KR20130035527A

KR20130035527A - 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치

Info

Publication number: KR20130035527A
Application number: KR1020110099871A
Authority: KR
Inventors: 임상철; 양용석; 안성덕; 조경익
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-09
Also published as: US9044964B2; US20130081570A1

Abstract

본 발명의 마이크로 볼펜은 기존의 프린팅 방법에서 힘든 직선, 사선, 곡선 및 파선 등을 직접 인쇄한다. 마이크로 볼펜은 코킹부, 하나 이상의 내측돌기부, 및 신장 또는 수축이 가능한 신축부를 포함하는 팁본체, 상기 코킹부와 상기 내측돌기부 사이에 위치하고, 인쇄 대상과 접촉하여 구르면서 잉크를 상기 인쇄 대상에 토출시키는 볼, 상기 볼을 상기 코킹부쪽으로 가압하여 상기 코킹부와 상기 볼 사이에 잉크유출간극을 형성하는 지지바, 및 상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 잉크유출간극을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

마이크로 볼펜 및 프린팅 장치 {MICRO BALLPOINT PEN AND PRINTING APPARATUS}

본 발명은 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직접 접촉으로 인쇄하는 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자소자 등을 제조하기 위해서는 미세하고 정교한 인쇄가 요구되고, 그러한 인쇄방식으로 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing), 스크린 프린팅(Screen Printing), 오프셋(Offset), 플렉소그라피(Flexography) 및 그라비아(Gravure) 등이 연구되고 있다. 그리고, 이러한 인쇄방식이 적용되는 응용 범위는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Device, OLED), 유기박막트랜지스터(Organic Thin Film Transistors, OTFTs) 등과 같은 평판 디스플레이 분야부터 전자종이(E-Paper) 등과 같은 플렉서블 디스플레이 분야, 금속 배선 등과 같은 인쇄 전자공학(Printed Electronics) 분야, 바이오 전자소자(Bio-Electronics) 등과 같은 다양한 분야로 점차 확대되고 있다.

잉크젯 프린팅은 잉크의 미세한 액적(droplet)을 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정의 화상을 인쇄하는 방법으로 잉크 액적이 원하는 위치에 정확히 도달하기 힘들고, 인쇄 두께의 범위가 제한되며, 잉크가 번지기 쉽고, 연속선의 인쇄가 어려운 단점을 안고 있다. 그리고 스크린 프린팅, 오프셋, 플렉소그라피, 그라비아 방법들은 모두 제판이 필요하고, 그에 따른 잉크의 소비가 많고, 제한된 해상도를 갖는 단점이 있다.

점이나 면의 인쇄방식이 아닌, 선(Line)의 인쇄방식으로 근접장 전기방사법(Near-Field Electro Spinning)이 있다. 근접장 전기방사법은 직선을 긋기 위해 고전압의 전기장(High Electric Field)을 사용해야 하고, 파선(Dashed Line)의 구현이 어려우며, 선의 끝(End)에 중배(Bulge)가 발생하고, 다양한 종류의 잉크를 적용하는 것에 한계가 있다. 그리고, 전기장의 왜곡에 민감하기 때문에, 멀티노즐을 사용하여 인쇄하는 경우 간섭현상이 발생하는 것을 막기 힘들다.

이 외에 종래 원자단위의 미세구조를 측정하는 장치인 원자현미경(Atomic Force Microscope, AFM)를 개량한 딥펜(Dip-Pen) 또는 나노 파운틴펜(Nano Fountain-Pen) 방법이 있지만, 장치의 가격이 매우 높고, 넓은 면적의 구현이 힘든 단점이 있다.

지금까지, 정밀한 인쇄전자 장치의 제작에 볼펜을 이용한 예가 없었다. 그 이유는 볼과 볼펜 팁 사이에서 볼이 구를 때 잉크가 흘러나오는 볼 갭(Ball Gap)에 대한 정밀한 제어가 어렵기 때문이다. 즉, 잉크의 토출량을 정확히 제어 할 수 없다. 정밀한 인쇄를 위해서는 볼 갭, 볼이 지면을 누르는 압력, 계면에서의 마찰력, 구를 때의 볼의 회전수 등이 미세하게 조절되어야 한다.

본 발명의 목적은 기존의 프린팅 방법에서 힘든 직선, 사선, 곡선 및 파선 등을 직접 인쇄하는 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 볼과 볼 갭의 크기에 따라 마이크로 단위의 폭을 가지는 선을 직접 인쇄하는 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 쉐도우 마스크나 제판 없이 복잡한 선 또는 도형의 에지(Edge)를 정확하게 직접 인쇄하는 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 잉여의 잉크 소비가 감소되는 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 볼펜은 코킹부, 하나 이상의 내측돌기부, 및 신장 또는 수축이 가능한 신축부를 포함하는 팁본체, 상기 코킹부와 상기 내측돌기부 사이에 위치하고, 인쇄 대상과 접촉하여 구르면서 잉크를 상기 인쇄 대상에 토출시키는 볼, 상기 볼을 상기 코킹부쪽으로 가압하여 상기 코킹부와 상기 볼 사이에 잉크유출간극을 형성하는 지지바, 및 상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 잉크유출간극을 제어하는 제어부를 포함한다.

