-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die in diesem Dokument offenbarte Vorrichtung betrifft Drucker, die dreidimensionale Objekte herstellen, und insbesondere die Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in solchen Druckern.
-
HINTERGRUND
-
Das Drucken von Dokumenten auf Substrate, wie Papier, ist gut bekannt. Neuere Druckformen umfassen jetzt dreidimensionale Digitalfertigung, auch bekannt als digitale, generative Fertigung. Dieser Drucktyp 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. Gleiche Schwächen sind bei Druckköpfen im Dokumentendruck mit Druckköpfen bekannt. Wenn sich der Betriebsstatus von ein oder mehreren Tintenstrahlen während des Drucks eines dreidimensionalen 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 Druckköpfe 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. Selbst bei dem Druck von Dokumenten bei hoher Geschwindigkeit auf einer bewegten Bahn können inakzeptable Bilder über eine lange Strecke der Bahn erzeugt werden, und dieser Teil der Bahn muss evtl. ausgesondert werden.
-
Obwohl Systeme in Dokumentdrucksystemen entwickelt wurden, um funktionslose Tintenstrahlen zu erkennen, ist die Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen bei Objektdrucksystemen problematischer. Insbesondere sind sowohl bei Objektdruck- als auch Dokumentdrucksystemen die Verwendung der klaren Materialien und der Tinten problematisch. Diese Materialien und Tinten sind durch bildgebende Systeme schwer zu erkennen, weil der Kontrast zwischen klaren Tinten/Materialien auf den Substraten, auf die sie ausgestoßen werden, gering ist. Demzufolge gestaltet das Rauschen der Bilddaten der Muster auf dem Substrat die Analyse der Testmuster schwierig. Ein Apparat, der die Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen während des Druckens mit klarer Tinte oder klaren Materialien ermöglicht, würde wiederherstellende Verfahren ermöglichen, die während des Objektdrucks angewendet werden, so dass ein ordentlich gebildetes Objekt oder Dokument hergestellt werden kann. Auf diese Weise wird die Produktausbeute des Druckers verbessert, und der Druck ist wirtschaftlicher.
-
US 2010/ 0 121 476 A1 beschreibt ein Verfahren und System zur dreidimensionalen Herstellung eines Objekts. Das Verfahren umfasst: Bilden einer Vielzahl von Schichten in einem konfigurierten Muster, das der Form des dreidimensionalen Objekts entspricht, wobei mindestens eine Schicht der mehreren Schichten mit einer vorbestimmten und unterschiedlichen Dicke gebildet wird, um die Nachbildung zu kompensieren Schrumpfen der Schicht in vertikaler Richtung. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung wird die Ausbreitung von Baumaterial einer oder mehrerer Schichten zumindest lokal verdünnt, um eine vorbestimmte Dicke und eine vorbestimmte planare Auflösung für die Schicht aufrechtzuerhalten.
-
JP 2009-220 394A beschreibt ein Inspektionsgeräts für die Tintenstrahlentladung, Die Vorrichtung führt gleichzeitig mit der Entladungsinspektion eine vorläufige Tintenentladung aus den Entladungsdüsen eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts durch und umfasst eine Kopfeinheit mit einem oder mehreren Tintenstrahlköpfen, ein Entladungsinspektionsaufzeichnungsmedium und einen Bildvorbereitungsmechanismus Steuern der Tinte, die vorab entladen werden soll, und Steuern der Entladung auf ein Aufzeichnungsmedium als Inspektionsbild, ein Bildinformationserfassungsabschnitt zum optischen Erfassen des auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Inspektionsbildes, ein Bildinformationsverarbeitungsabschnitt zum Analysieren und Prüfen von Unterschieden und Ähnlichkeiten des erfassten Bildinformationen und Referenzbildinformationen durch Vergleich sowie ein Steuerabschnitt zur Steuerung der Aktionen der Abschnitte.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein System zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in Druckköpfen zu verbessern. Dieses Ziel wird durch einen Drucker zum Formen von Objekten gemäß Anspruch 1 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
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.
