專利名稱：用具有噴射機構(gòu)的停放結(jié)構(gòu)保養(yǎng)噴墨打印頭的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及平板顯示形成所用的噴墨打印系統(tǒng)，尤其涉及保養(yǎng)噴墨打印頭的裝置和方法。
背景技術(shù)：
平板顯示工業(yè)一致嘗試使用噴墨打印制造顯示器件尤其是濾色片，但是，噴墨打印所使用的噴墨打印頭可能會被墨水填充、堵塞、覆蓋或者著色(rendered)，從而無法在噴墨打印程序中使用。傳統(tǒng)的清潔噴墨打印頭的方法需要一手動的清潔程序。這個程序通常包括使噴墨打印頭脫機并從一個清潔的生產(chǎn)環(huán)境中取出，這個程序是很慢的，且可能會損壞打印頭或使打印頭偏移所需的打印位置。從而，需要提供一種保養(yǎng)噴墨打印頭的改進的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面，打印頭停放結(jié)構(gòu)包括包含噴射器件的罩；以及停放位置，相鄰罩并適用于容納打印頭從而打印頭暴露于罩內(nèi)的噴射器件。
本發(fā)明的另一方面，提供一種方法，包括將打印頭密封在停放結(jié)構(gòu)中；以及利用溶劑噴射打印頭的噴嘴板，并且使溶劑不噴射到打印頭的其他部分上。
本發(fā)明的再一方面，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括適用于制造用于平板顯示器的濾色片的噴墨打印機，其中該噴墨打印機包括多個打印頭，各打印頭包括噴嘴板；以及打印頭停放結(jié)構(gòu)，其包括具有噴射器件的罩和停放位置，該位置適用于容納打印頭從而容納后的打印頭的噴嘴板暴露于罩內(nèi)的噴射器。
從以下的詳細的說明書、所附的權(quán)利要求書和附圖中，本發(fā)明的其他特征和方面將更顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一些方案的噴墨打印系統(tǒng)的示意性前側(cè)透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一些方案位于一示例性打印頭停放結(jié)構(gòu)上方的打印頭的處于近距透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一些方案的停放在一示例性停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的正視圖；
圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一些方案的停放在一示例性停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的剖視圖；圖4B為圖4A所示的停放在停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的仰視圖；圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一個方案的噴射裝置和位于停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的示意性透視圖；圖5B為圖5A中的噴射裝置和打印頭的仰視圖；圖6A為根據(jù)本發(fā)明的一個方案的另一噴射裝置和位于停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的仰視圖；圖6B為根據(jù)本發(fā)明的一個方案的另一種噴射裝置和位于停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的仰視圖；圖7A為根據(jù)本發(fā)明的另一方案的停放在示例性停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的示意性剖視圖；圖7B為根據(jù)本發(fā)明的另一方案的停放在示例性停放結(jié)構(gòu)中的打印頭的示意性剖視圖；圖8為使用根據(jù)本發(fā)明的一些方案的停放結(jié)構(gòu)的示例性過程的流程圖；以及圖9為使用根據(jù)本發(fā)明的一些方案的噴墨打印系統(tǒng)的示例性過程的流程圖。
具體實施例方式
在制造用于平板顯示器的濾色片時所使用的噴墨打印頭的噴嘴可能會由于墨水在打印頭上或者打印頭中變干而堵塞或阻塞?？梢允褂酶鞣N保養(yǎng)和清洗噴嘴的方法去除變干的墨水，可以消除或減少在打印頭上變干的墨水的數(shù)量的方法需要使用打印頭停放結(jié)構(gòu)，該打印頭停放結(jié)構(gòu)包括噴射裝置，并在噴嘴上使用一種溶劑和/或?qū)Υ蛴☆^進行表面處理。
