CN101204872A - 以高的点定位精度进行印刷的方法 - Google Patents

Abstract

一种以高定位精度印刷点的方法，使用具有随机/非均匀间隔的喷射器位置和多个打印头粗略对准的打印头进行印刷。这通过使用视觉系统精确确定所有打印头的点位置并且以高寻址能力进行印刷来实现。在喷射的液滴位置是可再现的并且其它系统误差可以忽略的情况下，点定位精度由寻址能力确定。

Description

以高的点定位精度进行印刷的方法

背景技术

印刷电路板或PCB是从普通的传呼机、或寻呼机和无线电到复杂的雷达和计算机系统中出现的将电子部件互联起来的自包含模块。该电路通常由在已知为基板的绝缘板的表面上沉积或“印刷”的导电材料的薄层形成。各个电子部件安放在该基板的表面上并焊接到该互联电路上。沿着该基板的一个或多个边缘的接触指(contact finger)用作与其它PCB或者与外部电子装置、诸如断通开关的连接器。印刷电路板可以具有执行单个功能、诸如信号放大器或执行多个功能的电路。

两种其它类型的电路组件与该印刷电路板相关。集成电路，有时候称为IC或微芯片，执行类似于印刷电路板的功能，不同的是IC包含更多的电路和部件，它们通过电化学方法“生长”在非常小的硅芯片的表面上的适当位置中。混合电路就像该名称所暗示地那样看起来类似于电路板，但是它包含一些生长到基板表面上而不是安放在该表面并焊接的部件。

电路的喷墨印刷是一种新兴技术，其试图通过使用简单的印刷操作来替代昂贵的光刻工艺从而减少与生产相关的成本。通过将图案直接印刷到基板上，而不是使用常规制造中所使用的精密并耗时的光刻工艺，印刷系统可以显著降低生产成本。该印刷图案可以包括实际电路特征(即将要包括到最终电路中的元件，诸如薄膜晶体管的栅极和源极以及漏极区域、信号线、光电装置部件等)，或者其可以是用于随后的半导体(例如蚀刻、离子注入等)的掩模。

可以使用印刷的蜡质图案作为生成PCB的铜蚀刻掩模。激光直接成像(LDI)是当前用于此用途的一种无需掩模的光刻方法。其使用激光将图案的光栅图像直接写在光致抗蚀剂上。为了使其具有成本效益，需要具有适应特别高速度的抗蚀剂。而且，没有用于使用激光直接成像的焊接掩模构图的适合方法，其在PCB制造中是最后的至关重要光刻步骤。

通常，电路印刷包括沿着越过固体衬底的单个轴(即“印刷行进轴”)以光栅位图形式沉积印刷溶液(通常为有机材料)。打印头、尤其是这些打印头中组合的喷射器排列针对沿着印刷行进轴进行印刷而优化。图案的印刷以光栅方式进行，打印头“印刷通过”穿越衬底，同时打印头内的喷射器分配印刷溶液的独立液滴到衬底上。在每次印刷通过结尾，在开始新的印刷通过之前，打印头相对于衬底的位置常常垂直于印刷行进轴调整。打印头以这种方式持续进行印刷通过穿越衬底，直到电路图案被完整印刷。

一旦从该打印头的喷射器分配之后，印刷剂微滴就通过湿润作用将它们自己附贴到该基板上，并在适当的位置凝固。通过凝固和湿润的竞争处理支配该沉积材料的尺寸和形状。在印刷相变材料的情况下，当该印刷微滴将其热能散失到该基板并回归到固态时就出现凝固。在另一种情况下，印刷诸如有机聚合物的胶体悬浮物以及溶剂或载质中的电子材料的悬浮物，并将其湿润到基板上得到印刷特征。该印刷溶剂和基板的热状态和材料属性、以及该环境空气条件共同决定所沉积的印刷溶剂从液体转换为固体的比速率。

点定位精度对于半导体制造过程时极其重要的。无法具备良好的点定位精度可能导致图形化的缺陷，这可能降低产量并且导致不一致的器件性能。

为了具有高的点定位精度，十分希望打印头具有均匀间隔的喷射器，具有希望的间距或者多个希望的间距。因此，具有一行均匀间隔喷射器的打印头是常见的。然后这个行相对于处理运动方向旋转，从而可以调整喷射器之间的间隔。然而，市场上可以获得的某些商业打印头具有高密度的非均匀间隔喷射器。虽然高密度喷射器是所希望的特征，但非均匀间隔的喷射器却不是。当前，具有非均匀间隔喷射器的打印头被用于特定的系统中，通过选择非显著偏离所希望位置的喷射器并且以低寻址能力进行印刷，以产生高的点定位精度。这限制了能够进行印刷的喷射器数量，因而降低了打印头中具有高密度喷射器的优点。

