インクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法
【課題】本発明は、インクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法に関する。
【解決手段】本発明によるインクジェットヘッドパッケージは、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドと、一面に前記多数のインクジェットヘッドの他面が対向して固定配置され、内部に前記他面の一部を露出させる開口部が形成されるフレームと、を含むことができる。
【解決手段】本発明によるインクジェットヘッドパッケージは、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドと、一面に前記多数のインクジェットヘッドの他面が対向して固定配置され、内部に前記他面の一部を露出させる開口部が形成されるフレームと、を含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にインクジェットヘッドは、電気信号を物理的な力に変換し、小さいノズルを介してインクが微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）の形態で吐出されるようにする構造体である。このようなインクジェットヘッドは最近、産業用インクジェットプリンターにおいて広く用いられている。
【０００３】
例えば、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣＢ）上に金、銀などの金属を溶かして作ったインクを噴射して回路パターンを直接形成させたり、産業グラフィックや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造及び太陽電池などに用いられる。
【０００４】
このようなインクジェットプリンティング工程においては、出来る限りプリンティング面積が広く、ノズル集積度（ｎｏｚｚｌｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）が高く、多くのノズル数を有するインクジェットヘッドを用いることが有利である。しかし、ノズル間に最小間隔が維持されなければならないため、インクジェットヘッドに形成できるノズル数には限界があり、これによりノズル集積度が高いインクジェットヘッドを製作することに困難がある。
【０００５】
従って、短時間内に高精密及び高解像度の印刷を具現することができるように、数個〜数十個のインクジェットヘッドを装着したインクジェットプリンターが用いられている。このようなインクジェットプリンターには、多数のインクジェットヘッドを数μｍ以内の誤差範囲内で精密に整列するために、インクジェットヘッドを個別に整列する方法が適用されており、これを実現するためには多くの精密ステージや治具、センサーなどが付加的に必要である。例えば、一つのインクジェットヘッドを整列するにあたり、ｘ、ｙ、ｚ、θ軸の制御が可能なステージ、治具、センサーなどを含む装備が必要である。
【０００６】
このように夫々のインクジェットヘッドを個別に整列させる場合、インクジェットヘッド間の精密度を向上させることはできるが、夫々のインクジェットヘッドごとに上記装備を備えなければならないため、多数のインクジェットヘッドを装着する場合、上記装備の個数も増加する。例えば、インクジェットプリンターに１０個のインクジェットヘッドを装着すると、制御用ステージの場合全部で４０個が必要となることからインクジェットヘッドを装着する装備の全体的なサイズを増加させ、上記装備を制御する制御システムも複雑になるため、上記装備の制御が困難になるという問題点がある。
【０００７】
また、制御用ステージやセンサーなどは高価な装備であるため、設備コストも急激に上昇するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、インクジェットプリンターに多数のインクジェットヘッドを装着するにあたり、装着装備数を画期的に減らし、装着を制御するシステムを単純化することができるインクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドと、一面に上記多数のインクジェットヘッドの他面が対向して固定配置され、内部に上記他面の一部を露出させる開口部が形成されるフレームと、を含むことができる。
【００１０】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記フレームは、上記多数のインクジェットヘッドの固定時、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレームに真空吸着するように形成された真空吸着ホールを含むことができる。
【００１２】
この際、上記真空吸着ホールは、上記多数のインクジェットヘッドと接する部分の水平断面積がその反対部分より大きく形成されることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレームに結合する結合部材をさらに含むことができる。
【００１４】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、上記多数のインクジェットヘッドの位置をガイドするように、上記多数のインクジェットヘッド及び上記フレームのうち少なくとも一つに形成されるガイド部材をさらに含むことができる。
【００１５】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは長さ方向において上記ノズルの最外側にアライメントマークが形成されることができる。
【００１６】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは上記フレームより０．１〜２ｍｍ長く形成されることができる。
【００１７】
一方、他の側面における本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置は、フレームを支持するフレーム支持部と、多数のインクジェットヘッドの上記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部と、上記センシング部から伝送される上記多数のインクジェットヘッドの位置情報を基に上記フレーム上の決められた位置に上記多数のインクジェットヘッドを移送してアライメントするアライメント部と、を含むことができる。
【００１８】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置において、上記センシング部は、上記多数のインクジェットヘッドの上記フレーム上の位置を撮影するカメラと、上記カメラを上記多数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部と、を含むことができる。
【００１９】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置において、上記アライメント部は、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上に移送し、上記フレーム上の決められた位置に移動させるグリッパーと、上記多数のインクジェットヘッドが上記フレーム上の決められた位置にアライメントされるように、上記センシング部から伝送される上記多数のインクジェットヘッドの位置情報を基に上記グリッパーを移動させる移送ステージと、を含むことができる。
【００２０】
この際、上記移送ステージは、上記グリッパーが上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上で平面移動させるように、ｘ軸、ｙ軸及びθ軸ステージを含むことができる。
【００２１】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置は、上記アライメントされた多数のインクジェットヘッドが上記フレーム上の決められた位置に固定されるように、上記フレームに形成された真空吸着ホールの内部を減圧する真空ホルダーをさらに含むことができる。
【００２２】
一方、また他の側面における本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法は、夫々が多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドのノズル形成面の反対面が、フレームの一面と対向し上記反対面の一部が上記フレームに形成された開口部によって露出されるように、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上に移送する段階と、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上の決められた位置にアライメントする段階と、上記アライメントされた多数のインクジェットヘッドを上記フレームに固定する段階と、を含むことができる。
【００２３】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記アライメントする段階は、上記多数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの上記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部を上記対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させる段階と、上記センシング部によってモニタリングされる上記対象インクジェットヘッドの位置情報を基に上記対象インクジェットヘッドを上記決められた位置に移動させる段階と、を含むことができる。
【００２４】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームに形成された真空吸着ホールによって上記多数のインクジェットヘッドを真空吸着した状態で行われることができる。
