(57)【要約】デスクトッププリント装置(100)は、オブジェクトを3-Dプリントし、単一ハウジングに一列に設けられたプリントモジュール(200)及びビルドモジュール(300)を備える。プリントモジュールは、媒体(500)の一部をプリントしてオブジェクトの媒体層(701)を画定する１以上のプリントヘッド(230, 230')を備える。ビルドモジュールは、複数の媒体層から3Dオブジェクトを組み上げるため、ビルドプレート(310)、カット手段(321)、接合手段及び接着剤分注手段(320)を備える。装置は更に、媒体入力部と媒体出力部との間でハウジングに画定される媒体搬送通路と、媒体入力部から、媒体搬送通路に沿ってプリント用のプリントモジュールを通って、また引き続き、オブジェクトの媒体層を画定するためのプロファイリング及び接合用のビルドモジュールに媒体を連続的に搬送するための搬送手段(160)と、を備えている。【選択図】図１８
2017536266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを３Ｄプリントするためのデスクトッププリント装置であって、前記デスクトッププリント装置は、
単一ハウジング内に一列に配列さ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、前記オブジェクトのプリントされた媒体層を画定するよう、媒体の一部にプリントする１つ以上のプリントヘッドを備え、
前記ビルドモジュールは、ビルドプレート、カット手段、接合手段及び接着剤分注手段を備えており、また複数の個別媒体層から前記３Ｄオブジェクトを組み上げるように動作可能であり、
前記装置は、更に、
媒体入力部と媒体出力部との間で前記ハウジング内に画定された媒体搬送通路と、及び
前記入力部から前記媒体搬送通路に沿って前記プリントモジュールに、また引き続いて前記ビルドモジュールに、前記媒体を連続的に搬送するための搬送手段と、
を備えている、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１〜２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、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搬送するように、また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、前記搬送手段が前記装置を通して前記媒体を搬送するとき、同時に動作するように構成されている、装置。
【請求項５】
請求項４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、前記搬送手段が連続して前記装置を通して前記媒体を搬送するときに、前記オブジェクトの異なる媒体層を画定する、前記媒体の異なる部分に同時に動作するように構成されている、装置。
【請求項６】
請求項１〜５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、前記搬送手段が前記媒体を連続して前記装置を通して搬送するときに、独立して動作するように構成されている、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、前記プリントモジュールは、前記媒体の片面又は両面プリント用に構成されている、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、前記プリントモジュールは、前記媒体の両面プリント用に構成されており、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、更に、媒体の第１側面に基準マークをプリントするように構成されており、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認識するための画像識別子を構成している、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、前記搬送手段は、送り機構及びコントローラを備えており、前記コントローラは、前記装置を通過する前記媒体の搬送、及び当該装置内での前記媒体の異なる部分の位置を制御するように構成されている、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、更に、前記媒体の一部の位置を感知し、そして前記媒体の前記位置を制御又は補正するための出力をコントローラに供給するための感知手段を備えている、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、更に、
前記媒体の第１側面にプリントされた、画像、又は当該画像の一部、又は基準マークを感知するための感知手段を備えており、また
前記感知手段は、第１画像に背中合わせとなるよう前記媒体の第２側面における第２画像のプリントを制御するために、前記媒体の位置を制御する出力をコントローラに供給する、装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のうちいずれか１項に記載の装置において、前記コントローラは、任意の検出されたスキュー又は位置エラーを補正するために、前記装置を制御するように構成されている、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、前記搬送手段は、１つ以上の送りローラ、駆動ローラ、ピンチローラ、ニップローラ及びガイド手段を備えている、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、前記搬送手段は、前記装置内で前記媒体の異なる部分の位置を制御するために、時計方向及び反対側の反時計方向に動作するように構成された送りローラを備えている、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、前記搬送手段は、更に、テイクアップローラを備え、前記媒体が前記装置を通過して搬送され、また、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールを通過して搬送されるときに、前記媒体の張力を維持し、また前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールのそれぞれで前記媒体の異なる部分の正確な位置を付与する、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、第１ステーション及び第２ステーションを備えており、前記プリントヘッドが、前記第１ステーションで前記媒体の第１側面に画像をプリントするように、また、前記第２ステーションで前記媒体の第２側面に画像をプリントするように構成されている、装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７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、媒体搬送パスを画定し、前記媒体搬送パスにおいて、前記媒体は、前記入力部から前記プリントモジュールを通過し、そして前記ビルドモジュールに搬送される、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、媒体搬送パスは、媒体入力部から不用材料収集ポイントまで設けられている、装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のうちいずれか１項に記載の装置において、前記媒体は、媒体搬送パスに沿って前記入力部から前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールまで連続して搬送され、当該媒体は、始めにプリントされ、引き続いて、前記組上げオブジェクトの媒体層を画定するようプロファイリングされる、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、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は、搬送パスに沿って間隔を置いて配置されている、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、前記プリントヘッドは、前記媒体の第１側面及び第２側面をプリントするために、第１プリントステーションと第２プリントステーションとの間を移動可能である、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、前記搬送手段は、前記媒体が第１プリントステーションから第２プリントステーションに搬送されるときに、前記媒体を反転させるように構成されている、装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の装置において、単一のプリントヘッドを備えている、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、第１プリントステーションは、前記媒体を第１の向きにプリントするように構成され、第２プリントステーションは、前記媒体を第２の向きにプリントするように構成されている、装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５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、連続ロールの形態で前記媒体を受け入れるための容器を備えている、装置。
