KR20110002682A - 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전소자를 이용하여 약액의 온도를 조절하는 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치에 관한 것이다. 온도 조절 장치는 기판의 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 헤드와, 헤드의 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와, 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 노즐들로 공급하는 레저버 및, 레저버의 일측벽 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 레저버에 저장된 약액을 가열 또는 냉각시키는 열전소자를 포함한다. 본 발명에 의하면, 잉크젯 헤드의 약액의 온도를 조절하기 위하여 하나의 열전소자를 이용함으로써, 약액을 가열 및 냉각이 가능하고, 잉크젯 헤드의 약액 온도를 조절하기 위한 구성이 단순하고, 온도 제어가 용이하다.
약액 도포 장치, 잉크젯 프린팅 유닛, 레저버, 온도 조절 장치, 열전소자

Description

온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치{TEMPERATURE CONTROLLING APPARATUS AND CHEMICAL COATING APPARATUS WITH IT}
본 발명은 약액 도포 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 잉크젯 방식의 약액을 도포하는 잉크젯 헤드에서, 열전소자를 이용하여 약액의 온도를 제어하는 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 예를 들어, 액정 층에 의해서 변조되는 광을 컬러 필터에 통과시킴으로써 풀 컬러를 표시한다. 그리고 컬러 필터는 예를 들어, 글래스 기판의 표면에 R(적색), G(녹색), B(청색)의 도트상의 각 색상의 필터 요소를 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등으로 배열함에 의해서 형성된다.
액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 컬러 필터, 배향막 등을 제조하기 위하여, 글래스 기판의 표면에 약액을 공급, 도포한다. 이러한 약액을 도포하는 약액 도포 장치로는 약액을 기판의 표면에 토출하여 도포하는 잉크젯 방식의 약액 도포 장치가 있다. 이 약액 도포 장치는 복수 개의 잉크젯 헤드들을 이용하여 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 도포한다. 잉크젯 헤드는 기판에 대해 여러 방향으로 이동하여 약액을 공급하는 복수 개의 노즐들을 구비하는 헤드를 포함한다. 헤드는 상부에 약액을 임시로 저장하는 레저버(reservoir)로부터 약액을 공급받아서 노즐들 각각에 의해 기판의 표면으로 약액을 토출한다.
레저버는 R, G 또는 B 색상의 약액으로, 강솔벤트 성분을 함유하고 점성이 높은 약액을 저장한다. 레저버는 이러한 약액의 온도를 조절하여 각각의 노즐들로 약액을 공급한다. 예를 들어, 잉크젯 헤드는 피에조 압전 소자를 이용하여 약액을 토출하는데, 이 때, 레저버는 약액을 가열하여 점성을 낮춰서 공급한다. 이를 위해 점성이 큰 약액은 피에조 압전 소자의 전압을 점성이 낮은 약액보다 높게 인가해야 한다. 일반적으로 레저버 내부에는 약액을 가열하는 히터가 구비된다. 레저버는 내부 공간이 협소하여 막대형의 히터를 구비한다. 이러한 히터를 제어하기 위하여, 온도 제어 장치, 온도 감지 센서, 과열 방지 센서 등을 구성해야 하면, 또 이러한 장치들을 제어하는 구성이 복잡하다. 또 레저버는 내부 공간의 협소로 냉각 라인의 설치가 어려워 공기 냉각 방식으로 약액을 냉각한다. 그러므로 이러한 공기 냉각 방식의 레저버는 약액의 냉각 온도를 정밀하게 제어하는 것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 잉크젯 헤드의 약액을 온도 조절하기 위한 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 잉크젯 헤드의 약액의 온도를 조절하기 위한 구성이 단순하고 제어가 용이한 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열전소자를 이용하여 잉크젯 헤드의 약액 온도를 조절하는 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 온도 조절 장치는 잉크젯 헤드의 약액의 온도를 조절하기 위하여 열전소자를 이용하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 온도 조절 장치는 하나의 열전소자로 약액을 가열 및 냉각이 가능하다.
