KR20060022367A - Droplet jetting method and device using electrostatic field - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전기장을 이용한 잉크분사방법 및 잉크분사장치에 관한 것으로서,The present invention relates to an ink injection method and an ink injection device using an electrostatic field,
노즐의 방출구를 향해 전계 방향을 설정한 상태에서, 잉크 또는 전하를 띤 입자가 포함된 잉크를 노즐에 공급함으로써 잉크 액적을 형성, 분사시키는 방법, 및 노즐방향으로 전극층과 절연층이 적층된 적층부가 설치되어 있는 잉크분사장치에 관한 것이므로,A method of forming and spraying ink droplets by supplying ink or ink containing charged particles to a nozzle in a state in which an electric field direction is set toward the discharge port of the nozzle, and a laminate in which electrode layers and insulating layers are laminated in the nozzle direction. Since the part relates to the ink jetting device installed
히터장치나 격막 진동장치 등이 없어도 잉크분사가 용이하게 얻어지고, 또한, 정전기장을 이용하여 잉크분사가 이루어지므로, 잉크에 충격이 적고 인쇄품질이 우수하다는 장점도 있다.Ink spraying is easily obtained even without a heater device, a diaphragm vibrating device, or the like, and ink spraying is performed using an electrostatic field, so that the ink has a low impact and excellent printing quality.
Description
도 1은, 본 발명에 따른 정전기장을 이용한 잉크분사장치의 구조를 나타내는 정단면도이다.1 is a front sectional view showing the structure of an ink ejecting apparatus using the electrostatic field according to the present invention.
도 2는, 입자에 전하를 띠게 하는 원리를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the principle of causing an electric charge to a particle.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라 유면 근방에 걸리는 전계를 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing an electric field applied near the oil surface according to one embodiment of the present invention.
도 4는, 본 발명에 따라 정전기장이 형성되는 원리를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating the principle of the formation of an electrostatic field in accordance with the present invention.
도 5는, 본 발명에 따라 잉크분사장치의 노즐에 가해지는 전압을 조절하는 원리를 나타내는 개념도이다.Fig. 5 is a conceptual diagram showing the principle of adjusting the voltage applied to the nozzle of the ink ejection apparatus according to the present invention.
도 6은, 도 1의 노즐 내면의 코팅 및 잉크분사상태를 나타내는 도면으로서, (a)는 전압공급전이고, (b)는 전압 공급후의 도면이다.Fig. 6 is a view showing the coating and ink spraying states of the nozzle inner surface of Fig. 1, (a) before voltage supply, and (b) after voltage supply.
도 7은, 본 발명에 따라 잉크분사장치의 노즐에 가해지는 전압을 조절할 때 조절 주기의 최소 허용 시간을 계산 및 추정하는 개념도이다.7 is a conceptual diagram for calculating and estimating the minimum allowable time of the adjustment period when adjusting the voltage applied to the nozzle of the ink jetting apparatus according to the present invention.
도 8은, 본 발명에 따라 잉크 분사를 유도하기 위해 잉크분사장치의 노즐에 가해지는 전압을 조절하는 시간대별 상황도이다.Fig. 8 is a time-phase situation diagram for adjusting the voltage applied to the nozzle of the ink ejection apparatus in order to induce ink ejection according to the present invention.
※ 주요 도면부호의 설명※ Explanation of Major Drawings
110... 챔버110 ... chamber
200... 프린트 헤드200 ... print head
210... 노즐210 ... Nozzle
220... 전극층220. Electrode layer
230... 절연층230 ... insulation layer
300... 잉크입자300 ... ink particles
본 발명은 정전기장을 이용한 잉크분사방법과 잉크분사장치에 관한 것으로서, 특히 노즐 근방의 잉크 유면에 특정한 전계를 발생시켜서 잉크를 분사시키는 잉크분사방법과 잉크분사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 잉크젯 프린터 등에 사용되는 잉크분사장치는, 잉크젯 헤드에 설치된 히터장치나 격막 진동장치를 이용하여 잉크를 분사시키는 구조로 되어 있었다.The ink jetting device used in a conventional ink jet printer or the like has a structure in which ink is ejected by using a heater device or a diaphragm vibrator provided in the ink jet head.
