KR20170036076A - 스크린 인쇄 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본원에는 개시된 스퀴지 장치 및 프레임형 스크린을 포함하는 기판의 표면 상에 스크린 인쇄를 위한 방법 및 시스템을 포함하는 스퀴지 장치가 개시된다. 또한, 본원에는 2D 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계를 포함하는, 3D 기판을 스크린 인쇄하기 위한 방법이 개시된다. 본원에는 3D 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하기 위한 방법이 개시된다.

Description

스크린 인쇄 장치 및 방법{SCREEN PRINTING APPARATUS AND METHODS}

본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2014년 8월 1일자로 출원된 가출원 제62/032,156호, 2014년 8월 1일에 출원된 미국 가출원 제62/032,138호 및 2014년 8월 1일에 출원된 미국 가출원 제62/032,125호를 우선권 주장하고 있으며, 그 내용은 그 전체가 참고로 여기에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 평탄한 기판의 3차원 기판 상에 패턴을 인쇄하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 평탄한 표면, 또는 하나 이상의 굴곡 표면을 갖는 기판 상에 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 방법 및 장치와, 하나 이상의 굴곡 표면을 갖는 3D 기판 상에 인쇄될 때 2D 패턴의 잠재적 왜곡을 계산 및 조정하는 방법에 관한 것이다.

3차원(3D) 스크린 인쇄는 다양한 산업 분야에서, 예를 들어, 병 및 캔과 같은 둥근 용기에 인쇄하기 위해 널리 사용된다. 3D 스크린 인쇄는 일반적으로 더 작은 굴곡 반경(예를 들어, 약 500mm 미만) 및/또는 단일 굴곡 축을 갖는 기판으로 한정된다. 대부분의 경우, 3D 인쇄는 원형 또는 타원형 단면을 갖는 원통형 기판 및 반원형 또는 파라볼릭 기판의 볼록한 표면 또는 외측 상에 인쇄하는 것으로 국한된다. 이들 기판은 통상 유리(예컨대, 병, 머그잔, 유리 등), 플라스틱(예컨대, 용기 등) 및/또는 금속(예컨대, 캔, 주물 등)을 포함할 수 있다.

더 큰 포맷, 보다 큰 반경 및/또는 복수의 반경의 3차원 기판에 대한 스크린 인쇄하는 능력은 자동차 산업과 같은 다양한 산업 분야와 점점 더 연관되고 있다. 더 큰 포맷의 3D 기판은 통상 기판이 여전히 평탄한 동안 통상적으로 인쇄될 수 있으며, 그 다음 고온에서 유리 또는 플라스틱 기판을 연화시킴으로써 3D 형상을 얻도록 기판을 성형한다. 그러나, 인쇄 매체(medium)는 인쇄 후에 기판을 성형하는 데 필요한 조건과 열적으로 호환될 수 없기 때문에, 대형 포맷의 3D 기판의 굴곡 표면 상에 인쇄할 필요성이 커지고 있다. 이것은 성형 공정 중에 비교적 높은 성형 또는 연화 온도로 가열될 수 있는 유리 기판의 경우 특히 그러하다.

3D 기판의 표면을 장식하기 위한 현재의 방법은 표면의 일부를 마스킹하고 기판을 스프레이 코팅하여 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 그러나, 그러한 방법은 값이 비싸고, 그리고/또 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 일반적으로 적절한 이미지 해상도를 제공하지 못한다. 대형 포맷의 굴곡 표면에 대한 스크린 인쇄 및 잉크젯 인쇄가 시도되었지만, 여러 가지 단점, 복잡성 및/또는 제한들이 있었다.

예를 들어, 3D 인쇄 장치는 전형적으로 기판과 스크린 메쉬(mesh) 사이의 "오프-접촉(off-contact)" 거리, 또는 갭을 유지할 목적으로 2차원(2D) 인쇄 장치와 비교하여 하나 이상의 여분의 이동부를 포함한다. 2D 평탄 표면 스크린 인쇄 공정은 일반적으로 인쇄 애플리케이션에 따라 약 1 내지 약 10mm 범위의 일정한 오프-접촉 거리를 유지한다. 3D 인쇄 장치는 통상적으로 스크린 아래에서 기판을 연계시키거나 고정된 기판 위 또는 주위에서 스크린을 연계시킴으로써 오프-접촉 가변성을 보상한다. 경우에 따라, 이러한 장치는 2D 인쇄 공정과 비교하여 추가의 이동부가 필요할 수 있다.

가요성 측면을 갖는 스크린 프레임이 또한 사용될 수 있어서, 프레임 및 메쉬는 인쇄 동안 굴곡된 기판의 윤곽에 다소 일치할 수 있다. 주어진 기판의 굴곡에 맞게 사전 성형된 스크린 프레임도 사용할 수 있다. 스크린 메쉬에 장력을 인가하고 장력을 없애기 위해 사용된 장치는 스크린 프레임에 부착되어 인쇄 공정 동안 메쉬를 순응시키거나 구부러지게 할 수 있다. 그러나, 스크린 프레임 및/또는 인쇄 기계의 이러한 부가적인 구성요소 및/또는 특징은 3D 인쇄 공정의 복잡성 및/또는 비용을 증가시킬 수 있는 데, 이에 따라 인쇄 기계 및/또는 그들의 개별 구성요소는 종종 각각의 원하는 기능을 달성하기 위해 고객 맞춤되어야 한다. 또한, 이러한 3D 스크린 인쇄 방법은 볼록 또는 오목면 인쇄에만 사용될 수 있고, 둘 다가 아닌 단일 굴곡 반경을 갖는 기판에 대해서만 사용될 수 있다.

따라서, 보다 적은 이동부로, 더 낮은 비용으로, 그리고/또 보다 낮은 복잡성으로 작동할 수 있는 3D 기판을 스크린 인쇄하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 오목 및/또는 볼록한 기판 및/또는 복잡한 굴곡, 예를 들어, 복수의 반경 주위의 굴곡을 갖는 기판과 같은 다양한 기판 형상에 인쇄하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 부가적으로 바람직할 것이다. 또한, 제조 비용 및/또는 인쇄 장치 및/또는 그 구성요소를 맞춤 제작할 필요성을 줄이기 위해, 종래의 기판(예컨대, 2D) 인쇄용 요소(예를 들어, 인쇄기)와 연관되어 적어도 부분적으로 기능할 수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 2D 및 3D 스크린 인쇄 장치는 스크린에 압력을 인가하기 위해 하나 이상의 스퀴지(squeegee)를 채용하여, 인쇄 매체의 적어도 일부를 기판 상에 스크린을 통해 가압할 수 있다. 그러나, 특히 3D 기판의 경우에는 원하는 스퀴지 블레이드 윤곽을 얻기 위해 맞춤형 가공이 종종 사용되며, 이는 가공 비용과 복잡성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 특별한 가공을 필요로 하지 않고 간단히 제조될 수 있는 2D 및 3D 표면 상에 인쇄하기 위한 스퀴지 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 2D 및 3D 스크린 인쇄용 스퀴지는 종종 불완전하게 교환될 수 있다. 예를 들어, 3D 스퀴지는 평탄한 표면 상에 적절하게 인쇄하는 데 사용될 수 없고, 2D 스퀴지는 굴곡 표면 상에 적절하게 인쇄하는 데 사용될 수 없다. 예를 들어, 3D 굴곡 표면에 인쇄하기 위한 스퀴지는 특히 굴곡 표면에 꼭 맞는 형태의 블레이드를 갖기 때문에, 평탄한 표면에 인쇄하기 위해 교환하여 사용할 수 없다. 또한, 인쇄 작업 중에 소량의 인쇄 매체가 스크린의 아래쪽에 쌓일 수 있다. 스퀴지를 스크린 위로 통과시켜 평탄한(2D) 표면에 놓인 한 장의 종이에 대고 눌러서 스크린의 아래쪽에 있는 인쇄 매체를 제거하는 깨끗한 인쇄 기능을 사용하여 이러한 잉크를 제거하는 것이 바람직하다. 그러므로, 예를 들어 굴곡진 3D 기판 표면 상에 인쇄하고 동일한 인쇄 작업 내에서 2D 청결한 인쇄 기능을 수행하는 것과 같이, 2D 및 3D 표면 상에 상호 교환 가능하게 인쇄할 수 있는 스퀴지를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 실질적으로 평탄한 표면인 2D 프레임형 스크린과 같은 2D 공정 및 장비를 사용하여 3D 기판을 인쇄하는 것이 바람직할 것이다. 그러나 2D 평탄 표면에 인쇄된 원하는 이미지는 3D 표면에 인쇄된 이미지와 실질적으로 다를 수 있다. 3D 표면의 굴곡으로 인해, 이미지의 위치 및/또는 크기가 왜곡될 수 있다. 따라서, 2D 프레임형 스크린을 사용하여 3D 기판을 인쇄하는 현재의 방법은 3D 굴곡 표면 상에 이미지를 나타내는 도면으로부터 2D 이미지를 "언랩핑(unwrapping)"하는 데 사용되는 소프트웨어를 채용할 수 있다. 일단 언랩핑되면, 2D 이미지는 2D 프레임형 스크린을 만드는 데 사용된다. 그러나 소프트웨어 프로그램 및 알고리즘의 차이에 따라 결과가 달라질 수 있고, 항상 성공하지 못하는 경우가 있으므로, 올바른 왜곡이 없는 3D 이미지를 생성하기 전에 여러 번 반복해야 한다.

또한, 상술한 바와 같이, 보다 큰 포맷의 3차원(3D) 기판은 종종 평탄하게 인쇄되기 때문에, 언랩핑된 2D 이미지는 이후 원하는 굴곡을 달성하도록 형상화된 평탄한 표면 상에 인쇄될 수 있다. 2D 이미지를 굴곡 표면에 인쇄하는 것은 아직 만족스럽지 않은데, 그 이유는 투영된 도면에 기초한 2D 이미지의 단순 추출이 일반적으로 굴곡진 기판 상에 인쇄할 수 없기 때문이다. 이미지의 단순 언랩핑으로 설명되지 않는 다양한 처리 매개 변수는 3D 기판에 인쇄할 때 이미지 왜곡에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 기판 굴곡 및/또는 크기, 스크린과 기판간의 오프-접촉 거리, 스크린의 메쉬 카운트(mesh count), 스크린 장력, 인쇄 압력 및/또는 각도, 애플리케이터의 타입 및/또는 치수, 및/또는 인쇄 매체의 유동은 모두 3D 기판 상에 인쇄된 최종 이미지에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 스크린 자체, 사용된 재료, 및 인쇄 매개 변수는 2D에서 3D로 변환할 때 예상된 왜곡 이상으로 이미지를 왜곡시킬 수 있다.

따라서, 이미지 왜곡을 처리하기 위한 현재의 방법은 3D 이미지를 투사하고, 2D 이미지를 생성하기 위해 요소를 언랩핑하고, 2D 기판 상에 2D 이미지를 인쇄하고, 이어서 2D 기판을 3D 기판으로 성형하는 것을 포함하는 여러 단계를 수반한다. 이러한 방법은 복잡하고, 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 정확도와 속도면에서 만족스럽지 않을 수 있다. 정확하게 인쇄된 3D 기판이 얻어질 때까지 이러한 방법을 사용하여 여러 번의 반복 작업을 수행할 수도 있다. 따라서, 보다 빠르고, 그리고/또 더 정확하고, 인쇄 중에 이미지를 더 왜곡시킬 수 있는 처리 파라미터를 처리하는, 인쇄 왜곡을 처리하고 보정하는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 실질적으로 평탄한 표면인 2D 프레임형 스크린과 같은 2D 공정 및 장비를 사용하여 3D 기판을 인쇄하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 2D 평탄 표면에 인쇄된 원하는 이미지는 3D 표면에 인쇄된 이미지와 실질적으로 다를 수 있다. 3D 표면의 굴곡으로 인해, 이미지의 위치 및/또는 크기가 왜곡될 수 있다. 따라서, 2D 프레임형 스크린을 사용하여 3D 기판을 인쇄하는 현재의 방법은 3D 굴곡 표면 상에 이미지를 나타내는 도면으로부터 2D 이미지를 "언랩핑"하는 데 사용되는 소프트웨어를 채용할 수 있다. 일단 언랩핑되면, 2D 이미지는 2D 프레임형 스크린을 만드는 데 사용된다. 그러나 소프트웨어 프로그램 및 알고리즘의 차이에 따라 결과가 달라질 수 있고, 항상 성공하지 못하는 경우가 있으므로, 올바른 왜곡이 없는 3D 이미지를 생성하기 전에 여러 번 반복해야 한다.

