KR20210004707A - 잉크젯 헤드 세정장치 및 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 헤드에 손상을 줄 염려가 없이 효율적으로 세정을 할 수 있는 잉크젯 헤드 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 잉크젯 헤드의 내부로 가압기체를 가하여 세정하는 내부세정부; 상기 잉크젯 헤드의 노즐면에 접촉하여 세정액 또는 약액을 유동시켜 유막을 형성시키는 외부세정부를 포함하여 구성되는 잉크젯 헤드 세정장치를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 잉크젯 헤드의 내부 부품에 대한 손상없이 세정효율을 향상시킬 수 있어 잉크젯 헤드의 성능을 극대화시키고 내구성 향상에 도움을 줄 수 있다.

Description

잉크젯 헤드 세정장치 및 세정방법{Cleaning apparatus and method for inkjet head}
본 발명은 잉크젯 헤드 세정장치 및 세정방법에 관한 것이며, 구체적으로 잉크젯 헤드에 손상을 줄 염려가 없이 효율적으로 세정을 할 수 있는 잉크젯 헤드 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.
LCD 등의 디스플레이 장치를 제조하기 위해서 배향막의 형성이나 UV잉크를 도포할 경우, 또는 기판상에 컬러필터를 도포할 경우 등 액적을 토출하기 위해 잉크젯 설비를 많이 이용하고 있다.
이러한 잉크젯 설비는 액적을 토출하는 헤드, 상기 헤드로 액적을 공급하기 위한 잉크탱크 등을 갖추고 있는데, 그 중 노즐을 통해 액적을 분사하여 주는 헤드는 정확한 위치에 액적을 분사시켜야 하기 때문에 정밀하게 작동될 필요가 있다.
특히, 최근에는 미세패턴으로 액적을 토출해야 하기 때문에 헤드정렬의 정밀도가 마이크로미터 단위의 오차범위만을 허용할 만큼 높은 수준의 정밀도가 요구되고 있다.
하지만, 잉크젯 헤드의 작동을 하다보면 잉크젯 헤드 내에 기포나 파티클과 같은 불순물들이 노즐을 막아 제대로 액적이 토출되지 않는 문제점이 발생한다.
도 1에 나타낸 종래기술인 공개특허 제10-2015-0078636호에 의하면, 헤드세정유닛은 하우징, 세척액 공급라인(440) 및 세척액 배출라인(460)을 포함한다. 즉, 헤드 세정용 지그를 세척액 공급 및 배출라인이 전체 연결된 구조로 커버(424)에 고정시켜 놓고, 헤드를 지그에 결합 후 힌지를 제쳐 헤드를 고정하여 세정을 진행한다.
하지만, 이러한 방식은 세척효율을 높이려 압력을 너무 높이면 헤드내 압전소자 등의 부품에 손상을 일으킬 염려가 있고, 막힌 노즐과 정상 노즐의 압력분포의 차이가 발생하여 정상 노즐로의 압력쏠림현상이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 구체적으로 잉크젯 헤드의 세정시 압력을 너무 높이지 않아도 효율적으로 세정될 수 있는 잉크젯 헤드 세정장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 잉크젯 헤드의 내부로 가압기체를 가하여 세정하는 내부세정부; 상기 잉크젯 헤드의 노즐면에 접촉하여 세정액 또는 약액을 유동시켜 유막을 형성시키는 외부세정부를 포함하여 구성되는 잉크젯 헤드 세정장치를 제공한다.
상기 외부세정부는 상기 세정액 또는 약액이 이송되는 유동로가 형성되고 상기 유동로는 세정액 또는 약액이 공급되는 공급로, 노즐면과 평행하게 형성되는 유막형성로, 상기 세정액 또는 약액이 배출되는 배출로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유막형성로는 상하로 이동되어 상기 유막의 두께가 조절될 수 있다.
본 발명에 의하면, 또한, 내부세정부에 의해 잉크젯 헤드의 내부로 가압기체를 통과시켜 세정하는 단계; 외부세정부에 의해 상기 잉크젯 헤드의 노즐면에 세정액을 유동시켜 유막을 형성시키는 단계를 수행하는 잉크젯 헤드 세정방법을 제공한다.
