專利名稱：校準(zhǔn)打印頭的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子裝置制造方法以及打印系統(tǒng)，尤其是涉及一種校準(zhǔn)噴墨打印頭的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
平板顯示器行業(yè)已經(jīng)嘗試采用噴墨打印來生產(chǎn)顯示裝置，尤其是，生產(chǎn)彩色濾光器。有效使用噴墨打印方法存在一個(gè)問題就是當(dāng)打印量很大時(shí)，很難精確或精密地將墨水或其它材料噴射到基板上。
噴墨打印系統(tǒng)的精密度受到組成系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)體元件精密度以及在各個(gè)實(shí)體元件允許的誤差范圍內(nèi)將它們組合成一個(gè)系統(tǒng)后仍然存在的復(fù)合誤差的校正量的大小的影響。有時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)磨損或受氣候或應(yīng)力變化影響時(shí)，系統(tǒng)的精密度會(huì)降低。因此就需要提供一種系統(tǒng)和方法用來有效并自動(dòng)地校準(zhǔn)噴墨打印系統(tǒng)的主要元件，包括對噴墨打印頭的定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面，提供一個(gè)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括(1)一載物臺(tái)，在打印過程中，所述載物臺(tái)可以相對于打印頭移動(dòng)基板；(2)至少一個(gè)打印頭，所述打印頭懸掛于載物臺(tái)上方的支架，并可以在載物臺(tái)上方的一平面內(nèi)移動(dòng)；(3)一控制器，其可以控制打印頭圍繞一打印頭中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及(4)一成像系統(tǒng)，其用于捕捉打印頭圖像，并且在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以根據(jù)捕捉到的打印頭圖像來確定打印頭的中心點(diǎn)。
本發(fā)明的第二方面，提供第一種設(shè)備。所述第一種設(shè)備包括(1)一可以捕捉到打印頭圖像的照相機(jī)；(2)一連接到照相機(jī)上并且可對儲(chǔ)存在照相機(jī)里的打印頭圖像進(jìn)行操作的處理器；和(3)一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器連接到處理器上并且存儲(chǔ)處理器指令用來捕捉打印頭圖像，且當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以基于捕捉到的打印頭圖像來確定打印頭中心點(diǎn)。
本發(fā)明的第三方面，提供第二種設(shè)備。所述第二種設(shè)備包括(1)一可以捕捉到打印頭圖像的照相機(jī)；(2)一連接到照相機(jī)上并且可對儲(chǔ)存在照相機(jī)中的打印頭圖像進(jìn)行操作的處理器；和(3)一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器連接到處理器上并且可以存儲(chǔ)處理器指令用來(a)將打印頭旋轉(zhuǎn)請求傳輸給打印頭驅(qū)動(dòng)裝置；(b)識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述噴嘴在照相機(jī)上方的水平面上以近似圓形的路徑變換180°相位；(c)根據(jù)兩個(gè)噴嘴確定打印頭的中心點(diǎn)；以及(d)根據(jù)確定的中心點(diǎn)校準(zhǔn)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的第四方面是提供第三種設(shè)備。所述第三種設(shè)備包括(1)一載物臺(tái)，所述載物臺(tái)用于在打印過程中相對于打印頭移動(dòng)基板；(2)多個(gè)打印頭托架，所述托架懸掛于載物臺(tái)上方的支撐上，且可在載物臺(tái)上方的一平面內(nèi)移動(dòng)；(3)一個(gè)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可以相對于支撐移動(dòng)打印頭托架；和(4)一個(gè)照相機(jī)，所述照相機(jī)可代替打印頭安裝在其中一個(gè)打印頭托架上且和一成像系統(tǒng)相連。
本發(fā)明的第五方面，提供第一種方法。所述第一種方法包括步驟(1)將打印頭旋轉(zhuǎn)請求傳輸?shù)酱蛴☆^驅(qū)動(dòng)裝置；(2)在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，捕捉打印頭圖像；和(3)根據(jù)圖像來確定打印頭中心點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的上述以及其它目的，本發(fā)明還提供了大量的其它方面的目的。