또한, 상술한 바와 같이, 보다 큰 포맷의 3차원 기판은 종종 평탄한 상태에서 인쇄되기 때문에, 언랩핑된 2D 이미지는 평탄한 표면 상에 인쇄될 수 있으며, 평탄한 표면은 원하는 굴곡을 달성하도록 성형된다. 2D 이미지를 굴곡 표면에 인쇄하는 것은 아직 만족스럽지 않은데, 그 이유는 투영된 도면에 기초한 2D 이미지의 단순 추출이 일반적으로 굴곡진 기판 상에 인쇄할 수 없기 때문이다. 이미지의 단순한 언랩핑으로 설명되지 않는 다양한 처리 매개 변수는 3D 기판에 인쇄할 때 이미지 왜곡에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 기판 굴곡 및/또는 크기, 스크린과 기판간의 오프-접촉 거리, 스크린의 메쉬 카운트, 스크린 장력, 인쇄 압력 및/또는 각도, 애플리케이터의 타입 및/또는 치수, 및/또는 인쇄 매체의 유동은 모두 3D 기판 상에 인쇄된 최종 이미지에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 스크린 자체, 사용된 재료, 및 인쇄 매개 변수는 2D에서 3D로 변환할 때 예상된 왜곡 이상으로 이미지를 왜곡시킬 수 있다.

따라서, 이미지 왜곡을 처리하기 위한 현재의 방법은 3D 이미지를 투사하고, 2D 이미지를 생성하기 위해 요소를 언랩핑하고, 2D 기판 상에 2D 이미지를 인쇄하고, 이어서 2D 기판을 3D 기판으로 성형하는 것을 포함하는 여러 단계를 수반한다. 이러한 방법은 복잡하고, 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 정확도와 속도면에서 만족스럽지 않을 수 있다. 정확하게 인쇄된 3D 기판이 얻어질 때까지 이러한 방법을 사용하여 몇 차례의 반복이 요구될 수도 있다. 따라서, 보다 빠르고, 그리고/또 더 정확하고, 인쇄 중에 이미지를 더 왜곡시킬 수 있는 처리 파라미터를 처리하는, 인쇄 왜곡을 처리하고 보정하는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 개시의 일 양태는 스퀴지 블레이드, 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 이격되고 스퀴지 블레이드에 결합된 복수의 리테이너, 복수의 리테이너에 결합되고 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 지지 스트립, 및 인쇄 스트로크 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 힘을 스퀴지 블레이드에 인가하는 작동 메커니즘을 포함하는 스퀴지 장치의 다양한 실시예들에 관한 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 지지 스트립은 2개의 대향하는 단부 표면 및 2개의 대향하는 지지 표면을 포함하고, 대향하는 지지 표면은 힘의 방향에 실질적으로 수직이다. 또한 스퀴지 장치 및 프레임형 스크린을 포함하는 기판의 표면 상에 스크린 인쇄용 시스템이 본원에 개시된다.

본 개시는 또한 기판의 표면 상에 스크린 인쇄하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 주어진 표면 영역을 갖는 둘레 내에 영역을 규정하는 상기 둘레를 갖는 프레임과, 상기 프레임에 부착되고 상기 표면 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되는 스크린을 포함하는 프레임형 스크린 장치에 근접하여 기판을 위치시키는 단계; 상기 스크린에 액체 인쇄 매체를 인가하는 단계; 및 상기 스크린의 적어도 일부분을 통해 상기 액체 인쇄 매체를 가압하기 위해 본원에 개시된 스퀴지 장치를 사용하여 스크린에 압력을 인가하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 양태는 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 적어도 하나의 측정 가능한 형태를 갖는 반복 테스트 패턴을 포함하는 2차원 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계; 3차원 테스트 기판의 표면 상에 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 예측하는 단계; 반복 테스트 패턴으로 3차원 테스트 기판의 표면을 인쇄하는 단계; 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계; 및 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 그들의 예측된 위치들과 비교함으로써 변위 값들을 계산하는 단계를 포함한다.

다양한 실시예에 따르면, 2차원 테스트 프레임형 스크린 및 2차원 프레임형 스크린은 형상 및 크기면에서 실질적으로 동일하다. 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 프레임과 제1 및 제2 스크린은 각각 실질적으로 동일한 재료로 구성된다. 다른 실시예들에 따르면, 반복 테스트 패턴 및 수정된 생성 패턴은 실질적으로 동일한 인쇄 공정을 사용하여 인쇄된다. 또 다른 실시예들에서, 3차원 테스트 기판 및 3차원 기판은 실질적으로 형상, 크기 및 굴곡이 동일하다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명에 설명되며, 부분적으로는 통상의 기술자가 그 설명으로부터 용이하게 알 수 있거나, 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 수반된 도면을 포함하는 본원에 기술된 방법들을 실시함으로써 인식될 것이다.

상술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 본 발명의 다양한 실시예를 제시하고, 청구범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개관 또는 기초를 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 수반된 도면은 본 발명의 상세한 설명을 제공하기 위해 포함되며, 본원에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 다양한 실시예를 도시하고, 설명은 본 개시의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

다음의 상세한 설명은 동일한 도면부호가 동일한 구조에 표시되어 있는 다음의 도면과 관련하여 읽혀질 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 스크린 인쇄 장치의 상면도를 나타내고;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 예시적인 스크린 인쇄 장치의 상면도를 나타내고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 스크린 인쇄 시스템의 측면도를 나타내고;
도 4는 본 발명의 양태에 따른 예시적인 스퀴지 장치의 측면도를 나타내고;
5는 본 발명의 양태에 따른 예시적인 리테이너(retainer)의 단면도를 나타내고;
도 6은 본 발명의 양태에 따른 지지 스트립의 예시적인 리테이너 및 스택의 단면도를 나타내고;
도 7은 본 발명의 양태에 따른 스퀴지 장치의 부분 측면도를 나타내고;
도 8은 본 발명의 양태에 따른 고정 요소의 사시도를 나타내며;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 테스트 프레임형 스크린의 평면도이다.

장치

3차원 기판의 표면 상에 스크린 인쇄하기 위한 장치가 개시되며, 상기 장치는 주어진 표면 영역을 갖는 둘레 내에 영역을 규정하는 상기 둘레를 갖춘 실질적으로 강성이면서 실질적으로 평탄한 프레임; 및 상기 프레임에 부착되고 상기 표면 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되는 스크린을 포함하며, 상기 스크린은 액체 인쇄 매체가 근접한 3차원 기판 상을 통과할 수 있는 제1 부분; 및 실질적으로 에멀젼(emulsion)으로 코팅되어 상기 액체 인쇄 매체가 상기 스크린의 제2 부분을 통과하는 것을 방지하는 상기 제2 부분을 포함하고, 상기 스크린은 약 20 N/cm 미만의 고정된 장력을 갖는다.

본원에서 사용되는 "3차원 기판"이라는 용어 및 그 변형은 적어도 하나의 비평면 및/또는 비수평면, 예를 들어 크기, 모양 및/또는 방위가 변할 수 있는 소정의 주어진 굴곡을 갖는 표면을 갖춘 기판을 나타내는 것으로 의도된다. 대조적으로, 2차원 기판은 평탄한 시트 또는 블록과 같은 평탄하고, 평평하고, 수평한 표면을 포함한다.

기판은 유리, 세라믹, 유리-세라믹, 중합체, 금속 및/또는 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 기판은 유리 시트, 성형된 플라스틱 부품, 금속 부품, 세라믹 바디, 유리-유리 라미네이트 및 유리-중합체 라미네이트를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

3차원 기판은 소정의 형상 또는 두께, 예를 들어, 인쇄 장치의 크기 및/또는 방향에 따라 약 0.1mm 내지 약 100mm 또는 그 이상 범위의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 3차원 기판은 약 0.3mm 내지 약 20mm, 약 0.5mm 내지 약 10mm, 약 0.7mm 내지 약 5mm, 약 1mm 내지 약 3mm, 또는 약 1.5mm 내지 약 2.5mm 범위의 두께, 및 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함할 수 있다. 3차원 기판은 단일의 굴곡 반경 또는 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 반경과 같은 복수의 반경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 굴곡 반경은 약 600mm 이상, 약 700mm 이상, 약 800mm 이상, 약 900mm 이상 또는 약 1,000mm 이상과 같이 약 500mm 이상일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다.

도 1을 참조하면, 프레임(110) 및 스크린(120)을 포함하는 본 개시에 따른 예시적인 스크린 인쇄 장치(100)의 일 실시예가 도시된다. 스크린(120)은 에멀젼(130)으로 부분적으로 코팅되어 패턴 또는 이미지를 형성한다. 나타낸 실시예에서, 패턴은 차량 지붕 또는 선루프에 대응할 수 있지만, 다양한 다른 형상 및 적용이 고려된다.

본원에 사용되는 "프레임"이라는 용어는 스크린 주위에 실질적으로 강성인 둘레를 형성하는 구성요소를 나타내는 것으로 의도된다. "스크린", "메쉬 스크린" 및 이들의 변형은 프레임을 가로질러 연장되고 적어도 부분적으로 프레임에 의해 규정된 표면 영역을 덮는 물질을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, "장치", "프레임형 스크린 장치", "프레임형 스크린" 및 이들의 변형은 결합된 프레임 및 스크린 구성요소, 예를 들어, 선택적으로 에멀젼의 부가에 의해 프레임에 부착된 스크린을 나타내는 것으로 의도된다.

프레임(110)은 특정 적용을 위한 스크린 인쇄 스크린을 지지하기에 적절한 소정의 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 프레임은 정사각형, 직사각형, 마름모, 원, 계란형, 타원형, 삼각형, 오각형, 육각형 및 기타 다각형 중에서 선택된 형상을 갖는 둘레를 규정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임은 예를 들어, 정사각형, 직사각형 또는 평탄한 둘레를 규정하는 4면이다. 프레임은 평면 또는 실질적으로 평면이고, 실질적으로 강성이거나 유연성이 없을 수 있다. 즉, 프레임은 인쇄 전(실질적으로 평면) 3차원 기판의 굴곡에 일치하도록 형상화되지 않고, 인쇄 중(실질적으로 강성) 3차원 기판의 굴곡에 일치하도록 구성되지 않는다.

형상에 따라 프레임(110)의 치수, 예를 들어, 길이, 폭, 직경 또는 높이는 수용 가능한 인쇄 해상도를 제공하기 위해 스크린을 적절히 늘리기에 적절한 소정의 크기일 수 있다. 프레임의 크기는, 예를 들어 스크린 재료, 메쉬 카운트, 메쉬 유형, 원하는 스크린 장력, 및/또는 3차원 기판의 크기에 따라 변할 수 있다. 특정 실시예에서, 프레임은 3차원 기판의 가장 큰 치수와 거의 동일하거나 큰, 예를 들어 기판의 가장 큰 치수의 적어도 약 1.5배, 또는 기판의 최대 치수의 적어도 약 2배인 적어도 하나의 치수를 가질 수 있다.

비한정 예로서, 예시적인 4면 프레임의 단면 치수는, 예를 들어 인쇄 장치의 크기에 따라 약 25mm×25mm에서 약 200mm×200mm 이상까지의 범위일 수 있다. 예를 들어, 예시적인 4면의 프레임은 약 35mm×35mm에서 약 150mm×150mm까지, 예를 들어 약 50mm×50mm에서 약 100mm×100mm까지, 또는 대략 60mm×60mm 내지 80mm×80mm의 범위를 가질 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함하고, 정사각형 및 직사각형 변형 모두를 포함한다. 적어도 하나의 비한정 실시예에 따르면, 프레임은 프레임의 높이의 대략 2배와 동일한 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 예를 들어, 프레임은 약 50mm×25mm, 60mm×30mm, 76mm×38mm, 100mm×50mm, 150mm×75mm 또는 200mm×100mm의 폭×높이 치수를 갖는 직사각형일 수 있다. 일부 실시예에서, 프레임은 2미터 또는 3미터 또는 그 이상과 같이 수 미터 또는 그 이상과 같은, 1미터를 초과하는 적어도 하나의 치수를 가질 수 있다.

프레임(110)은 메쉬 스크린이 부착될 수 있는 소정의 적절한 재료로부터 선택될 수 있는 실질적으로 단단한 재료(즉, 강성 재료)로 구성될 수 있다. 예시적인 재료는 목재 및 금속, 예컨대 알루미늄, 압출 또는 중공 알루미늄, 스테인레스 스틸, 중공 스테인레스 스틸 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 비한정 실시예에 따르면, 프레임은 압출된 알루미늄, 중공 알루미늄, 또는 구부러진 알루미늄 조각과 같은 알루미늄으로 구성될 수 있다. 프레임 두께는 특정 애플리케이션에 필요한 구조적 무결성에 따라 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 프레임은 약 2mm 내지 약 5mm, 예컨대 약 3mm 내지 약 4mm 범위의 두께를 가질 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다.

