JP2004090530A

JP2004090530A - 三次元積層造形法とその装置

Info

Publication number: JP2004090530A
Application number: JP2002257003A
Authority: JP
Inventors: Eijiro Tagami; 田上　英二郎; Yoshikane Matsumoto; 松本　吉兼; Yutaka Shoji; 庄司　裕; Hiroaki Tsuruta; 鶴田　洋明; Mitsuru Suzuki; 鈴木　満
Original assignee: CTT Corp KK; Toyo Ink Mfg Co Ltd; Sony Manufacturing Systems Corp; Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: CTT Corp KK; Ricoh Printing Systems Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd; Sony Manufacturing Systems Corp
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-02
Also published as: JP4148733B2

Abstract

【課題】三次元の積層造形物を高速で低価格にしかもオフィス環境に適応できる造形法とその装置を提供する。
【解決手段】噴射の幅が少なくとも造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させながら支持体用材料を噴射した後に造形物用材料を噴射して積層する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、インクジェット方式の積層造形方法と三次元積層造形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
三次元積層造形法とは目的とする立体構造物を輪切りにして、その輪切りにした構造に対応する部分に造形材を噴射しながら、あたかも立体等高線地図を作るように順次積み重ねていく造形法である。このような三次元積層造形法としては、これまでに（イ）光硬化性樹脂を用いる光造形法、（ロ）粉末を用いる粉末積層法、（ハ）溶融させた樹脂を堆積させる溶融樹脂堆積法、（ニ）紙、プラスチックシートまたは金属等の薄板を積層する薄板積層法等が知られている。
【０００３】
近年ＣＡＤ技術の向上に伴い、三次元ＣＡＤを利用する各種造形法が急速に普及している。三次元ＣＡＤを利用して立体構造物を造形する、いわゆる三次元積層造形法は当初ラピッドプロトタイピング（ｒａｐｉｄ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）と呼ばれ、高速に試作品等を造形するための方法として開発されたものであるが、最近ではこのラピッドプロトタイピングを使用して金型を造形することが可能になったことから試作品分野だけでなく実際の製造分野でもかなり利用されるようになってきた。
【０００４】
三次元積層造形法の一つにインクジェット方式があるが、このインクジェット方式には大きく分けて２種類あって、その一つはマサチューセッツ工科大学で開発された澱粉や石膏の粉末層にバインダーをインクジェットで噴射して固めて積層造形する方法であり（粉末積層法）、他の一つは造形物用材料を直接噴射して積層造形する方法である（溶融樹脂堆積法）。粉末を使用する粉末積層法は噴射を終了した後で不要部分の粉末を除去しなければならないが、除去時に粉末が飛散するのでオフィスで使用するのは不適当である。それに対して、造形物用材料を直接噴射する積層造形法は材料粒子が飛散しないだけでなく、他の三次元積層造形法に比較して使用する装置の取り扱いが簡便で手軽に利用できるためオフィスでの使用に適している。このため、今後この造形法は三次元プリンターや三次元コピーマシン等に大いに利用されるものと考えられている。
【０００５】
造形物用材料を直接噴射する三次元積層造形法としてはロボットのアームにインジェクションノズルを取付けＸＹＺ方向（縦、横、高さの各方向）の三次元に移動させて造形する方法（特開昭６２−２５５１２４号公報）やインクジェットヘッドをＸ−Ｙ方向とＺ方向に配置させて造形する方法（特許第２１１３５２４号、特許第２６９７１３６号、特許第２７３８０１６号、特許第２７３８０１７号）等が知られているが、これらの造形法はいずれも造形中に積層造形物を支持するための支持部材がないため、対象とする立体構造物を輪切りにした時に浮島構造（ある層で突然形状が出てくるような構造物）やＨ字の横棒のような長い梁を有する構造物の場合には積層造形することが困難になってしまう。
【０００６】
そのため、造形できる構造物の種類が制約されて実用的な工業製品や医薬用モデルなどの複雑な構造物の造形には適さないものとされていた。
【０００７】
このような造形法の改良法として支持体を利用する方法がこれまでにも開発されている（特許第３１７９５４７号、特開平７−４０４４５号公報、特表平９−５０３９６９号公報）。そして、このような支持体を利用する造形法には積層造形物を支持体に埋設させる方法と積層造形物の必要な箇所にだけ柱状または板状の支持体を設ける方法がある。
【０００８】
また、支持体の作成方法として、上記したように造形物が支持体に埋設されるように作成する方法と、必要な箇所に柱状あるいは板状の支持体を作成する方法がある。インクジェット方式では両方法とも実用化されているが、いかなる複雑形状にも対応でき、特別なデータ処理（後者の方法は支持体を付与するためのデータ処理が必要）が不要という点で前者の造形物が支持体に埋設されるように作成する方法が良い。しかし、従来の方法は造形物を造形後、支持体をスプレイ乃至噴射する方法であった。
【０００９】
このような改良法を利用することによって複雑な形状をした三次元構造物の積層造形が可能になったが、この方法はインクジェットヘッドがＸ方向とＹ方向の二軸に制御されて移動するので積層造形に時間がかかるだけでなく寸法精度を高めるためにはインクジェットヘッドの加速や減速を厳密に制御しなければならず、また、高速化するにはインクジェットヘッドを軽量化したり装置の強度を大きくする必要がある等解決すべき課題を多く有している。
【００１０】
また、１ヘッドに多数のノズルを有するマルチノズルヘッド噴射機構を一軸制御しながら造形物が積層されるテーブルを二軸制御する方法も提案されている。
