KR20080100933A

KR20080100933A - 잉크 주입 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20080100933A
Application number: KR1020070046995A
Authority: KR
Inventors: 이로운; 정재우; 김용식; 박재찬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-21

Abstract

잉크 주입 장치 및 그 방법이 개시된다. 노즐을 포함하는 헤드부와, 노즐보다 높은 잉크 수위를 유지하면서 제1 유로를 통하여 헤드부에 잉크를 공급하는 수위조절탱크와, 수위조절탱크의 내부에 말단이 상기 노즐과 같은 높이를 이루도록 결합된 수위감지센서와, 수위감지센서의 신호를 판단하여 외부에서 수위조절탱크의 내부로 상기 잉크를 더 공급할 지 여부를 컨트롤 하는 제어부를 포함하는 잉크 주입 장치는 버블을 형성을 최소화하여 초기 잉크를 헤드부에 공급할 수 있다.

잉크젯, 헤드부, 유로, 수위조절탱크, 수위감지센서

Description

잉크 주입 장치 및 그 방법{Injection apparutus of ink and injection method thereof}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 주입 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 주입 방법의 순서도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 주입 장치의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 잉크 주입 장치 11: 헤드부

11a: 레저비어 11b: 헤드

11c: 노즐 12a, 12b: 유로

13: 수위조절탱크 14:잉크탱크

15a: 잉크 16: 펌프

17a, 17b: 필터 18: 수위감지센서

본 발명은 잉크젯 프린터에 잉크를 주입하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 평판 디스플레이 산업의 비약적 발전에 힘입어 LCD, PDP 등은 반도체 산업의 시장규모를 추월하는 성장을 보이고 있으며 유기 EL도 차세대 디스플레이로서 기대를 모으고 있다.

이러한 디스플레이 산업에서는 많은 제조 기술이 필요한데, 이들 기술 중에서 특히 주목 받는 것은 발광소자를 전기적으로 연결하기 위해서 미세 패턴을 형성하는 잉크젯 프린팅 기술이다.

잉크젯을 이용한 인쇄 작업 전에 잉크를 넣어주는 단계가 매우 중요하다. 현재 잉크 주입은 공압을 이용하여 강제로 주입하는 방식이다. 즉, 종래의 잉크 공급 장치는 헤드 쪽으로 잉크 공급 펌프로 잉크가 공급되게 했는데 잉크 공급 펌프의 변동에 의하여 헤드 쪽으로 잉크 공급압이 변동하고 인자가 불안정하게 되는 문제가 야기되었다. 또 기록 헤드에 잉크를 공급하는 레저비어(reservoir)에 환기구를 설치하여 액체 수면이 대기에 영향을 받아 잉크내에 공기가 들어가므로 액체내에 버블로 형성되어 헤드 내부에 존재하게 되어 노즐로 잉크가 원할하게 토출하는 것을 방해하였다. 강제적인 주입 방식은 인위적인 공기가 생길 염려가 있으며 생긴 공기 방울은 헤드의 토출성에 치명적으로 작용할 수도 있었다.

본 발명은 헤드부 내부의 잉크에 공기 방울이 생성되지 않도록 잉크젯프린터에 초기 잉크를 헤드부에 공급하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 노즐을 포함하는 헤드부와, 노즐보다 높은 잉크 수위를 유지하면서 제1 유로를 통하여 헤드부에 잉크를 공급하는 수위조절탱크와, 수위조절탱크의 내부에 말단이 상기 노즐과 같은 높이를 이루도록 결합된 수위감지센서와, 수위감지센서의 신호를 판단하여 외부에서 수위조절탱크의 내부로 상기 잉크를 더 공급할 지 여부를 컨트롤 하는 제어부를 포함하는 잉크 주입 장치가 제공된다.

상기 수위조절탱크에 제2 유로로 연결되어, 상기 수위조절탱크에 상기 잉크를 공급하는 잉크탱크를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 유로에는 상기 잉크탱크의 잉크를 상기 수위조절탱크로 이동하도록 하는 펌프가 더 결합될 수 있다.

또한, 상기 헤드부는 상기 유로와 연결되어 있으며, 상기 노즐로 상기 잉크가 토출되기 전에 임시적으로 보관하는 레저비어(reservoir)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 수위감지센서가 수위조절탱크의 내부에 저장된 잉크의 수위를 감지하여 제어부에 전달하는 단계, 상기 수위가 상기 수위조절탱크로부터 헤드부로 상기 잉크를 공급하기 위한 기준 범위 내의 높이인지를 상기 제어부가 판단하는 단계, 및 상기 수위가 기준 범위를 벗어나는 경우 제어부가 펌프를 콘트롤하여 외부로부터 상기 잉크를 상기 수위조절탱크에 공급하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법이 제공된다.

