波形成形接口的制作方法

专利名称：波形成形接口的制作方法
技术领域：
以下公开涉及使用液体(fluid)的喷射的系统。
背景技术：
在各种工业中，以下的做法是有用的，即，通过从液体喷射模块喷射液 体的小液滴，来以可控的方式将该液体沉积(deposit)在基片(substrate )上。 例如，喷墨打印使用打印头产生墨的小液滴，所述墨的小液滴响应于电数字 信号而被沉积在诸如纸张或透明薄膜的基片上，以在该基片上形成图像。
喷墨打印机一般包括从墨供给器(ink supply )到打印头的墨路(ink path )， 所述打印头包括从其喷射墨液滴的喷嘴。通过利用致动器(actuator)对墨路 中的墨施加压力来控制墨液滴喷射，所述致动器，诸如，例如压电偏转器 (piezoelectric deflector )、 热泡喷射生成器(thermal bubble jet generator )、 或 静电偏转的元件。典型的打印头具有一排喷嘴以及相应的墨路和相关联的致 动器的阵列，从而可以独立地控制从每个喷嘴喷射液滴。在所谓的"按需液 滴落(dr叩-on-demand )，，的打印头中，每个致动器被启动(fired)以选择性 地在图像的特定像素位置上喷射液滴，同时打印头和打印介质彼此相对移动。 高性能的打印头可以具有数百个喷嘴，并且每个喷嘴可以具有50微米或更小 (例如，25纟效米)的直径，可以以每英寸100-300个喷嘴的间距被分开， 并且可以提供大小近似1-70皮升(picoliters, pi)或更小的液滴。液滴喷射 频率典型为10kHz或更大。
打印头可以包括半导体主体和压电致动器，例如，在Hoisington等人的 美国专利申请NO. 5,265,315中记载的打印头。该打印头主体可以由硅制成， 其被刻蚀以限定墨室(ink chambers )。喷嘴可以通过附接到硅主体(silicon body)的分离的喷嘴板来限定。压电致动器可以具有响应于施加的电压而改变几何形状或弯曲的压电材料层。压电层的弯曲对与喷嘴相通( communicates with)的泵室中的墨施加压力，从而形成墨液滴。
液滴形成(fluid drop formation ) —般可以通过调整波形参数来改变，所 述波形参数诸如电压幅度、电压脉沖的持续时间、波形的坡度、脉冲的数目、 以及被递送到压电致动器的驱动脉沖的其它可调整的参数。针对不同液体的 最佳波形参数根据特定液体的物理性质而变化。典型的，具体液体的最佳波 形参数是凭经验来确定的。

发明内容
这里描述的方法、装置和系统实施用于便利在实验室沉积系统中沉积具 有各种组分的液体的技术。特别是，耦接至波形编辑器的交互用户界面便利 对具有各种组分的液体定制的波形的实时调整。
总的来说，在一个方面，所述技术可以被实施在系统中，所述系统包括 实验室沉积系统；波形编辑器，用于便利各种波形参数的调整；用户界面， 用于允许所述波形参数的交互式调整；以及相机系统，其可以与波形编辑器 通信以对应于用户进行的调整而提供液滴的实时可视反馈。
也可以将所述技术实施为包括所述用户界面的下列特征中一个或更多 个。可以实施选择图案窗口以从预定打印图案列表中选择和加载打印图案。 选择图案窗口也可以被实施为创建定制的打印图案。可以实施加载/卸载基片 窗口以便利对实验室沉积系统的压盘加载和卸载基片。可以实施打印设置窗 口以通过发起液滴喷射来打印选择的打印图案。可以实施盒设置窗口以选择 存储在文件列表中的预定波形以及为每个喷嘴调整所述选择的波形的电压电 平。盒设置窗口还可以被实施为使能刺激(tickle)控制以防止液体变干和阻 塞喷嘴。盒设置窗口可以被附加地实施为调整容纳(holding)液体的盒的溫 度以及弯液面真空设置(meniscus vacuum setting )。盒设置窗口可以;坡实施为 设置清理周期以用于维护喷嘴的适当操作。可以实施波形编辑器窗口以便利 各种波形参数的调整。可以实施液滴监视器窗口以实时方式可视地检查液滴。
所述技术也可以被实施为包括波形编辑器的下列特征的一个或更多个。 可以通过呈现在波形编辑器窗口上的用户界面来调整多个波形参数。可调整 的波形参数可以包括施加到打印头的驱动脉冲的电压电平、回转速率、持续 时间、段的数目、频率以及宽度。可以为每个喷嘴调整参数，而与其它喷嘴的参数无关。此外，可以为喷射波形和非喷射波形调整参数。喷射波形是为 实现从喷嘴喷射液滴而施加的驱动脉沖。非喷射波形是为防止喷嘴阻塞而非 实现液滴喷射而施加的驱动脉冲。
所述技术还可以被实施为包括液滴监视器系统的下列特征中的一个或更 多个。可以靠近打印头放置相机以捕获每种液体类型的液滴特性的视频和静 止图像。评估的液滴特性除了液滴速度之外至少可以包括液滴的大小和形状。 液滴监视器系统可以与用户界面结合实施以与波形编辑器耦接。对波形参数 的调整的结果可以立即在显示从每个喷嘴喷射的液滴的视频和静止图像的显 示器上被看到。根据通过液滴监视器系统捕获的液滴特性，可以实时适当地 调整波形参数。
所述技术可以被实施为实现下列优点中的一个或更多个。波形编辑器与 液滴监视相机系统组合可以实现实时波形编辑，从而加速具有各种组分和特
征的新液体的发现或开发。而且，可以使用适合用于小体积(small volumes ) 液体的小液滴喷射系统来测试液体，从而节约昂贵的测试液体，并因此降低 了测试成本。
在附图和下面的描述中陈述了一个或更多个实施例的详细内容。从所述 描述和附图中，以及从权利要求书中，其它特征和优点将很明显。


