KR20100078319A - Direct printing type print head - Google Patents

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KR20100078319A
KR20100078319A KR1020080136551A KR20080136551A KR20100078319A KR 20100078319 A KR20100078319 A KR 20100078319A KR 1020080136551 A KR1020080136551 A KR 1020080136551A KR 20080136551 A KR20080136551 A KR 20080136551A KR 20100078319 A KR20100078319 A KR 20100078319A
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김남수
김태훈
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서경대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A direct printing type print head is provided to perform accurate print by using ink of high viscosity. CONSTITUTION: Ink which is supplied from external side is stored in inside of an ink chamber(10). A nozzle which the stored ink is spouted if formed on lower part of the ink chamber. A pressurization member(20) performs up and down in inside of the ink chamber. The pressurization member adds pressure to make ink to be spouted from the nuzzle when the member goes down. A pressure member driving unit makes the pressure member up and down by power of a stepping motor.

Description

직접인쇄방식의 프린트 헤드{Direct printing type print head}Direct printing type print head

본 발명은 기판에 패턴(pattern)을 형성하는 데 이용되는 직접인쇄방식의 프린트 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a direct print type print head used to form a pattern on a substrate.

액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기발광 다이오드(organic light emitting diodes, OLED), 플라즈마 표시장치(plasma display panel, PDP) 등의 제조과정을 살펴보면, 이전에는 대부분이 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 기판에 패턴을 형성하였으나, 포토리소그래피 공정은 복잡한 데다 오염물질이 많이 발생된다는 단점이 있어, 현재는 대개 직접인쇄방식을 이용하여 패턴을 형성하고 있다.Looking at the manufacturing process of liquid crystal displays (LCDs), organic light emitting diodes (OLEDs), plasma display panels (PDPs), and the like, most of them were previously performed by photolithography. Although the pattern is formed on the substrate, the photolithography process has a disadvantage that it is complicated and generates a lot of contaminants. Currently, the pattern is formed by a direct printing method.

이와 관련하여, 주로 저가의 프린터에 적용되던 잉크젯(ink-jet) 인쇄기술이 LCD, OLED, PDP 등의 제조혁신을 주도하고 있는데, 그 이유는 무엇보다도 경제적이기 때문으로, 해당 업계에서는 제조공정을 기존 13~16단계에서 3이나 4단계로 단축할 수 있고 고가의 포토 관련 장비를 사용하지 않아 제조원가를 10~30% 낮출 수 있 을 것으로 예상하고 있다.In this regard, ink-jet printing technology, which was mainly applied to low-cost printers, is leading the manufacturing innovation of LCD, OLED, PDP, etc., because the economy is, above all, the manufacturing process in the industry. It is expected to reduce the manufacturing cost by 10 ~ 30% by reducing the cost from 3 ~ 4 steps from the existing 13 ~ 16 steps and not using expensive photo equipment.

잉크젯은 피에조(piezo) 방식을 이용하여 잉크를 작은 물방울(droplet) 형태로 분출하는데, 이때 잉크의 분출은 압전소자에 전기가 공급되면 이 압전소자가 변형되면서 밀어내는 식으로 이루어진다. 그러나 이러한 방식은 고점도의 잉크를 이용하는 경우 노즐(nozzle)이 막힐 우려가 있고, 분출되는 잉크의 양이 일정하지 않은 데다 물방울 형태로 분출되어 인쇄 패턴의 크기를 조절하는 데 한계가 있으므로 피코-스케일(pico-scale)의 인쇄가 어렵다는 문제점이 있었다. 또, 저점도(약 5cP 이하)의 잉크만을 이용할 수 있어 유연성 있는 기판에 인쇄하는 것이 곤란하고, 아울러 5㎛ 이상의 후막을 형성하는 것도 쉽지 않았다.Inkjet ejects ink in the form of droplets using a piezo method, wherein the ink is ejected by deforming the piezoelectric element when electricity is supplied to the piezoelectric element. However, this method may cause nozzles to be clogged when using high-viscosity ink, and the amount of ink ejected is not constant and the droplets are ejected in the form of droplets, which limits the size of the print pattern. pico-scale printing is difficult. In addition, only low-viscosity (about 5 cP or less) ink can be used, and it is difficult to print on a flexible substrate, and it is also difficult to form a thick film of 5 mu m or more.

