(57)【要約】【課題】造形材の折返部で隙間が生じることを抑制する。【解決手段】造形装置は、連続繊維の束に樹脂を含侵させた線状の造形材が排出される被排出部と、前記被排出部に配置され、前記造形材が巻き掛けられる巻掛部と、前記被排出部に対して相対移動し、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する排出機構と、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する加熱加圧部と、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させる移動機構と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続繊維の束に樹脂を含侵させた線状の造形材が排出される被排出部と、
前記被排出部に配置され、前記造形材が巻き掛けられる巻掛部と、
前記被排出部に対して相対移動し、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する排出機構と、
前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する加熱加圧部と、
前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させる移動機構と、
を備える造形装置。
【請求項２】
前記巻掛部は、
先細りに形成され、且つ、先端面が前記被排出部に接触する先端部を有する
請求項１に記載の造形装置。
【請求項３】
前記巻掛部は、
前記先端面から外周側に向かって前記被排出部から徐々に離れるように前記先端面に連続して形成され、前記被排出部に対向する対向面を有する、
請求項２に記載の造形装置。
【請求項４】
前記加熱加圧部は、
前記巻掛部の外周側を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する請求項１〜３のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項５】
前記加熱加圧部は、
前記造形材の折返部の内周端から外側を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する請求項１〜３のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項６】
前記加熱加圧部は、
前記造形材の幅よりも幅が広く、
前記造形材の折返部の外周側に片寄った位置を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する請求項５に記載の造形装置。
【請求項７】
前記排出機構は、
前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら第一角度で折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する第一動作と、
前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら前記第一角度よりも小さい第二角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第二動作と、を実行可能とされ、
前記移動機構は、
前記第一動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させ、
前記第二動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる間は、前記巻掛部を前記被排出部との接触位置に留まらせる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の造形装置。
【請求項８】
前記排出機構は、
さらに、前記第二角度よりも小さい第三角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第三動作を実行可能とされ、
前記移動機構は、
前記第三動作において、前記被排出部から離れた位置に前記巻掛部を留まらせる
請求項７に記載の造形装置。
【請求項９】
前記排出機構は、
前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら第一角度で折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する第一動作と、
前記第一角度よりも小さい第二角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第二動作と、を実行可能とされ、
前記移動機構は、
前記第一動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させ、
前記第二動作において、前記被排出部から離れた位置に前記巻掛部を留まらせる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、枠体に固定された複数のピンに繊維束を掛け止めながら配列する繊維束配列装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８５７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、造形装置において、ピン等の巻掛部に造形材を巻き掛けながら折り返すように、該造形材を台等の被排出部に排出する場合では、造形材の折返部に隙間が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、巻掛部が被排出部に固定された構成に比べ、造形材の折返部で隙間が生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様は、連続繊維の束に樹脂を含侵させた線状の造形材が排出される被排出部と、前記被排出部に配置され、前記造形材が巻き掛けられる巻掛部と、前記被排出部に対して相対移動し、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する排出機構と、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する加熱加圧部と、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させる移動機構と、を備える。
