KR101601156B1 - 잉크 제팅 - Google Patents

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KR101601156B1 KR1020117002561A KR20117002561A KR101601156B1 KR 101601156 B1 KR101601156 B1 KR 101601156B1 KR 1020117002561 A KR1020117002561 A KR 1020117002561A KR 20117002561 A KR20117002561 A KR 20117002561A KR 101601156 B1 KR101601156 B1 KR 101601156B1
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리차드 제이. 바커
베일리 스미쓰
로저 티에리엔
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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

특히, 잉크를 분사하기 위하여, 장치의 오리피스들의 제 1 세트는 프로세스 방향과 상이한 방향을 따라 제 1 최대 해상도로 인쇄하도록 배열된다. 오리피스들의 제 2 세트는 오리피스들의 제 1 세트에 연결된다. 오리피스들의 제 2 세트는 프로세스 방향과 상이한 방향을 따라 제 1 최대 해상도보다 낮은 제 2 최대 해상도로 인쇄하도록 배열된다.

Description

잉크 제팅{INK JETTING}
본 출원은 2008년 6월 30일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/076,788호의 우선권을 주장하며, 여기에 참조로서 통합된다.
본 출원은 잉크 제팅에 관한 것이다.
잉크 제팅(ink jetting)은 제팅 어셈블리들을 포함하는 잉크 제트 프린트헤드를 사용하여 수행될 수 있다. 잉크는 잉크 제트 프린트헤드 내에 주입되며, 활성화될때 제팅 어셈블리들은 기판상에 이미지들을 형성하기 위하여 잉크를 분사한다.
일 양상에서, 잉크를 분사하기 위하여, 장치의 오리피스(orifice)들의 제 1 세트는 제 1 최대 해상도로 인쇄하도록 배열(arrange)되며, 제 1 최대 해상도는 프로세스 방향과 상이한 방향을 따른다. 오리피스들의 제 2 세트는 오리피스들의 제 1 세트에 연결된다. 오리피스들의 제 2 세트는 제 1 최대 해상도보다 낮은 제 2 최대 해상도로 인쇄하도록 배열되며, 제 2 최대 해상도는 프로세스 방향과 상이한 방향을 따른다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 오리피스들의 제 1 세트는 제 1 프린트헤드에 속하며, 오리피스들의 제 2 세트는 제 2 프린트헤드에 속한다. 제 2 프린트헤드에 대한 제 1 프린트헤드의 위치는 조정가능하다. 프로세스 방향에 대한 제 1 프린트헤드의 방위(orientation)는 조정가능하다. 제 1 프린트헤드는 프로세스 방향에서 제 2 프린트헤드의 앞에 위치한다. 제 1 프린트헤드는 프로세스 방향에서 제 2 프린트헤드의 뒤에 위치한다. 제 1 프린트헤드는 프로세스 방향에 수직한 방향에서 제 2 프린트헤드의 앞에 위치한다. 제 1 프린트헤드는 프로세스 방향에 수직한 방향에서 제 2 프린트헤드의 뒤에 위치한다. 제 1 및 제 2 프린트헤드들 각각은 100개보다 많은 제트(jet)들을 가진 제팅 어셈블리(jetting assembly)를 포함한다. 프로세스 방향 및 제 1 프린트헤드의 제팅 어셈블리의 길이 간의 각도는 약 30°내지 약 85°이다. 제 2 프린트헤드는 약 100 dpi 내지 400 dpi로 인쇄하도록 배열된다. 제 1 프린트헤드는 800 dpi보다 큰 dpi로 인쇄하도록 배열된다. 제 1 프린트헤드는 1000dpi보다 큰 dpi로 인쇄하도록 배열된다. 제 1 프린트헤드는 약 1200 dpi에서 인쇄하도록 배열된다. 상기 상이한 방향은 상기 프로세스 방향에 수직한다. 제 2 프린트헤드 보다 더 높은 최대 해상도로 인쇄하도록 하나 보다 많은 프린트헤드가 배열된다. 제 1 및 제 2 프린트헤드들은 싱글-패스(single-pass) 잉크 제트 프린터에 통합되며, 기판은 상기 프로세스 방향을 따라 이송된다. 제 1 및 제 2 프린트헤드들은 스텝-엔-리피트(step-and-repeat) 잉크 제트 프린터에 통합되며, 기판은 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 이송된다. 제 1 프린트헤드는 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 이미지의 일부분을 인쇄하도록 배열된다. 상대적 움직임 동안, 상기 기판은 프로세스 방향을 따라 이동중이며, 상기 장치는 정지해 있다. 상대적 움직임 동안, 상기 기판은 정지해 있으며, 상기 장치는 프로세스 방향을 따라 이동중이다. 오리피스들의 제 1 세트는 병렬 어레이들의 제 1 세트에 있으며, 오리피스들의 제 2 세트는 병렬 어레이들의 제 1 세트에 대하여 약 30°내지 약 85°범위의 각도를 가지는 병렬 어레이들의 제 2 세트에 있다.
