KR20080028952A - 규모조정이 가능한 액적 사출 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제 1 프린트헤드 및 제 1 유체 공급원을 포함하는 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 조성의 액체를 사출하는 단계, 상기 제 1 액적 사출 부착 시스템에 대한 다양한 사출 조건하에서 액체의 거동에 대한 정보를 수집하는 단계, 그리고 제 2 프린트헤드 및 제 2 유체 공급원을 포함하는 제 2 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 물질 조성의 액체를 선택된 사출 조건하에서 사출하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 제 1 프린트헤드는 적은 수의 유동 경로를 가지며, 제 1 유체 공급원은 액체의 제 1 부피를 유지하도록 구성된다. 제 2 프린트헤드는 실질적으로 동일한 다수의 유동 경로를 구비하며, 각각의 유동 경로는 적은 수의 유동 경로들 중 하나 이상과 실질적으로 동일하며, 제 2 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수는 제 1 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수보다 상당히 크다.

Description

규모조정이 가능한 액적 사출 제조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SCALABLE DROPLET EJECTION MANUFACTURING}
관련 출원의 교차-참조
본 발명은 2005년 7월 13일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/699,111 호를 기초로 우선권을 주장한다.
본 발명은 유체 액적(droplet)의 사출을 이용하는 제조 기술에 관한 것이다.
많은 산업분야에서, 유체 사출 모듈로부터 유체의 액적을 사출함으로써 기판상에 유체를 제어가능하게 부착시키는 것이 유용하게 이용되고 있다. 예를 들어, 잉크 젯 프린팅은 전자 디지털 신호에 응답하고 프린트헤드를 이용하여 종이나 투명 필름과 같은 기판상에 부착되는 잉크의 액적을 생성함으로써 기판상에 이미지를 형성한다.
통상적으로, 잉크 젯 프린터는 잉크 공급부로부터 프린트헤드까지의 잉크 경로를 포함하며, 상기 프린트헤드는 잉크 드롭(drop)들을 사출하는 노즐을 포함한다. 잉크 드롭 사출은 액츄에이터(actuator)를 이용하여 잉크 경로내의 잉크를 가압함으로써 제어될 수 있으며, 상기 액츄에이터의 예를 들면 압전 변형장치(deflector), 열적 기포 젯트 발생기, 또는 정전기적으로 변형되는 소자가 있다. 통상적인 프린트헤드는 대응하는 액츄에이터 및 잉크 경로의 열(array)을 포함하는 노즐 라인을 포함하며, 각 노즐로부터의 드롭 사출은 독립적으로 제어될 수 있다. 소위 "드롭-온-디멘드(drop-on-demend)" 프린트헤드에서, 프린트헤드 및 프린팅 매체가 서로에 대해 상대적으로 이동되면서, 각 액츄에이터는 이미지의 특정 픽셀 위치에서 드롭을 선택적으로 사출하도록 작동(fire)된다. 고성능 프린트헤드는 몇 백개의 노즐을 가질 수 있고, 노즐들은 50 미크론 또는 그 미만(예를 들어, 25 미크론)의 직경을 가질 수 있고, 1인치 당 100-300 노즐의 피치(pitch)로 분리될 수 있으며, 약 1 내지 70 피코리터(pl) 또는 그 미만의 드롭 크기를 제공할 수 있다. 드롭 사출 주파수는 통상적으로 10 kHz 또는 그 이상이다.
프린트헤드는 반도체 본체 및 압전 액츄에이터를 포함할 수 있으며, 그 예를 들면, Hoisington 등에게 허여된 미국 특허 제 5,265,315 호에 개시된 프린트헤드가 있다. 프린트헤드 본체는 잉크 챔버 형성을 위해 에칭된 실리콘으로 제조될 수 있다. 노즐들은 실리콘 본체에 부착된 독립적인 노즐 플레이트에 의해 형성될 수 있다. 압전 액츄에이터는 인가 전압에 응답하여 기하학적 형상을 변경시키거나 벤딩되는 압전 물질 층을 구비할 수 있다. 압전 층의 벤딩은 잉크 경로를 따라 위치된 펌핑 챔버내의 잉크를 가압한다.
서로 상이한 물질 조성을 가지는 수많은 유체들이 이용될 수 있으며, 새로운 물질 및 조성이 개발됨에 따라 그러한 유체의 개체수는 계속적으로 증대되고 있다. 종종, 유체의 의도된 용도에서의 효과를 테스트할 필요가 있다. 예를 들어, 의약품을 위한 최적의 후보를 결정하기 위해 생물학적 화합물의 활동도를 측정할 필요가 있을 수 있을 것이다. 또한, 그들의 서로 상이한 물질 특성으로 인해, 유체들은 동일한 액적 사출 조건하에서 서로 상이하게 반응할 수도 있을 것이다. 그에 따라, 특정 유체의 최적 부착(deposition)을 위해서는 액적 사출 조건들이 개별적으로 결정될 필요가 있다. 본 발명은 작은-규모(scale)의 테스팅 중에 유체에 관해 습득된 정보가, 대형 규모에서의 예를 들어 상업적 또는 다량(high volume)의 액적-사출 조건에서의 유체 이용으로 전환할 때, 효과적으로 적용될 수 있도록 허용하는 규모-조정가능한(scalable) 기술을 제공할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 일 측면에 따라 개시된 방법은 제 1 프린트헤드 및 제 1 유체 공급원(source)을 포함하는 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 조성의 액체를 사출하는 단계, 상기 제 1 액적 사출 부착 시스템에 대한 다양한 사출 조건하에서 액체의 거동에 대한 정보를 수집하는 단계, 그리고 제 2 프린트헤드 및 제 2 유체 공급원을 포함하는 제 2 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 물질 조성의 액체를 선택된 사출 조건하에서 사출하는 단계를 포함한다.
