CN112319066B - 一种喷墨打印头拼接补正系统及其补正方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种喷墨打印头拼接补正系统及其补正方法，包括，用于控制待检测喷墨打印头向基板滴落墨滴的运动控制装置；用于获取基板上墨滴的图像的观测装置；连接于所述观测装置和所述运动控制装置的处理器；和连接于所述运动控制装置和所述喷墨打印头的调节装置；所述处理器接收所述观测装置获取的图像并分析图像信息，将分析后的图像信息传输至所述运动控制装置，所述运动控制装置推动调节装置对喷墨打印头拼接位置进行补正。解决由于加工或安装造成喷墨打印头拼接时发生偏移产生，导致喷头装置对位不准确的问题；同时避免移动观测装置从而产生运动误差以及部分喷孔不喷墨导致补正精确度低的问题。

Description

一种喷墨打印头拼接补正系统及其补正方法

技术领域

本申请涉及打印技术领域，尤其涉及一种喷墨打印头拼接补正系统及其补正方法。

背景技术

喷墨打印具有加工过程简单高效、材料利用率高等优点，因此已广泛应用于电子器件的制造过程中，例如OLED面板的某些功能层可以采用喷墨打印工艺，通常采用将多个喷墨打印头拼接为喷墨打印头阵列的方式增大印刷宽度，进而提高工作效率。为了实现拼接的喷墨打印电子器件的精确打印，通常需要保证从喷孔打印到基板上的墨滴点阵所形成的角度一致，因此，在多个喷墨打印头拼接时，位于中部的喷墨打印头的起始端喷孔和末端喷孔要与其相邻喷墨打印头的末端与起始端喷孔在拼接方向上角度一致。

但是，由于零部件存在加工误差、安装误差以及喷墨打印头本身的尺寸差异，导致多个喷墨打印头在拼接时常常发生错位现象。为解决上述问题，现有采用的补正方式是通过移动显微观测装置记录每个喷孔的位置坐标，再进行墨滴校准；但这种方式获得的校准数据未包括显示装置的运动误差，也未考虑到在某些喷孔不喷墨的情况，导致补正后打印效果未得到改善；因此，需要一种喷墨打印头拼接补正方法及补正系统对错位的喷墨打印头模组进行补正，以保证打印效果。

发明内容

鉴于上述不足之处，本申请的目的在于提供一种喷墨打印头拼接补正系统及其补正方法，使补正拼接喷墨打印头更精确，提高打印质量。

为实现上述目的，本申请公开一种喷墨打印头拼接补正系统，包括，用于控制待检测喷墨打印头向基板滴落墨滴的运动控制装置；用于获取基板上墨滴的图像的观测装置；连接于所述观测装置和所述运动控制装置的处理器；和连接于所述运动控制装置和所述喷墨打印头的调节装置；所述处理器接收所述观测装置获取的图像并分析图像信息，将分析后的图像信息传输至所述运动控制装置，所述运动控制装置推动调节装置对喷墨打印头拼接位置进行补正。

可选的，所述喷墨打印头至少两个，所述待检测喷墨打印头为相邻的两个所述喷墨打印头，其中一个喷墨打印头为基准喷墨打印头；每个所述喷墨打印头包括多个喷孔，所述基板上墨滴的图像通过所述基准喷墨打印头末尾端多个所述喷孔，和与所述基准喷墨打印头相邻的喷墨打印头起始端多个所述喷孔形成。

可选的，所述处理器分析图像信息包括，喷墨打印头之间的偏离角度和偏离距离。

可选的，所述调节装置包括角度调节装置和距离调节装置，对应的，所述运动控制装置包括，角度控制装置和距离调节装置，每个喷墨打印头均包括一个角度调节装置和一个距离调节装置。