일 양상에서, 잉크 제팅 장치 및 기판 간의, 프로세스 방향에서의 상대적 움직임 동안, 잉크 제팅 장치의 제 1 부분은 제 1 최대 해상도로 기판상에 인쇄하도록 된다. 잉크 제팅 장치의 제 2 부분은 프로세스 방향과 상이한 방향에서 제 1 해상도보다 낮은 제 2 최대 해상도로 상기 기판상에 인쇄하도록 된다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 잉크 제팅 장치의 제 1 부분의 위치는 상대적 움직임 전에 잉크 제팅 장치의 제 2 부분에 대하여 조정된다. 상기 기판상에 인쇄하도록 하는 것은 잉크 제팅 장치의 제 2 부분이 기판의 영역내에 인쇄하기 전에 잉크 제팅 장치의 제 1 부분이 기판의 영역내에 인쇄하도록 하는 것을 포함한다. 상기 기판상에 인쇄하도록 하는 것은 잉크 제팅 장치의 제 2 부분이 기판의 영역내에 인쇄한 후에 잉크 제팅 장치의 제 1 부분이 상기 기판의 영역내에 인쇄하도록 하는 것을 포함한다. 상기 기판상에 인쇄하도록 하는 것은 기판이 이송되는 방향에 수직한 프로세스 방향으로 잉크 제팅 장치를 이동시키는 것 및 기판상에 인쇄하는 것을 포함한다. 상기 기판상에 인쇄하도록 하는 것은 프로세스 방향에 평행한 방향으로 기판을 이송시키는 것 및 기판상에 인쇄하는 것을 포함한다.
이들 및 다른 양상들 및 특징들은 기능을 수행하기 위한 방법들, 장치, 시스템들 및 수단으로서 그리고 다른 방식들로 표현될 수 있다.
다른 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 잉크 제트 프린트헤드 및 잉크 제팅 어셈블리의 확대 사시도이다.
도 1c는 잉크 제트 프린트헤드의 개략적 하부도이다.
도 2 및 도 3은 잉크 제트 프린터들의 개략적인 평면도이다.
도 3a-3c는 스텝-엔-리피트 잉크 제트 프린터의 일부분에 대한 개략적인 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 잉크 제팅은 칼라(collar) 엘리먼트(10)내에 어셈블링된 적어도 하나의 제팅 어셈블리(4)를 포함하는 잉크 제트 프린트헤드(2)를 사용하여 수행될 수 있다. 칼라 엘리먼트(10)는 오리피스들(16)을 가진 플레이트(plate)(14)에 부착(attach)되는 매니폴드 플레이트(12)에 부착된다. 사용중일때, 프린트헤드(2) 및 기판(18)은 제팅 어셈블리(4)의 길이(6)에 수직한 프로세스 방향을 따라 서로에 대하여 이동하며(또한 도 1b 참조), 상대 움직임 동안 잉크는 칼라 엘리먼트(10)를 통해 제팅 어셈블리(4)내로 로드되고 오리피스들(16)을 통해 분사되어 기판(18)상에 이미지(8)를 형성한다. 특히, 잉크 제트 프린트헤드(2)가 싱글-패스(single-pass) 잉크 제트 프린터로 지칭되는 프린터 내로 어셈블링될때, 프린트헤드(2)는 이송 방향 y로 이동중인 기판(18)상에 잉크 방울(drop)들을 분사한다. 잉크 제트 프린트헤드(2)가 스텝-엔-리피트(step-and-repeat) 잉크 제트 프린터로 지칭되는 프린터 내로 어셈블링될때, 프린트헤드(2)는 y 방향을 따라 이동하며 이송 방향 x로 이동하는 기판(18)상에 잉크 방울들을 분사한다.
