(57)【要約】      （修正有）【課題】追加のＵＶランプに関連する費用を節約し、物体の印刷の速度を高め、印刷プロセスを簡素化する、三次元物体上に印刷するためのシステムを提供する。【解決手段】ダイレクトオブジェクトプリンタは、平面部材２２８上に物体を印刷するために複数の印刷ヘッド２１６を平面部材の上で運び、かつ印刷ヘッドが平面部材上を通過した後に複数の印刷ヘッドを回転させる、摺動アームを含む。プリンタは次に、摺動アームを平面部材の上で反対方向に移動させて、同じ順序の印刷ヘッドを維持しつつ、平面部材上の物体の異なる部分を印刷する。【選択図】図１Ｂ
2020062877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷システムであって、
ガイドレールと、
第１の端部及び第２の端部を有する部材であって、前記部材の前記第１の端部が、前記ガイドレールの周りに取り付けられ、第１の方向及び第２の方向に前記ガイドレールに沿って摺動するように構成されており、前記第２の方向が、前記第１の方向とは反対であり、前記部材の前記第２の端部が、前記ガイドレールから垂直に延在する、部材と、
前記部材の前記第２の端部に取り付けられた複数の印刷ヘッドであって、前記複数の印刷ヘッド内の前記印刷ヘッドは、前記部材の前記第１の端部が、前記ガイドレールに沿って前記第１の方向に移動するときに、既定の順序を有し、前記複数の印刷ヘッドが、前記部材の前記第２の端部の周りを回転するように構成されている、複数の印刷ヘッドと、
前記部材の前記一方の端部が前記ガイドレールに沿って前記第１の方向及び前記第２の方向に移動する際に、前記複数の印刷ヘッドが追従する経路とは反対に位置付けられた平面部材と、
複数のアクチュエータであって、前記アクチュエータのうちの少なくとも１つが、前記部材の前記第１の端部に操作可能に接続されており、前記アクチュエータのうちの少なくとも１つが、前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続されている、複数のアクチュエータと、
前記複数の印刷ヘッド及び前記複数のアクチュエータに操作可能に接続されたコントローラであって、前記部材の前記第１の端部に操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記第１の方向及び前記第２の方向に前記ガイドレールに沿って前記部材の前記第１の端部を移動させ、前記複数の印刷ヘッドを前記平面部材とは反対側の前記経路に沿って移動させることと、前記複数の印刷ヘッドを操作して、前記複数の印刷ヘッドが前記平面部材と反対の前記経路に沿って移動して、前記平面部材上に位置付けられた物体上に画像を形成する際に、前記平面部材に向かってインクの液滴を射出することと、前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記複数の印刷ヘッドを前記部材の前記第２の端部の周りに回転させて、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿って前記第１の方向又は前記第２の方向に移動するかにかかわらず、前記印刷ヘッドを前記既定の順序で位置付けることと、を行うように構成されたコントローラと、を備える、印刷システム。
【請求項２】
前記部材の前記第２の端部に接続されたブラケットを更に備え、前記ブラケットが、前記ブラケットを前記部材の前記第２の端部に接続するピンの周りを回転するように構成されており、前記複数の印刷ヘッドが、前記ブラケットに取り付けられており、
前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記ブラケットに接続されて、前記ピンの周りに前記ブラケット及び前記複数の印刷ヘッドを回転させる、請求項１に記載の印刷システム。
【請求項３】
紫外線（ＵＶ）ランプであって、前記ブラケットに取り付けられており、かつ前記既定の順序で位置付けられており、そのため、前記ＵＶランプは、前記部材の前記第１の端部が前記第１の方向又は前記第２の方向に移動するかにかかわらず、前記複数の印刷ヘッドに追従する、紫外線（ＵＶ）ランプを更に備え、
前記コントローラは、前記複数の印刷ヘッドが前記平面部材とは反対の前記経路に沿って移動する際に、前記ＵＶランプを操作して、射出されたインクを硬化させるように更に構成されている、請求項２に記載の印刷システム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿った前記第１の方向への移動を停止した後に、前記ブラケットを第１の回転方向に回転させることと、
前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿った前記第２の方向への移動を停止した後に、前記ブラケットを前記第１の回転方向とは反対の回転方向に回転させることと、を行うように更に構成されている、請求項３に記載の印刷システム。
【請求項５】
