特許 6965692 溶融材料供給装置、および三次元造形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6965692

(24)【登録日】2021年10月25日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】溶融材料供給装置、および三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/321 20170101AFI20211028BHJP

   B29C 64/295 20170101ALI20211028BHJP

   B29C 64/30 20170101ALI20211028BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20211028BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20211028BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/321

   B29C64/295

   B29C64/30

   B29C64/393

   B33Y50/02

   B33Y30/00

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-208816(P2017-208816)

(22)【出願日】2017年10月30日

(65)【公開番号】特開2019-81265(P2019-81265A)

(43)【公開日】2019年5月30日

【審査請求日】2020年9月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】湯脇 康平

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 功一

(72)【発明者】

【氏名】水上 俊介

(72)【発明者】

【氏名】中村 和英

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／０３８９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−３４５３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５２３９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６８１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１０９３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００、３０／００

Ｂ２２Ｆ １０／００、１２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元造形装置に用いられる溶融材料供給装置であって、
材料を溶融させる溶融部と、
溶融された材料を射出するノズルと、
前記溶融部によって溶融された材料を前記ノズルに供給する流路と、
少なくとも一部が前記ノズル内に配され、前記ノズルを塞ぐことができる閉塞部材と、
前記閉塞部材を変位させて前記ノズルを開閉させる駆動部と、を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、前記ノズルの開口である第１開口の端面を前記閉塞部材で塞ぐことができるように構成され、
前記溶融部は、
溶融された材料を前記流路に流出させる流出路と、
前記流出路の入側端部の開口である第２開口と向かい合う向きに配された面に設けられ、前記第２開口に近づけつつ前記第２開口に対する角度位置を変えるように材料を搬送して、前記流出路に供給する溝部と、
前記溝部と向かい合う位置に配され、前記溝部内を搬送される材料を加熱する第１加熱部と、
を備える、溶融材料供給装置。

【請求項2】

三次元造形装置に用いられる溶融材料供給装置であって、
材料を溶融させる溶融部と、
溶融された材料を射出するノズルと、
前記溶融部によって溶融された材料を前記ノズルに供給する流路と、
少なくとも一部が前記ノズル内に配され、前記ノズルを塞ぐことができる閉塞部材と、
前記閉塞部材を変位させて前記ノズルを開閉させる駆動部と、
前記閉塞部材を加熱する第２加熱部と、を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、前記ノズルの開口である第１開口の端面を前記閉塞部材で塞ぐことができるように構成される、溶融材料供給装置。

【請求項3】

三次元造形装置に用いられる溶融材料供給装置であって、
材料を溶融させる溶融部と、
溶融された材料を射出するノズルと、
前記溶融部によって溶融された材料を前記ノズルに供給する流路と、
少なくとも一部が前記ノズル内に配され、前記ノズルを塞ぐことができる閉塞部材と、
前記閉塞部材を変位させて前記ノズルを開閉させる駆動部と、を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、前記ノズルの開口である第１開口の端面を前記閉塞部材で塞ぐことができるように構成され、
前記流路は、
前記ノズルから、前記第１開口のある側とは逆の側に伸びる下流部分と、
前記下流部分に対して、９０度未満の角度で接続されている上流部分と、を備え、
前記駆動部と前記閉塞部材は、前記上流部分を構成する壁部であって、前記第１開口とは逆の側に位置する壁部を貫通して、接続されている、溶融材料供給装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の溶融材料供給装置であって、
前記ノズルは、材料を搬送する方向について、下流に向かうにつれて内部の空間の断面形状が小さくなる第１部分流路を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、前記第１部分流路内において、材料を搬送する方向について、前記閉塞部材の先端を変位させることができるように構成される、溶融材料供給装置。

【請求項5】

請求項４記載の溶融材料供給装置であって、
前記ノズルは、前記第１部分流路に対して下流側に、材料を搬送する方向について内部の空間の断面形状が一定である、第２部分流路を備え、
前記閉塞部材は、材料を搬送する方向について断面形状が一定である第１閉塞部を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、前記第２部分流路に前記第１閉塞部を挿入して塞ぐことができるように構成される、溶融材料供給装置。

【請求項6】

請求項４または５に記載の溶融材料供給装置であって、
前記閉塞部材は、材料を搬送する方向について、下流に向かうにつれて断面形状が小さくなる第２閉塞部を備え、
前記閉塞部材と前記駆動部は、
前記ノズルの前記第１部分流路内において、材料を搬送する方向について、前記第２閉塞部を変位させることができ、かつ、
前記ノズルの前記第１部分流路を前記第２閉塞部で塞ぐことができるように構成される、溶融材料供給装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の溶融材料供給装置であって、さらに、
前記ノズルの前記第１開口を含む先端部を、材料を搬送する方向について、前記先端部よりも上流側に位置する胴部よりも低い温度とすることができる冷却部を備える、溶融材料供給装置。

【請求項8】

三次元形状を有する部材を造形する三次元造形装置であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載の溶融材料供給装置を備える、三次元造形装置。

【請求項9】

三次元形状を有する部材を造形する三次元造形装置であって、
請求項４および５、ならびに請求項４に直接または間接に従属する請求項６および７のいずれか１項に記載の溶融材料供給装置と、
前記溶融材料供給装置から供給された材料を受け取る造形台と、
前記溶融材料供給装置と前記造形台の少なくとも一方を搬送する移動機構と、
前記溶融材料供給装置と、前記移動機構と、を制御する制御部と、備え、
前記制御部は、
前記溶融材料供給装置から外部に前記材料を供給する供給速度と、
前記移動機構による搬送の速度とを、同期させることができる、三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溶融材料供給装置、および三次元造形装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、三次元形状の物体を形成する方法として、熱溶解積層法（Fused Deposition Modeling、ＦＤＭ）がある。熱溶解積層法においては、熱可塑性樹脂製の固体のフィラメントを供給し、フィラメントの先端部分を軟化させつつ仮想的な平面上の所定の位置にその軟化された熱可塑性樹脂を配する。所定位置に配された熱可塑性樹脂は軟化されているため、隣接する位置にすでに配置されている熱可塑性樹脂製と接合される。そのような処理を仮想的な平面に垂直な方向について順に位置をずらして繰り返すことにより、三次元形状の物体が形成される。

【0003】

熱溶解積層法においては、ノズルから送出される熱可塑性樹脂のみが軟化され、フィラメントの他の部分は軟化されない。このため、ある領域における樹脂の配置が終了した場合には、フィラメントの供給を停止し、最後に熱可塑性樹脂を配置した地点からノズルを移動させることにより、最後の地点における熱可塑性樹脂の配置が完了する。その際、ノズル内において、軟化された熱可塑性樹脂であって、ノズル外においてすでに配置されている熱可塑性樹脂と連続している熱可塑性樹脂と、まだ十分に軟化されていない部分の熱可塑性樹脂（フィラメント）と、が切り離される。

