KR100654839B1 - 잉크젯 인쇄장치 - Google Patents

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KR100654839B1
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조성민
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최상진
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Abstract

본 발명은 잉크젯 인쇄장치에 관한 것으로서, 잉크를 분사하는 분사노즐과, 분사노즐을 구동하는 제1구동부를 갖는 잉크젯헤드; 소정 방향으로 연장된 가이드레일부와, 제1구동부가 분사노즐을 구동하도록 제1구동부와 연결 가능한 제2구동부를 갖는 헤드프레임; 및 잉크젯헤드를 지지하여 가이드레일부를 따라 제1구동부가 제2구동부에 결합되는 장착위치와 제1구동부가 제2구동부로부터 분리되는 분리위치 사이를 이동하는 헤드지지부를 포함한다. 이에 의해 잉크젯헤드의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다.
잉크젯 인쇄, 잉크젯헤드 장착, 가이드레일

Description

잉크젯 인쇄장치{INK JET PRINTING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 인쇄장치를 나타내는 사시도이고,
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 잉크젯헤드를 헤드프레임에 장착하는 과정을 설명하는 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 잉크젯 인쇄장치 10 : 잉크젯헤드
12 : 분사노즐 14 : 제1구동부
16 : 잉크유입구 20 : 헤드프레임
22 : 가이드레일부 24 : 제2구동부
26 : 잉크공급부 30 : 헤드지지부
32 : 이동부재 34 : 지지부재
40 : 마찰부재
본 발명은 잉크젯 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크젯헤드의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있는 잉크젯 인쇄장치에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄장치는 잉크젯헤드를 통해 패턴형성잉크를 기판 상에 분사하여 패턴을 형성한다. 기판에 패턴을 형성하는 패턴형성기술은 반도체 또는 LCD, PDP 등과 같은 평면디스플레이의 제조공정에 광범위하게 이용되고 있다. 패턴형성기술에는 잉크젯 인쇄기술 이 외에도 스크린 프린트기술, 포토 리소그라피기술 등이 있다. 스크린 프린트기술은 공정이 단순하고 비용이 저가이나 패턴의 균일성이 양호하지 않아 고정밀의 패턴형성에는 적합하지 않으며, 포토 리소그라피기술은 패턴의 균일성이 우수하여 고정밀의 패턴형성에 적용이 가능하나 감광막 형성, 노광, 현상, 에칭 등의 일련의 공정이 복잡하고 비용이 고가이다.
이에 반해 잉크젯 인쇄기술은 간단한 공정으로 저렴하면서도 고정밀의 패턴을 형성할 수 있어 최근 많은 주목을 받고 있다. 잉크젯 인쇄기술은 평면디스플레이장치의 패턴 형성을 위한 공정에는 모두 적용 가능하며 특히 액정디스플레이 또는 유기EL 디스플레이장치의 칼라 필터 형성에 이용되며 이 외에도 배향막, 형광체 형성, 전극 형성, 유전층 형성 등에 이용된다.
잉크젯 인쇄장치는 잉크를 분사하는 다수의 잉크분사노즐이 배열되어 있는 잉크젯헤드와 잉크젯헤드를 착탈 가능하게 지지하는 헤드프레임을 구비한다. 잉크젯헤드는 유지, 보수, 교체 기타 다양한 원인에 의해 헤드프레임으로부터 착탈될 수 있다. 잉크젯헤드는 헤드프레임에 장착됨에 따라 헤드프레임으로부터 잉크분사노즐을 구동하는 구동신호와 잉크분사노즐이 분사하는 잉크를 수령한다.
잉크젯헤드는 장착위치 및 장착각도가 정밀 조정되도록 헤드프레임에 장착되어야 한다. 잉크젯헤드가 헤드프레임에 장착되는 장착위치 및 장착각도에 따라 잉 크젯헤드가 잉크를 분사하는 분사위치가 결정되고 패턴형성의 품질이 결정될 수 있다. 이에 따라 잉크젯헤드를 헤드프레임에 장착하고 잉크젯헤드의 장착위치 및 장착각도를 조정하는데 상당한 시간 및 비용이 소요될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 잉크젯헤드의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있는 잉크젯 인쇄장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 잉크젯 인쇄장치에 있어서, 잉크를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 구동하는 제1구동부를 갖는 잉크젯헤드; 소정 방향으로 연장된 가이드레일부와, 상기 제1구동부가 상기 분사노즐을 구동하도록 상기 제1구동부와 연결 가능한 제2구동부를 갖는 헤드프레임; 및 상기 잉크젯헤드를 지지하여 상기 가이드레일부를 따라 상기 제1구동부가 상기 제2구동부에 결합되는 장착위치와 상기 제1구동부가 상기 제2구동부로부터 분리되는 분리위치 사이를 이동하는 헤드지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치에 의해 달성된다.
