KR101577941B1 - 잉크 분사 - Google Patents

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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

다른 것들 중에서도, 프로세스 방향을 따라 기판 및 장치의 상대적 운동 동안 기판 상에 유체 액적들을 분사하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 분사 조립체들은 상기 프로세스 방향과 수직한 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되어서 제 1 분사 조립체의 일부의 분사들이 정렬된 분사들의 하나 이상의 쌍을 형성하도록 상기 프로세스 방향을 따라 상기 제 2 분사 조립체의 일부 분사들과 정렬된다. 메카니즘은 정렬된 분사의 적어도 하나의 쌍에서, 하나의 분사가 그렇지 않으면 기판 상에 분사하여 목표된 픽셀을 형성하도록 분사가 요구되었을 유체 드롭의 크기보다 더 작은 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하게 하고 그리고 다른 분사가 상기 제 1 유체 드롭과 결합하여 목표된 픽셀을 형성하기 충분한 크기를 갖는 제 2 유체 드롭을 분사할 수 있게 한다.

Description

잉크 분사{INK JETTING}
우선권 주장
본 출원은 2008년 5월 22일 출원한 미국 실용 출원 번호 : 12/125,702호의 우선권 이익을 주장하며, 그 내용은 본 발명에서 참조된다.
본 설명은 잉크 분사에 관한 것이다.
잉크 분사는 분사 조립체들을 포함하는 잉크 분사 프린트헤드를 사용하여 수행될 수 있다. 잉크는 잉크 분사 프린트헤드 내로 도입되어 구동될 때 분사구 조립체들이 잉크를 분사하고 기판에 이미지들을 형성한다.
일 양태에서, 장치의 상대적 운동 동안 기판 상에 및 프로세스 방향을 따라 기판 상에 유체 액적(droplets)을 분사하기 위해, 장치는 각각 분사구 어레이를 포함하는 제 1 및 제 2 분사구 조립체들을 포함한다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체들은 프로세스 방향과 수직한 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되어서 제 1 분사구 조립체의 일부의 분사구가 정렬된 분사구의 하나 이상의 쌍을 형성하도록 프로세스 방향을 따라 제 2 분사구 조립체의 일부 분사구와 정렬된다. 상기 장치는 또한 정렬된 분사구의 적어도 하나의 쌍에서, 하나의 분사구가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 형성하도록 분사하기 위해 그렇지 않으면(otherwise) 요구되었을 유체 드롭(fluid drop)의 크기보다 더 작은 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하게 하고 그리고 다른 분사구가 상기 제 1 유체 드롭과 결합하여 목표된 픽셀을 형성하기 충분한 크기를 갖는 제 2 유체 드롭을 분사할 수 있게 하는 메카니즘을 또한 포함한다.
또 다른 양태에서, 유체 분사 장치의 상대적인 운동 동안 기판 상에 및 프로세스 방향을 따라 상기 기판 상에 유체 액적을 형성하기 위해, 방법은 (a) 유체 분사 장치의 제 1 분사구 조립체가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 형성하도록 분사하기 위해 그렇지 않으면(otherwise) 요구되었을 유체 드롭의 크기보다 더 작은 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하도록 야기하는 것; 및 (b) 상기 유체 분사 장치의 제 2 분사구 어셈블리가 상기 제 1 유체 드롭과 결합하여 목표된 픽셀을 형성하기에 충분한 크기를 갖는 제 2 유체 드롭을 분사하도록 야기하는 것을 포함한다.
