專利名稱：用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的噴墨裝置和方法
用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的噴墨裝置和方法本發(fā)明涉及一種用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的噴墨裝置。本 發(fā)明還涉及一種利用噴墨裝置將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的方法。本 發(fā)明還涉及一種用于在打印過程期間判斷物質(zhì)變質(zhì)的方法。本發(fā)明還涉及 一種噴墨裝置的使用。本發(fā)明公開了一種用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的噴墨裝置、 一種方法和噴墨裝置的使用。尤其對于診斷而言，在以非常精密而準(zhǔn)確的 方式定位特定物質(zhì)的情況下需要基底。通常要把這些物質(zhì)定位在基底上以 便在基底上進(jìn)行多種生物化學(xué)測試或反應(yīng)。這些物質(zhì)為具有生物活性的流體，并且因?yàn)槊傅淖饔谩v輻射、存儲等而易于變質(zhì)。優(yōu)選地將根據(jù)本發(fā)明的物質(zhì)小滴受控定位的噴墨裝置、方法、判斷物質(zhì)變質(zhì)的方法以及噴墨 裝置的使用用于將物質(zhì)打印到基底上的過程，其中該打印過程關(guān)于以下問題必須要極為可靠的是否已經(jīng)將物質(zhì)小滴釋放到基底上、是否已經(jīng)在基 底上正確地定位了物質(zhì)小滴以及在打印過程中物質(zhì)是否變質(zhì)。噴墨裝置是眾所周知的。例如，美國專利申請US 2004/0196319 Al公 開了一種圖像記錄設(shè)備，包括具有多個(gè)噴嘴的記錄頭、墨盒、傳送機(jī)構(gòu)、 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以光學(xué)方式檢測噴射日期的檢測機(jī)構(gòu)以及控制器。將多個(gè)噴嘴 分成多個(gè)噴嘴組?？刂破鲗⒚總€(gè)噴嘴組的噴射時(shí)間定為不同于任何其他噴 嘴組?？梢詫⒏鶕?jù)上述美國專利申請的記錄頭或多個(gè)記錄頭定位在打印區(qū) 域之外，以便能執(zhí)行控制操作?？刂撇僮髂軌?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)打印頭或打印 噴嘴是否未正常工作(例如，因?yàn)閲娮毂蛔枞仍斐?的問題提供答案。 當(dāng)把打印頭定位在控制或檢測區(qū)域中的打印區(qū)域之外時(shí)，打印頭或打印噴 嘴不面對記錄介質(zhì)，其中打印頭在打印區(qū)域中將墨滴施加到所述記錄介質(zhì) 上。在檢測區(qū)域中，小滴的軌跡與由光電探測器檢測的光束相交，從而控 制打印頭的正常工作。已知裝置的缺點(diǎn)在于，不可能回答個(gè)體小滴是否已 經(jīng)實(shí)際上被可靠地定位到基底上或打印介質(zhì)上的問題，因?yàn)閮H僅是不時(shí)地執(zhí)行控制操作。己知裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，在打印過程期間它不提供有 關(guān)物質(zhì)的可能變質(zhì)的信息。這極大限制了打印或噴墨裝置的可靠性，尤其 是對于必須要有準(zhǔn)確和可靠的打印過程的應(yīng)用而言。因此本發(fā)明的目的是提供一種用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上并 用于判斷打印過程期間的物質(zhì)變質(zhì)的噴墨裝置。以上目的是通過根據(jù)本發(fā)明的噴墨裝置、用于物質(zhì)小滴的受控定位的 方法、在打印過程中判斷物質(zhì)變質(zhì)的方法以及使用根據(jù)本發(fā)明的噴墨裝置 實(shí)現(xiàn)的。用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上并在打印過程器件判斷物質(zhì) 變質(zhì)的噴墨裝置至少包括打印頭，所述打印頭包括用于噴射小滴的噴嘴， 所述噴墨裝置還包括控制攝像機(jī)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)使得在從噴嘴噴射 出小滴之后，由所述控制攝像機(jī)檢測小滴。根據(jù)本發(fā)明的噴墨裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠利用控制攝像機(jī)以非常高的 精度檢測小滴從噴嘴中的噴射，因?yàn)榭刂茢z像機(jī)不僅像常規(guī)光電探測器那 樣提供一個(gè)數(shù)字二進(jìn)制信號，而且還提供由噴嘴噴射的小滴的圖像，從而 不僅能檢測小滴的存在，而且優(yōu)選地，還優(yōu)選以三維方式檢測小滴的尺寸、速度、飛行路徑和/或小滴飛行路徑的直線性(straightness)。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，控制攝像機(jī)始終對準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)噴嘴的出口，從而能夠檢測到從噴嘴出來的任何物質(zhì)小滴或任何物質(zhì)噴出物。這與現(xiàn)有技術(shù)的檢測系統(tǒng)有所不同，現(xiàn)有技術(shù)的檢測系統(tǒng)沒有針對每個(gè)噴嘴的檢測裝置，不能個(gè)別地檢測從每個(gè)噴嘴出來的每個(gè)小滴。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，通過用控制攝像機(jī)仔細(xì)跟蹤小滴的動(dòng)態(tài)行為，可以得到有關(guān)物質(zhì)粘度和表面張力的定性信息。通過將粘度和表面張力的這些值與打印過程開始時(shí)測量的值相比較，能夠跟蹤物質(zhì)蒸發(fā)的程度或基底的變質(zhì)情況。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)小滴在噴嘴和基底之間行進(jìn)時(shí)檢測小滴。 由此，可以檢測沿著噴嘴和基底之間的軌跡自由運(yùn)動(dòng)的小滴。這意味著可 以使小滴的檢測非常明確且不受任何誤差源的干擾。