電源と、
前記電源及び前記ＵＶランプに操作可能に接続されたスイッチと、を更に備え、
前記コントローラが、前記スイッチに操作可能に接続され、前記コントローラが、前記スイッチを操作して、前記ＵＶランプを選択的に前記電源に接続するように更に構成されている、請求項４に記載の印刷システム。
【請求項６】
第１の端部及び第２の端部を有する少なくとも１つのシャフトを更に備え、前記第１の端部が、前記複数のアクチュエータ内の少なくとも１つのアクチュエータに操作可能に接続されており、前記第２の端部が、前記平面部材に接続されており、
前記コントローラが、前記少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータに操作可能に接続されており、前記コントローラが、前記少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である経路に沿って前記平面部材を双方向に移動させるように更に構成されている、請求項５に記載の印刷システム。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿って前記第１の方向に移動し、かつ前記平面部材とは反対の前記経路に沿った前記第１の方向に、前記ブラケット、前記複数の印刷ヘッド、及び前記ＵＶランプを、前記部材の前記第１の端部が停止して、前記平面部材の異なる部分を、前記複数の印刷ヘッド及び前記ＵＶランプと位置合わせする位置まで運んだ後に、前記少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記１つのアクチュエータを操作して、前記平面部材を前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である前記経路に沿って移動させることを行うように更に構成されている、請求項６に記載の印刷システム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記コントローラが、前記シャフトに操作可能に接続された前記アクチュエータを操作して、前記平面部材を前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である前記経路に沿って移動させている間に、前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記ブラケットを回転させることを行うように更に構成されている、請求項７に記載の印刷システム。
【請求項９】
前記複数の印刷ヘッド内の前記印刷ヘッドの前記既定の順序が、前記複数の印刷ヘッド内の任意の他の印刷ヘッドの前に、前記平面部材上を通過するように、白インクを射出する印刷ヘッドを位置付ける、請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１０】
画像生成部であって、前記複数の印刷ヘッドが前記ガイドレールに沿って移動する際に、前記画像生成部が前記複数の印刷ヘッドに先行することを可能にする位置で、前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続されている、画像生成部を更に備え、前記画像生成部が、前記平面部材及び前記平面部材上の前記物体の画像データを生成するように構成されており、
前記コントローラが、前記画像生成部によって生成された前記画像データを受信するように、前記画像生成部に操作可能に接続されており、前記コントローラは、前記複数の印刷ヘッドが前記ガイドレールに沿って移動する際に、前記平面部材上の前記物体の位置を特定するように、かつ前記特定された位置を使用して、前記複数の印刷ヘッドを操作して、前記物体上に画像を形成することを行うように更に構成されている、請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１１】
印刷システムを操作する方法であって、
ガイドレールの周りに取り付けられた部材の第１の端部に操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータをコントローラを用いて操作して、前記部材の前記第１の端部を前記ガイドレールに沿って双方向に移動させ、平面部材と反対側の経路に沿って複数の印刷ヘッドを移動させることと、
前記複数の印刷ヘッドが前記平面部材と反対側の前記経路に沿って移動して、前記平面部材上に位置付けられた物体上に画像を形成する際に、前記複数の印刷ヘッドを前記コントローラを用いて操作して、前記平面部材に向かってインクの液滴を射出することと、
前記コントローラを用いて、前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記複数の印刷ヘッドを前記ガイドレールの周りに取り付けられた前記部材の第２の端部の周りに回転させて、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿っていずれの方向に移動するかにかかわらず、前記印刷ヘッドを既定の順序で位置付けることと、を含む、方法。
