KR102656011B1 - 이미저를 이용한 배출 제어 - Google Patents

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카티바, 인크.
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Abstract

프린팅 시스템은 기판 지지부, 상기 기판 지지부를 향하여 위치된 프린트헤드 어셈블리 및 이미저를 포함한다. 프린트헤드 어셈블리는 기판 지지부를 향하여 분사 방향으로 확장되는 복수의 분배 노즐들 및 복수의 마크들을 포함한다. 이미저는 프린트헤드 어셈블리에 대해 이동 가능하고 프린트헤드 어셈블리에서 복수의 분배 노즐들의 위치들을 나타내는 복수의 마크들을 포함하는 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위해 토출 방향과 반대 방향으로 지향된다.

Description

이미저를 이용한 배출 제어{EJECTION CONTROL USING IMAGER}
본 출원은 2018년 12월 6일에 출원된 미국 임시 특허 출원 번호 62/775,955에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 여기에 참조로 포함된다.
본 출원의 실시 예들은 일반적으로 잉크젯 프린팅 시스템에 관한 것이다. 특히, 잉크젯 프린팅 시스템에서 토출 제어를 위한 방법, 시스템 및/또는 장치가 설명된다.
잉크젯 프린팅은 사무실 및 가정용 프린터와 디스플레이 제조, 대규모 필기 재료 인쇄, PCB와 같은 제조 물품에 재료 추가, 직물(tissues)과 같은 생물학적 물품 제작에 사용되는 산업용 규모 프린터 모두에서 일반적이다. 대부분의 상업용 및 산업용 잉크젯 프린터와 일부 소비자 프린터는 압전 디스펜서를 사용하여 프린트 재료를 기판에 적용한다. 압전 재료는 프린트 재료 저장소에 인접하게 배열된다. 압전 재료에 전압을 인가하면 압전 재료가 프린트 재료 저장소에 압축력을 가하는 방식으로 변형되며, 이는 압축력이 가해지면 프린트 재료를 배출하도록 구성된다.
일부 잉크젯 프린팅 애플리케이션은 분배 노즐 및/또는 프린트 기판들의 위치에서 극도의 정밀도에 의존한다. 잉크젯 프린터에서 프린트 재료의 토출을 제어하기 위한 방법, 시스템 및/또는 장치가 이 측면에서 제안된다.
본 발명은 잉크젯 프린팅 시스템에서 토출 제어를 위한 방법, 시스템 및/또는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에서, 프린팅 시스템은 기판 지지부, 상기 기판 지지부를 향하여 위치된 프린트헤드 어셈블리 및 이미저를 포함한다. 상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 기판 지지부를 향하는 분사 방향으로 확장되는 복수의 분배 노즐들 및 복수의 마크들을 포함한다. 상기 이미저는 상기 프린트헤드 어셈블리에 대해 이동 가능하고 상기 프린트헤드 어셈블리에서 상기 복수의 분배 노즐들의 위치들을 나타내는 상기 복수의 마크들을 포함하는 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위해 상기 토출 방향과 반대 방향으로 지향된다.
일 실시 예에 따른 프린팅 방법에서, 이미저는 프린트헤드 어셈블리의 복수의 마크들 중 적어도 하나의 이미지를 캡처한다. 상기 이미저에 의해 캡처된 상기 적어도 하나의 이미지에서 상기 복수의 마크들이 검출된다. 상기 프린트헤드 어셈블리에서 복수의 분배 노즐들의 위치들은 상기 검출된 복수의 마크들에 기초하여 결정된다. 프린트 재료는 상기 복수의 분배 노즐들의 상기 검출된 위치에 기초하여, 상기 프린트헤드 어셈블리에 대해 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 분배 노즐들로부터 기판 상으로 토출된다.
일 실시 예에서, 프린팅 시스템은 기판 지지부, 상기 기판 지지부를 향하여 위치된 프린트헤드 어셈블리, 제 1 이미저, 제 2 이미저 및 제어부를 포함한다. 상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 기판 지지부를 향한 분사 방향으로 확장되는 복수의 분배 노즐들 및 복수의 제 1 마크들을 포함한다. 상기 제 1 이미저는 상기 프린트헤드 어셈블리에 대해 이동 가능하고 상기 프린트헤드 어셈블리 내의 복수의 분배 노즐들의 위치들을 나타내는 복수의 제 1 마크들을 포함하는 적어도 하나의 제 1 이미지를 캡처하기 위해 상기 배출 방향과 반대 방향으로 지향된다. 상기 제 2 이미저는 상기 기판 지지부에 대해 이동 가능하고 상기 기판 지지부 상의 기판의 적어도 하나의 제 2 이미지를 캡처하기 위해 상기 기판 지지부를 향하는 방향으로 지향된다. 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 제 1 이미지 및 상기 적어도 하나의 제 2 이미지에 기초하여 상기 기판 상의 복수의 분배 노즐들로부터 프린트 재료의 토출을 제어하도록 구성된다.
일 실시 예에서, 평판 디스플레이는 이미저가 프린트헤드 어셈블리의 복수의 마크들 중 적어도 하나의 이미지를 캡처하는 프린팅 방법에 의해 제조된다. 복수의 마크들은 라인 스캔 이미저에 의해 캡처된 상기 적어도 하나의 이미지에서 검출된다. 상기 프린트헤드 어셈블리에서 복수의 분배 노즐들의 위치들은 상기 검출된 복수의 마크들에 기초하여 결정된다. 프린트 재료는 상기 복수의 분배 노즐들의 검출된 위치들에 기초하여 상기 프린트헤드 어셈블리에 대해 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 분배 노즐들로부터 기판 상으로 토출된다.
이미지 데이터를 캡처하기 위해 여러 열들과 행들에 배열된 이미지 센서들의 배열을 사용하는 다른 접근 방식들과 비교하여, 라인 스캔 이미저를 사용하면 이미지 데이터 캡처와 관련된 시간과 복잡성이 크게 줄어들어 인쇄 과정 속도가 빨라진다.
본 개시의 양태는 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관행에 따르면 다양한 기능이 확장되지 않는다. 사실, 다양한 특징들의 치수는 논의의 명확성을 위해 임의로 늘리거나 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템의 상부 등각 투상도이다.
도 2a-2b는 다양한 위치들에서 프린트헤드 어셈블리를 보여주는 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템의 개략적인 측면도이다. 도 2c는 다른 실시 예에 따른 프린팅 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3a-3b는 다양한 실시 예에 따른 이미저들 및 프린트헤드 어셈블리들의 개략적인 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 프린팅 방법의 흐름도이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 이미저 및 기판의 개략적인 평면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 프린팅 방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 제어부의 블록도이다.
다음의 개시는 제공된 주제의 상이한 특징들을 구현하기 위한 많은 상이한 실시 예들 또는 예들을 제공한다. 구성 요소들, 값들, 동작들, 재료들, 배열들 등의 특정 예들은 본 개시를 단순화하기 위해 아래에 설명된다. 물론 이것들은 단지 예일 뿐이며 제한하려는 의도는 없다. 다른 구성 요소들, 값들, 동작들, 재료들, 배열들 등이 고려된다. 예를 들어, 본 개시는 다양한 예들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성과 명료성을 위한 목적이며 그 자체로 논의된 다양한 실시 예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다. 또한, "아래(beneath)", "밑에(below)", "낮은(lower)", "위(above)", "상부(upper)"등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면들에서 도시된 바와 같이 다른 구성요소(들) 또는 특징(들)에 하나의 구성요소 또는 특징들 관계의 설명의 편의를 위해 여기에서 사용할 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 방향에 더하여 사용 또는 동작중인 장치의 다른 방향을 포함하도록 의도된다. 장치는 다르게 지향(90도 회전 또는 다른 지향)될 수 있고, 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 서술자는 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
분배 노즐들 및/또는 프린트 기판들의 위치 결정의 높은 정밀도는 의도된 고품질의 프린트된 제품을 얻기 위해 일부 잉크젯 프린팅 어플리케이션들에서 의존된다. 분사 노즐들의 정확한 위치 지정을 위해 분사 노즐들의 위치들을 잉크젯 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 해당 위치들에 매핑하기 위해 노즐 매핑이 수행된다. 분배 노즐들의 매핑된 위치들은 고정밀 프린트에 사용된다. 노즐 매핑을 위한 분배 노즐들의 위치들은 이미지 센서들이 라인을 따라 배열된 라인 스캔 이미저에 의해 캡처된 이미지 데이터로부터 획득된다. 이미지 데이터를 캡처하기 위해 여러 열들과 행들에 배열된 이미지 센서들의 배열을 사용하는 다른 접근 방식들과 비교하여, 라인 스캔 이미저를 사용하면 이미지 데이터 캡처와 관련된 시간과 복잡성이 크게 줄어들어 인쇄 과정 속도가 빨라진다.
도 1은 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템의 상부 등각 투영도이다.
프린팅 시스템 (100)은 프린팅을 위해 기판을 조작하기 위한 기판 지지부 (102), 프린트 어셈블리 (104) 및 홀더 어셈블리 (106)를 갖는다. 프린팅 시스템 (100)은 일 실시 예에서 프린팅 시스템 (100)의 동작 부품으로의 진동 전달을 최소화하기 위한 거대한 객체인 베이스 (108)에 기초한다. 일 예에서, 베이스 (108)는 화강암 블록이다. 기판 지지부 (102)는 베이스 (108) 상에 위치되고, 지지 표면 (110)을 실질적으로 마찰이 없도록 하기 위한 장치와 함께 지지 표면 (110)을 포함한다. 일 예에서, 지지 표면 (110)은 기판이 부유하는 가스 쿠션을 제공하는 공기 테이블이다. 지지 표면 (110)은 가스 제트가 빠져 나갈 수 있도록 하는 복수의 구멍들 (112)을 특징으로 하고, 따라서, 지지 표면 (110) 위의 원하는 높이에서 기판을 유지하기 위해 상향 힘을 제공한다. 홀들 중 일부는 기판을 떠다니는 가스로부터 가스의 제어된 회수를 허용하도록 기판 높이의 정확한 로컬 제어를 제공한다.
