KR20070117470A - 증착된 잉크를 통해 측정된 광 투과율을 사용하여 잉크젯프린트 헤드 노즐을 교정하는 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크젯 프린트 노즐을 교정하기 위한 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 시스템은 방출 펄스 전압에 응답하여 기판 상에 잉크를 분배하도록 적응된 잉크젯 프린트 노즐, 분배된 잉크를 조명하도록 적응된 광원, 분배된 잉크를 통과하는 광의 투과율을 측정하도록 적응된 이미징 시스템, 및 측정된 광 투과율에 기초하여 잉크젯 프린트 노즐을 제어가능하게 조정하도록 적응된 제어기를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 방출 펄스 전압으로 설정된 잉크젯 프린트 노즐을 사용하여 표면 상에 잉크를 분배하는 단계, 분배된 잉크의 광 투과 특성을 측정하는 단계, 투과 특성에 기초하여 분배된 잉크의 체적을 결정하는 단계, 및 분배된 잉크의 결정된 체적과 분배된 잉크의 예상된 체적 레벨 간의 차이에 기초하여 잉크젯 프린트 노즐의 방출 펄스 전압을 조정하는 단계를 포함한다.
Description
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템의 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 대안적인 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 참조를 위해 라벨링된 프린팅된 픽셀들을 갖는 컬러 필터의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 카메라를 사용하여 생성된 데이터 파일에 의해 표현된 기판 상의 단일 디스플레이 픽셀의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 노즐을 교정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 출원은 2006년 6월 7일자로 출원된 미국 가출원 제60/804,166호, "증착된 잉크를 통해 측정된 광 투과율을 사용하여 잉크젯 프린트 헤드 노즐을 교정하는 시스템 및 방법(대리인 일람번호: 11129/L/AKT/INKJET/RKK)"에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원은 모든 목적을 위하여 전체가 참조로서 본 명세서에 편입된다.
본원은 동일 출원인(양수인)에 의한 상호 계류 중인 이하의 미국 출원들과 관련되고, 각각의 출원은 모든 목적을 위하여 전체가 참조로서 본 명세서에 편입된다.
- 2006년 3월 24일자로 출원된 미국 가출원 제60/785,594호, "잉크젯 프린팅 방법 및 장치" (대리인 일람번호: 9521-L4)
- 2005년 5월 4일자로 출원된 미국 출원 제11/123,502호, "잉크젯의 방울 시각화" (대리인 일람번호: 9705)
- 2005년 8월 25일자로 출원된 미국 출원 제11/212,043호, "잉크젯 프린트 헤드 지지부를 정렬하는 방법 및 장치" (대리인 일람번호: 9521-6)
- 2006년 9월 13일자로 출원된 미국 출원 제11/521,177호, "평판 디스플레이를 위한 컬러 필터의 픽셀 매트릭스를 제조하는 방법 및 장치" (대리인 일람번호: 10502)
- 2006년 9월 28일자로 출원된 미국 출원 제11/536,540호, "픽셀 프로파일을 조정하는 방법 및 장치" (대리인 일람번호: 10448)
평판 디스플레이 산업은 디스플레이 장치, 및 특히 평판 디스플레이를 위한 컬러 필터를 제조하기 위하여 잉크젯 프린팅을 채택하려고 시도하고 있다. 컬러 필터들을 위한 패턴들을 프린팅할 때 잉크가 분배된 픽셀 우물(pixel well)들은 특 히 작을 수 있기 때문에, 프린팅 에러의 가능성은 현저히 크다. 부가하여, 프린트 헤드들에서 변형물(variation)들을 제조하는 것은 바람직스럽지 못한 프린팅 성능 또는 불규칙성을 야기한다. 따라서, 잉크젯 프린트 헤드들을 교정하고 프린팅 파라미터들을 조정하기 위한 효과적인 방법 및 장치가 바람직하다.
