[发明专利]基于打印头校准的热膨胀的方法和设备

权利要求书

1.一种用于自动的打印头校准的设备，包括：

支架板，被配置为接收至少两个打印头；

偏压结构，用于推动所述至少两个打印头中的至少一个在第一方向上沿着校准路径；

与所述支架板相关联的膨胀块，当加热时，所述膨胀块在第二方向上沿着所述校准轨道进行膨胀，其中所述第一方向和所述第二方向是共线的，以及其中所述膨胀块与所述至少两个打印头中的至少一个进行机械连通，以响应于所述膨胀块的膨胀而实现所述至少一个打印头在所述第二方向上的移动；

与所述膨胀块热接触的加热元件；

成像系统，用于捕获由所述至少一个打印头打印的校准样式；

控制系统，其中与所述加热元件和所述成像系统进行通信，所述控制系统配置为使得所述校准样式被打印，接收和分析来自所述成像系统的成像信息，以及控制所述加热元件的操作以加热所述膨胀块，其中所生成的所述膨胀块的线性膨胀在所述第二方向上移动所述至少一个打印头以实现打印头校准，所述控制系统进一步被配置为实现所述校准样式的重复打印、所述成像信息的接收和分析、以及所述加热元件的操作，直到被打印的校准样式表明正确的打印头校准已经被达到；以及

与所述支架板相关联的夹紧结构，用于可选择地保护所述打印头免受运动的损坏，以保持打印头校准，而不考虑所述膨胀块的膨胀和/或由所述偏压结构所施加的偏压。

2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：

大致上在所述膨胀块和所述支架板之间的热绝缘体。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述膨胀块由具有高热膨胀系数的材料制成。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述膨胀块大致上包括任何一个的：锌合金，其具有约0.000019”/“/°F的线性热膨胀系数；缩醛，其具有约0.0000592”/“/°F的线性热膨胀系数；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，其具有约0.000041线性热膨胀系数；以及聚醚醚酮(PEEK)，其具有约0.000025线性热膨胀系数。

5.如权利要求1所述的设备，所述加热元件包含任何的硅橡胶加热器和聚酰亚胺薄膜加热器。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述夹紧结构包括凸轮驱动锁定。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述控制系统被配置为使用脉冲宽度调制(PWM)驱动信号提高所述加热元件的温度。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述控制系统被配置为延迟所述驱动信号的进一步应用，以允许决定所述加热元件温度。

9.如权利要求1所述的设备，还包括：

与所述控制系统进行通信，以监测所述膨胀块的温度的热电偶反馈结构。

10.如权利要求7所述的设备，其中所述控制系统被配置为允许所述膨胀块冷却，其中所述偏压结构推动所述打印头沿着所述第一方向以校正所述打印头校准。

11.如权利要求1所述的设备，其中一旦正确的打印头校准已经被达到，所述控制系统被配置为发信号至操作者，以激活所述夹紧结构支撑所述打印头。

12.如权利要求1所述的设备，其中一旦正确的打印头校准已经被达到，所述控制系统被配置为操作机电致动器，以自动地啮合所述夹紧结构支撑所述打印头。

13.如权利要求1所述的设备，还包括：

独立的加热元件以及与每一个所述打印头相关联的膨胀块。

14.如权利要求13所述的设备，其中所有的所述打印头被互相校准，其中校准首先为一个打印头被执行，然后其为下一个打印头被执行，直到所有的所述打印头被校准，或是所有的所述打印头在相同的时间被校准。

15.如权利要求13所述的设备，其中所述打印头中的一个包括所有其它打印头被校准至的参照打印头。

16.如权利要求1所述的设备，其中所述膨胀块的膨胀被应用到在每一打印头的多于一个方向上调整所述打印头。

17.如权利要求1所述的设备，其中所述膨胀块的膨胀被应用在X和Y维度中的任一或两者作出调整。

18.如权利要求1所述的设备，还包括：

报告或记录结构，被配置为跟踪校准调整的历史记录，以确定随时间的校准的变化。