상기 가압기체의 압력이 임계압력에 도달하면, 상기 외부세정부는 상기 세정액의 유동속도를 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 잉크젯 헤드의 내부 부품에 대한 손상없이 세정효율을 향상시킬 수 있어 잉크젯 헤드의 성능을 극대화시키고 내구성 향상에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 잉크젯 헤드 세정장치의 구성을 나타내는 구성도;
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 잉크젯 헤드 세정장치의 구성을 나타내는 구성도;
도 4는 본 발명에 의한 외부세정부의 구성을 나타내는 구성도;
도 5는 본 발명에 의한 세정과정을 설명하기 위한 설명도;
도 6은 본 발명에 의한 외부세정부의 다른 실시예를 나타내는 구성도.
본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 잉크젯 헤드 세정장치는 내부세정부(100) 및 외부세정부(200)를 포함하여 구성된다.
상기 내부세정부(100)는 잉크젯 헤드의 내부를 관통하여 세정하는 유닛이고, 상기 외부세정부(200)는 잉크젯 헤드의 내부를 관통하지는 않고 상기 내부세정부의 세정효율을 높여주며 세정작업도 동시에 수행하는 유닛이다.
구체적으로, 상기 내부세정부(100)는 잉크젯 헤드의 노즐관을 세정하기 위한 것으로, 압력제어부(110), 레저버(130), 압력공급관(140)을 포함한다.
상기 압력제어부(110)는 N2(질소) 또는 CDA(Compressed Dry Air)와 같은 압력기체를 이용하여 레저버(130)에 +압력을 가하거나 -압력을 가한다.
상기 레저버(130)에는 약액이 저장되어 상기 압력제어부(110)로부터의 압력제어를 받아 +가압되거나 -가압된다.
구체적으로, 상기 압력제어부(110)가 레저버(130)에 +압력을 가하게 되면 압력기체가 레저버(130) 내부로 들어가 내부에 수용되어 있는 약액에 압력을 미치게 되며, 상기 압력으로 인해 레저버(130)에 수용되어 있던 약액은 잉크젯 헤드(500)로 이송된다.
또한, 잉크젯 헤드(500)로 이송된 약액은 노즐을 통해 관통하게 되며, 이때 잉크젯 헤드의 내부에 있는 기포나 파티클과 같은 불순물들을 강한 압력으로 제거하면서 잉크젯 헤드 밖으로 빠져 나오게 된다.
상기 압력제어부(110)가 -압력을 가하면 압력기체는 압력제어부쪽으로 압력을 받게 되어 압력기체가 회수되며, 약액의 토출은 정지된다.
상기 레저버(130)는 외부로부터 약액을 주입받아 저장하며, 상기 압력제어부의 제어에 따라 가압되어 저장된 약액을 잉크젯 헤드(500)로 공급하여 주는 역할을 한다.
상기 레저버(130)에서 배출된 약액은 압력공급관(140)을 통해 잉크젯 헤드로 주입된다. 이때, 상기 압력공급관(140)은 잉크젯 헤드(500)의 양쪽으로 연결되는데, 도 2와 같이 양쪽 모두 압력기체를 잉크젯 헤드로 주입하는 구성이 될 수도 있고, 도 3과 같이 한쪽은 압력기체를 잉크젯 헤드로 주입하고 다른 한쪽은 잉크젯 헤드를 관통한 압력기체가 배출되는 구성이 될 수도 있다.
한편, 상기 외부세정부(200)는 상기 잉크젯 헤드(550)의 외부에서 노즐면을 세정하기 위한 유닛으로, 본체(210), 상하이동부(250), 각도조절부(260)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 상기 외부세정부(200)는 잉크젯 헤드(500)의 아래쪽에 구비되며, 본체(210)의 내부에는 세정액 또는 약액이 유동하는 유동로(211,213,215)가 형성된다.
구체적으로, 상기 본체의 내부에는 유동로가 형성되어 본체 내부로 세정액 또는 약액이 유동하는데, 이러한 유동로는 본체의 한쪽 끝단의 공급구에서 다른쪽 끝단의 배출구로 관통되어 형성된다. 또한, 상기 공급구 또는 배출구에는 별도의 가압장치나 펌프와 같은 유동장치가 연결될 수 있으며, 상기 유동장치는 유체의 압력 또는 속도를 정밀하게 제어할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 상기 유동로는 공급로(211), 유막형성로(213), 배출로(215)를 포함하여 구성된다. 상기 본체에서 상기 유막형성로가 형성된 부분은 오픈된 중공부로 형성된다. 이러한 중공부는 잉크젯 헤드가 본체에 밀착되면 육막형성로를 이동하는 세정액 또는 약액과 잉크젯 헤드의 노즐면이 접촉하여 유막을 형성시킨다.