스크린(120)은 스크린 인쇄 애플리케이션, 예를 들어, 폴리에스테르, 나일론, PET, 폴리아미드, 폴리에스테르 코어/외장 조합, 복합 폴리에스테르 재료, 및 코팅된 폴리에스테르에 적절한 하나 이상의 다공성의 가요성 메쉬 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따라, 스크린은 비금속 메쉬 재료로부터 선택된다. 스크린 재료는 모노필라멘트 재료 중에서 임의로 선택될 수 있다. 상기 스크린은 평직(plain), 능직(twill), 이중 능직, 분쇄, 및 평탄화된 직조 패턴을 포함하는 소정의 적절한 직조를 갖는 메쉬 재료를 포함할 수 있으나, 이들로 제한하진 않는다.

스크린의 메쉬 카운트는, 예를 들어 프레임 크기, 메쉬 유형, 스레드(thread) 직경, 및/또는 원하는 스크린 장력에 따라 변할 수 있다. 비한정 예로서, 메쉬 카운트는 약 230 스레드/인치 내지 약 380 스레드/인치, 예컨대 약 230 스레드/인치 내지 약 305 스레드/인치의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 다양한 실시예에서, 메쉬 카운트는 스크린을 가로질러 가변적일 수 있다. 예를 들어, 메쉬 카운트는 3차원 기판의 굴곡, 인쇄될 원하는 형태, 기판상의 그들의 위치, 및/또는 원하는 해상도에 따라 스크린을 가로질러 변할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 3차원 기판의 굴곡 반경을 따라 인쇄될 목표 형태와 정렬되는 스크린의 부분에 더 미세한 메쉬 카운트가 사용될 수 있다.

스크린(120)은 스크린이 적절한 유연성 및 인쇄 해상도를 유지하는 한 소정의 메쉬 카운트에 이용 가능한 소정의 적절한 스레드 직경을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 다양한 비한정 실시예에서, 스크린의 스레드 직경은 약 30 미크론 내지 약 80 미크론, 예컨대 약 40 미크론 내지 약 70 미크론, 또는 약 50 미크론 내지 약 60 미크론의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다.

스크린 및 프레임의 상술한 특성은 특정 애플리케이션에 대해 원하는 속성을 갖는 프레임형 스크린 장치를 달성하기 위해, 당업자가 원하는 바와 같이, 독립적으로 또는 조합하여 선택될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 이들 특성은 본원에서 보다 상세히 기술된 바와 같이 적절한 스크린 유연성 또는 장력을 달성하도록 선택될 수 있다. 이러한 선택은 당업자의 능력 내에 있으며, 본 발명의 범위 내에 속한다.

스크린(120)은 스크린 인쇄 기술에 공지된 소정의 수단을 사용하여 프레임(110)에 부착될 수 있으며, 예를 들어 스크린은 접착제를 사용하여 프레임에 접착될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 스크린은 프레임에 부착되기 전에 프레임에 바이어스(bias)되거나 그렇지 않을 수 있다. 접착제는 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리에스테르(PET), 아크릴(예컨대, 아크릴 감압성 접착 테이프), 폴리비닐 부티랄(PVB), SentryGlas^®와 같은 아이오노머, 감압성 접착제, 양면 테이프 또는 소정의 다른 적절한 접착 재료일 수 있다. 대안적으로, 스크린은 마찰력과 같은 다른 방법을 사용하여, 예를 들어 클립, 클램프 등을 사용하여 프레임에 부착될 수 있다.

본원에 개시된 스크린(120)은 프레임(110)에 부착되기 전 및/또는 부착된 후에 고정된 낮은 장력을 갖는 것을 나타낼 수 있는 가요성 메쉬일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 스크린은 프레임에 부착된 후 약 20 N/cm 미만의 고정 장력을 가질 수 있다. 예를 들어, 메쉬는 직조의 경사(warp) 및 위사(weft) 방향 모두에서 메쉬를 가로질러 균일하게 분포되는 고정 장력을 가질 수 있는 데, 그 고정 장력은 약 20 N/cm 미만, 예를 들어 약 18 N/cm 미만, 약 15 N/cm 미만, 약 10 N/cm 미만, 또는 약 5 N/cm 미만일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 다양한 실시예에 따르면, 메쉬는 약 10 N/cm 내지 약 20 N/cm 범위, 예컨대 약 11 N/cm 내지 약 19 N/cm, 약 12 N/cm 내지 약 18 N/cm, 약 13 N/cm 내지 약 17 N/cm, 또는 약 14 N/cm 내지 약 16 N/cm 범위의 고정된 일정한 장력을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 고정 범위의 낮은 장력이 직조의 경사 및 위사 방향 모두에 적용될 수 있으며, 이는 약 20 N/cm 미만, 예컨대 약 18 N/cm 미만, 약 15 N/cm 미만, 또는 약 10 N/cm 미만이다. 다른 실시예에 따르면, 메쉬는 약 10 N/cm 내지 약 20 N/cm 범위, 예컨대 약 11 N/cm 내지 약 19 N/cm, 약 12 N/cm 내지 약 18 N/cm, 약 13 N/cm 내지 약 17 N/cm, 또는 약 14 N/cm 내지 약 16 N/cm의 범위의 고정된 가변의 장력을 가질 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다.

본원에 사용된 용어 "고정된" 장력은 스크린이 메쉬 영역을 가로질러 일정하든 가변적이든 주어진 장력을 갖는다는 것을 나타내기 위한 것으로, 즉 그 장력은 인쇄 공정 동안 스크린 메쉬를 팽팽하게 하거나 팽팽하게 하지 않는 데 사용되는 장치에 의해 변하지 않는다. 이론에 구애되지 않고, 스크린 재료의 상대적으로 낮은 장력(예를 들어, 2D 프레임형 스크린은 20N/cm 이상, 예를 들어 약 40N/cm까지의 만들어진 장력을 갖는 스크린을 사용)은 스크린의 신장으로 인하여 인쇄 중에 높은 장력을 허용하여, 더 높은 해상도의 인쇄 능력을 제공할 수 있고, 또한 스크린이 3차원 기판의 다양한 부분과 접촉하도록 필요한 만큼 신장되게 한다.

스크린(120)은, 소정 실시예에서, 하나 이상의 다공성 메쉬 재료, 또는 다른 신축성 재료와 조합한 하나 또는 그 이상의 다공성 메쉬 재료를 포함할 수 있다. 이들 실시예는 도 2를 비한정적으로 참조하여 기술되며, 도 2는 2개의 상이한 재료로 구성된 스크린을 포함하는 예시적인 프레임형 스크린 장치(100)를 나타낸다. 제1 스크린 재료로 구성된 외부 스크린 영역(120A)은 프레임(110)에 부착될 수 있고 프레임에 의해 규정된 표면 영역의 제1 부분을 가로질러 연장될 수 있다. 제1 스크린 재료는 표면 영역의 제2 부분을 가로질러 연장되는 내부 스크린 영역(120B)을 규정하는 제2 스크린 재료에 부착될 수 있다.

예를 들어, 제1 스크린 재료는 주어진 가요성(또는 신장성)을 가질 수 있고, 제2 스크린 재료는 제1 재료보다 높은 가요성을 가질 수 있다. 비한정 예로서, 외부 영역(120A)은 예를 들어 다공성 폴리에스테르 메쉬로 형성될 수 있는 반면, 내부 영역(120B)은 나일론과 같은 보다 높은 신축 다공성 메쉬 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 제1 스크린 재료는 주어진 가요성을 갖는 다공성 메쉬일 수 있고, 제2 스크린 재료는 나일론으로 형성된 외부 영역(120A) 및 폴리에스테르로 형성된 내부 영역(120B)과 같은 제1 재료보다 낮은 가요성을 갖는 다공성 메쉬일 수 있다.

다른 실시예에서, 외부 영역(120A)을 형성하는 제1 재료는 전형적으로 스크린 인쇄에 사용되지 않는 비다공성의 가요성 재료 또는 다공성의 신축성 재료일 수 있으며, 예를 들면 내부 영역(120B)은 폴리에스테르 또는 나일론과 같은 본원에 기술된 가요성의 다공성 메쉬 재료로 형성될 수 있으며, 그 반대일 수 있다. 비다공성 재료는 한정하진 않지만 실리콘 막을 포함하는 고해상도 인쇄에 적절한 소정의 적절한 두께의 소정의 가요성 재료일 수 있다. 스크린 인쇄에 일반적으로 사용되지 않는 다공성의 신축성 재료는 예를 들어 스판덱스(Spandex) 및 라이크라(Lycra)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 외측 및 내측 영역(120A, 120B)은 접합부(140)에서 만날 수 있고, 이 지점에서 이들은 인쇄 중에 두 재료들간 무결성을 유지하기에 적절한 소정의 방식으로 서로 접착되거나 그렇지 않으면 부착된다(예를 들어, 그 두 재료들이 접합부에서 분리되지 않도록). 소정 실시예에서, 접합부(140)는 인쇄 공정을 방해하지 않거나 실질적으로 간섭하지 않는 최소 두께를 갖는다. 예를 들어, 두 재료는 액상 접착제를 사용하여 서로 접합될 수 있으며, 그 액상 접착제는 예컨대 열적 세트 또는 UV 세트 접착제, 양면 테이프, 또는 양 측면 상 및/또는 두 재료간의 조합일 수 있다. 다른 실시예들에서, 접합이 표면의 스크린 인쇄를 방해하지 않도록 접합부(140)는 인쇄될 3차원 기판의 에지에 근접하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 접합부(140)의 위치는 인쇄 공정 동안 인쇄 매체 애플리케이터, 예컨대 스퀴지의 플러드 스트로크(flood stroke) 또는 인쇄 스트로크를 간섭하지 않도록 선택될 수 있다.

한편, 도 2는 2개의 스크린 재료를 포함하는 프레임형 스크린 장치의 하나의 예시적인 실시예를 도시하지만, 본 개시의 다른 양태에 따른 이러한 실시예에 대해 여러 가지 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 2가지 타입 이상의 스크린 재료가 사용될 수 있고/있거나 프레임 및/또는 스크린의 형상 및/또는 크기가 변경될 수 있다. 더욱이, 에멀젼은 도 2의 스크린(120) 상에 묘사되지 않지만, 그와 같은 에멀젼은 소정의 적절한 패턴으로 제공될 수 있음을 이해해야 한다(예컨대, 도 1 참조).

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 스크린(120)은 장치의 코너에 공극(150)을 남기고 프레임(110)에 의해 규정된 전체 표면 영역을 완전히 덮지는 않는다. 다양한 실시예들에서, 스크린(120)은 더 많거나 적은 표면 영역을 덮을 수 있으며, 소정의 원하는 양 및/또는 위치에서 도시된 바와 같은 하나 이상의 공극을 포함하는 소정의 원하는 형상을 가질 수 있다. 소정의 영역에서 메쉬를 제거함으로써, 다공성 또는 비다공성 재료의 신장에 대한 내성을 감소시킨다.

또한, 도 2가 프레임 둘레의 모든 측면을 덮는 외부 영역(120A)을 도시하지만, 제1 스크린 재료는 예컨대 나타낸 프레임의 단지 하나, 둘 또는 셋의 측면들과 같은 프레임 둘레의 일부분만을 덮는 데 사용되거나, 또는 인쇄될 3차원 기판의 형상 및/또는 반경 또는 반경들에 따라 하나 이상의 측면의 일부만을 덮는 데 사용될 수 있다. 상기 공극을 포함하는 그와 같은 영역의 크기, 형상 및/또는 수의 변화는 프레임 및/또는 기재에 따라 달라질 수 있다.