图1是实验室沉积系统的框图。
图2示出包括液滴监视器相机系统的液体沉积设备。
图3是图形用户界面的框图。
图4是打印设置界面的代表性屏幕截图。
图5是盒设置界面的代表性屏幕截图。
图6是波形编辑器界面的代表性屏幕截图。
图7是波形的卡通表示。
图8是代表性液滴监视器观察器的示意图。
图9是盒设置界面的代表性屏幕截图。
图IO是清理周期接口的代表性屏幕截图。
图ll是清理周期编辑器的代表性屏幕截图。
图12是选择图案界面的代表性屏幕截图。图13表示存储在文件中一些预定打印图案。
图14是图案编辑器的代表性屏幕截图。
图15是打印区域预览屏幕的代表性屏幕截图。
图16是预览液滴屏幕的代表性屏幕截图。 图17是执行实时波形编辑的方法的流程图。
在各附图中相似的参考符号指示相似的元素。
具体实施例方式
如以上所讨论的，可以使用大量具有不同材料组分的液体，随着新材料
和组分(compositions)的研究，这样的液体的数量持续增加。可能需要针对 液体在建议的应用中的效果对液体进行测试，并且为了特定液体的最佳沉积， 可能需要单独确定小液滴(droplet)喷射条件。
可能需要被测试的一般液体为墨，并且出于说明的目的，以下参照使用 墨作为所述液体的打印头模块描述所述技术和小液滴喷射模块。然而，应当 理解可以使用其它液体，诸如，在显示器的生产中使用的场致发光晶体材料 或液晶材料、在电路制造例如集成电路或电路板制造中使用的金属、半导体 或有机材料、以及例如用于药等的有机、生物或生物活性材料。
例如，诸如蛋白质和DNA的生物活性材料可能会很昂贵并容易损坏， 因此需要特殊的处理技术。利用非接触打印处理的喷墨技术对于以微小的液 滴来提供生物活性材料的精细、精确并且快速的沉积来说是非常理想的，以 便不仅最小化成本并且加速反应过程。具有数百或更多不同反应地点 (reaction sites )的一次性反应井(disposable reaction well)可以寻皮制造为基 底以便利完成可能并行进行的数目越来越大的诊断测试。此外，生物活性分 子的沉积可以允许以大量分子将已知材料施加到基片，以使用前身材料的非 接触喷墨沉积而在原地(situ )制造那些分子。诸如DNA和肽的低聚材料(由 两个到四个单体组成的多聚物)是喷墨沉积的理想候选，这是因为DNA和肽 是利用组合合成法合成的。
实验室沉积系统IO可以基本上如在图1-4中所表示的那样。参照图1， 示出了实验室沉积系统10的框图表示，实验室沉积系统IO在外壳110中包 括液体沉积设备110。在此实施方式中，液体沉积设备100被耦接到处理器 101。处理器101可以连接到显示器103 (例如监视器(monitor))和用户输入设备105(例如，键盘和/或鼠标)。处理器101可以提供指令给液体沉积设
备100的各种组件，如以下进一步描述的。显示器103和用户输入设备105 可以允许用户输入操作参数并对液体沉积处理进行调整，以及观看处理器101 提供的反馈，如以下进一步描述的。
参照图2，示出了液体沉积设备100的一个实施例。液体沉积设备100 包括被配置为在打印操作期间支撑基片的压盘(platen) 102。盒(cartridge) 安装组件104附接到框106并位于压盘102以上。盒安装组件104可以延轨 道108在y方向上平移，以提供相对于位于压盘102之上的基片的移动。此 外，盒安装组件(cartridge mount assembly) 104可以相对于压盘102向上以 及向下移动，即在z方向上移动，以便提供安装在其中的打印盒和基片之间 的相对垂直移动。
此外，液滴监视器(watcher)相机系统160可以安装在压盘102的一侧。 相机系统160允许用户观察在液滴出了打印盒114并被打印在位于相机系统 160前面的基片上时对液滴进行观察。通过与喷嘴发射(firing )稍微失相(out of phase)地闪光(strobing a light),可以获得在喷嘴和基片之间飞行的 一 系 列液滴的 一 系列照片。 一起观看的所述系列照片的组合可以给出单个液滴从 喷嘴喷射的视频片断的错觉事实上，所述"视频"实际上是拍摄处于形成 和飞行的稍微不同的阶段的许多不同液滴的 一 系列静止照片的组合。闪光图 像(Strobed images)可以被一起平均以获得最终的图像，或者，作为选择， 可以分析每个单个图像帧以获得各种液滴特性(characteristic )。
在一些实施方式中,高速摄像机(video camera )-故实施为4甫获正通过打 印盒114中的一个或多个喷嘴喷射的液滴的实时视频图像。高速摄像机可以 安装有电荷耦合器件(CCD),互补-对称/金属-氧化物半导体(CMOS)或其 它适合的图像传感器。CCD相机可以以高达每秒1000帧的速度捕获图像， 并且这可以通过添加图像增强器而增加到每秒1,000,000帧。图像增强器是这 样的设备，其放大来自图像的可见光和近红外光以便利要通过相机观看光线 昏暗的景象(dimly lit scene )。 CMOS传感器比CCD传感器节省成本并且更 易于与片上存储器以及处理功能集成。CMOS传感器可以以高达每秒1000帧 的速度捕获图像。可以实施具有类似或更高帧速率的其它图像传感器。液滴 的实时视频图像可以被用来在形成和飞行的各个阶段捕获液滴的各种液滴特 征。可以分析液滴特征以提供反馈信息，以调整递送至打印头的驱动脉沖的波形特征。可以自动或由用户手动执行调整。
