JP6498057B2 - 立体物造形装置、立体物造形方法および押圧部材 - Google Patents

Description

本発明は、立体物造形装置、立体物造形方法および押圧部材に関し、詳しくは、転写積層方式による立体物造形における転写技術に関するものである。

特許文献１には、立体物造形における一方式として転写積層方式が記載されている。この文献に記載される転写積層方式は、転写されるパターン層と、それが形成された基板との接合力と、このパターン層と、基板から剥離されたパターン層が接合、積層される部材との接合力と、を調整することにより、パターン層を剥離、接合して転写を行うものである。しかし、このような転写方式では、転写精度を低下させる要因である転写圧力を軽減して高精度の転写を実現させるため、上記２つの接合力の差を大きくする必要があり、それによって転写のための構成が制限されることがある。

これに対し、転写自体の技術として、特許文献２には、転写されるべきインク像とこのインク像を保持するドラムとの間に摺りを生じさせてインク像の転写性を高めることが記載されている。具体的には、押圧ローラによって記録用紙をドラムに形成されたインク像に押圧して転写する際に、押圧ローラの押圧によってドラムを変形させ、これによってドラムとインク像との間にせん断方向の力を生じさせてインク像の剥離を容易にしている。特許文献３にも同様の技術が記載されており、転写物を挟む２本のローラ間に速度差を与えることで摺り（せん断方向の力）を発生させることが記載されている。

このように特許文献２、特許文献３に記載の転写技術によれば、転写像とこれを保持する部材との間に摺りないしせん断力を生じさせることによって、転写像を、これを保持する部材から容易に剥離することができ、転写効率を向上させることが可能となる。

特開平１０−３０５４８８号公報 特開平６−１５５７２５号公報 特開平４−７０７８５号公報

しかしながら、特許文献２、特許文献３に記載の転写技術は、基本的に、転写像（転写層）に対して上記加圧、変形させるポイントが１つであり、そして、この変形ポイントを転写像においてローラ回転方向に移動させることにより、転写像の剥離を行うものである。このため、ポイントの移動方向に転写像が伸びて、像自体にゆがみを生じたり、転写像の厚みが不均一になったりするなどの弊害を生じることがある。

本発明の目的は、転写積層方式による立体物造形などにおいて、転写像にゆがみを生じたり、転写像の厚みが不均一になったりすることを抑制することを可能とする立体物造形装置、立体物造形方法および押圧部材を提供することである。

そのために本発明は、形成途中の立体物である像の積層物に転写するための転写用の像を中間転写体上に形成する形成手段と、前記中間転写体を用いて前記積層物に前記像の層を転写することで前記像の層を積層する積層手段と、前記中間転写体上に形成された、前記積層物に接した状態の前記像の層に、前記中間転写体側から押圧力を作用させて前記像を前記積層物に転写するための押圧部材と、を備えた立体物造形装置であって、前記押圧部材は、前記押圧部材による押圧方向と垂直な断面において、周囲より硬度が高い高硬度部分が、前記押圧方向に垂直な第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ複数個所設けられていることを特徴とする。

以上の構成によれば、転写積層方式による立体物造形などにおいて、転写像にゆがみを生じたり、転写像の厚みが不均一になったりすることを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る立体物造形装置を模式的に示す側面図である。 図１に示した立体物造形装置の主に制御構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る中間転写体を介して転写像を押圧するための押圧部材構成の三例を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態に係る押圧部材構成の他の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る、インクジェット方式で形成した画像の転写によって画像を形成する記録装置を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、以上説明した本発明の実施形態に係る加圧ポイントを複数配置したことによる、推測される作用を説明する図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る立体物造形装置を模式的に示す側面図である。本実施形態の立体物造形装置は、大別して、ベルト状の中間転写体（ベルトの表面側）１に、転写像であるインク像を形成（記録）するための記録機構と、インク像を転写、積層して立体物を形成する転写、積層のための機構と、を有して構成されている。