可选的，所述角度调节装置连接两个所述角度控制装置，所述距离调节装置连接一个距离调节装置。

本申请还公开一种，喷墨打印头拼接的补正方法，包括步骤：

检测所述墨滴在基板上的图像，

获得待检测喷墨打印头的偏移距离；

获得待检测喷墨打印头的偏移角度；

根据偏移位置及角度信息确定偏移补偿量，对喷墨打印头进行位置补正；

所述基准喷墨打印头与所述待检测喷墨打印头相邻并相互拼接，所述多个喷孔的数量为10个以下的任意数量。

可选的，获得待检测喷墨打印头的偏移距离的步骤，还包括步骤：

分析基准喷墨打印头的最后一个喷孔在图像上的坐标；

分析待检测喷墨打印头的第一个喷孔在图像上的坐标；

将两个喷孔的坐标值进行对比。

可选的，获得待检测喷墨打印头的偏移角度，还包括步骤：

拟合出所述基准检测喷墨打印头多个墨滴的第一中心线信息；

拟合出所述待检测喷墨打印头多个墨滴的第二中心线信息；

对比第一中心线及第二中心线的信息。

可选的，所述中心线信息的拟合方法为最小二乘法拟合法。

本申请通过检测基板上墨滴图像的中心线和坐标，补正喷墨打印头之间角度和距离的偏移，且由于基板上墨滴图像在观测装置感应范围内，不仅解决由于加工或安装造成喷墨打印头拼接时发生偏移产生，导致喷头装置对位不准确的问题；同时避免移动观测装置从而产生运动误差以及部分喷孔不喷墨导致补正精确度低的问题，提高补正效果。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的作为本申请的一实施方式理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请一实施例一种拼接喷墨打印头的打印装置的工作示意图；

图2是本申请一实施例一种喷墨打印头拼接补正系统的示意图；

图3是本申请一实施例一种拼接喷墨打印头及其图案的结构示意图；

图4是本申请一实施例一种喷墨打印头拼接补正系统的调节装置结构示意图；

图5是本申请一实施例一种喷墨打印头在基板上形成实际打印图案的示意图；

图6是本申请一实施例一种喷墨打印头拼接的补正方法的步骤流程图；

图7是本申请一实施例一种喷墨打印头拼接的分析偏移距离的步骤流程图；

图8是本申请一实施例一种喷墨打印头拼接的分析偏移角度的步骤流程图；

其中，100、底板；101、喷墨打印头(101A,101B,101C,101D，101E，101F， 101G，101J,101K)；102、喷孔板；103、喷孔；110、墨滴；120、基板；130、图案；140、观测装置；150、处理器；160、运动控制装置；161、角度控制装置；162、距离控制装置；170、调节装置；171、角度调节装置；172、距离调节装置；180、待检测喷墨打印头；181、待检测喷墨打印头中心线；182、待检测喷墨打印头偏移角度；190、基准喷墨打印头；191、基准喷墨打印头中心线。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

下面参考附图和可选的实施例对本申请作进一步说明。

OLED面板的某些功能层可以采用喷墨打印工艺，通常采用将多个喷墨打印头101拼接为喷墨打印头阵列的方式增大印刷宽度，进而提高工作效率。如图1 所示，多个喷墨打印头101,包括在x方向从左至右的101A，101B,101C和101D 喷墨打印头拼接成阵列，各自向基板120喷射墨滴110；墨滴110是刚离开喷墨打印头101，在空中飞向基板120时的状态。墨滴110撞击基板120后在基板 120上形成打印图案130。在喷墨打印过程中，喷墨打印头阵列拼接静止，基板 120沿y方向可做往复运动。为了实现拼接的喷墨打印电子器件的精确打印，通常需要保证从喷孔103打印到基板120上的墨滴110点阵所形成的角度一致，从而保证多个喷墨打印头101A、101B、101C和101D在X方向平齐。

因此，本申请公开的一种喷墨打印头拼接补正系统，包括，用于控制待检测喷墨打印头180向基板120滴落墨滴110形成图案130的运动控制装置160；用于获取基板120上墨滴110的图案130的观测装置140；连接于所述观测装置 140和所述运动控制装置160的处理器150；以及连接于所述运动控制装置160 和所述喷墨打印头101的调节装置170；所述处理器150接收所述观测装置140 获取的图案130并分析图案130信息，将分析后的图案130信息传输至所述运动控制装置160，所述运动控制装置160推动调节装置170对喷墨打印头101拼接位置进行补正。