이 특징에 따른 본 발명의 온도 조절 장치는, 상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 헤드와; 상기 헤드의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버 및; 상기 레저버의 일측벽 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 상기 레저버에 저장된 약액을 가열 또는 냉각시키는 열전소자를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 레저버는 상기 일측벽의 외부에 상기 열전소자가 삽입, 분리되는 홈이 제공된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 장치는; 상기 홈에 상기 열전소자가 삽입, 고정되도록 상기 레저버의 상기 일측벽의 외부와 결합되는 복수 개의 고정부재들을 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 장치는 상기 열전소자로 공급되는 전원의 상기 인가 방향을 전환하는 스위칭부재를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 장치는; 상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및; 상기 온도 센서로부터 감지된 신호를 피드백받아서 약액을 가열 또는 냉각하도록 상기 스위칭부재를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 열전소자를 이용한 온도 조절 장치를 구비하는 약액 도포 장치가 제공된다. 이와 같은 본 발명의 약액 도포 장치는 잉크젯 헤드의 노즐들로부터 기판 표면으로 공급되는 약액의 온도 조절이 용이하다.
이 특징의 약액 도포 장치는, 스테이지와; 상기 스테이지 상부에 설치되어 대상물이 안착되는 척과; 상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 헤드 어셈블리와; 상기 헤드 어셈블리와 결합되고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 대상물 상부에서 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함한다. 여기서 상기 헤드 어셈블리는; 상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 복수 개의 헤드들과; 상기 헤드들 각각의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버와; 상기 레저버의 내부에 설치되어 상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및; 상기 레저버의 일측벽 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 상기 레저버에 저장된 약액을 가열 또는 냉각시키는 온도 조절 장치를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 장치는 하나의 열전소자로 구비된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 레저버는 상기 일측벽의 외부에 상기 열전소자가 삽입, 분리되는 홈이 제공된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 약액 도포 장치는; 상기 홈에 상기 열전소자가 삽입, 고정되도록 상기 레저버의 상기 일측벽의 외부와 결합되는 복수 개의 고정부재들을 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 약액 도포 장치는; 상기 열전소자로 공급되는 전원의 상기 인가 방향을 전환하는 스위칭부재와; 상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및; 상기 온도 센서로부터 감지된 신호를 피드백받아서 약액을 가열 또는 냉각하도록 상기 스위칭부재를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 온도 조절 장치는 잉크젯 헤드의 약액의 온도를 조절하기 위하여 열전소자를 이용함으로써, 하나의 열전소자로 약액을 가열 및 냉각이 가능하다. 그러므로 잉크젯 헤드의 약액 온도를 조절하기 위한 구성이 단순하고, 온도 제어가 용이하다.
또 본 발명의 온도 조절 장치는 하나의 열전소자를 레저버 내부의 약액과 분리되도록 중간 격벽을 이용하여 레저버의 외측벽에 설치함으로써, 잉크젯 헤드의 분리 작업없이 열전소자를 교체하는 등 유지 보수가 용이하다.
또한 본 발명의 온도 조절 장치는 하나의 열전소자를 이용하여 약액을 가열 및 냉각함으로써, 레저버 내부에 저장된 약액의 수위에 관계없이 온도 조절이 가능하다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 도포 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 약액 도포 장치(100)는 대상물의 상부 표면에 약액을 잉크젯 방식으로 도포하는 설비로, 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 유닛(110)을 포함한다. 대상물은 직사각형의 평판 예를 들어, 액정 표시 패널의 컬러 필터(color filter), 배향막(alignment film) 등을 제작하기 위한 글래스(glass) 기판이나, 회로 패턴에 금속 박막을 형성하기 위한 인쇄회로기판 및, 잉크젯 방식으로 약액을 인쇄하는 플레이트 등을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 대상물로서 컬러 필터를 제작하기 위한 글래스 기판(S)을 이용하여 상세히 설명한다.
