JPH10264258A

JPH10264258A - 三次元物体形成方法、三次元物体形成装置及び三次元物体

Info

Publication number: JPH10264258A
Application number: JP9088958A
Authority: JP
Inventors: Shinya Senoo; 晋哉妹尾; Wataru Otani; 渉大谷; Toshihiro Kanematsu; 俊宏金松
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は簡単にかつ安価に高精度の三次元物体
を形成する三次元物体形成方法、三次元物体形成装置及
び三次元物体を提供する。【解決手段】三次元物体形成装置１は、情報作成ユニッ
ト２の三次元物体の立体情報を元に断面データ作成ユニ
ット３で作成された断面形状データに基づき、断面像形
成ユニット４でシート材１２上に三次元物体形成材料１
６を散布・配置し、シート材１２の表面の三次元物体形
成材料１６はシート材１２の裏面にも所定量通過して付
着する。シート材１２はシート積層ユニット６で、加熱
されたシート載置台１７と圧板１８により接合束として
加圧・接合され、また三次元物体形成材料１６が硬化さ
れる。シート材１２の接合束の三次元物体形成材料１６
により三次元物体２０が形成されると、除去ユニット８
で紫外線照射し、シート材１２の三次元物体形成材料１
６部分以外の不要部分を脆弱化させて除去されて三次元
物体２０が取得される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元物体形成方
法、三次元物体形成装置及び三次元物体に関し、詳細に
は、三次元物体を安価に、かつ、精度良く形成する三次
元物体形成方法、三次元物体形成装置及び三次元物体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、製品を製作する前に製品の外観の
評価等を行うために、試作品、設計モデル等として予め
三次元物体を試作することが行われている。このような
三次元物体の形成方法としては、近時、設計段階からす
ぐにその原型を得ることのできる方法として、ＣＡＤ／
ＣＡＭデータ等のコンピュータの三次元物体の立体情報
に基づいて、三次元物体を形成する三次元物体形成方
法、三次元物体形成装置及びこれらの方法や装置で形成
した三次元物体が普及している。

【０００３】従来、この種の三次元物体形成方法及び三
次元物体形成装置としては、紙あるいはプラスチック等
からなるシート材を三次元物体形成材料として用い、該
シート材を重ね合わせて三次元物体を形成するもの（以
下、従来技術１という。）が知られている（特開平６−
１９０９２９号公報、特開平６−２７８２１４号公報、
特開平７−１９５５３１号公報、特開平７−１９５５３
２号公報及び特開平７−１９５５３３号公報参照）。

【０００４】この従来技術１は、例えば、特開平７−１
９５５３１号公報に記載されているように、複数のシー
ト材を重ね合わせた状態で互いに接着し、複数のシート
材の各々を形成対象である三次元物体の断面形状データ
に応じて切断して、当該切断されたシート材の三次元物
体の形成に用いられない不要部分を除去することによ
り、三次元物体を形成したり、例えば、特開平６−２７
８２１４号公報に記載されているように、複数のシート
材を重ね合わせた状態で接着し、該複数枚のシート材の
うち最上部に位置するシート材をレーザービーム等で形
成対象の三次元物体の断面形状に沿って切断し、切断さ
れたシート材の不要部分を除去する動作を繰り返すこと
により、三次元物体を形成している。

【０００５】また、他の従来の三次元物体形成方法及び
三次元物体形成装置としては、形成対象の三次元物体の
断面形状に応じて、光を光硬化性樹脂に照射し、該光硬
化性樹脂をその断面毎に段階的に硬化させて三次元物体
を形成するもの（以下、従来技術２という。）が知られ
ている（特開平４−２２１６２４号公報、特開平５−２
１２８０６号公報及び特開平７−６８６４７号公報参
照）。

【０００６】この従来技術２は、例えば、特開平５−２
１２８０６号公報に記載されているように、フィルム形
状の光硬化性樹脂に形成対象の三次元物体の断面形状デ
ータに応じて光を照射し、この光硬化性樹脂を硬化させ
ることで、三次元物体を形成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術にあっては、以下のような問題があった。すなわ
ち、従来技術１の三次元物体形成方法や三次元物体形成
装置にあっては、複雑な形状の三次元物体を形成しよう
とすると、切断された状態にある三次元物体形成材料に
おける三次元物体を形成しない部分（以下、不要部分と
いう。）が、容易には除去されず、複雑な形状の三次元
物体を形成することができない。

【０００８】すなわち、不要部分を除去する際に、形成
途中にある三次元物体に除去しようとする不要部分が引
っかかって、適切に除去することがでず、複雑な形状の
三次元物体を形成することができないという問題があっ
た。

【０００９】また、従来技術２の三次元物体形成方法や
三次元物体形成装置にあっては、従来技術１に比較し
て、複雑な形状の三次元物体を形成することはできる
が、材料として高価な光硬化性樹脂を使用する必要があ
るとともに、光硬化樹脂を硬化させる光を発生させる高
価な光源装置を必要とし、高価なものとなるという問題
があった。また、三次元物体全体を光硬化性樹脂を硬化
させることにより形成するため、光硬化性樹脂を硬化さ
せるのに時間を要し、三次元物体を形成するのに長時間
を要するという問題があった。

【００１０】さらに、最終的に形成される三次元物体に
着目すると、従来技術１により形成される三次元物体
は、形成に際して三次元物体形成材料としてのシート材
を接着させるための接着剤の厚みを一定に保つことが困
難であり、所望の形状を正確に再現することが困難で、
高精度の三次元物体を形成することが困難であるという
問題があった。また、従来技術２により形成される三次
元物体は、その全体が光硬化性樹脂からなるため、脆
く、壊れやすいだけでなく、形成された三次元物体の重
量が重たく、取り扱い性が悪いという問題があった。

【００１１】そこで、請求項１記載の発明は、所定の硬
化処理で硬化する三次元物体形成材料を所定量裏面に通
過させる所定の支持体の表面に、形成する三次元物体の
断面形状データに基づいて三次元物体形成材料を配置
し、当該三次元物体形成材料の配置された支持体と先に
三次元物体形成材料の配置された支持体との表裏面を合
わせて重ね合わせて加圧し、各支持体の表裏面の三次元
物体形成材料を接合させて硬化させる上記各処理を三次
元物体が形成されるまで行って、三次元物体が形成され
ると、複数の支持体に配置された三次元物体形成材料に
より三次元物体の形成された支持体の接合束から三次元
物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を除去す
ることにより、支持体を挟んで三次元物体同士を接合す
るとともに、三次元物体部分を硬化させて、当該三次元
物体部分を壊すことなく、不要部分を適切に除去するこ
とができ、複雑な形状の三次元物体を安価に、かつ、容
易に形成することのできる三次元物体形成方法を提供す
ることを目的としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、三次元物体形成材
料として、所定のエネルギー線の照射によって硬化する
材料を使用し、支持体の三次元物体形成材料にエネルギ
ー線を照射するエネルギー線照射処理を行って三次元物
体形成材料を硬化させることにより、剛性の高い三次元
物体を形成することができるとともに、積層厚みを管理
した状態を保ったまま、三次元物体形成材料を硬化させ
て、厚み方向の寸法精度を向上させることのできる三次
元物体形成方法を提供することを目的としている。

【００１３】請求項３記載の発明は、三次元物体形成材
料として、所定温度に加熱されることにより硬化する材
料を使用し、支持体の三次元物体形成材料を所定温度に
加熱する加熱処理を行って三次元物体形成材料を硬化さ
せることにより、三次元物体形成材料が支持体中に浸透
して隣接する支持体上の三次元物体形成材料と接合した
状態を保ったまま迅速に三次元物体形成材料を硬化させ
ることができ、積層厚みのバラツキを低減させることが
できるとともに、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元物
体を形成することのできる三次元物体形成方法を提供す
ることを目的としている。

【００１４】請求項４記載の発明は、断面形状データに
基づいて三次元物体形成材料を含有する液体を支持体表
面に散布して三次元物体形成材料を配置することによ
り、支持体への三次元物体の配置を迅速に行うことがで
きるとともに、三次元物体の厚さを均一にして、より一
層厚み方向の寸法精度の良好な三次元物体形成方法を提
供することを目的としている。

【００１５】請求項５記載の発明は、支持体として、紫
外線の照射によって脆弱化する材料を使用し、支持体に
紫外線を照射して、支持体の接合束から三次元物体形成
材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して除去
することにより、支持体の不要部分を容易に、かつ、迅
速に除去して、三次元物体の形成速度を向上させること
ができるとともに、より高精度の三次元物体を容易に形
成することのできる三次元物体形成方法を提供すること
を目的としている。

【００１６】請求項６記載の発明は、支持体として、所
定のマイクロ波の照射によって脆弱化する材料を使用
し、支持体にマイクロ波を照射して、支持体の接合束か
ら三次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分
を脆弱化して除去することにより、支持体の不要部分を
容易に、かつ、迅速に除去して、三次元物体の形成速度
を向上させることができるとともに、より高精度の三次
元物体を容易に形成することのできる三次元物体形成方
法を提供することを目的としている。

【００１７】請求項７記載の発明は、支持体として、所
定温度に加熱されることにより溶融する材料を使用し、
支持体を所定温度に加熱して、支持体の接合束から三次
元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶融
して除去することにより、支持体の不要部分を容易に、
かつ、迅速に除去することができ、三次元物体の形成速
度を向上させることができるとともに、より高精度の三
次元物体を容易に形成することのできる三次元物体形成
方法を提供することを目的としている。

【００１８】請求項８記載の発明は、支持体として、所
定のマイクロ波の照射によって溶融する材料を使用し、
支持体にマイクロ波を照射して、支持体の接合束から三
次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶
融して除去することにより、支持体の不要部分を容易
に、かつ、迅速に除去して、三次元物体の形成速度を向
上させることができるとともに、より高精度の三次元物
体を容易に形成することのできる三次元物体形成方法を
提供することを目的としている。

【００１９】請求項９記載の発明は、支持体として、水
分が付与されることにより脆弱化する材料を使用し、支
持体に水分を付与して、支持体の接合束から三次元物体
形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して
除去することにより、支持体の不要部分を容易に、か
つ、迅速に除去して、三次元物体の形成速度を向上させ
ることができるとともに、より高精度の三次元物体を容
易に形成することのできる三次元物体形成方法を提供す
ることを目的としている。

【００２０】請求項１０記載の発明は、支持体として、
所定の支持体劣化温度に加熱されることにより脆弱化あ
るいは溶融する材料を使用し、三次元物体形成材料とし
て、支持体劣化温度よりも高い所定の三次元物体形成材
料劣化温度で脆弱化あるいは溶融する材料を使用し、支
持体を支持体劣化温度よりも高く三次元物体形成材料劣
化温度よりも低い所定温度に加熱して、支持体の接合束
から三次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部
分を脆弱化あるいは溶融して除去することにより、三次
元物体形成材料が支持体中に浸透して隣接する支持体上
の三次元物体形成材料と接合した状態を保ったまま迅速
に三次元物体形成材料を硬化させて、積層厚みのバラツ
キを低減させ、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元物体
を形成することができるとともに、支持体の不要部分を
容易かつ迅速に除去することができ、三次元物体の形成
速度を向上させつつ、より高精度の三次元物体を容易に
形成することのできる三次元物体形成方法を提供するこ
とを目的としている。