실시 예로서, 상기 신축부는 신축성 전극 및 압전 엑츄에이터(Piezo-electric Actuator)를 포함하고, 상기 압전 엑츄에이터는 상기 신축성 전극에 둘러싸여 있고, 상기 신축성 전극을 통해서 전달되는 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어진다.

실시 예로서, 상기 신축부는 상기 팁본체의 측면에 한 개 이상 형성되고, 상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고, 상기 지지바의 상단의 측면은 상기 신축부 내측에 접촉하고, 상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고, 상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어된다.

실시 예로서, 상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 지지바 상단은, 상기 잉크가 상기 볼의 표면에 도달할 수 있는 구멍을 포함한다.

실시 예로서, 상기 신축부는 상기 지지바의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성되고, 상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고, 상기 지지바의 상단은 상기 신축부 내측에 접촉하고, 상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고, 상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어된다.

실시 예로서, 상기 신축부는 변형 가능한 압전 물질, 전극 및 멤브레인(Membrane)을 포함하고, 상기 압전 물질은 상기 전극을 통해서 전달되는 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이면서 상기 멤브레인을 가압한다.

실시 예로서, 상기 신축부는 상기 신축부는 상기 지지바의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성되고, 상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고, 상기 지지바의 상단은 상기 멤브레인에 접촉하고, 상기 멤브레인은 상기 압전 물질의 가압에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고, 상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어된다.

본 발명의 실시 예에 따른 프린팅 장치는 인쇄 대상이 탑재되는 스테이지, 상기 인쇄 대상에 잉크를 토출하는 마이크로 볼펜, 및 상기 스테이지 및 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 마이크로 볼펜은, 코킹(Caulking)부, 하나 이상의 내측돌기부, 및 상기 제어부에 따라 신장 또는 수축이 가능한 신축부를 포함하는 팁본체, 상기 코킹부와 상기 내측돌기부 사이에 위치하고, 인쇄 대상과 접촉하여 구르면서 잉크를 상기 인쇄 대상에 토출시키는 볼, 및 상기 볼을 상기 코킹부쪽으로 가압하여 상기 코킹부와 상기 볼 사이에 잉크유출간극을 형성하는 지지바를 포함한다.

실시 예로서, 상기 제어부는 상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 포함한다.

실시 예로서, 상기 신축부는 신축성 전극 및 압전 엑츄에이터를 포함하고, 상기 압전 엑츄에이터는 상기 신축성 전극에 둘러싸여 있고, 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지고, 상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고, 상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어된다.

실시 예로서, 상기 신축부는 변형 가능한 압전 물질, 전극 및 멤브레인을 포함하고, 상기 압전 물질은 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이면서 상기 멤브레인을 가압하고, 상기 멤브레인은 상기 압전 물질의 가압에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고, 상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어된다.

실시 예로서, 상기 제어부는 상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 마이크로 볼펜 제어부, 및 상기 스테이지의 동작을 제어하는 스테이지 제어부를 포함한다.

실시 예로서, 상기 제어부의 제어신호에 따라 마이크로 볼펜에 잉크를 공급하는 잉크공급부를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 제어부는 상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 마이크로 볼펜 제어부, 상기 스테이지의 동작을 제어하는 스테이지 제어부, 및 상기 잉크공급부를 제어하는 잉크공급제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 마이크로 볼펜 및 프린팅 장치는 기존의 프린팅 방법에서 힘든 직선, 사선, 곡선 및 파선 등을 직접 인쇄할 수 있다. 볼과 볼 갭의 크기에 따라 마이크로 단위의 폭을 가지는 선을 직접 인쇄할 수 있다. 쉐도우 마스크나 제판 없이 복잡한 선 또는 도형의 에지(Edge)를 정확하게 직접 인쇄할 수 있다. 잉여의 잉크 소비가 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜의 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜에 포함된 볼 및 지지바를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜에 포함된 볼의 외경 및 볼 갭에 따라 인쇄되는 선 폭을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프린팅 장치를 구체적으로 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다.
도 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다.

앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명들은 모두 청구된 발명의 부가적인 설명을 제공하기 위한 예시적인 것이다. 그러므로 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우에, 이는 그 외의 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 여기에서 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 마이크로 볼펜(100)은 제어부(110), 팁본체(120), 지지바(130) 및 볼(140)을 포함한다.

팁본체(120)는 코킹부(124), 내측돌기부(123) 및 신축부(125)를 포함한다.

코킹부(124)는 팁본체(120)에 포함되는 볼(140)이 외부로 빠져 나오지 못하도록 한다. 이를 위해서 팁본체(120)의 일단에서 내측으로 구부려 형성된다. 코킹부(124)는 볼(140)과 함께 잉크유출간극을 형성한다. 볼(140)이 외부로 빠져 나오지 못하기 위해서 코킹부(124)의 내경은 볼(140)의 외경보다 작다.

