特許 7516869 可塑化装置、射出成形装置、及び、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】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】可塑化装置、射出成形装置、及び、三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/209 20170101AFI20240709BHJP

   B29B 7/42 20060101ALI20240709BHJP

   B29C 45/46 20060101ALI20240709BHJP

   B29C 48/505 20190101ALI20240709BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20240709BHJP

   B29C 64/241 20170101ALI20240709BHJP

   B29C 64/295 20170101ALI20240709BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

B29C64/209

B29B7/42

B29C45/46

B29C48/505

B29C64/106

B29C64/241

B29C64/295

B33Y30/00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020093026

(22)【出願日】2020-05-28

(65)【公開番号】P2021187024

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-13

(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】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】丸山 英伸

(72)【発明者】

【氏名】姉川 賢太

【審査官】神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３０６０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０００７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６９１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０２４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１５４０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７５３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７５３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７５３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２７／００－２７／９６

Ｂ２９Ｂ ７／００－７／９４

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転し、溝が形成された溝形成面を有するローターと、
前記溝形成面に対向し、連通孔を有するバレルと、
前記ローターと前記バレルとの間に供給された材料を加熱する第１加熱部と、を備え、
前記ローターの回転と、前記第１加熱部による加熱によって、前記ローターと前記バレ
ルとの間に供給された前記材料を可塑化して前記連通孔から排出する可塑化装置であって
、
前記第１加熱部は、
第１熱源を収容する第１部分と、
前記回転軸の軸方向において前記第１部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前
記軸方向に沿って見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第１部分とつながる第２
部分と、を有し、
前記第１熱源による熱が、前記第２部分を介して、前記ローターと前記バレルとの間
の前記材料に伝達するように構成され、
前記軸方向に沿ってみたときに、前記ローターと前記バレルとの間における熱分布が
、前記第２部分の形状に対応した分布となっている、
可塑化装置。

【請求項2】

回転軸を中心に回転し、溝が形成された溝形成面を有するローターと、
前記溝形成面に対向し、連通孔を有するバレルと、
前記ローターと前記バレルとの間に供給された材料を加熱する第１加熱部と、を備え、
前記ローターの回転と、前記第１加熱部による加熱によって、前記ローターと前記バレ
ルとの間に供給された前記材料を可塑化して前記連通孔から排出する可塑化装置であって
、
前記第１加熱部は、
第１熱源を収容する第１部分と、
前記回転軸の軸方向において前記第１部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前
記軸方向に沿って見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第１部分とつながる第２
部分と、を有し、
前記第１熱源による熱が、前記第２部分のみを介して、前記ローターと前記バレルと
の間の前記材料に伝達するように構成される、可塑化装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の可塑化装置であって、
前記第２部分は、前記軸方向に沿って見たときに円環形状を有する、可塑化装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記第１熱源は、棒状のヒーターである、可塑化装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記第１部分と前記ローター及び前記バレルとの間に断熱部を有する、可塑化装置。

【請求項6】

請求項５に記載の可塑化装置であって、
前記断熱部には空隙が設けられている、可塑化装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記溝形成面は、前記軸方向に沿って見たときに、第１領域と、第１領域よりも前記連
通孔から遠い第２領域と、を有し、
前記第２部分は、前記軸方向に沿って見たときに、前記第１領域と重なり、前記第２領
域と重ならない、可塑化装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の可塑化装置であって、
前記溝と前記バレルとの間に供給された前記材料を加熱する第２加熱部を備え、
前記第２加熱部は、
第２熱源を収容する第３部分と、
前記軸方向において前記第３部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前記軸方向
に沿って見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第３部分とつながる第４部分と、
を有し、
前記第２熱源による熱が、前記第４部分を介して、前記溝と前記バレルとの間に供給
された前記材料に伝達するように構成されており、
前記第４部分は、前記軸方向に沿って見たときに、前記第２部分よりも前記連通孔に近
い位置に位置し、
前記第１熱源と前記第２熱源とは、それぞれ個別に制御可能に構成されている、可塑化
装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の可塑化装置と、
前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料を成形型に射出する射出ノズルと、を備え
る、射出成形装置。

【請求項10】

請求項９に記載の射出成形装置であって、
前記射出ノズルは、前記射出ノズルの前記軸方向における少なくとも一部において、前
記第１部分によって囲まれている、射出成形装置。

【請求項11】

請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の可塑化装置と、
前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料をステージに向けて吐出する吐出ノズルと
、を備える、三次元造形装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の三次元造形装置であって、
前記吐出ノズルは、前記吐出ノズルの前記軸方向における少なくとも一部において、前
記第１部分によって囲まれている、三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は可塑化装置、射出成形装置、及び、三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、材料を可塑化して可塑化材料として送出する可塑化装置に関して、螺旋溝が形成された端面を有するローターと、中心に連通孔を有しローターの端面と当接するバレルと、を備える装置が開示されている。このような可塑化装置では、材料は、ローターとバレルとの間において、ローターの回転によってローターの外周から中央部に向かって搬送されつつ、ヒーター等の加熱手段によって加熱されることで、可塑化されて連通孔から送出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２６９１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献のような可塑化装置では、例えば、ヒーターの形状や配置場所によっては、ローターとバレルとの間において、ローターの周方向に温度ムラが生じる場合がある。ローターとバレルとの間において、ローターの周方向に温度ムラが生じている場合、例えば、ローターの中央部からの距離が同じであっても、ローターの中央部からの方位によって材料の可塑化状態が変化し、生成される可塑化材料の可塑化状態や送出量が安定しない虞があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、回転軸を中心に回転し、溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔を有するバレルと、前記ローターと前記バレルとの間に供給された材料を加熱する第１加熱部と、を備え、前記ローターの回転と、前記第１加熱部による加熱によって、前記ローターと前記バレルとの間に供給された前記材料を可塑化して前記連通孔から排出する可塑化装置が提供される。この可塑化装置において、前記第１加熱部は、第１熱源を収容する第１部分と、前記回転軸の軸方向において前記第１部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前記軸方向に見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第１部分とつながる第２部分と、を有し、前記第１熱源による熱が、前記第２部分を介して、前記ローターと前記バレルとの間の前記材料に伝達するように構成されている。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、射出成形装置が提供される。この射出成形装置は、上記第１の形態における可塑化装置と、前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料を成形型に射出する射出ノズルと、を備える。

【0007】

本開示の第３の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、上記第１の形態における可塑化装置と、前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料をステージに向けて吐出する吐出ノズルと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態における射出成形装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における射出成形装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】ローターの溝形成面側の構成を示す斜視図である。

【図4】バレルの対向面側の構成を示す説明図である。

【図5】第１実施形態の第１加熱部の断面を示す図である。

【図6】第１実施形態の第１加熱部の斜視図である。

【図7】第２部分が溝形成面に重なる位置を説明する図である。

【図8】第２実施形態の第１加熱部および第２加熱部の断面を示す図である。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸ断面線における第１加熱部および第２加熱部の断面図である。

【図10】第２部分および第４部分が溝形成面に重なる位置を説明する図である。

【図11】第３実施形態における射出成形装置の概略構成を示す断面図である。

【図12】第４実施形態としての三次元造形装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における射出成形装置１００の概略構成を示す図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。Ｘ軸及びＹ軸は、水平面に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直線に沿った軸である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。

