(57)【要約】      （修正有）【課題】高い寸法精度で三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置及び、高い寸法精度で製造された三次元造形物の提供。【解決手段】層１を積層することにより三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、硬化性インクを吐出するインク吐出部１１を、前記三次元造形物を造形する造形面を備える造形部１０１に対して主走査方向に相対的に移動させながら、造形部１０１にインク吐出部１１から硬化性インクを吐出し、層１を形成する層形成工程と、前記造形面に交差する方向を軸として造形部１１を回転させる第１移動工程と、前記造形面に交差する方向に移動させる第２移動工程と、を有し、前記層形成工程の後に、前記第１移動工程と前記第２移動工程とを行う三次元造形物の製造方法。【選択図】図２
2016087978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層を積層することにより三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
硬化性インクを吐出するインク吐出部を、前記三次元造形物を造形する造形面を備える
造形部に対して主走査方向に相対的に移動させながら、前記造形部に前記インク吐出部か
ら硬化性インクを吐出し、前記層を形成する層形成工程と、
前記造形面に交差する方向を軸として前記造形部を回転させる第１移動工程と、
前記造形面に交差する方向に移動させる第２移動工程と、を有し、
前記層形成工程の後に、前記第１移動工程と前記第２移動工程とを行うことを特徴とす
る三次元造形物の製造方法。
【請求項２】
前記第１移動工程において、１つの前記層の形成毎にまたは複数の前記層の形成毎に、
前記造形部を前記主走査方向に交差する副走査方向に移動させる請求項１に記載の三次元
造形物の製造方法。
【請求項３】
前記インク吐出部は、インクジェットヘッドを複数配列したものであり、
前記造形部の対角線距離よりも、前記インクジェットヘッドの配列方向におけるインク
吐出可能領域の幅が大きい請求項１または２に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
層を積層することにより三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置であって、
前記三次元造形物が造形される造形部と、
紫外線硬化性樹脂を含む硬化性インクを吐出し、前記造形部上に前記層を形成するイン
ク吐出部と、
前記インク吐出部は、前記造形部に対して前記硬化性インクを吐出しながら、相対的に
移動するよう構成されており、
前記造形部は、造形面を備え、前記造形面に交差する方向を軸として前記造形部を回転
するとともに、前記造形面に交差する方向に移動するよう構成されていることを特徴とす
る三次元造形物製造装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法により製造されたこ
とを特徴とする三次元造形物。
【請求項６】
請求項４に記載の三次元造形物製造装置により製造されたことを特徴とする三次元造形
物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物に関す
る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、三次元ＣＡＤソフト等で生成した三次元物体のモデルを基にして、
三次元造形物を形成する方法が知られている。
【０００３】
三次元造形物を形成する方法の一つとして、積層法が知られている（例えば、特許文献
１参照）。積層法では、一般的に、三次元物体のモデルを多数の二次元断面層に分割した
後、各二次元断面層に対応する断面部材を順次造形しつつ、断面部材を順次積層すること
によって三次元造形物を形成する。
【０００４】
積層法は、造形しようとする三次元造形物のモデルさえあれば、直ちに形成することが
可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に
三次元造形物を形成することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層し
て形成するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けるこ
となく一体の造形物として形成することが可能である。
【０００５】
ところで、従来の方法では、三次元造形物の三次元データを分割した層を、硬化性イン
クを吐出して形成し、積層することで造形物を形成するが、硬化性インクを吐出して層を
形成した場合、硬化性インクの吐出バラツキや硬化性インクの硬化収縮等によって、厚み
にバラツキが発生する問題があった。その結果、最終的に得られる三次元造形物の寸法精
度が低下するといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高い寸法精度で三次元造形物を効率よく製造することができる三次元
造形物の製造方法および三次元造形物製造装置を提供すること、高い寸法精度で製造され
た三次元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】
【０００８】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、層を積層することにより三次元造形物を製造する
三次元造形物の製造方法であって、
硬化性インクを吐出するインク吐出部を、前記三次元造形物を造形する造形面を備える
造形部に対して主走査方向に相対的に移動させながら、前記造形部に前記インク吐出部か
ら硬化性インクを吐出し、前記層を形成する層形成工程と、
前記造形面に交差する方向を軸として前記造形部を回転させる第１移動工程と、
前記造形面に交差する方向に移動させる第２移動工程と、を有し、
前記層形成工程の後に、前記第１移動工程と前記第２移動工程とを行うことを特徴とす
る。
これにより、高い寸法精度で三次元造形物を効率よく製造することができる。
【０００９】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第１移動工程において、１つの前記層の形
成毎にまたは複数の前記層の形成毎に、前記造形部を前記主走査方向に交差する副走査方
向に移動させることが好ましい。
これにより、得られる三次元造形物の寸法精度をさらに高いものとすることができる。
【００１０】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記インク吐出部は、インクジェットヘッドを
複数配列したものであり、
前記造形部の対角線距離よりも、前記インクジェットヘッドの配列方向におけるインク
吐出可能領域の幅が大きいことが好ましい。
これにより、高い寸法精度の三次元造形物をより効率よく製造することができる。
【００１１】
本発明の三次元造形物製造装置は、層を積層することにより三次元造形物を製造する三