某些打印头在喷射器位置具有偏移，这可能是故意引入的或者由其它生产限制引起。例如，具有169.32μm喷射器间距(对应于150DPI)的打印头将提供150DPI倍数(600DPI、1200DPI等)的理想印刷点位置。然而，如果某些喷射器不在169.32μm的理想位置而是具有偏移，当以150DPI印刷时所印刷的点将具有由该偏移限制的点定位精度。

因此，需要一种以高的点定位精度进行印刷的方法，使用具有随机/非均匀间隔喷射器位置并且多个打印头粗略对准的打印头。

发明内容

这里公开了一种以高的点定位精度印刷各点的方法，使用具有随机/非均匀间隔喷射器位置并且多个打印头粗略对准的打印头。这通过使用视觉系统精确确定来自所有打印头的点位置并且以高寻址能力进行印刷来完成。在点位置是可再现的并且其它系统误差可以忽略的情况下，点定位精度由寻址能力确定。

根据示例性实施方式的一个方面，提供了一种在衬底上以高的点定位精度印刷各点的方法。该方法包括：设置印刷系统的多个组件，其中所述多个组件包括照像机和一个或多个打印头，每个打印头上有一个或多个喷射器；从至少一个打印头的所有喷射器喷射至少一个液滴；使用照像机测量来自打印头的印刷点的位置；以及将通用坐标系统中所测量的点位置存储作为描述至少一个虚拟打印头的初始虚拟位置。

根据示例性实施方式的另一个方面，提供了一种存储一系列程序指令的存储介质，所述程序指令可以在数据处理设备上执行并且可以用于在衬底上以高的点定位精度印刷各点。所述一系列程序指令包括：用于设置印刷系统多个组件的指令，其中所述多个组件包括照像机和一个或多个打印头，每个打印头上有一个或多个喷射器；用于从至少一个打印头的所有喷射器喷射一个液滴的指令；用于使用照像机测量来自打印头的印刷点的位置的指令；以及用于将通用坐标系统中所测量的点位置存储作为描述至少一个虚拟打印头的初始虚拟位置的指令。

附图说明

图1是系统结构的示意图；

图2是透视图，显示了适用于实现示例性实施方式的方面的印刷系统；

图3显示了非平行于衬底的打印头；

图4是根据示例性实施方式的方面在衬底上以高的点定位精度进行印刷的方法的流程图；

图5是液滴从打印头喷射的侧视图；

图6是具有印刷点的衬底的顶视图；

图7是聚焦在印刷点上的照像机的侧视图；

图8是根据示例性实施方式的其它方面对喷射器关于第一点的相对点位置进行校准的方法的流程图；

图9是根据示例性实施方式的其它方面测量绝对点位置的方法的流程图；

图10是显示具有任意喷射器位置的打印头坐标的图表；

图11是显示使用具有任意喷射器位置的打印头以600DPI穿越处理方向所印刷的线的图表；

图12是显示使用具有任意喷射器位置的打印头以4800DPI穿越处理方向所印刷的线的图表。

具体实施方式

下面进行的详细描述的某些部分根据由常规计算机组件、包括中央处理单元(CPU)、用于该CPU的存储器装置、以及所连接的显示装置对数据比特进行的算法和符号表示操作而出现。这些算法描述和表示是数据处理领域中的技术人员用来最有效地向本领域的其它技术人员转达他们工作的实质内容的方式。算法一般理解为引向所想要结果的一序列独立步骤。这些步骤是需要对物理量进行物理操作。通常，虽然不是必须的，但是这些量采用能够被存储、传输、组合、比较或其它操作的电子或磁信号的形式。主要由于普通使用的原因，已经时常证实将这些信号称为比特、值、元素、符号、特征、术语、数字等是方便的。

然而，要理解的是，所有这些和类似的术语都要与适当的物理量关联，并且仅仅是应用于这些量的便利标记。除非特别申明，否则从下面的论述明显要理解的是，在通篇说明中，使用术语、诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等的论述指的是计算机系统、或类似电子计算装置的操作或处理，其将该计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操作和转换为同样表示为该计算机系统存储器或寄存器或者其它这种信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据。

