(57)【要約】プラスティック製の窓等の３次元（３−Ｄ）物品の湾曲された表面上に印刷するための方法。印刷方法は、概して、所望の画像を伴う３−Ｄ表面を生成するステップと、印刷ヘッドの経路を定義するステップと、仮想２次元印刷表面を計算するステップと、仮想２次元印刷表面上に所望の画像を投影するステップと、投影された画像の失われている部分を検査し、訂正するステップと、投影された画像の較正および調整を行うステップと、仮想２次元印刷表面を通じて投影された画像を印刷し、それによって３−Ｄ物品の表面上に所望の画像を作成するステップとを包含する。
2011507701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元物品の湾曲された表面上に所望の画像を印刷するための方法であって、
前記物品の前記湾曲された表面上に前記所望の画像を伴う前記３次元物品のファイルを生成するステップと、
インクを使用して前記画像を前記３次元物品上に印刷するために使用される複数のノズルを有する印刷ヘッドの経路であって、前記印刷ヘッドの前記ノズルが前記３次元物品の前記湾曲された表面からあらかじめ決定済みの距離内となる経路を定義するステップと、
前記経路に沿って一連の仮想２次元印刷表面を定義する複数の点を計算するステップと、
前記物品の前記湾曲された表面から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップと、
前記所望の画像のいずれの部分も失われていないことを保証するべく前記印刷表面上に投影された前記画像を検査し、欠けていることが見つかった部分を訂正するステップと、
前記投影された画像の較正および調整を行って前記所望の画像に整合させるステップと、
前記投影された画像を前記印刷ヘッドが前記仮想２次元印刷表面を通じて実質的に印刷するが、前記３次元物品の前記湾曲された表面上に前記インクが実際に付着し、それの上に前記所望の画像が作成されるように前記所定の経路に沿って前記印刷ヘッドを案内することによって前記画像を印刷するステップと、
を包含する方法。
【請求項２】
前記ファイルを生成するステップは、前記３次元物品のコンピュータ援用設計図面を、それの表面上に提供される前記所望の画像とともに使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印刷ヘッドの前記経路を定義するステップは、前記３次元物品の前記湾曲された表面に関して前記印刷ヘッド上の各ノズルの位置を定義するソフトウエア・プログラムを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ソフトウエア・プログラムは、さらに、前記印刷ヘッドための前記望ましい移動経路に関係するデータを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記移動経路は、前記印刷ヘッドの中心点および前記印刷ヘッドの側方ノズルが移動するラインのグループから選択される１つとして定義される単一変数を表す、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ソフトウエア・プログラムは、前記移動経路内の複数の場所における各ノズルの位置を計算する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記計算は、前記ノズルの間の共通平面に対して垂直な、前記物品の前記表面に対するラインについて測定される距離に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記計算は、ノズルから前記物品の前記表面に対して延びる、重力によって設定される経路に従うラインについて測定される距離に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記仮想２次元印刷表面を計算するステップにおいて、前記ノズルと前記３次元物品の前記湾曲された表面の間の前記あらかじめ決定済みの距離は、印刷ヘッドおよびインク処方の選択された組み合わせについて決定される最大離隔範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記仮想２次元印刷表面は、前記印刷ヘッドと前記３次元物品の前記湾曲された表面の間に横たわる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記３次元物品から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップは、前記仮想２次元印刷表面上にゆがめられた画像を結果としてもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記投影された画像の検査および調整を行うステップは、マニュアルで達成されるか、またはソフトウエア・アルゴリズムの使用を通じて達成されるかのいずれかである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記印刷ヘッドの経路を定義するステップは、一連のノズルのポジションおよび各ノズルおよびそれの位置に関する画像要件の対応するセットを含む印刷経路を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記投影された画像の較正および調整を行うステップは、前記印刷ヘッドおよび前記３次元物品の、互いに関するか、または前記印刷表面に関する実際の位置に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記印刷するステップは、ロボット・システムを使用する前記印刷ヘッドの操作を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
プラスティック製の窓の湾曲された表面上に画像を印刷するための方法であって、
前記窓の、それの湾曲された表面上に所望の画像を伴うファイルを生成するステップと、
インクを用いて前記窓の上に前記画像を印刷するために使用する複数のノズルを有する印刷ヘッドの経路であって、前記印刷ヘッドの前記ノズルが前記窓の前記湾曲された表面からあらかじめ決定済みの距離内となる経路を定義するステップと、
前記経路に沿って一連の仮想２次元印刷表面を定義する複数の点を計算するステップと、
前記窓の前記湾曲された表面から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップと、
前記所望の画像のいずれの部分も失われていないことを保証するべく前記仮想２次元印刷表面上に投影された前記画像を検査し、欠けていることが見つかった部分を訂正するステップと、
前記投影された画像の較正および調整を行って前記所望の画像に整合させるステップと、
前記投影された画像を前記印刷ヘッドが前記仮想２次元印刷表面を通じて実質的に印刷するが、前記窓の前記湾曲された表面上に前記インクが実際に付着し、それの上に前記所望の画像が作成されるように前記所定の経路に沿って前記印刷ヘッドを案内することによって前記画像を印刷するステップと、
を包含する方法。
【請求項１７】
前記所望の画像は、ブラックアウト境界、フェードアウト境界、ロゴ、および規定のマークのグループから選択される１つである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ファイルを生成するステップは、前記窓のコンピュータ援用設計図面を、それの表面上に提供される前記所望の画像とともに使用する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記印刷ヘッドの前記経路を定義するステップは、前記窓の前記湾曲された表面に関して前記印刷ヘッド上の各ノズルの位置を定義するソフトウエア・プログラムを使用する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ソフトウエア・プログラムは、前記移動経路内の複数の場所における各ノズルの位置を計算する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記仮想２次元印刷表面を計算するステップにおいて、前記ノズルと前記３次元物品の前記湾曲された表面の間の前記あらかじめ決定済みの距離は、印刷ヘッドおよびインク処方の選択された組み合わせについて決定される最大離隔範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記仮想２次元印刷表面は、前記印刷ヘッドと前記窓の湾曲された表面の間に横たわる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記窓から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップは、前記仮想２次元印刷表面上にゆがめられた画像を結果としてもたらす、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記投影された画像の較正および調整を行うステップは、前記印刷ヘッドおよび前記窓の、互いに関するか、または前記印刷表面に関する実際の位置に基づく、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記印刷するステップは、ロボット・システムを使用する前記印刷ヘッドの操作を含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して３次元物体上への印刷に関する。