【請求項１２】
ブラケットを前記部材の前記第２の端部に接続することであって、前記ブラケットが、前記ブラケットを前記部材の前記第２の端部に接続するピンの周りを回転するように構成されている、接続することと、
前記複数の印刷ヘッドを前記ブラケットに取り付けることと、
前記コントローラを用いて、前記複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記ピンの周りに前記ブラケット及び前記複数の印刷ヘッドを回転させることと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コントローラを用いてＵＶランプを操作することを更に含み、前記ＵＶランプが、前記ブラケットに取り付けられており、かつ前記既定の順序で位置付けられており、そのため、前記ＵＶランプは、前記部材の前記第１の端部が前記平面部材の反対側の前記経路に沿っていずれの方向に移動するかにかかわらず、前記複数の印刷ヘッドに追従する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記コントローラを用いて、前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿った第１の方向への移動を停止した後に、前記ブラケットを第１の回転方向に回転させることと、
前記コントローラを用いて、前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿った前記第１の方向とは反対にある第２の方向への移動を停止した後に、前記ブラケットを前記第１の回転方向とは反対の回転方向に回転させることと、を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コントローラを用いて、電源及び前記ＵＶランプに操作可能に接続されたスイッチを操作して、前記ＵＶランプを前記電源に選択的に接続することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記コントローラを用いて、前記平面部材に接続された少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記複数のアクチュエータ内の少なくとも１つのアクチュエータを操作して、前記平面部材を前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である経路に沿って双方向に移動させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガイドレールの周りに取り付けられた前記部材の前記第１の端部が前記ガイドレールに沿って前記第１の方向に移動し、かつ前記平面部材とは反対の前記経路に沿った前記第１の方向に、前記ブラケット、前記複数の印刷ヘッド、及び前記ＵＶランプを、前記部材の前記第１の端部が停止して、前記平面部材の異なる部分を、前記複数の印刷ヘッド及び前記ＵＶランプと位置合わせする位置まで運んだ後に、前記コントローラを用いて、前記少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記１つのアクチュエータを操作して、前記平面部材を前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である前記経路に沿って移動させることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コントローラが、前記少なくとも１つのシャフトに操作可能に接続された前記アクチュエータを操作して、前記平面部材を前記第１の方向及び前記第２の方向に対して垂直である前記経路に沿って移動させている間に、前記ブラケットに操作可能に接続された前記少なくとも１つのアクチュエータを前記コントローラを用いて操作して、前記ブラケットを回転させることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の印刷ヘッド内の前記印刷ヘッドの前記既定の順序が、前記複数の印刷ヘッド内の任意の他の印刷ヘッドの前に、前記平面部材上を通過するように、白インクを射出する印刷ヘッドを位置付ける、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の印刷ヘッドに接続されており、かつ前記複数の印刷ヘッドが前記ガイドレールに沿って移動するときに前記複数の印刷ヘッドに先行するように位置付けられている、画像生成部を用いて、前記平面部材及び前記平面部材上の前記物体の画像データを生成することと、
前記コントローラを用いて、前記画像生成部によって生成された前記画像データを使用して、前記平面部材上の前記オブジェクトの位置を特定することと、