【請求項２７】
請求項１〜２３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２８】
請求項２７に記載の装置において、前記媒体は、同時に両面にプリントするために、水平対向形態プリントで動作する２つのプリントヘッド２３０及び２３０´の間を垂直方向に通過するように搬送される、装置。
【請求項２９】
請求項１〜２８のうちいずれか１項に記載の装置において、前記媒体は、前記オブジェクトの媒体層を画定するように、ロールから前記媒体の一部をカットするプロファイリングを行うために、前記ビルドプレートの上の位置に搬送される、装置。
【請求項３０】
請求項１〜２９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、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設けられており、また、前記搬送手段は、前記媒体を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、３Ｄオブジェクトを連続インライン処理で形成するために、媒体層が組み付けられる前記ビルドモジュールまで搬送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３１】
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、
プリント手段及び搬送手段を備えており、前記搬送手段は、
媒体を、入力部から、第１側面及び第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手段に搬送し、また、
前記両面プリントされた媒体を、前記プリントモジュールから前記３Ｄプリント装置のビルドモジュールまで搬送する
よう構成されている、３Ｄプリント装置用の両面プリントモジュール。
【請求項３２】
前記媒体の両面プリント用に構成されている請求項３１に記載のモジュールにおいて、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、モジュール。
【請求項３３】
請求項３１又は３２に記載のモジュールにおいて、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、モジュール。
【請求項３４】
請求項３１〜３３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、前記両面プリントモジュールは、
画像を前記媒体の第１側面にプリントし、また、マシン可読位置ロケータを前記媒体の前記第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って、また、前記媒体の第２側面に対する前記媒体又は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画像に対する、前記第２側面に設けるべき画像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３５】
請求項３１〜３４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、前記媒体は、ほぼ垂直向きにプリントされる、両面プリントモジュール。
【請求項３６】
請求項３１〜３４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、前記媒体は、ほぼ水平向きにプリントされている、両面プリントモジュール。
【請求項３７】
請求項３１〜３６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、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を備え、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、搬送パスに沿って間隔を置いて配置されている、両面プリントモジュール。
【請求項３８】
請求項３１〜３７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、プリントヘッドは、前記媒体の第１側面及び第２側面をプリントするために、第１プリントステーションと第２プリントステーションとの間で移動可能である、両面プリントモジュール。
【請求項３９】
請求項３１〜３８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、前記搬送手段は、前記媒体が第１プリントステーションから第２プリントステーションに搬送されるときに、前記媒体を反転させ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４０】
請求項３１〜３９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、単一のプリントヘッドを備えている、両面プリントモジュール。
【請求項４１】
請求項３１〜４０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、第１プリントステーションは、前記媒体を第１の向きにプリントするように構成され、第２プリントステーションは、前記媒体を第２向きにプリント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４２】
請求項３１〜４１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、前記搬送手段は、連続ロールの形態で前記媒体を受け入れるための容器を備えている、両面プリントモジュール。
【請求項４３】
請求項３１〜３９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、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、両面プリントモジュール。
【請求項４４】
請求項４３に記載の両面プリントモジュールにおいて、前記媒体は、同時に両面にプリントするために、水平対向形態プリントで動作する２つのプリントヘッド２３０及び２３０´の間を垂直方向に通過するように構成されている、両面プリントモジュール。
【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（ＰＲ）のための積層オブジェクト製造法（Layered Object Manufacture：ＬＯＭ）システムに関するものであり、そして特に、従来の２Ｄプリントと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、当該ラピッドプロトタイピングにおいて、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作製方法として定義される。「ラピッド（高速）」という用語は、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された、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互いに接着され、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のため、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。さらに、多色紙を使用し得る。
