(57)【要約】３Ｄプリント装置(100)を提供し、この３Ｄプリント装置(100)は、プリント位置で媒体層のプリントを行うためのプリントヘッドを備えるプリントモジュール(200)と、プリントされた媒体層(501A, 501B)を前記プリントモジュールから受け取り、また３Ｄオブジェクトを形成するために、前記プリントされた媒体層を組み上げるためのビルドモジュール(300)と、前記媒体層のプリントを行うための前記プリント位置に媒体層を搬送し、また前記プリントされた媒体層を前記プリント位置からコレータモジュールに搬送するように構成された搬送手段(160)と、を備えている。前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、一列に一体化した状態で設けられている。記搬送手段は、前記プリントモジュールを経由して前記ビルドモジュールまで、前記媒体の連続的なインライン搬送を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリント装置において、
前記３Ｄプリント装置は、ハウジング内に設けられたプリントモジュール及びビルドモジュールを備えており、
前記プリントモジュールは、プリント位置での、媒体層のプリントのためのプリントヘッドを備えており、また、
前記ビルドモジュールは、前記プリントモジュールからの、プリントされた媒体層を受け入れるためのビルドプレート、並びに、ビルド位置において前記プリントされた媒体層から３Ｄオブジェクトを形成するための、接着剤分注手段、カット手段及び接合手段を備え、
前記装置は、更に、媒体入力部と前記ビルド位置との間で前記ハウジング内に画定された連続的な媒体通路と、前記媒体入力部から前記媒体通路に沿って前記媒体層のプリントのための前記プリント位置に媒体層を搬送し、また前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記ビルドモジュールに搬送するための搬送手段と、を備えている、３Ｄプリント装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記ビルドモジュールは、選択的堆積ラミネーション（ＳＤＬ）によって、前記３Ｄオブジェクトを製造するように構成されている、装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記プリントモジュールは、媒体層の片面プリント又は両面プリントを行うように構成されている、装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の装置において、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、単一のハウジング内に一体的に配置されている、装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の装置において、前記搬送手段は更に、
前記装置を通過する媒体層の搬送を制御するためのコントローラと、
前記プリント位置及び前記ビルド位置での、媒体層の、位置及び／又はアラインメントを感知するためのセンサと、並びに
１つ以上の前記媒体層を、前記媒体通路に沿って送るための送り機構と、
を備えている、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記センサは、媒体層の位置を感知するように、及び／又は、媒体層にプリントされた画像又はマークを感知するように、動作可能であり、また、感知手段は、位置データ、識別データ又はアラインメントデータを含む感知した情報のフィードバックを前記コントローラに供給する、装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の装置において、送り機構は、１つ以上のローラと、ピックアンドプレイスヘッドとを備えている、装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の装置において、ローラ及び／又はピックアンドプレイスヘッドは、更に、媒体層の、位置又はアラインメントの誤りを補正するように動作可能である、装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の装置において、前記プリントモジュールは、前記媒体の両面プリントを行うように構成されており、前記オブジェクトの、プリントされた媒体層を画定するために、媒体層にプリントすべき画像対の第１画像が前記媒体の第１側面にプリントされ、また、前記画像対の第２画像が前記第１画像に背中合わせとなるよう前記媒体の第２側面にプリントされる、装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の装置において、第１プリントパス内で、媒体層の第１側面にマークをプリントするように構成された、装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の装置において、
プリントされた媒体層の第１側面にプリントされたマークを感知するように構成されたセンサと、
前記媒体層の第２側面にプリントするように構成され、前記第２側面が前記第１側面に対して反対側の側面であるプリントヘッドと、
を備えており、
マークを感知する際に、前記プリントヘッドの位置を前記マークに対して整列させるように調整する、装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の装置において、マークは基準マークを有する、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記基準マークは、前記媒体の第１側面にプリントされた前記画像についての情報を提供するように構成されたマーク、例えば、ロケータマーク、又はプリント用の一連の前記画像から画像を識別するための画像識別子を有する、装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の装置において、マークは、画像の一部、又はシートの第１側面にプリントされた前記画像を有する、装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のうちいずれか１項に記載の装置において、送り機構は、送りローラを備えており、前記送りローラは、前記媒体層を送る又は前記媒体層を調整して前記マークに対して前記プリントヘッドを整列させるように、制御可能である、装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちいずれか１項に記載の装置において、送り機構は、シート形態で複数の媒体層を受け入れるための送りトレイ、又は連続ロール形態で前記媒体層を受け入れるための容器を備えている、装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか１項に記載の装置において、送り機構は、送りトレイに隣接して配置されたピックアンドプレイスローラを備えており、前記ローラは、前記送りトレイからシートを抜き取り、また前記シートを前記プリントヘッドに向かって前記送りローラの周りに通過させるように構成されている、装置。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のうちいずれか１項に記載の装置において、送りローラは、シートが前記送りローラの周りを通過するときに、前記シートを第１の向きから反転させるように構成されている、装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のうちいずれか１項に記載の装置において、ピックアンドプレイスヘッドを更に備え、前記ピックアンドプレイスヘッドは、シートを紙送りトレイに戻し置くために、前記シートが送りローラの周りを通過した後に、前記シートを把持するように構成されている、装置。
【請求項２０】
請求項１５〜１９のうちいずれか１項に記載の装置において、更に、第１側面にプリントされた媒体層を、第２側面にプリントするよう前記プリントヘッドに送るために、送りトレイに戻すように構成されている、装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のうちいずれか１項に記載の装置において、媒体層の両面プリント用に構成され、また両面プリントされた媒体層を前記ビルドモジュールに搬送するように構成された、装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１のうちいずれか１項に記載の装置において、
前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、単一の一体型装置内に一列に配置されており、
前記搬送手段は、連続インライン搬送動作で、各媒体層を、順番に、入力トレイから前記プリントモジュールに搬送し、また、前記プリントモジュールから前記ビルドモジュールに搬送するように構成されている、装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のうちいずれか１項に記載の装置において、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、媒体層が前記装置を通過して搬送されるときに、同時に動作するように構成されている、装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか１項に記載の装置において、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、独立して動作可能である、装置。
【請求項２５】
請求項１〜２４のうちいずれか１項に記載の装置において、送り機構は、
媒体層を、前記媒体層のプリントを行うよう、プリント位置に搬送するための第１送り機構と、
プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記ビルドモジュールに搬送するための第２送り機構と、
を有する、装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置において、前記第２送り機構は、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から第１送りトレイに搬送するように構成されている、装置。
【請求項２７】
請求項２５又は２６に記載の装置において、前記第２送り機構は、第１側面がプリントされた層を、第１送りトレイに搬送する前に、裏返すように構成されている、装置。
【請求項２８】
請求項１５〜２７のうちいずれか１項に記載の装置において、第１送り機構は、送りローラを有する、装置。
【請求項２９】
請求項１５〜２８のうちいずれか１項に記載の装置において、第２送り機構は、ピックアンドプレイスヘッドを有する、装置。
【請求項３０】
請求項７〜２９のうちいずれか１項に記載の装置において、前記ピックアンドプレイスヘッド１６８が、媒体層を配置し又は搬送するために、デスクトップ３Ｄプリント装置１００の、前記プリントモジュール２００及び前記ビルドモジュール３００に渡って移動するように取り付けられている、装置。
【請求項３１】
デスクトップ３Ｄプリント装置であって、前記デスクトップ３Ｄプリント装置は、
媒体層にプリントするためのプリントモジュールと、
３Ｄオブジェクトを組み上げるために、プリントされた媒体層を丁合をとるためのコレータモジュールと、及び
複数の媒体層を受け入れるための第１送りトレイを有する送り機構であって、また、媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、また、前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置から、３Ｄオブジェクトの組み上げを行うためのビルド位置に搬送するように構成された、送り機構と、
を備えており、
