(57)【要約】【課題】  粉体を用いて精度よく媒体上にパターン形成を行なう方法を提供する。【解決手段】  液体を媒体に付与することにより前記媒体の表面に液体パターンを形成し、前記液体パターンに粉体を付与した後、外力を与えることにより前記液体パターンに付着しなかった粉体を運動させて既に前記液体パターンに付着した粉体の同士の間に移動させることを含むパターンの形成方法。【選択図】  図１
2018065295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を媒体に付与することにより前記媒体の表面に液体パターンを形成し、前記媒体上に粉体を付与して前記粉体の少なくとも一部を前記液体パターンに付着させた後、外力を与えることにより前記液体パターンに付着しなかった粉体を既に前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動させることを行って粉体のパターンを形成するパターンの形成方法。
【請求項２】
前記媒体を振動させることにより前記粉体を移動させることを特徴とする請求項１に記載のパターンの形成方法。
【請求項３】
前記媒体上に付与された前記液体パターンの外側の粉体を既に前記液体パターンに付着した粉体同士の間に移動させることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
【請求項４】
前記液体パターンに付着しなかった粉体を既に前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動させることを行った後、前記パターンに付着していない粉体を媒体上から除去することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
【請求項５】
前記パターンに付着していない粉体に風を吹きつけて媒体上から除去することを特徴とする請求項４に記載のパターンの形成方法。
【請求項６】
前記液体は色材を含むインクであることを特徴とする請求項５に記載のパターンの形成方法。
【請求項７】
前記粉体は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法で得られた前記粉体のパターンによって形成される層を積層することによって立体物を製造する立体物の製造方法。
【請求項９】
液体を媒体に付与することにより前記媒体の表面に液体パターンを形成する形成手段と、
粉体の少なくとも一部を前記液体パターンに付着させるように前記液体パターンに粉体を付与する粉体付与手段と、
を有する粉体のパターンの製造装置において、
前記粉体付与手段によって付与され前記液体パターンに付着しなかった粉体が前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動するように、前記液体パターンに付着しなかった前記媒体上の粉体に外力を与える外力付与手段を有することを特徴とするパターンの製造装置。
【請求項１０】
前記外力付与手段は前記媒体を振動させることで前記媒体上の粉体を移動させることを特徴とする請求項９に記載のパターンの製造装置。
【請求項１１】
前記外力付与手段による外力によって、前記媒体上に付与された前記液体パターンの外側の粉体が既に前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動することを特徴とする請求項１０に記載のパターンの製造装置。
【請求項１２】
転写用媒体と、液体を前記転写用媒体に付与することにより前記転写用媒体の表面に液体パターンを形成する形成手段と、前記粉体の少なくとも一部を前記液体パターンに付着させるように前記液体パターンに粉体を付与する粉体付与手段と、を備え、
前記転写用媒体の上に形成された前記粉体のパターンの層を、形成中の立体物に転写することによって立体物を製造する立体物の製造装置であって、
前記粉体付与手段によって付与され前記液体パターンに付着しなかった粉体が前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動するように、前記液体パターンに付着しなかった前記媒体上の粉体に外力を与える外力付与手段をさらに備えることを特徴とする立体物の製造装置。
【請求項１３】
前記外力付与手段が前記転写用媒体の前記液体が付与される面の裏側に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の立体物の製造装置。
