(57)【要約】【課題】履物製品の製造時、印刷システムを使用して、最初は平面すなわち２次元形状である表面上に、複数の層材料を印刷する。【解決手段】層材料が表面上に印刷された後、層材料は放射源からのある量の放射に暴露され、部分的に硬化される。いくつかの層材料は、互いに重なって配置され、かつ、部分的に硬化される。平坦な表面は、非平面すなわち３次元形状に再成形され、層材料は再びある量の放射に暴露され、完全に硬化される。【選択図】図２
2019500918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成で配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料要素上に第１の層材料を堆積させることと、
第１の放射イベント中に前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、
前記印刷デバイスを使用して前記第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって、層系を形成することと、
第２の放射イベント中に前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記ベース材料要素を非平面構成に再成形することと、
第３の放射イベント中に前記層系を完全に硬化させることと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の放射イベント中に、第１の放射強度を有する放射を前記第１の層材料に照射することと、
前記第２の放射イベント中に、第２の放射強度を有する放射を前記第２の層材料に照射することと、
前記第３の放射イベント中に、第３の放射強度を有する放射を前記層系に照射することと
をさらに含み、
前記第３の放射強度は前記第１の放射強度よりも大きく、前記第３の放射強度は前記第２の放射強度よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の放射イベント中に前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の放射イベント中に前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の放射イベント中に前記層系を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記層系は、第１のデザイン部分および第２のデザイン部分を含み、
前記第１のデザイン部分は第１の断面積を有し、
前記第２のデザイン部分は第２の断面積を有し、
前記第１の断面積は前記第２の断面積とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成で配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料上に第１の層材料を堆積させることと、
第１の放射イベント中に前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、
前記印刷デバイスを使用して前記第１の層上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって選択的に印刷されたデザインの特徴を形成することと、
第２の放射イベント中に前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記ベース材料を非平面構成に再成形することと、
第３の放射イベント中に前記選択的に印刷されたデザインの特徴を完全に硬化させることと
を含み、
前記選択的に印刷されたデザインの特徴は、第１のデザイン部分および第２のデザイン部分を含み、
前記第１のデザイン部分は第１の断面積を有し、
前記第２のデザイン部分は第２の断面積を有し、
前記第１の断面積は前記第２の断面積とは異なる、方法。
【請求項８】
前記第１の放射イベント中に、第１の放射強度を有する放射を前記第１の層材料に照射することと、
前記第２の放射イベント中に、第２の放射強度を有する放射を前記第２の層材料に照射することと、
前記第３の放射イベント中に、第３の放射強度を有する放射を前記選択的に印刷されたデザインの特徴に照射することと
をさらに含み、
前記第３の放射強度は前記第１の放射強度よりも大きく、前記第３の放射強度は前記第２の放射強度よりも大きい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の放射イベント中に前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の放射イベント中に前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の放射イベント中に前記選択的に印刷されたデザインの特徴を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の放射イベント中に、紫外光源を使用して、前記第１の放射強度を有する放射を照射することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の層材料はアクリル樹脂を含む第１の材料であり、前記第２の層材料はアクリル樹脂を含む第２の材料である、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成に配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料要素上に第１の層材料を堆積させることと、
前記第１の層材料の少なくとも第１の層材料の属性に基づいて第１の放射強度を決定することと、
第１の放射イベント中に、前記第１の放射強度を有する放射を照射することによって、前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、
前記印刷デバイスを使用して前記第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって層系を形成することと、
前記第２の層材料の少なくとも第２の層材料の属性に基づいて第２の放射強度を決定することと、
第２の放射イベント中に、前記第２の放射強度を有する放射を照射することによって、前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記層系の少なくとも第３の層材料の属性に基づいて、第３の放射強度を決定することと、
前記ベース材料要素を非平面構成に再成形することと、
第３の放射イベント中に、前記第３の放射強度を有する放射を照射することによって、前記層系を完全に硬化させることと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の厚さであり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の厚さであり、前記第３の層材料の属性は前記層系の厚さである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の曲率レベルであり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の曲率であり、前記第３の層材料の属性は前記層系の曲率である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の柔軟性であり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の柔軟性であり、前記第３の層材料の属性は前記第３の層材料の柔軟性であり、前記第１の層材料および前記第２の層材料の柔軟性とは、部分硬化後の前記層材料の所望の柔軟性を意味する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の層材料を部分的に硬化させることは、前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の層材料を部分的に硬化させることは、前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記層系を完全に硬化させることは、前記層系を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、３次元印刷システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３次元印刷システムおよび方法は、溶融物堆積法、電子ビーム自由形状造形法、選択的レーザ焼結法、およびその他の種類の３次元印刷技術を含む種々の技術と関連している。
