用于控制打印间隙的设备和方法
【专利说明】用于控制打印间隙的设备和方法
[0001]相关专利的交叉引用
本申请要求享有美国非临时专利申请N0.13/570，154的权益，其要求享有于2011年8月9日提交的美国临时申请N0.61/521,604的权益，其通过引用而完整地结合在本文中。
技术领域
[0002]本教义涉及薄膜打印设备和方法。
【背景技术】
[0003]在各种环境中，使打印头在其转移表面或排出喷嘴和衬底表面之间保持紧密控制的间隙可能是很有利的，其中打印头将在衬底表面上打印材料。这种控制在利用热打印头进行的打印中是特别重要的，这种打印头被设计用于在不与有待沉积干墨的表面相接触的条件下进行干墨的沉积。如果打印头离衬底表面太远的话，打印可能太过扩散。如果打印头太接近衬底表面，那么打印可能太过粒状。当太近时，打印头甚至可能接触衬底，导致对衬底和打印头的损伤。在喷墨打印头和衬底之间的喷墨打印中，间隙控制也是很重要的。因此，在热和喷墨打印系统中需要控制在衬底和打印头之间的打印间隙，从而优化打印结果和打印过程。
【发明内容】
[0004]根据各种实施例，本教义涉及一种气体承载系统，其可用于保持打印头和打印模块组件，并用于在打印头的转移表面和有待打印材料的衬底之间保持紧密控制的间隙。该系统包括外壳，其具有侧壁，侧壁具有外表面和内表面。侧壁限定了内部空腔，其配置成接收打印模块组件。内表面可终止于通向内部空腔的开口上。侧壁还可具有位于其外表面和其内表面之间的端面，并且端面可包括第一多个孔和第二多个孔。第一多个流体通道可包含在侧壁中，并可从第一多个孔延伸到侧壁中，并与第一歧管处于流体连通。第一歧管可位于侧壁内部、外部或两者均可。第二多个流体通道可包含在侧壁中，并可从第二多个孔延伸到侧壁中，并与第二歧管处于流体连通。第二歧管可位于侧壁内部、外部或两者均可。第一歧管可通过例如第一端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，。第二歧管可通过例如第二端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，。
[0005]根据各种实施例，提供了一种打印间隙控制系统，其包括这里所述的气体承载系统，以及包括第一平坦表面的衬底。该系统可配置为使得气体承载的端面位于第一平面中，至少一个喷墨打印头或至少一个热打印头的转移表面位于第二平面中，并且衬底的第一平坦表面位于第三平面中。第一平面、第二平面和第三平面可能是彼此基本平行的。气体承载间隙可由第一平面和第三平面之间的距离来限定。打印间隙可由第二平面和第三平面之间的距离来限定。端面、转移表面和衬底的第一平坦衬底表面中的其中至少一个表面是可调整的，从而控制打印间隙的尺寸、气体承载间隙的尺寸或这两者。应该懂得，在某些实施例中，打印间隙可通过控制气体承载间隙来控制。
[0006]根据本教义的各种实施例，提供了一种方法，其包括使打印模块组件相对于衬底定位，并通过利用打印模块组件将材料打印到衬底上。定位可利用这里所述的气体承载系统，例如包括外壳的系统来完成，其中外壳包括侧壁，其限定了内部空腔。侧壁可具有外表面和内表面，并且打印模块组件可容纳在内部空腔中。内表面可终止于通向内部空腔的开口上。该方法可包括将打印模块组件安装在内部空腔中。侧壁还可具有位于外表面和内表面之间的端面，并且端面可包括第一多个孔和第二多个孔。侧壁还可包括从第一多个孔延伸到侧壁中，并与第一歧管连通的第一多个流体通道，并且该方法可包括将加压气体源供给第一歧管，并从第一歧管供给第一多个流体通道。另外，侧壁可包括从第二多个孔延伸到侧壁中，并与第二歧管连通的第二多个流体通道，并且该方法可包括造成从第二歧管至真空源的真空，以及从第二多个流体通道至第二歧管的真空。第一歧管可通过例如第一端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，并且第二歧管可通过例如第二端口而与外壳的外部的环境处于流体连通。该方法可包括利用第一多个孔和第二多个孔来回的加压气体和真空的组合，从而控制打印间隙。
【附图说明】
[0007]通过参照附图将获得对本公开的特征和优点更好的理解，附图意图显示，而非限制本教义。
[0008]图1是根据本教义的各种实施例的气体承载系统、定位在里面的打印模块组件、有待打印的衬底以及衬底支架的横截面侧视图。
[0009]图2是根据本教义的各种实施例的气体承载系统、定位在里面的打印模块组件、衬底以及衬底定位系统的横截面侧视图。
[0010]图3是根据本教义的各种实施例的气体承载系统的底部透视分解图。
[0011]图4是处于装配状态下的图3中所示的气体承载系统以及有待可调整地安装在里面的打印模块组件的左底部透视图。