【0004】

一方、発泡成形機の分野においては、以下のようなショートフィラーが提案されている（特許文献１）。このショートフィラーは、円筒状のフィラー筒部と、フィラー筒体の先端開口近傍に位置する開閉用ロッド頭部と、開閉用ロッド頭部に接続され、フィラー筒体内に位置し、駆動シリンダーのピストンによって駆動されるピストンロッドと、ピストンロッドを収容するフィラー筒部に対して斜めに接続されるビーズ送粒用通孔と、を備える。

【0005】

成形に際しては、ピストンロッドを後退させてフィラー筒体の先端開口を開口し、ビーズ送粒用通孔を介してキャビティへの原料ビーズの充填を行う。その際、後退させた開閉用ロッド頭部から圧縮空気を噴き出させて原料ビーズを金型キャビティ内に供給する。原料ビーズの充填が終了すると、ピストンロッドを再度前進させてフィラー筒体の先端開口を閉じる。開閉用ロッド頭部の側面に設けられた圧縮エアーを噴出するための開口部は、フィラー筒体の先端開口の内壁によって閉塞され、圧縮空気の供給が停止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−９６５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

三次元形状の物体を形成する際に、あらかじめ溶融されており、熱溶解積層法に比べてより流動性および粘度が高い材料を使用しようとすると、ある部分の樹脂の配置が終了した際に、ノズル内の溶融材料と、ノズル外においてすでに配置されている溶融材料とが、適切に分離されないおそれがある。すなわち、両者の間に細長く繋がった樹脂部分が形成された後に、当該細長い部分のいずれかの部位において両者が切り離される。そのような場合には、最後に熱可塑性樹脂を配置した地点における熱可塑性樹脂の形状が、適切に制御されない。その結果、高精度な形状で三次元形状の物体を形成することができない。このような問題は、固体の原料ビーズを供給する技術を開示する特許文献１においても、考慮されていない。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

【0009】

（１）本開示の一形態によれば、三次元造形装置に用いられる溶融材料供給装置が提供される。この溶融材料供給装置は：材料を溶融させる溶融部と；溶融された材料を射出するノズルと；前記溶融部によって溶融された材料を前記ノズルに供給する流路と；少なくとも一部が前記ノズル内に配され、前記ノズルを塞ぐことができる閉塞部材と；前記閉塞部材を変位させて前記ノズルを開閉させる駆動部と、を備える。前記閉塞部材と前記駆動部は、前記ノズルの開口である第１開口の端面を前記閉塞部材で塞ぐことができるように構成される。
このような態様とすれば、材料の配置が終了した際には、閉塞部材によって、ノズル外の材料と繋がった材料をノズル内に残すことなく、溶融材料の供給を終了することができる。このため、ノズル内に残った材料と、ノズル外においてすでに配置されている材料とが、細長く繋がった後に、分離する可能性が低い。よって、高精度な形状で三次元形状の物体を形成することができる。

【0010】

（２）上記形態の溶融材料供給装置であって、前記溶融部が：溶融された材料を前記流路に流出させる流出路と；前記流出路の入側端部の開口である第２開口と向かい合う向きに配された面に設けられ、前記第２開口に近づけつつ前記第２開口に対する角度位置を変えるように材料を搬送して、前記流出路に供給する溝部と；前記溝部と向かい合う位置に配され、前記溝部内を搬送される材料を加熱する第１加熱部と；を備える、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、回転する軸の円柱側面に材料を搬送する溝部が設けられている溶融材料供給装置に比べて、溶融材料供給装置の構成を小型化できる。

【0011】

（３）上記形態の溶融材料供給装置であって、前記ノズルは、材料を搬送する方向について、下流に向かうにつれて内部の空間の断面形状が小さくなる第１部分流路を備え、前記閉塞部材と前記駆動部は、前記第１部分流路内において、材料を搬送する方向について、前記閉塞部材の先端を変位させることができるように構成される、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、第１部分流路内において、閉塞部材の先端を変位させることにより、第１部分流路内における材料の流れの抵抗を変えることができる。その結果、ノズルからの単位時間当たりの材料の供給量を制御することができる。

【0012】

（４）上記形態の溶融材料供給装置であって、前記ノズルは、前記第１部分流路に対して下流側に、材料を搬送する方向について内部の空間の断面形状が一定である、第２部分流路を備え、前記閉塞部材は、材料を搬送する方向について断面形状が一定である第１閉塞部を備え、前記閉塞部材と前記駆動部は、前記第２部分流路に前記第１閉塞部を挿入して塞ぐことができるように構成される、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、材料の供給を停止する前には、閉塞部材の変位の速さに応じた吐出量の材料が、ノズルの第２部分流路から供給される。このため、ノズル外に供給された材料の尾端の形状が適切に制御される。

【0013】

（５）上記形態の溶融材料供給装置であって、前記閉塞部材は、材料を搬送する方向について、下流に向かうにつれて断面形状が小さくなる第２閉塞部を備え、前記閉塞部材と前記駆動部は、前記ノズルの前記第１部分流路内において、材料を搬送する方向について、前記第２閉塞部を変位させることができ、かつ、前記ノズルの前記第１部分流路を前記第２閉塞部で塞ぐことができるように構成される、態様とすることもできる。
このような構成とすれば、第１部分流路内において、第２閉塞部を流れの方向について変位させることにより、第１部分流路内の空間の断面積を変えることができる。その結果、溶融された材料の流れの抵抗を、定量的に制御することが容易である。

【0014】

（６）上記形態の溶融材料供給装置であって、さらに、前記閉塞部材を加熱する第２加熱部を備える、態様とすることもできる。
閉塞部材のために材料が流通する空間が狭くなっている部分においては、溶融された材料を流通させる際の抵抗が大きくなっている。しかし、上記の態様においては、流路内に位置する閉塞部材の周囲の材料が、第２加熱部によって加熱され、流動性を高められる。このため、閉塞部材のために材料が流通する空間が狭くなっている部分においても、材料の目詰まりが生じにくい。

【0015】

（７）上記形態の溶融材料供給装置であって、さらに、前記ノズルの前記第１開口を含む先端部を、材料を搬送する方向について、前記先端部よりも上流側に位置する胴部よりも低い温度とすることができる冷却部を備える、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ノズルの先端部を冷却部で冷却することにより、ノズル内から押し出される材料の粘度を、制御することができる。