내측돌기부(123)는 팁본체(120)의 내측면 및 코킹부(124)의 후방에 위치한다. 내측돌기부(123)는 볼(140)을 코킹부(124)쪽으로 가압하는 지지바(130)가 위쪽으로 많이 올라가더라도 볼(140)이 위쪽으로 일정한 높이 이상 이동하는 것을 제한한다.

신축부(125)는 제어 신호에 응답하여 일정한 비율로 신장 또는 수축이 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에서, 신축부(125)는 팁본체(120)의 측면에 한 개 이상 형성될 수 있고, 신축성 전극(121) 및 압전 엑츄에이터(Piezo-electric Actuator, 122)를 포함할 수 있다.

신축성 전극(121)은 신축성이 가지고 있고, 전기적 신호를 접촉된 다른 대상으로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 신축성 전극(121)은 제어부(110)의 제어신호를 압전 엑츄에이터(122)에 전달한다.

압전 엑츄에이터(122)는 압전 효과(Piezo-Electric Effect)를 발생시키는 물질을 포함하고, 이러한 물질은 인가되는 전압에 따라 모양이 변하여 휘어진다. 즉, 압전 엑츄에이터(122)는 전압과 같은 전기력을 휘어지는 물리력으로 변환시키는 성질을 가진다. 본 발명의 일 실시 예에서, 압전 엑츄에이터(122)는 신축성 전극(121)에 둘러싸여 있다. 그리고 접촉되는 신축성 전극(121)를 통하여 제어부(110)의 제어신호를 전달받고, 전달받은 제어신호에 응답하여 팁본체(120) 내부로 휘어진다.

지지바(130)는 볼(140)을 코킹부(124)쪽으로 가압(Pressing)한다. 지지바(130)로부터 가해진 압력에 의해서 볼(140)은 코킹부(124)와 접촉될 수 있고, 미세한 간극을 두고 떨어질 수 있다. 즉, 지지바(130)는 볼(140)을 코킹부(124)쪽으로 가압하여 볼(140)과 코킹부(124) 사이에 잉크가 새어 나올 수 있는 잉크유출간극을 형성한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 지지바(130)의 하단은 볼(140)에 접촉할 수 있고, 지지바(130)의 상단 측면은 신축부(130) 내측에 접촉할 수 있다.

볼(140)은 아래쪽으로 코킹부(124)와 위쪽으로 내측돌기부(123) 사이에 위치하고, 회전 운동이 가능하도록 팁본체(120)에 수납된다. 인쇄 대상과 접촉하고, 인쇄 대상과 접촉된 후 인쇄 대상의 표면에 구르는 회전 운동을 한다. 볼이 구르면서 볼의 표면에 뭍은 잉크가 앞서 설명한 잉크유출간극을 통과하여 인쇄 대상에 토출된다.

제어부(110)는 팁본체(120)의 외부에 위치하고, 신축부(125)를 신장 또는 수축시킨다. 신장 또는 수축되는 신축부(125)의 동작에 의해서 앞서 설명한 잉크유출간극을 제어한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 신축부(125)는 압전 엑츄에이터(122)를 포함할 수 있고, 압전 엑츄에이터(122)는 제어부(110)의 제어신호에 응답하여 신장 또는 수축한다. 전달된 제어신호에 따라 압전 엑츄에이터(122)가 신장되면 팁본체(120) 내부로 휘어지고, 결국 신축부(125)가 팁본체(120) 내부로 휘어진다. 압전 액츄에이터(122)는 팁본체(120) 내부로 휘어지면서 지지바(130)를 코킹부(124)쪽으로 가압한다. 즉, 지지바(130)를 아래쪽으로 밀어내는 동작을 하게 된다. 그리고 지지바(130)는 압전 액츄에이터(122)가 지지바(130)를 아래쪽으로 밀어내는 압력에 따라 볼(140)을 코킹부(124)쪽으로(아래쪽으로) 가압한다. 예를 들어, 해당 압력이 인쇄 대상과 볼(140) 또는 공기와 볼(140) 사이에 발생되는 압력보다 큰 경우, 볼(140)은 코킹부(124)의 내경을 빈틈없이 완전히 덮는다. 이러한 경우 볼(140)의 표면에 묻어 있는 잉크는 외부로 나올 수 없고, 인쇄가 되지 않는다. 반대로 해당 압력이 인쇄 대상과 볼(140) 또는 공기와 볼(140) 사이에 발생되는 압력보다 작은 경우, 볼(140)은 코킹부(124)의 내경을 빈틈없이 완전히 덮지 못한다. 이러한 경우 볼(140)의 표면에 묻어 있는 잉크는 볼(140)과 코킹부(124) 사이에 형성되는 잉크유출간극을 통해서 외부로 나올 수 있고, 인쇄가 된다.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜의 횡단면을 나타내는 도면이다. 도 2a를 참조하면, 팁본체(120)는 신축부(125) 및 지지바(130)를 포함한다.