【００２５】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームの一面に塗布された接着剤により上記多数のインクジェットヘッドを接着することで行われることができる。
【００２６】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームと上記多数のインクジェットヘッドをねじ結合することで行われることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によるインクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法によると、インクジェットプリンターに多数のインクジェットヘッドを装着するにあたり、装着装備数を画期的に減らし、装着を制御するシステムを単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージのインクジェットヘッドから見た平面図である。
【図３】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの分解斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ'線に沿って切断した概略断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置の概略構成図である。
【図６】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内で他の構成要素を追加、変更、削除等によって、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができるが、これも本発明の思想の範囲内に含まれる。
【００３０】
また、各実施形態の図面に示す同一の思想における機能が同一の構成要素は、同一または類似する参照番号を用いて説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの斜視図であり、図２は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージのインクジェットヘッド側から見た平面図であり、図３は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの分解斜視図であり、図４は図１のＡ−Ａ'線に沿って切断した概略断面図である。
【００３２】
図１から図４を参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージ１０は、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッド３０と、一面に上記多数のインクジェットヘッドが固定されるフレーム２０とを含む。
【００３３】
本実施例では、フレーム２０に二つのインクジェットヘッド３０ａ、３０ｂが配列されている構成を図示して説明するが、本発明はこれに限らず、求められる条件及び設計仕様に応じて三つ以上のインクジェットヘッドが一つのフレームに配列されてもよく、数十個のインクジェットヘッドが一つのフレームに固定されてもよい。
【００３４】
インクジェットヘッド３０は、第１のインクジェットヘッド３０ａと、第２のインクジェットヘッド３０ｂとで構成されることができる。インクジェットヘッド３０がフレーム２０に配列される時、第１のインクジェットヘッド３０ａが基準ヘッドとなり、第２のインクジェットヘッド３０ｂがターゲットヘッドとなることができる。即ち、第２のインクジェットヘッド３０ｂは第１のインクジェットヘッド３０ａを基準に配列されることができる。一つのフレームに配列されるインクジェットヘッドの数が三つ以上である場合、一番目に配列されるインクジェットヘッドが基準ヘッド、その次に配列されるインクジェットヘッドがターゲットヘッドで構成される。
【００３５】
一方、第１及び第２のインクジェットヘッド３０ａ、３０ｂ夫々には、一面にインクが吐出される多数のノズル３２が形成されており、内部にはインク流路が形成されている。ここで、インクジェットヘッドの一面はノズルが形成されている面、即ち、フレーム２０に固定される面と対向する面を意味し、インクジェットヘッドの他面はノズル形成面と対向する面、即ち、フレーム２０に固定される面を意味する。
【００３６】
インクジェットヘッド３０はアクチュエーター（未図示）の駆動によるインク流路内の圧力または体積の変化によってノズルにインクを吐出する装置であり、具体的な構成は一般的なインクジェットヘッドと実質的に同一であるため、詳しい説明は省略する。
【００３７】
本実施例でそれぞれのインクジェットヘッド３０は二つの単位ヘッドが対称形成された構造であり、上記単位ヘッドは長さ方向両側に夫々インク注入口３１、３４を含む。
【００３８】
それぞれのインクジェットヘッド３０は長さ方向の両端部に貫通ホール３３を含み、上記貫通ホール３３はフレーム２０に形成された貫通孔２３とともにインクジェットヘッド３０をフレーム２０に固定するため、結合部材３７が挿入される孔を形成することができる。
【００３９】
上記結合部材３７はねじであることができ、上記貫通ホール３３及び貫通孔２３の内面には、上記結合部材３７がねじ結合されるようにねじ山が形成されることができる。即ち、上記結合部材３７が雄ねじであり、上記貫通ホール３３及び貫通孔２３からなる孔が雌ねじであることができる。
【００４０】
本実施例では、インクジェットヘッド３０をフレーム２０に固定するにあたり、ねじ結合を利用する場合を図示して説明しているが、本発明はこれに限らず、例えば、フレームやインクジェットヘッドに接着剤を塗布してボンディングによって固定してもよい。
【００４１】
インクジェットヘッド３０の一面であるノズル形成面には、長さ方向においてノズル３２の最外側にインクジェットヘッド３０をフレーム２０に配列する時、これを容易にするためのアライメントマーク３５が形成されることができる。
【００４２】
インクジェットヘッド３０は互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることができる。即ち、図２に図示されたように、第１のインクジェットヘッド３０ａのノズル開口の中心と第２のインクジェットヘッド３０ｂのノズル開口の中心が、ｘ１だけオフセットされることができる。
【００４３】
インクジェットヘッド３０は、フレーム２０上に配列する時に容易に移送できるように、フレーム２０より長さ方向に０．１〜２ｍｍ長く形成されることができる。図２を参照すると、インクジェットヘッド３０はフレーム２０より長さ方向にｘ２だけ長く形成されている。これは、フレーム２０の一面にインクジェットヘッド３０を移送して配列する時、インクジェットヘッド３０をグリッパー（ｇｒｉｐｐｅｒ）１２１（図５参照）で把持して移動するためである。
【００４４】
フレーム２０は、一面にインクジェットヘッド３０のノズル形成面の反対面であるインクジェットヘッド３０の他面が対向して固定配置され、内部に上記他面の一部を露出させる開口部２１が形成されることができる。
【００４５】
本実施例で、フレーム２０は四角形に形成されているが、本発明はこれに限らず、フレームに固定配置されるインクジェットヘッドの数や配列形態によって多様な形状のフレームが使われることができる。
【００４６】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０が固定される部分に結合部材３７が挿入されるように貫通孔２３を含み、上記貫通孔２３は内面にねじ山が形成され、インクジェットヘッド３０に形成された貫通ホール３３と連通して雌ねじを構成することができる。
【００４７】
フレーム２０は、インクジェットヘッド３０の固定時にインクジェットヘッド３０がフレーム２０上に位置固定されるように、インクジェットヘッド３０を真空吸着する真空吸着ホール２２を含むことができる。
【００４８】
真空吸着ホール２２の内部はインクジェットヘッド３０と接する部分の反対側で真空ホルダー１４４（図５参照）によって真空状態となり、これによりインクジェットヘッド３０がフレーム２０に吸着されることができる。従って、インクジェットヘッド３０の貫通ホール３３とフレーム２０の貫通孔２３に結合部材３７が結合される間、インクジェットヘッド３０がフレーム２０上に位置固定されることができる。
【００４９】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０で容易に真空吸着できるように、±２０μｍ以内の厚さを有するように形成されることができ、特に±１０μｍ以内であることが好ましい。
【００５０】
また、フレーム２０は、インクジェットヘッド３０で容易に真空吸着できるように、インクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積がその反対部分より大きく形成されることができる。これは、真空ホルダー１４４によって真空吸着ホール２２の内部を真空状態にする時、真空ホルダー側部分の入口が狭いほど吸着が円滑になされるためである。
【００５１】
本実施例で、図４に図示されたように、真空吸着ホール２２はインクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積がその反対側より大きくなるように、段差状に形成されているが、本発明はこれに限らず、インクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積が反対側より大きく形成されさえすればよい。例えば、真空吸着ホール２２はインクジェットヘッドと接する部分からその反対側に行くほど水平断面積が次第に小さくなるように傾斜して形成されてもよい。