실시예들은 다음 특징들의 하나 이상을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체는 각각 100개의 분사구(100 jets) 이상을 포함한다. 제 1 분사구 조립체에서 하나 이상의 분사구들은 각각 프로세스 방향을 따라 제 2 분사구 조립체에서 상응하는 분사구와 정렬된다. 제 1 분사구 조립체에서 각각의 분사구는 제 2 분사구 조립체에서 상응하는 분사구와 정렬된다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체들에서 각각의 분사구는 1개의 크기(one size) 이상을 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체들에서 각각의 분사구는 3 개의 상이한 크기들을 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체들에서 각각의 분사구는 30 나노그램, 50 나노그램, 또는 80 나노그램의 한 드롭 크기를 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있다. 제 1 유체 드롭 및 제 2 유체 드롭은 약 50 나노그램의 총 드롭 크기를 갖는다. 제 1 및 제 2 분사구 조립체들에서 정렬된 분사구들은 프로세스 방향을 따라 서로로부터 약 50mm이다. 상기 장치는 또한 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 하나 이상의 분사구 조립체들을 각각 포함하는 제 1 및 제 2 분사구 조립체 어레이들을 포함하고, 분사구 조립체의 제 1 어레이는 제 1 분사구 조립체와 정렬되고 분사구 조립체들의 제 2 어레이는 제 2 분사구 조립체와 정렬된다. 제 1 분사구 조립체 어레이에서 각각의 분사구 조립체는 프로세스 방향에 수직인 방향을 따라 제 2 분사구 조립체 어레이에서 분사구 조립체들의 적어도 하나와 적어도 부분적으로 중첩된다. 제 1 분사구 조립체 어레이에서 각각의 분사구 조립체는 프로세스 방향과 수직인 방향을 따라 제 2 분사구 조립체 어레이에서 2 개의 분사구 조립체들과 적어도 부분적으로 중첩된다. 각 분사구 조립체는 하나 이상의 분사구를 포함하고 각각은 상응하는 중첩되는 분사구 조립체에서 상응하는 분사구와 각각 정렬된다. 분사구 조립체들의 제 1 및 제 2 어레이들은 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 약 25mm 내지 약 1m의 폭을 갖는다.
실시예들은 다음 특징들의 하나 이상을 또한 포함할 수 있다. (a)단계는 기판 상에 목표된 픽셀을 프린팅하도록 요구되는 드롭의 크기의 1/2인 드롭 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하는 것을 포함한다. (a)단계는 기판 상에 목표된 픽셀을 프린팅하도록 요구되는 드롭의 크기의 1/3인 드롭 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하는 것을 포함한다. 제 1 유체 드롭 및 제 2 유체 드롭은 약 50 나노그램의 총 드롭 크기를 갖는다.
이들 및 다른 양태들 및 특징들은 방법, 장치, 시스템, 기능을 수행하기 위한 수단, 및 다른 방식으로 표현될 수 있다.
기타 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명, 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 잉크 분사 프린트헤드들 및 잉크 분사 헤드의 일부의 확장된 사시도이다.
도 2 및 도 3은 잉크 분사 프린터들의 개략적인 평면도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 픽셀들에서 개략적으로 구획된 프린팅 이미지의 일부들이다.
도 1a를 참조하면, 잉크 분사는 예를 들어 실리콘 또는 탄소로 이루어진 본체(4) 상으로 조립된 조립체들(6 및 8)을 포함하는 잉크 분사 프린트헤드(2)를 사용하여 행해질 수 있다. 잉크가 본체(4)의 잉크 유입구들(12 및 14)을 통해 잉크 분사 프린트헤드(2) 내로 도입된다. 잉크 분사 프린트 헤드(2)는 또한 조립체들(6 및 8)이 잉크를 분사하도록 구동하여 기판(16) 상에 이미지들(17)을 형성하는 전자 부품들(10)을 포함한다.
도 1b를 참조하여, 본체(4)는 조립체들(6 및 8)(미도시)이 본체(4)의 표면(18) 및 그 대향 표면(48)(도 1 c) 상으로 조립될 때 잉크 필 통로(ink fill passage)를 형성하도록 잉크 유입구들(12 및 14)에 연결된 캐비티(16)를 포함한다. 표면들(18 및 48)의 각각에서, 한 행의 개구들(33 또는 35)(도 1c)에서 각 개구는 잉크 분사 통로(38) 및 본체(4)(도 1c)의 개구(39)에 연결된다. 분사구 어셈블리(6 및 8)(미도시) 각각은 표면(18)에서 돌출된 캐비티(16)의 치수들 및 위치와 매칭하는 치수들 및 위치를 구비한 캐비티(22)를 갖는 캐비티 플레이트(20) 및 상기 캐비티(16) 및 분사 단부들(36)에 개방된 상부 단부(32)를 구비한 한 어레이의 캐비티들(24)을 포함한다.
