CN101316652A - 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 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

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
本发明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。
本发明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。优选将根据本发明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，就物质的小滴是否已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。优选将根据本发明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，还优选将根据本发明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 1378359A1、EP 1378360A1、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 2004/0062686A1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，本发明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，在根据本发明的优选实施例中，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。
根据本发明，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，能够通过本发明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。
根据本发明，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。
根据本发明，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。
根据本发明，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。
根据本发明，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。
根据本发明，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，根据本发明，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，在本发明的情况下，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。
根据本发明，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。
根据本发明，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止的，因而不存在由移动打印头下的基板引起的压力波动。这意味着不存在任何振动或者其他可能的误差源可以干扰打印过程。
在本发明的另一实施例中，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方向(X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二和第三方向(Y方向，Z方向)移动。其优点在于，能够采用更少的空间布置喷墨装置。
根据本发明，所述基板优选为平坦基板、结构化基板或者多孔基板。所述基板更优选是尼龙膜、硝化纤维或PVDF基板或者涂覆多孔基板。由于所述基板优选是多孔的，因而由小滴沉积到单独的位点(圆点)内的流体的量还渗透到膜内。
根据本发明，所述基板还优选包括多个基板区域，每一基板区域优选是由膜支架支持的单独的膜。由此，可以利用本发明的喷墨装置制造出多个单独的膜。
进一步优选地，所述基板优选包括多个基板位置，所述基板位置相互间隔的距离至少是处于一个基板位置上的位点的平均直径。由此，可以将物质的不同小滴精确、独立地定位到基板上的精确位置上。将多个小滴定位在同一个基板位置上也是可以的，并且是有利的。
非常优选地，所述物质是存在于水或酒精等液体当中的挥发性溶液，所述溶液具有甘油、乙二醇、洗涤剂等影响喷射性态的其他物质，其中，存在不同的分子或不同的化合物，尤其是生物学分子。
本发明还涉及一种通过采用喷墨装置向基板上释放多种物质而制造生物检定基板的方法，所述喷墨装置包括打印设备、检测设备、填充设备、清洁设备和控制设备，其中，按照质量可控的方式执行生物检定基板的自动化生产，从而在基板的制造过程中检测到多个不同的误差源。由此，可以以非常经济有效的自动方式来制造生物检定基板。例如，可以检测从打印头(或从多个打印头)喷射出来的每一个单个小滴。如果产生了误差，那么控制设备内的软件模块指挥制造过程，从而将相应的基板标记为有缺陷的。另一个例子是检测所述多种不同物质或流体中的哪种物质或流体处于打印头内的可能性。由此，可以在通过指定方式打印不同物质的情况下提供具有更高的精确度的打印过程。