프린트 어셈블리 (104)는 프린트 지지부 (116) 상에 배치된 디스펜서 어셈블리 (114)를 포함한다. 프린트 지지부 (116)는 디스펜서 어셈블리 (114)가 기판에 대해 구조적인 위치로 액세스를 제공하기 위해 기판 지지부 (102) 상에 대해 프린트 재료를 기판에 정확하게 도포하도록 배치된다. 프린트 지지부 (116)는 기판 지지부 (102)를 가로 지르는 레일 또는 빔 (117)을 포함하여, 디스펜서 어셈블리 (114)가 기판 지지부 (102)를 가로 지르고 프린트 지지부 (116)의 일측에서 그것의 반대측으로 기판상의 임의의 위치에 프린트 재료를 증착할 수 있도록 한다. 일 실시 예에서, 프린트 지지부 (116)는 베이스 (108)에 부착되고, 디스펜서 어셈블리 (114)를 위한 안정된 지지부를 제공하기 위해 베이스 (108)로부터 확장된다. 2 개의 스탠드들 (120)은 기판 지지부 (102)의 대향 측면 상의 베이스 (108)로부터 기판 지지부 (102)를 가로질러 확장되는 레일 (117)로 확장된다. 일 실시 예에서, 스탠드들 (120) 및 레일 (117)은 모두 베이스 (108)와 동일한 재료로 제조된다. 일 실시 예에서, 스탠드들 (120), 레일 (117) 및 베이스 (108)는 하나의 화강암으로 일체적으로 형성된다.
디스펜서 어셈블리 (114)는 프린트 지지부 (116)를 따른 프린트헤드 어셈블리 (119)의 위치, 타이밍, 기간, 프린트 재료의 종류 및 디스펜싱 프로파일과 같은 프린트헤드 어셈블리 (119)의 기능적 파라미터들을 제어하기 위한 전자 장치 및/또는 센서들을 포함하는 프린트 어셈블리 제어부 (118)와 함께 적어도 하나의 프린트헤드 어셈블리 (119)를 포함한다. 프린트헤드 어셈블리 (119)는 레일 (117)의 한쪽 끝에서 반대쪽 끝으로 레일 (117)을 따라 프린트헤드 어셈블리 (119)를 이동시키기 위해 프린트 지지부 (116)와 결합하는 프린트 캐리지 (122)의 동작에 의해 프린트 지지부 (116)의 레일 (117)을 따라 움직일 수 있다. 일 예에서, 프린트 캐리지 (122)는 모터 또는 서보 모터(servomotor)에 의해 구동된다. 도면을 단순화하기 위해 전원 및 신호 도관은 표시되지 않았다.
기판 (도 1에 도시되지 않음)은 홀더 어셈블리 (106)에 의해 프린트 어셈블리 (104) 아래에 위치된다. 홀더 어셈블리 (106)는 로딩시 기판과의 안전한 접촉을 획득하고 기판을 기판 지지부 (102)를 따라 프린트 재료를 정확한 방식으로 기판 상에 분배하기 위해 프린트 어셈블리 (104)에 대한 기판 위치로 이동시킨다. 홀더 어셈블리 (106)는 기판 지지부 (102)의 일 측에 위치되고, 프린팅 동안 기판을 제 1 방향으로 이동시키기 위해 기판 지지부 (102)를 따라 제 1 방향으로 확장한다. 제 1 방향은 도 1에서 화살표 (124)로 표시된다. 제 1 방향 (124)은 "Y 방향"또는 "스캔 방향"으로 지칭된다. 프린트헤드 어셈블리 (119)는 레인 (117)에 의해 유도된 제 1 방향에 대해 실질적으로 가로 지르는 제 2 방향으로 이동하며, 레일 (117)은 도 1에 화살표 (126)로 표시된 제2 방향으로 실질적으로 확장된다. 제 2 방향 (126)은 "X 방향"또는 "교차-스캔 방향"으로 지칭되고, 레일 (117)은 "X 빔"으로 지칭된다. 제 1 및 제 2 방향에 실질적으로 가로 지르는 제 3 방향은 도 1에서 화살표 (125)로 표시된다. 제 3 방향 (125)은 "Z 방향"으로 지칭된다. X, Y 및 Z 방향들은 화살표 124, 125 및 126으로 나타낸 바와 같이 프린팅 시스템 (100)의 참조 프레임 역할을 하는 좌표계의 축 방향이다. 적어도 일 실시 예에서, 좌표 시스템의 원점은 예를 들어 베이스 (108)와 관련된 고정된 지점에 있다.
홀더 어셈블리 (106)는 홀더 어셈블리 지지부 (128) 상에 배치되며, 이는 일 실시 예에서 기판 지지부 (102)의 에지 (130)를 따라 기판 지지부 (102)의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 제 1 방향으로 확장되는 레일이다. 일 실시 예에서, 홀더 어셈블리 지지부 (128)는 홀더 어셈블리 (106)를 위한 안정된 지지부를 제공하기 위해 베이스 (108)에 부착된다. 일 실시 예에서, 홀더 어셈블리 지지부 (128)는 베이스 (108)와 동일한 재료로 제조된다. 일 예에서, 홀더 어셈블리 지지부 (128), 베이스 (108) 및 프린트 지지부 (116)는 하나의 화강암으로 일체적으로 형성된다. 홀더 어셈블리 지지부 (128)는 "Y 빔"으로 지칭된다. 홀더 어셈블리 (106)는 동작 중에 홀더 어셈블리 지지부 (128)를 따라 기판 지지부 (102)상의 임의의 위치에 단단히 고정된 기판을 위치로 이동하고, 예를 들어 프린트 어셈블리 제어부 (118)의 동작에 의해 프린트 어셈블리 (104)는 프린트 재료를 분배하기 위해 기판 상의 정확한 위치에 대한 액세스를 제공하기 위해 프린트헤드 어셈블리 (119)를 위치시킨다.
시스템 제어부 (129)는 프린팅 시스템 (100) 전체에 배치된 다양한 센서들로부터 신호들을 수신하고 프린팅을 제어하기 위해 신호들을 프린팅 시스템 (100)의 다양한 구성 요소들로 전송한다. 시스템 제어부 (129)는, 예를 들어, 네트워크를 통해 프린트 어셈블리 제어부 (118) 및 홀더 어셈블리 (106)의 동작을 제어하는 홀더 어셈블리 제어부 (131)에 동작가능하게 결합된다. 기판 지지부 (102), 프린트 어셈블리 (104), 홀더 어셈블리 (106) 및 환경 제어 및 재료 관리 시스템과 같은 다른 보조 시스템 중 하나 이상은 프린팅 동작 동안 다양한 구성 요소들의 상태와 관련된 신호들을 시스템 제어부 (129)로 전송하기 위해 시스템 제어부 (129)에 동작가능하게 결합된 센서들을 갖는다. 시스템 제어부 (129)는 프린팅 시스템 (100)의 다양한 제어된 구성 요소들로 전송할 제어 신호들을 결정하기 위한 데이터 및 명령어들을 포함한다. 일 실시 예에서, 시스템 제어부 (129), 프린트 어셈블리 제어부 (118) 및 홀더 어셈블리 제어부 (131) 중 둘 이상은 단일 제어부로 통합된다. 일 실시 예에서, 시스템 제어부 (129), 프린트 어셈블리 제어부 (118) 및 홀더 어셈블리 제어부 (131) 중 적어도 하나는 프린팅 시스템 (100)에 분산되고 네트워크를 통해 서로 연결되는 여러 제어부들로서 구현된다. 일 실시 예에 따른 제어부의 예시적인 구성은 도 7과 관련하여 설명된다. 단순화를 위해, 아래 설명에서 "제어부"는 프린팅 시스템 (100) 내의 임의의 하나 이상의 제어부들을 지칭한다.
정밀한 잉크젯 프린트를 수행하기 위해, 미세한 프린트 재료의 비말이 기판의 해당하는 작은 영역에 배치된다. 예를 들어, 어떤 경우에는 직경이 10-30 μm 인 프린트 재료 비말이 25-200 μm 치수의 기판 영역에 배치된다. 이것은 프린트 시간을 최소화하기 위해 기판이 Y 방향 (스캔 방향)으로 이동하는 동안 가끔 수행된다. 이러한 극도의 정밀도는 프린팅 시스템 (100)의 다양한 부분의 치수들 및/또는 위치들의 작은 결함들, 온도에 따른 치수의 변화, 기판 상에 형성된 이전 구조의 잘못된 위치와 같은 기판의 부정확성, 기판, 디스펜서 어셈블리 (114), 및 홀더 어셈블리 (106)의 이동 속도의 부정확성, 및 프린트헤드 어셈블리 (119)로부터 기판의 거리의 부정확성과 같은 많은 요인에 의해 복잡해진다. 예를 들어, 프린팅 시스템 (100)의 참조 프레임에서 프린트헤드 어셈블리 (119) 내의 프린트헤드의 분배 노즐의 위치가 정확하게 알려지거나 제어되지 않는 경우, 기판이 적절한 위치에 있을 때, 프린트 재료 비말이 기판이 타겟 위치에 도달하도록 프린트헤드 어셈블리 (119)의 분배 노즐들로부터 프린트 재료 비말을 제어하는 것이 어렵다. 이 양태에서, 노즐 매핑은 프린팅 시스템 (100)의 참조 프레임에서 분배 노즐들의 위치를 결정하거나 제어하기 위해 수행된다. 다른 양태에서, 기판의 특징들은 기판의 정렬 불량을 보상하기 위해 프린팅 시스템 (100)의 참조 프레임에 매핑된다.
도 2a-2b는 다양한 위치들에서 프린트헤드 어셈블리를 도시한 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템 (200)의 개략적인 측면도이다. 일 실시 예에서, 프린팅 시스템 (200)은 여기에 설명된 프린팅 시스템 (100)의 하나 이상의 특징들을 포함한다.
도 2a-2b에 도시 된 바와 같이, 프린팅 시스템 (200)은 기판 지지부 (102) 및 기판 지지부 (102)를 향해 위치한 프린트헤드 어셈블리 (119)를 갖는 이미저 (202)를 포함한다. 여기서, 이미저 (202)는 라인 스캔 이미저 이지만 다른 이미저들이 사용될 수 있다. 프린트헤드 어셈블리 (119)는 기판 지지부 (102)를 향한 토출 방향 (225)으로 확장하는 복수의 분배 노즐 (206)들을 포함한다. 프린트헤드 어셈블리 (119)는 도 3a-3b와 관련하여 본 명세서에서 설명 된 바와 같이 복수의 마크들 ("하우징 마크들"이라고도 함)를 포함한다. 라인 스캔 이미저 (202)는 프린트헤드 어셈블리 (119)에 대해 이동 가능하다. 예를 들면, 도 2a-2b는 라인 스캔 이미저 (202)와 프린트헤드 어셈블리 (119) 사이의 상이한 상대적 위치들을 도시한다. 여기서, 프린트헤드 어셈블리 (119)는 에어 베어링 어셈블리 또는 다른 저 마찰 결합 수단 (도시되지 않음)에 의해 레일 (117)과 결합되고, 프린트헤드 어셈블리 (119)와 스탠드들 (120) 중 하나 또는 둘 모두 사이에 결합 된 선형 액추에이터는 프린트헤드 어셈블리 (119)를 교차-스캔 방향으로 이동시킨다. 라인 스캔 이미저 (202)는 프린트헤드 어셈블리에서 분배 노즐 (206)의 위치를 결정하기 위한 복수의 마크들을 포함하는 적어도 하나의 이미지를 캡처하기 위해 토출 방향 (225)과 반대 방향으로 지향된다. 도 2a-2b의 구성 예에서, 토출 방향 (225)은 Z 방향과 반대이고, 라인 스캔 이미저 (202)는 토출 방향 (225)과 반대인 Z 방향으로 지향된다.
