KR20080088756A - Non-contact type head cleaner for ink-jet printer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 접촉식 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터 헤드 세정장치의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer head cleaning device for forming a conventional contact color filter.
도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 잉크젯 프린터 헤드 세정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개략 구성도.Figure 2 is a schematic block diagram schematically showing the configuration of a non-contact inkjet printer head cleaning device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 적용된 세정유닛에 의해 수행되는 헤드의 잔류 세정액 제거 및 건조과정을 나타낸 작동 상태도.Figure 3 is an operating state diagram showing the process of removing and drying the residual cleaning liquid of the head performed by the cleaning unit applied to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10:헤드 11:노즐10: Head 11: Nozzle
40:헤드 구동부 50:세정조40: head drive part 50: cleaning tank
51:세정액 60:세정유닛51: washing liquid 60: washing unit
62:분사홀 64:흡입홀62: injection hole 64: suction hole
70:진공펌프 73:위치감지센서70: vacuum pump 73: position detection sensor
74:제어부74: control unit
본 발명은 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터의 헤드 세정장치에 관한 것으로, 상세하게는 헤드의 표면에 코팅된 소수성 코팅막의 손상을 방지할 수 있도록 비접촉식으로 헤드를 세정하는 비접촉식 잉크젯 프린터의 헤드 세정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head cleaning device for an ink jet printer for forming a color filter, and more particularly, to a head cleaning device for a non-contact ink jet printer for cleaning the head in a non-contact manner to prevent damage to the hydrophobic coating film coated on the surface of the head. will be.
유리기판 상의 블랙매트릭스 패턴으로 정의되는 픽셀영역에 RGB 색상을 인쇄하여 컬러필터를 제조하는 장치로서 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터가 일반적으로 이용된다. 이러한 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터는 종래의 방식에 비해 컬러필터 공정단계를 대폭적으로 줄일 수 있는 장점이 있어 최근 기판 코팅에 널리 이용되고 있다. An inkjet printer for forming a color filter is generally used as an apparatus for manufacturing a color filter by printing RGB colors in a pixel area defined by a black matrix pattern on a glass substrate. The inkjet printer for forming a color filter has an advantage of greatly reducing the color filter process step compared to the conventional method, and thus has been widely used in substrate coating.
상기 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터는 다수의 노즐을 갖는 헤드가 대면적인 유리기판 위를 이동하면서 픽셀영역에 컬러 색상층을 형성한다. 이러한 잉크젯 프린터를 이용하여 연속적으로 다수의 유리기판 표면에 색상층을 형성하는 경우, 다음 코팅을 위한 대기시간에, 노즐 선단에 잔류한 약액이 외기에 노출되어 경화됨으로써 그 노즐의 일부가 막히는 현상이 발행할 수 있다. 이 상태로 다음 유리기판에 코팅을 계속하면 양호한 코팅층을 형성할 수 없다.The color filter forming inkjet printer forms a color layer in the pixel area while a head having a plurality of nozzles moves on a large glass substrate. In the case of continuously forming color layers on the surface of a plurality of glass substrates using such an inkjet printer, during the waiting time for the next coating, the chemical liquid remaining at the tip of the nozzle is exposed to the outside air and cured so that a part of the nozzle is blocked. You can issue. If coating is continued on the next glass substrate in this state, a good coating layer cannot be formed.
위와 같은 노즐 막힘 현상 등을 방지하기 위하여, 종래에는 세정액을 함유하는 연질의 세정수단을 사용하여 헤드를 접촉식으로 세정하였는 바, 이와 같은 종래 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터의 헤드 세정장치를 첨부도면을 참조하여 간단히 살펴보기로 한다.In order to prevent such nozzle clogging, the head has been conventionally cleaned by using a soft cleaning means containing a cleaning liquid. Thus, the head cleaning device of the inkjet printer for forming a conventional color filter is attached. Let's look at it briefly.
도 1은 종래 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터 헤드 세정장치의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an ink jet printer head cleaning device for forming a conventional color filter.