より詳しく述べれば、本発明は、インクジェット装置を使用して湾曲基板に高品質の画像を適用する印刷の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスティック成型品は、金属およびガラス物品の置換品として広く受け入れられるようになってきた。たとえばポリカーボネート・プラスティック製パネルは、現在、多様な自動車の適用において従来のガラス窓および金属本体パネルの置換品として使用されている。プラスティック成型品に関連付けされた１つの利点は、いくつかの構成要素を１つの物品に統合できることであり、それによって組み立て作業の数が低減される。言い替えると、これまでいくつかの構成要素が互いに接合または結合されて構成されていた物品を、今は１つのステップ、すなわち成形作業で製造することができる。この実践の出現の結果としてもたらされる１つの本質的な問題は、結果としてもたらされる物品の複雑な（凹状、凸状等々）表面形状の上に画像を印刷する能力が限られることである。印刷は、複雑な３次元物品の表面上に画像を作成するためのそのほかの手段では長時間を要することから、望ましい。残念ながら、スクリーン印刷およびパッド印刷等の一般的な２次元印刷方法は、限られた結果を伴ってのみこの必要性を満たすことができる。
【０００３】
特許文献１（２０００年）は、物体のコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）画像に従ってカラフルな３次元物体を加工するためのプロセスを述べている。それに加えて特許文献２（２０００年）は、異なる色材を含む複数の液体組成を供給するための複数チャンネルの液滴堆積デバイスを動作させることを含むカラフルな３次元物体を作るための自由形式の製造プロセスおよび装置を述べている。これらの製造プロセスは、しばしば一層ずつのベースで物体を造る立体自由造形または積層造形と呼ばれる。
【０００４】
特許文献３（２００２年）は、３次元物体の印刷装置および方法を記述しており、それにおいては印刷する物体からの距離が許容可能距離内にある噴射ノズルのインク噴射がイネーブルされ、その距離が許容可能距離より大きい噴射ノズルのインク噴射がディセーブルされる。物体の形状に従って噴射ノズルと印刷する物体の間の距離が変動することから、画像の低下を伴うことなく物体上に印刷するためにはマルチノズル噴射ヘッドを使用することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１２９，８７２号
【特許文献２】米国特許第６，１６５，４０６号
【特許文献３】米国特許第６，４６０，９５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、３次元物品上における印刷のための改善された方法を提供する必要がある。特に、プラスティック製の自動車用の窓等の湾曲された基板上に高品質の画像を印刷する、より効率的かつ効果的な方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の必要性を満たすことをはじめ、列挙された関係技術の欠点およびそのほかの制限を克服するために、概して、本発明は、限定ではないが自動車用プラスティック製窓を含む３次元物品の湾曲された表面上に画像を印刷するための方法を提供する。印刷方法は、所望の画像を伴う３次元（３−Ｄ）表面を生成するステップと、印刷ヘッドの経路を定義するステップと、仮想２次元印刷表面を計算するステップと、前記印刷表面上に所望の画像を投影するステップと、投影された画像内の所望の画像の、失われているか、または欠けている部分を検査し、訂正するステップと、投影された画像の較正および調整を行うステップと、２次元印刷表面を通じて投影された画像を印刷し、それによって３−Ｄ物品の表面上に所望の画像を作成するステップとを包含する。
【０００８】
本発明の１つの態様においては、印刷ヘッドの経路を定義するステップが、３次元物品の湾曲された表面に関して印刷ヘッド上の各ノズルの位置を定義するソフトウエア・プログラムを使用する。このソフトウエア・プログラムは、さらに、移動経路に沿った複数の場所における各ノズルの位置を含む印刷ヘッドについての望ましい移動経路に関係するデータを含む。