본 발명의 목적은 잉크젯 프린트 헤드들을 교정하고 프린팅 파라미터들을 조정하기 위한 효과적인 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 태양들에서, 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템의 실시예들은 방출 펄스 파라미터(firing pulse parameter)(예를 들어, 방출 펄스 전압, 방출 펄스 폭, 방출 펄스 전류, 방출 펄스 에너지, 방출 펄스 주파수, 방출 펄스 파형 형태, 등)에 응답하여 기판 상에 잉크를 분배하도록 적응된 잉크젯 프린트 노즐, 기판 상에 분배된 잉크를 조명하도록 적응된 광원, 분배된 잉크를 통과한 광 투과율을 측정하도록 적응된 이미징 시스템, 및 이미징 시스템과 잉크젯 프린트 노즐에 결합되고 측정된 광 투과율에 기초하여 하나 이상의 잉크젯 프린트 노즐들을 제어가능하게 조정하도록 적응된 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 태양들에서, 잉크젯 프린트 노즐을 교정하는 방법의 실시예들은 잉크젯 프린트 노즐을 사용하여 기판 상에 잉크를 분배하는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 방출 펄스 파라미터(예를 들어, 방출 펄스 전압, 방출 펄스 폭, 방출 펄스 전류, 방출 펄스 에너지, 방출 펄스 주파수, 방출 펄스 파형 형태, 등)로 설 정되고, 상기 방법의 실시예들은 또한 분배된 잉크의 광 투과 특성을 측정하는 단계, 측정된 투과 특성에 기초하여 분배된 잉크의 체적을 결정하는 단계, 및 분배된 잉크의 결정된 체적과 예상된 잉크 체적 레벨 간의 차이에 기초하여 잉크젯 프린트 노즐의 방출 펄스 전압을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징들 및 다른 태양들은 이하의 설명, 청구범위 및 첨부 도면으로부터 보다 완전히 자명해질 것이다.
잉크젯 프린터는 종종 평판 디스플레이용 컬러 필터를 프린트하기 위하여 글래스 또는 폴리머 패널과 같은 기판 위에서 이동될 수 있는 하나 이상의 운반기(carriage) 내에 장착된 하나 이상의 잉크젯 프린트 헤드를 사용한다. 소정의 실시예들에서, 기판은 정확히 제어된 단계로 프린트 헤드들 아래에서 이동된다. 기판이 헤드들에 대해 이동할 때, 잉크젯 프린팅 제어 시스템은 이미지들을 형성하기 위하여 기판 상에 잉크(또는 다른 유체) 방울들을 분배 또는 분출하기 위하여 헤드들 내의 개별적인 노즐들을 작동시킨다.
프린트 헤드의 노즐을 작동시키는 것은 일정 양의 잉크를 분배하는 분출 메커니즘을 일으키기 위하여 개별적인 노즐에 방출 펄스 신호 또는 방출 펄스 전압(Vfp)을 보내는 것을 포함한다. 소정의 헤드들에서, 펄스 전압은 예를 들어, 잉크를 노즐 밖으로 밀어내는 압전 엘리먼트를 트리거하기 위하여 사용된다. 다른 헤드들에서, 펄스 전압은 레이저가 레이저 광에 응답하여 잉크를 노즐 밖으로 밀어내는 막을 조사하도록 한다. 작동 에너지의 형태를 노즐을 통한 잉크의 기계적 배출 로 변환하도록 적응된 다른 타입의 트랜스듀서들이 사용될 수 있다. 그리하여, 노즐로 전달된 신호는 예를 들어, 방출 펄스 전압, 방출 펄스 폭, 방출 펄스 전류, 방출 펄스 에너지, 방출 펄스 주파수, 및/또는 방출 펄스 파형 형태를 포함할 수 있다.
변형물들 및/또는 다른 요소들을 제조하는 것으로 인하여, 노즐들은 주어진 방출 펄스 파라미터 Pfp(주어진 방출 펄스 전압 Vfp, 방출 펄스 폭 Wfp, 방출 펄스 전류 Ifp, 방출 펄스 에너지 Efp, 방출 펄스 주파수 Ffp, 방출 펄스 파형 형태 Sfp 등)에 대하여 동일 체적의 방울들을 분배할 수 없다. 소정의 경우에서, 잉크 방울들의 체적은 Pfp에 따라 비선형적으로 변화할 수 있다. 즉, 프린트 헤드들에서 변형물들을 제조하는 것은 동일한 노즐들에서 상이한 방출 펄스들에 대해 분출된 잉크 양의 비선형 가변성을 야기할 수 있고, 상이한 양의 잉크가 상이한 노즐들에서 동일한 방출 펄스에 대해 분출될 수 있다.
본 발명은 개별적인 노즐들에 의해 분출된 잉크로 충전된 픽셀들을 통해 투과되는 광의 양을 측정함으로써 개별적인 노즐들에 의해 분배된 잉크 양을 결정하는 방법을 제공한다.