前記プリントモジュール及び前記コレータモジュールは、単一の一体型装置で互いに連結された状態で設けられており、また、前記送り機構は、連続インライン処理で３Ｄオブジェクトを形成するために、個別媒体層を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、組み付け用のコレータモジュールに搬送するように構成されている、デスクトップ３Ｄプリンタ装置。
【請求項３２】
３Ｄプリント装置用の両面プリントモジュールであって、前記両面プリントモジュールは、送り機構を備えており、前記送り機構は、
媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面に前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、
前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、
前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体のプリントを第２側面に行うための前記プリント位置に搬送し、また、
前記両面プリントされた媒体層を、前記プリント位置からビルド位置又は３Ｄプリントに搬送するように構成されている、３Ｄプリント装置用の両面プリントモジュール。
【請求項３３】
請求項３２に記載の両面プリントモジュールにおいて、
媒体層の第１側面にプリントし、また媒体層の前記第１側面にマシン可読位置ロケータをプリントするように構成されたプリントヘッドと、
前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また前記媒体層の第２側面に対する前記プリントヘッドの位置に変化をもたらすように構成され、前記第１側面に設けられた前記プリントされた媒体に対する、前記第２側面に設けるべきプリント媒体の適正アラインメントを確保する、光学式読取機と、
を備えている、両面プリントモジュール。
【請求項３４】
請求項３２又は３３に記載の両面プリントモジュールにおいて、前記プリントヘッドは、前記媒体層の平面に対して、Ｘ方向及びＹ方向に移動するように構成されている、両面プリントモジュール。
【請求項３５】
請求項３２〜３４のうちいずれか１項に記載の両面プリントモジュールにおいて、光学式読取機は、前記第２側面がプリント位置でプリントの準備が整ったプリントヘッドに対して位置決めされる間に、マシン可読位置ロケータを読み取るように構成されている、両面プリントモジュール。
【請求項３６】
請求項３２〜３５のうちいずれか１項に記載の両面プリントモジュールにおいて、光学式読取機は、マシン可読位置ロケータの位置情報を、プリントヘッドを制御するための制御ユニットに伝送するように構成されている、両面プリントモジュール。
【請求項３７】
請求項３６記載の両面プリントモジュールにおいて、前記位置情報の受け取りによって、前記制御ユニットは、前記第２側面に設けるべきプリント媒体の、前記第１側面に設けられたプリント済み媒体に対する、適正アラインメントを確保するために、前記プリントヘッドの必要な調整を決定する、両面プリントモジュール。
【請求項３８】
請求項３７に記載の両面プリントモジュールにおいて、前記アラインメントは、前記プリントヘッドのソフトウェア制御により行われる、両面プリントモジュール。
【請求項３９】
両面プリントモジュールであって、前記両面プリントモジュールは、
媒体層の第１側面にプリントし、また１つ以上のマシン可読位置ロケータを前記媒体層の前記第１側面にプリントするように構成された、プリントヘッドと、
前記マシン可読位置ロケータを読み取るよう構成された光学式読取機であって、また、
前記媒体層の第２側面に対する前記プリントヘッドの向きであって、前記第２側面におけるプリントの、前記第１側面に設けられたプリント媒体に対する、適正アラインメントを確保するための、前記プリントヘッドの向き、又は
前記媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールに対する前記媒体層の向き
のうち少なくとも一方の向きに変化をもたらすように構成された、光学式読取機と、
を備えている、両面プリントモジュール。
【請求項４０】
請求項３９に記載の両面プリントモジュールにおいて、前記光学式読取機は、前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また、前記媒体層の第２側面に対する、前記プリントヘッドの向きに変化をもたらすように構成されている、両面プリントモジュール。
【請求項４１】
請求項３９又は４０に記載の両面プリントモジュールにおいて、前記光学式読取機は、前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また、前記媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールに対する、前記媒体層の向きに変化をもたらすように構成されて、両面プリントモジュール。
【請求項４２】
３Ｄプリント装置用の媒体層送り機構であって、前記媒体層送り機構は、第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構を備えており、前記第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構は、
媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面で前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、
前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、
前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体のプリントを第２側面で行うため前記プリント位置に搬送し、また、
両面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置からビルド位置に搬送する
ように構成されている、３Ｄプリント装置用の媒体層送り機構。
【請求項４３】
請求項４２に記載の装置において、前記送り機構は、
前記媒体層を前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送するように構成された第１送り機構と、プリントされた媒体層を前記プリント位置からコレータモジュールに搬送するように構成された第２送り機構と、を備えている、装置。
【請求項４４】
請求項４２又は４３に記載の装置において、前記第２送り機構は、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送り機構に搬送するように構成されている、装置。
【請求項４５】
請求項４２〜４４のうちいずれか１項に記載の装置において、前記第２送り機構は、第１側面がプリントされた層を、前記第１送りトレイに搬送する前に、裏返すように構成されている、装置。
【請求項４６】
請求項４２〜４５のうちいずれか１項に記載の装置において、前記第１送り機構は、送りローラを有する、装置。
【請求項４７】
請求項４２〜４６のうちいずれか１項に記載の装置において、前記第２送り機構は、ピックアンドプレイスヘッドを有する、装置。
【請求項４８】
請求項３２〜４１のうちいずれか１項記載の両面プリントモジュール、又は請求項４２〜４７のうちいずれか１項に記載の媒体層搬送システムを備えている、デスクトップ３Ｄプリント装置。
【請求項４９】
請求項１〜３１のうちいずれか１項に記載のデスクトップ３Ｄプリント装置において、更に、三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成するために、プリントされた複数の個別媒体層を組み付けるように構成された、コレータモジュールを備えている、デスクトップ３Ｄプリント装置。
【請求項５０】
請求項４９に記載のデスクトップ３Ｄプリント装置において、前記コレータモジュールは、完成した３Ｄオブジェクトを形成するために、前記個別媒体層をカットし、また、個別層を一体に接合するように構成されている、デスクトップ３Ｄプリント装置。
【請求項５１】
請求項４９又は５０に記載のデスクトップ３Ｄプリント装置において、前記コレータは、個別媒体層における複数の媒体層の個々の媒体層を接合するように構成された接合モジュールと、及び前記個別媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールと、を備えている、デスクトップ３Ｄプリント装置。
【請求項５２】
請求項１〜３１のうちいずれか１項に記載のデスクトップ３Ｄプリント装置において、送り機構は媒体搬送パスを画定し、前記媒体搬送パスでは、前記媒体が、前記媒体の第１表面にプリントするための第１プリントステーションに搬送され、また前記第１プリントステーションから、前記媒体の第２表面にプリントするための第２プリントステーションに搬送される、デスクトップ３Ｄプリント装置。
【請求項５３】
請求項５２に記載の装置において、前記第１プリントステーション及び前記第２プリントステーションは同一位置に配置されている、装置。
【請求項５４】
請求項５２又は５３に記載の装置において、前記第１プリントステーション及び前記第２プリントステーションは間隔を置いて配置されている、装置。
【請求項５５】
請求項５４に記載の装置において、プリントヘッドを備えており、前記プリントヘッドは、前記媒体の前記第１表面と、前記媒体の前記第２表面とにプリントを行うために、前記第１プリントステーションと前記第２プリントステーションとの間で移動可能である、装置。
【請求項５６】
請求項５４に記載の装置において、第１プリントステーション及び第２プリントステーションで、前記媒体の第１表面及び第２表面に同時にプリントするための、第１プリントヘッド及び第２プリントヘッドを備えている、装置。
【請求項５７】
請求項５３に記載の装置において、第１プリントヘッド及び第２プリントヘッドは、前記プリントヘッドの間にシートが存在するとき、前記シートの、前記第１表面及び前記第２表面をプリントするように構成されている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の発明（以下「本発明」と称する）は、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）のための、積層オブジェクト製造法（Layered Object Manufacture：ＬＯＭ）システムに関し、また特に、従来のプリントと、三次元（３Ｄ）オブジェクト媒体層をプリントするための３Ｄプリントとを統合して、ＬＯＭシステムで３Ｄオブジェクトを形成するためのデスクトップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラピッドプロトタイピングは、オブジェクトが、材料の除去又は減法に依存する従来の機械加工法ではなく、材料の付加によって成形することができる点でコンピュータ制御された加法的成形方法として定義される。「ラピッド（高速）」という用語は、相対的な用語であるが、使用される方法、並びにモデルの寸法及び複雑さに依存して、完成した三次元物品の作成には数時間から数日かかることがあり得るため、この技術分野では特別の意味を有すると、理解されたい。ラピッドプロトタイピングの一般的な技術分野で採用されている多くの既知の方法がある。積層オブジェクト製造法（Layered Object Manufacture：ＬＯＭ）は、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）の一形態であり、接着剤コーティングした、紙、プラスチック又は金属のラミネートを順次に積層し、このときラミネートは順次に接着され、またナイフ又はレーザーカッタで整形カットする順次積層に関する。
【０００３】