根据本发明，所述可检测误差源优选包括基板未对准和/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，能够通过本发明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。
本发明还涉及一种通过采用喷墨装置向基板上释放多种物质而制造生物检定基板的方法，所述喷墨装置包括打印设备、检测设备、填充设备、清洁设备和控制设备，其中，按照质量可控的方式执行生物检定基板的自动化生产，从而在基板的实际制造之前检测到多个不同的误差源。更具体而言，根据本发明，可以检测生物和清洁流体贮存器内的流体水平面，和/或在开始实际的基板打印之前检测贮存器上的帽存在与否。如果产生了误差，那么控制设备内的软件模块指示产生了哪种类型的误差，之后，操作员可以(例如)通过拆除存在缺陷的贮存器(没有帽的)，并更换正确的贮存器，或者通过将帽盖到存在缺陷的贮存器上来解决该问题。由此，可以从开始就避免不正确的打印过程。
根据本发明，所述喷墨装置还优选至少包括具有用于喷射小滴的喷嘴的打印头，其中，通过所述检测设备检测所述打印过程的故障，并将相关基板标记为不合格，其中，所述打印过程的故障导致了小滴的体积不正确和/或小滴的粘度不正确和/或小滴的飞行轨迹的直线度不正确和/或小滴的短缺。由此，可以精确地控制打印过程。这使得在生物检定基板的制造过程中确保非常高的质量标准成为可能。
根据本发明，所述清洁设备还优选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。
根据本发明，优选将所述清洁设备设置为，通过施加软声波振动，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采用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。
通过下文中结合附图的详细说明，本发明的这些和其他特点、特征和优点将变得显而易见，其中，所述附图通过举例的方式示出了本发明的原理。给出所述说明的目的只是为了举例，而不是限制本发明的范围。下文引用的附图标记参考附图。
图1和图1a示意性地示出了本发明的喷墨装置的两个实施例的顶视图；
图2示意性地示出了贯穿基板区域和膜支架的横截面；
图3示意性地示出了支撑膜支架和多个贮存器的固定板的顶视图；
图4和图5示意性地示出了基板区域的一部分连同膜支架和完整的膜；
图6示意性地示出了包括多个打印头的喷墨装置的实施例；以及
图7示意性地示出了支撑膜支架和多个贮存器的固定板的另一实施例的顶视图；
图8示意性地示出了贯穿位于基板区域之上的打印头和膜支架连同检测摄像机的横截面；
图9示意性地示出了与基板和打印头相对于对准摄像机的定位；
图10示意性地示出了位于检查位置的喷墨装置；
图11到图13示意性地示出了带有分配给一个打印头的检测摄像机和第二检测摄像机的喷墨装置的实施例；
图14和图15示意性地示出了用于检测从打印头中喷出的小滴的位置、飞行轨迹和/或尺寸的检测设备的布置；
图16示意性地示出了根据本发明的喷墨装置10的整体图示。
将相对于具体实施例并参考附图说明本发明，但是本发明不限于此，其仅由权利要求限定。所描述的附图只是示意性的，而非限制性的。在附图中，出于举例说明的目的，某些元件的尺寸可能被夸大，而并非按比例绘制。
在因涉及单数名词而采用了诸如“一”、“一个”、“该”的不定冠词和定冠词的情况下，其仍然包括该名词的复数形式，除非另外明确说明。
此外，出现在说明书和权利要求中的第一、第二、第三等词语只是用于区分类似的元件，而未必用于规定次序或时间顺序。应当理解，在适当的情况下，所采用的所述词语是可以互换的，而且文中所描述的本发明的实施例可以按照文中描述或图示的顺序以外的其他顺序操作。
此外，说明书和权利要求中的顶部、底部、上、下等词语都是描述性的，而未必用于说明相对位置。应当理解，在适当的情况下，所采用的所述词语是可以互换的，而且文中描述的本发明的实施例可以按照文中描述或图示的取向以外的其他取向操作。
应当注意，在本说明书和权利要求中采用的“包括”一词不应被解释为限于其后列举的内容；其不排除其他元件或步骤。因而，“一种包括设备A和B的装置”的表述的范围不应限于仅由部件A和B构成的装置。其意味着，相对于本发明，A和B是所述装置的仅有的相关部件。
在图1和图1a中，示出了根据本发明的喷墨装置10的示意性顶视图。在打印台50(优选由重花岗岩板构成)上，将固定板55安装在线状台架上，其允许沿固定板55的X方向运动。在这一固定板55中，设置着若干个带有膜41的膜支架44。优选以花岗岩台的形式提供打印台50。或者，也可以采用其他非常重的材料。根据本发明，应当将打印台50布置在振动干扰非常小的环境内。所述膜41共同形成了基板40。因此，也可以将膜41称为“基板41”。为了清楚起见，在下文中，“基板40”一词是指“膜41”的可打印区的整体。膜支架44基本上只是环44。将圆的膜41焊接到这一环上。因而，在打印之后，环44和带有斑点的膜(spotted membrane)41一起形成了最终产品。将打印桥51相对于打印台50(优选是重花岗岩台面)固定安装。打印桥51承载可移动的打印头支架51’。带有固定板55的台架可以沿第一方向，即X方向移动。
在图1所示的实施例中，将打印头20安装到可移动的打印头支架51’上，使得其可沿相对于打印桥的第二方向，即Y方向移动。
