KR20220092522A - 측방향 잉크 편향을 위한 분할된 차폐 전극을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드 - Google Patents

측방향 잉크 편향을 위한 분할된 차폐 전극을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR20220092522A
KR20220092522A KR1020227015321A KR20227015321A KR20220092522A KR 20220092522 A KR20220092522 A KR 20220092522A KR 1020227015321 A KR1020227015321 A KR 1020227015321A KR 20227015321 A KR20227015321 A KR 20227015321A KR 20220092522 A KR20220092522 A KR 20220092522A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
well
electrodes
shielding
subset
electrode
Prior art date
Application number
KR1020227015321A
Other languages
English (en)
Inventor
파트리크 갈리커
Original Assignee
스크로나 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스크로나 아게 filed Critical 스크로나 아게
Publication of KR20220092522A publication Critical patent/KR20220092522A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04505—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits aiming at correcting alignment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04526—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling trajectory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04576—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads of electrostatic type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2002/062—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field by using a divided counter electrode opposite to ejection openings of an electrostatic printhead, e.g. for controlling the flying direction of ejected toner particles by providing the divided parts of the counter electrode with different potentials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14395—Electrowetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/18—Electrical connection established using vias

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

전기수력학적 인쇄 헤드는 복수의 웰(14) 내에 배치된 복수의 노즐(12)을 갖는다. 추출 전극(16)은 노즐(12) 아래의 레벨에서 웰(14) 주위에 위치된다. 또한, 차폐 전극(18a 내지 18d)은 추출 전극(16) 아래의 레벨에서 웰(14) 주위에 위치된다. 각각의 웰(14)에 대해, 상이한 각도 위치에 위치되는 여러 개의 이러한 차폐 전극(18a 내지 18d)이 있다. 이는 노즐(12)로부터의 잉크의 토출 후에 잉크를 측방향으로 편향시키기 위해 차폐 전극(18a 내지 18d)을 사용할 수 있게 한다.

Description

측방향 잉크 편향을 위한 분할된 차폐 전극을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드
본 발명은 전기수력학적 인쇄 헤드 및 이러한 인쇄 헤드를 동작시키는 방법에 관한 것이다.
WO 2016/120381은 복수의 웰(well) 내에 위치된 복수의 노즐을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드를 설명한다. 추출 전극은 상기 노즐 아래의 레벨에서 웰 주위에 위치된다. 이는 노즐로부터 잉크를 추출하는 데 사용된다. 게다가, 연속적인 차폐 전극(차폐층)이 추출 전극 아래의 레벨에서 웰 주위에 배치될 수 있다. 차폐 전극은 노즐 사이의 크로스토크를 감소시키고, 인쇄 헤드와 타겟 사이의 균질한 전기장을 유지한다. 일 실시예에서, 추출 전극은 잉크를 측방향으로 편향시키기 위해 약간 상이한 전압에서 동작되는 2개 또는 3개의 세그먼트로 분할된다.
본 발명에 의해 해결하고자 하는 문제는 양호한 측방향 잉크 편향을 가지는 인쇄 헤드뿐만 아니라 이러한 인쇄 헤드를 동작시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이 문제는 독립 청구항의 인쇄 헤드 및 방법에 의해 해결된다.
특히, 전기수력학적 인쇄 헤드는 적어도 다음의 요소를 포함한다:
- 복수의 노즐: 이들 노즐은 인쇄 헤드의 복수의 웰에 배치된다. 이들은 타겟 상에 퇴적될 잉크를 운반할 수 있다.
- 상기 노즐 아래의 레벨에서 웰 주위에 위치된 추출 전극: 추출 전극은 잉크에 관하여 적합한 전압을 인가함으로써 노즐로부터 잉크를 추출하는 데 사용된다.
- 추출 전극 아래의 레벨에서 웰 주위에 위치된 차폐 전극: 종래 기술과 대조적으로, 각각의 웰에 대해, 웰에 인접한 상이한 각도 위치에 위치된 여러 개의 차폐 전극이 존재한다. 이는 추출 전극에 의해 추출된 잉크의 측방향 편향을 발생시킬 수 있게 한다.
"웰 주위의 상이한 각도 위치에 위치된"이라는 표현은 웰의 중심축으로부터 볼 때 제1 수평 각도 방향에 위치된 적어도 하나의 차폐 전극 및 다른 수평 각도 방향에 배치된 다른 차폐 전극이 존재한다는 것을 의미한다. 2개의 차폐 전극은 잉크를 측방향으로 편향시키기 위해 상이한 전위를 가질 수 있으며, 즉, 이들은 유리하게는 서로 전기적으로 절연된다.
"각각의 웰에 대해"라는 표현은 청구항이 지칭하는 웰 및 노즐이 잉크의 측방향 편향을 위한 여러 개의 차폐 전극을 갖는 웰 및 노즐임을 나타낸다. 여러 개의 이러한 차폐 전극이 주위에 배치되지 않은 인쇄 헤드 상의 "다른" 웰 및 노즐, 즉 이러한 측방향 편향 기능이 없는 노즐 및 웰이 있을 수 있다. 청구항은, 측방향 편향 능력을 갖는 노즐에 추가하여, 이러한 능력을 갖지 않는 인쇄 헤드 상의 다른 노즐이 있을 수 있다는 것을 배제하지 않는다.
본 발명은 추출 전극을 분할하는 종래 기술의 해결책이 다양한 문제점을 유도한다는 이해에 기초한다. 첫째로, 각각의 노즐에 여러 개의 전압을 공급할 필요가 있고, 노즐이 개별적으로 동작되기 때문에, 각각의 노즐에서 적어도 3개의 독립적인 전위를 발생시키기 위해 인쇄 헤드 내에 복잡한 배선이 요구된다. 이와 대조적으로, 측방향 잉크 편향이 잉크 추출로부터 분리되면, 종종 편향이 다수의 노즐에 대해 동일할 수 있기 때문에 배선은 더 간단할 수 있다.
또한, 편향을 위해 차폐 전극을 사용하는 것은 더 효율적이며, 그 이유는 이들이 적어도 2개의 노즐 사이의 거리와 동등한 거리 내에서 큰 체적에, 기본적으로는 차폐 전극과 타겟 사이의 영역에 전기장을 형성하기 때문이다. 이와 대조적으로, 추출 전극의 도달범위(reach)는 기본적으로 웰의 작은 체적으로 제한된다.
마지막으로, WO 2016/120381에서, 편향의 애퍼처(aperture)는 웰의 직경 대 깊이 비에 의해 제한된다. 또한, 잉크를 추출하기 위해 사용되는 전기장의 측방향 비대칭성은 노즐에서의 메니스커스의 형상에 강하게 영향을 미칠 수 있고 측방향 액적 추출로 이어질 수 있으며, 이는 잉크가 웰의 벽에 충돌할 가능성이 훨씬 더 높아지게 하고, 이는 웰의 플러딩(flooding)으로 이어질 수 있다.