目前的喷墨打印头101拼接补正通常采用观测装置140检测每个喷墨打印头101起始端及末端喷孔103的位置坐标，将上述喷孔103的坐标连线作为喷墨打印头101位置校准依据，采用校准装置校准喷墨打印头101。而喷墨打印头 101起始端和末端的距离远大于显微装置的观测视野，测量时需要移动喷墨打印头101或显微装置，因此，测量数据包含了喷墨打印头101或显微装置的运动误差。此外，喷墨打印基板120时通常采用喷墨打印头101静止，基板120运动的打印方式，打印实际效果应包含基板120运动误差信息，因此，现有喷墨打印头101拼接补正方法不能保证实际打印效果的补正。

相对于通过喷墨打印头101坐标连线方式补正，本申请通过实际打印在基板120上的图案130进行分析，实际打印的图案130信息包含基板120运动误差，打印机台的定位、检测误差等，采用实际打印图案130进行补正，使补正效果更好；另外，观测装置140的检测范围大于基板120，因此仅检测基板120 上形成的图案130，相对于检测每个喷墨打印头101的位置信息，不需要移动观测装置140，从而避免因调整喷头或观测装置140从而影响检测后的补正数据信息，节省检测时间的同时提高补正信息的正确率。

进一步的，所述喷墨打印头101至少两个，所述运动控制装置160控制的喷墨打印头101为相邻的两个所述喷墨打印头101，其中一个喷墨打印头101为基准喷墨打印头190，另一个为待检测喷墨打印头180；每个所述喷墨打印头101 包括多个喷孔板102，所述喷孔板102上包括多个喷孔103，所述基板120上的图案130通过所述基准喷墨打印头190末尾端多个所述喷孔103，和与所述基准喷墨打印头190相邻的待检测喷墨打印头180起始端多个所述喷孔103形成。

图3为喷墨打印头拼接时位置排布示意图，如图3所示，从左至右的的多个喷墨打印头包括，第一喷墨打印头101E，第二喷墨打印头101F和第三喷墨打印头101G相互拼接，每个喷墨打印头101的喷孔板102设有多个喷孔103；当需要对第一喷墨打印头101E和第二喷墨打印头101F进行补正时，第一喷墨打印头101E为基准喷墨打印头190，第二喷墨打印头101F为待检测喷墨打印头 180；运动控制装置160选取并控制第一喷墨头101E的末尾端即靠近第二喷墨打印头101F处的多个喷孔103(101E)，以及第二喷墨打印头101F的起始端即靠近第一喷墨打印头101E处的多个喷孔103(101F)，向基板120上滴落墨滴 110；随后通过观测装置140检测基板120上墨滴110形成打印图案130，处理器150分析打印图案130后，运动控制装置160推动调节装置170将第二喷墨打印头101F的喷孔103调整至与第一喷墨打印头101E的喷孔103平齐；当需要对第二喷墨打印头101F和第三喷墨打印头101G进行补正时，调整后的第二喷墨打印头101F可作为基准喷墨打印头190，第三喷墨打印头101G为待检测喷墨打印头180，观测装置140检测第二喷墨头101F的末尾端与第三喷墨打印头 101G的起始端的多个喷孔103喷向基板120后形成的图案130。其中，每个喷墨打印头101可以包括多个喷孔板102，每个喷孔板102上可以有多排喷孔103，拼接喷墨打印头101的拼接数量可根据打印需求更改，拼接的宽度可以大于基板120的宽度也可以小于基板120的宽度，在此不做限定。

更进一步的，所述处理器150分析图案130信息包括，喷墨打印头101之间的偏离角度和偏离距离。

本方案中，处理器150对通过分析基准喷墨打印头190的图案130和待检测喷墨打印头180的图案130，计算出待检测喷墨打印头180与基准喷墨打印头 190之间的相差的距离和角度，得到待检测喷墨打印头180的角度偏移补成值和距离偏移补正值。

更具体的，所述调节装置170包括角度调节装置171和距离调节装置172，对应的，所述运动控制装置160包括，角度控制装置161和距离控制装置162，每个喷墨打印头101均包括一个角度调节装置171和一个距离调节装置172。所述角度调节装置171连接两个所述角度控制装置161，所述距离调节装置172连接一个距离控制装置162。

