KR20220170615A - 기체 가압형 멀티 니들 헤드 - Google Patents

기체 가압형 멀티 니들 헤드 Download PDF

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KR20220170615A
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유재열
신동균
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주식회사 고산테크
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Abstract

본 발명은 다수의 니들을 구비한 멀티 노즐 헤드에 관한 것으로, 토출액이 저장되는 캐비티가 형성된 하우징; 상기 캐비티의 하부에 결합되어 토출액이 토출되는 복수의 니들을 구비한 노즐부; 및 상기 캐비티에 연결되어 기체 압력을 제어하는 압력제어기를 포함하고, 상기 캐비티에는 하부에만 토출액이 채워지고 상부에는 공기층이 형성되며, 상기 압력제어기를 통해서 캐비티 상부의 공기층에 양압을 가함으로써, 캐비티 하부에 위치한 토출액 표면에 공기층에 의한 압력이 가해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 캐비티의 하부에만 토출액을 채우고 상부에는 공기층을 형성하되, 양압을 통해서 공기층이 토출액 표면에 균일한 압력을 가하도록 구성함으로써, 캐비티 내부로 공기가 유입되는 경우에도 복수의 니들에 동일한 토출압을 인가할 수 있는 효과가 있다.

Description

기체 가압형 멀티 니들 헤드{MULTI-NEEDLE HEAD PRESSED BY GAS}
본 발명은 액체를 토출하는 니들 헤드에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 복수의 니들이 설치된 멀티 니들 헤드에서 동일한 압력으로 액체를 토출할 수 있고 토출액의 분산성을 유지할 수 있는 멀티 니들 헤드에 관한 것이다.
현재 산업분야에서는 다양한 목적에 의해서 액체를 토출하는 장치를 이용하고 있다. 예를 들면, 전기 회로 등의 특정한 모양을 그리기 위한 목적으로 원하는 위치에 액체를 토출하여 패턴을 형성하고, 얇은 섬유를 제조하기 위하여 액체를 얇게 토출하기도 하며, 표면을 코팅하기 위하여 코팅 대상물의 표면에 액체를 토출하기도 한다.
회로 패턴을 형성하고 미세한 전자제품에서 정확한 위치에 액체를 토출하는 기술의 예로는 인쇄 장비에서 발전한 잉크젯 프린팅 등이 있고, 섬유를 제조하기 위한 액체 토출 기술의 예로는 전기방사(eletro-spinning) 등이 있으며, 대상물의 코팅을 위한 액체 토출 기술의 예로는 전기분사(eletro-spray) 등을 들 수 있다. 이러한 액체 토출 기술은 액체를 토출하는 구체적인 기술에서는 차이가 있지만, 헤드에 구비된 노즐(nozzle)을 통해서 액체를 토출하는 점에서는 일치한다. 다만 노즐의 구체적인 형태는 다양하게 변형될 수 있으며, 헤드에 구비된 노즐이 바늘 형상인 경우를 니들 헤드(needle head)라고 명칭한다. 전기방사와 전기분사 기술에서는 니들 헤드를 사용하는 경우가 매우 많으며, 잉크젯 프린팅에서도 필요에 따라서 니들 헤드를 적용하고 있다.
한편, 종래에는 액체가 토출되는 헤드에 하나의 니들만을 구비한 니들 헤드가 주로 사용되었으나, 최근에는 다양한 목적에 의해서 하나의 헤드에 복수의 니들을 통해서 액체를 토출하는 멀티 니들 헤드를 적용하는 경우가 증가하고 있다. 전기방사의 경우에는 단일의 섬유를 형성하는 것이 아니라 웹(web)을 제조하는 경우 등에서 멀티 니들 헤드를 적용하고 있으며, 전기분사 기술의 경우에는 멀티 니들 헤드를 사용하여 분사 면적을 넓힘으로써 공정 효율을 높이고 있다.
이때, 복수의 니들 각각에 토출액을 개별 공급하는 경우에는 하나의 니들만을 구비한 니들 헤드와 차이가 없지만, 복수의 니들을 구비한 헤드를 묶어서 토출액을 공급하는 경우에는 니들에서 토출되는 압력을 일치시켜야 한다.
도 12는 종래의 멀티 니들 헤드의 구조를 도시한 모식도이다.
종래의 멀티 니들 헤드는 어댑터(220)로 고정된 니들(210)의 상부에 소정의 체적을 가지는 캐비티(110)가 형성된다. 토출액을 주입하는 단순한 공급관으로 멀티 니들 헤드에 토출액을 공급하면, 니들이 공급관에 연결되는 순서 또는 니들과 공급관 사이의 거리에 따라서 액체의 압력에서 차이가 생긴다. 복수의 니들마다 토출압력에서 차이가 발생하면 정밀한 공정의 수행이 어렵다. 특히 전기 분사에 의한 정밀 코팅을 수행하는 경우에는 각 니들의 토출 압력에서 차이가 발생하면, 토출액이 고르게 분사되지 않아서 원한 코팅 결과를 얻을 수 없다. 이에 노즐부(200)의 상부에 소정의 체적을 가지는 캐비티(110)를 형성하고, 헤드 외부에 위치하는 토출액 공급장치(500)에서 공급관(510)을 통해 토출액을 공급하여, 공급된 토출액이 캐비티(110)를 모두 채운뒤에 니들(210)을 통해서 토출되도록 구성하면, 캐비티(110) 전체에 채워진 잉크에 의해서 모든 니들(210)에 동일한 토출압력을 인가할 수 있다.
다만, 토출액으로 캐비티(110)를 채우는 과정 또는 토출액을 토출하는 과정에서 캐비티(110) 내부로 공기가 유입될 수 있고, 유입된 공기로 인해 발생한 기포는 복수의 니들(210)에 인가되는 토출압력에 영향을 미친다.
