JP6757689B2 - 溶解可能な紙を使用する電子写真３ｄ印刷 - Google Patents

Description

本明細書におけるシステムおよび方法は、一般的に、静電印刷プロセスを使用する三次元（３Ｄ）印刷プロセスに関する。

三次元印刷は、例えば、インクジェットまたは静電プリンタを使用してオブジェクトを生産し得る。１つの例示的な三段階のプロセスにおいて、粉末材料が薄層に印刷され、ＵＶ硬化性液体が粉末材料上に印刷され、最終的に各層がＵＶ光源を使用して硬化される。これらの段階は層ごとに繰り返される。支持材料は、一般的に、酸可溶性、塩基可溶性、または、水可溶性のポリマーを備え、それらは３Ｄ印刷完了後に構築材料から選択的に洗い流され得る。

静電（電子写真）プロセスは、二次元デジタル画像を生成する既知の手段であり、材料を中間表面（光受容体ベルトまたはドラム）上へ転写する。電子写真画像が転写される手法における進歩は、印刷システムの速度、効率性、および、デジタル性を利用し得る。

例示的な三次元（３Ｄ）プリンタは、他のコンポーネントの中に、中間転写ベルト（ＩＴＢ）、第１の材料をＩＴＢへ静電的に転写するよう配置される第１の光受容体、および、第２の材料を第１の材料がＩＴＢ上に置かれているＩＴＢの位置へ静電的に転写するよう配置される第２の光受容体を含む。第２の材料は、第１の材料を溶かす溶媒とは異なる溶媒に溶解する。

さらに、圧盤がＩＴＢと相対的に移動し、シート供給器が媒体のシートを圧盤へ供給するよう配置される。圧盤はＩＴＢの方へ移動し、圧盤上に配置される媒体のシートをＩＴＢと繰り返し接触させる。ＩＴＢは、第１の材料および第２の材料の層をシートへ、圧盤がシートをＩＴＢと接触させるたびに静電的に転写し、第１の材料および第２の材料の層をシート上に連続的に形成する。第１の材料および第２の材料の層は、ＩＴＢの別々の領域にあり、パターンになっている。

さらに、加熱器が圧盤に隣接している。圧盤は、ＩＴＢが層の各々をシートへ転写する各時間の後に加熱器へ移動して、層の各々を独立的に加熱し、各層をシートおよび任意の事前に転写された層と圧盤上で連続的に結合する。加えて、すすぎステーションが、圧盤から、その上に転写された層を有するシートを受けるよう配置される。すすぎステーションは、液体を塗布してシートを溶かし、層の自立スタックを残す。液体はシートを溶かすのみであり、第１の材料にも第２の材料にも影響を及ぼさない。すすぎステーションは、メッシュベルトおよびメッシュベルトを介して液体を噴霧するよう配置されるジェットを備える。

したがって、プラットホームは、すすぎステーションから、自立スタックを受けて、層の自立スタックの３Ｄ構造を連続的に形成するよう配置される。さらに、接着ステーションが、光および／または熱を３Ｄ構造に当てて、自立スタック同士をプラットホーム上で接着するよう配置される。より具体的には、接着ステーションは、すすぎステーションが自立スタックの各々をプラットホームへ転写する各時間の後に光および／または熱を当てて、各自立スタックを３Ｄ構造の自立スタックのうちの任意の事前に転写されたものとプラットホーム上で独立的に接着する。

さらに、構造は、３Ｄ構造をプラットホームから受けるよう配置される支持材料除去ステーションを含み得る。支持材料除去ステーションは、第２の材料を第１の材料に影響を及ぼさずに溶かす溶媒を塗布して、第１の材料のみで作製された３Ｄ構造を残す。

方法の項に提示される、本明細書における様々な例示的な方法は、第１の材料をＩＴＢへ自動的に静電的に転写し、さらに、第２の材料を第１の材料がＩＴＢ上に置かれているＩＴＢの位置へ自動的に静電的に転写する。ここでも、第２の材料は、第１の材料を溶かす溶媒とは異なる溶媒に溶解する。

さらに、そのような方法は、媒体の紙を圧盤へシート供給器を使用して自動的に供給する。さらに、これらの方法は、圧盤をＩＴＢの方へ自動的に移動させて、圧盤上に配置される媒体のシートをＩＴＢと接触させ、第１の材料および第２の材料の層をシートへ静電的に転写する。第１の材料および第２の材料の層は、ＩＴＢの別々の領域上にあり、パターンになっている。その後、方法は、圧盤を加熱器へ自動的に移動させて、層をシートと結合する。そのような方法は、圧盤をＩＴＢの方へ移動するプロセスを自動的に繰り返して、シートをＩＴＢと繰り返し接触させ、第１の材料および第２の材料の層をシート上に連続的に形成する。ＩＴＢが層の各々をシートへ転写する各時間の後に、これらの方法は、圧盤を加熱器へ移動させるプロセスを自動的に繰り返して、層の各々を独立的に加熱し、各層をシートおよび層のうちの任意の事前に転写された層と圧盤上で連続的に結合する。

