KR20210106481A - 인쇄 기판용 그립핑 - Google Patents

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KR20210106481A
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Abstract

홀더 어셈블리는 베이스,상기 베이스에 연결된 구동 어셈블리, 상기 구동 어셈블리에 연결된 동력 소스, 연결 에지를 따라 구동 어셈블리에 연결된 수직 힘 인가기, 및 상기 베이스에 결합되고 진공 소스에 결합된 접촉 표면을 갖는 그립핑 부재를 포함하고, 상기 구동 어셈블리는 평탄화 부재가 상기 접촉 표면과 맞물리는 제1 위치 및 상기 평탄화 부재가 상기 접촉 표면으로부터 떨어져 위치된 제2 위치를 갖는다.

Description

인쇄 기판용 그립핑
본 출원은 2018년 12월 21일에 출원된 미국 임시 특허 출원번호 62/783,729 및 2019년 12월 12일에 출원된 미국 정규 특허 출원번호 16/712,172의 혜택을 주장하며, 모두는 여기에 참고로 통합된다.
본 개시는 잉크젯 인쇄 공정 동안 인쇄 기판을 조작하는 것과 관련된 기계 장치 및 시스템에 관한 것이다.
대형 기판의 잉크젯 인쇄는 잉크젯 인쇄 공정 동안 가스 쿠션 테이블 위에 인쇄 기판을 조작하기 위해 그립퍼 및 그립퍼 어셈블리를 사용한다. 잉크젯 인쇄를 포함하는 제조 공정 동안 인쇄 기판의 정확하고 반복 가능한 포지셔닝은 제조 공정 동안 인쇄 기판에 퇴적된 재료의 치수 균일성을 증가시킨다.
여기에 설명된 실시 예들은 장치를 제공하며, 상기 장치는 베이스; 상기 베이스에 결합된 구동 어셈블리; 상기 구동 어셈블리에 연결된 동력 소스; 연결 에지를 따라 구동 어셈블리에 연결된 수직력 인가기; 및 상기 베이스에 결합되고, 진공 소스에 결합된 접촉 표면을 갖는 그립핑 부재을 포함하고, 상기 구동 어셈블리는 평탄화 부재가 상기 접촉 표면과 맞물리는 제1 위치 및 평탄화 부재가 상기 접촉 표면으로부터 떨어져 위치된 제2 위치를 갖는다.
여기에 설명된 다른 실시 예들은 가스 쿠션 테이블 위에 기판을 배치하는 단계, 여기서 상기 기판의 에지는 상기 가스 쿠션 테이블의 일측을 따라 홀더 어셈블리와 정렬됨; 상기 홀더 어셈블리의 그립핑 부재에 수직 근접하게 상기 기판의 바닥 표면을 가져 오는 단계; 상기 그립핑 부재를 통해 흡입을 적용하는 단계; 및 상기 기판을 상기 그립핑 부재와 결합시키기 위해 상기 기판의 상부 표면에 접촉력을 가하는 단계를 포함하는, 기판을 조작하는 방법을 제공한다.
여기에 설명된 다른 실시 예들은 각각의 그립핑 부재의 장착 표면에서 상기 베이스의 수용 표면에 제거 가능하게 결합된 복수의 그립핑 부재들을 포함하고, 각각의 그립핑 부재는 장착 표면의 반대편에 있는 상기 그립핑 부재의 접촉 표면에 세라믹 재료를 포함하고, 각각의 그립핑 부재는 상기 그립핑 부재를 통해 연장되는 적어도 하나의 통로를 갖는, 홀더 어셈블리를 제공한다.
여기에 설명된 다른 실시 예들은 베이스 부재; 상기 베이스 부재에 결합된 회전 구동 어셈블리; 상기 회전 구동 어셈블리에 연결된 동력 소스; 및 상기 베이스 부재 및 진공 소스에 결합된 그립핑 어셈블리를 포함하고, 상기 그립핑 어셈블리는 스테이지 부재 및 하나 이상의 패드를 포함하는, 홀더 어셈블리를 제공한다.
본 개시의 양태들은 첨부 도면들과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관행에 따르면 다양한 특징들은 축척으로 그려지지 않는다. 사실, 다양한 특징들의 치수는 논의의 명확성을 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 등각 투영도이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 홀더 어셈블리의 등각 투영도이다.
도 2b는 도 2a의 2개의 그립핑 부재의 확대도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 평탄화기 어셈블리의 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 평탄화기 어셈블리의 평면도이다.
도 5a 및 5b는 2개의 그립핑 부재 실시 예들의 도면이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재의 단면도이다.
도 7은 홀더 어셈블리에 초점을 맞춘 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 확대 등각 투영도이다.
도 8은 홀더 어셈블리에 초점을 맞춘 다른 잉크젯 인쇄 장치의 확대 등각 투영도이다.
도 9는 일부 실시 예에 따른 홀더 어셈블리를 사용하는 방법의 흐름도이다.
다음의 개시는 제공된 주제의 상이한 특징을 구현하기 위한 많은 상이한 실시 예들 또는 예들을 제공한다. 구성 요소, 값, 작동, 재료, 배열 등의 특정 예들은 본 개시를 단순화하기 위해 아래에 설명된다. 물론, 이들은 단지 예일 뿐이며 제한하려는 의도는 없습니다. 다른 구성 요소, 값, 작동, 재료, 배열 등이 고려된다. 예를 들어, 다음의 설명에서 제2 특징부 보다 위에 또는 위에 제1 특징부를 형성하는 것은 제1 및 제2 피쳐가 직접 접촉하여 형성되는 실시 예를 포함할 수 있으며, 또한, 제1 및 제2 특징 부가 직접 접촉하지 않을 수 있도록 제1 및 제2 특징 부 사이에 추가 특징부가 형성될 수 있는 실시 예를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성과 명료성을 위한 것이며 그 자체가 논의된 다양한 실시 예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다.
또한, "아래", "위" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 대로 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징들의 관계를 설명하는 위해 여기에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 방향에 더하여 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 방향을 포함하도록 의도된다. 장치는 달리 (90도 회전되거나 다른 배향으로) 배향될 수 있고, 여기에서 사용된 공간적으로 상대적인 디스크립터(descriptor)는 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 개시 내용은 기판 표면 상에 인쇄 재료의 방울을 퇴적하는 제조 공정 동안 기판을 취급 및 조작하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 한 측면에서, 인쇄 재료는 다양한 단량체, 양자점, 산란 입자, 및 기판 상에 잉크젯 인쇄에 적합한 다른 성분을 포함하는 경화성 혼합물이다. 여기에서 설명된 잉크젯 인쇄 방법에서, 인쇄 헤드의 토출 표면은 인쇄 헤드로부터 기판으로 재료를 퇴적하는 동안 기판의 퇴적 표면으로부터 작은 이격 거리에 위치된다. 이격 거리는 일반적으로 300 마이크로 미터(μm) 미만이며, 경우에 따라 10 ~ 50 마이크로 미터 정도로 작을 수 있다. 토출 표면과 기판 표면 사이의 이격 거리가 변하면 인쇄가 부정확하고 결함이 발생할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄 장치(100)의 등각 투영도이다. 잉크젯 인쇄 장치(100)는 3개의 섹션들을 갖는 가스 쿠션 테이블(102)을 포함한다. 제1 섹션(104) 및 제3 섹션(108)은 그 상부 표면에 제1 패턴의 가스 분배 구멍을 갖는 반면, 제2 섹션(106)은 상부 표면에 제2 패턴의 가스 분배 구멍을 포함한다. 제2 섹션(106)은 제1 섹션과 제3 섹션(104, 108) 사이에 있다. 제2 섹션(106)은 기판 상에 퇴적이 일어나는 작업 영역을 정의하고, 제1 및 제3 섹션(104 및 108)은 제2 섹션(106)에서 작업 영역으로 이동하기 위해 기판을 준비하기 위한 스테이징(staging) 영역이다. 가스 쿠션 테이블(102)은 화강암 블록과 같은 거대한 고체 물체로 만들어진 베이스(103)에 배치된다. 베이스(103)는 환경 자극 또는 진동으로 인한 다양한 프린터 구성 요소들의 원하지 않는 움직임을 최소화한다.
