KR20140094957A

KR20140094957A - 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터

Info

Publication number: KR20140094957A
Application number: KR1020130007655A
Authority: KR
Inventors: 민경욱
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-07-31
Also published as: US20140204152A1; TW201429738A; CN103935126A; US8960864B2

Abstract

본 발명은 의도하지 않게 잉크가 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터를 위하여, 내부에 잉크가 지나갈 수 있는 유도로가 형성된 슬리브와, 상기 슬리브의 일단에 배치되며 상기 유도로에 대응하는 노즐홀이 형성된 노즐홀시트와, 상기 슬리브 및 상기 노즐홀시트를 수용하고 상기 노즐홀시트의 상기 노즐홀의 직경보다 큰 직경의 개구가 형성되어 상기 노즐홀을 통과한 잉크가 상기 개구를 통해 외부로 배출될 수 있도록 하며 상자성체 물질을 포함하는 노즐홀더를 구비하는, 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터를 제공한다.

Description

노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터{Nozzle unit for nozzle printer and nozzle printer comprising the same}

본 발명은 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 의도하지 않게 잉크가 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터에 관한 것이다.

일반적으로 고성능 나노 스케일 전자소자 등을 개발함에 있어서 패터닝된 유기물층 등을 고정세로 형성하는 것이 필요한 경우가 많다. 노즐프린터는 이러한 고정세의 패터닝된 유기물층 형성을 위해 사용된다.

그러나 이러한 종래의 노즐프린터용 노즐유닛이나 이를 구비한 노즐프린터에는 의도하지 않게 잉크가 토출될 수 있다는 문제점이 있었다. 즉, 사전설정된 영역의 상부에서 잉크를 토출하며 프린팅하려 할 시, 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드가 움직이는 과정에서 노즐유닛 내부 또는 노즐유닛에 연결된 튜브 내부 등에 채워진 잉크가 진동이나 외부로부터 의도치 않게 인가된 힘 등에 의해 토출되어, 프린팅 불량을 야기할 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 의도하지 않게 잉크가 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 내부에 잉크가 지나갈 수 있는 유도로가 형성된 슬리브와, 상기 슬리브의 일단에 배치되며 상기 유도로에 대응하는 노즐홀이 형성된 노즐홀시트와, 상기 슬리브 및 상기 노즐홀시트를 수용하고 상기 노즐홀시트의 상기 노즐홀의 직경보다 큰 직경의 개구가 형성되어 상기 노즐홀을 통과한 잉크가 상기 개구를 통해 외부로 배출될 수 있도록 하며 상자성체 물질을 포함하는 노즐홀더를 구비하는, 노즐프린터용 노즐유닛이 제공된다.

상기 노즐홀더는 SUS410, SUS430 및 Ni 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 노즐홀더에 결합되거나 수용되는 자력발생부를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 자력발생부는 강자성체 물질을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 자력발생부는 중앙에 개구부를 갖는 링(ring) 형태이며, 상기 자력발생부는 상기 노즐홀더가 상기 자력발생부의 상기 개구부에 삽입되어 상기 노즐홀더의 외부에 결합될 수 있다. 또는, 상기 자력발생부는, 상기 노즐홀더의 외부의 일측에 결합되는 제1부분과, 상기 제1부분에 대응하도록 상기 노즐홀더의 외부의 타측에 결합되는 제2부분을 포함할 수 있다. 후자의 경우, 상기 자력발생부의 상기 제1부분과 상기 제2부분 각각은 반원과 같은 형상을 갖되, 상기 제1부분과 상기 제2부분은 상호 이격되어 상기 노즐홀더의 외부에 결합될 수 있다.

상기 자력발생부는 네오디윰 자석을 포함할 수 있다.

또는, 상기 자력발생부는 전자석을 포함할 수 있다.

상기 자력발생부는 상기 노즐홀더의 상기 개구가 형성된 일단의 반대쪽인 타단에 결합되거나 수용될 수 있다.