显示器103可以被用来向用户提供由相机系统160所捕获的液滴的图形 显示。同时，例如，使用分屏幕或屏幕中的多个帧，可以显示与发射喷嘴的、
到包括在打印盒114的致动器的驱动脉冲相对应的波形的图形表示。用户可 以观看液滴和波形，并使用用户输入设备105按照需要进行调整。例如，用 户可以调整递送到打印盒114中的打印头的驱动电压、电压脉沖的持续时间、 波形的坡度、脉沖的数目、和其它可调整的参数。用户输入可以由处理器101 使用，例如由在处理器101中执行的软件应用使用，以调整发送到位于打印 盒114中的一个致动器或多个致动器的信号。
此外，软件应用可以包括图形用户界面(GUI) 200，其包括对应于一个 或多个实验室沉积系统功能的多个接口。图3是表示GUI 200的一个实施方 式的框图。可以实施液体盒安装接口 210以便利由用户进行的液体盒的物理 安装。可以实施选择图案界面(select pattern interface) 220以便利用户从预 定的打印图案的存储列表中选择打印图案。预定的打印图案可以被用来在基 片上执行各个液体的测试打印。可以实施加载/卸载基片接口 230以便利将基 片加载到压盘102上以及从压盘102卸载基片。加载/卸载基片接口也可以被 用来便利对压盘102的温度调整和真空设置。真空起的作用是在喷射液体期 间将基片稳固地固定在压盘上，而对压盘的温度调整便利于创建适合于对温 度敏感的液体的环境。直到压盘的温度达到调整后的温度值才发生液体喷射。 可以进一步实现加载/卸载基片接口以便利对基片的厚度的调整。根据用户插 入的基片的厚度，实验室沉积系统10自动调整盒高度。可以实现打印设置界 面240以便利盒设置的选择。 一旦用户选择了盒设置，就基于选择的打印图 案、基片设置和盒设置初始化喷射处理。
具有特定组分和液体特征的液体的喷射需要定制盒设置。图4是GUI200 的一种实施方式的屏幕截图，其包括接口窗口 205，接口窗口 205包括通过 用户选择公知的GUI标签(tabs ) ( 210、 220、 230和240 )、按钮(250、 260、 270和280)以及菜单按钮290可以访问的多个接口。在替换实施方式中，可 以使用除了 GUI标签(210、 220、 230和240)、按4丑(250、 260、 270和280 ) 以及菜单按钮290之外的其它GUI组件，或者可以使用取代GUI标签(210、 220、 230和240)、按钮(250、 260、 270和280 )以及菜单按钮290的其它 GUI组件。在图4中表示的实施方式中，用户可以选择挨着盒设置选择窗口242放置的编辑按钮246以便启动(launch)盒设置编辑器300，如图5中所 示。
图5表示盒编辑器300的一个实施方式的屏幕截图。向用户呈现三个GUI 标签310、 330和350,每个标签表示特定的编辑器界面。标记为"波形"310 的GUI标签的用户选择可以被实施为显示波形电平接口 312,以便利用户使 用"文件"搜索框314选择预定波形。预定波形的列表被存储在文件夹中以 提供与标识的液体的列表相对应的模板波形。当喷射具有未知液滴喷射特性 的新液体时，用户可以从模板波形之一开始，并且对该波形进行必要的调整， 如以下在随后的段落中所描述的。也可以实现波形电平接口 312以调整用于 所选择的波形的电压电平。通过允许用户在电压增量输入框316中输入电压 增量并且选择增加/减少按钮318,来对所有喷嘴一起以等步增量(叫ual stepwise increments)调整电压电平。作为选4奪，通过允许用户在多个电压输 入框320 (每个喷嘴一个电压输入框)中输入电压电平，来对每个喷嘴单独 调整电压电平。此外，波形电平接口 312可以被实施为使能刺激控制322以 及调整刺激控制的频率324。
一旦用户已经调整了电压电平，如图6中所示的波形编辑器400就允许 用户调整另外的波形参数。波形编辑器400可以通过用户选择如图5中所示 的"工具"菜单按钮326或如图4中所示的"波形编辑器"按钮250而被激 活并显示给用户。"喷射波形，，显示410和"非喷射波形"显示420位于波形 编辑器400的左侧。喷射波形表示施加到喷嘴以实现液体的喷射的驱动脉沖。 非喷射波形表示比施加到喷嘴的喷射波形幅度小的驱动脉沖，以移动液滴的 弯液面但没有实现液体的喷射。使能刺激控制激活非喷射波形。用户可以通 过选择在"喷射波形"显示410和"非喷射"波形显示420上显示的波形的 特定段，来选择性地调整该特定波形段的波形参数。可以通过鼠标点击来执 行所述段的用户选择。 一旦用户选择了段，就可以在选择的段上实现对于％ 电压电平422、回转速率424、持续时间426、回转频率428、以及宽度430 设置的调整。此外，可以通过选择"添加段"432或"删除段，，434按钮来添 加或删除段。
波形参数可以-陂调整以匹配每个不同液体的液体性质。对于具有较高粘 滞度的较浓的液体，波形的电压电平需要被调整到较高的电平。同样，需要 波形的较陡的回转速率或上升时间。通常，较高粘滞度的液体较不敏感并且提供用于较高频率性能。低粘滞度液体需要较低的电压、较慢的上升时间， 并且对于驱动脉沖形成更敏感。低粘滞度液体在高频率处同样也不能很好工