前記複数の印刷ヘッドが、前記特定された位置を使用して、前記ガイドレールに沿って移動する際に、前記コントローラを用いて、前記複数の印刷ヘッドを操作して、前記物体上に画像を形成することと、を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、三次元（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ、３Ｄ）物体上に印刷するためのシステムに関し、より具体的には、物体上に紫外線硬化性インクを印刷するシステムに関する。
【０００２】
三次元（３Ｄ）物体に印刷するために、ダイレクトオブジェクト（ｄｉｒｅｃｔ−ｔｏ−ｏｂｊｅｃｔ、ＤＴＯ）プリンタとして知られているプリンタが開発されている。図４Ａは、ホルダ１０８が固定印刷ヘッド１１８のアレイ１１２を通過して部材１１６上を移動する際に、ホルダ１０８に取り付けられた物体１０４の表面を印刷するように構成された先行技術の印刷システム１００を示す。本明細書で使用するとき、「固定印刷ヘッド」という用語は、不動であり、それらの面板が、ホルダによって固定された物体の印刷を通して、物体ホルダの平面と平行なままであるプリンタ内の印刷ヘッドのことを指す。アレイ１１２内の印刷ヘッド１１８のうちの１つ以上は、物体上に紫外線（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＵＶ）インクを射出し、ＵＶランプ１２０は、コントローラ１２４によって操作されて、ＵＶインクを硬化させる。印刷ヘッドは、物体が、第１に白用印刷ヘッド、第２にシアン色用印刷ヘッドを、第３にブラック用印刷ヘッド、第４にマゼンタ用印刷ヘッドをそれぞれ通過するように配置される。色は他の順序で配置することができるが、白色は、典型的には、他の色に対する背景を提供するように他の色を表出させる。コントローラ１２４は、物体がホルダ内に取り付けられた後に、アクチュエータ１２８を操作してホルダ１０８を移動させるように構成されている。ホルダ１０８はまた、コントローラがホルダ内の物体を回転させるように操作するアクチュエータで構成することもできる。物体の周囲の第１のセクタは、印刷ヘッドによって第１のパスで印刷され、ＵＶランプ１２０によって硬化され、ホルダが印刷ヘッドを通過する際に物体の異なるセクタを提示するために回転されて新しいセクタを印刷することができるようにし、次いで、ホルダ及び物体がＵＶランプ１２０とは反対の位置に戻って、その新たに印刷されたセクタ上のインクを硬化させることができる。代替的に、ホルダが白用印刷ヘッドからシアン用印刷ヘッドへの方向に移動するときに、第２のＵＶランプをシアン用印刷ヘッドの下方に追加して、物体上に射出されたＵＶインクを硬化させることができる。コントローラ１２４は、ホルダ１０８及び物体１０４が印刷ヘッドを通過する際に、物体１０４の表面上にマーキング材料を射出するためにアレイ１１２内の印刷ヘッドを操作するように構成される。図４Ｂは、ホルダ１０８及び物体１０４が印刷ヘッドアレイ１１２に面する際のホルダ１０８及び物体１０４を示す。ラッチ１３２は、ホルダ１０８を部材１１６に取り付ける。
【０００３】
システム１００のアーキテクチャは、それぞれのパス後にＵＶランプ１２０によって硬化するために物体が戻された状態で、印刷ヘッドアレイ１１２による複数のパスを必要とし、それにより、別のパスが実行される前にＵＶインクを乾燥させることができる。代替的に、追加のＵＶランプを必要とし、これは追加の費用が必要となる。更に、システム１００は、１つの物体上に画像を印刷することに限定され、画像は一度に１つのセクタで印刷される。したがって、多くの物体が単一のＵＶランプで印刷及び硬化されることを可能にするダイレクトオブジェクト印刷システムが有益となる。
【０００４】
新たなダイレクトオブジェクト（ＤＴＯ）印刷システムは、多くの物体が単一のＵＶランプで印刷及び硬化されることを可能にする。印刷システムは、ガイドレールと、第１の端部及び第２の端部を有する部材であって、部材の第１の端部が、ガイドレールの周りに取り付けられ、ガイドレールに沿って第１の方向及び第２の方向に摺動するように構成され、第２の方向は第１の方向と反対であり、部材の第２の端部が、ガイドレールから垂直に延在する、部材と、部材の第２の端部に取り付けられた複数の印刷ヘッドであって、複数の印刷ヘッド内の印刷ヘッドは、部材の第１の端部がガイドレールに沿って第１の方向に移動して複数の印刷ヘッドが部材の第２の端部の周りを回転するように構成されている場合に既定の順序を有する、複数の印刷ヘッドと、部材の一方の端部がガイドレールに沿って第１の方向及び第２の方向に移動する際に複数の印刷ヘッドが追従する経路とは反対側に位置付けられた平面部材と、複数のアクチュエータであって、アクチュエータのうちの少なくとも１つが部材の第１の端部に操作可能に接続され、アクチュエータのうちの少なくとも１つが複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された、複数のアクチュエータと、複数の印刷ヘッド及び複数のアクチュエータに操作可能に接続されたコントローラと、を備える。