(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージと、
複数の発熱抵抗体を囲む液室と、前記液室から溶液または分散液である処理液を吐出するノズルとを有し、前記処理液から溶媒または分散媒が蒸発することで前記処理液に含まれる、造形物を構成する材料を析出させるために、前記処理液を前記ステージ上に供給するヘッドと、
前記複数の発熱抵抗体に流す電流を制御することにより、前記ノズルの中心を通り前記ステージに対して垂直な線である中心線に沿う方向と、前記中心線に対して所定角度がつけられた方向との間の角度範囲で、前記処理液を飛翔させることが可能なヘッド駆動コントローラと、
前記ヘッドと前記ステージとを相対的に移動させる移動機構と、
前記造形物を形成するために、前記移動機構の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記ヘッド駆動コントローラが前記ヘッドから前記中心線に沿う方向に前記処理液を飛翔させることにより、前記材料による少なくとも２本の垂直な棒状体を形成し、
前記ヘッド駆動コントローラが、飛翔方向の角度を前記中心線に沿う方向から徐々に変えるようにして前記ヘッドから前記処理液を飛翔させることにより、前記材料による、前記２本の垂直な棒状体をつなぐ非垂直な棒状体を形成する
３次元造形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元造形装置であって、
前記ヘッド駆動コントローラは、前記非垂直な棒状体を形成する場合、前記２本の垂直な棒状体のうち第１の棒状体から第２の棒状体へ向けて、前記非垂直な棒状体の一部を形成し、前記移動機構による前記ヘッドと前記ステージとの前記非垂直な方向における相対移動後、前記第２の棒状体から前記第１の棒状体へ向けて、前記非垂直な棒状体の残りの部位を形成する
３次元造形装置。
【請求項３】
請求項１に記載の３次元造形装置であって、
前記造形物は、格子状の物体である３次元造形装置。
【請求項４】
請求項３に記載の３次元造形装置であって、
前記造形物は、生体組織の再生用の足場材である３次元造形装置。
【請求項５】
請求項１に記載の３次元造形装置であって、
前記制御手段は、造形の対象物体の断層化画像である２次元の画像データに基づき、前記移動機構の移動を制御する３次元造形装置。
【請求項６】
ステージと、
複数の発熱抵抗体を囲む液室と、前記液室から溶液または分散液である処理液を吐出するノズルとを有し、前記処理液から溶媒または分散媒が蒸発することで前記処理液に含まれる、造形物を構成する材料を析出させるために、前記処理液を前記ステージ上に供給するヘッドと、
前記複数の発熱抵抗体に流す電流を制御することにより、前記ノズルの中心を通り前記ステージに対して垂直な線である中心線に沿う方向と、前記中心線に対して所定角度がつけられた方向との間の角度範囲で、前記処理液を飛翔させることが可能なヘッド駆動コントローラと、
前記ヘッドと前記ステージとを相対的に移動させる移動機構と、
前記造形物を形成するために、前記移動機構の駆動を制御する制御手段とを具備する３次元造形装置による造形物の生成方法であって、
前記ヘッド駆動コントローラによる駆動により、前記ヘッドから前記中心線に沿う方向に前記処理液を飛翔させることにより、前記材料による少なくとも２本の垂直な棒状体を形成し、
前記ヘッド駆動コントローラによる駆動により、飛翔方向の角度を前記中心線に沿う方向から徐々に変えるようにして前記ヘッドから前記処理液を飛翔させることにより、前記材料による、前記２本の垂直な棒状体をつなぐ非垂直な棒状体を形成する
造形物の生成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の造形物の生成方法であって、
前記非垂直な棒状体を形成する工程では、
前記ヘッド駆動コントローラによる駆動により、前記２本の垂直な棒状体のうち第１の棒状体から第２の棒状体へ向けて、前記非垂直な棒状体の一部を形成し、
前記移動機構による前記ヘッドと前記ステージとの前記非垂直な方向における相対移動後、前記ヘッド駆動コントローラによる駆動により、前記第２の棒状体から前記第１の棒状体へ向けて、前記非垂直な棒状体の残りの部位を形成する
造形物の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物を形成する３次元造形装置、造形物の生成方法及び造形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、３次元造形装置は、ラピッドプロトタイピングと呼ばれる装置として知られており、業務用として広く使われている。３次元造形装置の主な方式として、光造形方式、シート積層造形方式、粉体造形方式、そしてダイレクト造形方式がある。
【０００３】
ダイレクト造形方式は、例えばインクジェット技術を用い、インクジェットヘッドにより造りたい形状に光硬化樹脂や熱可塑性樹脂をダイレクトに吐出しながら、吐出された樹脂にＵＶ光や熱を照射することで造形物を形成する。
【０００４】
ダイレクト造形方式の例として、特許文献１に記載の３次元的印刷装置は、光硬化樹脂材料を吐出する複数のノズルを有するプリンティングヘッドと、その材料を硬化させるＵＶまたはＩＲの光を出射する硬化装置とを備えている（例えば、特許文献２の段落[００２５]参照）。
【０００５】
ダイレクト造形方式の他の例として、特許文献２に記載の目的物生成装置は、光硬化性樹脂等の材料を噴射する材料噴射ヘッド部と、レーザ光等の硬化促進因子を出力する相変態促進ヘッド部と、これらを支持するパラレルリンク機構とを備えている。パラレルリンク機構により、自由な方向から光硬化性樹脂材料が噴射され、また、自由な方向からレーザ光がその材料に照射される（例えば、特許文献２の段落[００３６]、[００３８]参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８９６７号公報
【特許文献２】特表２００３−５３５７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光硬化樹脂を用いるダイレクト造形方式では、それらのほとんどにＵＶ樹脂が用いられている。ＵＶ樹脂では、使用できる樹脂の種類が限られるので、環境に対する負荷が大きい。また、造形されていく樹脂の全体にＵＶ光が照射される必要があるので、ＵＶの照射装置の設置場所を確保しなければならず、装置全体の小型化が難しい。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、材料の選択の範囲を広げ、また、小型化が実現可能な３次元造形装置及び造形物の生成方法を提供すること、また、これらにより得られた造形物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る３次元造形装置は、ステージと、ヘッドと、移動機構と、制御手段とを具備する。  
