(57)【要約】  ３次元オブジェクト用プリント・ベッド用のカバー及びその製作方法が開示される。カバーは、選択的に表面処理された上面を有するポリカーボネート基材と、ポリカーボネート基材をプリント・ベッドに付着させるために提供される二重被覆接着層とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元オブジェクト用プリント・ベッドを被覆する方法であって、
前記プリント・ベッドの上に接着層を提供する段階と、
ポリカーボネート基材の下面を前記接着層に付着させる段階と
を含む、方法。
【請求項２】
前記接着層が、少なくとも部分的にシリコーン系である、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記接着層が、
上面及び下面を有するＰＥＴキャリア・フィルムと、
上面及び下面を有する第１の副接着層であって、前記ＰＥＴキャリア・フィルムの上面と前記ポリカーボネート基材の下面との間に提供された第１の副接着層と、
上面及び下面を有する第２の副接着層であって、前記ＰＥＴキャリア・フィルムの下面上に提供された第２の副接着層と
を備える、請求項２に記載された方法。
【請求項４】
ＰＥＴ保護ライナを前記第２の副接着層の下面上に提供する段階と、
前記ＰＥＴ保護ライナを除去して前記第２の副接着層の下面を曝す段階と、
前記第２の副接着層の下面を前記プリント・ベッドに付着させる段階と
を更に含む、請求項３に記載された方法。
【請求項５】
前記第１の副接着層及び第２の副接着層が耐熱性を有する、請求項３に記載された方法。
【請求項６】
前記ポリカーボネート基材が、ビロード状に処理された上面を有する、請求項１に記載された方法。
【請求項７】
前記ポリカーボネート基材が、艶消し処理された上面を有する、請求項１に記載された方法。
【請求項８】
３次元オブジェクト用プリント・ベッド用のカバーを製作する方法であって、
上面及び下面を有するポリカーボネート基材を提供する段階と、
前記ポリカーボネート基材の下面上に接着層を提供する段階と
を含む、方法。
【請求項９】
前記接着層が、少なくとも部分的にシリコーン系である、請求項８に記載された方法。
【請求項１０】
前記接着層が二重被覆接着層である、請求項８に記載された方法。
【請求項１１】
前記接着層が、
上面及び下面を有するＰＥＴキャリア・フィルムと、
上面及び下面を有する第１の副接着層であって、前記ＰＥＴキャリア・フィルムの上面と前記ポリカーボネート基材の下面との間に提供された第１の副接着層と、
上面及び下面を有する第２の副接着層であって、その上面が前記ＰＥＴキャリア・フィルムの下面上に提供された第２の副接着層と
を備える、請求項１０に記載された方法。
【請求項１２】
前記第２の副接着層の下面上に提供されたＰＥＴ保護ライナを更に備える、請求項１１に記載された方法。
【請求項１３】
前記第１の副接着層及び第２の副接着層が耐熱性を有する、請求項８に記載された方法。
【請求項１４】
前記ポリカーボネート基材が、ビロード状に処理された上面を有する、請求項８に記載された方法。
【請求項１５】
前記ポリカーボネート基材が、艶消し処理された上面を有する、請求項８に記載された方法。
【請求項１６】
上面及び下面を有するポリカーボネート基材と、
前記ポリカーボネート基材の下面上に提供された接着層と
を備える、３次元オブジェクト用プリント・ベッド用のカバー。
【請求項１７】
前記接着層が、
上面及び下面を有するＰＥＴキャリア・フィルムと、
上面及び下面を有する第１の副接着層であって、前記ＰＥＴキャリア・フィルムの上面と前記ポリカーボネート基材の下面との間に提供された第１の副接着層と、
上面及び下面を有する第２の副接着層であって、該第２の副接着層の上面が前記ＰＥＴキャリア・フィルムの下面上に提供された、第２の副接着層と
を備える、請求項１６に記載されたカバー。
【請求項１８】
前記第２の副接着層の下面上に提供されたＰＥＴ保護ライナを更に備える、請求項１６に記載されたカバー。
【請求項１９】
前記接着層が、少なくとも部分的にシリコーン系である、請求項１８に記載されたカバー。
【請求項２０】
前記第１の副接着層及び第２の副接着層が耐熱性を有する、請求項１９に記載されたカバー。
【請求項２１】
