(57)【要約】【課題】比較的簡易かつ低廉な構成で、多くの手間と時間をかけることなく立体形状物を製造することができる、立体形状物の製造方法、及び、立体形状物製造装置を提供する。【解決手段】加熱溶融可能なトナー（粉体）を用いて、所望の立体形状物の１つの断面に対応する画像を形成する画像形成工程と、所定の溶媒に対して溶解可能なシート材Ｐの表面に画像形成工程で形成された画像を定着させる画像定着工程と、画像定着工程によって画像がそれぞれ定着された複数のシート材を積載して画像を加熱溶融して重着させる積載工程と、積載工程にて重着された複数のシート材において画像が形成されていない部分を溶媒によって溶解して除去する除去工程と、をおこなっている。【選択図】図１
2015116710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱溶融可能な粉体を用いて、所望の立体形状物を所定方向に複数に分割した断面のうちの１つの断面に対応する画像を形成する画像形成工程と、
所定の溶媒に対して溶解可能なシート材の表面に、前記画像形成工程で形成された画像を定着させる画像定着工程と、
前記画像定着工程によって画像がそれぞれ定着された複数のシート材を前記立体形状物に対応させて前記所定方向に対応する方向に積載して、シート材とシート材との間に介在されるそれぞれの画像を加熱溶融して前記複数のシート材を重着させる積載工程と、
前記積載工程にて重着された前記複数のシート材において画像が形成されていない部分を前記溶媒によって溶解して除去する除去工程と、
を備えたことを特徴とする立体形状物の製造方法。
【請求項２】
前記粉体は、平均粒径が１０〜３００μｍの範囲内になるように形成されたトナーであって、
前記画像形成工程は、像担持体の表面に前記画像を形成する工程であって、
前記画像定着工程は、前記像担持体の表面に形成された前記画像が転写されたシート材を前記画像とともに加熱・加圧する工程であることを特徴とする請求項１に記載の立体形状物の製造方法。
【請求項３】
前記シート材は、水溶性を有し、厚さが２０〜１００μｍの範囲内になるように形成されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の立体形状物の製造方法。
【請求項４】
前記除去工程は、前記シート材が溶解する温度以上の温度になった水蒸気を前記溶媒として、前記複数のシート材を前記水蒸気の中に高圧浸漬させる工程、又は、前記複数のシート材に前記水蒸気を吹き付ける工程であることを特徴とする請求項３に記載の立体形状物の製造方法。
【請求項５】
前記除去工程は、前記複数のシート材に対して、前記所定方向に対応する方向に圧接力を加えながら加熱しておこなわれることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の立体形状物の製造方法。
【請求項６】
前記積載工程は、前記複数のシート材に対して、前記所定方向に対応する方向、又は／及び、当該方向に交差する方向に圧接力を加えながらおこなわれることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の立体形状物の製造方法。
【請求項７】
加熱溶融可能な粉体を用いて、所望の立体形状物を所定方向に複数に分割した断面のうちの１つの断面に対応する画像を形成する画像形成部と、
所定の溶媒に対して溶解可能なシート材の表面に、前記画像形成部で形成された画像を定着させる画像定着部と、
前記画像定着部によって画像がそれぞれ定着された複数のシート材を前記立体形状物に対応させて前記所定方向に対応する方向に積載して、シート材とシート材との間に介在されるそれぞれの画像を加熱溶融して前記複数のシート材を重着させる積載部と、
を備え、
前記積載部は、当該積載部にて重着された前記複数のシート材において画像が形成されていない部分を前記溶媒によって溶解して除去するように構成されたことを特徴とする立体形状物製造装置。
【請求項８】
前記粉体は、トナーであって、
前記画像形成部は、像担持体の表面に前記画像を形成する作像部であって、
前記画像定着部は、前記像担持体の表面に形成された前記画像が転写されたシート材を前記画像とともに加熱・加圧する定着装置であって、
前記作像部と前記定着装置とは、画像形成装置に内設され、
前記積載部は、前記画像形成装置に対して着脱可能に設置されたことを特徴とする請求項７に記載の立体形状物製造装置。
【請求項９】
前記積載部は、
前記複数のシート材に対して、前記所定方向に対応する方向、又は／及び、当該方向に交差する方向に圧接力を加える圧接手段と、
前記複数のシート材を加熱する加熱手段と、
を具備したことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の立体形状物製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、立体形状物の製造方法と、立体形状物を製造するための立体形状物製造装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、硬化層や紙シート材等のシート状部材を積層して立体形状物（３次元物体）を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
詳しくは、特許文献１には、レーザ光を照射することにより部分的に気化させて除去可能な凝固材料を積層して、その除去した部分に光硬化性樹脂を充填・硬化させて、これを繰り返すことにより立体形状物を造形する方法が開示されている。