도 1을 참조하면, 종래 잉크젯 프린터는 잉크 토출을 위한 헤드(10)와, 세정액을 이용해 상기 헤드(10)를 접촉 세정하는 접촉세정부(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional inkjet printer includes a
구체적으로, 상기 헤드(10)는 잉크 토출을 위한 다수의 노즐(11)을 구비하며, 헤드(10)의 표면에는 소수성 코팅층(12)이 형성되어 있다. 소수성 코팅층(12)은 노즐(11)에서 토출되는 잉크가 헤드(10) 표면으로부터 쉽게 탈리(脫離)되어 양호한 토출을 유도하기 위한 것으로, 특히 노즐(11)의 주변부에는 반드시 소수성 코팅층(12)이 형성되어 있어야 원하는 위치에 잉크 액적을 토출할 수 있다.Specifically, the
상기 노즐(11)은 컬러필터의 색상층을 인쇄하는 잉크가 직접토출되는 토출구이며, 단위 화소 이하의 직경을 가지는 미세 홀이다. 따라서 잉크를 토출하고, 대기하는 과정에서 잉크가 경화되어 그 노즐(11)이 막힐 수 있으며, 노즐(11)이 막히는 경우 특정 화소에는 색상층이 형성되지 않는 등 공정의 신뢰성이 저하되고, 수율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.The
이를 방지하기 위하여 종래 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터의 상기 헤드 주변에는 상기 헤드(10)를 주기적으로 세정하는 접촉세정부(20)가 마련된다. 이러한 접촉세정부(20)는 헤드(10)에 손상을 주지 않는 연질의 재질로 이루어져 있으면서 컬러필터 형성용 잉크에 대한 용매 또는 순수 등의 세정액을 함유하고 있다.In order to prevent this, a
이처럼, 종래에는 헤드를 따라 이동하는 접촉세정부(20)를 이용하여 헤드에 대한 접촉식 세정이 행해진다. 이 경우, 세정과정에서 상기 소수성 코팅층(12)을 손상될 수 있으며, 특히 측면부가 노출된 노즐(11)과 인접한 부분이 쉽게 손상될 수 있다. 이와 같이 소수성 코팅층(12)에 손상이 발생한 상태에서 상기 노즐(11)을 통해 잉크가 토출되면, 상기 토출된 잉크 중 일부는 상기 소수성 코팅층(12)이 손상되어 노출된 노즐(11) 측면부의 헤드(10)에 묻어서 액적(30)이 잔존하게 된다.As such, conventionally, contact cleaning is performed on the head by using the
나아가, 위와 같이 잉크 액적(30)이 노즐(11)의 주변부에 잔존하는 경우, 그 노즐(11)을 통해 다시 잉크가 토출되면, 그 액적(30)이 잉크의 토출을 방해하여 정확한 토출이 이루어지지 못하며, 그 액적(30)이 비산하여 다른 색상의 화소영역 상에 인쇄되어 색번짐 현상이 발생하는 등 정확한 컬러필터 제조공정을 수행할 수 없는 문제가 발생된다.Furthermore, when the
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터의 헤드를 주기적으로 세정하되, 비접촉식으로서 헤드의 표면에 코팅된 소수성 코팅막의 손상을 방지할 수 있는 비접촉식 잉크젯 프린터의 헤드 세정장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, while periodically cleaning the head of the color-jet inkjet printer for forming a non-contact, which can prevent damage to the hydrophobic coating film coated on the surface of the head It is an object to provide a head cleaning device for a non-contact inkjet printer.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 헤드를 승강시키는 헤드 구 동부와, 상기 헤드 구동부의 구동으로 하향 이동된 헤드의 노즐 토출구가 세정액에 침지될 수 있도록 세정액를 수용하는 세정조와, 상기 세정조에 침지된 후 부상된 헤드에 기체를 분사하여 기류를 형성하고 이를 다시 흡입하여 헤드의 노즐 토출구에 잔류하는 세정액을 제거하는 세정유닛;을 포함하는 비접촉식 잉크젯 프린터의 헤드 세정장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the head hole for elevating the head, and the cleaning tank for accommodating the cleaning liquid so that the nozzle discharge port of the head moved downward by the drive of the head drive unit, and the cleaning tank, It provides a head cleaning apparatus for a non-contact inkjet printer comprising a; cleaning unit for spraying gas to the floating head after being immersed to form an air flow and suction it again to remove the cleaning liquid remaining in the nozzle discharge port of the head.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 잉크젯 프린터 헤드의 세정장치의 개략 구성도이다. 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 도면 참조부호를 부여하기로 한다.2 is a schematic structural diagram of a cleaning apparatus of a non-contact inkjet printer head according to an embodiment of the present invention. Prior to describing the present invention, the same components and reference numerals will be given to the same components as in the conventional configurations.
