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技術 感熱下地を用いて、透明なインクを吐出する印刷ヘッド内の動作不能インクジェットを検知するシステム

出願人 ゼロックスコーポレイション
発明者 パトリシア・ジェイ・ドナルドソンウィリアム・エイチ・ウェイマン
出願日 2015年3月16日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-052702
公開日 2015年11月9日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2015-196381
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のその他の成形、複合成形(変更なし)
主要キーワード 材料質量 移動のこ 面支持部材 支持プラットフォーム 固体物体 立方体形 感度閾値 押し出し機構
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

透明なインクまたは透明な材料で印刷を行いながら、動作不能インクジェットを検知可能な3次元プリンタを提供する。

解決手段

プリンタ内の印刷ヘッドあるいは複数の印刷ヘッドを操作して、感熱下地の上にテストパターンを形成する。テストパターンを形成するために用いられる材料の熱により、材料が着地する領域の光学密度が変化する。テストパターンが形成される領域に画像を形成し、その画像データを分析して動作不能インクジェットを特定する。

概要

背景

紙などの下地文書印刷することはよく知られている。現在では、印刷の新しい形態の一つとして、デジタル積層造形としても知られる、デジタル3次元造形がある。このタイプの印刷は、デジタルモデルからほとんど全ての形状の3次元の固体物体を作成する処理である。3次元印刷とは、1つ以上の印刷ヘッドが異なる形状の材料の層を連続して下地の上に吐出する積層処理である。3次元印刷は、切断や穴あけなどの切削処理により材料を加工物から取り除くことにその大部分を依存する、従来の物体造形技術とは区別することができる。

これらのプリンタを用いる3次元の物体の作成には、数時間、物によっては数日かかる可能性がある。3次元プリンタを用いて3次元の物体を作成する際の課題の一つは、物体を形成する材料の小滴を吐出する印刷ヘッド内インクジェットの機能を一定に保つことである。物体の印刷中、1つ以上のインクジェットが、印刷ヘッドに対して通常とは異なる角度で材料を吐出することにより劣化し、そのインクジェットが吐出すべき大きさの小滴よりも小さな小滴を吐出したり、小滴を全く吐出しなくなったりする可能性がある。これらのような動作の欠陥のいずれかを抱えたインクジェットは、動作不能インクジェットとして知られている。印刷ヘッドの同様の欠陥は、印刷ヘッドを用いる文書印刷でも知られている。3次元の物体の印刷中に1つ以上のインクジェットの動作状態が劣化した場合、印刷動作が完了するまで、印刷されている物体の品質を評価することはできない。したがって、長い時間または数日かかる印刷作業では、印刷ヘッド内の動作不能インクジェットにより、仕様書とは異なる物体が作成されてしまう可能性がある。そのような物体が検知されると、その印刷された物体を廃棄して、印刷ヘッドの修理を行い、インクジェットの機能を回復させ、その印刷作業を繰り返す。移動ウェブ上に高速で文書を印刷する場合でも、ウェブの長い部分に渡って許容不能な画像が印刷され得、ウェブのその部分を廃棄しなければならない可能性がある。

概要

透明なインクまたは透明な材料で印刷を行いながら、動作不能インクジェットを検知可能な3次元プリンタを提供する。プリンタ内の印刷ヘッドあるいは複数の印刷ヘッドを操作して、感熱下地の上にテストパターンを形成する。テストパターンを形成するために用いられる材料の熱により、材料が着地する領域の光学密度が変化する。テストパターンが形成される領域に画像を形成し、その画像データを分析して動作不能インクジェットを特定する。なし