次元造形物製造装置であって、
前記三次元造形物が造形される造形部と、
紫外線硬化性樹脂を含む硬化性インクを吐出し、前記造形部上に前記層を形成するイン
ク吐出部と、
前記インク吐出部は、前記造形部に対して前記硬化性インクを吐出しながら、相対的に
移動するよう構成されており、
前記造形部は、造形面を備え、前記造形面に交差する方向を軸として前記造形部を回転
するとともに、前記造形面に交差する方向に移動するよう構成されていることを特徴とす
る。
これにより、高い寸法精度で三次元造形物を効率よく製造することができる。
【００１２】
本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法により、製造されたもので
あることを特徴とする。
これにより、高い寸法精度で製造された三次元造形物を提供することができる。
【００１３】
本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物製造装置を用いて製造されたものであ
ることを特徴とする。
これにより、高い寸法精度で製造された三次元造形物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を示す側面図（ａ）および上面図（ｂ）である。
【図２】図１の三次元造形物製造装置のインクジェットヘッドと造形部との関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする
。
【００１６】
以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする
。
【００１７】
１．三次元造形物製造装置
まず、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を示す側面図（ａ）および上
面図（ｂ）、図２は、図１の三次元造形物製造装置のインクジェットヘッドと造形部との
関係を示す平面図である。
【００１９】
三次元造形物製造装置１００は、硬化性インクを吐出することにより形成した層１を積
層することにより、三次元造形物を製造する装置である。
【００２０】
図１に示すように、三次元造形物製造装置１００は、三次元造形物が造形される造形部
１０と、造形部１０に硬化性インクを吐出し、造形部１０上に層１を形成するインク吐出
部１１と、層１に対して紫外線を照射する第１紫外線照射手段１２と、を有している。
【００２１】
造形部１０は、層１が形成・積層される造形ステージ１０１と、造形ステージ１０１を
可動させる可動手段１０２と、を有している。
【００２２】
造形ステージ１０１は、可動手段１０２により、図中Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動す
るよう構成されている。また、造形ステージ１０１は、可動手段１０２により、ＸＹ平面
内において可動手段１０２を軸として回転するよう構成されている。可動手段は図示しな
いモーター等の可動手段により移動可能になっている。
【００２３】
また、造形ステージ１０１表面は、フッ素加工等の撥液処理が施されており、硬化性イ
ンクが付着しにくい構成となっている。これにより、層１からなる三次元造形物を造形ス
テージ１０１より容易に取り出せる。
【００２４】
インク吐出部１１は、造形部１０に対して相対的にＸ軸方向（主走査方向）に移動して
、造形ステージ１０１上に硬化性インクを吐出する機能を有している。造形ステージ１０
１上に吐出された硬化性インクは、層１を形成する。
【００２５】
インク吐出部１１は、インクジェット方式で、硬化性インクの液滴を吐出するインクジ
ェットヘッド１１１が搭載されている。また、インク吐出部１１は、図示せぬ硬化性イン
ク供給部を備えている。本実施形態では、いわゆるピエゾ駆動方式の液滴吐出ノズルを備
えたインクジェットヘッド１１１が採用されている。
【００２６】
また、本実施形態では、インク吐出部１１には、液滴吐出ノズルを備えた複数のインク
ジェットヘッド１１１がＹ軸方向（副走査方向）に並んで配列している。
【００２７】
また、本実施形態では、造形ステージ１０１（造形部１０）の対角線距離よりも、イン
クジェットヘッド１１１の配列方向におけるインク吐出可能領域の幅が大きいよう構成さ
れている。これにより、寸法精度の高い三次元造形物をより効率よく製造することができ
る。
【００２８】
紫外線照射手段１２は、層１に紫外線を照射する機能を有している。
この紫外線照射手段１２は、インク吐出部１１のＸ軸方向の両端に設けられている。
【００２９】
本実施形態では、例えば、インク吐出部１１が図１の右方向に移動する際に、インク吐
出部１１から硬化性インクを造形ステージ１０１に吐出した後に、図１中の左側の紫外線
照射手段１２によって層１に対して紫外線照射を行う。一方、インク吐出部１１が図１の
左方向に移動する際に、インク吐出部１１から硬化性インクを造形ステージ１０１に吐出
した後に、図１中の右側の紫外線照射手段１２によって層１に対して紫外線照射を行う。
【００３０】
以上のような構成の三次元造形物製造装置１００によれば、層１の厚みのバラツキを小
さいものとすることができる。その結果、高い寸法精度で三次元造形物を製造することが
できる。
【００３１】
２．三次元造形物の製造方法
次に、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
【００３２】
本実施形態の三次元造形物の製造方法は、硬化性インクを吐出するインク吐出部１１を
、三次元造形物を造形する造形部１０に対して相対的に移動させながら、造形ステージ１
０１にインク吐出部１１から硬化性インクを吐出し、層１を形成する層形成工程と、可動
手段１０２（鉛直方向）を軸として造形ステージ１０１を回転させる第１移動工程と、造
形ステージ１０１を鉛直方向に昇降移動させる第２移動工程と、を有している。
【００３３】
以下、上述したような三次元造形物製造装置１００を例に挙げて説明する。
まず、インク吐出部１１がＸ軸方向に移動しながら、造形ステージ１０１上に硬化性イ
ンクを吐出し、層１を形成する（層形成工程）。
【００３４】
次に、造形ステージ１０１上の層１に対して、紫外線照射手段１２から紫外線を照射し
、層１を構成する硬化性インクを硬化させる（紫外線照射工程）。なお、紫外線照射工程
は、複数層形成後に行ってもよい。
【００３５】
次に、可動手段１０２を軸に造形ステージ１０１を所定角度回転させるとともに、造形
ステージ１０１を形成した層１の厚さ分、Ｚ軸方向の下方に移動させる（第１移動工程お
よび第２移動工程）。
【００３６】
ところで、一般に、層１の形成に際して、走査方向に使用する液滴吐出ノズルは同じで
あるため、液滴吐出ノズル間における吐出バラツキ（吐出量、飛行曲り）によって、同じ
厚さのバラツキ傾向である層が積層して、厚さのバラツキが顕著に表れるといった問題が
ある。
【００３７】
これに対して、造形ステージ１０１を所定角度回転させることで、互いに接する層１間
において、造形ステージ１０１を平面視した際、層１が重なる領域の同じ位置の層を、異
