[发明专利]用于使用光透射衬底检测喷射透明材料的打印头中的不工作喷墨口的系统

说明书

本发明提供一种在打印期间检测不工作喷墨口的装置。该装置包括其上被喷射材料的测试图案的光透射衬底。光源将光引导至衬底中并且光学传感器产生衬底的表面的图像数据。除非到达表面上具有材料的位置处，否则光通过衬底传播。因此，材料发射光，使得衬底的表面与发射光的材料之间存在对比。通过比较图像数据与表面上的发光区域的位置，检测不工作喷墨口。

技术领域

本文中公开的装置涉及产生三维物体的打印机，并且更特别地涉及这样的打印机中的不工作喷墨口的精确检测。

背景技术

在衬底、例如纸上打印文件是公知的。现在更新的打印形式包括也称为数字增材制造的数字三维制造。该类型的打印是从数字模型制造实质上任何形状的三维固体物体的过程。三维打印是增材过程，其中一个或多个打印头在衬底上以不同形状喷射材料的连续层。三维打印与主要依赖通过减材过程从工件去除材料的传统物体形成技术、例如切割或钻孔可区分。

用这些打印机生产三维物体会需要数小时，对于一些物体，甚至需要数天。在用三维打印机生产三维物体中出现的一个问题是喷射形成物体的材料滴的打印头中的喷墨口的一致功能性。在物体的打印期间，一个或多个喷墨口会由于以一定角度而不是垂直于打印头喷射、喷射的滴小于喷墨口应当喷射的或由于根本未能喷射任何滴而退化。遭受这些操作缺陷中的任何一个的喷墨口被称为不工作喷墨口。类似弊端在用打印头进行文件打印中是已知的。如果一个或多个喷墨口的操作状态在三维物体打印期间退化，则在打印操作完成之前不能评估被打印物体的质量。因此，需要数小时或多天的打印作业会产生由于打印头中的不工作喷墨口而不符合规范的物体。一旦检测到这样的物体，被打印物体被废弃，恢复程序被应用于打印头以恢复喷墨口功能性，并且重复打印作业。甚至在以高速在移动幅条上进行文件打印中，可能在幅条的长的长度上产生不可接受的图像并且幅条的该部分可能必须被废弃。

尽管在文件打印系统中已开发系统来检测不工作喷墨口，但是物体打印系统中的不工作喷墨口的检测更成问题。在物体打印和文件打印系统中特别成问题的是透明材料和墨的使用。这些材料和墨难以由成像系统检测，原因是它们喷射在其上的衬底上的透明墨/材料之间的对比度低。因此，衬底上的图案的图像数据中的噪声使测试图案的分析困难。在用透明墨或透明材料打印时能够检测不工作喷墨口的装置将能够在物体打印期间应用恢复程序，因此可以产生正确形成的物体或文件。以该方式，打印机的产品生产率提高并且它的打印更高效。

发明内容

一种检测不工作喷墨口的打印机包括：衬底，该衬底具有表面以及沿该衬底的外周的边缘；打印头，该打印头配置成将材料喷射到衬底的表面上；光源，该光源定位成将光引导至衬底的边缘中；光学传感器，该光学传感器定位成接收衬底的表面所发射的光，该光学传感器配置成产生与衬底的表面相对应的图像数据；以及控制器，该控制器操作地连接到打印头、光源和光学传感器，该控制器配置成操作打印头以参照预定图案将材料喷射到衬底的表面上、以选择性地激活光源、以在光源将光引导至衬底的边缘中时接收光学传感器所产生的图像数据、并且参照接收到的图像数据和预定图案来检测打印头中的不工作喷墨口。

附图说明

在结合附图进行的以下描述中解释在三维打印期间检测不工作喷墨口的装置或打印机的前述方面和其它特征。

图1是三维物体打印机的透视图。

图2是具有外壳的三维物体打印机的前视图，描绘用于模块的外壳内的空间，所述模块能够在打印操作期间检测打印头中的不工作喷墨口。

图3是配合在图2中所示的空间中的用于检测不工作喷墨口的模块的透视图。

图4是用于操作图3的模块的方法的流程图。

具体实施方式

为了本文中公开的装置的环境以及装置的细节的大体理解，参照附图。在附图中，相似的附图标记表示相似的元件。