【0010】

射出成形装置１００は、射出ユニット１０５と、材料供給部１１０と、型部１６０と、型締装置１７０と、制御部５００と、を備えている。射出成形装置１００は、射出ユニット１０５によって、材料供給部１１０から供給される材料を可塑化して可塑化材料を生成し、可塑化材料を型部１６０へと射出して成形品を成形する。

【0011】

図２は、射出成形装置１００の概略構成を示す断面図である。図２には、射出成形装置１００の、射出ユニット１０５と、型部１６０と、型締装置１７０と、制御部５００とが示されている。射出ユニット１０５は、可塑化装置１２０と、射出制御部１５０と、射出ノズル１５６とを、備えている。

【0012】

制御部５００は、射出ユニット１０５や型締装置１７０の制御を行う装置である。制御部５００は、例えば、１以上のプロセッサーと主記憶装置と入出力インターフェースとを備えるコンピューターや、複数の回路の組み合わせによって構成される。

【0013】

図１に示した材料供給部１１０は、図２に示した可塑化装置１２０に連通している。材料供給部１１０は、可塑化装置１２０に材料を供給する。本実施形態の材料供給部１１０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部１１０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容される。

【0014】

図２に示すように、可塑化装置１２０は、ローターケース１２１と、駆動モーター１２２と、ローター１３０と、バレル１４０と、逆止弁１４９と、第１加熱部１８０とを、備えている。可塑化装置１２０は、材料供給部１１０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の可塑化材料を生成して射出制御部１５０へと導く。「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料が、ガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性を発現することを意味する。「溶融」とは、熱可塑性を有する材料が融点以上の温度に加熱されて液状になることのみならず、熱可塑性を有する材料が可塑化することをも意味する。なお、本実施形態のローター１３０のことを、「スクロール」や「フラットスクリュー」と呼ぶこともあり、単に「スクリュー」と呼ぶこともある。

【0015】

ローター１３０は、その中心軸ＲＸに沿った方向の高さが直径よりも小さい略円柱形状を有している。ローター１３０は、ローターケース１２１とバレル１４０とによって囲まれた空間に収容されている。ローター１３０は、バレル１４０に対向する面に、溝１３５が設けられた溝形成面１３２を有している。溝形成面１３２は、具体的には、バレル１４０の対向面１４２と対向する。溝形成面１３２には、曲線状の凸条部１３６が形成されている。なお、中心軸ＲＸを、ローター１３０の回転軸と呼ぶこともある。図２において、中心軸ＲＸは一点鎖線で示されている。また、中心軸ＲＸに沿った方向を軸方向と呼ぶこともある。

【0016】

ローター１３０の、溝形成面１３２とは反対側の面には、駆動モーター１２２が接続されている。ローター１３０は、駆動モーター１２２が発生させるトルクによって、回転軸である中心軸ＲＸを中心に回転する。駆動モーター１２２は、制御部５００の制御下で駆動される。なお、駆動モーター１２２は、直接、ローター１３０と接続されていなくてもよい。例えば、ローター１３０と駆動モーター１２２とは、減速機を介して接続されていてもよい。この場合、例えば、遊星歯車機構を有する減速機の遊星ギアに駆動モーター１２２が接続され、太陽ギアにローター１３０が接続されていてもよい。

【0017】

図３は、ローター１３０の溝形成面１３２側の構成を示す斜視図である。図３には、ローター１３０の中心軸ＲＸの位置が一点鎖線で示されている。上述したように、溝形成面１３２には、溝１３５が設けられている。

【0018】

ローター１３０の溝１３５は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝１３５は、中央部１３７から、ローター１３０の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。溝１３５は、インボリュート曲線状や、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面１３２には、溝１３５の側壁部を構成し、各溝１３５に沿って延びている凸条部１３６が設けられている。溝１３５は、ローター１３０の側面１３３に設けられた材料導入口１３４まで連続している。この材料導入口１３４は、溝１３５に材料を受け入れる部分である。材料供給部１１０から供給された材料は、材料導入口１３４を介して、ローター１３０とバレル１４０との間に供給される。

【0019】

ローター１３０の溝形成面１３２の中央部１３７は、溝１３５の一端が接続されている窪みとして構成されている。中央部１３７は、図２に示すように、バレル１４０の対向面１４２に設けられた連通孔１４６に対向する。中央部１３７は、中心軸ＲＸと交差する。

【0020】

本実施形態のローター１３０は、中央部１３７に、連通孔１４６に向けて突出する滞留抑制部１３８を備えている。本実施形態では、滞留抑制部１３８は、略円錐形状を有しており、滞留抑制部１３８の中心軸は、ローター１３０の中心軸ＲＸと略一致する。滞留抑制部１３８の先端は、対向面１４２の連通孔１４６の開口端よりも、連通孔１４６の内部に配置されている。滞留抑制部１３８によって中央部１３７内の可塑化材料は、効率よく連通孔１４６へと導かれるため、可塑化材料の滞留が防止される。可塑化材料の滞留のことを「淀み」と呼ぶこともある。

【0021】

図３には、２つの溝１３５と、２つの凸条部１３６と、を有するローター１３０の例が示されている。ローター１３０に設けられる溝１３５や凸条部１３６の数は、２つには限定されない。ローター１３０には、１つの溝１３５のみが設けられていてもよいし、３以上の複数の溝１３５が設けられていてもよい。また、溝１３５の数に合わせて任意の数の凸条部１３６が設けられてもよい。

【0022】

図３には、材料導入口１３４が２箇所に形成されているローター１３０の例が図示されている。ローター１３０に設けられる材料導入口１３４の数は、２箇所に限定されない。ローター１３０には、材料導入口１３４が１箇所にのみ設けられていてもよいし、３箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。

【0023】

図４は、バレル１４０の対向面１４２側の構成を示す説明図である。上述したように、対向面１４２は、ローター１３０の溝形成面１３２に対向する面である。対向面１４２の中央には、図２に示した射出ノズル１５６に連通する連通孔１４６が設けられている。対向面１４２における連通孔１４６の周りには、複数の案内溝１４４が設けられている。それぞれの案内溝１４４は、一端が連通孔１４６に接続され、連通孔１４６から渦状に延びている。それぞれの案内溝１４４は、可塑化材料を連通孔１４６に導く機能を有している。なお、バレル１４０に案内溝１４４が形成されていなくてもよい。

【0024】

図２に示すように、逆止弁１４９は、連通孔１４６内に設けられている。逆止弁１４９は、連通孔１４６からローター１３０の中央部１３７や溝１３５への、可塑化材料の逆流を抑制する。

【0025】

図２に示すように、第１加熱部１８０は、第１部分１８１と、第２部分１８２と、第１熱源１８３とを、有している。第１加熱部１８０は、第１熱源１８３の熱によって、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料を加熱する。本実施形態では、第１熱源１８３の出力は、制御部５００によって制御される。第１加熱部１８０の構成の詳細については後述する。

【0026】

可塑化装置１２０は、上述したローター１３０の回転および第１加熱部１８０による加熱によって、材料を連通孔１４６に向かって搬送しながら加熱して可塑化材料を生成し、生成した可塑化材料を連通孔１４６から排出する。連通孔１４６内の可塑化材料は、具体的には、射出制御部１５０によって計量され、射出ノズル１５６へと送出される。

【0027】

図２に示すように、射出制御部１５０は、シリンダー１５１と、プランジャー１５２と、プランジャー駆動部１５３とを、備えている。シリンダー１５１は、バレル１４０の連通孔１４６に接続された略円筒状の部材である。プランジャー１５２は、シリンダー１５１の内部を移動する。プランジャー１５２は、モーターやギア等によって構成されたプランジャー駆動部１５３により駆動される。プランジャー駆動部１５３は、制御部５００によって制御される。