일 실시 예에서, 라인 스캔 이미저 (202)는 기판 지지부 (102)에 대해 고정되어 있다. 예를 들어, 여기서 라인 스캔 이미저 (202)는 두 개의 스탠드들 (120A, 120B) 중 스탠드 (120A)에 고정되며, 이것은 프린팅 시스템 (100)의 스탠드들 (120)과 유사하며 베이스 (108)로부터 기판 지지부 (102)의 반대 측으로 확장한다. 프린트헤드 어셈블리 (119)는 라인 스캔 이미저 (202) 및 기판 지지부 (102)에 대해 교차-스캔 방향 (X 방향), 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 레일 (117)의 중간 위치로부터, 도 2b에 도시된 바와 같이, 라인 스캔 이미저 (202)를 향하는 스탠드 (120A)에 인접한 위치로 움직일 수 있다. 도 2b에 도시된 위치 부근에서 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 프린트헤드 어셈블리 (119)를 통과하는 동안, 프린트헤드 어셈블리 (119)는 라인 스캔 이미저 (202)를 직면하는 분배 노즐들 (206)의 적어도 하나의 이미지를 캡쳐하는 라인 스캔 이미저 (202)의 이미징 필드에 위치할 수 있다. 캡쳐된 이미지는 제어부 (118) 또는 프린팅 시스템 (100)의 다른 제어부로 전송되며, 이는 도 2a-2b에 도시된 바와 같이, 라인 스캔 이미저 (202)에 결합된다.
라인 스캔 이미저 (202)의 상기 배열은 예시적인 구성이다. 다른 구성은 다양한 실시 예들의 범위 내에 있다. 일 실시 예에서, 다른 이미저 (204), 이 경우에는 라인 스캔 이미저가 기판 지지부 (102)의 반대쪽에 있는 스탠드 (120B)에 고정되어 프린트헤드 어셈블리 (119)를 기판 지지부 (102)의 다른 측으로 이동함으로써 분배 노즐들 (206)의 이미징을 가능하게하는 것으로 도시되어있다. 일 실시 예에서, 라인 스캔 이미저 (204)가 생략되거나, 2 개 이상의 라인 스캔 이미저가 프린팅 시스템 (200)에 포함된다. 다른 실시 예에서, 적어도 일 실시 예에서, 라인 스캔 이미저 (202)는, 또는 라인 스캔 이미저 (204)는 분배 노즐들 (206)의 이미지를 캡처하기 위해 도 2b에 도시된 바와 같이 미리 결정된 이미지 캡처 위치에 위치하도록 기판 지지부 (102)에 대해, 예를 들어, 모터에 의해 움직일 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시 된 바와 같이, 이미지를 캡처 한 후, 라인 스캔 이미저 (204)는 프린팅 과정을 방해하지 않도록 이미지 캡처 위치로부터 멀리 이동, 예를 들어, 화살표 (251)로 후퇴되거나 화살표 (252)로 도시 된 바와 같이 회전된다. 또 다른 예에서, 도 2b에 도시 된 바와 같이, 이미지 캡처를 위해 프린트헤드 어셈블리 (119)를 고정된 라인 스캔 이미저 (202) 위로 이동하는 대신에, 라인 스캔 이미저 (202)는 고정된 프린트헤드 어셈블리 (119)에 대해 물리적으로 이동되거나, 라인 스캔 이미저 (202)와 프린트헤드 어셈블리 (119) 모두 이미지를 캡처하기 위해 서로 물리적으로 이동된다. 예를 들어, 라인 스캔 이미저 (202)는 선형 포지셔너에 의해 레일 (117)에 결합될 수 있으므로, 라인 스캔 이미저 (202)는 프린트헤드 어셈블리 (119)에 대해 프린트헤드 어셈블리 (119)와 마주하는 위치로 이동하여 분배 노즐들 (206)의 이미지를 캡처할 수 있다.
도 2c는 추가 실시 예에 따른 프린팅 시스템 (200)의 개략적인 평면도이다. 단순화를 위해, 기판 지지부 (102) 및 베이스 (108)와 같은 몇몇 요소들은 도 2c에서 생략된다. 도 2c의 예시적인 구성에서, 라인 스캔 이미저 (202) 및/또는 라인 스캔 이미저 (204)는 분배 노즐들 (206)의 이미지들을 스캔하고 캡처하기 위해, 예를 들어, 모터에 의해 Y 방향을 따라 움직일 수 있다. 예를 들어, 라인 스캔 이미저 (202)는 모터 구동식 캐리지 (도 2c에서는 도시되지 않음)를 통해 스탠드 (120A)의 내부 에지를 따라 위치되고 이에 의해 지지되는 레일 (274)에 결합된다. 레일 (274)은 연결 부재 (272)에 의해 스탠드 (120A)에 부착된다. 라인 스캔 이미저 (202)는 위치들 (202A 및 202B) 사이에서 화살표 (276)로 도시된 바와 같이, 레일 (274)을 따라 선형으로 이동 가능하다. 추가 예를 위해, 라인 스캔 이미저 (204)는 회전 마운트 (282)를 통해 스탠드 (120B) 상에 위치되거나 이에 의해 지지되는 피벗 (284)에 결합된다. 라인 스캔 이미저 (204)는 위치들 (204A 및 204B) 사이에서 화살표 (286)로 나타낸 바와 같이, 피벗 (284) 주위에서 중요하게 이동 가능하다. 다수의 카메라들이 사용되는 경우, 각 카메라는 전술한 방법들 중 하나에 의해 프린팅 시스템 (200)에 연결될 수 있고, 다른 유형의 연결이 다른 카메라들에 사용될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 라인 스캔 이미저 (202) 및 프린트헤드 어셈블리 (119)의 개략적인 평면도이다. 도 3a는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 바닥 평면도(도 2a에서 Z 방향으로 위쪽으로 보임)와 나란히 배치된 라인 스캔 이미저 (202)의 평면도 (도 2a의 토출 방향 (225)에서 아래쪽으로 본) 의 결합도를 도시한다. 프린트헤드 어셈블리 (119)의 하우징 또는 본체 (330)의 노즐 표면 (321)이 도시된다. 각각의 분배 노즐 (206)의 분배 단부는 노즐 표면 (321)에 배치된다.
라인 스캔 이미저 (202)는 복수의 이미지 센서들 (332)을 포함한다. 도 3a-3b에 도시 된 바와 같이 일 실시 예에서, 라인 스캔 이미저 (202)의 모든 이미지 센서들 (332)는 스캔 방향 (Y 방향)을 따라 단일 라인, 예를 들어, 라인 (331)으로 배열된다. 다른 실시 예 (미도시)에서, 라인 스캔 이미저 (202)의 이미지 센서들 (332)은 하나 이상의 라인에 배열된다. 예를 들어, 제1 라인의 이미지 센서들 (332)은 노즐 매핑을 위한 이미지 데이터를 캡처하는 제1 이미지 센서들로 구성되는 반면, 제2 라인의 이미지 센서들 (332)은 하나 이상의 제1 이미지 센서들이 작동하지 않는 경우 이미지 데이터를 제공하기 위한 중복 또는 제2 센서들로 구성된다. 이미지 센서들 (332)은 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)에서 라인 스캔 이미저 (202)를 향해 반사된 광을 포착하고 포착된 광에 따라 전기 신호들을 등록하는 광전 장치이다. 이미지 센서들 (332)은 프린트헤드 어셈블리 (119)가 교차-스캔 방향 (X 방향)으로 라인 스캔 이미저 (202)에 대해 이동하는 동안 프린트헤드 어셈블리 (119)의 이미지를 캡처한다. 이 양태에서, 라인 스캔 이미저 (202)에 의한 이미지 캡처는 유사한 선형 포토 센서 배열을 사용하는 복사기 또는 스캐너에 의해 수행되는 것과 유사하다. 몇 μm, 예를 들어 5-10 μm 범위의 치수를 갖는 특징들의 이미지들을 캡처하기 위해, 이미지 센서들 (332)은, 예를 들어, 약 0.1 μm의 고해상도를 제공하도록 구성된다. 이미지 센서들의 예로는 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 및 CCD (charge coupled device) 센서들이 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
일 실시 예에서, 주변 광은 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 캡쳐되는 이미지를 위한 조명을 제공한다. 그러나, 라인 스캔 이미저 (202)가 동작하는 환경의 광학적 특성들로 인해, 적어도 하나의 광원 (미도시)이 이미지를 캡쳐하는 동안 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)을 조명하기 위해 적어도 일 실시 예에서 제공된다. 광원에 의해 방출되는 빛의 파장, 강도, 맥동 및/또는 입사각과 같은 다양한 파라미터들은 일례에서 불활성 환경인 라인 스캔 이미저 (202) 주변의 분위기뿐만 아니라, 노즐 표면 (321)의 반사 특성, 분배 노즐 (206)의 색상 및/또는 다른 광학적 특성 및 노즐 표면 상의 복수의 마크들을 포함하지만 이에 제한되지 않다. 가시광은 일 실시 예에서 사용되는 반면, 다른 실시 예에서는 비 가시광 (즉, 가시 스펙트럼 외부의 전자기 복사)이 이미지를 캡처하는 동안 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)을 조명하기 위해 사용된다. 광원은 예를 들어 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)을 향하는 라인 스캔 이미저 (202)의 센서 표면에 배치된 백색 LED 소스로서 라인 스캔 이미저 (202)와 통합될 수 있다.
