KR20190102106A - 산업용 프린팅 시스템에서 액적 파라미터의 빠른 측정 - Google Patents

산업용 프린팅 시스템에서 액적 파라미터의 빠른 측정 Download PDF

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KR20190102106A
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크리스토퍼 하우프
엘리야후 브론스키
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카티바, 인크.
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Abstract

액적 측정 시스템(DMS)은 플랫 패널 전자 장치의 박막 층을 제조하는데 사용되는 산업용 프린터와 관련하여 사용된다. 클리어 테이프는 수백 개의 노즐로부터 액적을 동시에 수용하는 인쇄 기판으로서의 역할을 하는 반면, 광학 시스템은 테이프를 통해(즉, 프린트 헤드의 반대편 면을 통해) 부착된 액적을 사진찍는다. 이는, DMS나 프린트 헤드를 순차적으로 재위치시키지 않으면서, 노즐당 부피, 착지 위치 및 그 밖의 다른 특징과 같은 파라미터에 대한, 부착된 액적의 즉각적인 이미지 분석을 가능하게 한다. 그리고 나서, 테이프는 새로운 측정을 위해 전진되어 사용된다. 이러한 높은 정도의 동시발생성을 제공함에 의해, 기술된 시스템에 의해, 빠른 측정 및 수백 내지 수천의 노즐을 사용하는 프린터에 대한 액적 파라미터의 업데이트를 가능하게 하여서, 프린트 계획에 포함될 수 있는 방식으로, 노즐당 예상된 액적 파라미터의 실시간 이해도를 제공한다.

Description

산업용 프린팅 시스템에서 액적 파라미터의 빠른 측정{FAST MEASUREMENT OF DROPLET PARAMETERS IN INDUSTRIAL PRINTING SYSTEM}
관련된 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "Fast Measurement Of Droplet Parameters In Industrial Printing Sytem"에 대해, 발명자 Christopher R. Hauf의 이름으로 2014년 9월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/044,958호에 대한 우선권을 주장한다. 본 출원은 또한, "Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2014년 7월 24일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/340403호에 대한 우선권을 주장한다. 미국 특허 출원 번호 제14/340403호는 결국 "Techniques For Print Ink Droplet Volume Measurement And Control Over Deposited Fluids Within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2014년 3월 10일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/950,820호에 대한 우선권을 주장한다. 미국 특허 출원 번호 제14/340403호는 결국 "Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2014년 4월 23일에 출원된 PCT 특허 출원 번호 제PCT/US2014/035193호 및 "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2014년 1월 23일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/162525호에 대한 우선권을 주장하고, 일부 계속 출원(continuation in-part)을 주장한다. 미국 특허 출원 번호 제14/162525호는 결국 "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 12월 26일에 출원된 대만 특허 출원 번호 제102148330호에 대한 우선권을 주장하고, "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 12월 24일에 출원된 P.C.T 특허 출원 번호 제PCT/US2013/077720호에 대한 우선권을 주장한다. P.C.T 특허 출원 번호 제PCT/US2013/077720호는, "Smart Mixing"에 대해, 발명자 Conor Francis Madigan의 이름으로 2012년 12월 27일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/746,545호; "Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 3월 13일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/822855호; "Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 7월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/842351호; "Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 7월 23일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/857298호; "Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 11월 1일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/898769호; "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해, 발명자 Nahid Harjee의 이름으로 2013년 12월 24일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/920,715호에 대한 우선권을 주장한다. PCT 특허 출원 번호 제PCT/US2014/035193호는 또한, "OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory"에 대해, 발명자 Alexander Sou-Kang Ko의 이름으로 2013년 4월 26일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/816696호 및 "OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory"에 대해, 발명자 Alexander Sou-Kang Ko의 이름으로 2013년 8월 14일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/866031호에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 우선권은 상기 언급된 출원들의 각각에 대해 주장하고, 상기 언급된 특허 출원의 각각은 본원에 참조로서 포함된다.
산업용 제작 공정은 제품의 층을 제작하기 위한 인쇄 시스템에 많이 의존한다. 이들 인쇄 시스템은 유체를 부착(deposit)시키고, 그리고 나서, 경화되거나 단단해져서, 특정한 제품의 영구적인 층을 형성한다. 이들 제작 공정은 마이크로전자 제품 또는 준전자 구조물의 층이 있는 제품의 제작에 특히 유용하다. 예를 들어, 이러한 인쇄 공정은 다양한 적용예를 위한 박막 전자 디스플레이 또는 태양 패널을 제조하는데 점점 더 많이 사용된다. 언급된 인쇄 시스템은 전형적으로, 사용되는 유체의 타입("잉크")에 추가로, 거의 미크론 분해능을 가지고 실질적으로 일정한 크기의 액적을 개별적으로 위치시킬 수 있는 능력으로 설계된 하나 이상의 프린트 헤드상의 수천개의 인쇄 노즐의 사용을 특징으로 한다. 부착되는 액적 부피와 위치 모두에 대한 이러한 정확한 제어는, 고분해능, 작은 족적 제품 및 감소된 제조 단가는 물론 최종 제품의 높은 품질을 용이하게 하는데 도움이 된다. 예를 들어, 일 적용예에서, 다시 말해, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조에서, 잉크를 정확하게 부착시키기 위한 능력은 더 낮은 단가로, 더 작고, 더 얇으며, 더 분해능이 있는 디스플레이를 생성한다. 용어 "잉크"는 부착된 유체를 말하는데 사용되며, 부착된 유체는 전형적으로 무색이고, 장치의 영구적인 층의 두께를 "형성(build)"할 구조물로서 부착되는데, 즉, 유체 자체의 색은 종래의 그래픽 인쇄 적용예에서 사용되는 잉크라는 점에서 전형적으로 중요하지 않다.
놀랍지 않게도, 이들 적용예에서, 품질 제어는 부착된 잉크 액적에서의 균일성에 독립적이고, 크기(액적 부피)와 정확한 위치에 관하여, 또는 적어도 이러한 특징에서의 베리에이션(variation)에 관한 이해는 층 등록 정확도 및/또는 층 균질성에 대한 원하는 품질 표준을 지속적으로 충족시키는 영구적인 층을 생성하는데 있어 중요하다. 산업용 인쇄 시스템에서, 임의의 주어진 노즐에 대한 액적 균일성은, 통계적 베리에이션, 노즐 연식에서의 변경, 막힘(clogging), 잉크 점성 또는 구매층 베리에이션, 온도 또는 다른 요소 등 시간이 지남에 따라 잠재적으로 변경될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
필요한 것은, 이상적으로, 산업용 제작 장치에 의해 사용되는 인쇄 시스템에서 인 시튜(in situ) 사용을 위한 산업용 인쇄 공정과 관련된 사용에 적용되는 액적 측정 시스템이다. 이상적으로, 이러한 액적 측정 시스템은, 하나 이상의 액적 파라미터의 거의 빠른 측정을 제공하고, 유지하기 쉬우며, 인쇄를 조절하는데 사용될 수 있는 입력을 제공하여서, 산업용 제품 제작 공정에서 사용되기 위한 정확한 품질 제어를 할 수 있게 한다. 본 발명은 이들 요구를 해결하고, 또한, 관련된 이점을 제공한다.
도 1은 액적 파라미터를 측정하기 위한 기술을 나타내는 순서도이다.
도 2는 액적 측정 시스템의 확대된 사시도이다.
도 3은 액적 측정 시스템의 단면도이다.
도 4a는 액적 측정 시스템의 또 다른 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 화살표 B-B의 시점에서 취해진 도 4a로 부터의 액적 측정 시스템의 사시도이다.
도 5a는 일 실시예에서 사용되는 이미지 프로세싱 기술과 관련된 순서도이다.
도 5b는 매체상에 부착된 드롭(drop)을 나타내는 이미지가 캡쳐된 샘플이고, 이후에 그레이스케일로 전환된다.
도 5c는 도 5b의 캡쳐된 이미지이고 이후에 필터링된다(가령, 그래디언트 프로세싱).
도 6a는 제품 제작과 관련된 제조 단계를 나타내는 설명도이고, 본 명세서에 개시된 기술은 임의의 도시된 단계에서 제한 없이 실행될 수 있다.
도 6b는 제작 장치를 평면도로 나타낸다.
도 7a는 액적 측정 시스템의 사용과 관련된 설명 도면이다.
도 7b는 액적 측정과 관련된 순서도이다.
도 7c는 액적 확인과 관련된 순서도이다.
도 8a는 인쇄 챔버 내부의 산업용 프린터의 요소의 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 라인 B-B를 따라 취해진, 도 7a의 산업용 프린터의 단면도이다.
도 9는 각각의 예상된 위치에 대해 측정된 액적 위치의 비교를 나타내는 도면이다.
도 10은 액적 부피 계산에 대한 순서도이다.
열거된 청구 범위에 의해 한정된 주제는 첨부된 도면과 함께 읽어야 하는 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해 될 수 있다. 청구 범위에 기재된 기술의 다양한 구현을 구현하고 사용하기 위해 이하에 설명되는 하나 이상의 특정 실시 예에 대한이 설명은 열거된 청구 범위를 제한하는 것이 아니라 그 적용을 예시하는 것으로 의도된다. 전술한 내용을 제한하지 않으면서, 본 개시물은 매체 상에 부착된 액적을 광학적으로 측정하거나 화상화하는 액적 측정 시스템의 몇 가지 상이한 예를 제공하며, 화상 처리를 사용하여 산업 제조에 사용되는 인쇄 헤드의 다양한 노즐에 대한 파라미터의 값을 식별한다. 다양한 기술은 액적 측정 시스템, 프린터 또는 제조 장치 또는 설명된 기술을 수행하기 위한 소프트웨어로서, 그리고, 이러한 기술의 결과로, 이러한 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터, 프린터 또는 다른 장치의 형태로 또는 전자식 또는 다른 장치(가령, 플랫 패널 장치나 그 밖의 다른 소비자 최종 제품)의 형태로 구현될 수 있다. 특정 예가 제시되었지만, 여기에 설명된 원리는 또한 다른 방법, 장치 및 시스템에도 적용될 수있다.
일 실시예에서, 액적 측정 시스템은 하나 이상의 프린트 헤드의 다양한 노즐로부터 잉크 액적을 수용하고 나서, 광학 분석을 사용하여 다양한 액적 및/또는 액적을 생성하는 다양한 프린트 헤드 노즐과 관련된 파라미터의 값을 측정한다. 보다 상세하게는, 이하에서 논의되는 바와 같이, 일부 실시예는 다양한 노즐로부터 동시에 잉크의 테스트 인쇄를 위해 프린터 유지 보수 베이 내의 부착 테이프를 사용한다. 테이프는 바람직하게는, 잉크 액적을 수용할 수 있는 임의의 매체 일 수 있지만, 주목할만한 실시 예에서, 그것은 사진 용지와 같이 습윤된 잉크 방울을 고정하도록 특별히 처리된 클리어 필름을 포함한다. 또한, 일 실시예에서, 이 시스템은 부착될 액적이 그 자체가 투명하거나 반투명한 산업용 제조 장치에 적용된다(예를 들어, 디스플레이나 태야 패널 또는 이러한 장치의 광 발생 요소와 같은, 패널 장치의 캡슐화 층을 형성하도록 부착되고 경화될 물질을 나타냄). 이 투명도는 다수의 노즐 세트에 대해 하나 이상의 액적을 그룹의 이미지 캡쳐를 허용하고, 임의의 실시 예에서, 액적 부착은, 필름 및 (필름 후면의) 이미지된 노즐 위치와 구별될 수 있어서, (이상적인 액적 위치에 대한) 액적 위치 오프셋 및/또는 부피 및/또는 액적 위치와 관련된 타이밍 에러의 매우 빠른 측정을 제공한다.
일 실시예에서, 측정을 수행하기 위해, 예를 들어, 기판이 프린터로 로딩되거나 언로딩되는 동안 (따라서, 프린터/제작 장치가 달리 사용되는 동안), 프린트 헤드 또는 프린트 헤드들이 유지 보수 스테이션에 파킹된다. 프린트 헤드가 파킹되는 동안, 액적 측정 시스템은 하나 이상의 프린트 헤드에 대한 특정 위치에 등록 된 방식으로 하나 이상의 프린트 헤드와 근접하게 부착 매체 (예를 들어, 클리어 필름)를 가져 오기 위해 결합된다. 하나 이상의 프린트 헤드로부터의 노즐(가령, 모든 노즐의 서브 집합을 구성하는 창 또는 서브 어레이)은 하나의 액적 또는 일련의 액적(가령, 2, 5, 10 등)을 분사시켜서 액적들은 주어진 노즐에 대해 예상되는 위치에 가까운 매체 상에 착지한다. 이러한 시간 동안 또는 그 이후에, 필름은 프린트 헤드 반대편의 필름 측면으로부터 투명 필름을 통해 효과적으로 이미지되는데, 즉, 필름은 측정되는 노즐에 대해 정상적인 부착 거리 (가령, <1.0 밀리미터)에서 정밀하게 위치 설정되고, 동시에(또는 바로 이후에) 측정은 이러한 노즐을 분사함에 의해 동시에 다수의 노즐상에서 수행되고, 다음 필름의 반대면을 통해 이미지를 캡쳐하고, 그 결과 캡쳐된 이미지는 파생된 액적 파라미터 값으로 이미지 처리된다.
지금까지 설명된 다양한 실시 예의 특징에 대한 몇 가지 이점을 주목한다. 첫 번째로, 클리어 필름을 통해 부착된 액적의 상기 광학 처리는 특히 수십 내지 수천 개의 노즐을 갖는 매우 큰 프린트 헤드에 유용한데, 즉, 프린트 헤드, 액적 측정 시스템이나 그 밖의 다른 구성을 추가로 이동시킬 필요없이 광학 처리가 즉시 수행될 수 있다. 두 번째로, 액적 측정 시스템은 동시에 많은 노즐로부터의 액적을 측정하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어, 수백 개의 노즐로부터 액적을 분사하고 동시에 측정할 수 있다. 예를 들어, 한 번에 하나씩 비행 중인 개별 액적을 광학 이미지화하는 시스템과 비교할 때, 이러한 유형의 동시성은 수천 개의 프린트 헤드 노즐에서 액적 측정을 용이하게 하기 위해 많은 것을 할 수 있다(가령, 일부 산업 제조 응용예에서 사용되는 바와 같이). 동적으로 업데이트되는 액적 파라미터의 측정에 의존하는 시스템의 경우, 변동을 완화하거나 정밀한 타겟 부피를 생성에서의 변동을 차지하는 방식으로 액적을 결합하기 위해, 이러한 유형의 동시성이 중요 할 수 있는데, 왜냐하면, 이는 프린트 시간이나 제조 처리량에 현저한 방해를 요하지 않기 때문이다. 서비스 스테이션에서 파킹된 프린트 헤드 또는 프린트 헤드들에 비해 분명한 액적 측정 시스템의 경우, 이는 일부 산업 제조 공정에서 사용할 수 있는 수천 개의 인쇄 노즐에 쉽고 정확하게 액세스 할 수 있다. 또한, 부착 테이프 또는 그 처리는 시험중인 특정 잉크의 화학적 성질에 특별히 적응 될 수 있다 (즉, 광학적 수단에 의해 그 특성이 보다 쉽고 정밀하게 확인될 수 있게 됨). 명백한 바와 같이, 설명된 기술은 제품, 예를 들어, 플랫 패널 고화질 텔레비전 ( "HDTV")과 같은 가격에 민감한 소비자 제품을 제조하는데 있어서 향상된 정확도 및 더 낮은 비용을 제공한다.