前記ヘッドは、溶液または分散液である処理液から溶媒または分散媒が蒸発することで前記処理液に含まれる、造形物を構成する材料を析出させるために、前記処理液を前記ステージ上に供給する。  
前記移動機構は、前記ヘッドと前記ステージとを相対的に移動させる。  
前記制御手段は、前記造形物を形成するために、前記移動機構の駆動を制御する。
【００１０】
溶媒または分散媒が蒸発して材料が析出することで造形物が形成されるので、ＵＶ樹脂を用いる必要がなく、また、ＵＶ照射装置等の設置も不要となる。したがって、材料の選択の範囲を広げることができ、３次元造形装置の小型化を実現することができる。また、ＵＶ光が用いられないので安全性も向上させることができる。
【００１１】
前記制御手段は、前記材料による少なくとも２本の垂直な棒状体を形成し、前記材料による、前記２本の垂直な棒状体をつなぐ非垂直な棒状体を形成してもよい。溶媒または分散媒が即座に自然蒸発して材料が析出して固化するので、２本の垂直な棒状体の間に非垂直な棒状体を架け渡すように形成することができる。
【００１２】
前記造形物は格子状の物体であってもよいし、多孔質体であってもよい。これにより、例えば再生医学の分野において生体組織を再生するために用いられる足場材を提供することができる。
【００１３】
前記制御手段は、前記ヘッドと前記ステージとを相対的に非垂直な方向に移動させることにより、前記非垂直な棒状体を形成してもよい。
【００１４】
前記ヘッドは、前記処理液を斜め方向に吐出可能である。これにより、移動機構を用いることなく、例えば非垂直な方向に長い、造形物の部分（例えば上記非垂直な棒状体）を形成することができる。
【００１５】
前記制御手段は、造形の対象物体の断層化画像である２次元の画像データに基づき、前記移動機構の移動を制御してもよい。
【００１６】
本発明に係る造形物の生成方法は、ステージとヘッドとを相対的に移動させることを含む。  
前記ヘッドから前記ステージ上に溶液または分散液である処理液が吐出される。  
前記処理液から溶媒または分散媒が蒸発することで前記材料を析出させて前記造形物を形成するために、前記ステージと前記ヘッドとの相対的な位置が制御される。
【００１７】
本発明に係る造形物は、上記生成方法により得られた造形物である。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明によれば、材料の選択の範囲を広げ、また、３次元造形装置の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
[３次元造形装置の構成]
図１は、本発明の一実施形態に係る３次元造形装置１００の外観を示す斜視図である。
【００２１】
３次元造形装置１００は、いくつかのカバーで構成されるほぼ直方体形状でなる筐体９０を備えている。筐体９０の上部はトップカバー１、トップカバー１を両側から挟むように右カバー及び左カバーにより構成される。また、３次元造形装置１００の筐体９０は、正面カバー４、両側面カバー５及び図１では現れない背面カバーを有している。トップカバー１には取っ手１ａが取り付けられ、トップカバー１を右カバー２及び左カバー３に対して取り外しが可能となっている。なお、筐体９０の背面側には、後述するように３次元造形装置１００の各部を制御するための制御回路が内蔵された制御回路ボックスが接続される。
【００２２】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、３次元造形装置１００の側面から見た斜視図である。図２（Ｂ）に示すように、一方の側面カバー５には、形成された造形物を取り出すための取り出し口５ａが設けられ、取り出しカバー６がこの取り出し口５ａに開閉可能に設けられている。
【００２３】
図３は、例えば図１におけるＹ方向に平行な面で３次元造形装置１００のほぼ中央を切断したときの、３次元造形装置１００の内部構造を示す斜視図である。図４は、図３を正面から見た図（断面図）である。
【００２４】
３次元造形装置１００は、複数の支柱２８（図５参照）を備え、これらの支柱２８に、順に所定の間隔をおいて接続された、ベースプレート９、プリントベースプレート８及びトッププレート７を備えている。
【００２５】
図５は、筐体９０及びトッププレート７が取り外され、ベースプレート９及びプリントベースプレート８が見える状態にある３次元造形装置１００を示す斜視図である。図６は、図５に示した状態の３次元造形装置１００の平面図である。図７は、図６に示した状態の３次元造形装置１００から、さらにプリントベースプレート８が取り外されたものを示す平面図である。
【００２６】
図３〜図７に示すように、ベースプレート９上には、造形ステージユニット２０が配置されている。また、プリントベースプレート８上であって、例えばＹ方向における中央部から所定距離だけ取り出しカバー６側へずれた位置には、造形ステージユニット２０の造形ステージ２１上に処理液を供給するヘッドユニット３０が配置されている。
【００２７】
造形ステージユニット２０は、造形ステージ２１と、この造形ステージ２１を昇降させる昇降ユニット２２とを有する。昇降ユニット２２の駆動機構としては、例えば図示しない、ラックアンドピニオン、ベルト駆動機構、電磁気的な作用により駆動するリニアモータ、または、流体圧を利用する昇降シリンダ等が用いられる。
【００２８】
ベースプレート９上には、造形ステージユニット２０をＹ方向に移動させるＹ方向移動ユニット４０が設けられている。Ｙ方向移動ユニット４０は、ベースプレート９上にＹ方向に延設されたガイドレール４１と、このガイドレール４１に沿って昇降ユニット２２（造形ステージユニット２０）をＹ方向に移動させるための駆動機構を有する。駆動機構は、例えば図９に示すように、移動モータ４４、この移動モータ４４により駆動されるピニオンギア４２、このピニオンギア４２と噛み合うラックギア（図５、９参照）４３を備える。移動モータ４４は、造形ステージユニット２０の例えば昇降ユニット２２に取り付けられている。
【００２９】
この駆動機構は、図示のようなラックアンドピニオンに限られず、ボールネジ、ベルト駆動、または、電磁的に作用により駆動されるリニアモータ等の各種の機構を用いることができる。
【００３０】
図５及び図６に示すように、プリントベースプレート８の端部には、造形ステージ２１上で形成された造形物を取り出すための取り出し口８ａが設けられている。上記した取り出しカバー６が開いた状態で、取り出し口５ａ及び８ａを介して、作業者または作業ロボットにより造形物が取り出される。
【００３１】
図５に示すように、ヘッドユニット３０は、複数のカラーのインクタンク３１１を備えたインクジェットヘッド３１と、このインクジェットヘッド３１をＸ方向に移動させるＸ方向移動ユニット３２とを有する。プリントベースプレート８には、Ｘ方向に長い開口８ｂが設けられている。インクジェットヘッド３１は、その開口８ｂ内でＸ方向移動ユニット３２によりＸ方向に移動可能となっており、その開口８ｂを介して処理液の一例としてのインクを吐出するようになっている。
