JP2017165065A - 3次元造形装置および3次元造形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】造形中にエラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる3次元造形装置を提供すること。
【解決手段】3次元造形装置は、3次元データから薄膜状画像データを生成する生成手段と、前記薄膜状画像データを転写媒体に転写して薄膜状トナー画像を形成する転写部と、前記薄膜状トナー画像の画像データを取得する取得部と、前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像を破棄することなく、当該一致しないと判断された画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を前記転写部に形成させる制御手段と、前記既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像と、前記新たな薄膜状トナー画像とを用いて、前記転写媒体または前記薄膜状トナー画像を積層する積層部と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は3次元造形装置および3次元造形方法に関する。
従来から、薄膜状の断面画像の積層により3次元形状を造形する3次元造形装置が知られている。この種の3次元造形装置の中には、ラピッドプロトタイピングと呼ばれる技術を採用している装置がある。3次元造形装置の造形方式として、薄膜積層造形方式や紛体接着方式等がある。
薄膜積層造形方式の積層造形装置の一例が特許文献1に開示されている。この積層造形装置は、電子写真プロセスを用い、3次元物体の断面形状データに基づき誘電体表面に静電潜像を造り、帯電性紛体(トナー)で現像して薄膜状態に形成した薄層をステージ上に積層することで3次元物体を造形する。
薄膜積層造形方式の積層造形装置の一例が特許文献1に開示されている。この積層造形装置は、電子写真プロセスを用い、3次元物体の断面形状データに基づき誘電体表面に静電潜像を造り、帯電性紛体(トナー)で現像して薄膜状態に形成した薄層をステージ上に積層することで3次元物体を造形する。
特許文献1の積層造形装置では、3次元造形物の造形中の薄膜画像生成時に生成エラーがあっても、エラーのあった薄膜画像を積層してしまうため、出来上がった造形物を確認するまで失敗していたことがわからない。たとえ3次元造形物の造形中に確認を行うことにより造形エラーが判明しても、その時点までの造形物は失敗物となり、再度最初から造形する必要があった。
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために、造形中にエラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる3次元造形装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために、造形中にエラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる3次元造形装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの実施態様による3次元造形装置は、3次元データに基づいて薄膜状トナー画像または転写媒体を積層することにより3次元造形物を造形する3次元造形装置であって、前記3次元データから薄膜状画像データを生成する生成手段と、前記薄膜状画像データを転写媒体に転写して薄膜状トナー画像を形成する転写部と、前記薄膜状トナー画像の画像データを取得する取得部と、前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像を破棄することなく、当該一致しないと判断された画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を前記転写部に形成させる制御手段と、前記既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像と、前記新たな薄膜状トナー画像とを用いて、前記転写媒体または前記薄膜状トナー画像を積層する積層部と、を有する。
本発明の3次元造形装置によれば、造形中にエラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
実施形態1
図1〜図6に基づいて、本発明の実施形態1を説明する。実施形態1の3次元造形装置100は、電子写真プロセスを用い中間転写媒体としてシート転写体を利用した薄膜積層造形方式による3次元造形装置である。本実施形態の3次元造形装置100は、例えば、3次元立体造形プリンタである。
(3次元造形装置100の構成)
図1は、実施形態1の3次元造形装置100の概略構成を示している。3次元造形装置100は、薄膜状画像データ生成部10と、第1転写部11aと、第2転写部11bと、搬送部12と、期待画像生成部13と、画像取得部14とを有する。また、3次元造形装置100は、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、比較制御部16と、再転写情報保持部17と、シート保持部18と、回収部19と、積層部20も有する。なお、薄膜状画像データ生成部10と、期待画像生成部13と、比較制御部16と、再転写情報保持部17とは、機能ブロックで示されている。
実施形態1
図1〜図6に基づいて、本発明の実施形態1を説明する。実施形態1の3次元造形装置100は、電子写真プロセスを用い中間転写媒体としてシート転写体を利用した薄膜積層造形方式による3次元造形装置である。本実施形態の3次元造形装置100は、例えば、3次元立体造形プリンタである。
(3次元造形装置100の構成)
図1は、実施形態1の3次元造形装置100の概略構成を示している。3次元造形装置100は、薄膜状画像データ生成部10と、第1転写部11aと、第2転写部11bと、搬送部12と、期待画像生成部13と、画像取得部14とを有する。また、3次元造形装置100は、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、比較制御部16と、再転写情報保持部17と、シート保持部18と、回収部19と、積層部20も有する。なお、薄膜状画像データ生成部10と、期待画像生成部13と、比較制御部16と、再転写情報保持部17とは、機能ブロックで示されている。
薄膜状画像データ生成部10は、図示されていないコンピュータ等から3次元データを受け取り、受け取った3次元データから薄膜状の転写データを生成する。薄膜状画像データ生成部10は、転写データを第1転写部11aと期待画像生成部13に出力する。これと同時に、データ生成部10は、最終工程で除去されるサポート材の薄膜状画像データも作成し、サポート材の薄膜状画像データをサポート材転写用の転写部11bと期待画像生成部13に出力する。第2転写部11bは第1転写部11aの上流側に設けられている。
第1転写部11aは、薄膜状画像データ生成部10から転写データを受け取る。転写部11aは、当該転写データを露光・現像し、中間転写シート21上に薄膜状トナー画像として転写する。中間転写シート21は転写媒体の一例である。第1転写部11aは、3次元造形物本体となる画像部分を転写するためのものである。第2転写部11bは、3次元積層する際に事前に積層しておくサポート材(サポート部分)を転写するためのものである。サポート材の形状は、3次元造形物の形状に応じて決められる。第1転写部11aと第2の転写部11bは、それぞれ、トナー供給部(図示せず)を備えている。中間転写シート21は、シート供給部22から、第2転写部11bの上流側に供給される。
なお、転写部の数は2つに限定されない。例えば、転写部を3つ以上設けて、3次元造形装置100がカラー3次元造形物を造形できるようにしてもよい。
なお、転写部の数は2つに限定されない。例えば、転写部を3つ以上設けて、3次元造形装置100がカラー3次元造形物を造形できるようにしてもよい。
搬送部12は、搬送ベルト12aと駆動ローラ12bとを有する。中間転写シート21は、シート供給部22から供給されて搬送ベルト12aに載置され、矢印Sの方向に搬送される。搬送ベルト12aは、矢印X方向に回転する駆動ローラ12bにより駆動されて、搬送ベルト12aの上の中間転写シート21を矢印Sの方向に搬送する。
期待画像生成部13は、薄膜状画像データ生成部10から受け取った転写データから、中間転写シート21上に生成されるべき薄膜状トナー画像の期待画像のデータ(期待画像データ)を生成する。期待画像生成部13は、期待画像データを比較制御部16に出力する。期待画像データは、薄膜状画像データ生成部10が受け取った3次元データから直接生成される薄膜画像データである。期待画像データは、当該3次元データの内容を正確に表す画像データである。
期待画像生成部13は、薄膜状画像データ生成部10から受け取った転写データから、中間転写シート21上に生成されるべき薄膜状トナー画像の期待画像のデータ(期待画像データ)を生成する。期待画像生成部13は、期待画像データを比較制御部16に出力する。期待画像データは、薄膜状画像データ生成部10が受け取った3次元データから直接生成される薄膜画像データである。期待画像データは、当該3次元データの内容を正確に表す画像データである。
画像取得部14は、中間転写シート21上に転写された薄膜状トナー画像の画像データを比較対象画像データとして取得する。例えば、画像取得部14は撮像機能を有し、中間転写シート21に転写された薄膜状トナー画像を撮像することにより、当該薄膜状トナー画像の画像データを取得する。画像取得部14は、比較対象画像データを比較制御部16に出力する。画像取得部14は、第1転写部11aの下流に設けられている。また、画像取得部14は、搬送部12の搬送ベルト12aから所定距離だけ上方に設けられている。