-
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 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 oder dem säulenförmigen Trägerelement 38 verbunden sein, um die Oberfläche, auf der das Teil hergestellt wird, in Prozessrichtung und in einer Richtung quer zum Prozess 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 sind mit einem Stellglied ausgestattet, um in eine Richtung, die senkrecht auf das ebene Trägerelement 34 steht. Diese Richtung wird in diesem Dokument als die vertikale Richtung bezeichnet und ist mit dem Buchstaben „V“ in 1 gekennzeichnet. Bewegung in der vertikalen Richtung kann durch ein oder mehrere Stellglieder erzielt werden, die wirksam mit dem säulenförmigen Trägerelement 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 ein lichtdurchlässiges Substrat 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 das optische Abtasten von Material, das auf ein lichtdurchlässiges Substrat ausgestoßen wird, kann der Drucker 60 so gestaltet sein, 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 einen optischen Sensor 304, ein lichtdurchlässiges Substrat 308, einen Substrattransport 312, eine Lichtquelle 314, ein oder mehrere Stellglieder 316, ein Reinigungselement 320, einen Controller 324 und einen Abfallbehälter 328. Der optische Sensor ist zur bidirektionalen Bewegung in beide Richtungen W und L durch ein Stellglied 316 ausgelegt. Dies ermöglicht, dass sich der optische Sensor 304 über die Oberfläche eines Endlosbands 330 von Transport 312 bewegt. Der Transport 312 umfasst das Endlosband 330, das um die Rollen 332 eingekuppelt ist. Ein Stellglied 316 treibt die Rollen 332 an, um das Band bidirektional zu drehen, um das Substrat 308 in eine Position zu bewegen, in der es bedruckt werden kann, und dann in einen Position zu bewegen, in der es gereinigt werden kann. Der Controller 324 ist wirksam mit den Stellgliedern 316 verbunden, um den optischen Sensor 304 zu bewegen, die Rollen 332 anzutreiben, um das lichtdurchlässige Substrat 308 mit dem Band 312 zu bewegen, und um das lichtdurchlässige Substrat 308 mit dem Reinigungselement 320 reinigen. In einigen Ausführungsformen muss der optische Sensor 304 nur zur bidirektionalen Bewegung in Richtung L ausgelegt sein, sofern der Sensor mindestens die Breite des Substrats 308 aufweist.
-
Das lichtdurchlässige Substrat 308 ist ein ebenes Element aus einem Material, das den Werkstoff und das Trägermaterial, die von dem Druckkopf 86 ausgestoßen werden, unterstützt und das eine Totalreflexion des Lichts bereitstellt, das entlang einer Kante des Substrats eintritt. Diese Materialien ermöglichen, dass Licht, das entlang einer Kante des Substrats eintritt, in dem ebenen Substrat bleibt, solange nicht irgendein Material auf der Oberfläche des Substrats die Totalreflexionseigenschaft an der Grenzfläche zwischen dem Material und der ebenen Oberfläche ändert. Für Drucker, die Materialien oder Tinte mit einem Brechungsindex in einem Bereich von ca. 1,3 bis ca. 1,5 ausstoßen, besitzt das lichtdurchlässige Substrat typischerweise einen Brechungsindex in einem Bereich von ca. 1,4 bis ca. 1,8. Das ebene Substrat kann z.B. im Wesentlichen aus Polycarbonat, Acryl oder Glas bestehen. Wenn das Substrat bedruckt wird, ermöglicht der ähnliche Brechungsindex von ausgestoßenem Material auf der ebenen Oberfläche des Substrats sowie des Substrats, dass Licht, das sich in dem Substrat ausbreitet, trotz des flachen Einfallswinkels in Bezug auf die Grenzfläche zwischen Substrat und Material in das Material eintritt. Das Licht in dem Material besitzt einen steilen Einfallswinkel in Bezug auf die Innenflächen des Materials auf dem Substrat, so dass Licht in die umgebende Luft austreten kann. Andere Anteile des Lichts erfahren zahlreiche interne Reflexionen, bevor sie schließlich aus dem Material austreten. Das entweichende Licht stellt eine visuelle Anzeige der Position des Materials auf der ebenen Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats dar, da das aus den Materialhaufen entweichende Licht in deutlichem Kontrast mit der unbedeckten Oberfläche steht, wo das Licht nicht entweicht. Wenn der Sensor 304 über das Substrat 308 bewegt wird, erzeugt der Sensor 304 elektrische Signale, die Bilddaten des Testmusters auf dem Substrat 308 bilden.
