特許 7503555 積層造形で使用される印刷ヘッドの寿命を延ばすための方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】積層造形で使用される印刷ヘッドの寿命を延ばすための方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/112 20170101AFI20240613BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20240613BHJP

   B29C 64/35 20170101ALI20240613BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20240613BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240613BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240613BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240613BHJP

   B41J 2/165 20060101ALI20240613BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

B29C64/112

B29C64/209

B29C64/35

B29C64/393

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

B41J2/165

B41J2/01 109

【請求項の数】 48

(21)【出願番号】P 2021536797

(86)(22)【出願日】2019-12-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-22

(86)【国際出願番号】 IL2019051411

(87)【国際公開番号】W WO2020136651

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】62/784,852

(32)【優先日】2018-12-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513156560

【氏名又は名称】ストラタシス リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(72)【発明者】

【氏名】スルタン シャイ

(72)【発明者】

【氏名】ルビン シュムエル

【審査官】関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００５／００６９７８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０９４８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６７０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００

Ｂ３３Ｙ ３０／００

Ｂ３３Ｙ ５０／０２

Ｂ４１Ｊ ２／１６５

Ｂ４１Ｊ ２／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドを介して、構築材料を層ごとに堆積することと、印刷中の指定された期間内に少なくとも１回、三次元（３Ｄ）オブジェクトの所与のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルにしたがって前記３Ｄオブジェクトを形成するためにその堆積が必要でない場合であっても、構築材料を堆積するために、前記印刷ヘッドの各々を定期的にアクティブ化することと、を含む、３Ｄオブジェクトを印刷する方法。

【請求項2】

印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのすべてのノズルから構築材料を堆積させることによって行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのノズルのうちの少なくとも一部から構築材料を堆積させることによって行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

印刷ヘッドをアクティブ化することは、前記印刷ヘッドのノズルアレイから構築材料を堆積させることによって行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記指定された期間は、前記印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間である、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトの１つの層を構築するのに必要な時間である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記特定の数の層は、前記印刷ヘッドの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記特定の数の層は、前記ノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトを構築するのに必要な時間である、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記指定された期間は、５分未満、１分未満および３０秒未満から選択される、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記３Ｄオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

表面領域の構築材料は、前記ＣＡＤモデルによって提供されるデータにしたがって堆積され、バルク領域を形成する構築材料は、指定された期間内に少なくとも１回、前記印刷ヘッドの各々がアクティブ化されるように堆積される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

バルク領域の構築材料の一部は、前記ＣＡＤモデルにより提供されるデータにしたがって選択された印刷ヘッドによって堆積され、バルク領域の構築材料の別の部分は、前記データにしたがって選択されていない印刷ヘッドによって堆積される、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、アクティブ化されてバルク領域の層を形成する、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された１回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、前記特定の順序は、連続順序である、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記特定の順序は、ランダムな順序である、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

印刷中に３Ｄオブジェクトを支持するための支持構造を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項20】

支持構造の構築材料の一部は、モデリング材料を堆積する印刷ヘッドによって堆積される、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

構築材料の一部は、３Ｄオブジェクトおよび支持構造の外側の場所に堆積される、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記場所は、３Ｄオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所である、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記場所は、パージまたはサービスステーションである、請求項２１に記載の方法。

【請求項24】

請求項１～２３のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ可読プログラムを有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品。

【請求項25】

請求項２４に記載のコンピュータ可読プログラム製品を含む三次元（３Ｄ）印刷システム。

【請求項26】

コントローラと、１つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドとを含む３Ｄ印刷システムであって、前記３Ｄ印刷システムは、構築材料を層ごとに堆積することによって三次元（３Ｄ）オブジェクトを形成するように構成され、前記コントローラは、前記３Ｄ印刷システムによる印刷中、指定された期間内に少なくとも１回、前記３Ｄオブジェクトの所与のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルにしたがって前記３Ｄオブジェクトを形成するためにその堆積が必要でない場合であっても、構築材料を堆積するために、前記印刷ヘッドの各々を定期的にアクティブ化するように構成される、三次元（３Ｄ）印刷システム。

【請求項27】

前記コントローラは、印刷ヘッドのすべてのノズルをアクティブ化するように構成される、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項28】

前記コントローラは、印刷ヘッドのノズルのうちの少なくとも一部をアクティブ化するように構成される、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項29】

前記コントローラは、印刷ヘッドのノズルアレイをアクティブ化するように構成される、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項30】

前記指定された期間は、前記印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間である、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項31】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトの１つの層を構築するのに必要な時間である、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項32】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間である、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項33】

前記特定の数の層は、前記印刷ヘッドの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項３２に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項34】

前記特定の数の層は、前記ノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない、請求項３２に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項35】

前記指定された期間は、前記３Ｄオブジェクトを構築するのに必要な時間である、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項36】

前記指定された期間は、５分未満、１分未満および３０秒未満から選択される、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項37】

前記３Ｄオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含む、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項38】

前記コントローラは、前記ＣＡＤモデルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積して前記表面領域を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、前記コントローラは、前記印刷ヘッドの各々が、指定された期間内に少なくとも１回アクティブ化されるように、構築材料を堆積してバルク領域を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される、請求項３７に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項39】

前記コントローラは、前記ＣＡＤモデルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積して前記バルク領域の一部を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、前記コントローラは、前記データに関係なく、構築材料を堆積してバルク領域の別の部分を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される、請求項３７に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項40】

前記印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、前記コントローラは、モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々をアクティブ化して前記バルク領域の層を形成するように構成される、請求項３７に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項41】

モデリング材料を含む前記印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される、請求項４０に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項42】

バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された１回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、前記特定の順序は、連続順序である、請求項４１に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項43】

前記特定の順序は、ランダムな順序である、請求項４１に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項44】