【0028】

射出制御部１５０は、制御部５００の制御下で、プランジャー１５２をシリンダー１５１内で摺動させることによって、計量操作と射出操作とを実行する。計量操作とは、連通孔１４６から離れる＋Ｘ方向にプランジャー１５２を移動させることによって、連通孔１４６内の可塑化材料をシリンダー１５１内へと導いて、シリンダー１５１内で計量する操作を指す。射出操作とは、連通孔１４６へ近付く－Ｘ方向にプランジャー１５２を移動させることによって、シリンダー１５１内の可塑化材料を、射出ノズル１５６を介して成形型に射出する操作を指す。

【0029】

上述したように、射出ノズル１５６は、連通孔１４６と連通する。上述した計量操作と射出操作とが実行されることによって、シリンダー１５１内で計量された可塑化材料が、射出制御部１５０から連通孔１４６を介して射出ノズル１５６へと送られ、射出ノズル１５６から型部１６０へと射出される。なお、例えば、射出成形装置１００には、射出ノズル１５６を加温するヒーターが設けられていてもよい。射出ノズル１５６を適切に加温することによって、射出ノズル１５６内における可塑化材料の流動性を保持し、成形品の成形精度を高めることができる。

【0030】

型部１６０は、成形型１６１を有している。射出ノズル１５６へと送られた可塑化材料は、射出ノズル１５６から成形型１６１のキャビティーＣｖへと射出される。具体的には、成形型１６１は、互いに対面する可動型１６２および固定型１６３を有し、両者の間にキャビティーＣｖを有している。キャビティーＣｖは、成形品の形状に相当する空間である。本実施形態では、可動型１６２及び固定型１６３は、金属材料によって形成されている。尚、可動型１６２及び固定型１６３は、セラミックス材料や樹脂材料によって形成されてもよい。

【0031】

型締装置１７０は、型駆動部１７１と、ボールネジ部１７２とを備えている。型駆動部１７１は、モーターやギア等によって構成され、ボールネジ部１７２を介して可動型１６２に接続されている。型駆動部１７１の駆動は、制御部５００によって制御される。ボールネジ部１７２は、型駆動部１７１の駆動による動力を可動型１６２に伝達する。型締装置１７０は、制御部５００の制御下で、型駆動部１７１およびボールネジ部１７２によって可動型１６２を移動させることによって、型部１６０の開閉を行う。

【0032】

図５は、第１加熱部１８０の断面を示す図である。図６は、第１加熱部１８０の斜視図である。なお、図６では、構成の理解を容易にするために、射出ノズル１５６は省略されている。また、図６では、第１熱源１８３の一部が破線によって示されている。

【0033】

図２及び図５に示すように、本実施形態の第１加熱部１８０は、バレル１４０の下部に配置されている。上述したように、第１加熱部１８０は、第１部分１８１と第２部分１８２と第１熱源１８３とを備えている。

【0034】

第１部分１８１は、第１熱源１８３を収容している。具体的には、第１部分１８１は、第１収容部１８５と、第１連続部１８６とを有している。第１収容部１８５は、第１熱源１８３を収容する部分である。第１連続部１８６は、第１部分１８１の第１収容部１８５と第２部分１８２とをつなぐ部分である。すなわち、本実施形態では、第１部分１８１と第２部分１８２とは、第１連続部１８６を介してつながっている。

【0035】

図５及び図６に示すように、本実施形態の第１部分１８１の第１収容部１８５は、軸方向であるＹ方向に沿った高さが小さい扁平な四角柱形状を有している。第１収容部１８５には、第１収容部１８５をＺ方向に貫通する４つの第１貫通孔１８４が設けられている。４つの第１貫通孔１８４は、それぞれ、略円柱形状を有し、Ｘ方向に沿って配列されている。また、第１収容部１８５をＹ方向に沿って見たときの第１収容部１８５の中央部分には、第１収容部１８５をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ１ａが形成されている。

【0036】

図２及び図５に示すように、本実施形態の第１部分１８１は、バレル１４０に接することなく、バレル１４０の＋Ｙ方向に配置されている。より詳細には、第１部分１８１とバレル１４０及びローター１３０との間には、断熱部１８７が設けられている。具体的には、断熱部１８７として、第１部分１８１とバレル１４０との間に空隙が設けられている。

【0037】

第１熱源１８３は、第１部分１８１に収容される、第１加熱部１８０の熱源である。本実施形態では、第１熱源１８３は、第１収容部１８５に収容されている。なお、図６では、第１熱源１８３のうち、第１収容部１８５に収容され外部に露出していない部分が破線によって示されている。図６に示すように、本実施形態の第１熱源１８３は、棒状のヒーターである。具体的には、第１熱源１８３は、上述した第１貫通孔１８４の形状に対応する略円柱形状を有している。第１熱源１８３は、第１貫通孔１８４それぞれに１本ずつ挿入されることによって、第１収容部１８５に収容される。なお、例えば、第１収容部１８５に対して第１熱源１８３が脱着可能に構成されていてもよい。

【0038】

図５及び図６に示すように、第２部分１８２は、軸方向であるＹ方向に沿った高さが小さい扁平な略円柱形状を有している。第２部分１８２をＹ方向に沿って見たときの第２部分１８２の中央部分には、第２部分１８２をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ１ｃが形成されている。図２及び図５に示すように、第２部分１８２は、軸方向であるＹ方向において、第１部分１８１よりも溝形成面１３２の近くに配置されている部分である。本実施形態の第２部分１８２は、その一部がバレル１４０内に埋設されることによって固定されている。

【0039】

図５および図６に示すように、本実施形態の第１連続部１８６は、第１収容部１８５と第２部分１８２との間に配置された部分であり、略円錐台形状を有している。第１連続部１８６をＹ方向に沿って見たときの第１連続部１８６の中央部分には、第１連続部１８６をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ１ｂが形成されている。

【0040】

図５及び図６に示すように、第１加熱部１８０には、第１加熱部１８０をＹ方向に貫通する空間ＳＰ１が設けられている。具体的には、上述した、第１部分１８１に設けられた空間ＳＰ１ａおよび空間ＳＰ１ｂと、第２部分１８２に設けられた空間ＳＰ１ｃと、が連通することによって、空間ＳＰ１が形成されている。本実施形態では、この空間ＳＰ１には、射出ノズル１５６が挿通されている。従って、射出ノズル１５６のＹ方向における少なくとも一部において、射出ノズル１５６のＸ方向およびＺ方向の周囲が、第１部分１８１によって囲まれている。これによって、第１部分１８１に収容された第１熱源１８３の熱が射出ノズル１５６へと伝わるため、第１熱源１８３の熱によって射出ノズル１５６を加温することができる。また、例えば、射出ノズル１５６を加温するノズルヒーターが設けられている場合には、ノズルヒーターの出力を抑えつつ射出ノズル１５６を加温できるため、射出成形装置１００全体の熱効率を高めることができる。なお、本実施形態では、射出ノズル１５６と第１部分１８１との間には隙間Ｇｐ１が設けられている。隙間Ｇｐ１が設けられることによって、第１加熱部１８０から射出ノズル１５６への過度な伝熱が抑制され、射出ノズル１５６の温度が高まりすぎることが抑制される。

