CN1817655A - 用于具有独立横向移动喷墨头的喷墨头支架的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种光导纤维连接器模块，包括一终止至少一根光导纤维的套盒。套盒在第一方面，提供用于喷墨打印的第一种装置。第一种装置包括含有多个喷墨头的喷墨头支架。多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头中第二喷墨头沿横轴双向独立移动。该第一装置还包括用于控制第一喷墨头相对于第二喷墨头独立横向移动的系统控制器。还提供了许多其他方面。

Description

用于具有独立横向移动喷墨头的喷墨头支架的装置和方法
本发明要求了普通转让的共同未决的美国临时专利申请的优先权，其申请序列号为No.60/625,550，申请日为2004年11月4日，发明名称为“通过喷墨在平板显示器上形成彩色滤光片的装置和方法”，因此为了全部的目的该临时专利申请在此整体并入作为参考。
与申请相关的交叉参考文献
本申请与下列共同转让的共同未决的美国专利申请有关，据此每一个在此都为了全部目的整体并入作为参考：
美国专利申请序列号No.11/019,929，申请日为2004年12月22日，发明名称为“喷墨打印的方法和装置”(代理律师文档号No.9521-2)；和
美国专利申请序列号No.11/019,930，申请日为2004年12月22日，发明名称为“校准打印头的方法和装置”(代理律师文档号No.9521-3)
技术领域
本发明涉及电子设备制造，而且更特别的是，涉及一种用于喷墨头支架的装置和方法，该支架包括可以独立横向移动的喷墨头。
背景技术
平板显示器工业已经尝试使用喷墨打印方法来制造显示设备，特别是彩色滤光片。要有效使用喷墨打印方法的一个问题是在打印量大时将油墨或其他材料精准地喷射到基片材料上是很困难的。因此，对用于将喷墨头高效地定位在位于基片上的墨点位置上方的方法和装置改进是必要的(例如，减少为使油墨附着在基片上所需的打印经过次数)。
发明内容
在本发明的第一个方面，提供了第一种用于喷墨打印的装置。该第一种装置包括一含有多个喷墨头的喷墨头支架。多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头中的第二喷墨头沿着横轴方向独立地双向移动。该第一种装置还包括一系统控制器，用于控制第一喷墨头相对于第二喷墨头的独立横向移动。
在本发明的第二方面，提供了第二种用于喷墨打印的装置。该第二种装置包括一含有多个喷墨头的喷墨头支架。多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头中的第二喷墨头沿着横轴方向独立地双向移动。第一喷墨头还可相对喷墨头支架转动。
在本发明的第三方面，提供了用于喷墨打印的第一种方法。第一种方法包括步骤(1)提供一含有多个喷墨头的喷墨头支架，其中多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头中的第二喷墨头沿着横轴方向独立地双向移动；(2)相对于第二喷墨头横向独立移动第一喷墨头；和(3)使用第一喷墨头和第二喷墨头在基片上执行打印操作。
在本发明的第四方面，提供了第二种方法。第二种方法包括步骤(1)通过使多个喷墨头同时经过第一个显像物体上方并使用多个喷墨头在第一个显像物体上打印油墨，在基片的第一个显像物体上执行第一次打印经过；(2)将多个喷墨头中的第一喷墨头从在第一个显像物体上的打印位置横向转移到打印基片上第二个显像物体上的位置；和(3)同时执行在第一个显像物体上的第二次打印经过和在第二个显像物体上的第一次打印经过，该操作是通过使用第一喷墨头在第二个显像物体上打印油墨和多个喷墨头中的至少一个第二喷墨头在第一个显像物体上打印油墨完成的。依照本发明的这些和其它方面还提供了许多其它方面。