분배 노즐들 (206)은 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)에서 볼 수 있다. 도 3a-3b의 예시 구성에서, 분배 노즐들 (206)은 X 방향으로 확장되는 하나 이상의 열로 배열된다. 예를 들어, 4 열의 분배 노즐들 (206)이 4 개의 프린트헤드 (320, 322, 324, 326)에 대응하는 도 3a-3b에 도시되어 있다. 도 3a에 도시 된 바와 같이, 프린트헤드 어셈블리 (119) 내의 분배 노즐들 (206)의 열의 수 및/또는 각 열의 분배 노즐들 (206)의 수는 예이고, 하나의 프린팅 시스템 및/또는 프린트헤드 어셈블리마다 다르다. 일부 프린트헤드 어셈블리들은 특정 패턴으로 배열되지 않은 분사 노즐들이 있을 수 있다. 고정밀 프린팅 시스템에서는 각 프린트헤드 어셈블리에 수천 개의 디스펜스 노즐들이 있을 수 있다. 일 실시 예에서 그리고 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 라인 스캔 이미저 (202)의 이미지 센서들 (332)의 라인 (331)은 Y 방향으로 프린트헤드 어셈블리 (119)의 분배 노즐들 (206)의 모든 열을 가로 질러 완전히 확장하기에 충분히 길다. 대안으로, 분배 노즐들이 특정 패턴으로 배열되지 않은 프린트헤드 어셈블리의 경우, 라인 스캔 이미저 (202)의 이미지 센서들 (332)의 단일 라인 (331)은 모든 분사 노즐이 배열 된 노즐 표면의 영역의 전체 폭 (Y 방향으로)에 걸쳐 완전히 확장될 만큼 충분히 길다. 따라서, 이러한 배열로, 라인 스캔 이미저 (202)에 의한 X 방향으로의 프린트헤드 어셈블리 (119)의 단일 패스에서 프린트헤드 어셈블리 (119)의 모든 분배 노즐들 (206)을 덮거나 포함하는 이미지를 캡처하는 것이 가능하다.
그러나, 라인 (331)의 길이가 모든 분배 노즐들 (206)을 한 번에 덮기에 충분하지 않은 상황에서 (즉, 라인 스캔 카메라는 도 2c에 도시 된 바와 같이, 노즐 표면 (321)의 폭보다 작다), 다수의 라인 스캔 이미저들 (202/204) 및/또는 적어도 하나의 라인 스캔 이미저 (202/204)의 다수의 패스들은 노즐 표면 (321)의 대응하는 부분을 각각 덮는 다수의 이미지들을 획득하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 2c에 도시된 배열은 노즐 표면 (321)의 다른 부분의 이미지를 캡처하기 위해 라인 스캔 이미저 (202/204)를 새로운 위치로 이동시키는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 2 개 이상의 카메라들 (202)은 도 2c의 y- 방향을 따라 배열되어, 단일 패스로 전체 노즐 표면들 (321)을 스캔할 수 있다. 그러면, 다수의 이미지들은, 예를 들어, 제어부 (118)에 의해, 노즐 매핑에 사용하기 위해 프린트헤드 어셈블리 (119)의 모든 분배 노즐들 (206)을 덮는 더 큰 이미지로 연결된다.
일반적으로, 라인 스캔 이미저 (202) (또는 204)는 일반적으로 제 1 방향으로 라인을 따라 배열된 복수의 이미지 센서들을 포함하고, 라인 스캔 이미저와 노즐 표면 (321)은 제1 방향에 수직인 제 2 방향으로 서로에 대해 이동된다. 따라서, 이미지 센서들의 라인은 노즐 표면 (321)을 가로 질러 스캔된다. 노즐 표면 (321)에서 스캔될 영역이 제 1 방향의 라인 스캔 이미저의 길이보다 큰 제 1 방향의 치수를 갖는 경우, 하나의 라인 스캔 이미저를 사용하는 것은 노즐 표면 (321)이 제1 스캔에 의해 도달되지 않은 영역의 제2 스캔에 대해 한 번의 스캔 후에 재배치 되어야 하므로 스캔을 완료하는 시간이 늘어난다. 이러한 경우 두 개 이상의 라인 스캔 이미저들을 사용하여 단일 스캔에서 라인 스캔 이미저들 중 하나에 의해 액세스 할 수 있는 것보다 더 큰 영역을 동시에 스캔 할 수 있다. 둘 이상의 라인 스캔 이미저들은 인접하거나 인접하지 않을 수 있으며, 둘 이상의 라인 스캔 이미저들에 의해 캡처된 이미지들은 처리를 위해 합성 이미지로 결합될 수 있거나 개별적으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 노즐 표면 (321)상의 하나 이상의 마크가 이미지화 되어야 하고 하나 이상의 마크가 단일 스캔에서 단일 라인 스캔 이미저로 이미지화될 수 없는 영역을 덮는 경우, 두 개 이상의 라인 스캔 이미저들은 단일 라인 스캔 이미저의 시야보다 더 큰 마크 영역 또는 그 일부를 이미지화하는 데 사용된다. 마크들의 전체 영역은 마크 영역의 인접한 부분을 이미징하는 다중 라인 스캔 이미저들에 의해 이미징될 수 있으며 이미징된 이미지는 전체 마크 영역의 합성 이미지로 결합될 수 있다. 대안으로, 단일 스캔에서 단일 라인 스캐너에 의해 접근할 수 없는 부분을 렌더링하는 거리로 분리된 마크 영역의 부분은 둘 이상의 라인 스캔 이미저들에 의해 이미지화 될 수 있다. 또한, 분배 노즐들이 이미지화 되어야 하고 이미지화 될 영역이 단일 라인 스캔 이미저의 시야보다 큰 경우, 위에 설명된 대로 두 개 이상의 라인 스캔 이미저들이 사용될 수 있다.
도 3a의 예시적인 구성에서, 복수의 프린트헤드들에 4 개의 행의 분배 노즐들 (206)이 있으며, 각 라인은 각각의 프린트헤드 (320, 322, 324, 326)에 속한다. 각각의 프린트헤드 (320, 322, 324, 326)는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)의 중간 영역 (327) 내부의 해당 슬롯 또는 영역에 제거 가능하게 배치되는 카트리지 또는 카드의 형태로 구현된다. 일단 해당 슬롯 또는 중간 영역 내부의 영역에 설치되면, 프린트헤드들 (320, 322, 324, 326)은 프린트헤드들 (320, 322, 324, 326)의 분배 노즐 (206)이 기판 지지부 (102) 상에 지지된 기판상의 프린트 재료를 토출하게 하는 프린트 재료 및 제어 신호들을 수신하도록 결합된다. 일 실시 예에서, 프린트헤드들 (320, 322, 324, 326)은 분배 노즐들 (206)에 대응하는 압전 재료 또는 변환기 (도시되지 않음)를 갖는다. 제어 신호들을 수신하면, 압전 재료 또는 변환기는 변형되고 기판상의 해당 분배 노즐들 (206)로부터 프린트 재료의 배출을 허용한다. 예를 들어, 다른 유형의 변환기들 및/또는 분배 노즐 배열들과 같은 다른 구성들도 사용될 수 있다. 프린트헤드들 (320, 322, 324, 326)은 서비스, 유지 보수 및/또는 교체를 위해 프린트헤드 어셈블리 (119)에서 제거될 수 있으며, 그 후에 프린트헤드 어셈블리 (119)에 다시 설치될 수 있다. 관련된 기계 가공 및/또는 설치 오류가 있는 프린트헤드 (320, 322, 324, 326)의 반복적인 분리 및 부착은 프린트헤드 어셈블리 (119)에서 분배 노즐들 (206)의 위치 또는 방향을 변경할 수 있으며, 이는 분배 노즐들과 기판상의 의도된 프린트 영역 사이의 오정렬을 야기하고 잠재적으로 프린트된 제품에 결함이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 여기에 설명된 방법 및 장치를 사용하여 노즐들의 위치를 매핑 할 수 있다.
노즐 매핑을 위해, 하우징 또는 본체 (330)의 노즐 표면 (321) 상의 또는 내부에서, 프린트헤드 어셈블리 (119)에서 분배 노즐들 (206)의 위치들을 결정하기 위한 복수의 하우징 마크들, 여기서는 4 개의 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)을 갖는다. 도 3a의 예시적인 구성에서, 하우징 마크 (310, 312, 314, 316)는 분배 노즐들 (206)이 위치하는 중간 영역 (327) 주위에 배열된다. 그러나, 노즐 표면 (321) 상의 또는 내부 및/또는 분배 노즐들 (206)에 대한 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 다른 배열이 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)은 "기준 마크들(fiducial marks)"로 지칭되고 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)상의 패턴들, 지향, 치수들 및 위치들과 같은 하나 이상의 공지된 특성들을 갖는다. 하우징 마크 (310, 312, 314, 316)는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)에 부착되거나 (예를 들어, 접착제에 의해) 에칭 또는 기계 가공되거나 프린트되거나 페인팅된다. 프린트헤드 어셈블리에 기준 마크를 제공하는 다른 방식들이 사용될 수 있다. 도 3a의 예시적인 구성에서 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 수 및/또는 형상들은 예시이다. 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 임의의 수 및/또는 모양 및/또는 재료 및/또는 방향이 사용될 수 있다. 일례에서, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 중 임의의 것은 텍스트, 바코드, 회사 이름 및/또는 로고를 포함할 수 있다. 더 많은 수의 기준 마크들 및/또는 더 복잡한 마크 형상들로, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)을 사용하여 결정된 분배 노즐들 (206)의 위치의 정확도가 증가한다.
하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)을 사용하여 프린트헤드 어셈블리 (119)에서 분배 노즐들 (206)의 위치를 결정하기 위해, 라인 스캔 이미저 (202)는 프린트헤드 어셈블리 (119)가 라인 스캔 이미저 (202)를 통과하는 동안에 제어부 (118)에 의해 제어되어 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)의 이미지를 캡처한다. 캡쳐된 이미지는 라인 스캔 이미저 (202)로부터 캡쳐된 이미지로부터 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 적어도 하나의 분배 노즐 (206)을 감지하는 제어부 (118)로 전송된다. 패턴들, 위치들, 크기들 및/또는 방향들과 같은 알려진 속성들에 기초하여 물체를 인식하기 위한 이미지 처리 알고리즘들 및/또는 소프트웨어 및/또는 프로그램들은 이미지 처리 기술 분야에 알려져 있으며 여기에서 자세히 설명하지 않는다. 일 실시 예에서, 제어부 (118)는 캡처 된 이미지로부터 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 적어도 하나의 분배 노즐 (206)을 인식하기 위해 이러한 공지된 알고리즘들 및/또는 소프트웨어 및/또는 프로그램들에 의존한다.