【0041】

第１加熱部１８０は、上述した構成により、第１熱源１８３による熱を、第２部分１８２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料に伝達するように構成されている。具体的には、本実施形態では、第１熱源１８３による熱は、まず、第１熱源１８３を収容する第１部分１８１へと伝わる。第１部分１８１へ伝わった熱は、第２部分１８２へと伝わる。第２部分１８２へ伝わった熱は、バレル１４０へと伝わり、更に、バレル１４０の対向面１４２へと伝わる。これによって、第１熱源１８３による熱は、ローター１３０とバレル１４０との間に伝わり、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料へと伝わる。

【0042】

なお、上述したように、本実施形態では、第１部分１８１とバレル１４０及びローター１３０との間には、断熱部１８７が設けられている。そのため、第１熱源１８３からローター１３０とバレル１４０との間の材料への、第２部分１８２を介さない伝熱が抑制される。また、図２に示すように、本実施形態では、第１部分１８１の周囲全体に空隙が設けられているため、射出成形装置１００を構成する種々の部品への意図しない伝熱による熱的影響が抑制される。

【0043】

また、上述したように、本実施形態の第２部分１８２は、その一部がバレル１４０内に埋設されている。これに対して、他の実施形態では、第２部分１８２はバレル１４０に埋設されていなくてもよく、例えば、バレル１４０の対向面１４２と反対側の面に＋Ｙ方向から接するように、接着剤やボルトを介して固定されていてもよいし、溶接されていてもよい。この場合であっても、第１熱源１８３による熱は、第２部分１８２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料へと伝わる。

【0044】

本実施形態では、第１加熱部１８０を構成する第１部分１８１と第２部分１８２とは、ステンレス鋼によって一体に成形されている。他の実施形態では、第１加熱部１８０がステンレス鋼によって形成されていなくてもよく、例えば、他の金属等によって構成されていてもよい。例えば、ローター１３０やバレル１４０がステンレス鋼によって形成され、第１加熱部１８０がステンレスよりも高い熱伝導率を有するアルミニウムによって形成されてもよい。この場合、第１加熱部１８０は、第１熱源１８３による熱を、第２部分１８２を介して、より効率良く材料へと伝達できる。また、第１加熱部１８０を構成する第１部分１８１や第２部分１８２が、それぞれ別体で構成され、別体で構成された部材同士がボルトや接着剤によって固定されていてもよい。この場合、第１部分１８１と第２部分１８２とが、それぞれ異なる材料によって形成されていてもよい。同様に、第１部分１８１を構成する第１収容部１８５と第１連続部１８６とが、それぞれ別体で構成されてもよいし、それぞれ異なる材料によって形成されていてもよい。この場合、例えば、第１連続部１８６を、高い熱伝導率を有する材料によって形成することで、第１熱源１８３の熱を、第１連続部１８６を介して効率的に第２部分１８２へと伝達できる。

【0045】

図７は、第２部分１８２が溝形成面１３２に重なる位置を説明する図である。図７には、溝形成面１３２を、軸方向であるＹ方向に沿って、バレル１４０側から見たときの様子が示されている。図７には、軸方向に沿って見たときに、溝形成面１３２と連通孔１４６とが重なる位置が破線で示され、溝形成面１３２と第２部分１８２とが重なる位置が一点鎖線および網点模様のハッチングによって示されている。なお、図７では、構成の理解を容易にするために、滞留抑制部１３８は省略されている。

【0046】

図７に示すように、第２部分１８２は、軸方向であるＹ方向に沿って見たときに、連通孔１４６を囲う形状を有している。具体的には、本実施形態の第２部分１８２は、Ｙ方向に沿って見たときに円環形状を有している。連通孔１４６は、Ｙ方向に沿って見たときに、この第２部分１８２の円環内に配置されている。上述したように、第１熱源１８３の熱は第２部分１８２を介してバレル１４０の対向面１４２に伝達されるため、対向面１４２における熱分布は、Ｙ方向に沿って見たときに連通孔１４６の中心を囲う分布となる。これによって、対向面１４２において、ローター１３０の周方向における温度ムラが抑制される。

【0047】

図７に示すように、本実施形態の溝形成面１３２は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２を有している。第２領域Ｒ２は、軸方向であるＹ方向に沿って見たときに、第１領域Ｒ１よりも連通孔１４６から遠い領域である。具体的には、溝形成面１３２をＹ方向に沿って見たときに、溝形成面１３２における、境界ＢＲよりも内側の領域が第１領域Ｒ１であり、境界ＢＲよりも外側の領域が第２領域Ｒ２である。図７に示すように、第２部分１８２は、Ｙ方向に沿って見たときに、第１領域Ｒ１と重なるのに対し、第２領域Ｒ２とは重ならない。これによって、対向面１４２をＹ方向に沿って見たときの、対向面１４２の第１領域Ｒ１と重なる部分には、対向面１４２の第２領域Ｒ２と重なる部分よりも、第１熱源１８３の熱が第２部分１８２を介して伝わりやすいため、対向面１４２の第１領域Ｒ１と重なる部分の温度が高くなりやすい。そのため、材料の可塑化時に、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の外周部分における材料の流動性が、ローター１３０の中央部１３７における材料の流動性より低く保たれやすく、材料をローター１３０の中心に向かって搬送する搬送力が得られやすい。

【0048】

以上で説明した可塑化装置１２０によれば、第１部分１８１に収容された第１熱源１８３による熱が、軸方向に沿って見たときに連通孔１４６を囲う形状を有する第２部分１８２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間の材料に伝達するように構成されている。これによって、軸方向に沿って見たときに、ローター１３０とバレル１４０との間における熱分布が、連通孔１４６を囲う第２部分１８２の形状に対応した分布となるため、ローター１３０の周方向における温度ムラが抑制されやすい。そのため、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。

【0049】

また、本実施形態では、第２部分１８２は、軸方向に沿って見たときに円環形状を有している。そのため、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の周方向における温度ムラがより抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量がより安定する。

【0050】

また、本実施形態では、第１熱源１８３は、棒状のヒーターである。これによって、第１熱源１８３が棒状の形状を有している場合でも、ローター１３０とバレル１４０との間における熱分布が第２部分１８２の形状に対応した分布となる。そのため、第１熱源１８３の調達に要するコストを削減でき、かつ、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の周方向における温度ムラを抑制できる。

【0051】

また、本実施形態では、第１部分１８１とローター１３０及びバレル１４０との間に、断熱部１８７が設けられている。これによって、第１部分１８１に収容された第１熱源１８３の熱は、第２部分１８２を介してローター１３０とバレル１４０との間により伝達されやすくなる。そのため、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の周方向における温度ムラがより抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量がより安定する。

【0052】

また、本実施形態では、断熱部１８７には空隙が設けられている。そのため、簡易な構成によって、第１部分１８１とローター１３０及びバレル１４０との間における伝熱を抑制できる。

【0053】

また、本実施形態では、軸方向に沿って見たときに、第１加熱部１８０の第２部分１８２と溝形成面１３２の第１領域Ｒ１とが重なり、第２部分１８２と溝形成面１３２の第２領域Ｒ２とは重ならない。これによって、材料の可塑化時に、ローター１３０とバレル１４０との間における、軸方向に沿って見たときに第１領域Ｒ１と重なる部分の温度が第２領域Ｒ２と重なる部分の温度よりも高くなりやすい。従って、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の外周部分における材料の流動性がローター１３０の中心部における材料の流動性より低く保たれやすい。そのため、材料をローター１３０の中心に向かって搬送する搬送力が得られやすく、生成される可塑化材料の量がより安定する。