【０００７】
第２態様では、前記巻掛部は、先細りに形成され、且つ、先端面が前記被排出部に接触する先端部を有する。
【０００８】
第３態様では、前記巻掛部は、前記先端面から外周側に向かって前記被排出部から徐々に離れるように前記先端面に連続して形成され、前記被排出部に対向する対向面を有する。
【０００９】
第４態様では、前記加熱加圧部は、前記巻掛部の外周側を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する。
【００１０】
第５態様では、前記加熱加圧部は、前記造形材の折返部の内周端から外側を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する。
【００１１】
第６態様では、前記加熱加圧部は、前記造形材の幅よりも幅が広く、前記造形材の折返部の外周側に片寄った位置を通る経路で前記被排出部に対して相対移動し、前記被排出部に排出された造形材を加熱加圧する。
【００１２】
第７態様では、前記排出機構は、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら第一角度で折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する第一動作と、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら前記第一角度よりも小さい第二角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第二動作と、を実行可能とされ、前記移動機構は、前記第一動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させ、前記第二動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる間は、前記巻掛部を前記被排出部との接触位置に留まらせる。
【００１３】
第８態様では、前記排出機構は、さらに、前記第二角度よりも小さい第三角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第三動作を実行可能とされ、前記移動機構は、前記第三動作において、前記被排出部から離れた位置に前記巻掛部を留まらせる。
【００１４】
第９態様では、前記排出機構は、前記造形材を前記巻掛部に巻き掛けながら第一角度で折り返すように該造形材を前記被排出部に排出する第一動作と、前記第一角度よりも小さい第二角度で湾曲するように該造形材を前記被排出部に排出する第二動作と、を実行可能とされ、前記移動機構は、前記第一動作において、前記造形材が前記巻掛部に対して巻き掛けられる途中で、前記巻掛部を前記被排出部から離れる方向へ移動させ、前記第二動作において、前記被排出部から離れた位置に前記巻掛部を留まらせる。
【発明の効果】
【００１５】
第１態様の構成によれば、巻掛部が被排出部に固定された構成に比べ、造形材の折返部で隙間が生じることが抑制される。
【００１６】
第２態様の構成によれば、巻掛部の先端部の太さが一定である構成に比べ、造形材の折返部で隙間が生じることが抑制される。
【００１７】
第３態様の構成によれば、対向面が、先端面から外周側に向かって被排出部から段階的に離れるように前記先端面に連続して形成される構成に比べ、造形材の折返部の隙間に移動した造形材に凹凸が形成されることが抑制される。
【００１８】
第４態様の構成によれば、加熱加圧部が、巻掛部の外周よりも内周側を通る経路で被排出部に対して相対移動する構成に比べ、加熱加圧部が巻掛部と干渉することが抑制される。
【００１９】
第５態様の構成によれば、加熱加圧部が、造形材の折返部の内周端よりも内側を通る経路で被排出部に対して相対移動する構成に比べ、加熱加圧部が巻掛部と干渉することが抑制される。
【００２０】
第６態様の構成によれば、加熱加圧部が、造形材の折返部の内外周の方向において均等な位置を通る経路で被排出部に対して相対移動する構成に比べ、造形材の折返部の外周側に対する加熱加圧不良が抑制される。
【００２１】
第７態様の構成によれば、第二動作中において、巻掛部の移動動作が不要となる。
【００２２】
第８態様の構成によれば、第三動作中において、巻掛部の移動動作が不要となる。
【００２３】
第９態様の構成によれば、第二動作中において、巻掛部の移動動作が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る造形装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る造形ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】本実施形態に係るピンの構成を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る造形装置に用いられる連続繊維の束の断面図である。
【図５】本実施形態に係る造形装置に用いられる造形材の断面図である。
【図６】図５に示す造形材が扁平形状に変形された状態を示す断面図である。
【図７】本実施形態に係る排出部から排出された造形材を示すである。
【図８】本実施形態に係るピンの先端部を示す概略図である。
【図９】変形例に係るピンの先端部を示す概略図である。
【図１０】本実施形態に係る造形ユニットの移動経路を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る造形ユニットの移動経路を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る造形ユニットの移動経路を示す図である。