도 1b를 참조하면, 잉크 제팅 어셈블리(4)는 하나 이상의 잉크 통로들(24) 및 잉크 충전(fill) 통로(26)를 포함하는 바디(body)(20)를 가진다. 공동(cavity) 플레이트 및 보강재 플레이트(도시안됨)는 각각의 표면상에 웰(well)들(22)의 어레이(모두가 도시되지 않음)를 형성하기 위하여 바디(20)의 대향 표면들상에 부착된다. 각각의 웰(22)은 연장될 수 있으며, 바디(20)는 세라믹, 소결 탄소(sintered carbon), 또는 실리콘을 포함할 수 있다. 각각의 잉크 통로(24)는 잉크 저장소(도시안됨)로부터 잉크를 받아들이며, 잉크 충전 통로(26)에 잉크를 전달한다. 대향 표면들이 폴리머 필름들(32, 32')에 의하여 커버될때, 펌핑 챔버들, 예컨대 연장된 펌핑 챔버들은 웰들(22)에 의하여 형성된다. 각각의 펌핑 챔버는 잉크 충전 통로(26)로부터의 잉크를 받아들이는 잉크 인입구(28) 및 잉크 제팅 통로(도시안됨)를 통해 바디(20)내로 다시 잉크를 전달하는 잉크 배출구 단부(30)를 포함하며, 여기로부터 잉크는 바디(20)의 바닥에 있는 개구부들(도시안됨)의 열(row)의 하나의 개구부에 분사된다. 일부 실시예들에 있어서, 오리피스 플레이트(14)(도 1a)는 바디(20)의 바닥에 직접 부착된다. 오리피스 플레이트(14)상의 각각의 오리피스(16)는 하나의 개구부에 대응하며, 잉크는 오리피스들(16)을 통해 기판(18)상에 분사된다(도 1a). 일부 실시예들에서, 두개 이상의 제팅 어셈블리들(4)이 도 1a에 도시된 바와같이 프린트헤드(2)내로 어셈블리될때, 매니폴드 플레이트(12)는 오리피스 플레이트(12) 및 바디들(20)의 바닥들 사이에 배열되며, 각각이 하나의 바디(20)의 바닥에 있는 개구부들의 다수의 열들을 잉크가 통과하는 개구부들의 단일 열내로 매니폴드(manifold)한다.
일반적으로, 각각의 펌핑 챔버(자신의 대응하는 잉크 제팅 통로와 함께), 개구부 및 오리피스는 제팅 어셈블리의 제트로서 지칭될 수 있다. 제팅 어셈블리(4)에 대한 정보는 또한 2008년 5월 22일에 출원된 USSN 12/125,648에 제공되며, 이는 여기에 참조로서 통합된다.
제팅 어셈블리(4)는 또한 잉크를 분사하기 위하여 웰들(22)로 형성되는 펌핑 챔버들을 트리거(trigger)하는 전자 컴포넌트들(29)을 포함한다. 예컨대, 전자 컴포넌트들(29)은 폴리머 필름들(32, 32')상의 전극들(33, 33')의 2개의 세트들을 포함하며, 이들은 각각의 가요성 인쇄회로들(31, 31') 및 집적회로들(34, 34')에 리드(lead)들(도시안됨)에 의하여 연결된다. 압전 엘리먼트들(36, 36')은 각각 폴리머 필름들(32, 32') 각각의 외부 측면에 부착되며, 폴리머 필름들(32, 32')과 접촉하는 전극들(35, 35')의 세트를 각각 포함한다. 전극 세트들(35, 35')의 각각의 전극은 펌핑 챔버를 커버한다. 사용중에, 전극 세트들(35, 35')은 집적회로들(34, 34')로부터 전송되는 펄스 전압들을 수신하며, 압전 엘리먼트들(36, 36')의 형상들을 변화시켜서 대응하는 펌핑 챔버들에 압력들을 공급하기 위하여 압전 엘리먼트들(36, 36')의 대응 부분을 활성화시킨다. 잉크 제팅 어셈블리에 대한 정보는 또한 US 특허번호 제6,755,511호에 제공되며, 여기에 참조로서 통합된다.
예컨대 프로세스 방향과 상이한, 예컨대 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 고해상도 이미지(기판의 인치당 도트(dot)들 또는 화소들의 수 (dpi)로 표현되는)를 생성하려면, 인접 펌핑 챔버들 또는 웰들(22)간에 비교적 더 작은 피치(pitch)가 필요하다(도 1b). 피치의 크기는 제팅 어셈블리내에서 펌핑 챔버들 또는 웰들(22)의 밀도를 제한하는 기계적인 제한에 도달할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판의 주어진 폭을 커버하는 하나보다 많은 제팅 어셈블리는 고해상도를 달성하기 위하여 사용된다.
도 1c를 참조하면, 잉크 제트 프린트헤드(52)는 칼라 엘리먼트(38)(도시되지 않은 오리피스 플레이트 및 매니폴드 플레이트)내에 도 1b에 도시된 바와같이 각각 서로 인접하게 어셈블링된 제팅 어셈블리들(40, 42)을 포함한다. 잉크 제트 프린트헤드(52)는 또한 각각 제팅 어셈블리들(40, 42)의 바디(44, 46)의 바닥에 있는 개구부 어레이들(41, 43)을 포함한다. 각각의 제팅 어셈블리들에서의 피치 거리는 예컨대 동일할 수 있다. 2개의 제팅 어셈블리들은 어레이(41)의 각각의 개구부 및 어레이(43)의 대응 개구부가 예컨대 프로세스 방향 y에 수직한 방향을 따라 인접 개구부 거리들간의 거리(45)의 예컨대 절반 만큼 오프셋되도록 배열된다. 매니폴드 플레이트(도시안됨)는 바디들(44, 46)의 바닥에 부착될 수 있으며, 오리피스 플레이트의 오리피스들의 어레이와 매칭되는 하나의 어레이로 개구부들의 두개의 어레이들을 매니폴드한다. 제팅 어셈블리들(40, 42)의 길이를 따르는 오리피스들의 밀도는 2개의 제팅 어셈블리들의 결합된 길이를 따라 효과적으로 두배로 되며, 고해상도 이미지가 인쇄될 수 있다.