優(yōu)選地，連續(xù)控制小滴的定位，從而當(dāng)小滴在噴嘴和基底之間行進(jìn)時(shí) 能夠檢測到每個(gè)小滴。這具有不會(huì)遺漏任何小滴的優(yōu)點(diǎn)，因此可以使打印過程或?qū)⑿〉吾尫诺交咨系倪^程更加可靠。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，相對于打印頭固定地定位控制攝像機(jī)。這 具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，控制攝像機(jī)相對于噴嘴的定位不會(huì)改變，因此不會(huì)給 對噴嘴噴出的小滴的檢測帶來任何因未對準(zhǔn)而造成的誤差。優(yōu)選地，安裝控制攝像機(jī)，使得控制攝像機(jī)的光軸相對于小滴的軌跡 傾斜一定的角度。這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即能夠利用控制攝像機(jī)以高可靠性檢 測小滴。這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)榇蛴☆^周圍的空間非常寶貴，因此控制攝 像機(jī)的定位非常重要。這樣就能夠在打印期間串行檢測每個(gè)噴射出的小滴，而打印頭和基底之間的距離不到lmm。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，該噴墨裝置包括至少一個(gè)分配給打印 頭的光源。由此可以利用控制攝像機(jī)更進(jìn)一步改善對噴嘴噴射出的小滴的 檢測，因?yàn)槔霉庠捶浅？煽康叵薅苏彰鳁l件。優(yōu)選地，該光源被提供 為頻閃觀測儀。優(yōu)選地，安裝分配給打印頭的光源，使得光發(fā)射在相同的平面中取向 并且與控制攝影機(jī)的光軸近似正交。由此能夠?qū)崿F(xiàn)該控制攝像機(jī)和該光源 的控制機(jī)構(gòu)，從而僅需要很少的空間，這對于所有與打印頭一起移動(dòng)的組 件來說是重要的。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述噴墨裝置包括第二控制攝像機(jī)和第二光源， 設(shè)置所述第二控制攝像機(jī)和第二光源，使得在從所述噴嘴噴射出所述小滴 之后，由所述控制攝像機(jī)和所述第二控制攝像機(jī)檢測所述小滴。優(yōu)選將第 二控制攝像機(jī)固定到打印頭。也以一定的角度安裝第二攝像機(jī)。從頂視圖 可見，優(yōu)選相對于第一控制攝像機(jī)到打印頭的方向成90度角安裝該控制攝 像機(jī)。這種構(gòu)造使得能夠連續(xù)地在兩個(gè)方向上監(jiān)測小滴發(fā)射，生成飛行路 徑的3D圖像。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述噴墨裝置包括另一打印頭，所述 另一打印頭包括另一噴嘴，所述噴墨裝置包括另一控制攝像機(jī)，設(shè)置所述 另一控制攝像機(jī)，使得在從另一噴嘴噴射出另一小滴之后，由所述另一控 制攝像機(jī)檢測另一小滴。由此對于施加到基底上的給定數(shù)量的小滴，能夠 提高打印速度。這就減少了打印產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間。對于非常敏感的打印產(chǎn) 品，例如用在生物學(xué)化驗(yàn)中的生物分子，這是非常有利的，因?yàn)樵谏a(chǎn)這種盒(cartridge)時(shí)涉及到很多敏感的化合物，而且生產(chǎn)時(shí)間的減少通常 降低了物質(zhì)老化和物質(zhì)劣化的風(fēng)險(xiǎn)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述噴墨裝置包括第三打印頭，所述第三 打印頭包括第三噴嘴，所述噴墨裝置包括第三控制攝像機(jī)，設(shè)置所述第三 控制攝像機(jī)使得在從第三噴嘴噴射出第三小滴之后，由所述第三控制攝像 機(jī)檢測第三小滴。由此可以進(jìn)一步減少打印產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明，可以包括更多的打印頭，例如多達(dá)大約十個(gè)或二十個(gè)打 印頭。此外，可以使用多噴嘴打印頭。根據(jù)本發(fā)明，如果由這種多噴嘴打 印頭的所有噴嘴噴射小滴，也可以檢測到。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用一種噴墨裝置，其中該噴墨裝置還包括打印臺和 打印橋，安裝所述打印臺使其能夠相對于打印橋沿第一方向運(yùn)動(dòng)，將所述 打印頭安裝到打印橋上，使得打印頭可以相對于打印橋沿第二方向運(yùn)動(dòng)。 因此可以向大的施加區(qū)域上打印或釋放物質(zhì)小滴，從而能夠使打印產(chǎn)品的 生產(chǎn)具有相當(dāng)高的成本效率，因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)批次中打印大的基底或個(gè)體 膜。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，噴墨裝置包括至少一個(gè)對準(zhǔn)攝像機(jī)， 其用于調(diào)節(jié)打印頭相對于基底支架的位置。這樣允許相對于基底自動(dòng)和精 確地定位打印頭。此外，優(yōu)選相對于打印頭或打印臺固定地安裝對準(zhǔn)攝像機(jī)。由此能夠 容易而迅速地定義初始打印位置或起動(dòng)位置以進(jìn)行對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選基底為平坦基底、結(jié)構(gòu)化基底或多孔基底。更優(yōu)選 地，該基底為尼龍膜、硝化纖維或PVDF基底。因?yàn)閮?yōu)選基底是多孔的，所 以斑點(diǎn)或小滴不僅僅位于表面上，而且還滲入到膜內(nèi)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述基底包括多個(gè)基底區(qū)域，每個(gè)基底區(qū) 域優(yōu)選為所述膜支架支撐的分立的膜。由此，可以利用本發(fā)明的噴墨裝置 生產(chǎn)多個(gè)分立的膜。同樣優(yōu)選地，該基底包括多個(gè)基底位置，所述基底位置彼此隔開一定 距離，該距離至少為定位在基底位置中的一個(gè)上的小滴的平均直徑。