前記ポリカーボネート基材が、ビロード状又は艶消し処理された上面を有する、請求項２０に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く言えば、３次元（３Ｄ）オブジェクト印刷装置の形成面、即ちベッド上に提供されるように構成されたカバー、並びにその製作方法及び使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱溶解積層方式（ＦＤＭ）を用いたものなどの３次元（３Ｄ）オブジェクト・プリンタが知られている。このような装置による印刷工程は、プリント・ベッドとも呼ばれる印刷基盤上に印刷材料を堆積させる工程を含む。堆積材料は、柔軟状態に溶融され、加熱ノズルから押し出されて、層毎に積み重ねられ、最終的な結果物が３Ｄオブジェクトとなる。層が順次に堆積されるので、印刷の出来及び品質は、それぞれの積み重ねられる層の位置が前の層と確実に重なり合うように、押出機ノズルとオブジェクトとの位置合せ精度を、印刷ジョブの所要時間中に維持できる性能によって決まる。
【０００３】
更に、印刷の出来及び品質は、印刷オブジェクトとプリント・ベッドとの十分な付着性に左右される。ときには、印刷オブジェクトの最初の数層が、プリント・ベッドへの十分な付着性を有しておらず、印刷オブジェクトのずれ、歪み、又はプリント・ベッドからの剥離が起こり、結果的に失敗又は低品質な印刷オブジェクトとなることがある。公知のＦＤＭ方式の３Ｄプリンタ用のプリント・ベッドは、通常は、金属、ガラス又はアクリルでできている。こうしたプリント・ベッドは、消耗部品とみなされず、３Ｄ印刷オブジェクトがしっかりと常に付着できる信頼性のある表面を提供することに理想的に適しているわけではない。したがって、プリント・ベッドの損傷を防止し、且つ印刷の間、印刷オブジェクトがプリント・ベッドに十分に付着している可能性を高めるために、オブジェクトを印刷する前にＦＤＭ方式の３Ｄプリンタのプリント・ベッド表面を前処理すること及び／又は被覆することが好ましい。
【０００４】
ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタの製造業者及びユーザは、多くの場合、プリント・ベッド表面を耐熱性ポリイミド・フィルム又は（代表的には塗装工によって使用される）紙マスキング・テープにより被覆すること、及び／又はヘアスプレー、特別な水溶性接着剤、若しくは他の液体処理溶液により表面を前処理することを必要とするか又は推奨する。これらの施工は、印刷の間、３Ｄ印刷オブジェクトを表面に固定すること、および当初のプリント・ベッドの寿命を保つことを目的としている。こうしたプリント・ベッド被覆材料は、そこで印刷が行なわれる、取り外し可能及び交換可能な表面を提供し、場合によっては、それがなければプリント・ベッドが負ってしまうであろう損耗及び引き裂きを被ることを目的としている。
【０００５】
更に、プリンタ製造業者は、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）などの長い冷却時間を必要とする３Ｄ印刷堆積材料用の加熱プリント・ベッドを使用することを推奨することもある。多くの場合、加熱プリント・ベッドは、最大で１００℃〜１３０℃の温度まで加熱される。このような場合、プリント・ベッド被覆材料は、プリント・ベッドの高温に曝される間も機能を果たさなければならない。したがって、耐熱ポリイミド・フィルムは、加熱プリント・ベッドに用いられるが、紙マスキング・テープは用いることができない。ＰＬＡ（ポリ乳酸）などの他の種類の堆積材料は、冷却に時間がかからず、紙マスキング・テープのように、耐熱性被覆材料を必要としない。一般に、こうした２つの一般的な選択肢（耐熱ポリイミド・フィルム及び紙マスキング・テープ）を、異なる堆積材料に交換可能に使用することは、それらの特性及び耐熱性の限界が異なっているため不可能である。したがって、加熱プリント・ベッド及び非加熱プリント・ベッドの両方に使用できる単一の種類のプリント・ベッド・カバーが必要とされている。
【０００６】
更に、周知のプリント・ベッド・カバーを使用することの不都合がいくつかある。例えば、一般的に使用される耐熱ポリイミド・フィルム又は紙マスキング・テープは、プリント・ベッドに貼るか又は取り付けることが難しく時間がかかる場合がある。ポリイミド・フィルム及び紙マスキング・テープは、通常はロールで供給されるので、取り付けるべきプリント・ベッドに合わせて切断して寸法変更する必要がある。供給ロールの幅がプリント・ベッドほど広くない場合には、プリント・ベッドを被覆するために複数枚のフィルム又はテープを並べて貼る必要がある。しかしながら、プリント・ベッド表面が平坦で、押出機ノズルと同じ高さであること即ち、押出機ノズルとプリント・ベッドの上面との間の間隙がプリント・ベッド全体に亘って均一であることは極めて重要である。押出機とプリント・ベッド・カバーとの間の間隔が均一でなければ、印刷オブジェクトに欠陥が生じ、押出機ノズルがカバーと接触する場合には、カバーの損傷又は引き裂きさえも生じる結果となる。したがって、最善の３Ｄ印刷のためには、フィルム及びテープは、被覆面の下又は中に、合わせ目の重なり、折り目、皺、又は気泡が無いように貼られる必要がある。そのような凹凸は、押出機ノズルと印刷面との間の間隔を変化させる可能性がある。周知のフィルム及びテープは、一般的には非常に薄いので、重なり及び気泡を回避するように取り扱うことは難しく、プリント・ベッドに付着させる間に、望ましくない引き伸し、折り目及び皺が起き易い。