【００５２】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０を整列する時、インクジェットヘッド３０の位置をガイドするためのガイド部材２４を含むことができる。上記ガイド部材２４は一定形態のマークであってもよく、フレーム２０を貫通するホールの形態、フレーム２０のインクジェットヘッド３０の配列面から突出形成される突起形態などの多様な形態であってもよい。
【００５３】
また、ガイド部材はインクジェットヘッド３０に形成されてもよく、フレーム２０とインクジェットヘッド３０の全てに形成されてもよい。例えば、フレーム２０の一面から突出形成されるガイドピンと、上記ガイドピンが挿入されるようにインクジェットヘッド３０に形成されるガイド溝で形成されてもよく、その逆も同様である。即ち、ガイドピンがインクジェットヘッドに、ガイド溝がフレームに形成されることができる。
【００５４】
本実施例で、インクジェットヘッドパッケージ１０をインクジェットプリンターに装着する時、従来のように多数のインクジェットヘッドを個別に装着する代わりに、インクジェットヘッドパッケージ１０自体を装着すれば良いことから、インクジェットヘッドの装着のためにインクジェットプリンターに設けられる装置の数を顕著に減らすことができ、インクジェットヘッドの装着のための装置の制御システムも単純化することができる。
【００５５】
例えば、インクジェットヘッドパッケージ１０に二つのインクジェットヘッドが組み立てられている場合、インクジェットプリンターに設けられる装置、特にｘ、ｙ、z、θ軸移送ステージの数が半減するため、装置の数及び装置制御システムを単純化することができる。
【００５６】
以下、上述の構成を有する本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置を説明する。
【００５７】
図５は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置の概略構成図である。
【００５８】
図５を参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置１００は、フレーム２０を支持するフレーム支持部１１０と、多数のインクジェットヘッド３０をフレーム２０上の決められた位置に移送してアライメントするアライメント部１２０と、多数のインクジェットヘッド３０のフレーム２０上の位置をモニタリングするセンシング部１３０と、多数のインクジェットヘッド３０の移送及びアライメントを制御する制御部１４０と、を含むことができる。
【００５９】
フレーム支持部１１０は上面にフレーム２０をロードしてインクジェットヘッド３０をアライメントする間にフレーム２０を支持するものであり、アライメントされたインクジェットヘッド３０の固定時、インクジェットヘッド３０をフレーム２０に密着させるためにフレーム２０に形成された真空吸着ホール２２と連通する減圧ホール１１１を含むことができる。
【００６０】
上記減圧ホール１１１は真空吸着ホール２２に対応する位置にフレーム支持部１１０を厚さ方向に貫通して形成されることができ、上記減圧ホール１１１に真空ホルダー１４４が連結され、インクジェットヘッド３０をフレームに密着させる時に真空吸着ホール２２が真空状態になるようにする。
【００６１】
アライメント部１２０は、インクジェットヘッド３０をピックアップしてフレーム２０上に移送し、フレーム２０上の決められた位置に移動させるグリッパー１２１と、グリッパー１２１を移動させる移送ステージ１２２、１２３を含むことができる。
【００６２】
移送ステージはセンシング部１３０から伝送されるインクジェットヘッド３０の位置情報を基にグリッパー１２１を移動させ、インクジェットヘッド３０がフレーム２０上の決められた位置にアライメントされるようにする。
【００６３】
移送ステージはフレーム２０の一面上でインクジェットヘッド３０を平面移動させ、ｘ軸及びｘ軸に垂直なｙ軸に沿って移動させる第１移送ステージ１２２と、ｘ軸及びｙ軸を所定の軸から角度θ回転移動させる第２移送ステージ１２３とを含むことができる。
【００６４】
第１移送ステージ１２２はインクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面上で水平移動及び垂直移動させ、第２移送ステージ１２３はインクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面上で所定の軸を中心に所定の角度だけ回転移動させる。
【００６５】
本実施例では、移送ステージとしてｘ軸、ｙ軸、θ軸ステージのみが必要であり、フレーム２０の一面と垂直なｚ軸に沿った移動のためのｚ軸ステージは不必要であるため、インクジェットヘッドパッケージの組立装置の体積減少及び制御システムの単純化が可能である。
【００６６】
センシング部１３０は、インクジェットヘッド３０のフレーム２０上の位置を撮影するカメラ１３３と、カメラ１３３をピックアップして多数のインクジェットヘッド３０のうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部１３１、１３２と、を含むことができる。
【００６７】
カメラ移送部１３１、１３２は、インクジェットヘッド３０のアライメントされる位置にカメラ１３３を移動させるものであり、カメラをピックアップするピックアップ機１３２と、ピックアップ機１３２を移動させる移送ステージ１３１と、を含むことができる。 移送ステージ１３１はカメラ１３３をｘ軸及び ｙ軸方向に移動させることができる。
【００６８】
カメラ１３３はインクジェットヘッド３０のノズル形成面のアライメントマーク３５を撮影してビジョンユニット１４３に伝送する。
【００６９】
制御部１４０は、中央処理ユニット１４１と、制御ユニット１４２と、カメラ１３３で撮影されたインクジェットヘッド３０の画像データを処理するビジョンユニット１４３と、フレーム２０にインクジェットヘッド３０を真空吸着させる真空ホルダー１４４と、を含むことができる。
【００７０】
ビジョンユニット１４３は、カメラ１３３で撮影されたインクジェットヘッド３０の画像データを処理するものであり、上記撮影された画像を読み取り、インクジェットヘッド３０のノズル形成面に形成されたアライメントマーク３５を確認する。
【００７１】
中央処理ユニット１４１は、上記ビジョンユニット１４３によって処理された画像データからアライメントマーク３５の座標データをインクジェットヘッド３０の位置情報として抽出し、これを基にインクジェットヘッド３０の位置補正値を計算する。
【００７２】
制御ユニット１４２は中央処理ユニット１４１によって計算されたインクジェットヘッド３０の位置補正値を基にアライメント部１２０の第１及び第２移送ステージ１２２、１２３の移動を制御し、これにより、インクジェットヘッド３０が決められた位置にアライメントされることができる。
【００７３】
制御ユニット１４２はセンシング部１３０を制御することができる。多数のインクジェットヘッドのうちアライメントされる対象インクジェットヘッドの決められた位置にカメラ１３３を移動させることを制御することができる。この際、カメラ１３３が移動される位置は対象インクジェットヘッドのアライメントマークが配置される位置である。
【００７４】
制御ユニット１４２は真空ホルダー１４４を制御することができる。即ち、中央処理ユニット１４１によって計算されたインクジェットヘッド３０の位置補正値が０である場合、これはインクジェットヘッド３０が決められた位置にアライメントされたことを意味するため、制御ユニット１４２は真空ホルダー１４４を制御して、フレーム支持部１１０の減圧ホール１１１とフレーム２０の真空吸着ホール２２の内部を真空状態にすることができる。
【００７５】
以下、上述の構成を有する本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を説明する。
【００７６】
図６は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、フレーム２０がフレーム支持部１１０上にロードされた状態で、インクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面に移送する（第１段階、Ｓ０１）。フレーム２０に組立てるインクジェットヘッド３０の数がｎである場合、フレーム２０に最初に移送されるインクジェットヘッドを基準ヘッドとし、残りのｎ−１個のインクジェットヘッドをターゲットヘッドとして、組立工程を行うことができる。この際、センシング部１３０のカメラ１３３を基準ヘッドがアライメントされる予め決められた位置に移動させる。これは、第１段階（Ｓ０１）で基準ヘッドをフレーム２０上に移送する前に行ってもよい。
【００７８】
続いて、基準ヘッドのアライメントを実施する（第２段階、Ｓ０２）。即ち、基準ヘッドの位置をカメラ１３３で撮影した後に抽出された基準ヘッドの現在位置情報を基に基準ヘッドの位置補正値を計算し、ここで計算された位置補正値に応じて第１及び第２移送ステージ１２２、１２３が基準ヘッドを移動することにより基準ヘッドのアライメントを実施する。
【００７９】
このようにして、基準ヘッドのアライメントが行われると、基準ヘッドが予め決められた位置にあるかを確認する（第３段階、Ｓ０３）。具体的には、アライメントされた基準ヘッドの位置を撮影し、ここで抽出された基準ヘッドの位置情報を基に基準ヘッドの位置補正値が０であれば基準ヘッドのアライメントが確認されたものとして次の段階を行い、０でなければ 第２段階（Ｓ０２）に戻り基準ヘッドの位置補正値に応じて基準ヘッドのアライメントを再び実施する。
【００８０】
第３段階（Ｓ０３）で基準ヘッドのアライメントが確認されたら、基準ヘッドをフレーム２０に固定する（第４段階、Ｓ０４）。基準ヘッドの固定は、基準ヘッドやフレームの一面に接着剤を塗布することにより行われてもよく、図３に図示されたようにねじ結合によってなされてもよい。
【００８１】
このように、基準ヘッドのアライメントが完了されたら、次のインクジェットヘッドをターゲットヘッドとしてフレーム２０上に移送する（第５段階、Ｓ０５）。この際、センシング部１３０のカメラ１３３をターゲットヘッドがアライメントされる予め決められた位置に移動させる。これは、第５段階（Ｓ０５）でターゲットヘッドをフレーム２０上に移送する前に行ってもよい。