후술 될 적어도 하나의 설계에 대해, 액적 측정 시스템은, 측정을 위해 사용된 테이프 롤의 간헐적인 변경을 허용하면서, 이미징 영역에 걸쳐 테이프로서 필름의 전진(advance)을 허용하는, 롤-투-롤 메카니즘(roll-to-roll mechanism)을 사용하여 클리어 필름을 장착한다. 또한, 액적 측정 시스템은 바람직하게는 온라인 부착면을 모방하는 편평하고 정확한 위치 관계로 부착되는 테이프의 부분을 밀착시키는 진공 시스템을 사용할 수 있다. 또한, 액적 측정 시스템은 선택적으로 잉크를 경화/건조시키기 위한 경화 스테이션을 포함할 수 있어서, 잉여 잉크가 측정 후에 시스템의 다른 부분으로 확산되는 것을 방지하는데, 일부 실시예, 가령, 필름은, 한번 부착된 잉크 액적이 즉시 고정되는 특성 가지거나, 이러한 특성을 가지도록 처리되도록 선택될 수 있는 실시예에서는 불필요하다는 것에 유의한다. 또한, 언급된 바와 같이, 액적 측정 시스템은 3 차원 이동 가능 마운트 상에 선택적으로 장착될 수 있는데, 즉, 수직 ("z") 축을 따라 아래로부터 파킹된 프린트 헤드를 결합시키고, x (및 선택적으로 y) 축을 따라 원하는 대로 이동하여 상이한 노즐 및 상이한 프린트 헤드에 도달한다. 이는 액적 측정 시스템이 (예를 들어, 유지 보수 베이 (maintenance bay)에 있는) 프린팅 평면 아래에서 관절로 연결되고 상이한 노즐 그룹에 대한 파라미터를 측정하는 데 사용되는 동안, "대형" 프린트 헤드 조립체(가령, 수천개의 노즐을 가진)가 고정된다. 고려된 하나의 부착 프로세스는 버진(virgin) 테이프의 윈도우가 선택된 프린트 헤드에 인접하도록 테이프의 롤을 전진시키고, 그 다음 이들 프린트 헤드는 모든 노즐이 소정의 양의 잉크를 방출하도록 제어되고, 테이프에 고정된다. 이와 동시에 아래에서(가령, 액적 측정 시스템의 하우징이나 섀시 내에서) 동축 카메라와 이미지 센서는 모든 부착된 액적을 평행하게 이미지화한다(다시 말해, 테이프의 반대 위치를 통한 이미지 캡쳐에 의해, 필름과 액적 측정 시스템은 전형적으로 분석을 위해 이동되거나 재위치 될 필요가 없다). 원한다면, 카메라 (또는 이미지 캡쳐 광학 장치)는, 가령, 노즐 범위에 걸친 스캐닝 활동, 초점 조정 또는 다른 원하는 이점을 제공하기 위해, 액적 측정 시스템에 대해 이동 가능하게 될 수 있다.
이미지 처리 시스템의 출력은 노즐의 유효성을 검증하거나 프린팅을 계획하는데 유용한 액적 파라미터 데이터를 제공한다. 임의의 주어진 측정 반복 후에, 테이프 및 액적 측정 시스템은 사용된 테이프가 경화 및/또는 롤 업된(rolled up) 위치로 전진하여, 필요에 따라 공정을 즉시 또는 나중에 반복한다. 한 번 프린트된 테이프를 재사용 할 수 없는 설계에서, 사용한 테이프의 롤(또는 새 테이프 및 사용된 테이프 및 캡스턴용 릴을 가진 테이프 카트리지)이 주기적으로 수집되거나 모듈 단위로 교체될 수 있다. 종래의 기판이 로딩되거나 언 로딩 될 때, 제조 메카니즘이 연속적으로 사용되는(예를 들어, OLED 텔레비전 스크린의 프린트 층에, 또는 하나 이상의 플랫 패널 장치의 층을 제조하는데) 하나의 고려되는 응용에서, 프린트 헤드가 파킹되어 기술된 액적 측정을 받고, 새로운 후속 기판이 준비되면 측정 진행이 저장되고, 프린트 헤드는 능동적인 프린트 의무로 되돌아간다. 이 후속 기판이 완료되면, 프린트 헤드는 시스템이 이전에 중단된 곳에서 측정을 시작하기 위해 (새로운 기판이 로딩되는 동안) 유지 보수 스테이션으로 다시 한번 되돌아간다. 이러한 방식으로, 반복된 측정이 노즐에 대해 수집될 수 있고 많은 측정을 통해 각각의 프린트 노즐 또는 노즐-파형 조합에 대한 통계적 분포를 구축하기 위해 롤링 기준으로 사용될 수 있고(예를 들어, 본 명세서에 참조로서 포함되는 앞서 언급된 특허 출원에서 기술된 바와 같음), 측정 데이터를 지속적으로 업데이트하기 위해 모든 프린트 노즐 세트를 원형으로 진행하는 이동 측정 윈도우를 사용한다.
위에서 (아래뿐만 아니라) 인용된 모든 공정 단계는 다수의 방식으로 구현 될 수 있음을 주목한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 특수 목적 하드웨어 또는 특수 목적 기계를 작동하도록 구성된 범용 목적 하드웨어에 의해, 하나 이상의 컴퓨터 또는 (예를 들어, 프린터 또는 하나 이상의 제조 장치와 같은) 그 밖의 유형의 기계에 의해 이들 단계가 수행된다. 예를 들어, 의도된 설계에서, 하나 이상의 업무(task)는 비 일시적 기계 판독 가능 매체, 가령, 펌웨어 또는 소프트웨어에 저장된 명령어의 제어하에 동작하는 하나 이상의 그러한 기계에 의해 수행될 수 있다. 이러한 명령어는 궁극적으로 실행될 때, 하나 이상의 범용 기계(가령, 프로세서, 컴퓨터 또는 기타 기계)가 특수 목적 기계로서 행동하도록 하는 어떤 구조(구조적 특징)을 가지는 방식으로 작성 또는 설계되고, 그 구조는 기술된 임무와 입력 피연산자를 필수적으로 수행하여서, 액션을 취하거나 아니면 출력을 생성한다. "비 일시적 기계 판독 가능 매체"란 임의의 유형의(즉, 물리적인) 저장 매체를 의미하는데, 매체상에 어떻게 데이터가 저장되는지와 관계 없이, 랜덤 액세스 메모리, 하드 디스크 메모리, 광학 메모리, 플로피 디스크 또는 CD, 서버 저장소, 휘발성 메모리 및 명령어가 기계에 의해 순차적으로 복구될 수 있는 그 밖의 유형의 메카니즘을 제한 없이 포함한다. 기계 판독 가능 매체는 스탠드어론 형 (가령, 프로그램 디스크)이거나 랩탑 컴퓨터, 휴대용 장치, 서버, 네트워크, 프린터 또는 다른 하나 이상의 장치 세트와 같은 더 큰 메커니즘의 일부로 구현될 수 있다. 명령어는, 가령, 호출될 때 특정 동작을 호출하는 데 효과적인 메타 데이터 (Java 코드 또는 스크립팅), 특정 프로그래밍 언어(가령, C ++ 코드)로 작성된 코드, 프로세서 특정 명령 세트 또는 일부 다른 형식으로 실행될 수 있다. 명령어는 또한 실시 예에 따라 동일한 프로세서 또는 상이한 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 본 명세서 전체에 걸쳐, 다양한 프로세스가 설명될 것이며, 이들 중 임의의 프로세스는 일반적으로 일시적이지 않은 기계 판독 가능 매체에 저장된 명령으로서 구현될 수 있으며, 그 중 임의의 프로세스는 "3D 프린팅" 또는 다른 프린팅 프로세스를 사용하여 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다. 제품 설계에 따라, 그러한 제품은 판매 가능한 형태로 제조되거나, 판매, 유통, 수출 또는 수입을 위한 완제품을 궁극적으로 창출할 다른 프린팅, 경화, 제조 또는 기타 가공 단계를 위한 준비 단계로 제조될 수 있다. 실시예에 따라, 비 일시적 기계 판독 가능 매체상의 명령어는 단일 컴퓨터에 의해 실행될 수 있고, 다른 경우에, 예를 들어, 하나 이상의 서버, 웹 클라이언트, 또는 응용 프로그램 특정 장치를 사용하여 분산형으로 저장 및/또는 실행될 수 있다. 언급된 각 기능은 결합된 프로그램의 일부로 또는 단일 미디어 표현 (가령, 단일 플로피 디스크) 또는 여러 개의 개별 저장 장치에 함께 저장된 독립형 모듈로 구현할 수 있다.
필름 또는 테이프와 관련하여 사용될 때의 "클리어"는 상대적인 용어, 즉, 테이프의 제2 면을 통해 테이프의 제1 면 상에 부착된 액적의 이미지를 캡쳐하는 능력을 지칭한다. 엄밀히 말하자면, 테이프가 무색이거나, 그러한 문제에 관하여, 가시 광선에 투과성일 것을 요하지 않는다. 일 실시예에서, 테이프는 무색이며 가시 광선에 대해 매우 투과성이며, 가시 광선은 각각의 노즐로부터 액적의 이미지를 캡쳐하는데 사용되며, 이 액적들은, 각 노즐의 액적이 테이프의 제1 면 상에 배열되도록(즉, 각각의 노즐과 관련된 각각의 위치) 부착된다. 다른 실시예에서, 테이프는 어느 정도의 색을 가지며, 예를 들어 특정 잉크에 최적화되어 그 잉크의 이미지 캡쳐 특성을 향상시킬 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 가시 광선 이외의 광선은 액적 특성을 캡쳐하는데 사용된다.
다양한 다른 특징들이 본 명세서의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이와 같이 몇몇 실시 예의 특징을 도입한 후에, 본 개시는 선택된 실시 예에 관한 추가 상세 사항을 제공하는 것으로 변할 것이다.
도 1은 본 명세서에 기술된 기술 중 일부를 도시하는 순서도(101)를 도시한다. 상술 한 바와 같이, 다수의 노즐에 의해 생성된 액적에 대한 액적 파라미터의 값을 동시에 측정하는 것이 바람직하다. 이를 가능한 한 신속하게 수행하기 위해, 본 명세서에 개시된 실시예는 그러한 액적들을 수용하는 부착 표면의 이미지 캡쳐(즉, 다수의 노즐을 총괄적으로 나타내는 액적들의 빠른 캡쳐) 및 이러한 이미지 캡쳐로부터 다수의 노즐에 대해 각각의 하나 이상의 원하는 파라미터의 값을 계산하는 이미지 프로세싱에 의존한다. 참조 번호 103으로 표시된 바와 같이, 분석되는 프린트 헤드 또는 프린트 헤드들은 노즐의 범위 또는 어레이를 분사시켜 각각 하나 이상의 액적들을 부착시킨다. 예를 들어, 2천개의 노즐을 가진 가상의 프린트 헤드가 있고, 이 노즐들은 한 번에 100 개의 노즐 그룹으로 측정된다. 각각의 측정 반복마다, 프린트 헤드 및/또는 액적 측정 시스템이 정렬되고, 측정될 100개 노즐들의 윈도우 또는 그룹이 식별되어 실질적으로 동시에 제어된 잉크 볼륨을 분사하게된다. 일 실시예에서, 부착은 노즐당 하나의 액적일 수 있고, 다른 실시 예에서는 더 많은 수의 액적, 예를 들어 2, 5, 10, 12, 20 또는 다른 수의 액적이 제어될 수 있다. 일부 고려되는 설계에서(가령, OLED 응용예)에서, 액적 크기는 전형적으로 직경이 수십 마이크론 이하이고, 마이크크론 정도의 정밀도로 부착된 피코 리터 ("pL") 크기의 액적을 포함하여 상당히 작다.
참조에 의해 포함된 전술 한 특허 출원에 언급된 바와 같이, 응용예에 따라, 부착된 액적의 위치, 액적 속도, 액적 부피, 노즐 보우(bow) 또는 각 노즐에 대한 하나 이상의 다른 파라미터를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 간략하게, 일 실시예에서, 각각의 부착된 액적에 대해 각 노즐로부터의 액적 품질을 기대하는 것이 중요하다. 다시 말해, 다른 노즐에 비해 하나의 노즐이 오프 위치 (노즐 보우)에 있거나 일탈된 액적 궤적 또는 부정확한 액적 볼륨을 생성하는 경우, 이는 부착된 필름에서의 비 균일성을 초래할 수 있다. 이러한 비 균일성은 예를 들어, 디스플레이 장치 등과 같은 정밀 제품의 품질 결함을 초래할 수 있다. 이러한 일탈의 노즐마다의 이해는 다음을 허용한다.
(a) 노즐 자격/실격 - 작동하지 않거나 아니면 비정상적인 특징을 가진 노즐이 식별되고 프린트에 사용하지 않으며, 다른 노즐을 사용하여 원하는 영역에 액적을 부착하는 방식으로 프린트를 계획하는 소프트웨어를 사용한다.
(b) 분사 시간 완화 - 스캐닝 방향에서의 위치적 결함은, 가령 타이밍이나 전압에 관하여, 노즐 구동 펄스를 변경함에 의해 잠재적으로 교정될 수 있어서, 노즐은 더 일찍 또는 더 늦게 분사하거나 더 빠른 속도 또는 더 늦은 속도로 액적을 발사한다. 또한, 본 명세서에 참조로서 포함된 상기 특허 추루언에 개시된 바와 같이 교호 구동 펄스 형상을 사용하는 것도 가능하다.
(c) 계획된 액적 조합 - 노즐 마다의 검출된 차이는 특정 허용 오차 이내와 같이 정확한 결과를 달성하기 위해, 각각에 대해 예상된 값에 기초하여 액적 조합을 계산하는데 받아 들여지고 의도적으로 사용된다. 예를 들어, 하나의 노즐이 측정되고, 예상되는 9.89 피코 리터 (pL)의 액적을 생성하도록 결정되면, 제2 노즐이 측정되어 예상되는 10.11 pL의 액적을 생성하도록 결정되어서, 특정 타겟 위치에 총 20.00 pL의 부피의 잉크를 생성하는 것이 바람직하고, 이러한 두 개의 노즐은 구체적으로 식별될 수 있으며, 이 특정 액적 조합을 부착하도록 프린팅 계획될 수 있다. 획득 가능한 결과는 특정 충전 부피 또는 충전 허용 오차(가령, 타겟 부피 ± 0.50 %)에 관계없이 단순히 평균을 내는 시스템과는 다르다는 점에 유의해야 한다.
(d) 구동 파형의 사전 스크리닝(prescreening) - 본 명세서에 참조로서 포함되었던 앞서 언급된 특허 출원에 언급된 바와 같이, 프린트 중에 스톡(stock) 사용을 위해 각 노즐(예를 들어, 16개의 미리 선택된 구동 파형의 선택)에 대해 프로그램 가능한 구동 파형을 사전 스크리닝하는 것이 가능하고, 각각의 파형은 정밀도와 예상된 결과로, 특정 부착 특성을 달성하기 위해 선택된다.