在图1a所示的另一实施例中，将固定板55安装在两个线状台架上，其允许固定板55相对于打印台50沿第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)运动。在图1a所示的实施例中，相对于沿第一和第二方向的移动，将打印头20和打印头支架51’固定安装到打印桥51上。在这一所谓的“XY台架概念”或者“XY台架实施例”中，打印头完全静止，因而不存在因移动打印头而带来的压力波动。与图1所示的实施例相比，则需要更多的占地面积。
根据本发明，在根据图1和图1a的两个实施例中，所述第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)优选相互垂直。由此，能够使打印头20在打印台50的某一区域上移动，并且打印头20能够释放优选存储在打印头20内的物质的小滴。将膜41按照沿X方向的均匀距离和Y方向的均匀距离安装到固定板55中，固定板55又被称为定位板(registration plate)55。沿X方向的距离可以不同于沿Y方向的距离。根据本发明，提供了检测摄像机30，因而可以通过检测摄像机30检测从打印头20的喷嘴喷出的物质的小滴(图8中所示的物体22)。在图1所示的本发明的优选实施例中，将检测摄像机30固定定位到处于可移动打印头支架51’上的打印头20的附近。为了使检测摄像机30能够观察到小滴22，将光源32(优选为频闪仪或可控闪光灯)设置成相对于控制摄影机30的光轴成一定角度。优选相对于打印头20和/或打印头支架51’固定安装光源32。
为了采用多种不同的物质，尤其是包括生物学分子的流体来填充打印头20，将打印头支架51’安装在(在图1和图1a所示的两个实施例中)允许打印头支架51’连同打印头20一起沿第三方向(又被称为Z方向)移动的另一线状台架52(又被称为Z台架)上。所述Z方向优选分别与所述第一和第二方向相互垂直。所述Z台架允许对打印头20进行精确的垂直定位。
在图1和图1a中示出了位于固定板55上或者与固定板55连接的包括贮存器110和清洁设备120的其他元件。由此，打印头20能够既在膜41之上又在执行膜41的完整制造所需的其他元件之上移动。包括处于三个方向上的三个不同的线状台架的喷墨装置的设置的背后所蕴涵的基本思想是，所有的位置，例如，基板位置42或者膜41上的位点位置(参考图2)、流体容器110或者流体贮存器110的位置，以及流体水平面的高度的位置、清洁和干燥站的位置均可以由X、Y、Z值给出，并且均能够通过软件定义。因而，打印将遵循由打印计划给出的某一协议。打印头20或移液管20的内部和外部的填充、净化、清洁和干燥均可以在协议中得到定义，因此能够几乎按照相同的方式反复自动执行。这样做能够将在操作员进行干扰时不可避免地产生的错误和处理误差降至最低。
基板40(图2)可以由用于传染病检测的生物活性膜构成。诊断这样的疾病要求打印过程具有非常高的可靠性。荧光图案的读出使疾病与具体俘获探头的位置直接相关。因此，绝对有必要通过一种非常可靠的过程将俘获探头正确地定位到基板40上，并且打印来自多种不同物质的正确物质。喷墨打印是一种不存在对实际打印的物质的任何反馈并且不存在对基板40上的小滴的实际存在和落点的任何反馈的精确定量给料技术。其问题在于没有有关该过程的进程的信息。本发明旨在考虑到提高生物检定基板的生产质量而尽可能地多地收集有关打印过程的信息。根据本发明，可以测量打印头20内的物质的粘度，并在所要打印的物质确实是正确的物质的情况下进行另一次控制和检测。换言之，可以通过其粘度标识不同的物质。可以通过选择溶剂或者溶剂的混合物而容易地调整或改变粘度。由此，能够减少打印误差。根据本发明，可以采用光学方法即时跟踪每一打印头的打印过程。在喷墨装置10上，安装了两个配备有CCD摄像机的显微镜，其既测量小滴的落点位置，又对打印过程进行连续监测。就在小滴错过落点位置(图2，基板位置42)或者落到预定落点位置以外的时刻，系统停止打印过程，并标记刚刚打印的膜41或基板区域41，从而允许系统将所述基板或膜标记为不合格。之后，可以将所标记的膜从该批打印膜41中去除。
在图1和图1a所示的实施例中，还使对准摄像机45位于打印头的附近并且位于打印头支架51’上。将对准摄像机45定位在与打印头20相隔预定距离的位置。通过查看固定板55或者基板40上的某一结构(在下文中又称为基准结构)，可以相对于打印台50，并由此相对于膜41校准打印头20或对其进行定位。
对准摄像机45具有两种功能：对准和测量。通过直接安装在对准摄像机45上的LED环(未示出)照射对准标记(图3，基准标记46’)。在配置过程中，寻找基准标记46’或对准标记46’，并存储它们的位置。将一个基准标记46’用于XY定位，将另一个用于角度校正。还存储对准标记46’的形状。之后，所述软件将识别所述对准标记，并相应地定位基板。可以人工或自动执行角度校正。就测量而言，可以采用带有照明环(illuminationring)的对准摄像机45来寻找所要打印的基板40或膜41。对于每一膜41采用关于基准46’的相同图案识别软件，因而能够测量并存储每一膜41相对于预定位置和方向的位置和旋转。之后，可以通过打印软件利用这些数据。
将检查摄像机45’(带有检查光源47’)相对于打印台50固定地定位。如图10所示，通过将打印头20移动到检查位置，能够将两个摄像机(检测摄像机30和检查摄像机45’)定位成相互成90度角。这样可以在二维空间内测量小滴体积、小滴粘度和小滴飞行轨迹。可以将这些数据存储并转移至控制打印程序的计算机。通过校正飞行轨迹的偏移，总是能够确保小滴落在预定位置上。
检测摄像机30和检查摄像机45’基本相同，并且用于相同的用途。检测摄像机30和检查摄像机45’之间的唯一差别在于，在整个打印过程中采用所述检测摄像机30，而检查摄像机45’则仅用于打印之前的检查过程。对准摄像机45的不同之处在于，仅在进行整批打印之前采用对准摄像机45将固定板55与打印台50对准。