한편, 상자성체 물질을 포함하여 상기 자력발생부로부터의 자력에 의해 상기 노즐홀더에 결합될 시 상기 노즐홀더의 상기 개구를 차폐할 수 있는 블랭크시트를 더 구비할 수 있다. 이러한 상기 블랭크시트는 니켈 또는 니켈코발트합금을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기와 같은 노즐유닛들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 헤드과, 일단이 상기 노즐유닛에 연결되어 상기 노즐유닛에 공급되는 잉크의 공급경로가 되는 잉크공급튜브와, 일 방향으로 연장되어 상기 헤드이 상기 일 방향 또는 그 역방향으로 움직일 수 있도록 가이딩하는 가이드유닛을 구비하는, 노즐프린터가 제공된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 의도하지 않게 잉크가 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 노즐프린터용 노즐유닛 및 이를 구비하는 노즐프린터를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이다.

본 실시예에 따른 노즐유닛은 슬리브(10), 노즐홀시트(20) 및 노즐홀더(30)를 구비한다.

슬리브(10)는 내부에 잉크가 지나갈 수 있는 유도로(10a, 10b)가 형성되어 있다. 이 유도로(10a, 10b)는 후술하는 잉크공급튜브(119, 129, 139, 도 3 참조)를 통해 헤드(101, 도 3 참조)로 공급된 잉크가 이동할 수 있는 경로로서, 상부에서 하부 방향(-z 방향)으로 연장되어 상부에서 하부 방향(-z 방향)으로 잉크가 이동되도록 할 수 있다.

여기서 잉크라고 함은 노즐프린터를 통해 배출될 물질을 통칭하는 것으로, 예컨대 유기발광 디스플레이 장치의 각 화소의 일 구성요소인 유기물 등일 수도 있다.

노즐홀시트(20)는 슬리브(10)의 일단에 배치된다. 노즐홀시트(20)에는 슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)에 대응하는 노즐홀(20a)이 형성되어 있다. 이 노즐홀(20a)의 직경은 노즐프린터의 프린팅 해상도에 따라 사전설정되어, 한번에 토출되는 잉크의 양이 사전설정된 양이 되도록 할 수 있다.

슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)의 직경은, 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 직경보다 클 수 있다. 이를 통해 잉크가 노즐홀시트(20) 방향으로 원활하게 공급되도록 하면서도 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)을 통해 사전설정된 양이 최종적으로 외부로 토출되도록 할 수 있다.

슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)의 노즐홀시트(20) 방향의 부분의 직경이 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 직경보다 매우 크다면, 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)에서 통과시킬 수 있는 양의 잉크보다 과다하게 많은 양의 잉크가 노즐홀시트(20) 상에 공급되어 이로 인한 지속적인 압력으로 인해 노즐홀시트(20)나 해당 노즐홀(20a)이 손상될 수 있다. 따라서 그러한 문제점이 발생되는 것을 방지하기 위해, 슬리브의 유도로(10a, 10b)는 슬리브(10)의 노즐홀시트(20) 방향(-z 방향)의 부분에서 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 직경보다는 크되 과하게 크지 않은 직경이 일정하게 유지된 제1부분(10a)을 가질 수 있다.

한편, 슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)는 슬리브(10)의 노즐홀시트(20) 방향의 반대 방향(+z 방향)에서 상기 제1부분(10a)에 이르기까지 직경이 감소하는 제2부분(10b)을 가질 수 있다. 이 제2부분(10b)의 일 지점 상에서의 직경은 결과적으로 제1부분(10a)의 직경보다 크다. 따라서 외부에서 공급되는 잉크가 제2부분(10b)에서 일시적으로 보유되도록 하면서 그 공급압력을 줄임으로써, 제1부분(10a)을 통해 노즐홀시트(20)로 잉크가 공급될 시 노즐홀시트(20) 상에 가해지는 압력을 줄여 노즐홀시트(20)의 손상을 방지할 수 있다.