캐비티 플레이트(20)의 전방 및 후방 표면들은 치수적으로 매칭하는 폴리머 필름(26) 및 보강재 플레이트(stiffener plate, 28)에 의해 각각 커버되고 잉크 펌핑 챔버들이 캐비티들(24)에 의해 형성된다. 캐비티 플레이트(20) 상의 캐비티(22)와 유사하게, 보강재 플레이트(28)는 조립되어 사용될 때 잉크가 캐비티들(24)에 의해 형성된 펌핑 챔버들 내로 상부 단부(32)를 통해 캐비티(16)에 의해 형성된 잉크 통로로부터 충전되도록 캐비티(30)를 또한 포함한다. 보강재 플레이트(28)는 한 행의 개구들(31)을 또한 포함한다. 조립될 때, 개구들(31)의 치수들 및 상대적 위치는 캐비티 플레이트 상의 분사 단부들(36)의 그것들 및 본체(4)의 표면(18) 상의 개구들(33)의 그것들과 매칭되어서 잉크가 펌핑 챔버들에서 펌핑되어 분사 단부(36)에 도달할 때, 보강재 플레이트(28) 및 본체(4) 상의 상응하는 개구들(33)을 통과하여 본체(4)의 분사 통로들 내로 흐르고, 거기서 개구들(39)(도 1c)로부터 분사된다.
도 1c를 참조하여, 잉크 분사 통로들(38)의 각각은 조립체(6 또는 8)(도 1a 및 도 1b)에서 하나의 펌핑 챔버에 상응하고 개구(33 또는 35)에 연결된 수평부(40) 및 본체(4)의 바닥(46) 상의 개구(39)에 연결된 수직부(42)를 포함한다. 개구들(33 및 35)은 본체(5)의 긴 치수(1)를 따라 엇갈리게 배치되고 표면들(18 및 48)의 하나 위로 돌출될 때, 돌출부는 균등하게 거리를 유지하는 한 행의 개구들을 형성한다. 개구들(39)은 또한 서로 동일하게 거리를 유지하고 본체(4)의 긴 치수(1)에 평행한 하나(미도시) 또는 2 개의 행들로 정렬될 수 있다. 도면에 도시된 예시에서, 상이한 행들에서 개구들(39)은 본체(4)의 긴 치수(1)를 따라 엇갈리게 배치된다. 개구들(39)의 2 개의 행들 중 하나는 본체의 후방 표면(48)에서 개구들(35)에 연결되고 다른 행들은 잉크 분사 통로들(38)을 통해 본체의 전방 표면(18)에서 개구들(33)에 연결된다.
일부 실시예들에서, 오리피스들을 포함하는 오리피스 플레이트(미도시)가 본체(4)의 바닥(46)에 부착될 수 있다. 본체(4)의 바닥(46)과 접촉하는 각 오리피스는 개구(39)와 정렬하며 오리피스들은 예를 들어 개구들(39)이 배열되는 행들의 수에 상응하는 하나 또는 2 개의 행들로 배열될 수 있다. 오리피스들은 오리피스 플레이트 내에 구축되는 채널들에 연결되고, 이는 오리피스 플레이트의 다른 표면에서 단일 행으로 정렬된 개구들에 연결되는 다른 단부를 갖는다. 잉크는 단일 행의 개구들을 통해 오리피스 플레이트 아래에 기판으로 분사된다. 각 펌프 챔버, 그것의 상응하는 잉크 분사 통로(38), 개구(39) 및 오리피스는 함께 잉크 분사(44)(미도시)를 형성한다.
도 1b로 다시 참조하면, 예를 들어 약 200 미크론의 두께를 갖는 압전식 엘리먼트(34)가 폴리머 필름(26)의 외측 표면에 부착되어 펌핑 챔버들을 커버한다. 압전 엘리먼트(34)는 본체(4) 위에 조립되는 플렉스 보드 상의 전자 부품들(10)에 전기적으로 연결되는 전극들을 포함한다. 사용시, 전자 부품들(10)이 선택된 전극들에 예를 들어 신호들, 전압펄스들을 보내고 형상을 변화시켜서 상응하는 펌핑 챔버들에 압력을 인가하여 잉크를 분사하도록 선택된 전극들에 상응하는 압전 엘리먼트(34)의 일부들을 구동시킨다.
