(57)【要約】【課題】インクジェット方式による塗布および面一括での造形が可能となる造形用インクを提供する。【解決手段】造形材料からなる造形粉末と、比重が造形粉末よりも小さく、もしくは表面積と摩擦係数との積が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、造形粉末および造形促進剤が分散される溶媒とを含む造形用インクとする。造形用インクは、インクジェットヘッドから基板に向けて噴射され、基板に着弾した際に、溶媒中において造形粉末よりも上方に造形促進剤が分布する。基板に着弾した造形用インクは、熱を加えられたり、電磁波を照射されたりすることによって造形促進剤に蓄積される熱が造形粉末に吸熱され、造形粉末が溶融して一体化し、造形材料を主成分とする造形体となる。【選択図】      図２
2020049806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形材料からなる造形粉末と、
比重が前記造形粉末よりも小さく、前記造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、
前記造形粉末および前記造形促進剤が分散される溶媒とを含む造形用インク。
【請求項２】
造形材料からなる造形粉末と、
表面積と摩擦係数との積が前記造形粉末よりも小さく、前記造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、
前記造形粉末および前記造形促進剤が分散される溶媒とを含む造形用インク。
【請求項３】
制御データに従って、インクジェットヘッドから造形用インクを基板に噴射させ、前記基板に着弾した前記造形用インクに造形処理を行う造形方法であって、
造形材料からなる造形粉末と、表面積と摩擦係数との積または比重が前記造形粉末よりも小さく、前記造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、前記造形粉末および前記造形促進剤が分散される溶媒とを含む前記造形用インクが装填された前記インクジェットヘッドを、前記制御データに従って前記造形用インクの噴射位置に移動させ、
前記制御データに従ったタイミングで前記インクジェットヘッドから前記造形用インクを前記基板に向けて噴射させ、
前記基板に着弾される前記造形用インクに造形処理をして造形体を形成させる造形方法。
【請求項４】
前記造形処理として、少なくとも前記基板に着弾した前記造形用インクを加熱する請求項３に記載の造形方法。
【請求項５】
前記造形処理として、少なくとも前記基板に着弾した前記造形用インクに電磁波を照射する請求項３に記載の造形方法。
【請求項６】
異なる前記造形粉末を含む少なくとも二種類の前記造形用インクを前記インクジェットヘッドに装填しておき、
前記制御データに従って前記造形用インクを選択し、
前記制御データに従ったタイミングで前記造形用インクを前記インクジェットヘッドから前記基板に向けて噴射させる請求項３乃至５のいずれか一項に記載の造形方法。
【請求項７】
少なくとも二種類の前記造形用インクは、前記造形体とした際に異なる物性を示す請求項６に記載の造形方法。
【請求項８】
造形体を形成するための造形用粉末を前記基板に敷き詰められた前記基板に向けて前記インクジェットヘッドから前記造形用インクを噴射し、前記造形用粉末に着弾される前記造形用インクに造形処理をして前記造形体を形成させる請求項３乃至７のいずれか一項に記載の造形方法。
【請求項９】
前記制御データに従って前記造形用インクの噴射位置に前記インクジェットヘッドを移動させ、前記制御データに従ったタイミングで前記インクジェットヘッドから前記造形用インクを噴射させ、前記基板に着弾される前記造形用インクに造形処理をして造形体を形成させることを繰り返して所望の造形物を形成する請求項３乃至８のいずれか一項に記載の造形方法。
【請求項１０】
インクジェットヘッドから造形用インクを基板に噴射させ、前記基板に着弾した前記造形用インクに造形処理を行うためのプログラムであって、
造形材料からなる造形粉末と、表面積と摩擦係数との積または比重が前記造形粉末よりも小さく、前記造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、前記造形粉末および前記造形促進剤が分散される溶媒とを含む前記造形用インクが装填された前記インクジェットヘッドを、設定された前記造形用インクの噴射位置に移動させる処理と、
設定されたタイミングで前記インクジェットヘッドから前記造形用インクを前記基板に向けて噴射させる処理と、
前記基板に着弾される前記造形用インクに造形処理をして造形体を形成させる処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形用インク、その造形用インクを用いて造形体を造形する造形方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
型を用いない付加造形技術の進展に伴って、付加造形を用いた様々な工法が提案されている。付加造形は、型が不要であり、データさえあれば造形物を製造できるため、製品の試作をメインに適用されている。しかしながら、一般的な付加造形では、造形材料が限定される、造形速度が遅いといった点から、製品の量産に適用される例は少ない。
【０００３】
特許文献１には、結合剤を付与して粉末を結合させることにより、三次元造形物を生成する三次元造形物の製造方法について開示されている。特許文献１の製造方法では、支持体上に粉末材料を層状に形成し、造形対象物断面形状の輪郭が滲み出すのを防止しながら粉末材料を所定の造形物断面形状に結合させることを順次繰り返す。
【０００４】
特許文献２には、吐出ヘッドのノズルから液状体を基板に向けて柱状に吐出させ、その基板上に立体造形物を形成する造形方法について開示されている。特許文献２の造形方法では、ノズルから吐出された後に固化するように原料が調合された液状体を用いる。特許文献１の造形方法では、吐出ヘッドのノズルから液状体を柱状に吐出させ基板上に着弾させて第１層を形成し、第１層に対応する位置で吐出ヘッドのノズルから繰り返し液状体を柱状に吐出させて第１層上に第２層以降の層を積層する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００７５７２号公報
【特許文献２】特開２００６−１３０８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の製造方法によれば、一般的な付加造形と比べて、短時間かつ低コストで三次元造形物を製造することができる。しかしながら、特許文献１の製造方法には、粉末材料を予め敷き詰めておく必要であったり、使用できる材料が限定されたりといった問題点があった。
【０００７】
特許文献２の造形方法によれば、粉末材料を予め敷き詰めることなく、液体吐出方式により液状体を吐出させ、基板上に所定の立体造形物を形成できる。しかしながら、特許文献２の造形方法には、着弾された液状体に含まれる溶媒が不均一に蒸発していくため、造形物の表面を滑らかに形成することが難しいという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、インクジェット方式による塗布および面一括での造形が可能となる造形用インクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の造形用インクは、造形材料からなる造形粉末と、比重が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、造形粉末および造形促進剤が分散される溶媒とを含む。