ＬＯＭは、他のラピッドプロトタイピングと同様、慣習的に、オブジェクト／パーツの製造に三次元（３Ｄ）コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）の使用を含み、当該３ＤＣＡＤから、ＣＡＤパッケージ内でステレオリソグラフィ（ＳＴＬ） ファイル又は他の適当なフォーマットファイルが作成される。前記ＳＴＬファイルが処理され、実際には、使用される基板材料の厚さと一致する厚さでＺ軸方向に仮想的にスライスされる。このことは、前記パーツの一連の断面を形作り、また、任意な特定の高さにおいても、各パーツは、単純な二次元（２Ｄ）プロファイルを有している。プロファイリング又はカッティング装置を使用して２Ｄプロファイルをトレースし、またこれに従って原材料の薄いシートに対してその形状をカットすることができる。ＬＯＭでは、完全な３Ｄオブジェクトを製造するために、個々の薄いシートそれぞれは、他方の上部に積み重ねられ、そして、接合させることができる。複数の媒体オブジェクト層が形成された後、プロファイリング処理及び層接合処理が実行される。複数の層が一体に接合され、そして、その後、プリントされた前記媒体のスタックから不用な支持材料を除去するステップを備える、プロファイリング又はウィーディング（刈込み）処理が実行され、３Ｄプリントオブジェクトが現れる。プロファイリング処理、スタッキング処理及び接合処理の順序は、入れ替えることができる。前記個別層は、従来の２Ｄプリント処理を使用してプリントすることもできる。前記層は、片面プリントされ又は両面プリントされてもよく、また、黒インクのような単色でプリントされても、又は、複数の色でカラープリントされてもよい。
【０００４】
ＬＯＭ製造法では、プリント処理、スタッキング処理、接合処理及びプロファイリング処理は、別々のモジュールで実行することができる。一般的に、完成した３Ｄオブジェクトは、所望する最終的な幾何学形状を形成するために、組み付けられ、また、プロファイリングされた、個別媒体層のスタックから形成される。前記個別媒体層は、前記組み付け構成の前に、プリント又は他の処理がなされる。従って、複数の３Ｄオブジェクト媒体層は、完成した３Ｄプリント物品を形成するための準備段階で、プリントされていてもよい。３Ｄプリントされた物品用の、積層スタック全体は、プリントモジュールにおけるオフラインで予めプリントすることができ、その後、プリントされたスタックを、プロファイリング及び層接合モジュールに装填することができ、当該モジュールにおいて、プリントされた各層は、３Ｄプリントされた物品の作製を終了するように、プロファイリングされ、また接合することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最終的な３Ｄオブジェクトに丁合及び組み付けるための準備において、プリントされた前記媒体層の両側の側面にプリントされた画像のアラインメント（整列）に関して問題が生じる可能性がある。プリントされた前記シートが３Ｄプリンタに入力されるときに正しい順序で提供されない場合、問題が生じる可能性もある。
【０００６】
あるプリンタは、パーツをカラーで製造するために使用することができる。ある１つの手法では、例えば、着色されたシートを使用することができる。別の手法では、例えば、紙の各シートに着色されたインクをプリントすることができ、又は、各シートに画像をプリントすることができ、そして、その後、プリントされた前記シートを、カット及び接着が行われるプリンタの部分に装填することができる。
【０００７】
着色されたシート及び／又はインクの使用並びに画像のプリントは、３Ｄプリンタマシン及び／又は処理に、更なる複雑さを加えるであろうことは理解されるであろう。
【０００８】
３Ｄプリントマシンを選択するときの検討事項には、速度、３Ｄプリンタのコスト、プリントされたプロトタイプのコスト、そして、材料のコスト及び選択、また、カラー機能が含まれる。多くの場合、３Ｄプリントのコストは高すぎて、民生用アプリケーションとしてはほとんど実用的ではない。更に、多くの場合、現在利用可能な３Ｄプリンタは、民生用アプリケーションとしては大きすぎる。
【０００９】
紙の使用は、ＳＤＬ又はＬＯＭにおいて、原材料のコストを削減するが、プリンタのサイズ及び複雑さという問題が依然として残り、そして、より安価に製造することができ、また個人向けの家庭用デスクトップに適している、よりコンパクトで複雑でないプリンタを開発する必要がある。
【００１０】
従って、３Ｄプリント処理に関しては、対処の必要があるラピッドプロトタイピング用のＬＯＭシステムにおいて多くの問題がある。本発明は、ＬＯＭによって着色されたオブジェクトを製造するための、改良された方法を提供することを目的とする。本明細書記載の発明（以下「本発明」と称する）は、また、改良された３Ｄプリントシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、３Ｄプリント装置が提供され、当該３Ｄプリント装置は、プリント位置で媒体層のプリントを行うためのプリントヘッドを有するプリントモジュールと、３Ｄオブジェクトを形成するために、プリントされた媒体層を前記プリントモジュールから受け、また前記プリントされた媒体層を組み上げるためのビルドモジュールと、媒体層を、当該媒体層のプリントを行うために、前記プリント位置に搬送し、また前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置からコレータモジュールに搬送するように構成された搬送手段と、を備える。
【００１２】
更なる態様によれば、デスクトップ３Ｄプリント装置が提供され、当該デスクトップ３Ｄプリント装置は、媒体層をプリントするためのプリントモジュールと、３Ｄオブジェクトを組み上げるよう、プリントされた媒体層を丁合するためのコレータモジュールと、及び複数の媒体層を受け入れるための第１送りトレイを有し、また、媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、また、前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置から、３Ｄオブジェクトの組み上げを行うためのビルド位置に搬送するように構成された送り機構と、を備える。ある１つの構成では、両面プリントモジュール及びコレータモジュールは、単一の一体型装置として互いに連結した状態で設けられており、また、前記送り機構は、連続インライン処理で３Ｄオブジェクトを形成するよう、個別媒体層を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、組み付けのためのコレータモジュールに搬送するように構成されている。
【００１３】
更なる態様によれば、３Ｄプリント装置用の両面プリントモジュールが提供され、当該両面プリントモジュールは、送り機構を備え、当該送り機構は、媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面に当該媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、第２側面にその媒体のプリントを行うための前記プリント位置に搬送し、また両面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から、ビルド位置又は３Ｄプリントに搬送するように構成されている。ある１つの構成では、前記モジュールは、更に媒体層の第１側面にプリントし、またマシン可読位置ロケータを媒体層の第１側面にプリントするように構成された、プリントヘッドと、前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また前記媒体層の第２側面に対する、前記プリントヘッドの位置に変化をもたらすように構成され、前記第１側面に設けられた前記プリントされた媒体に対する、前記第２側面に設けるべきプリント媒体の適正アラインメントを確保する光学式読取機と、を備えている。
【００１４】
更なる態様によれば、両面プリントモジュールが提供され、当該両面プリントモジュールは、媒体層の第１側面にプリントし、また１つ以上のマシン可読位置ロケータを前記媒体層の前記第１側面にプリントするように構成された、プリントヘッドと、前記マシン可読位置ロケータを読み取るよう構成された光学式読取機であって、また前記媒体層の第２側面に対する前記プリントヘッドの向きであって、前記第２側面におけるプリントの、前記第１側面に設けられた前記プリントされた媒体に対する、適正アラインメントを確保するための、当該プリントヘッドの向き、又は前記媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールに対する、前記媒体層の向きのうち少なくとも一方の向きに変化をもたらすように構成された光学式読取機と、を備えている。
【００１５】
更に、３Ｄプリント装置用の媒体層送り機構が提供され、当該媒体層送り機構は、第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構を備え、当該第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構は、媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面に当該媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、第２側面に前記媒体のプリントを行うための前記プリント位置に搬送し、また、両面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記ビルド位置に搬送するように構成されている。
【００１６】
ある１つの構成では、前記送り機構は、媒体層を当該媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送するように構成された第１送り機構と、及びプリントされた媒体層を前記プリント位置から前記コレータモジュールに搬送するように構成された第２送り機構と、を備えている。ある１つの構成では、前記第２供給機構は、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送するように構成されている。ある１つの構成では、前記第２送り機構は、第１側面がプリントされた層を、前記第１送りトレイに搬送する前に、裏返すように構成されている。ある１つの構成では、前記第１送り機構は、送りローラを備えている。ある１つの構成では、前記第２送り機構は、ピックアンドプレイスヘッドを備えている。
【００１７】
ある１つの構成では、前記デスクトップ３Ｄプリント装置は、更に、三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成するために、プリントされた複数の個別媒体層を組み付けるように構成された、コレータモジュールを備えている。ある１つの構成では、前記コレータモジュールは、完成した３Ｄオブジェクトを形成するために、前記個別媒体層をカットし、また、当該個別層を一体に接合するように構成されている。ある１つの構成では、前記コレータモジュールは、個別媒体層における複数の媒体層の当該個別媒体層を接合するように構成された接合モジュールと、及び前記個別媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールと、を備えている。
【００１８】
第１の態様によれば、３Ｄプリント装置が提供され、当該３Ｄプリント装置は、ハウジング内に設けられたプリントモジュール及びビルドモジュールを備え、前記プリントモジュールは、プリント位置での、媒体層のプリントのためのプリントヘッドを備えており、また、前記ビルドモジュールは、前記プリントモジュールからの、プリントされた媒体層を受け入れるためのビルドプレート、並びに、ビルド位置において前記プリントされた媒体層から３Ｄオブジェクトを形成するための、接着剤分注手段、カット手段及び接合手段を備えており、前記装置は更に、媒体入力部と前記ビルド位置との間で前記ハウジング内に画定された連続的な媒体通路と、及び前記媒体入力部から前記媒体通路に沿って前記媒体層のプリントのための前記プリント位置に媒体層を搬送し、また前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記ビルド位置に搬送するための搬送手段と、を備えている。