在另一種保養(yǎng)技術(shù)中，打印頭在溶劑中浸泡一定的時間。這種技術(shù)在本領(lǐng)域中是很先進的技術(shù)。但是，在一些情況下，溶劑池可能會由于從打印頭上去除并吸收的大量的墨水而被污染。被污染的溶劑可能會在打印頭噴嘴上變干工或者附著在打印頭噴嘴上面，從而在這些情況下，溶劑池可能會再次引入一些需要解決的問題。本發(fā)明的發(fā)明人通過只噴射或在溶劑浸泡之后噴射來解決這個問題。
工作時，打印頭在基板打印完成后、經(jīng)過一次或者多次打印返回打印頭停放結(jié)構(gòu)，和/或可以避免墨水在打印頭上變干或打印頭被堵塞足夠頻繁地返回打印頭停放結(jié)構(gòu)。一旦處于打印頭停放結(jié)構(gòu)中，在打印頭的表面上(或者它的一部分)噴上一種溶劑，以保持表面狀態(tài)。攜帶溶解的墨水的溶劑噴射從打印頭上滴下并被收集到浸泡容器中。可選地，打印頭可以下降到溶劑池中，溶劑池是可以排空的(或者打印頭上升到被污染的溶劑之上)，然后，在打印頭上噴涂干凈的溶劑。
在一些實施例中，一個或者多個噴射器在大面積范圍內(nèi)輸送溶劑，以覆蓋打印頭的噴嘴板面(plate surface)。該一個或者多個噴射裝置可以是可移動的，以增加它們的噴射范圍并以不同的角度噴射溶劑溶解污染物。打印頭自身可以將溶劑噴射到浸泡容器以清洗噴嘴中的任何墨水。附加地或可選地，打印頭停放結(jié)構(gòu)可以包括其它的噴嘴，用于諸如輸送凈化干燥空氣(CAD)到打印頭以在再次用于打印之前從打印頭上去除任何過量的溶劑。
在一些實施例中，打印頭停放結(jié)構(gòu)可以用于對打印頭和/或打印頭噴嘴進行表面處理?？梢栽诖蛴☆^和/或噴嘴上噴涂或涂覆一種化學藥品或進行一種處理，使得打印頭和/或噴嘴的表面疏墨(inkphobic)，從而使墨水趨于無法使表面變濕(如在上面形成墨珠)。在一些實施例中，結(jié)合使用表面處理和溶劑。在一些實施例中，可以對打印頭的噴嘴板使用溶液，該溶液可以滴入到浸泡池中，且該溶液可以回收并循環(huán)利用。在這些實施例中，溶液在再次使用之前可能需要過濾。
圖1示出了本發(fā)明的標號為100的噴墨打印系統(tǒng)的實施例的前側(cè)透視圖。在一示例性實施例中，本發(fā)明的噴墨打印系統(tǒng)100可以包括打印橋102。打印橋102可以位于平臺104之上或者連接到平臺104。平臺104可以支撐基板106。支撐在打印橋102上的可以是打印頭108、110、112。打印頭108、110、112和打印橋102連接到(如邏輯上和/或電性地連接)系統(tǒng)控制器114上。本發(fā)明的噴墨打印系統(tǒng)100還可以包括一個或者多個打印頭停放站116、118、120和一個或多個打印頭清洗站122。
在圖1中的示例性實施例中，打印橋102可以支撐在平臺104的上方，以便于噴墨打印。如圖1中的X和Y方向箭頭所示，打印橋102和/或平臺104均可以獨立地以X和Y方向的正向和反向移動。在與之相同或者可選的實施例中，打印橋102和平臺104是可旋轉(zhuǎn)的。打印橋102可以支撐并移動任意數(shù)量的打印頭108、110、112和/或其他的裝置(如傳感器、成像系統(tǒng)、范圍檢測裝置等)?；?06可以安裝在可移動平臺104之上，或者一些實施例中，結(jié)合到可移動平臺104上。
雖然圖1中只示出了打印橋102上的三個打印頭108、110、112，重要地是，應當注意，可以在打印橋102上安裝或者與打印橋102連接任意多個打印頭(如1、2、3、4、5、6、7等個打印頭)。打印頭108、110、112均可以分配單色的墨水，或在一些實施例中，可以分配多種顏色的墨水。噴墨打印頭108、110、112可移動并/或垂直、水平和/或可旋轉(zhuǎn)地排列，以精確地定位墨滴。打印橋102還可以是可移動的和/或可旋轉(zhuǎn)的，以對打印頭108-112定位，從而實現(xiàn)精確的噴墨打印。在工作時，噴墨打印頭108、110、112可以一點一點地分配墨水(如從噴嘴分配)。
商業(yè)上可得并且能與本發(fā)明配合使用的打印頭為NH，Lebanon的Spectra公司生產(chǎn)的S-128系列的128通道噴射組件(128-Channel Jetting Assemblies)。這些特定的噴射組件包括兩個電性獨立的壓電片，每個具有64個可尋址通道，結(jié)合到一起提供總共128個噴射。打印頭包括一個具有多個噴嘴的噴嘴板，該多個噴嘴成直線設置，且相鄰的噴嘴的距離約為0.020″。也可以使用其它的具有不同尺寸的噴嘴的打印頭。噴嘴可以包括設置在噴嘴板150中的通氣孔或者包括從噴嘴板延伸的具有開口的突出部。在一些實施例中，可以使用鍍金或涂金的打印頭/噴嘴，尤其是與疏墨表面處理相結(jié)合使用，以降低打印頭/噴嘴的濕度。低浸潤通過提高噴射可靠性和墨滴尺寸重復性，最終提高噴射性能。
