JP6955767B2 - インク送達システムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１５年７月３１日に出願された米国仮出願第６２／１９９，９０６号に対して利益を主張する。上記文献は、全体として参照することによって本明細書において援用される。

（概要）
本教示による印刷システムの種々の実施形態は、広範囲の技術分野内の種々のデバイスおよび装置、例えば、限定されないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機光電池、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造における基板のパターン化面積印刷に有用であり得る。

ＯＬＥＤディスプレイ技術の非限定的実施例は、本教示による印刷システムの種々の実施形態の特徴を利用することができる、種々の加工課題を提示する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ技術の可能性への関心が、高度に飽和した色を有し、高コントラスト、極薄、高速応答性、およびエネルギー効率的である、ディスプレイパネルの実証を含む、ＯＬＥＤディスプレイ技術属性によって推進されてきた。加えて、可撓性ポリマー材料を含む、種々の基板材料が、ＯＬＥＤディスプレイ技術の加工で使用されることができる。小型画面用途、主に、携帯電話のためのディスプレイの実証が、技術の可能性を強調する役割を果たしてきたが、高収率で一連の基板形式にわたって大量生産を拡大することにおいて課題が残っている。

形式の拡大に関して、Ｇｅｎ ５．５基板は、約１３０ｃｍ×１５０ｃｍの寸法を有し、約８枚の２６インチフラットパネルディスプレイを生じることができる。比較すると、より大型の形式の基板は、Ｇｅｎ ７．５およびＧｅｎ ８．５母ガラス基板サイズを使用することを含むことができる。Ｇｅｎ ７．５母ガラスは、約１９５ｃｍ×２２５ｃｍの寸法を有し、基板につき８枚の４２インチまたは６枚の４７インチフラットパネルディスプレイに切断されることができる。Ｇｅｎ ８．５で使用される母ガラスは、約２２０ｃｍ×２５０ｃｍであり、基板につき６枚の５５インチまたは８枚の４６インチフラットパネルディスプレイに切断されることができる。より大型の形式へのＯＬＥＤディスプレイ製造の拡大において残る課題の１つの指標としては、Ｇｅｎ ５．５基板より大きい基板上の高収率でのＯＬＥＤディスプレイの大量生産は、実質的に困難であることが判明している。

原則として、ＯＬＥＤデバイスは、印刷システムを使用して、基板上で種々の有機薄膜ならびに他の材料を印刷することによって製造されてもよい。そのような有機材料は、酸化および他の化学プロセスによる損傷を受けやすくあり得る。種々の基板サイズのために拡大されることができ、不活性の実質的に低粒子の印刷環境内で行われることができる様式で、印刷システムを収納することは、種々の技術的課題を提示し得る。例えば、Ｇｅｎ ７．５およびＧｅｎ ８．５基板の印刷等の高スループット大判基板印刷のための製造ツールは、実質的に大型設備を要求する。故に、水蒸気、酸素、およびオゾン等の反応性大気種、ならびに有機溶媒蒸気を除去するためにガス精製を要求する、不活性雰囲気下で大型設備を維持すること、ならびに実質的に低粒子の印刷環境を維持することは、有意に困難であることが判明している。

したがって、高収率で一連の基板形式にわたって制御された環境を利用することができる技術のための大量生産を拡大することにおいて課題が残っている。故に、不活性で実質的に低粒子の環境に封入されることができ、例えば、限定されないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機光電池、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路技術で使用される種々の基板サイズならびに基板材料上で容易に拡大されることができる、印刷システムの種々の実施形態の必要性が存在する。

本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
印刷システムであって、
前記印刷システムを収納するためのガスエンクロージャと、
少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイスアセンブリであって、前記プリントヘッドデバイスアセンブリは、運動システムに搭載されている、プリントヘッドデバイスアセンブリと、
前記プリントヘッドデバイスアセンブリの近位に搭載され、前記プリントヘッドデバイスアセンブリに動作可能に接続されている、ローカルインク送達システムであって、前記ローカルインク送達システムは、
ローカルインク分注リザーバであって、前記ローカルインク分注リザーバは、少なくとも１つのプリントヘッドと流動連通するように構成されている、ローカルインク分注リザーバと、
ローカルインク補充リザーバであって、前記ローカルインク補充リザーバは、前記ローカルインク分注リザーバ内で一定のレベルのインクを維持するように構成されている、ローカルインク補充リザーバと
を備える、ローカルインク送達システムと、
バルクインク送達システムであって、前記バルクインク送達システムは、前記ローカルインク補充リザーバ内で十分なレベルのインクを維持するように構成されている、バルクインク送達システムと
を備える、印刷システム。
（項目２）
前記バルクインク送達システムは、前記ガスエンクロージャの外部に位置している、項目１に記載の印刷システム。
（項目３）
前記印刷システムはさらに、基板を支持するための基板支持装置を備え、前記運動システムは、前記基板に対する前記プリントヘッドデバイスアセンブリの精密な位置付けのために構成されている、項目１に記載の印刷システム。
（項目４）
前記基板支持装置は、約３．５世代〜約１０世代に及ぶサイズの基板を支持するように構成されている、項目３に記載の印刷システム。
（項目５）
前記基板支持装置は、約５．０世代〜約８．５世代に及ぶサイズの基板を支持するように構成されている、項目３に記載の印刷システム。
（項目６）
前記基板支持装置は、浮動式テーブルである、項目３に記載の印刷システム。
（項目７）
前記ガスエンクロージャは、ガスを含有する内部を画定する、項目１に記載の印刷システム。
（項目８）
前記ガスは、不活性ガスである、項目７に記載の印刷システム。
（項目９）
前記不活性ガスは、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびその組み合わせから選択される、項目８に記載の印刷システム。
（項目１０）
前記印刷システムはさらに、ガス精製システムを備える、項目１に記載の印刷システム。
（項目１１）
前記ガス精製システムは、反応種のそれぞれが１００ｐｐｍ未満で前記ガスを維持する、項目１０に記載の印刷システム。
（項目１２）
前記反応種は、水蒸気、酸素、およびオゾンである、項目１１に記載の印刷システム。
（項目１３）
前記印刷システムは、ＯＬＥＤデバイス基板を印刷するために構成されている、項目１に記載の印刷システム。
（項目１４）
ＯＬＥＤデバイス基板を印刷するために使用されるインクは、ＯＬＥＤスタック層を印刷するために調合されている、項目１３に記載の印刷システム。
（項目１５）
前記印刷システムは、ＯＬＥＤデバイス用のカプセル化層を印刷するために構成されている、項目１３に記載の印刷システム。
本教示は、印刷システムがガスエンクロージャに収納されることができ、エンクロージャ内の環境が制御された印刷環境として維持されることができる、基板を印刷するための印刷システムの種々の実施形態を開示する。本教示の制御された環境は、ガスエンクロージャ内のガス環境のタイプの制御、エンクロージャ内の粒子状物質のサイズおよびレベル、エンクロージャ内の温度の制御、ならびに照明の制御を含むことができる。本教示の印刷システムの種々の実施形態は、ガスエンクロージャの外部にあり得る、バルクインク送達システムを含むことができる。本教示によるバルクインク送達システムは、ガスエンクロージャの内部にあるローカルインク送達システムにインクを供給することができる。本教示のローカルインク送達システムの種々の実施形態は、プリントヘッドデバイスアセンブリの近位にあり得、一定のレベルまでローカルインク分注リザーバにインクを供給するように構成される、ローカルインク補充リザーバを有する、２段階インク供給部を含むことができる。本教示によると、ローカルインク分注リザーバは、複数のプリントヘッドデバイスと流動連通することができる。したがって、ローカルインク分注リザーバ内で一定のレベルを維持する２段階ローカルインク送達システムは、一定の上部圧力を複数のプリントヘッドデバイスに提供することができる。

ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、実質的に低粒子である不活性ガス環境を要求するプロセスのためにそのような環境を持続し得る、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態を形成するように、ガス循環および濾過システム、粒子制御システム、ガス精製システム、および熱調整システム、ならびに同等物を提供する、種々の構成要素と密閉可能に構築および統合されることができる。ガスエンクロージャの種々の実施形態は、印刷システムエンクロージャと、ガスエンクロージャの印刷システムエンクロージャから密閉可能に隔離され得る、ガスエンクロージャアセンブリの一区分として構築される補助エンクロージャとを有することができる。本教示の印刷システムの種々の実施形態は、補助エンクロージャに封入されたプリントヘッド管理システムを有することができる。本教示のプリントヘッド管理システムの実施形態は、プリントヘッドの保守ならびに較正のための種々のデバイスおよび装置を含むことができ、種々のデバイスおよび装置はそれぞれ、プリントヘッドに対する種々のデバイスおよび装置の微細な位置付けのために運動システムプラットフォーム上に搭載される。

本開示の特徴および利点のさらなる理解が、本教示を限定するのではなく例証することを意図している、添付の図面を参照することによって得られるであろう。必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない図面では、同様の数字が異なる図中の類似構成要素を説明し得る。異なる添字を有する同様の数字は、類似構成要素の異なる事例を表し得る。

図１は、概して、本教示の種々の実施形態による、ガスエンクロージャアセンブリの図の正面斜視図を図示する。 図２は、概して、図１で描写されるようなガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態の分解図を図示する。 図３は、図２で描写される印刷システムを概して図示する、分解斜視図である。 図４は、本教示の種々の実施形態による、ガスエンクロージャシステムの補助エンクロージャを概して図示する、分解斜視図である。 図５Ａは、本教示の封入印刷システムの種々の実施形態を概して図示する、ローカルインク送達システムおよびバルクインク送達システムと流動連通するローカル廃棄物アセンブリの概略図である。図５Ｂは、プリントヘッドデバイスアセンブリと流動連通する図５Ａのローカルインク送達システムの拡大図である。図５Ｃは、バルクインク送達システムと流動連通するローカル廃棄物アセンブリの拡大図である。 図５Ｄは、本教示の封入印刷システムの種々の実施形態を概して図示する、ローカルインク送達システムおよびバルクインク送達システムと流動連通するローカル廃棄物アセンブリの概略図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、本教示の種々の実施形態を概して図示する、封入印刷システム用のインク送達システムの種々の構成要素の概略図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、本教示の種々の実施形態を概して図示する、封入印刷システム用のインク送達システムの種々の構成要素の概略図である。 図７は、本教示の封入印刷システムの種々の実施形態を概して図示する、バルクインク送達システムの概略図である。 図８Ａは、概して、本教示の種々の実施形態による、封入印刷システム用のＸ軸ブリッジ上に搭載されたプリントヘッドデバイスアセンブリの底面斜視図を図示する。 図８Ｂは、概して、図８Ａのようなプリントヘッドデバイスアセンブリの拡大底面斜視図を図示する。 図９は、概して、本教示の種々の実施形態による、プリントヘッドデバイスの底部正面斜視図を図示する。 図１０Ａは、概して、本教示の種々の実施形態による、バルクインク送達システムと、ローカルインク送達システムとを含む、印刷システムの斜視図を図示する。 図１０Ｂは、図１０Ａに示されるような図１０Ａの一部の拡大図である。 図１１は、概して、本教示のガスエンクロージャアセンブリおよび関連システム構成要素の種々の実施形態の概略図を図示する。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、封入印刷システム、ならびにガスエンクロージャ内で制御されたガス環境を確立するために使用されることができるようなガス源を統合して制御するための構成要素の種々の実施形態を概して図示する、概略図である。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、封入印刷システム、ならびにガスエンクロージャ内で制御されたガス環境を確立するために使用されることができるようなガス源を統合して制御するための構成要素の種々の実施形態を概して図示する、概略図である。 図１３Ａおよび図１３Ｂは、封入印刷システム、ならびにガスエンクロージャ内で制御されたガス環境を確立するために使用されることができるようなガス源を統合して制御するための構成要素の種々の実施形態を概して図示する、概略図である。 図１３Ａおよび図１３Ｂは、封入印刷システム、ならびにガスエンクロージャ内で制御されたガス環境を確立するために使用されることができるようなガス源を統合して制御するための構成要素の種々の実施形態を概して図示する、概略図である。 図１４は、本教示の印刷システム内の種々の装置にガス源を提供するため、ならびにガスエンクロージャ内で制御されたガス環境を確立するために使用されることができるようなガス源を統合して制御するための構成要素を概して図示する、概略図である。

（開示の詳細な説明）
図３において拡大図で示される、図２の印刷システム２０００等の印刷システムは、基板上の具体的な場所へのインク滴の確実な配置を可能にする、いくつかのデバイスおよび装置から成ることができる。印刷は、複数のプリントヘッドを含むことができるプリントヘッドデバイスアセンブリと基板との間の相対運動を要求する。これは、運動システム、典型的には、ガントリまたは分割軸ＸＹＺシステムを用いて達成されることができる。プリントヘッドデバイスアセンブリが、静止基板の上を移動することができる（ガントリ型）か、または分割軸構成の場合、プリントヘッドおよび基板が両方とも移動することができるかのいずれかである。別の実施形態では、プリントヘッドデバイスアセンブリは、例えば、ＸおよびＹ軸で、実質的に静止し得、基板は、プリントヘッドに対してＸおよびＹ軸で移動することができ、Ｚ軸運動が、基板支持装置によって、またはプリントヘッドデバイスアセンブリと関連付けられるＺ軸運動システムによってのいずれかで提供される。プリントヘッドが基板に対して移動すると、インクの液滴が、基板上の所望の場所に堆積させられるように、正しい時間に放出される。基板が、基板装填および装填解除システムを使用して、挿入され、プリンタから除去されることができる。プリンタ構成に応じて、これは、機械コンベヤ、運搬アセンブリを伴う基板浮動式テーブル、またはエンドエフェクタを伴う基板移送ロボットを用いて達成されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態について、Ｙ軸運動システムは、空気ベアリンググリッパシステムに基づくことができる。

種々のディスプレイデバイスの生産で使用されることができる、基板サイズに関するより明確な観点のために、何世代もの母ガラス基板サイズが、１９９０年初期頃からＯＬＥＤ印刷以外によって加工されたフラットパネルディスプレイのために進化してきた。Ｇｅｎ １と指定される、第１世代の母ガラス基板は、約３０ｃｍ×４０ｃｍであり、したがって、１５インチパネルを生産することができた。１９９０年代中期頃に、フラットパネルディスプレイを生産するための既存の技術は、約６０ｃｍ×７２ｃｍの寸法を有する、Ｇｅｎ ３．５の母ガラス基板サイズに進化した。比較すると、Ｇｅｎ ５．５基板は、約１３０ｃｍ×１５０ｃｍの寸法を有する。

世代が進歩するにつれて、Ｇｅｎ ７．５およびＧｅｎ ８．５の母ガラスサイズが、ＯＬＥＤ印刷以外の加工プロセスのために生産されている。Ｇｅｎ ７．５母ガラスは、約１９５ｃｍ×２２５ｃｍの寸法を有し、基板につき８枚の４２インチまたは６枚の４７インチフラットパネルに切断されることができる。Ｇｅｎ ８．５で使用される母ガラスは、約２２０ｃｍ×２５０ｃｍであり、基板につき６枚の５５インチまたは８枚の４６インチフラットパネルに切断されることができる。より本来の色、より高いコントラスト、薄さ、可撓性、透明度、およびエネルギー効率等の品質のためのＯＬＥＤフラットパネル技術の将来性は、ＯＬＥＤ製造が実用的にＧ３．５およびそれより小さいものに限定されることと同時に実現されている。現在、ＯＬＥＤ印刷は、本制限を打破し、Ｇ３．５およびそれより小さい母ガラスサイズのためだけでなく、Ｇｅｎ ５．５、Ｇｅｎ ７．５、およびＧｅｎ ８．５等の最大母ガラスサイズにおいて、ＯＬＥＤパネル製造を可能にする最適な製造技術であると考えられる。ＯＬＥＤパネルディスプレイ技術の特徴のうちの１つは、種々の基板材料、例えば、限定されないが、種々のガラス基板材料、ならびに種々のポリマー基板材料が使用されることができることを含む。その点に関して、ガラス系基板の使用から生じる用語で記載されるサイズは、ＯＬＥＤ印刷で使用するために好適な任意の材料の基板に適用されることができる。

原則として、大規模基板サイズを含む種々の基板サイズの印刷を可能にすることができる、製造ツールは、そのような製造ツールを収納するための実質的に大型の設備を要求し得る。故に、不活性雰囲気下で大型設備全体を維持することは、大量の不活性ガスの継続的精製等の工学的課題を提示する。ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、ガスエンクロージャシステムの全体を通して実質的に低いレベルの反応種を有する、実質的に低粒子状物質の不活性ガスの連続循環をともに提供し得る、ガスエンクロージャの外部のガス精製システムと併せて、ガスエンクロージャアセンブリの内部に循環および濾過システムを有することができる。本教示によると、不活性ガスは、定義された一式の条件下で化学反応を受けない任意のガスであってもよい。不活性ガスのいくつかの一般的に使用されている非限定的実施例は、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびそれらの任意の組み合わせを含むことができる。加えて、水蒸気、酸素、およびオゾン等の種々の反応大気ガス、ならびに種々の印刷プロセスから生成される有機溶媒蒸気の汚染を防止するように本質的に密封されている、大型設備を提供することは、工学的課題を提起する。本教示によると、印刷設備は、水蒸気、酸素、およびオゾン等の種々の反応大気ガス、ならびに有機溶媒蒸気を含む、種々の反応種の各種のレベルを、１００ｐｐｍまたはそれより低く、例えば、１０ｐｐｍまたはそれより低く、１．０ｐｐｍまたはそれより低く、もしくは０．１ｐｐｍまたはそれより低く維持するであろう。

反応種のそれぞれのレベルが標的低レベルで維持されるはずである設備で、ＯＬＥＤパネルを印刷する必要性が、表１で要約される情報を精査する際に例証されることができる。表１で要約されるデータは、大型ピクセルのスピンコーティングされたデバイス形式で加工される、赤、緑、および青毎に有機薄膜組成物を備える、試験クーポンのそれぞれの試験に起因した。そのような試験クーポンは、種々の調合物およびプロセスの迅速評価の目的のために加工ならびに試験することが実質的により容易である。試験クーポン試験は、印刷されたパネルの耐用年数試験と混同されるべきではないが、耐用年数への種々の調合物およびプロセスの影響を示すことができる。以下の表に示される結果は、窒素環境の代わりに空気中で同様に加工された試験クーポンと比較して反応種が１ｐｐｍ未満であった、窒素環境で加工された試験クーポンのために、スピンコーティング環境のみが変動した、試験クーポンの加工におけるプロセスステップの変動を表す。