보다 상세하게, 잉크는 알려진 Pfp로 기판 상의 디스플레이 픽셀 우물들 내로 분배될 수 있고, 그 다음 본 발명의 방법들을 사용하여 각각의 픽셀 우물에 분배된 잉크를 통과하는 광 투과율(각각의 픽셀 우물 내 잉크의 두께에 대응함)은 각각의 노즐에 의해 분배된 잉크 체적을 결정하기 위하여 측정될 수 있다(두께는 잉 크 체적에 직접적으로 비례함). 알려진 Pfp를 광 투과율에 의해 결정된 것으로서 측정된 잉크 체적들에 상관시킴으로써, 본 발명은 부가하여 분배된 잉크 체적과 Pfp간의 관계를 결정하고 잉크젯 프린트 노즐들을 교정하기 위하여 상기 관계를 사용하는 방법을 제공한다. 이러한 체적 정보는 각각의 노즐을 교정하기 위하여 사용될 수 있고, 그 결과 픽셀 우물 내 잉크의 일관된 깊이가 달성될 수 있다.
본 발명에 따라 제공된 교정 방법들은 일상적인 관리 절차 동안에 스케쥴 기반(scheduled basis)으로 일어날 수 있거나, 하나 이상의 노즐에 의해 분배된 잉크 체적이 예상된 레벨 또는 범위로부터 변경됨을 지시하는 프린팅 동작들 동안 하나 이상의 디스플레이 객체들 상에서 수행되는 진단 테스트들에 응답하여 일어날 수 있다.
도 1a는 기판 상에 위치된 컬러 필터 디스플레이 픽셀 내에 분배된 잉크 체적을 결정하기 위하여 광 투과율을 사용하는 본 발명에 따른 예시적인 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템(100)의 개략도이다.
도시된 바와 같이, 글래스, 폴리머 등으로 이루어진 평판일 수 있는 기판(102)은 지지단(supporting stage)(104) 위에 배치된다. 기판(102)은 기판의 표면 위에 행들 및 열들로 배열된 픽셀 우물들을 포함하는 흑색 행렬 재료를 포함할 수 있다. 픽셀 우물들(도 2에 보다 상세히 도시됨)은 잉크젯 프린트 헤드들(미도시)로부터 분배된 잉크를 저장하기 위하여 사용된다. 각각의 픽셀들은 동일한 길이 및 폭 수치를 가질 수 있고(주어진 픽셀의 실제 길이 및 폭은 상이할 수도 있음), 그리하여 기판(102) 상의 행렬 내 각각의 픽셀은 유사한 잉크 체적을 저장하도록 적응될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 흑색 행렬 및 픽셀 우물들의 예시적인 실시예들은 앞서 편입된 미국 특허출원 제11/521,577호 및 제11/536,540호에 기술된다.
지지단(104)은 이동하는 플랫폼을 포함할 수 있고, 상기 플랫폼은 기판(102)의 픽셀 우물들 내로 잉크를 분배시킬 수 있는 지지단(104) 위에 배치된 하나 이상의 프린트 헤드들을 지나는 Y-방향(도 1의 지면의 안쪽 또는 바깥쪽 방향)으로 기판을 이송시키도록 적응된다. 컬러 필터 프린팅에서, 전형적으로 단일 컬러(예를 들어, 적색, 녹색 또는 청색)는 기판(102) 상의 주어진 열의 픽셀들 내로 분배되는 반면, 상이한 컬러는 인접 열들로 분배된다. 그러한 절차에서, 컬러 혼합은 일반적으로 회피된다. 본 발명의 맥락에서 잉크젯 프린팅 절차에서 사용될 수 있는 지지단(104) 및 프린트 헤드 배열들의 여러 태양들은 이전에 편입된 미국 가출원 제60/785,594호에서 기술된다. 지지단(104)은 지지단(104)의 전체 두께를 통해 연장되는 홀, 갭, 윈도우 및 이와 유사한 것들(미도시)을 포함할 수 있고, 그 결과 기판(102)은 지지단(104) 아래로부터 방사된 광에 노출될 수 있다.
광원(106)은 지지단(104) 아래에 배치되어, 지지단(104) 내의 홀, 갭, 윈도우 등을 경유하여 광을 전달하고 그리하여 기판(102) 상의 픽셀 잉크 우물들을 조명한다. 광원은 예를 들어, 매사추세츠 벌링턴의 Leutron Vision사에 의해 제공된 Phlox 4i-BL 시리즈 백라이트를 포함할 수 있다. 상기 4i-BL 시리즈 백라이트 광원(106)은 특정 방향으로 광을 안내하도록 적응된 반투명 재료들을 포함하는 광 파 이프들을 포함할 수 있다. 광 파이프들은 백라이트 광원(106) 안으로 유입된(예를 들어, 백라이트의 측면들에 결합된 LED들을 경유하여) 상당한 양의 광이 백라이트 광원(106)의 최상부 표면(107)으로부터 균일하게 재방출되도록 구성될 수 있다. 광원(106)의 표면적은 기판(102)의 크기에 따라 선택될 수 있고, 예를 들어, 20×20mm 내지 200×200mm까지 다양하다. 다른 수치들이 사용될 수도 있다. 광원(106)의 휘도(luminance)는 표면적에 반비례하여 대략 4,000 내지 20,000 cd/m2(제곱미터 당 칸델라)에 이를 수 있다. 광원(106)은 상이한 컬러 잉크들을 통한 투과를 제공하기 위하여 백색 광을 방출할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 다수 개의 광원들이 기판(102)을 조명하기 위하여 사용될 수 있다.
