JP2015150886A - Device and method for laminating molding - Google Patents

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Toshiaki Kagawa
敏章 香川
治男 山本
Haruo Yamamoto
治男 山本
豊賀 相本
Toyoka Aimoto
豊賀 相本
横田 昌吾
Shogo Yokota
昌吾 横田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminating molding device having a high transfer efficiency of a powder image, and capable of accurately forming a three-dimentional image at high speed.SOLUTION: An intermediate transfer belt 21 includes an endless belt-like substrate 21a of a polyimide film, an elastic layer 21b of silicone rubber, and a release layer 21c of fluorine resin, having a three-layer structure with the elastic layer 21b held between the endless belt-like substrate 21a and the release layer 21c. Accordingly, when a color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is pressed onto a stage surface 23a1 of a liftable stage 23a or laminated and pressed onto the top layer formed of the color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1, the elastic layer 21b is flexibly deformed so as to absorb the irregular steps of the powder image Ei on the intermediate transfer belt 21, so that the powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is uniformly contacted with the stage surface 23a1 or the top layer formed of the powder image Ei. Consequently a high transfer efficiency Q can be achieved.

Description

本発明は、帯電性粉体からなる粉体像を繰り返し積層することにより立体像を形成する積層造形装置及び積層造形方法に関する。   The present invention relates to an additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method for forming a three-dimensional image by repeatedly laminating powder images made of a chargeable powder.

近年、樹脂や金属といった材料を少しずつ積層しながら固めて、立体像を形成する積層造形装置、所謂3Dプリンタが脚光を集めている。現在、実用化されている3Dプリンタの方式としては、大きく分類して次の5つの方式がある。   In recent years, a so-called 3D printer, which is a so-called 3D printer, that gathers and solidifies materials such as resin and metal little by little to form a stereoscopic image has attracted attention. Currently, there are the following five types of 3D printer methods that are in practical use.

(1) 熱溶解積層法 プリンタヘッドを移動させつつ、プリンタヘッドから加熱溶融された熱可塑性樹脂(ABS、PC等)を押し出してステージ上に積層し、立体像を形成する方式。材料の樹脂としては糸状又は繊維状のものを用いており、この樹脂を加熱溶解しながら押し出して積層する。   (1) Hot melt laminating method A method in which a thermoplastic resin (ABS, PC, etc.) heated and melted from the printer head is extruded and laminated on the stage while moving the printer head to form a three-dimensional image. As the resin of the material, a thread or fiber is used, and this resin is extruded and laminated while being heated and dissolved.

(2) 光学造形法 液体状の光硬化性樹脂をプールに満たし、光硬化性樹脂の液面より僅かに低い位置にステージを配置して、ステージ上の光硬化性樹脂の層にレーザービームを照射して、この層を部分的に硬化させ、ステージを一層分だけ下降させてから、光硬化性樹脂の次の層にレーザービームを照射して、次の層を部分的に硬化させ、このようなレーザービームの照射とステージの下降とを繰り返して、複数層の硬化部分をステージ上に積層してなる立体像を形成する方式。   (2) Optical modeling method Fill the pool with liquid photocurable resin, place the stage at a position slightly lower than the liquid surface of the photocurable resin, and apply the laser beam to the photocurable resin layer on the stage. Irradiate to partially cure this layer, lower the stage one layer, and then irradiate the next layer of photocurable resin with a laser beam to partially cure the next layer. A method of forming a three-dimensional image formed by laminating a plurality of hardened portions on a stage by repeatedly irradiating the laser beam and lowering the stage.

(3) インクジェット法 ステージを移動させつつ、インクジェットヘッドからステージ上に紫外線硬化性の樹脂を噴出して、紫外線を照射することでステージ上の紫外線硬化性の樹脂を硬化させる。次に、ステージを一段(一層分だけ)下降させてから、先程と同様にインクジェットヘッドから樹脂を噴出して、紫外線を照射しステージ上の樹脂を硬化させる。このような樹脂の噴出硬化とステージの下降とを繰り返して、立体像をステージ上に形成する方式。   (3) Inkjet method While moving the stage, an ultraviolet curable resin is ejected from the inkjet head onto the stage, and the ultraviolet curable resin on the stage is cured by irradiating ultraviolet rays. Next, after lowering the stage by one stage (by one layer), the resin is ejected from the inkjet head in the same manner as before, and the resin on the stage is cured by irradiating ultraviolet rays. A method of forming a three-dimensional image on the stage by repeating such resin curing and lowering the stage.

(4) 粉末造形法
石膏等の粉末からなる均一な厚みの層をステージ上に形成し、インクジェットヘッドからステージへと接着剤を噴出して、その層を部分的に硬化させ、ステージを一層分だけ下降させてから、粉末からなる次の層をステージ上に形成し、インクジェットヘッドからステージへと接着剤を噴出して、次の層を部分的に硬化させ、このような粉末からなる層の形成、接着剤の噴出硬化、及びステージの下降を繰り返して、立体像をステージ上に形成する方式。未硬化部分の粉末は、後で除去される。
(4) Powder modeling method A layer of uniform thickness made of powder such as gypsum is formed on the stage, the adhesive is ejected from the inkjet head to the stage, the layer is partially cured, and the stage is further divided. And then the next layer of powder is formed on the stage, the adhesive is ejected from the inkjet head onto the stage, and the next layer is partially cured to form a layer of such powder. A method in which a three-dimensional image is formed on a stage by repeating formation, ejection curing of the adhesive, and lowering of the stage. The powder in the uncured part is removed later.

(5) 粉末焼結積層造形法
チタン合金やニッケル合金等の金属の粉末からなる均一な厚みの層をステージ上に形成し、レーザービームや電子ビームをステージ上の層に照射して、その層を部分的に焼結させ、ステージを一層分だけ下降させてから、粉末からなる次の層をステージ上に形成し、レーザービームや電子ビームを照射して、次の層を部分的に焼結させ、このような粉末からなる層の形成、レーザービームや電子ビームの照射、及びステージの下降を繰り返して、立体像をステージ上に形成する方式。未焼結の粉末は、後で除去される。
(5) Powder sintering additive manufacturing method A layer of uniform thickness made of powder of metal such as titanium alloy or nickel alloy is formed on the stage, and the layer on the stage is irradiated with a laser beam or electron beam. After the stage is lowered by one layer, the next layer of powder is formed on the stage and irradiated with a laser beam or electron beam to partially sinter the next layer. In this method, a three-dimensional image is formed on the stage by repeating the formation of such a powder layer, irradiation with a laser beam or electron beam, and lowering of the stage. The green powder is removed later.

ところで、(1) 熱溶解積層法、(3) インクジェット法、(4) 粉末造形法では、プリントヘッドやインクジェットヘッドを往復移動させるため、造形速度が遅いという課題がある。また、(2) 光学造形法では、光硬化性樹脂の液面が安定するまでの時間が長く、かつ光硬化性樹脂の硬化に長い時間が費やされるため、造形速度が遅いという課題がある。更に、(4) 粉末造形法では、材料が石膏で接着材で硬化させる方式なので、造形物の強度が弱いという課題がある。また、(5) 粉末焼結積層造形法では、樹脂材料に対応できず、消費エネルギーが大きいという課題がある。更に、いずれの方式においても、一層の厚さが50〜200μmと厚いため、立体像の表面がざらざらした仕上がりになってしまうという共通の課題がある。   By the way, in (1) hot melt laminating method, (3) ink jet method, and (4) powder forming method, there is a problem that the forming speed is slow because the print head and the ink jet head are reciprocated. In addition, (2) the optical modeling method has a problem that the modeling speed is slow because it takes a long time to stabilize the liquid level of the photocurable resin and a long time is required for curing the photocurable resin. Furthermore, in (4) the powder molding method, there is a problem that the strength of the modeled object is weak because the material is gypsum and cured with an adhesive. Further, (5) the powder sintering additive manufacturing method has a problem that it cannot cope with a resin material and consumes a large amount of energy. Furthermore, in any system, since the thickness of one layer is as thick as 50 to 200 μm, there is a common problem that the surface of the three-dimensional image becomes rough.

一方、引用文献1、2には、周知の電子写真の技術を応用した積層造形装置が開示されている。この引用文献1、2に開示されている積層造形装置では、静電潜像を誘電体表面に形成する工程と、誘電体表面の静電潜像を帯電性粉体で現像して、誘電体表面に粉体像を形成する工程と、粉体像を誘電体表面から中間転写体に転写する工程と、粉体像を加熱して溶融又は軟化させる工程と、粉体像を中間転写体からステージへと転写する工程とを有し、これらの工程を繰り返すことで、複数の粉体像を積層してなる立体像をステージ上に形成している。   On the other hand, cited documents 1 and 2 disclose a layered modeling apparatus to which a known electrophotographic technique is applied. In the additive manufacturing apparatus disclosed in the cited documents 1 and 2, a process of forming an electrostatic latent image on a dielectric surface, and developing the electrostatic latent image on the dielectric surface with a chargeable powder, A step of forming a powder image on the surface, a step of transferring the powder image from the dielectric surface to the intermediate transfer member, a step of heating and melting or softening the powder image, and a step of transferring the powder image from the intermediate transfer member. A step of transferring to a stage, and repeating these steps forms a three-dimensional image formed by laminating a plurality of powder images on the stage.

このような電子写真の技術を応用した方法では、消費エネルギーが比較的小さく、立体像を高速で形成することができる。また、直径10μm程度の微粒子の集合からなる帯電性粉体を使用することから一層の厚さが10μm程度と薄く、強度が高くて表面の仕上がりが良好な立体像を形成することができる。   A method using such electrophotographic technology consumes relatively little energy and can form a stereoscopic image at high speed. Further, since a chargeable powder composed of a collection of fine particles having a diameter of about 10 μm is used, a three-dimensional image having a thin layer of about 10 μm, high strength, and good surface finish can be formed.

特開平10−207194号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-207194 特開2002−347129号公報JP 2002-347129 A

ところで、ステージの表面及びステージに以前に転写された最上層の粉体像の表面には、微小な凹凸が存在する。このため、誘電体ベルト表面の粉体像がステージ又はその最上層の粉体像に重ね合わせられたときに、誘電体ベルト表面の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像との間の接触状態にムラが生じる。   Incidentally, minute irregularities exist on the surface of the stage and the surface of the uppermost powder image previously transferred to the stage. For this reason, when the powder image on the surface of the dielectric belt is superimposed on the powder image on the stage or its uppermost layer, the powder image on the surface of the dielectric belt and the powder image on the stage or its uppermost layer are Unevenness occurs in the contact state.

また、引用文献1には、粉体像が転写される中間転写体として、ポリイミドフィルムの表面にシリコーン樹脂を離型剤として塗布した誘電体ベルトが挙げられている。しかしながら、ポリイミドは、その弾性率が高くて、弾性変形し難い。このため、誘電体ベルト表面の粉体像がステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に重ね合わせられたときに、誘電体ベルトがステージの表面又はその最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するようには弾性変形せず、よって誘電体ベルト表面の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像との接触状態のムラが解消されることはなく、これが原因となって、誘電体ベルトからステージへの粉体像の転写効率Qが低下した。   Further, in Patent Document 1, as an intermediate transfer body to which a powder image is transferred, a dielectric belt in which a silicone resin is applied as a release agent on the surface of a polyimide film is cited. However, polyimide has a high elastic modulus and is not easily elastically deformed. For this reason, when the powder image on the surface of the dielectric belt is superimposed on the powder image of the uppermost layer previously transferred to the stage or the stage, the powder image of the dielectric belt is the surface of the stage or the uppermost layer thereof. It is not elastically deformed so as to absorb the minute uneven steps on the surface of the surface, and thus the unevenness of the contact state between the powder image on the surface of the dielectric belt and the powder image on the stage or its uppermost layer is eliminated. As a result, the transfer efficiency Q of the powder image from the dielectric belt to the stage decreased.

また、引用文献2には、中間転写体として、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビリニデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックからなるフィルムの表面に、フッ素コーティングを施した2層構造のシームレスベルトが挙げられている。   Further, in Cited Document 2, a fluorine coating is applied to the surface of a film made of engineering plastics such as modified polyimide, thermosetting polyimide, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, poly (vinylidene fluoride), and nylon alloy as an intermediate transfer member. A two-layered seamless belt is mentioned.

しかしながら、そのようなシームレスベルトも、引用文献1の誘電体ベルトと同様に、弾性変形し難く、このためにシームレスベルト表面の粉体像とステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像との間の接触状態にムラが生じ、シームレスベルトからステージへの粉体像の転写効率Qが低下した。   However, such a seamless belt is hardly elastically deformed like the dielectric belt of Patent Document 1, and for this reason, the powder image on the surface of the seamless belt and the powder of the uppermost layer previously transferred to the stage. Unevenness occurred in the contact state with the image, and the transfer efficiency Q of the powder image from the seamless belt to the stage was lowered.

更に、引用文献2には、中間転写体として、シリコンゴム或いはウレタンゴム等からなる単層構造のゴムベルトが挙げられている。このようなゴムベルトは、弾性率が低くて、弾性変形し易い。このため、ゴムベルト表面の粉体像がステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に重ね合わせられたときには、ゴムベルトがそれらの微小な凹凸の段差を吸収するように弾性変形して、ゴムベルト表面の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像との間の接触状態が均一化される。   Further, cited document 2 includes a rubber belt having a single layer structure made of silicon rubber, urethane rubber or the like as an intermediate transfer member. Such a rubber belt has a low elastic modulus and is easily elastically deformed. For this reason, when the powder image on the surface of the rubber belt is superimposed on the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage, the rubber belt is elastically deformed so as to absorb these minute uneven steps. The contact state between the powder image on the rubber belt surface and the powder image on the stage or its uppermost layer is made uniform.

しかしながら、このように接触状態が均一化されても、ゴムベルトからステージへの粉体像の転写のときには加熱溶融した粉体像に対するゴムベルトの離型性が悪く、これが原因となって、ゴムベルトからステージへの粉体像の転写効率Qが低下した。   However, even when the contact state is made uniform in this way, when transferring the powder image from the rubber belt to the stage, the release property of the rubber belt with respect to the heated and melted powder image is poor, and this causes the rubber belt to the stage. The transfer efficiency Q of the powder image to the toner decreased.

また、ゴムベルトの伸縮量が大きく、ゴムベルトの移動方向に該ゴムベルトが伸縮したり、ゴムベルトが蛇行したりすることがあり、このようなゴムベルトの移動方向の伸縮や蛇行に伴い、ゴムベルト表面の粉体像とステージとの位置合わせ精度が低下し、ステージ上に形成される立体像の精度が低下した。   In addition, the amount of expansion / contraction of the rubber belt is large, the rubber belt may expand / contract in the moving direction of the rubber belt, or the rubber belt may meander, and the powder on the surface of the rubber belt may be accompanied by expansion / contraction of the moving direction of the rubber belt. The alignment accuracy between the image and the stage was lowered, and the accuracy of the stereoscopic image formed on the stage was lowered.

更に、弾性率が高いポリイミドフィルム等の場合は、ベルトを張架するローラ端部にカラーを設けて、ベルトの端部をカラーに当接させたり、ベルトの裏面側端部にビードを設け、ベルトのビードをガイドしたりすることにより、ベルトの蛇行を抑制することが可能であるが、ゴムベルトの場合は、その弾性率が低いため、カラーやビードによるベルトの蛇行の抑制を効果的に行うことができず、これもゴムベルト表面の粉体像とステージとの位置合わせ精度の低下の原因となった。   Furthermore, in the case of a polyimide film or the like having a high elastic modulus, a collar is provided at the end of the roller that stretches the belt, the end of the belt is brought into contact with the collar, or a bead is provided at the end on the back side of the belt. It is possible to suppress the meandering of the belt by guiding the bead of the belt, but in the case of a rubber belt, since the elastic modulus is low, the meandering of the belt due to the collar and bead is effectively suppressed. This could not be performed, and this also caused a decrease in alignment accuracy between the powder image on the rubber belt surface and the stage.

また、従来の積層造形装置では、カラーの立体像及びモノクロの立体像を選択的に形成することができず、この点での利便性の向上が望まれていた。   Further, in the conventional additive manufacturing apparatus, a color stereoscopic image and a monochrome stereoscopic image cannot be selectively formed, and improvement in convenience in this respect has been desired.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、粉体像の転写効率が高く、立体像を高精度にかつ高速に形成することが可能な積層造形装置及び積層造形方法を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method capable of forming a three-dimensional image with high accuracy and high speed with high transfer efficiency of a powder image. The purpose is that.

