(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニットであり、
前記プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるノズルを含むプリンタヘッドと、
前記印刷材料から前記プリンタヘッドに印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力Ｐｓを検出するよう構成される圧力センサと、
前記圧力センサに結合される制御ユニットとを有するプリンタユニットであって、前記制御ユニットが、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するために、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の移動速度Ｓｄへの増加伝達関数ｆに基づいて、前記プリンタヘッドの移動速度を制御するよう構成されるプリンタユニット。
【請求項２】
印刷材料を供給するよう構成される供給ユニットを更に有し、前記圧力センサが、前記供給ユニットに結合され、前記印刷材料から前記供給ユニットに前記印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力を検出するよう構成される請求項１に記載のプリンタユニット。
【請求項３】
前記圧力センサが、前記ノズルに結合され、前記印刷材料から前記ノズルに前記印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力を検出するよう構成される請求項１又は２に記載のプリンタユニット。
【請求項４】
前記伝達関数が、前記圧力センサによって検出される前記圧力と前記プリンタヘッドの前記所望の移動速度との間の少なくとも１つのフィルタ関数を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリンタユニット。
【請求項５】
前記少なくとも１つのフィルタ関数が、遅延関数、平均化関数、スケーリング関数、及び非線形関数を含むリストから選択される請求項４に記載のプリンタユニット。
【請求項６】
前記伝達関数が、前記プリンタヘッドの移動速度、前記ノズルの温度、前記印刷材料の供給速度、及び堆積印刷材料の単位長さ当たりに堆積される印刷材料の量を含むリストから選択される少なくとも１つのパラメータに基づいて決定される請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプリンタユニット。
【請求項７】
前記プリンタヘッドの移動速度、前記ノズルの温度、前記印刷材料の供給速度、及び堆積印刷材料の単位長さ当たりに堆積される印刷材料の量を含むリストから選択される少なくとも１つのパラメータを測定するよう構成される測定デバイスを更に有する請求項６に記載のプリンタユニット。
【請求項８】
前記伝達関数が予め定義されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプリンタユニット。
【請求項９】
前記制御ユニットが、前記プリンタヘッドの移動速度が所定の範囲外である場合には、前記プリンタユニットの動作を中断するよう構成される請求項１乃至８のいずれか一項に記載のプリンタユニット。
【請求項１０】
プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるノズルを含むプリンタヘッドを有する前記プリンタユニットによって物体を３Ｄ印刷するための方法であって、
前記印刷材料から前記プリンタヘッドに印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力を検出するステップと、
堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するために、検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の移動速度への増加伝達関数に基づいて、前記プリンタヘッドの移動速度を制御するステップとを有する方法。
【請求項１１】
前記プリンタユニットが、印刷材料を供給するよう構成される供給ユニットを更に有し、前記方法が、前記印刷材料から前記供給ユニットに前記印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力を検出するステップを更に有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記印刷材料から前記ノズルに前記印刷材料供給方向とは逆方向に加えられる圧力を検出するステップを更に有する請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プリンタヘッドの移動速度が所定の範囲外である場合には、前記プリンタユニットの動作を中断するステップを更に有する請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、３Ｄ印刷の分野に関する。より詳細には、本発明は、３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニット、及び印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時として３Ｄ印刷とも呼ばれる積層造形は、３次元物体を合成するために使用されるプロセスを指す。３Ｄ印刷は、所望の物品を形成するために組立又は成形技術を必要とせずにラピッドプロトタイピングを実施する能力により、急速に人気を得ている。