【０００４】
ＬＯＭ製造法では、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ものとし得る。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。
【課題を解決する手段】
【００１１】
本発明によれば、オブジェクトを３Ｄプリントするためのデスクトッププリント装置が提供され、当該デスクトッププリント装置は、３Ｄオブジェクトを複数の媒体層から組み上げるためのビルドモジュールを備えており、前記装置は、更に、プリントされた前記媒体が前記オブジェクトの媒体層を画定するよう、前記媒体をプリントするためのプリントモジュールと、前記媒体を、入力部から、前記媒体層をプリントするための前記プリントモジュールに連続的に搬送するように、また前記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搬送手段と、を備えている。
【００１２】
ある１つの構成では、前記ビルドモジュールは、前記３Ｄオブジェクトを組み上げるために、接着剤供給手段、カット手段及び接合手段を備えている。
【００１３】
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。
【００１４】
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、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、また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。
【００１５】
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、前記搬送手段が前記装置を通して前記媒体を搬送するときに、同時に動作するように構成されている。
【００１６】
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、前記搬送手段が前記装置を通して前記媒体を搬送するときに、独立して動作する。
【００１７】
ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、前記媒体の、片面プリント用又は両面プリント用に構成されている。
【００１８】
ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、前記媒体の両面プリント用に構成されており、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、媒体層にプリントされる画像対の第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前記第２側面にプリントされる。
【００１９】
ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、更に、媒体の第１側面に基準マークをプリントするように構成されており、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当該画像を識別するための画像識別子を有する。
【００２０】
ある１つの構成では、前記装置は、更に、前記媒体の第１側面にプリントされた、画像又は前記画像の一部又は基準マークを感知するための感知手段を備えており、また前記感知手段は、前記第１画像に背中合わせとなるよう前記媒体の第２側面における第２画像のプリントを制御するために、前記媒体の位置を制御する出力をコントローラに供給する。
【００２１】
ある１つの構成では、前記コントローラは、任意の検出されたスキュー又は位置エラーを補正するために、前記装置を制御するように構成されている。
【００２２】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、送りローラ及び／又は駆動又はピンチローラ又はニップローラ及び／又はガイド手段を備えている。
【００２３】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、更に、前記媒体が前記装置を通過して搬送され、また、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールを通過して搬送されるときに、前記媒体の張力を維持するためのテイクアップローラを備えている。
【００２４】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、第１ステーション及び第２ステーションを備えており、プリントヘッドが、前記第１ステーションで前記媒体の前記第１側面に画像をプリントし、また、前記第２ステーションで前記媒体の前記第２側面に画像をプリントするように構成されている。
【００２５】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、媒体搬送パスを画定し、この媒体搬送パスにおいて、前記媒体は、前記入力部から前記プリントモジュールを通過して、そして前記ビルドモジュールに搬送される。
【００２６】
ある１つの構成では、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、前記搬送パスに沿って間隔を置いて配置されている。
【００２７】
ある１つの構成では、前記プリントヘッドは、前記媒体の第１側面及び第２側面をプリントするために、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を移動可能である。
【００２８】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、前記媒体が前記第１プリントステーションから前記第２プリントステーションに搬送されるときに、前記媒体を反転させるように構成されている。
【００２９】
ある１つの構成では、前記装置は、単一のプリントヘッドを備えている。
【００３０】
ある１つの構成では、前記第１プリントステーションは、前記媒体を第１の向きにプリントするように構成され、前記第２プリントステーションは、前記媒体を第２の向きにプリントするように構成されている。
【００３１】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、連続ロールの形態で前記媒体を受け入れるための容器を備えている。
【００３２】
ある１つの構成では、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。
【００３３】
ある１つの構成では、本発明は、上述のような３Ｄプリント装置を提供し、前記両面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設けられており、また前記搬送手段は、前記媒体を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、３Ｄオブジェクトを連続インライン処理で形成する組み付けを行う前記ビルドモジュールまで搬送するように構成されている。
【００３４】
他の構成では、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、プリント手段及び搬送手段を備えており、前記搬送手段は、媒体を、入力部から、第１側面及び第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手段に搬送し、前記媒体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ようにする。
【００３５】
ある１つの構成では、前記プリントされた画像対は、３Ｄオブジェクトのプリントされた媒体層を画定する。
【００３６】
ある１つの構成では、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。
【００３７】
ある１つの構成では、前記モジュールは、画像を前記媒体の第１側面にプリントし、また、マシン可読位置ロケータを前記媒体の前記第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って、また前記媒体の第２側面に対する前記媒体又は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画像に対する、前記第２側に設けるべき画像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。