【0054】

また、本実施形態の射出成形装置１００では、射出ノズル１５６は、射出ノズル１５６の軸方向における少なくとも一部において、第１部分１８１によって囲まれている。そのため、第１加熱部１８０によって射出ノズル１５６を加温することで射出ノズル１５６内における可塑化材料の流動性を保持し、成形品の成形精度を高めることができる。

【0055】

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態における第１加熱部１８０ｂおよび第２加熱部１９０の断面を示す図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面線における第１加熱部１８０ｂおよび第２加熱部１９０の断面図である。図８および図９に示すように、本実施形態の可塑化装置１２０ｂは、第１加熱部１８０ｂに加え、第２加熱部１９０を備えている。なお、第２実施形態の射出成形装置１００や可塑化装置１２０ｂの構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

【0056】

本実施形態では、第１実施形態と異なり、第１部分１８１ｂは第１収容部１８５ｂをＹ方向に貫通する略四角柱状の空間ＳＰ３ａと、第１連続部１８６ｂをＹ方向に貫通する略円柱状の空間ＳＰ３ｂと、を有し、第２部分１８２ｂは第２部分１８２ｂをＹ方向に貫通する略円柱状の空間ＳＰ３ｃを有している。空間ＳＰ３ａと空間ＳＰ３ｂと空間ＳＰ３ｃとによって、第１加熱部１８０ｂをＹ方向に貫通する空間ＳＰ３が形成されている。

【0057】

第１熱源１８３ｂは、第１実施形態と同様に、第１部分１８１ｂの第１収容部１８５ｂに収容されている。図８に示すように、本実施形態では、第１収容部１８５ｂには２つの第１貫通孔１８４が設けられており、それぞれの第１貫通孔１８４に、棒状のヒーターである第１熱源１８３ｂが１本ずつ挿入されている。

【0058】

第２加熱部１９０は、第３部分１９１と、第４部分１９２と、第２熱源１９３と、を有している。図８および図９に示すように、本実施形態の第２加熱部１９０は、第１加熱部１８０ｂに囲まれるように配置されている。具体的には、第２加熱部１９０は、上述した空間ＳＰ３内に配置されている。また、図８および図９に示すように、本実施形態の第１加熱部１８０ｂと第２加熱部１９０とは、互いに隙間を介して配置されている。これによって、第１加熱部１８０ｂと第２加熱部１９０との間における伝熱が抑制される。第１加熱部１８０ｂと第２加熱部１９０との間には、例えば、グラスウール等の断熱材が設けられていてもよい。

【0059】

第３部分１９１は、第２熱源１９３を収容している。具体的には、第３部分１９１は、第２収容部１９５と、第２連続部１９６とを有している。第２収容部１９５は、第２熱源１９３を収容する部分である。第２連続部１９６は、第３部分１９１の第２収容部１９５と第４部分１９２とをつなぐ部分である。すなわち、本実施形態では、第３部分１９１と第４部分１９２とは、第２連続部１９６を介してつながっている。

【0060】

本実施形態の第３部分１９１の第２収容部１９５は、軸方向であるＹ方向に沿った高さが小さい扁平な四角柱形状を有している。図８および図９に示すように、第２収容部１９５には、第２収容部１９５をＺ方向に貫通する２つの第２貫通孔１９４が設けられている。２つの第２貫通孔１９４は、それぞれ、略円柱形状を有し、Ｘ方向に沿って配列されている。また、第２収容部１９５をＹ方向に見たときの中央部分には、第２収容部１９５をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ２ａが形成されている。

【0061】

第３部分１９１とバレル１４０及びローター１３０との間には空隙が設けられており、第３部分１９１はバレル１４０に接することなく、バレル１４０の＋Ｙ方向に配置されている。

【0062】

第２熱源１９３は、第３部分１９１に収容される、第２加熱部１９０の熱源である。本実施形態では、第２熱源１９３は、第２収容部１９５に収容されている。図８および図９に示すように、本実施形態の第２熱源１９３は、第１熱源１８３ｂと同様に、棒状のヒーターである。第２熱源１９３は、上述した第２貫通孔１９４の形状に対応する略円柱形状を有しており、第２貫通孔１９４に１本ずつ挿入されている。本実施形態では、第２熱源１９３の出力は、制御部５００によって制御される。なお、本実施形態の第２貫通孔１９４のＺ方向の長さは第１貫通孔１８４のＺ方向の長さよりも短く、第２熱源１９３のＺ方向の長さは第１熱源１８３ｂのＺ方向の長さよりも短い。また、例えば、第２収容部１９５に対して第２熱源１９３が脱着可能に構成されていてもよい。

【0063】

第４部分１９２は、軸方向であるＹ方向に沿った高さが小さい扁平な略円柱形状を有している。第４部分１９２をＹ方向に沿って見たときの第４部分１９２の中央部分には、第４部分１９２をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ２ｃが形成されている。図８に示すように、第４部分１９２は、軸方向であるＹ方向において、第３部分１９１よりも溝形成面１３２の近くに配置されている部分である。図８に示すように、本実施形態の第４部分１９２は、第２部分１８２ｂと同様に、その一部がバレル１４０内に埋設されることによって固定されている。

【0064】

第２連続部１９６は、第３部分１９１と第４部分１９２との間に配置された部分であり、略円錐台形状を有している。第２連続部１９６をＹ方向に沿って見たときの第２連続部１９６の中央部分には、第２連続部１９６をＹ方向に貫通する略円柱形状の空間ＳＰ２ｂが形成されている。

【0065】

図８に示すように、第２加熱部１９０には、第２加熱部１９０をＹ方向に貫通する空間ＳＰ２が設けられている。具体的には、上述した、第３部分１９１に設けられた空間ＳＰ２ａおよび空間ＳＰ２ｂと、第４部分１９２に設けられた空間ＳＰ２ｃと、が連通することによって、空間ＳＰ２が形成されている。本実施形態では、この空間ＳＰ２には、射出ノズル１５６が挿通されている。なお、図９に示すように、射出ノズル１５６と第２加熱部１９０との間には隙間が形成されている。

【0066】

本実施形態の第２加熱部１９０は、第３部分１９１と第４部分１９２とがステンレス鋼によって一体に成形されて構成されている。他の実施形態では、第２加熱部１９０は、例えば、アルミ等の他の金属等によって構成されていてもよい。また、第３部分１９１と第４部分１９２とが、それぞれ別体で構成されていてもよいし、それぞれ異なる材料によって形成されていてもよい。同様に、第３部分１９１を構成する第２収容部１９５と第２連続部１９６とが、それぞれ別体で構成されてもよいし、それぞれ異なる材料によって形成されていてもよい。

【0067】

第２加熱部１９０は、上述した構成により、第２熱源１９３による熱を、第４部分１９２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料に伝達するように構成されている。具体的には、第２熱源１９３による熱は、まず、第２熱源１９３を収容する第３部分１９１へと伝わる。第３部分１９１へ伝わった熱は、第４部分１９２へと伝わる。第４部分１９２へ伝わった熱は、バレル１４０へと伝わり、更に、バレル１４０の対向面１４２へと伝わる。これによって、第２熱源１９３による熱は、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料へと伝わる。

【0068】

なお、上述したように、本実施形態の第３部分１９１とバレル１４０およびローター１３０との間には隙間が設けられているため、第２熱源１９３からローター１３０とバレル１４０との間の材料への、第４部分１９２を介さない伝熱が抑制される。