광 투과율을 측정하도록 적응된 광 검출 장치(108)는 기판(102)의 픽셀 우물들을 통해 광원(106)으로부터 전달된 광을 포착하도록 배치될 수 있다. 광 검출 장치(108)는 전하결합소자(charge coupled device; CCD) 카메라를 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 적절한 CCD 카메라는 예를 들어, 7 um 픽셀 이하의 크기, 2000 이상의 픽셀 수, 0.1%의 강도 정확도(intensity accuracy), 및 1×1 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 수치들 및 파라미터들이 사용될 수도 있다. 광 검출 장치(108)는 잉크젯 프린팅 시스템의 지지단(104) 위에서 지지 피쳐(feature) 또는 다른 피쳐(미도시) 상에 설치될 수 있다. 알려진 바와 같이, 기판(102) 상의 특정 픽셀 위치로부터 포착된 광의 크기는 픽셀 위치의 투과율에 비례하고, 포착된 광이 투과되는 픽셀 위치에서의 잉크 두께(및 체적)에 반비례한다. 광 검출 장치 (108)는 예를 들어, 하나 이상의 모터(미도시)를 사용하여 X 및 Y 축 방향으로 이동가능하다.
계산 장치를 포함하는 이미지 프로세서(110)는 이미지 데이터(투과 정보 포함)를 획득하기 위하여 광 검출 장치(108)에 결합될 수 있다. 호스트 컴퓨터(112)(예를 들어, UNIX 호스트)는 예를 들어, 이더넷(Ethernet) 또는 RS232 연결을 경유하여 이미지 프로세서(110)에 결합될 수 있다. 호스트 컴퓨터(112)는 잉크젯 프린팅 시스템을 위한 시스템 제어기 및/또는 데이터 서버를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 이미지 프로세서(110)와 호스트(112)가 결합될 수 있다. 호스트 컴퓨터(112)는 광원(106)의 동작을 제어하기 위하여(예를 들어, 광원(106)을 작동(활성화)시키거나 비활성화시키거나, 조명을 조정하는 등) 광원(106)에 동작가능하게 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 호스트 컴퓨터(112)는 어떠한 지연 또는 시동(start-up) 시간없이 광원(106)을 작동시킬 수 있다.
도 1b는 본 발명에 따라 제공된 잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템(200)의 대안적인 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다. 도 1b에 도시된 실시예에서, 도 1a의 실시예에서와 같이, 픽셀 우물들을 포함하는 기판(202)은 Y 축 방향으로 이동가능한 지지단(204) 상에 배치된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 반사 표면(205)(예를 들어, 미러)은 기판(202)과 지지단(204) 사이에 배치된다. 소정의 실시예들에서, 지지단(204)의 표면 자체가 반사성일 수 있다. 도 1b에 도시된 대안적인 실시예에서, 광원(206)은 지지 표면 아래보다는 오히려 기판(202) 위에 배치된다. 광원(206)으로부터 방출된 광은 기판(202) 상의 픽셀 우물들을 통해 반사 표면 (205)으로 전달된다. 반사 표면(205)에 입사된 광은 기판(202)을 통해 재반사될 수 있고, 이 경우 광은 광 검출 장치(208)에 의해 포착된다. 이미지 프로세서(210)는 이미지 데이터를 처리하기 위하여 광 검출 장치(208)에 결합되고, 호스트(212)는 이미지 프로세서(210)에 결합된다. 기판(202), 지지단(204), 광원(206), 광 검출 장치(208), 이미지 프로세서(210) 및 호스트(212)를 포함하는 시스템(200)의 각 컴포넌트는 도 1a와 관련하여 앞서 논의된 대응 장치들과 동일 또는 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 잉크젯 노즐 교정 시스템(200)은 광원(206)이 수평(X-Y) 평면으로 그리고/또는 수직으로(Z 축 방향) 보다 유연성있게 배치될 수 있다는 이점을 제공하는데, 그 이유는 광이 지지단(204)의 홀, 갭 또는 윈도우를 통해 전달되기보다는 기판(202) 상에 직접 전달되기 때문이다. 유사하게, 다수 개의 광원들은 이러한 방식으로 보다 유연성있게 채택되거나 배열될 수 있다. 더욱이, 광원(206)으로부터 방출된 광은 기판(202) 상의 픽셀 우물들을 통해 2번, 즉, 입사 경로 상에서 기판(202)을 통해 반사 표면(205) 상으로 한 번, 그리고 반사 경로(return path) 상에서 반사 표면(205)으로부터 다시 기판(202)을 통해 한 번 전달되기 때문에, 광 검출 장치(208)에 의해 포착된 투과 "데이터"의 양은 효과적으로 두 배가 될 수 있다.