異なる処理環境下で加工される試験クーポンの表１内のデータの点検を通して、特に、赤および青の場合、反応種への有機薄膜組成物の暴露を効果的に低減させる環境での印刷が、種々のＥＬの安定性、故に、耐用年数に実質的な影響を及ぼし得ることが明白である。耐用年数仕様は、ディスプレイ製品寿命に直接相関するため、ＯＬＥＤパネル技術にとって特に重要であり、ＯＬＥＤパネル技術が満たすことが困難となっている、全てのパネル技術のための製品仕様である。必要耐用年数仕様を満たすパネルを提供するために、水蒸気、酸素、およびオゾン、ならびに有機溶媒蒸気等の反応種のそれぞれのレベルは、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態を用いて、１００ｐｐｍまたはそれより低く、例えば、１０ｐｐｍまたはそれより低く、１．０ｐｐｍまたはそれより低く、もしくは０．１ｐｐｍまたはそれより低く維持されることができる。

不活性環境を提供することに加えて、ＯＬＥＤ印刷のための実質的に低粒子の環境を維持することは、非常に小さい粒子でさえも、ＯＬＥＤパネル上の可視欠陥につながり得るため、特に重要である。ガスエンクロージャシステム内の粒子制御は、例えば、開放型高流動層流濾過フードの下の大気条件で行われることができるプロセスには存在しない、有意な課題を提示し得る。例えば、製造設備は、例えば、限定されないが、印刷システムを動作させるために要求される光学、電気、機械、および流体接続を提供するように、種々のシステムならびにアセンブリから動作可能に接続されることができる、種々のサービス束の実質的な長さを要求し得る。印刷システムの動作で使用され、印刷のために位置付けられた基板の近位に位置する、そのようなサービス束は、継続中の粒子状物質源であることができる。加えて、摩擦ベアリングを使用するファンまたは線形運動システム等の印刷システムで使用される構成要素は、粒子生成構成要素であることができる。本教示のガス循環および濾過システムの種々の実施形態は、粒子状物質を含有および排出するために、粒子制御構成要素と併せて使用されることができる。加えて、限定されないが、基板浮動式テーブル、空気ベアリング、空気圧動作型ロボット、および同等物等の種々の本質的に低粒子生成の空気圧動作型構成要素を使用することによって、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態のための低粒子環境が維持されることができる。

実質的に低粒子の環境を維持することに関して、ガス循環および濾過システムの種々の実施形態は、クラス１からクラス５によって規定されるような、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ （ＩＳＯ） １４６４４−１：１９９９「Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ １： Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ」の規格を満たす、空中浮遊粒子状物質のための低粒子不活性ガス環境を提供するように設計されることができる。しかしながら、例えば、限定されないが、印刷プロセス中に基板の近位に生成される粒子が、ガス循環および濾過システムを通して掃引されることができる前に、基板表面上に蓄積し得るため、空中浮遊粒子状物質を制御することだけでは、そのようなプロセス中に基板の近位に低粒子環境を提供するために十分ではない。

したがって、ガス循環および濾過システムと併せて、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、印刷ステップにおける処理中に基板の近位に低粒子ゾーンを提供することができる構成要素を含み得る、粒子制御システムを有することができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態のための粒子制御システムは、ガス循環および濾過システムと、基板に対してプリントヘッドデバイスアセンブリを移動させるための低粒子生成Ｘ軸線形ベアリングシステムと、サービス束筐体排出システムと、プリントヘッドデバイスアセンブリ排出システムとを含むことができる。例えば、ガスエンクロージャシステムは、ガスエンクロージャアセンブリの内部にガス循環および濾過システムを有することができる。

本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態は、基板上堆積率仕様を超えない特定の着目サイズ範囲の粒子の平均基板上分布を提供する、実質的に低粒子の環境を維持することができる。基板上粒子堆積率仕様は、約０．１μｍおよびそれを上回る〜約１０μｍおよびそれを上回る着目粒径範囲毎に設定されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、基板上粒子堆積率仕様は、標的粒径範囲毎に１分あたり基板の１平方メートルにつき堆積させられる粒子の数の限界として表されることができる。

基板上粒子堆積率仕様の種々の実施形態は、標的粒径範囲毎に１分あたり基板の１平方メートルにつき堆積させられる粒子の数の限界から、１分あたり１枚の基板につき堆積させられる粒子の数の限界に容易に変換されることができる。そのような変換は、例えば、具体的世代サイズの基板およびその基板世代の対応する面積の基板の間の既知の関係を通して、容易に行われることができる。例えば、以下の表２は、いくつかの既知の世代サイズの基板のアスペクト比および面積を要約する。アスペクト比、故に、サイズのわずかな変動が、製造業者によって見られ得ることを理解されたい。しかしながら、そのような変動にもかかわらず、具体的世代サイズの基板の変換係数および平方メートル単位の面積が、種々の世代サイズの基板のうちのいずれかで得られることができる。

加えて、１分あたり基板の１平方メートルにつき堆積させられる粒子の数の限界として表される基板上粒子堆積率仕様は、種々の単位時間表現のうちのいずれかに容易に変換されることができる。分に正規化される基板上粒子堆積率仕様は、既知の時間の関係を通して、例えば、限定されないが、秒、時間、日等の任意の他の時間の表現に容易に変換され得ることが、容易に理解されるであろう。加えて、特異的に処理に関する時間の単位が使用されることができる。例えば、印刷サイクルは、時間の単位と関連付けられることができる。本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、印刷サイクルは、基板が、印刷のためにガスエンクロージャシステムの中へ移動させられ、次いで、印刷が完了した後にガスエンクロージャシステムから除去される、時間の周期であることができる。本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、印刷サイクルは、プリントヘッドデバイスアセンブリに対する基板の整合の開始から、基板上への最後の放出されたインクの滴の送達までの時間の周期であることができる。処理の技術分野では、全平均サイクル時間またはＴＡＣＴは、特定のプロセスサイクルのための時間の単位の表現であることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態によると、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約３０秒であることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態について、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約６０秒であることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約９０秒であることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態について、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約１２０秒であることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約３００秒であることができる。

空中浮遊粒子状物質およびシステム内の粒子堆積に関して、相当な数の変数が、任意の特定の製造システムについて、例えば、基板等の表面上の粒子落下率の値の近似値を十分に算出し得る、一般モデルを開発することに影響を及ぼし得る。粒子のサイズ、特定のサイズの粒子の分布、基板の表面積、およびシステム内の基板の暴露の時間等の変数は、種々の製造システムに応じて変動し得る。例えば、粒子のサイズおよび特定のサイズの粒子の分布は、種々の製造システム内の粒子生成構成要素の源および場所による影響を実質的に受け得る。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態に基づく計算は、本教示の種々の粒子制御システムがないと、基板の１平方メートルにつき印刷サイクルあたりの粒子状物質の基板上堆積が、０．１μｍおよびそれを上回るサイズ範囲内の粒子について、約１００万より多い〜約１，０００万より多い粒子であり得ることを示唆する。そのような計算は、本教示の種々の粒子制御システムがないと、基板の１平方メートルにつき印刷サイクルあたりの粒子状物質の基板上堆積が、約２μｍおよびそれを上回るサイズ範囲内の粒子について、約１，０００より多い〜約１０，０００より多い粒子であり得ることを示唆する。

本教示の低粒子ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、サイズが１０μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境を維持することができる。本教示の低粒子ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、サイズが５μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境を維持することができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態では、サイズが２μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境が維持されることができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態では、サイズが１μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境が維持されることができる。本教示の低粒子ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、サイズが０．５μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１，０００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境を維持することができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、サイズが０．３μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１，０００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境が維持されることができる。本教示の低粒子ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、サイズが０．１μｍより大きいまたはそれと等しい粒子について、１分あたり基板の１平方メートルにつき約１，０００個未満またはそれと等しい粒子の基板上堆積率仕様を満たす、平均基板上粒子分布を提供する、低粒子環境を維持することができる。

多種多様のインク調合物が、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態の不活性で実質的に低粒子の環境内で印刷されることができると考慮される。ＯＬＥＤディスプレイの製造中に、ＯＬＥＤピクセルは、電圧が印加されたときに具体的ピーク波長の光を発し得る、ＯＬＥＤフィルムスタックを含むように形成されることができる。アノードとカソードとの間のＯＬＥＤフィルムスタック構造は、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、放出層（ＥＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、および電子注入層（ＥＩＬ）を含むことができる。ＯＬＥＤフィルムスタック構造のいくつかの実施形態では、電子輸送層（ＥＴＬ）が、ＥＴＬ／ＥＩＬ層を形成するように電子注入層（ＥＩＬ）と組み合わせられることができる。本教示によると、例えば、インクジェット印刷を使用して、ＯＬＥＤフィルムスタックの種々のカラーピクセルＥＬフィルム用のＥＬのための種々のインク調合物が印刷されることができる。加えて、例えば、限定されないが、ＨＩＬ、ＨＴＬ、ＥＭＬ、およびＥＴＬ／ＥＩＬ層は、インクジェット印刷を使用して印刷され得る、インク調合物を有することができる。

さらに、有機カプセル化層が、基板印刷上で印刷されることができると考慮される。インクジェット印刷がいくつかの利点を提供することができるため、インクジェット印刷を使用して、有機カプセル化層が印刷されることができると考慮される。第１に、そのようなインクジェットベースの加工が大気圧で行われることができるため、一連の真空処理動作が排除されることができる。加えて、インクジェット印刷プロセス中に、有機カプセル化層は、活性領域にわたってその近位にあるＯＬＥＤ基板の部分を覆って、活性領域の外側縁を含む活性領域を効果的にカプセル化するように限局されることができる。インクジェット印刷を使用する標的パターン化は、材料の無駄を排除するとともに、有機層のパターン化を達成するために典型的に要求される付加的処理を排除することをもたらす。カプセル化インクは、例えば、アクリレート、メタクリレート、ウレタン、または他の材料を含むが、それらに限定されないポリマー、ならびに熱処理（例えば、焼付）、紫外線暴露、およびそれらの組み合わせを使用して硬化させられ得る、それらのコポリマーおよび混合物を含むことができる。本明細書に使用されるように、ポリマーおよびコポリマーは、インクに調合され、有機カプセル化層を形成するように基板上で硬化させられ得る、ポリマー成分の任意の形態を含むことができる。そのようなポリマー成分は、ポリマーおよびコポリマー、ならびにそれらの前駆体、例えば、限定されないが、モノマー、オリゴマー、および樹脂を含むことができる。

ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、ガスエンクロージャアセンブリの輪郭を提供するように構築される種々のフレーム部材を有することができる。本教示のガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態は、不活性ガス体積を最小限にするように作業空間を最適化し、また、処理中に外部からの印刷システムへの即時アクセスも可能にしながら、印刷システムに適応することができる。その点に関して、本教示の種々のガスエンクロージャアセンブリは、輪郭形成されたトポロジおよび容積を有することができる。本明細書で後に詳細に議論されるように、ガスエンクロージャの種々の実施形態は、その上に基板支持装置が搭載され得る、印刷システム基部の周囲で輪郭形成されることができる。さらに、ガスエンクロージャは、キャリッジアセンブリのＸ軸移動に使用される印刷システムのブリッジ構造の周囲で輪郭形成されることができる。非限定的実施例として、本教示による輪郭形成されたガスエンクロージャの種々の実施形態は、Ｇｅｎ ３．５〜Ｇｅｎ １０の基板サイズを印刷することが可能な印刷システムの種々の実施形態を収納するために、約６ｍ^３〜約９５ｍ^３のガスエンクロージャ容積を有することができる。さらなる非限定的実施例として、本教示による輪郭形成されたガスエンクロージャの種々の実施形態は、例えば、Ｇｅｎ ５．５〜Ｇｅｎ ８．５基板サイズを印刷することが可能な印刷システムの種々の実施形態を収納するために、約１５ｍ^３〜約３０ｍ^３のガスエンクロージャ容積を有することができる。輪郭形成されたガスエンクロージャのそのような実施形態は、幅、長さ、および高さの非輪郭形成寸法を有する、非輪郭形成エンクロージャと比較して、容積が約３０％〜約７０％節約され得る。

図１は、本教示のガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態による、ガスエンクロージャアセンブリ１０００の斜視図を描写する。ガスエンクロージャアセンブリ１０００は、前パネルアセンブリ１２００と、中央パネルアセンブリ１３００と、後パネルアセンブリ１４００とを含むことができる。前パネルアセンブリ１２００は、前天井パネルアセンブリ１２６０と、基板を受容するための開口部１２４２を有することができる前壁パネルアセンブリ１２４０と、前基部パネルアセンブリ１２２０とを含むことができる。後パネルアセンブリ１４００は、後天井パネルアセンブリ１４６０、後壁パネルアセンブリ１４４０と、後基部パネルアセンブリ１４２０とを含むことができる。中央パネルアセンブリ１３００は、第１の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３４０と、中央壁および天井パネルアセンブリ１３６０と、第２の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３８０と、ならびに中央基部パネルアセンブリ１３２０とを含むことができる。

加えて、図１で描写されるように、中央パネルアセンブリ１３００は、補助エンクロージャ１３３０システム内に第１のプリントヘッド管理システム、ならびに補助エンクロージャ１３８０の中に第２のプリントヘッド管理システムを収納することができる。そのような補助エンクロージャは、本教示のガスエンクロージャ筐体の残りの印刷システムエンクロージャ部分のものと同一であり得る、または異なり得る、制御された環境を提供することができる。例えば、補助エンクロージャの種々の実施形態は、プリントヘッド管理システムの種々の実施形態を収納するための実質的に不活性の低粒子環境を提供することができる。ガスエンクロージャアセンブリの一区分として構築される補助エンクロージャの種々の実施形態は、ガスエンクロージャシステムの作業容積から密閉可能に隔離されることができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態について、補助エンクロージャは、ガスエンクロージャシステムのエンクロージャ容積の約１％未満またはそれと等しくあり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、ガスエンクロージャシステムのエンクロージャ容積の約２％未満またはそれと等しくあり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態について、補助エンクロージャは、ガスエンクロージャシステムのエンクロージャ容積の約５％未満またはそれと等しくあり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、ガスエンクロージャシステムのエンクロージャ容積の約１０％未満またはそれと等しくあり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、補助エンクロージャは、ガスエンクロージャシステムのエンクロージャ容積の約２０％未満またはそれと等しくあり得る。反応性ガスを含有する周囲環境への補助エンクロージャの開口部が、例えば、保守手順を行うために示されても、ガスエンクロージャの作業容積から補助エンクロージャを隔離することによって、ガスエンクロージャの容積全体の汚染を防止することができる。さらに、ガスエンクロージャの印刷システムエンクロージャ部分と比較して、補助エンクロージャの比較的小さい容積を考慮すると、補助エンクロージャの回復時間は、印刷システムエンクロージャ全体の回復時間より有意に少ない時間を要し得る。

図２で描写されるように、ガスエンクロージャアセンブリ１０００は、完全に構築されたときに、その上に印刷システム２０００が搭載され得る、隣接基部またはパンを形成する、前基部パネルアセンブリ１２２０と、中央基部パネルアセンブリ１３２０と、後基部パネルアセンブリ１４２０とを含むことができる。図１のガスエンクロージャアセンブリ１００について説明されるものと同様に、ガスエンクロージャアセンブリ１０００の前パネルアセンブリ１２００と、中央パネルアセンブリ１３００と、後パネルアセンブリ１４００とを備える、種々のフレーム部材およびパネルは、印刷システムエンクロージャを形成するように印刷システム２０００の周囲に輪郭形成されることができる。前パネルアセンブリ１２００は、ガスエンクロージャの第１のトンネルエンクロージャ区分を形成するように搭載される印刷システム２０００の周囲に輪郭形成されることができる。同様に、後パネルアセンブリ１４００は、ガスエンクロージャの第２のトンネルエンクロージャ区分を形成するように、印刷システム２０００の周囲に輪郭形成されることができる。加えて、中央パネルアセンブリ１３００は、ガスエンクロージャのブリッジエンクロージャ区分を形成するように、印刷システム２０００のブリッジ区分の周囲に輪郭形成されることができる。ともに、第１のトンネルエンクロージャ区分、第２のトンネル区分、およびブリッジエンクロージャ区分は、印刷エンクロージャを形成することができる。本明細書でさらに詳細に議論されるように、本教示によると、印刷プロセスの中断を殆どまたは全く伴わずに、種々の測定および保守タスクを行うために、例えば、印刷プロセス中に、補助エンクロージャが、印刷システムエンクロージャから密閉可能に隔離されることができる。

さらに、ガスエンクロージャアセンブリ１０００等の完全に構築されたガスエンクロージャアセンブリは、種々の環境制御システムと統合されたときに、印刷システム２０００等の印刷システムの種々の実施形態を含む、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態を形成することができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態によると、ガスエンクロージャアセンブリによって画定される内部容積の環境制御は、例えば、具体的波長のライトの数および配置による、照明の制御、粒子制御システムの種々の実施形態を使用する粒子状物質の制御、ガス精製システムの種々の実施形態を使用する反応性ガス種の制御、および熱調整システムの種々の実施形態を使用するガスエンクロージャアセンブリの温度制御を含むことができる。

図３において拡大図で示される、図２の印刷システム２０００等の印刷システムは、基板上の具体的な場所へのインク滴の確実な配置を可能にする、いくつかのデバイスおよび装置から成ることができる。これらのデバイスおよび装置は、プリントヘッドデバイスアセンブリ、インク送達システム、プリントヘッドデバイスアセンブリと基板との間の相対運動を提供するための運動システム、基板支持装置、基板装填および装填解除システム、ならびにプリントヘッド管理システムを含むことができるが、それらに限定されない。

プリントヘッドデバイスアセンブリは、制御された割合、速度、およびサイズでインクの液滴を放出することが可能な少なくとも１つのオリフィスを伴う、少なくとも１つのインクジェットヘッドを含むことができる。インクジェットヘッドは、インクをインクジェットヘッドに提供するインク供給システムによって送給される。図３の拡大図に示されるように、印刷システム２０００は、チャック、例えば、限定されないが、真空チャック、圧力ポートを有する基板浮動式チャック、ならびに真空および圧力ポートを有する基板浮動式チャック等の基板支持装置によって支持され得る、基板２０５０等の基板を有することができる。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、基板支持装置は、基板浮動式テーブルであることができる。後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、図３の基板浮動式テーブル２２００は、基板２０５０を支持するために使用されることができ、Ｙ軸運動システムと併せて、基板２０５０の無摩擦運搬を提供する基板運搬システムの一部であることができる。本教示のＹ軸運動システムは、本明細書でさらに詳細に議論されるように、基板を保持するためのグリッパシステム（図示せず）を含み得る、第１のＹ軸支持ビーム２３５１と、第２のＹ軸支持ビーム２３５２とを含むことができる。Ｙ軸運動は、線形空気ベアリングまたは線形機械システムのいずれかによって提供されることができる。図２および図３に示される印刷システム２０００の基板浮動式テーブル２２００は、印刷プロセス中の図１のガスエンクロージャアセンブリ１０００を通した基板２０５０の進行を画定することができる。