액적 파라미터는 잠재적으로, 잉크 품질, 온도, 노즐 연식(예를 들면, 막힘) 및 다른 인자에 의존하여, 날마다 그리고 부착마다 달라질 수 있다는 것에 유의한다. 따라서, 정밀한 프린팅을 보장하기 위해, 일부 구현 예에서, 이들 값을 때때로 재측정하는 것이 바람직할 수 있다. 하나의 노즐에서조차도 각각의 부착된 액적은 약간 다를 수 있음에 유의한다. 일 실시 예에서, 각각의 노즐(또는 노즐-파형 조합 또는 쌍)은 단지 한번이 아니라 여러 번 측정되어서, 측정의 모집단을 개발시키고, 평균 또는 다른 통계 파라미터(예를 들어, 확산 측정)가 계산되어서, 액적 파라미터에 대한 기대값에 대해 높은 신뢰도를 제공한다. 예를 들어, 각 노즐-파형 쌍에서 "24" 액적이 측정되어서, 평균(따라서 기대값) 부피, 속도, 보우(스캐닝 방향과 직교하는 위치)를 개발하기 위해 측정될 수 있고, 측정 횟수 n (n = 24)는 측정 오류 또는 통계적 편차로 인한 불확실성을 줄이는 데 도움을 준다. 주어진 모집단은 롤링 기준(rolling basis)으로(가령, 모든 측정값이 저장되고 6개의 가장 최근 측정값이 2 시간마다 각 노즐에 대해 가장 오래된 6개를 대체함) 또는 한번 실행 기준(at-once basis)으로(가령, 모든 노즐이 전원 공급 중에 한번에 재 측정됨) 업데이트 될 수 있다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 많은 변형이 존재하는데, 가령, 노즐은 예상 값을 결정하기 위해 측정될 수 있고, 노즐이 측정된 (예상된) 값이 이상값의 ± 5 %인 밴드의 외부에 있다면, 노즐은 사용에 있어 실격된다. 많은 치환과 변형이 가능하다.
그러나, 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 수천 개의 노즐(예를 들어, 아마도 각각 다수의 이용 가능한 "사전 스크린된" 구동 파형을 가진 수만 개의 노즐)을 사용하는 프린팅 시스템에서, 각각의 노즐에 대해 예상된 액적 파라미터의 측정은 잠재적으로 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 산업용 제조 환경에서, 이는 일반적으로 용인될 수 없으며, 즉, 상업적으로 사용하기에, 제조 처리량 및 비용은 수용 가능한 소비자 가격대의 제품을 생산해야 하며, 이는 일반적으로 프린트 프로세스가 가능한 정확하게(그래야 제품 낭비가 적음), 그리고 가능한 한 적은 시간에, 가능한 많은 제품을 생산한다는 것을 의미한다. 본원에 개시된 기술들은 훨씬 더 신속하고, 따라서 실현 가능한 측정을 가능하게 한다.
도 1로 돌아가서, 그러한 취지로, 본 개시물에 의해 제시된 액적 측정 기술은 번호 105 당, 많은 노즐로부터 한 번에 액적들을 캡쳐한다. 즉, 비행 중인 액적들을 "한 번에 한 번" 이미지화하는 시스템과 대조적으로, 본 개시물에 의해 제공되는 실시예는 가능한 한 많은 노즐을 동시에 측정하기 위해 동시성에 의존한다. 따라서, 이미지 캡쳐는 이미지 처리 시스템에 의한 소프트웨어로 신속하게 처리되는 다수의 열 및 다수의 행으로 부착되는 대형 어레이의 노즐로부터의 액적을 효과적으로 캡쳐하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 캡쳐된 이미지는 모두 수십 개의 노즐 및 잠재적으로 수백 개의 노즐 (또는 그 이상)으로부터의 액적을 동시에 나타낼 수 있고, 동시에 모두 측정된다. 도 1은 점선으로 도시된 바와 같이, 이를 위해 (a) 프린트 헤드(107) 반대편의 부착 표면을 통해 이미지를 캡쳐하여, 속도 측정에 도움이 되는 것과, (b) 캡쳐된 이미지에서 액적과 노즐을 동시에 캡쳐하는 것(109) - 이는 위치 오프셋, 보우 또는 각각의 노즐로부터의 액적에 대한 속도의 측정을 용이하게 함 - 과, (c) 동시에 각각의 (복수의) 노즐로부터의 액적을 촬영하는 것(111) - 가령, 40개 이상의 노즐을 한 번에 효과적으로 측정함 - 과, (d) 노즐 당 하나의 액적이 아니라, 복수의 액적, 가령, 5개 이상의 액적의 응집체를 동시에 촬영하는 것과 같이 기여할 수 있는 다양한 옵션을 점선으로 표시한다. 후자의 경우, 이미지 처리 소프트웨어는 응집 부착물의 부피(가령, 부피)를 감지하거나, 예상된 위치 주변의 액적 위치에 관하여 확산될 수 있고, 하나의 캡쳐된 이미지로 부터 한 번에, 개별 액적, 평균 또는 분포와 같은 다른 통계적 파라미터를 식별 할 수 있다는 것에 유의한다. 이는 실시예에 따라, 표준이 미리 측정되고, 시스템에 저장될 것을 요구할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 잉크 액적이 부착 매체 (즉, 테이프)에 고정 될 때, 액적 부피를 검출하는 것이 어려울 수 있으며, 이러한 결정은 액적의 직경, 부착된 액적의 색(또는 그레이 스케일) 값의 처리 또는 정확한 값 계산을 생성하기 위해 보정 표준과 이들 값을 비교하여, 예측될 수 있다.
도면 부호 115 및 117로 표시된 바와 같이, 시스템은(가령, 적절한 소프트웨어를 실행하는 이미지 프로세서를 사용하여) 측정된 값을 계산하여 메모리(가령, 이용 가능한 하드 디스크 드라이브와 같은 랜덤 액세스 메모리)에 저장한다. 일 실시예에서, 이들 값은 개별적으로 (즉, 각각의 파라미터에 대한 각각의 측정에 대한 것은 각각의 노즐에 대해 측정됨) 저장되고, 다른 실시예에서는, 복합 분포를 나타내는 방식으로 저장될 수 있다(가령, 주어진 노즐에 대한 주어진 파라미터에 대해, 평균, 측정의 수, 표준 편차 등). 도면 부호 119, 121 및 123에 대하여, 이전에 표시된 바와 같이, 일단 측정된 값은 선택적으로 통계 분포를 계산하여서, 노즐 자격/검증을 수행하고, 프린트 스캔이 계획되어서, 어떤 원하는 방식으로 액적과 예상된 특징과 일치시키는 "스마트 조합"을 수행한다.
도 2-4b는 모듈식 액적 측정 시스템의 일 실시예를 기술하는데 사용된다.
도 2는 이러한 시스템(201)의 제1의 확대도를 도시한다. 이 도면은 측정 윈도우(203)(가령, 유리 커버 뷰 윈도우)를 나타내는데, 이를 통해, 도면 부호 205로 표시된 벡터를 따라 이미지가 캡쳐된다. 카메라와 같은 광학 검출기는 시스템(201) 내에 놓이며, 화살표(205)의 방향을 따라 이 윈도우(203)을 통해 사진을 찍는다. 작동 중에, 롤(207)로부터의 클리어 필름 테이프가 이 윈도우 위로 전진되고 일련의 진공 포트 (209)에 의해 윈도우에 대해 단단히 고정된다. 각각의 측정 후에, 이 테이프는 캡스턴(211)의 방향으로 전진 될 수 있고, 액적 측정 시스템의 섀시(213) 내에 고정된 폐기 롤 (미도시)에 축적될 수 있다. 도시된 시스템은 모듈형이고, 프린트 헤드의 노즐 플레이트에 대해 "표준 부착 깊이"에서, 가령, 측정 윈도우(203)(그리고 이러한 윈도우에 의해 형성된 과련된 측정 영역)를 측정될 임의의 프린트 헤드 노즐에 인접하게 위치시키기 위해 유닛으로 이동된다. 선택적인 실시예에서, 액적 측정 시스템(201)은 3차원으로 관절화될 수 있어서, 이 시스템이 다른 노즐 세트에 인접하게 위치될 수 있고, 또한 원하는 대로 증착 높이를 변화 시킬 수 있다.
도 3은 액적 측정 시스템(301)의 내부 횡단면도를 도시한다. 이 시스템은 이미지들이 캡쳐되는 뷰 윈도우(303) 및 광학 조립체(305), 카메라(307) 및 광원(309)을 포함하는 광학 시스템을 마찬가지로 포함한다. 스텝퍼 모터(311)는 광학 조립체(305)를 뷰 윈도우(303)에 대해 선형적으로, 즉 화살표(313)에 의해 표시된 방향으로 앞뒤로 선택적으로 전진시킨다. 여기서 사용되는 "카메라"는 임의의 유형의 광 센서, 개별적인 광학 센서들을 포함하는 단순한 라인 센서를 사용할 수 있고, 예를 들어 이러한 라인 센서를 앞뒤로 "스캔하여" 이 스테퍼 모터 (311)를 사용하여 전체 뷰잉 윈도우(303)를 이미지화 할 수 있다. 다른 실시 예에서, 카메라는 상업용 사진 카메라, 전하 쌍 장치 어레이, 자외선 또는 다른 비가시 방사선 캡쳐 장치 또는 다른 수단을 사용하는 임의의 통상적인 수단을 통해, 뷰 영역의 픽셀들의 어레이를 나타내는 이미지를 캡쳐한다. 카메라 움직임(즉, 스캐닝 이동)은 모든 실시 예에 요구되는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다. 도시된 실시 예에서, 광학 조립체(305)는 또한, 광원으로부터의 광을(가령, 뷰 윈도우 (303)까지) 통과 시키지만, 카메라(307)의 방향으로 거울을 사용하여, 이미지 캡쳐를 위해 광을 되돌리는(반사) 방향 전환하는 빔 스플리터를 포함한다. 명백한 바와 같이, 광원으로부터의 광이 뷰 윈도우를 통과하고, 클리어 테이프를 통과하고, 프린트 헤드(도 3에 도시되지 않음)에 대해 반사하고, 클리어 테이프를 다시 통과하고, 임의의 포커싱 또는 다른 광학을 받게되어, 분석을 위해 캡쳐되고 처리된다. 따라서, 캡쳐된 이미지는 측정되는 각 노즐의 위치의 가시적인 표시를 제공하고(예를 들어, 이 이미지는 노즐 플레이트에 의한 반사로부터 캡쳐 됨), 부착된 액적의 오버레이(투명하지만 필름과는 구별 가능함)를 나타낸다. 즉, 고려되는 제조 공정(특히, 캡슐화 층과 같은 OLED 디스플레이 제조용)에서, 부착 재료는 반투명하며, 따라서, 노즐 플레이트의 이미지 캡쳐를 차단하지 않는다. 도 3은 또한, 임의의 다른 시스템 구성 요소로의 부착된 잉크의 전달을 방지하기 위해, 클리어 테이프의 이송을 위한 캡스턴(315) 및 임의의 부착된 잉크를 경화시키기 위한 UV 경화 바(317)를 도시한다. 도 3은 또한, 다양한 시스템 구성에 대한 제어 및 이미지 캡쳐에 대한 제어를 위해 사용되는 인터페이스 및 제어 보드(319)를 도시한다. 인터페이스 제어 보드(319)는 또한, 가령, 필름 흡입(intake) 및 롤 공급 (이것은 이 도면에서 별도로 식별되지 않음)을 위해 각각 사용되는 필름 롤 모터(321 및 323)를 제어함으로써 필름 테이프의 이송을 제어한다. 이미지 처리는 실시예에 따라, 인터페이스 및 제어 보드(319) 상에 국부적으로 수행되거나, 제조 장치 내의 프로세서에서 또는 원격 컴퓨터에서 대안적으로 수행 될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 액적 측정 시스템(301)의 사시도를 도시한다. 도 4b는 도 4a의 화살표 B-B에 의해 제공된 시점으로부터의 도 4a에 대한 유닛의 배면도를 나타낸다. 보다 구체적으로는, 이들 도면들은, 뷰 윈도우(303), 진공 포트(403), UV 경화 바(317), 테이프 공급 롤(405) 및 흡입 롤(407), 프레임 및 광학 챔버(409)(전술 한 바와 같이 인터페이스 및 제어 보드(319)를 수용함)를 식별한다. 작동 중에, 버진 테이프는 화살표(411)로 표시된 방향으로 공급되고, 이전에 언급 된 바와 같이, 뷰 윈도우(303)에 밀착된다. 이 시점에서, 필름은 앞에서 설명한 목적을 위해, 캡스턴(315) 위로 그리고 화살표(412)를 따라 UV 경화 바(317)를 향해 아래로 전진한다. UV 경화 바의 작동은 비 일시적 기계 판독 가능 매체에 저장된 온보드 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여, 인터페이스 및 제어 보드(319)에 의해 제어된다. 마지막으로, 경화 후, 필름은 일반적으로 흡입 롤(407)까지, 화살표(415)로 표시된 바와 같이 전진한다. 분명히 알 수 있는 바와 같이, 전체 유닛은 모듈형이며, 예를 들어, 클리어 부착 테이프의 완성된 흡입 롤(407)을 제거하고, 새로운 재고를 가지기 위해 공급 롤(405)을 변경하기 위하여, 용이한 제거 및 서비스를 제공한다.