히터장치를 이용한 잉크젯 프린터의 예를 간략히 설명하면 다음과 같다.An example of an inkjet printer using a heater is briefly described as follows.
먼저, 히터부가 설치된 전극에 전류가 흐르면 히터부에 열이 발생되고, 이 열은 차례로 잉크가 습착된 보호층에 전도된다. 전도된 열에 의해 잉크가 가열되면 버블이 형성되고, 이 버블에 의해 상층부의 잉크에 체적변화가 생기므로 노즐 플레이트에 형성된 개구부를 통해 밀려나게 된다.First, when an electric current flows through the electrode provided with a heater part, heat generate | occur | produces in a heater part, and this heat | fever is in turn conducted to the protective layer by which the ink was wet. When the ink is heated by the conducted heat, a bubble is formed, and the bubble is pushed through the opening formed in the nozzle plate because a volume change occurs in the ink of the upper layer portion.
이에 따라, 팽창되어 노즐 플레이트의 개구 밖으로 배출되는 잉크는 표면장 력에 의해 방울(droplet) 형태로 종이 등에 분사되게 되는 것이다.Accordingly, the ink that is expanded and discharged out of the opening of the nozzle plate is sprayed on paper or the like in the form of droplets by the surface tension.
그런데, 이와 같은 종래의 잉크분사장치는, 버블 발생을 위한 가열작용 등으로 인해 잉크에 열적 변화가 발생될 수 있고, 내부의 충격적인 체적변호로 인쇄 품질이 저하되는 문제점이 있었다.However, such a conventional ink spraying device has a problem in that a thermal change may occur in the ink due to a heating action for bubble generation and the like, and the print quality is deteriorated due to the shocking volume inside.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 정전기장을 이용한 새로운 개념의 유동제어를 가능하게 함으로써, 인쇄품질을 높일 수 있는 잉크분사방법 및 잉크분사장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ink spraying method and an ink spraying device capable of improving print quality by enabling flow control of a new concept using an electrostatic field.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정전기장을 이용한 잉크분사방법은,In order to achieve the above object, the ink injection method using the electrostatic field according to the present invention,
노즐의 방출구를 향해 전계 방향을 설정한 상태에서, 잉크 또는 전하를 띤 입자가 포함된 잉크를 노즐에 공급함으로써 잉크 액적을 형성, 분사시키는 것을 특징으로 한다.In the state where the electric field direction is set toward the discharge port of the nozzle, ink droplets are formed and sprayed by supplying ink or ink containing charged particles to the nozzle.
또한, 본 발명에 따른 노즐을 포함하는 잉크분사장치는,In addition, the ink injection value including the nozzle according to the present invention,
노즐방향으로 전극층과 절연층이 적층된 적층부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a lamination part in which an electrode layer and an insulating layer are laminated in the nozzle direction is provided.
이 때ㅏ 상기 적층된 각각의 전극층은 전계의 방향을 조절하기 위해 각각 독 립된 전원에 연결되어 있는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that each of the stacked electrode layers is connected to an independent power source for controlling the direction of the electric field.
또한, 노즐 내부에 친수성 물질과 소수성 물질이 연속적으로 구성된 코팅을 통해 액적 형성을 제어하는 것이 바람직하다.It is also desirable to control the formation of droplets through a coating in which the hydrophilic and hydrophobic materials are continuously configured inside the nozzle.
또한, 각 독립된 전원에 인가되는 전압의 시간에 따른 크기를 조절하여, 잉크 액적의 형성 및 분사를 제어하도록 할 수도 있다.In addition, it is possible to control the formation and ejection of ink droplets by adjusting the magnitude of the voltage applied to each independent power source over time.
