JP6958942B2 - 印刷システムアセンブリおよび方法 - Google Patents

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Description

（分野）
本教示は、不活性な実質的に低粒子環境を有する内部を規定するガスエンクロージャシステム内に維持可能な印刷システムの種々の実施形態に関連する。
（関連出願の引用）
本願は、以下の各々に対する優先権を主張する：（１） 米国仮出願第６２／０１３，４３３号’（２０１４年６月１７日出願）；（２）米国仮出願第６２／０２１，３９０号’（２０１４年７月７日出願）；（３）米国仮出願第６２／０３７，４９４号’（２０１４年８月１４日出願）；（４）米国仮出願第６２／０１３，４４０号’（２０１４年６月１７日出願）；（５）米国仮出願第６２／０２１，５６３号’（２０１４年７月７日出願）；（６）米国仮出願第６２／０４４，１６５号’（２０１４年８月２９日出願）；（７）米国仮出願第６２／０９２，７２１号’（２０１４年１２月１６日出願）。上記出願の各々は、その全体が参照により本明細書に引用される。
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することができる。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働きをしてきたが、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、ＯＬＥＤ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することができ、不活性の実質的に低粒子の印刷環境内で行うことができる様式で、ＯＬＥＤ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必要とする。したがって、水蒸気および酸素等の反応性大気種、ならびに有機溶媒蒸気を除去するためにガス精製を必要とする、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、有意な課題を提示する。
したがって、高収率で一連の基板形式にわたってＯＬＥＤディスプレイ技術の大量生産を拡大することにおいて課題が残っている。したがって、種々の実施形態について、不活性で実質的に低粒子の環境にＯＬＥＤ印刷システムを収納することができ、種々の基板サイズおよび基板材料上でのＯＬＥＤパネルの加工を提供するように容易に拡大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必要性が存在する。加えて、本教示の種々のガスエンクロージャシステムは、処理中の外部からＯＬＥＤ印刷システムへの即時アクセス、および最小限の休止時間を伴う保守のための内部への即時アクセスを提供することができる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
内部を画定するガスエンクロージャと、
前記ガスエンクロージャアセンブリの前記内部内に収納されている印刷システムと
を備え、
前記印刷システムは、
少なくとも１つのプリントヘッドを備えているプリントヘッドアセンブリと、
基板を支持するための基板支持装置と、
前記プリントヘッドアセンブリに対して前記基板を位置付けるための運動システムと
を備え、
前記運動システムは、
前記基板を握持するための基板グリッパアセンブリと、基板配向を進行のＹ軸と平行に維持するためのグリッパ運動制御システムとを伴って構成されているＹ軸線形空気ベアリング運動システムと、
Ｘ軸線形空気ベアリング運動システムと
を備えている、印刷システム。
（項目２）
前記グリッパ運動システムは、前記基板の配向を＋／−４３００マイクロラジアン以内で進行のＹ軸と平行に維持することができる、項目１に記載の印刷システム。
（項目３）
前記基板支持装置は、浮動式テーブルである、項目１に記載の印刷システム。
（項目４）
前記浮動式テーブルは、印刷ゾーンを有し、前記浮動式テーブルは、前記印刷ゾーン内で浮動式テーブルの上方約３０マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの飛行高度で前記基板を保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）
前記浮動式テーブルは、多孔性プレートを備えている、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、約３．５世代から約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１に記載の印刷システム。
（項目７）
前記Ｘ軸線形空気ベアリング運動システムは、Ｚ軸移動プレートアセンブリを伴って構成されている、項目１に記載の印刷システム。
（項目８）
前記Ｚ軸移動プレートアセンブリは、前記Ｚ軸移動プレートアセンブリへの負荷に対して力を平衡させるように空気圧平衡システムを伴って構成されている、項目７に記載の印刷システム。
（項目９）
前記印刷システムは、ガス循環および濾過システムをさらに備えている、項目１に記載の印刷システム。
（項目１０）
前記濾過システムは、サイズが２ｍｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルあたり約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を備えている低粒子環境を提供するように構成されている、項目９に記載の印刷システム。
（項目１１）
前記印刷システムは、ガス精製システムをさらに備えている、項目１に記載の印刷システム。
（項目１２）
前記ガス精製システムは、前記ガスを反応種の各々の１００ｐｐｍ未満で維持する、項目１１に記載の印刷システム。
（項目１３）
前記反応種は、水蒸気および酸素から選択される、項目１２に記載の印刷システム。
（項目１４）
前記ガスエンクロージャの前記内部に含まれるガスは、不活性ガスである、項目１に記載の印刷システム。
（項目１５）
前記不活性ガスは、窒素、希ガスのうちのいずれか、およびそれらの組み合わせから選択される、項目１４に記載の印刷システム。
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、類似数字が異なる図中の類似構成要素を説明し得る。異なる接尾文字を有する類似数字は、類似構成要素の異なる事例を表し得る。
図１Ａは、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正面斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａ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描写する。 図１Ｃは、図１Ｂで描写される印刷システムの分解等角斜視図を描写する。 図１Ｄ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の分解斜視図である。 図２Ａは、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正面斜視図である。 図２Ｂ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の部分分解斜視図である。 図２Ｃ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の部分分解上面斜視図である。 図３は、Ｙ軸運動システムを示す、本教示による印刷システムの分解等角図である。 図４Ａは、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、Ｙ軸運動システムの上面図である。 図４Ｂは、図４Ａの分解部分上面図である。 図５Ａは、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、Ｙ軸運動システムの等角図である。 図５Ｂは、図５Ａの縦断面図である。 図６は、グリッパ運動制御アセンブリがその上に搭載された、キャリアアセンブリ側面フレームの側面図である。 図７Ａは、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、ボイスコイルアセンブリの等角図である。 図７Ｂは、ボイスコイルアセンブリの側面図である。 図８は、２つの断面図を示す、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、Ｙ軸運動システムの上面図である。 図９は、図８に示されるようなボイスコイルアセンブリの断面図である。 図１０は、図８に示されるような中心枢動アセンブリの断面図である。 図１１は、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、空気圧平衡をＺ軸モータに提供する閉ループ制御回路の概略図である。 図１２Ａは、空気圧揚力要素を伴うＺ軸移動プレートの等角斜視図であり、 図１２Ｂは、本教示の種々の実施形態による、空気圧揚力要素を伴うＺ軸移動プレートの正面斜視図である。 図１３は、本教示による、インク送達システムの種々の実施形態を利用することができる封入印刷システムの概略図である。 図１４は、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の概略図である。 図１５は、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の概略図である。 図１６は、本教示の種々の実施形態による、封入印刷システム用のローカルインク送達システムの概略図である。 図１７は、本教示の種々の実施形態による、封入印刷システム用のプリントヘッドインク送達システムと流体連通しているローカルインク送達システムの概略図である。 図１８Ａは、Ｘ軸ブリッジ上に搭載されたプリントヘッドアセンブリの底面斜視図である。図１８Ｂは、 図１８Ａの拡大図である。 図１９Ａは、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前上面斜視図である一方で、 図１９Ｂは、プリントヘッドデバイスの前底面斜視図である。 図１９Ｃは、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用の搭載プレートの前上面斜視図である一方で、 図１９Ｄは、搭載アセンブリの中に搭載されたプリントヘッドデバイスの前底面斜視図である。 図２０は、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である。 図２１Ａおよび図２１Ｂ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および制御するための構成要素の種々の実施形態の概略図であり、その種々の実施形態は、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。 図２１Ａおよび図２１Ｂ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および制御するための構成要素の種々の実施形態の概略図であり、その種々の実施形態は、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。 図２２Ａ−図２２Ｃ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および制御するための構成要素の種々の実施形態の概略図であり、その種々の実施形態は、例えば、加圧ガスを提供する送風機ループ、ならびに浮動式テーブルとともに使用するための真空源を含むことができる。 図２２Ａ−図２２Ｃ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および制御するための構成要素の種々の実施形態の概略図であり、その種々の実施形態は、例えば、加圧ガスを提供する送風機ループ、ならびに浮動式テーブルとともに使用するための真空源を含むことができる。 図２２Ａ−図２２Ｃ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および制御するための構成要素の種々の実施形態の概略図であり、その種々の実施形態は、例えば、加圧ガスを提供する送風機ループ、ならびに浮動式テーブルとともに使用するための真空源を含むことができる。
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、例えば、従来の電気モータの使用を排除し、または実質的に最小限にすることによって、エンクロージャ内の過剰な熱負荷を実質的に減少させるように構成される、Ｙ軸運動システムと、Ｚ軸移動プレートアセンブリとを含むことができる。加えて、本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態は、Ｙ軸進行中にシータＺ（θ−Ｚ）軸の周囲で基板の配向の動的回転を提供し、進行軸と平行な基板配向のために高度な精度を維持するように構成される、Ｙ軸運動システムのグリッパ運動制御アセンブリ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、実質的に低粒子である不活性ガス環境を必要と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、および熱調節システム、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。
図１Ｃにおいて拡大図で示される、図１Ｂ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、プリントヘッドアセンブリと基板との間の相対運動を必要とする。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き得る。
種々のＯＬＥＤデバイスの生産で使用す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。その点に介して、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ＯＬＥＤ製造ツールを収納するための実質的に大型の設備を必要とし得る。したがって、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、水蒸気および酸素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、ＯＬＥＤ印刷設備は、水蒸気および酸素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再検討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、および青のそれぞれのための有機薄膜組成物を備えている、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で、加工および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、したがって、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、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。
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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のために提示されない、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、印刷システムを操作するために必要とされる光学、電気、機械、および流体接続を提供するように、種々のシステムおよび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必要とし得る。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り得る。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り得る。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のそれぞれのため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、標的粒径範囲のそれぞれについて、１分あたり基板の１平方メートルあたり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、標的粒径範囲のそれぞれについて、１分あたり基板の１平方メートルあたり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公知の関係を通して、容易に行われることができる。例えば、以下の表２は、いくつかの公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、したがって、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。
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加えて、１分あたり基板の１平方メートルあたり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、公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、時間の周期であり得る。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り得る。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よると、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約３０秒であり得る。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、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約６０秒であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約９０秒であり得る。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、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約１２０秒であり得る。本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態では、印刷サイクルのＴＡＣＴは、約３００秒であり得る。