제 1 프린트헤드는 적은 수의 유동 경로를 가지며, 제 1 유체 공급원은 액체의 제 1 부피를 유지하도록 구성된다. 제 2 프린트헤드는 실질적으로 동일한 다수의 유동 경로를 구비하며, 각각의 유동 경로는 적은 수의 유동 경로들 중 하나 이상과 실질적으로 동일하며, 제 2 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수는 제 1 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수보다 상당히 크다. 제 2 유체 공급원은 자체-내장형(self-contained)이 아니고, 또는 제 1 부피 보다 큰 제 2 부피를 유지하도록 구성된다.
본 발명의 실시는 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 것이다. 전술한 적은 수는 최대 10 개, 예를 들어 1 개일 수 있다. 제 2 프린트헤드내에는 제 1 프린트헤드내의 유동 경로보다 10 배 이상, 예를 들어 100 배 정도 많은 수의 유동 경로가 있을 수 있다. 각각의 제 1 유동 경로 및 제 2 유동 경로는 노즐 및 유입구를 포함하며, 제 1 프린트헤드 및 제 2 프린트헤드는 각 유동 경로에 대한 액츄에이터를 포함할 것이다. 사출 조건을 선택하는 것은 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터의 또는 제 2 액적 사출 부착 시스템으로부터의 액적 사출에 대해 적어도 만족스러운 사출 조건들을 결정하는 것을 포함한다. 제 2 프린트헤드는 정보를 기초로 디자인된다. 유체 공급 유닛이 프린트헤드 유닛과 조합되어 제 1 액적 사출 부착 시스템내로 분리가능하게 설치될 수 있는 카트릿지를 형성할 수 있다. 액체는 유체 공급 유닛으로 전달된다. 유체 공급 유닛 및 프린트헤드 유닛은 일단 결합된 후에는 실질적으로 분리할 수 없을 것이다. 카트릿지는 일회용일 수 있는 반면, 제 2 프린트헤드는 재사용이 가능할 것이다. 제 1 유체 공급 유닛은 자체-내장형일 수 있는 반면에, 제 2 유체 공급원은 자체-내장형이 아닐 것이다. 여러 가지 조성을 가지는 다수의 액체가 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터 사출될 수 있다. 다수의 액체들은 의도된 용도에서의 효과에 대해 테스트될 수 있으며, 효과를 기초로 여러 조성들 중에서 제 1 조성이 선택될 것이다. 다수의 액체들의 거동에 대한 정보가 수집될 것이고, 액적 사출에 대한 적합성을 기초로 하여 여러 조성들 중에서 제 1 조성이 선택될 것이다.
본 발명은 이하의 이점들 중 하나 이상을 구현하도록 실시될 수 있다. 유체는 작은 부피의 액체에 적합한 액적 사출 시스템을 이용하여 테스트될 수 있으며, 그에 따라 유용한 테스트 액체를 절약할 수 있으며, 테스트 비용을 절감할 수 있게 된다. 유체 유동 경로 구성이 소-규모 및 대-규모 액적 사출 모듈에서 서로 유사하거나 동일하기 때문에, 유체는 주어진 액적 사출 조건 세트(set)하에서 유사하게 반응할 것이다. 따라서, 대-규모로, 예를 들어 상업적 또는 대량의 액적-사출 조건에서 유체를 이용하는 것으로 전환하고자 할 때, 소-규모 테스팅 중에 유체와 관련하여 습득된 정보가 효과적으로 적용될 수 있을 것이다. 보다 적은 횟수(심지어는 반복 없이)의 테스팅 반복으로도 대-규모 액적 사출 모듈을 디자인할 수 있을 것이며, 다른 액적 사출 조건을 결정하기 위한 테스팅 시간도 상당히 줄일 수 있다. 결과적으로, 적합한 유체의 식별로부터 그러한 유체의 상업적 이용까지의 시간도 상당히 줄일 수 있을 것이다. 전반적으로, 본 발명은 제조 업자가 액적 사출을 이용하는 분야의 시장으로 보다 신속하게 그리고 보다 낮은 개발 및 연구 비용으로 진입할 수 있게 한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 관한 구체적인 내용이 첨부 도면 및 이하의 설명에 개시되어 있다. 이하의 설명, 도면, 및 특허청구범위로부터 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점들을 분명히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 액적 사출 기술을 시장으로 진입시키기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 테스트 액체의 소-규모 액적 사출 프린팅을 위한 프린터의 개략도이다.
도 3A는 프린트헤드 유닛 및 유체 공급 유닛의 개략도이다.
도 3B는 도 2의 프린터에 사용하기 위한 카트릿지를 형성하기 위해 결합된 도 3A의 프린트헤드 유닛 및 유체 공급 유닛의 개략도이다.
도 4A 내지 도 4C는 소-규모 프린팅 시스템의 3가지 실시에서의 유체 경로의 개략도이다.
도 5는 규모-확대된(scaled-up) 프린팅 시스템을 위한 프린트헤드 유닛의 개략도이다.
도 6은 규모-확대된 프린팅 시스템내의 유체 경로의 개략도이다.
도 7은 규모-확대된 액적 사출 프린팅을 위한 프린터의 개략도이다.
도 8은 프린트헤드의 단면도이다.
도 9는 프린트헤드로부터의 전극의 평면도이다.
도 10A 및 도 10B는 단일 노즐 및 단일 유동 경로를 가지는 프린트헤드의 평면도 및 저면도이다.
도 11A, 도 11B 및 도 11C는 다수의 유동 경로 및 다수의 노즐을 구비하는 프린트헤드의 평면도, 저면도 및 사시도이다.
도 12A는 교호적인(alternating) 노즐들의 유동 경로가 다이(die)의 대향 엣지들(edges)을 향해 연장하는 것을 도시한 다수 노즐을 구비한 프린트헤드의 평면도이다.
도 12B는 도 12A의 프린트헤드의 부분 저면도이다.
도 13은 인접 노즐 개구부들이 약간 오프셋(offset)된 프린트헤드의 저면도이다.