由此 能夠在基底上的精確位置處精確而獨(dú)立地定位不同的物質(zhì)小滴。也可以并 且有利地將多個(gè)小滴置于同一基底位置上。優(yōu)選地，該物質(zhì)為液體(例如水、酒精或甘油等)中的易揮發(fā)溶液， 其中存在不同的分子或不同的化合物，尤其是生物分子。本發(fā)明還包括一種用噴墨裝置將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的方 法，所述噴墨裝置至少包括打印頭，所述打印頭包括被設(shè)置成用于噴射小 滴的噴嘴，所述噴墨裝置還包括控制攝像機(jī)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)，使得 在從所述噴嘴噴射出所述小滴之后，由所述控制攝像機(jī)檢測所述小滴。優(yōu) 選地，連續(xù)控制小滴的定位，從而由控制攝像機(jī)檢測每個(gè)小滴，而且優(yōu)選 地，當(dāng)小滴在噴嘴和基底之間行進(jìn)時(shí)檢測小滴。因此能夠?qū)崿F(xiàn)打印過程中非常高的可靠度和準(zhǔn)確度。利用本發(fā)明的方法，至少可以在預(yù)定位置的25 P m或更小距離之內(nèi)定位小滴。利用更小的小滴體積可以實(shí)現(xiàn)小滴的更精確 放置。這與標(biāo)準(zhǔn)位置精確度在40ym的容差范圍內(nèi)的繪圖行業(yè)形成了對比。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，如果小滴的體積不正確和/或如果小滴的速度不 正確和/或如果小滴的飛行路徑的直線性不正確，或者如果未從噴嘴噴射小 滴，反饋回路停止打印過程。這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，當(dāng)打印期間發(fā)生故障 時(shí)停止打印過程(反饋回路立即介入打印過程)，并將己打印的基底(尤其 是通過軟件)標(biāo)記為"錯(cuò)誤"并認(rèn)為是不合格產(chǎn)品。在很多情況下，之后 很難判斷出小滴是否確實(shí)落到基底上，尤其是在小滴被基底吸收且溶劑已 經(jīng)蒸發(fā)的時(shí)候。此外，軟件確保對為小滴拍攝的每幅照片進(jìn)行分析而且確 實(shí)噴射了小滴。在優(yōu)選實(shí)施例中，該分析之后繼之以反饋回路，如果對噴 射出的小滴的分析表明在打印期間出現(xiàn)故障，則反饋回路則停止打印機(jī)。 操作員現(xiàn)在可以維護(hù)打印頭使其根據(jù)規(guī)范工作并在隨后能夠恢復(fù)打印過 程。在該軟件中，對錯(cuò)誤打印的基底施加標(biāo)記并從該批打印膜中將其去除。優(yōu)選地，當(dāng)從噴嘴噴射小滴時(shí)打開控制攝像機(jī)，光源在噴射小滴之后 的預(yù)定延遲時(shí)間的時(shí)候發(fā)射光脈沖。在閃光之后，攝像機(jī)立即關(guān)閉并開始 將圖像發(fā)送到計(jì)算機(jī)。這與使打印頭發(fā)射出小滴可視化的標(biāo)準(zhǔn)方法不同。 標(biāo)準(zhǔn)方法是這樣的，即通過提供給打印頭的小滴點(diǎn)火信號來觸發(fā)頻閃觀測 儀。這樣，片刻就獲得了許多看似靜止的小滴的圖像。由于小滴的發(fā)射是 穩(wěn)定過程，因此看起來像是僅觀察到一個(gè)小滴。細(xì)小的干擾使得發(fā)射的每 個(gè)小滴與前一個(gè)稍有不同，導(dǎo)致模糊的圖像。由標(biāo)準(zhǔn)的CCD攝像機(jī)記錄該 靜止的圖像并用于圖像分析。僅利用一個(gè)小滴的方法相對于現(xiàn)有技術(shù)具有圖像僅由一個(gè)小滴構(gòu)成的優(yōu)點(diǎn)。這意味著圖像不會(huì)模糊。這樣與目前工藝 水平相比，計(jì)算小滴速度、體積和路徑的直線性會(huì)更加精確。此外，尤其 是在用頻閃觀測儀作為光源的時(shí)候，在不同的墨滴噴射頻率處沒有光強(qiáng)依賴性。當(dāng)以高于本發(fā)明的裝置能夠處理的頻率(例如大約30Hz到200Hz) 的頻率(例如大約1000Hz或更高)進(jìn)行打印時(shí)，在觀察每個(gè)小滴時(shí)，并非 所有的小滴都被記錄。由于小滴發(fā)射通常很穩(wěn)定，因此僅觀察或檢測每兩 個(gè)或每三個(gè)從噴嘴噴射的小滴沒有問題。此外，優(yōu)選在第一步中校準(zhǔn)打印頭相對于基底的位置，而在第二步中 在膜上定位物質(zhì)。利用這種兩步方法，可以有利地且非常準(zhǔn)確和精確地在 基底上或膜上定位物質(zhì)小滴。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，向基底上施加多種不同物質(zhì)，從而將第一種物 質(zhì)定位在第一基底位置，將第二種物質(zhì)定位在第二基底位置。這具有如下 優(yōu)點(diǎn)，艮P，通過執(zhí)行同一個(gè)打印過程并僅更換用于打印的打印頭或物質(zhì)儲 存器，可以實(shí)現(xiàn)基底上的多種不同物質(zhì)，可以將其用于生物化學(xué)化驗(yàn)盒中。本發(fā)明還包括一種用噴墨裝置判斷物質(zhì)小滴的變質(zhì)的方法，所述噴墨 裝置至少包括打印頭，所述打印頭包括被設(shè)置成用于噴射小滴的噴嘴，所 述噴墨裝置還包括控制攝像機(jī)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)，使得在從所述噴嘴 噴射出所述小滴之后，由所述控制攝像機(jī)檢測所述小滴的形狀。測量在打 印過程開始時(shí)的物質(zhì)的粘度和表面張力。在打印過程開始時(shí)，借助于控制 攝像機(jī)測量小滴形狀的演變。小滴的形狀隨著時(shí)間改變。在離開噴嘴時(shí)， 開始為細(xì)長的噴射物。然后物質(zhì)的表面張力迫使細(xì)長噴射物變?yōu)榍蛐蔚巍?小滴形狀隨時(shí)間的演變?yōu)榫哂刑卣髦芷跁r(shí)間的阻尼諧振蕩。從小滴的周期 時(shí)間和半徑，可以利用瑞利(Rayleigh)公式計(jì)算表面張力。小滴到達(dá)穩(wěn) 定球形所需的阻尼或時(shí)間取決于粘度。粘度越高，小滴到達(dá)穩(wěn)定球形所需 的時(shí)間越短。在打印期間，連續(xù)地或不時(shí)地測量阻尼和周期時(shí)間。周期時(shí) 間的變化可以歸因于表面張力的變化；阻尼系數(shù)的變化可以直接歸因于粘 度變化。