KR20210023070A - 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치 - Google Patents

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KR20210023070A KR1020190102733A KR20190102733A KR20210023070A KR 20210023070 A KR20210023070 A KR 20210023070A KR 1020190102733 A KR1020190102733 A KR 1020190102733A KR 20190102733 A KR20190102733 A KR 20190102733A KR 20210023070 A KR20210023070 A KR 20210023070A
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Abstract

본 발명은 퍼지 유닛 및 진공 펌프를 구성하는 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것으로서, 퍼지액 및 에어를 수용하는 수용부 및 퍼지액을 외부로 배출하기 위한 드레인홀이 구비된 배스를 구성하는 퍼지 유닛을 마련하고, 그 배스는 에어홀과 배스 에어관이 구비되어 있고, 진공 펌프에 의해 배스의 수용부에 존재하는 에어를 흡입하여, 비산하는 퍼지액을 수용부로 인입시켜 주변 오염을 방지할 수 있다.

Description

퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치{INKJET PRINGTING APPARATUS HAVING PURGE SYSTEM}
본 문서는 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치를 구비한 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것으로서, 헤드의 노즐에서 토출된 퍼지액을 수용하는 퍼지 유닛 및 그 주변 장치에 관련된다.
최근 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 이용한 표시장치가 주목 받고 있다. 유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(Liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 빠른 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다. 이러한 OLED 표시장치는 최근 잉크젯 프린팅 방식을 이용하여 유기물 및 무기물의 박막을 형성하고 있다.
일반적으로, 잉크젯 프린트 장치는 기판 상에 액을 도포하는 헤드 및 헤드를 세정하는 세정 유닛(Purge Unit)을 구비한다. 헤드는 액체를 토출하는 다수의 노즐을 구비하며, 기판의 특정 위치에 액체를 도포한다. 일반적으로, 잉크젯 프린트 장치에 사용되는 잉크액은 점성 및 휘발성이 높기 때문에, 응고되기 쉽다. 특히, 잉크액 도포 후, 헤드 주변에는 액체가 잔류할 수 있으며, 이러한 잔류액은 응고되어 노즐의 토출구를 막거나, 기판에 도포되어 불균일한 막을 형성할 수 있다. 따라서 수시로 또는 주기적으로 헤드로부터 잉크액을 토출하여 퍼지(Purge)하여야 하는데 퍼지 유닛(Purge Unit)은 잉크액 등의 퍼지액을 수용하는 기능을 한다. 그런데 퍼지 후에 헤드 주변에 다량의 미스트(Mist)가 발생을 하게 되는데 이러한 미스트는 가벼워 비산(Flying)하게 되어 잉크젯 프린트 장치를 오염시키고 수명을 단축시키는 문제를 초래한다. 잉크젯 프리팅 장치는 클린 에어(Clean air)를 배출하는 'FFU(Fan Filter Unit)'가 헤드 상부에 구비되어 있는데 FFU로 인해 N2 기류가 발생되어 미스트의 비산 현상이 더욱 증대된다. 액적(Droplet)은 미스트 보다 더 큰 입자로서 강한 기류가 발생할 경우 액적도 비산할 수 있어 심각한 오염 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 퍼지 유닛에 퍼지액을 투여 시에 퍼지액(미스트, 액적)이 비산되는 것을 방지하는 기술적 과제가 대두되고 있다.
한국특허공보(등록공보번호: 10-1536725, “세정 유닛, 이를 이용한 세정 방법 및 이를 포함하는 기판 처리 장치")는 세정시 세정액이 외부로 튀는 것을 방지하고 세정 완료 후 잔류하는 세정액이 외부 장치로 떨어지거나 배스의 내벽에 묻는 것을 차단하기 위해, 액받이통을 1 액받이부와 제2 액받이부는 서로 조합되게 하고, 세정액을 배스 내로 통과시키는 제1상태와 세정액을 받는 제2상태로 변경 가능하게 제공하며, 액받이통을 상향 경사지게 하는 기술이 개시되어 있으나, 진공 펌프를 이용하여 Mist의 비산을 방지하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.