【００２１】請求項１１記載の発明は、支持体として、
予め所定形状にカットされたものを使用し、当該カット
された支持体の形状に合わせて支持体の表裏面を重ね合
わせることにより、支持体の位置合わせを容易に、か
つ、正確に行って、より一層安価に、かつ、より高精度
の三次元物体を形成することのできる三次元物体形成方
法を提供することを目的としている。

【００２２】請求項１２記載の発明は、断面形状データ
に基づいて、複数色の三次元物体形成材料を支持体表面
に配置することにより、同一断面で複数色の部分を備え
た三次元物体を簡単、かつ、容易に形成することのでき
る三次元物体形成方法を提供することを目的としてい
る。

【００２３】請求項１３記載の発明は、所定の硬化処理
で硬化する三次元物体形成材料を所定量裏面に通過させ
る所定の支持体の表面に、形成する三次元物体の断面形
状データに基づいて三次元物体形成材料を配置し、当該
三次元物体形成材料の配置された支持体と先に三次元物
体形成材料の配置された支持体との表裏面を合わせて重
ね合わせて加圧し、各支持体の表裏面の三次元物体形成
材料を接合させて硬化させる上記各処理を三次元物体が
形成されるまで行って、三次元物体が形成されると、複
数の支持体に配置された三次元物体形成材料により三次
元物体の形成された支持体の接合束から三次元物体形成
材料の配置された部分以外の不要部分を除去することに
より、支持体を挟んで三次元物体同士を接合するととも
に、三次元物体部分を硬化させて、当該三次元物体部分
を壊すことなく、不要部分を適切に除去することがで
き、複雑な形状の三次元物体を安価に、かつ、容易に形
成することのできる三次元物体形成装置を提供すること
を目的としている。

【００２４】請求項１４記載の発明は、三次元物体形成
材料として、所定のエネルギー線の照射によって硬化す
る材料を使用し、支持体の三次元物体形成材料にエネル
ギー線を照射するエネルギー線照射処理を行って三次元
物体形成材料を硬化させることにより、剛性の高い三次
元物体を形成することができるとともに、積層厚みを管
理した状態を保ったまま、三次元物体形成材料を硬化さ
せて、厚み方向の寸法精度を向上させることのできる三
次元物体形成装置を提供することを目的としている。

【００２５】請求項１５記載の発明は、三次元物体形成
材料として、所定温度に加熱されることにより硬化する
材料を使用し、支持体の三次元物体形成材料を所定温度
に加熱する加熱処理を行って三次元物体形成材料を硬化
させることにより、三次元物体形成材料が支持体中に浸
透して隣接する支持体上の三次元物体形成材料と接合し
た状態を保ったまま迅速に三次元物体形成材料を硬化さ
せることができ、積層厚みのバラツキを低減させること
ができるとともに、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元
物体を形成することのできる三次元物体形成装置を提供
することを目的としている。

【００２６】請求項１６記載の発明は、配置手段とし
て、断面形状データに基づいて三次元物体形成材料を含
有する液体を支持体表面に散布して三次元物体形成材料
を配置するものを使用することにより、支持体への三次
元物体の配置を迅速に行うことができるとともに、三次
元物体の厚さを均一にして、より一層厚み方向の寸法精
度の良好な三次元物体形成装置を提供することを目的と
している。

【００２７】請求項１７記載の発明は、配置手段とし
て、既存の所定の画像形成方式で記録紙に画像形成する
画像形成装置を使用し、当該画像形成装置の画像形成物
質として三次元物体形成材料を使用し、記録紙として支
持体を使用して、断面形状データに基づいて、支持体に
当該画像形成装置の画像形成方式で三次元物体形成材料
を配置することにより、既存の画像形成装置を利用し
て、より一層簡単な構成の三次元物体形成装置を提供す
ることを目的としている。

【００２８】請求項１８記載の発明は、配置手段とし
て、既存の所定の画像形成方式で記録紙に画像形成する
画像形成装置を使用し、三次元物体形成装置の他の手段
と相互に着脱可能に装着されものとすることにより、既
存の通常の画像形成装置を使用して、三次元物体を形成
するとともに、通常は、画像形成装置を画像形成に使用
して、より一層安価で、簡単な構成の三次元物体形成装
置を提供することを目的としている。

【００２９】請求項１９記載の発明は、接触した状態で
相互に接合するとともに所定の硬化処理で硬化する三次
元物体形成材料を支持体の表面に配設し、当該配設した
三次元物体形成材料を支持体の裏面に所定量通過させ
て、複数の支持体の表裏面の三次元物体形成材料を、支
持体に支持させつつ相互に接合させるとともに硬化させ
て三次元物体を形成することにより、三次元物体を支持
体と支持体に支持されつつ接合されるとともに硬化され
た三次元物体形成材料で形成し、複雑な形状を安価に、
かつ、容易に形成することのできる三次元物体を提供す
ることを目的としている。

【００３０】請求項２０記載の発明は、接触した状態で
相互に接合するとともに所定の硬化処理で硬化する三次
元物体形成材料を、当該三次元物体形成材料を所定量裏
面側に通過する支持体の表面に、三次元物体の断面形状
データに基づいて配置し、三次元物体形成材料の配置さ
れた複数の支持体を相互に重ね合わさせて、各支持体の
表裏面の三次元物体形成材料を支持体に支持させつつ接
合させ、各支持体の三次元物体形成材料を硬化処理によ
り硬化させた後、支持体の三次元物体の配置された部分
以外の不要部分を除去させて三次元物体を形成すること
により、積層厚みのバラツキが少なく、安価で、かつ、
高精度の三次元物体を提供することを目的としている。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の三
次元物体形成方法は、所定の硬化処理で硬化する三次元
物体形成材料を所定量裏面に通過させる所定の支持体の
表面に、形成する三次元物体の断面形状データに基づい
て前記三次元物体形成材料を配置する配置工程と、前記
配置工程で前記三次元物体形成材料の配置された前記支
持体と先に前記配置工程で前記三次元物体形成材料の配
置された前記支持体との表裏面を合わせて重ね合わせる
重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程で重ね合わされ
た前記三次元物体形成材料の配置された前記支持体同士
を加圧して、前記各支持体の表裏面の前記三次元物体形
成材料を接合させる接合工程と、前記接合工程で接合さ
れた前記各支持体の前記三次元物体形成材料に前記硬化
処理を行って硬化させる硬化工程と、前記配置工程、前
記接合工程及び前記硬化工程を順次行って、前記複数の
支持体に配置された前記三次元物体形成材料により前記
三次元物体の形成された前記支持体の接合束から前記三
次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を除
去する除去工程と、を行うことにより、上記目的を達成
している。

【００３２】上記構成によれば、所定の硬化処理で硬化
する三次元物体形成材料を所定量裏面に通過させる所定
の支持体の表面に、形成する三次元物体の断面形状デー
タに基づいて三次元物体形成材料を配置し、当該三次元
物体形成材料の配置された支持体と先に三次元物体形成
材料の配置された支持体との表裏面を合わせて重ね合わ
せて加圧し、各支持体の表裏面の三次元物体形成材料を
接合させて硬化させる上記各処理を三次元物体が形成さ
れるまで行って、三次元物体が形成されると、複数の支
持体に配置された三次元物体形成材料により三次元物体
の形成された支持体の接合束から三次元物体形成材料の
配置された部分以外の不要部分を除去するので、支持体
を挟んで三次元物体形成材料同士を接合するとともに、
三次元物体形成材料を硬化させて、当該三次元物体形成
材料により形成され三次元物体部分を壊すことなく、不
要部分を適切に除去することができ、複雑な形状の三次
元物体を安価に、かつ、容易に形成することができる。

【００３３】すなわち、配置工程において、形成する三
次元物体の断面形状データに基づいて、三次元物体形成
材料を支持体の表面に配置し、重ね合わせ工程におい
て、配置工程で三次元物体形成材料の配置された支持体
を先に三次元物体形成材料の配置された支持体と相互に
重ね合わせる。次に、接合工程において、各支持体に支
持された三次元物体形成材料を相互に接触させることに
より、両支持体に支持された三次元物体形成材料を互い
に接合させる。ここで、支持体として三次元物体形成材
料を表面に支持しつつ三次元物体形成材料の所定量を裏
面に通過させる支持体を用いている。したがって、配置
工程において、支持体の表面に配置された三次元物体形
成材料の所定量が支持体を通過して、支持体の裏面に付
着する。その結果、上記各工程を経ることにより、複数
の支持体に配置された三次元物体形成材料が支持体を支
持しつつ相互に接合され、三次元物体形成材料の接合に
より、支持体は、形成する三次元物体の断面にある部
分、すなわち、三次元物体形成材料が配置された部分の
みが接合した状態となる。

【００３４】この後、接合された三次元物体形成材料を
接合したままの状態で、硬化工程により硬化させる。こ
れによって、三次元物体を形成する部分の剛性が強くな
る。そして、除去工程において、三次元物体を形成する
支持体の接合束から三次元物体形成材料が配置されてい
ない不要部分、すなわち、形成する三次元物体の断面に
あたらない部分を除去して、三次元物体が形成される。

【００３５】そして、上記三次元物体形成材料として、
接触した状態、あるいは、接触した状態で加圧されるこ
とにより、相互に接合する材料からなる物質を用い、接
合工程において、三次元物体形成材料を加圧することに
より、各支持体に支持された三次元物体形成材料を支持
体中に浸透させつつ、隣接する支持体に支持された三次
元物体形成材料と接合させる。したがって、三次元物体
形成材料相互間のみならず、三次元物体形成材料を支持
する支持体間における材料密度が、充分なものとなり、
支持体間の材料密度が不足することによる支持体が剥が
れることが防止され、形成される三次元物体を壊れにく
く、充分な強度を有するものとすることができるととも
に、三次元物体形成材料に気泡が生じにくいという付随
的な効果がある。

【００３６】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記三次元物体形成材料は、所定のエネルギー線
の照射によって硬化する材料であり、前記硬化工程は、
前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元物体形成
材料に前記エネルギー線を照射するエネルギー線照射処
理を行って前記三次元物体形成材料を硬化させるもので
あってもよい。

【００３７】上記構成によれば、三次元物体形成材料と
して、所定のエネルギー線の照射によって硬化する材料
を使用し、支持体の三次元物体形成材料にエネルギー線
を照射するエネルギー線照射処理を行って三次元物体形
成材料を硬化させているので、剛性の高い三次元物体を
形成することができるとともに、積層厚みを管理した状
態を保ったまま、三次元物体形成材料を硬化させること
ができ、厚み方向の寸法精度を向上させることができ
る。

【００３８】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記三次元物体形成材料は、所定温度に加熱される
ことにより硬化する材料であり、前記硬化工程は、前記
硬化処理として、前記支持体の前記三次元物体形成材料
を前記所定温度に加熱する加熱処理を行って前記三次元
物体形成材料を硬化させるものであってもよい。