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

材料を吐出する複数のインクジェットと共に構成される印刷ヘッドと、印刷ヘッドの向かい側の位置に感熱下地を移動させて、前記印刷ヘッドから吐出される材料を受け取るよう構成される感熱下地の供給部と、前記感熱下地の位置の光学密度に対応する電気信号を生成するよう構成される光学センサと、前記光学センサに動作可能に接続して、材料が吐出される前記感熱下地の向かい側の位置に前記光学センサを移動させるアクチュエータと、前記アクチュエータ、前記光学センサ、および前記印刷ヘッドに操作可能に接続する制御装置であって、前記印刷ヘッドを操作して各インクジェットから所定の数の材料の小滴を前記感熱下地上に吐出させ、インクジェットごとに、前記所定の数の材料の小滴により、前記感熱下地の上にテストドットの形成を可能にし、前記アクチュエータを操作して前記光学センサを前記感熱下地の向かい側に位置に移動させ、前記感熱下地上の複数の位置での前記感熱下地の光学密度に対応する、前記光学センサから受け取られたデータを参照して、前記印刷ヘッド内動作不能インクジェットを特定するよう構成される制御装置と、を含むプリンタ

請求項2

前記感熱下地の供給部が、複数の感熱下地をさらに含み、前記制御装置が、アクチュエータを操作して、1枚の感熱下地を前記複数の感熱下地から前記印刷ヘッドの向かい側の前記位置の支持部材上に移動させるようさらに構成される、請求項1に記載のプリンタ。

請求項3

前記支持部を回転可能にする前記支持部材のための回転軸と、前記支持部材および前記制御装置に動作可能に接続するアクチュエータと、をさらに含み、前記制御装置が、前記アクチュエータを操作して、前記支持部材を前記回転軸の周りで回転させて、感熱下地を前記支持部材から落とすことができるようさらに構成される、請求項2に記載のプリンタ。

請求項4

前記支持部材から落ちる感熱下地を受け取るよう配置される回収トレイをさらに含む請求項3に記載のプリンタ。

請求項5

前記回収トレイが、前記プリンタに着脱可能に構成されて、前記回収トレイから前記感熱下地を取り除けるようにする、請求項4に記載のプリンタ。

請求項6

前記感熱下地の供給部が、第1のローラであって、前記第1のローラの周りに取り付けられるロールに前記感熱下地の供給部が巻き付けられる、第1のローラと、第2のローラであって、前記感熱下地の供給部の留められていない端が取り付けられ、前記第2のローラの回転により、感熱下地が前記第1のローラから移動可能になる、第2のローラと、前記第2のローラおよび前記制御装置に動作可能に接続するアクチュエータであって、前記第2のローラを回転させるよう構成されるアクチュエータと、をさらに含み、前記制御装置が、前記第2のローラに動作可能に接続する前記アクチュエータを操作して、前記第2のローラを回転させて前記第1のローラの周りに取り付けられる前記感熱下地の供給部から感熱下地を引き出すようさらに構成される、請求項1に記載のプリンタ。

請求項7

前記制御装置が、前記第1のローラの周りに取り付けられる前記感熱下地の供給部が使い尽くされたことを検知し、前記感熱下地の供給部が使い尽くされたことを示す信号を生成して、前記第2のローラ上に巻き付いた前記感熱下地を取り除き、別の感熱下地の供給部を前記第1のローラの周りに取り付けることができるようさらに構成される、請求項6に記載のプリンタ。

請求項8

前記制御装置が、前記アクチュエータを操作して、前記光学センサを前記感熱下地の向かい側の前記位置から離すようさらに構成される、請求項1に記載のプリンタ。

請求項9

前記制御装置が、前記感熱下地の前記光学密度に対応する前記データを参照して、所定のサイズの材料の小滴を吐出していないインクジェットを特定するようさらに構成される、請求項1に記載のプリンタ。

請求項10

前記印刷ヘッドが、造形材料を落として3次元物体を形成するよう構成される、請求項1に記載のプリンタ。

技術分野

0001

本明細書で開示される装置は、印刷ヘッド内動作不能インクジェットを検知するプリンタに関し、より具体的には、透明なインクを用いるプリンタ内の動作不能インクジェットを正確に検知することに関する。

背景技術

0002

紙などの下地文書印刷することはよく知られている。現在では、印刷の新しい形態の一つとして、デジタル積層造形としても知られる、デジタル3次元造形がある。このタイプの印刷は、デジタルモデルからほとんど全ての形状の3次元の固体物体を作成する処理である。3次元印刷とは、1つ以上の印刷ヘッドが異なる形状の材料の層を連続して下地の上に吐出する積層処理である。3次元印刷は、切断や穴あけなどの切削処理により材料を加工物から取り除くことにその大部分を依存する、従来の物体造形技術とは区別することができる。