【００１９】
ある１つの構成では、前記ビルドモジュールは、選択的堆積ラミネーション（selective deposition lamination:ＳＤＬ）によって、３Ｄオブジェクトを製造するように構成されている。前記プリントモジュールは、媒体層の片面プリント又は両面プリントを行うように構成されているものであり得る。ある１つの構成では、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、単一のハウジング内に一体的に配置されている。前記搬送手段は更に、前記装置を通過する媒体層の搬送を制御するためのコントローラと、前記プリント位置及び前記ビルド位置での媒体層の、位置及び／又はアラインメントを感知するためのセンサと、並びに１つ以上の媒体層を前記媒体通路に沿って送るための送り機構と、を備えことができる。
【００２０】
ある１つの構成では、前記センサは、媒体層の位置を感知するように、及び／又は媒体層にプリントされた画像又はマークを感知するように、動作可能であり、また、前記感知手段は、位置データ、識別データ又はアラインメントデータを含む感知した情報のフィードバックを前記コントローラに供給する。前記送り機構は更に、１つ以上のローラと、ピックアンドプレイスヘッドとを備えることができる。前記ローラ及び／又はピックアンドプレイスヘッドは、更に、媒体層の位置又はアラインメントの誤りを補正するように動作可能とすることができる。前記プリントモジュールは、前記媒体の両面プリントを行うように構成されており、前記オブジェクトの、プリントされた媒体層を画定するために、媒体層にプリントすべき画像対の第１画像が前記媒体の第１側面にプリントされ、また、前記画像対の第２画像が前記第１画像に背中合わせとなるように前記媒体の第２側面にプリントされるものとすることができる。前記装置は、第１プリントパス内で、媒体層の第１側面にマークをプリントするように構成されたものとし得る。前記装置は更に、プリントされた媒体層の第１側面にプリントされたマークを感知するように構成されたセンサと、前記第１側面に対して反対側の側面である前記媒体層の第２側面にプリントするように構成されたプリントヘッドと、を備えており、マークを感知する際に、前記プリントヘッドの位置を前記マークに対して整列させるように調整されるものであり得る。
【００２１】
前記マークは、基準マークを有することができる。前記基準マークは、前記媒体の前記第１側面にプリントされた前記画像についての情報を提供するように構成されたマーク、例えば、ロケータマーク、又はプリント用の一連の前記画像から当該画像を識別するための画像識別子であってもよい。前記マークは、画像の一部、又は前記シートの第１側面にプリントされた前記画像を有することができる。前記送り機構は、送りローラを備えることができ、当該送りローラは、前記媒体層を送る又は当該媒体層を調整して前記マークに対して前記プリントヘッドを整列させるように、制御可能である。前記送り機構は、シートの形態で複数の媒体層を受け入れるための送りトレイ、又は連続ロールの形態で前記媒体層を受け入れるための容器を備えているものであり得る。
【００２２】
ある１つの構成では、前記送り機構は、前記送りトレイに隣接して配置されたピックアンドプレイスローラを備えており、前記ローラは、前記送りトレイからシートを抜き取り、また前記シートを前記プリントヘッドに向かって前記送りローラの周りを通過させるように構成されている。前記送りローラは、前記シートが前記送りローラの周りを通過するとき、当該シートを第１の向きから反転させるように構成され得る。前記装置は、更に、ピックアンドプレイスヘッドを更に備え、当該ピックアンドプレイスヘッドは、前記シートを前記紙送りトレイに戻し置くために、前記シートが前記送りローラの周りを通過した後、前記シートを把持するように構成され得る。前記装置は、第１側面にプリントされた媒体層を、前記第２側面にプリントするよう前記プリントヘッドに送るために、前記送りトレイに戻すように構成され得る。前記装置は、媒体層の両面プリント用に構成され、また両面プリントされた媒体層を前記ビルドモジュールに搬送するように構成され得る。
【００２３】
ある１つの構成では、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、単一の一体型装置内に一列に配置されており、前記搬送手段は、連続インライン搬送動作で、各媒体層を、順番に、入力トレイから前記プリントモジュールに搬送し、また、前記プリントモジュールから前記ビルドモジュールに搬送するように構成されている。ある１つの構成では、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、媒体層が前記装置を通過して搬送されるときに、同時に動作するように構成されている。前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、独立して動作可能とすることができる。
【００２４】
更に、前記送り機構は、媒体層を、当該媒体層のプリントを行うよう、プリント位置に搬送するための第１送り機構と、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記ビルドモジュールに搬送するための第２送り機構と、を有することができる。前記第２送り機構は、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送するように構成され得る。前記第２送り機構は、第１側面がプリントされた層を、前記第１送りトレイに搬送する前に、裏返すように構成され得る。前記第１送り機構は送りローラを有することができる。ある１つの構成では、前記第２送り機構は、ピックアンドプレイスヘッドを有することができる。前記ピックアンドプレイスヘッドは、媒体層を配置し又は搬送するために、デスクトップ３Ｄプリント装置の、前記プリントモジュール２００及び前記ビルドモジュール３００に渡って移動するように取り付けられ得る。
【００２５】
他の態様によれば、デスクトップ３Ｄプリント装置が提供され、当該デスクトップ３Ｄプリント装置は、媒体層にプリントするためのプリントモジュールと、３Ｄオブジェクトを組み上げるために、プリントされた媒体層を丁合するためのコレータモジュールと、及び複数の媒体層を受け入れるための第１送りトレイを有する送り機構であって、また、媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、また、前記プリントされた媒体層を、前記プリント位置から、前記３Ｄオブジェクトの組み上げを行うためのビルド位置に搬送するように構成されている、送り機構と、を備えており、前記プリントモジュール及び前記コレータモジュールは、単一の一体型装置内で互いに一体に連結された状態で設けられており、また、前記送り機構は、連続的なインライン処理で３Ｄオブジェクトを形成するために、個別媒体層を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、組み付け用のコレータモジュールに搬送するように構成されている。
【００２６】
他の態様によれば、３Ｄプリント装置用の両面プリントモジュールが提供され、当該両面プリントモジュールは、送り機構を備えており、当該送り機構は、媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面に当該媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体のプリントを第２側面に行うための前記プリント位置に搬送し、また、前記両面プリントされた媒体層を、前記プリント位置からビルド位置又は３Ｄプリントに搬送するように構成されている。
【００２７】
前記両面プリントモジュールは、媒体層の第１側面にプリントし、また、媒体層のマシン可読位置ロケータを第１側面にプリントするように構成された、プリントヘッドと、前記機械可読位置ロケータを読み取り、また、前記媒体層の第２側面に対する前記プリントヘッドの位置に変化をもたらすように構成され、前記第１側面に設けられた前記プリントされた媒体に対する、前記第２側面に設けるべきプリント媒体の適正アラインメントを確保する、光学式読取機と、を備えているものとすることができる。前記プリントヘッドは、前記媒体層の平面に対して、Ｘ方向及びＹ方向に移動するように構成され得る。前記光学式読取機は、前記第２側面がプリント位置でプリントの準備が整った前記プリントヘッドに対して位置決めされる間に、前記マシン可読位置ロケータを読み取るように構成され得る。前記光学式読取機は、前記マシン可読位置ロケータの位置情報を、前記プリントヘッドを制御するための制御ユニットに伝送するように構成され得る。前記位置情報の受け取りによって、前記制御ユニットは、前記第２側面に設けるべきプリント媒体の、前記第１側面に設けられた前記プリント済み媒体に対する、適正アラインメントを確保するために、前記プリントヘッドに必要な調整を決定する。前記アラインメントは、前記プリントヘッドのソフトウェア制御により行われ得る。
【００２８】
他の態様によれば、両面プリントモジュールが提供され、当該両面プリントモジュールは、媒体層の第１側面にプリントし、また、１つ以上のマシン可読位置ロケータを前記媒体層の前記第１側面にプリントするように構成された、プリントヘッドと、前記機械可読位置ロケータを読み取るよう構成された光学式読取機であり、また、前記媒体層の第２側面に対する前記プリントヘッドの向きであって、前記第２側面におけるプリントの、前記第１側面に設けられた前記プリント媒体に対する、適正アラインメントを確保するための、当該プリントヘッドの向き、又は前記媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールに対する前記媒体層の向きのうち少なくとも一方の向きに変化をもたらすように構成された、該光学式読取機と、を備えている。
【００２９】
前記光学式読取機は、前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また、前記媒体層の第２側面に対する、前記プリントヘッドの向きに変化をもたらすように構成され得る。前記光学式読取機は、前記マシン可読位置ロケータを読み取り、また、前記媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールに対する、前記媒体層の向きに変化をもたらすように構成され得る。
【００３０】
他の態様によれば、３Ｄプリント装置用の媒体層送り機構が提供され、当該媒体層送り機構は、第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構を備えており、当該第１送りトレイ、第１送り機構及び第２送り機構は、媒体層を、プリント用の媒体層を受け入れるための第１送りトレイから、前記媒体層の第１側面で前記媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送し、前記第１側面がプリントされた媒体層を、前記第１送りトレイから、前記媒体のプリントを第２側面で行うため前記プリント位置に搬送し、また、前記両面がプリントされた媒体層を前記プリント位置から前記ビルド位置に搬送するように構成されている。
【００３１】
前記送り機構は、媒体層を、当該媒体層のプリントを行うためのプリント位置に搬送するように構成された第１送り機構と、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記コレータモジュールに搬送するように構成された第２送り機構と、を備え得る。
【００３２】