本發(fā)明的其它特征和目的將在下面的實(shí)施例、權(quán)利要求書以及相關(guān)的附圖中進(jìn)行詳細(xì)地的介紹，以便更全面地了解本發(fā)明。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例中的一個(gè)噴墨打印系統(tǒng)的俯視圖。
圖2所示為本發(fā)明一些實(shí)施例中所用的打印頭仰視圖。
圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例中其中一種校準(zhǔn)打印頭方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種方法及裝置用來精確校準(zhǔn)噴墨打印系統(tǒng)打印頭的位置及方向的控制機(jī)構(gòu)。打印頭位置控制機(jī)構(gòu)的精確校準(zhǔn)是非常必要的，因?yàn)榇蛴☆^噴嘴與噴嘴之間的間距是不可能和將要打印的顯示物體的顯示象素密度相匹配的，打印頭圍繞其中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)可使每個(gè)噴嘴和將要打印的顯示象素的中心點(diǎn)相對齊。
利用成像系統(tǒng)可以設(shè)置打印頭的中心點(diǎn)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，這樣的定位可以通過在照相機(jī)上方的打印頭中心水平面上旋轉(zhuǎn)打印頭來獲得，所述照相機(jī)安裝在一個(gè)成像系統(tǒng)上，例如，照相機(jī)被向上瞄準(zhǔn)并安裝到一個(gè)載物臺(tái)的固定位置上(如一個(gè)框架)，所述的載物臺(tái)在打印過程中用來移動(dòng)打印頭下面的基板，而其它的照相機(jī)的位置和/或方向也要進(jìn)行設(shè)置，例如在一個(gè)倒轉(zhuǎn)的打印頭處，照相機(jī)可以向下瞄準(zhǔn)。
采用成像系統(tǒng)的圖像識(shí)別軟件可以識(shí)別打印頭的任意兩個(gè)噴嘴，當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述的兩個(gè)噴嘴可以沿著近似圓形的路徑在一水平面內(nèi)轉(zhuǎn)換180°相位。一旦兩個(gè)噴嘴被識(shí)別，則兩個(gè)噴嘴之間的等距離的點(diǎn)就作為打印頭的中心點(diǎn)。因此本發(fā)明對于打印頭中心點(diǎn)相對于打印頭的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行校準(zhǔn)是很有利的。
另外，在被識(shí)別的噴嘴之間引出的一條線可以和一條或多條已知方向的參考線進(jìn)行比較，用來確定打印頭的旋轉(zhuǎn)方向或校準(zhǔn)打印頭。
在一些實(shí)施例中，第二個(gè)照相機(jī)被向下瞄準(zhǔn)并安裝在一支架上或是一個(gè)打印頭架上，所述打印頭架一般用于運(yùn)載打印頭。這個(gè)照相機(jī)可以利用基板上的校準(zhǔn)標(biāo)記來校準(zhǔn)載物臺(tái)上的基板，用來幫助確定墨滴的位置，和/或幫助計(jì)算打印頭位置的偏差度。另外，其它的方面和/或?qū)嵤├龑⒃谙旅孢M(jìn)行詳細(xì)的介紹。
圖1所示為本發(fā)明一個(gè)系統(tǒng)的其中一個(gè)實(shí)施例的俯視圖，此系統(tǒng)用數(shù)字100進(jìn)行標(biāo)示。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的噴墨打印系統(tǒng)100包括一個(gè)系統(tǒng)控制器102，一個(gè)圖像文件數(shù)據(jù)庫104，一個(gè)成像系統(tǒng)105。圖像文件數(shù)據(jù)庫104和成像系統(tǒng)105可以整體構(gòu)成系統(tǒng)控制器102整體元件，或者圖像文件數(shù)據(jù)庫104和成像系統(tǒng)105也可以形成分離的外部裝置。圖像文件數(shù)據(jù)庫104可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)100利用所述數(shù)據(jù)打印圖像。系統(tǒng)100也可以包括一個(gè)打印頭支架106。系統(tǒng)控制器102可以是邏輯地(如電子地)和/或機(jī)械地和打印頭支架106相連在一起。
如圖1的實(shí)施例，打印頭機(jī)架106包括三個(gè)打印頭，所述打印頭自左向右分別利用數(shù)字108、110、112進(jìn)行標(biāo)識(shí)。盡管在圖1中只顯示了三個(gè)打印頭，但是注意到，安裝在打印頭支架106上和/或與打印頭支架106可以連接多個(gè)打印頭卻是很重要的。打印頭支架106可以包括馬達(dá)，托架，和/或其它用來移動(dòng)(即橫向和/或旋轉(zhuǎn))打印頭108、110、112的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120、122、124。