유리하게는, 차폐 전극은 각각의 웰의 둘레의 적어도 90%를 커버하는데, 즉 이들은 추출 전극의 필드를 차폐하기 위해 웰의 둘레의 모두 또는 대부분을 커버한다.
일 실시예에서, 인쇄 헤드는 차폐 전극의 여러 서브세트를 가지며, 각각의 서브세트는 상이한 웰에 위치된 여러 개의 전기적으로 상호연결된 차폐 전극을 포함한다. 즉, 서브세트의 차폐 전극에는 단일 전압이 공급될 수 있고, 이는 인쇄 헤드의 배선을 단순화한다.
특히, 적어도 제1 서브세트 유형의 차폐 전극이 존재할 수 있다. 제1 서브세트 유형의 각각의 세트의 차폐 전극은 차폐 전극의 수직 레벨에 위치된 상호연결 라인에 의해 서로 상호연결되는데, 즉, 이 서브세트 유형의 전극은 차폐 전극 층 상에서 직접 상호연결된다.
제1 서브세트 유형의 적어도 2개의 서브세트가 존재할 수 있고, 상기 웰의 열은 2개의 서브세트의 차폐 전극 사이에 배치된다.
적어도 하나의 제2 서브세트 유형의 차폐 전극이 또한 존재할 수 있으며, 제2 서브세트 유형의 각각의 세트의 차폐 전극은 차폐 전극 위의 수직 레벨에 위치된 라인을 상호연결하기 위해 비아에 의해 서로 상호연결된다. 이 경우, 차폐 전극 사이의 상호연결은 차폐 전극의 레벨로부터 공간적으로 분리되고, 이는 차폐 전극을 형성하는 층의 설계를 단순화한다. 이는 전술된 바와 같이 제1 서브세트와의 조합에 특히 유리한데, 이는 2개의 서브세트 유형의 배선이 공간적으로 분리될 수 있기 때문이다.
제2 서브세트 유형의 적어도 2개의 서브세트가 존재할 수 있고, 상기 웰의 열은 2개의 서브세트의 차폐 전극 사이에 배치된다.
인쇄 헤드는 취입 개구 및 흡입 개구를 포함하는 복수의 환기 개구를 더 포함할 수 있다. 이들은 차폐 전극 아래의 공간으로 가스를 취입하고 상기 공간으로부터 가스를 흡입하도록 구성되며, 이에 의해 개선된 잉크 건조를 위해 공간을 환기한다.
이 경우, 차폐 전극은 취입 개구와 흡입 개구 사이에서 발생되는 측방향 가스 유동을 보상하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 인쇄 헤드는 노즐과 환기 개구의 규칙적인 매트릭스를 가질 수 있다. 이러한 매트릭스 내에서, 각각의 노즐은 2개의 흡입 개구 및 2개의 취입 개구의 중심에 배치되고, 각각의 환기 개구는 4개의 노즐의 중심에 배치된다. 이러한 경우에, 2개의 인접한 노즐 주위에서의 가스 유동은 서로에 대해 역전되는데, 즉 가스 유동의 교번하는 패턴이 존재한다.
가스 유동의 이러한 또는 유사한 교번하는 패턴을 보상하기 위해, 적어도 상호연결된 차폐 전극의 서브세트(A) 및 상호연결된 차폐 전극의 서브세트(B)가 존재할 수 있다. 노즐의 열을 따라, 그리고 이러한 열의 웰로부터 주어진 각도 위치 하에서, 서브세트(A)의 차폐 전극은 서브세트(B)의 차폐 전극과 교번한다. 이는 교번하는 노즐에 상이한 전위를 공급하고 정전 편향을 교번하는 유동 패턴으로 조율할 수 있게 한다.
인쇄 헤드를 동작시키는 방법은 잉크가 상기 웰 내의 노즐로부터 토출되는 동안 동일한 웰에 인접한 상이한 각도 위치에 위치되는 차폐 전극의 적어도 일부에 상이한 전위를 인가하는 단계를 포함한다. 이는 잉크의 측방향 편향을 발생시킨다.
일 실시예에서, 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
- 인쇄 헤드를 그 아래의 타겟에 대해서 방향 A를 따라서 기계적으로 이동시키는 단계.
- 차폐 전극을 사용하여 잉크를 방향 B로 편향시키는 단계: 이 방향 B는 방향 A에 대해 횡방향으로, 특히 수직으로 연장된다.
이는 정전 편향에 의해 다른 방향을 스캐닝하면서 인쇄 헤드(또는 타겟)를 일 방향을 따라 기계적으로 변위시키는 것을 가능하게 한다.
이하의 상세한 설명을 고려할 때, 본 발명이 더 잘 이해될 것이고 전술한 것 이외의 목적이 명확해질 것이다. 이러한 설명은 첨부 도면을 참조로 이루어진다.
도 1은 도 2의 I-I 라인을 따른 인쇄 헤드의 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 라인을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III 라인을 따른 도면을 도시한다.
도 4는 프린터의 구성요소를 도시한다.
도 5는 도 2의 도면에 대응하는 차폐 전극의 제2 실시예를 도시한다.
도 6은 도 2의 도면에 대응하는 차폐 전극의 제3 실시예를 도시한다.
도 7은 교번하는 환기를 보상하기 위한 설계를 도시한다.
도 8은 편향 기술의 제1 용례를 도시한다.
도 9는 편향 기술의 제2 용례를 도시한다.
정의:
위, 아래, 상단, 하단과 같은 용어는 노즐이 추출 전극 위의 레벨에 배치되고, 차폐 전극이 추출 전극 아래의 레벨에 배치되는 것으로 이해되어야 한다. 유리하게는, 노즐의 축방향은 수직 방향을 한정하는 것으로 고려된다.
수평 및 측방향은 수직 방향에 수직인 방향을 나타낸다.
유전체는 10-6 S/m 이하의 전기 전도성을 갖는 재료이다.
인쇄 헤드 설계:
도 1 내지 도 4는 타겟(4) 상에 잉크를 인쇄하기 위한 인쇄 헤드(2)의 제1 실시예를 도시한다.
이는 복수의 구조화된 층을 갖는 본체(6)를 포함한다. 특히, 본체(6)는 노즐 층(8) 및 공급 층(10)을 포함하고, 노즐 층(8)은 정의에 의해 공급 층(10) 아래에 배치된다.
노즐 층(8)은 복수의 노즐(12)을 형성한다. 각각의 노즐(12)은 웰(14) 내에, 즉 웰(14)의 상단부에 배치된다.