なる液滴吐出ノズルから吐出した硬化性インクで形成することができる。その結果、層１
を積層する毎に層１の積層体の厚さのバラツキが緩和され、得られる三次元造形物の寸法
精度をより高いものとすることができる。具体的に説明すると、図２に示すように、グレ
ーで示された領域は、１つめの層１（実線の層１）では、１つの液滴吐出ノズルによって
形成されているが、造形ステージ１０１を回転させて形成した次の層１は、５つの液滴吐
出ノズルによって形成されている。
【００３８】
また、第１移動工程および第２移動工程の際に、可動手段１０２をＹ軸方向（インクジ
ェットヘッド１１１の配列方向）に所定距離移動させる（第３移動工程）。これにより、
造形ステージ１０１の回転軸を移動させることができる。その結果、回転軸近辺での各層
１を形成する液滴吐出ノズルを異ならせることができ、積層体の厚さのバラツキをさらに
緩和することができる。
【００３９】
なお、第３移動工程は、１つの層を形成毎に行ってもよいし、複数層形成毎に行っても
よい。
【００４０】
その後、前記の一連の工程を繰り返し行う。これにより、層１が複数積層された積層体
としての三次元造形物が得られる。
【００４１】
なお、回転角度および回転軸の移動距離の具体例としては、例えば、以下のような例を
挙げることができる。
【００４２】
［回転角度９０°、液滴吐出ノズルの全ノズル数の１／４相当移動］
（１）普通に層１を形成した後、造形ステージ１０１を９０°回転させ、回転軸（可動
手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルのピッチの１／４だけ移動させる。
【００４３】
（２）次に、上記（１）の状態で層１を積層した後、造形ステージ１０１をさらに９０
°回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数の１／
４相当移動させる。
【００４４】
（３）次に、上記（２）の状態で層１をさらに積層した後、造形ステージ１０１をさら
に９０°回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数
の１／４相当移動させる。
【００４５】
（４）次に、上記（３）の状態で層１をさらに積層した後、造形ステージ１０１をさら
に９０°回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数
の１／４相当移動させる。ここで、造形ステージ１０１は、３６０°回転し、（１）と同
じ状態となっている。
（５）その後、三次元造形物が形成されるまで、上記回転および移動を続ける。
【００４６】
［回転角度７°、液滴吐出ノズルのピッチの１／４移動］
（１）普通に層１を形成した後、造形ステージ１０１を７°回転させ、回転軸（可動手
段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数の１／４相当移動させる。
【００４７】
（２）次に、上記（１）の状態で層１を積層した後、造形ステージ１０１をさらに７°
回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数の１／４
相当移動させる。
【００４８】
（３）次に、上記（２）の状態で層１をさらに積層した後、造形ステージ１０１をさら
に７°回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数の
１／４相当移動させる。
【００４９】
（４）次に、上記（３）の状態で層１をさらに積層した後、造形ステージ１０１をさら
に７°回転させ、回転軸（可動手段１０２）をＹ軸方向に液滴吐出ノズルの全ノズル数の
１／４相当移動させる。
（５）その後、三次元造形物が形成されるまで、上記回転および移動を続ける。
【００５０】
なお、上記実施例では、回転角度が７°および９０°のものを代表的に説明したが、回
転角度は、液滴吐出ノズルの吐出量のバラツキや硬化性インクの硬化収縮の度合によって
、適宜決定することができる。
【００５１】
また、上記実施例では、回転軸が液滴吐出ノズルの全ノズル数の１／４相当移動するも
のとして説明したが、１／８相当、１／１６相当分移動するものであってもよい。
【００５２】
３．硬化性インク
硬化性インクは、硬化性樹脂を含むものである。
【００５３】
≪硬化性樹脂≫
硬化性樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂；熱硬化性樹脂；可視光領域の光により硬
化する可視光硬化性樹脂（狭義の光硬化性樹脂）、紫外線硬化性樹脂、赤外線硬化性樹脂
等の各種光硬化性樹脂；Ｘ線硬化性樹脂等が挙げられ、これらから選択される１種または
２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、得られる三次元造形物の機械的強
度や三次元造形物の生産性、硬化性インクの保存安定性等の観点から、硬化性樹脂は、紫
外線硬化性樹脂（重合性化合物）が好ましい。
【００５４】
紫外線硬化性樹脂（重合性化合物）としては、紫外線照射により、光重合開始剤から生
じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体
を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、
アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチ
オン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
【００５５】
付加重合性化合物としては、例えば、少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有
する化合物等が挙げられる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少な
くとも１個、好ましくは２個以上有する化合物が好ましく使用できる。
【００５６】
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物および多官能の重合性化合物
、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、例えば、
不飽和カルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソ
クロトン酸、マレイン酸等）や、そのエステル類、アミド類等が挙げられる。多官能の重
合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、
不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。
【００５７】
また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カ
ルボン酸エステルまたはアミド類とイソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、カル