도면들에서 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 물질 조성이 상이한 수많은 액체들이 이용될 수 있고, 새로운 물질 및 조성이 개발됨에 따라 그러한 액체들의 개체수는 계속적으로 증가되고 있다. 의도된 용도에서의 액체의 효과에 대해서 테스트할 필요가 있을 것이며, 특정 액체의 최적 부착을 위해서 액적 사출 조건들이 개별적으로 결정될 필요가 있을 것이다.
테스트할 필요가 있는 통상적인 액체로는 잉크가 있을 것이며, 설명을 위해서, 이하에서는 액체로서 잉크를 이용하는 프린트헤드 모듈을 참조하여 해당 기술 및 액적 사출 모듈에 대해서 설명한다. 그러나, 디스플레이 제조에 이용되는 전기발광(electroluminescent) 또는 액정 물질, 금속, 회로 제조, 예를 들어 집적 회로나 회로 기판 제조에 이용되는 반도체 또는 유기 물질, 그리고 예를 들어 약물과 같은 유기 또는 생물학적 물질과 같은 다른 액체들도 이용될 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 초기에, 실험실(lab) 부착 시스템이 제공된다(단계 10). 실험실 부착 시스템은 테스트 프린터를 포함한다. 도 2를 참조하면, 테스터 프린터(30)는 하나 이상의 프린트 카트릿지(38)가 착탈가능하게 고정될 수 있는 플랫폼(32)을 포함한다. 각 카트릿지는 유체 공급 유닛(40) 및 프린트헤드 유닛(50)을 포함한다. 테스터 프린터(30)는 또한 카트릿지내의 프린트헤드 유닛(50)로부터 잉크 드롭(39)을 수용할 기판(36)을 홀딩(holding)하기 위한 지지부(34), 및 카트릿지(38)와 기판(36) 사이의 상대적인 운동을 제공하기 위한 메카니즘을 포함한다. 테스터 프린터(30)는 또한 카트릿지상의 전기접 접촉부들을 프로그램가능한 디지털 컴퓨터와 같은 구동 시스템에 전기적으로 결합하기 위한 인터페이스를 포함할 것이다. 테스터 프린터는 또한 카트릿지(38)에 유체적으로(fluidly) 결합되어 카트릿지의 프린트헤드 유닛(50)에서의 메니스커스(meniscus)를 제어하기 위한 제어가능한 음압을 제공할 수 있는 압력 제어 라인을 포함할 수 있다. 그러나, 테스터 프린터(30)는 어떠한 분리된 잉크 공급원 또는 잉크 공급원으로의 결합을 위한 연결부도 포함하지 않으며; 잉크 공급부는 플랫폼(32)에 고정될 카트릿지내에 수용될 것으로 예상할 수 있다.
적절한 테스터 프린터가 본 출원인 명의의 2005년 7월 13일자 미국 가명세서 특허출원 제 60/699,436 호에 개시되어 있으며, 그 출원은 본 명세서에 참조된다. 이러한 실시에서, 플랫폼(32)은 X 축선을 따라 이동될 수 있고, 지지부(34)는 Z 축선을 중심으로 회전될 수 있고 Y 축선을 따라 이동될 수 있다. 그러나, 다른 실시에서, 지지부(34)가 대체적으로 부동적이고 또는 단지 회전할 수만 있으며, 플랫폼(32)이 X 및 Y 축선을 따라 이동할 수도 있을 것이다. 대안적으로, 플랫폼(32)이 대체적으로 부동적이고, 지지부가 회전될 수 있고 또 X 및 Y 축선을 따라 이동될 수도 있을 것이다.
실험실 부착 시스템은 파손될 수 있는(fragile) 기판을 위한 기판 취 급(handling) 시스템, 부착된 액체의 경화를 위한 경화(curing) 시스템, 또는 기판의 오염을 방지하기 위한 또는 부착 액체로부터 해로운 화학물질이 방출되는 것을 방지하기 위한 밀봉 분위기와 같은 다른 부품들을 포함할 수 있을 것이다. 실험실 부착 시스템이 본 출원인 명의의 2005년 7월 13일자 미국 가명세서 특허출원 제 60/699,437 호에 개시되어 있으며, 그 출원은 본 명세서에 참조된다.
도 1을 참조하면, 실험실 부착 시스템에 더하여, 다수의 유체 공급 유닛 및 다수의 프린트헤드 유닛이 제공된다(단계 12). 유체 공급 유닛 및 프린트헤드 유닛은 실험실 부착 시스템의 앞쪽 또는 뒷쪽에(또는 양쪽 모두에) 제공될 수 있다. 특히, 유체 공급 유닛 및 프린트헤드 유닛이 키트(kit)로, 예를 들어 50 내지 100 개의 각 유닛 타입으로 제공될 수 있다.
도 3A를 참조하면, 유체 공급 유닛(40)은 유체 공급 하우징(42) 및 저장용기(44)를 포함하는 반면, 프린트헤드 유닛(50)은 프린트헤드(54)를 지지하는 프린트헤드 하우징(50)을 포함한다. 도 3A 및 도 3B를 참조하면, 유체 공급 유닛(40) 및 프린트헤드 유닛(50)이 결합되어 플랫폼상에 분리가능하게 설치될 수 있는 카트릿지(38)를 형성할 수 있다. 비록, 카트릿지(38)가 플랫폼으로부터 분리될 수 있지만, 일반적으로 유체 공급 유닛(40) 및 프린트헤드 유닛(50)은 일단 결합된 후에는 분리할 수 없으며, 예를 들어 카트릿지의 부품을 물리적으로 파괴하지 않고는 분리할 수 없다. 예를 들어, 일 실시예에서, 유체 공급 하우징(42) 및 프린트헤드 하우징(52)가 스냅-핏(snap-fit) 메카니즘을 가질 수 있다. 또한, 유체 공급 유닛(40)이 일단 부착되면 프린트헤드 유닛(50)이 퍼지될 수 없도록 프린트헤드 유 닛(50)이 구현될 수도 있다.