熱加圧ローラ15aは、中間転写シート21上に転写された薄膜状トナー画像の厚みを均一化するためのローラである。熱加圧ローラ15aは、画像取得部14の下流に設けられている。
熱加圧ローラ15aは、中間転写シート21上に転写された薄膜状トナー画像の厚みを均一化するためのローラである。熱加圧ローラ15aは、画像取得部14の下流に設けられている。
比較制御部16は、画像取得部14から受け取った比較対象画像データと期待画像生成部13から受け取った期待画像データとを比較する。当該比較により、比較対象画像データが期待画像データに一致しないと判断されると、比較制御部16は、エラーという判断を出す。エラーという判断が出た場合、比較制御部16は、再転写要求を薄膜状画像データ生成部10に出力する。再転写要求には画像番号23aが付加されている。なお、比較制御部16は制御部と称してもよい。
再転写情報保持部17は、比較制御部16にてエラーと判断された比較対象画像データと比較された期待画像データの画像番号を保持する。この画像番号は、薄膜状トナー画像に関する情報である。再転写情報保持部17は、画像番号を保持するリスト(再転写番号保持リスト)を有している。
再転写情報保持部17は、比較制御部16にてエラーと判断された比較対象画像データと比較された期待画像データの画像番号を保持する。この画像番号は、薄膜状トナー画像に関する情報である。再転写情報保持部17は、画像番号を保持するリスト(再転写番号保持リスト)を有している。
シート保持部18は、比較制御部16にてエラー無と判断された比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21を、積層順で決められた位置に複数保持する。図中、矢印Aは、中間転写シート21がシート保持部18に移送されて保持されることを表している。本実施形態において、シート保持部18は20枚の積層工程待ちの中間転写シート21を保持できる。シート保持部18は、中間転写シート21を移送する移送機構を含む。
回収部19は、比較制御部16にてエラーと判断された比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21を、シート保持部18に移送せずに回収する。図中、矢印Bは、中間転写シートが回収部19に移送(回収)されることを表している。回収部19は、中間転写シート21を移送する回収機構を含む。
回収部19は、比較制御部16にてエラーと判断された比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21を、シート保持部18に移送せずに回収する。図中、矢印Bは、中間転写シートが回収部19に移送(回収)されることを表している。回収部19は、中間転写シート21を移送する回収機構を含む。
積層部20は、シート保持部18に保持された中間転写シート21を積層すべき順番に取り出し、積層用加圧ローラ15bを用いて中間転写シート21の積層を行う。この積層により、3次元造形物24が造形される。図1には、既に積層されている複数の中間転写シート群(24)に、1枚の中間転写シート21が積層される様子が示されている。図中、矢印Cは、中間転写シートがシート保持部18から順番に取り出されることを表している。積層部20は、矢印Dの方向に動くことができる。本実施形態において、3つの積層用加圧ローラ15bが積層部20の移動方向(矢印Dの方向)に所定間隔で設けられている。積層用加圧ローラ15bも加熱した状態で加圧するローラであるので、熱加圧ローラである。
中間転写シート21は、実際に薄膜状トナー画像が第1転写部11aおよび第2転写部11bにより転写されるシートである。中間転写シート21は、搬送部12に載置され搬送される。第1転写部11aは、薄膜状画像データ(転写データ)を中間転写シート21に転写して薄膜状トナー画像を形成していると言える。
中間転写シート21は、実際に薄膜状トナー画像が第1転写部11aおよび第2転写部11bにより転写されるシートである。中間転写シート21は、搬送部12に載置され搬送される。第1転写部11aは、薄膜状画像データ(転写データ)を中間転写シート21に転写して薄膜状トナー画像を形成していると言える。
(期待画像データ23の構造)
図2は、期待画像生成部13が生成する期待画像データ23の構造例を示している。図示されているように、期待画像データ23には、画像番号23aが付されている。画像番号23aは、期待画像データ23の積層順を示している。なお、画像番号23aは積層順ではなく3次元造形装置100で適宜定義される番号であってもよい。
(再転写番号保持リスト17aの構成)
図3は、図1の再転写情報保持部17が保持する再転写番号保持リスト17aを示している。再転写情報保持部17は、期待画像データ23に付されている画像番号23aを抽出して保持している。本実施形態では、再転写情報保持部17は、0から始まるリスト番号順に、再転写が必要な画像番号23aを保持する。本実施形態では、期待画像保持リスト17aに3個の画像番号が保持されている。期待画像保持リスト17aの保持内容については後述する。
図2は、期待画像生成部13が生成する期待画像データ23の構造例を示している。図示されているように、期待画像データ23には、画像番号23aが付されている。画像番号23aは、期待画像データ23の積層順を示している。なお、画像番号23aは積層順ではなく3次元造形装置100で適宜定義される番号であってもよい。
(再転写番号保持リスト17aの構成)
図3は、図1の再転写情報保持部17が保持する再転写番号保持リスト17aを示している。再転写情報保持部17は、期待画像データ23に付されている画像番号23aを抽出して保持している。本実施形態では、再転写情報保持部17は、0から始まるリスト番号順に、再転写が必要な画像番号23aを保持する。本実施形態では、期待画像保持リスト17aに3個の画像番号が保持されている。期待画像保持リスト17aの保持内容については後述する。
(3次元造形装置100の動作)
次に、図1および図2を用いて本発実施形態の3次元造形装置100の動作を説明する。
図1の薄膜状画像データ生成部10がコンピュータ(図示せず)等から3次元造形物の制作指示と3次元データを受信すると、薄膜状画像データ生成部10は3次元造形物を作成するのに必要な薄膜状画像データを生成し、当該薄膜状画像データの枚数を算出する。薄膜状画像データの生成は、3次元データを、3次元造形物を構成する薄膜状画像データに分解することにより行われる。薄膜状画像データ生成部10は、中間転写シート21上に薄膜状トナー画像を転写すべく、第1転写部11aおよび第2転写部11bに積層順に薄膜状画像データを出力する。算出された薄膜状画像データの枚数は比較制御部16に通知され、図4の処理フローを終了するか否かを判断する際に用いられる。
薄膜状画像データ生成部10が生成した薄膜状(層状)画像データは、期待画像生成部13にも入力される。期待画像生成部13は、入力された薄膜状画像データに基づいて、中間転写体21上に転写されるべき薄膜状トナー画像の期待画像データ23を作成(生成)する。期待画像生成部13は、この期待画像データ23に積層順を示す画像番号23aを付加した構成(図2)で、期待画像データ23を比較制御部16へ出力する。
次に、図1および図2を用いて本発実施形態の3次元造形装置100の動作を説明する。
図1の薄膜状画像データ生成部10がコンピュータ(図示せず)等から3次元造形物の制作指示と3次元データを受信すると、薄膜状画像データ生成部10は3次元造形物を作成するのに必要な薄膜状画像データを生成し、当該薄膜状画像データの枚数を算出する。薄膜状画像データの生成は、3次元データを、3次元造形物を構成する薄膜状画像データに分解することにより行われる。薄膜状画像データ生成部10は、中間転写シート21上に薄膜状トナー画像を転写すべく、第1転写部11aおよび第2転写部11bに積層順に薄膜状画像データを出力する。算出された薄膜状画像データの枚数は比較制御部16に通知され、図4の処理フローを終了するか否かを判断する際に用いられる。
薄膜状画像データ生成部10が生成した薄膜状(層状)画像データは、期待画像生成部13にも入力される。期待画像生成部13は、入力された薄膜状画像データに基づいて、中間転写体21上に転写されるべき薄膜状トナー画像の期待画像データ23を作成(生成)する。期待画像生成部13は、この期待画像データ23に積層順を示す画像番号23aを付加した構成(図2)で、期待画像データ23を比較制御部16へ出力する。
中間転写シート21上に転写された薄膜状トナー画像は、画像取得部14にて比較対象画像データとして取得される。取得された比較対象画像データは、比較制御部16に入力され、比較制御部16において期待画像データ23と比較される。比較の結果、エラー無と判断された場合には、当該比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写されている中間転写シート21が、シート保持部18の所定の位置に保管され(図1の矢印A)、所定のタイミングで積層部20に供給されて積層される。一方、比較制御部16によりエラーと判断された場合には、当該比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写されている中間転写シート21は、回収部19に移送される(図1の矢印B)。つまり、この比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写されている中間転写シート21は、シート保持部18に収容されずに、回収部19に回収される。