토출 전극(16)이 노즐(12) 아래의 수직 레벨에서 각각의 노즐(12)에 대해 제공된다. 이는 노즐(12)로부터 잉크를 전기수력학적으로 추출하고 이를 아래의 타겟(4)을 향해 가속시키도록 구성된다.
토출 전극(16)은 유리하게는 웰(14) 주위에 적어도 부분적으로 배치되며, 특히 도 3에 도시되는 바와 같이 환형일 수 있다.
복수의 차폐 전극(18a 내지 18d)이 토출 전극(16) 아래의 수직 레벨에서 노즐 층(8)의 하단에 배치된다. 이들 차폐 전극은 노즐(12) 사이의 크로스토크를 감소시키기 위해 사용되지만, 이들은 또한 잉크가 인쇄 헤드(2)와 타겟(4) 사이의 공간(22)을 통과할 때 잉크를 측방향으로 편향시키도록 설계된다. 이들은 다음 섹션에서 더 상세히 설명된다.
노즐 층(8)은 복수의 서브층을 포함한다. 본 실시예에서, 이들은 다음을 포함한다:
- 웰(14)의 하단 섹션을 형성하는 제1 서브층(8a).
- 제1 서브층(8a) 위에 위치되고 웰(14)의 중간 섹션을 형성하는 제2 서브층(8b).
- 제2 서브층(8b) 위에 위치되고 노즐(12)의 벽뿐만 아니라 웰(14)의 상단 섹션을 형성하는 제3 서브층(8c).
- 제3 서브층(8c) 위에 배치되고 그 각각의 웰(14)의 중심에 노즐(12)을 갖는 판을 형성하는 제4 서브층(8d).
서브층(8a 내지 8d)은 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물과 같은 무기 재료 또는 SU8 또는 BCB(벤조사이클로부텐)와 같은 유기 재료의 층과 같은 유전체 층인 것이 유리하다.
각각의 노즐(12)은 노즐의 하단측 개구와 공급 층(10) 사이에서 연장되는 채널(23)을 형성한다.
노즐 층(8)은 모든 노즐(12) 대부분에서 또는 심지어 모든 노즐에서 동일한 구조를 가질 수 있다. 이는 예를 들어 공지된 이방성 에칭 및 반도체 패터닝 기술을 사용하여 반도체 파운드리에서 대량 생산될 수 있다.
공급 층(10)은 예를 들어 반도체 제조로부터 공지된 바와 같은 인터포저 층(interposer layer)으로서 설계되고, 노즐(12)에 잉크를 공급하기 위해 이를 통해 연장되는 복수의 잉크 덕트(24a, 24b)를 포함한다.
도시된 실시예에서, 잉크 덕트는 비아 섹션(24a)을 포함하며, 각각의 비아 섹션은 노즐(12)로부터 공급 층(10) 내로 상향 연장되며, 여기서 각각의 비아 섹션은 상호연결 섹션(24b)에 연결된다. 상호연결 섹션(24b)은 수평으로 연장되고 여러 개의 비아 섹션(24a)을 상호연결하며, 이들은 다시 선택적으로는 추가의 수직 비아 섹션 및/또는 수평 상호연결 섹션을 통해 인쇄 헤드(2)의 하나 이상의 잉크 단자(26)(도 4)에 연결된다. 잉크 단자(26)에서, 잉크 덕트는 직접적으로 또는 추가 덕트에 의해 하나 이상의 잉크 저장조(28)에 연결된다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 토출 전극(16)은 공급 층(10) 내로 상향 연장되는 하나 이상의 전기 비아(30)(도 1에 도시되지 않음)에 전기 트랙에 의해 연결될 수 있으며, 여기서 토출 전극은 토출 전극 단자(32)(도 4)에 적절하게 배선된다.
도 4에 도시되는 바와 같은 제어 유닛(34)이 노즐(12)로부터 잉크를 토출하기 위해 전압 펄스, 즉 노즐(12) 내의 잉크와 토출 전극(16) 사이에 전압 펄스를 발생시키기 위해 제공된다. 유리하게는, 개별 노즐(12)의 전압은 개별적으로 또는 작은 그룹(각각의 그룹은 예를 들어 모든 노즐(12)의 1/100 이하를 포함함)으로 제어될 수 있다.
도 1은 유리하게는 유전체 층이며 잉크 덕트의 비아 섹션(24a)을 형성하는 서브층(10a)을 포함하는 공급 층(10)을 도시한다. 공급 층(6)은 추가 서브층, 예를 들어 도 1의 층(10b-10g)을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 아래 실시예의 일부에 대해 설명된 바와 같이 추가 잉크 덕트 섹션 및/또는 전기 트랙 및/또는 환기 덕트를 형성하기 위한 것이다.
공급 층(10)은 노즐(12)의 기능을 커스터마이징(customizing)하기 위해, 예를 들어 이들 중 일부에 대해 잉크 덕트를 및/또는 그 토출 전극(16)에 대해 전기적 연결부를 차단 또는 상호연결함으로써, 예를 들어 이들 중 일부를 불능화하기 위해 사용될 수 있다.
차폐 전극, 제1 실시예:
차폐 전극(18a 내지 18d)의 설계는 도 1 및 도 2에 가장 잘 도시되어 있다.
도시되는 실시예에서, 각각의 웰(14) 주위 및 아래의 상이한 각도 위치에 위치된 4개의 차폐 전극(18a 내지 18d)이 존재하며, 이들 각각은 차폐 전극의 상이한 서브세트에 속한다.
각각의 웰(14)에 대하여, 웰로부터 각도 위치(-X)에 위치된 차폐 전극(18a), 웰로부터 각도 위치(+X)에 위치된 차폐 전극(18b), 웰로부터 각도 위치(-Y)에 위치된 차폐 전극(18c) 및 웰로부터 각도 위치(+Y)에 위치된 차폐 전극(18d)이 존재한다.
차폐 전극(18a)은 전기적으로 상호연결된 차폐 전극의 서브세트를 형성한다. 유사하게, 차폐 전극(18b, 18c 및 18d)은 그 자체의 서브세트를 형성하며, 다양한 서브세트는 상호 절연된다.
차폐 전극(18a)에 의해 형성된 서브세트는 "제1 서브세트 유형"의 서브세트이다. 이러한 제1 서브세트 유형의 서브세트에서, 차폐 전극(18a)은 이들이 연결되는 차폐 전극(18a)의 수직 레벨에, 즉 제1 서브층(8a)의 하단 측면에 위치된 상호연결 라인(40a)에 의해서 연결된다.
유사하게, 차폐 전극(18b)에 의해 형성된 서브세트는, 차폐 전극이 전극(18b)과 동일한 레벨에 위치된 상호연결 라인(40b)에 의해 상호연결되기 때문에 이러한 제1 서브세트 유형의 서브세트이다.