피에조 방식과 유사한 것으로는 에어로졸(aerosol) 방식이 있다. 이 에어로졸 방식에서의 잉크 분출은 용액 속에 분산되어 있는 입자를 기계적인 교반이나 초음파 등에 의하여 부양시킨 후 노즐에 압력을 가하면 이루어지는바, 플라스틱 기판 따위에 패턴을 형성할 시 접착력이 높다는 장점이 있다. 그러나 이는 노즐에 입자가 쌓이면서 분출되는 잉크의 양이 변화되고, 이에 따라 정확한 양을 분출할 수 없게 되는 문제점이 있었다.Similar to the piezo method is an aerosol method. The ink ejection in the aerosol method is made by applying the pressure to the nozzle after raising the particles dispersed in the solution by mechanical stirring, ultrasonic waves, etc., there is an advantage that the adhesive strength is high when forming a pattern on the plastic substrate. However, the amount of ink ejected as the particles accumulate in the nozzle is changed, and thus there is a problem that the correct amount cannot be ejected.

본 발명은 고점도의 잉크를 이용하여 정밀하게 인쇄할 수 있는 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a printhead of a direct printing method capable of precisely printing using high viscosity ink.

본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 외부로부터 공급되는 잉크가 저장되고 하단에 이 저장된 잉크가 분출되는 노즐이 마련된 잉크 챔버, 상기 잉크 챔버 속에서 승강운동을 하고 하강 시 상기 노즐에서 잉크가 분출되도록 압력을 가하는 가압부재, 입력되는 펄스의 수에 대응하여 한 스텝씩 운동하는 스테핑 모터의 동력으로 상기 가압부재를 승강시키는 가압부재 구동수단을 포함하는 직접인쇄방식의 프린트 헤드가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an ink chamber in which ink supplied from the outside is stored inside and a nozzle for ejecting the stored ink is provided at the bottom thereof, so that the ink is ejected from the nozzle when lifting and lowering in the ink chamber. There is provided a printhead of a direct printing method including a pressurizing member for applying pressure and a pressurizing member driving means for lifting and lowering the pressurizing member with the power of a stepping motor that moves step by step in response to the number of input pulses.

여기에서, 상기 모터는 회전형 스테핑 모터이고, 상기 가압부재 구동수단은 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환, 상기 가압부재에 전하는 동력전달기구를 포함할 수 있다. 그리고 상기 동력전달기구는 상기 모터의 축과 가압부재에 양단이 각각 연결된 스크루 축, 이 스크루 축에 결합된 너트부재를 포함하고, 상기 너트부재는 주변의 구성물에 장착될 수 있다. 또, 상기 스크루 축의 리드는 1 내지 3㎜이고, 상기 모터는 800 내지 3,200 펄스 입력 시 1회전하는 것일 수 있다.Here, the motor is a rotational stepping motor, and the pressing member driving means may include a power transmission mechanism for converting the rotational movement of the motor into a linear movement, to transmit to the pressing member. The power transmission mechanism may include a screw shaft connected at both ends to the shaft and the pressing member of the motor, and a nut member coupled to the screw shaft, wherein the nut member may be mounted to a peripheral component. In addition, the lead of the screw shaft is 1 to 3mm, the motor may be one rotation at 800 to 3,200 pulse input.

또한, 상기 잉크 챔버의 둘레에는 잉크 주입구가 마련되고, 상기 잉크 주입구에는 역류방지수단이 설치될 수 있다.In addition, an ink injection hole may be provided around the ink chamber, and a backflow preventing means may be installed in the ink injection hole.

한편, 상기 모터는 직선형 스테핑 모터이며 상기 가압부재와 직접 연결될 수 도 있다.On the other hand, the motor is a linear stepping motor may be directly connected to the pressing member.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 나타내는 사시도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1의 단면도로, 이 도 1, 2a, 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드는 하단에 노즐(12)이 마련된 잉크 챔버(ink chamber)(10), 이 잉크 챔버(10) 속에서 승강운동을 하는 가압부재(20), 이 가압부재(20)를 승강시키는 가압부재 구동수단(30)을 포함한다.1 is a perspective view showing a printhead of a direct printing method according to a first embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a cross-sectional view of Figure 1, as shown in Figures 1, 2a, 2b, the present invention The print head of the direct printing method according to the first embodiment of the present invention includes an ink chamber 10 having a nozzle 12 at a lower end thereof, a pressurizing member 20 that moves up and down within the ink chamber 10, And pressing member driving means 30 for elevating the pressing member 20.