도 5a는 액적 측정을 수행하는 방법의 일 실시예(501)와 관련된 순서도를 나타낸다. 앞서 언급된 바와 같이, 공정, 연식, 온도 또는 다른 인자에 대한 하나 이상의 액적 파라미터의 값을 동적으로 업데이트하기 위해, 제조 장치 내에서 직접 측정을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 새로운 기판이 로딩, 언로딩, 부착 이후의 경화되는 동안 또는 실제 프린팅과 관련된 유휴 시간 동안, 프린터의 서비스 스테이션에서 측정이 수행되는 것이 바람직하다. 번호 503에 따라, 하나 이상의 프린트 헤드(예를 들어, 공통 프린트 헤드 조립체에 장착됨)가 서비스 스테이션으로 전진되고 유지 보수 작업을 위해 "파킹" 된다. 이러한 유지 보수 동작은 다양한 교정, 프린트 헤드 교체, 노즐 퍼징 또는 다른 품질 처리, 본 명세서에서 고려되는 액적 측정 또는 다른 목적을 포함할 수 있다. 이하에서보다 상세하게 설명되는 바와 같이, OLED 디스플레이 제조 응용예(및 태양 패널과 같은 특정의 다른 장치의 제조)에 있어서, 제어된 분위기에서 프린팅을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 많은 응용예에서, "파킹 된" 위치는 제2 의 제어된 대기 챔버, 예를 들어, 전체 제조 장치 또는 프린터를 제어되지 않은 분위기로 배출시키지 않고 (예를 들어, 프린트 헤드 교체를 위해) 외부에서 접근할 수 있는 위치에 있을 것이다. 즉, 이러한 제2 챔버는 바람직하게는 임의의 프린팅 인클로저에 비해 작은 크기로 만들어지며, 예를 들어, 전체 프린트 챔버 용적의 2 % 이하를 차지하여, 배기가 최소화된다(할 수 있으면). 일단 프린트 헤드가 파킹되면, 이들은 제2 의 제어 분위기에 대해 밀봉되고, 액적 측정 시스템 ("DMU", 액적 측정 유닛용)은 선택적으로 결합되어 측정을 수행한다(505). 선택적인 처리 블록(507)에 의해 언급된 바와 같이, 프린팅이 노즐의 이동식 윈도우에 대해 간헐적으로 수행된다면(예를 들어, 전술된 바와 같이, 기판이 로딩되거나 언로딩 될 때 프린트 실행들 사이에 측정되거나 재측정되는 노즐의 서로 다른 세트들로), 시스템은 DMU를 노즐의 선택된 서브 세트를 캡쳐하도록 위치시키기 위해, 시작 어드레스를 복구한다. 이 프로세스는 등록 프로세스를 이용하여 각 프린트 헤드의 코너 노즐을 식별할 수 있다(예를 들어, 프린트 헤드가 변경됨에 따라 업데이트 되어 시스템이 각 노즐의 대략적인 위치를 "알도록" 교정 됨). 이러한 등록 프로세스는, 가령, 앞서 언급 된 미국 특허 출원 제 14/340403 호에 기술된 바와 같이, 대략적인 위치 어드레스 및 검색 프로세스(예를 들어, 나선형 검색 알고리즘)를 사용하여, 각 어레이에 대한 코너 노즐을 이미지화하여서 발견하도록 DMU(및 그 카메라)를 관절화 함으로써 수행될 수 있다. 위치 스로우에 대한 제어는 설명된 시스템에서, 가령, 약 1 마이크론까지 매우 정확하고, 시스템 구성 요소가 수동으로 변경되지 않으면(가령, DMU 또는 프린트 헤드가 제거되거나 서비스됨), 프린트 헤드-투-액적 측정 시스템 위치의 재조정은 전형적으로 요구되지 않는다. 번호 509에 대하여, 제 자리에 있는 클리어 테이프(즉, 테스트용 액적 증착 표면)에 의해, 시스템은 조사된 프린트 헤드 노즐을 제어하여 각각의 액적 수를 제어한다(복수의 액적이 노즐 당 측정된다면 신속하게 연속적으로). 동시에, DMU 내의 이미지 캡쳐 시스템은 노즐 위치뿐만 아니라 증착된 잉크를 이미지화한다(예를 들어, 클리어 테이프 및 잉크를 통해, 프린트 헤드에 의해 반사된 광을 캡쳐함). 번호 511로 표시된 바와 같이, 일 실시예에서, 이미지 캡쳐는 임의의 부착된 잉크 액적내의 잉크의 농도를 식별할 수 있기 위하여, 컬러로 수행된다(예를 들어, 반투명한 반면, 재료 또는 두께에 따라 미묘한 컬러 특성을 부여함). 번호 511에 의해 표시된 바와 같이, 캡쳐된 이미지는, 필터링 된 이미지를 산출하기 위해 (예를 들어, 컬러, 강도, 감마 또는 임의의 다른 원하는 파라미터 또는 파라미터들에 대해) 필터링 될 수 있다. 이러한 필터링 이후에(또는 이러한 필터링의 일부로서), 캡쳐된 이미지는 번호 513에서, 그레이 스케일로 변환된다. 가령, 노즐을 나타내는 제1 이미지 및 부착된 액적을 나타내는 제2 이미지와 같은 복수의 이미지들은, 각각의 필터에 따라 이러한 프로세스로부터 생성될 수 있다. 명백하게 많은 치환예가 존재한다. 그리고 나서, 이미지 처리 소프트웨어는 노즐, 잉크 액적, 노즐과 잉크 액적 사이의 위치 차이, 액적 볼륨, 액적 직경, 액적 형상 및/또는 임의의 다른 원하는 파라미터 (515/517)를 식별하기 위해, 출력 그레이 스케일 이미지를 사용한다. 명백한 바와 같이, 이들 모든 것들이 측정되어야 하는 모든 실시예에 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 액적 볼륨을 계산하는 시스템에서는 노즐 자체를 이미지화하거나 액적 형상이나 위치를 분석할 필요가 없을 수 있다. 반대로, 이러한 실시예(다수의 액적들의 확산이 분석되는 경우)에서는, 액적 위치의 편차 측정을 결정하거나 또는 부피를 적절히 계산하기 위해 컬러 분석을 수행하는 것이 중요 할 수 있다. 측정되는 파라미터는 일반적으로 실시예 및 원하는 결과에 의존할 것이다. 번호 517로 표시된 바와 같이, 측정될 파라미터가 무엇이든 간에, 시스템은 측정된 값 또는 값들, 또는 파라미터에 대한 오프셋을, 예를 들어 앞에서 언급된 바와 같은 선택적 표준(519)을 사용하여 계산한다. 이러한 파라미터의 오프셋 또는 값은 번호 521로 참조된 바와 같이, 액적 또는 노즐 위치, 액적 타이밍 또는 액적 부피, 또는 이러한 것들의 임의의 조합에 대해 계산 될 수 있다. 그리고 나서, 시스템은 DMU(523)에 로컬 또는 원격에 있는 저장된 정보 저장소를 업데이트하고, 그리고 나서, 다음 측정 반복을 위해 위치를 저장하여, 선택적인 프로세스(525)에 대해, 테이프를 전진시킨다. 그리고 나서, 프로세스는 다른 측정 반복을 위해 준비된다(가령, 이후의 기판 실행 이후에, 즉시 또는 나중에 수행될 수 있음).
도면 부호 529-533에 의해 참조된 바와 같이, 파라미터 및/또는 임의의 위치 오프셋의 계산은 적절한 소프트웨어(프로세서 판독 가능 매체상에 저장된 명령어)를 실행하는 하나 이상의 프로세서에 의해 선택적으로 수행될 수 있으며, 이러한 프로세서는 통상적으로 프로세서 액세스 가능 메모리에 이미지 데이터를 저장하고, 각 노즐에 대해 이미지 데이터를 격리시키고, 각각의 이미지 데이터로부터 파라미터를 계산하고, 또한, 프로세서 액세스 가능 메모리에 노즐당 파라미터를 저장한다.
도 5b 및 도 5c는 샘플링된 이미지(551 및 571)를 각각 도시한다. 이들 중 첫 번째인 이미지(551)는 프린트 헤드의 서브 세트로서 약 40 개의 노즐을 촬영한 사진을 나타낸다. 크로스 스캔 축에서 가까운 피치 변동에 대한 옵션을 제공하기 위해, 노즐이 어떻게 행에서 행까지 약간 엇갈리게 배치되는지에 유의한다(가령, 특정 기판 위치를 위해 의도된 액적은 노즐의 임의의 행으로부터 프린트될 수 있어서, 일부 실시예에서 20 마이크론 미만의 더 우수한 부착 정확성을 제공함). 도 5b는 컬러 이미지를 나타내며, 필터링 및/또는 이러한 필터링 또는 변환에 후속하는 그레이 스케일 이미지(즉, 컬러 도면이 일반적으로 사용되지 않거나 특허 출원에서 허용되지 않음)는 물론 적절한 그레이 스케일로 필터링 및/또는 변환될 수 있다. 다른 실시 예에 대해서는 노즐이 이미징되거나 도시될 수 있지만, 본 실시예에서, 노즐은 별도로 이미징되거나 도시되지는 않는다는 것에 유의한다. 제 2 이미지(571)(도 5c)는 도 5b의 이미지를 나타내고, 필터링 및 그래디언트 프로세싱 이후에, 액적 직경을 식별한다. 즉, 도 5c는 액적 직경에 대응하는 흰 동그라미를 도시하고, 분명히 액적 경계를 나타낸다. 이미지 처리는 중력의 중심을 계산한다(가령, "원"의 수평 최대 직경과 수직 최대 직경을 계산하고 각 직경을 따라 내측 데카르트 좌표 점을 가져 와서 각 액적을 특정 xy 데카르트 위치와 연관시킴). 그리고 나서, 이러한 위치는 노즐 위치와 비교될 수 있어서, 인쇄 계획을 위해, 노즐 대 노즐 오프셋 변동을 식별하는 시스템으로 오프셋을 결정할 수 있다. 이 사진들은 액적 부피 처리를 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 이미지 처리 소프트웨어는 각 액적의 직경 및/또는 면적 및/또는 관련 컬러를 계산하고, 이를 공장 정의된 표준 또는 현장 정의 표준과 비교하여 크기 및 밀도를 계산할 수 있고, 이들로부터 부피를 계산한다. 거의 모든 원하는 액적 파라미터가 이러한 방식으로 측정될 수 있다.
이와 같이 설명된 액적 측정 시스템의 세부 사항으로, 제조 및 산업용 제조 장치/프린터로의 응용예가 이제 설명될 것이다. 이하의 설명에서, 그러한 프린팅을 수행하기위한 예시적인 시스템이 보다 구체적으로, 전자 장치(예를 들어, 스마트 폰, 스마트 시계, 태블릿, 컴퓨터, 텔레비젼, 모니터 또는 그 밖의 다른 디스플레이의 형태 등)에 사용될 수 있는 태양 패널 및/또는 디스플레이 장치의 제조에 적용될 것이다. 본 개시물에 의해 제공되는 제조 기술은 이 특정에 제한되지 않으며, 예를 들어 임의의 3D 프린팅 응용예 및 광범위한 다른 형태의 제품에 적용될 수 있다.
도 6a는 총체적으로 참조 번호 601로 지정되는 다수의 상이한 구현 단계를 나타낸다. 이들 단계들 각각은 본 명세서에서 소개된 기술들의 가능한 개별 구현을 나타낸다. 첫번째로, 본 개시물에서 소개된 기술은 그래픽(603)에 의해 표현된 바와 같은, 비일시적 기계 판독 가능 매체상에 저장된 명령어의 형태(예를 들어, 컴퓨터 또는 프린터를 제어하기 위해 실행 가능한 명령어나 소프트웨어)를 취할 수 있다. 예를 들어, 개시된 기술은 제조 장치(또는 포함된 프린터)가 본 명세서에 개시된 광학 측정 기술을 사용하여 하나 이상의 액적 파라미터를 측정하게 하는 소프트웨어로서 구체화될 수 있다. 둘째로, 컴퓨터 아이콘(605)에 대하여, 이들 기술은 컴퓨터 또는 네트워크의 일부로서, 예를 들어 다른 제품에서 판매 또는 사용하기 위한 구성 요소를 설계 또는 제조하는 회사 내에서 선택적으로 구현 될 수 있다. 셋째로, 저장 매체 그래픽(607)을 사용하여 예시된 바와 같이, 앞서 소개된 기술은 저장된 프린터 제어 명령의 형태를 취할 수 있는데, 예를 들어, 동작할 때 프린터가 액적 측정 및 관련된 계획에 의존하는 방식으로 구성 요소의 하나 이상의 층을 제작할 것이다(예를 들어, 본 명세서에서 논의 된 바와 같은, 스캔 경로 계획 또는 노즐 자격). 프린터 명령어는 예를 들어 LAN 또는 WAN을 통해 프린터로 직접 전송될 수 있다는 것에 유의한다. 이와 같은 맥락에서, 도시된 저장 매체 그래픽은 서버, 휴대용 장치, 랩탑, 다른 형태의 컴퓨터 또는 프린터, 또는 플래시 드라이브와 같은 휴대형 매체 내부의 RAM을 (제한없이) 나타낼 수 있다.
네 번째로, 제조 장치 아이콘(609)에 의해 나타내지는 바와 같이, 상기에서 소개된 기술들은 제조 장치 또는 기계의 일부로서, 또는 그러한 장치 또는 기계 내의 프린터의 형태로(예를 들어, 본원에 개시된 기술에 따른 액적 측정 시스템으로서, 제조 방법으로서, 액적 측정 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어로서,) 실행될 수 있다. 제조 장치(609)의 특정 설명은 이하의 도 6b, 7a 및 7b와 관련하여 논의될 하나의 예시적인 프린터 장치를 나타낸다는 것에 유의한다. 또한, 상기 소개된 기술은 완성된 또는 부분적으로 완성된 제조된 구성 요소 또는 제조된 부품의 조립체(예를 들어, 특허된 프로세스에 따라 제조됨)로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 6a에서, 몇몇 이러한 구성 요소는 최종 소비자 제품으로 통합하기 위해 분리되고 판매될 세미-완성 평면 패널 장치의 어레이(611)의 형태로 도시된다. 도시된 디바이스는 예를 들어, 상기에서 소개된 방법에 따라 제조된 하나 이상의 캡슐화 층 또는 다른 층을 가질 수 있다. 또한, 상기 소개된 기술은, 최종 소비자 제품의 형태, 언급된 바와 같이, 예를 들어 휴대용 디지털 장치(613)(예를 들어, 전자 패드 또는 스마트 폰)를 위한 디스플레이 스크린, 텔레비전 디스플레이 스크린(615)(가령, OLED TV), 태양 패널(617), 또는 다른 유형의 장치의 형태로 구현될 수 있다.
도 6b는 본원에 개시된 기술을 적용하는데 사용될 수 있는 하나의 계획된 복수의 챔버 제조 장치(621)를 도시한다. 일반적으로, 도시된 장치(621)는 전송 모듈(623), 프린팅 모듈(625) 및 처리 모듈(627)을 포함하는 여러 일반적인 모듈 또는 서브 시스템을 포함한다. 각 모듈은 제어된 분위기에 유지되어서, 예를 들어 프린팅은 제1 제어된 분위기에서 프린팅 모듈(625)에 의해 수행될 수 있고, 다른 프로세싱, 가령, 유기 캡슐화 층 부착 또는 경화 프로세스(가령, 프린트된 재료를 위해)와 같은 또 다른 부착 프로세스는 제2 제어된 분위기에서 수행될 수 있다. 장치(621)는 하나 이상의 기계적 핸들러를 사용하여 제어되지 않은 분위기에 기판을 노출시키지 않고, 모듈들 사이에서 기판을 이동시킨다. 임의의 주어진 모듈 내에서, 다른 기판 핸들링 시스템 및/또는 특정 장치 및 그 모듈에 대해 수행될 처리에 적합한 제어 시스템을 사용할 수 있다.
전송 모듈(623)의 다양한 실시 예는, 입력 로드록(629)(즉, 제어된 분위기를 유지하면서 상이한 환경 사이에서 완충을 제공하는 챔버), 이송 챔버(631)(기판을 이송하기 위한 핸들러를 가짐) 및 분위기 완충 챔버(633)를 포함할 수 있다. 프린트 모듈(625) 내에서, 프린팅 공정 동안에, 기판의 안정한 지지를 위한 부상 테이블(flotation table)과 같은 다른 기판 핸들링 메커니즘을 사용할 수 있다. 또한, 분할 축 또는 갠트리 이동 시스템과 같은 xyz 모션 시스템은 기판에 대한 적어도 하나의 프린트 헤드의 정확한 위치 설정 및 프린팅 모듈(625)을 통한 기판의 전송을 위한 y-축 이송 시스템을 제공하는데 사용될 수 있다. 또한, 프린팅 챔버 내에, 예를 들어, 각각의 프린트 헤드 조립체를 사용하여, 프린팅을 위해 복수의 잉크를 사용할 수 있어서, 가령, 두 개의 상이한 유형의 부착 프로세스가 제어된 분위기에서 프린팅 모듈 내에서 수행될 수 있다. 프린팅 모듈(625)은 불활성 분위기(예를 들어, 질소)를 도입하기 위한 수단 및 환경 조절(예를 들어, 온도 및 압력), 가스 성분 및 미립자 존재에 대한 분위기를 제어하는 수단을 가지고, 잉크젯 프린팅 시스템을 수용하는 가스 인클로저(635)를 포함할 수 있다.
처리 모듈(627)의 다양한 실시예는, 예를 들어 이송 챔버(636)를 포함할 수 있다. 이 이송 챔버는 또한 기판을 이송하기 위한 핸들러를 포함한다. 또한, 처리 모듈은 출력 로드록(637), 질소 스택 버퍼(639) 및 경화 챔버(641)를 포함할 수 있다. 일부 응용예에서, 경화 챔버는 단량체 필름을 균일한 중합체 필름으로 경화, 베이킹 또는 건조시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 구체적으로 고려되는 공정은 가열 공정 및 UV 방사선 경화 공정을 포함한다.
하나의 응용에서, 장치(621)는 액정 디스플레이 스크린 또는 OLED 디스플레이 스크린의 대량 생산, 예를 들어, 단일 대형 기판상에 (가령) 8개의 스크린의 어레이를 동시에 제조하는데 적합하다. 이 스크린은 텔레비전 및 다른 형태의 전자 장치의 형태를 위한 디스플레이 스크린으로 사용될 수 있습니다. 두 번째 응용예에서, 상기 장치는 동일한 방식으로 태양 패널의 대량 생산에 사용될 수 있다.