본 실시예에서 상기 공급로(211)는 수직상승방향의 수직상승로 및 상방향으로 경사진 상방경사로를 포함하며, 세정액 또는 약액이 상기 유막형성로로 진입하게 되면 관성에 의해 상방향으로 힘을 받아 잉크젯 헤드의 노즐면과 밀착하게 되어 유막이 형성된다. 또한, 유막형성로(213)를 통과한 세정액 또는 약액은 하방경사로 및 수직하강로를 포함하는 배출로(215)를 거쳐 외부로 배출된다.
본체에서 유막형성로(213)가 형성된 부분의 중공부 주변에는 잉크젯 헤드와의 밀착시 세정액 또는 약액이 외부로 새는 것을 방지하기 위해 오링과 같은 씰링부재(270)가 구비된다.
상기 본체(210)는 잉크젯 헤드의 하부에서 잉크젯 헤드와 밀착하였다가 세정작업이 끝나면 다시 이탈되도록 상하로 이동되도록 상하이동부(250)에 의해 지지된다.
상기 상하이동부(250)는 상기 본체를 지지하며, 유압에 의해 축이 상하로 이동될 수 있도록 되어 있다. 상기 상하이동부(250)는 반드시 유압을 사용해야 하는 것은 아니며 모터 등을 이용하여 보다 정밀하게 이동시킬 수도 있다.
상기 상하이동부(250)와 본체(210)의 결합부분에는 본체의 회전각도를 조절할 수 있도록 각도조절부(260)가 구비된다. 상기 각도조절부(260)는 상하이동부를 중심으로 상기 본체를 회전시켜 유막형성로가 잉크젯 헤드에 밀착될 수 있도록 하여 준다. 상기 각도조절부(260)는 힌지나 모터 등의 회전부품으로 구성될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 의한 잉크젯 헤드 세정방법에 대하여 설명한다.
잉크젯 도포장치를 사용하다 기포가 발생되거나 노즐이 막히는 경우 세정작업을 시작하며, 이때, 잉크젯 헤드(500)의 아래쪽에 있는 외부세정부(200)의 본체(210)를 상하이동부(250)를 이용하여 상승시킨다.
상기 상하이동부(250)에 의해 본체(210)의 유막형성로가 잉크젯 헤드와 접촉하면 각도조절부(260)를 이용하여 헤드의 노즐면과 평행하도록 조절한 다음 외부세정부의 본체(210)와 잉크젯 헤드를 완전히 밀착시킨다. 이때, 씰링부재에 의해 본체와 잉크젯 헤드는 액체가 새어 나오지 않도록 밀착된다. 상기 본체에는 상기 잉크젯 헤드와의 접촉에 의한 압력을 감지하는 압력센서를 설치하여 밀착여부를 알람할 수 있도록 할 수 있다.
이 상태에서 유동장치를 작동시켜 세정액 또는 약액을 본체의 일측면을 통해 공급로로 주입시킨다. 상기 세정액 또는 약액은 사용조건이나 환경에 따라 선택되어 질 수 있다.
그러면, 상기 세정액 또는 약액은 공급로를 거쳐 유막형성로에서 잉크젯 헤드 노즐면과 평행한 유막이 형성되고, 유막형성로를 통과한 세정액 또는 약액은 배출로를 통해 외부로 배출된다.
이와 동시에, 잉크젯 헤드(500)의 상부에 위치한 압력제어부(110)에서는 N2 또는 CDA와 같은 압력기체를 이용하여 잉크젯 헤드의 작동시보다 강한 압력을 가하여 주면 도 5와 같이 잉크젯 헤드의 내부 관로에서 약액이 빠른 속도로 배출되면서 내부 관로에 있던 기포나 파티클들이 함께 외부로 배출된다.