잉크 챔버(10)는 원통 부분(10a) 및 이 원통 부분(10a)의 하단에 일체형으로 마련된 직원뿔 형상의 원추 부분(10b)에 의하여 상하로 길고 그 속이 빈 구조를 가진다. 원통 부분(10a)은 내경이 일정하고, 아울러 상단의 적어도 일부분이 개방되도록 형성된다. 원추 부분(10b)은 그 내부가 하단 측으로 갈수록 점차 축소되도록 형성되고, 그 끝에 노즐(12)이 배치된다.The ink chamber 10 has a long and hollow structure up and down by a cylindrical portion 10a and a cone-shaped cone portion 10b integrally provided at the lower end of the cylindrical portion 10a. The cylindrical portion 10a is formed such that the inner diameter is constant and at least a portion of the upper end is opened. The cone portion 10b is formed such that its inside gradually shrinks toward the lower side, and the nozzle 12 is disposed at the end thereof.

원통 부분(10a)의 둘레에는 잉크 주입구(14)가 적어도 한 개 형성되는데, 이 잉크 주입구(14)에는 잉크 공급라인(40)이 연결된다. 잉크 공급원(도시되지 않음)으로부터 제공되는 잉크는 이 잉크 공급라인(40)을 따라 수송되어 잉크 챔버(10)의 내부에 저장된다.At least one ink injection hole 14 is formed around the cylindrical portion 10a, and an ink supply line 40 is connected to the ink injection hole 14. Ink provided from an ink source (not shown) is transported along this ink supply line 40 and stored inside the ink chamber 10.

가압부재(20)는 잉크 챔버(10) 속에서 미끄럼이동이 가능한 크기로 이루어지고, 바람직하게는 원추 부분(10b)의 내부와 동일 또는 유사하도록 형성된다. 이러한 가압부재(20)는 가압부재 구동수단(30)에 의하여 하강 시 잉크 챔버(10)에 저장된 잉크에 압력을 가하고, 이에 따라 노즐(12)에서는 잉크 챔버(10)에 저장된 잉크가 분출된다.The pressing member 20 is made of a size that can be slid in the ink chamber 10, and is preferably formed to be the same as or similar to the inside of the cone portion 10b. The pressurizing member 20 pressurizes the ink stored in the ink chamber 10 when descending by the pressurizing member driving means 30, and thus the ink stored in the ink chamber 10 is ejected from the nozzle 12.

도시된 바는 없으나, 가압부재(20)는 그 둘레를 따라 홈이 적어도 하나 형성될 수 있고, 이 가압부재(20)의 홈에는 잉크 챔버(10)와 가압부재(20) 사이의 기밀을 유지하는 링이 끼워질 수 있다.Although not shown, the pressing member 20 may have at least one groove formed along the circumference thereof, and the groove of the pressing member 20 maintains airtight between the ink chamber 10 and the pressing member 20. The ring can be fitted.

가압부재 구동수단(30)은 모터(32) 및 이 모터(32)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 가압부재(20)에 이 가압부재(20)가 승강되도록 전달하는 동력전달기구를 포함한다.The pressure member driving means 30 includes a motor 32 and a power transmission mechanism for converting the rotational movement of the motor 32 into a linear motion and transmitting the pressure member 20 to the pressure member 20 to be lifted. .

모터(32)는 입력되는 펄스(pulse)의 수에 대응하여 일정한 각도(즉, 스텝각)씩 회전하는 회전형의 스테핑 모터(rotary stepping motor)인데, 이 회전형의 스테핑 모터로는 800 내지 3,200 펄스 입력 시 1회전하며 그 최대토크(maximum torque)는 10 내지 600N·m인 것을 적용하였다. 참고로, 800 펄스가 입력된 때 1회전한다는 것은 스텝각이 0.45˚라는 것을 의미하고, 3,200 펄스 입력 시 1회전한다는 것 은 스텝각이 0.1125˚라는 것을 의미한다.The motor 32 is a rotary stepping motor that rotates by a predetermined angle (ie, step angle) in correspondence to the number of pulses to be input. The rotating stepping motor includes 800 to 3,200. One rotation at the time of pulse input and the maximum torque was applied to 10-600 Nm. For reference, one rotation when 800 pulses are input means that the step angle is 0.45 °, and one rotation when 3,200 pulses is input means that the step angle is 0.1125 °.