【図１３】本実施形態に係るピンに造形材が巻き掛けられた状態を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る加熱加圧ロールを示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係る造形装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】本実施形態に係る造形装置によって造形される造形物のＵ字状部分を示す図である。
【図１７】本実施形態に係るピンに巻き掛けられた造形材の断面図である。
【図１８】比較例における造形材の折返部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。
【００２６】
（造形装置１０）
まず、造形装置１０について説明する。図１には、造形装置１０の概略構成が示されている。
【００２７】
図１に示される造形装置１０は、造形物を造形する装置である。具体的には、造形装置１０は、いわゆる溶解積層方式（ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式ともいう）の三次元造形装置（いわゆる３Ｄプリンタ）である。さらに具体的には、造形装置１０は、複数の層の層データに基づき、造形材１００によって各層を形成して、造形物を造形する装置である。
【００２８】
本実施形態に係る造形装置１０は、図１に示されるように、台１４と、ピン３０、３１と、ピン移動機構３４、３５と、造形ユニット１２と、ユニット移動機構１８と、を備えている。さらに、造形装置１０は、図２に示されるように、加熱加圧ロール５６と、制御部１６と、を備えている。さらに、造形装置１０は、図３に示されるように、昇降機構３６、３７を備えている。なお、造形装置１０で用いられる造形材１００（図５参照）は、連続繊維１２０の束１１０（以下、繊維束１１０という）に樹脂１１２を含侵させた線状の造形材である。線状とは、ある方向へ長さを有する形状を意味しており、造形材１００の断面形状は、不問である。したがって、造形材１００の断面形状としては、例えば、円形状であっても、扁平形状であってもよい。
【００２９】
〔台１４〕
図１及び図２に示される台１４は、被排出部の一例である。具体的には、台１４は、造形材１００が排出される台である。さらに具体的には、台１４は、台１４に排出された造形材１００が載せられる台である。さらに言えば、造形材１００によって造形物が造形される台である。
【００３０】
台１４は、図１及び図２に示されるように、造形ユニット１２の下方に配置されている。台１４は、造形材１００が排出される被排出面１４Ａを有している。被排出面１４Ａは、造形材１００が載せられる面ともいえる。被排出面１４Ａは、造形ユニット１２側を向いている。すなわち、台１４は、上方側を向いている。さらに具体的には、被排出面１４Ａは、水平面とされている。
【００３１】
〔造形ユニット１２〕
図１及び図２に示される造形ユニット１２は、排出機構の一例である。具体的には、造形ユニット１２は、台１４に造形材１００を排出するユニットである。さらに具体的には、造形ユニット１２は、図２に示されるように、筐体６０と、供給機構２０と、搬送部４０と、排出部５０と、を有している。
【００３２】
（筐体６０）
筐体６０は、供給機構２０の各部と、搬送部４０と、を収容している。筐体６０は、供給機構２０の各部と、搬送部４０と、を支持する支持体でもある。
【００３３】
（供給機構２０）
供給機構２０は、繊維束１１０に樹脂１１２を含侵させた線状の造形材１００を供給する機構である。具体的には、供給機構２０は、供給部２１と、巻掛ロール２２と、含浸部２４と、を有している。
【００３４】
（供給部２１）
供給部２１は、巻掛ロール２２へ繊維束１１０を供給する機能を有している。具体的には、供給部２１は、繊維束１１０が巻かれたリールもしくはスプールで構成されている。この供給部２１は、筐体６０に対して回転可能に支持されている。
【００３５】
供給部２１は、図２の反時計方向に回転することで、繊維束１１０を装置幅方向（図２における左方側）へ送り出す。
【００３６】
なお、繊維束１１０は、複数の連続繊維１２０が撚り合わされずに束ねられたものである。本実施形態では、連続繊維１２０には、一例として、直径０．００５〔ｍｍ〕の炭素繊維が用いられており、この連続繊維１２０が、例えば１０００本から１２０００本程度、束ねられている。そして、束ねられた状態で、図４に示されるように、繊維束１１０の断面は、直径（図中Ｄ１）０．３〔ｍｍ〕以上０．４〔ｍｍ〕以下の円形状とされている。なお、図４では、繊維の本数を少なくして断面を示している。
【００３７】
（巻掛ロール２２）
巻掛ロール２２は、図２に示されるように、装置幅方向において、供給部２１の一方側（図２における左方側）に配置されており、筐体６０に対して回転可能に支持されている。そして、巻掛ロール２２には、供給部２１から送り出された繊維束１１０が巻き掛けられている。
【００３８】
供給部２１から装置幅方向へ送り出された繊維束１１０は、巻掛ロール２２に巻き掛けられることで、下方へ向きを変えて下方へ送られる。したがって、巻掛ロール２２は、繊維束１１０を下方へ案内する機能を有している。
【００３９】
（含浸部２４）
含浸部２４は、図２に示されるように、繊維束１１０に樹脂１１２を含浸させて造形材１００とする含浸部である。含浸部２４は、図２に示されるように、造形材１００が供給部２１から送られる送り方向において、巻掛ロール２２に対する下流側に配置されている。具体的には、含浸部２４は、巻掛ロール２２に対する下方側に配置されている。
【００４０】
この含浸部２４は、繊維束１１０が通過する通過部２６と、通過部２６へ樹脂１１２を送り出す樹脂送出部２８と、を有している。
【００４１】
樹脂送出部２８の内部には、樹脂１１２が収容されており、樹脂送出部２８は、収容された樹脂１１２を加熱するヒータ２８Ａと、加熱された樹脂を通過部２６に送り出すスクリュー２８Ｂと、を有している。本実施形態では、一例として、樹脂送出部２８の内部には、樹脂１１２としてポリプロピレン樹脂が収容されており、ヒータ２８Ａは、収容されたポリプロピレン樹脂を例えば、２００〔℃〕以上３００〔℃〕以下に加熱することで溶融している。