記録機構は、ベルト状の中間転写体１が２つの搬送ローラ２の周りを周回するように配置され、搬送ローラ２の一方に回転のための駆動力が伝達されることにより、搬送ローラ２が回転して中間転写体１を走行（移動）させる。そして、図１において、上側の中間転写体１が図中右側へ移動する間に、インクジェット装置４によって、中間転写体表面にインク画像を記録する。本実施形態のインクジェット装置は、記録データに応じて駆動されるヒータが発生する熱によってインクに気泡を生じさせこの気泡の圧力によってインクを吐出する方式のものである。なお、この吐出方式は限定されず、ピエゾ方式など他の方式を用いることもできる。また、シリアルスキャン方式でもライン方式いずれも用いることができる。

次に、粉末付与装置６によってインク画像に対して立体物の骨格となるモデル材料の粉末を付与する。モデル材料が付与されたインク画像は、これに振動を与えたりエアーを与えたりすることによって非画像部のモデル材量を除去し、インク像のパターニングを行う。モデル材料のパターニングは、インクが粘着材となり、インク像のパターンによって中間転写体上にモデル材粉末を保持することで達成される。次に、加熱装置７によって、インク画像のパターンに保持されたモデル材粒子が溶融、膜化される。これにより、立体物を構成するためのインク像（転写像）の層１５が形成される。

次に、溶融状態のままのインク像の層１５は、中間転写体１から積層装置8に転写される。詳しくは、インク像の層１５は、中間転写体（ベルトの表面側）の裏面から、表面に押圧部材（圧接部材）１０を有するバックプレート９によって加圧されるとともに、積層装置８またはその上の積層物１４と接触する。このときには積層装置８が上昇することにより、加圧することができる。これにより、その詳細が後述されるように、インク像の層１５は、中間転写体と既に積層されている層との間で、剥離、接合、すなわち転写が行われて形成中の立体物である積層物１４の一部となる。

以上の工程を繰返すことによって所望の積層物（立体物）を形成することができる。なお、図１では、インク像１２、形成途中の構造体１４は、図示を容易にするため高さ方向を強調して示している。

図２は、図１に示した立体物造形装置１００の主に制御構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ１０１は、本装置における制御系全体の主制御部を成し、以下に示す各部の処理、動作の制御を実行する。メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１による制御のためのプログラムを格納するＲＯＭや、インターフェイス１０３を介して取り込まれる記録物データ１０４の保存や、データ処理を行うためのワークエリアのためのＲＡＭ等を有して構成される。ＣＰＵ１０１は、記録開始の信号を受取ると、記録データを設定された条件に従い、搬送ローラ２、インクジェット装置４、モデル材粉末付与装置６、加熱装置７、積層装置８の状態を確認するための通信を行う。これによって記録可能であることを確認すると、搬送ローラ２を回転させて中間転写体１を搬送する。中間転写体１の位置が、各部のそれぞれ設定位置になるタイミングで、各部の所定動作を行い、転写像（転写パターン）の記録およびこの転写像の積層を行う。そして、この転写像の記録およびこの転写像の積層を繰返すことにより立体物を形成することができる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る押圧部材の構成の三つの例を示す図であり、それぞれの図において、下側の図は上側の図における一点鎖線で示す断面を示している。また、断面図（それぞれの図の下側の図）の押圧部材１０の上側が押圧面である。

本発明の一実施形態に係る押圧部材１０は、その平面内に複数の加圧ポイントを有している。押圧部材１０の加圧ポイントは、転写体１の表面に記録、形成された転写層１５を、転写体１を介して押圧するものである。なお、上記加圧ポイントを、中間転写体に形成してもよいが、本実施形態のように、押圧部材１０に形成する構成とすることにより、加圧転写に必要な部分（図１における押圧部材１０）にのみ上記加圧ポイント配置すればよい。その結果、装置構成が簡潔にでき、また、中間転写体の製造コストや搬送安定性など、種々の点で好ましい。特に、半径の小さい搬送ローラを用いる場合、ベルト厚が薄い方が、搬送安定性が得やすいので、そのような場合は図１に示す構成が好ましい。また、中間転写体の平面性が高い方が画像精度を高く作りやすいので、形状的なものより異種材料を用いて加圧ポイントを作り出す構成のものが好適である。