상기 공급하는 단계는, 잉크탱크에서 상기 수위조절탱크로 이어지는 유로에 설치된 상기 펌프를 작동하여 상기 수위조절탱크로 상기 잉크를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 잉크 주입 방법 및 그 장치의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 주입 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 잉크 주입 장치(10), 헤드부(11), 레저비어(11a, reservoir), 헤드(11b), 노즐(11c), 유로(12a, 12b, 12c), 수위조절탱크(13), 잉크탱크(14), 잉크(15a), 펌프(16), 필터(17a, 17b), 수위감지센서(18)가 도시되어 있다.

본 실시예의 잉크 주입 장치(10)는 크게, 헤드부(11)와 수위조절탱크(13), 잉크탱크(14)로 구성되어 있다.

헤드부(11)는 잉크가 임지적으로 저장된 레저비어(11a), 헤드(11b), 노즐(11c)로 구성된다. 이러한 헤드부(11)는 압전식으로 레저비어(11a)에 저장된 잉크를 헤드(11b)를 통과하여 노즐(11c)로 토출시킬 수 있다.

헤드부(11)와 수위조절탱크(13)는 유로(12a)로서 연결되어 있다. 이때, 수위조절탱크(13)의 내부에는 잉크(15a)가 주입되어 있으며, 잉크(15a)의 수위는 헤드 부(11)의 노즐(11c)보다 높다. 따라서, 노즐(11c)과 잉크(15a)의 수위의 높이 차이만큼 수두차(d)가 발생한다. 본 실시예의 "수두차"는 노즐(11c)과 잉크(15a)의 수위의 높이 차로 인한 압력차로 이해할 수도 있다. 본 실시예와 같이 수두차(d)로 인하여 수위조절탱크(13)의 잉크(15a)는 자연스럽게 헤드부(11)로 이동한다. 한편, 헤드부(11)로 이동하기 위해서는 소정의 수두차(d)를 계속 유지하여야 한다. 따라서, 수위조절탱크(13)는 수두차(d)를 유지할 수 있어야 한다. 본 실시예에서는 수위조절탱크(13)의 잉크(15a)의 수위를 감지할 수 있는 수위감지센서(18)가 수위조절탱크(13) 내부에 추가적으로 결합되었다. 또한, 제어부(미도시)는 수위감지센서(18)로부터 전달 받은 신호를 분석하여 잉크(15a)의 수위가 헤드부(11)로 잉크(15a)를 공급할 수 있는 적절한 높이인가를 판단하고, 잉크(15a)가 부족할 경우 외부로부터 수위조절탱크(13) 내부로 잉크가 공급되도록 한다. 도 1과 같이 유로(12b)에 의해서 잉크탱크(14)와 수위조절탱크(13)는 연결되어 있으며, 유로(12b)에는 펌프(16)가 결합되어 있다. 제어부는 이 펌프(16)를 컨트롤함으로써 수위조절탱크(13)의 내부로 잉크(15a)를 공급한다.

도 1과 같이 수위감지센서(18)는 말단(18a)이 노즐(11a)과 같은 높이로 하고, 잉크(15a)의 수위가 되는 지점을 센싱하여 제어부에 전달한다. 이러면 자연스럽게 수위가 감지되는 지점의 높이가 수두차(노즐과 수위의 높이차)가 된다. 제어부는 일정 이상의 수위가 되면 더 이상 잉크가 수위조절탱크(13)로 공급되지 않도록 펌프(16)를 제어할 수도 있다.

한편, 유로(12b, 12c)에는 필터(17a, 17b)가 추가적으로 결합할 수 있다. 필 터(17a, 17b)는 유로(12b, 12c)를 통과하는 잉크 내부에 포함된 기포나 불순물을 걸러주는 역할을 한다.

이와 같은 잉크 공급 장치(10)는 수위조절탱크(13)의 내부 잉크(15a)를 자연적인 수두차(d)에 의한 압력으로서 헤드부(11)에 잉크(15a)를 공급한다. 따라서, 강제적인 힘에 의한 잉크 공급이 아니므로 헤드(11)에 공급된 잉크 속에는 버블이 잘 형성되지 않는다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 주입 방법의 순서도이며, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 주입 장치의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 잉크 주입 장치(30), 헤드부(31), 레저비어(31a), 헤드(31b), 노즐(31c), 수위조절탱크(33), 수위감지센서(33a), 잉크(33b), 잉크탱크(35), 펌프(36), 유로(37a, 37b, 37c), 필터(38a, 38b)가 도시되어 있다.

S21은 수위감지센서(33a)가 수위조절탱크(33)의 잉크(33b)의 수위를 감지하여 제어부(39)에 전달하는 단계이다. 수위감지센서(33a)는 수위조절탱크(33)의 내부에 결합하여 잉크(33b)와 접촉하여 수위를 감지할 수도 있고, 파장을 이용하여 비접촉식으로 수위를 감지할 수도 있다. 이렇게 감지된 수위는 제어부(39)에 입력된다.

