KR20160138845A - 잉크젯 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 장치로서, 상기 잉크가 저장되는 잉크 저장 챔버와; 제1 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버로부터 상기 잉크를 공급받아 상기 잉크를 상기 기판에 분사하는 노즐과; 상기 제1 연결라인을 개폐하는 제1 제어밸브와; 상기 제1 연결라인에서 분기되는 제2 연결라인에 의해 상기 노즐과 연결되며, 세정액이 저장되는 세정액 챔버와; 상기 제2 연결라인을 개폐하는 제2 제어밸브를 포함하는, 잉크젯 장치를 제공한다.

Description

잉크젯 장치{INK-JET APPARATUS}
본 발명은 잉크젯 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 잉크젯 노즐의 세척을 위한 세정액을 공급하는 별도의 세정액 챔버를 구비하고 이를 제어함으로써 노즐 세척 공정을 단순화시키고 공정 tact-time을 단축시킬 수 있는 잉크젯 장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다.
이러한, 평판 표시 소자의 화소를 형성하기 위해서, 유기물을 포함하는 잉크를 기판을 향하여 토출시켜 프린팅함으로써 유기층을 형성하는 방법이 제안되고 있다.
한편, 이러한 잉크젯 장치를 장기간 사용하였을 경우 잉크를 토출하는 노즐과 노즐 내부가 잉크의 응집, 고착으로 인해 오염될 수 있다. 이러한 오염물은 노즐의 막힘 현상을 유발하여 노즐의 수명을 단축시키고, 잉크 토출 불량 등의 부작용을 야기하는 문제가 있었다. 따라서, 노즐 내부의 오염물의 제거를 위해, 종래에는 작업자가 잉크 챔버 내의 잉크를 세정액으로 교체한 후 세정액을 튜브를 통해 노즐로 공급하여 퍼징(purging)시켜 외부로 배출시키는 방식으로서 노즐의 오염물을 제거하는 방식이 이용되었다. 그러나, 이러한 방식은 프린팅을 위한 잉크의 공급과 노즐 세척을 위한 세정액의 공급이 동일한 잉크 챔버에 의해 이루어져야 하므로, 잉크와 세정액의 교체 작업이 불편할 뿐 아니라 교체 시간이 오래 걸려 공정 tact-time이 증가되는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1348582호(2013. 12. 31 등록)
본 발명은 잉크젯 노즐의 세척을 위한 세정액을 공급하는 별도의 세정액 챔버를 구비하고 이를 제어함으로써, 노즐 세척 공정을 단순화시키고 공정 tact-time을 단축시킬 수 있는 잉크젯 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 장치로서, 상기 잉크가 저장되는 잉크 저장 챔버와; 제1 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버로부터 상기 잉크를 공급받아 상기 잉크를 상기 기판에 분사하는 노즐과; 상기 제1 연결라인을 개폐하는 제1 제어밸브와; 상기 제1 연결라인에서 분기되는 제2 연결라인에 의해 상기 노즐과 연결되며, 세정액이 저장되는 세정액 챔버와; 상기 제2 연결라인을 개폐하는 제2 제어밸브를 포함하는, 잉크젯 장치를 제공한다.
상기 제2 연결라인은 상기 제1 제어밸브와 상기 노즐 사이의 상기 제1 연결라인에서 분기될 수 있다.
제2 제어밸브는, 상기 제2 연결라인이 상기 제1 연결라인으로부터 분기되는 분기점에 결합되는 삼방밸브일 수 있다.
제1 연결라인상에 구비되며 상기 노즐로 공급되는 상기 잉크를 필터링하기 위한 제1 필터를 더 포함할 수 있다.
제1 연결라인에서 분기되는 제3 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버의 상기 잉크를 회수하여 저장하는 잉크 회수 챔버와; 상기 제3 연결라인을 개폐하는 제3 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
제4 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버에 잉크를 공급하는 잉크 공급 챔버와; 상기 제4 연결라인을 개폐하는 제4 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
제4 연결라인상에 구비되며 상기 잉크 저장 챔버로 공급되는 상기 잉크를 필터링하기 위한 제2 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 잉크젯 노즐의 세척을 위한 세정액을 공급하는 별도의 세정액 챔버를 구비하고 이를 제어함으로써 노즐 세척 공정을 단순화시키고 공정 tact-time을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 장치의 개략도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 장치의 개략도이다.
