用于使用紫外线可固化墨来在三维对象上打印的系统技术方案

本发明专利技术题为“用于使用紫外线可固化墨来在三维对象上打印的系统”。本发明专利技术提供一种直接到对象打印机，该打印机包括滑臂，该滑臂在平面构件上载送多个打印头以对平面构件上的对象进行打印，并且该滑臂在打印头已通过平面构件之后旋转多个打印头。该打印机然后在平面构件上沿相反的方向移动滑臂以对平面构件上的对象的不同的部分进行打印同时维持打印头的相同顺序。

A system for printing on 3D objects using UV curable ink

【技术实现步骤摘要】
用于使用紫外线可固化墨来在三维对象上打印的系统本公开整体涉及用于在三维(3D)对象上打印的系统，并且更具体地讲，涉及将紫外线可固化墨打印在对象上的系统。已开发出被称为直接到对象(DTO)打印机的打印机以用于打印到三维(3D)对象上。图4A示出了现有技术的打印系统100，该打印系统被配置为当固持器108在构件116上移动经过固定打印头118的阵列112时打印安装到固持器108的对象104的表面。如本文档中所用，术语“固定打印头”是指打印机中的打印头，该打印头是固定的，并且它们的面板在打印由固持器固定的对象的整个过程中保持与对象固持器的平面平行。阵列112中的打印头118中的一个或多个打印头将紫外线(UV)墨喷射到对象上，并且UV灯120由控制器124操作以固化UV墨。打印头被布置成使得对象首先通过白色打印头、第二个通过青色打印头、第三个通过黑色打印头、并且第四个通过品红色打印头。虽然颜色可按其他序列排列，但白色通常在其他颜色之前以为其他颜色提供背景。控制器124被配置为在将对象安装到固持器中之后操作执行器128以移动固持器108。该固持器108也可被配置为具有执行器，控制器操作该执行器以旋转固持器中的对象。对象的圆周的第一区段在第一次通过时被打印头打印，被UV灯120固化，被旋转以在固持器通过打印头时呈现对象的不同的区段，因此能够打印新区段，并且然后固持器和对象被返回到与UV灯120相反的位置，因此新打印的区段上的墨能够被固化。另选地，当固持器沿白色打印头到青色打印头的方向移动时，可在青色打印头下方添加第二UV灯以固化喷射到对象上的UV墨。控制器124被配置为在固持器108和对象104通过打印头时操作阵列112中的打印头以将标记材料喷射到对象104的表面上。图4B示出了面朝打印头阵列112时的固持器108和对象104。闩锁132将固持器108附接到构件116。系统100的架构需要打印头阵列112的多次通过，其中在每次通过之后对象被返回以由UV灯120固化，因此可在执行另一次通过之前干燥UV墨。另选地，需要额外的UV灯，并且这种添加需要额外的费用。此外，系统100被限制为在一个对象上打印图像，并且一次一个区段地打印图像。因此，使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象的直接到对象打印系统将是有益的。新型直接到对象(DTO)打印系统使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象。该打印系统包括：导轨；具有第一端和第二端的构件，该构件的第一端围绕导轨安装并被配置为在第一方向和第二方向上沿导轨滑动，该第二方向与第一方向相反，并且该构件的第二端从导轨垂直延伸；安装到构件的第二端的多个打印头，当构件的第一端在第一方向上沿导轨移动时，多个打印头中的打印头具有预定顺序，并且多个打印头被配置为围绕构件的第二端旋转；平面构件，该平面构件被定位成当构件的一端在第一方向和第二方向上沿导轨移动时与多个打印头所沿循的路径相反；多个执行器，执行器中的至少一个执行器可操作地连接到构件的第一端，并且执行器中的至少一个执行器可操作地连接到多个打印头；以及可操作地连接到多个打印头和多个执行器的控制器。控制器被配置为：操作可操作地连接到构件的第一端的至少一个执行器以在第一方向和第二方向上沿导轨移动构件的第一端并沿与平面构件相反的路径移动多个打印头；操作多个打印头以在多个打印头沿与平面构件相反的路径移动时朝平面构件喷射墨滴来在定位在平面构件上的对象上形成图像；并且操作可操作地连接到多个打印头的至少一个执行器以围绕构件的第二端旋转多个打印头来按预定顺序定位打印头，而不考虑构件的第一端是在第一方向还是在第二方向上沿导轨移动。操作DTO打印机的方法使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象。该方法包括：利用控制器操作可操作地连接到围绕导轨安装的构件第一端的至少一个执行器以沿导轨双向地移动构件的第一端并沿与平面构件相反的路径移动多个打印头；利用控制器操作多个打印头以在多个打印头沿与平面构件相反的路径移动时朝平面构件喷射墨滴来在定位在平面构件上的对象上形成图像；以及利用控制器操作可操作地连接到多个打印头的至少一个执行器以围绕着围绕导轨安装的构件第二端旋转多个打印头来按预定顺序定位打印头，而不考虑构件的第一端是在哪个方向上沿导轨移动。