앞서 기술된 실시예들 중 어느 하나에서, 광원(106, 206)으로부터 기판(102, 202) 상의 픽셀들을 통해 광 검출 장치(108, 208)로의 광 투과율(light transmittance)은 여러 방식으로 측정되고 그리고/또는 계산된다. 하나 이상의 실 시예들에서, 픽셀 셀들의 각 열의 투과율은 하나 이상의 대표적인 셀들의 투과율의 평균에 기초하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 각 열에서의 투과율은 다수 개(M) 셀들 또는 디스플레이 픽셀들의 평균일 수 있고, 여기서 M은 미리 설정된 수 및/또는 사용자 정의된 수일 수 있다.
기판 상의 예시적인 디스플레이 객체의 평면도인 도 2를 참조하여, 다수의 픽셀들은 라벨링되고, 여기서 픽셀 라벨 상의 아래 첨자는 주어진 컬러에 대한 픽셀 열 번호를 언급하고 픽셀 라벨 상의 위 첨자는 주어진 행에 대한 픽셀 행 번호를 언급한다. 평균 투과율은 픽셀들로부터의 투과 데이터의 상이한 세트들(행들, 열들)을 사용하여 계산될 수 있다. 상기 데이터 세트들은 각각의 컬러, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)에 대하여 형성될 수 있다. 상이한 크기를 가진 셀들에 대한 투과율 값들의 데이터 세트들에 대한 예는 이하를 포함할 수 있다.
M=1에 대하여: 1R1=R1 0; 1R2=R2 0; 1R3=R3 0; . . .
M=3에 대하여: 1R1=(R1 0+R1 +3+R1 -3); 1R2=(R2 0+R2 +3+R2 -3); 1R3=(R3 0+R3 +3+R3 -3); . .
M=5에 대하여: 1R1=(R1 0+R1 +3+R1 -3+R1 +6+R1 -6); 1R2=(R2 0+R2 +3+R2 -3+R2 +6+R2 -6); 1R3=(R3 0+R3 +3+R3 -3+R3 +6+R3 -6); . . .
제 2 데이터 세트는 이하를 포함할 수 있다.
M=1에 대하여: 2R1=R1 +1; 2R2=R2 +1; . . .
M=3에 대하여: 2R1=(R1 +1+R1 +4+R1 -2); . . .
M=5에 대하여: 2R1=(R1 +1+R1 +4+R1 -2+R1 +7+R1 -5); . . .
제 3 데이터 세트는 이하를 포함할 수 있다.
M=1에 대하여: 3R1=R1 +2; . . .
M=3에 대하여: 3R1=(R1 +2+R1 +5+R1 -1); . . .
M=5에 대하여: 3R1=(R1 +1+R1 +5+R1 -1+R1 +8+R1 -4); . . .
그리하여, 주어진 값 M에 대하여, 각 컬러의 데이터는 이하와 같이 4개의 데이터 세트로 조직될 수 있다.
- 컬러, 예를 들어, R에 대한 원래의 완전한 데이터 세트
- 1R1, 1R2, 1R3,...을 포함하는 1R에 대한 데이터 세트
- 2R1, 2R2, 2R3,...을 포함하는 2R에 대한 데이터 세트
- 3R1, 3R2, 3R3,...을 포함하는 3R에 대한 데이터 세트
여기서, 1R, 2R, 3R, ...은 상기와 같이 계산되고 감소하는 순서로 투과율에 따라 배열된다.
도 3은 개별적인 디스플레이 픽셀(304)을 나타내는 기판(302) 상의 예시적인 디스플레이 객체에 대한 평면도이다. 특정 예에서, 디스플레이 픽셀(304)의 폭은 약 80um 내지 약 250um에 이를 수 있고 약 200um 내지 약 600um의 길이를 갖는다. 어두운 영역은 폭이 약 20um 내지 약 40um일 수 있다. 다른 수치들이 사용될 수도 있다. 디스플레이 픽셀(304) 상에 중첩된 격자는 디스플레이 픽셀의 이미지 파일에 디스플레이 픽셀(304)을 표현하기 위하여 사용될 수 있는 개별적인 "데이터 픽셀들"을 나타내기 위하여 포함된다.