유체 공급 유닛(40)은 제한된 액체 부피에 맞게 구성된다. 예를 들어, 저장용기(44)는 고가의 물질에 적합하도록 또는 적은 부피만이 인가되는 경우에 적합하도록 예를 들어 1.5 ml와 같이 2.0 ml 미만인 적은 불연속적인(discrete) 부피를 가지는 컨테이너일 수 있다. 또한, 유체 공급 유닛(40)은 자체-내장형일 수 있으며, 즉 유체 공급 유닛(40)이 프린트헤드 유닛(50)과 조합되어 카트릿지를 형성하면 액체가 추가될 수 없는 형태일 수 있다. 그 대신에, 카트릿지가 조립된 후에 그리고 아직 카트릿지가 테스터 프린터로 설치되지 않은 경우에, 액체가 추가될 수 있도록 유체 공급 유닛(40)을 구성할 수도 있을 것이다. 일 실시예에서, 저장용기(44)가 가요성(flexible) 컨테이너, 예를 들어 백 또는 파우치일 수 있다.
프린트헤드 유닛(50)내의 프린트헤드(54)는 액적 사출을 위한 극미세 전자기계 시스템(MEMS)을 포함하는 본체, 예를 들어 칩 또는 다이(chip or die)이다. 특히, 프린트헤드(54)는 유입구(64)로부터 노즐(66)까지 하나 이상의 유체 경로(62)가 관통하여 형성된 실리콘 본체(60)를 포함할 수 있다. 또한, 프린트헤드(54)는 각 유체 경로(62)와 관련되어 본체내의 대응 노즐(66)로부터 잉크 드롭을 제어가능하게 사출하기 위한 압력 펄스를 생성하는 액츄에이터(68), 예를 들어, 압전 액츄에이터를 포함할 수 있다. 프린트헤드 하우징(52)을 통한 통로(56)가 유체-공급 유닛(40)으로부터 프린트헤드(54)로 액체를 공급할 수 있다.
반도체-산업의 프로세싱 기술을 주로 이용하여 피쳐들(features)이 정밀하게 형성되게 함으로써, 각 프린트헤드가 실질적으로 동일한 유동 경로, 물질 특성, 및 제어 신호에 대한 응답성을 가질 수 있도록 프린트헤드(54)를 제조할 수 있을 것이다. 일반적으로, 프린트헤드(54)는 소-규모 작업에 맞춰 구성된다. 특히, 프린트헤드(54)는 잉크 드롭을 사출하는 제한된 수의 노즐(66), 예를 들어 10 개 또는 그 보다 적은 수의 노즐, 예를 들어 한 개의 노즐을 포함한다.
또한, 카트릿지, 통상적으로 프린트헤드 하우징(52)은 인터페이스에 결합되는 전기 접촉부를 테스트 프린터의 플랫폼에 포함한다. 전기 접촉부들은 예르 ㄹ들어 가요성 회로에 의해서 프린트헤드(54)에 연결되어 드라이브 시스템으로부터 제어 신호를 제공한다. 카트릿지, 예를 들어 프린트헤드 하우징(52)은, 드라이브 시스템으로부터의 제어 신호를 프린트헤드(54)에 보다 적합한 예를 들어 펄스 형태로 변환시키기 위한, 신호 프로세싱 회로, 예를 들어 마이크로프로세서 또는 주문형 반도체(ASIC)를 지지한다. 또한, 카트릿지는 플랫폼상의 압력 제어 라인에 유체적으로 결합되어 프린트헤드내의 메니스커스를 제어하기 위한 음압을 제공하는 통로를 포함할 수 있다.
일반적으로, 카트릿지(38)는 일회용을 간주될 수 있고; 새로운 카트릿지의 비용은 새로운 테스트 액체의 수용을 위해 종래 카트릿지를 세정하는 비용과 비슷하거나 그보다 적을 수 있을 것이다. 그에 따라, 통상적으로 카트릿지의 수명에 걸쳐, 테스트 유체가 한번 저장용기내로 위치되고, 유체 공급 유닛(40)이 프린트헤드 유닛(50)에 고정되어 카트릿지(38)를 형성할 것이며, 카트릿지는 테스트 액체가 더이상 관심의 대상이 아니라고 결정될 때까지 또는 저장용기가 실질적으로 고갈될 때까지 사용될 것이며, 이어서 카트릿지가 폐기될 것이다. 물론, 카트릿지의 폐기 전에, 다른 액체를 테스트하기 위해 카트릿지를 다른 카트릿지와 교환할 수 있을 것이며, 카트릿지가 동일한 또는 다른 프린터에서 수차례 사용될 수도 있을 것이다. 또한, 유체 공급부 및 프린트헤드 모두가 일회용 유닛의 일부이기 때문에, 프린터는 여러 액체의 테스트들 사이에 세정할 필요가 있는 잉크 공급 통로와 같은 내부 부품을 포함하지 않는다(오염 방지를 위해서, 예를 들어 튀어서(splash-back) 부착된 테스트 유체의 제거를 위해 프린터의 외부를 사용후에 세정하는 것은 여전히 바람직할 것이다).
유체 공급 유닛(40) 및 프린트헤드 유닛(50)이 조합되어 카트릿지를 형성할 수 있으며, 그러한 카트릿지는 2004년 12월 17일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/637,254 호, 2005년 7월 13일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/699,134 호, 그리고 2005년 12월 16일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/305,824 호(각각의 경우에, 카트릿지가 프린트헤드 모듈로서 기재되어 있다)에 개시되어 있으며, 그러한 특허출원들은 본 명세서에서 참조로서 포함되고 있다.
도 4A 내지 도 4C는 카트릿지내의 유체 유동 경로의 3가지 실시예를 도시한다. 도 4A에 도시된 실시예에서, 프린트헤드(54)는 단일 노즐(66)을 가지는 단일 유동 경로(62)를 포함할 수 있으며, 유체 공급 유닛은 단일 저장용기(44)를 포함할 수 있다.