0003

これらのプリンタを用いる3次元の物体の作成には、数時間、物によっては数日かかる可能性がある。3次元プリンタを用いて3次元の物体を作成する際の課題の一つは、物体を形成する材料の小滴を吐出する印刷ヘッド内のインクジェットの機能を一定に保つことである。物体の印刷中、1つ以上のインクジェットが、印刷ヘッドに対して通常とは異なる角度で材料を吐出することにより劣化し、そのインクジェットが吐出すべき大きさの小滴よりも小さな小滴を吐出したり、小滴を全く吐出しなくなったりする可能性がある。これらのような動作の欠陥のいずれかを抱えたインクジェットは、動作不能インクジェットとして知られている。印刷ヘッドの同様の欠陥は、印刷ヘッドを用いる文書印刷でも知られている。3次元の物体の印刷中に1つ以上のインクジェットの動作状態が劣化した場合、印刷動作が完了するまで、印刷されている物体の品質を評価することはできない。したがって、長い時間または数日かかる印刷作業では、印刷ヘッド内の動作不能インクジェットにより、仕様書とは異なる物体が作成されてしまう可能性がある。そのような物体が検知されると、その印刷された物体を廃棄して、印刷ヘッドの修理を行い、インクジェットの機能を回復させ、その印刷作業を繰り返す。移動ウェブ上に高速で文書を印刷する場合でも、ウェブの長い部分に渡って許容不能な画像が印刷され得、ウェブのその部分を廃棄しなければならない可能性がある。

発明が解決しようとする課題

0004

文書印刷システムでは、動作不能インクジェットを検知するシステムが開発されてきてはいるが、物体印刷システムで動作不能インクジェットを検知するにはより多くの問題がある。特に、物体印刷システムおよび文書印刷システムの両方で問題となるのは、透明な材料および透明なインクを使用していることである。吐出された後の下地の上での透明なインク/材料間では明暗比が低いため、これらの材料およびインクは画像形成システムで検知することが難しい。その結果、下地上のパターン画像データ内ノイズにより、テストパターン分析が困難になる。透明なインクまたは透明な材料で印刷を行いながら、動作不能インクジェットを検知可能な装置があれば、物体の印刷中に修復作業が可能となり、適切に形成される物体または文書を生成し得る印刷を継続することができる。このようにして、プリンタの生産歩留りを向上させ、印刷を効率良くすることができる。

課題を解決するための手段

0005

3次元プリンタ内の動作不能インクジェットの検知を可能な装置を開示する。この装置は、感熱下地の供給部と、下地上の材料の小滴の領域に対応する電気信号のデータを生成するよう構成される光学センサと、この光学センサに動作可能に接続して、材料が吐出された感熱下地の向かい側の位置に光学センサを移動させるアクチュエータと、アクチュエータ、光学センサ、および印刷ヘッドに操作可能に接続する制御装置であって、印刷ヘッドを操作して各インクジェットから感熱下地の上に所定の数の材料の小滴を吐出し、インクジェットごとに、所定の数の材料の小滴により、感熱下地の上にテストドットの形成を可能にし、アクチュエータを操作して光学センサを感熱下地の向かい側の位置に移動させ、感熱下地上の複数の位置での感熱下地の光学密度に対応する、光学センサから受け取られるデータを参照して、印刷ヘッド内の動作不能インクジェットを特定するよう構成される制御装置と、を含む。

0006

動作不能インクジェットを検知する装置を組み込むプリンタを開示する。このプリンタは、材料を吐出する複数のインクジェットと共に構成される印刷ヘッドと、印刷ヘッドの向かい側の位置に感熱下地を移動させて、印刷ヘッドから吐出される材料を受け取るよう構成される感熱下地の供給部と、感熱下地の位置の光学密度に対応する電気信号を生成するよう構成される光学センサと、光学センサに動作可能に接続して材料が吐出される感熱下地の向かい側の位置に光学センサを移動させるアクチュエータと、アクチュエータ、光学センサ、および印刷ヘッドに操作可能に接続する制御装置であって、印刷ヘッドを操作して各インクジェットから所定の数の材料の小滴を感熱下地上に吐出させ、インクジェットごとに、所定の数の材料の小滴により、前記感熱下地の上にテストドットの形成を可能にし、アクチュエータを操作して光学センサを感熱下地の向かい側の位置に移動させ、感熱下地上の複数の位置での感熱下地の光学密度に対応する、光学センサから受け取られるデータを参照して、印刷ヘッド内の動作不能インクジェットを特定するよう構成される制御装置と、を含む。