한편, 본 발명에 따른 정전기장을 이용한 또 다른 잉크분사방법은, 복수개의 각 노즐내에 서로 독립적인 전계 방향을 설정하여 잉크 또는 전하를 띤 입자가 포함된 잉크를 복수개의 각 노즐에 공급함으로써 복수개의 독립적인 잉크 액적을 형성, 분사시키도록 하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, another ink injection method using the electrostatic field according to the present invention, by setting the independent electric field direction in each of the plurality of nozzles by supplying ink or ink containing charged particles to the plurality of nozzles Independent ink droplets are formed and sprayed.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 본 실시예에 따른 정전기장을 이용한 잉크분사장치가 도시되어 있다.1 shows an ink injection apparatus using an electrostatic field according to the present embodiment.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정전기장을 이용한 잉크분사장치는, 잉크(300)를 저장하는 챔버(110)와, 상기 챔버(110)에 형성된 노즐(210)을 포함하는 프린트 헤드로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, an ink jetting device using an electrostatic field according to the present embodiment includes a
그리고, 상기 노즐(210)의 둘레에는 그 연장방향으로 전극층(220)과 절연층(230)이 교대로 적층된 적층부가 설치되어 있다. 상기 전극층(220)의 소재는 알루 미늄(Al), 상기 절연층(230)은 Si3N4 등으로 구성될 수 있다.In addition, a lamination part in which the
그리고, 상기 전극층(220)은 각각 독립적인 전원(電源)에 연결되어 있어, 소정의 제어신호에 따라 그 크기가 설정될 수 있으며, 노즐(210) 주위의 전계방향을 소정의 값으로 조절할 수 있게 구성되어 있다.In addition, the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(210)의 내면은 친수성 물질과 소수성 물질이 연속적으로 구성된 코팅(211)이 적용될 수 있다. 상기 친수성 물질로는 SiO2와 같은 소재가 사용될 수 있고, 소수성 물질로는 테플론(Teflon)이나 실리콘(Silicon) 등이 사용될 수 있다. 이에 따라, 친수성에서 소수성으로 천이될 때의 불안정성을 이용하여 액적 형성이 제어될 수 있다. 이러한 불안정 상태에서 외부의 전계가 메니스커스(meniscus, 잉크 표면의 오목면)에 척력을 작용시킴으로써 액적을 뜯어내게 된다.In addition, as shown in FIG. 6, the inner surface of the
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 적층된 각각의 전극층(220)은, 상기 노즐(210)의 방출구를 향해 점차 커지는 전압(電壓)에 각각 연결되어 있다. On the other hand, as shown in FIG. 4, each of the
이하, 본 발명의 작용 및 원리에 관하여 설명한다.Hereinafter, the operation and principle of the present invention will be described.
본 발명을 간략히 기술하면, 챔버 내에 일반 잉크 또는 전하를 가지는 나노 유체를 수용한 상태에서 노즐 주위에 적층된 전극에 각각 다른 전압을 걸어줌으로써 유체를 자연스럽게 방출시키는 것을 특징으로 한다.Briefly, the present invention is characterized in that the fluid is naturally discharged by applying different voltages to electrodes stacked around the nozzle in a state in which a nanofluid having general ink or electric charge is contained in the chamber.
특히, 챔버 내의 나노 유체가 전하를 가지는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마찰전기충전법 또는 접촉충전법에 의해 구성하면 되는데, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.In particular, when the nanofluid in the chamber has a charge, it may be configured by a triboelectric charging method or a contact charging method, as shown in Figure 2, briefly described as follows.
(1) 마찰전기충전법(triboelectric charging, 도 2(a))(1) triboelectric charging (FIG. 2 (a))
다른 정전기적 성질을 가지는 전기적 중성 절연체들이 접촉을 하게 되면, 열역학적 평형에 도달하기 위해(즉, 화학적 전위차를 줄이기 위해), 전하를 면에서 면으로 전달한다. 이 때, 미끄러짐이나 마찰 등과 같이 표면이 빠르게 분리되면 과잉 전하가 표면에 남게 된다. 입자들은 분말을 분산시킬 때 쓰이는 회전 교반자와의 충돌에 의해 충전된다. 따라서, 액체질소 속에서 마찰 전기 충전을 할 경우 고전단 교반 시스템(high shear agitating system)을 이용해 충전공정과 분말의 분산이 함께 이루어질 수 있다는 장점을 가지고 있다.When electrically neutral insulators with different electrostatic properties come into contact, they transfer charge from plane to plane in order to reach thermodynamic equilibrium (ie, to reduce chemical potential differences). At this time, if the surface is quickly separated, such as slippage or friction, excess charge remains on the surface. The particles are filled by collision with a rotary stirrer which is used to disperse the powder. Therefore, the triboelectric charging in liquid nitrogen has the advantage that the filling process and the dispersion of the powder can be performed together using a high shear agitating system.