上記課題を解決するために、本発明の積層造形装置は、像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、前記像担持体は、該像担持体における前記粉体像の形成領域に設けられた弾性層を含む複層構造を有している。   In order to solve the above problems, an additive manufacturing apparatus according to the present invention includes an image carrier, an image forming unit that forms a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder on the image carrier, and the image. A stage on which the powder image on the carrier is transferred, and a plurality of powders are formed by repeating the formation of the powder image on the image carrier and the transfer of the powder image from the image carrier to the stage. A layered manufacturing apparatus that forms a three-dimensional image by stacking body images on the stage, wherein the image carrier includes an elastic layer provided in the powder image formation region of the image carrier. It has a structure.

このような本発明の積層造形装置では、像担持体は、該像担持体における粉体像の形成領域に設けられた弾性層を含む複層構造を有している。この像担持体の弾性層が弾性変形することから、像担持体上の粉体像をステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に重ね合わせたときには、弾性層がステージの表面又はその最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、像担持体上の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像とが均一に接触し、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   In such an additive manufacturing apparatus of the present invention, the image carrier has a multilayer structure including an elastic layer provided in a powder image formation region of the image carrier. Since the elastic layer of the image carrier is elastically deformed, when the powder image on the image carrier is superposed on the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage, the elastic layer becomes the surface of the stage. Alternatively, the powder image on the image carrier and the stage or its uppermost powder image are uniformly contacted by flexibly deforming so as to absorb the minute uneven steps on the surface of the powder image on the uppermost layer. In addition, the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

また、像担持体の複層構造により、弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を抑制することが可能であり、弾性層の伸縮が原因となって、像担持体上の粉体像とステージとの位置合わせ精度が低下することはなく、立体像をステージ上に高精度で形成することができる。   In addition, due to the multilayer structure of the image carrier, it is possible to suppress expansion and contraction of the elastic layer in the direction in which the elastic layer spreads. The alignment accuracy with the stage is not lowered, and a stereoscopic image can be formed on the stage with high accuracy.

更に、像担持体の複層構造により該像担持体の弾性率を高くすることが可能である。従って、像担持体としてベルト状のものを適用した場合は、ベルトを張架するローラ端部にカラーを設けて、ベルトの端部をカラーに当接させたり、ベルトの裏面側端部にビードを設けて、ベルトのビードをガイドしたりすることにより、ベルトの蛇行を抑制することが可能である。このため、ベルトの蛇行が原因となって、像担持体上の粉体像とステージとの位置合わせの精度やステージ上に形成される立体像の精度が低下することはない。   Furthermore, the elastic modulus of the image carrier can be increased by the multilayer structure of the image carrier. Therefore, when a belt-shaped image carrier is used, a collar is provided at the end of the roller that stretches the belt, and the end of the belt is brought into contact with the collar, or a bead is attached to the back end of the belt. It is possible to suppress meandering of the belt by providing the belt and guiding the bead of the belt. For this reason, due to the meandering of the belt, the accuracy of alignment between the powder image on the image carrier and the stage and the accuracy of the three-dimensional image formed on the stage do not decrease.

また、本発明の積層造形装置においては、前記複層構造は、前記弾性層と前記弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を抑制する基層とを含んでいる。あるいは、前記基層は、前記弾性層よりも弾性変形し難い材料からなる。   In the additive manufacturing apparatus of the present invention, the multilayer structure includes the elastic layer and a base layer that suppresses expansion and contraction of the elastic layer in a direction in which the elastic layer spreads. Alternatively, the base layer is made of a material that is less elastically deformed than the elastic layer.

このような基層は、像担持体の弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を確実に抑制することができる。   Such a base layer can surely suppress expansion and contraction of the elastic layer in the direction in which the elastic layer of the image carrier spreads.

更に、本発明の積層造形装置においては、前記複層構造は、前記粉体像に接触する離型層を含み、前記弾性層を前記基層と前記離型層との間に挟み込んでいる。   Furthermore, in the additive manufacturing apparatus of the present invention, the multilayer structure includes a release layer that contacts the powder image, and the elastic layer is sandwiched between the base layer and the release layer.

このような離型層を像担持体に設けることにより、粉体像を離型層から剥がすことが容易になり、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   By providing such a release layer on the image carrier, it becomes easy to peel the powder image from the release layer, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

また、本発明の積層造形装置においては、前記離型層は、フッ素樹脂の層である。   In the additive manufacturing apparatus of the present invention, the release layer is a fluororesin layer.

このフッ素樹脂の離型層は、離型性が高い。また、離型層の厚さを薄くすることができ、離型層が弾性層と共に容易に弾性変形するので、弾性層の変形による効果、すなわち弾性層がステージの表面又はステージに以前に転写された最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、像担持体上の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像とが均一に接触し、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上するという効果が損なわれることはない。   This release layer of fluororesin has a high release property. In addition, since the thickness of the release layer can be reduced and the release layer easily elastically deforms together with the elastic layer, the effect of deformation of the elastic layer, i.e., the elastic layer is previously transferred to the surface of the stage or the stage. The powder image on the surface of the image carrier and the powder image on the uppermost layer are in uniform contact with each other by flexibly deforming so as to absorb minute uneven steps on the surface of the uppermost powder image. The effect of improving the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is not impaired.

更に、本発明の積層造形装置においては、前記像担持体上の粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に圧接されて、前記像担持体から前記ステージへと該像担持体上の粉体像が転写される。   Furthermore, in the additive manufacturing apparatus of the present invention, the powder image on the image carrier is pressed against the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage, and the stage is moved from the image carrier to the stage. The powder image on the image carrier is transferred to the head.

このように像担持体上の粉体像がステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に圧接される場合は、その圧接圧力により、弾性層がステージの表面又はステージに以前に転写された最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、像担持体上の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像とが均一に接触し、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   In this way, when the powder image on the image carrier is pressed against the powder image of the uppermost layer previously transferred to the stage or stage, the elastic layer has previously been brought into contact with the surface of the stage or the stage by the pressure contact pressure. The transferred powder image is flexibly deformed so as to absorb the minute uneven steps on the surface of the powder image, and the powder image on the image carrier and the powder image on the stage or the uppermost layer are made uniform. The contact efficiency increases the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage.

次に、本発明の積層造形装置は、像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成、前記加熱部による前記像担持体上の粉体像の加熱、及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、前記像担持体上の加熱された粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態で前記像担持体上の粉体像を冷却する冷却部を備えている。   Next, the additive manufacturing apparatus of the present invention includes an image carrier, an image forming unit that forms a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder to the image carrier, and a powder on the image carrier. A heating unit that heats a body image; and a stage to which a powder image on the image carrier is transferred; formation of a powder image on the image carrier; powder on the image carrier by the heating unit; It is an additive manufacturing apparatus that repeats heating of a body image and transfer of the powder image from the image carrier to the stage, and stacks a plurality of powder images on the stage to form a three-dimensional image, Cooling for cooling the powder image on the image carrier while the heated powder image on the image carrier is in contact with or in close contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. Department.

このような構成の積層造形装置によれば、像担持体上の粉体像は、加熱されて溶融又は軟化してから、ステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になる。そして、この状態で、冷却部により像担持体上の粉体像が直ちに冷却されて固化するので、像担持体上の粉体像がステージ又はその最上層の粉体像に速やかに接着される。これにより、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   According to the layered manufacturing apparatus having such a configuration, the powder image on the image carrier is heated to be melted or softened, and then contacted with the stage or the uppermost layer powder image previously transferred to the stage. It will be in close contact. In this state, since the powder image on the image carrier is immediately cooled and solidified by the cooling unit, the powder image on the image carrier is quickly bonded to the powder image on the stage or its uppermost layer. . This improves the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage.

また、本発明の積層造形装置においては、前記ステージは、前記冷却部を内蔵している。   In the additive manufacturing apparatus of the present invention, the stage incorporates the cooling unit.

この場合は、ステージと冷却部とが兼用され、積層造形装置の小型化及び低価格化を図ることができる。   In this case, the stage and the cooling unit are used in common, and the additive manufacturing apparatus can be reduced in size and price.

更に、本発明の積層造形装置においては、前記ステージは、良熱伝導体からなる。   Furthermore, in the additive manufacturing apparatus of the present invention, the stage is made of a good heat conductor.

この場合は、加熱されて溶融又は軟化した像担持体上の粉体像がステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になると、像担持体上の粉体像の熱が良熱伝導体のステージへと速やかに伝導して放熱され、像担持体上の粉体像が速やかに固化する。良熱伝導体としては、金属等がある。   In this case, if the powder image on the image carrier that has been heated and melted or softened comes into contact with or is in close contact with the powder image on the uppermost layer previously transferred to the stage, the powder on the image carrier The heat of the body image is quickly conducted to the stage of the good heat conductor and dissipated, and the powder image on the image carrier is quickly solidified. Examples of good heat conductors include metals.

また、本発明の積層造形装置においては、前記冷却部は、前記ステージの熱を該ステージの外側へと伝導する熱伝導体を有している。   Moreover, in the additive manufacturing apparatus of this invention, the said cooling part has a heat conductor which conducts the heat of the said stage to the outer side of this stage.

この場合は、加熱されて溶融又は軟化した像担持体上の粉体像がステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になると、像担持体上の粉体像の熱がステージ及び熱伝導体を通じて該ステージの外部へと速やかに伝導して放熱され、像担持体上の粉体像が速やかに固化する。熱伝導体としては、ヒートパイプ等がある。   In this case, if the powder image on the image carrier that has been heated and melted or softened comes into contact with or is in close contact with the powder image on the uppermost layer previously transferred to the stage, the powder on the image carrier The heat of the body image is quickly conducted to the outside of the stage through the stage and the heat conductor and dissipated, and the powder image on the image carrier is quickly solidified. Examples of the heat conductor include a heat pipe.

次に、本発明の積層造形装置は、像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成、前記加熱部による前記像担持体上の粉体像の加熱、及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、前記ステージを前記像担持体に対して接離する方向に移動させる移動部を備え、前記移動部により前記ステージが前記像担持体に接近する方向に移動されて、前記像担持体上の加熱された粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態となり、前記像担持体上の粉体像が冷却された後に、前記移動部により前記ステージが前記像担持体から離間する方向に移動される。   Next, the additive manufacturing apparatus of the present invention includes an image carrier, an image forming unit that forms a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder to the image carrier, and a powder on the image carrier. A heating unit that heats a body image; and a stage to which a powder image on the image carrier is transferred; formation of a powder image on the image carrier; powder on the image carrier by the heating unit; It is an additive manufacturing apparatus that repeats heating of a body image and transfer of the powder image from the image carrier to the stage, and stacks a plurality of powder images on the stage to form a three-dimensional image, A moving unit configured to move the stage in a direction toward and away from the image carrier, and the moving unit moves the stage in a direction approaching the image carrier to heat the image carrier; The powder image touches the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. Properly becomes a state of close contact, after the powder image on the image bearing member is cooled, the stage is moved in a direction away from said image bearing member by the moving unit.

このような構成の積層造形装置によれば、像担持体上の粉体像は、加熱されて溶融又は軟化してから、ステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になる。そして、この状態で、像担持体上の粉体像が冷却されて固化するので、像担持体上の粉体像がステージ又はその最上層の粉体像に接着され、更にステージが像担持体から離間する方向に移動されると、粉体像が像担持体に残ることなくステージへと転写され、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   According to the layered manufacturing apparatus having such a configuration, the powder image on the image carrier is heated to be melted or softened, and then contacted with the stage or the uppermost layer powder image previously transferred to the stage. It will be in close contact. In this state, since the powder image on the image carrier is cooled and solidified, the powder image on the image carrier is adhered to the powder image on the stage or the uppermost layer, and the stage is further connected to the image carrier. When the image is moved away from the image carrier, the powder image is transferred to the stage without remaining on the image carrier, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

また、本発明の積層造形装置においては、前記像担持体上の粉体像の温度又は前記温度の近似値を測定する温度測定部を備えている。   The additive manufacturing apparatus of the present invention further includes a temperature measuring unit that measures the temperature of the powder image on the image carrier or an approximate value of the temperature.

更に、本発明の積層造形装置においては、前記移動部を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記温度測定部により測定された前記像担持体上の粉体像の温度又は前記温度の近似値に基づき前記移動部を制御して、前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させる。   Furthermore, the additive manufacturing apparatus of the present invention includes a control unit that controls the moving unit, and the control unit measures the temperature of the powder image on the image carrier measured by the temperature measurement unit or the temperature. Based on the approximate value, the moving unit is controlled to move the stage in a direction away from the image carrier.

この場合は、温度測定部により測定された像担持体上の粉体像の温度又は該温度の近似値が該粉体像の軟化点温度まで低下した後に、ステージを像担持体から離間する方向に移動させることができ、これにより像担持体からステージへの粉体像の転写を安定化させることができる。   In this case, the temperature of the powder image on the image carrier measured by the temperature measuring unit or the approximate value of the temperature decreases to the softening point temperature of the powder image, and then the stage is separated from the image carrier. Thus, the transfer of the powder image from the image carrier to the stage can be stabilized.

次に、本発明の積層造形方法は、弾性層を含む複層構造を有する像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成ステップと、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱ステップと、ステージを前記像担持体に接近する方向に移動させて、前記像担持体上の加熱された粉体像を前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着させる接触ステップと、前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させて、前記像担持体上の粉体像を該像担持体から前記ステージへと転写させる転写ステップとを含み、前記像形成ステップ、前記加熱ステップ、前記接触ステップ、及び前記転写ステップを含む一連の処理を繰り返すことで、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成している。   Next, the layered manufacturing method of the present invention includes an image forming step for forming a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder on an image carrier having a multilayer structure including an elastic layer, and the image carrier. A heating step for heating the powder image on the top, and the stage is moved in a direction approaching the image carrier, and the heated powder image on the image carrier is previously transferred to the stage or the stage. A contact step for contacting or closely contacting the uppermost powder image, and moving the stage in a direction away from the image carrier to transfer the powder image on the image carrier from the image carrier to the stage. A plurality of powder images on the stage by repeating a series of processes including the image forming step, the heating step, the contact step, and the transfer step. Forming an image There.

このような本発明の積層造形方法では、像担持体上の粉体像をステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に重ね合わせたときに、弾性層がステージの表面又はステージに以前に転写された最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、像担持体上の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像とが均一に接触もしくは密着し、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。また、像担持体の複層構造により、弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を抑制することが可能であり、弾性層の伸縮が原因となって、像担持体上の粉体像とステージとの位置合わせ精度が低下することはなく、ステージ上に形成される立体像を高精度で形成することができる。   In such an additive manufacturing method of the present invention, when the powder image on the image carrier is superposed on the powder image of the uppermost layer previously transferred to the stage or the stage, the elastic layer becomes the surface of the stage or the stage. The powder image on the image carrier and the powder image on the uppermost layer or the stage are deformed flexibly so as to absorb the minute uneven steps on the surface of the uppermost powder image transferred to Uniformly contact or closely contact, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved. In addition, due to the multilayer structure of the image carrier, it is possible to suppress expansion and contraction of the elastic layer in the direction in which the elastic layer spreads. The accuracy of alignment with the stage is not lowered, and a stereoscopic image formed on the stage can be formed with high accuracy.