ボン酸との脱水縮合反応物等も使用できる。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親
電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミ
ン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性
置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類ま
たはチオール類との置換反応物も使用できる。
【００５８】
不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性化
合物の具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステルが代表的であり、単官能の
もの、多官能のもののいずれも用いることができる。
【００５９】
単官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、フェノキシエチル（メタ）
アクリレート、フェニルオキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）ア
クリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、イソボルニル
（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシ
ブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６０】
二官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジ
オールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリ
レート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジ
（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリ
スリトールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、
（メタ）アクリル酸−２−（２−ビニロキシエトキシ）エチル、ジプロピレングリコール
ジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等が挙げられる。
【００６１】
三官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、トリメチロールプロパント
リ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロ
ールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ト
リメチロールプロパントリ（（メタ）アクリロイルオキシプロピル）エーテル、イソシア
ヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリ
スリトールトリ（メタ）アクリレート、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソ
シアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ（メタ）アク
リレート、ソルビトールトリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６２】
四官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールテト
ラ（メタ）アクリレート、ソルビトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロール
プロパンテトラ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ（メ
タ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等が挙
げられる。
【００６３】
五官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、ソルビトールペンタ（メタ
）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６４】
六官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘ
キサ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサ（メタ）アクリレート、フォスファゼン
のアルキレンオキサイド変性ヘキサ（メタ）アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタ
エリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６５】
（メタ）アクリレート以外の重合性化合物としては、例えば、イタコン酸エステル、ク
ロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、マレイン酸エステル等が挙げられる。
【００６６】
イタコン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレ
ングリコールジイタコネート、１，３−ブタンジオールジイタコネート、１，４−ブタン
ジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリト
ールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が挙げられる。
【００６７】
クロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメ
チレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトール
テトラジクロトネート等が挙げられる。
【００６８】
イソクロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、
ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が挙
げられる。
【００６９】
マレイン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレン
グリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート
等が挙げられる。
【００７０】
その他のエステルの例としては、例えば、特公昭４６−２７９２６号公報、特公昭５１