如图4所示，101J为第一喷墨打印头，已调正作为基准喷墨打印头190， 101K为第二喷墨打印头，为待补正喷墨打印头。两个喷墨打印头均设有角度调节装置171和距离调节装置172，运动控制装置160包括角度控制装置161和距离控制装置162，角度调节装置171与两个角度控制装置161连接，距离调节装置172与一个距离控制装置162连接，调节第二喷墨打印头101K的位置和角度，使其喷孔103与第一喷墨打印头101J的喷孔103角度和方向一致。处理器150 将在基板120上生成的图案130，确定第二喷墨打印头101K的补正角度及距离信息并发送给运动控制装置160中的角度控制装置161和距离控制装置162，运动控制装置160推动调节装置170运动，将第二喷墨打印头101K补正到正确位置，补正后的第二喷墨打印头101K如300所示。其中，调节装置170可以位于喷墨打印头101的任意位置。

作为本申请的另一实施例，如图1-8所示本申请还公开一种喷墨打印头拼接的补正方法，应用于上述补正系统，包括步骤：

S1选取并控制基准喷墨打印头末端5个喷孔及待检测喷墨打印头起始端 5个喷孔向基板滴落墨滴；

S2检测所述墨滴在基板上的图案，

S3获得待检测喷墨打印头的偏移距离；

S4获得待检测喷墨打印头的偏移角度；

S5根据偏移位置及角度信息确定偏移补偿量，对喷墨打印头进行位置补正。

本方案中，基准喷墨打印头190和待检测喷墨打印头180相邻，喷墨打印头101的喷孔103为连贯的喷孔，处理器150通过运动控制装置160选取基准喷墨打印头190末端的5个喷孔103，以及待检测喷墨打印头180的起始端5个喷孔103向基板120滴落墨滴110。图5为基板120上墨滴110的图案130示意图，其中190a、190b、190c、190d、190e为基准喷墨打印头190末端的5个喷孔103在基板120上形成的图案130，其中、180a、180b、180c、180d和180e 分别为待检测喷墨打印头180起始端的5个喷孔103在基板120上形成的打印图案130。基板上图案130完全落在观测装置140检测范围内，不需要移动观测装置得到数据，从而减少移动观测装置产生的误差；观测装置140检测图案130 传输至处理器150，处理器150接收到图案130后，通过计算分析，获得待检测喷墨打印头180的偏移角度和偏移位置(距离)；并根据得到的偏移角度和偏移位置确定调整待检测喷墨打印头180的偏移补偿量，再通过运动控制装置160 推动调节装置170将待检测喷墨打印头180调整至于基准喷墨打印头190拼接方向和角度一致，在一条水平线上平齐。

具体的，本实施例可选的，如图5和图7所示“S3获得待检测喷墨打印头的偏移距离”还包括步骤：

S31分析基准喷墨打印头的最后一个喷孔在图案上的坐标；

S32分析待检测喷墨打印头的第一个喷孔在图案上的坐标；

S33对比两个喷孔的坐标值。

通过对比基准喷墨打印头190在基板上图案130中最后一个喷孔形成的图案190e在喷墨打印头拼接方向(x方向)的坐标值，以及待检测喷墨打印头180 第一个喷孔在滴落在基板上180a的坐标值，得出待检测喷墨打印头180的偏离距离。

本实施例可选的，如图5和图8所示“S4获得待检测喷墨打印头的偏移角度”还包括步骤：

S41拟合出所述基准检测喷墨打印头多个墨滴的第一中心线信息；

S42拟合出所述待检测喷墨打印头多个墨滴的第二中心线信息；

S43对比第一中心线及第二中心线的信息。

采用喷墨打印头喷孔103喷落在基板上墨滴形成的图案130拟合出中心线信息，从而对比获得待检测喷墨打印头180的偏移角度，补正角度更为精准且方便；另外，当选取的多个喷孔103中部分可能因故障不能正常滴落墨滴，对中心线的信息不产生决定性影响，依旧可以对待检测喷墨打印头180进行角度调整。

如图5所示，处理器150通过图案130中190a、190b、190c、190d和190e 的信息拟合出基准喷墨打印头190在拼接方向基准喷墨打印头中心线191信息；通过图案130中180a、180b、180c、180d和180e的信息拟合出待检测喷墨打印头中心线181信息。通过对比基准喷墨打印头中心线191及待检测喷墨打印头中心线181的信息得出待检测喷墨打印头180的待检测喷墨打印头偏移角度 182。