【００８２】
続いて、ターゲットヘッドのアライメントを実施する（第６段階、Ｓ０６）。これは第２段階（Ｓ０２）の基準ヘッドのアライメントと同一の方法で行われることができる。即ち、ターゲットヘッドの位置をカメラ１３３で撮影し、ここで抽出されたターゲットヘッドの現在位置情報を基にターゲットヘッドの位置補正値を計算し、このように計算された位置補正値に応じて第１及び第２移送ステージ１２２、１２３がターゲットヘッドを移動することによりターゲットヘッドのアライメントを実施する。
【００８３】
その次、ターゲットヘッドのアライメント可否を確認する（第７段階、Ｓ０７）。これは第３段階（Ｓ０３）の基準ヘッドのアライメント確認と同一の方法で行われることができる。即ち、アライメントされたターゲットヘッドの位置を撮影し、ここで抽出されたターゲットヘッドの位置情報を基にターゲットヘッドの位置補正値が０であればターゲットヘッドのアライメントが確認されたものとして次の段階を行い、０でなければ再び第６段階（Ｓ０２）に戻りターゲットヘッドの位置補正値に応じてターゲットヘッドのアライメントを再び実施する。
【００８４】
その次、ターゲットヘッドをフレーム２０に固定する（第８段階、Ｓ０８）。ターゲットヘッドの固定は、上記第４段階（Ｓ０４）の基準ヘッドの固定と同一の方法で行われることができる。即ち、ターゲットヘッドやフレームの一面に接着剤を塗布することにより行われてもよく、図３に図示されたようにねじ結合によってなされてもよい。
【００８５】
その次、フレーム２０に固定されたターゲットヘッドの数を確認する（第９段階、Ｓ０９）。固定されたターゲットヘッドの数が全体ターゲットヘッドの数、即ち、ｎ−１個ならばインクジェットヘッドのアライメントが終了し、ｎ−１個に満たないと、第５段階（Ｓ０５）に戻り、次のターゲットヘッドをフレームにアライメントして固定する段階を繰り返す。
【００８６】
上述したように、一つのフレームに数個のインクジェットヘッドをアライメントしてインクジェットヘッドパッケージを組立てると、インクジェットヘッドパッケージ自体をインクジェットプリンターに装着することができる。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、当該分野で通常的知識を有した者であれば、ここから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるということは自明である。従って、本発明の真の技術的保護の範囲は添付された特許請求範囲によって決まるべきである。
【符号の説明】
【００８８】
１０ インクジェットヘッドパッケージ
２０ フレーム
２２ 真空吸着ホール
２４ ガイド部材
３０ インクジェットヘッド
３２ ノズル
３５ アライメントマーク
３７ 結合部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にインクジェットヘッドは、電気信号を物理的な力に変換し、小さいノズルを介してインクが微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）の形態で吐出されるようにする構造体である。このようなインクジェットヘッドは最近、産業用インクジェットプリンターにおいて広く用いられている。
【０００３】
例えば、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣＢ）上に金、銀などの金属を溶かして作ったインクを噴射して回路パターンを直接形成させたり、産業グラフィックや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造及び太陽電池などに用いられる。
【０００４】
このようなインクジェットプリンティング工程においては、出来る限りプリンティング面積が広く、ノズル集積度（ｎｏｚｚｌｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）が高く、多くのノズル数を有するインクジェットヘッドを用いることが有利である。しかし、ノズル間に最小間隔が維持されなければならないため、インクジェットヘッドに形成できるノズル数には限界があり、これによりノズル集積度が高いインクジェットヘッドを製作することに困難がある。
【０００５】
従って、短時間内に高精密及び高解像度の印刷を具現することができるように、数個〜数十個のインクジェットヘッドを装着したインクジェットプリンターが用いられている。このようなインクジェットプリンターには、多数のインクジェットヘッドを数μｍ以内の誤差範囲内で精密に整列するために、インクジェットヘッドを個別に整列する方法が適用されており、これを実現するためには多くの精密ステージや治具、センサーなどが付加的に必要である。例えば、一つのインクジェットヘッドを整列するにあたり、ｘ、ｙ、ｚ、θ軸の制御が可能なステージ、治具、センサーなどを含む装備が必要である。
【０００６】
このように夫々のインクジェットヘッドを個別に整列させる場合、インクジェットヘッド間の精密度を向上させることはできるが、夫々のインクジェットヘッドごとに上記装備を備えなければならないため、多数のインクジェットヘッドを装着する場合、上記装備の個数も増加する。例えば、インクジェットプリンターに１０個のインクジェットヘッドを装着すると、制御用ステージの場合全部で４０個が必要となることからインクジェットヘッドを装着する装備の全体的なサイズを増加させ、上記装備を制御する制御システムも複雑になるため、上記装備の制御が困難になるという問題点がある。
【０００７】
また、制御用ステージやセンサーなどは高価な装備であるため、設備コストも急激に上昇するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、インクジェットプリンターに多数のインクジェットヘッドを装着するにあたり、装着装備数を画期的に減らし、装着を制御するシステムを単純化することができるインクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドと、一面に上記多数のインクジェットヘッドの他面が対向して固定配置され、内部に上記他面の一部を露出させる開口部が形成されるフレームと、を含むことができる。
【００１０】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記フレームは、上記多数のインクジェットヘッドの固定時、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレームに真空吸着するように形成された真空吸着ホールを含むことができる。
【００１２】
この際、上記真空吸着ホールは、上記多数のインクジェットヘッドと接する部分の水平断面積がその反対部分より大きく形成されることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレームに結合する結合部材をさらに含むことができる。
【００１４】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージは、上記多数のインクジェットヘッドの位置をガイドするように、上記多数のインクジェットヘッド及び上記フレームのうち少なくとも一つに形成されるガイド部材をさらに含むことができる。
【００１５】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは長さ方向において上記ノズルの最外側にアライメントマークが形成されることができる。
【００１６】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージにおいて、上記多数のインクジェットヘッドは上記フレームより０．１〜２ｍｍ長く形成されることができる。
【００１７】
一方、他の側面における本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置は、フレームを支持するフレーム支持部と、多数のインクジェットヘッドの上記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部と、上記センシング部から伝送される上記多数のインクジェットヘッドの位置情報を基に上記フレーム上の決められた位置に上記多数のインクジェットヘッドを移送してアライメントするアライメント部と、を含むことができる。
【００１８】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置において、上記センシング部は、上記多数のインクジェットヘッドの上記フレーム上の位置を撮影するカメラと、上記カメラを上記多数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部と、を含むことができる。
【００１９】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置において、上記アライメント部は、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上に移送し、上記フレーム上の決められた位置に移動させるグリッパーと、上記多数のインクジェットヘッドが上記フレーム上の決められた位置にアライメントされるように、上記センシング部から伝送される上記多数のインクジェットヘッドの位置情報を基に上記グリッパーを移動させる移送ステージと、を含むことができる。
【００２０】
この際、上記移送ステージは、上記グリッパーが上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上で平面移動させるように、ｘ軸、ｙ軸及びθ軸ステージを含むことができる。
【００２１】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置は、上記アライメントされた多数のインクジェットヘッドが上記フレーム上の決められた位置に固定されるように、上記フレームに形成された真空吸着ホールの内部を減圧する真空ホルダーをさらに含むことができる。