後の処理において、これらの方法は、その上に層を有するシートを、すすぎステーションへ自動的に供給し、すすぎステーションを使用して、液体を自動的に塗布してシートを溶かし、層の自立スタックを残す。液体はシートを溶かすのみであり、第１の材料にも第２の材料にも影響を及ぼさない。例えば、すすぎステーションは、メッシュベルトおよびメッシュベルトを介して液体を噴霧するよう配置されるジェットを備える。

その後、これらの方法は、自立スタックをプラットホームへ自動的に供給して、層の自立スタックの３Ｄ構造を連続的に形成する。続いて、これらの方法は、光および／または熱を３Ｄ構造へ自動的に当てて、自立スタック同士をプラットホーム上で接着ステーションを使用して接着する。より具体的には、接着プロセスは、すすぎステーションが自立スタックの各々をプラットホームへ転写する各時間の後に光および／または熱を当て、各自立スタックを３Ｄ構造の自立スタックのうちの任意の事前に転写されたものとプラットホーム上で独立的に接着する。

さらに、これらの方法は、３Ｄ構造を支持材料除去ステーションへ自動的に供給することができ、第２の材料を第１の材料に影響を及ぼさずに溶かす溶媒を塗布し、第１の材料のみで作製された３Ｄ構造を支持材料除去ステーションに残し得る。

これらの特徴および他の特徴は、以下の詳細な説明に記載され、または、詳細な説明から明らかになる。

様々な例示的なシステムおよび方法が、添付の図と関連して以下に詳細に記載される。

図１は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図２は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図３は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図４は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図５は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図６は、本明細書におけるデバイスを図示する拡張的な概略図である。 図７は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図８は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図９は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１０は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１１は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１２は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１３は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１４は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１５は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１６は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１７は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１８は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図１９は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図２０は、本明細書における様々な方法のフロー図である。 図２１は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図２２は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。 図２３は、本明細書におけるデバイスを部分的に図示する概略断面図である。

上述されたように、静電印刷プロセスは、二次元（２Ｄ）デジタル画像を生成する既知の手段であり、本明細書における方法およびデバイスは、（３Ｄ印刷用の）３Ｄ製品を生産するために、そのような処理を使用する。しかしながら、静電プロセス（特に、ＩＴＢを使用するプロセス）を使用して３Ｄ印刷を行う際、熱管理が課題となる。これは、材料をＩＴＢから圧盤へ転写するために使用される高温が原因であり、ＩＴＢは現像デバイスへ戻る前に冷される。加えて、静電プロセスを使用する３Ｄ印刷では、印刷材料の機械的完全性は、非常に薄い場合に損なわれ、転写プロセスは、材料を損傷する剥奪力を与え得る。

このような問題に対処するために、本明細書におけるデバイスおよび方法は、構築および支持材料の現像層をＩＴＢから溶解可能な媒体（例えば、水可溶性の「スタビライザ」紙などの「ベース構造」）へ繰り返し静電的に転写し、一連のポリマーの層を溶解可能な媒体上に形成する。多くの層が転写されて溶解可能な媒体上に融合した後、液体が塗布されて溶解可能な媒体を溶かし、いくつかの構築／支持層の自立スタックを残す。そのような自立スタック同士が融合して、支持材料を除去する溶媒塗布により最終的に出力される大きなスタックを作製し、構築材料の３Ｄ製品のみが残る。このように、３Ｄ構造は構築材料のみを備えて作製される。

示されるように、例えば、図１において、本明細書における例示的な三次元（３Ｄ）プリンタは、他のコンポーネントの中に、ローラ１１２上に支持される中間転写ベルト１１０（ＩＴＢ）、第１の印刷コンポーネント１１６、第２の印刷コンポーネント１１４、および、ＩＴＢ１１０と隣接する（表面またはベルトであり得る）圧盤１１８を含む。さらに、シート供給器１２６が、媒体のシート１０８を保持する。さらに、そのような構造は、圧盤１１８と隣接して配置される加熱器１２０、および、すすぎステーション１４０、１４２を含む。すすぎステーション１４２は、メッシュベルト１４０およびジェット１４２を含む。さらに、プラットホーム１４６が含まれ、接着ステーションは、光源１２４を使用して光（例えば、ＵＶ光）を、および／または、加熱器１２２を使用して熱を、当てるよう配置される。さらに、構造は、支持材料除去ステーション１４８を含み得る。

図１に示されるように、第１の印刷コンポーネント１１６（例えば、光受容体であり得る）は、（ベルトと転写される材料との間の電荷差を用いて）第１の材料１０４（例えば、（潜在的に乾燥した）粉状のポリマーワックス材料（例えば、電荷３Ｄトナー）などの構築材料）をＩＴＢ１１０へ静電的に転写するよう配置され、第２の印刷コンポーネント１１４（例えば、これも光受容体であり得る）は、第２の材料１０５（例えば、ここでも粉状のポリマーワックス材料（例えば、電荷３Ｄトナー）などの支持材料）を、第１の材料１０４がＩＴＢ１１０上に置かれているＩＴＢ１１０の位置へ、静電的に転写するよう配置される。

支持材料１０５は、構築材料１０４に影響を及ぼさない溶媒に溶解し、印刷された３Ｄ構造は、印刷プロセスにおいて使用される支持材料１０５から分離され得る。図において、構築材料１０４と支持材料１０５との組み合わせが要素１０２として示され、現像層と称される。構築材料１０４および支持材料１０５の現像層１０２は、ＩＴＢ１１０の別々の領域上にあり、当該の層（および、関連する支持要素）における３Ｄ構造のコンポーネントに対応するパターンになっており、３Ｄ構造は、現像層１０２により構築されている現像層１０２である。