在一些實施例中，噴墨打印系統(tǒng)100還包括成像系統(tǒng)124，該成像系統(tǒng)124可以捕獲基板106和從打印頭108、110、112和/或打印頭108、110、112的噴嘴中釋放的墨滴的圖像。這種成像系統(tǒng)124可以捕獲質(zhì)量足夠好的圖像，使得可以辨別直徑介于2微米左右至100微米左右的墨滴。相應地，成像系統(tǒng)124可以包括望遠鏡變焦透鏡，并具有高的分辨率(如至少1024×768像素)。也可以使用其它的相機類型和/或分辨率。成像系統(tǒng)124還可以具有電動/自動對準、縮放和/或調(diào)焦特性。在工作時，成像系統(tǒng)124可以用于檢查打印頭108、110、112的噴嘴，以確定噴嘴是否受益于清潔和/或疏墨表面處理(如因為墨水看起來已經(jīng)在噴嘴上堆積或者干燥，從噴嘴中流過干凈的溶劑不夠干凈清澈或者已經(jīng)具有墨水的顏色，和/或墨水看起來不再在噴嘴/打印頭的表面上形成珠狀)。
打印橋102、平臺104和/或噴墨打印頭108、110、112可以連接到系統(tǒng)控制器114。在噴墨打印操作中，系統(tǒng)控制器114可以用于控制打印橋102、平臺104和/或噴墨打印頭108、110、112的運動。系統(tǒng)控制器114還可以控制用于打印頭108、110、112的起始脈沖信號。系統(tǒng)控制器114可以包括單一控制器或者多個控制器。
打印頭停放站116、118、120可以設置在平臺104的水平面的下面，并可以單獨獨立升高，用于接收打印頭108、110、112。在一些實施例中，系統(tǒng)100可以設置與打印頭108、110、112數(shù)量相同的打印頭停放站116、118、120。在另外或可選的實施例中，一個打印頭停放站116可以配合多個打印頭108、110、112使用，或者多個打印頭停放站116、118、120配合一個打印頭108使用。例如，第一停放站116可以用向打印頭108噴射溶劑，第二停放站118用于用壓縮空氣干燥打印頭108，第三停放站120可以用于用疏墨表面處理溶液涂覆打印頭(進行疏墨表面處理)。類似地，單一停放站116可以實現(xiàn)上述的例子中的三種功能之外，還可以實現(xiàn)其它保養(yǎng)、清潔和/或保護一個或者多個打印頭108、110、112的功能。因此，在各種實施例中，任意數(shù)量打印頭108、110、112可以接受任意多個停放站116、118、120的任意多個功能的服務或者保養(yǎng)。
一個或者多個打印頭清除站122還可以以與打印頭停放站116、118、120相同或者相似的方式和位置設置。之前引用的序號為11/238,631美國專利申請詳細敘述了可以與本噴墨打印系統(tǒng)100配合使用的打印頭清潔站的實例的許多特性和特點。
圖2示出了位于三個示例性實施例的打印頭停放結(jié)構(gòu)116、118、120中的中間的一個上方的打印頭108的近距透視圖。與圖1不同，圖2中的打印頭108停放在一個打印頭停放結(jié)構(gòu)118中。注意在一些實施例中，打印頭停放結(jié)構(gòu)116、118、120可以相鄰地設置在平臺104的一側(cè)?？蛇x地或另外地，停放結(jié)構(gòu)可以設置在平臺104的兩側(cè)、前側(cè)和/或后側(cè)。這些實施例有助于最小化打印頭移動到停放結(jié)構(gòu)的時間和/或距離。
打印頭停放結(jié)構(gòu)116、118、120可以升起，以在平臺104的水平面上或者水平面上方與打印頭108、110、112接合。此外，停放結(jié)構(gòu)116、118、120可以降低到平臺104的水平面或者降低到平臺104的水平面的下面，以提供用于在下降的停放結(jié)構(gòu)116、118、120的上方橫向移動打印頭108、110、112所需的間隙。在一些實施例中，停放結(jié)構(gòu)116、118、120可以具有固定的垂直位置，可以提升或者降低打印頭108、110、112，以使其與停放結(jié)構(gòu)116、118、120相脫離。
圖3是除了停放在示例性停放結(jié)構(gòu)116中的打印頭108的正視圖。停放結(jié)構(gòu)116包括密封302，用于容納包括噴嘴板150的打印頭的下部。密封302與打印頭108的表面的平坦部相接觸，使得在停放結(jié)構(gòu)116中噴射的溶劑被包含在其中，避免在打印頭108停放在其中時(如在清洗過程中)噴射的溶劑從停放結(jié)構(gòu)116中排出。密封302可以具體地為柔性波紋管，以在停放結(jié)構(gòu)116被提升以與打印頭108相結(jié)合或者打印頭被降低到停放結(jié)構(gòu)116中時，壓縮該柔性波紋管，使其與打印頭108的形狀相匹配。密封302可以任意數(shù)量的材料包括橡膠、塑料、薄片金屬、柔性或半剛性的聚氯乙烯(PVC)、或任何可行的可壓縮以形成密封并不與墨水、溶劑、打印頭表面處理發(fā)生反應的材料、和/或任何其它的可以與停放結(jié)構(gòu)116一起使用的化學品或者工藝。停放結(jié)構(gòu)116可以包括用于在噴射或清洗之后去除在該站中累積的溶劑和/或墨水的排放管406。排放管406通向廢料處理裝置排放管，或者，在一些實施例中，排放管406可以將使用過的溶劑/表面處理溶液導回到溶液回收系統(tǒng)(圖中未示出)。溶液回收系統(tǒng)可以從使用過的溶液中過濾墨水和任何其它的污染物，并將凈化的溶液輸送到流體供應池中(圖中未示出)。在一些實施例中，回收的溶液在再次使用前不需要進行過濾。