【0016】

（８）上記形態の溶融材料供給装置であって、前記流路は：前記ノズルから、前記第１開口のある側とは逆の側に伸びる下流部分と；前記下流部分に対して、９０度未満の角度で接続されている上流部分と、を備え、前記駆動部と前記閉塞部材は、前記上流部分を構成する壁部であって、前記第１開口とは逆の側に位置する壁部を貫通して、接続されている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、流路外に駆動部を配しつつ、駆動部と閉塞部材とを接続することができる。そして、流路の上流部分を、駆動部を避けるように配しつつ、上流部分と下流部分との接続部分における抵抗を、上流部分と下流部分とが９０度に接続される態様に比べて、小さくすることができる。

【0017】

（９）本開示の他の形態によれば、三次元形状を有する部材を造形する三次元造形装置であって、上記形態の溶融材料供給装置を備える、三次元造形装置が提供される。

【0018】

（１０）本開示の他の形態によれば、三次元形状を有する部材を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は：上記形態の溶融材料供給装置と；前記溶融材料供給装置から供給された材料を受け取る造形台と；前記溶融材料供給装置と前記造形台の少なくとも一方を搬送する移動機構と；前記溶融材料供給装置と、前記移動機構と、を制御する制御部と、備える。前記制御部は、前記溶融材料供給装置から外部に前記材料を供給する供給速度と、前記移動機構による搬送の速度とを、同期させることができる。
このような態様とすれば、溶融材料供給装置の搬送速度を変化させつつ、各位置に一定の量の材料を配することができる。

【0019】

上述した本開示の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本開示の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本開示の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本開示の独立した一形態とすることも可能である。

【0020】

なお、本開示は、溶融材料供給装置および三次元造形装置の制御方法、溶融材料供給方法および三次元造形方法、および、これらの方法を実現するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態における三次元造形装置１００の構成を示す概略図である。

【図2】スクリュー対面部５０を示す概略平面図である。

【図3】フラットスクリュー４０の下面４８側の構成を示す概略斜視図である。

【図4】ノズル６１の構造を示す断面図である。

【図5】閉塞ピン７２がノズル６１を塞いだ状態を示す断面図である。

【図6】閉塞ピン７２の先端７２ｔを、ノズル６１の第１部分流路６１ｔｐ内に配した状態を示す断面図である。

【図7】三次元造形装置１００のノズル６１から吐出された熱可塑性樹脂によって三次元造形物ＯＢが構成される状態を示す説明図である。

【図8】造形台２２０の搬送速度Ｖｍと、吐出ユニット１１０から供給される熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒとを、時間Ｔに沿って示すグラフである。

【図9】第２実施形態の三次元造形装置における閉塞ピン７２Ｂの形状を示す図である。

【図10】閉塞ピン７２Ｂのテーパ部分７２Ｂｔｐを、ノズル６１の第１部分流路６１ｔｐ内に配した状態を示す断面図である。

【図11】第３実施形態の三次元造形装置におけるノズル６１Ｃおよび閉塞ピン７２Ｃの構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

１．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１００の構成を示す概略図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を示す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｚ方向は、重力方向とは反対の方向である。これらＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を示す矢印は、他の図においても、図示される場合がある。

【0023】

三次元造形装置１００は、材料として熱可塑性樹脂を使用して、三次元造形物を造形する装置である。三次元造形装置１００は、吐出ユニット１１０と、造形ステージ部２００と、制御部３００と、を備える。

【0024】

吐出ユニット１１０は、制御部３００に制御されて、造形ステージ部２００に熱可塑性樹脂を供給する。吐出ユニット１１０は、材料供給部２０と、溶融部３０と、ヘッド部６０と、を備える。

【0025】

材料供給部２０は、溶融部３０に熱可塑性を有する材料を供給する。材料供給部２０は、ホッパー２１と、連通路２２とを備える。ホッパー２１は、熱可塑性樹脂のペレットを貯留している。ホッパー２１は、ホッパー２１の下部に設けられた排出口を介して連通路２２と接続されている。連通路２２は、ホッパー２１内の熱可塑性樹脂のペレットを溶融部３０に供給する。

【0026】

ホッパー２１に投入される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を使用可能である。これらの材料は、ペレットや粉末等の固体材料の状態で材料供給部２０に投入される。また、ホッパー２１に投入される熱可塑性を有する材料には、顔料や、金属、セラミック等が混入されていてもよい。

【0027】

溶融部３０は、材料供給部２０の連通路２２から供給された熱可塑性樹脂を溶融させる。溶融部３０は、溶融させた熱可塑性樹脂をヘッド部６０に供給する。溶融部３０は、スクリューケース３１と、駆動モーター３２と、フラットスクリュー４０と、スクリュー対面部５０と、を有する。

【0028】

図２は、スクリュー対面部５０を示す概略平面図である。スクリュー対面部５０は、略円板状の形状を備える（図１も参照）。スクリュー対面部５０の外形において、円板の厚みは、円の直径よりも小さい。スクリュー対面部５０は、複数の案内溝５４と、流出路５６と、加熱部５８とを備える。

【0029】

流出路５６は、略円板状のスクリュー対面部５０の円の中心において、円板の中心軸方向に沿った向きに、スクリュー対面部５０を貫通して設けられる。流出路５６は、溶融された熱可塑性樹脂をヘッド部６０内の流路６５に流出させる。案内溝５４は、略円板状のスクリュー対面部５０の一方の面５２に配される。案内溝５４は、面５２における流出路５６の開口５６ｏからスクリュー対面部５０の円の外周に向かって弧を描くように伸びる溝である。溶融された熱可塑性樹脂が、複数の案内溝５４によって流出路５６の開口５６ｏに導かれる。以下、スクリュー対面部５０の案内溝５４および開口５６ｏが設けられる面５２を、スクリュー対面部５０の「上面５２」とも呼ぶ。

【0030】

加熱部５８は、スクリュー対面部５０の溝部４２と向かい合う部分における内部に配される（図１参照）。より具体的には、加熱部５８は、流出路５６を囲む位置に設けられる。加熱部５８は、図示しない電源から電力を供給されて、発熱する。加熱部５８の機能については、後に説明する。

【0031】

フラットスクリュー４０は、略円板状の形状を備える（図１参照）。フラットスクリュー４０の外形において、円板の厚みは、円の直径よりも小さい。フラットスクリュー４０は、スクリュー対面部５０の上面５２と向かい合うように配される。フラットスクリュー４０は、スクリュー対面部５０の開口５６ｏと向かい合う向きに配された面４８に複数の溝部４２を備える。以下、フラットスクリュー４０の、スクリュー対面部５０の開口５６ｏと向かい合う向きに配された面４８を、フラットスクリュー４０の「下面４８」とも呼ぶ。

