DE102015205240B4

DE102015205240B4 - Drucker mit einem System zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen in Druckköpfen

Info

Publication number: DE102015205240B4
Application number: DE102015205240.0A
Authority: DE
Inventors: William H. Wayman
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: KR102208293B1; CN104943168A; US9114652B1; KR20150113842A; JP2015196384A; DE102015205240A1; CN104943168B; JP6391506B2

Abstract

Drucker, umfassend:einen Druckkopf (86), der mit einer Mehrzahl von Tintenstrahlen gestaltet ist, um Material auszustoßen;ein Vorrat für ein thermisches Substrat (310), das gestaltet ist, thermisches Substrat (310) zu einer Position gegenüber dem Druckkopf (86) zu bewegen, um Material aufzunehmen, das von dem Druckkopf (86) ausgestoßen wird;einen optischen Sensor (34), der gestaltet ist, elektrische Signale zu erzeugen, die einer optischen Dichte eines Orts auf dem thermischen Substrat (310) entsprechen;ein Stellglied, das wirksam mit dem optischen Sensor (34) verbunden ist, um den optischen Sensor (34) zu einer Position gegenüber dem thermischen Substrat (310) zu bewegen, auf das Material ausgestoßen wurde;eine Heizvorrichtung (320), die gestaltet ist, eine Länge thermisches Substrat (310) einer Hitze auszusetzen; undeinen Controller (324), der wirksam mit einer Mehrzahl von Stellgliedern, dem optischen Sensor (34), der Heizvorrichtung (320) und dem Druckkopf (86) verbunden ist, wobei der Controller (324) gestaltet ist, den Druckkopf (86) zu betätigen, um eine festgelegte Anzahl von Materialtropfen von jedem Tintenstrahl auf das thermische Substrat (310) auszustoßen, um zu ermöglichen, dass die festgelegte Anzahl Materialtropfen einen Testpunkt für jeden Tintenstrahl auf dem thermischen Substrat (310) bilden, die Heizvorrichtung (320) zu betätigen, um die Länge des thermischen Substrats (310), die der Hitze ausgesetzt ist, nachzudunkeln, das Stellglied zu betätigen, um den optischen Sensor (34) in eine Position gegenüber dem thermischen Substrat (310) zu bewegen, um Bilddaten des Substrats und der Testpunkte auf dem Substrat (310) zu erzeugen, und funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) in Bezug auf die Daten zu identifizieren, die von dem optischen Sensor (34) empfangen wurden, die optischen Dichten des thermischen Substrats an einer Mehrzahl von Stellen auf dem thermischen Substrat (310) entsprechen.

Description

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 fortgesetzt. 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 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.
EP 2 199 068 A2 beschreibt ein dreidimensionales Objektdruckverfahren, umfassend: Abscheiden von Baumaterialien zum schichtweisen Drucken eines dreidimensionalen Objekts mit einer benachbarten Trägerkonstruktion, wobei innerhalb einer Schicht ein Teil des Objekts und ein Teil der Trägerkonstruktion sind durch einen Barriereraum aus freien Pixeln getrennt, in dem kein Material abgeschieden ist, und der Barriereraum innerhalb der Schicht ermöglicht die Ausbreitung von Materialien von dem Teil des Objekts und dem Teil der Trägerkonstruktion in den Barriereraum.
JP 2009 220394 A 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 funktionslose Tintenstrahlen in Druckköpfen besser zu erkennen. Diese Ziel wird durch einen Drucker gemäß Anspruch 1 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.

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.
5 ist ein Beispiel für den Kontrast zwischen einem entwickelten thermischen Substrat und dem klaren Material, das von einem Druckkopf auf das Substrat ausgestoßen wurde.