本发明的其它特征和方面将随此后的详细说明、附列的权利要求和相应的附图变得更清楚。
附图说明
图1是依据本发明的实施例的喷墨打印装置的俯视图。
图2A显示了依据本发明实施例喷墨头处于初始定位时的喷墨头支架的俯视图。
图2B显示了图2A中的喷墨头支架的俯视图，该图显示了在相对一个喷墨头横向移动或转移，和/或相对于喷墨头支架转动之后，每个喷墨头的各自位置。
图3是应用本发明装置进行示范打印操作的流程图。
图4A至4D是在流程图图3的示范步骤306中，图1-2B的装置的简易俯视图。
具体实施方式
本发明涉及电子装置制造，而且更特别的是，涉及一种用于喷墨头支架的装置和方法，该喷墨头支架包括一可相对另一喷墨头独立横向双向移动的喷墨头。在一个实施例中，喷墨头支架包括两个或更多喷墨头。每个喷墨头都被安装在喷墨头支架上。在一个或更多实施例中，喷墨头支架上的每个喷墨头都可相对于喷墨头支架上的其它喷墨头沿着一个或多个横轴方向独立移动。此外，每个喷墨头相对于喷墨头支架是可转动的。本发明对于制造用于平板显示器的彩色滤光片特别有用，该平板显示器使用有机发光二极管(OLED)和/或聚合物发光二极管(PLED)技术。
在一个实施例中，可以使用三个喷墨头。每个喷墨头都可以打印任何颜色的油墨。例如，单个喷墨头可分别用来打印红墨、绿墨和/或蓝墨。每个喷墨头也可以用于打印其它颜色油墨，例如，但不局限于，青、黄、品红、白和/或透明油墨。在有些实施例中，每个喷墨头都用来打印不同颜色的油墨。
在另一个实施例中，可以使用任意数量的喷墨头。
喷墨打印头的操作和移动可以由系统控制器控制。该系统控制器能够控制每个喷墨头沿一个或多个横向移动。系统控制器也能够控制每个喷墨头相对于其它喷墨头或喷墨头支架转动。
可以有不止一个喷墨头同时和/或顺序完成独立横向移动。依据本发明也可以实现不止一个喷墨头的同时和/或顺序转动。例如，系统控制器在处理混合移动命令或混合移动程序或子程序时，可引起两个或更多喷墨头的独立横向移动和/或转动。
本发明提供了多种优点。例如，本发明能够用来在基片上的不止一个显像物体上同时着墨。显像物体可包括用于平板显示器的彩色滤光片。对单一显像物体和/或多显像物体本发明也可以用来提供喷墨头的更高效和独立的校准。对单一显像物体和/或多个显像物体校准独立喷墨头的能力和在多个显像物体上同时执行打印操作的能力，都会用来减少在给定基片上打印操作所需的喷墨打印经过次数。本发明对在单一基片上同时打印多彩色滤光片显像物体特别有帮助。
本发明也提供了允许一个喷墨头相对一个或更多个其它喷墨头移动的装置和方法，从而使得喷墨头的某些维修步骤、喷头清理、喷头擦拭等能够在喷墨头支架上的其它喷墨头继续打印时得以完成。
图1显示了本发明装置的俯视图，该装置一般用参考数字100表示。在实施例中，本发明的装置100包括一系统控制器102，一图像文件数据库104，该图像文件数据库可以是系统控制器102的一个整体部件或外围设备。装置100还包括一喷墨头支架106。系统控制器102与喷墨头支架106相连接。
在图1的实施例中，喷墨头支架106包括和/或与三个喷墨头相连接，此三个喷墨头从左到右分别用参考数字108，110和112表示。虽然显示只使用了三个喷墨头，但重要的是应该注意到，任何数量的喷墨头都可以连同喷墨头支架106被安装和/或使用。
每个喷墨头108，110和112都能够打印任何颜色的油墨。在一个实施例中，单独的喷墨头可以用来打印红墨、绿墨和/或蓝墨。每个喷墨头也能够用来打印其它的彩色油墨，例如，但不限于，青、黄、品红、白和/或透明油墨。
