KR102611137B1 - 프린팅 장치 및 그 잉크 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

프린팅 장치 및 그 잉크 충전 방법을 제공한다. 프린팅 장치는 프린팅을 수행하는 프린팅유닛; 및 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 잉크충진유닛을 포함하며, 상기 프린팅유닛은, 잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며, 상기 잉크충진유닛은, 내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체를 포함할 수 있다.

Description

프린팅 장치 및 그 잉크 충전 방법{Printing apparatus and ink refill methode thereof}
본 발명은 프린팅 장치 및 그 잉크 충전 방법에 관한 것이다.
디스플레이분야의 잉크 프린팅 기술은 현재 산업에 떠오르는 주요 기술 중 하나로, 특히 진공 증착 방식의 생산 개념을 뛰어넘어 상온/대기중 생산이 가능한 고부가가치 디스플레이 산업에 있어서 중요한 핵심 기술로 자리잡고 있다. 하지만 용액 공정 기반의 잉크 프린터는 잉크를 활용함에 있어 배관, 순환펌프 및 프린터 헤드에 빈틈없이 잉크를 채워야 한다. 이를 위해서 강력한 압력으로 잉크를 레저버(reservoir)로부터 헤드까지 밀어내어 배관 및 순환펌프에 잉크를 충진하는 방식을 적용하고 있다. 이러한 방식은 잉크의 낭비를 초래하고, 특히 고부가가치 기술이 접목된 양자점 기반의 잉크를 사용할 경우, 재료 비용 낭비로 인한 공정 단가 및 제조 원가 상승을 야기할 수밖에 없다. 또한, 여기서 적용된 펌프는 임펠러 타입의 펌프로, 유체의 유무에 따라 펌프 구동(예: 순환 등) 상태가 결정된다. 따라서, 펌프 내부에 에어포켓 또는 버블이 있다면 펌프 구동에 문제가 발생되고 결국 잉크 순환 시스템의 작동에 이상이 생기게 되는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2006-0093077호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 에어포켓 추출기가 장착된 임펠러 펌프를 기반으로 초도 잉크의 충진 시간을 단축시시켜, 공정의 신속한 진행과 작업성 향상을 도모할 수 있는 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
특히, 잉크 충진상의 빈틈을 최소시킬 수 있는 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 신속한 펌프 내 초도잉크 충진을 통해 초기 양산 설비 세팅에 작업성의 향상과 세팅시간의 단축이 가능한 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 헤드와 관련 파츠(parts)의 교체에 따른 잉크 재충진이 요구되는 시점에서 보다 효과적인 잉크 공급이 가능한 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 1L당 수천만원을 호가하는 고가의 잉크 소모를 최소화하여 재료 사용량 절약과 원가 절감을 도모할 수 있는 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 프린팅 장치는, 프린팅을 수행하는 프린팅유닛; 및 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 잉크충진유닛을 포함하며, 상기 프린팅유닛은, 잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며, 상기 잉크충진유닛은, 내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 잉크공급체는 상기 분사헤드의 잉크 분사방향측으로 장착되어 상기 잉크를 공급할 수 있다.
또한, 상기 잉크공급체는 내부에 필터부가 구비되어 충진되는 잉크가 상기 필터부를 통해 필터링 되어 상기 분사헤드로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 잉크곱급체의 내부에서 슬라이딩 방식으로 상승이동과 하강이동되며, 상기 잉크공급체 내부에 상기 잉크의 수위에 대응하여 동작 가능하다.
또한, 상기 잉크공급체는, 상기 필터부의 위치가 제1높이에 위치되고, 상기 잉크공급체 내부에 상기 잉크의 수위가 상기 제1높이보다 낮은 제2높이에 위치되는 제1조건이 조성되는 경우, 상기 필터부가 상기 잉크공급체상에서 상기 제2높이보다 낮은 위치인 제3높이로 유동될 수 있다.
또한, 상기 필터부는, 상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동하는 제1필터모드와, 상기 제2높이로부터 상기 제3높이로부터 왕복유동하는 제2필터모드로 동작될 수 있다.
또한, 상기 필터부는, 상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동하는 제1필터모드와, 상기 제2높이로부터 상기 제3높이로부터 왕복유동하는 제2필터모드를 복합적으로 수행하는 제3필터모드로 동작될 수 있다.
또한, 상기 잉크공급체는 통형상체로서 상기 분사헤드와 상호간에 대응하여 내삽 혹은 외삽방식으로 장착될 수 있다.