【００２２】
一方、また他の側面における本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法は、夫々が多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッドのノズル形成面の反対面が、フレームの一面と対向し上記反対面の一部が上記フレームに形成された開口部によって露出されるように、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上に移送する段階と、上記多数のインクジェットヘッドを上記フレーム上の決められた位置にアライメントする段階と、上記アライメントされた多数のインクジェットヘッドを上記フレームに固定する段階と、を含むことができる。
【００２３】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記アライメントする段階は、上記多数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの上記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部を上記対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させる段階と、上記センシング部によってモニタリングされる上記対象インクジェットヘッドの位置情報を基に上記対象インクジェットヘッドを上記決められた位置に移動させる段階と、を含むことができる。
【００２４】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームに形成された真空吸着ホールによって上記多数のインクジェットヘッドを真空吸着した状態で行われることができる。
【００２５】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームの一面に塗布された接着剤により上記多数のインクジェットヘッドを接着することで行われることができる。
【００２６】
また、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法において、上記固定する段階は、上記フレームと上記多数のインクジェットヘッドをねじ結合することで行われることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によるインクジェットヘッドパッケージ、その組立装置及び組立方法によると、インクジェットプリンターに多数のインクジェットヘッドを装着するにあたり、装着装備数を画期的に減らし、装着を制御するシステムを単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージのインクジェットヘッドから見た平面図である。
【図３】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの分解斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ'線に沿って切断した概略断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置の概略構成図である。
【図６】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内で他の構成要素を追加、変更、削除等によって、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができるが、これも本発明の思想の範囲内に含まれる。
【００３０】
また、各実施形態の図面に示す同一の思想における機能が同一の構成要素は、同一または類似する参照番号を用いて説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの斜視図であり、図２は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージのインクジェットヘッド側から見た平面図であり、図３は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの分解斜視図であり、図４は図１のＡ−Ａ'線に沿って切断した概略断面図である。
【００３２】
図１から図４を参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージ１０は、夫々が一面に形成された多数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される多数のインクジェットヘッド３０と、一面に上記多数のインクジェットヘッドが固定されるフレーム２０とを含む。
【００３３】
本実施例では、フレーム２０に二つのインクジェットヘッド３０ａ、３０ｂが配列されている構成を図示して説明するが、本発明はこれに限らず、求められる条件及び設計仕様に応じて三つ以上のインクジェットヘッドが一つのフレームに配列されてもよく、数十個のインクジェットヘッドが一つのフレームに固定されてもよい。
【００３４】
インクジェットヘッド３０は、第１のインクジェットヘッド３０ａと、第２のインクジェットヘッド３０ｂとで構成されることができる。インクジェットヘッド３０がフレーム２０に配列される時、第１のインクジェットヘッド３０ａが基準ヘッドとなり、第２のインクジェットヘッド３０ｂがターゲットヘッドとなることができる。即ち、第２のインクジェットヘッド３０ｂは第１のインクジェットヘッド３０ａを基準に配列されることができる。一つのフレームに配列されるインクジェットヘッドの数が三つ以上である場合、一番目に配列されるインクジェットヘッドが基準ヘッド、その次に配列されるインクジェットヘッドがターゲットヘッドで構成される。
【００３５】
一方、第１及び第２のインクジェットヘッド３０ａ、３０ｂ夫々には、一面にインクが吐出される多数のノズル３２が形成されており、内部にはインク流路が形成されている。ここで、インクジェットヘッドの一面はノズルが形成されている面、即ち、フレーム２０に固定される面と対向する面を意味し、インクジェットヘッドの他面はノズル形成面と対向する面、即ち、フレーム２０に固定される面を意味する。
【００３６】
インクジェットヘッド３０はアクチュエーター（未図示）の駆動によるインク流路内の圧力または体積の変化によってノズルにインクを吐出する装置であり、具体的な構成は一般的なインクジェットヘッドと実質的に同一であるため、詳しい説明は省略する。
【００３７】
本実施例でそれぞれのインクジェットヘッド３０は二つの単位ヘッドが対称形成された構造であり、上記単位ヘッドは長さ方向両側に夫々インク注入口３１、３４を含む。
【００３８】
それぞれのインクジェットヘッド３０は長さ方向の両端部に貫通ホール３３を含み、上記貫通ホール３３はフレーム２０に形成された貫通孔２３とともにインクジェットヘッド３０をフレーム２０に固定するため、結合部材３７が挿入される孔を形成することができる。
【００３９】
上記結合部材３７はねじであることができ、上記貫通ホール３３及び貫通孔２３の内面には、上記結合部材３７がねじ結合されるようにねじ山が形成されることができる。即ち、上記結合部材３７が雄ねじであり、上記貫通ホール３３及び貫通孔２３からなる孔が雌ねじであることができる。
【００４０】
本実施例では、インクジェットヘッド３０をフレーム２０に固定するにあたり、ねじ結合を利用する場合を図示して説明しているが、本発明はこれに限らず、例えば、フレームやインクジェットヘッドに接着剤を塗布してボンディングによって固定してもよい。
【００４１】
インクジェットヘッド３０の一面であるノズル形成面には、長さ方向においてノズル３２の最外側にインクジェットヘッド３０をフレーム２０に配列する時、これを容易にするためのアライメントマーク３５が形成されることができる。
【００４２】
インクジェットヘッド３０は互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることができる。即ち、図２に図示されたように、第１のインクジェットヘッド３０ａのノズル開口の中心と第２のインクジェットヘッド３０ｂのノズル開口の中心が、ｘ１だけオフセットされることができる。
【００４３】
インクジェットヘッド３０は、フレーム２０上に配列する時に容易に移送できるように、フレーム２０より長さ方向に０．１〜２ｍｍ長く形成されることができる。図２を参照すると、インクジェットヘッド３０はフレーム２０より長さ方向にｘ２だけ長く形成されている。これは、フレーム２０の一面にインクジェットヘッド３０を移送して配列する時、インクジェットヘッド３０をグリッパー（ｇｒｉｐｐｅｒ）１２１（図５参照）で把持して移動するためである。
【００４４】
フレーム２０は、一面にインクジェットヘッド３０のノズル形成面の反対面であるインクジェットヘッド３０の他面が対向して固定配置され、内部に上記他面の一部を露出させる開口部２１が形成されることができる。
【００４５】
本実施例で、フレーム２０は四角形に形成されているが、本発明はこれに限らず、フレームに固定配置されるインクジェットヘッドの数や配列形態によって多様な形状のフレームが使われることができる。
【００４６】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０が固定される部分に結合部材３７が挿入されるように貫通孔２３を含み、上記貫通孔２３は内面にねじ山が形成され、インクジェットヘッド３０に形成された貫通ホール３３と連通して雌ねじを構成することができる。
【００４７】
フレーム２０は、インクジェットヘッド３０の固定時にインクジェットヘッド３０がフレーム２０上に位置固定されるように、インクジェットヘッド３０を真空吸着する真空吸着ホール２２を含むことができる。
【００４８】