図３（ａ）に示す加圧ポイントの構成は、硬度の高いゴム２１（高硬度部分）を点状に配置するとともに、その周囲を硬度の低いゴム２２（低硬度部分）で充填した構成である。図３（ｂ）に示す構成は、規則的凹凸を有する硬度の高いゴムシート２１の凹凸がある面側を、硬度の低いゴム２２で上記凹凸を埋めて平滑化するようにした構成である。図３（ｃ）に示す構成は、ガラスやセラミックス、金属などの球状の固体２３を規則的に配置して埋め込んだ、弾性体２２のシートとした構成である。加圧ポイントとなる材料形状は、球や円錐形状のように加圧方向に対して断面積が連続的に変化する形状がより望ましい。なお、図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示された構成を表裏逆で使用してもよい（図４（ｂ）、（ｃ））。

その他の構成として、図４（ｄ）に示すように、表面から裏面まで貫通するような形態でもよい。深さ方向に対する変形ポイントの位置は、転写表面に近い方が低圧でも機能する場合が多い。深さ方向に数箇所の変形ポイントを設けてもよい。また、図４（ｅ）は、図４（ａ）に示す押圧部材１０に表面層２７を設けた例である。表面層２７の材料が、押圧部材における高度の低い方の弾性体と同等の伸縮性を有する場合、このような構成をとることもできる。

また、図３（ａ）に示す例では、加圧ポイントの配置パターンを円形のポイントが点在するパターンとしたが、これに限られず、例えば、ストライプやクロスラインの配置も可能である。もちろん、上記点在するパターンにおける個々の形状は円形に限定されるものではない。さらに、図３（ｂ）に示す例では、２種の材料により加圧ポイントを設定するものとしたが、３種以上の材料を用いてもよい。また、構成材料の２種類以上が弾性材料の場合、加圧ポイントは点でなくともよい。→これら異種材料がそれぞれ中間転写体表面に露出する構成でも良いが、インク付着性を均一化するためには表面材料は１種類である方がより好ましい。さらに、図３（ｃ）に示す例のように、第一の材料の中に第二の材料を埋め込む構成でもよいし、これらの上に、用いるインクと相性の良い特性をもつ材料で表面層を設けてもよい。

なお、他の形態として、中間転写体の一部に、図３（ａ）〜（ｃ）などで上述した加圧ポイントを設けてもよい。また、例えば、図１に示す立体物造形装置において、押圧部材１０を中間転写体１と一体化して用いてもよい。このような中間転写体に組み込まれるように設けられる加圧ポイントのパターンは、転写時に、被転写面に対し転写層をはさんで対向する位置に移動するようにその移動が制御される。

（加圧ポイントの配置など）
加圧ポイントの平面的配置は、分布に大きな偏りがなければ、厳密に規則的でなくともよい。これは、押圧部材１０の形状が、加圧無しのとき（すなわち、画像記録時および転写層リリース時）には、平滑な平面状態にあればよいからである。すなわち、画像記録時に平滑な平面であることによって高精度の画形成を行うことができ、転写像のリリース時に再び平滑な平面に戻ることによって転写画像の表面平滑性を得ることができる。

加圧ポイントの配置を定める要素として、ポイントの周期とサイズを挙げることができる。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、加圧ポイントのサイズは、構成材料中、最も変形量の少ない材料の個々サイズとすることができる。詳細には、図３（ａ）に示す例では、加圧ポイントのサイズ２４は、硬いゴム２１の（最大）サイズであり、図３（ｃ）に示す例では、固体２３のサイズである。また、図３（ｂ）に示す例では、硬い方のゴム２１が形成する突起のサイズである。また、加圧ポイントの周期は、加圧ポイント間の間隔２５とすることができる。

加圧ポイントのサイズは、記録する画像の最小エリアサイズを基準として定められ、例えば、１つのインクドットのサイズを基準として定められる。画像記録に用いるインクの特性に依存するため、それぞれの条件で最適設計することが望ましいが、例えば、１つのドットサイズの半分以上であることが望ましい。例えば、一般的なインクジェット記録装置の１つのドットのサイズは、直径４０μｍほどであることから、加圧ポイントのサイズは２０μｍ以上であることが好ましい。上限の目安としては、非弾性体の場合は最小エリアサイズの４倍、弾性体の場合は制限を受けにくく、最小エリアサイズの４００倍程度であり、１つのドットサイズを４０μｍとすると、それぞれ１６０μｍと１６ｍｍとなる。

