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디지털날염용 고속 구동형 잉크젯 프린팅 헤드의 특성해석
Characteristic Analysis of High Speed Inkjet Printing Head for Digital Textile Printing 원문보기

Journal of sensor science and technology = 센서학회지, v.27 no.6, 2018년, pp.421 - 426  

이덕규 (한국기계연구원 나노융합기계본부 나노자연모사연구실) ,  허신 (한국기계연구원 나노융합기계본부 나노자연모사연구실)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

To develop a piezoelectric inkjet printhead for high-resolution and high-speed printing, we studied the characteristics of an inkjet printhead by analyzing the major design parameters. An analytical model for the inkjet printhead was established, and numerical analysis of the coupled first-order dif...

주제어

#Piezoelectric   #Inkjet   #Printhead   #Two-port model   #Jetting Velocity   #Discharge Pressure  

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 고해상도의 고속 프린팅을 위한 압전구동형 잉크젯 프린트 헤드에 대해서 주요 설계변수에 대한 해석을 통해서 특성향상을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 잉크젯 프린트헤드에 대한 Two-port모델인 집중요소모델을 확립하고 상태방정식을 사용하여, 정의된 상태변수들에 대해서 연성된 1차 미분방정식의 수치해석을 수행하였다.
  • 본 연구에서는 고해상도의 고속 프린팅을 위한 압전구동형 잉크젯 프린트헤드에 대한 구조를 결정하고 주요 설계변수에 대한 해석을 통해서 특성향상을 위한 연구를 수행한다. 이를 위해 잉크젯 프린트헤드에 대한 Two-port모델인 집중요소모델을 확립하고 상태방정식을 유도하여, 정의된 상태변수들에 대해서 연성된 1차 미분방정식에 대한 해석을 수행한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
피에조방식의 장점은? DOD방식에는 피에조방식(Piezo inkjet)과열방식(Thermal inkjet)이 있는데 산업용으로는 주로 피에조방식이 사용 된다. 피에조방식은 전기적 부하를 가하여 압전 맴브레인을 변형시켜 잉크챔버의 내부의 잉크를 노즐로 토출시키는 방식으로 다양한 점도의 잉크를 사용할 수 있으며 수명이 길고 대용량의 프린팅에 적합하다[2]. 이러한 잉크젯 프린트헤드를 개발하기 위해서는 압전소재, 유체유동, MEMS공정, 잉크제조 등의 복합적인 기술이 최적으로 통합되어야 우수한 성능을 갖는 잉크젯헤드 제품을 개발할 수 있으므로 설계 기술이 매우 중요하다.
피에조방식의 잉크젯 프린트헤드 개발 시 중요한 점은? 피에조방식은 전기적 부하를 가하여 압전 맴브레인을 변형시켜 잉크챔버의 내부의 잉크를 노즐로 토출시키는 방식으로 다양한 점도의 잉크를 사용할 수 있으며 수명이 길고 대용량의 프린팅에 적합하다[2]. 이러한 잉크젯 프린트헤드를 개발하기 위해서는 압전소재, 유체유동, MEMS공정, 잉크제조 등의 복합적인 기술이 최적으로 통합되어야 우수한 성능을 갖는 잉크젯헤드 제품을 개발할 수 있으므로 설계 기술이 매우 중요하다. 따라서 여러 연구자들이 설계 및 해석에 대한 연구를 수행하였다.
디지털 날염이란? 따라서 용수 및 원료절감과 공정의 단순화가 가능한 디지털 날염(Digital Textile Printing, DTP) 기술의 경우 그 중요성이 부각되고 있다. 디지털 날염의 정의는 디자인에서 날염까지의 공정을 완전히 디지털화 함으로써 잉크젯 프린터를 이용, 무필름, 무제판으로 날염하는 방식이다[1]. 디지털 날염에 사용되는 잉크젯 프린트의 종류는 프린트의 헤드 특성에 따라 DOD(Drop On Demand) 방식과 연속방식(Continuous)으로 나눌 수 있다.
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참고문헌 (7)

  1. S. D. Hoath, Fundamentals of Inkjet Printing; The Science of inkjet and droplets, Wiley-VCH, City, pp. 419-421, 2016. 

  2. InkJet Academy, IMI Inkjet Workshop, San Diego, USA, pp. 16-23, 2018. 

  3. S. Prasad, B. Sankar, L. Cattafesta, and M. Sheplak, "Twoport electro-acoustic model of an axisymmetric piezoelectric composite plate", The 43rd AIAA/ASME/ASCE/AHS Structures. Structural Dynamics, Materials Conference, pp. 1-9, Colorado, USA, 2002. 

  4. Q. Gallas, R. Holman, T. Nishida, B. Carroll, M. Sheplak, and L. Cattafesta, "Lumped element modeling of piezoelectric- driven synthetic jet actuators", AIAA. J., Vol. 41, No. xx, pp. 240-247, 2003. 

  5. B. H. Kim, H. S. Lee, S. W. Kim, P. J. Kang, Y. S. Park, "Hydrodynamic responses of a piezoelectric driven MEMS inkjetprint-head", Sens. Actuators A, Vol. 210, No. xx, pp. 131-140, 2014. 

  6. "MEMS INKJET HEADS," Global Industry Analysts INC, San Jose, CA, USA, A Global Strategic Business Report MCP-6792, March 2016. 

  7. S. D. Senturia, Microsystem Design, Kluwer Academic Publishers, City, pp. 103-123, 2001. 

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