신축부(125)의 개수는 한 개 이상일 수 있다. 도 2a의 마이크로 볼펜은 예시적으로 3개의 신축부(125)를 포함한다. 신축부(125)는 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 신축부(125)는 팁본체(120)의 측면에 형성될 수 있고, 신축성 전극(121) 및 압전 엑츄에이터를 포함할 수 있다. 압전 엑츄에이터(122)는 신축성 전극(121)에 둘러싸여 있다. 접촉되는 신축성 전극(121)을 통하여 제어부(미도시)의 제어신호를 전달받고, 전달받은 제어신호에 응답하여 팁본체(120) 내부로 휘어진다.

지지바(130)는 볼(미도시)을 코킹부(미도시)쪽으로 가압한다. 가해진 압력에 의해서 볼은 코킹부와 접촉될 수 있고, 미세한 간극을 두고 떨어질 수 있다. 즉, 지지바(130)는 볼을 코킹부쪽으로 가압하여 볼과 코킹부 사이에 잉크가 새어 나올 수 있는 잉크유출간극을 형성한다.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜에 포함된 볼 및 지지바를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 2b를 참조하면, 볼은 크게 3가지 위치(141, 142, 143)를 가질 수 있다.

팁본체(120)는 내부 폭(152)을 가지고, 코킹부(124)의 내경(151)은 팁본체(120)의 내부 폭(152)보다 작다. 볼의 외경(144)은 코킹부(124)의 내경(151)보다는 크고, 팁본체(120)의 내부 폭(152)보다는 작다.

가장 아래쪽에 위치한 볼(141)은 지지바(130)에서 전달되는 압력이 가장 클 때를 나타낸다. 즉, 해당 압력이 인쇄 대상과 볼(141) 또는 공기와 볼(141) 사이에 발생되는 압력보다 큰 경우, 볼(141)은 코킹부(124)의 내경을 빈틈없이 완전히 덮는다. 볼(141)의 표면에 묻어 있는 잉크는 외부로 나올 수 없고, 인쇄가 되지 않는다. 볼(141)이 코킹부(124)의 외부로 나올 수 있는 길이(153)는 3가지 위치(141, 142, 143) 중 가장 길다.

중간에 위치한 볼(142)은 지지바(130)에서 전달되는 압력이 인쇄 대상과 볼(142) 사이에 발생되는 압력과 크기가 같고 방향은 반대일 경우를 나타낸다. 볼(142)은 코킹부(124)의 내경을 빈틈없이 완전히 덮지 못하고, 볼(140)의 표면에 묻어 있는 잉크는 볼(142)과 코킹부(124) 사이에 형성되는 잉크유출간극을 통해서 외부로 나올 수 있고, 인쇄가 된다.

가장 위쪽에 위치한 볼(143)은 지지바(130)에서 전달되는 압력이 가장 작을 때를 나타낸다. 이러한 경우 볼(143)은 코킹부의 내경을 전혀 덮지 못하고, 내측돌기부(123)에 제한되어 더 이상 위쪽으로 이동하지 못하게 된다. 즉, 잉크유출간극이 가장 큰 경우가 되고, 중간에 위치한 볼(142)과 비교하여 위쪽으로 이동한 거리(154)는 내측돌기부(123)에 의해서 결정된다.

도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜에 포함된 볼의 외경 및 볼 갭에 따라 인쇄되는 선 폭(Width Of Line, W)을 나타내는 도면이다.

인쇄 대상에 인쇄되는 잉크의 선 폭(W)을 계산하는 수학식 1은 아래와 같다.

여기서 A는 볼의 외경(144)을 나타내고, g는 볼 갭을 나타낸다. 볼의 외경(A)은 50um에서 500um까지 고려하였고, 볼 갭(g)은 1um에서 20um까지 고려하였다. 그 결과 선 폭(W)은 14um에서 200um 사이의 값을 가짐을 알 수 있었다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 볼펜(100)은 압전 엑츄에이터(122)를 이용하여 볼(140)의 위치 및 움직임을 제어한다. GOD(Gap On Demand) 방식으로 잉크유출간극을 형성하고, 인쇄 대상의 표면에 구르는 볼(140)의 회전 운동에 의해서 잉크를 토출시킨다. 따라서 도 1의 마이크로 볼펜(100)은 프린팅 작업에 있어서, 잉크유출간극의 미세한 제어가 가능하고, 볼의 회전 운동과 같이 단순한 구동 방식을 가지며, 압전 엑츄에이터(122)의 물리적인 변형에 의하여 잉크를 토출시키는 에너지를 제공하므로 사용되는 잉크에 제약이 없다는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 마이크로 볼펜(200)은 제어부(210), 팁본체(220), 지지바(230) 및 볼(240)을 포함한다.

팁본체(220)는 코킹부(224), 내측돌기부(223) 및 신축부(225)를 포함한다. 코킹부(224) 및 내측돌기부(223)은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적 설명은 생략한다.

신축부(225)는 제어 신호에 응답하여 일정한 비율로 신장 또는 수축이 가능하다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 신축부(225)는 지지바(230)의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성될 수 있고, 신축성 전극(221) 및 압전 엑츄에이터(222)를 포함할 수 있다.