또한, 상기 잉크충진유닛은 상기 프린팅유닛의 초기양산설비세팅과, 상기 프린팅유닛의 적어도 상기 분사헤드를 포함하는 부품의 교체가 수행되는 경우 초도 잉크 충진을 수행할 수 있다.
또한, 상기 잉크는 상온 대기중 운용되는 양자점 기반의 잉크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 잉크충진유닛은 상기 잉크공급체 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성하는 제1감지센서부를 더 포함하며, 상기 제1감지센서부를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절할 수 있다.
또한, 상기 잉크충진유닛은, 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 제1유로를 통해 상기 잉크공급체로 공급하는 잉크배출부와, 상기 잉크공급체에 충진된 잉크를 제2유로를 통해 상기 공급잉크수용체로 드레인하는 잉크회수부를 더 포함하며, 상기 잉크배출부와 상기 잉크회수부는 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크의 상기 충진수위 조절을 수행할 수 있다.
또한, 상기 압력제어부는 상기 프린팅잉크수용체와 제3유로를 통해 연통되며, 상기 프린팅유닛은, 상기 압력제어부의 상기 압력제어를 위하여 상기 제3유로에 음압을 제공하는 음압제공부를 더 포함할 수 잇다.
또한, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제4유로를 통하여 연통되며, 상기 분사헤드는 상기 잉크공급체를 통해 공급된 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급할 수 있다.
또한, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제5유로를 통하여 연통되며, 상기 제5유로 상에는 상기 분사헤드부로부터 상기 프린팅잉크수용체로 잉크를 펌핑하여 공급하는 순환모듈이 구비되며, 상기 제5유로는 상기 순환모듈을 기준으로 상기 순환모듈의 일측면에서 상기 분사헤드로 연결되는 제5-1유로와, 상기 순환모듈의 타측면에서 상기 프린팅잉크수용체로 연결되는 제5-2유로를 포함하되, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 프린팅유닛와 상기 잉크충진유닛이 장착되지 않은 상태에서 상기 내부의 잉크를 상기 분사헤드로 공급하며, 상기 순환모듈은 상기 분사헤드 내부의 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하여 상기 프린팅유닛상의 잉크의 순환이 이루어지도록 하여, 잉크 내부의 잔존하는 침전물이 침강되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 순환모듈은, 상기 제5-1유로를 통해 공급되는 잉크가 내부공간에 수용되고, 상기 제5-2유로를 통해 상기 내부공간에 잉크가 상기 프린팅잉크수용체로 배출되되, 상기 내부공간은 잉크가 적재되어 수용되는 제1영역과, 상기 제1영역의 상부영역으로서 상기 제1영역으로부터 잉크가 도달하지 않고 공기가 잔존하는 제2영역(SP2)을 포함하며, 상기 프린팅유닛은, 상기 순환모듈의 상기 제5-1유로에서 상기 제5-2유로를 향한 펌핑동작의 수행에 있어, 상기 제2영역상에 공기에 의하여 상기 제5-1유로에서 상기 제5-2유로로의 펌핑이 저해되는 것을 방지하도록, 상기 제2영역상의 공기 흡입을 수행하도록 하는 흡입모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡입모듈은, 제6유로를 통하여 상기 순환모듈의 상기 제2영역(SP2)과 연통되는 잉크트랩부와, 상기 잉크드랩부를 매개로 상기 순환모듈의 상기 제2영역(SP2)에 흡입력을 제공하여 상기 제2영역(SP2)상의 공기가 흡입되도록 하기 위한 흡입력제공부를 포함하며, 상기 잉크트랩부는 상기 흡입력제공부의 상기 흡입력을 기반하여 상기 제1영역(SP1)의 잉크가 흡입되면, 흡입된 잉크를 내부에 수용할 수 있다.