[0012]图5是倒置并处于装配状态下的图3中所示的气体承载系统以及可调整地安装在或固定在里面的打印模块组件的透视图。
[0013]图6是图5中所示的气体承载系统和打印模块组件的右底部透视图。
[0014]图7是图5和图6中所示的气体承载系统和打印模块组件的透视图，其固定在旋转促动器上，并经过定位以用于执行热打印操作。
【具体实施方式】
[0015]根据本教义的各种实施例，气体承载系统包括外壳，其具有侧壁，并且侧壁包括外表面和内表面。侧壁限定了内部空腔，其配置成接收打印模块组件。内表面可终止于顶部、底部或这两者上，并限定了通向内部空腔的开口。内部空腔可形成穿过外壳的通孔，或者可能只在一端具有单个开口。侧壁还可具有位于其外表面和其内表面之间的端面，并且端面可包括第一多个孔和第二多个孔。第一多个流体通道可包含在侧壁中，并可从第一多个孔延伸到侧壁中，并与第一歧管处于流体连通。第二多个流体通道可包含在侧壁中，并可从第二多个孔延伸到侧壁中，并与第二歧管处于流体连通。第一歧管和第二歧管均可独立地位于侧壁的内部、侧壁的外部或这两者均可。第一歧管可通过例如第一端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，。第二歧管可通过例如第二端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，。导管，例如管道可与各个歧管处于流体连通，并且可进一步连接到加压气体的供给、真空源或这两者上。第一多个孔和第二多个孔可设置为用于包围内部空腔的开口。内部空腔可具有某一横截面形状，其是方形、矩形、圆形或任何其它形状。孔可于两个侧面、三个侧面、四个侧面或至少五个侧面包围通向内部空腔的开口。
[0016]在某些实施例中，侧壁的端面还可包括第三多个流体通道，其延伸到侧壁中，并与第三歧管连通，第三歧管不同于第一歧管和第二歧管。第三歧管可通过例如第三端口而与外壳的外部的环境处于流体连通，。第三歧管可与加压气体源、真空源或这两者处于流体连通。第三歧管可与同第一歧管流体连通的相同的加压气体源处于流体连通，或者与不同的加压气体源处于流体连通。第一多个孔和第二多个孔的各个孔可与相邻的孔间隔开大约0.5mm至大约20mm的平均距离，例如大约1.0mm至大约10mm、大约2.0mm至大约8.0mm、或大约3.0mm至大约6.0mm的平均距离。第一多个孔和第二多个孔的各个孔可具有大约0.001英寸至大约0.1英寸的平均直径，例如大约0.003英寸至大约0.075英寸、大约0.005英寸至大约0.05英寸或大约0.01英寸至大约0.04英寸的平均直径。在某些实施例中，第一多个孔可具有大约0.005英寸至大约0.025英寸的平均直径，并且第二多个孔可具有大约0.030英寸至大约0.090英寸的平均直径。
[0017]根据各种实施例，第一多个流体通道可与加压气体源处于流体连通，并且第二多个流体通道可与真空源处于流体连通。加压气体源可包括加压的惰性气体源，例如氮气源、稀有气体源或其组合。
[0018]在某些实施例中，外壳可包括多个构件，例如基板、安装在基板上的歧管室和安装在歧管上的面板。在一种典型的配置中，面板包括端面。基板可包括第一端口和第二端口，并且歧管室可包括第一歧管和第二歧管。在某些实施例中，基板包括第三端口，并且歧管室包括第三歧管。在某些实施例中，基板可包括第一端口、第二端口和第三端口，并且歧管室可包括第一歧管、第二歧管和第三歧管。在某些实施例中，歧管室或其中一个或多个歧管可包括其中一个或多个端口。连接器凸缘可连接在基板上，并配置成连接到支架和促动器的其中至少一个上。其中一个或多个构件可限定侧壁或部分地限定侧壁，例如，一叠包括面板的构件可共同限定侧壁、内部空腔或这两者。
[0019]在某些实施例中，外壳可提供通向内部空腔的第二开口。第二开口可定位在与第一开口相反的位置，使得内部空腔可包括穿过整个外壳的通孔。至少一个打印模块组件可安装在内部空腔中。在某些情况下，至少一个打印模块组件可包括至少一个喷墨打印头或至少一个热打印头，其具有至少一个转移表面和与所述至少一个转移表面处于热连通的至少一个加热器。在某些实施例中，第二开口容许从内部空腔排出废气。第二开口可使打印模块组件从系统的顶部、系统的底部或这两者进行加载。应该懂得，气体承载系统的定向可发生变化，而且这种在顶部和底部的指定是相对的，而非绝对的。在某些实施例中，特征被反向，从而第二开口可使打印模块组件从系统的底部进行加载。
[0020]根据各种实施例，提供了一种打印间隙控制系统，其包括这里所述的气体承载系统，以及包括第一平坦表面的衬底。系统可配置为使得端面位于第一平面中，至少一个转移表面位于第二平面中，并且第一平坦衬底表面位于第三平面中