【００１０】
本発明の一態様の造形用インクは、造形材料からなる造形粉末と、表面積と摩擦係数との積が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、造形粉末および造形促進剤が分散される溶媒とを含む。
【００１１】
本発明の一態様の造形方法は、制御データに従って、インクジェットヘッドから造形用インクを基板に噴射させ、基板に着弾した造形用インクに造形処理を行う造形方法であって、造形材料からなる造形粉末と、表面積と摩擦係数との積または比重が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、造形粉末および造形促進剤が分散される溶媒とを含む造形用インクが装填されたインクジェットヘッドを、制御データに従って造形用インクの噴射位置に移動させ、制御データに従ったタイミングでインクジェットヘッドから造形用インクを基板に向けて噴射させ、基板に着弾される造形用インクに造形処理をして造形体を形成させる。
【００１２】
本発明の一態様のプログラムは、インクジェットヘッドから造形用インクを基板に噴射させ、基板に着弾した造形用インクに造形処理を行うためのプログラムであって、造形材料からなる造形粉末と、表面積と摩擦係数との積または比重が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する造形促進剤と、造形粉末および造形促進剤が分散される溶媒とを含む造形用インクが装填されたインクジェットヘッドを、設定された造形用インクの噴射位置に移動させる処理と、設定されたタイミングでインクジェットヘッドから造形用インクを基板に向けて噴射させる処理と、基板に着弾される造形用インクに造形処理をして造形体を形成させる処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インクジェット方式による塗布および面一括での造形が可能となる造形用インクを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る造形用インクについて説明するための概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る造形用インクを基板上に着弾した状態について説明するための概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る造形システムの構成の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る制御装置による造形装置の制御について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る造形装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための上面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る造形システムの構成の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る造形システムで用いる造形用インクについて説明するための概念図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る造形システムで用いる造形用インクを基板上に着弾した状態について説明するための概念図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る造形システムの造形装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための上面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る造形システムで用いる異なる種類の造形用インクの組合せの一例についてまとめた表である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る造形システムの構成の一例を示す概念図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係る造形装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る造形装置による造形物の製造工程について説明するための上面図である。
【図２２】関連技術に係る造形物の製造工程について説明するための断面図である。
【図２３】関連技術に係る造形物の製造工程について説明するための上面図である。
【図２４】本発明の第２〜第４の実施形態に係る制御装置を実現するハードウェア構成について説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る造形用インクについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の造形用インクは、インクジェット方式などを用いた付加造形（三次元造形とも呼ばれる）に用いられる。本実施形態の造形用インクは、インクジェットヘッドからステージに向けて噴射し、造形済みの造形体や基板に着弾させて造形体を形成するための造形材料を含む。本実施形態において、造形とは、基板に着弾した造形用インクの溶媒を蒸発させ、造形材料を融解させて造形体として一体化させることを意味する。以下において、造形用インクに造形処理を行って形成されるものを造形体、一連の造形処理で形成される造形体の集合体のこと造形物と呼ぶ。
【００１７】
図１は、本実施形態の造形用インク１０について説明するための概念図である。造形用インク１０は、溶媒１１、造形粉末１２、および造形促進剤１３を含む。なお、造形用インク１０は、溶媒１１、造形粉末１２、および造形促進剤１３の他に、分散剤や着色剤などの成分を含んでいてもよい。
【００１８】
溶媒１１は、造形粉末１２および造形促進剤１３を分散させるための液体である。溶媒１１は、造形物を形成させるステージの表面に着弾後、加熱や電磁波照射などの造形処理の過程で蒸発するものが好ましい。なお、溶媒１１は、造形処理後に造形体の内部や表面に残存してもよい。また、溶媒１１は、造形処理によって造形粉末１２と反応したり、重合したりする材料であってもよい。
【００１９】
造形粉末１２は、造形体を形成するための微粒子粉末である。造形粉末１２の材料は、熱によって融解し、一体化する樹脂であれば特に限定はされない。造形粉末１２は、加熱や電磁波照射などの造形処理によって融解し、造形体として一体化される。造形粉末１２は、一種類の材料で構成してもよいし、二種類以上の材料で構成してもよい。
【００２０】
造形促進剤１３は、造形粉末１２の融解を促進する材料からなる粉末である。造形促進剤１３は、加熱や電磁波照射などの造形処理をした際に、吸収した熱を造形粉末１２に伝達させ、造形粉末１２の融解を促進する。
【００２１】
造形促進剤１３は、熱や電磁波の吸収を促進し、造形促進剤１３の融解を促進する効果を得られる材料であれば特に限定されない。例えば、熱の吸収を促進して融解を促進する効果を得るならば、カーボン微粒子や酸化チタン微粒子を造形促進剤１３として用いることが好ましい。また、例えば、電磁波の吸収を促進して融解を促進する効果を得るならば、鉄やコバルト、ニッケルやこれらの合金等の強磁性体、フェリ磁性体の微粒子を造形促進剤１３として用いることが好ましい。