차폐 전극(18c)에 의해 형성되는 서브세트는 "제2 서브세트 유형"의 서브세트이다. 이러한 제2 서브세트 유형의 세트에서, 차폐 전극(18c)은 차폐 전극(18c) 위의 수직 레벨에 위치된 상호연결 라인(44a)에 비아(42a)에 의해 연결된다(도 3 참조).
유사하게, 차폐 전극(18d)에 의해 형성된 서브세트는, 차폐 전극이 차폐 전극(18d) 위의 수직 레벨에 위치된 상호연결 라인(44b)에 비아(42b)에 의해 상호연결되기 때문에 이러한 제2 서브세트 유형의 서브세트이다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 상호연결 라인(42a, 42b)은 토출 전극(16)의 수직 레벨에 있는 공간 및 구조화된 금속 층을 사용하여 이 레벨에 위치된다. 이러한 레벨은 예를 들어 제1 서브층(8a)의 상단에 위치된다.
차폐 전극(18a 내지 18d)을 상호연결된 전극의 서브세트로 조립하는 것은 동일한 전압으로 복수의 차폐 전극을 제어할 수 있게 하며 공급 층(10)에 요구되는 배선을 단순화한다.
차폐 전극(18a 내지 18d)을 제1 및 제2 서브세트 유형의 서브세트로 조립하는 것은 주어진 서브세트의 차폐 전극을 상호연결하기 위한 수평 배선을 단순화한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 웰(14) 및 노즐(12)의 열이 차폐 전극(18a, 18b)의 서브세트 사이에 위치된다. 따라서, 이들 2개의 서브세트의 전극(18a, 18b)에 걸쳐 전압차를 발생시키는 것은 모든 이들 노즐에서 토출된 잉크를 X 방향을 따라 동일한 방식으로 측방향으로 편향시킬 수 있게 한다.
유사하게, 웰(14) 및 노즐(12)의 열이 차폐 전극(18c, 18d)의 서브세트 사이에 위치된다. 따라서, 이들 2개의 서브세트의 전극(18c, 18d)에 걸쳐 전압차를 발생시키는 것은 모든 이들 노즐에서 토출된 잉크를 동일한 방식으로 방향 Y를 따라 측방향으로 편향시킬 수 있게 한다.
차폐 전극의 각각의 서브세트는 인쇄 헤드의 층의 적어도 일부를 통해 연장되는 전기 트랙에 의해 편향 단자에 연결되며, 편향 단자 중 하나는 도 4에서 도면부호 46으로 도시된다. 다양한 서브세트의 편향 단자(46)는 그 전압을 제어하기 위해 제어 유닛(34)에 연결된다.
유사하게, 제어 유닛(34)은 인쇄 헤드(2)와 타겟(4) 사이의 공간(22) 내의 전기장을 제어하기 위해 타겟(4) 또는 타겟(4)의 기판(48)에 연결된다(도 4 참조).
도 2의 실시예에서는, 각각의 웰(14)과 노즐(12)에 인접하게 위치된 정확히 4개의 차폐 전극(18a 내지 18d)이 존재한다.
더 일반적인 용어로, 웰(14)의 적어도 일부는 웰(14)에 인접하게 위치되는 정확히 4개의 차폐 전극(18a 내지 18d)을 가질 수 있다.
차폐 전극, 제2 실시예:
엄밀하게, 각각의 웰(14)과 노즐(12)에 인접한 4개의 차폐 전극(18a 내지 18d)을 가질 필요는 없다. 도 5의 실시예에서는, 각각의 웰(14)과 노즐(12)에 대해, 3개의 차폐 전극(18a, 18b, 18d)만이 존재한다.
따라서, 이 실시예에서, 웰(14)의 적어도 일부는 웰(14)에 인접하게 위치된 정확히 3개의 차폐 전극(18a, 18b, 18d)을 갖는다.
도 5와 도 2를 비교할 때, 2개의 이웃하는 차폐 전극(즉, 도 2의 전극(18a, 18c))은 단일 차폐 전극(즉, 도 2의 전극(18a))으로 조립되어 있음을 알 수 있다. 이 실시예는 여전히 방향 X(차폐 전극(18a, 18b)에 걸친 전압 강하를 가짐으로써) 및 방향 Y(차폐 전극(18a, 18d)에 걸친 전압 강하를 가짐으로써)으로 잉크를 편향시킬 수 있게 한다.
도시되는 실시예에서, 차폐 전극(18a)은 제1 서브세트 유형의 서브세트를 형성하고 차폐 전극(18b)도 그러한 데, 즉, 이들 서브세트 양자 모두는 차폐 전극(18a, 18b) 자체와 동일한 수직 레벨 상의 상호연결 라인(40a, 40b)에 의해 상호연결된다. 한편, 차폐 전극(18d)은 제2 서브세트 유형의 서브세트를 형성하는데, 즉 이들은 차폐 전극(18d) 위의 레벨의 상호연결 라인(도 3의 46a의 상호연결 라인과 유사함)에 연결된 비아(42)에 의해 상호연결된다.
유리하게는, 웰(14) 및 노즐(12) 당 단지 3개의 차폐 전극이 존재하는 경우, 차폐 전극 중 하나, 즉 도시되는 실시예의 차폐 전극(18a)은 기준 전극을 형성하고 가장 큰 전극이며, 다른 2개의 차폐 전극, 즉 도시되는 실시예의 전극(18b, 18d)은 카운터 전극을 형성하고 더 작다.
특히, 기준 전극은 웰(14) 및 노즐(12)의 주위로 180°+/-20° 연장되며(도 5의 각도 α1 참조), 카운터 전극은 각각의 웰(14) 및 노즐(12)의 주위로 90°+/-20° 연장된다(도 5의 각도 α2 및 α3 참조).
이러한 방식으로, 모든 3개의 전극 사이에 생성된 전기장은 기준 전극(18a)과 전극(18b) 사이에 인가된 전압 및 기준 전극(18a)과 전극(18d) 사이에 인가된 전압에 기인하는 x 편향장(x-deflecting field)과 y 편향장의 중첩으로 간주될 수 있다. 그러나, 다른 전극 형상, 예를 들어 웰 주위에 분포된 동일한 크기의 3개의 전극을 형성하는 것이 물론 가능하고, 유리하게는 각각의 전극은 웰(14) 및 노즐(12)의 주위로 120°+/-20° 연장된다. 그러나, 이러한 경우에, 상이한 전극에 인가되는 전압으로부터 소정의 x-y 편향값을 평가하는 것이 더 어려울 수 있다.