【００３８】
本発明の態様によれば、オブジェクトを３−Ｄプリントするためのデスクトッププリント装置が提供され、当該デスクトッププリント装置は、単一ハウジング内に一列に配置された、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、前記オブジェクトのプリントされた媒体層を画定するよう、媒体の一部をプリントするための１つ以上のプリントヘッドを備え、前記ビルドモジュールは、ビルドプレート、カット手段、接合手段及び接着剤分注手段を備えており、また複数の個別媒体層から前記３Ｄオブジェクトを組み上げるように動作可能であり、前記装置は、更に、媒体入力部と媒体出力部との間で前記ハウジング内に画定された媒体搬送通路と、前記入力部から前記媒体搬送通路に沿って前記プリントモジュールに、そして引き続いて、前記ビルドモジュールに、前記媒体を連続的に搬送するための搬送手段と、を備えている。
【００３９】
ある１つの構成によれば、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。
【００４０】
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、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搬送するように、また、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。
【００４１】
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、前記搬送手段が前記装置を通して前記媒体を搬送するときに、同時に動作するように構成されている。
【００４２】
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、前記搬送手段が連続して前記装置を通して前記媒体を搬送するときに、前記オブジェクトの異なる媒体層を画定する、前記媒体の異なる部分に同時に動作するように構成されている。
【００４３】
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、前記搬送手段が前記媒体を連続して前記装置を通して搬送するときに、独立して動作するように構成されている。
【００４４】
ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、前記媒体の片面又は両面プリント用に構成されている。ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、前記媒体の両面プリント用に構成されており、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前記第２側面にプリントされる。
【００４５】
ある１つの構成では、前記プリントモジュールは、更に、媒体の第１側面に基準マークをプリントするように構成されており、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認識するための画像識別子を構成している。
【００４６】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、送り機構及びコントローラを備えており、前記コントローラは、前記装置を通過する前記媒体の搬送、及び当該装置内での前記媒体の異なる部分の位置を制御するように構成されている。
【００４７】
ある１つの構成では、前記装置は、更に、前記媒体の一部の位置を感知し、そして前記媒体の前記位置を制御又は補正するための出力を前記コントローラに供給するための感知手段を備えている。
【００４８】
ある構成では、前記装置は、更に、前記媒体の第１側面にプリントされた、画像、又は当該画像の一部、又は基準マークを感知するための感知手段を備えており、前記感知手段は、前記第１画像に背中合わせとなるよう前記媒体の前記第２側面における第２画像のプリントを制御するために、前記媒体の前記位置を制御する出力をコントローラに供給する。
【００４９】
ある１つの構成では、前記コントローラは、任意の検出されたスキュー又は位置エラーを補正するために、前記装置を制御するように構成されている。ある１つの構成では、前記搬送手段は、１つ以上の送りローラ、駆動ローラ、ピンチローラ、ニップローラ及びガイド手段を備えている。ある１つの構成では、前記搬送手段は、前記装置内で前記媒体の異なる部分の位置を制御するために、時計方向及び反対側の反時計方向に動作するように構成された送りローラを備えている。ある構成では、前記搬送手段は、更に、テイクアップローラを備え、前記媒体が前記装置を通過して搬送され、また、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールを通過して搬送されるときに、前記媒体の張力を維持し、また、前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールのそれぞれで前記媒体の異なる部分の正確な位置を付与する。
【００５０】
ある１つの構成では、前記装置は、第１ステーション及び第２ステーションを備えており、前記プリントヘッドが、前記第１ステーションで前記媒体の前記第１側面に画像をプリントするように、また前記第２ステーションで前記媒体の前記第２側面に画像をプリントするように構成されている。
【００５１】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、媒体搬送パスを画定し、前記媒体搬送パスにおいて、前記媒体は、前記入力部から前記プリントモジュールを通過し、そして前記ビルドモジュールに搬送される。ある１つの構成では、前記媒体搬送パスは、媒体入力部から不用材料収集ポイントまで設けられている。ある１つの構成では、前記媒体は、前記媒体搬送パスに沿って前記入力部から前記プリントモジュール及び前記ビルドモジュールまで連続して搬送され、当該媒体は、始めにプリントされ、引き続いて、前記組上げオブジェクトの媒体層を画定するようプロファイリングされる。
【００５２】
ある１つの構成では、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、前記搬送パスに沿って間隔を置いて配置されている。ある１つの構成では、前記プリントヘッドは、前記媒体の第１側面及び第２側面をプリントするために、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を移動可能である。ある１つの構成では、前記搬送手段は、前記媒体が前記第１プリントステーションから前記第２プリントステーションに搬送されるときに、前記媒体を反転させるように構成されている。ある１つの構成では、前記装置は、単一のプリントヘッドを備えている。ある１つの構成では、前記第１プリントステーションは、前記媒体を第１の向きにプリントするように構成され、前記第２プリントステーションは、前記媒体を第２の向きにプリントするように構成されている。ある１つの構成では、前記搬送手段は、連続的なロールの形態で前記媒体を受け入れるための容器を備えている。
【００５３】
ある１つの構成では、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。
【００５４】
ある１つの構成では、前記媒体は、前記オブジェクトの媒体層を画定するように、前記ロールから前記媒体の一部をカットするプロファイリングを行うために、前記ビルドプレートの上の位置に搬送される。
【００５５】
別の態様では、上記概要のいずれかに記載のデスクトップ３Ｄプリント装置が提供され、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設けられており、また、前記搬送手段は、前記媒体を、入力部から前記プリントモジュールを経由して、３Ｄオブジェクトを連続インライン処理で形成するために、媒体層が組み付けられる前記ビルドモジュールまで搬送するように構成されている。
【００５６】
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、プリント手段及び搬送手段を備えており、前記搬送手段は、媒体を、入力部から、第１側面及び第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手段に搬送し、また、前記両面プリントされた媒体を、前記プリントモジュールから前記３Ｄプリント装置のビルドモジュールまで搬送するよう構成されている。