또한, 상기 흡입모듈은, 상기 잉크트랩부에 구비되어 내부에 잔존하는 잉크를 배출하기 위한 흡기잉크배출부와, 상기 잉크트랩부에 대한 질소가 퍼지를 수행하여, 상기 흡기잉크배출부에 대한 잉크의 배출이 수행되도록 하는 질소퍼지부를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 프린팅 장치는, 프린팅을 수행하는 프린팅유닛; 및 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 잉크충진유닛을 포함하며, 상기 프린팅유닛은, 잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며, 상기 잉크충진유닛은, 내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체와, 상기 잉크공급체 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성하는 제1감지센서부와, 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 제1유로를 통해 상기 잉크공급체로 공급하는 잉크배출부와, 상기 잉크공급체에 충진된 잉크를 제2유로를 통해 상기 공급잉크수용체로 드레인하는 잉크회수부를 포함하며, 상기 잉크충진유닛은 상기 제1감지센서부를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절하되, 상기 잉크배출부와 상기 잉크회수부는 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크의 상기 충진수위 조절을 수행하고, 상기 압력제어부는 상기 프린팅잉크수용체와 제3유로를 통해 연통되며, 상기 프린팅유닛은 상기 압력제어부의 상기 압력제어를 위하여 상기 제3유로에 음압을 제공하는 음압제공부를 더 포함하며, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제4유로를 통하여 연통되며, 상기 분사헤드는 상기 잉크공급체를 통해 공급된 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하며, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제5유로를 통하여 연통되며, 상기 제5유로 상에는 상기 분사헤드부로부터 상기 프린팅잉크수용체로 잉크를 펌핑하여 공급하는 순환모듈이 구비되며, 상기 제5유로는 상기 순환모듈을 기준으로 상기 순환모듈의 일측면에서 상기 분사헤드로 연결되는 제5-1유로와, 상기 순환모듈의 타측면에서 상기 프린팅잉크수용체로 연결되는 제5-2유로를 포함하되, 상기 프린팅잉크수용체는 상기 프린팅유닛와 상기 잉크충진유닛이 장착되지 않은 상태에서 상기 내부의 잉크를 상기 분사헤드로 공급하며 상기 순환모듈은 상기 분사헤드 내부의 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하여 상기 프린팅유닛상의 잉크의 순환이 이루어지도록 하여, 잉크 내부의 잔존하는 침전물이 침강되는 것을 억제할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 면에 따른 프린팅 장치의 잉크 충전 방법은, 프린팅유닛이 준비되는 단계; 상기 프린팅유닛에 잉크충진유닛이 장착되는 단계; 및 상기 잉크츙진유닛이 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 단계를 포함하며, 상기 프린팅유닛은, 잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며, 상기 잉크충진유닛은, 내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 프린팅 장치 및 그 잉크 충전 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은, 에어포켓 추출기가 장착된 임펠러 펌프를 기반으로 초도 잉크의 충진 시간을 단축시시켜, 공정의 신속한 진행과 작업성 향상을 도모할 수 있는 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
또한, 잉크 충진상의 빈틈을 최소시킬 수 있는 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
또한, 신속한 펌프 내 초도잉크 충진을 통해 초기 양산 설비 세팅에 작업성의 향상과 세팅시간의 단축이 가능한 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
또한, 헤드와 관련 파츠(parts)의 교체에 따른 잉크 재충진이 요구되는 시점에서 보다 효과적인 잉크 공급이 가능한 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
또한, 1L당 수천만원을 호가하는 고가의 잉크 소모를 최소화하여 재료 사용량 절약과 원가 절감을 도모할 수 있는 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 장치의 구성들을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 구성들 중 일부를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 따른 구성들의 동작 상태를 도시한 도면들이다.
도 6 내지 도 7은 도 1에 따른 구성들의 결합 과정을 도시한 도면들이다.
도 8은 도 6에 따른 구성들의 결합을 위한 결합수단의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 장치 잉크 충전 방법
도 12는 도 1에 따른 리버스테이블에 패키지들이 로딩되는 과정을 도시한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 대상 또는 구성 요소들과 다른 대상 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 대상의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 대상을 뒤집을 경우, 다른 대상의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 대상은 다른 대상의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 대상은 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 대상, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 대상, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 대상, 구성요소 또는 섹션들을 다른 대상, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 대상, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 대상, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 대상은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 대상의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 장치는,프린팅유닛(110) 및 잉크충진유닛(120)을 포함한다. 여기서 상기 프린팅유닛(110)은 프린팅잉크수용체(111), 분사헤드부(112) 및 압력제어부(113), 흡입모듈(115) 및 음압제공부(116)를 포함한다.
상기 흡입모듈(115)은 잉크트랩부(1151), 흡입력제공부(1152), 질소퍼지부(1153) 및 흡기잉크배출부(1154)를 포함한다. 상기 잉크충진유닛(120)은 공급잉크수용체(121), 잉크배출부(122), 잉크회수부(123) , 잉크공급체(124) 및제1감지센서부(S1)를 포함한다.
상기 프린팅유닛(110)은 프린팅을 수행한다. 구체적으로 상기 프린팅유닛(110)의 프린팅잉크수용체(111)는 프린팅을 위한 잉크가 수용된다. 상기 프린팅유닛(110)의 상기 분사헤드부(112)는 상기 잉크가 분사되는 분사헤드(1121)가 구비된다.