打印頭108、110、112中的任何一個(gè)都能打印任意的彩色墨水或噴射其它的液體。在一個(gè)實(shí)施例中，相對應(yīng)的打印頭108用來打印紅色墨水，綠色墨水，和/或藍(lán)色墨水。打印頭108、110、112的任何一個(gè)也可以打印其它色彩的墨水，例如，但不僅僅局限于，青色、黃色、品紅色、白色和/或清洗的墨水。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，打印頭108、110、112中的任意一個(gè)都可以相對于打印頭108、110、112中另一個(gè)獨(dú)立地，沿著打印頭支架106，向一個(gè)或多個(gè)方向作橫向移動(dòng)。在另一實(shí)施例中，打印頭108、110、112都可以相對于打印頭支架106進(jìn)行獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120、122、124的打印頭支架106可以和打印頭108、110、112中的任意一個(gè)進(jìn)行邏輯(如電子地)和/或機(jī)械相連。系統(tǒng)控制器102和打印頭支架106及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120、122、124及打印頭108、110、112相連在一起，以便于控制并監(jiān)控每個(gè)打印頭108、110、112的移動(dòng)和操作。
圖1還顯示了基板114，此基板用來制作顯示板和/或平板顯示器和/或彩色濾光片和/或其它半導(dǎo)體裝置，在制作過程中還包括一噴墨過程?；?14可由玻璃，聚合體，半導(dǎo)體材料，和/或其它實(shí)際生產(chǎn)中可用的任何材料制成。在圖1中，基板114包括多個(gè)顯示物體116。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，基板114可以包含一個(gè)或多個(gè)顯示物體116。
載物臺(tái)118可以用來支撐基板114。在打印過程中，當(dāng)墨水噴射到顯示物體116上時(shí)，基板114可通過在打印頭108、110、112下方的載物臺(tái)118進(jìn)行移動(dòng)。載物臺(tái)118也可以相連到系統(tǒng)控制器102上。系統(tǒng)控制器102可控制載物臺(tái)118沿著X軸和Y軸的方向進(jìn)行移動(dòng)。注意，圖1也顯示出了可供選擇的X軸和Y軸的示意框架。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括一系統(tǒng)控制器102。系統(tǒng)控制器102可以是任何合適的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括，但并不局限于，大型計(jì)算機(jī)，小型計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，和/或任何合適的處理裝置、單元或系統(tǒng)。系統(tǒng)控制器102通過打印頭支架106控制任意的打印頭108、110、112，包括控制打印頭108、110、112可旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)以及可沿著X軸正向和負(fù)向移動(dòng)，X軸的正向如圖1箭頭標(biāo)示的X方向。系統(tǒng)控制器102也可以控制任意和所有的噴墨打印以及維持其操作以確保通過打印頭支架106和/或打印頭108、110、112的動(dòng)作使操作可以進(jìn)行。系統(tǒng)控制器102也可控制任意和所有成像系統(tǒng)105的功能。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像文件數(shù)據(jù)庫104包括關(guān)于基板114和/或利用系統(tǒng)100制成的顯示物體116的數(shù)據(jù)和/或信息。例如，圖像文件數(shù)據(jù)庫104包括各種信息，系統(tǒng)控制器102利用所述信息控制移動(dòng)，也可以控制每個(gè)打印頭支架106，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120、122、124，打印頭108、110，112，以及載物臺(tái)118的打印操作，使任意和/或所有必需的打印經(jīng)過都在顯示物體116和/或基板114的上方進(jìn)行。例如，通過利用儲(chǔ)存在圖像文件數(shù)據(jù)庫104里的信息，系統(tǒng)控制器102可以對任何給定的顯示物體116和/或基板114進(jìn)行完整的打印操作。
根據(jù)本發(fā)明，噴墨打印系統(tǒng)100還可以包含一安裝到載物臺(tái)118框架上的(沒有示出)照相機(jī)126。照相機(jī)126可以包含一成像系統(tǒng)和/或可以連接到系統(tǒng)控制器102上，所述系統(tǒng)控制器102包括一軟件，所述軟件可對系統(tǒng)控制器102內(nèi)的成像系統(tǒng)105進(jìn)行操作。照相機(jī)126可以安裝在載物臺(tái)118的基板支撐面或其下方，并且向上對準(zhǔn)以便于可以自動(dòng)聚焦并捕捉打印頭108、110、102底部的圖像。在一些實(shí)施例中，照相機(jī)126可以安裝在載物臺(tái)118的基板支撐面開口的下方，如圖1所示，而且在一些實(shí)施例中，照相機(jī)126可以安裝在靠近載物臺(tái)118的地方。照相機(jī)也可以偏移于載物臺(tái)118。
