(57)【要約】      （修正有）【課題】製造された三次元造形物の取扱いがし易く、取出し時に欠陥を生じにくい三次元造形物製造装置及び、前記三次元造形物製造装置を用いて製造された三次元造形物の提供。【解決手段】三次元造形物製造装置１００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１００であって、前記層を形成するための組成物が付与され、前記層が形成、積層されるステージ４１と、前記ステージ４１上の前記層を形成する部位よりも下側に設けられた、前記層が積層されてなる積層体としての三次元造形物を取り出す取出し部７２とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【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製造装置であって、
前記層を形成するための組成物が付与され、前記層が形成、積層されるステージと、
前記ステージ上の前記層を形成する部位よりも下側に設けられた、前記層が積層されてなる積層体としての三次元造形物を取り出す取出し部とを備えることを特徴とする三次元造形物製造装置。
【請求項２】
前記積層体から不要部を除去し、前記三次元造形物を現出させる現像部を備え、
前記取出し部から、前記不要部が除去された状態の前記三次元造形物を取り出すことができるように構成されている請求項１に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項３】
前記層の形成に用いられる粒子を含む組成物を供給する組成物供給手段と、
前記層に結合部を形成する結合部形成手段とを有する請求項１または２に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項４】
前記結合部形成手段として、前記粒子を結合する結着液を付与する結着液付与手段を備える請求項３に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項５】
加熱手段をさらに有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、前記層を形成する第１の領域と、前記第１の領域とは異なる第２の領域との間を移動可能なものである請求項５に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項７】
前記積層体を前記第２の領域の下方に移動することができるように構成されている請求項６に記載の三次元造形物製造装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の三次元造形物製造装置を用いて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、三次元造形物製造装置および三次元造形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、粉末（粒子）を含む組成物を用いて材料層（単位層）を形成し、これらを積層すること等により、三次元造形物を造形する技術（三次元造形法）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来においては、造形台（ステージ）上に複数の層を積層していく際に、造形台（ステージ）を下方に移動し、その後、積層完了後に、造形台（ステージ）を上昇させ、製造装置の上部から積層体を取り出していた。
【０００４】
しかしながら、このような構成では、積層体（三次元造形物）の取出し時に、積層体（三次元造形物）を落下させること等により、三次元造形物の破損等が生じ易いという問題があった。特に、積層体（三次元造形物）が、大型のものや重量の大きいものである場合に、このような問題は顕著に発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、製造された三次元造形物の取扱いがし易く、取出し時に欠陥を生じにくい三次元造形物製造装置を提供すること、前記三次元造形物製造装置を用いて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】
【０００７】
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、
前記層を形成するための組成物が付与され、前記層が形成、積層されるステージと、
前記ステージ上の前記層を形成する部位よりも下側に設けられた、前記層が積層されてなる積層体としての三次元造形物を取り出す取出し部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、製造された三次元造形物の取扱いがし易く、取出し時に欠陥を生じにくい三次元造形物製造装置を提供することができる。
【０００９】
本発明の三次元造形物製造装置では、前記積層体から不要部を除去し、前記三次元造形物を現出させる現像部を備え、
前記取出し部から、前記不要部が除去された状態の前記三次元造形物を取り出すことができるように構成されていることが好ましい。
【００１０】
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を、優れた生産性、優れた安定性で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では、前記層の形成に用いられる粒子を含む組成物を供給する組成物供給手段と、
前記層に結合部を形成する結合部形成手段とを有することが好ましい。
【００１２】
これにより、三次元造形物の実体部（結合部）をより高い寸法精度で形成することができる。
【００１３】
本発明の三次元造形物製造装置では、前記結合部形成手段として、前記粒子を結合する結着液を付与する結着液付与手段を備えることが好ましい。
【００１４】
これにより、三次元造形物製造装置を簡易な構成としつつ、微細な形状の結合部であっても、精度よく形成することができる。また、結合部を形成するのに要するエネルギー量を小さいものとすることができる。
【００１５】
本発明の三次元造形物製造装置では、加熱手段をさらに有することが好ましい。
これにより、例えば、三次元造形物の生産性を特に優れたものとしたり、三次元造形物の信頼性（機械的強度、寸法精度等）を特に優れたものとすることができる。
【００１６】
本発明の三次元造形物製造装置では、前記加熱手段は、前記層を形成する第１の領域と、前記第１の領域とは異なる第２の領域との間を移動可能なものであることが好ましい。
【００１７】
これにより、三次元造形物製造装置の構成の簡略化を図ることができる。また、最終的に得られる三次元造形物の信頼性を特に優れたものとすることができるとともに、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。
【００１８】
本発明の三次元造形物製造装置では、前記積層体を前記第２の領域の下方に移動することができるように構成されていることが好ましい。
【００１９】
これにより、三次元造形物の信頼性、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とともに、三次元造形物製造装置の低背化を図ることができる。
【００２０】
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ことを特徴とする。
【００２１】
これにより、三次元造形物製造装置からの取出し時における欠陥の発生が効果的に防止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】
【００２２】
【図１】本発明の三次元造形物製造装置を用いた三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の三次元造形物製造装置を用いた三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