図３は、概して、浮動を提供するように多孔性媒体を有し得る、基板の浮動運搬を含むことができる印刷システム２０００用の基板浮動式テーブル２２００の実施例を図示する。図３の実施例では、コンベヤの上に位置するような基板浮動式テーブル２２００の入力領域２２０１中に基板２０５０を位置付けるために、ハンドラまたは他の運搬が使用されることができる。コンベヤは、機械的接触を使用して（例えば、ピン、トレイ、または支持フレーム構成のアレイを使用して）、または基板２０５０を制御可能に浮動させるためにガスクッション（例えば、「空気ベアリング」テーブル構成）を使用してのいずれか等で、印刷システム内の規定場所に基板２０５０を位置付けることができる。基板浮動式テーブル２２００の印刷領域２２０２が、加工中に基板２０５０上に１つまたはそれを上回る層を制御可能に堆積させるために使用されることができる。印刷領域２２０２はまた、基板浮動式テーブル２２００の出力領域２２０３に結合されることもできる。コンベヤは、基板浮動式テーブル２２００の入力領域２２０１、印刷領域２２０２、および出力領域２２０３に沿って延在することができ、基板２０５０は、種々の堆積タスクのために所望に応じて、または単一の堆積動作中に再配置されることができる。入力領域２２０１、印刷領域２２０２、および出力領域２２０３の近くの制御された環境は、共同で共有されることができる。

図３の印刷システム２０００は、各プリントヘッドデバイスが、例えば、ノズル印刷、熱ジェット、もしくはインクジェットタイプの１つまたはそれを上回るプリントヘッドを有する、１つまたはそれを上回るプリントヘッドデバイス２５０５を含むことができる。１つまたはそれを上回るプリントヘッドデバイス２５０５は、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１等のオーバーヘッドキャリッジに結合される、または別様にそれを横断することができる。本教示の印刷システム２０００の種々の実施形態について、１つまたはそれを上回るプリントヘッドデバイス２５０５の１つまたはそれを上回るプリントヘッドは、基板２０５０の「上向き」構成で基板２０５０上に１つまたはそれを上回るパターン化された有機層を堆積させるように構成されることができる。そのような層は、例えば、電子注入または輸送層、正孔注入または輸送層、遮断層、もしくは放出層のうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができる。そのような材料は、１つまたはそれを上回る電気的機能層を提供することができる。

図３に示される浮動方式によると、基板２０５０が排他的にガスクッションによって支持される実施例では、ガス陽圧および真空の組み合わせが、ポートの配列を通して、または分散多孔性媒体を使用して印加されることができる。圧力および真空制御の両方を有する、そのようなゾーンは、コンベヤと基板との間に流体ばねを効果的に提供することができる。陽圧および真空制御の組み合わせは、双方向剛性を伴う流体ばねを提供することができる。基板（例えば、基板２０５０）と表面との間に存在する間隙は、「飛行高度」と称されることができ、そのような高度は、陽圧および真空ポート状態を制御することによって、制御または別様に確立されることができる。このようにして、基板Ｚ軸高度は、例えば、印刷領域２２０２中で慎重に制御されることができる。いくつかの実施形態では、基板がガスクッションによって支持されている間に基板の側方平行移動を制限するために、ピンまたはフレーム等の機械的保定技法が使用されることができる。そのような保定技法は、基板が保定されている間に基板の側面に入る瞬発力を低減させるため等に、ばね荷重構造を使用することを含むことができる。これは、側方平行移動基板と保定手段との間の高い力の衝撃が、基板の欠けまたは壊滅的な破損さえも引き起こし得るため、有益であり得る。

飛行高度が精密に制御される必要がない場所等の、概して図３に図示されるような他の場所では、入力または出力領域２１００もしくは２３００中のコンベヤに沿って、または他の場所等で、圧力単独浮動ゾーンが提供されることができる。真空ノズルに対する圧力の比が徐々に増加または減少する場所等の「遷移」ゾーンが、提供されることができる。例証的実施形態では、公差内で、３つのゾーンが本質的に１つの面内に位置することができるように、圧力・真空ゾーン、遷移ゾーン、および圧力単独ゾーンの間に本質的に一様な高度があり得る。他の場所の圧力単独ゾーンにわたる基板の飛行高度は、基板が圧力単独ゾーン内で浮動式テーブルと衝突しないように十分な高度を可能にするため等に、圧力・真空ゾーンにわたる基板の飛行高度より大きくあり得る。例証的実施例では、ＯＬＥＤパネル基板は、圧力単独ゾーンの上方約１５０マイクロメートル（μ）〜約３００μ、次いで、圧力・真空ゾーンの上方約３０μ〜約５０μの飛行高度を有することができる。例証的実施例では、基板浮動式テーブル２２００もしくは他の加工装置の１つまたはそれを上回る部分は、ＮｅｗＷａｙ（登録商標）Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇｓ（Ａｓｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）によって提供される「空気ベアリング」アセンブリを含むことができる。

印刷、緩衝、乾燥、もしくは熱処理のうちの１つまたはそれを上回るものの間に、基板２０５０の浮動運搬または支持のための分散加圧ガスクッションを確立するために、多孔性媒体が使用されることができる。例えば、コンベヤの一部に結合される、または一部として含まれるような多孔性媒体「プレート」は、個々のガスポートの使用と同様に、基板２０５０を支持するように「分散」圧力を提供することができる。大型ガスポート開口を使用することがない、分散加圧ガスクッションの使用は、ある事例では、ガスクッションを作成するための比較的大型のガスポートの使用が、ガスクッションの使用にもかかわらず、非一様性につながる事例等で、一様性をさらに向上させ、ムラまたは他の可視欠陥の形成を低減させる、もしくは最小限にすることができる。

基板２０５０の全体、またはディスプレイ領域もしくはディスプレイ領域の外側の領域等の基板の規定領域を占有するように規定される物理的寸法を有するような多孔性媒体が、Ｎａｎｏ ＴＥＭ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｎｉｉｇａｔａ，Ｊａｐａｎ）から入手されることができる。そのような多孔性媒体は、ムラまたは他の可視欠陥形成を低減させ、または排除しながら、規定面積にわたって所望の加圧ガス流を提供するように規定される孔径を含むことができる。

印刷は、プリントヘッドデバイスアセンブリと基板との間の相対運動を要求する。これは、運動システム、典型的には、ガントリまたは分割軸ＸＹＺシステムを用いて達成されることができる。プリントヘッドデバイスアセンブリが、静止基板の上を移動することができる（ガントリ型）か、または分割軸構成の場合、プリントヘッドおよび基板が両方とも移動することができるかのいずれかである。別の実施形態では、プリントヘッドデバイスアセンブリは、例えば、ＸおよびＹ軸で、実質的に静止し得、基板は、プリントヘッドに対してＸおよびＹ軸で移動することができ、Ｚ軸運動が、基板支持装置によって、またはプリントヘッドデバイスアセンブリと関連付けられるＺ軸運動システムによってのいずれかで提供される。プリントヘッドが基板に対して移動すると、インクの液滴が、基板上の所望の場所に堆積させられるように、正しい時間に放出される。基板が、基板装填および装填解除システムを使用して、挿入され、プリンタから除去されることができる。プリンタ構成に応じて、これは、機械コンベヤ、運搬アセンブリを伴う基板浮動式テーブル、またはエンドエフェクタを伴う基板移送ロボットを用いて達成されることができる。プリントヘッド管理システムは、ノズル発射のチェック、ならびにプリントヘッド内の全ノズルからの滴体積、速度、および軌道の測定等のそのような測定タスクと、インクジェットノズル表面から過剰なインクを拭き取るまたは吸い取ること、インク供給からプリントヘッドを通して廃棄物容器の中へインクを放出することによってプリントヘッドをプライミングしてパージすること、およびプリントヘッドの交換等の保守タスクとを可能にする、いくつかのサブシステムから成ることができる。印刷システムを備えることができる種々の構成要素を考慮すると、印刷システムの種々の実施形態は、種々の占有面積および形状因子を有することができる。

図３に関して、印刷システム基部２１００は、ブリッジ２１３０が搭載される、第１のライザ２１２０と、第２のライザ２１２２とを含むことができる。印刷システム２０００の種々の実施形態については、ブリッジ２１３０は、ブリッジ２１３０を横断して、それぞれ、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２の移動を制御し得る、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２を支持することができる。印刷システム２０００の種々の実施形態については、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、本質的に低粒子生成である、線形空気ベアリング運動システムを利用することができる。本教示の印刷システムの種々の実施形態によると、Ｘ軸キャリッジは、その上に搭載されたＺ軸移動プレートを有することができる。図３では、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１が、第１のＺ軸移動プレート２３１０を伴って描写される一方で、第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、第２のＺ軸移動プレート２３１２を伴って描写される。図３は、２つのキャリッジアセンブリおよび２つのプリントヘッドデバイスアセンブリを描写するが、印刷システム２０００の種々の実施形態については、単一のキャリッジアセンブリおよび単一のプリントヘッドデバイスアセンブリがあり得る。例えば、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２のいずれかが、Ｘ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に搭載されることができる一方で、基板２０５０の特徴を点検するためのカメラシステムは、第２のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に搭載されることができる。印刷システム２０００の種々の実施形態は、単一のプリントヘッドデバイスアセンブリを有することができ、例えば、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２のいずれかが、Ｘ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に搭載されることができる一方で、基板２０５０上に印刷されるカプセル化層を硬化させるための紫外線ランプは、第２のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に搭載されることができる。印刷システム２０００の種々の実施形態については、単一のプリントヘッドデバイスアセンブリ、例えば、Ｘ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ上に搭載される第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２のいずれかがあり得る一方で、基板２０５０上に印刷されるカプセル化層を硬化させるための熱源は、第２のキャリッジアセンブリ上に搭載されることができる。

図３では、図３の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントデバイスヘッドアセンブリ２５０２等の各プリントヘッドデバイスアセンブリは、複数のプリントヘッドデバイス２５０５を描写する、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１の部分図で描写されるように、少なくとも１つのプリントヘッドデバイスの中に搭載された複数のプリントヘッドを有することができる。プリントヘッドデバイスは、例えば、限定されないが、少なくとも１つのプリントヘッドへの流体および電子接続を含むことができ、各プリントヘッドは、制御された割合、速度、およびサイズでインクを放出することが可能な複数のノズルまたはオリフィスを有する。印刷システム２０００の種々の実施形態について、プリントヘッドデバイスアセンブリは、約１〜約６０個のプリントヘッドデバイスを含むことができ、各プリントヘッドデバイスは、各プリントヘッドデバイスの中に約１〜約３０個のプリントヘッドを有することができる。プリントヘッド、例えば、工業用インクジェットヘッドは、約０．１ｐＬ〜約２００ｐＬの液滴体積を放出し得る、約１６〜約２０４８個のノズルを有することができる。

本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態によると、非常に多くのプリントヘッドデバイスおよびプリントヘッドを考慮すると、第１のプリントヘッド管理システム２７０１および第２のプリントヘッド管理システム２７０２は、印刷プロセスの中断を殆どまたは全く伴わずに種々の測定および保守タスクを行うために、印刷プロセス中に印刷システムエンクロージャから隔離され得る、補助エンクロージャに収納されることができる。図３で見られることができるように、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１は、第１のプリントヘッド管理システム装置２７０７、２７０９、および２７１１によって行われ得る、種々の測定ならびに保守手順の即時実施のために、第１のプリントヘッド管理システム２７０１に対して位置付けられて見られることができる。装置２７０７、２７０９、および２０１１は、種々のプリントヘッド管理機能を果たすための種々のサブシステムまたはモジュールのうちのいずれかであることができる。例えば、装置２７０７、２７０９、および２０１１は、滴測定モジュール、プリントヘッド交換モジュール、パージ容器モジュール、およびブロッタモジュールのうちのいずれかであることができる。図３で描写されるように、第１のプリントヘッド管理システム２７０１は、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１に対して位置付けるために線形レール運動システム２７０５上に搭載され得る、装置２７０７、２７０９、および２７１１を有することができる。同様に、第２のプリントヘッド管理システム２７０２内に収納される種々の装置は、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２に対して位置付けるために線形レール運動システム２７０６上に搭載されることができる。

第１の作業容積、例えば、印刷システムエンクロージャから閉鎖されるとともに、密閉可能に隔離されることができる、補助エンクロージャを有する、ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態に関して、再度、図２を参照する。図３で描写されるように、印刷システム２０００の上に４つのアイソレータ、すなわち、印刷システム２０００の基板浮動式テーブル２２００を支持する、第１のアイソレータセット２１１０（第２は対向側に示されていない）、および第２のアイソレータセット２１１２（第２は対向側に示されていない）があり得る。図２のガスエンクロージャアセンブリ１０００については、第１のアイソレータセット２１１０および第２のアイソレータセット２１１２は、中央基礎パネルアセンブリ１３２０の第１のアイソレータ壁パネル１３２５および第２のアイソレータ壁パネル１３２７等の個別のアイソレータ壁パネルのそれぞれの中に搭載されることができる。図２のガスエンクロージャアセンブリ１０００については、中央基礎アセンブリ１３２０は、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０、ならびに第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０を含むことができる。ガスエンクロージャアセンブリ１０００の図２は、第１の後壁パネルアセンブリ１３３８を含むことができる、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０を描写する。同様に、第２の後壁パネルアセンブリ１３７８を含むことができる、第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０も描写されている。第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０の第１の後壁パネルアセンブリ１３３８は、第２の後壁パネルアセンブリ１３７８について示されるように同様に構築されることができる。第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０の第２の後壁パネルアセンブリ１３７８は、第２の後壁フレームアセンブリ１３７８に密閉可能に搭載された第２のシール支持パネル１３７５を有する、第２の後壁フレームアセンブリ１３７８から構築されることができる。第２のシール支持パネル１３７５は、基部２１００の第２の端部（図示せず）の近位にある、第２の通路１３６５を有することができる。第２のシール１３６７は、第２の通路１３６５の周囲で第２のシール支持パネル１３７５の上に搭載されることができる。第１のシールは、同様に、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０のための第１の通路の周囲に位置付けられて搭載されることができる。補助エンクロージャ１３３０および補助パネルアセンブリ１３７０内の各通路は、図３の第１および第２のプリントヘッド管理システムプラットフォーム２７０３および２７０４が通路を通過するようなプリントヘッド管理システムプラットフォームに適応することができる。本教示によると、補助エンクロージャ１３３０および補助パネルアセンブリ１３７０を密閉可能に隔離するために、図２の第２の通路１３６５等の通路は、密閉可能でなければならない。印刷システム基部に添着されたプリントヘッド管理システムプラットフォームの周囲で図２の第２の通路１３６５等の通路を密閉するために、膨張式シール、ベローズシール、およびリップシール等の種々のシールが使用されることができると考慮される。

第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０および第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０は、それぞれ、第１の床パネルアセンブリ１３４１の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２の床パネルアセンブリ１３８１の第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を含むことができる。第１の床パネルアセンブリ１３４１は、中央パネルアセンブリ１３００の第１の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３４０の一部として図２で描写されている。第１の床パネルアセンブリ１３４１は、第１の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３４０および第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０の両方と共通するパネルアセンブリである。第２の床パネルアセンブリ１３８１は、中央パネルアセンブリ１３００の第２の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３８０の一部として図２で描写されている。第２の床パネルアセンブリ１３８１は、第２の中央エンクロージャパネルアセンブリ１３８０および第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０の両方と共通するパネルアセンブリである。

本明細書で以前に議論されたように、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１は、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３に収納されることができ、第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２は、第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４に収納されることができる。本教示のシステムおよび方法によると、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４は、各プリントヘッドデバイスが少なくとも１つのプリントヘッドを有する、種々のプリントヘッドデバイスアセンブリが、印刷プロセス中に印刷のために位置付けられることができるように、周縁（図示せず）を有し得る開口部を底部に有することができる。加えて、筐体を形成する第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４の部分は、フレームアセンブリ部材およびパネルが密封エンクロージャを提供することが可能であるように、種々のパネルアセンブリについて本明細書に説明されるように構築されることができる。

加えて、種々のフレーム部材の密封のために使用され得る、圧縮性ガスケットが、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２のそれぞれの周囲に、または代替として、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４の周縁の周囲に、添着されることができる。

本教示によると、圧縮性ガスケット材料は、例えば、限定されないが、当技術分野では、膨張ゴム材料または膨張ポリマー材料とも称される、閉鎖セルポリマー材料の種類の中のいずれかから選択されることができる。簡潔には、閉鎖セルポリマーは、各離散セルがポリマー材料によって封入される、それによってガスが離散セルに封入される様式で調製される。フレームおよびパネル構成要素の気密密閉で使用するために望ましい圧縮性閉鎖セルポリマーガスケット材料の性質は、それらが広範囲の化学種にわたる化学攻撃に対して堅固である、優れた湿気障壁性質を保有する、広い温度範囲にわたって弾性である、および恒久的圧縮設定に対して耐性を持つことを含むが、それらによって限定されない。一般に、開放セル構造ポリマー材料と比較して、閉鎖セルポリマー材料は、より高い寸法安定性、より低い湿気吸収係数、およびより高い強度を有する。閉鎖セルポリマー材料が作製され得る、種々のタイプのポリマー材料は、例えば、シリコーン、ネオプレン、エチレンポリエチレンジエンターポリマー（ＥＰＴ）、エチレンポリエチレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）を使用して作製されるポリマーおよび複合材料、ビニルニトリル、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ならびにそれらの種々のコポリマーおよび混合物を含むことができるが、それらによって限定されない。

