KR20210031067A - Uv 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법 - Google Patents

Uv 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법 Download PDF

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김병철
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Abstract

본 발명은 UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법에 관한 것으로서, 기판에 도포된 잉크 패턴 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여 베젤 영역(경화 영역)을 확인하고, 베젤 영역에 기반하여 UV 경화기에 포함된 각각의 UV LED의 온/오프를 개별적으로 선택 제어하여 마스크를 사용하지 않고 정확하고 효율적인 UV 경화를 수행할 수 있다.

Description

UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법{Inkjet Printer including UV Curing Apparatus and Curing Method thereof}
본 발명은 UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법에 관한 것으로서, UV LED를 사용하여 기판에 도포된 잉크 패턴에 따라 경화하는 기술에 관련된다.
종래에는 기판에 잉크를 도포하고, 경화하고자 하는 영역에 맞는 포토 마스크를 제작하여 UV 램프 또는 UV LED 하단에 포토 마스크를 설치하고, 포토 마스크를 통해 기판을 향해 자외선을 조사하여 경화 공정을 수행하였다. 하지만 이는 기판의 크기와 경화하고자 하는 영역에 맞춰 포토 마스크를 제작해야 하므로 시간과 비용이 많이 들고, UV 경화공정을 반복적으로 수행함에 따라 온도가 상승하여 기판이 손상될 수 있다는 단점이 있다. 또한, 마스크에 UV가 노출되면 온도 상승으로 인해 마스크가 손상되어 폐기해야 하는 문제도 발생한다. 또한, 기판상에서 경화하고자 하는 영역은 제품(예, 스마트폰, TV)의 사이즈 및 형상 변경에 따라 달라지는데 그때 마다 새로운 마스크를 제작하여야 하는 번거로움도 발생하게 된다.
한국특허공보(등록번호: 10-1331878, “터치 디스플레이 패널 합착용 접착재 경화 장치”)는 디스플레이 패널 합착용 접착재 경화 장치에서 UV 램프유닛과 패널 사이에 UV 마스크를 배치하여 패널의 가장자리 부분에만 자외선을 조사하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법에 관한 것으로서, UV 경화공정에서 마스크를 사용하지 않고 UV LED를 사용하여 기판에 도포된 잉크 패턴에 따라 UV 경화를 수행하는 UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터 및 그의 경화 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 잉크젯 프린터는,
디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구성된 기판의 프린팅 이미지가 저장된 메모리,
X축의 가이드부를 따라 기판을 이송하는 척 유닛,
베젤 영역에 잉크 액적을 분사하는 헤드 유닛,
베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 UV 경화기, 및
메모리에 저장된 기판의 프린팅 이미지에 따라 UV 경화기의 구동을 제어하는 컨트롤러,
상기 UV 경화기는,
복수개의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈,
UV 경화기의 위치 정보를 감지하는 엔코더를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
기판의 프린팅 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여, 경화기가 베젤 영역에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크를 구비하지 않고도 기판에 도포된 잉크 패턴에 따라 UV LED를 사용하여 정확하게 UV 경화를 수행할 수 있다.
또한, 마스크를 별도로 제작할 필요가 없어 시간과 비용을 줄일 수 있고 다양한 크기의 기판과 다양한 형태의 잉크 패턴에 대하여 UV 경화를 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 상면을 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 잉크젯 프린터의 경화기를 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 또 다른 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 또 다른 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작 프로세스를 설명하는 도면이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 즉, 실시예를 통한 설명을 충분히 하겠지만 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 설명되는 실시예에 대한 사상 및 범위를 벗어나지 않는 변경들에 대해서는 언제든지 이루어 질 수 있으며, 본 명세서에 제시되는 도면은 설명을 쉽게 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 제한되고 국한되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 상면을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터(100)는, Y축 가이드부(140)를 통해 Y 방향으로 기판(131)을 이송하는 척 유닛(130), 기판(131)에 잉크 패턴을 도포하는 하나 이상의 헤드 유닛(110), X축 가이드부(150)를 통해 X 방향으로 잉크 패턴을 경화하는 UV 경화기(120)를 포함하고, UV 경화기(120)는 기판에 도포된 잉크 패턴 이미지가 저장된 메모리(미도시), 하나 이상의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈, UV 경화기(120)의 위치 정보를 감지하는 엔코더(미도시) 및 잉크 패턴 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여 경화 영역을 확인하고, 경화 영역에 기반하여 UV LED 모듈의 각 UV LED의 온/오프를 제어하는 컨트롤러(미도시)를 포함한다. 헤드 유닛(110) 및 UV 경화기(120)는 겐트리(160)에 지지되고 척 유닛(130) 상부에 위치되어 기판(130)에 잉크 및 UV를 분사한다.
기판(131)은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor- Liquid Crystal Display, LCD-TFT) 및 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 중 어느 하나인 디스플레이로 구성된 전자 제품을 의미하며 디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구분될 수 있다. 베젤 영역은 디스플레이 영역의 주변에 구비된 베젤(Bezel) 영역을 의미할 수 있다. 기판(131)은 잉크젯 프린터(100)의 제조와는 별개로 제조되므로 잉크젯 프린터의 필수 구성요소는 아니다.
헤드 유닛(110)은 기판(131)이 척 유닛(130)에 안착되어 잉크 분사를 위한 위치로 로딩되면, 기판(131)의 베젤 영역상에서 잉크 액적(Ink droplet)을 이미지 패턴에 따라 분사 내지 토출한다. 헤드 유닛은 하나일수도 있고 2개 이상일 수도 있다. 척 유닛(130)은 회전할 수도 있다. 헤드 유닛(110)은 X축 가이드부(150)를 따라 X축으로 이동할 수 있다.
기판(131)에 도포된 잉크는 자외선 경화성 잉크로, 광중합성 수지, 광중합 개시제, 안료, 보조제, 중합 금지제 등의 저점도 액체로 구성되며 다양한 컬러로 표현될 수 있다.
잉크의 분사가 완료되면, 기판(131)은 척 유닛(130)에 안착된 채로 X축의 가이드부(140)을 따라 이동하여 경화 위치로 로딩될 수 있다.
UV 경화기에 기판 정렬 카메라가 부착되어 기판의 정렬 상태를 확인하고 기판의 위치를 조정할 수도 있다. 기판 정렬 카메라는 기판의 위치를 측정하고 프린팅 이미지로 저장될 수 있다.
엔코더(미도시)는 UV 경화기(120)의 이동을 감지하여, 컨트롤러로 UV 경화기의 위치 정보를 전송한다.
컨트롤러(미도시)는 전송된 잉크 패턴 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여 기판(131)의 가장자리를 따라 형성된 베젤 영역에 해당하는 경화영역을 확인하고, 경화영역 상부에 위치하는 UV LED 모듈의 UV LED만 온하고, 경화영역 상부에 위치하지 않는 UV LED는 오프하여, UV 경화기(120)는 기판(131)을 향하여 자외선을 조사하여 선택적으로 경화한다. 상기 온/오프는 전원 공급의 스위칭 동작에 의해 구현될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터(100)는 UV 경화기(120)를 포함하고, UV 경화기(120)는 하나 이상의 UV LED(123)를 포함하는 UV LED 모듈(122), 엔코더(123-1)을 포함할 수 있다. 도 2에서 UV LED 모듈(122)은 그 상면을 도시한 것으로서 UV LED(123)은 그 하면에 배치될 수 있다.
메모리(126)는, 디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구성된 기판의 프린팅 이미지가 저장될 수 있다. 기판의 프린팅 이미지는 비트맵(Bit-map)으로 저장될 수 있다.
UV 경화기는, 복수개의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈(122), UV 경화기의 위치 정보를 감지하는 엔코더(123-1)를 포함할 수 있다.
UV LED(123)는 365 nm, 385 nm, 395 nm, 405 nm 등의 파장을 갖는 LED 칩으로 구성될 수 있으며 UV LED(123)의 개수는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. UV LED(123)는 어레이(Array)로 배열되며 다양한 열/행으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 11 X 1 배열로 구현될 수 있다.
컨트롤러(121)는, 기판의 프린팅 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여, 경화기가 베젤 영역에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 UV LED 모듈(122)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
컨트롤러(121)는 UV LED 모듈(122)의 각각의 UV LED(123) 중 경화영역 상부에 위치하는 UV LED(123)만 턴 온(Turn on)하고, 상부에 위치하지 않는 UV LED(123)는 턴 오프(Turn off)할 수 있다. 턴 온 상태인 UV LED(123)는 설정된 UV 조사 시간 동안 경화영역에 자외선을 선택적으로 조사하여 경화할 수 있다. 턴 온되는 UV LED(123)의 수는 적절히 선택될 수 있다.
기판(131)은 척 유닛에 안착되어 Y축 방향으로 병진 운동할 수 있으며 이에 따라 UV LED 모듈(122) 바로 하부에 위치한 베젤 영역(131-2)의 부분 영역, 즉 UV LED 모듈에 '대응'되는 기판(131)의 부분 영역이 시간 순서대로 경화되어 결국 전체 베젤 영역이 경화될 수 있다. 기판(131)의 베젤 영역(131-2)은 사각형, 특히 직사각 형상으로서 전부, 측부, 후부로 구성될 수 있다. 상기 '대응'된다는 의미는 베젤 영역과 UV LED가 적어도 일부가 마주(Face to face)하는 것을 의미한다. 기판(131)의 베젤 영역(131-2)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판(131)이 Y축으로 이동함에 따라 UV LED 모듈(122)의 복수개의 UV LED(123)가 선택적으로 온(On)이 될 수 있다. UV LED 모듈(122)은 3개가 도시되어 있지만 1개의 UV 모듈이 기판(131) 상의 위치에 따른 UV LED(123)의 온/오프를 설명한 것이며, UV LED(123)가 점등(온)되면 바로 아래의 베젤 영역에 UV가 조사됨을 이해해야 한다.
베젤 영역(131-2)의 전부가 UV LED 모듈(122) 하부에 위치할 경우, 대응되는 UV LED(123)가 점등(On)하도록 제어되어야 하는데, 이 경우 11개의 UV LED(123) 모두가 점등될 수 있다.
반면에, 베젤 영역(131-2)의 측부가 UV LED 모듈(122) 하부에 위치할 경우, 대응되는 UV LED가 점등(On)하도록 제어되어야 하는데, 이 경우 베젤 영역 상부에 위치한 UV LED(123) 4개가 점등되고 디스플레이 영역에 대응되는 나머지 UV LED는 소등될 수 있다.
마찬가지로, 베젤 영역(131-2)의 후부가 UV LED 모듈(122) 하부에 위치할 경우, 대응되는 UV LED(123)가 점등(On)하도록 제어되어야 하는데, 이 경우 11개의 UV LED(123) 모두가 점등될 수 있다.
도 4는 또 다른 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, UV LED 모듈(122)의 일부가 기판 외부 영역(131-3) 상에 위치될 경우, 컨트롤러는 기판의 프린팅 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여, 경화기가 베젤 영역(131-2)에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역(131-1) 뿐만 아니라 기판 외부 영역(131-3)에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 제어할 수 있다. 앞서 언급하였듯이, UV 경화기(120)는 가이드부를 통해 Y축 방향으로 이동할 수 있으며 이 과정에서 도 4와 같이 일부 UV LED(123)가 기판 외부 영역(131-3) 상에 위치할 수도 있다. 기판 외부 영역(131-3)은 척 유닛 영역일수 있다. 상기 '대응'된다는 의미는 베젤 영역과 UV LED가 적어도 일부가 마주(Face to face)하는 것을 의미한다.
도 5는 또 다른 일 실시예에 따른, UV 경화기를 포함하는 잉크젯 프린터의 동작 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 잉크젯 프린팅 방법은, 디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구분된 기판을 척 유닛에 안착하는 단계(S100),
헤드 유닛이 베젤 영역에 잉크 액적을 분사하는 단계(S200); 및
복수개의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈과 UV 경화기의 위치 정보를 감지하는 엔코더를 포함하여 구성된 UV 경화기가 베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 단계(S300);
상기 UV 경화기가 베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 단계(S300)는,
베젤 영역에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 제어하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
100: 잉크젯 프린터
110: 헤드 유닛
120: UV 경화기
121: 컨트롤러
122: UV LED 모듈
123: UV LED
123-1: 엔코더
126: 메모리
130: 척 유닛
131: 기판
131-1: 디스플레이 영역
131-2: 베젤 영역
131-3: 기판 외부 영역
140: Y축 가이드부
150: X축 가이드부
160: 겐트리

