JP5794285B2 - Modeling equipment - Google Patents

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本発明は、基板上に形成された層状構造体を転写用基板に転写して該転写用基板に層状構造体を順次積層することにより立体を造形する造形方法に関する。   The present invention relates to a modeling method for modeling a solid by transferring a layered structure formed on a substrate onto a transfer substrate and sequentially laminating the layered structure on the transfer substrate.

従来から、例えば特許文献1に記載のように、立体を造形する造形方法の一つとして、基板上に形成された層状構造体を転写用基板に転写することを繰り返して層状構造体が積層されてなる立体を造形する、いわゆる積層法が知られている。特許文献1では、まず、紫外線硬化樹脂を含む液状体が形成材料として用いられるとともに、該液状体に対する撥液性が付与された描画用基板に該液状体からなる液状層が形成される。次いで、転写用基板を描画用基板に近づけた後に、描画用基板と転写用基板とによって挟持された上記液状層に紫外光を照射する。これによって、液状層が硬化されてなる層状構造体が描画用基板と転写用基板との間に形成される。この層状構造体と転写用基板との接着力は、上記撥液性を有した描画用基板と層状構造体との接着力よりも大きく、転写用基板が描画用基板から遠ざけられると転写用基板に接着した状態で層状構造体が描画用基板から剥離される。このようにして層状構造体が転写用基板に転写される。そして転写用基板に転写された層状構造体に対する他の層状構造体の転写が繰り返されることによって、複数の層状構造体からなる立体が造形される。   Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, as one of modeling methods for modeling a solid, a layered structure is laminated by repeatedly transferring a layered structure formed on a substrate to a transfer substrate. A so-called laminating method for forming a three-dimensional object is known. In Patent Document 1, first, a liquid material containing an ultraviolet curable resin is used as a forming material, and a liquid layer made of the liquid material is formed on a drawing substrate to which liquid repellency is imparted to the liquid material. Next, after the transfer substrate is brought close to the drawing substrate, the liquid layer sandwiched between the drawing substrate and the transfer substrate is irradiated with ultraviolet light. Thereby, a layered structure formed by curing the liquid layer is formed between the drawing substrate and the transfer substrate. The adhesive force between the layered structure and the transfer substrate is larger than the adhesive force between the liquid-repellent drawing substrate and the layered structure, and the transfer substrate is moved away from the drawing substrate. The layered structure is peeled from the drawing substrate in a state where it is adhered to the substrate. In this way, the layered structure is transferred to the transfer substrate. Then, by repeating the transfer of another layered structure to the layered structure transferred to the transfer substrate, a three-dimensional structure made up of a plurality of layered structures is formed.

特開平10−34752号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-34752

ところで、宙に浮いた部分を有するモデルを立体として表現する際には、宙に浮いた部分と他の部分とを連結させるための細い線状の連結部分を利用する必要がある。一方、上述した積層法では、液状体に対する撥液性が描画用基板に付与されているとはいえ、描画用基板上に形成された層状構造体を剥離させるときには、その剥離にともなう外力が、転写用基板に先行して転写された層状構造体に作用することになる。こうした外力が上述した連結部分に作用するとなれば、連結部分が曲がってしまったり、破損してしまったりする。その結果、連結部分に連結される部分の位置ずれや欠落といった立体の形状に関わる不具合が生じる虞があった。   By the way, when expressing a model having a part floating in the air as a solid, it is necessary to use a thin linear connecting part for connecting the part floating in the air and another part. On the other hand, in the above laminating method, although the liquid repellency for the liquid material is imparted to the drawing substrate, when the layered structure formed on the drawing substrate is peeled, the external force accompanying the peeling is It acts on the layered structure that has been transferred prior to the transfer substrate. If such an external force acts on the connecting portion described above, the connecting portion is bent or damaged. As a result, there is a possibility that a problem relating to a three-dimensional shape such as a positional shift or a lack of a portion connected to the connection portion may occur.

本発明は、上記実状に鑑みてなされてものであり、その目的は、層状構造体が積層されてなる立体の形状の精度を高めることが可能な造形方法を提供することにある。   This invention is made in view of the said actual condition, The objective is to provide the modeling method which can raise the precision of the solid shape formed by laminating | stacking a layered structure.

本発明の造形方法は、硬化性を有した液状層を描画用基板の描画面に描画する描画工程と、前記液状層に転写用基板を被せた状態で該液状層を硬化させる硬化工程と、前記描画用基板と前記転写用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転写用基板に転写する転写工程とを含み、前記描画工程、前記硬化工程、前記転写工程を繰り返すことによって、前記層状構造体が積層されたかたちの立体を前記転写用基板に造形する造形方法であって、前記描画工程では、前記描画面の描画領域において前記液状層の描画領域とは異なる領域に前記層状構造体を支持するための支持層を描画し、前記転写工程では、前記支持層共々、前記層状構造体を前記転写用基板に転写することを要旨とする。   The modeling method of the present invention includes a drawing process of drawing a curable liquid layer on a drawing surface of a drawing substrate, a curing process of curing the liquid layer in a state where the liquid substrate is covered with a transfer substrate, A transfer step of transferring a layered structure, which is a cured product of the liquid layer, to the transfer substrate by widening the interval between the drawing substrate and the transfer substrate, the drawing step, the curing step, A modeling method for modeling a solid in the form of a laminate of the layered structures on the transfer substrate by repeating a transfer process, wherein in the drawing process, the drawing area of the liquid layer in the drawing area of the drawing surface A gist is to draw a support layer for supporting the layered structure in a region different from the above, and to transfer the layered structure to the transfer substrate together with the support layer in the transfer step.

この造形方法によれば、立体を構成する部材の周辺に支持層を形成しながら層状構造体を積層させることができる。すなわち、層状構造体の積層過程において、転写用基板に先行して積層された層状構造体を支持層で支持させながら、該層状構造体に新たな層状構造体を積層させることができる。そのため、転写用基板に積層された積層体に作用する外力を層状構造体と支持層とに分散させることができる。これにより、層状構造体のみを積層して立体を形成した場合に比べて、転写用基板に積層された層状構造体に曲りや破損などが生じ難くなることから、立体の構成部材の位置ずれや欠落といった不具合を生じ難くすることができる。それゆえに、立体の形状の精度を高めることができる。   According to this modeling method, the layered structure can be laminated while forming the support layer around the members constituting the solid. That is, in the laminating process of the layered structure, a new layered structure can be stacked on the layered structure while supporting the layered structure prior to the transfer substrate with the support layer. Therefore, the external force that acts on the laminate laminated on the transfer substrate can be dispersed in the layered structure and the support layer. As a result, compared to the case where a three-dimensional structure is formed by laminating only the layered structures, the layered structures stacked on the transfer substrate are less likely to be bent or damaged. Problems such as omissions can be made difficult to occur. Therefore, the accuracy of the three-dimensional shape can be increased.

この造形方法において、前記支持層は、前記液状層の描画領域を囲うように描画される。
この造形方法によれば、液状層の描画領域を囲うように支持層が描画される。こうした構成によれば、立体の構成部材に曲り及び破損をさらに生じ難くすることができる。それゆえに、立体の形状をより高精度に実現することができる。
In this modeling method, the support layer is drawn so as to surround the drawing region of the liquid layer.
According to this modeling method, the support layer is drawn so as to surround the drawing area of the liquid layer. According to such a configuration, it is possible to further prevent bending and breakage of the three-dimensional component member. Therefore, a three-dimensional shape can be realized with higher accuracy.

この造形方法において、前記支持層は、前記液状層に接触するように描画される。
この造形方法によれば、層状構造体を積層させた積層体が支持層によって直接支持されることから、立体の構成部材に曲り及び破損をより一層生じ難くすることができる。
In this modeling method, the support layer is drawn so as to be in contact with the liquid layer.
According to this modeling method, since the laminated body in which the layered structures are laminated is directly supported by the support layer, it is possible to further prevent the three-dimensional component member from being bent and damaged.

この造形方法において、前記支持層は、前記描画面の描画領域において、前記液状層の描画領域とは異なる領域の全域にわたって描画される。
ここで、層状構造体のみを転写用基板に積層した場合に、転写用基板と層状構造体との接触面積が小さくなればなるほど、転写用基板から層状構造体が脱落しやすくなる。この点、この造形方法によれば、描画面の描画領域の各位置には、液状層もしくは支持層が描画される。こうした構成によれば、層状構造体のみを積層した場合に比べて、転写用基板との接触面積を大きくすることができる。それゆえに、転写用基板から層状構造体が脱落し難くすることができる。
In this modeling method, the support layer is drawn over the entire area of the drawing area of the drawing surface that is different from the drawing area of the liquid layer.
Here, when only the layered structure is laminated on the transfer substrate, the smaller the contact area between the transfer substrate and the layered structure, the easier the layered structure falls off from the transfer substrate. In this respect, according to this modeling method, the liquid layer or the support layer is drawn at each position of the drawing area of the drawing surface. According to such a configuration, the contact area with the transfer substrate can be increased as compared with the case where only the layered structure is laminated. Therefore, the layered structure can be made difficult to drop off from the transfer substrate.

この造形方法において、前記支持層は、水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液、または前記水溶液に非水溶性粉末樹脂を分散させた液状体で構成される。
この造形方法によれば、転写用基板に積層された積層体を浸水させるだけで支持層を除去することができる。これにより、例えば支持層を機械的に除去する場合に比べて、支持層の除去にともなう層状構造体への負荷を抑えることができる。それゆえに、支持層の除去にともなう立体の変形や破損を生じ難くすることができる。
In this modeling method, the support layer is composed of an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water, or a liquid material in which a water-insoluble powder resin is dispersed in the aqueous solution.
According to this modeling method, the support layer can be removed simply by immersing the laminate laminated on the transfer substrate. Thereby, compared with the case where a support layer is removed mechanically, the load to the layered structure accompanying the removal of a support layer can be suppressed, for example. Therefore, it is possible to make it difficult to cause a three-dimensional deformation or breakage accompanying the removal of the support layer.