차폐 전극, 제3 실시예:
도 6은 각각의 웰(14) 및 노즐(12)에 위치된 단지 3개의 차폐 전극(18a, 18e, 18f)을 갖는 또 다른 실시예를 도시하고 있다.
그러나, 제2 실시예와 대조적으로, 제2 서브세트 유형의 2개의 서브세트가 존재하며, 이들 서브세트 중 하나는 차폐 전극(18e)에 의해 형성되고, 이들 서브세트 중 다른 하나는 차폐 전극(18f)에 의해 형성된다.
한편, 차폐 전극(18a)만이 제1 서브세트 유형의 서브세트에 속한다(그러나, 이들은 또한 제2 서브세트 유형의 서브세트에 속할 수도 있다).
환기 개구:
인쇄 헤드(2)는 복수의 환기 개구(50a, 50b)를 포함할 수 있다. 이들은 취입 개구(50a) 및 흡입 개구(50b)를 포함한다.
취입 개구(50a)는 공간(22) 내로 가스를 취입하도록 구성되고, 흡입 개구(50b)는 공간(22)으로부터 가스를 흡입하도록 구성되고, 이에 의해 개선된 잉크 건조를 위해 공간(22)을 환기시킨다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 환기 개구(50a, 50b)는 인쇄 헤드(2)의 환기 덕트(52a, 52b, 54a, 54b)에 연결되고, 환기 덕트는 다시 환기 소스(56a) 및 환기 싱크(56b)(도 4 참조)에 연결된다.
환기 소스(56a)는 가스를 환기 덕트(52a, 54a)를 통해 취입 개구(50a)로 취입하도록 구성된다. 환기 싱크(56b)는 흡입 개구(50b)로부터 환기 덕트(52b, 54b)를 통해 가스를 흡입하도록 구성된다.
일 실시예에서, 모든 취입 개구(50a)는 동일한 환기 소스(56a)에 연결되고, 모든 흡입 개구(50b)는 동일한 환기 싱크(56b)에 연결된다.
노즐(12) 및 환기 개구(50a, 50b)의 적어도 일부가 예를 들어 도 2에 도시되는 바와 같이 규칙적인 2차원 매트릭스로 배치되고, 노즐이 예를 들어 각각 X 및 Y 방향을 따라 규칙적으로 연장되는 콤팩트한 실시예에서, 각각의 노즐(12)은 2개의 취입 개구(50a) 및 2개의 흡입 개구(50b)의 중심에 배치되고, 각각의 환기 개구(50a, 50b)는 4개의 노즐(12)의 중심에 배치된다.
그러한 경우에, 도 7의 화살표(58a, 58b, 60a, 60b)에 의해 도시되는 바와 같은 교번하는 유동 패턴이 생성된다. 즉, 유동 패턴은 인접한 노즐(12) 사이에서 교번할 것이다.
유동 방향과 무관하게, 노즐 축에서의 속도는 0이 되고, 이것은 능동적으로 편향되지 않는 액적의 궤적이 교번하는 유동 패턴에 의해 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 차폐 전극에 의해 잉크를 편향시킬 때, 액적은 0이 아닌 유동장으로 진입하며, 이는 보상되어야 할 수도 있는 비행 궤적의 비대칭성을 초래할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 실시예에서, 모든 노즐(12)로부터의 잉크를 방향 Y를 따르지 않고 동일한 양만큼 방향 X를 따라 편향시키기를 원한다고 가정한다. 이를 달성하기 위해, 방향 X를 따라 노즐을 가로질러 전압(V1)을 인가해야 한다. 이렇게 하면, 노즐(12a)로부터 토출된 액적은 방향 -Y를 따라 화살표(60b)에 대응하는 공기 유동으로부터의 항력을 경험할 것이고, 노즐(12b)로부터의 잉크는 방향 +Y를 따라 화살표(60a)에 대응하는 반대로 지향된 공기 유동으로부터의 항력을 경험할 것이다.
이를 보상하기 위해, 교번하는 보조 전압(V2 및 -V2)이 방향 Y를 따라 웰(14)을 가로질러 인가될 수 있다.
이러한 교번하는 보조 전압(V2 및 -V2)을 인가할 수 있도록, 적어도 차폐 전극(18f)의 서브세트(A)와 차폐 전극(18h)의 서브세트(B)가 존재해야 한다. 노즐의 열(즉, 도 7의 방향 Y를 따라 연장되는 열)을 따라, 웰(14)로부터 본 것 같은 각도 위치(Y)에서 볼 때, 2개의 서브세트(A 및 B)의 차폐 전극(18f 및 18h)은 교번해야 한다.
즉, 도 7에서, 각각의 웰로부터 각도 위치(Y)에 놓인 차폐 전극을 볼 때, 이들 차폐 전극은 교번적으로 차폐 전극(18f, 18h)이다.
잉크를 방향 X로 편향시킬 뿐만 아니라 방향 Y로도 편향시키는 것이 바람직한 경우, 도 7의 웰(14)의 우측에 있는 차폐 전극(즉, 각도 위치(+X)에 있는 차폐 전극)은 방향 X를 따라 서로 교번하는 2개의 서브세트(18e 및 18g)가 있는 것으로 나타낸 바와 같이 2개의 서브세트(A 및 B) 사이에서 또한 교번해야 한다.
동작 방법:
수평 방향 X 및/또는 Y를 따라 잉크를 편향시키기 위해, 상이한 전위가 웰의 일부 또는 전부에 인접한 상이한 각도 위치에 위치된 차폐 전극에 인가될 수 있다.
다양한 전극에 인가되는 전형적인 전압은 예를 들어 다음 중 하나 이상의 조합이다:
- 노즐 내의 잉크와 토출 전극 사이에 인가되는 전압은, 토출을 위해, 예를 들어 100V 내지 500V의 범위에 있다.
- 노즐 내의 잉크와 차폐 전극 사이에 인가되는 전압은 전형적으로 토출 전극에 인가되는 것과 동일한 범위에 있지만, 전압은 양자 모두 토출 전극에 인가되는 것보다 높거나 낮을 수 있다.
- 노즐의 대향 측면 상의 차폐 전극에 인가된 절대 전압은 최대 편향을 위해 전형적으로 10V 내지 100V이다.
빠른 편향:
하나의 중요한 용례가 도 8에 도시되어 있다. 여기서, 인쇄 헤드(단일 노즐(12) 및 그 주변 차폐 전극(18a 내지 18d)으로 표시됨)는 잉크를 토출하는 동안 수평 방향 A를 따라 타겟에 대해 기계적으로 이동된다.
동시에, 잉크는 방향 A에 수직인(또는 횡방향인) 방향 B로 차폐 전극에 의해 편향된다.
따라서, 노즐(12) 바로 아래에 있지 않은 위치에 인쇄하는 것이 가능해진다.