加圧ポイントの周期は、押圧部材ないし中間転写体を構成する材料によって最適値が異なるが、例えば、最小周期はポイントサイズであり、最大周期は最小エリアサイズの４００倍程度もしくはポイントサイズの１５０倍である。

加圧ポイントを構成する材料の硬さは、インクなどの転写層の厚み、非転写面の粗さ、要求される精度によって最適化することが望ましいが、本実施形態では、ゴム硬度２０°から９０°の範囲で、硬度差を１０°以上、好ましくは１５°以上とする。硬度の差は、押圧部材の後加工によって形成することも可能である。例えば、ゴム材料に対し、所定のパターンマスクを介して紫外線光を照射し、照射部の硬度を選択的に高めることができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係る、インクジェット方式で形成した画像の転写によって画像を形成する記録装置を示す図である。図５において、記録が開始されると、先ず、画像形成ドラム３０の表面に構成された中間転写体３１上に反応液付与装置３によって反応液１１を付与し、インクジェット装置４でインク画像を記録する。そして、このインク画像に対して、水分除去装置５でインクを濃縮したインク画像１３を得る。本実施形態の記録装置は、中間転写体３１上のインク画像１３を記録媒体３３に転写し、そのまま記録物３４を得るための構成となっている。

以上の構成において、中間転写体３１に、上述した複数の加圧ポイントを設ける。なお、図５に示す構成の装置において、中間転写体を紙送りローラ３２側に配置してもよい。

本発明は、以上説明した各実施形態に係る立体物造形装置および記録装置において、中間転写体または押圧部材に加圧ポイントを複数設ける。これにより、上述した、従来技術の加圧、変形させるポイントが１つであることに起因して、転写像が伸びて、像自体にゆがみを生じたり、転写像の厚みが不均一になったりするなどの弊害を解決することができる。

本発明の実施形態のように、加圧の発生ポイントを複数個所設定することにより、摺り量を分散させることができ、その結果、画像の歪みなど転写のパターン精度低下を招くことなく転写効率を向上させることができる。

最も単純な系としては、図５に示したローラによる加圧において、ローラの接線方向にも加圧量の不均一を意図的に作り出すことにより効果的な摺りを発生させる。すなわち、従来は一つの大きな変形で生じさせていた摺りを、小さな複数の変形に置き換えるものである。

また、線状の加圧だけでなく、図１に示した装置のように、面状の加圧にも応用でき、より効果的に画像ゆがみを押さえることが可能である。例えば、従来知られる２次元記録におけるパッド記録は、シリコーンゴムからなる記録パッドを用いた面転写方式であるが、用いられる記録パッドは周囲から中心に向けて隆起した形状のパッドを用いており、加圧の発生ポイントは１つである。本実施形態の加圧ポイントは、形状的に形成することもできるが、上述したように、変形量の異なる複数材料の配置によって形成するのが好ましい。例えば、インクジェット方式によって中間転写体上に形成した転写パターンを転写する場合、中間転写体が平坦であるほどインクジェットヘッドを近づけてインクを吐出できるので着弾精度を上げることができるからである。

また、パターン形成時の中間転写体表面積と記録面の表面積が同じになるようにすることができ、これにより、転写画像のインク厚みを制御し易い。このインク厚みの一定化は記録物の色材濃度や積層造形時の積層精度の品質向上をもたらす。さらに、中間転写体の表面層と押圧部材を個別構成とし、押圧部材側に複数の加圧ポイントを設けることにより、表面層はシート形状を採ることができる。

加圧ポイントによる加圧およびそれに応じて変形を利用した本実施形態の転写機構は、中間転写体の硬度より高い硬度の転写層であっても、低い硬度の転写層であっても転写効率の向上が得られる。