약액 도포 장치(100)는 기판 표면을 잉크젯 방식으로 인쇄하는 잉크젯 프린팅 유닛(110)과, 복수 매의 기판이 적재되는 로더(loader)(102)와, 로더(102)로부터 기판을 인출하여 잉크젯 프린팅 유닛(110)으로 공급하는 인덱스(index)(106)와, 인덱스(106)로부터 약액이 도포된 기판을 받아서 베이킹하는 베이크 유닛(baker, oven)(108) 및, 베이킹된 기판을 적재하는 언로더(unloader)(104)를 포함한다. 인덱스(106)는 로더(102), 잉크젯 프린팅 유닛(110), 베이킹 유닛(108) 및 언로 더(104) 상호간에 기판을 이송하는 이송 로봇(미도시됨)이 구비된다. 약액 도포 장치(100)는 잉크젯 프린팅 유닛(110)으로 약액을 공급하는 약액 공급부(105)를 구비한다. 또 약액 도포 장치(100)는 전장 제어부로, 약액 도포 장치(100)의 제반 동작을 제어하는 메인 제어부(101)를 구비한다.
구체적으로, 도 2 및 도 3은 잉크젯 프린팅 유닛의 구성을 도시한 도면들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 잉크젯 프린팅 유닛(110)은 잉크젯 방식으로 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 장치로, 스틸 재질의 베이스(116)와, 베이스(116) 상부에 배치되는 스테이지(112)와, 스테이지(112) 상부에 배치되어 스테이지(112)에 안착된 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 복수 개의 잉크젯 헤드(210)들을 구비하는 헤드 어셈블리(200) 및, 헤드 어셈블리(200)를 지지하는 지지대(gantry)(114)를 포함한다. 또 잉크젯 프린팅 유닛(110)은 베이스(116)와 스테이지(112) 사이에 진동을 차단하기 위한 복수 개의 방진부재(113)가 구비된다.
헤드 어셈블리(head assambly)(200)는 멀티 헤드 어레이(Multi Head Array : MHA) 유닛으로 구비된다. 헤드 어셈블리(200)는 잉크젯 방식으로 약액을 토출하는 복수 개의 잉크젯 헤드(210 : 210a ~ 210c)들과, 잉크젯 헤드(210)들이 설치되는 브래킷(202) 및, 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛(204)을 포함한다.
잉크젯 헤드(210)는 예컨대, 브래킷(202)의 전후면에 복수 개가 2 열로 설치된다. 즉, 잉크젯 헤드(210)들은 브래킷(202)의 Y 축 방향의 전후 양측면에 복수 개가 나란히 배치된다. 잉크젯 헤드(210)들 각각은 약액 공급부(도 1의 105)와 연결되어 약액들을 공급받는다. 잉크젯 헤드(210)들 각각은 동일 또는 서로 상이한 약액들을 공급받을 수 있다.
잉크젯 헤드(210)는 기판(S) 표면으로 약액을 토출하는 장치로, 잉크젯 헤드(210)들 각각은 하단부에 헤드(도 4의 214)가 제공한다. 헤드(214)는 기판(S) 표면과 대향하는 하부면에 기판(S)으로 약액을 공급하는 복수 개의 노즐(미도시됨)들이 제공되는 노즐면을 갖는다. 각각의 노즐들은 개별적으로 기판(S)에 약액을 토출한다.
잉크젯 헤드(210)들은 대상물이 컬러 필터를 위한 기판인 경우, R 색상, G 색상 및, B 색상의 약액들 중 어느 하나를 각각 공급한다. 이 때, 약액은 R 색상, G 색상 및, B 색상의 잉크들이다. R 색상, G 색상 및, B 색상의 약액들을 각각 공급하는 잉크젯 헤드(210)들은 서로 인접하게 배치된다.