【０００３】
３次元印刷システムから形成された構造体は、他の製造技術によって形成された物体と一緒に使用できる。これらには、さまざまな履物製品および／または衣料製品に使用されるテキスタイル材料が含まれる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一態様では、履物製品を製造する方法は、ベース材料要素を平面構成で配置するステップと、印刷デバイスを使用してベース材料要素上に第１の層材料を堆積させるステップと、第１の放射イベント中に第１の層材料を部分的に硬化させるステップと、印刷デバイスを使用して第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて層系を形成するステップと、第２の放射イベント中に第２の層材料を部分的に硬化させるステップと、ベース材料要素を非平面構成に再成形するステップと、第３の放射イベント中に層系を完全に硬化させるステップとを含む。
【０００５】
別の態様では、履物製品を製造する方法は、ベース材料要素を平面構成で配置するステップと、印刷デバイスを使用してベース材料要素上に第１の層を堆積させるステップと、第１の放射イベント中に第１の層材料を部分的に硬化させるステップと、印刷デバイスを使用して第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて、選択的に印刷されたデザインの特徴を形成するステップと、第２の放射イベント中に第２の層材料を部分的に硬化させるステップと、ベース材料要素を非平面構成に再成形するステップと、第３の放射イベント中に層系を完全に硬化させるステップと、を含む。選択的に印刷されたデザインの特徴は、第１のデザイン部分および第２のデザイン部分を含む。第１のデザイン部分は第１の断面積を有する。第２のデザイン部分は第２の断面積を有する。第１の断面積は第２の断面積とは異なる。
【０００６】
別の態様では、履物製品を製造する方法は、ベース材料要素を平面状に配置するステップと、印刷デバイスを使用してベース材料要素上に第１の層材料を堆積させるステップと、第１の層材料の少なくとも第１の物理的特性に基づいて第１の放射強度を決定するステップと、第１の放射イベント中に第１の放射強度を照射することによって、第１の層材料を部分的に硬化させるステップと、印刷デバイスを使用して第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて層系を形成するステップと、第２の層材料の少なくとも第２の物理的特性に基づいて第２の放射強度を決定するステップと、第２の放射イベント中に第２の放射強度を照射することによって、第２の層材料を部分的に硬化させるステップと、層系の少なくとも第３の物理的特性に基づいて、第３の放射強度を決定するステップと、ベース材料要素を非平面構成に再成形するステップと、第３の放射イベント中に第３の量の放射強度を照射することによって、層系を完全に硬化させるステップとを含む。
【０００７】
本実施形態のその他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図面および詳細な説明を考察することによって当業者には明らかであるか、または明らかになるであろう。このような追加のシステム、方法、特徴、および利点はすべて、本明細書および本概要に包含され、本実施形態の範囲内であり、以下の請求の範囲により保護されることが意図される。
【０００８】
本発明の実施形態は、以下の図面および記述を参照することにより、より良く理解することができる。図面内の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、本発明の原理を示すにあたり強調されている。さらに、図中において、同様の符号は、異なる図面を通して対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】平面構成のベース材料要素の実施形態を示す斜視図である。
【図２】選択的に印刷された３次元デザインの特徴（design feature）をベース材料要素上に形成する一般的なプロセスを示す実施形態である。
【図３】放射イベント中に考慮される一般的な実施形態およびプロセスを示す。
【図４】放射イベント中に考慮される一般的な実施形態およびプロセスを示す。
【図５】印刷システムとともに使用されるベース材料要素を用いた印刷システムの構成要素の実施形態を示す模式図である。
【図６】ベース材料要素上に印刷される選択的に印刷されたデザインの特徴の実施形態を示す模式図である。
【図７】ベース材料要素上に印刷された３次元構造を有する選択的に印刷されたデザインの特徴を形成するステップを示す模式図である。
【図８】ベース材料要素上に印刷された３次元構造を有する選択的に印刷されたデザインの特徴を形成するステップを示す模式図である。
【図９】液体を半固体状態に転換する放射源を示す拡大図である。
【図１０】液体状態、半固体状態、および固体状態の層材料の断面図である。
【図１１】選択的に印刷されたデザインの特徴を用いてベース材料を平面構成から非平面構成に再成形する工程を示す模式図である。
【図１２】層系（layer system）を有するベース材料要素の２つのプロセスを比較する模式図であり、ベース材料要素が平面構成から非平面構成に再成形されている。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、印刷のためのベース材料要素の斜視図を示す。本開示全体を通じて使用されるように、ベース材料要素すなわち基材１００は、履物製品などの衣類製品または衣料製品に関連していてもよい。この実施形態では、基材１００は履物製品用のアッパーを形成する。
【００１１】
いくつかの他の実施形態では、基材１００は、履物以外の衣類製品と関連していてもよい。ここで「製品」という用語は、履物製品および衣料製品の両方を含むことが意図されている。この詳細な説明および特許請求の範囲全体を通して使用されるように、「履物製品」という用語およびそれに類する用語は、任意の履物および履物に関連する任意の材料（アッパーを含む）を含み、たとえば、ベースボールシューズ、バスケットボールシューズ、クロストレーニングシューズ、サイクリングシューズ、フットボールシューズ、テニスシューズ、サッカーシューズ、およびハイキングブーツを含め、さまざまな運動用の履物の種類にも適用してもよい。この詳細な説明および特許請求の範囲全体を通して使用されるように、「履物製品」および「履物」という用語は、ドレスシューズ、ローファー、サンダル、スリッパ、デッキシューズ、および作業靴を含め、一般に非運動用で、正装用、または装飾的であると考えられる履物の種類も含む。
【００１２】
ここに開示された実施形態は履物との関連で記載されているが、衣類製品、衣料製品、または装備の任意の製品にさらに等しく適用されてもよい。たとえば、ハット、キャップ、シャツ、ジャージ、ジャケット、靴下、ショートパンツ、ズボン、下着、運動補助衣類、グローブ、アーム／リストバンド、スリーブ、ヘッドバンド、バッグ、任意の編み物材料、任意の織物材料、任意の不織布材料、および競技用ボールなどのスポーツ用具に適用されてもよいが、これらに限定されない。したがって、この詳細な説明および特許請求の範囲全体を通して使用されるように、「衣料製品」という用語およびそれに類する用語は、ハット、キャップ、シャツ、ジャージ、ジャケット、靴下、ショートパンツ、ズボン、下着、運動補助衣類、グローブ、アーム／リストバンド、スリーブ、ヘッドバンド、任意の編み物材料、任意の織物材料、任意の不織布材料だけでなく、任意の履物製品を含む、任意の衣料品または衣類を指してもよい。
【００１３】
図１を参照すると、基材１００は、本質的に平坦または平面の幾何学的形状を有している。いくつかの実施形態では、この平面幾何学的形状により、基材１００を印刷のための印刷システムの構成要素上に配置することができる。
【００１４】