圖4A示出了停放在示例性停放結(jié)構(gòu)116中的打印頭108的剖視圖。圖4中所示的示例性停放結(jié)構(gòu)116包括噴射器402、404，用于向打印頭108的噴嘴板150上噴射溶劑和/或表面處理化學品而不噴到打印頭的兩側(cè)。注意到圖4A中所示的特定實施例僅有兩個噴射器402、404，這時停放結(jié)構(gòu)可以包括任意多個噴射器(如1、2、3、4、5、6、7個等)，且噴射器402、404可以相對于打印頭108的噴嘴以多種不同的方式設置。在圖4A中所示的配置中，噴射器402、404設置在與噴嘴板150相對的橫向端151、153的臨近位置并位于該橫向端的稍下方。所述噴射器402、404被設置成以一小的角度噴射溶劑流。
如上所述，停放結(jié)構(gòu)116可以垂直地移動以與打印頭108接合或者脫離。在一些實施例中，驅(qū)動器410(如單獨的一個氣缸或者液壓缸，或者與凸輪或上/下轉(zhuǎn)動桿結(jié)合的氣缸或者液壓缸)可以用于提升或者降低停放結(jié)構(gòu)116。
圖4B為圖4A中所示的停放在停放結(jié)構(gòu)中的一個打印頭的示例性實施例的仰視圖?？梢钥闯觯谄涓髯缘奈恢蒙?，各噴射器402、404在與其相鄰的噴嘴板表面150的各自的半部(至少)上均具有噴射區(qū)(spray exposure)406、408，從而使噴嘴板的整個表面都與溶劑噴射相接觸。在示例性的實施例中，控制噴射器402、404，使其共同以一定的速度如5至20毫升每分鐘的速度在例如約6cm長乘以0.5cm寬的一定面積上提供溶劑和/或表面處理溶液。在一些實施例中，噴射器402、404均可以提供間歇的噴射或者速度約為3至6個脈沖每分鐘的脈沖噴射。在打印頭停放的整個過程中，噴射可以以脈沖的方式連續(xù)地應用。也可以使用其它的溶劑/表面處理的體積、溶劑/表面處理的壓力、噴射區(qū)和脈沖速度。
噴射器402、404通過一個或者多個閥(圖中未示出)連接到流體供應池(圖中未示出)。噴射器402、404還連接到噴射控制器170上。噴射控制器170可以用于控制輸送到噴射器402、404的液體的運動和供應。噴射控制器170還可以控制用于激發(fā)噴射器402、404以向打印頭108的噴嘴上噴射溶劑的觸發(fā)信號。噴射器170可以傳遞觸發(fā)信號以激發(fā)噴射器402、404，使噴射器402、404連續(xù)地噴射一定的時間，或者以固定或可變的周期間隔開的離散脈沖式的間歇性噴射。噴射控制器170可以包括單一控制器或者多個控制器。
圖5A和圖5B分別為用于將溶劑應用到打印頭上的裝置的一個可選和/或附加的實施例的透視圖和仰視圖，其中，在打印頭中，噴射器412、414設置在縱向端157和159的附近，以在噴射角Φ的范圍內(nèi)噴射溶劑。應當再次注意，可以使用不同數(shù)量的噴射器和不同的排列，在不把溶劑噴射到打印頭的側(cè)面上的前提下，對打印頭108的噴嘴板150噴射。噴射器412、414均可以包括縫隙閥和/或扇形的噴嘴，以增加噴射溶劑的噴射角Φ。在前述的示例性實施例中，噴射角Φ介于45度至75度之間。噴射器412、414的各自的中軸與噴嘴板150的縱軸成銳角設置，以使整個噴嘴板表面都被噴上溶劑。在這種情況下，更大的噴射角Φ，如90度或者更大，噴射器412、414的中軸可以相應地與噴嘴板150的縱軸成更大的角度設置。應當理解，可以使用不同數(shù)量的噴射器和不同的噴射器排列。
圖6A為用于向打印頭噴嘴板150施加溶劑的裝置的一個可選的和/或附加的實施例，其中，用于沿大致直線路徑噴射的具有噴嘴425的噴射器422可控地繞固定端427旋轉(zhuǎn)。工作時，噴嘴的中軸可以選擇性地定向在從噴嘴板的一個橫向端151到另一橫向端153之間的范圍內(nèi)。固定端427可以包括任意的連接、接合或夾具，以使其可以(至少)在噴嘴板150的平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動。例如，固定端427可以包括球窩接頭，該接頭除了使能旋轉(zhuǎn)運動之外，還調(diào)節(jié)固定端427的位置，以補償可能的定位誤差。工作時，噴射控制器170可以發(fā)送電信號，以激發(fā)噴射器422，使其旋轉(zhuǎn)并以連續(xù)的噴射弧連續(xù)地噴射溶劑，和/或發(fā)送信號以控制噴射器旋轉(zhuǎn)、停止并以離散的增量步進式噴射。應當再次注意，雖然僅僅說明了使用一個噴射器，但是也可以使用多個具有相同的或者不同的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的噴射器。