구동 유닛(204)은 잉크젯 헤드(210)들이 설치되는 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 가이드 부재(150, 152)들, 헤드 어셈블리(200)를 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 가이드 부재(206) 및, 구동부(미도시됨)을 포함한다. 구동 유닛(204)은 지지대(114)를 따라 제 1 방향(즉, Y 축) 또는 제 2 방향(즉, X 축)으로 이동된다. 또 구동 유닛(204)은 헤드 어셈블리(204)를 제 3 방향(즉, Z 축)으로 이동시킨다. 또 구동 유닛(204)은 잉크젯 헤드(210)들 각각의 중심축을 기준으로 회전 이동시킨다.
스테이지(stage)(112)는 석정반으로 구비되고, 상부 일측에 배치되어 기 판(S)을 척킹하는 척킹부(120)와, 상부 타측에 배치되어 헤드 어셈블리(200)를 세정하는 세정부(130, 140)를 포함한다. 척킹부(120)는 인덱스(106) 측으로 직선 이동하여 기판(S)을 받고, 기판(S)이 안착되면 척킹하여 인덱스(106) 반대측 즉, 기판(S)에 약액을 도포할 위치로 이동하는 척(124)과, 척(124)을 적어도 하나의 직선 방향으로 이동시키거나 회전시키는 척 구동부(126) 및, 척(124)을 직선 이동하도록 가이드하는 제 3 가이드 부재(122)를 포함한다. 척(124)은 하부가 척 구동부(126)와 결합되어 제 3 가이드 부재(122)를 따라 Y 축 방향으로 직선 이동된다.
또 스테이지(112)에는 지지대(114)의 양단에 대응하여 제 1 가이드 부재(150, 152)들이 설치된다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 연장되어 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 스테이지(112)의 상부 양단에서 길게 제공되어 지지대(114)를 Y 축 방향으로 직선 이동시킨다.
지지대(114)는 일측면에 구동 유닛(204)과 결합되고 양측 하부에 슬라이더(154)가 결합되어, 헤드 어셈블리(200)를 Y 축 또는 X 축 방향으로 이동시킨다. 이를 위해 지지대(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 직선 이동되도록 제 2 가이드 부재(206) 및, 구동 유닛(204)이 제 2 가이드 부재(206)를 따라 이동되도록 구동하는 구동 장치(미도시됨)(예를 들어, 모터, 기어, 풀리, 밸트, 볼 스크류, 리니어 모터) 등을 구비한다. 지지대(114)의 상부 일측에는 잉크젯 프린팅 유닛(110)의 동작 예를 들어, 압력 조절, 약액 공급 및 토출 등의 제반 동작을 제어하는 압전 제어부(118)가 설치된다. 지지대(114)는 X 축 방향으로 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 즉, 지지대(114)는 하부 양단에 슬라이더(154)와 결합되고, 슬라이더(154)가 제 1 가이드 부재(150, 152)를 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 또 지지대(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 이동할 수 있도록 구동 유닛(204)을 X 축 방향으로 직선 이동시킨다.
이러한 약액 도포 장치(100)는 잉크젯 헤드(210)를 세정하기 위하여, 헤드 어셈블리(200)를 세정부에 대응하는 위치(200a)로 이동시킨다.
즉, 세정부(maintenance zone)는 약액 세정 장치(130 ~ 140)가 구비된다.
약액 세정 장치(130 ~ 140)는 복수 개의 잉크젯 헤드(210)들을 1 차 세정하기 위한 제 1 세정 유닛(130) 및, 잉크젯 헤드(210)들의 약액이 토출되는 노즐면을 2 차 세정하는 제 2 세정 유닛(140)을 포함한다.