図２を参照すると、ベース材料要素上に３次元物体を形成するための一般的なプロセスが示されている。いくつかの実施形態では、３次元物体は平坦な基材上に選択的に印刷され、次いで、平坦な基材は非平面物体に再成形される。いくつかの実施形態では、以下のステップの一部または全部は、印刷システム内に備えられた制御ユニットによって実行されてもよい。いくつかの他の実施形態では、これらのステップの一部または全部は、印刷デバイスなどの、印刷システムに関連する追加のシステムまたはデバイスによって実行されてもよい。さらに、印刷デバイスがコンピューティングシステムと電子通信する場合、コンピューティングシステムの中央処理デバイスによって１つまたは複数のステップを実行することができる。さらに、その他の実施形態では、以下のステップの１つまたは複数が任意選択であってもよく、または追加のステップが追加されてもよいことが理解されるであろう。
【００１５】
ステップ１１０の間、印刷デバイスは、平坦な基材、すなわち、ベース材料要素の表面上に、または非平面形状を有する製品の平面部分の上に、インク層または他の層材料を印刷する。いくつかの実施形態では、インク層は、ベース材料要素の上に印刷される。いくつかの他の実施形態では、インク層は、前のインク層の上に連続的に印刷され、それによって層系を形成する。いくつかの実施形態では、印刷されたインク層は、基材上にデザイン要素を形成する。
【００１６】
いくつかの実施形態では、プリントヘッドがベース材料要素上にインク層を堆積させた後、印刷システムは、インク層を転換して３次元特徴を形成するための手段を利用する。換言すれば、インク層は、液体状態から半固体状態または固体状態へと転換される。いくつかの実施形態では、インク層を転換することによって、インク層および／または層系に構造的特性が提供される。いくつかの実施形態では、印刷システムは、放射イベント中に放射源を使用してインク層を転換させるかまたは硬化させてもよい。
【００１７】
この詳細な説明および特許請求の範囲で使用されるように、「硬化」およびそれに類する用語は、ポリマー材料の重合または架橋を包含する。硬化は、紫外線による添加剤の活性化を含むが、これに限定されないプロセスによって実行されてもよい。一実施形態では、ランプ光源を使用して、紫外光と呼ばれることもある紫外線を照射する。いくつかの他の実施形態では、放射源は異なっていてもよい。さらにいくつかの他の実施形態では、インク層は他の方法を使用して転換されてもよい。
【００１８】
ステップ１１２において、インク層は、放射イベント中に紫外光によって部分的に硬化される。考察の目的上、放射イベントおよびその変形は、当該技術分野で知られている任意の放射源からの放射エネルギーに、インク層などの層材料を暴露することを意味する場合がある。放射イベント中、放射源は、以下、放射強度とも呼ばれる放射の強度のような、放射のある物理量を照射し、それによって層材料の物理的特性に影響を及ぼしてもよい。放射強度（ステラジアン当たりのワット）、光度（ステラジアン当たりのルーメン）、放射照度（メートル平方当たりのワット）、および放射輝度（ワット／ステラジアン／平方メートル）を含む、光強度のさまざまな尺度があることが理解されよう。所与の用途についての強度の適切な尺度、すなわち放射強度は、当業者によって選択されてもよい。
【００１９】
放射源の可能な放射強度の量を特徴付ける目的上、放射源によって照射できる最大放射強度の百分率として放射強度が参照される。したがって、一実施形態では、放射の可能な強度は、０％の放射強度（放射なし）から１００％の放射強度（最大放射強度）の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、最大放射強度とは、放射源によって達成可能な最大放射強度、または特定の硬化効果を達成するための最大所望放射強度を意味する場合がある。一実施形態では、最大放射強度は、層材料を完全に硬化させるのに必要とされる放射の量を意味する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、紫外光を用いてインク層を硬化させることによって、照射される放射強度の量に応じて、インク層を液体状態から半固体状態に転換してもよい。いくつかの実施形態では、部分的な硬化のために、インク層は、インク層を液体状態から固体状態に転換するのに必要とされる最大放射強度の５０％未満を受け取ってもよい。一実施形態では、インク層を部分的に硬化させるための、放射源によって照射される放射強度の量は、約１％〜約５０％、典型的には約１０％〜約４０％の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、各インク層がプリントヘッドによって堆積された後に、インク層を部分的に硬化させてもよい。いくつかの他の実施形態では、インク層は、２つ以上のインク層が堆積されたときに部分的に硬化されてもよい。インク層の部分的な硬化は、ベース材料要素が実質的に平坦な２次元幾何学的構成である間に起こることに留意されたい。
【００２１】
ステップ１１４において、インク層が基材上に印刷され、紫外光によって部分的に硬化された後、基材は、次に非平面状すなわち３次元構成に再成形される。いくつかの実施形態では、基材は、型に適合するように再成形される。基材の再成形の間、部分的に硬化されたインク層は、それらの構造的特性を保持し、いかなるせん断応力または変形もなしにベース材料の表面に付着してもよい。放射イベント中に、硬化のための放射強度の量を決定するときにいくつかの属性が考慮されてもよいことに留意されたい。
いくつかの実施形態では、ベース材料要素および層材料の両方の曲率の量（すなわち、「曲率レベル」）を考慮して、せん断応力または変形を回避してもよい。場合によっては、層材料の厚さの量も考慮する必要がある。さらにいくつかの他の実施形態では、層材料の柔軟性を放射イベント中に考慮する必要がある。これらの考慮事項について以下にさらに詳細に説明する。
【００２２】
最後のステップ１１６において、基材（ここでは非平面構成である）は、層系とも言われる複数のインク層も含む。このステップの間、層系は、さらなる放射イベント中に完全に硬化される。この放射イベントの間、放射源は、インク層を部分的に硬化するために使用される放射の量よりも多い量の放射を照射してもよい。一実施形態では、最大放射強度が放射源によって照射され、それによって層系を完全に硬化させる。ベース材料が非平面構成へと変形され、層系が完全に硬化されると、せん断応力または目に見える構造的変形がない、３次元の選択的に印刷されたデザインの特徴を有する３次元非平面ベース材料が得られる。
【００２３】
図３および図４は、放射イベント中にどのような属性が考慮される可能性があるかの概念を示す。図３は、競技用ボール１２０の形の非平面物体の実施形態を示す。
【００２４】
図示されるように、いくつかの実施形態では、競技用ボール１２０は、競技用ボール１２０の通常の表面曲率の上に配置された印刷層材料１２２を有してもよい。いくつかの実施形態では、層材料１２２は、平面構成である間に、競技用ボール１２０の表面上に印刷され、部分的に硬化されてもよい。上述したように、層材料１２２のせん断応力および構造的変形を回避するために、競技用ボールが非平面構成へと変形されるとき、層材料１２２およびベース材料要素の曲率１２４が考慮される。いくつかの実施形態では、層材料１２２の厚さ１２６および柔軟性も放射イベント中に考慮される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、放射イベント中の放射強度の量を決定するために、上述された属性が当業者によって考慮される。
【００２６】
図４を参照すると、ベース材料要素および層材料の曲率を含む第１の属性１３０、層材料の厚さを含む第２の属性１３２、ならびに層材料の柔軟性を含む第３の属性が、決定プロセス１３４で使用される。本明細書で使用する場合、曲率レベルは、層またはベース材料要素の曲率の尺度であり、曲率がない、すなわちゼロのレベルである「平坦」レベルを含むことができる。具体的には、プロセス１３４は、これらの属性に基づいて、放射イベント中に層材料を硬化させるための放射強度の量を決定する。このようなプロセスを、先に述べられ図２に示されているステップ１１２（１つまたは複数の下層を部分的に硬化する）またはステップ１１６（層材料を完全に硬化する）のいずれかのサブプロセスとみなしてもよい。
【００２７】
