使用加熱熱襯底檢測噴射透明墨的打印頭中的不工作噴墨口的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開的裝置涉及檢測不工作噴墨口的打印機，并且更特別地涉及使用透明墨的打印機中的不工作噴墨口的精確檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]在襯底(例如，紙)上打印文件是公知的?，F(xiàn)在更新的打印形式包括也稱為數(shù)字增材制造的數(shù)字三維制造。該類型的打印是從數(shù)字模型制造實質(zhì)上任何形狀的三維固體物體的過程。三維打印是增材過程，其中一個或多個打印頭在襯底上以不同形狀噴射材料的連續(xù)層。三維打印與主要依賴通過減材過程從工件去除材料的傳統(tǒng)物體形成技術(shù)、例如切割或鉆孔可區(qū)分。
[0003]用這些打印機生產(chǎn)三維物體會需要數(shù)小時，對于一些物體，甚至需要數(shù)天。在用三維打印機生產(chǎn)三維物體中出現(xiàn)的一個問題是噴射形成物體的滴的打印頭中的噴墨口的一致功能性。在物體的打印期間，一個或多個噴墨口會由于以一定角度而不是垂直于打印頭噴射、噴射的滴小于噴墨口應(yīng)當噴射的或由于根本未能噴射任何滴而退化。遭受這些操作缺陷中的任何一個的噴墨口被稱為不工作噴墨口。類似弊端在用打印頭進行文件打印中是已知的。如果一個或多個噴墨口的操作狀態(tài)在三維物體打印期間退化，則在打印操作完成之前不能評估被打印物體的質(zhì)量。因此，需要數(shù)小時或多天的打印作業(yè)會產(chǎn)生由于打印頭中的不工作噴墨口而不符合規(guī)范的物體。一旦檢測到這樣的物體，被打印物體被廢棄，將恢復程序應(yīng)用于打印頭以恢復功能性，并且重復打印作業(yè)。甚至在以高速在移動幅條上進行文件打印中，可能在幅條的長的長度上產(chǎn)生不可接受的圖像并且幅條的該部分可能必須被廢棄。
[0004]盡管在文件打印系統(tǒng)中已開發(fā)系統(tǒng)來檢測不工作噴墨口，但是物體打印系統(tǒng)中的不工作噴墨口的檢測更成問題。在物體打印和文件打印系統(tǒng)中特別成問題的是透明材料和墨的使用。這些材料和墨難以由成像系統(tǒng)檢測，原因是它們噴射在其上的襯底上的透明墨/材料之間的對比度低。因此，襯底上的圖案的圖像數(shù)據(jù)中的噪聲使測試圖案的分析困難。在用透明墨或透明材料打印時能夠檢測不工作噴墨口的裝置將能夠在物體打印期間應(yīng)用恢復程序，因此可以產(chǎn)生正確形成的物體或文件的打印可以繼續(xù)。以該方式，打印機的產(chǎn)品生產(chǎn)率提高并且它的打印更高效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種能夠進行三維打印機中的不工作噴墨口檢測的裝置，所述裝置包括:熱襯底的供給；光學傳感器，所述光學傳感器配置成生成對應(yīng)于所述襯底上的材料的區(qū)域的電信號數(shù)據(jù)；致動器，所述致動器可操作地連接到所述光學傳感器以將所述光學傳感器移動到與材料已噴射到其上的熱襯底相對的位置；加熱器，所述加熱器配置成將一定長度的熱襯底暴露于熱；以及控制器，所述控制器可操作地連接到所述致動器、所述光學傳感器、所述加熱器，所述控制器配置成在打印頭已操作從而將來自所述打印頭中的每個噴墨口的預定數(shù)量的材料滴噴射到所述熱襯底上以在所述熱襯底上形成每個噴墨口的測試點之后操作所述加熱器以暗化暴露于熱的一定長度的熱襯底，操作所述致動器以將所述光學傳感器移動到與所述熱襯底相對的位置，并且參考對應(yīng)于所述熱襯底上的多個位置處的所述熱襯底的光密度的、從所述光學傳感器接收的數(shù)據(jù)識別所述打印頭中的不工作噴墨口。