제 1 세정 유닛(130)은 헤드의 노즐면에 잔존하는 약액을 비접촉 방식으로 제거하는 복수 개의 블래이드(blade)(도 3의 132)들과, 블래이드(132)들에 각각에 의해 제거된 약액을 수집하는 퍼지 탱크(purge tank)(134)를 포함한다. 또 퍼지 탱크(134)는 노즐들이 약액에 의해 막히는 현상을 방지하기 위해, 잉크젯 헤드(210)를 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 위치시키고, 잉크젯 헤드(210)의 내부 압력을 가압하여 내부에 잔존하는 약액들을 토출(spitting)할 때, 토출된 약액들을 수집한다. 블래이드(132)들은 퍼지 탱크(134)의 상부에 설치된다. 블래이드(132)들은 잉크젯 헤드(210)에 대응하여 복수 개가 구비된다. 블래이드(132)는 잉크젯 헤드(210)의 노즐면에 맺혀 있는 약액을 제거하기 위하여, 노즐면과 비접촉 방식으로 약액을 제거한다.
제 2 세정 유닛(140)은 롤(roll) 타입의 와이퍼(wiper)(142)를 이용하여 제 1 세정 유닛(130)에서 약액이 제거된 노즐면을 세정한다. 세정 시, 와이퍼(142)는 노즐면과 접촉된다.
이러한 약액 세정 장치(130 ~ 140)는 헤드 어셈블리(200)가 구동 유닛(204)에 의해 X 축 방향으로 이동하여 스테이지(112)의 타측으로 이동되면, 먼저 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 잉크젯 헤드(210)가 위치되도록 Y 축 방향으로 이동한다. 잉크젯 헤드(210)는 블래이드(132) 상부에서 일정 간격을 유지한 채, 직선 이동함으로써, 블래이드(132)에 의해 노즐면의 약액을 긁어서 제거한다. 이 때, 노즐면에서 제거된 약액은 퍼지 탱크(134)에 수집된다. 이어서 잉크젯 헤드(210)를 Y 축 방향으로 이동하여 제 2 세정 유닛(140)의 상부로 위치시킨다. 제 2 세정 유닛(140)의 와이퍼(142)를 잉크젯 헤드(210)의 노즐면과 접촉하도록 하고, 와이퍼(142)를 회전시켜서 노즐면을 세정한다.
그리고 압력 제어부(118)는 잉크젯 헤드(210)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 제어(Meniscus Pressure Control : MPC) 유닛을 포함한다. 압력 제어부(118)는 잉크젯 헤드(210)의 내부 압력을 음압으로 조절하고, 약액 공급 시, 복수 개의 압전 소자(미도시됨)들을 개별적으로 제어하여 각각의 노즐들로부터 약액이 균일하게 토출하도록 제어한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구성을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 잉크젯 헤드(210)는 몸체(212)와, 몸체(212) 내부 에 약액을 저장하는 레저버(reservoir 또는 buffer tank)(216)와, 레저버(216)로부터 약액을 공급받아서 기판 표면에 약액을 토출하는 헤드(214) 및, 상부에 구비되어 몸체(212)를 브래킷(도 1의 202)의 일측면에 결합하는 결합부재(211)를 포함한다. 잉크젯 헤드(210)는 레저버(216) 내부에 저장된 약액의 수위를 감지하는 적어도 하나의 센서(220 : 222, 224)를 포함한다. 또 잉크젯 헤드(210)는 몸체(212)의 일측면(212a) 외부에 하나의 열전소자(230)가 장착된다.
헤드(240)는 척(124)에 안착된 기판 표면에 대향하는 하부면 즉, 노즐면에 약액을 토출하는 복수 개의 노즐(미도시됨)들이 제공된다.
몸체(212)는 하부면에 헤드(240)가 배치되고, 적어도 하나의 방향으로 이동 가능하도록 브래킷(202)과 결합된다. 몸체(212)는 내부 하단에 레저버(216)가 제공된다.