在一个或多个实施例中，每个喷墨头108，110和112都能够相对于其它喷墨头108，110和112沿一个或多个方向横向独立移动。在另一个实施例中，每个喷墨头108，110和112都能够相对于喷墨头支架106独立转动。也是在另一个实施例中，喷墨头108，110和112能够沿一个或多个垂直方向(例如，沿Z轴)离开或朝向基片114独立移动。进一步地，横向移动、转动和垂直移动可以顺序和/或基本上同时独立完成。
系统控制器102可以与喷墨头支架106和每个喷墨头108，110及112相连接，以便控制和监视喷墨头支架106和每个喷墨头108，110及112的操作和移动。
图1也显示了一基片114，例如用于制造生产中涉及喷墨工艺的平板显示器的基片。在图1中，显示出基片114含有多个显像物体116。一般来讲，基片114可以含有一个或多个显像物体116。
基片114由一平台118支撑并依靠平台118在喷墨头支架106下移动。平台118与系统控制器102相连接，系统控制器能够控制平台沿X轴和Y轴方向移动。
系统控制器102可以是任何合适的计算机或计算机系统，包括但不限于大型计算机、微型计算机、网络计算机、个人计算机和/或任何合适的处理设备、元件或系统。在实施例中，系统控制器102可以控制喷墨头108，110和112沿图示中箭头所指方向横向双向移动。系统控制器102也可以控制喷墨头108，110和112相对喷墨头支架106转动。
在一实施例中，图像文件数据库104包含数据和/或关于任何基片114和/或可由装置100制作的显像物体116的信息。例如，图像文件数据库104可以包括能够被系统控制器102用于控制每个喷墨头108，110和112及平台118的移动以及打印操作的信息，从而在显像物体116和/或基片114上执行任何和/或全部必需的打印经过。例如，系统控制器102能够通过使用储存在图像文件数据库104中的信息来控制显像物体116和/或基片114上的全部打印操作。
图2A显示了喷墨头支架106的俯视图，俯视图中显示了每个喷墨头108，110和112都处于初始定位状态。如图2A所示，每个喷墨头108，110和112都被沿X轴横向定位排列成一条直线。在一实施例中，每个喷墨头108，110和112都可与相邻的喷墨头之间设定预定距离，以便每个喷墨头都有足够的空间沿横向双向移动以及转动，来执行此处描述的任何和/或全部打印操作。在一个实施例中，喷墨头108，110和112留出间距约100mm，也可以使用其它间距。
每个喷墨头108，110和112与相邻的喷墨头之间也可以留出预定距离，这样，在基片114和各显像物体上方喷墨头支架106的单一Y轴打印经过中，可使相邻喷墨头在基片114上的不同显像物体116上执行打印操作(下面将详细描述)。
图2B显示了图2A的喷墨头支架106的俯视图，该图显示了各喷墨头108，110和112处于依次横向移动或相对于喷墨头移动和/或相对于喷墨头支架106转动的位置。
在图2B中，每个喷墨头108，110和112的初始位置用所示虚线表示。参考图2B，喷墨头108已经横向移动到初始位置的左侧并且已经相对每个喷墨头110和喷墨头112进行了横向移动。图2B显示了喷墨头110已经相对于喷墨头支架106沿所示箭头方向进行了转动。在显示的位置中，可以注意到喷墨头110没有横向移动，只是相对于喷墨头支架106简单地转动。
图2B也显示了喷墨头112已经从其初始位置向右并相对于每个喷墨头108和喷墨头110进行了横向移动。图2B还描绘了喷墨头112已经相对于喷墨头支架106沿箭头所示方向进行了转动。重要的是要注意到，各个喷墨头的任何横向移动、任何垂直移动和/或任何转动都可以独立地、按任何次序和/或基本上同时发生。例如，单独的喷墨头能够(1)横向移动然后转动；(2)单独的喷墨头能够转动然后横向移动；和/或(3)单独的喷墨头能够同时转动和横向移动。相似地，喷墨头的垂直移动能够在喷墨头横向移动和/或转动之前、之后或过程中进行。无论何种情况，都能发生横向移动、垂直移动和/或转动而其余喷墨头保持静止。