도 4는 본 발명에 따라 개별적인 디스플레이 픽셀의 투과율을 결정하고 노즐 파라미터들을 조정함으로써 잉크젯 프린트 노즐을 교정하는 방법(400)에 대한 실시예의 흐름도이다. 이하의 설명에서의 참조 번호는 도 1a로부터 나온 것이다. 그러나, 논의된 절차들은 도 1b에 도시된 교정 시스템에 동일하게 적용된다.
단계(402)에서, 디스플레이 픽셀(304)의 중심이 결정된다. 소정의 실시예들에서, 디스플레이 픽셀(304)의 중심은 X 및 Y 양 방향으로 디스플레이 픽셀의 2개의 어두운 에지들의 중심을 찾음으로써 결정될 수 있다. 그 다음, 단계(404)에서, 디스플레이 픽셀의 중심으로부터 시작하여, 측정될 영역은 디스플레이 픽셀(304)의 중심으로부터 연장되는 데이터 픽셀들의 개수(N)에 기초하여 정해진다. 예를 들 어, N이 1로 선택되면, 측정될 영역은 하나의 데이터 픽셀을 포함할 수 있고, N=2라면, 측정될 영역은 직사각형으로 배열된 9개의 데이터 픽셀들을 포함할 수 있고, N=3이라면, 측정될 영역은 25개의 데이터 픽셀들을 포함할 수 있다. 각각의 데이터 픽셀로부터의 투과율 데이터는 디스플레이 픽셀(304)에 걸쳐 평균이 구해질 수 있다. 도 3에 도시된 특정 예에서, 디스플레이 픽셀의 중심에 있는 N=2 및 9개의 어두운 데이터 픽셀들은 측정될 영역을 나타내고, 그 다음 디스플레이 픽셀(304) 투과율을 찾기 위하여 평균이 구해진다. 측정되고 평균이 구해지는 데이터 픽셀들의 대표적인 세트를 선택하는 다른 방법들이 사용될 수 있다.
단계(406)에서, 데이터 픽셀들을 통과하는 광 투과율이 측정된다. 측정은 단지 기판(102)만을 통과하는 광의 측정된 강도에 대하여 분배된 잉크 및 기판(102)을 통과하는 광의 측정된 강도의 비율을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 단지 기판(102)만을 통과하는 광의 양은 카메라 배치에 기초하여 달라질 수 있기 때문에, 단지 기판만을 통과하는 위치-종속 광 강도 측정치들을 포함하는 기본적인 투과율 데이터는 예시적인 방법(400)의 시작 이전에 초기에 저장될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 상기 기본적인 데이터는 흑색 행렬을 구비한 또는 구비하지 않은 기판(102)을 통과하는 위치 종속 광 강도 측정치들을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 상기 기본적인 데이터는 단지 기판(302)이 없는 경우 강도의 직접적인 측정치들을 저장할 수 있다. 그리하여, 상기 실시예들에서, 데이터 픽셀의 투과율을 측정하는 것은 직접적인 광의 측정된 강도에 대하여 분배된 잉크 및 기판(302) 양자 모두를 통과하는 광의 측정된 강도의 비율을 계산하는 것을 포함한다.
단계(406)의 측정치들은 자동화되고 매우 빠르게 수행될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 잉크젯 프린팅 시스템의 지지단(104)은 선택된 디스플레이 픽셀(304)로부터 광을 포착하기 위한 위치로 기판(102) 및/또는 광 검출 장치(108)를 이동시킬 수 있다. 측정 명령은 호스트(112)에 의해 나온다. 광 강도 데이터는 디스플레이 픽셀(304) 내의 데이터 픽셀들로부터 수집된다. 단계(408)에서, 기본적인(또는 직접적인) 강도에 대한 투과된 광의 강도의 비율은 디스플레이 픽셀(304)의 선택된 데이터 픽셀들에 대하여 계산되고 평균이 구해질 수 있다. 비율 데이터는 단계(410)에서 상이한 컬러 잉크에 대응하는 파일 및/또는 상이한 파일들에 저장될 수 있다. 기판(102)의 길이(예를 들어, 7×2000um)를 따라 광 검출 장치(108)를 이동시킴으로써, 그리고/또는 기판(102)을 이동시킴으로써, 측정 프로세스는 기판 상의 부가의 디스플레이 픽셀들에 대하여 반복될 수 있고; 새로운 데이터가 수신될 수 있으며 기존의 파일(들)에 부가될 수 있다. 측정들이 완료된 이후에, 평균이 구해진 투과율 데이터를 포함하는 파일(들)은 호스트(예를 들어, 잉크젯 프린팅 시스템의 정보 서버 또는 제어기)로 전달될 수 있다. 단계(412)에서, 투과율 데이터를 포함하는 파일들은 디스플레이 픽셀(304) 내에 분배된 잉크의 체적을 결정하기 위하여 액세스될 수 있다. 단계(414)에서, 디스플레이 픽셀(304) 내 잉크의 체적은 잉크를 분배한 특정 노즐과 상관될 수 있다.
