使用凸轮随动件和模板引导件进行型面打印的制作方法

本公开一般涉及在不规则表面上的打印，并且更特别地，涉及一种用于使用凸轮随动件和模板引导件进行型面打印的方法和装置。

背景技术：

随着打印和墨技术的改进，墨基打印机被使用以在除纸以外的更多种类的物体和介质上打印。在纸上打印是相当简单的过程，原因是纸具有通常平坦和平整的表面。因此，打印头可以在打印期间保持与纸的最佳打印头间隙。

合适的打印头间隙是确定图像可以如何良好地打印到介质上的因素之一。当打印头和正被打印的介质之间的打印头间隙不是最佳时，作用于墨滴的影响或墨滴的劣化可能降低图像质量。例如，打印头和正被打印的表面离得越远，图像质量的损失越大。

在带轮廓的或异型的表面上打印可能是有挑战性的。具有不规则表面或不均匀几何形状的物体可能具有在打印头和接收墨滴的介质或部件的表面之间的非平行或非共面条件。因此，使用传统墨基打印机在不规则表面上打印可能由于打印头间隙的变化而遭受差的图像质量。

技术实现要素：

根据本文中所示的方面，提供了一种用于在具有不规则表面的打印介质的型面上打印的装置、方法和非暂时性计算机可读介质。实施例的一个公开特征是一种装置，其包括具有一个或多个打印头的打印杆，梭子，用于保持打印介质的装载滑架，其中所述装载滑架联接到所述梭子，经由凸轮随动件联接到所述装载滑架的型面模板，以及联接到所述打印杆和所述梭子的控制器，其中所述控制器控制所述梭子的运动以使所述凸轮随动件沿着遵循所述打印介质的型面的路径移动所述装载滑架，并且在打印期间保持所述一个或多个打印头和所述打印介质的型面之间的最小打印头间隙。

实施例的另一公开特征是一种方法，其接收确认，所述确认是与打印介质的型面匹配的型面模板联接到与保持所述打印介质的装载滑架联接的凸轮随动件并且所述打印介质装载到所述装载滑架上，控制梭子以根据所述型面模板移动所述装载滑架，以及当所述打印介质的型面的一部分在一个或多个打印头下方以最小打印头间隙由沿着所述型面模板移动的凸轮随动件移动时控制所述一个或多个打印头将墨分配到所述打印介质的型面上。

实施例的另一公开特征是一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其上的多个指令，所述多个指令包括当由处理器执行时使所述处理器执行接收确认的操作，所述确认是与打印介质的型面匹配的型面模板联接到与保持所述打印介质的装载滑架联接的凸轮随动件并且所述打印介质装载到所述装载滑架上，控制梭子以根据所述型面模板移动所述装载滑架，以及当所述打印介质的型面的一部分在一个或多个打印头下方以最小打印头间隙由沿着所述型面模板移动的凸轮随动件移动时控制所述一个或多个打印头将墨分配到所述打印介质的型面上。

附图说明

通过结合附图考虑下面的详细描述，可以容易地理解本公开的教导，其中：

图1示出了本公开的示例性装置；

图2示出了打印头间隙的示例；

图3示出了不规则表面的可能运动的轴线的示例；

图4示出了装置上的型面模板的示例；

图5示出了型面模板中的型面的示例；

图6示出了在型面模板中移动的凸轮随动件的示例；

图7示出了用于在不规则表面上打印的示例方法的流程图；以及

图8示出了适合用于执行本文中所述的功能的计算机的高级框图。

为了便于理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来表示图中共同的相同元件。

具体实施方式

本公开广泛地公开了一种用于在具有不规则表面的打印介质的型面上打印的装置和方法。如上所述，墨基打印机用于在除纸以外的更多种类的物体和介质上打印。在带轮廓的或异型的表面上打印可能有挑战性的。具有不规则表面或不均匀几何形状的物体可能具有在打印头和接收墨滴的介质或部件的表面之间的非平行或非共面条件。因此，使用传统墨基打印机在不规则表面上打印可能由于打印头间隙的变化而遭受差的图像质量。

本公开的实施例提供一种装置，其提供有效的、相对低成本和机械的解决方案以在打印到不规则表面上时保持最小打印头间隙。例如，可以制造具有对应于打印介质的不规则表面的型面的路径的型面模板。该路径可以通过具有勾勒打印介质的型面的部分的槽部署。

滑架可以经由通过型面模板的槽放置的凸轮随动件联接到型面模板。当梭子移动滑架时，凸轮随动件可以遵循型面模板上的路径。型面模板上的路径可以使凸轮随动件移动使得打印介质在打印过程期间相对于打印头在最小打印头间隙内。