슬리브(10) 내의 유도로(10a, 10b)는 도시된 것과 같이 슬리브(10) 내에 형성되어 상부에서 하부 방향(-z 방향)으로 연장된 형상이기에, 잉크 내에 불순물이 존재할 시 유도로(10a, 10b)의 적어도 일부 또는 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 적어도 일부가 폐쇄되어 프린팅이 제대로 이루어지지 않을 수도 있다. 이를 방지하기 위해 필요에 따라 필터부(미도시)가 후술하는 노즐홀더(30) 내에 또는 외부에 위치하여, 슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)로 주입되는 물질이 필터링되도록 할 수 있다.

이와 같은 슬리브(10)와 노즐홀시트(20)는 노즐홀더(30)에 수용된다. 노즐홀더(30)는 예컨대 속이 빈 원기둥과 같은 형상을 가질 수 있다. 이러한 노즐홀더(30)에는 일단에 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 직경보다 큰 직경의 개구(30a)가 형성되어, 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)을 통과한 잉크가 이 개구(30a)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 한다. 물론 이 개구(30a)의 직경은 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)의 직경보다 크기에 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)을 통해 토출되는 잉크에 어떠한 영향도 주지 않도록 할 수 있다. 이와 같은 노즐홀더(30)는 상자성체 물질을 포함한다. 노즐홀더(30)가 포함할 수 있는 상자성체 물질은 SUS410, SUS430 및/또는 Ni 등을 들 수 있다. 즉, 노즐홀더(30)는 SUS410, SUS430 및 Ni 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

노즐홀더(30)에 수용된 슬리브(10)와 노즐홀시트(20)가 노즐홀더(30) 내에서 그 위치가 고정되도록 하기 위해, 필요에 따라 도시된 것과 같은 너트(40)가 노즐홀더(30)의 타단에 결합되도록 할 수 있다. 이 너트(40)는 하측의 외부면의 적어도 일부에 나사산(40b)을 가질 수 있다. 노즐홀더(30) 역시 그 상측의 내부면의 적어도 일부에 나사산(30b)을 가져, 너트(40)가 노즐홀더(30)에 나사결합되도록 할 수 있다. 너트(40)는 노즐홀더(30)에 나사결합되면서 너트(40)의 (-z 방향) 하측 끝단이 슬리브(10)의 (+z 방향) 상측 끝단에 닿도록 하여, 슬리브(10) 및 슬리브(10) 하부의 노즐홀시트(20)가 노즐홀더(30) 내에서 그 위치가 고정되도록 할 수 있다.

너트(40)는 물론 내부에 잉크가 지나갈 수 있는 유도로(40a)가 형성되어 있다. 이 유도로(40a)의 (+z 방향) 상측 일단에는 후술하는 잉크공급튜브(119, 129, 139, 도 3 참조)가 결합되어, 잉크공급튜브(119, 129, 139)를 통해 공급된 잉크가 상부에서 하부 방향(-z 방향)으로 연장된 유도로(40a)를 통해 상부에서 하부 방향(-z 방향)으로 이동되도록 할 수 있다. 물론 너트(40)의 유도로(40a)는 슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)에 대응하여, 너트(40)의 유도로(40a)를 통과한 잉크가 슬리브(10)의 유도로(10a, 10b)를 통해 이동하도록 할 수 있다.

이러한 노즐유닛은 결과적으로 잉크가장유닛(113, 123, 133, 도 3 참조)으로부터 잉크를 공급받아 잉크가 토출되는 부분으로 이해될 수 있다. 토출되는 잉크는 노즐유닛 끝단에서 액적(droplet)을 형성할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 노즐유닛은, 노즐홀더(30)가 상자성체 물질을 포함하기에 외부에서 노즐홀더(30)에 인가된 자력을 노즐홀더(30)를 통해 노즐홀더(30) 인근의 외부로 전달할 수 있다. 이에 따라 이러한 자력을 통해 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)을 차폐함으로써, 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드가 움직이는 과정에서 노즐유닛 내부 또는 노즐유닛에 연결된 튜브 내부 등에 채워진 잉크가 진동이나 외부로부터 의도치 않게 인가된 힘 등에 의해 토출되어 프린팅 불량을 야기하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 노즐유닛에는, 도시된 것과 같이 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)에 결합되거나 수용되도록 할 수 있다. 물론 이는 노즐유닛이 자력발생부(50)를 더 구비하는 것으로 이해될 수도 있다. 이러한 자력발생부(50)는 강자성체 물질을 포함하여, 자력을 외부에 방출하도록 할 수 있다. 자력발생부(50)는 예컨대 네오디윰 자석을 포함할 수도 있고, 필요에 따라서는 전자석을 포함할 수도 있다.