附图说明图1A为打印系统的侧视图的示意图，该打印系统被配置为使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象。图1B为图1A的打印系统的顶视图的示意图。图2A为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2B为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2C为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2D为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2E为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2F为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2G为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2H为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图2I为示出工作时的图1B的系统的顶视图。图3A为图1A所示系统的实施方案的侧视图，该系统包括当打印头在对象上移动时对要打印的对象成像的扫描器。图3B为图3B所示实施方案的顶视图。图4A为用于在单个对象上形成墨图像的现有技术DTO打印机的示意图。图4B示出了可用在图4A的打印机中的现有技术固持器。使得能够打印多个对象并用UV灯固化墨的打印系统200的侧视图在图1A中示出。该系统包括框架204，该框架支撑通过墨导管212连接到打印头216的多个墨贮存器208。打印头216安装到位于臂224的一端处的托架220(图1B)，该臂从框架204延伸。臂224被配置为沿导轨226滑动，以使托架220能够在安装到一对轴232的平面构件228上载送打印头216。轴232以参考下面的图1B所讨论的方式延伸穿过框架204。工件236定位在平面构件228上以供打印。支撑构件240从框架204延伸，以使系统200能够站立在地板或其他平面支撑表面上。打印头维护单元242被定位成与打印头的初始位置相反。在图1B所示的系统200的顶视图中，轴232的端部可操作地连接到执行器244以使轴双向地滑动通过安装到框架204底面的支撑套管(未示出)。这样，平面构件228在过程方向P上沿导轨226以与托架220和打印头216的移动垂直的方式移动。平面构件228的双向移动在本文档中被称为交叉过程(C-P)方向，并且托架220和打印头216沿导轨226的双向移动在本文档中被称为过程方向(P)。下面在系统200的操作中更充分地讨论了这两个方向上的移动的协调。在与相应的打印头216配接之前，墨导管212穿过托架220中的孔248以向打印头供应墨。墨导管212以一一对应的方式将墨贮存器208连接到打印头216。图中所示的打印头和墨贮存器的顺序可用于打印某些图像，但其他布置可用于其他图像并且可适应于系统200的其他实施方案。托架220被安装成围绕将托架220固持到臂224的销252枢转。执行器244中的一者可操作地连接到托架220，以围绕销252枢转托架。UV灯256也安装到托架220。电导体260也穿过孔248以通过开关268将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种打印系统，包括：/n导轨；/n构件，所述构件具有第一端和第二端，所述构件的所述第一端围绕所述导轨安装并被配置为在第一方向和第二方向上沿所述导轨滑动，所述第二方向与所述第一方向相反，并且所述构件的所述第二端从所述导轨垂直延伸；/n多个打印头，所述多个打印头安装到所述构件的所述第二端，当所述构件的所述第一端在所述第一方向上沿所述导轨移动时，所述多个打印头中的打印头具有预定顺序，并且所述多个打印头被配置为围绕所述构件的所述第二端旋转；/n平面构件，所述平面构件被定位成与当所述构件的一端在所述第一方向和所述第二方向上沿所述导轨移动时所述多个打印头所沿循的路径相反；/n多个执行器，所述执行器中的至少一个执行器能够操作地连接到所述构件的所述第一端，并且所述执行器中的至少一个执行器能够操作地连接到所述多个打印头；和/n控制器，所述控制器能够操作地连接到所述多个打印头和所述多个执行器，所述控制器被配置为：操作能够操作地连接到所述构件的所述第一端的所述至少一个执行器以在所述第一方向和所述第二方向上沿所述导轨移动所述构件的所述第一端并沿与所述平面构件相反的所述路径移动所述多个打印头；操作所述多个打印头以在所述多个打印头沿与所述平面构件相反的所述路径移动时朝所述平面构件喷射墨滴来在定位在所述平面构件上的对象上形成图像；以及操作能够操作地连接到所述多个打印头的所述至少一个执行器以围绕所述构件的所述第二端旋转所述多个打印头来按预定顺序定位所述打印头，而不考虑所述构件的所述第一端是在所述第一方向还是在所述第二方向上沿所述导轨移动。/n...