프로세스 방향 y에서 제팅 어셈블리들(40, 42)의 결합된 폭 W1C는 단일 제팅 어셈블리의 폭에 비례하여 증가된다. 프로세스 방향 y을 따라 고해상도로의 인쇄는 프로세스 방향 y을 따라 기판 및 프린트헤드간의 고정밀 상대적 움직임을 필요로 한다. 프로세스 방향 y과 상이하며 예컨대 프로세스 방향 y에 수직한 방향을 따라 고해상도로의 인쇄는 기판이 프로세스 방향 y를 따라 이동중일때 x 방향을 따라 기판의 나란한(side to side) 움직임의 정확한 제어를 필요로 한다. 훨씬 더 높은 해상도 프린트헤드들은 앞서 기술된 것과 유사한 방식으로 서로에 대하여 오프셋된 2개 보다 많은 세팅 어셈블리들을 사용하여 만들어질 수 있으며, 이의 사용은 기판 움직임의 보다 더 정밀한 제어를 필요로 한다. 하나 보다 많은 제팅 어셈블리를 가진 잉크 제트 프린트헤드(52)에 대한 정보는 또한 US 6,592,204, US 6,575,558 및 US 5,771,052에 제공되며, 이들 모두는 여기에 참조로서 통합된다.
도 2를 참조하면, y 방향(프로세스 방향 및 기판 이송 방향)을 따라 잉크 제트 프린터(54) 및 기판(60)간의 상대적 움직임(61)동안, 싱글-패스 제트 프린터(54)는 정지해 있으며, 기판(60)은 y 방향을 따라 이동한다. 잉크 제트 프린터(54)는 기판(60) 전반에 걸쳐 고해상도 피처(feature), 예컨대 이미지(62)의 피처(64)를 인쇄하는 고해상도 프린트헤드 모듈(58), 및 기판(60) 전반에 걸쳐 저해상도 피처들, 예컨대 이미지(62)의 피처들(66)을 인쇄하는 저해상도 프린트헤드 모듈(56)을 포함한다. 잉크 제트 프린터(54)는 또한 프린트헤드 모듈들(56, 58)에 연결된 제어기(63) 및 기판(60)과 통신하는 검출기(65)를 포함한다. 인쇄전에 획득되는 이미지(62)에 대한 정보 및 인쇄동안 검출기(65)로부터 전송되는, 기판 움직임에 대한 순간(instant) 정보에 기초하여, 제어기(63)는 제트들을 활성화시켜서 기판(60)의 적절한 위치에 잉크를 분사하기 위하여 프린트헤드 모듈들(56, 58)의 각각의 프린트헤드의 각각의 제팅 어셈블리의 전자 컴포넌트들(29)(도 1b)에 신호들을 전송한다. 이미지(62)의 반복된 복사본들은 기판(60)이 이동함에 따라 프로세스 방향 y를 따라 생성될 수 있다.
이러한 예에서, 프린트헤드 모듈(56)은 기판(60)에 인쇄되기를 원하는 이미지의 전체 폭을 커버하기 위하여 기판(60)의 폭 W2에 평행한 정렬된 자신의 길이를 가지며 또한 도 1a의 프린트헤드 2의 피처들을 각각 가진 하나 이상의 프린트헤드들(68)을 포함한다. 도면에 도시된 예에서, 각각의 프린트헤드(68)는 오리피스들의 적어도 하나의 어레이를 포함하며, 동일한 최대 해상도로 인쇄할 수 있다. 프린트헤드들(68)은 기판(60)을 가로질러 스태거링되며(staggered), 각각은 프린트헤드(68)의 각각의 오리피스들이 y 방향을 따라 자신의 중첩 프린트헤드의 대응 오리피스와 정렬되는 영역들(70)내의 자신의 인접 프린트헤드와 부분적으로 중첩된다. 프린트헤드들(68) 중 하나의 프린트헤드의 오리피스들의 적어도 하나의 어레이는 다른 프린트헤드들(68)의 오리피스들의 어레이들과 평행하다.