物質(zhì)表面張力和粘度的這些值應(yīng)當(dāng)基本接近填充打印頭之前所測 得的初始值。根據(jù)本 發(fā)明，優(yōu)選地，當(dāng)表面張力和阻尼(粘度)的變化不在特定的 容限范圍內(nèi)時(shí)，反饋回路停止打印過程。當(dāng)變化變得過大時(shí)，必須停止過程，之后徹底清潔打印頭并用新準(zhǔn)備的物質(zhì)再次填充打印頭。當(dāng)用所提出的方法測量的粘度和表面張力保持在初始值的10%之內(nèi)時(shí)，該打印過程繼續(xù) 進(jìn)行。另一方面，在檢測到大于10%的偏差時(shí)，反饋回路停止打印過程。本發(fā)明還包括根據(jù)本發(fā)明的噴墨裝置的使用，其中該物質(zhì)包括生物化 學(xué)反應(yīng)物和/或核酸和/或多肽和/或蛋白質(zhì)。將本發(fā)明的噴墨裝置用于這種 目的，可以在基底上非常準(zhǔn)確且精確地定位一定數(shù)目的物質(zhì)。結(jié)合附圖，通過以下詳細(xì)說明將明了本發(fā)明的這些和其他特性、特征 和優(yōu)點(diǎn)，附圖以示例方式說明了本發(fā)明的原理。僅僅為了舉例而給出說明， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍。以下引用的附圖標(biāo)記是指附圖。

圖1示意性示出了本發(fā)明的噴墨裝置的實(shí)施例的頂視圖； 圖2示意性示出了基底區(qū)域和膜支架的橫截面；圖3示意性示出了位于基底區(qū)域和膜支架上方的打印頭與控制攝像機(jī) 的橫截面；圖4示意性示出了對準(zhǔn)攝像機(jī)相對于基底和打印頭的定位； 圖5a和圖5b示意性示出了基底區(qū)域與膜支架的一部分以及完整的膜； 圖6示意性示出了包括多個(gè)打印頭的本發(fā)明的噴墨裝置的實(shí)施例； 圖7示意性示出了處于檢查位置的本發(fā)明的噴墨裝置；圖8示意性示出了為一個(gè)打印頭分配了控制攝像機(jī)和第二控制攝像機(jī) 的本發(fā)明的噴墨裝置的實(shí)施例；圖9示意性示出了粘度大約為lmPas的物質(zhì)的小滴形成的頻閃觀測儀 圖像；圖IO示意性示出了粘度大約為5mPas的物質(zhì)的小滴形成的頻閃觀測儀 圖像；圖11示出了小滴從球形的偏離隨時(shí)間的變化。將結(jié)合特定實(shí)施例并參考特定附圖描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此， 而是僅受權(quán)利要求的限制。所述的附圖僅為示意性的而不是限制性的。在 附圖中，為了例示的目的， 一些元件的尺寸可能被放大，而不是按比例繪 制的。當(dāng)提及單數(shù)名詞時(shí)使用不定冠詞或定冠詞時(shí)，例如"一"、"該"，除非 特別指出電其他情況，它們包括了該名詞的復(fù)數(shù)。此外，說明書和權(quán)利要求中的第一、第二、第三等詞匯用于在類似元 件之間加以區(qū)別，未必是描述連續(xù)的順序或時(shí)間次序。要理解的是，在適 當(dāng)情況下這樣用的詞語是可以互換的，而且這里所述的本發(fā)明的實(shí)施例能 夠以這里所描述或所示出的次序之外的其他次序操作。此外，說明書和權(quán)利要求中的詞語頂部、底不、之上、之下等僅用于 描述性目的，而未必是描述相對位置。要理解的是，在適當(dāng)情況下這樣用 的詞語是可以互換的，而且這里所述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以這里所描述 或所示出的取向之外的其他取向操作。要指出的是，本說明書和權(quán)利要求中使用的術(shù)語"包括"不應(yīng)被視為 受限于其后所列的裝置；它不排除其他元件或步驟。于是，"一種包括裝置 A和B的裝置"這一表述的范圍不應(yīng)被限于僅由組件A和B構(gòu)成。這意味著 對于本發(fā)明而言，該裝置的僅有的相關(guān)組件是A和B。在圖1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的噴墨裝置10的示意性頂視圖。在打印 臺50 (優(yōu)選由重的花崗巖制成)上，在允許在X方向上運(yùn)動(dòng)的線性臺上固 定地安裝固定板55。在該固定板55中，定位若干帶有膜41的膜支架44。 膜41共同形成了基底。因此，也可以將膜41稱為"基底"。為清楚起見， 在下文中，"基底" 一詞是指"膜41"的可打印區(qū)的總體。膜支架44基本 上僅僅是一個(gè)環(huán)44。將圓形的膜41焊接到該環(huán)上。因此，在打印之后，帶 有有斑點(diǎn)的膜41的環(huán)44為最終產(chǎn)品。提供打印橋51，其相對于固定板55 可以移動(dòng)，并相對于打印臺50 (優(yōu)選為重的花崗巖臺)剛性地安裝。打印 橋51承載可移動(dòng)的打印頭支架51'?？梢匝刂谝环较?，即X方向移動(dòng)帶 有固定板55的臺。將打印頭安裝到可移動(dòng)的打印頭支架51'上，使得它可 以相對于打印橋51沿第二方向，即Y方向移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選第一方 向(X方向)和第二方向(Y方向)是正交的。由此，可以在打印臺50的 特定區(qū)域之上移動(dòng)打印頭并釋放打印頭附近的儲存器(未示出)中存儲的 物質(zhì)小滴。以均勻的X方向距離和均勻的Y方向距離在固定板55 (也稱為 對準(zhǔn)板55)中安裝膜41。 X方向的距離可以與Y方向的距離不同。根據(jù)本 發(fā)明，設(shè)置攝像機(jī)30，從而控制攝像機(jī)30能夠檢測到從打印頭噴嘴噴射物質(zhì)小滴(圖3中所示的項(xiàng)目22)。在圖1所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，將 控制攝像機(jī)30固定地定位在可移動(dòng)打印頭支架51'上的打印頭附近。基底可以由用于檢測傳染病的生物活性膜制成。診斷這種疾病需要可 靠性非常高的打印過程。讀出熒光圖案將疾病與特定俘獲探針的位置直接 關(guān)聯(lián)。因此，有一種用于校正俘獲探針在基底上的定位的非?？煽康倪^程 是絕對必要的。墨噴打印是一種精密的定量供料技術(shù)，其沒有有關(guān)基底上 小滴的實(shí)際存在和放置情況的任何反饋。問題是沒有有關(guān)過程進(jìn)展的信息。 本發(fā)明描述了一種即時(shí)跟蹤每個(gè)打印頭的打印過程的光學(xué)方法。