JP5609259B2 - 造形方法 - Google Patents
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前記半硬化した前記液状層を本硬化させることを要旨とする。
この造形方法によれば、液状層における第1基板側の硬化が第2基板側の硬化よりも進行しやすくなる。そのため、液状層の流動性を抑えつつ、液状層と第2基板との接合性、液状層と第2基板が有する層状構造体との接合性、これらの接合性をより確実に得ることができる。
状層を描画することで描画領域に高精細な液状層を形成することができる。しかも、撥液領域内に親液領域が点在している場合には、描画領域に着弾した液滴の移動が制限されることから、より高精細な液状層を描画することができる。
有した例えばガラスや石英などで構成されている。搬送テーブル14の上面14aには、矩形状の描画面15aを有した第1基板としての描画用基板15が載置されている。描画用基板15は、これもまた露光部70が出射する紫外光71(図8参照)に対して透過性を有した例えばガラスや石英などで構成されている。
から吐出された後に描画面15aに着弾する。そして描画面15aには、着弾した液滴55によって液状層58(図13参照)が描画される。なお、このような液滴吐出ヘッド30を用いて液状層58を描画する構成であれば、ディスペンサ法を用いて形成されたものよりも高精細な液状層58を描画することが可能である。
図6に示されるように、描画面15aの描画領域には、液状体50に対して撥液性を示す材料がコーティングされていることによって、撥液領域60が形成されている。描画面15aに撥液性を持たせることにより、描画面15aにおいて硬化した液状体50を該描画面15aから剥離させやすくすることができる。液状体50に対して撥液性を示す材料としては、例えば、フッ素やフッ素化合物を含有する材料が挙げられる。撥液領域60は、フッ素やフッ素化合物を含有するガス中に基板を曝す気相法、フッ素やフッ素化合物を含有する溶液中に基板を浸す浸液法、該溶液を基板に吹き付けるスプレー法、該溶液を基板の表面で伸ばすスピンコート法などによって形成される。また、フッ素やフッ素化合物を含有するガス中で基板をプラズマ処理することによっても形成される。本実施形態では、フッ素化合物の1つであるフルオロアルキルシラン化合物を含む材料が描画面15aにコーティングされている。
液領域61が複数設けられている。親液領域61は、例えば、撥液領域60が形成された描画面15aにレーザー光を照射することにより形成される。親液領域61は、互いに直交するとともに所定間隔の仮想線63,64によって形成される正方格子の交点を中心に液滴55の外径と略等しい径で形成されている。親液領域61は、隣接する親液領域61との離間距離fx,fyが液滴55の外径の1.25倍以下になるように配置される。こうした親液領域61を形成することによって、親液領域61に着弾した液滴55を該親液領域61に保持させることができる。また隣接する親液領域61との離間距離fx,fyが液滴55の外径の1.25倍以下になるように配置することによって、隣接する親液領域61の隙間に着弾した液滴55が描画面15a上で濡れ広がったときに該液滴55を隣接する親液領域61で保持させることが可能である。つまり、液状層58を構成する液状体50の一部を親液領域61に保持させることが可能になる。これにより、撥液領域60のみで構成される描画面15aに形成された液状層58に比べて、液状層58を構成する液状体50が描画面15a上を移動し難くすることができる。その結果、液状層58の位置ずれや形状の変化といった不具合を抑えることができる。
104は、バス111を介して互いに接続されている。
図11に示されるように、本実施形態の造形方法は、コンピューター3によって層形状データが生成される層形状データ生成工程(ステップS10)が行われる。次いで、第1層目の層形状データに基づく液状層58が描画用基板15に描画される描画工程(ステッ
プS20)が行われる。続いて、第1層目の液状層58を半硬化させる半硬化工程(ステップS30)が行われる。続いて、描画用基板15と転写用基板85とによって第1層目の液状層58が挟持された状態で液状体50を本硬化させる本硬化工程(ステップS40)と、転写用基板85側に層状構造体120を転写する転写工程(ステップS50)とが順に行われる。そして、全ての層状構造体120に対する転写が終了したか否かの判断がなされる(ステップS60)。全ての層状構造体120に対する転写が終了していない場合(ステップS60:NO)には、全ての層状構造体120に対する転写が終了するまで、後続する層状構造体の描画工程(ステップS20)、半硬化工程(ステップS30)、本硬化工程(ステップS40)、転写工程(ステップS50)が繰り返される。
0は、描画用基板15に対する接着力よりも転写用基板85に対する接着力の方が大きいことから、転写用基板85に接着した状態で描画用基板15から剥離される。こうして層状構造体120が転写用基板85側に積層される。
図12は、描画用基板と転写用基板とによって第1層目の液状層が挟持された状態の一例を模式的に示す図である。図13は、描画用基板と転写用基板とによって第2層目の液状層が挟持された状態の一例を模式的に示す図である。図14は、描画用基板と転写用基板とによって第k層目の液状層が挟持された状態の一例を模式的に示す図である。