동력전달기구는 커플링(coupling)과 같은 연결수단에 의하여 양쪽의 끝 부분 중 한쪽이 모터(32)와 연결되어 이 모터(32)의 회전력으로 회전하는 일직선형의 스크루 축(screw shaft)(34), 이 스크루 축(34)과 나사짝(screw pair)을 이루는 너트부재(36)를 포함한다.The power transmission mechanism has a straight screw shaft 34 in which one of both ends is connected to the motor 32 by a connecting means such as a coupling, and rotates by the rotational force of the motor 32. And a nut member 36 forming a screw pair with the screw shaft 34.

여기에서, 모터(32)는 잉크 챔버(10)의 상측에 위치된다. 그리고 스크루 축(34)은 그 양쪽의 끝 부분 중 다른 쪽이 잉크 챔버(10)의 개방 부분(즉, 원통 부분(10a)의 개방된 상단)을 통하여 가압부재(20)와 연결되고, 너트부재(36)는 잉크 챔버(10)의 상단 측에 체결수단에 의하여 견고히 장착된다.Here, the motor 32 is located above the ink chamber 10. The screw shaft 34 is connected to the pressing member 20 through the open portion of the ink chamber 10 (that is, the open upper end of the cylindrical portion 10a) of the other end of both ends thereof, and the nut member. 36 is firmly mounted to the upper end side of the ink chamber 10 by the fastening means.

또한, 나사짝을 이루는 스크루 축(34)과 너트부재(36)는 스크루 축(34)이 모터(32)에 의하여 1회전 시 1 내지 3㎜ 이동하도록 구성된다. 즉, 스크루 축(34)의 리드(lead)는 1 내지 3㎜인 것이다.In addition, the screw shaft 34 and the nut member 36 which make up a screw thread are comprised so that the screw shaft 34 may move 1 to 3 mm at 1 rotation by the motor 32. That is, the lead of the screw shaft 34 is 1-3 mm.

위 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드는 그 모터(32)를 작동시키면 스크루 축(34)이 회전하고, 너트부재(36)가 고정되어 있기 때문에 스크루 축(34)이 마치 피스톤(piston)이 운동하듯이 상승하거나 하강하며, 이에 따라 가압부재(20)가 이 스크루 축(34)과 함께 승강된다.In the printhead of the direct printing method according to the first embodiment of the present invention, the screw shaft 34 rotates when the motor 32 is operated, and the screw shaft 34 is fixed because the nut member 36 is fixed. This piston rises or descends as if the piston is moving, and thus the pressing member 20 is lifted together with the screw shaft 34.

가압부재(20)를 상승시킨 상태에서, 잉크 챔버(10)에 잉크를 저장한 후 가압부재(20)를 하강시키면, 잉크 챔버(10)에 저장된 잉크는 노즐(12)을 통하여 분출되기 시작한다. 이때, 모터(32)는 800 내지 3,200 펄스 입력 시 1회전하는 회전형의 스테핑 모터인 데다 스크루 축(34)의 리드는 1 내지 3㎜이므로, 가압부재(20)는 초정밀단위로 이동되고,(예를 들어, 모터가 800 펄스 입력 시 1회전하고 스크루 축의 리드가 3㎜라면, 스크루 축은 1스텝각(0.45˚)당 0.00375㎜씩 이동한다) 모터(32)의 최대토크는 10 내지 600N·m이므로 잉크로서 고점도(약 5cP 이상)의 잉크를 이용하더라도 잉크가 막힘없이 원활하게 분출된다. 즉, 정확한 위치에 정확한 양의 잉크를 분출할 수 있는 것이다.When the pressure member 20 is raised and the ink is stored in the ink chamber 10 and then the pressure member 20 is lowered, the ink stored in the ink chamber 10 begins to be ejected through the nozzle 12. . At this time, since the motor 32 is a stepping motor of a rotary type that rotates once when 800 to 3,200 pulses are input, and the lead of the screw shaft 34 is 1 to 3 mm, the pressing member 20 is moved in ultra-precision units. For example, if the motor rotates once at 800 pulse inputs and the lead of the screw shaft is 3 mm, the screw shaft moves by 0.00375 mm per one step angle (0.45 °). The maximum torque of the motor 32 is 10 to 600 Nm. Therefore, even when a high viscosity (about 5 cP or more) ink is used as the ink, the ink is ejected smoothly without clogging. That is, the correct amount of ink can be ejected at the correct position.