【００１１】
すなわち、マルチノズルヘッドをＸ軸方向のみに移動させながら造形物が積層されるテーブルをＹ方向に移動して第一層の積層造形が終わるとテーブルをマルチノズルヘッドから一層分後退（Ｚ方向）させる方法である。たとえば、インクジェットヘッドを一軸制御しながらテーブルに相当する紙を移動させる方式である。しかしながら、紙の印刷に比較して三次元積層造形法の場合は積層される材料の量が多いため積層中の造形物を載せたテーブルを急激に移動や停止をするためには装置を大きく、しかも強固にする必要がありオフィス用として使用することは不適当であると考えられる。
【００１２】
また、装置や造形方法の改良とは別に造形に使用する材料についても種々の改良が行われている。たとえば、インクジェット方式で使用される材料としては、ワックスやホットメルト材料のように常温では固体で加熱すると液体になる材料が多く使用されているが、これらの材料は脆いものが多く、造形した積層造形物が壊れやすいという欠点がある。この欠点を補うために積層造形用材料に靭性を付与させることも提案されているが（特開２００１−２１４０９８号公報）、このような材料の多くは固化した時に収縮による反りや変形を起こすため三次元積層造形物の寸法安定性を損なう場合が多い。
【００１３】
また、液状の光硬化性材料や熱硬化性材料を使用する方法も提案されているが、このような材料を使用する方法は材料の粘度が高いとノズルが目詰まりし、粘度が低いと噴射積層した後の光硬化中あるいは熱硬化中に「たれ」を生じるという問題がある。これを改良する方法として光硬化性材料の液滴が飛翔中に光照射して硬化するように液滴の飛翔経路に光を照射する方法も提案されているが（特許第２６９７１３８号）、この方法も光がインクジェットヘッド側に漏れて光が当たるためノズルに目詰まりが起き易いという欠点がある。
【００１４】
さらに、常温で液体のインクを噴射してインクを凍結させながら積層造形する方法が提案されているが（特許第２６６６０３４号）、この方法も積層造形物の凍結状態を保つことが困難であり、汎用の三次元積層造形用のプリンターやコピーマシン用としては不適当である。その他の三次元積層造形法としては下から上に向けてインクジェットを噴射する方法や横からインクジェットを噴射する方法等も知られているが、このような方法は常温で液体の材料を用いる場合は「たれ」が生じてしまうため好ましくない。
【００１５】
上記するように、これまでインクジェット方式の積層造形に関する方法や装置が種々提案されてきたが、三次元積層造形物を高速、安定、安価の要件を備え、しかもオフィスでの環境条件を満たす造形法はこれまで提供されていない。
【００１６】
積層造形用材料を直接噴射して積層造形するインクジェット方式は数十μｍの大きさの液滴を噴射して一層づつ積層造形するため造形時間を短縮するためには、いかに多くの液滴を短時間で噴射させるかが大きな課題である。
【００１７】
このためにはヘッドのノズル数を増やすこと噴射の応答周波数を高くすること、ヘッドの移動距離を短くすること、またノズルの径を大きくして液滴を大きくすること等々が考えられる。しかしながら、液滴の大きさが１００μｍを超えると液滴の自重の影響が大きくなってしまい、精度良く高速で噴射できないという問題が生じてしまいノズル径を大きくすることは好ましくない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの従来の技術の問題点を解消するために、少なくとも目的とする造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させることによって積層造形を可能にしたものである。
【００１９】
この方式を採用することによって造形時間の短縮ができるばかりでなく、マルチヘッドユニットの移動が一軸制御なので簡便、軽量で装置の強度もそれほど大きくする必要がないと言う知見に基づくものである。
【００２０】
しかも、一軸制御は二軸制御に比較して噴射位置の精度が向上するため精度のよい造形物の造形ができる利点があるだけでなく、ヘッドは多数のノズルを集合した（マルチノズル）ものであり、また、ヘッドユニットはヘッドを複数に配列しているため、たとえノズルの１つが目詰まり等のトラブルを生じてもトラブルが生じたヘッドだけを交換すればよいため保守管理も容易になるという優れた特性を有するものである。
【００２１】
すなわち、この出願の発明は、第１には、噴射の幅が少なくとも造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させながら、造形物を固定するテーブルに向けて支持体用材料を第１のヘッドユニットのノズルより噴射して支持体を形成しつつ、且つ第２のヘッドユニットのノズルより造形物用材料を噴射して造形して一層分の造形終了後、前記テーブル又は前記マルチヘッドユニットを一層分移動させて再び支持体用材料および造形物用材料を噴射することを繰り返す三次元積層造形法を提供するものであり、第２には、上記造形法において、支持体用材料および造形物用材料の噴射をインクジェット方式でおこなう方法を提供するものであり、また、第３には、上記造形法において、造形物が支持体に埋設されるように造形する方法を提供するものであり、また、第４には、上記造形法において、支持体用材料は常温で固体であり、造形物用材料は常温で液体であることを特徴とする方法を提供するものであり、さらに、第５には、上記造形法において、マルチヘッドユニットが移動する往路および復路それぞれで支持体用材料および造形物用材料を噴射する方法を提供するものである。
【００２２】
そして、この出願の発明は、第６には、噴射の幅が少なくとも造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向あるいは二軸方向に移動させる手段および支持体用材料および造形物用材料を噴射する手段、ならびに積層する手段を有するインクジェット方式による三次元積層造形装置を提供するものであり、第７には、上記造形装置において、ヘッドは複数のノズルをライン状ないしマトリックス状に並べたマルチノズルであることを特徴とする装置を提供するものであり、また第８には、上記造形装置において、ヘッドユニットは複数のヘッドを一組として移動方向に対して垂直方向に所定解像度ピッチ分だけずらして設けたことを特徴とする装置を提供するものであり、そして、第９には、上記造形装置において、ヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させるに際し、マルチヘッドユニットの往路および復路それぞれで支持体用材料および造形物用材料を噴射する手段を有する装置を提供するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この出願の発明をさらに詳細に説明する。