また、像担持体上の粉体像は、加熱されて溶融又は軟化してから、ステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になる。そして、この状態で像担持体上の粉体像が冷却されて固化するので、像担持体上の粉体像がステージ又はその最上層の粉体像に接着され、更にステージが像担持体から離間する方向に移動されると、粉体像が像担持体に残ることなくステージへと転写され、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   In addition, the powder image on the image carrier is heated and melted or softened, and then comes into contact with or in close contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. In this state, the powder image on the image carrier is cooled and solidified, so that the powder image on the image carrier is bonded to the powder image on the stage or its uppermost layer, and the stage is further removed from the image carrier. When moved in the separating direction, the powder image is transferred to the stage without remaining on the image carrier, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

また、本発明の積層造形方法は、像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成ステップと、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱ステップと、ステージを前記像担持体に接近する方向に移動させて、前記像担持体上の加熱された粉体像を前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着させる接触ステップと、前記像担持体上の粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態で前記像担持体上の粉体像を冷却する冷却ステップと、前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させて、前記像担持体上の粉体像を該像担持体から前記ステージへと転写させる転写ステップとを含み、前記像形成ステップ、前記加熱ステップ、前記接触ステップ、前記冷却ステップ、及び前記転写ステップを含む一連の処理を繰り返すことで、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成している。   Also, the additive manufacturing method of the present invention includes an image forming step for forming a powder image formed by electrostatically adsorbing a chargeable powder on an image carrier, and a heating step for heating the powder image on the image carrier. The stage is moved in a direction approaching the image carrier, and the heated powder image on the image carrier is brought into contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage or A contacting step for bringing the powder image on the image carrier into contact with or in close contact with the powder image on the uppermost layer previously transferred to the stage or the stage; A cooling step for cooling, and a transfer step for transferring the powder image on the image carrier from the image carrier to the stage by moving the stage in a direction away from the image carrier, An image forming step, and the heating step Flop, said contacting step, the cooling step, and by repeating a series of processes including the transfer step, to form a three-dimensional image by laminating a plurality of the powder image on the stage.

このような本発明の積層造形方法では、像担持体上の粉体像は、加熱されて溶融又は軟化してから、ステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態になる。そして、この状態で像担持体上の粉体像が冷却されて固化するので、像担持体上の粉体像がステージ又はその最上層の粉体像に接着され、更にステージが像担持体から離間する方向に移動されると、粉体像が像担持体に残ることなくステージへと転写され、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   In such an additive manufacturing method of the present invention, the powder image on the image carrier is heated and melted or softened, and then contacted or adhered to the powder image of the uppermost layer previously transferred to the stage or the stage. It will be in the state. In this state, the powder image on the image carrier is cooled and solidified, so that the powder image on the image carrier is bonded to the powder image on the stage or its uppermost layer, and the stage is further removed from the image carrier. When moved in the separating direction, the powder image is transferred to the stage without remaining on the image carrier, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

本発明では、像担持体は、該像担持体における粉体像の形成領域に設けられた弾性層を含む複層構造を有している。この像担持体の弾性層が弾性変形することから、像担持体上の粉体像をステージ又はステージに以前に転写された最上層の粉体像に重ね合わせたときには、弾性層がステージの表面又はステージに以前に転写された最上層の粉体像の表面の微小な凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、像担持体上の粉体像とステージ又はその最上層の粉体像とが均一に接触し、像担持体からステージへの粉体像の転写効率が向上する。   In the present invention, the image carrier has a multilayer structure including an elastic layer provided in a powder image formation region of the image carrier. Since the elastic layer of the image carrier is elastically deformed, when the powder image on the image carrier is superposed on the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage, the elastic layer becomes the surface of the stage. Alternatively, the powder image on the image carrier and the stage or its uppermost layer powder are deformed flexibly so as to absorb the minute uneven steps on the surface of the uppermost layer powder image previously transferred to the stage. The image comes into contact with the image uniformly, and the transfer efficiency of the powder image from the image carrier to the stage is improved.

また、像担持体の複層構造により、弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を抑制することが可能であり、弾性層の伸縮が原因となって、像担持体上の粉体像とステージとの位置合わせ精度が低下することはなく、立体像をステージ上に高精度で形成することができる。   In addition, due to the multilayer structure of the image carrier, it is possible to suppress expansion and contraction of the elastic layer in the direction in which the elastic layer spreads. The alignment accuracy with the stage is not lowered, and a stereoscopic image can be formed on the stage with high accuracy.

更に、像担持体の複層構造により該像担持体の弾性率を高くすることが可能である。従って、像担持体としてベルト状のものを適用した場合は、ベルトを張架するローラ端部にカラーを設けて、ベルトの端部をカラーに当接させたり、ベルトの裏面側端部にビードを設けて、ベルトのビードをガイドしたりすることにより、ベルトの蛇行を抑制することが可能である。このため、ベルトの蛇行が原因となって、像担持体上の粉体像とステージとの位置合わせの精度やステージ上に形成される立体像の精度が低下することはない。   Furthermore, the elastic modulus of the image carrier can be increased by the multilayer structure of the image carrier. Therefore, when a belt-shaped image carrier is used, a collar is provided at the end of the roller that stretches the belt, and the end of the belt is brought into contact with the collar, or a bead is attached to the back end of the belt. It is possible to suppress meandering of the belt by providing the belt and guiding the bead of the belt. For this reason, due to the meandering of the belt, the accuracy of alignment between the powder image on the image carrier and the stage and the accuracy of the three-dimensional image formed on the stage do not decrease.

本発明の積層造形装置の第1実施形態を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of an additive manufacturing apparatus of the present invention. 図1の積層造形装置における中間転写ベルトを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an intermediate transfer belt in the additive manufacturing apparatus of FIG. 1. 図1の積層造形装置における面状ヒーターを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the planar heater in the additive manufacturing apparatus of FIG. 図1の積層造形装置における転写ユニットの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the transfer unit in the additive manufacturing apparatus of FIG. 第1実施形態の積層造形装置及び比較例の装置を用いた実験例1の結果を整理して示す図表である。It is a chart which arranges and shows the result of example 1 of experiments using the additive manufacturing apparatus of a 1st embodiment, and the apparatus of a comparative example. 第2実施形態の積層造形装置における転写ユニットの転写部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the transfer part of the transfer unit in the additive manufacturing apparatus of 2nd Embodiment. 図6の転写ユニットの制御系を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a control system of the transfer unit in FIG. 6. 第3実施形態の積層造形装置における転写ユニットの転写部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the transcription | transfer part of the transcription | transfer unit in the additive manufacturing apparatus of 3rd Embodiment. 第2実施形態の積層造形装置、第3実施形態の積層造形装置、及び比較例の装置を用いた実験例2の結果を整理して示す図表である。It is a chart which arranges and shows the result of Experimental example 2 using the additive manufacturing apparatus of a 2nd embodiment, the additive manufacturing apparatus of a 3rd embodiment, and the apparatus of a comparative example.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[第1実施形態]図1は、本発明の積層造形装置の第1実施形態を概略的に示す断面図である。この第1実施形態の積層造形装置1は、カラーの立体像Fを形成する所謂3D(3次元)プリンタであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ホワイト(W)、及び透明(T)という5色の粉体像をそれぞれ形成する5つの像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tと、各色の粉体像を重ね合わせてカラーの粉体像Eiを形成し、複数のカラーの粉体像Eiを繰り返し積層して立体像Fを形成する転写ユニット20とを備えている。   [First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view schematically showing a first embodiment of an additive manufacturing apparatus according to the present invention. The additive manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment is a so-called 3D (three-dimensional) printer that forms a three-dimensional color image F. Yellow (Y), magenta (M), cyan (C), white (W), And five image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T that respectively form five color powder images of transparency (T) and a color powder image Ei are formed by superimposing the powder images of the respective colors. A transfer unit 20 that repeatedly stacks a plurality of color powder images Ei to form a three-dimensional image F.

各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tのいずれも、感光体ドラム11を転写ユニット20の中間転写ベルト21に接する位置に配置し、感光体ドラム11の周囲に帯電器12、レーザービーム照射部13、現像器14、1次転写ローラ15、クリーナー16、及び除電部17を配置して構成される。   In each of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, the photosensitive drum 11 is disposed at a position in contact with the intermediate transfer belt 21 of the transfer unit 20, and a charger 12 and a laser beam are arranged around the photosensitive drum 11. An irradiation unit 13, a developing device 14, a primary transfer roller 15, a cleaner 16, and a charge removal unit 17 are arranged.

また、感光体ドラム11と1次転写ローラ15との間に転写ユニット20の中間転写ベルト21を挟み込み、1次転写ローラ15により中間転写ベルト21を感光体ドラム11の表面に圧接している。そして、感光体ドラム11を回転させて、感光体ドラム11の周速を、矢印方向Aに周回移動される中間転写ベルト21の周速と概ね同一に設定している。   Further, the intermediate transfer belt 21 of the transfer unit 20 is sandwiched between the photosensitive drum 11 and the primary transfer roller 15, and the intermediate transfer belt 21 is pressed against the surface of the photosensitive drum 11 by the primary transfer roller 15. Then, the photosensitive drum 11 is rotated so that the peripheral speed of the photosensitive drum 11 is set to be approximately the same as the peripheral speed of the intermediate transfer belt 21 that is moved in the arrow direction A.

また、各像形成ユニット10Y〜10Tの現像器14には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ホワイト(W)、及び透明(T)の帯電性粉体Eがそれぞれ収容されている。帯電性粉体Eは、顔料からなる着色剤を添加したポリエステルやスチレンアクリル等の熱可塑性樹脂を粉体にしたものであり、必要に応じて帯電制御剤(CCA)を添加してもよい。また、現像性や転写性を向上させるために、シリカ等からなる外添剤を添加してもよい。帯電性粉体Eの一例として、顔料及び帯電制御剤を軟化点温度120℃のポリエステル樹脂に添加して混練した後、このポリエステル樹脂を平均粒径7μmに粉砕した粉体を挙げることができる。更に、粒径7nmのシリカからなる外添剤を添加してもよい。   The developing devices 14 of the image forming units 10Y to 10T contain yellow (Y), magenta (M), cyan (C), white (W), and transparent (T) chargeable powders E, respectively. Has been. The chargeable powder E is a powder of a thermoplastic resin such as polyester or styrene acrylic to which a colorant composed of a pigment is added, and a charge control agent (CCA) may be added as necessary. In order to improve developability and transferability, an external additive composed of silica or the like may be added. An example of the chargeable powder E is a powder obtained by adding a pigment and a charge control agent to a polyester resin having a softening point temperature of 120 ° C. and kneading, and then pulverizing the polyester resin to an average particle diameter of 7 μm. Furthermore, an external additive made of silica having a particle diameter of 7 nm may be added.

ここで、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tにおいては、感光体ドラム11の回転に伴い、帯電器12により感光体ドラム11表面を均一に帯電し(例えば−600Vに帯電し)、レーザービーム照射部13によりレーザービームの強度を変調しつつ、レーザービームを感光体ドラム11表面に照射して、感光体ドラム11表面に静電潜像を形成し、引き続いて現像器14により帯電性粉体(例えば負極性に帯電した粉体)Eを感光体ドラム11表面の静電潜像に付着させて、感光体ドラム11表面に粉体像を形成し、粉体像とは逆極性のバイアス電圧(例えば+1.5kVのバイアス電圧)が印加された1次転写ローラ15により感光体ドラム11表面の粉体像を転写ユニット20の中間転写ベルト21上に転写する。   Here, in each of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, as the photosensitive drum 11 rotates, the surface of the photosensitive drum 11 is uniformly charged by the charger 12 (for example, charged to −600 V). The laser beam irradiation unit 13 modulates the intensity of the laser beam and irradiates the surface of the photosensitive drum 11 with the laser beam to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11, and subsequently charged by the developing device 14. Conductive powder (for example, negatively charged powder) E is attached to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11 to form a powder image on the surface of the photosensitive drum 11, and has a polarity opposite to that of the powder image. The powder image on the surface of the photosensitive drum 11 is transferred onto the intermediate transfer belt 21 of the transfer unit 20 by the primary transfer roller 15 to which the bias voltage (for example, +1.5 kV bias voltage) is applied. .

このとき、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tの感光体ドラム11表面に各色の粉体像を順次形成して、各色の粉体像を中間転写ベルト21上に順次重ね合わせて転写する(1次転写)。これにより、中間転写ベルト21上にカラーの粉体像Eiが形成される。   At this time, powder images of the respective colors are sequentially formed on the surface of the photosensitive drums 11 of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, and the powder images of the respective colors are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 21. Transfer (primary transfer). As a result, a color powder image Ei is formed on the intermediate transfer belt 21.

そして、中間転写ベルト21の周回移動に伴い、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを転写ユニット20の転写部27へと搬送し、中間転写ベルト21を一旦停止させて、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から転写部27の昇降ステージ23aのステージ面23a1へと転写する(2次転写)。   Then, as the intermediate transfer belt 21 rotates, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is conveyed to the transfer unit 27 of the transfer unit 20, and the intermediate transfer belt 21 is temporarily stopped. The color powder image Ei on 21 is transferred from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a of the transfer unit 27 (secondary transfer).

次に、転写ユニット20の構成を詳しく説明する。転写ユニット20は、中間転写ベルト21、駆動ローラ22a、テンションローラ22b、転写部27、及び各冷却ファン25a、25bを備えている。   Next, the configuration of the transfer unit 20 will be described in detail. The transfer unit 20 includes an intermediate transfer belt 21, a driving roller 22a, a tension roller 22b, a transfer unit 27, and cooling fans 25a and 25b.

中間転写ベルト21は、駆動ローラ22a及びテンションローラ22bによって張架されており、駆動モータ(図示せず)により駆動ローラ22aを回転駆動して、中間転写ベルト21を矢印方向Aに周回移動させ、テンションローラ22bを従動回転させる。   The intermediate transfer belt 21 is stretched by a drive roller 22a and a tension roller 22b, and the drive roller 22a is rotationally driven by a drive motor (not shown) to rotate the intermediate transfer belt 21 in the direction of arrow A. The tension roller 22b is driven to rotate.

また、転写部27は、ステージユニット23及びヒーターユニット24を有し、中間転写ベルト21の矢印方向Aで示す周回移動方向における像形成ユニット10Yよりも下流側に配置されている。ステージユニット23及びヒーターユニット24は、中間転写ベルト21の表面側及び裏面側に振り分けられて、中間転写ベルト21を挟んで対向配置されている。   The transfer unit 27 includes a stage unit 23 and a heater unit 24, and is disposed downstream of the image forming unit 10Y in the circumferential movement direction indicated by the arrow direction A of the intermediate transfer belt 21. The stage unit 23 and the heater unit 24 are distributed on the front side and the back side of the intermediate transfer belt 21, and are opposed to each other with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween.

また、各冷却ファン25a、25bは、矢印方向Aで示す周回移動方向における転写部27よりも更に下流側に配置され、かつ中間転写ベルト21を挟んで対向配置されている。   Further, the cooling fans 25 a and 25 b are disposed further downstream than the transfer portion 27 in the circumferential movement direction indicated by the arrow direction A, and are disposed to face each other with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween.

ここで、中間転写ベルト21は、図2に示すような断面構造を有している。図2から明らかなように中間転写ベルト21は、例えばポリイミドフィルムからなる周長500mm、厚さ50μmの無端状ベルト基材21aと、無端状ベルト基材21aの外周面に形成されたシリコンゴムからなる厚さ300μmの弾性層21bと、弾性層21bの外周面に形成されたフッ素樹脂からなる厚さ30μmの離型層21cとを有し、無端状ベルト基材21aと離型層21cとの間に弾性層21bを挟み込んだ3層構造のものである。   Here, the intermediate transfer belt 21 has a cross-sectional structure as shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the intermediate transfer belt 21 is made of, for example, an endless belt base material 21a having a circumference of 500 mm and a thickness of 50 μm made of a polyimide film, and silicon rubber formed on the outer peripheral surface of the endless belt base material 21a. An elastic layer 21b having a thickness of 300 μm and a release layer 21c having a thickness of 30 μm made of a fluororesin formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 21b, and having an endless belt base material 21a and a release layer 21c. It has a three-layer structure with an elastic layer 21b interposed therebetween.