图1示出了本公开的示例装置100。在一个实施例中，装置100可以包括具有一个或多个打印头1041至104n(下文中单独地称为打印头104或统称为打印头104)的打印杆102。在一个实施例中，一个或多个打印头104可以分配不同颜色的墨。例如，装置100可以包括储存多种不同颜色的墨1201至120n(在文本中也称为单独的墨120或不同颜色的墨120)的墨瓶装载区域118。不同颜色的墨120可以供给到相应的打印头104。在一个实施例中，不同颜色的墨120可以包括诸如青色、黄色、品红色和黑色的颜色。

在一个实施例中，打印头104可以单独地联接到打印杆102，使得打印头104均可以竖直地上下移动。例如，箭头152可以示出上下移动的示例。例如，如果第一颜色将由打印头104n分配，则其它打印头104可以竖直向上移动以避开。当第二颜色将由打印头104n-1分配时，则打印头104n可以竖直向上移动并且打印头104n-1可以竖直向下移动。

在一个实施例中，装置100可以包括梭子110。梭子110可以包括横向地或左右移动的驱动带122。例如，箭头150示出横向移动或左右移动的方向。

在一个实施例中，装载滑架106可以放置到梭子110上或联接到梭子。在一个实施例中，梭子110可以如箭头150所示横向地或从左向右移动装载滑架106。换句话说，装载滑架106可以在沿着梭子110的长度或平行于其长度的轴线上移动。装载滑架106可以具有托盘或开口以保持打印介质124。

打印介质124可以是具有将接收被打印图像的不规则表面或不规则几何形状的任何类型的三维物体。在一个实施例中，打印介质124可以具有将用一个或多个打印头104在其上打印的型面(沿着打印介质124的长度延伸的侧)。打印介质124的示例可以包括鞋，玩具，运动器材，雕塑等。然而，应当注意沿着物体的型面具有不规则表面轮廓的任何三维物体(例如，织物，木材，玻璃，皮革，塑料等)可以用作打印介质124。

如上所述，如果仅使用装载滑架106在一个或多个打印头104下方移动打印介质124，则打印头间隙的变化将导致差的图像质量。图2示出了打印头1041和打印介质124的型面的表面之间的最小打印头间隙202的示例。最小打印头间隙202可以是打印头1041的底部(例如，打印头1041的喷嘴板的底表面)和在打印头1041下方的打印介质124的部分的顶表面之间的距离。在一个实施例中，最小打印头间隙202可以为大约1毫米(mm)至2mm。

为了保持最小打印头间隙202，装载滑架106应当能够在各种不同方向上操纵或移动打印介质124。例如，图3示出了示例性运动轴线302。装载滑架106应当能够在由运动轴线302示出的六个方向中的任一方向上移动打印介质124。

在一个实施例中，如图4中所示的型面模板126(也称为模板引导件)可以用于引导打印介质124在装载滑架106中在由运动轴线302示出的任一方向上的运动。另外，型面模板126可以引导打印介质124的运动使得在其上打印的打印介质124的型面的每个部分将保持打印介质124的型面和相应的打印头104之间的最小打印头间隙202。

在一个实施例中，装载滑架106可以经由凸轮随动件108联接到型面模板126，如图4中所示。型面模板126可以由金属制成并且联接到梭子110的前侧。例如，一个或多个螺栓、螺钉或其它类型的机械紧固件可以用于将型面模板126固定到梭子110。型面模板126可以具有近似等于梭子110的长度的长度。

在一个实施例中，型面模板126可以包括由槽128形成的路径。在一个实施例中，槽128的宽度可以近似等于凸轮随动件108的宽度。在一个实施例中，凸轮随动件108可以通过槽128插入以将装载滑架106联接到型面模板126。因此，装载滑架106的运动可以由槽128的路径限制或引导。

在一个实施例中，型面模板126的一部分130可以具有类似于打印介质124的型面的槽128。换句话说，槽128的部分130的路径可以具有与打印介质124的型面相同的轮廓或轮廓线。

图5示出了使用鞋作为打印介质124的示例。例如，客户可能想要沿着打印介质124的右侧型面打印一个或多个图像。可以制造具有遵循打印介质124的右侧型面的相同轮廓、形状或轮廓线的槽128的部分130的型面模板126。在一个实施例中，3d传感器可以用于映射打印介质124的型面的轮廓并且槽128可以由与映射的轮廓匹配的激光切割。

在一个实施例中，槽128可以平坦地或成一定角度被切割。例如，为了改变打印介质124的表面的俯仰，如运动轴线302所示，槽128可以具有斜升或下降。为了改变打印介质124的表面的滚转或偏航，可以以朝着页面或远离页面的角度切割槽128。前后运动和上下运动可以由槽128的路径和型面模板126内的槽128的高度控制。

