通过向基板上释放多种物质而制造生物检定基板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通过向基板上释放多种物质而制造生物检定基板的喷墨装置（１０），所述装置包括打印设备（２０）、检测设备（３０，３２，４５，４５’）、填充设备和清洁设备（１２０），并且其中，所述喷墨装置还包括用于自动化生产的控制设备，从而使所述生物检定基板的制造对多种误差源表现出容差性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过向基板上释放多种物质而制造生物检定基板的喷墨装 置和方法。本专利技术公开了通过向基板上释放多种物质而制造生物检定基板的喷墨 装置和方法。尤其是对于诊断而言，需要以非常准确而且精确的方式定位 多种不同的物质的基板。通常将所述多种物质定位在基板上，从而在所述 基板上执行多种生物化学测试或反应。优选将根据本专利技术的喷墨装置和方 法应用于如下的向基板上打印物质的过程，在所述打印过程中，就物质的 小滴是否己经释放到了基板上的问题和物质小滴是否在基板上得到了正确 定位的问题而言，所述打印过程必须极为可靠。优选将根据本专利技术的喷墨 装置和方法应用于如下的向基板上打印物质的过程，在所述过程中，如果 将某种物质错误地施加到基板的某一区域上将是极为危险的。此外，还优 选将根据本专利技术的喷墨装置和方法应用于如下的向基板上打印物质的过程，在所述打印过程中，就打印设备(means)，尤其是包括打印头和打印 喷嘴的打印设备是否清洁，即，是否受到了另一种要打印到所述基板上的 物质的污染的问题而言，所述打印过程必须极为可靠。喷墨装置是公知的。例如，欧洲专利申请EP 1378359Al、 EP 1378360Al、 EP 1378361A1分别公开了控制含有墨水的喷墨打印头的方法，其中，通过 机电换能器施加致动脉冲，从而将墨滴或者墨水小滴从导管中喷出，其中， 采用电子电路测量机电换能器的阻抗，并调整所述致动脉冲或者后继致动 脉冲。例如，美国专利申请US 2004/0062686 Al公开了一种用于向自动微 阵列散布装置内的接收表面上定点投放溶液的微阵列器。其被公开为在完 成打印之后执行对所述表面上的物质的打印的分析。如果打印过程失败， 操作员能够对所打印的位点(spot)返工。所述已知方法的一个缺点在于 不能实现生物检定基板的自动化的、质量受控的制造。这严重地限制了打印或喷墨装置的可靠性，尤其是对采用多种不同物质的可靠的自动打印过 程对于生物检定基板的经济生产非常关键的应用而言。因此，本专利技术的目的在于提供通过将多种物质释放到基板上来制造生 物检定基板的喷墨装置和方法，其能够在处理所要打印的多种不同的打印 流体或物质时具有更高的可靠程度和更高的自动化程度。上述目的是通过一种喷墨装置实现的，所述喷墨装置用于通过向基板 上释放多种物质来制造生物检定基板，所述装置包括打印设备、检测设备、 填充设备和清洁设备，并且其中，所述喷墨装置还包括针对自动化生产的 控制设备，从而使所述生物检定基板针对多种误差源表现出容差性。其优点在于，可以以和基板的最终质量相关的非常高的可靠性实现生 物检定基板的连续生产。例如，在根据本专利技术的优选实施例中，所述喷墨 装置包括自动填充和清洁站。所有的打印动作都受到光学和声学监测。显微镜安装配备有CCD摄像机，其测量小滴的体积和落点位置，从而连续监 视所述打印过程。就在小滴错过预定落点位置或者落到落点位置之外的时 候，所述系统将停止打印过程，并对刚刚打印的膜做出标记。所述系统自 动维护打印头，检查打印头的操作，直到使其重新根据技术要求操作，并 且能够恢复打印过程为止。过后，可以从大量的打印膜中去掉所标记的膜。 由此，可以在仍然制造高质量基板或膜的同时不受操作员干扰地制造生物 检定基板。其显著降低了生物检定基板的制造成本。根据本专利技术，非常优选地，所述可检测误差源包括基板未对准和/或打 印设备出现故障和/或打印设备内的物质短缺和/或物质种类出现误差。由 此，能够通过本专利技术的喷墨装置解决大量的可能误差，因而可以去除出现 了打印或制造误差的基板。根据本专利技术，非常优选地，所述打印设备至少包括具有用于喷射小滴 的喷嘴的打印头，其中，所述检测设备包括检测摄像机，将所述检测摄像 机布置为，在小滴从喷嘴中喷射出来之后，通过所述检测摄像机检测所述 小滴。