도 13은 종래의 멀티 니들 헤드에서 내부 캐비티에 기포가 형성된 경우를 도시한 모식도이다.
멀티 니들 헤드의 캐비티(110)에 기포가 형성되면, 토출액 공급장치(500)에서 공급관(510)을 통해 토출액을 공급하여도, 토출액이 캐비티(110) 전체를 채우지 못하고 캐비티(110)에 채워진 토출액에 의한 압력이 분산되면서 각 니들(210)에 인가되는 토출 압력에 차이가 생긴다.
예를 들면, 도시된 것과 같이, 캐비티(110) 내부에 형성된 기포는 캐비티(110)의 구석으로 모이면서, 중심부에 위치하는 니들과 바깥쪽에 위치하는 니들에 인가되는 압력에 차이가 발생한다. 구체적으로 중심부에 위치하는 니들은 기존과 동일한 압력이 인가되지만, 바깥쪽에 위치하는 니들에 가해지는 압력은 기포쪽으로 분산되어 약해진다. 전기 분사에 의한 정밀 코팅을 수행하는 경우, 도 12에 도시된 것과 같이, 각 니들(210)에서 분사되는 토출액이 코팅 대상물(T)에 고르게 퍼지도록 조절되어 있다. 하지만 각 니들(210)의 토출 압력에 차이가 생기면, 도 13에 도시된 것과 같이, 니들(210)에서 분사되는 범위에서 차이가 발생하고 이는 코팅 불량으로 이어진다.
이에 따라서 멀티 니들 헤드의 내부에서 발생된 기포에 의한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 멀티 니들 헤드가 필요한 상황이다.
대한민국 등록특허 10-0684292
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 복수의 니들을 구비한 멀티 니들 헤드의 내부에서 발생된 기포에 의한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 멀티 니들 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기체 가압형 멀티 니들 헤드는, 토출액이 저장되는 캐비티가 형성된 하우징; 상기 캐비티의 하부에 결합되어 토출액이 토출되는 복수의 니들을 구비한 노즐부; 및 상기 캐비티에 연결되어 기체 압력을 제어하는 압력제어기를 포함하고, 상기 캐비티에는 하부에만 토출액이 채워지고 상부에는 공기층이 형성되며, 상기 압력제어기를 통해서 캐비티 상부의 공기층에 양압을 가함으로써, 캐비티 하부에 위치한 토출액 표면에 공기층에 의한 압력이 가해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 캐비티의 하부에만 토출액을 채우고 상부에는 공기층을 형성하되, 양압을 통해서 공기층이 토출액 표면에 균일한 압력을 가하도록 구성함으로써, 캐비티 내부로 공기가 유입되는 경우에도 복수의 니들에 동일한 토출압을 인가할 수 있는 효과가 있다.
캐비티 하부에 위치한 토출액의 수위를 측정하는 수위 감지 센서를 설치하여, 토출액의 수위가 소정 범위 내에서 유지되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 압력 제어기는 상기 공기층이 일정한 압력으로 토출액 표면을 가압하도록 제어되는 것이 바람직하다.
상기 캐비티의 하부에 위치하는 토출액을 상기 캐비티의 외부로 유출했다가 다시 캐비티로 재주입하는 순환부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
토출액을 캐비티의 외부로 순환시켜서 다시 주입하는 순환부를 구비 함으로써, 토출액에 입자가 분산된 경우에도 입자의 분산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
이때, 순환부는 순환관과 순환 펌프를 포함할 수 있고, 토출액을 임시저장하는 순환저장부를 더 포함할 수도 있다.
토출액을 추가로 보충하는 보충관이 순환저장부에 형성될 수 있다.
그리고 상기 노즐부는, 액체가 토출되는 니들이 설치된 하나 이상의 어댑터; 및 상기 어댑터가 고정되는 홀더를 포함하며, 상기 어댑터의 몸체에는 몸체의 폭보다 외경이 큰 오링이 결합되고, 상기 홀더에는 어댑터의 몸체가 삽입되는 고정홀이 형성되되, 고정홀의 중간에는 상기 오링이 위치하도록 고정홀의 내경보다 내경이 큰 오링 고정부가 형성되며, 오링 고정부의 상하 폭을 오링의 상하 폭보다 크게 구성하여, 홀더에 고정되는 어댑터의 높이를 조절할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 홀더는 고정홀을 기준으로 절개된 복수의 부품으로 구성되며, 홀더를 구성하는 부품이 분리된 상태에서 오링이 결합된 어댑터를 삽입한 뒤에 부품을 조립하는 구성일 수 있다.
복수의 부품으로 구성된 홀더를 조립하면 어댑터의 위치가 고정되는 것일 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 캐비티의 하부에만 토출액을 채우고 상부에는 공기층을 형성하되, 양압을 통해서 공기층이 토출액 표면에 균일한 압력을 가하도록 구성함으로써, 캐비티 내부로 공기가 유입되는 경우에도 복수의 니들에 동일한 토출압을 인가할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 토출액을 캐비티의 외부로 순환시켜서 다시 주입하는 순환부를 구비 함으로써, 토출액에 입자가 분산된 경우에도 입자의 분산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
나아가 니들이 설치된 어댑터의 높이를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 니들의 단부 높이를 동일하게 정렬할 수 있고, 액체 토출 공정의 정밀도가 향상되는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 구성들이 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에 적용된 홀더의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에 적용된 니들과 어댑터를 설명하기 위한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에서 니들 단부를 일치시킨 모습을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 단부 정렬 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 노즐부에 대하여 니들 단부를 일치시키기 위한 정렬장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 정렬장치를 이용하여 노즐부의 니들 단부를 일치시키는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 노즐부의 니들 단부를 일치시키기 위한 정렬장치의 다른 구조 및 이를 이용하여 니들 단부를 일치시키는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 종래의 멀티 니들 헤드의 구조를 도시한 모식도이다.