상기 가이드레일부는 상기 분사노즐이 잉크를 분사하는 방향에 대한 수직방향으로 연장될 수 있다.
상기 잉크젯헤드는 상기 분리위치에서 상기 헤드지지부에 착탈 가능할 수 있다.
상기 잉크젯헤드는 잉크가 흐르도록 상기 분사노즐과 연통된 잉크유입구를 구비하며, 상기 헤드프레임은 상기 잉크젯헤드가 상기 장착위치 시 잉크를 공급하 도록 상기 잉크유입구와 연결되는 잉크공급부를 구비할 수 있다.
상기 가이드레일부와 상기 헤드지지부 사이에 개재하여 상기 헤드지지부를 상기 가이드레일부에 대해 슬라이딩시키는 마찰부재를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 인쇄장치를 나타내는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 잉크젯 인쇄장치(1)는 잉크젯헤드(10), 헤드프레임(20) 및 헤드지지부(30)를 구비하고 있다. 잉크젯 인쇄장치(1)는 액정디스플레이장치, 유기EL 디스플레이장치, 기타 다른 평판디스플레이장치의 컬러필터기판, 기타 다른 기판에 패턴을 형성할 수 있다. 또는 잉크젯 인쇄장치(1)는 반도체 웨이퍼, 기타 이와 유사한 대상에 패턴을 형성할 수도 있다.
잉크젯헤드(10)는 잉크를 분사하는 분사노즐(12)과, 분사노즐(12)을 구동하는 제1구동부(14)를 구비하고 있다. 분사노즐(12)은 잉크젯헤드(10)의 일면에 소정 간격을 갖도록 다수가 배열되어 있으며, 패턴형성잉크를 분사하여 패턴을 형성한다. 제1구동부(14)는 잉크젯헤드(10)의 일측에 지지되어 분사노즐(12)을 구동한다. 제1구동부(14)는 분사노즐(12)에 배치되어 있는 히터(미도시)를 제어할 수 있다. 제1구동부(14)는 인쇄회로기판일 수 있으며, 특히 연성인쇄회로(FPC: flexible printed circuit)일 수 있다.
헤드프레임(20)은 가이드레일부(22)와 제2구동부(24)를 구비하고 있다. 가이드레일부(22)는 분사노즐(12)이 잉크를 분사하는 방향에 대한 수직방향(C)으로 연 장되어 있다. 가이드레일부(22)에는 헤드지지부(30)가 이동 가능하게 지지된다. 다른 실시예로써 가이드레일부(22)는 분사노즐(12)이 잉크를 분사하는 방향과 동일한 방향으로 연장되거나 분사노즐(12)이 잉크를 분사하는 방향에 대해 소정의 경사각을 갖는 방향으로 연장될 수도 있다.
제2구동부(24)는 제1구동부(14)와 연결되어 제1구동부(14)와 함께 분사노즐(12)을 구동한다. 제2구동부(24)는 잉크젯 인쇄장치(1)의 제어부(미도시)에 연결되어 있으며, 제어부(미도시)가 인가하는 제어신호를 제1구동부(14)에 전달할 수 있다. 제2구동부(24)는 연성인쇄회로와 결합되는 결합칩일 수 있다. 제2구동부(24)는 잉크젯헤드(10)가 헤드프레임(20)에 장착되는 장착위치(A)에 위치할 때 제1구동부(14)와 연결되고 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에서 철회되는 분리위치(B)에 위치할 때 제1구동부(14)로부터 분리될 수 있도록 배치되어 있다. 이에 따라 헤드지지부(30)가 가이드레일부(22)를 따라 슬라이딩하여 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)와 분리위치(B) 사이를 이동함에 따라 제1구동부(14)는 제2구동부(24)에 착탈될 수 있다.
헤드지지부(30)는 잉크젯헤드(10)를 지지하여 가이드레일부(22)를 따라 제1구동부(14)가 제2구동부(24)에 결합되는 장착위치(A)와 제1구동부(14)가 제2구동부(24)로부터 분리되는 분리위치(B) 사이를 이동한다. 헤드지지부(30)는 이동부재(32)와 지지부재(34)를 구비하고 있다. 이동부재(32)는 가이드레일부(22)를 따라 분사노즐(12)이 잉크를 분사하는 방향에 대한 수직방향(C)으로 이동한다. 지지부재(34)는 잉크젯헤드(10)를 지지하며 이동부재(32)와 일체로 이동한다.