【００５７】
ある１つの構成では、前記モジュールは、前記媒体の両面プリント用に構成されており、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。ある１つの構成では、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。
【００５８】
ある１つの構成では、前記モジュールは、画像を前記媒体の第１側面にプリントし、また、マシン可読位置ロケータを前記媒体の前記第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って、また、前記媒体の第２側面に対する前記媒体又は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画像に対する、前記第２側面に設けるべき画像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。
【００５９】
ある１つの構成では、前記媒体は、ほぼ垂直向きにプリントされている。
【００６０】
ある１つの構成では、前記媒体は、ほぼ水平向きにプリントされている。
【００６１】
ある１つの構成では、前記モジュールは、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を備え、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、前記搬送パスに沿って間隔を置いて配置されている。ある１つの構成では、前記プリントヘッドは、前記媒体の第１側面及び第２側面をプリントするために、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。ある１つの構成では、前記搬送手段は、前記媒体が前記第１プリントステーションから前記第２プリントステーションに搬送されるときに、前記媒体を反転させるように構成されている。
【００６２】
ある１つの構成では、前記モジュールは、単一のプリントヘッドを備えている。ある１つの構成では、前記第１プリントステーションは、前記媒体を第１の向きにプリントするように構成され、前記第２プリントステーションは、前記媒体を第２の向きにプリントするように構成されている。
【００６３】
ある１つの構成では、前記搬送手段は、連続ロールの形態で前記媒体を受け入れるための容器を備えている。
【００６４】
ある１つの構成では、前記モジュールは、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。
【００６５】
ある１つの構成では、前記媒体は、同時に両面にプリントするために、水平対向形態プリントで動作する２つのプリントヘッド２３０及び２３０´の間を垂直に通過するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】本明細書が教示する発明（以下「本発明」と称する）の一実施形態による、プリント装置のブロック図である。
【図１Ｂ】本明細書記載の発明（以下「本発明」と称する）の一実施形態による、３Ｄプリント装置の垂直断面図である。
【図２】媒体の下側面を第１ステーションでプリントしていることを示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の断面側面図である。
【図３】媒体の上側面を第２ステーションでプリントしていることを示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の垂直断面図である。
【図４】ヒートプレートによって媒体をプレスしていることを示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の垂直断面図である。
【図５】ビルド位置で媒体のプロファイルカットしていることを示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の垂直断面図である。
【図６】ビルド層の上側面を画定している媒体の頂部側面への接着剤塗布を示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の垂直断面図である。
【図７】ビルド位置へのビルド層の搬送を示す、本発明の一実施形態による、図１Ｂのプリント装置の垂直断面図である。
【図８】ピックアップローラを含まない、本発明による、別のプリント装置の垂直断面図である。
【図９】媒体の同時プリントのために配置された２つのプリントヘッドを有する、本発明による、別のプリント装置の垂直断面図である。
【図１０】媒体の下側面に接着剤を塗布するため、ビルドプレートの上流側に配置した接着剤分注手段を有する、本発明による別のビルドモジュールの垂直断面図である。
【図１１】図２のプリント装置の斜視図である。
【図１２】図３のプリント装置の斜視図である。
【図１３】図２のプリント装置の斜視図である。
【図１４】図３のプリント装置の斜視図である。
【図１５】送りローラ用の他の構成、及び第１プリントステーションへの媒体送りを示している、本発明による別のプリント装置の垂直断面図である。
【図１６】本発明による図１５のプリント装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
本発明を添付図面につき説明する。
【００６８】
本教示の発明（以下「本発明」と称する）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、以下に説明する。こうした構成は、提供可能な装置の形式例であるとして理解されたく、また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。
【００６９】
本明細書記載の発明（以下「本発明」と称する）は、従来型のプリント及び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ために、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。本明細書の文脈において、前記個別媒体層は、媒体のロールを備える入力部から引き出される、又は得られる。好適な構成では、３Ｄオブジェクトの前記個別媒体層は、ロール入力部から導出させることもできる。
【００７０】
図１Ａは、本明細書による、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、完全な３Ｄオブジェクトを形成するために、個別３Ｄオブジェクト媒体層をカットし、また、前記個別層を一体に接合するように構成することができる。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せることができ、媒体層は、完成された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、プリントモジュール２００において、片側プリント、又は両側プリントすることができる。
【００７１】
本明細書では、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オブジェクトが組み付けられる、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。
【００７２】
媒体層は、２Ｄプリントのために、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。
【００７３】
上述の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、任意のシート材又はロール材を使用できることは理解されるであろう。媒体は、２Ｄプリントし、プロファイリングし、接合するためにデスクトップ装置１００に提供され、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。
【００７４】
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プリンタを備えていてもよい。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。前記ビルドモジュールは、複数の媒体層における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を備えることができる。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。前記コレータは、３Ｄオブジェクトに関して所望の３Ｄ形状をもたらすために、複数の媒体層における個別媒体層のプロファイリングを行うように構成されたプロファイリングモジュールを備えることができる。前記プロファイリングモジュール及び前記接合モジュールは、単一のプロファイリング及び層接合モジュールに統合することができる。