【０００３】
３Ｄ印刷装置を使用することにより、多くの場合、コンピュータモデルによって制御される多くの印刷ステップで、物品又は物体が３次元で構築され得る。例えば、物品のスライスされた３Ｄモデルが供給される場合があり、各スライスは個別の印刷ステップにおいて３Ｄ印刷装置によって再現される。
【０００４】
最も広く使用されている３Ｄ印刷プロセスのうちの１つは、熱溶解フィラメント製法（ＦＦＦ）である。ＦＦＦプリンタは、多くの場合、熱可塑性フィラメントを使用し、熱可塑性フィラメントは、その溶融状態で、プリンタのノズルから射出される。次いで、３次元物体を作成するよう、材料が層ごとに配置される。ＦＦＦプリンタは、相対的に高速であり、様々な種類の物体、相対的に複雑な構造を持つ物体さえも印刷するために使用されることができる。
【０００５】
３Ｄ印刷中、印刷材料の、下に横たわる材料への適切な付着を供給すること、並びに印刷材料の堆積層が予測可能な層厚及び層幅を有することは望ましい。結果として、堆積層は、相対的に滑らかで均質な表面として供給され得る。
【０００６】
印刷ノズル内の溶融材料の圧力の変動は、ＦＤＭ ３Ｄ印刷製品における不良及び／又は美的欠陥につながり得ることは理解されるだろう。これらの不良又は欠陥の例は、材料表面の粗さ、起伏、むらなどであり得る。従来技術においては、ノズル圧力を測定し、印刷材料がノズルに加える圧力を相対的に一定に維持しようとするために、印刷材料の供給速度を制御しようとする方法が提案されている。しかしながら、この種の構成は、供給速度の補正が前述の圧力に直ちに影響を及ぼすことから、相対的に状況に応じた制御の構成を必要とすることに留意されたい。
【０００７】
従って、相対的に滑らかで均質な層表面をもたらす、印刷材料の１つ以上の層を堆積させることができる代替ソリューションは興味深い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を緩和し、相対的に滑らかで均質な層表面をもたらす、所望の層厚及び層幅を備える印刷材料の１つ以上の層を堆積させることができるプリンタユニット及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この及び他の目的は、独立請求項の特徴を有するプリンタユニット及び方法を提供することによって、達成される。好ましい実施例は、従属請求項において規定されている。
【００１０】
従って、本発明の第１態様によれば、３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニットが提供される。前記プリンタユニットは、前記プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるノズルを含むプリンタヘッドを有する。前記プリンタユニットは、前記印刷材料から前記プリンタヘッドに加えられる圧力を検出するよう構成される圧力センサを更に有する。更に、前記プリンタユニットは、前記圧力センサに結合される制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するために、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の速度への伝達関数に基づいて、前記プリンタヘッドの速度を制御するよう構成される。前記伝達関数は、増加関数であり、故に、圧力増加が検出されるときには、印刷速度が、予め定義されている相関関係に従って増加され、逆の場合も同じである。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるノズルを含むプリンタヘッドを有する前記プリンタユニットによって物体を３Ｄ印刷するための方法が提供される。前記方法は、前記印刷材料から前記プリンタヘッドに加えられる圧力を検出するステップを更に有する。前記方法は、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するために、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の速度への伝達関数に基づいて、前記プリンタヘッドの速度を制御すステップを更に有する。前記伝達関数は、増加関数であり、故に、圧力増加が検出されるときには、印刷速度が、予め定義されている相関関係に従って増加され、逆の場合も同じである。