该示范实施例也涉及一种用于执行此处所论述的操作的设备。这种设备可以专门为所需目的而构建，或者其可以包括通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新构建的通用计算机。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，诸如包括软盘、光盘、CD-ROM、以及磁光盘、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁或光卡的任何类型的盘片，以及适合存储电子指令的任何类型的介质，但是并不限于此，并且其每一个都与计算机系统总线耦合。

这里所出现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其它设备关联。可以使用具有根据此处所教导的程序的各种通用系统，或者可以证实，构建多个专用设备用来执行此处所述的方法是方便的。从下面的描述会明显看到用于各种这些系统的结构。另外，并不参照任何特定编程语言描述示范实施例。要理解的是，可以使用各种编程语言来实施此处所述该示范实施例的教导。

机器可读介质包括用于以可通过机器(例如计算机)读取的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储器装置、以及电、光、声或其它传播信号的形式(例如载波、红外信号、数字信号等)，仅仅举几个示例。

在描述示例性实施例中，术语“数据”在此指指示或包含信息的物理信号。在此情况中，“图像”，作为物理光的图案或表示物理光的数据收集，可包括字符、词语和文本以及诸如图形和电路设计图的其他特征。当操作根据与部分或全部图像相关的数据进行时，该操作执行“图像处理”。

图像可以是高寻址能力图像，即使在一些已知情况之一中仅单一像素的图像被格式化，采样或产生，所有这些情况可用于各个实施例。高寻址能力像素可以是包含多个高寻址能力像素事件的像素，其中例如每个高寻址能力像素事件对应关于该像素写入点的特定空间位置并具有表示在特定空间位置处写入点特性的数值。在二进制高寻址能力的像素中，例如，每个高寻址能力像素事件是表示是否写入点在对应空间位置处是“开”或“关”的单一位。通常，如上面所使用的，高寻址能力指的是像素光栅，该光栅的空间采样在一个维度上高于其它维度。

高寻址能力通常还指成像方法，其中成像设备能够以比写入点尺寸更精细的精确度定位写入点。例如，典型的高寻址能力系统可以以40μm写入点，在垂直于光栅线的方向上为600DPI寻址能力并且在光栅线方向上为4800DPI寻址能力进行操作。

高寻址能力还指以比输入到写入系统中更高的采样分辨率写入图像。简单地，高寻址能力还指像素采样分辨率，其高于至少一维的输入分辨率。例如，300DPI的输入分辨率可被转换成600DPI，并且该分辨率转换被称作高寻址能力。

写入高寻址能力图像的系统典型地利用时钟调制、幅度调制、脉冲宽度调制、脉冲宽度位置调制或等同工序调整激光器或类似写入装置。激光扫描仪之外的成像装置也可施用高寻址能力。例如，喷墨装置具有以高寻址能力产生点位置的墨滴喷射率，并且LED图像棒能够以相对于点尺寸和二极管间隔大的速率计时LED“开启”事件。

在此描述的示例性实施例的一个和多个特征适用于包括例如高寻址能力图像的任何数字图像。

此外，众所周知，数字式再现图像的大多数系统使用机械系统对传送到扫描区域的文档进行适当的对准。虽然机械系统和方法是有用的，但通常不能在文档被扫描器捕获之前将其放置在扫描表面上的理想对准位置。由于这一原因，电子系统和方法被采用以进行准确对准图像所需的精确调整。

例如，当输入文档或图像在其被捕获之前相对于图像传感器发生旋转时，则引入了“倾斜”。倾斜校正是众所周知的图像处理，通过确定文档相对于文档边沿旋转的幅度和方向并且对图像数据应用相应的反向旋转以消除倾斜。

现在转向附图，图1显示了适合于实现示例性实施方式的多个方面的印刷系统2的基本结构。该印刷系统2包括计算机/工作站(或PC)4，其包含多种功能，例如模拟波形发生器6、数字波形发生器8、视频帧接收器(video frame grabber)10、以及运动控制器12。

模拟波形发生器6产生用于多个压电打印头14的喷嘴的低压波形13。波形放大器16将接收自模拟波形发生器6的信号放大。数字波形发生器8产生用于图像的每个像素的数字印刷数据。视频帧接收器1 0捕捉视频图像并且与相机18进行通信。运动控制器12移动衬底和台板(未示出)，产生定位触发20。