これらの属性（たとえば、属性１３０、属性１３２、および属性１３３）のそれぞれを、「層材料の属性（material factor）」と呼ぶ。これらの属性は、一般に、層材料の巨視的特性に関係し、材料組成、物理的状態（たとえば、液体または固体）、粘度などのような微視的特性とは、関係するものの、区別してもよい。さらに、上述したように、各属性は、それらが考慮されているステップに応じてさまざまであってもよい。たとえば、平坦な基材上の材料の層を部分的に硬化させるために、ベース材料要素の曲率（すなわち、第１の属性１３０）は、層材料が、ベース材料要素の部分的な硬化および再成形に続いてとるであろう曲率を意味する場合がある。このように、層材料が部分的に硬化された後にベース材料要素が大きく曲げられるであろうことが分かっている場合、部分的な硬化の後に層材料が実質的に（破断することなく）屈曲できるように放射量を選択すべきである。対照的に、最終的な硬化のための放射を決定するとき、考慮されるベース材料要素の曲率は、その現在の形態の要素の曲率であってもよい。同様に、層材料の厚さは、（部分的なもしくは完全な）硬化前の厚さ、または次の（部分的なもしくは完全な）硬化イベント後の層材料の所望の厚さの観点から考慮することができる。同様に、層材料の柔軟性は、（部分的なもしくは完全な）硬化前の現在の柔軟性、または次の硬化イベント後の層材料の所望の柔軟性の観点から考慮してもよい。ベース材料要素（または層材料それ自体）の（意図された）曲率は、層材料の（意図された）柔軟性に関連する可能性があることも分かるであろう。これは、より高い曲率は、層材料の破断、亀裂、または非塑性変形を制限するために高い柔軟性を必要とする可能性があるためである。したがって、場合によっては、層材料の柔軟性またはベース材料要素の曲率の両方を考慮するのではなく、そのいずれかを、放射強度を決定するにあたっての属性として考慮することができる。
【００２８】
（部分的または完全な）硬化中、層材料は物理的状態または相が変化する可能性があることが理解されよう。具体的には、硬化は材料の粘度の増加をもたらし、最終的には液体から半固体へ、そして最終的には固体への相変化をもたらす。したがって、層材料の柔軟性などのいくつかの属性は、一般に、層材料の未硬化（液体）状態、部分硬化（半固体）状態、および完全硬化（固体）状態で異なる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、層材料に適切な量の放射強度が供給されない場合、層材料は、ベース材料要素が非平面構成に再成形されるときに構造的変形を起こす可能性がある。放射イベントの間にあまりにも高い放射強度を供給すると、層材料が、屈曲するには硬すぎたり、または脆すぎたりすることになる可能性があることが理解されるであろう。いくつかの他の実施形態では、放射強度の量が不十分である結果、層材料が所望の構造形状を保持しなくなる場合がある。いくつかの実施形態では、これらの属性は、ベース材料要素上に置くべき層材料の種類を決定する上で重要である可能性があることに留意すべきである。いくつかの実施形態では、これらの属性は、ベース材料要素上の層材料の位置を決定する上で重要である可能性がある。
【００３０】
図５は、印刷システム２００の構成要素の模式図を示す。いくつかの実施形態では、印刷システム２００は、基材１００上の物体、たとえば、部品、要素、特徴、または構造、の印刷を容易にするためのいくつかの構成要素を備えてもよい。いくつかの実施形態では、印刷システム２００は、印刷デバイス２１０と、ネットワーク２３０を有するコンピューティングシステム２２０とを備える。これらの構成要素は、以下でさらに詳細に説明する。図示の目的上、印刷システム２００のいくつかの構成要素のみが図５に示され、以下で説明される。その他の実施形態では、印刷システム２００は追加の手段を備えてもよいことが理解されるであろう。
【００３１】
印刷システム２００は、さまざまなタイプの印刷技術を利用してもよい。かかる技術には、トナーベースの印刷、液体インクジェット印刷、ソリッドインク印刷、昇華型印刷、インクレス印刷（感熱式印刷およびＵＶ印刷を含む）、ＭＥＭＳジェット印刷技術、ならびに他の任意の印刷方法を挙げることができるが、これらに限定されない。場合によっては、印刷システム２００は、２つ以上の異なる印刷技術の組み合わせを利用してもよい。使用される印刷技術の種類は、対象製品の材料、対象製品のサイズおよび／または幾何学的形状、印刷画像の所望の特性（耐久性、色、インク密度など）、ならびに印刷速度、印刷コスト、およびメンテナンス要件が挙げられるがこれらに限定されない属性に応じてさまざまであってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、印刷システム２００は、印刷デバイス２１０を備える。いくつかの実施形態では、印刷デバイス２１０は、ハウジング構成要素２１２、トレイ２１４、およびプリントヘッド２１６などの特徴を備えてもよい。ハウジング構成要素２１２を使用して、印刷システム２００の他の構成要素、デバイス、またはシステムをサポートしてもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング構成要素２１２は、動作中に基材１００を移動させるための特徴を備えてもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング構成要素２１２の形状およびサイズは、印刷デバイス２１０のための所望の設置面積、基材１００または複数の基材のサイズおよび形状、基材１００上に形成されてもよい特徴のサイズおよび形状、ならびに場合によって他の属性を含む属性に応じてさまざまであってもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、印刷デバイス２１０は、基材１００を支持、保持、および／または把持するためのテーブル、台、トレイ、または同様の構成要素などの手段を備えてもよい。いくつかの実施形態では、層材料がプリントヘッドによって基材１００上に堆積されている間、トレイ２１４を使用して、基材１００を配置してもよい。いくつかの実施形態では、トレイ２１４は、単一の基材１００を保持してもよい。いくつかの他の実施形態では、トレイ２１４は、図示されるように追加の基材を保持できるように、寸法決めおよびサイズ決めされてもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態は、選択的に印刷されたデザインの特徴を基材１００上に形成することを容易にする手段を備えてもよい。いくつかの実施形態では、印刷デバイス２１０は、基材１００上に層材料を堆積させる手段、たとえば、プリントヘッドを備えてもよい。上述のように、いくつかの実施形態では、印刷デバイス２１０は、放射エネルギーを適用する手段、たとえば、紫外線ランプを備えてもよい。一実施形態では、印刷デバイス２１０は、層材料の物理的特性を変え、選択的に印刷されたデザインの特徴を基材１００上に形成するために、プリントヘッドおよび紫外線ランプを備える。これらのデバイスを以下でより詳細に説明する。
【００３５】
いくつかの実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴を基材１００上に形成するために、プリントヘッド２１６を使用して、インク層を堆積させてもよい。詳細な説明および特許請求の範囲で使用される場合、「選択的に印刷されたデザインの特徴」およびそれに類する用語は、層材料をベース材料要素上の選択された位置における表面の部分上に堆積させて、ユーザが選択したデザイン、印、またはマークをその選択した位置に規定することを意味する場合があり、完成したものは、３次元構造を有するデザイン、印、マークである。選択的に印刷されたデザインの特徴は、単一のマークおよび複数のマークの両方を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、プリントヘッド２１６は、ハウジング構成要素２１２内のインク層をハウジング構成要素２１２に対して水平方向または水平軸、たとえば、前後および／または左右に移動させ、堆積させるように構成される。
【００３６】