閉鎖セル圧縮性ガスケット材料に加えて、本教示によるガスエンクロージャアセンブリの実施形態を構築する際に使用するための所望の属性を有する、一種の圧縮性ガスケット材料の別の実施例は、中空押出圧縮性ガスケット材料の種類を含む。一種の材料としての中空押出ガスケット材料は、それらが広範囲の化学種にわたる化学攻撃に対して堅固である、優れた湿気障壁性質を保有する、広い温度範囲にわたって弾性である、および恒久的圧縮設定に対して耐性を持つことを含むが、それらによって限定されない、望ましい属性を有する。そのような中空押出圧縮性ガスケット材料は、例えば、限定されないが、Ｕセル、Ｄセル、正方形セル、長方形セル、ならびに種々のカスタム形状因子中空押出ガスケット材料のうちのいずれか等の多種多様な形状因子で提供されることができる。種々の中空押出ガスケット材料は、閉鎖セル圧縮性ガスケット加工に使用されるポリマー材料から加工されることができる。例えば、限定されないが、中空押出ガスケットの種々の実施形態は、シリコーン、ネオプレン、エチレンポリエチレンジエンターポリマー（ＥＰＴ）、エチレンポリエチレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）を使用して作製されるポリマーおよび複合材料、ビニルニトリル、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ならびにそれらの種々のコポリマーおよび混合物から加工されることができる。そのような中空セルガスケット材料の圧縮は、所望の属性を維持するために、約５０％偏向を超えるべきではない。第１のプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３８５を使用して、プリントヘッドデバイスアセンブリを密閉するために、種々のタイプの膨張式シールが利用されることができると考慮される。そのような膨張式シールは、処理中に急速密閉および非密閉を提供するとともに、シリコーン、ネオプレン、およびブチルゴム材料等の低粒子生成の低ガス放出ポリマー材料等の低汚染材料から加工されてもよい。

図２で描写されるように、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３８５は、それぞれ、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２の周囲に添着されることができる。種々のプリントヘッド測定および保守手順中に、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２は、それぞれ、第１のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ２３０２によって、それぞれ、第１の床パネルアセンブリ１３４１の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２の床パネルアセンブリ１３８１の第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を覆って位置付けられることができる。その点に関して、種々のプリントヘッド測定および保守手順について、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５０２は、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を覆うこと、または密閉することなく、それぞれ、第１の床パネルアセンブリ１３４１の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２の床パネルアセンブリ１３８１の第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を覆って位置付けられることができる。第１のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ２３０１および第２のＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリ２３０２は、それぞれ、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４を、それぞれ、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０および第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０とドッキングすることができる。種々のプリントヘッド測定および保守手順では、そのようなドッキングは、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を密閉する必要なく、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を効果的に閉鎖してもよい。種々のプリントヘッド測定および保守手順について、ドッキングは、プリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャおよびプリントヘッド管理システムパネルアセンブリのそれぞれの間のガスケットシールの形成を含むことができる。図２の第２の通路１３６５および相補的な第１の通路等の通路を密閉可能に閉鎖することと併せて、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０３および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ２５０４が、第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２を密閉可能に閉鎖するように、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０および第２のプリントヘッド管理システム補助パネルアセンブリ１３７０とドッキングされるとき、そのように形成された複合構造は、密封される。

加えて、本教示によると、例えば、図２の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２等の通路を密閉可能に閉鎖するために、構造的閉鎖を使用することによって、補助エンクロージャが、印刷システムエンクロージャ等の別の内部エンクロージャ容積、ならびにガスエンクロージャアセンブリの外部から隔離されることができる。本教示によると、構造的閉鎖は、開口部または通路のための種々の密閉可能カバーを含むことができ、そのような開口部または通路は、エンクロージャパネル開口部または通路の非限定的実施例を含む。本教示のシステムおよび方法によると、ゲートは、空気圧、油圧、電気、または手動作動を使用して、任意の開口部または通路を可逆的に覆う、もしくは可逆的に密閉可能に閉鎖するために使用されることができる、任意の構造的閉鎖であることができる。したがって、ゲートを使用して、図２の第１のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３８２は、可逆的に覆われる、または可逆的に密閉可能に閉鎖されることができる。

図３の印刷システム２０００の拡大図では、印刷システムの種々の実施形態は、基板浮動式テーブル基部２２２０によって支持される、基板浮動式テーブル２２００を含むことができる。基板浮動式テーブル基部２２２０は、印刷システム基部２１００上に搭載されることができる。印刷システムの基板浮動式テーブル２２００は、基板２０５０を支持するとともに、基板の印刷中にガスエンクロージャアセンブリ１０００を通して基板２０５０が移動させられ得る、進行を画定することができる。本教示のＹ軸運動システムは、本明細書でさらに詳細に議論されるであろう、基板を保持するためのグリッパシステム（図示せず）を含み得る、第１のＹ軸支持ビーム２３５１と、第２のＹ軸支持ビーム２３５２とを含むことができる。Ｙ軸運動は、線形空気ベアリングまたは線形機械システムのいずれかによって提供されることができる。その点に関して、運動システム、すなわち、図３で描写されるように、Ｙ軸運動システムと併せて、基板浮動式テーブル２２００は、印刷システムを通して基板２０５０の無摩擦運搬を提供することができる。

図４は、本教示のガスエンクロージャアセンブリおよびシステムの種々の実施形態による、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０内に収納される第１のプリントヘッド管理システム２７０１の拡大図を描写する。図４で描写されるように、補助エンクロージャ１３３０は、第１のプリントヘッド管理システム２７０１の詳細がより明確に見えるように、切断図として示されている。図４の第１のプリントヘッド管理システム２７０１等の本教示によるプリントヘッド管理システムの種々の実施形態では、装置２７０７、２７０９、および２０１１は、種々の機能を果たすための種々のサブシステムまたはモジュールであることができる。例えば、装置２７０７、２７０９、および２０１１は、滴測定モジュール、プリントヘッドパージ容器モジュール、およびブロッタモジュールであることができる。図４で描写されるように、プリントヘッド交換モジュール２７１３は、少なくとも１つのプリントヘッドデバイス２５０５をドッキングするための場所を提供することができる。第１のプリントヘッド管理システム２７０１の種々の実施形態では、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０は、ガスエンクロージャアセンブリ１０００（図１参照）が維持される、同一の環境仕様に維持されることができる。第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０は、種々のプリントヘッド管理手順と関連付けられるタスクを実行するために位置付けられるハンドラ２７３０を有することができる。例えば、各サブシステムは、本質的に消耗品であり、吸取紙、インク、および廃棄物リザーバの交換等の交換を要求する、種々の部品を有することができる。種々の消耗部品は、例えば、ハンドラを使用した完全自動モードで、即時挿入のために包装されることができる。非限定的実施例として、吸取紙は、使用のために吸取モジュールの中に容易に挿入され得る、カートリッジ形式で包装されることができる。別の非限定的実施例として、インクは、交換可能リザーバ、ならびに印刷システムで使用するためのカートリッジ形式で包装されることができる。廃棄物リザーバの種々の実施形態は、使用のためにパージ容器モジュールの中に容易に挿入され得る、カートリッジ形式で包装されることができる。加えて、継続中の使用を受ける印刷システムの種々の構成要素の部品は、周期的交換を要求し得る。印刷プロセス中に、プリントヘッドデバイスアセンブリの便宜的管理、例えば、限定されないが、プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッドの交換が、望ましくあり得る。プリントヘッド交換モジュールは、使用のためにプリントヘッドデバイスアセンブリの中に容易に挿入され得る、プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッド等の部品を有することができる。ノズル発射のチェック、ならびに全ノズルからの滴体積、速度、および軌道の光学的検出に基づく測定に使用される滴測定モジュールは、使用後に周期的交換を要求し得る、源および検出器を含むことができる。種々の消耗品の高利用部品は、例えば、ハンドラを使用した完全自動モードで、即時挿入のために包装されることができる。ハンドラ２７３０は、アーム２５３４に搭載されたエンドエフェクタ２７３６を有することができる。エンドエフェクタ構成の種々の実施形態、例えば、ブレード型エンドエフェクタ、クランプ型エンドエフェクタ、およびグリッパ型エンドエフェクタが使用されることができる。エンドエフェクタの種々の実施形態は、エンドエフェクタの部分を作動させるか、または別様にプリントヘッドデバイスもしくはプリントヘッドデバイスからのプリントヘッドを保定するかのいずれかのために、機械的握持および圧着、ならびに空気圧または真空支援アセンブリを含むことができる。

プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッドの交換に関して、図４のプリントヘッド管理システム２７０１のプリントヘッド交換モジュール２７１３は、少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイス用のドッキングステーション、ならびにプリントヘッド用の格納レセプタクルを含むことができる。各プリントヘッドデバイスアセンブリ（図２参照）が、約１〜約６０個のプリントヘッドデバイスを含むことができ、かつ各プリントヘッドデバイスが約１〜約３０個のプリントヘッドを含むことができるため、次いで、本教示の印刷システムの種々の実施形態は、約１〜約１８００個のプリントヘッドを有することができる。プリントヘッド交換モジュール２７１３の種々の実施形態では、プリントヘッドデバイスがドッキングされる一方で、プリントヘッドデバイスに搭載された各プリントヘッドは、印刷システムで使用中ではない間に、動作可能な状態で維持されることができる。例えば、ドッキングステーションの中に配置されたとき、各プリントヘッドデバイス上の各プリントヘッドは、インク供給および電気接続に接続されることができる。ノズルがプライミングされたままであり、詰まらないことを確実にするために、ドッキングされている間に、各プリントヘッドの各ノズルへの周期的発射パルスが印加され得るように、電力が各プリントヘッドデバイス上の各プリントヘッドに提供されることができる。図４のハンドラ２７３０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００に近接して位置付けられることができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、図４で描写されるように、第１のプリントヘッド管理システム補助エンクロージャ１３３０を覆ってドッキングされることができる。プリントヘッドを交換するための手順中に、ハンドラ２７３０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００から標的部品、すなわち、プリントヘッドまたは少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイスのいずれかを除去することができる。ハンドラ２７３０は、プリントヘッド交換モジュール２７１３からプリントヘッドデバイスまたはプリントヘッド等の交換用部品を回収し、交換プロセスを完了することができる。除去された部品は、回収のためにプリントヘッド交換モジュール２７１３の中に配置されることができる。

図５Ａで描写されるように、ガスエンクロージャ１０００Ａは、印刷システム２０００Ａを収納することができる。本明細書で後にさらに詳細に議論されるであろうように、封入印刷システム５００Ａが、図１１の封入印刷システム５００Ｃの種々の実施形態について説明されるような特徴を有することができる一方で、印刷システム２０００Ａは、図３の印刷システム２０００について説明される全ての特徴を有することができる。印刷システム２０００Ａは、図５Ａのアイソレータ２１１０Ａおよび２１１０Ｂを含むアイソレータセット２１１０等のアイソレータの少なくとも２つのセットによって支持され得る、印刷システム基部２１００を有することができる。Ｙ軸運動システム２３５０は、印刷システム基部２１００上に搭載されることができる。基板２０５０は、基板浮動式テーブル２２００によって浮動して支持されることができる。印刷システム基部２１００は、その上にブリッジ２１３０が搭載され得る、第１のライザ２１２０および第２のライザ２１２２を支持することができる。印刷システムブリッジ２１３０は、その上にプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００が搭載され得る、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１と、その上にカメラアセンブリ２５１０が搭載され得る、第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２とを支持することができる。

図５Ａのカメラアセンブリ２５１０は、例えば、限定されないが、ナビゲーションならびに点検に利用されることができる。印刷システムカメラアセンブリの種々の実施形態は、視野および解像度に関する異なる仕様を有することができる。例えば、１つのカメラが、原位置粒子点検用の線走査カメラであることができる一方で、第２のカメラは、ガスエンクロージャシステム内の基板の規則的ナビゲーションに、または基板に対するプリントヘッドデバイスアセンブリの場所に使用されることができる。規則的ナビゲーションのために有用である、そのようなカメラは、約０．９倍の倍率で約５．４ｍｍ×４ｍｍ〜約０．４５倍の倍率で約１０．６ｍｍ×８ｍｍの範囲内の視野を有する、面走査カメラであることができる。なおも他の実施形態では、１つのカメラが、原位置粒子点検用の線走査カメラであることができる一方で、第２のカメラは、ガスエンクロージャシステム内の基板の精密なナビゲーションに、例えば、基板整合に、または基板に対するプリントヘッドデバイスアセンブリの精密な場所に使用されることができる。精密なナビゲーションのために有用であり得る、そのようなカメラは、約７．２倍の倍率で約０．７ｍｍ×０．５ｍｍの視野を有する、面走査カメラであることができる。

加えて、ガスエンクロージャ１０００Ａは、プリントヘッド管理システム２７００を封入し得る、補助エンクロージャ１３３０を有することができる。プリントヘッド管理システム２７００は、バルクインク送達システム３５００内に収納され得る、バルク廃棄物アセンブリと流動連通し得る、ローカル廃棄物アセンブリを含むことができる。補助エンクロージャ１３３０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２を通してガスエンクロージャ１０００Ａの残りの作業容積と流動連通することができる。本明細書で以前に議論されたように、プリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００がプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５上で密閉可能にドッキングされるときに補助エンクロージャを隔離し得る、ガスケットシールを提供することができる。

図５Ａで描写されるように、バルクインク送達システム３５００の種々の実施形態は、ガスエンクロージャ１０００Ａの外部に位置し、図５Ａの入力斜線によって示されるように、ローカルインク送達システム３７００の種々の実施形態と流動連通することができる。ローカルインク送達システム３７００は、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１上でプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の近位に搭載され、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００と流動連通することができる。加えて、プリントヘッド管理システム２７００の構成要素であり得る、ローカル廃棄物アセンブリは、図５Ａの出力斜線によって示されるように、ガスエンクロージャ１０００Ａの外部に位置するバルク廃棄物アセンブリと流動連通することができる。図５Ｂに示されるように、ローカルインク送達システム３７００は、圧縮継手３７２５を通してプリントヘッドデバイスアセンブリ入力ラインに結合され得る、ローカルインク分注リザーバ出力ラインを通してプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００と流動連通することができる。図５Ｃに示されるように、プリントヘッド管理システム２７００は、本明細書で以前に議論されたように、プリントヘッド管理システム２７００のパージ容器モジュールの一部であり得る、ローカル廃棄物リザーバアセンブリ２６００を有することができる。ローカル廃棄物リザーバアセンブリ２６００は、漏斗形である、図５Ｃで描写される廃液入口レセプタクル２６１０を含むことができる。廃液入口レセプタクル２６１０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ廃棄物ラインから液体を収集し、それによって、液体損失を防止することが可能な任意のレセプタクルであることができる。ローカル廃棄物リザーバアセンブリ２６００は、高廃液レベルを監視するための第１の液面インジケータ２６２２Ａと、低廃液レベルを監視するための第２の液面インジケータ２６２２Ｂとを有し得る、ローカル廃棄物リザーバ２６２０を含むことができる。ローカル廃棄物リザーバ２６２０は、通気口２６２４を有することができ、本明細書で以前に議論されるように、ローカル廃棄物リザーバ２６２０は、バルクインク送達システム３５００に収納されるバルク廃棄物アセンブリと流動連通することができる。

図５Ｄの封入印刷システム５００Ｂは、図５Ａの封入印刷システム５００Ａについて本明細書に説明されるような特徴の多くを有することができる。図５Ｄで描写されるように、ガスエンクロージャ１０００Ｂは、印刷システム２０００Ｂを収納することができる。本明細書で後にさらに詳細に議論されるであろうように、図５Ｄの封入印刷システム５００Ｂが、図１１の封入印刷システム５００Ｃの種々の実施形態について説明されるような特徴を有することができる一方で、印刷システム２０００Ｂは、図３の印刷システム２０００ならびに図５Ａの印刷システム２０００Ａについて説明される全ての特徴を有することができる。図５Ｄの印刷システム２０００Ｂは、アイソレータ２１１０Ａおよび２１１０Ｂを含むアイソレータセット２１１０等のアイソレータの少なくとも２つのセットによって支持され得る、印刷システム基部２１００を有することができる。Ｙ軸運動システム２３５０は、印刷システム基部２１００上に搭載されることができる。基板２０５０は、基板浮動式テーブル２２００によって浮動して支持されることができる。印刷システム基部２１００は、その上にブリッジ２１３０が搭載され得る、第１のライザ２１２０および第２のライザ２１２２を支持することができる。印刷システムブリッジ２１３０は、その上にプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００が搭載され得る、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１と、その上にカメラアセンブリ２５１０が搭載され得る、第２のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０２とを支持することができる。図５Ａの封入印刷システム５００Ａの種々の実施形態は、補助エンクロージャ１３３０を有し得る、図１のガスエンクロージャ１０００を伴って描写されるような輪郭形成エンクロージャを含むことができると想起されたい。図５Ｄのガスエンクロージャ１０００Ｂの種々の実施形態は、図１０Ａについて本明細書でさらに詳細に説明されるであろうように、補助エンクロージャがないガスエンクロージャの種々の実施形態による、輪郭形成エンクロージャであることができる。

図５Ｄで描写されるように、バルクインク送達システム３５００の種々の実施形態は、図５Ｄの入力斜線によって示されるように、ガスエンクロージャ１０００Ｂの外部に位置し、ローカルインク送達システム３７００の種々の実施形態と流動連通することができる。ローカルインク送達システム３７００は、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１上でプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の近位に搭載され、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００と流動連通することができる。加えて、プリントヘッド管理システム２７００の構成要素であり得る、ローカル廃棄物アセンブリは、図５Ｄの出力斜線によって示されるように、ガスエンクロージャ１０００Ｂの外部に位置するバルク廃棄物アセンブリと流動連通することができる。

図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、ガスエンクロージャ１０００Ａおよび１０００Ｂに収納されることができる、印刷システムインク送達システムの概略図である。ガスエンクロージャ１０００Ａの種々の実施形態は、補助エンクロージャ１３３０を有し得る、図１のガスエンクロージャ１０００を伴って描写されるような輪郭形成エンクロージャであることができる。図６Ｂのガスエンクロージャ１０００Ｂの種々の実施形態は、図１０Ａについて本明細書でさらに詳細に説明されるであろうように、補助エンクロージャがないガスエンクロージャの種々の実施形態による、輪郭形成エンクロージャであることができる。図６Ａおよび図６Ｂの印刷システムインク送達システムは、図６Ａおよび図６Ｂの入力斜線によって示されるように、バルクインク送達システム３５００と流動連通する、ローカルインク送達システム３７００を含むことができる。ローカルインク送達システム３７００は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００と流動連通することができ、それによって、インクの供給を１つまたはそれを上回るプリントヘッドデバイスに提供し、各プリントヘッドデバイスは、１つまたはそれを上回るプリントヘッドデバイスアセンブリを含む。本教示のローカルインク送達システム３７００の種々の実施形態は、ローカルインク補充リザーバ３７１０と、ローカルインク分注リザーバ３７２０と、空気圧式制御マニホールド３７３０とを含むことができる。

