• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.828-831
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• 2011

본 논문에서는 피에조 잉크젯 헤드의 액적 토출 형상에 대해 전산해석을 통하여 연구하였다. 열유체 해석 전용 프로그램인 FLUENT를 이용하여 에틸렌 글리콜이 잉크젯 헤드의 노즐에서 토출될 때의 형상을 전산모사하였다. 노즐 출구에서 메니스커스 변위의 시간에 따른 변화를 직접 측정하여 노즐 입구의 속도분포를 예측하고 이를 해석의 입력 자료로 사용하였다. 측정치와 해석치를 비교한 결과 전산해석이 측정치의 액정 형성 과정을 잘 모사함을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권7호
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• pp.27-32
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• 2008

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.14.2-14.2
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• 2009

잉크젯의 응용이 넓어 짐에 잉크젯 헤드에서의 잉크 토출을 효과적으로 제어해야되는 이슈가 대두 되고 있다. 이를 위해서는 잉크젯 헤드의 입력전압을 적절하게 인가 해야만 한다. 본 연구에서는 잉크젯 토출 현상을 이해하고 이를 통해 잉크젯 헤드의 최적의 입력 파형을 설계가 가능한 알고리즘을 소개 하려고 한다. 본 연구에서는 토출 현상을 측정하기 위하여 CCD 카메라의 이미지를 사용한 메니스커스 운동을 측정하였다. 측정된 메니스커스 운동은 잉크젯 헤드의 피에조에 인가되는 입력전압에 의해서 야기된 압력파가 노즐에 전달되어 나타나는 현상이다. 따라서 잉크젯 헤드내의 현상 뿐만 아니라 잉크젯 토출 현상의 많은 정보를 가지고 있다. 파형 설계를 위해서 메니스커스 운동의 주기를 측정하여 잉크젯 입력 파형의 최적의 휴지시간 (dwell time)을 결정하는것이 가능하였음을 실험적으로 검증하였다. 또한 메니스커스 운동을 측정 함으로서 설계된 파형을 평가하것도 용이함을 실험적으로 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.641-647
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• 2016

피에조 DOD(drop-on-demand) 잉크젯 프린팅 방식은 다양한 종류의 잉크를 사용할 수 있기 때문에 최근에 첨단 산업에 적용이 활발히 연구되고 있다. 피에조 잉크젯 헤드에서 토출되는 액적의 형성 과정을 VOF(Volume-of-Fluid) 기법을 이용한 전산해석으로 예측하고 이를 측정결과와 비교하였다. 작동유체는 에틸렌 글리콜 50%와 IPA(Isopropil alchol) 50%의 혼합액을 사용하였다. 노즐 출구에서 메니스커스 변위의 시간에 따른 변화를 직접 측정하여 노즐 입구의 속도분포를 예측하고 이를 해석의 초기조건 입력자료로 사용하였다. 측정치와 해석치를 비교한 결과 전산해석이 측정치의 액적 형성 과정을 잘 예측함을 알 수 있었다. 주액적 형성과정보다 위성액적 형성과정 예측에 오차가 약간 컸는데, 이는 정지중의 공기에 큰 질량의 주액적이 날아가는 것을 예측할 때는 해석오차가 적지만 주액적에 의해서 주변 공기 유동이 활발해진 상태에서 적은 질량의 위성액적이 날아가는 것을 예측할 때는 해석오차가 상대적으로 커지기 때문이다. 또한 에틸렌 글리콜과 IPA의 혼합 비율을 달리하여 물성치를 변화시킨 다른 잉크에 대해서도 잉크 액적 형상을 예측한 결과 실험 결과를 비교적 정확히 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1529-1535
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• 2010

생산 장비로서 잉크젯 기술의 신뢰성을 증대 시키기 위하여 잉크젯 헤드의 작동 상태를 모니터링하고 이상 유무를 즉시 발견 할 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어를 개발 하였다. 잉크젯 헤드의 작동 상태의 측정을 위하여 잉크젯 헤드의 피에조 전기 신호를 사용하였다. 이를 위하여 피에조의 변형량을 간접적으로 측정 할 수 있는 회로를 개발 하였고, 측정된 전기 신호를 사용하여 작동의 불량 여부를 판단 할 수 있도록 소프트웨어 알고리즘을 개발하였다. 또한 다중 노즐 헤드에 적용이 가능하도록 소프트웨어 개발 및 시스템 통합을 수행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1394-1399
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• 2007