프린팅 모듈(625)은 OLED 디스플레이 장치의 센시티브 요소를 보호하는데 도움이 되는 유기 캡슐화 층을 부착시키는 이러한 적용예 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도시된 장치(621)는 기판과 함께 로딩될 수 있고, 캡슐화 공정 동안에, 제어되지 않은 분위기에 노출됨으로써 중단되지 않는 방식으로 다양한 챔버들 사이에서 기판을 앞뒤로 이동시키도록 제어될 수 있다. 기판은 입력 로드록(629)을 통해 로딩될 수 있다. 전송 모듈(623)에 위치된 핸들러는 기판을 입력 로드록(629)으로부터 프린팅 모듈(625)로 이동시킬 수 있고, 프린팅 공정의 완료 후에, 경화를 위해 기판을 처리 모듈(627)로 이동시킬 수 있다. 이후의 층들의 반복된 부착에 의해, 제어된 두께, 응집체 캡슐화 또는 다른 층 두께의 각각은 임의의 원하는 적용예에 적합하도록 구성될 수 있다. 상기에서 설명한 기술은 캡슐화 공정 또는 OLED 제조에 국한되지 않으며 많은 다른 유형의 도구가 사용될 수 있다는 점을 다시 한번 유의한다. 예를 들어, 장치(621)의 구성은 다양한 모듈(623, 625 및 627)을 상이한 병렬로 배치하도록 변경될 수 있다. 또한, 더 적거나, 또는 더 적은 모듈들이 또한 사용될 수 있다.
한편, 도 6b가 일련의 연결된 챔버 또는 제조 요소의 일례를 제공하지만, 분명히 많은 다른 가능성이 존재한다. 상기 소개된 기술은 도 1에 도시된 장치와 함께 사용될 수 있고, 또는 실제로, 임의의 다른 유형의 부착 장비에 의해 수행되는 제조 공정을 제어할 수 있다.
또한, 도 7a 내지도 7c는 노즐 당 액적 측정 및 검증에 사용되는 기술 및 구조를 일반적으로 소개하기 위해 사용된다.
보다 상세하게는, 도 7a는 액적 측정 시스템(701) 및 상대적으로 큰 프린트 헤드 조립체(703)를 나타내는 예시적인 도면을 제공한다. 프린트 헤드 조립체는 수백 내지 수천 개의 노즐이 각각 존재하는 다수의 개별 노즐(예를 들어, 707)을 갖는 다수의 프린트 헤드(705A/705B)를 가진다. 각각의 노즐 (예를 들어, 노즐(707))에 잉크 공급원(도시되지 않음)이 유체 연결되고, 노즐 당 전기 제어 신호의 제어하에 압전 변환기(또한, 도시되지 않음)가 액적을 분사하는 데 사용된다. 노즐 설계는 각각의 노즐(가령, 노즐, 707)에서 잉크를 약간 음압으로 유지하여서, 노즐 플레이트의 플러딩(flooding)을 피하고, 주어진 노즐에 대한 전기 신호는 대응하는 압전 변환기를 작동시키고, 주어진 노즐에 대해 잉크를 가압하여서, 주어진 노즐로부터 액적을 방출하는데 사용된다.
일 실시예에서, 각 노즐에 대한 제어 신호는 일반적으로 0 볼트에 있으며, 주어진 전압에서의 양의 펄스나 신호 레벨은 특정 노즐이 그 노즐에 대해 액적을 방출(펄스당 한 번)하도록 하는데 사용된다. 또 다른 실시예에서, 상이하고, 맞춤된 펄스(또는 좀 더 복잡한 파형)는 노즐 대 노즐에 사용될 수 있다. 그러나, 도 7a에 의해 제공되는 예시와 관련하여, 특정 노즐 또는 특정 세트의 노즐(예를 들어, 노즐(707))에 의해 생성된 액적의 부피를 측정하는 것이 바람직하다고 가정해야 하는데, 여기서, 액적은 부착 필름에 장착한 섀시(709)를 향해 프린트 헤드로부터 아래 방향으로 방출된다(즉, 삼차원 좌표 시스템(708)에 관하여 z-축 높이를 나타내는 방향으로 "h"). 앞서 언급한 바와 같이, 많은 노즐로부터의 현재의 액적 부착을 이용하는 실시예에 있어서, 타겟 표면은 프린트 헤드에 대해 공지된 위치에 고정되는 것이 유리하다(예를 들어, 어느 부착된 액적들이 어느 노즐에 속하는지 알 수 있도록). "h"의 치수는 통상적으로 약 1 밀리미터 이하이며, 작동하는 프린터 내에서 이러한 방식으로 개별적으로 측정된 각각의 액적을 갖는 수천 개의 노즐 (예를 들어, 10,000 개의 노즐)이 있고, 부착 표면은 여러 액적(가령, 수십에서 수백 개)이 동시에 이미지화되고 측정되는, 여러 윈도우로 증가 또는 변경된다. 따라서, 정밀하게 각 노즐로부터 액적을 광학적으로 측정하기 위해, 특정한 기술이 실시예에서 사용되어서, 액적 측정 시스템(701), 프린트 헤드 조립체(703) 또는 광학 측정을 위해 서로에 대해 이들을 위치시킨다.
일 실시 예에서, 이들 기술은 (a) 광학 교정/특정을 위해 액적을 생성하는 임의의 노즐 또는 노즐의 세트에 바로 인접한 시스템에 의해 제시되는 측정 영역(715)을 정확히 위치시키기 위한(예를 들어, 치수면(713) 내에서) 광학 시스템의 적어도 일부분의 x-y 모션 제어(711A) 및 (b) 아래 평면 광학 회복(711B)(가령, 큰 프린트 헤드 표면적에도 불구하고 임의의 노즐 옆에 측정 영역을 용이하게 배치 할 수 있음)의 조합을 사용한다. 따라서, 약 10,000 개 이상의 프린트 노즐을 갖는 예시적인 환경에서, 이 모션 시스템은 (가령) 대략 10,000의 적어도 일부를 위치시킬 수 있어서, 프린트 헤드 조립체 각각의 노즐의 배출 경로에 인접한 위치와 분리시킨다. 광학은 통상적으로 위치가 조절되어서, 언급된 바와 같이, 클리어 필름이나 다른 부착 매체상에 부착된 액적을 캡쳐하기 위하여, 정확한 초점이 측정 영역상에 유지된다. 통상적인 액적은 직경이 대략 마이크론 정도 일 수 있으므로, 광학 배치는 일반적으로 상당히 정밀하며, 프린트 헤드 조립체와 측정 광학/측정 영역의 상대 위치면에서 문제점을 제시할 수 있다는 것에 유의한다. 일부 실시예에서, 이 위치 설정을 보조하기 위해, 광학 기기(거울, 프리즘 등)가 측정 영역(715)으로부터 기인하는 치수 평면(713) 아래를 감지하기 위한 광 캡쳐 경로를 배향시키는데 사용되어, 광학 시스템과 프린트 헤드의 상대적 위치 결정을 방해하지 않으면서, 측정 광학은 측정 영역으로 근접하게 이동될 수 있다. 이것은 각 액적 부착되고 이미지화된 밀리미터-차수의 부착 높이(h), 정밀 조사하에 프린트 헤드에 의해 차지된 대량 스케일 x 및 y 폭에 의해 제한되지 않는 방식으로 효과적인 위치 제어를 가능하게 한다. 선택적으로, 상이한 각도로부터 입사하는 개별 광선은 아래로부터 필름 또는 부착 표면을 이미지화하는데 사용할 수 있거나, 빔 스플리터를 갖는 동축 이미지 캡쳐 시스템도 사용될 수 있다. 다른 광학 측정 기술도 사용할 수 있다. 이러한 시스템의 선택적인 측면에서, 모션 시스템(711A)은, 액적 측정 동안에 프린트 헤드 조립체를 움직이지 않으면서, 액적 측정 시스템의 선택적인 연결과 분리를 허용하는, xyz-모션 시스템으로 제조되는 것이 선택적이고 바람직하다. 간단히 소개하면, 제조 가동 시간을 최대화하기 위해, 하나 이상의 대형 프린트 헤드 조립체를 갖는 산업 제조 장치에서 고려되는데, 각각의 프린트 헤드 조립체가 하나 이상의 유지 보수 기능을 수행하기 위해 때때로 서비스 스테이션에 "파킹" 될 것이다. 프린트 헤드의 순수한 크기 및 노즐의 개수가 주어진다면, 프린트 헤드의 상이한 부분에서 동시에 여러 유지 보수 기능을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 취지로, 이러한 실시예에서, 반대로 하는 것 보다 프린트 헤드 주위로 측정/교정 장치를 이동시키는 것이 유리할 수 있다. 그리고 나서, 이는, 원하면 다른 노즐과 관련된 다른 비광학적 유지 보수 공정의 착수를 허용한다. 이러한 작업을 용이하게하기 위해, 프린트 헤드 조립체는, 광학 교정의 대상이 될 노즐의 특정 그룹이나 범위를 식별하는 시스템으로 언급된 바와 같이, 선택적으로 "파킹"될 수 있다. 일단 프린트 헤드 조립체 또는 주어진 프린트 헤드가 고정되면, 모션 시스템(711A)은 "파킹 된" 프린트 헤드 조립체에 대해 광학 시스템의 적어도 일부분을 이동시키도록 결합되어, 각각의 노즐 그룹으로부터 분사된 액적들을 검출하기에 적합한 위치에 측정 영역(715)을 정확하게 위치시킨다. z-축 이동의 사용은 프린트 헤드의 평면의 아래에서 광 회복 광학기의 선택적 결합을 가능하여서, 광학 교정 대신에 또는 광학 교정에 더하여, 다른 유지 보수 작업을 용이하게 한다. 다르게 언급된 바와 같이, xyz-모션 시스템을 사용하면, 서비스 스테이션 환경에서 사용되는 다른 테스트 또는 테스트 장치와 독립적으로 액적 측정 시스템을 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 시스템에서, 프린트 헤드 조립체의 하나 이상의 프린트 헤드는, 프린트 헤드가 파킹되는 동안, 선택적으로 변경 될 수도 있다. 이 구조는 모든 실시 예에 요구되는 것은 아니다. 프린트 헤드 조립체만 이동(또는 프린트 헤드 중 하나가 이동됨)되고 측정 조립체가 정지되거나 프린트 헤드 조립체의 파킹이 필요하지 않은 다른 대안예도 가능하다.
일반적으로 말하면, 액적 측정을 위해 사용된 광학 기기는 광원(717), (필요에 따라 광원(717)으로부터 측정 영역(715)으로 광을 향하게 하는) 선택적인 광 전달 광학 기기 세트(719), 하나 이상의 광 센서(715) 및 측정 영역(715)으로부터 하나 이상의 광 센서(721)까지 액적(들)을 측정하는데 사용되는 광을 지향시키는 한 세트의 회복 광학 기기(723)를 포함한다. 모션 시스템(711A)은, 사후-액적 측정 광의 방향을 측정 영역(715)으로부터 아래-평면 위치까지 허용하는 방식으로, 섀시(709)와 함께(가령, 이미징 영역과 함께) 임의의 하나 이상의 요소들을 옵션으로 이동시킨다. 일 실시예에서, 광 전달 광학 기기(719) 및/또는 광 회복 광학 기기(723)는 액적 이동과 평행한 수직 치수를 따라 측정 영역(715)으로/로부터 광을 지향시키는 거울을 사용하며, 모션 시스템은 각 요소(709, 717, 719, 721 및 723)를 액적 측정 동안에 통합 시스템으로 이동시킨다. 이러한 설정은, 초점이 측정 영역(715)에 대해 재교정 될 필요가 없다는 이점을 제공한다. 번호 711C로 표시된 바와 같이, 광 전달 광학 기기는 측정 영역의 치수 평면(713) 아래의 위치로부터의 광원을 선택적으로 공급하는데 사용되는데, 가령, 광원(717) 및 광 센서(들)(721) 모두가, 도시된 바와 같이, 측정 영역 아래로부터 광을 지향/수집한다. 번호 725 및 727로 표시된 바와 같이, 광학 시스템은 (예를 들어, 많은 픽셀 화 된 "화상"의 프로세싱에 의존하지 않는 비-이미징 기술에 대한) 광 검출기뿐만 아니라, 초점의 목적을 위한 렌즈를 선택적으로 포함할 수 있다. 섀시에 대한 z-모션 제어의 선택적인 사용은 광학 시스템의 선택적인 연결 및 분리, 및 프린트 헤드 조립체가 "파킹"되는 동안, 임의의 시점에서 임의의 노즐 그룹에 근접한 측정 영역(715)의 정확한 위치 설정을 가능하게 한다. 프린트 헤드 조립체(703)의 이러한 파킹 및 광학 시스템(701)의 xyz-모션은 모든 실시 예에 요구되지는 않는다. 다른 조합 및 치환도 가능하다.
도 7B는 일부 실시예에서 액적 측정과 관련된 프로세스의 흐름을 제공한다. 이 프로세스 흐름은 일반적으로 도 7b의 번호 731을 사용하여 지정된다. 보다 구체적으로, 참조 번호(733)로 표시된 바와 같이, 이 특정 프로세스에서, 프린트 헤드 조립체는 예를 들어, 프린터 또는 부착 장치의 서비스 스테이션(도시되지 않음)에 먼저 파킹된다. 그리고 나서, 액적 측정 장치는 예를 들어, 부착 평면 아래에서 액적 측정 시스템의 광학 시스템이 많은 노즐로부터 동시에 액적을 측정할 수 있는 위치로의 이동을 통해, 액적 측정 시스템의 일부 또는 전부의 선택적 결합에 의해 프린트 헤드 조립체와 연결된다(735). 숫자 737에사, 파킹된 프린트 헤드에 대한 하나 이상의 광학 시스템 구성 요소의 이러한 모션 상대 관계는, 선택적으로 x, y 및 z 차원에서 수행될 수 있다.
참조로서 포함되었던 전술한 특허 출원에 언급된 바와 같이, 단일 노즐 및 관련 노즐 분사 구동 파형(즉, 액적을 분사하기 위해 사용되는 펄스 또는 신호 레벨)은 액적 부피, 궤적 및 액적마다 약간씩 다른 속도를 생성한다. 본 명세서의 교시에 따르면, 일 실시예에서, 번호 739로 표시된 바와 같이, 액적 측정 시스템은 원하는 파라미터의 액적당 n 개의 측정치를 선택적으로 획득하여서, 그 파라미터의 예상되는 특성에 관한 통계적 신뢰를 도출한다. 일 실시예에서, 측정된 파라미터는 부피일 수 있는 한편, 다른 구현예에 대해, 측정된 파라미터는 비행 속도, 비행 궤적, 노즐 위치 오차(예를 들어, 노즐 보우) 또는 다른 파라미터, 또는 그러한 다수의 파라미터의 조합 일 수 있다. 일 구현예에서, "n"은 각 노즐에 대해 가변적 일 수 있는 반면, 다른 구현예에서 "n"은 각 노즐에 대해 수행되는 고정된 수의 측정 (예를 들어, "24") 일 수 있다. 또 다른 구현 예에서, "n"은 측정치의 최소의 수를 지칭하여서, 추가적인 측정이 파라미터의 측정된 통계적 특성을 동적으로 조절하기 위해 또는 신뢰도를 향상시키기 위해 수행될 수 있다. 분명히 많은 변형예가 가능하다. 앞에서 설명한 시스템과 관련하여, (즉, 단일 측정 반복 동안 주어진 노즐 어레이에 대해 여러 액적 측정을 수행함으로써, 즉, 다른 노즐 세트로 액적 측정 시스템을 이동시키지 않음으로써) 또는 단일 측정을 수행하고 이후 측정을 통해 측정 모집단을 구축함으로써 (가령, 시간 경과에 따라 원형 범위의 노즐을 통해 계속해서 진행됨), 측정 모집단이 바로 구축될 수 있다.