作。图7表示包含4个段510、 520、 530和540的示例波形500。头两个段 510和520对液滴速率和形成具有最显著的影响。获得良好液滴速率和良好 液滴形成的基本策略是在可视地检查(inspect)液滴形成是可接受的同时 将电压设置到相对高的电平。安装到压盘102的一侧的液滴监视器相机系统 160可以被用来观测来自喷嘴的液滴形成。然后，基于可视地检查液滴形成， 可以调整头两个段510和520。关键是要在保持良好液滴形成的同时获得较 高的液滴速率。降低电压可以改进液滴形成，并且后两个段530和540的小 调整可以提供液滴形成的进一步的改进。
通过液滴监视器相机系统160捕获的液滴形成的静止图像和视频图像可 以通过液滴监视器观察器显示给用户，如图8所示。"液滴监视器"按钮260 的用户选择可以激活液滴监视器浏览器600的显示。在一个实施例中，波形 编辑器和液滴监视器浏览器可以同时被提供并显示给用户，以便便利专用于 给定液体的波形的定制。如上所述，这允许用户对波形进行实时调整。液滴 监视器浏览器600可以允许用户看到盒的喷嘴、喷嘴表面并且允许用户观察 液体的喷射。用户可以选择每个喷嘴以可视地检查每个喷嘴的发射。在期望 的喷嘴上的鼠标点击使喷嘴发射或者关断喷嘴。靠近屏幕的左下方有两个箭 头按钮(610和620),它们允许你将液滴监视器相机系统聚焦在喷嘴和从该 喷嘴喷射的液滴上。可选地或附加地，'系统可以包括自动化或半自动化的智 能(例如，被实施为硬件和/或软件中的一个或多个算法)以控制波形的调整。 例如，自动化的(没有用户输入)或半自动化的(具有至少一些用户输入) 算法可以将可视对象识别技术应用到相机输出以确定沉积系统正输出的液滴 的性质，然后基于预定的标准自动调整发射波形(firing waveform )。
系统向用户提供两种不同的观察模式。在电影模式按钮630上的鼠标点 击允许用户观看当液滴从喷嘴喷射时处于飞行中的液滴。如果不选择电影模 式，则用户可以"冻结"处于飞行中的液滴，以进行近距离的检查和测量。 通过调整闪光延迟(strobe delay),用户可以在液滴离开喷嘴后在不同位置处 冻结该液滴。当不在电影模式中时，可以通过将闪光灯延迟设置为IOO微秒 来进行速率测量。这允许在发射脉沖之后100微秒捕获液滴。通过从液滴监 视器观察器上的按钮326选择Graticle比例尺，以电子方式在屏幕上显示比例尺。用户能够在喷嘴上进行鼠标点击，并将其拖动到比例尺的O线以确定 液滴在100微秒内行进的距离。微米每微秒( (am per psec )的jt匕速率测量结 果可以被转换成米每秒(mpersec)。可以通过在各个喷嘴上的鼠标点击为每 个喷嘴执行类似的速率测量。在工具菜单按钮中也可以实施其它版本的比例 尺。
返回参照图5，下一个GUI标签"盒，，330的用户选择启动盒设置界面 332(图9)。如上所述，如果盒中的液体的速率太高，该接口可以被实施为通 过允许用户在盒温度输入框334中收入期望的温度来将盒温度调整到较高的 水平。盒温度的增加有效地增加盒中液体的温度并且降低液体的速率。
"清理周期"标签350的用户选择可以启动清理周期接口 700 (图10)， 以允许用户设置用于打印的盒维护简档。用户可以使用相应的文件选择窗口 来选择要在打印开始702、打印期间704、打印结束706以及空闲时708运行 的预定清理周期。此外，用户可以选择在打印和空闲时运行的清理周期的频 率(712和714)。 一些液体不需要维护而另一些液体需要大量维护以保持喷 嘴畅通以及正常工作。保持喷嘴畅通可以包括推动液体通过喷嘴以去除气泡。 图11表示用于编辑现有的清理周期参数以及创建新的清理周期的清理周期 编辑器750。用户可以通过工具菜单按钮710启动清理周期编辑器。清理周 期可以非常简单，比如"2秒钟涂抹(2 second Blot)",其中盒简单地进入清理 站，并用清理垫"涂抹，，所述盒。清理周期可以是若干动作那么长。为了创 建清理周期，用户可以点击"分裂，，752、"清除，，754、或"涂抹"756按钮。 然后，用户输入数字或使用用于"时间"758、"频率"760或"后延迟"762 输入框的箭头。点击"添加，，按钮764会将清理周期输入到表766中。用户 创建的清理周期可以通过选择"文件"菜单按钮768来保存。应当为每个所 存储的清理周期赋予描述参数的适当的文件名，以便利将来识别。"现在运 行"按钮770的鼠标点击执行所选择的清理周期。
返回参照图5，选择图案标签220可以通过鼠标点击选择以激活用于创 建新的打印图案或编辑现有的打印图案的选择图案界面800。图12显示选择 图案界面800的屏幕截图，其包括用于选择存储在文件中的预定打印图案的 "选择，，按钮810和用于编辑预定打印图案或创建新的打印图案的"编辑" 按钮820。图13是可能的预定打印图案的代表列表815。用户可以通过鼠标 点击编辑按钮820并且激活图案编辑器830 (图14),来创建新的打印图案。基片编辑区域840可以允许用户通过在宽度框842和高度框844中输入值， 来编辑"范围(Dimension)"或总打印面积。 一般来说仅仅在单个基片上执 行喷射，但是用户可以在压盘上放置若干较小的基片并且同时在它们上喷射。 例如，当喷射诸如DNA的生物液体时，基片可以是多个井(well)的集合， 用于将小体积的DNA喷射到每个井以进行多个反应过程。用户可以鼠标点击 打印区域预览按钮846以启动示出用户指定区域的弹出窗口 848 (图15)。窗 口的全部区域表示压盘102。如果基片小于压盘，则其将在白色区域内示出 浅褐色(beige)形状基片区域849。然后用户可以基于显示的打印区域进行 必要的调整。