아울러 상기 프린팅유닛(110)의 상기 압력제어부(113)는 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행한다. 상기 잉크충진유닛(120)은 상기 프린팅유닛(110)에 상향식으로 잉크를 충진시킨다.
구체적으로 상기 잉크충진유닛(120)의 공급잉크수용체(121)는 내부에 상기 프린팅유닛(110)으로 공급하기 위한 잉크가 충진된다. 상기 잉크충진유닛(120)의 상기 잉크공급체(124)는 상기 분사헤드부(112)와 장착된다.
이러한 상기 잉크공급체(124)는 상기 공급잉크수용체(121)로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드(1121)에 공급한다. 상기 잉크공급체(124)는 상기 분사헤드(1121)의 잉크 분사방향측으로 장착되어 상기 잉크를 공급한다.
한편 잉크는 상기 음압제공부(116)에서 생성된 음압에 기반하여 상기 분사헤드부(112)로부터 상기 프린팅잉크수용체(111) 방향으로 천천히 빈공간과 에어포켓이 없이 충진될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면 상기 잉크공급체(124)는 내부에 필터부(1241)가 구비된다. 상기 잉크공급체(124)는 충진되는 잉크가 상기 필터부(1241)를 통해 필터링 되어 상기 분사헤드(1121)로 공급되도록 한다.
아울러 상기 필터부(1241)는 상기 잉크공급체(124)의 내부에서 슬라이딩 방식으로 상승이동과 하강이동된다. 이러한 상기 필터부(1241)는 상기 잉크공급체(124) 내부에 상기 잉크의 수위에 대응하여 동작이 가능하다.
상기 잉크공급체(124)는 상기 필터부(1241)의 위치가 제1높이(L1)에 위치될 수 있다. 이때 상기 잉크공급체(124) 내부에 상기 잉크의 수위가 상기 제1높이(L1)보다 낮은 제2높이(L2)에 위치될 수 있다. 이를 제1조건으로 가정한다.
이러한 상기 제1조건이 조성되는 경우, 상기 필터부(1241)는 상기 잉크공급체(124)상에서 상기 제2높이(L2)보다 낮은 위치인 제3높이(L3)로 유동될 수 있다.
상기 필터부(1241)는 제1필터모드 내지 제3필터모드로 동작된다. 상기 제1필터모드는 상기 필터부(124)가 상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동한다.
아울러 상기 제2필터모드는 상기 필터부(124)가 상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동한다. 상기 제3필터모드는 상기 필터부(124)가 상기 제2높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동한다.
상기 필터부(124)는 이러한 상기 제1필터모드 내지 제3필터모드로 동작이 가능하다. 아울러 상기 필터부(1241)는, 상기 제1필터모드 내지 상기 제3필터모드가 복합적으로 수행되는 제4필터모드로 동작될 수 있다. 한편 이러한 상기 필터부(124)는 상기 잉크공급체(124)의 잉크 수위에 대응하여 유동되는 것이 가능하다.
도 1을 참조하면 상기 잉크충진유닛(120)은 상기 프린팅유닛(110)의 초기양산설비세팅과, 상기 프린팅유닛(110)의 적어도 상기 분사헤드(1121)를 포함하는 부품의 교체가 수행되는 경우 초도 잉크 충진을 수행할 수 있다.
전술한 상기 잉크는 상온 대기중 운용되는 양자점 기반의 잉크를 포함한다. 상기 잉크충진유닛(120)의 상기 제1감지센서부(S1)은 상기 잉크공급체(124) 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성한다.
상기 잉크충진유닛(120)은 상기 제1감지센서부(S1)를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절한다. 상기 잉크충진유닛(120)의 상기 잉크배출부(122)는 상기 공급잉크수용체(121)로부터 공급되는 잉크를 공급유로(P11)를 통해 상기 잉크공급체(124)로 공급한다.
여기서 상기 잉크충진유닛(120)의 상기 잉크회수부(123)는 상기 잉크공급체(124)에 충진된 잉크를 회수유로(P12)를 통해 상기 공급잉크수용체(121)로 드레인한다.
상기 잉크충진유닛(120)의 상기 잉크배출부(122)와 상기 잉크회수부(123)는 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크의 상기 충진수위 조절을 수행한다.