いくつかの印刷システムは、印刷デバイス２１０からの情報を制御および／または受信する手段を備えてもよい。これらの手段としては、コンピューティングシステム２２０およびネットワーク２３０を挙げることができる。この詳細な説明および特許請求の範囲で使用される場合、「コンピューティングシステム」およびそれに類する用語は、単一のコンピュータのコンピューティング資源、単一のコンピュータのコンピューティング資源の一部、および／または互いに通信する２つ以上のコンピュータを意味する場合がある。これらの資源はいずれも、１人または複数人の人間のユーザによって操作できる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム２２０は、１つまたは複数のサーバを備えてもよい。場合によっては、印刷サーバは、印刷デバイス２１０の制御および／または通信に主に関与してもよいが、たとえば、別個のコンピュータ、デスクトップ、ラップトップ、またはタブレットが、ユーザ（図示せず）とのやりとりを容易にしてもよい。コンピューティングシステム２２０はまた、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む、磁気メモリ、光学メモリ、磁気および／または光学メモリが挙げられるがこれらに限定されない１つまたは複数の記憶デバイスを備えることができる。
【００３８】
図５に示すように、コンピューティングシステム２２０は、中央処理デバイス２２２、モニタまたはスクリーンなどの視覚表示コンポーネント２２４、キーボードおよびマウスなどの入力デバイス２２６、ならびにデザインの特徴のコンピュータ支援設計（「ＣＡＤ」）図形表現２２８を設計するソフトウェアを備えてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、デザインの特徴のＣＡＤ図形表現２２８は、構造の幾何学的形状に関する情報だけでなく、デザインの特徴のさまざまな部分を印刷するのに必要な材料に関する情報も含んでもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム２２０は、ネットワーク２３０を介して印刷デバイス２１０と通信してもよい。ネットワーク２３０は、コンピューティングシステム２２０と印刷デバイス２１０との間の情報の交換を容易にする任意の有線または無線の手段を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク２３０は、ネットワークインタフェースコントローラ、リピータ、ハブ、ブリッジ、スイッチ、ルータ、モデム、およびファイアウォールなどのさまざまなコンポーネントをさらに含んでもよい。場合によっては、ネットワーク２３０は、印刷システム２００の２つ以上のシステム、デバイス、および／またはコンポーネント間の無線通信を容易にする無線ネットワークであってもよい。無線ネットワークの例としては、無線パーソナルエリアネットワーク（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を含む）、無線ローカルエリアネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．１１１  ＷＬＡＮ規格を利用するネットワークを含む）、無線メッシュネットワーク、モバイルデバイスネットワーク、および他の種類の無線ネットワークが挙げられるが、これらに限定されない。他の場合には、ネットワーク２３０は、その信号がツイストペアワイヤ、同軸ケーブル、および光ファイバによって促されるネットワークを含む有線ネットワークとすることができる。さらに他の場合には、有線および無線のネットワークおよび／または接続の組み合わせを使用することができる。
【００４０】
図６を参照すると、いくつかの実施形態では、印刷デバイス２１０は、選択的に印刷されたデザインの特徴３００のような物体を１つまたは複数のベース材料要素上に直接印刷するために層材料を堆積させてもよい。いくつかの実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００は、図５に示されるように、何らかの種類のＣＡＤソフトウェア、または他の種類のソフトウェアを使用して、コンピューティングシステム２２０により設計してもよい。次いで、選択的に印刷されたデザインの特徴３００は、印刷デバイス２１０（または印刷デバイス２１０と通信している関連する印刷サーバ）が解釈できる情報に変換されてもよい。図示の目的上、これらの図は、他の構成要素から隔離された印刷デバイス２１０のいくつかの構成要素を示す。したがって、図示された実施形態は、選択的に印刷されたデザインの特徴３００を印刷デバイス２１０がベース材料要素上に印刷する方法の模式図であることに過ぎないことが意図される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００は、形状、英数字、および／または他のタイプのマークを含むがこれらに限定されないさまざまな形態を含んでもよい。いくつかの実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００は、構造的特性（すなわち、３次元）を有してもよい。いくつかの実施形態では、マークは、所定のパターンで配置されてもよい。いくつかの他の実施形態では、マークは、ランダムなパターンで配置されてもよい。さらにいくつかの他の実施形態では、マークは、規則的に間隔を置いていてもよく、または間隔を空けていなくてもよく、または不規則に間隔を空けていてもよい。例示的実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００は、複数のデザイン部分３１０を含む。
【００４２】
図６で明らかなように、デザイン部分３１０は、第１のデザイン部分３２０、第２のデザイン部分３３０、第３のデザイン部分３４０、および第４のデザイン部分３５０から構成してもよい。いくつかの実施形態では、プリントヘッド２１６は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系３６０の水平な、すなわち、ｘ軸３６２および／またはｙ軸３６４に沿って基材１００上にいくつかの層でインク３０２などの層材料を堆積させることによって、デザイン部分３１０を形成する。デザイン部分３１０は、プリントヘッド２１６によって比較的２次元的に形成されるが、いくつかの実施形態では、ｘ軸３６２および／またはｙ軸３６４に沿って複数の層でインク３０２を堆積させた結果、デザイン部分３１０各々に３次元の構造的特性が付与される。換言すれば、プリントヘッド２１６による水平方向の軸、すなわち、ｘ軸３６２またはｙ軸３６４に沿う複数の層の結果、ｘ軸３６２またはｙ軸３６４の法線である、すなわち垂直である垂直軸、すなわちｚ軸に沿ってインク層が蓄積される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、インク３０２が基材１００の表面に接触すると、プリントヘッド２１６が後から通過することによって、前の層の上にインク３０２の追加の層を堆積させてもよい。いくつかの他の場合では、プリントヘッド２１６は、前の層材料を有していない基材１００の部分上に層材料を堆積させてもよい。互いに重ね合わせられた複数層のインク３０２の堆積物は、層系として知られていてもよい。ｚ軸に沿うインク３０２の、前の層へのインク３０２の追加層の堆積は、３次元の構造的特性を有する選択的に印刷されたデザインの特徴３００を提供する。いくつかの実施形態では、インク３０２は、硬化可能な任意のタイプのインクであってもよい。一実施形態では、インク３０２はアクリル樹脂である。
【００４４】
図７を参照すると、２次元のまたは平面の基材１００上に印刷された３次元構造を有する選択的に印刷されたデザインの特徴３００を形成する模式図が示されている。図示の目的上、以下の図の拡大図は、プリントヘッド２１６によって基材１００上に堆積されるインク３０２の連続的な層の一連の表現を示す。特に、拡大図は、デザイン部分３１０が垂直軸、すなわちｚ軸３６６に沿って形成されるときのデザイン部分３１０を図示している。
【００４５】
図７に示されるように、第１の構成４００においては、プリントヘッド２１６は、第１の層４０２をもたらす１回目の通過でインク３０２を基材１００上に堆積させる。第１の層４０２は、第１のデザイン部分３２０、第２のデザイン部分３３０、第３のデザイン部分３４０、および第４のデザイン部分３５０を有することが見て取れる。いくつかの実施形態では、各デザイン部分は、ｚ軸３６６に沿う高さおよびｘ軸に沿う幅を有する。ｙ軸３６４に沿う長さも存在していてもよいことも理解されよう。各デザイン部分の高さがさまざまである結果、各デザイン部分が異なる断面積を有することも理解されよう。
【００４６】