【０００９】
本発明の別の態様においては、仮想２次元印刷表面が、印刷ヘッドと３次元物品の湾曲された表面の間に横たわる。３次元物品から２次元印刷表面上への所望の画像の投影は、結果として２次元印刷表面上にゆがめられた画像をもたらすことができる。
【００１０】
本発明についての適用可能なそのほかの分野は、ここに提供される説明から明らかになるであろう。理解される必要があるが、説明および特定の例には、例証の目的だけが意図されており、本発明の範囲を限定することは意図されていない。
【００１１】
ここで説明される図面は、例証だけを目的とし、あらゆる形においても本発明の範囲の限定は意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の教示に従った３次元物品上に画像を印刷する１つの方法を図示したフローチャートである。
【図２Ａ】本発明の１つの実施態様に従った印刷ヘッドを使用して画像が印刷される３次元物品の表面の斜視図である。
【図２Ｂ】インクが噴射される複数のノズルを示す図２Ａの印刷ヘッドの下側の斜視図である。
【図２Ｃ】３次元物品の湾曲された表面上にインクを噴射するときの図２Ａの印刷ヘッドの概ねラインＡ−Ａに沿った側面図である。
【図３Ａ】本発明の教示に従って、一連の仮想２次元印刷表面を通って３次元物品の湾曲された表面上にゆがめられた画像を適用する印刷ヘッドの斜視図である。
【図３Ｂ】３次元物品の湾曲された表面に画像を適用する図３Ａの印刷ヘッドの側面図である。
【図４Ａ】本発明の教示に従って３次元物品の湾曲された表面に適用されたときの画像の略図的な表現である。
【図４Ｂ】３次元物品の湾曲された表面上において図４Ａの画像を作成するために、印刷ヘッドによって２次元印刷表面に適用されるゆがめられた画像の略図的な表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、いかなる形においても本発明またはそれの応用または使用を限定することは意図されていない。理解されるものとするが、説明および図面の全体を通じて対応する参照番号は、類似または対応する部分および特徴を示す。
【００１４】
本発明は、概して、３次元（３−Ｄ）物品または物体の表面上における印刷の方法を提供する。より詳しく述べれば、本発明は、インクジェット印刷装置を使用して物品の湾曲された表面上に高品質の画像を印刷する方法を提供する。図１を参照すると、この印刷方法は、物品の表面上に印刷される所望の画像を伴う３−Ｄ物品の電子表現であるファイルを生成する５におけるステップと、３−Ｄ物品上に画像を印刷するために使用される印刷ヘッドの経路を定義する１０におけるステップと、仮想２次元印刷表面を計算する１５におけるステップであって、印刷ヘッドのすべてのノズルが前記表面から特定の距離内にあるとするステップと、物品の湾曲された表面から仮想２次元印刷表面上に所望の画像を投影する２０におけるステップと、所望の画像のいずれの部分も失われていないことを保証するべく投影された画像を検査し、欠けが見つかった部分について訂正する２５におけるステップと、投影された画像を較正し、かつ相応じて調整して所望の画像に整合させる３０におけるステップと、投影された画像を印刷ヘッドが仮想印刷表面を通じて実質的に印刷するが、物品の湾曲された表面上にインクが実際に付着し、それによって当該湾曲された表面上に所望の画像が印刷されるように所定の経路に沿って印刷ヘッドを案内することによって画像を印刷する３５におけるステップを包含する。
【００１５】
本発明の多様な教示に従った印刷方法は、いくつかの利点を提供する。印刷ヘッドは、単一平面内というよりはむしろ３次元物品の表面に沿って移動できる。この印刷方法は、投影される平面内に常に正確に位置する印刷ヘッドではなく、それに代えて、投影される平面に関してある距離範囲内に位置する印刷ヘッドのノズルまたはジェットを頼る。したがって、この印刷方法は、ノズルと物品の表面の間の距離を訂正するためにノズルをオン／オフする必要がない。
【００１６】