한편 상기 압력제어부(113)는 상기 프린팅잉크수용체(111)와 제1유로(P1)를 통해 연통된다. 아울러 상기 프린팅유닛(110)의 음압제공부(116)는 상기 압력제어부(113)의 상기 압력제어를 위하여 상기 제1유로(P1)에 연통되는 제2유로(P2)를 통해 음압을 제공한다.
상기 프린팅잉크수용체(111)는 상기 분사헤드(1121)와 제3유로(P3)를 통하여 연통된다. 상기 분사헤드(1121)는 상기 잉크공급체(124)를 통해 공급된 잉크를 상기 프린팅잉크수용체(111)로 공급한다.
아울러 상기 프린팅잉크수용체(111)는 상기 분사헤드(1121)와 제4유로(P41, P42)를 통하여 연통된다. 상기 제4유로(P41, P42) 상에는 상기 분사헤드부(112)로부터 상기 프린팅잉크수용체(111)로 잉크를 펌핑하여 공급하는 순환모듈(114)이 구비된다.
이때 상기 제4유로(P41, P42)는 상기 순환모듈(114)을 기준으로 상기 순환모듈(114)의 일측면에서 상기 분사헤드(1121)로 연결되는 제4-1유로(P41)와, 상기 순환모듈(114)의 타측면에서 상기 프린팅잉크수용체(111)로 연결되는 제4-2유로(P42)를 포함하도록 구비된다.
상기 프린팅잉크수용체(111)는 상기 프린팅유닛(110)와 상기 잉크충진유닛(120)이 장착되지 않은 상태에서 상기 내부의 잉크를 상기 분사헤드(1121)로 공급한다.
상기 순환모듈(114)은 상기 분사헤드(1121) 내부의 잉크를 상기 프린팅잉크수용체(111)로 공급하여 상기 프린팅유닛(110)상의 잉크의 순환이 이루어지도록 하여, 잉크 내부의 잔존하는 침전물이 침강되는 것을 억제할 수 있다. 여기서 상기 순환모듈(114)의 동작은 상기 프린팅 유닛(110)의 동작 전, 동작 중 및 동작 후 중 적어도 어느 하나의 시점에 이루어진다.
이러한 상기 순환모듈(114)은 상기 제4-1유로(P41)를 통해 공급되는 잉크가 내부공간에 수용된다. 상기 순환모듈(114)은 상기 제4-2유로(P42)를 통해 상기 내부공간에 잉크가 상기 프린팅잉크수용체(111)로 배출된다.
상기 순환모듈(114)의 상기 내부공간은 잉크가 적재되어 수용되는 제1영역(SP1)과, 상기 제1영역(SP1)의 상부영역으로서 상기 제1영역(SP1)으로부터 잉크가 도달하지 않고 공기가 잔존하는 제2영역(SP2)이 포함하도록 구비된다.
여기서 상기 프린팅유닛(110)의 상기 흡입모듈(115)은 상기 순환모듈(114)의 상기 제4-1유로(P41)에서 상기 제4-2유로(P42)를 향한 펌핑동작의 수행에 있어, 상기 제2영역(SP2)상에 공기에 의하여 상기 제4-1유로(P41)에서 상기 제4-2유로(P42)로의 펌핑이 저해되는 것을 방지한다.
구체적으로 상기 프린팅유닛(110)의 상기 흡입모듈(115)은 상기 제2영역(SP2)상의 공기 흡입을 수행하도록 한다.
도 5를 참조하면 상기 흡입모듈(115)의 잉크트랩부(1151)는 제5유로(P5)를 통하여 상기 순환모듈(114)의 상기 제2영역(SP2)과 연통된다. 상기 흡입모듈(115)의 흡입력제공부(1152)는 상기 잉크트랩부(1151)를 매개로 상기 순환모듈(114)의 상기 제2영역(SP2)에 흡입력을 제공하여 상기 제2영역(SP2)상의 공기가 흡입되도록 한다.
상기 잉크트랩부(1151)는 상기 흡입력제공부(1152)의 상기 흡입력을 기반하여 상기 제1영역(SP1)의 잉크가 흡입되면, 흡입된 잉크가 상기 흡입력제공부(1152)로 유입되는 것을 방지하도록 내부에 잉크를 수용한다.
아울러 상기 흡입모듈(115)의 상기 흡기잉크배출부(1154)는 상기 잉크트랩부(1151)에 구비되어 내부에 잔존하는 잉크를 배출한다. 상기 흡입모듈(115)의 질소퍼지부(1153)는 상기 잉크트랩부(1151)에 제6유로(P6)를 통한 질소기반의 퍼지를 수행하여, 상기 흡기잉크배출부(1154)에 대한 잉크의 배출이 수행되도록 한다.