前記コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、印刷中に３Ｄオブジェクトを支持するための支持構造を形成するようにさらに構成される、請求項２６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項45】

前記コントローラは、モデリング材料を堆積する印刷ヘッドをアクティブ化して、前記支持構造の一部を形成するように構成される、請求項４４に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項46】

前記コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、３Ｄオブジェクトおよび支持構造の外側の場所に構築材料を堆積させるように構成される、請求項４４に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項47】

前記場所は、３Ｄオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所である、請求項４６に記載の３Ｄ印刷システム。

【請求項48】

前記場所は、パージまたはサービスステーションである、請求項４６に記載の３Ｄ印刷システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
この出願は、２０１８年１２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／７８４，８５２号の３５ＵＳＣ１１９（ｅ）に基づく優先権の利益を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

［技術分野］
本発明は、積層造形（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ：ＡＭ）の分野、より具体的には、限定されないが、３次元（３Ｄ）インクジェットプリンタの３Ｄインクジェット印刷ヘッドの信頼性および寿命を向上させるためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0003】

積層造形（ＡＭ）は、アディティブフォーメーションステップを介してコンピュータデータから直接任意の形状の構造を製造できるようにするテクノロジーである。ＡＭシステムの基本的な動作は、３次元コンピュータモデルを薄い断面にスライスし、その結果を２次元位置データに変換し、そのデータを制御装置に供給して、３次元構造を層状に製造することで構成される。

【0004】

積層造形は、３Ｄインクジェット印刷、電子ビーム溶解、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結、積層物体製造、熱溶解積層法などの３次元（３Ｄ）印刷を含む、製造方法への多くの異なるアプローチを伴う。

【0005】

一部の３Ｄ印刷プロセス、例えば３Ｄインクジェット印刷は、構築材料の層ごとのインクジェット堆積によって実行されている。したがって、構築材料は、支持構造上に層を堆積するためのノズルのセットを有する印刷ヘッドから分配される。次に、構築材料に応じて、適切な装置を使用して層を硬化または固化し得る。

【0006】

さまざまな３次元印刷技術が存在し、例えば、米国特許第６，２５９，９６２号、第６，５６９，３７３号、第６，６５８，３１４号、第６，８５０，３３４号、第６，８６３，８５９号、第７，１８３，３３５号、第７，２０９，７９７号、第７，２２５，０４５号、第７，３００，６１９号、第７，５００，８４６号、第７，９９１，４９８号および第９，０３１，６８０号ならびに米国公開出願番号第２０１６０３３９６４３号および第２００６００５４０３９号に開示されていて、すべて同じ譲受人によるものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0007】

３Ｄインクジェットプリンタは通常、１つまたは複数の印刷ヘッドを介して構築材料を液体の形で分配し、次に材料を固化してオブジェクトの形状を定義する。液体は、例えば、光硬化性液体、例えば、印刷トレイ上に堆積され、紫外線（ＵＶ）放射線などの放射線への曝露を通じて重合および／または固化される光重合性製剤であり得る。通常、印刷ヘッドは、目詰まりしやすい小さな開口部を有するノズルを介して、構築材料の小さな液滴を排出する。１つまたは複数のノズルが詰まると、これらのノズルは構築材料を堆積するために利用できなくなり（つまり、無効になり）、印刷プロセス全体に深刻な影響を及ぼし得て、それにより構築対象の印刷品質が低下する。ほとんどの場合、損傷した印刷ヘッドの交換は、プリンタのすべての機能を復元するために必要であり、頻繁に行うと、全体的な印刷コストに大きな影響を及ぼし得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、バルクおよび表面層を有する３Ｄオブジェクトを形成するために、複数のインクジェット印刷ヘッドを介して、構築材料を層ごとに堆積させることを含む、３Ｄインクジェット印刷の方法を提供する。印刷される３Ｄオブジェクトの少なくとも表面層は、３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積され、バルクを形成するための構築材料の堆積中に、指定された期間内に少なくとも１回、印刷ヘッド間を切り替えて、印刷ヘッドの各々を動作させる。

【0009】

本発明の一態様は、バルクおよび表面層を有する３Ｄオブジェクト、ならびに３Ｄオブジェクトの表面特性を支持および／または改善または影響するための１つまたは複数の支持構造を形成するために、複数のインクジェット印刷ヘッドを介して、構築材料を層ごとに堆積させることを含む、３Ｄインクジェット印刷の方法を提供する。印刷される３Ｄオブジェクトの少なくとも表面層は、３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積され、バルクを形成するための構築材料の堆積中に、指定された期間内に少なくとも１回、印刷ヘッド間を切り替えて、印刷ヘッドの各々を動作させる。

【0010】

本発明の一態様は、構築材料を層ごとに、およびコントローラによって制御可能に堆積させて、バルクおよび表面層を有する３Ｄオブジェクト、ならびに任意選択で３Ｄオブジェクトの表面特性を支持および／または改善または影響するための１つまたは複数の支持構造を形成するように構成された複数の印刷ヘッドを含む３Ｄ印刷システムを提供する。印刷される３Ｄオブジェクトの少なくとも表面層は、３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積され、コントローラは、モデリング材料の堆積中に印刷ヘッド間を切り替えて、バルク、表面層および、指定された期間内に少なくとも一度、印刷ヘッドの各々を動作させるための支持構成を形成するように構成されている。

【0011】

本発明の一態様は、１つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドを介して、構築材料を層ごとに堆積することと、印刷中の指定された期間内に少なくとも１回、構築材料を分配するために、前記印刷ヘッドの各々をアクティブ化することと、を含む、３Ｄオブジェクトを印刷する方法を提供する。

