使用热衬底检测喷射透明墨的打印头中的不工作喷墨口的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文中公开的装置涉及检测打印头中的不工作喷墨口的打印机，并且更特别地涉及使用透明墨的打印机中的不工作喷墨口的精确检测。
【背景技术】
[0002]在衬底(例如，纸)上打印文件是公知的。现在更新的打印形式包括也称为数字增材制造的数字三维制造。该类型的打印是从数字模型制造实质上任何形状的三维固体物体的过程。三维打印是增材过程，其中一个或多个打印头在衬底上以不同形状喷射材料的连续层。三维打印与主要依赖通过减材过程从工件移除材料的传统物体形成技术、例如切割或钻孔可区分。
[0003]用这些打印机生产三维物体会需要数小时，对于一些物体，甚至需要数天。在用三维打印机生产三维物体中出现的一个问题是喷射形成物体的滴的打印头中的喷墨口的一致功能性。在物体的打印期间，一个或多个喷墨口会由于以一定角度而不是垂直于打印头喷射、喷射的滴小于喷墨口应当喷射的或由于根本未能喷射任何滴而退化。遭受这些操作缺陷中的任何一个的喷墨口被称为不工作喷墨口。类似弊端在用打印头进行文件打印中是已知的。如果一个或多个喷墨口的操作状态在三维物体打印期间退化，则在打印操作完成之前不能评估被打印物体的质量。因此，需要数小时或多天的打印作业会产生由于打印头中的不工作喷墨口而不符合规范的物体。一旦检测到这样的物体，被打印物体被废弃，将恢复程序应用于打印头以恢复功能性，并且重复打印作业。甚至在以高速在移动幅条上进行文件打印中，可能在幅条的长的长度上产生不可接受的图像并且幅条的该部分可能必须被废弃。
[0004]尽管在文件打印系统中已开发系统来检测不工作喷墨口，但是物体打印系统中的不工作喷墨口的检测更成问题。在物体打印和文件打印系统中特别成问题的是透明材料和墨的使用。这些材料和墨难以由成像系统检测，原因是它们喷射在其上的衬底上的透明墨/材料之间的对比度低。因此，衬底上的图案的图像数据中的噪声使测试图案的分析困难。在用透明墨或透明材料打印时能够检测不工作喷墨口的装置将能够在物体打印期间应用恢复程序，因此可以产生正确形成的物体或文件的打印可以继续。以该方式，打印机的产品生产率提高并且它的打印更高效。
【发明内容】
[0005]一种能够进行三维打印机中的不工作喷墨口检测的装置包括:热衬底的供给；光学传感器，所述光学传感器配置成生成对应于所述衬底上的材料滴的区域的电信号数据；致动器，所述致动器可操作地连接到所述光学传感器以将所述光学传感器移动到与材料已喷射到其上的热衬底相对的位置；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述致动器、所述光学传感器和所述打印头，所述控制器配置成操作所述打印头以将来自每个喷墨口的预定数量的材料滴喷射到所述热衬底上从而使所述预定数量的材料滴能够在所述热衬底上形成每个喷墨口的测试点，操作所述致动器以将所述光学传感器移动到与所述热衬底相对的位置，并且参考对应于所述热衬底上的多个位置处的所述热衬底的光密度的、从所述光学传感器接收的数据识别所述打印头中的不工作喷墨口。
[0006]一种包含用于检测不工作喷墨口的装置的打印机包括:打印头，所述打印头配置有喷射材料的多个喷墨口 ；热衬底的供给，所述热衬底的供给配置成将热衬底移动到与所述打印头相对的位置以接收从所述打印头喷射的材料；光学传感器，所述光学传感器配置成生成对应于所述热衬底上的位置的光密度的电信号；致动器，所述致动器可操作地连接到所述光学传感器以将所述光学传感器移动到与材料已喷射到其上的热衬底相对的位置；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述致动器、所述光学传感器和所述打印头，所述控制器配置成操作所述打印头以将来自每个喷墨口的预定数量的材料滴喷射到所述热衬底上从而使所述预定数量的材料滴能够在所述热衬底上形成每个喷墨口的测试点，操作所述致动器以将所述光学传感器移动到与所述热衬底相对的位置，并且参考对应于所述热衬底上的多个位置处的所述热衬底的光密度的、从所述光学传感器接收的数据识别所述打印头中的不工作喷墨口。