도 4B에 도시된 실시예에서, 프린트헤드는 다수의 유동 경로(62-1, 62-2, ..., 62-n), 예를 들어 10 개 또는 그보다 적은 유동 경로를 포함하며, 각 유동 경로는 유체 공급 유닛(40)내의 동일한 저장용기(44)에 공통되게 유체 결합된 노 즐(66)을 포함한다. 비록 시스템이 하우징내에서 각 유동 경로(62)를 위한 개별적인 유입구로 분기된 통로(56)를 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 프린트헤드(54)가 하나의 공통 유입구를 가질 수 있고 분기(branching)가 실리콘 본체(60)에서 이루어질 수도 있을 것이다. 유동 경로(62-1, 62-2, ..., 62-n)들이 구조적으로 동일할 수 있고, 또는 유동 경로들이 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 노즐 또는 펌핑 챔버의 물리적 치수가 서로 상이할 수 있고, 또는 물리적 특성이 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 비-습윤(non-wetting) 코팅이 하나의 유동 경로상에 존재하고 다른 유동 경로에는 존재하지 않을 수 있다. 여러 유동 경로들을 이용하는 것은 특정 테스트 액체의 액적 사출에 가장 적합한 유동 경로 구조를 결정하기 위해 다수의 유동 경로 구조를 동시에 테스팅하는 경우에 유리할 것이다.
도 4C에 도시된 실시예에서, 프린트헤드는 다수의 유동 경로(62-1, 62-2, ..., 62-n), 예를 들어 10 개 또는 그보다 적은 유동 경로를 포함하며, 각각의 유동 경로는 유체 공급 유닛(40)내의 관련 저장용기(44)에 유체 결합된 노즐(66)을 구비한다. 각 저장용기(44)는 여러 가지 테스트 액체를 수용할 수 있다. 이는, 동일한 사출 조건하에서 여러 가지 테스트 액체를 동시에 테스팅할 때 유리하다.
다시 도 1을 참조하면, 실험실 부착 시스템을 이용하여 하나 이상의 액체를 테스트하였다(단계 14). 특히, 테스팅 과정의 일부로서, 대상이 되는 각 테스트 액체가 유체 공급 유닛으로 전달될 수 있다(단계 14a). 유체 공급 유닛은 프린트헤드에 결합되어 카트릿지를 형성하며(단계 14b), 카트릿지는 테스트 프린터내에 분리가능하게 설치된다(단계 14c). 이어서, 테스트 액체가 프린트헤드에 의해서 액적으로서 테스트 기판으로 사출된다(단계 14d).
선택적으로, 테스팅 과정의 일부로서, 기판상에 부착된 테스트 액체가 의도된 용도에서의 효과에 대해서 테스트될 수 있다(단계 14e). 예를 들어, 의약품에 대한 최적의 후보를 결정하기 위해 생물학적 화합물의 활동도를 측정할 필요가 있을 수 있을 것이다. 다른 예로서, 회로내의 전도 층 또는 유전 층에 적합한 최적의 후보를 결정하기 위해 금속, 반도체 또는 절연 물질의 전도도를 측정할 필요가 있을 수 있다. 다른 예로서, 마스킹 물질에 대한 최적 후보를 결정하기 위해서 유기 물질 또는 무기 물질의 불투명도를 측정할 필요가 있을 수 있다. 테스팅 과정을 기초로, 효과에 대한 기준을 만족시키는 테스트 액체를 선택하여 추가적으로 더 조사를 하거나 또는 이용할 수 있을 것이다(단계 14f).
적어도 사용을 위해 선택된 액체들의 경우에, 사출 조건하에서 테스트 액체의 거동에 대한 데이터가 수집된다(단계 14g). 테스팅 과정 중의 수집된 데이터를 이용하여, 적어도 액체를 상업적 규모 또는 대-규모로 액적 사출 부착하는 것을 만족시키는 사출 조건을 결정한다(단계 16). 실질적으로, 이는 테스트 시스템에서 만족스러운 액적 거동을 제공하는 조건들이 얻어질 대까지 다양한 사출 조건하에서 테스트 액체를 사출하는 것을 의미한다.
사출 조건들이 대-규모 액적 사출에 적합한지를 결정하기 위한 소-규모 테스팅 중에 측정될 수 있는 파라미터들은 잘-규정된(well-defined) 액적의 존재 또는 찌꺼기(tail) 또는 주변(satellite) 드롭의 부재와 같은 액적 특성, 그리고 드롭 부피, 드롭 속도, 또는 액적의 드롭 주파수, 뿐만 아니라 되튐(splash-back)의 정 도, 기판에 대한 액적의 부착력, 기판에 걸친 액적의 습윤성 또는 펼쳐짐 특성과 같은 기판상에서의 액적 거동을 포함한다. (예를 들어, 일련의 여러 가지 조건들을 프린트헤드에 인가함으로써) 테스팅 중에 변화될 수 있는 사출 조건들의 파라미터들은 드라이브 펄스 형상, 진폭 및 주파수, 기판으로부터 프린트헤드의 스탠드오프(standoff) 높이, 그리고 잉크, 기판 및 주변의 온도를 포함한다. (예를 들어, 다양한 프린트헤드를 가지는 다수의 카트릿지를 동시에 또는 순차적으로 이용함으로써 또는 여러 특성들을 가지는 다수의 유동 경로를 구비하는 카트릿지를 이용함으로써) 테스트될 수 있는 유동 경로의 파라미터들은 노즐, 펌핑 챔버, 및 연결 통로의 치수와 같은 유동 경로 치수를 포함한다. (여러 테스트 액체들을 가지는 다수의 카트릿지를 동시에 또는 순차적으로 이용함으로써, 또는 여러 액체를 가지는 여러 저장용기에 연결된 다수의 유동 경로들을 구비하는 카트릿지를 이용함으로써), 테스팅 중에 변화될 수 있는 액체의 파라미터들은 점성, 표면장력, 및 밀도와 같은 결과적인 특성과 함께 조성을 포함한다.