【００３２】
Ｘ方向移動ユニット３２は、例えば図示しないモータにより、Ｘ方向のガイド軸３３に沿ってインクジェットヘッド３１をＸ方向にスライドさせる。
【００３３】
Ｘ方向移動ユニット３２、Ｙ方向移動ユニット４０及び昇降ユニット２２のうち少なくとも１つにより移動機構が構成される。
【００３４】
図８は、一実施形態に係るインクジェットヘッド３１を示す斜視図である。
【００３５】
このインクジェットヘッド３１は、一般的なプリンタ用のインクジェットヘッド３１の構成及び機能と同様のものが用いられればよい。例えば、インクジェットヘッド３１のケース３５内には、上記した複数のインクタンク３１１が設けられている。各インクタンク３１１は、シアン、マゼンダ及びイエローの各色（以下ＣＭＹという。）のインクを貯溜するタンク３１１Ｃ、３１１Ｍ及び３１１Ｙである。この例では、各インクタンク３１１Ｃ、３１１Ｍ及び３１１ＹがＸ方向に配列されている。各インクタンク３１１Ｃ、３１１Ｍ及び３１１Ｙの下部にはインクを吐出する多数の吐出口３６（ノズル）が設けられている。インクジェットの発生機構としては、ピエゾ型やサーマル型が挙げられ、公知の吐出原理が用いられればよい。
【００３６】
このようにカラーインクが用いられることにより、カラーで造形物を形成することができる。
【００３７】
インクジェットヘッド３１は、図８に示した形状、構造等に限られず、種々の公知のものを用いることが可能である。また、ＣＭＹの３色に加え、黒、白または無色のインクタンクが備えられていてもよい。
【００３８】
本実施形態に係るインクは、少なくとも１種類以上の、常温で水溶性の固体の塩類または分散体（これら塩類または分散体が、処理液としての溶液または分散液に含まれる、造形物を構成する材料となる。）を含む。後述するように、インクジェットヘッド３１から処理液が吐出された後に、溶媒または分散媒が蒸発することで、残留成分である上記固体材料が析出して、棒状（あるいは柱状）の造形物を得ることができる。
【００３９】
上記塩類としてカルボキシル基やスルホン基を含む色素酸のナトリウム塩またはリチウム塩のような、色材を選択すると、着色された造形物を得ることができる。上記色素酸塩類は、ブラックインク、カラーインクなど、特に制約なく使用することができ、例えば直接染料、酸性染料等に代表される水性染料である。
【００４０】
具体的な水性染料としては以下に示す通りである。
【００４１】
イエロー系染料として、以下のものが挙げられる。  
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１，同２，同４，同８，同１１，同１２，同２４，同２６，同２３，同２４，同２７，同２８，同３１，同３３，同３４，同３７，同３９，同４１，同４４，同４６，同４８，同５８，同６２，同６３，同７５，同７９，同８０，同８１，同８３，同８４，同８６，同８７，同８８，同８９，同９５，同９９，同１１３，同２７，同２８，同３３，同３９，同４４，同５０，同５８，同８５，同８６，同８８，同８９，同９８，同１００，同１１０，同１３２，同１３５，同１４２，同１４４，同１７３等；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー同１，同３，同４，同７，同１１，同１２，同１３，同１４，同１７，同１８，同１９，同２３，同２５，同２９，同３４，同３６，同３８，同４０，同４１，同４２，同４４，同５３，同５５，同５９，同６１，同７０，同７１，同７２，同７５，同７６，同７８，同７９，同９８，同９９，同１１０，同１１１，同１１２，同１１４，同１１６，同１１８，同１１９，同１２２，同１２７，同１２８，同１３１，同１３５，同１４１，同１４２，同１６１，同１６２，同１６３，同１６４，同１６５等；ＩＬＦＯＲＤ社製、Ｙ−１０４，Ｙ−１１８９等。
【００４２】
マゼンタ系染料として、以下のものが挙げられる。  
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１，同２，同４，同８，同９，同１１，同１３，同１５，同１７，同２０，同２８，同３１，同３３，同３７，同３９，同５１，同５９，同６２，同６３，同７３，同８０，同８３，同８７，同９０，同９４，同９５，同９９，同１０１，同１１０，同１１４，同１８９，同１９７，同２０１，同２１８，同２２０，同２２４，同２２５，同２２６，同２２７，同２２８，同２２９，同２３０，同３２１等；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１，同４，同６，同８，同９，同１３，同１４，同１５，同１８，同２１，同２６，同２７，同３２，同３５，同３７，同４２，同５１，同５２，同５７，同７５，同７７，同８０，同８２，同８３，同８５，同８７，同８８，同８９，同９２，同９４，同９７，同１０６，同１１０，同１１１，同１１４，同１１５，同１１７，同１１８，同１１９，同１２９，同１３０，同１３１，同１３３，同１３４，同１３８，同１４３，同１４４，同１４５，同１５４，同１５５，同１５８，同１６８，同１８０，同１８３，同１８４，同１８６，同１９４，同１９８，同１９９，同２０９，同２１１，同２１５，同２１６，同２１７，同２１９，同２４９，同２５２，同２５４，同２５６，同２５７，同２６２，同２６５，同２６６，同２７４，同２７６，同２８２，同２８３，同３０３，同３１７，同３１８，同３２０，同３２１，同３２２等；ＩＬＦＯＲＤ社製、M−３７７，M−１１１４等。
【００４３】
シアン系染料として、以下のものが挙げられる。  
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１，同２，同６，同８，同１５，同２２，同２５，同３４，同４１，同７０，同７１，同７６，同７７，同７８，同８０，同８６，同９０，同９８，同１０６，同１０８，同１１２，同１２０，同１４２，同１５８，同１６０，同１６３，同１６５，同１６８，同１９２，同１９３，同１９４，同１９５，同１９６，同１９９，同２００，同２０１，同２０２，同２０３，同２０７，同２１８，同２２５，同２２６，同２３６，同２３７，同２４６，同２４８，同２４９，同２８７，同３０７等：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１，同７，同９，同１５，同２２，同２３，同２５，同２７，同２９，同４０，同４１，同４３，同４５，同５４，同５５，同５９，同６０，同６２，同７２，同７４，同７８，同８０，同８１，同８２，同８３，同９０，同９２，同９３，同１００，同１０２，同１０３，同１０４，同１１１，同１１２，同１１３，同１１７，同１２０，同１２６，同１２７，同１２９，同１３０，同１３１，同１３８，同１４０，同１４２，同１４３，同１５１，同１５４，同１５８，同１６１，同１６６，同１６７，同１６８，同１７０，同１７１，同１７５，同１８２，同１８３，同１８４，同１８５，同１８７，同１９２，同１９９，同２０３，同２０４，同２０５，同２２９，同２３４，同２３６，同２４９，同２５４等；
