KR20180108946A - 잉크젯 인쇄 장치 - Google Patents

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KR20180108946A
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Abstract

본 발명의 일실시예는 인쇄 소요 시간이 단축되고, 인쇄 정밀도가 개선된 잉크젯 인쇄 장치를 제공한다. 여기서, 잉크젯 인쇄 장치는 헤드부, 기판부, 링 전극부 그리고 전압 제공부를 포함한다. 헤드부는 도전성 잉크가 출사되는 복수개의 노즐을 가진다. 기판부는 헤드부의 하측에 이격 구비되고, 접지된다. 링 전극부는 헤드부 및 기판부의 사이에 구비되되, 각각의 노즐의 수직 하방에 노즐과 이격되어 구비되고, 노즐에서 출사되는 도전성 잉크가 통과하는 관통부가 형성되며, 관통부를 벗어나는 전기력선이 차단되도록 한다. 전압 제공부는 노즐 및 링 전극부에 직류 전압을 제공한다.

Description

잉크젯 인쇄 장치{INK-JET PRINTING APPARATUS}
본 발명은 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄 소요 시간이 단축되고, 인쇄 정밀도가 개선된 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것이다.
전기력을 이용하는 잉크젯 인쇄 장치는 액면을 전기력으로 당기는 힘을 이용하여 액적 또는 연속으로 젯팅하기 때문에 전기력을 이용하지 않는 잉크젯 인쇄 장치와는 달리 나노 스케일의 패터닝이 가능하고, 고점도의 잉크를 토출할 수 있다는 장점이 있다. 전기력을 이용한 프린팅은 드롭 온 디맨드(drop-on-demand) 방식의 프린팅이 가능하며 노즐의 크기보다 더 작은 액적을 생성할 수 있고 수 마이크로미터 수준의 액적도 제팅할 수 있어 최근에 많은 기술 개발이 보고되고 있다.
이와 더불어 전기력을 이용하는 젯 프린팅은 고점도의 잉크를 전기 방사하여 연속 젯을 형성하고 직선 구간을 정밀하게 제어하여 선을 구현할 수 있는 장점이 있다. 이를 이용하면 리소그래피를 대체하여 간단한 전기회로 또는 구조를 형성할 수도 있다.
도 1은 종래의 전기력을 이용하는 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 전극 패턴을 형성하는 예를 나타낸 예시도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 전기력을 이용하는 잉크젯 인쇄 장치에서는 EHD(Electrohydrodynamic) 방식을 이용하여 노즐(10)에 양극의 전압이 인가되어 노즐(10) 및 기판(20) 사이에 전기력이 발생되도록 한다. 노즐(10)에서 젯팅되는 잉크로는 배선을 전기적으로 연결하고, 전기력에 영향을 받을 수 있는 도전성 잉크(30)가 사용된다.
이러한 잉크젯 인쇄 장치에서는 나노 스케일의 선 폭 인쇄가 가능한 반면, 전극 패턴(40)의 선 길이가 긴 경우, 인쇄 소요 시간이 증가하는 문제점이 있다. 예를 들어, 잉크젯 인쇄 장치가 단일의 노즐을 가지는 경우, 250㎛의 선 길이를 인쇄하기 위해서는 노즐(10)의 이동속도를 50㎛/s로 하였을 때, 5초의 시간이 소비되기 때문에, 실제 전극 패턴을 모두 인쇄하는 데까지 걸리는 총 공정시간(Tact-time)이 길어지는 부담이 있다.
그리고, 종래의 잉크젯 인쇄 장치에서는 노즐(10)과 기판(20) 사이에 형성되는 전기력선이 노즐(10)에서 기판(20) 방향으로 확산되는 형태를 이룬다. 따라서, 기판(20)에 가까울수록 전기장의 밀집도가 낮아지기 때문에, 노즐(10)에서 제팅되는 잉크가 기판(20)에 밀집되도록 탄착되지 못하거나, 잉크의 방향이 왜곡되거나, 기판(20)의 원하는 지점에 집중되지 못하는 한계가 있어 전극 패턴(40)의 정밀도가 높게 유지되기 어려운 문제점이 있다.