根据本专利技术，优选地，所述打印设备至少包括具有用于喷射小滴的喷 嘴的打印头，其中，所述检测设备至少包括对准摄像机，其用于使所述打 印头的位置相对于所述基板对准。由此，可以容易且快速地定义初始打印7位置或起始位置，以实现对准目的。优选地，所述基板或基板支架(下文 中又称为固定板)包括用于使所述打印头相对于所述基板对准的基准标记， 即，光学可见的基准点或者基准结构。根据本专利技术，优选地，所述清洁设备包括被设置为至少部分清洁所述 打印设备的超声清洁设备，尤其是超声牙刷。有利地，由此能够从外面清 洁所述喷嘴和打印头。根据本专利技术，还优选将所述清洁设备设置为，通过施加软声波振动(soft sonic vibration),尤其是频率相对较低的超声振动来清洁所述打 印设备。由此，可以使得清洁设备所施加的机械振动不会对打印设备，尤 其是打印头和/或喷嘴的材料产生太大的应力。这有利地延长了打印设备的寿命。根据本专利技术，优选地，尤其通过测量所述物质的粘度而将所述物质相 互区分开。此外，根据本专利技术，优选地，打印设备至少包括具有用于喷射 小滴的喷嘴和换能器的打印头，其中，将所述检测设备设置为，可以利用 对所述换能器的性态(behaviour)的检测而将所述物质相互区分开。有利 地，通过测量换能器和/或包括所述物质的换能器的性态而将所述多种不同 的物质区分开。所述换能器是向打印头内施加机械波和水中声波 (hydro-acoustic wave)的换能器，其优选是机电换能器。打印头优选是 至少部分填充了所要打印的液体(即所要打印的物质)的几乎封闭的体积。 所述打印头包括至少一个开口或导管，在所述开口或导管处，在施加致动 脉冲时，能够使打印头中含有的液体的至少一部分排出或喷出，从而在打 印头外形成液体的小滴。在下文中，在本专利技术的情况下，还将所述开口或 导管称为喷嘴。如果在打印头内采用了不同的液体或物质，那么通过向填 充了所要打印的液体的打印头内施加机械波和水中声波，所述包括打印头 和液体的系统将按照不同的方式作出反应。测量物质的粘度是一种有利的 做法，因为粘度的测量相对较为容易，并且能够以较高的精确度实现。此 外，使所述换能器是压电换能器也是有利的，因为可以采用相同的换能器 来喷射小滴，以及测量打印头内的流体的性态。非常优选地，所述喷墨装置包括多喷嘴打印头。由此，可以从单个打 印头中喷出多个小滴。这提高了打印过程的速度。根据本专利技术，优选地，所述喷墨装置还包括打印台、打印桥、可移动 打印头支架和固定板，其中，所述打印头支架可以利用三个线状台架而相对于所述固定板沿第一、第二和第三方向(X方向、Y方向、Z方向)移动。 由此，可以将物质的小滴打印或释放到大应用面积上，使得所打印的产品 的制造相当经济有效，因为可以将大基板或单个的基板作为同一个批次进 行打印。还可以将所要打印的物质的贮存器、清洁流体的贮存器、废弃流 体的贮存器和/或对打印头进行机械清洁和干燥的设备包括在打印头的巡 航范围内。由此，可以使生物检定基板的制造过程进一步自动化。根据本专利技术，还优选将所述打印桥相对于所述打印台固定，其中，所 述固定板可以相对于所述打印桥沿所述第一和第二方向(X方向，Y方向) 移动，其中，所述打印头支架可以相对于所述打印桥沿所述第三方向(Z方 向)移动。这一XY台架实施例的优点在于，所述打印头在所述第一和第二 方向上是完全静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过向基板（４０）上释放多种物质（２３，２３ａ，２３ｂ）而制造生物检定基板（４０）的喷墨装置（１０），所述装置（１０）包括打印设备（２０，２１）、检测设备（９０）、填充设备（１００）和清洁设备（１２０），并且其中，所述喷墨装置（１０）还包括用于自动化生产的控制设备（１４０），从而使所述生物检定基板（４０）的制造对多种误差源具有容差性。

【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：JF迪克斯曼，A派里克，AJJ维斯曼斯，LJC范登贝瑟勒，MM维尔号特，ATAM拉伊马克斯，RJM施罗德斯，AHJ伊明克，RGFA费尔贝克，
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]