【0069】

図１０は、第２部分１８２ｂおよび第４部分１９２が溝形成面１３２に重なる位置を説明する図である。図１０には、図７と同様に、溝形成面１３２を、軸方向であるＹ方向に沿って、バレル１４０側から見たときの様子が示されている。図１０には、連通孔１４６が重なる位置と第２部分１８２ｂが重なる位置とが図７と同様に示されているのに加え、第４部分１９２が重なる位置が一点鎖線および網点模様のハッチングによって示されている。

【0070】

図１０に示すように、第４部分１９２は、第２部分１８２ｂと同様に、軸方向であるＹ方向に沿って見たときに、バレル１４０の連通孔１４６を囲う形状を有している。また、第４部分１９２は、Ｙ方向に沿って見たときに、第２部分１８２ｂよりも連通孔１４６に近い位置に位置している。具体的には、本実施形態において、第２部分１８２ｂは、溝形成面１３２の第２領域Ｒ２と重なり第１領域Ｒ１と重ならない円環形状を有しており、第４部分１９２は、第１領域Ｒ１と重なり第２領域Ｒ２と重ならない円環形状を有している。また、連通孔１４６は、Ｙ方向に沿って見たときに第４部分１９２の円環内に配置されており、連通孔１４６を囲う第４部分１９２は、Ｙ方向に沿って見たときに第２部分１８２ｂの円環内に配置されている。

【0071】

上述した第１加熱部１８０ｂの第１熱源１８３ｂと、第２加熱部１９０の第２熱源１９３とは、それぞれ個別に制御可能に構成されている。第１熱源１８３ｂと第２熱源１９３とは、制御部５００によって、それぞれ個別に制御される。上述したように、本実施形態では、第１熱源１８３ｂの熱は第２部分１８２ｂを介してバレル１４０の対向面１４２へと伝わり、第２熱源１９３の熱は第４部分１９２を介して対向面１４２へと伝わる。そのため、制御部５００は、第１熱源１８３ｂと第２熱源１９３とを個別に制御することによって、ローター１３０とバレル１４０との間において、例えば、ローター１３０の中央部１３７に近い部分の温度を、ローター１３０の中央部１３７から遠い部分の温度よりも高めることができる。なお、制御部５００は、例えば、対向面１４２の第１領域Ｒ１と重なる部分や第２領域Ｒ２と重なる部分の温度を熱電対等で構成された温度センサーによって取得し、取得した温度に応じて第１熱源１８３ｂと第２熱源１９３とを制御してもよい。

【0072】

以上で説明した第２実施形態の可塑化装置１２０ｂによっても、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の周方向における温度ムラが抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。特に本実施形態では、第２加熱部１９０の第４部分１９２は、軸方向に沿って見たときに第１加熱部１８０ｂの第２部分１８２ｂよりも連通孔１４６に近い位置に位置し、第１加熱部１８０ｂの第１熱源１８３ｂと、第２加熱部１９０の第２熱源１９３とは、それぞれ個別に制御可能に構成されている。これによって、第１熱源１８３ｂと第２熱源１９３とをそれぞれ個別に制御することで、ローター１３０とバレル１４０との間において、ローター１３０の中央部１３７により近い部分の温度と中央部１３７からより遠い部分の温度とを異ならせることができる。そのため、例えば、ローター１３０の中央部１３７により近い部分の温度を、中央部１３７からより遠い部分の温度よりも高く制御することによって、生成される可塑化材料の量をより安定させることができる。

【0073】

なお、第２実施形態では、第２加熱部１９０の第３部分１９１は、軸方向に沿って見たときに、第１加熱部１８０ｂの第１部分１８１ｂよりも連通孔１４６に近い位置に位置している。これに対して、他の実施形態では、第３部分１９１は、軸方向に沿って見たときに、第１部分１８１ｂよりも連通孔１４６に近い位置に位置していなくてもよい。例えば、第２加熱部１９０が第１加熱部１８０ｂに対して－Ｙ方向から挿入され、Ｘ方向およびＹ方向において第１部分１８１ｂよりも大きな寸法を有するように形成された第３部分１９１が、第１部分１８１ｂの－Ｙ方向に位置するように構成されていてもよい。この場合であっても、第２加熱部１９０の第４部分１９２が軸方向に沿って見たときに第１加熱部１８０ｂの第２部分１８２ｂよりも連通孔１４６に近い位置に位置し、第１熱源１８３ｂと第２熱源１９３とがそれぞれ個別に制御可能に構成されていることによって、生成される可塑化材料の量をより安定させることができる。

【0074】

Ｃ．第３実施形態：
図１１は、第３実施形態における射出成形装置１００の概略構成を示す断面図である。本実施形態の第１加熱部１８０ｃは、第１実施形態と異なり、バレル１４０ｃ内に設けられている。なお、第３実施形態の射出成形装置１００や可塑化装置１２０ｃの構成のうち、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様である。

【0075】

本実施形態のバレル１４０ｃには、空間ＳＰ４が形成されている。空間ＳＰ４は、バレル１４０ｃ内部に形成された略円柱状の空間である。本実施形態の第１加熱部１８０ｃは、この空間ＳＰ４内に配置されている。第１加熱部１８０ｃの第１部分１８１とバレル１４０ｃとの間には、第１実施形態と同様に断熱部１８７ｃが設けられている。具体的には、本実施形態の断熱部１８７ｃは、第１部分１８１の外縁を覆うように配置されている。本実施形態の断熱部１８７ｃはグラスウール等の断熱材によって構成されている。なお、断熱部１８７ｃには、例えば、第１実施形態と同様に空隙が設けられていてもよい。

【0076】

以上で説明した第３実施形態の可塑化装置１２０ｃによっても、ローター１３０の周方向における温度ムラが抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。特に本実施形態では、第１加熱部１８０ｃをバレル１４０ｃ内に設ける場合であっても、生成される可塑化材料の可塑化状態や量を安定させることができる。

【0077】

Ｄ．第４実施形態：
図１２は、第４実施形態としての三次元造形装置１０の概略構成を示す説明図である。三次元造形装置１０は、吐出ノズル６１、材料供給部１１０、可塑化装置１２０、ステージ３００、移動機構４００、及び、制御部５００ｄを備えている。本実施形態の三次元造形装置１０は、材料供給部１１０から供給された材料を可塑化装置１２０によって可塑化し、可塑化した材料を吐出ノズル６１からステージ３００に向けて吐出する。

【0078】

移動機構４００は、吐出ノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変更可能に構成されている。本実施形態では、移動機構４００は、吐出ノズル６１を移動させることなく、ステージ３００を移動させる。移動機構４００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ３００をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。移動機構４００は制御部５００ｄによって制御される。なお、他の実施形態では、ステージ３００を移動させることなく、吐出ノズル６１を移動させることによって、吐出ノズル６１とステージ３００との相対的な位置を変更してもよい。また、移動機構４００は、吐出ノズル６１とステージ３００との両方を移動させてもよい。

【0079】

制御部５００ｄは、制御部５００と同様に、コンピューター等によって構成される。制御部５００ｄは、予め取得した造形データに従って移動機構４００および可塑化装置１２０を制御することにより、吐出ノズル６１からステージ３００上の任意の位置に、可塑化した材料を吐出させることで、三次元造形物を造形する。なお、三次元造形物のことを、単に造形物と呼ぶこともある。