３次元ＣＡＤで設計された３次元形状あるいは３次元スキャナーやディジタイザーで取り込んだ３次元形状のサーフェイスデータあるいはソリッドデータをＳＴＬフォーマットに変換して出力する。
【００２４】
このデータを積層造形機に入力する。造形しようとする３次元形状の造形方向を決める。造形方向は特に制約はないが、通常はＺ軸方向（高さ方向）が最も低くなる方向を選ぶ。造形方向を確定したら、その３次元形状のＸ−Ｙ軸面、Ｘ−Ｚ軸面、Ｙ−Ｚ軸面への投影面積を求める。
【００２５】
得られたブロック形状に補強のためＸ−Ｙ軸面の上面を除いて、その他の各面を適当量外側に移動させる。移動させる量は特に制約はないが、形状や大きさや使用材料で異なるが１〜１０ｍｍ程度である。これで造形しようとする形状を閉じ込めた（上面は解放されている。）ブロック形状が特定される。
【００２６】
このブロック形状を一層の厚さでＺ方向に輪切り（スライスするとも言う。）にする。輪切りにする一層の厚さは使う材料によるが通常は２０〜６０μｍである。造形しようとする造形物が１個の場合はこのブロック形状がＺステージ（一層造形毎に一層づつ移動する造形物をのせるテーブル。移動はテーブルが下降する場合や、噴射ノズルが上昇する場合がある。どちらでも良いが、テーブルが下降した方が安定で位置精度が良くなる。）の真中に来るように配置される。
【００２７】
また、複数個同時に造形する場合はブロック形状がＺステージに配置されるが、ブロック形状を積み重ねることも可能である。これらブロック形状化や輪切りデータ（スライスデータ：等高線データ）やＺステージへの配置は、使用材料を指定すれば自動的に作成することも可能である。
【００２８】
この出願の発明は、多数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを、複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動することによって積層造形する造形法である。具体的には１つの固定プレートに設けられたマルチヘッドユニットから支持体用材料をインクジェット噴射して支持体となる溝や堰を予め造形して、その中にもう１つの固定プレートに設けられたヘッドユニットから造形物用材料をインクジェット噴射して積層する三次元の積層体を造形する方法である。このようにして上方から下方のテーブルに向けてインクジェットの噴射してテーブル（Ｚステージ）の同一平面（Ｘ−Ｙ軸方向）の積層が終わるとテーブルをマルチノズルヘッドから一層分後退（Ｚ軸方向に移動）させるか、テーブルを固定しておいて、マルチヘッドユニットを一層分上昇させる操作を繰り返しながら積層造形するものである。
【００２９】
この場合、テーブルのＸ−Ｙ軸方向の急激な移動や停止がなくなり、装置を強固にすることなく小さくすることができる。また、テーブル又はマルチヘッドユニットのＺ軸方向の移動は、一層分の微小な移動のみでありこの問題はない。
【００３０】
この造形法は造形物用材料を噴射する時は支持体からなる溝や堰が既に形成されているため造形物用材料として、たとえ常温で液体の材料や粘度の低い材料を使用しても「たれ」の心配がなく従来使用できなかった光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂でも幅広く使用することが可能になる。
【００３１】
また、この出願の発明はヘッドユニットの配列を工夫することによってマルチヘッドユニットが移動する往路および復路の両方でマルチノズルから支持体用材料および造形物用材料を噴射することができるため造形時間をより短縮させることが可能になるということを見出したのである。
【００３２】
すなわち、支持体造形用ヘッドユニットと造形物造形用ヘッドユニットの配列をマルチヘッドユニットの移動方向に対して設けることによってマルチヘッドユニットの往路および復路それぞれで支持体用材料と造形物用材料を噴射して積層することを可能にしたものであるが、図を用いてさらに詳細に説明する。
【００３３】
図１はこの出願の発明の装置全体を示した構成図を示したものであり、図２〜図８はこの装置を使用して三次元積層造形物を造形している形態を詳細に示したものであり、図９は造形後支持体用材料を取り除いた造形物であり、図１０〜図１３は吐出ノズルユニットの機構および配列を示す図である。
【００３４】
この装置の全体を示す図１から明らかなように、この装置は制御コンピュータ（１）に連結したコントローラ（２）によって吐出ノズルのＸ−Ｙ軸方向移動制御装置（５）とＺ軸方向移動制御装置（７）を制御している。
【００３５】
また、ポンプ制御装置（９）は支持体材料用ポンプ（１０）と造形物材料用ポンプ（１１）を制御して、リザーバ（６）への造形物材料と支持体材料の供給量を制御している。この装置を使用する三次元積層造形物の具体的な造形方法を図１にしたがって説明すると、制御コンピュータ（１）に所望の造形物の形状を読み込ませておき、読み込ませた形状に応じてコントローラ（２）が造形用材料吐出ノズルユニット（３）と支持体用材料吐出ユニット（４）をＸ−Ｙ軸方向（５）とＺ軸方向（７）、いわゆる平面方向と深さ方向の移動を制御する。
【００３６】
ここで、造形用材料吐出ノズルユニット（３）および支持体用材料吐出ノズルユニット（４）からの各材料の吐出の制御は、図１０〜図１３にて後述するためここでは説明を省略する。
【００３７】
このように、この出願の発明は、造形材料と支持材料の供給量と吐出、および吐出ノズルユニット（３）、（４）の平面方向とテーブル（８）の高さの移動量を制御しながら造形物（１２）を造形しようとするものである。
【００３８】
このようにして造形された造形物（１２）が図１のテーブル（８）上に示されているが、図１からも明らかなようにこの出願の発明は単に制御されたノズルとテーブルを利用して造形物（１２）を造形するだけでなく、造形物（１２）が硬化するまで造形物（１２）が変形しないように短時間で硬化する支持用材料を造形物（１２）の周囲に吐出しながら造形物（１２）を造形する方法に特徴を有するものであり、この支持体用材料を造形用材料と共に吐出しながら造形物（１２）を造形する形態を詳細に示したのが図２〜図８である。
【００３９】