在图11中，示出了喷墨装置10的另一实施例。在这一实施例中，与图1和图10所示的实施例形成对照的是，还将第二检测摄像机30’(类似于检测摄像机30固定安装到打印头上。由此，可以在三维空间内检测由打印头20喷出的小滴22。在图1和图10中，只有在检查过程中，能够沿两个方向记录小滴的飞行轨迹。而在打印过程中，只有检测摄像机30记录小滴22的图像。在图11所示的实施例中，在检查以及打印过程中，能够沿两个方向获得小滴22的图像。
在图12、图13和图14中，示出了图11所示的实施例的本发明的喷墨装置10的一部分。将Z台架52固定到打印桥51上，Z台架52允许打印头支架51’沿第三方向(Z方向)垂直移动。将检测摄像机30、第二检测摄像机30’和对准摄像机45安装在打印头支架51’上。此外，将带有喷嘴21的打印头20(移液管20)安装在打印头支架51’上。为了更好地接近打印头20，选择这样一种布置，其中，将检测摄像机30、30’安装成相对于X方向和Y方向成45°角以下。
为了检测小滴的发射特性，必须通过光源32对小滴22进行适当地照明。图13和图14示意性地示出了两种不同的照明方式。图13示出了通过基板表面对频闪仪的闪光的漫反射来进行对小滴的照明。采用这一方法在打印过程中跟踪小滴的发射。图14示出了通过处于阴影设置(shadowset-up)中的频闪闪光进行对小滴的照明。所述频闪仪位于显微镜物镜的光轴上。
将喷墨装置10设置成不会由任何与小滴测量和对准相关的阻挡物遮挡基板40或者喷嘴21或印刷头20。这意味着必需按照一定的角度安装检测摄像机30、30’(用于小滴可视化的显微镜物镜)，从而使小滴22仅在离开喷嘴21之后的某一时间变得可见。其同样适用于光源32或者光源32’，优选将其实现为频闪仪或者受控闪光单元。应当注意，安装到打印头支架51’上的检测摄像机30、30’(显微镜物镜)和光源32、32’(频闪仪单元)必须在打印水平面(即，基板40的水平面)之上保留足够的空间，从而允许移液管20或打印头20插入容器110内的足够深度，以进行填充。在图13中，示意性地绘出了这样一种设置，其中，通过基板40的漫反射产生对小滴22(未示出)的照明。将频闪仪单元32或光源32安装为，使膜41能够在下面自由移动。在图14中，示出了这样一种布置，其中，将光源32、32’(频闪仪)安装在处于基板40的打印水平面下的固定板55的边缘上。将光源32、32’(频闪仪单元)安装在检测摄像机30、30’(显微镜物镜)的光轴31上。又将这种情况称为“阴影照明设置”。
将在不同的模式中采用检测摄像机30、30’(又被称为小滴发射监视摄像机)：首先为小滴位置和小滴体积测量模式，其中，由CCD摄像机记录小滴，并将其显示在监视器上。图像分析软件从监视器图像获取数据。相对于理想的飞行轨迹测量小滴轨迹。通过获得小滴的面积来测量体积。通过处于闪光(streak)布置(图13)中的LED频闪仪对小滴22进行照明，这意味着由通过基板的反射对小滴进行间接照明，或者通过安装在检测摄像机30(显微镜物镜)的光轴上(处于基板水平面40之下)的光源32(频闪仪)的阴影照明来照射小滴22。其次，在打印过程中可能存在小滴发射监视模式。将测量每一发射的小滴22。未必一定要测量体积；唯一需要考虑的就是，所要找的小滴是否确实沿正确方向穿过了检测摄像机的视场。飞行轨迹的信息对于避免小滴的错误投放也是很关键的。必须以高达(例如)500Hz的频率检查小滴发射。所述照明总是根据所述闪光设置(图13)，从而避免与基板40或膜41的任何接触。
为了填充打印头20或移液管20，必须使其插入贮存器110的流体内几毫米。选择膜41的数量，从而在原则上使存储在移液管20内的流体的量绰绰有余。在打印之前，必须检查所有的容器110或贮存器110是否具有适当的流体水平面。在流体水平面过低的情况下必须添加一些流体。
存在若干种自动检查流体水平面的方式，例如：
-安装两个摄像机(检测摄像机30和第二检测摄像机30’，参照图11)以进行小滴检查。还可以采用这些检测摄像机30、30’检测打印头或移液管的尖端或喷嘴接触贮存器110之一内的流体的表面的时刻。移液管从该位置向下移动几毫米，并抽吸所需的流体量。
-移液管或打印头20设有负压控制单元(未示出)，从而使喷嘴压力稍微低于环境压力，以避免泄漏。如果移液管20空了将存在连续的气流，可以通过气流指示器(未示出)对其进行检测。就在移液管的尖端接触到贮存器110之一内的流体的时刻，在高得多的流体粘度的作用下，气流停止。采用这种效应检测移液管20的喷嘴21接触到流体表面时的Z距离。通过向下额外运动几毫米能够得到正确的浸入深度。
-将电线(未示出)连接至移液管。如果在喷嘴抵达流体表面的时刻流体导电，那么将使电路闭合。通过这一信号，移液管在通过一定的额外负压填充自身之前向下移动几毫米。
-平行于移液管安装基于激光的距离测量装置(未示出)，其测量容器或贮存器内的流体的高度。所述软件采用这一值计算正确的浸入深度。
-可以平行于移液管安装基于音频的距离测量装置(未示出)，其测量容器或贮存器内的流体的高度。所述装置向流体表面发出音信号。检测反射波，并且通过测量(例如)时间差(或波长偏移)，所述软件能够计算容器内的流体高度。
为了使贮存器110内的流体的表面基本保持在恒定值，可以将容器110或贮存器110(例如)安装在类弹簧结构上。在流体被从容器中排出时，重量降低，所述弹簧释放，从而使流体水平保持在恒定的Z值上。另一种获得贮存器内的流体的恒定水平面的可能性是，将每一容器连接至放在其他位置的更大的器皿，通过较大器皿和小容器之间的连通来保持较小容器110内的流体水平。