【0080】

可塑化装置１２０は、第１実施形態と同様に、駆動モーター１２２と、駆動モーター１２２によって回転軸を中心に回転するローター１３０と、バレル１４０と、第１加熱部１８０と、を備えている。可塑化装置１２０は、第１実施形態と同様に、ローター１３０の回転と、第１加熱部１８０による加熱によって、材料を連通孔１４６に向かって搬送しながら加熱して材料を可塑化し、連通孔１４６から排出する。連通孔１４６から排出された可塑化材料は、吐出ノズル６１へと流れる。

【0081】

なお、三次元造形装置１０には、吐出ノズル６１を加温するノズルヒーターが設けられていてもよい。吐出ノズル６１を適切に加温することによって、吐出ノズル６１内における可塑化材料の流動性を保持し、造形物の造形精度を高めることができる。

【0082】

第１加熱部１８０は、第１実施形態と同様に、第１部分１８１と、第２部分１８２と、第１熱源１８３とを、有している。なお、本実施形態の第１部分１８１は、バレル１４０に接することなく、バレル１４０の－Ｚ方向に配置されている。第１部分１８１の第１収容部１８５には、Ｙ方向に延在し、Ｘ方向に沿って配列された４つの第１貫通孔１８４が設けられている。第１熱源１８３は、第１実施形態と同様に、この第１貫通孔１８４に収容されている。

【0083】

本実施形態においても、第１加熱部１８０は、第１実施形態と同様に、第１熱源１８３による熱を、第２部分１８２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料に伝達するように構成されている。

【0084】

なお、図１２に示すように、本実施形態では、第１加熱部１８０の空間ＳＰ１には、吐出ノズル６１が挿通されている。従って、吐出ノズル６１の周囲が、軸方向であるＺ方向の一部において、第１部分１８１によって囲まれている。これによって、第１部分１８１に収容された第１熱源１８３の熱が吐出ノズル６１へと伝わるため、第１熱源１８３の熱によって吐出ノズル６１を加温することができる。また、例えば、吐出ノズル６１を加温するノズルヒーターが設けられている場合であっても、ノズルヒーターの出力を抑えつつ吐出ノズル６１を加温できるため、三次元造形装置１０全体の熱効率を高めることができる。なお、本実施形態では、吐出ノズル６１と第１部分１８１との間には隙間Ｇｐ２が設けられている。隙間Ｇｐ２が設けられることによって、第１加熱部１８０から吐出ノズル６１への過度な伝熱が抑制され、吐出ノズル６１の温度が高まりすぎることが抑制される。

【0085】

以上で説明した第４実施形態の三次元造形装置１０によれば、第１実施形態と同様に可塑化装置１２０を有し、可塑化装置１２０は、第１部分１８１に収容された第１熱源１８３による熱が、軸方向に見て連通孔１４６を囲う形状を有する第２部分１８２を介して、ローター１３０とバレル１４０との間の材料に伝達するように構成されている。これによって、軸方向に沿って見たときに、ローター１３０とバレル１４０との間における熱分布が、連通孔１４６を囲う第２部分１８２に対応した分布となるため、ローター１３０の周方向における温度ムラが抑制されやすい。そのため、可塑化材料の可塑化状態や可塑化量が安定する。

【0086】

また、本実施形態の三次元造形装置１０では、吐出ノズル６１の周囲は、吐出ノズル６１の軸方向における少なくとも一部において、第１部分１８１によって囲まれている。そのため、第１加熱部１８０によって吐出ノズル６１を加温することで吐出ノズル６１内における可塑化材料の流動性を保持し、造形物の造形精度を高めることができる。

【0087】

Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ－１）上記実施形態では、第１加熱部１８０は、バレル１４０に配置されている。これに対して、第１加熱部１８０は、バレル１４０ではなく、ローター１３０に配置されてもよい。例えば、第２部分１８２の一部がローター１３０に接するように配置されてもよいし、第２部分１８２がローター１３０に埋設されて配置されてもよい。また、第１加熱部１８０がローター１３０内に配置されてもよい。この場合、第１熱源１８３による熱は、第２部分１８２を介してローター１３０へと伝わり、更に、溝形成面１３２へと伝わる。これによって、ローター１３０とバレル１４０との間に伝わり、ローター１３０とバレル１４０との間に供給された材料へと伝わる。

【0088】

（Ｅ－２）上記実施形態では、第２部分１８２は、軸方向に沿って見たときに円環形状を有している。これに対して、第２部分１８２は、軸方向に沿って見たときに円環形状を有していなくてもよい。例えば、第２部分１８２を軸方向に沿って見たときの第２部分１８２の外周縁や内周縁が、３以上の角を有する多角形によって構成されていてもよい。また、第２部分１８２を軸方向に沿って見たときの第２部分１８２の外周縁や内周縁の形状が、例えば、直線と曲線とを組み合わせた形状であってもよい。更に、第２部分１８２を軸方向に見たときの第２部分１８２の外周縁と内周縁とが、相似の形状を有していなくてもよい。なお、同様に、第４部分１９２は、軸方向に沿って見たときに円環形状を有していなくてもよい。

【0089】

（Ｅ－３）上記実施形態では、第１熱源１８３は棒状のヒーターである。これに対して、第１熱源１８３は、棒状のヒーターでなくてもよい。第１熱源１８３は、例えば、他の形状のヒーターであってもよい。同様に、第２熱源１９３は棒状のヒーターでなくてもよい。

【0090】

（Ｅ－４）上記実施形態では、第１部分１８１とローター１３０及びバレル１４０との間に断熱部１８７として空隙が設けられている。これに対して、断熱部１８７に空隙が設けられていなくてもよい。例えば、断熱部１８７は、第１部分１８１とローター１３０及びバレル１４０とを断熱するための、グラスウール等の断熱材によって構成されていてもよい。また、第１部分１８１とローター１３０及びバレル１４０との間に断熱部１８７が設けられていなくてもよく、第１部分１８１とローター１３０またはバレル１４０とが直接、接していてもよい。

【0091】

（Ｅ－５）上記実施形態では、第２部分１８２は、軸方向に沿って見たときに、第１領域Ｒ１と重なり、第２領域Ｒ２とは重ならない。これに対して、第２部分１８２は、例えば、軸方向に沿って見たときに、第１領域Ｒ１と重なっていなくてもよいし、また、第２領域Ｒ２と重なっていてもよい。この場合、第２部分１８２は、例えば、軸方向に沿って見たときに、溝形成面１３２の外周縁と重なるように配置されていてもよい。

【0092】

（Ｅ－６）上記実施形態では、射出ノズル１５６の軸方向における少なくとも一部において、射出ノズル１５６の周囲は、第１部分１８１によって囲まれている。これに対して、射出ノズル１５６は、第１部分１８１によって囲まれていなくてもよい。同様に、吐出ノズル６１は、第１部分１８１によって囲まれていなくてもよい。

【0093】

（Ｅ－７）上記実施形態では、第１部分１８１は第１連続部１８６を有している。これに対して、第１部分１８１は第１連続部１８６を有していなくてもよい。例えば、第１部分１８１の第１収容部１８５に相当する部分と、第２部分１８２とが、直接、つながっていてもよい。また、例えば、第２部分１８２が、第１部分１８１と第２部分１８２とをつなぐ連続部分を有し、この連続部分によって第１部分１８１と第２部分１８２とがつながっていてもよい。同様に、第３部分１９１は第２連続部１９６を有していなくてもよい。

【0094】

Ｆ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態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形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示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。

