JP2016002714A - インクジェット立体形状印刷装置および当該インクジェット立体形状印刷装置によるインクジェット立体形状印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細な立体形状を持つ造形物を形成可能にする。【解決手段】インクジェット立体形状印刷装置１では、ステージ３の上面、またはステージ３上の硬化物ｍの上面が、造形材１６が着弾する位置になるようにステージ３を移動し、ステージ３の上面、またはステージ３上の硬化物ｍの上面と流動性サポート材１５の液面とを合わせた面において当該硬化物ｍの上面の少なくとも一部を含む領域に、造形材１６を吐出する。【選択図】図１

Description

本発明は、立体形状を持つ造形物を形成するためのインクジェット立体形状印刷装置および当該インクジェット立体形状印刷装置によるインクジェット立体形状印刷方法に関する。

立体形状を持つ造形物を形成する方法として、光の照射を受けることで硬化する造形材に光を照射して硬化した硬化物を積層して造形物を形成する方法が知られている。例えば、特許文献１には、容器を不活性溶媒で満たし、当該不活性溶媒の液面付近にテーブルを位置させ、ノズルより光硬化性樹脂液をテーブル上に流出させると共に、ノズルより流出させた光硬化性樹脂液にレーザ光を照射して硬化させる方法が開示されている。特許文献１に記載の方法では、上記の工程を経て目的とする立体形状物の１つの水平断面を得た後、テーブルを僅かに下降させ、上記の工程を再び行う。この手順を繰り返すことにより、目的とする立体形状物が得られる。

また、特許文献２には、フロン系等の液体で満たされた容器にテーブルを入れ、当該テーブルの表面を液体の液面に一致させた後、吐出ノズルより光硬化性樹脂をテーブル上に吐出すると共に、吐出ノズルより吐出された光硬化性樹脂にレーザ光を照射して硬化させる方法が開示されている。特許文献２に記載の方法では、上記の工程を経てスライス片を得た後、テーブルを僅かに下降させ、上記の工程を再び行う。この手順を繰り返すことにより、複数のスライス片を積層してなる立体形状物が得られる。

特開平５−３２９９４２（１９９３年１２月１４日公開） 特開平４−９３２２８号公報（１９９２年３月２６日公開）

特許文献１に記載の方法は、１つのノズルから吐出された光硬化性樹脂液にレーザ光を照射して、目的とする立体形状物の水平断面を形成している。この方法では、光硬化性樹脂液の吐出位置とレーザ光の照射位置とを同位置に維持しつつ、二次元平面上を立体形状に沿って走査しなければならないので解像度の高い印刷を施すことが難しく、高精細な立体形状を持つ立体形状物を形成するのが難しい。特許文献２に記載の方法も同様である。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細な立体形状を持つ造形物を形成可能なインクジェット立体形状印刷装置および当該インクジェット立体形状印刷装置によるインクジェット立体形状印刷方法を提供することである。

本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置は、造形材を硬化した硬化物をステージ上に積層して造形物を形成するインクジェット立体形状印刷装置であって、流動性を有し、上記造形材の支持体となる流動性サポート材で満たされた容器と、上記容器内を鉛直方向に移動可能な上記ステージと、上記造形材を吐出するインクジェットヘッドと、上記ステージの上面、または上記ステージ上に積層された上記硬化物の上面が、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材が着弾する位置になるように、上記ステージを移動させる移動制御手段とを備え、上記インクジェットヘッドは、上記造形材が着弾する位置となった上記ステージの上面、または上記造形材が着弾する位置となった上記硬化物の上面に、上記造形材を吐出し、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材を硬化した上記硬化物を生成し、当該硬化物を積層して上記造形物を形成する。

上記の構成によれば、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置では、インクジェット立体形状印刷を行うため、解像度の高い印刷を施すことが可能である。そのため、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置により、より高精細な立体形状を持つ造形物を形成することができる。また、インクジェット立体形状印刷装置では、高解像度の印刷が可能であるため、表面が滑らかな造形物を形成することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置においては、上記流動性サポート材は、０．７以上の比重を有している。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置においては、上記流動性サポート材は、上記造形材の比重よりも大きい比重を有している。

