DE102015205237B4

DE102015205237B4 - Drucker und Apparat zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen bei dreidimensionalem Objektdruck unter Verwendung eines Testmusters und elektrischer Durchgangssonden

Info

Publication number: DE102015205237B4
Application number: DE102015205237.0A
Authority: DE
Inventors: Aaron M. Moore; Carlos M. Terrero; Robertro A. Irizarry; Timothy G. Shelhart
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: KR102167813B1; JP2015196385A; JP6385301B2; DE102015205237B8; DE102015205237A1; CN104943167B; KR20150113843A; CN104943167A; DE102015205237A8; US9073374B1

Abstract

Drucker zum Formen von Objekten, umfassend:ein elektrisch leitfähiges Substrat (304) mit einer Oberfläche;einen Druckkopf (86), gestaltet, um nicht-leitfähige Tinte durch Tintenstrahlen aus dem Druckkopf (86) auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats auszustoßen;ein elektrisch leitfähiges Element (312);einen Stromsensor (328), der wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei der Stromsensor (328) so gestaltet ist, dass er in Reaktion darauf,dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird, ein elektrisches Signal erzeugt;einen Substrattransport (308), der so gestaltet ist, dass er das elektrisch leitfähige Substrat zwischen einer ersten Position gegenüber dem Druckkopf (86) und einer zweiten Position gegenüber dem elektrisch leitfähigen Element (312) bewegt;ein Stellglied (316), das wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es das elektrisch leitfähige Element (312) in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats bewegt, wenn sich das elektrisch leitfähige Substrat in der zweiten Position befindet; undein Controller (108), der wirksam mit dem Druckkopf (86), dem Substrattransport (308) und dem Stellglied (316) verbunden ist, wobei der Controller (108) so gestaltet ist, dass er den Druckkopf (86) betätigt, um Tinte auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats in Bezug auf ein festgelegtes Muster auszustoßen, dass er den Substrattransport (308) selektiv betätigt, dass er das Stellglied (316) betätigt, um das elektrisch leitfähige Element (312) auf einen festgelegten Abstand in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats zu bewegen, dass er das Signal empfängt, das von dem Stromsensor (328) erzeugt wurde, und dass er funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) in Bezug auf das Signal, das von dem Stromsensor (328) empfangen wurde, und dem festgelegten Muster erkennt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die in diesem Dokument offenbarte Vorrichtung betrifft Drucker, die dreidimensionale Objekte herstellen, und insbesondere die Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in solchen Druckern.
HINTERGRUND
Dreidimensionale Digitalfertigung, auch bekannt als digitale, generative Fertigung, ist ein Prozess zum Erstellen eines dreidimensionalen, festen Objekts einer im Wesentlichen beliebigen Form von einem digitalen Modell. Dreidimensionaler Druck ist ein generativer Prozess, bei dem einer oder mehrere Druckköpfe nacheinander Schichten von Material auf ein Substrat in verschiedenen Formen ausstoßen. Dreidimensionales Drucken ist von herkömmlichen objektformenden Techniken zu unterscheiden, die im Wesentlichen auf dem Entfernen von Material von einem Werkstück durch einen subtraktiven Prozess, wie Fräsen oder Bohren, beruhen.
Die Produktion eines dreidimensionalen Objekts mit diesen Druckern kann Stunden oder bei einigen Objekten sogar Tage beanspruchen. Ein Problem, das bei der Produktion dreidimensionaler Objekte mit einem 3D-Drucker auftritt, ist eine anhaltende Funktionalität der Tintenstrahlen in den Druckköpfen, die die Materialtropfen ausstoßen, die die Objekte bilden. Während des Druckens eines Objekts können ein oder mehrere Tintenstrahlen nachlassen, indem das Material in einem Winkel zu dem Druckkopf anstelle der normalen Ausrichtung ausgestoßen wird, so dass Tropfen ausgestoßen werden, die kleiner sind als sie ein Tintenstrahl ausstoßen sollte, oder überhaupt keine Tropfen ausgestoßen werden. Ein Tintenstrahl mit einem dieser Funktionsfehler ist als funktionsloser Tintenstrahl bekannt. Wenn sich der Betriebsstatus von ein oder mehreren Tintenstrahlen während des Drucks eines Objekts verschlechtert, kann die Qualität des Druckkopfes nicht bewertet werden, bevor nicht der Druckvorgang abgeschlossen ist. Entsprechend können Druckaufträge, die viele Stunden oder mehrere Tage benötigen, Objekte erstellen, die die Vorgaben aufgrund funktionsloser Tintenstrahlen in den Druckköpfen nicht erfüllen. Wenn solche Objekte erkannt sind, werden die gedruckten Objekte ausgesondert, wiederherstellende Verfahren werden auf die Druckköpfe angewendet, um die Tintenstrahlfunktionalität wiederherzustellen, und der Druckauftrag wird wiederholt. Ein Apparat, der die Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen während des Druckens ermöglicht, würde wiederherstellende Verfahren ermöglichen, die während des Objektdrucks angewendet werden, so dass der Druck, der ein ordentlich gebildetes Objekt oder Dokument herstellt, fortfahren kann. Auf diese Weise wird die Produktausbeute des Druckers verbessert, und der Druck ist wirtschaftlicher. Der Apparat sollte funktionslose Tintenstrahlen erkennen können, die eine Vielzahl von Druckmaterialien ausstoßen können, wie klare, gefärbte, durchscheinende, phosphoreszierende und wachsartige Materialien.