공개특허공보 제2011-0123407호(2011.11.15. 공개)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인쇄 소요 시간이 단축되고, 인쇄 정밀도가 개선된 잉크젯 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 도전성 잉크가 출사되는 복수개의 노즐을 가지는 헤드부; 상기 헤드부의 하측에 이격 구비되고, 접지되는 기판부; 상기 헤드부 및 상기 기판부의 사이에 구비되되, 각각의 상기 노즐의 수직 하방에 상기 노즐과 이격되어 구비되고, 상기 노즐에서 출사되는 도전성 잉크가 통과하는 관통부가 형성되며, 상기 관통부를 벗어나는 전기력선이 차단되도록 하는 링 전극부; 그리고 상기 노즐 및 상기 링 전극부에 직류 전압을 제공하는 전압 제공부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전압 제공부에서 상기 링 전극부로 제공되는 상기 전압의 극성을 제어하여 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크의 출사 여부를 개별적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 노즐에는 양극의 전압이 제공되고, 상기 노즐에 상기 양극의 전압이 제공되는 동안 상기 링 전극부에는 양극의 전압 또는 음극의 전압이 제공되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 노즐 및 상기 링 전극부에 상기 양극의 전압이 동시에 동일한 시간 동안 동일한 크기로 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 노즐에 양극의 전압 및 상기 링 전극부에 음극의 전압이 동시에 동일한 시간 동안 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 각각의 상기 링 전극부와 연결되고, 상기 전압 제공부에서 상기 링 전극부로 제공되는 전압을 선택적으로 차단하는 스위치부; 그리고 상기 스위치부를 독립적으로 작동 제어하여 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크의 출사 여부를 개별적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 각각의 상기 스위치부에는 쌍을 이루도록 접지부가 구비되고, 상기 제어부는 각각의 상기 스위치부가 쌍을 이루는 상기 접지부와 독립적으로 개폐(ON/OFF)되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 스위치부가 상기 접지부와 연결되어 상기 링 전극부가 접지되도록 함으로써 상기 노즐 및 상기 기판 사이에 전기력선이 형성되어 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 스위치부가 상기 전압 제공부에 연결되도록 하여 상기 링 전극부 및 상기 노즐에 동시에 동일한 시간 동안 동일한 크기로 양극의 전압이 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 복수개의 상기 노즐 및 상기 링 전극부는 제1방향으로 이격되어 구비되고, 상기 링 전극부는 상기 노즐과 함께 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 노즐 및 기판부의 사이에 링 전극부가 구비되어 노즐 전극부와 기판부 사이에 형성되는 전기력선 중, 링 전극부의 관통부를 벗어나는 전기력선은 차단되도록 할 수 있다. 이에 따라, 노즐 전극부 및 링 전극부에 의해 형성되는 전기력선 중 일부의 전기력선이 링 전극부의 관통부를 통해 기판부를 향해 수직방향으로 밀집되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 노즐에서 출사되는 도전성 잉크가 수직방향으로 밀집 형성되는 전기력선을 따라 출사될 수 있기 때문에, 출사되는 잉크의 직진도가 높아 질 수 있고, 인쇄 정밀도가 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부는 복수개의 노즐과, 각각의 노즐과 쌍을 이루는 링 전극부에 공급되는 전압의 극성을 제어하거나, 링 전극부가 접지되도록 제어함으로써, 각각의 노즐로부터 도전성 잉크의 출사 여부가 개별적으로 제어되도록 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 전기력을 이용하는 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 전극 패턴을 형성하는 예를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 링 전극부를 나타낸 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 작동예를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 링 전극부를 나타낸 예시도이다.
도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 잉크젯 인쇄 장치는 헤드부(110), 기판부(120), 링 전극부(130) 그리고 전압 제공부(140)를 포함할 수 있다.
헤드부(110)는 복수개의 노즐(111)을 가질 수 있으며, 복수개의 노즐(111)은 도전성 잉크(200)가 수용되는 챔버(112)의 하면부에 구비될 수 있다. 챔버(112)에 수용되는 도전성 잉크(200)는 노즐(111)을 통해 출사될 수 있다. 도전성 잉크(30)는 노즐(111)에서 출사되어 전극 패턴을 형성할 수 있으며, 전극 패턴을 전기적으로 연결하고, 전기력에 영향을 받을 수 있도록 도전성을 가질 수 있다.
그리고, 헤드부(110)는 노즐 전극부(113)를 가질 수 있다. 노즐 전극부(113)는 각각의 노즐(111)의 내측으로 연장 구비될 수 있으며, 전압 제공부(140)와 연결될 수 있다.
