用于将物质小滴受控地定位到基底上的喷墨装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于将物质小滴受控地定位到基底上的装置，所述装置至少包括打印头，所述打印头包括用于喷射小滴的喷嘴，所述喷墨装置还包括控制摄像机，设置所述控制摄像机，使得在从所述喷嘴喷射出所述小滴之后，由所述控制摄像机检测所述小滴。在小滴体积或速度或飞行路径或粘度或表面张力开始偏离预设值时，该软件可以以闭环方式对此加以校正。如果根本未喷射小滴，该控制软件停止打印机，操作员可以维护打印头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于将物质小滴受控地定位到基底上的喷墨装置。本 专利技术还涉及一种利用喷墨装置将物质小滴受控地定位到基底上的方法。本 专利技术还涉及一种用于在打印过程期间判断物质变质的方法。本专利技术还涉及 一种喷墨装置的使用。本专利技术公开了一种用于将物质小滴受控地定位到基底上的喷墨装置、 一种方法和喷墨装置的使用。尤其对于诊断而言，在以非常精密而准确的 方式定位特定物质的情况下需要基底。通常要把这些物质定位在基底上以 便在基底上进行多种生物化学测试或反应。这些物质为具有生物活性的流体，并且因为酶的作用、uv辐射、存储等而易于变质。优选地将根据本专利技术的物质小滴受控定位的喷墨装置、方法、判断物质变质的方法以及喷墨 装置的使用用于将物质打印到基底上的过程，其中该打印过程关于以下问题必须要极为可靠的是否已经将物质小滴释放到基底上、是否已经在基 底上正确地定位了物质小滴以及在打印过程中物质是否变质。喷墨装置是众所周知的。例如，美国专利申请US 2004/0196319 Al公 开了一种图像记录设备，包括具有多个喷嘴的记录头、墨盒、传送机构、 驱动机构、以光学方式检测喷射日期的检测机构以及控制器。将多个喷嘴 分成多个喷嘴组。控制器将每个喷嘴组的喷射时间定为不同于任何其他喷 嘴组。可以将根据上述美国专利申请的记录头或多个记录头定位在打印区 域之外，以便能执行控制操作。控制操作能够为一个或多个打印头或打印 喷嘴是否未正常工作(例如，因为喷嘴被阻塞等造成)的问题提供答案。 当把打印头定位在控制或检测区域中的打印区域之外时，打印头或打印喷 嘴不面对记录介质，其中打印头在打印区域中将墨滴施加到所述记录介质 上。在检测区域中，小滴的轨迹与由光电探测器检测的光束相交，从而控 制打印头的正常工作。已知装置的缺点在于，不可能回答个体小滴是否已 经实际上被可靠地定位到基底上或打印介质上的问题，因为仅仅是不时地执行控制操作。己知装置的另一个缺点在于，在打印过程期间它不提供有 关物质的可能变质的信息。这极大限制了打印或喷墨装置的可靠性，尤其 是对于必须要有准确和可靠的打印过程的应用而言。因此本专利技术的目的是提供一种用于将物质小滴受控地定位到基底上并 用于判断打印过程期间的物质变质的喷墨装置。以上目的是通过根据本专利技术的喷墨装置、用于物质小滴的受控定位的 方法、在打印过程中判断物质变质的方法以及使用根据本专利技术的喷墨装置 实现的。用于将物质小滴受控地定位到基底上并在打印过程器件判断物质 变质的喷墨装置至少包括打印头，所述打印头包括用于喷射小滴的喷嘴， 所述喷墨装置还包括控制摄像机，设置所述控制摄像机使得在从喷嘴喷射 出小滴之后，由所述控制摄像机检测小滴。根据本专利技术的喷墨装置的优点在于，能够利用控制摄像机以非常高的 精度检测小滴从喷嘴中的喷射，因为控制摄像机不仅像常规光电探测器那 样提供一个数字二进制信号，而且还提供由喷嘴喷射的小滴的图像，从而 不仅能检测小滴的存在，而且优选地，还优选以三维方式检测小滴的尺寸、速度、飞行路径和/或小滴飞行路径的直线性(straightness)。本专利技术的另一优点在于，控制摄像机始终对准一个或多个喷嘴的出口，从而能够检测到从喷嘴出来的任何物质小滴或任何物质喷出物。这与现有技术的检测系统有所不同，现有技术的检测系统没有针对每个喷嘴的检测装置，不能个别地检测从每个喷嘴出来的每个小滴。本专利技术的另一优点是，通过用控制摄像机仔细跟踪小滴的动态行为，可以得到有关物质粘度和表面张力的定性信息。通过将粘度和表面张力的这些值与打印过程开始时测量的值相比较，能够跟踪物质蒸发的程度或基底的变质情况。在本专利技术的优选实施例中，当小滴在喷嘴和基底之间行进时检测小滴。 由此，可以检测沿着喷嘴和基底之间的轨迹自由运动的小滴。