このコントローラは、部材の第１の端部に操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータを操作して、ガイドレールに沿って第１の方向及び第２の方向に部材の第１の端部を移動させ、複数の印刷ヘッドを平面部材の反対側の経路に沿って移動させることと、複数の印刷ヘッドを操作して、複数の印刷ヘッドが平面部材と反対側の経路に沿って移動して、平面部材上に位置付けられた物体上に画像を形成する際に、平面部材に向かってインクの液滴を射出することと、複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータを操作して、複数の印刷ヘッドを部材の第２の端部の周りに回転させて、部材の第１の端部がガイドレールに沿って第１の方向又は第２の方向に移動するかにかかわらず、印刷ヘッドを既定の順序で位置付けることと、を行うように構成されている。
【０００５】
ＤＴＯプリンタを操作する方法は、多くの物体が単一のＵＶランプで印刷及び硬化されることを可能にする。この方法は、ガイドレールの周りに取り付けられた部材の第１の端部に操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータをコントローラを用いて操作して、部材の第１の端部をガイドレールに沿って双方向に移動させ、平面部材と反対側の経路に沿って複数の印刷ヘッドを移動させることと、複数の印刷ヘッドが平面部材と反対側の経路に沿って移動して、平面部材上に位置付けられた物体上に画像を形成する際に、複数の印刷ヘッドをコントローラを用いて操作して、平面部材に向かってインクの液滴を射出することと、複数の印刷ヘッドに操作可能に接続された少なくとも１つのアクチュエータをコントローラを用いて操作して、複数の印刷ヘッドをガイドレールの周りに取り付けられた部材の第２の端部の周りに回転させて、部材の第１の端部がガイドレールに沿っていずれの方向に移動するかにかかわらず、印刷ヘッドを既定の順序で位置付けることと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】多くの物体が単一のＵＶランプで印刷及び硬化することを可能にするように構成された印刷システムの側面図の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａの印刷システムの上面図の概略図である。
【図２Ａ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｂ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｃ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｄ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｅ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｆ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｇ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｈ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図２Ｉ】動作中の図１Ｂのシステムを示す上面図である。
【図３Ａ】印刷ヘッドが物体の上を移動する際に印刷される物体を撮像するためのスキャナを含む、図１Ａに示すシステムの一実施形態の側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂに示す実施形態の上面図である。
【図４Ａ】単一の物体上にインク画像を形成するための先行技術のＤＴＯプリンタの概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａのプリンタに使用することができる先行技術のホルダを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
複数の物体の印刷及びＵＶランプによるインクの硬化を可能にする印刷システム２００の側面図を図１Ａに示す。システムは、インク導管２１２によって印刷ヘッド２１６に接続された複数のインクリザーバ２０８を支持するフレーム２０４を含む。印刷ヘッド２１６は、フレーム２０４から延在するアーム２２４（図１Ｂ）の一方の端部にあるブラケット２２０に取り付けられている。アーム２２４は、ガイドレール２２６に沿って摺動して、ブラケット２２０が、一対のシャフト２３２に取り付けられた平面部材２２８の上で印刷ヘッド２１６を運ぶことを可能にするように構成されている。シャフト２３２は、以下の図１Ｂを参照して説明した方法でフレーム２０４を通って延在する。ワークピース２３６は、印刷のために平面部材２２８上に配置される。支持部材２４０は、フレーム２０４から延在して、システム２００が床又は他の平面支持面上に立つことを可能にする。印刷ヘッド維持ユニット２４２は、印刷ヘッドのホーム位置と反対側に位置付けられる。