ブラック系染料として、以下のものが挙げられる。
【００４４】
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック２、同４、同９、同１１、同１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同８０、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同、１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６、同１５１、同１５４、同１６８、同１７１、同１９４、同１９５等；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同１６、同２４、同２６、同２８、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１７２、同１９１、同１９４、同２０８等；フードブラック１、同２；ＩＬＦＯＲＤ社製のM−１２３６、三菱化学（株）製のＭＪＡ−３７１等。
【００４５】
以上の染料以外にも、適用可能な染料は多種存在する。
【００４６】
本実施形態に係るインクは、溶媒として、水の他に、水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。水溶性有機溶剤としては、例えば脂肪族一価アルコールや多価アルコール、多価アルコール誘導体を用いることができる。  
脂肪族一価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール或いはｔ−ブチルアルコールなどの低級アルコールを用いることができる。  
多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、グリセロール等のアルキルグリコール類や、アルキレングリコール類、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或いはチオジグリコール等を用いることができる。  
多価アルコール誘導体としては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル、セロソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類や、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を３次元造型が可能な範囲で、適宜使用可能である。
【００４７】
さらに、溶媒中には、各種界面活性剤、消泡剤、保湿剤、ｐＨ調製剤或いは防かび剤等の添加物が添加されていてもよい。また、モノトリエタノールアミン、ジトリエタノールアミン等のアルコールアミン類や、ジメチルホルムアミド、ジメチルケトンアミド等のアミド類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジオキサン等のエーテル類が適宜使用可能である。  
上記界面活性剤としてはノニオン性、アニオン性、カチオン性、両イオン性いずれも使用可能だが、色材がアニオン性のケースが多いことから、保存安定性を考慮すると、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤あるいは両イオン性界面活性剤が使いやすい。  
ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンステロール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ノニオン性アセチレングリコール系界面活性剤、テトラメチルデシンジオール、テトラメチルデシンジオールエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。  
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルキル硫酸塩、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。  
両イオン性界面活性剤としては、ベタイン、スルフォベタイン、サルフェートベタイン、イミダゾリン、ポリシロキサンポリオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤；パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩；オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルなどのフッ素系界面活性剤；スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチンなどのバイオサーファクタント；等が挙げられる。
【００４８】
[３次元造形装置の制御系]
図９は、主に３次元造形装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。
【００４９】
この制御系は、ホストコンピュータ５１、メモリ５２、画像処理コンピュータ９５、移動モータコントローラ５４、昇降ユニットコントローラ５３、及びヘッド駆動コントローラ５６を備える。これらは、制御手段の一部または全部を構成する。
【００５０】
ホストコンピュータ５１は、上記メモリ５２及び各種コントローラの駆動を統括的に制御する。メモリ５２は、ホストコンピュータ５１に接続されている。
【００５１】
画像処理コンピュータ９５は、後述するように造形の対象物体の断層化画像として、例えばＣＴ（Computed Tomography）の画像データを取り込む。このＣＴ画像データについてＢＭＰ形式に変換する等の画像処理を実行する。画像処理コンピュータ９５は、典型的には３次元造形装置１００とは別体のコンピュータであり、ホストコンピュータ５１に例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）により接続され、記憶された画像処理後の画像データをホストコンピュータ５１に送信する。
【００５２】
ＣＴとは、Ｘ線を用いたＣＴに限られず、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）等を含む広義のＣＴを意味する。
【００５３】
ホストコンピュータ５１と画像処理コンピュータ９５の接続形態は、ＵＳＢに限られず、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、その他の形態でもよい。また、有線及び無線のどちらでもよい。なお、画像処理コンピュータ９５は、３次元造形装置１００内に搭載された画像処理用のデバイスであってもよい。また、画像処理コンピュータ９５が３次元造形装置１００と別体の装置である場合、画像処理コンピュータ９５は、ＣＴの画像データを生成するＣＴスキャン装置であってもよい。