【請求項１４】
前記外力付与手段と前記転写用媒体とが一緒に移動するように設けられていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の立体物の製造装置。
【請求項１５】
前記粉体は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の立体物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンの形成方法、パターンの製造装置、立体物の形成方法およびその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル印刷技術が急速に普及してきている。デジタル印刷は版を必要としないため、少量での生産がし易く、多品種少量生産に歓迎されている。写真や雑誌などのような一般的な印刷物に関しては、アナログ印刷と遜色ない品質で印刷できるようになったデジタル印刷技術であるが、厚膜印刷に関してはまだ課題が多く残されている。その中でも、インクや記録媒体の材料が限定されることは大きな課題である。厚膜印刷では、通常の印刷物に比べて画像情報以外に盛り込まれる価値が大きい。すなわちそれは、記録媒体やインク（パターニング）材料が広範囲に選べることが重要となる。たとえば、アナログの厚膜印刷技術の方法であるスクリーン印刷技術であれば、印刷画像の一部を厚膜化し意匠価値を高めたり、導電性インクを用いて電気回路などの印刷を行ったりすることが出来る。これに対して、デジタル印刷で、厚膜印刷が可能な手段となっているＵＶ−ＩＪ（インクジェット）方式や、電子写真方式はそれぞれ、インク（パターニング）材料の制約が大きい。ＵＶ−ＩＪであればＩＪで吐出し得る感光性樹脂に限られるし、電子写真方式では、静電気特性の限られた樹脂に限定される。厚膜印刷時に、インク（パターニング）材料の自由度を高める提案がなされている。たとえば、特許文献１に寄れば、印刷したインキが乾燥する前に熱可塑性樹脂の粉末を付与し、加熱溶融させることでパターニングが困難な材料を厚膜印刷する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４５１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この文献に記載の方法では、印刷したインキのパターンに対して樹脂粉末をムラなく付着させることは難しい。ところどころで粗密ができてしまいがちな上、段差ができてしまうことも考えられ、出来上がりのパターンの形状が所望のものとならない畏れがある。それを防ごうとパターンに付着した樹脂粉末の上からローラーでプレスしようもなら、パターンが押しつぶされてしまいかねず、これでは高精細なパターニングを行うことはできない。
【０００５】
本発明は、上記を鑑みなされたものであり、媒体上に形状精度の高い粉体のパターンを形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液体を媒体に付与することにより前記媒体の表面に液体パターンを形成し、前記媒体上に粉体を付与して前記粉体の少なくとも一部を前記液体パターンに付着させた後、外力を与えることにより前記液体パターンに付着しなかった粉体を既に前記液体パターンに付着した粉体同士の隙間に移動させることを行って粉体のパターンを形成するパターンの形成方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、媒体上に形状精度の高い粉体のパターンを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る積層造形装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る振動装置の一例を示す模式図である
【図３】図１の積層造形装置の制御系の一例を示すブロック図である。