적어도 하나의 실시 예에서, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 알려진 특성들 (예를 들어, 패턴들, 방향, 치수들, 위치들 중 하나 이상)뿐만 아니라, 알려진 형상 (예를 들어, 원형) 및 각 분배 노즐 (206)의 크기 및 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)에 대한 예상 위치는 제어부 (118)에 의해 사용된다. 예를 들어, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 알려진 특성들은 제어부 (118)에 저장 및/또는 액세스할 수 있는 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터에 포함된다. 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터는 분배 노즐들의 행들의 수, 행 당 분배 노즐들의 수, 분배 노즐들의 행 또는 열에 인접한 분배 노즐들 사이의 간격, 인접한 행들 및/또는 인접한 열들 사이의 간격, 분배 노즐들의 각 행과 하우징 마크들 사이의 공간 관계 등 중 적어도 하나를 포함하는 분배 노즐들 (206)과 관련된 다른 데이터를 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 양태에서, 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터는 하우징 마크들 및 분배 노즐들, 예를 들어 하우징 마크들 및 분배 노즐들 상의 또는 내부의 일련의 x-y 위치를 나타내는 좌표 맵이다. 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터로부터, 제어부 (118)가 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)에 대해 각각의 분배 노즐 (206)의 예상 위치를 결정할 수 있다. 일단 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 적어도 하나의 분배 노즐 (206)이 캡처된 이미지로부터 제어부 (118)에 의해 인식되었고, 캡처된 이미지로부터 인식된 위치들은 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터로부터 알려진/예상되는 위치들과 비교된다. 상기 비교로부터, 제어부 (118)는 캡처된 이미지로부터 인식된 위치들과 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터로부터 알려진/예상 위치들 간의 변환을 위한 관계를 도출한다. 도출된 관계 및 모든 다른 분배 노즐들 (206)의 예상 위치들은, 예를 들어, 변환, 회전, 기울임 및 스케일링과 같은 하나 이상의 보간 작업들을 포함하는 이중 선형 보간을 사용하여 프린트헤드 어셈블리 (119)의 다른 모든 분배 노즐들 (206)의 위치들을 보간하기 위해 제어부 (118)에 의해 사용된다. 그 결과, 프린트헤드 어셈블리 (119) 내의 모든 분배 노즐들 (206)의 위치들이 결정된다.
그 다음, 제어부 (118)는 프린트헤드 어셈블리 (119) 내의 모든 분배 노즐들 (206)의 결정된 위치들을 프린팅 시스템의 참조 프레임 내의 대응하는 위치들, 예를 들어 여기에서 논의된 X, Y 및 Z 방향으로 축을 갖는 좌표계에 매핑한다. 이것은 프린트헤드 어셈블리 (119)가 제어부 (118)에 의해 제어되는 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 적어도 하나의 알려진 위치를 갖기 때문에 가능하다. 일 실시 예에서, 모든 분배 노즐들 (206)의 결정된 위치들을 프린팅 시스템의 참조 프레임내의 해당 위치들에 매핑하는 것은 변환, 회전, 기울임 및 스케일링과 같은 하나 이상의 보간 작업을 포함하는 이중 선형 보간을 포함한다.
프린팅 시스템의 참조 프레임에서 분배 노즐들 (206)의 매핑된 위치들에 기초하여, 제어부 (118)는 기판 지지부 (102)에 의해 지지되는 기판상의 분배 노즐들 (206)로부터 프린트 재료의 배출을 제어한다. 분배 노즐들 (206)의 매핑된 위치들은 높은 정확도를 갖는 분배 노즐들 (206)의 실제 검출된 위치들 반영하기 때문에, 프린트 정확도는 개선된다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 라인 스캔 이미저 (202) 및 프린트헤드 어셈블리 (319)의 개략적인 평면도이다. 일 실시 예에서, 프린트헤드 어셈블리 (319)는 여기에 설명된 프린트헤드 어셈블리 (119)의 하나 이상의 특징들을 포함한다. 도 3b는 라인 스캔 이미저 (202)의 평면도 (도 2a의 토출 방향 (225)에서 아래로 본 경우) 및 프린트헤드 어셈블리 (319)의 하부 평면도 (도 2a에서 Z 방향으로 위로 본 경우)를 도시한다.
프린트헤드 어셈블리 (119)와 비교하여, 프린트헤드 어셈블리 (319)는 분배 노즐들 (206)에 대해 미리 결정된 (또는 알려진) 위치들을 갖는 복수의 프린트헤드 마크들을 추가로 포함한다. 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)와 마찬가지로, 프린트헤드 마크들의 임의의 개수 및/또는 모양 및/또는 재료 및/또는 방향이 적용 가능하다. 예를 들어, 프린트헤드 (320)는 프린트헤드 (320)의 분배 노즐들 (206)에 대해 미리 결정된 위치들을 갖는 프린트 헤드 마크들 (340, 342)을 포함한다. 다른 프린트헤드들 (322, 324, 326) 각각은 각각의 프린트헤드들 (322, 324, 326)의 분배 노즐들 (206)에 대해 미리 결정된 위치들 갖는 유사한 프린트헤드 마크들을 포함한다. 이하의 설명은 프린트헤드 (320)에 대해 제공되며 다른 프린트헤드들 (322, 324, 326)에 적용 가능하다.
적어도 하나의 실시 예에서, 프린트헤드 마크들 (340, 342)은 프린트헤드 (320)의 분배 노즐들 (206)과 고정된 위치 관계를 갖도록 프린트헤드 (320)의 바닥 표면 상에 또는 그 내에 형성된다. 도 3a의 설명과 유사하게, 라인 스캔 이미저 (202)는 제어부 (118)에 의해 제어되어 프린트헤드 어셈블리 (319)가 라인 스캔 이미저 (202)를 통과하는 동안 프린트헤드 어셈블리 (319)의 노즐 표면 (321)의 이미지를 캡처한다. 캡처된 이미지는 라인으로부터 제어부 (118)로 전송되고, 제어부 (118)는 캡처된 이미지로부터 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 프린트헤드 마크들 (340, 342)을 검출한다. 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터로부터, 제어부 (118)가 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)에 대한 프린트헤드 마크들 (340, 342)의 예상 위치들을 결정할 수 있다. 일단 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 프린트헤드 마크들 (340, 342)은 제어부 (118)에 의해 인식되고, 제어부 (118)는 캡쳐된 이미지로부터 인식된 위치들 및 방향들과 프린트헤드 어셈블리 구성 데이터로부터 알려진/예상 된 위치들 및 방향들 사이의 변환을 위한 관계를 도출한다. 도출된 관계 및 프린트헤드 마크들 (340, 342)의 예상된 위치들 및 방향들은 제어부 (118)에 의해 프린트헤드 어셈블리 (319)에서 위치들 및 방향들을 보간하는 데 사용되며, 이는 차례로 제어부 (118)에 의해 프린트헤드 어셈블리 (319)에서 프린트헤드 (320)의 분배 노즐들 (206)의 위치들을 보간하는 데 사용된다. 설명된 과정은 다른 프린트헤드들 (322, 324, 326)에 적용 가능하다. 결과적으로, 프린트헤드 어셈블리 (319) 내의 모든 분배 노즐들 (206)의 위치들이 정확하게 결정된다. 그 다음, 제어부 (118)는 도 3a와 관련하여 설명된 바와 같이, 분배 노즐들 (206)의 결정된 위치들에 기초하여 노즐 매핑 및 프린트 재료 토출 제어를 수행한다.
적어도 하나의 실시 예에서, 프린트헤드 마크들 (340, 342)이 프린트헤드 (320)에 고정되기 때문에, 프린트헤드 어셈블리 (319)로부터/로 프린트헤드 (320)의 분리 및 부착은 프린트헤드 (320)에서 프린트헤드 마크들 (340, 342)과 분배 노즐들 (206) 사이의 위치 관계에 영향을 주지 않는다. 따라서, 도 3a와 관련하여 설명된 프린트헤드 어셈블리 (119)에서와 같이 적어도 하나의 분배 노즐 (206)을 직접 감지하는 대신, 프린트 헤드 마크들 (340, 342)을 감지함으로써 프린트헤드 (320)의 분배 노즐들 (206)의 위치를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 프린트헤드 마크들 (340, 342)는 조밀하게 배치된 작은 (직경이 수 ㎛) 원형 분배 노즐들 (206)보다 더 크고 더 독특한 (즉, 더 쉽게 인식할 수 있는) 모양을 갖는다. 그 결과, 제어부 (118)가 프린트헤드 마크들 (340, 342)를 감지하는 것이 분배 노즐들 (206)을 감지하는 것보다 더 용이하며, 이는 차례로 노즐 매핑 과정의 속도 또는 정확도 중 적어도 하나를 향상시킨다. 이 효과는 프린트헤드 어셈블리에 작은 간격으로 배열된 1000 개의 작은 분배 노즐들이 있는 잉크젯 프린팅 어플리케이션들에서 두드러져서, 특히 분배 노즐들이 이전 프린팅 동작으로부터 프린트 재료에 의해 가려진 경우, 캡처된 이미지에서 하나 이상의 분배 노즐들을 인식하기 어렵다. 일 실시 예가 이미지 캡쳐 전에 분배 노즐들을 청소하기 위한 청소 메커니즘 (미도시)을 제공하지만, 노즐 매핑을 위해 분배 노즐들에 고정된 위치 관계를 갖는 프린트헤드 마크들를 제공하는 것이 여전히 유리하다.
도 4는 일 실시 예에 따른 프린팅 방법 (400)의 흐름도이다. 프린팅 방법 (400)은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 제어부에 의해 또는 제어 하에 프린팅 시스템 (200)에서 수행될 수 있다. 이하의 설명에서, 프린팅 방법 (400)은 제어부 (118)에 의해 또는 제어 하에 수행된다.
동작 (405)에서, 제어부는 이미저가 프린트헤드 어셈블리의 복수의 마크들 중 적어도 하나의 이미지를 캡처하도록 한다. 예를 들어, 제어부 (118)는 프린트헤드 어셈블리 (119)가 도 2b와 관련하여 설명된 바와 같이, 이미지 캡처 위치 부근에서 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 이동하게 한다. 제어부 (118)는 또한 라인 스캔 이미저 (202)가 프린트헤드 어셈블리 (119)를 통과하는 동안 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)의 이미지를 캡처하게 한다. 캡처된 이미지는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 적어도 복수의 마크들 (310, 312, 314, 316)을 포함한다.
동작 415에서, 제어부는 이미저에 의해 캡처된 적어도 하나의 이미지에서 복수의 마크들를 검출한다. 예를 들어, 제어부 (118)는 여기에 설명된 바와 같은 하나 이상의 공지된 이미지 처리 알고리즘들 및/또는 소프트웨어 및/또는 프로그램들을 사용하여 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 캡처된 이미지에서 복수의 마크들 (310, 312, 314, 316)를 검출하거나 인식한다.