도 1에는 기판(1), 스테이지(3), 노즐(5), 잉크 저장 챔버(10), 제1 연결라인(12), 제2 연결라인(14), 세정액 챔버(16), 제1 제어밸브(17), 제2 제어밸브(18), 제1 필터(20), 제2 펌프(22), 제3 연결라인(24), 잉크 회수 챔버(26), 제3 제어밸브(28), 제1 펌프(30), 제4 연결라인(32), 잉크 공급 챔버(34), 제4 제어밸브(36), 제2 필터(38), 제3 펌프(40)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 잉크젯 장치는, 기판(1)에 잉크를 토출하는 잉크젯 장치로서, 잉크가 저장되는 잉크 저장 챔버(10)와; 제1 연결라인(12)에 의해 잉크 저장 챔버(10)에 연결되며, 잉크 저장 챔버(10)로부터 잉크를 공급받아 잉크를 기판(1)에 분사하는 노즐(5)과; 제1 연결라인(12)을 개폐하는 제1 제어밸브(17)와; 제1 연결라인(12)에서 분기되는 제2 연결라인(14)에 의해 노즐(5)과 연결되며, 세정액이 저장되는 세정액 챔버(16)와; 제2 연결라인(14)을 개폐하는 제2 제어밸브(18)를 포함하여, 노즐(5)의 세척을 위한 세정액 충전 공정을 자동적으로 수행할 수 있다.
기판(1)은 스테이지(3) 상에 배치되며, 공정 챔버(미도시) 내부에 위치할 수 있다.
잉크 저장 챔버(10)는 잉크가 저장되어 후술할 노즐(5)로 잉크를 공급하며, 잉크 저장 챔버(10)로부터 공급되는 잉크는 노즐(5)을 통해 기판(1)을 향해 토출된다. 잉크 저장 챔버(10)에는 제1 펌프(30)가 연결될 수 있다. 제1 펌프(30)는 잉크 저장 챔버(10)에 압력을 가함으로써 노즐(5)에 잉크를 공급한다.
노즐(5)은 제1 연결라인(12)에 의해 잉크 저장 챔버(10)에 연결되며, 잉크 저장 챔버(10)로부터 잉크를 공급받아 잉크를 기판(1)에 분사한다. 노즐(5)은 기판(1)에 대향하도록 위치할 수 있으며, 기판(1)을 향해 잉크를 분사한다. 노즐(5)을 통해 분사되는 잉크는 기판(1)에 프린팅(printing)된다. 노즐(5)에는 전압 인가부(미도시)가 전기적으로 연결되어 전압 인가부(미도시)를 통해 노즐(5)에 전압이 인가될 수 있다. 노즐(5)에 인가되는 전압은 노즐(5)과 기판(1) 사이에 전위차를 형성하여, 노즐(5)로부터 분사되는 잉크가 직진성을 갖고 기판(1)으로 분사된다. 또한, 기판(1)이 배치되는 스테이지(3)는 접지되거나 노즐(5)에 인가되는 전압과 반대되는 전압이 인가될 수도 있다.
제1 연결라인(12)은 일단이 잉크 저장 챔버(10)에 연결되고 타단이 노즐(5)에 연결되며, 제1 연결라인(12)을 통해 잉크가 잉크 저장 챔버(10)로부터 노즐(5)로 공급되는 것이다. 제1 연결라인(12)은 일정한 내경을 가지는 튜브(tube)일 수 있다.
제1 제어밸브(17)는 제1 연결라인(12)을 개폐한다. 구체적으로, 제1 제어밸브(17)는 제1 연결라인(12) 상에 설치되어 개폐에 따라 제1 연결라인(12)을 통해 노즐(5)로 공급되는 잉크의 유동을 제어한다. 잉크가 기판(1) 프린팅을 위해 노즐(5)로 공급되어야 하는 경우 제1 제어밸브(17)는 열리고, 노즐(5) 세척을 위해 후술할 세정액 챔버(16)로부터 세정액이 노즐(5)로 공급되어야 하는 경우 제1 제어밸브(17)는 닫혀 세정액이 제1 연결라인(12)을 통해 잉크 저장 챔버(10)로 유입되는 것을 방지한다.