シート保持部18は、エラー無と判断された薄膜状トナー画像(比較対象画像データ)を有する中間転写シートを、積層される順番に(つまり画像番号の順に)格納する。そして、シート保持部18は、格納位置の順に、中間転写シートを積層部20に送出する(図1の矢印C)。
シート保持部18は、エラー無と判断された薄膜状トナー画像(比較対象画像データ)を有する中間転写シートを、積層される順番に(つまり画像番号の順に)格納する。そして、シート保持部18は、格納位置の順に、中間転写シートを積層部20に送出する(図1の矢印C)。
なお、薄膜状トナー画像が中間転写シート21に転写されるタイミングと、期待画像データが生成されるタイミングと、比較対象画像データが取得されるタイミングは異なる。よって、これらのタイミングを整合させなければ、比較制御部16は正しい比較を行うことができない。この整合を取るため、本実施形態では、比較制御部16は、画像取得部14から比較対象画像データを取得した後、期待画像生成部13に対して期待画像データの出力を要求するように構成されているとする。比較制御部16は、期待画像生成部13からの期待画像データを一時的に保存するバッファを備えてもよい。
第1転写部11aと画像取得部14との間、つまり、転写完了位置と比較対象画像データの取得位置との間の搬送ベルト12a上に複数の中間転写シート21が存在することも考えられる。この場合には期待画像生成部13と比較制御部16の間でのデータ交換操作を行うことにより、期待画像データと比較対象画像データとの比較のタイミングの整合を取ってもよい。
第1転写部11aと画像取得部14との間、つまり、転写完了位置と比較対象画像データの取得位置との間の搬送ベルト12a上に複数の中間転写シート21が存在することも考えられる。この場合には期待画像生成部13と比較制御部16の間でのデータ交換操作を行うことにより、期待画像データと比較対象画像データとの比較のタイミングの整合を取ってもよい。
(比較制御部16の処理フロー)
図4は比較制御部16が行う処理フローを示す図である。以下、図4に基づいて比較制御部16の処理を説明する。図4の処理フローは、3次元造形物の作成が開始されるとスタートするとする。なお、図4において、中間転写シート21は「シート」と記載されている。
3次元造形物の作成が開始されると、S1において、期待画像生成部13から画像番号23aと期待画像データ23が比較制御部16に送信されることにより、比較制御部16は、画像番号23aと期待画像データ23を取得する。なお、本実施形態では、図4の処理フローを終了するかどうかを判断する際(S15)に用いる最終画像番号は、すでに比較制御部16に通知されているとする。
図4は比較制御部16が行う処理フローを示す図である。以下、図4に基づいて比較制御部16の処理を説明する。図4の処理フローは、3次元造形物の作成が開始されるとスタートするとする。なお、図4において、中間転写シート21は「シート」と記載されている。
3次元造形物の作成が開始されると、S1において、期待画像生成部13から画像番号23aと期待画像データ23が比較制御部16に送信されることにより、比較制御部16は、画像番号23aと期待画像データ23を取得する。なお、本実施形態では、図4の処理フローを終了するかどうかを判断する際(S15)に用いる最終画像番号は、すでに比較制御部16に通知されているとする。
S2において、比較制御部16は、取得した画像番号23aから期待画像データ23の格納位置を算出(取得)する。格納位置の算出は、例えば、画像番号23aをシート保持部18で保持可能な中間転写シート21の数にて除算を行い、その余を用いる。例えば、シート保持部18が中間転写シート21を20枚保持でき、3次元造形物が39枚の中間転写シートを積層することにより形成されるとする。画像番号が36の場合、36を20で除算すると余りは16なので、画像番号36の格納位置は、シート保持部18の下から16番目とする(図5参照)。よって、画像番号36の期待画像と同じ画像が転写された中間転写シート21は、シート保持部18の下から16番目の区画に格納されることになる。
S3において、比較制御部16は、画像取得部14にて取得した比較対象画像データを読み込むことにより、比較対象画像データを取得する。
S4において、比較制御部16は、現在の比較対象画像データの画像が再転写要求画像であるかどうかを判断する。この判断は、現在の比較対象画像データとの比較に用いられた期待画像データの画像番号が、再転写情報保持部17の再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致するかどうかにより行われる。
期待画像データの画像番号が、再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致しない場合には(S4:N)、現在の比較対象画像データは新規の画像データとして扱われ、S5に進む。期待画像データの画像番号が、再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致する場合には(S4:Y)、S10に進む。S5およびS10のいずれに進んでも、期待画像データと比較対象画像データ(取得画像データ)との比較が行われる。
S4において、比較制御部16は、現在の比較対象画像データの画像が再転写要求画像であるかどうかを判断する。この判断は、現在の比較対象画像データとの比較に用いられた期待画像データの画像番号が、再転写情報保持部17の再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致するかどうかにより行われる。
期待画像データの画像番号が、再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致しない場合には(S4:N)、現在の比較対象画像データは新規の画像データとして扱われ、S5に進む。期待画像データの画像番号が、再転写番号保持リスト17aに保持された画像番号と一致する場合には(S4:Y)、S10に進む。S5およびS10のいずれに進んでも、期待画像データと比較対象画像データ(取得画像データ)との比較が行われる。
S5において比較対象画像データが期待画像データと一致した場合には(S5:Y)、比較制御部16はエラー無と判断し、S6に進む。そして、S6において、比較制御部16は、S2で算出されたシート保持部18の格納位置に中間転写シート21を格納(保存)する。その後、S15において、比較制御部16は、処理を終了すべきかどうかの判断を行う。比較制御部16の処理を終了すべきかどうかは、比較制御部16に通知されている最終画像番号が現在の画像番号と一致するかどうかおよび、再転写情報保持部17の再転写番号保持リストが空であるかどうかで判断される。S15において、処理を終了すべきではないと判断された場合には(S15:N)、S1に戻り、比較制御部16は次の期待画像データの入力を待つ。
一方、S5において比較対象画像データが期待画像データと一致しなかった場合には(S5:N)、S7に進む。S7において、比較制御部16は、現在処理されている期待画像データの画像番号を薄膜状画像データ生成部10に通知し、再転写を要求する。また、S8において、比較制御部16は、現在比較中の画像が転写された中間転写シート21を回収部19に移送するための指示を回収部19に送る。そして、S9において、比較制御部16は、現在処理されている期待画像の画像番号を再転写番号保持リスト17aに登録する。つまり、S5においてエラー(比較対象画像データが期待画像データと一致しない)という判断がなされると、本実施形態では、S7〜S9の処理が実行される。S9の後、S1に戻って、比較制御部16は次の期待画像データの入力を待つ。
S4において再転写番号保持リスト17aに該当する画像番号がある場合には、S10に進み、期待画像データと比較対象画像データとの比較が行われる。期待画像データと比較対象画像データが一致した場合には(S10:Y)、S2で算出されたシート保持部18の格納位置に中間転写シート21を格納し(S11)、再転写番号保持リスト17aから当該画像番号を削除する(S12)。その後、S15に進み、処理フローを終了すべきかの判断を行う。
S10で期待画像データと比較対象画像データが一致しない場合、つまり、エラーと判断された場合、S13に進む。S13において、比較制御部16は、処理中の期待画像の画像番号を薄膜状画像データ生成部10に通知し、再転写を要求する。また、S14において、比較制御部16は、現在比較中の画像が転写された中間転写シート21を回収部19に移送するための指示を回収部19に送る。この場合には該当する画像番号は再転写番号保持リスト17aに既に保持されているので、再転写番号保持リスト17aへの画像番号の登録は不要である。
S10で期待画像データと比較対象画像データが一致しない場合、つまり、エラーと判断された場合、S13に進む。S13において、比較制御部16は、処理中の期待画像の画像番号を薄膜状画像データ生成部10に通知し、再転写を要求する。また、S14において、比較制御部16は、現在比較中の画像が転写された中間転写シート21を回収部19に移送するための指示を回収部19に送る。この場合には該当する画像番号は再転写番号保持リスト17aに既に保持されているので、再転写番号保持リスト17aへの画像番号の登録は不要である。
(再転写番号保持リスト17a)