图2是印刷系统2的替代例子。应当指出，虽然这里公开的实施例为了说明性的目的关于电路印刷进行了描述，但这些实施例可以应用到任何需要印刷系统产生的高分辨率特征的情形。印刷系统2包括用于支撑(并且可选地平移)衬底32的台架30，以及安装在印刷支撑结构36上的印刷部件34。计算机/工作站4起到系统控制器和数据处理器的作用。台架30包括旋转平台38，允许对衬底32的方向进行调整。旋转平台38上可以包括可选的对准特征40，以提供对衬底32的大体定位和捕捉。印刷部件34显示了安装在刚性支座42上的(位于旋转固定装置上的)打印头14和(具有高放大倍率能力的)照像机18。应当理解，可以有多个打印头14独立地安装在刚性支座42上。每个打印头14包括安装在喷射器基座46上的一个或多个喷射器44。喷射器44配置用于将印刷流体的微滴分配到衬底32上。取决于待形成印刷图案的类型和预定用途，所述印刷流体可以包括多种材料，包括相变材料例如蜡或光致抗蚀剂(以形成半导体处理掩模)、以及胶状悬浮液例如溶液可处理的电子(即导电的、半导体的、或电介质)材料、以及有机的或无机的材料(例如以便形成IC特性)。衬底32可以包括其上可以执行图案形成的材料，例如晶片、玻璃板、或甚至是柔韧性材料例如织物或塑料。如后面将讨论的，喷射器44可以是各种各样的排列和定向，这取决于不同的实施例。

计算机/工作站4配置为从数据源48接收布局数据，例如PCB或IC布局数据，然后提供恰当的控制信号到印刷支撑结构36和/或台架30。数据源48可以包括任何布局数据源，包括网络连接的计算机、通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接的布局数据库、或者甚至是CD-ROM或其它可移动存储介质。由计算机/工作站4提供的控制信号在打印头14相对于衬底32平移时控制其运动和印刷操作。应当注意，所述印刷操作可以由印刷支撑结构36、由台架30、或者由两者的结合提供。还应当注意，印刷操作不必包括打印头自身的实际移动，因为打印头14可以在台架30平移衬底32时保持固定。计算机/工作站4还被连接为从照像机18接收并处理成像数据。照像机18可以提供对印刷系统2的手动和自动校准能力。

为了获得从印刷系统2产生所需的电路图案，PCB或者IC布局数据必须被适当处理，打印头14必须被适当配置，并且打印头14必须被精确对准并且关于台架30校正。

如先前提到的，在系统中常常使用具有非均匀间隔喷射器的打印头，以便通过选择不显著偏移所需位置的喷射器并且使用简化的参与喷射器集合进行印刷，产生高的点定位精度。为了获得比参与喷射器的精度精细的印刷精度，必须使用多印刷通路。然而，这限制了具有印刷资格的喷射器的数量，从而降低了打印头中喷射器具有高密度的优点。此外，一些打印头在喷射器位置具有偏移或者喷射器具有以偏离正常状态一定角度的轨迹产生液滴的性质，这可能是故意引入的或者由于其它生产上的限制所致。因而，如果一些喷射器没有位于理想的位置而是具有偏移，在印刷时印刷的点将具有受偏移限制的点定位精度。

图3显示了打印头102的一个例子，其相对于衬底104不平行。这可能是由打印头102的弯曲、倾斜等造成的。这造成不同喷射器106和衬底104之间的间隙g1、g2等是不同的。各个间隙g1、g2等的这些差异将导致喷射液滴108的飞行时间的差异(Δt)。

飞行时间由t＝g/v给出，其中g是间隙而v是喷射液滴的速度。

飞行时间差(Δt)转化为在处理方向上的印刷点的位置差(Δy)。并且Δy＝(Δt)*u，其中u是衬底移动的速度。

应当理解，在高的印刷速度下Δy将较大，并且如果没有进行校正，将会降低点定位精度。当在所希望的印刷速度使用下面图表(图4、8和9)所给出的算法以获得精确的点位置时，可以避免源于弯曲/倾斜的点定位不准确性。