位于基片编辑区域840之下的可以是图案块编辑区域850，其允许用户 指定在基片区域内描绘的图案块区域。在图案块编辑区域850，用户可以输 入在X-Y坐标中的图案区域的起始点852。也可以指定宽度854和长度856 以指示图案的总区域。可以通过在X间隔858和Y间隔860框中输入每个图 案之间的间距、以及要在水平方向(X计凄t 862 )和在垂直方向(Y计数864 ) 上打印的图案的数目，来打印用户指示的打印区域中的多个相同图案。在此 上述的DNA喷射应用也可以适用。
第三个图案编辑区域可以是图案块液滴位置区域870，用于指示图案的 起始点和图案的特征(feature )。在图案块液滴位置区域870中，用户可以在 图案中的第一液滴的定位的X-Y坐标872中输入位置。用户也可以输入图案 的特征的宽度874和高度876。对于粗度为200微米的IO毫米的水平线，用 户可以输入x方向上的长度(X宽度-10毫米)以及y方向上的宽度(Y高 度=200微米)。对于相同的垂直线，X宽度-200微米，而Y高度-10毫米。 因此，生成的图案可以是具有X宽度和Y高度的矩形。用户可以在适当框中 输入特征的范围，并且鼠标点击添加按钮878以将它们放置在表880中。用 户可以在预览液滴按4丑882上鼠标点击以启动弹出窗口 884 (图16),以显示 制定的图案。用户可以点击表880中指定特征(feature)的一行数据，并且 该特征在预览液滴窗口 884上将示出为红点886。用户可以在该特征上放大 和缩小以看到各个点。用户也可以加亮表880中的线并且鼠标点击添加按钮 878以复制该特征。复制的特征将纟皮喷射在原始特征的正上方(right on top )， 除非在适当的框中调整X-Y起始坐标872。返回参照基底编辑区域840，格 间距(grid spacing ) 890是被喷射以创建图案的液滴之间的X-Y距离。例如，以50毫米的^"间距，将在X方向相距50孩t米并且在Y方向相距50孩支米来 喷射液滴以创建图案。因此，对于100微米宽、IO毫米高的垂直线，该系统 将在X方向上放置3个液滴(一个用于第一边，另一个在50微米处，再一 个在IOO微米处用于下一个边)而高为2000。
图17是概述便利对波形参数的调整的方法的流程图。在第一步骤910 中，驱动脉冲被施加到多个喷嘴。驱动脉沖的喷嘴应当足够大以实现液滴喷 射。在第二步920中，液滴监视器相机系统捕获来自用户选择的喷嘴的液体 的液滴形成的实时图像。根据元素组分以及液滴形成和特性，需要调整一个 或多个波形参数以优化液滴喷射。在第三步930中，用户查看从喷嘴喷射的 液滴的实时图像并调整适当的波形参数。
以上描述了对可以由处理器执行的功能的若干介绍。应当理解可以使用 不止一个处理器，对处理器101的介绍是示例性的。另外，在一个实施方式 中，用户输入设备可以被直接安装到液体沉积设备100上，例如，作为触控 板和/或触摸屏。也可以使用其它形式的用户输入设备。
在本说明书中描述的本发明的实施例和所有的功能操作可以用包括本说 明书中描述的结构和它们的结构等同物的数字电子电路或计算机软件、固件、 硬件，或者它们中的一个或多个的组合来实现。可以把本发明的实施例实现 为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码的计算机程序 指令的一个或多个模块，以便由数据处理装置执行，或者用于控制数据处理 装置的操作。有形的程序载波可以是传播信号或计算机可读介质。传播信号 是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，生成这样的信号 以便将信息编码，以用于传输到适合的接收机装置，供计算机执行。计算机 可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基质(storage substrate)、存 储器设备、实现机器可读传播信号的物质的组分、或者它们中的一个或多个 的组合。
术语"数据处理装置"包含了用于处理数据的所有装置、设备和机器， 例如包括可编程处理器、计算机、或多处理器或计算机。除了硬件之外，装 置还可以包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器 固件、协议堆栈、数据库管理系统、操作系统、或者它们之一或多个的组合 的代码。
计算机程序(也称作程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言来编写，编程语言包括编译或解释语言、或说明性或过程语 言，并且计算机程序可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、 组件、子程序、或者其它适合用于计算机环境的任何单元。计算机程序并不 必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保持其它程序或数据的文件的 一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中，存储在专用 于讨论中的程序的单独的文件中，或者存储在多个协作文件中(例如，存储 一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。计算机程序可以被部署来在一 台计算机上或者在位于一个地点或者分布在多个地点并通过通信网络互连的 多个计算机上执行。