【0012】

いくつかの実施形態では、印刷ヘッドをアクティブ化することは、すべてのノズルから、ノズルの一部から、または印刷ヘッドのノズルアレイから、構築材料を堆積させることによって行われる。いくつかの実施形態では、指定された期間は、印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間、３Ｄオブジェクトの１つの層を構築するのに必要な時間、３Ｄオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間（例えば、特定の数の層が印刷ヘッドの数またはノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない）、３Ｄオブジェクトを構築するのに必要な時間、５分未満、１分未満および３０秒未満、である。

【0013】

３Ｄオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含み得る。いくつかの実施形態では、表面領域の構築材料は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルによって提供されるデータにしたがって堆積され、バルク領域を形成する構築材料は、指定された期間内に少なくとも１回、前記印刷ヘッドの各々がアクティブ化されるように堆積される。いくつかの実施形態では、バルク領域の構築材料の一部は、ＣＡＤファイルにより提供されるデータにしたがって選択された印刷ヘッドによって堆積され、バルク領域の構築材料の別の部分は、前記データにしたがって選択されていない印刷ヘッドによって堆積される。いくつかの実施形態では、印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、モデリング材料を含む印刷ヘッドの各々は、アクティブ化されてバルク領域の層を形成する。いくつかの実施形態では、モデリング材料を含む印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される。いくつかの実施形態では、バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された１回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、前記特定の順序は、連続順序である。他のいくつかの実施形態では、特定の順序は、ランダムな順序である。

【0014】

いくつかの実施形態では、本発明の方法は、印刷中に３Ｄオブジェクトを支持するための支持構造を形成することを含む。いくつかの実施形態では、支持構造の構築材料の一部は、モデリング材料を分配する印刷ヘッドによって堆積される。いくつかの実施形態では、構築材料の一部は、３Ｄオブジェクトおよび支持構造の外側の場所、例えば、３Ｄオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所、またはパージステーションまたはサービスステーション、に堆積される。

【0015】

本発明の一態様は、上記の方法を実行するように構成されたコンピュータ可読プログラムを有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品を提供する。別の態様は、上記のコンピュータ可読プログラム製品を含む３Ｄ印刷システムを提供する。

【0016】

本発明の一態様は、コントローラと、１つまたは複数のノズルアレイを含む印刷ヘッドとを含み、構築材料を層ごとに堆積することによって３Ｄオブジェクトを形成するように構成され、コントローラは、印刷中、指定された期間内に少なくとも１回、構築材料を分配するために、印刷ヘッドの各々をアクティブ化するように構成される、３Ｄ印刷システムを提供する。

【0017】

いくつかの実施形態では、コントローラは、印刷ヘッドのすべてのノズル、印刷ヘッドのノズルのうちの少なくとも一部、または印刷ヘッドのノズルアレイ、をアクティブ化するように構成される。いくつかの実施形態では、指定された期間は、印刷ヘッドを含む印刷ブロックが構築トレイ全体のフルスキャンまたはパスを実行するのに必要な時間、３Ｄオブジェクトの１つの層を構築するのに必要な時間、３Ｄオブジェクトの特定の数の層を構築するのに必要な時間（例えば、特定の数の層が印刷ヘッドの数またはノズルアレイの数に等しいかまたはそれよりも少ない）、３Ｄオブジェクトを構築するのに必要な時間、５分未満、１分未満および３０秒未満、である。

【0018】

３Ｄオブジェクトは、バルク領域および表面領域を含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ＣＡＤファイルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積して表面領域を形成するように印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、さらに、指定された期間内に少なくとも１回、印刷ヘッドの各々がアクティブ化されるように、構築材料を堆積してバルク領域を形成するように印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、ＣＡＤファイルによって提供されるデータにしたがって、構築材料を堆積してバルク領域の一部を形成するように印刷ヘッドをアクティブ化するように構成され、さらに、上記のデータに関係なく、構築材料を堆積してバルク領域の別の部分を形成するように前記印刷ヘッドをアクティブ化するように構成される。いくつかの実施形態では、印刷ヘッドは、支持材料を含む印刷ヘッドと、モデリング材料を含む複数の印刷ヘッドとを含み、コントローラは、モデリング材料を含む印刷ヘッドの各々をアクティブ化して、バルク領域の層を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、モデリング材料を含む印刷ヘッドの各々は、特定の順序にしたがってアクティブ化される。いくつかの実施形態では、バルク領域の層を形成するようにアクティブ化される印刷ヘッドが、モデリング材料を含む他のすべての印刷ヘッドがバルク領域の層を形成するためにアクティブ化された１回だけ、バルク領域の別の層を形成するようにアクティブ化されるように、特定の順序は、連続順序である。他のいくつかの実施形態では、特定の順序は、ランダムな順序である。

【0019】

いくつかの実施形態では、コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、印刷中に３Ｄオブジェクトを支持するための支持構造を形成するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、モデリング材料を分配する印刷ヘッドをアクティブ化して、前記支持構造の一部を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、印刷ヘッドをアクティブ化して、３Ｄオブジェクトおよび支持構造の外側の場所に構築材料を堆積させるように構成される。いくつかの実施形態では、場所は、３Ｄオブジェクトが印刷されない印刷トレイ上の場所、パージステーションおよび／またはサービスステーションである。

【0020】

本発明のこれらの、追加の、および／または他の態様および／または利点は、以下の詳細な説明に記載されており、詳細な説明から推測できる可能性があり、および／または本発明の実施によりリーミング可能である。

【0021】

別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および／または科学用語は、本発明が関係する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似または同等の方法および材料を本発明の実施形態の実施または試験に使用することができるが、例示的な方法および／または材料を以下に説明する。矛盾する場合は、定義を含む特許明細書が優先される。さらに、材料、方法、および例は例示にすぎず、必ずしも限定することを意図するものではない。

【0022】

本発明の実施形態の方法および／またはシステムの実施は、選択されたタスクを手動で、自動的に、またはそれらの組み合わせで実行または完了することを含み得る。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の計装および機器によれば、いくつかの選択されたタスクは、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、ファームウェアによって、またはオペレーティングシステムを使用するそれらの組み合わせによって実施することができる。