DE 69 313 756 T2 beschreibt ein Verfahren zur computergesteuerten Herstellung dreidimensionaler Objekte. Das Verfahren umfasst das Abgeben einer Schicht eines ersten Materials, beispielsweise eines flüssigen, unlöslichen Materials, auf eine Plattform an vorbestimmten Stellen, die einem Querschnitt des Objekts entsprechen, der dann aushärtet. Ein zweites Medium, vorzugsweise wasserlöslich, wird dann auf diese Schicht gesprüht, um dadurch das gehärtete unlösliche Medium einzukapseln. Die oberste Oberfläche dieses Einkapselungsmittels wird, falls erforderlich, beispielsweise mittels eines Fräsers, Messers, einer Walze oder eines Thermostabs planarisiert, wodurch ein Teil des Einkapselungsmittels entfernt wird, um das darunter liegende unlösliche Material für die neue Musterabscheidung freizulegen. Die Abgabe des ersten und zweiten Materials und die Planarisierung können in einem einzigen Durchgang durch einen integrierten Druckkopf durchgeführt werden. Nachdem der resultierende Hobelrückstand entfernt wurde, wird eine weitere Schicht flüssigen, unlöslichen Mediums auf die Hobeloberfläche verteilt. Diese Schritte werden wiederholt, bis das gewünschte dreidimensionale Objekt, das von einer Form umgeben ist, abgeschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Objekt entweder erhitzt oder in ein Lösungsmittel getaucht, wodurch die Form aufgelöst wird und das dreidimensionale Objekt intakt bleibt; alternativ kann das zweite Material an Ort und Stelle bleiben, um eine Verbundstruktur wie eine Leiterplatte zu bilden. Es wird auch ein Verfahren offenbart, das eine CAD-Datenbank, die ein festes Objekt darstellt, in eine Datenbank umwandelt, die eine gefüllte Schale darstellt, wodurch die Menge des erforderlichen Objektmaterials verringert wird. Absatz 2 auf Seite 27 beschreibt ein System zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen mittels optischer Erkennung.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, das Drucken zum Formen von Objekten zu verbessern. Dieses Ziel wird durch einen Drucker gemäß Anspruch 1, einen Drucker gemäß Anspruch 5 und einen Apparat zur Installation in einem Drucker gemäß Anspruch 9 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Figurenliste
Die voranstehenden Erscheinungsformen sowie weitere Funktionen eines Apparats oder Druckers, der funktionslose Tintenstrahlen während eines dreidimensionalen Drucks erkennt, werden in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen erklärt.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines 3D-Objektdruckers.
2 ist eine Frontalansicht eines 3D-Objektdruckers mit einem Gehäuse, das einen Raum in dem Gehäuse für ein Modul darstellt, das eine Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in dem Druckkopf während einer Druckoperation ermöglicht.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Moduls zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen, das in den in 2 gezeigten Raum passt.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betätigen des Moduls aus 3.
5 ist eine alternative Ausführungsform eines Druckers mit einem Modul zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen während des Drucks eines dreidimensionalen Objekts.
6 ist eine Anordnung eines elektrisch leitfähigen Elements, das einer Anordnung von Tintenstrahlen in einem Druckkopf entspricht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Für ein allgemeines Verständnis der Umgebung für die hier offenbarte Vorrichtung sowie die Einzelheiten für die Vorrichtung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Bezugsnummern ähnliche Elemente.