また、特許文献２には、接着剤により紙シート材を１枚ずつ接合して、その接合をおこなうたびに紙シート材を断面形状に切断して、これを繰り返すことにより立体形状物を造形する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、レーザ光を照射することにより凝固材料を除去する工程を繰り返しおこなっているため、１つの立体形状物が製造されるまで多くの手間と時間がかかってしまうとともに、装置が高価なものになってしまっていた。
同様に、特許文献２に記載の技術も、断面形状に合わせた接着剤の塗布工程や紙シート材の切断工程を一層ごとにおこなう必要があるため、１つの立体形状物が製造されるまで多くの手間と時間がかかってしまうとともに、装置が高価なものになってしまっていた。
【０００４】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易かつ低廉な構成で、多くの手間と時間をかけることなく立体形状物を製造することができる、立体形状物の製造方法、及び、立体形状物製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の請求項１記載の発明にかかる立体形状物の製造方法は、加熱溶融可能な粉体を用いて、所望の立体形状物を所定方向に複数に分割した断面のうちの１つの断面に対応する画像を形成する画像形成工程と、所定の溶媒に対して溶解可能なシート材の表面に、前記画像形成工程で形成された画像を定着させる画像定着工程と、前記画像定着工程によって画像がそれぞれ定着された複数のシート材を前記立体形状物に対応させて前記所定方向に対応する方向に積載して、シート材とシート材との間に介在されるそれぞれの画像を加熱溶融して前記複数のシート材を重着させる積載工程と、前記積載工程にて重着された前記複数のシート材において画像が形成されていない部分を前記溶媒によって溶解して除去する除去工程と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、比較的簡易かつ低廉な構成で、多くの手間と時間をかけることなく立体形状物を製造することができる、立体形状物の製造方法、及び、立体形状物製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の実施の形態における立体形状物製造装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部の一部を示す構成図である。
【図３】立体形状物が製造されていく過程を示す斜視図である。
【図４】積載部において立体形状物が製造されていく過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【０００９】
まず、図１及び図２にて、立体形状物製造装置の一部として機能する画像形成装置１００の、構成と、通常の画像形成時の動作と、について説明する。
図１は、電子写真方式の画像形成装置１００（プリンタ）と、積載部２００と、からなる立体形状物製造装置を示す構成図である。また、図２は、画像形成装置１００（立体形状物製造装置）における作像部（画像形成部）の一部を示す構成図である。
図１に示すように、画像形成装置１００の上方にある設置部３１（トナー容器受台）には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４色の略筒状のトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ（粉体容器）が着脱可能に載置されている。また、各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの下方には、それぞれ、トナー補給装置の貯留部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋが配設されている。
設置部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００１０】
図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示である。）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。
【００１１】
なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。
【００１２】
図２を参照して、像担持体としての感光体ドラム１Ｙは、不図示のモータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００１３】
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１４】
その後、感光体１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００１５】
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００１６】