레저버(216)는 약액의 버퍼 탱크 역할을 한다. 즉, 레저버(216)는 몸체(212) 내부에 형성되어 약액 공급부(105)로부터 약액을 받아서 저장하고 노즐들로 약액을 공급한다. 레저버(216)는 상부벽 일측에 센서(220 : 222, 224)들이 관통되어 내부에 저장된 약액의 온도를 감지한다.
도 5를 참조하면, 레저버(216)의 전면에는 투명 재질의 덮개(213)가 결합, 밀폐되어 내부를 모니터링할 수 있다. 또 레저버(216)의 후면에는 헤드(240)의 노즐들로부터 토출되는 약액을 유량을 조절하기 위한 복수 개의 피에조 압전 소자(미도시됨)들 및 이를 노즐들과 인터페이스하는 압력 조절부(미도시됨)가 결합된다. 압력 조절부는 지지대(114)의 상단부에 설치된 압력 제어부(118)와 전기적으로 연 결된다.
레저버(216)의 하부면은 양측에 노즐들로 약액을 공급하는 제 1 및 제 2 배출구들과, 하부면 내부에 형성되어 노즐들과 제 1 및 제 2 배출구들을 연결하는 유로를 포함한다. 따라서 노즐들은 유로를 통해 레저버(216)로부터 약액을 공급받는다. 또 레저버(216)의 하부면은 제 1 및 제 2 배출구가 서로 다른 높이를 갖도록 단차가 제공된다. 이는 제 1 및 제 2 배출구의 압력차를 이용하여 레저버(216)에 저장된 약액에 포함된 기포를 용이하게 제거하기 위함이다.
레저버(216)는 내부 압력을 일정하게 유지하도록 제어하기 위하여, 압력 제어부(118)에서 메니스커스(meniscus) 음압이 가해진다.
센서(220)들은 레저버(216)에 저장된 약액의 온도 및 약액의 수위를 감지한다. 센서(220)들은 제 1 및 제 2 온도 센서(222, 224)들로 구비된다. 제 1 온도 센서(222)는 약액 공급을 중단하기 위한 수위를 감지하고, 제 2 온도 센서(224)는 레저버(216)의 약액 공급이 필요한 수위를 감지한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 온도 센서(222, 224)는 약액의 온도를 측정하여 레저버(216) 내부의 약액 수위를 감지한다. 제 1 및 제 2 온도 센서(222, 224)들은 레저버(216) 상부벽 외측에 단자가 제공되어, 이를 통해 압력 제어부(118)와 전기적으로 연결된다. 따라서 제 1 및 제 2 온도 센서(222, 224)들 각각은 감지된 레저버(216)의 약액의 온도에 대한 전기적인 신호를 압력 제어부(118)로 전달한다.
그리고 열전소자(230)는 도 5에 도시된 바와 같이, 레저버(216)의 일측벽(212a) 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 레저버(216)에 저장된 약 액을 가열 또는 냉각시킨다.
레저버(216)의 일측벽(212a) 외부에는 열전소자(230)가 삽입, 분리되는 삽입홈(212b)이 제공된다. 삽입홈(212b)에는 열전소자(230)가 삽입, 고정되도록 복수 개의 고정부재(218)들과 결합되어, 열전소자(230)가 레저버(216)의 일측벽(212a)의 외부에서 고정 설치된다.
열전소자(230)는 공급되는 전원의 인가 방향을 전환하는 스위칭부재(240)과 전기적으로 연결된다. 그러므로 압력 제어부(118)는 제 1 및 제 2 온도 센서(222, 224)들로부터 감지된 전기적인 신호를 피드백 받아서 약액을 가열 또는 냉각하도록 스위칭부재(240)를 제어한다.
여기서 도 6 내지 도 8을 이용하여 열전소자의 동작을 설명한다.