1 zeigt eine Konfiguration von Komponenten in einem Drucker 100, der ein dreidimensionales Objekt oder Teil 10 herstellt. Wie in diesem Dokument verwendet, betrifft der Begriff „3D-Drucker“ eine beliebige Vorrichtung, die Material im Zusammenhang mit Bilddaten eines Objekts ausstößt, um ein dreidimensionales Objekt zu bilden. Der Drucker 100 umfasst einen Trägermaterial-Vorrat 14, einen Werkstoff-Vorrat 18, ein Paar Tintenstrahldruckköpfe 22, 26, ein Bausubstrat 30, ein ebenes Trägerelement 34, ein säulenförmiges Trägerelement 38, ein Stellglied 42 und einen Controller 46. Leitung 50 verbindet Druckkopf 22 mit dem Trägermaterial-Vorrat 14 und Leitung 54 verbindet Druckkopf 26 mit Werkstoff-Vorrat 18. Beide Tintenstrahldruckköpfe werden von dem Controller 46 im Zusammenhang mit dreidimensionalen Bilddaten in einem Speicher betrieben, der wirksam mit dem Controller verbunden ist, um Trägermaterial und Werkstoff auszustoßen, die an den jeweiligen Druckkopf bereitgestellt werden. Der Werkstoff bildet die Struktur des herzustellenden Teils 10, während die Trägerstruktur 58, gebildet aus dem Trägermaterial, ermöglicht, dass der Werkstoff seine Form behält, während das Material härtet während das Teil konstruiert wird. Wenn das Teil gehärtet ist, wird die Stützstruktur 58 durch Waschen, Blasen oder Schmelzen entfernt.
Der Controller 46 ist auch wirksam mit mindestens einem und möglicherweise auch mit mehreren Stellgliedern 42 verbunden, um Bewegung des ebenen Trägerelements 34, des säulenförmigen Trägerelements 38 und der Druckköpfe 22, 26 relativ zueinander zu steuern. D.h. ein oder mehrere Stellglieder können wirksam mit einer Struktur der Druckköpfe verbunden sein, um die Druckköpfe in eine Prozessrichtung und eine Richtung quer zum Prozess in Bezug auf die Oberfläche des ebenen Trägerelements zu bewegen. Alternativ können ein oder mehrere Stellglieder wirksam mit dem ebenen Trägerelement 34 verbunden sein, um die Oberfläche, auf der das Teil hergestellt wird, in Prozessrichtung und in einer Richtung quer zum Prozess in der Ebene des ebenen Trägerelements 34 zu bewegen. Wie hier verwendet, betrifft der Begriff „Prozessrichtung“ eine Bewegung längs einer Achse in der Oberfläche des ebenen Trägerelements 34, und „Richtung quer zum Prozess“ betrifft eine Bewegung längs einer Achse in der ebenen Trägerelement-Oberfläche, die senkrecht auf die Prozessrichtungsachse in dieser Oberfläche steht. Diese Richtungen sind mit den Buchstaben „P“ und „C-P“ in 1 bezeichnet. Die Druckköpfe 22, 26 und das säulenförmige Trägerelement 38 bewegen sich ebenfalls in eine Richtung, die senkrecht auf das ebene Trägerelement 34 steht. Diese Richtung wird in diesem Dokument als die vertikale Richtung bezeichnet, verläuft parallel zu dem säulenförmigen Trägerelement 38 und ist mit dem Buchstaben „V“ in 1 gekennzeichnet. Bewegung in der vertikalen Richtung wird durch ein oder mehrere Stellglieder erzielt, die wirksam mit dem säulenförmigen Element 38 verbunden sind, durch ein oder mehrere Stellglieder, die wirksam mit den Druckköpfen 22, 26 verbunden sind, oder durch ein oder mehrere Stellglieder, die sowohl mit dem säulenförmigen Trägerelement 38 als auch den Druckköpfen 22, 26 verbunden sind. Diese Stellglieder in diesen verschiedenen Konfigurationen sind wirksam mit dem Controller 46 verbunden, der die Stellglieder betätigt, um das säulenförmige Element 38, die Druckköpfe 22, 26 oder beide in vertikaler Richtung zu bewegen.