《三次元造形物の製造方法》
本発明の三次元造形物製造装置の説明に先立ち、本発明の三次元造形物製造装置を用いた三次元造形物の製造方法、特に、三次元造形物の製造方法が有する各工程について説明する。
【００２５】
図１、図２は、本発明の三次元造形物製造装置を用いた三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。
【００２６】
図１、図２に示すように、本実施形態の製造方法は、粒子を含む組成物（層形成用組成物）１１を用いて、所定の厚さを有する層１を形成する層形成工程（１ａ、１ｄ）と、インクジェット法により、層１に対し、結着液１２を付与する結着液付与工程（１ｂ、１ｅ）と、層１に付与された結着液１２中に含まれる結合剤を硬化させ、粒子を結合させることにより、層１中に硬化部（結合部）１３を形成する硬化工程（１ｃ、１ｆ）とを有し、これら一連の工程を順次繰り返し行い積層体１０’を得（１ｇ）、さらに、その後に、各層１のうち、不要部１５（目的とする三次元造形物１０が備えているべきではない部位）を除去する不要部除去工程（１ｈ）を有している。
【００２７】
以下、各工程について説明する。
≪層形成工程≫
層形成工程では、粒子を含む組成物（層形成用組成物）１１を用いて、所定の厚さを有する層１を形成する（１ａ、１ｄ）。
【００２８】
組成物１１が粒子を含むものであることにより、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度等を優れたものとすることができる。
【００２９】
なお、組成物（層形成用組成物）１１については、後に詳述する。
本工程では、平坦化手段を用いて、層１を表面が平坦化されたものとして形成する。
【００３０】
１回目の層形成工程では、ステージ４１の表面に所定の厚さで層１を形成する（１ａ）。このとき、ステージ４１の側面と側面支持部４５とが密着（当接）した状態となっており、ステージ４１と側面支持部４５との間から、組成物１１が落下することが防止されている。
【００３１】
２回目以降の層形成工程では、先の工程で形成された層１（第１の層）の表面に新たな層１（第２の層）を形成する（１ｄ）。このとき、ステージ４１上の層１（ステージ４１上に複数の層１がある場合には、少なくとも最も上側に設けられた層１）の側面と側面支持部４５とが密着（当接）した状態となっており、ステージ４１とステージ４１上の層１との間から、組成物１１が落下することが防止されている。
【００３２】
本工程における組成物１１の粘度（Ｅ型粘度計（例えば、東京計器社製  ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ等）を用いて測定される値）は、５００ｍＰａ・ｓ以上６００００ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以上２００００ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。これにより、形成される層１における不本意な膜厚のばらつきの発生をより効果的に防止することができる。
【００３３】
本工程で形成する層１の厚さは、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのがより好ましい。
【００３４】
これにより、三次元造形物１０の生産性を十分に優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００３５】
≪結着液付与工程≫
次に、当該層１に対し、層１を構成する粒子を結合するための結着液１２を付与する（１ｂ、１ｅ）。
【００３６】
本工程では、層１のうち三次元造形物１０の実部（実体のある部位）に対応する部位にのみ、選択的に結着液１２を付与する。
【００３７】
これにより、層１を構成する粒子同士を強固に結合させ、最終的に所望の形状の結合部（硬化部）１３を形成することができる。また、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度を優れたものとすることができる。また、結着液１２を用いて結合部１３を形成することにより、結合部１３を形成するのに要するエネルギー量を小さいものとすることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、層１に対する結着液１２の付与を、インクジェット法により行う。
【００３９】
これにより、結着液１２の付与パターンが微細な形状のものであっても再現性よく結着液１２を付与することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより高いものとすることができる。
【００４０】
また、結着液１２は、粒子を結合する機能を有する結合剤を含みものであればよいが、本実施形態では、結合剤として硬化性樹脂を含むものであり、特に、結合剤として光硬化性樹脂（特に、紫外線硬化性樹脂）を含むものであるのが好ましい。
【００４１】
これにより、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度や、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、結着液１２の保存安定性、三次元造形物１０の生産コストの面からも有利である。
なお、結着液１２については、後に詳述する。
【００４２】
≪硬化工程（結合部形成工程）≫
結着液付与工程で層１に結着液１２を付与した後、層１に付与された結着液１２に含まれる結合剤を硬化させ、硬化部（結合部）１３を形成する（１ｃ、１ｆ）。
【００４３】
本実施形態では、結着液１２は、結合剤として硬化性樹脂（重合性化合物）を含むものであり、本工程は、硬化性樹脂の種類等に応じた処理を施すことにより、硬化部（結合部）１３を形成する。例えば、硬化性樹脂（重合性化合物）が熱硬化性の重合性化合物（熱硬化性樹脂）である場合、加熱により硬化させることができ、硬化性樹脂（重合性化合物）が光硬化性の重合性化合物（光硬化性樹脂）である場合、光の照射により硬化させることができる。
【００４４】
なお、結着液付与工程と硬化工程とは、同時進行的に行ってもよい。すなわち、１つの層１全体のパターン全体が形成される前に、結着液１２が付与された部位から順次硬化反応を進行させるものであってもよい。
【００４５】
≪不要部除去工程（未結合粒子除去工程）≫
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行い（１ｇ）、その後、各層１のうち、不要部１５（目的とする三次元造形物１０が備えているべきではない部位）を除去する不要部除去工程（未結合粒子除去工程）（１ｈ）を行う。これにより、三次元造形物１０が取り出される。
【００４６】
特に、本実施形態では、前述したような積層体の製造を行う三次元造形物製造装置内（現像部）において、不要部除去工程を行う。
【００４７】
これにより、三次元造形物の生産性を優れたものとすることができる。また、作業者の技量等により、三次元造形物の品質（例えば、寸法精度等）のばらつきを抑制することができ、安定した品質の三次元造形物を安定的に提供することができる。また、三次元造形物製造装置からの取出しの前に、不要部を除去するため、不要部の構成材料が、装置外で飛散・拡散してしまうことを効果的に防止することができ、環境面、作業者の安全面等からも好ましい。また、三次元造形物製造装置から取り出される三次元造形物は、不要部が除去された状態のものであるため、不要部を含む積層体に比べて、小型化、軽量化しており、三次元造形物製造装置から容易に取り出すことができ、取出し時における落下等による三次元造形物の破損等をより効果的に防止することができる。
【００４８】
本工程の具体的な方法としては、例えば、ブラシ（刷毛）により積層体１０’に摩擦力を加える方法、超音波振動等の振動を付与する方法、吸引により不要部１５（未結合粒子）を除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法（例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体１０’を浸漬する方法、シャワー、ウォータージェット等により液体を積層体１０’に吹き付ける方法等）等が挙げられる。