【００１２】
従って、本発明は、相対的に大きな領域にわたって滑らかである相対的に均質な表面を有する３Ｄ印刷物体を生成するよう印刷材料を堆積させるよう構成される３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニットを提供するというアイデアに基づいている。これは、前記プリンタユニットの動作中、堆積印刷材料の単位長さ当たり（相対的に）一定の量の印刷材料を堆積させる目的で前記プリンタヘッドの速度を制御することによって、達成され得る。前記プリンタヘッドの速度は、前記プリンタヘッド（例えば、前記プリンタヘッドの前記プリンタノズル）の（測定又は推定される）圧力と、前記プリンタヘッドの所望の速度との間の増加伝達又は相関関数に基づいて、制御される。関数ｙ＝ｆ（ｘ）は、ｘ１及びｘ２の任意の組み合わせに対して、ｘ１＜ｘ２である場合に、ｆ（ｘ１）≦ｆ（ｘ２）である場合には、増加関数である。本発明は、前記印刷材料から前記プリンタヘッドに加えられる圧力の関数として前記プリンタユニットの印刷速度を制御することにより（相対的に）一定の材料堆積を保証するという概念は、従来技術の構成と比べて著しくより効率的であるという点で、有利である。特に、本発明は、前記印刷材料が前記ノズルに加える圧力の関数としての前記印刷材料の供給速度の制御を回避し得る。その結果、これによって、相対的に複雑なフィードバック制御システムは回避されることができ、３Ｄ印刷製品の所望の表面特性を供給するのに、はるかに効率的なフィードフォワードシステムで十分であり得る。
【００１３】
前記プリンタヘッドに供給される前記印刷材料は、通常、円柱形のフィラメントとして形成される。しかしながら、特に、低品質の印刷材料が使用される場合には、前記フィラメントの直径は前記フィラメントの長さに沿って変化し得ることに留意されたい。従って、フィラメントの形態では、単位長さ当たりの印刷材料の体積は半径の二乗の関数であることを考慮に入れると、前記プリンタヘッドに供給される前記印刷材料の体積は著しく大きく変化し得る。その結果、これは、前記印刷材料から前記プリンタヘッドに加えられる圧力の相対的に大きな変動につながり得る。本発明は、この種の圧力変動を、それに応じて前記プリンタヘッドの速度を制御することによって、補償し得るという点で有利である。
【００１４】
本発明の第１態様のプリンタユニットの前述の利点は、本発明の第２態様による方法にも当てはまることは理解されるだろう。
【００１５】
本発明のプリンタユニットは、前記プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるノズルを含むプリンタヘッドを有する。前記プリンタユニットは、前記印刷材料から前記プリンタヘッドに加えられる圧力を検出するよう構成される圧力センサを更に有する。「圧力センサ」という用語は、ここでは、圧力又は力を測定するための実質的にあらゆるセンサ、測定デバイスなどを意味する。更に、前記プリンタユニットは、前記圧力センサに結合される制御ユニットを有する。「制御ユニット」という用語は、ここでは、制御目的のための実質的にあらゆるユニット、デバイスなどを意味する。前記制御ユニットは、前記プリンタヘッドの速度を制御するよう構成される。「前記プリンタヘッドの速度」という用語は、ここでは、前記プリンタユニットの動作中の、即ち、前記プリンタユニットによる印刷材料の堆積中の、前記プリンタヘッドの線形速度を意味する。前記制御ユニットは、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の速度への伝達関数に基づいて、前記プリンタヘッドの速度を制御するよう構成される。「伝達関数」という用語は、ここでは、マッピング又は相関関数を意味する。前記プリンタヘッドの速度は、これによって、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を（相対的に）一定に維持するために、制御される。前記伝達関数は、増加関数であり、故に、圧力増加が検出されるときには、印刷速度が、予め定義されている相関関係に従って増加され、逆の場合も同じである。
【００１６】
本発明の実施例によれば、前記プリンタユニットは、印刷材料を供給するよう構成される供給ユニットを更に有する。前記圧力センサは、前記供給ユニットに結合され、前記印刷材料から前記供給ユニットに加えられる圧力を検出するよう構成される本実施例は、前記ノズルの中又は近くの前記印刷材料からの圧力の（直接）測定が回避され得るという点で有利である。このような測定は、特に、前記ノズルがかなり高温であり得ることを考慮に入れる場合、状況に応じたもの、複雑なもの及び／又は不便なものになり得るので、場合によっては、これが有益であることがある。しかしながら、場合によっては、前記圧力センサの、前記ノズルへの結合を供給することによって、前記印刷材料から前記ノズルに加えられる圧力を（直接）検出することが好ましいことがある。