ここで、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ 、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００１７】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ 、１Ｍ 、１Ｃ 、１Ｋ との間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ 、１Ｍ 、１Ｃ 、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００１８】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等のシート材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、シート材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００１９】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００２０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送されたシート材Ｐは、画像形成装置１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等のシート材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシート材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
【００２１】
レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送されたシート材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、シート材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シート材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシート材Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシート材Ｐ上に定着される。なお、定着装置２０としては、ヒータ加熱方式のものや電磁誘導加熱方式のものなど、公知のものを用いることができる。
その後、シート材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出されたシート材Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２３】
次に、図２にて、作像部における現像装置の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙと、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙと、現像剤収容部５４Ｙに開口を介して連通する補給部５８Ｙと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙと、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。
【００２４】
このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。
【００２５】
ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙ（粉体容器）に収容されているトナー（粉体）が、トナー補給装置のトナー搬送パイプ４３Ｙや補給部５８Ｙを介して現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。
【００２６】
その後、現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙを循環する（図２の紙面垂直方向の長手方向の移動である。）。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。
【００２７】
現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。
【００２８】
先に図１で説明したように、設置部３１（トナー容器受台）には、４種類の粉体容器としてのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが、着脱可能に設置されている。トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、寿命に達したとき（収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったときである。）に新品のものに交換される。そして、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に収容された各色のトナーは、それぞれ、不図示のトナー補給装置によって、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置に適宜補給される。
【００２９】
以下、図１、図３、図４を用いて、本実施の形態において特徴的な、立体形状物製造装置１００、２００の構成・動作について説明する。
図１を参照して、電子写真方式の画像形成装置１００は、積載部２００（積載装置）が着脱可能に設置されるように構成されていて、積載部２００が設置された状態（図１の状態である。）で立体形状物製造装置としても機能する。すなわち、画像形成装置１００は、通常のプリンタ（画像形成装置）として機能するとともに、積載部２００とともに立体形状物製造装置としても機能する。
【００３０】