無端状ベルト基材21aの第一の役割は、中間転写ベルト21の矢印方向Aで示す周回移動方向及び弾性層21bの広がり方向の伸縮を抑制して、これらの方向における中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの位置精度を向上させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを昇降ステージ23aのステージ面23a1に対して正確に位置決めすることにある。また、無端状ベルト基材21aの第二の役割は、中間転写ベルト21の剛性を高くすることにある。中間転写ベルト21の剛性を高くすると、駆動ローラ22aやテンションローラ22bの端部にカラー(図示せず)を設け、中間転写ベルト21の端部をそのカラーに当接させて、中間転写ベルト21の蛇行を抑制することができる。あるいは、中間転写ベルト21の裏面側端部にビード(図示せず)を設け、中間転写ベルト21のビードをガイドして、中間転写ベルト21の蛇行を抑制することができる。これにより、中間転写ベルト21の周回移動方向と直交する方向(中間転写ベルト21の幅方向)において、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの位置精度を向上させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをステージユニット23の昇降ステージ23aのステージ面23a1に対して正確に位置決めすることが可能になる。   The first role of the endless belt substrate 21a is to suppress expansion and contraction in the circumferential movement direction indicated by the arrow direction A of the intermediate transfer belt 21 and the expansion direction of the elastic layer 21b, and on the intermediate transfer belt 21 in these directions. The position accuracy of the color powder image Ei is improved, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is accurately positioned with respect to the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a. The second role of the endless belt base 21 a is to increase the rigidity of the intermediate transfer belt 21. When the rigidity of the intermediate transfer belt 21 is increased, a collar (not shown) is provided at the end of the drive roller 22a or the tension roller 22b, and the end of the intermediate transfer belt 21 is brought into contact with the collar, so that the intermediate transfer belt 21 is in contact with the collar. Can be suppressed. Alternatively, a bead (not shown) may be provided at the end on the back side of the intermediate transfer belt 21 to guide the bead of the intermediate transfer belt 21 and to suppress meandering of the intermediate transfer belt 21. This improves the positional accuracy of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 in the direction perpendicular to the circumferential movement direction of the intermediate transfer belt 21 (width direction of the intermediate transfer belt 21). This color powder image Ei can be accurately positioned with respect to the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a of the stage unit 23.

また、弾性層21bの役割は、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qを向上させることにある。すなわち、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを昇降ステージ23aのステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わせたときに、弾性層21bの弾性変形により中間転写ベルト21上の粉体像Eiとステージ面23a1又はその最上層の粉体像Eiとを均一に接触させて、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qを向上させる。   The role of the elastic layer 21b is to improve the transfer efficiency Q of the powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side. That is, when the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is superimposed on the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1, the elastic layer The powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 and the stage surface 23a1 or its uppermost layer powder image Ei are brought into uniform contact with each other by the elastic deformation of 21b, so that the powder image from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side. Improve the transfer efficiency Q of Ei.

また、離型層21cの役割は、中間転写ベルト21に対する粉体像Eiの付着力を弱めて、離型層21cからの粉体像Eiの剥離を容易にし、中間転写ベルト21から昇降ステージ23aのステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qを向上させることにある。   Further, the role of the release layer 21c is to weaken the adhesion of the powder image Ei to the intermediate transfer belt 21 to facilitate the peeling of the powder image Ei from the release layer 21c. This is to improve the transfer efficiency Q of the powder image Ei to the stage surface 23a1 side.

次に、図1に示すようにヒーターユニット24は、面状ヒーター24aと、温度センサ24bと、ヒーターホルダー24cとを有している。面状ヒーター24aは、ヒーターホルダー24cの下面に取り付けられて、中間転写ベルト21の裏面と対向し、中間転写ベルト21の裏面に対して接触もしくは近接配置されている。また、温度センサ24bは、ヒーターホルダー24cの下面中央の凹所に設けられて、中間転写ベルト21とは反対側に向く面状ヒーター24aの上面に接触又は近接配置されている。   Next, as shown in FIG. 1, the heater unit 24 includes a planar heater 24a, a temperature sensor 24b, and a heater holder 24c. The planar heater 24 a is attached to the lower surface of the heater holder 24 c, faces the back surface of the intermediate transfer belt 21, and is in contact with or close to the back surface of the intermediate transfer belt 21. The temperature sensor 24b is provided in a recess in the center of the lower surface of the heater holder 24c, and is in contact with or in close proximity to the upper surface of the planar heater 24a facing away from the intermediate transfer belt 21.

図3は、面状ヒーター24aを示す断面図である。図3に示すように面状ヒーター24aは、例えばガラスやセラミック等からなる厚さ2mmの基板24a1と、基板24a1の下面に形成された銀パラジウムなどからなる厚さ50μmの発熱層24a2と、発熱層24a2の下面に形成されたガラスなどからなる厚さ30μmの絶縁層24a3とを有し、基板24a1、発熱層24a2、及び絶縁層24a3を順次重ね合わせた積層構造のものである。この面状ヒーター24aを、アルミなどの金属からなるヒーターホルダー24cの下面に固定し、給電電極(図示せず)を通じて面状ヒーター24aの発熱層24a2に電流を流すことで、ジュール熱を面状ヒーター24aに生じさせて、面状ヒーター24aを発熱させる。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the planar heater 24a. As shown in FIG. 3, the planar heater 24a includes a 2 mm thick substrate 24a1 made of, for example, glass or ceramic, a 50 μm thick heat generating layer 24a2 made of silver palladium or the like formed on the lower surface of the substrate 24a1, and a heat generation. The insulating layer 24a3 made of glass or the like formed on the lower surface of the layer 24a2 and having a thickness of 30 μm has a laminated structure in which the substrate 24a1, the heat generating layer 24a2, and the insulating layer 24a3 are sequentially stacked. The planar heater 24a is fixed to the lower surface of a heater holder 24c made of a metal such as aluminum, and a current is passed through the heating layer 24a2 of the planar heater 24a through a feeding electrode (not shown), so that Joule heat is planarized. The heat is generated in the heater 24a to cause the planar heater 24a to generate heat.

温度センサ24bは、例えばサーミスタであり、面状ヒーター24aの上面に接触又は近接配置されて、面状ヒーター24aの温度Kaを測定する。この温度センサ24bにより測定された温度Kaが制御部(図示せず)にフィードバックされ、制御部により面状ヒーター24aの発熱層24a2に流れる電流が制御されて、面状ヒーター24aの温度Kaが予め設定され転写温度Krに調節される。ここで、面状ヒーター24a、中間転写ベルト21、及びカラーの粉体像Eiが互いに重ね合わされた接触状態にあるときには、温度センサ24bにより測定された温度Kaがカラーの粉体像Eiの温度に概ね等しい。従って、温度センサ24bにより測定された温度Kaは、中間転写ベルト21から昇降ステージ23aへと転写されるときのカラーの粉体像Eiの温度又は該温度の近似値(間接測定値)であるといえる。   The temperature sensor 24b is, for example, a thermistor, and is in contact with or close to the upper surface of the planar heater 24a, and measures the temperature Ka of the planar heater 24a. The temperature Ka measured by the temperature sensor 24b is fed back to a control unit (not shown), the current flowing through the heat generating layer 24a2 of the planar heater 24a is controlled by the control unit, and the temperature Ka of the planar heater 24a is previously set. It is set and adjusted to the transfer temperature Kr. Here, when the planar heater 24a, the intermediate transfer belt 21, and the color powder image Ei are in contact with each other, the temperature Ka measured by the temperature sensor 24b becomes the temperature of the color powder image Ei. It is almost equal. Therefore, the temperature Ka measured by the temperature sensor 24b is the temperature of the color powder image Ei when being transferred from the intermediate transfer belt 21 to the elevating stage 23a or an approximate value (indirect measurement value) of the temperature. I can say that.

また、ステージユニット23は、昇降ステージ23aと、ベース部23bと、圧力センサ23cと、温度センサ23dと、昇降駆動部23eとを有している。昇降駆動部23eは、ベース部23bを支持して昇降させる。ベース部23bの上面には、圧力センサ23cを介して昇降ステージ23aが搭載されて固定されている。温度センサ23dは、例えば熱電対であり、昇降ステージ23aのステージ面23a1の中央の凹所に設けられて立体像Fの温度Kbを測定する。   The stage unit 23 includes an elevating stage 23a, a base portion 23b, a pressure sensor 23c, a temperature sensor 23d, and an elevating drive unit 23e. The raising / lowering drive part 23e supports and raises the base part 23b. An elevating stage 23a is mounted and fixed on the upper surface of the base portion 23b via a pressure sensor 23c. The temperature sensor 23d is, for example, a thermocouple, and is provided in the central recess of the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a to measure the temperature Kb of the stereoscopic image F.

昇降ステージ23aは、例えばアルミニウム製の厚さ10mmの平板状のものであり、また温度センサ23dは、立体像Fの温度Kbを測定することができるようにステージ面23a1の中央の凹所に設けられて立体像Fに接触又は近接配置される。   The elevating stage 23a is, for example, a flat plate having a thickness of 10 mm made of aluminum, and the temperature sensor 23d is provided in a central recess of the stage surface 23a1 so that the temperature Kb of the stereoscopic image F can be measured. Is placed in contact with or close to the stereoscopic image F.

昇降駆動部23eは、例えば電動アクチュエータを用いた周知のものであり、昇降ステージ23を速度20mm/sec程度で矢印方向Bに昇降させ、昇降ステージ23aを中間転写ベルト21を介して面状ヒーター24aに押圧したり、昇降ステージ23aを中間転写ベルト21から離間させたりする。圧力センサ23cは、例えば日本キスラー株式会社製薄型力センサ(直径12mm、高さ3mm、定格7kN)であり、中間転写ベルト21と昇降ステージ23aとの間の圧力Jaを測定する。この圧力センサ23cにより測定された圧力Jaが制御部(図示せず)にフィードバックされ、制御部により昇降駆動部23eが駆動制御されて、中間転写ベルト21と昇降ステージ23aとの間の圧力Jaが予め設定された転写圧力Jrに調節される。   The elevating drive unit 23e is a well-known device using, for example, an electric actuator, elevates the elevating stage 23 at a speed of about 20 mm / sec in the arrow direction B, and moves the elevating stage 23a through the intermediate transfer belt 21 to a planar heater 24a. Or the elevating stage 23a is separated from the intermediate transfer belt 21. The pressure sensor 23c is, for example, a thin force sensor (diameter 12 mm, height 3 mm, rating 7 kN) manufactured by Nippon Kistler Co., Ltd., and measures the pressure Ja between the intermediate transfer belt 21 and the lifting stage 23a. The pressure Ja measured by the pressure sensor 23c is fed back to a control unit (not shown), and the elevating drive unit 23e is driven and controlled by the control unit, so that the pressure Ja between the intermediate transfer belt 21 and the elevating stage 23a is changed. The transfer pressure is adjusted to a preset transfer pressure Jr.

また、各冷却ファン25a、25bは、例えば山洋電気製のDCファン(商品名「San Ace60」、サイズ60mm×60mm×15mm、定格入力3.12W)であり、中間転写ベルト21を挟んで対向配置されている。中間転写ベルト21の表側には、各冷却ファン25aが中間転写ベルト21の幅方向(積層造形装置1の奥行き方向)に5個ずつ2列に並べて配置され、同様に中間転写ベルト21の裏側にも、各冷却ファン25bが中間転写ベルト21の幅方向に5個ずつ2列に並べて配置されており、よって中間転写ベルト21の表側に10個の各冷却ファン25aが設けられ、中間転写ベルト21の裏側にも10個の各冷却ファン25bが設けられ、合計20個の各冷却ファン25a、25bが設けられている。   The cooling fans 25a and 25b are, for example, Sanyo Denki DC fans (trade name “San Ace60”, size 60 mm × 60 mm × 15 mm, rated input 3.12 W), and are opposed to each other with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween. Has been placed. On the front side of the intermediate transfer belt 21, five cooling fans 25 a are arranged in two rows in the width direction of the intermediate transfer belt 21 (the depth direction of the additive manufacturing apparatus 1), and similarly, on the back side of the intermediate transfer belt 21. In addition, five cooling fans 25 b are arranged in two rows in the width direction of the intermediate transfer belt 21, so that ten cooling fans 25 a are provided on the front side of the intermediate transfer belt 21, and the intermediate transfer belt 21. 10 cooling fans 25b are also provided on the back side of the same, and a total of 20 cooling fans 25a and 25b are provided.

このような構成の積層造形装置1においては、先に述べたように各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tの感光体ドラム11表面に各色の粉体像を順次形成して、各色の粉体像を中間転写ベルト21上に順次重ね合わせて転写し(1次転写)、中間転写ベルト21上にカラーの粉体像Eiを形成する。そして、中間転写ベルト21の周回移動に伴い、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを転写ユニット20の転写部27へと搬送し、中間転写ベルト21を一旦停止させる。   In the layered manufacturing apparatus 1 having such a configuration, as described above, powder images of the respective colors are sequentially formed on the surface of the photosensitive drums 11 of the respective image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T. The powder images are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 21 (primary transfer), and a color powder image Ei is formed on the intermediate transfer belt 21. As the intermediate transfer belt 21 rotates, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is conveyed to the transfer unit 27 of the transfer unit 20, and the intermediate transfer belt 21 is temporarily stopped.

このとき、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiは、ヒーターユニット24の面状ヒーター24aによる加熱及び面状ヒーター24aとステージユニット23の昇降ステージ23aとの間での加圧が可能な2次転写領域Xに入って位置決めされる。この2次転写領域Xにおいては、ヒーターユニット24の面状ヒーター24aの温度Kaを転写温度Kr(例えば帯電性粉体Eiの軟化点温度120℃よりも高い160℃)まで上昇させ、面状ヒーター24aにより中間転写ベルト21を加熱して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiも加熱して溶融する。そして、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを加熱して溶融した状態で、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを上昇させ、面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間に中間転写ベルト21並びにカラーの粉体像Eiを挟み込み、圧力センサ23cにより測定された圧力Jaが転写圧力Jrに到達すると、昇降ステージ23aの上昇を停止させる。これにより、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiが昇降ステージ23aのステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着される。   At this time, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 can be heated by the planar heater 24a of the heater unit 24 and pressurized between the planar heater 24a and the elevating stage 23a of the stage unit 23. It enters into the secondary transfer area X and is positioned. In the secondary transfer region X, the temperature Ka of the sheet heater 24a of the heater unit 24 is raised to the transfer temperature Kr (for example, 160 ° C. higher than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder Ei), The intermediate transfer belt 21 is heated by 24a, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is also heated and melted. Then, in a state where the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is heated and melted, the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 is driven and controlled to elevate the elevating stage 23a and elevate the surface heater 24a. When the intermediate transfer belt 21 and the color powder image Ei are sandwiched between the stage 23a and the pressure Ja measured by the pressure sensor 23c reaches the transfer pressure Jr, the elevation of the elevating stage 23a is stopped. As a result, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is superimposed and brought into close contact with the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1.

こうして中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに密着した状態で、面状ヒーター24aによる加熱を停止すると、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiは、昇降ステージ23aへの熱伝導並びに雰囲気中への放熱により冷却されて固化し、ステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに接着する。   In this manner, the heating by the sheet heater 24a is stopped while the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is in close contact with the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1. Then, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is cooled and solidified by heat conduction to the elevating stage 23a and heat radiation to the atmosphere, and the color powder image Ei on the stage surface 23a1 or its uppermost layer. Adhere to.

この後、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを下降させて中間転写ベルト21から離間させる。このとき、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに接着されていることから、カラーの粉体像Eiが中間転写ベルト21から剥がれてステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに確実に転写される(2次転写)。   Thereafter, the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 is driven and controlled, and the elevating stage 23a is lowered and separated from the intermediate transfer belt 21. At this time, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is adhered to the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1, so that the color powder The image Ei is peeled off from the intermediate transfer belt 21 and reliably transferred to the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei (secondary transfer).

引き続いて、中間転写ベルト21の矢印方向Aへの周回移動が再開されて、面状ヒーター24aにより加熱された中間転写ベルト21の加熱部分が各冷却ファン25aと各冷却ファン25bとの間を通過する。そして、この通過のときに各冷却ファン25a、25bを駆動して、各冷却ファン25a、25bからの送風により中間転写ベルト21の加熱部分を例えば35℃以下の常温近くまで冷却する。   Subsequently, the circular movement of the intermediate transfer belt 21 in the arrow direction A is resumed, and the heated portion of the intermediate transfer belt 21 heated by the planar heater 24a passes between each cooling fan 25a and each cooling fan 25b. To do. Then, during this passage, the cooling fans 25a and 25b are driven, and the heated portion of the intermediate transfer belt 21 is cooled to near room temperature of, for example, 35 ° C. or less by blowing air from the cooling fans 25a and 25b.

以降、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tによる各色の粉体像の形成と、各色の粉体像を中間転写ベルト21上に重ね合わせてなるカラーの粉体像Eiの形成と、中間転写ベルト21から昇降ステージ23aのステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写とからなる一連の処理を複数回繰返して、複数のカラーの粉体像Eiをステージ面23a1に積層し、カラーの立体像Fを形成する。   Thereafter, formation of powder images of the respective colors by the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, and formation of a color powder image Ei formed by superimposing the powder images of the respective colors on the intermediate transfer belt 21; Then, a series of processes including the transfer of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side of the elevating stage 23a is repeated a plurality of times, and a plurality of color powder images Ei are laminated on the stage surface 23a1. Then, a color stereoscopic image F is formed.