在一個(gè)實(shí)施例中，照相機(jī)126包括一成像系統(tǒng)105，適用于本發(fā)明所述成像系統(tǒng)，可以包括CDC-200型照相機(jī)，此款照相機(jī)可連接到MVS-8100D型幀接收器上，且和馬薩諸塞州的Natick公司生產(chǎn)的具有商業(yè)利用價(jià)值的軟件相連。在一些實(shí)施例中，照相機(jī)126可以包括自動(dòng)調(diào)焦功能，100X到200X的變焦鏡頭(如顯微鏡鏡頭)，計(jì)算機(jī)接口邏輯，和/或自動(dòng)化軟件。其它照相機(jī)和/或照相系統(tǒng)包括模擬和/或數(shù)字基于CCD照相機(jī)或任何其它合適的傳感器和/或檢測裝置都可以被使用。
在一些附加或可選擇的實(shí)施例中，噴墨打印系統(tǒng)100還可以另外包含一個(gè)第二照相機(jī)128，所述第二照相機(jī)128通過包含一托架130的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在打印頭支撐106上。此照相機(jī)128也可以包含一個(gè)成像系統(tǒng)105，所述成像系統(tǒng)連接到系統(tǒng)控制器102上或是成為系統(tǒng)控制器102的一個(gè)元件。在一些實(shí)施例中，此照相機(jī)128可在基板114處向下瞄準(zhǔn)并安裝在一常規(guī)的位置上，該位置通?？捎脕戆惭b打印頭。此照相機(jī)128利用基板114上的校準(zhǔn)標(biāo)示來校準(zhǔn)載物臺(tái)118上的基板114，用來幫助確定墨滴的位置，和/或幫助計(jì)算打印頭位置的偏差度。就第一照相機(jī)126而言，第二照相機(jī)128可以是CDC-200型照相機(jī)并被連接到MVS-8100D型幀接收器上。此款照相機(jī)128可以包括自動(dòng)調(diào)焦功能，100X到200X的變焦鏡頭(如顯微鏡鏡頭)，計(jì)算機(jī)接口邏輯，和/或自動(dòng)化軟件。其它照相機(jī)和/或照相系統(tǒng)包括模擬和/或數(shù)字基于CCD的(CCD-based)照相機(jī)或任何其它合適的傳感器和/或檢測裝置都可以被使用。
圖2所示的是打印頭108的一個(gè)實(shí)施例仰視圖。這樣一個(gè)打印頭108可以包括任何數(shù)量的噴嘴200A，200B(只標(biāo)示出兩個(gè)噴嘴)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)打印頭108可以包括一百二十八個(gè)噴嘴200A、200B，而且它們都是獨(dú)立啟動(dòng)的。就本發(fā)明而言，具有商業(yè)利用價(jià)值的打印頭是由Spectra，Inc.of Lebanon，NH組裝生產(chǎn)的SX-128型，128-信道噴射裝置。這種特殊噴射裝置包括兩個(gè)電動(dòng)的獨(dú)立壓電片，每個(gè)壓電片具有六十四個(gè)可尋址通道，這樣共有128個(gè)噴射口。噴嘴排列呈一條直線，噴嘴之間的間距為0.020″。噴嘴分送的墨滴尺寸為10-12皮升，但是也可以分送稍寬范圍的墨滴尺寸，例如，10-30皮升。也可以利用其它的帶有不同尺寸噴嘴的打印頭。
打印頭108可以通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120圍繞著中心點(diǎn)202進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如上述所述可以直接或間接通過打印頭支撐106(如圖1所示)相連到系統(tǒng)控制器102上(如圖1所示)。
圖3所示是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中校準(zhǔn)打印頭的一種方法300流程圖。這種方法300從步驟302開始執(zhí)行。在步驟304中，打印頭108可以通過打印頭支撐106在一個(gè)成像系統(tǒng)105的一面朝上的照相機(jī)126的上方進(jìn)行移動(dòng)。注意在一些實(shí)施例中，打印頭108的取向可以不同或進(jìn)行改變，因此照相機(jī)126也可以有不同的定位。在一些實(shí)施例中，一旦開始一個(gè)打印頭校準(zhǔn)程序，這個(gè)步驟可以只涉及系統(tǒng)控制器102自動(dòng)發(fā)出一個(gè)命令或傳送一個(gè)信號給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120和/或打印頭支撐106用來在照相機(jī)126上方移動(dòng)打印頭108。在其它的實(shí)施例中，操作者可以在照相機(jī)126上方人工移動(dòng)打印頭108。
在步驟306中，打印頭108可被旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，至于步驟304，此步驟可簡單包括系統(tǒng)控制器102，一旦校準(zhǔn)過程進(jìn)行初始化后，自動(dòng)發(fā)出一個(gè)命令或把信號傳輸?shù)津?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120和/或打印頭支撐106，來旋轉(zhuǎn)打印頭108。在另外的實(shí)施例中，操作者可以手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)打印頭108。
