KR101976402B1

KR101976402B1 - 스크린 인쇄 장치

Info

Publication number: KR101976402B1
Application number: KR1020170066596A
Authority: KR
Inventors: 변달석; 이영민; 천태수
Original assignee: 성안기계 주식회사
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2019-05-09
Also published as: US20200406603A1; WO2018221845A1; US11059283B2; KR20180130689A

Abstract

본 발명은 스크린 인쇄 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치는, 인쇄 공정이 수행되는 기판의 상부에 인접하게 배치되며, 기판에 인쇄될 패턴이 형성된 스크린과, 스크린의 상부에 배치되며, 외부로부터 공급된 잉크를 스크린에 토출하여 기판에 패턴을 인쇄하는 인쇄부와, 스크린 및 인쇄부 중 적어도 하나에 연결되며, 스크린 및 인쇄부 중 적어도 하나를 구동시키는 구동부 및 인쇄부 및 구동부에 연결되며, 인쇄부 및 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 제어부는, 인쇄부가 스크린에 접촉한 상태에서 스크린 및 인쇄부 중 적어도 하나가 이동할 때에, 인쇄부가 잉크의 토출압에 의해 기판에 인쇄를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

스크린 인쇄 장치{Screen printing apparatus}

본 발명은 스크린 인쇄 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 간단한 구조 및 동작에 의해 기판에 대한 인쇄 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 스크린 인쇄 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스크린 인쇄(Screen printing) 공정은 패턴이 형성된 스크린을 이용하여 잉크를 유연한 필름(Film)이나 포일(Foil) 또는 유연하지 않은 평면의 인쇄 기판(substrate)(이하, 본 발명에서는 '기판'이라 통칭하기로 한다.)에 인쇄하는 공정을 의미한다.

스크린 인쇄 공정에 사용되는 일반적인 스크린 인쇄 장치는 기판에 인쇄 공정을 수행하기 위한 패턴이 형성된 스크린, 스크린 상에 잉크를 도포하는 스크레이퍼(Scraper), 잉크가 도포된 스크린을 가압하여 잉크를 투과시키면서 기판에 전사시켜 기판에 인쇄 공정을 수행하는 스퀴지(Squeegee) 및 이들을 구동시키기 위한 다수의 구동 장치를 포함하여 구성된다.

이러한 스크린 인쇄 장치는 잉크의 도포 및 잉크의 인쇄로 이루어진 2 개의 행정을 수행하며, 스크린이 평면 상에서 이동하는 스크레이퍼와 스퀴지가 교대로 상하 방향으로 이동하면서 도포 및 인쇄 공정을 수행하는 방식과, 고정된 스크린의 상부에서 스크레이퍼와 스퀴지가 교대로 상하 방향 또는 수평 방향으로 이동하면서 도포 및 인쇄 공정을 수행하는 방식으로 구분될 수 있다.

도 1은 일반적인 스크린 인쇄 장치의 구조 및 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에서는 다양한 종류의 스크린 인쇄 장치 중, 평판 스크린 인쇄 장치(10)가 인쇄 공정을 수행하는 모습을 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 평판 스크린 인쇄 장치(10)는 백업 롤러(11), 스크린(12), 스크레이퍼(13) 및 스퀴지(14)를 포함하여 구성될 수 있다.

백업 롤러(11)는 필름(Film), 웹(Web) 등과 같은 기판(S)의 일면을 지지한 상태로 기판(S)을 이송시킬 수 있다. 또한, 스크린(12)은 백업 롤러(11)로부터 이격되어 배치되며, 기판(S) 상에 인쇄 공정을 수행하기 위한 패턴(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

스크레이퍼(Scrapper)(13)는 스크린(12)에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 배치되며, 스크린(12)에 잉크를 도포할 수 있다. 또한, 스퀴지(Squeegee)(14)는 스크린(12)에 맞닿거나 이격된 상태가 되도록 이동 가능하게 스크레이퍼(13)와 인접하여 위치하며, 스크린(12)에 도포된 잉크를 기판(S)에 전사시켜 인쇄 공정을 수행할 수 있다.