유리하게, 정전 편향에 의한 타겟 상의 잉크 위치의 방향 B로의 측방향 변위 속도는 기계적 변위에 의한 타겟 상의 잉크 위치의 방향 A로의 측방향 변위보다 빠르며, 특히 적어도 10배 빠르다. 이는 빠른 기계적 변위 없이 양 방향을 따라 고해상도 인쇄를 생성할 수 있게 한다.
이 기술은 충돌 지점이 방향 B를 따라 진동하는 동안 A를 따라 가속 없이(또는 큰 가속 없이) 인쇄 헤드(2)를 이동시킬 수 있게 한다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 인쇄 헤드(2)가 방향 A를 따라 지속적으로 이동하고, 정확하게 방향 B를 따라, 즉 방향 A에 정확히 수직인 방향을 따라 일련의 도트를 생성하는 것이 요망되는 경우, 방향 B를 따라 노즐을 가로질러 배치된 차폐 전극(즉, 도시되는 예에서는 전극(18a, 18b))은 방향 B를 따른 측방향 편향을 위해 사용될 수 있고, 방향 A를 따라 노즐을 가로질러 배치된 차폐 전극(즉, 도시되는 예에서는 전극(18c, 18d))은 방향 A를 따른 인쇄 헤드(2)의 연속적인 전방 이동을 보상하기 위해 사용될 수 있다.
유리하게는, 방향 A 및 B를 따른 전압은 톱니 형상 전압일 것인데, 즉 이들 각각은 제1 시간 간격(T1) 동안, 특히 연속적으로 제1 전압으로부터 제2 전압으로 변화하고, 이어서 제2 시간 간격(T2)에 제1 전압으로 복귀하며, T1>>T2, 특히 T1>10·T2이다.
도 8의 기술을 구현하기 위해, 도 6 중 하나와 같은 단지 3개의 차폐 전극을 갖는 인쇄 헤드가 또한 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
정렬 보정:
소정의 상황에서는, 인쇄 헤드 상의 모든 노즐이 개별적으로 제어될 수 있는 것이 아니라, 일부 노즐의 토출 전극(16)은 상호연결될 수 있고 따라서 항상 동시에 액적을 토출하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 특성을 갖는 인쇄 헤드는 규칙적인 구조체(64)가 인쇄될 경우에 사용될 수 있다. 이 경우, 인쇄 헤드 상의 상호연결된 노즐(12)은 인쇄될 필요가 있는 규칙적인 구조체(64)를 참조하여 배치될 수 있다. 인쇄를 개시할 때, 상호연결된 노즐(12)의 개수는 동시에 인쇄되는 규칙적인 구조체(64)의 개수를 규정할 것이다. 그러나, 그렇게 할 때, 이는 이웃하는 노즐(12) 사이의 기준 간격(S)이 규칙적인 구조체(64)를 형성하는 간격(S')과 정확하게 동일하다는 것을 암시한다. 하지만, 다양한 이유로 인해, 이들 거리는 상이할 수 있고, 따라서 차폐 전극에 의한 편향의 다른 용례가 도 9에 도시되어 있으며, 여기서 편향은 노즐(12)과 규칙적인 구조체(64) 사이의 정합 불일치를 보정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 인쇄 헤드(2)는 방향 D에 수직한 수평 순방향, 즉 도 9의 평면에 수직한 방향으로 이동하는 동안 방향 D을 따라 간격(S')으로 기판(4)에 포함된 규칙적인 구조체(64) 상으로 인쇄해야 한다. 그러나, 구조체(64)의 간격(S')은 간격(S)의 정수배가 아닌 데, 즉 종래의 인쇄 헤드에서는 모든 구조체(64) 상에 정확하게 인쇄하기 위해 인쇄 헤드를 그 순방향뿐만 아니라 방향 D을 따라 측방향으로 변위시킬 필요가 있을 것이며, 이는 추가적인 기계적 이동을 필요로할 뿐만 아니라 인쇄 속도를 실질적으로 감소시킬 것이다.
그러나, 차폐 전극이 잉크를 측방향으로(즉, 방향 D을 따라) 편향시키는 데 사용되는 경우, 이는 방향 D를 따라 인쇄 헤드(2)를 측방향으로 변위시키지 않고 달성될 수 있다.
구조체(64)를 인쇄하기 위해, 방향 D을 따르는 전기장의 성분은 타겟(4) 상의 잉크의 충돌 위치의 간격을 간격(S')과 일치시키기 위해 방향 D을 따라서 정적으로 변화된다.
도 9의 예에서, 간격(S')은 간격(S)보다 다소 크다. 따라서, 잉크는 잉크를 최좌측 노즐(12)로부터 약간 좌측으로 그리고 최우측 노즐(12)로부터 약간 우측으로 편향시킴으로써 D를 따라 확산될 필요가 있다.
이는 인쇄 헤드가 방향 D를 따라 큰 연장범위를 가질 때 특히 중요하다. 이러한 경우에, 인쇄 헤드(2) 및 타겟(4)의 상이한 열적 팽창과 조합되는 인쇄 헤드(2) 및 타겟(4)에서의 상이한 온도가 간격(S 및 S')에 상이하게 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 하나의 세트의 온도에서 간격(S 및 S')이 완벽하게 일치되더라도, 온도의 변화는 불일치를 유도할 것이다.
예를 들어, 인쇄 헤드(2)의 최중심 노즐(12)은 구조체(64) 위에 잘 정렬될 수 있다. 이 경우, 최외측 노즐(12)의 잉크는 측방향 보정이 필요할 것이다.
따라서, 방향 D를 따라, 차폐 전극의 여러 상이한 서브세트가 존재하는 것이 유리하며, 이는 중심의 노즐 및 중심으로부터 (방향 D을 따라) 더 멀리 있는 노즐에 걸쳐 상이한 전압차를 인가할 수 있게 하여, 방향 D를 따라 편향을 적응시킨다.
일부 경우에, 예를 들어, 10 mm의 영역 내의 모든 전극에 걸쳐 동일한 전압차를 사용하는 것이 예를 들어 충분할 수 있다. 인쇄 헤드가 D를 따라 예를 들어 30mm의 연장범위를 갖는 경우, 그 경우에는 3개의 영역의 상이한 서브세트이면 충분하다.
도 9에 도시되는 보정은 또한 양 수평 방향에서, 즉 방향 D에 수직인 수평 방향을 따라서도 사용될 수 있다.