세정액 챔버(16)는 제1 연결라인(12)에서 분기되는 제2 연결라인(14)에 의해 노즐(5)과 연결되며, 세정액을 저장한다. 세정액은 노즐(5)로 유입되고, 유입되는 세정액이 노즐(5) 내부에서 퍼징(purging)되어 노즐(5)을 세척할 수 있다.
제2 연결라인(14)은 일단이 제1 연결라인(12)에서 분기되고 타단이 세정액 챔버(16)에 연결될 수 있다. 제2 연결라인(14)은 제1 제어밸브(17)와 노즐(5) 사이의 제1 연결라인(12)에서 분기될 수 있다. 세정액 챔버(16)와 연결된 제2 연결라인(14)을 통해 세정액이 세정액 챔버(16)로부터 노즐(5)로 공급되는 것이다. 노즐(5)로 유입되는 세정액은 퍼징(purging)되어 외부로 배출됨으로써 노즐(5)을 세척한다. 제2 연결라인(14)은 일정한 내경을 가지는 튜브(tube)일 수 있다.
세정액 챔버(16)에는 제2 펌프(22)가 연결될 수 있다. 제2 펌프(22)는 세정액 챔버(16)에 압력을 가함으로써 노즐(5)에 세정액을 공급하고 퍼징(purgeing)한다. 본 실시예에서는 제2 펌프(22)가 세정액 챔버(16)에 압력을 가하여 노즐(5)로 세정액을 공급하는 방법을 설명하였으나, 세정액의 공급은 이외에도 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있다.
제2 제어밸브(18)는 제2 연결라인(14)을 개폐한다. 구체적으로, 제2 제어밸브(18)는 제2 연결라인(14) 상에 설치되어 개폐에 따라 제2 연결라인(14)을 통해 노즐(5)로 공급되는 세정액의 유동을 제어한다. 세정액이 세척을 위해 노즐(5)로 공급되는 경우 제2 제어밸브(18)는 열리고, 노즐(5) 세척 후 잉크 프린팅을 위해 잉크 저장 챔버(10)로부터 잉크가 노즐(5)로 공급되는 경우 제2 제어밸브(18)는 닫힌다.
제2 제어밸브(18)는 제2 연결라인(14)이 제1연결라인으로부터 분기되는 분기점에 결합되는 삼방밸브일 수 있다. 삼방밸브는 3개의 방향에 구멍이 형성되는 밸브로서, 잉크 프린팅시에는 제2 연결라인(14)과 연결된 구멍을 폐쇄하여 잉크 저장 챔버(10)로부터 잉크가 노즐(5)로 공급되도록 하고, 노즐(5) 세척시에는 제1 연결라인(12)과 연결되어 잉크 저장 챔버(10)를 향하는 방향의 구멍을 폐쇄하여 세정액 챔버(16)로부터 세정액이 노즐(5)로 공급되도록 할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 잉크젯 장치는, 별도의 세정액 챔버(16)를 두고 제1 제어밸브(17) 및 제2 제어밸브(18)를 이용하여 각각의 연결라인의 개폐를 제어함으로써, 노즐(5)의 세척 공정을 단순화하여 공정 tact-time을 단축시킬 수 있다. 한편, 제1 연결라인(12)상에 제1 필터(20)가 구비될 수 있으며, 제1 필터(20)는 노즐(5)로 공급되는 잉크를 필터링한다. 제1 필터(20)는 제1 연결라인(12) 내에 설치되어 잉크내의 이물질과 기포를 제거하여 노즐(5)을 통해 토출되는 잉크의 품질을 향상시킨다.
한편, 본 실시예에 따른 잉크젯 장치는, 잉크를 회수하여 저장하는 잉크 회수 챔버(26)를 포함할 수 있으며, 잉크 회수 챔버(26)는 제1 연결라인(12)에서 분기되는 제3 연결라인(24)에 의해 잉크 저장 챔버(10)에 연결될 수 있다. 제3 연결라인(24)은 일단이 제1 연결라인(12)에서 분기되고 타단이 잉크 회수 챔버(26)에 연결될 수 있으며, 잉크 저장 챔버(10)에 저장된 잉크를 잉크 회수 챔버(26)로 공급한다. 제3 연결라인(24)은 일정한 내경을 가지는 튜브(tube)일 수 있다.
