DE102015205239B4

DE102015205239B4 - Drucker und Apparat mit einem System zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in Druckköpfen, die klares Material ausstoßen, unter Verwendung eines lichtdurchlässigen Substrats

Info

Publication number: DE102015205239B4
Application number: DE102015205239.7A
Authority: DE
Inventors: Victoria L. Warner; James L. Giacobbi; Matthew R. McLaughlin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: US20170050373A1; US9302518B2; US9566784B2; JP2015196383A; JP6336936B2; DE102015205239A1; US10076878B2; US20160167377A1; CN104943169A; KR102182440B1; KR20150113839A; US20150273913A1; CN104943169B

Abstract

Drucker, umfassend:einen Druckkopf (22), gestaltet mit Tintenstrahlen, um Tropfen eines Materials auszustoßen;ein thermisches Substrat (308), gestaltet, um in eine Position gegenüber dem Druckkopf (22) bewegt zu werden, um von dem Druckkopf (22) ausgestoßene Tropfen aufzunehmen;einen optischen Sensor (304), gestaltet, um Daten zu erzeugen, die den Tropfen auf dem thermischen Substrat entsprechen;eine Transportvorrichtung (332), gestaltet, das Substrat in eine Position gegenüber dem optischen Sensor (304) zu bewegen, um zu ermöglichen, dass der optische Sensor Bilddaten der Tropfen auf dem thermischen Substrat erzeugt; undeinen Controller (46), der wirksam mit der Transportvorrichtung (332), dem optischen Sensor (304) und dem Druckkopf (22) verbunden ist, wobei der Controller (46) gestaltet ist, den Druckkopf (22) zu betätigen, um eine festgelegte Anzahl Tropfen von jedem Tintenstrahl auf das thermische Substrat (308) auszustoßen, während das thermische Substrat in der Position gegenüber dem Druckkopf (22) stationär bleibt, um zu ermöglichen, dass die festgelegte Anzahl Tropfen einen Testpunkt für jeden Tintenstrahl auf dem thermischen Substrat bilden, den optischen Sensor (304) zu betätigen, um Bilddaten des thermischen Substrats zu erzeugen, und funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (22) in Bezug auf die Bilddaten zu identifizieren, die von dem optischen Sensor (304) empfangen wurden, die den Testpunkten auf dem thermischen Substrat entsprechen, wobei das thermische Substrat (308) ein reversibles, thermisches Substrat (308) ist, das die Farbe in Reaktion auf Wärme ändert, die in dem Material der ausgestoßenen Tropfen enthalten ist und zu seiner ursprünglichen Farbe zurückkehrt, wenn die Wärme verflogen ist.