(2) 접촉충전법(contact charging, 도 2(b))(2) contact charging (FIG. 2 (b))
고전압 공급기에 연결된 격자 모양의 금속 전극을 통해서 부유물이 뿜어져 나가고, 이 때의 전위차로 인해 전하들이 전극에서 입자들로 전달된다.Suspensions are blown out through a lattice-shaped metal electrode connected to a high voltage supply, and due to the potential difference, charges are transferred from the electrode to the particles.
연구를 통해, 마찰전기충전법이 접촉충전법에 비해 입자당 더 많은 표면 전하를 충전하는데 효과적이었다.Through research, triboelectric charging was more effective at charging more surface charge per particle than contact charging.
다음, 도 3과 도 4를 참조하여 노즐에서 실제 잉크가 분사되는 원리를 설명 한다.Next, with reference to Figures 3 and 4 will be described the principle that the actual ink is ejected from the nozzle.
노즐부에서 형성되는 전계는 구동 전극의 배치 및 전압의 크기에 따라 달라지며, 유체가 점유하고 있는 위치와 유면의 형태에 따라서도 정전기력의 크기와 방향이 달라지므로 먼저 기본적인 노즐의 전극 배치를 검토하여 적절한 모델을 선정하였다.The electric field formed by the nozzle part depends on the arrangement of the driving electrodes and the magnitude of the voltage. The magnitude and direction of the electrostatic force also varies depending on the position of the fluid and the shape of the oil surface. The appropriate model was chosen.
본 모델은 하단에 있는 챔버의 바닥을 기준 전위로 하고, 노즐 둘레 부분의 3개 전극을 일정간격으로 적층하여 각 전극의 전압을 조절한 형태이다. 이 때, 전극에 걸리는 전압에 따라 노즐 입구의 중심부분에 전계의 크기와 방향이 결정된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 유체 내에 분포되어 있는 나노입자의 대전 양상이 음극의 형태를 띠고 있다고 가정하면, 노즐 바깥쪽으로 입자의 이송을 유도하기 위해 전계의 방향은 전체적으로 노즐 입구를 기준으로 아래쪽에 위치한 챔버 안쪽으로 형성시켜야 하므로 전극은 상층부로 갈수록 높아져야 한다.In this model, the bottom of the chamber at the bottom is the reference potential, and three electrodes of the nozzle circumference are stacked at regular intervals to adjust the voltage of each electrode. At this time, the magnitude and direction of the electric field are determined at the central portion of the nozzle inlet in accordance with the voltage applied to the electrode. As shown in FIG. 3, assuming that the charging aspect of the nanoparticles distributed in the fluid is in the form of a cathode, the direction of the electric field is entirely located below the nozzle inlet to induce the transport of the particles out of the nozzle. The electrode must be higher toward the top because it must be formed inside the chamber.
여기서 유체를 움직이게 하는 주요 영역은 유면 아래쪽이며, 유체의 매질 특성에 기인하여 노즐 외부의 공기 영역에 비해 전계의 크기가 작다. 특히 도면에 나타내어지는 유면 바깥쪽에 걸리는 큰 전계는 유체 이동에 큰 역할을 하지 못한다.Here, the main area for moving the fluid is below the oil level, due to the fluid medium characteristics, the electric field is smaller than the air area outside the nozzle. In particular, the large electric field outside the oil surface shown in the drawing does not play a significant role in fluid movement.