【0032】

図３は、フラットスクリュー４０の下面４８側の構成を示す概略斜視図である。図３において、フラットスクリュー４０の円板の中心軸をＲＸで示す。溝部４２の一端４６は、フラットスクリュー４０の円の中心に位置し、スクリュー対面部５０の流出路５６の開口５６ｏに接続されている（図１参照）。溝部４２の一端４６は、複数の溝部４２において共有される。溝部４２の他端４４は、略円板状のフラットスクリュー４０の外側面に設けられた開口である。溝部４２のうち、溝部４２の一端４６と他端４４を結ぶ部分は、フラットスクリュー４０の下面４８において、渦巻き状に配されている。図３に示す例では、フラットスクリュー４０の下面４８において、３条の溝部４２が設けられている。フラットスクリュー４０の下面４８に設けられている溝部４２は、スクリュー対面部５０の上面５２とともに、熱可塑性樹脂を搬送する搬送路を形成する。

【0033】

スクリューケース３１（図１参照）は、スクリュー対面部５０とともに、フラットスクリュー４０を覆っている。スクリューケース３１内には、材料供給部２０の連通路２２が配されている。材料供給部２０の連通路２２は、溝部４２のフラットスクリュー４０の外側面に設けられた開口である溝部４２の他端４４と接続されうる。

【0034】

駆動モーター３２は、スクリューケース３１を貫通して、フラットスクリュー４０に接続されている。駆動モーター３２は、略円板状のフラットスクリュー４０を、スクリューケース３１内において、円板の円の中心ＲＸを中心として、回転させることができる。フラットスクリュー４０の回転の中心軸ＲＸの向きは、Ｚ軸の向きと一致する。

【0035】

制御部３００に制御されて、フラットスクリュー４０が回転され、加熱部５８が発熱すると、以下のように、熱可塑性樹脂が処理される（図１参照）。すなわち、ホッパー２１から連通路２２を介して供給された固形の熱可塑性樹脂は、フラットスクリュー４０の外側面に設けられた他端４４から溝部４２に導入される。そして、熱可塑性樹脂は、フラットスクリュー４０の回転とともに、溝部４２によって、スクリュー対面部５０の開口５６ｏに近づきつつ開口５６ｏに対する角度位置を変えるように搬送される。その間、溝部４２内の熱可塑性樹脂は、スクリュー対面部５０内の加熱部５８によって加熱され、溶融する。溶融された熱可塑性樹脂（以下、「溶融材料」とも呼ぶ）は、案内溝５４に導かれて、開口５６ｏに供給される。その後、溶融材料は、流出路５６からヘッド部６０に供給される。

【0036】

なお、固体および溶融状態の材料が、溝部４２内をスクリュー対面部５０の流出路５６の開口５６ｏに向かって搬送されるのに対して、固体の材料の間に存在した空気などのガスは、溝部４２の他端４４から外部に排出される。

【0037】

ヘッド部６０は、溶融部３０から供給された熱可塑性樹脂を、造形ステージ部２００に供給する（図１参照）。熱可塑性樹脂がヘッド部６０から吐出される方向は、Ｚ軸方向の−側の向きと一致する。ヘッド部６０は、ノズル６１と、流路６５と、吐出制御機構７０と、を有する。

【0038】

流路６５は、溶融部３０の流出路５６と、ノズル６１と、を接続する流路である（図１参照）。溶融部３０で溶融された熱可塑性樹脂は、流路６５を介してノズル６１に供給される。流路６５は、下流部分６５１と、上流部分６５２と、接続部分６５３とを備える。

【0039】

下流部分６５１は、ノズル６１に接続されている。下流部分６５１は、ノズル６１から、ノズル６１の下流端の開口６２のある側とは逆の側（Ｚ軸方向＋側）に伸びる部分流路である。上流部分６５２は、下流部分６５１に対して、４５度の角度で接続されている部分流路である。接続部分６５３は、上流部分６５２に対して、４５度の角度で接続されており、下流部分６５１と平行に（Ｚ軸方向＋側の向きに）延びる部分流路である。接続部分６５３は、溶融部３０の流出路５６に接続されている。

【0040】

ノズル６１は、先端の開口である開口６２から造形ステージ部２００に向かって溶融された熱可塑性樹脂を吐出する。ノズル６１は、内部に、熱可塑性樹脂を搬送する流路として、第１部分流路６１ｔｐと、第２部分流路６１ｓｐとを備える。

【0041】

図４は、ノズル６１の構造を示す断面図である。第１部分流路６１ｔｐは、熱可塑性樹脂の搬送方向Ａｆの下流に向かうにつれて、内部の空間の断面形状が小さくなる、テーパ状（漏斗状）の形状を有する。第２部分流路６１ｓｐは、第１部分流路６１ｔｐに対して下流側に配されており、第１部分流路６１ｔｐに接続されている。第２部分流路６１ｓｐは、熱可塑性樹脂を搬送する方向Ａｆについて内部の空間の断面形状が一定である。第２部分流路６１ｓｐの下流端は、ノズル６１の開口６２である。開口６２は、孔径Ｄｎを有する円形である。また、第１部分流路６１ｔｐおよび第２部分流路６１ｓｐのＺ軸方向に垂直な断面における形状は、円形である。

【0042】

溶融された熱可塑性樹脂は、ガラス転移点以上に加熱されて溶融した状態でノズル６１から射出される。例えば、ＡＢＳ樹脂のガラス転移点は、約１２０℃である。熱可塑性樹脂としてＡＢＳ樹脂を採用する場合には、ノズル６１からの射出時に約２００℃であるように、ＡＢＳ樹脂が加熱される。

【0043】

吐出制御機構７０は、ノズル６１からの熱可塑性樹脂の吐出の開始および停止、ならびに吐出量の制御を行うための機構である（図１参照）。吐出制御機構７０は、閉塞ピン７２と、駆動部７３と、接続ロッド７４と、を備える。

【0044】

図５は、閉塞ピン７２がノズル６１を塞いだ状態を示す断面図である。閉塞ピン７２は、一部が流路６５内およびノズル６１内に配され、ノズル６１を塞ぐことができる部材である（図１も参照）。閉塞ピン７２は、略円柱形状を有する。閉塞ピン７２の外径は、ノズル６１の開口６２の孔径Ｄｎ（第２部分流路６１ｓｐの内径に等しい）よりもわずかに小さい。閉塞ピン７２は、上流部分６５２を構成する壁部であって、ノズル６１の開口６２とは逆の側（Ｚ軸方向＋側）に位置する壁部６５２ｗを貫通している（図１も参照）。