【００４２】
通過部２６は、供給部２１から送り出された繊維束１１０が通過するように配置されている。また、通過部２６は、上下方向に延びている円筒状とされており、供給部２１から送り出された繊維束１１０を受け入れる受入口２６Ａと、内部を通過する繊維束１１０を周方向から囲むように樹脂が滞留している円柱状の滞留部２６Ｂと、を有している。さらに、通過部２６は、樹脂１１２が繊維束１１０に含侵した造形材１００を排出する排出ヘッド２６Ｃと、周壁に取り付けられ、滞留部２６Ｂに滞留している樹脂１１２を加熱するヒータ２６Ｄと、を有している。そして、受入口２６Ａ、滞留部２６Ｂ、及び排出ヘッド２６Ｃは上方から下方へ向けてこの順番で並んでいる。本実施形態では、一例として、ヒータ２６Ｄは、滞留部２６Ｂに滞留しているポリプロピレン樹脂を２００〔℃〕以上３００〔℃〕以下に加熱する。
【００４３】
そして、含浸部２４では、樹脂送出部２８は、加熱された樹脂１１２を通過部２６の滞留部２６Ｂに送り出す。また、通過部２６は、受入口２６Ａから受け入れて滞留部２６Ｂを通過する繊維束１１０に樹脂１１２を含浸させる。さらに、通過部２６は、樹脂１１２が繊維束１１０に含侵した線状の造形材１００を排出ヘッド２６Ｃから排出する。また、排出ヘッド２６Ｃから排出された状態で、図５に示されるように、夫々の繊維間の隙間には、樹脂１１２が含浸されており、造形材１００の断面は、直径０．３〔ｍｍ〕以上０．４〔ｍｍ〕以下の円形状とされている。なお、図５では、繊維の本数を少なくして断面を示している。
【００４４】
このように、繊維束１１０に樹脂１１２を含浸させることで、夫々の繊維同士が樹脂１１２によって接着される。これにより、含浸部２４は、夫々の繊維同士を接着させる接着手段として機能している。
【００４５】
（搬送部４０）
図２に示される搬送部４０は、供給機構２０からの造形材１００を排出部５０へ搬送する機能を有している。搬送部４０は、図２に示されるように、造形材１００が供給部２１から送られる送り方向において、含浸部２４に対する下流側に配置されている。具体的には、搬送部４０は、含浸部２４に対する下方側に配置されている。
【００４６】
この搬送部４０は、例えば、一対の搬送ロール４２、４４を有している。搬送ロール４４は、造形材１００を挟んで搬送ロール４２の反対側に配置されている。
【００４７】
搬送ロール４２、４４は、筐体６０に回転可能に支持されている。この搬送ロール４２、４４は、図示しない駆動手段から駆動力が伝達されて、周方向に回転するようになっている。搬送部４０では、回転する搬送ロール４２、４４は、例えば、造形材１００を３０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速さで、挟持搬送するようになっている。なお、造形材１００の搬送速度は、３０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕に限られない。
【００４８】
搬送部４０では、一対の搬送ロール４２、４４が、造形材１００を挟んで加圧することで、断面円形状の造形材１００を断面扁平形状に変形させる。ここで、扁平形状の断面とは、図６に示されるように、断面の一方向の長さが、断面において一方向に対して交差する交差方向の長さと比して長くなると共に、交差方向を向く一対の平面（以下「扁平平面１００Ｄ」）が形成されている断面である。つまり、扁平平面１００Ｄとは、扁平形状の短手方向を向く一対の平面のことである。
【００４９】
なお、一対の搬送ロール４２、４４は、造形材１００を加熱する加熱部を有していてもよい。また、搬送部４０としては、搬送ロールに替えて搬送ベルトを有していてもよい。
【００５０】
（排出部５０）
排出部５０は、図２に示されるように、造形材１００を台１４に排出する機能を有している。排出部５０は、造形材１００が供給部２１から送られる送り方向において、搬送部４０に対する下流側に配置されている。具体的には、排出部５０は、搬送部４０に対する下方側に配置されている。
【００５１】
また、排出部５０は、搬送部４０から送られた造形材１００が流入する流入口５０Ｃと、流入口５０Ｃから流入された造形材１００を台１４の被排出面１４Ａへ排出する排出口５０Ｂと、を有している。なお、排出部５０は、造形材１００を加熱する加熱部を有していてもよい。
【００５２】
本実施形態では、図７に示されるように、造形材１００の扁平平面１００Ｄが台１４の被排出面１４Ａに接触するように、排出部５０の排出口５０Ｂから造形材１００が排出される。このように、造形ユニット１２から排出される造形材１００の断面形状は、扁平形状とされているが、当該断面形状としては、円形状であってもよく、当該断面形状は、特定の形状に限定されるものではない。
【００５３】
〔ピン３０、３１〕
図３に示されるように、ピン３０、３１は、巻掛部の一例である。ピン３０、３１は、図３に示されるように、それぞれ、支持体３２、３３に対して、上下方向へ移動可能に支持されている。換言すれば、ピン３０、３１は、それぞれ、支持体３２、３３に対して、台１４の被排出面１４Ａに対する垂直方向へ移動可能に支持されている。
【００５４】
具体的には、ピン３０、３１は、台１４の被排出面１４Ａ上に配置され造形材１００が巻き掛けられる巻掛位置（図３において実線で示す位置）と、巻掛位置よりも被排出面１４Ａから離れた離間位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、の間を移動可能とされている。なお、巻掛位置は接触位置の一例である。
【００５５】
具体的には、巻掛位置は、例えば、造形物の最下層を形成する場合において、ピン３０、３１の先端面３０Ａ、３１Ａが台１４の被排出面１４Ａに接触する位置である。また、離間位置は、ピン３０、３１の先端面３０Ａ、３１Ａが台１４の被排出面１４Ａから離間する位置である。ピン３０、３１の先端面３０Ａ、３１Ａは、離間位置において、ピン３０、３１に巻き掛けられた状態の造形材１００の高さよりも高い位置に位置する。