인쇄 어셈블리(110)는 가스 쿠션 테이블(102)과 병치된다. 인쇄 어셈블리(110)는 인쇄 지지체(112) 및 인쇄 지지체(112)에 결합된 디스펜서 어셈블리(114)를 포함한다. 인쇄 지지체(112)는 가스 쿠션 테이블(102)의 제2 섹션(106)의 일측에 있는 제1 스탠드(116A) 및 제2 섹션(106)의 반대쪽에 있는 제2 스탠드(116B)를 포함한다. 레일(117)은 제1 스탠드(116A)에 의해 지지되는 제1 단부(117A) 및 제1 단부(117A)에 대향하며 제2 스탠드(116B)에 의해 지지되는 제2 단부(117B)와 함께 배치된다. 레일(117)은 제2 섹션(106)을 가로 질러 연장되고, 스탠드들(116A 및 116B)는 가스 쿠션 테이블(102)로부터 레일(117)의 일정한 분리 거리를 유지한다. 디스펜서 어셈블리(114)는 가스 쿠션 테이블(102)의 제2 섹션(106) 상에 배치된 기판 상에 재료를 퇴적하도록 디스펜서 어셈블리(114)를 위치시키기 위해 레일(117)을 따라 이동한다.
디스펜서 어셈블리(114)는 레일(117)에 연결된 캐리지(118) 및 캐리지에 연결된 디스펜서 하우징(120)을 포함한다. 하나 이상의 디스펜서(미도시)가 디스펜서 하우징(120)에 수용되어 디스펜서의 토출 표면으로부터 기판 상으로 인쇄 재료를 토출한다.
가스 쿠션 테이블(102)의 제1 섹션(104) 또는 제3 섹션(108) 상에 기판을 배치함으로써 기판은 퇴적을 위해 준비된다. 가스 쿠션 테이블(102)은 가스 소스(미도시)에 결합되어 가스 쿠션 테이블(102)의 표면에 있는 개구들을 통해 가스를 흐르게 한다. 가스는 가스 쿠션 테이블(102)의 표면과 그 위에 배치된 기판 사이에 가스 쿠션을 형성하여 가스 쿠션 테이블과 비접촉 관계로 기판을 지지한다. 가스 쿠션은 기판이 마찰 없이 가스 쿠션 테이블(102)을 따라 이동할 수 있게 한다. 홀더 어셈블리(122)는 가스 쿠션 테이블(102) 상에 기판을 위치시키기 위해 기판에 단단히 부착된다. 홀더 어셈블리는 베이스(124), 적어도 하나의 그립핑 부재(126) 및 적어도 하나의 평탄화 부재(128)를 포함한다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 홀더 어셈블리(200)의 개략도이다. 홀더 어셈블리(200)는 도 1의 장치(100)에서 홀더 어셈블리(124)로서 사용될 수 있다. 홀더 어셈블리(200)는 복수의 편탄화 부재들(206)을 지지하고 위치시키기 위한 베이스 부재(202) 및 복수의 그립핑 부재들(204)을 포함하는 그립핑 어셈블리(209)를 갖는다. 그립핑 어셈블리(209)는 스테이지 부재(205)를 더 포함하고, 그립핑 부재들(204)은 모두 스테이지 부재(205)에 결합되고 이에 의해 지지된다. 스테이지 부재(205)는 이 경우 가스 쿠션 테이블(도 1의 102)에 가장 가까운 베이스 부재(202)의 에지(207)를 따라 연장되는 판형 부재이다. 스테이지 부재(205)는 스테이지 부재(205)의 양 단부에서 베이스 부재(202)에 결합되고, 그립핑 부재(204)는 스테이지 부재(205)를 따라 분포되고 결합된다. 여기에 설명된 바와 같이, 스테이지에서 다수의 개별 그립핑 부재를 사용하면 기판과 맞물리기 위한 수평 표면(level surface)을 제공하기 위해 각 그립핑 부재의 개별 정렬 및 레벨링이 가능하다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 각각의 그립핑 부재(204)는 스테이지 부재(205)에 개별적으로 고정된다. 이 경우, 각각의 그립핑 부재(204)는 그립핑 부재에 결합된 레벨링 메커니즘에 의해 레벨링될 수 있다.
하나의 방법에서, 레벨링 나사는 그립핑 부재(204)를 레벨링하기 위해 사용된다. 도 2b는 도 2a의 2개의 그립핑 부재들(204)의 확대도이다. 그립핑 부재(204)는 개구(250)을 정의하고, 이를 통해 나사(252)가 스테이지(205)의 나사형 개구(254)에 배치된다. 나사(252)는 베이스 부재(202)에 부착된 받침대(260)에 형성된 리세스(258) 내의 볼(256)인 볼 마이크로미터 구조 상에 놓이게 된다. 볼 마이크로미터 구조는 스크류(252)의 수직 위치를 유지한다. 각각의 그립핑 부재(204)는 그립핑 부재(204)를 통해 형성된 보어(270)에 배치된 자기 구속부(magnetic restraint)(262)를 갖는다. 2개의 보어들(270)은 개구(250)의 양측에 있다. 각각의 자기 구속부(262)는 스테이지(205)의 구멍(268)을 통해 배치된다. 각각의 자기 구속부(262)의 헤드(266)는 구멍(268)보다 크므로 헤드(266)는 스테이지(205)와 맞물린다. 각각의 자기 구속부(262)는 구속력(restraining force)을 자기 구속부(262)에 결합하기 위해 갭을 가로 질러 강자성 베이스(264)와 맞물리는 자기 단부 부재(272)를 갖는다. 구속력은 스테이지(205) 및 스테이지(205)에 부착된 그립핑 부재(204)로 전달된다. 스크류(252)를 조정하면 스크류(252) 근처의 스테이지(205)의 위치가 조정된다. 이러한 방식으로, 나사형 개구(254)는 나사를 따라 축 방향으로 이동하여 스테이지(205)의 높이 및 보어(250) 근처에서 스테이지(205)에 부착된 그립핑 부재(204)의 일부를 조정한다. 각각의 그립핑 부재(204)는 각각의 단부에 이러한 유형의 레벨링 메커니즘을 갖는다. 각각의 단부에서 레벨링 메커니즘을 조정하면 각각의 그립핑 부재(204)가 개별적으로 레벨링될 수 있다. 도 2b에 도시된 메커니즘은 각각의 그립핑 부재(204)의 레벨을 조정하는 데 필요한 힘을 가하는 유일한 방법이다. 구속력은 그립핑 부재(204)의 위치에서 약간의 이동을 허용하면서 구속력을 유지하는 임의의 메커니즘에 의해 적용될 수 있다. 나사(252)는 나사(252)의 위치를 유지하기 위한 임의의 적절한 구조에 기초할 수 있다.