자력발생부(50)는 도시된 것과 달리 노즐홀더(30) 내부에 수용될 수도 있지만, 도시된 것과 같이 노즐홀더(30) 외측에 결합될 수 있다. 자력발생부(50)가 노즐홀더(30) 외측에 결합될 시, 전술한 것과 같이 노즐홀더(30)가 상자성체 물질을 포함하기에, 자력을 발생시키는 자력발생부(50)는 자력에 의해 노즐홀더(30)에 부착되어 고정될 수 있다.

물론 자력발생부(50)가 전자석을 포함하는 경우, 자력발생부(50)에 전류가 공급되지 않는다면 자력발생부(50)는 자력을 발생할 수 없다. 따라서 이러한 경우에는 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)에 고정되도록 하는 고정부가 필요할 수도 있고, 자력발생부(50)가 노즐홀더(30) 내부에 수용되어 그 위치가 고정되도록 할 수도 있다.

이러한 자력발생부(50)는 도시된 것과 같이 노즐홀더(30)의 개구(30a)가 형성된 일단의 반대쪽(+z 방향쪽)인 타단에 결합되거나 수용될 수 있다.

자력발생부(50)는 도시된 것과 같이 노즐홀더(30)의 외부의 일측에 결합되는 제1부분(51)과, 이러한 제1부분(51)에 대응하도록 노즐홀더(30)의 외부의 타측에 결합되는 제2부분(52)을 포함할 수 있다. 특히 자력발생부(50)의 제1부분(51)과 제2부분(52) 각각은 반원과 같은 형상을 갖되, 제1부분(51)과 제2부분(52)은 거리 d만큼 상호 이격되어 노즐홀더(30)의 외부에 결합되도록 할 수 있다.

물론 자력발생부(50)는 제1부분(51)과 제2부분(52)으로 나뉘지 않고 일체(一體)의 형상을 가질 수도 있다. 하지만 자력발생부(50)의 제조 과정에서의 공차나 노즐홀더(30)의 제조과정에서의 공차 등에 의해, 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)에 자력에 의해 결합되더라도 자력발생부(50)와 노즐홀더(30)가 완전히 밀착되어 결합되지 않고 그 사이에 틈이 존재하게 될 수도 있다. 이러한 경우 자력발생부(50)와 노즐홀더(30)간의 결합이 저하되어, 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드가 움직이는 과정에서 또는 외부로부터의 의도치 않은 충격 등에 의해 자력발생부(50)와 노즐홀더(30)가 분리될 수도 있다.

따라서 자력발생부(50)가 제1부분(51)과 제2부분(52)을 갖고, 또한 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)의 외부에 자력에 의해 결합될 시 제1부분(51)과 제2부분(52)이 거리 d만큼 상호 이격되어 노즐홀더(30)의 외부에 결합되도록 함으로써, 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)에 완전히 밀착되어 결합되도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 노즐유닛에는, 도시된 것과 같이 블랭크시트(60)가 자력발생부(50)에서 발생된 자력에 의해 노즐홀더(30)에 결합되도록 할 수 있다. 물론 이는 노즐유닛이 블랭크시트(60)를 더 구비하는 것으로 이해될 수도 있다.