【００５６】
さらに、ピン３０、３１は、図８に示されるように、先細りに形成され、且つ、先端面３０Ａ、３１Ａが台１４の被排出面１４Ａに接触する先端部３０Ｂ、３１Ｂを有している。換言すれば、先端面３０Ａ、３１Ａは、被排出面１４Ａに接触する接触面である。さらに言えば、先端面３０Ａ、３１Ａは、最も下側（被排出面１４Ａ側）に配置された面である。さらに、ピン３０、３１は、先端面３０Ａ、３１Ａから外周側に向かって台１４の被排出面１４Ａから徐々に離れるように、先端面３０Ａ、３１Ａに連続して形成され、台１４の被排出面１４Ａに対向する対向面３０Ｃ、３１Ｃを有している。
【００５７】
具体的には、ピン３０、３１における先端面３０Ａ、３１Ａ及び対向面３０Ｃ、３１Ｃを含む下面３０Ｄ、３１Ｄは、下方へ凸状とされた曲面で形成されている。
【００５８】
なお、ピン３０、３１は、下面３０Ｄ、３１Ｄが下方へ凸状とされた曲面で形成されている構成に限らない。例えば、図９に示されるように、先端面３０Ａ、３１Ａが被排出面１４Ａに沿った平面で形成され、対向面３０Ｃ、３１Ｃが先端面３０Ａ、３１Ａに対して傾斜する傾斜面で構成されていてもよい。
【００５９】
なお、ピン３０とピン３１とは同様に構成されているので、ピン３０とピン３１とを示す共通の図面として、図３、図８及び図９を用いている。
【００６０】
（昇降機構３６、３７）
図３に示される昇降機構３６、３７は、移動機構の一例である。この昇降機構３６、３７は、ピン３０、３１を上下方向に昇降させる。具体的には、昇降機構３６、３７は、それぞれ、ピン３０、３１を巻掛位置（図３において実線で示す位置）と、離間位置（図３において二点鎖線で示す位置）との間で移動させる機構である。
【００６１】
さらに具体的には、昇降機構３６、３７は、一例として、以下のように構成される。昇降機構３６、３７は、ピン３０、３１の側面に形成されたラック７２と、ラック７２と噛み合うピニオン７４と、を有している。そして、ピニオン７４を駆動部（図示省略）で正転及び逆転させることで、ピン３０、３１を巻掛位置と離間位置との間で移動させる。
【００６２】
なお、移動機構としては、上記の構成に限られず、例えば、ピン３０、３１を直動させるアクチュエータやエアシリンダ等を用いた構成であってもよく、他の構成であってもよい。
【００６３】
〔ピン移動機構３４、３５〕
図１及び図３に示されるピン移動機構３４、３５は、ピン移動機構３４、３５を台１４の被排出面１４Ａに沿って移動させる機構である。具体的には、ピン移動機構３４、３５は、支持体３２、３３を装置幅方向及び装置奥行方向に移動させる機構である。
【００６４】
さらに具体的には、ピン移動機構３４、３５は、支持体３２、３３を装置幅方向及び装置奥行方向の任意の位置に移動可能とされている。これにより、ピン移動機構３４、３５は、ピン３０、３１を平面視にて曲線状に移動可能とされている。すなわち、ピン３０、３１は、台１４に対して相対的に、被排出面１４Ａに沿って曲線上に移動可能な構成とされている。
【００６５】
なお、ピン移動機構３４、３５は、さらに、支持体３２、３３を装置上下方向に移動させる。これにより、台１４の被排出面１４Ａからピン３０、３１の距離が調整される。ピン移動機構３４、３５としては、例えば、支持体３２、３３を、装置上下方向、装置幅方向及び装置奥行方向の任意の位置に移動可能な三軸ロボが用いられる。
【００６６】
〔ユニット移動機構１８〕
図１及び図２に示されるユニット移動機構１８は、造形ユニット１２を移動させる機構である。具体的には、ユニット移動機構１８は、造形ユニット１２を装置幅方向及び装置奥行方向に移動させる機構である。
【００６７】
さらに具体的には、ユニット移動機構１８は、造形ユニット１２を装置幅方向及び装置奥行方向の任意の位置に移動可能とされている。これにより、ユニット移動機構１８は、図１０、図１１及び図１２に示されるように、台１４の被排出面１４Ａに沿って曲線上に移動可能とされている。図１０に示される例では、造形ユニット１２は、４５度の曲がり角度θＡ（回転角度θＡともいえる）にて湾曲するように移動している。具体的には、図１０に示される例では、造形ユニット１２は、図１０における時計回り方向に４５度の曲がり角度θＡにて湾曲した後、図１０における反時計回り方向に４５度の曲がり角度θＡにて湾曲するように、Ｓ字状に移動している。
【００６８】
図１１に示される例では、造形ユニット１２は、９０度の曲がり角度θＡにて湾曲するように移動している。具体的には、図１１に示される例では、造形ユニット１２は、図１１における時計回り方向に９０度の曲がり角度θＡにて湾曲した後、図１１における反時計回り方向に９０度の曲がり角度θＡにて湾曲するように、Ｓ字状に移動している。
【００６９】
図１２に示される例では、造形ユニット１２は、１８０度の曲がり角度θＡにて折り返すように移動している。なお、造形ユニット１２の移動における湾曲とは、例えば、曲がり角度θＡが０度を超える角度で曲線上に移動することをいう。また、造形ユニット１２の移動における折返しとは、例えば、曲がり角度θＡが９０度を超えると共に３６０度未満である角度で曲線上に移動することをいう。
【００７０】
そして、造形ユニット１２が、ユニット移動機構１８によって、例えば、台１４の被排出面１４Ａに沿って、図１２に示されるように、ピン３０周りを曲線状に移動しながら、図１３及び図１４に示されるように、造形材１００を排出部５０から排出することで、造形材１００がピン３０に巻き掛けられる。造形材１００がピン３０に巻き掛けられることで、造形材１００がピン３０で折り返して折返部１５０が形成される。
【００７１】
また同様に、造形ユニット１２がピン３１に対して、ピン３１周りを曲線状に移動しながら、造形材１００を排出部５０から排出することで、造形材１００がピン３１に巻き掛けられ、折返部１５０が形成される。
【００７２】
なお、ユニット移動機構１８は、さらに、造形ユニット１２を装置上下方向に移動させる。これにより、台１４の被排出面１４Ａから造形ユニット１２の距離が調整される。ユニット移動機構１８としては、例えば、造形ユニット１２を、装置上下方向、装置幅方向及び装置奥行方向の任意の位置に移動可能な三軸ロボが用いられる。