여기서, 평탄화 부재(206)는 회전 구동 어셈블리(212)에 결합된 플레이트이고, 회전 구동 어셈블리(212)는 각각의 평탄화 부재(206)의 일부가 하나 이상의 그립핑 부재(204)에 인접하도록 평탄화 부재(206)가 그립핑 부재(204)와 맞물리도록 회전할 수 있게 한다. 회전 구동 어셈블리(212)는 복수의 지지체들(215)에 의해 지지되고 베이스 부재(202)의 종축을 따라 연장되는 샤프트(213)를 특징으로 한다. 평탄화 부재(206)는 각각의 평탄화 부재(206)의 연결 에지(217)에서 회전 구동 어셈블리(212)에 연결된다. 여기서, 샤프트(213)는 중심축을 갖는 실린더이고, 각각의 평탄화 부재(206)의 연결 에지(217)는 각각의 평탄화 부재(206)가 샤프트(213)의 반경을 따라 연장하도록 샤프트(213)에 부착된다. 샤프트(213)가 중심축을 중심으로 회전할 때, 평탄화 부재(206)는 샤프트(213)의 중심축을 중심으로 회전한다. 하나의 극단에서, 회전 구동 어셈블리(212)는 평탄화 부재(206)가 그립핑 부재(204) 위로 연장되어 맞물리는 제1 회전 위치를 갖는다. 회전 구동 어셈블리(212)의 제1 회전 위치에서, 각각의 평탄화 부재(206)의 주요 표면(219)은 대응하는 그립핑 부재(204)의 접촉 표면(221)과 맞물린다. 또 다른 극단에서, 회전 구동 어셈블리(212)는 평탄화 부재(206)가 접촉 표면(221)으로부터 멀리 연장되는 제2 회전 위치를 갖는다. 일 양태에서, 제1 회전 위치 및 제2 회전 위치는 90°보다 큰 각도, 예를 들어 120°~ 180°를 정의할 수 있다. 대부분의 경우, 각도는 기판을 넣고 빼내기 위한 여유 공간을 제공하기 위해 약 60° 이상이다.
홀더 어셈블리(200)는 평탄화 부재들(206)의 위치를 결정하기 위해 베이스 부재(202) 및 회전 구동 어셈블리(212)에 결합된 동력 소스(214)을 포함한다. 평탄화 부재들(206)은 일반적으로 샤프트(213)의 동일한 반경을 따라 모두 정렬되지만, 경우에 따라 약간의 정렬 변화가 필요할 수 있다. 그립핑 부재들(204)는 그립핑 부재들(204)를 관통하는 통로(도 2에 도시되지 않음)를 통해 그립핑 부재들(204)의 접촉 표면(221)을 진공 소스(도시되지 않음)에 유체적으로 결합하는 하나 이상의 개구들(216)를 갖는다. 기판을 흡입에 의해 접촉 표면(221)에 부착한다. 따라서, 접촉 표면(221)은 그립핑 표면으로서 기능하여 기판에 그립핑력을 가한다. 그립핑 부재(204)는 따라서 흡입을 사용하여 기판 상의 견고한 유지를 획득하기 위한 패드이다.
그립핑 부재(204)에 부착하기 위해 기판이 위치될 때, 기판의 비평탄성은 흡입의 적용에 의한 견고한 부착을 방해할 수 있다. 이 실시 예에서, 평탄화 부재들(206)은 회전 구동 어셈블리(212)를 제1 회전 위치로 이동시킴으로써 회전된다. 후술되는 다른 실시 예들에서, 평탄화 부재들은 그립핑 부재와 맞물리도록 선형으로 이동한다. 평탄화 부재들(206)의 주요 표면(221)은 기판의 상부 표면에 접촉하여 기판의 상부 표면에 접촉 압력을 가한다. 따라서, 평탄화 부재들(206)은 베이스 부재(202)에 이동 가능하게 결합된 접촉력 부재들이며, 그립핑 부재들(204)에 인접하게 위치된 각각의 접촉력 부재의 일부를 갖는 제1 위치와 그립핑 부재들(204)로부터 떨어져 위치된 각각의 접촉력 부재의 일부를 갖는 제2 위치를 가진다. 회전 구동 어셈블리(212)는 충분한 힘으로 작동되고, 평탄화 부재들(206)은 그립핑 부재들(204)의 접촉 표면(221)에 대해 기판을 평탄하게 하기 위해 충분한 힘을 기판의 상부 표면에 전달하기에 충분히 구조적으로 강하여, 접촉 표면(221)에서의 흡입의 적용은 접촉 표면(221)과 기판 사이의 견고한 부착을 획득할 것이다. 따라서, 평탄화 부재들(206)은 기판 상의 견고한 흡입 그립의 획득을 보장하기 위해 기판에 수직 접촉력을 적용하는 수직력 인가기(vertical force applicator)이다. 흡입은 회전 구동 어셈블리(212)를 제1 회전 위치로 전개하기 전 또는 후에 적용될 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 평탄화 부재들(206)이 탄성적으로 변형 가능한 재료로 제조되어, 평탄화 부재들(206)이 회전 구동 어셈블리(212)가 제2 회전 위치에 있는, 개방된, 비접촉 위치로부터 회전 구동 어셈블리(212)가 제1 회전 위치에 있는, 닫힌, 접촉 위치로 회전될 때, 평탄화 부재들(206)은 회전 구동 어셈블리(212)가 제1 회전 위치에 도달하기 전에 기판의 표면과 접촉할 수 있다. 그 때, 회전 구동 어셈블리(212)가 제1 회전 위치로 계속 이동함에 따라, 평탄화 부재(206)가 약간 변형될 수 있다. 가요성 평탄화 부재(206)의 사용은 평탄화 부재(206) 내에서 선택 가능한 전단력의 발달을 허용하고, 회전 구동 어셈블리(212)가 제1 회전 위치에 위치하여 기판의 상부 표면에 가해지는 접촉 압력은 평탄화 부재(206)를 미리 성형함으로써 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판이 인쇄 장치에 로드될 때 일반적으로 체계적인 변형을 갖는 경우, 평탄화 부재들(206)은 변형이 더 큰 경우 더 많은 접촉력을 제공하고 변형이 적은 경우 더 적은 접촉력을 제공하도록 성형될 수 있다.
평탄화 부재들(206)은 인쇄 기판의 상부 표면을 가압하는 평탄한 표면을 갖도록 기계 가공되거나 성형된 수지 또는 플라스틱 재료로 만들어 지거나 또는 이를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 재료로는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 폴리이미드, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아크릴레이트, 올레핀-아크릴레이트 공중합체 및 스티렌 다이엔 공중합체와 같은 가황성 올레핀-디올레핀 공중합체가 있다.
평탄화 부재들(206)은 모두 연결 에지(217)에 평행한 홀더 어셈블리(200)의 종축을 따라 측정된 폭을 갖는다. 평탄화 부재들(206)의 폭은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 평탄화 부재들(206)는 2 개의 그룹으로 나뉜다. 복수의 제1 평탄화 부재들(206)은 제1 폭을 갖고, 복수의 제2 평탄화 부재들(206)은 제1 폭과 상이한 제2 폭을 갖는다. 여기서, 제1 폭은 제2 폭보다 크고, 복수의 제1 평탄화 부재들은 복수의 제2 평탄화 부재들의 양측에 위치한 두 부분으로 분할된다. 다른 경우에, 샤프트(213)의 제1 단부에 있는 제1 평탄화 부재는 제1 폭을 갖고, 제1 단부와 반대되는 샤프트(213)의 제2 단부에 있는 제2 평탄화 부재는 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지며, 제1 및 제2 평탄화 부재 사이의 평탄화 부재들은 샤프트(213)의 제1 단부로부터 제2 단부를 향해 단조롭게 증가하는 폭을 갖는다.
또한, 평탄화 부재들(206)은 모두 동일한 길이를 가질 수 있고, 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 길이는 위에서 정의된 폭을 가로 지른다. 여기서, 평탄화 부재들(206)은 모두 동일한 길이를 갖지만, 하나 이상의 로드 또는 탭에 의해 샤프트(213)에 부착될 수 있는 도 2에 도시된 평탄화 부재들(206)보다 짧은 길이를 갖는 평탄화 부재들(206)이 사용될 수 있다. 탭에 의해 샤프트(213)에 부착된 평탄화 부재의 경우, 평탄화 부재는 실질적으로 2 개의 상이한 폭을 갖는 두 부분, 제1 폭을 갖는 제1 부분 및 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖는 제2 부분을 갖는다. 평탄화 부재의 연결 에지는 평탄화 부재의 제1 부분의 일측에 있다. 다른 실시 예에서, 더 큰 폭은 아래에서 더 도시되고 설명되는 바와 같이 연결 에지에 있다.