기판부(120)는 헤드부(110)의 하측에 이격되어 구비될 수 있으며, 접지될 수 있다. 기판부(120)는 전극 패턴을 마련하고자 하는 인쇄 대상 기판일 수 있다. 이 경우, 노즐(111)에서 출사되는 도전성 잉크(200)는 기판부(120)에 탄착되어 인쇄될 수 있다. 또한, 기판부(120)는 전극 패턴을 마련하고자 하는 인쇄 대상 기판이 설치되는 베드를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
링 전극부(130)는 헤드부(110) 및 기판부(120)의 사이에 구비될 수 있다. 링 전극부(130)는 각각의 노즐(111)의 수직 하방에 마련될 수 있으며, 해당되는 노즐(111)과 이격되어 구비될 수 있다. 링 전극부(130)는 중앙에 관통부(131)를 가질 수 있으며, 관통부(131)의 중심은 노즐(111)의 중심축 상에 구비될 수 있다. 또한, 관통부(131)는 노즐(111)의 노즐공(114)의 지름에 대응되는 지름을 가지도록 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 노즐공(114)의 지름보다 크게 형성될 수도 있다. 노즐(111)에서 출사되는 도전성 잉크(200)는 관통부(131)를 통과할 수 있다.
전압 제공부(140)는 노즐(111) 및 링 전극부(130)에 전압을 제공할 수 있다. 전압 제공부(140)에서 제공하는 전압은 직류 전압일 수 있다.
전압 제공부(140)는 노즐 전극부(113)로 양극의 전압을 제공할 수 있다. 그리고, 전압 제공부(140)는 링 전극부(130)로 양극의 전압 또는 음극의 전압을 제공할 수 있다.
잉크젯 인쇄 장치는 제1고전압부(150) 및 제2고전압부(151)를 더 포함할 수 있다. 제1고전압부(150)는 노즐 전극부(113)로 제공되는 전압을 증폭시킬 수 있으며, 제2고전압부(151)는 링 전극부(130)로 제공되는 전압을 증폭시킬 수 있다.
또한, 잉크젯 인쇄 장치는 공기압 제공부(152)를 더 포함할 수 있다. 공기압 제공부(152)는 챔버(112)의 내부에 공기 압력을 제공할 수 있다. 공기압 제공부(152)에서 제공되는 압력은 챔버(112)의 내부 압력을 증가시킬 수 있으며, 이를 통해, 노즐(111)에서 도전성 잉크(200)의 출사가 더욱 효과적으로 이루어질 수 있도록 도울 수 있다.
그리고, 잉크젯 인쇄 장치는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 제어부(160)는 전압 제공부(140)에서 링 전극부(130)로 제공되는 전압의 극성을 제어할 수 있으며, 이를 통해, 노즐(111)에서 도전성 잉크(200)의 출사 여부가 제어될 수 있다.
제어부(160)는 노즐(111)에는 양극의 전압이 제공되도록 전압 제공부(140)를 제어할 수 있다. 보다 자세하게는, 전압 제공부(140)는 노즐 전극부(113)로 양극의 전압을 제공할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 노즐(111)에 양극의 전압이 제공되는 동안, 링 전극부(130)에는 양극의 전압 또는 음극의 전압이 제공되도록 전압 제공부(140)를 제어할 수 있다.
도 3의 (a)에서 보는 바와 같이, 노즐 전극부(113)에 양극의 전압이 제공되고, 링 전극부(130)에 음극의 전압이 제공되는 경우, 노즐 전극부(113) 및 링 전극부(130)의 사이에는 전기력이 형성될 수 있다. 이때, 기판부(120)는 접지된 상태이기 때문에, 노즐 전극부(113) 및 링 전극부(130)의 사이에 형성되는 전기력에 의한 전기력선은 기판부(120)까지 형성될 수 있다.
또한, 노즐공(114) 근처의 도전성 잉크(200)에는 표면장력, 중력, 표면전하에 가해지는 전기력을 포함하는 작용력에 의해 노즐공(114)에서의 액형상이 테일러 콘(Taylor Cone) 형상으로 변형되면서 도전성 잉크(200)가 출사될 수 있다.
이때, 노즐 전극부(113) 및 링 전극부(130)에 의해 형성되는 전기력선 중 일부의 전기력선(311)은 관통부(131)를 통해 기판부(120)를 향해 수직방향으로 밀집되도록 형성될 수 있다. 반면, 관통부(131)를 벗어나는 전기력선(312)은 링 전극부(130)에 의해 차단될 수 있다.