【００４９】
特に、現像部において、積層体１０’に振動を付与することにより、不要部１５を容易に除去することができるとともに、除去した不要部１５にそれ以外の成分が混入することを効果的に防止することができるため、除去された不要部１５を三次元造形物１０の製造に再利用する等の後処理が容易となる。
【００５０】
また、現像部において、積層体１０’に対して不要部１５を除去する液体を付与すること（特に、積層体１０’に液体を吹き付けること）により、より短時間で効率よく不要部を除去することができる。特に、微小な凹部内に存在する不要部１５であっても容易かつ確実に除去することができる。また、例えば、不要部１５を構成する粒子が飛散すること等をより効果的に防止することができ、不要部１５の構成材料の回収がより容易なものとなる。
【００５１】
また、現像部において、積層体１０’に対してブラシにより摩擦力を加えることにより、不要部１５が目的とする三次元造形物１０に強固に付着している場合等であっても、確実に除去することができる。また、微小な凹部内に存在する不要部１５であっても確実に除去することができる。
【００５２】
また、上記から選択される２種以上の方法を組み合わせて行うことができる。より具体的には、例えば、空気等の気体を吹き付けたり吸引により不要部１５の少なくとも一部を除去した後に水等の液体を付与する方法や、超音波振動を付与しつつ水等の液体を付与する方法等が挙げられる。
【００５３】
また、本工程において、現像部に搬送された積層体１０’、または、積層体１０’から不要部１５が除去された三次元造形物１０に対して、加熱処理を施してもよい。
【００５４】
これにより、例えば、積層体１０’や不要部１５が除去された三次元造形物１０が揮発性の液体（例えば、層形成用組成物１１が溶剤を含む場合の当該溶剤や、液体付与手段により付与された液体等）を含む場合に、当該液体を効率よく除去することができ、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【００５５】
また、不要部１５の除去効率を特に優れたものとすることができ、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【００５６】
また、例えば、硬化工程（結合部形成工程）での硬化反応が十分に進行していない場合であっても、現像部に搬送された積層体１０’、積層体１０’から不要部１５が除去された三次元造形物１０に対して、加熱処理を施すことにより、結合部（硬化部）１３の形成反応（硬化反応）を十分に進行させることができ、最終的な三次元造形物１０における結合部（硬化部）１３の強度（結合力）を十分に優れたものとすることができる。特に、不要部１５が除去された三次元造形物１０に対して加熱処理を施すことにより、より効率よく硬化反応を進行させることができ、三次元造形物１０の全体としての生産性を特に優れたものとすることができる。
その後、三次元造形物１０を、三次元造形物製造装置の取出し部から取り出す。
【００５７】
本発明において、取出し部は、ステージ上の層を形成する部位よりも下側に設けられた取出し部（取出し口）に設けられている。
【００５８】
これにより、三次元造形物を容易に取り出すことができる。特に、大型の三次元造形物や重量の大きい三次元造形物を製造した場合、三次元造形物の取出し部が高い部位にあると、取出し時における落下等による三次元造形物の破損等が生じ易くなるが、上記のような構成により、このような問題の発生を効果的に防止することができる。
【００５９】
前述したような製造方法によれば、製造された三次元造形物の取扱いがし易く、取出し時に欠陥を生じにくい。
【００６０】
《三次元造形物製造装置》
次に、本発明の三次元造形物製造装置について詳細に説明する。
【００６１】
図３は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
【００６２】
三次元造形物製造装置１００は、層１を繰り返し成形し積層することにより三次元造形物１０を製造するものである。
【００６３】
本実施形態の三次元造形物製造装置１００は、制御部２と、粒子を含む組成物（層形成用組成物）１１を収容する組成物供給手段（層形成用組成物供給手段）３と、組成物供給手段３から供給された組成物１１を用いて層１が形成される層形成部４と、層１に結着液１２を吐出する結着液付与手段５と、結着液１２を硬化させるための紫外線を照射する紫外線照射手段（硬化手段）６と、層１が積層されてなる積層体１０’から不要部１５を除去し、三次元造形物１０を現出させる現像部７と、現像部７において不要部１５を除去する機能を有する液体を付与する液体付与手段８と、加熱手段９とを有している。
【００６４】
制御部２は、コンピューター２１と、駆動制御部２２とを有している。
コンピューター２１は、内部にＣＰＵやメモリ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピューター等である。コンピューター２１は、三次元造形物１０の形状をモデルデータとしてデータ化し、それを平行な幾層もの薄い断面体にスライスして得られる断面データ（スライスデータ）を駆動制御部２２に対して出力する。
【００６５】
駆動制御部２２は、層形成部４、結着液付与手段５、紫外線照射手段６、液体付与手段８、加熱手段９や、後に説明するシャッター７３等をそれぞれに駆動する制御手段として機能する。具体的には、例えば、結着液付与手段５による結着液１２の吐出パターンや吐出量、組成物供給手段３からの組成物１１の供給量、ステージ４１の下降量、液体付与手段８による液体の吐出量、加熱手段９の移動や加熱温度、シャッター７３の開閉等を制御する。
【００６６】
組成物供給手段３は、駆動制御部２２からの指令により移動し、内部に収容された組成物１１が、組成物仮置部４４に供給されるように構成されている。
【００６７】
層形成部４は、組成物供給手段３から供給された組成物１１を一時的に保持する組成物仮置部４４と、組成物仮置部４４に保持された組成物１１を平坦化しつつ層１を形成するスキージー（平坦化手段）４２と、スキージー４２の動作を規制するガイドレール４３と、層１を支持するステージ４１と、ステージ４１を平面視した際にステージ４１を取り囲む側面支持部（枠体）４５とを有している。
【００６８】
先に形成された層１の上に、新たな層１を形成するのに際して、先に形成された層１を、側面支持部（枠体）４５に対して相対的に下方に移動させる。これにより、新たに形成される層１の厚さが規定される。
【００６９】
特に、本実施形態では、ステージ４１は、先に形成された層１の上に、新たな層１を形成するのに際して、駆動制御部２２からの指令により所定量だけ順次下降する。このように、ステージ４１がＺ方向（上下方向）に移動可能に構成されていることにより、新たな層１の形成に際して、層１の厚さを調整するために移動させるべき部材の数を減らすことができるため、三次元造形物製造装置１００の構成をより単純なものとすることできる。
【００７０】
ステージ４１は、表面（組成物１１が付与される部位）が平坦なものである。
これにより、厚さの均一性の高い層１を容易かつ確実に形成することができる。また、製造される三次元造形物１０において、不本意な変形等が生じることを効果的に防止することができる。
【００７１】
ステージ４１は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。ステージ４１の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。
【００７２】