【００７３】
〔加熱加圧ロール５６〕
加熱加圧ロール５６は、加熱加圧部の一例である。この加熱加圧ロール５６は、排出部５０から排出された造形材１００を加熱加圧する機能を有している。この加熱加圧ロール５６は、加熱部としてのヒータを内部に有している。
【００７４】
加熱加圧ロール５６は、図１３に示されるように、例えば、支持体５８に回転可能に支持されている。支持体５８は、造形ユニット１２に支持されており、加熱加圧ロール５６は、造形ユニット１２に追従して移動する構成とされている。
【００７５】
そして、加熱加圧ロール５６は、造形材１００を加熱すると共に、造形材１００を台１４との間に挟むことで加圧する。加熱加圧ロール５６が造形材１００を加熱及び加圧することで、台１４に排出された造形材１００の高さが揃えられる。換言すれば、加熱加圧ロール５６が造形材１００を加熱及び加圧することで、台１４に排出された造形材１００を平滑にする。本実施形態では、例えば、加熱加圧ロール５６は、造形材１００に接触することで従動回転する。なお、加熱加圧ロール５６は、駆動部（図示省略）により回転駆動されてもよい。
【００７６】
加熱加圧ロール５６の軸方向における位置（図１３の紙面奥行方向における位置）は、以下のように設定されている。加熱加圧ロール５６は、図１４に示されるように、ピン３０の外周側を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する位置に配置されている。
【００７７】
換言すれば、加熱加圧ロール５６は、造形材１００の折返部１５０の内周端１５０Ａから外側を通る経路で、被排出面１４Ａに対して移動する位置に配置されている。なお、折返部１５０の内周端１５０Ａとは、加熱加圧ロール５６による加熱加圧がなされる前の造形材１００における折返部１５０の内周端１５０Ａである。
【００７８】
さらに加熱加圧ロール５６は、造形材１００の幅よりも幅が広く、造形材１００の折返部１５０の外周側に片寄った位置を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する位置に配置されている。そして、加熱加圧ロール５６は、当該位置を移動して、被排出面１４Ａに排出された造形材１００を加熱加圧する。
【００７９】
なお、加熱加圧ロール５６は、ピン３１周りに移動する際には、ピン３１の外周側を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する位置に、軸方向に変位される変位機構（図示省略）を有している。
【００８０】
〔制御部１６〕
制御部１６は、造形装置１０の各部の動作を制御する。具体的には、制御部１６は、プログラムが記憶されたＲＯＭ（ロム）やストレージ等で構成された記憶部と、プログラムに従って動作するプロセッサと、を有しており、記憶部に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより、造形装置１０の各部の動作が制御される。
【００８１】
制御部１６は、図１５に示されるように、機能構成として、少なくとも、ユニット移動機構１８の駆動を制御する移動機構制御部１６Ａと、ピン移動機構３４、３５の駆動を制御する移動機構制御部１６Ｂと、昇降機構３６、３７の駆動を制御する移動機構制御部１６Ｃと、を有している。
【００８２】
制御部１６は、造形物の三次元データから作成された複数の層データに基づき、以下の造形動作が実行されるように、ユニット移動機構１８、ピン移動機構３４、３５、加熱加圧ロール５６、昇降機構３６、３７、供給機構２０、及び搬送部４０の動作を制御する。
【００８３】
（造形装置１０の造形動作）
ここでは、造形物の三次元データから作成された複数の層データに基づき、曲線状部分を含む造形物を造形する造形動作について説明する。具体的には、当該層データに基づき、図１６に示されるように、直線状部分２０２と曲線状部分２０３とを有するＵ字状部分２００を含む造形物を造形する造形動作について説明する。なお、本例では、ピン３０、３１のうち、ピン３０を用いる場合について説明する。
【００８４】
Ｕ字状部分２００を造形する場合では、曲線状部分２０３と直線状部分２０２との境界となる位置であって曲線状部分２０３の内周側となる配置位置（図１６における符号ＳＡの位置）に、ピン移動機構３４によってピン３０を被排出面１４Ａに沿って移動させる。さらに、昇降機構３６によってピン３０を巻掛位置へ降下させる。なお、ピン３０は、例えば、中心が配置位置ＳＡに位置するように配置される。
【００８５】
そして、図１２に示されるように、造形ユニット１２が１８０度の曲がり角度θＡにてピン３０を折り返すように、ユニット移動機構１８が、台１４に対して造形ユニット１２をＵ字状に移動させる。
【００８６】
具体的には、まず、造形ユニット１２は、例えば、台１４の被排出面１４Ａに沿って、第一方向Ｍ１（図１２参照）へ平面視にて直線状へ移動する（以下、第一直線移動という）。第一方向Ｍ１は、例えば、図１に示す装置幅方向Ｗである。次に、造形ユニット１２は、例えば、台１４の被排出面１４Ａに対して、ピン３０の外周を１８０度の曲がり角度θＡにて曲線状に移動する（以下、曲線移動という）。次に、造形ユニット１２は、例えば、台１４の被排出面１４Ａに沿って、第一方向Ｍ１に対する反対方向Ｍ２（図１２参照）へ平面視にて直線状へ相対移動する（以下、第二直線移動という）。
【００８７】
これにより、造形ユニット１２の排出部５０から排出される造形材１００が、図１３及び図１４に示されるように、ピン３０に巻き掛けられる。換言すれば、造形ユニット１２が、台１４に対して移動して、造形材１００をピン３０に巻き掛けながら折り返すように造形材１００を台１４に排出する。造形材１００がピン３０に巻き掛けられることで、造形材１００がピン３０で折り返して折返部１５０が形成される。この折返部１５０がＵ字状部分２００の曲線状部分２０３をなす。
【００８８】