図２はテーブル（８）上にＸ−Ｙ軸方向に制御しながら造形物を支持するための支持体用材料を支持体用材料吐出ノズルユニット（４）から吐出して支持体（１３）を成形する形態を示している。図３は造形用材料吐出ノズルユニット（３）から造形用材料（１２）を吐出している形態を示している。そして、図４は造形用材料吐出ノズルユニット（３）から造形用材料（１２）を吐出しながら、造形物の輪郭を形成する位置に支持体用材料吐出ノズルユニットから支持体用材料（１３）を吐出している形態を示しているが、図４から明らかな様に、この時は先に吐出した支持体（１３）は固化しており、未硬化の造形用材料（１２）が決められた形状の外へ流出するのを抑制されている。
【００４０】
この様にして一層目が終了するとテーブル（８）は図１のＺ方向へ移動した後で一層目と同じ操作を繰り返しながら造形物（１２）を造形するのである。
【００４１】
この時の操作を示したものが図６〜図８である。なお、図８は造形用材料と支持体用材料が同一平面になっているが、さらに、造形物（１２）が完全に被覆されるまで支持体用材料を吐出する方法が適用できることは当然である。
【００４２】
図９はこの様にして造形した後で支持体を取り除いた時の造形物の斜視図である。図１０〜図１３は吐出ノズルユニットの機構および配列を示す図である。
【００４３】
図１０は多数のノズルがライン状に配列されているヘッドの分解斜視図であり、図１１はその部分断面図である。図１０および図１１に示されているように、ステンレス等で成形された取付けベース（１１１）上にダイヤフラムプレート（１０９）、リストリクタプレート（１０６）、加圧室プレート（１０４）とニッケル材等で成形されたノズルプレート（１０２）がエポキシ材料等の接着剤で接着されて一体になっている。
【００４４】
また、ダイヤフラムプレート（１０９）の振動板（１０７）の下方位置に設けられている圧電素子（１１２）はセラミックスやポリイミド等の絶縁物で成形された支持基板（１１４）にシリコン系の接着剤で連結されている。また、取付けベース（１１１）は図示しないネジ等の手段により装置に取付けられている。そして、ノズルプレート（１０２）や取付けベース（１１１）に取付けられている噴射材料の流路は気密性を保つことはもちろん、エポキシ等の接着剤の「はみ出し」により流路が塞がれることがないようにすることが必要である。
【００４５】
噴射材料の材料タンクからノズル（１０１）までの流路工程を説明すると、噴射材料供給路（１１０）→フィルタ部（１０８）→リストリクタ（１０５）→加圧室（１０３）→ノズル（１０１）となる。そして、支持基板上（１１４）に取付けられた圧電素子（１１２）への電気信号の印加および切断によりダイヤフラムプレート（１０９）の振動板（１０７）が撓みと復元を繰り返すことによって５個の任意のノズル（１０１）からの噴射材料の小滴が噴射され、それに応じて上記流路工程を経由して新しい噴射材料が加圧室（１０３）へ供給されるようになっている。
【００４６】
ヘッドとは複数のノズル（１０１）をライン状ないしマトリックス状に配列した構造の噴射機構を意味するものであるが、この出願の発明では図１２に例示したノズルプレート（１０２）にノズル（１０１）を一列に配置したものを用いて説明する。
【００４７】
このノズルプレート（１０２）の配列について説明するとニッケル材等からなるノズルプレート（１０２）に設けられている５個のノズルプレート（１０１）間のピッチはそれぞれ、所定解像度ピッチの４倍の設定となっている。マルチノズルプレートユニット（１１５）はノズルプレート（１０２）４個を一組として矢印Ａ，Ｂに対して垂直方向に所定解像度ピッチ分だけ階段状にずらして固定プレート（１１６）に設けられている。
【００４８】
ここで、矢印Ａ方向はノズルプレート（１０２）の往路の移動方向を示し、矢印Ｂは復路の移動方法を示している。また、マルチノズルプレートユニット（１１５）（１１７）（１１８）は、矢印Ａ、Ｂ方向の垂直方向所定解像度ピッチがそれぞれ繋がるよう固定プレート（１１６）に固定されている。同じくマルチノズルプレートユニット（１２１）（１２２）（１２３）および（１２４）（１２５）（１２６）はそれぞれ固定プレート（１１９）および（１２０）に図示されないネジで固定されて一体化されている。なお、マルチノズルプレートユニット（１１５）、（１２１）、（１２４）、マルチノズルプレートユニット（１１７）、（１２２）、（１２５）、マルチノズルプレートユニット（１１８）、（１２３）、（１２６）のノズルは同じ高さ水準になるように配置されている。
【００４９】
そして、ノズルプレート（１０２）の噴射材料の噴射の形態を説明すると固定プレート（１１６）のマルチノズルプレートユニット（１１５）、（１１７）、（１１８）および固定プレート（１２０）のマルチノズルプレートユニット（１２４）、（１２５）、（１２６）からは支持体用材料であるソリッドインクが、固定プレート（１１９）のマルチノズルプレートユニット（１２１）、（１２２）、（１２３）からは造形物用材料である光硬化性樹脂インクや熱硬化性樹脂インクが噴射されるように構成されている。
【００５０】
一体化された固定プレート（１１６）、（１１９）、（１２０）が往路となる矢印Ａ方向に移動するときはマルチノズルプレートユニット（１１５）、（１１７）、（１１８）から、また、復路となる矢印Ｂに移動するときはマルチノズルプレートユニット（１２４）、（１２５）、（１２６）から支持体を形成するソリッドインクが噴射される。ここで矢印Ａ，Ｂ方向の移動時におけるマルチノズルプレートユニット（１１５）、（１１７）、（１１８）およびマルチノズルプレートユニット（１２４）、（１２５）、（１２６）は所定位置に所定解像度となるようソリッドインクの噴射タイミングを制御している。
【００５１】
こうして予め造形された支持体の溝や堰の中にマルチノズルプレートユニット（１２１）、（１２２）、（１２３）から造形物用材料である光硬化性樹脂インクや熱硬化性樹脂インクが噴射する。そして、図示されない紫外線照射器や赤外線照射器等によって重合硬化するようになっている。このように光硬化性樹脂インクや熱硬化性樹脂インクが常温で液体であっても「たれ」の心配がなくなる。
【００５２】
また、一体化された固定プレート（１１６）、（１１９）、（１２０）の往路および復路の移動毎に光硬化性樹脂インクや熱硬化性樹脂インクを噴射することが可能になり積層造形の速度を高めることが可能となる。
【００５３】