도 13은 종래의 멀티 니들 헤드에서 내부 캐비티에 기포가 형성된 경우를 도시한 모식도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 액체를 토출하는 장치에 사용되는 멀티 니들 헤드에 대한 것으로서, 액체를 토출하는 노즐에 니들을 사용한 장치에 넓게 적용될 수 있다. 액체를 토출하는 과정에서 압력을 이용하거나 전기장 등을 이용하는 경우를 특별히 제한하지 않으며, 본 발명의 특징을 해치지 않는 경우라면 모든 방식에 적용될 수 있다. 또한, 액체가 토출되는 형태도 특별히 제한되지 않으며, 패턴 형성을 위하여 단일 액적을 순차적으로 토출하거나 방적을 위하여 액체를 연속적으로 토출하는 경우뿐만이 아니라 코팅을 위하여 스프레이 형태도 액적을 분사하는 경우도 모두 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도시된 것과 같이, 본 실시예의 기체 가압형 멀티 니들 헤드는 하우징(100)과 노즐부(200) 및 압력제어기(300)를 포함한다.
하우징(100)은 하부에 노즐부(200)가 설치되고, 노즐부(200)로 공급되는 토출액을 저장하는 캐비티(110)가 형성된다.
이때, 추후에 자세하게 설명하겠지만, 종래의 멀티 니들 헤드와는 달리 토출액으로 캐비티(110)를 완전히 채우는 구조가 아니며, 상부에 소정 체적 이상의 기체가 채워진 공기층을 형성한다. 따라서 종래의 멀티 니들 헤드에서 형성된 캐비티보다 상대적으로 큰 체적을 갖도록 제작된다.
노즐부(200)는 복수의 니들(210)과 각 니들을 고정하는 어댑터(220)로 구성되며, 어댑터(220) 및 니들(210)의 토출관이 캐비티(110)에 연결되도록 하우징(100)의 하부에 설치된다.
니들(210)은 토출액이 지나가는 동일한 내경의 긴 관형태로 구성되는 점에서 일반적인 노즐과 차이가 있으며, 니들(210)의 길이와 내경 등은 필요에 따라서 다양하게 조절될 수 있다.
어댑터(220)는 니들(210)을 정렬하기 쉽도록 니들(210)이 고정된 상태로 설치된 구성요소이며, 구체적인 구조로서 일반적으로 나사산을 통해서 고정하는 루어락 어댑터를 적용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있으며, 니들과 어댑터가 일체형으로 구성될 수도 있다.
니들(210)과 어댑터(220)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라서 적절한 재질을 적용할 수 있다. 니들(210)에 전기를 인가해야하는 경우라면 어댑터(220)를 전도성 물질로 구성할 수 있으며, 어댑터(220)를 비전도성 물질로 구성하고 니들(210)에 전기를 연결하기 위한 전도성의 구조를 추가할 수도 있다.
정밀한 액체 토출을 위해서는 니들(210) 단부의 높이, 즉 대상물(T)에서 니들(210) 단부까지의 거리가 모두 일정하게 정렬되는 것이 바람직하다.
압력제어기(300)는 캐비티(110)의 상부에 토출액이 채워지지 않은 공기층의 기체 압력을 제어하기 위한 구성으로서, 기체연결관(310)을 통해서 하우징(100) 내부의 캐비티(110)와 연결된다.
압력제어기(300)는 기체 양압을 발생시키며, 캐비티(110) 상부 공기층의 기압을 높여서 캐비티(110) 하부에 채워진 토출액의 표면에 대하여 전체적으로 고른 양압을 가한다. 이때, 캐비티(110) 상부에 일정한 양압이 인가되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 압력제어기(300) 자체에서 일정한 양압을 발생시키도록 제어될 수도 있고, 캐비티(110) 내부의 기체 압력을 감지하는 압력 감지기를 이용하여 일정한 양압이 가해지도록 제어할 수도 있다.
이와 같은 구조에서는 캐비티(110) 내부로 공기가 유입되는 경우에도 공기가 캐비티(110)의 상부로 이동할뿐이고, 종래와 같이 토출액이 채워져야하는 부분에 기포가 발생하여 압력을 분산시키지 않는다.
결국, 본 실시예의 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구조에서 캐비티(110) 상부의 기체에 대하여 양압을 인가하면, 캐비티(110) 내부로 공기가 유입되는 경우에도 캐비티(110) 하부에 채워진 토출액의 표면에 대한 기체 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
다만, 캐비티(110)의 하부에 채워진 토출액이 너무 많은 경우, 즉 토출액의 수위가 너무 높은 경우에는, 상부의 기체 공간이 적어서 충분한 양압을 가하기 어렵다. 또한 캐비티(110)의 하부에 채워진 토출액이 너무 적은 경우, 즉 토출액의 수위가 너무 낮은 경우에도 토출 압력 조절이 어려워 진다. 따라서 전체 캐비티의 체적과 제어 압력에 따라서 토출액의 수위가 적절하게 조절되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 캐비티(110) 내부에 채워진 토출액의 수위를 감지하는 수위 감지 센서(120)를 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 액체를 토출하는 장치가 산업분야에 이용되면서, 단순히 액체만을 토출하지 않고, 다양한 입자가 포함된 액체를 토출하는 경우가 증가하고 있다. 예를 들면, 전자기기 제조에 적용되는 잉크젯 프린터의 경우에는 광학 장치 또는 디스플레이 장치의 제조과정에서 전극 형성용 금속 입자 또는 양자점 물질 등을 분산시킨 잉크를 사용하고 있다. 나아가 니들을 이용한 전기방사 또는 전기분사 장치를 이용하는 분야에서도 입자가 분산된 토출액을 사용하려는 시도가 이어지고 있다. 전기분사에 의한 코팅 공정에 입자가 분산된 토출액을 이용하면 입자가 고르게 분산된 코팅층을 형성할 수 있다.