【００２２】
造形促進剤１３は、造形用インク１０が着弾した際に、溶媒１１中において造形粉末１２よりも上方に分布する材料である。
【００２３】
例えば、造形促進剤１３には、造形粉末１２よりも比重が小さい物質を用いることができる。また、例えば、造形促進剤１３には、表面積と摩擦係数との積が造形粉末１２よりも小さい材料を用いることができる。
【００２４】
着弾した際に、造形粉末１２と造形促進剤１３との分布する領域が分離しない場合、造形促進剤１３による熱や電磁波の吸収にばらつきが発生し、造形粉末１２の融解にむらが発生する可能性がある。それに対し、着弾した際に、造形粉末１２と造形促進剤１３との分布する領域が分離する場合、熱や電磁波の吸収のばらつきが低減され、造形粉末１２の融解が均一になる。
【００２５】
例えば、造形促進剤１３の比重を造形粉末１２の比重よりも小さくすれば、造形促進剤１３の方が浮力を受けやすいので、着弾した際に、造形促進剤１３が造形粉末１２よりも上方に分布する。例えば、造形促進剤１３の粒子の表面積と摩擦係数との積を、少なくとも造形粉末１２の粒子よりも小さくすれば、溶媒１１中での造形促進剤１３の粒子表面の摩擦力が減少し、造形促進剤１３の比重を小さくした場合と同様の効果が得られる。
【００２６】
図２は、造形用インク１０を造形用基板１５上に着弾させた状態の一例を示す概念図である。図２のように、造形用インク１０を造形用基板１５上に着弾させると、溶媒１１中において、造形粉末１２よりも上方に造形促進剤１３が分布する。図２のように造形用インク１０を造形用基板１５に着弾させた状態で溶媒１１を蒸発させれば、下方の領域に分布する造形粉末１２の上に造形促進剤１３が付着した状態になる。造形粉末１２の融解は、造形促進剤１３が付着する上部において促進される。粉末状であった造形粉末１２は、融解することで一体化し、その後に硬化させることによって造形体となる。
【００２７】
以上のように、本実施形態の造形用インクは、造形粉末と造形促進剤とを溶媒に分散させたインクである。造形促進剤には、比重、または表面積と摩擦係数との積が造形粉末よりも小さく、造形粉末の融解を促進する材料を用いる。
【００２８】
本実施形態の造形用インクは、基板に向けて噴射させ、基板に着弾した際に、溶媒中において、造形粉末の上方に造形促進剤が分布する。そのため、本実施形態の造形用インク中の溶媒を蒸発させ、造形粉末を融解させる際に、造形粉末の上方から融解させて一体化できるので、造形物を面一括で造形することができる。すなわち、基板に着弾した造形用インクは、熱を加えられたり、電磁波を照射されたりすることによって造形促進剤に蓄積される熱が造形粉末に吸熱され、造形粉末が溶融して一体化し、造形材料を主成分とする造形体となる。
【００２９】
本実施形態の造形用インクを用いれば、造形物を面一括で造形が形成できるため、造形速度を向上できる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、インクジェット方式による塗布や、面一括形成が困難であった材料であっても、熱や電磁波などによって融解できさえすれば、付加造形が可能になる。すなわち、本実施形態によれば、インクジェット方式を用いた付加造形において使用可能な材料の幅を広げることができる。
【００３１】
また、本実施形態の造形用インクを用いれば、特許文献１（特開２００５−００７５７２号公報）で必須であった造形用基板の上面に造形粉末を敷き詰める工程を省略できるので、付加造形の工程を簡略化し、造形物の品質を安定化することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る造形システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の造形装置は、第１の実施形態の造形用インクをインクジェット方式で噴射してステージ上に着弾させ、造形体を造形する。
【００３３】
図３は、本実施形態の造形システム２の構成の一例を示す概念図である。図３のように、造形システム２は、造形装置２１と制御装置２２とを備える。造形装置２１は、台２１１、支持梁２１２、インクジェットヘッド２１３、およびインク容器２１４を有する。台２１１の上面には、インクジェットヘッド２１３に対面するように造形用基板２１５が載置される。
【００３４】
造形装置２１は、制御装置２２とデータ通信可能に接続される。造形装置２１は、制御装置２２から受信する制御データに応じて動作する。造形装置２１は、制御装置２２の制御に従って、造形用インク１０を造形用基板２１５に向けて噴射し、造形用基板２１５の上面に着弾された造形用インク１０を造形して造形体１００を形成させる。
【００３５】
台２１１は、造形システム２の構成要素を設置するための土台である。台２１１の上面には、造形用基板２１５が載置される。また、台２１１には、インクジェットヘッド２１３を移動可能に支持するための支持梁２１２が設置される。
【００３６】
台２１１には、造形システム２を駆動するための駆動機構（図示しない）が配置される。例えば、台２１１には、位置調整機構や、噴射機構、造形機構などが配置される。位置調整機構は、インクジェットヘッド２１３の位置を調整するための機構である。噴射機構は、インク容器２１４の内部の造形用インク１０を噴射するための機構である。造形機構は、造形用インク１０や、既に形成済みの造形体１００に対して、熱や電磁波などのエネルギーを加えて造形用インク１０に含まれる造形粉末１２を融解して一体化し、造形体１００を形成するための機構である。また、台２１１には、上面に載置される造形用基板２１５の上方に送風するための送風機構や、造形体を冷却するための冷却機構などを併設してもよい。
【００３７】
支持梁２１２は、台２１１の上方において、インクジェットヘッド２１３を移動可能に支持する梁である。支持梁２１２は、台２１１の上方において、台２１１の上面に対して平行な面内で移動できるようにインクジェットヘッド２１３を支持する。なお、支持梁２１２は、インクジェットヘッド２１３を垂直方向に移動可能に支持してもよい。
【００３８】
インクジェットヘッド２１３は、台２１１の上方において、支持梁２１２によって移動可能に支持される。インクジェットヘッド２１３は、インク容器２１４の内部に溜められた造形用インク１０を台２１１の上面に向けて噴射する。例えば、インクジェットヘッド２１３には、ピエゾ方式やバルブ方式などのオンデマンド型、コンティニュアス型などの方式を用いたものを用いることができる。
【００３９】
インク容器２１４は、造形用インク１０を溜める容器である。インク容器２１４に溜められた造形用インク１０は、制御装置２２の制御に応じて駆動するインクジェットヘッド２１３から噴射される。
【００４０】
造形用基板２１５は、造形体１００を形成させる面を上に向けて、インクジェットヘッド２１３の噴出口に対面させて台２１１の上面に載置される。造形用基板２１５の上面には、造形用インク１０を付着しやすくするための表面処理や、造形体１００を剥離しやすくするための表面処理がなされていてもよい。また、造形用基板２１５を造形物と一体化するように構成してもよい。
【００４１】
制御装置２２は、造形装置２１を動作させるために、インクジェットヘッド２１３の移動、造形用インク１０の噴射、造形用基板２１５の上に着弾された造形用インク１０を造形するための制御を行う。制御装置２２は、一般的なコンピュータによって実現できる。また、制御装置２２は、サーバ上に構成してもよい。また、制御装置２２は、造形装置２１の内部に制御基板として実装させてもよい。