【００５４】
昇降ユニットコントローラ５３は、昇降ユニット２２の駆動機構を制御することで、造形ステージ２１の高さ位置を制御する。
【００５５】
移動モータコントローラ５４は、Ｙ方向移動ユニット４０の駆動を制御することにより、造形ステージユニット２０の移動の開始、停止及び移動速度等を制御する。
【００５６】
ヘッド駆動コントローラ５６は、インクの吐出量を制御するために、インクジェットヘッド３１内のインクジェットの発生機構に駆動信号を出力する。また、ヘッド駆動コントローラ５６は、Ｘ方向移動ユニット３２の図示しないモータの駆動を制御することで、インクジェットヘッド３１のＸ方向の位置を制御する。
【００５７】
上記ホストコンピュータ５１、画像処理コンピュータ９５、昇降ユニットコントローラ５３、移動モータコントローラ５４、ヘッド駆動コントローラ５６は、例えば次のようなハードウェア、または、そのハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されればよい。そのハードウェアは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、あるいはこれらに類するものが用いられる。
【００５８】
メモリ５２は、固体（半導体、誘電体または磁気抵抗）メモリのほか、磁気ディスク、光ディスク等の記憶デバイスでもよい。
【００５９】
[３次元造形装置の動作]
次に、造形物の生成方法について説明する。図１０及び図１１は、その造形物の生成方法を示す図である。図１０及び図１１では、例えば画像処理コンピュータ９５から得られる、各断層化画像のうちＺ方向で１層分のＣＴ画像データに基づいて、その１層分に相当する格子状物体の一部分を形成する動作を説明する。
【００６０】
まず、ヘッド駆動コントローラ５６、移動モータコントローラ５４及び昇降ユニットコントローラ５３の制御に応じて、インクジェットヘッド３１及び造形ステージ２１が所定の位置で位置決めされる。造形ステージ２１の高さ位置（造形ステージ２１の、インクジェットヘッド３１からの距離）は、適宜設定され、Ｚ方向で１層分の格子状物体が形成されている間は、例えば固定とされる。
【００６１】
位置決めがなされると、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、インクジェットヘッド３１から所定時間インクが吐出され続け（インクの液滴が連続して吐出され）、実質的に垂直な、高さ約１００μｍの棒状体（柱状体）８５ａが形成される。棒状体８５ａの幅は約２０〜４０μｍである。これは、インクジェットヘッド３１からインクが吐出された直後、例えば１秒程度でインクから溶媒または分散媒が蒸発して材料（塩類または分散体）が固化することにより実現される。つまり、先に造形ステージ２１上に滴下されたインクから順に固化して、物体が垂直方向に成長してくことにより、棒状体８５ａが形成される。
【００６２】
インクの液滴ごとの吐出周波数は、一般的なプリンタで用いられるヘッドの吐出周波数より遅くてよい。本実施形態では、例えば１０〜２０Ｈｚであるが、適宜変更可能である。インクの吐出量も適宜設定可能である。
【００６３】
図１０（Ｄ）に示すようにインクジェットヘッド３１または造形ステージ２１が、例えばＸ方向に約１００μｍ移動する。そして、図１０（Ａ）〜（Ｃ）の動作と同様に、インクの吐出により、約１００μｍの棒状体（柱状体）８５ｂが形成される（図１０（Ｄ）〜（Ｆ）参照）。
【００６４】
次に、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、例えば造形ステージ２１が負のＸ方向に移動するように、インクジェットヘッド３１または造形ステージ２１が移動している間に、インクジェットヘッド３１からインクが吐出され続ける。これにより、垂直な棒状体８５ｂから、非垂直方向、例えば実質的に水平方向に棒状体８５ｃが延びるように形成される。
【００６５】
インクジェットヘッド３１及び造形ステージ２１のＸ方向での相対速度、または、インクの粘度（あるいは重量）によっては、図１１（Ａ）〜（Ｃ）では、棒状体８５ｃが水平方向に成長する場合もあるし、斜め方向に成長する場合もある。斜め方向の場合、斜め上方向、斜め下方向のどちらでも実現可能である。
【００６６】
そして、図１１（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、例えば造形ステージ２１が負のＸ方向に移動するように、インクジェットヘッド３１または造形ステージ２１が移動している間に、インクジェットヘッド３１からインクが吐出され続ける。これにより、垂直な棒状体８５ａから、例えば実質的に水平方向に棒状体８５ｄが延びるように形成され、水平な棒状体８５ｃと合体する。その結果、２本の垂直な棒状体８５ａ及び８５ｂをつなぐ水平方向の棒状体８５ｅが形成される。
【００６７】
このように、溶媒または分散媒が即座に自然蒸発して材料が析出して固化するので、２本の垂直な棒状体８５ａ及び８５ｂの間に、水平な棒状体８５ｅを架け渡すように形成することができる。
【００６８】
３次元造形装置１００は、１層分のＣＴ画像データに基づいて、図１０及び図１１に示した動作をＸ及びＹ方向の両方で繰り返すことで、例えば図１２に示す１層分の造形物を形成することができる。図１２では、理解しやすいように、例えば平面で見て正方形の物体を１層分の造形物として示している。
【００６９】
そして３次元造形装置１００は、複数層分のＣＴ画像データに基づいて、造形ステージ２１を１層ごとに１００μｍピッチで下降させて行き、１層分ずつ、上記で説明した動作を繰り返すことにより、所望の形状の造形物を得ることができる。図１３は、形成された造形物を示す斜視図であり、例えばこのような四角錐形状の造形物を得ることも可能である。もちろん、造形物の形状は任意である。
【００７０】
なお、カラーで造形物を形成する場合、例えば画像処理コンピュータ９５がＣＴ画像データに対して多値化処理を実行し、３次元造形装置１００は、その多値化処理が実行された画像について領域ごとに選択的に着色された画像を生成する。３次元造形装置１００は、その着色された画像データに基づいて、カラーで造形物を形成することができる。
【００７１】
もちろん、カラーに限られず、格子状の造形物は、白または黒の１色で形成することもできるし、あるいは、白及び黒以外の１色で形成することもできる。あるいは、グレースケールで形成することも可能である。
【００７２】
以上のように、本実施形態に係る３次元造形装置１００では、溶媒または分散媒が蒸発して材料が析出することで造形物が形成されるので、ＵＶ樹脂を用いる必要がなく、また、ＵＶ照射装置等の設置も不要となる。したがって、材料の選択の範囲を広げることができ、３次元造形装置１００の小型化を実現することができる。また、ＵＶ光が用いられないので安全性も向上させることができる。