0007

以下の記載では、3次元印刷中に動作不能インクジェットを検知する装置またはプリンタの前述の様態およびその他の特徴を、添付図面を参照して説明する。

図面の簡単な説明

0008

図1は、3次元物体プリンタの斜視図である。
図2は、印刷動作中に印刷ヘッド内の動作不能インクジェットを検知可能なモジュールを配置するための筺体内の空間を示す、筺体を有する3次元プリンタの正面図である。
図3は、図2に示された空間に嵌合する、動作不能インクジェットを検知するモジュールの斜視図である。
図4は、図3のモジュールを動作させる方法のフローチャートである。
図5は、3次元の物体の印刷中に動作不能インクジェットを検知するモジュールを有するプリンタの別の実施形態を示す図である。
図6は、図5のモジュールを動作させる方法のフローチャートである。
図7は、図3および図5のシステムで用いられる、例示的な感熱下地に関する静的な感度グラフである。
図8は、図7のグラフで示される、例示的な感熱下地に関する動的な感度のグラフである。

実施例

0009

本明細書で開示される装置の環境、およびその装置の詳細の一般的な理解を得るために、これらの図面を参照する。これらの図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。

0010

図1には、3次元の物体すなわち部品10を製造するプリンタ100内の構成部品の構成が示されている。本明細書で使用される「3次元プリンタ」という用語とは、物体の画像データを参照し、材料を吐出して3次元の物体を形成する全ての装置のことを指す。このプリンタ100は、支持材料容器14、造形材料容器18、一対のインクジェット印刷ヘッド22および26、造形下地30、平面支持部材34、支柱部材38、アクチュエータ42、および制御装置46を含む。印刷ヘッド22と支持材料容器14は導管50により接続され、印刷ヘッド26と造形材料容器18は導管54により接続される。制御装置46は、この制御装置に動作可能に接続したメモリ内の3次元の画像データを参照し、両方のインクジェット印刷ヘッドを操作して、各印刷ヘッドに供給される支持材料および造形材料を吐出する。製造される部品10の構造は造形材料により形成され、支持構造体58は支持材料により形成される。この支持構造体58により、部品を製造する際、造形材料が固化するまでの間、その形状を維持することができる。また、この支持材料により、造形材料は下部の物体の隙間に橋渡しすることができる。部品の完成後、この支持構造体58は、洗浄、吹き飛ばし、あるいは溶かすことにより取り除かれる。

0011

制御装置46はまた、少なくとも1つのアクチュエータ42(場合によっては、より多くのアクチュエータ42)にも操作可能に接続して、互いに関連する平面支持部材34、支柱部材38、および印刷ヘッド22および26の移動を制御する。すなわち、1つ以上のアクチュエータは、印刷ヘッドを支持する構造体に動作可能に接続して、平面支持部材の表面を参照し、印刷ヘッドを処理方向クロス処理方向に移動させることができる。あるいは、1つ以上のアクチュエータは、平面支持部材34に動作可能に接続して、製造される部品を載せた表面を、平面支持部材34の平面の処理方向とクロス処理方向に移動させることができる。本明細書で使用される、用語「処理方向」とは、平面支持部材34の表面の一方の軸に沿った移動のことを指し、「クロス処理方向」とは、平面支持部材の表面の処理方向の軸と直交する軸に沿った移動のことを指す。これらの方向は、図1英字「P」および「C−P」で示されている。印刷ヘッド22および26と支柱部材38は、平面支持部材34と垂直な方向にも移動可能である。本明細書では、この方向を垂直方向と呼び、支柱部材38と平行な方向であり、図1で英字「V」で示す。垂直方向の移動は、支柱部材38に動作可能に接続する1つ以上のアクチュエータ、印刷ヘッド22および26に動作可能に接続する1つ以上のアクチュエータ、あるいは支柱部材38と印刷ヘッド22および26に動作可能に接続する1つ以上のアクチュエータにより実行可能である。これらの種々の構成内のアクチュエータが制御装置46に動作可能に接続し、この制御装置46は、これらのアクチュエータを操作して、支柱部材38、印刷ヘッド22および26、またはそれらの両方を垂直方向に移動させることができる。