도 1의 (a)에서는 스크레이퍼(13)가 제1 방향(도 1의 좌측 방향)으로 이동하며 스크린(12)에 잉크를 도포하는 모습을 나타내고, 도 1의 (b)에서는 스퀴지(14)가 스크린(12)을 가압한 상태로 제2 방향(도 2의 우측 방향)으로 이동하며 기판(S) 상에 인쇄 공정을 수행하는 모습을 나타내고 있다.

그러나, 종래의 스크린 인쇄 장치(10)는 스크린(12) 상에 잉크를 도포하는 스크레이퍼(13), 스크린(12)을 가압하면서 기판(S) 상에 잉크를 인쇄하는 스퀴지(14) 및 이들에 연결되는 구동 장치(도시되지 않음)로 구성되므로 전체 기구 구조가 다소 복잡하고, 반복 동작에 따른 단순 시퀀스 제어를 수행하므로 정밀한 제어가 곤란하며, 정교한 공정 조건 변화에 대응하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 스퀴지(14)가 잉크를 인쇄하는 과정에서 스크린(12)와 기판(S) 사이의 간격(Snap-off) 만큼 스크린(12)을 가압해야 하므로, 인쇄 공정을 진행하는 과정에서 스크린(12)에 대한 가압이 반복되므로 소성 변형이 발생하여 인쇄 품질이 균일하지 않고 스크린(12)의 내구성이 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 스크린 인쇄 장치(10)는 잉크(또는, 페이스트(Paste))의 점도 등 물성을 유지하기 위해 다량의 잉크를 스크린(12) 상에 미리 공급한 상태에서 인쇄 공정을 수행하므로, 잉크의 불필요한 낭비가 심할 뿐 아니라, 공기 중에 노출된 잉크의 물성 변화(예를 들어, 점도 변화)로 인해 인쇄 품질이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 보다 간단한 구조 및 동작에 의해 기판에 대한 인쇄 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 스크린 인쇄 장치가 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인쇄부가 인쇄에 필요한 양만큼 미리 정해진 압력으로 잉크를 토출하고, 잉크의 토출압에 의해 스크린에 토출되는 잉크를 기판에 전사시켜 패턴을 인쇄하도록 함으로써, 보다 간단한 구조 및 동작에 의해 기판에 대한 인쇄 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 스크린 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치는, 인쇄 공정이 수행되는 기판의 상부에 인접하게 배치되며, 상기 기판에 인쇄될 패턴이 형성된 스크린과, 상기 스크린의 상부에 배치되며, 외부로부터 공급된 잉크를 상기 스크린에 토출하여 상기 기판에 상기 패턴을 인쇄하는 인쇄부와, 상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나를 구동시키는 구동부 및 상기 인쇄부 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 인쇄부 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 인쇄부가 상기 스크린에 접촉한 상태에서 상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나가 이동할 때에, 상기 인쇄부가 상기 잉크의 토출압에 의해 상기 기판에 인쇄를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 인쇄부는, 일측에 외부로부터 상기 잉크가 주입되는 잉크 공급 홀이 형성되고, 내부에 상기 잉크가 이동하는 주입 경로가 형성된 몸체부와, 상기 주입 경로에 연통하도록 상기 몸체부의 일측에 배치되며, 상기 주입 경로를 통해 이동하는 상기 잉크를 가압하는 잉크 가압부와, 상기 주입 경로에 연통하도록 상기 몸체부의 상기 스크린을 향하는 일측에 배치되며, 상기 스크린에 접촉한 상태에서 상기 잉크가 토출되는 잉크 토출부 및 상기 몸체부의 상기 잉크 토출부와 인접한 위치에 설치되며, 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 토출압을 측정하는 적어도 하나의 압력 측정부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 압력 측정부의 측정 결과에 따라 상기 잉크 가압부를 제어하여 상기 잉크의 토출량 및 토출압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부는, 상기 주입 경로와 연통하며, 내부에 상기 잉크가 수용되는 적어도 하나의 캐비티(Cavity)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크 토출부는 상기 몸체부의 일측에 탈부착 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 인쇄부는, 상기 몸체부의 상기 잉크 토출부와 인접한 위치에 설치되며, 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 온도를 측정하는 온도 측정부 및 상기 잉크 가압부와 상기 잉크 토출부의 사이에 배치되며, 상기 잉크의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도 측정부의 측정 결과에 따라 상기 온도 조절부를 제어하여 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 온도 및 점도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 온도 조절부는, 상기 잉크 가압부와 상기 