为了避免这些以及其它关于打印头的问题，可以使用下面的具有高的点定位精度的印刷方法：

(1)设置适当的装置(即，将多个打印头排列为合理的程度等)；

(2)从所希望打印头的所有喷射器喷射液滴(假设打印头具有随机/非均匀间隔的喷射器位置)；

(3)使用视觉系统(例如照像机)精确测量由打印头产生的点的位置；

(4)使用检测的点位置数据作为具有新喷射器位置的新的、虚拟的打印头；

(5)使用虚拟打印头的描述计算修改的喷射器发射方法(firingrecipe)；以及

(6)以高寻址能力和多个通路进行印刷，以获得高的点定位精度；

转向图4，对印刷方法进行进一步详细描述。在第一阶段，装置被设置。最初，具有多个喷射器44的多个打印头14相对于衬底32和待印刷的图像安装在所需的位置(不需要非常精确的对准)，如图5所示(从打印头喷射的液滴的侧视图)(202)。照像机18以机械刚性方式相对于打印头14进行安装，从而来自每个打印头的印刷点203可以被观察(204)，并且其位置可以相对于打印头以可再现的方式测量。现在转向图6，为具有印刷点203的衬底32的顶视图，应当注意，附图标记205表示来自整个虚拟喷射器阵列的第一喷射器的点，该阵列处于正交于处理扫描方向P的方向上。

印刷速度V根据下面的公式设定(206)：

V＝S×E，                            (1)

其中S是所需的点定位精度，E是最大喷射频率。

其后，多个连续的液滴被喷射，从而打印头14处于稳定喷射模式(208)，留下具有多个像素的间隙(210)。

现在转向第二阶段，从所期望的打印头14的所有喷射器44喷射一个到多个液滴(212)。

然后使用照像机18精确测量印刷点203的位置。如图7中所示，衬底32定位于照像机18下面，并且照像机18缩放并聚焦在印刷点203上(214)。测量所有印刷点203的位置坐标(216)。存储这些位置。这些点的位置起到描述“虚拟打印头”的作用，这可靠地精确印刷到这些位置。

虚拟打印头的描述可以被改进或者在后续步骤中修改。可以重新测量喷射器全体以及其相应的点，并且覆写位置数据。使用类似方法可以稍后修改或者校准虚拟打印头描述。

喷射器的子集(一个或多个)可以印刷所检查的点。这些点的位置可以与由初始虚拟打印头描述所预测的希望位置进行比较。差值将描述平移和/或旋转，通过(A)移动物理打印头或者(B)修改虚拟位置数据可以应用到所有虚拟打印头位置。通过仅检查喷射器的子集并且对校正进行限定，可以迅速地修改整个虚拟位置数据。应当注意，这些位置的差异可以称为Δ、误差、位移、偏移、偏差、校准、或标注行业中通常使用的其它名称。

点的印刷精度可以通过检查印刷图像获取。点位置的误差将在印刷图像中显现。如果将得到的印刷图像和预期的图像比较，可以识别误差。揭示点位置误差的图像在标注行业中使用。例如，使用错误点印刷的倾斜、连续线可能显示为锯齿状的、锯齿的外观。可以确定那个喷射器造成这些错误点。并且可以测量该点定位的误差。使用这个误差信息，通过(A)单独改变每个点位置或者(B)确定应用到虚拟位置和物理喷射器整体的一般平移和/或旋转，可以改进或者更新虚拟打印头位置的描述。

虚拟打印头不仅是所测量的位置而且是重新计算的测量位置，从而以“印刷距离”给出2个或更多喷射器点的更新测量位置，所有点位置可以被确定在可再现的精度内。

一种对打印头进行“虚拟化”并且将其关联到一种特定但通用的坐标系统的方法是，(1)规定#1喷射器为原点，这样从所测量的打印头的点减去1号喷射器的X、Y坐标，以及(2)在对点位置执行线性拟合之后，减掉斜率。通过这种方式，仅相对于其自身定义了虚拟点位置。从而使得打印头能够从印刷机取出并且在稍后重新安装而虚拟打印头位置仍然有效(假定相同的印刷速度和到目标衬底表面的垂直关系)。

此后，希望印刷图像。基于所希望的印刷分辨率、点定位精度、图像文件、和虚拟打印头，通过计算构造喷射次数、位置、和通过数量的印刷方式。以对于所希望点定位精度S的适当分辨率将设计层光栅化(218)。将其中一个打印头的喷射器对准到具有有效印刷数据的第一光栅列(220)。使用该喷射器进行第一次通过，在第一光栅列产生特征。在同一次通过期间，其它具有经过需要印刷的列的虚拟点位置的喷射器可以喷射微滴。如果需要更多印刷列，打印头移动位置并进行另一次通过。当进行很多次通过时，可以在垂直于扫描方向的方向上实现非常高的分辨率，从而增加垂直于处理方向的每个给定距离上可印刷的列的数量。在处理方向上，通过增加处理方向上每个给定距离的可允许的喷射事件，可以实现非常高的分辨率。