図２Ａを参照すると、３次元物品４０が、物品４０の表面上への画像の印刷のために並べられたシミュレーションによる印刷ヘッド４５を伴って示されている。印刷ヘッド４５が表面を走査し、その結果として生じる各通過経路５０において画像を適用する方向が示されている。図２Ａには、複数の印刷ヘッド４５が一列に並んでシミュレーションされているが、３次元物品４０の湾曲された表面上への画像の印刷のために１つの印刷ヘッド４５または複数の印刷ヘッド４５を利用できる。印刷の当業者は認識するであろうが、画像の印刷は、印刷ヘッド４５または物品４０の湾曲された表面を任意の所望の方向に移動することによって達成できる。図２Ａの印刷ヘッド４５のボトムの、インクが噴射されるかまたは吐出される複数のノズル５５を示す簡略化された図が図２Ｂに示されている。図２Ｂの印刷ヘッド４５に関して８つのノズル５５が示されているが、印刷ヘッド４５に関連して任意のそのほかの数のノズル５５を組み込み、使用することができる。図２Ｃには、物品４０の湾曲された表面にインク６０を適用している図２Ａの印刷ヘッド４５のラインＡ−Ａに沿って得られた側面図が示されている。
【００１７】
３次元物品４０とともにその物品の表面上に印刷される所望の画像を包含するファイルを生成する５におけるステップにおいては、ファイル内に３−Ｄ物品４０の既存のコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）図面を、それの表面上にすでに示されている所望の画像とともにインポートすること、または３−Ｄ物品４０の既存のＣＡＤ図面内の物品の表面に所望の印刷画像を追加することのいずれも可能である。また、所望の画像を示す物品のＣＡＤ図面全体を最初に作成することも可能である。
【００１８】
３−Ｄ物品４０上への画像の印刷において使用するための印刷ヘッド４５の経路を定義するステップ１０は、一連の印刷ヘッド４５をシミュレーションするソフトウエア・プログラムを作成することによって達成できる。この一連の印刷ヘッド４５は、物品４０上への所望の画像の印刷にもっとも適している態様で３−Ｄ物品４０の長さ方向に沿って置かれる（図２Ａ参照）。３−Ｄ物品４０の湾曲された表面上のポイントに関する印刷ヘッド４５の各ノズル５５の位置は、ソフトウエア・プログラム内にインポートされるデータに含められるものとする。それに加えて、印刷ヘッド４５についての望ましい移動経路に関係するデータもまた、そのソフトウエア・プログラム内にインポートされる必要がある。印刷ヘッド４５のために設定された印刷経路５０は、一連のノズル５５のポジションを記述するデータ、および各ノズル５５および印刷経路５０に沿ったそれの位置に関する対応する画像要件のセットを含む。
【００１９】
印刷ヘッド４５が移動する経路は、印刷ヘッド４５の中心点を定義するか、または印刷ヘッド４５の外側または側方ノズル５５が移動するラインを表す単一の変数によって表すことができる。外側ラインによって定義されるところのこの変数は、動作中の印刷ヘッド４５の向きにおける変動を可能にし、かつ印刷ヘッド４５の向きに変化が生じるとき、たとえば角を曲がる間に、印刷ヘッド４５と印刷画像の間のより良好な相関を提供することから好ましい。ソフトウエア・プログラムは、印刷ヘッド４５が移動する経路内の複数の位置において、各ノズル５５の位置を計算できるものとする。これらの計算は、ノズル５５からノズル５５の間の共通平面に対して垂直に延びるライン、または物品４０の表面に対する重力によって設定される経路に沿って従うラインのいずれかについて測定される距離に基づくことができる。
【００２０】
仮想２次元印刷表面、すなわちそれを通じて画像を印刷できる表面を計算するステップ１５もまた、ソフトウエア・プログラムを使用して達成できる。このソフトウエア・プログラムは、所定の印刷経路内の各ノズル・ポジションについてノズルから３−Ｄ物品の表面までの距離を計算できる。各ノズル・ポジションがポイントとして幾何学的に定義済みであれば、３−Ｄ物品の湾曲された表面と各選択されたポイントの間の距離が、印刷ヘッド４５およびインク処方６０の望ましいか、または選択された組み合わせについて決定される最大離隔範囲内となるポイントの雲が作成される。最大離隔範囲または距離は、実験に基づいて決定されるか、またはインク６０および印刷ヘッド４５の製造者によって提供されるものとすることができる。印刷ヘッド４５の経路全体について決定される離隔範囲を表す点の集合またはポイント・クラウドは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるとおり、一連の仮想２次元印刷表面６５の位置のための境界の提供に使用される。図３Ｂにおいては印刷ヘッド４５の経路が３次元物品４０から距離ｄで離れていることが示されている。本質的に、仮想２次元印刷表面６５の集合は、印刷ヘッド４５と、印刷されることになる３次元物品４０の湾曲された表面の間に横たわる。３−Ｄ物品４０の湾曲された表面と印刷ヘッド４５の間の距離ｄは、印刷ヘッド４５およびインク６０の組み合わせについての既知の離隔距離によって与えられる。