【００４２】
以上が、造形システム２の構成の一例についての説明である。なお、図３の造形システム２の構成は一例であって、本実施形態の造形システム２の構成を限定するものではない。
【００４３】
〔制御装置〕
次に、制御装置２２の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図４は、制御装置２２の構成の一例を示すブロック図である。図４のように、制御装置２２は、入力部２２１、造形データ記憶部２２２、制御条件記憶部２２３、制御データ生成部２２４、および制御データ出力部２２５を有する。
【００４４】
入力部２２１には、造形物を形成するための造形データが入力される。入力部２２１に入力される造形データは、造形体１００を配置する位置を示す三次元データなどのパラメータなどを含む。入力部２２１は、入力された造形データを造形データ記憶部２２２に記憶させる。
【００４５】
造形データ記憶部２２２には、入力部２２１によって入力された造形データが記憶される。造形データ記憶部２２２に記憶される造形データは、制御データ生成部２２４によって用いられる。
【００４６】
制御条件記憶部２２３には、造形装置２１を動作させるための制御条件が記憶される。制御条件記憶部２２３に記憶される制御条件は、制御データ生成部２２４によって用いられる。制御条件は、移動制御条件、噴射制御条件、および造形制御条件を少なくとも含む。移動制御条件は、インクジェットヘッド２１３を噴射位置に移動させるための制御条件である。噴射制御条件は、インクジェットヘッド２１３から造形用インク１０を噴射するための条件である。造形制御条件は、造形用基板２１５の上面に着弾した造形用インク１０や造形体１００に熱を加えたり、電磁波を照射したりすることによって造形体１００を造形するための条件である。
【００４７】
制御データ生成部２２４は、造形装置２１に造形体１００を造形させるための制御データを生成する。制御データは、造形体１００を形成させる位置の上方にインクジェットヘッド２１３を移動させ、造形用インク１０を噴射させ、造形用基板２１５に熱や電磁波などのエネルギーを与えるタイミングがまとめられたデータである。
【００４８】
制御データ出力部２２５は、制御データ生成部２２４によって生成された制御データを造形装置２１に送信する。
【００４９】
以上が、制御装置２２の詳細構成の一例についての説明である。なお、図４に示す制御装置２２の詳細構成は一例であって、本実施形態の制御装置２２の詳細構成を限定するものではない。
【００５０】
（動作）
次に、本実施形態の造形システム２の動作について図面を参照しながら説明する。以下においては、制御装置２２と造形装置２１の動作について順番に説明する。
【００５１】
〔制御装置〕
図５は、制御装置２２の動作の概略について説明するためのフローチャートである。
【００５２】
まず、制御装置２２は、所望の造形物を形成させるための造形データの入力を受け付ける（ステップＳ２１）。例えば、制御装置２２には、図示しない入力装置を介して、所望の造形物の三次元構造を形成するための造形データが入力される。
【００５３】
次に、制御装置２２は、入力された造形データに基づいて、造形装置２１が動作するための制御データを生成する（ステップＳ２２）。
【００５４】
そして、制御装置２２は、生成した制御データを造形装置２１に送信する（ステップＳ２３）。
【００５５】
以上が、制御装置２２の動作の概略についての説明である。なお、図５のフローチャートに沿った制御装置２２の動作は一例であって、本実施形態の制御装置２２の動作を限定するものではない。
【００５６】
〔造形装置〕
図６は、造形装置２１の動作の概略について説明するためのフローチャートである。図７は、造形装置２１の動作に従って造形体１００が形成されていく様子を概念的に示す断面図である。図８は、造形装置２１の動作に従って造形体１００が形成されていく様子を概念的に示す上面図である。図７および図８は、インクジェットヘッド２１３から造形用基板２１５に向けて造形用インク１０を噴射し、造形用基板２１５に着弾した造形用インク１０に造形処理をして造形体１００を造形する工程を示すものである。
【００５７】
図７において、まず、造形装置２１は、制御装置２２から制御データを入力する（ステップＳ２１１）。
【００５８】
次に、造形装置２１は、制御データに従って、インクジェットヘッド２１３を造形用インク１０の噴射位置に移動させる（ステップＳ２１２）。
【００５９】
次に、造形装置２１は、制御データに従って、インクジェットヘッド２１３から造形用基板２１５に向けて造形用インク１０を噴射する（ステップＳ２１３）。図７および図８の２ａは、インクジェットヘッド２１３から造形用基板２１５に向けて造形用インク１０を噴射する様子を示す。また、図７および図８の２ｂは、造形用基板２１５の上面に造形用インク１０が着弾した様子を示す。図７および図８の２ｂの状況の造形用インク１０は、図２に示すように、造形粉末１２の上方に造形促進剤１３が分布する。
【００６０】
次に、造形装置２１は、造形用基板２１５の上面に着弾した造形用インク１０に造形処理をして造形体１００を造形する（ステップＳ２１４）。このとき、製造装置は、造形処理として、造形用基板２１５に熱を加えたり、造形用インク１０に向けて電磁波を照射したりする。図７および図８の２ｃは、造形用基板２１５の上面に造形体１００が造形された様子を示す。このとき、溶媒１１が蒸発すると、造形粉末１２の上方に造形促進剤１３が付着した状態になり、造形粉末１２が上方から融解して一体化していくので、造形物を面一括で造形することができる。
【００６１】
ここで、所望の造形物が完成していない場合（ステップＳ２１５でＮｏ）、ステップＳ２１２に戻って、ステップＳ２１２〜Ｓ２１４の処理を繰り返す。図７および図８の２ｄは、造形用基板２１５の上面に造形体１００を造形することを繰り返している様子を示す。
【００６２】
ステップＳ２１２〜Ｓ２１４の処理を繰り返して所望の造形物が完成すると（ステップＳ２１５でＹｅｓ）、図７のフローチャートに沿った処理は終了である。
【００６３】
以上が、造形装置２１の動作の概略についての説明である。なお、図６のフローチャートに沿った造形装置２１の動作は一例であって、本実施形態の造形装置２１の動作を限定するものではない。
【００６４】
以上のように、本実施形態の造形システムは、第１の実施形態の造形用インクを用いて造形体を造形する。そのため、本実施形態の造形システムによれば、造形物を面一括で造形が形成できるため、造形速度を向上できる。
【００６５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る造形システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の造形システムは、２種類の造形用インクを用いて造形体を造形する。
【００６６】
図９は、本実施形態の造形システム３の構成の一例を示す概念図である。図９のように、造形システム３は、造形装置３１と制御装置３２とを備える。造形装置３１は、台３１１、支持梁３１２、インクジェットヘッド３１３、インク容器３１４ａ、およびインク容器３１４ｂを有する。台３１１の上面には、インクジェットヘッド３１３に対面するように造形用基板３１５が載置される。
【００６７】
