) 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다.
도 6에는 본 발명에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100,200)에 의해서 인쇄된 패턴과 그 패턴의 일부분의 확대도가 도시되어 있다. 보다 정확하게 말하면, 도 6은 도 1에 도시된 바와 같이 피토출물(130)에 직류전압이 인가되고 토출 헤드(120)/노즐(125)에 펄스가 인가된 장치(100)를 사용하여 인쇄한 패턴의 사진이다.
한편, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 토출 헤드(120) 또는 노즐(125)이 이동하는 중에 잉크가 토출되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 전기수력학적 잉크젯 장치(100)의 제어부(170)는 토출 헤드(120) 또는 피토출물(130) 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 제1전압과 제2전압이 서로 다른 파형을 가지도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 형성함으로써, 토출 헤드 또는 노즐이 이동하는 중에 원하지 않는 위치에 잉크가 토출되거나 토출되지 않아야 하는 노즐에서 잉크가 토출되는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(170)는 토출 헤드(120)에 인가되는 전압과 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리하거나, 토출 헤드(120)에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 피토출물(130)에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 피토출물(130)에 인가되는 제1전압(8)은 직류전압이고, 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 제2전압(7)은 펄스전압이 될 수 있다. 여기서, 도 2 및 도 4에 도시된 전압파형과 달리, 토출 헤드(120)/노즐(125)의 이동 중에 잉크가 토출되지 않도록 하기 위해서 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 제2전압(7)은 제1전압(8)과 같은 극성의 전위 및 제1전압(8)과 다른 극성의 전위를 모두 가질 수 있다. 즉, 도 5에서 제2전압(7)은 제1전압(8)과 같은 극성의 전위(A) 및 제1전압(8)과 다른 극성의 전위(B)를 모두 가진다.
또한, 제2전압(7)은 제1전압(8)과 같은 극성을 가지는 전위(A)의 절대값이 제1전압(8)과 다른 극성을 가지는 전위(B)의 절대값 보다 작을 수 있다. 제2전압(7)은 토출방지전압(A)과 토출전압(B)을 차례로 가지며, 토출방지전압(A)은 제1전압(8)과 같은 극성을 가지고 토출전압(B)은 제1전압(8)과 다른 극성을 가질 수 있다. 여기서, 제1전압(8)과 토출방지전압(A) 사이의 전위차는 제1전압(8)과 토출전압(B) 사이의 전위차 보다 작을 수 있다.
제2전압(7) 중에서 토출방지전압(A)은 제1전압(8)과 동일한 극성을 가지기 때문에 잉크와 피토출물(130) 사이에 반발하는 척력(斥力)이 생겨서 잉크가 토출되지 않게 된다. 그리고, 제2전압(7) 중에서 토출전압(B)은 제1전압(8)과 다른 극성을 가지기 때문에 잉크와 피토출물(130) 사이에 인력이 생겨서 잉크가 토출될 수 있다.
토출전압(B)과 제1전압(8) 사이의 전위차는 토출방지전압(A)과 제1전압(8) 사이의 전위차 보다 매우 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 토출 헤드(120) 또는 노즐(125)이 이동하는 중에는 피토출물(130)에 인가되는 직류전압과 동일한 전위를 가지는 작은 크기의 전압을 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가해 주면 토출 헤드(120) 또는 노즐(125)이 이동하는 중에 잉크가 토출되는 것을 방지할 수도 있고, 원하지 않는 지점에 잉크가 토출되는 것을 방지할 수도 있다.
제어부(170)는, 토출 헤드(120) 또는 피토출물(130) 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 제2전압(7) 중 제1전압(8)과 같은 극성을 가지는 전위(A)가 토출 헤드(120) 또는 피토출물(130) 중 어느 하나에 인가되도록 제어할 수 있다. 제어부(170)는 토출 펄스가 인가 되지 않았을 때 직류전압에 의해 토출이 안 되도록 같은 극성을 토출 헤드(120)/노즐(125)에 가해줌으로써 반발력이 생겨서 토출 헤드(120)가 안정적으로 이동할 수 있다. 이와 같이, 아주 약한 같은 극성의 전압을 전압증폭기(160)에서 가해 줌으로서 펄스(B)의 위치에서만 토출이 되게 할 수 있다.