도 2a와 도 2b에서, 설명되지 않은 도면부호 25는 잉크 주입구(14)에 설치되어 이 잉크 주입구(14)를 개폐하는 역류방지수단인데, 이 역류방지수단(25)은 일례로 체크밸브(check valve)일 수 있다. 이러한 역류방지수단(25)은, 잉크 공급라인(40)을 따라 수송되는 잉크가 잉크 챔버(10)의 내부로 유입될 수는 있으나, 반대로 잉크 챔버(10)에 저장되어 있는 잉크(10)가 잉크 공급라인(40)으로 유입될 수는 없게 한다. 즉, 역류방지수단(25)은 가압부재(20)에 의한 잉크 분출 시 잉크가 잉크 공급라인(40)으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.In FIG. 2A and FIG. 2B, reference numeral 25, which is not described, is a backflow preventing means installed in the ink inlet 14 to open and close the ink inlet 14, and the backflow preventing means 25 is a check valve as an example. valve). The non-return means 25 may allow the ink transported along the ink supply line 40 to flow into the ink chamber 10. However, the ink 10 stored in the ink chamber 10 may be reversed. It cannot be introduced into the ink supply line 40. That is, the backflow prevention means 25 serves to prevent ink from flowing into the ink supply line 40 when ink is ejected by the pressing member 20.

한편, 살펴본 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드가 적용되는 인쇄기기는 복수 개의 프린트 헤드, 이 프린트 헤드를 X-Y-Z축 방향으로 각각 이동시키는 헤드 구동장치, 이 헤드 구동장치의 작동을 컨트롤하는 제어장치를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제어장치는 우선 하나의 프린트 헤드가 인쇄작업을 행하도록 하고, 이 프린트 헤드의 잉크가 다 소모되어 충전하는 동안에 는 다른 프린트 헤드가 인쇄작업을 이어서 하도록 제어한다. 이렇게 하면 잉크 충전시간 동안 인쇄작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, the printing apparatus to which the print head of the direct printing method according to the first embodiment of the present invention is applied includes a plurality of print heads, a head driving device for moving the print head in the XYZ axis direction, and the head driving device. It can be configured to include a control unit for controlling the operation of the. At this time, the controller first allows one printhead to perform a print job, and controls the other printhead to continue the print job while the ink in the printhead is used up and is being charged. This prevents print jobs from being delayed during the ink filling time.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 나타내는 단면도로, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드는 제1실시예와 비교하여 볼 때 기타 구성 및 작용효과는 모두 동일한 것에 대하여, 가압부재(20-1)의 승강운동에 따라 이 가압부재(20-1)와 잉크 챔버(10) 사이의 간격이 변경되도록 구성되고, 가압펌프(도시되지 않음)를 더 포함한다는 점이 상이하다. 이를 설명하면 다음과 같다.3 is a cross-sectional view illustrating a print head of a direct printing method according to a second embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the print head of the direct printing method according to the second embodiment of the present invention is different from that of the first embodiment. In comparison, the other configuration and the effect are all the same, the space between the pressing member 20-1 and the ink chamber 10 is changed in accordance with the lifting movement of the pressing member 20-1, The difference is that it further comprises a pressure pump (not shown). This is described as follows.

가압부재(20-1)는 그 둘레가 원통 부분(10a)의 내경에 비하여 작도록 형성되고, 그 하부가 원추 부분(10b)의 내부와 대응하도록 동일형상으로 형성된다. 그리고 가압펌프는 잉크 공급원으로부터의 잉크를 잉크 챔버(10)에 일정한 압력(즉, 잉크를 분출시키기 위하여 가압부재와 가압부재 구동수단이 가하는 세기의 압력)으로 공급함으로써 잉크가 노즐(12)을 통하여 공급 즉시 막힘없이 분출되게 한다. 따라서 가압부재(20-1)를 원추 부분(10b)에 위치시킨 후, 가압펌프에 의하여 잉크를 공급하면, 잉크는 가압부재(20-1)와 원추 부분(10b) 사이를 경유, 노즐(12)을 통하여 분출된다. 이때, 분출되는 잉크의 양은 가압부재(20-1)와 원추 부분(10b) 사이 간격에 따라 변경된다.The pressing member 20-1 is formed so that its circumference is smaller than the inner diameter of the cylindrical part 10a, and is formed in the same shape so that the lower part may correspond with the inside of the cone part 10b. The pressurizing pump supplies ink from the ink supply source to the ink chamber 10 at a constant pressure (that is, a pressure of the force applied by the pressurizing member and the pressurizing member driving means to eject the ink) so that the ink passes through the nozzle 12. Allow for immediate spontaneous ejection. Therefore, when the pressurizing member 20-1 is positioned in the cone portion 10b and then ink is supplied by the pressurizing pump, the ink passes through the pressurizing member 20-1 and the cone portion 10b and passes through the nozzle 12. Squirt through At this time, the amount of ink ejected is changed in accordance with the interval between the pressing member 20-1 and the cone portion 10b.