【0023】

例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実装することができる。ソフトウェアとして、本発明の実施形態による選択されたタスクは、任意の適切なオペレーティングシステムを使用してコンピュータによって実行される複数のソフトウェア命令として実装することができる。本発明の例示的な実施形態では、本明細書に記載の方法および／またはシステムの例示的な実施形態による１つまたは複数のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームなどのデータプロセッサによって実行される。任意選択で、データプロセッサは、命令および／またはデータを格納するための揮発性メモリおよび／または不揮発性ストレージ、例えば、命令および／またはデータを格納するための、磁気ハードディスクおよび／またはリムーバブルメディアを含む。任意選択で、ネットワーク接続も提供される。ディスプレイおよび／またはキーボードまたはマウスなどのユーザ入力デバイスもオプションで提供される。

【0024】

本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面を参照して、例としてのみ本明細書に記載されている。ここで詳細に図面を具体的に参照すると、示されている詳細は、例として、本発明の実施形態の例示的な議論の目的のためであることが強調される。これに関して、図面とともに取られた説明は、本発明の実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本発明のいくつかの実施形態による、３Ｄ印刷システムの概略図である。

【図2】図２は、本発明のいくつかの実施形態による、３Ｄインクジェット印刷システムによって印刷された３Ｄオブジェクトの概略図である。

【図3】図３は、本発明のいくつかの実施形態による、印刷ヘッド間を切り替えるプロセスの概略図である。

【図4】図４は、本発明のいくつかの実施形態による、ある期間にわたる印刷ヘッドの動作の例を示すグラフである。

【図5】図５は、本発明のいくつかの実施形態による、印刷ヘッド間を切り替える方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下の説明では、本発明のさまざまな態様が説明される。説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために、特定の構成および詳細が示されている。しかしながら、本発明が本明細書に提示される特定の詳細なしで実施され得ることも当業者には明らかであろう。さらに、本発明を曖昧にしないために、周知の特徴が省略または簡略化されている場合がある。図面を特に参照して、示されている詳細は、例として、本発明の例示的な議論のみを目的としており、本発明の原理および概念的側面の説明を最も有用で容易に理解できると思われるものを提供する目的で提示されていることを強調する。これに関して、本発明の基本的な理解に必要であるよりも詳細に本発明の構造の詳細を示す試みはなされておらず、図面とともに取られた説明は、実際に具体化し得る本発明のいくつかの形態がどのように当業者に明らかになるかを示す。

【0027】

本発明の少なくとも１つの実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、その適用において、以下の説明に示されるかまたは図面に示される構成要素の詳細および配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、開示された実施形態の組み合わせだけでなく、さまざまな方法で実施または実行され得る他の実施形態にも適用可能である。また、本明細書で使用される言い回しおよび用語は、説明を目的とするものであり、限定的なものと見なされるべきではないことを理解されたい。

【0028】

特に明記しない限り、以下の議論から明らかなように、本明細書の議論を通して、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、「増強」、「導出」などの用語を利用することが理解され、それはコンピュータまたはコンピューティングシステム、または同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよび／またはプロセスを指し、コンピューティングシステムのレジスタおよび／またはメモリ内の電子的など物理的な量として表されるデータを、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、またはその他のそのような情報ストレージ、送信、または表示デバイス内の同様に物理量として表される他のデータに動作および／または変換することが理解される。特定の実施形態では、照明技術は、視覚範囲の電磁放射、紫外線またはＸ線などのさらに短い波の放射、そして場合によっては粒子ビームさえも含み得る。

【0029】

本発明の実施形態によれば、３Ｄオブジェクトは、１つまたは複数の構築材料を、ＣＡＤシステムによって定義されるオブジェクトの形状に対応するパターンで、層ごとに堆積することによって形成される。「オブジェクト」という用語は、３Ｄオブジェクト全体またはオブジェクトの一部を指す。

【0030】

オブジェクトの各層は、積層造形システム、より具体的には、複数のインクジェット印刷ヘッドを有する３Ｄインクジェット印刷装置によって形成され、それを介して、オブジェクトのコンピュータ画像にしたがって、構築材料の液滴が、構築トレイまたは構築表面（例えば、印刷されているオブジェクトの前の層）上に堆積される。所与の場所に液滴を堆積するかどうか、およびその所与の場所にどのタイプの構築材料を堆積させるかについての決定は、現在印刷されているオブジェクトの層のコンピュータ画像にしたがって、そしてオブジェクトの所望の特性にしたがって行われる。

【0031】

各構築材料は、材料のインクジェット堆積のためのノズルの１つまたは複数の好ましくは縦方向のアレイを有する別個の印刷ヘッドから堆積される。いくつかの実施形態では、印刷ヘッドは、ノズルの複数のアレイを有し得て、複数の構築材料は、同じ印刷ヘッド内のノズルの異なるアレイから分配され得る。

【0032】

本明細書で使用される「構築材料」という用語は、インクジェット堆積用の２つの主要なタイプの材料、すなわちモデリング材料および支持材料を指す。モデリング材料は、一般に、３Ｄオブジェクトの少なくとも一部、および任意選択で３Ｄオブジェクトの１つまたは複数の支持構造の一部を形成することを意図する材料であり、例えば、さらなる強度を有する支持構造を提供する。典型的なモデリング材料は、通常、別の材料と組み合わされることなく、それ自体で３Ｄオブジェクトを形成し得て、または、別の材料と組み合わせて、事前定義された特性を有する３Ｄオブジェクトまたは３Ｄオブジェクトの一部を提供し得る。支持材料は、一般に、印刷の過程で、オブジェクト、オブジェクトの部分、またはオブジェクトの後続の層を支持するための支持構造の少なくとも一部、例えば、３Ｄオブジェクトのオーバーハングまたはくぼみ、を形成することを意図した材料である。