직류전압만 인가했을 때 펄스가 인가되지 않았을 때는 토출이 되지 않고 메니스커스의 모양이 유지 되어야 한다. 그러나, 직류전압을 적정 수준 보다 크게 해 주던지 아니면 토출 헤드(120)와 기판 등 피토출물(130) 사이의 간격이 가까워지면 토출 펄스를 인가하지 않더라도 잉크 방울이 일부 떨어질 수도 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 직류전압이 인가되는 반대편 쪽에 같은 극성의 전압을 약간 걸어주는 방법을 사용한다. 토출시키고자 하는 경우에는 다른 극성의 전압을 가해주어서 토출을 시킨다. 제2전압(7)의 토출방지전압(A)은 2~3(V) 정도의 작은 크기만 주더라도 충분하다. 따라서, 전압증폭기(160)에 무리가 가거나 고전압 전압증폭기를 사용하지 않아도 된다.
이와 같이, 직류전압과 동일한 극성의 전위와 다른 극성의 전위를 모두 가지는 펄스전압을 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 기판 등 피토출물(130)에 인가해 줌으로써 이동 중에 잉크방울을 토출되는 것을 방지할 수 있고, 토출 펄스가 발생한 경우에만 정확하게 토출시킬 수 있게 되어 인쇄 패턴의 정밀도를 높일 수 있다. 도 5에는 직류전압이 기판 등 피토출물(130)에 인가되고 양전위와 음전위를 모두 가지는 펄스전압이 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 경우가 도시되어 있는데, 그 반대의 경우도 가능하다.
토출 헤드(120)/노즐(125)이 움직일 때에는 토출을 안 시키고, 노즐(125)과 피토출물(130) 사이의 거리에 따른 영향이 토출 유무에 미치지 않도록 게 하는 방법이 전기수력학적 잉크젯 장치에서 중요한 부분이 될 수 있다.
토출이 연속적으로 되고 있을 때는 직류전압 등을 사용하여 토출되게 하고, 토출을 갑자기 중단할 때는 직류전압과 같은 극성의 전압을 인가하면 된다. 또한, 전기수력학적 잉크젯 장치(100)가 3축 스테이지(stage)인 경우에는 노즐(125)과 피토출물(130) 사이의 거리를 늘이면 원하지 않는 토출을 방지할 수 있다. 왜냐하면 정전기의 힘은 거리에 반비례하기 때문이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 토출 헤드(120)에 다수개의 노즐(125)들이 형성된 경우에도 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 전압과 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리하고, 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 피토출물(130)이 이동하는 중에는 잉크방울이 토출되지 않도록 인가되는 구동전압을 제어할 수 있다. 이하에서는, 토출 헤드(120)에 다수개의 노즐(125)들이 있는 장치(100)에 대해서 설명한다. 다만, 노즐(125)이 다수개 형성된 경우를 제외하면 도 1의 장치와 동일하다. 마찬가지로 도 3에 도시된 장치도 다수개의 노즐에 적용될 수 있으며, 반복적인 설명은 생략한다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치(100)는 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐(125)을 구비한 토출 헤드(120), 노즐(125)과 대향하며 노즐(125)에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물(130), 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 피토출물(130)에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어(140), 피토출물(130) 또는 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기(150), 임의파형 발생기(150)에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고 피토출물(130) 또는 토출 