図６（ａ）および（ｂ）は、以上説明した本発明の実施形態に係る加圧ポイントを複数配置したことによる、推測される作用を説明する図であり、図中、無加圧（加圧前）、加圧、加圧開放、転写（剥離）の各状態をそれぞれ示している。図６（ａ）および（ｂ）は、図１に示した積層装置８における、中間転写体１に形成された転写層（画像）１５を、押圧部材１０（中間転写体１）を用いて、中間転写体１から形成途中の構造体１４に転写（移動）させる工程を示しており、図１とは上下逆に示している。図１の装置では、この転写動作において、積層装置を上方（図１）に移動させて、形成途中の構造体１４の上面に、中間転写体１上に形成された転写層１５を当接する。このときに積層装置はZ方向に沿って動作し、積層物１４および中間転写体上のインク像の層１５に対して、中間転写体の面と実質的に垂直な方向に力をかける。この当接圧によって、バックプレート９に配置された押圧部材１０の内部で、高硬度部分と低硬度部分の変形量の差が生じ、押圧部材に設計配置した複数の加圧ポイントの全てに加圧が生じる。なお、図６（ａ）および（ｂ）において、押圧部材１０と転写層１５との間には、実際は中間転写体１が存在するが、その図示は省略している。あるいは、上述した他の形態のように、中間転写体１に直接複数の加圧ポイント設ける構成では、図における押圧部材１０を中間転写体１とみなすことができる。

図６（ａ）に示す作用は、上述した、複数の加圧ポイントを配置した押圧部材１０の転写層１５に対する加圧によって生じると推測される、周期的に起こる押圧部材１０（従って、中間転写体１）の表面積の変動によるものである。すなわち、この周期的な表面積の変動によって、転写層１５と中間転写体１との境界部に剥離力を生じさせる。

図６（ａ）において、加圧が生じる前（無加圧のとき）、積層装置８に保持された構造体１４の最上層は、転写層１５と非接触状態である。積層装置８を上昇させることによって、形成途中の構造体１４の最上面は転写層１５の下面と接触し、その後押圧部材１０は転写層１５を（相対的に）押圧する。この状態で、柔らかい弾性体２２は、加圧ポイントを構成する硬い弾性体２１より変形量が大きいので、接している転写層１５の表面にそれを引き伸ばす方向（伸張方向）への応力を生じさせる。そして、積層装置８を下降させることによる、加圧が解放された状態では、逆に、変形が大きかった柔らかい弾性層２２が元に戻るので、接している転写層１５の表面には圧縮の応力が生じる。このようにして、インク像１５に対して、加圧動作の方向（図１、６で言うZ方向）とは異なる、中間転写体１に沿った方向（図１、６、で言うXY面に沿った方向）に働く力を積極的に作用させる。転写層１５にこのような伸張と圧縮の、転写層における不均一な変形が周期的に加わることによって、中間転写体と転写層の境界面にせん断力が生じると推測することができる。すなわち、複数の加圧ポイント２１を複数、周期的に配置することによって、転写層の表面の変形量に不均一な変化を与えることができる。例えば、中間転写体の硬い弾性体２１に近接する柔らかい弾性体２２の部分は変形が制限され、硬い弾性体２１から遠ざかるほど柔らかい弾性体２２本来の変形量となる。このような不均一な変形によって転写層にもその全体において不均一な変形を生じさせ、それによって、中間転写体と転写層との間に有効にせん断力を生じさせて、転写層を中間転写体から効率的に剥離させることが可能となる。

図６（ａ）において、以上のように推測される作用によって中間転写体１から剥離された転写層１５は、形成途中の構造体１４の最上層に転写されて一体化し、次の転写層を受領する側となる。

なお、中間転写体と転写層の境界では、転写層の変形量を含めて、加圧に対して３つの異なる変形量が接している。これにより、仮に転写層の変形量が中間転写体の一方の材料と同じになったとしても、中間転写体は２種類以上の複合材料で構成されるのでせん断力は発生する。

一方、図６（ｂ）に示す作用は、加圧時に押圧層１０（中間転写体１）の硬い弾性体部分２１が不均一に移動する作用である。加圧状態では、変形量の少ない硬い弾性体部２１は変形量の大きい、すなわち、より動きやすい柔らかい弾性体２２との位置関係がわずかながら変動する。こちらの作用でも、インク像１５に対して、加圧動作の方向（図１、６で言うZ方向）とは異なる、中間転写体１に沿った方向（図１、６、で言うXY面に沿った方向）に働く力を積極的に作用させている。その結果、転写層と中間転写体の境界で不均一な摺り応力が生じ、境界面同士の剥離が促進されることが推測される。なお、この作用は、超音波発生器などの手段を用いて振動を与えることより増大し、転写率を向上させることができる。