−４７３３４号公報、特開昭５７−１９６２３１号公報に記載の脂肪族アルコール系エス
テル類や、特開昭５９−５２４０号公報、特開昭５９−５２４１号公報、特開平２−２２
６１４９号公報に記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平１−１６５６１３号公報に記
載のアミノ基を含有するもの等も用いることができる。
【００７１】
また、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドのモノマーの具体例とし
ては、例えば、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、１，
６−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、１，６−ヘキサメチレンビス−メタクリルア
ミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キ
シリレンビスメタクリルアミド等が挙げられる。
【００７２】
その他の好ましいアミド系モノマーとしては、例えば、特公昭５４−２１７２６号公報
に記載のシクロへキシレン構造を有するもの等が挙げられる。
【００７３】
また、イソシアネートと水酸基との付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性
化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭４８−４１７０８号公
報に記載されている１分子に２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化
合物に、下記式（１）で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた１分子中
に２個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
【００７４】
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（Ｒ２）ＯＨ    （１）
（ただし、式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、ＨまたはＣＨ３を示す。）
【００７５】
本発明において、エポキシ基、オキセタン基等の環状エーテル基を分子内に１つ以上有
するカチオン開環重合性の化合物を紫外線硬化性樹脂（重合性化合物）として好適に用い
ることができる。
【００７６】
カチオン重合性化合物としては、例えば、開環重合性基を含む硬化性化合物等が挙げら
れ、中でも、ヘテロ環状基含有硬化性化合物が特に好ましい。このような硬化性化合物と
しては、例えば、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状
ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテ
ル類、ビニルエーテル類等が挙げられ、中でも、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、ビ
ニルエーテル類が好ましい。
【００７７】
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば、単官能グリシジルエーテル類、多官能
グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類等が挙げられ
る。
【００７８】
グリシジルエーテル類の具体的な化合物を例示すると、例えば、ジグリシジルエーテル
類（例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジル
エーテル等）、３官能以上のグリシジルエーテル類（例えば、トリメチロールエタントリ
グリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールト
リグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等）、
４官能以上のグリシジルエーテル類（例えば、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、
ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシ
ジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル等）、脂環式エポキ
シ類（例えば、セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１、エポリードＧＴ−３０
１、エポリードＧＴ−４０１（以上、ダイセル化学工業（株）製））、ＥＨＰＥ（ダイセ
ル化学工業（株）製）、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチル
エーテル等）、オキセタン類（例えば、ＯＸ−ＳＱ、ＰＮＯＸ−１００９（以上、東亞合
成（株）製）等）等が挙げられる。
【００７９】
重合性化合物としては、脂環式エポキシ誘導体を好ましく用いることができる。「脂環
式エポキシ基」とは、シクロペンテン基、シクロヘキセン基等のシクロアルケン環の二重
結合を過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を言う。
【００８０】
脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基またはシクロペンテンオキ
シド基を１分子内に２個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。脂環式エポキシ
化合物の具体例としては、例えば、４−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、（３，４−
エポキシシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、
ジ（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ジ（３，４−エポキシシクロヘキシ
ルメチル）アジペート、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、ジ（２，３
−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、ジシクロペンタジエンジオ
キサイド等が挙げられる。
【００８１】
分子内に脂環式構造を有しない通常のエポキシ基を有するグリシジル化合物を、単独で
使用したり、前記の脂環式エポキシ化合物と併用することもできる。
【００８２】
このような通常のグリシジル化合物としては、例えば、グリシジルエーテル化合物やグ
リシジルエステル化合物等を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用す