【００７３】
特に、格子状の造形物が形成されることにより、例えば再生医学の分野において生体組織を再生するために用いられる足場材を提供することができる。例えば、特開２００９−９５４０１号公報や、特開２００９−２２４８０号公報において多孔質でなる足場材が提案されているが、これらの足場材に代わるものとして本実施形態に係る造形物を適用することができる。
【００７４】
再生医学の分野では、患者の骨の欠損部に生体組織を再生させる場合、多孔質の生体適合材料等をパテのように練り込み、骨細胞を自己増殖により再生させる技術がある。例えば、手術中に医師が欠損部に生体適合材料を練り込むとき、その多孔質材料の孔がつぶれてしまうなど、再生率が悪いという問題があった。
【００７５】
また、欠損した生体部分を人手によりモデル化（造形化）し、多孔質で格子状の造形物を患者の欠損部に嵌め込み、同様に生体組織を再生させる技術もある。しかしながら、欠損部は３次元形状であるため、人手によって造形物を造ることは困難である。３次元造形装置１００で多孔質材料を造ることも可能ではあるが、従来までの造形装置では、小ピッチの格子状の造形物を造ることは困難である。例えばＵＶ硬化樹脂を用いる造形装置により、格子状の造形物を造ろうとすると、その格子ピッチは小さくても約５００μｍと、本実施形態に係る造形物の格子ピッチより大きくなると考えられる。これは、ＵＶ硬化樹脂は一般に粘性が低いからである。また、粉体材料を用いた造形装置では、格子の孔内に粉体が詰まる等の問題がある。
【００７６】
図１７（Ａ）は、例えば人間の頭骨を示した図である。頭骨の一部８６が欠損し、あるいは壊死している場合、図１７（Ｂ）に示すように、その欠損部８６のＣＴ画像データに基づいて、３次元造形装置１００がその欠損部８６の形状に対応する格子状物体を形成することができる。
【００７７】
このように本実施形態では、ＣＴ画像データに基づいて格子状の造形物が形成されるので、生体の欠損部や壊死部を忠実に再現したモデルを容易に得ることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、水溶性のインクが用いられることにより、以下のような効果がある。例えば、足場材として本実施形態に係る格子状の造形物が用いられ、この造形物に生体材料が再生された後、医師が、不要になった析出構造物である造形物を水で流して除去することが可能となる。
【００７９】
図１４（Ａ）〜（Ｆ）、図１５（Ａ）〜（Ｆ）及び図１６は、この３次元造形装置１００の動作により、実際に造形物が形成されていく様子を順に示した写真である。図１４（Ａ）〜（Ｆ）から図１５（Ａ）〜（Ｆ）へと連続している。図１６は、最終的に形成された、Ｚ方向に立つ平面的な造形物を示す写真である。なお、本発明者らはこの実験において、Ｘ−Ｙ平面である水平面内に２次元的な造形物を形成せず、Ｚ方向のみに２次元的に造形物を形成した。
【００８０】
これらの写真で示す格子ピッチは、上記したように１００μｍ前後である。
【００８１】
また、本発明者らの実験において、四角形状の孔を持つ格子状の造形物だけでなく、例えばアルファベットの「Ａ」の文字に似た、Ｚ方向に立つ造形物の形成にも成功している。
【００８２】
この実験からも明らかなように、Ｚ方向に立つ平面的な造形物、つまりＺ−Ｘ平面内で形成された造形物を、造形対象物体の、断層化画像の１層分に対応する部分としてもよい。この場合、Ｙ方向である水平方向に１層ごとの造形物を積層させていけばよい。
【００８３】
[インクの実施例]
以下にインクの実施例を示す。
【００８４】
実施例１＜塩類＋溶媒（水）＋界面活性剤の組み合わせ＞
溶媒としての純水に、塩類としてスイスのイルフォードイメージング社から市販されているイエロー染料Ｙ１１８９（物質名：1,3-ナフタレンジスルホン酸，7-[[4-[[4,6-ビス-[(3-スルホプロピル)チオ]-1,3,5-トリアジン-2-イル]アミノ]-3-メトキシフェニル]アゾ]四ナトリウム塩）の濃度が２０質量％、界面活性剤として日信化学工業（株）製、サーフィノールＥ１０１０（物質名：2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール-ジ(ポリオキシエチレン)エーテルが０．３質量％になるように計量し、インクを調製した。
【００８５】
実施例２＜塩類＋保湿剤＋溶媒（水）＋界面活性剤の組み合わせ＞
溶媒としての純水に、塩類としてスイスのイルフォードイメージング社から市販されているイエロー染料Ｙ１１８９（物質名：1,3-ナフタレンジスルホン酸，7-[[4-[[4,6-ビス-[(3-スルホプロピル)チオ]-1,3,5-トリアジン-2-イル]アミノ]-3-メトキシフェニル]アゾ]四ナトリウム塩）の濃度が１６質量％、保湿剤としてトリメチロールプロパンが１６量％、界面活性剤として日信化学工業（株）製、サーフィノールＥ１０１０（物質名：2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール-ジ(ポリオキシエチレン)エーテルが０．３質量％になるように計量し、インクを調製した。
【００８６】
実施例３＜塩類＋保湿剤＋溶媒（水）＋界面活性剤の組み合わせ＞（実施例２と濃度違い）
溶媒としての純水に、塩類としてスイスのイルフォードイメージング社から市販されているイエロー染料Ｙ１１８９（物質名：1,3-ナフタレンジスルホン酸，7-[[4-[[4,6-ビス-[(3-スルホプロピル)チオ]-1,3,5-トリアジン-2-イル]アミノ]-3-メトキシフェニル]アゾ]四ナトリウム塩）の濃度が１０質量％、保湿剤としてトリメチロールプロパンが１０量％、界面活性剤として日信化学工業（株）製、サーフィノールＥ１０１０（物質名：2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール-ジ(ポリオキシエチレン)エーテルが０．３質量％になるように計量し、インクを調製した。
【００８７】
実施例４＜塩類＋保湿剤＋溶媒（水）＋界面活性剤の組み合わせ＞（実施例３と色材違い）
溶媒としての純水に、塩類としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９の濃度が１０質量％、保湿剤としてトリメチロールプロパンが１０量％、界面活性剤として日信化学工業（株）製、サーフィノールＥ１０１０（物質名：2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール-ジ(ポリオキシエチレン)エーテルが０．３質量％になるように計量し、インクを調製した。
【００８８】
[他の実施形態に係るインクジェットヘッド]