一旦打印頭108在照相機(jī)126上方旋轉(zhuǎn)，在步驟308中，照相機(jī)126可以捕獲在圖2中示出的打印頭108仰視圖的圖像。注意在圖2中示出的打印頭108的模型僅僅表示旋轉(zhuǎn)的打印頭108的定位的其中一個(gè)例子。成像系統(tǒng)105可以比較所捕獲的圖像來識(shí)別一對噴嘴200A，200B，當(dāng)打印頭108通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述噴嘴可以沿著近似圓形的路徑旋轉(zhuǎn)(如圖2中圓弧的箭頭所示方向)。成像系統(tǒng)(或者是在照相機(jī)126中或是在系統(tǒng)控制器102中)可以采用圖像識(shí)別算法來分辨兩個(gè)沿著圓形路徑旋轉(zhuǎn)的相似形狀的物體(即噴嘴200A，200B)。這樣一種成像系統(tǒng)也可相對于彼此進(jìn)行確定，當(dāng)物體繞圓周方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其可以轉(zhuǎn)180°的相位。
在步驟310中，可觀測到的中心點(diǎn)202可以根據(jù)步驟308識(shí)別的兩個(gè)形狀相似的物體(如噴嘴200A，200B)來確定。在一些實(shí)施例中，可觀測到的中心點(diǎn)202可以是打印頭108上的一個(gè)點(diǎn)，所述點(diǎn)是被識(shí)別的形狀相似的物體(如噴嘴200A，200B)之間的等距離的點(diǎn)，它處于兩個(gè)被識(shí)別的形狀相似的物體之間引射出的一條線上。換句話，可觀測到的中心點(diǎn)202可以是連接兩個(gè)被識(shí)別的噴嘴200A、200B的連線上兩個(gè)被識(shí)別的噴嘴200A、200B之間距離一半的，打印頭108上的一個(gè)點(diǎn)。
在步驟310中，可觀測到的中心點(diǎn)202可以用來校準(zhǔn)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120。在一些實(shí)施例中，當(dāng)打印頭在打印和/或保養(yǎng)操作過程中，系統(tǒng)控制器102和/或打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120可以采用坐標(biāo)系來追蹤打印頭108的位置。因此，無論任何位置，系統(tǒng)控制器102可以基于坐標(biāo)系對打印頭108上中心點(diǎn)有一“期望”值。在一些實(shí)施例中，可觀測到的中心點(diǎn)202可以用來連接和/或糾正打印頭108中心點(diǎn)的期望值。例如如果系統(tǒng)控制器已經(jīng)追蹤打印頭中心點(diǎn)而且已有一個(gè)儲(chǔ)存的從參考點(diǎn)沿著X軸到當(dāng)前位置的距離為4321微米的距離值，但是利用成像系統(tǒng)和本發(fā)明可以確定從參考點(diǎn)沿X軸到打印頭中心點(diǎn)當(dāng)前位置的距離實(shí)際上是4323微米，系統(tǒng)控制器102可以沿X軸移動(dòng)2微米來糾正坐標(biāo)系。
在一些實(shí)施例中，對準(zhǔn)基板114的照相機(jī)128可以用來精確定位打印頭108、110、112。照相機(jī)128可以捕捉到在載物臺(tái)118和/或在基板114上的位置參考標(biāo)記的圖像。這個(gè)信息可以傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器102，系統(tǒng)控制器102利用此信息來計(jì)算照相機(jī)128相對于載物臺(tái)118和/或基板114的位置。打印頭108、110、112的位置可以根據(jù)已知的來自于照相機(jī)位置的偏差進(jìn)行判定。在一些實(shí)施例中，圖像還可以包括其中一個(gè)已知的打印頭噴出的墨滴。這個(gè)信息可以可選地或附加地用來計(jì)算打印頭的位置。
上述描述僅公開了本發(fā)明的特殊實(shí)施例；將會(huì)落入本發(fā)明范圍內(nèi)的上面公開的方法和裝置的改進(jìn)對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說都會(huì)非常顯而易見。例如，在一些實(shí)施例中，在被識(shí)別的噴嘴200A，200B之間投射出的一條直線可以和已知方向的一條或多條參考線進(jìn)行比較，來確定打印頭旋轉(zhuǎn)方向或校準(zhǔn)打印頭108。系統(tǒng)控制器102也可以利用這個(gè)信息來校準(zhǔn)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)120。
進(jìn)一步地，雖然上述實(shí)施方法僅僅采用了一個(gè)打印頭108，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解這些方法也可以運(yùn)用到每個(gè)打印頭108、110、112，以及照相機(jī)128和/或其它附加的打印頭上。