この造形方法において、前記液状層は、光硬化性を有している。
この造形方法によれば、液状層に光を照射するだけで該液状層を硬化させることができる。
In this modeling method, the liquid layer has photocurability.
According to this modeling method, the liquid layer can be cured simply by irradiating the liquid layer with light.

この造形方法において、前記液状層及び前記支持層は、液状体を液滴にして吐出する液滴吐出法によって描画される。
この造形方法のように、液状体を液滴にして吐出する液滴吐出法を用いて液状層及び支持層を描画することで描画面に高精細な液状層及び支持層を形成することができる。
In this modeling method, the liquid layer and the support layer are drawn by a droplet discharge method in which a liquid is discharged as droplets.
Like this modeling method, a high-definition liquid layer and a support layer can be formed on a drawing surface by drawing a liquid layer and a support layer using a droplet discharge method in which a liquid is discharged as droplets. .

本発明を具体化した一実施形態の造形方法に用いられる造形システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the modeling system used for the modeling method of one Embodiment which actualized this invention. 造形システムを構成する造形装置の斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of the modeling apparatus which comprises a modeling system. 造形装置が有する液滴吐出ヘッドの側面構造を示す側面図。The side view which shows the side structure of the droplet discharge head which a modeling apparatus has. 液滴吐出ヘッドが有するノズル形成面の平面構造を示す平面図。The top view which shows the planar structure of the nozzle formation surface which a droplet discharge head has. 液滴吐出ヘッドの内部構造を示す側断面図。FIG. 3 is a side sectional view showing an internal structure of a droplet discharge head. 造形装置が有する露光部及び転写部の斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of the exposure part and transfer part which a modeling apparatus has. 露光部及び転写部の側面構造を示す側面図。The side view which shows the side structure of an exposure part and a transfer part. 造形装置の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of a modeling apparatus. 造形システムによって造形される立体の積層構造の一例を示す図。The figure which shows an example of the three-dimensional laminated structure modeled by a modeling system. 本発明を具体化した造形方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the modeling method which actualized this invention. 描画面において各液状体の描画領域を模式的に示した図。The figure which showed typically the drawing area | region of each liquid on the drawing surface. 断面層が描画された状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state by which the cross-sectional layer was drawn. 断面層が硬化される状態を模式的に示す図。The figure which shows the state by which a cross-sectional layer is hardened | cured typically. 断面層が転写された状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state by which the cross-sectional layer was transcribe | transferred. 第n層目まで断面層が積層されたときにおける転写部の側面図。The side view of a transcription | transfer part when a cross-sectional layer is laminated | stacked to the nth layer. 除去工程後における積層体の正面構造を示す正面図。The front view which shows the front structure of the laminated body after a removal process. 断面層が硬化される状態を模式的に示す図。The figure which shows the state by which a cross-sectional layer is hardened | cured typically. 変形例における支持層の形成態様の一例を示す図。The figure which shows an example of the formation aspect of the support layer in a modification.

以下、本発明を具体化した一実施形態における造形方法について図1〜図17を参照して説明する。まず、造形方法に用いられる造形システムについて説明する。図1は、造形システムの概略構成を示す図である。図1に示されるように、造形システム1は、コンピューター3と、造形装置5と、浸水装置9とで構成されている。コンピューター3は、立体7を複数の層状構造体からなる積層体として取り扱うために、立体7の形状を示すデータに基づいて各層状構造体の形状を示すデータを生成する。コンピューター3は、層状構造体の形状を示すデータである層形状データを造形装置5に出力する。造形装置5は、コンピューター3から入力される層形状データに基づいて、該層形状データが示す形状の層状構造体と該層状構造体を支持する支持層とで構成される断面層を形成するとともに、断面層を順次積層する。そのあと、前記断面層からなる積層体を浸水装置9に浸水させて支持層を除去することによって立体7を造形する。なお、本実施形態の立体7は、構成部材として、屈曲部材7a及び空中部材7bの他、屈曲部材7aと空中部材7bとを連結する連結部材7cを有している。   Hereinafter, a modeling method in an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. First, a modeling system used for the modeling method will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a modeling system. As shown in FIG. 1, the modeling system 1 includes a computer 3, a modeling apparatus 5, and a water immersion apparatus 9. The computer 3 generates data indicating the shape of each layered structure based on the data indicating the shape of the solid 7 in order to handle the solid 7 as a laminated body including a plurality of layered structures. The computer 3 outputs layer shape data, which is data indicating the shape of the layered structure, to the modeling apparatus 5. Based on the layer shape data input from the computer 3, the modeling apparatus 5 forms a cross-sectional layer composed of a layered structure having the shape indicated by the layer shape data and a support layer that supports the layered structure. The cross-sectional layers are sequentially stacked. After that, the solid body 7 is formed by immersing the laminate composed of the cross-sectional layers in the water immersion device 9 and removing the support layer. In addition, the solid body 7 of this embodiment has the connection member 7c which connects the bending member 7a and the air member 7b other than the bending member 7a and the air member 7b as a structural member.

次に、造形システム1を構成する造形装置5について図2を参照して説明する。図2は、造形装置の斜視構造を示す斜視図である。図2に示されるように、造形装置5は、基板搬送部10と、キャリッジ搬送部20と、露光部70と、転写部80とを有している。   Next, the modeling apparatus 5 which comprises the modeling system 1 is demonstrated with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a perspective structure of the modeling apparatus. As illustrated in FIG. 2, the modeling apparatus 5 includes a substrate transport unit 10, a carriage transport unit 20, an exposure unit 70, and a transfer unit 80.

基板搬送部10は、一つの方向に沿って延びる基台12を有している。基台12の上面12aには、基台12が延びる方向である搬送方向Xに沿って延びる一対のガイドレール13a,13bが敷設されている。一対のガイドレール13a,13bには、基板搬送モーター16(図8参照)の駆動軸に伝達機構を介して連結された搬送テーブル14が配設されている。そして基板搬送モーター16が駆動されると、ガイドレール13a,13bに沿って、転写部80と対向する転写エリアと該転写エリアとは反対側の待機エリアとの間で搬送テーブル14が移動する。   The board | substrate conveyance part 10 has the base 12 extended along one direction. On the upper surface 12a of the base 12, a pair of guide rails 13a and 13b extending along the transport direction X, which is the direction in which the base 12 extends, are laid. A pair of guide rails 13a and 13b is provided with a transport table 14 connected to a drive shaft of a substrate transport motor 16 (see FIG. 8) via a transmission mechanism. When the substrate transport motor 16 is driven, the transport table 14 moves between the transfer area facing the transfer unit 80 and the standby area opposite to the transfer area along the guide rails 13a and 13b.

搬送テーブル14は、露光部70が出射する紫外光71(図7参照)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。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7参照)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。   The transport table 14 is made of, for example, glass or quartz having transparency to the ultraviolet light 71 (see FIG. 7) emitted from the exposure unit 70. A drawing substrate 15 as a first substrate having a rectangular drawing surface 15 a is placed on the upper surface 14 a of the transfer table 14. The drawing substrate 15 is made of, for example, glass or quartz having transparency to the ultraviolet light 71 (see FIG. 7) emitted from the exposure unit 70.

キャリッジ搬送部20は、基台12が延びる方向と直交する方向であるヘッド移動方向Yにおける基台12の両側に立設された支柱21a,21bと、該支柱21a,21bに架設されたガイド部材22とを有している。なお、搬送方向X及びヘッド移動方向Yに直交する方向を鉛直方向Zという。ガイド部材22には、ガイド部材22が延びる方向に沿ってガイドレール23が配設されている。ガイドレール23には、キャリッジモーター27(図8参照)の駆動軸に伝達機構を介して連結されたキャリッジ24が配設されている。そしてキャリッジモーター27が駆動されると、ガイドレール23に沿ってキャリッジ24が移動する。このキャリッジ24には、ヘッドプレート25を介して液滴吐出ヘッド30が搭載されている。なお、本実施形態の造形装置5においては、搬送テーブル14が移動する経路のうち、液滴吐出ヘッド30が移動する経路と相対向する領域を描画エリアという。   The carriage transport unit 20 includes columns 21a and 21b that are erected on both sides of the base 12 in the head movement direction Y, which is a direction orthogonal to the direction in which the base 12 extends, and guide members that are installed on the columns 21a and 21b. 22. A direction orthogonal to the transport direction X and the head movement direction Y is referred to as a vertical direction Z. A guide rail 23 is disposed on the guide member 22 along the direction in which the guide member 22 extends. The guide rail 23 is provided with a carriage 24 connected to a drive shaft of a carriage motor 27 (see FIG. 8) via a transmission mechanism. When the carriage motor 27 is driven, the carriage 24 moves along the guide rail 23. A droplet discharge head 30 is mounted on the carriage 24 via a head plate 25. In the modeling apparatus 5 of the present embodiment, an area facing the path along which the droplet discharge head 30 moves among the paths along which the transport table 14 moves is referred to as a drawing area.

次に、キャリッジ24に搭載される液滴吐出ヘッド30について図3〜図5を参照して説明する。図3は、キャリッジ24が移動する方向から見た液滴吐出ヘッドの側面図である。図4は、ノズル形成面の平面構造を示す平面図である。図5は、液滴吐出ヘッドの内部構造を示す側断面図である。   Next, the droplet discharge head 30 mounted on the carriage 24 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view of the droplet discharge head viewed from the direction in which the carriage 24 moves. FIG. 4 is a plan view showing a planar structure of the nozzle forming surface. FIG. 5 is a side sectional view showing the internal structure of the droplet discharge head.