【0033】

モデリング材料、支持材料、および／またはモデリング材料の組み合わせ、および／またはモデリング材料と支持材料との組み合わせは、典型的には、硬化または固化、例えば、堆積後に硬化されて、印刷される層または３Ｄオブジェクトを提供する。本発明の実施形態によれば、典型的に堆積される構築材料は、光硬化性材料、例えば、フォトポリマーであり、光硬化性材料の硬化は、液滴堆積後のＵＶ光への曝露によるものである。前述のような３Ｄ印刷の方法およびシステムは、積層造形の当業者によく知られている。

【0034】

複数の異なる構築材料、例えば複数の異なるモデリング材料を使用して３Ｄオブジェクトを印刷する場合、特に長い印刷ジョブ、例えば大きなおよび／または複雑なオブジェクトを印刷する場合、印刷される最終的な３Ｄオブジェクトの必要なジオメトリまたは特性は、一部の印刷ヘッドノズルまたはノズルのアレイを、印刷の過程中に比較的長期間非アクティブのままにし得る（例えば、材料を堆積しない）一方、他のノズルまたはノズルのアレイは、同じ時間枠中に印刷に必要な材料を堆積し続ける。インクジェット印刷ヘッド、例えば、インクジェットノズルが非アクティブである場合、例えば、システムの動作中、例えば、印刷ジョブ中に一定期間アイドル状態である場合、例えば、ＵＶ光が印刷面からのノズルアレイに反射して戻るために、またはアイドル状態のノズル開口部内および／またはその周囲の汚れの蓄積のために、ノズルが詰まるリスクがある。

【0035】

例えば、印刷ヘッドのパージおよび／またはワイプシーケンスなど、以前は使用されていなかったヘッドを再動作する必要がある場合、およびそのようなメンテナンスシーケンスの頻度が増加する場合（例えば、頻繁に動作するヘッドの場合は３０分ごとではなく、１５分ごと）、ノズルの目詰まりまたはブロッキングは、ヘッドのメンテナンスおよび／またはキャリブレーションのために印刷中にジョブを停止する必要がある。例えば、ノズルおよび／または印刷ヘッドの交換による材料パージの累積コストに起因して、一般に、目詰まりが繰り返されると、印刷ヘッドの寿命が短くなり、システムのメンテナンスにかかる費用が増加する。

【0036】

３Ｄ印刷システムがより大きく、より複雑になり、より多くの材料タイプとより大きな印刷ジョブのためにより多くの印刷ヘッドが含まれるようになると、一部の印刷ヘッドのアイドル期間がより長くなると予想され、したがって、繰り返し印刷ヘッドのノズルブロッキングの問題が深刻度および頻度を増すと予想される。

【0037】

本発明の実施形態によれば、３Ｄ印刷のシステムおよび方法が提供され、これは、複数の印刷ヘッドを介して、構築材料、例えば、モデリング材料を層ごとに堆積させて、バルクおよび表面層を有する３Ｄオブジェクトを形成し、オブジェクトの少なくとも表面層は、印刷される３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積される。材料の堆積中に、本発明のシステムおよび方法は、１分以下などの指定された期間内に少なくとも１回、印刷ヘッドの各々の動作を確実にするために、および／または、オブジェクトのバルク内など、最終的な３Ｄオブジェクトの外観または特性に影響を与えない領域に構築材料を堆積するためのさもなければアイドル状態の印刷ヘッドの動作を確実にするために、異なる印刷ヘッド間で構築材料堆積の切り替えを提供する。

【0038】

本発明の実施形態によれば、３Ｄ印刷のシステムおよび方法が提供され、これは、複数の印刷ヘッドを介して、構築材料、例えば、モデリング材料を層ごとに堆積させて、バルク、表面層および１つまたは複数の支持構造を有する３Ｄオブジェクトを形成し、オブジェクトの少なくとも表面層は、印刷される３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積される。材料の堆積中に、本発明のシステムおよび方法は、オブジェクトのバルクを形成するために構築材料を堆積する場合、および／またはオブジェクトの支持構造を形成するために構築材料を堆積する場合など、オブジェクトの外観または特性に影響を与えない領域での構築材料の堆積のための、１分以下などの指定された期間内に少なくとも１回、さもなければアイドル状態の印刷ヘッドの各々の動作を確実にするために、異なる印刷ヘッド間で堆積の切り替えを提供し、この支持構造は、その後、例えば、印刷ジョブが完了した後、印刷された３Ｄオブジェクトから取り除かれまたは分離される。

【0039】

本発明の実施形態によれば、さもなければ印刷ジョブ中に比較的長期間アイドル状態になるであろう印刷ヘッドは、３Ｄオブジェクトおよび支持構造のＣＡＤモデルがそれらの動作を必要としないかまたは指定しない場所で動作され得る。そのような印刷ヘッドの動作およびその結果としての構築材料の堆積は、結果として生じる３Ｄオブジェクトの外部の特徴、品質および／または特性に影響を及ぼさない領域で実行され、３Ｄオブジェクトの内部バルク領域内、支持構造４内のそのような堆積は、その後取り除かれ、つまり、印刷後にオブジェクトから分離される。

【0040】

追加の実施形態では、さもなければアイドル状態の印刷ヘッドは、動作され得て、３Ｄモデルおよびその支持構造のフットプリントの外側、例えば、印刷トレイまたは表面上の別の所定の位置に構築材料を堆積させ、したがって、１分以下などの指定された期間内に少なくとも１回、印刷ヘッドの各々の動作を確実にする。