【００３９】上記構成によれば、三次元物体形成材料と
して、所定温度に加熱されることにより硬化する材料を
使用し、支持体の三次元物体形成材料を所定温度に加熱
する加熱処理を行って三次元物体形成材料を硬化させて
いるので、三次元物体形成材料が支持体中に浸透して隣
接する支持体上の三次元物体形成材料と接合した状態を
保ったまま迅速に三次元物体形成材料を硬化させること
ができ、積層厚みのバラツキを低減させることができる
とともに、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元物体を形
成することができる。

【００４０】さらに、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記配置工程は、前記断面形状データに基づいて前
記三次元物体形成材料を含有する液体を前記支持体表面
に散布して前記三次元物体形成材料を配置するものであ
ってもよい。

【００４１】上記構成によれば、断面形状データに基づ
いて三次元物体形成材料を含有する液体を支持体表面に
散布して三次元物体形成材料を配置しているので、支持
体への三次元物体形成材料の配置を迅速に行うことがで
きるとともに、三次元物体形成材料の厚さを均一にし
て、三次元物体の厚み方向の寸法精度をより一層向上さ
せることができる。

【００４２】また、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記支持体は、紫外線の照射によって脆弱化する材
料であり、前記除去工程は、前記支持体に前記紫外線を
照射し、前記支持体の接合束から前記三次元物体形成材
料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して除去す
るものであってもよい。

【００４３】上記構成によれば、支持体として、紫外線
の照射によって脆弱化する材料を使用し、支持体に紫外
線を照射して、支持体の接合束から三次元物体形成材料
の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して除去して
いるので、支持体の不要部分を容易に、かつ、迅速に除
去することができ、三次元物体の形成速度を向上させる
ことができるとともに、より高精度の三次元物体を容易
に形成することができる。

【００４４】さらに、例えば、請求項６に記載するよう
に、前記支持体は、所定のマイクロ波の照射によって脆
弱化する材料であり、前記除去工程は、前記支持体に前
記マイクロ波を照射し、前記支持体の接合束から前記三
次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆
弱化して除去するものであってもよい。

【００４５】上記構成によれば、支持体として、所定の
マイクロ波の照射によって脆弱化する材料を使用し、支
持体にマイクロ波を照射して、支持体の接合束から三次
元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱
化して除去しているので、支持体の不要部分を容易に、
かつ、迅速に除去することができ、三次元物体の形成速
度を向上させることができるとともに、より高精度の三
次元物体を容易に形成することができる。

【００４６】また、例えば、請求項７に記載するよう
に、前記支持体は、所定温度に加熱されることにより溶
融する材料であり、前記除去工程は、前記支持体を前記
所定温度に加熱し、前記支持体の接合束から前記三次元
物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶融し
て除去するものであってもよい。

【００４７】上記構成によれば、支持体として、所定温
度に加熱されることにより溶融する材料を使用し、支持
体を所定温度に加熱して、支持体の接合束から三次元物
体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶融して
除去しているので、支持体の不要部分を容易に、かつ、
迅速に除去することができ、三次元物体の形成速度を向
上させることができるとともに、より高精度の三次元物
体を容易に形成することができる。

【００４８】さらに、例えば、請求項８に記載するよう
に、前記支持体は、所定のマイクロ波の照射によって溶
融する材料であり、前記除去工程は、前記支持体に前記
マイクロ波を照射し、前記支持体の接合束から前記三次
元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶融
して除去するものであってもよい。

【００４９】上記構成によれば、支持体として、所定の
マイクロ波の照射によって溶融する材料を使用し、支持
体にマイクロ波を照射して、支持体の接合束から三次元
物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を溶融し
て除去しているので、支持体の不要部分を容易に、か
つ、迅速に除去することができ、三次元物体の形成速度
を向上させることができるとともに、より高精度の三次
元物体を容易に形成することができる。

【００５０】また、例えば、請求項９に記載するよう
に、前記支持体は、水分が付与されることにより脆弱化
する材料であり、前記除去工程は、前記支持体に前記水
分を付与し、前記支持体の接合束から前記三次元物体形
成材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して除
去することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれ
かに記載の三次元物体形成方法。

【００５１】上記構成によれば、支持体として、水分が
付与されることにより脆弱化する材料を使用し、支持体
に水分を付与して、支持体の接合束から三次元物体形成
材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化して除去
しているので、支持体の不要部分を容易に、かつ、迅速
に除去することができ、三次元物体の形成速度を向上さ
せることができるとともに、より高精度の三次元物体を
容易に形成することができる。

【００５２】さらに、例えば、請求項１０に記載するよ
うに、前記支持体は、所定の支持体劣化温度に加熱され
ることにより脆弱化あるいは溶融する材料であり、前記
三次元物体形成材料は、前記支持体劣化温度よりも高い
所定の三次元物体形成材料劣化温度で脆弱化あるいは溶
融する材料であり、前記除去工程は、前記支持体を前記
支持体劣化温度よりも高く前記三次元物体形成材料劣化
温度よりも低い所定温度に加熱し、前記支持体の接合束
から前記三次元物体形成材料の配置された部分以外の不
要部分を脆弱化あるいは溶融して除去するものであって
もよい。

【００５３】上記構成によれば、支持体として、所定の
支持体劣化温度に加熱されることにより脆弱化あるいは
溶融する材料を使用し、三次元物体形成材料として、支
持体劣化温度よりも高い所定の三次元物体形成材料劣化
温度で脆弱化あるいは溶融する材料を使用し、支持体を
支持体劣化温度よりも高く三次元物体形成材料劣化温度
よりも低い所定温度に加熱して、支持体の接合束から三
次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆
弱化あるいは溶融して除去しているので、三次元物体形
成材料が支持体中に浸透して隣接する支持体上の三次元
物体形成材料と接合した状態を保ったまま迅速に三次元
物体形成材料を硬化させることができ、積層厚みのバラ
ツキを低減させ、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元物
体を形成することができるとともに、支持体の不要部分
を容易かつ迅速に除去することができ、三次元物体の形
成速度を向上させつつ、より高精度の三次元物体を容易
に形成することができる。

【００５４】また、例えば、請求項１１に記載するよう
に、前記支持体は、予め所定形状にカットされており、
前記重ね合わせ工程は、前記カットされた前記支持体を
前記所定形状に合わせて前記支持体の表裏面を重ね合わ
せるものであってもよい。

【００５５】上記構成によれば、支持体として、予め所
定形状にカットされたものを使用し、当該カットされた
支持体の形状に合わせて支持体の表裏面を重ね合わせて
いるので、支持体の位置合わせを容易に、かつ、正確に
行うことができ、より一層安価に、かつ、より高精度の
三次元物体を形成することができる。

【００５６】さらに、例えば、請求項１２に記載するよ
うに、前記配置工程は、前記断面形状データに基づい
て、複数色の前記三次元物体形成材料を配置するもので
あってもよい。

【００５７】上記構成によれば、断面形状データに基づ
いて、複数色の三次元物体形成材料を支持体表面に配置
しているので、同一断面で複数色の部分を備えた三次元
物体を簡単、かつ、容易に形成することができる。

【００５８】請求項１３記載の発明の三次元物体形成装
置は、所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成材料を
所定量裏面に通過させる所定の支持体表面に、形成する
三次元物体の断面形状データに基づいて、前記三次元物
体形成材料を配置する配置手段と、前記配置手段により
前記三次元物体形成材料の配置された前記支持体と先に
前記配置工程で前記三次元物体形成材料の配置された前
記支持体との表裏面を合わせて重ね合わせる重ね合わせ
手段と、前記重ね合わせ手段で重ね合わされた前記三次
元物体形成材料の配置された前記支持体同士を加圧し
て、前記各支持体の表裏面の前記三次元物体形成材料を
接合させる接合手段と、前記接合手段で接合された前記
各支持体の前記三次元物体形成材料に前記硬化処理を行
って硬化させる硬化手段と、前記支持体上への前記三次
元物体形成材料の配置から前記接合及び前記硬化を順次
行って、前記複数の支持体に配置された前記三次元物体
形成材料により前記三次元物体の形成された前記支持体
の接合束から前記三次元物体形成材料の配置された部分
以外の不要部分を除去する除去手段と、を備えることに
より、上記目的を達成している。

【００５９】上記構成によれば、所定の硬化処理で硬化
する三次元物体形成材料を所定量裏面に通過させる所定
の支持体の表面に、形成する三次元物体の断面形状デー
タに基づいて三次元物体形成材料を配置し、当該三次元
物体形成材料の配置された支持体と先に三次元物体形成
材料の配置された支持体との表裏面を合わせて重ね合わ
せて加圧し、各支持体の表裏面の三次元物体形成材料を
接合させて硬化させる上記各処理を三次元物体が形成さ
れるまで行って、三次元物体が形成されると、複数の支
持体に配置された三次元物体形成材料により三次元物体
の形成された支持体の接合束から三次元物体形成材料の
配置された部分以外の不要部分を除去しているので、支
持体を挟んで三次元物体形成材料同士を接合するととも
に、三次元物体形成材料部分を硬化させて、当該三次元
物体形成材料により形成される三次元物体部分を壊すこ
となく、不要部分を適切に除去することができ、複雑な
形状の三次元物体を安価に、かつ、容易に形成すること
ができる。

【００６０】この場合、例えば、請求項１４に記載する
ように、前記三次元物体形成材料は、所定のエネルギー
線の照射によって硬化する材料であり、前記硬化手段
は、前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元物体
形成材料に前記エネルギー線を照射するエネルギー線照
射処理を行って前記三次元物体形成材料を硬化させるも
のであってもよい。

【００６１】上記構成によれば、三次元物体形成材料と
して、所定のエネルギー線の照射によって硬化する材料
を使用し、支持体の三次元物体形成材料にエネルギー線
を照射するエネルギー線照射処理を行って三次元物体形
成材料を硬化させているので、剛性の高い三次元物体を
形成することができるとともに、積層厚みを管理した状
態を保ったまま、三次元物体形成材料を硬化させること
ができ、厚み方向の寸法精度を向上させることができ
る。

【００６２】また、例えば、請求項１５に記載するよう
に、前記三次元物体形成材料は、所定温度に加熱される
ことにより硬化する材料であり、前記硬化手段は、前記
硬化処理として、前記支持体の前記三次元物体形成材料
を前記所定温度に加熱する加熱処理を行って前記三次元
物体形成材料を硬化させるものであってもよい。

【００６３】上記構成によれば、三次元物体形成材料と
して、所定温度に加熱されることにより硬化する材料を
使用し、支持体の三次元物体形成材料を所定温度に加熱
する加熱処理を行って三次元物体形成材料を硬化させて
いるので、三次元物体形成材料が支持体中に浸透して隣
接する支持体上の三次元物体形成材料と接合した状態を
保ったまま迅速に三次元物体形成材料を硬化させること
ができ、積層厚みのバラツキを低減させることができる
とともに、剛性が高く、かつ、耐熱性の三次元物体を形
成することができる。