前記第２送り機構は、プリントされた媒体層を、前記プリント位置から前記第１送りトレイに搬送するように構成され得る。前記第２送り機構は、第１側面がプリントされた層を、前記第１送りトレイに搬送する前に、裏返すように構成され得る。前記第１送り機構は、供給ローラを有することができる。前記第２送り機構は、ピックアンドプレイスヘッドを有することができる。
【００３３】
他の態様によれば、デスクトップ３Ｄプリント装置が提供され、当該デスクトップ３Ｄプリント装置は、上記のような前記両面プリントモジュール、又は、上述のような前記媒体層搬送システムを備えている。
【００３４】
他の態様によれば、上記のようなデスクトップ３Ｄプリント装置が提供され、当該デスクトップ３Ｄプリント装置は、更に、三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成するために、プリントされた複数の個別媒体層を組み付けるように構成された、コレータモジュールを備えている。前記コレータモジュールは、前記完成した３Ｄオブジェクトを形成するために、前記個別媒体層をカットし、また、当該個別層を一体に接合するように構成され得る。前記コレータは、個別媒体層における複数の媒体層の、個々の媒体層を接合するように構成された接合モジュールと、及び前記個別媒体層をカットするためのプロファイリングモジュールと、を備えているものであり得る。
【００３５】
前記送り機構は、媒体搬送パスを画定することができ、前記媒体搬送パスでは、前記媒体が、前記媒体の第１表面にプリントするための第１プリントステーションに搬送され、また当該第１プリントステーションから、前記媒体の第２表面にプリントするための第２プリントステーションに搬送されるものである。前記第１プリントステーション及び前記第２プリントステーションは同一位置に配置され得る。前記第１プリントステーション及び前記第２プリントステーションは間隔を置いて配置され得る。前記装置は、プリントヘッドを備えており、当該プリントヘッドは、前記媒体の前記第１表面と、前記媒体の前記第２表面とにプリントを行うために、前記第１プリントステーションと前記第２プリントステーションとの間で移動可能であり得る。前記装置は、第１プリントステーション及び第２プリントステーションで、前記媒体の第１表面及び第２表面に同時にプリントするための、第１プリントヘッド及び第２プリントヘッドを備えているものとすることができる。前記第１プリントヘッド及び前記第２プリントヘッドは、当該プリントヘッドの間に前記シートが存在するとき、前記シートの、前記第１表面及び前記第２表面にプリントするように構成されているものであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本出願が教示する発明（以下「本発明」と称する）一実施形態によるＬＯＭ装置のブロック図である。
【図２】本発明による動作の第１段階における、３Ｄデスクトッププリント装置の正面図である。
【図３】図２の３Ｄデスクトッププリント装置の等角図である。
【図４】第１側面にプリントされたシートを、第２側面にプリントするようプリンタに差し出すために、前記送りトレイに戻される動作の第２段階における、図２及び３の３Ｄデスクトッププリント装置の正面図である。
【図５】前記第２側面がプリントされる動作の第２段階における、図４の３Ｄデスクトップ３Ｄプリント装置の等角図である。
【図６】プリントされた媒体層がビルドモジュールに搬送される動作の後半段階における、図２乃至５の３Ｄデスクトップ３Ｄプリント装置の正面図である。
【図７】図６の３Ｄデスクトップ３Ｄプリント装置の等角図である。
【図８】個別シートをピックアップして、そして始めに９０度回転させて、また水平インクプリントヘッドを通過させ、その後、ビルド領域内に更に９０度回転させることにより、当該ビルド領域内で、前記シートを、マルチファンクショングラブヘッドによって把持し、そして、ビルド位置に搬送するための、本明細書記載の発明による、該個別シート用に設けた別の構成の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本出願の発明（以下「本発明」と称する）を、添付図面を参照して説明する。
【００３８】
本発明に従って選択的堆積ラミネーション（ＳＤＬ：Selective Deposition Lamination）を使用するデスクトッププリント装置の例示的な構成を、本発明の有益性の理解を助けるために以下で説明する。このような構成は、提供可能な装置の例示的タイプであると理解されたく、本発明の範囲を逸脱することなく本明細書に記載のものに修正を加えることができることから、当該本発明を、如何なる特定の構成にも制限することを意図しない。
【００３９】
本明細書に記載の発明（以下「本発明」と称する）は、従来のプリント及び３Ｄプリントを統合した、ＳＤＬデスクトップ装置を提供する。前記装置は、三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成するよう、複数の個別媒体層をプリントして組み付けるように構成されている。本明細書の文脈において、前記個別媒体層は、物理的な要素又は実在物とみなすことができる。
【００４０】
図１Ａは、本発明による、デスクトップＳＤＬ装置１００のブロック図である。デスクトップＳＤＬ装置（３Ｄプリント装置）１００は、プリントモジュール２００と、ＳＤＬビルドモジュール３００とを備えている。前記プリントモジュールは、複数の媒体層をプリントするように構成することができ、また、前記ビルドモジュールは、３Ｄオブジェクトを形成するために、複数の個別媒体層を組み付けるように構成することができる。前記媒体層は、単一の黒インク、又は複数の色でプリントされたカラー色、又は無色、すなわち白色で、プリントすることができる。前記ビルドモジュールは、完成した３Ｄオブジェクトを形成するために、前記３Ｄオブジェクトの個別媒体層を一体に組み上げて組み付けるための、必要な特徴‐プロファイリング又はカット手段、接着剤塗布手段及び接合手段を含んでいる。プリントモジュール２００及びビルドモジュール３００は、装置１００内で一体的に連結されており、前記媒体層は、完成した３Ｄオブジェクトを製造するために、ビルドモジュール３００に搬送される前に、モジュール２００内で片面プリント又は両面プリントすることができる。
【００４１】
本発明では、前記ビルドモジュールは、３Ｄオブジェクトを形成するために前記積層体を組み付ける、３Ｄプリントのモジュールとして記載する。ビルドモジュール、コレータモジュール、ビルドチャンバ及びビルドモジュール、ＳＤＬビルドモジュールという用語は、この特徴を説明するために様々に使用する。
【００４２】
媒体層は、２Ｄプリントするために、プリントモジュール２００に搬送される。プリントされた前記媒体層は、ＳＤＬ処理での、最終的な３Ｄオブジェクトの、丁合及び組み付けのために、前記プリントモジュールから前記ビルドチャンバに搬送される。
【００４３】
上述した構成における媒体層はシートの形態で供給される。前記媒体層は、好適には紙であるが、任意のシート材を使用できることは理解されるであろう。前記媒体は、２Ｄプリントされ、プロファイリングされ、そして、接合させるために、デスクトップ装置１００に供給され、それによって、完成したカラー３Ｄオブジェクトを製造する。
【００４４】
前記プリントモジュールは、丁合の前に、前記媒体層にインクを塗布するように構成された、従来の２Ｄプリンタを備えることができる。前記２Ｄプリンタは、標準的なインクジェットプリンタとすることができる。前記プリントモジュールは、前記媒体層の、１つの表面だけに、又は第１表面及び第２表面に、プリントするように構成され得る。第１表面及び第２表面にプリントすることは、前記オブジェクトの表面の角度に関係なく、画像にじみを動作可能に減少させ、また、色の精度を維持する。前記プリントモジュールは、複数の個別媒体層における１つ以上の個別媒体層の、１つ以上の表面に多数の色を塗布するように構成することができる。
【００４５】
本明細書では、グラブヘッド、マルチファンクションヘッド及びピックアンドプレイスヘッドという用語を、前記ヘッドを記述及び言及するために様々に使用し、当該ヘッドは、プリントするためのシートを抜き取って配置するために前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールの上方を移動するよう、及び／又はビルド位置に移動するよう取り付けられている。前記ヘッドは、例えば、Ｘ−Ｙフレームに取り付けることができ、また移動はプリント装置１００の制御手段によって制御される。前記ヘッドの構成は、動作中における高いレベルの融通性及び制御性を付与する。何らかのエラー又は誤アラインメントが検知された場合、前記ヘッドは、位置を特定し、また媒体層のアラインメントの位置を補正するのにも使用することができる。
【００４６】
媒体層は、２Ｄプリントするためにプリントモジュール２００に搬送される。プリントされた前記媒体層は、ＳＤＬ処理における最終的な３Ｄオブジェクトの丁合及び組み付けのために、前記プリントモジュールから前記ビルドチャンバに搬送される。
【００４７】
媒体層５０１にプリントされた画像６００Ａ及び／又は６００Ｂは、予め生成されたデジタルプリントファイルに従ってプリントされ、当該ファイルは、プリントすべき３Ｄオブジェクトの、画像、プロファイル及び色情報を含んでいる。
【００４８】
デジタルプリントファイルを予生成する例示的な構成でのステップを、本明細書にて簡単に説明するが、当然のことながら、他の方法を提供できる。本技術分野で知られているように、３Ｄプリントは、プリントすべき３Ｄオブジェクトを表す３Ｄデータファイルから開始される。例えば、３Ｄ製品設計用の汎用業界基準ファイルフォーマットである、ＳＴＬ並びにＯＢＪ及びＶＲＭＬ（カラー３Ｄプリント用）は、本発明と共に使用することができるが、当然のことながら、適当な代替物もまた使用できる。その後、色が生成され、前記データファイルで表されたモデルに適用される。こうしたファイル内のデータを読み取り、またそのコンピュータモデルを前記媒体層と等しい厚さのプリント可能な層にスライスする。こうしたデータファイルの生成は通常、プリンタ１００に接続されたＰＣ又はコンピュータデバイスで行われるが、これは、こうした処理もまたプリント装置１００で行えることから、限定して解釈されるべきではない。別の構成では、クラウド内で、又はモバイルデバイス、タブレット、携帯電話で、上記スライシングを実行できることが理解されるであろう。更に、本発明は、ファイル生成の上記方法に限定するのではなく、また３Ｄプリントファイルを生成する任意の適当な方法を使用することができる。
【００４９】
予め生成されたデジタルプリントファイルは、プリントジョブ及びＳＤＬジョブを開始する前に、プリント装置１００に供給される、又はさもなければ、プリント装置１００にロードされる。明示しないが、プリント装置１００は、プロセッサ又はコントローラ、並びに前記プリントファイルがロードされるメモリを含んでいる。
【００５０】
前記デジタルプリントファイルは、コントローラ／プロセッサによって再び参照される又は読み取られる。前記デジタルプリントファイルは、各媒体層５０１のための、一連の頂部側面−底部側面の画像対６００Ａ／６００Ｂを有することができる。全ての媒体層の、第１側面及び第２側面の両面のための色画像情報もまた、前記デジタルプリントファイルに含まれている。
【００５１】
図１は、本発明による、デスクトップＬＯＭ（Layered Object Manufacturing）装置１００のブロック図である。デスクトップＬＯＭ装置（３Ｄプリント装置）１００は、プリントモジュール２００と、ビルドモジュール３００とを備えている。前記プリントモジュールは、オブジェクト仕様に基づき、必要に応じて、複数の媒体層をプリントするように構成されており、また、コレータモジュールは、３Ｄオブジェクトを形成するために、複数のプリントされた媒体層を組み付けるように構成されている。前記媒体層は、単一の黒インク、又は、複数の色でプリントされたカラー色でプリントすることができる。個別媒体層のそれぞれは、個々に又は独立して、プリントすることができる。前記ビルドモジュールは、個別３Ｄオブジェクト層をカットするための、プロファイリング又はカット手段と、完成した３Ｄオブジェクトを形成するために前記個別媒体層を一体に接合するための接合手段と、を備えることができる。プリントモジュール２００及びビルドモジュール３００は、装置１００内に一体的に連結されており、これにより、媒体層は、完成した３Ｄオブジェクトを製造するために、ビルドモジュール又はコレータモジュール３００に直接搬送される前に、プリントモジュール２００内で片面プリント又は両面プリントすることができる。