在噴墨裝 置10上，安裝兩個(gè)配備有CCD攝像機(jī)的顯微鏡，其測量小滴的著落位置并 連續(xù)監(jiān)測打印過程。在小滴丟失或著落到預(yù)定著落位置(基底位置42)之 外的那一刻，系統(tǒng)即停止打印過程并標(biāo)記出剛打印過的膜41或基底區(qū)域。 操作員現(xiàn)在可以維護(hù)打印頭(移液管)，使得其根據(jù)技術(shù)規(guī)格工作并且可以 繼續(xù)打印過程。之后，可以從被打印的該批膜41中去除帶標(biāo)記的膜。優(yōu)選以花崗巖臺的形式提供打印臺50?；蛘?，可以使用另一種非常重 的材料。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)將打印臺50設(shè)置在幾乎沒有振動(dòng)干擾的環(huán)境中。 相對于花崗巖臺(打印臺50)安裝精密線性臺，根據(jù)定義，臺上安裝的固 定板55沿第一方向(X方向)移動(dòng)。在圖l所示的實(shí)施例中，還在打印頭附近定位對準(zhǔn)攝像機(jī)45。將對準(zhǔn) 攝像機(jī)45定位于距打印頭預(yù)定距離處。通過觀察固定板55或基底上的特 定結(jié)構(gòu)，可以相對于打印臺50并因此相對于膜41校正或定位打印頭。相對 于打印臺50固定地定位檢查攝像機(jī)45'(帶有圖7中所示的檢査光源47')。 如圖7所示，通過將打印頭移動(dòng)到檢查位置，將兩個(gè)攝像機(jī)(控制攝像機(jī) 30和檢査攝像機(jī)45')定位成分別相對于彼此成90度的角。這樣就能夠在 二維空間中測量小滴體積、小滴速度和小滴飛行路徑?？梢詫⑦@些數(shù)據(jù)存 儲和轉(zhuǎn)移到控制打印程序的計(jì)算機(jī)。通過校正飛行路徑中的偏差，可以確保小滴始終著落在預(yù)定位置上?？刂茢z像機(jī)30和檢查攝像機(jī)45'基本相同并用于相同的目的?？刂茢z 像機(jī)30和檢査攝像機(jī)45'之間的僅有的差別在于，控制攝像機(jī)30是在整個(gè) 打印過程期間使用的，而檢査攝像機(jī)45'僅在打印之前的檢查期間使用。對 準(zhǔn)攝像機(jī)45是不同的，因?yàn)閮H在打印完整的一批之前使用該對準(zhǔn)攝像機(jī)以將固定板55與打印臺50對準(zhǔn)。在圖2中示出了個(gè)體基底膜支架44和固定板55的一部分的橫截面的 示意性示圖。膜支架44承載著一個(gè)作為基底40的一部分的膜41。 一個(gè)膜 41也稱為基底區(qū)域41。每個(gè)個(gè)體膜支架44位于牢固安裝于線性臺上的固 定板55上，該線性臺允許沿X方向相對于花崗巖臺(打印臺)50進(jìn)行線性 運(yùn)動(dòng)。在基底40上，即在每個(gè)膜41上，彼此相隔一定距離地提供多個(gè)基 底位置42，使得個(gè)體小滴(圖2中由參考標(biāo)記22示意性示出)能夠位于該 基底位置處。由此可以在每個(gè)基底位置42上分配或定位不同種類的物質(zhì)。在圖3中，示出了本發(fā)明的噴墨裝置10的控制攝像機(jī)30的布置的示 意性截面圖。在膜支架44上設(shè)置的是膜41或基底區(qū)域41。打印頭20包括 能夠噴射小滴22的噴嘴21。小滴22在軌跡22'上從噴嘴21向基底40的 表面運(yùn)動(dòng)。在此期間，控制攝像機(jī)30能夠觀察到從噴嘴21向著基底40的 表面移動(dòng)的小滴22的圖像。為了控制攝像機(jī)30能夠觀察到小滴22，將光 源32 (優(yōu)選是頻閃觀測儀或可控閃光燈)定位成與控制攝像機(jī)30的光軸 31成一定的角度。攝像機(jī)的布置這樣的，使得相對于基底40的表面的角度 盡可能小，實(shí)現(xiàn)噴嘴21下方盡可能大的視野。對于頻閃觀測儀照明系統(tǒng)的 光軸而言這同樣適用。優(yōu)選由經(jīng)過基底40的反射照亮小滴22。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，控制攝像機(jī)30的光軸傾斜一定的角度。優(yōu)選相對于打印頭20 固定地安裝光源32。在圖4中，示出了相對于膜40或相對于打印臺50來對準(zhǔn)打印頭20的 步驟的示意性示圖。通過(例如豎直地)定位對準(zhǔn)攝像機(jī)45，使得如果相 應(yīng)地定位打印頭20和打印橋51，可以由對準(zhǔn)攝像機(jī)45觀察到打印臺50或 固定板55上的結(jié)構(gòu)46'。優(yōu)選通過設(shè)置另一個(gè)光源47，使得對準(zhǔn)攝像機(jī)45 可以清楚地觀察到結(jié)構(gòu)46'。因此，另一個(gè)光源47大致與校準(zhǔn)攝像機(jī)45的 光軸46對準(zhǔn)。在圖5a中，從頂部示出了膜41或基底區(qū)域41的一部分。在基底區(qū)域 41上限定多個(gè)基底位置42、 42a、 42b?；孜恢?2、 42a、 42b是根據(jù)本 發(fā)明的噴墨裝置10的將要定位小滴22的位置。也可以在單個(gè)基底位置42 上放置多個(gè)小滴。已經(jīng)由打印頭20噴射并著落到基底40上的小滴22將覆 蓋基底位置42、 42a、 42b周圍的某一小滴區(qū)域或點(diǎn)，基底位置42、 42a、42b的平均直徑43小于基底位置42、 42a、 42b相互間的相應(yīng)距離43，(或 間距)。在圖5b中，示出了基底區(qū)域41的頂視圖，其中用小圓圈表示多個(gè)基 底位置42。根據(jù)本發(fā)明，可以在這些不同的基底位置42上定位很多不同的 物質(zhì)，以便將基底區(qū)域41的膜用于診斷目的。根據(jù)本發(fā)明，可以定義基底 位置42的若干組42'，以便在基底位置42的一個(gè)組42'和它們相應(yīng)的物質(zhì) 之內(nèi)執(zhí)行一整套測試。在圖6中，示意性地且部分地示出了本發(fā)明的噴墨裝置10的另一實(shí)施 例。除了打印頭20之外，打印橋51還設(shè)有另一打印頭20a和第三打印頭 20b。因此，在打印頭20、 20a和20b附近設(shè)置另一控制攝像機(jī)30a和第三 控制攝像機(jī)30b。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選還提供分配給該另一控制攝像機(jī)30a的 另一光源32a和分配給第三控制攝像機(jī)30b的第三光源32b。