在另一个实施例中，喷墨头支架106能够沿运动的X轴方向和运动的Y轴方向移动。对于此种情况，一旦喷墨头已经横向移动和/或转动到给定位置和/或角度方向，喷墨头支架106就可以实现被定位和/或被定向的喷墨头在各个显像物体116上方的移动或经过，从而完成在显像物体116上的油墨打印操作。
在实施例中，系统控制器102能够控制和/或监视每个喷墨头108，110和112的任何移动，和/或转动，和/或打印操作，并且可以控制和/或监视喷墨头支架106的任何移动和/或打印操作。
图3是应用本发明装置100的实施例打印操作的流程图。一旦含有显像物体(可多个)116的基片114被安装到打印室(未显示)的平台118上，装置100的操作就可以从步骤300开始启动。在步骤301，系统控制器102被启动。在步骤302，系统控制器102可以从图像文件数据库104中获取用于将被处理基片的图像文件数据。在步骤302，系统控制器也可以处理用于基片114的图像文件数据。
在步骤303，系统控制器102可相对于基片114将基片114和/或喷墨头支架106移动到“原点”(home)或“起始”位置。例如，平台118可以被移动到原点或起始位置。同样地，如果在喷墨头支架106移动时平台118保持静止，喷墨头支架106就可以被移动到原点或起始位置。在步骤304，系统控制器102启动每个喷墨头108、110和112(例如，通过向喷墨头供墨或其它方式使喷墨头为打印做好准备)。
在步骤305，系统控制器102通过调整每个喷墨头108、110和112的横向位置来开始打印程序(例如，为了在油墨进入显像物体中的显像像素和/或显像子像素在打印过程中的正确定位)。在此步骤中，系统控制器102也能够转动喷墨头108、110和112中的任意一个和/或每个喷墨头，以便为基片114提供喷墨头的合适的定向角度。
在步骤306，系统控制器102开始启动喷墨头支架106和每个喷墨头108、110和112的打印经过操作。打印经过操作可以包括沿Y轴方向从起始侧到停止侧经过喷墨头支架106下的基片114，从而将油墨打印在基片114上的一个或多个显像物体116上的所有可应用显像像素和/或子像素。
在实施例中，移动平台118以使喷墨头支架106沿Y轴方向从基片114的起始侧到基片114的截止侧执行完整的打印经过。然后，平台118能够横向移动和/或使基片114返回起始侧，随后，任何一个喷墨头108、110和112都可以横向和独立移动，从而使得每个喷墨头都为下次打印经过而处于合适的位置。
上述过程可以重复，直至对整个基片114的打印操作完成。就是说，在系统控制器102的控制下(例如，基于图像文件数据)打印操作在步骤306后继续进行，直至对基片114的打印程序已经完成。此后，操作终止于步骤307。
在实施例中，当一个喷墨头完成了在一个显像物体上的打印经过，该喷墨头可以独立地横向移动到进行基片114上下一个显像物体116的打印经过位置，这种情形参考图4A-4D在下面做了进一步描述。如此，喷墨头支架106在一个打印经过中就可以跨及两个或多个显像物体116。
图4A至4D表明了图3的流程图中示范步骤306中装置100的简化俯视图。在图4A中，所有喷墨头108、110和112都相对于最左边的显像物体116A的打印经过进行了定位。在完成最左边的显像物体116A的打印经过后，喷墨头112相对于每个喷墨头108和110单独横向移动以便喷墨头112相对于最右边的显像物体116B的打印经过进行定位(如图4B所示)。也就是说，在与喷墨头108和110处于在最左边的显像物体116A上打印的同一打印经过时，喷墨头112能够在最右边的显像物体116B上打印。