【００５２】
媒体層は、２Ｄプリントするために、プリントモジュール２００に搬送される。プリントされた前記媒体層は、前記プリントモジュールから、その後、ＳＤＬ処理における最終的な３Ｄオブジェクトの丁合及び組み付けのためにビルドモジュール３００に搬送される。
【００５３】
媒体層５０１Ａ、５０１Ｂは、この構成において、シート５０１の形態で供給されるものとして記載する。シート５０１は、好適には、完成したカラー３Ｄオブジェクトを形成するために、２Ｄプリントされ、プロファイリングされ、また接合させるよう、デスクトップ装置１００に供給された紙のシートである。装置１００は、媒体送り又は媒体搬送モジュール１５０を備えている。送り又は搬送モジュール１５０は、媒体入力部１１１から、片面又は両面をプリントするためのプリントモジュール２００を経由し、そして、所望のＳＤＬ組上げオブジェクト７００を形成するための組み付け用のビルドモジュール３００まで、前記媒体を搬送するための送り手段又は搬送手段１６０を備えている。搬送モジュール１６０は更に、搬送制御のための制御手段１８０に接続された感知手段１７０／１７１を備えている。感知手段１７０／１７１は、プリント段階、丁合段階又は組上げ段階の最中における、前記媒体層の、何らかの送りエラー又は誤アラインメントのリアルタイムでの検知及び修正を行う。プリント（２Ｄプリント）段階及び組上げ（３Ｄプリント）段階を経由する搬送は、連続インライン配置及び方法で提供される。本発明の装置は、片面又は両面プリント及び３Ｄプリントを、連続インライン方法及び装置で提供する。
【００５４】
図１〜６につき説明すると、本発明の例示的な構成では、送り又は搬送装置１５０／１６０は、送りローラ１６１と、センサ１７０と、ピックアンドプレイス（グラブ）ヘッド１６８と、を備えている。前記グラブヘッドは、更に又は代替的に、センサ１７２を備えることができる。装置１００は、媒体入力部１１１からビルドプレート３１０まで、媒体搬送パス１４０を画定する。媒体層パス又は通路１４０は、前記装置と、複数のローラ及びピックアンドプレイスヘッドを含む前記送り機構を経由する連続的なパス又は通路であり、また処理のために前記媒体層を前記通路に沿って連続的に搬送する。
【００５５】
各シートは、前記入力トレイから前記プリント位置に送られ、当該プリント位置では、必要に応じて、前記シートが片面又は両面にプリントされる。各シートは、前記プリント位置から前記ビルド位置に順番に搬送される。このシステムを通しての搬送は、連続的である。前記装置は、検知手段と、前記装置及び前記送り機構による前記媒体層通路経由の搬送を制御する制御手段と、を含んでいる。各シートは、前記装置を通して連続的に、入力部から前記ビルド位置に順番に搬送される。
【００５６】
プリントモジュール２００は、丁合の前に、前記インクを前記媒体層に塗布するための２Ｄプリンタを備えている。前記２Ｄプリンタは、標準的なインクジェットプリンタであってもよい。プリンタモジュール２００は、プリンタヘッド２３０を備えることができる。プリンタヘッド２３０は、プリントステーション２１０で、前記シート又は前記媒体層の、第１表面及び第２表面にプリントするように構成されている。第１表面及び第２表面にプリントすることは、前記オブジェクトの表面の角度に関係なく、画像にじみを動作可能に減少させ、また、色の精度を維持する。前記プリントモジュールは、複数の個別媒体層における１つ以上の個別媒体層の、１つ以上の表面に多数の色を塗布するように構成することができる。ビルドモジュール３００は、複数の媒体層５０１の個々の媒体層を接合するための接合モジュールと、複数の媒体層における個々の媒体層のプロファイリングを行って、３Ｄオブジェクト内に所望３Ｄ形状をもたらすプロファイリングモジュールとを備えている。ビルドモジュール３００は、プロファイリングモジュールと、接合モジュールとを備え、当該プロファイリングモジュール及び接合モジュールは、単一のプロファイリングモジュール及び層接合モジュールに統合することができる。
【００５７】
本発明によれば、完成した３Ｄオブジェクトは、コレータ又はビルドモジュール３００で、個別媒体層５０１のスタックから形成され、前記個別媒体層５０１は、所望する最終的な幾何学形状を形成するため、組み付けられ、またプロファイリングされる。３Ｄプリントされた物品の媒体層５０１のそれぞれは、前記プリントモジュールにおいて、片面プリント又は両面プリントされたものとすることができる。プリント後、当該プリントされた媒体層５０１は、前記ビルドモジュールに直接送られ、当該ビルドモジュールにおいて、プリントされた各層は、３Ｄプリントされた物品の製造を完了するために、プロファイリングされ、また接合させてもよい。
【００５８】
媒体層又は媒体シート、紙シート及び媒体という用語は、本明細書中において、３Ｄオブジェクトの層を形成するために供給される、前記媒体及び前記媒体層を記述するために使用されていることに留意されたい。好適な構成では、前記媒体層は、セルロースを主体とした従来の紙シート、又はロールからカットされるセルロースを主体とした紙シートであってもよい。前記個別媒体層は、組み付け配置の前に、プリントされる又は他の処理がされる、セルロースを主体とした紙シートであってもよい。好適な構成では、前記媒体層はＡ４サイズ用紙のシートであってもよい。従って、セルロースを主体とした例示的な紙のような、複数の３Ｄオブジェクト媒体層は、完成した３Ｄプリント物品を形成するために、２Ｄ及び３Ｄでプリントされてもよい。
【００５９】
図２につき、本発明による、例示的な構成のデスクトッププリント装置１００を説明する。装置１００は、プリントモジュール２００及びビルドモジュール３００を有する。プリントモジュール２００は、媒体層又はシート５０１のスタックを受け入れるための送りトレイ１１１と、送りローラ１６１と、プリントヘッド２３０とを含んでいる。シート５０１は、プリントステーション２１０でプリントされる。例示的な構成では、媒体層は紙のシート５００である。装置１００は、シート又はシート５０１の画像若しくはマークを、送りローラ１６１又はプリントステーション２１０で、感知するために設けられた、センサ１７０を含んでいる。装置１００は、更に、送りローラ１６１を出てくるシートを把持するように設けられた、グラブ（ピックアンドプレイス）ヘッド１６８を含んでいる。コレータ又はビルドモジュール３００は、ビルドプレート３１０と、プレスプレート３３０とを含んでいる。ビルドモジュール３００は、３Ｄオブジェクトを組み上げるために、接着剤分注手段３２０と、カット手段３２１と、及び接合手段３３０と、を含んでいる。ビルドプレート３１０は、プリントされた前記媒体層から前記３Ｄオブジェクトを組み付けるために、ビルドチャンバ又はビルド位置を画定する。図２の例示的な構成では、送りトレイ１１１及びビルドプレート３１０の両方は、共通のフレーム１０１に対して移動可能に取り付けられている。送りトレイ１１１及びビルドプレート３１０は、必要に応じて、第１下方位置と第２上方位置との間で移動することができる。
【００６０】
ヘッド１６８は、ピックアンドプレイス（グラブ）ヘッドとして上述したが、その機能は装置１００のプリントモジュール２００内で使用される。好適な構成では、グラブヘッド１６８は、装置１００のマルチファンクションヘッド３２２と一体に設けられている。マルチファンクションヘッド３２２は、プリンタモジュール２００で動作可能なグラブヘッド１６８を備え、当該ヘッド１６８は、プリントのためのシートを搬送し、また、プリントされたシートをプリントモジュール２００からビルドプレート３１０に搬送するのを補助する。好適な構成では、マルチファンクションヘッド３２２は、更に、センサ１７２と、前記組上げオブジェクトの媒体層をカット又はダイシングするためのカット手段３２１と、接着剤を前記組上げオブジェクトの媒体層に分注するための接着剤分注手段３２０と、を備えている。更にセンサ１７２を、前記プリントモジュール及び前記コレータモジュールに対する、グラブヘッド１６８／３２２の位置決めのために使用してもよい。こうしたセンサもまた、グラブヘッド１６８／３２２によって使用され、媒体層５０１がプリントヘッド２３０とセンサ１７０との間から現れたときに、当該媒体層５０１と係合する又は当該媒体層５０１を把持するための適正位置を決定する。
【００６１】
センサ１７０は、好適な構成では、光学式読取機とすることができる。同様に、センサ１７２が設けられている場合、当該センサ１７２は光学式読取機とすることができる。例えば、シートの第１側面にプリントされたマークが、プリントされた基準点又は基準マーク６０５を備えている場合、前記センサは、こうしたマークを検知するように構成されたものとすることができる。センサ１７０又はセンサ１７２は、別の構成では、視覚検査型センサとすることができる。センサタイプは、画像を認識する又は画像特性を検知することが望まれるか否か、或いは、マークが読み取れるものであるか否かに応じて、選択することができる。上述のように、送りモジュール１５０／１６０は、更に感知手段を含んでいてもよい。ビルドモジュール３００は、ビルドプレート３１０に対する媒体層の差し出しにおける、如何なる誤アラインメントをも決定するために、画像又はマークを感知するための付加的なセンサ１７１を含んでいてもよい。
【００６２】
装置１００は、一列に一体化された２Ｄプリントモジュール２００及びビルドモジュール（３Ｄプリントモジュール）３００を備えている。搬送手段１６０は、前記組上げオブジェクトの層を形成するために、プリントされ、また使用される媒体５０１を、前記入力部からプリント部を通して前記ビルドモジュールまで、搬送するように設けられている。搬送は、連続インライン搬送である。
【００６３】
前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールは、単一の一体型装置内に一列に配置されており、また前記搬送手段は、連続インライン搬送動作で、前記媒体を、入力部から前記プリントモジュールに、そして、前記ビルドモジュールに搬送するように構成されている。
【００６４】
多機能ヘッド３２２及び／又はグラブヘッド１６８は、必要に応じて、デスクトップ３Ｄプリント装置１００の、プリントモジュール２００及びビルドモジュール３００に渡って移動するように取り付けられている。制御手段１８０は、多機能ヘッド３２２及び／又はグラブヘッド１６８及び／又は搬送手段１５０／１６０及び／又はセンサ１７０／１７１の、前記位置及び動作を制御するように設けられている。多機能ヘッド３２２は、好適な構成では、プリントモジュール２００及びコレータモジュール３００の上を移動するためのＸ−Ｙフレームに取り付けられている。
【００６５】
例示的な構成では、媒体層７０１は、プリント用紙の標準的なシート５０１である。送りトレイ１１１は、個々のシート５０１を送りローラ１６１に供給する。送りローラ１６１は、送りトレイ１１１からシート５０１を受け取り、そして、当該シート５０１をプリントヘッド２３０に送り、またグラブヘッド１６８（又はマルチファンクションヘッド３２２）に送る。
【００６６】
送りトレイ１１１は、第１下方位置と第２上方位置との間で移動することができる。送りトレイ１１１は、充填又は再充填のために、前記下方位置に移動することができる。送りトレイ１１１は、前記スタックの頂部から送りローラ１６１にシート５０１を送るために、前記上方位置に移動することができる。送りトレイ１１１は、前記送りローラに媒体層を送るよう、前記上方位置の方向に付勢されていてもよい。送りトレイ１１１は、プリント動作を準備しているとき、プリントジョブを完了するのに十分な枚数のシート５０１が予め装填されていてもよい。しかしながら、プリント動作は、供給トレイ１１１を再装填するために一時停止させることができる。