図１３は、ノズルプレート（１０２）の配列方法を変えた他の実施例を示している。固定プレート（１２７）はノズルプレート（１０２）の移動時の往路である矢印Ａおよび復路である矢印Ｂに対して垂直方向にノズル（１０１）のピッチが所定解像度となるように複数のノズルプレート（１０２）を傾斜させて固定している。固定プレート（１２８）、（１２９）は、固定プレート（１２７）と同じノズルプレート（２）の配列構成の固定ブレートで、固定プレート（１２７）、（１２８）、（１２９）間のぞれぞれのノズルプレート（１０２）におけるノズル配列高さはすべて同じになるように一体化されている。また、固定プレート（１２７）、（１２９）からは支持体用材料であるソリッドインクが、固定プレート（１２８）からは造形物用材料である光硬化性材料インクが噴射されるように構成されている。なお、各ノズルプレート（１０２）の噴射形態については、図１２での説明と同じであるため省略する。
【００５４】
この出願の発明はこのようにノズルプレート（１０２）の移動時の矢印Ａ，Ｂ方向に対して複数のノズルプレート（１０２）の実装密度を高められるばかりでなく、ノズルプレート（１０２）を追加した分だけ矢印Ａ，Ｂ方向の垂直方向の噴射幅を増やせるため、最低限の個数のノズルプレート（１０２）を用いて指定の噴射幅に効率よく設定できるといった利点がある。
【００５５】
このようにして積層造形が完了したら、支持体に埋設されている積層造形物から支持体を除去することによって三次元積層造形を完了するのである。
【００５６】
支持体を除去する一般的な方法としては加熱溶融する方法や溶剤で溶解させる方法等がある。溶剤で溶解させる方法は早くてきれいに除去できるが溶剤を用いるためオフィス環境では好ましくない。通常は加熱オーブンで溶融除去して支持体用材料を回収し再利用することが行なわれている。
【００５７】
もちろん、溶融除去しきれずに少量残った支持体材料を溶剤で洗浄することは可能であるが、環境面を考慮すれば支持体用材料が温かい内にアセトン等の溶剤を湿らせた布等で拭き取るのが好ましい。
【００５８】
使用可能な溶剤としては、メチルエチルアルコール、エチルアルコール、アセトン、トルエン、クロロホルム、塩化メチレン、ジメチルスルホオキサイド（ＤＭＳＯ）等があり、これら溶剤を２種類以上組み合わせて使用してもよい。
【００５９】
この出願の発明を詳細に説明したが、この発明で使用する支持体用材料としてはモノアミド、ビスアミド、テトラアミド、ポリアミド、エステルアミド、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、アクリル酸系及びメタクリル酸系高分子、スチレン系高分子、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリケトン、シリコーン樹脂、クマロン樹脂、脂肪酸エステル、トリグリセライド、天然樹脂、天然及び合成ワックス等から選択された１種ないし２種以上を組み合わせたものが使用できる。さらに機能性を発現させるためには各種の表面処理剤、界面活性剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤等を混合すると良い。また、着色剤としては、顔料や油性染料等の任意の着色剤が使用できるし色の調整等で２種類以上の着色剤を適時混合することも可能である。
【００６０】
そして、このような材料を配合することによって融点が８０℃程度の支持体用材料として好適なソリッドインクを調整するのである。このように調整されたソリッドインクはノズルから噴射してテーブルに付着すると即座に固化するため、溶剤の乾燥工程を経ることなく造形物用材料の噴射が可能になるのである。
【００６１】
また、造形物用材料は、活性エネルギー線照射、加熱等により硬化する材料であって、たとえば活性エネルギー線硬化性または熱硬化性化合物および必要に応じて活性エネルギー線照射または加熱により硬化しないイナートポリマーを含有させることも可能である。いずれにしても、造形物用材料は、ノズルの詰まりを防止する点からも常温で液体であることが好ましい。
【００６２】
活性エネルギー線硬化性化合物とは活性エネルギー線を照射することによりラジカル重合、またはカチオン重合する化合物であって、ラジカル重合する化合物としてはエチレン性不飽和基を有する化合物、カチオン重合する化合物としては脂環式エポキシ基、またはオキセタン環を有する化合物が好適に用いられる。
【００６３】
エチレン性不飽和基を有する化合物としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリレート系化合物、ビニルエーテル系化合物、ポリアリル化合物、エチレン性不飽和基を有するポリマーなどが挙げられる。これら化合物は、単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
（メタ）アクリレート系化合物のうち、単官能（メタ）アクリレート系化合物としてはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ｎ−ブトキシエチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリロイロキシエチルハイドロゲンサクシネート、（メタ）アクリロイロキシプロピルハイドロゲンフタレート、（メタ）アクリロイロキシエチル２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピル（メタ）アクリレート、モノ（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）アシッドフォスフェートなどを例示することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
また、多官能の（メタ）アクリル系化合物としては、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレートモノマーに加えてウレタンアクリル、エポキシアクリル、エステルアクリルが例として挙げられるが必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６６】
ビニルエーテル系化合物のうち、単官能のビニルエーテル化合物としては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等が挙げられる。
【００６７】