대-규모 액적 사출에 적합한 프린트헤드 유닛은 테스팅 단계 중에 수집된 정보를 기초로 디자인될 수 있다(단계 18). 특히, 이러한 프린트헤드 유닛은 테스트 프린트헤드내의 유동 경로와 실질적으로 동일한 다수의 유동 경로를 구비하는 프린트헤드를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6 을 참조하면, 상업적 용도를 위한 프린트헤드 유닛(70)이 프린트헤드(74)를 지지하는 프린트헤드 하우징(72)을 포함한다. 프린트헤드(74)는 많은 수의 유동 경로(76), 예를 들어 수십개 또는 수백개의 유동 경로(76)를 포함할 수 있다. 통상적으로, 프린트헤드(74)는 테스트 프린트헤드(54) 보다 10 배 이상 많은 수의 유동 경로(76)를 가질 것이다. 각각의 유동 경로(76)는 구조가 실질적으로 동일하고 유입구(64), 노즐(66) 및 압전 액츄에이터와 같은 액츄에이터(68)를 구비하며, 상기 액츄에이터는 대응 노즐(66)로부터 잉크 드롭을 제어가능하게 사출하기 위한 압력 펄스를 생성한다. 각각의 유동 경로(76)는 테스트 프린트헤드(54)로부터의 선택된 유동 경로(62)와 실질적으로 동일할 수 있다. 각 노즐은 프린트헤드 하우징(72)내의 공통 통로(78)로(그에 따라 동일한 유체 공급부로) 유체 결합된다. 다시, 시스템이 하우징내에서 각 유동 경로(76)를 위한 개별적인 유입구로 분기된 하우징(72)내의 통로(78)를 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 프린트헤드(74)가 하나의 공통 유입구를 가질 수 있고 분기가 실리콘 본체(60)에서 이루어질 수도 있을 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 상업적 액적 사출 부착 시스템이 상업적 프린터를 구비한다(단계 20). 이어서, 프린터헤드 유닛은 앞서서 결정된 작동 조건들 하에서 상업적 프린터내에서 사용된다(단계 22). 선택적으로, 작업 조건들을 미세-조정하기 위해 추가적인 테스트를 실시할 수도 있을 것이다(단계 24). 그러나, 액체 조성 및 프린트 모듈내의 유동 경로 구성이 테스팅 조건에서와 동일하기 때문에, 작동 조건들의 최소한의 변경만이 필요할 것이다. 미세-조정이 실시되면, 시스템은 상업적 작동을 위한 준비 상태가 될 것이다(단계 26).
만약, 상업적 액적 사출 프로세스도 제한된 액체 부피만을 이용한다면, 상업적 구성은 테스트 구성과 유사할 수 있을 것이며, 예를 들어, 유체 공급 유닛 및 프린터헤드 유닛이 조합되어 일회용 카트릿지를 형성할 수 있으며, 그러한 카트릿지는 프린터의 플랫폼에 분리가능하게 설치될 수 있을 것이고, 저장용기가 적은 부피의 컨테이너가 될 수 있고, 그리고 유체 공급 유닛이 자체-내장형이 될 수 있을 것이다. 물론, 전술한 바와 같이, 상업적 프린트헤드가 테스트 프린트헤드 보다 훨씬 많은 유동 경로 및 노즐을 포함한다는 점에서 상업적 구성이 다를 것이며, 그리고 프린트헤드와 기판 시아의 상대적인 운동을 제공하기 위한 프린터의 아키텍쳐(architecture)도 서로 상이할 것이다. 또한, 실험실 부착 시스템에서의 유체 공급 유닛 보다 더 많은 부피의 유체를 유지하도록, 상업적 액적 사출 부착 시스템내의 유체 공급 유닛이 구성될 수 있다.
그 대신에, 상업용 시스템을 위한 유체 공급 유닛이 자체-내장형이 될 수 있고 또 저장용기가 적은 부피의 컨테이너가 될 수 있으나, 프린트헤드 유닛이 재사용이 가능한 유닛으로서(카트릿지의 일회용 부품 대신에) 프린터 플랫폼에 장착될 수도 있을 것이다. 이러한 경우에, 유체 공급 유닛은 프린트헤드 유닛에 탈착가능하게 고정될 수 있다.
그러나, 상업적 액적 사출 프로세스는 큰 액체 부피를 이용할 것이다. 이러한 경우에, 도 7을 참조하면, 상업용 프린터(80)는 하나 이상의 프린트헤드 유닛(70)이 장착되는 플랫폼(82), 그리고 잉크와 같은 액체(87)를 수용하는 개별적인 유체 공급원(86)으로 프린트헤드 유닛(70)을 유체 결합하기 위한 유체 라인(84)을 포함한다. 유체 공급원(86)은 개방될 수 있고, 즉, 예를 들어 포트(88)를 통해 공급원(86)으로 액체를 추가할 수 있다. 사실상, 공급원(86)이 프린트헤드 유닛(70) 에 연결된 상태를 유지하면서, 예를 들어 프린팅 운전들 사이에서 또는 프린팅 중에 액체를 공급원에 추가할 수도 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 프린트헤드 유닛은 일회용이 아니고; 유체 공급원이 고갈된 경우에 또는 새로운 액체가 액적 사출되는 경우에 프린트헤드를 세정하여 재사용할 수 있을 것이다.
또한, 상업적 프린터(30)는 프린트헤드(74)로부터 잉크의 드롭(39)을 수용하는 기판(36)을 유지하기 위한 지지부(90), 및 프린트헤드(74)와 기판(36) 사이의 상대적인 운동을 제공하기 위한 메카니즘을 포함할 수 있다. 또한, 프린터(80)는 프린트헤드 유닛 상의 전기 접촉부들을 프로그램가능한 디지털 컴퓨터와 같은 드라이브 시스템으로 전기적으로 결합하는 인터페이스를 포함할 것이다. 또한, 프린터는 카트릿지내의 프린트헤드내의 메니스커스를 제어하기 위한 제어가능한 음압을 제공하기 위해 프린트헤드 유닛에 유체 결합될 수 있는 압력 제어 라인을 포함할 수 있다.