0012

図2には、筺体を有する3次元物体プリンタが示されている。このプリンタ60は、フレームに取り付けられた筺体64を有する。筺体64の内部は、ほぼ立方体形状の6つのコンパートメントに分けられている。図2では、この筺体64はドアを省略して示されており、このドアを閉めることによりコンパートメントは隠される。コンパートメント72は、移動可能なプラットフォーム82の上に載った平面支持体78を含む。移動可能なプラットフォーム82は1つ以上のアクチュエータおよびガイド部材(図示せず)と共に構成され、この構成により、移動可能なプラットフォーム82は、垂直方向の上下移動が可能になる。この平面支持体78の表面に、3次元の物体が形成される。いくつかの実施形態では、この印刷ヘッド86は、コンパートメント72の後壁からコンパートメントの表面の開口の方向で、平面支持体78の長さとほぼ同じ長さを有する。これらの実施形態では、印刷ヘッド86は、直線の往復移動だけを行えばいいよう、筺体64の側壁96と側壁100の間の空間の支持部材92に取り付けられる。他の実施形態では、印刷ヘッド86は、コンパートメント72の後壁からコンパートメントの表面の開口への方向で、平面支持体78の長さより短い長さを有する。これらの実施形態では、印刷ヘッド86は、コンパートメント72の上の平面の2つの直交する方向で往復移動を行うよう、筺体64の側壁96と側壁100の間の空間の支持部材92に取り付けられる。これらの種々の実施形態では、1つ以上のアクチュエータ104が、印刷ヘッド86に動作可能に接続する。制御装置108はアクチュエータ104を操作して、印刷ヘッド86を支持部材92上で直線的に往復移動させる、あるいは印刷ヘッドを平面の2つの直交する方向に移動させる。印刷ヘッド86内のインクジェットを選択的に操作し、支持プラットフォーム82を垂直方向に移動させ、支持部材92に載った印刷ヘッド86を水平方向に移動させることにより、平面支持体78上で3次元の物体を形成することができる。

0013

図2点線輪郭のみ示されている領域112は、感熱下地の上にテストパターンを印刷してプリンタ60の動作不能インクジェットを検知するモジュールの配置位置を示している。上記の通り、物体の印刷中に、インクジェットが、完全にまたは部分的に材料を吐出しなくなることにより、あるいは傾いた方向で不規則に材料を吐出することにより故障した場合、製造される物体は変形する。現在、このような変形は、物体の製造が完了するまで検知することはできない。以下により詳しく説明する通り、感熱下地上に吐出された材料を光学的に検知する領域112を用いることにより、プリンタ60は、物体の製造中に動作不能インクジェットを検知するよう構成され得る。モジュール300内のいくつかの構成部品は、図で示される、横方向H、奥行き方向D、および垂直方向Vに移動可能である。