하나의 니들에 개별적으로 토출액이 공급되는 경우에는 입자의 분산성이 문제되는 경우가 적으나, 멀티 니들 노즐의 경우에는 소정량 이상의 토출액을 캐비티에 저장한 상태로 사용되기 때문에, 사용과정 또는 준비과정에서 캐비티에 저장된 토출액에 포함된 입자가 가라앉는 경우가 발생하고, 한번에 많은 양의 입자가 니들로 유입되어 니들이 막히는 문제가 발생한다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도시된 것과 같이, 본 실시예의 기체 가압형 멀티 니들 헤드는 하우징(100), 노즐부(200), 압력제어기(300) 및 순환부를 포함한다.
하우징(100)은 하부에 노즐부(200)가 설치되고, 노즐부(200)로 공급되는 토출액을 저장하는 캐비티(110)가 형성된다.
이때, 본 발명의 하우징(100)은 종래의 멀티 니들 헤드와는 달리 토출액으로 캐비티(110)를 완전히 채우는 구조가 아니며, 소정 체적 이상의 기체가 채워진 상태를 유지한다. 따라서 종래의 멀티 니들 헤드에서 형성된 캐비티보다 상대적으로 큰 체적을 갖도록 제작된다.
노즐부(200)는 복수의 니들(210)과 각 니들을 고정하는 어댑터(220)로 구성되며, 어댑터(220) 및 니들(210)의 토출관이 캐비티(110)에 연결되도록 하우징(100)의 하부에 설치된다.
니들(210)은 토출액이 지나가는 동일한 내경의 긴 관형태로 구성되는 점에서 일반적인 노즐과 차이가 있으며, 니들(210)의 길이와 내경 등은 필요에 따라서 다양하게 조절될 수 있다.
어댑터(220)는 니들(210)을 정렬하기 쉽도록 니들(210)이 고정된 상태로 설치된 구성요소이며, 구체적인 구조로서 일반적으로 나사산을 통해서 고정하는 루어락 어댑터를 적용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있으며, 니들과 어댑터가 일체형으로 구성될 수도 있다.
니들(210)과 어댑터(220)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라서 적절한 재질을 적용할 수 있다. 니들(210)에 전기를 인가해야하는 경우라면 어댑터(220)를 전도성 물질로 구성할 수 있으며, 어댑터(220)를 비전도성 물질로 구성하고 니들(210)에 전기를 연결하기 위한 전도성의 구조를 추가할 수도 있다.
정밀한 액체 토출을 위해서는 니들(210) 단부의 높이, 즉 대상물(T)에서 니들(210) 단부까지의 거리가 모두 일정하게 정렬되는 것이 바람직하다.
압력제어기(300)는 캐비티(110)의 상부에 토출액이 채워지지 않은 공간의 기체 압력을 제어하기 위한 구성으로서, 기체연결관(310)을 통해서 하우징(100) 내부의 캐비티(110)와 연결된다.
압력제어기(300)는 기체 양압을 발생시키며, 캐비티(110) 상부의 기압을 높여서 캐비티(110) 하부에 채워진 토출액의 표면에 대하여 전체적으로 고른 양압을 가한다. 이때, 캐비티(110) 상부에 일정한 양압이 인가되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 압력제어기(300) 자체에서 일정한 양압을 발생시키도록 제어될 수도 있고, 캐비티(110) 내부의 기체 압력을 감지하는 압력 감지기를 이용하여 일정한 양압이 가해지도록 제어할 수도 있다.
이와 같은 구조에서는 캐비티(110) 내부로 공기가 유입되는 경우에도 공기가 캐비티(110)의 상부로 이동할뿐이고, 종래와 같이 토출액이 채워져야하는 부분에 기포가 발생하여 압력을 분산시키지 않는다.
결국, 본 실시예의 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 구조에서 캐비티(110) 상부의 기체에 대하여 양압을 인가하면, 캐비티(110) 내부로 공기가 유입되는 경우에도 캐비티(110) 하부에 채워진 토출액의 표면에 대한 기체 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
다만, 캐비티(110)의 하부에 채워진 토출액이 너무 많은 경우, 즉 토출액의 수위가 너무 높은 경우에는, 상부의 기체 공간이 적어서 충분한 양압을 가하기 어렵다. 또한 캐비티(110)의 하부에 채워진 토출액이 너무 적은 경우, 즉 토출액의 수위가 너무 낮은 경우에도 토출 압력 조절이 어려워 진다. 따라서 전체 캐비티의 체적과 제어 압력에 따라서 토출액의 수위가 적절하게 조절되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 캐비티(110) 내부에 채워진 토출액의 수위를 감지하는 수위 감지 센서(120)를 설치하는 것이 바람직하다.
순환부는 캐비티(110) 내부의 잉크가 정체되지 않도록 캐비티(110)의 외부로 순환시키기 위한 부분이며, 외부로 유출된 토출액이 임시로 저장되는 순환저장부(400)가 제1순환관(410)과 제2순환관(430)을 통해서 하우징(100)의 캐비티(110)와 연결된다. 순환관에는 토출액 이송을 위한 순환펌프(420)가 설치된다. 순환저장부(400)에는 토출 작업으로 인하여 소비된 토출액을 추가하여 보충하는 보충관이 연결될 수 있다. 토출 작업이 진행되면 토출액이 소비되므로 토출액을 추가하여 보충해주어야 한다. 본 실시예에서는 캐비티(110) 상부의 공기층이 토출액에 가하는 압력을 일정하게 조절하기 때문에 캐비티(110)로 직접 토출액을 보충하지 않고, 순환저장부(400)에 토출액을 보충하는 보충관을 연결하였다. 이러한 구조에서는 캐비티(110) 내부의 공기층이 가지는 압력에 대한 충격 없이 토출액을 보충할 수 있는 효과가 있다.