도 2의 실시 예에서, 평탄화 부재들(206) 중 일부는 구멍들(222)을 갖는다. 평탄화 부재가 기판에 적용되고 기판으로부터 철수될 때 평탄화 부재(206)와 기판 사이의 실질적인 압력 변화를 방지하기 위해 홀더 어셈블리의 하나 이상의 평탄화 부재는 하나의 구멍 또는 하나 이상의 구멍을 가질 수 있다. 구멍은 평탄화 부재가 기판에 접근함에 따라 가스가 빠져 나가고 평탄화 부재가 기판으로부터 후퇴함에 따라 가스가 유입되도록 한다. 평탄화 부재에 의해 다뤄지는 기판 부분이 일반적으로 편평하고 압력 변화가 예상되는 경우 구멍이 사용될 수 있다. 모든 평탄화 부재들(206)은 구멍을 가질 수 있거나, 도 2에 도시된 바와 같이 단지 몇 개의 평탄화 부재들이 구멍을 가지거나, 일부 경우에는 하나의 평탄화 부재만이 구멍을 가질 수 있다. 도 2의 실시 예에서, 평탄화 부재(206)는 일반적으로 중앙 영역에서보다 기판의 단부 및 코너에서 더 이전의 변형을 가진 기판을 처리하도록 구성되어 있으므로, 기판의 중앙 영역을 처리하는 평탄화 부재는 구멍으로 구성된다.
도 3은 일 실시 예에 따른 평탄화기 어셈블리(300)의 개략도이다. 평탄화기 어셈블리(300)는 홀더 어셈블리(200) 또는 홀더 어셈블리(124)와 함께 사용될 수 있는 다른 실시 예이다. 평탄화 어셈블리(300)는 샤프트(302)를 포함하고, 거기에는 3개의 평탄화 부재들(304, 306, 308)이 각각의 연결 에지(309)에서 부착된다. 평탄화 부재(304)는 스파인(spine)(310A) 및 2개의 핑거들(fingers)(310B)를 포함하고, 평탄화 부재(306)는 스파인(312A) 및 4개의 핑거들(312B)를 포함하고, 평탄화 부재(308)는 스파인(314A) 및 2개의 핑거들(314B)을 포함한다. 각각의 평탄화 부재(304, 306, 308)에서, 그 스파인은 제1 폭을 갖고 핑거는 제2 폭을 가지며, 제2 폭은 제1 폭보다 작다.
각각의 평탄화 부재(304, 306, 308)의 연결 에지(309)는 그 스파인의 맨 끝(extremity)이므로, 이러한 예에서 평탄화 부재의 더 큰 폭은 그 연결 에지에 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 임의의 수의 핑거들이 평탄화 부재에 사용될 수 있으며, 하나의 평탄화 부재의 핑거들은 모두 동일한 길이를 가질 수 있거나 상이한 길이를 가질 수 있고, 모두 동일한 폭 또는 상이한 폭을 가질 수 있다. 각 핑거의 길이와 너비는 원하는 힘-변형 프로파일을 제공하도록 선택될 수 있어 평탄화 부재가 전개될 때 미리 결정된 접촉력 프로파일이 기판에 적용될 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 그립핑 부재(400)의 등각 투영도이다. 그립핑 부재(400)는 도 1의 인쇄 장치(100)에 사용될 수 있다. 그립핑 부재(400)는 열 사이클링 동안 구조적 안정성 및 치수 제어를 제공하기 위해 무기 재료로 제조된다. 그립핑 부재(400)는 일측에 접촉 표면(402) 및 그 반대측에 장착 표면(404)을 갖는다. 따라서, 그립핑 부재(400)는 처리를 위해 기판이 견고하게 유지되는 패드이다. 복수의 리세스들(403)이 접촉 표면(402)에 형성된다. 접촉 표면(402)의 개구(405)가 각 리세스(403)의 바닥에 제공되어 각 접촉 표면(402)의 리세스(403)를 접촉 표면(402)의 각 리세스(403)의 바닥으로부터 그립핑 부재(400) 내로 연장되는 통로(406)에 유체적으로 결합시킨다. 통로(406)와 리세스(403)의 각 쌍은 접촉 표면으로부터 그립핑 부재로 연장되고 통로의 길이를 따라 변화하는 직경을 갖는 통로를 형성한다. 통로의 직경은 통로의 리세스(403) 부분에서 더 크고 통로(406)로 표시된 통로의 내부 부분에서 더 작다. 그립핑 부재(400)의 측면(410)은 접촉 표면(402)과 장착 표면(404)을 연결한다. 일부 실시 예에서, 측면(410)은 통로(406)와 연결하기 위해 측면(410)으로부터 그립핑 부재(400)로 연장되는 통로(409)에 측면(410)을 결합하는 개구(408)를 갖는다. 일부 실시 예들에서, 접촉 표면(402)에서 하나의 리세스(403)가 접촉 표면(402)의 영역의 대부분을 차지할 수 있으며, 리세스(403)에는 다수의 통로(406)가 있을 수 있다. 그러한 경우에, 그립핑 부재(400)는 접촉 표면(402)에 대해 기판을 견고하게 유지하는 흡입 컵(suction cup)일 수 있다.
여기서 설명되는 바와 같이, 그립핑 부재의 접촉 표면(402)은, 일반적으로, 기판을 처리할 때 정전기 효과를 최소화하는 표면 저항률(surface resistivity)을 갖는 재료로 만들어진다. 접촉 표면(402)은 106 내지 109 Ohms-sq의 범위에서 표면 저항률을 갖는 노출된 재료이다. 일부 실시예에서, 접촉 표면(402)은 106 내지 1012 Ohms-sq의 범위의 표면 저항률을 갖는다. 접촉 표면(402)은 900 HV보다 큰 비커스 경도(Vickers hardness)를 갖는 세라믹일 수 있다. 접촉 표면(402)의 표면 저항률은 낮은 레벨의 정전기 방전 전위(electrostatic discharge potential)로 이어진다.
도 4b는 또 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(420)의 종축 방향 단면 평면에서의 단면도이다. 그립핑 부재(420)는 도 4a의 그립핑 부재(400)와 유사한 접촉 표면(402) 및 장착 표면(404)을 가지며, 접촉 표면(402)에 리세스들(403)을 갖는다. 통로(406)는 리세스들(403)의 바닥에 있는 개구들(405)로부터 장착 표면(404)에 형성된 리세스(412)까지 연장된다. 리세스(412)는 장착 표면(404)으로부터 그립핑 부재(400)의 내부 부분으로 연장된다. 이 경우, 리세스(412)는 홀더 어셈블리 또는 그립퍼 베이스(예를 들어, 베이스 부재(202))를 통해 진공 소스(미도시)로부터 제공된 흡입을 통로(406)에 결합한다. 여기서, 리세스(412), 통로(406) 및 리세스(403)는 접촉 표면(402)으로부터 장착 표면(404)까지 통로를 형성하고, 그 통로는 리세스(403)에서 제1 직경, 통로(406)에서 제2 직경, 리세스(412)에서 제3 직경으로 변하는 직경을 가진다. 여기서 제3 직경은 제2 직경보다 큰 제1 직경보다 크다.