図3に示されるように、液滴吐出ヘッド30は、ヘッドプレート25に連結されるヘッド本体31と、ヘッド本体31の底部に設けられたノズルプレート32とを有している。ノズルプレート32は、液滴吐出ヘッド30と描画用基板15とが対向するときに、ノズル形成面32aと描画用基板15の描画面15aとが略平行になるように配置されている。そしてノズル形成面32aと描画面15aとが相対向するとき、液滴吐出ヘッド30は、これらの間に液滴55,65(図5参照)が飛行する空間を形成する。またノズルプレート32のノズル形成面32aは、ヘッド本体31と描画用基板15とが相対向している間、ノズル形成面32aと描画面15aとの距離であるプラテンギャップが所定の距離に維持される。ノズル形成面32aには、鉛直方向Zに沿ってノズルプレート32を貫通するノズル33が複数形成されている。   As shown in FIG. 3, the droplet discharge head 30 includes a head main body 31 connected to the head plate 25 and a nozzle plate 32 provided at the bottom of the head main body 31. The nozzle plate 32 is disposed so that the nozzle forming surface 32a and the drawing surface 15a of the drawing substrate 15 are substantially parallel when the droplet discharge head 30 and the drawing substrate 15 face each other. When the nozzle forming surface 32a and the drawing surface 15a face each other, the droplet discharge head 30 forms a space in which the droplets 55 and 65 (see FIG. 5) fly between them. The nozzle forming surface 32a of the nozzle plate 32 maintains a platen gap that is a distance between the nozzle forming surface 32a and the drawing surface 15a at a predetermined distance while the head main body 31 and the drawing substrate 15 face each other. The A plurality of nozzles 33 penetrating the nozzle plate 32 along the vertical direction Z are formed on the nozzle forming surface 32a.

図4に示されるように、ノズルプレート32には、描画用基板15が移動する方向に沿ってピッチ寸法Pで配列された複数のノズル33からなる2本のノズル列34a,34bが液滴吐出ヘッド30の移動する方向に並設されている。このノズル列34a,34bを構成する複数のノズル33は、液滴吐出ヘッド30が移動する方向から見て、ノズル列34aにおけるノズル33の間を補うようにノズル列34bにおけるノズル33が配置されている。そして、これら2本のノズル列34a,34bによってノズル群35Kが構成されている。なお、ノズルプレート32には、ノズル群35Kと同様の構成からなるノズル群35C、ノズル群35M、ノズル群35Y、ノズル群35W、及びノズル群35Tが液滴吐出ヘッド30の移動する方向に併設されている。   As shown in FIG. 4, two nozzle rows 34 a and 34 b composed of a plurality of nozzles 33 arranged with a pitch dimension P along the direction in which the drawing substrate 15 moves are ejected onto the nozzle plate 32. The heads 30 are juxtaposed in the moving direction. The plurality of nozzles 33 constituting the nozzle rows 34a and 34b are arranged such that the nozzles 33 in the nozzle row 34b are arranged so as to compensate for the space between the nozzles 33 in the nozzle row 34a when viewed from the direction in which the droplet discharge head 30 moves. Yes. A nozzle group 35K is constituted by the two nozzle rows 34a and 34b. The nozzle plate 32 includes a nozzle group 35C, a nozzle group 35M, a nozzle group 35Y, a nozzle group 35W, and a nozzle group 35T having the same configuration as the nozzle group 35K in the direction in which the droplet discharge head 30 moves. ing.

図5に示されるように、ヘッド本体31は、ノズルプレート32に接合されるとともに、各ノズル33に連通した複数のキャビティ45を有したキャビティプレート41と、各キャビティ45を覆うようにキャビティプレート41に接合された振動板42とを有している。またヘッド本体31は、各キャビティ45に対向するように振動板42に接合された複数の圧電素子43を有している。このような構成からなる液滴吐出ヘッド30では、駆動電圧を受けた圧電素子43が鉛直方向Zに伸縮すると、各キャビティ45に収容された液状体50,60の一部が駆動電圧に応じたサイズや速度を有する液滴55,65としてノズル33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による液状層58と液滴65による支持層68とで構成される断面層69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及び支持層68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及び支持層68を描画することが可能である。   As shown in FIG. 5, the head body 31 is bonded to the nozzle plate 32 and has a cavity plate 41 having a plurality of cavities 45 communicating with the nozzles 33, and the cavity plate 41 so as to cover the cavities 45. And a vibration plate 42 joined to each other. The head main body 31 has a plurality of piezoelectric elements 43 bonded to the diaphragm 42 so as to face the cavities 45. In the droplet discharge head 30 having such a configuration, when the piezoelectric element 43 receiving the driving voltage expands and contracts in the vertical direction Z, a part of the liquid materials 50 and 60 accommodated in the cavities 45 corresponds to the driving voltage. After being ejected from the nozzle 33 as droplets 55 and 65 having a size and speed, they land on the drawing surface 15a. On the drawing surface 15a, a cross-sectional layer 69 composed of the liquid layer 58 formed by the landed droplet 55 and the support layer 68 formed by the droplet 65 is drawn. In addition, if the liquid layer 58 and the support layer 68 are drawn using such a droplet discharge head 30, the liquid layer 58 and the support layer 68 with higher definition than those formed by using the dispenser method. It is possible to draw.

次に、ノズル33から液滴55,65として吐出される液状体50,60について説明する。まず、液状体50について説明する。本実施形態の液状体50は、紫外光によって硬化が進行する光硬化性を有した光硬化剤が樹脂材料に添加されてなる液状体である。こうした液状体50を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系やエポキシ系の樹脂材料など採用することが可能である。また光硬化剤としては、例えば、ラジカル重合型の光重合開始剤や、カチオン重合型の光重合開始剤などが採用することが可能である。なお、ラジカル重合型の光重合開始剤としては、例えば、イソブチルベンゾインエーテルや、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。カチオン重合型の光重合開始剤としては、例えば、アリールスルホニウム塩誘導体や、アリルヨードニウム塩誘導体、ジアゾニウム塩誘導体、トリアジン系開始剤などが挙げられる。   Next, the liquid materials 50 and 60 discharged from the nozzle 33 as the droplets 55 and 65 will be described. First, the liquid material 50 will be described. The liquid material 50 of the present embodiment is a liquid material obtained by adding a photocuring agent having photocurability that cures by ultraviolet light to a resin material. As a resin material constituting such a liquid body 50, for example, an acrylic or epoxy resin material can be employed. As the photocuring agent, for example, a radical polymerization type photopolymerization initiator, a cationic polymerization type photopolymerization initiator, or the like can be employed. Examples of radical polymerization type photopolymerization initiators include isobutyl benzoin ether, isopropyl benzoin ether, benzoin ethyl ether, benzoin methyl ether, benzyl, hydroxycyclohexyl phenyl ketone, diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, and isopropylthioxanthone. Can be mentioned. Examples of the cationic polymerization type photopolymerization initiator include arylsulfonium salt derivatives, allyl iodonium salt derivatives, diazonium salt derivatives, and triazine initiators.

上述した液状体50は、それに照射させる紫外光の強度及び照射時間に応じて、該液状体50の硬化の進行する度合いが異なる。例えば、液状体50に照射される紫外光の強度が一定ならば、紫外光の照射時間が長くなるほど、液状体50の硬化がより進行することになる。また、液状層に照射させる紫外光の照射時間が一定ならば、紫外光の強度が高くなるほど、液状体50の硬化がより進行することになる。それゆえに、液状体50に照射する紫外光の強度や照射時間を変えることによって、液状体50の硬化度合いを変えることが可能である。   The degree of progress of curing of the liquid 50 varies depending on the intensity and irradiation time of the ultraviolet light irradiated on the liquid 50 described above. For example, if the intensity of the ultraviolet light applied to the liquid material 50 is constant, the curing of the liquid material 50 proceeds more as the irradiation time of the ultraviolet light becomes longer. Moreover, if the irradiation time of the ultraviolet light irradiated to a liquid layer is constant, hardening of the liquid body 50 will progress more, so that the intensity | strength of ultraviolet light becomes high. Therefore, it is possible to change the degree of curing of the liquid 50 by changing the intensity of ultraviolet light applied to the liquid 50 and the irradiation time.

また、上記構成の液状体50に顔料や染料等の色素や、親液性あるいは撥液性を示す表面改質材料などの機能性材料を添加することによって、固有の機能を有する液状体50を生成することも可能である。なお本実施形態の造形装置5には、液状体50として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)及びホワイト(W)の各色で構成された5種類の液状体50Y,50M,50C,50K,50Wが用いられている。そしてノズル群35K,35C,35M,35Y,35Wの各々には、それに対応する液状体50K,50C,50M,50Y,50Wが供給される。   Further, by adding a coloring material such as a pigment or a dye or a functional material such as a surface modifying material exhibiting lyophilicity or liquid repellency to the liquid material 50 having the above-described configuration, the liquid material 50 having a specific function is obtained. It is also possible to generate. In the modeling apparatus 5 of the present embodiment, the liquid material 50 includes five types of liquids composed of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black (K), and white (W) colors. The bodies 50Y, 50M, 50C, 50K, and 50W are used. The liquid bodies 50K, 50C, 50M, 50Y, and 50W corresponding to the nozzle groups 35K, 35C, 35M, 35Y, and 35W are supplied to the nozzle groups 35K, 35C, 35M, 35Y, and 35W, respectively.