각주:
상기 실시예에서, 제1 서브세트 유형의 차폐 전극의 적어도 하나의 서브세트가 존재하는데, 즉, 이들은 차폐 전극 자체와 동일한 수직 레벨에 위치된 상호연결 라인에 의해 연결된다. 그러나, 대안적으로, 제2 서브세트 유형의 차폐 전극의 서브세트만이 존재할 수 있는 데, 즉, 차폐 전극(18a 내지 18f)의 레벨에는 상호연결 라인(40a, 40b)이 존재하지 않는다. 오히려, 모든 차폐 전극(18a 내지 18f)은 차폐 전극(18a 내지 18f) 위의 수직 레벨에서 비아(예컨대, 비아(42a, 42b))에 그리고 상호연결 라인(예를 들어, 도 3의 라인(44a, 44b))에 연결된다. 이는 더 높은 대칭성의 차폐 전극 패턴을 생성할 수 있게 한다.
상기 실시예에서, 각각의 노즐(12) 및 웰(14)에는 3개 또는 4개의 차폐 전극이 존재한다. (도 9의 적용 방향 D과 같은) 일 방향만을 따른 편향이 요구되고 도 7에 도시되는 유형의 환기 보상이 요구되지 않는 경우, 상기 웰에 인접하게 위치된 2개의 차폐 전극만을 갖는 것으로 충분할 수 있다.
이미 언급된 바와 같이, 차폐 전극은, 토출 전극(16)의 필드를 차폐하고 이웃하는 노즐(12) 사이의 크로스토크를 방지하기 위해, 각각의 웰(14) 둘레의 영역의 큰 비율, 예를 들어 그 둘레의 적어도 90%를 커버해야 한다.
위에서 언급된 바와 같이, 주어진 서브세트의 차폐 전극은 전극의 수직 레벨에서 또는 토출 전극의 수직 레벨에서 상호연결될 수 있다. 그러나, 특히 서브세트가 도 7에 도시되는 것과 같은 더 복잡한 기하학적 구조를 갖는 경우, 예를 들어 제1 서브층(8a)을 2개의 서브-서브층으로 분할하고 2개의 서브-서브층 사이에 상호연결 라인의 적어도 일부를 배치함으로써(비아가 이들을 차폐 전극에 연결함) 추가의 상호연결층이 도입될 수 있다.
본 발명의 현재 바람직한 실시예가 도시 및 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 청구범위의 범주 내에서 달리 다양하게 구현 및 실시될 수 있다는 것을 분명히 명확하게 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 전기수력학적 인쇄 헤드이며,
    복수의 웰(14)에 배치된 복수의 노즐(12),
    상기 노즐(12) 아래의 레벨에서 상기 웰(14) 주위에 위치되는 추출 전극(16), 및
    상기 추출 전극(16) 아래의 레벨에서 상기 웰(14) 주위에 위치되는 차폐 전극(18a 내지 18h)을 포함하며,
    각각의 웰(14)에 대하여, 상기 웰(14)에 인접한 상이한 각도 위치에 위치되는 여러 개의 차폐 전극(18a 내지 18h)이 존재하는 인쇄 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차폐 전극(18a 내지 18h)은 각각의 웰(14)의 둘레의 적어도 90%를 커버하는 인쇄 헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차폐 전극(18a 내지 18h)의 여러 서브세트를 가지며, 각각의 서브세트는 상이한 웰(14)에 위치되는 여러 전기적으로 상호연결된 차폐 전극(18a 내지 18h)을 포함하는 인쇄 헤드.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 제1 서브세트 유형의 차폐 전극(18a 내지 18h)을 가지며, 제1 서브세트 유형의 각각의 세트의 차폐 전극(18a 내지 18h)은 차폐 전극(18a 내지 18h)의 수직 레벨에 위치되는 상호연결 라인(40a, 40b)에 의해 연결되는 인쇄 헤드.
  5. 제4항에 있어서, 제1 서브세트 유형의 적어도 2개의 서브세트를 가지며, 상기 웰(14)의 열이 2개의 서브세트의 차폐 전극(18a 내지 18h) 사이에 배치되는 인쇄 헤드.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 제2 서브세트 유형의 차폐 전극을 가지며, 제2 서브세트 유형의 각각의 세트의 차폐 전극(18a 내지 18h)은 비아(42a, 42b)에 의해 차폐 전극(18a 내지 18h) 위의 수직 레벨에 위치되는 상호연결 라인(44a, 44b)에 연결되며, 특히 토출 전극(16)은 상기 상호연결 라인(44a, 44b)과 동일한 수직 레벨에 위치되는 인쇄 헤드.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 제2 서브세트 유형의 적어도 2개의 서브세트를 갖고, 상기 웰(14)의 열이 2개의 서브세트의 차폐 전극(18a 내지 18h) 사이에 배치되는 인쇄 헤드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웰(14)의 적어도 일부가 상기 웰(14)에 인접하게 위치되는 정확히 2개의 차폐 전극(18a 내지 18h)을 갖고, 및/또는
    상기 웰(14)의 적어도 일부가 상기 웰(14)에 인접하게 위치되는 정확히 3개의 차폐 전극(18a 내지 18h)을 갖고, 특히 3개의 차폐 전극(18a 내지 18h) 중 하나는 웰(14)의 주위로 180°+/-20°의 각도(α1)로 연장되는 기준 전극이고, 다른 2개의 전극은 웰(14)의 주위로 90°+/-20°의 각도(α2 및 α3)로 각각 연장되는 카운터 전극이며, 및/또는
    상기 웰(14)의 적어도 일부가 상기 웰(14)에 인접하게 위치되는 정확히 4개의 차폐 전극(18a 내지 18h)을 갖는 인쇄 헤드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 취입 개구(50a) 및 흡입 개구(50b)를 포함하는 복수의 환기 개구(50a, 50b)를 포함하는 인쇄 헤드.
  10. 제9항에 있어서, 노즐(12) 및 환기 개구(50a, 50b)의 규칙적인 매트릭스를 갖고, 상기 매트릭스 내에서, 각각의 노즐(12)이 2개의 흡입 개구(50b) 및 2개의 취입 개구(50a)의 중심에 배치되고, 각각의 환기 개구(50a, 50b)가 4개의 노즐(12)의 중심에 배치되는 인쇄 헤드.
  11. 제9항 또는 제10항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 차폐 전극의 서브세트 A(18e, 18f) 및 차폐 전극의 서브세트 B(18g, 18h)가 존재하고, 노즐의 열(12)을 따라, 상기 웰(14)로부터 주어진 각도 위치에서, 서브세트 A(18e, 18f)의 차폐 전극(18a 내지 18h)은 서브세트 B(18g, 18h)의 차폐 전극과 교번하는 인쇄 헤드.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 차폐 전극(18a 내지 18h)은 웰(14) 주위의 적어도 80°의 각도 범위를 커버하는 인쇄 헤드.