신축성 전극(221) 및 압전 엑츄에이터(222)는 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

지지바(230)는 볼(240)을 코킹부(224)쪽으로 가압한다. 지지바(230)로부터 가해진 압력에 의해서 볼(240)은 코킹부(224)와 접촉될 수 있고, 미세한 간극을 두고 떨어질 수 있다. 즉, 지지바(230)는 볼(240)을 코킹부(224)쪽으로 가압하여 볼(240)과 코킹부(224) 사이에 잉크가 새어 나올 수 있는 잉크유출간극을 형성한다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 지지바(230)의 하단은 볼(240)에 접촉할 수 있고, 지지바(230)의 상단은 신축부(230) 내측에 접촉할 수 있다. 도 2의 지지바(230)는 도 1의 지지바(130)와 달리 잉크를 통과시키는 구멍이 별도로 필요하지 않다.

볼(240)은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

제어부(210)는 팁본체(220)의 외부에 위치하고, 신축부(225)를 신장 또는 수축시킨다. 신장 또는 수축되는 신축부(225)의 동작에 의해서 앞서 설명한 잉크유출간극을 제어한다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 신축부(225)는 압전 엑츄에이터(222)를 포함할 수 있다. 전달된 제어신호에 따라 압전 엑츄에이터(222)가 신장되면 팁본체(220) 내부로 휘어지고, 결국 신축부(125)는 지지바(230)를 코킹부(224)쪽으로 가압한다. 지지바(230)는 압전 액츄에이터(222)가 지지바(230)를 아래쪽으로 밀어내는 압력에 따라 볼(240)을 코킹부(224)쪽으로(아래쪽으로) 가압한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜(200)은 압전 엑츄에이터(222)를 이용하여 볼(240)의 위치 및 움직임을 제어한다. GOD방식으로 잉크유출간극을 형성하고, 인쇄 대상의 표면에 구르는 볼(240)의 회전 운동에 의해서 잉크를 토출시킨다. 따라서 도 3의 마이크로 볼펜(200)은 잉크유출간극의 미세한 제어가 가능하고, 볼의 회전 운동과 같이 단순한 구동 방식을 가지며, 압전 엑츄에이터(222)의 물리적인 변형에 의하여 잉크를 토출시키는 에너지를 제공하므로 사용되는 잉크에 제약이 없다는 장점이 있다.

도 4은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 4을 참조하면, 마이크로 볼펜(300)은 제어부(310), 팁본체(320), 지지바(330) 및 볼(340)을 포함한다.

팁본체(320)는 코킹부(324), 내측돌기부(323) 및 신축부(325)를 포함한다. 코킹부(324) 및 내측돌기부(323)는 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적 설명은 생략한다.

신축부(325)는 제어 신호에 응답하여 일정한 비율로 신장 또는 수축이 가능하다. 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 신축부(325)는 지지바(330)의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성될 수 있고, 변형 가능한 압전 물질(322), 전극(326) 및 멤브레인(Membrane, 321)을 포함할 수 있다.

변형 가능한 압전 물질(322)은 전극(326)을 통해서 전달되는 제어부(310)의 제어신호에 응답하여 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이면서 멤브레인(321)을 가압한다.

멤브레인(321)은 변형 가능한 압전 물질(322)의 가압에 응답하여 팁본체(320) 내부로 휘어지면서 아래쪽에 위치한 지지바(330)를 코킹부(324)쪽으로 가압한다.

지지바(330)는 볼(340)을 코킹부(324)쪽으로 가압한다. 지지바(330)로부터 가해진 압력에 의해서 볼(340)은 코킹부(324)와 접촉될 수 있고, 미세한 간극을 두고 떨어질 수 있다. 즉, 지지바(330)는 볼(340)을 코킹부(324)쪽으로 가압하여 볼(340)과 코킹부(324) 사이에 잉크가 새어 나올 수 있는 잉크유출간극을 형성한다. 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 지지바(330)의 하단은 볼(340)에 접촉할 수 있고, 지지바(330)의 상단은 멥브레인(321)에 접촉할 수 있다.

볼(340)은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

제어부(310)는 팁본체(320)의 외부에 위치하고, 신축부(325)를 신장 또는 수축시킨다. 신장 또는 수축되는 신축부(325)의 동작에 의해서 앞서 설명한 잉크유출간극을 제어한다. 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 신축부(325)는 변형 가능한 압전 물질(322), 전극(326) 및 멤브레인(321)을 포함할 수 있다. 전달된 제어신호에 따라 변형 가능한 압전 물질(322)이 아래쪽으로 움직이면, 멤브레인(321)은 변형 가능한 압전 물질(322)의 가압에 응답하여 팁본체(320) 내부로 휘어지면서 지지바(330)를 코킹부(324)쪽으로 가압한다. 지지바(330)는 멤브레인(321)이 지지바(330)를 아래쪽으로 밀어내는 압력에 따라 볼(340)을 코킹부(324)쪽으로(아래쪽으로) 가압한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜(300)은 변형 가능한 압전 물질(322) 및 멤브레인(321)을 이용하여 볼(340)의 위치 및 움직임을 제어한다. GOD방식으로 잉크유출간극을 형성하고, 인쇄 대상의 표면에 구르는 볼(340)의 회전 운동에 의해서 잉크를 토출시킨다. 따라서 도 4의 마이크로 볼펜(300)은 잉크유출간극의 미세한 제어가 가능하고, 볼의 회전 운동과 같이 단순한 구동 방식을 가지며, 변형 가능한 압전 물질(322)의 물리적인 변형에 의하여 잉크를 토출시키는 에너지를 제공하므로 사용되는 잉크에 제약이 없다는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 마이크로 볼펜(400)은 제어부(410), 팁본체(420), 지지바(430), 볼(440) 및 압력측정부(450)를 포함한다.