上記の構成によれば、オーバーハング部分が自重で垂れ下がらないため、オーバーハングをより容易に形成することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置は、上記容器に上記流動性サポート材を供給する供給手段と、上記容器から溢れた上記流動性サポート材を保持する他の容器とをさらに備え、上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材を上記容器に供給する。

上記の構成によれば、容器における流動性サポート材の水位を常に一定、すなわち容器における流動性サポート材の液面を常に同じ位置にすることができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置は、上記他の容器内の上記流動性サポート材に含まれる不純物または異物を取り除くためのフィルタをさらに備え、上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材を上記フィルタに通して上記容器に供給する。

上記の構成によれば、容器には不純物または異物が含まれない流動性サポート材を供給することができると共に、容器内に発生または混入した不純物または異物を他の容器で取り除くことができる。したがって、流動性サポート材を循環供給することにより、当該流動性サポート材を繰返し使用することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置においては、上記造形材は、光の照射を受けることで硬化するものであり、上記硬化手段は、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材に上記光をライン状に一括照射して、当該造形材を硬化した上記硬化物を生成する。また、上記硬化手段は、ＬＥＤ光源であることが好ましい。

上記の構成によれば、インクジェットヘッドの吐出精度のみで造形精度が決まり、硬化手段から照射される光を高精度で制御する必要がないため、高精細な造形物の形成が可能となる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷方法は、上述したいずれかのインクジェット立体形状印刷装置によるインクジェット立体形状印刷方法であって、上記ステージの上面、または上記ステージ上に積層された上記硬化物の上面が、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材が着弾する位置になるように、上記ステージを移動させる工程と、上記造形材が着弾する位置となった上記ステージの上面、または上記造形材が着弾する位置となった上記硬化物の上面に、上記造形材を吐出する工程とを含み、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材を硬化した上記硬化物を生成し、当該硬化物を積層して上記造形物を形成する。

上記の方法によれば、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置によれば、より高精細な立体形状を持ち、表面が滑らかな造形物を形成することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置の全体構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置の部分構成を模式的に示す図である。

（インクジェット立体形状印刷装置１）
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置について、図１および図２を用いて詳細に説明する。図１は、インクジェット立体形状印刷装置１の全体構成を模式的に示す図である。図２は、インクジェット立体形状印刷装置１の部分構成を模式的に示す図である。本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１は、造形材１６を硬化した硬化物ｍをステージ３上に積層して、立体形状を持つ造形物Ｍを形成するインクジェット立体形状印刷装置である。

図１に示すように、インクジェット立体形状印刷装置１は、キャリッジ２、ステージ３、Ｚバー４、第１の容器５（容器）、第２の容器６（他の容器）、供給部７（供給手段）、および制御部９（移動制御手段）を有している。また、図２に示すように、インクジェット立体形状印刷装置１は、Ｙバー１０をさらに有している。

＜Ｙバー１０＞
Ｙバー１０は一方向に延在している。Ｙバー１０が延在する方向はインクジェット立体形状印刷装置１の主走査方向であり、図のＹ方向である。換言すれば、主走査方向とはステージ３の面方向に平行な一方向である。なお、主走査方向に垂直な方向が副走査方向であり、図のＸ方向である。Ｙバー１０は、副走査方向に移動可能になっている。

＜キャリッジ２＞
キャリッジ２は、インクジェットヘッド１１および照射部１２Ａ，１２Ｂ（硬化手段）を有している。キャリッジ２はＹバー１０に取り付けられており、Ｙバー１０に沿って主走査方向に往復移動をする。これにより、キャリッジ２はステージ３に対して相対的に移動し、その結果、後述するインクジェットヘッド１１がステージ３に対して相対的に移動する。上述したように、Ｙバー１０は副走査方向に移動可能になっている。これにより、キャリッジ２は、Ｙバー１０の移動方向と同方向、すなわち副走査方向にも移動する。

＜インクジェットヘッド１１＞
インクジェットヘッド１１は、造形物Ｍとなる造形材１６であって、光または温度変化により硬化する造形材１６をステージ３に向けて吐出するものである。具体的には、インクジェットヘッド１１には副走査方向に複数のノズルがライン状に形成されており、各ノズルから造形材１６が吐出される。造形材１６としては、光または温度変化で硬化されるものであればよく、例えば光によって硬化する光硬化型樹脂液、または温度変化により硬化する熱可塑性樹脂液が挙げられる。本実施形態では、インクジェットヘッド１１は、光硬化型樹脂液として紫外線硬化型樹脂液を吐出するものである形態として説明する。