0014

図3ブロック図には、物体の印刷中に動作不能インクジェットを検知するモジュールの一実施形態が示されている。モジュール300は3次元の物体を作成するプリンタ内に組み込まれて示されているが、インクを吐出して印刷文書を作成するプリンタ、具体的には、1種類以上の透明なインクを用いるプリンタ内でこのモジュールを使用することもできる。このモジュール300は、プリンタ60の領域112内に嵌合するよう構成されている。モジュール300は、光学センサ304、感熱下地の供給部308、支持部材312、1つ以上のアクチュエータ316、回収トレイ320、および制御装置324を含む。光学センサ304は、ガイドレール328に沿って移動可能に取り付けられ、このガイドレール328はアクチュエータ316に動作可能に接続して、光学センサ304を下地の供給部308の上部の位置から支持部材312の上部の位置まで移動させ、再び戻すことができる。制御装置324はアクチュエータ316に操作可能に接続して、上記の通り、光学センサ304およびガイドレールを移動させ、感熱下地332を供給部308から支持部材312に移動させ、支持部材312を回転させて感熱下地を支持部材312から回収トレイ320内に落とす。あるいは、ガイドレール328および光学センサ304を印刷ヘッド86に固定して取り付けることができ、これにより、制御装置324はアクチュエータ316を操作して印刷ヘッドおよびセンサ304を移動させることができる。あるいは、光学センサを回収トレイ320の上部に固定して取り付けることができ、光学センサは、紙がトレイ内に供給される際その紙をスキャニングすることができる。この図で示される通り、印刷ヘッド86は、吐出ヘッド2a、硬化装置2b、および平坦化装置2cを含むことができるが、これらの硬化装置2bおよび平坦化装置2cは硬化およびトリミングを必要としない材料には必要ない。

0015

下地の供給部308内の感熱下地332は、印刷ヘッド86から吐出された造形材料および支持材料を支持する、紙などの物質から作られた平面部材であり、造形材料または支持材料内の熱に晒されると色が変化する感熱色素で覆われている。これらの色素は、感熱下地の物質に伝わる熱エネルギー単位当たりの光学密度の既知関数を参照して光学密度を増加させる。図7には、Kanzaki Specialty Papers, Inc社(マサチューセッツスプリングフィールド)製のKL475RX紙に関する静的感度曲線が示されている。この曲線は、温度に対する紙の光学密度のグラフであり、約90℃を中心とした温度範囲での紙の光学密度の変化を示している。したがって、3次元印刷に関する一般的な材料温度である90℃で吐出される透明なインクを検知するには、この紙は良い選択と言える。図8には、動的な感度範囲のグラフが示されており、このグラフではKL475RX紙に伝わるエネルギーの関数として反応する光学密度が示されている。印刷ヘッドから吐出後に材料の小滴が急冷するような用途では、このグラフは重要である。これらの小滴が高温を保てるのは比較的短い時間であり、すぐに紙の感度閾値の温度より下がってしまう。Kanzaki社のKL475RX紙は、入力エネルギーに対してほぼ線形の反応を示す。このことは、紙に伝わり光学密度を変化させる熱量を定量化するには都合がいい。

0016

下地の供給部308はリフト機構336を含み、押し出し機構340により1枚の感熱下地が供給部から移動し支持部材312上に配置されるとき、このリフト機構336により次の感熱下地332が持ち上げられる。このリフト機構336は、バネ式の機構空気バネ機械的に作動するジャッキなどでよい。押し出し機構340はソレノイドなどでよい。光学センサ304を支持するガイドレールは、アクチュエータ316のうちの1つに動作可能に接続し、このアクチュエータにより、ガイドレール328および光学センサ304は、下地の供給部308の上方の位置と支持部材312の上方の位置との間を、これらの2つの位置の間を往復するよう移動する。ガイドレール328およびセンサ304が下地の供給部308の上方に配置されると、印刷ヘッド86が支持部材312上の感熱下地332の上方を移動して、この下地上にテストパターンを印刷することができる。下地上の造形材料および支持材料の熱エネルギーにより、これらの材料が吐出された位置およびそのすぐ周囲の領域の感熱下地の光学密度が増加する。光学密度が広がる範囲は、インクジェットから吐出される材料質量によりもたらされる熱エネルギー量に対応する。ガイドレール328およびセンサ304が支持部材312の上方に配置されると、センサ304がガイドレール328に沿って移動して、感熱下地332上のテストパターンの画像データを生成することができる。

0017

図4には、3次元の物体を作成するプリンタを動作させる方法が示されている。この方法の説明では、処理があるタスクまたは機能を実行するという記載は、制御装置すなわち汎用プロセッサが、この制御装置すなわちプロセッサに動作可能に接続するメモリに格納されたプログラム命令を実行して、データを処理すること、あるいはプリンタ内の1つ以上の構成部品を動作させてタスクまたは機能を実行することを指す。上記に記載した制御装置324は、そのような制御装置すなわちプロセッサでよい。あるいは、制御装置324は、本明細書に記載される1つ以上のタスクまたは機能を形成するようそれぞれ構成される、複数のプロセッサならびに関連する回路および構成部品を用いて実装可能である。