도 6 내지 도 7을 참조하면 상기 분사헤드부(112)와 상기 잉크공급체(124)의 장착은 상호간에 적절한 위치로 장착되는 것이 필요하다. 예컨데, 상기 분사헤드부(112)가 상기 잉크공급체(124)로 진입하여 장착되는 경우, 상기 잉크공급체(124) 내부의 잉크의 수위를 감안하여 적절하게 진입되는 것이 필요하다.
이를 위하여 상기 분사헤드부(112)는 상기 잉크공급체(124)에 장착됨에 있어 전술한 상기 제1감지센서부(S1)의 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크공급체(124) 내부의 잉크 수위를 감안하여 장착된다.
상기 분사헤드부(112)는 상기 잉크공급체(124)에 장착됨에 있어 상호간에 상하 좌우간의 위치를 보정하여 장착되도록 하는 것이 필요하다. 이를 위하여 상기 분사헤드부(112)는 상기 잉크공급체(124) 주변에는 제2감지센서부(S2)가 구비된다.
상기 제2감지센서부(S2)는 상기 분사헤드부(112)와 상기 잉크공급체(124)의 위치를 감지하여 제2감지신호를 생성한다. 상기 제2감지신호를 기반으로 상기 분사헤드부(112)와 상기 잉크공급체(124)의 장착을 위한 위치 보정이 이루어진다.
이를 위하여 상기 분사헤드부(112)는 좌우 상하로 이동되는 것은 물론, 상기 잉크공급체(124)이 위치 보정을 위한 위치보정수단(125)이 구비된다.
상기 위치보정수단(125)은 구동베이스부(1251), 구동몸체부(1252), 상하이동체(1153), 일측고정체(1154) 및 타측고정체(1155)를 포함한다. 상기 구동베이스부(1251)는 상기 구동몸체부(1152)에 대한 구동력을 제공한다.
상기 구동몸체부(1152)는 좌우 전후 이동하여 상부에 위치된 상기 잉크공급체(124)를 이동시킬 수 있다. 상기 상하이동체(1153)는 상기 구동몸체부(1152)에 구비되며 상하이동을 통해 상기 잉크공급체(124)를 상하로 이동시킨다.
상기 일측고정체(1154)와 상기 타측고정체(1155)는 상기 구동몸체부(1152)에서 상기 잉크공급체(124)의 둘레부 중 적어도 일부에 접하여 고정시킬 수 있다. 이러한 상기 일측고정체(1154)와 상기 타측고정체(1155)는 상기 구동몸체부(1152)가 상기 구동베이스부(1151)에서 유동함에 있어 상기 잉크공급체(124)의 유동을 억제한다.
도 9를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 장치 잉크 충전 방법(S100)은 프린팅유닛(110)이 준비되는 단계(S11), 상기 프린팅유닛(110)에 잉크충진유닛(120)이 장착되는 단계(S120 및 상기 잉크츙진유닛이 상기 프린팅유닛(110)에 상향식으로 잉크를 충진시키는 단계(S130)를 포함한다.
여기서 상기 프린팅유닛(110)의 프린팅잉크수용체(111)는 잉크가 수용되며, 상기프린팅유닛(11)의 분사헤드부(112)는 잉크가 분사한다. 상기 프린팅유닛(110)의 압력제어부(113)는 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행한다.