【００６４】さらに、例えば、請求項１６に記載するよ
うに、前記配置手段は、前記断面形状データに基づいて
前記三次元物体形成材料を含有する液体を前記支持体表
面に散布して前記三次元物体形成材料を配置するもので
あってもよい。

【００６５】上記構成によれば、配置手段として、断面
形状データに基づいて三次元物体形成材料を含有する液
体を支持体表面に散布して三次元物体形成材料を配置す
るものを使用しているので、支持体への三次元物体の配
置を迅速に行うことができるとともに、三次元物体の厚
さを均一にして、三次元物体の厚み方向の寸法精度をよ
り一層向上させることができる。

【００６６】また、例えば、請求項１７に記載するよう
に、前記配置手段は、既存の所定の画像形成方式で記録
紙に画像形成する画像形成装置であり、当該画像形成装
置の画像形成物質として前記三次元物体形成材料を使用
し、前記記録紙として前記支持体を使用して、前記断面
形状データに基づいて、前記支持体に当該画像形成装置
の画像形成方式で前記三次元物体形成材料を配置するも
のであってもよい。

【００６７】上記構成によれば、配置手段として、既存
の所定の画像形成方式で記録紙に画像形成する画像形成
装置を使用し、当該画像形成装置の画像形成物質として
三次元物体形成材料を使用し、記録紙として支持体を使
用して、断面形状データに基づいて、支持体に当該画像
形成装置の画像形成方式で三次元物体形成材料を配置し
ているので、既存の画像形成装置を利用することがで
き、三次元物体形成装置をより一層簡単な構成のものと
することができる。

【００６８】さらに、例えば、請求項１８に記載するよ
うに、前記配置手段は、既存の所定の画像形成方式で記
録紙に画像形成する画像形成装置であり、当該画像形成
装置の画像形成物質として前記三次元物体形成材料を使
用し、前記記録紙として前記支持体を使用して、前記断
面形状データに基づいて、前記支持体に当該画像形成装
置の画像形成方式で前記三次元物体形成材料を配置する
とともに、前記三次元物体形成装置の前記他の手段と相
互に着脱可能に装着されるものであってもよい。

【００６９】上記構成によれば、配置手段として、既存
の所定の画像形成方式で記録紙に画像形成する画像形成
装置を使用し、三次元物体形成装置の他の手段と相互に
着脱可能に装着されものとしているので、既存の通常の
画像形成装置を使用して、三次元物体を形成することが
できるとともに、通常は、画像形成装置を画像形成に使
用することができ、三次元物体形成装置をより一層安価
で、簡単な構成のものとすることができる。

【００７０】請求項１９記載の発明の三次元物体は、接
触した状態で相互に接合するとともに所定の硬化処理で
硬化する三次元物体形成材料が支持体の表面に配設さ
れ、当該配設された三次元物体形成材料が前記支持体の
裏面に所定量通過して、前記複数の支持体の表裏面の前
記三次元物体形成材料が、前記支持体に支持されつつ相
互に接合されるとともに硬化することにより、上記目的
を達成している。

【００７１】上記構成によれば、接触した状態で相互に
接合するとともに所定の硬化処理で硬化する三次元物体
形成材料を支持体の表面に配設し、当該配設した三次元
物体形成材料を支持体の裏面に所定量通過させて、複数
の支持体の表裏面の三次元物体形成材料を、支持体に支
持させつつ相互に接合させるとともに硬化させて三次元
物体を形成しているので、三次元物体を支持体と支持体
に支持されつつ接合されるとともに硬化された三次元物
体形成材料で形成することができ、複雑な形状の三次元
物体を安価に、かつ、容易に形成することができる。

【００７２】請求項２０記載の発明の三次元物体は、接
触した状態で相互に接合するとともに所定の硬化処理で
硬化する三次元物体形成材料が、当該三次元物体形成材
料を所定量裏面側に通過する支持体の表面に、三次元物
体の断面形状データに基づいて配置され、前記三次元物
体形成材料の配置された前記複数の支持体が相互に重ね
合わされて、前記各支持体の表裏面の前記三次元物体形
成材料が前記支持体に支持されつつ接合され、前記各支
持体の前記三次元物体形成材料が前記硬化処理により硬
化された後、前記支持体の前記三次元物体の配置された
部分以外の不要部分が除去されて形成されていることに
より、上記目的を達成している。

【００７３】上記構成によれば、接触した状態で相互に
接合するとともに所定の硬化処理で硬化する三次元物体
形成材料を、当該三次元物体形成材料を所定量裏面側に
通過する支持体の表面に、三次元物体の断面形状データ
に基づいて配置し、三次元物体形成材料の配置された複
数の支持体を相互に重ね合わさせて、各支持体の表裏面
の三次元物体形成材料を支持体に支持させつつ接合さ
せ、各支持体の三次元物体形成材料を硬化処理により硬
化させた後、支持体の三次元物体の配置された部分以外
の不要部分を除去させて三次元物体を形成しているの
で、三次元物体を積層厚みのバラツキの少ないものとす
ることができ、三次元物体を安価で、かつ、高精度のも
のとすることができる。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００７５】図１及び図２は、本発明の三次元物体形成
方法、三次元物体形成装置及び三次元物体の一実施の形
態を示す図である。図１は、本発明の三次元物体形成方
法、三次元物体形成装置及び三次元物体の一実施の形態
を適用した三次元物体形成装置１の概略構成を示す正面
図である。

【００７６】図１において、三次元物体形成装置１は、
情報作成ユニット２、断面データ作成ユニット３、断面
像形成ユニット４、シート供給ユニット５、シート積層
ユニット６、硬化ユニット７及び除去ユニット８等を備
えている。三次元物体形成装置１は、情報作成ユニット
２で作成された三次元物体情報を断面データ作成ユニッ
ト３で多数の層データである断面形状データを作成し
て、当該断面形状データに基づいて断面像形成ユニット
４によりシート供給ユニット５から供給されるシート材
に三次元物体形成材料を配置して断面像を形成して、当
該断面像の形成されたシート材を順次シート積層ユニッ
ト６に積層して加圧圧縮することにより、シート材の付
着された反対側の面に一部が通過した三次元物体形成材
料同士を接合させて、三次元物体形成材料を硬化ユニッ
ト７で硬化させた後、除去ユニット８でシート材の三次
元物体形成材料の付着されていない部分（不要部分）を
除去して、三次元物体を形成する。

【００７７】情報作成ユニット２としては、例えば、グ
ラフィックワークステーションやパーソナルコンピュー
タ等が使用され、情報作成ユニット２は、情報作成ユニ
ット２を使用して、ＣＡＤ（Computer Aided Design ）
／ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ソフトによ
り三次元物体形成装置１で形成する三次元物体のコンピ
ュータ立体情報が作成される。

【００７８】断面データ作成ユニット３は、情報作成ユ
ニット２で作成された三次元物体のコンピュータ立体情
報から当該三次元物体を多数の層に切断したときの断面
形状データ（ＳＴＬデータ）を作成し、作成した断面形
状データを断面像形成ユニット４に出力する。

【００７９】シート供給ユニット５は、２つの貯蔵カセ
ット９、１０と搬送路１１及び貯蔵カセット９と貯蔵カ
セット１０を切り換える切換機構（図示略）等を備えて
おり、貯蔵カセット９及び貯蔵カセット１０内には、そ
れぞれ同一形状の複数枚のシート材１２が貯蔵されると
ともに、貯蔵カセット９と貯蔵カセット１０とで、大き
さの異なるシート材１２が貯蔵されている。シート供給
ユニット５は、三次元物体形成装置１の操作部（図示
略）で指定された貯蔵カセット９あるいは貯蔵カセット
１０から分離機構（図示略）により１枚ずつシート材１
２をを分離して送り出すとともに、貯蔵カセット９、１
０から送り出されたシート材１２を搬送路１１により断
面像形成ユニット４に供給する。

【００８０】なお、シート供給ユニット５としては、本
実施の形態においては、２つの貯蔵セット９、１０を備
えたものを使用しているが、貯蔵カセット９、１０は、
２つに限るものではなく、１つであってもよいし、２つ
以上であってもよい。

【００８１】断面像形成ユニット４は、像形成台１３、
材料配置ヘッド１４及び搬送部１５等を備えており、像
形成台１３の上部に材料配置ヘッド１４が配置されてい
る。上記シート供給ユニット５から供給されてきたシー
ト材１２は、像形成台１３と材料配置ヘッド１４の間に
搬送され、像形成台１３上に載置された状態で、材料配
置ヘッド１４によりシート材１２上に像形成を行う。す
なわち、材料配置ヘッド１４は、三次元物体形成材料１
６を散布・配置する複数のノズル及び三次元物体形成材
料１６を貯留する供給タンク等を備え、材料配置ヘッド
１４には、上記断面データ作成ユニット３から断面形状
データが入力される。材料配置ヘッド１４は、断面デー
タ作成ユニット３から入力される断面形状データに基づ
いてノズルを制御して、三次元物体形成材料１６をシー
ト材１２の表面に散布・配置し、シート材１２の表面上
に断面形状データに対応する断面像を三次元物体形成材
料１６により形成する。

【００８２】断面像形成ユニット４は、材料配置ヘッド
１４によるシート材１２への像形成が完了すると、像形
成の完了したシート材１２を搬送部１５によりシート積
層ユニット６に搬送する。上記シート供給ユニット５及
び断面像形成ユニット４は、全体として配置手段として
機能する。

【００８３】上記シート材（支持体）１２は、断面像形
成ユニット４で断面像を形成するために配置される三次
元物体形成材料１６をその上面（表面）に支持するとと
もに、シート材１２の表面に配置された三次元物体形成
材料１６のうち所定量を、当該断面像の全ての像範囲で
所定量をシート材１２の裏面に通過可能な性質を有して
おり、例えば、多数の微細孔を備えたメッシュシート等
が使用される。したがって、断面像形成のためにシート
材１２の表面に配置された三次元物体形成材料１６は、
その所定量がシート材１２の裏面に通過して、シート材
１２の裏面に付着し、その他の部分がシート材１２の表
面に残留して、シート材１２の表面と裏面に三次元物体
形成材料１６により断面像が形成された状態となる。そ
の結果、断面像形成ユニット４で三次元物体形成材料１
６が配置されて断面像の形成されたシート材１２は、シ
ート積層ユニット６に搬送されて既に断面像の形成され
たシート材１２と積層されると、当該シート材１２の表
面に配置された三次元物体形成材料１６は、既にシート
積層ユニット６に搬送されてきている他のシート材１２
の裏面の三次元物体形成材料１６とが接触した状態とな
る。また、シート材１２は、後述する除去ユニット８で
紫外線照射処理されることにより、脆弱化する性質の材
料（例えば、低密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、アルコキシピリミジン、ニトロセルロース
及びメチルセルロース等）が使用されている。

【００８４】三次元物体形成材料１６としては、上述の
ようにシート材１２に配置された三次元物体形成材料１
６同士が接触した状態で加圧されることにより相互に接
合するとともに、少なくともシート材１２の表面から裏
面へと通過するのに適した流動性を有したものが使用さ
れている。また、三次元物体形成材料１６は、反応硬化
性材料であり、所定温度に加熱処理されることにより硬
化するとともに、後述する除去ユニット８での除去処
理、すなわち、紫外線照射により溶融や脆弱化等がおこ
らない部材である。なお、本実施の形態においては、三
次元物体形成材料１６は、所定色の一色である。