本说明书中所描述的处理和逻辑流可以由一个或多个可编程处理器来执 行，该可编程处理器执行一个或多个计算机程序，以通过对输入数据进行操 作并生成输出来执行功能。所述处理和逻辑流也可以由专用逻辑电路来执行，以及装置也可以被实现为该专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列) 或ASIC (专用集成电路)。例如，适合于执行计算机程序的处理器包括例如通用微处理器和专用微 处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。总的来 说，处理器将从只读存储器、随机访问存储器或者两者接收指令和数据。计 算机的主要元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或 多个存储设备。总的来说，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容 量存储设备，或者被有效地藕接到所述一个或多个大容量存储设备，以便从 其接收数据或向其发送数据，大容量存储设备例如磁盘、磁光盘或者光盘。 但是，计算机不一定具有这样的设备。此外，可以把计算机嵌入到另一个设 备中，仅列举一些为例，比如移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或 视频播放器、游戏控制台、全球定位系统(GPS)接收器。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易 失性存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储设备，例如，EPROM、 EEPROM、闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM 和DVD-ROM盘。所述处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充，或者合并 到所述专用逻辑电路中。为了与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施例可以在计算机上实 现，该计算机可以具有用于向用户显示信息的显示设备，例如CRT(阴极射线管)或LCD (液晶显示器)，以及用户可以通过其向计算机提供输入的键 盘、指示设备，例如鼠标或跟踪球。其它类型的设备也可以用来与用户进行交互例如，来自用户的输入可以以任何形式接收，包括声音、语言或者触 觉输入。本说明书中描述的主题的实施例可以在计算机系统中实现，该计算机系 统包括后端组件，例如，作为数据服务器，或者包括中间件组件，例如，应 用服务器，或者包括前端组件，例如，具有通过其用户可以与本说明书中描 述的主题的实施方式进行交互的图形用户界面或网站浏览器的客户计算机， 或者这样的前端组件、中间件、后端组件的一个或多个的任意组合。通过任 何形式或介质的数字数据通信，例如，通信网络，可以将系统的组件相互连 接。通信网络的示例包括局域网("LAN")和广域网("WAN"),例如，因 特网。计算系统可以包括客户机和服务器。客户机和服务器通常远离对方，并 且典型地通过通信网络来进行交互。客户机和服务器的关系借助运行在各自 计算机上的彼此具有客户机-服务器关系的计算机程序而发生。虽然本说明书含有许多特定细节，但是这些不应被视为对发明或所要求 保护的范围的限制，而是作为专用于特定发明的特定实施例的特征的描述。 在分离的实施例的情境下在本说明书中所描述的一些特征可以在一个实施例 中组合实现。相反，在一个实施例的情境下描述的各种特征也可以分开地在 多个实施例中实现，或者以任何适当的次组合来实现。此外，虽然上述特征 被描述为以一定的组合来起作用，甚至初始也是如此声明的，但是来自所声明的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中删除，所声明的组 合可以指向次组合或次组合的变化。类似地，虽然在附图中以特定次序来描述操作，但是这不应被理解为为 了获得期望的结果要求这样的操作以所示的特定次序或者以顺序的次序来执 行，或者执行所有说明的操作。在一定情形下，多任务和并行处理可能是有 利的。此外，上述实施例中各种系统组件的分开不应被理解为在所有的实施 例中均要求这样的分开，并且应该理解， 一般可以把所述程序組件和系统集 成在一个软件产品中或打包到多个软件产品中。已经描述了本发明的若干实施例。其它实施例也在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种系统，包括计算机系统，其被配置为控制包括多个喷嘴的实验室沉积系统；对所述计算机系统的图形用户界面，所述图形用户界面被配置为控制波形参数，该控制波形参数影响至少第一液体通过至少第一喷嘴的喷射，所述图形用户界面使用户能够调整被递送到所述第一喷嘴的第一驱动脉冲的多个波形参数；以及相机，其可通信地耦接至所述实验室沉积系统，所述相机被配置为提供通过所述第一喷嘴喷射的至少所述第一液体的实时反馈信息。
2. 如权利要求l所述的系统，其中，所述图形用户界面还包括 波形编辑器，其被配置为调整所述波形参数；以及液滴监视器，其被可通信地耦接至所述相机和所述波形编辑器，所述液 滴监视器被配置为显示通过所述第一喷嘴喷射的所述第一液体的实时静止图 像和视频图像。