【図４】振動により粉体が移動する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本発明に関わる立体物の形成方法を実現するための立体物の製造装置である、積層造形装置１００の一例の概略図である。本装置では、搬送ガイド１上に配置したキャリッジ２の上面に転写層３を配置し、この転写層３の表面を記録面として厚膜パターンを形成し、これを積層することができる。以下、この装置を例として本発明を説明するが、その他の構成として、たとえば、圧膜パターンの積層を行わずに、転写層３上の画像を記録媒体上に転写することで記録媒体の特性に影響を受けずに高品質な厚膜パターンを記録媒体上に形成することが出来る。また、転写用媒体である転写層３の代わりに記録媒体を用いて、直接厚膜パターンを形成することも可能で、これを完成品とすることも出来る。
【００１０】
図１の装置は、搬送ガイド１と、これに組み合わされたキャリッジ２により転写体上の画像形成面が各工程に供され、順次処理される構成となっている。本形態では、キャリッジに駆動輪が付いていてガイドに沿って移動する。説明の関係上、各工程の箇所にそれぞれキャリッジを表記しているが、１台のキャリッジが各工程を回る。またキャリッジを往復させる構成でも良いし、複数台のキャリッジを運用し、搬送ガイドをループさせて複数台を循環させるようにしても良い。別の装置の例では、分割されたキャリッジを用いずに、一連のベルトを用いて各工程を処理する構成で装置化することも出来る。
【００１１】
厚膜パターンはキャリッジ２上に配置された転写層３の表面に形成される。転写層は表面に形成された厚膜パターンを転写して積層することで立体的な造形物を作成するために、離型生の高い材料であることが望ましい。そして、図１の装置では、インクジェット装置４から液体インクを吐出させて薄膜パターンを形成する必要があるので、インクを吸収しにくい材料であることが望ましい。
【００１２】
また、転写を安定的に行うためには、転写層３が少なからず弾性を有することが望ましい。転写層３の好適な材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムが挙げられる。これら材料はパターニングに用いる造形材料によっては弾きが生じてしまうことがあるので、材料に応じて表面処理をして転写層３に用いるとさらに好適である。ゴム硬度は弾性体の厚みにもよるが、厚い場合は硬いゴムを、薄い場合は柔らかめのゴムを用いると良い。厚い場合は８０°ほどの硬いゴムが良いが、図中の装置のように、薄いベルト状の転写層３を扱う場合、ゴム硬度は５０°〜２０°位の柔らかめのゴムを０．１〜０．５ｍｍ程度の薄膜としたものを転写層３として使うと良い。高い精度を求める場合は弾性のない、テフロンシートやサブミクロンの厚みで離型剤がコートされたような平滑フィルムが好適である。ただし、弾性のない転写体を用いる場合、記録媒体と転写体表面を全面に渡って均等に加圧するためには装置や部材に高い寸法精度と制御技術が必要となるため、目的に合わせて選択することが望ましい。
【００１３】
また、金属粉などを造形材料にする場合は耐熱性の高い窒化ホウ素などにより表面を離型処理した転写層３を用いることが好適である。
【００１４】
以下に積層造形装置で行なう各工程について説明を行なう。
【００１５】
図１の装置では、まず転写層３上にインクジェット装置４から液体の有色インクを吐出し、転写層３上に膜状の液体パターンとしてインクパターン５を形成する。ここで、インクパターンを形成する手段としてインクジェット装置４を例示しているが、これに制限を受けない。たとえば、フレキソ版などの有版方法を適用する事もできる。立体物を作成する場合でも、たとえば複数階層の形状パターンを版内に多面付け印刷し、これらの複数の形状パターンによる層を連続的に積層することができる。
【００１６】
インクジェット法によるパターニングは、液体を任意にパターニング出来るので特に有効である。インクジェットとしてはサーマルタイプ、ピエゾタイプ、静電タイプ、コンティニュアスタイプなど様々な方式を利用可能であり、基本的に液体を吐出しうるものであれば適宜使用することが出来る。ノズル数に関しても１ノズル（ディスペンサーを含む）であっても、多数のズルを有するラインヘッドであっても良いが、生産性の面ではラインヘッドが好ましい。
【００１７】
インク材料としては、後述する粉体を付着できる材料であれば良く、水系、油系インクともに使用することが出来る。インクパターンは粉体を付与する前に十分薄膜化しておく方が好ましいので、揮発分を多く設計でき、揮発分の安全性が高い水系インクは好適な材料にあげられる。
【００１８】
後に付与する粉体にプラスチック系を用いる場合、プラスチックには表面が親油性のものが多く、水性インクではなじみが悪いものがある。これに対しては、たとえば、水溶性有機溶剤や界面活性剤を添加することでなじみやすくすることが出来る。