제1순환관(410)은 토출액이 캐비티(110)로 재주입되는 관이며, 제2순환관(430)은 캐비티(110)의 토출액을 순환저장부(400)로 이송시키는 관이다. 토출액의 순환을 위한 순환펌프(420)가 제1순환관(410)에 설치되며, 순환펌프의 설치위치는 제2순환관(430)이 될 수도 있다.
이러한 토출액 순환구조에 의해서 토출액이 캐비티(110) 내부에 정체되지 않고 이동하도록 하여 토출액에 포함된 입자의 분산성이 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 순환구조에 의한 순환은 토출 작업이 정지되어 있는 상황에서 수행될 수도 있고, 토출 작업이 수행되는 중에도 수행될 수 있다.
본 발명의 멀티 니들 헤드는 토출 작업이 수행되지 않는 경우에도 캐비티(110)에 소정량 이상의 토출액이 채워진 상태를 유지하여야 한다. 캐비티(110) 상부의 기체 압력과 토출액의 수위 등이 정밀하게 조절되어야 하기 때문에, 캐비티(110)를 완전히 비우는 경우에는 작업 수행을 위하여 토출액 수위와 내부 기체 압력 조절 등에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 이때, 토출 작업이 수행되지 않는 동안에도 캐비티에 채워진 토출액에 포함된 입자가 아래로 가라앉는 문제가 발생할 수 있다. 하지만 토출 작업이 정지된 동안에 순환저장부(400)로 토출액을 이동시켰다가 되돌리는 순환과정을 수행하면 토출액에 포함된 입자가 가라앉아서 분산성이 낮아지는 문제를 해소할 수 있다.
한편, 토출액의 토출 작업이 진행되는 경우에도 캐비티(110) 내부에 소정 수위 이상으로 토출액을 채워야 하기 때문에, 캐비티(110)에 채워진 토출액의 내부에서 입자가 가라앉는 문제가 발생할 수 있다. 토출 작업을 수행하는 동안에 토출액의 이동이 활발하게 수행되는 경우라면, 토출액에 포함된 입자의 분산성이 낮아지는 문제가 발생하지 않는다. 하지만 본 발명은 캐비티(110)의 소정 높이 이상으로 토출액을 유지하기 때문에, 토출 작업이 진행되는 경우에도 입자의 분산성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 토출 작업이 진행되는 중에도, 토출액의 순환 구조를 이용한 순환을 수행하는 것이 바람직하다.
이때, 토출 작업이 진행되는 중에 토출액을 순환시키는 경우, 압력제어기(300)에 의해서 캐비티(110) 내부로 가해진 양압에 영향이 없도록 하여야 한다. 순환구조를 통해서 순환되는 토출액의 양을 입자의 분산성을 유지할 수 있을 정도로 최소화하면, 순환 구조로 순환되는 잉크에 의해서 캐비티(110) 내부에 가해진 양압이 변동되지는 않을 것이다. 다만, 필요에 따라서는 순환구조를 통해서 토출액을 순환시키는 과정에서 캐비티(110) 내부에 가해진 양압을 유지하기 위한 구성을 추가함으로써 양압을 더욱 안정적으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 순환저장부(400)에 압력을 조절할 수 있는 압력제어기를 연결할 수도 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 순환 구조를 통한 토출액의 순환은 토출 작업이 정지된 상태에서 순환을 수행할 수도 있고 토출 작업 중에 순환을 수행할 수도 있으며, 이들은 선택적으로 수행될 수도 있다. 토출 작업이 정지된 상태에서의 토출액의 순환과 토출 작업 중에 이루어지는 토출액의 순환은 같은 조건으로 수행될 수도 있고 서로 다른 조건으로 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명과 같이 복수의 니들이 사용한 멀티 니들 헤드는 니들 단부의 높이를 동일하게 정렬하여, 액체가 토출되는 높이를 일치 시킬 필요가 있다. 액체를 토출하는 목적에 따라서 액체 토출 높이 차이가 문제되지 않는 경우도 있지만, 정밀한 작업에서는 액체 토출 높이가 다른 것에 따른 문제가 발생한다. 예를 들면, 전기분사에 의한 정밀 코팅을 수행하는 경우에 서로 다른 높이에서 전기분사를 수행하면 각 니들에서 분사되는 액체의 범위에서 차이가 발생하기 때문에 코팅층의 두께가 위치마다 달라지는 문제가 발생한다.
이하에서는 니들의 단부 높이를 동일하게 정렬할 수 있는 노즐부의 구조에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 구성들이 결합된 모습을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에 적용된 홀더의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에 적용된 니들과 어댑터를 설명하기 위한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에서 니들 단부를 일치시킨 모습을 도시한 단면도이다.
앞서 살펴본 것과 같이, 본 발명은 액체를 토출하는 장치에 사용되는 멀티 니들 헤드에 대한 것으로서, 액체를 토출하는 노즐에 니들을 사용한 장치에 넓게 적용될 수 있다. 액체를 토출하는 과정에서 압력을 이용하거나 전기장 등을 이용하는 경우를 특별히 제한하지 않으며, 본 발명의 특징을 해치지 않는 경우라면 모든 방식에 적용될 수 있다. 또한, 액체가 토출되는 형태도 특별히 제한되지 않으며, 패턴 형성을 위하여 단일 액적을 순차적으로 토출하거나 방적을 위하여 액체를 연속적으로 토출하는 경우뿐만이 아니라 코팅을 위하여 스프레이 형태도 액적을 분사하는 경우도 모두 적용할 수 있다.
본 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 노즐부(200)는 니들(210)이 설치된 어댑터(220)와 어댑터(220)를 고정하는 홀더(240)를 포함한다.
노즐부(200)는 액체 토출 장치의 헤드에서 액체가 토출되는 노즐인 니들(210)이 복수로 배치되어 정렬된 구성요소이다.