図６（ａ）および（ｂ）を参照して上述した作用は、特に、加圧ポイントの周期が短いことによって、つまり、複数の加圧ポイントがより強く相互に作用することによって、より顕著になることは以上の説明からも明らかである。

なお、加圧ポイントの配置は必ずしも規則的な周期を有するものである必要はない。上述した複数の加圧ポイントが相互に作用して摺り応力が複数の箇所で生じる形態であればどのような配置であってもよい。

（中間転写体などの材料）
以上説明した中間転写体を構成する具体的な材料としては、各種ゴムやエラストマ−材料が好ましく用いられる。たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジェンゴム、スチレンブタジェンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリスチレン系エラストマ−、ポリオレフィン系エラストマ−、塩化ビニル系エラストマ−、ポリウレタン系エラストマ−、ポリエステル系エラストマ−、ポリアミド系エラストマ−、ポリブタジェン形エラストマ−などがある。

なお、上述した、本発明の実施形態に係る一定加圧時の変形量について、同一系統のゴムであっても、フィラ、分子量、添加剤等でこれら特性を変化させた材料であれば異種材料と言う表記の範囲で用いている。中でもシリコーンゴム（シリコーン化合物）やフッ素ゴム（フッ素化合物）は離型性が高いので表面材料として好適である。さらに、シリコーンゴムは比較的ゴム硬度や変形率を調整しやすく、それら特性の安定性も良いので好適である。中間転写体表面層と押圧部材層を複合して用いる場合の中間転写体表面層部材としても、シリコーンゴムやフッ素ゴムは好適に用いられる。

このような中間転写体上にインク画像を形成する。

画像記録に用いるインクは、用いる反応液との特性を考慮して選ぶ。中でも、反応が俊敏なイオン反応を用いることが出来る水系インクが好適である。水系インクの中でも、色材がイオン化しない顔料インクは、先に挙げた金属塩反応液との相性が良く、本発明の方式に非常に好ましく用いられる。

顔料インクの場合、色材としての顔料の他に、分散樹脂、分散助剤、水溶性有機溶剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、水などを添加して物性を整えることが出来る。各材料の配合比は記録する画像や、用いる反応液に合わせて配合することが望ましいが、目安として、顔料１〜１０％、水溶性有機溶剤５〜３０％、水７０〜９０％、その他材料は数％以下程度である。

以下、本発明の実施形態による具体的な実施例を説明する。

（実施例１）
実施例１は、図１示す装置で立体物を製造する例に関するものである。

中間転写体表面層には０．０５ｍｍＰＥＴフィルムの上にゴム硬度４０°のシリコーンゴム（信越化学製 ＫＥ４２）を０．２ｍｍの厚さでコーティングし、シリコーンゴムを硬化させた後に表面を平行平板式大気圧プラズマ装置（積水化学製 ＡＴＰ２０３）にて表面親水化した物を使用した。

次いで、インクジェット装置（ノズル密度１２００ｄｐｉ、吐出液滴量４ｐｌ、駆動周波数１０ｋｈｚ）にて中間転写体上に作成する立体物のスライスデータに相当する設計画像（最大インク付与量：４００％）に従い、インク画像を形成した。使用したインクを下記に示す（４色）。なお、このときのドットサイズは約４０μｍであった。

＜インク処方＞
顔料：４重量部
ブラック：カーボンブラック
シアン：ピグメントブルー１５
マゼンタ：ピグメントレッド７
イエロー：ピグメントイエロー７４
樹脂 スチレン−アクリル酸エチル共重合体：２重量部
（酸化２２０ 平均分子量５０００）
エチレングリコール：４重量部
エチルアルコール：４重量部
界面活性剤：界面活性剤（川研ファインケミカル製 アセチレノールＥＨ）：１重量部
純水：８５部