[0006]一種包含用于檢測不工作噴墨口的裝置的打印機，所述打印機包括:打印頭，所述打印頭配置有噴射材料的多個噴墨口 ；熱襯底的供給，所述熱襯底的供給配置成將熱襯底移動到與所述打印頭相對的位置以接收從所述打印頭噴射的材料；光學傳感器，所述光學傳感器配置成生成對應(yīng)于所述熱襯底上的位置的光密度的電信號；致動器，所述致動器可操作地連接到所述光學傳感器以將所述光學傳感器移動到與材料已噴射到其上的熱襯底相對的位置；加熱器，所述加熱器配置成將一定長度的熱襯底暴露于熱；以及控制器，所述控制器可操作地連接到所述致動器、所述光學傳感器、所述加熱器和所述打印頭，所述控制器配置成操作所述打印頭以將來自每個噴墨口的預定數(shù)量的材料滴噴射到所述熱襯底上從而使所述預定數(shù)量的材料滴能夠在所述熱襯底上形成每個噴墨口的測試點，操作所述加熱器以暗化暴露于熱的一定長度的熱襯底，操作所述致動器以將所述光學傳感器移動到與所述熱襯底相對的位置從而生成所述襯底和所述襯底上的測試點的圖像數(shù)據(jù)，并且參考對應(yīng)于所述熱襯底上的多個位置處的所述熱襯底的光密度的、從所述光學傳感器接收的數(shù)據(jù)識別所述打印頭中的不工作噴墨口。
【附圖說明】
[0007]在結(jié)合附圖進行的以下描述中解釋在三維打印期間檢測不工作噴墨口的裝置或打印機的前述方面和其它特征。
[0008]圖1是三維物體打印機的透視圖。
[0009]圖2是具有外殼的三維物體打印機的前視圖，描繪用于模塊的外殼內(nèi)的空間，所述模塊能夠在打印操作期間檢測打印頭中的不工作噴墨口。
[0010]圖3是配合在圖2中所示的空間中的用于檢測不工作噴墨口的模塊的側(cè)視圖。
[0011]圖4是用于操作圖3的模塊的方法的流程圖。
[0012]圖5是顯影熱襯底與從打印頭噴射到襯底上的透明材料之間的對比的例子。
【具體實施方式】
[0013]為了本文中公開的裝置的環(huán)境以及裝置的細節(jié)的大體理解，參考附圖。在附圖中，相似的附圖標記表示相似的元件。
[0014]圖1顯示產(chǎn)生三維物體零件10的打印機100中的部件的配置。當在本文中使用時，術(shù)語“三維打印機”指的是參考物體的圖像數(shù)據(jù)噴射材料以形成三維物體的任何裝置。打印機100包括支撐材料容器14，構(gòu)建材料容器18，一對噴墨打印頭22、26，構(gòu)建襯底30，平面支撐構(gòu)件34，柱狀支撐構(gòu)件38，致動器42，以及控制器46。管道50將打印頭22連接到支撐材料容器14并且管道54將打印機26連接到構(gòu)建材料容器18。兩個噴墨打印頭由控制器46參考可操作地連接到控制器的存儲器中的三維圖像數(shù)據(jù)操作以噴射供應(yīng)到每個相應(yīng)的打印頭的支撐和構(gòu)建材料。當構(gòu)造該零件時，構(gòu)建材料形成正產(chǎn)生的零件10的結(jié)構(gòu)，而當材料固化時由支撐材料形成的支撐結(jié)構(gòu)58能夠使構(gòu)建材料保持它的形狀。支撐材料也允許構(gòu)建材料橋接下層物體中的間隙。在完成該零件之后，通過沖洗、吹氣或熔化去除支撐結(jié)構(gòu)58。