잉크 토출부의 사이에서 상기 주입 경로에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 가열 부재 및 상기 잉크 가압부와 상기 잉크 토출부의 사이에서 상기 적어도 하나의 가열 부재의 외측에 배치되는 적어도 하나의 냉각 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 인쇄부가 인쇄에 필요한 양만큼 미리 정해진 압력으로 잉크를 토출하고, 잉크의 토출압에 의해 스크린에 토출되는 잉크를 기판에 전사시켜 패턴을 인쇄하도록 함으로써, 스크린을 직접 가압하지 않아 스크린의 변형이 최소화되므로 전체 스크린 인쇄 장치의 내구성을 향상시키고, 스크린과 기판 사이의 간격을 최소화하여 전체적으로 균일한 인쇄가 가능하므로, 보다 간단한 구조 및 동작에 의해 기판에 대한 인쇄 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 인쇄부가 1 회의 이동 과정에서 인쇄 공정을 수행할 수 있으므로, 전체 인쇄 공정을 1 개의 행정으로 단순화하고 인쇄 속도를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 잉크 토출부로부터 토출되는 잉크의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부의 내부에 수용된 잉크를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어함으로써, 잉크의 불필요한 낭비를 줄일 수 있으므로 고가의 잉크에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 잉크 토출부로부터 토출되는 잉크의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부의 내부에 수용된 잉크를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어함으로써, 종래 스퀴지의 한정된 압력과 대비할 때 잉크를 직접 가압하므로 고점도 잉크에 적용할 수 있고 상대적으로 고종횡비 인쇄가 가능하므로 전체적으로 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 잉크 토출부로부터 토출되는 잉크의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부의 내부에 수용된 잉크를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어하고 인쇄에 사용되는 잉크를 몸체부의 주입 경로에 수용된 상태에서 필요한 만큼만 토출하여 사용하도록 제어함으로써, 잉크의 불필요한 낭비를 줄일 뿐 아니라, 잉크의 환경 노출에 의한 물성 변화를 최소화할 수 있으므로, 전체 인쇄 품질을 향상 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 인쇄부를 구성하는 몸체부에 잉크가 임시 수용되는 캐비티(Cavity)를 형성함으로써, 길게 형성된 잉크 토출부로부터 토출되는 잉크가 스크린의 폭 방향을 따라 균일하게 토출되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 인쇄부를 구성하는 몸체부의 일측에 배치되는 잉크 토출부를 탈부착 가능하도록 구현함으로써, 스크린 인쇄 장치의 유지 보수 비용을 절감시키고 유지 보수 작업을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 인쇄부로부터 토출되는 잉크의 온도를 측정하고 측정 결과에 따라 주입 경로를 따라 이동하는 잉크의 온도를 제어함으로써, 인쇄에 사용되는 잉크의 온도 및 점도를 일정하게 유지하여 전체적으로 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치에 따르면, 온도 조절부가 잉크가 이동하는 주입 경로에 인접하도록 가열 부재를 배치하고, 몸체부의 표면에 인접하도록 냉각 부재를 배치하는 경우, 잉크의 온도를 제어하는 과정에서 스크린, 기판 등에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 스크린 인쇄 장치의 구조 및 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 동작을 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치를 구성하는 인쇄부의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 몸체부의 변형 예를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 몸체부가 캐비티를 더 포함할 때의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 잉크 토출부가 교체 가능한 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치를 구성하는 인쇄부가 온도 제어 기능이 추가되었을 때의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 온도 조절부의 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 스크린 인쇄 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 동작을 나타내는 정면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는 스크린(100), 인쇄부(200), 구동부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