ローカルインク補充リザーバ通気口３７１２を含み得る、ローカルインク補充リザーバ３７１０は、入力斜線によって示されるように、バルクインク送達システム入口ラインから、バルクインク送達システム３５００からのインクの供給を受容することができる。ローカルインク送達システム３７００は、ローカルインク補充リザーバ３７１０と関連付けられる少なくとも３つの液面インジケータ、すなわち、上位液体インジケータ３７１６Ａ、中位液体インジケータ３７１６Ｂ、および下位レベル液体インジケータ３７１６Ｃを含むことができる。ローカルインク補充リザーバ３７１０用の液面インジケータ３７１６Ａ、３７１６ＡＢ、および３７１６ＡＣは、十分なレベルのインクがバルクインク送達システム３５００からローカルインク補充リザーバ３７１０に供給されることを確実にし得る、動的液面制御システムの一部であることができる。図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、印刷システムの種々の実施形態について、ローカルインク補充リザーバ３７１０内の十分な量のインクは、インクレベルがそのレベルを維持するために液面制御システムの公差内で液面インジケータ３７１６Ａを超えないように、液面インジケータ３７１６Ａによって画定されることができる。図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、印刷システムの種々の実施形態について、ローカルインク補充リザーバ３７１０内の十分な量のインクは、インクレベルがそのレベルを維持するために液面制御システムの公差内で本質的に液面インジケータ３７１６Ｂのレベルにあるであろうように、液面インジケータ３７１６Ｂによって画定されることができる。図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、印刷システムの種々の実施形態について、ローカルインク補充リザーバ３７１０内の十分な量のインクは、インクレベルがそのレベルを維持するために液面制御システムの公差内で液面インジケータ３７１６Ｃを下回らないように、液面インジケータ３７１６Ｃによって画定されることができる。本教示によると、上位液体インジケータ３７１６Ａ、中位液体インジケータ３７１６Ｂ、および下位液体インジケータ３７１６Ｃの種々の実施形態は、＋／−２００ミクロンの公差までローカルインク補充リザーバ３７１０上のそれらの個別の位置においてインクのレベルを制御することができる。本教示によると、上位液体インジケータ３７１６Ａ、中位液体インジケータ３７１６Ｂ、および下位液体インジケータ３７１６Ｃの種々の実施形態は、＋／−５００ミクロンの公差までローカルインク補充リザーバ３７１０上のそれらの個別の位置においてインクのレベルを制御することができる。ローカルインク補充リザーバ３７１０は、ローカルインク分注リザーバ入口ライン３７２２を介してローカルインク分注リザーバ３７２０と流動連通し得る、ローカルインク補充リザーバ出口ライン３７１４と流動連通することができる。図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、ローカルインク補充リザーバ出口ライン３７１４とローカルインク分注リザーバ入口ライン３７２２との間の流動連通は、ローカルインク送達システム制御弁３７１５を使用して制御されることができる。

ローカルインク送達システム３７００は、ローカルインク分注リザーバ３７２０と関連付けられる少なくとも４つの液面インジケータ、すなわち、上位液体インジケータ３７２６Ａ、第１の中位液体インジケータ３７２６Ｂ、第２の中位液体インジケータ３７２６Ｃ、および下位液体インジケータ３７２６Ｄを含むことができる。ローカルインク補充リザーバ３７１０について本明細書で以前に議論されたように、ローカルインク分注リザーバ３７２０と関連付けられる液面インジケータは、十分なレベルのインクがローカルインク補充リザーバ３７１０からローカルインク分注リザーバ３７２０に供給されることを確実にし得る、動的液面制御システムの一部であることができる。ローカルインク分注リザーバ３７２０内の液面の場合、静的上部圧力がプリントヘッドデバイスアセンブリの上方で一定であるために、ローカルインク分注リザーバ３７２０内の液面は、第１の中位液体インジケータ３７２６Ｂおよび第２の中位液体インジケータ３７２６Ｃを使用して、所望の公差内で一定に保たれることができる。加えて、図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、印刷システムの種々の実施形態について、ローカルインク分注リザーバ３７２０内の十分な量のインクは、インクレベルがそのレベルを維持するために液面制御システムの公差内で液面インジケータ３７２６Ａを超えないように、液面インジケータ３７２６Ａによって画定されることができる。同様に、図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、印刷システムの種々の実施形態について、ローカルインク分注リザーバ３７２０内の十分な量のインクは、インクレベルがそのレベルを維持するために液面制御システムの公差内で液面インジケータ３７２６Ｄを下回らないように、液面インジケータ３７２６Ｄによって画定されることができる。本教示によると、上位液体インジケータ３７２６Ａ、第１の中位液体インジケータ３７２６Ｂ、第２の中位液体インジケータ３７２６Ｃ、および下位液体インジケータ３７２６Ｄの種々の実施形態は、＋／−２００ミクロンの公差までローカルインク分注リザーバ３７２０上のそれらの個別の位置においてインクのレベルを制御することができる。本教示によると、上位液体インジケータ３７２６Ａ、第１の中位液体インジケータ３７２６Ｂ、第２の中位液体インジケータ３７２６Ｃ、および下位液体インジケータ３７２６Ｄの種々の実施形態は、＋／−５００ミクロンの公差までローカルインク分注リザーバ３７２０上のそれらの個別の位置においてインクのレベルを制御することができる。空気圧式制御アセンブリ３７３０は、ローカルインク分注リザーバ３７２０と、窒素等のガス３７３２、調整された真空源３４３４、および通気口３４３６等の種々の空気圧式制御源との間の制御を提供することができる。

ローカルインク分注リザーバ出口ライン３７２４は、プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２と流動連通することができ、それによって、ローカルインク分注リザーバ３７２０とプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００との間の流動連通を提供する。ローカルインク分注リザーバ出口ライン３７２４は、圧縮継手３７２５を使用してプリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２に結合されることができる。図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、ローカルインク分注リザーバ３７２０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２と流動連通することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２は、プリントヘッドデバイスアセンブリ供給マニホールド２５１０を通して、複数のプリントヘッドデバイス、すなわち、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂ、およびプリントヘッドデバイス２５０５Ｃと流動連通することができる。各プリントヘッドデバイスは、１つのデバイスにつき複数のプリントヘッドを有することができる。図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写されるように、プリントヘッドデバイス２５０５Ａが、プリントヘッド２５０７Ａ、２５０７Ｂ、および２５０７Ｃを有する一方で、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂは、プリントヘッド２５０７Ｄ、２５０７Ｅ、および２５０７Ｆを有し、プリントヘッドデバイス２５０５Ｃは、プリントヘッド２５０７Ｇ、２５０７Ｈ、および２５０７Ｉを有する。プリントヘッドデバイスアセンブリ供給マニホールド２５１０は、それぞれ、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂ、およびプリントヘッドデバイス２５０５Ｃと流動連通する、供給マニホールド入口ライン２５１２Ａ、供給マニホールド入口ライン２５１２Ｂ、および供給マニホールド入口ライン２５１２Ｃを有することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２と、供給マニホールド入口ライン２５１２Ａ、供給マニホールド入口ライン２５１２Ｂ、および供給マニホールド入口ライン２５１２Ｃとの間の流動連通は、それぞれ、供給マニホールド入口制御弁２５１３Ａ、供給マニホールド入口制御弁２５１３Ｂ、および供給マニホールド入口制御弁２５１３Ｃによって制御されることができる。３つの同等流路への流動分割は、各プリントヘッドデバイス用の３つのプリントヘッドのそれぞれが同等のインク量を受容するように、図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写されるように、供給マニホールド入口ライン２５１２Ａ、供給マニホールド入口ライン２５１２Ｂ、および供給マニホールド入口ライン２５１２Ｃ毎に行われることができる。

プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂ、およびプリントヘッドデバイス２５０５Ｃは、プリントヘッドデバイスアセンブリ帰還マニホールド２５２０と流動連通することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ帰還マニホールド２５２０は、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ａ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｂ、および帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｃと流動連通することができる。帰還マニホールド出口ライン２５２２Ａ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｂ、および帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｃは、プリントヘッドデバイスアセンブリ出口ライン２５０６と流動連通することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ帰還マニホールド２５２０とプリントヘッドデバイスアセンブリ出口ライン２５０６との間の流動連通は、それぞれ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ａ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｂ、および帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｃと関連付けられる、帰還マニホールド出口制御弁２５２３Ａ、帰還マニホールド出口制御弁２５２３Ｂ、および帰還マニホールド出口制御弁２５２３Ｃによって制御されることができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２およびプリントヘッドデバイスアセンブリ出口ライン２５０６は両方とも、プリントヘッドデバイスアセンブリ出力廃棄物ライン２５３０と流動連通することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ入口ライン２５０２とプリントヘッドデバイスアセンブリ出力廃棄物ライン２５３０との間の流動連通は、プリントヘッドデバイスアセンブリ廃棄物ラインの第１の制御弁２５３１を使用して制御されることができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ廃棄物ラインの第２の制御弁２５３２は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００とローカル廃棄物アセンブリとの間の流動連通を制御することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリ出力廃棄物ライン２５３０は、図６Ａの補助エンクロージャ１３３０または図６Ｂのガスエンクロージャ１０００Ｂ内に収納され得る、プリントヘッド管理システム２７００の一部である、ローカルインク廃棄物アセンブリ２６００（例えば、図５Ａ参照）と流動連通することができる。

図６Ａに関して、本明細書で以前に議論されたように、補助エンクロージャ１３３０は、プリントヘッドデバイスアセンブリ開口部１３４２を通してガスエンクロージャ１０００Ａの残りの作業容積と流動連通することができる。さらに、プリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００がプリントヘッドデバイスアセンブリドッキングガスケット１３４５上で密閉可能にドッキングされるときに、補助エンクロージャを隔離し得る、ガスケットシールを提供することができる。ローカルインク廃棄物アセンブリ２６００は、ひいては、図６Ａの出力斜線によって示されるように、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリと流動連通する。バルクインク送達システム廃棄物アセンブリは、バルクインク送達システム３５００内に収納されることができる。

図７では、バルクインク送達システム３５００の種々の実施形態の概略図が示されている。図７に示されるように、バルクインク送達システム３５００は、本教示によると、ローカルインク送達システム３７００の種々の実施形態と流動連通することができる。バルクインク送達システム３５００の種々の実施形態について、ポンプＰ_Ｂ１は、液体およびガス状流体を両方とも効果的に送出し得る、計量ポンプであることができる。その点に関して、バルクインク送達システム３５００のバルクインク供給システム３５１０および保守システム３５１４は両方とも、流量制御のために計量ポンプＰ_Ｂ１を利用することができる。図７で描写されるように、計量ポンプＰ_Ｂ１は、全てが示されるように計量ポンプ弁を使用して制御される、そのうちの２本が図７に示される、３本の出力ラインの可能性とともに、３本の入力ラインを有する、制御可能マニホールドシステムを提供する。制御可能入力および出力ラインの数は、計量ポンプの種々の実施形態に従って変動し得る。本教示のバルクインク送達システムの実施形態で利用される計量ポンプの種々の実施形態は、例えば、限定されないが、液体およびガス状流体を両方とも制御できること、腐食および汚染を防止するように流体流と接触している耐腐食性ポリマー表面、二次汚染を防止するゼロ死容積接続、種々のインクの最小体積を使用する急速プライミングのための最小保持体積、ならびにサックバック能力を伴う弁を含み得る、属性を有することができる。

図７のバルクインク送達システム（ＢＩＤＳ）３５００は、第１のインク源と流体連通する第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１と、第２のインク源と流体連通する第２のＢＩＤＳインク供ラインＬ_Ｂ２とを有し得る、バルクインク供給システム３５１０を有することができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１および第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ２は、それぞれ、図７に示されるように、マルチポート計量ポンプＰ_Ｂ１のアセンブリの一部であり得る、第１のＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ１および第２のＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ２によって制御されることができる。バルクインク供給システム３５１０のための流量制御を提供することに加えて、最小保持体積を伴う種々の異なる流体を制御可能に取り扱うために計量ポンプＰ_Ｂ１が有する能力を考慮すると、計量ポンプＰ_Ｂ１はまた、保守システム３５１４を制御可能に取り扱うために使用されることもできる。例えば、図７では、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３は、溶媒源と流体連通することができ、第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４は、不活性ガス源、例えば、図７に示されるような窒素源と流体連通することができる。第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４は、それぞれ、第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁Ｖ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給弁Ｖ_Ｂ４によって制御されることができる。図７で描写されるように、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４は、第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁Ｖ_Ｂ５によって制御され得る、第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５と流体連通することができる。第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁Ｖ_Ｂ５は、図７に示されるように、マルチポート計量ポンプＰ_Ｂ１のアセンブリの一部であることができる。第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４は、図７に示されるように、２つの弁を使用してＴ字接合点において継合されることができる、または３方弁が使用されることができる。第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁Ｖ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳ不活性ガス供給弁Ｖ_Ｂ４は、後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、処理中に通常閉鎖位置にあるが、保守手順中に選択的に開放されることができる。

最初に、図７のシステムおよび方法の種々の実施形態について、例えば、印刷手順が開始する前に、計量ポンプＰ_Ｂ１のマニホールドシステムを通したインクラインのプライミングが行われることができる。例えば、いったんインク供給が、第１のインク供給コンテナ、インク１から利用可能になると、全ての他の弁が閉鎖されたままである間に、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１は、第１のＢＩＤＳインク供給弁Ｖ_Ｂ１およびＢＩＤＳ廃棄物ライン弁Ｖ_ＢＷを開放することによって、インク１からのインクでプライミングされることができる。弁状態がそのように位置付けられると、ＢＩＤＳ廃棄物ラインＬ_ＢＷを通した第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１とバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３５１６との間の流体連通がある、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１のプライミングが行われることができる。プライミング後、例えば、印刷プロセスの開始中に、全ての他の弁が閉鎖されている間に、計量ポンプＰ_Ｂ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁Ｖ_Ｂ１および第６のＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ６が開放し得る。弁状態がそのように位置付けられると、第１のインク供給コンテナ、インク１は、ローカルインク送達システム３７００と流体連通する、バルクインク送達システム３５００と流体連通する。第２のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ２は、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１をプライミングするための実施例で挙げられるように、同様にインク２からのインクでプライミングされることができる。

２つのインク供給源が図７に示されているが、複数のインク供給コンテナがバルクインク供給システム３５１０に含まれることができ、かつインクの順次供給源として作用することができる。例えば、図７に示されるように、第１のインク供給コンテナ、インク１のインクのレベルが低レベルインジケータにあるとき、計量ポンプＰ_Ｂ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁Ｖ_Ｂ１は、第１のインク供給コンテナ、インク１が隔離され、補充または交換のいずれかが行われ得るように、閉鎖されることができる。インク１の隔離に続いて、計量ポンプＰ_Ｂ１の第２のＢＩＤＳインク供給弁Ｖ_Ｂ２は、第２のインク供給コンテナ、インク２が、図１３の封入印刷システム５００Ａ等のガスエンクロージャシステム用のインク供給源として作用し得るように、開放されることができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１または第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ２のいずれかは、いずれのインク供給源が使用中であるかに応じて、第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６と流体連通することができる。バルクインク供給システム３５１０からのインク流を要求するプロセス中に、全ての他の弁が閉鎖されている間に、計量ポンプＰ_Ｂ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁Ｖ_Ｂ１および第６のＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ６が開放し、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬ_Ｂ１と第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６との間の流動を可能にすることができる。第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６は、フィルタ３５１２を通過し、例えば、限定されないが、バルクインク供給システム３５１０のバルクインク供給源からインク中の溶解ガスを除去するために脱ガス装置と流体連通する、第７のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ７と流体連通している。最終的に、ガスを抜かれた後、インクは、ローカルインク送達システム３７００と流体連通する、第８のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ８を通って流動することができる。

本明細書で以前に議論されたように、バルクインク供給システム３５１０に加えて、図７のバルクインク送達システム３５００は、ＢＩＤＳ保守システム３５１４を有することができる。ＢＩＤＳ保守システム３５１４は、それぞれ、第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁Ｖ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳ不活性ガス供給弁Ｖ_Ｂ４によって制御され得る、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４を含むことができる。図７で描写されるように、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬ_Ｂ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬ_Ｂ４は、第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５と流体連通することができる。第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５は、計量ポンプＰ_Ｂ１の第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁Ｖ_Ｂ５によって制御されることができる。加えて、図７のバルクインク送達システム３５００に関して、ＢＩＤＳ廃棄物ラインＬ_ＢＷは、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３５１６と流体連通することができる。ＢＩＤＳ廃棄物ラインＬ_ＢＷは、計量ポンプＰ_Ｂ１のＢＩＤＳ廃棄物ライン弁Ｖ_ＢＷによって制御されることができる。第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁Ｖ_Ｂ３、第４のＢＩＤＳガス供給弁Ｖ_Ｂ４、第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁Ｖ_Ｂ５、およびＢＩＤＳ廃棄物ライン弁Ｖ_ＢＷは、処理中に通常閉鎖位置にあるが、保守手順中に選択的に開放されることができる。

例えば、保守手順中に、バルクインク供給システム３５１０と関連付けられる計量ポンプＰ_Ｂ１のＢＩＤＳ弁、すなわち、ＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ１、Ｖ_Ｂ２、およびＶ_Ｂ６は、閉鎖位置にとどまるであろう。溶媒パージを利用する保守手順が実装される場合には、ＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ３、Ｖ_Ｂ５、およびＶ_ＢＷは、溶媒プライミングが、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３５１６と流体連通し得る、第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５を通して行われることができるように、開放されることができる。プライミング後、例えば、ローカルインク送達システム３７００内のラインの溶媒洗浄を利用する保守手順中に、次いで、溶媒が、第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６と流体連通し得る第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５を通って流動し得るように、ＢＩＤＳ廃棄物ライン弁Ｖ_ＢＷは、閉鎖されることができ、ＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ３、Ｖ_Ｂ５、およびＶ_Ｂ６は、開放されることができる。第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６は、本明細書に説明されるように、ローカルインク送達システム３７００と流体連通し、ローカルインク送達システム３７００の全体を通して、最終的に、第９のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ９を通してバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３５１６に、溶媒流を提供する。加えて、不活性ガスを利用する保守手順が実装される場合には、ＢＩＤＳ弁Ｖ_Ｂ４、Ｖ_Ｂ５、およびＶ_Ｂ６は、不活性ガスが、第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６と流体連通し得る第５のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ５を通って流動し得るように、開放されることができる。第６のＢＩＤＳラインＬ_Ｂ６は、本明細書に説明されるように、ローカルインク送達システム３７００と流体連通する。