【００１７】
本発明の実施例によれば、前記伝達関数は、前記圧力センサによって検出される前記圧力と前記プリンタヘッドの前記所望の速度との間の少なくとも１つのフィルタ関数を含む。本実施例は、前記フィルタ関数が、前記伝達関数を更にもっと改善することができ、その結果として、動作中、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するための、前記プリンタヘッドの更にもっと改善された速度を生成し得るという点で有利である。
【００１８】
本発明の実施例によれば、前記少なくとも１つのフィルタ関数は、遅延関数、平均化関数、スケーリング関数、及び非線形関数を含むリストから選択される。「遅延関数」という用語は、ここでは、前記圧力センサによって検出される前記圧力と、前記プリンタヘッドの所望の速度との間の相関関係における、遅延、一時停止、インターバルなどを意味する。「平均化関数」という用語は、ここでは、前記圧力センサによって検出される前記圧力のデータが、前記プリンタヘッドの前記所望の速度との前記相関関係を供給する前に平均化され得ることを意味する。「スケーリング関数」という用語は、ここでは、前記圧力センサによって検出される前記圧力の、或る係数だけの変化は、前記プリンタヘッドの前記所望の速度を同じ係数だけ変化させることを意味する。「非線形関数」という用語は、ここでは、例えば、オフセット、指数項、対数関数などを意味する。本実施例は、前述のフィルタ関数が、動作中の前記プリンタヘッドの更にもっと改善された速度を生成する目的で、更にもっと改善された伝達関数に寄与し得るという点で有利である。
【００１９】
本発明の実施例によれば、前記伝達関数は、前記プリンタヘッドの速度、前記ノズルの温度、前記印刷材料の供給速度、及び堆積印刷材料の単位長さ当たりに堆積される印刷材料の量を含むリストから選択される少なくとも１つのパラメータに基づいて決定される。前述の特徴のうちの１つ以上は、前記プリンタユニットの動作中の前記プリンタヘッドによる印刷材料の堆積に影響を及ぼし得ることは理解されるだろう。従って、前述のパラメータのうちの１つ以上に基づいて、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の速度への伝達関数を供給することによって、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するための、前記プリンタヘッドの更に一層カスタマイズされた速度が達成され得る。
【００２０】
本発明の実施例によれば、前記プリンタユニットは、前記プリンタヘッドの速度、前記ノズルの温度、前記印刷材料の供給速度、及び堆積印刷材料の単位長さ当たりに堆積される印刷材料の量を含むリストから選択される少なくとも１つのパラメータを測定するよう構成される測定デバイスを更に有する。
【００２１】
本発明の実施例によれば、前記伝達関数は予め定義されている。換言すれば、前記伝達関数は、事前に決定（設定）されている。前記伝達関数は、シミュレーション、実験によるデータ、及び／又は理論に基づいて決定され得ることは理解されるだろう。本実施例は、予め決定されている又は予め定義されている伝達関数の供給は、追加の測定を防止することができ、それによって、前記圧力センサによって検出される前記圧力から前記プリンタヘッドの所望の速度への伝達関数を便利に供給し得る点で、有利である。
【００２２】
本発明の実施例によれば、前記制御ユニットは、前記プリンタヘッドの速度が所定の範囲外である場合には、前記プリンタユニットの動作を中断するよう構成される。本実施例は、制限された速度は、前記プリンタヘッドの速度が低すぎる又は高すぎる場合の３Ｄ印刷物体の不良及び／又は美的欠陥を防止し得るという点で、有利である。本実施例は、前記プリンタヘッドの速度が高すぎる場合の前記プリンタユニットの潜在的な損傷が防止され得るという点で、有利である。
【００２３】
本発明の実施例によれば、前記プリンタユニットは、印刷材料を供給するよう構成される供給ユニットを更に有し、本発明の第２態様による方法は、前記印刷材料から前記供給ユニットに加えられる圧力を検出するステップを更に含み得る。
【００２４】
本発明の実施例によれば、前記方法は、前記印刷材料から前記ノズルに加えられる圧力を検出するステップを更に有する。
【００２５】
本発明の実施例によれば、前記方法は、前記プリンタヘッドの速度が所定の範囲外である場合には、前記プリンタユニットの動作を中断するステップを更に有する。
【００２６】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な開示、図面及び添付の請求項の研究時に、明らかになるだろう。本発明の異なる特徴は、以下に記載されている実施例以外の実施例を作成するよう組み合され得ることは、当業者には分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