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. Das Trägermaterial ermöglicht auch, dass der Werkstoff Lücken in dem zugrundeliegenden Objekt überbrückt. 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 ein Testmuster auf ein thermisches Substrat druckt, 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 zur optischen Abtastung funktionsloser Tintenstrahlen 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. In dieser Ausführungsform ist das Modul 300 mit einer Rolle gebildet, die einen Vorrat an thermischem Substrat für den Druck von Testmustern unterstützt, die zu einer Aufnahmerolle bewegt werden. Das Modul 300 ist auch so eingerichtet, dass es in einen Bereich 112 des Druckers 60 passt. Das Modul 300 umfasst einen optischen Sensor 304, eine Vorratsrolle 310 des thermischen Substrats auf einer Rolle, eine Aufnahmerolle 314, ein oder mehrere Stellglieder 316, ein Paar Trägerelemente 318, eine Heizvorrichtung 320 und einen Controller 324. Der optische Sensor 304 ist gestaltet, um das Testmuster auf dem Substrat abzubilden, das von Vorratsrolle 310 gezogen wird, nachdem der Druckkopf 86 das Testmuster auf das Substrat gedruckt hat. Der Controller 324 ist wirksam mit der Heizvorrichtung 320 und dem Stellglied 316 verbunden. Obwohl die Heizvorrichtung als Komponente von Träger 318 dargestellt ist, könnte sie auch zwischen der Rolle 310 und Träger 318 unter dem Druckkopf 86 angeordnet sein, oder sie könnte gestaltet sein, das Substrat zu heizen, nachdem es gedruckt wurde. Der Controller 324 aktiviert die Heizvorrichtung 320 selektiv, um den Teil des Substrats, der mit dem Testmuster gedruckt wird, mit ausreichender Wärmeenergie zu exponieren, damit die hitzesensitiven Beschichtungen auf dem thermischen Substrat chemisch reagieren und nachdunkeln. Diese Reaktion wird gelegentlich als Entwicklung des thermischen Substrats bezeichnet. Wie in diesem Dokument verwendet, betrifft „Heizvorrichtung“ ein beliebiges Material, das gestaltet ist, Wärme selektiv in Reaktion auf die Anwendung eines Stimulus, wie einen elektrischen Strom oder einen chemischen Katalysator, zu erzeugen. Der Controller 324 steuert auch selektiv die Aufnahmerolle 314 an, um Substrat von der Vorratsrolle 310 zur Druckposition und dann zu der Position, in der es abgebildet wird, und schließlich zur Aufnahmerolle 314 zu ziehen.
Das thermische Substrat auf Rolle 310 kann aus einer Substanz gefertigt sein, die den Werkstoff und das Trägermaterial unterstützt, das von dem Druckkopf 86 ausgestoßen wird, wie Papier, das mit einem wärmesensitiven Farbstoff beschichtet ist, der seine Farbe in Reaktion auf Exposition mit Hitze von einer Heizvorrichtung 320 ändert. Das thermische Substrat erhöht seine optische Dichte in Bezug auf eine bekannte optische Dichte pro Einheit zugeführter Wärmeenergie zum dem Material des thermischen Substrats. Die Vorratsrolle 310 kann z.B. eine Rolle von P35032-Papier sein, verfügbar von Kanzaki Specialty Papers, Inc., Springfield, MA.