図８Ａは、第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１等のプリントヘッドデバイスアセンブリ位置付けシステム上に搭載されたプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の底面斜視図である（図３も参照）。第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１は、図３の基板２０５０等の基板に対して印刷システムブリッジ２１３０上でＸ軸方向に位置付けられることができる。図８Ａに示されるように、サービス束筐体２４１０は、印刷システムブリッジ２１３０に搭載される。サービス束筐体２４１０は、種々の装置およびシステムから、印刷システムを含むガスエンクロージャシステムに動作可能に接続される、種々のサービス束を含有することができる。サービス束の種々の実施形態は、ガスエンクロージャシステムの内部内に配置された種々のアセンブリおよびシステムの光学、電気、機械、および流体機能を提供するために、束ねられた光ケーブル、電気ケーブル、ワイヤ、管類、および同等物を含むことができる。図１０Ａおよび図１０Ｂに関して、本明細書でのちにさらに詳細に議論されるであろうように、バルクインク送達システムとローカルインク送達システムとの間の流動連通は、サービス束筐体を通ってローカルインク送達システムまで延設する流体ラインによって起こり得る。印刷および保守ステップ等の種々のプロセスステップ中に、Ｘ軸キャリッジアセンブリ２３０１が印刷システムブリッジ２１３０を横断してプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００を移動させると、それに応じて種々のサービス束が移動する。したがって、そのようなサービス束の中の液体インクラインは、連続屈曲および摩耗を受ける。本教示のシステムおよび方法によると、ガスエンクロージャシステムの外部のバルクインク送達システムは、インクラインが、バルク廃棄物アセンブリと流動連通し得る導管を通して延設される、二重導管システムを利用して、ガスエンクロージャシステムの内部のローカルインク送達供給システムと流体連通することができる。その点に関して、インクラインが漏出を生じた場合、液体は、外側導管を通って廃棄物まで流れることができる。

図８Ａで描写されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、プリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ（図示せず）内に実質的に収納され、プリントヘッドデバイスアセンブリ搭載プレート２５１５に搭載され得る、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃを有することができる。プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃは、各プリントヘッドデバイスが、図３の基板２０５０等の基板に対して位置付けられるためにプリントヘッドデバイスアセンブリ搭載プレート２５１５を通って延在し得るように、プリントヘッドデバイスアセンブリ搭載プレート２５１５に搭載されることができる。図３の印刷システム２０００または図５Ａの印刷システム２０００Ａの種々の実施形態について、プリントヘッドデバイスアセンブリは、約１〜約６０個のプリントヘッドデバイスを含むことができ、各プリントヘッドデバイスは、各プリントヘッドデバイスの中に約１〜約３０個のプリントヘッドを有することができる。図８Ａで描写されるように、本教示のシステムおよび方法によると、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、３つのプリントヘッドデバイスを有することができ、図６Ａおよび図６Ｂで描写されるような各プリントヘッドデバイスは、３つのプリントヘッド２５０７Ａ−２５０７Ｉを有することができる。図８Ａで描写されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、加えて、図６Ａおよび図６Ｂで描写されるように、ローカルインク送達システム３７００と流動連通することができる。図８Ａで描写されるように、ローカルインク送達システム３７００は、ローカルインク分注リザーバ３７２０と流動連通し得る、ローカルインク補充リザーバ３７１０を有することができる。ローカルインク送達システム滴受３７４０は、インクラインを洗浄するために使用されるインクまたは溶媒等の液体の集合を提供し、それによって、ローカルインク送達システム３７００の下方に位置付けられた印刷システムを流体漏出から保護するように構成されることができる。図６Ａおよび図６Ｂについて本明細書で以前に議論されたように、ローカルインク分注リザーバ３７２０は、各プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃと流動連通することができ、その各プリントヘッドデバイスは、３つのプリントヘッドを有して描写されている。本教示のシステムおよび方法によると、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、エンドユーザ選択プリントヘッドのうちのいずれかを収容することができる。本明細書で以前に議論されたように、継続的保守を要求するプリントヘッドデバイスおよびプリントヘッドの数を考慮して、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッドの即時配置もしくは交換のために、図２−図４で描写されるように、補助エンクロージャの中で保守システムを覆って位置付けられることができる。

概して、図８Ｂの拡大底面斜視図に図示されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃを有することができる。本明細書で以前に記述されたように、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃは、プリントヘッドデバイスが、図３の基板２０５０等の基板に対して位置付けられるためにプリントヘッドデバイスアセンブリ搭載プレート２５１５を通って延在し得るように、プリントヘッドデバイスアセンブリエンクロージャ（図示せず）内に実質的に収納され、プリントヘッドデバイスアセンブリ搭載プレート２５１５に搭載されることができる。図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写され、概して、図８Ｂに図示されるように、各プリントヘッドデバイスは、供給マニホールド入口ライン、ならびに帰還マニホールド出口ラインを有することができる。図６Ａのプリントヘッドデバイスアセンブリ供給マニホールド２５１０は、図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写され、概して、図８Ｂに図示されるように、それぞれ、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂ、およびプリントヘッドデバイス２５０５Ｃと流動連通する、供給マニホールド入口ライン２５１２Ａ、供給マニホールド入口ライン２５１２Ｂ、および供給マニホールド入口ライン２５１２Ｃを有することができる。同様に、出口側で、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、プリントヘッドデバイス２５０５Ｂ、およびプリントヘッドデバイス２５０５Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ帰還マニホールド２５２０と流動連通することができる。図６Ａのプリントヘッドデバイスアセンブリ帰還マニホールド２５２０は、図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写され、概して、図８Ｂに図示されるように、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ａ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｂ、および帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｃと流動連通することができる。帰還マニホールド出口ライン２５２２Ａ、帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｂ、および帰還マニホールド出口ライン２５２２Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂで概略的に描写されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ出口ライン２５０６と流動連通することができる。加えて、図８Ｂに図示されるように、ローカルインク送達システム３７００は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の近位に搭載されることができる。ローカルインク送達システム３７００は、ローカルインク補充リザーバ３７１０およびローカルインク分注リザーバ３７２０、ならびにローカルインク送達システム滴受３７４０を含むことができる。

本教示の種々のシステムおよび方法によると、図８Ａおよび図８Ｂのプリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃ等のプリントヘッドデバイスは、手動で、または自動的に、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の底部から挿入されることができる。例えば、図４で描写されるように、プリントヘッド設置または交換は、ロボットで行われることができる。図２−図４を参照して以前に議論されたように、ガスエンクロージャ１０００Ａ等のガスエンクロージャは、プリントヘッド管理システム２７０１を封入し得る、補助エンクロージャ１３３０を有することができる。図４では、プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッドの設置もしくは交換は、ロボット２５３０を使用して、補助エンクロージャ１３３０において行われることができる。図４のプリントヘッド管理システム２７０１のプリントヘッド交換モジュール２７１３は、少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイス用のドッキングステーション、ならびに複数のプリントヘッドデバイスおよび複数のプリントヘッド用の格納レセプタクルを含むことができる。本教示の各プリントヘッドデバイスアセンブリは、約１〜約６０個のプリントヘッドデバイスを含むことができ、各プリントヘッドデバイスは、約１〜約３０個のプリントヘッドを有することができる。故に、約１〜約６０個のプリントヘッドデバイスを有することに加えて、本教示の印刷システムの種々の実施形態は、約１〜約１，８００個のプリントヘッドを有することができ、その全ては、随時、保守を要求する。

概して図９に図示されるようなプリントヘッドデバイス２５０５は、プリントヘッド２５０７Ａ、２５０７Ｂ、および２５０７Ｃ等の複数のプリントヘッドを含むことができる。前述のように、プリントヘッドデバイス２５０５は、エンドユーザ選択プリントヘッドのうちのいずれかを収容することができ、各プリントヘッドデバイスは、少なくとも１つのプリントヘッドを有する。図９に図示されるように、プリントヘッド２５０７Ａ、２５０７Ｂ、および２５０７Ｃは、それぞれ、プリントヘッドノズルプレート２５０９Ａ、２５０９Ｂ、および２５０９Ｃを有することができる。プリントヘッドデバイス２５０５は、電気サービスを各プリントヘッドに提供し得る、プリントヘッドデバイス電気バルクヘッド２５５０を有することができる。加えて、プリントヘッドデバイス２５０５は、それぞれ、インク供給部およびローカル廃棄物リザーバアセンブリへの流動連通を提供する、供給マニホールド入口ライン２５１２および帰還マニホールド出口ライン２５２２を有することができる。

図１０Ａは、概して、図５Ｄの封入印刷システム５００Ｂについて本明細書に説明されるような特徴の全てを有することができる、封入印刷システム５００Ｂの斜視図を図示する。図１０Ａのガスエンクロージャ１０００Ｂは、第１のトンネルエンクロージャ区分１２００Ｂと、ブリッジエンクロージャ区分１３００Ｂと、第２のトンネルエンクロージャ区分１４００Ｂとを含むことができる。図５Ｄの印刷システム２０００Ｂ等の印刷システムは、ガスエンクロージャ１０００Ｂ内に収納されることができる。図１０Ａの斜視図では、印刷システム基部２１００ならびにブリッジ２１３０が示されている。ブリッジ２１３０の上に、種々の実施形態が本明細書に説明されている、キャリッジアセンブリ２３０１が搭載される。図１０Ａで描写されるように、ローカルインク送達システムは、プリントヘッドデバイスアセンブリの近位でキャリッジアセンブリ２３０１に搭載される。バルクインク送達システム３５００が、封入印刷システム５００Ｂの外部に位置付けられて示されている。図７のＬ_Ｂ８について本明細書に説明されるようなバルクインク送達システム３５００とローカルインク送達システム３７００との間の流動連通を提供する、インク送達ライン３５２０が、バルクインク送達システム３５００から延在している。インク送達ライン３５２０は、ガスエンクロージャ１０００Ｂの第２のトンネルエンクロージャ区分１４００Ｂを通して、かつサービス束筐体（図示せず、例えば、図８Ａのサービス束筐体２４１０を参照）を通して送られるものとして描写されている。

図１０Ａで描写され、図１０Ｂの拡大図に示されるように、インク送達ライン３５２０のルーティングは、サービス束筐体から、外部キャリッジアセンブリ２３０１の周囲で、ローカルインク送達システム３７００のローカルインク補充リザーバ３７１０まで継続する。ローカルインク補充リザーバ３７１０は、例えば、限定されないが、図６Ａおよび図６Ｂについて本明細書に説明されるように、ローカルインク分注リザーバ３７２０と流動連通する。図１０Ｂで描写されるように、ローカルインク送達システム３７００は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の近位でキャリッジアセンブリ２３０１上に搭載される。例えば、限定されないが、図５Ａ−図６Ｂならびに図８Ａおよび図８Ｂについて本明細書に説明されるように、ローカルインク送達システム３７００は、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００と流動連通する。本教示によると、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００の近位に示される、ローカルインク送達システム３７００は、２段階インク供給を有することができる。図１０Ａで描写されるように、ローカルインク補充リザーバ３７１０は、ローカルインク分注リザーバ３７２０の近位にある。

図６Ａおよび図６Ｂに関して本明細書で以前に議論されたように、ローカルインク送達システム３７００は、十分なレベルのインクがバルクインク送達システム３５００からローカルインク補充リザーバ３７１０に供給されることを確実にし得る、動的液面制御システムの一部であり得る、液面インジケータを伴って構成される。加えて、ローカルインク補充リザーバ３７１０は、一定のレベルまでローカルインク分注リザーバ３７２０にインクを供給するように構成される。本教示によると、ローカルインク分注リザーバは、複数のプリントヘッドデバイスと流動連通することができる。したがって、ローカルインク分注リザーバ内で一定のレベルを維持する２段階ローカルインク送達システムは、一定の上部圧力を複数のプリントヘッドデバイスに提供することができる。

図１１は、ガスエンクロージャアセンブリ１００５を利用する封入印刷システム５００Ｃを示す、概略図である。本教示による封入印刷システム５００Ｃの種々の実施形態は、印刷システムを収納するためのガスエンクロージャアセンブリ１０００Ｂと、ガスエンクロージャアセンブリ１０００Ｂと流体連通するガス精製ループ３１３０と、少なくとも１つの熱調整システム３１４０とを備えることができる。加えて、封入印刷システム５００Ｃの種々の実施形態は、印刷システム用の基板浮動式テーブル等の種々のデバイスを動作させるための不活性ガスを供給し得る、加圧不活性ガス再循環システム３０００を有することができる。加圧不活性ガス再循環システム３０００の種々の実施形態は、後に本明細書でさらに詳細に議論されるであろうように、加圧不活性ガス再循環システム３０００の種々の実施形態の供給源として、圧縮機、送風機、および２つの組み合わせを利用することができる。加えて、封入印刷システム５００Ｃは、封入印刷システム５００Ｃの内部に循環および濾過システムを有することができる（図示せず）。

図１１で描写されるように、本教示によるガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態について、濾過システムの設計は、ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態のために連続的に濾過され、内部で循環させられる不活性ガスから、ガス精製ループ３１３０を通して循環させられる不活性ガスを分離することができる。ガス精製ループ３１３０は、ガスエンクロージャアセンブリ１０００Ｂから、溶媒除去構成要素３１３２へ、次いで、ガス精製システム３１３４への出口ライン３１３１を含む。溶媒ならびに酸素、オゾン、および水蒸気等の他の反応性ガス種が精製された不活性ガスが、次いで、入口ライン３１３３を通してガスエンクロージャアセンブリ１０００Ｂに戻される。ガス精製ループ３１３０はまた、適切な導管および接続、ならびにセンサ、例えば、酸素、オゾン、水蒸気、および溶媒蒸気センサを含んでもよい。ファン、送風機、またはモータ、および同等物等のガス循環ユニットは、別個に提供されることができる、または例えば、ガス精製ループ３１３０を通してガスを循環させるようにガス精製システム３１３４の中に統合されることができる。ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態によると、溶媒除去システム３１３２およびガス精製システム３１３４は、図１１に示される概略図で別個のユニットとして示されているが、溶媒除去システム３１３２およびガス精製システム３１３４は、単一の精製ユニットとしてともに収納されることができる。

図１１のガス精製ループ３１３０は、ガスエンクロージャアセンブリ１０００Ｂから循環させられる不活性ガスが、出口ライン３１３１を介して溶媒除去システム３１３２を通過するように、ガス精製システム３１３４の上流に配置された溶媒除去システム３１３２を有することができる。種々の実施形態によると、溶媒除去システム３１３２は、図１１の溶媒除去システム３１３２を通過する不活性ガスから溶媒蒸気を吸着することに基づく、溶媒閉じ込めシステムであってもよい。例えば、限定されないが、活性炭、分子篩、および同等物等の１つまたは複数の吸着剤層が、多種多様の有機溶媒蒸気を効果的に除去してもよい。ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、溶媒除去システム３１３２内の溶媒蒸気を除去するために、冷却トラップ技術が採用されてもよい。本明細書で以前に議論されたように、本教示によるガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態について、図１１の封入印刷システム５００Ｃ等のガスエンクロージャシステムを通って連続的に循環する不活性ガスからのそのような種の効果的な除去を監視するために、酸素、オゾン、水蒸気、および溶媒蒸気センサ等のセンサが使用されてもよい。溶媒除去システムの種々の実施形態は、１つまたは複数の吸着剤層が再生もしくは交換され得るように、活性炭、分子篩、および同等物等の吸着剤が容量に達したときを示すことができる。分子篩の再生は、分子篩を加熱すること、分子篩をフォーミングガスと接触させること、それらの組み合わせ、および同等物を伴うことができる。酸素、オゾン、水蒸気、および溶媒を含む、種々の種を閉じ込めるように構成される分子篩は、加熱し、水素を含むフォーミングガス、例えば、約９６％窒素および４％水素を含むフォーミングガスに暴露することによって、再生されることができ、該割合は、体積または重量による。活性炭の物理的再生は、不活性環境下で、類似加熱手順を使用して行われることができる。

任意の好適なガス精製システムが、図１１のガス精製ループ３１３０のガス精製システム３１３４に使用されることができる。例えば、ＭＢＲＡＵＮ Ｉｎｃ．（Ｓｔａｔｈａｍ， Ｎｅｗ Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ）またはＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ａｍｅｓｂｕｒｙ， Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なガス精製システムが、本教示によるガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態の中への統合のために有用であり得る。ガス精製システム３１３４が、封入印刷システム５００Ｃ内の１つまたはそれを上回る不活性ガスを精製するため、例えば、ガスエンクロージャアセンブリ内のガス雰囲気全体を精製するために、使用されることができる。本明細書で以前に議論されたように、ガス精製ループ３１３０を通してガスを循環させるために、ガス精製システム３１３４は、ファン、送風機、またはモータ、ならびに同等物等のガス循環ユニットを有することができる。その点に関して、ガス精製システムを通して不活性ガスを移動させるための体積流量を定義し得る、エンクロージャの容積に応じて、ガス精製システムが選択されることができる。最大約４ｍ^３の容積を伴うガスエンクロージャアセンブリを有する、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、約８４ｍ^３／時間で移動し得る、ガス精製システムが使用されることができる。最大約１０ｍ^３の容積を伴うガスエンクロージャアセンブリを有する、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、約１５５ｍ^３／時間で移動し得る、ガス精製システムが使用されることができる。約５２〜１１４ｍ^３の容積を有するガスエンクロージャアセンブリの種々の実施形態について、１つよりも多くのガス精製システムが使用されてもよい。

任意の好適なガスフィルタまたは精製デバイスが、本教示のガス精製システム３１３４に含まれることができる。いくつかの実施形態では、ガス精製システムは、デバイスのうち１つが、保守のためにラインから外され得、他方のデバイスが、中断することなくシステム動作を継続するために使用され得るように、２つの並列精製デバイスを備えることができる。いくつかの実施形態では、例えば、ガス精製システムは、１つまたはそれを上回る分子篩を備えることができる。いくつかの実施形態では、ガス精製システムは、分子篩のうちの１つが不純物で飽和する、またはそうでなければ十分に効率的に動作していないと見なされるとき、飽和した、もしくは非効率的な分子篩を再生しながら、システムが他方の分子篩に切り替わり得るように、少なくとも第１の分子篩および第２の分子篩を備えることができる。各分子篩の動作効率を判定するため、異なる分子篩の動作を切り替えるため、１つまたはそれを上回る分子篩を再生するため、もしくはそれらの組み合わせのために、制御ユニットが提供されることができる。本明細書で以前に議論されたように、分子篩は、再生および再使用されてもよい。