本実施形態の液状体60は、非水溶性粉末樹脂に水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液である。こうした液状体60は、含有する水分が蒸発することによって徐々に固化するとともに、固化物を水に曝すことによって再び液状体に戻る。支持層の強度を増すためには、水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液に非水溶性粉末樹脂を分散した液状体を用いてもよい。非水溶性粉末樹脂としては、アクリル系やシリコーン系、アクリルシリコーン系の粉末樹脂を用いることができる。また非水溶性粉末樹脂は、インクジェットヘッドのノズル径の目詰まりと支持体の強度維持との関係上、粒径が好ましくは4.0μm以下、さらに好ましくは2.0μm以下で、且つ複数粒径を持つ混合粒子であるのが好ましい。非水溶性粉末樹脂に添加される水溶性樹脂としては、例えばポリビニルアルコール(Polyvinyl Alcohol、以下ではPVAとよぶ)が好適である。またPVAにおける重合度の好ましい範囲は、300〜6000、より好ましくは300〜2000、さらに好ましくは300〜1000である。またPVAにおける鹸化度の好ましい範囲は、80〜100未満、より好ましくは85〜90である。上述した範囲内のPVAを用いることで、液状体60が固化したときに高い粉末固定力と固化物の溶解容易性とを得ることができる。支持層の強度を特に必要としない場合には、非水溶性粉末樹脂を加えなくてもよい。なお、本実施形態の造形装置5においては、ノズル群35Tを構成するノズル33から液状体60が液滴65として吐出される。   The liquid body 60 of this embodiment is an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water in a water-insoluble powder resin. Such a liquid material 60 is gradually solidified by evaporating the contained water, and returns to the liquid material again by exposing the solidified material to water. In order to increase the strength of the support layer, a liquid material in which a water-insoluble powder resin is dispersed in an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water may be used. As the water-insoluble powder resin, an acrylic, silicone, or acrylic silicone powder resin can be used. In addition, the water-insoluble powder resin preferably has a particle size of 4.0 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, and a plurality of particle sizes because of the relationship between clogging of the nozzle diameter of the inkjet head and maintenance of the strength of the support. It is preferable that the mixed particles have. As the water-soluble resin added to the water-insoluble powder resin, for example, polyvinyl alcohol (Polyvinyl Alcohol, hereinafter referred to as PVA) is suitable. Moreover, the preferable range of the polymerization degree in PVA is 300-6000, More preferably, it is 300-2000, More preferably, it is 300-1000. Moreover, the preferable range of the saponification degree in PVA is 80-100 or less, More preferably, it is 85-90. By using PVA within the above-described range, it is possible to obtain a high powder fixing force and ease of dissolution of the solidified product when the liquid 60 is solidified. When the strength of the support layer is not particularly required, it is not necessary to add a water-insoluble powder resin. In the modeling apparatus 5 of the present embodiment, the liquid material 60 is ejected as the droplets 65 from the nozzles 33 constituting the nozzle group 35T.

次に、液滴55が着弾する描画用基板15の描画面15aについて説明する。描画面15aには、液状体50,60に対して撥液性を示す材料がコーティングされている。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50,60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50,60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。   Next, the drawing surface 15a of the drawing substrate 15 on which the droplets 55 land will be described. The drawing surface 15 a is coated with a material that exhibits liquid repellency with respect to the liquids 50 and 60. By imparting liquid repellency to the drawing surface 15a, the liquids 50 and 60 cured on the drawing surface 15a can be easily separated from the drawing surface 15a. Examples of the material exhibiting liquid repellency with respect to the liquid bodies 50 and 60 include a material containing fluorine or a fluorine compound. The liquid repellent region includes a gas phase method in which a substrate is exposed to a gas containing fluorine or a fluorine compound, an immersion method in which the substrate is immersed in a solution containing fluorine or a fluorine compound, a spray method in which the solution is sprayed on the substrate, the solution Is formed on the surface of the substrate by a spin coat method or the like. Moreover, it forms also by carrying out the plasma processing of the board | substrate in the gas containing a fluorine or a fluorine compound. In the present embodiment, the drawing surface 15a is coated with a material containing a fluoroalkylsilane compound that is one of the fluorine compounds.

次に、液状層58の硬化を進行させる露光部70について図6及び図7を参照して説明する。図6は、露光部及び転写部の斜視構造を示す斜視図である。図7は、描画用基板15が移動する方向から見た露光部及び転写部の側面図である。   Next, the exposure part 70 which advances hardening of the liquid layer 58 is demonstrated with reference to FIG.6 and FIG.7. FIG. 6 is a perspective view showing a perspective structure of the exposure unit and the transfer unit. FIG. 7 is a side view of the exposure unit and the transfer unit viewed from the direction in which the drawing substrate 15 moves.

図6及び図7に示されるように、露光部70は、基台12が延びる方向における該基台12の一端部に設けられている。露光部70は、基台12におけるガイドレール13a,13b間に設けられた凹部12b内に配設されるとともに、該凹部12bの開口部に向けて所定の波長及び強度を有した紫外光71を光源73から出射する。凹部12bの開口部には、光源73から出射された紫外光71を透過する蓋板75が配設されている。紫外光71としては、描画面15aに形成されたコーティング膜が破壊されないように、200nmよりも長い波長の紫外光が好ましい。光源73としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を用いることができる。そして搬送テーブル14が転写エリアに位置しているときに光源73から紫外光71が出射されると、蓋板75、搬送テーブル14、及び描画用基板15を通過した紫外光71が描画面15aに描画された断面層69に到達する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the exposure unit 70 is provided at one end of the base 12 in the direction in which the base 12 extends. The exposure unit 70 is disposed in a recess 12b provided between the guide rails 13a and 13b in the base 12, and emits ultraviolet light 71 having a predetermined wavelength and intensity toward the opening of the recess 12b. The light is emitted from the light source 73. A lid plate 75 that transmits the ultraviolet light 71 emitted from the light source 73 is disposed in the opening of the recess 12b. The ultraviolet light 71 is preferably ultraviolet light having a wavelength longer than 200 nm so that the coating film formed on the drawing surface 15a is not destroyed. As the light source 73, for example, a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an excimer lamp, or the like can be used. When the ultraviolet light 71 is emitted from the light source 73 when the transport table 14 is located in the transfer area, the ultraviolet light 71 that has passed through the cover plate 75, the transport table 14, and the drawing substrate 15 is applied to the drawing surface 15a. The drawn sectional layer 69 is reached.

次に、転写部80について同じく図6及び図7を参照して説明する。図6及び図7に示されるように、転写部80は、液滴吐出ヘッド30が移動する方向における基台12の両側に立設された支柱81a,81bと、露光部70と相対向するように支柱81a,81bに架設された架設部材82とを有している。液滴吐出ヘッド30が移動する方向において架設部材82の中央部には、露光部70に向かって延びる支持部材83が鉛直方向Zに移動するように取り付けられている。この支持部材83の基端は、昇降モーター86の駆動軸に伝達機構を介して連結されるとともに、該昇降モーター86に駆動されて鉛直方向Zに移動する。また支持部材83の先端には、第2基板としての矩形状の転写用基板85が固定されている。転写用基板85は、描画用基板15の描画面15aに対して平行な造形面85aを有している。造形面85aは、搬送テーブル14が転写エリアに配置されているときに、描画用基板15の描画面15aにおける中心と該造形面85aにおける中心とが鉛直方向Zで一致するかたちで、描画用基板15の描画面15aと相対向する。ちなみに、転写用基板85の造形面85aは、描画用基板15の描画面15aよりも液状体50に対する撥液性が低くなるように構成されている。   Next, the transfer unit 80 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, the transfer unit 80 faces the exposure unit 70 and the columns 81 a and 81 b erected on both sides of the base 12 in the direction in which the droplet discharge head 30 moves. And an erection member 82 erected on the columns 81a and 81b. A support member 83 extending toward the exposure unit 70 is attached to the central portion of the erection member 82 so as to move in the vertical direction Z in the direction in which the droplet discharge head 30 moves. The base end of the support member 83 is connected to the drive shaft of the lift motor 86 via a transmission mechanism, and is driven by the lift motor 86 to move in the vertical direction Z. A rectangular transfer substrate 85 as a second substrate is fixed to the tip of the support member 83. The transfer substrate 85 has a modeling surface 85 a parallel to the drawing surface 15 a of the drawing substrate 15. The modeling surface 85a is such that when the transport table 14 is placed in the transfer area, the center of the drawing surface 15a of the drawing substrate 15 coincides with the center of the modeling surface 85a in the vertical direction Z. 15 opposite to the drawing surface 15a. Incidentally, the modeling surface 85a of the transfer substrate 85 is configured so that the liquid repellency with respect to the liquid 50 is lower than that of the drawing surface 15a of the drawing substrate 15.

次に、造形装置5の電気的構成について図8を参照して説明する。図8は、造形装置の電気的構成を示すブロック図である。図8に示されるように、造形装置5は、造形装置5を統括制御する制御部101を有している。制御部101は、CPU102と、駆動制御部103と、記憶部104とを有している。CPU102、駆動制御部103及び記憶部104は、バス111を介して互いに接続されている。   Next, the electrical configuration of the modeling apparatus 5 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the modeling apparatus. As illustrated in FIG. 8, the modeling apparatus 5 includes a control unit 101 that performs overall control of the modeling apparatus 5. The control unit 101 includes a CPU 102, a drive control unit 103, and a storage unit 104. The CPU 102, the drive control unit 103, and the storage unit 104 are connected to each other via a bus 111.

駆動制御部103は、モーター制御部131、位置検出制御部133、吐出制御部135、露光制御部137から構成されている。駆動制御部103の各構成部は、CPU102からの指令に基づいて、基板搬送部10、キャリッジ搬送部20、液滴吐出ヘッド30、露光部70、転写部80における駆動の態様を制御する。記憶部104は、RAMやROMなどで構成されて、造形装置5における各種制御プログラム105を記憶する領域や、各種のデータが一時的に展開された展開データ106を記憶するための領域を有する。   The drive control unit 103 includes a motor control unit 131, a position detection control unit 133, an ejection control unit 135, and an exposure control unit 137. Each component of the drive control unit 103 controls driving modes in the substrate transport unit 10, the carriage transport unit 20, the droplet discharge head 30, the exposure unit 70, and the transfer unit 80 based on a command from the CPU 102. The storage unit 104 includes a RAM, a ROM, and the like, and has an area for storing various control programs 105 in the modeling apparatus 5 and an area for storing expanded data 106 in which various data are temporarily expanded.

制御部101には、インターフェース113(以下では、I/F113とよぶ)を介して上記コンピューター3が接続されている。コンピューター3は、立体7を複数の層状構造体からなる積層体として取り扱うために、立体7の形状を示すデータに基づいて各層状構造体の形状を示すデータを生成して制御部101に出力する。   The computer 3 is connected to the control unit 101 via an interface 113 (hereinafter referred to as I / F 113). The computer 3 generates data indicating the shape of each layered structure based on the data indicating the shape of the solid 7 and outputs the data to the control unit 101 in order to handle the solid 7 as a stacked body including a plurality of layered structures. .

ここで、複数の層状構造体からなる積層体として立体7を取り扱う態様について図9を参照して説明する。図9は、造形システムによって造形される立体の積層構造の一例を示す図である。   Here, the aspect which handles the solid 7 as a laminated body which consists of a some layered structure is demonstrated with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional laminated structure that is modeled by the modeling system.