본원에 설명된 스크린(120)은 액체 인쇄 매체가 적용시 스크린의 적어도 일부를 통과할 수 있음을 나타내는 하나 이상의 "다공성" 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스퀴지와 같은 인쇄 매체 애플리케이터는 인쇄 매체가 스크린의 적어도 일부를 통과하여 인쇄될 기판 상으로 통과하도록 스크린에 압력을 인가하는 데 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 스크린(120)의 적어도 일부는 스크린 상에 패턴 또는 이미지를 형성하기 위해 에멀젼(130)으로 코팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 에멀젼은 스크린의 코팅된 부분을 통한 액체 매체의 통과를 차단하거나 실질적으로 차단할 수 있다. 따라서, 에멀젼에 의해 스크린 상에 형성된 패턴은 일부 실시예들에서 기판 상에 인쇄된 패턴의 반대일 수 있다. 다공성 메쉬 스크린 재료(메쉬 카운트 및 스레드 직경 사양 포함하는)와 호환 가능한 소정의 에멀젼 및 사용될 액체 인쇄 매체는 본 개시의 범위 내에서 고려될 수 있다. 에멀젼은 예를 들어 액체일 수 있으며, 소정의 밀도 및/또는 모세관 막 특성을 가질 수 있다. 에멀젼은 스크린 인쇄 애플리케이션에 적절한 소정의 두께로 스크린 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 에멀젼은 프레임에 부착될 때, 스크린 두께의 약 50% 이하, 예를 들어 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 약 30% 이하, 약 20% 이하 또는 약 10% 이하의 두께로 스크린 상에 코팅될 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다.

에멀젼(130)은 스크린(120)의 양면 어디든 또는 양면 모두에 코팅될 수 있다. 또한, 에멀젼은 3차원 기판 상에 적절한 패턴 또는 이미지를 형성하도록 원하는 대로 스크린의 소정의 미리 결정된 부분을 코팅할 수 있다. 일부 실시예에서, 스크린은 "인쇄" 또는 "스텐실(stencil)" 영역의 관점에서 규정될 수 있는 데, 이 영역에서 액체 인쇄 매체가 스크린을 통과하여 기판 상으로 통과할 수 있도록 에멀젼이 의도적으로 제거된다. 스크린의 나머지 부분은, 다양한 실시예에서, 에멀젼으로 코팅될 수 있다. 다른 실시예들에서, 스크린의 유연성은 스텐실 영역 이외의 스크린 영역으로부터 에멀젼을 제거함으로써 잠재적으로 향상될 수 있다. 예를 들어, 에멀젼은 스텐실 영역에 근접한 거리까지 프레임 둘레 내측의 스크린 영역에서 제거될 수 있다. 스크린 상에 제공되는 에멀젼의 양은 원하는 이미지 및/또는 원하는 스크린 유연성의 양에 따라 변할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임 둘레의 약 5-10% 이내의 스크린 영역은 에멀젼이 없거나 거의 없을 수 있다. 예를 들어, 도 2에 따르면, 프레임 둘레 근처의 스크린 영역의 일부분이 에멀젼으로 코팅되어 있지 않음을 알 수 있다.

소정의 실시예들에서, 전체 스크린을 에멀젼으로 코팅하고, 에멀젼의 선택된 부분을 포지티브 이미지 필름으로 덮고, 에멀젼을 UV 방사선에 노출시킴으로써, 패턴을 스크린 상에 형성시킬 수 있다. UV 노출은 노출된 에멀젼을 경화시킬 수 있는 반면, 필름으로 덮인 에멀젼은 UV 방사선을 차단하는 필름으로 인해 부드러움을 유지할 수 있다. 경화 후, 필름으로 덮인 에멀젼은 물 또는 에멀젼을 용해시키기 위한 다른 적절한 용매로 씻어낼 수 있다. 따라서, 이미지가 본 개시의 다양한 실시예에 따라 스크린 상에 형성될 수 있다.

여기에 개시된 장치들은, 다양한 실시예들에서, 비용 절감, 개선된 이미지 해상도, 및/또는 감소된 기계적 복잡성과 같은 하나 이상의 이점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 개시된 장치는 볼록면 및 오목면, 단일축 굴곡, 이축 굴곡, 및 대형 포맷(예컨대, 약 500mm 이상) 기판을 위한 복합 굴곡을 포함하는 3차원 기판을 인쇄하기 위해 2D 공정 파라미터 및 기술들(예를 들어, 고정된 스크린 및 기판 위치 및/또는 실질적으로 평탄한/평평한 프레임)을 사용하는 표준 2D 인쇄 장치에서 이용될 수 있다. 또한, 상기 장치가 표준 인쇄 장치들에 사용될 수 있기 때문에, 주문형 공구 및 기계 가공에 대한 필요성 및 이와 관련된 비용이 제거될 수 있다. 더욱이, 기판 및 프레임 위치가 서로에 대해 고정될 수 있기 때문에, 예를 들어 기판 또는 프레임 또는 둘 모두를 병진 이동시키기 위한 추가적인 이동 가능부에 대한 필요성이 제거될 수 있으므로, 인쇄의 비용 및 복잡성이 감소된다.

또한, 프레임형 스크린 장치는 하나의 스크린 디자인이 위에서 언급한 소정의 다양한 굴곡에 사용될 수 있다는 점에서 "보편적"일 수 있다. 그러한 장치가 강성 프레임에 부착된 매우 유연한 스크린을 포함하기 때문에, 상기 장치는 다양한 크기의 기판 상에 사용될 수 있다. 즉, 3차원 기판의 크기가 증가하면, 더 큰 표면을 수용하기 위해 프레임형 스크린 장치의 크기를 마찬가지로 증가시킬 필요가 없을 수 있다. 이러한 속성은 대형의 프레임형 스크린을 수용하는 데 필요한 더 크고 값 비싼 인쇄 기계가 필요하지 않으므로 바람직할 수 있다. 본 개시에 따른 장치들이 하나 이상의 상기 장점을 나타내지 않을 수도 있지만, 여전히 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

스퀴지 장치

스퀴지 블레이드, 상기 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 이격되고 상기 스퀴지 블레이드에 결합된 복수의 리테이너, 상기 복수의 리테이너에 결합되고 상기 스퀴지의 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 지지 스트립(support strip), 및 인쇄 스트로크 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 힘을 상기 스퀴지 장치에 인가하는 작동 메커니즘을 포함하는 스퀴지 장치가 개시된다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 지지 스트립은 2개의 대향하는 단부 표면 및 2개의 대향하는 지지 표면을 포함하고, 상기 대향하는 지지 표면은 힘의 방향에 실질적으로 수직이다.

도 4는 본 개시에 따른 예시적인 스퀴지 장치의 일 실시예를 도시한다. 그러한 장치는 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 이격된 복수의 리테이너(220)에 결합될 수 있는 스퀴지 블레이드(210)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 지지 스트립(230)은 복수의 리테이너(220)에 결합될 수 있고 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 연장될 수 있다. 리테이너(220)는 선택적으로 인쇄 빔(250)에 결합될 수 있는 유압 또는 공압 메커니즘, 예컨대 복수의 액추에이터와 같은 스퀴지 블레이드에 힘을 인가하는 작동 메커니즘(240)에 연결될 수 있다. 그러한 작동 메커니즘(240)은 예컨대 이격된 리테이너(220) 및 적어도 하나의 지지 스트립(230)에 의해 스퀴지 블레이드(210)의 길이를 따라 실질적으로 고르게 분포될 수 있는 하향력을 스퀴지 블레이드(210)에 인가할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, "~에 결합된"이라는 용어 및 그 변형은 2개의 구성요소가 물리적으로 접촉하고 있지만 반드시 물리적으로 부착되어 있는 것은 아니나, 물리적인 부착이 몇몇 양태에서 고려된다. 예를 들어, 스퀴지 블레이드는 복수의 리테이너에 의해 파지되어 결합될 수 있다. 적어도 하나의 지지 스트립은 마찰력에 의해 복수의 리테이너에 결합될 수 있는 데, 예를 들어 리테이너의 공동을 통해 연장될 수 있고 그리고/또 자유롭게 부유되도록 유지될 수 있다(예컨대, 복수의 리테이너로부터 분리적으로 이동가능).

도 7에 나타낸 바와 같이, 복수의 리테이너(220)는 리테이너(220)와 작동 메커니즘(240) 사이의 기계적 연결부(290)에 의해 작동 메커니즘(240)에 연결될 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 그러한 기계적 연결부는 슬라이딩 피벗 포인트(295)의 개구부(294) 내에 삽입되어 슬라이딩 가능하게 고정된 헤드(293)를 갖춘 로드(292)를 포함한다. 나타낸 실시예에 있어서, 그러한 개구부(294) 및 헤드(293)의 형상은 작동 메커니즘(240)과 리테이너(220)간 슬라이딩 피벗 운동을 허용한다. 슬라이딩 피벗 포인트(295)는 하나 이상의 굴곡부, 베어링, 슬라이드, 4개의 막대 연결부 등과 같은 상이한 형태를 가질 수 있다. 슬라이딩 피벗 포인트(295)에 의해 허용된 2 자유도의 동작은 2 자유도가 스크린과의 보다 양호한 일치를 촉진할 수 있도록 한 쌍의 슬라이드, 한 쌍의 베어링, 기계적인 연결부, 굴곡부, 다른 연결 메커니즘, 또는 이들의 조합과 같은 상이한 형태에서 나타날 수도 있다.

슬라이딩 피벗 포인트(295)는 리테이너(240)에 단단히 슬라이딩 피벗 포인트(295)를 고정시킬 수 있는 고정 요소(296)에 의해 리테이너(240)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 고정 요소(296)는 또한 도 8에 좀더 명확히 나타낸 바와 같이 리테이너(240)에 이동가능하게 구성될 수 있다. 특히, 개구부(297)는 고정 요소(296)와 리테이너(220)간 피벗 운동을 제공한다. 고정 요소 부착물(298A)은 고정 요소(296)와 슬라이딩 피벗 포인트(295)(트로프, 구체적으로 슬롯된 구성요소 부착물(298A))간의 결합을 제공한다. 고정 요소(296) 및 슬라이딩 피벗 포인트(295)는 작동 메커니즘(240)에 대해 리테이너의 측 방향 슬라이딩을 허용한다. 고정 요소(296)는 소정의 적절한 강성 재료, 예컨대 금속, 또는 보다 구체적으로는 알루미늄으로 이루어질 것이다.

하나 이상의 실시예에서, 기계적 연결부(290)는 리테이너(240)를 피벗 포인트에서 유지함으로써 더 큰 회전 정도를 허용한다. 그러한 기계적 연결부는 소정의 적절한 강성 재료로 이루어질 수 있지만, 저 마찰, 고밀도 플라스틱 또는 중합체인 것이 바람직하다.

스퀴지 블레이드(210)는 스크린 인쇄에 적절한 소정의 블레이드일 수 있으며, 예를 들어 스크린을 통해 기판 상으로 액체 인쇄 매체를 분배 및/또는 가압하는 데 사용될 수 있는 가요성 스퀴지 블레이드일 수 있다. 그러한 스퀴지 블레이드는 일반적으로 직사각형 형상을 가질 수 있지만, 다른 형상이 사용될 수 있고 구상될 수 있다. 상기 스퀴지 블레이드는 상기 복수의 리테이너와 결합하도록 채용 될 수 있는 유지 에지, 및 상기 스크린 및 기판과 접촉하도록 채용될 수 있는 인쇄 에지를 포함할 수 있다. 그러한 스퀴지 블레이드의 인쇄 에지는 주어진 애플리케이션에 적절하게 정사각형 에지, 둥근 에지, 단일 모따기 에지 또는 이중 모따기 에지와 같은 소정의 원하는 프로파일을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 스퀴지 블레이드는 직선 에지 블레이드일 수 있으며, 예를 들어 인쇄 에지는 선형이다. 상기 스퀴지 블레이드의 인쇄 에지는 다양한 각도로 기판과 접촉할 수 있으며, 주어진 애플리케이션에 기초하여 원하는 대로 조정될 수 있다.

상기 스퀴지 블레이드는 고무 재료 및 폴리우레탄과 같은 가요성 재료로 구성될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 상기 스퀴지 블레이드는 비금속의 가요성 재료이다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 스퀴지 블레이드는 모놀리식(monolithic), 예를 들어, 개별 블레이드 또는 세그먼트로 분할되지 않은 단일의 블레이드일 수 있다. 그러한 스퀴지 블레이드의 두께 및 길이는 원하는 애플리케이션에 따라 변경할 수 있고 선택할 수 있다. 비한정 예로서, 상기 스퀴지 블레이드의 길이는 약 20mm 내지 약 1m 이상, 예를 들어 약 50mm 내지 약 500cm, 약 100mm 내지 약 250cm, 또는 약 500mm 내지 약 100cm의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 상기 스퀴지 블레이드의 두께는, 소정의 실시예에서, 약 5mm 내지 약 10mm 이상, 예를 들어 약 6mm 내지 약 9mm, 또는 약 7mm 내지 약 8mm일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 상기 스퀴지 블레이드의 높이는, 예를 들어, 약 10mm 내지 약 500cm 또는 그 이상, 예컨대 약 20mm 내지 약 250cm, 약 50mm 내지 약 100cm, 또는 약 100mm 내지 약 50cm의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위와 하위 범위를 포함한다.