ここで図3を参照する。画像番号35の期待画像データと比較された比較対象画像データが比較制御部16でエラー(不一致)と判断され、薄膜状画像データ生成部10へ再転写要求が行われたとする。その結果、再転写番号保持リスト17aには、画像番号35がリスト番号0の記憶位置に保持されている。その時点で、画像番号36から38までの期待画像データに対応する転写データが既に薄膜状画像データ生成部10から第1転写部11aへ出力開始されたものと仮定している。また、画像番号35以降で、画像番号35の再転写画像が比較対象画像データとなるまでに比較制御部16で比較された画像番号36から38の期待画像データと比較される比較対象画像データは、画像番号36ではエラー無と判断されたとする。そして、画像番号37および38ではエラーと判断されたとする。画像番号37および38ではエラーと判断されたので、図3の再転写番号リスト17aには、画像番号37および38も保持されている。
再転写番号保持リスト17aが保持できる画像番号の個数について、特に限定はない。好ましくは、再転写番号保持リスト17aは、比較制御部16で処理中の画像データから、薄膜状画像データ生成部10で第1転写部11aへ出力を開始している画像データまでの全ての画像番号を保持できるような構成を有する。
ここで図3を参照する。画像番号35の期待画像データと比較された比較対象画像データが比較制御部16でエラー(不一致)と判断され、薄膜状画像データ生成部10へ再転写要求が行われたとする。その結果、再転写番号保持リスト17aには、画像番号35がリスト番号0の記憶位置に保持されている。その時点で、画像番号36から38までの期待画像データに対応する転写データが既に薄膜状画像データ生成部10から第1転写部11aへ出力開始されたものと仮定している。また、画像番号35以降で、画像番号35の再転写画像が比較対象画像データとなるまでに比較制御部16で比較された画像番号36から38の期待画像データと比較される比較対象画像データは、画像番号36ではエラー無と判断されたとする。そして、画像番号37および38ではエラーと判断されたとする。画像番号37および38ではエラーと判断されたので、図3の再転写番号リスト17aには、画像番号37および38も保持されている。
再転写番号保持リスト17aが保持できる画像番号の個数について、特に限定はない。好ましくは、再転写番号保持リスト17aは、比較制御部16で処理中の画像データから、薄膜状画像データ生成部10で第1転写部11aへ出力を開始している画像データまでの全ての画像番号を保持できるような構成を有する。
(シート保持部18に保持される中間転写シート21)
図5は、図3のように再転写番号保持リスト17aに画像番号35、37および38が保持されている場合に、シート保持部18がどのように中間転写シート21を保持しているかを示している。シート保持部18は20枚の積層工程待ちの中間転写シート21を保持でき、画像番号30までが積層工程に送られた状態を示している(画像番号30以下の格納位置は空になっている)。図5では、5枚の中間転写シート21がシート保持部18に保持されている。具体的には、画像番号31〜34及び36に対応する5枚の中間転写シート21がシート保持部18に保持されている。画像番号39の格納位置は空であるが、これは、図3の状態では、まだ画像番号39の期待画像と比較対象画像との比較が行われていないからである。
図5は、図3のように再転写番号保持リスト17aに画像番号35、37および38が保持されている場合に、シート保持部18がどのように中間転写シート21を保持しているかを示している。シート保持部18は20枚の積層工程待ちの中間転写シート21を保持でき、画像番号30までが積層工程に送られた状態を示している(画像番号30以下の格納位置は空になっている)。図5では、5枚の中間転写シート21がシート保持部18に保持されている。具体的には、画像番号31〜34及び36に対応する5枚の中間転写シート21がシート保持部18に保持されている。画像番号39の格納位置は空であるが、これは、図3の状態では、まだ画像番号39の期待画像と比較対象画像との比較が行われていないからである。
図3に示したように再転写番号保持リスト17aに画像番号35があるので、図5のシート保持部18には、画像番号35に対応する中間転写シート21が保持されていない。画像番号35の画像については比較制御部16から薄膜状画像データ生成部10に再転写要求が出されている。当該再転写要求に応じて再転写された後の比較対象画像データにエラーが無いと判断された場合には、図5の画像番号34の中間転写シート21と画像番号36の中間転写シート21の間(つまり、画像番号35の格納位置)に、中間転写シート21が格納される。このように、画像番号35の期待画像データに対応する比較対象画像データにエラーがあると判断された場合、既にエラー無と判断されている画像番号31〜34の中間転写シート21は破棄されずにシート保持部18に保持される。そして、再転写要求に応じて新たに生成された比較対象画像データにエラー無という判断が出ると、当該比較対象画像データが転写されている中間転写シート21がシート保持部18に保持される。
シート保持部18から中間転写シート21が画像番号順に積層部20に供給されることにより、3次元造形物24が作られる。図5の状態では、画像番号35の格納位置に中間転写シート21がないので、この格納位置に中間転写シート21が入るまで、画像番号36の格納位置にある中間転写シート21はシート保持部18から積層部20に供給されることはない。このようにして、シート保持部18は、既にエラー無と判断されている中間転写シート21と、再転写要求によって新たに作成された中間転写シート21とを用いて、3次元造形物24の積層を行う。よって、正しい積層順で複数の中間転写シート12が積層されて3次元造形物24が作られる。なお、中間転写シート21には薄膜状トナー画像が転写されているので、シート保持部18は、既にエラー無と判断された薄膜状トナー画像と、再転写要求によって作成された新たな薄膜状トナー画像とを用いて、3次元造形物24の積層を行っていると言える。
なお、上記した実施形態では期待画像生成部13から比較制御部16に送る期待画像データ23に画像番号23aが付加されているが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、3次元造形物の作成開始時に画像番号を初期化することにより、画像番号を付加しないで期待画像データ23を比較制御部16に送ることも可能である。この場合、比較制御部16が受け取った期待画像データ23が再転写されたものかを判断するため、再転写番号保持リスト17a(図3)に期待画像データ23を格納し、格納された期待画像データと再転写されて送られてきた期待画像データとの同一性を確認する。
(実施形態1の効果)
上記したように、本実施形態の3次元造形装置100によれば、中間転写シート(転写媒体)21上に形成された薄膜状トナー画像の画像データ(比較対象画像データ)を積層前に期待画像データ23と比較する。そして、当該比較の結果、エラーと判断された場合は当該中間転写体シート21を回収することにより、当該中間転写シート21上に形成された薄膜トナー画像を破棄する。その後、再転写を行うことにより、期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が中間転写シートに転写されるまで、再転写を行う。期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が中間転写シートを作成したならば、既にエラー無と判断されている中間転写シート21と、再転写要求により作成された新たな中間転写シート21を用いて、正しい順番で積層を行う。よって、薄膜状トナー画像にエラーが発生した場合でも、3次元造形物をもう一度最初から作成する必要が無く、従来に比べ無駄な造形材料および時間を減らすことができる。換言すると、造形中エラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる。
上記したように、本実施形態の3次元造形装置100によれば、中間転写シート(転写媒体)21上に形成された薄膜状トナー画像の画像データ(比較対象画像データ)を積層前に期待画像データ23と比較する。そして、当該比較の結果、エラーと判断された場合は当該中間転写体シート21を回収することにより、当該中間転写シート21上に形成された薄膜トナー画像を破棄する。その後、再転写を行うことにより、期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が中間転写シートに転写されるまで、再転写を行う。期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が中間転写シートを作成したならば、既にエラー無と判断されている中間転写シート21と、再転写要求により作成された新たな中間転写シート21を用いて、正しい順番で積層を行う。よって、薄膜状トナー画像にエラーが発生した場合でも、3次元造形物をもう一度最初から作成する必要が無く、従来に比べ無駄な造形材料および時間を減らすことができる。換言すると、造形中エラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる。
本実施形態によれば、薄膜状トナー画像を中間転写シート21に転写する際にエラーが発生した場合でも、積層工程の実施前に、エラーを含む薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21を積層工程から取り除くことが可能となる。また、再転写要求がされていない画像と再転写要求画像が混在しても、正しい積層順で積層工程を実施することができる。したがって、造形中エラーが判明した場合に、当該エラーを効率的に解消することができる。
なお、上記した実施形態において、薄膜状画像データ生成部10は、図示されていないコンピュータ等から3次元データを受け取るとしたが、3次元データの受け取りは無線通信によるものでもよいし、有線通信によるものでもよい。また、ユーザが直接3次元データを薄膜状画像データ生成部10に入力してもよい。また、第2転写部11bは、3次元造形物のサポート部の形成が不要な場合には、省略してもよい。比較制御部16は、単に、制御部と称してもよい。