도 2를 참조하면, 상기 헤드 세정장치는 헤드(10)를 상,하 승강시키는 헤드 구동부(40)와, 헤드 구동부(40)에 의해 하향 이동된 헤드(10)를 세정하는 세정조(50) 및, 세정조를 통한 세정 후 헤드(10) 저면부에 잔류한 세정액을 제거하는 세정유닛(60)을 포함한다. 세정조(50)는 헤드 세정을 위해 그 내부에 세정액(51)을 수용하고 있으며, 상기 세정유닛(60)은 기체를 분사시켜 상기 세정조(50)를 통한 세정 후 헤드(10)의 노즐 토출구에 잔존하는 세정액을 건조 및 제거한다. 본 발명의 주요부 구성을 좀 더 구체적으로 살펴본다. Referring to FIG. 2, the head cleaning device includes a
헤드 구동부(40)는 헤드를 승강시키기 위한 승강장치(미도시)를 포함한다. 승강장치는 예컨대, 유압/공압 실린더에 의한 리프트 타입 승강수단 일 수 있으며, 다르게 귄취롤과 와이어를 포함하는 일반 승강기 타입 승강수단 일 수 있다. 이 외에도 헤드를 상,하로 승강시키는 구조이면 어떠한 구성이든 무방하다. The
세정조(50)는 상부가 개방된 용기 형태로서 그 내부에 세정을 위한 세정액(51)을 수용한다. 이러한 세정조(50)는 전술한 바와 같이 헤드(10) 직하방에 위치하여 헤드 구동부(40)에 의해 하향 이동된 헤드(10)를 세정한다. 즉, 상기 헤드 구동부(40)에 의해 헤드(10) 저면 일부가 세정조(50) 내부에 충진된 세정액(51)에 침지되는 위치까지 이동되면, 상기 세정조(50)에 충진된 세정액(51)에 의하여 헤드, 구체적으로, 헤드(10)에 형성된 노즐 토출구에 대한 세정이 이루어진다. The
상기와 같은 세정액(51)으로는 컬러필터 형성용 잉크에 대한 용매 또는 탈 이온수가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 비접촉식 세정이 가능하도록 잉크의 용매가 사용된다.As the cleaning
바람직하게는, 상기 헤드 구동부(40)는 진동수단(미도시)을 포함할 수 있다. 진동수단은 헤드 구동부에 모터 및 편심 캠을 갖는 진동장치가 내설된 형태일 수 있으며, 헤드 구동부 외측에 모터 및 편심 캠을 포함하는 진동장치가 따로 구비되어 상기 헤드 구동부에 진동을 가하는 형태일 수 있다. 이처럼 헤드 구동부에 진동수단이 마련되는 경우, 세정액(51)과 헤드(10)의 접촉을 단순접촉이 아닌 약간의 진동 접촉을 줄 수 있으므로, 보다 효율적인 세정이 진행될 수 있다. Preferably, the
세정유닛(60)은 대략 원기둥 형상의 본체(도면부호 생략) 중앙에 고압으로 N2, Ar과 같은 비활성 기체를 분사하는 분사홀(62)이 형성되고, 상기 분사홀(62)을 중심으로 그 주변에 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된 복수의 흡입홀(64)을 갖는다. 상기 분사홀(62)은 헤드를 향하여 고압, 바람직하게는, 30kpa 이상의 분출압(Blowing pressure/vantury pressure)으로 상기 기체를 분사하여 헤드 상의 이물 및 세정액을 분리하며, 흡입홀(64)은 상기 기체에 의해 헤드로부터 분리된 이물 및 세정액을 흡입하여 배기한다.The
여기서, 상기 분사홀(62)로부터 분사되는 기체의 분사방향이 대면하는 헤드의 노즐과 동일선상에 일치된 방향에서 기체를 분사하는 경우에, 에어 및 헤드 저면에 잔존한 이물과 세정액이 노즐 측으로 역유입될 우려가 있다. 때문에, 도면상에는 분사홀(62)이 노즐(11) 형성방향과 일치된 수직으로 형성된 것에 대해 도시되어 있으나, 상기 분사홀(62)은 헤드의 노즐(11)에 대해 일향 경사진 경사각을 갖도록 구성함이 바람직하다.Here, when the gas is injected in a direction coinciding with the nozzle of the head facing the injection direction of the gas injected from the
그리고, 상기 흡입홀(64)은 순환기체 및 헤드측 잔류 세정액(51a)이 유입되는 입구에 비해 중앙부분(C) 단면이 급격히 좁은 밴츄리 구조를 취함이 바람직하다. 이 경우, 상기 중앙부분(C)에서의 기체 속도 증가로 인하여 그 부분의 정압이 감소하고, 따라서 흡입홀(64) 입구측으로 유입되는 기체의 속도가 보다 빨라질 수 있다. 즉, 상기 흡입홀(64)이 밴츄리 구조를 취하는 경우 이를 통해 배기되는 기체 및 세정액을 보다 빠른 속도로 배기시킬 수 있게 된다. In addition, it is preferable that the