図9に示されるように、コンピューター3は、立体7の形状を示すデータに基づいて、厚さtnを有した立体7を、膜厚tを有するn層(nは、2以上の整数)の層状構造体120に仮想的に分割する。層状構造体120のうち、第4層目から第(k−1)層目までの層状構造体120は、屈曲部材7a及び連結部材7cの一部を有している層状構造体である。また第k層目及び第(k+1)層目の層状構造体120は、屈曲部材7a及び空中部材7bの一部を有している層状構造体である。なお、図9においては、各層状構造体120が識別しやすいように隣接する層状構造体120を色別している。そして、コンピューター3は、層状構造体120の各々に対して、層状構造体120の大きさ、厚さ、形、位置、配色などを示す層形状データを生成する。   As shown in FIG. 9, the computer 3 converts the solid 7 having the thickness tn into the n layer (n is an integer of 2 or more) having the film thickness t based on the data indicating the shape of the solid 7. The layered structure 120 is virtually divided. Among the layered structures 120, the layered structures 120 from the fourth layer to the (k-1) th layer are layered structures having a part of the bending member 7a and the connecting member 7c. The layered structure 120 of the kth layer and the (k + 1) th layer is a layered structure having a part of the bending member 7a and the aerial member 7b. In FIG. 9, adjacent layered structures 120 are color-coded so that each layered structure 120 can be easily identified. Then, the computer 3 generates layer shape data indicating the size, thickness, shape, position, color scheme, and the like of the layered structure 120 for each of the layered structures 120.

モーター制御部131は、CPU102からの指令に基づいて、基板搬送モーター16、キャリッジモーター27、及び昇降モーター86の各々を駆動する。位置検出制御部133は、CPU102からの指令に基づいて搬送テーブル14の位置、キャリッジ24の位置、及び転写用基板85の位置の各々を、テーブル位置検出装置141、キャリッジ位置検出装置143、及び転写用基板位置検出装置145に検出させる。位置検出制御部133は、テーブル位置検出装置141、キャリッジ位置検出装置143、及び転写用基板位置検出装置145の検出結果に基づいて搬送テーブル14の位置、キャリッジ24の位置、及び転写用基板85の位置を示す信号をCPU102に出力する。吐出制御部135は、CPU102からの指令に基づいて液滴吐出ヘッド30を駆動する。吐出制御部135は、記憶部104に格納された液滴55,65を吐出するためのデータに基づいて、圧電素子43に駆動電圧を供給することでノズル33から液滴55,65を吐出させる。露光制御部137は、CPU102からの指令に基づいて、光源73への電力供給とその遮断とを実行する。   The motor control unit 131 drives each of the substrate transport motor 16, the carriage motor 27, and the lift motor 86 based on a command from the CPU 102. The position detection control unit 133 converts each of the position of the transport table 14, the position of the carriage 24, and the position of the transfer substrate 85 based on a command from the CPU 102, the table position detection device 141, the carriage position detection device 143, and the transfer The substrate position detecting device 145 is used for detection. The position detection control unit 133 determines the position of the transport table 14, the position of the carriage 24, and the position of the transfer substrate 85 based on the detection results of the table position detection device 141, the carriage position detection device 143, and the transfer substrate position detection device 145. A signal indicating the position is output to the CPU 102. The discharge controller 135 drives the droplet discharge head 30 based on a command from the CPU 102. The discharge control unit 135 discharges the droplets 55 and 65 from the nozzle 33 by supplying a driving voltage to the piezoelectric element 43 based on the data for discharging the droplets 55 and 65 stored in the storage unit 104. . The exposure control unit 137 performs power supply to the light source 73 and interruption thereof based on a command from the CPU 102.

次に、上述した造形装置5を用いて実行される立体7の造形方法について図10を参照して説明する。図10は、造形方法について全体の手順を示すフローチャートである。
図10に示されるように、まず立体7を造形するための複数の層形状データがコンピューター3によって生成される層形状データ生成工程(ステップS11)が行われる。次いで、第1層目の層形状データに基づいて、液状層58と支持層68とで構成される第1層目の断面層69が描画用基板15に描画される描画工程(ステップS12)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層目の断面層69が挟持された状態で液状体50を硬化させる硬化工程(ステップS13)と、液状層58が硬化した層状構造体120と支持層68とで構成される断面層69を転写用基板85側に転写する転写工程(ステップS14)とが順に行われる。
Next, the modeling method of the solid 7 performed using the modeling apparatus 5 described above will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing an overall procedure for the modeling method.
As shown in FIG. 10, a layer shape data generation step (step S <b> 11) in which a plurality of layer shape data for modeling the solid 7 is first generated by the computer 3 is performed. Next, based on the layer shape data of the first layer, a drawing step (step S12) in which the first cross-sectional layer 69 composed of the liquid layer 58 and the support layer 68 is drawn on the drawing substrate 15 is performed. Done. Subsequently, a curing step (step S13) in which the liquid material 50 is cured in a state where the first cross-sectional layer 69 is sandwiched between the drawing substrate 15 and the transfer substrate 85, and a layered structure in which the liquid layer 58 is cured. A transfer step (step S14) for transferring the cross-sectional layer 69 composed of the body 120 and the support layer 68 to the transfer substrate 85 side is sequentially performed.

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S15)。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S15: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120の描画工程(ステップS12)、硬化工程(ステップS13)、転写工程(ステップS14)が繰り返される。一方、全ての層状構造体120に対する転写が終了している場合(ステップS15:YES)には、断面層69が積層された積層体150(図15参照)を該転写用基板85から引き離したのち、浸水装置9で積層体150を浸水させることによって支持層68を除去する除去工程(ステップS16)が行われる。   Then, it is determined whether or not the transfer to all the layered structures 120 has been completed (step S15). When the transfer to all the layered structures 120 is not completed (step S15: NO), the subsequent drawing process of the layered structures 120 (step S12) until the transfer to all the layered structures 120 is completed. The curing process (step S13) and the transfer process (step S14) are repeated. On the other hand, when the transfer to all the layered structures 120 has been completed (step S15: YES), the laminate 150 (see FIG. 15) on which the cross-sectional layers 69 are laminated is separated from the transfer substrate 85. Then, a removing step (step S16) is performed to remove the support layer 68 by immersing the laminate 150 with the water immersion device 9.

次に、上述した造形方法について図11〜図16を用いてさらに詳細に説明する。
図11は、描画面において各液状体の描画領域を模式的に示した図であって、第1層目の断面層について示した図である。図12は、断面層が描画された状態を模式的に示す図であって、第1層目の断面層が描画された状態を示す図である。図13は、断面層が硬化される状態を模式的に示す図であって、第1層目の断面層が硬化される状態を示す図である。図14は、断面層が転写された状態を模式的に示す図であって、第1層目の断面層が転写された状態を示す図である。図15は、第n層目まで断面層が積層された状態を模式的に示す図である。図16は、除去工程後における積層体の正面構造を示す正面図である。
Next, the modeling method described above will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 11 is a diagram schematically showing a drawing region of each liquid material on the drawing surface, and is a diagram showing a first cross-sectional layer. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a state in which the cross-sectional layer is drawn, and is a diagram illustrating a state in which the first cross-sectional layer is drawn. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a state in which the cross-sectional layer is cured, and is a diagram illustrating a state in which the first cross-sectional layer is cured. FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a state in which the cross-sectional layer is transferred, and is a diagram illustrating a state in which the first cross-sectional layer is transferred. FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a state in which cross-sectional layers are stacked up to the nth layer. FIG. 16 is a front view showing the front structure of the laminated body after the removing step.

描画工程(ステップS12)では、描画面15aに膜厚tの液状層58と支持層68とで構成される断面層69が描画される。この断面層69を描画する処理は、制御部101によって以下のようにして実行される。   In the drawing step (step S12), a cross-sectional layer 69 composed of the liquid layer 58 having a film thickness t and the support layer 68 is drawn on the drawing surface 15a. The process of drawing the cross-sectional layer 69 is executed by the control unit 101 as follows.

まず制御部101は、記憶部104に記憶された制御プログラムに従って、描画対象である液状層58に対応する層形状データを読み出した後、該層状構造体が形成される位置と該層状構造体の膜厚tとを該層形状データから把握する。次いで制御部101は、層状構造体の位置と該層状構造体の膜厚tとに基づいて、液状層58を描画するために必要とされる液滴55の直径、数量、位置と、支持層68を描画するために必要とされる液滴65の直径、数量、位置とを決定する。制御部101は、該液滴55,65の直径、数量、位置を示す断面層描画データを生成した後、該断面層描画データを記憶部104における所定の記憶領域に一旦格納する。本実施形態の制御部101は、記憶部104に記憶された制御プログラムに従って、描画面15aの描画領域の各位置には、液状体50もしくは液状体60が吐出されるように断面層描画データを生成する。第1層目の断面層69に関して制御部101は、図11に示されるように、描画面15aの中央部分に液状体50を吐出させるとともに該液状体50が吐出される領域を取り囲むように液状体60を吐出させる。   First, the control unit 101 reads out the layer shape data corresponding to the liquid layer 58 to be drawn in accordance with the control program stored in the storage unit 104, and then the position where the layered structure is formed and the layered structure. The film thickness t is grasped from the layer shape data. Next, the control unit 101 determines, based on the position of the layered structure and the film thickness t of the layered structure, the diameter, quantity, and position of the droplet 55 required for drawing the liquid layer 58, and the support layer. The diameter, quantity and position of the droplet 65 required to draw 68 are determined. The control unit 101 generates sectional layer drawing data indicating the diameter, quantity, and position of the droplets 55 and 65, and then temporarily stores the sectional layer drawing data in a predetermined storage area in the storage unit 104. In accordance with the control program stored in the storage unit 104, the control unit 101 according to the present embodiment outputs the cross-sectional layer drawing data so that the liquid 50 or the liquid 60 is discharged at each position of the drawing area of the drawing surface 15a. Generate. As shown in FIG. 11, the control unit 101 discharges the liquid 50 to the central portion of the drawing surface 15a and surrounds the area where the liquid 50 is discharged, as shown in FIG. The body 60 is discharged.