동작 (425)에서, 제어부는 검출된 복수의 마크들에 기초하여 프린트헤드 어셈블리 내의 복수의 분배 노즐들의 위치를 검출한다. 일 예에서, 제어부 (118)는 적어도 하나의 분배 노즐 (206)을 검출하거나 인식하고, 검출된 적어도 하나의 분배 노즐 (206) 및 검출된 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)의 위치를 사용하여, 도 3a와 관련하여 설명된 바와 같이 프린트헤드 어셈블리 (119)에서 모든 다른 분배 노즐 (206)의 위치를 결정한다. 다른 예에서, 제어부 (118)는 프린트헤드 (320)의 분배 노즐들 (206)에 대해 미리 결정된 위치들을 갖는 프린트헤드 마크들 (340, 342)을 검출 또는 인식하고, 검출된 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316) 및 검출된 프린트헤드 마크들 (340)의 위치를 사용하여, 도 3b와 관련하여 설명된 바와 같이, 프린트헤드 어셈블리 (319) 내의 모든 분배 노즐들 (206)의 위치를 결정한다. 따라서 프린트헤드 어셈블리의 하우징 마크들과 분배 노즐들과 관련된 노즐 또는 프린트헤드 마크를 이미징 및 인식함으로써 프린트헤드 어셈블리의 모든 분배 노즐들을 직접 이미지화하고 인식하는 것은 불가능하거나 비실용적 일 수 있지만, 프린트헤드 어셈블리 내의 모든 분배 노즐들의 위치를 결정하는 것은 가능하다.
동작 435에서, 제어부는 복수의 분배 노즐들의 검출된 위치들에 기초하여 기판상의 복수의 분배 노즐들로부터의 프린트 재료의 토출을 제어한다. 예를 들어, 제어부 (118)는 여기에 설명된 바와 같이, 프린팅 시스템의 참조 프레임 내의 프린트헤드 어셈블리의 잘 알려진 위치들에 기초하여, 프린트헤드 어셈블리 (119 또는 319)의 분배 노즐들 (206)의 결정된 위치들을 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 해당 위치들에 매핑한다. 그 다음, 제어부 (118)는 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 분배 노즐 (206)의 매핑된 위치들을 사용하여 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 프린팅 데이터 또는 좌표를 포함하는 비결(recipe)에 따라 프린팅 재료를 토출하는 노즐을 언제 및/또는 어느 노즐을 제어할지를 제어한다. 그 결과, 프린트 정밀도가 높은 프린트 재료를 얻을 수 있다. 예를 들어, 만일, 프린트 노즐이 예상된 위치에서 거리 d만큼 다른 위치에서 발견되면, 기존 프린트 계획에 따라 분출된 비말은 대상 위치 t에서 거리 d만큼 다른 위치에 도달할 것이다. 거리 d에 x성분 dx가 있는 경우, 프린트헤드 어셈블리를 -dx로 조정하여 보정할 수 있다. 프린트 노즐들이 예상 위치들에서 평균 거리 만큼 x 방향으로 벗어나면, 프린트 어셈블리를 -로 조정하여 보정할 수 있다. 거리 d에 y 성분 dy가 있는 경우, 프린트 계획은 dy/v의 글로벌 발사 지연으로 조정될 수 있다. 여기서 v는 y 방향에서 기판의 이동 속도이고 마찬가지로 평균 거리 성분이다.
일 실시 예에서, 설명된 프린팅 방법에 의해 제조된 프린트 제품들은 태양 전지 패널들 및 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이와 같은 평판 디스플레이들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
일 실시 예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 노즐 매핑은 프린팅 시스템의 초기화시 및/또는 프린팅 동작들 사이에 수행된다. 적어도 하나의 실시 예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 노즐 매핑은 프린팅 동작 동안, 예를 들어, 도 2a에 도시된 프린팅 위치로부터 이미지 캡처 및 노즐 매핑에 대한 도 2b에 대해 설명된 이미지 캡처 위치들로 프린트헤드 어셈블리 (119)를 이동시시키고, 그리고 나서 프린트헤드 어셈블리 (119)를 노즐 매핑의 결과에 기초하여 프린팅 동작을 연속하기 위해 프린팅 위치로 다시 되돌림으로써 수행된다.
일 실시 예는 적어도 프린트헤드 어셈블리의 분배 노즐들의 범위만큼 긴 포토 센서들의 라인을 갖는 라인 스캔 이미저를 사용한다. 결과적으로 라인 스캔 이미저가 프린트헤드 어셈블리를 한 번 통과하면 모든 분배 노즐을 덮는 고해상도 이미지를 얻을 수 있으므로 프린터 초기화 시간을 절약하고 프린팅 방해를 줄일 수 있다.
이미지 데이터를 캡처하기 위해 여러 열들과 행들에 배열된 이미지 센서들의 어레이를 사용하는 다른 접근 방식과 비교하여, 라인 스캔 이미저를 사용하는 일 실시 예는 이미지 데이터 캡처와 관련된 시간과 복잡성을 크게 줄여 주며, 결과적으로 노즐 매핑, 프린터 초기화 및/또는 프린팅 과정 속도가 빨라진다. 어떤 상황에서, 포토센서들의 어레이가 있는 일반 카메라는 노즐 매핑을 위해 충분한 품질의 이미지를 캡처하는데 15-20 분이 걸리는 반면, 동일한 상황에서, 일 실시 예에 따른 라인 스캔 이미저로 노즐 매핑에 적합한 고해상도 이미지를 캡쳐하는데 몇 분이 걸린다. 그 이유는 일반 카메라가 수천 개의 조밀하게 압축된 분배 노즐들의 허용 가능한 이미지를 캡처하려면, 일반 카메라가 프린트헤드 어셈블리와 제대로 정렬되어야 하기 때문이다. 이러한 카메라 정렬에는 시간이 걸린다. 이러한 이미저는 여기에 설명된 방법들 및 장치들과 함께 사용될 수 있지만, 대부분의 경우 이미지 캡처를 위해 라인 스캔 이미저를 사용하면 카메라 정렬의 필요성이 제거된다. 대신, 라인 스캔 이미저가 프린트헤드 어셈블리를 한 번만 통과하면 고품질, 고해상도 이미지 캡처에 충분하다. 여기에서 논의된 바와 같이, 전체 노즐 표면을 이미징하기 위해 여러 번의 패스들이 필요한 경우에도, 이미징 속도는 일반 카메라들을 사용하는 다른 접근 방식들에 비해 여전히 개선된다. 따라서 이미징 속도가 더 빨라지고 처리량이 증가할 뿐만 아니라 측정들 이의 시간이 단축된다. 결과적으로, 프린팅 동작에서 더 빈번한 측정들 및/또는 수정들을 수행할 수 있으며 결과적으로 프린트 정확도가 향상된다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 프린팅 시스템 (500)의 개략적인 측면도이다. 일 실시 예에서, 프린팅 시스템 (500)은 여기에 설명된 프린팅 시스템 (100) 및 / 또는 프린팅 시스템 (200)의 하나 이상의 특징들을 포함한다.
프린팅 시스템 (200)과 비교하여, 프린팅 시스템 (500)은 기판 지지부 (102)에 대해 이동 가능하고 기판 지지부 (102) 상의 기판 (508)의 적어도 하나의 제 2 이미지를 캡처하기 위해 기판 지지부를 향한 방향으로 지향된 제 2 이미저 (502)를 추가로 포함한다. 일 실시 예에서, 기판 (508)은 유리 기판이다. 다른 기판 재료들은 다양한 실시 예들의 범위 내에 있다. 도 5a의 예시적인 구성에서, 이미저 (502)는 기판 (508)에 대해 프린트헤드 어셈블리 (119)와 함께 이동 가능하도록 프린트 캐리지 (122)에 부착된다. 다른 예시적인 구성(미도시)에서, 이미저 (502)는, 예를 들어, 프린트헤드 어셈블리 (119)와 독립적으로 구동축 또는 모터에 의해 이동 가능하다. 예를 들어, 이미저 (502)는 독립적으로 작동될 수 있는 레일 (117)에 대한 자체 작동 커플링을 가질 수 있다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 이미저 (502) 및 기판 (508)의 개략적인 평면도이다. 도 5b는 기판 (508)의 상부 평면도 (도 5a의 토출 방향 (225)에서 아래쪽으로 본 경우) 및 이미저 (502)의 하부 평면도 (도 5a에서 Z 방향으로 위쪽으로 본 경우)를 도시한다.
기판 (508)은 분배 노즐들로부터 토출된 프린트 재료 비말이 나중에 처리되어 프린트 제품의 영구적인 부분을 형성하기 위해 랜딩하는 적어도 하나의 프린트 영역을 포함한다. 도 5b의 예시적인 구성에서, 기판 (508)은 각각, 예를 들어, 제조될 디스플레이 패널에 대응하는 7 개의 프린트 영역들 (sp1-sp7)을 포함한다. 프린트 영역들의 위치를 식별하기 위해, 기판 (508)은 각 프린트 영역에 대해 복수의 기판 마크들을 포함한다. 도 5b의 예시적인 구성에서, 각 프린트 영역은 모서리에 4 개의 기판 마크들을 포함한다. 도 5b에서, 단순화를 위해, 프린트 영역 (sp1)을 식별하기 위해 오직 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)만이 표시되고, 프린트 영역 (sp3)를 식별하기 위해 기판 마크들 (520, 522, 524, 526)이 표시된다. 일 실시 예에서, 기판 마크들은 "기준 마크"로 지칭되고 기판 (508)상의 패턴들, 지향, 치수들 및 위치들과 같은 하나 이상의 공지된 특성을 갖는다. 기판 마크들은 (예를 들어, 접착제에 의해) 부착되고, 또는 기판 (508)에 에칭 또는 기계 가공되거나 프린트되거나 페인트된다. 기판에 기판 마크들을 제공하는 다른 방식들이 사용될 수 있다. 도 5b의 예시적인 구성에서 기판 마크들의 수 및/또는 형태는 예시이다. 기판 마크들의 임의의 수 및/또는 모양 및/또는 재료 및/또는 방향이 사용될 수 있다. 임의 기판 마크들은 텍스트, 바코드, 회사 이름 및/또는 로고가 포함될 수 있다. 더 많은 수의 기판 마크들 및/또는 더 복잡한 마크 모양들로 인해 기판 마크들을 사용하여 결정된 프린트 영역의 위치 정확도가 증가한다.