図１１の熱調整システム３１４０は、冷却剤をガスエンクロージャアセンブリの中へ循環させるための流体出口ライン３１４１と、冷却剤を冷却装置に戻すための流体入口ライン３１４３とを有し得る、少なくとも１つの冷却装置３１４２を含むことができる。封入印刷システム５００Ｃ内のガス雰囲気を冷却するために、少なくとも１つの流体冷却装置３１４２が提供されることができる。本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、流体冷却装置３１４２は、冷却された流体をエンクロージャ内の熱交換器に送達し、そこで不活性ガスが、エンクロージャの内部の濾過システムに渡される。少なくとも１つの流体冷却装置もまた、封入印刷システム５００Ｃ内に封入される装置から発生する熱を冷却するように、封入印刷システム５００Ｃに提供されることができる。例えば、限定されないが、少なくとも１つの流体冷却装置もまた、印刷システムから発生する熱を冷却するように、封入印刷システム５００Ｃに提供されることができる。熱調整システム３１４０は、熱交換またはペルチェデバイスを備えることができ、種々の冷却能力を有することができる。例えば、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態について、冷却装置は、約２ｋＷ〜約２０ｋＷの冷却能力を提供することができる。ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、１つまたはそれを上回る流体を冷却し得る、複数の流体冷却装置を有することができる。いくつかの実施形態では、流体冷却装置は、冷却剤としていくつかの流体、例えば、限定されないが、熱交換流体として、水、不凍剤、冷媒、およびそれらの組み合わせを利用することができる。適切な漏出しない係止接続が、関連付けられる導管およびシステム構成要素を接続する際に使用されることができる。

以前に議論されたように、本教示は、第１の容積を画定する印刷システムエンクロージャと、第２の容積を画定する補助エンクロージャとを含むことができる、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態を開示する。ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、ガスエンクロージャアセンブリの一区分として密閉可能に構築され得る、補助エンクロージャを有することができる。本教示のシステムおよび方法によると、補助エンクロージャは、印刷システムエンクロージャから密閉可能に隔離されることができ、印刷システムエンクロージャを外部環境に暴露することなく、ガスエンクロージャアセンブリの外部の環境に対して開放されることができる。例えば、限定されないが、種々のプリントヘッド管理手順を行うための補助エンクロージャのそのような物理的隔離は、印刷プロセスで使用される材料を劣化させ得る反応種を含有するガス環境等の汚染、例えば、限定されないが、酸素、オゾン、水蒸気、および種々の有機蒸気、ならびに粒子状物質汚染への印刷システムエンクロージャの暴露を排除する、または最小限にするように行われることができる。プリントヘッドデバイスまたはプリントヘッド上の測定および保守手順を含み得る、種々のプリントヘッド管理手順は、印刷プロセスの中断を殆どまたは全く伴わずに行われることができ、それによって、ガスエンクロージャシステムの休止時間を最小限にする、もしくは排除する。

第１の容積を画定する印刷システムエンクロージャと、第２の容積を画定する補助エンクロージャとを有する、ガスエンクロージャシステムについては、印刷プロセスの中断を殆どまたは全く伴わずに、不活性で実質的に低粒子の環境を要求するプロセスのためにそのような環境を持続し得る、ガスエンクロージャシステムを形成するように、両方の容積が、ガス循環、濾過、および精製構成要素と容易に統合されることができる。本教示の種々のシステムおよび方法によると、印刷システムエンクロージャは、印刷プロセスに影響を及ぼし得る前に、精製システムが汚染を除去することができるように十分に低い、汚染のレベルに導入されてもよい。補助エンクロージャの種々の実施形態は、ガスエンクロージャアセンブリの全容積より実質的に小さい容積であり得、外部環境への暴露後に不活性の低粒子環境を急速に回復させることができ、それによって、印刷プロセスの中断を殆どまたは全く提供しない補助エンクロージャシステムを形成するように、ガス循環、濾過、および精製構成要素と容易に統合されることができる。

加えて、補助エンクロージャの種々の実施形態は、照明、ガス循環および濾過、ガス精製、ならびに温度自動調節構成要素等の環境調整システム構成要素の専用セットと容易に統合されることができる。その点に関して、ガスエンクロージャアセンブリの一区分として密閉可能に隔離され得る、補助エンクロージャを含む、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、印刷システムを収納するガスエンクロージャアセンブリによって画定される第１の容積と一様であるように設定される、制御された環境を有することができる。さらに、ガスエンクロージャアセンブリの一区分として密閉可能に隔離され得る、補助エンクロージャを含む、ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、印刷システムを収納するガスエンクロージャアセンブリによって画定される第１の容積の制御された環境とは異なるように設定される、制御された環境を有することができる。

上記の実施例は、冷却能力および冷蔵用途を記述するが、上記の実施例はまた、加工されている基板からの不要な熱伝達を回避するため、または基板を横断する、もしくは基板の間の温度一様性の妨害を回避するため等に、制御された環境で基板の緩衝を含む用途に、または循環ガスがシステムの他の部分に類似する温度で維持され得る用途のために、適用されることもできる。

図１２Ａおよび１２Ｂは、概して、本明細書の他の場所で説明される他の実施例で参照される制御された環境を確立するために使用されることができるような、かつ浮動式テーブルとともに使用するための加圧ガスの供給を含むことができるような、非反応性ガスおよび清浄乾燥空気（ＣＤＡ）源を統合して制御するためのガスエンクロージャシステムの実施例を図示する。図１３Ａおよび１３Ｂは、概して、本明細書の他の場所で説明される他の実施例で参照される制御された環境を確立するために使用されることができるような、かつ浮動式テーブルとともに使用するための、例えば、加圧ガスおよび少なくとも部分的真空を提供する送風機ループを含むことができるような、非反応性ガスおよび清浄乾燥空気（ＣＤＡ）源を統合して制御するためのガスエンクロージャシステムの実施例を図示する。図１４は、概して、浮動運搬システムの一部として含まれる浮動制御ゾーンを確立するため等に、１つまたはそれを上回るガスもしくは空気源を統合して制御するためのシステムのさらなる実施例を図示する。

本明細書に説明される種々の実施例は、環境的に制御されることができる封入モジュールを含む。エンクロージャセンブリおよび対応する支持機器は、「ガスエンクロージャシステム」と称されることができ、そのようなエンクロージャセンブリは、ガスエンクロージャアセンブリの内部容積を縮小または最小限にし、同時に、本明細書に説明される堆積（例えば、印刷）、保持、装填、または処理モジュール等の印刷システム構成要素の種々の占有面積に適応するための作業容積を提供する、輪郭形成様式で構築されることができる。例えば、本教示による輪郭形成ガスエンクロージャアセンブリは、例えば、Ｇｅｎ ３．５〜Ｇｅｎ １０の基板サイズを覆う、本教示のガスエンクロージャアセンブリの種々の実施例のための約６ｍ^３〜約９５ｍ^３のガスエンクロージャ容積を有することができる。本教示による輪郭形成ガスエンクロージャアセンブリの種々の実施例は、例えば、限定されないが、Ｇｅｎ ５．５〜Ｇｅｎ ８．５基板サイズまたは他の基板サイズの印刷に有用であり得る、例えば、限定されないが、約１５ｍ^３〜約３０ｍ^３のガスエンクロージャ容積を有することができる。補助エンクロージャの種々の実施例は、ガスエンクロージャアセンブリの一区分として構築され、制御された実質的に低粒子の環境を要求するプロセスのためにそのような環境を持続し得る、ガスエンクロージャシステムを形成するように、ガス循環および濾過、ならびに精製構成要素と容易に統合されることができる。

図１２Ａおよび図１３Ａに示されるように、ガスエンクロージャシステムの種々の実施例は、加圧非反応性ガス再循環システムを含むことができる。加圧ガス再循環ループの種々の実施例は、圧縮機、送風機、およびそれらの組み合わせを利用することができる。本教示によると、ガスエンクロージャシステム内の加圧ガス再循環システムの種々の実施例を提供するために、いくつかの工学的課題が対処された。第１に、加圧非反応性ガス再循環システムを伴わないガスエンクロージャシステムの典型的動作下では、ガスエンクロージャシステムは、任意の漏出がガスエンクロージャシステム内で発生したならば、内部に進入する外部ガスまたは空気を防ぐために、外圧に対してわずかに正の内圧で（例えば、大気圧を上回って）維持されることができる。例えば、典型的動作下では、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施例について、ガスエンクロージャシステムの内部は、例えば、少なくとも２ｍｂａｒｇのエンクロージャシステムの外部の周辺雰囲気に対する圧力で、例えば、少なくとも４ｍｂａｒｇの圧力で、少なくとも６ｍｂａｒｇの圧力で、少なくとも８ｍｂａｒｇの圧力で、またはより高い圧力で維持されることができる。

ガスエンクロージャシステム内の加圧ガス再循環システムを維持することは、同時に加圧ガスをガスエンクロージャシステムの中に連続的に導入しながら、ガスエンクロージャシステムのわずかに正の内圧を維持することに関して、動的な継続中の平衡を保つ行為を提起するため、困難であり得る。さらに、種々のデバイスおよび装置の可変要求が、本教示の種々のガスエンクロージャアセンブリならびにシステムの不規則な圧力プロファイルを生成し得る。そのような条件下で外部環境に対してわずかな陽圧で保持されるガスエンクロージャシステムのために動的圧力平衡を維持することは、継続中の加工プロセスの完全性を提供することができる。ガスエンクロージャシステムの種々の実施例について、本教示による加圧ガス再循環システムは、圧縮機、アキュムレータ、および送風機、ならびにそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを利用し得る、加圧ガスループの種々の実施例を含むことができる。加圧ガスループの種々の実施例を含む、加圧ガス再循環システムの種々の実施例は、安定した定義された値において本教示のガスエンクロージャシステム内で非反応性ガスの内圧を提供し得る、特別に設計された圧力制御バイパスループを有することができる。ガスエンクロージャシステムの種々の実施例では、加圧ガス再循環システムは、加圧ガスループのアキュムレータ内のガスの圧力が事前設定された閾値圧力を超えるときに、圧力制御バイパスループを介して加圧ガスを再循環させるように構成されることができる。閾値圧力は、例えば、約２５ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇの範囲内、またはより具体的には、約７５ｐｓｉｇ〜約１２５ｐｓｉの範囲内、もしくはより具体的には、約９０ｐｓｉｇ〜約９５ｐｓｉｇの範囲内であることができる。その点に関して、特別に設計された圧力制御バイパスループの種々の実施例とともに加圧ガス再循環システムを有する、本教示のガスエンクロージャシステムは、密封ガスエンクロージャ内に加圧ガス再循環システムを有することの平衡を維持することができる。

本教示によると、種々のデバイスおよび装置は、ガスエンクロージャシステムの内部の中に配置され、加圧ガス再循環システムの種々の実施例と流体連通することができる。本教示のガスエンクロージャおよびシステムの種々の実施形態について、種々の空気圧動作型デバイスおよび装置の使用は、低粒子生成性能を提供することができるとともに、維持するのにあまり手がかからない。ガスエンクロージャシステムの内部に配置され、種々の加圧ガスループと流体連通し得る、例示的デバイスおよび装置は、例えば、空気圧式ロボット、基板浮動式テーブル、空気ベアリング、空気ブッシング、圧縮ガスツール、空気圧式アクチュエータ、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができるが、それらによって限定されない。基板浮動式テーブル、ならびに空気ベアリングは、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施例による、印刷システムを動作させる種々の側面のために使用されることができる。例えば、空気ベアリング技術を利用する基板浮動式テーブルは、プリントヘッドチャンバの中の定位置に基板を移送するため、ならびに印刷プロセス中に基板を支持するために使用されることができる。

例えば、図１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、および１３Ｂに示されるように、封入印刷システム５００Ｄおよび封入印刷システム５００Ｅの種々の実施例は、封入印刷システム５００Ｄおよび封入印刷システム５００Ｅの動作の種々の側面で使用するために非反応性ガス源３２０１および清浄乾燥空気（ＣＤＡ）源３２０３を統合して制御するための外部ガスループ３２００を有することができる。封入印刷システム５００Ｄおよび封入印刷システム５００Ｅはまた、本明細書に説明されるように、内部粒子濾過およびガス循環システムの種々の実施例、ならびに外部ガス精製システムの種々の実施例を含むこともできる。ガスエンクロージャシステムのそのような実施例は、ガスから種々の反応種を精製するためのガス精製システムを含むことができる。非反応性ガスのいくつかの一般的に使用されている非限定的実施例は、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびそれらの任意の組み合わせを含むことができる。本教示によるガス精製システムの種々の実施例は、水蒸気、酸素、オゾン等の種々の反応性大気ガス、ならびに有機溶媒蒸気を含む、種々の反応種の各種のレベルを、１０００ｐｐｍまたはそれより低く、例えば、１００ｐｐｍまたはそれより低く、１０ｐｐｍまたはそれより低く、１．０ｐｐｍまたはそれより低く、もしくは０．１ｐｐｍまたはそれより低く維持することができる。ガス源３２０１およびＣＤＡ源３２０３を統合して制御するための外部ループ３２００に加えて、封入印刷システム５００Ｄおよび封入印刷システム５００Ｅは、封入印刷システム５００Ｄおよび封入印刷システム５００Ｅの内部に配置され得る、種々のデバイスおよび装置を動作させるためのガスを供給し得る、圧縮機ループ３２５０を有することができる。弁３２７４が開放位置にあるときに、ライン３２７２を通してガスエンクロージャアセンブリ１００５と連通するような真空システム３２７０もまた、提供されることができる。

図１２Ａの圧縮機ループ３２５０は、流体連通するように構成される、圧縮機３２６２と、第１のアキュムレータ３２６４と、第２のアキュムレータ３２６８とを含むことができる。圧縮機３２６２は、ガスエンクロージャアセンブリ１００５から引き出されるガスを所望の圧力に圧縮するように構成されることができる。圧縮機ループ３２５０の入口側は、弁３２５６および逆止弁３２５８を有するライン３２５４を通して、ガスエンクロージャアセンブリ出口３２５２を介してガスエンクロージャアセンブリ１００５と流体連通することができる。圧縮機ループ３２５０は、外部ガスループ３２００を介して、圧縮機ループ３２５０の出口側でガスエンクロージャアセンブリ１００５と流体連通することができる。アキュムレータ３２６４は、圧縮機３２６２と、外部ガスループ３２００との圧縮機ループ３２５０の接合部との間に配置されることができ、５ｐｓｉｇまたはそれより高い圧力を生成するように構成されることができる。第２のアキュムレータ３２６８は、約６０Ｈｚでの圧縮機ピストン循環による減退変動を提供するために、圧縮機ループ３２５０の中にあることができる。圧縮機ループ３２５０の種々の実施例について、第１のアキュムレータ３２６４が、約８０ガロン〜約１６０ガロンの間の容量を有することができる一方で、第２のアキュムレータは、約３０ガロン〜約６０の間の容量を有することができる。封入印刷システム５００Ｄの種々の実施形態によると、圧縮機３２６２は、ゼロ進入圧縮機であることができる。種々の種類のゼロ進入圧縮機は、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施例の中へ大気ガスを漏出させることなく動作することができる。ゼロ進入圧縮機の種々の実施例は、例えば、圧縮ガスを要求する種々のデバイスおよび装置の使用を利用して、加工プロセス中に連続的に起動されることができる。

アキュムレータ３２６４は、圧縮機３２６２から圧縮ガスを受容して蓄積するように構成されることができる。アキュムレータ３２６４は、ガスエンクロージャアセンブリ１００５の中で必要に応じて圧縮ガスを供給することができる。例えば、アキュムレータ３２６４は、限定されないが、空気圧式ロボット、基板浮動式テーブル、空気ベアリング、空気ブッシング、圧縮ガスツール、空気圧式アクチュエータ、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれを上回るもの等のガスエンクロージャアセンブリ１００５の種々の構成要素のための圧力を維持するように、ガスを提供することができる。封入印刷システム５００Ｄについて図１２Ａに示されるように、ガスエンクロージャアセンブリ１００５は、その中に封入された印刷システム２００５を有することができる。図１２Ａで概略的に描写されるように、印刷システム２００５は、花崗岩ステージであり得る、印刷システム基部２１５０によって支持されることができる。印刷システム基部２１５０は、チャック、例えば、限定されないが、真空チャック、圧力ポートを有する基板浮動式チャック、ならびに真空および圧力ポートを有する基板浮動式チャック等の基板支持装置を支持することができる。本教示の種々の実施例では、基板支持装置は、基板浮動式テーブル２２５０等の基板浮動式テーブルであることができる。基板浮動式テーブル２２５０は、基板の無摩擦支持に使用されることができる。低粒子生成浮動式テーブルに加えて、基板の無摩擦Ｙ軸運搬のために、印刷システム２００５は、空気ブッシングを利用するＹ軸運動システムを有することができる。

加えて、印刷システム２００５は、低粒子生成Ｘ軸空気ベアリングアセンブリによって提供される運動制御とともに、少なくとも１つのＸ、Ｚ軸キャリッジアセンブリを有することができる。例えば、種々の粒子生成線形機械ベアリングシステムの代わりに、Ｘ軸空気ベアリングアセンブリ等の低粒子生成運動システムの種々の構成要素が、使用されることができる。本教示のガスエンクロージャおよびシステムの種々の実施例について、種々の空気圧動作型デバイスおよび装置の使用は、低粒子生成性能を提供することができるとともに、維持するのにあまり手がかからない。圧縮機ループ３２５０は、加圧ガスを封入印刷システム５００Ｄの種々のデバイスおよび装置に連続的に供給するように構成されることができる。加圧ガスの供給に加えて、空気ベアリング技術を利用する印刷システム２００５の基板浮動式テーブル２２５０はまた、弁３２７４が開放位置にあるときに、ライン３２７２を通してガスエンクロージャアセンブリ１００５と連通する、真空システム３２７０も利用する。