図１０は、本実施形態の造形システム３が造形物を形成する際に用いる造形用インク３０ａ（第１造形用インクとも呼ぶ）および造形用インク３０ｂ（第２造形用インクとも呼ぶ）について説明するための概念図である。造形用インク３０ａは、溶媒３１ａ（第１溶媒とも呼ぶ）、造形粉末３２ａ（第１造形粉末とも呼ぶ）、および造形促進剤３３ａ（第１造形促進剤とも呼ぶ）を含む。造形用インク３０ｂは、溶媒３１ｂ（第２溶媒とも呼ぶ）、造形粉末３２ｂ（第２造形粉末とも呼ぶ）、および造形促進剤３３ｂ（第２造形促進剤とも呼ぶ）を含む。
【００６８】
造形粉末３２ａと造形粉末３２ｂとは異なる材料である。これ以降、造形粉末３２ａを造形することによって形成される造形体３００ａの材料を第１造形材料、造形粉末３２ｂを造形することによって形成される造形体３００ｂの材料を第２造形材料とも呼ぶ。溶媒３１ａと溶媒３１ｂ、造形促進剤３３ａと造形促進剤３３ｂは、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。本実施形態では、造形用インク３０ａをインク容器３１４ａに溜め、造形用インク３０ｂをインク容器３１４ｂに溜めるものとする。
【００６９】
図１１は、造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂを造形用基板３１５上に着弾させた状態の一例を示す概念図である。ただし、図１１は、造形用インク３０ａと造形用インク３０ｂの着弾状態を比較するものであって、造形物の造形中に、造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂを同時に造形用基板３１５に着弾させることを示すものではない。
【００７０】
図１１のように、造形用インク３０ａを造形用基板３１５上に着弾させると、溶媒３１ａ中において、造形粉末３２ａよりも上方に造形促進剤３３ａが分布する。造形用インク３０ａを造形用基板３１５に着弾させた状態で溶媒３１ａを蒸発させれば、下方の領域に分布する造形粉末３２ａの上に造形促進剤３３ａが付着した状態になる。造形粉末３２ａの融解は、造形促進剤３３ａが付着する上部において促進される。粉末状であった造形粉末３２ａは、融解することで一体化し、その後に硬化させることによって造形体となる。
【００７１】
同様に、造形用インク３０ｂを造形用基板３１５上に着弾させると、溶媒３１ｂ中において、造形粉末３２ｂよりも上方に造形促進剤３３ｂが分布する。造形用インク３０ｂを造形用基板３１５に着弾させた状態で溶媒３１ｂを蒸発させれば、下方の領域に分布する造形粉末３２ｂの上に造形促進剤３３ｂが付着した状態になる。造形粉末３２ｂの融解は、造形促進剤３３ｂが付着する上部において促進される。粉末状であった造形粉末３２ｂは、融解することで一体化し、その後に硬化させることによって造形体となる。
【００７２】
造形装置３１は、制御装置３２とデータ通信可能に接続される。造形装置３１は、制御装置３２から受信する制御データに応じて動作する。造形装置３１は、制御装置３２の制御に従って、造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂを造形用基板３１５に向けて噴射する。造形装置３１は、造形用基板３１５の上面に着弾された造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂを造形して造形体３００ａおよび造形体３００ｂを形成させる。
【００７３】
台３１１は、造形システム３の構成要素を設置するための土台である。台３１１の上面には、造形用基板３１５が載置される。また、台３１１には、インクジェットヘッド３１３を移動可能に支持するための支持梁３１２が設置される。
【００７４】
台３１１には、造形システム３を駆動するための駆動機構（図示しない）が配置される。例えば、台３１１には、位置調整機構や、噴射機構、造形機構などが配置される。位置調整機構は、インクジェットヘッド３１３の位置を調整するための機構である。噴射機構は、インク容器３１４ａの内部の造形用インク３０ａとインク容器３１４ｂの内部の造形用インク３０ｂを噴射するための機構である。造形機構は、造形用インク３０ａやインク容器３１４ｂ、造形体３００ａ、造形体３００ｂを造形し、造形体３００ａおよび造形体３００ｂを形成するための機構である。また、台３１１には、上面に載置される造形用基板３１５の上方に送風するための送風機構や、造形体を冷却するための冷却機構などを併設してもよい。
【００７５】
支持梁３１２は、台３１１の上方において、インクジェットヘッド３１３を移動可能に支持する梁である。支持梁３１２は、台３１１の上方において、台３１１の上面に対して平行な面内で移動できるようにインクジェットヘッド３１３を支持する。なお、支持梁３１２は、インクジェットヘッド３１３を垂直方向に移動可能に支持してもよい。
【００７６】
インクジェットヘッド３１３は、台３１１の上方において、支持梁３１２によって移動可能に支持される。インクジェットヘッド３１３は、インク容器３１４ａの内部に溜められた造形用インク３０ａや、インク容器３１４ｂの内部に溜められた造形用インク３０ｂを台３１１の上面に向けて噴射する。例えば、インクジェットヘッド３１３には、ピエゾ方式やバルブ方式などのオンデマンド型、コンティニュアス型などの方式を用いたものを用いることができる。
【００７７】
インク容器３１４ａは、造形用インク３０ａを溜める容器である。インク容器３１４ａに溜められた造形用インク３０ａは、制御装置３２の制御に応じて駆動するインクジェットヘッド３１３から噴射される。同様に、インク容器３１４ｂは、造形用インク３０ｂを溜める容器である。インク容器３１４ｂに溜められた造形用インク３０ｂは、制御装置３２の制御に応じて駆動するインクジェットヘッド３１３から噴射される。
【００７８】
造形用基板３１５は、造形体３００ａおよび造形体３００ｂを形成させる面を上に向けて、インクジェットヘッド３１３の噴出口に対面させて台３１１の上面に載置される。造形用基板３１５の上面には、造形用インク３０ａや造形用インク３０ｂを付着しやすくするための表面処理や、造形体３００ａや造形体３００ｂを剥離しやすくするための表面処理がなされていてもよい。また、造形用基板３１５を造形物と一体化するように構成してもよい。
【００７９】
制御装置３２は、造形装置３１を動作させるために、インクジェットヘッド３１３の移動、造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂの噴射、造形用基板３１５の上に着弾された造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂを造形するための制御を行う。制御装置３２は、一般的なコンピュータによって実現できる。また、制御装置３２は、サーバ上に構成してもよい。また、制御装置３２は、造形装置３１の内部に制御基板として実装させてもよい。
【００８０】
以上が、造形システム３の構成の一例についての説明である。なお、図９の造形システム３の構成は一例であって、本実施形態の造形システム３の構成を限定するものではない。
【００８１】
（動作）
次に、本実施形態の造形システム３の動作について図面を参照しながら説明する。以下においては、制御装置３２の動作については説明を省略し、造形装置３１の動作について説明する。
【００８２】
図１２は、造形装置３１の動作の概略について説明するためのフローチャートである。図１３および図１４は、造形装置３１の動作に従って造形体３００ａおよび造形体３００ｂが形成されていく様子を概念的に示す断面図である。図１５は、造形装置３１の動作に従って造形体３００ａおよび造形体３００が形成されていく様子を概念的に示す上面図である。