【附图说明】
[0007]在结合附图进行的以下描述中解释在三维打印期间检测不工作喷墨口的装置或打印机的前述方面和其它特征。
[0008]图1是三维物体打印机的透视图。
[0009]图2是具有外壳的三维物体打印机的前视图，描绘用于模块的外壳内的空间，所述模块能够在打印操作期间检测打印头中的不工作喷墨口。
[0010]图3是配合在图2中所示的空间中的用于检测不工作喷墨口的模块的透视图。
[0011]图4是用于操作图3的模块的方法的流程图。
[0012]图5是具有用于在三维物体的打印期间检测不工作喷墨口的模块的打印机的替代实施例。
[0013]图6是用于操作图5的模块的方法的流程图。
[0014]图7是在图3和图5的系统中使用的示例性热衬底的静态敏感度曲线图。
[0015]图8是在图6的曲线图中描述的示例性热衬底的动态敏感度曲线图。
【具体实施方式】
[0016]为了本文中公开的装置的环境以及装置的细节的大体理解，参考附图。在附图中，相似的附图标记表示相似的元件。
[0017]图1显示产生三维物体零件10的打印机100中的部件的配置。当在本文中使用时，术语“三维打印机”指的是参考物体的图像数据喷射材料以形成三维物体的任何装置。打印机100包括支撑材料容器14，构建材料容器18，一对喷墨打印头22、26，构建衬底30，平面支撑构件34，柱状支撑构件38，致动器42，以及控制器46。管道50将打印头22连接到支撑材料容器14并且管道54将打印头26连接到构建材料容器18。两个喷墨打印头由控制器46参考可操作地连接到控制器的存储器中的三维图像数据操作以喷射供应到每个相应的打印头的支撑和构建材料。当构造该零件时，构建材料形成正产生的零件10的结构，而当材料固化时由支撑材料形成的支撑结构58能够使构建材料保持它的形状。支撑材料也允许构建材料桥接下层物体中的间隙。在完成该部分之后，通过冲洗、吹气或熔化移除支撑结构58。
[0018]控制器46也可操作地连接到至少一个和可能多个致动器42以控制平面支撑构件34、柱状支撑构件38和打印头22、26相对于彼此的运动。也就是说，一个或多个致动器可以可操作地连接到支撑打印头的结构以参考平面支撑构件的表面在过程方向和交叉过程方向上移动打印头。替代地，一个或多个致动器可以可操作地连接到平面支撑构件34以在平面支撑构件34的平面中沿过程和交叉过程方向移动正在其上产生所述零件的表面。当在本文中使用时，术语“过程方向”指的是沿着平面支撑构件34的表面中的一个轴线的运动并且“交叉过程方向”指的是沿着与该平面中的过程方向轴线正交的平面支撑构件表面中的轴线的运动。这些方向在图1中用字母“P”和“C-P”表示。打印头22、26和柱状支撑构件38也在正交于平面支撑构件34的方向上移动。该方向在本文中被称为竖直方向，平行于柱状支撑构件38，并且在图1中用字母“V”表示。在竖直方向上的运动可以由可操作地连接到柱状构件38的一个或多个致动器、由可操作地连接到打印头22、26的一个或多个致动器或由可操作地连接到柱状支撑构件38和打印头22、26两者的一个或多个致动器实现。这些各种配置中的这些致动器可操作地连接到控制器46，所述控制器操作致动器以在竖直方向上移动柱状支撑构件38、打印头22、26或两者。
[0019]在图2中显示具有外壳的三维物体打印机。打印机60具有安装到框架68的外壳64。在形状上大体上为立方体的六个隔室在外壳64内。外壳64在图2中显示为没有闭合以隐藏隔室的门。隔室72包