【０００７】
ポリイミド・フィルム又は紙マスキング・テープの使用により生じる別の問題点は、３Ｄ印刷オブジェクトが印刷工程の間に上方へ動かないように又は歪まないようにするための十分な付着性を有さないことであり、その結果、印刷オブジェクトが失敗又は不良になる。或いは、ポリイミド・フィルム又は紙マスキング・テープが、３Ｄ印刷オブジェクトを、完成後に、印刷面から取り外すことが困難な程の強い付着性を有し、このことが、プリント・ベッド・カバー又は印刷装置の損傷、又は人身傷害さえも引き起こす場合がある。過剰な付着性は、ポリイミド・フィルム及び紙マスキング・テープの薄さによって、更に難しさが増す可能性がある。付着性があまりに強い場合、印刷オブジェクトを取り外すとき、又は残った堆積材料を削り落すとき、フィルム又はテープが損傷する可能性がある。この問題により、ポリイミド・フィルム又は紙マスキング・テープを頻繁に交換する必要性が生じる可能性がある。
【０００８】
水溶性接着剤は、３Ｄプリンタ・ベッド用の他の周知の被覆材料である。しかしながら、こうした接着剤を使用すると、３Ｄ印刷オブジェクトを印刷面から分離するために、（さまざまな方法を経ても）なおも印刷面に付着している完成した３Ｄオブジェクトを水に曝す必要がある。この水使用ステップは、（ａ）このステップが、これ以外の場合には必要ではない余分なステップである、（ｂ）印刷作業毎に接着剤を新規に塗布する必要がある、（ｃ）元のプリント・ベッドが印刷装置から容易に取り外すことができないＦＤＭ方式の３Ｄプリンタ・ベッドを備えている多くの状況では機能し得ない、という理由で非効率的である。
【０００９】
極めて硬質のパーフボード又はＦＲ４ガラス繊維（印刷回路基板の作製に通常、使用される）は、現在印刷面又はカバーとして使用されている更に他の被覆材料である。このような材料も、同様に取り外し問題の可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題に応えるために、出願人は、３次元オブジェクト用のプリント・ベッドを被覆する革新的な方法を開発した。この方法は、プリント・ベッド上に接着層を提供すること、およびポリカーボネート基材の下面を接着層に付着させることを含む。
【００１１】
出願人は、３次元オブジェクト用のプリント・ベッドのカバーを製作する革新的な方法を更に開発した。この方法は、上面及び下面を有するポリカーボネート基材を提供すること、およびポリカーボネート基材の下面に接着層を提供することを含む。
【００１２】
出願人は、３次元オブジェクト用のプリント・ベッドの革新的なカバーを更に開発した。このカバーは、上面及び下面を有するポリカーボネート基材、およびポリカーボネート基材下面に提供された接着層を備える。
【００１３】
上記の概略及び以下の詳細は共に、例示及び説明を目的とするものに過ぎず、請求される本発明を制限するものではないことを理解されたい。
【００１４】
次に、本発明の理解を助けるために添付図面を参照する。ここで、類似の符号は類似の要素を指している。図面は、例示的なものに過ぎず、本発明を制限するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の具体例による構成を有するカバーが、プリント・ベッドに貼られた図。
【図２】本発明の具体例による構成を有するカバーが、プリント・ベッドに貼られた側面図。
【図３】本発明の具体例による構成を有するカバーの詳細な断面分解図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の理解を助けるために添付の図面を参照する。図面では、類似の部材には類似の符号が付されている。図面は、例示的なものに過ぎず、本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、押出機２０と協働するプリント・ベッド１０を有する３Ｄプリンタは、カバー３０を備えることができる。例えばプリンタがＦＤＭ方式の３Ｄプリンタである場合、プリント・ベッド１０は加熱可能である。カバー３０は、概ね平面であり、プリント・ベッド１０の作業領域を被覆する大きさにできる。