なお、上記した実施形態において、薄膜状画像データ生成部10は、図示されていないコンピュータ等から3次元データを受け取るとしたが、3次元データの受け取りは無線通信によるものでもよいし、有線通信によるものでもよい。また、ユーザが直接3次元データを薄膜状画像データ生成部10に入力してもよい。また、第2転写部11bは、3次元造形物のサポート部の形成が不要な場合には、省略してもよい。比較制御部16は、単に、制御部と称してもよい。
上記した実施形態では、第1転写ローラ11aが第2転写ローラ11bの下流に設けられると説明したが、第1転写ローラ11aは第2転写ローラ11bの上流に設けられてもよい。また、搬送部12は3次元造形装置に含まれるとしたが、含まれなくてもよい。
上記した実施形態では、トナー画像が中間転写シートに転写される場合を説明したが、本発明の適用はトナー画像を転写する装置に限定されない。電子写真方式で転写媒体に転写を行う3次元造形装置であれば、本発明を適用することができる。
上記した実施形態では、トナー画像が中間転写シートに転写される場合を説明したが、本発明の適用はトナー画像を転写する装置に限定されない。電子写真方式で転写媒体に転写を行う3次元造形装置であれば、本発明を適用することができる。
また、図1に機能ブロックで示した薄膜状画像データ生成部10、期待画像生成部13、比較制御部16および再転写情報保持部17の少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、図1に示した薄膜状画像データ生成部10、期待画像生成部13、比較制御部16および再転写情報保持部17の少なくとも一部は、ASICにより実現するようにしてもよい。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略である。
(3次元造形装置100のハードウェア構成)
図6は実施形態1の3次元造形装置100のハードウェア構成を示している。3次元造形装置100は、第1転写部11aと、第2転写部11bと、搬送部12と、画像取得部14と、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、シート保持部18と、回収部19と、積層部20と、シート供給部22とを有している。また、3次元造形装置100は、CPU101と、メモリ102と、I/F103と、記憶媒体104と、操作部105とを有している。
CPU101は、入力された信号やプログラムに従って、各種の演算を行うと共に、3次元造形装置100の各部分の動作を制御する。図1の機能ブロック(10、13、16および17)は、CPU101によって実行される機能を図示したものである。図4のフローチャートは、CPU101が、メモリ102に記憶されるプログラムを実行することによって処理される。
図6は実施形態1の3次元造形装置100のハードウェア構成を示している。3次元造形装置100は、第1転写部11aと、第2転写部11bと、搬送部12と、画像取得部14と、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、シート保持部18と、回収部19と、積層部20と、シート供給部22とを有している。また、3次元造形装置100は、CPU101と、メモリ102と、I/F103と、記憶媒体104と、操作部105とを有している。
CPU101は、入力された信号やプログラムに従って、各種の演算を行うと共に、3次元造形装置100の各部分の動作を制御する。図1の機能ブロック(10、13、16および17)は、CPU101によって実行される機能を図示したものである。図4のフローチャートは、CPU101が、メモリ102に記憶されるプログラムを実行することによって処理される。
メモリ102は、ROM、RAM等を含む。RAMは、一時的なデータを記憶し、CPU101の作業用に使用される。ROMは、図1の機能ブロックで示した部の機能を実行するためのプログラムや、各処理の設定情報を記憶する。3次元データは、I/F103を介して3次元造形装置100に入力される。記憶媒体104は、入力された3次元データや生成した期待画像データ等を記憶する。操作部105は、ユーザの操作を受け付けるためのものである。操作部105は、例えば、ボタン、レバー、タッチパネル等を含む。
なお、3次元造形装置100のハードウェア構成は、上述した構成に限定されない。例えば、3次元造形装置100は、各種の装置間で通信を行うためのI/O装置を備えてもよい。例えば、I/O装置は、メモリーカード、USBケーブル等の入出力部、有線、無線等による送受信部である。
なお、3次元造形装置100のハードウェア構成は、上述した構成に限定されない。例えば、3次元造形装置100は、各種の装置間で通信を行うためのI/O装置を備えてもよい。例えば、I/O装置は、メモリーカード、USBケーブル等の入出力部、有線、無線等による送受信部である。
(変形例)
上記に記載において、3次元造形装置100は比較制御部16を有するとしたが、比較制御部16は、制御装置として、3次元造形装置100から分離して設けてもよい。この場合、制御装置は、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合、当該一致しないと判断された比較対象画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を転写部11aに形成させる手段を有する。新たな薄膜状トナー画像を転写部11aに形成させる際、既に一致すると判断されている比較対象画像データの薄膜状トナー画像は破棄しない。さらに、制御装置は、前記既に一致すると判断されている比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21と、前記新たな薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21とを用いて、積層部20に積層工程を実行させる手段を有する。なお、制御装置は、薄膜状画像データ生成部10、期待値画像生成部14および再転写情報保持部17の機能を実行する手段を含んでもよい。
上記に記載において、3次元造形装置100は比較制御部16を有するとしたが、比較制御部16は、制御装置として、3次元造形装置100から分離して設けてもよい。この場合、制御装置は、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合、当該一致しないと判断された比較対象画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、期待画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を転写部11aに形成させる手段を有する。新たな薄膜状トナー画像を転写部11aに形成させる際、既に一致すると判断されている比較対象画像データの薄膜状トナー画像は破棄しない。さらに、制御装置は、前記既に一致すると判断されている比較対象画像データの薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21と、前記新たな薄膜状トナー画像が転写された中間転写シート21とを用いて、積層部20に積層工程を実行させる手段を有する。なお、制御装置は、薄膜状画像データ生成部10、期待値画像生成部14および再転写情報保持部17の機能を実行する手段を含んでもよい。
実施形態2
実施形態1では、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合(S5:N)、当該比較対象画像データが転写されている中間転写シート21を回収部19に移送して回収した(S8)。本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合、当該比較対象画像データの薄膜状トナー画像をクリーナにより除去してもよい。このような実施形態を実施形態2として以下に説明する。実施形態2の3次元造形装置は、電子写真プロセスを用い中間転写媒体として中間転写ベルトを利用した薄膜積層造形方式による3次元造形装置である。なお、実施形態1と同じ構成要素や処理については同じ参照符号を付けることにより、当該構成要素等の詳細な説明を省略する。
実施形態1では、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合(S5:N)、当該比較対象画像データが転写されている中間転写シート21を回収部19に移送して回収した(S8)。本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、比較対象画像データが期待画像データに一致しない場合、当該比較対象画像データの薄膜状トナー画像をクリーナにより除去してもよい。このような実施形態を実施形態2として以下に説明する。実施形態2の3次元造形装置は、電子写真プロセスを用い中間転写媒体として中間転写ベルトを利用した薄膜積層造形方式による3次元造形装置である。なお、実施形態1と同じ構成要素や処理については同じ参照符号を付けることにより、当該構成要素等の詳細な説明を省略する。
(3次元造形装置200の構成)
図7は実施形態2の3次元造形装置200の概略ブロック構成を示している。3次元造形装置200は、薄膜状画像データ生成部10と、第1転写部11a、第2転写部11bと、駆動ローラ12cと、期待画像生成部13と、画像取得部14とを有する。また3次元造形装置200は、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、比較制御部16と、積層部20Aと、中間転写ベルト21Aと、クリーナ30も有する。