제3 제어밸브(28)는 제3 연결라인(24)을 개폐한다. 구체적으로, 제3 제어밸브(28)는 제3 연결라인(24) 상에 설치되어 개폐에 따라 제3 연결라인(24)을 따라 유동하는 잉크를 제어한다. 잉크 저장 챔버(10)에 저장된 잉크를 잉크 회수 챔버(26)로 회수하는 경우, 제1 제어밸브(17)는 닫히고 제3 제어밸브(28)는 열림으로써 잉크 저장 챔버(10)에 저장된 잉크가 잉크 회수 챔버(26)로 공급되도록 한다. 제1 펌프(30)는 잉크 저장 챔버(10)에 압력을 가함으로써 제3 연결라인(24)으로 잉크를 공급할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 잉크젯 장치는, 제4 연결라인(32)에 의해 잉크 저장 챔버(10)에 연결되며 잉크 저장 챔버(10)에 잉크를 공급하는 잉크 공급 챔버(34)와; 제4 연결라인(32)을 개폐하는 제4 제어밸브(36)를 더 포함할 수 있다. 제4 연결라인(32)은 일단이 잉크 저장 챔버(10)에 연결되고 타단이 잉크 공급 챔버(34)에 연결되며, 제4 연결라인(32)을 통해 잉크가 잉크 공급 챔버(34)로부터 잉크 저장 챔버(10)로 공급되는 것이다. 제4 연결라인(32)은 일정한 내경을 가지는 튜브(tube)일 수 있다.
제4 제어밸브(36)는 제4 연결라인(32)을 개폐한다. 구체적으로, 제4 제어밸브(36)는 제4 연결라인(32) 상에 설치되어 개폐에 따라 제4 연결라인(32)을 통해 잉크 저장 챔버(10)로 공급되는 잉크의 유동을 제어한다. 잉크 저장 챔버(10)로 잉크의 공급이 필요한 경우 제4 제어밸브(36)는 열리며, 잉크 저장 챔버(10)로 잉크의 공급이 필요하지 않은 경우 제4 제어밸브(36)는 닫힌다.
본 실시예에 따른 잉크젯 장치는 별도의 잉크 공급 챔버(34)를 두어 노즐(5)의 오염물 제거 후 잉크 저장 챔버(10)의 잉크 충전 공정을 자동적으로 수행할 수 있다.
잉크 공급 챔버(34)에는 제3 펌프(40)가 연결될 수 있다. 제3 펌프(40)는 잉크 공급 챔버(34)에 압력을 가함으로써 잉크 저장 챔버(10)에 잉크를 공급한다. 본 실시예에서는 제3 펌프(40)가 잉크 공급 챔버(34)에 압력을 가하여 잉크 저장 챔버(10)로 잉크를 공급하는 방법을 설명하였으나, 잉크의 공급은 이외에도 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있다.
제4 연결라인(32)상에 제2 필터(38)가 구비될 수 있으며, 제2 필터(38)는 잉크 저장 챔버(10)로 공급되는 잉크를 필터링한다. 제2 필터(38)는 제4 연결라인(32) 내에 설치되어 잉크내의 이물질과 기포를 제거하여 공급되는 잉크의 품질을 향상시킨다.
이하에서는, 잉크 저장 챔버(10)의 잉크 충전 공정, 기판(1)의 프린팅을 위해 잉크를 토출하는 공정 및 노즐(5)을 세척하는 공정 시 각 구성의 동작관계를 살펴보기로 한다.
잉크 충전 공정에 대해 살펴보면, 제4 연결라인(32)에 설치된 제4 제어밸브(36)가 열리고 제3 펌프(40)가 작동하여 잉크가 잉크 공급 챔버(34)로부터 제4 연결라인(32)을 통해 잉크 저장 챔버(10)로 공급된다. 이러한 잉크 충전 공정은 후술할 잉크 토출 공정과 동시에 수행될 수 있고, 잉크 토출 공정과 별개의 공정으로 수행될 수도 있다.