도 4에는, 노즐 입구 둘레부분의 전극에 전압을 다양하게 걸었을 경우, 유체에 미치는 전계의 양상이 도시되어 있다.Fig. 4 shows an aspect of the electric field applied to the fluid when various voltages are applied to the electrode around the nozzle inlet.
도 4(a)는, 유체가 챔버의 안쪽으로부터 방출구쪽으로 유동하도록 한 전형적인 전압 조건이며, 특히 노즐 방출구쪽 부분의 전계의 세기가 커지도록 하여 유체 가 보다 큰 힘을 받도록 하였다.Fig. 4 (a) is a typical voltage condition which causes the fluid to flow from the inside of the chamber to the outlet, and in particular, the strength of the electric field at the nozzle outlet is increased so that the fluid receives a greater force.
도 4(b)는, 세 전극을 모두 음전압으로 걸어 전계의 방향을 180도 바꾼 경우이다. 여기서, 음전압을 전극의 상층부로 갈수록 작게 하여 방출구 면까지 끌어올려진 유체의 작은 부분을 따로 분리하도록 함으로써 공기 중으로 토출시키도록 하였다.Fig. 4 (b) shows a case where all three electrodes are connected with a negative voltage to change the direction of the electric field by 180 degrees. Here, the negative voltage was made smaller toward the upper layer of the electrode, so that a small portion of the fluid pulled up to the discharge port surface was separated so as to be discharged into the air.
상기 대표적인 두가지 형태의 전극 운영을 기본제어과정으로 하면, 결국 잉크방울의 형성과 토출이 자연스럽게 유도되게 된다.If the representative two types of electrode operation is a basic control process, ink droplet formation and discharge are naturally induced.
한편, 도 5, 도 7, 도 8에는 각 독립된 전원에 인가되는 전압의 시간에 따른 크기를 조절하여 잉크 액적의 형성 및 분사를 제어하는 원리가 도시되어 있다. 이를 이하에 간단히 설명한다.5, 7 and 8 illustrate the principle of controlling the formation and injection of ink droplets by adjusting the magnitude of the voltage applied to each independent power source over time. This is briefly described below.
도 5에는, 본 발명에 따른 전압의 조절을 위해 적용되는 장치들의 개념에 대해 일 예가 도시되어 있다.5 shows an example of the concept of devices applied for the regulation of the voltage according to the invention.
전압조절의 기본적인 방법은 컴퓨터의 프로그램에 의한 자동 전압조절이다. 도 4에서 보는 바와 같이 잉크 액적의 이송 및 토출은 순식간에 이루어지는 형태라, 이 토출을 제어하기 위한 장치의 실험 및 개발, 그리고 응용 시스템에 적용하기 위한 상업용 컴퓨터의 이용 및 작은 마이크로 프로세서를 이용한 대량 생산화는 필수 조건이라 하겠다.The basic method of voltage regulation is automatic voltage regulation by computer program. As shown in Fig. 4, the transfer and ejection of ink droplets are performed in a very short time. The experiment and development of a device for controlling the ejection, and the use of a commercial computer for application to an application system and mass production using a small microprocessor Anger is a prerequisite.
먼저, 컴퓨터에서 프로그램으로 전 과정을 형성하고 이를 외부 인터페이스를 통해 각 독립된 전압장치의 전압을 설정한다. 이를 셀렉터(selector)와 버퍼(buffer) 및 데코더(decoder) 등을 통해 디지털적으로 구현한다. 이를 통해, 각 전압장치의 전압치 설정을 바꾼 후, 실제 본 발명에서 제안하는 각 적층된 전극부에 최종적으로 전압을 동시에 인가한다. First, the entire process is formed by a program in a computer and the voltage of each independent voltage device is set through an external interface. This is implemented digitally through selectors, buffers, and decoders. Through this, after changing the voltage value setting of each voltage device, the voltage is finally applied simultaneously to each of the laminated electrode parts proposed by the present invention.