【００１９】
好ましい手法としては、水溶性有機溶剤や界面活性剤を添加した水性インクを付与した後、インク中の水を蒸発させて水溶性有機溶剤比率を高めることで粉体との親和性を上げる事が出来る。
【００２０】
添加する水溶性有機溶剤に特に制約は無い。表面張力や乾燥性、粘度などの特性を用いる材料に合わせて選択することが望ましい。たとえば、水溶性有機溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が利用できる。また、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類を利用できる。また、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレングリコール類を利用可能である。さらにエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類も利用可能である。また、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等の１価アルコール類が利用できる。またその他、グリセリン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、トリエタノールアミン、スルホラン、ジメチルサルホキサイド等も利用可能なものとして挙げられる。
【００２１】
界面活性剤の例としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、水溶性のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
【００２２】
カラーインクの場合、色材を混合して用いるが、色材としては染料、顔料、マイクロカプセル色材など、インク化可能な材料であれば用いることが出来る。図１の装置であると、後に加熱工程があるので、耐熱性の高い顔料が色材として好ましい。顔料インクの場合、色材としての顔料の他に、分散樹脂、分散助剤、水溶性有機溶剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、水などを添加して物性を整えることが出来る。各材料の配合比は印刷する画像や、用いる反応液に合わせて配合することが望ましいが、目安として、顔料１〜１０％、水溶性有機溶剤５〜３０％、水７０〜９０％、その他の材料は数％以下程度である。
【００２３】
また、画像形成面が転写体の場合、インクが弾きやすい事もあるのでインクと、インクと接触反応する事で混合液の流動性を低下させるような反応液を用いる事も有効である。本形態では、複数色のインク利用することができるが、このような場合に反応液を利用すると色交じりを抑制できる。インク反応液の反応の種類と反応材料は、目的に応じてインクとの組み合わせで選択する。たとえば、インクジェットインクとして好適に用いられる水系インクを例にとると、凝集反応、ゲル化反応、塩析出反応、酸塩基反応などが単独、もしくは複合的に利用しうるが、中でも凝集反応は好適である。特に、顔料インクに対して金属塩を反応材料とする組み合わせはバインダーの総量を低く設計出来、インク膜を薄くできるため画像品質が良く、反応速度も速いので生産性の面でも好適である。
【００２４】
上記の反応材料の例としては、インクと逆極性を有するイオン性物質が挙げられる。通常のインクジェットインクはアニオン性で設計することが好ましく、これに対する反応液は金属塩水溶液、とりわけ２価以上の多価金属塩水溶液が好ましい。多価金属塩とは、二価以上の多価金属イオンと、これら多価金属イオンに結合する陰イオンとから構成される。多価金属イオンの具体例としては、Ｃａ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋等の二価金属イオン、そしてＦｅ３＋、Ａｌ３＋等の三価金属イオンが挙げられる。又、これらと結合する陰イオンとしては、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、Ｉ−、Ｂｒ−、ＣｌＯ３−、ＲＣＯＯ−（Ｒは、アルキル基）等が挙げられる。
【００２５】
これらの金属塩と酸を併用するとさらに反応性を高めることが出来る。酸は、インクに添加する塩基成分により容易に反応させることが出来るので、単独で用いる事もできる。
【００２６】