また、ステージ４１の表面には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物１１の構成材料や結着液１２の構成材料がステージ４１に付着してしまうことをより効果的に防止したり、ステージ４１の耐久性をより優れたものとし、三次元造形物１０のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。ステージ４１の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
【００７３】
スキージー４２は、Ｙ方向に延在する長手形状を有するものであり、下部先端が尖った刃状の形状を有するブレードを備えている。
【００７４】
ブレードのＹ方向の長さは、ステージ４１（造形領域）の幅（Ｙ方向の長さ）以上のものである。
【００７５】
なお、三次元造形物製造装置１００は、スキージー４２による組成物１１の拡散が円滑に行えるように、ブレードに微小振動を与えるバイブレーション機構（図示せず）を備えていてもよい。
【００７６】
側面支持部（枠体）４５は、ステージ４１上に形成された層１の側面を支持する機能を有する。また、層１の形成時には、層１の面積を規定する機能も有している。
【００７７】
枠体４５は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。枠体４５の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。
【００７８】
また、枠体４５の表面（組成物１１と接触しうる部位）には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物１１の構成材料や結着液１２の構成材料が側面支持部４５に付着してしまうことをより効果的に防止したり、側面支持部４５の耐久性をより優れたものとし、三次元造形物１０のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。また、先に形成された層１を側面支持部４５に対して相対的に下方に移動させる際に、層１に不本意な乱れが生じることを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。側面支持部４５の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
【００７９】
結着液付与手段５は、図示しない結着液収容部から供給された結着液１２を、層１に付与するものである。そして、結着液付与手段５により付与された結着液１２により、結合部１３が形成される。すなわち、本実施形態の三次元造形物製造装置１００は、層形成用組成物供給手段３とともに、層１に結合部１３を形成する結合部形成手段（結着液付与手段５）を備えている。
【００８０】
これにより、三次元造形物１０の実体部（結合部１３）を、不本意な変形をより効果的に防止し、より高い寸法精度で形成することができる。
【００８１】
特に、結合部形成手段として、結着液付与手段５を備えることにより、三次元造形物製造装置を簡易な構成としつつ、微細な形状の結合部であっても、精度よく形成することができる。
【００８２】
結着液付与手段５は、駆動制御部２２からの指令により、各層１において形成すべきパターンに応じて結着液１２の付与パターン等が制御されている。
【００８３】
本実施形態では、結着液付与手段５が、インクジェット法により結着液１２を吐出するものである。
【００８４】
これにより、微細なパターンで結着液１２を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であってもより生産性良く製造することができる。
【００８５】
液滴吐出方式（インクジェット法の方式）としては、ピエゾ方式や、結着液１２を加熱して発生した泡（バブル）により結着液１２を吐出させる方式等を用いることができるが、結着液１２の構成成分の変質のし難さ等の観点から、ピエゾ方式が好ましい。
【００８６】
紫外線照射手段（硬化手段）６は、層１に付与された結着液１２を硬化させるための紫外線を照射するものである。紫外線照射手段（硬化手段）６が、層１の結着液１２が付与された部位に紫外線を照射することにより、結合部１３が形成される。すなわち、紫外線照射手段（硬化手段）６も、結合部形成手段として機能するものである。
【００８７】
現像部７は、積層体１０’から不要部１５を除去し、三次元造形物１０を現出させる部位である。
【００８８】
このような現像部７を有することにより、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。また、作業者の技量等により、三次元造形物１０の品質（例えば、寸法精度等）のばらつきを抑制することができ、安定した品質の三次元造形物１０を安定的に提供することができる。また、三次元造形物製造装置１００からの取出しの前に、不要部１５を除去するため、不要部１５の構成材料が、装置外で飛散・拡散してしまうことを効果的に防止することができ、環境面、作業者の安全面等からも好ましい。また、三次元造形物１０を現出させるまで、連続した自動運転ができるようになる。また、三次元造形物製造装置１００から取り出される三次元造形物１０は、不要部１５が除去された状態のものであるため、不要部１５を含む積層体１０’に比べて、小型化、軽量化しており、三次元造形物製造装置１００から容易に取り出すことができ、取出し時における落下等による三次元造形物１０の破損等を効果的に防止することができる。
【００８９】
図示の構成では、現像部７は、シャッター７３により、ステージ４１上に層１を形成する造形領域（第１の領域）から独立する（遮断される）ように構成されている。
【００９０】
これにより、除去された不要部１５が、現像部７以外の部位に不本意に拡散してしまうことを効果的に防止することができる。また、液体付与手段８から供給された液体が、現像部７以外の部位に不本意に漏出することを効果的に防止することができる。また、加熱手段９により現像部７内の積層体１０’または三次元造形物１０を加熱する際の断熱性を向上させることができ、エネルギー効率を優れたものとすることができる。
【００９１】
シャッター７３の構成材料としては、例えば、各種金属材料等が挙げられる。
また、現像部７には、窓部７１が設けられている。
【００９２】
これにより、加熱手段９により現像部７内の積層体１０’または三次元造形物１０を加熱する際の加熱効率を特に優れたものとすることができる。また、現像部７の外部に加熱手段９を配することにより、加熱手段９を好適に移動させることができ、後に詳述するように、現像部７内の積層体１０’、三次元造形物１０の加熱だけでなく、例えば、ステージ４１上の層１の加熱等にも、加熱手段９を用いることができる。
【００９３】
窓部７１は、エネルギー線（例えば、赤外線（遠赤外線等）等）の透過性を有する材料（例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、サファイア、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、カルコゲナイドガラス、ダイヤモンド、石英、フッ化マグネシウム、塩化ナトリウム等）で構成されたものであってもよいし、開口部となっていてもよい。窓部７１が開口部である場合、エネルギー線の照射による加熱だけでなく、温風による加熱も好適に行うことができる。
【００９４】
また、図示の構成では、現像部７は、層１が形成される部位よりも低い部位に設けられている。
【００９５】
これにより、三次元造形物製造装置１００の低背化を図ることができ、三次元造形物製造装置１００のメンテナンス等を容易に行うことができる。
【００９６】
また、現像部７には、不要部１５が除去されることにより得られた三次元造形物１０を取り出すことができる取出し部（取出し口）７２が三次元造形物製造装置１００の前面に設けられている。
【００９７】
このように、現像部７から直接三次元造形物１０を取り出すことができるように構成されていることにより、三次元造形物製造装置１００が大型化することを効果的に防止することができる。
【００９８】