そして、画像形成装置１００を立体形状物製造装置として機能させる場合には、シート材Ｐとして専用のシート材が給紙部２６にセットされ、専用のトナー（造形用の粉体）が収容されたトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋがセットされることになる。また、画像形成装置１００を立体形状物製造装置として機能させる場合、定着装置２０における定着工程を終えたシート材Ｐは、排紙ローラ対２９によってスタック部３０上に排紙されるのではなく、積載部２００に向けて排紙されることになる。この排紙経路の切り替えは、定着装置２０の下流側の搬送経路に設置された切替爪（不図示である。）によっておこなわれる。また、通常の画像形成動作と、立体形状物の製造と、の切り替えは、画像形成装置１００に設置された操作パネル（不図示である。）へのユーザーによる入力操作や、画像形成装置１００に接続された端末へのユーザーによる入力操作によっておこなわれる。
【００３１】
本実施の形態における立体形状物製造装置では、画像形成工程、画像定着工程、積載工程、除去工程という、主たる４つの工程がおこなわれて立体形状物が製造される。
画像形成工程は、加熱溶融可能な粉体としてのトナーを用いて、所望の立体形状物Ｗ（図３（Ｃ）を参照できる。）を所定方向に複数に分割した断面のうちの１つの断面に対応する画像Ｍを形成する工程である。この工程は、画像形成装置１００に内設された画像形成部としての作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（電子写真方式によって像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に画像を形成する部分である。）でおこなわれる。
画像定着工程は、所定の溶媒に対して溶解可能なシート材Ｐの表面に、画像形成工程で形成された画像Ｍを定着させる工程である。この工程は、画像形成装置１００に内設された画像定着部としての定着装置２０（感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に形成された画像が中間転写ベルト８を介して転写されたシート材Ｐを画像とともに加熱・加圧する部分である。）でおこなわれる。
これらの画像形成工程と画像定着工程とは、先に図１を用いて説明した画像形成プロセスにおける工程と同様におこなわれる。そして、図３の例では、これらの工程によって、図３（Ａ）に示すように、シート材Ｐ上に立体形状物Ｗの断面（断片）に対応した所定の厚さの画像Ｍが形成される。
【００３２】
また、積載工程は、上述した画像定着工程によって画像Ｍがそれぞれ定着された複数のシート材Ｐを立体形状物Ｗに対応させて所定方向（高さ方向である。）に対応する方向に積載して、シート材Ｐとシート材Ｐとの間に介在されるそれぞれの画像Ｍを加熱溶融して複数のシート材Ｐを重着させる工程である。そして、図３の例では、この工程によって、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示すように、画像Ｍが形成されたシート材Ｐが高さ方向に複数枚積載・重着される。
また、除去工程（溶解工程）は、積載工程にて重着された複数のシート材Ｐにおいて画像Ｍが形成されていない部分を溶媒によって溶解して除去する工程である。そして、図３の例では、この工程によって、図３（Ｃ）及び図４（Ｃ）に示すように、画像Ｍが形成されていない部分が溶解・除去されて、所望の立体形状物Ｗが形成される。
これらの積載工程と除去工程とは、積載部２００でおこなわれる。
なお、立体形状物Ｗは、当然に、図３及び図４の例のものに限定されることはない。
【００３３】
ここで、このように立体形状物Ｗに関わる画像Ｍを形成するために用いる粉体（造形用粉体）を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン（融点：１３７度）、ポリプロピレン（融点：１７６度）、ポリ塩化ビニリデン（融点：１９８度）、ポリ塩化ビニル（融点：２１２度）、ポリカーボネート（融点：２２０度）、ポリスチレン（融点：２４０度）、ナイロン（融点：２６５度）などを用いることができる。また、造形用粉体の粒子は、造形する立体形状物の寸法や精度によって選択すればよいが、精度よく短時間で造形するには粒径を１０〜３００μｍ程度とすることが好ましい。
具体的に、本実施の形態では、造形用粉体として、平均粒径が１０〜３００μｍの範囲内になるように形成されたトナーを用いている。特に、立体形状物を製造するときに用いるトナーと、通常の画像形成時（画像形成装置１００を通常のプリンタとして機能させる場合である。）に用いるトナーと、を共通のものとした場合には、先に説明した機能の切替時におけるトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの入替え作業を省くことができる。
【００３４】
また、このように立体形状物Ｗに関わる画像Ｍを形成するために用いるシート材Ｐとしては、造形する立体形状物の大きさや造形精度によって選択することができるが、搬送経路における搬送性や造形時間を考慮すると、その厚さが２０〜２００μｍ程度のものが好ましい。また、上述した除去工程の容易性を考慮すると、溶媒として水を用いることができるシート材Ｐ、すなわち、水溶性のシート材Ｐであることが好ましい。
具体的に、本実施の形態では、シート材Ｐとして、水溶性を有し、厚さが２０〜１００μｍの範囲内になるように形成されたものを用いている。
【００３５】
ここで、本実施の形態では、積載部２００に、複数のシート材Ｐに対して上述した除去工程（溶解工程）をおこなうための溶解処理部２２０が設けられている。
詳しくは、溶解処理部２２０は、シート材Ｐが溶解する温度以上の温度になった水蒸気を溶媒として、積載部２００に積載された複数のシート材Ｐを水蒸気の中に高圧浸漬させるように構成されている。具体的に、溶解処理部２２０は、シート材Ｐが積載された積載部２００の内部をブロック２０１〜２０３で略密閉した状態で、その内部に向けてノズルから高温の水蒸気を噴射することで、シート材Ｐの画像Ｍが形成されていない部分を溶解・除去する（図４（Ｂ）を参照できる。）。