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 ein ordentlich gebildetes Objekt oder Dokument hergestellt werden 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.
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 gemäß Anspruch 1 und einen Apparat gemäß Anspruch 8 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niederlegt.
DE 693 13 756 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 erforderlichenfalls planarisiert, beispielsweise mittels eines Fräsers, Messers, Walzens oder Thermostabs, 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.
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 Seitenansicht 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 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 auch 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 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 einen thermischen Film 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 funktionsloser Tintenstrahlen 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, die klare Materialien ausstoßen, 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 thermisches Substrat 308, ein oder mehrere Stellglieder 316, einen Controller 324, ein Reinigungselement 320 und einen Abfallbehälter 328. Das Substrat 308 ist als Endlosband gestaltet, das um die Rollen 332 eingekuppelt ist. Der optische Sensor 304 ist so breit wie das Band, obwohl der optische Sensor 304 schmaler als das Band sein kann, wenn er für bidirektionale Bewegung mit einem Stellglied in Richtung der Bandbreite ausgelegt ist. Der Controller 324 ist wirksam mit den Stellgliedern 316 verbunden, um mindestens eine der Rollen 332 anzutreiben, um das Endlosband von Substrat 308 um den optischen Sensor herum zu drehen und das Substrat 308 mit dem Reinigungselement 320 zu kehren.
Das thermische 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 die Farbe in Reaktion auf Wärme ändert, die in dem Werkstoff oder dem Trägermaterial enthalten ist. Die optische Dichte dieser Materialien nimmt in Bezug auf eine bekannte Funktion der optischen Dichte pro Einheit zugeführter Wärmeenergie zu dem Material des thermischen Substrats zu. Die durch die Wärme nachgedunkelten Bereiche kehren zu ihrer ursprünglichen Farbe zurück, wenn die Wärmeenergie verflogen ist. Die ebenen Substrate können z.B. ein Film sein, hergestellt von LCR Hallcrest, Glenview, IL. Beispielhafte Materialien siehe http://www.hallcrest.com/digitempsc.cfm. Wie in diesem Dokument verwendet, ist ein thermisches Substrat eines, das eine optische Dichte eines Bereichs auf dem Substrat pro Einheit der diesem Bereich zugeführten Wärmeenergie ändert. Ein reversibles, thermisches Substrat, wie in diesem Dokument verwendet, betrifft ein thermisches Substrat, das zu einer optischen Dichte zurückkehrt, die ein Bereich des Substrats vor einer Zufuhr von Wärmeenergie zu diesem Bereich gehabt hat.
Ein Reinigungselement 320 ist an einem Trägerelement befestigt, das wirksam mit einem Stellglied verbunden ist. Wie unten beschrieben, betätigt der Controller 324 das Stellglied, um das Trägerelement zu bewegen und in das Substrat 332 mit dem Reinigungselement 320 einzurücken. Diese Aktion kehrt Werkstoff und Trägermaterial von dem Substrat 308 in den Abfallbehälter 328, um die Oberfläche des Substrats 308 für den Druck eines weiteren Testmusters zu erneuern. Das Reinigungselement 320 kann einen Vorrat an Reinigungslösung 340 umfassen, den der Controller 324 betätigen kann, um Reinigungslösung auf dem Substrat zu verteilen, 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. Zusätzlich oder alternativ kann eine Heizvorrichtung 326 in Bezug auf das Reinigungselement 320 angeordnet werden, um Werkstoff und Trägermaterial zu erhitzen, bevor das Reinigungselement das Substrat 308 kehrt. In anderen Ausführungsformen wird kein Reinigungselement bereitgestellt und der Controller fördert das Substrat 332 um einen Betrag, der ermöglicht, dass ein Testmuster gedruckt und dann mit dem Sensor 304 abgebildet wird. Der Controller 324 erkennt, wenn das Band 308 eine volle Umdrehung nahezu abgeschlossen hat, und er erzeugt ein Signal, das anzeigt, dass das Band 308 gewechselt werden muss.
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 angeordnet ist, wo der Controller 108 den Druckkopf 86 betätigt, Werkstoff und Trägermaterial auf das Substrat 308 auszustoßen, welches während des Bedruckens stationär ist (Block 404). In einer Ausführungsform wird jeder Tintenstrahl in dem Druckkopf mehrfach betätigt, um einen Materialhaufen, auch als Testpunkt bezeichnet, auf einem Teil des Substrats 308 gegenüber dem Tintenstrahl zu bilden. Nachdem das Testmuster gedruckt ist, erzeugt der Controller 108 ein Signal an den Controller 324, das anzeigt, dass die Materialausstöße, die ein Testmuster bilden, abgeschlossen sind (Block 408). In Reaktion auf das Signal von Controller 108 betätigt Controller 324 den optischen Sensor 304, um Bilddaten des Substrats 308 zu erzeugen (Block 420). Der Betrieb des Sensors 304 tritt nahezu sofort nach Druck des Testmusters ein, da die Wärme des ausgestoßenen Materials und seine Wirkung auf das Substrat 332 anfangen zu verfliegen, während das Material die Tintenstrahlen verlässt. Die elektrischen Signale, die der Sensor 304 erzeugt, sind Bilddaten, die in Bezug auf die zu erwartenden Positionen für Werkstoff und Trägermaterial analysiert werden, die verwendet werden, um das Testmuster zu 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. Der Controller 324 fährt damit fort, das Stellglied 316 zu betätigen, um das Substrat 308 zu drehen und einen sauberen Teil für einen nächsten Tintenstrahltest vorzubereiten (Block 430). Wie oben erklärt, kann die Reinigung durch Einrücken des Substrats 308 in das Reinigungselement 320 ausgeführt werden, um Material von dem Substrat zu entfernen, wenn das Substrat an dem Reinigungselement vorbei geführt wird oder durch Vortrieb des Substrats, um einen reinen Teil des Substrats für das nächste Muster bereitzustellen. Wenn Material von dem Element 320 entfernt wird, wird es in dem Abfallbehälter 328 gesammelt, der von Zeit zu Zeit von dem Drucker entfernt werden kann, und entweder ausgetauscht oder geleert und dann wieder installiert wird.
Obwohl sich die oben diskutierten Ausführungsformen in einem Drucker befinden, der dreidimensionale Objekte formt, können thermische Substrate und das System, das funktionslose Tintenstrahlen aufgrund der Wirkungen erkennt, die Wärme auf das ausgestoßene Material auf Substrate hat, auch bei 2D-Dokumentdrucksystemen verwendet werden, insbesondere bei solchen, die klare Tinten verwenden. In solchen Systemen wird ein thermisches Substrat von Zeit zu Zeit an dem Druckkopf vorbeigeführt, um bedruckt, abgebildet und analysiert zu werden, um funktionslose Tintenstrahlen zu identifizieren. Gleichermaßen können Druckköpfe, die klare Tinte auf eine bewegliche Bahn oder auf ein Bildgebungselement, wie eine Walze, ausstoßen, zum Bedrucken und zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen gegenüber einem thermischen Substrat bewegt werden. Wie also in diesem Dokument verwendet, betrifft das Wort „Material“ Substanzen, die zur Bildung dreidimensionaler Objekte verwendet werden, als auch Tinten, die zum Dokumentdruck verwendet werden.