접촉 표면(402)은 코팅 또는 층(413)을 포함할 수 있다. 층(413)은 위에서 설명된 전기적 특성을 갖는 재료로 제조된다. 그러한 경우에, 그립핑 부재(420)의 몸체는 다른 재료로 만들어 질 수 있다. 층(413)은 금속 산화물, 예를 들어 알루미나와 같은 세라믹 재료일 수 있으며, 수 마이크론에서 최대 5mm 두께일 수 있다. 층(413)은 통로(406)를 통해 가해진 흡입력이 층(413)을 통해 확산되어 기판에 더 넓은 그립핑력을 가할 수 있도록 층(413)의 재료를 통해 일부 유체 연통을 제공하도록 다공성일 수 있다. 여기에 설명된 바와 같이 그립핑 부재의 임의의 부분에 사용되는 세라믹 재료는 양극 산화 처리된(anodized) 금속일 수 있거나, 예를 들어 반응성 또는 비반응성 스퍼터링에 의한 기상 증착과 같은 다른 공정에 의해 형성될 수 있다. 세라믹 재료는 금속 산화물이거나 이를 포함할 수 있다. 세라믹 재료는 금속 산화물과 다른 재료, 금속, 비금속 또는 준금속의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 세라믹 재료는 금속 산화물과 반도체 산화물과 같은 비금속 산화물의 혼합물일 수 있다. 세라믹은 또한 금속 질화물 및 반도체 질화물과 같은 질화물을 포함할 수 있다. 탄소가 또한 일부 세라믹 재료들에 포함될 수 있다.
도 4c는 다른 실시 예에 따른, 종축 방향 단면 평면에서 그립핑 부재(440)의 단면도이다. 그립핑 부재(440)는 접촉 표면(402), 장착 표면(404), 및 그립핑 부재(440)를 통해 접촉 표면(402)으로부터 장착 표면(404)으로 연장하는 통로들(506)을 갖는다. 여기서, 각각의 통로(406)는 접촉 표면(402)에 형성된 리세스 없이 장착 표면(404)의 대응하는 개구(407)와 개구(405)를 연결한다. 그립핑 부재(440)에서, 통로(406)는 일정한 직경을 가지며, 결합 없이 그리고 측면(510)과 만나지 않고 접촉 표면(402)으로부터 장착 표면(404)까지 연장된다.
도 4d는 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(450)의 평면도이다. 그립핑 부재(450)는 그립핑 부재(450) 내의 통로(미도시)에 연결되도록 복수의 개구(405)가 형성되는 접촉 표면(402)을 갖는다. 개구(405)는 2 개의 그룹으로 그룹화되고 접촉 표면(402)에 형성된 리세스(403) 내에 배치된다. 제1 리세스(403)는 복수의 제1 개구들(405)을 갖고 제2 리세스(403)는 복수의 제2 개구들(405)을 갖는다. 개구들(405)은 기판의 위치가 다소 부정확할 수 있을 때 기판에 대한 그립핑 부재(450)의 적용을 최적화하기 위해 접촉 표면(402)의 리세스(403)에 위치된다. 개구들(405)은 접촉 표면(402)을 따라 종축 방향 라인(452)을 따라 배열되고, 여기서 라인은 각 개구(405)의 중심을 통과한다. 이 경우, 라인(452)은 접촉 표면(402)의 제1 에지(428A)로부터의 제1 거리(424) 및 제1 에지(428A)의 반대편에 있는 접촉 표면(402)의 제2 에지(428B)로부터의 제2 거리(426)에 있다. 제1 및 제2 거리(424 및 426)는 동일하거나(도 4a에 도시된 바와 같이) 여기에 도시된 바와 같이 상이할 수 있다. 제1 및 제2 거리(424 및 426)가 상이한 경우, 예를 들어 여기에 도시된 바와 같이 제2 거리(426)가 제1 거리(424)보다 작은 경우, 그립핑 부재(450)는 제2 에지(428B)가 가스 쿠션 지지체(102)(도 1)에 근접하게 배치될 수 있고, 기판의 에지가 개구(450)를 가로 질러 접촉 표면(402)의 제1 에지(428A) 근처의 위치로 연장되도록 하고, 흡입 유지가 깨질 정도로 기판의 에지가 개구(405)에 가깝지 않게 한다. 이러한 방식으로 기판의 위치가 정확하지 않아도 부착 실패가 발생하지 않다.
도 4e는 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(460)의 평면도이다. 접촉 표면(402)의 개구(462)는 그립핑 부재(460) 내로 연장된다. 개구(462)는 종축 방향으로 연장된 개구이다. 일부 경우에, 개구(462)와 같이 종축 방향으로 연장되고 그에 인접한 임의의 제2 개구(464)가 또한 제공된다. 그립핑 부재(460)에서 개구(462, 464)는 동일한 형상을 갖지만, 복수의 개구들은 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 종축 방향으로 연장된 개구(462)는 개구(462)에 인접한 라인을 따라 배열된 2개 이상의 더 짧은 종축 방향으로 연장된 개구들을 동반할 수 있다. 다른 경우에, 개구(462)는 개구(462)에 인접한 라인을 따라 배열된 원형 개구들의 열을 동반할 수 있다.
도 4f는 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(470)의 평면도이다. 이 경우, 접촉 표면(402)은 그립핑 부재(470)로 연장되는 통로(도시되지 않음)에 연결되는 개구(405)를 갖는다. 복수의 채널들(474A-B, 476A-B, 478A-B)은 접촉 표면(402)을 걸쳐 연장되고 개구(405)에 연결된다. 단일 개구(405) 및 그립핑 부재(470) 내의 대응하는 통로를 사용하면서 접촉 표면(402)과 맞물린 기판의 바닥 표면에 걸쳐 흡입력을 연장하기 위해 채널들은 접촉 표면(402)을 가로 질러 제공될 수 있다. 임의의 패턴의 채널들이 사용될 수 있으며, 채널들은 기판의 바닥 표면에 걸쳐 흡입력의 분포를 최적화하기 위해 다양한 밀도, 길이 및 너비를 가질 수 있다. 이 경우, 채널들(474A-B, 476A-B 및 478A-B)은 동일한 폭을 가지며, 폭은 일정하며, 접촉 표면(402)에 걸쳐 개구(405)로부터 외측으로 방사된다. 이 실시 예에서, 개구(405)를 위한 리세스가 제공되지 않지만, 대안적인 실시 예에서 개구(405)는 접촉 표면(402)에 형성된 리세스에 배치될 수 있고 채널들(474, 476 및 478)은 리세스로부터 방사될 수 있다.
도 4g는 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(480)의 평면도이다. 여기서, 개구(405)는 그립핑 부재(480)로의 통로(미도시) 위의 접촉 표면(402)의 코너에 위치된다. 단일 채널(482)은 그 한쪽 단부에서 개구(405)에 연결되고 접촉 표면(402)에 걸쳐 개구(405)로부터 외측으로 연장된다. 채널(482)은 부스트로페도닉(boustrophedonic) 패턴으로 접촉 표면(402)을 종횡하는 구불구불한 채널이다. 다른 실시 예에서, 채널(482)의 양쪽 단부들은 접촉 표면(402)의 개구(405)에 연결될 수 있다. 다른 경우에는 여러 채널들이 양쪽 단부에서 개구에 연결될 수 있다. 구불구불한 채널의 경우, 구불구불한 패턴은 도 4g에 도시된 바와 같이 그립핑 부재의 종축을 따라 배향될 수 있다. 다른 경우에, 구불구불한 패턴은 종축에 대해 가로 지르거나 종축에 대해 각도로 배향될 수 있다.