Ein 3D-Objektdrucker mit einem Gehäuse ist in 2 gezeigt. Drucker 60 besitzt ein Gehäuse 64. In dem Gehäuse 64 befinden sich sechs Fächer, die eine allgemein kubische Form aufweisen. Das Gehäuse 64 ist in 2 ohne die Türen gezeigt, die zu schließen sind, um die Fächer zu verbergen. Fach 72 umfasst einen ebenen Träger 78 auf einer beweglichen Plattform 82. Die bewegliche Plattform 82 ist mit einem oder mehreren Stellgliedern und Führungselementen (nicht gezeigt) ausgestattet, damit sich die bewegliche Plattform 82 in vertikaler Richtung auf und ab bewegen kann. Der ebene Träger 78 ist die Oberfläche, auf der ein dreidimensionales Objekt gebildet wird. In einigen Ausführungsformen besitzt der Druckkopf 86 eine Länge, die etwa gleich der Länge des ebenen Trägers 78 in Richtung der Rückwand von Fach 72 bis zu der Öffnung an der Vorderseite des Fachs ist. In diesen Ausführungsformen ist der Druckkopf 86 an dem Trägerelement 92 in dem Abstand zwischen den Seitenwänden 96 und 100 von Gehäuse 64 montiert, um nur lineare Hin- und Herbewegung zu ermöglichen. In anderen Ausführungsformen besitzt der Druckkopf 86 eine Länge, die kleiner als die Länge des ebenen Trägers 78 in Richtung der Rückwand von Fach 72 bis zu der Öffnung an der Vorderseite des Fachs ist. In diesen Ausführungsformen ist der Druckkopf 86 auf Trägerelement 92 in dem Abstand zwischen den Seitenwänden 96 und 100 des Gehäuses 64 befestigt, um Hin- und Herbewegung in zwei zueinander senkrechten Richtungen in einer Ebene über Fach 72 zu ermöglichen. In diesen verschiedenen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Stellglieder 104 wirksam mit dem Druckkopf 86 verbunden. Der Controller 108 betätigt die Stellglieder 104, um den Druckkopf 86 entweder auf Trägerelement 92 linear vor und zurück zu bewegen oder um den Druckkopf in zwei zueinander senkrechte Richtungen in einer Ebene zu bewegen. Durch selektive Betätigung der Tintenstrahlen in dem Druckkopf 86 und vertikale Bewegung der Trägerplattform 82 und horizontale Bewegung des Druckkopfes 86 auf dem Element 92 kann auf dem ebenen Träger 78 ein dreidimensionales Objekt gebildet werden.
Der in 2 gestrichelt dargestellte Bereich 112 zeigt die Anordnung eines Moduls an, das elektrische Durchgangsprüfungen verwendet, um funktionslose Tintenstrahlen in dem Drucker 60 zu erkennen. Wie oben erwähnt, wenn ein Tintenstrahl während eines Objektdrucks ausfällt, indem er Material entweder vollständig oder teilweise nicht ausstößt oder indem er Material fehlerhaft in einer verzogenen Richtung ausstößt, weist das so hergestellte Objekt eine fehlerhafte Form auf. Aktuell kann diese fehlerhafte Form nicht erkannt werden, bis die Herstellung des Objekts fertiggestellt ist. Unter Verwendung des Bereichs 112 für einen elektrischen Durchgangsprüfer kann der Drucker 60 so gestaltet werden, dass er funktionslose Tintenstrahlen während der Objektherstellung erkennen kann, wie unten ausführlicher beschrieben. Einige Komponenten in dem Modul 300 sind in horizontaler Richtung H, in Tiefenrichtung D und in vertikaler Richtung V beweglich, wie in der Figur gezeigt.
Eine Ausführungsform eines Moduls, das funktionslose Tintenstrahlen während des Objektdrucks erkennt, ist in dem Blockdiagramm von 3 gezeigt. Das Modul 300 ist so eingerichtet, dass es in einen Bereich 112 des Druckers 60 passt. Das Modul 300 umfasst ein elektrisch leitfähiges Substrat 304, einen Substrattransport 308, eine Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente 312, ein oder mehrere Stellglieder 316, eine Mehrzahl Stromsensoren 328 und einen Controller 320. Der Controller 320 und das Stellglied 316 sind rein zu veranschaulichenden Zwecken außerhalb des Moduls 300 dargestellt. In der Ausführung des Moduls ist der Controller 320 auf einer Leiterplatte bereitgestellt, die in dem Modul installiert ist, und die Stellglieder sind ebenfalls in dem Modulgehäuse angeordnet. Der Controller 320 ist wirksam mit den Stellgliedern 316 verbunden, um das Substrat bidirektional in H-Richtung mit dem Transport 308 zu bewegen und um die Plattform zu versetzen, von der aus sich die elektrisch leitfähigen Elemente 312 in entgegengesetzt vertikaler Richtung V erstrecken, wie in der Figur gezeigt. Die elektrisch leitfähigen Elemente 312 und die Stromsensoren 328 sind in einem Array angeordnet, der einer Anordnung der Tintenstrahlen in dem zu testenden Druckkopf entspricht. Eine solche Anordnung ist in 6 gezeigt. Jedes elektrisch leitfähige Element 312 kann aus zwei hohlzylindrischen Leitern 312a, 312b bestehen, die teleskopartig mit einem Vorspannelement 324 angeordnet sind, das Leiter 312a von Leiter 312b wegdrückt. In einer weiteren Ausführungsform sind die elektrisch leitfähigen Elemente massive, elektrische Leiter, die mit einer Feder oder einem anderen Vorspannelement beeinflusst werden können, um sich von der Plattform weg zu erstrecken, auf der sie befestigt sind. Diese Beeinflussung stellt eine Toleranz für die Bewegung der Leiter relativ zueinander oder zu der Plattform bereit, auf der sie befestigt sind. Jedes elektrisch leitfähige Element 312 ist wirksam mit einem Stromsensor 328 verbunden. Der Controller 320 ist wirksam mit den Stromsensoren verbunden (nur drei Verbindungen zwischen den Sensoren 328 und dem Controller 320 sind in der Figur gezeigt, um die Darstellung zu vereinfachen), um zu detektieren, ob ein elektrischer Strom durch ein elektrisch leitfähiges Element 312 fließt.