図１８は、他の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。以下に説明するインクジェットヘッド１３１は、上記したような一方向にインクを吐出する一般的なインクジェットヘッドとは異なり、一方向の吐出ではないインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１３１は、サーマル方式が採用されている。
【００８９】
図１８において、ノズルシート１１７は、バリア層１１６上に貼り合わされ、このノズルシート１１７を分解して図示している。
【００９０】
基板部材１１４は、シリコン等から成る半導体基板１１５と、この半導体基板１１５の一方の面に形成された発熱抵抗体１１３とを備える。発熱抵抗体１１３は、半導体基板１１５上に形成された導体部（図示せず）を介して、ヘッド駆動コントローラ５６の電気回路と電気的に接続されている。
【００９１】
バリア層１１６は、例えば、露光硬化型のドライフィルムレジストからなる。バリア層１１６は、半導体基板１１５の発熱抵抗体１１３が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成される。
【００９２】
ノズルシート１１７は、複数のノズル１１８を有する。ノズルシート１１７は、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル１１８の位置が発熱抵抗体１１３の位置と合うように、すなわちノズル１１８が発熱抵抗体１１３に対向するようにバリア層１１６の上に貼り合わされている。
【００９３】
インク液室１１２は、発熱抵抗体１１３を囲むように、基板部材１１４とバリア層１１６とノズルシート１１７とから構成されている。すなわち、基板部材１１４は、図中、インク液室１１２の底壁を構成し、バリア層１１６は、インク液室１１２の側壁を構成し、ノズルシート１１７は、インク液室１１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１１２は、図１８中、右側前方面に開口面を有し、この開口面とインク流路（図示せず）とが連通される。
【００９４】
１つのインクジェットヘッド１３１は、１００個単位の複数の発熱抵抗体１１３、及び各発熱抵抗体１１３を備えたインク液室１１２を備えている。インクジェットヘッド１３１は、ホストコンピュータ５１からの指令によってこれら発熱抵抗体１１３のそれぞれを一意に選択し、発熱抵抗体１１３に対応するインク液室１１２内のインクをノズル１１８から吐出させることができる。
【００９５】
すなわち、インクジェットヘッド１３１と接続されたインクタンク（ここでは図示せず）から、インク液室１１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１１３に短時間、例えば、１〜３μｓの間パルス電流が流れることにより、発熱抵抗体１１３が加熱される。その結果、発熱抵抗体１１３と接する部分にインクの気泡が発生し、その気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１１８に接する部分の上記押しのけられたインクとほぼ同等の体積のインクが液滴としてノズル１１８から吐出される。
【００９６】
図１９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、発熱抵抗体１１３の配置をより詳細に示す平面図及び断面図である。図１９（Ａ）では、ノズル１１８を一点鎖線で図示している。
【００９７】
本実施形態では、１つのインク液室１１２内に、２分割された発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂが並設されている。発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂの並び方向は、ノズル１１８の並び方向と同じである。典型的には、２つの発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂは同じ抵抗値とされる。
【００９８】
２つの発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂの気泡発生時間に時間差が生じると、インクの吐出角度は垂直でなくなり、図２０（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにインクの吐出方向は偏向し、すなわち斜め方向となる。図２０（Ｃ）は、その時間差が実質的にゼロの場合を示し、この場合、発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂの中心線Ｌに沿う方向（以下、垂直方向という。）にインクの液滴Ｄが吐出される。
【００９９】
気泡発生時間の時間差を生成するためには、ヘッド駆動コントローラ５６は、発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂに加える電流をそれぞれ異なるように制御する。図２０（Ａ）では、左の発熱抵抗体１１３ａの電流が、右の発熱抵抗体１１３ｂのものより大きく、この場合、中心線Ｌから右方向に偏向するように液滴Ｄが吐出される。図２０（Ｂ）では、右の発熱抵抗体１１３ｂの電流が、左の発熱抵抗体１１３ａのものより大きく、この場合、中心線Ｌから左方向に偏向するように液滴Ｄが吐出される。図２０（Ｃ）は、両方の発熱抵抗体１１３ａ及び１１３ｂには実質的に同じ電流が加えられた状態を示し、この場合、垂直方向に液滴Ｄが吐出される。
【０１００】
図２１及び図２２は、インクジェットヘッド１３１が用いられる３次元造形装置における、格子状の造形物の生成方法を示す図である。なお、インクジェットヘッド１３１が用いられる３次元造形装置の構成は、インクジェットヘッド１３１以外において、上記した３次元造形装置１００と同様である。図２１及び図２２の説明において図１０及び図１１と同様のものはその説明を省略し、または簡略化する。
【０１０１】
インクジェットヘッド１３１の位置決めがなされると、図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、インクジェットヘッド１３１から所定時間、垂直方向にインクが吐出され続け、実質的に垂直な棒状体８５ａが形成される。そして図２１（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、インクジェットヘッド１３１または造形ステージ２１が、例えばＸ方向に約１００μｍ移動した後、図１０（Ａ）〜（Ｃ）の動作と同様に、インクの吐出により、棒状体８５ｂが形成される。
【０１０２】
図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、インクジェットヘッド１３１は、徐々にその吐出方向を垂直な棒状体８５ａに近づけるように、インクを斜め方向に吐出する。つまりその吐出方向の角度は、徐々に垂直方向から大きくなっていく。これにより、垂直な棒状体８５ａから、非垂直方向、例えば実質的に水平方向に棒状体８５ｃが延びるように形成される。