3. 如权利要求2所述的系统，其中，所述波形参数包括递送至所述第一 喷嘴的所述第一驱动脉沖的电压电平、回转速率、持续时间、多个段、频率 以及宽度中的至少一个。
4. 如权利要求3所述的系统，其中，所述波形编辑器还被配置为以逐步 的增量来调整所述第 一驱动脉沖的电压电平。
5. 如权利要求2所述的系统，其中，所述第一驱动脉冲包括喷射波形和 非喷射波形。
6. 如权利要求5所述的系统，其中，所述波形编辑器还被配置为通过将 低幅度脉沖施加到所述第一喷嘴以移动所述第一液体的液滴的弯液面而不喷 射所述液滴，来调整所述非喷射波形。
7. 如权利要求2所述的系统，其中，所述波形编辑器还被配置为调整所 述波形参lt以添加或减去波形,殳。
8. 如权利要求2所述的系统，其中，所述图形用户界面还被配置为同时 向用户提供所述波形编辑器和所述液滴监视器。
9. 如权利要求l所述的系统，其中，所述图形用户界面还包括 盒安装接口 ，其被配置为提供信息以执行液体盒的物理安装；打印图案选择接口 ，其被配置为选择预定的打印图案；基片加载/卸载接口，其被配置为加载或卸载基片；以及 打印设置界面，其被配置为调整盒设置。
10. 如权利要求2所述的系统，还包括存储单元，其可通信地耦接至所 述计算机系统，所述存储单元被配置为存储多个预定驱动脉冲；以及其中， 所述波形编辑器还被配置为选择所述存储的预定驱动脉沖之一。
11. 如权利要求9所述的系统，其中，所述基片加载/卸载接口还被配置 为接收对压盘温度和基片厚度中至少 一个的用户调整，以及被配置为使能或 禁止压盘真空。
12. 如权利要求9所述的系统，其中，所述打印设置界面还被配置为调 整盒温度。
13. 如权利要求9所述的系统，其中，所述打印设置界面还被配置为创 建和调整一个或更多个清理周期以执行所述第一喷嘴的维护。
14. 如权利要求9所述的系统，其中，所述打印图案选择接口还包括被 配置为调整第一预定图案或创建新图案的图案编辑器。
15. 如权利要求14所述的系统，其中，所述图案编辑器还被配置为调整 下列项目中的至少一个基片高度、基片宽度、图案块起始X坐标、图案块 起始Y坐标、图案块高度、图案块宽度、图案块液滴位置起始X坐标、图案 块液滴位置起始Y坐标、图案块液滴位置高度、以及图案块液滴位置宽度。
16. 如权利要求l所述的系统，其中，所述图形用户界面被配置为控制 第二液体通过第二喷嘴的喷射。
17. —种方法，包括在计算机系统上提供图形用户界面，所述图形用户界面被配置为控制影 响液体通过多个喷嘴的喷射的波形参数；将第一驱动脉沖施加到第一喷嘴，以实现第一液体通过所述第一喷嘴的喷射；捕获正通过所述第一喷嘴喷射的所述第一液体的实时可视反馈信息；以及基于捕获的可视反馈信息，调整被递送至所述第一喷嘴的所述第一驱动 脉沖的多个波形参数，以控制所述第一液体通过所述第一喷嘴的喷射。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，捕获所述实时可视反馈信息包括捕获通过所述第一喷嘴喷射的所述第一液体的静止图像和视频图像。
19. 如权利要求17所述的方法，其中，调整所述波形参数包括调整被施 加到所述第一喷嘴的所述第一驱动脉冲的电压电平、回转速率、持续时间、 多个段、频率以及宽度中的至少一个。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，调整所述波形参数还包括以逐步 的增量来调整施加到所述第 一 喷嘴的所述第 一驱动脉沖的电压电平。
21. 如权利要求17所述的方法，其中，调整所述波形参数还包括调整所 述喷射波形和非喷射波形的波形参数。
22. 如权利要求21所述的方法，其中，调整所述非喷射波形的波形参数 还包括将低幅度脉沖施加到所述第一喷嘴以移动所述第一液体的液滴的弯 液面而不喷射所述液滴。
23. 如权利要求17所述的方法，其中，调整所述波形参数还包括对于所 述第一驱动脉冲添加或减去波形段。
24. 如权利要求17所述的方法，其中，提供所述图形用户界面还包括 通过盒安装接口提供用于物理安装液体盒的向导；使用打印图案选择接口选择预定的打印图案； 使用基片加载/卸载接口加载或卸载基片；以及 使用打印设置界面调整盒设置。
25. 如权利要求17所述的方法，还包括提供用于存储多个预定驱动脉沖 的存储单元；以及其中，调整所述多个波形参数还包括从存储在所述存储单 元中的所述预定驱动脉冲中选择所述第一驱动脉沖。
26. 如权利要求24所述的方法，其中，加载或卸载基片还包括调整压盘 温度和基片厚度，以及使能或禁止压盘真空。
27. 如权利要求24所述的方法，其中，调整所述盒设置还包括调整盒温度。
28. 如权利要求24所述的方法，其中，调整所述盒设置还包括创建或调 整一个或更多个清理周期以对执行所述第 一喷嘴的维护。
29. 如权利要求24所述的方法，其中，调整所述盒设置还包括编辑预定 打印图案或创建新打印图案。
30. 如权利要求29所述的方法，其中，编辑所述预定打印图案或创建所 述新打印图案还包括调整下列项目中的至少一个基片高度、基片宽度、图案块起始X坐标、图案块起始Y坐标、图案块高度、图案块宽度、图案块液 滴位置起始X坐标、图案块液滴位置起始Y坐标、图案块液滴位置高度、以 及图案块液滴位置宽度。