Recently, Study of 3D freeform fabrication method was working in the various applications. For example, in the powder base, it's laminated using a binding method or laser sintering method. However, these methods are not suitable in the office environments because it dust with powder that is bad for health. In this paper, we introduce a method of 3D freeform fabrication using a curing of photo-polymer resin and construct a system has multi printing head. A photo-polymer curing method has simply fabrication process and high strength of manufacturing part. However, this method has a problem on the multi print-head system. Because multi-printing system has a other printing method compare with a single printing system. Therefore, we experiment a single head 3D printing and proposed a 3D printing method using a multi-piezo head.

• 한국분무공학회지
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• 제15권4호
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• pp.163-169
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• 2010

Jetting stability is the most important factors in inkjet printing because printing quality is totally determined by shape of the droplets on the substrate. In order to acquire stable jet, viscosity and dynamic behavior of the ink must be considered. In addition, waveform to drive the inkjet printhead is also to be controlled. In this study, the driving waveform composed of rising time, dwell time and falling time is optimized to obtain a stable jetting using drop watcher system. Also, effect of ink viscosity on jetting is experimentally investigated by changing the temperature of ink cartridge. As a result, jetted drop having uniform velocity is acquired.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1544-1545
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• 2007

본 논문은 피에조방식으로 구동하는 MEMS 구조의 산업용 잉크젯 헤드를 제작하여 잉크를 충진하여 토출하는 과정에서 토출이 되지 않는 원인 중 하나인 기포에 대해서 연구하였다. 기포를 직접 관찰하기 위한 방법으로 투명한 유리로 Membrane을 제작하여 기포가 발생하여 거동하는 모습을 관찰하였으며 Actuator가 구동하는 헤드내 기포를 구동 중에 관찰하기 위한 방법으로 LDV(Laser Doffler Vibrometer)를 이용하였다. 그 결과, 구동하면서 발생하는 변위의 미세한 차이를 관찰할 수 있었으며 주파수 data의 차이를 관찰함으로써 기포의 크기에 따른 토출의 양태를 구별할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권1호
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• pp.51-61
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• 2007

This paper presents numerical and theoretical studies of acoustic wave interactions in slightly compressible liquids within piezoelectrically driven inkjet print heads. The interconnected flow channels may cause jet crosstalk, resulting in poor printing quality. It should be reduced by modifying the channel structure with the acoustic wave interactions considered. Compressible gas flow driven by the sudden movement of a top wall in the channel is calculated using Flow3D and is validated with the narrow gap theory. Limited compressibility model of the Flow3D is employed to calculate pressure waves of slightly compressible ink flow. It is found that reducing restrictor width can damp out the jet crosstalk by inhibiting the pressure wave propagation. The degree of crosstalk has been quantified using the maximum values of cross-correlations between neighboring channels and a critical channel dimension for acceptable crosstalk has been proposed. This finding is verified by drop visualization experiments using silicon-micromachined piezo inkjet print heads that are fabricated by our group.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권10호
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• pp.1003-1011
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• 2006

Droplets are ejected onto a substrate through a nozzle by pushing liquids in flow channels of drop-on-demand devices. The behavior of ejection and formation of droplets is investigated to enhance the physical understanding of the hydrodynamics involved in inkjet printing. The free surface phenomenon of a droplet is described using $CFD-ACE^{TM}$ which employs the volume-of-fluid (VOF) method with the piecewise linear interface construction (PLIC). Droplet formation characteristics are analyzed in various flow regimes with different Ohnesorge numbers. The computational results show that the droplet formations are strongly dependent on the physical properties of working fluids and the inlet flow conditions. In addition, the wetting characteristics of working fluids on a nozzle influence the volume and velocity of a droplet produced in the device. This study may provide an insight into how a liquid droplet is formed and ejected in a piezoelectric inkjet printing device.