블랭크시트(60)는 노즐홀(20a)을 갖는 노즐홀시트(20)와 달리 홀이 없는 시트이다. 이러한 블랭크시트(60)가 상자성체 물질을 포함하도록 함으로써, 자력발생부(50)로부터의 자력에 의해 블랭크시트(60)가 노즐홀더(30)에 결합되도록 할 수 있다. 이 경우 블랭크시트(60)는 노즐홀더(30)에 결합됨에 따라 노즐홀더(30)의 개구(30a)를 차폐할 수 있다. 이를 위해 블랭크시트(60)는 니켈 또는 니켈코발트합금을 포함할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 노즐유닛은, 노즐홀더(30)가 상자성체 물질을 포함하기에 자력발생부(50)에서 발생된 자력을 노즐홀더(30)를 통해 노즐홀더(30)의 개구(30a) 근방에 전달할 수 있다. 이에 따라 이러한 자력을 통해 블랭크시트(60)가 노즐홀더(30)의 개구(30a)를 차폐함으로써, 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드가 움직이는 과정에서 노즐유닛 내부 또는 노즐유닛에 연결된 튜브 내부 등에 채워진 잉크가 진동이나 외부로부터 의도치 않게 인가된 힘 등에 의해 토출되어 프린팅 불량을 야기하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 여기서 블랭크시트(60)가 노즐홀더(30)의 개구(30a)를 차폐하는 것은 결과적으로 블랭크시트(60)가 노즐홀시트(20)의 노즐홀(20a)을 차폐하는 것으로 이해될 수 있다.

물론 블랭크시트(60)는 자력발생부(50)의 자력에 의해 노즐홀더(30)에 결합되기에, 사용자의 손 등으로 용이하게 노즐홀더(30)에서 블랭크시트(60)를 제거할 수 있다. 이와 관련해서는 후술한다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 본 실시예에 따른 노즐프린터는 전술한 것과 같은 실시예에 따른 노즐유닛을 포함하는 헤드(101)와, 일단이 노즐유닛에 연결되어 노즐유닛에 공급되는 잉크의 공급경로가 되는 잉크공급튜브(119, 129, 139)와, 일 방향(+x 방향)으로 연장되어 헤드(101)가 상기 일 방향(+x 방향) 또는 그 역방향(-x 방향)으로 움직일 수 있도록 가이딩하는 가이드유닛(102)을 구비한다.

본 실시예에 따른 노즐프린터는 이 외에도 도시된 것과 같이 잉크공급튜브(119, 129, 139)를 통해 헤드(101)로 공급될 잉크를 저장하는 잉크저장유닛(113, 123, 133)과, 잉크저장유닛(113, 123, 133) 내의 잉크를 잉크공급튜브(119, 129, 139)로 이동시키기 위해 잉크저장유닛(113, 123, 133) 내에 압력을 가할 공기를 잉크저장유닛(113, 123, 133)에 공급할 수 있는 공기공급튜브(111, 121, 131)를 구비할 수 있다. 물론 이 구성요소들 모두가 필수적인 구성요소들인 것은 아니고 필요에 따라 그 중 일부만이 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐프린터(100)의 구성요소가 될 수 있다.

도면에서는 헤드(101)가 세 개의 노즐유닛들을 구비하고, 각 노즐유닛에 잉크공급튜브(119, 129, 139)가 연결되는 것으로 도시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 헤드(101)는 더 많은 개수의 노즐유닛들을 구비할 수도 있고, 한 개의 노즐유닛만을 구비할 수도 있다.

공기공급튜브(111, 121, 131)를 통해 질소 등의 공기가 잉크저장유닛(113, 123, 133)에 공급되면, 잉크저장유닛(113, 123, 133) 내에서의 질소 등의 공기의 압력에 의해 잉크저장유닛(113, 123, 133)에 저장된 잉크가 밀려 잉크공급튜브(119, 129, 139)로 이동하게 된다. 이 잉크는 잉크공급튜브(119, 129, 139)를 통해 헤드(101)로, 구체적으로 노즐유닛으로 공급될 수 있다. 물론 잉크공급튜브(119, 129, 139)에는 MFC(mass flow controller)와 같은 유량조절부(115, 125, 135)나 MFM(mass flow meter)와 같은 유량측정부(117, 127, 137)가 장착되어, 헤드(101) 및/또는 노즐유닛으로 공급되는 잉크의 양이 정확하게 조절되고 측정되도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이 헤드(101)는 가이드유닛(102)을 따라 일 방향(+x 방향) 또는 그 역방향(-x 방향)으로 움직일 수 있는데, 이 때 헤드(101)에서 토출되는 잉크가 배치될 기판(200)은 예컨대 도시되지 않은 컨베이어벨트 또는 레일 상의 캐리어 등에 의해 상기 일 방향(+x 방향)과 교차하는 타 방향(+y 방향) 또는 그 역방향(-y 방향)으로 움직일 수 있다. 이를 통해 헤드(101)에서 토출되는 잉크는 기판(200) 상의 사전설정된 위치에 정확하게 위치할 수 있게 된다.