ることが好ましい。
【００８３】
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、例えば、１，３−ビス（２，３−エポ
キシプロピロキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エ
ポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキ
シ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、
１，４−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プ
ロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジル
エーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物等が挙げられる。グリシジルエステルとし
ては、例えば、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステル等を挙げることができる。
【００８４】
重合性化合物としては、４員環の環状エーテルであるオキセタニル基を有する化合物（
以下、単に「オキセタン化合物」ともいう。）を使用することができる。オキセタニル基
含有化合物は、１分子中にオキセタニル基を１個以上有する化合物である。
【００８５】
硬化性インク中における紫外線硬化性樹脂の含有率は、８０質量％以上９７質量％以下
であるのが好ましく、８５質量％以上９５質量％以下であるのがより好ましい。
【００８６】
これにより、最終的に得られる三次元造形物の機械的強度を特に優れたものとすること
ができる。また、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。
【００８７】
≪その他の成分≫
また、硬化性インクは、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成
分としては、例えば、顔料、染料等の各種着色剤；分散剤；界面活性剤；重合開始剤；重
合促進剤；溶剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤
；紫外線吸収剤；キレート剤；ｐＨ調整剤；増粘剤；フィラー；凝集防止剤；消泡剤等が
挙げられる。
【００８８】
特に、硬化性インクが着色剤を含むことにより、着色剤の色に対応する色に着色された
三次元造形物を得ることができる。
【００８９】
特に、着色剤として、顔料を含むことにより、硬化性インク、三次元造形物の耐光性を
良好なものとすることができる。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれも使用するこ
とができる。
【００９０】
無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラッ
ク、チャネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、酸化
鉄、酸化チタン等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて
用いることができる。
前記無機顔料の中でも、好ましい白色を呈するためには、酸化チタンが好ましい。
【００９１】
有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートア
ゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノ
ン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料
、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸
性染料型キレート等）、染色レーキ（塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ）、ニトロ
顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられ、これらから選択さ
れる１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９２】
硬化性インクが顔料を含むものである場合、当該顔料の平均粒径は、３００ｎｍ以下で
あるのが好ましく、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であるのがより好ましい。これにより、
硬化性インクの吐出安定性や硬化性インク中における顔料の分散安定性を特に優れたもの
とすることができるとともに、より優れた画質の画像を形成することができる。
【００９３】
また、染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、および塩基性染料等
が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができ
る。
【００９４】
硬化性インクが着色剤を含むものである場合、当該硬化性インク中における着色剤の含
有率は、１質量％以上２０質量％以下であるのが好ましい。これにより、特に優れた隠蔽
性および色再現性が得られる。
【００９５】
特に、硬化性インクが着色剤として酸化チタンを含むものである場合、当該硬化性イン
ク中における酸化チタンの含有率は、１２質量％以上１８質量％以下であるのが好ましく
、１４質量％以上１６質量％以下であるのがより好ましい。これにより、特に優れた隠蔽
性が得られる。
【００９６】
硬化性インクが顔料を含む場合に、分散剤をさらに含むものであると、顔料の分散性を
より良好なものとすることができる。その結果、顔料の偏りによる部分的な機械的強度の
低下をより効果的に抑制することができる。
【００９７】
分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤等の顔料分散液を調製す
るのに慣用されている分散剤が挙げられる。高分子分散剤の具体例としては、例えば、ポ
リオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、ア
クリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレ
タン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、および
エポキシ樹脂のうち１種以上を主成分とするもの等が挙げられる。高分子分散剤の市販品
としては、例えば、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、ノベオン（Noveon
）社から入手可能なソルスパーズシリーズ（Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ３６０００等）、ＢＹ