这意味着可 以使小滴的检测非常明确且不受任何误差源的干扰。优选地，连续控制小滴的定位，从而当小滴在喷嘴和基底之间行进时 能够检测到每个小滴。这具有不会遗漏任何小滴的优点，因此可以使打印过程或将小滴释放到基底上的过程更加可靠。在本专利技术的优选实施例中，相对于打印头固定地定位控制摄像机。这 具有以下优点，即，控制摄像机相对于喷嘴的定位不会改变，因此不会给 对喷嘴喷出的小滴的检测带来任何因未对准而造成的误差。优选地，安装控制摄像机，使得控制摄像机的光轴相对于小滴的轨迹 倾斜一定的角度。这具有以下优点，即能够利用控制摄像机以高可靠性检 测小滴。这一点尤其重要，因为打印头周围的空间非常宝贵，因此控制摄 像机的定位非常重要。这样就能够在打印期间串行检测每个喷射出的小滴，而打印头和基底之间的距离不到lmm。在本专利技术的另一优选实施例中，该喷墨装置包括至少一个分配给打印 头的光源。由此可以利用控制摄像机更进一步改善对喷嘴喷射出的小滴的 检测，因为利用光源非常可靠地限定了照明条件。优选地，该光源被提供 为频闪观测仪。优选地，安装分配给打印头的光源，使得光发射在相同的平面中取向 并且与控制摄影机的光轴近似正交。由此能够实现该控制摄像机和该光源 的控制机构，从而仅需要很少的空间，这对于所有与打印头一起移动的组 件来说是重要的。在另一优选实施例中，所述喷墨装置包括第二控制摄像机和第二光源， 设置所述第二控制摄像机和第二光源，使得在从所述喷嘴喷射出所述小滴 之后，由所述控制摄像机和所述第二控制摄像机检测所述小滴。优选将第 二控制摄像机固定到打印头。也以一定的角度安装第二摄像机。从顶视图 可见，优选相对于第一控制摄像机到打印头的方向成90度角安装该控制摄 像机。这种构造使得能够连续地在两个方向上监测小滴发射，生成飞行路 径的3D图像。在本专利技术的另一优选实施例中，所述喷墨装置包括另一打印头，所述 另一打印头包括另一喷嘴，所述喷墨装置包括另一控制摄像机，设置所述 另一控制摄像机，使得在从另一喷嘴喷射出另一小滴之后，由所述另一控 制摄像机检测另一小滴。由此对于施加到基底上的给定数量的小滴，能够 提高打印速度。这就减少了打印产品的生产时间。对于非常敏感的打印产 品，例如用在生物学化验中的生物分子，这是非常有利的，因为在生产这种盒(cartridge)时涉及到很多敏感的化合物，而且生产时间的减少通常 降低了物质老化和物质劣化的风险。在本专利技术的另一实施例中，所述喷墨装置包括第三打印头，所述第三 打印头包括第三喷嘴，所述喷墨装置包括第三控制摄像机，设置所述第三 控制摄像机使得在从第三喷嘴喷射出第三小滴之后，由所述第三控制摄像 机检测第三小滴。由此可以进一步减少打印产品的生产时间。根据本专利技术，可以包括更多的打印头，例如多达大约十个或二十个打 印头。此外，可以使用多喷嘴打印头。根据本专利技术，如果由这种多喷嘴打 印头的所有喷嘴喷射小滴，也可以检测到。根据本专利技术优选使用一种喷墨装置，其中该喷墨装置还包括打印台和 打印桥，安装所述打印台使其能够相对于打印桥沿第一方向运动，将所述 打印头安装到打印桥上，使得打印头可以相对于打印桥沿第二方向运动。 因此可以向大的施加区域上打印或释放物质小滴，从而能够使打印产品的 生产具有相当高的成本效率，因为可以在一个批次中打印大的基底或个体 膜。在本专利技术的另一优选实施例中，喷墨装置包括至少一个对准摄像机， 其用于调节打印头相对于基底支架的位置。这样允本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨装置（１０），用于将物质（２３）的小滴（２２）受控地定位到基底（４０）上并用于判断打印过程中的物质（２３）的变质，所述装置（１０）至少包括打印头（２０），所述打印头（２０）包括被设置成用于喷射小滴（２２）的喷嘴（２１），所述喷墨装置（１０）还包括控制摄像机（３０），设置所述控制摄像机（３０），使得在从所述喷嘴（２１）喷射出所述小滴（２２）之后，由所述控制摄像机（３０）来检测所述小滴（２２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A派里克，AJJ维斯曼斯，WJA德维吉斯，JF迪克斯曼，MM维尔号特，ATAM拉伊马克斯，LJC范登贝瑟勒，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]