圖6B示出了用于向打印頭噴嘴板150施加溶劑的裝置的另一可選和/或附加的實施例的仰視圖，其中，噴射器432可以沿路徑平移，以使噴嘴板150的整個表面都噴上溶劑。噴射器432可以連接到導軌435并在噴射控制器170的控制下，由電動機(圖中未示出)驅(qū)動沿平行于噴嘴板150的長(longitudinaldimensional)的軌道運動。在這個實施例中，與圖6A所示的實施例類似，噴射器可以包括以沿大致垂直于噴嘴板的縱向方向噴射溶劑的線性流的噴嘴437。通過沿軌道435連續(xù)地或離散增量地移動噴射器432，可以使噴嘴實現(xiàn)最佳的暴露，從而可以向噴嘴板150在其整個長度上噴射。
在圖7A和圖7B所示的附加的和/或可選的實施例中，使用一種不同的溶劑施加程序。在這些實施例中，噴嘴板150的墨水噴嘴如152、154通過清洗程序利用溶劑進行沖洗，在該清洗程序中，溶劑代替墨水循環(huán)從打印頭中流過。打印頭清洗程序在如之前引用的序列號為60/721,340的題為“INKJETDELIVERY MODULE”的美國臨時申請進行了說明。圖7A為位于停放結(jié)構(gòu)中的打印頭108的剖視圖，溶劑通過噴嘴152、154噴向回彈面445，該回彈面445與噴嘴板150平行，并設置在噴嘴板150的附近?；貜椕?45可以由任意適當?shù)膹椥曰蚍菑椥缘牟牧现瞥?，并可以提?或打印頭降低)到與噴嘴板150相距預定間隙距離的位置上。工作時，當溶劑在清洗程序中通過噴嘴板150的噴嘴152、154加壓，從而沖擊回彈表面445，其中一部分溶劑以各種角度從回彈表面445上反射到噴嘴板150上，具體地，反射到噴嘴板150位于嘴152、154之間的一部分上。
在圖7B的剖視圖中，停放打印頭108，使其與噴嘴陣列160(如第二打印頭)對齊(或大致對齊)且相對，其中，該對立的噴嘴陣列160的噴嘴板165朝上設置。噴嘴陣列160可以連接到流體池(圖中未示出)以在清洗模式下操作，使得溶劑通過其噴嘴如162、164噴到面對的處于停放狀態(tài)的打印頭108的噴嘴板150?？刂茋娮彀?50、160的相對定位，使得噴嘴板150和160之間存在一個微小的偏離；這樣，噴嘴板160的噴嘴如162、164朝向噴嘴152、154的邊緣，或者朝向噴嘴152、154之間的部分。在一些實施例中，噴嘴陣列160可以具體地為朝上的打印頭。在一些實施例中，噴嘴陣列160可以相對于打印頭108移動(如擺動)，使得噴嘴板150的多個區(qū)域都可以以多個角度被噴射。
在一些實施方式中，基于例如來自成像系統(tǒng)124信息，噴嘴板150的具體區(qū)域可以定位為利用噴嘴陣列160的特定噴嘴162、164。例如，由于打印頭在沿著對應噴嘴X的特定列像素阱(pixel well)中沒有沉積墨水，因此成像系統(tǒng)123可確定打印頭Y上的噴嘴可能堵塞。一旦打印頭Y停放在停放結(jié)構(gòu)116中，可激活噴嘴陣列160上的溶劑噴嘴，其為成列的以靠近打印頭Y上的噴嘴X噴射，以靠近噴嘴X噴射溶解該堵塞。
回到圖8，其示出了處理停放結(jié)構(gòu)116中的打印頭108的方法500的實施例。該方法500在步驟502開始。在步驟504，打印頭108密封在停放結(jié)構(gòu)116中。在操作中，在打印工作完成之后，開始之前和/或過程中，系統(tǒng)控制器114可控制系統(tǒng)100使打印頭108到停放結(jié)構(gòu)116上的停放位置。停放位置可為中噴墨打印系統(tǒng)100存儲在系統(tǒng)控制器114的存儲器中的已知位置。在一些實施方式中，通過使用設置于停放結(jié)構(gòu)116和/或打印頭108上的傳感器或其他器件可確定或確認停放位置。一旦打印頭108在停放位置中，利用系統(tǒng)控制器114可以控制驅(qū)動器410(圖4A)以提升停放結(jié)構(gòu)116從而密封302接合打印頭108的表面。
在一些實施方式中，驅(qū)動器410適用于允許停放結(jié)構(gòu)116保持在不同的位置。第一位置可為有益于噴射打印頭噴嘴板150(例如，利用溶劑或表面處理，或利用CDA，例如以干燥打印頭108)或用于在打印頭在停放結(jié)構(gòu)116中時檢查/測試打印頭108(例如，在溶劑注入的同時可檢查打印頭108的輸出)。第二位置可有益于諸如表面處理的其他操作。在每個位置，密封302可維持與打印頭108接觸從而墨水、溶劑、表面處理溶液等保持在停放結(jié)構(gòu)116中。因此，與成像系統(tǒng)124耦合和/或為成像系統(tǒng)124和一部分的照相機(未示出)可設置于停放結(jié)構(gòu)116內(nèi)。另外地或替代地，停放結(jié)構(gòu)116可包括窗口(未示出)，當打印頭108在停放結(jié)構(gòu)116中時通過該窗口可檢查該打印頭108。