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１０００万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１０００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平方メートルあたり約１００個以下の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平方メートルあたり約１００個以下の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平方メートルあたり約１００個以下の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平方メートルあたり約１００個以下の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平方メートルあたり約１０００個以下の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平方メートルあたり約１０００個以下の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平方メートルあたり約１０００個以下の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、ＥＴＬ／ＥＩＬ層を形成するように、電子輸送層（ＥＴＬ）は、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し得る、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必要と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、それらの共重合体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、ポリマーおよび共重合体は、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、ポリマーおよび共重合体、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ＯＬＥＤ印刷システムへの即時アクセスも可能にしながら、ＯＬＥＤ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６ｍ３〜約９５ｍ３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１５ｍ３〜約３０ｍ３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、体積が約３０％〜約７０％節約され得る。
図１Ａ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１Ａで描写されるように、中央パネルアセンブリ１３００は、第１のプリントヘッド管理システムの実質的に低粒子の環境、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（図示せず）を含むことができる。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１Ｂ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が搭載されることができ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１Ａ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とを備えている、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の周囲に接合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区分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ＯＬＥＤ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体積の環境制御は、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、および熱調節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１Ｃにおいて拡大図で示される、図１Ｂ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、プリントヘッドアセンブリ、インク送達システム、プリントヘッド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１Ｃ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り得る。後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、図１Ｃ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することができ、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り得る。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一方によって提供されることができる。図１Ｂおよび図１Ｃ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１Ａのガスエンクロージャアセンブリ１０００を通した基板２０５０の移動を画定することができる。
図１Ｃ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１Ｃ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。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、基板浮動式テーブル２２００の印刷領域２２０２が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に連結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１Ｃ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連結され、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１Ｃに示される浮動方式によると、基板２０５０が独占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並進を制限するために、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、側方並進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１Ｃ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、コンベヤの一部に連結される、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、場合によっては、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場合等で、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、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、または最小限にしながら、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、プリントヘッドアセンブリと基板との間の相対運動を必要とする。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下準備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。ＯＬＥＤ印刷システムを備えていることができる種々の構成要素を考慮すると、ＯＬＥＤ印刷システムの種々の実施形態は、種々の設置面積および形状因子を有することができる。
図１Ｃ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のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ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１Ｃ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１Ｃ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アセンブリがあり得る。例えば、第１のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ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のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ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のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ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１Ｃでは、図１Ｃの第１のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ２５０２等の各プリントヘッドアセンブリは、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、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るが、それらによって限定されず、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１Ｃで見られることができるように、第１のプリントヘッドアセンブリ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、種々の測定および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り得る。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り得る。図１Ｃ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１Ｂを参照する。図１Ｃ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１Ｂ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等のそれぞれ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１Ｂ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パネルアセンブリ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１Ｂ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パネルアセンブリ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パネルアセンブリ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パネルアセンブリ１３３０のための第１の通路の周囲に位置付けて搭載されることができる。補助パネルアセンブリ１３３０および補助パネルアセンブリ１３７０内の各通路は、図１Ｃ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が通路を通過することができ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、補助パネルアセンブリ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１Ｂ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１Ｂ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パネルアセンブリ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１Ｂ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パネルアセンブリ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１Ｂ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のプリントヘッドアセンブリ２５０１は、第１のプリントヘッド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のプリントヘッドアセンブリ２５０２は、第２のプリントヘッド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のプリントヘッドアセンブリエンクロージャ２５０４は、印刷プロセス中に印刷のために種々のプリントヘッドアセンブリが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以前に説明された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のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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、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共重合体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んでもよいが、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共重合体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用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１Ｂで描写されるように、第１のプリントヘッド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のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ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のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ２５０２は、第１のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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パネルアセンブリ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のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部１３８２を密閉する必要なく、第１のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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１Ｂ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のプリントヘッドアセンブリエンクロージャ２５０４が、第１のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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パネルアセンブリ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１Ｂの第１のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部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、ゲートが、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か、もしくは可逆的に密閉可能に閉鎖するために使用することができる、任意の構造的閉鎖であり得る。したがって、ゲートを使用して、図１Ｂの第１のプリントヘッドアセンブリ開口部１３４２および第２のプリントヘッドアセンブリ開口部１３８２を可逆的に覆われ、または可逆的に密閉可能に閉鎖されることができる。