図１に示されるように、シート供給器１２６は、媒体のシート１０８を圧盤１１８へ、既知のグラバー、ローラ、ニップ、ベルトなど（全てが一般的に項目１２６により図示される）を使用して供給するよう配置され、供給を行う。この例において、圧盤１１８は、さらにシート１０８を移動させる真空ベルトであり、シート１０８は後続の処理中に保持される。

図２において縦の矢印により示されるように、圧盤１１８は、（モータ、ギア、滑車、ケーブル、ガイドなど（全てが一般的に項目１１８により図示される）を使用して）ＩＴＢ１１０の方へ移動し、圧盤１１８上に配置される媒体のシート１０８をＩＴＢ１１０と接触させる。ＩＴＢ１１０は、構築材料１０４および支持材料１０５の現像層１０２のうちの１つをシート１０８へ、圧盤１１８がシート１０８をＩＴＢ１１０と接触させるたびに静電的に転写し、構築材料１０４および支持材料１０５の現像層１０２をシート１０８上に連続的に形成する。

そのような構築および支持材料は、パターンでＩＴＢ上に各々の別個の現像デバイス１１４、１１６により印刷されて、現像層１０２において統合され、所定の長さを有する特定のパターンを表す。したがって、現像層１０２の各々は、ＩＴＢ１１０が移動している処理方向（ＩＴＢ１１０の隣の矢印により表される）へ向いた前端１３４、および、前端１３４とは逆の後端１３６を有する。

より具体的には、図２に示されるように、トランスヒューズニップ１３０で、トランスヒューズニップ１３０内の現像層１０２の前端１３４が、圧盤１１８の対応する位置へ転写され始める。したがって、図２において、圧盤１１８が移動して、ＩＴＢ１１０上の現像層１０２と、現像層１０２の前端１３４がトランスヒューズニップ１３０のローラの最も低い位置にある位置で接触する。したがって、この例において、現像層１０２の後端１３６はトランスヒューズニップ１３０に到達しておらず、したがって、まだ圧盤１１８へ転写されていない。

図３に示されるように、圧盤１１８は、圧盤真空ベルトを移動または回転させることにより、ＩＴＢ１１０と同期して移動して（ＩＴＢ１１０と同じ速度および同じ方向で移動して）、現像層１０２を圧盤１１８へ汚さず滑らかに転写する。図３において、現像層１０２の後端１３６は、トランスヒューズニップ１３０に到達しておらず、したがって、圧盤１１８または部分的に形成された部分１０６へ転写されていない部分に過ぎない。その後、ＩＴＢ１１０が処理方向に移動するにつれて、圧盤１１８は、ＩＴＢ１１０と同じ速度および同じ方向で、現像層１０２の後端１３６が、図４に示されるように、圧盤１１８がＩＴＢ１１０から離れて加熱器１２０の上部へ移動する地点であるトランスヒューズニップ１３０のローラの下部に到達するまで移動する（加熱器１２０は、非接触（例えば、赤外線（ＩＲ）ヒータ、または、定着ローラなどの加圧ヒータ）であり得る）。

図５に示されるように、加熱器１２０が加圧ローラである場合、圧盤１１８はローラが回転するにつれて同期的に移動し、現像層１０２をシート１０８と融合するよう加熱および加圧する。圧盤１１８およびＩＴＢ１１０（および、加熱器ローラ１２０）の同期的な動きは、現像デバイス１１６、１１４により印刷される支持および構築材料（１０２）のパターンをＩＴＢ１１０から圧盤１１８へ、歪曲または汚れることなく正確に転写する。

圧盤１１８は、ＩＴＢ１１０が現像層１０２の各々をシート１０８へ転写する各時間の後に加熱器１２０および接着加熱器／ＵＶ光１２２／１２４へ移動して、現像層１０２の各々を独立的に加熱し、各現像層１０２をシート１０８およびシート１０８上に事前に転写された現像層１０２と連続的に結合してもよい。他の代替物において、圧盤１１８は、特定の数（例えば、２、３、４個など）の現像層１０２がシート１０８上に置かれた後に加熱器１２０および接着加熱器／ＵＶ光１２２／１２４へ移動するのみで、複数の現像層１０２がシート１０８と、および、現像層同士で同期的に融合してもよい。

したがって、図６に示されるように、図２〜図５における処理が繰り返されて、複数の現像層１０２をシート１０８と（および、現像層同士で）融合する。図６は、どのように現像層１０２が構築材料１０４の一部および支持材料１０５の一部を包含してもよいか、および、どのように最下の現像層１０２がシート１０８と結合されるか、および、どのように連続する各現像層１０２が、下部にある（例えば、層１０２とシート１０８との間にある）直前の隣接する現像層１０２と接触および結合され、現像層１０２のスタック１０６を単一のシート１０８上に形成するか、を示す拡張図である。