단계(416)에서, 투과율 데이터로부터 결정된 것으로서 디스플레이 픽셀(304)에 분배된 잉크의 양(체적)과 예상된 체적 레벨 사이의 차이가 결정될 수 있다. 단계(418)에서, 조정은 측정된 차이에 기초하여 노즐의 방출 펄스 파라미터 Pfp(예를 들어, Vfp, Efp, Ifp, 등)에 대해 이루어져, 노즐에 의해 디스플레이 픽셀(304) 내로 분배된 잉크의 양은 예상된 체적 레벨에 근접하도록 한다. 대안적으로, 단계(416)에서, 디스플레이 픽셀(304)에 분배된 잉크의 체적이 예상된 잉크 레벨의 범위 밖에 있는지 여부가 결정될 수 있다. 만약 그러하다면, 단계(418)에서, 조정(들)이 분배된 잉크의 결정된 체적이 예상 범위에서 얼마나 밖에 있는지에 기초하여 노즐의 방출 펄스 파라미터에 대해 이루어질 수 있고, 만약 그렇지 않다면 아무런 조정도 이루어지지 않는다.
소정의 실시예들에서, 특정 디스플레이 픽셀들의 수동 측정이 이루어질 수 있다. 광 검출 장치(108)에 의해 포착된 이미지들이 예를 들어, 이미지 프로세서(110) 상에 디스플레이될 수 있다. 일반적인 위치가 사용자에 의해 선택될 수 있고, 선택된 위치의 투과율은 X 또는 Y 방향의 위치의 함수로서 디스플레이될 수 있다. 사용자는 보다 상세한 정보를 얻기 위하여 특정 디스플레이 픽셀들로 줌(zoom)할 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 단지 특정 실시예들만을 개시하고, 본 발명의 범위에 속하는 앞서 개시된 방법 및 장치의 변형예들이 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 앞서 기술된 방법들은 분배된 잉크의 체적을 결정하기 위한 지표로서 측정된 광 투과율(강도)을 채택하지만, 유사한 결정을 내리기 위하여 측정된 주파수 전달율(frequency transmittance)을 사용하는 것이 가능하고, 그리고/또는 상이한 컬러의 잉크들이 하나 이상의 픽셀 우물들에 혼합되었는지 여부를 결정하기 위하여 강도 측정들과 결합하여 주파수 전달율을 사용하는 것이 가능하다. 부가하여, 본 발명은 또한 스페이서 형성, 편광자(polarizer) 코팅, 및 나노입자 회로 형성에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명이 특정 실시예들과 연관하여 개시된 반면, 다른 실시예들 또한 이하의 청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 사상 및 범위 내에 속할 수 있다.
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드들을 교정하고 프린팅 파라미터들을 조정하기 위한 효과적인 방법 및 장치를 제공한다.