図１Ｃ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。ＯＬＥＤ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、ＯＬＥＤ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、移動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することができる。その点に関して、運動システム、すなわち、図１Ｃ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１Ｄ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パネルアセンブリ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１Ｄで描写されるように、補助パネルアセンブリ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１Ｄ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り得る。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り得る。図１Ｄ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パネルアセンブリ１３３０は、ガスエンクロージャアセンブリ１０００（図１Ａ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パネルアセンブリ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２５３０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、吸い取り紙、インク、および廃棄物リザーバの交換等の交換を必要とする、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、吸い取り紙は、使用のために吸い取りモジュール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、周期的交換を必要とし得る。印刷プロセス中に、プリントヘッド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アセンブリ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必要とし得る、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２５３０は、アーム２５３４に搭載されたエンドエフェクタ２５３６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１Ｄ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。各プリントヘッドアセンブリ（図１Ｂ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。ノズルが下準備されたままであり、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１Ｄのハンドラ２５３０は、プリントヘッドアセンブリ２５００に近接して位置付けられることができる。プリントヘッドアセンブリ２５００は、図１Ｄ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パネルアセンブリ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２５３０は、プリントヘッドアセンブリ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一方を除去することができる。ハンドラ２５３０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２Ａでは、ガスエンクロージャシステム５００は、ともに印刷システムエンクロージャを形成し得る、基板を受容するための入口ゲート１２４２を有することができる第１のトンネルエンクロージャ区分１２００と、ブリッジエンクロージャ区分１３００と、第２のトンネルエンクロージャ区分１４００とを有することができる。加えて、ガスエンクロージャシステム５００は、補助エンクロージャ１３３０を有することができる。補助エンクロージャ１３３０は、ガスエンクロージャシステム５００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ることができる。例えば、印刷プロセス中に、補助エンクロージャ１３３０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、ガスエンクロージャシステム５００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ることができる。図８の議論において後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、図８の精製システム３１３０等の精製システムからの精製された不活性ガスは、ガスエンクロージャシステム５００の印刷システムエンクロージャ、ならびに補助エンクロージャ１３００の中へ循環することができる。
本教示の印刷システムの種々の実施形態について、プリントヘッドアセンブリは、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る。プリントヘッドデバイスが、例えば、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るが、それらによって限定されず、各プリントヘッドが、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し、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ことを思い出されたい。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。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、補助エンクロージャは、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ことができる。本教示によると、補助エンクロージャは、例えば、限定されないが、プリントヘッド管理システムの種々のデバイスおよび装置を使用して、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ることができる。したがって、種々の測定および保守タスクは、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る。
図２Ｂ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１３３０の斜視図を描写する。補助エンクロージャ１３３０は、例えば、限定されないが、図１Ａのガスエンクロージャシステム１０００および図２Ａのガスエンクロージャシステム５００等の本教示の種々のガスエンクロージャシステムとともに利用されることができる、補助エンクロージャの実施形態であり得る。図２Ｂに示されるように、補助エンクロージャ１３３０は、プリントヘッドアセンブリの種々のプリントヘッドデバイスに対して、種々の測定および保守手順のために使用される種々のデバイスならびに装置を位置付けるために線形レールシステム２７０５を有し得る、プリントヘッド管理システムプラットフォーム２７０３を有することができる。例えば、図２Ｂの部分分解図では、プリントヘッドアセンブリ２５００は、プリントヘッドアセンブリ開口部１３５０を覆って位置付けられて示されている。プリントヘッドアセンブリ２５００は、図２Ｃに示される、２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃ等の複数のプリントヘッドデバイスを有することができる。第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａおよび第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂは、プリントヘッドアセンブリ２５００の複数のプリントヘッドデバイスのそれぞれに対して、運動システムプラットフォーム上に搭載された種々の測定および保守手順のために使用される種々のデバイスならびに装置を位置付けるために使用されることができる。
図２Ｃの部分展開図は、プリントヘッドアセンブリ２５００に関連するプリントヘッド管理システム２７００の上面斜視図を描写する。図２Ｃで描写されるように、第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａおよび第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂは、線形レールシステム２７０５上でＹ軸方向に沿って移動させられることができる。その様式で、線形レールシステム２７０５は、プリントヘッドアセンブリ２５００のプリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃのそれぞれに対して、運動システムプラットフォーム上に搭載された種々のデバイスおよび装置を位置付けることができる。第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａは、第１のＸ軸線形レールシステム２８２０Ａを有し得る、第１のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ａを支持することができる。第１のＸ軸線形レールシステム２８２０Ａは、線形レールシステム２７０５上で第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａの方向に対して直角な方向に、第１のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ａ上に搭載された種々の装置を移動させることができる。同様に、第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂは、第２のＸ軸線形レールシステム２８２０Ｂを有し得る、第２のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ｂを支持することができる。第２のＸ軸線形レールシステム２８２０Ｂは、線形レールシステム２７０５上で第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂの方向に対して直角な方向に、第２のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ｂ上に搭載された種々の装置を移動させることができる。その点に関して、第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａおよび第１のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０ＡのＸ、Ｙ運動、ならびに第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂおよび第２のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０ＢのＸ、Ｙ運動は、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃのそれぞれに対する種々のデバイスならびに装置の正確なＸ、Ｙ位置付けを提供することができる。
図２Ｃで描写されるように、第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａの第１のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ａ上に搭載された種々のデバイスは、プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃのそれぞれのためのパージ容器２７０７Ａ、２７０７Ｂ、および２７０７Ｃ、ならびに吸い取りステーション２７０９を含むことができる。図２Ｃでは、較正情報を提供するために、第１の運動システムプラットフォーム２８００Ａの第１のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ａ上に搭載された第１の滴測定モジュール２７１１Ａ、および第２の運動システムプラットフォーム２８００Ｂの第２のＸ軸運動システムプラットフォーム２８１０Ｂ上に搭載された第２の滴測定モジュール２７１１Ｂが描写される。第１の滴測定システム２７１１Ａは、例えば、限定されないが、規定条件下でフィルム上に各プリントヘッドデバイスの各プリントヘッドの各ノズルからの滴を印刷し、次いで、フィルムを撮像することに基づくことができる。滴体積、速度、および軌道等の情報が、そのように取得されるデータの画像分析を通して取得されることができる。代替として、第２の滴測定システム２７１１Ｂは、例えば、限定されないが、光学測定システムに基づくことができる。例えば、各プリントヘッドデバイスの各プリントヘッドの各ノズルからの各滴の滴体積、速度、および軌道は、位相ドップラ分析（ＰＤＡ）および位相ドップラ干渉法（ＰＤＩ）等のレーザ光散乱を使用して、判定されることができる。
図３は、例えば、花崗岩ビームであり得る、Ｙ軸ビーム２３５０上に搭載されるような、図３に描写される本教示によるＹ軸運動システムを描写する。座標系で描写されるように、浮動式テーブル２２００上に搭載される２０５０等の基板は、＋／−Ｙ軸方向に進行することができる。浮動式テーブル２２００が、精密Ｚ軸飛行高度で基板２０５０の無摩擦低粒子生成基板支持を提供する一方で、Ｙ軸運動システム２６００は、図１Ｃのプリントヘッドアセンブリ２５０１等のプリントヘッドアセンブリに対する基板２０５０の無摩擦低粒子Ｙ軸運搬を提供する。
浮動式テーブルと併せて利用される本教示の低粒子生成Ｙ軸運動システムの種々の実施形態は、例えば、大型ターンテーブル上に搭載されたチャックと比較されることができる。大型ターンテーブル上に搭載されたチャックの場合、大型モータが、大型ターンテーブルの動作で必要とされ、有意な熱放散、ならびに中実部品に対する中実部品の移動による粒子生成をもたらすであろう。本教示のグリッパシステムの種々の実施形態の場合、Ｙ軸移動のために必要とされる任意のリニアモータが、ターンテーブル上に搭載されたチャック用よりも実質的に小さいように、システム内の慣性のみが、基板およびグリッパアセンブリの質量である。
また、本発明者らは、Ｙ軸ビーム２３５０が、たとえ平坦かつ高度に平行の両方である表面を提供するように製造されたとしても、Ｙ軸進行中にシータＺ（θ−Ｚ）軸に対する基板の配向の精度のための意図した用途のために容認不可能であり得る、進行の偏位を生成し得ることを発見した。例えば、限定されないが、ＯＬＥＤデバイス基板のピクセルの中へインクを印刷することは、平坦および平行の高い公差で製造されたビームが、依然として進行中に基板配向の容認不可能な偏位を生成し得る、進行軸で基板の精密配向を必要とするプロセスである。したがって、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０を運搬するための空気ベアリング運動システムを利用する本教示のＹ軸運動システム２６００の種々の実施形態は、基板の確実で正確な低粒子生成Ｙ軸運搬を提供し、急速加速および減速を伴って高速で動作を提供するとともに、ガスエンクロージャシステム内の過剰な熱汚染の放散の必要性を除去することができる。加えて、Ｙ軸運動システム２６００のグリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、進行軸と平行な基板配向のために高度な精度を維持するように、Ｙ軸進行中にシータＺ（θ−Ｚ）軸の周囲で基板の配向の動的回転を提供することができる。したがって、Ｙ軸運動システム２６００のグリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、例えば、基板の飛行高度によって判定される水平面内で、高度な精度で基板配向をＹ軸進行方向と平行に維持することができる。
図３に示されるように、線形Ｙ軸運動システム２６００の種々の実施形態は、基板グリッパアセンブリ２６１０、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０、ならびにグリッパ運動制御アセンブリ２６５０を含むことができる。図３では、グリッパアセンブリ２６１０は、例えば、限定されないが、基板グリッパフレーム２６１４上に支持され得る、真空チャックバー２６１２等の基板握持表面を含むことができる。基板グリッパフレーム２６１４は、Ｙ軸運動システムアセンブリ２６００のＹ軸キャリッジアセンブリ２６２０に搭載されることができる。図３では、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０の第１の空気ベアリングパック２６２８Ａおよび第２の空気ベアリングパック２６２８Ｂは、それぞれ、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０を支持する複数の空気ベアリングの一部である、第１のサドルアーム２６２２Ａおよび第２のサドルアーム２６２２Ｂに搭載して示されている。Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０は、ブラシレスリニアモータを使用して、＋／−Ｙ軸方向に並進させられることができる。後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、ボイスコイルモータアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂ等のデュアルボイスコイルモータアセンブリ、ならびに枢動アセンブリ２６６０を利用することができる。グリッパ運動制御アセンブリの種々の実施形態は、位置センサおよび運動コントローラと併せて、少なくとも１つのボイスコイルモータおよび空気ブッシング中心枢動を含むことができる。ボイスコイルモータに基づく本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態は、高度に信頼性があり、１ミクロン未満の配向正確度を提供することができる。加えて、Ｙ軸運動システムのそのようなグリッパアセンブリへの基板の直接連結は、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０の運搬のための線形ブラシレスモータを使用して、急速加速ならびに急速減速を伴う無摩擦高速動作、ならびに進行軸と平行な基板配向のために高度な精度を維持するようにグリッパ運動制御アセンブリ２６５０を使用して、Ｙ軸進行中にシータＺ（θ−Ｚ）軸の周囲で基板の配向の動的回転を可能にする。したがって、空気ベアリンググリッパシステムを利用するＹ軸運動システムの種々の実施形態は、図１Ｃの印刷システム２０００等の印刷システムを通して、浮動式テーブル２２００上に支持された基板２０５０の精密低粒子生成運搬を提供することができる。基板を移動させるためのそのような無摩擦Ｙ軸運動システムは、１つまたは２つのいずれか一方のＹ軸レールを利用することができる。サービス束キャリア２４３０は、例えば、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が、それらによって限定されない、種々のサービス束の管理のために使用されることができる。本教示によるサービス束の種々の実施形態は、機能している印刷システムを操作するために必要とされる種々の光学、電気、機械、および流体接続を提供するように、印刷システムに接続されることができる。