31. 如权利要求17所述的方法，还包括将第二驱动脉冲施加到第二喷嘴，以实现第二液体通过所述第二喷嘴的 喷射；捕获正通过所述第二喷嘴喷射的所述第二液体的实时可视反馈信息；以及基于捕获的可视反馈信息，调整被递送至所述第二喷嘴的所述第二驱动 脉沖的多个波形参数，以控制所述第二液体通过所述第二喷嘴的喷射。
32. —种编码在计算机可读介质上的计算机程序产品，可操作以使数据 处理装置执行如下操作在计算机系统上执行图形用户界面，所述图形用户界面被配置为控制影 响多个液体通过多个喷嘴的喷射的波形参数；将第一驱动脉沖施加到第一喷嘴，以实现液体通过所述第一喷嘴的喷射； 捕获正通过所述第一喷嘴喷射的所述第一液体的实时可视反馈信息；以及基于捕获的可视反馈信息.，调整被递送至所述第一喷嘴的所述第一驱动 脉沖的多个波形参数，以控制所述第一液体通过所述第一喷嘴的喷射。
33. 如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作调整被施加到所述第 一喷嘴的所述第 一驱动脉沖的电压电平、 回转速率、持续时间、多个段、频率以及宽度中的至少一个。
34. 如权利要求32所述的产品，还可搡作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作以逐步的增量来调整施加到所述第一喷嘴的所述第一驱动脉 沖的电压电平。
35. 如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作调整所述第 一驱动脉冲的所述喷射波形和非喷射波形的波形 参数。
36. 如权利要求35所述的产品，还可搡作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作将低幅度脉冲施加到所述第 一喷嘴以移动所述第 一液体的液 滴的弯液面而不喷射所述液滴，来调整所述非喷射波形的波形参数。
37.入如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作对于所述第一驱动脉冲添加或减去波形段。
38. 如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作通过盒安装接口提供用于物理安装液体盒的向导； 使用打印图案选择接口选择预定的打印图案； 使用基片加载/卸载接口加载或卸载基片；以及 使用打印设置界面调整盒设置。
39. 如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作存储多个预定驱动脉沖；以及从存储在所述存储单元中的所 述预定驱动脉沖中选择所述第 一驱动脉沖。
40. 如权利要求38所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作加载或卸载基片，所述加载或卸载基片包括调整压盘温度和 基片厚度，以及使能或禁止压盘真空。
41. 如权利要求38所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作调整所述盒设置，所述调整所述盒设置包括调整盒温度。
42. 如权利要求38所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作调整所述盒设置，所述调整所述盒设置包括创建或调整一个 或更多个清理周期以执行所述第 一喷嘴的维护。
43. 如权利要求38所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作调整所述盒设置，所述调整所述盒设置还包括编辑预定打印 图案或创建新打印图案。
44. 如权利要求39所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作编辑所述预定打印图案或创建所述新打印图案包括调整下列 项目中的至少一个基片高度、基片宽度、图案块起始X坐标、图案块起始 Y坐标、图案块高度、图案块宽度、图案块液滴位置起始X坐标、图案块液 滴位置起始Y坐标、图案块液滴位置高度、以及图案块液滴位置宽度。
45. 如权利要求32所述的产品，还可操作以使数据处理装置执行包括如 下内容的操作将第二驱动脉沖施加到第二喷嘴，以实现第二液体通过所述第二喷嘴的 喷射；捕获正通过所述第二喷嘴喷射的所述第二液体的实时可视反馈信息；以及基于捕获的可视反馈信息，调整被递送至所述第二喷嘴的所述第二驱动 脉沖的多个波形参数，以控制所述第二液体通过所述第二喷嘴的喷射。
全文摘要
公开了便利具有多种元素组分的液体的开发的方法和系统。图形用户界面允许用户与实验室沉积系统交互以便通过多个喷嘴控制液体的液滴喷射。液滴喷射和液滴形成可以随液体而改变，因而需要调整施加到多个喷嘴的驱动脉冲的波形参数。系统实施液滴监视器相机系统，以便在液滴射出多个喷嘴时捕获它们的实时静止和视频图像。所捕获液滴的液滴形成被显示给用户，并基于所述图像来为各液体单独地调整和定制波形参数。除了调整影响液滴喷射的驱动脉冲，也可以调整和定制刺激脉冲以防止喷嘴的阻塞。
文档编号G05B19/042GK101310229SQ200680042737
公开日2008年11月19日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者丹尼尔·科特, 保罗·A·霍伊辛顿, 迪恩·A·加德纳 申请人:富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司