도 5의 제어부(410), 팁본체(420), 신축부(425), 신축성 전극(421), 압전 엑츄에이터(422), 내측돌기부(423), 코킹부(424), 지지바(430) 및 볼(440)은 앞서 도 1에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 5의 압력측정부(450)는 볼(440)과 인쇄 대상(460) 사이의 압력을 측정하여 제어부(410)로 전달한다. 인쇄 대상(460)과 볼(440) 사이에 압력이 형성되면, 볼(440)과 지지바(430) 사이에 해당 압력이 형성되고, 마찬가지로 지지바(430)와 신축부(425) 사이에도 해당 압력이 형성된다. 결국 압력측정부(450)는 지지바(430)로부터 신축부(425)에 전달되는 압력을 측정하지만 이는 곧 인쇄 대상(460)과 볼(440) 사이에 형성된 압력과 같다.

도 5의 마이크로 볼펜(400)은 압력측정부(450)에서 측정된 압력을 제어부(410)로 전달한다. 따라서 인쇄 작업 도중에 일정한 잉크유출간극을 유지하기 위해서, 인쇄 대상(460)과 볼(440) 사이에 형성되는 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고 파선의 인쇄시 인쇄 대상(460)과 볼(440) 사이에 압력 변화를 제어부(410)로 피드백하여 팁본체(420)을 제어하기 때문에, 정밀한 파선 인쇄가 가능해진다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 마이크로 볼펜(500)은 제어부(510), 팁본체(520), 지지바(530), 볼(540) 및 압력측정부(550)를 포함한다.

도 6의 제어부(510), 팁본체(520), 신축부(525), 신축성 전극(521), 압전 엑츄에이터(522), 내측돌기부(523), 코킹부(524), 지지바(530) 및 볼(540)은 앞서 도 3에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 6의 압력측정부(550)는 볼(540)과 인쇄 대상(460) 사이의 압력을 측정하여 제어부(510)로 전달한다. 압력측정부(550)는 지지바(530)로부터 신축부(525)에 전달되는 압력을 측정하지만 이는 곧 인쇄 대상(460)과 볼(540) 사이에 형성된 압력과 같다.

도 6의 마이크로 볼펜(500)은 압력측정부(550)에서 측정된 압력을 제어부(510)로 전달한다. 따라서 인쇄 작업 도중에 일정한 잉크유출간극을 유지하기 위해서, 인쇄 대상(460)과 볼(540) 사이에 형성되는 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고 파선의 인쇄시 인쇄 대상(460)과 볼(540) 사이에 압력 변화를 제어부(510)로 피드백하여 팁본체(520)을 제어하기 때문에, 정밀한 파선 인쇄가 가능해진다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 볼펜을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 마이크로 볼펜(600)은 제어부(610), 팁본체(620), 지지바(630), 볼(640) 및 압력측정부(650)를 포함한다.

도 7의 제어부(610), 팁본체(620), 신축부(625), 전극(626), 변형 가능한 압전 물질(622), 멤브레인(621), 내측돌기부(623), 코킹부(624), 지지바(630) 및 볼(640)은 앞서 도 4에서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 7의 압력측정부(650)는 볼(640)과 인쇄 대상(460) 사이의 압력을 측정하여 제어부(610)로 전달한다. 압력측정부(650)는 지지바(630)로부터 신축부(625)에 전달되는 압력을 측정하지만 이는 곧 인쇄 대상(460)과 볼(640) 사이에 형성된 압력과 같다.

도 7의 마이크로 볼펜(600)은 압력측정부(650)에서 측정된 압력을 제어부(610)로 전달한다. 따라서 인쇄 작업 도중에 일정한 잉크유출간극을 유지하기 위해서, 인쇄 대상(460)과 볼(640) 사이에 형성되는 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고 파선의 인쇄시 인쇄 대상(460)과 볼(640) 사이에 압력 변화를 제어부(610)로 피드백하여 팁본체(620)을 제어하기 때문에, 정밀한 파선 인쇄가 가능해진다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프린팅 장치를 구체적으로 도면이다. 도 8을 참조하면 프린팅 장치(700)는 제어부(710), 마이크로 볼펜(720), 스테이지(730)을 포함한다.

스테이지(730)는 인쇄 대상(750)이 탑재된다. 스테이지(730)는 제어부(710)의 제어신호에 따라 X축, Y축 또는 Z축으로 동작한다.