＜第１の容器５＞
第１の容器５は、流動性を有し、造形材１６の支持体となる流動性サポート材１５で充填されたものである。流動性サポート材１５としては、造形材１６と反応したり、造形材１６を硬化した硬化物ｍを溶かしたり、造形材１６を硬化させるための光または温度変化で硬化したりしないものであればよいが、安全性の観点から、流動性サポート材１５を水またはイソパラフィン炭化水素溶剤とすることが好ましい。さらには、重なり合う２層の硬化物ｍにおいて、上層の硬化物ｍの下面が、下層の硬化物ｍの上面よりも大きくなるオーバーハングが形成される場合、上層の硬化物ｍにおいて、下層の硬化物ｍからはみ出る領域（すなわち、オーバーハング部分）が自重で垂れ下がることをより確実に防ぐために、流動性サポート材１５の比重は造形材１６の比重よりも大きいものが望ましい。これにより、オーバーハング部分が自重で垂れ下がらないため、オーバーハングをより容易に形成することができる。ただし、造形材１６が硬化接着した後には流動性サポート材１５によるサポート力は小さくて済むので、流動性サポート材１５の比重が造形材１６の比重よりも小さくても使用可能であり、この場合は流動性サポート材１５の比重は０．７以上であることが好ましい。

＜第２の容器６＞
第２の容器６は、第１の容器５から溢れ出た（オーバーフローした）流動性サポート材１５を保持するためのものである。第１の容器５と第２の容器６との間は接続管１４によって接続されている。接続管１４には供給部７が設けられており、供給部７は、第２の容器６内の流動性サポート材１５を第１の容器５に供給する。これにより、供給部７が第２の容器６内の流動性サポート材１５を供給することにより第１の容器５から溢れ出た流動性サポート材１５は第２の容器６によって保持され、再び供給部７によって第１の容器５に供給される。このようにして、第１の容器５における流動性サポート材１５の液面は常に同じ位置になっている。供給部７としては、第２の容器６内の流動性サポート材１５を第１の容器５に供給可能なものであればよく、例えば供給部７をポンプとすることが好ましい。

ここで、接続管１４にはフィルタ８がさらに設けられている。フィルタ８は、第２の容器６内の流動性サポート材１５に含まれる不純物または異物を取り除くためのものである。フィルタ８は、供給部７よりも上流側に位置しており、供給部７は、第２の容器６内の流動性サポート材１５をフィルタ８に通して、第１の容器５に供給する。これにより、第１の容器５には不純物または異物が含まれない流動性サポート材１５を供給することができると共に、第１の容器５内に発生または混入した不純物または異物を第２の容器６で取り除くことができる。

＜Ｚバー４＞
Ｚバー４は鉛直方向に延在している。Ｚバー４が延在する方向は、インクジェット立体形状印刷装置１の主走査方向および副走査方向に直交する方向とも言え、図のＺ方向である。すなわち、Ｚバー４が延在する方向とはステージ３に垂直な方向である。

＜ステージ３＞
ステージ３は、造形物Ｍが形成される台であり、Ｚバー４が延在する鉛直方向に対して水平方向に延在している。ステージ３は、第１の容器５内に存在しており、プランジャー１３を介してＺバー４に取り付けられ、Ｚバー４に沿って鉛直方向に移動可能になっている。これにより、ステージ３の鉛直方向における位置、すなわちステージ３の高さは変動可能になっている。

＜制御部９＞
制御部９は、目的とする造形物Ｍを形成するためにキャリッジ２の移動、Ｙバー１０の移動、およびインクジェットヘッド１１による造形材１６の吐出を制御する。具体的には、制御部９には、三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）等から得られた造形物Ｍの三次元座標データから、造形物Ｍの高さ方向（すなわち、鉛直方向）に一定間隔で切断した複数の切断片各々の輪郭線の三次元座標データを生成し、格納している。制御部９は、当該三次元座標データに基づき、キャリッジ２およびＹバー１０を移動させながらインクジェットヘッド１１から造形材１６をステージ３に向けて吐出させ、各切断片を造形材１６で形成する。詳細は後述するが、インクジェット立体形状印刷装置１では、造形材１６で形成した切断片を硬化した硬化物ｍをステージ３上に積層することにより、目的とする造形物Ｍを形成する。