【0041】

印刷ジョブ中または印刷ジョブ間にすべての印刷ヘッドを頻繁に動作することは、最終的な３Ｄ印刷オブジェクトの品質に影響を与えることなく、継続的な動作性を確保し、寿命を延ばす。これにより、印刷ヘッドのメンテナンス動作間の時間を延長でき、一般に、印刷ヘッドの交換の必要性と頻度が減り、プリンタの経済的実行可能性がさらに高まる。

【0042】

図１は、本発明のいくつかの実施形態による、３Ｄ印刷システム１００の概略図である。３Ｄ印刷システム１００は、１つまたは複数のモデリング材料５０（例えば、カートリッジ６０から供給される）を層ごとに堆積するように構成され、コントローラ１０２によって制御可能な複数の印刷ヘッド７２を含む。コントローラ１０２は、３Ｄ印刷システム１００に関連付けられ、および／またはその一部であり得る。３Ｄ印刷システム１００は、印刷アセンブリまたはブロック７０に組み込まれた、紫外線（ＵＶ）硬化ランプ７４、ローラーレベリング装置７６などの他の追加の機能要素を含み得る。３Ｄ印刷システム１００は、支持材料４０などの追加の材料のためのさらなるカートリッジおよび印刷ヘッドを含み得る。他の印刷ヘッド７２が長期間使用されている間、それらの使用の欠如に起因した印刷ヘッド７２および／またはそれらの印刷ヘッドノズルの目詰まりを防止するために、コントローラ１０２は、指定された期間（図４の数字１１５によって概略的に示される）内に少なくとも１回、各印刷ヘッド７２を動作させるために、構築材料の堆積中に印刷ヘッド７２間を切り替えるようにさらに構成される。例えば、コントローラ１０２および／または３Ｄ印刷システム１００は、少なくとも１つの第１のモデリング材料を堆積する少なくとも１つの第１の印刷ヘッドを、少なくとも１つの第２の同じまたは異なるモデリング材料を堆積する少なくとも１つの第２の異なる印刷ヘッドと切り替えるように構成され得て、３Ｄオブジェクト１０１の印刷中いつでも、指定された期間内に少なくとも１回、各印刷ヘッドの動作を達成する。

【0043】

図２は、本発明のいくつかの実施形態による、３Ｄ印刷システム１００によって印刷された３Ｄオブジェクト１０１の高レベルの概略図である。３Ｄ印刷システム１００は、１つまたは複数の構築材料を層ごとに堆積するように構成され、コントローラ１０２によって制御可能であり、表面層または領域９０およびバルク領域８０を含む３Ｄオブジェクトを形成するように構成された複数の印刷ヘッド７２を備える。

【0044】

特定の実施形態では、ＣＡＤモデル１０３は、印刷ジョブ中にさもなければアイドル状態の印刷ヘッド７２による時折および／または定期的な堆積１１０を含むように修正され得て、たとえ印刷されている物体が所与のヘッド内の材料を噴射される必要がなく、したがって、所与の印刷ヘッドを長期間使用する必要がない場合であっても、各そしてすべての印刷ヘッド７２による頻繁または定期的な噴射を確実にする。

【0045】

例えば、コントローラ１０２は、典型的には、選択された印刷ヘッド７２からの選択された構築材料の堆積７３を制御することによって、所与のＣＡＤモデル１０３にしたがって、表面９０、バルク８０、および任意選択で支持構造（図示せず）を形成するように構成されるが、表面９０、バルク８０、および／または支持構造を形成するために必要とされないこれらの印刷ヘッド７２は、ＣＡＤモデル１０３によって定義される印刷ジョブの間、長時間アイドル状態のままであり、したがって、アイドル状態の印刷ヘッドのノズルは、印刷面からのＵＶ光の反射および／またはアイドル状態の間の汚れの蓄積によって目詰まりしやすい。

【0046】

本発明の実施形態では、コントローラ１０３は、印刷ジョブの過程中にそのようなアイドル状態の印刷ヘッドを断続的に動作させて、構築材料をバルク８０内、または支持構造内、および／または、３Ｄモデルおよびその支持構造のフットプリントの外側の印刷トレイ上の事前定義された場所に堆積１１０させるように、印刷ヘッド間を切り替えるように構成される。

【0047】

図３は、本発明のいくつかの実施形態による、印刷ヘッド７２を切り替えるプロセスの概略図である。例えば、１つまたは複数の印刷ヘッド７２（例えば、３Ｄオブジェクトの表面９０を形成するための所与のモデリング材料を堆積するために使用される印刷ヘッド７２Ａ）は、ＣＡＤモデル１０３にしたがって３Ｄオブジェクトの表面層または領域９０およびバルク８０を形成するために、構築材料堆積７３中に頻繁に動作され得る。一方、１つまたは複数の印刷ヘッド７２（例えば、表面の一部およびバルクの一部を形成するための別のモデリング材料を堆積するために使用される印刷ヘッド７２Ｂ）は、ＣＡＤモデル１０３にしたがってより少ない頻度で動作され得る。さらに１つまたは複数の他の印刷ヘッド７２（例えば、印刷ヘッド７２Ｃ、７２Ｄ）は、ＣＡＤモデル１０３の要件にしたがって印刷ジョブ中に長期間まったく動作されない場合がある。特定の実施形態では、コントローラ１０２は、指定された期間１１５（図４の数字１１５によって概略的に示される）、例えば５分未満、１分未満、および／または３０秒未満、内に少なくとも１回、印刷ヘッド７２の各々を動作させるように構成される。例えば、印刷ヘッド７２Ｂは、モデリング材料を堆積してバルク８０を形成するように動作され得て、印刷ヘッド７２Ｃおよび７２Ｄは、そこからの材料の堆積がＣＡＤモデル１０３で必ずしも指定されなくても、構築材料１１０を堆積してバルク８０を形成するように定期的に動作され得る。