어댑터(220)는 니들(210)을 정렬하기 쉽도록 니들(210)이 고정된 상태로 설치된 구성요소이다. 본 실시예의 어댑터(220)는 몸체의 하부에 니들(210)이 설치되고, 상부의 몸체에는 오링(220)을 고정하기 위한 고정 홈이 형성된다. 오링(220)은 어댑터(220)의 몸체에 끼워지며 어댑터(220)에 대해서는 그 위치가 고정된다. 종래에는 니들의 고정을 위한 어댑터로서 나사산을 이용하여 고정하는 루어락 어댑터를 적용하였다. 루어락 어댑터는 하나의 니들을 구비한 헤드에 대해서는 유용하였지만, 다수의 니들을 구비한 멀티 니들 헤드에는 적용이 어려운 단점이 있으며, 본 발명은 루어락 어댑터를 적용할 때의 문제점을 해결한 새로운 형태의 어댑터(220)와 홀더(240)를 제공한다.
어댑터(220)와 오링(220)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라서 적절한 재질을 적용할 수 있다. 니들(210)에 전기를 인가해야하는 경우라면 어댑터(220)를 전도성 물질로 구성할 수 있으며, 어댑터(220)를 비전도성 물질로 구성하고 니들(210)에 전기를 연결하기 위한 전도성의 구조를 추가할 수도 있다. 오링(220)은 기능상 어느 정도의 탄성을 가지는 재질을 적용하는 것이 좋다.
홀더(240)는 어댑터(220)를 고정하는 구성요소이며, 어댑터(220)가 삽입되는 고정홀(242)을 구비한다. 고정홀(242)은 어댑터(220)의 평단면 형태와 크기에 맞추어 형성되고, 고정홀(242) 중간에는 오링(220)이 위치할 수 있도록 내경이 고정홀(242)보다 큰 오링 고정부(244)가 형성된다. 어댑터(220)를 삽입할 경우에 고정홀(242)의 내면이 어댑터(220)의 외면에 밀착되어 어댑터(220)의 위쪽으로부터 액체를 제공할 때에 어댑터(220) 내부에 형성된 관을 통해서만 액체가 이동하고 어댑터(220)와 고정홀(242)의 사이로는 액체가 흐르지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
이때, 앞서 살펴본 것과 같이, 본 실시예에서는 어댑터(220)의 외면에 오링(220)이 설치되기 때문에, 어댑터(220)의 외면에 맞추어 형성된 고정홀(242)에는 오링(220)이 설치된 어댑터(220)를 삽입할 수 없다. 따라서 본 실시예에서는 오링(220)이 설치된 어댑터(220)가 고정홀(242)에 삽입될 수 있도록 홀더(240)를 분리형태로 구성하였다.
구체적으로 본 실시예에서는 다수의 어댑터(220)가 배열되는 길이 방향으로 홀더(240)를 2개 부분으로 분리하여 구성하되, 고정홀(242)의 절반이 노출되도록 수직한 단면으로 분리하였다. 그리고 본 발명의 멀티 니들 헤드에 적용된 홀더(240)의 고정홀(242) 중간에는 오링(220)이 위치할 수 있도록 내경이 고정홀(242)보다 큰 오링 고정부(244)가 형성되기 때문에, 오링(220)이 설치된 어댑터(220)를 2개로 분리된 홀더(240)의 사이에 위치시키고 분리된 홀더(240)를 체결하면 오링(220)이 설치된 어댑터(220)의 몸체가 고정홀(242)에 삽입 상태로 고정된다.
이때, 오링 고정부(244)의 상하 폭은 오링(220)의 상하 폭보다 크게 설계되며, 어댑터(220) 각각은 오링(220)의 높이가 서로 다르게 삽입 및 고정될 수 있다. 그리고 오링 고정부(244)의 평단면 형태와 크기는 오링(220)에 맞추어 설계되며, 탄성을 가지는 오링(220)을 더 강하게 고정할 수 있도록, 오링(220)의 크기보다 소정 비율 작게 설계할 수도 있다. 이러한 구조에서 분리된 홀더(240)를 강하게 결합하면, 고정홀(242)과 오링 고정부(244)의 내면이 어댑터(220)의 몸체와 오링(220)의 외면에 밀착하여 어댑터(220)가 고정되며, 오링(220)의 높이이자 어댑터(220)의 높이가 일정하게 고정된다.
도시된 형태는 다수의 어댑터(220)가 배열되는 길이 방향으로 홀더(240)를 분리한 경우이지만, 전후 방향으로 짧게 분리하는 것도 가능하다. 이 경우에 분리된 홀더의 개수가 늘어나지만, 니들 및 어댑터의 개수에 따라서 홀더를 추가 또는 제거하는 방식으로 활용성이 향상된다. 도시된 형태는 어댑터의 개수에 따라서 홀더를 따로 제작해야 하지만, 홀더의 개수가 2개로 일정하여 조립 과정이 더 용이하다. 따라서 활용성과 조립 용이성을 고려하여 적절한 형태의 홀더를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도시된 형태는 지면에 수직한 방향으로 홀더를 잘라서 분리하였지만, 지면에 수평한 방향으로 홀더를 분리할 수도 있다. 오링 고정부가 걸쳐지도록 잘라서 분리하면, 어댑터를 삽입한 상태에서 오링을 설치한 뒤에 홀더를 결합하는 방식으로 조립이 가능하다. 지면에 수평한 방향으로 홀더를 분리하는 경우, 조립 과정이 더 복잡해지지만 액체가 투입되는 어댑터의 상부 면에는 홀더 분리에 따른 틈이 없기 때문에 액체를 공급하는 과정에서 누설이 발생할 염려는 감소한다.
도 3에 도시된 어댑터(220)가 삽입된 상태로 홀더(240)를 체결하여 노즐부(200)를 조립하면, 도 4에 도시된 것과 같이 액체가 니들(210)로 공급되도록 어댑터(220)에 형성된 연결공이 노즐부(200)의 상면에 노출된 형태의 노즐부(200)가 완성된다. 이러한 노즐부(200)의 상부에 앞서 설명한 것과 같은 구조의 하우징을 결합하면 기체 가압형 멀티 니들 헤드를 구성할 수 있다.