위와 같은 세정유닛(60)은 바람직하게, 상기 헤드(10)의 부상 위치를 감지하는 위치감지센서(73) 및 이 센서로부터 감지된 감지신호에 따라 그 동작을 제어하는 제어부(74)에 의해 그 작동이 제어된다. 이 경우, 세정 후 헤드(10)가 세정 조(50)로부터 부상하면, 그 부상 위치를 위치감지센서(73)가 즉시 감지하고, 감지된 신호를 제어부(74)가 연산하여 세정유닛(60)에 강력한 분사 및 흡입력을 발생시키는 진공펌프(70)를 즉시 가동시킨다. 즉, 세정조를 통한 헤드 세정 후, 헤드의 노즐 토출구에 잔존하는 세정액에 대한 건조 및 세정작업이 바로 진행될 수 있다.The
또한, 상기 세정유닛(60)은 도면상 미도시된 이동기재에 의해 헤드 저면과 근접된 위치로 이동이 가능하게 구성될 수 있다. 상기 이동기재로는 세정유닛을 좌,우 수평 이동시키는 X축 구동유닛과, 세정유닛을 상,하 수직 이동시키는 Y축 구동유닛을 포함하는 구성일 수 있다. 이 경우, 세정유닛(60)의 위치를 헤드(10)의 노즐 토출구 측으로 용이하게 근접 배치시킬 수 있어, 헤드(10)의 노즐 토출구에 대한 건조효율을 보다 향상시킬 수 있다. In addition, the
상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 세정장치를 이용하여 수행되는 컬러필터 형성용 잉크젯 프린터의 헤드 세정과정을 본 발명의 동작과 연계하여 설명한다.The head cleaning process of the inkjet printer for color filter formation performed by using the cleaning apparatus of the present invention having the above-described configuration will be described in connection with the operation of the present invention.
컬러필터 형성용 잉크젯 프린터 헤드는 연속되는 다음 코팅에서의 양호한 컬러필터 형성을 위해 중간 중간에 헤드에 대한 세정이 요구된다. 세정은 코팅 후 다음 코팅을 위한 대기시간에 행해진다. 이러한 세정을 위해 상기 대기시간에 헤드는 본 발명인 세정장치 측으로 이동하고, 따라서 헤드에 대한 본격적인 세정작업이 진행된다. Inkjet printer heads for color filter formation require cleaning of the head in the middle for good color filter formation in subsequent subsequent coatings. The cleaning is done after the coating with a waiting time for the next coating. In order to perform such cleaning, the head moves to the cleaning apparatus of the present invention at the waiting time, and thus, a full cleaning operation is performed on the head.
구체적으로, 유리기판 상에 컬러필터 코팅층을 형성한 상기 헤드(10)는 세정을 위해 세정조(50) 측으로 이동하여 상기 세정조(50) 상방에 위치한다. 이 상태에서 헤드 구동부(40)의 구동으로 헤드(10)는 세정조(50) 측으로 하향 이동하고, 세 정조(50)에 충진된 세정액(51)에 헤드의 저면 일부가 침지되는 위치까지 이동하면 그 이동이 멈춰진다. 그러면 세정조(50)에 충진된 세정액(51)을 통해 헤드, 구체적으로, 헤드 저면의 노즐(11) 토출구에 대한 세정이 진행된다. Specifically, the
세정액(51)에 헤드(10) 일부가 침지된 채 소정의 시간이 경과하면, 헤드 구동부(40)의 가동으로 헤드(10)는 다시 세정조(50)로부터 부상한다. 헤드(10)의 위치가 정점에 도달하면 위치감지센서(73)가 이를 감지하고 진공펌프(70)가 가동하여 세정유닛(60)을 통한 헤드의 2차 세정 및 노즐 토출구 측에 잔류한 이물 및 세정액(51a)에 대한 건조가 진행된다.When a predetermined time elapses while a part of the
상기 세정유닛(60)을 통해 행해지는 헤드 세정 및 건조과정을 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.The head cleaning and drying process performed through the
도 3은 본 발명에 따른 세정장치에 있어, 상기 세정유닛에 의한 헤드의 잔류 이물 및 세정액 제거 및 건조과정을 나타낸 작동 상태도이다. 3 is a view illustrating an operation state showing a process of removing and drying residual foreign substances and cleaning liquid of the head by the cleaning unit in the cleaning apparatus according to the present invention.