상기 복수의 리테이너(220)는 스퀴지 블레이드(210)에 결합하기에 적절한 소정의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 리테이너는 스퀴지 블레이드의 유지 에지와 결합하기 위한 유지 요소를 각각 포함할 수 있다. 비한정 예로서, 상기 유지 요소는 스퀴지 블레이드의 유지 에지를 파지하기 위한 클립 또는 클램프로부터 선택될 수 있으며; 선택적으로 연동 방식으로 스퀴지 블레이드의 유지 에지가 슬라이딩할 수 있는 슬롯, 홈 또는 채널; 클립, 클램프, 스크류 또는 소정의 다른 적절한 부착 장치를 사용하여 스퀴지 블레이드가 부착될 수 있는 리테이너로부터 연장되는 하나 이상의 표면; 및 이들의 조합을 포함한다.

리테이너(220)는 제한되지는 않지만 목재, 금속, 플라스틱 및 중합체 재료를 포함하는 소정의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 리테이너는 더 큰 모놀리식으로부터 유도된 세그먼트화된 재료이거나 또는 개별적으로 제조될 수 있다. 리테이너는, 일부 실시예에서 동일한 길이를 가질 수 있고, 다른 실시예에서 상이한 길이를 가질 수 있다. 리테이너는 등 간격으로 또는 서로 다른 거리로 이격될 수 있다. 비한정 예로서, 리테이너의 길이는 약 10mm 내지 약 150mm, 예를 들어 약 25mm 내지 약 100mm, 또는 약 50mm 내지 약 75mm일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 상기 리테이너는, 예를 들어 약 10mm 내지 약 50mm 이상, 예컨대 약 15mm 내지 약 45mm, 약 20mm 내지 약 40mm, 또는 약 25mm 내지 30 mm 범위의 거리만큼 이격될 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함한다.

복수의 리테이너는 3개 이상의 리테이너, 4개 이상의 리테이너, 5개 이상의 리테이너 등과 같이 2개 이상의 리테이너를 포함할 수 있다. 리테이너의 개수, 간격, 및/또는 길이는 주어진 애플리케이션, 기판 크기, 또는 기판 굴곡에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 3D 표면 상에 스크린 인쇄의 경우, 더 긴 길이를 갖는 리테이너가 기판의 보다 평탄한 영역에 대응하는 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 배치될 수 있는 반면, 보다 짧은 리테이너는 보다 높은 굴곡의 영역에 대응하는 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 배치될 수 있다. 소정의 실시예에 따르면, 오목한 기판에 대해, 더 긴 리테이너가 스퀴지 블레이드의 중심에 배치될 수 있고, 더 짧은 리테이너가 스퀴지 블레이드의 단부에 더 근접하게 배치될 수 있다.

상기 복수의 리테이너(220)의 각각의 리테이너는, 예를 들어 상기 유지 요소에 인접하여 위치될 수 있는 적어도 하나의 공동을 더 포함할 수 있다. 도 5는 공동(260) 및 유지 요소(270)를 갖춘 리테이너(220)의 단면도를 나타낸다. 나타낸 실시예에서, 유지 요소(270)는 스퀴지 블레이드(도시되지 않음)를 클램핑하기 위한 스크류(270A) 및 스퀴지 블레이드가 수용될 수 있는 채널(270B) 모두를 포함한다.

도 6은 지지 스트립(230)의 스택이 삽입된 공동(260)을 포함하는 리테이너(220)의 단면도를 나타낸다. 나타낸 바와 같이 그리고 본원에서 좀더 상세히 기술되는 바와 같이, 지지 스트립은 다양한 두께를 가질 수 있으며, 스퀴지에 대해 원하는 굴곡 특성에 따라 다양한 상이한 재료로 구성될 수 있다. 또한, 도 5 내지 6은 공동을 포함하는 리테이너를 나타내지만, 공동이 리테이너에 존재하지 않을 수도 있음을 이해해야 하며, 이 경우 리테이너는 지지 스트립의 스택에 연결하기 위한 대안의 수단을 구비할 수 있으며, 예를 들어 상기 스택은 복수의 리테이너에 대해 물리적으로 접촉하고 자유롭게 부상(자유롭게 움직일 수 있음)할 수 있다.

도 6에서, 스퀴지 블레이드에 인가된 힘의 방향은 화살표 F로 표시되는 반면, 예시적인 인쇄 스트로크 방향은 화살표 P로 표시된다. 지지 스트립(230)의 스택은 대향하는 지지 표면(280)이 힘(F)의 방향이도록 배열될 수 있다. 이는 힘(F)의 방향으로 스퀴지 블레이드의 굴곡을 가능하게 하는 동시에, 스퀴지 블레이드의 굴곡을 인쇄 스트로크 방향(P)으로 제한하거나 거의 제한하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 예시적인 구성은 적어도 하나의 지지 스트립(230)과 함께 상기 이격된 리테이너(220)가 인쇄 스트로크 방향(P)의 구조적 무결성을 유지하면서 스퀴지 블레이드의 길이에 걸쳐 하향력(F)을 분배할 수 있는 이점을 가질 수 있다. 따라서, 인쇄 스트로크의 기계적 변형을 견딜 수 있는 연결되지 않은 분리된 리테이너를 제공할 수 있다. 이와 같이, 소정의 실시예에 따르면, 복수의 리테이너는 예를 들어 리벳에 의해 서로 물리적으로 부착되지 않으며, 그리고/또 서로 중첩되지 않는다. 이러한 예시적인 구성은 인쇄 스트로크에 의해 야기된 기계적 변형으로 인해 시간이 지남에 따라 마모될 수 있는 리벳과 같은 추가적인 부품이 없기 때문에 더욱 유리할 수 있다.

적어도 하나의 지지 스트립(230)은, 소정의 실시예에서 스택될 수 있는 2개 이상의 지지 스트립, 3개 이상의 지지 스트립, 4개 이상의 지지 스트립 등과 같은 하나 이상의 지지 스트립을 포함할 수 있다. 그러한 용어 "지지 스트립의 스택", "지지 스트립" 및 이들의 변형은 본원에서 "적어도 하나의 지지 스트립"과 상호 교환하여 사용되며, 하나 이상의 그와 같은 지지 스트립을 나타내도록 의도된다. 적어도 하나의 지지 스트립은 한정하진 않지만 목재, 금속, 플라스틱, 초고 분자량(UHMW) 플라스틱, 중합체 재료, 페놀 수지, 폴리프로필렌 재료, 및 이들의 조합을 포함하는 소정의 재료를 포함할 수 있다. 각각의 지지 스트립은 동일하거나 상이한 조성 및/또는 두께를 가질 수 있다. 그러한 스택의 지지 스트립의 두께, 수, 및/또는 순서는 변경될 수 있으며, 예를 들어 리테이너에 결합되는 방식 및/또는 스퀴지 장치의 원하는 유연성 또는 장력에 좌우될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 예컨대 스택의 하나 이상의 지지 스트립은 상이한 재료를 포함할 수 있고 그리고/또 그러한 스택에서의 다른 스트립과 다른 두께와 같은 다른 치수를 가질 수 있다. 또한, 지지 스트립들은 각각 제2 재료, 예컨대 플라스틱과 같은 다른 재료에 의해 둘러싸인 금속 스트립에 삽입된 제1 재료와 같은 하나의 재료, 또는 3개 또는 그 이상의 상감 재료 등을 포함할 수 있다. 이들 재료 및 이들의 조합은 적어도 하나의 지지 스트립의 원하는 굴곡을 달성하도록 적절히 선택될 수 있다.

지지 스트립(230)은 소정의 적절한 형상 및/또는 방위를 가질 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 지지 스트립은 중실(solid) 또는 중공(hollow)의 단면을 가질 수 있으며, 예를 들어 그러한 지지 스트립 중 하나 이상은 그러한 스트립의 길이, 폭, 또는 두께를 따라 구멍 또는 다른 형상과 같은 적어도 하나의 공극을 포함할 수 있다. 그러한 공극은 부분적으로 또는 전체적으로 스트립을 통해 연장될 수 있다. 이러한 공극은, 예를 들어 스트립의 원하는 굴곡을 달성하고 그리고/또 스퀴지 장치의 중량을 감소시키기 위해 원하는 대로 스트립 내에 기계가공되거나 드릴링될 수 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 적어도 하나의 지지 스트립(230)은 실질적으로 직사각형 또는 정사각형의 단면을 갖는 스트립과 같은 지지 스트립의 스택일 수 있다. 지지 표면(280)은, 다양한 실시예에 따라, 평평하거나 거의 평평할 수 있다. 대향하는 지지 표면들은, 예를 들어 지지 스트립의 두께에 의해 분리될 수 있다. 소정의 실시예에 따르면, 각각의 지지 스트립은 지지 스트립의 폭에 의해 분리된 2개의 대향 측면을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 폭은 지지 스트립의 두께보다 클 수 있다.

하나의 지지 스트립의 지지 표면(280)은, 예를 들어 2개의 인접한 평면(즉, 평평한 표면) 또는 연동의 비평면(즉, 평평하지 않은 표면)과 같은 하나 이상의 지지 스트립의 지지 표면에 접할 수 있다. 소정의 실시예에서, 지지 표면(280)은 비평면일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 지지 스트립(230)은 원형 또는 둥근 단면, 예컨대 타원형 또는 원형을 가질 수 있다. 적어도 하나의 지지 스트립(230)은 또한 소정의 실시예에서 지지 스트립의 원하는 굴곡을 달성하고 그리고/또 원하는 대로 복수의 리테이너에 결합하도록 블래더의 압력을 변경함으로써 형상 및/또는 크기를 변경시킬 수 있는 공압 또는 유압 블래더(bladder)와 같은 적어도 하나의 중공체를 포함할 수 있다.

지지 스트립의 스택과 같은 다수의 지지 스트립의 경우에, 스트립을 서로 고정시키거나 또는 느슨하게 고정하기 위한 유지 메커니즘을 포함하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 지지 스트립은 실질적으로 동심원일 수 있는 스트립의 일단부 또는 양단부에 공극를 각각 포함할 수 있어, 고정 수단, 예컨대 볼트, 너트, 또는 소정의 다른 적절한 고정 수단이 스택을 함께 유지할 수 있다.

도 6에 나타낸 실시예와 같은 일부 실시예에서, 복수의 리테이너는 공동을 포함할 수 있고, 지지 스트립의 스택은 공동 내에 끼워지도록 구성될 수 있다. 이러한 비한정 실시예에서, 적어도 하나의 지지 스트립(또는 지지 스트립의 스택)의 두께는 리테이너 공동의 높이와 실질적으로 일치하도록 선택될 수 있다. 적어도 하나의 지지 스트립(또는 지지 스트립의 스택)의 폭은 마찬가지로 리테이너 공동의 폭과 실질적으로 일치하도록 선택될 수 있다. 적어도 하나의 지지 스트립의 소정의 다른 치수는 리테이너 공동의 치수와 일치하도록 선택될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 지지 스트립은 인쇄 스트로크 방향으로 굴곡을 억제하면서 인가된 힘의 방향으로 스퀴지 블레이드의 굴곡을 가능하게 하기 위해 리테이너 공동에 꼭 맞게("프레스 끼움") 맞출 수 있다. 그러한 스트립은 리테이너 공동 내에 개별적으로 배치되어 스택을 형성하거나, 또는 스택이 미리 형성된 다음 리테이너 공동 내에 배치될 수 있음을 유의해야 한다. 지지 스트립(230)은 스크류(270A)에 인접하여 위에 도시되어 있지만, 여기에 부가된 청구항은 지지 스트립(230)이 스크류(270A) 아래에 위치되고 그리고/또 스크류(270A) 또는 다른 적절한 고정 메커니즘이 하나 이상의 지지 스트립(230)을 관통할 수 있다는 것을 가정한 것으로 그것으로 제한하지는 않는다.

3차원 기판의 표면에 스크린 인쇄를 위한 시스템

본원에는 3차원 기판에 액체 인쇄 매체를 인가하기 위한 프레임형 스크린 및 애플리케이터를 포함하는 3차원 기판의 표면 상에 스크린 인쇄를 위한 시스템이 개시되며, 상기 프레임형 스크린은 주어진 표면 영역을 갖는 둘레 내에 영역을 규정하는 상기 둘레를 갖는 실질적으로 단단하고 거의 평평한 프레임; 및 상기 프레임에 부착되고, 상기 표면 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되는 스크린을 포함하며, 상기 스크린은 액체 인쇄 매체가 근접한 3차원 기판 상을 통과할 수 있는 제1 부분; 및 상기 액체 인쇄 매체가 상기 스크린의 제2 부분을 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 에멀젼으로 코팅된 상기 제2 부분을 포함하고, 상기 스크린은 약 20 N/cm 미만의 고정 장력을 갖는다.