【００２１】
仮想２次元印刷表面６５が設定された後は、３−Ｄ物品４０の湾曲された表面から、これらの新しく作成された仮想２次元印刷表面６５上に所望の画像を投影するステップ２０を実行することが可能である。３−Ｄ物品４０の湾曲された表面上に印刷されるところの画像７５は、仮想２次元印刷表面６５上に投影されたとき、ゆがめられるか、または異なって見えることがある。たとえば、３−Ｄ物品４０の表面上に印刷されたときの円形の画像７５（図４Ａ）は、２−Ｄ印刷表面６５上に投影されたときに卵形状の画像７０に似ることがある（図４Ｂ）。ゆがめられた画像７５は、物品４０に関連付けされた曲率の程度によって生じる距離の相違を考慮に入れたソフトウエアに起因して生じる。ノズル５５から噴射されインク６０の液滴サイズの修正は、この曲率またはインク滴が印刷ヘッド４５と３−Ｄ物品４０の湾曲された表面の間の距離を移動するために必要とされる『飛翔』時間における相違を補償することができる。
【００２２】
印刷表面６５が設定された後は、所望の画像７０の任意の部分が対応する印刷表面６５上に適正に投影されなかったか否かの決定が単純なプロセスになる。操作者は、画像のいずれの部分も失われていないことを保証するべく投影された画像７５を検査するステップ２５を行うことができる。操作者は、欠けていると決定した投影された画像７５の任意の部分について訂正することもできる。この検査および訂正のステップ２５は、マニュアルで達成すること、または多様なソフトウエア・アルゴリズムの使用を通じて達成することのいずれも可能である。投影された画像７５の、失われているかまたは欠けているすべての部分が仮想２次元印刷表面６５上から解消された後は、印刷ヘッド４５のために設定され印刷経路５０が、ノズル５５のポジションの完全なセットおよび各ノズル５５および印刷経路５０に沿った位置に関する画像要件の対応するセットを含むものとなる。
【００２３】
ソフトウエア・プログラムの実行の間は、ロボット・インターフェースがインクジェットまたは印刷ヘッド・コントローラに発射信号を提供できる。ロボットによって実行される実際の経路は、ＣＡＤ図面から決定される印刷ヘッド４５のための印刷経路５０と相関される必要がある。ロボットの経路全体を通じた印刷ヘッド４５のための適切なポジションは、ログされる必要がある。これらのログされた入力ポジションは、実世界の適用に対するＣＡＤ図面の較正、およびそれに応じた画像の調整を行うステップ３０に使用できる。適切な実行は、互いに関するか、または印刷表面６５等の何らかのあらかじめ定義済みの座標系に関する印刷ヘッド４５および３−Ｄ物品４０の実際の位置に基づく。実際の較正は、物理的な測定または光学的な測定によって、またはロボット・システムにより決定される基本フレーム座標を使用することによって達成できる。
【００２４】
印刷のステップ３５は、印刷ヘッド４５が仮想２次元印刷表面６５を通じてゆがめられた画像７５を実質的に印刷するように、所定の経路５０に沿って印刷ヘッド４５を案内することによって達成される。このステップにおいては、インク６０が実際に３−Ｄ物品の表面４０上に着地し、それによって所望の画像７０を作成する。言い替えると、印刷ヘッド４５は、仮想２次元印刷表面６５上へのゆがめられた画像７５の印刷を試みるが、インクは、３−Ｄ物品４０上に実際に着地して実際の所望の画像７０を作成する。
【００２５】
印刷ヘッド４５は、当業者に周知の任意のロボット・システムによって保持および移動することができる。その種のロボット・システムは、静止態様で支持体表面に据え付けられるロボット・アーム、および当該ロボット・アームの端に取り付けられる印刷ヘッド４５を含むことができる。コントローラをロボット・アームおよび印刷ヘッド４５と電気的に結合することができ、印刷ヘッド４５は、インク６０のリザーバと流体的に結合される。ロボット・アームは、多関節化可能であり、所望の画像７５が印刷されることになる物品４０の表面上の任意の所望のポイントの近くに印刷ヘッド４５を移動することができる。
【００２６】
選択されたインク６０の処方は、選択された印刷ヘッド４５と両立する必要がある。当業者は認識するであろうが、インク６０のタイプおよびインク・パラメータは、限定ではないが固形分パーセント、粒子分布、流動学的な性質、および硬化の特性を含み、ノズル・オリフィス・サイズ、動作温度、および圧力勾配等の印刷ヘッド４５に関連付けされた動作パラメータと整合するべく選択される必要がある。
【００２７】