また、多官能のビニルエーテル系化合物としては、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、トリプロピレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、１，４−ブタンジエールジビニルエーテル、１，６−ヘキサンジオールエーテルジビニルエーテル、グリセロールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、１，４−ジヒドロキシシクロヘキサンジビニルエーテル、１，４−ジヒドロキシメチルシクロヘキサンジビニルエーテル、ビスフェノールＡジエトキシジビニルエーテル、ビスフェノールＳジエトキシジビニルエーテル等のジビニルエーテル系化合物が挙げられる。
【００６８】
また、グリセロールトリビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、ジペンタエリスリトールポリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンポリビニルエーテル等の３官能以上のポリビニルエーテル化合物が挙げられる。
【００６９】
また、エチレン性不飽和基を有するポリマーとしては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架矯性基を該線状高分子に導入した材料が挙げられる。
【００７０】
また、スチレン−無水マレイン酸共重合体やα―オレフィン−無水マレイン酸共重合体の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものが挙げられる。
【００７１】
また脂環式エポキシ基を有する化合物とは、カチオン重合開始剤が発生した酸により、エポキシ基同士が付加反応により重合していく化合物であり、具体的には以下の化合物が挙げられる。
【００７２】
【化１】

【００７３】
【化２】

【００７４】
【化３】

【００７５】
【化４】

【００７６】
オキセタン環を有する化合物は単独では硬化性に乏しいが、脂環式エポキシ基を有する化合物と組み合わせて用いることにより、硬化性の向上および造形物用材料の低粘度化を図ることができる。
【００７７】
具体的には以下の化合物が挙げられる。
【００７８】
【化５】

【００７９】
（ここで、Ｒ３はヒドロキシル基、（メタ）アクリロイロキシ基、フェノキシ基、ヘキシルエーテル、ベンジルエーテル、アリルエーテルなどのアルキルエーテルまたはアルコキシ基を示す。）
【００８０】
【化６】

【００８１】
（ここで、Ｒ４は酸素原子、ｐ−キシリレンジオール、アジペート、テレフタレート、シクロヘキサンジカルボキシレートなどのアルキレン鎖を示す。）
オキセタン環を有する化合物は、脂環式エポキシ基を有する化合物１００重量部に対して、３〜１０００重量部の比率で含有させることが好ましい。オキセタン環を有する化合物の含有量が３重量部未満では硬化性向上効果が低く、１０００重量部を超えて含有させても、さらなる硬化性向上効果は認められない。
【００８２】
また、造形物用材料には、粘度、硬化性、硬化物の物性を調整するため、架橋剤または活性エネルギー線により硬化しないイナートポリマーを含有させることができる。このようなものとしては、重合度１０〜１００００あるいは、重合平均分子量が１０^３〜１０^６のイナートポリマーが好ましい。
【００８３】
イナートポリマーとして具体的には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリブタジエン系樹脂、および、ポリウレタン樹脂等の樹脂やその変性樹脂を単独で、あるいは２種以上の混合して用いてもよい。
【００８４】
本発明に用いられる造形物用材料には、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシュウム等の無彩色の顔料または有彩色の有機顔料、染料等が使用できる。
【００８５】
有機顔料としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカートット、パーマネントレッド２Ｂ等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系有機顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のぺリレン系有機顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系有機顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロンエロー等のキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエロー等のイソインドリン系有機顔料、その他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
【００８６】
有機顔料をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ）ナンバーで例示すると、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエローとしては１２，１３，１４，１７，２０，２４，７４，８３，８６，９３，１０９，１１０，１１７，１２５，１２８，１２９，１３７，１３８，１３９，１４７，１４８，１５０，１５１，１５３，１５４，１５５，１６６，１６８，１８０，１８５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッドとしては９，４８，４９，５２，５３，５７，９７，１２２，１２３，１４９，１６８，１７７，１８０，１９２，２０２，２０６，２１５，２１６，２１７，２２０，２２３，２２４，２２６，２２７，２２８，２３８，２４０、
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレットとしては１９，２３，２９，３０，３７，
４０，５０、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルーとしては１５，１５：１，１５：３，１５：４，１５：６，２２，６０，６４、
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーンとしては７，３６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウンとしては２３，２５，２６
等が挙げられる。
【００８７】