이에 따라서, 노즐공(114)에서 출사되는 도전성 잉크(200)는 링 전극부(130)의 관통부(131)를 통과하여 기판부(120)로 형성되는 수직방향으로 밀집 형성되는 전기력선(311)을 따라 출사될 수 있다. 이를 통해, 출사되는 잉크의 직진도가 높아 질 수 있기 때문에, 인쇄 정밀도가 개선될 수 있다.
한편, 도 3의 (b)를 참조하면, 제어부(160)는 노즐 전극부(113) 및 링 전극부(130)에 양극의 전압이 제공되도록 전압 제공부(140)를 제어할 수 있다. 이 경우, 노즐 전극부(113) 및 링 전극부(130)가 동일한 극성의 전압을 가지게 되기 때문에, 전기력이 형성되지 못하고, 이에 따라 노즐공(114)에서 도전성 잉크(200)의 출사는 이루어지지 않을 수 있다.
제어부(160)는 각각의 노즐(111)과 쌍을 이루는 링 전극부(130)에 공급되는 전압의 극성을 제어함으로써, 각각의 노즐(111)로부터 도전성 잉크(200)의 출사 여부를 개별적으로 제어할 수 있다.
링 전극부(130)는 도전성 소재로 이루어질 수 있으며, 각각의 링 전극부(130)는 연결부(132)에 의해 연결되는 형상으로 구현될 수 있다(도 4의 (a) 참조). 또는 링 전극부(130)는 지지부(133)에 결합되는 방식으로 구현될 수 있다(도 4의 (b) 참조). 여기서, 연결부(132) 및 지지부(133)는 절연성 소재로 이루어질 수 있다. 전술한 링 전극부(130)의 구현 예는 예시를 위한 것이며, 각각의 링 전극부(130)가 절연성 소재의 구성품에 의해 쌍을 이루는 노즐에 직접 결합될 수 있는 등 다른 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 각각의 노즐(111a,111b,111c) 및 링 전극부(130a,130b,130c)는 제1방향으로 이격되어 구비될 수 있다. 그리고, 각각의 링 전극부(130a,130b,130c)와 쌍을 이루는 노즐(111a,111b,111c)은 함께 제1방향을 따라 이동할 수 있다.
그리고, 각각의 노즐 전극부(113a,113b,113c)에 양극의 전압이 인가되고, 각각의 링 전극부(130a,130b,130c)에 음극의 전압이 인가되면 각각의 노즐(111a,111b,111c)에서는 도전성 잉크(200)가 출사될 수 있다.
한편, 인쇄하고자 하는 패턴(250)의 길이(L1)가 정해진 경우, 패턴(250)의 길이(L1) 및 노즐(111a,111b,111c)의 개수를 고려하여 각각의 노즐(111a,111b,111c)의 이동거리가 설정될 수 있다. 그런데, 도 5에서 보는 바와 같이, 각각의 노즐(111a,111b,111c)이 최초 위치(P1,P2,P3)에서 설정된 이동거리(D1,D2,D3)만큼 이동하였을 때, 제일 우측의 노즐(111c)은 패턴(250)의 길이(L1)를 넘어서는 거리(D3) 만큼 이동하게 되고, 따라서, 패턴(250)의 길이(L1)를 초과하는 길이(L2) 만큼 더 인쇄될 수 있다. 즉, 제일 우측의 노즐(111c)은 인쇄 공정이 완료되었을 때 최종 위치(P4)까지 이동하게 되기 때문에, 도전성 잉크(200)의 출사가 계속되게 되면 인쇄하고자 하는 패턴(250)의 길이(L1)를 초과하여 불필요한 길이(L2)만큼 더 인쇄할 수 있게 된다.
제어부(160)는 제일 우측의 노즐(111c)과 쌍을 이루는 링 전극부(130c)에 인가되는 전압의 극성을 제어함으로써 이러한 현상이 방지되도록 할 수 있다.
즉, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 제일 우측의 노즐(111c)이 패턴(250)의 최종 길이 위치(P5)에 위치되었을 때, 제어부(160)는 제일 우측의 노즐(111c)과 쌍을 이루는 링 전극부(130c)에 양극의 전압이 인가되도록 함으로써, 제일 우측의 노즐(111c)로부터 도전성 잉크(200)의 출사가 정지되도록 할 수 있다.