이러한 제2실시예에 의하면, 잉크의 분출은 ①가압부재(20-1)와 가압부재 구동수단(30)에 의한 방식과 ②가압부재(20-1)와 가압펌프에 의한 방식 중 어느 하나 를 선택하여 이룰 수 있다. 물론, 이 두 방식을 병행할 수도 있겠다.According to this second embodiment, the ink is ejected by any of the following methods: ① by the pressure member 20-1 and the pressure member driving means 30 and ② by the pressure member 20-1 and the pressure pump. It can be achieved by choice. Of course, these two methods can be combined.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 적용하여 인쇄한 결과에 대한 도면 대용 사진으로, 도 4a는 잉크로서 점도가 100,000cP인 것을 이용하고, 가압부재 구동수단(30) 또는 가압펌프에 의하여 잉크의 분출압력을 8 내지 15psi로 조절하여 기판에 일정한 형상의 패턴을 형성하여 본 것을 나타낸다.Figures 4a to 4c is a photograph substitute for the result of printing by applying the print head of the direct printing method according to the present invention, Figure 4a uses a viscosity of 100,000 cP as ink, the pressure member driving means 30 Alternatively, the ejection pressure of the ink is adjusted to 8 to 15 psi by a pressure pump to form a pattern of a predetermined shape on the substrate.

도 4b에 도시된 바와 같이, 도 4a의 결과물은 유연성 있는 기판에 패턴을 형성한 것이고, 인쇄된 패턴이 매우 미세하고 정밀함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4B, the result of FIG. 4A is a pattern formed on a flexible substrate, and it can be seen that the printed pattern is very fine and precise.

도 4c는 도 4a에 나타낸 결과물의 일부분을 확대한 것으로, 이 도 4c에 도시된 바와 같이 결과물은 50㎛ 간격의 도트(dot)로 형성된 입체적인 패턴이고, 본 발명은 고점도의 잉크로 이처럼 세밀한 입체패턴을 인쇄할 수 있다.FIG. 4C is an enlarged portion of the resultant shown in FIG. 4A. As shown in FIG. 4C, the resultant is a three-dimensional pattern formed of dots having a 50 μm interval, and the present invention is such a detailed three-dimensional pattern with high viscosity ink. You can print

본 발명은 회전형의 스테핑 모터를 포함하는 가압부재 구동수단(30) 또는 가압부재(20-1)와 원추 부분(10b) 사이의 간격조절에 의하여 노즐(12)을 통한 잉크의 분출량을 정밀하게 제어, 고점도의 잉크로 피코-스케일의 미세인쇄 및 입체인쇄가 가능하다. 또, 이를 이용, 전투용 헬멧의 안테나와 같은 3차원형상의 패턴을 인쇄할 수 있을 뿐만 아니라 유연성 있는 기판에도 인쇄가 가능하므로 RFID-태그, e-페이퍼 등 그 응용범위를 확대할 수 있고, 저비용으로 장비의 소형화를 촉진할 수 있다.According to the present invention, the ejection amount of ink through the nozzle 12 is precisely adjusted by adjusting the gap between the pressing member driving means 30 or the pressing member 20-1 and the cone portion 10b including the rotating stepping motor. In this way, it is possible to control pico-scale microscopic and three-dimensional printing with a highly viscous ink. In addition, it is possible to print not only three-dimensional patterns such as antennas of combat helmets, but also to flexible substrates, so that the application range of RFID tags, e-papers, etc. can be expanded, and the cost is low. This can promote the miniaturization of equipment.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.The present invention has been described above, but the present invention is not limited to the embodiments disclosed in the present specification and the accompanying drawings, and those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention (a general knowledge in the technical field to which the present invention belongs). Can be variously modified.

예를 들어, 동력전달기구는 스크루 축(34)과 너트부재(36) 사이에 복수 개의 볼이 개재된 볼 스크루(ball screw)일 수도 있다.For example, the power transmission mechanism may be a ball screw with a plurality of balls interposed between the screw shaft 34 and the nut member 36.