造形物用材料を紫外線でラジカル重合により硬化する場合には、ラジカル光重合開始剤やラジカル光重合開始助剤を添加することができる。ラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン（市販品：「カヤキュアＢＰ−１００（日本化薬（株）製）」等）、Ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル（市販品：「ダイトキュアＯＢ（大東化学（株）製）等」、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルスルフィド（市販品：「カヤキュアＢＭＳ（日本化薬（株）製）」等）、２，４−ジエチルチオキサントン（市販品：「カヤキュアＤＥＴＸ−Ｓ（日本化薬（株）製）」等）、２−イソプロピルチオキサントン（市販品：「エザキュアＩＴＸ（ヘンケル白水（株）製）」等）、ベンゾイルエチルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（市販品：「ダロキュア１１７３（チバ・ガイギ−社製）」等）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−メチルプロパン−１−オン（市販品：「ダロキュア１１６４（同）」等）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（市販品：「イルガキュア１８４（同）」等）、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（市販品：「インガキュア６５１（同）」等）、アルキルフェニルグリオキシレート（市販品：「バイキュア５５（アクゾジャパン（株）製）」等）、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（市販品：「インガキュア９０７（チバガイギー社製）」等）、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１（市販品：「インガキュア３６９（同）」等）、２，２−ジエトキシアセトフェノン（市販品：「ＤＥＡＰ（長瀬産業（株）製）」等）、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド（市販品：「ルシリンＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）」等）、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル（市販品：「カヤキュアＥＰＡ（日本化薬（株）製）」等）、ｐ−ジメチル安息香酸イソアミル、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンソフェノン、ジメチルエタノールアミン等が挙げられる。
【００８８】
また、造形物用材料をカチオン重合により硬化する場合にはカチオン光重合開始剤を添加する。カチオン光重合開始剤としては、ルイース酸のジアゾニウム塩，ルイース酸のヨードニウム塩、ルイース酸のスルホニウム塩、ルイース酸のホスホニウム塩等が挙げられる。具体例としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロホスホネート（市販品：「サイラキュアＵＶＩ−６９９０（ユニオン・カーバイド社製）」等）、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート（市販品：「サイラキュアＵＶＩ−６９７４（同）」等）、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロアンチモネート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフェニルジアゾニウムヘキサフロロホスホネート、ｐ−メトキシフェニルジアゾニウムフロロホスホネート、トリルクミルヨードニウムテトラキスー（ペンタフルオロフェニル）ボレート、「サンエイドＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業（株）製）」、「サンエイドＳＩ−８０Ｌ（同）」等が挙げられる。
【００８９】
造形物用材料の活性エネルギー線照射、加熱以外の硬化方法としては以下の方法が考えられる。
（１）アルデヒドによる硬化
プロトン酸やルイス酸の存在下、二重結合や水酸基を持つ化合物とホルムアルデヒドやジアルデヒド類で硬化させる。（例：ポリビニルアルコールとグルタールアルデヒド）
（２）酸化による硬化
不飽和化合物と空中の酸素による自動酸化反応や遷移金属塩ドライヤーを使った硬化（例：アマニ油、大豆油とナフテン酸コバルトと酸素（空気））
（３）フェノール化合物、メラミン化合物による硬化
二重結合、ニトリル基、メルカプト基、カルボニル基およびカルボキシル基などを有する化合物とジーあるいはポリメチロールフェノール化合物による硬化。またカルボキシル基、カルボニル基や水酸基を持つ化合物とメラミン、尿素のようなアミノ化合物による硬化
（例：メラミンとホルマリン。フェノールとホルマリンと酸触媒）
（４）加硫による硬化（例：ポリブタジエンとチオカルバミン酸鉄）
（５）キレートによる硬化（例：ポリアクリル酸と塩化亜鉛）
（６）マイケル付加による硬化（例：ジマレインイミドとジアミン）
（７）過酸化物による硬化（例：無水マレイン酸変性ポリエステルと過酸化ベン
ゾイル）
（８）シラン化合物による硬化（例：テトラメトキシシランと水、又は塩酸）
硬化方法としては、１００℃以下で硬化できる方法があれば特に限定はなく、例えば、山下晋三編「架橋剤ハンドブック」大成社発行、昭和６２年版に記載されている硬化方法を用いることができ、場合によっては二つまたはそれ以上の硬化方法の併用も可能である。
【００９０】
また、造形物用材料には、粘度を調整する目的で溶剤を添加することができる。
【００９１】