각각의 프린트헤드(68)는 약 2 내지 4 인치들의 길이 L 및 약 1인치의 폭 D을 가지며, 프린트헤드(56)가 인쇄할 수 있는 전체 폭 W2은 약 2 cm 내지 2보다 큰 미터들의 범위를 가질 수 있다. 프린트헤드 모듈(56)은 모듈(56)에 포함된 각각의 프린트헤드(68)가 인쇄할 수 있는 해상도에 따라 예컨대 적어도 약 100, 200, 300 또는 360 dpi 및/또는 최대 약 400, 600, 720, 1000 또는 1200 dpi의 최대 해상도로 프로세스 방향 y를 따라 인쇄할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저해상도 피처들(66)이 400 dpi보다 늪은 해상도를 필요로 할때, 각각의 프린트헤드(68)는 더 높은 최대 해상도로 인쇄하기 위하여 도 1c에 도시된 프린트헤드(52)의 피처들을 포함할 수 있다.
프린트헤드 모듈(58)은 도 1a의 프린트헤드(2) 및 도 1c의 프린트헤드(52)의 피처들을 각각 가진 하나 이상의 프린트헤드(72)를 포함한다. 프린트헤드들(72)은 프린트헤드 모듈(58)의 간격(span) S를 증가시키기 위하여 프린트헤드 모듈(56)의 프린트헤드들(68)로서 서로에 대하여 유사하게 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 프린트헤드 모듈(58)은 각각의 프린트헤드(72)의 길이 1이 프로세스 방향 y에 대하여 각도 θ를 형성하도록 배열된다. 프린트헤드 모듈(58)이 하나 보다 많은 제팅 어셈블리를 포함할때, 중첩 영역들내에서 제팅 어셈블리들의 오리피스들 및 대응하는 펌핑 챔버들은 프로세서 방향 y를 따라 정렬된다. 프린트헤드(58)가 인쇄할 수 있는, 프로세스 방향에 수직한 방향에서의 최대 해상도는 각각의 프린트헤드(72)의 자신의 길이 l이 프로세스 방향 y에 수직할때 각각의 프린트헤드(72)가 인쇄할 수 있는 최대 해상도의 1/sinθ 배이다. 각도 θ 및 따라서 프로세스 방향에 대한 프린트헤드 모듈의 방위(orientation)는 상이한 해상도 요건들에 대하여 조정가능할 수 있다. 예컨대, 각도 θ는 약 30도 내지 약 85도, 예컨대 약 60도 내지 약 80도, 약 70.53도 또는 약 75.5도이며, 프린트헤드 모듈(58)은 예컨대 적어도 약 400 dpi, 600 dpi, 또는 800 dpi 및/또는 최대 예컨대 1000 dpi, 1200 dpi, 1600 dpi, 2000 dpi, 4000 dpi, 또는 6000 dpi의 최대 해상도로 인쇄할 수 있다.
일반적으로, 프린트헤드 모듈(58)의 간격 S 및 따라서 프린트헤드들(72)의 전체 수는 프로세스 방향 y에 수직한 방향을 따르는 돌출된 폭 lp이 고해상도 피처(64)의 폭을 커버하도록 선택되며, 기판(50)의 전체 폭 W2보다 작을 수 있다.
프로세스 방향 y에서, 프린트헤드 모듈(58)은 예컨대 이미지(62)의 시각적 효과 및 품질 요건과 같은 특성들, 이미지(62)의 상이한 피처들을 인쇄하기 위하여 사용되는 잉크의 특성들, 및 기판(60)의 특성들에 따라 프로세스 방향 y에 대하여 프린트헤드 모듈(56)의 앞에(도 2) 또는 프린트헤드 모듈(56)의 뒤에(도시안됨) 위치할 수 있다. 프로세스 방향 y에 수직한 방향에서, 프린트헤드 모듈(58)은 고해상도 피처(64)의 위치와 매칭되는 위치로 조정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이미지(62)는 프로세스 방향 y에 수직한 방향에서 하나 보다 많은 고해상도 피처(64)를 포함한다. 이러한 실시예들에서, 추가적인 하나 이상의 프린트헤드 모듈들(58)은 하나 이상의 고해상도 피처들(64)을 인쇄하기 위하여 각각 배열된, 잉크 제트 프린터(54)의 기판 전반에 걸친 하나 이상의 위치들에 설치(install)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 프린트헤드 모듈(58)은 다른 프린트헤드 모듈들(58)과 상이한 고해상도로 인쇄할 수 있다.