헤드(120)/노즐(125)에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기(160) 및 파워 서플라이어(140) 및 임의파형 발생기(150)에 연결되며 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 피토출물(130)에 인가되는 상태를 제어하는 제어부(170)를 포함하며, 제어부(170)는 토출 헤드(120)의 노즐(125) 중에서 토출하고자 하는 노즐을 선택하고, 선택된 노즐(125)에 인가되는 전압과 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리하거나, 선택된 노즐(125)에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 피토출물(130)에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 형성함으로써, 다수개의 노즐(125)을 구비한 전기수력학적 잉크젯 장치의 전체적인 비용을 절감하고 토출 헤드 또는 노즐이 이동하는 중 원하지 않는 토출이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 도 1 내지 도 6에 대한 설명은 토출 헤드(120)에 멀티 노즐이 형성된 경우에 동일하게 적용될 수 있다. 각 노즐 별로 토출하려고 하는 노즐(즉, 선택된 노즐)에 전압을 인가한다. 직류전압 부분이 파워 서플라이어(140)에서 제공되므로 각 노즐에는 비교적 저전압의 펄스전압을 사용할 수 있기 때문에 드라이버의 비용을 많이 줄이는 것이 가능하다. 마찬가지로 토출하지 않는 노즐에서 미토출을 확실히 하기 위해서 같은 극성을 가지는 작은 전위의 직류전압을 줄 수도 있다.
특히 멀티 노즐인 경우에는 드라이버의 전압을 줄이는 것이 회로 설계 및 드라이버 설계에 중요한데, 상기와 같이 인가 전압을 분리하거나 토출 방지를 위해 직류전압과 동일한 극성을 가지는 작은 전압을 인해 줌으로써 효과적인 제팅이 가능하게 된다.
도 7에는 토출 헤드(120)에 멀티 노즐이 있는 경우, 구동 전압을 제어하는 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. 먼저 퍼지/석션 컨트롤러(110)에 의해서 토출 헤드(120)에 잉크를 공급하는 단계(1100)가 수행된다. 잉크가 공급된 다음에는 제어부(170)에 의해 토출 헤드(120)/노즐(125)에 인가되는 전압과 기판 등의 피토출물(130)에 인가되는 전압을 분리하는 단계(1200)가 수행될 수 있다.
인가 전압을 분리한 후에, 다수개의 멀티 노즐 중에서 토출하고자 하는 노즐을 선택하는 단계(1300)가 수행된다. 토출 노즐 선택 후에, 서로 다른 전위를 가지는 2종류의 전압을 각 노즐별로 토출하고자 하는 노즐(125)과 기판 등의 피토출물(130)에 각각 인가하는 단계(1400)가 수행될 수 있다.
토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 기판 등의 피토출물(130)이 이동하는지 여부를 판단한 후(1500), 이동하는 경우에는 이동 중에 원하지 않는 토출을 방지하고 토출전압이 걸리는 경우에만 잉크방울이 토출되고 비토출전압이 걸리는 경우에는 잉크방울이 토출되지 않도록 서로 다른 파형을 가지는 2종류의 전압을 토출하고자 하는 노즐(125)과 기판 등의 피토출물(130)에 각각 인가하는 단계(1600)가 수행될 수 있다.
토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 기판 등의 피토출물(130)이 이동하는 중에는 양전위와 음전위를 모두 가지는 전압을 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 기판 등 피토출물(130) 중 어느 하나에 인가하고, 다른 하나에는 직류전압을 인가하는 단계(1700)가 수행된다. 단계 1600에서 한 종류의 전압파형은 직류전압이고 다른 종류의 전압파형은 펄스전압인데, 단계 1700에서 펄스전압은 직류전압과 같은 전위와 다른 전위를 모두 가지며 직류전압과 같은 전위를 가지는 비토출전압의 절대값은 직류전압과 다른 전위를 가지는 토출전압의 절대값 보다 작다.