在根據(jù)圖6的實(shí)施例中，根據(jù)定義，剛性安裝在打印橋51上的線性臺 上的多達(dá)三個(gè)或更多個(gè)單噴嘴打印頭20、 20a、 20b沿第二方向(Y方向) 運(yùn)動(dòng)。通過同時(shí)沿X方向移動(dòng)基底和/或沿Y方向移動(dòng)打印橋51與打印頭 20、 20a、 20b，就可以將打印頭20、 20a、 20b移動(dòng)到基底上的任何位置。 打印頭20、 20a、 20b的距離盡可能與Y方向上的膜41的足巨離相近?？梢?用相同的流體填充打印頭20、 20a、 20b，或者每個(gè)打印頭填充不同的流體。 通過使用超過一個(gè)打印頭20，當(dāng)并行使用若干單噴嘴打印頭時(shí)可以實(shí)現(xiàn)打 印時(shí)間的減少。在圖8中，示出了噴墨裝置10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，與圖l 和7中所示的實(shí)施例相反，將第二控制攝像機(jī)30'(像控制攝像機(jī)30—樣) 也剛性安裝到打印頭上。在圖1-7中，僅在檢査期間能夠沿兩個(gè)方向記錄小滴的飛行路徑。在 打印期間，僅控制攝像機(jī)30記錄小滴22的圖像。在圖8所示的實(shí)施例中，在檢査和打印期間，都獲得兩個(gè)方向上的小 滴22的圖像。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選以如下方式處理打印協(xié)議優(yōu)選地，首先利用對準(zhǔn) 攝像機(jī)45和結(jié)構(gòu)46'來對準(zhǔn)膜41。然后，將第一物質(zhì)流體放入打印頭20 中。打印臺50移動(dòng)到檢查位置(圖7)。當(dāng)處于該檢查位置時(shí)，將兩個(gè)攝像機(jī)(控制攝像機(jī)30和檢查攝像機(jī)45')定位成彼此成90。角，從而能夠在 兩個(gè)方向上都看到小滴22。這樣一來，能夠確保了解到小滴22的三維位置 信息，而不是像使用單個(gè)攝像機(jī)時(shí)那樣僅僅了解到二維信息。在檢査位置 處，優(yōu)選兩個(gè)攝像機(jī)都測量小滴的體積、速度和直線性。這些全部由軟件 記錄并存儲在存儲器中。在兩個(gè)方向上都計(jì)算小滴理想飛行路徑的偏差， 并在軟件中自動(dòng)校正這種偏差。這樣就能夠自動(dòng)地定位小滴。之后，固定 板55/打印頭20開始向膜41移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例(圖1和7)中，僅一個(gè)攝像機(jī)(分配給打印頭的控制攝 像機(jī)30)與打印頭20 —起移動(dòng)并逐個(gè)記錄所有小滴。軟件對所記錄的圖像 進(jìn)行分析。在發(fā)生任何故障的情況下(例如，飛行路徑錯(cuò)誤、小滴22的體 積錯(cuò)誤、根本沒有小滴)，該軟件介入打印過程，并且停止打印。在軟件中 標(biāo)記出發(fā)生故障的膜41，從而不銷售該產(chǎn)品(帶膜支架44的膜41)。在維 護(hù)打印頭20之后，可以從停止的地方繼續(xù)執(zhí)行打印過程。在另一個(gè)實(shí)施例(圖8)中，將兩個(gè)攝像機(jī)(控制攝像機(jī)30和第二控 制攝像機(jī)30')固定到打印頭20，兩個(gè)攝像機(jī)都記錄每個(gè)小滴22的圖像。 在該實(shí)施例中，采取額外的預(yù)防措施以確保在三維中發(fā)生任何故障時(shí)，可 以記錄下故障。在發(fā)生任何故障的情況下(例如，飛行路徑錯(cuò)誤、小滴22 的體積錯(cuò)誤、根本沒有小滴)，該軟件介入打印過程，并且停止打印。在軟 件中標(biāo)記出發(fā)生故障的膜41，從而不銷售該產(chǎn)品(帶膜支架44的膜41)。 在維護(hù)打印頭20之后，可以從停止的地方繼續(xù)執(zhí)行打印過程。在基底區(qū)域41上，例如可以提供130個(gè)可以打印小滴22的斑點(diǎn)或基 底位置42，每個(gè)小滴需要大約(例如)lnl的體積。斑點(diǎn)或小滴22的直徑 43例如為200Mm，將它們布置成間距例如為400Mm的圖案。當(dāng)然，也可以 提供更小的斑點(diǎn)，這僅僅需要更小的間距，例如300Mm、或僅200Mra、 100Mni 或50Mm。例如，用一個(gè)被供以不同物質(zhì)23的打印頭20打印130個(gè)斑點(diǎn)。 例如，在固定板55上設(shè)置140個(gè)膜支架44，這是由噴墨裝置10在一批次 打印中處理的。根據(jù)本發(fā)明將小滴的間距43'設(shè)置在10到500Mm的范圍內(nèi)。 小滴22的斑點(diǎn)直徑43處于實(shí)際間距43'的大約20%到70%的范圍內(nèi)。小滴 22的體積必須要適應(yīng)斑點(diǎn)的優(yōu)選尺寸以及所用的基底40的材料(例如，取 決于基底在哪里強(qiáng)烈或微弱吸收所施加的物質(zhì))。典型地，小滴22的體積大約為0. OOlnl到10nl。在圖9和圖IO中，示出了物質(zhì)23的小滴22的演變的頻閃觀測儀圖像。 保持平衡狀態(tài)的小滴是半徑為R的理想球形。本發(fā)明基于如下的觀察當(dāng) 小滴22離開打印頭的噴嘴21時(shí)， 一開始它被強(qiáng)烈扭曲。小滴22的表面張 力通過使小滴22變?yōu)榍蛐?，從而試圖消除形變。對扭曲的小滴22的形狀 的這種平滑化導(dǎo)致扭曲的小滴22中的物質(zhì)23加速；在小滴22大約為球形 的時(shí)刻，小滴22中的內(nèi)部速度分布最大，導(dǎo)致小滴22再次變成橢圓形。 由于表面張力的作用，使得小滴22中的物質(zhì)23的運(yùn)動(dòng)減速。這種作用極 其類似于質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)的特性。該質(zhì)量是小滴中物質(zhì)的質(zhì)量；該彈簧是表 面張力的作用。J. W. Strutt， Lord Rayleigh在他的論文"The Theory of Sound" (Dover Publications 1945， pp 371-375)中已經(jīng)推導(dǎo)出自由振動(dòng) 小滴的基頻(基調(diào))的表達(dá)式其中f為基調(diào)頻率，ci為表面張力，p為密度，R為小滴半徑。為了檢 驗(yàn)該公式，我們考慮密度為1000kg/m3、表面張力為0.07N/m的水的100pl (R二28.8um)的小滴的振動(dòng)?；l等于24.37kHz。