ここで、本発明の実施例を示す添付の図面を参照して、本発明のこの及び他の態様についてより詳細に記載する。
【図０】従来技術による３Ｄ印刷装置によって印刷された３Ｄ印刷物体の概略図を示す。
【図１】本発明の例示実施例による３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニットの概略図である。
【図２】本発明の例示実施例による伝達関数の概略図である。
【図３ａ】本発明の例示実施例による伝達関数の概略図である。
【図３ｂ】本発明の例示実施例による伝達関数の概略図である。
【図４】本発明の実施例による３Ｄ印刷構成の概略図である。
【図５】本発明の例示実施例による方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図０は、従来技術による３Ｄ印刷装置によって印刷された３Ｄ印刷物体１０の概略図を示している。物体１０の表面は、かなりの粗さ、起伏及びむらを示しており、これらの不良又は欠陥は、３Ｄ印刷装置の印刷ノズル内の溶融材料の圧力の変動によるものであることは理解されるだろう。従来技術によれば、ノズル圧力を測定し、印刷材料がノズルに加える圧力を相対的に一定に維持しようとするために、印刷材料の供給速度を制御しようとする方法が提案されている。しかしながら、３Ｄ印刷物体の更に高い印刷品質を供給することができる代替ソリューションは興味深い。
【００２９】
図１は、３Ｄ印刷装置のためのプリンタユニット１００の概略図を示している。プリンタユニット１００は、更なる要素、特徴などを有してもよいことは理解されるだろう。しかしながら、理解を深めるために、これらは図１においては省略されている。プリンタユニット１００は、プリンタヘッド１０５を有し、プリンタヘッド１０５は、ノズル１１０及び供給ユニット１０７を有する。ノズル１１０は、供給ユニット１０７によってノズル１１０に供給された印刷材料を堆積させるよう構成される。プリンタユニット１００の動作中、プリンタヘッド１０５は、印刷材料の堆積中に（図１においては右側に示されている）速度Ｓで移動する。
【００３０】
この例においては、ノズル１１０は、フィラメント１１５の形態の印刷材料を、垂直方向に、下に横たわる材料１３５上に堆積させるよう構成される。下に横たわる材料１３５は、わずかに起伏のあるビルドプレートとして例示されているが、他の例においては、（以前に堆積された）印刷材料の少なくとも１つの層を構成してもよい。印刷材料は、先細ノズル１１０の底部から押し出される。印刷材料の層の相対的に滑らかな表面を作成することができるようにするために、印刷材料の最初の層は、通常、0.1乃至0.2mmの相対的に薄い層厚で印刷される。
【００３１】
プリンタユニット１００は、図１に概略的に示されている圧力センサ１２０を有する。プリンタユニット１００の圧力センサ１２０は、例えば、以下において記載されているように、印刷材料からプリンタヘッド１０５に加えられる圧力を検出するよう構成される。圧力センサ１２０は、印刷材料からプリンタヘッド１０５の供給ユニット１０７に加えられる力Ｆに起因する圧力を検出するよう構成されてもよく、これは以下によって説明され得る。即ち、本発明の図示例によるプリンタユニット１００を有する３Ｄ印刷装置の動作中、プリンタユニットノズル１１０から下に横たわる材料１３５上に堆積された印刷材料は、印刷材料供給方向（即ち、負のｚ方向）に逆らって、プリンタユニット１００内の後方へ（即ち、ｚ方向に）印刷材料を押し得る。その結果、印刷材料は、供給ユニット１０７にｚ方向の（上向きの）力Ｆを伝え、これは、供給ユニット１０７をノズル１１０から押し離す。これによって、力Ｆに起因する、印刷材料から供給ユニット１０７に加えられる圧力が、圧力センサ１２０によって測定され得る。他の例においては、圧力センサ１２０は、ノズル１１０に結合され、印刷材料からノズル１１０に加えられる圧力を検出するよう構成されてもよい。
【００３２】
プリンタユニット１００は、図１に概略的に示されている制御ユニット１３０を更に有する。プリンタユニット１００は圧力センサ１２０に結合され、制御ユニット１３０はプリンタヘッド１０５の速度Ｓを制御するよう構成される。速度Ｓは、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持する目的で、圧力センサ１２０によって検出される圧力Ｐｓからプリンタヘッド１０５の所望の速度Ｓｄへの伝達関数ｆに基づいている。
【００３３】
図２は、本発明の実施例による伝達関数の概略図である。伝達関数ｆは、圧力センサ１２０によって検出される圧力Ｐｓからプリンタヘッド１０５の所望の速度Ｓｄへの伝達又はマッピング関数ｆ、即ち、ｆ（Ｐｓ）＝Ｓｄとして解釈され得る。
【００３４】