実施形態2の薄膜状画像データ生成部10、第1転写部11a、第2転写部11b、期待画像生成部13、画像取得部14、熱加圧ローラ15aおよび積層用加圧ローラ15bは、実施形態1と同じである。
実施形態2の第1転写部11aは、薄膜状画像データ生成部10からのデータを露光・現像し、中間転写ベルト21A上に薄膜状トナー画像21Bとして転写する。中間転写ベルト21Aはローラ12cにより回転駆動される。矢印Yはローラ12cの回転方向を示す。なお、転写部を3つ以上設けて、3次元造形装置200がカラー3次元造形物を造形できるようにしてもよい。中間転写ベルト21Aは転写媒体の一例である。
図7は実施形態2の3次元造形装置200の概略ブロック構成を示している。3次元造形装置200は、薄膜状画像データ生成部10と、第1転写部11a、第2転写部11bと、駆動ローラ12cと、期待画像生成部13と、画像取得部14とを有する。また3次元造形装置200は、熱加圧ローラ15aと、積層用加圧ローラ15bと、比較制御部16と、積層部20Aと、中間転写ベルト21Aと、クリーナ30も有する。
実施形態2の薄膜状画像データ生成部10、第1転写部11a、第2転写部11b、期待画像生成部13、画像取得部14、熱加圧ローラ15aおよび積層用加圧ローラ15bは、実施形態1と同じである。
実施形態2の第1転写部11aは、薄膜状画像データ生成部10からのデータを露光・現像し、中間転写ベルト21A上に薄膜状トナー画像21Bとして転写する。中間転写ベルト21Aはローラ12cにより回転駆動される。矢印Yはローラ12cの回転方向を示す。なお、転写部を3つ以上設けて、3次元造形装置200がカラー3次元造形物を造形できるようにしてもよい。中間転写ベルト21Aは転写媒体の一例である。
期待画像生成部13は、薄膜状画像データ生成部10から受け取ったデータから、中間転写ベルト21A上に転写・形成される薄膜状トナー画像21Bの期待画像データを生成する。期待画像生成部13は、期待画像データを比較制御部16に出力する。本実施形態の期待画像データには、実施形態1と同じように、画像番号23aが付加されている(図2)。
画像取得部14は、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像を比較対象画像データとして取得する。画像取得部14は、比較対象画像データを比較制御部16に出力する。熱加圧ローラ15aは、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像の厚みを均一化する。
比較制御部16は、画像取得部14から受け取った比較対象画像データと期待画像生成部13から受け取った期待画像データとを比較する。当該比較により、比較対象画像が期待画像データに一致しないと判断されると、比較制御部16はエラーという判断を出す。エラーという判断が出た場合、比較制御部16は再転写要求を薄膜状画像データ生成部10に出力する。
画像取得部14は、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像を比較対象画像データとして取得する。画像取得部14は、比較対象画像データを比較制御部16に出力する。熱加圧ローラ15aは、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像の厚みを均一化する。
比較制御部16は、画像取得部14から受け取った比較対象画像データと期待画像生成部13から受け取った期待画像データとを比較する。当該比較により、比較対象画像が期待画像データに一致しないと判断されると、比較制御部16はエラーという判断を出す。エラーという判断が出た場合、比較制御部16は再転写要求を薄膜状画像データ生成部10に出力する。
積層部20Aは、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像21Bを、積層用加圧ローラ15bを用いて積層する。より詳しくは、積層部20Aは、積層用加圧ローラ15bを用いて、中間転写ベルト21Aから薄膜状トナー画像21Bを分離して、分離した薄膜状トナー画像21Bを積層することにより、3次元造形物を造形する。本実施形態では、3つの積層用加圧ローラ15bが中間転写ベルト21Aの裏面(薄膜状トナー画像21Bが形成されない面)に沿って設けられている。3つの積層用加圧ローラ15bは、中間転写ベルト21Aの移動方向Nに沿って所定間隔で設けられている。積層部20Aは中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像21Bと同期して水平方向(矢印Dの方向)に移動することができる。
また、本実施形態の積層部20Aは、比較制御部16から指示に応じて、中間転写ベルト21Aの移動方向(矢印Dの方向)に垂直な方向(矢印Eの方向)にも移動することができる。通常の積層時(エラー無と判断された場合)には、積層部20Aは、薄膜状トナー画像21Bが3次元造形物24に積層された際に有する厚さ分(積層厚Δ)だけ矢印E方向の下方に移動する。エラーと判断された場合、薄膜状トナー画像21Bの積層時に積層部20Aは、薄膜状トナー画像21Bの厚さ分(積層厚Δ)よりも大きく下方に移動する。
中間転写ベルト21Aは、実際に薄膜状トナー画像21Bが第1転写部11aおよび第2転写部11bにより転写されるベルトである。駆動ローラ12cが回転すると、中間転写ベルト21Aは、中間転写ベルト21A上のトナー画像21Bを矢印Nの方向に搬送する。矢印Nは、中間転写ベルト21Aの移動方向も示している。
クリーナ30は、積層部20Aの下流に設けられている。クリーナ30は、積層部20A上を矢印N方向に通過した中間転写ベルト21A上に残っているトナーを除去する。本実施形態では、クリーナ30は、比較制御部16からの指示に基づいて動作するとする。クリーナ30が動作している間、クリーナ30の近傍を通過する中間転写ベルト21Aに存在するトナーはクリーナ30により除去される。
クリーナ30は、積層部20Aの下流に設けられている。クリーナ30は、積層部20A上を矢印N方向に通過した中間転写ベルト21A上に残っているトナーを除去する。本実施形態では、クリーナ30は、比較制御部16からの指示に基づいて動作するとする。クリーナ30が動作している間、クリーナ30の近傍を通過する中間転写ベルト21Aに存在するトナーはクリーナ30により除去される。
(3次元造形装置200の動作)
図7および図2を用いて本実施形態の3次元造形装置200の動作を説明する。
図7の薄膜状画像データ生成部10がコンピュータ等から3次元造形物の制作指示と3次元データを受信すると、実施形態1と同じように、薄膜状画像データ生成部10は薄膜状画像データを生成し、当該薄膜状画像データの枚数を算出する。薄膜状画像データ生成部10は、中間転写ベルト21A上に薄膜状トナー画像データを転写すべく、第1転写部11aおよび第2転写部11bに積層順に薄膜状画像データを出力する。算出された枚数は比較制御部16に通知され、図8の処理フローを終了するか否かを判断する際に用いられる。
図7および図2を用いて本実施形態の3次元造形装置200の動作を説明する。
図7の薄膜状画像データ生成部10がコンピュータ等から3次元造形物の制作指示と3次元データを受信すると、実施形態1と同じように、薄膜状画像データ生成部10は薄膜状画像データを生成し、当該薄膜状画像データの枚数を算出する。薄膜状画像データ生成部10は、中間転写ベルト21A上に薄膜状トナー画像データを転写すべく、第1転写部11aおよび第2転写部11bに積層順に薄膜状画像データを出力する。算出された枚数は比較制御部16に通知され、図8の処理フローを終了するか否かを判断する際に用いられる。
期待画像生成部13は、薄膜状画像データ生成部10から入力された薄膜状画像データに基づいて、中間転写ベルト21A上に転写される薄膜状トナー画像の期待画像データ23を作成(生成)する。期待画像生成部13は、期待画像データ23に画像番号23aを付加した構成(図2)で、期待画像データ23を比較制御部16へ出力する。
中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像21Bは、画像取得部14にて比較対象画像データとして取得される。比較対象画像データは、比較制御部16に入力され、期待画像データ23と比較される。比較の結果、エラー無と判断された場合には比較対象画像データは、積層部20Aで行われる積層工程に回される。一方、エラーと判断された場合には、比較対象画像データは、積層部20Aにおいて積層が行われず、積層部20Aの下流に設けたクリーナ30にて薄膜状トナー画像21Bの除去が行われる。なお、エラーと判断された場合には、再転写要求が出され、新たな薄膜状トナー画像が転写部11aにより転写される。クリーナ30による薄膜状トナー画像21Bの除去は、薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が転写部11aにより形成されるまで行われる(繰り返される)。
中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像21Bは、画像取得部14にて比較対象画像データとして取得される。比較対象画像データは、比較制御部16に入力され、期待画像データ23と比較される。比較の結果、エラー無と判断された場合には比較対象画像データは、積層部20Aで行われる積層工程に回される。一方、エラーと判断された場合には、比較対象画像データは、積層部20Aにおいて積層が行われず、積層部20Aの下流に設けたクリーナ30にて薄膜状トナー画像21Bの除去が行われる。なお、エラーと判断された場合には、再転写要求が出され、新たな薄膜状トナー画像が転写部11aにより転写される。クリーナ30による薄膜状トナー画像21Bの除去は、薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が転写部11aにより形成されるまで行われる(繰り返される)。