特に、本実施形態では、取出し部（取出し口）７２は、ステージ４１上の層１を形成する部位よりも下側（低い部位）に設けられている。
【００９９】
これにより、三次元造形物１０を容易に取り出すことができる。特に、大型の三次元造形物や重量の大きい三次元造形物を製造した場合、三次元造形物の取出し部が高い部位にあると、取出し時における落下等による三次元造形物の破損等が生じ易くなるが、上記のような構成により、このような問題の発生を効果的に防止することができる。
【０１００】
取出し部（取出し口）７２には、扉が設けられており、開閉可能に構成されている。
これにより、三次元造形物１０の製造時（現像時等）には、扉を閉めておき、三次元造形物１０の製造に用いられる材料（例えば、組成物１１を構成する粒子等）が不本意に三次元造形物製造装置１００の外部に漏洩することを防止しつつ、必要時においては、三次元造形物１０を取り出したり、現像部７内等のメンテナンスを好適に行うことができる。
【０１０１】
また、現像部７の壁面には、例えば、現像部７の内部の様子を観察することができる観察窓が設けられていてもよい。
【０１０２】
これにより、例えば、三次元造形物１０の取出し前に、不要部１５の除去が十分に行われているか否かを確認することができ、必要に応じて、現像部７における不要部１５の除去処理を追加（延長）して行うことができる。その結果、全体としての三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【０１０３】
観察窓は、例えば、取出し部７２の扉に設けられていてもよい。
液体付与手段８は、現像部７において、不要部１５を除去する液体を付与するものである。
【０１０４】
このような液体付与手段８を備えることにより、より短時間で効率よく不要部１５を除去することができる。特に、微小な凹部内に存在する不要部１５であっても容易かつ確実に除去することができる。また、例えば、不要部１５を構成する粒子が飛散すること等をより効果的に防止することができ、不要部１５の構成材料の回収がより容易なものとなる。
【０１０５】
液体付与手段８が付与する液体は、不要部１５を除去することができるものであればいかなるものであってもよいが、水を含むものであるのが好ましい。これにより、不要部１５の除去効率を特に優れたものとすることができる。特に、層形成用組成物が後に詳述するような水溶性樹脂を含むものである場合、不要部１５の除去効率を顕著に優れたものとすることができる。また、人体に対する安全性、環境問題の観点等からも有利である。
【０１０６】
また、液体付与手段８は、積層体１０’から複数の三次元造形物１０を取り出す際は、積層体１０’の上方から液体を付与する構成であるのが好ましい。これにより、上方から現出させた造形物を個々に取りだすことができるので、複数の造形物の破損をより効果的に防止することができる。
【０１０７】
また、本実施形態の三次元造形物製造装置１００は、加熱手段９を有している。
これにより、例えば、製造過程における層１や不要部１５が除去された三次元造形物１０が揮発性の液体（例えば、層形成用組成物１１が溶剤を含む場合の当該溶剤や、液体付与手段により付与された液体等）を含む場合に、当該液体を効率よく除去することができ、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。また、加熱手段９で現像部７内の積層体１０’を加熱することにより、不要部１５の除去効率を特に優れたものとすることができ、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。また、例えば、結合部（硬化部）１３の形成反応（硬化反応）を十分に進行させることができ、結合部（硬化部）１３の不本意な変形をより効果的に防止することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより確実に優れたものとすることができる。
【０１０８】
加熱手段９は、移動可能に構成されており、異なる複数の領域を加熱することができる。
【０１０９】
これにより、異なる複数の工程で、同一の加熱手段９を用いて加熱処理を行うことができ、三次元造形物製造装置１００の構成の簡略化を図ることができる。また、異なる複数の工程で加熱処理を行うことにより、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性を特に優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【０１１０】
特に、本実施形態では、加熱手段９は、ステージ４１上に層１を形成する造形領域（第１の領域）と、現像部７に対向する領域（第２の領域）との間を移動可能なものである。
【０１１１】
これにより、例えば、最終的に得られる三次元造形物１０中に揮発性の液体が不本意に含まれることや、結合部１３における硬化反応の進行が不十分であることによる三次元造形物１０の機械的強度の低下等の問題の発生をより効果的に防止しつつ、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、現像部７に対向する領域（第２の領域）の下方に、積層体１０’を移動することができるように構成されている。
【０１１３】
例えば、三次元造形装置１００の基台に、レールが延設されて、ステージ４１はレールの延設方向（Ｘ軸方向）に沿って、往復移動可能にレールに取り付けられている。そして、ステッピングモーター等のＸ方向駆動モーターを備えており、制御部からＸ方向駆動モーターに駆動信号を供給することにより、ステージ４１をＸ軸方向に移動させることができる。
【０１１４】
また、搬送アームや搬送フォークにより、積層体１０’を現像部７へ移動させる構成であってもよい。これにより、現像中であっても、ステージ４１は次の造形を開始することができる。
【０１１５】
更に、ステージ４１は複数のリフトピンを備えていてもよい。三次元造形物１０をステージ４１から押し上げ、搬送アームや搬送フォークを挿入することできる。
【０１１６】
これにより、前述したような効果が得られるとともに、三次元造形物製造装置１００の低背化を図ることができる。
【０１１７】
加熱手段９は、図示の構成では、前述したガイドレール４３に設置され、その動作が規制されているが、例えば、ガイドレール４３とは別個に設けられた（独立して設けられた）ガイドレールに設置されたものであってもよい。
【０１１８】
三次元造形物製造装置１００は、現像部７において、積層体１０’に振動（例えば、超音波振動等）を付与する振動付与手段（図示せず）を備えるものであってもよい。
【０１１９】
これにより、不要部１５を容易に除去することができるとともに、除去した不要部１５にそれ以外の成分が混入することを効果的に防止することができるため、除去された不要部１５を三次元造形物１０の製造に再利用する等の後処理が容易となる。
【０１２０】
三次元造形物製造装置１００は、現像部７において、積層体１０’に対して摩擦力を加えるブラシ（図示せず）を備えるものであってもよい。
【０１２１】
これにより、不要部１５が目的とする三次元造形物１０に強固に付着している場合等であっても、確実に除去することができる。また、微小な凹部内に存在する不要部１５であっても確実に除去することができる。
【０１２２】
＜組成物（層形成用組成物）＞
次に、三次元造形物の製造に用いる組成物（層形成用組成物）について詳細に説明する。
【０１２３】
組成物（層形成用組成物）１１は、少なくとも、複数個の粒子を含む三次元造形用粉末を含むものである。
【０１２４】
（三次元造形用粉末（粒子））
三次元造形用粉末を構成する粒子の構成材料としては、例えば、無機材料や有機材料、これらの複合体等が挙げられる。
【０１２５】