【0045】

流路６５の上流部分６５２と下流部分６５１とが、４５度の角度で接続されており、流路６５の接続部分６５３と上流部分６５２とが逆の方向に４５度の角度で接続されているために（図１参照）、閉塞ピン７２を上記のように配することができる。このような構成とすることにより、流路６５外に駆動部７３を配しつつ、駆動部７３と流路６５内の閉塞ピン７２とを接続することができる。そして、流路６５の上流部分６５２と下流部分６５１の接続角度、および接続部分６５３と上流部分６５２の接続角度が４５度であるために、以下のような技術的効果が得られる。すなわち、流路６５の上流部分６５２を、駆動部７３を避けるように配しつつ、上流部分６５２と下流部分６５１との接続部分における抵抗を、上流部分（６５２）と下流部分（６５１）とが９０度に接続される態様に比べて、小さくすることができる。

【0046】

駆動部７３は、閉塞ピン７２を変位させてノズル６１を開閉させる。接続ロッド７４は、閉塞ピン７２のうち流路６５外に位置する部分と、駆動部７３と、を接続する部材である。図１においては、技術の理解を容易にするため、駆動部７３と接続ロッド７４を離して表示している。閉塞ピン７２は、駆動部７３によって軸方向に移動されて、ノズル６１の開口６２の端面を閉塞ピン７２で塞ぐことができる。より具体的には、ノズル６１の第２部分流路６１ｓｐが、開口６２に至るまで、閉塞ピン７２の先端部分７２ｓｐで占められ、塞がれる。

【0047】

このような構成とすることにより、造形ステージ部２００上のある部分への熱可塑性樹脂の配置が終了した際には、閉塞ピン７２でノズル６１の第２部分流路６１ｓｐ内を占有させることによって、ノズル６１外の熱可塑性樹脂と繋がった熱可塑性樹脂をノズル６１の第２部分流路６１ｓｐ内に残すことなく、熱可塑性樹脂の供給を終了することができる。このため、ノズル６１内に残った熱可塑性樹脂と、ノズル６１外においてすでに配置されている熱可塑性樹脂とが、細長く繋がった後に分離する、いわゆる「糸引き」が起こる可能性が低い。よって、三次元形状の物体を形成する際に、熱可塑性樹脂の供給を一旦停止して、他の場所から再開する場合にも、高精度な形状で三次元形状の物体を形成することができる。

【0048】

また、熱可塑性樹脂の供給を停止する直前の時間区間においては、閉塞ピン７２の先端部分７２ｓｐの変位の速さに応じた吐出量の熱可塑性樹脂が、ノズル６１の第２部分流路６１ｓｐから押し出される。より具体的には、単位時間あたり、［ノズル６１の第２部分流路６１ｓｐの断面積］×［閉塞ピン７２の先端部分７２ｓｐの移動速度］に等しい体積の熱可塑性樹脂が、ノズル６１の開口６２から押し出される。このため、ノズル外に供給された熱可塑性樹脂の尾端の形状および大きさを適切に制御できる。

【0049】

図６は、閉塞ピン７２の先端７２ｔを、ノズル６１の第１部分流路６１ｔｐ内に配した状態を示す断面図である。駆動部７３は、ノズル６１内のテーパー状の部分である第１部分流路６１ｔｐ内において、熱可塑性樹脂を搬送する方向Ａｆ（Ｚ軸方向）に沿って、閉塞ピン７２の先端７２ｔを変位させることができる。

【0050】

テーパー状の部分である第１部分流路６１ｔｐ内において、閉塞ピン７２の先端７２ｔを変位させることにより、第１部分流路６１ｔｐ内における溶融材料の流れの抵抗を変えることができる。その結果、あらかじめ、第１部分流路６１ｔｐ内における閉塞ピン７２の先端７２ｔの位置と、ノズル６１からの単位時間当たりの溶融材料の供給量との関係を把握しておき、先端７２ｔの位置を適切に設定することにより、ノズル６１からの単位時間当たりの溶融材料の供給量を制御することができる。

【0051】

造形ステージ部２００は、ヘッド部６０のノズル６１と向かい合う位置に配される（図１参照）。造形ステージ部２００は、ノズル６１から吐出された熱可塑性樹脂を受け止める。造形ステージ部２００は、テーブル２１０と、テーブル２１０上に載置された造形台２２０と、造形台２２０を変位させる移動機構２３０と、を備える。

【0052】

造形台２２０は、ノズル６１から吐出された熱可塑性樹脂を受け止める平板状の構造である。移動機構２３０は、３つのモーターによって、造形台２２０をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させることができる３軸ポジショナーによって構成される。図１において、造形台２２０を移動させるモーターを符号Ｍで示す。造形ステージ部２００は、制御部３００の制御下において、ノズル６１と造形台２２０との相対位置を変更することができる。

【0053】

制御部３００は、吐出ユニット１１０と、造形ステージ部２００と、を制御する（図１参照）。制御部３００は、ＣＰＵなどのプロセッサーと、メインメモリーと、不揮発性メモリーとを含むコンピュータによって実現可能である。制御部３００内の不揮発性メモリーには、三次元造形装置１００を制御するためのコンピュータプログラムが格納されている。不揮発性メモリーに記憶されたコンピュータプログラムをメインメモリーにロードして実行することによって、プロセッサーは、吐出ユニット１１０と、造形ステージ部２００と、を制御して、三次元造形物を造形する。

【0054】

図７は、三次元造形装置１００のノズル６１から吐出された熱可塑性樹脂によって三次元造形物ＯＢが構成される状態を示す説明図である。制御部３００は、造形データに応じて、吐出ユニット１１０と造形ステージ部２００とを制御して、三次元造形物ＯＢを造形する。具体的には、制御部３００は、造形ステージ部２００の造形台２２０を、Ｘ方向およびＹ方向に移動させつつ、ノズル６１から熱可塑性樹脂を吐出することにより、造形台２２０上のＸＹ座標の所定の位置に熱可塑性樹脂を配する。一つの仮想的なＸＹ平面上に熱可塑性樹脂を配する処理を完了すると、制御部３００は、造形ステージ部２００の造形台２２０を、所定量だけＺ軸方向−側の向きに移動させ、再び、仮想的なＸＹ平面上に熱可塑性樹脂を配する処理を行う。その際、新たに配される熱可塑性樹脂は、それまでに配されている熱可塑性樹脂と接合する。そのような処理を繰り返すことにより、熱可塑性樹脂が三次元形状に配される。そのように配された熱可塑性樹脂が硬化することによって、所望の形状を有する三次元造形物ＯＢが形成される。