스크린(Screen)(100)은 인쇄 공정이 수행되는 기판(S)의 상부에 인접하게 배치되며, 기판(S)에 인쇄될 패턴(110)이 형성될 수 있다. 본 발명에서 기판(S)은 글래스(Glass)는 물론, 필름(Film), 웹(Web) 등 인쇄 패턴이 형성된 모든 종류를 포함하는 개념이다.

인쇄부(200)는 스크린(100)의 상부에 배치되며, 외부로부터 공급된 잉크(I)(또는, 페이스트(Paste), 이하 동일)를 스크린(100)에 토출하여 기판(S)에 패턴(도 2의 P)을 인쇄할 수 있다. 이러한 인쇄부(200)는 1 회의 이동 과정에서 잉크(I)를 스크린(100)에 토출하는 것과 동시에, 잉크(I)의 토출압에 의해 스크린(100)에 토출되는 잉크(I)를 기판(S)에 전사시켜 패턴(P)을 인쇄할 수 있다. 인쇄부(200)의 구체적인 구조에 대해서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

구동부(300)는 스크린(100) 및 인쇄부(200) 중 적어도 하나에 연결되며, 스크린(100) 및 인쇄부(200) 중 적어도 하나를 구동시킬 수 있다. 구동부(300)는 실린더(Cylinder), 구동 모터(Motor)와 같은 다양한 종류의 액츄에이터(Actuator)를 포함하며, 스크린(100) 및 인쇄부(200) 중 적어도 하나에 연결되어, 필요에 따라 스크린(100) 및 인쇄부(200)를 기판(S)의 상부에서 상하 방향(도 2의 ±Z 방향) 또는 기판(S)의 길이 방향(도 2의 ±X 방향) 또는 폭 방향(도 2의 ±Y 방향)으로 이동시킬 수 있다.

제어부(400)는 인쇄부(200) 및 구동부(300)에 연결되며, 인쇄부(200) 및 구동부(300)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 인쇄부(200)에 연결되며, 인쇄부(200)로 공급되는 잉크(I)의 유량, 압력, 온도 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 구동부(300)에 연결되며, 구동부(300)에 연결된 스크린(100) 및 인쇄부(200)의 위치, 이동 방향, 이동 속도 등을 제어할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)의 제어부(400)는, 인쇄부(200)가 스크린(100)에 접촉한 상태에서 스크린(100) 및 인쇄부(200) 중 적어도 하나가 이동할 때에, 인쇄부(200)가 잉크(I)의 토출압에 의해 기판(S)에 인쇄를 수행하도록 제어할 수 있다.

설명의 편의상, 도 3에서는 스크린(100)이 고정된 상태에서, 인쇄부(200)가 이동하면서 인쇄 공정을 수행하는 예를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄부(200)는 인쇄 방향(도 3의 예에서 좌측 방향)으로 이동할 때에, 인쇄에 필요한 양만큼 미리 정해진 압력으로 잉크(I)를 스크린(100)의 패턴 영역(110)에 토출하고, 스크린(100)의 패턴 영역(110)에 토출되는 잉크(I)는 토출압에 의해 기판(S)의 표면에 전사될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)를 구성하는 인쇄부(200)는, 일반적인 스크린 인쇄 장치(도 1의 10)에서 스크린(도 1의 12)을 가압하여 잉크를 기판(S)에 전사시키는 스퀴지(도 1의 14)와는 달리, 잉크(I)의 토출압을 이용하여 잉크(I)를 기판(S)에 전사시킨다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는 인쇄부(200)가 스크린(100)을 직접 가압하지 않아 스크린(100)의 변형이 최소화되므로 스크린(100)의 내구성을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 스크린(100)과 기판(S) 사이의 간격(Snap-off)을 최소화시킬 수 있으므로 전체적으로 균일한 인쇄가 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)를 구성하는 인쇄부(200)는, 일반적인 스크린 인쇄 장치(도 1의 10)를 구성하는 스크레이퍼(도 1의 13)와 스퀴지(도 1의 14)의 역할을 모두 수행하나, 왕복 이동 과정이 아닌 1 회의 이동 과정에서 잉크(I)의 토출 및 기판(S)의 인쇄 작업을 동시에 수행한다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는 기판(S)에 대한 인쇄 공정을 보다 단순화할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 인쇄부(200)가 인쇄에 필요한 양만큼 미리 정해진 압력으로 잉크(I)를 토출하고, 잉크(I)의 토출압에 의해 스크린(100)에 토출되는 잉크(I)를 기판(S)에 전사시켜 패턴(P)을 인쇄하도록 함으로써, 스크린을 직접 가압하지 않아 스크린의 변형이 최소화되므로 전체 스크린 인쇄 장치(1)의 내구성을 향상시키고, 스크린과 기판 사이의 간격을 최소화하여 전체적으로 균일한 인쇄가 가능하므로, 보다 간단한 구조 및 동작에 의해 기판(S)에 대한 인쇄 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 인쇄부(200)가 1 회의 이동 과정에서 인쇄 공정을 수행할 수 있으므로, 전체 인쇄 공정을 1 개의 공정으로 단순화하고 인쇄 속도를 증가시킬 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)를 구성하는 인쇄부(200)의 구조 및 동작에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치를 구성하는 인쇄부의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스크린 인쇄 장치(1)를 구성하는 인쇄부(200)는 몸체부(210), 잉크 가압부(220), 잉크 토출부(230) 및 적어도 하나의 압력 측정부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(210)는 기판(S)의 폭(또는, 길이)에 대응하도록 기판(S)의 폭 방향(또는, 길이 방향)을 따라 길게 형성되고, 하단이 스크린(100)을 향하는 방향으로 상대적으로 좁게 형성될 수 있다. 또한, 몸체부(210)는 일측에 외부로부터 잉크(I)가 주입되는 잉크 공급 홀(211)이 형성되고, 내부에 잉크(I)가 이동하는 주입 경로(212)가 형성될 수 있다.