一旦打印頭密封在停放結(jié)構(gòu)116中，接著在步驟506可噴射打印頭108。在一些實施方式中，在噴射之前，打印頭108可浸入在清洗溶劑中。在步驟508中，在墨水供應關(guān)閉下，通過激發(fā)(fire)打印頭108的每個噴嘴可清洗打印頭108中任何殘留的墨水。在一些實施方式中，接著通過經(jīng)過打印頭108的每個噴嘴噴射溶劑，可利用溶劑清洗打印頭108。一般地，為了從打印頭108清洗墨水，噴墨打印頭108可經(jīng)由任意合適的方法驅(qū)使打印頭108內(nèi)任何殘留的墨水從打印頭108排出。如上所述，這可包括，例如，通過打印頭108噴射墨水和/或空氣。在一個或多個實施方式中，雖然可采用任意可行的脈沖寬度，但是利用具有持續(xù)時間約0.5秒的脈沖，通過打印頭108噴射墨水和/或空氣。在示例性實施方式中，打印頭108可在每周期約三和6立方厘米之間的墨水清洗。在清洗站122的清潔介質(zhì)上和/或如上所述的停放結(jié)構(gòu)116中可清洗打印頭108。
在打印頭108的噴嘴板150(包括打印頭，例如152、154的噴嘴)被適當?shù)貒娚淞艘欢螘r間周期后，在步驟510中經(jīng)由排放管406可排放停放結(jié)構(gòu)中用過的溶劑和溶解的墨水。在一些實施方式中，利用溶劑可噴射打印頭108非常短的時間。在其他實施方式中，可噴射打印頭108延長的時間(例如，幾分鐘、幾小時等)。在一些實施方式中，利用驅(qū)動器410可降低停放結(jié)構(gòu)116以允許操作者和/或系統(tǒng)100檢查(例如，利用成像系統(tǒng)124)和/或測試打印頭108以檢查是否有任何墨水殘留在打印頭108上。在一些實施方式中，打印頭108可以移出停放結(jié)構(gòu)以測試/檢測打印頭108。如果殘留有墨水，則打印頭108可轉(zhuǎn)到停放結(jié)構(gòu)116內(nèi)的噴射位置用于附加的噴射并可能用附加的清洗、噴射、檢查等周期。
在步驟510中溶劑已排放后，以及當打印頭108保持在(或者已經(jīng)返回到)停放結(jié)構(gòu)116中，用CDA噴射打印頭108以干燥打印頭108。一旦打印頭108干燥，可降低停放臺116以與密封302脫離并且打印頭108可準備開始打印操作，或返回至打印操作。
在一些實施方式中，在打印頭108干燥之前或之后，在步驟512中，打印頭可用疏墨的表面處理溶液進行處理。在替代的實施方式中，在步驟512之前，打印頭108可能沒有進行干燥。在一些實施方式中，還可對溶液加熱作為處理打印頭108的工藝的一部分。由于利用所述溶劑，在一些實施方式中，打印頭108可僅用疏墨表面處理溶液噴射較短的時間。在其他實施方式中，打印頭108可用疏墨表面處理溶液噴射延長的時間(例如，幾分鐘、幾小時等)。在適當?shù)乇┞队诒砻嫣幚砉に囍螅诓襟E514中可干燥打印頭108(例如利用CDA)，可降低停放結(jié)構(gòu)以與密封302脫離，并且在步驟515中打印頭108可準備開始打印操作，或繼續(xù)打印操作。在步驟518方法500結(jié)束。
本發(fā)明的方案包括利用疏水的或疏墨的材料涂敷或處理打印頭108的噴嘴表面。涂層改善噴射可靠性并降低尺寸重復性。根據(jù)使用的墨水類型和其他因素，可采用多種不同類型的涂層。例如，烷基硫醇和離子化的烷基硫醇的混合物可溶解在溶劑中以形成用于表面處理的溶液。在一些實施方式中，例如，溶劑中的烷基硫醇、離子化的烷基硫醇的比例可在約0.5～5mM0.3～5mM的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，表面處理溶液可由任意材料組成，所述材料的分子包括在“激活”端(例如束縛在噴嘴表面的分子的端點)上的硫原子或氮原子以及在另一端，分子的疏墨端上的氟化碳(例如，CFx，其中x為任意數(shù))組的原子。實例包括CF3(CF2)xCF2C2H4SH，諸如1H，1H，2H，2H-全氟代-1-癸硫醇(也稱為，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟-1-癸硫醇)以及1H，1H，2H，2H-全氟代-1-己硫醇(也稱為，3，3，4，4，5，5，6，6，6-九氟-1-己硫醇)。
在操作中，以固定的時間間隔(例如，在一個或多個打印路徑之后，打印頭清洗之后，在未使用的一段時間之后等)利用表面清洗溶液可噴射打印頭108。在一些實施方式中，除打印用于平板顯示器的濾色片外，表面處理溶液可用于改善其他的沉積工藝。
回到圖9，其示出了一種打印操作的方法600。在步驟602方法600開始。在一些實施方式中，打印頭108、110、112可以保持密封在各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、120中，同時裝載基板106或從平臺移除基板106。因此，在步驟604中，打印頭108、110、112存放在各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、120中。