0018

印刷動作中の所定の時間で、制御装置108(図2)がアクチュエータ104を操作して、印刷ヘッド86を領域112内に配置されたモジュール300内に移動させる(ブロック404)。制御装置324がモジュール300内で印刷ヘッドを検知すると、この制御装置324は押し出し機構340を操作して、感熱下地332を支持部材312上に移動させる(ブロック408)。次いで、制御装置324は信号を生成して制御装置108に送信し、印刷ヘッド内のインクジェットを動作させて、感熱下地上にテストパターンを印刷させる(ブロック412)。ある実施形態では、印刷ヘッド内の各インクジェットが繰り返して動作し、インクジェットの向かい側の感熱下地332の一部に材料のパイル(テストドットとも呼ばれる)を形成する。テストパターンを印刷した後、制御装置108は、印刷ヘッド86をモジュール300の外に移動させ、制御装置324用の信号を生成する。制御装置108からの信号に応じて、制御装置324はアクチュエータ316を操作して、ガイドレール328および光学センサ304を感熱下地332上のテストパターンの向かい側の位置に移動させる(ブロック416)。次いで、光学センサ304がガイドレール328に沿って移動して、下地332上のテストパターンに向けて光を当て、テストパターンおよび感熱下地からの反射光受け取り、感熱下地332上のテストパターンの測定値を生成する(ブロック420)。熱エネルギーにより感熱下地の光学密度が増加した領域からの反射光は、光学密度が影響を受けていない領域からの反射光とは大幅に異なる。感熱下地上に吐出された各小滴の熱エネルギーに対する光学密度に関する関数を参照し、これらの測定値を分析して、動作不能インクジェットを特定し(ブロック424)、動作不能インクジェットが特定された場合、不良の印刷ヘッドを示す信号を、プリンタの操作者用に生成する(ブロック428)。次いで、操作者が適切な動作を行うことができる。この処理は続き、制御装置324がアクチュエータ316を操作して、支持部材312を部材の一方の端を軸として回転させ、これにより、テストパターンが印刷された下地を回収トレイ320に落とすことができる(ブロック432)。次いで、アクチュエータ動作逆転して、次の感熱下地332を受け取るための位置に支持部材312を戻す(ブロック436)。別のアクチュエータ316を操作することにより、制御装置324は、下地の供給部308の上方の位置にガイドレール328および光学センサ304を戻す(ブロック440)。

0019

図5に示される別の実施形態では、モジュール300’がテストパターンを印刷するための感熱下地の供給部を支持するローラと共に形成され、この感熱下地は巻取りローラに移動する。このモジュール300’も、プリンタ60の領域112内に嵌合するよう構成されている。同様の構成部品には同様の番号を用いると、このモジュール300’は、光学センサ304、ローラ上の感熱下地の供給ロール310、巻取りローラ314、1つ以上のアクチュエータ316、一対の支持部材318、および制御装置324を含む。印刷ヘッド86が供給ロール310から引き出された下地上にテストパターンを印刷した後、その下地上にテストパターンの画像を形成するよう光学センサ304が配置される。制御装置324は、アクチュエータ316に操作可能に接続して、巻取りローラ314を駆動させ、供給ロール310から下地を引き出す。あるいは、モジュール内に光学センサを固定して、印刷ヘッドとセンサが物理的に干渉しないようにすることもできる。ロール310上の感熱下地は、印刷ヘッド86から吐出される造形材料および支持材料を支持し、熱エネルギーに応じて光学密度を変化させる材料から作ることができる。例えば、感熱下地のロールは、上記のKanzaki Specialty Papers, Inc社で市販されている感熱紙のロールでよい。