물론 이와 달리 기판(200)의 위치는 고정되어 있고, 가이드유닛(102)을 상기 일 방향(+x 방향)과 교차하는 타 방향(+y 방향) 또는 그 역방향(-y 방향)으로 이동시킬 수 있는 추가가이드유닛이 존재하여, 헤드(101)에서 토출되는 잉크가 기판(200) 상의 사전설정된 위치에 정확하게 위치하도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

종래의 노즐프린터에는 의도하지 않게 잉크가 토출될 수 있다는 문제점이 있었다. 즉, 사전설정된 영역의 상부에서 잉크를 토출하며 프린팅하려 할 시, 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드(101)가 가이드유닛(102)을 따라 움직이는 과정에서 노즐유닛 내부 또는 노즐유닛에 연결된 잉크공급튜브(119, 129, 139) 내부 등에 채워진 잉크가 진동이나 외부로부터 의도치 않게 인가된 힘 등에 의해 토출되어, 프린팅 불량을 야기할 수 있다는 문제점이 있었다. 특히 노즐유닛이나 노즐유닛을 포함하는 헤드(101)가 가이드유닛(102)을 따라 움직이는 과정에서 잉크공급튜브(119, 129, 139)는 그 형태가 변형될 수밖에 없고, 그러한 변형에 따라 잉크공급튜브(119, 129, 139) 내부에 채워진 잉크에 의도치 않은 압력이 인가되어 잉크가 노즐홀더 외부로 토출될 수 있다는 문제점이 있었다.

예컨대 복수개의 노즐유닛들을 포함하는 헤드(101)의 경우, 각 노즐유닛은 상호 상이한 물질을 성분으로 하는 잉크를 가지고 있을 수 있다. 이 경우 헤드(101)의 일 노즐유닛을 이용하여 프린팅을 하고 다른 노즐유닛들을 통해서는 프린팅이 이루어지지 않도록 하는 공정을 수행하게 될 수 있다. 따라서 그러한 경우 본 실시예에 따른 노즐프린터의 경우 블랭크시트(60)를 상기 다른 노즐유닛들 각각의 노즐홀더(30)에 자력을 통해 결합시킴으로써, 상기 다른 노즐유닛들에서 잉크가 의도치 않게 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

물론 헤드(101)가 복수개의 노즐유닛들을 포함하고 각 노즐유닛이 동일한 물질을 성분으로 하는 잉크를 가질 수도 있다. 이 경우 헤드(101)의 일 노즐유닛을 이용하여 프린팅을 하고 다른 노즐유닛들은 예비 노즐유닛들로 사용할 수도 있는 바, 그러한 때에도 블랭크시트(60)를 상기 다른 노즐유닛들 각각의 노즐홀더(30)에 자력을 통해 결합시킴으로써, 상기 다른 노즐유닛들에서 잉크가 의도치 않게 토출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

프린팅 과정에서 상기 다른 노즐유닛들의 적어도 일부를 이용하여 프린팅을 해야 한다면, 자력에 의해 노즐홀더(30)에 결합된 블랭크시트(60)를 사용자가 손 등으로 용이하게 제거할 수 있다.