可以采用上述测量容器内的流体高度的装置之一或其组合来检测一个或多个贮存器上的帽是否缺失。通过这种方式，变得可以在实际开始实际的打印过程之前检测贮存器上的帽的存在。这为用户提供了校正错误的可能性，例如，采用正确的贮存器更换没有帽的贮存器。应当指出，可以检查装置中采用的所有贮存器上是否有帽，因此，也包括对含有清洁流体的贮存器进行所述检查。这确保了清洁过程将会得到正确地执行。另一种检测帽的存在的优选选项是在帽的高度上为贮存器支架提供光传感器，并从贮存器下面向上施加(优选为均匀的)光。使帽的边缘是磨砂的(frosted)。在存在帽的情况下，光从磨砂边缘耦合出来，传感器测量到光。如果帽缺失，那么光向上穿过贮存器，因而不会被传感器检测到。另一种优选的方式是在帽的高度从贮存器的侧面施加光，例如，激光。光传感器位于相对侧。在存在帽的情况下，光受到帽的阻挡，传感器检测不到光。在帽缺失的情况下，光传播到传感器，因而传感器将检测到光。如有必要，可以将单独的光阻挡结构附着到贮存器上，例如，当帽未超过(rise above)贮存器支架时。另一优选方式是采用优选安装在打印滑架(sledge)上的对准摄像机，其指向帽上的标记物。
在图2中示出了单个的基板膜支架44和固定板55的一部分的横截面图的示意性图示。膜支架44承载作为基板40的一部分的一个膜41。一个膜41又被称为基板区域41。每一单个的膜支架44位于固定板55上。在基板40上，即，在每一膜41上，将多个基板位置42设置成使单个的物质的圆点(dot)(由打印在基板位置42上的一个或多个小滴得到，并且在图2中由附图标记22示意性地表示)能够彼此相隔一定距离。圆点可以由打印头施加的一个小滴形成，或者由相同物质的多个小滴构成。由此，可以在每一基板位置42上分配或定位不同种类的物质。
在图3中，示意性地示出了支撑了膜支架和多个贮存器的固定板的顶视图。根据本发明，可以将多种物质23、23a和23b填充到打印头20内。将这些不同的物质23、23a、23b存储在固定板55上的物质贮存器111内。固定板55还包括用于一种或多种清洁流体的清洁贮存器112以及用于存放废弃流体的废液贮存器113和114。
在打印过程中，优选由罩或盖(图3未示出)来覆盖容器或贮存器110，以避免蒸发和交叉污染。就图3所示的固定板55而言，有可能每一容器或贮存器110均具有能够通过电磁体(图3未示出)提起的盖子(图3未示出)。将这一电磁体安装到打印头支架51’上。要想打开容器或贮存器110，则操纵容器之上的电磁体，接通磁体，则提起盖，并将其固持住。使移液管或打印头20移动到所述容器，浸入并被填充。所述移液管移开，电磁体返回至敞开的容器，在断开之后，盖子下落，并再次关闭容器。为了确保盖子正确地落在容器的边缘上，将容器的下部的外形构造为使其将自身自动调整到正确的位置(例如，圆锥形或球形)。如果不采用电磁体，则可以采用真空。通过阀门连接至真空泵的导管移动到盖子上。阀门打开，将盖子提起并固持。在填充移液管之后，管移动到开启的容器上，关掉真空，则盖子下落，从而封闭容器。
在图7中，示出了支撑了膜支架44和多个贮存器110的固定板55的另一实施例(与图3所示的实施例相比)的顶视图。该另一实施例允许在打印操作期间覆盖贮存器110内的流体，并通过与电磁体或真空不同的方式执行打开盖子的动作。按照与Y方向平行的行布置容器110。在每一行上都有封闭该行内的所有的容器110的盖子115。在容器110之间，盖子115具有小孔116。在移液管20或打印头20(图7中未示出)需要来自某一容器的流体时，则针对该容器对其进行操纵。盖子115的开口116或孔116的轴优选与打印头20的X位置相匹配。优选为双位置气缸的开盖致动器117与盖115自动连接，并且能够移动盖115，从而使对应于容器的开口116处于容器的中央之上。移液管20或打印头20移动到所需的容器的位置，沿第三方向(Z方向)向下移动，并抽吸所需的流体的量。在再次向上移动之后，开盖致动器117的活塞向外移动，并使容器再次闭合。致动器117可以使只有一种开启和关闭运动是可能的，在这种情况下，将打开该行的所有容器。借助能够抵达不同位置的不同致动器117，可以设计出每次只打开一个容器的设置。
在图4中从顶部示出了膜41或基板区域41的一部分。在基板区域41上定义了多个基板位置42、42a、42b。基板位置42、42a、42b是将采用根据本发明的喷墨装置10定位小滴22的位置。还可能将相同物质的多个小滴定位到单个基板位置42上。由打印头20喷出并落在基板40上的小滴22将以平均直径43覆盖基板位置42、42a、42b周围的一定圆点区域或位点，所述平均直径43小于基板位置42、42a、42b彼此之间的相应距离43’(或间距)。
在图5中，示出了基板区域41的顶视图，其中，通过小圈表示多个基板位置42。根据本发明，可以将很多种不同的物质定位到这些不同的基板位置42上，从而将基板区域41的膜用于诊断目的。根据本发明，可以定义几个由基板位置42构成的组42’，从而在一个由基板位置42及它们相应的物质构成的组42’内执行整套测试。