在最后阶段，希望以高寻址能力和多次通过进行印刷以获得高的点定位精度。这包括对于所有有效打印头，从对准到每个喷射器的每个光栅列中提取印刷数据(222)。通过使用点定位数据而不是喷射器位置，对于每个喷射事件选择喷射器、光栅列和光栅行。印刷与每个喷射器相关的数据(224)。在与处理扫描方向正交的方向上整个虚拟喷射器阵列的第一喷射器对准到具有有效印刷数据的下一个光栅列(226)。换句话说，其是阵列一个边沿上的最外侧喷射器(参见图6)。在一次通过期间经过另一个光栅列的任何虚拟喷射器可以安排为参加。重复步骤222、224、226，直到所有的印刷数据已经从光栅列提取(228)。

从而，可以计算印刷顺序，以用于基于虚拟打印头描述产生所需的图像。然后可以使用虚拟打印头描述以计算的印刷顺序印刷图像。根据这一方法，以4800DPI印刷将提供5.3微米的点定位误差，对于给定的喷射器可能附加任一个微滴喷射角度变化性。

测量印刷点的位置将补偿所有可再现的发生，类似于由热引起的喷射器位置变化、喷射器之间滴落速度差异的变化等。希望打印头之间对准最佳的可能范围并且使距离理想位置的偏移最小化，从而可以限制通过的次数。还应当理解，尤其是校正期间，应当使用稳定的衬底以避免测量的失真。还应当控制环境例如温度以将影响最小化。

使用快速视觉系统，可以根据需要尽可能频繁地执行上面提到的校正过程。

因此，系统包括运动控制和视觉以便精确地确定印刷点位置。如果系统具有视觉系统以寻找点位置并且使用这一信息以高寻址能力印刷，使用具有非均匀间隔喷射器的打印头可以取得各点的良好点定位精度。

作为替代，如果打印头喷射器产生位置随时间(在所需的容差内)能够多次再现的点，则可能(A)相对于彼此校正喷射器的相对点位置以及(B)基于所测量点位置的子集的点位置重新计算绝对点位置。步骤(A)可以仅执行一次或者很少，而步骤(B)可以根据需要尽可能经常执行。

对单个打印头的校正步骤(A)已经在前面和图4中详细描述。校正步骤(A)对于多个打印头的扩展在图8显示的流程图中更加详细的描述。最初，打印头14以所需的角度安装有随机/非均匀间隔喷射器(不需要精确对准)(302)。照像机18相对于打印头14以机械刚性方式安装，从而可以观察从每个打印头所印刷的点(304)，并且其位置可以以相对于打印头可再现的方式测量。底部平台252的速度V根据等式(1)设置，而顶部平台254保持固定(参见图5和7)。

其后，喷射多个连续的液滴，从而打印头14处于稳定喷射模式(308)，留下几个像素的间隙(310)。

然后从所希望打印头14的所有喷射器44喷射一个到多个液滴(312)。

然后使用照像机18精确测量从打印头14印刷的点203的位置。从而，衬底32定位在照像机18下面，照像机缩放并聚焦在第一打印头上(314)。然后，衬底32定位在照像机18下面，照像机缩放并聚焦在来自第一喷射器的点上(315)。然后测量位置坐标(316)。应当注意，由于照像机的轴不是完全垂直于衬底32的表面，照像机18的缩放可能导致误差。为了避免这样的误差，对每个点测量使用处于一个放大率的照像机18是有用的。因而，照像机18可以放大和缩小，但缩放数值在每个点测量过程中应当是相同的。

下一个步骤是移动衬底104并且将照像机118聚焦在来自下一个喷射器的印刷点上(318)。测量来自下一个喷射器的印刷点的位置坐标(320)。然后，计算关于来自第一喷射器的印刷点的相对位置(322)。持续这最后三个步骤直至测量完打印头所有喷射器的坐标(324)。