酸としては、特に有機酸が好ましく、具体例としては、シュウ酸、ポリアクリル酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸が挙げられる。また、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等も挙げられる。
【００２７】
インク組成中に固形分が入っても良いが、インク中の固形分が少ない程、画像膜中の粉体比率を高くすることが出来る。たとえば、本実施形態において立体物を作る場合には、後から付与する粉体の比率を高めることで強度や、使用後のリサイクル性を高めることが出来る。
【００２８】
次いで、粉体付与装置６の位置まで搬送されたインクパターン５上に粉体付与装置６によって粉体を付与する。粉体付与装置６からインクパターン５に掛けられた粉体は全部とまではいかなくとも少なくともその一部の粉体はインクパターン５に付着し、これによってインクパターンに固定される。この粉体はパターンの厚み、体積という面で主材料であり、粉体を均一に付着させることが膜厚の安定性に大きく影響する。
【００２９】
安定な膜厚を得るためには、粉体は所定サイズに分級したものを用いて、インクパターンに対して一層で面方向に均一に並べることが望ましい。よって、インクパターンは付着力を発揮しうる範囲で極力薄く構成することが望ましい。インクパターンが厚いと、粉末材料が高さ方向に複数層分付着してしまうからである。インクの固形分を少なく設計し、蒸発させることでインクパターンを薄く形成することも出来る。その場合、固形分としては２０％以下、好ましくは１０％以下さらに好ましくは５％以下であると良い。
【００３０】
粉体は複数使用することも出来る。一つのインクパターンに対し、同時に複数種の粉体を付与しても良いし、順次付与しても良い。
【００３１】
また、一度粉体を付与し、パターン外粒子を除去した後新たにインクパターンを設けて別材料を供給、パターン外粒子除去を繰り返しても良い。
【００３２】
粉体は、物性の違うもの、色の違うもの、形状の違うもの、サイズの違うものを組み合わせてもよい。
【００３３】
本発明において、インクパターンへの粉体の固定は液体の粘着力によってなされるので、粉体の材料選択性は広く、粒子化し得る材料であれば適応可能である。付与した粒子を最終的に溶融させて一体化させることができる材料として、熱可塑性樹脂を使用することが好適である。たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ、ポリ乳酸、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフロロエチレン、アイオノマ−、ＥＶＡなどの熱可塑性の樹脂が挙げられる。樹脂の他にも、金属やガラス、セラミックなどの加熱溶融成型が可能な材料を用いることができる。また、粉体表面にインク付着性や発色性、粒子同士の固定を補助するような表面処理を行う事もできる。粒子の形状も特段の制約はないが、画像部（インクパターン５）に付着させやすく、非画像部（インクパターン５外）のものは除去しやすくするという点で、球形状が好ましい。着色されていても構わない。
【００３４】
次いで、粉体に外力を与える外力付与手段としての振動装置９によって転写層３に振動を与える。粉体の供給と振動の開始の順序に制限はなく、例えば、あらかじめ振動させた転写層３上のインクパターン５に粉体を提供しても良いし、粉体の供給と振動の開始が同時でも良い。さらに、余剰の粉体を除去する工程に渡って振動を継続させても良い。
【００３５】
形成する厚膜パターンにより多くの機能を持たせるためには膜厚の均一性が大きく影響する。たとえば、導電性材料で導電パターンを形成するのであれば電気抵抗が、着色材料であれば色味が影響を受ける。また、エラストマー樹脂などでは柔らかさ、パターンを積層して造形する構造体は寸法精度や時間経過に伴う形状維持性などの特性が膜厚で変わってしまうので、膜厚を安定的に均一化させることが重要である。
【００３６】
出来上がりの層の膜厚を均一にするためには、粒径の揃った粉体粒子を綺麗に単層で並べることが望ましい。複数層状に粒子を積み重ねながらその厚さを一定とするのは容易ではないため、単層で並べることが好まれる。１層の粒子からなるパターンは、粒子が大きいほど粉体のパターンの膜厚を厚くすることができるが、局所的に２層になる部分があると得られる膜厚に大きな誤差が生じる。転写層３の表面においては、インクパターン５の上と、インクパターン５の外とで粉体の固定力が違うのでパターン上に付与した粉体に振動を与えて均すと非常に均一に単層で粉体粒子を並べることが出来る。