制御部９は、さらにプランジャー１３をＺバー４に沿って昇降させ、プランジャー１３に取り付けられたステージ３を鉛直方向に移動させる。具体的には、制御部９は、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面が、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置になるように、ステージ３の位置を制御している。ここで、第１の容器５における流動性サポート材１５の液面は常に同じ位置になっているので、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面を、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置にしやすくなっている。なお、本明細書における「造形材が着弾する位置」とは、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６がステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面に着弾する位置である。すなわち、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面は、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾するのであれば、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面が流動性サポート材１５の液面を越えないような位置にあればよい。したがって、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面が、第１の容器５内の流動性サポート材１５の液面と同じ位置にあってもよいし、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面が僅かながら流動性サポート材１５の液面よりも下回っていてもよい。

制御部９が、ステージ３の上面、またはステージ３上に積層された硬化物ｍの上面を、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置にする具体的な方法に特に限定はない。例えば、第１の容器５内の流動性サポート材１５の液面の位置は一定であるので、硬化物ｍの上面を検知する図示せぬセンサによって検知された位置が、インクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置になるようにステージ３の位置を制御してもよい。あるいは、硬化物ｍをｎ層（ｎは、１以上の整数）積層する度に、当該硬化物ｍの高さ方向（すなわち、鉛直方向）の積層の高さだけステージ３を下降させてもよい。各硬化物ｍの高さは、各切断片の輪郭線の三次元座標データから算出可能である。

＜照射部１２Ａ，１２Ｂ＞
照射部１２Ａ，１２Ｂは、インクジェットヘッド１１より吐出された造形材１６が光硬化樹脂液である場合において、当該樹脂液を硬化させる光を照射するためのものである。光としては、インクジェットヘッド１１から吐出される造形材１６を硬化させるものであればよい。本実施形態では、照射部１２Ａ，１２Ｂは紫外線を照射するものである形態として説明する。紫外線を照射する照射部１２Ａ，１２Ｂとしては、例えば紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）等のＬＥＤ光源、またはメタルハライドランプを好適に用いることができる。ここで、照射部１２Ａ，１２Ｂは、光を副走査方向にライン状に一括照射することが好ましい。このような照射部１２Ａ，１２Ｂとして、例えば、光をライン状に一括照射する複数の紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）等のＬＥＤ光源を好適に用いることができる。これによれば、インクジェットヘッド１１の吐出精度のみで造形精度が決まり、当該照射部１２Ａ，１２Ｂから照射される光を高精度で制御する必要がないため、高精細な造形物Ｍの形成が可能となる。

照射部１２Ａ，１２Ｂは、主走査方向に並び、かつ、照射部１２Ａと照射部１２Ｂとの間にインクジェットヘッド１１が位置されるように、配置されている。これにより、照射部１２Ａ，１２Ｂは、インクジェットヘッド１１の移動方向と同方向、すなわち主走査方向および副走査方向に移動する。つまり、インクジェットヘッド１１が造形材１６を吐出しながら移動すると、吐出された造形材１６に対して、すぐに照射部１２Ａ，１２Ｂから紫外線が照射されることになる。さらには、インクジェットヘッド１１の両端に照射部１２Ａ，１２Ｂが配置されているので、主走査方向の往復動作における吐出に対して硬化を実行することが可能である。

上述したように、インクジェット立体形状印刷装置１では、造形材１６として熱可塑性樹脂液を用いることもできる。この場合、インクジェット立体形状印刷装置１は、インクジェットヘッド１１に加温して流動化した熱可塑性樹脂液を供給する。熱可塑性樹脂液は吐出後に室温で硬化するので、この場合は照射部１２Ａ，１２Ｂは不要である。

なお、本明細書における「硬化」には、本硬化（キュア）と仮硬化（ピニング）とが含まれる。つまり、「硬化」は、本硬化において所望の硬度まで硬化させる硬化と、仮硬化において当該所望の程度よりは低い硬度まで硬化させる硬化とを包含する。