再次，衬底104定位在照像机118下面，照像机缩放并且聚焦在来自下一个打印头的第一喷射器的印刷点(326)。持续这一过程直至获得所有打印头14的喷射器44的相对位置(328)．

最后，对每个打印头14的印刷点位置去倾斜(330)。去倾斜操作可以通过减掉率完成，所述斜率是根据与所有喷射器点或喷射器点的子集的位置数据的线性拟合计算得到的，这些点作为打印头对准的特征。然后通过减掉第一喷射器的位置确定彼此的相对位置。打印头的倾斜和去倾斜操作可以通过使用极坐标完成。打印头14的倾斜可以由公式thota＝arctan(v/u)确定，其中(0，0)是第一喷射器的坐标而(u，v)是同一行中最后一个喷射器的坐标。旋转后点的坐标可以表示为u’＝rcos(θ)和v’＝rsin(θ)，其中 $r=\sqrt{u^2+v^2}$ 而θ是旋转的角度。

测量步骤(B)在图9所示流程图中更加详细的描述。首先，从所希望打印头14的喷射器44的子集喷射一个液滴(402)。在一个实施例中，所述子集可以由每个打印头的第一和最后一个喷射器组成。然后使用照像机18精确测量来自打印头的印刷点位置。从而，衬底104定位在照像机118下面，并且照像机118缩放且聚焦在第一打印头上(404)。然后，衬底32定位在照像机18下面，照像机缩放且聚焦在来自第一喷射器的点上(405)。测量来自第一打印头的第一喷射器的点的位置坐标(406)。然后衬底32定位在照像机18下面，照像机缩放且聚焦在来自打印头同一行的最后一个喷射器的点上(408)。

在后面的几个步骤中，计算代表当前整体位置和每个打印头对准的位置和倾斜因素(410、412、414)并且应用于在步骤(A)中获得的所有喷射器点的去倾斜相对位置(416)，以获得精确的喷射器点的绝对位置用于使用打印头印刷。然后衬底104定位在照像机118下面并且缩放且聚焦在来自下一个打印头的第一喷射器的点上(418)。对印刷机中所有的打印头执行这个过程(B)(420)。

图10-12显示了具有任意喷射器布局的打印头如何以高寻址能力产生高的点定位精度。图10显示了具有任意喷射器位置的打印头的坐标。图11说明了使用具有任意喷射器位置的打印头、以600DPI跨越处理方向印刷的线的例子，显示出散布情况达到42.33μm。图12说明了使用具有任意喷射器位置的打印头、以4800DPI跨越处理方向印刷的线的例子，显示出散布情况达到5.29μm。

示例性实施方式提出了一种简单方法，通过对喷射器点位置的不精确性以及多个打印头彼此未对准进行补偿，以高的点定位精度产生印刷点。

Claims (4)

1.一种以高点定位精度在衬底上印刷点的方法，该方法包括：

设置具有处理方向的印刷系统的多个组件，其中所述多个组件包括照像机和一个或多个打印头，每个打印头上有一个或多个喷射器；

从至少一个打印头的所有喷射器喷射至少一个液滴；

使用照像机测量来自打印头的印刷点的位置；以及

将所测量的点位置存储在通用坐标系统中作为描述至少一个虚拟打印头的初始虚拟位置。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

将打印头安装在印刷系统中；

使用打印头印刷多点的子集；

检查并测量所述多点的子集以找到虚拟打印头坐标系统，该坐标系统是先前对打印头限定的；以及

将虚拟打印头坐标系统和其内的点位置关联到虚拟印刷系统。

3.一种具有计算装置的印刷系统，其中该计算装置用于：

设置具有处理方向的印刷系统的多个组件，其中所述多个组件包括照像机和一个或多个打印头，每个打印头上有一个或多个喷射器；

从至少一个打印头的所有喷射器喷射至少一个液滴；

使用照像机测量来自打印头的印刷点的位置；以及

将所测量的点位置存储在通用坐标系统中作为描述至少一个虚拟打印头的初始虚拟位置。

4.根据权利要求3的印刷系统，其中该计算装置还用于：

控制来自打印头上的喷射器子集的多个点的印刷；

检测该多个点；

确定来自该打印头的初始虚拟位置的旋转和平移差异；

更新该打印头的虚拟位置；

根据所更新的虚拟打印头描述，计算用于产生所需要图像的印刷序列；和

使用利用所更新的虚拟打印头描述进行计算得到的印刷序列，控制图像的印刷。

Images