図４Ａは、グリッパアセンブリ２６１０、Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４、およびグリッパ運動制御アセンブリ２６５０を示す、Ｙ軸運動システム２６００の上面図である。グリッパアセンブリ２６１０は、グリッパフレーム２６１４上に搭載された真空チャックバー２６１２を含むことができる。Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４は、第１端部２６２３および第２端部２６２５を有して、図４Ａに描写される。グリッパアセンブリ２６１０およびＹ軸キャリッジアセンブリ２６２０は、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０のサブアセンブリを通して接合されることができる。例えば、第１のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂは、それぞれ、ボイスコイルアセンブリ筐体の片側でＹ軸キャリッジアセンブリ２６２０に、ボイスコイル筐体の反対側でグリッパアセンブリ２６１０に固着されることができる、第１および第２のボイスコイル筐体２６３２Ａならびに２６２３Ｂを有する。加えて、中心枢動２６６０は、グリッパアセンブリ２６１０の突起２６１６に固着され得る、空気ベアリング筐体２６６２を含むことができる。図４Ｂは、Ｙ軸運動システム２６００の第２端部２６２５の拡大上面図を描写する、図４Ａの空気ベアリングＹ軸運動システム２６００の部分上面図である。図４Ｂでは、グリッパアセンブリ２６１０の拡大上面図、ならびにボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂの拡大上面図が、特に見えている。グリッパフレーム２６１４上に搭載された真空チャックバー２６１２の種々の実施形態は、複数のうちの３つが図４Ｂに示される、複数の真空ソケット２６１３を含むことができる。真空ソケット２６１３は、真空チャックバー２６１２が基板を容易に係合および解放し、２本指または３本指握持デバイスの必要性等の基板の２側面機械握持の必要性を除去することができるように、真空チャックバー２６１２の長さに沿った間隔で離間される。Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０を支持するための図３の第１の空気ベアリングパック２６２８Ａおよび第２の空気ベアリングパック２６２８Ｂに加えて、第２の上部パック２６２８Ｄが、Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４の下側に搭載されることができる（図３および図４Ｂ参照）。第１の上部パック（図示せず）が、第１のサドルアーム２６２２Ａの近位でＹ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４の対向する第１端部２６２３の下で対称に搭載されることができる（図４Ａ参照）。
本明細書でさらに詳細に議論されるように、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０を支持するための空気ベアリングパックに加えて、図４Ｂで描写される第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂのボイスコイル空気ベアリング２６４１は、第１のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａ（図４Ａ参照）と関連付けられるボイスコイル空気ベアリング（図示せず）とともに、グリッパアセンブリ２６１０の垂直安定化のために利用されることができる。図４Ｂの上面図レンダリングでは、単一の空気ベアリングが見えている。図４Ａのボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂ等のボイスコイルアセンブリ内のボイスコイル空気ベアリングの前負荷として、必要システム剛性を確実にすることができる。図４Ｂの上面図で描写されるように、本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態は、単一の空気ベアリングを含むことができる。ボイスコイルアセンブリ内の単一の空気ベアリングを利用するシステムおよび方法の種々の実施形態は、例えば、限定されないが、重力、真空、または磁気前負荷を使用して、空気ベアリングに前負荷を加えることができる。Ｙ軸運動システムの種々の実施形態は、ベアリング前負荷を提供するために、対向する第２の空気ベアリングを利用してもよい。図４Ｂのボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂ等の本教示のボイスコイルモータアセンブリの種々の実施形態は、Ｙ軸キャリッジ２６２０に接合され得る、ボイスコイル筐体２６３３Ｂを含むことができる。本明細書でさらに詳細に議論されるように、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂのボイスコイルグリッパフレーム搭載ブロック２６４８Ｂは、ボイスコイルアセンブリをグリッパフレーム２６１４に添着するように使用されることができる。ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂはまた、枢動ねじ２６３５Ｂおよび保持ねじ２６３６Ｂを有し得るボイスコイルシャフト２６３４Ｂ、ならびに止めねじ２６３７Ｂを含むこともできる。加えて、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂは、リニアエンコーダ２６３８Ｂを有することができる。最終的に、中心枢動２６６０は、本教示のグリッパ運動制御システム２６５０の実施形態のために、確実かつ正確なシータＺ（θ−Ｚ）回転の回転軸を提供するように構成される、空気ブッシングである。ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂの部品が説明されているが、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ａも同様に説明されることができる。
図５Ａは、本教示のシステムおよび方法の種々の実施形態による、Ｙ軸運動システムのキャリッジアセンブリ、グリッパ運動制御アセンブリ、およびグリッパアセンブリの等角図である。図５Ａで描写されるように、図５Ａは、それぞれ、第１および第２のサドルアーム２６２２Ａならびに２６２２Ｂを伴うＹ軸キャリッジアセンブリ２６２０を描写し、サドルアームは、パックがＹ軸ビーム２３５０の近位にある（図３参照）ように、それぞれ、その上に搭載された第１のパック２６２８Ａおよび第２のパック２６２８Ｂを有する。第１および第２のサドルアーム２６２２Ａおよび２６２２Ｂ、ならびにＹ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６は、Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４に接合されることができる。Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６は、Ｙ軸ビーム２３５０の近位にある（図３参照）第１の側面２６２７と、グリッパフレーム２６１４の近位にある２の側面２６２９とを有することができる。グリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、それぞれ、第１および第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂ、ならびに中心枢動アセンブリ２６６０を含むことができる。本明細書で以前に議論されたように、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０およびグリッパアセンブリ２６１０の両方に接合され、それによって、Ｙ軸キャリッジアセンブリおよびグリッパアセンブリを効果的に接合する（図４Ｂも参照）。図３の基板２０５０等の基板が、グリッパフレーム２６１４に搭載された真空チャックバー２６１２によって保持されると、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０がＹ軸ビーム２３５０にわたって進行するにつれて、軸ビームの不完全性の効果を相殺する動的角度（θ−Ｚ）調節が、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０によって基板に行われることができる（図３参照）。したがって、Ｙ軸進行中の基板は、進行軸と平行な基板配向のために高度な精度を維持するように、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０を使用して、Ｙ軸進行中にシータＺ（θ−Ｚ）軸の周囲で基板の配向に対して高い精度で維持されることができる。グリッパ運動制御アセンブリ２６５０の種々の実施形態は、基板の配向を＋／−４３００マイクロラジアン以内で進行のＹ軸と平行に維持することができる。したがって、Ｙ軸運動システム２６００のグリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、例えば、基板の飛行高度によって判定される水平面内で、高度な精度で基板配向をＹ軸進行方向と平行に維持することができる。
図５Ｂは、概して、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０に搭載されたグリッパアセンブリ２６１０を図示する、図５ＡのＹ軸キャリッジアセンブリ２６２０を通した縦斜視図を描写する。図５Ｂでは、それぞれ、第１および第２のボイスコイルモータアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂ、ならびにグリッパフレーム２６１４上の真空チャックバー２６１２および中心枢動２６６０が示されている。図３および図５Ａでは、Ｙ軸キャリッジアセンブリ２６２０の第１の空気ベアリングパック２６２８Ａおよび第２の空気ベアリングパック２６２８Ｂが示されている。図４Ｂでは、Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４の下の第１および第２の空気ベアリングパックが説明された。図５Ｂに示されるように、Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６は、空気ベアリングパック２６２８Ｅから２６４０Ｈ等のその上に搭載された複数の空気ベアリングパックを有することができる。Ｙ軸ビーム２３５０の近位にあるキャリッジアセンブリのサドルアームおよび最上部プレート上に位置する空気ベアリングパックに加えて、Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６上に搭載された複数の空気ベアリングパックは、側面フレーム２６２６とＹ軸ビーム２３５０の対応する側面との間にベアリング支持を提供することができる。例えば、概して、図３から図５Ｂで図示される、本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態は、印刷システムを通して、基板の低粒子生成で低熱生成の運搬を提供することができる。
図６は、グリッパフレーム２６１４の近位の側面である、Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６の第２の側面２６２７を描写し、概して、グリッパフレーム２６１４が搭載されていない、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０を含む、Ｙ軸移動システムサブアセンブリを図示する。第１および第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａならびに２６３０Ｂが、Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６の第２の側面２６２７の対向する上端において搭載されることができる一方で、中心枢動２６６０は、Ｙ軸キャリッジアセンブリ側面フレーム２６２６の第２の側面２６２７の最上中心部分の中に搭載されることができる。第１および第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａならびに２６３０Ｂは、それぞれ、第１のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ｂ、ならびに第１のボイスコイルアセンブリ筐体２６３２Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリ筐体２６３２Ｂを含むことができる。第１のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ｂのそれぞれは、止めねじ、すなわち、それぞれ、第１のボイスコイルアセンブリ止めねじ２６３５Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリ止めねじ２６３７Ｂを有することができ、各止めねじは、それぞれ、ボイスコイルアセンブリ止めねじ孔２６２１Ａおよび２６２１Ｂの中へ延在するシャンクを有する。加えて、図６で描写されるように、各ボイスコイルアセンブリシャフト、すなわち、第１のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ｂは、枢動ねじおよび保持ねじ、すなわち、第１のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ａ用の枢動ねじ２６３５Ａおよび保持ねじ２６３６Ａと、第１のボイスコイルアセンブリシャフト２６３４Ｂ用の枢動ねじ２６３５Ｂおよび保持ねじ２６３６Ｂとを有することができる。第１および第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａならびに２６３０Ｂのための浮動式テーブルに対するグリッパアセンブリおよび基板の水平位置の初期調節に関して、枢動ねじおよび保持ねじは、グリッパアセンブリおよび基板の水平位置が正しく調節されるまで緩められることができ、次いで、枢動ねじおよび保持ねじは、締められる。ボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂを平等に調節することは、浮動式テーブルに対して＋／−Ｚでグリッパアセンブリの位置を調節するように行われることができる（図３参照）一方で、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび２６３０Ｂを不平等に調節することは、浮動式テーブルに対してシータＸ（θ−Ｘ）でグリッパアセンブリの位置を調節するように行われることができる（図３参照）。本明細書で以前に議論されたように、本教示のボイスコイルアセンブリの種々の実施形態は、第１のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａの空気ベアリング２６４０Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂの空気ベアリング２６４１Ａ等の上部または最上部空気ベアリング、ならびに第１のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａの空気ベアリング２６４０Ｂおよび第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂの空気ベアリング２６４１Ｂ等の対向する底部空気ベアリングである、一対の空気ベアリングを利用する。各底部空気ベアリングが、各上部または最上部空気ベアリングに前負荷を加えるために使用される。
図７Ａは、概して、本教示によるボイスコイルアセンブリの等角図を図示する。ボイスコイルアセンブリは、第１のボイスコイル筐体の第１の側面２６３１および対向するボイスコイル筐体の第２の側面２６３３を有し得る、ボイスコイル筐体２６３２、ならびにボイスコイルシャフト２６３４を含むことができる。ボイスコイルシャフト２６３４は、枢動ねじ２６３５および保持ねじ２６３６、ならびに止めねじ２６３７を含むことができ、その全ては、図６に関して本明細書で以前に議論されたように、浮動式テーブルに対するグリッパアセンブリの初期垂直調節で使用されることができる。図７Ｂでは、枢動ねじ２６３５を収容する孔２６４５を通り、保持ねじ２６３６を収容するスロット２６４６を通る枢動が見えるように、枢動ねじ２６３５および保持ねじ２６３６が除去されている。ボイスコイルアセンブリ２６３０は、下部空気ベアリングが上部空気ベアリングに前負荷を加えるために使用される、上部空気ベアリング２６４２Ａおよび対向または下部空気ベアリング２６４２Ｂ等の一対の空気ベアリングを有することができる。ボイスコイルアセンブリ２６３０は、ボイスコイルアセンブリをグリッパフレームに添着するために使用され得る、ボイスコイルグリッパフレーム搭載ブロック２６４８を含むことができる（図４Ｂ参照）。加えて、本教示のボイスコイルアセンブリは、Ｘ方向に配向されるリニアエンコーダ２６３８を含むことができる。本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態は、ボイスコイルがキャリッジアセンブリに対してＸ方向に１〜２ミクロン以内に配向されることを可能にし、本教示のＹ軸運動システムの種々の実施形態を利用して、Ｙ軸ビーム上の基板の運搬中にシータＺ（θ−Ｚ）において動的調節を提供する、リニアエンコーダヘッダを利用する。加えて、図６のグリッパ運動制御アセンブリ２６５０の種々の実施形態について、一方のボイスコイルがシータＺ（θ−Ｚ）配向を補正するように応答する場合、他方のボイスコイルが平等な相殺様式で制御されるように、マスタ・スレーブ制御システムが、図６の第１のボイスコイルアセンブリ２６３０Ａおよび第２のボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂを制御するために使用されることができる。グリッパ運動制御アセンブリ２６５０の種々の実施形態は、基板の配向を＋／−４３００マイクロラジアン以内で進行のＹ軸と平行に維持することができる。したがって、Ｙ軸運動システム２６００のグリッパ運動制御アセンブリ２６５０は、例えば、基板の飛行高度によって判定される水平面内で、高度な精度で基板配向をＹ軸進行方向と平行に維持することができる。
図８は、図８および図９の断面図の位置を示す図４Ａに類似する、グリッパアセンブリ２６１０、Ｙ軸キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４、およびグリッパ運動制御アセンブリ２６５０を示す、Ｙ軸運動システム２６００の上面図である。
図９は、概して、ボイスコイルアセンブリを通る断面図を図示し、具体的には、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂを通る断面図として図８で指定されるが、図９の断面図に関して本明細書で挙げられる任意の説明は、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ａに等しく適用される。ボイスコイルグリッパフレーム搭載ブロック２６４８Ｂが、ボイスコイルアセンブリ２６３０Ｂの第１の空気ベアリング２６４１Ａと第２の空気ベアリング２６４１Ｂとの間に位置付けられて図９で描写される。第１の空気ベアリング２６４１Ａおよび第２の空気ベアリング２６４１Ｂのそれぞれとは、空気ベアリング球形枢動部２６４３Ａおよび２６４３Ｂが、それぞれ、関連付けられる。第１の空気ベアリング２６４１Ａと関連付けられる空気ベアリング球形枢動部２６４３Ａおよび第１の空気ベアリング２６４１Ｂと関連付けられる空気ベアリング球形枢動部２６４３Ｂは、第１の空気ベアリング２６４１Ａおよび第２の空気ベアリング２６４１Ｂが搭載ブロック２６４８Ｂに対して平行配置にとどまるように、各空気ベアリングがシータＸ（θ−Ｘ）およびシータＹ（θ−Ｙ）で浮動することを可能にする。第１の空気ベアリング２６４１Ａと第２の空気ベアリング２６４１Ｂとの間に位置付けられることに加えて、ボイスコイルグリッパフレーム搭載ブロック２６４８Ｂはまた、ボイスコイルホルダ２６４７にも添着される。ボイスコイルホルダ２６４７およびボイスコイル磁石基部は、ボイスコイル筐体の第２の側面２６３３の内側に収納される。ボイスコイルホルダ２６４７は、コイル磁石基部２６４９と関連付けられるものとして図９で描写される。動作中に、ボイスコイル磁石基部２６４９の移動の力は、ボイスコイル磁石ホルダ２６４７に移転され、これは、ボイスコイルグリッパフレーム搭載ブロック２６４８Ｂに移転され、次いで、それによって、グリッパフレーム２６１４に移転される。本明細書で以前に議論されたように、グリッパ運動制御アセンブリ２６５０の種々の実施形態は、２つのボイスコイルが進行方向に対してグリッパアセンブリ配向を維持するよう同期して作用するように、２つのボイスコイルアセンブリのマスタ・スレーブ制御を使用することができる。また、図９では、真空溝２６１７と流体連通しているグリッパアセンブリ２６１０の真空マニホールド２６１８も描写される。図９で描写されるように、図４Ｂで描写される複数の真空ソケットは、真空溝２６１７を介して真空マニホールド２６１８と流体連通することができる。
図１０は、概して、図８で指定されるような中心枢動アセンブリ２６６０を通る断面図を図示する。枢動アセンブリ２６６０は、第１の２６６４Ａおよび第２の空気ブッシング２６６４Ｂを収納し得る、空気ブッシング筐体２６６２を含むことができる。第１の空気ブッシング２６６４Ａおよび第２の空気ブッシング２６６４Ｂは、中心シャフト２６６６の周囲に構成されることができ、２つの空気ブッシングの使用が必要システム剛性を付与する。第１の空気ブッシング２６６４Ａおよび第２の空気ブッシング２６６４Ｂは、不活性ガス等の均等なガス流が中心シャフト２６６６の周囲で均等に分配されることができることを確実にするように、多孔性黒鉛等の多孔性材料から加工されることができる。中心シャフト２６６６は、キャリッジアセンブリ最上部プレート２６２４に固着され得る、上部クランプ２６６５および下部クランプ２６６７によって保持されることができる。中心枢動アダプタプレート２６６９は、空気ブッシング筐体２６６２をグリッパフレーム２６１４に添着するように構成されることができる。その点に関して、キャリッジアセンブリ移動の結果としての空気ブッシングアセンブリ２６６０の任意のシータＺ（θ−Ｚ）回転が、応答してグリッパアセンブリ２６１０に移転させられるであろう。また、図１０では、キャリッジアセンブリ空気ベアリング２６３８Ｄ（図４Ｂ参照）およびキャリッジアセンブリ空気ベアリング２６３８Ｈ（図５Ｂ参照）も描写される。
本明細書で以前に議論されたように、印刷エンクロージャ内で制御された環境を維持することは、種々のＯＬＥＤデバイスの製造に関係付けられる種々のプロセスのために最重要である。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、後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、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、ならびに熱調節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。熱調節の一側面は、例えば、本明細書で以前に説明されたようなＹ軸運動システムの設計によって与えられるように、封入印刷システム内の熱負荷を最小限にすることに関する。
Ｙ軸運動システムに加えて、図１１に示される概略図に関して、熱負荷を最小限にすることはまた、空気圧平衡を利用することによって、Ｚ軸移動プレートの移動を制御するために使用されるモータの熱負荷を最小限にすることを含むこともできる。図１１では、特に負荷を受けると、Ｚ軸モータ２３０５への電流を増加させることがモータ温度を上昇させるであろうため、現在駆動しているＺ軸モータ２３０５が動作中に最適化されることができることを確実にするために、制御ループ１００が使用されることができる。そのようなモータ加熱の１つの不利点は、モータおよびモータアセンブリの熱膨張による印刷精度の損失であり得る。加えて、本明細書で前述のように、熱放散の制御は、封入印刷システムの環境制御の一側面である。したがって、図１１の制御ループ１００は、モータ電流を最小限にするように負荷に対して自動平衡力を提供し、それによって、モータ加熱を最小限にすることによって、Ｚ軸モータ２３０５上の負荷を補償することができる、空気圧平衡システム２３０９を含むことが示されている。
図１１では、Ｚｃｍｄ入力１０５は、図１Ｃの第１のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ２５０２等のプリントヘッドアセンブリの指令Ｚ軸位置である。図１Ｃを参照して、第１のプリントヘッドアセンブリ２５０１および第２のプリントヘッドアセンブリ２５０２が、それぞれ、第１のＺ軸移動プレート２３１０および第２のＺ軸移動プレート２３１２上に搭載されることができることを思い出されたい。第１のＺ軸移動プレート２３１０および第２のＺ軸移動プレート２３１２は、それぞれ、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に搭載される。その点に関して、各プリントヘッドアセンブリは、図１Ｃの基板２０５０等の基板に対してＸ、Ｚ方向に位置付けられることができる。例えば、限定されないが、印刷プロセス等の例示的なプロセスステップ中に、Ｚｃｍｄ入力１０５は、モータコントローラＣＭ１１０によって受信されることができ、指令Ｚ軸位置ｉｃｍｄ１１５と関連付けられる電流は、Ｚ軸リニアモータ２３０５が図１Ｃの第１のＺ軸移動プレート２３１０および第２のＺ軸移動プレート２３１２等のＺ軸移動プレートを移動させ得るように、モータ駆動Ｄ１２０に送信されることができる。Ｚ軸方向へのＺ軸移動プレートの正確な位置は、エンコーダ２３０３を使用して測定されることができ、次いで、正確なＺ軸位置に関する情報は、指令位置に到達するまで、モータコントローラＣＭ１１０の中へフィードバックされることができる。加えて、ｉｃｍｄ１１５は、電流スパイクをフィルタ処理し、加えて、コントローラ応答をゲート制御するように作用し得る、低域通過フィルタＬＰ１３０に送信されることができる。低域通過フィルタ出力１３５は、空気圧コントローラＣＰ１４０に送信されることができる。次いで、空気圧コントローラＣＰ１４０は、ｉｃｍｄ１１５を最適化する平衡圧力ＰＣＢを算出することができる。例示的なプロセスステップ、例えば、限定されないが、本明細書で以前に議論されたようなドッキングガスケットへのプリントヘッドアセンブリのドッキング中に、図１１に示されるように密閉力ＦＳに対抗するために必要とされるモータ力ＦＭがある。余分なモータ力は、シールが維持されることを可能にするが、モータの増加した加熱をもたらし得る、増加したモータ電流を必要とする。
図１１で描写されるように、ドッキングガスケットに対するプリントヘッドアセンブリの密閉中にモータ力ＦＭを維持するために、増加する電流に起因するであろうモータ加熱を最小限にするように、空気圧平衡力ＦＣＢが利用されることができる。垂直密閉力ＦＳは、モータ２３０５の電流を連続的に検出することによって検出されることができる。密閉力ＦＳの規模および方向は、必要とされる空気圧対抗力を計算することができ、かつ指令平衡圧力ＰＣＢ１４５を圧力調整器Ｒ１５０に送信し得る、空気圧コントローラＣＰ１４０に報告されることができる。次いで、圧力調整器Ｒ１５０は、空気圧対抗力ＦＣＢを及ぼすために、指令圧力を空気圧平衡システム２３０９に供給することができる。本教示によると、制御ループ１００は、全ての力、すなわち、密閉力ＦＳ、固有のツール環境ＦＥ、空気圧対抗力ＦＣＢ、モータ力ＦＭ、およびＺ軸アセンブリに採用する重力ＦＧの合計がゼロであるような様式で作用する。
図１２Ａは、その上にプリントヘッドアセンブリが搭載されていない、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を示す、印刷システム２０００を描写する。図１２Ｂでは、空気圧平衡システム２３０９が、第１の空気圧シリンダ２３０７Ａと、第２の空気圧シリンダ２３０７Ｂとを含むことができる、ブリッジ２１３０に搭載されたＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１の正面図が描写されている。制御ループ１００の使用の実施例が、ガスケットとプリントヘッドアセンブリをドッキングするプロセスについて挙げられたが、制御ループ１００は、多数の目的で利用されることができる。例えば、印刷動作中に、空気圧平衡システム２３０９等の空気圧平衡システムは、印刷中に図１１のモータ２３０５への電流を最小限にするために、空気圧平衡制御ループの種々の実施形態に応答して、Ｚ軸移動プレートおよび任意の関連負荷を支持するように動作することができる。加えて、図１１の制御ループ１００等の空気圧平衡制御ループの種々の実施形態は、印刷システムのパラメータ監視のために使用されることができる。例えば、Ｚ軸移動プレートの滑空は、経時的に変化し、磨耗および経年劣化による増加した摩擦を生成し得る。増加した摩擦の結果としてのＺ軸移動プレートモータへの増加した負荷は、空気圧平衡制御ループおよび関連システムの種々の実施形態を使用して相殺されることができる。別の非限定的実施例として、空気圧コントローラＣＰによって監視される圧力の変化は、故障が明白になる前に、Ｚ軸運動システム上でスケジュールされていない保守を開始するように、品質測定基準として監視されることができる。いくつかの実施例が具体的キャリッジアセンブリに関して挙げられたが、空気圧平衡制御ループおよび関連システムの種々の実施形態は、概して、本教示の任意のキャリッジアセンブリおよび任意の負荷に適用可能であることに留意されたい。
図１３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。ガスエンクロージャシステム５００Ａが、図１８のガスエンクロージャシステム５００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一方で、印刷システム２０００Ａは、図１７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１３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２５５０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。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２７０１を封入し得る補助パネルアセンブリ１３３０、ならびにバルクインク送達システム用の廃棄物含有システムを有することができる。補助パネルアセンブリ１３３０は、プリントヘッドアセンブリ開口部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体連通することができる。バルクインク送達システムの種々の実施形態は、ガスエンクロージャ１０００Ａの外部にあり、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の近位にあり得る、ローカルインク送達システムの種々の実施形態と流体連通することができる。
図１４は、ローカルインク送達システム３５００と流体連通することができる、バルクインク送達システム３３００の種々の実施形態の概略図である。バルクインク送達システム（ＢＩＤＳ）３３００は、第１のインク源と流体連通している第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１、ならびに第２のインク源と流体連通している第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ２を含み得る、バルクインク供給システム３３１０を有することができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１および第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ２は、それぞれ、第１のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ１および第２のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ２を有することができる。第１のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ１および第２のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ２は、例えば、インク供給コンテナが交換または補充される必要があるときに、上流のラインから第１のインク供給源および第２のインク供給源を隔離するために使用されることができる。第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ３は、第１のインク供給コンテナ、インク１が使用中であるときに開放している。同様に、第２のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ４は、第２のインク供給コンテナ、インク２が使用中であるときに開放している。
２つのインク供給源が図１４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３３１０に含まれることができ、かつインクの順次供給源の役割を果たすことができる。例えば、図１４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、第１のインク供給コンテナ、インク１が隔離され、補充されることができるか、または交換されることができるかのいずれか一方であるように、第１のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ１が閉鎖されることができ、第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ３が閉鎖されることができる。インク１の隔離に続いて、第２のインク供給コンテナ、インク２が、図１３のガスエンクロージャシステム５００Ａ等のガスエンクロージャシステム用のインク供給源の役割を果たし得るように、第２のＢＩＤＳインク供給安全弁ＶＢ２が開放されることができ、第２のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ４が開放されることができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１および第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ２は、図１４に示されるように、２つの弁を使用してＴ字接合点において接合されることができ、または３方弁が使用されることができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１または第２のＢＩＤＳインク供給ラインのいずれか一方は、いずれのインク供給源が使用中であるかに応じて、第３のＢＩＤＳラインＬＢ３と流体連通することができる。第３のＢＩＤＳラインＬＢ３は、使用されるインクの化学性質に適合する空気圧ピストンシリンジまたは計量ポンプであり得る、第１のＢＩＤＳポンプＰＢ１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３３１０からのインク流を必要とするプロセス中に、第５のＢＩＤＳ弁ＶＢ５は、開放位置にあり、第３のＢＩＤＳラインＬＢ３と第４のＢＩＤＳラインＬＢ４との間の流動を可能にする。第４のＢＩＤＳラインＬＢ４は、フィルタ３３１２を通過し、バルクインク供給システム３３１０の供給源内のバルク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している、第５のＢＩＤＳラインＬＢ５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３５００と流体連通している、第６のＢＩＤＳラインＬＢ６を通って流動することができる。第６のＢＩＤＳラインＬＢ６は、図１４に示されるように、ローカルインク送達システム３５００の中に位置するサックバック弁によって、出口において制御されることができる。
バルクインク供給システム３３１０に加えて、バルクインク送達システム３３００は、溶媒ライン、すなわち、第７のＢＩＤＳ溶媒ラインＬＢ７、ならびに窒素源を利用するものとして図１４で描写される、不活性ガスライン、すなわち、第８のＢＩＤＳガスラインＬＢ８を含み得る、ＢＩＤＳ保守システム３３３０を有することができる。第７のＢＩＤＳ溶媒ラインＬＢ７は、使用される溶媒の化学性質に適合する空気圧ピストンシリンジまたは計量ポンプであり得る、第２のＢＩＤＳポンプＰＢ２と流体連通することができる。第７のＢＩＤＳ溶媒ラインＬＢ７および第８のＢＩＤＳガスラインＬＢ８は、それぞれ、処理中に通常閉鎖位置にあるが、例えば、限定されないが、保守手順中に選択的に開放され得る、第１のＢＩＤＳ保守システム安全弁ＶＢ６および第２のＢＩＤＳ保守システム安全弁ＶＢ７を有することができる。例えば、保守手順中に、バルクインク供給システム３３１０と関連付けられるＢＩＤＳ弁、すなわち、ＢＩＤＳ弁ＶＢ１からＶＢ５は、閉鎖位置にとどまるであろう。溶媒を利用する保守手順が実装される場合には、溶媒ライン、すなわち、第７のＢＩＤＳ溶媒ラインＬＢ７が、以前に説明されたように、ローカルインク送達システム３５００と流体連通している第６のＢＩＤＳラインＬＢ６と流体連通し得るように、ＢＩＤＳ弁ＶＢ６、ＶＢ８、およびＶＢ１０が開放されることができる。加えて、保守手順中に不活性ガスが利用される場合には、不活性ガスライン、すなわち、第８のＢＩＤＳガスラインＬＢ８が、以前に説明されたように、ローカルインク送達システム３５００と流体連通している第６のＢＩＤＳラインＬＢ６と流体連通し得るように、ＢＩＤＳ弁ＶＢ７、ＶＢ９、およびＶＢ１０が開放されることができる。バルクインク供給システム３３１０について説明されるものと同様に、第７のＢＩＤＳ溶媒ラインＬＢ７および第８のＢＩＤＳガスラインＬＢ８は、第９のＢＩＤＳラインＬＢ９と流体連通するように、図１４に示されるように２つの弁を使用してＴ字接合点において接合されることができることに留意されたい。同様に、第３のＢＩＤＳラインＬＢ３および第９のＢＩＤＳラインＬＢ９は、第４のＢＩＤＳラインＬＢ４と流体連通するように、図１４に示されるように２つの弁を使用してＴ字接合点において接合されることができる。いずれの場合も、３方弁が、２つの弁を使用してＴ字接合点と同等の様式で使用されることができる。
図１４で描写されるように、本教示の種々のシステムおよび方法によるローカルインク送達システム３５００は、ローカルインク供給システム３６００と、プリントヘッドインク送達システム３７００と、ローカルインク廃棄物アセンブリ３８００とを含むことができる。本教示の種々の実施形態について、ローカルインク供給システム３６００が、第６のＢＩＤＳラインＬＢ６を介してバルクインク送達システム３３００と流体連通することができる一方で、ローカルインク廃棄物アセンブリ３８００は、第１０のＢＩＤＳラインＬＢ１０を通してバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４０と流体連通することができる。第１０のＢＩＤＳラインＬＢ１０は、プリントヘッドインク送達システム３７００から除去されている廃棄物の化学物質に適合する空気圧ピストンシリンジまたは計量ポンプであり得る、第３のＢＩＤＳポンプＰＢ３を有することができる。
図１５では、バルクインク送達システム３３０１の種々の実施形態の概略図が示されている。バルクインク送達システム３３０１は、ローカルインク送達システム３５０１と流体連通することができる。バルクインク送達システム３３０１の種々の実施形態について、ポンプＰＢ１は、液体およびガス状流体を両方とも効果的に送出することができる、計量ポンプであり得る。その点に関して、バルクインク送達システム３３０１のバルクインク供給システム３３１１および保守システム３３３１は両方とも、流量制御のために計量ポンプＰＢ１を利用することができる。図１５で描写されるように、計量ポンプＰＢ１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１５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、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下準備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むことができるが、それらによって制限されない、属性を有することができる。したがって、バルクインク送達システム３３０１の種々の実施形態は、図１４のバルクインク送達システム３３００の種々の実施形態より少ない弁およびポンプを利用することができる。
図１５のバルクインク送達システム（ＢＩＤＳ）３３０１は、第１のインク源と流体連通している第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１と、第２のインク源と流体連通している第２のＢＩＤＳインク供ラインＬＢ２とを有し得る、バルクインク供給システム３３１１を有することができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１および第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ２は、それぞれ、図１５に示されるように、マルチポート計量ポンプＰＢ１のアセンブリの一部であり得る、第１のＢＩＤＳ弁ＶＢ１および第２のＢＩＤＳ弁ＶＢ２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３３１１のための流量制御を提供することに加えて、最小保持体積で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ＰＢ１が有する能力を考慮すると、計量ポンプＰＢ１はまた、保守システム３３３１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１５では、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬＢ３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ＬＢ４は、不活性ガス源、例えば、図１５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ＬＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬＢ４は、それぞれ、第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁ＶＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給弁ＶＢ４によって制御されることができる。図１５で描写されるように、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬＢ４は、第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁ＶＢ５によって制御され得る、第５のＢＩＤＳラインＬＢ５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ＶＢ５は、図１５に示されるように、マルチポート計量ポンプＰＢ１のアセンブリの一部であり得る。第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬＢ４は、図１５に示されるように、２つの弁を使用してＴ字接合点において接合されることができ、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ＶＢ３および第４のＢＩＤＳ不活性ガス供給弁ＶＢ４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１５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ＰＢ１のマニホールドシステムを通したインクラインの下準備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ＬＢ１は、開口部第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ１およびＢＩＤＳ廃棄物ライン弁ＶＢＷを開放することによって、インク１からのインクで下準備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ＬＢＷを通した第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１とバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４１との間の流体連通がある、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１の下準備が行われることができる。下準備後、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ＰＢ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ１および第６のＢＩＤＳ弁ＶＢ６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３５０１と流体連通している、バルクインク送達システム３３０１と流体連通している。第２のＢＩＤＳラインＬＢ２は、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１を下準備するための実施例で挙げられるように、同様にインク２からのインクで下準備されることができる。
２つのインク供給源が図１５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３３１１に含まれることができ、かつインクの順次供給源の役割を果たすことができる。例えば、図１５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、第１のインク供給コンテナ、インク１が隔離され、補充されることができるか、または交換されることができるかのいずれか一方であるように、計量ポンプＰＢ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ１が閉鎖されることができる。インク１の隔離に続いて、第２のインク供給コンテナ、インク２が、図１３のガスエンクロージャシステム５００Ａ等のガスエンクロージャシステム用のインク供給源の役割を果たし得るように、計量ポンプＰＢ１の第２のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ２が開放されることができる。第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１または第２のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ２のいずれか一方は、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ＬＢ６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３３１１からのインク流を必要とするプロセス中に、全ての他の弁が閉鎖されている間に、計量ポンプＰＢ１の第１のＢＩＤＳインク供給弁ＶＢ１および第６のＢＩＤＳ弁ＶＢが開放し、第１のＢＩＤＳインク供給ラインＬＢ１と第６のＢＩＤＳラインＬＢ６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ＬＢ６は、フィルタ３３１２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３３１１の供給源内のバルク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している、第７のＢＩＤＳラインＬＢ７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３５０１と流体連通している、第８のＢＩＤＳラインＬＢ８を通って流動することができる。図１４のバルクインク供給システム３３１０の第６のＢＩＤＳラインＬＢ６と異なり、第８のＢＩＤＳラインＬＢ８は、図１５の計量ポンプＰＢ１等の計量ポンプがそのような制御を提供することができるときに、図１４に示されるようにローカルインク送達システム３５００の中に位置するサックバック弁を必要としない。
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３３１１に加えて、図１５のバルクインク送達システム３３０１は、ＢＩＤＳ保守システム３３３１を有することができる。ＢＩＤＳ保守システム３３３１は、それぞれ、第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁ＶＢ３および第４のＢＩＤＳ不活性ガス供給弁ＶＢ４によって制御され得る、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬＢ４を含むことができる。図１５で描写されるように、第３のＢＩＤＳ溶媒供給ラインＬＢ３および第４のＢＩＤＳガス供給ラインＬＢ４は、第５のＢＩＤＳラインＬＢ５と流体連通することができる。第５のＢＩＤＳラインＬＢ５は、計量ポンプＰＢ１の第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁ＶＢ５によって制御されることができる。加えて、図１５のバルクインク送達システムに関して、ＢＩＤＳ廃棄物ラインＬＢＷは、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４１と流体連通することができる。ＢＩＤＳ廃棄物ラインＬＢＷは、計量ポンプＰＢ１のＢＩＤＳ廃棄物ライン弁ＶＢＷによって制御されることができる。第３のＢＩＤＳ溶媒供給弁ＶＢ３、第４のＢＩＤＳガス供給弁ＶＢ４、第５のＢＩＤＳ保守システム供給弁ＶＢ５、およびＢＩＤＳ廃棄物ライン弁ＶＢＷ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３３１１と関連付けられる計量ポンプＰＢ１のＢＩＤＳ弁、すなわち、ＢＩＤＳ弁ＶＢ１、ＶＢ２、およびＶＢ６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、溶媒下準備が、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４１と流体連通し得る、第５のＢＩＤＳラインＬＢ５を通して行われることができるように、ＢＩＤＳ弁ＶＢ３、ＶＢ５、およびＶＢＷが開放されることができる。下準備後、例えば、ローカルインク送達システム３５０１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ＬＢ６と流体連通することができる第５のＢＩＤＳラインＬＢ５を通って流動し得るように、ＢＩＤＳ廃棄物ライン弁ＶＢＷが閉鎖されることができ、ＢＩＤＳ弁ＶＢ３、ＶＢ５、およびＶＢ６が開放されることができる。第６のＢＩＤＳラインＬＢ６は、以前に説明されたように、ローカルインク送達システム３５００と流体連通し、ローカルインク送達システム３５０１の全体を通して、最終的に、第９のＢＩＤＳラインＬＢ９を通してバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４１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、不活性ガスが、第６のＢＩＤＳラインＬＢ６と流体連通することができる第５のＢＩＤＳラインＬＢ５を通って流動し得るように、ＢＩＤＳ弁ＶＢ４、ＶＢ５、およびＶＢ６が開放されることができる。第６のＢＩＤＳラインＬＢ６は、以前に説明されたように、ローカルインク送達システム３５００と流体連通している。
図１５で描写されるように、本教示の種々のシステムおよび方法によるローカルインク送達システム３５０１は、ローカルインク供給システム３６０１と、プリントヘッドインク送達システム３７０１と、ローカルインク廃棄物アセンブリ３８０１とを含むことができる。本教示の種々の実施形態について、ローカルインク供給システム３６０１が、第８のＢＩＤＳラインＬＢ８を介してバルクインク送達システム３３０１と流体連通することができる一方で、ローカルインク廃棄物アセンブリ３８０１は、第９のＢＩＤＳラインＬＢ９を通してバルクインク送達システム廃棄物アセンブリ３３４１と流体連通することができる。第９のＢＩＤＳラインＬＢ９は、プリントヘッドインク送達システム３７０１から除去されている廃棄物の化学性質に適合する空気圧ピストンシリンジまたは計量ポンプであり得る、第２のＢＩＤＳポンプＰＢ２を有することができる。
図１６は、ローカルインク送達システム３５００を伴うガスエンクロージャ１０００Ａを含むことができる、ガスエンクロージャシステム５００Ａの概略断面図を描写する。本明細書で以前に説明されたように、本教示の種々の実施形態によるローカルインク送達システム３５００は、ローカルインク供給システム３６００と、プリントヘッドインク送達システム３７００と、ローカルインク廃棄物アセンブリ３８００とを含むことができる。図１６で描写されるように、第６のＢＩＤＳラインＬＥ６は、インクがローカルインク供給システム３６００の一部であるバルクインク供給リザーバに直接送達され得るように、ローカルインク送達システム３５００の中に位置するサックバック弁ＶＰ１によって制御されることができる。その点に関して、本教示のバルクインク送達システムの種々の実施形態は、例えば、図１Ｃのプリントヘッドデバイス２５０５等の複数のプリントヘッドデバイスと流体連通している、分注リザーバと流体連通しているバルクインクリザーバと流体連通し得る、インクリザーバローカルインク供給システム３６００のバルク供給リザーバにインク供給を直接運ぶことができる。本明細書でさらに詳細に議論されるように、プリントヘッドインク送達システム３７００の種々の実施形態は、２段階インク送達アセンブリを利用することができる。また、ガスエンクロージャの内部のローカルインク廃棄物アセンブリは、バルクインク送達システムの一部であるバルクインク送達システム廃棄物アセンブリと流体連通することができる。したがって、実質的にガスエンクロージャシステムの外部にあり得る、バルクインク送達システムの種々の実施形態は、ケーブルキャリアを通して、図１Ｃの第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１上のプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００等のプリントヘッドアセンブリまでインクラインを及ばせることを回避する様式で、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システムと流体連通することができる。したがって、実質的にガスエンクロージャの外部にあるバルク補充システムは、インクおよび溶媒供給を補充すること、ならびに種々のインクおよび溶媒を運搬するラインを交換すること等の補修のためにより容易にアクセス可能である。
図１７は、本教示によるプリントヘッドインク送達システムを含む、ローカルインク送達システムの概略図である。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について、空気圧制御アセンブリＩＡは、一次分注リザーバＩＣとガスおよび真空源等の種々の空気圧制御源との間の制御を提供することができる。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によると、ローカルインク送達ラインＩＢは、一次分注リザーバＩＣとローカルバルクインクリザーバＩＤとの間に流体分配および制御を提供することが可能であり得る。一次分注リザーバＩＣは、入力マニホールドラインＩＦを通して複数のプリントヘッドＩＥと流体連通することができる。図１７の概略図では、３つのプリントヘッドが、３つのプリントヘッドデバイスアセンブリのそれぞれに対して示されている。プリントヘッドアセンブリ入力マニホールドラインＩＦは、プリントヘッドアセンブリ入力マニホールドＩＧと流体連通することができる。プリントヘッドアセンブリ入力マニホールドＩＧは、複数のプリントヘッドデバイスのそれぞれと流体連通することができ、各プリントヘッドデバイスは、図１７のプリントヘッド１からプリントヘッド９として連続的な数である、少なくとも３つのプリントヘッドを有することができる。プリントヘッドアセンブリ入力マニホールドＩＧと各プリントヘッドデバイスとの間の流体連通は、プリントヘッドアセンブリマニホールド弁ＩＧＶ１、ＩＧＶ２、およびＩＧＶ３を使用することによって、制御されることができる。最終的に、複数のプリントヘッドアセンブリは、プリントヘッド出力マニホールドＩＨの一部である、プリントヘッドアセンブリ出力廃棄物ラインと流体連通することができる。プリントヘッドアセンブリ出力廃棄物ラインは、順に、バルクインク送達システム廃棄物アセンブリと流体連通している、ローカルインク廃棄物アセンブリと流体連通することができる（例えば、図１４および図１５参照）。プリントヘッドアセンブリ出力マニホールドＩＨと各プリントヘッドデバイスとの間の流体連通は、プリントヘッドアセンブリマニホールドライン弁ＩＨＶ１、ＩＨＶ２、およびＩＨＶ３を使用することによって、制御されることができる。