（インクジェット立体形状印刷方法）
続いて、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１により造形物Ｍを印刷するインクジェット立体形状印刷方法について説明する。

まず、制御部９は、三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）等から得られた造形物Ｍの三次元座標データから、造形物Ｍの高さ方向（すなわち、鉛直方向）に一定間隔で切断したｎ個（ｎは、１以上の整数）の切断片各々の輪郭線の三次元座標データを生成し、格納する。

続いて、制御部９は、ステージ３の上面がインクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置になるように、プランジャー１３をＺバー４に沿って昇降させる。その後、制御部９は、最下端の切断片の輪郭線の三次元座標データに基づき、キャリッジ２およびＹバー１０を移動させながらインクジェットヘッド１１から造形材１６を、造形材１６が着弾する位置となったステージ３の上面に吐出させ、最下端の切断片を造形材１６で形成する。ここで、インクジェットヘッド１１から造形材１６を吐出している間、キャリッジ２に搭載された照射部１２Ａ，１２Ｂからは紫外線が照射されている。これにより、インクジェットヘッド１１が造形材１６で切断片を形成し終えた時点には、当該切断片が硬化した硬化物ｍがステージ３上に形成されることになる。

最下端の硬化物ｍが形成されると、制御部９は、ステージ３上に形成された硬化物ｍの上面がインクジェットヘッド１１から吐出された造形材１６が着弾する位置になるように、プランジャー１３をＺバー４に沿って昇降させる。この後は、最下端の硬化物ｍを形成した手順と同様の手順により、造形材１６が着弾する位置となった最下端の硬化物ｍの上面に次なる硬化物ｍを形成する。この処理をｎ回繰り返して実行することにより、ｎ個の硬化物ｍを積層してなる造形物Ｍが形成されることになる。

ここで、図１に示すように、重なり合う２層の硬化物ｍにおいて、上層の硬化物ｍの下面が、下層の硬化物ｍの上面よりも大きくなる場合（所謂オーバーハングが形成される場合）がある。このため、本実施形態に係るインクジェットヘッド１１は、ステージ３の上面に造形材１６を吐出するか、ステージ３上に積層された硬化物ｍの上面と流動性サポート材１５の液面とを合わせた面において、当該硬化物ｍの上面の少なくとも一部を含む領域に造形材１６を吐出すると言える。

オーバーハングが形成される場合、上層の硬化物ｍにおいて、下層の硬化物ｍからはみ出る領域（すなわち、オーバーハング部分）は、流動性サポート材１５によって支持されるため、流動性サポート材１５に浮かんだ状態で照射部１２Ａ，１２Ｂの照射により硬化することになる。したがって、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷方法では、オーバーハングが形成される場合でも、オーバーハング部分が自重で垂れ下がることなく硬化されることになる。よって、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷方法では、オーバーハング部分を持つ造形物Ｍでも何ら問題なく形成することができる。

本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、複数のノズルを用いたインクジェット立体形状印刷を行うため、主走査方向（Ｙ方向）のみの機械走査で済むので、単一ノズルとレーザ光との２点を二次元平面上のＸ方向およびＹ方向に機械走査する前述の特許文献１および２に記載の技術に比べて解像度の高い印刷を施すことが可能である。そのため、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１により、より高精細な立体形状を持つ造形物Ｍを形成することができる。また、インクジェット立体形状印刷装置１では、高解像度の印刷が可能であるため、表面が滑らかな造形物Ｍを形成することができる。さらにインクジェット立体形状印刷装置１では、減法混色（イエロー、マゼンタ、シアン、および黒）ならびに白色のインクを吐出するための複数のノズルラインを用いたインクジェット立体形状印刷を行うことでフルカラー印刷を行うことも可能である。したがって、インクジェット立体形状印刷装置１では、カラー印刷を造形物Ｍの表面に形成することができるので、造形物Ｍの形成と同時に造形物Ｍに対するフルカラーでの色付けを行うことができる。