도 3은 애플리케이터(160)가 프레임형 스크린 장치(100)와 접촉하게 되는 본 개시의 일 양태에 따른 스크린 인쇄 시스템의 측단면도를 나타낸다. 스크린(120)은 프레임(110)에 부착되고, 에멀젼(130)으로 적어도 일부가 코팅된다. 나타낸 실시예에서, 에멀젼(130)이 "애플리케이터" 표면이라고도 부르는 스크린의 상부 표면 상에 코팅될 수 있는 것으로 고려될 수 있지만, 상기 에멀젼(130)은 "인쇄" 표면이라고도 부르는 스크린(120)의 하부 표면 상에 코팅될 수 있으며, 그 모두에 코팅될 수도 있다. 액체 인쇄 매체(도시하지 않음)는 스크린에 적용될 수 있고, 화살표(170)로 나타낸 바와 같이 스크린에 압력을 인가하도록 애플리케이터(160)를 사용하여, 액체 인쇄 매체의 적어도 일부가 스크린을 통과하여 3차원 기판을 통과할 수 있다. 애플리케이터(160)는 가요성 또는 강성일 수 있고, 인가 압력은 균일하거나 가변적일 수 있다.

예시적인 일 실시예에 따르면, 스퀴지와 같은 가요성의 압력 제어된 애플리케이터는, 3차원 기판 상에, 예컨대 하나 이상의 반경 주위의 복잡한 굴곡을 갖는 기판에 대해 인쇄하는 데 사용될 수 있다. 2D 평탄 표면 인쇄에 사용되는 것과 같은 표준 직선-에지 스퀴지가 3차원 기판 상에, 예컨대 단일의 굴곡 반경을 갖는 기판에 대해 인쇄하는 데 사용될 수도 있다. 다양한 형상 및 크기의 브러시, 주걱 등과 같은 다른 애플리케이터 또한 고려되며 본 개시의 범위 내에 속한다. 스퀴지 또는 소정의 다른 애플리케이터는 스크린의 적어도 일부를 통해 적어도 일부의 인쇄 매체를 3차원 기판 상으로 압박하여 스크린을 따라 드로우될 수 있다. 애플리케이터의 홀드 각(hold angle), 압력, 도출 속도, 크기 및 경도는 예컨대 원하는 이미지 해상도에 따라 달라질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 애플리케이터는 고무 재료, 폴리우레탄 등과 같은 소정의 재료를 포함할 수 있는 스퀴지일 수 있다. 애플리케이터는 단일 스퀴지와 같은 단일 유닛일 수 있거나, 또는 2개 이상의 인접하거나 인접하지 않은 스퀴지와 같은 세그먼트 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 애플리케이터는 다양한 실시예에서 형상이 직사각형일 수 있거나 다수의 부품을 포함할 수 있는 단일의 부품을 포함할 수 있다. 애플리케이터, 예컨대 스퀴지는 임의로 각도로 스크린과 접촉하는 작업 에지와, 작업 에지에 대향하고 소정의 적절한 수단을 사용하여 인쇄 장치에 부착될 수 있는 고정 에지를 포함할 수 있다. 비한정 예시의 실시예에서, 애플리케이터는 본원에 개시된 것들과 같은 스퀴지일 수 있다.

상기 인쇄 매체는 안료, 염료 등과 같은 하나 이상의 착색제를 포함하는 매체일 수 있다. 상기 인쇄 매체는 액체 또는 실질적으로 액체 형태일 수 있고 물과 같은 적어도 하나의 용매 또는 소정의 다른 적절한 용매를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "액체"는 스크린 인쇄에 적절한 소정의 점도를 갖는 소정의 자유-유동 매체를 의미한다. 소정의 실시예들에서, 상기 액체 인쇄 매체는 다양한 색상 및 색조의 잉크로부터 선택될 수 있다. 다른 실시예들에서, 액체 인쇄 매체는 클리어 래커(clear lacquer) 또는 보호 코팅과 같은 비착색 매체들로부터 선택될 수 있다. 액체 인쇄 매체는 유색, 불투명, 반투명 또는 투명 매체 중에서 선택될 수 있으며, 기능 및/또는 장식 목적을 제공할 수 있다.

본원에 개시된 시스템은 다양한 부가적인 요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 양의 인쇄 매체를 스크린 상에 전달하도록 구성될 수 있는 인쇄 매체 전달 요소가 포함될 수 있다. 플러드 바(flood bar)와 같은 분배기는, 선택적으로, 예를 들어 실질적으로 균일한 방식으로 스크린을 가로질러 인쇄 매체를 분배하도록 채용될 수 있다. 또한, 스크린 인쇄 장치에 전형적으로 존재하는 다양한 다른 구성요소뿐만 아니라 애플리케이터를 파지 및/또는 병진 이동시키기 위한 수단이 포함될 수 있다.

3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법

3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하기 위한 방법은, 3차원 기판을 프레임형 스크린에 근접하게 위치시키는 단계를 포함하며, 상기 프레임형 스크린은 주어진 표면 영역을 갖는 둘레 내에 영역을 규정하는 상기 둘레를 갖는 실질적으로 단단하고 실질적으로 평탄한 프레임; 및 상기 프레임에 부착되고, 상기 표면 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되는 스크린을 포함하며, 상기 스크린은 액체 인쇄 매체가 근접한 3차원 기판 상을 통과할 수 있는 제1 부분; 및 상기 액체 인쇄 매체가 상기 스크린의 제2 부분을 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 에멀젼으로 코팅된 제2 부분을 포함하고, 상기 스크린은 약 20 N/cm 미만의 고정 장력을 가지며; 또한 상기 방법은 상기 스크린의 상기 제1 부분을 통해 상기 액체 인쇄 매체의 일부분을 상기 3차원 기판 상으로 가압하기 위해 상기 스크린에 압력을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 프레임과 상기 3차원 기판간 거리는 상기 인가 단계 동안 실질적으로 일정하게 유지된다.

본원에 개시된 방법은 3차원 기판을 인쇄 또는 장식하는 데 사용될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 장식 또는 인쇄는 소정의 적절한 점도를 갖는 소정의 액체 재료의 기능적 및/또는 심미적인 코팅을 3차원 기판 상에 도포하는 것을 기술하는 데 사용될 수 있다. 3차원 기판은 본원에 기재된 바와 같이 다양한 조성, 크기 및 형상의 기판으로부터 선택될 수 있다.

본원에 개시된 방법에 따르면, 액체 인쇄 매체는 본원에 기술된 소정의 수단을 사용하여 스크린에 인가되고 선택적으로 퍼질 수 있다. 그 다음, 애플리케이터가 3차원 기판 상에 스크린의 적어도 일부분을 통해 액체 인쇄 매체의 일부분을 가압하기 위해 스크린에 압력을 인가하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 애플리케이터는 3차원 기판에 액체 인쇄 매체를 전달하기에 충분할 수 있는 단일의 통과로 스크린에 접촉하거나, 또는 상기 애플리케이터는 수회 통과할 수 있다. 본원에 기술된 소정의 애플리케이터는 개시된 방법들을 수행하는 데 사용될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "오프-접촉" 거리는 실질적으로 단단하고 평평한(즉, 평탄한) 프레임과 기판 표면간 거리를 의미한다. 또한, 오프-접촉은 스크린이 인쇄 직전 및 인쇄 직후에 기판으로부터 멀리 유지되는 거리를 나타낸다. 즉, 오프-접촉 거리는 스크린이 기판과 접촉하기 위해 이동해야 하는 거리이다. 본원에 개시된 방법에 따르면, 프레임과 3차원 기판간 거리는 액체 인쇄 매체의 인가 및 압력의 인가 중에 실질적으로 일정하게 유지된다. 프레임 및 기판은 서로에 대해 고정된 위치에 유지될 수 있다. 예를 들어 애플리케이터를 사용하여 스크린에 압력이 인가되면, 스크린은 기판과 접촉하도록 움직일 수 있지만, 프레임은 실질적으로 동일한 위치에 유지될 수 있다. 그러한 오프-접촉 거리는 2D 인쇄을 위해 사용된 오프-접촉 거리(예컨대, 약 1-10mm)보다 클 수 있으며, 이론적으로는 여기에 개시된 방법을 사용하여 무제한이 될 수 있다. 비한정 예로서, 상기 오프-접촉 거리는 약 100mm 이상, 약 75mm 이상, 약 50mm 이상, 약 25mm 이상, 또는 약 10mm 이상일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함한다.

인쇄 매체가 3차원 기판에 인가된 후, 예컨대 인쇄된 매체를 건조시켜 하나 이상의 용매를 제거하고, 인쇄된 매체를 경화시키고, 인쇄 기계로부터 기판을 제거하고, 기판을 진공하에 놓고, 그리고/또 기판을 세정하는 것과 같은 다양한 추가 단계들이 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 그러한 패턴은 본원에 개시된 방법을 이용하여 보정 및/또는 조정될 수 있다.

평면 또는 3차원 기판의 표면 상에 스크린 인쇄하기 위한 방법

본원에는 기판의 표면 상에 스크린 인쇄하기 위한 방법이 더 개시되며, 상기 방법은 주어진 표면 영역을 갖는 둘레 내에 영역을 규정하는 상기 둘레를 갖는 프레임, 및 상기 프레임에 부착되고 상기 표면 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되는 스크린을 포함하는 프레임형 스크린 장치에 근접하여 기판을 위치시키는 단계; 상기 스크린에 액체 인쇄 매체를 인가하는 단계; 및 상기 스크린의 적어도 일부분을 통해 상기 액체 인쇄 매체를 가압하기 위해 본원에 개시된 스퀴지 장치를 사용하여 스크린에 압력을 인가하는 단계를 포함한다.

본원에 개시된 방법은 2차원 또는 3차원 기판을 인쇄 또는 장식하는 데 사용될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 장식 또는 인쇄는 소정의 적절한 점도를 갖는 소정의 액체 재료의 기능적 및/또는 심미적인 코팅을 기판 상에 도포하는 것을 기술하는 데 사용될 수 있다. 그러한 기판은 본원에 기재된 바와 같이 다양한 조성, 크기 및 형상의 기판으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 기판은 2차원(즉, 평면) 또는 3차원일 수 있다.

본원에 개시된 방법에 따르면, 액체 인쇄 매체는 본원에 기술된 소정의 수단을 사용하여 스크린에 인가되고 선택적으로 퍼질 수 있다. 그 다음, 스퀴지 애플리케이터가 그러한 기판 상에 스크린의 적어도 일부분을 통해 액체 인쇄 매체의 일부분을 가압하기 위해 스크린에 압력을 인가하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 스퀴지 애플리케이터는 상기 기판에 액체 인쇄 매체를 전달하기에 충분할 수 있는 단일의 통과로 스크린에 접촉하거나, 또는 상기 스퀴지 애플리케이터는 수회 통과할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "오프-접촉" 거리는 프레임과 기판 표면간 거리를 의미한다. 또한, 오프-접촉은 스크린이 인쇄 직전 및 인쇄 직후에 기판으로부터 멀리 유지되는 거리를 나타낸다. 즉, 오프-접촉 거리는 스크린이 기판과 접촉하기 위해 이동해야 하는 거리이다. 그러한 오프-접촉 거리는 2D 인쇄을 위해 사용된 오프-접촉 거리(예컨대, 약 1-10mm) 또는 그 보다 클 수 있다. 비한정 예로서, 상기 오프-접촉 거리는 약 100mm 이상, 약 75mm 이상, 약 50mm 이상, 약 25mm 이상, 또는 약 10mm 이상일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함한다.

인쇄 매체가 기판에 인가된 후, 예컨대 인쇄된 매체를 건조시켜 하나 이상의 용매를 제거하고, 인쇄된 매체를 경화시키고, 인쇄 기계로부터 기판을 제거하고, 기판을 진공하에 놓고, 그리고/또 기판을 세정하는 것과 같은 다양한 추가 단계들이 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 그러한 패턴은 본원에 개시된 방법을 이용하여 보정 및/또는 조정될 수 있다.