また、カラーの立体像Fの元となる立体像を示す3Dデータを用いて、元となる立体像を複数層に切断したときに形成される複数のカラー断面像を求め、これらのカラー断面像をそれぞれのカラーの粉体像Eiとして各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tにより中間転写ベルト21上に逐次形成し、各カラーの粉体像Eiを昇降ステージ23aのステージ面23a1に順次積層して、元となる立体像に対応するカラーの立体像Fを形成する。   Further, by using 3D data indicating the original stereoscopic image of the color stereoscopic image F, a plurality of color sectional images formed when the original stereoscopic image is cut into a plurality of layers are obtained, and these color sectional images are obtained. Are sequentially formed on the intermediate transfer belt 21 by the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T as the respective color powder images Ei, and the respective color powder images Ei are formed on the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a. A color stereoscopic image F corresponding to the original stereoscopic image is formed by sequentially stacking the layers.

図4は、積層造形装置1における転写ユニット20の制御系の構成を示すブロック図である。図4において、制御部31は、転写ユニット20を統括的に制御するものである。駆動モータ32は、ギアユニット(図示せず)を通じて、中間転写ベルト21の駆動ローラ22aを回転駆動し、中間転写ベルト21を矢印方向Aに周回移動させる。位置センサ33は、2次転写領域Xに配置され、中間転写ベルト21の矢印方向Aへの周回移動に伴い、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiが2次転写領域Xに到達したことを検出する。例えば、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tの少なくとも1つによりカラーの粉体像Eiの位置を示す指標を中間転写ベルト21の上に形成し、位置センサ33によりその指標を検出して、カラーの粉体像Eiが2次転写領域Xに到達したことを検出する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the transfer unit 20 in the additive manufacturing apparatus 1. In FIG. 4, the control unit 31 controls the transfer unit 20 in an integrated manner. The drive motor 32 rotationally drives the drive roller 22a of the intermediate transfer belt 21 through a gear unit (not shown), and rotates the intermediate transfer belt 21 in the arrow direction A. The position sensor 33 is disposed in the secondary transfer region X, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 has reached the secondary transfer region X as the intermediate transfer belt 21 rotates in the arrow direction A. Detect that. For example, an index indicating the position of the color powder image Ei is formed on the intermediate transfer belt 21 by at least one of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, and the index is detected by the position sensor 33. Then, it is detected that the color powder image Ei has reached the secondary transfer region X.

ここで、制御部31は、駆動モータ32を駆動制御して、中間転写ベルト21を一定速度で矢印方向Aに周回移動させ、位置センサ33の検出出力に応答して駆動モータ32を停止させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを2次転写領域Xに位置決めする。そして、制御部31は、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが転写温度Krまで上昇するように面状ヒーター24aの発熱層24a2に流れる電流を制御して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを加熱して溶融させる。引き続いて、制御部31は、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを上昇させて、面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間に中間転写ベルト21並びにカラーの粉体像Eiを挟み込み、圧力センサ23cにより測定された圧力Jaが転写圧力Jrに到達すると、昇降ステージ23aの上昇を停止させる。これにより、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着される。   Here, the control unit 31 controls the drive motor 32 to move the intermediate transfer belt 21 in the direction of the arrow A at a constant speed, and stops the drive motor 32 in response to the detection output of the position sensor 33. The color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is positioned in the secondary transfer region X. Then, the control unit 31 controls the current flowing through the heat generating layer 24a2 of the planar heater 24a so that the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b rises to the transfer temperature Kr. The upper color powder image Ei is heated and melted. Subsequently, the control unit 31 drives and controls the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 to raise the elevating stage 23a so that the intermediate transfer belt 21 and the color powder are interposed between the planar heater 24a and the elevating stage 23a. When the body image Ei is sandwiched and the pressure Ja measured by the pressure sensor 23c reaches the transfer pressure Jr, the elevation of the elevating stage 23a is stopped. As a result, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is superimposed and brought into close contact with the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1.

更に、制御部31は、面状ヒーター24aによる加熱を停止して、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが帯電性粉体Eの軟化点温度近傍(又は軟化点温度よりも低い温度)の剥離温度Ksまで低下すると、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを下降させて中間転写ベルト21から離間させ、カラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21からステージ面23a1へと転写させる。   Further, the control unit 31 stops the heating by the planar heater 24a, and the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b is close to the softening point temperature of the chargeable powder E (or more than the softening point temperature). When the peeling temperature Ks is lowered, the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 is driven and controlled, the elevating stage 23a is lowered and separated from the intermediate transfer belt 21, and the color powder image Ei is transferred to the intermediate transfer belt. 21 is transferred to the stage surface 23a1.

この後、制御部31は、駆動モータ32を再び駆動制御して、中間転写ベルト21を一定速度で矢印方向Aに周回移動させ、面状ヒーター24aにより加熱された中間転写ベルト21の加熱部分が各冷却ファン25aと各冷却ファン25bとの間を通過するタイミングで、各冷却ファン25a、25bを駆動制御して、中間転写ベルト21の加熱部分を常温近くまで冷却する。   Thereafter, the control unit 31 drives and controls the drive motor 32 again to move the intermediate transfer belt 21 in the direction of the arrow A at a constant speed, and the heated portion of the intermediate transfer belt 21 heated by the planar heater 24a is moved. The cooling fans 25a and 25b are driven and controlled at the timing of passing between the cooling fans 25a and 25b to cool the heated portion of the intermediate transfer belt 21 to near room temperature.

次に、第1実施形態の積層造形装置1の作用並びに効果を整理して説明する。まず、ステージ面23a1及びステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiの表面には、微小な凹凸が生じている。この微小な凹凸は、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiとステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiとの間の接触状態にムラを生じさせて、中間転写ベルト21からステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを低下させる原因となり得る。   Next, actions and effects of the additive manufacturing apparatus 1 of the first embodiment will be described in order. First, fine irregularities are formed on the surface of the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1 and the stage surface 23a1. The minute irregularities cause unevenness in the contact state between the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 and the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei. Can cause a reduction in the transfer efficiency Q of the color powder image Ei to the stage surface 23a1 side.

ところが、中間転写ベルト21は、ポリイミドフィルムからなる無端状ベルト基材21aと、シリコンゴムからなる弾性層21bと、フッ素樹脂からなる離型層21cとを有し、無端状ベルト基材21aと離型層21cとの間に弾性層21bを挟み込んだ3層構造のものである。また、カラーの粉体像Eiは、離型層21c上に形成され、離型層21cに重なる弾性層21bの外側にはみ出して形成されることはない。このため、昇降ステージ23aを上昇させて、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを昇降ステージ23aのステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わせて押圧したときには、弾性層21bがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面の凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、中間転写ベルト21上の粉体像Eiとステージ面23a1又はその最上層の粉体像Eiとが均一に接触し、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qが向上する。   However, the intermediate transfer belt 21 has an endless belt base material 21a made of a polyimide film, an elastic layer 21b made of silicon rubber, and a release layer 21c made of a fluororesin, and is separated from the endless belt base material 21a. It has a three-layer structure in which an elastic layer 21b is sandwiched between the mold layer 21c. Further, the color powder image Ei is formed on the release layer 21c and does not protrude beyond the elastic layer 21b overlapping the release layer 21c. Therefore, the elevating stage 23a is raised, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is transferred onto the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1. When the elastic layer 21b is pressed against the surface of the intermediate transfer belt 21, the elastic layer 21b is deformed flexibly so as to absorb the uneven step on the surface of the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei. The body image Ei and the stage surface 23a1 or the uppermost powder image Ei are in uniform contact, and the transfer efficiency Q of the powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 is improved.

また、無端状ベルト基材21aは、中間転写ベルト21の矢印方向Aで示す周回移動方向(弾性層21bの広がり方向)の伸縮を抑制する。これにより、周回移動方向における中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの位置精度が向上し、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiが昇降ステージ23aのステージ面23a1に対して正確に位置決めされる。更に、無端状ベルト基材21aは、中間転写ベルト21の剛性を高くする。このため、駆動ローラ22aやテンションローラ22bの端部にカラー(図示せず)を設けて、中間転写ベルト21の端部をそのカラーを当接させたり、あるいは中間転写ベルト21の裏面側端部にビード(図示せず)を設け、中間転写ベルト21のビードをガイドしたりして、中間転写ベルト21の蛇行を抑制することができる。   Further, the endless belt base material 21 a suppresses expansion and contraction in the circumferential movement direction (the spreading direction of the elastic layer 21 b) indicated by the arrow direction A of the intermediate transfer belt 21. Thereby, the positional accuracy of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 in the circumferential movement direction is improved, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is accurate with respect to the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a. Is positioned. Furthermore, the endless belt base 21a increases the rigidity of the intermediate transfer belt 21. Therefore, a collar (not shown) is provided at the end of the driving roller 22a or the tension roller 22b, and the end of the intermediate transfer belt 21 is brought into contact with the collar, or the back side end of the intermediate transfer belt 21 is placed. A bead (not shown) may be provided to guide the bead of the intermediate transfer belt 21 to suppress meandering of the intermediate transfer belt 21.

また、離型層21cは、中間転写ベルト21に対する粉体像Eiの付着力を弱めて、離型層21cからの粉体像Eiの剥離を容易にし、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qを向上させる。更に、離型層21cは、薄いフッ素樹脂の層からなる。このフッ素樹脂の層は、離型性が高く、また薄いことから弾性層21bと共に容易に弾性変形し、弾性層21bの変形による効果が損なわれることはない。すなわち、弾性層21bがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面の凹凸の段差を吸収するように柔軟に変形して、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への粉体像Eiの転写効率Qが向上するという効果が損なわれることはない。   Further, the release layer 21c weakens the adhesion force of the powder image Ei to the intermediate transfer belt 21, and facilitates the peeling of the powder image Ei from the release layer 21c, and from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side. The transfer efficiency Q of the powder image Ei is improved. Further, the release layer 21c is made of a thin fluororesin layer. Since this fluororesin layer has high releasability and is thin, it is easily elastically deformed together with the elastic layer 21b, and the effect of deformation of the elastic layer 21b is not impaired. That is, the elastic layer 21b is deformed flexibly so as to absorb the uneven step on the surface of the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei, and the powder from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side. The effect of improving the transfer efficiency Q of the image Ei is not impaired.

また、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに密着した状態で、面状ヒーター24aによる加熱を停止して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを冷却して固化し、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに接着し、この後に昇降ステージ23aを下降させて中間転写ベルト21から離間させているので、カラーの粉体像Eiが中間転写ベルト21から容易に剥がれてステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに確実に転写される。   In addition, heating by the surface heater 24a is performed in a state where the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is in close contact with the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei transferred to the stage surface 23a1. The color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is cooled and solidified, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is converted into the color powder image Ei on the stage surface 23a1 or its uppermost layer. After that, the elevating stage 23a is lowered and separated from the intermediate transfer belt 21, so that the color powder image Ei is easily peeled off from the intermediate transfer belt 21, and the stage surface 23a1 or the color of the uppermost layer thereof is removed. It is reliably transferred to the powder image Ei.

また、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが帯電性粉体Eの軟化点温度近傍(又は軟化点温度よりも低い温度)の剥離温度Ksまで低下してから、昇降ステージ23aを下降させて中間転写ベルト21から離間させているので、中間転写ベルト21からステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写を安定化させることができる。   Further, after the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b is lowered to the peeling temperature Ks near the softening point temperature (or lower than the softening point temperature) of the chargeable powder E, the elevating stage 23a. Is lowered to be separated from the intermediate transfer belt 21, so that the transfer of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side can be stabilized.

また、昇降ステージ23aがアルミニウム製であって、アルミニウムが良熱伝導体であることから、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに密着した状態になると、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの熱が昇降ステージ23aへと速やかに伝導して放熱され、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiが速やかに固化する。   Further, since the elevating stage 23a is made of aluminum and aluminum is a good heat conductor, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is transferred to the stage surface 23a1 or the stage surface 23a1 before. When in close contact with the upper color powder image Ei, the heat of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is quickly conducted to the elevating stage 23a and dissipated, and the color on the intermediate transfer belt 21 is dissipated. The powder image Ei quickly solidifies.

尚、第1実施形態では、面状ヒーター24aにより中間転写ベルト21を加熱して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを溶融させているが、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを十分に軟化させるだけでもよい。この場合も、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着させた後、面状ヒーター24aによる加熱を停止して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを冷却して固化すれば、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに接着することができる。   In the first embodiment, the intermediate transfer belt 21 is heated by the planar heater 24a to melt the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21, but the color powder on the intermediate transfer belt 21 is melted. It is only necessary to sufficiently soften the body image Ei. Also in this case, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is superposed on and closely adhered to the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1. When the heating by the heater 24a is stopped and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is cooled and solidified, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is transferred to the stage surface 23a1 or its uppermost layer. It can be adhered to the color powder image Ei.

また、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tのいずれか1つにより単色(透明を含む)の粉体像を中間転写ベルト21上に形成して、中間転写ベルト21からステージ面23a1側への単色の粉体像の転写を繰り返せば、単色の立体像Fをステージ面23a1に形成することができる。例えば、単色の元となる立体像を示す3Dデータを用いて、元となる立体像を複数層に切断したときに形成される複数の単色断面像を求め、これらの単色断面像をそれぞれの粉体像として中間転写ベルト21上に逐次形成し、各粉体像Eiをステージ面23a1に順次積層して、元となる立体像に対応する単色の立体像を形成する。   Further, a single color (including transparent) powder image is formed on the intermediate transfer belt 21 by any one of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, and the stage surface 23a1 is formed from the intermediate transfer belt 21. By repeating the transfer of the monochromatic powder image to the side, the monochromatic three-dimensional image F can be formed on the stage surface 23a1. For example, by using 3D data indicating a solid image that is a single color, a plurality of single color cross-sectional images formed when the original solid image is cut into a plurality of layers are obtained. A body image is sequentially formed on the intermediate transfer belt 21, and each powder image Ei is sequentially stacked on the stage surface 23a1, thereby forming a monochromatic stereoscopic image corresponding to the original stereoscopic image.

<実験例1>
次に、第1実施形態の積層造形装置1を用いて、中間転写ベルト21から昇降ステージ23aへのカラーの粉体像Eiの転写特性について実験した結果を図5に示す図表1を用いて説明する。
<Experimental example 1>
Next, the results of experiments on the transfer characteristics of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the elevating stage 23a using the additive manufacturing apparatus 1 of the first embodiment will be described with reference to FIG. To do.

この実験例1においては、実験パラメータとして、(A)中間転写ベルトの構成、(B)中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写が行われるときの転写温度Kr、(C)中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiを挟み込んだ面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間の転写圧力Jrを設定している。(A)中間転写ベルトの構成では、詳しくは、無端状ベルト基材21aの材質及び厚さを一定に維持し、また弾性層21bの厚さを変更したり弾性層21bの有無を設定し、更に離型層21cの厚さを変更したり離型層21cの有無を設定している。   In Experimental Example 1, as experimental parameters, (A) the configuration of the intermediate transfer belt, (B) the transfer temperature Kr when the color powder image Ei is transferred from the intermediate transfer belt to the stage surface 23a1, (C) The transfer pressure Jr between the planar heater 24a sandwiching the color powder image Ei on the intermediate transfer belt and the elevating stage 23a is set. (A) In the configuration of the intermediate transfer belt, in detail, the material and thickness of the endless belt base 21a are kept constant, the thickness of the elastic layer 21b is changed, and the presence or absence of the elastic layer 21b is set. Further, the thickness of the release layer 21c is changed and the presence / absence of the release layer 21c is set.

そして、図表1に示す各実施例1−1〜1−5及び各比較例3−1〜3−6では、そのような実験パラメータの種々の組み合わせを実施して、中間転写ベルトから昇降ステージ23aのステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを測定して求めて評価している。   In each of Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Examples 3-1 to 3-6 shown in FIG. 1, various combinations of such experimental parameters are carried out to move the lifting stage 23a from the intermediate transfer belt. The transfer efficiency Q of the color powder image Ei to the stage surface 23a1 is measured and evaluated.