粒子を構成する無機材料としては、例えば、各種金属や金属化合物等が挙げられる。金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物；窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物；炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物；硫化亜鉛等の各種金属硫化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩；ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩；リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩；ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。
【０１２６】
粒子を構成する有機材料としては、例えば、合成樹脂、天然高分子等が挙げられ、より具体的には、ポリエチレン樹脂；ポリプロピレン；ポリエチレンオキサイド；ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン；ポリスチレン；ポリウレタン；ポリウレア；ポリエステル；シリコーン樹脂；アクリルシリコーン樹脂；ポリメタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルを構成モノマーとする重合体；メタクリル酸メチルクロスポリマー等の（メタ）アクリル酸エステルを構成モノマーとするクロスポリマー（エチレンアクリル酸共重合樹脂等）；ナイロン１２、ナイロン６、共重合ナイロン等のポリアミド樹脂；ポリイミド；カルボキシメチルセルロース；ゼラチン；デンプン；キチン；キトサン等が挙げられる。
【０１２７】
中でも、粒子は、金属酸化物で構成されたものであるのが好ましく、シリカで構成されたものであるのがより好ましい。
【０１２８】
これにより、三次元造形物１０の機械的強度、耐光性等の特性をより優れたものとすることができる。また、金属酸化物は、有機材料等に比べて高比重の材料であり、粒子が金属酸化物で構成されたものであると、製造される三次元造形物の重量が大きいものとなりやすい。したがって、三次元造形物を構成する粒子が金属酸化物で構成されたものである場合、従来においては、取出し時における落下等による三次元造形物の破損等が特に生じ易かったが、本発明では、粒子が金属酸化物で構成されたものであってもこのような問題の発生を確実に防止することができる。すなわち、粒子が金属酸化物で構成されたものである場合に、本発明による効果がより顕著に発揮される。
【０１２９】
また、特に、粒子がシリカで構成されたものであると、前述した効果がより顕著に発揮される。また、シリカは、それ自体の流動性にも優れており、シリカを含む層形成用組成物１１の流動性をより優れたものとすることができる。これにより、厚さの均一性がより高い層１の形成に有利であるとともに、三次元造形物１０の生産性、寸法精度をより優れたものとする上でも有利である。
【０１３０】
粒子は、疎水化処理等の表面処理が施されたものであってもよい。
粒子の平均粒径は、特に限定されないが、１μｍ以上２５μｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１３１】
これにより、三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、層形成用組成物１１の流動性をより優れたものとし、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１３２】
なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器（例えば、ＣＯＵＬＴＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＩＮＳ製ＴＡ−ＩＩ型）にて、５０μｍのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。
【０１３３】
粒子のＤｍａｘは、３μｍ以上４０μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１３４】
これにより、三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、層形成用組成物１１の流動性をより優れたものとし、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１３５】
粒子の空孔率は、５０％以上であるのが好ましく、５５％以上９０％以下であるのがより好ましい。
【０１３６】
これにより、結合剤が入り込む空間（空孔）を十分に有するとともに、粒子自体の機械的強度を優れたものとすることができ、結果として、空孔内に結合剤が侵入してなる結合部１３を有する三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができる。
【０１３７】
なお、本発明において、粒子の空孔率とは、粒子の見かけ体積中に対する、粒子の内部に存在する空孔の割合（体積率）のことを言い、粒子の密度をρ［ｇ／ｃｍ３］、粒子の構成材料の真密度ρ０［ｇ／ｃｍ３］としたときに、｛（ρ０−ρ）／ρ０｝×１００で表される値である。
【０１３８】
粒子の平均空孔径（細孔直径）が１０ｎｍ以上であるのが好ましく、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【０１３９】
これにより、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の製造に、顔料を含む結着液１２（着色インク）を用いる場合において、顔料を粒子の空孔内に好適に保持することができる。このため、不本意な顔料の拡散を防止することができ、高精細な画像をより確実に形成することができる。
【０１４０】
粒子は、いかなる形状を有するものであってもよいが、球形状をなすものであるのが好ましい。これにより、層形成用組成物１１の流動性をより優れたものとし、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０１４１】
層形成用組成物１１は、複数種の粒子を含むものであってもよい。
層形成用組成物１１中における粒子の含有率は、８質量％以上１００質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以上１００質量％以下であるのがより好ましい。
【０１４２】
これにより、層形成用組成物１１の流動性を十分に優れたものとしつつ、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができる。
【０１４３】
（溶剤）
層形成用組成物１１は、粒子に加えて、溶剤を含むものであってもよい。
【０１４４】
これにより、例えば、層形成用組成物１１をペースト状のものとすることができ、層形成用組成物１１の流動性を高め層１形成時の作業性を向上させることができるとともに、表面の平坦性の高い層１を容易かつ確実に形成することができる。また、層１の形成時等における粉末（粒子）の不本意な飛散等をより効果的に防止することができる。
【０１４５】
また、層形成用組成物１１が、各種溶剤の中でも、特に、水系溶剤を含む場合、以下のような効果が得られる。
【０１４６】
すなわち、水系溶剤は、水との親和性が高いものであるため、後述する水溶性樹脂を好適に溶解することができる。これにより、層形成用組成物１１の流動性を良好なものとすることができ、層形成用組成物１１を用いて形成される層１の厚さの不本意なばらつきをより効果的に防止することができる。また、水系溶剤が除去された状態の層１を形成した際に、層１全体にわたって、より高い均一性で、水溶性樹脂を粒子に付着させることができ、不本意な組成のむらが発生するのをより効果的に防止することができる。このため、最終的に得られる三次元造形物１０の各部位での機械的強度の不本意なばらつきの発生をより効果的に防止することができ、三次元造形物１０の信頼性をより高いものとすることができる。
【０１４７】