【００６７】
当然のことながら、図２の送りローラ１６１は送りローラの例示的構成を示し、シート５０１を送りトレイ１１１から抜き取って、送りローラ１６１から引き続いてのプリント及び処理のために、プリントヘッド２３０に差し出す。媒体層５０１は、プリントヘッド２３０への差し出しのために、当該媒体層５０１をローラ１６１が運ぶときに反転させられる。
【００６８】
媒体層又はシート５０１のそれぞれは、第１表面５０５Ａ及び第２表面５０５Ｂを有している。本システムは、シート５０１の片面又は両面における少なくとも一部に、画像をプリントするように構成されている。使用中の、シート５０１及び当該シートの各表面の向きは、本明細書では、例示的な構成における、両面プリント処理の段階を更に記述する目的で特に言及されている。前記シートが使用にあたり第１の向きで送りトレイ１１１に装填されるように提供されており、したがって、第１表面５０５Ａは、送りトレイ１１１に向かって下向きに指向し、また、第２表面５０５Ｂはスタック１１２から上向きに指向していると仮定する。供給ローラ１６１は、１つのシート５０１を、送りトレイ１１１から抜き取って、即ち、媒体層のスタック１１２の頂部から抜き取って、また、当該シート５０１をローラ１６１の周りに１８０度回転させ、そして、当該ローラから前記媒体層を送り出すように構成されている。前記ローラの周りを回転させた各媒体層５０１は、ローラ１６１から反転させた状態で現れ、第１表面５０５Ａは、プリントのために上向きに指向している。
【００６９】
ローラ１６１の出口部分から現れると、反転させた媒体層５０１は、プリントヘッド２３０とセンサ１７０との間を通過する。例示的な構成では、前記プリントヘッドは、送りローラ１６１の前記出口部分の近傍に配置されている。プリントヘッド２３０は、媒体層５０１の第１表面の少なくとも一部をプリントするように構成されている。媒体層５０１は、単一の黒インク、又は複数の色でプリントされたカラー色でプリントすることができる。プリントヘッド２３０は、画像６００Ｂを第１表面にプリントするように構成することができ、前記画像は３Ｄオブジェクトの層に関連している。プリントヘッド２３０は更に、基準点マーク６０５及び画像６００Ｂを媒体層５０１の同一側面、即ち第１表面５０５Ａにプリントするように構成されていてもよい。媒体層５０１にプリントされた前記画像は、予生成デジタルプリントファイルに従ってプリントされ、当該デジタルプリントファイルは、プリントすべき３Ｄオブジェクトのための、画像、プロファイル及び色の情報を含み、上述したように、前記オブジェクトの媒体層を画定するために、各シートが、当該シートに背中合わせにプリントするための画像対６００Ａ及び６００Ｂをプリントするために提供する。
【００７０】
基準点マーク６０５は、以下に更に詳細に説明されるような、前記画像に関する位置情報を提供するために、第１段階でプリントされた画像６００Ｂと同様、媒体シート５０１の同じ側面にプリントされてもよい。
【００７１】
プリントヘッド２３０は、従来の２Ｄプリンタで使用されている、任意の適当なプリンタヘッドとすることができ、前記媒体層がローラ１６１から送られるときに、当該媒体層にインクを塗布するように構成されている。例えば、プリントヘッド２３０は、標準的なインクジェットプリンタとすることができる。
【００７２】
媒体層５０１がプリントヘッド２３０とセンサ１７０との間を通過するときに、グラブヘッド１６８（３２２）は媒体シート５０１を把持する。グラブヘッド１６８（３２２）は、媒体層５０１が送りローラ１６１に送られるのと同様に、送りトレイ１１１の頂部を渡って移動するように構成されている。グラブヘッド１６８は、更に同時に、媒体層５０１が送りローラ１６１から離れる移動の支援をするように移動してもよい。グラブヘッド１６８（３２２）は、媒体層５０１と係合して、送りローラ１６１、プリントヘッド２３０及びセンサ１７０から離れるよう当該媒体層５０１をガイドするように構成されている。
【００７３】
図３は、図２の３Ｄデスクトッププリント装置１００の等角図である。この図では、前記処理は、図２と同じ段階にある、即ち、媒体層５０１は、当該媒体層の第１側面５０５Ａにプリントするために、送りローラ１６１に送られる。送りローラ１６１の頂部から現れる前記媒体層の部分は、プリントヘッド２３０によってプリントされるところである。即ち、画像６００Ｂが媒体層５０１の第１側面５０５Ａ（上向き指向側面）にプリントされる。加えて、基準点マーク６０５を媒体層５０１の同一側面にプリントしてもよい。
【００７４】
図２及び３の例示的な構成では、プリントヘッド２３０は、媒体層５０１の長手方向の範囲にわたって延びていないが、媒体層５０１のプリントを行うために、左右に側方移動するように構成されている。しかしながら、媒体層５０１の長さにわたる、固定プリントヘッドを使用してもよいことは理解されるであろう。上述したように、プリントヘッド２３０は、基準点マーク６０５及び画像６００Ｂの両方を、媒体層５０１に、当該媒体層がプリントヘッド２３０を通過するときに、プリントするように構成することができる。
【００７５】
画像又は基準点マーク６０５が設けられた場合、当該画像又は基準点マーク６０５は、センサ１７０又はセンサ１７２によって、前記プリント処理の第２段階で感知されるようにしてもよい。基準点マーク６０５は、位置又は識別情報を含んでいてもよい。プリントされた前記画像又は基準点マークの感知は、前記第２側面をプリントするために、前記シートを位置付けることに使用される。
【００７６】
プリント処理の第２段階は、プリント装置１００によって実行され、図４及び図５につき説明する。前記第２段階は、既に前記第１プリント段階を通過した前記シートの他方の側面（又は第２表面５０５Ｂ）にプリントするために備えられている。図４に示すように、媒体層５０１の第１表面５０５Ａに（画像６００Ｂ及び／又は基準点マーク６０５の）プリントを行うことが完了している。
【００７７】
プリントされた前記媒体層は、当該媒体層が前記第１プリントパスからプリントヘッド２３０を出るとき、送りトレイ１１１に戻される。
【００７８】
図４及び図５の例示的な構成では、前記シートはグラブヘッド１６８によってプリントヘッド２３０から引き出される。グラブヘッド１６８がプリントヘッド２３０から前記媒体層を引き離すことにより、当該媒体層の後尾端縁部分が、トレイ１１１の、プリントされていないシート５０１の前記スタックの頂部に落下して、前記第２側面５０５Ｂにプリントするために、前記媒体層を前記スタックに戻す。媒体層５０１がスタック１１２に唯一残っている媒体層である場合、当該媒体層は単純に送りトレイ１１１に直接落下する。
【００７９】
グラブヘッド１６８は、プリントヘッド２３０から離間した位置に向かって、例えば、ビルドモジュール３００の方向に、又はビルドモジュール３００の近傍位置に向かって移動するように構成されており、これは、プリントヘッド２３０とセンサ１７０との間から出てくる、新たにプリントされた媒体層５０１のためのクリアランスを確保するためであり、当該新たにプリントされた媒体層５０１が前記スタックに戻されてスタック１１２に配置されることを可能にする。
【００８０】
グラブヘッド１６８は、更に、プリントされた媒体層５０１を当該媒体層のスタック１１２上に載置するときにピックアップするために、媒体層５０１を送りローラ１６１に向かって位置決めするように構成してもよい。例えば、グラブヘッド１６８は、送りローラ１６１の方向に押し力を媒体層５０１に加えるように構成することができる。
【００８１】
前記媒体層が媒体シート５０１のスタック上で正しく位置決めされると、グラブヘッド１６８は、媒体層５０１の先導端縁を釈放する。その第１側面５０５Ａにプリントされた、画像６００Ｂ及び／又は基準点マーク６０５を有する媒体層５０１は、更に処理するために、第１側面が上向きに向いている状態で媒体層５０１のスタック１１２に戻されることは理解されるであろう。プリントされて戻された媒体層５０１は、媒体層のスタック１１２上で、元々の位置に対して反転されている。
【００８２】
媒体層のスタック１１２に戻るときに、媒体層５０１を正しく位置決めするように、センサ及び／又は機械的ガイド及び／又はストッパ及び／又は機械的位置決め手段を設けることができる。位置決めセンサを設けることができる。
【００８３】
図５は、図４に示すような、プリント処理と同じ段階での、プリント装置１００の等角図を示す。プリントされた媒体層５０１（第１側面５０５Ａにプリントされた）は、たとえ、その開始時の向きと比較して上下逆さまであっても、媒体層のスタック１１２に戻されることがわかる。グラブヘッド１６８は、当該グラブヘッド１６８がコレータ又はビルドモジュール３００に近接した位置に位置決めされているので、図では見ることができない。
【００８４】
図２〜図５につき上述した説明から、本発明は、３Ｄプリント装置を提供し、当該３Ｄプリント装置は、紙送りトレイ１１１と、前記送りトレイに隣接して配置され、媒体層５０１を前記送りトレイから抜き取って、当該媒体５０１を前記ローラの周りに通過させる送りローラ１６１と、媒体層５０１を把持するように構成され、当該媒体層５０１が前記ローラ周りを通過した後、前記シートを紙送りトレイ１１１に戻して置く多機能ヘッド（３２２／１６８）と、を備えていることは理解できることであろう。
【００８５】
プリント処理の第２段階は、プリント装置１００によって実行され、図１及び２を参照して説明したような、前記処理の第１段階と同様である。プリントされた媒体層５０１が媒体層のスタック１１２に戻された後、当該プリントされた媒体層５０１が再び、供給ローラ１６１によって抜き取られる。プリントされた媒体層５０１が供給ローラ１６１の周りを１８０度通過して供給され、そして再び、反転することにより、媒体層５０１のプリントされてない側面（本明細書記載の装置１００の場合、第２表面５０５Ｂ）がプリントヘッド２３０に差し出される。プリントヘッド２３０は、媒体層５０１のプリントされていない側面５０５Ｂをプリントすることができる。
【００８６】
プリントされていない側面にプリントする、画像６００Ａ又は他のマークの、既にプリントされた画像６００Ｂ又はシート５０１の第１表面５０５Ａに既にプリントされた他のマーク６０５との、アラインメントは、３Ｄオブジェクトの、正確なプリント及び製造にとって極めて重要である。本明細書記載の装置１００は、前記第２側面における画像６００Ａの、第１側面の画像６００Ｂとの、改善されたアラインメントを提供する。装置１００は、必要に応じて、アラインメントを行うように構成されている。例示的な構成では、第１プリントパスにおいて、画像６００Ｂ及び基準点マーク６０５は、第１側面５０５Ａにプリントされる。第２面５０５Ｂがプリントヘッド２３０でプリントするために差し出されるときに、センサ１７０は、基準点マーク６０５（及び／又は、又は画像６００Ｂの一部）を感知する。感知された情報は、送りコントローラ１８０に供給され、そして、前記媒体層の前記第１側面にプリントされた画像６００Ｂと、前記媒体層の前記第２側面に画像６００Ａをプリントするように構成された前記プリントヘッドとの間の、如何なる誤アラインメントをも決定するために処理される。何らかの誤アラインメントが検知された場合、コントローラ１８０は、プリントヘッド２３０と媒体層５０１との相対位置における補正を行うために、制御信号を発する。
【００８７】
上述したように、画像対（６００Ａ，６００Ｂ）は、前記組上げオブジェクトの媒体層を画定するために、シート５０１に背中合わせにプリントするように画定される。３Ｄオブジェクトの、プリントされた媒体層を画定するために、前記媒体にプリントされる前記画像対の第１画像は、前記媒体の第１側面にプリントされ、そして、前記画像対の第２画像は、前記第１画像と背中合わせに前記媒体の第２側面にプリントされる。
【００８８】