  13. 타겟(4) 상에 인쇄하기 위해 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 인쇄 헤드(2)를 동작시키는 방법이며, 상기 방법은 잉크가 웰(14) 내의 노즐(12)로부터 토출되는 동안 동일한 웰(14)에 인접하는 상이한 각도 위치에 위치되는 차폐 전극(18a 내지 18h) 중 적어도 일부에 상이한 전위를 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드(2)를 방향 A를 따라서 상기 인쇄 헤드(2) 아래의 타겟(4)에 대해서 기계적으로 이동시키는 단계, 및
    잉크를, 상기 차폐 전극(18a 내지 18h)을 사용하여, 방향 B로 편향시키는 단계로서, 상기 방향 B는 상기 방향 A에 대해 횡방향으로, 특히 수직으로 연장되는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 인쇄 헤드(20)는, 주어진 방향(D)에서, 이웃하는 노즐(12) 사이에 간격(S)을 가지며, 타겟(4) 상에 상기 주어진 방향(D)을 따라 간격(S')을 갖는 규칙적인 구조체를 인쇄하기 위한 것이며, 상기 간격(S')은 상기 간격(S)의 정수배와 동일하지 않거나 정수배가 아니며, 상기 방법은,
    상기 타겟(4) 상의 상기 잉크의 충돌 위치의 간격을 간격(S')과 일치시키기 위해 상기 차폐 전극(18a 내지 18h)에 의해 발생되는 전기장의 측방향 성분을 상기 주어진 방향(D)을 따라 공간적으로 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
KR1020227015321A 2019-11-11 2019-11-11 측방향 잉크 편향을 위한 분할된 차폐 전극을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드 KR20220092522A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/080849 WO2021093929A1 (en) 2019-11-11 2019-11-11 Electrodynamic print head with split shielding electrodes for lateral ink deflection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220092522A true KR20220092522A (ko) 2022-07-01

Family

ID=68536866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227015321A KR20220092522A (ko) 2019-11-11 2019-11-11 측방향 잉크 편향을 위한 분할된 차폐 전극을 갖는 전기역학적 인쇄 헤드

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11970002B2 (ko)
EP (1) EP4034384B1 (ko)
JP (1) JP7432719B2 (ko)
KR (1) KR20220092522A (ko)
CN (1) CN114746274B (ko)
IL (1) IL292729B2 (ko)
TW (1) TW202118642A (ko)
WO (1) WO2021093929A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4244068A1 (en) * 2021-02-18 2023-09-20 Scrona AG Inkjet printing system with nozzle evaporator

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4721637U (ko) * 1971-03-03 1972-11-10
JPS594310B2 (ja) 1979-06-30 1984-01-28 株式会社リコー インクジェット記録装置
JP3326395B2 (ja) * 1998-09-08 2002-09-24 松下電器産業株式会社 インクジェット記録装置
NL1011065C2 (nl) * 1999-01-19 2000-07-20 Stork Digital Imaging Bv Drukkop met luchtafzuiging.
US6312110B1 (en) 1999-09-28 2001-11-06 Brother International Corporation Methods and apparatus for electrohydrodynamic ejection
JP4721637B2 (ja) 2003-12-25 2011-07-13 日本発條株式会社 導電性接触子ホルダ、導電性接触子ユニット、導電性接触子ホルダの製造方法および検査方法
JP2007050636A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Fujifilm Corp 液体吐出ヘッドおよび画像記録装置ならびに液体吐出ヘッドの製造方法
US20070126799A1 (en) 2005-12-01 2007-06-07 Eastman Kodak Company Apparatus and method for synchronously stimulating a plurality of fluid jets
FR2906755B1 (fr) * 2006-10-05 2009-01-02 Imaje Sa Sa Impression par deflexion d'un jet d'encre par un champ variable.
US9061494B2 (en) 2007-07-19 2015-06-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois High resolution electrohydrodynamic jet printing for manufacturing systems
JP5084478B2 (ja) * 2007-12-07 2012-11-28 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
US7743494B2 (en) 2008-01-11 2010-06-29 Ppg Industries Ohio, Inc. Process of fabricating a circuit board
KR101067839B1 (ko) 2009-01-14 2011-09-27 성균관대학교산학협력단 잉크젯 프린트 헤드
EP2540661A1 (en) 2011-06-27 2013-01-02 ETH Zurich Method for nano-dripping 1D, 2D, 3D structures on a substrate
US20140307029A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-16 Yonglin Xie Printhead including tuned liquid channel manifold
WO2014173526A2 (en) 2013-04-23 2014-10-30 Eth Zurich Open-atmosphere deposition of a liquid on surfaces
JP6456069B2 (ja) 2013-09-20 2019-01-23 キヤノン株式会社 液体吐出装置、ミスト回収機構及びミスト回収方法
EP3050706A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-03 ETH Zurich Multi-nozzle print head
WO2016169956A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Eth Zurich Print pattern generation on a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
IL292729A (en) 2022-10-01
WO2021093929A1 (en) 2021-05-20
CN114746274A (zh) 2022-07-12
EP4034384A1 (en) 2022-08-03
TW202118642A (zh) 2021-05-16
CN114746274B (zh) 2024-03-08
JP2023500150A (ja) 2023-01-04
US11970002B2 (en) 2024-04-30
IL292729B2 (en) 2024-03-01
EP4034384C0 (en) 2024-02-28
US20220410569A1 (en) 2022-12-29
EP4034384B1 (en) 2024-02-28
JP7432719B2 (ja) 2024-02-16
IL292729B1 (en) 2023-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1319510B1 (en) Inkjet drop selection in a non-uniform airstream
US7695105B2 (en) Nozzle plate, inkjet printhead with the same and method of manufacturing the same
US8496318B2 (en) Liquid drop ejection using dual feed ejector
KR100580654B1 (ko) 노즐 플레이트와 이를 구비한 잉크젯 프린트헤드 및 노즐플레이트의 제조 방법
US8591008B2 (en) Liquid drop ejection using dual feed ejector
US20030005883A1 (en) Printhead with high nozzle packing density
US20100156992A1 (en) Buttable printhead module and pagewide printhead
US6922203B2 (en) Barrier/orifice design for improved printhead performance
CN114126877B (zh) 通风式打印头
US7533965B2 (en) Apparatus and method for electrostatically charging fluid drops
EP4034384B1 (en) Electrodynamic print head with split shielding electrodes for lateral ink deflection
JP3578097B2 (ja) 荷電偏向装置およびそれを用いたインクジェットプリンタ
US8182068B2 (en) Printhead including dual nozzle structure
JP7328862B2 (ja) インクジェット記録装置
JPH0948125A (ja) インクジェット記録装置の記録ヘッド、該記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置および該記録ヘッドの記録方法
JP2011161723A (ja) インクジェット記録ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal