JP7311914B2 - インク送達システムおよび方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、容積が約30%~約70%節約され得る。
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。
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。
り得る。
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。
3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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
DS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。
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LBW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。
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。
12B、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。
200B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LB8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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
224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。
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。
Claims (18)
- インクを送達して基板に印刷するシステムであって、
ガスエンクロージャと、
前記ガスエンクロージャ内に配置された基板サポート装置と、
前記ガスエンクロージャ内に配置されたキャリッジと
前記ガスエンクロージャ内に配置され、前記キャリッジに直接搭載され、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、
前記ガスエンクロージャ内に配置され、前記キャリッジに直接搭載され、前記プリントヘッドアセンブリに流体結合された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、
前記少なくとも1つのプリントヘッドと流体結合された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と流体結合された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、
前記ガスエンクロージャの外部に配置され、前記ローカルインク補充リザーバと、外部導管の内部に設けられた流体ラインにより流体結合された、バルクインク送達システムとを備え、
前記プリントヘッドアセンブリと前記ローカルインク送達システムとは、前記キャリッジに対して各々が独立して搭載されるように構成された、システム。 - 前記基板サポート装置は、運動システムを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記運動システムは、Y軸運動システムであり、前記キャリッジは、X軸キャリッジアである、請求項2に記載のシステム。
- 前記基板サポート装置は、浮動式テーブルを備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記ガスエンクロージャは、前記ガスエンクロージャの内部に、制御下にある処理環境を維持可能である、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガスエンクロージャは、前記ガスエンクロージャの内部に、不活性ガスの環境を維持可能である、請求項5に記載のシステム。
- 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、請求項6に記載のシステム。
- 前記印刷システムは、前記ガスエンクロージャに対して動作結合された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。
- 前記ガス精製システムは、前記ガスエンクロージャ内のガスにおける反応種を制限するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記反応種は、水蒸気、酸素、有機溶剤蒸気およびオゾンから選択される、請求項9に記載のシステム。
- 前記キャリッジは、前記基板サポート装置上のブリッジに搭載され、前記外側導管内に配置された前記流体ラインを囲むサービス束筐体を、さらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記サービス束筐体は、前記ブリッジに搭載された、請求項11に記載のシステム。
- 前記キャリッジは、空気ベアリングを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記運動システムおよび前記基板サポート装置は、いずれも基部に搭載された、請求項3に記載のシステム。
- 前記ローカルインク分注リザーバおよび前記ローカルインク補充リザーバのそれぞれは、傾斜した底面を有する容器を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記プリントヘッドアセンブリは、前記ローカルインク送達システムから間隔を空けて配置された、請求項1に記載のシステム。
- 前記サービス束筐体と前記キャリッジは、前記ブリッジの反対側に搭載された、請求項12に記載のシステム。
- 前記ローカルインク送達システムは、前記ローカルインク分注リザーバ及び流体結合されたローカルインク補充リザーバの下部にローカルインク送達システム滴受を、さらに備える、請求項1に記載のシステム。
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