In 4 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Druckers gezeigt, der dreidimensionale Objekte herstellt. In der Beschreibung dieses Verfahrens betrifft eine Aussage, 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 604) angeordnet ist. In Reaktion darauf, dass der Controller 324 den Druckkopf in dem Modul 300 erkennt, betätigt der Controller 324 das Stellglied 316, um die Aufnahmerolle 314 zu drehen und einen frischen Teil des thermischen Substrats von dem Vorrat auf der Rolle 310 zu einer Position unter dem Druckkopf 86 (Block 608) zu ziehen. Wenn sich das Substrat in Druckposition befindet, erzeugt der Controller 324 ein Signal an den Controller 108, um die Tintenstrahlen in dem Druckkopf zu betätigen, um ein Testmuster auf dem Substrat (Block 612) zu drucken. Der Controller 324 aktiviert auch die Heizvorrichtung 320, um das thermische Substrat zu entwickeln, wenn das Substrat die Heizvorrichtung (Block 616) passiert. In einer Ausführungsform wird jeder Tintenstrahl in dem Druckkopf wiederholt betätigt, um einen Haufen Material, auch als Testpunkt bezeichnet, auf einem Teil der Substratrolle 310 gegenüber dem Tintenstrahl zu bilden. Wenn das Testmuster gedruckt ist, bewegt der Controller 108 den Druckkopf 86 aus dem Modul 300 und erzeugt ein Signal für den Controller 324. In Reaktion auf das Signal von Controller 108 betätigt der Controller 324 das Stellglied 316, um den bedruckten Teil des thermischen Substrats zu einer Position gegenüber dem optischen Sensor 304 (Block 620) zu bewegen. Weil die Heizvorrichtung aktiviert wurde, wurde das thermische Substrat einer Hitze ausgesetzt und damit nachgedunkelt, unabhängig davon, ob die Exposition vor, während oder nach dem Drucken des Testmusters erfolgte, jedoch vor dem Erreichen des optischen Sensors 304. Es wird also ein Kontrast zwischen dem entwickelten, nachgedunkelten thermischen Substrat und den Materialien hergestellt, die aus dem Druckkopf 86 ausgestoßen wurden. Ein Beispiel für diesen Kontrast zwischen einem entwickelten thermischen Substrat 332 und Material 334, das aus einem Druckkopf ausgestoßen wurde, ist in 5 gezeigt. In Druckern, die UV-Tinten verwenden, tritt dieser Kontrast auf, weil UV-härtende Tinten eine alkalische Komponente besitzen, die die aktive Säureschicht in dem Substrat neutralisieren, die verhindert, dass das Substrat in dieser Position nachdunkelt.
Der Prozess von 4 fährt damit fort, dass der optische Sensor 304 betätigt wird, elektrische Signale zu erzeugen, die mit den optischen Dichten des Testmusters auf dem thermischen Substrat (Block 620) korrespondieren. Die elektrischen Signale werden durch Betätigung des optischen Sensors erzeugt, Licht in Richtung des Testmusters auf dem Teil des bedruckten thermischen Substrats zu emittieren und die Reflexionen von dem Testmuster und dem thermischen Substrat mit Fotodetektoren zu empfangen, die elektrische Signale erzeugen. Diese elektrischen Signale sind Bilddaten, die mit Bezug zu der Funktion analysiert werden, die in Bezug zu einer optischen Dichte eines jeden Tropfens steht, der auf das Substrat ausgestoßen wurde, um funktionslose Tintenstrahlen (Block 624) zu identifizieren und, falls funktionslose Tintenstrahlen identifiziert werden, ein Signal für den Bediener des Druckers (Block 628) erzeugt wird, das einen defekten Druckkopf anzeigt. Der Bediener kann dann entsprechende Maßnahmen ergreifen. Der Controller 324 bestimmt, ob die Vorratsrolle 310 leer ist (Block 632), und falls dies der Fall ist, ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass eine weitere Vorratsrolle erforderlich ist (Block 634). Ein Bediener kann dann die Aufnahmerolle entfernen und eine weitere Vorratsrolle 310 des thermischen Substrats bereitstellen. Wenn ein angemessener Vorrat an thermischem Substrat verbleibt, wartet der Controller 324 darauf, dass der Druckkopf zu der Position zurückkehrt, um ein weiteres Testmuster zu drucken (Block 604).