프린트헤드(2)가 프린팅하는 해상도는 예를 들어, 분사구 조립체들(6 및 8)에서 펌핑 챔버들의 크기와 밀도에 의존한다. 도면들에서 도시된 예시에서 분사구 조립체들(6 및 8)은 50, 64, 100, 128, 256, 500, 또는 512 이상의 세장형(elongated) 평행 펌핑 챔버들을 갖고 각각은 약 5mm의 길이, 약 200 미크론의 폭을 갖는다. 프린트헤드(2)가 프린팅할 수 있는 최대 폭은 약 20mm 내지 약 100mm이다. 상기 잉크 분사 프린트헤드에 대한 정보는 또한 2008년 5월 22일에 출원된 USSN 12/125,648호(대리인 도켓 번호 09991-259001)에 제공된다.
도 2를 참조하여, 동일한 최대 해상도에서 프린팅할 수 있는 도 1a의 하나 이상의 프린트헤드들(2)(프린트헤드들(2) 중 2개가 2a 및 2b로서 명명된다)이 단일-패스 잉크젯 프린터(45)로 지칭되는 것 내로 통합될 수 있다. 프린팅하는 동안 프린터(45)는 여전히 유지되면서 프린팅 전에 획득된 이미지(43)에 대한 정보 및 검출기(52)로부터 보내진 기판의 움직임에 대한 순간적 정보를 기초로하고, 제어기(50)는 신호들을 전자 부품들(10)(도 1a 및 도 1b)에 보내어서 관련 펌핑 챔버들이 프린터(45) 아래로 통과하고 있고 프로세스 방향(y)을 따라 이동하고 있는 기판(41)의 적절한 위치들에서 잉크를 분사하도록 구동된다.
다중 프린트헤드들(2)은 관련 행들, 예를 들어 행들(47 및 49)에서 엇갈리게 배치되고, 이들의 긴 치수들(1)이 예를 들어 25mm미만 내지 1m 또는 이상까지 범위의 기판 폭 (W1C)을 커버하기 위해 프로세스 방향(y)에 수직한 기판(41)에 걸쳐 정렬된다. 행들(47 및 49) 중 하나에서 각 프린트헤드(2)는 스티칭 영역(stitching zones, 48)에서 다른 행으로 예를 들어 적어도 하나, 둘의 프린트헤드(2)와 중첩된다. 각 스티칭 영역(48)은 약 1 내지 4개의 분사구들(44), 또는 심지어 더 많은, 예를 들어 각 프린트헤드(2) 당 16개의 분사구들(44)을 포함하고, 여기에서 하나의 프린트헤드(2)의 각 분사구(44), 예를 들어 분사구(44a)는 프로세스 방향(y)을 따라 중첩 프린트헤드(2)의 상응하는 분사구(44), 예를 들어 분사구(44b)와 정렬된다.
일부 실시예들에서, 각 픽셀, 예를 들어, 이미지(43)의 픽셀(54)은 하나의 목표된 균일 크기를 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있는 프린트헤드들(2)의 단일 제트(44)에 의해 프린팅된다. 예를 들어, 프린트 헤드(2)의 하나의 타입은 각각 약 30 나노그램의 질량을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있고, 다른 타입의 프린트 헤드(2)는 각각 약 50 나노그램의 질량을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있거나, 또 다른 타입의 프린트헤드(2)는 약 80 나노그램의 질량을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있다. 특히, 잉크는 중첩되는 분사구들, 예를 들어 분사구(44a) 또는 분사구(44b) 중 하나로부터 오직 분사되어 프로세스 방향(y)을 따라 스티칭 영역들(48) 아래로 통과하는 기판(40)의 부분 상에 있는 이미지(43)의 각 픽셀을 프린팅한다. 2 개의 정렬된 분사구들(44) 중 하나는 임의로 또는 규칙적, 예를 들어 제어기(50)에 의해 순서를 취할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여, 이미지(43)의 일부(51)는 2 개의 중첩되는 프린트헤드들(2)(행(47)에서 a로서 레이블된 분사구들을 갖는 프린트헤드(2a) 및 행(49)에서 b로 레이블된 분사구들을 갖는 프린트헤드(2b))을 사용하여 기판(41) 상에 프린팅된다. 상기 일부(51)의 각 픽셀은 확대되어 사각형(53)으로 나타난다. 도면들에 도시된 예시에서, 픽셀들의 2 개의 열들은 스티칭 영역(48) 내로 떨어지고, 각각은 순서를 갖는(도 2a), 또는 임의인(도 2b) 정렬된 분사구들(44, a 또는 b) 중 하나에 의해 프린팅된다. 스티칭 영역(48)에서, 각 픽셀들 각각은 하나의 이용가능한 분사구(a 또는 b)에 의해 프린팅된다.
스티칭 영역(48)의 각각에서 2개의 정렬된 분사구들 중 하나로부터 잉크 드롭에 의해 프린팅은 기판(41)에 걸쳐 상이한 프린트헤드들에 의해 프린팅되는 이미지들의 일부들 사이의 시임(seam)을 매끄럽게 하여서 이상적으로 동일했어야 하는 상이한 프린트헤드들 사이의 속성들에서의 가능한 차이들에 의해, 또는 하나 이상의 프린트헤드들 상에 굽은(crooked) 또는 빠진 분사구들에 의해, 프로세스 방향(y)을 따라 그리고 수직하게 양쪽으로 이웃하는 어레이들에서 프린트헤드들(2)의 가능한 오정렬에 의해 야기되는 목표되지 않은 낮은 품질의 프린팅, 예를 들어 줄무늬(streaks) 또는 이미지 인공왜곡현상(image artifacts)을 감소시키거나 마스킹한다.
도 2c를 참조하면, 이미지(43)(도 2)의 일부(51)를 프린팅할 때, 일부의 픽셀들, 예를 들어, 스티칭 영역들(48)에서의 분사구들(44)에 의해 프린팅될 픽셀들, 각각은 또한 프로세스 방향(y)을 따라 정렬된 분사구들(44)의 양쪽에 의해 협업으로 프린팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(50)는 각각의 프린트헤드(2)의 전자 부품들(10)이 제어된 주파수들에서 선택된 다중 파형들을 갖는 전압 펄스들을 보내는 것을 허용하도록 구성되어서 각각의 분사구(44)로부터 펌핑 챔버들을 구동하고 상이한 속성들, 예를 들어, 크기들을 갖는 잉크 드롭들을 분사한다. 예를 들어, 프린트 헤드(2)의 각각의 분사구(44)는 예를 들어, 펌핑 챔버들의 치수들 및 밀도들과 같은 동일한 물리적 속성들을 갖는 프린트헤드의 분사로서 오직 하나의 목표된 균일한 크기를 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있는 분사구에 의해 분사된 잉크 드롭의 질량의 1/2, 1/3, 또는 1/4되는 질량을 갖는 잉크 드롭을 분사할 수 있다. 예를 들어, 이러한 분사구(44)는 약 10 나노그램 내지 약 30 나노그램, 약 50 나노그램, 또는 약 80 나노그램의 한 드롭 크기를 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 분사구(44)가 분사할 수 있는 가장 작은 잉크 드롭은 예를 들어 분사구(44)가 분사할 수 있는 가장 큰 잉크 드롭의 크기의 약 10 %, 20 %, 25 %, 또는 30 %, 및/또는 예를 들어, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %까지인 크기를 갖는다. 상이한 속성들을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있는 분사구들을 갖는 프린트헤드들에 대한 정보는 또한 2004년 3월 15일에 제출된 USSN 10/800,467호((대리인 도켓 번호 09991-123001) 및 2007년 1월 11일 출원된 USSN 11/652,325호(대리인 도켓 번호 09991-252001)에서 또한 제공되고, 이는 본 발명에서 참조된다.
도면들에서 도시된 예시에서, 2 개의 정렬된 분사구들(44), 특히 도 2의 프린트헤드(2a 및 2b)의 a 및 b는 잉크 드롭들을 분사하여 픽셀의 일부를 프린팅함으로써 하나의 픽셀을 협업으로 프린팅한다. 예를 들어, 중복 분사구들(44) 중 하나, 예컨대, 분사구(44a)는 목표된 픽셀을 프린팅하기 위해 요구되는 잉크 드롭의 크기의 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 또는 다른 분율인 드롭 사이즈를 갖는 잉크 드롭들을 분사한다. 제어기(50)는 프로세스 방향(y)을 따라 정렬된 분사구들(44) 사이의 상대적 거리(p) 및 기판(41)의 운반 속도를 기초로, 적절한 시간에 다른 하나의 중첩되는 분사구들(44), 예컨대, 분사구(44b)를 구동하도록 구성되어서 기판 상에 완전한 목표된 픽셀을 상보적으로 프린팅하도록 이미 분사된 잉크 드롭들의 상응하는 하나의 크기를 각각 보상하는 잉크 드롭들을 분사한다. 스티칭 영역들(48)에 있지 않은 분사구들(44)은 또한 픽셀의 일부들을 프린팅할 수 있을지라도, 기판(41) 상의 이미지(43)의 전체 픽셀들을 프린팅하도록 잉크 드롭들을 분사한다. 스티칭 영역들(48)에서 양쪽의 정렬된 분사구들의 사용은 시임 가까이에서 기판(41)에 걸쳐 상이한 프린트헤드들(22)로부터 프린팅되는 이미지(43)의 일부들의 품질의 차이를 모호하게 하여 이미지(43)의 전체 품질을 강화시킨다. 또한, 스티칭 영역들(48)에서 양쪽의 정렬된 분사구들(44)로부터 잉크를 분사하는 것은 오작동, 예를 들어 스티칭 영역들(48)에서 중첩되는 프린팅헤드들(2) 중 하나의 굽은 또는 약한 분사들에 의해 야기된 가능한 열악한 이미지 품질을 감소시킨다.
도 3을 참조하면, 프린터(58)에 도시된 프린팅 헤드 배열에서, 프린트헤드들(2), 예를 들어 프린트헤드들(2c-2h)로 명명된 6 개의 프린트헤드들(2)은 전술된 바와 같이 각각 하나 이상의 속성들, 예컨대 크기들을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있는 분사구들(44)(도시된 분사구들(44)의 총수는 개략적임)을 포함하고, 단일 패스 잉크젯 프린터(58)에서 2 개의 관련 행들(54 및 56)에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 프린트헤드(2)의 각각의 분사구(44)는 프로세스 방향(y)을 따라 프린트헤드들(2)을 중첩시키는 상응하는 분사구와 정렬된다. 도면에 도시된 예시에서, 프린터(58)의 2 개의 긴 단부들(64 및 66) 가까이에 각각 배열되는 프린트헤드들(2c 및 2h)을 제외하고, 프린터헤드들(2b-2e)의 각각은 도 2의 스티칭 영역(48)과 유사한 2 개의 스티칭 영역들(68 및 70)을 포함한다.
스티칭 영역들(68 및 70)의 각각은 프로세스 방향(y)으로 정렬된 중첩하는 프린팅헤드들로부터의 분사구들(44)을 포함한다. 스티칭 영역들(68 및 70) 중 하나는 다수의, 예를 들어 0, 1, 2 및 분사구들(44)의 총수의 약 절반까지를 포함하고, 각각은 하나의 중첩하는 프린트헤드의 상응하는 분사구와 정렬되고 동일한 프린트헤드의 스티칭 영역들(68 및 70) 중 다른 하나는 다른 중첩하는 프린트헤드의 상응하는 분사구들과 정렬된 나머지 분사구들(44)을 포함한다.
프린트헤드들(2c 및 2h)은 각각 분사구들(44)이 프로세스 방향(y)으로 상응하는 정렬 분사구들을 갖지 않는 댕글 영역(dangling zone, 72)을 포함한다. 각 댕글 영역(72)에서 분사구들(44)의 총수는 각 스티칭 영역들(70)에서 정렬된 분사구들의 총수에 의존한다. 일부 실시예들에서, 스티칭 존(70)이 0 개의 정렬된 분사구들(44)을 포함할 때, 행(54)에서 각각의 프린트헤드는 상응하는 행(56)에서 프린트헤드와 완전히 중첩되고 댕글 영역(72)은 존재하지 않는다.
일부 구현예들에서, 프린터(58)가 기판(60)상에 이미지(44)를 프린팅하도록 커버하는 것이 요구되는 기판(60)의 폭(W3)에 따라 6개의 프린트헤드들(2a-2f)보다 많거나 적은 것이 전술된 방식으로 사용될 수 있다. 프린터(58)는 각 분사구(44)가 단지 하나의 목표된 균일 속성을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있을 때, 각각의 픽셀, 예컨대, 이미지(62)의 픽셀(64, 66, 68, 또는 70)은 프로세스 방향(y)을 따라 2 개의 정렬된 분사구들(44) 중 오직 하나로부터 분사된 잉크에 의해 프린팅되도록 구성될 수 있다. 각 분사구(44)가 2 개 이상의 속성들을 갖는 잉크 드롭들을 분사할 수 있을 때, 이미지(62)의 각 픽셀은 프로세스 방향(y)을 따라 양쪽의 정렬된 분사구들(44)로부터 분사된 잉크에 의해 협업으로 프린팅된다. 프린터(58)에서 프린트헤드들의 넓은 중첩은 프린터에서 다수의 분사구들(44)이 프로세스 방향(y)을 따라 정렬된 상응하는 분사구를 갖도록 하여서 오작동, 예를 들어 프린트헤드들 중 하나의 굽고 또는 약한 분사들에 의해 야기된 가능한 열악한 이미지 품질을 추가로 감소시키고 상이한 프린트헤드들로부터 프린팅된 이미지(62)의 일부들의 품질 차이를 희석화한다.
다른 실시예들은 또한 후속하는 청구범위의 범주에 있다.
예를 들어, 프린터들(45 및 48)은 각각 프로세스 방향(y)을 따라 스택된(stacked) 프린트헤드 행들(47 및 49) 및 프린트헤드 행들(54 및 56)과 같은 더 커플링된 프린트헤드 행들을 포함할 수 있다. 각 쌍의 행들은 다른 쌍들과 상이한 컬러를 프린팅할 수 있다. 프린터들(45 및 48)의 각각에서, 각 프린트헤드(2)는 프로세스 방향(y)에 의해 90도와 상이한 각도를 형성하는 긴 치수(1)를 가질 수 있다. 도 1a에 기술된 것이외의 프린트헤드들이 예를 들어, 2008년 5월 22일에 출원된 USSN 12/125,648호 및 U.S. 5,265,315호(대리인 도켓 번호 09991-259001)에 기술되어 있는, 소결된 탄소 또는 실리콘으로 구성되는 프린트헤드가 사용될 수 있고 이는 본 발명에서 참조된다.
프린터(45 또는 48)에서 거의 또는 전혀 분사되지 않을 때, 잉크 재순환은 잉크가 잉크 통로(16)를 통해 각 프린트헤드(2)의 2 개의 잉크 유입구들(12 및 14) 중 하나 안에 및 및 잉크 유입구들(12 및 14) 중 다른 하나의 밖으로 느리게 흐르도록 하여 행해질 수 있다.
프린팅 유체로서 잉크에 대한 참조는 단지 설명적인 목적을 위한 것이고, 부수적인(adjective) "잉크"에 의해 전술된 분사구 조립체들 내의 부품들을 참조하는 것은 또한 설명적 목적이라는 것을 이해해야 한다. 분사구 조립체들은 기판 위에 잉크와 다른 다양한 프린팅 유체를 분배하거나 증착하도록 사용될 수 있다. 유체들은 무-이미지 형성 유체들(non-image forming fluids)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 3 차원 모델 페이스트들(pastes)이 모델을 구척하기 위해 선택적으로 증착될 수 있다. 생물학적 샘플들은 분서 어레이 상에 증착될 수 있다.

Claims (20)

  1. 프로세스 방향을 따라 기판 및 장치의 상대적 운동 동안 기판 상에 유체 액적들을 분사하는데 사용하기 위한 장치로서,
    분사구 조립체들의 2 개의 행들 -상기 분사구 조립체들의 2 개의 행들 중 제 1 행은 제 1 분사구 조립체 및 하나 또는 그 초과의 추가의 분사구 조립체들을 포함하고, 상기 분사구 조립체들의 2 개의 행들 중 제 2 행은 제 2 분사구 조립체 및 하나 또는 그 초과의 추가의 분사구 조립체들을 포함하고;
    상기 분사구 조립체들의 각각의 행은 분사구들의 어레이를 포함하고, 상기 분사구 조립체들의 2 개의 행들은 상기 프로세스 방향과 수직한 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되어서, 하나 이상의 행의 하나 또는 양 단부들에서 하나 또는 그 초과의 분사구들을 제외하고, 상기 분사구 조립체들의 각각의 행의 분사구들 각각은 상기 프로세스 방향을 따라 분사구 조립체들의 다른 행의 분사구 조립체의 대응하는 분사구와 정렬되어 정렬된 분사구들의 쌍을 형성함 - ; 및
    상기 정렬된 분사구들의 하나 이상의 쌍에서, 하나의 분사구가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 형성하기 위해 필요한 유체 드롭의 크기보다 더 작은 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사할 수 있게 하고 그리고 다른 분사구가 상기 제 1 유체 드롭과 결합하여 상기 목표된 픽셀을 형성하기에 충분한 크기를 갖는 제 2 유체 드롭을 분사할 수 있게 하는 메카니즘을 포함하는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들이 각각 100개보다 많은 분사구들을 포함하는
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분사구 조립체 내의 4 개보다 많은 분사구들이 프로세스 방향을 따라 상기 제 2 분사구 조립체 내의 상응하는 분사구와 각각 정렬되는
    장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분사구 조립체 내의 각 분사구는 상기 제 2 분사구 조립체 내의 상응하는 분사구와 정렬되는
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들 내의 각 분사구가 2 가지 이상의 크기의 유체 드롭들을 분사할 수 있는
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들 내의 각 분사구가 3 개의 상이한 크기들을 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있는
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들 내의 각 분사구가 30 나노그램, 50 나노그램, 또는 80 나노그램의 드롭 크기를 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있는
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들 내의 각 분사구가 10 나노그램 내지 30 나노그램의 드롭 크기를 갖는 유체 드롭들을 분사할 수 있는
    장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 드롭 및 상기 제 2 유체 드롭은 50 나노그램의 총 드롭 크기를 갖는
    장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분사구 조립체들 내의 정렬된 분사구들은 상기 프로세스 방향을 따라 서로로부터 50mm 거리인
    장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사구 조립체들의 제 1 행 내의 각 분사구 조립체가 상기 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 상기 분사구 조립체들의 제 2 행 내의 상기 분사구 조립체들 중 하나 이상과 전체 또는 일부 중첩되는
    장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사구 조립체들의 제 1 행 내의 각 분사구 조립체가 상기 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 상기 분사구 조립체들의 제 2 행 내의 2 개의 분사구 조립체들과 전체 또는 일부 중첩되는
    장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사구 조립체들의 제 1 행 내의 각 분사구 조립체가 복수의 분사구들을 포함하고, 상기 분사구 조립체들의 제 1 행 내의 복수의 분사구들 각각이 분사구 조립체들의 제 2 행 내의 상응하는 분사구 조립체의 상응하는 분사구와 정렬되는
    장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사구 조립체들의 제 1 및 제 2 행들이 상기 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 25mm 내지 1 m의 폭을 갖는 장치.
  16. 프로세스 방향을 따라 유체 분사 장치 및 기판의 상대적 운동 동안 기판 상에 유체 액적들을 형성하기 위한 방법으로서,
    상기 유체 분사 장치는 분사구 조립체들의 2 개의 행들을 포함하고, 각각의 행은 2 개 또는 그 초과의 분사구 조립체들을 포함하며, 상기 2 개의 행들은 상기 프로세스 방향과 수직한 방향으로 적어도 부분적으로 중첩되어서, 하나 이상의 행의 하나 또는 양 단부들에서 하나 또는 복수의 분사구들을 제외하고, 상기 분사구 조립체들의 각각의 행 내의 분사구들 각각은 상기 프로세스 방향을 따라 분사구 조립체들의 다른 행의 분사구 조립체 내의 대응하는 분사구와 정렬되어 정렬된 분사구들의 쌍을 형성하고,
    상기 방법은,
    (a) 유체 분사 장치의 제 1 분사구 조립체가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 형성하기 위해 필요한 유체 드롭의 크기보다 더 작은 크기를 갖는 제 1 유체 드롭을 분사하도록 야기하는 단계; 및 (b) 상기 유체 분사 장치의 제 2 분사구 어셈블리가 상기 제 1 유체 드롭과 결합하여 목표된 픽셀을 형성하기에 충분한 크기를 갖는 제 2 유체 드롭을 분사하도록 야기하는 단계를 포함하는
    방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    단계 (a)가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 프린팅하도록 요구되는 드롭의 크기의 절반의 드롭 크기를 갖는 상기 제 1 유체 드롭을 분사하는 단계를 포함하는
    방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    단계 (a)가 상기 기판 상에 목표된 픽셀을 프린팅하도록 요구되는 드롭의 크기의 1/3의 드롭 크기를 갖는 상기 제 1 유체 드롭을 분사하는 단계를 포함하는
    방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 드롭 및 상기 제 2 유체 드롭이 50 나노그램의 총 드롭 크기를 갖는
    방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 유체 드롭의 크기는 상기 제 2 분사구 조립체의 각각의 분사구가 분사하도록 구성되는 최대 드롭 크기보다 더 작은
    방법.
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