【００８３】
図１２において、まず、造形装置３１は、制御装置３２から制御データを入力する（ステップＳ３１１）。なお、本実施形態の制御データは、インクを選択するタイミングを含めた制御データを含む。
【００８４】
次に、造形装置３１は、制御データに従って、インクジェットヘッド３１３を造形用インク３０ａまたは造形用インク３０ｂの噴射位置に移動させる（ステップＳ３１２）。
【００８５】
次に、造形装置３１は、制御データに従って、造形用インク３０ａおよび造形用インク３０ｂのいずれかを選択する（ステップＳ３１３）。ここでは、まず、造形用インク３０ａが選択されるものとする。
【００８６】
次に、造形装置３１は、制御データに従って、インクジェットヘッド３１３から造形用基板２１５に向けて造形用インク３０ａを噴射する（ステップＳ３１４）。図１３の３ａは、インクジェットヘッド３１３から造形用基板２１５に向けて造形用インク３０ａを噴射する様子を示す。また、図１３の３ｂは、造形用基板３１５の上面に造形用インク３０ａが着弾した様子を示す。図１３の３ｂの状況の造形用インク３０ａは、図１１に示すように、造形粉末３２ａの上方に造形促進剤３３ａが分布する。
【００８７】
次に、造形装置３１は、造形用基板３１５の上面に着弾した造形用インク３０ａに造形処理をして造形体３００ａを造形する（ステップＳ３１５）。このとき、製造装置は、造形処理として、造形用基板３１５に熱を加えたり、造形用インク３０ａに向けて電磁波を照射したりする。図１３の３ｃは、造形用基板３１５の上面に造形体３００ａが造形された様子を示す。図１３の３ｂの状況から溶媒３１ａが蒸発すると、造形粉末３２ａの上方に造形促進剤３３ａが付着した状態になり、造形粉末３２ａが上方から融解して一体化していくので、造形物を面一括で造形することができる。
【００８８】
ここで、造形用インク３０ａを造形用インク３０ｂに変更しないとき（ステップＳ３１６でＮｏ）、造形物が完成していない場合（ステップＳ３１７でＮｏ）はステップＳ３１２に戻り、ステップＳ３１２〜ステップＳ３１５の処理を繰り返す。造形物が完成した場合（ステップＳ３１７でＹｅｓ）は、図１２のフローチャートに沿った処理を終了とする。
【００８９】
一方、造形用インク３０ａを造形用インク３０ｂに変更するときは（ステップＳ３１６でＹｅｓ）、造形装置３１は、ステップＳ３１３に戻り、造形用インク３０ｂを選択する。
【００９０】
図１４および図５の３ｄは、造形用基板３１５の上面に造形体３００ａが造形された後に、インクジェットヘッド３１３から造形用インク３０ｂを噴射する様子を示す。図１４および図５の３）は、造形用基板３１５の上面に造形された造形体３００ａの隙間に造形用インク３０ｂが着弾した様子を示す。図１４および図５の３ｆは、造形用基板３１５の上面に造形された造形体３００ａの隙間に造形用インク３０ｂを着弾させた状態で造形処理をして、造形体３００ａと造形体３００ｂとを一体化した様子を示す。
【００９１】
以上が、造形装置３１の動作の概略についての説明である。なお、図１２のフローチャートに沿った造形装置３１の動作は一例であって、本実施形態の造形装置３１の動作を限定するものではない。また、図１２のフローチャートに沿った処理では、造形用インク３０ａと造形用インク３０ｂとを異なるタイミングで噴射する例を示したが、造形用インク３０ａと造形用インク３０ｂとを任意の比率で同時に噴射するように構成してもよい。
【００９２】
〔機能化〕
ここで、第１造形材料と第２造形材料とを組み合わせることによって、形成される造形物を機能化する例について説明する。
【００９３】
例えば、第１造形粉末は硬い材料とし、第２造形粉末は応力緩和が期待できる伸びのよい材料とする。応力集中が予想される箇所における第２造形粉末の比率を大きくすれば、信頼性の高い造形物を形成できる。
【００９４】
例えば、第１造形粉末は一般的な材料とし、第２造形材料は磁性材料とする。第２造形材料で構成した部分に電磁波遮蔽特性を発揮させることができる。
【００９５】
例えば、第１造形粉末は一般的な材料とし、第２造形材料は導電性材料とする。第２造形材料で構成した部分に帯電防止特性や熱伝導特性を発揮させることができる。
【００９６】
例えば、第１造形粉末と第２造形材料とを異なる金属とする。第１造形粉末と第２造形材料とを混合した部分を合金化できるので、強度分布特性を発揮させることができる。ここでは、強度分布特性とは、強度を高くしたい箇所の強度を高くしたり、強度を高くしなくてもよい箇所の強度をそのままにしたりして、強度に分布を持たせることをいう。
【００９７】
以上のように、本実施形態の造形システムは、複数の種類の造形用インクを用いて造形体を造形する。そのため、本実施形態の造形システムによれば、物性が異なる箇所を含む造形物を面一括で造形が形成できる。本実施形態の造形システムによれば、複数種類の造形粉末を任意の箇所で任意の割合で混合できるので、一つの造形物中の任意の箇所の物性を構成できるため、複数の物性が組み合された造形物を容易に製造できる。すなわち、本実施形態の造形システムによれば、所望の位置で異なる種類の造形材料を混合し、それらの位置の物性値をコントロールできる。
【００９８】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る造形システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の造形装置は、造形用インクに含まれる造形粉末とは異なる種類の造形粉末を造形用基板の上に敷き詰めた状態で造形用インクを着弾させる点で、第１の実施形態とは異なる。なお、本実施形態の造形装置は、第１の実施形態と同様の造形用インクを用いる。
【００９９】
図１７は、本実施形態の造形システム４の構成の一例を示す概念図である。図１７のように、造形システム４は、造形装置４１と制御装置４２とを備える。造形装置４１は、台４１１、支持梁４１２、インクジェットヘッド４１３、インク容器４１４、造形粉末容器４１６、および粉末供給ヘッド４１７を有する。台４１１の上面には、インクジェットヘッド４１３に対面するように造形用基板４１５が載置される。
【０１００】
造形装置４１は、制御装置４２とデータ通信可能に接続される。造形装置４１は、制御装置４２から受信する制御データに応じて動作する。造形装置４１は、制御装置４２の制御に従って、造形用基板４１５の上面に造形用粉末４５０を敷き詰める。造形装置４１は、制御装置４２の制御に従って、造形用粉末４５０が敷き詰められた造形用基板４１５に向けて造形用インク４０を噴射する。造形装置４１は、造形用粉末４５０の中に着弾された造形用インク４０を造形して造形体４００を形成させる。造形体４００は、造形用インク４０に含まれる造形粉末と、造形用粉末４５０との混合物や反応物になる。
【０１０１】
台４１１は、造形システム４の構成要素を設置するための土台である。台４１１の上面には、造形用基板４１５が載置される。また、台４１１には、インクジェットヘッド２１３および粉末供給ヘッド４１７を移動可能に支持するための支持梁４１２が設置される。
【０１０２】
台４１１には、造形システム４を駆動するための駆動機構（図示しない）が配置される。例えば、台４１１には、粉末供給機構や、位置調整機構、噴射機構、造形機構などが配置される。粉末供給機構は、造形用基板４１５の上面に造形用粉末４５０を敷き詰めるために造形粉末を供給する機構である。位置調整機構は、インクジェットヘッド４１３の位置を調整するための機構である。噴射機構は、インク容器４１４の内部の造形用インク４０を噴射するための機構である。造形機構は、熱や電磁波などのエネルギーを加えて、造形用粉末４５および造形用インク４０に含まれる造形粉末を融解して一体化し、造形体４００を形成するための機構である。また、台４１１には、上面に載置される造形用基板４１５の上方に送風するための送風機構や、造形体を冷却するための冷却機構などを併設してもよい。