도 7b에 의해 제공된 예시에서, 주어진 노즐로부터 예상되는 액적 부피를 나타내는 정확한 평균 및 빡빡한 신뢰 구간을 얻기 위해 액적 부피가 측정되고 있다고 가정해야 한다. 이것은, 예상되는 타겟(즉, 액적 수단의 복합체에 대한)에 대해 타겟 영역 내에서 복합 잉크 충진의 분포를 신뢰성 있게 유지하면서, (다중 노즐 및/또는 구동 파형 사용하여) 액적 조합의 선택적 계획을 가능하게 한다. 선택적인 프로세스 박스 (741 및 743)에 의해 주목되는 바와 같이, 고려되는 광학 측정 프로세스는 이상적으로, 예를 들어, 클리어 필름 및 아래의 부착 평면 캡처(즉, 증착을 위해 사용되는 필름의 면의 반대 편으로부터)을 사용하여, 한 번에 맣은 노즐의 부피(또는 원하는 파라미터)의 측정 및 계산을 순간적으로 또는 거의 순간적으로 할 수 있는데, 이러한 빠른 측정으로, 가령, 잉크 특성(점도 및 구성 물질을 포함함), 온도, 노즐 막힘 또는 연식 및 다른 인자에 걸친 변화를 설명하기 위해, 부피 측정을 빈번하고 동적으로 업데이트 할 수 있다. 예를 들어, 이점에 있어서, 10,000개의 노즐 프린트 헤드 조립체를 사용하면, 수천 개의 노즐 각각에 대해 큰 측정 모집단을 수분 내에 얻을 수 있으므로, 액적 측정을 빈번하고 동적으로 수행할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 하나의 선택적인 실시예에서, 액적 측정(또는 궤적 및/또는 속도와 같은 다른 파라미터)은 주기적, 간헐적인 프로세스로 수행될 수 있고, 액적 측정 시스템은 스케줄에 따라, 기판들 사이에 있거나(가령, 기판들이 로딩되거나 언로딩되면서), 또는 다른 조립체에 대해 스택되거나, 및/또는 다른 프린트 헤드 유지 보수 공정에 따라 연결되어서, 많은 측정 간격에 걸쳐 많은 데이터 포인트를 효과적으로 수집하여 각 노즐을 나타내는 통계 분포를 구축할 수 있다. 대안적인 노즐 구동 파형이 각 노즐에 특정한 방식으로 사용되는 것을 허용하는 실시예에 대해, 이러한 신속한 측정 시스템은, 계획된 스캔 경로 조절, 노즐 자격/실격, 및 다양한 노즐 파형 쌍에 의해 생성된 액적의 계획된 액적 조합을 가능하게 하고, 참조로서 포함되었던 상기 언급된 특허 출원에서 이전에 언급된다. 번호 745와 747에서, 예상되는 액적 부피를 1피코리터보다 정밀한 분해능으로, 가령, 0.01 pL보다 우수한 정밀도로 측정함으로써, 매우 정확한 액적 사용을 계획할 수 있는데, 액적 사용은 이상적으로 0.01pL 분해능으로 계획할 수 있으며, 측정 일 실시예에서의 측정 오차는 허용 가능한 액적 부피에 대해 3σ 신뢰도(또는 4σ, 5σ, 6σ 등의 다른 통계적 측정)를 제공하도록 효과적으로 감소된다. 액적 위치 및/또는 속도 및/또는 노즐 보우에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어, 1 마이크론(또는 다른 거리 측정)보다 우수한 정밀도로 예상 위치를 측정함으로써, 매우 정밀한 부착을 제공하는 것이 가능해진다. 예상된 위치는 특정 데카르트 점 및 그러한 점 주위의 표준 편차(또는 가령, 4σ, 5σ, 6σ 확산)의 범위로 측정될 수 있다. 일단 다양한 액적에 대해 충분한 측정이 수행되면, 그 액적의 조합과 관련된 채움이 평가될 수 있고, 가능한 가장 효율적인 방식으로 프린팅을 계획한다(748). 분리 라인(749)에 의해 표시된 바와 같이, 액적 측정은 액티브 "온라인" 프린팅 공정과 "오프-라인" 측정 및 교정 공정 사이에서 간헐적인 스위칭으로 앞뒤로 수행될 수 있다. 제조 시스템 정지 시간을 최소화하기 위해, 그러한 측정은 전형적으로 프린터가 기판 로딩 및 언 로딩과 같은 다른 공정으로 작업되는 동안 수행된다는 것에 유의한다. 번호 751에 있어서, 일 실시예에서, 이미지 캡쳐 및/또는 분석을 위해, 분석하에서 특정한 잉크에 대한 액적 특성의 최적화로 캡쳐하기 위하여(즉, 그 잉크의 주어진 화학적 유체적 특성), 클리어 필름 또는 테이프가 특별하게 선택(또는 처리)될 수 있다. 예를 들어, 일부 응용 분야의 잉크는 나중에 중합체가 되기 위해 자외선 경화 공정에 의해 경화될 단량체이고, 이는 액적 특성의 포착을 용이하게 하기 위함이며, 클리어 필름은, 물리적, 컬러, 흡광도, 고착, 경화 또는 다른 특성을 갖도록 선택되어서, 그러한 물질이 이미지 캡쳐 시스템에 의해 분석될 수 있는 예지력을 향상시킬 수 있다. 마지막으로 번호 753에서, 필름(테이프) 또는 전체로서 액적 측정 시스템 중 하나(또는 둘 다)는 모듈 교체용으로 설계되어서, 측정 시스템 및 프린팅 시스템 중단 시간을 최소화할 수 있다.
프린팅하는 동안, 노즐(및 노즐-파형) 측정은 롤링 기준으로 수행될 수 있으며, 기판 프린트 작업 사이에서 각각의 틈을 갖는 노즐의 범위를 통해 처리한다. 모든 노즐을 새롭게 측정하기 위해 또는 이와 같은 롤링 기준에 관계 없이, 도 7b의 동일한 기본 공정이 측정을 위해 사용된다. 이러한 이유로, 액적 측정 장치가 새로운 측정을 위해 (이전 측정의 힐(heel) 또는 기판 프린트 작업의 힐에 대해) 연결될 때, 시스템 소프트웨어는 측정이 수행되는 다음 노즐 세트를 식별하는 포인터를 로딩한다(예를 들어, 제2 프린트 헤드에 대해, "노즐 2,312에서 좌측 상단 코너를 갖는 노즐 윈도우"). 초기 측정의 경우(가령, 새 프린트 헤드 설치 또는 최근 부팅 또는 매일 측정 공정과 같은 주기적 공정에 응답하여), 포인터는 프린트 헤드에 대한 첫 번째 노즐, 가령 "노즐 2, 001"을 가리킨다. 이 노즐은 특정 이미징 그리드 액세스와 관련되거나 메모리에서 룩업된다. 시스템은 제공된 어드레스를 사용하여 액적 측정 시스템(가령, 이전에 참조 된 측정 영역)을 예상 된 노즐 위치에 대응하는 위치로 전진시킨다. 통상적인 시스템에서, 이 이동과 관련된 기계적 스로우(throw)는 상당히 정밀하며, 즉 대략 마이크론 분해능이다. 시스템은 이 시점에서 예상되는 마이크론-분해능 위치에 대한 노즐 위치를 선택적으로 탐색하고, 노즐을 발견하며 추정된 그리드 위치로부터 작은 마이크론-거리 내에서 프린트 헤드의 이미지 분석에 기초하여 그 위치에 중심을 둔다. 예를 들어, 지그재그, 나선형 또는 다른 탐색 패턴은 원하는 세트에 대해 미리 결정된 위치 관계를 갖는 노즐 또는 기점에 대한 예상 위치를 탐색하는데 사용될 수 있다. 노즐 사이의 전형적인 피치 거리는 약 250 마이크론 일 수 있는 반면, 노즐 직경은 약 10-20 마이크론 일 수 있다.
도 7c는 노즐 자격에 관한 순서도를 제공한다. 일 실시예에서, 액적 측정은 액적 부피, 속도 및 궤적 중 임의의 하나 및/또는 각각에 대해, 임의의 주어진 노즐에 적용된 각 노즐 및 각 파형에 대한 통계적 모델(가령, 분포 및 평균)을 산출하기 위해 수행된다. 예를 들어, 12개의 노즐 각각에 대해, 두 가지 파형을 선택할 수 있다면, 최대 24개의 파형-노즐 조합 또는 쌍이 있다. 일 실시예에서, 강건한 통계 모델을 개발하기에 충분한 각 노즐 또는 파형-노즐 쌍에 대해 각각의 파라미터 (예를 들어, 부피)에 대한 측정이 취해진다. 계획에도 불구하고, 개념적으로 주어진 노즐 또는 노즐-파형 쌍이 예외적으로 넓은 분포 또는 특별히 다루어야하는 충분히 이탈된 평균을 산출할 수 있다는 것이 가능하다는 점에 유의한다. 일 실시예에 적용된 이러한 특수 처리는 개념적으로 도 7c에 의해 표현된다.
보다 구체적으로, 일반적인 방법은 참조 번호(781)를 사용하여 표시된다. 액적 측정 장치에 의해 생성된 데이터는 추후 사용을 위해 메모리(785)에 저장된다. 방법(781)의 적용 동안, 이 데이터는 메모리로부터 리콜되고, 각각의 노즐 또는 노즐-파형 쌍에 대한 데이터가 추출되어 개별적으로 처리된다(783). 일 실시예에서, 정상 랜덤 분포는 측정된 액적의 평균, 표준 편차 및 수(n)에 의해 기술되거나, 또는 등가의 측정을 사용하여 자격화될 각 변수에 대해 구축된다. 다른 분포 형식(가령, Student's-T, Poisson 등)을 사용할 수 있다. 측정된 파라미터는 하나 이상의 범위(787)와 비교되어 해당 액적이 실제로 사용될 수 있는지 여부를 결정한다. 일 실시 예에서, 적어도 하나의 범위가 사용된 액적을 실격하기 위해 적용된다(예를 들어, 액적이 원하는 타겟에 대해 충분히 크거나 작은 부피를 갖는다면, 노즐 또는 노즐-파형 쌍이 단기 사용에서 배제될 수 있음). 예를 들어, 10.00pL의 액적이 필요하다면, 이 타겟으로부터 1.5% 떨어진(가령, <9.85pL 또는> 10.15pL) 액적에 연결된 노즐이나 노즐-파형은 사용에서 배제될 수 있다. 범위, 표준 편차, 분산 또는 다른 확산 측정치도 사용될 수도 있고 대신 사용될 수도 있다. 예를 들어, 좁은 분포(예를 들어, 평균의 3σ < 1.005%)를 갖는 액적 통계 모델을 갖는 것이 바람직하다면, 이 기준을 충족시키지 않는 측정치를 가진 액적은 배제될 수 있다. 여러 요인을 고려한 정교하고 복잡한 기준을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 매우 좁은 확산과 결합된 이탈된 평균은 괜찮을 수 있는데, 가령, 측정된(예를 들어, 이탈된) 평균 μ로부터 확산(예를 들어, 3σ)이 1.005 % 내에 있으면, 연관된 액적이 사용될 수 있다. 예를 들어, 10.00pL ± 0.1pL 내에서 3σ 부피의 액적을 사용하고자 한다면, ± 0.8pL 3σ 값을 갖는 9.96pL 평균을 생성하는 노즐 파형 쌍이 배제될 수 있지만, ± 0.3pL 3σ 값을 갖는 9.93pL 평균을 생성하는 노즐-파형 쌍은 허용될 수 있다. 분명히 원하는 거부/이탈 기준(789)에 따라 많은 경우의 수가 가능하다. 이 같은 유형의 처리는 액적 단위의 비행 각도와 속도에 적용될 수 있는데, 즉, 노즐-파형 쌍 당 비행 각도와 속도는 통계적 분포를 나타내며, 측정치 및 액적 측정치 장치로부터 파생된 통계적 모델에 의존하여, 일부 액적은 배제될 수 있다, 예를 들어, 정상의 5%를 벗어난 평균 속도나 비행 궤적을 갖거나, 특정 타겟의 외부에서의 속도 분산을 가진 액적은 가설적으로 사용에서 배제될 수 있다. 상이한 범위 및/또는 평가 기준은 측정된 각각의 액적 파라미터에 대해 적용되고, 저장 장치(785)에 의해 제공될 수 있다.
거부/이탈 기준(789)에 따라, 액적(및 노즐-파형 조합)이 상이한 방식으로 공정 및/또는 처리될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 원하는 기준을 충족시키지 못하는 특정 액적은 거부될 수 있다(791). 대안으로, 특정 노즐-파형 쌍의 다음 측정 반복에 대한 추가적인 측정을 선택적으로 수행하는 것이 가능한데, 예를 들어 통계 분포가 너무 넓으면, (가령, 분산 및 표준 편차는 측정 된 데이터 포인트의 수) 추가 측정을 통해 통계 분포의 빡빡함을 개선하기 위해, 특정 노즐-파형 쌍에 대한 추가 측정을 특별히 수행할 수 있다. 번호 793에서, 예를 들어, 더 높거나 낮은 전압 레벨을 사용하기 위해(예를 들어 더 빠르거나 더 느린 속도 또는 더 일정한 비행 각도를 제공하기 위해) 노즐 구동 파형을 조정하거나, 특정 기준을 충족하는 조절된 노즐-파형 쌍을 생성하기 위해 파형을 재형성할 수 있다. 번호 794에 대하여, 파형의 타이밍도 조절될 수 있다(가령, 특정한 노즐-파형 쌍과 관련된 이탈된 평균 속도에 대해 보상하기 위해). 예를 들어(앞에서 언급한 바와 같이), 느린 액적은 다른 노즐과 비교하여 더 이른 시간에 분사될 수 있으며, 빠른 방울은 더 빠른 비행 시간을 보상하기 위해 나중에 분사될 수 있다. 많은 대안예가 가능하다. 마지막으로, 번호 795에서, 임의의 조정된 파라미터(예를 들어, 분사 시간, 파형 전압 레벨 또는 형상)가 저장될 수 있고, 필요에 따라, 조정된 파라미터는 하나 이상의 관련된 액적을 재측정하도록 적용될 수 있다. 각각의 노즐-파형 쌍(수정되거나 다른)이 자격(통과 또는 거부)된 후, 이 방법은 번호 797에서, 다음 노즐-파형 쌍(797)으로 진행한다.