第２の構成４２０では、プリントヘッド２１６は、基材１００上に別の層のインク３０２を散布する。いくつかの実施形態では、印刷システム２００は、プリントヘッド２１６がデザインの特徴の個々の要素について異なる量でインク３０２を堆積させるように印刷デバイス２１０を構成してもよい。このことにより、ｚ軸３６６に沿って形成される構造的高さを有するデザイン部分３１０がもたらされる。したがって、プリントヘッド２１６が基材１００上に第２の層のインク３０２を堆積させた後、第１のデザイン部分３２０は、第１のデザイン部分高さ３２２を有することが見て取れ、第２のデザイン部分３３０は、第２のデザイン部分高さ３３２を有することが見て取れ、第３のデザイン部分３４０は、第３のデザイン部分高さ３４２を有することが見て取れ、また、第４のデザイン部分３５０は、第４のデザイン部分高さ３５２を有することが見て取れる。いくつかの実施形態では、第１のデザイン部分高さ３２２、第２のデザイン部分高さ３３２、第３のデザイン部分高さ３４２、および第４のデザイン部分高さ３５２はすべて、互いに異なる値を有していてもよい。
【００４７】
第３の構成４３０を参照すると、プリントヘッド２１６による最後の通過の後、得られるインク３０２の層は、層系４３２と関連してもよい。図示されるように、層系４３２は、各々がｚ軸３６６に沿った高さを有する第１のデザイン部分３２０、第２のデザイン部分３３０、第３のデザイン部分３４０、および第４のデザイン部分３５０を含んでもよい。特に、ｚ軸３６６に沿って、第１のデザイン部分高さ３２２は、第２のデザイン部分高さ３３２よりも小さいことが分かり、第２のデザイン部分高さ３３２は、第３のデザイン部分高さ３４２よりも小さいことが分かり、第３のデザイン部分高さ３４２は、第４のデザイン部分高さ３５２よりも小さい。インク３０２の層を堆積させる、印刷システム２００によって設定される通過回数はさまざまであってもよいことが、当業者によって理解されるべきである。通過回数は、選択的に印刷されたデザインの特徴のサイズ、タイプ、色、および構造、基材上に使用されるインクのタイプ、ならびに基材に使用される材料のタイプが挙げられるがこれらに限定されない、さまざまな属性に依存する可能性があることにさらに留意されたい。
【００４８】
上述したように、いくつかの実施形態は、基材上に堆積されたインクの層を転換するための手段を含んでもよい。いくつかの実施形態では、これらの手段は、基材上に堆積されたインクの層を液体状態から半固体または固体状態に転換させてもよい。いくつかの実施形態では、プリントヘッド２１６がインク３０２の層を堆積させるときに、放射源を使用して層を処理してもよい。いくつかの実施形態では、照明源を使用して放射を照射し、インク３０２の層を硬化させる。実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００を形成するために基材１００上に堆積されたインク３０２の層を、紫外光源で処理する。紫外光源は、ある量の紫外線を層に適用してもよい。前述のように、放射強度の放射は、放射イベント中に生じる。層への紫外線の適用は構造的特性を提供し、それによって、選択的に印刷されたデザインの特徴３００をさらに規定する。
【００４９】
図８を参照すると、数回の放射イベントの間、選択的に印刷されたデザインの特徴３００を含むデザイン部分３１０を部分的に硬化させる紫外光源５００が見て取れる。図示の目的上、紫外光源５００は、印刷デバイス２１０の他の構成要素から隔離されて図示されている。しかしながら、紫外光源５００は、当業者によって印刷デバイス２１０のハウジング構成要素２１２内に配置されてもよいと考えられる。特に、ハウジング構成要素２１２は、紫外光源５００をプリントヘッド２１６と同じ位置にまたはその近傍に配置することができるように、紫外光源５００を有して構成してもよい。したがって、紫外光源５００は、プリントヘッド２１６が動作中に層材料を堆積させた後に、インク３０２の層に紫外線放射強度を適用してもよい。
【００５０】
明瞭にするために、図７および図８は、紫外光源５００による放射イベントとは別に、プリントヘッド２１６による基材１００上へのインク３０２の層の堆積を示す。したがって、図８では、デザイン部分３１０の部分的な紫外線硬化を示す第１の放射イベント５２０は、図７の第１の構成４００に対応してもよい。第１の放射イベント５２０において、第１の層４０２は、紫外光源５００によって液体状態から半固体状態に転換されてもよい。したがって、第２の放射イベント５２２は、図７の第２の構成４２０に対応してもよい。さらに、第３の放射イベント５２４は、図７の第３の構成４３０に対応してもよい。いくつかの他の実施形態では、紫外光源５００による放射イベントは、いくつかの他の間隔で発生してもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、層系がプリントヘッドによって印刷され、放射源によって部分的に硬化された後、デザインの特徴は、それぞれ異なる断面積を有するデザイン部分を有してもよい。いくつかの実施形態では、断面積は、ｚ軸およびｘ軸に沿って変化してもよい。いくつかの他の実施形態では、断面積は、異なる軸に沿って変化してもよい。
【００５２】
図８を参照すると、一実施形態では、第３の放射イベント５２４の後、第１のデザイン部分３２０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第１の断面積３７０を有する。さらに、第２のデザイン部分３３０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第２の断面積３７２を有する。さらに、第３のデザイン部分３３０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第３の断面積３７４を有する。さらに、第４のデザイン部分３４０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第４の断面積３７６を有する。図示されるように、第１の断面積３７０、第２の断面積３７２、第３の断面積３７４、および第４の断面積３７６は、互いに異なる。
【００５３】
図９および図１０は、放射イベント中の、紫外光源５００によるデザイン部分５２８の転換についての実施形態を図示する。いくつかの実施形態では、図９に示されるように、インクの層５３０が堆積された後、紫外光源５００を使用して、放射強度５４４を照射することによってインクの層５３０を部分的に硬化させてもよい。したがって、放射強度５４４は、インクの層５３０を、液体状態５４１から、部分的に硬化された、すなわち半固体状態５４３へと重合させる。
【００５４】
図１０を参照すると、デザイン部分５２８を形成するインクの層の拡大断面図が示されている。第１の構成５６０において、デザイン部分５２８は液体状態５４０である。第２の構成５６２において、第１の放射イベント中にデザイン部分５２８が紫外光源５００からの放射強度５４４に暴露された後、インクの層５３０は、部分的に硬化された、すなわち半固体状態５４２に転換される。第３の構成５６４において、紫外光源５００は、最大量の放射強度を照射して、インクの層５３０、したがってデザイン部分５２８を、別の放射イベント中に、半固体状態５４２から、完全に硬化された、すなわち固体状態５４６に転換させてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、印刷システムが平面ベース材料要素への選択的に印刷されたデザインの特徴の印刷を完了し、選択的に印刷されたデザインの特徴が放射源によって部分的に硬化された後、ベース材料要素は非平面構成へと再成形されてもよい。いくつかの実施形態では、型上への基材の配置は、平面形状から非平面物体へと基材を転換してもよい。
【００５６】
図１１を参照すると、一実施形態では、選択的に印刷されたデザインの特徴３００が基材１００上に配置され、紫外光源５００によって部分的に硬化された後、基材１００は、非平面構成へと再成形され、非平面型６００に配置される。次いで、選択的に印刷されたデザインの特徴３００のデザイン要素３１０は、放射イベント中に紫外光源５００によって完全に紫外線硬化される。いくつかの実施形態では、紫外光源５００は、放射強度６１０を照射して、第１のデザイン部分３２０、第２のデザイン部分３３０、第３のデザイン部分３３０、および第４のデザイン部分３４０を硬化させる。いくつかの実施形態では、この放射イベント中の光源５００からの放射強度の量は、前の放射イベント中に照射された前の放射強度の量よりも多くてもよい。その結果、３次元構造を持つデザイン部分３１０を有する選択的に印刷されたデザインの特徴３００を備えた履物製品のためのアッパー６２０が得られる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、アッパー６２０上に位置するデザイン部分３１０は、図７および図８の拡大図に示され、前述されたように、異なる断面積を有していてもよい。したがって、紫外光源５００によって完全に硬化された後、第１の断面積３７０を有する第１のデザイン部分３２０、第２の断面積３７２を有する第２のデザイン部分３３０、第３の断面積３７４を有する第３のデザイン部分３３０、および第４の断面積３７６を有する第４のデザイン部分３４０はすべて、図７および図８の拡大図に示されるように、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って互いに異なる断面積を有する。