【００１８】
図３を参照すると、カバー３０は、一般的にシート又はロールで供給される、ビロード状又は艶消しで片面仕上げされたポリカーボネート基材３８から始めることにより製作することができる。ポリカーボネート基材３８の厚さは、５〜１０ｍｍの範囲が好ましい。ポリカーボネート基材３８の厚さは、基材が幾分可撓性を有しながらも扱うのには十分な剛性を具備するように選択することができる。ポリカーボネート基材３８のビロード状又は艶消し処理された面は、ＩＳＯ  ４２８８規格に準拠して、５ミクロンよりも小さく２５ミクロン以下のＲｚ３粗さを有することが好ましい。しかしながら、ポリカーボネート基材３８のビロード状又は艶消し処理された面は、本発明の意図された範囲を逸脱することなく、上記範囲外の粗さを有することができると理解されたい。
【００１９】
ポリカーボネート基材３８は、プリント・ベッド１０にとって適切な大きさである、有効な大きさのプレス生産シートに切り取ることができる。次に、任意ステップではあるが、ポリカーボネート基材３８は、基材に特注の色、レイアウト設計、及び／又は製品表示を提供するため２次元（２Ｄ）グラフィックスでサブサーフェース（裏面）印刷してもよい。この任意の２Ｄ印刷は、ポリカーボネート基材３８が透明、又は少なくとも半透明である場合に行なうことができる。或いはまた、ポリカーボネート基材３８は、黒色などの無地で供給されてもよく、この場合、２Ｄ印刷は省略できる。
【００２０】
次に、二重被覆接着層３２が、ポリカーボネート基材３８の下面、即ちビロード状又は艶消し処理されていない面に提供できる。カバー３０が、加熱されるプリント・ベッド１０を使用する必要があるＦＤＭ方式の３Ｄ印刷に使用されるように意図される場合、熱耐性シリコーン二重被覆接着層の使用が好ましい。例えば、熱耐性二重被覆接着層３２は、（１）上面及び下面を有するＰＥＴキャリア・フィルム３５、（２）上面及び下面を有し、ＰＥＴキャリア・フィルム３５上面とポリカーボネート基材３８下面との間に提供される第１の副接着層３６、（３）上面及び下面を有し、ＰＥＴキャリア・フィルム３５下面に提供される第２の副接着層３４、及び（４）第２の副接着層３４下面に提供されるＰＥＴ保護ライナ３３を備えることができる。或いはまた、カバー３０が、加熱されるプリント・ベッド１０に使用されるようには意図されない場合、粘着性及び再剥離性が同程度の二重被覆接着剤を代用することができる。
【００２１】
二重被覆接着層３２は、ロールで供給でき、第１の副接着層３６をポリカーボネート基材の下側の（ビロード状ではない、又は艶消しではない）面に付着させることにより、ポリカーボネート基材３８に貼り合せることができる。貼り合せステップにより、ＰＥＴ保護ライナ３３をポリカーボネート基材３８から取り除ける状態になるが、貼り合せステップの後、ＰＥＴ保護ライナを除去すると、ユーザがカバー３０の第２の副接着層３４をプリント・ベッド１０に付着させることが可能になる。このように、ＰＥＴ保護ライナ３３は、カバー３０がプリント・ベッドに貼られるまで、第２の副接着層３４の保全性を保護する。カバー３０を製作する最終ステップは、作製されたプレス・シート（この時点では印刷された又は印刷されていないポリカーボネート基材３８及び二重被覆接着層３２から構成される）を型抜きすることである。
【００２２】
当業者には理解されるように、本発明は、その趣旨又は主要な特性を逸脱しない範囲で他の特定の形態で実現することができる。例えば、これまで示した特定の構成は、本発明の一形態の例を示したに過ぎない。上記の機能要素及び方法ステップは、本発明を実施するための１つの技術を解説する例として提供されている。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明から逸脱することなく多くの他の実施形態があることを認識されよう。更に、本発明は、方法、工程、ユーザ・インターフェイス、コンピュータ・プログラム製品、システム、装置、又はそれらの任意の組み合わせとして実施することができる。したがって、本発明の開示は、本発明の範囲を、制限するのではなく例証するように意図されるものである。本発明は、本発明のそのような修正及び変更が添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲に含まれるのであれば、それらを全て対象とするものと意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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