そして、造形材１００がピン３０に対して巻き掛けられる途中で、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。換言すれば、造形材１００のピン３０に対する巻き掛けの開始後であって、造形材１００のピン３０に対する巻き掛けの完了前に、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。
【００８９】
さらに言えば、造形材１００が、直線状から曲線状に変形された後、曲線状から直線状に変形される前に昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。もっと言えば、造形ユニット１２が第一直線移動から曲線移動に切り替わった後、曲線移動から第二直線移動に切り替わる前に、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。
【００９０】
さらに具体的には、造形ユニット１２の曲線移動における曲がり角度θＡが、４５度以上１３５度以下の範囲で、さらに好ましくは、６０度以上１２０度以下の範囲で、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。さらに好ましくは、造形ユニット１２の曲線移動における曲がり角度θＡが９０度となった場合に、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。すなわち、造形ユニット１２の曲線移動における曲がり角度θＡの中間値において、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させる。
【００９１】
本実施形態では、造形ユニット１２の排出部５０から排出された造形材１００は、台１４の被排出面１４Ａと加熱加圧ロール５６との間で挟まれることで、加熱加圧されて平滑にされる。ここで、断面扁平形状の造形材１００は、ピン３０に巻き掛けられると、ピン３０で捻じられて、図１３及び図１７に示されるように、造形材１００の扁平平面１００Ｄが側方を向く状態となる。したがって、造形材１００は、上下方向に長くなる姿勢でピン３０に巻き掛けられるが、加熱加圧ロール５６によって加熱加圧されて平滑にされる。
【００９２】
なお、Ｓ字状に造形ユニット１２が折り返す場合には、ピン３０を用いた後に、当該ピン３０の場合と同様にピン３１を用いて、ピン３１に造形材１００を巻き掛ける。
【００９３】
ここで、ピン３０が台１４に固定された構成（以下、本構成を第一比較例という）では、ピン３０が配置された位置に造形材１００が移動できないため、図１８に示されるように、造形材１００の折返部１５０で隙間１５０Ｓが生じる場合がある。さらに、加熱加圧ロール５６によって、造形材１００の折返部１５０加熱加圧された場合であっても隙間１５０Ｓが解消されない場合がある。
【００９４】
これに対して、本実施形態では、造形材１００がピン３０に対して巻き掛けられる途中で、ピン３０が離間位置へ移動するので、ピン３０が配置されていた位置（すなわち折返部１５０の内周側）に空間ができ、第一比較例に比べ、造形材１００が折返部１５０の内周側へ移動しやすい。そして、加熱加圧ロール５６によって加熱加圧されることで、ピン３０が配置されていた位置（すなわち折返部１５０の内周側）へ造形材１００が移動するので、第一比較例に比べ、造形材１００の折返部１５０で隙間が生じることが抑制される（図１６参照）。
【００９５】
また、本実施形態では、ピン３０、３１は、図８に示されるように、先細りに形成され、且つ、先端面３０Ａ、３１Ａが台１４の被排出面１４Ａに接触する先端部３０Ｂ、３１Ｂを有している。
【００９６】
ここで、ピン３０、３１の先端部３０Ｂ、３１Ｂの太さが一定である構成（以下、本構成を第二比較例という）では、ピン３０、３１の先端と被排出面１４Ａとの間に隙間が形成されないため、造形材１００が折返部の内周側へ造形材１００が移動しにくい。
【００９７】
これに対して、先細りに形成されているため、先端面３０Ａ、３１Ａの外周において、ピン３０、３１の先端（対向面３０Ｃ、３１Ｃ）との間に隙間が形成される。このため、第二比較例に比べ、造形材１００が折返部の内周側へ移動しやすく、造形材の折返部で隙間が生じることが抑制される。また、第二比較例に比べ、造形材１００の折返部１５０の曲率が小さくなる。
【００９８】
さらに、ピン３０、３１は、図８に示されるように、先端面３０Ａ、３１Ａから外周側に向かって台１４の被排出面１４Ａから徐々に離れるように、先端面３０Ａ、３１Ａに連続して形成され、台１４の被排出面１４Ａに対向する対向面３０Ｃ、３１Ｃを有している。
【００９９】
対向面３０Ｃ、３１Ｃが、先端面３０Ａ、３１Ａから外周側に向かって被排出面１４Ａから段階的に離れるように先端面３０Ａ、３１Ａに連続して形成される構成に比べ、造形材１００の折返部の隙間に移動した造形材１００に凹凸が形成されることが抑制される。
【０１００】
また、本実施形態では、図１４に示されるように、加熱加圧ロール５６は、ピン３０、３１の外周側を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動し、被排出面１４Ａに排出された造形材１００を加熱加圧する。
【０１０１】
このため、加熱加圧ロール５６が、ピン３０、３１の外周よりも内周側を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する構成に比べ、加熱加圧ロール５６が、ピン３０、３１と干渉することが抑制される。また、加熱加圧ロール５６によって、均等に平坦化されるため、連続繊維１２０の配向が緩和され、内部歪が軽減される。
【０１０２】
また、本実施形態では、図１４に示されるように、加熱加圧ロール５６は、造形材１００の折返部１５０の内周端１５０Ａから外側を通る経路で、被排出面１４Ａに対して移動し、被排出面１４Ａに排出された造形材１００を加熱加圧する。
【０１０３】
このため、加熱加圧ロール５６が、造形材１００の折返部１５０の内周端１５０Ａよりも内側を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する構成に比べ、加熱加圧ロール５６が、ピン３０、３１と干渉することが抑制される。