其中，考虑到可以根据图案130上的墨滴110得到偏移信息，又不会产生更大的计算量影响检测和补正速度，本申请的每个喷墨打印头101中选取的喷孔103数为各5个；当然每个喷墨打印头101选取滴落墨滴的的喷孔数也可以是10个以内任意数量喷孔103。喷墨打印头101中心线信息的拟合方法可以为任意直线拟合方法，可以但不限于线性拟合法，最小二乘法拟合法等。

需要说明的是，在本申请具体实施例中，调节装置可以位于喷墨打印头的任意位置，调节装置与喷墨打印头的连接方式可以但不限于拉钉连接、螺钉联接、铆接及粘胶连接等方式。运动控制装置可以为具有旋转或线性运动调节的任意装置，例如可以但不限于各种旋转马达、线性马达、压电驱动器等。本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本申请的保护范围。本方案中涉及到的各种形状和数量的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为其作出限定。本申请的技术方案可以广泛用于各种显示设备以及其他大幅面器件的制造行业中的打印工艺。

以上内容是结合具体的可选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种喷墨打印头拼接补正系统，包括多个首尾拼接的喷墨打印头，其特征在于，包括：

运动控制装置，用于控制喷墨打印头向基板滴落墨滴，形成图像；

观测装置，用于获取所述图像；

处理器，连接于所述观测装置和所述运动控制装置；

和调节装置，连接于所述运动控制装置和所述喷墨打印头；

所述处理器接收所述图像并提取所述图像的图像信息，根据所述图像信息确定偏移补偿量，将所述偏移补偿量传输至所述运动控制装置，所述运动控制装置根据所述偏移补偿量驱动所述调节装置对所述喷墨打印头的拼接位置进行补正；所述运动控制装置，控制相邻的两个所述喷墨打印头分别向基板上滴落墨滴；

其中，所述调节装置包括角度调节装置和距离调节装置，对应的，所述运动控制装置包括，角度控制装置和距离控制装置，每个喷墨打印头均包括一个角度调节装置和一个距离调节装置。

2.如权利要求1所述的一种喷墨打印头拼接补正系统，其特征在于，所述喷墨打印头为至少两个，相邻的两个所述喷墨打印头，其中一个喷墨打印头为基准喷墨打印头，另一个为待检测喷墨打印头；

每个所述喷墨打印头包括多个喷孔，所述基板上墨滴的图像通过所述基准喷墨打印头末尾端多个所述喷孔，和与所述基准喷墨打印头相邻的喷墨打印头起始端多个所述喷孔形成。

3.如权利要求2所述的一种喷墨打印头拼接补正系统，其特征在于，所述处理器分析图像信息包括，基准喷墨打印头和待检测喷墨打印头之间的偏离角度和偏离距离。

4.如权利要求1所述的一种喷墨打印头拼接补正系统，其特征在于，所述角度调节装置连接两个所述角度控制装置，所述距离调节装置连接一个距离控制装置。

5.一种喷墨打印头拼接的补正方法，其特征在于，包括步骤：

选取并控制基准喷墨打印头末端多个喷孔及待检测喷墨打印头起始端多个喷孔向基板滴落墨滴；

检测所述墨滴在基板上的图像，

获得待检测喷墨打印头的偏移距离；

获得待检测喷墨打印头的偏移角度；

根据偏移位置及角度信息确定偏移补偿量，对喷墨打印头进行位置补正；

所述基准喷墨打印头与所述待检测喷墨打印头相邻并相互拼接，所述多个喷孔的数量为10个以下的任意数量。

6.如权利要求5所述的一种喷墨打印头拼接的补正方法，其特征在于，其中获得待检测喷墨打印头的偏移距离的步骤，还包括步骤：

分析基准喷墨打印头的最后一个喷孔在图像上的坐标；

分析待检测喷墨打印头的第一个喷孔在图像上的坐标；

将两个喷孔的坐标值进行对比。

7.如权利要求5所述的一种喷墨打印头拼接的补正方法，其特征在于，获得待检测喷墨打印头的偏移角度，还包括步骤：

拟合出所述基准检测喷墨打印头多个墨滴的第一中心线信息；

拟合出所述待检测喷墨打印头多个墨滴的第二中心线信息；

对比第一中心线及第二中心线的信息。

8.如权利要求7所述的一种喷墨打印头拼接的补正方法，其特征在于，所述中心线信息的拟合方法为最小二乘法拟合法。

Images