-
In 4 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Druckers gezeigt, der dreidimensionale Objekte herstellt. 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 324 kann ein solcher Controller oder Prozessor sein. Alternativ kann der Controller 324 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 324 den Druckkopf in dem Modul 300 erkennt, betätigt der Controller 324 den Transport 312, um das lichtdurchlässige Substrat 308 zu einer Position gegenüber dem Druckkopf 86 zu bewegen (Block 408). Der Controller 324 erzeugt dann ein Signal an den Controller 108, um die Tintenstrahlen in dem Druckkopf zu betätigen, um ein Testmuster auf das Substrat 308 zu drucken (Block 412). In einer Ausführungsform wird jeder Tintenstrahl in dem Druckkopf wiederholt betätigt, um einen Haufen Material, auch als Testpunkt bezeichnet, auf einem Teil des Substrats 308 gegenüber dem Tintenstrahl zu bilden. Wenn das Testmuster gedruckt ist, bewegt der Controller 108 den Druckkopf aus dem Modul 300 und erzeugt ein Signal für Controller 324. In Reaktion auf das Signal von Controller 108 betätigt der Controller 324 ein Stellglied 316, um den optischen Sensor 304 in eine Position gegenüber dem Testmuster auf dem Substrat 308 zu bewegen (Block 416). Diese Bewegung kann durch Bewegen des optischen Sensors zu der Stelle erzielt werden, an der das Substrat 308 bedruckt wurde, oder durch Betätigung der Stellglied-Antriebsrollen 332, um das Substrat zu der Stelle zu bewegen, an der der optische Sensor angeordnet ist. Der Controller 324 aktiviert dann die Lichtquelle 314, um Licht in eine Kante des Substrats 308 einzustrahlen (Block 418). In der Figur strahlt die Lichtquelle Licht ein, dass sich in Richtung L in die Kante des Substrats 308 an der rechten Kante ausbreitet, wie in der Figur gezeigt, obwohl das Licht auch in eine der drei anderen Kanten eingestrahlt werden kann. Die Lichtquelle 314 kann ein Array von Leuchtdioden (LEDs), ein Array von Laserdioden, eine Kaltkathoden-Leuchtstoffröhre, ein Glühfaden oder Ähnliches sein. Diese Arrays können eindimensionale, d.h. lineare, oder zweidimensionale Arrays sein. Das von der Lichtquelle 314 erzeugte Licht kann infrarot, ultraviolett, polychromatisch oder monochromatisch sein. Die Lichtquelle kann getrennt von dem Substrat oder an dem Substrat befestigt sein, um Einstrahlung des Lichts in das Substrat zu ermöglichen. Der Prozess fährt mit Betätigung eines Stellglieds fort, um den optischen Sensor 304 in die Richtung L über das Substrat 308 zu bewegen, um elektrische Signale zu erzeugen, die an den Controller 324 als Bilddaten der ebenen Oberfläche des Substrats 308 bereitgestellt werden (Block 420). Die Bereiche, auf die Werkstoff und Trägermaterial ausgestoßen wurden, senden Licht aus, wie oben erklärt. Die Anteile der Oberfläche mit Totalreflexion des Lichts und die Anteile, die Licht aussenden, sollten dem Testmuster entsprechen, das verwendet wurde, um Werkstoff und Trägermaterial auszustoßen. Die Bilddaten der ebenen Oberfläche werden in Bezug auf die erwarteten Positionen für Werkstoff und Trägermaterial analysiert, die verwendet wurden, um das Testmuster zur Identifikation funktionsloser Tintenstrahlen zu bilden (Block 424), und falls funktionslose Tintenstrahlen identifiziert werden, wird ein Signal für den Bediener des Druckers erzeugt, das einen defekten Druckkopf anzeigt (Block 428). Der Bediener kann dann entsprechende Maßnahmen ergreifen. Wenn das Substrat an der Position abgebildet wurde, an der es gedruckt wurde, fährt der Prozess damit fort, dass der Controller 324 das Stellglied 316 betätigt, um den Transport 312 rückwärts zu drehen und das Substrat zu seiner Ausgangsposition zurückzuführen (Block 432). Andernfalls befindet sich das Substrat bereits in Reinigungsposition. Controller 324 betätigt ein Stellglied 316, um das Substrat 308 in das Reinigungselement 320 einzurücken und dann das Reinigungselement 320 in Richtung L zu bewegen, um Material von dem Substrat zu entfernen (Block 436). Das entfernte Material wird in dem Abfallbehälter 328 gesammelt, der in der Figur als am vorderen Ende des Endlosbands 330 angeordnet gezeigt ist, obwohl auch andere Positionen und Bewegungsrichtungen des Reinigungselements verwendet werden können. Der Behälter 328 kann von Zeit zu Zeit aus dem Drucker entfernt und entweder ausgetauscht oder geleert und dann wieder installiert werden. Wenn das Substrat an der Position abgebildet wurde, auf die es gedruckt wurde, betätigt der Controller 324 das Stellglied 316, um den optischen Sensor 304 zu der Position über dem Substrat 308 zurückzuführen (Block 440).