접촉 표면(402)을 가로 지르는 채널들의 깊이 및 폭은 항상 동일하거나 일정하지 않다. 채널 깊이 및/또는 폭은 예를 들어 흡입력이 국부적으로 적용되는 영역을 조절함으로써 국부 흡입력의 크기를 조정하기 위해 변할 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 그립핑 부재(500)의 측면도이다. 도 5a의 도면은 그립핑 부재(500)의 종축을 따른 것이다. 그립핑 부재(500)는 반대측에 접촉 표면(502) 및 장착 표면(504)을 갖는다. 이 경우, 접촉 표면(502)은 장착 표면(504)과 평행하지 않다. 즉, 접촉 표면(502)에 의해 정의되고 접촉 표면(502)을 따라 연장하는 평면은 장착 표면(504)에 의해 정의되고 장착 표면(504)을 따라 연장되는 평면과 교차한다. 그립핑 부재(500)의 제1 측면(505A)은 접촉 표면(502)을 장착 표면(504)과 연결하고 제1 높이(506)를 갖는다. 제1 측면(505A)의 반대쪽에 있는 그립핑 부재(500)의 제2 측면(505B)은 또한 접촉 표면(502)을 장착 표면(504)과 연결하고 제1 높이와 다른 제2 높이(508)를 갖는다. 따라서, 접촉 표면(502)은 장착 표면(504)에 대해 경사진다. 홀더 어셈블리 및 가스 쿠션 테이블의 구성에 따라, 그립핑 부재(500)는 가스 쿠션 테이블에서 기판의 핸들링을 최적화하기 위해 제1 측면(505A) 또는 제2 측면(505B)이 가스 쿠션 테이블에 가장 가깝도록 설치될 수 있다. 그립핑 부재(500)의 접촉 표면(502)은 가스 쿠션 테이블의 장착 표면 및/또는 장착 표면에 실질적으로 평행한 수평 표면과 각도(510)를 형성한다. 대부분의 경우 각도(510)은 0°에서 3°이하이다. 경사진 표면을 사용하면 기판의 인쇄 표면과 디스펜서의 배출 표면 사이의 간격에서 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 5b는 다른 실시 예에 따른 그립핑 부재(550)의 단면도이다. 그립핑 부재(550)는 접촉 표면(402) 및 접촉 표면(402)의 반대편에 있는 장착 표면(404)을 갖는다. 접촉 표면(402)을 장착 표면(404)과 연결하는 그립핑 부재(550)의 제1 측면(555A)은 접촉 표면(402)을 장착 표면(404)과 연결하는 그립핑 부재(550)의 제2 측면(555B)의 반대편에 있다. 여기서, 제1 및 제2측면(555A 및 555B)은 평행하지 않다. 제2 측면(555B)은 이 경우 장착 표면(404)과 90°미만의 각도를 형성한다. 베이스 부재(556)가 그립핑 부재(550)와 작동하는 관계로 도시된다. 베이스 부재(556)는 수용 표면(558) 및 벽(510)을 갖는다. 벽(510) 및 수용 표면(558)은 이 경우에 제1 및 제2 측면(555A 및 555B)의 각도와 일치하는 각도를 형성한다. 다른 경우에, 베이스 부재(556)의 각도는 제1 및 제2 측면(555A/B)의 각도보다 클 수 있다. 그립핑 부재(550)는 임의의 편리한 수단, 예를 들어 고정 나사를 사용하여 벽(510)에 대해 유지될 수 있다. 도 5b의 구조는 그립핑 부재(550)와 베이스 부재(556)의 신뢰성 있는 정렬을 제공한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 그립핑 어셈블리(600)의 개략적인 측면도이다. 그립핑 어셈블리(600)는 도 2의 그립핑 어셈블리(209)로서 사용될 수 있다. 베이스 부재(602)는 복수의 그립핑 부재들 및 선택적으로 블랭크에 결합된다. 블랭크는 그립핑 부재와 유사한 치수를 갖지만 몸체를 통과하는 통로나 기판에 흡입력 또는 기타 그립핑력을 적용하는 수단이 없는 재료 조각이다. 그립핑 부재와 블랭크를 사용하면 흡입 형상을 최적화하여 다양한 기판에 적용할 수 있다. 여기서, 베이스 부재(602)의 제1 영역(603)은 세그먼트들(604, 606, 612 및 614)가 블랭크인 동안 제1 폭(620)을 갖는 기판과 일치시키기 위해 그립핑 부재들(608 및 610)이 끼워진다. 제2 폭(621)을 갖는 기판이 사용되는 경우, 영역들(603 및 605A-B)은 그립핑 부재들로 장착될 수 있으며(예: 세그먼트들(606, 608, 610 및 612)가 그립핑 부재들임), 영역들(607A-B)은 블랭크들로 끼워진다(예를 들어, 세그먼트들(604 및 614)는 블랭크들임). 제3 폭(622)을 갖는 기판이 사용되는 경우 영역들(603, 605A-B 및 607A-B)는 그립핑 부재들로 장착될 수 있다(예: 세그먼트들(604, 606, 608, 610, 612 및 614)는 그립핑 부재들임). 베이스 부재(602) 상의 다른 세그먼트들이 있는 경우(도시되지 않음) 블랭크들이다. 따라서, 분할된 그립핑 부재를 사용하는 홀더 어셈블리는 다양한 크기의 기판을 수용할 수 있는 유연성을 제공하고 그립핑 부재들을 교체하는 비용을 줄일 수 있다. 원하는 경우 다른 흡입 프로파일에 대해 다른 흐름 특성을 갖는 다른 그립핑 부재들을 사용할 수도 있다.
위에 제공된 그립핑 부재에 대한 설명은 홀더 어셈블리에서 그립핑 부재의 모양과 구조적 특징을 설명한다. 그립핑 어셈블리의 또 다른 측면은 그립핑 부재에 사용되는 재료를 선택하는 것이다. 일부 예에서, 그립핑 부재는 잉크젯 디스펜서의 토출 표면으로부터 기판을 10-50μm 위치시키는 데 적합한 구조적 안정성 및 정확한 치수를 갖는 그립핑 부재를 생성하기 위해 금속 블록을 가공하여 만들어진다. 금속 블록은 많은 경우 이러한 치수 공차를 충족하는 데 적합하다. 금속 산화물 또는 기타 세라믹 재료도 많은 경우 이러한 치수 공차를 충족하는 데 적합하다. 하나의 예에서, 그립핑 부재는 공기에 노출되어 산화된 기계 가공된 알루미늄 블록이거나, 외부 표면에 알루미늄 산화물(Al2O3) 층을 의도적으로 성장시키기 위해 양극 산화 처리된 알루미늄 블록일 수 있다. 그립핑 부재는 경우에 따라 가공된 고체 알루미늄 산화물 블록일 수 있다. 다른 예에서, 그립핑 부재는 융합된 산화 알루미늄 입자들의 블록을 가공하여 만들어진다. 알루미늄 및 산화 알루미늄이 그립핑 부재를 제조하기 위한 예시적인 재료로서 위에서 논의되었지만, 티타늄, 철, 구리, 아연, 마그네슘 및 이들의 합금 및 산화물과 같은 다른 재료들도 사용될 수 있다.
또한, 그립핑 부재의 다른 실시 예는 붕규산염, 석영 및 기타 세라믹 재료를 포함하는 단순한 금속 산화물보다 더 복잡한 세라믹 재료로 만들어진다. 그립핑 부재의 치수와 모양, 그립핑 부재를 만드는 데 사용되는 재료는 경우에 따라 제조 공정 중에 그립핑 부재의 열 순환을 수용하도록 조정된다. 다른 경우, 기판에 대한 그립핑 부재의 열 효과를 피하기 위해 재료가 선택된다. 예를 들어, 큰 리세스들이 있는 그립핑 부재는 열 질량이 적으므로 기판에 대한 열 영향이 적다.
그립핑 부재의 일부 실시 예는 그립핑 부재의 외부 표면, 특히 접촉 표면에 적용된 얇은 층의 미끄럼 방지 코팅 또는 미끄럼 방지 고정물을 포함한다. 미끄럼 방지 기능을 사용하면 작동 중에 접촉 표면에 대한 기판의 예상치 못한 움직임을 줄이거나 제거 할 수 있는 추가적인 보안이 제공된다.