이상에서 설명한 어댑터(220)와 홀더(240)의 구조는, 복수의 어댑터(220) 각각에 설치된 니들(210)의 단부를 정렬하기 위한 구성이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 어댑터(220)를 동일한 크기와 형태로 제작한 경우에도 각각의 어댑터(220)에 설치되는 니들(210)의 길이 차이로 인하여, 어댑터(220)를 기준으로 정렬하면 니들(210)의 단부는 높이가 다르게 된다. 이 상태에서 액체를 토출하면 액체가 토출되는 높이가 서로 달라지는 문제가 있다. 따라서 니들(210)의 길이에 상관없이 니들(210)의 단부 높이가 동일하도록 정렬하는 것이 필요하다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 실시예의 멀티 니들 헤드는 홀더(240)의 고정홀(242)에 형성된 오링 고정부(244)의 상하 폭이 오링(220)의 상하 폭보다 크기 때문에 오링(220)이 고정되는 높이가 조절될 수 있으며, 도 7에 도시된 것과 같이, 니들(210)의 단부를 기준으로 어댑터(220)의 고정 높이를 조절할 수 있다. 니들(210) 단부의 높이가 일정한 상태에서 홀더(240)를 조립하여 고정하면, 액체가 토출되는 위치인 니들(210) 단부의 높이가 동일하도록 정렬된 노즐부(200)를 얻을 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 노즐부에 대하여, 니들 단부의 높이가 동일하도록 정렬하여 조립하는 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 니들 헤드의 단부 정렬 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 실시예의 정렬 방법은 도 3 내지 도 7에 도시된 멀티 니들 헤드의 노즐부를 조립하는 과정에서 니들 단부의 높이가 동일하도록 정렬하여 조립하는 방법이며, 가조립 단계와 정렬 단계 및 고정 단계를 포함한다.
가조립 단계는 오링이 설치된 어댑터를 홀더의 고정홀에 삽입하되 다수의 부품으로 분리하여 구성된 홀더를 완전히 체결하지 않은 상태를 의미한다. 홀더를 완전히 체결하지 않은 상태는 고정홀에 삽입된 어댑터가 상하로 움직일 수 있는 상태이며, 볼트를 이용하여 홀더를 체결하는 경우에는 볼트를 끝까지 조이지 않은 상태일 수 있다. 이외에 고정용 볼트가 아닌 임시 고정 장치로 홀더를 고정하는 것도 가능하며, 볼트 체결 이외의 방법을 적용하는 경우에는 그에 적합한 과정으로 수정하여 적용할 수 있다.
정렬 단계는 가조립된 노즐부에서 어댑터를 움직여서 니들 단부의 높이가 모두 일정해지도록 조절한다. 니들 단부의 높이를 동일하게 맞추는 방법은 다양하게 적용할 수 있으며, 예를 들면 평면상에 니들이 아래를 향하도록 노즐부를 세워서 모든 니들이 평면에 닿도록 하는 방법이 가능하다.
고정단계는 니들 단부의 높이가 일정하게 정렬된 상태에서 홀더를 완전히 체결하여 조립을 완료함으로써 고정홀에 삽입된 어댑터가 움직이지 않도록 고정하는 과정이다. 가조립이 아닌 노즐부의 최종적인 조립이 수행되며, 볼트 체결의 경우는 볼트를 완전히 조여서 어댑터가 움직이지 않도록 하며, 다른 체결 방법을 적용하는 경우에도 어댑터가 움직이지 않도록 홀더를 체결하여 노즐부를 조립한다.
이상의 방법을 적용하면 멀티 니들 헤드에 설치된 니들들의 단부가 동일한 높이로 조립되며, 이를 사용한 액체 노출 장치는 동일한 높이에서 액체가 토출되기 때문에 작업 정밀도가 향상된다.
이하에서는 상기한 방법으로 멀티 니들 헤드의 니들 단부의 높이가 동일하도록 정렬하여 조립하는 과정에 사용되는 정렬장치에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기체 가압형 멀티 니들 헤드의 노즐부에 대하여 니들 단부를 일치시키기 위한 정렬장치의 구조를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 정렬장치를 이용하여 노즐부의 니들 단부를 일치시키는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 니들 단부를 정렬하기 위한 정렬장치(600)는, 기준부(610)와 거치대(620) 및 조절부(630)를 포함한다.
기준부(610)는 니들(210)의 단부를 일치시키기 위한 구성으로서, 수평한 기준면(612)이 형성되어, 니들(210)의 단부를 기준면(612)에 접촉시키면 니들(210) 단부가 수평면 상에 위치한다.
거치대(620)는 어댑터(220)가 설치된 홀더(240)를 거치시키는 거치면(610)을 포함하며, 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이에 간격을 유지하기 위한 구성이다.
조절부(630)는 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절하기 위한 구성이며, 도 9의 형태에서는 거치대(620)를 수직방향으로 움직여서 길이를 조절하는 방법으로 거치면(610)의 위치를 조절한다. 조절부(630)를 통해서 거치면(610)에 올려진 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절함으로써 니들(210)의 단부 높이가 정렬된 상태로 정밀한 정렬이 가능하다.