周期時(shí)間為41us。以 3m/s速度離開噴嘴的小滴在123 u m的飛行距離上表現(xiàn)出完整的振動(dòng)，該飛 行距離是標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)裝置容易觀察的值。在表面張力被表面活性劑降低到例 如0.035N/m時(shí)，該頻率變?yōu)?2. 18kHz，周期時(shí)間為82us， 一次振動(dòng)所覆 蓋的飛行路徑為250ixm。粘度使振動(dòng)減幅，粘度越高，阻尼越強(qiáng)。圖11示出了小滴22的隨時(shí)間變化的與球形的偏離。Ll示出了新制備 物質(zhì)的偏差，而L2示出了稍微干燥后的物質(zhì)的偏差。x和y軸都是任意單 位。"t"為周期時(shí)間。從圖11可以計(jì)算周期時(shí)間。周期時(shí)間的倒數(shù)為頻率。 方程(l)給出了頻率和表面張力之間的關(guān)系。利用已知的半徑值和密度值， 可以計(jì)算出表面張力。小滴到達(dá)穩(wěn)定球形所需的阻尼或時(shí)間取決于粘度。 粘度越高，小滴到達(dá)穩(wěn)定球形所需的時(shí)間越短。在打印期間，連續(xù)地或不 時(shí)地測量阻尼和周期時(shí)間。周期時(shí)間的變化可以歸因于表面張力的變化； 阻尼系數(shù)的變化可以直接歸因于粘度的變化。
權(quán)利要求
1、一種噴墨裝置(10)，用于將物質(zhì)(23)的小滴(22)受控地定位到基底(40)上并用于判斷打印過程中的物質(zhì)(23)的變質(zhì)，所述裝置(10)至少包括打印頭(20)，所述打印頭(20)包括被設(shè)置成用于噴射小滴(22)的噴嘴(21)，所述噴墨裝置(10)還包括控制攝像機(jī)(30)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)(30)，使得在從所述噴嘴(21)噴射出所述小滴(22)之后，由所述控制攝像機(jī)(30)來檢測所述小滴(22)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中當(dāng)所述小滴(22)在 所述噴嘴(21)和所述基底(40)之間行進(jìn)時(shí)檢測所述小滴(22)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中對所述小滴(22)的 所述定位進(jìn)行連續(xù)控制，使得當(dāng)每個(gè)小滴(22)在所述噴嘴(21)和所述 基底(40)之間行進(jìn)時(shí)檢測每個(gè)小滴(22)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述控制攝像機(jī)能夠 測量所述小滴的體積、速度和/或直線性。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述控制攝像機(jī)能夠 測量所述小滴的粘度和表面張力。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中相對于所述打印頭(20) 固定地定位所述控制攝像機(jī)(30)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中安裝所述控制攝像機(jī) (30)，使得所述控制攝像機(jī)(30)的光軸(31)相對于所述小滴(22)的軌跡傾斜一定的角度(32)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10)還包括分配給所述打印頭(20)的至少一個(gè)光源(32)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴墨裝置(10)，其中安裝分配給所述打印 頭(20)的所述光源(32)，使得光發(fā)射相對于所述控制攝像機(jī)(30)的所 述光軸(31)大致正交地取向。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴墨裝置(10)，其中相對于所述打印頭(20) 固定地定位所述光源(32)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10) 還包括第二控制攝像機(jī)(30')，設(shè)置所述第二控制攝像機(jī)(30'),使得在 從所述噴嘴(21)噴射出所述小滴(22)之后，由所述控制攝像機(jī)(30) 和所述第二控制攝像機(jī)(30')檢測所述小滴(22)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置，其中所述噴墨裝置(10)包括 多噴嘴打印頭。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10) 包括另一打印頭(20a)，所述另一打印頭(20a)包括另一噴嘴，所述噴墨 裝置(10)還包括另一控制攝像機(jī)(30a),設(shè)置所述另一控制攝像機(jī)(30a)， 使得在從所述另一噴嘴噴射出另一小滴之后，由所述另一控制攝像機(jī)(30a) 檢測所述另一小滴。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10) 包括第三打印頭(20b)，所述第三打印頭(20b)包括第三噴嘴，所述噴墨 裝置(10)還包括第三控制攝像機(jī)(30b),設(shè)置所述第三控制攝像機(jī)(30b)， 使得在從所述第三噴嘴噴射出第三小滴之后，由所述第三控制攝像機(jī)(30b) 檢測所述第三小滴。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10)還包括打印臺(50)和打印橋(51)，具有固定板55的臺相對于所述打印 臺50可以沿第一方向(X方向)移動(dòng)，而所述打印頭(20)安裝在可移動(dòng) 的打印頭支架上，使得所述打印頭(20)可以相對于所述打印橋(51)沿 第二方向(Y方向)移動(dòng)，其中所述打印頭支架安裝在所述打印橋(51)上。