在图6中，示意性地局部示出了本发明的喷墨装置10的另一实施例。打印桥51除了设有打印头20外，还设有另一打印头20a和第三打印头20b。相应地，将所述另一检测摄像机30a和第三检测摄像机30b定位在打印头20、20a、20b的附近。根据本发明，还优选提供分配给另一检测摄像机30a的另一光源32a以及分配给第三检测摄像机30b的第三光源32b。在根据图6的实施例中，将多达三个或更多的单喷嘴打印头20、20a、20b布置在打印桥51上。可以使打印头20、20a、20b相对于打印桥51沿第二方向(Y方向)移动，或者可以使打印头20、20a、20b相对于打印桥51固定(除了沿第三方向移动外)，并在第一和第二方向上移动固定板55。可以通过同时移动固定板55(沿X方向或者沿X和Y方向移动)和/或沿Y方向移动打印头20、20a、20b而将打印头20、20a、20b移动到基板40上的任何位置。为了使打印头支架51’的运动最小化，打印头20、20a、20b之间的距离将尽可能等于膜41沿Y方向的距离。可以采用相同的流体/物质23、23a、23b填充打印头20、20a、20b，或者采用不同的流体/物质23、23a、23b填充打印头20、20a、20b中的每一个。通过采用不只一个打印头20，能够在并行采用若干个单喷嘴打印头时实现打印时间的缩短。
在基板区域41上，例如，可以提供130个能够打印小滴22的位点或者基板位置42，每一小滴需要(例如)大约1nl的体积。位点或小滴22的直径43为(例如)200μm，并且将它们布置到具有(例如)400μm的间距的图案内。当然，也可以提供更多(多达1000个)或者更小的位点，从而仅需要较小的间距，例如，300μm或仅200μm、100μm或者50μm。例如，采用设有不同物质23的单个打印头20打印所述130个位点。例如，在固定板55上，布置由喷墨装置20在一批打印中处理的140个或者多达1000个以上的膜支架44。根据本发明，将小滴位点的间距43’设置为处于10到500μm的范围内。所述小滴22的位点的直径43处于实际间距43’的大约20％到70％的范围内。必须根据位点的优选尺寸和所采用的基板40的材料(例如，根据基板对所涂覆的物质的吸收的强弱)来调整小滴22的体积。典型地，小滴22的体积大约为0.001nl到10nl。
在图8中示出了本发明的喷墨装置10的检测摄像机30的布置的示意性横截面图示。在膜支架44上，设置膜41或基板区域41。打印头20包括能够喷射小滴22的喷嘴21。小滴22从喷嘴21沿小滴22的迹线22’朝向基板40的表面移动。在这一过程中，检测摄像机30能够观察到从喷嘴21朝向基板40的表面行进的小滴22的图像。为了使检测摄像机30能够观察到小滴22，使光源32(优选为频闪仪或可控闪光灯)的位置相对于控制摄影机30的光轴31成一定角度。所述摄像机的布置使得相对于基板40的表面的角度尽可能小，从而实现喷嘴21下的尽可能大的视野。这同样适用于频闪照明系统的光轴。优选通过基板40的反射间接照射小滴22。将检测摄像机30固定地安装到打印头支架上。根据本发明的实施例，检测摄像机30的光轴倾斜了角度31’。优选相对于打印头20固定地安装光源32。
在图9中，示出了打印头20相对于膜40或者相对于打印台50进行对准的步骤的示意性图示。(例如，纵向)定位对准摄像机45，使得在相应定位了打印头20和打印桥51的情况下，对准摄像机45可以观察导打印台50或者固定板55上的结构46’(下文又称为基准结构46’)。优选将另一光源47的位置设置为能够通过对准摄像机45清楚地观察到结构46’。因此，所述另一光源47(例如)近似地与校准摄像机45的光轴46对准。
在图15中，示出了在检查多喷嘴打印头20或者多个打印头20的喷嘴21板(喷嘴正面)的同时检查小滴22发射的可能性的示意性图示。在测量过程中，固定板55(或者打印头支架51’)沿Y方向移动。通过这种方式总是能够获得反射镜56的清洁的镜面。在沿Y方向的扫描之后，可以在沿X方向发生小位移之后进行接下来的一系列测量。光源32(尤其是频闪仪)通过镜面反射照射小滴22。显而易见的是，在测量之后必须对反射镜56进行清洁。
在图16中，示出了根据本发明的喷墨装置10的示意性总体图示。根据本发明，喷墨装置10包括填充设备100，其优选产生负压，从而用打印头20被浸入的流体填充打印头20。为了避免交叉污染，优选在打印过程中也保持打印头20内的负压。通过作为控制设备140的一部分的计算机执行负压控制。还需要通过负压来确保用于冲洗、填充和清洁的合适的压力水平。
可以始终通过声控设备95对打印头20或移液管20的功能进行声学测试。声控设备95记录时域和频域内的测量谱的偏移，从而检查并确定打印头20(移液管)的适当操作以及移液管的填充状态。
喷墨装置10设有包括(例如)两台计算机141、142的控制设备140。当然，控制设备140利用控制单元或者多个单元143、144控制X台架、Y台架和Z台架。检测摄像机30、30’、对准摄像机45、检查摄像机45’、图像分析单元91、声控设备95以及其他传感器或检测器共同形成了检测设备90。根据本发明，提供检测设备90的目的在于检测与打印过程相关以及与打印过程的准备相关的误差源的最大数量，例如，打印过程的准备可以是采用正确的物质23、23a、23b填充打印头20。
控制设备140控制打印、填充、冲洗和清洁操作。该PC控制：
-打印头的打印、填充、清洁和冲洗所需的负压和超压。
-定义打印程序、填充程序、清洁程序。
-打印操作，例如，对准、将基板台操纵到打印、填充和清洁位置、设置打印频率、启动和停止打印头以及上下移动打印头。所述PC还控制与XY台架控制器144和Z台架控制器143的所有通信。
-用于研究小滴发射(体积、速度、附属物(satellites)、直线度、可靠性)的单小滴喷嘴检查系统(Single Droplet Nozzle InspectionSystem)。
-打印过程中的小滴发射，只要小滴落在该过程进行的观察窗口内，就将所述小滴中的每一个记录下来。