【００７５】
媒体層７０１にプリントされた画像６００Ａ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情報を含んでいる。
【００７６】
デジタルプリントファイルを予め生成する例示的な構成でのステップを、本明細書におい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ために、任意の適当な方法を使用することができる。
【００７７】
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、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。
【００７８】
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７０１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。
【００７９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本発明の構成による一体型デスクトップ２Ｄ及び３Ｄプリント装置１００を説明する。
【００８０】
デスクトッププリント装置１００は、プリントモジュール２００と、コレータ又はビルドモジュール３００と、を備えている。装置１００は、ＳＤＬによるオブジェクトの製造を行う。図示の構成では、前記媒体はロール形態で供給される。前記例示的な構成における前記媒体は、紙は、ロール形態で供給され、また前記組上げオブジェクトの層を形成するために使用される。装置１００は、プリントモジュール２００における前記媒体のプリントと、前記プリントモジュールからコレーティング／ビルドモジュール３００までの、また前記ビルド位置までの、前記プリントされた媒体の搬送を行う。
【００８１】
装置１００は、連続インライン処理で、２Ｄプリント及び３Ｄプリント、又はプリントされた媒体層７０１の、丁合、接合及びプロファイリングによって、ＳＤＬによる３Ｄ組上げオブジェクトの製造を行うよう構成され得る。２−Ｄプリントは、前記媒体の片側又は両側、即ち片面又は両面であってもよい。
【００８２】
装置１００は、プリントモジュール２００及びコレーティング又はＳＤＬモジュール３００を経由するよう、前記媒体用に、ハウジング内に連続的な搬送パス又は通路を提供し、また画定する。装置１００は、更に、送り又は搬送手段１６０を備える送り又は搬送モジュール１５０を備えている。装置１００は、更に、感知手段１７０を含むものとすることができる。更に、装置１００は、更に、前記送り又は搬送機構の制御を行うための制御手段１８０を含むものとすることができる。前記搬送モジュールは、必要に応じて、１つ以上のローラ又はガイドを含んでいる送り機構を含んでいる。また、搬送を制御するためのコントローラも備えられている。
【００８３】
検知手段１７０は、媒体にプリントされた画像又はその一部を検知するために、又は前記画像がプリントされるのと同時に前記媒体にプリントされた基準点マークを検知するために、１つ以上のセンサ、例えば、前記媒体の位置を検知するように構成された光学センサを備えているものとすることができる。感知手段１７０は、スキューを検知し、位置及び位置付けを検知し、また、前記媒体又は前記システム内での特定のプリントされた画像の前記位置付けを識別するために使用することができる。前記センサによって検知されたデータは、スキューの補正若しくは位置の補正を行うために、又は例えば、第１側面の前記画像を識別し、また前記第１側面における画像に対する前記第２側面画像を位置付けするよう、前記制御手段に供給又は出力し、また、そこで処理することができる。
【００８４】
本発明の例示的な構成の装置１００を、図１につき説明する。装置１００は、媒体５００を、ロール形態５０１で受け入れるためのロールサポート１１０を備えている。サポート１１０は、ハウジング１１２を有している。前記ハウジングは、第１内側面において、ロール容器又はサポート１１０を画定し、また第２外側面において、前記ハウジングは、媒体５００が前記装置を通過して搬送されるときに、媒体５００をガイドするためのガイド１１３を画定している。装置１００は、前記媒体が２Ｄプリント及び３Ｄプリント用に前記装置を通過するための搬送パス１４０を画定している。
【００８５】
プリントモジュール２００は、第１プリントステーション２１０と、第２プリントステーション２２０と、プリントヘッド２３０とを備えている。例示的な構成では、プリントヘッド２３０は両方のプリントステーションでプリントするように構成されている。しかしながら、別な構成では、２つのプリントヘッドを設けることができることは、理解されるであろう。プリントヘッド２３０はインクジェットプリントヘッドとすることができる。第１表面５０５Ａ及び第２表面５０５Ｂを有してロール形態５０１で供給される媒体５００は、ロール５０１から引き出され、また第１側面５０５Ａをプリントするための第１プリントステーション２１０に搬送される。前記媒体は、その後、第２側面５０５Ｂをプリントするための第２プリントステーション２２０に搬送される。例示的な構成の装置１００では、第１側面５０５Ａは、前記組上げオブジェクト層の下側面を画定し、また、第２側面５０５Ｂは、前記組上げオブジェクト層７０１の上側面を規定する。
【００８６】
前記例示的な構成の搬送手段１６０は、送りローラ１６１〜１６５及びガイド１１３、１６３を備えている。搬送手段１６０は、更に、テイクアップローラ１６４を備えている。テイクアップローラ１６４は、前記システム内に移動可能に取り付けられている。テイクアップローラ１６４は、第１上方位置１６４Ａと第２下方位置１６４Ｂとの間で上下移動するように取り付けられている。テイクアップローラ１６４は、前記媒体がプリント及び前記装置を通過して搬送されるときに、前記媒体の張力を維持するように、また前記ビルドプレートに搬送するように設けられている。テイクアップローラ１６４は、組上げ及びプリントの同時動作を容易にする。さらに、ピックアップローラ１６５を、不用材料５１０の回収のために設けることができる。
【００８７】
搬送手段１６０は、更に、スプロケット送り又は搬送用に構成された、紙と共に使用するための、スプロケット送り手段１６５又はニップローラ１６６を備えるものとすることができる。適当な代替手段がスプロケット送り又はニップローラに設けられることもまた、理解されるであろう。ローラ及びガイドの異なる構成を設けてよいこと、また、前記例示的な構成の前記媒体に搬送するために、搬送手段１６０又は送り機構１６５と併せて、付加的又は代替的なガイド又はローラを設けてよいことは、理解されるであろう。必要に応じて、前記搬送パスの選択された位置に、付加的な駆動ローラ、ピンチローラ、ニップローラ又はガイドを設けてもよいことは、理解されるであろう。
【００８８】
丁合又はビルドモジュール３００は、積層オブジェクト製造法による３Ｄオブジェクトの組上げのために設けられている。ビルドモジュール３００は、ビルドプレート３１０、接着剤分注手段３２０、カット手段３２１及びヒートプレート３３０を備えている。前記オブジェクトは、モジュール３００のビルドチャンバ内で組み上げられる。
【００８９】
接着剤分注手段３２０及びカット手段３２１は、多機能ヘッド３２２に取り付けられたものとすることができる。前記接着剤分注手段及び前記カット手段は、前記ビルドプレートの上方領域に、取り付けられ、また動作する。前記接着剤分注手段及び前記カット手段は、例えば、必要に応じて、ビルドプレート３１０の上方を移動するための、Ｘ−Ｙフレームに取り付けられたものとし得る。前記接着剤分注手段が前記ビルドプレート上方で動作できるような適当な他の構成もまた使用できることは理解されるであろう。
【００９０】
ビルドプレート３１０は、前記システム内で第１上昇位置と第２下降位置との間を移動することができる。前記ビルドプレートは、前記オブジェクトを組み上げるために、媒体の順次の層をビルドプレート３００に追加するときに、下降する。カット手段３２１及び接着剤分注手段３２０は、前記オブジェクト形状のカッティングと、前記オブジェクトの媒体層７０１を形成する媒体５００への接着剤の塗布を提供するように構成されている。 カット手段３２１は、前記媒体に、一連のクロスハッチカットを形成し、また、前記媒体の輪郭部分を切り抜くように構成されている。第１媒体層７０１Ａは、接着剤が塗布される、ビルドプレート３１０又は他のベース層に供給することができる。後続の層７０１Ａ、７０１Ｂ等は、その上に順次組み上げられる。