지금까지는 자력발생부(50)가 노즐홀더(30)의 외부의 일측에 결합되는 제1부분(51)과, 이러한 제1부분(51)에 대응하도록 노즐홀더(30)의 외부의 타측에 결합되는 제2부분(52)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도인 도 4에 도시된 것과 같이 자력발생부(50)는 중앙에 개구부를 갖는 링(ring) 형태이며, 자력발생부(50)는 노즐홀더(30)가 자력발생부(50)의 개구부에 삽입되어 노즐홀더(30)의 외부에 결합될 수도 있다. 이 경우 필요에 따라 자력발생부(50)의 개구부 내측면에 나사산이 형성되고 노즐홀더(30)의 외측면에도 나사산이 형성되어, 자력발생부(50)와 노즐홀더(30)가 나사결합되어 더욱 확실히 결합되도록 할 수도 있다.

또는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 노즐프린터용 노즐유닛을 개략적으로 도시하는 사시도인 도 5에 도시된 것과 같이, 자력발생부(50)는 제1부분(51), 제2부분(52), 제3부분(53), 제4부분(54) 및 제5부분(55)과 같이 복수개의 부분들을 포함할 수도 있다. 이러한 경우 복수개의 부분들의 개수를 필요에 따라 조절함으로써, 블랭크시트(60)와 노즐홀더(30) 사이의 결합력의 정도를 제어할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 슬리브 10a, 10b: 유도로
20: 노즐홀시트 20a: 노즐홀
30: 노즐홀더 30a: 개구
40: 너트 40a: 유도로
50: 자력발생부 60: 블랭크시트

Claims

내부에 잉크가 지나갈 수 있는 유도로가 형성된 슬리브;
상기 슬리브의 일단에 배치되며 상기 유도로에 대응하는 노즐홀이 형성된 노즐홀시트; 및
상기 슬리브 및 상기 노즐홀시트를 수용하고, 상기 노즐홀시트의 상기 노즐홀의 직경보다 큰 직경의 개구가 형성되어 상기 노즐홀을 통과한 잉크가 상기 개구를 통해 외부로 배출될 수 있도록 하며, 상자성체 물질을 포함하는, 노즐홀더;
를 구비하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐홀더는 SUS410, SUS430 및 Ni 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐홀더에 결합되거나 수용되는 자력발생부를 더 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제3항에 있어서,
상기 자력발생부는 강자성체 물질을 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제4항에 있어서,
상기 자력발생부는 중앙에 개구부를 갖는 링(ring) 형태이며, 상기 자력발생부는 상기 노즐홀더가 상기 자력발생부의 상기 개구부에 삽입되어 상기 노즐홀더의 외부에 결합되는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제4항에 있어서,
상기 자력발생부는, 상기 노즐홀더의 외부의 일측에 결합되는 제1부분과, 상기 제1부분에 대응하도록 상기 노즐홀더의 외부의 타측에 결합되는 제2부분을 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제6항에 있어서,
상기 자력발생부의 상기 제1부분과 상기 제2부분 각각은 반원과 같은 형상을 갖되, 상기 제1부분과 상기 제2부분은 상호 이격되어 상기 노즐홀더의 외부에 결합된, 노즐프린터용 노즐유닛.
제4항에 있어서,
상기 자력발생부는 네오디윰 자석을 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제3항에 있어서,
상기 자력발생부는 전자석을 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제3항에 있어서,
상기 자력발생부는 상기 노즐홀더의 상기 개구가 형성된 일단의 반대쪽인 타단에 결합되거나 수용된, 노즐프린터용 노즐유닛.
제3항에 있어서,
상자성체 물질을 포함하여 상기 자력발생부로부터의 자력에 의해 상기 노즐홀더에 결합될 시 상기 노즐홀더의 상기 개구를 차폐할 수 있는 블랭크시트를 더 구비하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제11항에 있어서,
상기 블랭크시트는 니켈 또는 니켈코발트합금을 포함하는, 노즐프린터용 노즐유닛.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 노즐유닛을 포함하는 헤드;
일단이 상기 노즐유닛에 연결되어 상기 노즐유닛에 공급되는 잉크의 공급경로가 되는 잉크공급튜브; 및
일 방향으로 연장되어 상기 헤드이 상기 일 방향 또는 그 역방향으로 움직일 수 있도록 가이딩하는 가이드유닛;
을 구비하는, 노즐프린터.