そして制御部101は、図12に示されるように、待機エリアから描画エリアへ描画用基板15を搬送した後、断面層描画データを用いて、液滴吐出ヘッド30と描画用基板15とを相対的に移動させながら、膜厚tからなる断面層69を描画面15aに描画する。なお、吐出された液状体60は含有する水分が蒸発して徐々に固化していく。   Then, as shown in FIG. 12, the control unit 101 transfers the drawing substrate 15 from the standby area to the drawing area, and then uses the sectional layer drawing data to move the droplet discharge head 30 and the drawing substrate 15 relative to each other. The cross-sectional layer 69 having the film thickness t is drawn on the drawing surface 15a while being moved. The discharged liquid 60 is gradually solidified by evaporating the contained water.

硬化工程(ステップS13)では、断面層69を描画用基板15と転写用基板85とによって挟持させた状態で液状層58を硬化させて層状構造体120を形成する。液状体50を硬化させる硬化処理は、制御部101によって以下のようにして実行される。   In the curing step (step S13), the liquid layer 58 is cured with the cross-sectional layer 69 sandwiched between the drawing substrate 15 and the transfer substrate 85 to form the layered structure 120. The curing process for curing the liquid 50 is executed by the control unit 101 as follows.

まず制御部101は、図13に示されるように、記憶部104に記憶された制御プログラムに従って、硬化対象である液状層58に対応する位置まで転写用基板85を降下させて、断面層69を描画用基板15と転写用基板85とによって挟持させる。次いで制御部101は、光源73への電力の供給を開始して断面層69に紫外光71を照射する。制御部101は、液状層58を構成する液状体50を完全に硬化させるだけの照射時間が経過すると光源73への電力の供給を遮断する。なお、この硬化工程においても、支持層68から水分が蒸発することによって支持層68の固化が進行している。   First, as shown in FIG. 13, the control unit 101 lowers the transfer substrate 85 to a position corresponding to the liquid layer 58 to be cured in accordance with a control program stored in the storage unit 104, so that the cross-sectional layer 69 is formed. It is sandwiched between the drawing substrate 15 and the transfer substrate 85. Next, the control unit 101 starts supplying power to the light source 73 and irradiates the cross-sectional layer 69 with the ultraviolet light 71. The control unit 101 cuts off the supply of power to the light source 73 when an irradiation time sufficient to completely cure the liquid material 50 constituting the liquid layer 58 has elapsed. Also in this curing step, the solidification of the support layer 68 proceeds as the moisture evaporates from the support layer 68.

転写工程(ステップS14)では、硬化工程(ステップS13)で形成された層状構造体120を転写用基板85に転写させる。層状構造体120を転写させる処理は、制御部101によって以下のようにして実行される。制御部101は、記憶部104に記憶された制御プログラムに従って、転写用基板85を上昇させる。この際、層状構造体120と支持層68とで構成される断面層69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。そのため、図14に示されるように、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。こうして第1層目の断面層69が転写用基板85側に積層される。   In the transfer process (step S14), the layered structure 120 formed in the curing process (step S13) is transferred to the transfer substrate 85. The process of transferring the layered structure 120 is executed by the control unit 101 as follows. The control unit 101 raises the transfer substrate 85 according to the control program stored in the storage unit 104. At this time, the cross-sectional layer 69 composed of the layered structure 120 and the support layer 68 has a larger adhesive force to the transfer substrate 85 than to the adhesive force to the drawing substrate 15. Therefore, as shown in FIG. 14, the film is peeled from the drawing substrate 15 in a state of being bonded to the transfer substrate 85. Thus, the first cross-sectional layer 69 is laminated on the transfer substrate 85 side.

以後、描画工程(ステップS12)から転写工程(ステップS14)までの一連の処理が第2層目から第n層目まで順に行われる。
なお、硬化工程(ステップS13)において制御部101は、第j層目の断面層69に対しては、描画面15aと造形面85aとの距離が(j×t)となる位置まで転写用基板85を降下させる。つまり第2層目以降の断面層69においては、第1層目から第(j−1)層目までの断面層69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。また、層状構造体120と支持層68とで構成される断面層69は、液状体50,60に対する撥液性を描画面15aが有していることから、描画面15aに対する接着力よりも先行して積層された断面層69に対する接着力の方が大きい。そのため転写工程(ステップS14)において断面層69は、転写用基板85の上昇にともなって該転写用基板85に積層されている断面層69に接着した状態で描画面15aから剥離される。
Thereafter, a series of processing from the drawing process (step S12) to the transfer process (step S14) is performed in order from the second layer to the nth layer.
In the curing step (step S13), the control unit 101 transfers the transfer substrate to the position where the distance between the drawing surface 15a and the modeling surface 85a is (j × t) with respect to the j-th cross-sectional layer 69. Lower 85. That is, the second and subsequent cross-sectional layers 69 are sandwiched between the drawing substrate 15 and the transfer substrate 85 via the cross-sectional layers 69 from the first layer to the (j−1) th layer. Further, the cross-sectional layer 69 composed of the layered structure 120 and the support layer 68 has a liquid repellency with respect to the liquids 50 and 60 because the drawing surface 15a has an adhesive force before the drawing surface 15a. Thus, the adhesive force with respect to the laminated cross-sectional layer 69 is greater. Therefore, in the transfer step (step S14), the cross-sectional layer 69 is peeled off from the drawing surface 15a in a state of being bonded to the cross-sectional layer 69 laminated on the transfer substrate 85 as the transfer substrate 85 is raised.

こうして、図15に示されるように、第n層目の断面層69の転写工程(ステップS14)が終了すると、転写用基板85には断面層69が積層された積層体150が形成される。そして、除去工程(ステップS16)において、造形面85aから引き離された積層体150が浸水装置9に投入される。浸水装置9に投入された積層体150においては、支持層68が水に溶出して除去されることため、図16に示されるように、立体7が出現する。   Thus, as shown in FIG. 15, when the transfer process (step S <b> 14) of the n-th cross-sectional layer 69 is completed, a laminated body 150 in which the cross-sectional layer 69 is laminated is formed on the transfer substrate 85. Then, in the removing step (step S16), the laminate 150 separated from the modeling surface 85a is put into the water immersion device 9. In the laminated body 150 thrown into the water immersion apparatus 9, since the support layer 68 is eluted and removed by water, the solid 7 appears as shown in FIG.

このように、上述した液状体60を用いることで、積層体150を浸水させるだけで支持層68を除去することができる。これにより、支持層68を機械的に除去する場合に比べて、立体7の構成部材への負荷を抑えることができる。すなわち、支持層68の除去にともなう立体7の変形や破損を生じ難くすることができる。   As described above, by using the liquid 60 described above, the support layer 68 can be removed only by immersing the laminate 150. Thereby, compared with the case where the support layer 68 is removed mechanically, the load to the structural member of the solid 7 can be suppressed. That is, it is possible to make it difficult for the solid body 7 to be deformed or damaged as the support layer 68 is removed.

次に、支持層68の形成により層状構造体120の積層過程で発現される作用について図17を参照して説明する。図17は、断面層が硬化される状態を模式的に示す図であって、空中部材7bの一部を構成する層状構造体120を有する第k層目の断面層が硬化される状態を模式的に示す図である。   Next, the action expressed in the lamination process of the layered structure 120 by forming the support layer 68 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram schematically illustrating a state in which the cross-sectional layer is cured, and schematically illustrates a state in which the k-th cross-sectional layer having the layered structure 120 constituting a part of the aerial member 7b is cured. FIG.

図17に示されるように、連結部材7cを構成する層状構造体120を有する第4層目から第(k−1)層目までの断面層69が積層されたのち、転写用基板85には第k層目の断面層69が積層される。第k層目の断面層69は、屈曲部材7a及び空中部材7bの一部を構成する層状構造体120を有している。   As shown in FIG. 17, after the cross-sectional layers 69 from the fourth layer to the (k−1) th layer having the layered structure 120 constituting the connecting member 7c are laminated, the transfer substrate 85 has A k-th cross-sectional layer 69 is laminated. The k-th cross-sectional layer 69 has a layered structure 120 that constitutes a part of the bending member 7a and the aerial member 7b.

描画工程(ステップS12)において断面層69が描画されると、硬化工程(ステップS13)において制御部101は、描画面15aと造形面85aとの間の隙間が距離(k×t)となる位置まで転写用基板85を降下させる。   When the cross-sectional layer 69 is drawn in the drawing process (step S12), the control unit 101 in the curing process (step S13) positions the gap (k × t) between the drawing surface 15a and the modeling surface 85a. Until the transfer substrate 85 is lowered.

このとき断面層69は、第1層目から第(k−1)層目までの断面層69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。そして制御部101は、光源73に電力を供給して断面層69に紫外光71を照射することで液状層58を構成する液状体50を硬化させる。制御部101は、液状体50を完全に硬化させるだけの照射時間が経過すると光源73への電力の供給を遮断する。続く転写工程(ステップS14)において制御部101は、転写用基板85を上昇させて断面層69を描画面15aから剥離させて該断面層69を転写用基板85側に積層する。   At this time, the cross-sectional layer 69 is sandwiched between the drawing substrate 15 and the transfer substrate 85 via the cross-sectional layers 69 from the first layer to the (k−1) th layer. Then, the control unit 101 supplies power to the light source 73 and irradiates the cross-sectional layer 69 with the ultraviolet light 71 to cure the liquid material 50 constituting the liquid layer 58. The controller 101 cuts off the supply of power to the light source 73 when an irradiation time sufficient to completely cure the liquid material 50 has elapsed. In the subsequent transfer process (step S14), the control unit 101 raises the transfer substrate 85, peels the cross-sectional layer 69 from the drawing surface 15a, and stacks the cross-sectional layer 69 on the transfer substrate 85 side.