上述されたように、現像層１０２内の構築材料１０４および支持材料１０５の粒子（特定数１０２を使用して図６において粒子として示される（縮尺比で描かれていない））は荷電粒子であり、図６は、これらの項目を負の荷電粒子を有する（または、正の電荷を有し得る）粒子として示す。当業者により理解されるように、印刷コンポーネント１１４、１１６は、そのような粒子をＩＴＢ１１０へ静電的に転写させるために、電荷を粒子１０２へ提供する。電荷生成器１５０は、反対電荷１５２（この場合、正の電荷）を圧盤１１８の反対側に発生させるよう使用されることができ、この反対電荷１５２は、荷電粒子１０２をＩＴＢ１１０からスタック１０６の上部へ引き付ける。

図７に示されるように、現像層１０２のスタック１０６が大きくなるにつれて、追加的な現像層１０２がスタック１０６の上部に形成され、図８に示されるように、そのような追加的な現像層１０２は加熱器１２０により加熱され、全ての現像層１０２をスタック１０６内で融合させる。

しかしながら、図６に示されるように、ある地点で、スタック１０６の高さにより、荷電（構築および支持）粒子１０２間の距離が、荷電粒子１０２を引き付ける反対電荷１５２の能力を超えてしまう（この高さは、様々な電荷の強さにより変化する）。図９に示されるように、スタック１０６の高さがこの地点に到達すると（または、到達する前に）、処理はシート１０８およびスタック１０６を、すすぎステーション１４２へ転写する。

より具体的には、すすぎステーション１４２は、圧盤１１８から、その上に転写された現像層１０２を有するシート１０８を受けるよう配置される。図１０に示されるように、すすぎステーション１４２は、液体１４４を塗布してシート１０８を溶かし、現像層１０２の自立スタック１０６を残す（図１１に示される）。すすぎステーション１４２は、メッシュベルト１４０およびメッシュベルト１４０を介して液体１４４を噴霧するよう配置されるジェット１４２を備える。液体１４４はシート１０８を溶かすのみであり、構築材料１０４にも支持材料１０５にも影響を及ぼさない。

１つの例において、シート１０８は水可溶性であり得るため、図１０において使用される液体１４４は水であり得る。しかしながら、シート１０８は、構築材料１０４にも支持材料１０５にも影響を及ぼさない溶媒に溶解可能な任意の材料で形成され得る。例えば、シート１０８は、プラスチック、ポリマー、ゴム、布、紙など、任意の形態で形成され得る。したがって、本明細書に記載されるデバイスおよび方法は、これらの材料が他の材料に影響を及ぼさない異なる溶媒に選択的に溶解可能である限り、シート１０８、構築材料１０４、および、支持材料１０５に対する任意の材料で機能する。

図１２に示されるように、プラットホーム１４６は、すすぎステーション１４２から、自立スタック１０６を受けるよう配置される。さらに、接着ステーション１２２、１２４は、光および／または熱を３Ｄ構造へ当てて、自立スタック１０６における現像層１０２同士をプラットホーム１４６上で接着するよう構成される。加熱器、光、および、接着ステーションの他のコンポーネント１２２、１２４の選択的な使用は、現像層１０２の化学的な性質に依存して異なるであろう。

１つの例において、構築材料１０４は、ＵＶ硬化性トナーを含み得る。接着ステーション１２２、１２４は、そのような材料を、ガラス転移温度と融解温度との間の温度まで加熱することにより接着させ、その後、ＵＶ光を当ててポリマーを材料内で交差結合し、それにより、剛構造を作製する。当業者は、他の構築および支持材料が他の接着処理および接着コンポーネントを利用することができ、前述されたものは１つの限定された例に過ぎず、本明細書におけるデバイスおよび方法は、現段階で既知であるか今後に開発されるかに関わらず、そのような接着方法およびコンポーネントの全てに適用可能であることを、理解するであろう。

したがって、接着ステーション１２２、１２４は、すすぎステーション１４２が自立スタック１０６の各々をプラットホーム１４６へ転写する各時間の後に光および／または熱を当てて、図１３に示されるように、自立スタック１０６の各々における現像層１０２同士を、および、３Ｄ構造の任意の事前に転写された自立スタック１０６と、プラットホーム１４６上で独立的に接着させ、自立スタック１０６の３Ｄ構造を連続的に形成する。加えて、図１３は、自立スタック１０６の蓄積の中で支持材料１０５および構築材料１０４の部分を示すオーバーレイを図示する。それらは視認可能であっても不可能であってもよく、そのような構築および支持材料が配置されてよい１つの例示的な手法を示すために図示されるに過ぎない。

自立スタック１０６の３Ｄ構造は、外部の溶剤槽を使用して支持材料１０５を手動で除去できるよう出力されてよく、または、処理は図１４〜図１６に示されるように進み得る。より具体的には、図１４において、支持材料除去ステーション１４８は、目下の接着された自立スタック１０６の３Ｄ構造をプラットホーム１４６から受けるよう配置される。支持材料除去ステーション１４８は、支持材料１０５を構築材料１０４に影響を及ぼさずに溶かす溶媒１５６を塗布する。ここでも、上述されたように、利用される溶媒は、構築材料１０４および支持材料１０５の化学的性質に依存する。図１５は、支持材料１０５の半分ほどが残り、構築材料１０４の一部分が支持材料１０５の残っているスタックから突き出ている処理を図示する。図１６は、支持材料除去ステーション１４８が全ての支持材料１０５を溶かすのに十分な溶媒１５６を塗布した後の処理を図示し、構築材料１０４のみが残っており、構築材料１０４のみで作製された完成した３Ｄ構造を残す。