【０１０３】
図２２（Ｄ）に示すように、インクジェットヘッド１３１の中心線Ｌ（図２０参照）が垂直な棒状体８５ａの延長線上に位置するように、インクジェットヘッド１３１または造形ステージ２１が移動する。そして図２２（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、インクジェットヘッド１３１は、徐々にその吐出方向を垂直な棒状体８５ｂに近づけるように、インクを斜め方向に吐出する。つまりその吐出方向の角度は、徐々に垂直方向から大きくなっていく。これにより、垂直な棒状体８５ａから、例えば実質的に水平方向に棒状体８５ｄが延びるように形成され、水平な棒状体８５ｃと合体する。その結果、２本の垂直な棒状体８５ａ及び８５ｂをつなぐ水平方向の棒状体８５ｅが形成される。
【０１０４】
以上のように、インクの飛翔方向が制御されることにより、造形ステージ２１を細かく移動させることなく、水平または斜め方向に物体を成長させることができる。これにより造形時間の短縮や、造形ステージ２１の制御方法の簡略化という利点が得られる。
【０１０５】
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【０１０６】
上記実施形態に係るインクジェットヘッド３１は、Ｘ方向移動ユニット３２によりＸ方向に移動するとして説明したが、Ｘ−Ｙ平面内で移動できる構成であってもよい。あるいは、インクジェットヘッド３１は、Ｚ方向にも移動可能とされてもよい。あるいは、インクジェットヘッド３１は固定され、造形ステージ２１がＸ−Ｙ平面内で移動できる構成であってもよい。
【０１０７】
図１１（Ａ）〜（Ｆ）、図２２（Ａ）〜（Ｆ）では、水平方向の棒状体８５ｅは、２回に分けて片方ずつ形成されたが、１つの垂直の棒状体から一度に形成されてもよい。このような実施形態は、格子ピッチや、インクの粘度等が適宜調整されることにより実現可能となる。
【０１０８】
上記実施形態では、造形物の格子の、水平方向及び垂直方向のピッチは実質的に同じとしたが、異なっていてもよい。
【０１０９】
上記実施形態では、造形物の格子ピッチ（例えば１００μｍ）は、造形物のＺ方向の１層分のピッチと一致していた。しかし、その格子ピッチは、造形物のＺ方向の１層分のピッチより大きくてもよいし、小さくてもよい。
【０１１０】
上記実施形態では、２次元の断層化画像データに基づいて、造形物が形成されたが、造形の対象物体の３次元データに基づいて造形物が形成されてもよい。
【０１１１】
上記実施形態に係る３次元造形装置１００において、ヘッドユニットの下流側（図４中ヘッドユニットの右側）に、造形ステージ２１上に形成された造形物を加熱するヒータが設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元造形装置の外観を示す斜視図である。
【図２】３次元造形装置の側面から見た斜視図である。
【図３】図１におけるＹ方向に平行な面で３次元造形装置のほぼ中央を切断したときの、３次元造形装置の内部構造を示す斜視図である。
【図４】図３を正面から見た図（断面図）である。
【図５】トッププレートが取り外され、ベースプレート及びプリントベースプレートが見える状態にある３次元造形装置を示す斜視図である。
【図６】図５に示した状態の３次元造形装置の平面図である。
【図７】図７は、図６に示した状態の３次元造形装置から、さらにプリントベースプレート８が取り外されたものを示す平面図である。
【図８】３次元造装置に搭載された、一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図９】主に３次元造形装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】格子状の造形物の生成方法を示す図である。
【図１１】図１０から続く、造形物の生成方法を示す図である。
【図１２】造形対象物体の断層化画像データのうち、１層分のデータに対応する造形物の例を示す斜視図である。
【図１３】形成された造形物の例を示す斜視図である。
【図１４】３次元造形装置の動作により、実際に造形物が形成されていく様子を順に示した写真である。
【図１５】同じく、図１４から続く写真である。
【図１６】図１４及び図１５における動作により形成された造形物を示した写真である。
【図１７】（Ａ）は人間の頭骨の欠損部を示した図である。（Ｂ）は、３次元造形装置により形成される、その欠損部の形状に相当する格子状の造形物を示す図である。
【図１８】他の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図１９】発熱抵抗体の配置をより詳細に示す平面図及び断面図である。
【図２０】インクの吐出方向が偏向した状態を説明するための図である。
【図２１】図１８に示したインクジェットヘッドを用いる場合の、格子状の造形物の生成方法を示す図である。
【図２２】図２０から続く、造形物の生成方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
２０…造形ステージユニット
２１…造形ステージ
２２…昇降ユニット
３０…ヘッドユニット
３１、１３１…インクジェットヘッド
３２…Ｘ方向移動ユニット
４０…Ｙ方向移動ユニット
５１…ホストコンピュータ
８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ…棒状体
１００…次元造形装置
１３１…インクジェットヘッド
【図１】
0005434392.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005434392.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１２】
0005434392.tif 000011
【図１３】
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【図１８】
0005434392.tif 000013
【図１９】
0005434392.tif 000014
【図２０】
0005434392.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
0005434392.tif 000017
【図１４】
0005434392.tif 000018
【図１５】
0005434392.tif 000019
【図１６】
0005434392.tif 000020
【図１７】
0005434392.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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