転写工程(ステップS14)においては、描画面15aが液状体50,60に対する撥液性を有しているとはいえ、先行して積層された第1層目から第(k−1)層目までの断面層69には、第k層目の断面層69の剥離にともなう外力が作用することになる。ここで、層状構造体120のみを積層した場合に上述した外力が連結部材7cのような細い線部材に作用するともなれば、連結部材7cの曲がってしまったり、破損してしまったりすることによって、空中部材7bの位置ずれや欠落といった不具合が生じる虞がある。   In the transfer step (step S14), although the drawing surface 15a has liquid repellency with respect to the liquids 50 and 60, the first to (k-1) th layers laminated in advance. The external force that accompanies the peeling of the k-th cross-sectional layer 69 acts on the cross-sectional layer 69 described above. Here, when only the layered structure 120 is laminated, if the external force described above acts on a thin line member such as the connecting member 7c, the connecting member 7c may be bent or damaged. There is a risk that problems such as displacement and loss of the aerial member 7b may occur.

これに対して、上述した構成によれば、屈曲部材7a、空中部材7b、連結部材7cによって形成される立体7の隙間には支持層68が形成されている。そのため、先行して転写用基板85に積層された断面層69に上記外力が作用したとしても、該外力を層状構造体120と支持層68とに分散させることができる。すなわち、層状構造体120のみが積層される場合に比べて、同じ大きさの外力を受けたときに各層状構造体120が受ける力を小さくすることができる。これにより、たとえ連結部材7cのような細い線部材であっても上記外力によって曲りや破損が生じ難くなることから、立体7の構成部材に位置ずれや欠落といった不具合を生じ難くすることができる。それゆえに、支持層68を形成することなく層状構造体120のみが積層される場合よりも、立体7の形状の精度を高めることができる。   On the other hand, according to the configuration described above, the support layer 68 is formed in the gap between the three-dimensional body 7 formed by the bending member 7a, the aerial member 7b, and the connecting member 7c. Therefore, even if the external force is applied to the cross-sectional layer 69 previously laminated on the transfer substrate 85, the external force can be dispersed in the layered structure 120 and the support layer 68. That is, as compared with the case where only the layered structure 120 is laminated, the force received by each layered structure 120 when receiving the same external force can be reduced. Thereby, even if it is a thin line member like the connection member 7c, it becomes difficult to produce a bending | flexion and damage by the said external force, Therefore It can make it difficult to produce malfunctions, such as a position shift and a missing part, in the three-dimensional structural member. Therefore, the accuracy of the shape of the three-dimensional body 7 can be improved as compared with the case where only the layered structure 120 is laminated without forming the support layer 68.

また、層状構造体120のみを積層した場合に、第1層目の層状構造体120と造形面85aとの接触面積が小さいとなれば、造形面85aから層状構造体120が剥離しやすくなる。そのため、積層過程において、層状構造体120を積層した積層体が造形面85aから脱落してしまう虞もある。   Further, when only the layered structure 120 is laminated, if the contact area between the first layered structure 120 and the modeling surface 85a is small, the layered structure 120 is easily peeled from the modeling surface 85a. Therefore, in the stacking process, there is a possibility that the stacked body in which the layered structures 120 are stacked is dropped from the modeling surface 85a.

この点、上述した構成によれば、層状構造体120と支持層68とで構成される断面層69が造形面85aに接着している。すなわち、層状構造体120のみが積層される場合に比べて、支持層68の分だけ造形面85aとの接触面積が大きくなることから、造形面85aと断面層69との接着力を高めることができる。これにより、積層過程において、層状構造体120が造形面85aから脱落し難くすることもできる。   In this regard, according to the configuration described above, the cross-sectional layer 69 composed of the layered structure 120 and the support layer 68 is adhered to the modeling surface 85a. That is, as compared with the case where only the layered structure 120 is laminated, the contact area with the modeling surface 85a is increased by the support layer 68, so that the adhesion force between the modeling surface 85a and the cross-sectional layer 69 can be increased. it can. Thereby, in the lamination process, the layered structure 120 can be made difficult to drop off from the modeling surface 85a.

以上説明したように、上記実施形態の造形方法によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)断面層69の積層過程において、立体7の構成部材である屈曲部材7a、空中部材7b、連結部材7cによって形成される隙間には支持層68が形成されている。こうした構成によれば、層状構造体120のみが積層される場合に比べて、積層過程において、層状構造体120が受ける力を小さくすることができる。これにより、立体7の構成部材に位置ずれや欠落といった不具合を生じ難くすることができる。それゆえに、立体7の形状の精度を高めることができる。
As described above, according to the modeling method of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the laminating process of the cross-sectional layer 69, a support layer 68 is formed in a gap formed by the bending member 7a, the aerial member 7b, and the connecting member 7c which are constituent members of the solid body 7. According to such a configuration, the force received by the layered structure 120 in the stacking process can be reduced as compared with the case where only the layered structure 120 is stacked. Thereby, it is possible to make it difficult to cause a problem such as a positional shift or a lack in the constituent members of the three-dimensional body 7. Therefore, the accuracy of the shape of the solid 7 can be increased.

(2)描画面15aの各位置には液状体50もしくは液状体60を吐出した。こうした構成によれば、層状構造体120のみが積層される場合に比べて、第1層目の断面層69と造形面85aとの接触面積を確実に大きくすることができる。これにより、積層過程において、転写用基板85に積層した断面層69を造形面85aから脱落し難くすることができる。   (2) The liquid 50 or the liquid 60 was discharged to each position on the drawing surface 15a. According to such a configuration, the contact area between the first cross-sectional layer 69 and the modeling surface 85a can be reliably increased as compared with the case where only the layered structure 120 is laminated. Thereby, in the lamination process, the cross-sectional layer 69 laminated on the transfer substrate 85 can be made difficult to drop off from the modeling surface 85a.

(3)支持層68を構成する液状体60として、水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液、または水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液に非水溶性粉末樹脂を分散させた液状体を用いた。こうした構成によれば、積層体150に浸水装置9に浸水させるだけで支持層68を除去することができる。   (3) As the liquid body 60 constituting the support layer 68, an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water or a liquid body in which a water-insoluble powder resin is dispersed in an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water is used. It was. According to such a configuration, the support layer 68 can be removed simply by allowing the laminated body 150 to be immersed in the water immersion device 9.

(4)また、浸水によって支持層68を除去することによって、支持層68を機械的に除去する場合に比べて、立体7の構成部材への負荷を抑えることができる。これにより、支持層68の除去にともなう立体7の変形や破損を生じ難くすることができる。   (4) Further, by removing the support layer 68 by water immersion, it is possible to suppress the load on the constituent members of the three-dimensional body 7 as compared with the case where the support layer 68 is mechanically removed. Thereby, it is possible to prevent the solid 7 from being deformed or damaged due to the removal of the support layer 68.

(5)液状層58を構成する液状体50は、紫外光71を照射されることによって硬化する光硬化性を有している。こうした構成であれば、液状体50に紫外光71を照射するだけで液状層58を硬化させることができる。   (5) The liquid 50 constituting the liquid layer 58 has photocurability that is cured by being irradiated with the ultraviolet light 71. With such a configuration, the liquid layer 58 can be cured simply by irradiating the liquid 50 with the ultraviolet light 71.

(6)液滴吐出ヘッド30から液状体50,60の液滴55,65が吐出される液滴吐出法を用いて、描画面15aに液状層58、支持層68を描画した。こうした構成によれば、描画面15aに液状層58、支持層68を高精細に描画することができる。   (6) The liquid layer 58 and the support layer 68 are drawn on the drawing surface 15a by using a droplet discharge method in which the droplets 55 and 65 of the liquid materials 50 and 60 are discharged from the droplet discharge head 30. According to such a configuration, the liquid layer 58 and the support layer 68 can be drawn on the drawing surface 15a with high definition.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、液状体50,60を液滴55,65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、支持層68を描画した。これに限らず、描画面15aに液状層58、支持層68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。こうした構成であっても、上記(1)〜(5)と同様の効果が得られる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the liquid layer 58 and the support layer 68 are drawn on the drawing surface 15 a by using a droplet discharge method in which the liquids 50 and 60 are discharged as droplets 55 and 65. The method for drawing the liquid layer 58 and the support layer 68 on the drawing surface 15a is not limited to this, and a dispenser method, for example, may be used. Even if it is such a structure, the effect similar to said (1)-(5) is acquired.

・上記実施形態では、光硬化性を有する液状体50によって液状層58が形成される。これを変更して、例えば熱硬化性を有する液状体によって液状層58が形成される構成であってもよい。こうした構成であれば、上記(1)〜(4)と同様の効果が得られるとともに、硬化工程(ステップS13)において液状体50の硬化に加え、液状体60の乾燥を促進させることもできる。   In the above embodiment, the liquid layer 58 is formed by the liquid 50 having photocurability. By changing this, for example, the liquid layer 58 may be formed of a thermosetting liquid. If it is such composition, while being able to acquire the same effect as the above (1)-(4), in addition to hardening of liquid 50 in the hardening process (Step S13), drying of liquid 60 can also be promoted.

・上記実施形態では、液状体60として、水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液、または水溶性樹脂を水に溶解させた水溶液に非水溶性粉末樹脂を分散させた液状体を用いて支持層68を描画した。これに限らず、支持層68は、転写工程(ステップS14)において層状構造体120と共に転写用基板85側に転写され、且つ、のちに除去可能なものであれば他の液状体を用いて構成してもよい。   In the above embodiment, the support layer is formed by using, as the liquid body 60, an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water, or a liquid body in which a water-insoluble powder resin is dispersed in an aqueous solution in which a water-soluble resin is dissolved in water. 68 was drawn. The support layer 68 is not limited to this, and may be formed using another liquid material as long as it is transferred to the transfer substrate 85 side together with the layered structure 120 in the transfer step (step S14) and can be removed later. May be.

・上記実施形態の描画面15aには、液状層58が描画されない領域の全域にわたって支持層68を描画した。これを変更して、例えば以下のような構成であってもよい。図18は、この変形例における支持層の形成態様の一例を示す図である。   In the drawing surface 15a of the above embodiment, the support layer 68 is drawn over the entire region where the liquid layer 58 is not drawn. For example, the following configuration may be used by changing this. FIG. 18 is a diagram showing an example of a form of forming the support layer in this modification.