상기 잉크충진유닛(120)의 공급잉크수용체(121)는 내부에 상기 프린팅유닛(110)으로 공급하기 위한 잉크가 충진된다. 상기 잉크충진유닛(120)의 상기 잉크공급체(124)는 상기 분사헤드(1121)와 장착되며 상기 공급잉크수용체(121)로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드(1121)에 공급한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 프린팅유닛
111: 프린팅잉크수용체
112: 분사헤드부
113: 압력제어부
120: 잉크충진유닛
121: 공급잉크수용체
122: 잉크배출부
123: 잉크회수부
124: 잉크공급체
F0: 전체 잉크 공급방향
P11: 공급유로
P12: 회수유로
P1~P7: 제1 내지 제7유로
F1~F7: 제1 내지 제7 유로상의 잉크 이동 방향

Claims (19)

  1. 프린팅을 수행하는 프린팅유닛; 및
    상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 잉크충진유닛을 포함하며,
    상기 프린팅유닛은,
    잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드가 구비되는 분사헤드부와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며,
    상기 잉크충진유닛은,
    내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체와,
    상기 잉크공급체 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성하는 감지센서를 포함하고,
    상기 감지센서를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절하는, 프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크공급체는,
    상기 분사헤드의 잉크 분사방향측으로 장착되어 상기 잉크를 공급하며,
    내부에 필터부가 구비되어 충진되는 잉크가 상기 필터부를 통해 필터링 되어 상기 분사헤드로 공급되도록 하는, 프린팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 잉크공급체의 내부에서 슬라이딩 방식으로 상승이동과 하강이동되며, 상기 잉크공급체 내부에 상기 잉크의 수위에 대응하여 동작가능한, 프린팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 잉크공급체는,
    상기 필터부의 위치가 제1높이에 위치되고, 상기 잉크공급체 내부에 상기 잉크의 수위가 상기 제1높이보다 낮은 제2높이에 위치되는 제1조건이 조성되는 경우,
    상기 필터부가 상기 잉크공급체상에서 상기 제2높이보다 낮은 위치인 제3높이로 유동되는, 프린팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동하는 제1필터모드와,
    상기 제2높이로부터 상기 제3높이로부터 왕복유동하는 제2필터모드로 동작되는, 프린팅 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 제1높이로부터 상기 제3높이로 왕복유동하는 제1필터모드와, 상기 제2높이로부터 상기 제3높이로부터 왕복유동하는 제2필터모드를 복합적으로 수행하는 제3필터모드로 동작되는, 프린팅 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 잉크공급체는 통형상체로서 상기 분사헤드와 상호간에 대응하여 내삽 혹은 외삽방식으로 장착되는, 프린팅 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잉크충진유닛은 상기 프린팅유닛의 초기양산설비세팅과, 상기 프린팅유닛의 적어도 상기 분사헤드를 포함하는 부품의 교체가 수행되는 경우 초도 잉크 충진을 수행하는, 프린팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 잉크는 상온 대기중 운용되는 양자점 기반의 잉크를 포함하는, 프린팅 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 잉크충진유닛은,
    상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 제1유로를 통해 상기 잉크공급체로 공급하는 잉크배출부와,
    상기 잉크공급체에 충진된 잉크를 제2유로를 통해 상기 공급잉크수용체로 드레인하는 잉크회수부를 더 포함하며,
    상기 잉크배출부와 상기 잉크회수부는 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크의 상기 충진수위 조절을 수행하는, 프린팅 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어부는 상기 프린팅잉크수용체와 제3유로를 통해 연통되며,
    상기 프린팅유닛은,
    상기 압력제어부의 상기 압력제어를 위하여 상기 제3유로에 음압을 제공하는 음압제공부를 더 포함하는, 프린팅 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제4유로를 통하여 연통되며,
    상기 분사헤드는 상기 잉크공급체를 통해 공급된 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하는, 프린팅 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제5유로를 통하여 연통되며,
    상기 제5유로 상에는 상기 분사헤드부로부터 상기 프린팅잉크수용체로 잉크를 펌핑하여 공급하는 순환모듈이 구비되며,
    상기 제5유로는 상기 순환모듈을 기준으로 상기 순환모듈의 일측면에서 상기 분사헤드로 연결되는 제5-1유로와, 상기 순환모듈의 타측면에서 상기 프린팅잉크수용체로 연결되는 제5-2유로를 포함하되,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 프린팅유닛와 상기 잉크충진유닛이 장착되지 않은 상태에서 상기 내부의 잉크를 상기 분사헤드로 공급하며
    상기 순환모듈은 상기 분사헤드 내부의 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하여 상기 프린팅유닛상의 잉크의 순환이 이루어지도록 하여, 잉크 내부의 잔존하는 침전물이 침강되는 것을 억제하는, 프린팅 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 순환모듈은,
    상기 제5-1유로를 통해 공급되는 잉크가 내부공간에 수용되고, 상기 제5-2유로를 통해 상기 내부공간에 잉크가 상기 프린팅잉크수용체로 배출되되,
    상기 내부공간은 잉크가 적재되어 수용되는 제1영역과, 상기 제1영역의 상부영역으로서 상기 제1영역으로부터 잉크가 도달하지 않고 공기가 잔존하는 제2영역을 포함하며,
    상기 프린팅유닛은,
    상기 순환모듈의 상기 제5-1유로에서 상기 제5-2유로를 향한 펌핑동작의 수행에 있어, 상기 제2영역상에 공기에 의하여 상기 제5-1유로에서 상기 제5-2유로로의 펌핑이 저해되는 것을 방지하도록, 상기 제2영역상의 공기 흡입을 수행하도록 하는 흡입모듈을 더 포함하는, 프린팅 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 흡입모듈은,
    제6유로를 통하여 상기 순환모듈의 상기 제2영역과 연통되는 잉크트랩부와,
    상기 잉크트랩부를 매개로 상기 순환모듈의 상기 제2영역에 흡입력을 제공하여 상기 제2영역상의 공기가 흡입되도록 하기 위한 흡입력제공부를 포함하며,
    상기 잉크트랩부는 상기 흡입력제공부의 상기 흡입력을 기반하여 상기 제1영역의 잉크가 흡입되면, 흡입된 잉크를 내부에 수용하는, 프린팅 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 흡입모듈은,
    상기 잉크트랩부에 구비되어 내부에 잔존하는 잉크를 배출하기 위한 흡기잉크배출부와,
    상기 잉크트랩부에 대한 질소가 퍼지를 수행하여, 상기 흡기잉크배출부에 대한 잉크의 배출이 수행되도록 하는 질소퍼지부를 더 포함하는, 프린팅 장치.