【技术特征摘要】
20181018 US 16/1637311.一种打印系统，包括：
导轨；
构件，所述构件具有第一端和第二端，所述构件的所述第一端围绕所述导轨安装并被配置为在第一方向和第二方向上沿所述导轨滑动，所述第二方向与所述第一方向相反，并且所述构件的所述第二端从所述导轨垂直延伸；
多个打印头，所述多个打印头安装到所述构件的所述第二端，当所述构件的所述第一端在所述第一方向上沿所述导轨移动时，所述多个打印头中的打印头具有预定顺序，并且所述多个打印头被配置为围绕所述构件的所述第二端旋转；
平面构件，所述平面构件被定位成与当所述构件的一端在所述第一方向和所述第二方向上沿所述导轨移动时所述多个打印头所沿循的路径相反；
多个执行器，所述执行器中的至少一个执行器能够操作地连接到所述构件的所述第一端，并且所述执行器中的至少一个执行器能够操作地连接到所述多个打印头；和
控制器，所述控制器能够操作地连接到所述多个打印头和所述多个执行器，所述控制器被配置为：操作能够操作地连接到所述构件的所述第一端的所述至少一个执行器以在所述第一方向和所述第二方向上沿所述导轨移动所述构件的所述第一端并沿与所述平面构件相反的所述路径移动所述多个打印头；操作所述多个打印头以在所述多个打印头沿与所述平面构件相反的所述路径移动时朝所述平面构件喷射墨滴来在定位在所述平面构件上的对象上形成图像；以及操作能够操作地连接到所述多个打印头的所述至少一个执行器以围绕所述构件的所述第二端旋转所述多个打印头来按预定顺序定位所述打印头，而不考虑所述构件的所述第一端是在所述第一方向还是在所述第二方向上沿所述导轨移动。


2.根据权利要求1所述的打印系统，还包括：
托架，所述托架连接到所述构件的所述第二端，所述托架被配置为围绕将所述托架连接到所述构件的所述第二端的销旋转，所述多个打印头安装到所述托架；并且
其中能够操作地连接到所述多个打印头的所述至少一个执行器连接到所述托架以围绕所述销旋转所述托架和所述多个打印头。


3.根据权利要求2所述的打印系统，还包括：
紫外线(UV)灯，所述UV灯安装到所述托架并按预定顺序定位，因此所述UV灯沿循所述多个打印头，而不考虑所述构件的所述第一端是在所述第一方向还是在所述第二方向上移动；并且
所述控制器被进一步配置为在所述多个打印头沿与所述平面构件相反的所述路径移动时操作所述UV灯以固化喷射的墨。


4.根据权利要求3所述的打印系统，所述控制器被进一步配置为：
操作能够操作地连接到所述托架的所述至少一个执行器，以在所述构件的所述第一端已停止在所述第一方向上沿所述导轨移动之后在第一旋转方向上旋转所述托架；以及
操作能够操作地连接到所述托架的所述至少一个执行器，以在所述构件的所述第一端已停止在所述第二方向上沿所述导轨移动之后在与所述第一旋转方向相反的旋转方向上旋转所述托架。


5.根据权利要求4所述的打印系统，还包括：
电源；
开关，所述开关能够操作地连接到所述电源和所述UV灯；并且
所述控制器能够操作地连接到所述开关，所述控制器被进一步配置为操作所述开关以选择性地将所述UV灯连接到所述电源。


6.根据权利要求5所述的打印系统，还包括：
至少一个轴，所述至少一个轴具有第一端和第二端，所述第一端能够操作地连接到所述多个执行器中的至少一个执行器，并且所述第二端连接到所述平面构件；并且
所述控制器能够操作地连接到所述至少一个执行器，所述至少一个执行器能够操作地连接到所述至少一个轴，所述控制器被进一步配置为操作能够操作地连接到所述至少一个轴的所述至少一个执行器，以沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的路径双向地移动所述平面构件。


7.根据权利要求6所述的打印系统，所述控制器被进一步配置为：
在所述构件的所述第一端已在所述第一方向上沿所述导轨移动并且在所述第一方向上沿与所述平面构件相反的所述路径将所述托架、所述多个打印头和所述UV灯载送到所述构件的所述第一端停止的位置之后，操作能够操作地连接到所述至少一个轴的所述一个执行器以沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的所述路径移动所述平面构件，来将所述平面构件的不同的部分与所述多个打印头和所述UV灯对齐。


8.根据权利要求7所述的打印系统，所述控制器被进一步配置为：
操作能够操作地连接到所述托架的所述至少一个执行器，以在所述控制器正操作能够操作地连接到所述轴的所述执行器时旋转所述托架，来沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的所述路径移动所述平面构件。


9.根据权利要求8所述的打印系统，其中所述多个打印头中的所述打印头...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·坎贝尔，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US