이때, 잉크젯 헤드의 외부 노즐면은 대기압 상태가 아니고 유막형성로에 의한 유막(214)이 형성되어 잉크젯 헤드의 내부 관로에는 대기압에 의한 압력상쇄가 없어져 알짜압력은 대기압 상태에 놓여져 있을 때보다 상대적으로 고압의 상태가 된다. 따라서, 압력제어부(110)에서 같은 압력을 가하였을 때 내부 관로에 있던 기포나 파티클 등의 불순물들을 더 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 약액이 표면장력에 의해 뭉치려는 성질이 있어 상기 유막형성로에 약액이 흐를 경우 잉크젯 헤드 내부 관로에 있는 약액도 함께 흐르려는 효과가 있다. 이것은 다르게 말하면 유막에 의한 석션효과라고 할 수 있다.
그리고, 상기 유막은 불순물에 의해 막힌 노즐과 정상노즐의 압력분포를 균등하게 적용할 수 있게 하여주며, 압력제어부(110)에 의해 압력을 가하여 줄 때 댐퍼 역할을 하여 잉크젯 헤드 내부에 발생되는 충격량을 감소시켜 줄 수 있다.
내부세정부 및 외부세정부를 제어하는 제어부에서는 압력제어부(110)로부터의 압력이 너무 높으면 잉크젯 헤드에 손상을 줄 수 있으므로 가압되는 압력이 임계압력을 넘지 못하도록 제어할 수 있다. 대신, 상기 압력제어부에 의한 압력이 임계압력에 도달하면, 상기 제어부에서는 외부세정부에 의해 세정액 또는 약액의 유동속도를 증가시킨다.
이렇게 하면, 유막의 압력이 낮아져 상대적으로 석션효과가 커져 잉크젯 헤드에 손상을 주지 않으면서 불순물 제거를 효과적으로 할 수 있는 효과가 있다.
이렇게 잉크젯 헤드의 세정을 마치면 유동장치의 작동을 멈추고 본체 내의 세정액 또는 약액을 모두 배출시키고 상하이동부(250)를 작동시켜 본체를 잉크젯 헤드에서 이탈시킨다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 외부세정부의 본체는 내부본체(222) 및 외부본체(224)로 구비될 수 있다.
이때, 상기 내부본체(222) 및 외부본체(224)는 각각 결합기둥(273,275)로 결합될 수 있으며, 그 사이는 스프링(227)과 같은 탄성부재로 연결될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 상기 외부본체와 내부본체의 거리를 상하이동부(250)를 통해 조절가능하므로 유막의 두께를 제어할 수 있다. 따라서, 유동장치에서 동일한 압력을 가하더라도 상기 유막의 두께를 제어하여 유동속도를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 내부세정부 110 : 압력제어부
130 : 레저버 200 : 외부세정부
210 : 본체 211 : 공급로
213 : 유막형성로 214 : 유막
215 : 배출로 222 : 내부본체
224 : 외부본체 250 : 상하이동부
260 : 각도조절부 500 : 잉크젯 헤드

Claims (5)

  1. 잉크젯 헤드의 내부로 가압기체를 가하여 세정하는 내부세정부;
    상기 잉크젯 헤드의 노즐면에 접촉하여 세정액 또는 약액을 유동시켜 유막을 형성시키는 외부세정부를 포함하여 구성되는 잉크젯 헤드 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부세정부는 상기 세정액 또는 약액이 이송되는 유동로가 형성되고
    상기 유동로는 세정액 또는 약액이 공급되는 공급로, 노즐면과 평행하게 형성되는 유막형성로, 상기 세정액 또는 약액이 배출되는 배출로를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유막형성로는 상하로 이동되어 상기 유막의 두께가 조절되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 세정장치.
  4. 내부세정부에 의해 잉크젯 헤드의 내부로 가압기체를 통과시켜 세정하는 단계;
    외부세정부에 의해 상기 잉크젯 헤드의 노즐면에 세정액을 유동시켜 유막을 형성시키는 단계를 수행하는 잉크젯 헤드 세정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압기체의 압력이 임계압력에 도달하면,
    상기 외부세정부는 상기 세정액의 유동속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 세정방법.
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JP2013215901A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Mimaki Engineering Co Ltd 洗浄方法、洗浄装置及びインクジェット記録装置

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