상기 나타낸 스킴은 노즐 보우를 측정하는데(그리고 물론, 이 기준에 따라 노즐을 자격을 갖추거나 실격시킴)에도 사용될 수 있다. 즉, 예로서, 단일이고 공통의 정확한 노즐 위치로부터 원래의 부착된 액적의 그룹화하지만, 프린트 헤드 기판 스캐닝 모션에 수직인 방향에서 중심을 벗어나 클러스터링된다고 가정하면, 해당 노즐은 동일한 행 또는 열 내의 다른 노즐에 대해 오프셋 될 수 있다. 이러한 이탈은 액적의 정밀한 조합을 계획하는데 고려될 수 있는 이상적인 액적 분사 편차를 야기할 수 있는데, 즉, 그러한 "보우" 또는 개별 노즐 오프셋은, 전술한 바와 같이, 노즐의 자격/실격 또는 프린트 스캔 계획의 일부로서 저장되고 사용되고, 프린트 시스템은 이러한 차이를 평균하는 것이 아니라 계획된 방식으로 각각의 개별 노즐의 차이를 사용한다. 임의의 변형예에서, 동일한 기술이 프린트 헤드 스캐닝 방향(즉, 고속 프린트 축)을 따라 비규칙적인 노즐 간격을 결정하는데 사용될 수 있지만, 도시된 실시 예에도 불구하고, 그러한 오차는 액적 속도 편차에 대한 보정에 포함된다(예를 들어, 임의의 이러한 간격 오차는, 예를 들어, 특정 노즐에 대해 사용되는 구동 파형에 대한 사소한 변경들에 의해 달성되는, 노즐 속도에 대한 조정에 의해 보정될 수 있음). 액적들의 클러스터를 생성하는 노즐의 교차-스캔-축 보우를 결정하기 위해, 각각의 궤적은, 동일한 노즐에 대한 다른 측정 궤도로 효과적으로 역전도(또는 수학적으로 적용)되고, 검사중인 특정 노즐의 평균 교차-스캔-축-위치를 식별하는데 사용된다. 이 위치는 노즐 보우의 증거가 될 수 있는 그러한 노즐의 예상 위치로부터 오프셋 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 그리고 이 논의에 의해 암시된 바와 같이, 일 실시예는 예를 들어 부피, 속도, 궤도, 노즐 보우 및 잠재적으로 다른 파라미터에 대해 측정되는 각각의 파라미터에 대해 각 노즐에 대한 통계적 분포를 구축한다. 이러한 통계 프로세스의 일부로서, 개별 측정값을 버리거나 오류를 식별하는 데 사용할 수 있다. 몇 가지 예를 들면, 동일한 노즐의 다른 측정값에서 멀리 떨어진 값을 갖는 액적 측정이 얻어지면, 측정값은 분사 또는 측정 오차를 나타낼 수 있는데, 일 실시예에서, 시스템은 통계 오차 파라미터를 초과하는 점까지 벗어난 경우에, 시스템은 이러한 측정을 폐기한다. 액적이 전혀 보이지 않으면, 액적 측정 시스템이 잘못된 노즐(틀린 위치)에 있거나 분사 파형 오류가 있거나 감시중인 노즐이 작동 불능이라는 증거가 될 수 있다. 오류 처리 프로세스를 사용하여 필요에 따라 새로운 측적이나 추가 측정을 수행하는 등을 포함하는 적절한 조정을 할 수 있다.
또한, 도 7a 및 도 7b에서 별도로 언급하지는 않았지만, 도시된 측정 프로세스는 전형적으로 각 노즐과 함께 사용하기 위해 이용 가능한 각각의 교호 파형에 대해 수행될 것이다. 예를 들어, 각 노즐이 선택될 수 있는 4개의 상이한 압전 구동 파형을 갖는다면, 측정 프로세스는 일반적으로 노즐 그룹마다 4회 반복될 수 있는데, 특정한 실행이 각각의 파형에 대해 24개의 액적에 기초한 통계적 분산을 구축한다면, 하나의 노즐에 대해 이러한 측정이 96번 있을 수 있다(4개의 파형 각각에 대해 24번이고, 각 측정은 액적 속도, 궤적 및 부피의 각각에 대한, 그리고, 추정된 노즐 위치(가령, 노즐 보우를 평가하기 위함)에 대한 통계적 평균 및 확산 측정을 개발하는 데 사용됨). 하나의 고려된 실시예에서, 임의의 수의 파형이 형성되거나 그렇지 않으면 생성될 수 있고, 시스템은 하나 이상의 미리 선택된 파형과 연관된 액적 파라미터를 측정 한 다음 나중에 프린팅 및/또는 프린트 계획에서 사용하기 위해 이들 파라미터를 저장한다. 이러한 파라미터는 또한 프린팅에 사용하기 위해(예를 들어, 미리 선택된 허용 파형 세트의 일부로서) 파형을 유지(및 저장)할지 또는 상이한 파형을 선택하고 그 파형에 대한 파라미터를 측정할지를 결정하는데 사용될 수 있다.
정밀 기계 시스템 및 액적 측정 기술의 사용을 통해, 개시된 방법은 전술한 각 파라미터(예를 들어, 부피, 속도, 궤적, 노즐 위치 등의 기타 파라미터)에 대한 평균 액적 메트릭을 포함하는 개별 노즐 특성의 매우 높은 정밀도 측정을 가능하게 한다. 알 수 있는 바와 같이, 언급된 기술은 제조 공정, 특히 OLED 장치 제조 공정에서 고도의 균일성을 용이하게 하여 신뢰성을 향상시킨다. 특히, 전체 시스템 중단 시간을 줄이기 위해 계산된 방식으로 다른 시스템 프로세스에 대한 액적 측정 및 이러한 측정값의 스태킹의 속도에 대한 제어 효율성을 제공함으로써, 위에 제시된 개시는 보다 빠르고 저렴한 제조 프로세스를 제공하여 제조 프로세스에서 유연성과 정밀성을 모두 제공합니다.
도 8a는 (예를 들어, 그러한 장치의 프린터와 관련된) 산업 제조 장치(801) 내의 전형적인 레이아웃의 단면도를 도시한다. 보다 구체적으로, 프린팅은 주위 분위기가 제어될 수 있도록("제어된 분위기") 프린트 인클로저 챔버(803) 내에서 수행되는 것으로 보여지는데, 그러한 제어는 전형적으로 원하지 않는 미립자를 배제하거나 또는 특정 기체 성분(예를 들어, 질소, 비활성 가스 등)의 존재하에 프린트가 수행된다. 일반적으로, 기판(813)은 대기압 버퍼 챔버(도시되지 않음)를 사용하여 일반적으로 프린터 내로 도입되고, 기계 핸들러를 사용하여 부양 지지 테이블(815)로 운반되며, 이는 또한 기판상의 하나 이상의 기점의 검출을 통해 프린팅에 적합한 기판을 정렬한다(이들 기점 및 정확한 기판 위치를 검출하는데 사용되는 카메라 또는 다른 검출기는 도 8a에 도시되지 않음). 프린팅은 "느린 프린트 축"의 방향으로 트레블러(811)를 따라 (화살표(809)로 도시된 바와 같이) 앞뒤로 움직이는 프린트 헤드 조립체(807)를 사용하여 수행된다. 프린트 헤드 조립체(807)는 단일 물체로서 도시되어 있지만, 복수의 프린트 헤드(가령, 6, 10 또는 다른 수)를 장착시키는 복잡한 조립체일 수 있고, 각각은 수백 내지 수천개의 프린트 노즐(가령, 각각 2천개의 노즐)을 가진다. 프린트 헤드 조립체(807)는 기판(813) 상에 제조될 하나 이상의 제품의 영구 층을 형성할 재료를 포함하는 정확한 두께로 정확한 위치 지점에서 기판(813) 상에 액체 잉크를 부착시킨다. 예를 들어, 이러한 재료는 유기 또는 무기 재료, 도체 또는 절연체, 플라스틱, 금속 또는 다른 유형의 재료일 수 있다. 전형적인 응용예에서, 기판(813)은 폭 1 미터 이상이고 수 미터 길이이고, 기판 상에 배열된 복수의 OLED 디스플레이를 동시에 제조하는데 사용되는데, 각각의 층은 모든 "서브 패널(subpanel)"에 걸친(즉, 제조 중 다수의 이러한 디스플레이에 걸친) 통합적인 프린트 공정의 일부로서 부착되고, 개별적인 디스플레이는 최종적으로 다른 공정을 통해 기판으로부터 절단된다. 각각의 프린트 공정은 특정한 층에 특정한 프린트 명령을 사용하여, 가령, 도체, 절연체, 광 발생 요소, 반도체 재료, 캡슐화 등과 같은 특정 두께에 상이 잉크를 부착시킬 수 있다. 조립 라인 공정에서, 상이한 위치에 배치되거나 연속적으로 상이한 부착 공정에서 사용되는 다수의 프린터가 존재할 수 있다. OLED 재료에 있어서, 잉크가 특정 층에 대해 부착되고, 부착 후에, 기판은 챔버로부터 제거되어서, 부착된 잉크가 경화, 건조, 가열 또는 다르게 처리되어 부착된 재료에 영구성을 전할 수 있는 경화 챔버(미도시)로 전진된다. 도시된 배치는 "분리 축(split-axis)" 프린터를 나타내는 것에 유의하며, 즉, 부유 테이블(815) 및 관련된 핸들러(도시되지 않음)는, 도면의 하단 근처의 치수 참조(823)에서 볼 수 있는 Y 축(825)의 방향을 따라, 도면 페이지 내로, 그리고 외부로 전진된다.
액적 측정을 수행하기 위해, 프린트 헤드 조립체(807)는 일반적으로 제2 인클로저 환경(805)과 관련된 서비스 스테이션에서 파킹될 수 있는 지점까지 정상적인 프린트 영역의 외부로 선택적으로 전진된다. 이러한 제2 환경은 선택적이지만, 프린트 인클로저 챔버(803)를 배기시키지 않으면서, 검사, 프린트 헤드 대체 및 다른 유지 보수 형태를 허용하는 것이 유리하다. 프린트 헤드 어셈블리(807)를 파킹하기 위해, 어셈블리는 도면의 좌측에 일반적으로 도시된 위치로 이동되고, 점선 위치(819)로 나타낸 바와 같이, 제2 인클로저 환경을 위한 챔버에 대해, 프린트 헤드 조립체(807)를 밀봉하기 위해, 수직으로 전진한다. 이 "파킹된" 위치에서, 액적 측정 시스템(817)은 (예를 들어, 3 차원으로) 제어되어서, 원하는 노즐 영역에 근접한 기판 증착 높이를 모방하기 위해 측정 영역을 선택적으로 이송한다.
상기에서 언급된 바와 같이, 전형적인 응용 분야에서, 제조 장치(801)를 가능한 한 "온라인"으로 유지하고 사용중인 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 장치(801)가 프린트(및 제품 제조)를 위해 사용될 수 있는 시간에 액적 측정을 수행하기보다는, 일 실시예에서, 측정 및 프린팅은 "핑퐁 (ping-ponged)" 되는데, 즉, 프린트 작업들 사이의 시간 간격 동안에, 기판(가령, 813)이 로딩되거나 언로딩될 때마다, 프린트 헤드 조립체(807)는 서비스 스테이션으로 전진되고, 부분적으로 교정되어서(가령, 프린트 노즐의 롤링 서브 세트 및/또는 프린트 노즐 파형에 관하여), 이전에 기술된 바와 같이, 각각의 노즐에 대한 강건한 세트를 구축하고, 전류가 업데이트되고, 통계적 측정 모집단을 개발하는 방식으로 유지된다. 이들 특징들 중 어느 하나는 선택적으로 고려될 수 있고, 개시된 기술의 실행에 필수적인 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.
도 8b는 도 8a의 라인 B-B를 따라 취해진, 부착 프로세스 동안 나타날 수 있는 기판 및 프린터의 평면도를 제공한다. 프린트 인클로저 챔버는 참조 번호(803)에 의해 다시 한번 표시되고, 액적 측정을 위해 사용되는 제2 인클로저 환경은 일반적으로 참조 번호(805)로 표시된다. 프린트 인클로저 챔버 내에서, 프린트될 기판은 다시 한번 도면 번호 813으로 표시되고, 기판을 이송하는데 사용되는 지지 테이블은 도면 부호 815로 표시된다. 일반적으로 말하면, 기판의 임의의 xy 좌표는 지지 테이블에 의한 기판의 x- 및 y- 차원 이동 (예를 들어, 번호 857로 표시된 부양 지지체 사용) 및 화살표(809)에 의해 일반적으로 표시된 바와 같이, 트레블러(811)를 따라 하나 이상의 프린트 헤드(807)의 "느린 축" x-차원 이동을 포함하는 이동의 조합에 의해 달성된다. 이전에 언급된 바와 같이, 부양 테이블 및 기판 핸들링 인프라 구조물은 필요에 따라 하나 이상의 "빠른 축"을 따라 프린트하는 동안, 기판을 이동시키는데 사용된다. 프린트 헤드는 복수의 노즐(865)을 갖는 것으로 보여지며, 이들 각각은 프린트 이미지로부터 도출된 분사 패턴에 의해 개별적으로 제어되는데(예를 들어, 프린트 헤드가 좌우로 이동될 때 프린터 그리드 포인트에 대응하는 열의 프린트를 수행하고, "느린 축"을 따라 그와 반대로 수행됨), 단지 몇 개의 프린트 노즐이 도면에 그래픽으로 도시되어 있지만, 실제로는 많은 열과 행으로 배열된 이러한 수 개의 노즐이 수백 내지 수천 가지가 존재한다는 것을 유의해야 한다. 하나 이상의 프린트 헤드들과 빠른 축 (즉, y- 축)의 방향으로 제공된 기판 사이의 상대적인 움직임에 있어서, 프린팅은 전형적으로 프린터 그리드 지점들의 개별 행들을 뒤따르는 스와스(swath)를 기술한다. 프린트 헤드 조립체는 선택적으로 회전되거나 그렇지 않으면 번호 (867) 당 유효 노즐 간격을 변화시키도록 조절될 수 있다. 이러한 다수의 프린트 헤드는 원하는 대로 서로에 대해 x-차원, y-차원 및/또는 z-차원 오프셋으로 함께 배향 될 수 있다(도 8b의 축 범례 823 참조). 프린팅 작업은 도시된 이송 방향(857)의 수직 요소에 의해 표현되는 상대적인 프린트 헤드 조립체/기판 운동으로, 전체 타겟 영역(및 임의의 경계 영역)이 원하는 대로 잉크로 프린트 될 때까지 계속된다. 필요한 양의 잉크를 침착시킨 후, 자외선(UV) 또는 액체 잉크로부터 영구 층을 형성하는 다른 경화 또는 경화 공정의 사용을 통해 기판을 완성한다. 전술한 바와 같이, 기판이 인쇄를 위해 로딩되거나 언로딩 될 때, 프린트 헤드는 유지 보수 스테이션으로 전진되고, 제2 인클로저 환경(805)으로 밀봉된다. 실제로, 전술한 바와 같은 이러한 제2 인클로저 환경은 프린트 인클로저 챔버(803)의 서브세트로 만들어져서, 프린트 인클로져 챔버 전체로서 배기시킬 필요없이 프린트 헤드가 변경될 수 있다. 제2 인클로저 환경(805) 내에서, 액적 측정 시스템(817)(트레블러(811) 아래에 놓인 점선으로 도시됨)은, 이전에 언급한 바와 같이, 측정을 위해 선택적으로 결합된다(다시 말해, 그 섀시의 전체로서 액적 측정 시스템의 3 차원 관절을 사용하는 것이 바람직함).