对于声控而言，优选采用额外的计算机142，例如，PC。这一计算机142连续监测打印头(移液管)的声谱。在每次打印(在某一基板上的某一位置上打印若干个小滴)之后，对该谱进行评估。只有当所有的谱都落在预定包络内时，用于声学测试的计算机142才允许对基板40或膜41的制造进行进一步处理。
可以预见打印、填充、冲洗和清洁流程根据下述步骤进行：
-将膜41安装在基板支架板或固定板44上。
-采用生物活性流体填充容器或贮存器110，第一流体或物质23位于物质容器111的第一容器内，第二流体23a位于物质容器111的第二容器内，等等。而且，采用冲洗和清洁流体填充清洁贮存器112，而用于废液的废液容器113和114被排空。每一容器在基板支架板55或固定板55上具有相对于基板支架板的零位置(对准标记46’之一)的预定位置。
-通过检查基准46’的位置使基板支架板55对准。在需要时，人工或自动调整旋转。
-移液管或打印头20移动到第一容器的中央。
-Z台架使移液管向下移动，从而使喷嘴浸入到第一流体23内。
-通过控制负压单元100或者填充设备100，使移液管或打印头向上吸出第一流体23。通过对打印头20的声学特性定时或检查，使填充过程在移液管得到填充的时刻停止。
-将小滴计数器设置为零。
-Z台架52使微移液管打印头20向上移动到打印Z位置。
-XY台架使基板支架板移动到位置(X0，Y0)。
-对小滴发射进行光学和声学测试，确定与理想飞行轨迹的偏差，并将其自动输入到打印计划软件内。通过声学测试，测试打印头(移液管)内的正确流体。在小滴发射正确时，存储声谱，并在以后用作检查在打印过程中的打印头的动作的参考。对用于小滴形成评估的所有小滴22进行计数。将所测的体积自动发送给打印机软件，从而确定每个位点上所要发射的小滴的量。
-可以执行属于第一流体23的打印计划。
-在连续打印过程中，将对小滴形成进行光学和声学跟踪。当偏差变得过大时，将停止打印，并且将对打印头20进行维护，并再次对其进行测试。稍后将说明维护协议。将对打印不满足技术规范的膜41做出标记，并在打印和后继处理结束后将其从该批次中去除。
-对所喷射的所有小滴进行计数。移液管或打印头20贮存器含有以μ1给定的一定量的流体。已经借助单小滴喷嘴检查系统确定了小滴的体积。因此，移液管的贮存器内含有的小滴的数量是已知的，在用完该量之后，必须对移液管进行再次填充(并将小滴计数器再次设置为零)。就在移液管变空的时刻，声谱也将违背技术规范。
-在执行第一流体23的打印时，移液管返回至第一容器。将打印头20内的第一流体23的剩余部分冲到第一容器内。
-移液管20移动到基板支架板55上的清洁站或清洁贮存器112。根据将在下文描述的清洁协议，移液管抽吸清洁流体，并将其冲到废液容器113或114内。采用超声清洗设备121，尤其是电动牙刷，例如，Philips Sonicare电动牙刷来清洁喷嘴前端。最后，将移液管的内外吹干。
-移液管移动到第二容器的中央，重复上述流程，直到准备好第二流体23a的打印为止，等等。
在打印头20的动作违背了技术规范的情况下，必须对其进行维护：
-打印头20移动到第一流体23贮存器111的中央。
-将打印头20内的剩余的量的第一流体23冲回。
-采用第一流体23的溶剂作为清洁流体执行清洁流程。
-采用超声清洗设备121，例如，Philips Sonicare电动牙刷来清洁喷嘴前端。
-将打印头(移液管)20的内外吹干。
-打印头20移动到第一流体23的容器的中央。打印头20向下移动，直到其浸入到流体23内，并且再次将第一流体23吸入。
-将小滴计数器设置为零。
-检查小滴发射，并将有关小滴体积和直线度的相关数据自动转移到打印机软件。
-在打印头(移液管)未通过测试的情况下，必须执行完整的清洁流程。所述完整的清洁流程类似于流体的改变。
遵循下述协议执行从第一流体23到第二流体23a的流体改变：
-打印头(移液管)移动到第一流体23的容器的中央。
-将移液管20内的剩余的量的流体23冲回到容器内。
-打印头20移动到第一清洁流体容器的中央。Z台架52使移液管20向下移动，直到喷嘴21浸入到第一清洁流体内为止。
-抽吸第一清洁流体。通过定时或者声学测试来控制移液管的贮存器的填充程度。
-Z台架提升移液管，并将其移动到废液容器的中央。
-片刻之后，即，为移液管内壁上的污染物的扩散留出时间之后，将第一清洁流体排放到废液容器内。
-采用预定数量的清洁流体重复这一流程。需要多少清洁步骤取决于所要喷墨打印的流体之间的交叉污染特性。
-打印头(移液管)移动到喷嘴前端清洁站。Z台架使移液管降低到清洗槽内。
-利用超声清洗设备121，例如，Philips Sonicare电动牙刷来清洁喷嘴前端。
-将移液管内外吹干。
-移液管移动到具有第二流体23a的容器的中央，并开始第二流体23a的填充流程。

Claims (22)

1、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。
2、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，可检测误差源包括所述基板(40)未对准和/或所述打印设备(20，21)出现故障和/或所述打印设备(20，21)内的物质(23，23a，23b)短缺和/或所述物质(23，23a，23b)的种类出现误差。
3、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述打印设备(20，21)至少包括具有用于喷射小滴(22)的喷嘴(21)的打印头(20)，并且其中，所述检测设备(90)包括检测摄像机(30)，将所述检测摄像机(30)布置为，在所述小滴(22)从所述喷嘴(21)中喷射出来之后，通过所述检测摄像机(30)检测所述小滴(22)。