【０１０４】
さらに本実施形態では、加熱加圧ロール５６は、造形材１００の幅よりも幅が広く、造形材１００の折返部１５０の外周側に片寄った位置を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動し、被排出面１４Ａに排出された造形材１００を加熱加圧する。
【０１０５】
このため、加熱加圧ロール５６が、造形材１００の折返部１５０の内外周の方向において均等な位置を通る経路で被排出面１４Ａに対して移動する構成に比べ、造形材１００の折返部１５０の外周側に対する加熱加圧不良が抑制される。
【０１０６】
（変形例）
上記実施形態では、造形材１００がピン３０に対して巻き掛けられる途中で、昇降機構３６がピン３０を離間位置へ移動させていたが（以下、当該動作をピン第一動作という）、このピン第一動作に加えて、ピン第二動作、ピン第三動作を行ってもよい。
【０１０７】
ピン第二動作は、造形材１００がピン３０に対して巻き掛けられる間は、ピン３０を巻掛位置に留まらせる動作である。ピン第三動作は、ピン３０を離間位置に留まらせる動作である。
【０１０８】
造形ユニット１２が実行する動作、具体的には、ユニット第一動作、ユニット第二動作、及びユニット第三動作のそれぞれに対応付けて、ピン第一動作、ピン第二動作及びピン第三動作が実行される。ユニット第一動作、ユニット第二動作、及びユニット第三動作は、それぞれ、第一動作、第二動作、及び第三動作の一例である。
【０１０９】
ユニット第一動作は、造形材１００をピン３０に巻き掛けながら第一角度で折り返すように造形材１００を被排出面１４Ａに排出する造形ユニット１２の動作である（図１２参照）。第一角度は、一例として、１２０度超え１８０度以下の範囲の曲がり角度θＡとされる。
【０１１０】
ユニット第二動作は、造形材１００をピン３０に巻き掛けながら第一角度よりも小さい第二角度で湾曲するように、造形材１００を被排出面１４Ａに排出する造形ユニット１２の動作である（図１１参照）。第二角度は、一例として、６０度超え１２０度以下の範囲の曲がり角度θＡとされる。
【０１１１】
ユニット第三動作は、第二角度よりも小さい第三角度で湾曲するように造形材１００を被排出面１４Ａに排出する造形ユニット１２の動作である（図１０参照）。第三角度は、一例として、０度超え６０度以下の範囲の曲がり角度θＡとされる。
【０１１２】
そして、ユニット第一動作において、ピン第一動作が実行される。ユニット第二動作において、ピン第二動作が実行される。ユニット第三動作において、ピン第三動作が実行される。
【０１１３】
このように、ユニット第二動作においては、ピン第二動作が実行されるので、造形材１００が巻き掛けられている状態においてピン３０の移動動作が不要となる。また、ユニット第三動作においては、ピン第三動作が実行されるので、ピン３０の移動動作が不要となる。
【０１１４】
なお、上記の例では、ピン第一動作、ピン第二動作及びピン第三動作の３つの動作から選択されたが、ピン第一動作及びピン第二動作の２つの動作又は、ピン第一動作及びピン第三動作の２つの動作から選択される構成であってもよい。
【０１１５】
ピン第一動作及びピン第二動作の２つの動作から選択される場合は、ユニット第一動作及びユニット第二動作のそれぞれに対応付けて、ピン第一動作及びピン第二動作が実行される。
【０１１６】
この場合では、ユニット第二動作における第二角度は、一例として、０度超え１２０度以下の範囲の曲がり角度θＡとされる。
【０１１７】
ピン第一動作及びピン第三動作の２つの動作から選択される場合は、ユニット第一動作及びユニット第二動作のそれぞれに対応付けて、ピン第一動作及びピン第三動作が実行される。
【０１１８】
この場合では、ユニット第二動作における第二角度は、一例として、０度超え１２０度以下の範囲の曲がり角度θＡとされる。
【０１１９】
（他の変形例）
本実施形態では、造形ユニット１２を台１４に対して移動させたが、これに限られない。例えば、台１４を造形ユニット１２に対して移動させる構成であってもよく、造形ユニット１２及び台１４の少なくとも一方を移動させることで、造形ユニット１２が台１４に対して相対移動する構成であればよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、造形装置１０は、含浸部２４を備えたが、含浸部２４を備えなくてもよい。この場合では、例えば、繊維束１１０に樹脂１１２を予め含侵させた線状の造形材１００を供給部２１から供給する構成であってもよい。
【０１２１】
また、本実施形態では、ピン３０、３１は、図８に示されるように、先細りに形成され、且つ、先端面３０Ａ、３１Ａが台１４の被排出面１４Ａに接触する先端部３０Ｂ、３１Ｂを有していたが、これに限られない。例えば、ピン３０、３１の先端部３０Ｂ、３１Ｂの太さが一定である構成であってもよい。
【０１２２】
また、本実施形態では、ピン３０、３１は、図８に示されるように、先端面３０Ａ、３１Ａから外周側に向かって台１４の被排出面１４Ａから徐々に離れるように、先端面３０Ａ、３１Ａに連続して形成され、台１４の被排出面１４Ａに対向する対向面３０Ｃ、３１Ｃを有していたが、これに限られない。たとえば、対向面３０Ｃ、３１Ｃが、先端面３０Ａ、３１Ａから外周側に向かって被排出面１４Ａから段階的に離れるように先端面３０Ａ、３１Ａに連続して形成される構成であってもよい。
【０１２３】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０   造形装置
１２   造形ユニット（排出機構の一例）
１４   台（被排出部の一例）
３０、３１    ピン（巻掛部の一例）
３６   昇降機構（移動機構の一例）
５６   加熱加圧ロール（加熱加圧部の一例）
１００ 造形材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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