真空吸着ホール２２の内部はインクジェットヘッド３０と接する部分の反対側で真空ホルダー１４４（図５参照）によって真空状態となり、これによりインクジェットヘッド３０がフレーム２０に吸着されることができる。従って、インクジェットヘッド３０の貫通ホール３３とフレーム２０の貫通孔２３に結合部材３７が結合される間、インクジェットヘッド３０がフレーム２０上に位置固定されることができる。
【００４９】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０で容易に真空吸着できるように、±２０μｍ以内の厚さを有するように形成されることができ、特に±１０μｍ以内であることが好ましい。
【００５０】
また、フレーム２０は、インクジェットヘッド３０で容易に真空吸着できるように、インクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積がその反対部分より大きく形成されることができる。これは、真空ホルダー１４４によって真空吸着ホール２２の内部を真空状態にする時、真空ホルダー側部分の入口が狭いほど吸着が円滑になされるためである。
【００５１】
本実施例で、図４に図示されたように、真空吸着ホール２２はインクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積がその反対側より大きくなるように、段差状に形成されているが、本発明はこれに限らず、インクジェットヘッド３０と接する部分の水平断面積が反対側より大きく形成されさえすればよい。例えば、真空吸着ホール２２はインクジェットヘッドと接する部分からその反対側に行くほど水平断面積が次第に小さくなるように傾斜して形成されてもよい。
【００５２】
フレーム２０はインクジェットヘッド３０を整列する時、インクジェットヘッド３０の位置をガイドするためのガイド部材２４を含むことができる。上記ガイド部材２４は一定形態のマークであってもよく、フレーム２０を貫通するホールの形態、フレーム２０のインクジェットヘッド３０の配列面から突出形成される突起形態などの多様な形態であってもよい。
【００５３】
また、ガイド部材はインクジェットヘッド３０に形成されてもよく、フレーム２０とインクジェットヘッド３０の全てに形成されてもよい。例えば、フレーム２０の一面から突出形成されるガイドピンと、上記ガイドピンが挿入されるようにインクジェットヘッド３０に形成されるガイド溝で形成されてもよく、その逆も同様である。即ち、ガイドピンがインクジェットヘッドに、ガイド溝がフレームに形成されることができる。
【００５４】
本実施例で、インクジェットヘッドパッケージ１０をインクジェットプリンターに装着する時、従来のように多数のインクジェットヘッドを個別に装着する代わりに、インクジェットヘッドパッケージ１０自体を装着すれば良いことから、インクジェットヘッドの装着のためにインクジェットプリンターに設けられる装置の数を顕著に減らすことができ、インクジェットヘッドの装着のための装置の制御システムも単純化することができる。
【００５５】
例えば、インクジェットヘッドパッケージ１０に二つのインクジェットヘッドが組み立てられている場合、インクジェットプリンターに設けられる装置、特にｘ、ｙ、z、θ軸移送ステージの数が半減するため、装置の数及び装置制御システムを単純化することができる。
【００５６】
以下、上述の構成を有する本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置を説明する。
【００５７】
図５は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置の概略構成図である。
【００５８】
図５を参照すると、本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立装置１００は、フレーム２０を支持するフレーム支持部１１０と、多数のインクジェットヘッド３０をフレーム２０上の決められた位置に移送してアライメントするアライメント部１２０と、多数のインクジェットヘッド３０のフレーム２０上の位置をモニタリングするセンシング部１３０と、多数のインクジェットヘッド３０の移送及びアライメントを制御する制御部１４０と、を含むことができる。
【００５９】
フレーム支持部１１０は上面にフレーム２０をロードしてインクジェットヘッド３０をアライメントする間にフレーム２０を支持するものであり、アライメントされたインクジェットヘッド３０の固定時、インクジェットヘッド３０をフレーム２０に密着させるためにフレーム２０に形成された真空吸着ホール２２と連通する減圧ホール１１１を含むことができる。
【００６０】
上記減圧ホール１１１は真空吸着ホール２２に対応する位置にフレーム支持部１１０を厚さ方向に貫通して形成されることができ、上記減圧ホール１１１に真空ホルダー１４４が連結され、インクジェットヘッド３０をフレームに密着させる時に真空吸着ホール２２が真空状態になるようにする。
【００６１】
アライメント部１２０は、インクジェットヘッド３０をピックアップしてフレーム２０上に移送し、フレーム２０上の決められた位置に移動させるグリッパー１２１と、グリッパー１２１を移動させる移送ステージ１２２、１２３を含むことができる。
【００６２】
移送ステージはセンシング部１３０から伝送されるインクジェットヘッド３０の位置情報を基にグリッパー１２１を移動させ、インクジェットヘッド３０がフレーム２０上の決められた位置にアライメントされるようにする。
【００６３】
移送ステージはフレーム２０の一面上でインクジェットヘッド３０を平面移動させ、ｘ軸及びｘ軸に垂直なｙ軸に沿って移動させる第１移送ステージ１２２と、ｘ軸及びｙ軸を所定の軸から角度θ回転移動させる第２移送ステージ１２３とを含むことができる。
【００６４】
第１移送ステージ１２２はインクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面上で水平移動及び垂直移動させ、第２移送ステージ１２３はインクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面上で所定の軸を中心に所定の角度だけ回転移動させる。
【００６５】
本実施例では、移送ステージとしてｘ軸、ｙ軸、θ軸ステージのみが必要であり、フレーム２０の一面と垂直なｚ軸に沿った移動のためのｚ軸ステージは不必要であるため、インクジェットヘッドパッケージの組立装置の体積減少及び制御システムの単純化が可能である。
【００６６】
センシング部１３０は、インクジェットヘッド３０のフレーム２０上の位置を撮影するカメラ１３３と、カメラ１３３をピックアップして多数のインクジェットヘッド３０のうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部１３１、１３２と、を含むことができる。
【００６７】
カメラ移送部１３１、１３２は、インクジェットヘッド３０のアライメントされる位置にカメラ１３３を移動させるものであり、カメラをピックアップするピックアップ機１３２と、ピックアップ機１３２を移動させる移送ステージ１３１と、を含むことができる。 移送ステージ１３１はカメラ１３３をｘ軸及び ｙ軸方向に移動させることができる。
【００６８】
カメラ１３３はインクジェットヘッド３０のノズル形成面のアライメントマーク３５を撮影してビジョンユニット１４３に伝送する。
【００６９】
制御部１４０は、中央処理ユニット１４１と、制御ユニット１４２と、カメラ１３３で撮影されたインクジェットヘッド３０の画像データを処理するビジョンユニット１４３と、フレーム２０にインクジェットヘッド３０を真空吸着させる真空ホルダー１４４と、を含むことができる。
【００７０】
ビジョンユニット１４３は、カメラ１３３で撮影されたインクジェットヘッド３０の画像データを処理するものであり、上記撮影された画像を読み取り、インクジェットヘッド３０のノズル形成面に形成されたアライメントマーク３５を確認する。
【００７１】
中央処理ユニット１４１は、上記ビジョンユニット１４３によって処理された画像データからアライメントマーク３５の座標データをインクジェットヘッド３０の位置情報として抽出し、これを基にインクジェットヘッド３０の位置補正値を計算する。
【００７２】
制御ユニット１４２は中央処理ユニット１４１によって計算されたインクジェットヘッド３０の位置補正値を基にアライメント部１２０の第１及び第２移送ステージ１２２、１２３の移動を制御し、これにより、インクジェットヘッド３０が決められた位置にアライメントされることができる。
【００７３】
制御ユニット１４２はセンシング部１３０を制御することができる。多数のインクジェットヘッドのうちアライメントされる対象インクジェットヘッドの決められた位置にカメラ１３３を移動させることを制御することができる。この際、カメラ１３３が移動される位置は対象インクジェットヘッドのアライメントマークが配置される位置である。
【００７４】
制御ユニット１４２は真空ホルダー１４４を制御することができる。即ち、中央処理ユニット１４１によって計算されたインクジェットヘッド３０の位置補正値が０である場合、これはインクジェットヘッド３０が決められた位置にアライメントされたことを意味するため、制御ユニット１４２は真空ホルダー１４４を制御して、フレーム支持部１１０の減圧ホール１１１とフレーム２０の真空吸着ホール２２の内部を真空状態にすることができる。
【００７５】
以下、上述の構成を有する本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を説明する。
【００７６】
図６は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドパッケージの組立方法を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、フレーム２０がフレーム支持部１１０上にロードされた状態で、インクジェットヘッド３０をフレーム２０の一面に移送する（第１段階、Ｓ０１）。フレーム２０に組立てるインクジェットヘッド３０の数がｎである場合、フレーム２０に最初に移送されるインクジェットヘッドを基準ヘッドとし、残りのｎ−１個のインクジェットヘッドをターゲットヘッドとして、組立工程を行うことができる。この際、センシング部１３０のカメラ１３３を基準ヘッドがアライメントされる予め決められた位置に移動させる。これは、第１段階（Ｓ０１）で基準ヘッドをフレーム２０上に移送する前に行ってもよい。