詳しくは、実施例1−1〜1−5では、第1実施形態と同一構成の中間転写ベルト21を用いており、無端状ベルト基材21aとして厚さ50μmのポリイミドフィルムを適用し、弾性層21bとして厚さ200μm又は300μmのシリコンゴムを適用し、離型層21cとして厚さ30μmのフッ素樹脂チューブ又は厚さ10μmのフッ素樹脂コートを適用している。また、転写温度Krを帯電性粉体Eiの軟化点温度120℃よりも高い160℃に設定し、面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間の転写圧力Jrを6kPa又は59kPaに設定している。そして、中間転写ベルト21からステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを測定して求めている。   Specifically, in Examples 1-1 to 1-5, the intermediate transfer belt 21 having the same configuration as that of the first embodiment is used, and a polyimide film having a thickness of 50 μm is applied as the endless belt base material 21a, and the elastic layer A silicon rubber having a thickness of 200 μm or 300 μm is applied as 21b, and a fluororesin tube having a thickness of 30 μm or a fluororesin coat having a thickness of 10 μm is applied as the release layer 21c. Further, the transfer temperature Kr is set to 160 ° C., which is higher than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder Ei, and the transfer pressure Jr between the planar heater 24a and the elevating stage 23a is set to 6 kPa or 59 kPa. . Then, the transfer efficiency Q of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side is measured and obtained.

また、各比較例3−1〜3−3では、第1実施形態の中間転写ベルト21とは異なる構成の中間転写ベルトを用いており、無端状ベルト基材21aとして厚さ50μmのポリイミドフィルムを適用し、弾性層21bを省略し、離型層21cとして厚さ10μmのフッ素樹脂コートを適用している。また、転写温度Krを帯電性粉体Eiの軟化点温度120℃よりも高い160℃又は180℃に設定し、面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間の転写圧力Jrを59kPa又は120kPaに設定している。そして、中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを測定して求めている。   In each of Comparative Examples 3-1 to 3-3, an intermediate transfer belt having a configuration different from that of the intermediate transfer belt 21 of the first embodiment is used, and a polyimide film having a thickness of 50 μm is used as the endless belt base material 21a. The elastic layer 21b is omitted, and a fluororesin coat having a thickness of 10 μm is applied as the release layer 21c. Further, the transfer temperature Kr is set to 160 ° C. or 180 ° C. which is higher than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder Ei, and the transfer pressure Jr between the planar heater 24a and the elevating stage 23a is set to 59 kPa or 120 kPa. doing. Then, the transfer efficiency Q of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt to the stage surface 23a1 side is measured and obtained.

更に、各比較例3−4〜3−6では、第1実施形態の中間転写ベルト21とは異なる構成の中間転写ベルトを用いており、無端状ベルト基材21aとして厚さ50μmのポリイミドフィルムを適用し、弾性層21bとして300μmのシリコンゴムを適用し、離型層21cを省略している。また、転写温度Krを帯電性粉体Eiの軟化点温度120℃よりも高い160℃に設定し、面状ヒーター24aと昇降ステージ23aとの間の転写圧力Jrを59kPa又は120kPaに設定している。そして、中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを測定して求めている。   Further, in each of Comparative Examples 3-4 to 3-6, an intermediate transfer belt having a configuration different from that of the intermediate transfer belt 21 of the first embodiment is used, and a polyimide film having a thickness of 50 μm is used as the endless belt base material 21a. In this case, 300 μm silicon rubber is applied as the elastic layer 21b, and the release layer 21c is omitted. Further, the transfer temperature Kr is set to 160 ° C. which is higher than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder Ei, and the transfer pressure Jr between the planar heater 24a and the elevating stage 23a is set to 59 kPa or 120 kPa. . Then, the transfer efficiency Q of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt to the stage surface 23a1 side is measured and obtained.

このような各比較例3−1〜3−3の結果から、中間転写ベルトに弾性層21bが含まれない場合は、転写温度Kr及び転写圧力Jrを高くしても、中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qが10%以下に留まり、よってカラーの粉体像Eiの転写が良好に行われていないことがわかる。   From the results of Comparative Examples 3-1 to 3-3 as described above, when the elastic layer 21b is not included in the intermediate transfer belt, even if the transfer temperature Kr and the transfer pressure Jr are increased, the intermediate transfer belt can move to the stage surface. It can be seen that the transfer efficiency Q of the color powder image Ei to the 23a1 side remains at 10% or less, and thus the color powder image Ei is not transferred well.

また、各比較例3−4〜3−6の結果から、離型層21cが含まれていない場合は、転写温度Kr及び転写圧力Jrを高くしても、中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qが30%以下に留まり、よってカラーの粉体像Eiの転写が良好に行われていないことがわかる。   From the results of Comparative Examples 3-4 to 3-6, when the release layer 21c is not included, even if the transfer temperature Kr and the transfer pressure Jr are increased, the intermediate transfer belt moves to the stage surface 23a1 side. It can be seen that the transfer efficiency Q of the color powder image Ei is less than 30%, and thus the color powder image Ei is not transferred well.

尚、各比較例3−1〜3−6の比較から、転写温度Krが160℃のときよりも180℃のときの方が、つまり転写温度Krが高くなり過ぎると、転写効率Qが低下していることがわかる。これは、カラーの粉体像Eiを形成する帯電性粉体Eの粘度が低下して、帯電性粉体Eの内部凝集力が弱まり、帯電性粉体Eが厚さ方向で分断され易くなるためと考えられる。   From the comparison of Comparative Examples 3-1 to 3-6, when the transfer temperature Kr is 180 ° C., that is, when the transfer temperature Kr is too high, the transfer efficiency Q decreases. You can see that This is because the viscosity of the chargeable powder E forming the color powder image Ei is lowered, the internal cohesive force of the chargeable powder E is weakened, and the chargeable powder E is easily divided in the thickness direction. This is probably because of this.

一方、各実施例1−2と1−4の結果から、中間転写ベルト21が弾性層21b(厚さ200又は300μmのシリコンゴム)及び離型層21c(厚さ30μmのPFAチューブ又は厚さ10μmのPFAコート)を含む構成であれば、転写温度Kr(160℃)及び転写圧力Jr(59kPa)が各比較例1−1、1−4、1−6と同一であっても、カラーの粉体像Eiの転写効率Qが100%となり、よってカラーの粉体像Eiの転写が良好に行われていることがわかる。   On the other hand, from the results of Examples 1-2 and 1-4, the intermediate transfer belt 21 has an elastic layer 21b (silicon rubber with a thickness of 200 or 300 μm) and a release layer 21c (a PFA tube with a thickness of 30 μm or a thickness of 10 μm). If the transfer temperature Kr (160 ° C.) and the transfer pressure Jr (59 kPa) are the same as those of Comparative Examples 1-1, 1-4, and 1-6, the color powder It can be seen that the transfer efficiency Q of the body image Ei is 100%, and thus the color powder image Ei is transferred well.

この理由は、各比較例1−1、1−4、1−6では中間転写ベルト21の表面が殆ど弾性変形しないが、これに対して各実施例1−2と1−4では中間転写ベルト21の表面が柔軟に弾性変形するためである。ここで、昇降ステージ23aのステージ面23a1及びステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiの表面にはミクロ単位の微小な凹凸が存在する。このため、比較例1−1のように中間転写ベルトに弾性層21bが含まれていない場合は、中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面に押し当てられても、中間転写ベルトの表面が硬くて変形せず、中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面に均一に密着せず、その結果、転写効率Qが低下する。これに対して各実施例1−2、1−4のように中間転写ベルト21が弾性層21bを含む場合は、中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面に押し当てられたときに、その微小な凹凸の段差を吸収するように中間転写ベルト21の表面が柔軟に弾性変形するため、中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiの表面に均一に密着し、その結果、転写効率Qが高くなる(密着効果)。また、中間転写ベルト21が弾性層21bを含む場合は、中間転写ベルト21がステージ面23a1の最上層のカラーの粉体像Eiから離間するときに、中間転写ベルト21の弾性層21bの形状が復帰し、弾性層21bの歪みが解放されて、中間転写ベルト21とその最上層のカラーの粉体像Eiとの界面にせん断力が作用するため、カラーの粉体像Eiが中間転写ベルト21の表面から剥がれ易くなり、その結果、転写効率Qが向上する(弾力効果)。   The reason is that in each of Comparative Examples 1-1, 1-4, and 1-6, the surface of the intermediate transfer belt 21 is hardly elastically deformed, whereas in each of Examples 1-2 and 1-4, the intermediate transfer belt is not elastically deformed. This is because the surface of 21 is elastically deformed flexibly. Here, there are micro unevenness on the surface of the upper and lower color powder images Ei previously transferred to the stage surface 23a1 of the elevating stage 23a and the stage surface 23a1. For this reason, when the intermediate transfer belt does not include the elastic layer 21b as in Comparative Example 1-1, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt is the stage surface 23a1 or the uppermost color powder. Even when pressed against the surface of the image Ei, the surface of the intermediate transfer belt is hard and does not deform, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt is the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei. As a result, the transfer efficiency Q decreases. On the other hand, when the intermediate transfer belt 21 includes the elastic layer 21b as in Examples 1-2 and 1-4, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt is the stage surface 23a1 or the uppermost layer thereof. When pressed against the surface of the color powder image Ei, the surface of the intermediate transfer belt 21 is elastically deformed flexibly so as to absorb the minute uneven steps, so that the color powder on the intermediate transfer belt The image Ei uniformly adheres to the surface of the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei, and as a result, the transfer efficiency Q increases (adhesion effect). When the intermediate transfer belt 21 includes the elastic layer 21b, the shape of the elastic layer 21b of the intermediate transfer belt 21 is different when the intermediate transfer belt 21 is separated from the uppermost color powder image Ei on the stage surface 23a1. Then, the elastic layer 21b is released from the distortion, and a shearing force acts on the interface between the intermediate transfer belt 21 and the uppermost color powder image Ei. Therefore, the color powder image Ei becomes the intermediate transfer belt 21. As a result, the transfer efficiency Q is improved (elasticity effect).

また、各実施例1−1と1−2との比較、各実施例1−3と1−4との比較から、転写圧力Jrを高くした方が、転写効率Qがより高くなることがわかる。この理由は、転写圧力Jrを高くした方が、先に述べた中間転写ベルト21の弾性層21bによる密着効果や弾力効果がより発揮されるためである。   Further, from comparison between each of Examples 1-1 and 1-2, and comparison between each of Examples 1-3 and 1-4, it is understood that the transfer efficiency Q becomes higher when the transfer pressure Jr is increased. . This is because, when the transfer pressure Jr is increased, the adhesion effect and the elasticity effect of the elastic layer 21b of the intermediate transfer belt 21 described above are more exhibited.

また、各実施例1−1と1−5との比較から、中間転写ベルト21の離型層21cとしてPFAチューブを適用するよりもPFAコートを適用した方が、転写効率Qがより高くなることがわかる。この理由は、PFAチューブ(厚さ30μm)よりもPFAコート(厚さ10μm)の方が層厚を薄くすることができ、PFAコートが中間転写ベルト21の弾性層21bと共に容易に弾性変形して、先に述べた弾性層21bによる密着効果や弾力効果が損なわれないためである。   Further, from comparison between each of Examples 1-1 and 1-5, the transfer efficiency Q is higher when the PFA coat is applied than when the PFA tube is applied as the release layer 21c of the intermediate transfer belt 21. I understand. This is because the PFA coat (thickness 10 μm) can be made thinner than the PFA tube (thickness 30 μm), and the PFA coat is easily elastically deformed together with the elastic layer 21 b of the intermediate transfer belt 21. This is because the adhesion effect and elasticity effect of the elastic layer 21b described above are not impaired.

[第2実施形態]次に、本発明の積層造形装置1の第2実施形態を説明する。図6は、第2実施形態の積層造形装置1における転写ユニット20の転写部27Aを概略的に示す断面図である。尚、図6において、図1と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。   [Second Embodiment] Next, a second embodiment of the additive manufacturing apparatus 1 of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the transfer portion 27A of the transfer unit 20 in the additive manufacturing apparatus 1 of the second embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are given to parts that perform the same operation as in FIG. 1.

この第2実施形態の積層造形装置1では、図1に示す第1実施形態の積層造形装置1と比較して、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tと、転写ユニット20とを備える点で一致するが、転写ユニット20における転写部27Aの構成が異なる。   In the additive manufacturing apparatus 1 of the second embodiment, the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T and the transfer unit 20 are compared with the additive manufacturing apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. Although it corresponds in the point provided, the structure of the transfer part 27A in the transfer unit 20 is different.

図6に示すように転写部27Aは、ステージユニット23及びヒーターユニット24の他に、2本の送風パイプ41、42と、コンプレッサー43とを備えている。   As shown in FIG. 6, the transfer unit 27 </ b> A includes two blower pipes 41 and 42, and a compressor 43 in addition to the stage unit 23 and the heater unit 24.

各送風パイプ41、42は、2次転写領域X又は昇降ステージ23aの両側に、すなわち中間転写ベルト21の矢印方向Aで示す周回移動方向における2次転写領域X又は昇降ステージ23aの上流側及び下流側に配置されている。また、各送風パイプ41、42は、中間転写ベルト21の幅方向に該中間転写ベルト21の表面に沿って延在する。各送風パイプ41、42は、直径4mmの銅製の中空パイプからなり、それらの周面には複数の送風孔41a、42aが形成されている。各送風孔41a、41bは、それらの孔径を1mmに設定され、それらのピッチを10mmに設定されて、中間転写ベルト21の幅方向に配列されている。また、各送風孔41a、41bは、2次転写領域Xに位置決めされた中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの方向に向けられている。   The blower pipes 41 and 42 are provided on both sides of the secondary transfer region X or the lifting stage 23a, that is, upstream and downstream of the secondary transfer region X or the lifting stage 23a in the circumferential movement direction indicated by the arrow direction A of the intermediate transfer belt 21. Arranged on the side. Each of the blower pipes 41 and 42 extends along the surface of the intermediate transfer belt 21 in the width direction of the intermediate transfer belt 21. Each of the blower pipes 41 and 42 is formed of a copper hollow pipe having a diameter of 4 mm, and a plurality of blower holes 41a and 42a are formed on the peripheral surfaces thereof. The blower holes 41 a and 41 b are arranged in the width direction of the intermediate transfer belt 21 with the hole diameter set to 1 mm and the pitch set to 10 mm. Further, the air blowing holes 41a and 41b are directed in the direction of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 positioned in the secondary transfer region X.

また、各送風パイプ41、42は、それらの一端を開口されて、それらの他端を閉塞されており、それらの開口された一端がそれぞれの空気経路44、45を通じてコンプレッサー43に接続されている。コンプレッサー43からそれぞれの空気経路44、45を通じて各送風パイプ41、42へと空気を圧送して、各送風パイプ41、42の内側に流速10m/sec程度の空気流を生じさせ、各送風孔41a、41bから2次転写領域Xに位置決めされた中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiへと空気を矢印方向Cに噴出して、この噴出された空気によりカラーの粉体像Eiを冷却する。   Each of the blower pipes 41 and 42 is opened at one end and closed at the other end, and the opened one end is connected to the compressor 43 through the air paths 44 and 45. . Air is pumped from the compressor 43 to the air blowing pipes 41 and 42 through the air passages 44 and 45 to generate an air flow at a flow rate of about 10 m / sec inside the air blowing pipes 41 and 42, respectively. 41b, air is ejected in the direction of arrow C to the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 positioned in the secondary transfer region X, and the color powder image Ei is cooled by the ejected air. To do.

図7は、転写部27Aを備える転写ユニット20の制御系の構成を示すブロック図である。尚、図7において、図4と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。ここで、制御部31は、駆動モータ32を駆動制御して、中間転写ベルト21を矢印方向Aに周回移動させ、位置センサ33の検出出力に応答して駆動モータ32を停止させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを2次転写領域Xに位置決めする。そして、制御部31は、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが転写温度Krに達するまで面状ヒーター24aを発熱させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを加熱して溶融させる。更に、制御部31は、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを上昇させ、圧力センサ23cにより測定された圧力Jaが転写圧力Jrに到達すると、昇降ステージ23aの上昇を停止させる。これにより、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiがステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着される。   FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the transfer unit 20 including the transfer unit 27A. In FIG. 7, the same reference numerals are given to portions that perform the same operation as in FIG. 4. Here, the controller 31 controls the drive motor 32 to move the intermediate transfer belt 21 in the direction of the arrow A, stops the drive motor 32 in response to the detection output of the position sensor 33, and the intermediate transfer belt. The color powder image Ei on 21 is positioned in the secondary transfer region X. Then, the control unit 31 heats the planar heater 24a until the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b reaches the transfer temperature Kr, and heats the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21. And melt. Further, the control unit 31 drives and controls the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 to raise the elevating stage 23a. When the pressure Ja measured by the pressure sensor 23c reaches the transfer pressure Jr, the elevating stage 23a is raised. Stop. As a result, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is superimposed and brought into close contact with the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei previously transferred to the stage surface 23a1.