【０１０３】
支持梁４１２は、台４１１の上方において、インクジェットヘッド４１３および粉末供給ヘッド４１７を移動可能に支持する梁である。支持梁４１２は、台４１１の上方において、台４１１の上面に対して平行な面内で移動できるようにインクジェットヘッド４１３および粉末供給ヘッド４１７を支持する。なお、支持梁４１２は、インクジェットヘッド２１３および粉末供給ヘッド４１７を垂直方向に移動可能に支持してもよい。また、インクジェットヘッド２１３と粉末供給ヘッド４１７とは、異なる支持梁４１２に支持させてもよい。
【０１０４】
インクジェットヘッド４１３は、台４１１の上方において、支持梁４１２によって移動可能に支持される。インクジェットヘッド４１３は、インク容器４１４の内部に溜められた造形用インク４０を台４１１の上面に向けて噴射する。例えば、インクジェットヘッド４１３には、ピエゾ方式やバルブ方式などのオンデマンド型、コンティニュアス型などの方式を用いたものを用いることができる。
【０１０５】
インク容器４１４は、造形用インク４０を溜める容器である。インク容器４１４に溜められた造形用インク４０は、制御装置４２の制御に応じて駆動するインクジェットヘッド４１３から噴射される。
【０１０６】
造形用基板４１５は、造形体４００を形成させる面を上に向けて、インクジェットヘッド４１３の噴出口に対面させて台４１１の上面に載置される。造形用基板４１５の上面には、造形用インク４０や造形用粉末４５０を付着しやすくするための表面処理や、造形体４００を剥離しやすくするための表面処理がなされていてもよい。また、造形用基板４１５を造形物と一体化するように構成してもよい。
【０１０７】
造形粉末容器４１６は、造形用粉末４５０を溜めるための容器である。造形粉末容器４１６に溜められた造形用粉末４５０は、粉末供給ヘッド４１７の供給口から造形用基板４１５の上面に供給される。
【０１０８】
粉末供給ヘッド４１７は、造形用粉末４５０が供給されるように造形粉末容器４１６に接続される。粉末供給ヘッド４１７は、造形用基板４１５の上面に造形用粉末４５０を供給する。例えば、粉末供給ヘッド４１７は、造形用粉末４５０を供給しながら造形用粉末４５０を移動する。例えば、進行方向後ろ側の粉末供給ヘッド４１７の供給口の形状を突出させてへら状にすれば、粉末供給ヘッド４１７が造形用粉末４５０を供給しながら進行する際に、供給された造形用粉末４５０の上面をならすことができる。なお、粉末供給ヘッド４１７によって供給された造形用粉末４５０の上面は、造形システム４を使用する作業者によってならすようにしてもよい。また、造形粉末容器４１６および粉末供給ヘッド４１７を省略し、造形システム４を使用する作業者によって造形用粉末４５０を造形用基板４１５の上面に供給するようにしてもよい。
【０１０９】
制御装置４２は、造形装置４１を動作させるために、粉末供給ヘッド４１７の移動、インクジェットヘッド４１３の移動、造形用インク４０の噴射、造形用基板４１５の上に着弾された造形用インク４０を造形するための制御を行う。制御装置４２は、一般的なコンピュータによって実現できる。また、制御装置４２は、サーバ上に構成してもよい。また、制御装置４２は、造形装置４１の内部に制御基板として実装させてもよい。
【０１１０】
以上が、造形システム４の構成の一例についての説明である。なお、図１７の造形システム４の構成は一例であって、本実施形態の造形システム４の構成を限定するものではない。
【０１１１】
（動作）
次に、本実施形態の造形システム４の動作について図面を参照しながら説明する。以下においては、制御装置４２の動作については説明を省略し、造形装置４１の動作について説明する。
【０１１２】
〔造形装置〕
図１８は、造形装置４１の動作の概略について説明するためのフローチャートである。図１９および図２０は、造形装置４１の動作に従って造形体４００が形成されていく様子を概念的に示す断面図である。図２１は、造形装置４１の動作に従って造形体４００が形成されていく様子を概念的に示す上面図である。図１９〜図２１は、造形用粉末４５０が敷き詰められた造形用基板４１５に向けて造形用インク４０をインクジェットヘッド４１３から噴射し、造形用粉末４５０の中に着弾した造形用インク４０に造形処理をして造形体４００を造形する工程を示すものである。
【０１１３】
図１８において、まず、造形装置４１は、制御装置４２から制御データを入力する（ステップＳ４１１）。
【０１１４】
次に、造形装置４１は、制御データに従って、粉末供給ヘッド４１７を駆動させて造形用粉末４５０を造形用基板４１５の上方に敷き詰める（ステップＳ４１２）。
【０１１５】
次に、造形装置４１は、制御データに従って、インクジェットヘッド４１３を造形用インク４０の噴射位置に移動させる（ステップＳ４１３）。
【０１１６】
次に、造形装置４１は、制御データに従って、造形用粉末４５０が敷き詰められた造形用基板４１５に向けてインクジェットヘッド４１３から造形用インク４０を噴射する（ステップＳ４１４）。図１９の４ａは、インクジェットヘッド４１３から造形用基板４１５に向けて造形用インク４０を噴射する様子を示す。また、図１９および図２１の４ｂは、造形用粉末４５０の中に造形用インク４０が着弾した様子を示す。図１９および図２１の４ｂの状況の造形用インク４０は、図２と同様に、造形粉末の上方に造形促進剤が分布する。
【０１１７】
次に、造形装置４１は、造形用粉末４５０の中に造形用インク４０が着弾された状態で造形処理をして造形体４００を造形する（ステップＳ４１５）。このとき、造形装置４１は、造形処理として、造形用基板４１５に熱を加えたり、造形用インク４０に向けて電磁波を照射したりする。図１９および図２１の４ｃは、造形用基板４１５の上方に造形体４００が造形された様子を示す。このとき、造形用インク４０に含まれる溶媒が蒸発すると、造形粉末の上方に造形促進剤が付着した状態になり、造形粉末が上方から融解して一体化していくので、造形物を面一括で造形することができる。
【０１１８】
ここで、所望の造形物が完成していない場合（ステップＳ４１６でＮｏ）、ステップＳ４１２に戻って、ステップＳ４１２〜Ｓ４１５の処理を繰り返す。図２０の４ｅおよび４ｆは、造形用基板４１５の上面に造形体４００を造形することを繰り返している様子を示す。また、図２０および図２１の４ｇは、ステップＳ４１２〜Ｓ４１５の処理を繰り返すことによって造形体４００が造形物に近づいていく様子を示す。
【０１１９】
ステップＳ４１２〜Ｓ４１５の処理を繰り返して所望の造形物が完成すると（ステップＳ４１６でＹｅｓ）、図１８のフローチャートに沿った処理は終了である。
【０１２０】
以上が、造形装置４１の動作の概略についての説明である。なお、図１８のフローチャートに沿った造形装置４１の動作は一例であって、本実施形態の造形装置４１の動作を限定するものではない。
【０１２１】
以上のように、本実施形態の造形システムは、造形用基板に敷き詰めた造形用粉末と、造形用インクに含まれる造形粉末とを融解して一体化させた造形体を形成できる。本実施形態の造形システムによれば、造形物の剛性を部分的に変えたり、造形物の一部に機能を追加したりすることが可能になる。
【０１２２】
（関連技術）