図３ａ乃至３ｂは、本発明の例示実施例による増加伝達関数の概略図である。図は、縮尺通りには描かれておらず、単に例として示されているに過ぎないことに留意されたい。図３ａにおいては、伝達関数ｆは、検出圧力Ｐｓに対して線形にプリンタヘッドの所望の速度Ｓｄを設定又は決定する線形関数に対応し得る。例えば、線形伝達関数ｆの場合には、図３ａにおいて示されているような圧力ＰｓにおけるPｓ１からPｓ２への変化は、所望の速度ＳｄにおけるＳｄ１からＳｄ２への変化をもたらし得る。関数ｆは、例えば、Ｓｄ＝ｆ（Ｐｓ）＝ｋ＊Ｐｓ＋ｍとして表されることができ、ここで、ｋは、スケーリング係数である。スケーリング係数ｋは、例えば、０．５＜ｋ＜１になるよう選択され得る。他の例においては、伝達関数は、圧力センサによって検出される圧力Ｐｓとプリンタヘッドの所望の速度Ｓｄとの間の少なくとも１つのフィルタ関数を含み得る。図３ｂにおいては、フィルタ関数ｆは、圧力ＰｓがＰｓ１からＰｓ２に変化してもＳｄが変化しないままであるような遅延関数を含む。その場合、Pｓ２からPｓ３への圧力Ｐｓの増加がある場合には、所望の速度ＳｄはＳｄ１からＳｄ２へ変化する。伝達関数ｆは、図に例示されていない他の関数を含み得ることは理解されるだろう。例えば、フィルタ関数は、平均化関数を更に有してもよく、それによって、圧力Ｐｓのデータは、幾つかの測定値にわたってフィルタリング及び／又は平均化される。これは、短期的及び／又は長期的な圧力の影響の排除に有益であり得る。更に別の代替例として、フィルタ関数は、（例えば、１つ以上のオフセット、指数項、対数関数などを含む）１つ以上の非線形関数を更に有してもよい。
【００３５】
更に、伝達関数は、他のパラメータに基づいて決定されてもよい。例えば、プリンタヘッドの速度、ノズルの温度、印刷材料の供給速度、及び単位長さ当たりに堆積される印刷材料の量などは、伝達関数に影響を及ぼし得る。例えば、伝達関数は、印刷材料の供給速度が増加する場合、及び／又はノズルの温度が上昇する場合には、より高い所望の速度Ｓｄを生成し得る。
【００３６】
図４は、プリンタユニットの動作中の時間ｔの関数としてのプリンタヘッドの所望の速度Ｓｄの概略図である。プリンタユニットの制御ユニットは、所望の速度Ｓｄの所定の範囲Ｉを設定又は供給するよう構成されてもよく、範囲Ｉは、下限境界Ｓ０と上限境界Ｓ１との間に定義され、即ち、Ｓ０≦Ｓｄ≦Ｓ１となる。図４における図の左側の、プリンタユニットの動作の第１期間中、所望の速度Ｓｄは所定の範囲Ｉ内で見出される。プリンタユニットのこの動作状態の間、プリンタユニットは、その印刷動作を維持するよう構成され得る。しかしながら、プリンタユニットは、所望の速度Ｓｄが所定の範囲Ｉの外にある場合には、その動作を中断するように構成されてもよい。これは、図４においては、時間ｔ１において例示されており、そこで、所望の速度Ｓｄは、所定の範囲Ｉの外にある（即ち、Ｓｄ＞Ｓ１である）。図４は縮尺通りには描かれておらず、Ｓｄはほんの一例として示されていることに留意されたい。更に、所定の範囲Ｉも、例として示されており、異なるように定義されてもよい。例えば、所定の範囲Ｉは、示されている範囲より広くてもよく又は狭くてもよい。
【００３７】
図５は、プリンタユニットからの印刷材料を堆積させるよう構成されるプリンタヘッドを有するプリンタユニットによって物体を３Ｄ印刷するための方法５００である。方法５００は、印刷材料からプリンタヘッドに加えられる圧力を検出するステップ５１０を有する。更に、方法５００は、堆積印刷材料の単位長さ当たりの印刷材料堆積量を一定に維持するために、圧力センサによって検出される圧力からプリンタヘッドの所望の速度への伝達関数に基づいて、プリンタヘッドの速度を制御すステップ５２０を有する。
【００３８】
プリンタユニットが、前述の実施例に従って、印刷材料を供給するよう構成される供給ユニットを更に有する場合には、方法５００は、随意に、印刷材料から供給ユニットに加えられる圧力を検出する他のステップ５３０を含み得る。他の例においては、方法５００は、印刷材料からノズルに加えられる圧力を検出するステップ５４０を含み得る。
【００３９】
方法５００は、随意に、プリンタヘッドの速度が所定の範囲外である場合には、プリンタユニットの動作を中断する他のステップ５５０を含み得る。
【００４０】
当業者には、本発明が、決して、上記の好ましい実施例に限定されないことは分かる。逆に、添付の特許請求の範囲内で多くの修正及び変更が可能である。例えば、図は、単に、本発明の実施例によるプリンタユニットの概略図に過ぎないことは理解されるだろう。従って、プリンタヘッド１０５、ノズル１１０、供給ユニット１０７などのようなプリンタユニット１００のあらゆる要素／構成要素が、図示及び／又は記載されているものとは異なる寸法、形状及び／又はサイズを有し得る。例えば、プリンタヘッド１０５、ノズル１１０及び／又は供給ユニット１０７は、図において例示されているものより大きくてもよく、又は小さくてもよい。
【図０】
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【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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