この後、制御部31は、面状ヒーター24aによる加熱を停止し、コンプレッサー43を起動して、各送風パイプ41、42へと空気を圧送させ、各送風孔41a、41bから中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiへと空気を噴出させて、カラーの粉体像Eiを冷却する。   Thereafter, the control unit 31 stops the heating by the planar heater 24a, starts the compressor 43, causes the air to be sent to the air blowing pipes 41 and 42, and then onto the intermediate transfer belt 21 from the air blowing holes 41a and 41b. The color powder image Ei is cooled by blowing air to the color powder image Ei.

このとき、制御部31は、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが帯電性粉体Eの軟化点温度近傍(又は軟化点温度よりも低い温度)の剥離温度Ksまで低下すると、コンプレッサー43を停止し、ステージユニット23の昇降駆動部23eを駆動制御して、昇降ステージ23aを下降させて中間転写ベルト21から離間させ、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から剥がしてステージ面23a1へと転写させる。   At this time, if the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b decreases to the peeling temperature Ks near the softening point temperature of the chargeable powder E (or a temperature lower than the softening point temperature), the control unit 31 Then, the compressor 43 is stopped, the elevating drive unit 23e of the stage unit 23 is driven and controlled, the elevating stage 23a is lowered and separated from the intermediate transfer belt 21, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is intermediated. It is peeled off from the transfer belt 21 and transferred to the stage surface 23a1.

このような第2実施形態では、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiは、加熱され溶融されてから、ステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着した状態になる。そして、この状態で、面状ヒーター24aによる加熱を停止して、各送風パイプ41、42から空気を噴出するので、この噴出した空気により中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを直ちに冷却して固化し、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに速やかに接着することができる。そして、温度センサ24bにより測定された面状ヒーター24aの温度Kaが帯電性粉体Eの軟化点温度近傍(又は軟化点温度よりも低い温度)の剥離温度Ksまで低下してから、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から剥がす。これにより、中間転写ベルト21からステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写を安定化させることができる。   In such a second embodiment, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is heated and melted, and then transferred to the stage surface 23a1 or the uppermost layer of color powder previously transferred to the stage surface 23a1. The image Ei is overlaid and brought into close contact with the image Ei. In this state, heating by the planar heater 24a is stopped and air is ejected from each of the blower pipes 41 and 42. Therefore, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is immediately cooled by the ejected air. Then, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 can be quickly bonded to the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei. Then, after the temperature Ka of the planar heater 24a measured by the temperature sensor 24b is lowered to the peeling temperature Ks near the softening point temperature (or lower than the softening point temperature) of the chargeable powder E, the intermediate transfer belt. The color powder image Ei on 21 is peeled off from the intermediate transfer belt 21. Thereby, the transfer of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the stage surface 23a1 side can be stabilized.

[第3実施形態]次に、本発明の積層造形装置1の第3実施形態を説明する。図8は、第3実施形態の積層造形装置1における転写ユニット20の転写部27Bを概略的に示す断面図である。尚、図8において、図1と同様の作用を果す部位には同じ符号を付す。   [Third Embodiment] Next, a third embodiment of the additive manufacturing apparatus 1 of the present invention will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the transfer unit 27B of the transfer unit 20 in the additive manufacturing apparatus 1 of the third embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the portions that perform the same operation as in FIG.

この第3実施形態の積層造形装置1では、図1に示す第1実施形態の積層造形装置1と比較して、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tと、転写ユニット20とを備える点で一致するが、転写ユニット20における転写部27Bの構成が異なる。   In the additive manufacturing apparatus 1 of the third embodiment, the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T and the transfer unit 20 are compared with the additive manufacturing apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. Although it corresponds in the point provided, the structure of the transfer part 27B in the transfer unit 20 differs.

図8に示すように転写部27Bは、ステージユニット23B及びヒーターユニット24を備えている。ヒーターユニット24は、図1に示す第1実施形態の積層造形装置1のものと同一構成であって、面状ヒーター24aと、温度センサ24bと、ヒーターホルダー24cとを有している。また、ステージユニット23Bは、図1に示す第1実施形態の積層造形装置1のステージユニット23と同様に、ベース部23bと、圧力センサ23cと、温度センサ23dと、昇降駆動部23eとを有しているが、昇降ステージ23aの代りに、昇降ステージ46を備えている。   As shown in FIG. 8, the transfer section 27B includes a stage unit 23B and a heater unit 24. The heater unit 24 has the same configuration as that of the additive manufacturing apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, and includes a planar heater 24a, a temperature sensor 24b, and a heater holder 24c. Similarly to the stage unit 23 of the additive manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, the stage unit 23B includes a base portion 23b, a pressure sensor 23c, a temperature sensor 23d, and an elevation drive unit 23e. However, an elevating stage 46 is provided instead of the elevating stage 23a.

このステージユニット23Bの昇降ステージ46は、例えばアルミニウム製の厚さ10mmの平板に複数のヒートパイプ47を埋め込んだものである。例えば、ヒートパイプ47は直径5mmのものであり、5本のヒートパイプ47を昇降ステージ46に埋め込んでいる。また、各ヒートパイプ47は、昇降ステージ46を中間転写ベルト21の幅方向に貫通して該昇降ステージ46の外側に導出されており、昇降ステージ46の外側に導出された該各ヒートパイプ47の端部にヒートシンク(図示せず)が接続されている。   The elevating stage 46 of the stage unit 23B is obtained by embedding a plurality of heat pipes 47 in, for example, a flat plate made of aluminum having a thickness of 10 mm. For example, the heat pipe 47 has a diameter of 5 mm, and five heat pipes 47 are embedded in the elevating stage 46. Each heat pipe 47 passes through the lifting stage 46 in the width direction of the intermediate transfer belt 21 and is led out to the outside of the lifting stage 46, and the heat pipe 47 led out to the outside of the lifting stage 46. A heat sink (not shown) is connected to the end.

このような第3実施形態では、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiは、加熱され溶融されてから、ステージ面23a1又はステージ面23a1に以前に転写された最上層のカラーの粉体像Eiに重ね合わされて密着した状態になり、この状態で、面状ヒーター24aによる加熱が停止される。このとき、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの熱は、昇降ステージ23a→各ヒートパイプ47→ヒートシンクへと順次伝導されて直ちに放熱されるので、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを効率的に冷却して固化しステージ面23a1又はその最上層のカラーの粉体像Eiに速やかに接着することができる。この後、昇降ステージ23aが中間転写ベルト21から離間されて、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiが中間転写ベルト21から剥がされてステージ面23a1へと転写される。   In such a third embodiment, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is heated and melted, and then transferred to the stage surface 23a1 or the top surface color powder previously transferred to the stage surface 23a1. The image Ei is overlaid and brought into close contact with the image Ei. In this state, heating by the planar heater 24a is stopped. At this time, the heat of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is sequentially conducted from the elevating stage 23a → the heat pipes 47 → the heat sink and then immediately dissipated. The body image Ei can be efficiently cooled and solidified, and can be quickly adhered to the stage surface 23a1 or the uppermost color powder image Ei. Thereafter, the elevating stage 23a is separated from the intermediate transfer belt 21, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is peeled off from the intermediate transfer belt 21 and transferred to the stage surface 23a1.

また、昇降ステージ46に各ヒートパイプ47を埋め込んでいるので、昇降ステージ46を立体像Fのステージ及び該ステージの冷却部として兼用していることになり、昇降ステージ46を大型化させることなく、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを効果的に冷却することが可能である。   Further, since each heat pipe 47 is embedded in the lifting stage 46, the lifting stage 46 is also used as the stage of the stereoscopic image F and the cooling unit of the stage, and without increasing the size of the lifting stage 46, The color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 can be effectively cooled.

<実験例2>
次に、第2及び第3実施形態の積層造形装置1を用いて、中間転写ベルト21から昇降ステージ23aへのカラーの粉体像Eiの転写特性について実験した結果を図9に示す図表2を用いて説明する。
<Experimental example 2>
Next, Table 2 shown in FIG. 9 shows the results of experiments on the transfer characteristics of the color powder image Ei from the intermediate transfer belt 21 to the elevating stage 23a using the additive manufacturing apparatus 1 of the second and third embodiments. It explains using.

この実験例2においては、実験パラメータとして、(D)ステージユニットの構成、(B)中間転写ベルトからステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写が行われるときの転写温度Kr、(E)中間転写ベルト21からのカラーの粉体像Eiの剥離が行われるときの剥離温度Ks、(F)中間転写ベルト上のカラーの粉体像Eiの冷却時間Δtcを設定している。(D)ステージユニットの構成では、詳しくは、昇降ステージの材質を変更し、また第1実施形態のステージユニット23、第2実施形態のステージユニット23A、及び第3実施形態のステージユニット23Bのいずれかを選択的に設けている。各実施例2−1〜2−3では、第1実施形態のステージユニット23、第2実施形態のステージユニット23A、及び第3実施形態のステージユニット23Bをそれぞれ用い、各比較例4−1〜4−3では、昇降ステージとしてベークライト(登録商標)製の厚さ10mmの平板状のものを用いている。   In Experimental Example 2, as experimental parameters, (D) the configuration of the stage unit, (B) the transfer temperature Kr when the color powder image Ei is transferred from the intermediate transfer belt to the stage surface 23a1, E) A peeling temperature Ks when the color powder image Ei is peeled from the intermediate transfer belt 21 and (F) a cooling time Δtc of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt are set. (D) In the configuration of the stage unit, in detail, the material of the elevating stage is changed, and any of the stage unit 23 of the first embodiment, the stage unit 23A of the second embodiment, and the stage unit 23B of the third embodiment. Is provided selectively. In each of Examples 2-1 to 2-3, the stage unit 23 of the first embodiment, the stage unit 23A of the second embodiment, and the stage unit 23B of the third embodiment are used, respectively. 4-3 uses a 10 mm thick flat plate made of Bakelite (registered trademark) as the lifting stage.

そして、図表2に示す各実施例2−1〜2−3及び各比較例4−1〜4−3では、そのような実験パラメータの種々の組み合わせを実施して、中間転写ベルトから昇降ステージ23aのステージ面23a1側へのカラーの粉体像Eiの転写効率Qを測定して求めて評価している。   In each of Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Examples 4-1 to 4-3 shown in FIG. 2, various combinations of such experimental parameters are performed, and the lifting stage 23a is moved from the intermediate transfer belt. The transfer efficiency Q of the color powder image Ei to the stage surface 23a1 is measured and evaluated.

ただし、実験例2においては、中間転写ベルト21の構成を変更せず、中間転写ベルト21として、ポリイミドフィルムからなる厚さ50μmの無端状ベルト基材21aと、シリコンゴムからなる厚さ300μmの弾性層21bと、PFAコートからなる厚さ10μmの離型層21cとを積層してなる3層構造のものを使用している。また、転写圧力Jrを6kPaに設定している。   However, in Experimental Example 2, the configuration of the intermediate transfer belt 21 is not changed. As the intermediate transfer belt 21, an endless belt base material 21a made of polyimide film having a thickness of 50 μm and an elastic material having a thickness of 300 μm made of silicon rubber are used. A layer having a three-layer structure in which a layer 21b and a 10 μm-thick release layer 21c made of a PFA coat are stacked is used. Further, the transfer pressure Jr is set to 6 kPa.

まず、比較例4−1について説明する。比較例4−1では、転写温度Krを帯電性粉体Eiの軟化点温度120℃よりも高い160℃に設定して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを加熱して溶融させた状態で、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをベークライト製の昇降ステージに密着させ、カラーの粉体像Eiを冷却することなく、昇降ステージを中間転写ベルト21から直ちに離間させ、カラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から剥がして昇降ステージに転写している。この場合は、転写効率Qが40%に留まることがわかった。この理由は、ベークライトの熱伝導率がアルミニウムの熱伝導率よりも小さくて、昇降ステージによるカラーの粉体像Eiの放熱効果が殆どなく、またカラーの粉体像Eiの冷却時間を0に設定したことから、中間転写ベルト21から剥がされるときのカラーの粉体像Eiの剥離温度Ksが140℃となり、この剥離温度Ks140℃が帯電性粉体Eの軟化点温度120℃よりも高いので、帯電性粉体Eの内部凝集力が低下して、帯電性粉体Eが層方向で分断され易くなるためと考えられる。   First, Comparative Example 4-1 will be described. In Comparative Example 4-1, the transfer temperature Kr is set to 160 ° C. higher than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder Ei, and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is heated and melted. In this state, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is brought into close contact with the bakelite lift stage, and the lift stage is immediately separated from the intermediate transfer belt 21 without cooling the color powder image Ei. The color powder image Ei is peeled off from the intermediate transfer belt 21 and transferred to the lifting stage. In this case, it was found that the transfer efficiency Q remained at 40%. The reason for this is that the thermal conductivity of bakelite is smaller than that of aluminum, there is almost no heat dissipation effect of the color powder image Ei by the lifting stage, and the cooling time of the color powder image Ei is set to 0 Therefore, the peeling temperature Ks of the color powder image Ei when peeled from the intermediate transfer belt 21 is 140 ° C., and this peeling temperature Ks 140 ° C. is higher than the softening point temperature 120 ° C. of the charging powder E. This is presumably because the internal cohesive force of the chargeable powder E is reduced and the chargeable powder E is easily divided in the layer direction.

また、比較例4−2の結果から、転写温度Krを130℃に下げた場合でも、カラーの粉体像Eiを冷却することなく、カラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から剥がして昇降ステージに転写すると、転写効率Qが30%に留まることがわかった。この理由は、中間転写ベルト21から剥がされるときのカラーの粉体像Eiの剥離温度Ksが110℃となって、この剥離温度Ks110℃が帯電性粉体Eの軟化点温度120℃より低くても、転写温度Kr130℃の設定では、転写のときに帯電性粉体Eが十分に軟化又は溶融していないためと考えられる。   Further, from the result of Comparative Example 4-2, even when the transfer temperature Kr is lowered to 130 ° C., the color powder image Ei is peeled off from the intermediate transfer belt 21 without being cooled, and is moved up and down. It was found that the transfer efficiency Q remained at 30% when transferred to the stage. This is because the peeling temperature Ks of the color powder image Ei when peeled off from the intermediate transfer belt 21 is 110 ° C., and this peeling temperature Ks 110 ° C. is lower than the softening point temperature 120 ° C. of the charging powder E. However, it is considered that when the transfer temperature Kr is set to 130 ° C., the chargeable powder E is not sufficiently softened or melted at the time of transfer.

次に、比較例4−3について説明する。比較例2−3では、転写温度Krを160℃に設定して、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiを加熱した状態で、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiをベークライト製の昇降ステージに密着させ、面状ヒーター24aをオフにして、カラーの粉体像Eiを120秒の間放置して自然冷却させてから、カラーの粉体像Eiを中間転写ベルト21から剥がして昇降ステージに転写している。この場合は、転写効率Qが100%となる。この理由は、カラーの粉体像Eiを昇降ステージに密着させてからの冷却時間を長くしたことにより、中間転写ベルト21から剥がされるときのカラーの粉体像Eiの剥離温度Ksが帯電性粉体Eの軟化点温度120℃よりも十分に低い90℃まで冷却され、帯電性粉体Eの内部凝集力が高くなったためと考えられる。   Next, Comparative Example 4-3 will be described. In Comparative Example 2-3, the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 was baked with the transfer temperature Kr set to 160 ° C. and the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 heated. The color powder image Ei is peeled off from the intermediate transfer belt 21 after being brought into intimate contact with the lift stage and the sheet heater 24a is turned off and the color powder image Ei is left to cool for 120 seconds. Is transferred to the lift stage. In this case, the transfer efficiency Q is 100%. This is because the peeling time Ks of the color powder image Ei when it is peeled off from the intermediate transfer belt 21 is increased by increasing the cooling time after the color powder image Ei is brought into close contact with the elevating stage. This is considered to be because the internal cohesive force of the chargeable powder E was increased by cooling to 90 ° C., which was sufficiently lower than the softening point temperature of the body E of 120 ° C.