積層部20Aは、中間転写ベルト21A上に転写された薄膜状トナー画像21Bと同期して水平方向に移動しながら、積層用加圧ローラ15bを用いて、薄膜状トナー画像21Bを、製造中の既に積層されている3次元造形物24に積層する。通常の積層時には、積層部20Aは、薄膜状トナー画像21Bが3次元造形物24に積層された際に有する厚さ分(積層厚Δ)だけ矢印E方向の下方に移動する。
なお、薄膜状トナー画像21Bが中間転写ベルト21Aに転写されるタイミングと、期待画像データが生成されるタイミングと、比較対象画像データが取得されるタイミングは異なる。これらのタイミングの整合を取るため、比較制御部16は、画像取得部14から比較対象画像データを取得した後、期待画像生成部13に対して期待画像データの出力を要求する。
第1転写部11aと画像取得部14との間の中間転写ベルト21A上に複数の薄膜状トナー画像21Bが存在することも考えられる。この場合には期待画像生成部13と比較制御部16の間でのデータ交換操作を行うことにより、期待画像データと比較対象画像データとの比較のタイミングの整合を取る。
なお、薄膜状トナー画像21Bが中間転写ベルト21Aに転写されるタイミングと、期待画像データが生成されるタイミングと、比較対象画像データが取得されるタイミングは異なる。これらのタイミングの整合を取るため、比較制御部16は、画像取得部14から比較対象画像データを取得した後、期待画像生成部13に対して期待画像データの出力を要求する。
第1転写部11aと画像取得部14との間の中間転写ベルト21A上に複数の薄膜状トナー画像21Bが存在することも考えられる。この場合には期待画像生成部13と比較制御部16の間でのデータ交換操作を行うことにより、期待画像データと比較対象画像データとの比較のタイミングの整合を取る。
(比較制御部16の処理フロー)
図8は、比較制御部16が行う処理フローの一例を示す。以下、図8に基づいて比較制御部16の処理を説明する。なお、実施形態1(図4)と同じ処理については同じステップ番号を付して、詳細な説明は省略する。
S1は実施形態1と同じである。S1において比較制御部16は、期待画像データ23と画像番号23aを取得する。本実施形態では、S1の次にS3に進み、S3の次にS5に進む。S5において、比較対象画像データが期待画像データと一致した場合、比較制御部16はエラー無と判断し、S81に進む。S5において比較対象画像が期待画像と一致しない場合にはエラーと判断され、S7に進む。
図8は、比較制御部16が行う処理フローの一例を示す。以下、図8に基づいて比較制御部16の処理を説明する。なお、実施形態1(図4)と同じ処理については同じステップ番号を付して、詳細な説明は省略する。
S1は実施形態1と同じである。S1において比較制御部16は、期待画像データ23と画像番号23aを取得する。本実施形態では、S1の次にS3に進み、S3の次にS5に進む。S5において、比較対象画像データが期待画像データと一致した場合、比較制御部16はエラー無と判断し、S81に進む。S5において比較対象画像が期待画像と一致しない場合にはエラーと判断され、S7に進む。
S81では積層部20Aで薄膜状トナー画像21Bの積層を行うために、比較制御部16は、先の積層を実行した位置よりも薄膜状トナー画像の積層厚Δだけ積層部20Aを下げて(図9(A))積層工程を実行するように積層部20Aに指示する。積層厚Δは、薄膜状トナー画像21Bの厚さに等しい。すなわち、S5でエラー無(比較対象画像データが期待画像データに一致する)と判断された場合は、比較制御部16は、トナー画像の積層時に積層部20Aを所定値(積層厚Δ)だけ中間転写ベルト21Aから離間させる。そして、薄膜状トナー画像21Bが製造中の3次元造形物24と接触した状態で積層用加圧ローラ15bにより熱加圧されることで積層が実施される。
S81の後、S15に進む。S15は実施形態1のS15と同じである。積層した薄膜状トナー画像21Bが最終積層画像であった場合には(S15:Y)、この処理フローを終了する。積層した薄膜状トナー画像21Bが最終積層画像でなかった場合には(S15:N)、S1に戻り、次の画像データ等の入力を待つ。
S5においてエラーと判断されS7が実行されると、比較制御部16は薄膜状画像データ生成部10に対しエラーであった薄膜状画像データの再転写要求を通知する。再転写要求は、現在処理されている期待画像データの画像番号23aを薄膜状画像データ生成部10に通知することにより行う。
S5においてエラーと判断されS7が実行されると、比較制御部16は薄膜状画像データ生成部10に対しエラーであった薄膜状画像データの再転写要求を通知する。再転写要求は、現在処理されている期待画像データの画像番号23aを薄膜状画像データ生成部10に通知することにより行う。
さらに、S5でエラーと判断された薄膜状トナー画像21Bの積層が行われないようにするため、S82において比較制御部16は、積層部20Aを積層厚Δより大きな量だけ下げる(図9(B))ための指示を積層部20Aに送る。薄膜状トナー画像の厚さΔよりも大きな量だけ積層部20Aを下げることで、薄膜状トナー画像21Bと製造中の3次元造形物24との間に隙間Gが形成される。つまり、比較対象画像データ(薄膜状トナー画像の画像データ)が期待画像データに一致しない場合、比較制御部16は、積層部20Aを中間転写ベルト21Aから所定値(積層厚Δ)より大きく離間させる。この状態で積層用加圧ローラ15bにより中間転写ベルト21Aに対して熱加圧を行っても、3次元製造物24と薄膜状トナー画像21Bとの間には隙間Gがあるので、薄膜状トナー画像21Bは製造中の3次元造形物24に積層されない。薄膜状トナー画像21Bは製造中の3次元造形物24に積層されることなく積層部20Aの上方を通過する。
比較制御部16は、S83において、積層されなかった薄膜状トナー画像21Bを、クリーナ30により中間転写ベルト21Aから除去するための指示をクリーナ30に出力する。その後、比較制御部16は、S84において、比較制御部16は、再度、期待画像データを取得し、S85において、再度、比較対象画像データを取得する。そして、S86において、比較制御部16は、取得した期待画像データが再転写要求を行った画像のデータであるかどうかを判断する。再転写要求を行った画像のデータであるかどうかの判断は、再転写要求(S7)を行った画像番号と新たに取得した期待画像データの画像番号とを比較することにより行う。なお、再転写要求を行った期待画像データを保存しておき、S84で取得した期待画像データと比較してもよい。
S86において、期待画像データが再転写要求を行った画像のデータであると判断された場合、S87に進む。S87において、比較制御部16は、期待画像データと、S85で取得した比較対象画像データとを比較する。
S86において、期待画像データが再転写要求を行った画像のデータではないと判断された場合、S88に進む。S88において、比較対象の薄膜状トナー画像を破棄すべく、先に積層部20Aに出した指示を保持(保留)し、積層部20Aによる積層を実行させないようにする。そして、薄膜状トナー画像21Bをクリーナ30により中間転写ベルト21A上から除去する。その後、S84に戻り、次の期待画像データを待つ。
S86において、期待画像データが再転写要求を行った画像のデータではないと判断された場合、S88に進む。S88において、比較対象の薄膜状トナー画像を破棄すべく、先に積層部20Aに出した指示を保持(保留)し、積層部20Aによる積層を実行させないようにする。そして、薄膜状トナー画像21Bをクリーナ30により中間転写ベルト21A上から除去する。その後、S84に戻り、次の期待画像データを待つ。
S87において、比較対象画像データが期待画像データと一致した場合には、S89に進む。S89において、比較制御部16は、積層部20Aに対し、本来、積層を実施する位置まで積層部20Aを戻すように指示を行い(図4(A)の状態に戻す)、積層作業を行わせる。その後、S90に進み、処理フローを終了すべきかの判断を行う。S90において、処理を終了すべきでないと判断された場合、つまり、現在処理中の画像が最終画像でなければ(S90:N)、S1に戻り積層作業を継続する。現在処理中の画像が、最終画像であれば、処理を終了する。
(実施形態2の効果)
上記したように、本実施形態では、中間転写ベルト21A上に形成された薄膜状トナー画像21Bの画像データを積層前に期待画像データと比較する。そして、薄膜状トナー画像21Bの画像データが期待画像データと一致しない(つまりエラー)と判断した場合は、その中間転写ベルト21A上に形成された薄膜トナー画像21Bを破棄する。当該破棄の後、新たに薄膜状トナー画像を転写し、エラー無という判断がされたならば、新たに転写生成された薄膜状トナー画像を積層する。したがって、本実施形態によれば、薄膜状トナー画像にエラー発生した場合でも、3次元造形物をもう一度最初から作成する必要が無く、従来に比べ無駄な造形材料および時間を減少することができる。
なお、3次元造形装置200の構成は上記したものに限定されない。例えば、クリーナ30は常時動作状態にしてもよい。クリーナ30を常時作動させる構成にするならば、図8のS83は省略してよい。転写部11a、11bの位置や画像取得部14の位置やクリーナ30の位置も、図7に示された位置に限定されない。