【００３７】
粉体を付与する際に、粉体を綺麗に一層分だけインクパターン５に付着させるように粉体を掛けるのは難しい。そこで、粉体付与装置６はインクパターン５に対して余剰に粉体を供給するのであるが、高さ方向に余剰に付与しても、インクパターンに対して付着する粉体の密度は十分に稼げない。インクパターン５の上方から粉体を供給すると粒子が移動してくるのは上方向からのみであり、インクパターン５に付着した粉体の粒子同士の間に出来た隙間を小さくするようなことはない。粉体を供給した後に、上方から圧力を加えるなどして単位体積あたりの粉体を圧縮することで粒子間の隙間を小さくするような対処の仕方では、粉体に強い移動力を与えてしまうので、パターンを乱しかねない。また、インクパターン５の外の粉体まで圧縮してしまうと後の工程でインクパターン５の外の粒子を除去するのが難しくなってしまう。
【００３８】
最も好ましい作用は、転写層３を振動させることで間接的に粉体を移動させることである。振動を与えることでインクパターン５と接触するまで移動し続け、一度付着した粒子の間にも進入しやすくなるからである。図１の装置では、キャリッジ２に振動装置９を固定し、これら一緒に移動するようにしている。振動装置９を稼働させることで転写層３を振動させ、転写層３上の粉体を移動させているが、図２のように、伝震材２０を転写層３の表面に接触させて振動装置９からの振動を粉体に伝えても良い。また、音波発生器などを用いて非接触で振動を与えても良い。粉末材料が帯電性を有する場合、イオナイザー等の除電機器を併用する事が好ましい。
【００３９】
振動を与える場所によって、粉体粒子の移動方向が変わるので、たとえば、粉体をパターンの外または一部に余剰に付与し、振動を用いて広げることも出来る。この効果はすなわち、粉体付与装置の付与ムラを解消できる事にもつながるため、材料の使用効率を高める（廃棄率を下げる）効果も発生させることが出来る。また、画像記録面を傾斜させて重力と振動にて粉体を移動させても良い。
【００４０】
粉体は、インクパターンに対して単層で付着する。与える振動の記録面に対して上下方向成分が重要となる。この成分によってインクパターン５の外の粉体の粒子に既にインクパターンに付着している粉体の粒子を乗り越える運動させることが出来るし、重力に反して粒子を跳ね上げる方向への振動は、インクパターン５に付着した粒子同士の間隔を保ち、高さ方向には粒子を圧縮しない。
【００４１】
図４は本発明における振動方向の例を概念的に示している。一方向のみの振動を粉体に与えることは困難であるため、図中の振動方向を示す矢印は、振動の方向における望ましい重要成分として示している。図４（ａ）は、転写層を水平に配置した場合を示している。粉体の運動方向を好ましく得るためには、上下方向（振動方向Ａ）、斜め方向（振動方向Ｂ）どちらも記録面である転写層３の表面に対して上下方向に運動エネルギーを与えられることが解る。記録面を傾斜させた場合を図４（ｂ）に示すが、記録面を傾斜させることで重力に対して横方向（振動方向Ｃ）の振動であっても、記録面に対しては上下方向の運動エネルギーを与えることが出来る事を示している。これによりインクパターン５の外側の粉体がインクパターン５上の粉体同士の隙間へと移動する。
【００４２】
本発明における、好ましい振動とは、粉体に非接触であり、インクパターン５が成す面に垂直な方向における粉体の密度を上げないものである。さらに好ましくは、インクパターン５に付着した最下層粒子に対し、その上に積み上がった２層目以上の粒子を大きく移動させる振動である。
【００４３】
振動の条件は、用いる粒子のサイズ、比重、および、インクパターン５の粒子付着性などにより、その都度最適値を求めることが望ましい。
【００４４】
しかし、適用される振動域は広く、一度インクパターンに付着した粒子が外れない強度であればほぼ十分に効果を得ることが出来る。
【００４５】
例えば、一般的な振動モーターによる振動周波数域（２０〜６０Ｈｚ）でも、超音波と呼ばれるような振動周波数域（２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ）でも、実記検討において有効性が確認できている。一般的に、振動周波数が高いほど処理時間が短くできるので、より好ましい。