마이크로 볼펜(720)은 앞서 설명한 도 1 및 도 3 내지 도 7의 마이크로 볼펜(100 내지 600)이 될 수 있다. 마이크로 볼펜은 앞서 도 1 및 도 3 내지 도 7에서 설명된 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 도 8의 마이크로 볼펜(720)은 앞서 도 1 및 도 3 내지 도 7에서와 달리 신축부(예를 들어 125)를 신장 또는 수축시켜 잉크유출간극을 제어하는 제어부(예를 들어 110)를 포함하지 않는다. 이는 이하 설명될 별도의 제어부(710)에 포함된다.

제어부(710)는 스테이지(730)의 X축, Y축 또는 Z축으로 동작 및 마이크로 볼펜(720)의 동작을 제어한다. 제어부(710)는 스테이지(730) 및 마이크로 볼펜(720)과 유선 또는 무선으로 연결되어 제어신호를 전달할 수 있다. 도 8에서는 마이크로 볼펜(720)과는 유선(711)으로 연결되고, 스페이지(730)와는 무선으로 연결된 예를 나타내고 있다.

도 8의 프린팅 장치(700)는 제어부(710)의 제어신호에 따라 마이크로 볼펜(720)에 잉크를 공급하는 잉크공급부(740)를 더 포함할 수 있다. 잉크공급부(740)는 잉크를 공급하는 관(743)을 통해서 마이크로 볼펜(720)에 인쇄에 필요한 잉크를 공급한다.

도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다. 도 9a를 참조하면 프린팅 장치는 제어부(810), 마이크로 볼펜(820) 및 스테이지(830)를 포함한다.

제어부(810), 마이크로 볼펜(820) 및 스테이지(830)는 앞서 도 8에서 설명된 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.

도 9a의 제어부(810)는 제어신호를 송신하여 마이크로 볼펜(820) 및 스테이지(830)의 동작을 제어하고, 정확한 제어를 위해서 마이크로 볼펜(820) 및 스테이지(830)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 쌍방향으로 신호의 송/수신이 가능할 수 있다.

도 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다. 도 9b를 참조하면 프린팅 장치는 제어부(810), 마이크로 볼펜(820) 및 스테이지(830)를 포함한다.

도 9b의 프린팅 장치는 도 9a의 프린팅 장치와 달리 제어부(810)는 마이크로 볼펜 제어부(811) 및 스테이지 제어부(812)를 포함할 수 있다. 마이크로 볼펜 제어부(811)는 마이크로 볼펜(820)의 동작을 제어하고, 스테이지 제어부(812)는 스테이지(830)의 동작을 제어한다.

도 10a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다. 도 10a를 참조하면 프린팅 장치는 제어부(910), 마이크로 볼펜(920), 스테이지(930) 및 잉크공급부(940)를 포함한다.

제어부(910), 마이크로 볼펜(920), 스테이지(930) 및 잉크공급부(940)는 앞서 도 8에서 설명된 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.

도 10a의 제어부(910)는 제어신호를 송신하여 마이크로 볼펜(920), 스테이지(930) 및 잉크공급부(940)의 동작을 제어하고, 정확한 제어를 위해서 마이크로 볼펜(920), 스테이지(930) 및 잉크공급부(940)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 쌍방향으로 신호의 송/수신이 가능할 수 있다.

도 10b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프린팅 장치를 나타내는 블록도이다. 도 10a를 참조하면 프린팅 장치는 제어부(910), 마이크로 볼펜(920), 스테이지(930) 및 잉크공급부(940)를 포함한다.

도 10b의 프린팅 장치는 도 10a의 프린팅 장치와 달리 제어부(910)는 마이크로 볼펜 제어부(911), 스테이지 제어부(912) 및 잉크공급제어부(913)를 포함할 수 있다. 마이크로 볼펜 제어부(911)는 마이크로 볼펜(920)의 동작을 제어하고, 스테이지 제어부(912)는 스테이지(930)의 동작을 제어하고, 잉크공급제어부(913)는 잉크공급부(940)를 제어한다.

도 8 내지 도 10에 나타낸 본 발명에 따른 프린팅 장치는 신축성 전극 및 압전 엑츄에이터를 이용하거나 변형 가능한 압전 물질 및 멤브레인을 이용하여 볼의 위치 및 움직임을 제어한다. GOD(Gap On Demand) 방식으로 잉크유출간극을 형성하고, 인쇄 대상의 표면에 구르는 볼의 회전 운동에 의해서 인쇄 대상에 잉크를 직접 토출시킨다. 따라서 본 발명에 따른 프린팅 장치는 잉크유출간극의 미세한 제어가 가능하고, 볼의 회전 운동과 같이 단순한 구동 방식을 가지며, 압전 엑츄에이터 및 멤브레인의 물리적인 변형에 의하여 잉크를 토출시키는 에너지를 제공하므로 사용되는 잉크에 제약이 없다는 장점이 있다.