  18. 프린팅을 수행하는 프린팅유닛; 및 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 잉크충진유닛을 포함하며,
    상기 프린팅유닛은,
    잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며,
    상기 잉크충진유닛은,
    내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체와,
    상기 잉크공급체 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성하는 감지센서와,
    상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 제1유로를 통해 상기 잉크공급체로 공급하는 잉크배출부와,
    상기 잉크공급체에 충진된 잉크를 제2유로를 통해 상기 공급잉크수용체로 드레인하는 잉크회수부를 포함하며,
    상기 잉크충진유닛은 상기 감지센서를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절하되, 상기 잉크배출부와 상기 잉크회수부는 상기 감지신호를 기반으로 상기 잉크의 상기 충진수위 조절을 수행하고,
    상기 압력제어부는 상기 프린팅잉크수용체와 제3유로를 통해 연통되며,
    상기 프린팅유닛은 상기 압력제어부의 상기 압력제어를 위하여 상기 제3유로에 음압을 제공하는 음압제공부를 더 포함하며,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제4유로를 통하여 연통되며,
    상기 분사헤드는 상기 잉크공급체를 통해 공급된 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하며,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 분사헤드와 제5유로를 통하여 연통되며,
    상기 제5유로 상에는 분사헤드부로부터 상기 프린팅잉크수용체로 잉크를 펌핑하여 공급하는 순환모듈이 구비되며,
    상기 제5유로는 상기 순환모듈을 기준으로 상기 순환모듈의 일측면에서 상기 분사헤드로 연결되는 제5-1유로와, 상기 순환모듈의 타측면에서 상기 프린팅잉크수용체로 연결되는 제5-2유로를 포함하되,
    상기 프린팅잉크수용체는 상기 프린팅유닛와 상기 잉크충진유닛이 장착되지 않은 상태에서 상기 내부의 잉크를 상기 분사헤드로 공급하며
    상기 순환모듈은 상기 분사헤드 내부의 잉크를 상기 프린팅잉크수용체로 공급하여 상기 프린팅유닛상의 잉크의 순환이 이루어지도록 하여, 잉크 내부의 잔존하는 침전물이 침강되는 것을 억제하는, 프린팅 장치.
  19. 프린팅유닛이 준비되는 단계;
    상기 프린팅유닛에 잉크충진유닛이 장착되는 단계; 및
    상기 잉크충진유닛이 상기 프린팅유닛에 상향식으로 잉크를 충진시키는 단계를 포함하며,
    상기 프린팅유닛은,
    잉크가 수용되는 프린팅잉크수용체와, 상기 잉크가 분사되는 분사헤드와, 상기 잉크의 운용을 위한 유체의 압력제어를 수행하는 압력제어부를 포함하며,
    상기 잉크충진유닛은,
    내부에 상기 프린팅유닛으로 공급하기 위한 잉크가 충진되는 공급잉크수용체와, 상기 분사헤드와 장착되며 상기 공급잉크수용체로부터 공급되는 잉크를 상기 분사헤드에 공급하는 잉크공급체와,
    상기 잉크공급체 내부의 잉크의 충진수위를 감지하여 감지신호를 생성하는 감지센서를 포함하고,
    상기 감지센서를 기반으로 상기 잉크의 충진수위를 조절하는, 프린팅 장치의 잉크 충전 방법.
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