Obwohl sich die oben diskutierten Ausführungsformen in einem Drucker befinden, der dreidimensionale Objekte bildet, kann eine Quelle für ein thermisches Substrat und das System, das funktionslose Tintenstrahlen aufgrund von Änderungen der optischen Dichte auf einem solchen Substrat erkennt, auch in 2D-Dokumentdrucksystemen, insbesondere in solchen, die klare Tinten benutzen, verwendet werden. In solchen Systemen ist eine Vorratsrolle des thermischen Substrats in dem Drucker angeordnet, und von Zeit zu Zeit wird ein Teil des Substrats von der Vorratsrolle gezogen, bedruckt, Hitze ausgesetzt und analysiert, um funktionslose Tintenstrahlen zu identifizieren. In gleicher Weise können Druckköpfe, die klare Tinte auf eine bewegliche Bahn oder ein Bildgebungselement, wie eine Walze, ausstoßen, gegenüber einem thermischem Substrat, entweder in Bogenform oder von einem Rollenvorrat, bewegt, bedruckt, erhitzt, abgebildet und analysiert werden, um funktionslose Tintenstrahlen zu identifizieren.
Obwohl sich die oben diskutierten Ausführungsformen in einem Drucker befinden, der dreidimensionale Objekte bildet, können thermische Substrate und das System, das funktionslose Tintenstrahlen aufgrund von Änderungen der optischen Dichte auf solchen Substraten erkennt, auch in 2D-Dokumentdrucksystemen, insbesondere in solchen, die klare Tinten benutzen, verwendet werden. Wie also in diesem Dokument verwendet, betrifft das Wort „Material“ Substanzen, die zur Bildung dreidimensionaler Objekte verwendet werden können, sowie Tinten, die zum Dokumentdruck verwendet werden. In Systemen mit Druckköpfen, die diese Materialien ausstoßen, kann ein zweiter Vorrat an thermischem Substrat vorgehalten werden, und von Zeit zu Zeit wird ein Teil des Substrats von diesem Vorrat gezogen, Hitze ausgesetzt, bedruckt und analysiert, um funktionslose Tintenstrahlen zu identifizieren. In gleicher Weise können Druckköpfe, die klare Tinte auf eine bewegliche Bahn oder ein Bildgebungselement, wie eine Walze, ausstoßen, gegenüber einem thermischen Substrat, entweder in Bogenform oder von einem Rollenvorrat, zum Erhitzen, Bedrucken und zur Erkennung funktionsloser Tintenstrahlen bewegt werden. In Ausführungsformen des oben beschriebenen Apparats, die in 2D- und 3D-Druckern verwendet werden, kann die Reihenfolge des Bedruckens des Substrats und des Erhitzens des Substrats umgekehrt werden. D.h., das Substrat wird Hitze einer Heizvorrichtung ausgesetzt, um das Substrat nachzudunkeln, und dann wird das Testmuster auf das nachgedunkelte Substrat gedruckt. In diesen Ausführungsformen hellt sich das nachgedunkelte Substrat auf, wo das Material oder die Tinte mit dem Substrat in Kontakt kommt, da das Material oder die Tinte die Chemie zwischen den Farbstoffschichten des Substrats beeinträchtigt oder in einigen Fällen umkehrt.
Es versteht sich, dass Varianten der oben offenbarten sowie weiterer Funktionen oder Alternativen davon nach Belieben zu zahlreichen weiteren Systemen, Anwendungen oder Verfahren kombiniert werden können. Verschiedene, gegenwärtig unvorhergesehene oder nicht angenommene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen können anschließend von einem Fachmann vorgenommen werden, die ebenfalls durch die folgenden Ansprüche umfasst sein sollen.