在一些實(shí)施例中，可以采用本發(fā)明的設(shè)備和方法對半導(dǎo)體進(jìn)行處理和/或用于電子產(chǎn)品的生產(chǎn)。例如抗蝕圖形可以噴射到基板上，所述基板包括玻璃、聚合物、半導(dǎo)體和/或任何其它合適的材料。因此，噴射材料可以包括墨水、聚合物或其它任何可利用的合適的材料。
因此，雖然本發(fā)明已經(jīng)參照特殊的實(shí)施例進(jìn)行了闡述，但是，凡是屬于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的其它的實(shí)施例都會(huì)在下述的權(quán)利要求書中得到保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一系統(tǒng)包括一載物臺(tái)，在打印過程中，所述載物臺(tái)可以相對于打印頭移動(dòng)基板；至少一個(gè)打印頭，所述打印頭懸掛于載物臺(tái)上方的支架上，且適于在載物臺(tái)上方的平面內(nèi)移動(dòng)；一控制器，可操作打印頭圍繞打印頭中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及一成像系統(tǒng)，用于捕捉打印頭圖像，且在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可根據(jù)捕捉到的打印頭圖像來確定打印頭的中心點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)打印頭適于在水平面上旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于成像系統(tǒng)包括一向上瞄準(zhǔn)的照相機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于照相機(jī)定位在低于載物臺(tái)表面的水平面上。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于成像系統(tǒng)進(jìn)一步用于識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，所述噴嘴在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以沿著近似圓形的軌道轉(zhuǎn)換180°的相位，且成像系統(tǒng)還可以根據(jù)兩個(gè)噴嘴來確定打印頭的中心點(diǎn)。
6.一種設(shè)備包括一可以捕捉到打印頭圖像的照相機(jī)；一連接到照相機(jī)上并且可對儲(chǔ)存在照相機(jī)里的打印頭圖像進(jìn)行操作的處理器；以及一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器連接到處理器上并且可以存儲(chǔ)處理器指令，所述指令用來捕捉打印頭圖像，且當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以根據(jù)捕捉到的打印頭圖像來確定打印頭中心點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于打印頭適于在水平面上旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于照相機(jī)向上瞄準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于照相機(jī)靠近且低于載物臺(tái)，其可用來移動(dòng)基板。
10.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于照相機(jī)位于用于移動(dòng)基板的載物臺(tái)的下方。
11.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于處理器用于識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述噴嘴可以做近似圓形的軌道運(yùn)動(dòng)，且該處理器還可以根據(jù)兩個(gè)噴嘴來確定打印頭的中心點(diǎn)。
12.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于存儲(chǔ)器進(jìn)一步用于存儲(chǔ)處理器指令，所述指令用來將打印頭旋轉(zhuǎn)請求傳輸?shù)酱蛴☆^驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，所述噴嘴在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以沿著近似圓形的軌道在照相機(jī)上方的一個(gè)水平面內(nèi)轉(zhuǎn)換180°的相位。根據(jù)兩個(gè)噴嘴決定打印頭的中心點(diǎn)。