0020

図6には、3次元の物体を作成するプリンタを動作させる方法が示されている。この方法の説明では、処理があるタスクまたは機能を実行するという記載は、制御装置すなわち汎用プロセッサが、この制御装置すなわちプロセッサに動作可能に接続するメモリに格納されたプログラム命令を実行して、データを処理すること、あるいはプリンタ内の1つ以上の構成部品を動作させてタスクまたは機能を実行することを指す。上記に記載した制御装置324は、そのような制御装置すなわちプロセッサでよい。あるいは、制御装置324は、本明細書に記載される1つ以上のタスクまたは機能を形成するようそれぞれ構成される、複数のプロセッサならびに関連する回路および構成部品を用いて実装可能である。

0021

印刷動作中の所定の時間で、制御装置108(図2)がアクチュエータ104を操作して、印刷ヘッド86を領域112内に配置されたモジュール300内に移動させる(ブロック604)。制御装置324がモジュール300内の印刷ヘッドを検知すると、この制御装置324はアクチュエータ316を操作して、巻取りローラ314を回転させ、供給ロール310から感熱下地の未使用の部分を引き出して、印刷ヘッド86の真下に配置させる(ブロック608)。次いで、制御装置324は信号を生成して制御装置108に送信し、印刷ヘッド内のインクジェットを動作させて下地上にテストパターンを印刷させる(ブロック612)。ある実施形態では、印刷ヘッド内の各インクジェットが繰り返して動作し、インクジェットの向かい側の下地ロール310の部分に材料のパイル(テストドットとも呼ばれる)を形成する。上記の通り、吐出された材料の熱を吸収する、下地の領域内の光学密度が変化する。テストパターンの印刷後、制御装置108は、印刷ヘッド86をモジュール300’の外に移動させ、制御装置324用の信号を生成する。制御装置108からの信号に応じて、制御装置324はアクチュエータ316を操作して、感熱下地の印刷された部分を光学センサ304の向かい側の位置に移動させる(ブロック616)。光学センサ304が動作して感熱下地の印刷された部分のテストパターンに向けて光を当て、テストパターンおよび感熱下地からの反射光を受け取り、感熱下地のテストパターンの光学密度に対応する電気信号を生成する(ブロック620)。これらの電気信号が画像データであり、下地上に吐出された各小滴の熱エネルギーに対する光学密度に関する関数を参照して、この画像データを分析して、動作不能インクジェットを特定し(ブロック624)、動作不能インクジェットが特定された場合、不良の印刷ヘッドを示す信号をプリンタの操作者用に生成する(ブロック628)。次いで、操作者が適切な動作を行うことができる。制御装置324は、供給ロール310がなくなったかどうかを判定し(ブロック630)、なくなった場合には、別の供給ロールが必要なことを示す信号を生成する(ブロック634)。操作者は巻取りロールを取り除き、感熱下地の別の供給ロール310を供給することができる。感熱下地の供給ロールが十分残っている場合、制御装置324は、別のテストパターンを印刷する位置に印刷ヘッドが戻るまで待機する(ブロック440)。

0022

上記に議論した実施形態は、3次元の物体を形成するプリンタ内で用いられているが、このような下地上の光学密度の変化から動作不能インクジェットを検知する感熱下地およびシステムは、2次元の文書印刷システム、具体的には、透明なインクを用いる文書印刷システムでも使用可能である。したがって、本明細書で使用される用語「材料」とは、3次元の物体を形成するために使用可能な物質、および文書印刷で使用されるインクのことを指す。このようなシステムでは、第2の感熱下地の供給部を維持し、ときどき、その上にテストパターンを印刷し、印刷されたテストパターンを分析して、動作不能インクジェットを特定することができる。同様に、移動ウェブまたはドラムなどの画像形成部材に透明なインクを吐出する印刷ヘッドを、シートの形態で、またはロールの供給部から、感熱下地の向かい側に移動させて、印刷を行い、動作不能インクジェットを検知することができる。

0023

上記に開示される特徴および機能、ならびにその他の特徴および機能の変更物、それらの代替物は、望ましくは、他の様々なシステム、用途、または方法に組み合わせることができることは理解されよう。種々の現在では予見されない、あるいは予期されない代替物、修正物、変更物または改良物が、今後、当業者によってなされ得るが、それらも以下の請求項に包含されることを意図されるものとする。

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