-
Der Prozess von 4 fährt in einigen Ausführungsformen mit einer Bewertung der Substratreinigung fort. In diesen Ausführungsformen aktiviert der Controller eine Lichtquelle, nachdem der Reiniger Material von der Oberfläche des Substrats entfernt hat (Block 444), und bewegt den optischen Sensor über das Substrat, um Bilddaten des gereinigten Substrats zu erzeugen (Block 448). Diese Bilddaten werden mit einem festgelegten Grenzwert verglichen, um zu identifizieren, ob Licht, das von dem Substrat emittiert wird, den Grenzwert überschreitet, da Licht nur emittiert wird, wenn sich Material auf der Oberfläche des Substrats befindet (Block 452). Wenn der Grenzwert überschritten wird, liegt in den von dem optischen Sensor empfangenen Bilddaten ein Rauschen vor. In Reaktion auf dieses Rauschen kann ein weiterer Reinigungsvorgang ausgeführt werden (Blöcke 436-440), und eine weitere Bewertung der Reinigung findet statt (Blöcke 444-452). Wenn das Substrat mehr als einmal in dem aktuellen Test gereinigt wurde (Block 456), werden die Bilddaten von mindestens einem Teil des Substrats in einem Speicher abgelegt, der wirksam mit dem Controller verbunden ist (460). Diese Rauschdaten werden von Bilddaten subtrahiert, die bei dem nächsten Test des Druckkopfes erhalten werden, um eine Identifikation des Testmusters ohne Beeinträchtigung durch das Rauschen zu ermöglichen, damit der Controller funktionslose Tintenstrahlen erkennen kann.
-
Das Reinigungselement 320 ist an einem Trägerelement 348 montiert, das wirksam mit einem Stellglied 316 verbunden ist. Wie oben erwähnt, betätigt der Controller 324 das Stellglied, um das Trägerelement zu bewegen und das Substrat 308 mit dem Reinigungselement 320 zu reinigen. Diese Aktion kehrt Werkstoff und Trägermaterial von dem Substrat 308 in den Abfallbehälter 328, um die Oberfläche des Substrats für den Druck eines weiteren Testmusters zu erneuern. Das Reinigungselement 320 kann einen Vorrat an Reinigungslösung 340 umfassen, das so gestaltet ist, dass es Reinigungslösung auf dem Substrat verteilt, bevor das Reinigungselement das Substrat kehrt. Die Reinigungslösung wirkt chemisch auf Werkstoff und Trägermaterial ein, um das Material zu lösen, bevor es mit dem Reinigungselement in Berührung kommt. Zusammen oder alternativ kann eine Heizvorrichtung 344 wirksam mit dem Controller verbunden werden, um die Heizvorrichtung wahlweise mit einem Netzteil zu verbinden. Die Heizvorrichtung ist in Bezug auf das Reinigungselement 320 angeordnet, um Werkstoff und Trägermaterial zu erhitzen, bevor das Reinigungselement das Substrat 308 kehrt.
-
Obwohl sich die oben diskutierten Ausführungsformen in einem Drucker befinden, der dreidimensionale Objekte formt, können ein lichtdurchlässiges Substrat und das System, das funktionslose Tintenstrahlen aufgrund des Lichts erkennt, das ein solches Substrat emittiert, auch bei 2D-Dokumentdrucksystemen verwendet werden, insbesondere bei solchen, die klare Tinten verwenden. Wie also in diesem Dokument verwendet, betrifft das Wort „Material“ Substanzen, die verwendet werden können, um dreidimensionale Objekte zu bilden, als auch Tinten, die für den Dokumentdruck verwendet werden. Bei Dokumentdrucksystemen kann ein lichtdurchlässiges Substrat benachbart eines Druckbereichs in dem Drucker angeordnet sein, und von Zeit zu Zeit wird der Druckkopf gegenüber dem Substrat bewegt, um Tinte auf das Substrat auszustoßen. Dann wird Licht in das Substrat eingestrahlt und das Substrat wird abgebildet, so dass die Bilddaten analysiert werden können, um funktionslose Tintenstrahlen zu identifizieren. Gleichermaßen können Druckköpfe, die klare Tinte auf eine bewegliche Bahn oder ein Bildgebungselement, wie eine Walze, ausstoßen, zum Bedrucken und zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen gegenüber einem lichtdurchlässigen Substrat bewegt werden.