ここで、関連技術に係る造形方法について図面を参照しながら説明する。関連技術の手法は、基板の上に造形用粉末を敷き詰めた状態で、所望の位置に硬化インク５０を着弾させて造形体を形成させる。
【０１２３】
図２２は、関連技術の手法に従って造形体５００が形成されていく様子を概念的に示す断面図である。図２３は、関連技術の手法に従って造形体５００が形成されていく様子を概念的に示す上面図である。図２２および図２３は、造形用粉末５５０が敷き詰められた造形用基板５１５に向けて硬化インク５０をインクジェットヘッド５１３から噴射し、造形用粉末５５０の中に着弾した硬化インク５０に造形処理を加えて造形体５００を造形する工程を示すものである。
【０１２４】
図２２および図２３の５ａは、インクジェットヘッド５１３から造形用基板５１５に向けて硬化インク５０を噴射する様子を示す。また、図２２および図２３の５ｂは、造形用粉末５５０の中に硬化インク５０が着弾した様子を示す。図２２および図２３の５ｂの状況においては、造形用粉末５５０の下方まで硬化インク５０が到達しなかったり、造形体５００を造形させない箇所まで硬化インク５０が滲んだりする可能性がある。
【０１２５】
図２２および図２３の５ｃは、造形用基板５１５の上方に造形体５００が造形された様子を示す。図２２および図２３の５ｃの状態では、造形体５００の下部が硬化していなかったり、造形体５００の周辺にバリが発生したりする可能性がある。
【０１２６】
図２２および図２３の５ａ〜５ｃの処理を繰り返すことによって５ｇのような造形体５００が形成される。
【０１２７】
以上が、関連技術に係る造形方法についての説明である。
【０１２８】
以上のように、関連技術の手法には、造形粉末を予め敷き詰めておく必要があったり、形成される造形体を面一括で形成できなかったりしたため、造形工程が煩雑になるといった問題点があった。また、関連技術の手法には、造形粉末が一種類に限定されるため、造形物の任意の箇所の材料を変更することが難しいという問題点があった。
【０１２９】
それに対し、第１〜第４の実施形態の手法を用いれば、造形物を面一括で造形が形成できるため、造形速度を向上できる。また、第１〜第４の実施形態の手法を用いれば、紫外線硬化タイプ以外の材料では困難であった、インクジェット方式による塗布や、面一括形成が困難であった材料であっても、熱や電磁波などによって融解できさえすれば、付加造形が可能になる。
【０１３０】
（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る制御装置の処理を実行するハードウェア構成について、図２３の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図２３の情報処理装置９０は、各実施形態の制御装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【０１３１】
図２３のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図２３においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【０１３２】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る制御装置による処理を実行する。
【０１３３】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【０１３４】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【０１３５】
入出力インターフェース９５は、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【０１３６】
情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。
【０１３７】
また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。
【０１３８】
また、情報処理装置９０には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。ディスクドライブは、バス９９に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。
【０１３９】
以上が、本発明の各実施形態に係る制御装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２３のハードウェア構成は、各実施形態に係る制御装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る制御装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０１４０】
各実施形態の制御装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の制御装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。
【０１４１】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１４２】
２、３、４    造形システム
１０、３０ａ、３０ｂ、４０    造形用インク
１１、３１ａ、３１ｂ    溶媒
１２、３２ａ、３２ｂ    造形粉末
１３、３３ａ、３３ｂ    造形促進剤
１５    造形用基板
２１、３１、４１    造形装置
２２、３２、４２    制御装置
１００、３００ａ、３００ｂ、４００    造形体
２１１、３１１、４１１    台
２１２、３１２、４１２    支持梁
２１３、３１３、４１３    インクジェットヘッド
２１４、３１４ａ、３１４ｂ、４１４    インク容器
２１５、３１５、４１５    造形用基板
４１６    造形粉末容器
４１７    粉末供給ヘッド
４５０    造形用粉末
【図１】
2020049806.tif 000003
【図２】
2020049806.tif 000004
【図３】
2020049806.tif 000005
【図４】
2020049806.tif 000006
【図５】
2020049806.tif 000007
【図６】
2020049806.tif 000008
【図７】
2020049806.tif 000009
【図８】
2020049806.tif 000010
【図９】
2020049806.tif 000011
【図１０】
2020049806.tif 000012
【図１１】
2020049806.tif 000013
【図１２】
2020049806.tif 000014
【図１３】
2020049806.tif 000015
【図１４】
2020049806.tif 000016
【図１５】
2020049806.tif 000017
【図１６】
2020049806.tif 000018
【図１７】
2020049806.tif 000019
【図１８】
2020049806.tif 000020
【図１９】
2020049806.tif 000021
【図２０】
2020049806.tif 000022
【図２１】
2020049806.tif 000023
【図２２】
2020049806.tif 000024
【図２３】
2020049806.tif 000025
【図２４】
2020049806.tif 000026