なお、本発明において、水系溶剤とは、水または水との親和性の高い液体のことをいい、具体的には、２５℃における水１００ｇに対する溶解度が、５０ｇ以上のもののことをいう。
【０１４８】
層形成用組成物１１を構成する水系溶剤としては、例えば、水；メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール性溶剤；メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶剤；エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤；プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート、プロピレングリコール１−モノエチルエーテル２−アセタート等のグリコールエーテルアセテート系溶剤；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられ、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。
【０１４９】
中でも、層形成用組成物１１を構成する水系溶剤としては、水が好ましい。層形成用組成物１１が水を含むものであると、層形成用組成物１１が後に詳述するような水溶性樹脂を含む場合に、当該水溶性樹脂をより確実に溶解することができ、層形成用組成物１１の流動性、層形成用組成物１１を用いて形成される層１の組成の均一性をより優れたものとすることができる。また、人体に対する安全性、環境問題の観点等からも有利である。
【０１５０】
（バインダー）
層形成用組成物１１は、バインダーを含むものであってもよい。
【０１５１】
これにより、層形成用組成物１１を用いて形成された層１において、複数個の粒子を好適に結合（仮固定）することができ、粒子の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。これにより、作業者の安全や、製造される三次元造形物１０の寸法精度のさらなる向上を図ることができる。
【０１５２】
層形成用組成物１１が溶剤およびバインダーを含むものである場合、層形成用組成物１１において、バインダーは溶剤に溶解しているものであるのが好ましい。
【０１５３】
これにより、層形成用組成物１１の流動性をより良好なものとすることができ、層形成用組成物１１を用いて形成される層１の厚さの不本意なばらつきをより効果的に防止することができる。また、溶剤が除去された状態の層１を形成した際に、層１全体にわたって、より高い均一性で、バインダーを粒子に付着させることができ、不本意な組成のむらが発生するのをより効果的に防止することができる。このため、最終的に得られる三次元造形物１０の各部位での機械的強度の不本意なばらつきの発生をより効果的に防止することができ、三次元造形物１０の信頼性をより高いものとすることができる。
【０１５４】
バインダーとしては、層形成用組成物１１を用いて形成された層１において複数個の粒子を仮固定する機能を有するものであればよいが、水溶性樹脂を好適に用いることができる。
【０１５５】
水溶性樹脂を含むことにより、層形成用組成物１１が溶剤として水系溶剤（特に、水）を含む場合に、層形成用組成物１１中にバインダー（水溶性樹脂）を溶解状態で含ませることができ、層形成用組成物１１の流動性、取り扱い性（取り扱いの容易性）をより優れたものとすることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１５６】
また、三次元造形物１０の製造過程において層１の結着液１２が付与されなかった部位を、水系溶剤（特に、水）を付与することにより、容易かつ効率よく除去することができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、層１の除去されるべき部位が、最終的に得られた三次元造形物１０に付着、残存することを容易かつ確実に防止することができるため、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０１５７】
以下、バインダーとしての水溶性樹脂について中心に説明する。
水溶性樹脂は、少なくともその一部が水系溶剤に可溶なものであればよいが、例えば、２５℃における水に対する溶解度（水１００ｇに溶解可能な質量）が５［ｇ／１００ｇ水］以上のものであるのが好ましく、１０［ｇ／１００ｇ水］以上のものであるのがより好ましい。
【０１５８】
水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリカプロラクトンジオール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリルアミド、変性ポリアミド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合ポリマー等の合成ポリマー、コーンスターチ、マンナン、ペクチン、寒天、アルギン酸、デキストラン、にかわ、ゼラチン等の天然ポリマー、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酸化でんぷん、変性でんぷん等の半合成ポリマー等が挙げられ、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。
【０１５９】
層形成用組成物１１中において、バインダーは、層形成工程において、液状の状態（例えば、溶解状態、溶融状態等）をなすものであるのが好ましい。これにより、容易かつ確実に、層形成用組成物１１を用いて形成される層１の厚さの均一性を、より高いものとすることができる。
【０１６０】
（その他の成分）
また、層形成用組成物１１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、重合開始剤；重合促進剤；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調整剤等が挙げられる。
【０１６１】
＜結着液＞
次に、三次元造形物１０の製造に用いる結着液について詳細に説明する。
結着液１２は、少なくとも結合剤を含むものである。
【０１６２】
（結合剤）
結着液１２は、結合剤として、少なくとも硬化性樹脂を含むものである。
【０１６３】
硬化性樹脂としては、例えば、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１０の機械的強度や三次元造形物１０の生産性、結着液１２の保存安定性等の観点から、特に、紫外線硬化性樹脂（重合性化合物）が好ましい。
【０１６４】
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。
【０１６５】
結着液１２中における結合剤の含有率は、８０質量％以上であるのが好ましく、８５質量％以上であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度を特に優れたものとすることができる。
【０１６６】
（その他の成分）
また、結着液１２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。
【０１６７】
特に、結着液１２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１０を得ることができる。
【０１６８】
特に、着色剤として、顔料を含むことにより、結着液１２、三次元造形物１０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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
結着液１２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、結着液１２の吐出安定性や結着液１２中における顔料の分散安定性をより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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
また、結着液１２の粘度は、１ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上２５ｍＰａ・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結着液１２の吐出安定性をより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、特に条件の指定がない限り、Ｅ型粘度計（例えば、東京計器社製  ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ等）を用いて２５℃において測定される値をいう。
【０１７４】
《三次元造形物》
本発明の三次元造形物は、前述したような三次元造形物製造装置を用いて製造することができる。
【０１７５】
これにより、三次元造形物製造装置からの取出し時における欠陥の発生が効果的に防止された三次元造形物を提供することができる。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
例えば、本発明の三次元造形物製造装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１８０】
例えば、前述した実施形態では、ステージを下降させる構成について代表的に説明したが、本発明では、例えば、側面支持部が上方に移動するように構成されていてもよい。また、加熱手段等についても、他の構成が移動することにより、相対的な位置関係が変化するように構成されていてもよい。
【０１８１】
また、平坦化手段として、前述したようなスキージーの代わりに、ローラー等を用いてもよい。また、ベルトコンベア方式で層形成用組成物を供給し、層を形成してもよい。
【０１８２】
また、本発明の三次元造形物製造装置は、組成物供給手段から供給された組成物のうち層の形成に用いられなかったものを回収するための、図示しない回収機構を備えるものであってもよい。これにより、層形成部に余剰の組成物が蓄積されることを防止しつつ、十分な量の組成物を供給することができるため、層における欠陥の発生をより効果的に防止しつつ、より安定的に三次元造形物を製造することができる。また、回収した組成物を、再度、三次元造形物の製造に用いることができるため、三次元造形物の製造コストの低減に寄与することができ、また、省資源の観点からも好ましい。
【０１８３】
また、本発明の三次元造形物製造装置は、不要部除去工程で除去された組成物（不要部）を回収するための回収機構を備えていてもよい。
【０１８４】
また、三次元造形物の製造に溶剤を含む材料（例えば、層形成用組成物、結着液等）を用いる場合、本発明の三次元造形物製造装置は、層から除去された溶剤を回収する溶剤回収手段を備えていてもよい。溶剤回収手段としては、例えば、デュワー冷却器、アリーン冷却器、グラハム冷却器、ジムロート冷却器、リービッヒ冷却器、フリードリヒ冷却器、ホプキンス冷却器、ウエスト冷却器、コールドフィンガー等を採用することができる。また、溶剤回収手段は、例えば、吸引手段（例えば、各種ポンプ等）に接続されていてもよい。
【０１８５】
また、前述した実施形態では、結着液付与工程をインクジェット法により行う場合について中心的に説明したが、結着液付与工程は他の方法（例えば、他の印刷方法）を用いて行うものであってもよい。
【０１８６】
また、前述した実施形態では、平坦化手段がステージ上を移動するものとして説明したが、ステージが移動することにより、ステージとスキージーとの位置関係が変化し、平坦化がなされるものであってもよい。
【０１８７】
また、前述した実施形態では、三次元造形物製造装置の現像部において、目的とする三次元造形物が得られるものとして説明したが、例えば、現像部で不要部が除去された後に、必要により後処理を行ってもよい。このような後処理としては、コート層の形成や除去しきれなかった不要部の除去等が挙げられる。このような後処理は、三次元造形物製造装置で行うものであってもよいし、三次元造形物製造装置から取り出して行うものであってもよい。三次元造形物製造装置から取り出して行う場合であっても、通常、現像部において、不要部の大部分が除去されているため、後処理の労力は大幅に軽減され、前述したような効果が十分に発揮される。
【０１８８】
また、前述した実施形態では、取出し部が、現像部に設けられているものとして説明したが、本発明において、取出し部は、ステージ上の層を形成する部位よりも下側であれば、いかなる部位に設けられたものであってもよい。
【０１８９】
また、前述した実施形態では、三次元造形物製造装置が現像部を備えるものである場合について代表的に説明したが、本発明において、三次元造形物製造装置は現像部を備えていないものであってもよい。この場合、取出し部からは、三次元造形物は、不要部を有する積層体として三次元造形物製造装置から取り出されるものであってもよい。
【０１９０】
また、前述した実施形態では、全ての層に対して、結合部を形成するものとして説明したが、結合部が形成されない層を有していてもよい。例えば、ステージの直上に形成された層に対して、結合部を形成しないものとし、犠牲層として機能させてもよい。
また、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。
【０１９１】
また、前述した実施形態では、結着液が硬化性樹脂（重合性化合物）を含むものである場合について中心的に説明したが、結着液は、例えば、硬化性樹脂（重合性化合物）の代わりに熱可塑性樹脂を含むものであってもよい。このような場合であっても、熱可塑性樹脂を溶融状態から固化状態とすることや、結着液中に含まれる溶剤（熱可塑性樹脂を溶解する溶媒）を除去して熱可塑性樹脂を固化状態とすること等により、結合部を形成することができる。
【０１９２】
また、前記の説明では、結合部の形成を、結着液を用いて行う場合について中心的に説明したが、本発明では、結合部の形成は、いかなる方法で行ってもよく、例えば、エネルギー線を照射して、粒子を融着（焼結、接合）することにより行うものであってもよい。
【０１９３】
また、前記の説明では、粒子を含む組成物を用いて層の形成を行う場合について代表的に説明したが、本発明では、層は、粒子を含む組成物を用いて形成されたものに限定されない。例えば、三次元造形物の実体部の形成に用いる実体部形成用インクと、実体部を支持する支持部の形成に用いる支持部形成用インクとを用いて、層を形成してもよい。このような場合であっても、不要部としての支持部を現像部で除去することにより、前述したのと同様の効果が得られる。実体部形成用インクおよび支持部形成用インクは、例えば、インクジェット法により付与することができる。また、三次元造形物製造装置は、前述した結着液付与手段と同様の実体部形成用インク付与手段および支持部形成用インク付与手段を有していればよく、組成物供給手段３、平坦化手段４２、組成物仮置部４４等が不要となるため、装置構成の簡略化を図ることができる。
【０１９４】
また、本発明では、例えば、溶融した熱可塑性樹脂をノズルから射出することにより、層を形成してもよい。
【符号の説明】
【０１９５】
１０…三次元造形物
１０’…積層体
１…層
１１…組成物（層形成用組成物）
１２…結着液
１３…硬化部（結合部）
１５…不要部
１００…三次元造形物製造装置
２…制御部
２１…コンピューター
２２…駆動制御部
３…組成物供給手段（層形成用組成物供給手段）
４…層形成部
４１…ステージ
４２…スキージー（平坦化手段）
４３…ガイドレール
４４…組成物仮置部
４５…側面支持部（枠体）
５…結着液付与手段
６…紫外線照射手段（硬化手段）
７…現像部
７１…窓部
７２…取出し部（取出し口）
７３…シャッター
８…液体付与手段
９…加熱手段
【図１】
2016159534.tif 000003
【図２】
2016159534.tif 000004
【図３】
2016159534.tif 000005