또한, 가압부재 구동수단(30)의 경우에는 동력전달기구 없이 구성될 수도 있는데, 이 경우의 모터(32)는 직선운동을 하는 이동자를 가지는 직선형 스테핑 모터(linear stepping motor)이며 가압부재(20)(20-1)와 직접 연결되어 이 가압부재(20)(20-1)를 승강시킨다.In addition, in the case of the pressing member driving means 30 may be configured without a power transmission mechanism, in this case, the motor 32 is a linear stepping motor (linear stepping motor) having a linear movement of the pressing member (20) It is directly connected to 20-1 to elevate the pressing members 20 and 20-1.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a print head of a direct printing method according to a first embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 단면도로, 도 2a는 가압부재가 상승된 상태를 나타내고, 도 2b는 가압부재가 하강된 상태를 나타낸다.2A and 2B are cross-sectional views of FIG. 1, FIG. 2A shows a state in which the pressing member is raised, and FIG. 2B shows a state in which the pressing member is lowered.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a printhead of a direct printing method according to a second embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 직접인쇄방식의 프린트 헤드를 적용하여 인쇄한 결과를 나타내는 도면 대용 사진이다.4A to 4C are photographs showing the results of printing by applying the print head of the direct printing method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 잉크 챔버 12 : 노즐10: ink chamber 12: nozzle

20, 20-1 : 가압부재 30 : 가압부재 구동수단20, 20-1: pressing member 30: pressing member driving means

32 : 모터(스테핑 모터) 34 : 스크루 축32: motor (stepping motor) 34: screw shaft

36 : 너트부재36: nut member

Claims (6)

내부에 외부로부터 공급되는 잉크가 저장되고 하단에 이 저장된 잉크가 분출되는 노즐이 마련된 잉크 챔버,An ink chamber in which ink supplied from the outside is stored and a nozzle for ejecting the stored ink is provided at the bottom thereof; 상기 잉크 챔버 속에서 승강운동을 하고 하강 시 상기 노즐에서 잉크가 분출되도록 압력을 가하는 가압부재,A pressurizing member which moves up and down in the ink chamber and applies pressure to eject ink from the nozzle when the ink is lowered; 입력되는 펄스의 수에 대응하여 한 스텝씩 운동하는 스테핑 모터의 동력으로 상기 가압부재를 승강시키는 가압부재 구동수단을 포함하는 직접인쇄방식의 프린트 헤드.And a pressurizing member driving means for raising and lowering the pressurizing member with the power of a stepping motor moving by one step corresponding to the number of input pulses. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 모터는 회전형 스테핑 모터이고,The motor is a rotary stepping motor, 상기 가압부재 구동수단은 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환, 상기 가압부재에 전하는 동력전달기구를 포함하는 직접인쇄방식의 프린트 헤드.The pressing member driving means converts the rotational movement of the motor into a linear movement, the direct printing method of the print head including a power transmission mechanism for transmitting to the pressing member. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 동력전달기구는 상기 모터의 축과 가압부재에 양단이 각각 연결된 스크루 축, 이 스크루 축에 결합된 너트부재를 포함하고,The power transmission mechanism includes a screw shaft connected to both ends of the shaft and the pressing member of the motor, the nut member coupled to the screw shaft, 상기 너트부재는 주변의 구성물에 장착된 직접인쇄방식의 프린트 헤드.The nut member is a print head of the direct printing method mounted on the surrounding components. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 스크루 축의 리드는 1 내지 3㎜이고,The lead of the screw shaft is 1-3mm, 상기 모터는 800 내지 3,200 펄스 입력 시 1회전하는 직접인쇄방식의 프린트 헤드.The motor is a print head of the direct printing method that rotates one rotation at 800 to 3,200 pulse input. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 잉크 챔버의 둘레에는 잉크 주입구가 마련되고,An ink injection hole is provided around the ink chamber, 상기 잉크 주입구에는 역류방지수단이 설치된 직접인쇄방식의 프린트 헤드.The ink injection port is a direct printing method of the printhead is provided with a backflow prevention means. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 모터는 직선형 스테핑 모터이며 상기 가압부재와 직접 연결된 직접인쇄방식의 프린트 헤드.The motor is a straight stepping motor and a direct printing method of the print head directly connected to the pressing member.
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