【００７８】
続いて、基準ヘッドのアライメントを実施する（第２段階、Ｓ０２）。即ち、基準ヘッドの位置をカメラ１３３で撮影した後に抽出された基準ヘッドの現在位置情報を基に基準ヘッドの位置補正値を計算し、ここで計算された位置補正値に応じて第１及び第２移送ステージ１２２、１２３が基準ヘッドを移動することにより基準ヘッドのアライメントを実施する。
【００７９】
このようにして、基準ヘッドのアライメントが行われると、基準ヘッドが予め決められた位置にあるかを確認する（第３段階、Ｓ０３）。具体的には、アライメントされた基準ヘッドの位置を撮影し、ここで抽出された基準ヘッドの位置情報を基に基準ヘッドの位置補正値が０であれば基準ヘッドのアライメントが確認されたものとして次の段階を行い、０でなければ 第２段階（Ｓ０２）に戻り基準ヘッドの位置補正値に応じて基準ヘッドのアライメントを再び実施する。
【００８０】
第３段階（Ｓ０３）で基準ヘッドのアライメントが確認されたら、基準ヘッドをフレーム２０に固定する（第４段階、Ｓ０４）。基準ヘッドの固定は、基準ヘッドやフレームの一面に接着剤を塗布することにより行われてもよく、図３に図示されたようにねじ結合によってなされてもよい。
【００８１】
このように、基準ヘッドのアライメントが完了されたら、次のインクジェットヘッドをターゲットヘッドとしてフレーム２０上に移送する（第５段階、Ｓ０５）。この際、センシング部１３０のカメラ１３３をターゲットヘッドがアライメントされる予め決められた位置に移動させる。これは、第５段階（Ｓ０５）でターゲットヘッドをフレーム２０上に移送する前に行ってもよい。
【００８２】
続いて、ターゲットヘッドのアライメントを実施する（第６段階、Ｓ０６）。これは第２段階（Ｓ０２）の基準ヘッドのアライメントと同一の方法で行われることができる。即ち、ターゲットヘッドの位置をカメラ１３３で撮影し、ここで抽出されたターゲットヘッドの現在位置情報を基にターゲットヘッドの位置補正値を計算し、このように計算された位置補正値に応じて第１及び第２移送ステージ１２２、１２３がターゲットヘッドを移動することによりターゲットヘッドのアライメントを実施する。
【００８３】
その次、ターゲットヘッドのアライメント可否を確認する（第７段階、Ｓ０７）。これは第３段階（Ｓ０３）の基準ヘッドのアライメント確認と同一の方法で行われることができる。即ち、アライメントされたターゲットヘッドの位置を撮影し、ここで抽出されたターゲットヘッドの位置情報を基にターゲットヘッドの位置補正値が０であればターゲットヘッドのアライメントが確認されたものとして次の段階を行い、０でなければ再び第６段階（Ｓ０２）に戻りターゲットヘッドの位置補正値に応じてターゲットヘッドのアライメントを再び実施する。
【００８４】
その次、ターゲットヘッドをフレーム２０に固定する（第８段階、Ｓ０８）。ターゲットヘッドの固定は、上記第４段階（Ｓ０４）の基準ヘッドの固定と同一の方法で行われることができる。即ち、ターゲットヘッドやフレームの一面に接着剤を塗布することにより行われてもよく、図３に図示されたようにねじ結合によってなされてもよい。
【００８５】
その次、フレーム２０に固定されたターゲットヘッドの数を確認する（第９段階、Ｓ０９）。固定されたターゲットヘッドの数が全体ターゲットヘッドの数、即ち、ｎ−１個ならばインクジェットヘッドのアライメントが終了し、ｎ−１個に満たないと、第５段階（Ｓ０５）に戻り、次のターゲットヘッドをフレームにアライメントして固定する段階を繰り返す。
【００８６】
上述したように、一つのフレームに数個のインクジェットヘッドをアライメントしてインクジェットヘッドパッケージを組立てると、インクジェットヘッドパッケージ自体をインクジェットプリンターに装着することができる。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、当該分野で通常的知識を有した者であれば、ここから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるということは自明である。従って、本発明の真の技術的保護の範囲は添付された特許請求範囲によって決まるべきである。
【符号の説明】
【００８８】
１０ インクジェットヘッドパッケージ
２０ フレーム
２２ 真空吸着ホール
２４ ガイド部材
３０ インクジェットヘッド
３２ ノズル
３５ アライメントマーク
３７ 結合部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面と当該一方の面の反対面とを有し、前記一方の面に形成された複数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成されている複数のインクジェットヘッドと、
内部に開口部が形成されているフレームと
を含み、
前記フレームは、当該フレームの一方の面に前記複数のインクジェットヘッドの前記反対面が対向して固定配置され、
前記開口部は、前記反対面の一部を露出させるインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項２】
前記複数のインクジェットヘッドは、互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項３】
前記フレームは、前記複数のインクジェットヘッドの固定時、前記複数のインクジェットヘッドを前記フレームに真空吸着するように形成された真空吸着ホールを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項４】
前記真空吸着ホールは、前記複数のインクジェットヘッドと接する部分の水平断面積が前記接する部分に対向する部分の水平断面積より大きく形成されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項５】
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレームに結合する結合部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項６】
前記複数のインクジェットヘッドの位置をガイドするように、前記複数のインクジェットヘッド及び前記フレームのうち少なくとも一つに形成されるガイド部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項７】
前記複数のインクジェットヘッドは長さ方向において前記複数のノズルの最外側にアライメントマークが形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項８】
前記複数のインクジェットヘッドは前記フレームより０．１〜２ｍｍ長く形成されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項９】
フレームを支持するフレーム支持部と、
複数のインクジェットヘッドの前記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部と、
前記センシング部から伝送される前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を基に前記フレーム上の決められた位置に前記複数のインクジェットヘッドを移送してアライメントするアライメント部と
を含むインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１０】
前記センシング部は、
前記複数のインクジェットヘッドの前記フレーム上の位置を撮影するカメラと、
前記カメラを前記複数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部と
を含むことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１１】
前記アライメント部は、
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上に移送し、前記フレーム上の決められた位置に移動させるグリッパーと、
前記複数のインクジェットヘッドが前記フレーム上の決められた位置にアライメントされるように、前記センシング部から伝送される前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を基に前記グリッパーを移動させる移送ステージと
を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１２】
前記移送ステージは、前記グリッパーが前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上で平面移動させるように、前記フレーム上の一の方向であるｘ方向に移動させるｘ軸ステージ、前記ｘ方向と垂直なｙ方向に移動させるｙ軸ステージ、並びに前記ｘ方向及び前記ｙ方向を所定の方向から角度θ回転移動させるθ軸ステージを含むことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１３】
前記アライメントされた複数のインクジェットヘッドが前記フレーム上の決められた位置に固定されるように、前記フレームに形成された真空吸着ホールの内部を減圧する真空ホルダーをさらに含むことを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１４】