在喷墨头110完成对最左边的显像物体116A的最后打印经过后，喷墨头110相对于每个喷墨头108和112单独地向喷墨头112横向移动，以便为了最右边的显像物体116B的打印经过进行定位(如图4C所示)。其后，在同一打印经过中，在喷墨头110和112在最右边的显像物体116B上打印时喷墨头108能够在最左边的显像物体116A上打印。在喷墨头108完成对最左边的显像物体116A的最后打印经过后，喷墨头108可以向右移动以便喷墨头108为了最右边的显像物体116B的第一次打印经过进行定位(如图4D所示)。然后喷墨头108、110和112能够在任何后续打印经过期间在最右边的显像物体116B上打印。
系统控制器102能够控制和启动每个喷墨头108、110和112的独立横向移动。通过将一个喷墨头相对于另一个喷墨头进行独立横向移动，装置100允许以最少的打印经过次数实现最大化打印操作。
本发明的装置100可以在一个喷墨头完成对第一个显像物体的打印时，不必关闭喷墨头来分配油墨。替代的是，在其余喷墨头执行第一个显像物体的打印操作时装置100完成该喷墨头向基片上下一个有横向位移的显像物体的独立横向移动。
装置100也可以对喷墨头108、110和112执行混合命令。当两个或更多喷墨头相对另外喷墨头做独立横向移动时可以使用混合命令。例如，当最左侧的喷墨头108正在一显像物体上执行其最后一次打印经过时，在从左到右的打印操作中，中间的喷墨头110和最右侧的喷墨头112可能正在有横向位移的显像物体上执行打印经过(如上面所述)。在喷墨头108完成了对显像物体的最后一次打印经过后，喷墨头108将移动至便于执行对有横向位移显像物体的打印经过的位置，该横向位移显像物体(例如，喷墨头108正在打印的显像物体右边的显像物体)已经被喷墨头110和112打印。
如果需要，在喷墨头108移向右侧的显像物体、喷墨头112首次独立横向移离喷墨头108之前，可以使用混合命令。此后，喷墨头110独立横向移离喷墨头108。如果需要，喷墨头110和112可以同时移离喷墨头108。
在另一个实施例中，装置100能够执行喷墨头108、110和/或112的任何此处所述的横向独立移动，从而允许单个喷墨头或多个喷墨头移动到位置120，在该位置对各喷头执行维修，喷头清理、喷头擦拭或其他类似操作。混合命令(其中有两个或更多喷墨头能顺序或同时横向移动)的执行也可以先于或便于对一个或更多喷墨头的维护操作。
前面的描述仅公开了本发明的特殊实施例；将会落入本发明范围内的上面公开的方法和装置的改进对于本领域的普通技术人员来说都会非常显而易见。例如，在某些实施例中，本发明的装置和方法可以应用到半导体加工和/或电子设备制造。例如，抗蚀图形可以被喷射到可包括玻璃、聚合物、半导体、和/或任何其它可用的合适材料的基片上。这样，被喷射材料可包括油墨、聚合物、或任何其它可用的合适材料。
相应地，在本发明在此结合具体实施例被公开时，也应理解到其它实施例可能落入由随后的权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (29)

1、一种喷墨头打印装置，包括：
喷墨头支架，其中喷墨头支架还包括：
多个喷墨头，其中该多个喷墨头的第一喷墨头可相对于该多个喷墨头的第二喷墨头沿横轴双向独立移动；和
系统控制器，其中该系统控制器用于控制第一喷墨头相对于第二喷墨头的独立横向移动。
2、如权利要求1所述的喷墨打印装置，其中喷墨头支架可以在X轴和Y轴方向上移动。
3、如权利要求1所述的喷墨打印装置，其中喷墨头支架容纳三个喷墨头。
4、如权利要求1所述的喷墨打印装置，其中多个喷墨头中的每一个喷墨头都可以打印红墨、绿墨、蓝墨、青墨、黄墨、品红墨、白墨和透明油墨中的至少一种。
5、如权利要求1所述的喷墨打印装置，其中多个喷墨头中至少一个喷墨头相对于喷墨头支架是可转动的。
6、如权利要求5所述的装置，其中第一喷墨头相对于喷墨头支架是可转动的。