図18に示されるように、連結部材7cを構成する層状構造体120のみが支持層68によって支持されるように支持層68を形成してもよい。こうした構成であっても、積層過程において連結部材7cに曲りや破損が生じ難くなることから、立体7の構成部材である空中部材7bの位置ずれや欠落といった不具合を生じ難くすることができる。それゆえに、層状構造体120のみを積層して立体7を形成した場合によりも、立体7の形状の精度を高めることができる。   As shown in FIG. 18, the support layer 68 may be formed so that only the layered structure 120 constituting the connecting member 7 c is supported by the support layer 68. Even with such a configuration, the connecting member 7c is unlikely to be bent or damaged during the stacking process, and thus it is possible to make it difficult to cause a problem such as a positional shift or missing of the aerial member 7b that is a constituent member of the three-dimensional body 7. Therefore, even when only the layered structure 120 is stacked to form the solid 7, the accuracy of the shape of the solid 7 can be increased.

・上記実施形態の造形方法において、支持層68を構成する液状体60を固化させる固化工程をさらに設けてもよい。固化工程は、例えば、搬送テーブル14に描画用基板15を加熱する加熱手段を設けるとともに、液状層58への紫外光71の照射と並行して、描画用基板15に描画された支持層68を加熱手段を用いて加熱することによって実現される。   -In the modeling method of the said embodiment, you may further provide the solidification process which solidifies the liquid body 60 which comprises the support layer 68. FIG. In the solidification step, for example, a heating means for heating the drawing substrate 15 is provided on the transport table 14, and the support layer 68 drawn on the drawing substrate 15 is applied in parallel with the irradiation of the ultraviolet light 71 to the liquid layer 58. This is realized by heating using a heating means.

・上記実施形態の描画面15aには、液状体50,60に対して撥液性を示す材料がコーティングされた撥液領域が形成されている。この撥液領域内に、該撥液領域よりも液状体50,60に対して低い撥液性を示す親液領域を点在させてもよい。こうした構成によれば、描画面15aに描画された液状層58及び支持層68の一部を親液領域に保持させることができる。それゆえに、液状層58及び支持層68をより高精細に描画することができる。   In the above-described embodiment, the drawing surface 15 a is formed with a liquid repellent region coated with a material that exhibits liquid repellency with respect to the liquid bodies 50 and 60. Within this liquid repellent area, lyophilic areas that exhibit lower liquid repellency than the liquid repellent areas may be dotted. According to such a configuration, a part of the liquid layer 58 and the support layer 68 drawn on the drawing surface 15a can be held in the lyophilic region. Therefore, the liquid layer 58 and the support layer 68 can be drawn with higher definition.

・上記実施形態の造形装置5は、1つの液滴吐出ヘッド30によって液状層58及び支持層68が描画されている。これを変更して、複数の液滴吐出ヘッド30によって液状層58及び支持層68が描画されるという構成であってもよい。こうした構成であれば、描画工程(ステップS12)における処理時間の短縮が見込まれる。また、液状層58を描画するための液滴吐出ヘッド30と、支持層68を描画するための液滴吐出ヘッド30とを別々に設けてもよい。   In the modeling apparatus 5 of the above embodiment, the liquid layer 58 and the support layer 68 are drawn by one droplet discharge head 30. By changing this, the liquid layer 58 and the support layer 68 may be drawn by the plurality of droplet discharge heads 30. With such a configuration, the processing time in the drawing step (step S12) can be shortened. Further, the droplet discharge head 30 for drawing the liquid layer 58 and the droplet discharge head 30 for drawing the support layer 68 may be provided separately.

・また液状層58と支持層68とを異なるタイミングで描画してもよい。こうした構成であれば、例えば支持層68を固化させてから液状層58を描画することも可能である。
・上記実施形態の造形装置5では、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド30によって液滴55が吐出されている。これを変更して、液滴吐出ヘッドから液滴55を吐出するという観点からすれば、抵抗加熱方式や静電駆動方式の液滴吐出ヘッドによって液滴55が吐出されるという構成であってもよい。
The liquid layer 58 and the support layer 68 may be drawn at different timings. With such a configuration, for example, the liquid layer 58 can be drawn after the support layer 68 is solidified.
In the modeling apparatus 5 of the above-described embodiment, the droplet 55 is discharged by the piezoelectric element driving type droplet discharge head 30. From a viewpoint of changing this and discharging the droplet 55 from the droplet discharge head, even if the droplet 55 is discharged by a resistance heating type or electrostatic drive type droplet discharge head. Good.

1…造形システム、3…コンピューター、5…造形装置、7…立体、7a…屈曲部材、7b…空中部材、7c…連結部材、9…浸水装置、10…基板搬送部、12…基台、12a…上面、12b…凹部、13a,13b…ガイドレール、14…搬送テーブル、14a…上面、15…描画用基板、15a…描画面、16…基板搬送モーター、20…キャリッジ搬送部、21a,21b…支柱、22…ガイド部材、23…ガイドレール、24…キャリッジ、25…ヘッドプレート、27…キャリッジモーター、30…液滴吐出ヘッド、31…ヘッド本体、32…ノズルプレート、32a…ノズル形成面、33…ノズル、34a,34b…ノズル列、35C,35K,35M,35T,35W,35Y…ノズル群、41…キャビティプレート、42…振動板、43…圧電素子、45…キャビティ、50…液状体、55…液滴、58…液状層、60…液状体、65…液滴、68…支持層、69…断面層、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…積層体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Modeling system, 3 ... Computer, 5 ... Modeling apparatus, 7 ... Solid, 7a ... Bending member, 7b ... Aerial member, 7c ... Connecting member, 9 ... Submerged device, 10 ... Substrate conveyance part, 12 ... Base, 12a ... upper surface, 12b ... concave portion, 13a, 13b ... guide rail, 14 ... transfer table, 14a ... upper surface, 15 ... drawing substrate, 15a ... drawing surface, 16 ... substrate transfer motor, 20 ... carriage transfer section, 21a, 21b ... Support column, 22 ... guide member, 23 ... guide rail, 24 ... carriage, 25 ... head plate, 27 ... carriage motor, 30 ... droplet discharge head, 31 ... head body, 32 ... nozzle plate, 32a ... nozzle formation surface, 33 ... Nozzle, 34a, 34b ... Nozzle row, 35C, 35K, 35M, 35T, 35W, 35Y ... Nozzle group, 41 ... Cavity plate, 42 Vibration plate, 43 ... piezoelectric element, 45 ... cavity, 50 ... liquid, 55 ... droplet, 58 ... liquid layer, 60 ... liquid, 65 ... droplet, 68 ... support layer, 69 ... cross-section layer, 70 ... exposure , 71 ... ultraviolet light, 73 ... light source, 75 ... cover plate, 80 ... transfer part, 81a, 81b ... strut, 82 ... installation member, 83 ... support member, 85 ... substrate for transfer, 85a ... modeling surface, 86 ... Lifting motor, 101 ... control unit, 102 ... CPU, 103 ... drive control unit, 104 ... storage unit, 105 ... control program, 106 ... development data, 111 ... bus, 113 ... interface, 120 ... layered structure, 131 ... motor Control unit, 133 ... Position detection control unit, 135 ... Discharge control unit, 137 ... Exposure control unit, 141 ... Table position detection device, 143 ... Carriage position detection device, 145 ... Substrate position detection device for transfer, 50 ... laminate.

Claims (7)

立体を構成する層状構造体の形成に用いる光硬化性の第1の液体と、
前記層状構造体を支持する支持層の形成に用いる水溶性樹脂を水に溶解させた液体であって、水分が蒸発することにより固化する第2の液体とを被描画体の描画面に吐出可能な液滴吐出ヘッドと、
前記描画面に吐出された前記第1の液体に光照射を行う露光部と、
前記露光部の光照射により硬化した前記第1の液体の硬化物である前記層状構造体および前記層状構造体を支持する前記支持層が転写される造形面を有する被転写体と、を備え
前記造形面は前記描画面よりも前記第1の液体及び前記第2の液体に対して撥液性が低いことを特徴とする造形装置。
A photocurable first liquid used for forming a layered structure constituting a solid;
A liquid in which a water-soluble resin used for forming the support layer for supporting the layered structure is dissolved in water, and a second liquid that solidifies as the water evaporates can be discharged onto the drawing surface of the drawing object A liquid droplet ejection head,
An exposure unit that irradiates the first liquid ejected on the drawing surface with light;
A layered structure that is a cured product of the first liquid cured by light irradiation of the exposure unit , and a transfer target having a modeling surface onto which the support layer that supports the layered structure is transferred.
The modeling apparatus is characterized in that the modeling surface has lower liquid repellency than the drawing surface with respect to the first liquid and the second liquid .
前記液滴吐出ヘッドは、
前記描画面において、前記第1の液体と前記第2の液体とを異なる領域に吐出する
ことを特徴とする請求項1に記載の造形装置。
The droplet discharge head is
The modeling apparatus according to claim 1, wherein the first liquid and the second liquid are discharged to different areas on the drawing surface.
前記液滴吐出ヘッドは、
前記描画面において、前記第1の液体を囲うように前記第2の液体を吐出する
ことを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載の造形装置。
The droplet discharge head is
The modeling apparatus according to claim 1, wherein the second liquid is discharged so as to surround the first liquid on the drawing surface.
前記液滴吐出ヘッドは、
前記描画面において、前記第1の液体に接触するように前記第2の液体を吐出する
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装置。
The droplet discharge head is
The modeling apparatus according to claim 1, wherein the second liquid is discharged so as to come into contact with the first liquid on the drawing surface.
前記液滴吐出ヘッドは、
前記描画面において、前記第1の液体とは異なる領域の全域にわたって前記第2の液体を吐出す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装置。
The droplet discharge head is
5. The modeling apparatus according to claim 1, wherein, on the drawing surface, the second liquid is discharged over an entire region different from the first liquid.
前記第2の液体は、非水溶性粉末樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の造形装置。   The modeling apparatus according to claim 1, wherein the second liquid includes a water-insoluble powder resin. 前記光照射は、前記描画面と前記造形面とにより前記第1の液体及び前記第2の液体を挟持した状態で光照射を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の造形装置。 The said light irradiation performs light irradiation in the state which pinched | interposed the said 1st liquid and the said 2nd liquid with the said drawing surface and the said modeling surface, It is any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. The modeling apparatus of description.
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