【0095】

（１）本開示の第１の形態によれば、回転軸を中心に回転し、溝が形成された溝形成面を有するローターと、前記溝形成面に対向し、連通孔を有するバレルと、前記ローターと前記バレルとの間に供給された材料を加熱する第１加熱部と、を備え、前記ローターの回転と、前記第１加熱部による加熱によって、前記ローターと前記バレルとの間に供給された前記材料を可塑化して前記連通孔から排出する可塑化装置が提供される。この可塑化装置において、前記第１加熱部は、第１熱源を収容する第１部分と、前記回転軸の軸方向において前記第１部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前記軸方向に沿って見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第１部分とつながる第２部分と、を有し、前記第１熱源による熱が、前記第２部分を介して、前記ローターと前記バレルとの間の前記材料に伝達するように構成されている。
このような形態によれば、軸方向に沿って見たときに、ローターとバレルとの間における熱分布が、連通孔を囲う第２部分の形状に対応した分布となるため、ローターの周方向における温度ムラが抑制されやすい。そのため、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。

【0096】

（２）上記形態の可塑化装置において、前記第２部分は、前記軸方向に沿って見たときに円環形状を有していてもよい。このような形態によれば、ローターとバレルとの間において、ローターの周方向における温度ムラがより抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量がより安定する。

【0097】

（３）上記形態の可塑化装置において、前記第１熱源は、棒状のヒーターであってもよい。このような形態によれば、第１熱源が棒状の形状を有している場合でも、ローターとバレルとの間における熱分布が第２部分の形状に対応した分布となる。そのため、第１熱源１８３の調達に要するコストを削減し、かつ、ローターとバレルとの間において、ローターの周方向における温度ムラを抑制できる。

【0098】

（４）上記形態の可塑化装置において、前記第１部分と前記ローター及び前記バレルとの間に断熱部を有していてもよい。このような形態によれば、第１部分に収容された第１熱源の熱は、第２部分を介してローターとバレルとの間により伝達されやすくなる。そのため、ローターとバレルとの間において、ローターの周方向における温度ムラがより抑制され、生成される可塑化材料の可塑化状態や量がより安定する。

【0099】

（５）上記形態の可塑化装置において、前記断熱部には空隙が設けられていてもよい。このような形態によれば、簡易な構成によって、第１部分とローター及びバレルとの間における伝熱を抑制できる。

【0100】

（６）上記形態の可塑化装置において、前記溝形成面は、前記軸方向に沿って見たときに、第１領域と、第１領域よりも前記連通孔から遠い第２領域と、を有し、前記第２部分は、前記軸方向に沿って見たときに、前記第１領域と重なり、前記第２領域と重ならなくてもよい。このような形態によれば、材料の可塑化時に、ローターとバレルとの間において、軸方向に沿って見たときに第１領域と重なる部分の温度が第２領域と重なる部分の温度よりも高くなりやすいため、ローターの外周部分における材料の流動性がローターの中心部における材料の流動性より低く保たれやすい。そのため、材料をローターの中心に向かって搬送する搬送力が得られやすく、生成される可塑化材料の量がより安定する。

【0101】

（７）上記形態の可塑化装置において、前記溝と前記バレルとの間に供給された前記材料を加熱する第２加熱部を備え、前記第２加熱部は、第２熱源を収容する第３部分と、前記軸方向において前記第３部分よりも前記溝形成面の近くに配置され、前記軸方向に沿って見たときに前記連通孔を囲う形状を有し、前記第３部分とつながる第４部分と、を有し、前記第２熱源による熱が、前記第４部分を介して、前記溝と前記バレルとの間に供給された前記材料に伝達するように構成されており、前記第４部分は、前記軸方向に沿って見たときに、前記第２部分よりも前記連通孔に近い位置に位置し、前記第１熱源と前記第２熱源とは、それぞれ個別に制御可能に構成されていてもよい。このような形態によれば、第１熱源と第２熱源とをそれぞれ個別に制御することで、ローターとバレルとの間において、ローターの中央部により近い部分の温度と、中央部からより遠い部分の温度とを、異ならせることができる。そのため、例えば、ローターの中央部により近い部分の温度を、中央部からより遠い部分の温度よりも高く制御することによって、生成される可塑化材料の量をより安定させることができる。

【0102】

（８）本開示の第２の形態によれば、射出成形装置が提供される。この射出成形装置は、上記第１の形態における可塑化装置と、前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料を成形型に射出する射出ノズルと、を備える。
このような形態によれば、軸方向に沿って見たときに、ローターとバレルとの間における熱分布が、連通孔を囲う第２部分の形状に対応した分布となるため、ローターの周方向における温度ムラが抑制されやすい。そのため、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。

【0103】

（９）上記形態の射出成形装置は、前記射出ノズルは、前記射出ノズルの前記軸方向における少なくとも一部において、前記第１部分によって囲まれていてもよい。このような形態によれば、第１加熱部によって射出ノズルを加温することで射出ノズル内における可塑化材料の流動性を保持し、成形品の成形精度を高めることができる。

【0104】

（１０）本開示の第３の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、上記第１の形態における可塑化装置と、前記連通孔に連通し、可塑化された前記材料をステージに向けて吐出する吐出ノズルと、を備える。
このような形態によれば、軸方向に沿って見たときに、ローターとバレルとの間における熱分布が、連通孔を囲う第２部分の形状に対応した分布となるため、ローターの周方向における温度ムラが抑制されやすい。そのため、生成される可塑化材料の可塑化状態や量が安定する。

【0105】

（１１）上記形態の三次元造形装置は、前記吐出ノズルは、前記吐出ノズルの前記軸方向における少なくとも一部において、前記第１部分によって囲まれていてもよい。このような形態によれば、第１加熱部によって吐出ノズルを加温することで吐出ノズル内における可塑化材料の流動性を保持し、造形物の造形精度を高めることができる。

【0106】

本開示は、上述した可塑化装置、射出成形装置や三次元造形装置としての形態に限らず、種々の態様で実現可能である。例えば、押出成形装置や、可塑化装置を備える各種の装置として実現可能である。

【符号の説明】

【0107】

１０…三次元造形装置、６１…吐出ノズル、１００…射出成形装置、１０５…射出ユニット、１１０…材料供給部、１２０，１２０ｂ，１２０ｃ…可塑化装置、１２１…ローターケース、１２２…駆動モーター、１３０…ローター、１３２…溝形成面、１３３…側面、１３４…材料導入口、１３５…溝、１３６…凸条部、１３７…中央部、１３８…滞留抑制部、１４０，１４０ｃ…バレル、１４２…対向面、１４４…案内溝、１４６…連通孔、１４９…逆止弁、１５０…射出制御部、１５１…シリンダー、１５２…プランジャー、１５３…プランジャー駆動部、１５６…射出ノズル、１６０…型部、１６１…成形型、１６２…可動型、１６３…固定型、１７０…型締装置、１７１…型駆動部、１７２…ボールネジ部、１８０，１８０ｂ，１８０ｃ…第１加熱部、１８１，１８１ｂ…第１部分、１８２，１８２ｂ…第２部分、１８３，１８３ｂ…第１熱源、１８４…第１貫通孔、１８５，１８５ｂ…第１収容部、１８６，１８６ｂ…第１連続部、１８７，１８７ｃ…断熱部、１９０…第２加熱部、１９１…第３部分、１９２…第４部分、１９３…第２熱源、１９４…第２貫通孔、１９５…第２収容部、１９６…第２連続部、３００…ステージ、４００…移動機構、５００，５００ｄ…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】