【００５８】
いくつかの他の実施形態では、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０もアッパー６２０上に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、デザイン要素３１０とは異なる。いくつかの実施形態では、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、基材が平面構成である間に印刷されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、いくつかの印刷された層材料から構成されてもよい。さらに、いくつかの他の場合には、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、一体要素として図示されているが、水平軸および縦軸に沿って異なる局所的な断面積を有していてもよい。
【００５９】
一実施形態では、第２の選択的に印刷されたデザインの特徴は、デザイン要素３１０の印刷中に、プリントヘッド２１６によって同時に印刷される。第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、各層材料が基材上に配置された後に、紫外光源５００によって部分的に硬化されてもよいことが理解されよう。第２の選択的に印刷されたデザインの特徴６５０は、基材が非平面構成に再成形されるときに紫外光源によって完全に硬化されることがさらに理解されよう。
【００６０】
いくつかの実施形態では、平面ベース材料要素上に印刷された層材料を部分的に硬化してから、ベース材料要素が非平面構成に再成形された後に、印刷された層材料を完全に硬化させるこの方法によって、層材料の構造的特性が改善される。対照的に、層材料を完全に硬化してからベース材料要素を非平面構成に変形させる方法は、構造的な変形および応力を含む３次元構造をもたらす可能性がある。図１２を参照すると、実施形態に係る方法７００および既存の方法７５０の横並びの比較が図示されている。
【００６１】
方法７００の第１の構成７０２では、層系７１０は平面ベース材料要素７１４に選択的に印刷されている。ベース材料要素７１４は、衣類製品と関連していてもよい。いくつかの実施形態では、放射源７１６は、層がベース材料要素７１４上に堆積されているときに、第１の放射イベント中に第１の量の放射強度７１８を照射し、層を部分的に硬化させる。上で述べたように、ある層の上にさらなる層を堆積することにより層系７１０を形成する。いくつかの実施形態では、部分硬化は、層系７１０を液体状態から半固体状態へと転換させる。さらに、場合によっては、部分硬化はさらに層系７１０をベース材料要素７１４に結合させる。第２の構成７０４では、層系７１０が部分的に硬化された後、ベース材料要素７１４は非平面構成へと再成形され、型７２２上に配置される。その後、第３の構成７０６では、後の放射イベント中に、ベース材料要素７１４が非平面構成であるときに、放射源７１６は最大量の放射強度７２４を照射して層系７１０を完全に硬化させる。いくつかの実施形態では、放射源７１６による放射強度７２４は、層系７１０の構造的特性を半固体状態から固体状態へと変化させる。さらに、完全硬化は、層系７１０とベース材料要素７１４との間の接着を改善する。したがって、方法７００の結果、層系７１０とベース材料要素７１４との間に剪断応力または歪みが存在しなくなる。第４の構成７０８に示されるように、層系７１０が完全に硬化され、ベース材料要素７１４が型７２２から取り外された後、得られる製品７３０には、内部または外部の変形および歪みがない。
【００６２】
方法７００とは対照的に、既存の方法７５０は、目に見える応力と歪みとを有するデザインの特徴を有する製品をもたらす可能性がある。既存の方法７５０の第１の構成７５２では、層系７６０を備えたデザインの特徴が、平面構成の基材７６４上に層毎に印刷されていた。しかしながら、層系７６０を部分的に硬化する代わりに、既存の方法７５０は、放射イベント中に放射源７６６を使用して、最大量の放射強度７８４を照射し、層系７６０を完全に硬化させる。この放射イベント中、最大量の放射強度７８４は、層系７６０を液体状態から固体状態に転換する。第２の構成７５４では、基材７６４を平面構成から非平面構成に再成形して、型７８２上に配置する。第３の構成７５６では、基材７６４を再成形して型７８２上に配置するプロセス中に、層系７６０は完全に硬化され、したがって、固体状態になるため、剪断応力および構造的変形７８６が広がる場合がある。第４の構成７５８では、基材７６４は型７８２から取り外される。この構成では、層系は、方法７００の層系７１０とは対照的に、剪断応力および目に見える構造的変形７８６を含む。
【００６３】
図面に示される実施形態は、ＵＶランプ硬化方法を示す。しかしながら、いくつかの他の実施形態では、他の硬化方法を使用できることが理解されよう。別の実施形態では、たとえば、電子ビーム硬化を使用することができる。場合によっては、ロボットアームを使用して、硬化のために電子ビーム源に対して物体を移動させることができる（または代替的に、電子ビーム源をロボットアームに設置でき、物体は所定の位置に保持される）。
【００６４】
さまざまな実施形態が記載されているが、その説明は限定ではなく例示を意図しており、実施形態の範囲内にある、より多くの実施形態および実施態様が可能であることが当業者には明らかであろう。特に限定されない限り、任意の実施形態の任意の特徴は、任意の他の実施形態における任意の他の特徴または要素と組み合わせて使用されても、またはそれらの代わりとしてもよい。したがって、実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその均等物に鑑みる場合を除き限定されるべきではない。また、さまざまな修正および変更が、添付の特許請求の範囲内でなされてもよい。
【００６５】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１０月３０日に出願された、「Three-Dimensional Curing of a Two-Dimensionally Printed Object」（代理人整理番号５１−４３７７）と題する米国特許仮出願番号第６２／２４８，５９４号に対する優先権を主張し、その出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2019500918.tif 000003
【図２】
2019500918.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月14日(2018.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成で配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料要素上に第１の層材料を堆積させることと、
第１の放射イベント中に第１の放射強度を有する放射を前記第１の層材料に照射することによって前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、  
前記印刷デバイスを使用して前記第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって、層系を形成することと、
第２の放射イベント中に第２の放射強度を有する放射を前記第２の層材料に照射することによって前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記ベース材料要素を非平面構成に再成形することと、
第３の放射イベント中に第３の放射強度を有する放射を前記層系に照射することによって前記層系を完全に硬化させることと、