도 8 내지 도 10에 나타낸 본 발명에 따른 프린팅 장치는 인쇄 대상과 볼 사이에 형성된 압력을 측정하고, 측정된 압력을 제어부로 전달하는 압력측정부를 더 포함할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 프린팅 장치는 인쇄 작업 도중에 일정한 잉크유출간극을 유지하기 위해서, 인쇄 대상과 볼 사이에 형성되는 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고 파선을 인쇄하는 경우, 인쇄 대상과 볼 사이에 압력 변화를 제어부로 피드백하여 팁본체을 제어하기 때문에, 정밀한 파선 인쇄가 가능해진다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 각 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다. 또한, 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

코킹(Caulking)부, 하나 이상의 내측돌기부, 및 신장 또는 수축이 가능한 신축부를 포함하는 팁본체;
상기 코킹부와 상기 내측돌기부 사이에 위치하고, 인쇄 대상과 접촉하여 구르면서 잉크를 상기 인쇄 대상에 토출시키는 볼;
상기 볼을 상기 코킹부쪽으로 가압(Pressing)하여 상기 코킹부와 상기 볼 사이에 잉크유출간극을 형성하는 지지바; 및
상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 잉크유출간극을 제어하는 제어부를 포함하는 마이크로 볼펜.
제 1 항에 있어서,
상기 신축부는 신축성 전극 및 압전 엑츄에이터(Piezo-electric Actuator)를 포함하고,
상기 압전 엑츄에이터는 상기 신축성 전극에 둘러싸여 있고, 상기 신축성 전극을 통해서 전달되는 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지는 마이크로 볼펜.
제 2 항에 있어서,
상기 신축부는 상기 팁본체의 측면에 한 개 이상 형성되고,
상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고,
상기 지지바의 상단 측면은 상기 신축부 내측에 접촉하고,
상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고,
상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어되는 마이크로 볼펜.
제 3 항에 있어서,
상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 더 포함하는 마이크로 볼펜.
제 3 항에 있어서,
상기 지지바 상단은,
상기 잉크가 상기 볼의 표면에 도달할 수 있는 구멍을 포함하는 마이크로 볼펜.
제 2 항에 있어서,
상기 신축부는 상기 지지바의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성되고,
상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고,
상기 지지바의 상단은 상기 신축부 내측에 접촉하고,
상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고,
상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어되는 마이크로 볼펜.
제 6 항에 있어서,
상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 더 포함하는 마이크로 볼펜.
제 1 항에 있어서,
상기 신축부는 변형 가능한 압전 물질, 전극 및 멤브레인(Membrane)을 포함하고,
상기 압전 물질은 상기 전극을 통해서 전달되는 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이면서 상기 멤브레인을 가압하는 마이크로 볼펜.
제 8 항에 있어서,
상기 신축부는 상기 지지바의 상단의 위쪽 면과 접촉하여 형성되고,
상기 지지바의 하단은 상기 볼에 접촉하고,
상기 지지바의 상단은 상기 멤브레인에 접촉하고,
상기 멤브레인은 상기 압전 물질의 가압에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고,
상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어되는 마이크로 볼펜.
제 9 항에 있어서,
상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 더 포함하는 마이크로 볼펜.
인쇄 대상이 탑재되고, X축, Y축 또는 Z축으로 동작하는 스테이지;
상기 인쇄 대상에 잉크를 토출하는 마이크로 볼펜; 및
상기 스테이지 및 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 마이크로 볼펜은,
코킹부, 하나 이상의 내측돌기부, 및 상기 제어부에 따라 신장 또는 수축이 가능한 신축부를 포함하는 팁본체;
상기 코킹부와 상기 내측돌기부 사이에 위치하고, 인쇄 대상과 접촉하여 구르면서 잉크를 상기 인쇄 대상에 토출시키는 볼; 및
상기 볼을 상기 코킹부쪽으로 가압하여 상기 코킹부와 상기 볼 사이에 잉크유출간극을 형성하는 지지바를 포함하는 프린팅 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 볼과 상기 인쇄 대상 사이의 압력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 압력측정부를 포함하는 프린팅 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 신축부는 신축성 전극 및 압전 엑츄에이터를 포함하고,
상기 압전 엑츄에이터는 상기 신축성 전극에 둘러싸여 있고, 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지고,
상기 압전 엑츄에이터는 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고,
상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어되는 프린팅 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 신축부는 변형 가능한 압전 물질, 전극 및 멤브레인을 포함하고,
상기 압전 물질은 상기 제어부의 제어신호에 응답하여 위쪽 또는 아래쪽으로 움직이면서 상기 멤브레인을 가압하고,
상기 멤브레인은 상기 압전 물질의 가압에 응답하여 상기 팁본체 내부로 휘어지면서 상기 지지바를 상기 코킹부쪽으로 가압하고,
상기 잉크유출간극은 상기 지지바의 위치에 따라 제어되는 프린팅 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 마이크로 볼펜 제어부; 및
상기 스테이지의 동작을 제어하는 스테이지 제어부를 포함하는 프린팅 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 마이크로 볼펜에 상기 잉크를 공급하는 잉크공급부를 더 포함하는 프린팅 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 신축부를 신장 또는 수축시켜 상기 마이크로 볼펜의 동작을 제어하는 마이크로 볼펜 제어부;
상기 스테이지의 동작을 제어하는 스테이지 제어부; 및
상기 잉크공급부를 제어하는 잉크공급제어부를 포함하는 프린팅 장치.