이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 이동함에 따라 지지부재(34)에 지지되어 있는 잉크젯헤드(10)는 장착위치(A)와 분리위치(B) 사이를 이동할 수 있다. 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에 위치할 때 제1구동부(14)가 제2구동부(24)에 연결되고, 제1구동부(14)와 제2구동부(24)는 제어부(미도시)로부터 제어신호를 분사노즐(12)에 인가하여 분사노즐(12)을 구동할 수 있게 된다. 잉크젯헤드(10)가 분리위치(B)에 위치할 때 제1구동부(14)는 제2구동부(24)로부터 분리된다.
가이드레일부(22)는 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에 위치 시 분사노즐(12)이 정확한 분사위치 및 분사각도를 갖도록 이동부재(32)의 위치 및 각도를 정밀하게 가이드한다. 이에 따라 이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 이동하여 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에 위치하기만 하면 잉크젯헤드(10)는 추가적인 위치 및 각도 조정 없이 정확한 장착위치 및 장착각도를 갖도록 헤드프레임(20)에 장착될 수 있다.
잉크젯헤드(10)는 분리위치(B)에서 헤드지지부(30)에 착탈될 수 있다. 잉크젯헤드(10)는 지지부재(34)에 분리 가능하게 결합되어 있다. 잉크젯헤드(10)가 분리위치(B)에 위치 시 잉크젯헤드(10)는 지지부재(34)로부터 분리되고 이에 따라 헤드프레임(20)으로부터 분리될 수 있다. 잉크젯헤드(10)는 분리위치(B)에서 분사노즐(12)이 잉크를 분사하는 방향과 동일한 방향의 착탈방향(D)으로 지지부재(34)에 착탈될 수 있으며, 기타 다른 방향으로 착탈될 수도 있다.
잉크젯헤드(10)는 지지부재(34)에 나사, 스크류 기타 다른 체결수단에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있다. 다른 실시예로서 지지부재(34)가 이동부재(32)에 대해 분리 가능하게 결합되어, 잉크젯헤드(10)가 분리위치(B)에 위치 시 지지부재(34)가 이동부재(32)로부터 분리됨에 따라 잉크젯헤드(10)가 헤드프레임(20)으로부터 분리될 수도 있다.
잉크젯헤드(10)는 잉크가 흐르도록 분사노즐(12)과 연통된 잉크유입구(16)를 구비하며, 헤드프레임(20)은 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A) 시 잉크를 공급하도록 잉크유입구(16)와 연결되는 잉크공급부(26)를 구비하고 있다. 잉크유입구(16)는 잉크젯헤드(10) 내부에 형성된 잉크유로(미도시)를 통해 분사노즐(12)과 연통되어 있어 잉크유입구(16)로 유입된 잉크는 분사노즐(12)을 통해 분사된다.
잉크공급부(26)는 잉크를 잉크유입구(16)를 통해 잉크젯헤드(10)에 공급한다. 잉크공급부(26)는 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에 위치 시 잉크유입구(16)와 연결되도록 헤드프레임(20)에 배치되어 있다. 이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 이동하여 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)와 분리위치(B) 사이를 이동함에 따라 추가적인 연결 작업 없이 잉크공급부(26)는 잉크유입구(16)에 연결 또는 분리될 수 있다.
다른 실시예로써 잉크공급부(26)는 잉크젯헤드(10)가 장착위치(A)에 위치 시 잉크유입구(16)와 연결되지 않도록 배치될 수도 있다. 잉크젯헤드(10)를 장착위치(A)에 위치시킨 후 추가적 작업을 통해 잉크유입구(16)와 잉크공급부(26)를 연결시켜 잉크젯헤드(10)에 잉크를 공급할 수 있다.
잉크젯 인쇄장치(1)는 가이드레일부(22)와 헤드지지부(30) 사이에 개재하여 헤드지지부(30)를 가이드레일부(22)에 대해 슬라이딩시키는 마찰부재(40)를 구비하 고 있다. 마찰부재(40)는 가이드레일부(22)와 이동부재(32)가 상호 접촉하는 접촉면에 마련되어 이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 원활하게 슬라이딩하게 한다. 이에 따라 마찰부재(40)는 가이드레일부(22)와 헤드지지부(30) 사이의 마찰에 의한 부재 손상을 방지할 수 있다.
또한 마찰부재(40)는 이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩운동의 직진성 및 평행성을 향상시켜 잉크젯헤드(10)가 비스듬한 방향으로 또는 기울어진 상태로 헤드프레임(20)에 장착되는 것을 방지하고 잉크젯헤드(10)의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다.