즉, 도 6 내지 도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 열전소자의 구성을 도시한 도면들이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 열전소자(230)는 인가 전원(242)의 방향에 따라 흡열 및 발열되도록 전환되는 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용하여 레저버(216)에 저장된 약액을 가열 및 냉각시킨다. 즉, 열전소자(230)는 두 종류의 서로 다른 금속판(232, 234)을 접속하여 전류를 일 방향으로 흐르게 하면 두 금속판(232, 234)의 접합부에서 발열 또는 흡열 현상이 일어난다. 이 때, 전류의 방향을 반대로 전환하면 두 금속판(232, 234)의 접합부에는 흡열 또는 발열이 반대로 일어난다. 두 금속판(232, 234) 사이에는 복수 개의 P 형 및 N 형 반도체 소자(236, 238)들이 서로 인접하게 나란히 배열된다.
또 열전소자(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 두 금속판(232, 234)의 외측에는 중간 격벽(232a, 234a)이 구비되어 금속판(232, 234)과 면접촉된다. 중간 격벽(232a, 234a)은 예를 들어, 세라믹판으로 구비된다. 중간 격벽(232a, 234a)은 레저버(216)의 일측벽(212a) 외측에 형성된 삽입홈(212b)에 대응하는 내측벽 부분으로 대체 가능하다. 따라서 열전소자(230)는 중간 측벽(232a, 234a) 또는 삽입홈(212b)의 내측벽과 면접촉하여 레저버(216) 내부에 저장된 약액을 가열하거나 냉각시킨다.
이상에서, 본 발명에 따른 온도 조절 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 도포 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 유닛의 구성을 도시한 사시도;
도 3은 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 유닛의 평면도;
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구성을 도시한 도면들; 그리고
도 6 내지 도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 열전소자의 구성을 도시한 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 약액 도포 장치
110 : 잉크젯 프린팅 유닛
210 : 잉크젯 헤드
216 : 레저버
220 : 온도 센서
230 : 열전소자

Claims (10)

  1. 온도 조절 장치에 있어서:
    상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 헤드와;
    상기 헤드의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와;
    상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버 및;
    상기 레저버의 일측벽 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 상기 레저버에 저장된 약액을 가열 또는 냉각시키는 열전소자를 포함하는 온도 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레저버는 상기 일측벽의 외부에 상기 열전소자가 삽입, 분리되는 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는;
    상기 홈에 상기 열전소자가 삽입, 고정되도록 상기 레저버의 상기 일측벽의 외부와 결합되는 복수 개의 고정부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조 절 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는 상기 열전소자로 공급되는 전원의 상기 인가 방향을 전환하는 스위칭부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는;
    상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및;
    상기 온도 센서로부터 감지된 신호를 피드백 받아서 약액을 가열 또는 냉각하도록 상기 스위칭부재를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치.
  6. 약액 도포 장치에 있어서:
    스테이지와;
    상기 스테이지 상부에 설치되어 대상물이 안착되는 척과;
    상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 헤드 어셈블리와;
    상기 헤드 어셈블리와 결합되고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 대상물 상부에서 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함하되;
    상기 헤드 어셈블리는;
    상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 복수 개의 헤드들과;
    상기 헤드들 각각의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와;
    상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버와;
    상기 레저버의 내부에 설치되어 상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및;
    상기 레저버의 일측벽 외부에 설치되고, 전원의 인가 방향에 대응하여 상기 레저버에 저장된 약액을 가열 또는 냉각시키는 온도 조절 장치를 포함하는 약액 도포 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는 하나의 열전소자로 구비되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레저버는 상기 일측벽의 외부에 상기 열전소자가 삽입, 분리되는 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 약액 도포 장치는;
    상기 홈에 상기 열전소자가 삽입, 고정되도록 상기 레저버의 상기 일측벽의 외부와 결합되는 복수 개의 고정부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 약액 도포 장치는;
    상기 열전소자로 공급되는 전원의 상기 인가 방향을 전환하는 스위칭부재와;
    상기 레저버의 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및;
    상기 온도 센서로부터 감지된 신호를 피드백 받아서 약액을 가열 또는 냉각하도록 상기 스위칭부재를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
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