[0015]控制器46也可操作地連接到至少一個和可能多個致動器42以控制平面支撐構(gòu)件34、柱狀支撐構(gòu)件38和打印頭22、26相對于彼此的運動。也就是說，一個或多個致動器可以可操作地連接到支撐打印頭的結(jié)構(gòu)以參考平面支撐構(gòu)件的表面在過程方向和交叉過程方向上移動打印頭。替代地，一個或多個致動器可以可操作地連接到平面支撐構(gòu)件34以在平面支撐構(gòu)件34的平面中在過程和交叉過程方向上移動其上產(chǎn)生所述零件的表面。當在本文中使用時，術(shù)語“過程方向”指的是沿著平面支撐構(gòu)件34的表面中的一個軸線的運動并且“交叉過程方向”指的是沿著與該平面中的過程方向軸線正交的平面支撐構(gòu)件表面中的軸線的運動。這些方向在圖1中用字母“P”和“C-P”表示。打印頭22、26和柱狀支撐構(gòu)件38也在正交于平面支撐構(gòu)件34的方向上移動。該方向在本文中被稱為豎直方向，平行于柱狀支撐構(gòu)件38，并且在圖1中用字母“V”表示。在豎直方向上的運動可以由可操作地連接到柱狀構(gòu)件38的一個或多個致動器、由可操作地連接到打印頭22、26的一個或多個致動器或由可操作地連接到柱狀支撐構(gòu)件38和打印頭22、26兩者的一個或多個致動器實現(xiàn)。這些各種配置中的這些致動器可操作地連接到控制器46，所述控制器操作致動器以在豎直方向上移動柱狀支撐構(gòu)件38、打印頭22、26或兩者。
[0016]在圖2中顯示具有外殼的三維物體打印機。該打印機60具有外殼64。在形狀上大體上為立方體的六個隔室在外殼64內(nèi)。外殼64在圖2中顯示為沒有閉合以隱藏隔室的門。隔室72包括在可移動平臺82上的平面支撐件78?？梢苿悠脚_82配置成具有一個或多個致動器和引導構(gòu)件(未顯示)以使可移動平臺82能夠在豎直方向上上下移動。平面支撐件78是三維物體形成于其上的表面。在一些實施例中，打印頭86具有的長度大約等于在從隔室72的后壁到在隔室的前面處的開口的方向上的平面支撐件78的長度。在這些實施例中，打印頭86在支撐構(gòu)件92上安裝在外殼64的側(cè)壁96和100之間的空間中以便僅僅線性往復運動。在其它實施例中，打印頭86具有的長度小于在從隔室72的后壁到在隔室的前面處的開口的方向上的平面支撐件78的長度。在這些實施例中，打印頭86在支撐構(gòu)件92上安裝在外殼64的側(cè)壁96和100之間的空間中以便在隔室72之上的平面中的兩個正交方向上的往復運動。在這些各種實施例中，一個或多個致動器104可操作地連接到打印頭86。控制器108操作致動器104以在支撐構(gòu)件92上線性地來回移動打印頭86或在平面內(nèi)的兩個正交方向上移動打印頭。通過選擇性地操作打印頭86中的噴墨口并且豎直地移動支撐平臺82和水平地移動構(gòu)件92上的打印頭86，三維物體可以形成于平面支撐件78上。
[0017]在圖2中以虛線描畫的區(qū)域112識別模塊的放置，所述模塊在熱襯底上打印測試圖案以檢測打印機60中的不工作噴墨口。如上所述，如果在物體的打印期間噴墨口由于完全或部分地未能噴射材料或由于在偏斜方向上錯誤地噴射材料而出故障，則正在生產(chǎn)的物體變形。目前，在物體的生產(chǎn)完成之前不能檢測到該變形。通過使用區(qū)域112以便光學地感測不工作噴墨口，打印機60可以配置成在物體生產(chǎn)期間檢測不工作噴墨口，如下面更全面地所述。模塊300內(nèi)的一些部件可以在水平方向H、深度方向D和豎直方向V上移動，如圖中所示。
[0018]在圖3的方塊圖中顯示在物體打印期間檢測不工作噴墨口的模塊的一個實施例。在該實施例中，模塊300形成有支撐用于打印測試圖案的、移動到卷取輥的熱襯底的供給的