본 발명은 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것으로서, 헤드의 노즐에서 토출된 퍼지액을 퍼지 유닛에 투여 시에 비산(Flying) 퍼지액이 형성됨으로 인해 비산 퍼지액가 퍼지 유닛에 투여가 되지 않거나 투여 된 비산 퍼지액이 다시 퍼지 유닛 외부로 나오는 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 일 양상에 따른, 퍼지 유닛 및 진공 펌프를 구성하는 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 있어서,
상기 퍼지 유닛은,
윈도우가 구비된 배스 커버,
배스 커버 하부에 배치되어 퍼지액 및 에어를 수용하는 수용부 및 퍼지액을 외부로 배출하기 위한 드레인홀이 구비된 배스를 포함하고,
상기 진공 펌프는,
배스와 직접 또는 간접적으로 연결되어 배스 내부의 에어를 흡입하고,
상기 배스는,
내측벽에 구비된 에어홀, 및
에어홀과 연결되어 측벽 내부를 관통하여 구비되고 진공 펌프와 직접 또는 간접적으로 연결된 배스 에어관을 구성하여 비산 액적 또는 미스트로 인한 오염을 방지한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 비산 미스트(Flying mist)를 형성함으로 인해 비산 미스트 또는 비산 액적이 퍼지 유닛에 투여가 되지 않거나 투여 된 비산 미스트가 다시 퍼지 유닛 외부로 나와 헤드를 비롯한 퍼지 유닛 주위를 오염시키는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 퍼지 유닛 및 진공 펌프를 구성하는 퍼지 시스템 의 분해도를 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 조립된 퍼지 유닛을 설명하는 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 3의 A-A'의 단면을 나타내는 퍼지 유닛을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 구비된 잉크젯 프린팅 장치의 동작 원리를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 전술한, 그리고 추가적인 발명의 양상들은 후술하는 실시예들을 통해 명백해질 것이다. 본 명세서에서 선택적으로 기재된 양상이나 선택적으로 기재된 실시예의 구성들은 비록 도면에서 단일의 통합된 구성으로 도시되었다 하더라도 달리 기재가 없는 한 당업자에게 기술적으로 모순인 것이 명백하지 않다면 상호간에 자유롭게 조합될 수 있는 것으로 이해된다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린팅 장치(100)는 스테이지(10)와 겐트리 스케이지(20), 겐트리(30), 잉크 공급부(40), 헤드 유닛(50), 헤드(51), 레일(60), 메인터넌스부(70)를 포함하여 구성될 수 있다. 통상 OLED 잉크젯 프린터(100)는 챔버(Chamber) 내에 구비되어 N2 환경을 유지하고 있다. 스테이지(10)는 잉크로 프린트하는 대상물, 즉 기판을 지지하고 전후로 이동할 수 있다. 기판은 유기 발광 표시 패널을 포함할 수 있다. 겐트리 스테이지(20)는 겐트리(30), 메인터넌스부(70)를 지지하는 기능을 수행한다. 겐트리(30)는 헤드유닛(50) 및 잉크 공급부(40)를 지지하는 기능을 수행하며 헤드 유닛(50)은 잉크 공급부(40)로부터 잉크를 공급 받아 기판에 제팅(디스펜싱)한다. 잉크 공급부(40)는 겐트리(30)에 실장될 필요는 없으며 헤드 유닛(50) 내에 존재할 수도 있다. 헤드 유닛(50)은 하부에 헤드(51)를 구비하고 있으며, 헤드(51)는 수십에서 수백 개의 노즐(52)이 구비되어 있어 미리 저장된 프로그램에 따라 이동하면서 잉크 액적(Ink droplet)을 디스펜싱할 수 있다. 