쌍을 이루는 노즐 및 링 전극부에 모두 양극의 전압이 제공되도록 하는 경우, 제어부(160)는 쌍을 이루는 노즐(111) 및 링 전극부(130)에 제공되는 양극의 전압이 동시에, 동일한 시간 동안, 동일한 크기로 제공되도록 전압 제공부(140)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 원하는 시점에서 원하는 시간 동안 노즐로부터 도전성 잉크의 출사가 이루어지지 않도록 제어될 수 있다.
그리고, 쌍을 이루는 노즐에는 양극의 전압이 제공되고, 링 전극부에는 음극의 전압이 인가되도록 하는 경우, 제어부(160)는 양극의 전압 및 음극의 전압이 동시에, 동일한 시간 동안 제공되도록 전압 제공부(140)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 원하는 시점에서 원하는 시간 동안 노즐로부터 도전성 잉크의 출사가 이루어지도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 노즐 및 링 전극부가 복수개가 마련되고, 각각의 노즐 및 링 전극부가 마련되는 방향으로 노즐 및 전극부가 이동하면서 잉크를 출사할 수 있기 때문에, 종래에 단일의 노즐에서 잉크를 출사하는 경우와 비교했을 때, 인쇄 소요 시간이 단축될 수 있다. 앞에서는 노즐의 개수를 3개인 경우로 설명하였으나, 노즐의 개수를 늘림으로써 패턴의 인쇄에 소요되는 시간이 더욱 단축되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 나타낸 구성도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 작동예를 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 링 전극부에 인가되는 전압의 형태가 다르고, 이를 위한 구성 차이가 있을 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 잉크젯 인쇄 장치는 스위치부(410)를 포함할 수 있다.
스위치부(410)는 각각의 링 전극부(430)와 연결될 수 있다. 스위치부(410)는 링 전극부(430)와 전압 제공부(440)를 연결할 수 있으며, 전압 제공부(440)에서 링 전극부(430)로 제공되는 전압을 선택적으로 차단할 수 있다. 각각의 스위치부(410)에는 접지부(415)가 쌍을 이루도록 구비될 수 있다.
그리고, 제어부(460)는 각각의 스위치부(410)가 쌍을 이루는 접지부(415)와 독립적으로 개폐(ON/OFF)되도록 제어할 수 있다. 제어부(460)는 각각의 스위치부(410)를 독립적으로 작동 제어할 수 있다.
또한, 전압 제공부(440)는 노즐 전극부(413) 및 링 전극부(430)에 양극의 전압을 제공할 수 있다.
제어부(460)는 스위치부(410)가 OFF 되어 접지부(415)와 연결되도록 함으로써, 링 전극부(430)가 접지되도록 할 수 있다. 즉, 도 9의 (a)에서 보는 바와 같이, 노즐 전극부(413)에 양극의 전압이 제공되고, 링 전극부(430)가 접지되는 경우, 노즐 전극부(413) 및 링 전극부(430)의 사이에는 전기력이 형성될 수 있다. 이때, 기판부(420)는 접지된 상태이기 때문에, 노즐 전극부(413) 및 링 전극부(430)의 사이에 형성되는 전기력에 의한 전기력선은 기판부(420)까지 형성될 수 있으며, 노즐공(414)에서 도전성 잉크(200)가 출사될 수 있다.
그리고, 제어부(460)는 스위치부(410)가 ON 되어 전압 제공부(440)에 연결되도록 함으로써, 전압 제공부(440)에서 제공되는 양극의 전압이 링 전극부(430)에 인가되도록 할 수 있다. 즉, 도 9의 (b)를 참조하면, 제어부(460)는 노즐 전극부(413) 및 링 전극부(430)에 양극의 전압이 제공되도록 할 수 있다. 이 경우, 노즐 전극부(413) 및 링 전극부(430)가 동일한 극성의 전압을 가지게 되기 때문에, 전기력이 형성되지 못하여 노즐공(414)에서 도전성 잉크(200)의 출사는 이루어지지 않을 수 있다. 이를 통해, 제어부(460)는 노즐(411)에서 도전성 잉크(200)의 출사 여부를 개별적으로 제어할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 이용하여 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이, 제1방향으로 이격되어 구비되는 각각의 노즐(411a,411b,411c)의 노즐 전극부(413a,413b,413c)에 양극의 전압이 인가되고, 각각의 링 전극부(430a,430b,430c)가 접지되면 각각의 노즐(411a,411b,411c)에서는 도전성 잉크(200)가 출사될 수 있다.