在一个实施例中，可以针对所使用的不同打印介质124的多个不同型面的每一个制造多个型面模板126。因此，当不同的打印介质124装载到装载滑架106中以用于打印时，相应的型面模板126可以联接到装载滑架106和梭子110。

在一个实施例中，也可以针对一个或多个打印头104制造型面模板126。例如，如上所述，打印头104的每一个可以联接到打印杆102以允许向上或向下竖直运动。不同的型面模板126可以联接到打印头104的每一个以控制打印头104相对于打印介质124的运动。例如，当不同颜色的墨120施加到打印介质124的不同部分时，打印头104可以在打印期间类似于“钢琴键”单独地上下移动。

返回参考图1，凸轮随动件108也可以包括附接机构132。在一个实施例中，附接机构132可以用于在打印期间将打印介质124保持在固定位置。例如，打印介质124的微小运动(例如，向前或向后滑动)可能导致与打印头104的不对准。在一个实施例中，附接机构可以是插入鞋中并且联接到凸轮随动件108的杆。在另一实施例中，附接机构132可以是用于圆形物体的爪等。

在一个实施例中，附接机构132可以经由球形接头旋转或连接到凸轮随动件以允许运动自由，如运动轴线302所示。例如，球形接头可以允许附接机构132随着切入型面模板126中的槽128的角度、坡度或高度的任何变化而滚动、弯曲或移动。

在一个实施例中，装置100也可以包括对准机构114。装载滑架106可以竖直地上下调节以允许与对准机构114对准。例如，对准机构可以在未使用时上折，或下折以执行对准。

在一个实施例中，对准机构114的底表面可以与打印头104的底表面共面。因此，对准机构可以确保打印介质124与打印头对准104，使得当装载滑架106沿着型面模板126移动时，在打印介质124的型面的所有表面上打印期间将保持最小打印头间隙202。

在一个实施例中，装置100也可以包括排气风扇116。例如，一些应用可能需要挥发性并且发出蒸气的墨120。排气风扇116可以去除由不同颜色的墨120发出的任何有害蒸气。

在一个实施例中，控制器112可以与联接到打印杆102的打印头104和梭子110通信。控制器112可以控制带驱动器122的速度和运动以允许沿着型面模板126移动装载滑架106。控制器112也可以控制打印头104和由特定打印头分配的有色墨120的运动。

在一个实施例中，控制器112可以包括处理器和存储由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读介质。在一个实施例中，控制器112可以包括输入/输出接口，其允许用户提供输入信号以指示打印介质124装载到装载滑架106中，打印介质124和装载滑架106与打印头104对准等。

图6示出了型面模板126的另一示例和在型面模板126中移动的凸轮随动件108的示例。图6示出了虚线152，其显示当凸轮随动件108沿着槽128移动时凸轮随动件108如何沿着部分1302被引导。

在一个实施例中，型面模板126可以包括多个部分1301和1302。例如，不同组的打印头104可以位于部分1301和1302处。不同颜色的墨120可以在不同部分1301和1302处被分配。

在一个实施例中，不同部分1301和1302可以用于实现特定的分辨率。例如，打印头104可以以每英寸300点(dpi)的分辨率打印。如果所需分辨率为600dpi，则打印介质124可以通过部分1301和1302以实现600dpi分辨率。

图7示出了用于在不规则表面上打印的示例方法700的流程图。在一个实施例中，方法700的一个或多个步骤或操作可以由装置100或如图8中所示并且如下所述的计算机执行。

在框702，方法700开始。在框704，方法700接收确认，所述确认是与打印介质的型面匹配的型面模板联接到与保持打印介质的装载滑架联接的凸轮随动件并且打印介质装载到装载滑架上。例如，用户可以选择具有被切割的槽的型面模板，所述槽的一部分遵循打印介质的型面(例如，鞋的一侧)的轮廓。型面可以固定到移动装载滑架的梭子的前侧。用户然后可以将打印介质放置在装载滑架中，并且使用通过型面模板的槽插入的凸轮随动件将装载滑架联接到型面模板。用户然后可以经由用户接口(例如，触摸屏接口，监视器和键盘等)向打印装置的控制器发送信号或通知。由控制器接收的通知可以指示型面模板被固定并且打印介质装载到装载滑架中。

在一个实施例中，用户也可以执行与对准机构的对准。例如，用户可以将装载滑架和打印介质与打印装置的一个或多个打印头对准以确保打印介质的型面的所有部分在打印期间在最小打印头间隙内。由用户经由用户接口发送的通知也可以指示对准已完成。

在框706，方法700控制梭子以根据型面模板移动装载滑架。例如，梭子的带驱动器可以开始横向地移动装载滑架。然而，运动可以由型面模板的槽的路径引导。取决于切入型面模板中的槽的路径、坡度和角度，联接到装载滑架的凸轮随动件可以在六个不同的运动轴线中的任何一个上移动。