図１７および図１８は、図２に示されるトランスヒューズニップ１３０の代わりに、平面トランスヒューズステーション１３８を含む、本明細書における代替的な３Ｄ静電印刷構造を図示する。図１７に示されるように、平面トランスヒューズステーション１３８は、ローラ１１２の間にあり圧盤１１８と平行であるＩＴＢ１１０の平面部分である。図１８に示されるように、この構造で、圧盤１１８が平面トランスヒューズステーション１３８と接触するよう移動する際、現像層１０２の全ては、圧盤１１８または部分的に形成されたスタック１０６へ同時に転写され、図２および図３に示される回転トランスヒューズプロセスを回避する。

同様に、図１９に示されるように、ドラム１７８が、本明細書に記載されるように動作する全ての他のコンポーネントを伴って、ＩＴＢ１１０の代わりに使用され得る。したがって、ドラム１７８は、上述されたように、材料を現像ステーション１１４、１１６から受ける中間転写表面であってよく、または、光受容体であってよく、電荷の潜像を保持して材料を現像デバイス２５４から受けることにより、以下に記載される光受容体２５６が動作するにつれて動作し得る。

図２０は、本明細書における例示的な方法を図示するフローチャートである。項目１７０において、本明細書における様々な例示的な方法は、第１および第２の材料をＩＴＢへ自動的に静電的に転写する。項目１７０において、第２の材料は、第１の材料上で（例えば、第１の材料がＩＴＢ上に既に置かれているＩＴＢの位置へ）転写される。ここでも、第２の材料は、第１の材料を溶かす溶媒とは異なる溶媒に溶解する。

項目１７２において、さらに、そのような方法は、媒体のシートを圧盤へシート供給器を使用して自動的に供給する。さらに、項目１７４において、これらの方法は、圧盤をＩＴＢの方へ自動的に移動させ、圧盤上に置かれている媒体のシートをＩＴＢと接触させ、第１の材料および第２の材料の層をシートへ静電的に転写する。第１の材料および第２の材料の層は、ＩＴＢの別々の領域上にあり、パターンになっている。

この後、項目１７６において、方法は圧盤を加熱器へ自動的に移動させ、層をシートと結合させる。項目１７６から項目１７４への矢印により示されるように、そのような方法は、圧盤をＩＴＢの方へ移動させるプロセスを自動的に繰り返して、シートをＩＴＢと繰り返し接触させ、第１の材料および第２の材料の層をシート上に連続的に形成する。ＩＴＢが層の各々をシートへ転写する各時間の後に、これらの方法は、圧盤を加熱器へ移動させるプロセスを自動的に繰り返して、層の各々を独立的に加熱し、各層をシートまたは圧盤上の層のうちの任意の事前に転写された層へ連続的に結合する。

項目１７８において、これらの方法は、その上に層を有するシートを、すすぎステーションへ自動的に供給して、液体を自動的に塗布してシートを溶かし、すすぎステーションを使用して層の自立スタックを残す。液体はシートを溶かすのみであり、第１の材料にも第２の材料にも影響を及ぼさない。例えば、すすぎステーションは、メッシュベルトおよびメッシュベルトを介して液体を噴霧するよう配置されるジェットを備える。

その後、項目１８０において、これらの方法は、自立スタックをプラットホームへ自動的に供給して、層の自立スタックの３Ｄ構造を連続的に形成する。項目１８２において、これらの方法は、光および／または熱を３Ｄ構造へ自動的に当てて、自立スタック同士をプラットホーム上で接着ステーションを使用して接着する。より具体的には、項目１８２における接着プロセスは、すすぎステーションが自立スタックの各々をプラットホームへ転写する各時間の後に光および／または熱を当てて、各自立スタックを、３Ｄ構造の自立スタックのうちの任意の事前に転写されたものとプラットホーム上で独立的に接着する。

さらに、項目１８４において、これらの方法は、３Ｄ構造を支持材料除去ステーションへ自動的に供給してもよく、第２の材料を第１の材料に影響を及ぼさずに溶かす溶媒を塗布して、第２の材料のみで作製された３Ｄ構造を支持材料除去ステーションに残し得る。

図２１は、本明細書における３Ｄ印刷デバイス２０４の多くのコンポーネントを図示する。３Ｄ印刷デバイス２０４は、コントローラ／有形プロセッサ２２４、および、有形プロセッサ２２４および印刷デバイス２０４の外部のコンピュータ化されたネットワークと動作可能に接続される通信ポート（入力／出力）２１４を含む。さらに、印刷デバイス２０４は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）アセンブリ２１２など、少なくとも１つのアクセサリ機能コンポーネントを含み得る。ユーザは、グラフィカルユーザインタフェースまたはコントロールパネル２１２から、メッセージ、命令、および、メニューオプションを受信してもよく、グラフィカルユーザインタフェースまたはコントロールパネル２１２を介して命令を入力してもよい。