【0048】

特定の実施形態では、印刷ヘッド７２Ａ～７２Ｄによって堆積された異なる材料は、図３に非限定的な方法で示されているように、異なる色のモデリング材料であり得る。特定の実施形態では、印刷ヘッド７２Ａ～７２Ｄによって堆積された材料は、異なる化学的および／または機械的特性を有する異なるモデリング材料を提供し得る。任意選択で、材料のうちの１つは、複数の印刷ヘッド７２Ａ～７２Ｄによって堆積されてもよく、例えば、同じ材料が複数の印刷ヘッドによって堆積されてもよい。

【0049】

図４は、図３で説明した構成にしたがって、ある期間にわたる印刷ヘッドの動作の例を示すグラフであり、本明細書で説明するように印刷ヘッドを切り替えることなく、印刷されるオブジェクトのＣＡＤモデル１０３によって要求されるように、経時的な、特に所与の期間１１５中の印刷ヘッド７２Ａ～７２Ｄの相対的な動作およびその欠如を示している。

【0050】

特定の実施形態では、すべてのヘッドの動作は、印刷前に、例えば、３Ｄオブジェクトモデルの層へのスライス手順中に、ランダム堆積、例えば、それらによって堆積される材料に関係なく、印刷ジョブ中に一定期間アイドル状態のままである可能性がある印刷ヘッド７２に切り替えることによってバルク８０を形成するために、異なる印刷ヘッドからの異なる材料の「ファイアリング」または「ジェッティング」を含むように、ＣＡＤモデルを修正することによって実施され得る。

【0051】

一実施形態では、印刷ヘッドの安定性を維持するために、ＣＡＤモデルは、異なる印刷ヘッドの各々がスライスごとに動作するように、例えば、所与のスライス内の印刷ヘッドからの液滴の個々の発射とは対照的に、各ヘッドが全バルクスライスを堆積するように、バルク内のスライスを定義するように修正され得る。したがって、一実施形態では、各印刷ヘッド（ＰＨ）は、バルクの１つまたは複数のスライスを次々に印刷する。例えば、２つのモデリング材料（白と黒）を有するシステム印刷では、１つ以上の白いモデリング材料のスライスと、１つ以上の黒いモデリング材料のスライスとがまとめて印刷される。この場合、印刷ヘッドのアイドル時間は１＊ｎ＊ｔであり、ｎは前の材料で印刷されたスライスの数、ｔは前のスライスの印刷にかかった時間である。また、７つのモデリング材料を有するシステム印刷の場合、各印刷ヘッドは、一度に少なくとも１つのスライスをまとめて印刷し得る（ＰＨ１－１スライス、ＰＨ２－１スライス・・・ＰＨ７－１スライス、続いてＰＨ１－１スライス・・・）。この場合、アイドル時間はＮ＊ｎ＊ｔである必要があり、ここで、Ｎはモデリング材料の数、ｎは１つの材料で印刷されたスライスの数、ｔは前のＮ＊ｎスライスを印刷する時間であり、印刷されるオブジェクトのジオメトリに依存する。いくつかの特定の実施形態では、各印刷ヘッドのアイドル時間は、多かれ少なかれ等しい。例えば、印刷されるオブジェクトのジオメトリが原因で、バルクの所与のスライスが小さい表面積を有する場合、小さなスライスを印刷するように構成された印刷ヘッドは、大きなスライスを印刷する別の印刷ヘッドよりも多くのスライスを印刷し、その結果、アイドル時間は、異なる印刷ヘッド間で同等のままである。スライスごとの印刷ヘッド動作の構成および順序は、印刷前にＣＡＤモデルを修正することにより決定され得る。あるいは、スライスごとの印刷ヘッド動作の順序は、オブジェクトのジオメトリにしたがって、印刷ジョブの過程中に決定され得る。

【0052】

特定の実施形態では、バルク８０の堆積中に印刷ヘッド７２を切り替えることによって、ＣＡＤモデルを事前に修正することなく、すべてのヘッドを動作することをプリンタレベルで実施され得る。

【0053】

上記のように、特定の実施形態では、印刷ヘッド７２は、バルク８０内以外の異なる場所に、例えば、支持材料４０に加えて、３Ｄオブジェクト１０１の支持構造内に、または印刷トレイ４２の指定された場所上に、構築材料を堆積させるように動作され得る。前者の場合、支持構造除去後の最終的な３Ｄオブジェクトの表面の外観および／または特性に悪影響を与えることを回避するために、堆積は、支持構造とオブジェクト１０１との間の界面から離れた支持領域において、例えば、支持構造のバルク内で、実行され得る。いずれにせよ、構築材料をバルク８０に堆積するかまたは支持領域に堆積するかにかかわらず、堆積領域は、最終的な３Ｄオブジェクト１０１の表面特性、例えば、ジオメトリ、細部、特性、および／または色に悪影響を及ぼさないように、事前に定義され得る。

【0054】

図５は、本発明のいくつかの実施形態による、例示的な方法２００を示すフローチャートである。方法ステップは、方法２００を実施するように任意選択で構成され得る、上記の３Ｄ印刷システム１００に関して実行され得る。方法２００は、少なくとも部分的に、例えば、計測モジュール内の少なくとも１つのコンピュータプロセッサによって実施され得る。特定の実施形態は、それとともに具現化され、方法２００の関連するステップを実行するように構成された、コンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品を含む。特定の実施形態は、３Ｄ印刷システム１００、例えば、コントローラ１０２および／またはそれと通信する外部モジュールに方法２００を実装することを含む。方法２００は、それらの順序に関係なく、以下のステップを含み得る。

【0055】

３Ｄ印刷の方法２００は、複数の印刷ヘッドによって層ごとにモデリング材料を堆積して、バルクおよび表面層を有する３Ｄオブジェクトを形成する（ステップ２１０）ことを含み、少なくとも表面層は、構築される３Ｄオブジェクトの所与のＣＡＤモデルにしたがって堆積され（ステップ２１２）、そして、オブジェクトのバルクを形成するためにモデリング材料の堆積中に印刷ヘッド間を切り替えて、印刷ジョブ中に指定された期間内に少なくとも１回、各印刷ヘッドを動作する（ステップ２２０）ことを含む。