예시적인 프린트헤드 유닛이 본 출원인 명의의 2005년 4월 28일자 미국 특허출원 제 11/119,308 호에 개시되어 있으며, 이 특허출원은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 프린트헤드 유닛을 프린터내에서 유지하기 위한 프린트헤드로 잉크를 공급하기 위한 예시적인 장착 시스템이 본 출원인 명의의 2005년 4월 27일자 미국 특허출원 제 11/117,146 호에 개시되어 있으며, 이 특허출원은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은, 소-규모 테스팅 중에 유체와 관련하여 획득되는 정보가 큰 규모, 예를 들어 상업적 또는 큰 부피의 액척 사출 조건에서의 유체 이용으로 전용될 수 있도록 허용하는, 규모-조정가능한 기술을 제공할 수 있다. 전술한 바와 같이, 프린트헤드내의 유동-경로 구성 및 액체 조성이 테스팅 조건과 동일하기 때문에, 거의 동일한 거동이 동일한 작동 조건하에서 이루어질 것이고, 그에 따라 상업적 장치에 대한 작동 조건을 결정하는데 있어서 추가적으로 테스팅할 필요를 감소 또는 제거할 수 있다. 또한, 저-비용 프린트헤드를 이용하여 테스팅을 실시할 수 있다.
그러나, 테스트 프린트헤드 및 상업용 프린트헤드의 유동-경로 구성이 동일해지도록 하기 위해, 프린트헤드는 반드시 규모-확대가 가능하고 큰 공차(tolerance) 및 적은 프린트헤드-대-프린트헤드 변동(variability)으로 신뢰가능하게 제조될 수 있는 구조를 가져야 한다. 그러한 프린트헤드의 일 실시예가 이하에서 설명된다.
프린트헤드(100)내의 단일 젯팅 구조의 유동 경로를 통한 단면을 도시한 도 8을 참조하면, 잉크가 공급 경로(112)를 통해 프린트헤드(100)내로 유입되고 어센더(ascender; 108)를 통해 임피던스 피쳐(114) 및 펌핑 챔버(116)로 지향된다. 잉크가 액츄에이터(122)에 의해서 펌핑 챔버내에서 가압되고 디센서(descender; 118)를 통해서 드롭이 사출되는 노즐 개구부(120)로 지향된다.
유동 경로 피처가 본체(124)내에 형성된다. 본체(124)는 베이스 부분, 노즐 부분 및 박막을 포함한다. 베이스 부분은 실리콘으로 이루어진 베이스 층(베이스 실리콘 층; 136)을 포함한다. 베이스 부분은 공급 경로(112), 어센더(108), 임피던스 피쳐(114), 펌핑 챔버(116) 및 디센더(118)의 피쳐들을 형성한다. 노즐 부분은 실리콘 층(132)으로 형성된다. 노즐 실리콘 층(132)은 베이스 부분의 베이스 실리콘 층(136)으로 융합 결합(fusion bonded)(점선)되고 디센더(118)로부터 노즐 개구부(120)로 잉크를 지향시키는 테이퍼형(tapered) 벽(134)을 형성한다. 박막은, 노즐 실리콘 층(132)의 반대 측부에서, 베이스 실리콘 층(136)에 융합 결합되는 박막 실리콘 층(142)을 포함한다.
액츄에이터(122)는 압전 층(140)을 포함한다. 압전 층(140) 아래의 전도성 층이 접지 전극(152)과 같은 제 1 전극을 형성할 수 있다. 압전 층(140)상의 상부 전도성 층은 드라이브 전극(156)과 같은 제 2 전극을 형성할 수 있다. 랩-어라운드(wrap-around) 연결부(150)가 접지 전극(152)을 압전 층(140)의 상부 표면상의 접지 접촉부(154)에 연결할 수 있다. 전극 브레이크(60)가 접지 전극(152)을 드라이브 전극(156)으로부터 전기적으로 격리시킨다. 메탈라이즈 처리된(metallized) 압전 층(140)이 접착 층(146)에 의해 실리콘 박막(142)에 접합될 수 있다. 접착 층은 폴리머화된 벤조시클로부틴(BCB)을 포함할 수 있다.
메탈라이즈 처리된 압전 층(140)은 펌핑 챔버들에 걸쳐 활성 압전 영역, 또는 아일랜드(islands)를 형성하도록 구획화될 수 있다. 메탈라이즈 처리된 압전 층(140)은 격리 영역(148)을 제공하도록 구획화될 수 있다. 격리 영역(148)내에서, 압전 물질은 디센더(118) 위쪽의 영역으로부터 제거될 수 있다. 이러한 격리 영역(148)은 노즐 어레이의 측부에서 액츄에이터 어레이들을 분리할 수 있다.
일반적으로, 프린트헤드(100)는 장방형 고체(solid)이다. 일 실시예에서, 프린트헤드(100)의 길이가 약 30 내지 70 mm이고, 폭이 4 내지 12 mm이며, 두께가 400 내지 1000 미크론이다. 프린트헤드의 치수는, 예를 들어 유동 경로가 내부에 에칭되는 반도체 기판내에서 달라질 수 있으며, 이에 대해서는 후술하는 바와 같다. 예를 들어, 프린트헤드의 폭 및 길이는 10 cm 또는 그 이상이 될 수 있다.
도 9를 참조하면, 유동 경로에 대응하는 상부 전극(156)을 평면 도시한다. 상부 전극(156)은 좁은 전극 부분(170)을 통해서 드라이브 전극 접촉부(162)에 연결되며, 상기 드라이브 전극 접촉부로는 드라이브 펄스를 전달하기 위한 연결이 이루어진다. 좁은 전극 부분(170)은 임피던스 피쳐(114)의 위쪽에 위치될 수 있고, 활성화되지 않아야 하는 액츄에이터(122)의 일부에 걸친 전류 손실을 감소시킬 수 있다. 잉크 사출을 제어하는 드라이브 신호를 전달하기 위해, 가요성 회로(도시 하지 않음)가 액츄에이터(122)의 배면에, 예를 들어 드라이브 전극 접촉부(162) 및 접지 전극(152)에 고정될 수 있다.