S22는 수위가 수위조절탱크(33)로부터 헤드부(31)로 잉크(33b)를 공급하기 위한 기준 범위의 높이인지 제어부(39)가 판단하는 단계이다.

제어부(39)는 수위감지센서(33a)로부터 얻은 수위조절탱크(33) 내부의 잉 크(33b)의 수위 정보를 바탕으로 수위조절탱크(33)에 잉크를 추가적으로 더 공급할 지 여부를 감지하여야 한다. 따라서, 기준 범위와 수위를 비교하는 단계가 필요하다.

본 실시예에서는 우선 제어부(39)가 수위조절탱크(33)의 잉크(33b)의 수위와 헤드부(31)의 노즐(31c)의 높이차에 해당하는 수두차를 구한다. 이 수두차를 바탕으로 수위조절탱크(33) 내부의 잉크(33b)의 수위가 적절한 기준 범위의 높이를 유지하고 있는 지 여부를 제어부(39)가 판단한다. 이러한 "수두차"가 크면 유로(37a)를 통하여 공급되는 잉크(33b)의 압력이 커지게 된다. 따라서, 이러한 압력에 의해서 자연스럽게 수위조절탱크(33)의 잉크(33b)는 헤드부(31)로 흘러들어가게 된다. 따라서, 헤드부(31)에 원활하게 잉크(33b)를 공급하기 위해서 수위조절탱크(33)에서 일정한 수두차를 이루는 것이 좋다. 한편, 헤드부(31)는 잉크를 일시적으로 보관하는 레저비어(31a), 헤드(31b), 잉크가 토출되는 부분인 노즐(31c)로 구성된다.

S23은 수위가 기준 범위를 벗어나는 경우 제어부(39)가 펌프(36)를 컨트롤하여 잉크를 수위조절탱크(33)에 공급하는 단계이다. 수위의 기준 범위는 적절한 수두차를 이루어 헤드부(31)로 유입되는 잉크의 압력을 유지할 수 있는 범위를 의미한다. 제어부(39)는 수두차와 미리 입력된 기준 범위를 비교하는 방법으로 잉크(33b)를 수위조절탱크(33)에 공급할 지 여부를 결정할 수도 있다. 이러한 범위를 벗어나서 수위조절탱크(33)의 잉크(33b)가 부족할 경우에는 외부로부터 잉크(33b)를 공급받아야 한다. 본 실시예는 잉크탱크(35)의 잉크를 유로(37b)에 결합된 펌프(36)를 이용하여 수위조절탱크(33)에 공급한다. 한편, 유로(37b)에 필터(38a)를 결합하여 잉크에 포함된 불순물을 거를 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 구성으로서, 자연적인 수두차로 수위조절탱크 내부의 잉크를 헤드부에 공급함으로써 유로내에 생기는 공기 방울 등의 생성을 최대한 억제하여 노즐로 균일한 잉크 액적을 토출할 수 있도록 한다.

Claims

노즐을 포함하는 헤드부와;

상기 노즐보다 높은 잉크 수위를 유지하면서 제1 유로를 통하여 상기 헤드부에 상기 잉크를 공급하는 수위조절탱크와;

상기 수위조절탱크의 내부에 말단이 상기 노즐과 같은 높이를 이루도록 결합된 수위감지센서와;

상기 수위감지센서의 신호를 판단하여 외부에서 상기 수위조절탱크의 내부로 상기 잉크를 더 공급할 지 여부를 컨트롤 하는 제어부를 포함하는 잉크 주입 장치.
제1항에 있어서,

상기 수위조절탱크에 제2 유로로 연결되어, 상기 수위조절탱크에 상기 잉크를 공급하는 잉크탱크를 더 포함하는 잉크 주입 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 유로에는 상기 잉크탱크의 잉크를 상기 수위조절탱크로 이동하도록 하는 펌프가 더 결합된 것을 특징으로 하는 잉크 주입 장치.
제1항에 있어서,

상기 헤드부는 상기 유로와 연결되어 있으며, 상기 노즐로 상기 잉크가 토출되기 전에 임시적으로 보관하는 레저비어(reservoir)를 포함하는 잉크 주입 장치.
수위감지센서가 수위조절탱크의 내부에 저장된 잉크의 수위를 감지하여 제어부에 전달하는 단계;

상기 수위가 상기 수위조절탱크로부터 헤드부로 상기 잉크를 공급하기 위한 기준 범위내의 높이인지를 상기 제어부가 판단하는 단계; 및

상기 수위가 상기 기준 범위를 벗어나는 경우 제어부가 펌프를 콘트롤하여 외부로부터 상기 잉크를 상기 수위조절탱크에 공급하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
제5항에 있어서,

상기 공급하는 단계는,

잉크탱크에서 상기 수위조절탱크로 이어지는 유로에 설치된 상기 펌프를 작동하여 상기 수위조절탱크로 상기 잉크를 공급하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.