7、如权利要求5所述的装置，其中系统控制器用于控制多个喷墨头中至少一个喷墨头的转动。
8、如权利要求1所述的装置，其中系统控制器用于控制两个或多个喷墨头的同时移动。
9、如权利要求1所述的装置，其中系统控制器用于控制两个或多个喷墨头的顺序移动。
10、如权利要求1所述的装置，其中该装置可在定位于基片上的多个横向移动的显像物体上同时打印油墨。
11、如权利要求1所述的装置，还包括：
在多个喷墨头的至少一个喷墨头上执行喷墨维修操作、喷头清理操作和喷头擦拭操作中的至少一种的构件。
12、如权利要求1所述的装置，其中系统控制器在打印操作前可进行调节多个喷墨头中的一个喷墨头的横向位置和转动该喷墨头的操作中的至少一种。
13如权利要求12所述的装置，其中系统控制器可根据从图像数据文件得到的信息进行调节多个喷墨头中的一个喷墨头的横向位置和转动该喷墨头的操作中的至少一种。
14、如权利要求1所述的装置，其中系统控制器可将多个喷墨头中的至少一个喷墨头移动到在该至少一个喷墨头上执行维修操作的位置。
15、一种喷墨打印装置，包括：
喷墨头支架，其中该喷墨头支架还包括：
多个喷墨头，其中该多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头中的第二喷墨头沿横轴双向独立移动，而且其中第一喷墨头相对于喷墨头支架是可转动的。
16、如权利要求15所述的喷墨打印装置，其中喷墨头支架容纳三个喷墨头。
17、如权利要求15所述的装置，还包括：
系统控制器，其中系统控制器用于控制第一喷墨头相对于第二喷墨头的独立横向移动。
18、如权利要求15所述的装置，还包括：
系统控制器，其中系统控制器用于控制第一喷墨头相对于喷墨头支架的转动。
19、如权利要求15所述的装置，还包括：
系统控制器，其中系统控制器可控制第一喷喷墨头和第二喷墨头中至少一个喷墨头的打印操作。
20、一种喷墨打印方法，包括：
提供一具有多个喷墨头的喷墨头支架，其中多个喷墨头中的第一喷墨头可相对于多个喷墨头的第二喷墨头沿横轴双向独立移动；
使第一喷墨头相对于第二喷墨头横向独立移动；以及
利用第一喷墨头和第二喷墨头在基片上执行打印操作。
21、如权利要求20所述的方法，还包括：
使第一喷墨头和第二喷墨头中的至少一个喷墨头相对于喷墨头支架转动。
22、如权利要求20所述的方法，还包括：
使第一喷墨头和第二喷墨头相对于喷墨头支架在横向上独立移动。
23、如权利要求20所述的方法，还包括：
使第一喷墨头和第二喷墨头相对于喷墨头支架在横向上独立移动和同时移动。
24、如权利要求20所述的方法，还包括：
在位于基片上的多个有横向位移的显像物体上同时执行打印操作。
25、如权利要求24所述的方法，其中第一喷墨头在第一显像物体上打印，第二喷墨头在第二显像物体上打印，所述第二显像物体在打印操作过程中相对于所述第一显像物体有横向位移。
26、如权利要求20所述的方法，还包括：
在打印操作前进行调整多个喷墨头中的一个喷墨头的横向位置和转动该喷墨头的操作中的至少一种。
27、如权利要求20所述的方法，还包括：
将多个喷墨头的一个喷墨头移动到维修位置。
28、一种方法包括：
通过使多个喷墨头同时经过第一显像物体并利用所述多个喷墨头在第一显像物体上打印油墨在基片上的第一显像物体上执行第一次打印经过；
使多个喷墨头中的第一喷墨头从在基片上第一显像物体上打印的位置横向移动到在基片上第二显像物体上打印的位置；以及
通过利用第一喷墨头在第二显像物体上打印油墨和多个喷墨头中的至少一第二喷墨头在第一显像物体上打印油墨同时执行在第一显像物体上的第二次打印经过和在第二显像物体上的第一次打印经过。
29、如权利要求28所述的方法，其中基片在每一次打印经过中都移动到喷墨头的下方。
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