도 3을 참조하면, 이미지(62)가 기판(60)의 움직임 동안 기판(60)상에 인쇄되는 도 2와 대조적으로, 레일(rail)(82)상에 장착된 프린트헤드 모듈들(78, 80)을 포함하는 스텝-엔-리피트 잉크 제트 프린터(76)는 기판(74)이 정지해 있고 프린트 모듈들(78, 80)이 기판(74)에 대하여 스캔할때 기판(74)상에 이미지(62)를 인쇄한다. 특히, 인쇄동안, 기판(74)은 Δx의 스텝 폭에 대하여 이송 방향 x를 따라 이동한후 정지하며, 다음으로 프린트헤드 모듈들(78, 80)은 y에 평행한 방향으로 2개의 단부들(84, 86)사이에서 전후 방향으로 레일(82)을 따라 이동하며, 기판(74)상에 이미지(62)의 일부 또는 모두를 인쇄한다. 다음으로, 기판 및 프린트헤드 모듈들은 이미지(62)를 인쇄하는 것을 완성하기 위하여 움직임들을 반복시킨다. +y 방향 또는 -y 방향 중 한 방향에서 2개의 단부들(84, 86) 중 하나로부터 2개의 단부들(84, 86) 중 다른 단부로 프린트헤드 모듈들(78, 80)의 각각의 움직임은 패스(pass)로 지칭된다. 잉크 제트 프린터(76)는 또한 도 2의 검출기(65) 및 제어기(63)와 유사하게 작업하는 검출기(75) 및 제어기(73)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 프린트헤드 모듈들(78, 80)은 각각의 2개의 순차적인 패스들 중 하나 동안만 인쇄하며, 기판(74)은 2개의 패스들마다 한번 Δx 만큼 이동한다. 일부 실시예들에서, 프린트헤드 모듈들(78, 80)은 다수의 패스들로 양방향으로 인쇄하며, 즉 프린트헤드 모듈들은 각각의 패스동안 인쇄하며, 기판(74)은 각각의 패스 후에 이송 방향 x를 따라 이동한다. Δx는 이미지가 예컨대 하나의 패스에서 인쇄될 수 있을때 하나의 화소 내지 프린트헤드 모듈(78)의 약 길이 LS일 수 있다.
프린트헤드 모듈들(78, 80)은 각각 프린트헤드 모듈들(56, 58)과 유사한 피처들, 예컨대 해상도들을 가진다. 특히, 프린트헤드 모듈(80)은 y 방향에 대하여 앞서 기술된 각도 θ와 유사한 각도 α를 형성한다. 그러나, 싱글-패스 잉크 제트 프린터(54)와 다르게, 프린트헤드 모듈(78)이 하나의 패스동안 인쇄하는 전체 폭 Ls는 기판의 폭 W3보다 작을 수 있으며, 따라서 프린트헤드 모듈(78)에 대하여 더 적은 수의 프린트헤드들이 필요하다. 일반적으로, 전체 폭 LS는 적어도 하나, 예컨대 2개, 3개, 4개 또는 이보다 많은 수의 Δx이다. 일부 실시예들에서, 프린트헤드 모듈(78)은 적어도 하나, 예컨대 도 1a 또는 도 1c에 기술된 많은 프린트헤드들을 포함하며, 전체 길이 LS는 약 2cm 내지 2보다 큰 미터들일 수 있다.
도 3, 도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 프린트헤드 모듈(80)은 프린트헤드 모듈(78)에 대한 다양한 위치들을 가질 수 있다. 도 3 및 도 3c에 기술된 예들에서, 프린트헤드 모듈(80)은 각각 이송 방향 x에서 프린트헤드 모듈(78)의 앞에 그리고 뒤에 위치한다. 도 3b 및 도 3c에 도시된 예들에서, 프린트헤드 모듈(80)은 각각 y방향에서 프린트헤드 모듈(78)의 앞에 그리고 뒤에 위치한다. 프린트헤드 모듈들(78, 80)사이의 배열의 선택은 예컨대 프린트헤드 모듈들(56, 58)과 관련하여 논의된 인자(factor)들에 의존한다. 도 3 및 도 3a에 도시된 배열은 제 2 프린트헤드가 다른 피처들을 인쇄하기 전에 이송 방향 x에서 제 1 프린트헤드에 의하여 인쇄된 피처들이 건조(dry)되도록 할 수 있고(건조 인쇄(dry printing)) 도 3b 및 도 3c에 도시된 배열은 일찍 인쇄된 피처들이 아직 마르지 않았을때 나중에 인쇄된 피처들이 형성되도록 할 수 있다(습식 인쇄(wet printing)).
도 3 및 도 3a에 도시된 예들에서, 프로세스 방향 x를 따르는 프린트헤드 모듈들(78, 80)의 거리 t는 또한 조정가능하다. 이미지의 나머지에 대한 정밀한 위치에서 고해상도 피처들, 예컨대 이미지(62)의 피처(64)를 인쇄하기 위하여, 거리 t는 이미지(62)의 크기들, 프린트헤드 모듈(78)의 전체 폭 LS, 및 기판 움직임의 스텝 폭 Δx에 기초하여 인쇄전에 정확하게 조절된다.
싱글-패스 잉크 제트 프린터(54) 또는 스텝-엔-리피트 잉크 제트 프린터(76)에서 상이한 해상도들로 인쇄하도록 배열된 2개 이상의 프린트헤드 모듈들의 포함은 비교적 낮은 해상도 피처들, 예컨대 이미지의 100 dpi 내지 400 dpi를 인쇄하는 프로세스로부터 높은 해상도 피처들, 예컨대 800 dpi 내지 1200 dpi를 인쇄하는 프로세스를 분리시킨다. 이러한 분리는 비교적 낮은 해상도로 인쇄하는 프린트헤드 모듈이 더 적은 프린트헤드들을 포함하도록 한다. 더 적은 프린트헤드들이 도 1c에 기술된 바와같이 배열될 것을 요구하며, 이는 차례로 기판 및 프린트헤드 모듈들간의 프로세스 방향에서의 상대적 움직임이 고해상도 인쇄를 달성하기 위하여 도 1c에 도시된 바와같이 배열된 프린트헤드들을 포함하는 예컨대 프린트헤드 모듈보다 상대적으로 낮은 정밀도를 가지도록 한다. 충분한 양의 저해상도 피처들을 포함하는 이미지들에 대하여, 이들 피처들을 인쇄하기 위하여 저해상도 프린트헤드 모듈을 사용하면, 인쇄 비용, 예컨대 프린터의 비용을 감소시키면서 보다 빠른 프린터 속도를 달성할 수 있다.
다른 실시예들이 또한 이하의 청구항들의 범위내에 있다.
예컨대, 도 1a에 기술된 것과 다른 프린트헤드들, 예컨대 2008년 5월 22일에 출원된 USSN 12/125,648에 기술된 프린트헤드들 및 U.S. 5,265,315에 기술되며 실리콘으로 만들어진 프린트헤드들이 사용될 수 있으며, 이들 출원들은 여기에 참조로서 통합된다. 각각의 잉크 제트 프린터의 프린트헤드 모듈들은 도 2, 도 3 및 도 3a-3c에 예시된 것들과 상이한 상대적 위치들을 가질 수 있다.
예컨대, 제팅 어셈블리(4)는 바디(20)의 표면들상에 가공된(machined) 웰들을 가진 바디(20)를 포함한다. 펌핑 챔버들은 공동 플레이트를 사용하지 않고 폴리머 필름들을 사용하여 바디(20)의 가공된 웰들을 밀봉시킴으로써 형성될 수 있다. 펌핑 챔버들은 바디(20)와 접촉하는 내부 표면에 대향하는 폴리머 필름들의 외부 표면에 부착된 압전 엘리먼트들에 의하여 활성화될 수 있다. 일부 구현들에서, 압전 엘리먼트들은 웹들 및 압전 엘리먼트들사이의 폴리머 필름들을 없이 펌핑 챔버들을 형성하기 위하여 웰들을 직접 밀봉시킬 수 있다. 펌핑 챔버들의 활성화는 도 1a-도 1b와 관련하여 논의된 것들과 유사한 엘리먼트들, 예컨대 전극들 및 집적회로들을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 제팅 어셈블리들에 의하여 인쇄되는 잉크 액적(ink droplet)들 및 이미지들의 피처들, 예컨대 잉크 액적들의 크기들 및 이미지들의 해상도는 도 1a-도1b의 제팅 어셈블리들에 의하여 인쇄되는 것들과 유사하다.
제팅 어셈블리들 및 잉크 제팅 디바이스들에 대한 정보는 또한 예컨대 2000년 12월 29일에 출원된 USSN 09/749,893 및 미국 특허 번호 제6,755,511호에 제공되며, 이들 출원들은 여기에 참조로서 통합된다.