従って、媒体層５０１の前記第１側面に既にプリントされている、先にプリントされた画像及び／又は基準点マークは、前記媒体層の前記第２側面がプリントのために差し出されるときに、適正アラインメントを得るために使用される。センサ１７０は、前記プリント処理の第１段階で使用しなくてもよく、媒体層５０１がセンサ１７０を通過するときに、媒体層５０１のプリントされた前記第１側面（ここでは下側面）の、前記基準マーク又は基準点マーク６０５を読み取るために使用される。センサ１７０は、媒体層５０１の全幅に渡って延在するように構成されていてもよい。センサ１７０は、前記画像若しくはそのページにプリントされた当該画像の特徴を感知するように構成されていても、又はそのページにプリントされた任意の基準点マークを感知するように構成されていてもよい。前記センサは、位置情報を感知する。画像６００Ｂ又は基準点マーク６０５を感知することから得られた前記位置情報は、その後、コントローラ又はプロセッサ（図示せず）に供給される。前記コントローラ／プロセッサは、前記媒体層の下側面の前記画像がプリントされた位置を正確に決定するよう、受け取った前記位置情報を処理する。前記コントローラ／プロセッサはまた、媒体層５０１の前記第１側面が前記プリント処理の前記第１段階でプリントされるときに、前記基準点マークが前記画像に対してどこにプリントされるのかを決定する。
【００８９】
下向きに指向している媒体層５０１の第１側面にプリントされた前記画像の正確な位置を決定してから、コントローラ／プロセッサ１８０は、前記プリントヘッドが媒体層５０１に対して適正に整列されているかどうかを決定する。必要であれば、前記プリントヘッドの位置は、媒体層５０１の前記第２側面にプリントを始める前に、いかなる誤アラインメントをも補償するように調整することができる。
【００９０】
前述したように、プリントヘッド２３０は、前記媒体層の幅に沿って左右に側方移動することができる。しかし、前記プリントヘッドはまた、それ自体を適正に位置決めして、媒体層５０１の上側面におけるプリントを、既にプリントされた当該媒体層の下側面に対して整列させるよう、限られた程度まで前後方向に移動することもできる。
【００９１】
別の構成によれば、コントローラ／プロセッサ１８０は、前記プリントヘッドが媒体層５０１に対して適正に整列されているか否かに関する決定を行ってもよく、また必要であれば、前記媒体層の位置を調整することができる。
【００９２】
アラインメント方法又は装置を備えていない場合、前記プリントヘッドは、プリントされた媒体層５０１がローラ１６１の周りに送られて、反転されているにもかかわらず、前記プリント処理の前記第１段階と同様に正確に位置決めされていると、推定するであろう。実際上は、プリントされた媒体層５０１が、最初に前記ローラを通過したとき、すなわち、図１及び２に示すような第１パスにおけるその位置に対する正確なアラインメントを保って当該ローラの頂部に戻ることはありそうもない。
【００９３】
前記プリントヘッド及び前記媒体層が適正に位置決めされて互いに整列させられていると決定されると、前記プリントヘッドは、通常どおりに前記媒体層の前記第２側面にプリントを始めることができる。
【００９４】
前記デジタルプリントファイルは再び、前記コントローラ／プロセッサによって参照される、又は読み取られる。前記デジタルプリントファイルは、各媒体層７０１Ａ、７０１Ｂ…等のために、一連の、上下側面の面画像対を備えていてもよい。全ての媒体層に対する、前記第１側面及び前記第２側面双方のための色画像情報もまた、前記デジタルプリントファイルに含まれる。
【００９５】
図２〜図５につき上述した説明から、本発明は、３Ｄプリント装置１００を提供し、当該３Ｄプリント装置１００は、画像６００Ｂを検知する、又は媒体層５０１の第１側面にプリントされた基準マーク６０５を読み取るように構成された、センサ１７０と、媒体層５０１の前記シートの前記第１側面とは反対側の側面である第２側面にプリントするように構成された、プリントヘッド２３０と、を備えており、基準点マーク６０５を読み取る際に、プリントヘッド２３０の位置が、前記シートの前記第１側面の前記画像又は前記基準マーク６０５に対するアラインメントを得るように調整されることは理解されるであろう。
【００９６】
効果的には、ある１つの例示的な構成では、両面プリントモジュールが提供され、当該両面プリントモジュールは、媒体層の第１側面にプリントし、また当該第１側面に基準をプリントするように構成されたプリントヘッドと、前記基準を読み取り、また紙の前記シートの第２側面に対する、前記プリントヘッドの向きに変化をもたらすように構成され、前記第２側面に設けられるプリント媒体の、前記第１面に設けられたプリントされた前記媒体に対する、正しいアラインメントを確保する前記光学式読取機と、を備えている。
【００９７】
前記第２側面に設けられた前記プリント媒体のアラインメントは、前記プリントヘッドのソフトウェア制御により行われてもよい。
【００９８】
前記装置はまた、媒体層搬送システムを提供し、当該媒体層搬送システムは、媒体層を受け入れるための送りトレイと、前記送りトレイからプリント位置に媒体層を搬送するための搬送機構と、前記搬送機構での、前記送りトレイからの媒体層の受け取りを決定し、また媒体層の不受理の決定の際、前記送りトレイに加わるバイアス付勢力を増加させるように構成され、前記媒体層を積極的に前記搬送機構との係合に向けて移動するための、光学式読取機と、を備えている。
【００９９】
前記搬送機構は、前記搬送パスの方向を変化させるためのターン部分の内側を構成する駆動ローラと、前記駆動ローラの外周面に対して前記媒体層をバイアス付勢する１つ以上のピンチローラとを含むものとすることができる。前記搬送機構は、更に、前記ピンチローラの間に配置され、前記媒体層を前記駆動ローラの外周面に沿ってガイドするための１つ以上のターンガイドを備えるものとすることができる。前記ターンガイドプレートは、前記ターン部分に搬送された前記媒体層の先導端縁が、複数のピンチローラのうち下流側に配置されたピンチローラと前記駆動ローラとの間の接触部分にガイドされるように形成されるものとすることができる。
【０１００】
プリント装置１００によって実行される、３Ｄプリント処理の次の段階を、図６及び図７を参照して示す。媒体層７０１が両面にプリントされると、両面がプリントされた媒体層７０１を、媒体のスタック１１１に戻す必要がないことが分かる。従って、グラブヘッド１６８／３２２は、プリントヘッド２３０とセンサ１７０との間から、前記媒体層を引き出し、又は引っ張った後に、前記媒体層をスタック１１２に落下させない。その代わりに、前記媒体層は、ビルドモジュール３００のビルドプレート３１０に搬送される。
【０１０１】
図２から分かるように、送りトレイ１１１及びビルドプレート３１０の双方は、単なる例示であるフレーム１０１に取り付けられている。送りトレイ１１１及びビルドプレート３１０が図２の矢印の方向に移動するときに、当該送りトレイ１１１及びビルドプレート３１０を支持するのに十分な任意の好適な手段を使用することができる。
【０１０２】
媒体層７０１は、前記ビルドプレート３１０上の、既にスライスされて接着剤が塗布されている媒体層の頂部に（前記グラブヘッドによって）置かれる。ビルドプレート３１０は、ヒートプレート３３０に向かって（図示の矢印の方向に）上向きに移動するように構成されており、また、圧力が印加される。この圧力は、２つの媒体層、即ち、媒体層７０１と、ビルドプレート３１０上に既に載っている前記媒体層との間の確かな接合を保証する。
【０１０３】
ビルドプレート３１０は、その後下降して、多機能ヘッド３２２がビルドプレート３１０上方の位置に戻ることを可能にする。
【０１０４】
好ましい例示的な構成の、多機能ヘッド３２２は、ブレード３２１（図示せず）を含んでいる。更に、必要に応じて、前記媒体層に接着剤を塗布するために、接着剤塗布器３２０を、多機能ヘッド３２２に取り付けるように設けることができる。
【０１０５】
本技術分野で知られているように、ブレード３２１は、調整可能なタングステンカーバイトブレードとすることができる。前記多機能ションヘッドは、前記オブジェクトの外形をトレースすることによって、媒体層７０１をカットするように動作し、プリントすべき３Ｄオブジェクトの端縁を作成する。最終的な３Ｄオブジェクトの部分を形成しない前記媒体層の領域もまた、小さな四角形にスライスされる。ある１つの構成では、その後接着剤が塗布される。例示的な構成では、媒体層７０１の一部を除去すべきか否か、又は最終的なオブジェクトの層を形成するか否かに基づいて、前記組上げオブジェクトの媒体層７０１の異なる部分に異なる接着剤を塗布することができる。
【０１０６】
ビルドプレート３１０上に前記組上げオブジェクトを形成する前記スタックは、そのとき、そこに配置されるべきプリントされた別の媒体層の準備が整っている。プリントされた別の媒体層５０１がスタック頂部の上方に引き出されるとき、前記スタックは２つの層を一体にシールするヒートプレートに対して押し上げられる。
【０１０７】
全ての層がカットされ、一体に接着されてプレスされた後、前記オブジェクトは、分厚い紙の束として、前記プリンタから現出する。しかしながら、不用材料を除去するための予備カットでは、前記オブジェクト自体の高密度な材料をもぎ取る。
【０１０８】
別の構成における図８につき説明すると、装置１００は、前記媒体の両側の側面に同時にプリントする、即ち前記シートの第１側面及び第２側面を同時にプリントすることを可能にするために、２つのプリントヘッド２３０／２３０´を設けるものとし得る。個々のシート５０１は、互いに対向するように配置されたプリントヘッド２３０／２３０´を通過するよう、送られて、最初の９０度回転をさせられる。シート５０１は、その後更に９０度回転させられてビルドモジュール３００に向かい、当該ビルドモジュール３００で、前記シート５０１が多機能グラブヘッド３２２によって把持され、また、ビルド位置５１０に搬送される。この構成では、前記シートの２つの表面は、当該シートが前記プリントヘッドの間を通過するときに、同時にプリントされる。この場合、前記プリントヘッドは、ほぼ水平な方向にプリントするように配置される。
【０１０９】
本明細書記載の発明の構成は、改良されたデスクトップ３Ｄプリント装置を提供する。前記装置は、有利にも、片面又は両面の形式での２Ｄプリントと、連続インライン処理での媒体の３Ｄプリントとを行うように構成されている。本技術分野では、３ＤプリントはＬＯＭ処理を参照することは理解されるであろう。本明細書に記載されているように、本明細書の例示的構成では、プリントすべき媒体である紙は、シート又はロールの形式で前記装置に供給され、紙は、両面プリントするために搬送され、また前記ＬＯＭ処理のための前記ビルドプレートに直接搬送される。
【０１１０】
本明細書記載の発明構成は、有利にも、例えば、写真又は等高線地図等の、３Ｄプリントのために使用することができる。３Ｄプリントによって製造されたオブジェクトは、当該オブジェクトの前記層全体を通した仕様に合わせた精密な色を有している。本明細書記載の構成は、各層の第１表面及び第２表面における色の制御を改善する。提供された前記手法は、精度が高く、また３Ｄオブジェクトの品質を改善する。
【０１１１】
本実施形態による、両面プリントモジュールは、３Ｄプリント処理の状況に、有効に適用させることができる。媒体層が両側の側面からプリントされるとき、画像拡散が少なくなり、これにより、画像特性の寸法制御がより良くなる。プリントされた層の間で色の相互作用を生じることがなく、このことは、所望する画像の忠実性を維持する。しかしながら、本実施形態による、両面プリントモジュールは、前記媒体層の第１側面及び第２側面にプリントされた画像を整列させることが重要な、他の両面プリントアプリケーションに、有効に適用させることができる。
【０１１２】
本明細書記載の発明の構成は、効率的な処理を提供する。
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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