Das Substrat 304 ist ein elektrisch leitfähiges, ebenes Substrat. Das elektrisch leitfähige, ebene Substrat kann z.B. eine Leiterplatte mit einer Schicht Kupfer auf ihrer Oberfläche sein. Der Substrattransport 308 ist als Endlosband dargestellt, das um Rollen 330 eingekuppelt ist, die das Substrat 304 unterstützen, und ermöglicht, dass eines der Stellglieder 316 die Rollen 330 antreibt, um das Substrat 304 in horizontaler Richtung H auf eine entgegengesetzte Weise zwischen zwei Positionen zu bewegen, wie in der Figur gezeigt. Eine Position befindet sich gegenüber der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente 312, wie in der Figur dargestellt, und die andere Position befindet sich benachbart der aktuellen Position, damit sich das Substrat 304 gegenüber dem Druckkopf 86 befinden kann, wenn der Druckkopf 86 in das Modul bewegt wird, wie unten erklärt. Der Controller 320 ist gestaltet, das Substrat 304 wirksam mit einer Stromquelle 332 durch Betätigung eines Schalters oder Ähnlichem zu verbinden. Das Modul 300 ist als ein Apparat gestaltet, der in dem Drucker 60 als eine Einheit installiert und aus diesem entfernt werden kann.
Zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen während der Druckoperationen wird das Modul 300 in Bezug auf das Verfahren 400 betrieben, wie in 4 gezeigt. In der Beschreibung dieses Verfahrens betreffen Aussagen, dass ein Prozess eine Aufgabe oder Funktion ausführt, einen Controller oder Mehrzweckprozessor, der programmierte Anweisungen ausführt, die in einem Speicher abgelegt sind, der wirksam mit dem Controller oder Prozessor verbunden ist, um Daten zu verarbeiten oder ein oder mehrere Komponenten in dem Drucker zu betätigen, um die Aufgabe oder Funktion auszuführen. Der oben genannte Controller 320 kann ein solcher Controller oder Prozessor sein. Alternativ kann der Controller 320 mit mehr als einem Prozessor und verbundener Schaltung und Komponenten ausgestattet sein, von denen jeder geeignet ist, eine oder mehrere hier beschriebene Aufgaben oder Funktionen auszuführen.
Zu festgelegten Zeitpunkten des Druckbetriebs betätigt der Controller 108 (2) ein Stellglied 104, um den Druckkopf 86 in das Modul 300 zu bewegen, das in dem Bereich 112 (Block 404) angeordnet ist. In Reaktion darauf, dass der Controller 320 den Druckkopf in dem Modul 300 erkennt, betätigt der Controller 320 das Stellglied 316, um den Transport 308 und das Substrat 304 auf dem Transport zu einer Position gegenüber dem Druckkopf 86 (Block 408) zu bewegen. Der Controller 320 erzeugt dann ein Signal an den Controller 108, um die Tintenstrahlen in dem Druckkopf zu betätigen, um ein Testmuster zu drucken (Block 412). In einer Ausführungsform wird jeder Tintenstrahl in dem Druckkopf wiederholt betätigt, um einen Haufen Material auf einem Teil des Substrats 304 gegenüber dem Tintenstrahl zu bilden. Wenn das Testmuster gedruckt ist, erzeugt der Controller 108 ein Signal für Controller 320, und in Reaktion auf das Signal betätigt der Controller 320 ein Stellglied 316, um das Substrat 304 gegenüber der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente 312 zu bewegen (Block 416). Das Substrat 304 wird dann mit der Stromquelle 332 verbunden (Block 420), und das Stellglied wird betätigt, um die Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente 312 in Richtung des Substrats 304 auf einen festgelegten Abstand abzusenken (Block 424). Dieser Abstand ist ausreichend, um sicherzustellen, dass jedes elektrisch leitfähige Element 312 mit dem Substrat 304 in Kontakt kommt, wenn sich auf dem Substrat am Kontaktpunkt zwischen einem elektrisch leitfähigen Element 312 und dem Substrat kein Werkstoff befindet. Wenn Werkstoff oder Trägermaterial