Claims (28)

  1. 프로세스 방향에 따른 기판 및 장치의 상대적 움직임 동안 상기 기판 상에 잉크를 분사(jet)하는데 사용하기 위한 장치로서,
    복수의 오리피스(orifice)들을 포함하는 제 1 프린트헤드 모듈 － 상기 제 1 프린트헤드 모듈의 모든 오리피스들은 제 1 최대 해상도로 인쇄하도록 배열(arrange)되고, 상기 제 1 최대 해상도는 상기 프로세스 방향과 상이한 방향을 따름 －; 및
    복수의 오리피스들을 포함하는 제 2 프린트헤드 모듈 － 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 모든 오리피스들은, 상기 제 1 최대 해상도보다 낮은 제 2 최대 해상도로 인쇄하도록 배열되고, 상기 제 2 최대 해상도는 상기 프로세스 방향과 상이한 방향을 따름 －
    을 포함하며,
    상기 프로세스 방향에 대한 상기 제 1 프린트헤드 모듈의 배향은 조정가능한, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 하나 또는 그 초과의 프린트헤드들을 포함하고,
    상기 제 2 프린트헤드 모듈은 하나 또는 그 초과의 프린트헤드들을 포함하는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프린트헤드 모듈에 대한 상기 제 1 프린트헤드 모듈의 위치는 조정가능한, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 상기 프로세스 방향에서 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 앞에 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 상기 프로세스 방향에서 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 뒤에 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 상기 프로세스 방향에 수직한 방향에서 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 앞에 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 상기 프로세스 방향에 수직한 방향에서 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 뒤에 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프린트헤드 모듈들 중 하나 또는 그 초과의 프린트헤드들은, 100개보다 많은 제트(jet)들을 가진 제팅 어셈블리(jetting assembly)를 각각 포함하는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세스 방향과 상기 제 1 프린트헤드 모듈의 제팅 어셈블리의 길이 간의 각도는 30°내지 85°사이에 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프린트헤드 모듈은 100 dpi 내지 400 dpi로 인쇄하도록 배열되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 800 dpi보다 큰 dpi로 인쇄하도록 배열되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 1000dpi보다 큰 dpi로 인쇄하도록 배열되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 1200 dpi에서 인쇄하도록 배열되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 상이한 방향은 상기 프로세스 방향에 수직하는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프린트헤드 모듈은 싱글-패스(single-pass) 잉크 제트 프린터에 통합되며, 상기 기판은 상기 프로세스 방향을 따라 이송되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프린트헤드 모듈은 스텝-엔-리피트(step-and-repeat) 잉크 제트 프린터에 통합되며, 상기 기판은 상기 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 이송되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈은 상기 프로세스 방향에 수직한 방향을 따라 이미지의 부분을 인쇄하도록 배열되는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적 움직임 동안, 상기 기판은 상기 프로세스 방향을 따라 이동하며, 상기 장치는 정지해 있는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적 움직임 동안, 상기 기판은 정지해 있으며, 상기 장치는 상기 프로세스 방향을 따라 이동하는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 모듈의 오리피스들의 하나 또는 그 초과의 어레이 및 상기 제 2 프린트헤드 모듈의 오리피스들의 하나 또는 그 초과의 어레이들은, 30°내지 85°범위의 각도를 형성하는, 잉크를 분사하는데 사용하기 위한 장치.
  23. 잉크를 분사하기 위한 방법으로서,
    잉크 제팅 장치와 기판 간의 프로세스 방향에서의 상대적 움직임 동안, 상기 잉크 제팅 장치의 제 1 프린트헤드 모듈로 하여금 제 1 최대 해상도로 상기 기판 상에 인쇄하도록 하고, 상기 잉크 제팅 장치의 제 2 프린트헤드 모듈로 하여금 상기 프로세스 방향과 상이한 방향에서 상기 제 1 해상도보다 낮은 제 2 최대 해상도로 상기 기판 상에 인쇄하도록 하는 단계를 포함하며,
    상기 프로세스 방향에 대한 상기 제 1 프린트헤드의 배향은 조정가능한, 잉크를 분사하기 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 상대적 움직임 전에 상기 잉크 제팅 장치의 제 2 프린트헤드 모듈에 대하여 상기 잉크 제팅 장치의 제 1 프린트헤드 모듈의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 잉크를 분사하기 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 상에 인쇄하도록 하는 단계는, 상기 잉크 제팅 장치의 제 2 프린트헤드 모듈이 상기 기판의 영역에 인쇄하기 전에, 상기 잉크 제팅 장치의 제 1 프린트헤드 모듈로 하여금 상기 기판의 영역에 인쇄하도록 하는 단계를 포함하는, 잉크를 분사하기 위한 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 상에 인쇄하도록 하는 단계는, 상기 잉크 제팅 장치의 제 2 프린트헤드 모듈이 상기 기판의 영역에 인쇄한 후에, 상기 잉크 제팅 장치의 제 1 프린트헤드 모듈로 하여금 상기 기판의 영역에 인쇄하도록 하는 단계를 포함하는, 잉크를 분사하기 위한 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 상에 인쇄하도록 하는 단계는, 상기 기판이 이송되는 방향에 수직한 프로세스 방향으로 상기 잉크 제팅 장치를 이동시키는 단계 및 상기 기판 상에 인쇄하는 단계를 포함하는, 잉크를 분사하기 위한 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 상에 인쇄하도록 하는 단계는, 상기 프로세스 방향에 평행한 방향으로 상기 기판을 이송시키는 단계 및 상기 기판 상에 인쇄하는 단계를 포함하는, 잉크를 분사하기 위한 방법.
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