패턴을 보정 또는 조정하기 위한 실시예는 복수의 측정 가능한 형태를 갖는 반복 테스트 패턴을 갖는 제1 프레임 및 제1 스크린을 포함하는 2차원 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계; 3차원 테스트 기판의 표면 상에 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 예측하는 단계; 반복 테스트 패턴으로 3차원 테스트 기판의 표면을 인쇄하는 단계; 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계; 및 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 그들의 예측된 위치들과 비교함으로써 변위 값들을 계산하는 단계; 상기 계산된 변위 값을 이용하여 상기 3차원 기판의 표면 상에 인쇄될 생성 패턴을 수정하는 단계; 수정된 생성 패턴을 갖는 제2 프레임 및 제2 스크린을 포함하는 2차원 프레임형 스크린을 생성하는 단계; 및 상기 수정된 생성 패턴으로 상기 3차원 기판의 표면을 인쇄하는 단계를 포함한다.

3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하기 위한 방법의 하나 이상의 실시예는 복수의 측정 가능한 형태를 갖는 반복 테스트 패턴을 포함하는 2차원 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계; 3차원 테스트 기판의 표면 상에 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 예측하는 단계; 반복 테스트 패턴으로 3차원 테스트 기판의 표면을 인쇄하는 단계; 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계; 및 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 그들의 예측된 위치들과 비교함으로써 변위 값들을 계산하는 단계를 포함한다.

본원에 개시된 방법은 3차원 기판을 인쇄 또는 장식하는 데 사용될 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 장식 또는 인쇄는 소정의 적절한 점도를 갖는 소정의 액체 재료의 기능적 및/또는 심미적인 코팅을 3차원 기판 상에 도포하는 것을 기술하는 데 사용될 수 있다. 3차원 기판은 본원에 기재된 바와 같이 다양한 조성, 크기 및 형상의 기판으로부터 선택될 수 있다.

여기에 개시된 방법에 따르면, 2차원 테스트 프레임형 스크린은, 예컨대 본원에 개시된 프레임 및 스크린 재료를 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 여기에 기술된 바와 같은 스크린의 일부에 에멀젼을 추가하여 반복 테스트 패턴을 테스트 스크린에 생성할 수 있다. 반복 테스트 패턴은 적어도 하나의 방식으로, 예컨대 크기 및/또는 위치에 의해 측정될 수 있는 복수의 형태를 포함할 수 있다. 반복되는 테스트 패턴은 소정의 기하학적 형태, 크기 또는 간격으로 한정되지 않는다. 테스트 패턴의 비한정 예시의 실시예는 수평 및 수직 축 모두에 걸쳐 균일하게 배치된 도트(dot)들의 어레이를 포함한다(예컨대, 이하 좀더 상세히 기술된 도 8 참조).

예를 들어, 그러한 도트는 약 0.5mm 내지 약 9mm, 약 1mm 내지 약 8mm, 약 2mm 내지 약 7mm, 약 3mm 내지 약 6mm, 또는 약 4mm 내지 약 5mm와 같은 약 0.25mm 내지 약 10mm 범위의 크기를 가지며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함한다. 그러한 형태, 예컨대 도트는 약 1mm 내지 약 80mm, 약 5mm 내지 약 70mm, 약 10mm 내지 약 60mm, 약 20mm 내지 약 50mm, 또는 약 30mm 내지 약 40mm와 같은 1mm 미만 내지 약 100mm 이상 범위의 거리로 이격될 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위 및 부분 범위를 포함한다. 비한정 실시예로서, 적절한 테스트 패턴은 수직 및 수평 방향으로 연장되는, 그 중심으로부터 측정된 바와 같이 서로 30mm 이격된 3mm 직경 도트들의 어레이를 포함할 수 있으며, 하나의 3mm 직경 도트는 그 테스트 패턴의 중심에 있다.

상이한 형상, 크기 및/또는 간격을 갖는 다른 형태들이 그러한 반복 테스트 패턴에 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 예를 들어, 정사각형, 직사각형, 타원형, 선, 삼각형, 도넛형 및 이들 조합의 어레이가 사용될 수 있다. 그러한 형태들은 모두 동일한 크기 및/또는 형상 또는 다른 크기 및/또는 형상일 수 있다. 일단 테스트 프레임형 스크린이 생성되면, 이는 3차원 테스트 기판의 표면에 인쇄하는 데 사용할 수 있다.

제로 왜곡 기준점은 인쇄된 테스트 패턴의 왜곡을 측정하기 전에 생성될 수 있다. 예를 들어, 테스트 기판을 유지하는 데 픽스처(fixture)를 사용할 경우, 픽스처가 미리 측정되어 제로 왜곡 기준점을 결정할 수 있다. 소정의 적절한 측정 시스템이 채용될 수 있으며, 예를 들어 광학 측정 시스템이 사용될 수 있다. 예시적인 사진 측정 공정에서, 일련의 디지털 이미지는 고해상도 카메라로 캡처될 수 있다. 기준 타깃은, 예컨대 진공 픽스처와 같은 픽스처 상에 위치될 수 있고, 이미지 내에 캡처될 수 있다. 비한정 예로서, ATOS 시스템은 3D 측정 기준점을 얻기 위해 소프트웨어에 다운로드되고 함께 스티칭(stitching)될 수 있는 픽스처 및 기준점의 디지털 사진을 캡처하는 데 사용될 수 있다.

광학 측정을 향상시키기 위해, 3차원 테스트 기판은 테스트 패턴이 인쇄되는 컬러와 대조되는 컬러로 페인팅될 수 있다. 예를 들어, 테스트 패턴을 흰색으로 인쇄하려면, 테스트 기판을 검정색으로 페인팅하거나 또는 그 반대의 경우도 가능하다. 물론 다른 색상 및 조합도 사용할 수 있다. 그 다음, 3차원 테스트 기판은 픽스처 내에 또는 그 위에 놓고 소정 수단에 의해 고정될 수 있다.

테스트 기판은 본원에 개시된 소정의 방법 및/또는 장치뿐만 아니라 3차원 기판 상에 인쇄하기에 적절한 소정의 다른 이용 가능한 방법 및/또는 장치들을 사용하여 인쇄될 수 있다. 그 다음, 테스트 기판의 인쇄된 표면은 인쇄된 테스트 패턴의 실제 위치와 테스트 패턴의 예측된 위치 사이의 왜곡을 결정하기 위해 평가될 수 있다. 복수의 형태의 실제 위치는, 예를 들어 제로 왜곡 기준점을 규정하는 데 사용된 측정 시스템을 사용함으로써, 예컨대 광학적으로 측정될 수 있다. 복수의 형태의 예측된 위치는, 예를 들어 테스트된 기판 표면 상에 인쇄된 패턴의 2D 투영을 준비함으로써 획득될 수 있다. 복수의 형태의 위치의 2D 투영은 인쇄된 형태의 실제 위치와 비교되어 위치 오프셋을 결정할 수 있다.

실질적으로 동일한 방법 및 재료를 이용하여 실질적으로 동일한 기판 상에 인쇄되는 생성 패턴은, 이미지의 2D에서 3D 변형에 의해 야기된 왜곡뿐만 아니라 인쇄 공정 자체 및/또는 소정의 관련 요소에 의해 야기된 왜곡을 조정하기 위해, 상기 계산된 변위 값들을 사용하여 보완 및 수정될 수 있다. 그러한 수정된 생성 패턴은 원래의 생성 패턴과 비교하여 다양한 변화, 예컨대 인쇄될 형태의 위치 및/또는 크기의 변화를 포함할 수 있다. 다음에, 수정된 생성 패턴은 생성을 위해 실질적으로 동일한 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 데 사용될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 2차원 테스트 프레임형 스크린 및 2차원 프레임형 스크린은 형상 및 크기가 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 프레임과 제1 및 제2 스크린은 각각 실질적으로 동일한 재료로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 반복 테스트 패턴 및 수정된 생성 패턴은 실질적으로 동일한 인쇄 공정을 사용하여 인쇄될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 3차원 테스트 기판 및 3차원 기판은 형상, 크기 및 굴곡이 실질적으로 동일할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 3차원 테스트 기판 상에 테스트 패턴을 생성하는 데 사용되는 모든 공정 파라미터 및 재료는 3차원 기판 상에 생성 패턴을 생성하는 데 사용되는 것들과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 물론, 재료, 상업적 제품 및 장비의 자연적 변화가 가능하고 "실질적으로 동일한"이라는 용어의 범위 내에 속하는 것으로 생각된다.

본원에 개시된 방법은 다양한 실시예에서, 개선된 비용-효율, 정확도, 및/또는 속도 및/또는 인쇄된 패턴의 품질에 영향을 미치는 왜곡을 식별하는 데 필요한 반복 횟수의 감소와 같은 하나 이상의 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 개시된 방법들은 2D에서 3D 이미지 변환에 의해서 뿐만 아니라 오프-접촉 거리, 프레임형 스크린 특성, 및 애플리케이터 특성과 같은 처리 파라미터 및 재료에 의해 야기된 왜곡을 예측하는 데 사용될 수 있다. 또한, 3D 기판 상에 인쇄된 이미지를 정확하게 예측하고, 이에 따라 2D 패턴을 조정하기 위해 여러 번의 반복을 요구할 수 있는 이전의 방법과 비교하여, 본원에 개시된 방법들은 단일의 반복으로 그와 같은 예측 및/또는 보정을 할 수 있다.

또한, 이미지 왜곡을 예측하는 이전의 방법은 처리 재료 및 기판의 변화를 겪음으로써, 예측이 부품마다 다르며, 상이한 처리 파라미터는 상이한 결과를 야기할 것이다. 그러한 처리 파라미터가 본원에 개시된 방법들에 따라 시험 작동과 생성 작동간 실질적으로 변화하지 않기 때문에, 보다 신뢰성 있고, 더 정확하며, 더 빠른 표준 모델을 얻을 수 있다. 또한, 본원에 개시된 방법들은 작고 큰 포맷의 기판(예컨대, 500mm 이상의 굴곡 반경) 및 오목하고 볼록한 기판뿐만 아니라 복잡한 굴곡을 갖는 기판 상에 스크린 인쇄하는 데 사용될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법들은 상기 이점 중 하나 이상을 나타내지 않을 수도 있지만, 여전히 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 이해된다.

본원에 기술된 실시예들 및 기능 동작들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 본원에 개시된 구조들 및 그 구조적 등가물, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함하는 하드웨어로 구현될 수 있다. 여기에 기술된 실시예들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 데이터 처리 장치에 의해 실행되거나 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해 유형의 프로그램 캐리어 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 그러한 유형의 프로그램 캐리어는 컴퓨터 판독가능 매체 일 수 있다. 그러한 컴퓨터 판독가능 매체는 기계 판독가능 저장 장치, 기계 판독가능 저장 기판, 메모리 장치, 또는 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.

"프로세서" 또는 "제어기"라는 용어는 예컨대 프로그램 가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 복수의 프로세서 또는 컴퓨터를 포함하는, 데이터를 처리하기 위한 모든 장비, 장치 및 기계를 포함할 수 있다. 그러한 프로세서는 하드웨어 이외에 해당 컴퓨터 프로그램의 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 시스템 또는 하나 또는 그 이상의 그들의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일된 또는 해석된 언어, 또는 선언적 또는 절차적 언어를 포함하는 소정 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있으며, 독립 실행형 프로그램 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적절한 다른 유닛을 포함하여 소정의 형태로 제공된다. 컴퓨터 프로그램이 반드시 파일 시스템의 파일에 일치할 필요는 없다. 프로그램은 다른 프로그램 또는 데이터(예컨대, 마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트)를 수용하는 일부의 파일, 질의 프로그램 전용의 단일 파일, 또는 다수의 조정된 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램, 또는 코드의 일부를 저장하는 파일)에 저장될 수 있다. 하나의 컴퓨터 또는 한 사이트에 있거나 여러 사이트에 분산되어 있고 통신 네트워크에 의해 상호 연결된 여러 대의 컴퓨터에서 실행되도록 컴퓨터 프로그램이 채용될 수 있다.

여기에 기술된 프로세스들은 입력 데이터를 조작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램 가능 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 논리 흐름은 또한 예를 들어 FPGA(현장 프로그램 가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(주문형 집적회로)과 같은 특수 목적의 논리 회로에 의해 수행될 수 있으며, 장치는 또한 특수 목적의 논리 회로로서 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적절한 프로세서는 예를 들어 범용 및 특수 목적 마이크로 프로세서, 및 소정 종류의 디지털 컴퓨터의 소정의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리(ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 그 모두로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 필수 구성요소들은 명령을 수행하기 위한 프로세서 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 데이터 메모리 장치이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치(예컨대, 자기, 광 자기 디스크, 또는 광학 디스크)를 포함하거나, 또는 그로부터 데이터를 수신하거나 또는 거기로 데이터를 전송하기 위해 동작 가능하게 연결될 것이다. 그러나 컴퓨터에 그와 같은 장치가 있을 필요는 없다. 또한, 컴퓨터는 다른 장치, 예컨대 이동 전화, PDA(personal digital assistant)에 내장될 수도 있다.

컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 저장하기에 적절한 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어 EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함하는 모든 형태의 데이터 메모리; 내부 하드 디스크 또는 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 광 자기 디스크; 및 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함한다. 그러한 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로에 의해 보충되거나 또는 그 안에 통합될 수 있다.

사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해, 여기에 기술된 실시예들은 사용자에게 그리고 키보드 및 포인팅 장치, 예컨대 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 마우스 또는 트랙볼, 또는 터치 스크린에 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치, 예컨대 CRT(cathode ray tube) 또는 LCD(liquid crystal display) 모니터 등을 갖춘 컴퓨터상에서 구현될 수 있다. 또한 다른 종류의 장치들이 사용자와의 상호 작용을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자로부터의 입력은 청각, 음향 또는 촉각 입력을 포함하는 소정의 형태로 수신될 수 있다.

본원에 기술된 실시예들은, 데이터 서버로서 백 엔드 요소를 포함하거나, 미들웨어 요소, 예컨대 애플리케이션 서버를 포함하거나, 또는 프론트 엔드 요소, 예컨대, 클라이언트 컴퓨터를 포함하는 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있으며, 상기 클라이언트 컴퓨터는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 본원에 기술된 대상의 실행과 상호작용할 수 있는 웹 브라우저, 또는 하나 이상의 그와 같은 백 엔드, 미들웨어 또는 프론트 엔드 요소들의 소정의 조합을 갖는다. 그러한 시스템의 요소들은 디지털 데이터 통신의 소정의 형태 또는 매체, 예컨대 통신 네트워크에 의해 상호 연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예는 근거리 통신망( "LAN") 및 광역 통신망( "WAN"), 예컨대 인터넷을 포함한다.

컴퓨팅 시스템은 클라이언트 및 서버를 포함할 수 있다. 클라이언트 및 서버는 일반적으로 서로 멀리 떨어져 있고, 통상적으로 통신 네트워크를 통해 상호 작용한다. 클라이언트와 서버의 관계는 각각의 컴퓨터에서 실행되고 서로 클라이언트-서버 관계를 갖는 컴퓨터 프로그램에 의해 이루어진다.

예시의 프레임형 스크린

도 9는 예시적인 테스트 프레임형 스크린 장치를 나타내며, 본 개시의 소정 양태에 따른 방법을 수행하는 데 사용된 다양한 구성요소에 대한 관계를 제공하는 데 사용될 것이다. 테스트 프레임형 스크린(400)은 프레임(410) 및 스크린(420)을 포함한다. 스크린(420)은 에멀젼(430)으로 부분적으로 코팅되어 테스트 패턴 또는 이미지를 형성한다. 그러한 기술된 실시예에서, 패턴은 다른 형상 및 패턴이 있을 수 있으나, 본원에 기술된 다양한 양태에 따라 반복되는 도트를 포함하는 테스트 패턴에 대응할 수 있다. 그러한 프레임 및 스크린은 본원에 기술된 실시예에 따른 것일 수 있다.

인쇄 시스템 구성요소

상술한 프레임형 스크린 장치는 당업계에 공지된 소정의 인쇄 장치에 통합 될 수 있다. 예를 들어, 프레임형 스크린은 액체 인쇄 매체를 3차원 기판에 인가하기 위한 애플리케이터를 더 포함하는 스크린 인쇄 시스템의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 액체 인쇄 매체는 스크린에 인가될 수 있고, 스크린에 압력을 인가하기 위해 애플리케이터를 사용하여, 액체 인쇄 매체의 적어도 일부가 스크린을 통해 3차원 기판 상으로 통과할 수 있다. 그러한 애플리케이터는 가요성 또는 강성을 가질 수 있고, 인가 압력은 균일하거나 가변적일 수 있다.

예시적인 일 실시예에 따르면, 스퀴지와 같은 가요성 압력 제어 애플리케이터가 3차원 기판 상에, 예컨대 하나 이상의 반경 주위의 복잡한 굴곡을 갖는 기판에 대해 인쇄하는 데 사용될 수 있다. 2D 평탄 표면 인쇄에 사용되는 것과 같은 표준 직선-에지 스퀴지가 3차원 기판 상에, 예컨대 단일 굴곡 반경을 갖는 기판에 인쇄하는 데 사용될 수도 있다. 다양한 형상 및 크기의 브러시, 주걱 등과 같은 다른 애플리케이터 또한 고려되며, 본 발명의 범위 내에 속한다. 스퀴지 또는 소정의 다른 애플리케이터는 스크린을 따라 드로우되어, 스크린의 적어도 일부분을 통해 인쇄 매체의 적어도 일부를 3차원 기판 상에 가압할 수 있다. 애플리케이터의 홀드 각, 압력, 인발 속도, 크기 및 경도는 예컨대 원하는 이미지 해상도에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 애플리케이터는 본원에 기술된 스퀴지의 실시예에 따른 것일 수 있다.

다양한 개시된 실시예는 특정 실시예와 관련하여 기술된 특정 형태, 요소 또는 단계들을 포함할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 하나의 특정 실시예와 관련하여 기술되었지만, 특정 형태, 요소 또는 단계들은 다양한 나타내지 않은 조합 또는 순서로 대안의 실시예와 상호 교환되거나 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "그", "하나" 또는 "한"은 "적어도 하나"를 의미하고, 명시적으로 나타내지 않는 한 "하나만"으로 제한되어서는 안된다는 것 또한 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, "에멀젼"에 대한 언급은 문맥에서 달리 명시하지 않는 한, 2종 이상의 에멀젼을 갖는 예를 포함한다. 마찬가지로, "복수"는 "하나보다 많은 것"을 의미한다.

범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값 및/또는 "약" 다른 특정 값으로부터 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 예로는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, "약"이라는 전제를 사용함으로써, 특정 값이 또 다른 형태를 이룬다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 범위 각각의 끝점은 다른 끝점과 관련되고 다른 끝점과는 독립되는 것을 나타냄을 더 이해해야 한다.

본원에 사용된 용어 "실질적", "실질적으로" 및 그 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, "실질적으로 평탄한" 표면은 평면 또는 대략 평탄한 표면인 물체를 나타내는 것으로 의도된다. 더욱이, 본원에 규정된 바와 같이, "실질적으로 유사"는 2개의 값 또는 객체가 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내는 것으로 의도된다.

달리 명시하지 않는 한, 본원에 기재된 소정의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로서 해석되는 것은 결코 아니다. 따라서, 방법 청구범위가 그 단계들에 뒤따라야 할 순서를 실제로 암시하지 않거나 또는 단계들이 특정 순서로 제한되어야 한다는 것이 청구항 또는 설명들에서 달리 구체적으로 언급되지 않는 경우, 소정의 특정 순서를 유추하는 것은 결코 아니다.

특정 실시예의 다양한 형태, 요소 또는 단계들이 과도적인 표현 "포함하다"를 사용하여 개시될 수 있지만, "구성되는" 또는 "본질적으로 구성된"이라는 과도적인 표현을 사용하여 기술될 수 있는 대안의 실시예들이 암시된다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 시스템에 대한 암시된 대안의 실시예는 시스템이 A+B+C로 이루어진 실시예 및 시스템이 본질적으로 A+B+C로 이루어진 실시예를 포함한다.

본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대한 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시예의 변경 조합, 부분 조합 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있으므로, 본 개시는 부가된 청구범위 및 그 등가물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (22)

1. (a) 스퀴지 블레이드;
   (b) 상기 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 이격되고 상기 스퀴지 블레이드에 결합된 복수의 리테이너;
   (c) 상기 복수의 리테이너에 결합되고 상기 스퀴지 블레이드의 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 지지 스트립; 및
   (d) 인쇄 스트로크 방향에 수직인 방향으로 힘을 스퀴지 블레이드에 인가하기 위한 작동 메커니즘을 포함하는, 스퀴지 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 지지 스트립은 힘의 방향으로 스퀴지 블레이드의 굴곡을 허용하나 인쇄 스트로크 방향으로 상기 스퀴지 블레이드의 굴곡을 제한하는, 스퀴지 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 지지 스트립은 2개의 대향하는 단부 표면 및 2개의 대향하는 지지 표면을 포함하고, 대향하는 지지 표면은 힘의 방향에 수직인, 스퀴지 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   복수의 리테이너는 작동 메커니즘에 슬라이딩 가능하게 결합되는, 스퀴지 장치.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   스퀴지 블레이드는 고무 또는 폴리우레탄 재료를 포함하는, 스퀴지 장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   스퀴지 블레이드는 직선-에지 블레이드인, 스퀴지 장치.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 리테이너의 각각의 리테이너는 스퀴지 블레이드에 결합하기 위한 유지 요소를 개별적으로 포함하는, 스퀴지 장치.
8. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 리테이너의 각각의 리테이너는 공동을 개별적으로 포함하고, 적어도 하나의 지지 스트립은 각각의 리테이너 공동을 통해 연장되는, 스퀴지 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   적어도 하나의 지지 스트립의 높이는 리테이너 공동의 높이에 대응하고, 적어도 하나의 지지 스트립의 폭은 리테이너 공동의 폭에 대응하는, 스퀴지 장치.
10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 리테이너는 상이한 치수를 갖는 리테이너를 포함하는, 스퀴지 장치.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 리테이너는 각각 10mm 내지 50mm 범위의 거리로 이격되는, 스퀴지 장치.
12. (a) 복수의 측정 가능한 형태를 갖는 반복 테스트 패턴을 갖는 제1 프레임 및 제1 스크린을 포함하는 2차원 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계;
    (b) 3차원 테스트 기판의 표면 상에 복수의 형태의 위치들을 예측하는 단계;
    (c) 반복 테스트 패턴으로 3차원 테스트 기판의 표면을 인쇄하는 단계;
    (d) 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계;
    (e) 상기 표면 상에 인쇄된 상기 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 그들의 예측된 위치들과 비교함으로써 변위 값들을 계산하는 단계;
    (f) 상기 변위 값을 이용하여 상기 3차원 기판의 표면 상에 인쇄될 생성 패턴을 수정하는 단계;
    (g) 수정된 생성 패턴을 갖는 제2 프레임 및 제2 스크린을 포함하는 2차원 프레임형 스크린을 생성하는 단계; 및
    (h) 상기 수정된 생성 패턴으로 3차원 기판의 표면을 인쇄하는 단계를 포함하는, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    3차원 테스트 기판 및 3차원 기판의 인쇄 중 오프-접촉 거리는 5mm 내지 100mm의 범위인, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    복수의 형태의 위치들을 예측하는 단계는 인쇄된 3차원 테스트 표면의 2차원 투영을 생성함으로써 수행되는, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
15. 청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    표면 상에 인쇄된 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계는 광학적으로 수행되는, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
16. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    변위 값들을 계산하는 단계는 인쇄된 3차원 테스트 표면의 2차원 투영을 인쇄된 3차원 테스트 표면의 표면과 비교함으로써 수행되는, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
17. 청구항 12 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
    제로 왜곡 기준점을 결정하는 단계를 더 포함하는, 3차원 기판의 표면을 스크린 인쇄하는 방법.
18. (a) 복수의 측정 가능한 형태를 갖는 반복 테스트 패턴을 갖는 제1 프레임 및 제1 스크린을 포함하는 2차원 테스트 프레임형 스크린을 생성하는 단계;
    (b) 3차원 테스트 기판의 표면 상에 복수의 특정 가능한 형태의 위치들을 예측하는 단계;
    (c) 반복 테스트 패턴으로 3차원 테스트 기판의 표면을 인쇄하는 단계;
    (d) 상기 표면 상에 인쇄된 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계; 및
    (e) 상기 표면 상에 인쇄된 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 그들의 예측된 위치들과 비교함으로써 변위 값들을 계산하는 단계를 포함하는, 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법.
19. 청구항 18에 있어서,
    복수의 형태의 위치들을 예측하는 단계는 인쇄된 3차원 테스트 표면의 2차원 투영을 생성함으로써 수행되는, 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법.
20. 청구항 18 또는 19에 있어서,
    표면 상에 인쇄된 복수의 측정 가능한 형태의 위치들을 측정하는 단계는 광학적으로 수행되는, 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법.
21. 청구항 18 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    변위 값들을 계산하는 단계는 인쇄된 3차원 테스트 표면의 이론적 2차원 투영을 인쇄된 3차원 테스트 표면의 표면과 비교함으로써 수행되는, 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법.
22. 청구항 18 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    제로 왜곡 기준점을 결정하는 단계를 더 포함하는, 3차원 기판 상에 인쇄된 이미지의 왜곡을 예측하는 방법.

Images