이 때, 주입 경로(212)는 잉크(I)가 이동하는 공간일 뿐 아니라, 잉크(I)가 몸체부(210)의 내부에 수용되는 공간을 의미한다. 또한, 주입 경로(212)는 잉크(I)가 주입되는 과정에서 발생할 수 있는 기포 등을 제거하기 위한 관통 홀(213)이 연결될 수도 있다.

잉크 가압부(220)는 주입 경로(212)에 연통하도록 몸체부(210)의 일측에 배치되며, 주입 경로(212)를 통해 이동하는 잉크(I)를 가압할 수 있다. 이러한 잉크 가압부(220)는 압력 측정부(240)의 측정 결과에 따라 정해진 압력으로 잉크(I)를 가압하여 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 토출압을 조절할 수 있다. 잉크 가압부(220)는 펌프(Pump), 피스톤(Piston), 시린지(Syringe) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 잉크(I)를 가압하는 방법은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

한편, 도 4에서는 잉크 가압부(220)가 잉크(I)가 주입되는 잉크 공급 홀(211)에 직접 연결된 구조를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 잉크 가압부(220)는 잉크(I)가 이동하는 주입 경로(212)에 연통하는 위치라면 주입 경로(212) 상의 어떠한 위치에도 연결될 수 있다. 즉, 잉크(I)가 주입되는 경로와 잉크(I)가 가압되는 경로는 서로 다르게 형성될 수 있다.

한편, 도 4에서는 잉크 가압부(220)가 잉크 공급 홀(211)을 통한 잉크(I) 주입이 중단된 상태에서 주입 경로(212)에 수용된 잉크(I)를 가압하는 구조를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 잉크 가압부(220)는 잉크 공급 홀(211)을 통한 잉크(I) 주입이 진행되는 동안에도 잉크(I)를 가압할 수 있다. 예를 들어, 잉크 가압부(220)가 잉크 공급 홀(211)에 연결되지 않은 경우, 잉크 가압부(220)는 잉크 공급 홀(211)을 통해 잉크(I)가 주입되는 동안에도 주입 경로(212)에 수용된 잉크(I)를 동시에 가압할 수 있다.

잉크 토출부(230)는 주입 경로(212)에 연통하도록 몸체부(210)의 스크린(100)을 향하는 일측에 배치되며, 스크린(100)에 접촉한 상태에서 잉크(I)가 토출될 수 있다. 도 4에서는 잉크 토출부(230)가 주입 경로(212)와 동일 선상에서 동일한 크기 및 형상으로 형성된 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 잉크 토출부(230)의 크기, 형상 등은 스크린(100)의 종류, 잉크(I)의 종류, 특성(예를 들어, 점도) 등에 따라 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 이러한 잉크 토출부(230)는 스크린(100)에 접촉할 때에 밀폐성으로 높이기 위해 탄성 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 잉크 토출부(230)의 재질은 스크린(100)의 재질 등 다양한 조건에 따라 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

압력 측정부(240)는 몸체부(210)의 잉크 토출부(230)와 인접한 위치에 설치되며, 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 토출압을 측정할 수 있다. 이러한 압력 측정부(240)는 잉크(I)가 이동하는 주입 경로(212)를 따라 잉크 토출부(230)와 인접한 위치에 설치되며, 필요에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있다.