【０００８】
図１Ｂに示されるシステム２００の上面図では、シャフト２３２の端部は、アクチュエータ２４４に操作可能に接続されて、フレーム２０４の下側に取り付けられた支持スリーブ（図示せず）を介して双方向にシャフトを摺動させる。このようにして、平面部材２２８は、ガイドレール２２６に沿ったプロセス方向Ｐにおけるブラケット２２０及び印刷ヘッド２１６の運動に対して垂直に移動する。平面部材２２８の双方向運動は、本文書においてクロスプロセス（Ｃ−Ｐ）方向と呼び、ガイドレール２２６に沿ったブラケット２２０及び印刷ヘッド２１６の双方向運動は、本文書においてプロセス方向（Ｐ）と呼ぶ。これらの２つの方向における運動の協調については、システム２００の動作においてより完全に後述する。インク導管２１２は、インクを印刷ヘッドに供給するためにそれぞれの印刷ヘッド２１６と嵌合する前にブラケット２２０の開口部２４８を通過する。インク導管２１２は、インクリザーバ２０８を１対１の対応で印刷ヘッド２１６に接続する。図に示される印刷ヘッド及びインクリザーバの順序は、いくつかの画像を印刷するのに有用であるが、他の配置は他の画像に有用であり、システム２００の他の実施形態に収容され得る。ブラケット２２０は、ブラケット２２０をアーム２２４に保持するピン２５２の周りを旋回するように取り付けられる。アクチュエータ２４４の１つは、ブラケット２２０に操作可能に接続されて、ピン２５２の周りにブラケットを旋回させる。また、ブラケット２２０には、ＵＶランプ２５６が取り付けられている。また、電気導体２６０が、開口部２４８を通過して、スイッチ２６８を介してＵＶランプ２５６を電源２６４に電気的に接続する。コントローラ２７２は、アクチュエータ２４４及びスイッチ２６８に操作可能に接続されて、アクチュエータ及びスイッチを選択的に操作し、ガイドレール２２６に沿ってブラケット２２０を移動させ、平面部材２２８に接続されたシャフト２３２を移動させ、ピン２５２の周りにブラケット２２０を回転させ、ＵＶランプ２５６を通電させる。また、コントローラ２７２は、印刷ヘッド２１６に操作可能に接続されて、コントローラに接続されたメモリに格納された画像データを参照して印刷ヘッド内の射出部を動作させ、平面部材２２８上の物体上に画像を形成する。また、コントローラが洗浄及び他の印刷ヘッドのメンテナンスのために維持ユニット２４２を操作することができるように、維持ユニット２４２は、コントローラ２７２に接続されている。
【０００９】
動作中、コントローラ２７２は、シャフト２３２に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、平面部材２２８を、そのホーム位置に移動させ、図１Ｂに示すように、そのホーム位置で、ワークピース２３６は印刷のために平面部材２２８上に位置付けられ、ブラケット２２０は、そのホーム位置に位置付けられる。次に、コントローラ２７２は、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、ブラケット及び印刷ヘッドをプロセス方向に移動させ、コントローラはまた、図２Ａに示すように、印刷ヘッド２１６及びＵＶランプ２５６を操作して、平面部材２２８上のワークピース２３６の一部分上にインク画像を形成して硬化させる。図２Ａ〜図２Ｉでは、簡略化するために、導体２６０、スイッチ２６８及び電源２６４が除去されている。印刷ヘッドが、図２Ｂに示すように平面部材２２８の長さを横断した後に、コントローラ２７２は、アクチュエータ２４４を操作してブラケットを停止させるが、ワークピースが平面部材の全長に沿って位置付けられていない場合にはより早く印刷ヘッドの運動を停止することができる。次に、コントローラ２７２は、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、図２Ｃに示すようにブラケットを反時計方向に回転させるが、ブラケットを反対方向に回転させることもできる。回転方向は重要ではないが、ブラケットは、ガイドレールに沿った初めの運動中に印刷ヘッドを案内した同じ印刷ヘッドが、図２Ｄに示すように、戻り運動において印刷ヘッドを案内するように、ある方向又は他の方向に十分に回転されなければならない。また、コントローラ２７２は、シャフト２３２に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、平面部材２２８をフレーム２０４に向かって移動させる。コントローラ２７２は、図２Ｄに示すように、クロスプロセス方向におけるワークピースの次の印刷されていない部分が印刷ヘッド２１６の反対側に位置合わせされると、平面部材の移動の運動を停止させる。