도 7은 홀더 어셈블리에 초점을 맞춘 다른 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄 장치(700)의 등각 투영도이다. 잉크젯 인쇄 장치(700)는 많은 면에서 도 1의 잉크젯 인쇄 장치(100)와 유사하다. 장치(700)와 장치(100)의 주된 차이점은 장치(700)가 선형 구동 어셈블리를 갖는 홀더 어셈블리(702)와 선형 액추에이터(706)를 포함하는 동력 소스를 포함한다는 점이다. 선형 구동 어셈블리는 홀더 어셈블리(700)의 베이스 부재(703)에 부착되고 그립핑 부재(204)에 대해 결합 위치로 연장되는 지지체(708)를 포함한다. 선형 액추에이터들(706)은 동력 소스로서 지지체(708)에 결합되고, 선형 액추에이터(708)의 이동 축이 기판 지지체(102)에 의해 정의된 평면에 수직인 방향에 있도록 각각의 선형 액추에이터가 배치된다. 하나의 선형 액추에이터(706)는 그립핑 어셈블리(209)의 제1 단부(705)에서 도 7에서 볼 수 있고, 다른 선형 액추에이터는 제1 단부(705)의 반대편에 있는 그립핑 어셈블리(209)의 제2 단부(707)에 위치한다. 선형 구동 어셈블리는 선형 액추에이터(706)에 결합된 하나 이상의 평탄화 부재(712)를 포함한다. 대안적인 실시 예에서, 하나의 선형 액추에이터(706)가 사용될 수 있다. 선형 구동 어셈블리는 평탄화 부재들(712)을 선형 액추에이터들(706)에 결합하는 결합 부재(714)를 포함할 수 있다. 여기서, 결합 부재(714)는 2개의 선형 액추에이터들(706) 사이에서 연장되고, 평탄화 부재들(712)은 결합 부재(714)에 결합된다. 이 경우, 평탄화 부재들(712)은 그립핑 부재(204)와 결합하기 위해 결합 부재(714)로부터 연장되는 판 스프링들이다. 기판이 처리를 위해 잉크젯 인쇄 장치(700) 상에 배치될 때, 기판은 그립핑 부재들(204)과 맞물리도록 위치된다. 기판이 이렇게 위치된 상태에서, 선형 액추에이터(706)는 평탄화 부재(712)가 기판과 접촉하는 제1 위치로 이동하도록 에너지를 공급 받고, 기판을 그립핑 부재(204) 쪽으로 가압한다. 그립핑 부재(204)와 기판 사이의 견고한 접촉을 얻기 위해 흡입이 활성화된다. 선형 액추에이터(706)는 그 후 평탄화 부재(712)를 기판으로부터 떨어진 제2 위치로 이동시키기 위해 에너지를 받는다. 여기서, 지지체(708)는 베이스 부재(202)에 부착되고, 홀더 어셈블리(702)가 이동됨에 따라 지지체(708), 선형 액추에이터(706), 평탄화 부재(712) 및 결합 부재(714)가 홀더 어셈블리(702)와 함께 이동한다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄 장치(800)의 등각 투영도이다. 잉크젯 인쇄 장치(800)는 잉크젯 인쇄 장치(100 및 700)와 많은 점에서 유사하다. 장치(800)와 장치(700)의 주요 차이점은 지지체(708)가 베이스(103)에 부착된다는 점이다. 이 경우, 장치(800)는 평탄화 장치가 없는 홀더 어셈블리(802)를 가지며, 따라서 홀더 어셈블리(802)는 단순히 기판을 유지하고 병진 이동시킨다. 지지체(708), 선형 액추에이터(706), 평탄화 부재(712) 및 결합 부재(714)는 홀더 어셈블리(802)와 함께 움직이지 않는다. 따라서, 기판을 홀더 어셈블리(802)에 부착하기 위해, 홀더 어셈블리(802)는 평탄화 부재(712)와 정합된 위치로 이동하고, 선형 액추에이터(710)가 전개되어 기판을 그립핑 부재(204)와 맞물리게 한다.
도 9는 일 실시 예에 따른 잉크젯 퇴적 장치에서 홀더 어셈블리를 사용하는 방법(900)의 흐름도이다. 동작(902)에서, 가스 쿠션 테이블의 상부 표면에 있는 개구를 통해 가스 흐름을 제공함으로써 가스 쿠션 테이블이 활성화된다.
동작(904)에서, 기판은 처리를 위해 잉크젯 퇴적 장치의 가스 쿠션 테이블 위에 위치된다. 기판은 가스 쿠션 테이블과 접촉하지 않고 가스 쿠션 테이블에 의해 생성된 가스 쿠션 위에 떠 있다.
동작(906)에서, 기판은 가스 쿠션 테이블 위에 그리고 가스 쿠션 테이블에 인접한 홀더 어셈블리 위에 정렬된다. 홀더 어셈블리는 가스 쿠션 테이블의 에지를 넘어 연장되는 기판의 일부와의 결합을 제공하기 위해 가스 쿠션 테이블의 에지에 위치된다. 기판의 에지는 그립핑 부재가 기판 상의 견고한 유지를 획득하기 위해 접근할 수 있도록 홀더 어셈블리의 그립핑 부재 바로 위에 위치될 수 있다.
동작(908)에서, 평탄화 어셈블리가 활성화되어 홀더 어셈블리의 그립핑 부재에 대해 기판을 가압한다. 평탄화 어셈블리는 기판의 표면에 수직력을 인가하고 그립핑 부재의 접촉 표면과의 견고한 접촉을 보장하도록 구성된 복수의 평탄화 부재들을 포함할 수 있다. 평탄화 어셈블리는 샤프트가 제1 회전 위치 또는 개방 위치에서 제2 회전 위치 또는 폐쇄 위치로 이동하게 하는 동력 소스를 포함할 수 있다. 제2 위치에서, 평탄화 부재의 표면이 기판의 표면에 대해 가압된다. 일부 평탄화 어셈블리에는 샤프트의 회전 위치를 모니터링하고 제어하여 평탄화 부재의 위치를 조절하는 포지셔닝 요소가 포함된다. 상기 방법의 일부 양태는 또한 샤프트의 위치를 조절하기 위해 제1 회전 위치와 제2 회전 위치 사이에서 샤프트의 회전 동안 포지셔닝 요소를 모니터링하는 것을 포함한다. 일부 경우에, 포지셔닝 요소는, 샤프트가 제1 또는 제2 회전 위치에 도달할 때 동력 소스를 끄기 위해 평탄화 어셈블리의 스위치를 작동시키는, 샤프트에 고정된 플래그(flag) 또는 포스트(post)이다. 일부 경우에, 포지셔닝 요소는 평탄화 어셈블리에 결합된 광 검출기에 의해 수신된 광을 조절하는 플래그이며, 광 검출기에 의해 수신된 광 신호의 변화가 동력 소스를 비활성화시킨다. 평탄화 어셈블리의 동력 소스는 공압 소스 또는 서보 모터와 같은 전기 모터일 수 있다.
대안적인 실시 예에서, 동력 소스는 선형 구동 어셈블리와 상호 작용하는 선형 액추에이터일 수 있다. 선형 구동 어셈블리는 일반적으로 하나 이상의 평탄화 부재, 지지체 및 선형 액추에이터에 대한 커플링(coupling)을 포함한다. 선형 액추에이터는 하나 이상의 평탄화 부재를 기판을 향해 또는 기판으로부터 멀어지는 선형 방향으로 이동시킨다. 동력 소스는 홀더 어셈블리에 부착되어 홀더 어셈블리와 함께 이동하거나 동력 소스가 가스 쿠션 테이블에 부착될 수 있다.
동작(910)에서, 홀더 어셈블리에 연결된 흡입 소스가 활성화되어 기판에 흡입력을 가한다. 흡입 소스는 진공 펌프 또는 베르누이의 원리에 따라 작동하는 장치일 수 있다. 평탄화기(flattener)가 기판과 접촉하는 동안 흡입 소스를 활성화함으로써, 그립핑 부재 내의 통로의 개구 위에 있는 기판의 각 부분이 접촉 표면에 대해 당겨지고 흡입 소스가 작동하는 동안 접촉 표면에 대해 유지된다. 평탄화 어셈블리는 흡입이 기판에서 견고하게 확보되도록 하다.