4、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述打印设备(20，21)至少包括具有用于喷射小滴(22)的喷嘴(21)的打印头(20)，并且其中，所述检测设备(90)包括至少一个对准摄像机(45)，其用于使所述打印头(20)的位置相对于所述基板(40)对准。
5、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述清洁设备(120)包括超声清洁设备(121)，尤其是超声牙刷，所述超声清洁设备(121)用于至少部分地清洁所述打印设备(20，21)。
6、根据权利要求5所述的喷墨装置(10)，其中，将所述清洁设备(121)设置为，通过施加软声波振动，尤其是相对较低频率的超声振动来清洁所述打印设备(20，21)。
7、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，尤其通过测量所述物质(23，23a，23b)的粘度而使所述物质(23，23a，23b)可相互区分开。
8、根据权利要求7所述的喷墨装置(10)，其中，打印设备(20，21)至少包括打印头(20)，该打印头(20)包括用于喷射小滴(22)的喷嘴(21)和换能器，其中，将所述检测设备(90)设置为，利用对所述换能器的性态的检测而使所述物质(23，23a，23b)可相互区分开。
9、根据权利要求1所述的喷墨装置，其中，所述喷墨装置(10)包括多喷嘴打印头(20)。
10、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述喷墨装置(10)还包括打印台(50)、打印桥(51)、打印头支架(51’)和固定板(55)，其中，所述打印头支架(51’)利用三个线状台架而可相对于所述固定板(55)沿第一、第二和第三方向(X方向、Y方向、Z方向)移动。
11、根据权利要求10所述的喷墨装置(10)，其中，使所述打印桥(51)相对于所述打印台(50)固定，其中，所述固定板(55)可相对于所述打印桥(51)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(51’)可相对于所述打印桥(51)沿所述第三方向(Z方向)移动。
12、根据权利要求10所述的喷墨装置(10)，其中，使所述打印桥(51)相对于所述打印台(50)固定，其中，所述固定板(55)可相对于所述打印桥(51)沿所述第一方向(X方向)移动，其中，所述打印头支架(51’)可相对于所述打印桥(51)沿所述第二和第三方向(Y方向，Z方向)移动。
13、根据权利要求10所述的喷墨装置(10)，其中，所述第一方向(X方向)、所述第二方向(Y方向)和所述第三方向(Z方向)相互垂直。
14、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述基板(40)为平坦基板、结构化基板、涂覆基板或多孔膜(41)，优选为尼龙膜。
15、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述基板(40)包括多个基板区域(41)，每一所述基板区域(41)优选是由膜支架(44)支撑的单独的膜(41)。
16、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，所述基板(40)包括多个基板位置(42，42a，42b)，所述基板位置(42，42a，42b)相互隔开的距离至少是定位在所述基板位置(42，42a，42b)中的一个上的小滴(22)的平均直径(43)。
17、根据权利要求1所述的喷墨装置(10)，其中，多个小滴(22)在一个基板位置(42，42a，42b)上叠置。
18、一种通过采用喷墨装置(10)向基板(40)上释放多种物质(23，23a，23b)而制造生物检定基板(40)的方法，所述喷墨装置(10)包括打印设备(20，21)、检测设备(90)、填充设备(100)、清洁设备(120)和控制设备(140)，其中，以质量可控的方式执行所述生物检定基板(40)的自动化生产，从而在基板(40)的制造过程中检测到多个不同的误差源。
19、根据权利要求18所述的方法，其中，可检测误差源包括所述基板(40)未对准和/或所述打印设备(20，21)出现故障和/或所述打印设备(20，21)内的物质(23，23a，23b)短缺和/或所述物质(23，23a，23b)的种类出现误差。
20、根据权利要求18所述的方法，其中，所述喷墨装置(10)至少包括具有用于喷射小滴(22)的喷嘴(21)的打印头(20)，其中，通过所述检测设备(90)检测所述打印过程的故障，并将相关基板(40)标记为不合格，其中，所述打印过程的所述故障导致所述小滴(22)的体积不正确和/或所述小滴(22)的速率不正确和/或所述小滴(22)的飞行轨迹的直线度不正确和/或所述小滴(22)的缺失和/或错误的物质。
21、根据权利要求18所述的方法，其中，所述清洁设备(120)包括超声清洁设备(121)，尤其是超声牙刷，所述超声清洁设备(121)用于至少部分地清洁所述打印设备(20，21)。
22、根据权利要求21所述的方法，其中，所述清洁设备(121)用于通过施加软声波振动，尤其是相对较低频率的超声振动来清洁所述打印设备(20，21)。
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