그러한 프린트헤드를 제조하기 위한 기술이 2004년 10월 21일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/621,507 호(프린트헤드가 모듈로 기재되어 있다), 2004년 10월 8일자로 출원된 미국 특허출원 제 10/962,378 호, 그리고 2002년 7월 3일자로 출원된 미국 특허출원 제 10/189,947 호에 개시되어 있으며, 이들 특허출원들은 본 명세서에서 참조로서 포함된다.
젯팅 구조의 하나의 이점은, 용이하게 규모확대가 가능하다는 것이며, 즉 여러 가지 개체수의 젯팅 구조물들이 하나의 다이에서 구현될 수 있다. 도 10A(도 10A의 선 A-A를 따라 취한 단면이 도 8에서와 실질적으로 동일할 것이다) 및 도 10B를 참조하면, 프린트헤드 다이(100)는 하나의 노즐(120)까지 연장되는 하나의 유동 경로 및 하나의 액츄에이터를 구비하는 단지 하나의 액적 사출기만을 가질 수 있다. 그 대신에, 도 11A 내지 도 11C를 참조하면, 프린트헤드 다이(100)는 다수의 액적 사출기를 구비할 수 있다(유입구(112)가 드라이브 접촉부에 대향하는 다이의 측부상에 있고 접지 전극이 다이의 엣지에 위치된다는 점에서, 도 11C의 실시예는 도 11A 및 도 11B와 상이하다). 2개 내지 10개와 같이 적은 수의 액적 사출기를 구비하는 프린트헤드 다이의 경우에, 액적 사출기는 병렬 잉크 유동 경로 및 액츄에이터의 단일 컬럼(column)내에 배치될 수 있다. 도 12A 및 도 12B를 참조하면, 만약 수백개, 예를 들어 306개의 사출기와 같이 많은 수의 액적 사출기가 하나의 다이에 형성된다면, 액적 사출기들은 두 개의 병렬 컬럼내에 배치될 수 있을 것이며, 이때 노즐들은 다이의 중심에 인접한 라인에서 정렬되고 교호적인 노즐들의 유동 경로는 다이의 양 엣지들을 향해 연장한다(도 12B의 선 B-B 및 선 C-C를 따라 취한 단면 모두는 도 8과 실질적으로 유사할 것이다). 또한, 유사한 구성에 대한 설명이 상기 미국 특허출원 제 10/189,947 호에 개시되어 있다. 그 대신에, 도 13에 도시된 바와 같이, 인접 노즐들이 서로로부터 약간 오프셋될 수도 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위내에서도 많은 개량이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 다른 실시예들도 특허청구범위내에 포함될 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 제 1 프린트헤드 및 제 1 유체 공급원을 포함하는 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 조성의 액체를 사출하는 단계로서, 상기 제 1 프린트헤드가 적은 수의 유동 경로를 가지고, 상기 제 1 유체 공급원이 자체-내장형이 되도록 구성되고 제 1 부피의 액체를 유지하도록 구성되는, 제 1 액체 사출 단계;
    상기 제 1 액적 사출 부착 시스템에 대한 다양한 사출 조건하에서 액체의 거동에 대한 정보를 수집하는 단계;
    상기 정보를 기초로 사출 조건을 선택하는 단계; 그리고
    제 2 프린트헤드 및 제 2 유체 공급원을 포함하는 제 2 액적 사출 부착 시스템으로부터 제 1 조성의 액체를 상기 선택된 사출 조건하에서 사출하는 단계로서, 상기 제 2 프린트헤드가 실질적으로 서로 동일한 다수의 유동 경로를 포함하고, 상기 각각의 유동 경로가 상기 적은 수의 유동 경로들 중 하나 이상과 실질적으로 동일하며, 상기 제 2 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수는 제 1 프린트헤드에서의 유동 경로의 개체수보다 상당히 크며, 상기 제 2 유체 공급원은 자체-내장형이 아니도록 또는 상기 제 1 부피 보다 큰 제 2 부피를 유지하도록 구성되는, 제 2 액체 사출 단계; 를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적은 수가 최대 10인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적은 수가 1인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프린트헤드내의 유동 경로의 개체수가 상기 제 1 프린트헤드내의 유동 경로의 개체수 보다 10배 이상 많은 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 프린트헤드내의 유동 경로의 개체수가 상기 제 1 프린트헤드내의 유동 경로의 개체수 보다 100배 이상 많은 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유동 경로 및 제 2 유동 경로 각각이 노즐 및 유입구를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 프린트헤드 및 제 2 프린트헤드가 각 유동 경로에 대한 액츄에이터를 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사출 조건을 선택하는 단계가 적어도 상기 제 2 액적 사출 부착 시스템으로부터의 액적 사출에 대해 만족스러운 사출 조건들을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 사출 조건을 선택하는 단계가 적어도 상기 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터의 액적 사출에 대해 만족스러운 사출 조건들을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보를 기초로 제 2 프린트헤드를 디자인하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제 1 액적 사출 부착 시스템내로 분리가능하게 설치될 수 있는 카트릿지를 형성하기 위해 유체 공급 유닛을 프린트헤드 유닛에 조합하는 단계를 더 포함하며, 상기 유체 공급 유닛이 제 1 유체 공급원을 제공하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    액체를 상기 유체 공급 유닛으로 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체 공급 유닛 및 프린트헤드 유닛이 일단 조합되면 실질적으로 분리할 수 없는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 카트릿지가 일회용인 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 프린트헤드가 재사용이 가능한 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체 공급 유닛 자체-내장형인 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 유체 공급원이 자체-내장형이 아닌 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액적 사출 부착 시스템으로부터 여러 가지 조성의 다수 액체를 사출하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    의도된 용도에서의 효과에 대해 상기 다수의 액체들을 테스트하는 단계, 및 효과를 기초로 하여 여러 조성들로부터 제 1 조성을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 액체의 거동에 대한 정보를 수집하는 단계, 및 액적 사출에 대한 적합도를 기초로 하여 여러 조성들로부터 제 1 조성을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
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