vorhanden ist, kommt das Ende des elektrisch leitfähigen Elements 312 in Kontakt mit dem Werkstoff oder Trägermaterial. Wie zuvor erwähnt, ermöglicht die Vorspannung des elektrisch leitfähigen Elements, dass das Element die Dicke des Materials kompensiert, die verhindert, dass das Ende des elektrisch leitfähigen Elements den festgelegten Abstand erreicht. Der Controller 320 erkennt dann die Stromsensoren 328, die einen elektrischen Stromfluss durch ein elektrisch leitfähiges Element 312 anzeigen (Block 428). Da das Material, das auf das Substrat ausgestoßen wurde, nicht elektrisch leitfähig ist, weisen nur die Elemente 312 einen elektrischen Stromfluss durch sie hindurch auf, die mit dem Substrat 304 in Kontakt stehen. Also identifiziert der Controller 320 funktionslose Tintenstrahlen als diejenigen Tintenstrahlen, die den elektrisch leitfähigen Elementen 312 entsprechen, die einen elektrischen Stromfluss durch sie hindurch aufweisen (Block 432), und erzeugt ein Signal, das dem Bediener des Druckers einen defekten Druckkopf anzeigt (Block 436). Der Bediener kann dann entsprechende Maßnahmen ergreifen.
In einer weiteren Ausführungsform, gezeigt in 5, ist das Endlosband 308 mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, oder das Band kann ein flexibles, elektrisch leitfähiges Material aufweisen, das auf dem Band gebildet oder daran befestigt ist. Der Controller 320 betätigt ein Stellglied 316, das wirksam mit den Rollen 330 verbunden ist, um einen Teil des Bandes zu einer Position zu bewegen, wo der Druckkopf 86 das Testmuster drucken kann, und dann die Drehung der Rollen auf eine Position umkehrt, wo das Testmuster beurteilt wird. Dort werden die elektrisch leitfähigen Elemente 312 in Richtung des Bandes 308 gesenkt, um funktionslose Tintenstrahlen durch Detektion von Stromfluss durch die Elemente zu identifizieren. Wenn die funktionslosen Tintenstrahlen identifiziert sind, betätigt der Controller 320 ein Stellglied 316, um eine angeschrägte Kante 354 eines Abstreifers 350 in Kontakt mit dem Band 308 zu bringen. Der Controller steuert dann die Rolle 330, so dass sie den Bandteil mit dem Testmuster an dem Abstreifer vorbei dreht, um den Werkstoff von dem Substrat zu entfernen und ihn in ein Sammelgefäß abzustreifen, das dem Abstreifer unterbaut ist. Obwohl der Abstreifer in der Figur als benachbart zu einer der Rollen 330 angeordnet gezeigt ist, kann dieser auch an der Unterseite des Endlosbandes angeordnet sein. Der Abstreifer kann dann mit einer Leitung ausgestattet sein, die fluide mit einer Quelle für ein Reinigungsfluid verbunden ist. Während der Reinigungsoperation wird das Reinigungsfluid druckbeaufschlagt, um das Fluid durch die Leitung und auf das Substrat zu stoßen, um das Lösen des Werkstoffs von dem Substrat zu unterstützen, bevor der Abstreifer das Substrat abstreift. Das Sammelgefäß kann auch so gestaltet sein, dass es von dem Modul zu entfernen ist, so dass es von Zeit zu Zeit geleert werden kann.
In den diskutierten Ausführungsformen wird das elektrisch leitfähige Substrat mit einem Testmuster gedruckt. Wenn die Tintenstrahlen getestet wurden, wird der Druckkopf über den ebenen Träger 78 bewegt, und das Drucken des Objekts wird fortgesetzt, sofern keine funktionslosen Tintenstrahlen erkannt wurden. Zur Vorbereitung für den nächsten Tintenstrahltest muss das Substrat entweder gereinigt oder ausgetauscht werden. In einigen Ausführungsformen wird das Modul 300 geöffnet, das Substrat wird entfernt, und ein neues Substrat wird in dem Modul installiert. In der in 5 gezeigten Ausführungsform wird ein Abstreifer bereitgestellt, um das Material, das das Testmuster bildet, zu entfernen und es in ein Sammelgefäß aufzunehmen.