溶剤としては、例えばケトン類、芳香族、アルコール類、セロソルブ類、エーテルアルコール類、エステル類等を使用できる。これら溶剤は２種類以上を組み合わせて用いても良い。ケトン類としてはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、３−ペンタノン、２−ペンタノン等が挙げられ、芳香族類としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、クロロベンゼン等が挙げられる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノール、イソブタノール、ネオペンチルブタノール、ヘキサノール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。セルソルブ類としてはメチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、ヘキシルセルソルブ等が挙げられる。エーテルアルコール類では、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル等が挙げられる。エステル類としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、ノルマルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。
【００９２】
【発明の効果】
高精度の造形物を高速に造形することが可能になるばかりでなく、装置の軽量化と簡便化を図ることができる。しかも、多数のノズルを有するヘッドを多数配列させているので、目詰まり等のトラブルが起きた時にはそのヘッドのみを交換すればよく保守管理が容易である。さらに、支持体用材料を常温で固体のものを使用し、造形物用材料を常温で液体のものを使用しているが支持体用材料で造形した溝や堰の中に造形物用材料を噴射しているため造形物用材料が常温で液体の材料を使用しても「たれ」の心配がなく広範囲の光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。
【００９３】
また、常温で液体の造形用材料を使用するためインクジェットで噴射する際も高温にして低粘度化する必要がなく造形用材料に光硬化性や熱硬化性の重合材料を用いても熱重合による高粘度化やゲル化が起こりにくいためインクジェットのヘッドを長期間安定して使用することができる。
【００９４】
また、多数のノズルを有するヘッドを多数配列したヘッドユニットを複数設けたマルチヘッドユニットの往路および復路それぞれで支持体用材料および造形物用材料を噴射して積層造形するようにしているので高速造形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の装置全体を表す構成図である。
【図２】最初の支持体用材料を吐出している状態を示す側面図である。
【図３】造形用材料を吐出して第一層目を造形している状態を示す側面図である。
【図４】支持体用材料の端部と造形用材料を同時に吐出して第一層目を造形している状態を示す側面図である。
【図５】支持体用材料を吐出して第二層目を造形している状態を示す側面図である。
【図６】支持体用材料と造形用材料を同時に吐出して第二層目を造形している状態を示す側面図である。
【図７】支持体用材料が吐出して第二層目の端部を造形している状態を示す側面図である。
【図８】造形の最終段階を示す側面図である。
【図９】造形後支持体用材料を取り除いた造形物の斜視図である。
【図１０】ヘッドの分解斜視図である。
【図１１】ヘッドの部分断面図である。
【図１２】ヘッドユニットの配列状態を示すマルチヘッドユニットの模式図である。
【図１３】ヘッドユニットの異なった配列状態を示すマルチヘッドユニットの模式図である。
【符号の説明】
１　制御コンピュータ
２　コントローラ
３　造形用材料吐出ノズルユニット
４　支持体用材料吐出ノズルユニット
５　Ｘ−Ｙ軸方向移動制御装置
６　リザーバ
７　Ｚ軸方向移動制御装置
８　テーブル
９　ポンプ制御装置
１０　支持体用材料ポンプ
１１　造形物用材料用ポンプ
１２　造形物
１３　支持体
１０１　ノズル
１０２　ノズルプレート
１０３　噴射材料を蓄える加圧室である。
１０４　加圧室プレート
１０５　リストリクタ
１０６　リストリクタプレート
１０７　加圧室の一部を形成した振動板である。
１０８　フィルタ部
１０９　ダイヤフラムプレート
１１０　噴射材料供給路
１１１　取付けベース
１１２　圧電素子
１１３　接着剤
１１４　支持基板
１１５，１１７，１１８　マルチノズルプレートユニット
１１６，１１９，１２０　固定プレート
１２１，１２２，１２３　マルチノズルプレートユニット
１２４，１２５，１２６　マルチノズルプレートユニット
１２７，１２８，１２９　固定プレート
Ａ　ノズルプレートの移動方向を示す矢印である。
Ｂ　ノズルプレートの移動方向を示す矢印である。

Claims

噴射の幅が少なくとも造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させながら、造形物を固定するテーブルに向けて支持体用材料を第１のヘッドユニットのノズルより噴射して支持体を形成しつつ、且つ第２のヘッドユニットのノズルより造形物用材料を噴射して造形して一層分の造形終了後、前記テーブル又は前記マルチヘッドユニットを一層分移動させて再び支持体用材料および造形物用材料を噴射することを繰り返すことを特徴とする三次元積層造形法。
支持体用材料および造形物用材料の噴射をインクジェット方式でおこなうことを特徴とする請求項１の三次元積層造形法。
造形物が支持体に埋設されるように造形することを特徴とする請求項１の三次元積層造形法。
支持体用材料は常温で固体であり、造形物用材料は常温で液体であることを特徴とする請求項１の三次元積層造形法。
マルチヘッドユニットが移動する往路および復路それぞれで支持体用材料および造形物用材料を噴射することを特徴とする請求項１の三次元積層造形法。
噴射の幅が少なくとも造形範囲の一辺の長さ以上である複数のノズルを有するヘッドを複数個配列したヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向あるいは二軸方向に移動させる手段および支持体用材料および造形物用材料を噴射する手段、ならびに積層する手段を有することを特徴とするインクジェット方式による三次元積層造形装置。
ヘッドは複数のノズルをライン状ないしマトリックス状に並べたマルチノズルであることを特徴とする請求項６の三次元造形装置
ヘッドユニットは複数のヘッドを一組として移動方向に対して垂直方向に所定解像度ピッチ分だけずらして設けたことを特徴とする請求項６の三次元積層造形装置。
ヘッドユニットを複数個設けたマルチヘッドユニットを一軸方向に移動させるに際し、マルチヘッドユニットの往路および復路それぞれで支持体用材料および造形物用材料を噴射する手段を有することを特徴とする請求項６の三次元積層造形装置。