【００４６】
また、材料を限定するならば、粉体自体を振動（記録面に対する上下繰り返し運動を指す）させることも可能である。たとえば、振動の他に粉体与える外力として、磁性を持つ粉体に磁場を、耐電性を持つ粉体に静電電荷を、断続的もしくは逆電荷（逆磁場）を与えたりする事も出来る。
【００４７】
ただし、発生された振動が、造形途中の構造体やインクジェット装置などの機構に伝わると悪影響を及ぼすことがあるので、その場合は振動除去機構を設けるなど適正に処理することが必要となる。たとえば、固体の防震材料（静震性金属、ゴム、エラストマー、ジェル体、等）や気体（エアフロー、磁場浮揚、等）を利用した振動抑制手段を装置内適所に配置することが好ましい。
【００４８】
以上のように振動を用いることにより、インクパターン５の上の粉体同士の隙間が適度に埋まり、インクパターン５の付着すべき部位には粉体が付着する。
【００４９】
このようにして整列された粉体８は粉体除去装置１０へと送られる。ここで、粉体除去装置１０で転写層３上のインクパターンに付着しなかった余剰の粉体を除去する。図１の粉体除去装置１０では送風を用いているが、より強くエアを噴射しても良い。他には、キャリッジを上下逆に反転して重力で粉を落としても良いし、振動を用いても良い。もちろん、これらの除去手段を組み合わせても良い。粉体が樹脂の場合、静電気は除去に悪影響を及ぼすことがあるので、静電気除去をすることが好ましい。また、エア照射の場合、パルスエアの方が、除去効果が高いことが多い。もちろん、粉体の均し振動を継続させながら別の手段を組み合わせても良い。このようにして、粉体がパターン化され、粉体パターン１１が得られる。
【００５０】
次いで、加熱装置１２によって、インクパターンに従って付着した粉体を加熱し膜化する。インク中の揮発成分は、粉体の膜化に悪影響を及ぼす場合があるので、膜化前にこれを除去し得るインク処方とし、さらにはインク中の液体を除去する工程を追加しておくことも出来る。
【００５１】
図１の装置では、加熱装置１２により粉体パターンに熱線を放射して着色粉体パターンを膜化させる。加熱手段の加熱方式に特段の制限は無く、例えば接触式のヒートローラーを用いる事もできるし、非接触式のＩＲやマイクロ波を照射する方式でも良い。他にも、レーザー光のようなエネルギー線を走査して加熱することもできる。また、加熱装置１２が転写層３の裏側に設けられていてもよい。
【００５２】
また、熱以外にも、インクや粉体に紫外線硬化成分などを含めておき、光硬化させることで被膜化させる事もできる。この場合、被記録媒体もしくは形成中の立体物１４にパターンを接触させた状態で硬化させるための光を照射し、転写と接着を同時に行う事もできる。
【００５３】
膜化されたパターン１５を積層して立体物を作るための積層装置１３にキャリッジ２が位置決めされる。積層装置１３はその天井プレートの下部に既に同様の工程を経て作成された形成中の立体物１４を保持している。図１の装置では、設計ギャップを持って溶融状態にある厚膜パターンを形成中の立体物１４に当接させ、冷却固化を持って形成中の立体物１４と一体化させる。あらかじめ膜化した厚膜パターンを冷却して硬化させた後に接着剤等を用いて形成中の立体物１４に付着させる事も出来る。
【００５４】
また、粉体７を溶融させずにインク材料の硬化をもって膜化させ、粉体は粒子のまま最終物に用いる事もできる。
【００５５】
さらに、図１中には記載していないが、オーバーハング形状を積層造形法で作成する場合、一般的にサポートと呼ばれる一時的な支持部材を必要とするが、使用する材料や構造体の用途に応じて適宜作成することが望ましい。
【００５６】
以上の工程を予め設計した回数分繰り返して、立体物が作成される。
【００５７】
図３は図１積層造形装置の制御系の一例である。装置全体を符号１００で示す積層造形装置において、１０１は系全体の主制御を成すＣＰＵであり、各部を制御する。１０２はメモリであり、ＣＰＵが造形のために各ユニットを制御するための基本プログラムを格納したＲＯＭや、インターフェイス１０３から取り込まれる印刷物データ１０４の保存や、データ処理を行うためのワークに使用されるＲＡＭ等により構成される。
【００５８】
ＣＰＵが印刷開始の信号を受取ると、設定された条件に従い、ＣＰＵ１０１は印刷物データ１０４において実際にパターニングするためのスライスデータに変換し、このスライスデータをもとにパターニングエリア、すなわちインクを付与する位置を算出する。