Claims

Drucker zum Formen von Objekten, umfassend: ein elektrisch leitfähiges Substrat (304) mit einer Oberfläche; einen Druckkopf (86), gestaltet, um nicht-leitfähige Tinte durch Tintenstrahlen aus dem Druckkopf (86) auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats auszustoßen; ein elektrisch leitfähiges Element (312); einen Stromsensor (328), der wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei der Stromsensor (328) so gestaltet ist, dass er in Reaktion darauf, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird, ein elektrisches Signal erzeugt; einen Substrattransport (308), der so gestaltet ist, dass er das elektrisch leitfähige Substrat zwischen einer ersten Position gegenüber dem Druckkopf (86) und einer zweiten Position gegenüber dem elektrisch leitfähigen Element (312) bewegt; ein Stellglied (316), das wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es das elektrisch leitfähige Element (312) in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats bewegt, wenn sich das elektrisch leitfähige Substrat in der zweiten Position befindet; und ein Controller (108), der wirksam mit dem Druckkopf (86), dem Substrattransport (308) und dem Stellglied (316) verbunden ist, wobei der Controller (108) so gestaltet ist, dass er den Druckkopf (86) betätigt, um Tinte auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats in Bezug auf ein festgelegtes Muster auszustoßen, dass er den Substrattransport (308) selektiv betätigt, dass er das Stellglied (316) betätigt, um das elektrisch leitfähige Element (312) auf einen festgelegten Abstand in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats zu bewegen, dass er das Signal empfängt, das von dem Stromsensor (328) erzeugt wurde, und dass er funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) in Bezug auf das Signal, das von dem Stromsensor (328) empfangen wurde, und dem festgelegten Muster erkennt.
Drucker nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente (312), die in Bezug auf das festgelegte Muster angeordnet sind; eine Mehrzahl Stromsensoren, die wirksam mit der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente in einem Eins-zu-eins-Verhältnis verbunden sind, wobei jeder Stromsensor (328) so gestaltet ist, dass er ein elektrisches Signal in Reaktion darauf erzeugt, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird, mit dem der Stromsensor (328) wirksam verbunden ist; und den Controller (108), der wirksam mit jedem der Stromsensoren verbunden ist, wobei der Controller (108) weiterhin so gestaltet ist, dass er funktionslose Tintenstrahlen in Bezug auf die elektrischen Signale erkennt, die von der Mehrzahl der Stromsensoren erzeugt wurden.
Drucker nach Anspruch 2, wobei das festgelegte Muster und die Anordnung der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente und der Mehrzahl Stromsensoren einer Anordnung von Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) entsprechen.
Drucker nach Anspruch 2, wobei jedes elektrisch leitfähige Element (312) weiterhin Folgendes umfasst: ein Ende, dass in Bezug auf einen verbleibenden Teil des elektrisch leitfähigen Elements verstellbar ist; und ein Vorspannelement, das gestaltet ist, das Ende des elektrisch leitfähigen Elements von dem verbleibenden Teil wegzudrücken.
Drucker zum Formen von Objekten, umfassend: ein elektrisch leitfähiges Substrat (304) mit einer Oberfläche; einen Druckkopf (86), der gestaltet ist, eine nicht-leitfähige Tinte durch Tintenstrahlen aus dem Druckkopf (86) auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats auszustoßen; ein elektrisch leitfähiges Element (312); einen Stromsensor (328), der wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei der Stromsensor (328) so gestaltet ist, dass er ein elektrisches Signal in Reaktion darauf erzeugt, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird; ein erstes Stellglied (316), das wirksam mit dem Druckkopf (86) und dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es den Druckkopf (86) und das elektrisch leitfähige Element (312) zwischen einer ersten Position, in der sich der Druckkopf (86) gegenüber der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats befindet und sich das elektrisch leitfähige Element (312) nicht gegenüber der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats befindet, und einer zweiten Position bewegt, in der sich der Druckkopf (86) nicht gegenüber der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats befindet und sich das elektrisch leitfähige Element (312) gegenüber der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats befindet; ein zweites Stellglied (316), das wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es das elektrisch leitfähige Element (312) in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats bewegt, wenn sich das elektrisch leitfähige Element (312) in der zweiten Position befindet; und einen Controller (108), der wirksam mit dem Druckkopf (86), dem ersten Stellglied (316) und dem zweiten Stellglied (316) verbunden ist, wobei der Controller (108) so gestaltet ist, dass er den Druckkopf (86) betätigt, um Tinte auf die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats in Bezug auf ein festgelegtes Muster auszustoßen, dass er das erste Stellglied (316) selektiv betätigt, dass er das zweite Stellglied (316) betätigt, um das elektrisch leitfähige Element (312) auf einen festgelegten Abstand in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats zu bewegen, dass er ein Signal empfängt, das von dem Stromsensor (328) erzeugt wurde, und dass er funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) in Bezug auf das Signal, das von dem Stromsensor (328) erkannt wurde, und das festgelegte Muster erkennt.