なお、本実施の形態では、除去工程を、シート材Ｐが溶解する温度以上の温度になった水蒸気を溶媒として、複数のシート材Ｐを水蒸気の中に高圧浸漬させる工程とした。これに対して、除去工程を、シート材Ｐが溶解する温度以上の温度になった水蒸気を溶媒として、複数のシート材Ｐに水蒸気を吹き付ける工程とすることもできる。いずれの工程を用いても、高温の水蒸気によって、シートＰの余分な部分が溶解・除去されながら、残存するシートＰと画像Ｍとが加熱されることになるため、残留したシートＰと上下に位置するそれぞれの画像Ｍとの定着性（接合性）が高められることになる。
【００３６】
また、本実施の形態における積載部２００には、積載された複数のシート材Ｐを加熱する加熱手段としての加熱処理部２１０が設けられている。
詳しくは、加熱処理部２１０は、熱伝導性の高い金属材料で形成されたブロック２０１〜２０３に埋設されたヒータ（又は、高周波発生器）であって、ブロック２０１〜２０３を介して、積載部２００に積載された複数のシート材Ｐを加熱する。このように、加熱処理をおこなうことで、積載部２００においてシートＰと上下に位置するそれぞれの画像Ｍとの定着性（溶着性）が高められることになる。すなわち、積載工程において、積載部２００に積載された複数のシート材Ｐが互いに強く重着されることになる。
【００３７】
また、本実施の形態における積載部２００には、複数のシート材Ｐに対して、所定方向に対応する方向（本実施の形態では、積載方向である。）や、その方向に交差する方向（本実施の形態では、積載方向に直交する水平方向である。）に、圧接力を加える圧接手段が設けられている。
詳しくは、図１及び図４を参照して、積載部２００には、下面ブロック２０１、圧接手段としての側面ブロック２０２、圧接手段としての上面ブロック２０３、が設けられている。
下面ブロック２０１は、その上面が、シート材Ｐが積載される積載面として機能する。
側面ブロック２０２は、下面ブロック２０１上に積載されたシート材Ｐの面方向の姿勢を揃えるための部材であって、シート材Ｐの４方向を囲むように配設され、そのうちの一部又は全部が不図示の移動機構によって水平方向に移動可能に構成されている。そして、下面ブロック２０１上にシート材Ｐが載置されるたびに、側面ブロック２０２が適宜に水平方向に正逆方向に振動するように移動して、シート材Ｐに水平方向の圧接力が加わって、積載されるシート材Ｐの束が４方向にきれいに揃えられることになる（図４（Ａ）の黒矢印方向の側面ブロック２０２の移動を参照できる。）。
上面ブロック２０３は、下面ブロック２０１上に積載されたシート材Ｐに対して積載方向に圧接力を与えるための部材であって、シート材Ｐの積載を妨げない退避位置と、シート材Ｐを圧接する圧接位置と、の間を不図示の移動機構によって上下方向に移動可能に構成されている。そして、下面ブロック２０１上に所望の枚数のシート材Ｐが積載された後に、上面ブロック２０３が退避位置から圧接位置に移動して、積載されたシート材Ｐに積載方向の圧接力が加わって、シート材Ｐの束が積載方向に隙間なくきれいに揃えられることになる（図４（Ａ）の白矢印方向の上面ブロック２０３の移動を参照できる。）。また、積載されたシート材Ｐを積載方向に圧接した状態で、加熱処理部２１０によって積載されたシート材Ｐを加熱することで、積載工程時における複数のシート材Ｐに対する重着性を高めることができる。
また、積載されたシート材Ｐを積載方向に圧接した状態で、加熱処理部２１０によって積載されたシート材Ｐを加熱しながら、さらに除去工程をおこなうことで、溶媒によって溶解されずに残留したシートＰと上下に位置するそれぞれの画像Ｍとの定着性（接合性）が高められることになる。すなわち、立体形状物Ｗが、全体として、すべてのシート材Ｐと画像Ｍとの境界部分がさらに強く接合された状態になる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、積載工程時に加えて除去工程時にも加熱処理部２１０（加熱手段）によって複数のシート材Ｐを加熱するように制御したが、積載工程において１枚１枚のシートＰの姿勢が高精度に定まるとともにシート材Ｐ同士が充分に接合するような場合には、積載工程時にのみ加熱処理部２１０によってシート材Ｐを加熱するように制御することもできる。
また、本実施の形態では、積載工程時に圧接手段として機能する側面ブロック２０２や上面ブロック２０３によって複数のシート材Ｐに圧接力を加えるように制御したが、除去工程時においても側面ブロック２０２や上面ブロック２０３によって複数のシート材Ｐに圧接力を加えるように制御することができる。このような制御をおこなった場合、加熱処理や除去処理（溶解処理）によって立体形状物Ｗの外寸が変化するようなときであっても、最終的に形成される立体形状物Ｗの外寸が所望の値になるように微調整することが可能になる。
【００３９】
このように、本実施の形態における立体形状物Ｗの製造方法は、比較的少ない工程数で、高速かつ連続的に、効率的に立体形状物Ｗを製造するものである。すなわち、比較的簡易かつ低廉な構成で、多くの手間と時間をかけることなく立体形状物Ｗを製造することができる。
特に、本実施の形態では、電子写真方式の画像形成装置１００を用いて立体形状物Ｗを製造しているため、簡易な構成で精度よく粒子をシート材Ｐ上に転写することができて、特許文献１等の技術で懸念される硬化深度の問題も発生しない。すなわち、電子写真方式の画像形成装置１００によって、立体形状物Ｗの断面形状を、高精度に、かつ、高速に粒子を連続的に転写して形成することができる。
さらに、本実施の形態では、カラー画像形成装置１００を用いているため、製造後に色づけ処理をおこなうことなく、カラーの立体形状物Ｗを比較的簡単に形成することができる。