在步驟606，根據(jù)以上所述的方法并參照圖8，打印頭108、110、112可在各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、120中進行處理。例如，在停放結(jié)構(gòu)116、118、120中可利用溶劑噴射打印頭108、110、112。另外，打印頭108、110、112可在停放結(jié)構(gòu)116、118、120中清洗和/或檢查。在一些實施方式中，打印頭108、110、112可在各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、120中接收噴嘴表面處理和/或用CDA進行干燥。
在一些實施方式中，在步驟608中，一個或多個打印頭108、110、112可接著移動至可進一步處理打印頭108、110、112的清洗站122。例如，如以上引用的美國專利申請No.11/238,631中所述的打印頭108、110、112可進行擦洗或另外調(diào)節(jié)。在步驟612中，打印頭108、110、112還可在清洗站122進行預噴射以穩(wěn)定系統(tǒng)100內(nèi)的墨水壓力。
在步驟614中，打印頭108、110、112可返回到打印位置從而打印可開始或繼續(xù)。在替代的實施方式中，噴嘴在停放結(jié)構(gòu)116、118、120進行表面處理之前，可以在清洗站122進行擦洗。在處理后續(xù)的基板之間，打印頭108、110、112可返回到各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、120。在替代的實施方式中，可采用各種不同的順序使用停放結(jié)構(gòu)116、118、110并且采用清洗站122。例如，在每個打印路徑之后，打印頭108、110、112可返回到各自的停放結(jié)構(gòu)116、118、110以用溶劑或表面處理溶液噴射。在步驟616，方法600結(jié)束。
以上所述僅公開了本發(fā)明的示例性實施方式；顯然對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對以上所述方法和設備的變型將落入本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。例如，雖然以上方法的實施例一般僅參照如參照圖1以上所述的每個打印頭僅一個停放結(jié)構(gòu)進行描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解這些方法可應用于任意適合數(shù)量的停放結(jié)構(gòu)(例如2、3、4等)。
在一些實施方式中，停放結(jié)構(gòu)116可設置于任意可行的位置，其包括安裝于可移動的平臺上從而停放結(jié)構(gòu)116可到達打印頭108，而不是打印頭108必須移動至停放位置116。
在一些實施方式中，本發(fā)明的噴墨打印頭停放結(jié)構(gòu)可安裝于噴墨打印系統(tǒng)上和/或與噴墨打印系統(tǒng)一起使用，諸如在以上引用的在2004年11月4日遞交的發(fā)明名稱為“APPARATUS AND METHODS FOR FORMING COLORFILTERS IN A FLAT PANEL DISPLAY BY USING INKJETTING”的美國臨時專利申請序列號No.60/625,550中的公開。另外，本發(fā)明還可應用于形成襯墊料、涂覆偏光片以及形成納米微粒電路的工藝。
因此，雖然結(jié)合具體的實施方式公開了本發(fā)明，應當理解其他實施方式可落入本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，并由以下的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種打印頭停放結(jié)構(gòu)，包括包含噴射器件的罩；以及停放位置，相鄰所述罩并適用于容納打印頭從而所述打印頭暴露于所述罩內(nèi)的噴射器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器件適用于噴射溶劑、表面處理溶液、以及溶劑和表面處理溶液的組合的至少其中之一；以及所述罩適用于排放用過的溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述打印頭包括噴嘴板，以及當所述打印頭在所述停放位置時，所述噴射器件設置為將噴射引導至所述噴嘴板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器件包括至少兩個噴射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器適用于寬角度噴射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器適用于在約45度和75度之間的角度噴射。