次に、モデル材粉末付与装置にてポリプロピレン樹脂粉末（平均粒径７０ミクロン）を全面に付与し、徐電エアブローにて非画像部付着の樹脂粉末を除去した（インクが接着剤として作用するのでインク付着部のみ樹脂粉末が残る）。

次に、加熱装置にて転写体温度を約１８０℃に加熱し、樹脂粉末を溶解、膜化した。

次に、積層装置にて形成途中の構造体を溶解膜化したパターンと圧接し、冷却した。

次に、押圧部材を表面に配置したバックプレート側を１．５ｋｇ／ｃｍ２の荷重で一瞬加圧し、すぐに開放した。

＜押圧部材＞
硬いエラストマ−：硬度６０°のスチレン系エラストマ−
柔らかいエラストマ−：硬度４０°のスチレン系エラストマ−
ポイントサイズ：６０μｍ
ポイント周期：５ｍｍ
押圧部材厚さ：２ｍｍ

次に、積層装置を下降させると中間転写体表面にパターン膜が残ることなく全ての材料の転写が完了した。また、転写後のパターン膜表面は高い平滑性を有していた。このような積層を重ねることで着色された立体物が精度良く完成した。作成した立体物を４０℃環境下で７２時間放置したが顕著な歪みは発生しなかった。

（比較例１）
実施例１に用いた押圧部材の代わりに単一の弾性体で構成された押圧部材を用いた。その他の材料、工程は実施例１と同じである。

＜押圧部材＞
硬いエラストマ−：硬度６０°のスチレン系エラストマ−
柔らかいエラストマ−：なし
ポイントサイズ：なし
ポイント周期：なし
押圧部材厚さ：２ｍｍ

次に、積層装置を下降させると中間転写体表面にパターン膜が残ることなく全ての材料の転写が完了した。ただし、転写後のパターン膜エッジ部が、転写体側に反り上がるような部分が何箇所か確認された。積層を重ね立体物を作成したが、完成された立体物の精度は悪く、積層ズレや接着不良が数個所に見られた。

（比較例２）
比較例１において、押圧部材の加圧を４ｋｇ／ｃｍ２として同様に積層物の作成を行った。比較例１で見られた、積層装置を下降させた状態における転写後のパターン膜エッジ部の反り上がりは見られなかった。積層を重ね立体物を作成したが、完成された立体物の精度は若干悪く、実施例１に比べ最大で５％ほどの歪みが見られた。また、作成した立体物を４０℃環境下で７２時間放置した結果、歪みはさらに大きくなった。

（実施例２）
実施例２は、図５に示した記録装置で記録を行った例に係るものである。

中間転写体として、下記中間転写体に表面を平行平板式大気圧プラズマ装置（積水化学製 ＡＴＰ２０３）にて表面親水化した物を使用した。

＜転写体（表面層と押圧部材の一体型）＞
硬いエラストマ−：硬度８０°のスチレン系エラストマ−
柔らかいエラストマ−：硬度７０°のスチレン系エラストマ−
ポイントサイズ：６０μｍ
ポイント周期：３ｍｍ
押圧部材厚さ：１．７５ｍｍ
表面層材料：硬度４０°のシリコーンゴム（信越化学製 ＫＥ４２）
表面層厚み：０．２ｍｍ

この中間転写体上にロールコート方式の塗布装置を用いて反応液を全面に０．２μｍ厚さで塗布した。使用した反応液を下記に示す。

＜反応液処方＞
ＣａＣｌ２／２Ｈ２Ｏ：１０重量部
ＡＥＳ系市販界面活性剤：１重量部
ジエチレングリコ−ル：２０部
純水：６９部

次に、インクジェット装置（ノズル密度１２００ｄｐｉ 吐出液滴量４ｐｌ 駆動周波数１０ｋｈｚ）にて反応液が塗布された中間転写体上にカラー画像（最大インク付与量：４００％）を形成した。使用したインクを下記に示す（４色）。なお、このときのドットサイズは約４０μｍであった。