Ｋ社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズ等が挙げられ
る。
【００９８】
硬化性インクが界面活性剤を含むものであると、三次元造形物の耐擦性をより良好なも
のとすることができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン
系界面活性剤としての、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーン等を
用いることができ、中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはポリエステ
ル変性ポリジメチルシロキサンを用いるのが好ましい。界面活性剤の具体例としては、例
えば、ＢＹＫ−３４７、ＢＹＫ−３４８、ＢＹＫ−ＵＶ３５００、３５１０、３５３０、
３５７０（以上、ＢＹＫ社製商品名）等を挙げられる。
【００９９】
また、硬化性インクは、溶剤を含むものであってもよい。これにより、硬化性インクの
粘度調整を好適に行うことでき、硬化性インクが高粘度の成分を含むものであっても、硬
化性インクのインクジェット方式による吐出安定性を特に優れたものとすることができる
。
【０１００】
溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール
モノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エ
チル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル
等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチ
ルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロ
ピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等
のアルコール類等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて
用いることができる。
【０１０１】
また、硬化性インクの粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上２５ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ま
しく、１５ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。これにより、イ
ンクジェット法によるインクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。なお、
本明細書中において、粘度とは、Ｅ型粘度計（東京計器社製  ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ
）を用いて２５℃において測定される値をいう。
【０１０２】
また、三次元造形物の製造には、複数種の硬化性インクを用いてもよい。
例えば、着色剤を含む硬化性インク（カラーインク）と、着色剤を含まない硬化性イン
ク（クリアインク）とを用いてもよい。これにより、例えば、三次元造形物の外観上、色
調に影響を与える領域に付与する硬化性インクとして着色剤を含む硬化性インクを用い、
三次元造形物の外観上、色調に影響を与えない領域に付与する硬化性インクとして着色剤
を含まない硬化性インクを用いてもよい。また、最終的に得られる三次元造形物において
、着色剤を含む硬化性インクを用いて形成された領域の外表面に、着色剤を含まない硬化
性インクを用いて領域（コート層）を設けるように、複数種の硬化性インクを併用しても
よい。
【０１０３】
また、例えば、異なる組成の着色剤を含む複数種の硬化性インクを用いてもよい。これ
により、これらの硬化性インクの組み合わせにより、表現できる色再現領域を広いものと
することができる。
【０１０４】
複数種の硬化性インクを用いる場合、少なくとも、藍紫色（シアン）の硬化性インク、
紅紫色（マゼンタ）の硬化性インクおよび黄色（イエロー）の硬化性インクを用いるのが
好ましい。これにより、これらの硬化性インクの組み合わせにより、表現できる色再現領
域をより広いものとすることができる。
【０１０５】
また、白色（ホワイト）の硬化性インクを、他の有色の硬化性インクと併用することに
より、例えば、以下のような効果が得られる。すなわち、最終的に得られる三次元造形物
を、白色（ホワイト）の硬化性インクが付与された第１の領域と、第１の領域と重なり合
い、かつ、第１の領域よりも外表面側に設けられた白色以外の有色の硬化性インクが付与
された領域とを有するものとすることができる。これにより、白色（ホワイト）の硬化性
インクが付与された第１の領域が隠蔽性を発揮することができ、三次元造形物の彩度をよ
り高めることができる。
【０１０６】
４．三次元造形物
本発明の三次元造形物は、前述したような製造方法、製造装置を用いて製造することが
できる。これにより、寸法精度高く製造された三次元造形物を提供することができる。
【０１０７】
本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の
鑑賞物・展示物；インプラント等の医療機器等が挙げられる。
【０１０８】
また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに
適用されるものであってもよい。
【０１０９】
また、本発明の三次元造形物は、模型（例えば、自動車、オートバイ、船、飛行機等の
乗り物、建築物、動物、植物等の生物、石等の自然物（非生物）、各種食品等の模型）で
あってもよい。
【０１１０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。
【０１１１】
例えば、本発明の三次元造形物の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中
間処理工程、後処理工程を行ってもよい。
【０１１２】
前処理工程としては、例えば、ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、硬化性樹脂
の硬化度を上昇させるための追加の硬化処理等が挙げられる。
【０１１３】
また、本発明は、粉体積層法、（すなわち、粉体を用いて層を形成し、当該層の所定の
部位に硬化性のインクを付与して硬化部を形成するという一連の操作を繰り返し行うこと
のより、硬化部が設けられた複数の層を有する積層体としての三次元造形物を得る方法）
に適用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１…層
１０…造形部
１１…インク吐出部
１２…紫外線照射手段
１００…三次元造形物製造装置
１０１…造形ステージ
１０２…可動手段
１１１…インクジェットヘッド
【図１】
2016087978.tif 000003
【図２】
2016087978.tif 000004