제어부(400)는 압력 측정부(240) 및 잉크 가압부(220)에 연결되며, 압력 측정부(240)의 측정 결과에 따라 잉크 가압부(220)를 제어하여 잉크(I)의 토출량 및 토출압을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 압력 측정부(240)로부터 측정된 잉크(I)의 토출압 측정 결과에 따라 원하는 토출량 및 토출압을 얻기 위해 적절한 압력으로 잉크(I)를 가압하도록 잉크 가압부(220)를 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부(210)의 내부에 수용된 잉크(I)를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어함으로써, 잉크(I)의 불필요한 낭비를 줄일 수 있으므로 고가의 잉크(I)에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부(210)의 내부에 수용된 잉크(I)를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어함으로써, 종래 스퀴지의 한정된 압력과 대비할 때 잉크(I)를 직접 가압하므로 고점도 잉크에 적용할 수 있고 상대적으로 고종횡비 인쇄가 가능하므로 전체적으로 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 토출압을 측정하고 측정 결과에 따라 몸체부(210)의 내부에 수용된 잉크(I)를 가압하여 토출량 및 토출압을 제어하고 인쇄에 사용되는 잉크(I)를 몸체부(210)의 주입 경로(212)에 수용된 상태에서 필요한 만큼만 토출하여 사용하도록 제어함으로써, 잉크(I)의 불필요한 낭비를 줄일 뿐 아니라, 잉크(I)의 환경 노출에 의한 물성 변화를 최소화할 수 있으므로, 전체 인쇄 품질을 향상 시킬 수 있다.

한편, 도 4에서는 인쇄부(200)를 구성하는 몸체부(210)가 일체형으로 구성된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 복수의 몸체로 구성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 몸체부의 변형 예를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄부(200)를 구성하는 몸체부(210)는 일체형으로 제작되는 것이 아니라, 별도 제작된 복수의 몸체(도 5의 예에서, 제1 몸체(210A) 및 제2 몸체(210B))를 결합하여 구현될 수도 있다.

일 예로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(210A)에 잉크 공급 홀(211), 주입 경로(212)가 형성되고 하부에 1 개의 잉크 토출부(230)가 구비된 상태에서, 제1 몸체(210A)와 제2 몸체(210B)가 결합되어 몸체부(210)를 형성할 수 있다.

다른 예로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(210A)에 제1 잉크 공급 홀(211A), 제1 주입 경로(212A)가 형성되고 하부에 제1 잉크 토출부(230A)가 구비되며, 제2 몸체(210B)에 제2 잉크 공급 홀(211B), 제2 주입 경로(212B)가 형성되고 하부에 제2 잉크 토출부(230B)가 구비된 상태에서, 제1 몸체(210A)와 제2 몸체(210B)가 결합 되어 몸체부(210)를 형성할 수도 있다.

한편, 도 5의 (a) 및 (b)에서는, 2 개의 제1 몸체(210A), 제2 몸체(210B)가 결합되어 몸체부(210)를 형성하는 예를 도시하고 있으나, 몸체의 개수, 형상, 결합 형태 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

한편, 인쇄부(200)를 구성하는 몸체부(210)는 주입 경로(212)를 따라 이동하는 잉크(I)가 임시 수용되는 적어도 하나의 캐비티(Cavity)가 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 몸체부가 캐비티를 더 포함할 때의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 캐비티(Cavity)(214)는 주입 경로(212)와 연통하도록 적어도 하나가 형성되며, 주입 경로(212)를 따라 이동하는 잉크(I)가 임시 수용될 수 있다. 도 6에서는 사각형 단면을 가지는 캐비티(214)가 1 개 형성된 예를 도시하고 있으나, 캐비티(214)의 개수, 단면 형상, 배치 형태 등은 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 인쇄부(200)를 구성하는 몸체부(210)에 잉크(I)가 임시 수용되는 캐비티(Cavity)(214)를 형성함으로써, 길게 형성된 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)가 스크린(100)의 폭 방향을 따라 균일하게 토출되도록 할 수 있다.