구체적으로 어댑터(220)가 삽입된 홀더(240)를 완전히 체결하지 않은 상태에서 정렬장치(600)의 거치면(610)에 홀더(240)를 위치시키면, 홀더(240)의 오링 고정부가 오링(220)을 완전히 고정하지 않기 때문에 어댑터(220)가 상하 방향으로 움직일 수 있다. 이와 같이, 어댑터(220)가 움직일 수 있는 상태에서 조절부(630)를 통해서 거치대(620)의 길이를 조절하여, 니들(210)의 단부가 모두 기준면(612)에 닿은 상태가 되도록 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절한다. 니들(210)의 단부가 모두 기준면(612)에 닿아서 니들(210) 단부의 위치가 정렬되면 홀더(240)를 완전히 체결하여 어댑터(220)가 상하방향으로 움직이지 않도록 강하게 고정한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정렬장치(600)를 이용하면, 니들(210) 단부의 위치를 수평으로 정렬하여 노즐부(200)를 조립할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 노즐부의 니들 단부를 일치시키기 위한 정렬장치의 다른 구조 및 이를 이용하여 니들 단부를 일치시키는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 9와 같은 형태의 정렬장치에서는, 도 10에 도시된 것과 같이 노즐부(200)의 무게가 전부 니들(210)에 가해지기 때문에 굵기가 가느다란 니들(210)의 경우에는 형태가 변형되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로서 거치된 노즐부(200)의 무게가 니들(210)에 집중되지 않고 분산되는 형태의 정렬장치(600)를 도 11에 도시하였다.
기준부(610)는 니들(210)의 단부를 일치시키기 위한 구성이며, 평평한 기준면(612)이 형성되지만, 기준면(612)이 소정각도 기울어져서 배치된다. 이때, 기준면(612)의 배치가 경사진 것일 뿐이고 기준면(612)은 평평한 평면이므로 니들(210)의 단부를 기준면(612)에 접촉시키면 니들(210) 단부가 같은 높이로 정렬된다.
거치대(620)는 어댑터(220)가 설치된 홀더(240)를 거치시키는 거치면(610)을 포함하며, 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이에 간격을 유지하기 위한 구성이다. 본 실시예에서는 거치면(610)이 기준면(612)에 대응되는 소정의 각도로 기울어지며, 홀더(240)의 측면이 거치면(610)에 거치된다. 이와 같이, 홀더(240)의 하면이 아니라 측면이 거치면(610)에 거치됨으로써 니들(210)에 가해지는 무게가 분산되는 효과가 있다.
조절부(630)는 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절하기 위한 구성이며, 본 실시예에서는 조절부(630)를 기준면(612)에 대하여 수직한 사선 방향으로 움직이는 방법으로 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절한다.
구체적으로 어댑터(220)가 삽입된 홀더(240)를 완전히 체결하지 않은 상태에서 정렬장치(600)의 거치면(610)에 홀더(240)의 측면을 거치하여 비스듬하게 위치시키면, 홀더(240)의 오링 고정부가 오링(220)을 완전히 고정하지 않기 때문에 어댑터(220)가 사선 방향으로 움직일 수 있다. 이와 같이, 어댑터(220)가 움직일 수 있는 상태에서 조절부(630)를 통해서 니들(210)의 단부가 모두 기준면(612)에 닿은 상태가 되도록 홀더(240) 하면과 기준면(612) 사이의 간격을 조절한다. 니들(210)의 단부가 모두 기준면(612)에 닿아서 니들(210) 단부의 위치가 정렬되면 홀더(240)를 완전히 체결하여 어댑터(220)가 움직이지 않도록 강하게 고정한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정렬장치(600)를 이용하면, 니들(210)에 가해지는 무게를 분산시키면서 니들(210) 단부의 위치를 수평으로 정렬하여 노즐부(200)를 조립할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 하우징 110: 캐비티
120: 수위 감지 센서 200: 노즐부
210: 니들 220: 어댑터
230: 오링 240: 홀더
242: 고정홀 244: 오링 고정부
300: 압력제어기 310: 기체연결관
400: 순환저장부 410: 제1순환관
420: 순환펌프 430: 제2순환관
500: 토출액 공급장치 510: 공급관
600: 정렬장치 610: 기준부
612: 기준면 620: 거치대
622: 거치면 630: 조절부

Claims (10)

  1. 토출액이 저장되는 캐비티가 형성된 하우징;
    상기 캐비티의 하부에 결합되어 토출액이 토출되는 복수의 니들을 구비한 노즐부; 및
    상기 캐비티에 연결되어 기체 압력을 제어하는 압력제어기를 포함하고,
    상기 캐비티에는 하부에만 토출액이 채워지고 상부에는 공기층이 형성되며,
    상기 압력제어기를 통해서 캐비티 상부의 공기층에 양압을 가함으로써, 캐비티 하부에 위치한 토출액 표면에 공기층에 의한 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    캐비티 하부에 위치한 토출액의 수위를 측정하는 수위 감지 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력 제어기는 상기 공기층이 일정한 압력으로 토출액 표면을 가압하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐비티의 하부에 위치하는 토출액을 상기 캐비티의 외부로 유출했다가 다시 캐비티로 재주입하는 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 순환부는 순환관과 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 순환부는 토출액을 임시저장하는 순환저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    토출액을 추가로 보충하는 보충관이 순환저장부에 형성된 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐부는,
    액체가 토출되는 니들이 설치된 하나 이상의 어댑터; 및
    상기 어댑터가 고정되는 홀더를 포함하며,
    상기 어댑터의 몸체에는 몸체의 폭보다 외경이 큰 오링이 결합되고,
    상기 홀더에는 어댑터의 몸체가 삽입되는 고정홀이 형성되되, 고정홀의 중간에는 상기 오링이 위치하도록 고정홀의 내경보다 내경이 큰 오링 고정부가 형성되며,
    오링 고정부의 상하 폭을 오링의 상하 폭보다 크게 구성하여, 홀더에 고정되는 어댑터의 높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 홀더는 고정홀을 기준으로 절개된 복수의 부품으로 구성되며,
    홀더를 구성하는 부품이 분리된 상태에서 오링이 결합된 어댑터를 삽입한 뒤에 부품을 조립하는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
  10. 청구항 9에 있어서,
    복수의 부품으로 구성된 홀더를 조립하면 어댑터의 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 기체 가압형 멀티 니들 헤드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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