동작(912)에서, 동력 소소는 평탄화기를 기판으로부터 떨어진 제2 위치로 이동 시키도록 동작된다. 회전 구동 어셈블리의 경우, 회전 구동 어셈블리는 기판과 평탄화 어셈블리 사이의 원치 않는 상호 작용을 방지하기 위해 흡입 소스가 활성화된 후 제2 회전 위치로 이동된다. 선형 구동 어셈블리의 경우 선형 액추에이터가 작동되어 평탄화기를 기판에서 멀리 이동시킨다. 동작(914)에서, 처리를 위해 가스 쿠션 테이블 위로 기판을 병진 이동시키기 위해 홀더 어셈블리가 이동된다.
전술한 내용은 당업자가 본 개시의 양태들을 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시 예들의 특징을 개략적으로 설명한다. 당업자는 동일한 목적을 수행하고/하거나 여기에 도입된 실시 예들의 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시 내용을 쉽게 사용할 수 있다는 것을 이해해야 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 있다는 것을 인식해야 한다.

Claims (34)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 결합된 구동 어셈블리;
    상기 구동 어셈블리에 연결된 동력 소스;
    연결 에지를 따라 상기 구동 어셈블리에 연결된 수직력 인가기; 및
    상기 베이스에 결합된 그립핑 부재, 상기 그립핑 부재는 진공 소스에 결합된 접촉 표면을 가지며, 상기 구동 어셈블리는 평탄화 부재가 상기 접촉 표면에 인접한 제1 위치 및 상기 평탄화 부재가 상기 접촉 표면에서 떨어져 위치한 제2 위치를 가짐;을 포함하는, 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 구동 어셈블리는 회전 구동 어셈블리고, 상기 제1 위치는 제1 회전 위치이고, 상기 제2 위치는 제2 회전 위치이고,
    상기 회전 구동 어셈블리가 상기 제1 회전 위치에 있을 때 상기 평탄화 부재는 상기 제1 위치에 있고,
    상기 회전 구동 어셈블리가 상기 제2 회전 위치에 있을 때 상기 평탄화 부재는 상기 제2 위치에 있고, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 90°보다 큰 각도를 정의하는, 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 평탄화 부재는 플레이트인, 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 그립핑 부재는 상기 진공 소스를 상기 접촉 표면에 유체적으로 결합시키는 복수의 통로들을 갖는 세라믹 부재인, 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 동력 소스는 모터인, 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 평탄화 부재는 복수의 평탄화 부재들 중 하나이고, 각각의 평탄화 부재는 그 연결 에지를 따라 상기 구동 어셈블리에 연결되는, 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 각각의 평탄화 부재는 상기 연결 에지에 평행한 방향으로 폭을 갖고, 각각의 평탄화 부재의 연결 에지는 연결 길이를 가지며, 상기 연결 길이는 폭보다 작은, 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 평탄화 부재들 중 제1 부분은 제1 폭을 갖고, 상기 복수의 평탄화 부재들 중 제2 부분은 상기 제1 폭과 상이한 제2 폭을 갖는, 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 평탄화 부재는 탄성적으로 변형 가능한, 장치.
  10. 가스 쿠션 테이블 위에 기판을 배치하는 단계, 여기서 상기 기판의 에지는 상기 가스 쿠션 테이블의 일측을 따라 홀더 어셈블리와 정렬됨;
    상기 기판의 바닥 표면을 상기 홀더 어셈블리의 그립핑 부재에 수직으로 근접하게 가져 오는 단계;
    상기 그립핑 부재를 통해 흡입을 적용하는 단계; 및
    상기 기판을 상기 그립핑 부재와 결합시키기 위해 상기 기판의 상부 표면에 접촉력을 가하는 단계;를 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 기판의 상부 표면에 접촉력을 가하는 단계는 힘 인가기를 상기 홀더 어셈블리의 가압 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 힘 인가기를 상기 기판의 상기 상부 표면으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 그립핑 부재를 통해 흡입을 적용하는 단계는 상기 기판의 에지를 상기 홀더 어셈블리와 정렬한 후에 이루어지는, 기판을 조작하는 방법.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 기판의 바닥 표면을 상기 그립핑 부재에 수직으로 근접하게 가져오는 단계는 상기 가스 쿠션 테이블 위로 상기 기판을 측 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 기판의 바닥 표면을 상기 그립핑 부재에 수직으로 근접하게 가져오는 단계는 상기 그립핑 부재를 상기 기판 아래의 위치로 측 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 가스 쿠션 테이블 위에 상기 기판을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 그립핑 부재를 통해 흡입을 적용하는 단계 전에 정렬된 위치에서 상기 가스 쿠션 테이블 위에 상기 기판을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판을 조작하는 방법.
  17. 각각의 그립핑 부재의 장착 표면에서 베이스의 수용 표면에 제거 가능하게 결합된 복수의 그립핑 부재들을 포함하고,
    각각의 그립핑 부재는 장착 표면의 반대편에 있는 상기 그립핑 부재의 접촉 표면으로부터 상기 장착 표면으로 연장되는 균질한 재료를 포함하고,
    각각의 그립핑 부재는 상기 그립핑 부재를 통해 연장되는 적어도 하나의 통로를 가지는, 홀더 어셈블리.
  18. 제17 항에 있어서, 하나 이상의 그립핑 부재의 접촉 표면에 적어도 하나의 채널을 추가로 포함하는, 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 통로는 상기 접촉 표면으로부터 상기 그립핑 부재로 연장되는, 장치.
  20. 제18 항에 있어서, 상기 통로는 통로의 길이를 따라 변하는 직경을 갖는, 장치.
  21. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재의 접촉 표면에서 노출된 재료는 양극 산화 처리된 금속인, 장치.
  22. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재는 균일한 금속 산화물 재료인, 장치.
  23. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재는 융합된 금속 산화물 입자들을 포함하는, 장치.
  24. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재의 접촉 표면 및 장착 표면은 상기 그립핑 부재의 대향 측면들 상에 있고, 상기 접촉 표면은 상기 장착 표면과 평행하지 않은, 장치.
  25. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재의 접촉 표면은 적어도 하나의 경사진 에지를 갖는, 장치.
  26. 제17 항에 있어서, 각각의 그립핑 부재는 장착 표면으로부터 그 접촉 표면까지 상기 그립핑 부재를 통해 연장되는 복수의 통로들을 갖는, 장치.
  27. 제17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통로는 상기 접촉 표면 및 상기 장착 표면에 인접한 측면에 형성된 리세스, 및 상기 접촉 표면으로부터 상기 리세스까지 상기 그립핑 부재를 관통하는 복수의 통로들을 포함하는, 장치.
  28. 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 및 진공 소스에 결합된 그립핑 어셈블리, 상기 그립핑 어셈블리는 스테이지 부재 및 하나 이상의 패드를 포함함;
    상기 베이스 부재에 이동 가능하게 결합된 접촉력 부재, 상기 접촉력 부재는 상기 하나 이상의 패드에 인접하게 위치된 상기 접촉력 부재의 일부를 갖는 제1 위치 및 상기 패드로부터 떨어져 위치된 상기 접촉력 부재의 일부를 갖는 제2 위치를 가짐; 및
    상기 접촉력 부재에 결합된 동력 소스;를 포함하는, 홀더 어셈블리.
  29. 제28 항에 있어서, 각각의 패드는 상기 스테이지 부재에 제거 가능하게 결합되는, 홀더 어셈블리.
  30. 제28 항에 있어서, 상기 그립핑 어셈블리는 하나 이상의 블랭크(blank)를 더 포함하는, 홀더 어셈블리.
  31. 제1 항에 있어서, 상기 베이스에 결합된 복수의 그립핑 부재들을 더 포함하고, 각각의 그립핑 부재는 레벨링되는, 장치.
  32. 제28 항에 있어서, 각각의 패드는 레벨링되는, 홀더 어셈블리.
  33. 제28 항에 있어서, 각각의 패드는 다공성 세라믹 재료로 코팅되는, 홀더 어셈블리.
  34. 제1 항에 있어서, 상기 그립핑 부재는 다공성 세라믹 재료로 코팅되는, 장치.

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