また、このようにして形成された立体形状物の断面形状は、その後に積層されて加熱処理と加圧処理とによって溶着接合されるため、その接合性も高いものになる。
さらに、本実施の形態では、水溶性を有するシート材Ｐを用いて、除去工程において水蒸気中にシート材Ｐを浸漬しているため、シート材Ｐを脆くすることができて、水蒸気を吹き付ける際の力を比較的小さくても、シート材Ｐの不要な部分を立体形状物Ｗから比較的簡単に分離することができる。なお、シート材Ｐの不要な部分を分離するために、刷毛などからなる分離部材を別に設けることもできる。
また、本実施の形態では、積載部２００が画像形成装置１００に対して着脱可能に設置されているため、画像形成装置１００を通常のプリンタ（画像形成装置）として使用したり立体形状物製造装置として使用したり、ユーザーの選択肢を広げることができる。
【００４０】
最後に、まとめとして、本実施の形態における、立体形状物Ｗの製造方法を、工程順に沿って説明する。
まず、立体形状物の製造作業を開始するのに先だって、専用のシートＰやトナー（造形用粉体）が収容されたトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが画像形成装置１００にセットされる。そして、画像形成装置１００の制御部に、ＣＡＤなどによって設計された立体形状物Ｗの断面形状ごとのデータが送られて、それらのデータに基いてすべての断面形状に対応する画像形成プロセス（画像形成工程、画像定着工程）が、連続通紙時における画像形成プロセスの要領でおこなわれる。
すなわち、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが回転駆動されて複数の作像プロセスが所定の間隔をあけて連続的におこなわれて、給紙部２６からは複数のシート材Ｐが所定の紙間をあけて連続的に給送されて、２次転写ローラ１９の位置でシート材Ｐ上に所望の画像Ｍ（立体形状物Ｗの分割した断面形状（断片）の１つに対応した画像である。）がそれぞれ形成され、さらに定着装置２０の位置でその画像Ｍがシート材Ｐ上にそれぞれ定着（仮定着）される。その後、画像定着工程後のシート材Ｐは、下面ブロック２０１と側面ブロック２０２とに囲まれた積載部２００にそれぞれ載置される。
そして、このような連続的な工程がおこなわれて、積載部２００にすべての断面形状に対応したシート材Ｐが積層（仮造形）される。そして、積層（仮造形）されたシート材Ｐの最上方の位置に、上面ブロック２０３が圧接するように載置される（図４（Ａ）の状態である。）。このとき、ジョガーフェンスとして機能する側面ブロック２０２の移動により、積層されたシート材Ｐの４方向の姿勢も整えられる。
そして、加熱処理部２１０によるシート材Ｐに対する加熱処理が開始されて、さらに溶解処理部２２０による除去処理（溶解処理）によってシート材Ｐの余分な部分（立体形状物Ｗとならない部分である。）が溶解・除去される（図４（Ｂ）の状態である。）。
そして、最終的に、積載部２００内から溶解されたシート材Ｐが溶媒（水蒸気）とともに排出されて、積載部２００内において所望の立体形状物Ｗが形成されることになる（図４（Ｃ）の状態である。）。その後、上面ブロック２０３や側面ブロック２０２が移動して、積載部２００から立体形状物Ｗを取り出すことが可能になる。
なお、除去処理が終了する前後のタイミングで、加熱処理部２１０による加熱処理を終了して、ブロック２０１〜２０３を冷却手段を用いて冷却するように構成することもできる。そのような場合には、積載部２００から充分に冷却された状態の立体形状物Ｗを取り出すことが可能になる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態では、加熱溶融可能なトナー（粉体）を用いて、所望の立体形状物の１つの断面に対応する画像を形成する画像形成工程と、所定の溶媒に対して溶解可能なシート材Ｐの表面に画像形成工程で形成された画像を定着させる画像定着工程と、画像定着工程によって画像がそれぞれ定着された複数のシート材を積載して画像を加熱溶融して重着させる積載工程と、積載工程にて重着された複数のシート材において画像が形成されていない部分を溶媒によって溶解して除去する除去工程と、をおこなっている。これにより、比較的簡易かつ低廉な構成で、多くの手間と時間をかけることなく立体形状物を製造することができる、立体形状物の製造方法、及び、立体形状物製造装置を提供することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、カラー画像形成装置１００を用いて立体形状物を製造したが、モノクロ画像形成装置を用いて立体形状物を製造することもできる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  作像部（画像形成部）、
２０  定着装置（画像定着部）、
１００  画像形成装置（立体形状物製造装置）、
２００  積載部（立体形状物製造装置）、
２０１  下面ブロック、
２０２  側面ブロック（圧接手段）、
２０３  上面ブロック（圧接手段）、
２１０  加熱処理部（加熱手段）、
２２０  溶解処理部、
Ｐ  シート材、  Ｍ  画像、  Ｗ  立体形状物。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特許第２８８９７９７号公報
【特許文献２】特許第２９１４５５１号公報
【図１】
2015116710.tif 000003
【図２】
2015116710.tif 000004
【図３】
2015116710.tif 000005
【図４】
2015116710.tif 000006