次に、実施例2−1〜2−3の実験結果について説明する。実施例2−1では、比較例2−3と比較して、昇降ステージの材質をベークライトからアルミニウムに変更した点が異なる。比較例2−3では100%の転写効率Qを得るために必要な冷却時間が120秒であったのに対し、実施例2−1では100%の転写効率Qを得るために必要な冷却時間が42秒に短縮されている。この理由は、昇降ステージが熱伝導性に優れるアルミニウムからなることから、粉体像の冷却性能が向上し、カラーの粉体像Eiの温度が帯電性粉体Eの軟化点温度120℃よりも低い温度に速やかに下降するためである。   Next, experimental results of Examples 2-1 to 2-3 will be described. Example 2-1 is different from Comparative Example 2-3 in that the material of the elevating stage is changed from bakelite to aluminum. In Comparative Example 2-3, the cooling time required to obtain 100% transfer efficiency Q was 120 seconds, whereas in Example 2-1, the cooling time required to obtain 100% transfer efficiency Q. Has been reduced to 42 seconds. This is because the elevating stage is made of aluminum having excellent thermal conductivity, so that the cooling performance of the powder image is improved, and the temperature of the color powder image Ei is higher than the softening point temperature of the chargeable powder E of 120 ° C. This is because the temperature falls quickly to a low temperature.

実施例2−2では、実施例2−1に対し、100%の転写効率Qを得るために必要な冷却時間を42秒から31秒に更に短縮している。この理由は、実施例2−2では、各送風パイプ41、42から中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiへと空気が吹きつけられて、カラーの粉体像Eiの冷却効率が更に向上し、カラーの粉体像Eiの温度が帯電性粉体Eの軟化点温度120℃よりも低い温度に更に速やかに下降するためである。   In Example 2-2, the cooling time required to obtain 100% transfer efficiency Q is further shortened from 42 seconds to 31 seconds compared to Example 2-1. The reason for this is that, in Example 2-2, air is blown from the blower pipes 41 and 42 to the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21, and the cooling efficiency of the color powder image Ei is further increased. This is because the temperature of the color powder image Ei is further lowered to a temperature lower than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder E.

実施例2−3についても、実施例2−1対し、100%の転写効率Qを得るために必要な冷却時間を42秒から21秒に更に短縮している。この理由は、実施例2−3では、各ヒートパイプ47及びヒートシンクにより昇降ステージ46が効果的に冷却されることから、中間転写ベルト21上のカラーの粉体像Eiの冷却効率が更に向上して、カラーの粉体像Eiの温度が帯電性粉体Eの軟化点温度120℃よりも低い温度に直ちに下降するためである。   In Example 2-3, the cooling time required to obtain 100% transfer efficiency Q is further shortened from 42 seconds to 21 seconds compared to Example 2-1. This is because in Example 2-3, the elevating stage 46 is effectively cooled by the heat pipes 47 and the heat sink, so that the cooling efficiency of the color powder image Ei on the intermediate transfer belt 21 is further improved. This is because the temperature of the color powder image Ei immediately falls to a temperature lower than the softening point temperature 120 ° C. of the chargeable powder E.

尚、上記各実施形態では、カラーの積層造形装置を例示しているが、本発明はカラーの積層造形装置に限定される訳ではなく、モノクロの積層造形装置にも適用できることは言うまでもない。例えば、図1の積層造形装置1において、各像形成ユニット10Y、10M、10C、10W、10Tの代わりに、単一の像形成ユニットを設けて、単一の像形成ユニットにより粉体像を中間転写ベルト21に形成し、この粉体像を中間転写ベルト21から昇降ステージ23aに転写して、モノクロの立体像を形成してもよい。あるいは、図1の積層造形装置1において、各像形成ユニット10Y〜10Tに同一色の帯電性粉体Eを収容しておき、各像形成ユニット10Y〜10Tにより同一色のそれぞれの粉体像を形成して中間転写ベルト21に転写し、これらの粉体像を中間転写ベルト21から昇降ステージ23aに転写して、モノクロの立体像を形成しても構わない。   In each of the above-described embodiments, a color additive manufacturing apparatus is illustrated. However, the present invention is not limited to a additive additive manufacturing apparatus of color, and can be applied to a monochrome additive manufacturing apparatus. For example, in the additive manufacturing apparatus 1 of FIG. 1, a single image forming unit is provided instead of each of the image forming units 10Y, 10M, 10C, 10W, and 10T, and a powder image is intermediated by a single image forming unit. It may be formed on the transfer belt 21, and this powder image may be transferred from the intermediate transfer belt 21 to the lifting stage 23a to form a monochrome stereoscopic image. Alternatively, in the additive manufacturing apparatus 1 of FIG. 1, the charging powder E of the same color is accommodated in each of the image forming units 10 </ b> Y to 10 </ b> T, and the respective powder images of the same color are received by the image forming units 10 </ b> Y to 10 </ b> T. It may be formed and transferred to the intermediate transfer belt 21, and these powder images may be transferred from the intermediate transfer belt 21 to the lifting stage 23a to form a monochrome three-dimensional image.

また、中間転写ベルト21として、3層構造のものを適用しているが、無端状ベルト基材21aと弾性層21bとを少なくとも含む2層構造、あるいは4層構造以上のものを適用しても構わない。   In addition, a three-layer structure is applied as the intermediate transfer belt 21, but a two-layer structure including at least an endless belt substrate 21a and an elastic layer 21b, or a four-layer structure or more may be applied. I do not care.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood.

1 積層造形装置
10Y、10M、10C、10W、10T 像形成ユニット(像形成部)
11 感光体ドラム
12 帯電器
13 レーザービーム照射部
14 現像器
15 1次転写ローラ
16 クリーナー
17 除電部
20 転写ユニット
21 中間転写ベルト(像担持体)
21a 無端状ベルト基材(基層)
21b 弾性層
21c 離型層
22a 駆動ローラ
22b テンションローラ
23 ステージユニット
23a、46 昇降ステージ(ステージ)
23b ベース部
23c 圧力センサ
23d 温度センサ
23e 昇降駆動部(移動部)
24 ヒーターユニット
24a 面状ヒーター(加熱部)
24a1 基板
24a2 発熱層
24a3 絶縁層
24b 温度センサ(温度測定部)
24c ヒーターホルダー
25a、25b 冷却ファン
27 転写部
31 制御部
32 駆動モータ
33 位置センサ
41、42 送風パイプ(冷却部)
43 コンプレッサー
44、45 空気経路
47 ヒートパイプ(冷却部)
1 Layered modeling apparatus 10Y, 10M, 10C, 10W, 10T Image forming unit (image forming unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Photosensitive drum 12 Charger 13 Laser beam irradiation part 14 Developer 15 Primary transfer roller 16 Cleaner 17 Static elimination part 20 Transfer unit 21 Intermediate transfer belt (image carrier)
21a Endless belt base material (base layer)
21b Elastic layer 21c Release layer 22a Drive roller 22b Tension roller 23 Stage units 23a, 46 Elevating stage (stage)
23b Base part 23c Pressure sensor 23d Temperature sensor 23e Lift drive part (moving part)
24 heater unit 24a planar heater (heating unit)
24a1 Substrate 24a2 Heating layer 24a3 Insulating layer 24b Temperature sensor (temperature measuring unit)
24c Heater holder 25a, 25b Cooling fan 27 Transfer part 31 Control part 32 Drive motor 33 Position sensor 41, 42 Blowing pipe (cooling part)
43 Compressor 44, 45 Air path 47 Heat pipe (cooling part)

Claims (15)

像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、
前記像担持体は、該像担持体における前記粉体像の形成領域に設けられた弾性層を含む複層構造を有することを特徴とする積層造形装置。
An image carrier, an image forming unit that forms a powder image formed by electrostatically adsorbing a chargeable powder to the image carrier, and a stage to which the powder image on the image carrier is transferred, Lamination for repeating formation of a powder image on the image carrier and transfer of the powder image from the image carrier to the stage to form a stereoscopic image by laminating a plurality of powder images on the stage A modeling device,
The layered modeling apparatus, wherein the image carrier has a multilayer structure including an elastic layer provided in the powder image formation region of the image carrier.
請求項1に記載の積層造形装置であって、
前記複層構造は、前記弾性層と前記弾性層が広がる方向の該弾性層の伸縮を抑制する基層とを含むことを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 1,
The multilayer structure includes the multilayer structure including the elastic layer and a base layer that suppresses expansion and contraction of the elastic layer in a direction in which the elastic layer spreads.
請求項2に記載の積層造形装置であって、
前記基層は、前記弾性層よりも弾性変形し難い材料からなることを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 2,
The layered manufacturing apparatus, wherein the base layer is made of a material that is less elastically deformed than the elastic layer.
請求項2又は3に記載の積層造形装置であって、
前記複層構造は、前記粉体像に接触する離型層を含み、前記弾性層を前記基層と前記離型層との間に挟み込んだことを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 2 or 3,
The multilayer modeling apparatus, wherein the multilayer structure includes a release layer in contact with the powder image, and the elastic layer is sandwiched between the base layer and the release layer.
請求項4に記載の積層造形装置であって、
前記離型層は、フッ素樹脂の層であることを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 4,
The layered manufacturing apparatus, wherein the release layer is a layer of a fluororesin.
請求項1から5のいずれか1つに記載の積層造形装置であって、
前記像担持体上の粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に圧接されて、前記像担持体から前記ステージへと該像担持体上の粉体像が転写されることを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The powder image on the image carrier is pressed against the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage, and the powder image on the image carrier from the image carrier to the stage. The layered manufacturing apparatus is characterized in that the material is transferred.
像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成、前記加熱部による前記像担持体上の粉体像の加熱、及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、
前記像担持体上の加熱された粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態で前記像担持体上の粉体像を冷却する冷却部を備えたことを特徴とする積層造形装置。
An image carrier, an image forming unit for forming a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder to the image carrier, a heating unit for heating a powder image on the image carrier, and the image A stage on which the powder image on the carrier is transferred, formation of the powder image on the image carrier, heating of the powder image on the image carrier by the heating unit, and from the image carrier It is an additive manufacturing apparatus that repeats the transfer of the powder image to the stage and stacks a plurality of powder images on the stage to form a three-dimensional image,
Cooling for cooling the powder image on the image carrier while the heated powder image on the image carrier is in contact with or in close contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. An additive manufacturing apparatus characterized by comprising a section.
請求項7に記載の積層造形装置であって、
前記ステージは、前記冷却部を内蔵することを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 7,
The layered manufacturing apparatus, wherein the stage incorporates the cooling unit.
請求項7又は8に記載の積層造形装置であって、
前記ステージは、良熱伝導体からなることを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 7 or 8,
The layered manufacturing apparatus, wherein the stage is made of a good heat conductor.
請求項7から9のいずれか1つに記載の積層造形装置であって、
前記冷却部は、前記ステージの熱を該ステージの外側へと伝導する熱伝導体を有することを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 9,
The additive manufacturing apparatus, wherein the cooling unit includes a heat conductor that conducts heat of the stage to the outside of the stage.
像担持体と、前記像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成部と、前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱部と、前記像担持体上の粉体像が転写されるステージとを備え、前記像担持体上の粉体像の形成、前記加熱部による前記像担持体上の粉体像の加熱、及び前記像担持体から前記ステージへの前記粉体像の転写を繰り返して、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成する積層造形装置であって、
前記ステージを前記像担持体に対して接離する方向に移動させる移動部を備え、
前記移動部により前記ステージが前記像担持体に接近する方向に移動されて、前記像担持体上の加熱された粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態となり、前記像担持体上の粉体像が冷却された後に、前記移動部により前記ステージが前記像担持体から離間する方向に移動されることを特徴とする積層造形装置。
An image carrier, an image forming unit for forming a powder image obtained by electrostatically adsorbing a chargeable powder to the image carrier, a heating unit for heating a powder image on the image carrier, and the image A stage on which the powder image on the carrier is transferred, formation of the powder image on the image carrier, heating of the powder image on the image carrier by the heating unit, and from the image carrier It is an additive manufacturing apparatus that repeats the transfer of the powder image to the stage and stacks a plurality of powder images on the stage to form a three-dimensional image,
A moving unit that moves the stage in a direction in which the stage moves toward and away from the image carrier;
The stage is moved in the direction of approaching the image carrier by the moving unit, and the powder image heated on the image carrier is transferred to the stage or to the stage previously. The layered manufacturing apparatus, wherein the stage is moved in a direction away from the image carrier by the moving unit after the powder image on the image carrier is cooled and brought into contact with or in close contact with the image carrier. .
請求項11に記載の積層造形装置であって、
前記像担持体上の粉体像の温度又は前記温度の近似値を測定する温度測定部を備えたことを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 11,
An additive manufacturing apparatus comprising a temperature measuring unit that measures a temperature of a powder image on the image carrier or an approximate value of the temperature.
請求項12に記載の積層造形装置であって、
前記移動部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記温度測定部により測定された前記像担持体上の粉体像の温度又は前記温度の近似値に基づき前記移動部を制御して、前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させることを特徴とする積層造形装置。
The additive manufacturing apparatus according to claim 12,
A control unit for controlling the moving unit;
The control unit controls the moving unit based on a temperature of the powder image on the image carrier measured by the temperature measurement unit or an approximate value of the temperature to separate the stage from the image carrier. An additive manufacturing apparatus characterized by being moved in a direction.
弾性層を含む複層構造を有する像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成ステップと、
前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱ステップと、
ステージを前記像担持体に接近する方向に移動させて、前記像担持体上の加熱された粉体像を前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着させる接触ステップと、
前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させて、前記像担持体上の粉体像を該像担持体から前記ステージへと転写させる転写ステップとを含み、
前記像形成ステップ、前記加熱ステップ、前記接触ステップ、及び前記転写ステップを含む一連の処理を繰り返すことで、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成することを特徴とする積層造形方法。
An image forming step of forming a powder image formed by electrostatically adsorbing a chargeable powder on an image carrier having a multilayer structure including an elastic layer;
A heating step of heating a powder image on the image carrier;
The stage is moved in a direction approaching the image carrier, and the heated powder image on the image carrier is brought into contact with or in close contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. A contact step;
A transfer step of moving the stage in a direction away from the image carrier and transferring a powder image on the image carrier from the image carrier to the stage;
By repeating a series of processes including the image forming step, the heating step, the contact step, and the transfer step, a plurality of powder images are stacked on the stage to form a stereoscopic image. Additive manufacturing method.
像担持体に帯電性粉体を静電吸着させてなる粉体像を形成する像形成ステップと、
前記像担持体上の粉体像を加熱する加熱ステップと、
ステージを前記像担持体に接近する方向に移動させて、前記像担持体上の加熱された粉体像を前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着させる接触ステップと、
前記像担持体上の粉体像が前記ステージ又は該ステージに以前に転写された最上層の粉体像に接触もしくは密着した状態で前記像担持体上の粉体像を冷却する冷却ステップと、
前記ステージを前記像担持体から離間する方向に移動させて、前記像担持体上の粉体像を該像担持体から前記ステージへと転写させる転写ステップとを含み、
前記像形成ステップ、前記加熱ステップ、前記接触ステップ、前記冷却ステップ、及び前記転写ステップを含む一連の処理を繰り返すことで、複数の粉体像を前記ステージ上に積層して立体像を形成することを特徴とする積層造形方法。
An image forming step of forming a powder image formed by electrostatically adsorbing the chargeable powder to the image carrier;
A heating step of heating a powder image on the image carrier;
The stage is moved in a direction approaching the image carrier, and the heated powder image on the image carrier is brought into contact with or in close contact with the stage or the uppermost powder image previously transferred to the stage. A contact step;
A cooling step for cooling the powder image on the image carrier in a state where the powder image on the image carrier is in contact with or in close contact with the powder image of the uppermost layer previously transferred to the stage or the stage;
A transfer step of moving the stage in a direction away from the image carrier and transferring a powder image on the image carrier from the image carrier to the stage;
By repeating a series of processes including the image forming step, the heating step, the contact step, the cooling step, and the transfer step, a plurality of powder images are stacked on the stage to form a three-dimensional image. An additive manufacturing method characterized by the above.
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