入力／出力デバイス２１４は、３Ｄ印刷デバイス２０４との間の通信のために使用され、（現段階で既知であるか今後に開発されるかに関わらず、任意の形態の）有線デバイスまたは無線デバイスを備える。有形プロセッサ２２４は、印刷デバイス２０４の様々な動作を制御する。持続性の有形コンピュータ保存媒体デバイス２１０（光、磁気、コンデンサベースなどであってよく、一時的な信号とは異なる）は、有形プロセッサ２２４により読込可能であり、コンピュータ化されたデバイスが本明細書に記載されるような様々な機能を行えるよう有形プロセッサ２２４が実行する命令を保存する。したがって、図２１に示されるように、筐体は、交流電流（ＡＣ）源２２０から電力供給２１８により供給される電力で動作する１つ以上の機能コンポーネントを有する。電力供給２１８は、共通の電力変換ユニット、電力記憶素子（例えば、電池など）などを備え得る。

３Ｄ印刷デバイス２０４は、上述されたように、構築および支持材料の連続的な層を圧盤上に沈着させる少なくとも１つのマーキングデバイス（印刷エンジン）２４０を含み、専用の画像プロセッサ２２４と動作可能に接続される（画像データの処理専用のため、汎用コンピュータとは異なる）。さらに、印刷デバイス２０４は、さらに外部の電源２２０から（電力供給２１８を介して）供給される電力で動作する少なくとも１つのアクセサリ機能コンポーネント（スキャナ２３２など）を含み得る。

１つ以上の印刷エンジン２４０は、現段階で既知であるか今後に開発されるかに関わらず、構築および支持材料（トナーなど）を適用する任意のマーキングデバイスを図示するよう意図され、例えば、（図２２に示されるように）中間転写ベルト１１０を使用するデバイスを含み得る。

したがって、図２２に示されるように、図１１に示される印刷エンジン２４０の各々は、１つ以上の潜在的に異なる（例えば、異なる色、異なる材料など）構築材料現像ステーション１１６、１つ以上の潜在的に異なる（例えば、異なる色、異なる材料など）支持材料現像ステーション１１４などを利用し得る。現像ステーション１１４、１１６は、現段階で既知であるか今後に開発されるかに関わらず、個々の静電マーキングステーション、個々のインクジェットステーション、個々の乾燥インクステーションなど、任意の形態の現像ステーションであり得る。現像ステーション１１４、１１６の各々は、材料のパターンを中間転写ベルト１１０の同じ位置へ（中間転写ベルト１１０の状態とは潜在的に無関係に）順番に一度のベルト回転中に転写し、それにより、完全な完成した画像が中間転写ベルト１１０へ転写される前に中間転写ベルト１１０が通過しなければならない数が削減される。

１つの例示的な個々の静電現像ステーション１１４、１１６が図２３に示され、中間転写ベルト１１０と隣接して（または、潜在的に接触して）配置される。個々の静電現像ステーション１１４、１１６の各々は、均一の電荷を内部の光受容体２５６上に生成する独自の充電ステーション２５８、均一の電荷をパターン化された電荷内へ光受容器体上にパターン化する内部の露光デバイス２６０、および、構築または支持材料を光受容体２５６へ転写する内部の現像デバイス２５４を含む。その後、構築または支持材料のパターンは、光受容体２５６から中間転写ベルト１１０へ転写され、最終的に、中間転写ベルトからシート１０８へ転写される。図２３が回転ベルト（１１０）と隣接または接触する５個の現像ステーションを図示する一方で、当業者により理解されるように、そのようなデバイスは、任意の数のマーキングステーション（例えば、２、３、５、８、１１個など）を使用し得る。

一部の例示的な構造が添付の図に図示される一方で、当業者は、図は簡略化された概略図であり、以下に提示される請求項は、図示されないが、そのようなデバイスおよびシステムで一般的に利用される、より多くの特徴（または、潜在的に、より少ない特徴）を包含することを、理解するであろう。したがって、出願者は、以下に提示される請求項が添付の図により限定されることを意図しておらず、添付の図は、単に、請求される特徴が実装され得る数個の手法を図示するために提供されている。

米国特許第８，４８８，９９４号に示されるように、電子写真術を使用して３Ｄ部分を印刷する追加的な製造システムが知られている。システムは、表面を有する光伝導体コンポーネントおよび現像ステーションを含み、現像ステーションは、材料の現像層を光伝導体コンポーネントの表面上に転写するよう構成される。さらに、システムは、現像層を回転可能な光伝導体コンポーネントの表面から受けるよう構成される転写媒体、および、現像層を転写コンポーネントから層ごとに受けて、受信した層の少なくとも一部分から３Ｄ部分を印刷するよう構成される圧盤を含む。

ＵＶ硬化性トナーに関して、米国特許第７，２５０，２３８号に開示されるように、印刷プロセスにおいてＵＶ硬化性トナー組成物を利用する方法であるように、ＵＶ硬化性トナー組成物を提供することが知られている。米国特許第７，２５０，２３８号は、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍを有するＵＶ光などのＵＶ放射物への露光により硬化され得る実施形態におけるトナーの生成を許容する様々なトナーエマルジョン凝集プロセスを開示している。米国特許第７，２５０，２３８号において、生成されたトナー組成物は、温度感知パッケージングおよびホイルシールの生産など、様々な印刷用途に利用され得る。米国特許第７，２５０，２３８号において、実施形態は、選択的な染料、選択的なワックス、スチレンから生成されるポリマー、および、アクリル酸ブチル、アクリル酸カルボキシエチル、および、ＵＶ光硬化性アクリル酸オリゴマーから成る群から選択されるアクリレートを備えるＵＶ硬化性トナー組成物に関する。追加的に、これらの態様は、顔料などの染料、選択的なワックス、および、ＵＶ硬化性の脂環式エポキシドから生成されるポリマーを備えるトナー組成物に関する。