【００８５】シート積層ユニット（重ね合わせ手段、接
合手段）６は、断面像形成ユニット４で三次元物体形成
材料１６が配置されて断面像の形成されたシート材１２
を順次重ね合わせ、加圧することにより接合するもので
あり、ピストン機構（図示略）に取り付けられた上下動
可能なシート載置台１７、ピストン機構（図示略）に取
り付けられた圧板１８及び保持部材１９等を備えてい
る。シート載置台１７は、硬化ユニット７上に配置さ
れ、断面像形成ユニット４から搬送されてくるシート材
１２が載置される。このシート載置台１７には、図示し
ないが、断面像形成ユニット４から搬送されてきたシー
ト材１２の進行方向に当該シート材１２の先端部が突き
当たる壁部材（ストッパー）が配設されており、断面像
形成ユニット４から搬送されてきたシート材１２は、そ
の先端がこの壁部材に突き当たって進行が規制されて、
シート載置台１７の適切な載置位置に載置される。圧板
１８は、保持部材１９内を移動可能に配設されており、
保持部材１９は、後述するように、圧板１８とシート載
置台１７により加圧されて接合されたシート材１２の接
合束を保持するのに適した中空の形状に形成されてい
る。

【００８６】シート積層ユニット６は、断面像形成ユニ
ット４から搬送されてきたシート材１２がシート載置台
１７上に載置されると、圧板１８が下方（シート載置台
１７方向）に移動して、シート載置台１７上に載置され
たシート材１２の表面（上面）に、既に接合されて圧板
１８と保持部材１９に保持されているシート材１２の接
合束の最下層のシート材１２の裏面が押圧される。

【００８７】このとき、シート材１２には、上述のよう
に、その表面に三次元物体形成材料１６が配置されて断
面像が形成されているとともに、シート材１２の表面に
配置された三次元物体形成材料１６がシート材１２の裏
面にも通過して付着しているので、既に接合されている
シート材１２の接合束の最下層のシート材１２の裏面の
三次元物体形成材料１６とシート載置台１７上のシート
材１２の表面の三次元物体形成材料１６とが、圧板１８
とシート載置台１７により加圧されて、三次元物体形成
材料１６を介してシート材１２同士が接合される。

【００８８】上記シート載置台１７及び圧板１８内に
は、ヒーター（図示略）が内蔵されており、当該ヒータ
ーは、発熱することによりシート載置台１７上のシート
材１２に配置された三次元物体形成材料１６及び既に接
合されているシート材１２の接合束の三次元物体形成材
料１６を所定温度（硬化温度）に加熱する。三次元物体
形成材料１６は、上述のように、所定温度に加熱される
ことにより、硬化するため、上記シート載置台１７及び
圧板１８により加圧・加熱されることにより、シート材
１２とシート材１２の接合束とが接合されるとともに、
シート材１２の三次元物体形成材料１６が硬化される。

【００８９】硬化ユニット７は、電源装置が内蔵されて
おり、シート載置台１７及び圧板１８に内蔵されている
ヒーターにヒーター電源を供給するとともに、各ヒータ
ーへの供給電流を制御して、各ヒーターを所定の硬化温
度に温度制御する。したがって、上記シート載置台１７
のヒーター、圧板１８のヒーター及び硬化ユニット７
は、全体としてシート材１２に配置された三次元物体形
成材料１６を所定の硬化温度に加熱する加熱処理を行う
ことにより硬化させる硬化手段として機能している。な
お、ヒーターは、シート載置台１７にのみ設けられてい
てもよい。

【００９０】シート積層ユニット６は、上述のように、
断面像形成ユニット４で三次元物体形成材料１６により
断面像の形成されたシート材１２を順次接合して、硬化
ユニット７で三次元物体形成材料１６を硬化させ、最終
のシート材１２の接合を完了して、各シート材１２に配
置された三次元物体形成材料１６により三次元物体２０
を内蔵した状態、すなわち、三次元物体２０が形成され
た状態となると、接合されたシート材１２の接合束を除
去ユニット８に搬送する。

【００９１】除去ユニット８は、紫外線照射機構を備え
ており、シート積層ユニット６から搬送されてきたシー
ト材１２の接合束に紫外線を照射して、三次元物体２０
以外のシート材１２を脆弱な状態とする。すなわち、上
述のように、シート材１２は、紫外線が照射されると、
脆弱化される材料が用いられており、除去ユニット８で
紫外線が照射されると、シート材１２が脆弱化する。と
ころが、シート材１２の接合束は、三次元物体２０を構
成する三次元物体形成材料１６の配置されている部分の
シート材１２が、三次元物体形成材料１６によりコート
された状態となっており、紫外線が直接照射されず、三
次元物体２０を構成する部分のシート材１２は、脆弱化
しない。すなわち、シート材１２のうち脆弱化するの
は、三次元物体形成材料１６の配置されていないシート
材１２部分、すなわち、不要部分のみである。したがっ
て、除去ユニット８で紫外線が照射されることにより、
シート材１２の接合束のうち、三次元物体２０を形成し
ていない不要部分が脆弱化され、三次元物体２０部分に
引っかかることなく、除去されて、三次元物体２０のみ
を適切に取得することができる。

【００９２】次に、本実施の形態の動作を図２に基づい
て説明する。三次元物体形成装置１は、情報作成ユニッ
ト２でＣＡＤ／ＣＡＭにより作成された三次元物体のコ
ンピュータ立体情報に基づいて、当該三次元物体を多数
の層に切断したときの断面形状データを断面データ作成
ユニット３で作成し、断面像形成ユニット４に出力す
る。

【００９３】断面像形成ユニット４は、断面データ作成
ユニット３から断面形状データが入力され、図２（ａ）
に示すように、シート供給ユニット５からシート材１２
が供給されると、図２（ｂ）に示すように、入力される
断面形状データに基づいて、シート供給ユニット５から
供給されるシート材１２の表面上に三次元物体形成材料
１６を散布・配置して、三次元物体形成材料１６により
三次元物体２０の断面像を形成する配置工程を行う。

【００９４】シート材１２に配置された三次元物体形成
材料１６は、上述のように、シート材１２が三次元物体
形成材料を所定量通過させる性質を有しており、三次元
物体形成材料１６が流動性を有しているため、三次元物
体形成材料１６は、配置されたシート材１２の表面だけ
でなく、シート材１２の裏面にも所定量通過して、付着
する。

【００９５】断面像形成ユニット４で三次元物体形成材
料１６の配置されたシート材１２は、シート積層ユニッ
ト６のシート載置台１７上に搬送され、壁部材にシート
材１２の先端が突き当たることによりシート載置台１７
上の適切な載置位置に載置される。シート積層ユニット
６は、シート材１２がシート載置台１７上に載置される
と、図２（ｄ）及び図２（ｅ）に示すように、シート載
置台１７と圧板１８を上下動させるにより既に接合され
ているシート材１２の接合束をシート載置台１７上に載
置されたシート材１２上に押し付けて加圧する重ね合わ
せ工程及び接合工程を行う。このとき、シート材１２の
表面に配置された三次元物体形成材料１６は、断面像の
全域にわたって所定量だけシート材１２の表面側から裏
面側に通過して裏面側に付着しているので、既に接合さ
れているシート材１２の接合束の最下層のシート材１２
の裏面の三次元物体形成材料１６と、シート載置台１７
上のシート材１２の表面の三次元物体形成材料１６と、
が加圧されることにより、接合され、シート載置台１７
上のシート材１２は、既に接合されているシート材１２
の最下層のシート材１２となる。この接合工程において
は、加圧と加熱を同時に行うので、重ね合わされた各シ
ート材１２の間隔が除かれ、三次元物体形成材料１６が
互いに接合するだけでなく、三次元物体形成材料１６の
配置されたシート材１２も三次元物体形成材料１６の載
置された部分で相互に接合する。その結果、積層厚み方
向の寸法精度を向上させることができるとともに、剛性
が高く耐熱性を有する三次元物体２０を形成することが
できる。

【００９６】また、このとき、シート載置台１７及び圧
板１８は、ヒーターが内蔵され、当該ヒーターが硬化ユ
ニット７の電源装置により電源が供給されて所定の硬化
温度に加熱されているため、圧板１８とシート載置台１
７によりシート載置台１７上のシート材１２を加圧する
と、シート材１２は、加圧・加熱されることとなり、シ
ート材１２に配置されている三次元物体形成材料１６が
硬化する硬化工程を行う。

【００９７】上記断面像形成ユニット４での断面形状デ
ータに基づくシート材１２への三次元物体形成材料１６
の配置処理、シート積層ユニット６での加圧・加熱によ
るシート材１２の重ね合わせ処理及び接合処理と、三次
元物体形成材料１６の硬化処理と、を順次行って、図２
（ｆ）に示すように、形成する三次元物体２０について
全て処理を終了し、最終のシート材１２の接合と硬化処
理を行うと、接合されたシート材１２の接合束を除去ユ
ニット８に搬送し、除去ユニット８で紫外線をシート材
１２の接合束に照射して、シート材１２の三次元物体形
成材料１６の配置されていない部分以外の不要部分を脆
弱化させ、脆弱化させたシート材１２の不要部分を除去
する除去工程を行うことにより、図２（ｇ）に示すよう
に、最終の三次元物体２０を形成する。この場合、シー
ト材１２の不要部分が脆弱化されるので、シート材１２
の不要部分を三次元物体２０を構成する部分から容易に
除去することができ、複雑な形状の三次元物体２０を容
易に形成することができる。

【００９８】このように、本実施の形態によれば、所定
の硬化処理で硬化する三次元物体形成材料１６を所定量
裏面に通過させる支持体であるシート材１２の表面に、
形成する三次元物体の断面形状データに基づいて三次元
物体形成材料１６を配置し、当該三次元物体形成材料１
６の配置されたシート材１２と先に三次元物体形成材料
１６の配置されたシート材１２との表裏面を合わせて重
ね合わせて加圧し、各シート材１２の表裏面の三次元物
体形成材料１６を接合させて硬化させる上記各処理を三
次元物体２０が形成されるまで行って、三次元物体２０
が形成されると、複数のシート材１２に配置された三次
元物体形成材料１６により三次元物体２０の形成された
シート材１２の接合束から三次元物体形成材料１６の配
置された部分以外の不要部分を除去しているので、シー
ト材１２を挟んで三次元物体形成材料１６同士を接合す
るとともに、三次元物体形成材料１６を硬化させて、当
該三次元物体形成材料１６で形成される三次元物体２０
部分を壊すことなく、不要部分を適切に除去することが
でき、複雑な形状の三次元物体２０を安価に、かつ、容
易に形成することができる。