＜インク処方＞
顔料：４重量部
ブラック：カーボンブラック
シアン：ピグメントブルー１５
マゼンタ：ピグメントレッド７
イエロー：ピグメントイエロー７４
樹脂 スチレン−アクリル酸エチル共重合体：２重量部
（酸化２２０ 平均分子量５０００）
エチレングリコール：４重量部
エチルアルコール：４重量部
界面活性剤：界面活性剤（川研ファインケミカル製 アセチレノールＥＨ）：１重量部
純水：８５部

次に、中間転写体上に形成されたインク画像に対し、６５℃温風を２０秒間照射した。次いで、紙送りローラを用いて記録媒体（オ−ローラコート紙６４ｇ日本製紙製）をインク画像に４ｋｇ／ｃｍ２の荷重で圧接紙画像の転写を行った。中間転写体のインク画像は全て転写し、高品質な記録物が作成された。

１ 中間転写体
２ 搬送ローラ
３ 反応液塗布装置
４ インクジェット装置
５ 水分除去装置
６ 粉末付与装置
７ 加熱装置
８ 積層装置
９ バックプレート
１０ 押圧部材
１４ 積層物
１５ 転写像（層）
２１ 硬い弾性体
２２ 柔らかい弾性体
２３ 固体
２４ 加圧ポイントのサイズ
２５ 加圧ポイントの周期

Claims (11)

1. 形成途中の立体物である像の積層物に転写するための転写用の像を中間転写体上に形成する形成手段と、
   前記中間転写体を用いて前記積層物に前記像の層を転写することで前記像の層を積層する積層手段と、
   前記中間転写体上に形成された、前記積層物に接した状態の前記像の層に、前記中間転写体側から押圧力を作用させて前記像を前記積層物に転写するための押圧部材と、を備えた立体物造形装置であって、
   前記押圧部材は、前記押圧部材による押圧方向と垂直な断面において、周囲より硬度が高い高硬度部分が、前記押圧方向に垂直な第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ複数個所設けられている
   ことを特徴とする立体物造形装置。
2. 前記押圧部材は、前記中間転写体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の立体物造形装置。
3. 前記押圧部材は前記断面において、前記複数の高硬度部分と前記高硬度部分の周囲の前記高硬度部分より硬度が低い低硬度部分の組みを周期的に配置して構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の立体物造形装置。
4. 前記押圧部材は、前記複数の高硬度部分と前記高硬度部分の周囲の前記高硬度部分より硬度が低い低硬度部分とが、硬度の異なる２つ以上の材料によって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の立体物造形装置。
5. 前記硬度の異なる２つ以上の材料は弾性体であり、最も硬度の高い弾性体と最も硬度の低い弾性体の硬度差がゴム硬度で１０°以上であることを特徴とする請求項４に記載の立体物造形装置。
6. 前記中間転写体の表面は、前記押圧部材によって押圧されないときに、平滑な平面であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の立体物造形装置。
7. 少なくとも前記中間転写体の転写像を記録する面がシリコーン化合物またはフッ素化合物を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の立体物造形装置。
8. 前記形成手段は、前記中間転写体上にインクジェット装置によって記録することで前記像を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の立体物造形装置。
9. 形成途中の立体物である像の積層物に転写するための転写用の像を中間転写体上に形成する形成工程と、
   前記中間転写体上に形成された前記像を、前記積層物に転写して積層する積層工程と、を備えた立体物造形方法であって、
   前記積層工程では、
   所定方向と垂直な断面において、周囲より硬度が高い高硬度部分が、前記所定方向と垂直な第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ複数個所設けられている押圧部材によって、前記中間転写体上に形成され、前記積層物に接した状態の前記像に、前記中間転写体側から前記所定方向に押圧力を作用させて、前記像を前記積層物に転写して積層する
   ことを特徴とする立体物造形方法。
10. 中間転写体に記録した転写用の像を他の部材に押圧させて当該他の部材に転写するために前記像を押圧するための弾性体で形成される押圧部材であって、
    前記押圧の方向と垂直な断面において、周囲の弾性体より硬度が高い弾性体で形成される高硬度部分が、前記押圧の方向に垂直な第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ複数個所設けられている
    ことを特徴とする押圧部材。
11. 前記高硬度部分と前記周囲の弾性体との硬度差はゴム硬度で１０°以上であることを特徴とする請求項１０に記載の押圧部材。