さらに、米国特許第７，２５０，２３８号は、ＵＶ硬化性トナー組成物を形成する方法を開示し、以下を備える：スチレン、アクリル酸ブチル、アクリル酸カルボキシメチル、および、ＵＶ硬化性アクリレートから形成されるポリマーを包含するラテックスを染料およびワックスと混合すること；この混合物に凝集剤を加えて、選択的に凝集を誘発して第２の混合物に拡散されるトナー前駆体粒子を形成すること；トナー前駆体粒子をポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）と等しい温度、または、それより高い温度まで加熱して、トナー粒子を形成すること；選択的にトナー粒子を洗浄すること；および、選択的にトナー粒子を乾燥させること。さらなる態様は、この方法により生産されるトナー粒子に関する。

一部の例示的な構造が添付の図に図示される一方で、当業者は、図が簡略化された概略図であり、以下に提示される請求項は、図示されないが、そのようなデバイスおよびシステムで一般的に利用される、より多くの特徴（または、潜在的に、より少ない特徴）を包含することを、理解するであろう。したがって、出願者は、以下に提示される請求項が添付の図により限定される意図はなく、添付の図は、単に、請求される特徴が実装され得る数個の手法を図示するために提供されている。

多くのコンピュータ化されたデバイスが上述されている。チップベースの中央処理装置（ＣＰＵ）、入力／出力デバイス（グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、メモリ、比較器、有形プロセッサなどを含む）を含むコンピュータ化されたデバイスが知られており、それらは米国テキサス州ラウンドロックのデルコンピュータおよび米国カリフォルニア州クパチーノのアップルコンピュータ社などの製造業者により生産される容易に入手可能なデバイスである。そのようなコンピュータ化されたデバイスは、入力／出力デバイス、電力供給、有形プロセッサ、電子保存メモリ、配線などを一般的に含むが、その詳細は、本明細書に記載されるシステムおよび方法の顕著な態様に集中できるよう、本明細書から省略される。同様に、プリンタ、コピー機、スキャナ、および、他の類似の周辺装置が、米国コネチカット州ノーウォークのゼロックス社から入手可能であるが、そのようなデバイスの詳細は、簡潔化および読み手の集中のため本明細書において議論されない。

本明細書において使用されるプリンタまたは印刷デバイスという用語は、デジタルコピー機、製本機、ファクシミリ機、多機能器など、任意の目的で印刷出力機能を行う任意の装置を包含する。プリンタ、印刷エンジンなどの詳細は既知であり、この開示が提示される顕著な特徴に集中され続けるよう、本明細書において詳細は記載されない。本明細書におけるシステムおよび方法は、カラー、モノクロで印刷する、または、カラーまたはモノクロの画像データを取り扱う、システムおよび方法を包含し得る。全ての前述したシステムおよび方法は、静電写真および／または乾式写真機および／またはプロセスに特に利用可能である。

この発明の目的において、固定化という用語は、乾燥、硬化、重合、交差結合、結合、または、コーティングの追加的な反応または他の反応を意味する。加えて、本明細書において使用される「右側の（ｒｉｇｈｔ）」「左側の（ｌｅｆｔ）」「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」「水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」「上部の（ｔｏｐ）」「下部の（ｂｏｔｔｏｍ）」「上方の（ｕｐｐｅｒ）」「下方の（ｌｏｗｅｒ）」「下位の（ｕｎｄｅｒ）」「以下の（ｂｅｌｏｗ）」「下層の（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ）」「上位の（ｏｖｅｒ）」「上層の（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）」「平行な（ｐａｒａｌｌｅｌ）」「鉛直な（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）」などの用語は、（他に示されない限り）それらが図において配向および図示される際、相対的な位置であると理解される。「触れる（ｔｏｕｃｈｉｎｇ）」「上に（ｏｎ）」「直接接触して（ｉｎ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｎｔａｃｔ）」「接する（ａｂｕｔｔｉｎｇ）」「直接的に隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ）」などの用語は、少なくとも１つの要素が別の要素と（記載される要素を分離する他の要素なしに）物理的に接触することを意味する。さらに、「自動化された（ａｕｔｏｍａｔｅｄ）」または「自動的に（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）」という用語は、プロセスが（機器またはユーザにより）始動されると、１つ以上の機器が、さらなる任意のユーザからの入力なしにプロセスを行うことを意味する。本明細書における図において、同じ識別番号は、同等または類似の項目を識別する。

Claims (10)