【００９１】
搬送手段１６０は、前記装置を通した前記媒体の搬送のために、前記第１側面及び前記第２側面のプリントのために、必要に応じて、前記ロールから前記ビルドモジュールに至る既にプリントされた媒体層の搬送のために、またカット及び接着剤の塗布のために設けられている。搬送手段１６０は、前記媒体を前方、後方に移動させるように、又は、別の動作のために必要に応じて、移動を停止させるように制御する。送りローラ１６１は、例えば、プリントを制御するために、前記搬送パス内での前記媒体の位置決めが可能になるように、必要に応じて、時計回り及び反時計回りに回転するように構成されている。連続動作を行うために、第１プリントステーション２１０で第１画像６００Ｂがプリントされた媒体５００の部分は、前記システムを通して搬送され、テイクアップローラ及び駆動ローラは、背中合わせ対（６００Ａ、６００Ｂ）の第２画像６００Ａのプリントのために、第２プリントステーション２２０における媒体５００の適正部分を位置付けするための制御を提供する。
【００９２】
この搬送手段はまた、前記媒体の前記第２側面にプリントすべき前記画像又は前記マーク／複数の前記画像又は前記マークが、前記第１側面にプリントされた、これらのものに対して正しく位置付けされるように、必要に応じて、位置及び／又はスキューの補正をもたらす。
【００９３】
前記例示的な構成のロール５０１の媒体５００は、スプロケット送り機構１６５によって送るように構成された、連続ロール形態の紙を備えている。スプロケット送り紙の様々な形態を設けることができ、例えば対応する形式のスプロケット送り機構によって搬送するように構成された、１つ又は２つのマージンを有する紙により設けることができることは、理解されるであろう。紙又は類似物のスプロケット送りロールが使用される場合、前記送り機構は、装置１００の最初から最後までの搬送パス１４０全体を通しての、前記媒体の配置及びアラインメントの制御を行うために使用することができることは、理解されるであろう。上述したように、例えば、「ニップ」ローラ１６６等の、代替物を設けることができる。
【００９４】
搬送パス１４０を更に詳細に説明する。例示的な構成では、紙は、ガイド１１３に対して外側のパスを経て、前記第２プリントステーションに搬送される。ガイド１１３は、前記第２プリントステーションへの搬送がロール５０１からの媒体５００の送りを妨げないことを保証するように配置されている。加えて、ガイド１１３は、前記媒体を前記第２プリントステーションに向かわせるように働く。ガイド１１３は、順番に、前記ロールを反転させて、プリントのための他方の側面を差し出す。
【００９５】
図２から図７につき、本発明による連続インラインプリントで２Ｄ及び３Ｄプリントをするための処理を説明する。
【００９６】
図２−ステップ１：下側面インクプリント
図２及び関連する斜視面である図１１及び図１３につき、本発明の例示的な構成による、下側面画像６００Ｂをプリントするステップを説明する。
【００９７】
紙は、媒体５００の下側面５０５Ａがプリントヘッド２３０に差し出されるように、送りローラ１６１から送り出される。下側面画像６００Ｂをプリントする。前記下側面画像は、媒体５００の下側面及び上側面に背中合わせとなるようプリントすべき画像対の第１画像である。
【００９８】
更なる例示的な構成では、基準マーク６０５を、第１画像６００Ｂと共にプリントすることができる。基準マーク６０５は、前記画像がどこに位置付けされているのかを示すために設けられる。基準マーク６０５は、前記媒体にプリントされた前記画像又は画像識別子に関する、位置情報又は他の識別情報を含んでいてもよい。基準マーク６０５は、前記上側面又は第２画像６００Ａを、対応する下側面画像６００Ｂに対して正しい位置に位置付けすることを補助するために、又は更に、スキュー若しくは位置エラーを検知するために、感知手段１７０によって感知することができる。
【００９９】
システム１００は、更に、スキュー調整手段１８０を備えるものとすることができる。検知手段１７０が基準マーク６０５を検知するときに、当該マークにおけるスキューを検知する場合、前記システムは、上側面画像６００Ａをプリントする前に、前記スキューを補正するように応答する。
【０１００】
検知手段１７０は、前記搬送パス全体を通した、異なる位置に設けることができる。例えば、検知手段１７０は、第２プリント位置及び前記ビルドプレートに配置することができる。検知手段１７０は、例えば、前記ビルドプレートの付近に設けることができる、又は多機能ヘッド３２２に組み込むことができる。
【０１０１】
媒体５００は、第１プリントステーション２１０から第２プリントステーション２２０に搬送されるときに反転する。この例示的な構成では、１つのプリントヘッドのみを使用しながら、前記反転により、前記媒体が連続インラインプリント処理で両側面にプリントされることを可能にする。
【０１０２】
プリントヘッド２３０は、前記媒体の第１表面５０５Ａの少なくとも一部を、当該媒体が第１プリントステーション２１０を通過するときに、プリントするように構成されている。同じプリントヘッド２３０は、第２表面５０５Ｂの少なくとも一部を、当該媒体が第２プリントステーション２２０を通過するときに、プリントするように構成されていてもよい。図１〜図３の例示的な構成では、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が共通の搬送軸線に対して間隔を置いて配置されている。プリントヘッド２３０は、必要に応じて、第１プリントステーションと第２プリントステーションとの間を移動するように制御される。
【０１０３】
別の構成では、媒体５００の第１側５０５Ａ及び第２側５０５Ｂを同時にプリントできるように、即ち、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の両方で前記媒体の前面及び後面に対応する第１側面及び第２側面を同時にプリントできるように、第２プリントヘッド２３０´を設けることができる。
【０１０４】
図３−ステップ２：上側面インクプリント
図３及び関連する斜視面である図１２及び図１４につき、本発明の例示的な構成による、上側面画像６００Ａをプリントするステップについて説明する。
【０１０５】
前記紙は、前記紙の上側面５０５Ｂが第２プリントステーション２２０でプリントヘッド２３０に差し出されるように、送りローラ１１０及び送りローラハウジング１１３の外側面の周りに連続する。
【０１０６】
更なる構成によれば、上述のように、基準マーク６０５も下側面５０５Ａに設けられる場合、センサ１７０は、前記下側面プリントから基準マーク６０５の位置を検知することができ、また、背中合わせの画像対６００Ａ／６００Ｂの上側面画像６００Ａをどこに配置するかについて前記プリンタに命令を与える。
【０１０７】
媒体５００がシステム１００を通してビルドモジュール３００の方向に送られるときに、テイクアップローラ１６４は、プリント、カッティング及び接着の異なる動作が同時に実行できるように下方に移動する。２Ｄプリント又はインクプリントステップと、カッティング及び接着剤分注ステップは、独立している。
【０１０８】
図の例示的な構成は、単一のプリントヘッド２３０でありながら、ロール形式５０１で供給された媒体５００の双方の側面にプリントすることができる、単一プリントヘッド２３０の有利な使用を示す。
【０１０９】
上述のような送りローラ１６１は、例えば、前記媒体をプリントヘッド２３０の下に移動させるために、時計方向及び逆の反時計方向に動くように構成されている。送りローラ１６１は、融通性を高め、また、前記システムを通した紙の送り及び搬送の制御を行うために、前方（反時計方向）及び後方（時計方向）に回転するように構成されている。送りローラ１６１が回転するときに、テイクアップローラ１６４は、それに応答して上下に移動する。単一のプリントヘッド２３０を有する図示の前記例示的な構成では、前記媒体がプリントのために、第１ステーション２１０を通過するとき、前記媒体は、プリントヘッドが利用できない第２プリントステーション２２０をも通過している。１つのプリントヘッド２３０を使用しているときの、送りローラ１６１及びテイクアップローラ１６４の使用は、必要に応じて、第２プリントステーション２２０における前記媒体の位置を付与する。第２プリントステーション２２０でのプリントの後、媒体５００は、継続してビルドプレート３１０の上方領域に送られる。