Claims

Drucker, umfassend: einen Druckkopf (86), der mit einer Mehrzahl von Tintenstrahlen gestaltet ist, um Material auszustoßen; ein Vorrat für ein thermisches Substrat (310), das gestaltet ist, thermisches Substrat (310) zu einer Position gegenüber dem Druckkopf (86) zu bewegen, um Material aufzunehmen, das von dem Druckkopf (86) ausgestoßen wird; einen optischen Sensor (34), der gestaltet ist, elektrische Signale zu erzeugen, die einer optischen Dichte eines Orts auf dem thermischen Substrat (310) entsprechen; ein Stellglied, das wirksam mit dem optischen Sensor (34) verbunden ist, um den optischen Sensor (34) zu einer Position gegenüber dem thermischen Substrat (310) zu bewegen, auf das Material ausgestoßen wurde; eine Heizvorrichtung (320), die gestaltet ist, eine Länge thermisches Substrat (310) einer Hitze auszusetzen; und einen Controller (324), der wirksam mit einer Mehrzahl von Stellgliedern, dem optischen Sensor (34), der Heizvorrichtung (320) und dem Druckkopf (86) verbunden ist, wobei der Controller (324) gestaltet ist, den Druckkopf (86) zu betätigen, um eine festgelegte Anzahl von Materialtropfen von jedem Tintenstrahl auf das thermische Substrat (310) auszustoßen, um zu ermöglichen, dass die festgelegte Anzahl Materialtropfen einen Testpunkt für jeden Tintenstrahl auf dem thermischen Substrat (310) bilden, die Heizvorrichtung (320) zu betätigen, um die Länge des thermischen Substrats (310), die der Hitze ausgesetzt ist, nachzudunkeln, das Stellglied zu betätigen, um den optischen Sensor (34) in eine Position gegenüber dem thermischen Substrat (310) zu bewegen, um Bilddaten des Substrats und der Testpunkte auf dem Substrat (310) zu erzeugen, und funktionslose Tintenstrahlen in dem Druckkopf (86) in Bezug auf die Daten zu identifizieren, die von dem optischen Sensor (34) empfangen wurden, die optischen Dichten des thermischen Substrats an einer Mehrzahl von Stellen auf dem thermischen Substrat (310) entsprechen.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der Vorrat an thermischem Substrat (310) weiterhin Folgendes umfasst: eine erste Rolle (310), wobei der Vorrat an thermischem Substrat (310) zu einer Rolle gewickelt ist, die auf der ersten Rolle angebracht ist; eine zweite Rolle (314), an dem ein loses Ende des Vorrats an thermischem Substrat (310) befestigt ist, damit thermisches Substrat (310) durch Drehung der zweiten Rolle von der ersten Rolle übertragen werden kann; ein Stellglied (316), das wirksam mit der zweiten Rolle und dem Controller (324) verbunden ist, wobei das Stellglied so gestaltet ist, dass es die zweite Rolle drehen kann; und den Controller (324), der weiterhin so gestaltet ist, dass er das Stellglied betätigt, das wirksam mit der zweiten Rolle verbunden ist, um die zweite Rolle zu drehen und thermisches Substrat (310) von dem Vorrat an thermischem Substrat (310), das auf der ersten Rolle angebracht ist, zu ziehen.
Drucker nach Anspruch 2, wobei der Controller (324) weiterhin so gestaltet ist, dass er erkennt, wenn der Vorrat an thermischem Substrat (310), das auf der ersten Rolle angebracht ist, aufgebraucht ist, um ein Signal zu erzeugen, das anzeigt, dass der Vorrat an thermischem Substrat (310) aufgebraucht ist, damit das thermische Substrat (310), das auf der zweiten Rolle aufgewickelt ist, entfernt und ein weiterer Vorrat an thermischem Substrat (310) auf der ersten Rolle angebracht wird.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der Controller (324) weiterhin so gestaltet ist, dass Tintenstrahlen identifiziert werden, die keine Materialtropfen einer festgelegten Größe in Bezug auf die Daten ausstoßen, die mit den optischen Dichten des thermischen Substrats entsprechen.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der Druckkopf (86) so gestaltet ist, dass Werkstoff tropfenweise abgegeben wird, um dreidimensionale Objekte zu bilden.
Drucker nach Anspruch 2, wobei die Heizvorrichtung (320) angeordnet ist, das thermische Substrat (310) einer Wärmeenergie auszusetzen, die ausreichend ist, das thermische Substrat (310) nachzudunkeln, während der Druckkopf (86) Material auf das thermische Substrat (310) ausstößt.
Drucker nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (320) angeordnet ist, um das thermische Substrat (310) einer Wärmeenergie auszusetzen, die ausreichend ist, das thermische Substrat (310) nachzudunkeln, nachdem der Druckkopf (86) Material auf das thermische Substrat (310) ausgestoßen hat.
Drucker nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (320) angeordnet ist, um das thermische Substrat (310) einer Wärmeenergie auszusetzen, die ausreichend ist, das thermische Substrat (310) nachzudunkeln, bevor der Druckkopf (86) Material auf das thermische Substrat (310) ausgestoßen hat.