제어부(460)는 제일 우측의 노즐(411c)과 쌍을 이루는 링 전극부(430c)에 전압이 인가되도록 하거나, 또는 링 전극부(430c)가 접지되도록 제어함으로써 노즐(411c)에서 도전성 잉크(200)의 출사 여부를 제어할 수 있다.
즉, 노즐이 이동하는 중에, 제일 우측의 노즐(411c)이 패턴(250)의 최종 길이 위치(P10)에 위치되었을 때, 제어부(460)는 제일 우측의 링 전극부(430c)에 양극의 전압이 인가되도록 함으로써, 제일 우측의 노즐(411c)로부터 도전성 잉크(200)의 출사가 정지되도록 할 수 있다.
제어부(460)는 쌍을 이루는 노즐 및 링 전극부에 제공되는 양극의 전압이 동시에, 동일한 시간 동안, 동일한 크기로 제공되도록 할 수 있다. 이를 통해, 원하는 시점에서 원하는 시간 동안 노즐로부터 도전성 잉크의 출사가 이루어지거나, 또는 이루어지지 않도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 노즐 및 링 전극부가 복수개가 마련되고, 각각의 노즐 및 링 전극부가 마련되는 방향으로 노즐 및 전극부가 이동하면서 잉크를 출사할 수 있기 때문에, 종래에 단일의 노즐에서 잉크를 출사하는 경우와 비교했을 때, 인쇄 소요 시간이 단축될 수 있다. 앞에서는 노즐의 개수를 3개인 경우로 설명하였으나, 노즐의 개수를 늘림으로써 패턴의 인쇄에 소요되는 시간이 더욱 단축되도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 헤드부
111,411: 노즐
113,413: 노즐 전극부
120,420: 기판부
130,430: 링 전극부
140,440: 전압 제공부
160,460: 제어부
200: 도전성 잉크
250: 패턴
410: 스위치부
415: 접지부

Claims (10)

  1. 도전성 잉크가 출사되는 복수개의 노즐을 가지는 헤드부;
    상기 헤드부의 하측에 이격 구비되고, 접지되는 기판부;
    상기 헤드부 및 상기 기판부의 사이에 구비되되, 각각의 상기 노즐의 수직 하방에 상기 노즐과 이격되어 구비되고, 상기 노즐에서 출사되는 도전성 잉크가 통과하는 관통부가 형성되며, 상기 관통부를 벗어나는 전기력선이 차단되도록 하는 링 전극부; 그리고
    상기 노즐 및 상기 링 전극부에 직류 전압을 제공하는 전압 제공부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제공부에서 상기 링 전극부로 제공되는 상기 전압의 극성을 제어하여 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크의 출사 여부를 개별적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐에는 양극의 전압이 제공되고, 상기 노즐에 상기 양극의 전압이 제공되는 동안 상기 링 전극부에는 양극의 전압 또는 음극의 전압이 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐 및 상기 링 전극부에 상기 양극의 전압이 동시에 동일한 시간 동안 동일한 크기로 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐에 양극의 전압 및 상기 링 전극부에 음극의 전압이 동시에 동일한 시간 동안 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 링 전극부와 연결되고, 상기 전압 제공부에서 상기 링 전극부로 제공되는 전압을 선택적으로 차단하는 스위치부; 그리고
    상기 스위치부를 독립적으로 작동 제어하여 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크의 출사 여부를 개별적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 상기 스위치부에는 쌍을 이루도록 접지부가 구비되고,
    상기 제어부는 각각의 상기 스위치부가 쌍을 이루는 상기 접지부와 독립적으로 개폐(ON/OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위치부가 상기 접지부와 연결되어 상기 링 전극부가 접지되도록 함으로써 상기 노즐 및 상기 기판 사이에 전기력선이 형성되어 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위치부가 상기 전압 제공부에 연결되도록 하여 상기 링 전극부 및 상기 노즐에 동시에 동일한 시간 동안 동일한 크기로 양극의 전압이 제공되도록 함으로써 상기 노즐에서 상기 도전성 잉크가 출사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    복수개의 상기 노즐 및 상기 링 전극부는 제1방향으로 이격되어 구비되고, 상기 링 전극부는 상기 노즐과 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄 장치.
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