한편, 인쇄부(200)를 구성하는 잉크 토출부(230)는 몸체부(210)의 일측에 탈부착 가능하도록 설치될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 잉크 토출부가 교체 가능한 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 잉크 토출부(230)는 몸체부(210)의 스크린(100)을 향하는 일측에 형성된 결합 홈(215)에 탈부착 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 잉크 토출부(230)는 잉크(I)의 종류, 잉크(I)의 특성 등 인쇄 조건에 따라 교체될 수 있다. 상술한 바와 같이, 잉크 토출부(230)는 스크린(100)에 접촉할 때에 밀폐성으로 높이기 위해 탄성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

예를 들어, 잉크(I)의 종류, 잉크(I)의 특성(예를 들어, 점도)에 따라 잉크 토출부(230)에 형성된 토출구(231)의 단면 크기가 정해진다고 가정했을 때, 잉크(I)의 종류, 잉크(I)의 특성 등이 변경되는 경우에도, 몸체부(210) 전체를 교체할 필요가 없이 몸체부(210)에 결합되는 잉크 토출부(230)만 교체할 수 있다. 또 다른 예로, 인쇄 조건에 따라, 스크린(100)에 접촉하는 잉크 토출부(230)의 재질 변경이 필요한 경우에도 다른 재질의 잉크 토출부(230)만 교체할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 인쇄부(200)를 구성하는 몸체부(210)의 일측에 배치되는 잉크 토출부(230)를 탈부착 가능하도록 구현함으로써, 스크린 인쇄 장치(1)의 유지 보수 비용을 절감시키고 유지 보수 작업을 단순화할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)를 구성하는 인쇄부(200)는 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 온도를 제어하기 위한 온도 측정부와 온도 조절부를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치를 구성하는 인쇄부가 온도 제어 기능이 추가되었을 때의 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(250)는 몸체부(210)의 잉크 토출부(230)와 인접한 위치에 설치되며, 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 온도를 측정할 수 있다. 이러한 온도 측정부(250)는 잉크(I)가 이동하는 주입 경로(212)를 따라 잉크 토출부(230)와 인접한 위치에 설치되며, 필요에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있다.

온도 조절부(260)는 잉크 가압부(220)와 잉크 토출부(230)의 사이에 배치되며, 주입 경로(212)를 통해 이동하는 잉크(I)의 온도를 조절할 수 있다. 이러한 온도 조절부(260)는 온도 측정부(250)의 측정 결과에 따라 잉크(I)를 가열하거나 냉각하여 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 온도를 조절할 수 있다.

제어부(400)는 온도 측정부(250) 및 온도 조절부(260)에 연결되며, 온도 측정부(250)의 측정 결과에 따라 온도 조절부(260)를 제어하여 잉크 토출부(230)로부터 토출되는 잉크(I)의 온도 및 점도를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 온도 측정부(250)로부터 측정된 잉크(I)의 온도 측정 결과에 따라 원하는 온도 및 점도를 얻기 위해 적절한 온도로 잉크(I)를 가열하거나 냉각하도록 온도 조절부(260)를 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 인쇄부(200)로부터 토출되는 잉크(I)의 온도를 측정하고 측정 결과에 따라 주입 경로(212)를 따라 이동하는 잉크(I)의 온도를 제어함으로써, 인쇄에 사용되는 잉크(I)의 온도 및 점도를 일정하게 유지하여 전체적으로 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

한편, 온도 조절부(260)는 주입 경로(212)를 따라 이동하는 잉크(I)의 온도를 증가시키기 위한 적어도 하나의 가열 부재와, 잉크(I)의 온도를 감소시키기 위한 적어도 하나의 냉각 부재를 포함할 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 스크린 인쇄 장치의 인쇄부를 구성하는 온도 조절부의 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 가열 부재(261)는 잉크 가압부(220)와 잉크 토출부(230)의 사이에서 주입 경로(212)에 인접하게 배치되며, 필요에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있다. 또한, 냉각 부재(262)는 잉크 가압부(220)와 잉크 토출부(230)의 사이에서 적어도 하나의 가열 부재(261)의 외측에 배치되며, 필요에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있다.