本教示による加圧ガス再循環システムは、使用中に加圧ガスの可変要求を補うように作用し、それによって、本教示のガスエンクロージャシステムの種々の実施例のための動的平衡を提供する、圧縮機ループ３２５０について図１２Ａに示されるような圧力制御バイパスループ３２６０を有することができる。本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施例について、バイパスループが、エンクロージャ１００５内の圧力を乱すこと、または変化させることなく、アキュムレータ３２６４内で一定の圧力を維持することができる。バイパスループ３２６０は、バイパスループ３２６０が使用されない限り閉鎖される、バイパスループの入口側の第１のバイパス入口弁３２６１を有することができる。バイパスループ３２６０はまた、第２の弁３２６３が閉鎖されるときに使用され得る、背圧レギュレータ３２６６を有することもできる。バイパスループ３２６０は、バイパスループ３２６０の出口側に配置された第２のアキュムレータ３２６８を有することができる。ゼロ進入圧縮機を利用する圧縮機ループ３２５０の実施例について、バイパスループ３２６０は、ガスエンクロージャシステムの使用中に経時的に発生し得る、圧力のわずかな偏差を補償することができる。バイパスループ３２６０は、バイパス入口弁３２６１が開放位置にあるときに、バイパスループ３２６０の入口側で圧縮機ループ３２５０と流体連通することができる。バイパス入口弁３２６１が開放されたとき、圧縮機ループ３２５０からのガスが、ガスエンクロージャアセンブリ１００５の内部内で要求されていない場合、バイパスループ３２６０を通して分流されるガスが、圧縮機に再循環させられることができる。圧縮機ループ３２５０は、アキュムレータ３２６４内のガスの圧力が事前設定された閾値圧力を超えるときに、バイパスループ３２６０を通してガスが分流するように構成される。アキュムレータ３２６４の事前設定された閾値圧力は、少なくとも約１立方フィート／分（ｃｆｍ）の流速で約２５ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇ、または少なくとも約１立方フィート／分（ｃｆｍ）の流速で約５０ｐｓｉｇ〜約１５０ｐｓｉｇ、または少なくとも約１立方フィート／分（ｃｆｍ）の流速で約７５ｐｓｉｇ〜約１２５ｐｓｉｇ、または少なくとも約１立方フィート／分（ｃｆｍ）の流速で約９０ｐｓｉｇ〜約９５ｐｓｉｇであることができる。

圧縮機ループ３２５０の種々の実施例は、可変速度圧縮機、もしくはオンまたはオフ状態のいずれか一方であるように制御され得る圧縮機等のゼロ進入圧縮機以外の種々の圧縮機を利用することができる。以前に議論されたように、ゼロ進入圧縮機は、いかなる大気反応種もガスエンクロージャシステムの中に導入されることができないことを確実にする。したがって、大気反応種がガスエンクロージャシステムの中に導入されることを防止する、任意の圧縮機構成が、圧縮機ループ３２５０に利用されることができる。種々の実施例によると、封入印刷システム５００Ｄの圧縮機３２６２は、例えば、限定されないが、密封筐体の中に収納されることができる。筐体内部は、ガス源、例えば、ガスエンクロージャアセンブリ１００５のためのガス雰囲気を形成する同一のガスと流体連通して構成されることができる。圧縮機ループ３２５０の種々の実施例について、圧縮機３２６２は、一定の圧力を維持するように、一定の速度で制御されることができる。ゼロ進入圧縮機を利用しない圧縮機ループ３２５０の他の実施例では、圧縮機３２６２は、最大閾値圧力に達したときにオフにされ、最小閾値圧力に達したときにオンにされることができる。

封入印刷システム５００Ｅの図１３Ａでは、真空送風機３２９０を利用する送風機ループ３２８０が、ガスエンクロージャアセンブリ１００５に収納される印刷システム２００５の基板浮動式テーブル２２５０の動作のために示されている。圧縮機ループ３２５０について以前に議論されたように、送風機ループ３２８０は、加圧ガスを印刷システム２００５の基板浮動式テーブル２２５０に連続的に供給するように構成されることができる。

加圧ガス再循環システムを利用することができるガスエンクロージャシステムの種々の実施例は、圧縮機、送風機、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つ等の種々の加圧ガス源を利用する、種々のループを有することができる。封入印刷システム５００Ｅの図１３Ａでは、圧縮機ループ３２５０は、高消費マニホールド３２２５ならびに低消費マニホールド３２１５のためのガスの供給に使用され得る、外部ガスループ３２００と流体連通することができる。封入印刷システム５００Ｅについて図１３Ａに示されるような本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施例について、限定されないが、基板浮動式テーブル、空気圧式ロボット、空気ベアリング、空気ブッシング、および圧縮ガスツール、ならびにそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれを上回るもの等の種々のデバイスおよび装置にガスを供給するために、高消費マニホールド３２２５が使用されることができる。本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施例について、限定されないが、アイソレータ、および空気圧式アクチュエータ、ならびにそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれを上回るもの等の種々の装置およびデバイスにガスを供給するために、低消費３２１５が使用されることができる。

図１３Ａおよび１３Ｂの封入印刷システム５００Ｅの種々の実施例について、送風機ループ３２８０が、加圧ガスを基板浮動式テーブル２２５０の種々の実施例に供給するために利用されることができる。加圧ガスの供給に加えて、空気ベアリング技術を利用する印刷システム２００５の基板浮動式テーブル２２５０はまた、弁３２９４が開放位置にあるときに、ライン３２９２を通してガスエンクロージャアセンブリ１００５と連通する、送風機真空３２９０も利用する。送風機ループ３２８０の筐体３２８２は、ガスの加圧源を基板浮動式テーブル２２５０に供給するための第１の送風機３２８４、およびガスエンクロージャアセンブリ１００５内のガス環境に収納される基板浮動式テーブル２２５０のための真空源として作用する、第２の送風機３２９０を維持することができる。基板浮動式テーブルの種々の実施例のための加圧不活性ガスまたは真空源のいずれかとして使用するために送風機を好適にすることができる属性は、例えば、それらが高い信頼性を有する、それらを維持するのにあまり手がかからなくする、可変速度制御を有する、広範囲の流量を有する、約１００ｍ3／時間〜約２，５００ｍ3／時間の間の流速を提供することが可能な種々の実施例を含むが、それらに限定されない。送風機ループ３２８０の種々の実施例は、加えて、圧縮機ループ３２８０の入口端部に第１の隔離弁３２８３、ならびに送風機ループ３２８０の出口端部に逆止弁３２８５および第２の隔離弁３２８７を有することができる。送風機ループ３２８０の種々の実施例は、例えば、限定されないが、ゲート、バタフライ、針、またはボール弁であり得る、調節可能な弁３２８６、ならびに規定温度で送風機ループ３２８０から基板浮動式テーブル２２５０へのガスを維持するための熱交換器３２８８を有することができる。

図１３Ａは、図１２Ａの封入印刷システム５００Ｄおよび図１３Ａの封入印刷システム５００Ｅの動作の種々の側面で使用するために、ガス源３２０１および清浄乾燥空気（ＣＤＡ）源３２０３を統合して制御するための図１２Ａでも示されるような外部ガスループ３２００を描写する。図１２Ａおよび図１３Ａの外部ガスループ３２００は、少なくとも４つの機械弁を含むことができる。これらの弁は、第１の機械弁３２０２と、第２の機械弁３２０４と、第３の機械弁３２０６と、第４の機械弁３２０８とを含む。これらの種々の弁は、非反応性ガスおよび清浄乾燥空気（ＣＤＡ）等の空気源の両方の制御を可能にする、種々の流動ラインの中の位置に位置する。本教示によると、非反応性ガスは、定義された一式の条件下で化学反応を受けない、任意のガスであることができる。非反応性ガスのいくつかの一般的に使用されている非限定的実施例は、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびそれらの任意の組み合わせを含むことができる。内蔵ガス源３２０１から、内蔵ガスライン３２１０が延在する。内蔵ガスライン３２１０は、低消費マニホールド３２１５と流体連通する、低消費マニホールドライン３２１２として直線的に延在し続ける。交差線の第１の区分３２１４は、内蔵ガスライン３２１０、低消費マニホールドライン３２１２、および交差線の第１の区分３２１４の交点に位置する、第１の流動接合点３２１６から延在する。交差線の第１の区分３２１４は、第２の流動接合点３２１８まで延在する。圧縮機ガスライン３２２０は、圧縮機ループ３２５０のアキュムレータ３２６４から延在し、第２の流動接合点３２１８で終端する。ＣＤＡライン３２２２は、ＣＤＡ源３２０３から延在し、高消費マニホールド３２２５と流体連通する高消費マニホールドライン３２２４として継続する。第３の流動接合点３２２６は、交差線の第２の区分３２２８、清浄乾燥空気ライン３２２２、および高消費マニホールドライン３２２４の交点に位置付けられる。交差線の第２の区分３２２８は、第２の流動接合点３２１８から第３の流動接合点３２２６まで延在する。高消費である種々の構成要素は、高消費マニホールド３２２５を用いて保守中にＣＤＡに供給されることができる。弁３２０４、３２０８、および３２３０を使用して圧縮機を隔離することにより、オゾン、酸素、および水蒸気等の反応種が、圧縮機およびアキュムレータ内のガスを汚染しないように防止することができる。

図１２Ａおよび１３Ａとは対照的に、図１２Ｂおよび１３Ｂは、概して、圧力モニタＰに結合された弁を使用して等、ガスエンクロージャアセンブリ１００５の内側のガスの圧力が所望または規定範囲内で維持されることができる、構成を図示し、弁は、圧力モニタから取得される情報を使用して、ガスが別のエンクロージャ、システム、またはガスエンクロージャアセンブリ１００５を囲繞する領域に排出されることを可能にする。そのようなガスは、本明細書に説明される他の実施例のように回収されて再処理されることができる。上記のように、加圧ガスもガスエンクロージャシステムの中に同時に導入されるため、そのような調整は、ガスエンクロージャシステムのわずかに正の内圧を維持することを支援することができる。種々のデバイスおよび装置の可変要求は、本教示の種々のガスエンクロージャアセンブリならびにシステムの不規則な圧力プロファイルを生成し得る。故に、図１２Ｂおよび１３Ｂに示されるアプローチは、エンクロージャを囲繞する環境に対してわずかな陽圧で保持されるガスエンクロージャシステムの動的圧力平衡を維持することを支援するため等に、本明細書に説明される他のアプローチに加えて、またはその代わりに、使用されることができる。

図１４は、概して、浮動運搬システムの一部として含まれる浮動制御ゾーンを確立するため等に、１つまたはそれを上回るガスもしくは空気源を統合して制御するためのシステム５００Ｆのさらなる実施例を図示する。図３、図１３Ａ、および図１３Ｂの実施例と同様に、図１４は、概して、浮動式テーブル２２５０を図示する。加えて、図１４の例証的実施例では、入力領域２２０１および出力領域２２０３が示される。領域２２０１、２２００、２２０３は、例証のみのために入力、印刷、および出力と称される。そのような領域は、１つまたはそれを上回る他のモジュールの中の基板の保持、乾燥、もしくは熱処理のうちの１つまたはそれを上回るものの間等の基板の運搬もしくは基板の支持等の他の処理ステップに使用されることができる。図１４の説明図では、第１の送風機３２８４Ａは、浮動式テーブル装置の入力または出力領域２２０１もしくは２２０３のうちの１つまたはそれを上回るものの中で加圧ガスを提供するように構成される。そのような加圧ガスは、第１の熱交換器１５０２Ａに結合された第１の冷却装置１４２Ａを使用して等、温度制御されることができる。そのような加圧ガスは、第１のフィルタ１５０３Ａを使用してフィルタ処理されることができる。温度モニタ８７０１Ａが、第１の冷却装置１４２（または他の温度コントローラ）に結合されることができる。

同様に、第２の送風機３２８４Ｂは、浮動式テーブルの印刷領域２２０２に結合されることができる。別個の冷却装置１４２Ｂは、第２の熱交換器１５０２Ｂと、第２のフィルタ１５０３Ｂとを含む、ループに結合されることができる。第２の温度モニタ８７０１Ｂは、第２の送風機３２８４Ｂによって提供される加圧ガスの温度の独立調整を提供するために使用されることができる。本例証的実施例では、図３について本明細書に説明されるように、入力および出力領域２２０１ならびに２２０３は、陽圧を供給されるが、印刷領域２２０２は、基板位置に対する精密制御を提供するように、陽圧および真空制御の組み合わせの使用を含むことができる。例えば、陽圧および真空制御のそのような組み合わせを使用して、基板は、印刷領域２２０２によって画定されるゾーン内でエンクロージャ印刷システム５００Ｆによって提供される浮動ガスクッションを使用して、排他的に制御されることができる。真空は、送風機筐体３２８２内の第１および第２の送風機３２８４Ａまたは３２８４Ｂのための補給ガスの少なくとも一部も提供されるような第３の送風機３２９０によって確立されることができる。

本明細書で説明される本開示の実施形態の種々の代替案が、本開示を実践する際に採用され得ることを理解されたい。例えば、本教示による封入印刷システムの実施形態は、広範囲の技術分野内の種々のデバイスおよび装置、例えば、限定されないが、ＯＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ照明、有機光電池、ペロブスカイト太陽電池、および有機半導体回路の製造における基板のパターン化面積印刷に有用であり得る。加えて、化学、生物工学、高度技術、および医薬分野等の大きく異なる技術分野が、本教示から利益を享受し得る。印刷は、本教示によるガスエンクロージャシステムの種々の実施形態の有用性を例示するために使用される。印刷システムを収納し得るガスエンクロージャシステムの種々の実施形態は、限定されないが、構築および脱構築のサイクルを通した密封エンクロージャを密閉して提供すること、エンクロージャ容積の最小限化、および処理中ならびに保守中の外部から内部への即時アクセス等の特徴を提供することができる。ガスエンクロージャシステムの種々の実施形態のそのような特徴は、限定されないが、処理中に低レベルの反応種および粒子状物質を維持することの容易性を提供する構造的完全性、ならびに保守サイクル中の休止時間を最小限化する急速エンクロージャ容積転換等の機能性に影響を及ぼし得る。したがって、基板印刷のための有用性を提供する、種々の特徴および仕様もまた、利益を種々の技術分野に提供し得る。

本開示の実施形態が、本明細書で示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白となるであろう。ここで、多数の変形例、変更、および代用が、本開示から逸脱することなく当業者に想起されるであろう。以下の請求項は、本開示の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの同等物の範囲内の方法ならびに構造は、それによって対象とされることが意図される。

Claims (18)

1. 基板の工業用印刷のためのシステムであって、前記システムは、
   少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイスアセンブリを収納す
   るガスエンクロージャであって、前記プリントヘッドデバイスアセンブリは、運動システ
   ムに搭載されている、ガスエンクロージャと、
   前記運動システムの端部に搭載され、前記プリントヘッドデバイスアセンブリに動作可能に接続されている、ローカルインク送達システムであって、前記ローカルインク送達システムは、
   ローカルインク分注リザーバであって、前記ローカルインク分注リザーバは、複数の
   プリントヘッドへのインクの送達のために、前記複数のプリントヘッドと流動連通するよ
   うに構成されている、ローカルインク分注リザーバと、
   ローカルインク補充リザーバであって、前記ローカルインク補充リザーバは、傾斜した底部、前記傾斜した底部の内部に配置された下位レベル液体インジケータ、および下位レベル液体インジケータの下方に位置する前記ローカルインク補充リザーバの出口に結合された出口ラインを有し、前記ローカルインク分注リザーバ内で一定のレベルのインクを維持するように構成され、前記ローカルインク分注リザーバの上側に配置されている、ローカルインク補充リザーバと
   を備える、ローカルインク送達システムと、
   バルクインク送達システムであって、前記バルクインク送達システムは、前記ローカル
   インク補充リザーバ内で所定のレベルのインクを維持するように構成されている、バルク
   インク送達システムと
   を備える、システム。
2. 前記バルクインク送達システムは、前記ガスエンクロージャの外部に位置している、請
   求項１に記載のシステム。
3. 基板を支持するための基板支持装置をさらに備え、前記運動システムは、前記基板に対
   する前記プリントヘッドデバイスアセンブリの精密な位置付けのために構成されている、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記基板支持装置は、約３．５世代〜約１０世代に及ぶサイズの基板を支持するように
   構成されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記基板支持装置は、約５．０世代〜約８．５世代に及ぶサイズの基板を支持するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
6. 前記基板支持装置は、浮動式テーブルである、請求項３に記載のシステム。
7. 前記ガスエンクロージャは、ガスを含有する内部を画定する、請求項１に記載のシステ
   ム。
8. 前記ガスは、不活性ガスである、請求項７に記載のシステム。
9. 前記不活性ガスは、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびその組み合わせから選択さ
   れる、請求項８に記載のシステム。
10. ガス精製システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
11. 前記ガス精製システムは、反応種のそれぞれが１００ｐｐｍ未満で前記ガスを維持する
    、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記反応種は、水蒸気、酸素、およびオゾンである、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記システムは、ＯＬＥＤデバイス基板を印刷するために構成されている、請求項１に
    記載のシステム。
14. 前記ローカルインク送達システムおよび前記バルクインク送達システム内のインクは、
    ＯＬＥＤスタック層を印刷するために調合されている、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記システムは、ＯＬＥＤデバイス用のカプセル化層を印刷するために構成されている
    、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記ローカルインク分注リザーバを前記複数のプリントヘッドに流体的に結合するプリ
    ントヘッドデバイスアセンブリ入口ラインをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
17. 前記ガスエンクロージャは、内部を画定し、前記システムは、前記基板を印刷するため
    に、制御された処理環境において前記ガスエンクロージャの前記内部を維持するように構
    成されている、請求項１に記載のシステム。
18. 基板の工業用印刷のためのシステムであって、前記システムは、
    少なくとも１つのプリントヘッドを有するプリントヘッドデバイスアセンブリを収納す
    るガスエンクロージャであって、前記プリントヘッドデバイスアセンブリは、運動システ
    ムに搭載されている、ガスエンクロージャと、
    前記運動システムの端部に搭載され、前記プリントヘッドデバイスアセンブリに動作可能に接続されている、ローカルインク送達システムであって、前記ローカルインク送達システムは、
    ローカルインク分注リザーバであって、前記ローカルインク分注リザーバは、少なく
    とも１つのプリントヘッドへのインクの送達のために、前記少なくとも１つのプリントヘ
    ッドと流動連通するように構成されている、ローカルインク分注リザーバと、
    前記ローカルインク分注リザーバの上側に配置されているローカルインク補充リザーバであって、前記ローカルインク補充リザーバは、前記ローカルインク分注リザーバ内で一定のレベルのインクを維持するように構成され、
    前記ローカルインク補充リザーバは、傾斜した底部、前記傾斜した底部の内部に配置された下位レベルの液体インジケータ、および下位レベルの液体インジケータの下方に位置するリザーバ出口に結合された出口ラインを有し、
    前記ローカルインク補充リザーバの前記出口ラインは、前記ローカルインク分注リザーバの傾斜した底部の上に位置する前記ローカルインク分注リザーバの入口に結合されている、
    ローカルインク補充リザーバと
    を備える、ローカルインク送達システムと、
    バルクインク送達システムであって、前記バルクインク送達システムは、前記ローカル
    インク補充リザーバ内で所定のレベルのインクを維持するように構成されている、バルク
    インク送達システムと、
    前記ローカルインク分注リザーバの出口に流体的に結合された複数の供給マニホールド
    入口ラインを含む、プリントヘッドデバイスアセンブリ供給マニホールドと
    を備える、システム。

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