13.一個(gè)設(shè)備包括一可以捕捉到打印頭圖像的照相機(jī)；一連接到照相機(jī)上并且可將儲(chǔ)存在照相機(jī)里的打印頭圖像進(jìn)行操作的處理器；一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器連接到處理器上并且可以存儲(chǔ)處理器指令，所述指令用來將打印頭旋轉(zhuǎn)請求傳輸給打印頭驅(qū)動(dòng)裝置；識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述噴嘴在照相機(jī)上方的水平面上以近似圓形的路徑變換180°的相位；根據(jù)兩個(gè)噴嘴確定打印頭的中心點(diǎn)；以及根據(jù)已確定的中心點(diǎn)校準(zhǔn)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
14.一種方法，包括將打印頭旋轉(zhuǎn)請求傳輸?shù)酱蛴☆^驅(qū)動(dòng)裝置；在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，捕捉打印頭圖像；以及根據(jù)圖像來確定打印頭中心點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)已確定的中心點(diǎn)校準(zhǔn)打印頭驅(qū)動(dòng)裝置。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括移動(dòng)位于照相機(jī)上方的打印頭，所述照相機(jī)和成像系統(tǒng)相連接。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于確定打印頭的中心點(diǎn)包括識(shí)別打印頭上的至少兩個(gè)噴嘴，當(dāng)打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述噴嘴在水平面上以近似圓形的路徑變換180°的相位。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于確定打印頭的中心點(diǎn)包括確定打印頭上的一個(gè)點(diǎn)，所述的點(diǎn)即為兩個(gè)識(shí)別的噴嘴的等間距點(diǎn)。
19.一種設(shè)備包括一載物臺(tái)，所述載物臺(tái)用于在打印過程中相對于打印頭移動(dòng)基板；多個(gè)打印頭托架，所述托架懸掛于載物臺(tái)上方的支撐上，且可在載物臺(tái)上方的一平面上移動(dòng)；一個(gè)打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可以相對于支撐移動(dòng)打印頭托架；和一個(gè)照相機(jī)，所述照相機(jī)可代替打印頭安裝在其中一個(gè)打印頭托架上并和成像系統(tǒng)相連。
20.一種方法包括通過一打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在基板支撐上方的一個(gè)平面內(nèi)移動(dòng)多個(gè)懸掛于支撐上的打印頭托架；以及利用安裝在其中一個(gè)打印頭托架上的可代替打印頭的照相機(jī)捕捉到的信息確定打印頭的位置。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于確定打印頭的位置包括將通過照相機(jī)捕捉到的圖像的信號標(biāo)示傳輸給控制器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于確定打印頭位置進(jìn)一步包括根據(jù)已知照相機(jī)位置的偏差度來計(jì)算打印頭的位置，以及其中圖像是位置參考符號。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于確定打印頭的位置進(jìn)一步包括根據(jù)其中一個(gè)打印頭的墨水沉積的位置來計(jì)算打印頭的位置，以及其中圖像是位置的參考符號和墨滴。
全文摘要
本發(fā)明第一方面，提供一個(gè)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括(1)一載物臺(tái)，其在打印過程中可以相對于打印頭移動(dòng)基板；(2)至少一個(gè)打印頭，所述打印頭懸掛于載物臺(tái)上方的支架上，且可在載物臺(tái)上方的平面內(nèi)移動(dòng)；(3)一控制器，可操作打印頭圍繞打印頭中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及(4)一成像系統(tǒng)，用于捕捉打印頭圖像，且在打印頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可根據(jù)捕捉到的打印頭圖像來確定打印頭的中心點(diǎn)。另外，還提供了其它的多個(gè)方面。
文檔編號B41J29/38GK1817647SQ2005101380
公開日2006年8月16日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者約翰·M·懷特, 史勛祥, 上泉元, 栗田真一, 吉鴻賓, 雅努什·尤伊維亞克, 黃穎泉, 伊曼紐爾·比爾 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司