Drucker nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die in Bezug auf ein festgelegtes Muster angeordnet sind; eine Mehrzahl von Stromsensoren, die wirksam mit der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente in einem Eins-zu-eins-Verhältnis verbunden sind, wobei jeder Stromsensor (328) so gestaltet ist, dass er ein elektrisches Signal in Reaktion darauf erzeugt, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird, mit dem der Stromsensor (328) wirksam verbunden ist; und den Controller (108), der wirksam mit jedem der Stromsensoren verbunden ist, wobei der Controller (108) weiterhin so gestaltet ist, dass er funktionslose Tintenstrahlen in Bezug auf die elektrischen Signale erkennt, die von der Mehrzahl der Stromsensoren erzeugt wurden.
Drucker nach Anspruch 6, wobei das festgelegte Muster und die Anordnung der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente und die Mehrzahl Stromsensoren einer Anordnung von Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) entsprechen.
Drucker nach Anspruch 6, wobei jedes elektrisch leitfähige Element (312) weiterhin Folgendes umfasst: ein Ende, das in Bezug auf einen verbleibenden Teil des elektrisch leitfähigen Elements verstellbar ist; und ein Vorspannelement, das so gestaltet ist, dass es das Ende des elektrisch leitfähigen Elements von dem verbleibenden Teil wegdrückt.
Apparat zur Installation in einem Drucker, der dreidimensionale Objekte formt, um funktionslose Tintenstrahlen zu erkennen, der Folgendes umfasst: ein elektrisch leitfähiges Substrat (304) mit einer Oberfläche; ein elektrisch leitfähiges Element (312); einen Stromsensor (328), der wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei der Stromsensor (328) so gestaltet ist, das er in Reaktion darauf, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) erkannt wird, ein elektrisches Signal erzeugt; ein erstes Stellglied (316), das wirksam mit einem Substrattransport (308) und dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es das elektrisch leitfähige Substrat zwischen einer ersten Position, in der sich das elektrisch leitfähige Substrat nicht gegenüber dem elektrisch leitfähigen Element (312) befindet, und einer zweiten Position bewegt, in der sich das elektrisch leitfähige Substrat gegenüber dem elektrisch leitfähigen Element (312) befindet; ein zweites Stellglied (316), das wirksam mit dem elektrisch leitfähigen Element (312) verbunden ist, wobei das Stellglied (316) so gestaltet ist, dass es das elektrisch leitfähige Element (312) in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats bewegt, wenn sich das elektrisch leitfähige Element (312) gegenüber dem elektrisch leitfähigen Substrat befindet; und einen Controller (108), der wirksam mit dem ersten Stellglied (316) und dem zweiten Stellglied (316) verbunden ist, wobei der Controller (108) so gestaltet ist, dass er das erste Stellglied (316) betätigt, um das elektrisch leitfähige Substrat zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen, dass er das zweite Stellglied (316) betätigt, um das elektrisch leitfähige Element (312) auf einen festgelegten Abstand in Richtung des elektrisch leitfähigen Substrats zu bewegen, dass er das Signal empfängt, das von dem Stromsensor (328) erzeugt wurde, und dass er funktionslose Tintenstrahlen in einem Druckkopf (86) in Bezug auf das Signal, das von dem Stromsensor (328) empfangen wird, und ein festgelegtes Muster erkennt, das verwendet wird, um den Druckkopf (86) zu betätigen, um Material auf das elektrisch leitfähige Substrat auszustoßen.
Apparat nach Anspruch 9, der weiterhin Folgendes umfasst: eine Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die in Bezug auf das festgelegte Muster angeordnet sind; eine Mehrzahl von Stromsensoren, die wirksam mit der Mehrzahl elektrisch leitfähiger Elemente in einem Eins-zu-eins-Verhältnis verbunden sind, wobei jeder Stromsensor so gestaltet ist, dass er ein elektrisches Signal in Reaktion darauf erzeugt, dass ein elektrischer Strom in dem elektrisch leitfähigen Element (312) detektiert wird, mit dem der Stromsensor (328) wirksam verbunden ist; und den Controller (108), der wirksam mit jedem Stromsensor (328) verbunden ist, wobei der Controller (108) weiterhin so gestaltet ist, dass er funktionslose Tintenstrahlen in Bezug auf die elektrischen Signale erkennt, die von der Mehrzahl der Stromsensor (328) erzeugt wurden.