複数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される複数のインクジェットヘッドの夫々のノズル形成面の反対面が、フレームの一面と対向して前記反対面の一部が前記フレームに形成された開口部によって露出されるように、前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上に移送する段階と、
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上の決められた位置にアライメントする段階と、
前記アライメントされた複数のインクジェットヘッドを前記フレームに固定する段階と
を含むインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１５】
前記アライメントする段階は、
前記複数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの前記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部を前記対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させる段階と、
前記センシング部によってモニタリングされる前記対象インクジェットヘッドの位置情報を基に前記対象インクジェットヘッドを前記決められた位置に移動させる段階と
を含むことを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１６】
前記固定する段階は、前記フレームに形成された真空吸着ホールによって前記複数のインクジェットヘッドを真空吸着した状態で行われることを特徴とする請求項１４または１５に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１７】
前記固定する段階は、前記フレームの一面に塗布された接着剤によって前記複数のインクジェットヘッドを接着することにより行われることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１８】
前記固定する段階は、前記フレームと前記複数のインクジェットヘッドをねじ結合することにより行われることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１】
一方の面と当該一方の面の反対面とを有し、前記一方の面に形成された複数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成されている複数のインクジェットヘッドと、
内部に開口部が形成されているフレームと
を含み、
前記フレームは、当該フレームの一方の面に前記複数のインクジェットヘッドの前記反対面が対向して固定配置され、
前記開口部は、前記反対面の一部を露出させるインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項２】
前記複数のインクジェットヘッドは、互いに隣接するインクジェットヘッドのノズル開口の中心がオフセットされるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項３】
前記フレームは、前記複数のインクジェットヘッドの固定時、前記複数のインクジェットヘッドを前記フレームに真空吸着するように形成された真空吸着ホールを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項４】
前記真空吸着ホールは、前記複数のインクジェットヘッドと接する部分の水平断面積が前記接する部分に対向する部分の水平断面積より大きく形成されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項５】
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレームに結合する結合部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項６】
前記複数のインクジェットヘッドの位置をガイドするように、前記複数のインクジェットヘッド及び前記フレームのうち少なくとも一つに形成されるガイド部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項７】
前記複数のインクジェットヘッドは長さ方向において前記複数のノズルの最外側にアライメントマークが形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項８】
前記複数のインクジェットヘッドは前記フレームより０．１〜２ｍｍ長く形成されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージ。
【請求項９】
フレームを支持するフレーム支持部と、
複数のインクジェットヘッドの前記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部と、
前記センシング部から伝送される前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を基に前記フレーム上の決められた位置に前記複数のインクジェットヘッドを移送してアライメントするアライメント部と
を含むインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１０】
前記センシング部は、
前記複数のインクジェットヘッドの前記フレーム上の位置を撮影するカメラと、
前記カメラを前記複数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させるカメラ移送部と
を含むことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１１】
前記アライメント部は、
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上に移送し、前記フレーム上の決められた位置に移動させるグリッパーと、
前記複数のインクジェットヘッドが前記フレーム上の決められた位置にアライメントされるように、前記センシング部から伝送される前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を基に前記グリッパーを移動させる移送ステージと
を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１２】
前記移送ステージは、前記グリッパーが前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上で平面移動させるように、前記フレーム上の一の方向であるｘ方向に移動させるｘ軸ステージ、前記ｘ方向と垂直なｙ方向に移動させるｙ軸ステージ、並びに前記ｘ方向及び前記ｙ方向を所定の方向から角度θ回転移動させるθ軸ステージを含むことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１３】
前記アライメントされた複数のインクジェットヘッドが前記フレーム上の決められた位置に固定されるように、前記フレームに形成された真空吸着ホールの内部を減圧する真空ホルダーをさらに含むことを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立装置。
【請求項１４】
複数のノズルを介してインクを吐出するようにインク流路が形成される複数のインクジェットヘッドの夫々のノズル形成面の反対面が、フレームの一面と対向して前記反対面の一部が前記フレームに形成された開口部によって露出されるように、前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上に移送する段階と、
前記複数のインクジェットヘッドを前記フレーム上の決められた位置にアライメントする段階と、
前記アライメントされた複数のインクジェットヘッドを前記フレームに固定する段階と
を含むインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１５】
前記アライメントする段階は、
前記複数のインクジェットヘッドのうちアライメントする対象インクジェットヘッドの前記フレーム上の位置をモニタリングするセンシング部を前記対象インクジェットヘッドの決められた位置に移動させる段階と、
前記センシング部によってモニタリングされる前記対象インクジェットヘッドの位置情報を基に前記対象インクジェットヘッドを前記決められた位置に移動させる段階と
を含むことを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１６】
前記固定する段階は、前記フレームに形成された真空吸着ホールによって前記複数のインクジェットヘッドを真空吸着した状態で行われることを特徴とする請求項１４または１５に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１７】
前記固定する段階は、前記フレームの一面に塗布された接着剤によって前記複数のインクジェットヘッドを接着することにより行われることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【請求項１８】
前記固定する段階は、前記フレームと前記複数のインクジェットヘッドをねじ結合することにより行われることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットヘッドパッケージの組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９６２１８（Ｐ２０１２−９６２１８Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３５８１（Ｐ２０１１−１０３５８１）
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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