예를 들어, 온도 측정부(250)의 측정 결과, 잉크(I)의 온도를 증가시켜야 할 필요(예를 들어, 잉크(I)의 점도가 낮은 경우)가 있는 경우, 제어부(400)는 온도 조절부(260)의 가열 부재(261)와 냉각 부재(262)를 모두 구동시킬 수 있다. 이 때, 가열 부재(261)는 주입 경로(212)를 따라 이동하는 잉크(I)의 온도를 증가시키고, 냉각 부재(262)는 가열 부재(261)로부터 전달되는 열을 차단하여 고온의 열이 몸체부(210)의 외부로 전달되어 스크린(100), 기판(S) 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

반대로, 온도 측정부(250)의 측정 결과, 잉크(I)의 온도를 감소시켜야 할 필요(예를 들어, 잉크(I)의 점도가 높은 경우)가 있는 경우, 제어부(400)는 온도 조절부(260)의 냉각 부재(262)만 구동시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(1)는, 온도 조절부(260)가 잉크(I)가 이동하는 주입 경로(212)에 인접하도록 가열 부재(261)를 배치하고, 몸체부(210)의 표면에 인접하도록 냉각 부재(262)를 배치하는 경우, 잉크(I)의 온도를 제어하는 과정에서 스크린(100), 기판(S) 등에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 스크린 인쇄 장치
100: 스크린 200: 인쇄부
210: 몸체부 220: 잉크 가압부
230: 잉크 토출부 240: 압력 측정부
250: 온도 측정부 260: 온도 조절부
300: 구동부 400: 제어부

Claims

인쇄 공정이 수행되는 기판의 상부에 인접하게 배치되며, 상기 기판에 인쇄될 패턴이 형성된 스크린;
상기 스크린의 상부에 배치되며, 외부로부터 공급된 잉크를 상기 스크린에 토출하여 상기 기판에 상기 패턴을 인쇄하는 인쇄부;
상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나를 구동시키는 구동부; 및
상기 인쇄부 및 상기 구동부에 연결되며, 상기 인쇄부 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 인쇄부는,
일측에 외부로부터 상기 잉크가 주입되는 잉크 공급 홀이 형성되고, 내부에 상기 잉크가 이동하는 주입 경로가 형성된 몸체부;
상기 주입 경로에 연통하도록 상기 몸체부의 일측에 배치되며, 상기 주입 경로를 통해 이동하는 상기 잉크를 가압하는 잉크 가압부;
상기 주입 경로에 연통하도록 상기 몸체부의 상기 스크린을 향하는 일측에 배치되며, 상기 스크린에 접촉한 상태에서 상기 잉크가 토출되는 잉크 토출부;
상기 몸체부의 상기 잉크 토출부와 인접한 위치에 설치되며, 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 토출압을 측정하는 적어도 하나의 압력 측정부;
상기 몸체부의 상기 잉크 토출부와 인접한 위치에 설치되며, 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
상기 잉크 가압부와 상기 잉크 토출부의 사이에서 상기 주입 경로에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 가열 부재와, 상기 잉크 가압부와 상기 잉크 토출부의 사이에서 상기 적어도 하나의 가열 부재의 외측에 배치되는 적어도 하나의 냉각 부재로 구성되며, 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 잉크 토출부가 상기 스크린에 접촉한 상태에서 상기 스크린 및 상기 인쇄부 중 적어도 하나가 이동할 때에,
상기 적어도 하나의 압력 측정부의 측정 결과에 따라 상기 잉크 가압부에 의해 상기 잉크의 토출량 및 토출압을 조절하여 상기 잉크 토출부가 상기 잉크를 토출하는 것과 동시에, 상기 잉크의 토출압에 의해 상기 기판에 인쇄를 수행하도록 제어하고,
상기 온도 측정부의 측정 결과에 따라 상기 잉크 토출부로부터 토출되는 상기 잉크의 온도 및 점도를 조절하기 위해 상기 적어도 하나의 가열 부재와 상기 적어도 하나의 냉각 부재를 제어하되,
상기 온도 측정부의 측정 결과 상기 잉크의 온도를 증가시켜야 할 때에는, 상기 적어도 하나의 가열 부재와 상기 적어도 하나의 냉각 부재를 모두 구동시키고,
상기 온도 측정부의 측정 결과 상기 잉크의 온도를 감소시켜야 할 때에는, 상기 적어도 하나의 냉각 부재만 구동시키는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 몸체부는,
상기 주입 경로와 연통하며, 내부에 상기 잉크가 수용되는 적어도 하나의 캐비티(Cavity)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 잉크 토출부는 상기 몸체부의 일측에 탈부착 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
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