【0055】

図８は、造形台２２０の搬送速度Ｖｍと、吐出ユニット１１０から供給される熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒとを時間Ｔに沿って示すグラフである。グラフＧｖｍは、造形台２２０の搬送速度Ｖｍの変化を示す。搬送速度Ｖｍは、Ｘ方向の搬送の速さの２乗とＹ方向の搬送の速さの２乗の和の平方根によって得られる。グラフＧｖｒは、吐出ユニット１１０から供給される熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒを示す。熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒは、単位時間当たりの熱可塑性樹脂の供給量（体積）である。

【0056】

制御部３００は、吐出ユニット１１０から熱可塑性樹脂を供給する供給速度Ｖｒと、移動機構２３０による造形台２２０の搬送速度Ｖｍとを、同期させることができる。たとえば、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて、造形台２２０の搬送速度Ｖｍをそれまでよりも３０％低減させるときには、制御部３００は、熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒも同様に３０％低減させる。時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけて、造形台２２０の搬送速度Ｖｍをそれまでよりも増加させて、時刻Ｔ１からＴ２の搬送速度Ｖｍに戻すときには、制御部３００は、熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒも同様に増加させる。また、制御部３００は、熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒの変化率と、造形台２２０の搬送速度Ｖｍの変化率とを、一致させる。熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒが一定のときには、造形台２２０の搬送速度Ｖｍも一定である（時刻Ｔ１〜Ｔ２，Ｔ３〜Ｔ４，Ｔ５〜Ｔ６参照）。

【0057】

なお、熱可塑性樹脂の供給速度と装置の搬送速度とを、「同期させる」とは、ある時間区間についての、時間軸方向に沿って表された熱可塑性樹脂の供給速度の変化と、時間軸方向に沿って表された装置の搬送速度の変化とが、少なくとも一方の拡大または縮小によって一致させられるように、熱可塑性樹脂の供給速度と、装置の搬送速度とを、制御することをいう。

【0058】

このような構成とすることにより、造形台２２０の搬送速度、言い換えれば、熱可塑性樹脂の配置の速度を変化させつつ、各位置に一定の量の熱可塑性樹脂を配することができる。たとえば、直線状に熱可塑性樹脂を配する箇所においては、制御部３００は、ある速度Ｖ１で造形台２２０を搬送しつつ、熱可塑性樹脂を配置する（時刻Ｔ１〜Ｔ２，Ｔ５〜Ｔ６参照）。これに対して、ある程度以上大きい曲率で曲がった配置で熱可塑性樹脂を配する箇所においては、制御部３００は、Ｖ１よりも３０％低い速度Ｖ２で造形台２２０を搬送しつつ、熱可塑性樹脂を配置する（時刻Ｔ３〜Ｔ４参照）。その際、制御部３００は、熱可塑性樹脂の供給速度Ｖｒも３０％低減させる。このような処理を行うことにより、各位置における材料の配置の精度を向上させつつ、各位置に一定の量の熱可塑性樹脂を配することができる。

【0059】

本実施形態において溶融された熱可塑性樹脂をヘッド部６０に供給する吐出ユニット１１０を、「溶融材料供給装置」とも呼ぶ。ノズル６１の下流端の開口６２を「第１開口」とも呼ぶ。流出路５６の開口５６ｏを、「第２開口」とも呼ぶ。閉塞ピン７２を、「閉塞部材」とも呼ぶ。加熱部５８を、「第１加熱部」とも呼ぶ。第２部分流路６１ｓｐに挿入されて第２部分流路６１ｓｐを塞ぐ閉塞ピン７２の先端部分７２ｓｐを、「第１閉塞部」とも呼ぶ。

【0060】

２．第２実施形態：
図９は、第２実施形態の三次元造形装置における閉塞ピン７２Ｂの形状を示す図である。第２実施形態の三次元造形装置の閉塞ピン７２Ｂ以外の構成は、第１実施形態の三次元造形装置１００と同じである。閉塞ピン７２Ｂは、テーパ部分７２Ｂｔｐと、先端部分７２Ｂｓｐと、を有する。

【0061】

テーパ部分７２Ｂｔｐは、熱可塑性樹脂の搬送方向Ａｆの下流に向かうにつれて断面形状が小さくなる、テーパ状（円錐側面状）の外形を有する。テーパ部分７２Ｂｔｐのテーパの角度は、ノズル６１の流路の第１部分流路６１ｔｐのテーパの角度と一致する。閉塞ピン７２Ｂの先端部分７２Ｂｓｐは、テーパ部分７２Ｂｔｐに対して下流側に配されている。先端部分７２Ｂｓｐは、熱可塑性樹脂を搬送する方向Ａｆについて断面形状が一定である。閉塞ピン７２の先端部分７２Ｂｓｐの外径は、ノズル６１の開口６２の孔径Ｄｎよりもわずかに小さい。

【0062】

ノズル６１内において、閉塞ピン７２Ｂを開口６２に向かって押し出すことによって、ノズル６１の第２部分流路６１ｓｐが、開口６２に至るまで、閉塞ピン７２Ｂの先端部分７２Ｂｓｐで占められ、塞がれる。閉塞ピン７２Ｂの先端７２Ｂｔの面の位置は、開口６２が規定する面と一致する。また、ノズル６１の第１部分流路６１ｔｐのうち、下流側の一部は、閉塞ピン７２Ｂのテーパ部分７２Ｂｔｐで占められ、塞がれる。このような構成とすることにより、ノズル６１内に残った熱可塑性樹脂と、ノズル６１外においてすでに配置されている熱可塑性樹脂とが、細長く繋がった後に分離する、いわゆる「糸引き」が起こる可能性を低くすることができる。

【0063】

図１０は、閉塞ピン７２Ｂのテーパ部分７２Ｂｔｐを、ノズル６１の第１部分流路６１ｔｐ内に配した状態を示す断面図である。駆動部７３は、ノズル６１内のテーパー状の部分である第１部分流路６１ｔｐにおいて、熱可塑性樹脂を搬送する方向Ａｆ（Ｚ軸方向−側の向きと等しい）に沿って、閉塞ピン７２を変位させることができる。

【0064】

テーパー状の部分である第１部分流路６１ｔｐ内において、閉塞ピン７２のテーパ部分７２Ｂｔｐを変位させることにより、第１部分流路６１ｔｐ内におけるテーパ部分７２Ｂｔｐまわりの流路の環状の断面の大きさ（断面積）を、最大値（閉塞ピン７２を開口６２から最も遠ざけたとき）から０に至るまで変化させることができる。その結果、第１部分流路６１ｔｐ内における溶融材料の流れの抵抗を、容易に定量的に制御することができる。よって、そのような処理によって、ノズル６１からの単位時間当たりの溶融材料の供給量を容易に制御することができる。