【００９９】そして、上記実施の形態においては、最終
的に形成された三次元物体２０は、接触した状態で相互
に接合するとともに硬化する三次元物体形成材料１６を
シート材１２の表面に配設し、当該配設した三次元物体
形成材料１６をシート材１２の裏面に所定量通過させ
て、複数のシート材１２の表裏面の三次元物体形成材料
１６を、シート材１２に支持させつつ相互に接合させる
とともに硬化させて形成されたものとなっている。した
がって、三次元物体２０をシート材１２とシート材１２
に支持されつつ接合されるとともに硬化された三次元物
体形成材料１６で形成することができ、複雑な形状の三
次元物体２０を安価に、かつ、容易に形成することがで
きる。

【０１００】また、上記実施の形態においては、最終的
に形成された三次元物体２０は、接触した状態で相互に
接合するとともに硬化する三次元物体形成材料１６を、
当該三次元物体形成材料１６を所定量裏面側に通過する
シート材１２の表面に、三次元物体の断面形状データに
基づいて配置し、三次元物体形成材料１６の配置された
複数のシート材１２を相互に重ね合わさせて、各シート
材１２の表裏面の三次元物体形成材料１６をシート材１
２に支持させつつ接合させ、各シート材１２の三次元物
体形成材料１６を硬化処理により硬化させた後、シート
材１２の三次元物体２０の配置された部分以外の不要部
分を除去させて形成されたものとなっている。したがっ
て、三次元物体２０を積層厚みのバラツキの少ないもの
とすることができ、三次元物体２０を安価で、かつ、高
精度のものとすることができる。

【０１０１】さらに、上記実施の形態においては、三次
元物体形成材料１６として、所定温度に加熱されること
により硬化する材料を使用し、シート材１２の三次元物
体形成材料１６を所定の硬化温度に加熱する加熱処理を
行って三次元物体形成材料１６を硬化させているので、
三次元物体形成材料１６がシート材１２中に浸透して隣
接するシート材１２上の三次元物体形成材料１６と接合
した状態を保ったまま迅速に三次元物体形成材料１６を
硬化させることができ、積層厚みのバラツキを低減させ
ることができるとともに、剛性が高く、かつ、耐熱性の
三次元物体２０を形成することができる。

【０１０２】また、上記実施の形態においては、断面形
状データに基づいて三次元物体形成材料１６を含有する
液体をシート材１２表面に散布して三次元物体形成材料
１６を配置しているので、シート材１２への三次元物体
形成材料１６の配置を迅速に行うことができるととも
に、三次元物体形成材料１６の厚さを均一にして、三次
元物体２０の厚み方向の寸法精度をより一層向上させる
ことができる。

【０１０３】さらに、上記実施の形態においては、支持
体として、紫外線の照射によって脆弱化するシート材１
２を使用し、シート材１２に紫外線を照射して、シート
材１２の接合束から三次元物体形成材料１６の配置され
た部分以外の不要部分を脆弱化して除去しているので、
シート材１２の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去す
ることができ、三次元物体２０の形成速度を向上させる
ことができるとともに、より高精度の三次元物体２０を
容易に形成することができる。

【０１０４】また、上記実施の形態においては、支持体
として、予め所定形状にカットされたシート材１２を使
用し、当該カットされたシート材１２の形状に合わせて
シート材１２の表裏面をシート積層ユニット６で重ね合
わせているので、シート材１２の位置合わせを容易に、
かつ、正確に行うことができ、より一層安価に、かつ、
より高精度の三次元物体２０を形成することができる。

【０１０５】なお、上記実施の形態においては、支持体
として紫外線が照射されると脆弱化するシート材１２を
使用しているが、支持体としては、これに限るものでは
なく、例えば、マイクロ波が照射されることにより、脆
弱化する材料（例えば、ポリスチレンフォーム（発泡プ
ラスチック）等）を使用してもよく、この場合、除去ユ
ニット８として、シート材１２にマイクロ波を照射する
マイクロ波照射機構を備えたものを使用し、シート材１
２にマイクロ波を照射して、シート材１２の三次元物体
形成材料１６の配置されていない部分を除去する除去工
程を行う。このようにすると、シート材１２の不要部分
を容易に、かつ、迅速に除去することができ、三次元物
体２０の形成速度を向上させることができるとともに、
より高精度の三次元物体２０を容易に形成することがで
きる。

【０１０６】また、シート材１２として、マイクロ波が
照射されると、溶融する材料（例えば、ポリオキシメチ
レン、エチレンビニルアルコールコポリマー等）を使用
してもよく、この場合、除去ユニット８における除去工
程として、当該マイクロ波の照射で溶融するシート材１
２にマイクロ波を照射するマイクロ波照射工程を行っ
て、シート材１２の三次元物体形成材料１６の配置され
ていない不要部分を溶融し、不要部分を除去する除去工
程を行う。このようにすると、シート材１２の不要部分
を溶融させて、容易に、かつ、迅速に除去することがで
き、三次元物体２０の形成速度を向上させることができ
るとともに、より高精度の三次元物体２０を容易に形成
することができる。

【０１０７】さらに、シート材１２として、水分が付与
されると、脆弱化あるいは溶融する材料（例えば、４０
℃以上の温水に溶ける材料）を使用してもよく、この場
合、除去ユニット８における除去工程として、当該水分
により脆弱化あるいは溶融するシート材１２に水分を付
与する水分付与工程を行って、シート材１２の三次元物
体形成材料１６の配置されていない不要部分を脆弱化あ
るいは溶融し、不要部分を除去する除去工程を行う。な
お、この場合、シート材１２の三次元物体形成材料１６
が配置されている部分（三次元物体２０を構成する部
分）は、三次元物体形成材料１６によりコートされた状
態となっており、水分が浸透しないため、脆弱化した
り、溶融したりしない。このようにすると、シート材１
２の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去することがで
き、三次元物体２０の形成速度を向上させることができ
るとともに、より高精度の三次元物体２０を容易に形成
することができる。

【０１０８】また、シート材１２として、水分が付与さ
れると、水分を吸収して膨張して、最終的にばらけた状
態となる材料（例えば、水溶紙や水解紙、カルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン
等）を使用してもよい。

【０１０９】さらに、シート材１２として、脆弱化する
温度が三次元物体形成材料１６が劣化（脆弱化あるいは
溶融）する温度よりも低い温度の材料を使用してもよ
く、この場合、除去ユニット８における除去工程とし
て、シート材１２に当該シート材１２が脆弱化する温度
よりも高く、三次元物体形成材料１６が劣化する温度よ
りも低い温度で加熱する加熱処理を行い、シート材１２
の三次元物体形成材料１６の配置されていない不要部分
を脆弱化し、不要部分を除去する。このようにすると、
シート材１２の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去す
ることができ、三次元物体２０の形成速度を向上させる
ことができるとともに、より高精度の三次元物体２０を
容易に形成することができる。

【０１１０】さらに、上記実施の形態においては、三次
元物体形成材料１６として、加熱されることにより硬化
する材料を使用しているが、三次元物体形成材料１６と
しては、これに限るものではなく、例えば、マイクロ波
（エネルギー線）の照射により硬化する材料（例えば、
エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエステ
ル、ポリメチルメタクリレートのモノマーまたは未硬化
物等）を使用してもよく、この場合、例えば、シート積
層ユニット６のシート載置台１７としてマイクロ波を透
過させるものを使用し、硬化ユニット７としてマイクロ
波を発生してシート載置台１７を透過させてシート積層
ユニット６の三次元物体形成材料１６の配置されたシー
ト材１２にマイクロ波を照射することにより、シート積
層ユニット６のシート材１２の三次元物体形成材料１６
を硬化させる。このようにすると、三次元物体形成材料
１６がシート材１２中に浸透して隣接するシート材１２
上の三次元物体形成材料１６と接合した状態を保ったま
ま迅速に三次元物体形成材料１６を硬化させることがで
き、積層厚みのバラツキを低減させ、剛性が高く、か
つ、耐熱性の三次元物体２０を形成することができると
ともに、シート材１２の不要部分を容易かつ迅速に除去
することができ、三次元物体２０の形成速度を向上させ
つつ、より高精度の三次元物体２０を容易に形成するこ
とができる。

【０１１１】また、三次元物体形成材料１６として、例
えば、紫外線（エネルギー線）の照射により硬化する材
料（例えば、アクリレート系、メタクリレート系、エポ
キシ系等の光硬化型樹脂）を使用してもよく、この場
合、例えば、シート積層ユニット６のシート載置台１７
として紫外線を透過させるものを使用し、硬化ユニット
７として紫外線を発生してシート載置台１７を透過させ
てシート積層ユニット６の三次元物体形成材料１６の配
置されたシート材１２に紫外線を照射することにより、
シート積層ユニット６のシート材１２の三次元物体形成
材料１６を硬化させる。なお、この場合、シート材１２
として紫外線で脆弱化する材料以外の材料を使用し、除
去ユニット８として当該紫外線照射以外の除去工程でシ
ート材１２の三次元物体形成材料１６の配置されていな
い不要部分を脆弱化あるいは溶融等を行って、除去する
除去工程を行う。このようにすると、剛性の高い三次元
物体２０を形成することができるとともに、積層厚みを
管理した状態を保ったまま、三次元物体形成材料１６を
硬化させることができ、厚み方向の寸法精度を向上させ
ることができる。

【０１１２】さらに、上記実施の形態においては、三次
元物体形成材料１６として、所定色一色のものを使用し
ているが、三次元物体形成材料１６としては、一色に限
るものではなく、複数色の三次元物体形成材料１６を使
用してもよい。この場合、例えば、各色の顔料を混入す
ることにより、各色の色の三次元物体形成材料１６を作
成することができる。このようにすると、同一断面で複
数色の部分を備えた三次元物体２０を簡単、かつ、容易
に形成することができる。

【０１１３】なお、シート材に互いに異なる色の三次元
物体形成材料を配置する構成と方法とについては、カラ
ー画像形成装置の構成とこの装置によるカラー画像形成
方法とを転用すればよい。

【０１１４】さらに、上記実施の形態においては、支持
体として、所定形状にカットされたシート材１２を使用
しているが、支持体の形状としては、これに限るもので
はなく、例えば、ロール状の連続シートを用いてもよ
く、この場合、シート供給ユニット５に連続シートを適
宜のサイズで切断する切断機構を設ける必要がある。

【０１１５】また、上記実施の形態においては、配置手
段として、断面形状データに基づいて三次元物体形成材
料１６を散布・配置する材料配置ヘッド１４を用いた断
面像形成ユニット４を使用しているが、配置手段として
は、これに限るものではなく、例えば、感光体上に断面
形状データに基づいて静電潜像を形成し、当該静電潜像
の形成された感光体に三次元物体形成材料１６を供給し
て現像して、当該感光体上の三次元物体形成材料１６に
よる潜像をシート材１２に上に転写することによりシー
ト材１２に三次元物体形成材料１６を配置する電子写真
方式の断面像形成ユニットを用いてもよい。

【０１１６】さらに、配置手段として、断面形状データ
に基づいて三次元物体形成材料１６を噴射ノズルから噴
射することにより、シート材１２上に三次元物体形成材
料１６を配置する噴射方式の断面像形成ユニットを用い
てもよい。