を含み、前記第３の放射強度は前記第１の放射強度よりも大きく、前記第３の放射強度は前記第２の放射強度よりも大きい、方法。
【請求項２】
前記第１の放射イベント中に前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の放射イベント中に前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第３の放射イベント中に前記層系を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記層系は、第１のデザイン部分および第２のデザイン部分を含み、
前記第１のデザイン部分は第１の断面積を有し、
前記第２のデザイン部分は第２の断面積を有し、
前記第１の断面積は前記第２の断面積とは異なる、請求項１または請求項３に記載の方法。
【請求項６】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成で配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料上に第１の層材料を堆積させることと、
第１の放射強度を放射する第１の放射イベント中に前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、
前記印刷デバイスを使用して前記第１の材料層上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって選択的に印刷されたデザインの特徴を形成することと、
第２の放射強度を放射する第２の放射イベント中に前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記ベース材料を非平面構成に再成形することと、
前記第１の放射強度および前記第２の放射強度より大きな第３の放射強度を放射する第３の放射イベント中に前記選択的に印刷されたデザインの特徴を完全に硬化させることと
を含み、
前記選択的に印刷されたデザインの特徴は、第１のデザイン部分および第２のデザイン部分を含み、
前記第１のデザイン部分は第１の断面積を有し、
前記第２のデザイン部分は第２の断面積を有し、
前記第１の断面積は前記第２の断面積とは異なる、方法。
【請求項７】
前記第１の放射イベント中に前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の放射イベント中に前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の放射イベント中に前記選択的に印刷されたデザインの特徴を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の放射イベント中に、紫外光源を使用して、前記第１の放射強度を有する放射を照射することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の層材料はアクリル樹脂を含む第１の材料であり、前記第２の層材料はアクリル樹脂を含む第２の材料である、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
履物製品を製造する方法であって、
ベース材料要素を平面構成に配置することと、
印刷デバイスを使用して前記ベース材料要素上に第１の層材料を堆積させることと、
前記第１の層材料の少なくとも第１の層材料の属性に基づいて第１の放射強度を決定することと、
第１の放射イベント中に、前記第１の放射強度を有する放射を照射することによって、前記第１の層材料を部分的に硬化させることと、
前記印刷デバイスを使用して前記第１の層材料上に第２の層材料を堆積させて、前記ベース材料、前記第１の層材料、および前記第２の層材料によって層系を形成することと、
前記第２の層材料の少なくとも第２の層材料の属性に基づいて第２の放射強度を決定することと、
第２の放射イベント中に、前記第２の放射強度を有する放射を照射することによって、前記第２の層材料を部分的に硬化させることと、
前記層系の少なくとも第３の層材料の属性に基づいて、第３の放射強度を決定することと、
前記ベース材料要素を非平面構成に再成形することと、
第３の放射イベント中に、前記第３の放射強度を有する放射を照射することによって、前記層系を完全に硬化させることと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の厚さであり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の厚さであり、前記第３の層材料の属性は前記層系の厚さである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の曲率レベルであり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の曲率であり、前記第３の層材料の属性は前記層系の曲率である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の層材料の属性は前記第１の層材料の柔軟性であり、前記第２の層材料の属性は前記第２の層材料の柔軟性であり、前記第３の層材料の属性は前記第３の層材料の柔軟性であり、前記第１の層材料および前記第２の層材料の柔軟性とは、部分硬化後の前記層材料の所望の柔軟性を意味する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の層材料を部分的に硬化させることは、前記第１の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１２〜請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の層材料を部分的に硬化させることは、前記第２の層材料を液体状態から半固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１２〜請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記層系を完全に硬化させることは、前記層系を半固体状態から固体状態に転換させることをさらに含む、請求項１２〜請求項１５のいずれか１項に記載の方法。    
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図８を参照すると、一実施形態では、第３の放射イベント５２４の後、第１のデザイン部分３２０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第１の断面積３７０を有する。さらに、第２のデザイン部分３３０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第２の断面積３７２を有する。さらに、第３のデザイン部分３４０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第３の断面積３７４を有する。さらに、第４のデザイン部分３５０は、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って第４の断面積３７６を有する。図示されるように、第１の断面積３７０、第２の断面積３７２、第３の断面積３７４、および第４の断面積３７６は、互いに異なる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
いくつかの実施形態では、アッパー６２０上に位置するデザイン部分３１０は、図７および図８の拡大図に示され、前述されたように、異なる断面積を有していてもよい。したがって、紫外光源５００によって完全に硬化された後、第１の断面積３７０を有する第１のデザイン部分３２０、第２の断面積３７２を有する第２のデザイン部分３３０、第３の断面積３７４を有する第３のデザイン部分３４０、および第４の断面積３７６を有する第４のデザイン部分３５０はすべて、図７および図８の拡大図に示されるように、ｘ軸３６２およびｚ軸３６６に沿って互いに異なる断面積を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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【国際調査報告】
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