01は、描画用基板15と転写用基板85との距離が距離(k×t)と等しくなる位置まで転写用基板85を降下させる。第k層目の液状層58は、転写用基板85に積層された第1層目から第(k−1)層目までの層状構造体120を介して、描画用基板15と転写用基板85とによって挟持される。第k層目の液状層58を構成する液状体50は、第(k−1)層目の層状構造体120の側面に濡れ広がろうとする一方、半硬化処理によってその流動性が抑えられている。そのため、半硬化処理が行われていない液状層58を構成する液状体50に比べて、液状層58を描画用基板15と転写用基板85とで挟持させたときに、第(k−1)層目の層状構造体120の側面への第k層目の液状層58の濡れ広がりが抑えられる。これにより、第k層目における層状構造体120の形状の精度を高めることができるとともに、第k層目の液状層58の濡れ広がりに起因する第(k−1)層目の層状構造体120の形状の変化を抑えることもできる。
(1)液状層58を構成する液状体50を半硬化させてから、該液状層58を描画用基板15と転写用基板85とで挟持させた。こうした構成によれば、液状層58を構成している液状体50の流動性が抑えられることから、描画用基板15と転写用基板85とによって液状層58を挟持したときに、液状層58が転写用基板85あるいは層状構造体120に濡れ広がることを抑えることができる。これにより、液状層58の形状の変化を抑えることができる。それゆえに、各層状構造体120の形状の精度を高めることができ、ひいては層状構造体120の積層体である立体7の形状の精度を高めることが可能である。
・上記実施形態では、液状体50を液滴55にして吐出する液滴吐出法を用いて描画面15aに液状層58を描画した。これに限らず、描画面15aに液状層58を描画する方法は、例えばディスペンサ法などであってもよい。
せることが可能であるため、液状層58の硬化度合いの制御性、すなわち液状層58を半硬化状態にするという制御が容易にもなる。
ャビティ、50…液状体、55…液滴、58…液状層、60…撥液領域、61…親液領域、63,64…仮想線、70…露光部、71…紫外光、73…光源、75…蓋板、80…転写部、81a,81b…支柱、82…架設部材、83…支持部材、85…転写用基板、85a…造形面、86…昇降モーター、101…制御部、102…CPU、103…駆動制御部、104…記憶部、105…制御プログラム、106…展開データ、111…バス、113…インターフェース、120…層状構造体、131…モーター制御部、133…位置検出制御部、135…吐出制御部、137…露光制御部、141…テーブル位置検出装置、143…キャリッジ位置検出装置、145…転写用基板位置検出装置、150…タイマー部、201…描画用基板、202…転写用基板、203…層状構造、204…液状層。
Claims (6)
- 硬化性を有した液状層を第1基板の描画領域に描画する描画工程と、
前記液状層に第2基板を接触させた状態で該液状層を硬化させる硬化工程と、
前記第1基板と前記第2基板との間隔を広げることによって前記液状層の硬化物である
層状構造体を前記第2基板に転写する転写工程とを含み、
前記層状構造体を有する立体を造形する造形方法であって、
前記硬化工程では、
前記液状層に前記第2基板を接触させる前に前記液状層を半硬化させ、その後、前記半
硬化した前記液状層に前記第2基板を接触させて、前記半硬化した前記液状層を本硬化さ
せる
ことを特徴とする造形方法。 - 前記硬化工程では、
前記液状層を半硬化させるエネルギーを前記第1基板における前記液状層とは反対側か
ら与える
ことを特徴とする請求項1に記載の造形方法。 - 前記液状層は、光硬化性を有し、
前記硬化工程では、1つの光源を用いて、
前記液状層を半硬化させる光の強度と、
前記液状層を本硬化させる光の強度とを同じにする
ことを特徴とする請求項1または2に記載の造形方法。 - 前記第1基板の描画領域には、
前記液状層を構成する液状体に対して相対的に高い撥液性を示す撥液領域と、
前記撥液領域内に点在して、前記液状体に対して相対的に低い撥液性を示す親液領域と
が形成されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の造形方法。 - 前記描画工程では、前記液状層を構成する液状体を液滴にして吐出する液滴吐出法を用
いて、前記描画領域に前記液状層が描画される
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の造形方法。 - 光硬化性を有した液状層を第1基板の描画領域に描画する描画工程と、
前記液状層に第2基板を接触させた状態で該液状層を硬化させる硬化工程と、
前記第1基板と前記第2基板との間隔を広げることによって前記液状層の硬化物である
層状構造体を前記第2基板に転写する転写工程とを含み、
前記層状構造体を有する立体を造形する造形方法であって、
前記硬化工程では、1つの光源を用いて、
前記液状層に前記第2基板を接触させる前に前記液状層を半硬化させ、その後、前記半
硬化した前記液状層に前記第2基板を接触させて、前記半硬化した前記液状層を本硬化さ
せ、
前記半硬化させる光の強度と前記本硬化させる光の強度とを同じにする
ことを特徴とする造形方法。
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