従来では、光硬化性樹脂液を所望の形状に硬化した硬化層を形成する工程を繰り返すことにより、硬化層が一体的に積層されてなる立体形状の造形物を形成する方法がある。この方法では、オーバーハングが形成される場合、上層の硬化層において、下層の硬化層からはみ出る領域（すなわち、オーバーハング部分）は、下層の硬化層を形成する際にサポート材を形成して支持している。このサポート材は、造形物が完成した後に除去する必要があるので、上記の方法は製造者にとっては煩雑である。これに対して本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、流動性を持つ流動性サポート材１５を使用しているため、造形物Ｍを完成した後に当該流動性サポート材１５を除去する必要はない。また、上記の方法をインクジェット立体形状印刷装置で行った場合、硬化層を形成するためのノズルに加えて、サポート材を形成するためのノズルが必要となる。しかしながら、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、サポート材を形成する必要はない。

また、従来では、容器内に満たされた光硬化性樹脂液の液面に選択的に光を照射して硬化層を形成する工程を繰り返すことにより、硬化層が一体的に積層されてなる立体形状の造形物を形成する方法もある。この方法では、工程の全般にわたって容器内に光硬化性樹脂液を満たしておかなければならないので、大量の光硬化性樹脂液が必要となり、その結果、製造コストが高くなる。これに対して本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、第１の容器５内には流動性サポート材１５を供給部７が供給しており、第１の容器５から溢れ出た流動性サポート材１５は第２の容器６に受け入れられ、フィルタ８を介して再び第１の容器５内に供給部７が供給している。このように、本実施形態に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、流動性サポート材１５を繰り返し使用しているので廃材を減らすことができ、その結果、製造コストを抑えることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

（付記事項）
本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１は、造形材１６を硬化した硬化物ｍをステージ３上に積層して造形物Ｍを形成するインクジェット立体形状印刷装置１であって、流動性を有し、上記造形材１６の支持体となる流動性サポート材１５が充填された容器（第１の容器５）と、上記容器内を鉛直方向に移動可能な上記ステージ３と、上記造形材１６を吐出するインクジェットヘッド１１と、上記ステージ３の上面、または上記ステージ３上に積層された上記硬化物ｍの上面が、上記インクジェットヘッド１１から吐出された上記造形材１６が着弾する位置になるように、上記ステージ３を移動させる移動制御手段（制御部９）とを備え、上記インクジェットヘッド１１は、上記造形材１６が着弾する位置となった上記ステージ３の上面、または上記造形材１６が着弾する位置となった上記硬化物ｍの上面に、上記造形材１６を吐出し、上記インクジェットヘッド１１から吐出された上記造形材１６を硬化した上記硬化物ｍを生成し、当該硬化物ｍを積層して上記造形物Ｍを形成する。

上記の構成によれば、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１では、インクジェット立体形状印刷を行うため、解像度の高い印刷を施すことが可能である。そのため、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１により、より高精細な立体形状を持つ造形物Ｍを形成することができる。また、インクジェット立体形状印刷装置１では、高解像度の印刷が可能であるため、表面が滑らかな造形物Ｍを形成することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１においては、上記流動性サポート材１５は、０．７以上の比重を有している。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１においては、上記流動性サポート材１５は、上記造形材１６の比重よりも大きい比重を有している。

上記の構成によれば、オーバーハング部分が自重で垂れ下がらないため、オーバーハングをより容易に形成することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１は、上記容器に上記流動性サポート材１５を供給する供給手段（供給部７）と、上記容器から溢れた上記流動性サポート材１５を保持する他の容器（第２の容器６）とをさらに備え、上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材１５を上記容器に供給する。

上記の構成によれば、容器における流動性サポート材１５の液面を常に一定、すなわち容器における流動性サポート材１５の液面を常に同じ位置にすることができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１は、上記他の容器内の上記流動性サポート材１５に含まれる不純物または異物を取り除くためのフィルタ８をさらに備え、上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材１５を上記フィルタ８に通して上記容器に供給する。

上記の構成によれば、容器には不純物または異物が含まれない流動性サポート材１５を供給することができると共に、容器内に発生または混入した不純物または異物を他の容器で取り除くことができる。したがって、流動性サポート材を循環供給することにより、当該流動性サポート材を繰返し使用することができる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１においては、上記造形材１６は、光の照射を受けることで硬化するものであり、上記硬化手段は、上記インクジェットヘッド１１から吐出された上記造形材１６に上記光をライン状に一括照射して、当該造形材１６を硬化した上記硬化物ｍを生成する。また、上記硬化手段は、ＬＥＤ光源であることが好ましい。