도 8을 참조하면, 노즐(125)에서 잉크 액적을 토출시키는 드라이버(111)가 도시되어 있다. 드라이버(111)에는 멀티노즐(125)에 입력전압(Vin)을 인가하거나 차단하는 스위치(112)가 형성될 수 있다. 스위치(112)는 멀티 노즐(125) 중에서 제어부(170)에 선택된 노즐에 전압을 인가하기 위한 것이므로 선택된 노즐에는 ON이 되도록 작동하고 선택되지 않은 노즐에는 OFF가 되도록 작동하게 된다. 여기서, 입력전압(Vin)은 제1전압 또는 제2전압 즉, 직류전압 또는 펄스전압이 될 수 있으며, 선택된 노즐에 대해서 공통적으로 인가될 수 있기 때문에 드라이버(111)의 비용을 줄일 수 있다.
도 9에는 드라이버(116)의 변형예가 도시되어 있다. 드라이버(116)는 도 8에 도시된 경우와 달리 별도의 스위치가 없이, 선택된 노즐(125)에 대해 각각 다른 입력전압(V1,V2,V3?n)이 개별적으로 인가될 수 있다. 제어부(170)에 의해서 선택된 노즐(125)에 대해서 각각 입력전압이 인가되도록 드라이버(116)가 제어될 수 있다. 마찬가지로 입력전압(V1,V2,V3?n)은 제1전압 또는 제2전압 즉, 직류전압 또는 펄스전압이 될 수 있다.
이와 같이, 직류전압과 동일한 극성의 전위와 다른 극성의 전위를 모두 가지는 펄스전압을 토출 헤드(120)/노즐(125) 또는 기판 등 피토출물(130)에 인가해 줌으로써 이동 중에 잉크방울을 토출되는 것을 방지할 수 있고, 토출 펄스가 발생한 경우에만 정확하게 토출시킬 수 있게 되어 인쇄 패턴의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적 잉크젯 장치는 토출 헤드/노즐에 인가되는 전원소스와 기판 등의 피토출물에 인가되는 전원소스를 분리하여 2개의 전원소스를 사용함으로써 종래기술에 따른 문제점을 해결할 수 있다. 2개의 전원소스를 사용하여 기판 등 피토출물에 직류전압을 인가하고 토출 헤드 쪽에는 펄스전압을 인가하게 되면, 토출 헤드 쪽의 멀티 노즐 드라이버의 허용전압을 낮출 수 있다. 이처럼 펄스전압의 전압을 낮춤으로써 전기적인 크로스토크 문제를 해결할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100,200: 전기수력학적 잉크젯 장치
110,210: 퍼지/석션 컨트롤러 120,220: 토출 헤드
125,225: 노즐 130,230: 피토출물
140,240: 파워 서플라이어 150,250: 임의파형 발생기
160,260: 전압 증폭기 170,270: 제어부

Claims (8)

  1. 잉크 방울이 토출되는 멀티 노즐을 구비한 토출 헤드;
    상기 멀티 노즐과 대향하며 상기 멀티 노즐에서 토출된 잉크 방울이 인쇄되는 피토출물;
    상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 연결되어 제1전압을 인가하는 파워 서플라이어;
    상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 인가될 제2전압을 발생시키는 임의파형 발생기;
    상기 임의파형 발생기에 연결되어 상기 제2전압을 증폭시키고, 상기 피토출물 또는 상기 토출 헤드에 증폭된 상기 제2전압을 인가하는 전압증폭기; 및
    상기 파워 서플라이어 및 상기 임의파형 발생기에 연결되며, 상기 제1전압 또는 상기 제2전압이 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물에 인가되는 상태를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 멀티 노즐 중에서 토출하고자 하는 노즐을 선택하고, 상기 선택된 노즐에 인가되는 전압과 상기 피토출물에 인가되는 전압을 분리하거나, 상기 선택된 노즐에 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 어느 하나가 인가되면 상기 피토출물에는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 다른 하나가 인가되도록 제어하고,
    상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성의 전위 및 상기 제1전압과 다른 극성의 전위를 모두 가지며,