도 9는 다수의 노즐 각각에 대해 이들 액적에 대해 예상되는 위치에 대한 측정된 액적 위치를 도시하는 차트를 제공한다. 보다 구체적으로, 차트는 일반적으로 번호(901)로 표시되고, 약 40개의 노즐 그룹을 나타낸다. 차트(901)는 예를 들어, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 기술된 바와 같이, 상기에서 처리된 이미지 데이터를 나타내는 것으로 가정되어서(즉, 위치(904)와 관련하여) 대응되는 예상된 위치에 대하여, 측정된 액적 위치(즉, 위치(903)와 같은)를 획득한다. 여러 가지 특징들이 FIG. 9에 대해 유의해야 한다. 첫째, 도면 905에 의해 표현된 바와 같이, 노즐이 약간 엇갈리게 위치된 노즐의 행에 배열되는 것을 볼 수 있는데, 이러한 특징은 액적의 매우 정확한 간격을 허용하는데, 예를 들어, 제조 공차는 노즐이 교차 스캔 방향으로 수백 마이크론 떨어져 위치되도록 하는 반면, 행마다 약간 어긋나게 하는 것은 교호하는 노즐 사용을 허용한다(예를 들어, 위치(907)에 대응하는 노즐에 대한 위치(906)에 대응하는 노즐은, 예를 들어 기판상의 임의의 원하는 위치로부터 20 마이크론 이하의 범위 내로 액적을 매우 빡빡하게 배치 할 수 있게 한다. 둘째, 차트(901)는 프린트 헤드에 대한 액적 측정 시스템의 위치 교정에 의해 제공되는 이점을 간접적으로 강조하여서, 예를 들어, 임의의 측정된 데이터(및 임의의 노즐 자격 또는 조절)와 정확한 노즐을 매칭시키기 위하여, 시스템이 어느 노즐이 위치(903) 및 예상 위치(904)에 대응되는지를 정확하게 아는 것이 중요하다. 이미지 처리를 통해, 각 노즐에 대해 정확한 위치 오프셋을 결정할 수 있으며, 노즐 자격 및 프린트 계획에 포함될 수 있다. 최종적으로, 클리어 필름의 사용은 부착된 액적뿐만 아니라 노즐의(예를 들어, 클리어 필름을 통해 캡쳐된) 이미지 캡쳐를 잠재적으로 허용하여, 소프트웨어에 의한 거리 분석의 수행을 용이하게 한다. 이것은 모든 실시예에 필수적이지는 않으며, 예를 들어, 필름의 캡쳐된 이미지가 어떻게 노즐 플레이트 위치에 대응되는지를 이해함으로써, 소프트웨어는 캡쳐 된 이미지에 대한 노즐 위치를 용이하게 추론할 수 있고, 이를 기초로 위치 오프셋을 계산한다. 도 9의 맥락에서, 일 실시예에서 번호(904)는 측정된 위치(903)와 액적 속도 및/또는 보우를 나타내는 위치(904) 사이의 임의의 편차를 갖는 이미지 노즐 위치를 나타낸다. 또한, 도 9가 예상된 액적 위치에 대한 액적의 위치 오프셋을 나타내는 반면, 유사한 분석은 액적 부피를 측정하는데에도 사용될 수 있어서, 예를 들어, 액적 색상(예를 들어, 그레이 스케일 값), 액적 직경 또는 캡쳐된 이미지의 다른 사진을 표준과 비교하여, 그로부터 액적 부피를 계산할 수 있다. 각 노즐 또는 노즐-파형 쌍에 대해 반복적이고 추가적인 측정을 사용을 통해, 시스템은 노즐당 또는 노즐당 파형 기준으로 원하는 모든 액적 파라미터에 대한 분포를 쉽게 구축할 수 있다.
도 10은 캡쳐된 이미지로부터 액적 부피를 결정하는 것과 관련된 흐름도(1001)를 나타낸다. 번호 1003에서, 노즐들의 어레이에 의해 생성된 액적들을 나타내는 캡쳐된 이미지가 우선 메모리로부터 복구된다. 그 다음, 이 이미지는 번호 1005에 따라, 관심 있는 액적(예를 들어, 부착된 매체의 두께 또는 잉크 농도에 따라 다양한 색상 강도를 갖는)을 세그먼트화하기에 적절하게 필터링 된다. 이러한 필터링된 이미지는 단일 이미지로부터 특정 파라미터를 측정하기 위해 수행되는 필터링의 제1, 제2, 제3 또는 다른 예일 수 있음에 유의한다(예를 들어, 다른 예는 액적 속도, 위치, 노즐 위치등에 대한 거리, 위치, 오프셋 등을 계산하는데 사용될 수 있음). 번호 1007에 따라, 임의의 색상을 처리하여 그 색상을 잉크 두께 또는 밀도와 상관시키는데, 예를 들어, 부착된 잉크가 약간 붉은색을 띤다면, 이미지의 "더 붉은" 부분은 일반적으로 더 두꺼운 두께를 나타낸다. 한 번에 각각의 노즐로부터 다수의 액적이 부착되는 실시예에 대해, 겹쳐지는 다수의 가시적인 액적이 있을 수 있고, 두께 처리(1007)는 바람직하게는 임의의 개별 액적을 세그먼트화하는 것이 고려되는데, 이는 모든 실시예에 요구되는 것은 아니며, 예를 들어 5개의 액 적이 부착되었다는 것이 알려진다면, 전체 부피을 계산하고 5로 나누는 것으로 충분할 수 있다. 번호 1009에서, 앞서 언급된 바와 같이 액적 반지름은 계산되고(또는 총 잉크 커버리지), 총 부착된 잉크를 계산하기 위해 유도된 두께 측정과 관련하여 사용된다. 중요하게, 부착 표면으로 사용되는 클리어 필름은 부착된 잉크를 이상적으로 고정 시키므로, 활성 프린팅(예를 들어, 유리 기판)에 사용되는 실제 부착 표면과 다를 수 있다. 번호 1008로 도시된 바와 같이, 부착 재료에 특정한 저장 표준이 회수되어 정확한 액적 부피 추정치를 도출하기 위해 두께 처리, 부피 계산(1011) 또는 양자와 관련하여 사용된다. 최종적으로, 측정 데이터는 번호(1013)에서 저장되고, 계산된 모든 노즐 또는 노즐-파형 분포(예를 들어, 평균 및 확산)는 프린트 또는 스캔 계획에서 사용하기 위해 업데이트 된다. 특정 응용 분야에 적합한 것처럼, 표준 및 원시값(또는 오프셋) 계산에 대한 비교는 부피 이외의 많은 다른 파라미터에 적용될 수 있다.
상기 도입된 다양한 기술 및 고려 사항을 반영하여, 제조 공정은 시스템을 낮은 비용으로 신속하게 대량 생산하기 위해 수행될 수 있다. 신속하고 반복 가능한 프린팅 기술을 제공함으로써, 예를 들어 층별 프린팅 시간을 상기 기술 없이 요구되는 시간의 작은 부분으로 감소시키는 것과 같이 프린팅이 실질적으로 개선될 수 있다고 믿어진다. 다시 대형 HD 텔레비전 디스플레이의 예로 되돌아가면, 각 컬러 성분 레이어는 180초 이내에, 또는 실질적인 공정 개선을 나타내는 심지어 90초 이하로, 대형 기판(가령, 약 220cm x 250cm 크기의 제너레이션 8.5 기판)에 대해 정확하고 신뢰성 있게 프린트할 수 있다고 여겨진다. 프린팅의 효율성과 품질을 개선하면 대형 HD TV 디스플레이를 생산하는데 드는 비용이 크게 절감되어 최종 소비자 비용이 절감된다. 앞에서 언급했듯이, 디스플레이 제조(특히 OLED 제조)는 여기에 소개된 기술 중 하나의 응용이지만, 이러한 기술은 다양한 프로세스, 컴퓨터, 프린터, 소프트웨어, 제조 장비 및 최종 장치에 적용될 수 있으며 디스플레이 패널에 국한되지 않는다.
전술한 설명 및 첨부된 도면에서, 특정 용어 및 도면 부호가 개시된 실시 예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명되었다. 일부 예에서, 용어 및 기호는 이들 실시 예를 실시하는데 요구되지 않는 특정 세부 사항을 의미 할 수 있다. "예시적인" 및 "실시예"라는 용어는 선호도 또는 요구 사항이 아닌 예를 표현하기 위해 사용된다.
상술 한 바와 같이, 본 발명의 보다 넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않으면 서 본 명세서에 제시된 실시 예에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 임의의 다른 실시 예와 조합하여 또는 대응하는 특징 또는 양상 대신 적어도 임의의 실시 예의 특징 또는 양태가 적용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 모든 특징이 각각의 모든 도면에 도시되어있는 것은 아니며, 예를 들어, 하나의 도면의 실시 예에 따라 도시된 특징 또는 기술은 선택적으로 하나의 요소로서 또는 그 조합으로서 사용될 수 있는 것으로 가정되어야 한다. 다른 도면 또는 실시 예의 특징은 명세서에서 특별히 언급되지 않은 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (22)

  1. 프린트헤드의 노즐에 의한 액적 분사와 관련된 파라미터의 측정 방법에 있어서, 상기 방법은,
    제 1 측부 및 제 2 측부를 갖는 필름을 제공하고, 상기 제 1 측부를 갖는 필름의 일부분을 상기 프린트헤드에 인접하도록 배치하여, 노즐로부터 잉크 액적을 수용할 수 있도록 기판을 제공하는 단계와,
    상기 일부분이 상기 프린트헤드에 인접하여 위치할 때, 이미지 캡처 수단을 이용하여 상기 필름의 제 2 측부를 통해 상기 일부분의 이미지를 캡처하는 단계 - 상기 이미지는 노즐 각자에 대한 위치에서 노즐로부터 수용되는 잉크 액적을 나타내고, 이에 응답하여 캡처된 이미지를 이미지 처리 시스템에 운반하기 위해 출력 신호를 생성함 - 와,
    이어지는 이미지 캡처 공정을 위해 필름의 새 부분을 배치하도록 필름을 전진시키는 단계 - 상기 프린트헤드 또는 이미지 캡처 수단의 재배치를 강제하지 않는 방식으로 프린트헤드의 노즐로부터 필름의 제 1 측부 상에 액적이 수용됨 - 를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    이미지 처리 시스템으로 캡처된 이미지를 수신하는 단계와,
    캡처된 이미지를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계와,
    캡처된 이미지를 처리하여, 하나 이상의 증착된 액적을 나타내는 각자의 식별된 이미지 데이터를 각자의 노즐과 상관시키는 단계와,
    식별된 각각의 이미지 데이터 세트를 처리하여 각각의 노즐에 대한 파라미터를 연산하는 단계와,
    각자의 노즐에 대한 파라미터를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성된 액적 평균치(droplet means)를 포함하는, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성되는 통계적 확산 척도를 포함하는, 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성되는 액적의 기대 부피를 포함하는, 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 기대 부피는 1 피코리터보다 정밀한 분해능을 가진 단위로 표현되는, 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성되는 액적의 기대 액적 궤도를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 필름은 무색, 투명 테이프를 포함하고, 상기 필름은 무색 투명 테이프의 공급 릴과, 액적이 위에 증착되면, 상기 무색 투명 테이프의 일부분의 테이크-업 릴(take-up reel) 형태로 실현되고, 상기 방법은 모터를 이용하여 이미지 캡처 이후 테이크-업 릴을 전진시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 이미지를 캡처할 때 프린트헤드와 이미지 캡처 수단 사이에 위치한 스테이지에 대해 상기 일부분을 고정시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 프린트헤드의 노즐에 의한 액적 분사와 관련된 파라미터의 측정 방법에 있어서, 상기 방법은,
    제 1 측부 및 제 2 측부를 갖는 필름을 제공하고, 상기 제 1 측부를 갖는 필름의 일부분을 상기 프린트헤드에 인접하도록 배치하여, 노즐로부터 잉크 액적을 수용할 수 있도록 기판을 제공하는 단계와,
    상기 일부분이 상기 프린트헤드에 인접하여 위치할 때, 카메라 또는 라인 센서를 이용하여 상기 필름의 제 2 측부를 통해 상기 일부분의 이미지를 캡처하는 단계 - 상기 이미지는 노즐 각자에 대한 위치에서 노즐로부터 수용되는 잉크 액적을 나타내고, 이에 응답하여 캡처된 이미지를 이미지 처리 시스템에 운반하기 위해 출력 신호를 생성함 - 와,
    이어지는 이미지 캡처 공정을 위해 필름의 새 부분을 배치하도록 필름을 전진시키는 단계 - 상기 프린트헤드 또는 카메라 또는 라인 센서의 재배치를 강제하지 않는 방식으로 프린트헤드의 노즐로부터 필름의 제 1 측부 상에 액적이 수용됨 - 를 포함하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    이미지 처리 시스템으로 캡처된 이미지를 수신하는 단계와,
    캡처된 이미지를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계와,
    캡처된 이미지를 처리하여, 하나 이상의 증착된 액적을 나타내는 각자의 식별된 이미지 데이터를 각자의 노즐과 상관시키는 단계와,
    식별된 각각의 이미지 데이터 세트를 처리하여 각각의 노즐에 대한 파라미터를 연산하는 단계와,
    각자의 노즐에 대한 파라미터를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성되는 액적의 평균치, 통계 확산 척도, 기대 부피, 또는 기대 액적 궤도를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 파라미터는 기대 부피이고, 상기 기대 부피는 1 피코리터보다 정밀한 분해능을 가진 단위로 표현되는, 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 필름은 무색 투명 테이프를 포함하고, 상기 필름은 무색 투명 테이프의 공급 릴과, 액적이 위에 증착되면, 무색 투명 테이프의 일부분의 테이크-업 릴 형태로 실현되며, 상기 방법은 모터를 이용하여, 이미지 캡처 이후 테이크-업 릴을 전진시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 이미지를 캡처할 때 프린트헤드와 카메라 또는 라인 센서 사이에 위치하는 스테이지에 상기 일부분을 고정시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 스테이지에 상기 일부분을 고정시키는 단계는 상기 필름의 제 2 측부에 진공을 가하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 진공은 복수의 진공 포트를 이용하여 가해지는, 방법.
  18. 프린트헤드의 노즐에 의한 액적 분사와 관련된 파라미터의 측정 방법에 있어서, 상기 방법은,
    제 1 측부 및 제 2 측부를 갖는 필름을 제공하고, 상기 제 1 측부를 갖는 필름의 일부분을 상기 프린트헤드에 인접하도록 배치하여, 노즐로부터 잉크 액적을 수용할 수 있도록 기판을 제공하는 단계와,
    상기 일부분이 상기 프린트헤드에 인접하여 위치할 때, 카메라를 이용하여 상기 필름의 제 2 측부를 통해 상기 일부분의 이미지를 캡처하는 단계 - 상기 이미지는 노즐 각자에 대한 위치에서 노즐로부터 수용되는 잉크 액적을 나타내고, 이에 응답하여 캡처된 이미지를 이미지 처리 시스템에 운반하기 위해 출력 신호를 생성함 - 와,
    이미지를 캡처할 때 상기 프린트헤드와 카메라 사이에 위치하는 스테이지에 상기 일부분을 고정시키는 단계와,
    이어지는 이미지 캡처 공정을 위해 필름의 새 부분을 배치하도록 필름을 전진시키는 단계 - 상기 프린트헤드 또는 카메라의 재배치를 강제하지 않는 방식으로 프린트헤드의 노즐로부터 필름의 제 1 측부 상에 액적이 수용됨 - 를 포함하는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    이미지 처리 시스템으로 캡처된 이미지를 수신하는 단계와,
    캡처된 이미지를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계와,
    캡처된 이미지를 처리하여, 하나 이상의 증착된 액적을 나타내는 각자의 식별된 이미지 데이터를 각자의 노즐과 상관시키는 단계와,
    식별된 각각의 이미지 데이터 세트를 처리하여 각각의 노즐에 대한 파라미터를 연산하는 단계와,
    각자의 노즐에 대한 파라미터를 프로세서-액세스가능 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 파라미터는 각자의 노즐에 의해 생성되는 액적의 평균치, 통계 확산 척도, 기대 부피, 또는 기대 액적 궤도를 포함하는, 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 필름은 무색 투명 테이프를 포함하고, 상기 필름은 무색 투명 테이프의 공급 릴과, 액적이 위에 증착되면, 무색 투명 테이프의 일부분의 테이크-업 릴 형태로 실현되며, 상기 방법은 모터를 이용하여, 이미지 캡처 이후 테이크-업 릴을 전진시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 스테이지에 상기 일부분을 고정시키는 단계는 상기 필름의 제 2 측부에 진공을 가하는 단계를 포함하는, 방법.
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