【０１１０】
図４及び図５-組上げ及びプレスのための紙搬送
媒体５００の例示的な図４の搬送につき説明すると、この例示的な図の構成では、（先に塗布された両面画像を有する）紙が、前記ビルドプラットフォームに搬送される。このステップでは、前記媒体は、組上げオブジェクト７００の層７０１Ａ（７０１Ｂ等）を形成するためにカットされる。
【０１１１】
更に、上述のような場合、基準マーク６０５は、前記上側面画像をどこに配置するかを前記プリンタに命令するために、前記媒体の下側面に前記第１画像と共にプリントされ、これは、前記ビルドプレートの層配置が非常に正確となるように、ロール５０１をどの程度前進させるかを装置１００に命令するために、利用することができる。
【０１１２】
新しい層７０１Ａ（それ以前にプリントされたページ）がビルドプレート３１０上に配置された後、ヒートプレート３３０がビルドプレート３１０上の位置に移動し、また、当該ビルドプレートがヒートプレート３３０にプレスされ、頂部層７０１Ａと前記ビルドプレートに組み上げられているパーツ７００（又は、場合によっては、第１媒体層用の、ベース層又はベースプレート）との間を確実に接触させる。ヒートプレート３３０は、その後、接着剤ディスペンサ３２０及びカット手段３２１が後退し、そして、次の層７０１Ｂで作業を開始できるように、遠ざかる。
【０１１３】
図６−プロファイルカット
プリントモジュール２００は、前記組上げオブジェクトの第２層又は第３層（７０１Ｂ又は７０１Ｃ）を準備するために、（ステップ１及びステップ２のように、）媒体５００のロール５０１の下側面５０５Ａ及び上側面５０５Ｂにプリントする。例示的な構成では、カット手段３２１は、媒体５００から組上げオブジェクト７００の第１媒体層７０１Ａをカットするように構成されており、第１媒体層７０１Ａは、図４の例示的な構成では、ビルドプレート３１０上の頂部層７０１Ａである。
【０１１４】
前記プロファイルが完成すると、カット手段３２１は、紙５００の前記ロールからビルド層７０１Ａを切り抜く。前記例示的な構成では、前記プロファイルカットがなされた後、接着剤が塗布される。その後、不用材料５１０はピックアップローラ１６５に対してインデックス付けされる。
【０１１５】
テイクアップローラ１６４は、組上げオブジェクト７００の層７０１のカットが、前記インクプリント処理に影響されることなく、行えるように構成されている。不用材料５１０が巻き上げられるときに、テイクアップローラ１６４は、いかなる弛みをも吸収するために上昇するように、また、媒体５００での必要な張力を維持するように、構成されている。
【０１１６】
本発明の構成は、高度に効率的であり、また、廃棄物を削減する。前記媒体から切り抜かれた各媒体層のサイズは、前記組上げの要件に応じて変化する。例えば、前記媒体からプロファイリングされた各媒体層のサイズを適応的に変化させる代わりに、媒体層を供給するために、全体シート、例えばＡ４シートを前記組上げに配置することは、必要ではない。
【０１１７】
図７：接着剤塗布
上述のように、図７につき説明すると、前記プロファイルがカットされた後、接着剤が紙の頂部表面に塗布される。前記接着剤は、好適な構成では、インデックス付けが行われる前に塗布される。重ねて言うと、この全てが前記プリント処理を実行している間に同時に行われる。
【０１１８】
図４〜７のシーケンスは、本発明の例示的な構成における、オブジェクトの媒体層の、搬送、カッティング及び接着剤塗布のためのステップを示す一方、別のシーケンスを使用できることは、理解されるであろう。
【０１１９】
図８につき、本発明による別の構成を説明する。図８の構成では、ピックアップローラ１６５が設けられていない。ピックアップローラを使用する代わりに、不用材料５１０は、前記機械から出るときに、単に回収される。
【０１２０】
図９につき、本発明による、別の構成を説明する。図９の構成は、媒体層の同時両面プリントを提供する例示的な構成である。この構成では、２つのプリントヘッド２３０及び２３０´が設けられている。媒体５００は、送りローラ１６１から取り出すことができ、そして、同時に両面にプリントする水平対向配置形態で動作する２つのプリントヘッド２３０及び２３０´の間を垂直方向に通過するように搬送させることができる。
【０１２１】
図示のような図９の構成では、前記プリントヘッドは、垂直送り用に構成されており、かつ前記プリントヘッドは、水平対向形態で動作するように構成されていると同時に、例えば、前記送りを垂直方向で、かつプリントを水平対向形態で行い得ることは理解されるであろう。
【０１２２】
図１０につき、本発明による、別の構成を説明する。この例示的な構成では、接着剤分注装置３２０は、前記媒体又は前記シートが前記ビルドプレートに搬送されるとき、前記ロール媒体の下側に配置されている。この構成は、有利にも、前記接着剤分注装置に起因する余分な重量を多機能ヘッド３２２から除外し、また、前記媒体又は前記シートが搬送されるのと同様に、前記接着剤分注装置が前記接着剤を塗布する全体的な処理を高速化する。
【０１２３】
図１５及び図１６につき、本発明による、プリント装置１００の別の構成を示す。図１〜図１４の装置と同様の装置１００は、一列に配列したプリントモジュール及びビルドモジュールを含んでいる。搬送手段１６０は、プリントすべき、また前記組上げオブジェクトの前記層を形成するために使用される前記媒体を、前記入力部からプリント部を経由し、そして前記ビルドモジュールまで運搬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。本発明の構成は、有利にも、３Ｄプリントのための、媒体層における第１側面及び第２側面における画像間のアラインメントを改善する。
【０１２４】
本発明の構成は、改善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、片側又は両側形式での２Ｄプリント及び媒体の３−Ｄプリントを連続インライン処理で行うように構成されている。当然のことながら、この技術分野では、３Ｄプリントは前記ＳＤＬ処理を指している。本明細書に記載されたように、プリントすべき前記媒体、本明細書の例示的な構成では、紙が、シート又はロールの形式で前記装置に供給され、紙は、両面プリントのために搬送され、また前記ＳＤＬ処理のために、直接的に前記ビルドプレートに搬送される。
【０１２５】
本発明の構成は、有利にも、例えば写真又は等高線地図の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て仕様に精密に合致する色を有している。本発明の構成は、各層の第１表面及び第２表面の、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。
【０１２６】
３Ｄプリントのための両面アラインメントは、改善された３Ｄオブジェクトをもたらす。両面アラインメントは、テキストにとって問題ではないが、画像及びカラー品質に関して大きな影響を及ぼす。従って、本特許明細書記載の発明の前記システムは３Ｄプリントに改善された色をもたらす。
【０１２７】
プリントジョブ用のシートが予めプリントされるまで待つ必要があるので、オフセットプリント処理について、１回限りのプリントジョブを行っているときに、遅れを含むという、更なる問題が生じる。
【０１２８】
本発明の装置は、ある１つの態様では、１つの単一ハウジングにプリントモジュール及びビルドモジュールを備え、コンパクトで効率的な、改善された３Ｄプリント装置を提供する。
【０１２９】
別の態様では、３Ｄプリント用のプリントモジュールが提供される。前記プリントモジュールは、個別媒体層を組み付けて３Ｄオブジェクトを得るようビルドモジュールに配送するために、媒体層の高度に正確な２Ｄカラープリントを提供する。
【０１３０】
本実施形態による、両面プリントモジュール２００は、３Ｄプリント処理の環境に有益に適用させることができる。媒体層が両側からプリントされるとき、画像の拡散が少なくなり、これにより、画像特徴の寸法制御がより良くなる。色の相互作用がプリントされた層の間で生じることなく、このことは、所望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である他の両面プリント用途に、有益に適用させることができる。
【０１３１】
本発明の構成は、効率的な処理を提供する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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