Claims (27)
- 잉크젯 프린트 노즐을 교정하는 방법으로서,방출 펄스 파라미터로 설정된 잉크젯 프린트 노즐을 사용하여 기판 상에 잉크를 분배하는 단계;분배된 잉크의 광 투과 특성을 측정하는 단계;측정된 투과 특성에 기초하여 상기 분배된 잉크의 체적을 결정하는 단계; 및상기 분배된 잉크의 결정된 체적과 예상된 잉크 체적 레벨 간의 차이에 기초하여 상기 잉크젯 프린트 노즐의 상기 방출 펄스 파라미터를 조정하는 단계;를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 펄스 파라미터는 방출 펄스 전압, 방출 펄스 폭, 방출 펄스 전류, 방출 펄스 에너지, 방출 펄스 주파수 및 방출 펄스 파형 형태 중 적어도 하나를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 분배된 상기 잉크를 상기 기판 아래로부터 조명하는 단계; 및직접적인 경로 상에서 상기 기판 및 상기 분배된 잉크를 통해 투과된 광을 상기 기판 위에서 포착하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 분배된 상기 잉크를 상기 기판 위로부터 조명하는 단계; 및입사 경로 상에서 상기 분배된 잉크를 통해 투과되고 반사 경로 상에서 상기 기판 위에서 상기 분배된 잉크를 통해 재투과된 광을 포착하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 잉크를 분배하기에 앞서,분배된 잉크가 존재하는 않을 때 상기 기판을 조명하는 단계;상기 기판을 통해 투과된 광을 포착하는 단계; 및포착된 광으로부터 기본적인 광 강도 레벨을 결정하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 분배된 잉크의 광 투과 특성을 측정하는 단계는 상기 분배된 잉크를 통해 투과된, 포착된 광의 강도를 측정하는 단계를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 포착된 광의 측정된 강도와 상기 기본적인 광 강도 레벨 간의 비율을 결정하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 분배된 잉크의 체적을 결정하는 단계는 포착된 광의 측정된 강도 및 기본적인 광 강도 레벨의 비율에 대응하는 잉크의 체적을 확인하는 단계를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 8 항에 있어서,분배된 잉크의 체적과 예상된 체적 레벨 간의 차이를 결정하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 방출 펄스 파라미터를 조정하는 단계는 상기 잉크젯 프린트 노즐이 상기 예상된 체적 레벨을 분배하도록 하기 위하여 상기 방출 펄스 파라미터를 수정하는 단계를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 방출 펄스 파라미터의 수정은 상기 분배된 잉크의 체적에 따라 비선형적으로 변화하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 잉크는 디스플레이 픽셀 우물 내로 분배되는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 디스플레이 픽셀 우물은 광이 투과되고 포착되는 복수 개의 영역들을 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 디스플레이 픽셀 우물의 상기 복수 개의 영역들로부터 포착된 광의 강도를 평균하는 단계;를 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 방법.
- 방출 펄스 파라미터를 포함하는 방출 펄스에 응답하여 기판 상에 잉크를 분배하도록 적응된 잉크젯 프린트 노즐;상기 기판 상에 분배된 잉크를 조명하도록 적응된 광원;상기 분배된 잉크를 통과하는 광의 투과율을 측정하도록 적응된 이미징 시스템; 및상기 이미징 시스템 및 상기 잉크젯 프린트 노즐에 결합되고, 측정된 광 투과율에 기초하여 상기 방출 펄스 파라미터를 제어가능하게 조정하도록 적응된 제어기;를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 15 항에 있어서,상기 방출 펄스 파라미터는 방출 펄스 전압, 방출 펄스 폭, 방출 펄스 전류, 방출 펄스 에너지, 방출 펄스 주파수 및 방출 펄스 파형 형태 중 적어도 하나를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 15 항에 있어서,상기 이미징 시스템은 상기 분배된 잉크를 통해 투과된 광을 포착하도록 적응된 광 검출 장치 및 상기 광 검출 장치에 결합된 이미지 프로세서를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 광 검출 장치는 전하결합소자(CCD) 카메라를 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 광원은 상기 기판 아래에 배치되고, 상기 기판을 통해 상기 분배된 잉크로 광을 전달하도록 적응된,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 광원은 상기 기판 위에 배치되고, 상기 기판에 대하여 이동가능한,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 20 항에 있어서,상기 기판 아래에 배치되고, 상기 광원으로부터 상기 기판을 통해 전달된 광을 다시 상기 기판을 통해 상기 광 검출 장치로 반사하도록 적응된 반사 표면;을 더 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 제어기는 상기 분배된 잉크를 통과한 측정된 광 투과율에 기초하여 분배된 잉크의 체적을 결정하도록 적응된,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 22 항에 있어서,상기 제어기는 분배된 잉크의 체적과 예상된 체적 레벨 간의 차이를 결정하도록 적응된,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 23 항에 있어서,상기 제어기는 상기 잉크젯 프린트 노즐로 조정 신호를 전달하도록 적응되고, 상기 신호는 상기 방출 펄스 파라미터를 조정하여 상기 노즐이 상기 예상된 체적 레벨에 근접한 잉크 체적을 분배하도록 하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 15 항에 있어서,상기 광원은 백색 광을 방출하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 기판은 분배된 잉크를 저장하기 위하여 하나 이상의 픽셀 우물을 포함하는,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 이미지 프로세서는 하나 이상의 픽셀 우물들의 복수 개의 영역들에 대하여 측정된 광 투과율의 평균을 계산하도록 적응된,잉크젯 프린트 노즐 교정 시스템.
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