【0065】

本実施形態における閉塞ピン７２Ｂのテーパ部分７２Ｂｔｐを、「第２閉塞部」とも呼ぶ。

【0066】

３．第３実施形態：
図１１は、第３実施形態の三次元造形装置におけるノズル６１Ｃおよび閉塞ピン７２Ｃの構造を示す断面図である。第３実施形態の三次元造形装置のノズル６１Ｃおよび閉塞ピン７２Ｃ以外の構成は、第２実施形態の三次元造形装置（図９および図１０参照）と同じである。

【0067】

閉塞ピン７２Ｃは、ノズル６１内に配される部分の内部に、加熱部７５を備える。加熱部７５は、閉塞ピン７２Ｃのうち、常にノズル６１外に位置する部分（図１参照）には配されていない。加熱部７５は、図示しない電源に接続されている電気回路の一部である。加熱部７５は、電源から電力を供給されることにより、電気抵抗により発熱する。

【0068】

閉塞ピン７２Ｃのために熱可塑性樹脂が流通する空間が狭くなる流路の第１部分流路６１ｔｐにおいては、溶融された熱可塑性樹脂を流通させる際の抵抗が大きくなる。また、閉塞ピンが加熱部を備えない態様においては、熱可塑性樹脂が閉塞ピンに熱を奪われるために、熱可塑性樹脂の流動性が低下する可能性もある。しかし、上記のような構成とすれば、流路内に位置する閉塞ピン７２Ｃの周囲の熱可塑性樹脂が、加熱部７５によって加熱され、流動性を高められる。このため、閉塞ピン７２Ｃのために熱可塑性樹脂が流通する空間が狭くなっている部分においても、熱可塑性樹脂の目詰まりが生じにくい。

【0069】

ノズル６１Ｃは、流路の第１部分流路６１ｔｐの第２部分流路６１ｓｐとの接続部位を囲む位置に、冷却部６７を備える。冷却部６７は、図示しない放熱器との間で冷却媒体を流通させることにより、ノズル６１の先端部６１Ｃｔを、先端部６１Ｃｔよりも上流側に位置する胴部６１Ｃｂよりも相対的に低い温度とすることができる。なお、ノズル６１の先端部６１Ｃｔは、開口６２を含むノズル６１の一部である。ノズル６１の胴部６１Ｃｂは、熱可塑性樹脂を搬送する方向Ａｆについて、先端部６１Ｃｔよりも上流側に位置する部分である。

【0070】

このような構成とすることにより、ノズル６１Ｃの先端部６１Ｃｔを冷却部６７で冷却して、ノズル６１の先端部６１Ｃｔ内の熱可塑性樹脂の温度を、制御することができる。その結果、ノズル６１内から押し出される熱可塑性樹脂の粘度やノズル６１Ｃ内面への粘着性を、制御することができる。このため、造形ステージ部２００上のある部分への熱可塑性樹脂の配置が終了した際に、ノズル６１Ｃ内に粘着した熱可塑性樹脂と、ノズル６１外においてすでに配置されている熱可塑性樹脂とが、細長く繋がった後に、分離する事態を、効果的に防止することができる。よって、熱可塑性樹脂の尾端の形状をより高精度に制御することができる。

【0071】

本実施形態における加熱部７５を、「第２加熱部」とも呼ぶ。

【0072】

４．他の形態：
（１）他の形態１：
上記実施形態においては、三次元形状を有する部材を造形するための材料として、熱可塑性樹脂が使用される。しかし、三次元形状を有する部材を造形するための材料は、熱硬化性樹脂とすることもでき、金属とすることもできる。すなわち、少なくとも一部を溶融することによって、三次元形状を有する部材を造形するために好適な流動性および粘性を持たせることができる材料であれば、任意の材料を採用することができる。

【0073】

上記実施形態においては、ノズル６１を構成する部材と、流路６５を構成する部材とは、別の部材である（図１参照）。しかし、溶融された材料を外部に供給するノズル６１を構成する部材と、流路６５を構成する部材とは、一体成形されてもよい。そのような態様においては、ノズルからの溶融材料の吐出方向と同じ向きに、ノズルの開口に向かって伸びる部分流路を、流路のうちの「下流部分」として把握することができる。

【0074】

上記実施形態においては、ノズルからの材料の供給の方向Ａｆは、重力方向（Ｚ軸方向−側の向き）と一致している（図４〜図６、図９〜図１１参照）。しかし、ノズルからの材料の供給の方向は、上方や水平方向など、他の方向であってもよい。

【0075】

（２）他の形態２：
上記実施形態においては、溶融部３０は、フラットスクリュー４０を備える（図１〜図３参照）。しかし、材料を溶融させる溶融部は、フラットスクリューを備えない態様とすることもできる。たとえば、溶融部は、回転する軸の円柱側面に材料を搬送する溝部が設けられている態様とすることもできる。

【0076】

上記実施形態において、加熱部５８は、電気回路の一部であって、その電気抵抗により発熱する（図１参照）。しかし、材料を加熱する第１加熱部は、熱を伝える媒体としての流体を流通させて閉塞部材を加熱する装置や、インダクションヒーターなど、他の態様とすることもできる。

【0077】

（３）他の形態３：
上記実施形態では、ノズル６１内の流路は、下流に向かうにつれて内部の空間の円形の断面形状が小さくなる第１部分流路６１ｔｐを有する（図４〜図６、図９〜図１１）。しかし、ノズル内の流路は、第１部分流路、第２部分流路を含め、（ｉ）四角形や六角形などの多角形、（ｉｉ）楕円または長円、（ｉｉｉ）星形など内部に向かって凸の部分を有する形状など、円以外の断面形状を有するように構成することもできる。また、ノズル内の流路には、流路の断面形状によらず、下流に向かうにつれて内部の空間の断面形状が小さくなる流路部分を設けてもよいし、そのような部分を設けず、内部の空間の流路形状が一定であるようにノズル内の流路を設けることもできる。また、多段状に内部の空間の流路形状が変わる流路を設けることもできる。

【0078】

また、上記実施形態においては、閉塞ピン７２，７２Ｂ，７２Ｃは、材料の搬送方向Ａｆに沿って動かされる（図４〜図６、ならびに図９、図１０参照）。しかし、ノズルを塞ぐ閉塞部材は、材料を搬送する方向について、異なる位置をとりうるように構成されればよい。すなわち、材料の搬送方向とは異なる方向に動かされる結果、材料を搬送する方向について評価した場合に、異なる位置をとりうるように、構成されてもよい。