Claims (3)

  1. 디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구성된 기판의 프린팅 이미지가 저장된 메모리;
    X축의 가이드부를 따라 기판을 이송하는 척 유닛;
    베젤 영역에 잉크 액적을 분사하는 헤드 유닛;
    베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 UV 경화기; 및
    메모리에 저장된 기판의 프린팅 이미지에 따라 UV 경화기의 구동을 제어하는 컨트롤러;
    상기 UV 경화기는,
    복수개의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈;
    UV 경화기의 위치 정보를 감지하는 엔코더;
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    기판의 프린팅 이미지와 UV 경화기의 위치 정보에 기반하여, 경화기가 베젤 영역에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 제어하는 잉크젯 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 기판 외부 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 더 제어하는 잉크젯 프린터.
  3. 디스플레이 영역과 베젤 영역으로 구분된 기판을 척 유닛에 안착하는 단계(S100);
    헤드 유닛이 베젤 영역에 잉크 액적을 분사하는 단계(S200);
    복수개의 UV LED을 포함하는 UV LED 모듈과 UV 경화기의 위치 정보를 감지하는 엔코더를 포함하여 구성된 UV 경화기가 베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 단계(S300); 및
    상기 UV 경화기가 베젤 영역에 도포된 잉크를 경화하는 단계(S300)는,
    베젤 영역에 대응되는 UV LED는 점등(On)하고, 디스플레이 영역에 대응되는 UV LED는 소등(Off)하도록 제어하는 단계(S400);를 포함하는 잉크젯 프린팅 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230058753A (ko) 2021-10-25 2023-05-03 (주)에스티아이 잉크젯 프린트 시스템 및 이를 이용한 잉크젯 프린팅 방법
KR20230130243A (ko) * 2022-03-03 2023-09-12 에이치비솔루션㈜ 멀티헤드 잉크젯 프린팅의 얼룩 감소 led 제어 시스템
KR20230130246A (ko) * 2022-03-03 2023-09-12 에이치비솔루션㈜ 멀티헤드 잉크젯 프린팅의 얼룩 감소 uv 차단 마스크 시스템

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KR20230130246A (ko) * 2022-03-03 2023-09-12 에이치비솔루션㈜ 멀티헤드 잉크젯 프린팅의 얼룩 감소 uv 차단 마스크 시스템

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