図１８Ａ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の底面拡大斜視図である（図１Ｃも参照）。第１のＸ軸キャリッジアセンブリ２３０１は、図１Ｃ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１８Ａ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。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、サービス束筐体２４１０の中に位置するサービス束を通してインクラインを及ばせる必要性を除去する、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。したがって、実質的にガスエンクロージャの外部にあるバルク補充システムは、インクおよび溶媒供給を補充すること、ならびに種々のラインおよび弁を補修または交換すること等の補修のためにより容易にアクセス可能である。
図１８Ａ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、その中に搭載された複数のプリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃを封入し得る、プリントヘッドアセンブリエンクロージャ２５０３を有することができる。図１Ｃの印刷システム２０００または図１３および図１６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１８Ａ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、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することができる（図１７も参照）。本明細書でさらに詳細に議論されるように、継続的保守を必要と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または交換のために、保守システムを覆って位置付けられることができる。
図１８Ｂの底面斜視図に示されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ２５００は、例えば、図１３Ａのプリントヘッドユニット１０００の運動学的搭載について説明されたものと同様に、運動学搭載を使用して搭載された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。その点に関して、後に本明細書でさらに詳細に議論されるように、図１８Ｂのプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００等のプリントヘッドデバイスアセンブリの中への図１８Ｂ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の実施形態の垂直搭載のための運動学的搭載アセンブリの種々の実施形態は、例えば、カヌー球体およびＶ字ブロックアセンブリを利用することができる。図１８Ｂでは、カヌー球体１１１８Ａが、図１８Ｂの各プリントヘッドデバイス２５０５Ａ、２５０５Ｂ、および２５０５Ｃに対して描写されている。
加えて、カメラアセンブリ２５５１が、プリントヘッドアセンブリエンクロージャ２５０３の中に搭載されて示されている。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、複数のカメラが、図１３のガスエンクロージャシステム５００Ａ等のガスエンクロージャシステム内の動作のリアルタイム視覚化を提供するように、種々のデバイス、装置、およびアセンブリ上に搭載されることができる。例えば、図１３のカメラアセンブリ２５５０および図１８Ｂのカメラアセンブリ２５５１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して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、原位置粒子点検のための線走査カメラであり得る一方で、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に有用であるそのようなカメラは、約０．９Ｘの倍率を伴う約５．４ｍｍ×４ｍｍ〜約０．４５Ｘの倍率を伴う約１０．６ｍｍ×８ｍｍの範囲内の視野を有する、面走査カメラであり得る。なおも他の実施形態では、１つのカメラが、原位置粒子点検のための線走査カメラであり得る一方で、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場所に使用されることができる。精密ナビゲーションに有用であるそのようなカメラは、約７．２Ｘの倍率を伴う約０．７ｍｍ×０．５ｍｍの視野を有する、面走査カメラであり得る。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、本教示のプリントヘッドデバイスの種々の実施形態による、プリントヘッドデバイス２５０５の種々の斜視図を描写する。本明細書で以前に説明されたように、印刷システムへのプリントヘッドユニットの運動学的搭載は、本教示のプリントヘッドユニットまたはプリントヘッドデバイスの種々の実施形態の反復可能な歪みがない位置付けを提供することができる。例えば、プリントヘッドユニット１０００の運動学的搭載について説明される運動学的搭載アセンブリは、ボールおよびＶ字ブロック運動学的搭載アセンブリ等の点接触運動学的アセンブリを利用することができる。プリントヘッドデバイスアセンブリの中への複数のプリントヘッドデバイスの垂直搭載のための運動学的搭載アセンブリの種々の実施形態は、線接触運動学的アセンブリ、例えば、限定されないが、カヌー球体およびＶ字ブロック運動学的搭載アセンブリを利用することができる。線接触運動学的搭載アセンブリの種々の実施形態は、点接触を提供する同等の運動学的搭載アセンブリより実質的に多くの負荷、例えば、少なくとも１００倍多くの負荷を運ぶことができる。運動学的搭載アセンブリ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中へのプリントヘッドデバイスの垂直搭載の反復可能な歪みがない位置付けのための有意な安定性を提供するとともに、Ｘ軸方向への移動に自然に抵抗することによって、プリントヘッドデバイスアセンブリのＸ軸移動中に安定性を提供する。
図１９Ａの上面斜視図および図１９Ｂの底面斜視図では、第１のカヌー球体１１１８Ａ用の第１のカヌー球体搭載固定具１１１６Ａ、ならびに第２のカヌー球体１１１８Ｂ用の第２のカヌー球体搭載固定具１１１６Ｂが見られることができる。第３のカヌー球体搭載固定具１１１６Ｃは、第３のカヌー球体がプリントヘッドデバイス２５０５の後部上に搭載されることができる、図１９Ａおよび図１９Ｂで見えている。カヌー球体１１１８Ａ、１１１８Ｂ、および１１１８Ｃのセットの位置は、いったんそれぞれがＶ字ブロックマウントの噛合表面内で係合させられると、図１８Ａおよび図１８Ｂのプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００等のプリントヘッドデバイスアセンブリの中へのプリントヘッドデバイス２５０５の反復可能な歪みがない垂直底面挿入のために使用されることができる。図１９Ｂに示されるように、各プリントヘッドデバイスは、３つのエンドユーザが選択したプリントヘッドアセンブリ２００Ａ、２００Ｂ、および２００Ｃを有することができる。プリントヘッドデバイス２５０５は、プリントヘッドデバイス２５０５の中へ入る流体ラインを接続する容易性を提供する、第１の迅速連結コネクタ１１１０Ａ、ならびにプリントヘッドデバイス２５０５から進む流体ラインを接続する容易性を提供する、第２の迅速連結コネクタ１１１０Ｂを有することができる。ローカルインク送達システムの種々の実施形態について図１７の流体システムの概略的描写に示されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ内の各プリントヘッドデバイス用のローカルインク送達システムからの流体連通は、プリントヘッドアセンブリマニホールド弁ＩＧＶ１、ＩＧＶ２、およびＩＧＶ３を使用することによって、制御されることができる。また、図１７に示されるように、プリントヘッドデバイスアセンブリ内の各プリントヘッドデバイスからプリントヘッド出力マニホールドへの流体連通は、図１７のプリントヘッド出力マニホールドＩＨの一部である、プリントヘッドアセンブリマニホールド弁ＩＨＶ１、ＩＨＶ２、およびＩＨＶ３を使用することによって制御されることができる。プリントヘッド出力マニホールドの種々の実施形態は、例えば、図１６のローカルインク廃棄物アセンブリ３８００等のローカルインク廃棄物アセンブリと流体連通することができる。図１９Ａおよび図１９Ｂでは、入力プリントヘッドアセンブリマニホールド弁ＩＧＶおよび出力プリントヘッドアセンブリマニホールド弁ＩＨＶが、プリントヘッドデバイス２５０５に対して示されている。
図１９Ｃは、それぞれ、図１９Ａおよび図１９Ｂの第１のカヌー球体１１１８Ａ、第２のカヌー球体１１１８Ｂ、および第３のカヌー球体１１１８Ｃのための噛合表面である、第１のＶ字ブロック１３４８Ａ、第２のＶ字ブロック１３４８Ｂ、および第３のＶ字ブロック１３４８Ｃを伴うプリントヘッドデバイス運動学的搭載プレート１３４０を描写する。第１のＶ字ブロック１３４８Ａ、第２のＶ字ブロック１３４８Ｂ、および第３のＶ字ブロック１３４８Ｃは、それぞれ、第１のＶ字ブロック搭載固定具１３４２Ａ、第２のＶ字ブロック搭載固定具１３４２Ｂ、および第３のＶ字ブロック搭載固定具１３４２Ｃを使用して、プリントヘッドデバイス運動学的搭載プレート１３４０に添着されることができる。図１９Ａから図１９Ｃで描写されるように、第１のＶ字ブロック１３４８Ａは、第１のカヌー球体１１１８Ａのための噛合表面であり、第２のＶ字ブロック１３４８Ｂは、第２のカヌー球体１１１８Ｂのための噛合表面であり、第３のＶ字ブロック１３４８Ｃは、第３のカヌー球体１１１８Ｃのための噛合表面である。図１９Ｄは、カヌー球体およびＶ字ブロック運動学的マウントを使用して、プリントヘッドデバイス運動学的搭載プレート１３４０上に搭載されたプリントヘッドデバイス２５０５を伴う、プリントヘッドデバイスユニット１３００を描写する。例えば、図１９Ｄのように、図１９Ｂに示されるような第１のカヌー球体１１１８Ａは、第１のカヌー球体搭載固定具１１１６Ａに搭載され、第１のＶ字ブロック搭載固定具１３４２Ａ上に搭載される第１のＶ字ブロック１３４８Ａ内に係合される。第１のＶ字ブロック搭載固定具１３４２Ａは、本明細書で以前に説明されたように、プリントヘッドデバイス運動学的搭載プレート１３４０に搭載された３つのＶ字ブロック搭載固定具のうちの１つである。その点に関して、図１９Ｄのプリントヘッドデバイスユニット１３００のための第１のＶ字ブロック１３４８Ａへの第１のカヌー球体１１１８Ａの連結は、それぞれ、第２のＶ字ブロック１３４８Ｂおよび第３のＶ字ブロック１３４８Ｃとの第２のカヌー球体１１１８Ｂおよび第３のカヌー球体１１１８Ｃの連結を例示する。プリントヘッドデバイス運動学的搭載プレート１３４０に加えて、図１９Ｄのプリントヘッドデバイスユニット１３００等のプリントヘッドデバイスユニットのための搭載アセンブリの種々の実施形態は、プリントヘッドデバイス正面搭載プレート１３４１、ならびに第１のプリントヘッドデバイス側面搭載プレート１３４３Ａおよび第２のプリントヘッドデバイス側面搭載プレート１３４３Ｂを含むことができる。図１９Ａおよび図１９Ｂに示されるような各迅速連結コネクタは、第１のプリントヘッドデバイス側面搭載プレート１３４３Ａに搭載された第１の迅速連結コネクタ１１１０Ａについて図１９Ｄで描写されるように、プリントヘッドデバイス側面搭載プレートに搭載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、図１８Ａおよび図１８Ｂ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１Ｄ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１３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、補助パネルアセンブリ１３３０を有することができる。図１Ｄ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または交換は、ロボット２５３０を使用して、補助パネルアセンブリ１３３０において行われることができる。図１Ｄ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（例えば、限定されないが、図１Ｃおよび図１８Ａのプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００を参照）。したがって、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１８００個のプリントヘッドを有することができる。本明細書で以前に議論されたように、図１９Ａおよび図１９Ｂのプリントヘッドデバイス２５０５等のプリントヘッドデバイスは、その底面図が図１Ｄに示される、図２３Ａおよび図１８Ｂのプリントヘッドデバイスアセンブリ２５００等のプリントヘッドアセンブリ内のプリントヘッドデバイスの歪みがない底部挿入を通して、設置または交換されることができる。
図２０は、ガスエンクロージャシステム５００Ｂを示す、概略図である。本教示による、ガスエンクロージャシステム５００Ｂ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と流体連通しているガス精製ループ３１３０と、少なくとも１つの熱調節システム３１４０とを備えていることができる。加えて、ガスエンクロージャシステム５００Ｂの種々の実施形態は、ＯＬＥＤ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操作す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、ガスエンクロージャシステム５００Ｂは、ガスエンクロージャシステム５００Ｂ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２０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。次いで、溶媒ならびに酸素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、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、適切なダクトおよび接続、ならびにセンサ、例えば、酸素、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、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に組み込まれることができる。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２０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２０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２０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２０のガスエンクロージャシステム５００Ｂ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、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、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２０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に組み込むために有用であり得る。ガスエンクロージャシステム５００Ｂ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、ガス精製システム３１３４が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４ｍ３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８４ｍ３／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１０ｍ３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１５５ｍ３／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５２〜１１４ｍ３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ることができ、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ていることができる。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ていることができる。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か、またはそうでなければ十分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の分子篩を備えていることができる。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、また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２０の熱調節システム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。ガスエンクロージャシステム５００Ｂ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、ガスエンクロージャシステム５００Ｂ内に封入される装置から発生する熱を冷却するように、ガスエンクロージャシステム５００Ｂ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、ＯＬＥＤ印刷システムから発生する熱を冷却するように、ガスエンクロージャシステム５００Ｂに提供されることができる。熱調節システム３１４０は、熱交換またはペルチェデバイスを備えていることができ、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。関連導管およびシステム構成要素を接続する際に、適切な漏出しない係止接続が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し得る、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、空気および水蒸気ならびに種々の有機蒸気等の汚染、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または最小限化するように行われることができる。プリントヘッドアセンブリ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し、または排除する。