所望の画像７５が印刷される３次元物品４０は、金属、ガラス、およびプラスティックを含む任意の材料からなるとすることができる。プラスティック材料は、任意のサーモプラスティック高分子樹脂または混合物またはそれらの組み合わせを含むことができる。適切なサーモプラスティック樹脂は、限定ではないがポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリーレート樹脂、ポリエステル樹脂、およびポリスルホン樹脂をはじめ、共重合体およびそれらの混合物を含む。３次元物品４０は、限定ではないが成形および熱成形を含む当業者に周知の任意のテクニックを使用して作成できる。
【００２８】
本発明の別の目的は、上に印刷画像が適用されることになる３次元または湾曲された表面を有する実質的に透明なプラスティック製の窓およびパネル上に画像を印刷する方法を提供することである。したがって、プラスティック製の窓は、特定タイプの３次元物品４０を表す。その種のパネルまたは窓は、成形、熱成形、または押し出し成形等の任意の多様な周知のテクニックの使用を通じて形成できる。窓の上に印刷される所望の画像７５は、限定ではないがブラックアウト境界、フェードアウト境界、ロゴ、および規定のマークを含むことができる。
【００２９】
最終的な構成においては、単一保護層または複数の保護層の使用を通じて、紫外線に対する露出、酸化、およびすり傷といった自然発生的なことからプラスティック製の窓またはそのほかの完成された３−Ｄ物品４０を保護できる。保護層は、プラスティックの膜、有機コーティング、無機コーティング、またはそれらの混合とすることができる。膜およびコーティングは、紫外線吸収体（ＵＶＡ）分子、分散剤、界面活性剤、および透明充填材（たとえばシリカ、アルミニウム酸化物、等々）等のすり傷耐性を増強するレオロジ・コントロール添加剤をはじめ、光学的、化学的、または物理的性質を修正そのほかの添加剤を包含できる。保護コーティングは、当業者に周知の任意の適切なテクニックを用いて適用できる。これらのテクニックは、負圧補助堆積プロセスにおいて採用されているような反応種の堆積、および基板へのゾル−ゲル・コーティングの適用に使用されているような大気圧コーティング・プロセスを含む。負圧補助堆積プロセスの例は、限定ではないが、プラズマ増強化学蒸着法、イオン補助プラズマ堆積、マグネトロン・スパッタリング、電子ビーム蒸着、およびイオン・ビーム・スパッタリングを含む。大気圧コーティング・プロセスの例は、限定ではないがカーテン・コーティング、スプレイ・コーティング、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、およびフロー・コーティングを含む。
【００３０】
以上の本発明の多様な実施態様の説明は、例証および説明の目的のために与えられた。それが網羅的であること、または開示された正確な実施態様に本発明を限定することは意図されていない。上記の教示に照らせば多くの修正または変形が可能である。考察した実施態様は、本発明の原理およびそれの実際的な応用の最良の例証を提供し、それによって当業者が多様な実施態様の中で、かつ企図されている特定の使用に適しているときには多様な修正を伴って本発明を利用することを可能にするべく選択され、かつ述べられてきた。その種のすべての修正および変形は、付随する請求項が公正に、適法に、かつ公平に権利が与えられる広さに従って解釈されるとき、それによって決定される本発明の範囲内となる。
【図１】
2011507701.tif 000003
【図２Ａ】
2011507701.tif 000004
【図２Ｂ】
2011507701.tif 000005
【図２Ｃ】
2011507701.tif 000006
【図３Ａ】
2011507701.tif 000007
【図３Ｂ】
2011507701.tif 000008
【図４Ａ】
2011507701.tif 000009
【図４Ｂ】
2011507701.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月27日(2010.8.27)
【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】
３次元物品の湾曲された表面上に所望の画像を印刷するための方法であって、
前記物品の前記湾曲された表面上に前記所望の画像を伴う前記３次元物品のファイルを生成するステップと、
インクを使用して前記画像を前記３次元物品上に印刷するために使用される複数のノズルを有する印刷ヘッドの経路であって、前記印刷ヘッドの前記ノズルが前記３次元物品の前記湾曲された表面からあらかじめ決定済みの距離内となる経路を定義するステップと、