전술한 과정이 메인 프로그램의 1개 명령함수 안에서 일괄적으로 수행될 수 있도록 하고, 이러한 명령함수의 선택인자로서 각 독립된 전압의 조절 및 설정시간을 바꿀 수 있도록 한다. 이와 같이 하여, 보다 자유롭고 능동적으로 각 독립된 전원장치들을 조절하도록 한다.The above-described process can be carried out collectively in one command function of the main program, and as an optional parameter of this command function, it is possible to change the adjustment and setting time of each independent voltage. In this way, each individual power supply can be freely and actively controlled.
또한, 이에 따른 동작결과를 확인하고, 보다 최적 상태의 설정을 찾아가기 위해, 노즐의 토출동작 상황을 고속으로 촬영하여 그 상태를 컴퓨터에 피드백시키는 장치를 함께 적용한다. 이 때, 개발을 위한 실험시에는 고속 촬영장치를 쓸 수 있으며, 실제 응용장치에 적용할 경우에는 센서를 통하여 구현할 수 있다.In addition, in order to confirm the operation result according to this and to find a more optimal state setting, an apparatus for photographing the ejection operation state of the nozzle at high speed and feeding the state back to the computer is also applied. In this case, a high speed photographing apparatus may be used in an experiment for development, and when applied to an actual application apparatus, the sensor may be implemented.
이 때, 본 발명에서 제안한 노즐의 구조에서 가능한 전압조절의 최소 지속 가능 시간을 추정해 볼 필요가 있다. 이를 도 7에 나타내었다.At this time, it is necessary to estimate the minimum sustainable time of voltage regulation possible in the nozzle structure proposed in the present invention. This is shown in FIG.
먼저, 적층구조의 전극들을 기본적인 회로소자의 커패시턴스(capacitance)로 모사(simulation)할 수 있으며, 이를 잘 알려진 커패시턴스 값의 계산식에 따라 구한다. 또한, 노즐의 외부에서부터 전극까지의 도체 구조에 따른 대략적인 레지스턴스(resistance)도 이미 알려진 공식에 따라 구한 다음, 시뮬레이션에서 적용한 전압차의 비에 따른 시정수 값을 구하여, 전압차가 생겼을 때 발생하는 전압 상승 또는 하강 지연시간을 구한다. First, the electrodes of the stacked structure can be simulated with the capacitance of the basic circuit device, and are obtained according to a well-known formula for calculating capacitance values. In addition, the approximate resistance according to the conductor structure from the outside of the nozzle to the electrode is obtained according to a known formula, and then the time constant value according to the ratio of the voltage difference applied in the simulation is used to calculate the voltage generated when the voltage difference occurs. Find the rise or fall delay time.
결과에 따르면, 지연시간이 대략 0.285 (microsec)로, 전압설정 유지시간이 이보다 충분히 크다면 전압 조절에 큰 영향을 주지 않음을 예측할 수 있다.According to the result, it can be predicted that the delay time is approximately 0.285 (microsec), and that the voltage setting holding time is sufficiently larger than this, it does not have a great influence on the voltage regulation.
또한, 전압 조절 주파수를 추정해 보면 약 3.5MHz 이하이며, 이는 실제 잉크 액의 유동 양태와 비교해 볼 때 충분히 큰 주파수로 보인다.In addition, the voltage regulation frequency is estimated to be about 3.5 MHz or less, which seems to be a sufficiently large frequency compared with the flow mode of the actual ink liquid.
도 8은, 도 5와 도 7에서 예시한 이론적 및 프로그래밍적 구현에 따라 도 4에서 이루고자 하는 전계의 방향 및 크기를 다양하게 바꾸기 위한 독립 전원장치에 설정되는 전압을 여러 단계에 걸쳐 바꾸는 예를 도시한 것이다.FIG. 8 illustrates an example of changing a voltage set in an independent power supply device through various steps to vary the direction and magnitude of an electric field to be made in FIG. 4 according to the theoretical and programmatic implementations illustrated in FIGS. 5 and 7. It is.