【0079】

（４）他の形態４：
上記実施形態においては、ノズル６１は、先端に材料を搬送する方向Ａｆについて内部の空間の断面形状が一定である第２部分流路６１ｓｐを備える（図４〜図６、図９〜図１１）。しかし、ノズルは、流路の先端部分に内部の空間の断面形状が一定である第２部分流路を備えない態様とすることもできる。すなわち、下流に向かうにつれて内部の空間の円形の断面形状が小さくなる流路部分が先端の開口に至っていてもよい。また、下流に向かうにつれて内部の空間の円形の断面形状が大きくなる流路部分が、先端の開口に至っていてもよい。

【0080】

また、上記第２および第３実施形態においては、閉塞ピン７２の先端部分７２ｓｐは、その変位の方向（ノズル６１内の材料の搬送方向Ａｆと同じ）について、第２部分流路６１ｓｐと略同じ寸法を有する。しかし、閉塞部材の第１閉塞部は、第２部分流路以上の長さを有する態様とすることもできる。すなわち、ノズルの第２部分流路が、開口に至るまで、閉塞部材の第１閉塞部で占められるように、閉塞部材の第１閉塞部の形状および駆動部による変位量が確保されていればよい。

【0081】

（５）他の形態５：
上記第１実施形態においては、閉塞ピン７２は円柱状であり、第２および第３実施形態においては径の異なる二つの部分がテーパ状の部分（テーパ部分７２Ｂｔｐ，７２Ｃｔｐ）で結ばれている形状を有する（図４〜図６、図９〜図１１）。しかし、閉塞部材は他の形状とすることもできる。たとえば、ノズルの第２部分流路に挿入される部分以外の部分に、材料の流れを制御するための形状（たとえば、羽状の部分）を備えていてもよい。

【0082】

（６）他の形態６：
上記第３実施形態において、加熱部７５は、電気回路の一部であって、その電気抵抗により発熱する（図１１参照）。しかし、閉塞部材を加熱する第２加熱部は、熱を伝える媒体としての流体を流通させて閉塞部材を加熱する態様や、インダクションヒーターなど、他の態様とすることもできる。

【0083】

（７）他の形態７：
上記第３実施形態において、冷却部６７は、熱を伝える媒体としての流体を流通させてノズルを冷却する（図１１参照）。しかし、ノズルの先端部を冷却する冷却部は、放熱フィンを備え放熱フィンから熱を放散する態様など、他の態様とすることもできる。

【0084】

（８）他の形態８：
上記実施形態においては、流路６５は、それぞれ接続部分において４５度ずつ異なる向きに接続される下流部分６５１と、上流部分６５２と、接続部分６５３とを備える。しかし、材料をノズルに供給する流路は、接続部分６５３を備えない態様とすることもできる。また、それぞれ接続部分において４５度ずつ異なる向きに接続される下流部分６５１と、上流部分６５２と、接続部分６５３以外の部分を有していてもよい。さらに、下流部分と、上流部分とは、６０度、９０度など、４５度以外の角度で接続されていてもよい。ただし、材料を効率的に供給するためには、隣接する流路部分の接続角度は、９０度未満であることが好ましく、６０度以下であることがより好ましく、４５度以下であることがさらに好ましい。

【0085】

また、材料をノズルに供給する流路は、曲線部分を備えていてもよい。そして、たとえば、伸縮でき、かつ、伸縮のための駆動力を生じさせることができる部材など、閉塞部材を変位させる機構を、材料をノズルに供給する流路内に設けることもできる。

【0086】

（９）他の形態９：
上記実施形態では、三次元造形装置１００として、技術内容を説明した。しかし、溶融材料供給装置としての吐出ユニット１１０は、平面上の所望の位置に材料を供給する装置に適用することもでき、直線状に材料を供給する装置に適用することもできる。

【0087】

（１０）他の形態１０：
上記実施形態においては、ノズル６１の位置は固定されており、造形台２２０が移動する（図１、図７参照）。しかし、造形台を固定しておき、３次元空間内においてヘッドを動かして、三次元形状を有する部材を造形する態様とすることもできる。また、３次元空間内における３つの座標軸のうちの一部の座標軸についての変位をヘッドを動かすことによって実現し、他の一部の座標軸についての変位を造形台を動かすことによって実現してもよい。さらに、ヘッドと造形台は、同じ方向（座標軸）についてそれぞれ独立に変位できるように構成してもよい。

【0088】

（１１）他の形態１１：
本開示は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0089】

２０…材料供給部；２１…ホッパー；２２…連通路；３０…溶融部；３１…スクリューケース；３２…駆動モーター；４０…フラットスクリュー；４２…溝部；４４…溝部４２の他端；４６…溝部４２の一端；４８…フラットスクリュー４０の下面；５０…スクリュー対面部；５２…スクリュー対面部５０の上面；５４…案内溝；５６…流出路；５６ｏ…開口；５８…加熱部；６０…ヘッド部；６１，６１Ｃ…ノズル；６１Ｃｂ…ノズル６１Ｃの胴部；６１Ｃｔ…ノズル６１Ｃの先端部；６１ｓｐ…第２部分流路；６１ｔｐ…第１部分流路；６２…開口；６５…流路；６７…冷却部；７０…吐出制御機構；７２，７２Ｂ，７２Ｃ…閉塞ピン；７２Ｂｓｐ…閉塞ピン７２Ｂの先端部分；７２Ｂｔ…閉塞ピン７２Ｂの先端；７２Ｂｔｐ…閉塞ピン７２Ｂのテーパ部分；７２ｓｐ…閉塞ピン７２の先端部分；７２ｔ…閉塞ピン７２の先端；７３…駆動部；７４…接続ロッド；７５…加熱部；１００…三次元造形装置；１１０…吐出ユニット；２００…造形ステージ部；２１０…テーブル；２２０…造形台；２３０…移動機構；３００…制御部；６５１…流路６５の下流部分；６５２…流路６５の上流部分；６５３…流路６５の接続部分；Ａｆ…材料の搬送方向；Ｄｎ…孔径；Ｇｖｍ…造形台２２０の搬送速度Ｖｍを表すグラフ；Ｇｖｒ…材料の供給速度Ｖｒを表すグラフ；Ｍ…モーター；ＯＢ…三次元造形物；ＲＸ…中心軸；Ｔ１〜Ｔ６…時刻；Ｖｍ…造形台２２０の搬送速度；Ｖｒ…材料の供給速度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】