【0056】

特定の実施形態では、所与のＣＡＤモデルは、バルクの少なくとも一部にさらに関係し得て、そして方法２００は、オブジェクトのバルクの形成中に、所与のＣＡＤモデルによって指定された特定の印刷ヘッドを介した１つまたは複数の構築材料の堆積を、他の印刷ヘッドを介した構築材料の堆積と置き換えて、指定された期間内に少なくとも１回、各印刷ヘッドの動作を達成する（ステップ２３０）ことをさらに含み得て、および／または、指定された期間内に少なくとも１回、各印刷ヘッドを動作する（ステップ２３２）ことをさらに含み得る。例えば、特定の実施形態では、方法２００は、黒または白のモデリング材料を適用する印刷ヘッドを、着色モデリング材料を適用する印刷ヘッドと置き換えて（ステップ２３４）、指定された期間内に少なくとも１回、各印刷ヘッドの動作を達成することを含み得て、および／または、指定された期間内に少なくとも１回、着色モデリング材料印刷ヘッドの各々を動作する（ステップ２３６）ことを含み得る。方法２００は、異なるモデリング材料を堆積する印刷ヘッド間を切り替えて（例えば、少なくとも１つの第１のモデリング材料を堆積する少なくとも１つの第１の印刷ヘッドを、少なくとも第２の同じまたは異なるモデリング材料を堆積する少なくとも第２の異なる印刷ヘッドと切り替えて）、指定された期間内に各ヘッドの反復動作を確実にする（ステップ２３８）ことを含み得る。モデリング材料は、化学組成、色、機械的特性などの特徴や特性が異なる場合があり、複数の印刷ヘッドが同じ構築材料を堆積するように構成されている場合、これらのヘッドも、指定された期間内に切り替えられて、印刷ヘッドの各々が確実にアクティブ化される。さまざまな実施形態において、指定された期間は、５分未満、１分未満、および３０秒未満のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、すべての印刷ヘッドは、トレイ上の印刷ブロックのスキャン（またはパス）中に構築材料を堆積するために少なくとも１回アクティブ化される。他のいくつかの実施形態では、すべての印刷ヘッドは、同じ層に構築材料を堆積させるために少なくとも１回アクティブ化される。いくつかの実施形態では、印刷ヘッドは、構築材料を堆積させるそのすべてのノズルを有することによってアクティブ化される。いくつかの他の実施形態では、例えば、選択された印刷ヘッドが複数のノズルアレイ（例えば、複数チャネルの印刷ヘッド）を有する場合、印刷ヘッドは、構築材料を堆積させる少なくとも１つのノズルアレイを有することによってアクティブ化される。

【0057】

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／または部分図を参照して上で説明されている。フローチャート図および／または部分図の各部分、およびフローチャート図および／または部分図の部分の組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実装できることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供され得て、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行される命令がフローチャートおよび／または部分図またはその一部で指定された機能／行為を実施するための手段を作成する機械を生成する。

【0058】

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に格納され得て、その結果、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャートおよび／または部分図またはその一部で指定された機能／行為を実装する命令を含む製品を生成する。

【0059】

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスにロードされ得て、コンピュータ、他のプログラム可能な装置または他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成し、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャートおよび／または部分図またはその一部で指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供する。

【0060】

前述のフローチャートおよび図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたは部分図の各部分は、指定された論理関数を実装するための１つまたは複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表し得る。いくつかの代替の実装では、その部分に示されている機能が、図に示されている順序から外れて発生し得ることにも注意する必要がある。例えば、連続して示される２つの部分は、実際には、実質的に同時に実行され得るか、または関連する機能に応じて、部分は時々逆の順序で実行され得る。部分図および／またはフローチャート図の各部分、および部分図および／またはフローチャート図の部分の組み合わせは、特定の機能または動作を実行する特別な目的のハードウェアベースのシステム、または、特別な目的のハードウェアとコンピュータの命令の組み合わせによって実装できることにも留意されたい。

【0061】

上記の説明において、一実施形態は、本発明の例または実施形態である。「一実施形態」、「実施形態」、「特定の実施形態」または「いくつかの実施形態」のさまざまな外観は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らない。本発明のさまざまな特徴が単一の実施形態の文脈で説明され得るが、特徴はまた、別個にまたは任意の適切な組み合わせで提供され得る。逆に、本発明は、明確にするために別個の実施形態の文脈で本明細書に記載され得るが、本発明はまた、単一の実施形態で実施され得る。本発明の特定の実施形態は、上記に開示された異なる実施形態からの特徴を含み得て、特定の実施形態は、上記に開示された他の実施形態からの要素を組み込み得る。特定の実施形態の文脈における本発明の要素の開示は、特定の実施形態のみにおけるそれらの使用を制限するものと解釈されるべきではない。さらに、本発明は、さまざまな方法で実行または実施することができ、本発明は、上記の説明で概説したもの以外の特定の実施形態で実施できることを理解されたい。

【0062】

本発明は、それらの図または対応する説明に限定されない。例えば、フローは、図に示されている各ボックスまたは状態を通過する必要はなく、図に示され、説明されているのとまったく同じ順序で移動する必要もない。本明細書で使用される技術的および科学的用語の意味は、別段の定義がない限り、本発明が属する当業者によるものとして一般に理解されるべきである。本発明は限られた数の実施形態に関して説明されてきたが、これらは本発明の範囲の制限としてではなく、いくつかの好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。他の可能な変形、修正、および適用もまた、本発明の範囲内である。したがって、本発明の範囲は、これまでに説明されたものによって制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的同等物によって制限されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】