次に、コントローラ２７２は、図２Ｅに示すように、印刷ヘッド及びＵＶランプを操作して画像の次の部分を形成して硬化させつつ、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、印刷ヘッドをガイドレールに沿って、ホーム位置が位置している平面部材２２８の端部に向かって移動させる。印刷ヘッドが、図２Ｅに示すように平面部材２２８の長さを横断した後に、コントローラ２７２は、アクチュエータ２４４を操作してブラケットを停止させる。次に、コントローラ２７２は、図２Ｆに示すように、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、ブラケットが平面部材の他方の端部で回転された反対方向にブラケットを回転させ、インク導管及び電気導体が、同じ方向での回転の繰り返しによって捻られないようにする。再度、ブラケットは、図２Ｇに示すように、ガイドレールに沿った前の運動中に印刷ヘッドを案内した同じ印刷ヘッドが次の運動に印刷ヘッドを案内するのに十分なだけ回転される。また、コントローラ２７２は、シャフト２３２に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、平面部材２２８をフレーム２０４に向かって移動させる。コントローラ２７２は、図２Ｇに示すように、クロスプロセス方向におけるワークピースの次の印刷されていない部分が印刷ヘッド２１６の反対側に位置合わせされると、平面部材の移動の運動を停止させる。次に、コントローラ２７２は、図２Ｈに示されるように、印刷ヘッド２１６を操作してワークピース上の画像の最後の部分を形成して硬化させつつ、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、印刷ヘッドをガイドレールに沿って、平面部材２２８の反対側の端部に移動させる。次に、コントローラ２７２は、図２Ｉに示すように、ブラケット２２０に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、ブラケットをそのホーム位置に戻し、ブラケットを回転させて印刷ヘッドが動作開始時に位置付けされていたときと同じ順序で印刷ヘッドを提示し、シャフト２３２に接続されたアクチュエータ２４４を操作して、平面部材をそのホーム位置に戻す。
【００１０】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図２Ａ〜図２Ｉを参照して上述した実施形態では、平面部材２２８は、シャフト２３２から取り外し可能であるように形成することができ、それにより、異なる平面部材をシステム内に設置することができる。平面部材の各バージョンは、システムの印刷動作中に物体を保持するために、異なる種類の物体の輪郭に対応する陥没部で形成することができる。陥没部は、物体を既定の位置に保持するのに役立つので、コントローラ２７２は、物体上に画像を印刷するために印刷ヘッド２１６を正確に操作することができる。代替的に、平面部材又はプラットフォーム２２８は、真空源に流動的に連結された穴で形成することができ、真空源からの穴に負圧を加えることにより、物体を平面部材に保持することができる。図３Ａ及び図３Ｂの実施形態３００は、印刷ヘッド２１６を常に案内するようにブラケット２２０の一端に取り付けられたスキャナ３０４を含む。スキャナ３０４は、平面部材２２８及び物体２３６の画像データを生成し、この画像データはコントローラ２７２に提供される。コントローラ２７２は、この画像データを処理して物体の位置を特定し、これらの特定された位置は、コントローラが印刷ヘッドを操作して物体上に画像を印刷するのに使用される。
【００１１】
システム２００及び図の動作の説明は、システムがどのようにして複数の物体の印刷を可能にする方法、単一のＵＶランプでの画像部分の硬化を可能にし、パス毎の先頭の印刷ヘッドと同じ印刷ヘッドを位置付けるかを示す。したがって、システムは、追加のＵＶランプに関連する費用を節約し、物体の印刷の速度を高め、印刷プロセスを簡素化する。
【図１Ａ】
2020062877.tif 000003
【図１Ｂ】
2020062877.tif 000004
【図２Ａ】
2020062877.tif 000005
【図２Ｂ】
2020062877.tif 000006
【図２Ｃ】
2020062877.tif 000007
【図２Ｄ】
2020062877.tif 000008
【図２Ｅ】
2020062877.tif 000009
【図２Ｆ】
2020062877.tif 000010
【図２Ｇ】
2020062877.tif 000011
【図２Ｈ】
2020062877.tif 000012
【図２Ｉ】
2020062877.tif 000013
【図３Ａ】
2020062877.tif 000014
【図３Ｂ】
2020062877.tif 000015
【図４Ａ】
2020062877.tif 000016
【図４Ｂ】
2020062877.tif 000017