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器件可旋轉(zhuǎn)從而所述噴射器件可定位在所述噴嘴板的各個橫向端部之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴射器件沿著所述噴嘴板的維度為可移動的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭停放結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括適用于將所述容納在停放位置的打印頭密封地連接在所述停放結(jié)構(gòu)的密封。
10.一種方法，包括將打印頭密封在停放結(jié)構(gòu)內(nèi)；以及利用溶劑噴射所述打印頭的噴嘴板，并且使溶劑不噴射到所述打印頭的其他部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，進一步包括從所述停放結(jié)構(gòu)排放用過的溶劑，使所述用過的溶劑不接觸所述打印頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，將所述打印頭密封在所述停放結(jié)構(gòu)內(nèi)包括使所述打印頭的表面與柔性波紋管結(jié)構(gòu)接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述用溶劑噴射所述打印頭的噴嘴板的步驟包括從所述噴嘴板下方的位置將多個溶劑流引導在噴嘴板上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述引導多個溶劑流的步驟包括間歇地噴射多個溶劑流。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述引導所述多個溶劑流的步驟包括由多個振動噴射器件噴射所述多個流。
16.一種系統(tǒng)，包括噴墨打印機，適用于制造用于平板顯示器的濾色片，其中所述打印機包括多個打印頭，每個打印頭包括噴嘴板；以及打印頭停放結(jié)構(gòu)，包括具有噴射器件的罩，以及停放位置，適用于容納打印頭從而容納的打印頭的所述噴嘴板暴露于所述罩內(nèi)的噴射器件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器件適用于噴射溶劑、表面處理溶液、以及溶劑和表面處理溶液的組合的至少其中之一；以及其中所述罩適用于排放用過的溶劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，當所述打印頭在所述停放位置中時，所述噴射器件設置為以將溶劑引導至所述噴嘴板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器件包括至少兩個噴射器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器適用于寬角度的噴射。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器適用于在約45度和約75度之間的角度噴射。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器件為可旋轉(zhuǎn)的從而所述噴射器件可定位在所述噴嘴板的各個橫向端點之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器件沿著所述噴嘴板的維度為可移動的。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括適用于將所述打印頭停放結(jié)構(gòu)密封地連接至容納在所述停放位置中的打印頭的密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種為噴墨打印頭提供溶劑和/或表面處理的打印頭停放結(jié)構(gòu)。在打印完基板后，在一個或多個打印路徑后，和/或足夠以防止墨水在所述打印頭上干燥或堵塞打印頭頻繁地，打印頭可回到所述打印頭停放結(jié)構(gòu)。一旦密封在打印頭停放結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述打印頭(或其一部分)可用溶劑進行噴射以溶解或沖洗在所述打印頭上沉積的任何墨水。
文檔編號B41J2/135GK101062616SQ200710103039
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月29日
發(fā)明者上泉元, 栗田真一, 孫理中 申請人:應用材料股份有限公司