프로그래밍 데이터는 메모리부(미도시)에 저장되며 제어부(미도시)에 의해 헤드 유닛(50)의 동작 및 잉크 액적 디스펜싱 동작(예, 토출량, 주파수, 속도)이 제어될 수 있다. 헤드 유닛(50)은 레일(60)에 의해 스테이지(10)와 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 메인터넌스부(70)는 헤드(51)가 디스펜싱하는 잉크 액적의 토출 여부, 액적 부피(Droplet Volume, DV), 토출 주파수(Discharging frequency)를 산정하여 헤드의 상태를 점검하는 기능을 포함하고, 또한 노즐에 남겨진 잉크액의 고착화를 방지하거나 노즐의 성능을 테스트하기 위하여 수시로 또는 주기적으로 헤드로부터 잉크액을 퍼지하게 되는데 이러한 퍼지액(미스트, 액적)을 수용하는 퍼지 유닛 내지 퍼지 시스템이 메인터넌스부(70)에 구비될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 퍼지 유닛 및 진공 펌프를 구성하는 퍼지 시스템 의 분해도를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 퍼지 시스템은 퍼지 유닛(210) 및 진공 펌프(220)을 포함하여 구성될 수 있고, 퍼지 유닛(210)은 배스 커버(211), 배스(212), 진공 플레이트(213)을 포함하여 구성될 수 있다.
배스 커버(211, Bath cover)는 윈도우(211-1)가 구비되어 있다. 윈도우(211-1)는 윈도우틀(211-2)에 의해 형상이 결정될 수 있다.
배스(212, Bath)는 배스 커버(211) 하부에 배치되어 퍼지액 및 에어를 수용하는 수용부(212-1) 및 퍼지액을 외부로 배출하기 위한 퍼지액 드레인홀(212-2)이 구비되어 있다. 수용부(212-1)의 하부는 퍼지액이 수용되고 상부는 에어(예, N2)가 수용된다. 퍼지액 드레인홀(212-2)은 수용부(212-1)의 하부 부근에 위치하여야 퍼지액을 배출하는데 유리하다. 퍼지액 드레인홀(212-2)은 드레인 포트(214)에 의해 삽입되어 수용부에 수용된 퍼지액이 드레인 포트(214)로 이동할 수 있다.
퍼지액은 잉크(Ink)에 한정되는 것은 아니고, 헤드의 노즐에서 토출되는 모든 액체(Liquid)를 의미하는 것으로서 접착 및 충진을 위해 사용되는 레진(Resin)도 포함된다. 퍼지액은 액적(Droplet)을 포함할 수 있다. 즉 퍼지액은 미스트(Mist) 뿐만 아니라 입자가 상대적으로 큰 액적(Droplet)도 포함되고 수용부 하부에 담겨진 액체도 포함된다.
진공 펌프(220, Vacuum)는 배스와 직접 또는 간접적으로 연결되어 배스 내부의 에어를 흡입할 수 있다. 진공 펌프는 연결관(215)과 연결될 수 있다. '배스와 직접적으로 연결되었다'는 의미는, 후술할 진공 플레이트(213) 없이 진공 펌프와 배스가 연결됨을 의미하고, '배스와 간접적으로 연결되었다'는 의미는 진공 펌프와 배스가 진공 플레이트(213)를 매개로 연결됨을 의미할 수 있다.
배스(212)는 내측벽에 구비된 에어홀(212-3), 및 에어홀과 연결되어 측벽 내부를 관통하여 구비되고 진공 펌프와 직접 또는 간접적으로 연결된 배스 에어관(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 이로 인해 수용부(212-1)에 수용된 에어가 에어홀(212-3), 배스 에어관을 거쳐 진공 펌프(220)로 유입되고, 반면에 수용부(212-1)에 수용된 퍼지액은 퍼지액 드레인홀(212-2) 및 드레인 포트(214)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 따라서 에어와 퍼지액의 배출은 이원적이고 독립적인 메커니즘을 구성한다. '직접 또는 간접적으로 연결되었다는 의미는 상기한 바와 같이 진공 플레이트의 매개 여부에 따라 해석된다.
또 다른 일 실시예에 따른 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 있어서, 배스 하부에 배치되어 배스와 진공 펌프를 연결하는 진공 플레이트(213)를 더 포함할 수 있다. 진공 플레이트(213)는 미스트(Mist) 제거 포트(213-1)를 더 포함하며 연결관(215)에 의해 진공 펌프(220)와 연결될 수 있다. 진공 플레이트는 상부 일부 영역에 에어 그루브(Groove, 213-2)가 구비되어 있고, 에어 그루브의 일부 영역에는 에어 드레인홀(213-3)이 추가로 구비될 수 있다. 따라서, 진공 펌프(220)에 의해, 수용부(212-1) 및 배스 에어관(미도시)에 존재하는 에어가 에어 그루브(213-2)에 임시로 머물다가 에어 드레인홀(213-3)로 배출될 수 있다. 에어 그루브 주변에는 오링(O-ring)이 구비되어 있어 에어 그루브의 실링(Sealing) 효과를 더욱 증대 시킬 수 있다. 오링은 러버 또는 실리콘 재질 일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 탄성력을 가져 밀폐 기능을 수행할 수 있는 소재는 이에 해당될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 있어서, 배스 커버(211)는, 윈도우를 형성하고 하부로 갈수록 좁아지도록 경사진 윈도우틀(211-2)이 구비될 수 있다. 이로 인해 비산된 퍼지액이 중력에 의해 수용부에 용이하게 들어 갈 수 있을 뿐만 아니라, 한번 수용부에 들어간 퍼지액은 그 내부에서 비산할지라도 배스 커버 외부로 나오기가 어렵게 되어 잉크젯 프린팅 장치의 오염을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 조립된 퍼지 유닛을 설명하는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 퍼지 유닛(210)은 배스 커버(211), 배스(212), 진공 플레이트(213)을 포함하여 구성될 수 있다. 배스 커버(211)의 상부 일부 영역에는 윈도우틀이 구비되어 윈도우를 형성할 수 있다. 배스에 수용된 퍼지액은 드레인 포트(214)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 3의 A-A'의 단면을 나타내는 퍼지 유닛을 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 퍼지 유닛(210)은 배스의 수용부(212-1) 내벽에 에어홀(212-3)이 구비되어 있고, 에어홀(212-3)과 연결된 배스 에어관(212-4)이 구비되어 있다. 배스 에어관(212-4)은 배스의 측벽 내부를 수평으로 관통하여 에어홀에 연결되어 있으며 특정 지점에서 에어 그루브(213-2)과 연결되어 있다. 에어홀(212-3)은 내측벽의 상부에 구비되는 것이 바람직하다. 이로 인해 수용부의 상부에 머문 비산 퍼지액이 원도우를 통해 외부로 다시 되돌아 가지 못하도록 Detention 할 수 있으며, 배스 커버 상에 존재하는 비산 퍼지액을 강제로 수용부로 인입시킬 수 있다. 배스 에어관(212-4)은 에어홀(212-3) 보다 직경이 큰 것이 바람직하다.
도 5는 일 실시예에 따른 구비된 잉크젯 프린팅 장치의 동작 원리를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린팅 장치는 헤드(51), 퍼지 유닛(210) 및 진공 펌프(220)을 포함하여 구성될 수 있고, 퍼지 유닛(210)은 배스 커버(211), 배스(212), 진공 플레이트(213)를 포함하여 구성될 수 있다. 진공 플레이트(213)는 필수적인 구성은 아닐 수 있으며, 배스(212)와 진공 펌프(220)가 직접 연결될 수도 있다.
헤드(51)는 퍼지액(액적, 미스트)를 토출하고 퍼지액은 배스(212)의 수용부(212-1)에 수용 된다. 배스는 에어홀(212-3), 배스 에어관(212-4)을 구비하고 있고 진공 펌프(220)가 배스 에어관(212-4)과 연결되어 있어 진공 펌프(22)의 구동에 의해 수용부(212-1) 내의 에어(예, N2)가 에어홀(212-3)로 흡입되어 수용부 내의 비산 퍼지액이 배스 커버(211) 외부로 다시 나가는 현상을 방지하고, 헤드에서 토출된 액적 및 미스트가 윈도우로 진입하기 유리하도록 구성되어 있다. 또한 배스 커버(211)의 윈도우틀은 하부로 갈수록 좁아지도록 경사지게 하여 윈도우로의 진입을 더욱 유리하게 할 수 있다. 배스(212)와 진공 펌프(230)과의 연결을 용이하게 하기 위해 배스 하부에 진공 플레이트(213)을 더 구비시키고 미스트 제거 포트(213-1)를 통해 진공 펌프의 연결관(215)과 연결될 수 있다. 진공 플레이트(213)는 상부 일부 영역에 에어 그루브(213-2) 및 에어 드레인홀(213-3)이 구비되어 있어 수용부 및 배스 에어관 내의 에어가 진공 펌프(220)로 이동할 수 있게 구성되어 있다.
100 : 잉크젯 프린터
10 : 스테이지
20 : 겐트리 스테이지
30 : 겐트리
40 : 잉크 공급부
50 : 헤드 유닛
51 : 헤드
52 : 노즐
60 : 레일
70 : 메인터넌스부
210 : 퍼지 유닛
220 : 진공 펌프
211 : 배스 커버
211-1 : 윈도우
211-2 : 윈도우틀
212 : 배스
212-1 : 수용부
212-2 : 퍼지액 드레인홀
212-3 : 에어홀
212-4 : 배스 에어관
213 : 진공 플레이트
213-1 : 미스트 제거 포트
213-2 : 에어 그루브
213-3 : 에어 드레인홀
214 : 드레인 포트
215 : 연결관

Claims (5)

  1. 퍼지 유닛 및 진공 펌프를 구성하는 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치에 있어서,
    상기 퍼지 유닛은,
    윈도우가 구비된 배스 커버;
    배스 커버 하부에 배치되어 퍼지액 및 에어를 수용하는 수용부 및 퍼지액을 외부로 배출하기 위한 드레인홀이 구비된 배스;를 포함하고,
    상기 진공 펌프는,
    배스와 직접 또는 간접적으로 연결되어 배스 내부의 에어를 흡입하고,
    상기 배스는,
    내측벽에 구비된 에어홀; 및
    에어홀과 연결되어 측벽 내부를 관통하여 구비되고 진공 펌프와 직접 또는 간접적으로 연결된 배스 에어관;
    을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    배스 하부에 배치되어 배스와 진공 펌프를 연결하는 진공 플레이트;를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    진공 플레이트는, 상부 일부 영역에 에어 그루브가 구비되어 있고, 에어 그루브의 일부 영역에는 에어 드레인홀이 구비된 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    배스 커버는, 윈도우를 형성하고 하부로 갈수록 좁아지도록 경사진 윈도우틀;이 구비된 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    에어홀은 내측벽의 상부에 구비된 잉크젯 프린팅 장치.
KR1020190102733A 2019-08-22 2019-08-22 퍼지 시스템이 구비된 잉크젯 프린팅 장치 KR102237685B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110070168A (ko) * 2009-12-18 2011-06-24 주식회사 나래나노텍 개선된 평면 노즐의 세정 장치 및 세정 방법
KR20120105871A (ko) * 2011-03-16 2012-09-26 주식회사 나래나노텍 잉크젯 헤드의 세정 장치용 드레인 세퍼레이터, 및 이를 구비한 잉크젯 헤드의 세정 장치 및 세정 시스템

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