【０１１７】また、配置手段として、三次元物体形成装
置１専用の断面像形成ユニット４とシート供給ユニット
５を配設しているが、配置手段としては、既存の画像形
成装置、例えば、電子写真式記録装置あるいはインク噴
射式記録装置を、断面像形成ユニット４部分に配置し
て、三次元物体２０を形成する必要のあるときに、三次
元物体形成装置１に装着して、使用してもよい。この場
合、当該電子写真式記録装置あるいはインク噴射式記録
装置の記録材として三次元物体形成材料１６を使用し、
画像データとして、断面形状データを入力して、電子写
真式記録装置あるいはインク噴射式記録装置の記録紙の
載置部にシート材１２を載置して、当該記録紙載置部か
ら順次搬送されるシート材１２に断面像を形成させる。
なお、この場合、電子写真式記録装置あるいはインク噴
射式記録装置の排紙部にシート材１２を排紙させ、当該
排紙部に排紙されたシート材１２を三次元物体形成装置
１の操作者が重ね合わせて、シート積層ユニット６にシ
ート材１２を載置して接合させてもよい。また、この場
合、三次元物体形成装置１の断面像形成ユニット４以外
の各ユニットを画像形成装置である電子写真式記録装置
あるいはインク噴射式記録装置に着脱可能に装着するよ
うにしてもよい。このようにすると、既存の画像形成装
置を利用することができ、三次元物体形成装置１をより
一層簡単な構成のものとすることができる。

【０１１８】さらに、配置手段として、既存の画像形成
装置を利用した場合、この画像形成装置と三次元物体形
成装置１の配置手段以外の各手段である情報作成ユニッ
ト２、断面データ作成ユニット３、シート積層ユニット
６、硬化ユニット７及び除去ユニット８等とを着脱可能
なものとしてもよい。このようにすると、既存の通常の
画像形成装置を使用して、三次元物体２０を形成するこ
とができるとともに、通常は、画像形成装置を画像形成
に使用することができ、三次元物体形成装置１をより一
層安価で、簡単な構成のものとすることができる。

【０１１９】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【０１２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明の三次元物体形成方
法によれば、所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成
材料を所定量裏面に通過させる所定の支持体の表面に、
形成する三次元物体の断面形状データに基づいて三次元
物体形成材料を配置し、当該三次元物体形成材料の配置
された支持体と先に三次元物体形成材料の配置された支
持体との表裏面を合わせて重ね合わせて加圧し、各支持
体の表裏面の三次元物体形成材料を接合させて硬化させ
る上記各処理を三次元物体が形成されるまで行って、三
次元物体が形成されると、複数の支持体に配置された三
次元物体形成材料により三次元物体の形成された支持体
の接合束から三次元物体形成材料の配置された部分以外
の不要部分を除去するので、支持体を挟んで三次元物体
形成材料同士を接合するとともに、三次元物体形成材料
を硬化させて、当該三次元物体形成材料により形成され
三次元物体部分を壊すことなく、不要部分を適切に除去
することができ、複雑な形状の三次元物体を安価に、か
つ、容易に形成することができる。

【０１２１】請求項２記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、三次元物体形成材料として、所定のエネルギ
ー線の照射によって硬化する材料を使用し、支持体の三
次元物体形成材料にエネルギー線を照射するエネルギー
線照射処理を行って三次元物体形成材料を硬化させてい
るので、剛性の高い三次元物体を形成することができる
とともに、積層厚みを管理した状態を保ったまま、三次
元物体形成材料を硬化させることができ、厚み方向の寸
法精度を向上させることができる。

【０１２２】請求項３記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、三次元物体形成材料として、所定温度に加熱
されることにより硬化する材料を使用し、支持体の三次
元物体形成材料を所定温度に加熱する加熱処理を行って
三次元物体形成材料を硬化させているので、三次元物体
形成材料が支持体中に浸透して隣接する支持体上の三次
元物体形成材料と接合した状態を保ったまま迅速に三次
元物体形成材料を硬化させることができ、積層厚みのバ
ラツキを低減させることができるとともに、剛性が高
く、かつ、耐熱性の三次元物体を形成することができ
る。

【０１２３】請求項４記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、断面形状データに基づいて三次元物体形成材
料を含有する液体を支持体表面に散布して三次元物体形
成材料を配置しているので、支持体への三次元物体形成
材料の配置を迅速に行うことができるとともに、三次元
物体形成材料の厚さを均一にして、三次元物体の厚み方
向の寸法精度をより一層向上させることができる。

【０１２４】請求項５記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、支持体として、紫外線の照射によって脆弱化
する材料を使用し、支持体に紫外線を照射して、支持体
の接合束から三次元物体形成材料の配置された部分以外
の不要部分を脆弱化して除去しているので、支持体の不
要部分を容易に、かつ、迅速に除去することができ、三
次元物体の形成速度を向上させることができるととも
に、より高精度の三次元物体を容易に形成することがで
きる。

【０１２５】請求項６記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、支持体として、所定のマイクロ波の照射によ
って脆弱化する材料を使用し、支持体にマイクロ波を照
射して、支持体の接合束から三次元物体形成材料の配置
された部分以外の不要部分を脆弱化して除去しているの
で、支持体の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去する
ことができ、三次元物体の形成速度を向上させることが
できるとともに、より高精度の三次元物体を容易に形成
することができる。

【０１２６】請求項７記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、支持体として、所定温度に加熱されることに
より溶融する材料を使用し、支持体を所定温度に加熱し
て、支持体の接合束から三次元物体形成材料の配置され
た部分以外の不要部分を溶融して除去しているので、支
持体の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去することが
でき、三次元物体の形成速度を向上させることができる
とともに、より高精度の三次元物体を容易に形成するこ
とができる。

【０１２７】請求項８記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、支持体として、所定のマイクロ波の照射によ
って溶融する材料を使用し、支持体にマイクロ波を照射
して、支持体の接合束から三次元物体形成材料の配置さ
れた部分以外の不要部分を溶融して除去しているので、
支持体の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去すること
ができ、三次元物体の形成速度を向上させることができ
るとともに、より高精度の三次元物体を容易に形成する
ことができる。

【０１２８】請求項９記載の発明の三次元物体形成方法
によれば、支持体として、水分が付与されることにより
脆弱化する材料を使用し、支持体に水分を付与して、支
持体の接合束から三次元物体形成材料の配置された部分
以外の不要部分を脆弱化して除去しているので、支持体
の不要部分を容易に、かつ、迅速に除去することがで
き、三次元物体の形成速度を向上させることができると
ともに、より高精度の三次元物体を容易に形成すること
ができる。

【０１２９】請求項１０記載の発明の三次元物体形成方
法によれば、支持体として、所定の支持体劣化温度に加
熱されることにより脆弱化あるいは溶融する材料を使用
し、三次元物体形成材料として、支持体劣化温度よりも
高い所定の三次元物体形成材料劣化温度で脆弱化あるい
は溶融する材料を使用し、支持体を支持体劣化温度より
も高く三次元物体形成材料劣化温度よりも低い所定温度
に加熱して、支持体の接合束から三次元物体形成材料の
配置された部分以外の不要部分を脆弱化あるいは溶融し
て除去しているので、三次元物体形成材料が支持体中に
浸透して隣接する支持体上の三次元物体形成材料と接合
した状態を保ったまま迅速に三次元物体形成材料を硬化
させることができ、積層厚みのバラツキを低減させ、剛
性が高く、かつ、耐熱性の三次元物体を形成することが
できるとともに、支持体の不要部分を容易かつ迅速に除
去することができ、三次元物体の形成速度を向上させつ
つ、より高精度の三次元物体を容易に形成することがで
きる。

【０１３０】請求項１１記載の発明の三次元物体形成方
法によれば、支持体として、予め所定形状にカットされ
たものを使用し、当該カットされた支持体の形状に合わ
せて支持体の表裏面を重ね合わせているので、支持体の
位置合わせを容易に、かつ、正確に行うことができ、よ
り一層安価に、かつ、より高精度の三次元物体を形成す
ることができる。

【０１３１】請求項１２記載の発明の三次元物体形成方
法によれば、断面形状データに基づいて、複数色の三次
元物体形成材料を支持体表面に配置しているので、同一
断面で複数色の部分を備えた三次元物体を簡単、かつ、
容易に形成することができる。

【０１３２】請求項１３記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成
材料を所定量裏面に通過させる所定の支持体の表面に、
形成する三次元物体の断面形状データに基づいて三次元
物体形成材料を配置し、当該三次元物体形成材料の配置
された支持体と先に三次元物体形成材料の配置された支
持体との表裏面を合わせて重ね合わせて加圧し、各支持
体の表裏面の三次元物体形成材料を接合させて硬化させ
る上記各処理を三次元物体が形成されるまで行って、三
次元物体が形成されると、複数の支持体に配置された三
次元物体形成材料により三次元物体の形成された支持体
の接合束から三次元物体形成材料の配置された部分以外
の不要部分を除去しているので、支持体を挟んで三次元
物体形成材料同士を接合するとともに、三次元物体形成
材料部分を硬化させて、当該三次元物体形成材料により
形成される三次元物体部分を壊すことなく、不要部分を
適切に除去することができ、複雑な形状の三次元物体を
安価に、かつ、容易に形成することができる。

【０１３３】請求項１４記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、三次元物体形成材料として、所定のエネル
ギー線の照射によって硬化する材料を使用し、支持体の
三次元物体形成材料にエネルギー線を照射するエネルギ
ー線照射処理を行って三次元物体形成材料を硬化させて
いるので、剛性の高い三次元物体を形成することができ
るとともに、積層厚みを管理した状態を保ったまま、三
次元物体形成材料を硬化させることができ、厚み方向の
寸法精度を向上させることができる。

【０１３４】請求項１５記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、三次元物体形成材料として、所定温度に加
熱されることにより硬化する材料を使用し、支持体の三
次元物体形成材料を所定温度に加熱する加熱処理を行っ
て三次元物体形成材料を硬化させているので、三次元物
体形成材料が支持体中に浸透して隣接する支持体上の三
次元物体形成材料と接合した状態を保ったまま迅速に三
次元物体形成材料を硬化させることができ、積層厚みの
バラツキを低減させることができるとともに、剛性が高
く、かつ、耐熱性の三次元物体を形成することができ
る。

【０１３５】請求項１６記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、配置手段として、断面形状データに基づい
て三次元物体形成材料を含有する液体を支持体表面に散
布して三次元物体形成材料を配置するものを使用してい
るので、支持体への三次元物体の配置を迅速に行うこと
ができるとともに、三次元物体の厚さを均一にして、三
次元物体の厚み方向の寸法精度をより一層向上させるこ
とができる。

【０１３６】請求項１７記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、配置手段として、既存の所定の画像形成方
式で記録紙に画像形成する画像形成装置を使用し、当該
画像形成装置の画像形成物質として三次元物体形成材料
を使用し、記録紙として支持体を使用して、断面形状デ
ータに基づいて、支持体に当該画像形成装置の画像形成
方式で三次元物体形成材料を配置しているので、既存の
画像形成装置を利用することができ、三次元物体形成装
置をより一層簡単な構成のものとすることができる。