前記経路に沿って一連の仮想２次元印刷表面を定義する複数の点を計算するステップと、
前記物品の前記湾曲された表面から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップと、
前記所望の画像のいずれの部分も失われていないことを保証するべく前記印刷表面上に投影された前記画像を検査し、欠けていることが見つかった部分を訂正するステップと、
前記投影された画像の較正および調整を行って前記所望の画像に整合させるステップと、
前記投影された画像を前記印刷ヘッドが前記仮想２次元印刷表面を通じて実質的に印刷するが、前記３次元物品の前記湾曲された表面上に前記インクが実際に付着し、それの上に前記所望の画像が作成されるように前記所定の経路に沿って前記印刷ヘッドを案内することによって前記画像を印刷するステップと、
を包含する方法。
【請求項２】
前記３次元物品は、プラスティック製の窓を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印刷ヘッドの前記経路を定義するステップは、前記３次元物品の前記湾曲された表面に関して前記印刷ヘッド上の各ノズルの位置を定義するソフトウエア・プログラムを使用する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ソフトウエア・プログラムは、さらに、前記印刷ヘッドための前記望ましい移動経路に関係するデータを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記移動経路は、前記印刷ヘッドの中心点および前記印刷ヘッドの側方ノズルが移動するライン、のグループから選択される１つとして定義される単一変数を表す、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ソフトウエア・プログラムは、前記移動経路内の複数の場所における各ノズルの位置を計算する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記計算は、前記ノズルの間の共通平面に対して垂直な、前記物品の前記表面に対するラインについて測定される距離に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記計算は、ノズルから前記物品の前記表面に対して延びる、重力によって設定される経路に従うラインについて測定される距離に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記仮想２次元印刷表面を計算するステップにおいて、前記ノズルと前記３次元物品の前記湾曲された表面の間の前記あらかじめ決定済みの距離は、印刷ヘッドおよびインク処方の選択された組み合わせについて決定される最大離隔範囲内である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
前記仮想２次元印刷表面は、前記印刷ヘッドと前記３次元物品の前記湾曲された表面の間に横たわる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
前記３次元物品から前記仮想２次元印刷表面上に前記所望の画像を投影するステップは、前記仮想２次元印刷表面上にゆがめられた画像を結果としてもたらす、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１２】
前記投影された画像の検査および調整を行うステップは、マニュアルで達成されるか、またはソフトウエア・アルゴリズムの使用を通じて達成されるかのいずれかである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記印刷ヘッドの経路を定義するステップは、一連のノズルのポジションおよび各ノズルおよびそれの位置に関する画像要件の対応するセットを含む印刷経路を提供する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１４】
前記投影された画像の較正および調整を行うステップは、前記印刷ヘッドおよび前記３次元物品の、互いに関するか、または前記印刷表面に関する実際の位置に基づく、請求項１または２に記載の方法。
【請求項１５】
前記所望の画像は、ブラックアウト境界、フェードアウト境界、ロゴ、および規定のマークのグループから選択される１つである、請求項２に記載の方法。
【国際調査報告】
2011507701.tif 000011
2011507701.tif 000012