잉크 토출 공정에 대해 살펴보면, 노즐(5)로 공급되는 잉크가 잉크 회수 챔버(26)로 공급되는 것을 방지하기 위해 제3 연결라인(24)에 설치된 제3 제어밸브(28)가 닫힌다. 다음으로, 제1 연결라인(12)에 설치된 제1 제어밸브(17)가 열리고 제1 펌프(30)가 작동하여 잉크 저장 챔버(10)내의 잉크가 제1 연결라인(12)을 통해 노즐(5)로 공급된다. 이때, 제1 연결라인(12)을 통해 유동하는 잉크가 세정액 챔버(16)로 유입되는 것을 방지하기 위해 제2 제어밸브(18)가 닫힐 수 있다. 노즐(5)로 공급되는 잉크는 노즐(5)공(미도시)을 통해 기판(1)으로 토출된다.
노즐(5) 세척 공정에 대해 살펴보면, 세정액이 잉크 저장 챔버(10)로 유입되는 것을 방지하기 위해 제1 연결라인(12)에 설치된 제1 제어밸브(17)가 닫힌다. 다음으로, 제2 연결라인(14)에 설치된 제2 제어밸브(18)가 열리고 제2 펌프(22)가 작동하여 세정액 챔버(16) 내의 세정액이 제2 연결라인(14)을 통해 노즐(5)로 공급된다. 노즐(5)로 공급된 세정액은 퍼징(purging)되어 외부로 배출됨으로써 노즐(5)을 세척한다. 노즐(5) 세척 공정시에 잉크 저장 챔버(10) 내에 저장된 잉크를 잉크 회수 챔버(26)로 회수하고자 하는 경우, 제3 연결라인(24)에 설치된 제3 제어밸브(28)가 열리고 제1 펌프(30)를 작동하여 잉크 저장 챔버(10) 내의 잉크가 잉크 회수 챔버(26)로 공급되어 회수된다.
이상에서 설명한 잉크젯 장치는, 노즐 세척을 위한 세정액을 공급하는 별도의 세정액 챔버를 구비하고 이를 제어함으로써 노즐 세척 공정을 단순화시키고 공정 tact-time을 단축시킬 수 있다.
상기에는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
1: 기판 3: 스테이지
5: 노즐 10: 잉크 저장 챔버
12: 제1 연결라인 14: 제2 연결라인
16: 세정액 챔버 17: 제1 제어밸브
18: 제2 제어밸브 20: 제1 필터
22: 제2 펌프 24: 제3 연결라인
26: 잉크 회수 챔버 28: 제3 제어밸브
30: 제1 펌프 32: 제4 연결라인
34: 잉크 공급 챔버 36: 제4 제어밸브
38: 제2 필터 40: 제3 펌프

Claims (7)

  1. 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 장치로서,
    상기 잉크가 저장되는 잉크 저장 챔버와;
    제1 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버로부터 상기 잉크를 공급받아 상기 잉크를 상기 기판에 분사하는 노즐과;
    상기 제1 연결라인을 개폐하는 제1 제어밸브와;
    상기 제1 연결라인에서 분기되는 제2 연결라인에 의해 상기 노즐과 연결되며, 세정액이 저장되는 세정액 챔버와;
    상기 제2 연결라인을 개폐하는 제2 제어밸브를 포함하는, 잉크젯 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 연결라인은 상기 제1 제어밸브와 상기 노즐 사이의 상기 제1 연결라인에서 분기되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제2 제어밸브는, 상기 제2 연결라인이 상기 제1 연결라인으로부터 분기되는 분기점에 결합되는 삼방밸브인 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 연결라인상에 구비되며 상기 노즐로 공급되는 상기 잉크를 필터링하기 위한 제1 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결라인에서 분기되는 제3 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버의 상기 잉크를 회수하여 저장하는 잉크 회수 챔버와;
    상기 제3 연결라인을 개폐하는 제3 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    제4 연결라인에 의해 상기 잉크 저장 챔버에 연결되며, 상기 잉크 저장 챔버에 잉크를 공급하는 잉크 공급 챔버와;
    상기 제4 연결라인을 개폐하는 제4 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제4 연결라인상에 구비되며 상기 잉크 저장 챔버로 공급되는 상기 잉크를 필터링하기 위한 제2 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 장치.
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