16、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的噴墨裝置(10)，其中所述第一方向(X方 向)和所述第二方向(Y方向)是正交的。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的噴墨裝置(10)，其中所述噴墨裝置(10) 還包括至少一個(gè)對準(zhǔn)攝像機(jī)(45)，所述對準(zhǔn)攝像機(jī)用于相對于所述打印臺(50)和所述可移動(dòng)基底支架55來對所述打印頭(20)的位置進(jìn)行對準(zhǔn)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴墨裝置(10)，其中相對于所述打印頭 (20)或所述打印臺(50)固定地安裝所述對準(zhǔn)攝像機(jī)(45)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述基底(40)為平 坦基底、結(jié)構(gòu)化基底或多孔膜(41)，優(yōu)選為尼龍膜。
20、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述基底(40)包括 多個(gè)基底區(qū)域(41)，每個(gè)基底區(qū)域(41)優(yōu)選為由膜支架(44)支撐的分 立的膜(41)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述基底(40)包括 多個(gè)基底位置(42， 42a， 42b)，所述基底位置(42， 42a， 42b)彼此隔開 一定距離，該距離至少為定位在所述基底位置(42， 42a， 42b)中的一個(gè) 上的小滴(22)的平均直徑(43)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中多個(gè)小滴(22)疊置 在一個(gè)基板位置(42， 42a， 42b)上。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)，其中所述物質(zhì)(23)是透 明的或高度半透明的。
24、 一種用于使用噴墨裝置(10)來將物質(zhì)(23)的小滴(22)受控 地定位到基底(40)上的方法，其中所述噴墨裝置(10)至少包括打印頭(20) ，所述打印頭(20)包括被設(shè)置成用于噴射小滴(22)的噴嘴(21)， 所述噴墨裝置(10)還包括控制攝像機(jī)(30)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)(30)， 使得在從所述噴嘴(21)噴射出所述小滴(22)之后，由所述控制攝像機(jī)(30)檢測所述小滴(22)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中如果所述小滴(22)的體積不 正確和/或如果所述小滴(22)的速度不正確和/或如果所述小滴(22)的 飛行路徑的直線性不正確，或者如果未噴射小滴，則反饋回路停止所述打 印過程。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)從所述噴嘴(21)噴射小滴 (22)時(shí)打開所述控制攝像機(jī)(30)，并且其中從向前噴射所述小滴(22)之后的預(yù)定延遲時(shí)間開始，光源(32)發(fā)射光脈沖。
27、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中連續(xù)地控制所述小滴(22)的 定位，從而由所述控制攝像機(jī)(30)檢測每個(gè)小滴(22)。
28、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)所述小滴(22)在所述噴嘴(21) 和所述基底(40)之間行進(jìn)時(shí)檢測所述小滴(22)。
29、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在第一步中調(diào)節(jié)所述打印頭(20) 相對于所述基底(40)的位置，并且其中在第二步中，將所述物質(zhì)(23) 定位在所述基底(40)上。
30、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中向所述基底(40)施加多種不同的物質(zhì)(23)，從而將第一種物質(zhì)(23a)定位在第一基底位置(42a)， 而將第二種物質(zhì)(23b)定位在第二基底位置(42b)。
31、 一種使用噴墨裝置(10)來判斷物質(zhì)(23)的小滴(22)的變質(zhì) 的方法，其中所述噴墨裝置(10)至少包括打印頭(20)，所述打印頭(20) 包括被設(shè)置成用于噴射小滴(22)的噴嘴(21)，所述噴墨裝置(10)還包 括控制攝像機(jī)(30)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)(30)，使得在從所述噴嘴(21) 噴射出所述小滴(22)之后，由所述控制攝像機(jī)(30)檢測所述小滴(22) 的形狀。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中如果通過所述小滴(22)的形狀 計(jì)算出的所述小滴(22)的粘度和表面張力偏離在所述打印過程開始時(shí)所 測得的所述小滴(22)的粘度和表面張力，則反饋回路停止所述打印過程。
33、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨裝置(10)的使用，其中所述物質(zhì)(23) 包括生物化學(xué)反應(yīng)物和/或核酸和/或多肽和/或蛋白質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將物質(zhì)小滴受控地定位到基底上的裝置，所述裝置至少包括打印頭，所述打印頭包括用于噴射小滴的噴嘴，所述噴墨裝置還包括控制攝像機(jī)，設(shè)置所述控制攝像機(jī)，使得在從所述噴嘴噴射出所述小滴之后，由所述控制攝像機(jī)檢測所述小滴。在小滴體積或速度或飛行路徑或粘度或表面張力開始偏離預(yù)設(shè)值時(shí)，該軟件可以以閉環(huán)方式對此加以校正。如果根本未噴射小滴，該控制軟件停止打印機(jī)，操作員可以維護(hù)打印頭。
文檔編號B41J2/05GK101282842SQ200680037292
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者A·J·J·維斯曼斯, A·T·A·M·拉伊馬克斯, A·派里克, J·F·迪克斯曼, L·J·C·范登貝瑟勒, M·M·維爾號特, W-J·A·德維吉斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司