【００５９】
算出されたインク付与位置のデータがインクジェット装置４に送られると同時に、ＣＰＵ１０１はキャリッジ２、インクジェット装置４、粉体付与装置６、振動装置９、加熱装置１２、積層装置１３の状態を確認するための通信を行う。印刷可能であることが確認できれば、ＣＰＵ１０１の制御の下、キャリッジ２が移動する。キャリッジ２の位置がエンコーダ１０５の信号により位置決めされると、インクジェット装置４、粉体付与装置６、振動装置９、粉体除去装置１０、加熱装置１２、昇降機構１３が所定動作を行い、これを指定回数繰返すと立体物が完成する。なお、ＣＰＵおよびメモリは必ずしも一つずつではなく、複数のプロセッサーと複数のメモリーとによって積層造形装置１００の制御を行ってもよい。
【００６０】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００６１】
（実施例１）
図１で図示される装置を用いて立体物の積層造形を行った。
【００６２】
造形物のデータはあらかじめ任意の層間隔でスライスデータとしておいた。実施例１では高さ方向において１００μｍずつのスライスデータを使用した。
【００６３】
転写層３としては、０．１ｍｍのインバーフィルム表面に、ポリイミドテープ（３Ｍ社製、商品名；５４１９）を貼付したものを用いた。
【００６４】
次いで、インクジェット装置４を使用して、インクの流動性を抑制する効果を持つ反応液（下記処方）と有色のインクを、形成する断面パターンに対応する位置に付与してインクパターン５を形成した。
【００６５】
（反応液処方）
・Ｃａ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ：５０質量部
・界面活性剤（川研ファインケミカル製、商品名；アセチレノールＥＨ）：１質量部
・ジエチレングリコール：９質量部
・純水：４０質量部
（インク組成）
・下記顔料：３質量部
ブラック：カーボンブラック（三菱化学（株）製、商品名；ＭＣＦ８８）、シアン：ビグメントブルー１５、マゼンタ：ピグメントレッド７、イエロー：ピグメントイエロー７４。
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体（酸価２４０、重量平均分子量５０００）：１質量部
・グリセリン：１０質量部
・エチレングリコール：５質量部
・界面活性剤（川研ファインケミカル（株）製、商品名；アセチレノールＥＨ）：１質量部
・純水：８０質量部
次いで、水分除去装置（図１では不図示）にて、５０℃の温風を約５秒間当てて、液体成分を除去してインクパターン５の膜厚を減少させた。
【００６６】
次いで、転写層３上のインクパターン５に粉体として大径ポリプロピレン粒子（平均粒径１００μｍ）をシャワー状に付与した。
【００６７】
次いで、エアナイフノズルから除電エア（元圧０．２５Ｐａ）を間欠的に噴射し、インクパターン５の外の粉体を除去した。以上のようにして粉体パターン１１を得た。
【００６８】
次いで、転写層３上の大径粒子が付着したインク像に粉体として小径ポリプロピレン粒子（平均粒径５０μｍ）をシャワー状に付与した。
【００６９】
次いで、エアナイフノズルから除電エア（元圧０．２５Ｐａ）を間欠的に噴射し、インクパターン５の外の粉体を除去した。こうして粉体パターン１１を得た。
【００７０】
次いで、転写層３の裏面からヒータにて加熱を行い、約１７０℃で粉体パターン１１を溶融させ、膜化されたパターン１５を得た。
【００７１】
次いで、膜化されたパターン１５を積層装置１３の位置に搬送する過程で、平坦化ローラーで平坦化した後、位置決めを行った。平坦化後の膜化されたパターン１５と積層装置１３の天井プレートを転写体の表面とのギャップが６０μｍとなる位置まで昇降機構１３を下降させて、形成中の立体物１４の表面に膜化されたパターン１５を接触させた。
【００７２】
以上の操作を繰り返し、以降は先の積層物で形成される形成中の立体物１４に新たな層を重ねることによって合計約１７００回の積層を行った。これにより高さ約１０ｃｍ分の積層が完了し、立体物が得られた。
【００７３】
こうして製造された構造体の表面は非常になめらかであった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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