기판 마크들 (510, 512, 514, 516)을 사용하여 프린트 영역 (sp1)의 위치들을 결정하기 위해, 이미저 (502)는 기판 (508)이 이미저 (502) 아래, 예를 들어, Y 방향으로 통과하는 동안 기판 (508)의 적어도 하나의 이미지를 캡처하도록 제어부 (118)에 의해 제어된다. 캡처된 이미지 (들)는 라인 스캔 이미저일 수 있는 이미저 (502)로부터 캡쳐된 이미지 (들)로부터 적어도 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)을 검출하는 제어부 (118)로 전송된다. 일 예에서, 모든 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)은 단일 이미지로 캡처된다. 추가 예에서, 기판 마크들 (510, 512)은 하나의 이미지에서 캡처되고, 다른 기판 마크들 (514, 516)은 다른 이미지에서 캡처된다. 또 다른 예에서, 각각의 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)는 별도의 이미지로 캡처된다. 패턴들, 위치들, 크기들 및/또는 방향들과 같은 알려진 속성들에 기초하여 객체들을 인식하기 위한 이미지 처리 알고리즘들 및/또는 소프트웨어 및/또는 프로그램들은 이미지 처리 기술 분야에 알려져 있으며, 여기에서 자세히 설명하지 않는다. 일 실시 예에서, 제어부 (118)는 도 3a-3b에 도시된 바와 같이, 하우징 마크들 (310, 312, 314, 316)이 어떻게 인식되는지에 대한 유사한 방식으로 캡처된 이미지 (들)로부터 추가 마크들 (510, 512, 514, 516)을 인식하기 위해 그러한 알려진 알고리즘들 및/또는 소프트웨어 및/또는 프로그램들에 의존한다.
그 다음, 제어부 (118)는 검출된 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)에 의해 표시된 바와 같이 프린트 영역 (sp1)의 위치를, 도 3a-3b에 도시된 바와 같이, 분배 노즐들 (206)의 결정된 위치들이 프린팅 시스템의 참조 프레임 내의 해당 위치들에 어떻게 매핑되는지에 유사한 방식으로 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 대응하는 위치에 매핑한다. 서로 다른 마크들 또는 서로 다른 마크들 셋들을 매핑하는데 서로 다른 매핑 알고리즘들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 알고리즘은 하우징 마크들 (310, 312, 314 및 316)을 매핑하는 데 사용될 수 있는 반면, 제 1 알고리즘과 다른 제 2 알고리즘은 기판 마크들 (510, 512, 514 및 516)을 매핑하는 데 사용될 수 있다.
도 3a-3b와 관련하여 설명된 바와 같이, 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 분배 노즐들 (206)의 매핑된 위치들, 및 도 5b에 관련하여 설명된 바와 같이, 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 프린트 영역 (sp1)의 매핑된 위치들에 기초하여, 제어부 (118)는 분배 노즐들 (206)로부터 기판 (508)의 프린트 영역 (sp1)으로 프린트 재료의 배출을 제어한다. 일 실시 예에서, 이러한 프린트 재료 토출 제어는 기판 (508) 및/또는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 물리적 조정, 및/또는 분배 노즐 (206)에 대한 제어 신호들의 생성에 사용될 프린트 데이터의 논리적 수정을 포함한다. 분배 노즐들 (206) 및 프린트 영역 (sp1)의 매핑된 위치들은 분배 노즐들 (206) 및 고 정확성을 갖는 프린트 영역 (sp1)의 실제 위치들을 반영하기 때문에, 프린팅 정확성은 향상된다.
적어도 하나의 실시 예에서, 기판의 하나의 프린트 영역이 프린트되는 동안, 동일한 기판상의 다른 프린트 영역을 식별하기 위한 기판 마크들은 이미지화되고 인식된다. 예를 들어, 기판 (508)의 프린트 영역 (sp1)이 Y 방향으로 기판 (508)의 전후 이동에 의해 프린트되는 동안, 다른 프린트 영역 (sp3)을 식별하기 위한 기판 마크들 (520, 522, 524, 526)은 Y 방향으로 기판 (508)의 동일한 전후 이동 동안 이미지화된다. 따라서, 프린트 영역 (sp1)에서 프린팅 동작이 완료되면 기판 마크들 (520, 522, 524, 526)이 이미 감지되고 해당 프린트 영역 (sp3)의 위치들은 프린팅 시스템의 참조 프레임에 이미 매핑되어, 프린트 영역 (sp3)가 프린트 작업을 위해 즉시 준비하도록 한다. 그 결과, 적어도 하나의 실시 예에서 전체 기판 (508)의 프린팅 과정을 가속화하는 것이 가능하다.
도 6은 일 실시 예에 따른 프린팅 방법 (600)의 흐름도이다. 일 실시 예에서, 프린팅 방법 (600)은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 제어부에 의해 또는 제어 하에 프린팅 시스템 (500)에서 수행된다. 이하의 설명에서, 프린팅 방법 (600)은 제어부 (118)에 의해 또는 제어 하에 수행된다.
동작 (605)에서, 제어부는 제 1 이미저가 프린트헤드 어셈블리에서 복수의 분배 노즐들의 위치들을 결정하기 위한 복수의 제 1 마크들을 포함하는 적어도 하나의 제 1 이미지를 캡처하게 한다. 예를 들어, 도 2b에 관하여 설명된 바와 같이, 제어부 (118)는 프린트헤드 어셈블리 (119)가 이미지 캡처 위치 부근에서 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 이동하게 한다. 제어부 (118)는 라인 스캔 이미저 (202)에 의해 X 방향으로 프린트헤드 어셈블리 (119)를 통과하는 동안 라인 스캔 이미저 (202)가 프린트헤드 어셈블리 (119)의 노즐 표면 (321)의 제 1 이미지를 캡처하게 한다. 캡처된 제 1 이미지는 프린트헤드 어셈블리 (119)의 적어도 복수의 마크들 (310, 312, 314, 316)을 포함한다.
동작 615에서, 제어부는 제 2 이미저가 기판상의 프린트 영역의 위치들을 결정하기 위해 복수의 제 2 마크들을 포함하는 적어도 하나의 제 2 이미지를 캡처하도록 한다. 예를 들어, 제어부 (118)는 이미저 (502) 아래의 Y 방향으로 기판 (508)이 통과하는 동안, 프린티 영역 (sp1)을 식별하는 기판 마크들 (510, 512, 514, 516) (또는 프린트 영역 (sp3)을 식별하는 기판 마크들 (520, 522, 524, 526))에서 기판 (508)의 적어도 하나의 제 2 이미지를 캡처하도록 한다. 이미저 (502) 아래의 Y 방향으로 기판 (508)을 통과하는 것은 기판 (508)의 프린트 동작 (예를 들어, 프린트 영역 (sp1)을 식별하기 위해) 전에, 또는 기판 (508)의 프린트 동작 동안 (예를 들어, 프린트 영역 (sp1)이 프린트되는 동안 프린트 영역 (sp3)을 식별하기 위해)에 발생한다.
동작 625에서, 제어부는 적어도 하나의 제1 이미지 및 적어도 하나의 제2 이미지에 기초하여 복수의 분배 노즐들로부터 기판의 프린트 영역으로 프린트 재료의 토출을 제어한다. 예를 들어, 제어부 (118)는 분배 노즐 (206)의 위치들을 결정하기 위해 프린트헤드 어셈블리 (119)의 캡처된 제 1 이미지로부터 복수의 마크들 (310, 312, 314, 316)를 검출하거나 인식하고, 프린트 영역 (sp1)의 위치들을 결정하기 위해 기판 (508)의 캡처된 제 2 이미지로부터 복수의 기판 마크들 (510, 512, 514, 516)을 검출하거나 인식한다. 그 다음, 제어부 (118)는 분배 노즐들 (206)의 매핑된 위치들 및 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 프린트 영역 (sp1)을 사용하여, 프린팅 시스템의 참조 프레임에서 프린팅 데이터 또는 좌표들을 포함하는 레시피에 따라 분배 노즐들이 언제 프린트 재료를 토출할지 및/또는 어느 노즐들이 프린트 재료를 토출할지를 제어한다. 그 결과, 프린트 정밀도가 높은 프린트물을 얻을 수 있다.
설명된 방법은 예시적인 동작들을 포함하지만, 반드시 도시된 순서로 수행 될 필요는 없다. 본 개시 내용의 실시 예들의 사상 및 범위에 따라, 동작들이 적절하게 추가, 대체, 변경된 순서 및/또는 제거될 수 있다. 상이한 특징들 및/또는 상이한 실시 예들을 결합하는 실시 예들은 본 개시 내용의 범위 내에 있으며 본 개시 내용을 검토 한 후 당업자에게 명백 할 것이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 제어부의 블록도이다. 도 1 내지 6에 관하여 도시된, 하나 이상의 유닛들 및/또는 시스템들 및/또는 동작들은 도 7의 하나 이상의 제어부들 (700)에 의해 일 실시 예에서 실현된다.
제어부 (700)는 하드웨어 프로세서 (702), 적어도 하나의 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 버스 (708), I/O (입력/출력) 인터페이스 (710) 및 네트워크 인터페이스 (712)를 포함하는 저장 장치 (704)를 포함한다. 프로세서 (702)는 버스 (708)를 통해 저장 장치 (704), I/O 인터페이스 (710) 및 네트워크 인터페이스 (712)와 결합된다. 네트워크 인터페이스 (712)는 네트워크 (714)에 연결 가능하므로, 프로세서 (702) 및 저장 장치 (704)는 네트워크 (714)를 통해 다른 장치들과 통신할 수 있다. 프로세서 (702)는 저장 장치 (704)에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어들을 실행하고/하거나 제어부 (700)가 하나 이상의 기능 및/또는 도 1 내지 6에 관해 도시된 동작들을 수행하도록 저장 장치에 저장된 데이터를 접속하도록 구성된다.
프로세서 (702)는 중앙 처리 장치 (CPU), 다중 프로세서, 분산 처리 시스템, 주문형 집적 회로 (application specific integrated circuit, ASIC) 및/또는 적절한 하드웨어 처리 장치 중 하나 이상을 포함한다.
저장 장치 (704)는 비 일시적 방식으로 명령어들 및/또는 데이터를 저장하기 위한 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 및/또는 반도체 시스템 (또는 장치(apparatus) 또는 장치(device)) 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 저장 장치 (704)는 반도체 또는 솔리드-스테이트 메모리, 자기 테이프, 이동식 컴퓨터 디스켓, RAM (random access memory), ROM (read-only memory), 강성 자기 디스크 및/또는 광 디스크를 포함한다. 광 디스크의 예로서, 저장 장치 (704)는 compact disk-read only memory (CD-ROM), compact disk-read/write (CD-R / W) 및/또는 digital video disc (DVD)를 포함한다.
I/O 인터페이스 (710)는 외부 회로와 연결 가능한 회로이다. 예를 들어, I/O 인터페이스 (710)는 프로세서 (702)로/로부터 정보를 통신하기 위한 키보드, 키패드, 마우스, 트랙볼, 트랙 패드, 커서 방향 키, 카드 판독기, 통신 포트, 디스플레이, 광신호, 프린터 및/또는 오디오 장치 중 하나 이상을 포함한다. 일 예에서, I/O 인터페이스 (710)는 생략된다.