【０１３７】請求項１８記載の発明の三次元物体形成装
置によれば、配置手段として、既存の所定の画像形成方
式で記録紙に画像形成する画像形成装置を使用し、三次
元物体形成装置の他の手段と相互に着脱可能に装着され
ものとしているので、既存の通常の画像形成装置を使用
して、三次元物体を形成することができるとともに、通
常は、画像形成装置を画像形成に使用することができ、
三次元物体形成装置をより一層安価で、簡単な構成のも
のとすることができる。

【０１３８】請求項１９記載の発明の三次元物体によれ
ば、接触した状態で相互に接合するとともに所定の硬化
処理で硬化する三次元物体形成材料を支持体の表面に配
設し、当該配設した三次元物体形成材料を支持体の裏面
に所定量通過させて、複数の支持体の表裏面の三次元物
体形成材料を、支持体に支持させつつ相互に接合させる
とともに硬化させて三次元物体を形成しているので、三
次元物体を支持体と支持体に支持されつつ接合されると
ともに硬化された三次元物体形成材料で形成することが
でき、複雑な形状の三次元物体を安価に、かつ、容易に
形成することができる。

【０１３９】請求項２０記載の発明の三次元物体によれ
ば、接触した状態で相互に接合するとともに所定の硬化
処理で硬化する三次元物体形成材料を、当該三次元物体
形成材料を所定量裏面側に通過する支持体の表面に、三
次元物体の断面形状データに基づいて配置し、三次元物
体形成材料の配置された複数の支持体を相互に重ね合わ
させて、各支持体の表裏面の三次元物体形成材料を支持
体に支持させつつ接合させ、各支持体の三次元物体形成
材料を硬化処理により硬化させた後、支持体の三次元物
体の配置された部分以外の不要部分を除去させて三次元
物体を形成しているので、三次元物体を積層厚みのバラ
ツキの少ないものとすることができ、三次元物体を安価
で、かつ、高精度のものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三次元物体形成方法、三次元物体形成
装置及び三次元物体の一実施の形態を適用した三次元物
体形成装置の概略構成を示す正面図。

【図２】図１の三次元物体形成装置による三次元物体形
成手順を示す図。

【符号の説明】

１三次元物体形成装置２情報作成ユニット３断面データ作成ユニット４断面像形成ユニット５シート供給ユニット６シート積層ユニット７硬化ユニット８除去ユニット９、１０貯蔵カセット１１搬送路１２シート材１３像形成台１４材料配置ヘッド１５搬送部１６三次元物体形成材料１７シート載置台１８圧板１９保持部材２０三次元物体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成
材料を所定量裏面に通過させる所定の支持体の表面に、
形成する三次元物体の断面形状データに基づいて前記三
次元物体形成材料を配置する配置工程と、前記配置工程
で前記三次元物体形成材料の配置された前記支持体と先
に前記配置工程で前記三次元物体形成材料の配置された
前記支持体との表裏面を合わせて重ね合わせる重ね合わ
せ工程と、前記重ね合わせ工程で重ね合わされた前記三
次元物体形成材料の配置された前記支持体同士を加圧し
て、前記各支持体の表裏面の前記三次元物体形成材料を
接合させる接合工程と、前記接合工程で接合された前記
各支持体の前記三次元物体形成材料に前記硬化処理を行
って硬化させる硬化工程と、前記配置工程、前記接合工
程及び前記硬化工程を順次行って、前記複数の支持体に
配置された前記三次元物体形成材料により前記三次元物
体の形成された前記支持体の接合束から前記三次元物体
形成材料の配置された部分以外の不要部分を除去する除
去工程と、を行うことを特徴とする三次元物体形成方
法。
【請求項２】前記三次元物体形成材料は、所定のエネル
ギー線の照射によって硬化する材料であり、前記硬化工
程は、前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元物
体形成材料に前記エネルギー線を照射するエネルギー線
照射処理を行って前記三次元物体形成材料を硬化させる
ことを特徴とする請求項１記載の三次元物体形成方法。
【請求項３】前記三次元物体形成材料は、所定温度に加
熱されることにより硬化する材料であり、前記硬化工程
は、前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元物体
形成材料を前記所定温度に加熱する加熱処理を行って前
記三次元物体形成材料を硬化させることを特徴とする請
求項１記載の三次元物体形成方法。
【請求項４】前記配置工程は、前記断面形状データに基
づいて前記三次元物体形成材料を含有する液体を前記支
持体表面に散布して前記三次元物体形成材料を配置する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記
載の三次元物体形成方法。
【請求項５】前記支持体は、紫外線の照射によって脆弱
化する材料であり、前記除去工程は、前記支持体に前記
紫外線を照射し、前記支持体の接合束から前記三次元物
体形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱化し
て除去することを特徴とする請求項１から請求項４のい
ずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項６】前記支持体は、所定のマイクロ波の照射に
よって脆弱化する材料であり、前記除去工程は、前記支
持体に前記マイクロ波を照射し、前記支持体の接合束か
ら前記三次元物体形成材料の配置された部分以外の不要
部分を脆弱化して除去することを特徴とする請求項１か
ら請求項４のいずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項７】前記支持体は、所定温度に加熱されること
により溶融する材料であり、前記除去工程は、前記支持
体を前記所定温度に加熱し、前記支持体の接合束から前
記三次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分
を溶融して除去することを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項８】前記支持体は、所定のマイクロ波の照射に
よって溶融する材料であり、前記除去工程は、前記支持
体に前記マイクロ波を照射し、前記支持体の接合束から
前記三次元物体形成材料の配置された部分以外の不要部
分を溶融して除去することを特徴とする請求項１から請
求項４のいずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項９】前記支持体は、水分が付与されることによ
り脆弱化する材料であり、前記除去工程は、前記支持体
に前記水分を付与し、前記支持体の接合束から前記三次
元物体形成材料の配置された部分以外の不要部分を脆弱
化して除去することを特徴とする請求項１から請求項４
のいずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項１０】前記支持体は、所定の支持体劣化温度に
加熱されることにより脆弱化あるいは溶融する材料であ
り、前記三次元物体形成材料は、前記支持体劣化温度よ
りも高い所定の三次元物体形成材料劣化温度で脆弱化あ
るいは溶融する材料であり、前記除去工程は、前記支持
体を前記支持体劣化温度よりも高く前記三次元物体形成
材料劣化温度よりも低い所定温度に加熱し、前記支持体
の接合束から前記三次元物体形成材料の配置された部分
以外の不要部分を脆弱化あるいは溶融して除去すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の
三次元物体形成方法。
【請求項１１】前記支持体は、予め所定形状にカットさ
れており、前記重ね合わせ工程は、前記カットされた前
記支持体を前記所定形状に合わせて前記支持体の表裏面
を重ね合わせることを特徴とする請求項１から請求項１
０のいずれかに記載の三次元物体形成方法。
【請求項１２】前記配置工程は、前記断面形状データに
基づいて、複数色の前記三次元物体形成材料を配置する
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに
記載の三次元物体形成方法。
【請求項１３】所定の硬化処理で硬化する三次元物体形
成材料を所定量裏面に通過させる所定の支持体表面に、
形成する三次元物体の断面形状データに基づいて、前記
三次元物体形成材料を配置する配置手段と、前記配置手
段により前記三次元物体形成材料の配置された前記支持
体と先に前記配置工程で前記三次元物体形成材料の配置
された前記支持体との表裏面を合わせて重ね合わせる重
ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段で重ね合わされた
前記三次元物体形成材料の配置された前記支持体同士を
加圧して、前記各支持体の表裏面の前記三次元物体形成
材料を接合させる接合手段と、前記接合手段で接合され
た前記各支持体の前記三次元物体形成材料に前記硬化処
理を行って硬化させる硬化手段と、前記支持体上への前
記三次元物体形成材料の配置から前記接合及び前記硬化
を順次行って、前記複数の支持体に配置された前記三次
元物体形成材料により前記三次元物体の形成された前記
支持体の接合束から前記三次元物体形成材料の配置され
た部分以外の不要部分を除去する除去手段と、を備えた
ことを特徴とする三次元物体形成装置。
【請求項１４】前記三次元物体形成材料は、所定のエネ
ルギー線の照射によって硬化する材料であり、前記硬化
手段は、前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元
物体形成材料に前記エネルギー線を照射するエネルギー
線照射処理を行って前記三次元物体形成材料を硬化させ
ることを特徴とする請求項１３記載の三次元物体形成装
置。
【請求項１５】前記三次元物体形成材料は、所定温度に
加熱されることにより硬化する材料であり、前記硬化手
段は、前記硬化処理として、前記支持体の前記三次元物
体形成材料を前記所定温度に加熱する加熱処理を行って
前記三次元物体形成材料を硬化させることを特徴とする
請求項１３記載の三次元物体形成装置。
【請求項１６】前記配置手段は、前記断面形状データに
基づいて前記三次元物体形成材料を含有する液体を前記
支持体表面に散布して前記三次元物体形成材料を配置す
ることを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれ
かに記載の三次元物体形成装置。
【請求項１７】前記配置手段は、既存の所定の画像形成
方式で記録紙に画像形成する画像形成装置であり、当該
画像形成装置の画像形成物質として前記三次元物体形成
材料を使用し、前記記録紙として前記支持体を使用し
て、前記断面形状データに基づいて、前記支持体に当該
画像形成装置の画像形成方式で前記三次元物体形成材料
を配置することを特徴とする請求項１３から請求項１５
のいずれかに記載の三次元物体形成装置。
【請求項１８】前記配置手段は、既存の所定の画像形成
方式で記録紙に画像形成する画像形成装置であり、当該
画像形成装置の画像形成物質として前記三次元物体形成
材料を使用し、前記記録紙として前記支持体を使用し
て、前記断面形状データに基づいて、前記支持体に当該
画像形成装置の画像形成方式で前記三次元物体形成材料
を配置するとともに、前記三次元物体形成装置の前記他
の手段と相互に着脱可能に装着されることを特徴とする
請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の三次元物
体形成装置。
【請求項１９】接触した状態で相互に接合するとともに
所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成材料が支持体
の表面に配設され、当該配設された三次元物体形成材料
が前記支持体の裏面に所定量通過して、前記複数の支持
体の表裏面の前記三次元物体形成材料が、前記支持体に
支持されつつ相互に接合されるとともに硬化されている
ことを特徴とする三次元物体。
【請求項２０】接触した状態で相互に接合するとともに
所定の硬化処理で硬化する三次元物体形成材料が、当該
三次元物体形成材料を所定量裏面側に通過する支持体の
表面に、三次元物体の断面形状データに基づいて配置さ
れ、前記三次元物体形成材料の配置された前記複数の支
持体が相互に重ね合わされて、前記各支持体の表裏面の
前記三次元物体形成材料が前記支持体に支持されつつ接
合され、前記各支持体の前記三次元物体形成材料が前記
硬化処理により硬化された後、前記支持体の前記三次元
物体の配置された部分以外の不要部分が除去されて形成
されていることを特徴とする三次元物体。