1. 第１の材料および第２の材料の層を有する中間転写表面であって、前記第１の材料および前記第２の材料の前記層は、前記中間転写表面の別々の領域にあり、パターンになっている、中間転写表面と、
   前記中間転写表面と相対的に移動する圧盤と、
   媒体のシートを前記圧盤へ供給するよう配置されるシート供給器であって、前記圧盤は前記中間転写表面の方へ移動して、前記圧盤上に配置される前記媒体のシートを前記中間転写表面と接触させ、前記中間転写表面は、前記第１の材料および前記第２の材料の層を前記シートへ、前記圧盤が前記シートを前記中間転写表面と接触させるたびに静電的に転写して、前記第１の材料および前記第２の材料の層を前記シート上に連続的に形成する、シート供給器と、
   前記圧盤から、その上に前記層を有する前記シートを受けるよう配置される、すすぎステーションであって、前記すすぎステーションは、液体を塗布して前記シートを溶かし、前記層の自立スタックを残す、すすぎステーションと、
   前記すすぎステーションから、前記自立スタックを受けて前記層の自立スタックの３Ｄ構造を連続的に形成するよう配置されるプラットホームと、
   を備える、三次元（３Ｄ）プリンタ。
2. 前記液体は前記シートを溶かすのみであり、前記第１の材料にも前記第２の材料にも影響を及ぼさない、請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
3. 前記すすぎステーションは、メッシュベルトおよび前記メッシュベルトを介して前記液体を噴霧するよう配置されるジェットを備える、請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
4. 光および／または熱を前記３Ｄ構造に当てて、自立スタック同士を前記プラットホーム上で接着するよう配置された接着ステーションを更に備え、
   前記接着ステーションは、すすぎステーションが自立スタックの各々を前記プラットホームに転写する各時間の後に光および／または熱を当てて、各自立スタックを３Ｄ構造の自立スタックのうちの任意の事前に転写されたものと前記プラットホーム上で独立的に接着する、請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
5. 前記３Ｄ構造を前記プラットホームから受けるように配置される支持材料除去ステーションを更に備え、
   前記支持材料除去ステーションは、前記第２の材料を前記第１の材料に影響を及ぼさずに溶かす溶媒を塗布して、前記第１の材料のみで作製された前記３Ｄ構造を残す、請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
6. 中間転写ベルト（ＩＴＢ）と、
   第１の材料を前記ＩＴＢへ静電的に転写するよう配置される第１の光受容体と、
   第２の材料を、前記第１の材料が前記ＩＴＢ上に配置されている前記ＩＴＢの位置へ静電的に転写するよう配置される第２の光受容体であって、前記第２の材料は、前記第１の材料に影響を及ぼさない溶媒に溶解する、第２の光受容体と、
   前記ＩＴＢと相対的に移動する圧盤と、
   媒体のシートを前記圧盤へ供給するよう配置されるシート供給器であって、前記圧盤は前記ＩＴＢの方へ移動して、前記圧盤上に配置される前記媒体のシートを前記ＩＴＢと繰り返し接触させ、前記ＩＴＢは、前記第１の材料および前記第２の材料の層を前記シートへ、前記圧盤が前記シートを前記ＩＴＢと接触させるたびに静電的に転写して、前記第１の材料および前記第２の材料の層を前記シート上に連続的に形成し、前記第１の材料および前記第２の材料の前記層は、前記ＩＴＢの別々の領域上にあり、パターンになっている、シート供給器と、
   前記圧盤と隣接する加熱器であって、前記圧盤は前記加熱器へ、前記ＩＴＢが前記層の各々を前記シートへ転写する各時間の後に移動して、前記層の各々を独立的に加熱し、前記層の各々を前記シートへ、および、前記層のうちの任意の事前に転写された層へ前記圧盤上で連続的に結合する、加熱器と、
   前記圧盤から、その上に前記層を有する前記シートを受けるよう配置される、すすぎステーションであって、前記すすぎステーションは、液体を塗布して前記シートを溶かし、前記層の自立スタックを残す、すすぎステーションと、
   前記すすぎステーションから、前記自立スタックを受けて、前記層の自立スタックの３Ｄ構造を連続的に形成するよう配置されるプラットホームと、
   光および／熱を前記３Ｄ構造へ当てて、前記自立スタック同士を前記プラットホーム上で接着するよう配置される接着ステーションと、
   を備える、三次元（３Ｄ）プリンタ。
7. 前記液体は前記シートを溶かすのみであり、前記第１の材料にも前記第２の材料にも影響を及ぼさない、請求項６に記載の３Ｄプリンタ。
8. 前記すすぎステーションは、メッシュベルトおよび前記メッシュベルトを介して前記液体を噴霧するよう配置されるジェットを備える、請求項６に記載の３Ｄプリンタ。
9. 前記接着ステーションは、すすぎステーションが自立スタックの各々を前記プラットホームに転写する各時間の後に光および／または熱を当てて、各自立スタックを３Ｄ構造の自立スタックのうちの任意の事前に転写されたものと前記プラットホーム上で独立的に接着する、請求項６に記載の３Ｄプリンタ。
10. 前記３Ｄ構造を前記プラットホームから受けるように配置される支持材料除去ステーションを更に備え、
    前記支持材料除去ステーションは、前記第２の材料を前記第１の材料に影響を及ぼさずに溶かす溶媒を塗布して、前記第１の材料のみで作製された前記３Ｄ構造を残す、請求項６に記載の３Ｄプリンタ。

Images