    상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 전위의 절대값이 상기 제1전압과 다른 극성을 가지는 전위의 절대값 보다 작은 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 상기 제1전압과 상기 제2전압이 서로 다른 파형을 가지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1전압은 직류전압이고 상기 제2전압은 펄스전압인 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토출 헤드 또는 상기 피토출물 중 어느 하나가 이동하는 경우에는 상기 제2전압 중 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 전위가 상기 선택된 노즐 또는 상기 피토출물 중 어느 하나에 인가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2전압은 상기 제1전압과 같은 극성을 가지는 토출방지전압 및 상기 제1전압과 다른 극성을 가지는 토출전압을 차례로 가지며,
    상기 제1전압과 상기 토출방지전압 사이의 전위차는 상기 제1전압과 상기 토출전압 사이의 전위차 보다 작은 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1전압 또는 상기 제2전압 중 상기 토출 헤드에 인가되는 전압이 상기 선택된 노즐에 공통적으로 인가되게 하거나 노즐 마다 각각의 전압이 인가되게 제어하는 것을 특징으로 하는 전기수력학적 잉크젯 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131917A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 주식회사 피에스 인쇄 전자 프린팅 장비
KR101982826B1 (ko) * 2018-08-10 2019-05-27 순천향대학교 산학협력단 전기 스프레이 프린팅 시스템
KR20200077630A (ko) * 2018-12-20 2020-07-01 충남대학교산학협력단 역전압 전기수력학적 3d 패터닝 방법
KR20230138990A (ko) 2022-03-25 2023-10-05 순천향대학교 산학협력단 연속 잉크젯 장치 및 그것을 이용한 연속 잉크젯 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10157164A (ja) * 1996-12-05 1998-06-16 Hitachi Ltd 画像形成装置
KR100937007B1 (ko) * 2009-01-12 2010-01-15 건국대학교 산학협력단 액적분사장치 및 방법
KR20120088337A (ko) * 2011-01-31 2012-08-08 제주대학교 산학협력단 정전기력 잉크 분무장치 및 이를 이용한 잉크의 상향식 및 하향식 분무 방법
KR20120113004A (ko) * 2011-04-04 2012-10-12 제주대학교 산학협력단 2차 전극을 이용한 표면 탄성파 잉크젯 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10157164A (ja) * 1996-12-05 1998-06-16 Hitachi Ltd 画像形成装置
KR100937007B1 (ko) * 2009-01-12 2010-01-15 건국대학교 산학협력단 액적분사장치 및 방법
KR20120088337A (ko) * 2011-01-31 2012-08-08 제주대학교 산학협력단 정전기력 잉크 분무장치 및 이를 이용한 잉크의 상향식 및 하향식 분무 방법
KR20120113004A (ko) * 2011-04-04 2012-10-12 제주대학교 산학협력단 2차 전극을 이용한 표면 탄성파 잉크젯 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131917A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 주식회사 피에스 인쇄 전자 프린팅 장비
US11420219B2 (en) 2017-01-13 2022-08-23 Protec Co., Ltd. Printing apparatus for printed electronics
KR101982826B1 (ko) * 2018-08-10 2019-05-27 순천향대학교 산학협력단 전기 스프레이 프린팅 시스템
CN110816058A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 顺天乡大学校产学协力团 电喷射印刷系统
CN110816058B (zh) * 2018-08-10 2021-07-06 顺天乡大学校产学协力团 电喷射印刷系统
KR20200077630A (ko) * 2018-12-20 2020-07-01 충남대학교산학협력단 역전압 전기수력학적 3d 패터닝 방법
KR102199011B1 (ko) * 2018-12-20 2021-01-08 충남대학교산학협력단 역전압 전기수력학적 3d 패터닝 방법
KR20230138990A (ko) 2022-03-25 2023-10-05 순천향대학교 산학협력단 연속 잉크젯 장치 및 그것을 이용한 연속 잉크젯 방법

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