上記したように、本実施形態では、中間転写ベルト21A上に形成された薄膜状トナー画像21Bの画像データを積層前に期待画像データと比較する。そして、薄膜状トナー画像21Bの画像データが期待画像データと一致しない(つまりエラー)と判断した場合は、その中間転写ベルト21A上に形成された薄膜トナー画像21Bを破棄する。当該破棄の後、新たに薄膜状トナー画像を転写し、エラー無という判断がされたならば、新たに転写生成された薄膜状トナー画像を積層する。したがって、本実施形態によれば、薄膜状トナー画像にエラー発生した場合でも、3次元造形物をもう一度最初から作成する必要が無く、従来に比べ無駄な造形材料および時間を減少することができる。
なお、3次元造形装置200の構成は上記したものに限定されない。例えば、クリーナ30は常時動作状態にしてもよい。クリーナ30を常時作動させる構成にするならば、図8のS83は省略してよい。転写部11a、11bの位置や画像取得部14の位置やクリーナ30の位置も、図7に示された位置に限定されない。
(他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の比較制御部16等(または制御装置)の1以上の機能を実現するプログラム(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の比較制御部16等(または制御装置)の1以上の機能を実現するプログラム(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
10…薄膜状画像データ生成部、11a…第1転写部、13…期待画像生成部、14…画像取得部、16…比較制御部、20…積層部、21…中間転写シート、20A…積層部、21B…トナー画像
Claims (19)
- 3次元データに基づいて薄膜状トナー画像または転写媒体を積層することにより3次元造形物を造形する3次元造形装置であって、
前記3次元データから薄膜状画像データを生成する生成手段と、
前記薄膜状画像データを転写媒体に転写して薄膜状トナー画像を形成する転写部と、
前記薄膜状トナー画像の画像データを取得する取得部と、
前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像を破棄することなく、当該一致しないと判断された画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を前記転写部に形成させる制御手段と、
前記既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像と、前記新たな薄膜状トナー画像とを用いて、前記転写媒体または前記薄膜状トナー画像を積層する積層部と、
を有することを特徴とする3次元造形装置。 - 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致する場合に、当該薄膜状トナー画像が転写された前記転写媒体を積層順に応じた位置に保持する保持部をさらに有し、前記転写媒体は、前記保持部から前記積層部に供給されることを特徴とする請求項1に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合に、当該薄膜状トナー画像に関する情報を保持する保持手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合に、当該薄膜状トナー画像が転写された転写媒体を回収する回収部をさらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状画像データには、積層の順番を示す画像番号が付加されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、前記制御手段は前記転写部に再転写要求を送り、前記転写部は当該再転写要求に応じて新たな薄膜状トナー画像を前記転写媒体に形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記再転写要求には、積層の順番を示す画像番号が付加されていることを特徴とする請求項6に記載の3次元造形装置。
- 前記転写媒体は転写シートであり、前記積層部が前記転写シートを積層することにより前記3次元造形物が造形されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記転写媒体は転写ベルトであり、前記積層部が前記転写ベルトから前記薄膜状トナー画像を分離して、分離した薄膜状トナー画像を積層することにより、前記3次元造形物が造形されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、前記制御手段は、前記積層部を前記転写ベルトから所定値より大きく離間させることを特徴とする請求項9に記載の3次元造形装置。
- 前記所定値は、前記薄膜状トナー画像の厚さであることを特徴とする請求項10記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致する場合、前記制御手段は、前記積層部を前記転写ベルトから前記所定値だけ離間させることを特徴とする請求項10または11に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合に、前記薄膜状トナー画像を前記転写ベルトから除去するクリーナをさらにを有することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の3次元造形装置。
- 前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、当該薄膜状トナー画像が転写された前記転写媒体に続く転写媒体に転写された薄膜状トナー画像は前記クリーナにより除去されることを特徴とする請求項13に記載の3次元造形装置。
- 前記クリーナによる前記薄膜状トナー画像の除去は、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像が前記転写部により形成されるまで行われることを特徴とする請求項14に記載の3次元造形装置。
- 3次元データに基づいて薄膜状トナー画像または転写媒体を積層することにより3次元造形物を造形する3次元造形装置を制御する制御装置であって、
前記3次元造形装置は、前記3次元データから薄膜状画像データを生成する生成部と、
前記薄膜状画像データを転写媒体に転写して薄膜状トナー画像を形成する転写部と、
前記薄膜状トナー画像または前記転写媒体を積層する積層部と、を有し、
前記制御装置は、
前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像を破棄することなく、当該一致しないと判断された画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を前記転写部に形成させる第1の手段と、
前記既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像と、前記新たな薄膜状トナー画像とを用いて、前記積層部に、前記転写媒体または前記薄膜状トナー画像を積層させる第2の手段と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 3次元データに基づいて薄膜状トナー画像または転写媒体を積層することにより3次元造形物を造形する方法であって、
前記3次元データから薄膜状画像データを生成するステップと、
前記薄膜状画像データを転写媒体に転写して薄膜状トナー画像を形成するステップと、
前記薄膜状トナー画像の画像データが前記薄膜状画像データに一致しない場合、既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像を破棄することなく、当該一致しないと判断された画像データの薄膜状トナー画像の代わりに、前記薄膜状画像データに一致する新たな薄膜状トナー画像を形成するステップと、
前記既に一致すると判断されている画像データの薄膜状トナー画像と、前記新たな薄膜状トナー画像とを用いて、前記転写媒体または前記薄膜状トナー画像を積層するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - コンピュータを、請求項1〜15のいずれか1項に記載の生成手段および制御手段の少なくとも一方として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、請求項16に記載の第1の手段および第2の手段の少なくとも一方として機能させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2016055266A JP2017165065A (ja) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 3次元造形装置および3次元造形方法 |
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WO2019028033A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | Evolve Additive Solutions, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR ELECTROPHOTOGRAPHIC-BASED ADDITIVE MANUFACTURING USING VARIABLE PRINTING PATHWAYS |
WO2019133835A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Sacrificial layers in selective deposition-based additive manufacturing of parts |
-
2016
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