Claims

Drucker, umfassend: einen Druckkopf (22), gestaltet mit Tintenstrahlen, um Tropfen eines Materials auszustoßen; ein thermisches Substrat (308), gestaltet, um in eine Position gegenüber dem Druckkopf (22) bewegt zu werden, um von dem Druckkopf (22) ausgestoßene Tropfen aufzunehmen; einen optischen Sensor (304), gestaltet, um Daten zu erzeugen, die den Tropfen auf dem thermischen Substrat entsprechen; eine Transportvorrichtung (332), gestaltet, das Substrat in eine Position gegenüber dem optischen Sensor (304) zu bewegen, um zu ermöglichen, dass der optische Sensor Bilddaten der Tropfen auf dem thermischen Substrat erzeugt; und einen Controller (46), der wirksam mit der Transportvorrichtung (332), dem optischen Sensor (304) und dem Druckkopf (22) verbunden ist, wobei der Controller (46) gestaltet ist, den Druckkopf (22) zu betätigen, um eine festgelegte Anzahl Tropfen von jedem Tintenstrahl auf das thermische Substrat (308) auszustoßen, während das thermische Substrat in der Position gegenüber dem Druckkopf (22) stationär bleibt, um zu ermöglichen, dass die festgelegte Anzahl Tropfen einen Testpunkt für jeden Tintenstrahl auf dem thermischen Substrat bilden, den optischen Sensor (304) zu betätigen, um Bilddaten des thermischen Substrats zu erzeugen, und funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (22) in Bezug auf die Bilddaten zu identifizieren, die von dem optischen Sensor (304) empfangen wurden, die den Testpunkten auf dem thermischen Substrat entsprechen, wobei das thermische Substrat (308) ein reversibles, thermisches Substrat (308) ist, das die Farbe in Reaktion auf Wärme ändert, die in dem Material der ausgestoßenen Tropfen enthalten ist und zu seiner ursprünglichen Farbe zurückkehrt, wenn die Wärme verflogen ist.
Drucker nach Anspruch 1, wobei das thermische Substrat (308) weiter Folgendes umfasst: ein Endlosband aus reversiblem, thermischen Substrat, (308) das in eine Mehrzahl von Rollen eingehakt ist; und den Controller (46), der weiter gestaltet ist, ein Stellglied zu betätigen, um das Endlosband aus reversiblem, thermischen Substrat (308) um die Mehrzahl von Rollen zu bewegen.
Drucker nach Anspruch 2, der weiter Folgendes umfasst: ein Reinigungselement (320); und den Controller (46), der weiter gestaltet ist, das Reinigungselement (320) zu betätigen, dass es in das reversible, thermische Substrat einrückt, wenn das Endlosband aus reversiblem, thermischen Substrat (308) an dem Reinigungselement (320) vorbei bewegt wird.
Drucker nach Anspruch 3, der weiter Folgendes umfasst: einen Vorrat an Reinigungslösung; und den Controller (46), der weiter gestaltet ist, den Vorrat an Reinigungslösung zu betätigen, um Reinigungslösung auf das reversible, thermische Substrat (308) aufzutragen, bevor das Reinigungselement (320) in das reversible, thermische Substrat (308) einrückt.
Drucker nach Anspruch 3, wobei das Reinigungselement (320) weiterhin Folgendes umfasst: eine Heizvorrichtung, gestaltet, das reversible, thermische Substrat (308) zu erhitzen, wenn das reversible, thermische Substrat an dem Reinigungselement (320) vorbei bewegt wird.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der optische Sensor eine Breite aufweist, die breiter als eine Breite des reversiblen, thermischen Substrats (308) ist.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der optische Sensor auf einer Seite des reversiblen, thermischen Substrats (308) angeordnet ist, die gegenüber einer Seite des reversiblen, thermischen Substrats ist, die Tropfen von dem Druckkopf (22) aufnimmt.
Apparat, umfassend: ein thermisches Substrat (308); einen optischen Sensor (304), gestaltet, Daten einer Oberfläche auf dem thermischen Substrat (308) zu erzeugen; eine Transportvorrichtung (332), gestaltet, das thermische Substrat (308) in eine Position gegenüber dem optischen Sensor (304) zu bewegen, um zu ermöglichen, dass der optische Sensor Bilddaten von Tropfen auf dem thermischen Substrat erzeugt; und einen Controller (46), der wirksam mit der Transportvorrichtung (332) und dem optischen Sensor (304) verbunden ist, wobei der Controller (46) gestaltet ist, die Transportvorrichtung (332) zu betätigen, um das thermische Substrat (308) in die Position gegenüber dem optischen Sensor (304) zu bewegen, den optischen Sensor (304) zu betätigen, um Bilddaten des thermischen Substrats (308) zu erzeugen, nachdem Tropfen des Materials auf das thermische Substrat durch Tintenstrahlen in einem Druckkopf (22) ausgestoßen wurden, und funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (22) zu identifizieren, der die Tropfen in Bezug auf die Bilddaten ausgestoßen hat, die von dem optischen Sensor (304) empfangen wurden, die den Tropfen des Materials auf dem thermischen Substrat (308) entsprechen, wobei das thermische Substrat ein reversibles, thermisches Substrat (308) ist, das die Farbe in Reaktion auf Wärme ändert, die in dem Material der ausgestoßenen Tropfen enthalten ist und zu seiner ursprünglichen Farbe zurückkehrt, wenn die Wärme verflogen ist.