在框708，当打印介质的型面的一部分在一个或多个打印头下方以最小打印头间隙由沿着型面模板移动的凸轮随动件移动时，方法700控制一个或多个打印头将墨分配到打印介质的型面上。例如，与特定颜色关联的打印头可以移动到相对于正接收墨的打印介质的一部分在最小打印头间隙距离内的位置。在另一实施例中，打印头可以是静止的，并且控制器可以简单地经由相应的打印头分配合适的有色墨。

在框710，方法700确定打印是否完成。如果打印完成，则方法700可以进行到框716，其中方法700结束。然而，如果打印未完成，则方法700可以进行到框712。例如，可以使用在打印头下方的多次通过以实现期望的分辨率，打印不同的图像，打印不同的颜色等。

在框712，方法700将梭子移动到一个或多个打印头之前的位置。例如，装载滑架可以横向地向后移动到打印头之前的位置。换句话说，如果梭子的向前方向使装载滑架从右向左移动，则向后移动装载滑架将使梭子从左向右移动装载滑架。

在框714，方法700重复控制梭子以移动装载滑架并且控制一个或多个打印头以分配墨。一旦装载滑架移动到用于另一遍打印的位置，装载滑架可以在打印头下方再次向前移动，并且墨可以被分配到打印介质的适当部分上。该方法然后可以返回到框710以确定打印是否完成。

应当注意，尽管未明确指出，但是上述方法700的一个或多个步骤、功能或操作可以包括对于特定应用所需的存储、显示和/或输出步骤。换句话说，在方法中讨论的任何数据、记录、字段和/或中间结果可以根据特定应用的需要存储、显示和/或输出到另一设备。此外，描述确定操作或涉及决定的图7中的步骤、功能或操作不一定要求实施确定操作的两个分支。换句话说，确定操作的分支之一可以被认为是可选步骤。

图8示出了可以被转换成专用于执行本文中所述的功能的机器的计算机的高级框图。因此，本公开的实施例改善了控制器的操作和功能以控制使用凸轮随动件和模板引导件在不规则表面上打印，如本文中公开。

如图8中所示，计算机800包括一个或多个硬件处理器元件802(例如，中央处理单元(cpu)，微处理器或多核处理器)，存储器804，例如随机存取存储器(ram)和/或只读存储器(rom)，用于在不规则表面上打印的模块805，以及各种输入/输出设备806(例如，存储设备，包括但不限于磁带驱动器，软盘驱动器，硬盘驱动器或光盘驱动器，接收器，发射器，扬声器，显示器，语音合成器，输出端口，输入端口和用户输入设备(例如键盘，小键盘，鼠标，麦克风等))。尽管仅显示一个处理器元件，但是应当注意计算机可以使用多个处理器元件。此外，尽管在图中仅显示一个计算机，但是如果对于特定的示例性示例以分布或并行方式实现上述方法，即，以上方法或整个方法的步骤在多个或并行计算机实现，则该图的计算机旨在表示那些多个计算机的每一个。此外，可以在支持虚拟化或共享计算环境中利用一个或多个硬件处理器。虚拟化计算环境可以支持表示计算机、服务器或其他计算设备的一个或多个虚拟机。在这样的虚拟化虚拟机中，诸如硬件处理器和计算机可读存储设备的硬件部件可以被虚拟化或逻辑地表示。

应当注意本公开可以以软件和/或软件和硬件的组合来实现，例如使用专用集成电路(asic)，包括现场可编程门阵列(fpga)的可编程逻辑阵列(pla)，或部署在硬件设备上的状态机，计算机或任何其它硬件等同物(例如，与上述方法有关的计算机可读指令)可以用于配置硬件处理器以执行以上公开的方法的步骤、功能和/或操作。在一个实施例中，用于在不规则表面上打印的本模块或处理805的指令和数据(例如，包括计算机可执行指令的软件程序)可以加载到存储器804中并且由硬件处理器元件802执行以实现如上面结合示例性方法700所述的步骤、功能或操作。此外，当硬件处理器执行指令以执行“操作”时，这可以包括硬件处理器直接执行操作和/或促进、引导或配合另一硬件设备或部件(例如，协处理器等)来执行操作。

执行与上述方法相关的计算机可读或软件指令的处理器可以被视为编程处理器或专用处理器。因而，用于在本公开的不规则表面(包括关联的数据结构)上进行打印的本模块805可以存储在有形或物理(广义地说，非暂时性)计算机可读存储设备或介质上，例如易失性存储器，非易失性存储器，rom存储器，ram存储器，磁或光驱动器，设备或磁盘等。更具体地，计算机可读存储设备可以包括提供存储诸如将由处理器或计算设备(例如计算机或应用服务器)的访问的数据和/或指令的信息的能力的任何物理设备。