마찰부재(40)는 가이드레일부(22)와 이동부재(32) 사이에 이동부재(32)의 슬라이딩방향을 따라 배열되고 이동부재(32)의 슬라이딩방향에 대한 수직방향의 회전축을 갖는 다수의 롤러베어링일 수 있다. 다른 실시예로써 마찰부재(40)는 볼베어링 기타 다른 통상의 마찰수단일 수도 있다. 다른 실시예로써 마찰부재(40)는 생략될 수도 있으며, 이동부재(32)가 가이드레일부(22)에 직접 접촉하여 슬라이딩 이동할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 인쇄장치에서 잉크젯헤드가 헤드프레임에 장착되는 과정을 도 2a 및 도 2c를 참조하여 설명한다.
도 2a는 잉크젯헤드(10)가 분리위치(B)에서 헤드지지부(30)와 분리되어 있는 것을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 잉크젯헤드(10)는 지지부재(34)로부터 분리되어 있다. 헤드지지부(30)의 이동부재(32)는 잉크젯헤드(10)가 지지부재(34)에 결합될 수 있도록 가이드레일부(22) 상에서 분리위치(B)에 위치하고 있다.
도 2b는 잉크젯헤드(10)가 분리위치(B)에서 헤드지지부(30)에 결합되어 있는 것을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 잉크젯헤드(10)는 분리위치(B)에서 잉크를 분사하는 방향의 착탈방향(D)으로 지지부재(34)에 결합된다.
도 2c는 잉크젯헤드(10)가 헤드프레임(20)에 장착되는 것을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 잉크젯헤드(10)는 지지부재(34)에 결합되어 헤드지지부(30)와 일체로 이동한다. 이동부재(32)는 가이드레일부(22)를 따라 분리위치(B)에서 장착위치(A)로 슬라이딩 이동한다. 마찰부재(40)는 이동부재(32)가 가이드레일부(22)를 따라 원활하게 슬라이딩할 수 있도록 한다. 또한 마찰부재(40)는 잉크젯헤드(10)가 기울어진 상태로 이동하거나 헤드프레임(20)을 향해 비스듬한 방향으로 이동하지 않도록 이동부재(32)를 가이드레일부(22)를 따라 슬라이딩 가능하게 한다.
이동부재(32)가 장착위치(A)에 위치하여 잉크젯헤드(10)가 헤드프레임(20)에 장착됨에 따라 제1구동부(14)가 제2구동부(24)에 결합되고 잉크유입구(16)가 잉크공급부(26)에 연결된다. 이동부재(32)가 분리위치(B)에서 장착위치(A)로 이동함에 따라 분사노즐(12)의 잉크분사위치의 오차가 발생하지 않도록 잉크젯헤드(10)가 정확한 장착위치 및 장착각도를 갖도록 가이드레일부(22)는 이동부재(32)를 가이드한다.
역순의 과정을 통해 잉크젯헤드(10)는 헤드프레임(20)으로부터 분리될 수 있다. 이에 따라 잉크젯 인쇄장치(1)는 간단하게 잉크젯헤드(10)를 헤드프레임(20)에 착탈할 수 있으며, 잉크젯헤드(10)를 헤드프레임(20)에 장착한 후 잉크젯헤드(10)의 장착위치 및 장착각도를 조정하는 추가적 조정과정을 생략하여 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄장치는 잉크젯헤드의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 잉크젯 인쇄장치에 있어서,
    잉크를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐을 구동하는 제1구동부를 갖는 잉크젯헤드;
    소정 방향으로 연장된 가이드레일부와, 상기 제1구동부가 상기 분사노즐을 구동하도록 상기 제1구동부와 연결 가능한 제2구동부를 갖는 헤드프레임; 및
    상기 잉크젯헤드를 지지하여 상기 가이드레일부를 따라 상기 제1구동부가 상기 제2구동부에 결합되는 장착위치와 상기 제1구동부가 상기 제2구동부로부터 분리되는 분리위치 사이를 이동하는 헤드지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드레일부는 상기 분사노즐이 잉크를 분사하는 방향에 대한 수직방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯헤드는 상기 분리위치에서 상기 헤드지지부에 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크젯헤드는 잉크가 흐르도록 상기 분사노즐과 연통된 잉크유입구를 구비하며,
    상기 헤드프레임은 상기 잉크젯헤드가 상기 장착위치 시 잉크를 공급하도록 상기 잉크유입구와 연결되는 잉크공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드레일부와 상기 헤드지지부 사이에 개재하여 상기 헤드지지부를 상기 가이드레일부에 대해 슬라이딩시키는 마찰부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄장치.
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