네트워크 인터페이스 (712)는 제어부 (700)가 하나 이상의 다른 제어부들 및/또는 이미지 캡처/처리 장비가 연결된 네트워크 (714)와 통신할 수 있도록 하는 회로이다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스 (712)는 BLUETOOTH, WIFI, WIMAX, GPRS, 또는 WCDMA와 같은 하나 이상의 무선 네트워크 인터페이스; 또는 ETHERNET, USB 또는 IEEE-1394와 같은 유선 네트워크 인터페이스를 포함한다. 일 예에서, 네트워크 인터페이스 (712)는 생략된다.
도 1 내지 6과 관련하여 설명된 기능들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부를 실행하도록 구성됨으로써. 제어부 (700)는 도 1 내지 6과 관련하여 설명된 하나 이상의 이점들 및/또는 효과들의 실현을 가능하게 한다.
전술한 내용은 당업자가 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시 예의 특징을 개략적으로 설명한다. 당업자는 동일한 목적을 수행하고/하거나 본 명세서에 도입된 실시 예의 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 과정들 및 구조들을 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 용이하게 사용할 수 있음을 인식해야 한다. 당업자는 또한 그러한 균등한 구성이 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에서 다양한 변경, 대체 및 변경을 할 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (20)

  1. 프린팅 시스템에 있어서,
    기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부를 따라 스캔 방향으로 상기 기판을 이동시키는 홀더 어셈블리;
    상기 기판 지지부를 향해 배치되고 교차 스캔 방향으로 이동 가능하며,
    상기 기판 지지부를 향하여 토출 방향으로 연장되는 복수의 분배 노즐들; 및
    복수의 마크들을 포함하는 프린트헤드 어셈블리; 및
    상기 복수의 마크들을 포함하는 이미지를 캡처하기 위해 상기 토출 방향과 반대 방향으로 배향된 이미저를 포함하며,
    상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 프린트헤드 어셈블리와 상기 이미저가 상대적으로 움직이는 동안 상기 이미저가 상기 이미지를 캡처할 수 있도록 상기 이미저의 이미징 필드에 상기 노즐들 및 상기 마크들을 배치하도록 이동가능하고,
    상기 이미저는 상기 스캔 방향을 따라 하나 이상의 라인에 복수의 이미지 센서들을 갖는 라인 스캔 이미저인 프린팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프린트헤드 어셈블리의 각 노즐의 위치를 상기 프린팅 시스템의 참조 프레임 내의 대응하는 위치에 매핑하고, 상기 프린팅 시스템의 상기 참조 프레임내의 상기 노즐들의 매핑된 위치들에 기반하여 상기 노즐들로부터 프린트 재료의 토출을 제어하는 제어부를 더 포함하는 프린팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미저에 의해 캡처된 상기 이미지에서 상기 복수의 마크들, 및 상기 복수의 분배 노즐들 중 하나의 노즐을 검출하고,
    상기 검출된 마크들 및 상기 검출된 노즐에 기반하여, 상기 프린트헤드 어셈블리의 각 노즐의 위치를 결정하는 프린팅 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 마크는 상기 복수의 분배 노즐들에 대해 미리 결정된 위치를 가지며,
    상기 프린팅 시스템은,
    상기 이미저에 의해 캡처된 상기 이미지로부터 상기 마크들을 검출하고,
    상기 검출된 마크들, 및 상기 마크들의 미리 결정된 위치들에 기반하여, 상기 프린트헤드 어셈블리에서 각 노즐의 위치를 결정하는
    제어부를 더 포함하는 프린팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이미저는 상기 기판 지지부에 대해 고정되어 있는 프린팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐들은 상기 교차 스캔 방향을 따라 적어도 하나의 열로 배열되는 프린팅 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이미저에 의한 상기 교차 스캔 방향으로 상기 프린트헤드 어셈블리의 단일 패스에서 모든 노즐들을 포함하는 상기 이미지를 캡처하도록 상기 이미저를 제어하는 제어부를 포함하는 프린팅 시스템.
  8. 프린팅 시스템에 있어서,
    기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부를 따라 스캔 방향으로 상기 기판을 이동시키는 홀더 어셈블리;
    상기 기판 지지부를 향해 배치되고 교차 스캔 방향으로 이동 가능하며,
    상기 기판 지지부를 향하여 토출 방향으로 연장되는 복수의 분배 노즐들; 및
    복수의 마크들을 포함하는 프린트헤드 어셈블리;
    상기 복수의 마크들을 포함하는 이미지를 캡처하기 위해 상기 토출 방향과 반대 방향으로 배향된 이미저; 및
    상기 이미지에 기초하여 각 노즐의 위치를 결정하고, 상기 이미지에 기초하여 상기 분배 노즐로부터의 인쇄 재료의 토출을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 프린트헤드 어셈블리와 상기 이미저가 상대적으로 움직이는 동안 상기 이미저가 상기 이미지를 캡처할 수 있도록 상기 이미저의 이미징 필드에 상기 노즐들 및 상기 마크들을 배치하도록 이동가능하고,
    상기 이미저는 상기 스캔 방향을 따라 하나 이상의 라인에 복수의 이미지 센서들을 갖는 라인 스캔 이미저인 프린팅 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이미저에 의해 캡처된 상기 이미지에서, 상기 마크들 및 상기 복수의 분배 노즐들 중 하나의 노즐을 검출하고,
    상기 검출된 마크들 및 상기 검출된 노즐에 기반하여 각 노즐의 위치를 결정하는 프린팅 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 각 노즐의 위치를 상기 프린팅 시스템의 참조 프레임에 매핑하는 프린팅 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이미저에 의한 상기 교차 스캔 방향으로 상기 프린트헤드 어셈블리의 단일 패스에서 모든 노즐들을 포함하는 상기 이미지를 캡처하도록 상기 이미저를 제어하는 프린팅 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 노즐들은 상기 교차 스캔 방향을 따라 적어도 하나의 열로 배열되는 프린팅 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이미저는 제1 이미저이고, 상기 이미지는 제1 이미지이고, 상기 복수의 마크들은 제1 복수의 마크들이고,
    상기 기판 지지부에 대해 이동 가능하고 상기 기판 지지부 상의 기판의 제2 이미지를 캡처하기 위해 상기 기판 지지부를 향한 방향으로 배향된 제2 이미저를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제2 이미지로부터 상기 기판 상의 복수의 제2 마크들을 검출하고,
    상기 검출된 제2 마크들에 기초하여 상기 기판의 인쇄 영역의 위치를 상기 프린팅 시스템의 참조 프레임에 매핑하고,
    각 노즐의 위치를 상기 프린팅 시스템의 상기 참조 프레임에 매핑하고,
    상기 노즐들과 상기 인쇄 영역의 매핑된 위치들을 기반으로 상기 노즐들에서 인쇄 재료의 토출을 제어하는 프린팅 시스템.
  14. 프린팅 시스템에 있어서,
    기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부를 따라 스캔 방향으로 상기 기판을 이동시키는 홀더 어셈블리;
    상기 기판 지지부를 향해 배치되고 교차 스캔 방향으로 이동 가능하며,
    상기 기판 지지부를 향하여 토출 방향으로 연장되는 복수의 분배 노즐들; 및
    복수의 마크들을 포함하는 프린트헤드 어셈블리;
    상기 복수의 마크들을 포함하는 이미지를 캡처하기 위해 상기 토출 방향과 반대 방향으로 배향된 이미저; 및
    상기 이미지에 기초하여 상기 분배 노즐들로부터 인쇄 재료의 토출을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 이미저 및 상기 기판 지지부에 대해 교차 스캔 방향으로 이동 가능하고, 상기 이미저의 이미징 필드에 상기 노즐들 및 마크들을 배치하도록 위치 지정 가능하고,
    상기 이미저는 상기 이미저가 상기 이미저의 상기 이미징 필드를 가로질러 상기 교차 스캔 방향으로 상기 프린트헤드 어셈블리의 단일 패스에서 모든 노즐들을 캡처할 수 있도록 상기 스캔 방향을 따라 배열된 복수의 이미지 센서들을 갖는 프린팅 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이미저는 제1 이미저이고, 상기 이미지는 제1 이미지이고, 상기 복수의 마크들은 제1 복수의 마크들이고,
    상기 기판 지지부에 대해 이동 가능하고 상기 기판 지지부 상의 기판의 제2 이미지를 캡처하기 위해 상기 기판 지지부를 향한 방향으로 배향된 제2 이미저를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제2 이미지로부터 상기 기판 상의 복수의 제2 마크들을 검출하고,
    상기 검출된 제2 마크들에 기초하여 상기 기판의 인쇄 영역의 위치를 상기 프린팅 시스템의 참조 프레임에 매핑하고,
    각 노즐의 위치를 상기 프린팅 시스템의 상기 참조 프레임에 매핑하고,
    상기 노즐들과 상기 인쇄 영역의 매핑된 위치들을 기반으로 상기 노즐들에서 인쇄 재료의 토출을 제어하는 프린팅 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지에서 상기 마크들, 및 상기 복수의 분배 노즐들 중 하나의 노즐을 검출하고,
    상기 검출된 마크들 및 상기 검출된 노즐에 기반하여 상기 프린트헤드 어셈블리에서 상기 노즐의 위치를 결정하는 프린팅 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 마크들은 복수의 제1 마크들이고,
    상기 프린트헤드 어셈블리는 상기 복수의 분배 노즐들에 대해 미리 결정된 위치들을 갖는 복수의 제3 마크들을 더 포함하고,
    상기 이미저에 의해 캡처된 상기 이미지는 상기 제3 마크들을 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 이미저에 의해 캡처된 상기 이미지에서, 상기 제1 마크들, 및 상기 제3 마크들을 검출하고,
    상기 검출된 제1 마크들, 상기 검출된 제3 마크들, 상기 제3 마크들의 상기 미리 결정된 위치들에 기반하여, 상기 프린트헤드 어셈블리에서 각 노즐의 결정하는 프린팅 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 이미저는 상기 기판 지지부에 대해 고정인 프린팅 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제2 이미저의 상기 복수의 이미지 센서들은 모든 노즐들이 배열된 영역의 전체 폭에 걸쳐 상기 스캔 방향을 따라 배열되고,
    상기 기판 지지부는 상기 기판이 상기 제2 이미저에 대해 이동하는 동안 상기 제2 이미저가 상기 제2 이미지를 캡처할 수 있도록 상기 제2 이미저에 대해 상기 스캔 방향으로 상기 기판을 이동시키는 프린팅 시스템.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 이미저는 상기 기판 지지부에 대해 피벗 가능한, 프린팅 시스템.
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