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必要とするプロセスのためにそのような環境を持続することができ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、および温度自動調節構成要素等の専用の一式の環境調節システム構成要素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部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ることができる用途のために、適用されることもできる。
図２１Ａおよび２１Ｂ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２２Ａおよび２２Ｂ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２２Ｃ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設置面積に適応するために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６ｍ３〜約９５ｍ３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１５ｍ３〜約３０ｍ３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必要と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２１Ａおよび図２２Ａ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、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、ガスエンクロージャシステムが、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および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に正の圧力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の範囲内であり得る。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中に配置され、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、印刷システムを操作す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２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、および２２Ｂに示されるように、ガスエンクロージャシステム５００Ｃおよびガスエンクロージャシステム５００Ｄの種々の実施例は、ガスエンクロージャシステム５００Ｃおよびガスエンクロージャシステム５００Ｄ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。ガスエンクロージャシステム５００Ｃおよびガスエンクロージャシステム５００Ｄはまた、以前に説明されたように、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も含むことができる。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、ガスエンクロージャアセンブリ５００Ｃおよびガスエンクロージャシステム５００Ｄは、ガスエンクロージャシステム５００Ｃおよびガスエンクロージャシステム５００Ｄの内部に配置されることができる種々のデバイスおよび装置を操作す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と連通してい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２１Ａ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の中にあり得る。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。ガスエンクロージャシステム５００Ｃ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り得る。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、圧縮ガスを必要と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実行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。ガスエンクロージャシステム５００Ｃについて図２１Ａ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２１Ａ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り得る。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、加圧ガスをガスエンクロージャシステム５００Ｃ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と流体連通している、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２１Ａ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し得る、背圧調節器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３１６１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であり得る。
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、ガスエンクロージャシステム５００Ｃ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。
ガスエンクロージャシステム５００Ｄの図２２Ａ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。ガスエンクロージャシステム５００Ｄの図２２Ａ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。ガスエンクロージャシステム５００Ｄについて図２２Ａ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２２Ａおよび２２Ｂのガスエンクロージャシステム５００Ｄの種々の実施例について、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と連通している、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のための真空源の役割を果たす、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一方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、調整可能な弁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２２Ａは、図２１Ａのガスエンクロージャシステム５００Ｃおよび図２２Ａのガスエンクロージャシステム５００Ｄ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２１Ａでも示されるような外部ガスループ３２００を描写する。図２１Ａおよび図２２Ａ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とを備えている。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、任意のガスであり得る。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と流体連通している、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と流体連通してい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。高消費マニホールド３２２５を用いて、高消費である種々の構成要素を保守中にＣＤＡに供給することができる。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することを防止することができる。
図２１Ａおよび２２Ａとは対照的に、図２１Ｂおよび２２Ｂは、概して、圧力モニタＰに連結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に同時に導入されるため、そのような調節は、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に役立つことができる。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およびシステムの不規則な圧力プロファイルを生成し得る。したがって、図２１Ｂおよび２２Ｂ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に役立つため等に、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２２Ｃ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５００Ｅのさらなる実施例を図示する。図１Ｃ、図２２Ａ、および図２２Ｂの実施例と同様に、図２２Ｃは、概して、浮動式テーブル２２５０を図示する。加えて、図２２Ｃ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２２Ｃ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に連結された第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）に連結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に連結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、ループに連結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節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１Ｃについて本明細書で以前に説明されたように、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ガスエンクロージャシステム５００Ｄによって提供される浮動ガスクッションを使用して、独占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てもよいことを理解されたい。例えば、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、パネル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、多数の変化例、変更、および置換が、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および構造は、それによって対象とされることが意図される。

Claims (15)

  1. 基板を印刷するためのシステムであって、
    前記システムは、
    内部を画定するガスエンクロージャと、
    前記ガスエンクロージャの前記内部に収納されている印刷システムと
    を備え、
    前記印刷システムは、
    少なくとも１つのプリントヘッドを備えるプリントヘッドアセンブリと、
    基板を支持するための基板支持装置と、
    前記プリントヘッドアセンブリに対して前記基板を位置付けるための運動システムと
    を備え、
    前記運動システムは、
    Ｙ軸線形空気ベアリング運動システムであって、前記Ｙ軸線形空気ベアリング運動システムは、
    前記基板支持装置によって支持されるときに前記基板を握持するための基板グリッパアセンブリであって、前記基板グリッパアセンブリは、Ｘ−Ｙ−Ｚデカルト座標系のＺ軸の周りにＸ−Ｙ平面において回転可能であり、Ｙ軸方向において並進で移動可能である、基板グリッパアセンブリと、
    前記Ｚ軸の周りに前記基板グリッパアセンブリの回転を制御するように構成されたグリッパ運動制御アセンブリと
    を備える、Ｙ軸線形空気ベアリング運動システムと、
    Ｘ軸線形空気ベアリング運動システムと
    を備える、システム。
  2. 前記グリッパ運動制御アセンブリは、前記基板グリッパアセンブリによって握持される基板の所定の配向を前記Ｙ軸方向に対して維持するように、前記Ｚ軸の周りに前記基板グリッパアセンブリを回転するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記グリッパ運動制御アセンブリは、前記基板グリッパアセンブリによって握持される基板の配向を＋／−４３００マイクロラジアン以内で前記Ｙ軸と平行に維持するように、前記Ｚ軸の周りに前記基板グリッパアセンブリを回転するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記基板支持装置は、浮動式テーブルを備え、
    前記基板グリッパアセンブリは、前記浮動式テーブルによって支持される前記基板の周囲部分を握持するように、前記浮動式テーブルの側に沿って位置付けられ、前記基板グリッパアセンブリは、前記Ｙ軸方向に前記浮動式テーブルに対して移動するように構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
  5. 前記基板支持装置は、約６１０ｍｍ×７２０ｍｍから約２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ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１〜４のいずれかに記載のシステム。
  6. 前記ガスエンクロージャに連結されたガス循環および濾過システムをさらに備え、前記ガス循環および濾過システムは、前記ガスエンクロージャの前記内部に低粒子環境を維持するように構成され、前記低粒子環境は、サイズが２μｍ以上の粒子に対して、１分あたり基板の１平方メートルあたり約１００個以下の粒子の基板上堆積率仕様を満たす、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
  7. 前記ガスエンクロージャに連結されたガス精製システムをさらに備え、前記ガス精製システムは、前記ガスエンクロージャの前記内部の環境内のガスの１つ以上の反応種のそれぞれを１００ｐｐｍ未満に維持するように構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。
  8. 前記反応種は、水蒸気および酸素から選択される、請求項７に記載のシステム。
  9. 前記基板グリッパアセンブリは、真空力で前記基板を握持するように動作可能な真空チャックバーを備える、請求項１〜８のいずれかに記載のシステム。
  10. 前記グリッパ運動制御アセンブリは、前記グリッパアセンブリが前記Ｙ軸方向に移動させられると、前記Ｚ軸の周りに前記グリッパアセンブリを動的に回転するように構成されている、請求項１〜９のいずれかに記載のシステム。
  11. 前記Ｙ軸線形空気ベアリング運動システムは、
    前記基板支持装置の側に沿って位置し、前記Ｙ軸に平行して延在する、ビームと、
    前記ビームに沿って並進で移動可能なＹ軸キャリッジアセンブリであって、前記Ｙ軸キャリッジアセンブリは、前記ビーム上に前記Ｙ軸キャリッジアセンブリを支えるための複数の空気ベアリングを備える、Ｙ軸キャリッジアセンブリと
    を備え、
    前記Ｙ軸キャリッジアセンブリは、前記基板グリッパアセンブリに連結されている、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
  12. 前記グリッパ運動制御アセンブリは、前記Ｙ軸キャリッジアセンブリの側に沿って配列されている、２つのモータアセンブリと枢動アセンブリとを備え、前記枢動アセンブリは、前記２つのモータアセンブリの間に位置し、前記２つのモータアセンブリは、それぞれ、第１の方向と、前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記基板グリッパアセンブリを前記枢動アセンブリの周りに回転させるために、前記基板グリッパアセンブリの第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部に運動を与えるように配列されている、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記基板支持装置は、前記基板の表面上に前記プリントヘッドからの材料を堆積させるための位置に基板を支持するように構成され、前記Ｚ軸は、前記基板支持装置によって支持されるときに前記基板の前記表面に垂直である、請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
  14. 前記運動システムは、前記基板上に前記プリントヘッドアセンブリによる材料の堆積の間に、前記Ｙ軸方向に、前記基板支持装置によって支持される基板を移動させるように構成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
  15. 前記Ｘ軸線形空気ベアリング運動システムは、前記基板上に前記プリントヘッドアセンブリによる材料の堆積の間に、Ｘ軸に平行の方向に沿って前記プリントヘッドアセンブリを移動させるように構成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載のシステム。
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