上記の構成によれば、インクジェットヘッド１１の吐出精度のみで造形精度が決まり、硬化手段から照射される光を高精度で制御する必要がないため、高精細な造形物Ｍの形成が可能となる。

また、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷方法は、上述したいずれかのインクジェット立体形状印刷装置１によるインクジェット立体形状印刷方法であって、上記ステージ３の上面、または上記ステージ３上に積層された上記硬化物ｍの上面が、上記インクジェットヘッド１１から吐出された上記造形材１６が着弾する位置になるように、上記ステージ３を移動させる工程と、上記造形材１６が着弾する位置となった上記ステージ３の上面、または上記造形材１６が着弾する位置となった上記硬化物ｍの上面に、上記造形材１６を吐出する工程とを含み、上記インクジェットヘッド１１から吐出された上記造形材１６を硬化した上記硬化物ｍを生成し、当該硬化物ｍを積層して上記造形物Ｍを形成する。

上記の方法によれば、本発明の一態様に係るインクジェット立体形状印刷装置１と同様の効果を奏することができる。

本発明は、インクジェット立体形状印刷装置に利用することができ、特に立体形状を持つ造形物を形成するためのインクジェット立体形状印刷装置に好適である。

１ インクジェット立体形状印刷装置
２ キャリッジ
３ ステージ
４ Ｚバー
５ 第１の容器
６ 第２の容器
７ 供給部
８ フィルタ
９ 制御部
１０ Ｙバー
１１ インクジェットヘッド
１２Ａ，１２Ｂ 照射部
１３ プランジャー
１４ 接続管
１５ 流動性サポート材
１６ 造形材
Ｍ 造形物
ｍ 硬化物

Claims (8)

1. 造形材を硬化した硬化物をステージ上に積層して造形物を形成するインクジェット立体形状印刷装置であって、
   流動性を有し、上記造形材の支持体となる流動性サポート材で満たされた容器と、
   上記容器内を鉛直方向に移動可能な上記ステージと、
   上記造形材を吐出するインクジェットヘッドと、
   上記ステージの上面、または上記ステージ上に積層された上記硬化物の上面が、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材が着弾する位置になるように、上記ステージを移動させる移動制御手段とを備え、
   上記インクジェットヘッドは、上記造形材が着弾する位置となった上記ステージの上面、または上記造形材が着弾する位置となった上記硬化物の上面に、上記造形材を吐出し、
   上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材を硬化した上記硬化物を生成し、当該硬化物を積層して上記造形物を形成することを特徴とするインクジェット立体形状印刷装置。
2. 上記流動性サポート材は、０．７以上の比重を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
3. 上記流動性サポート材は、上記造形材の比重よりも大きい比重を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
4. 上記容器に上記流動性サポート材を供給する供給手段と、
   上記容器から溢れた上記流動性サポート材を保持する他の容器とをさらに備え、
   上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材を上記容器に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
5. 上記他の容器内の上記流動性サポート材に含まれる不純物または異物を取り除くためのフィルタをさらに備え、
   上記供給手段は、上記他の容器内の上記流動性サポート材を上記フィルタに通して上記容器に供給することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
6. 上記造形材は、光の照射を受けることで硬化するものであり、
   上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材に上記光をライン状に一括照射して、当該造形材を硬化した上記硬化物を生成する硬化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
7. 上記硬化手段は、ＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット立体形状印刷装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット立体形状印刷装置によるインクジェット立体形状印刷方法であって、
   上記ステージの上面、または上記ステージ上に積層された上記硬化物の上面が、上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材が着弾する位置になるように、上記ステージを移動させる工程と、
   上記造形材が着弾する位置となった上記ステージの上面、または上記造形材が着弾する位置となった上記硬化物の上面に、上記造形材を吐出する工程とを含み、
   上記インクジェットヘッドから吐出された上記造形材を硬化した上記硬化物を生成し、当該硬化物を積層して上記造形物を形成することを特徴とするインクジェット立体形状印刷方法。

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