도 3을 참조하면, 세정유닛(60)의 분사홀(62)을 통해서는 N2, Ar과 같은 비활성 기체가 대면하고 있는 헤드(10)의 노즐 토출구를 향해 고압 분사된다. 동시에, 흡입홀(64)을 통해서는 상기 분사홀(62)을 통해 외부로 분사된 기체에 대한 흡기/배기가 동시에 이루어진다. 따라서 헤드(10)의 노즐 토출구 측에는 도면의 화살표와 같은 순환형 기류(氣流)가 형성된다. Referring to FIG. 3, high pressure is injected through the
상기 기류에 의해 헤드(10)의 노즐 토출구에 잔류 이물 및 세정액(51a)은 헤드로부터 탈리(脫離)되어 흡입홀(64) 측으로 유입된다. 즉, 헤드(10)의 노즐(11) 토출구에 잔류한 이물 및 세정액(잔류 잉크포함, 51a)은 상기 분사홀(62)을 통한 고압 기체의 분사로 인하여 헤드(10)로부터 탈리되고, 탈리된 이물 및 세정액(51a)은 다시 상기 흡입홀(64)의 흡입력에 의해 흡입홀(64) 측으로 유입되어 이를 거쳐 외부로 배출되는 것이다.The foreign matter and the cleaning liquid 51a are separated from the head and flow into the
여기서, 상기 흡입홀(64)은 순환기체 및 헤드측 잔류 세정액(51a)이 유입되는 입구에 비해 중앙부분(C) 단면이 급격히 좁은 밴츄리 구조를 취하고 있다. 따라서 상기 중앙부분(C)에서 흡입되는 기체의 속도가 증가하고, 그에 따라 그 부분의 정압이 감소한다. 그 결과, 흡입홀(64) 입구와 중앙부분 사이의 압력차이로 인하여 상기 입구측으로 유입되는 기체(세정액 및 잔류 잉크포함)는 보다 빠른 속도로 유입될 수 있다. 결과적으로, 밴츄리 원리에 의하여 상기 흡입홀(64)을 통해 배기되는 기체 및 세정액은 보다 빠른 속도로 배기될 수 있으며, 잔류 세정액(잔류 잉크포함)의 제거효율이 보다 향상될 수 있다.Here, the
위와 같은 세정유닛(60)을 통한 헤드 세정작업은 전술한 바와 같이 세정조(50)에 의한 헤드(10) 세정과 연계하여 진행될 수 있고, 이와는 달리, 코팅을 위한 대기시간에 단독으로 진행될 수 있다. 이 경우에는, 상기 세정유닛(60)을 헤드 측으로 근접시키기 위한 전술한 이동기재 만이 요구되며 헤드 구동부와 세정조는 생략될 수 있다.The head cleaning operation through the
또한, 위와 같이 구성 및 작동되는 세정유닛(60)은 예로서, 도면 상에 도시된 바와 같이 단독으로 사용되거나 또는 도면에는 도시되지 않았으나 복수개가 서로 인접 배치되어 하나의 장치를 구성하여 사용될 수 있다.In addition, the
상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 밴츄리 원리를 적용한 세정유닛(60)에 의해 헤드(10)의 노즐 토출구 측에 강한 순환기류가 형성되고, 이를 이용하여 비접촉식으로 헤드(10)에 대한 세정작업이 행해진다. 때문에, 헤드(10)의 표면에 코팅된 소수성 코팅층이 손상되는 것이 원천적으로 방지되며, 강한 순환기류에 의해 헤드의 노즐(11) 주변에 액적이 잔존하지 않는다. 그 결과, 차후 컬러필터 형성 시 보다 양호한 컬러필터 코팅층의 형성이 가능하다. According to the embodiment of the present invention, a strong circulating air flow is formed on the nozzle discharge port side of the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by the user.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 비접촉식 잉크젯 헤드 세정장치에 의하면, 비접촉식으로 잉크젯 프린터 헤드에 세정이 행해짐으로써, 헤드 표면의 소수성 코팅층이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 노즐 주변에 잉크 액적이 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 컬러필터의 제조공정 신뢰성을 향상시킴과 아울러 컬러필터의 수율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the non-contact inkjet head cleaning apparatus of the present invention, by cleaning the inkjet printer head in a non-contact manner, it is possible to prevent the hydrophobic coating layer on the surface of the head from being damaged and thus to maintain ink droplets around the nozzle. You can prevent it. As a result, it is possible to improve the manufacturing process reliability of the color filter and to prevent a decrease in the yield of the color filter.
Claims (9)
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- 2007-03-30 KR KR1020070031451A patent/KR20080088756A/en not_active Application Discontinuation
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