본 발명에서 제시하는 잉크 노즐의 적층전극은 3개 층이며, 이 3개의 전극을 기본으로 전압파형을 각 스텝(step)마다 설정한다. Step1은 입구까지의 유면 이송을 얻어 내고, Step2는 작은 액적으로 분리하도록 하며, Step3 및 Step4는 순간적인 토출 및 변동된 유면을 복원하기 위한 설정이 이루어져, 다시 Step1으로 돌아간다.The stacked electrode of the ink nozzle proposed in the present invention has three layers, and the voltage waveform is set at each step based on the three electrodes.
이들 각 단계에 따라 노즐 입구 중심부에 걸리는 정전기력 분포가 변화됨을 도 8(b)에 나타내었다.It is shown in FIG. 8 (b) that the distribution of electrostatic force applied to the nozzle inlet center is changed according to each of these steps.
한편, 본 발명에 따라 어레이(Array)방식의 잉크분사방법도 가능하다. 예컨대, 복수개의 각 노즐내에 서로 독립적인 전계 방향을 설정하여 잉크 또는 전하를 띤 입자가 포함된 잉크를 복수개의 각 노즐에 공급함으로써 복수개의 독립적인 잉크 액적을 형성, 분사시킬 수도 있다.Meanwhile, according to the present invention, an array ink spray method is also possible. For example, a plurality of independent ink droplets may be formed and jetted by supplying ink or ink containing charged particles to the plurality of nozzles by setting electric field directions that are independent of each other in the plurality of nozzles.
상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 히터장치나 격막 진동장치 등이 없어도 잉크분사가 용이하게 얻어진다는 이점이 있다. According to the present invention having the above-described configuration, there is an advantage that ink injection is easily obtained even without a heater device, a diaphragm vibrator, or the like.
또한, 정전기장을 이용하여 잉크분사가 이루어지므로 잉크에 충격이 적고 인쇄품질이 우수하다는 장점도 있다.In addition, since the ink is sprayed using the electrostatic field, there is an advantage that the ink is less impact and print quality is excellent.
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
KR100744569B1 (en) * | 2005-07-26 | 2007-08-01 | (주)멕스코리아아이엔씨 | Patterning Head Apparatus of Inkjet System and Patterning Method Thereof |
KR100917279B1 (en) * | 2009-01-14 | 2009-09-16 | 건국대학교 산학협력단 | Apparatus for jetting droplet |
KR101050187B1 (en) * | 2009-02-27 | 2011-07-19 | 한국기계연구원 | Inkjet Printer Heads for Nano Patterning |
US8419149B2 (en) | 2009-01-12 | 2013-04-16 | Enjet Co., Ltd. | Liquid droplet spraying apparatus and method |
KR102340892B1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-12-17 | 엔스펙트라 주식회사 | Charged Quantum Dots Microcapsule and Method of Manufacturing the Same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11227219A (en) | 1998-02-19 | 1999-08-24 | Casio Comput Co Ltd | Ink jet printer |
JP2000272132A (en) | 1999-03-25 | 2000-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Ink jet recording head, ink jet recording method and ink jet recorder |
JP4191330B2 (en) | 1999-08-03 | 2008-12-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | Microdroplet forming method and microdroplet forming apparatus |
-
2004
- 2004-09-07 KR KR1020040071170A patent/KR100627705B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100744569B1 (en) * | 2005-07-26 | 2007-08-01 | (주)멕스코리아아이엔씨 | Patterning Head Apparatus of Inkjet System and Patterning Method Thereof |
US8419149B2 (en) | 2009-01-12 | 2013-04-16 | Enjet Co., Ltd. | Liquid droplet spraying apparatus and method |
KR100917279B1 (en) * | 2009-01-14 | 2009-09-16 | 건국대학교 산학협력단 | Apparatus for jetting droplet |
KR101050187B1 (en) * | 2009-02-27 | 2011-07-19 | 한국기계연구원 | Inkjet Printer Heads for Nano Patterning |
KR102340892B1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-12-17 | 엔스펙트라 주식회사 | Charged Quantum Dots Microcapsule and Method of Manufacturing the Same |
KR102437991B1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-08-30 | 엔스펙트라 주식회사 | Charged Quantum Dots Microcapsule Film |
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