(57)【要約】【課題】造形物を高い精度でより適切に造形する。【解決手段】立体的な造形物５０を造形する造形装置１０であって、エネルギー線に応じて硬化する材料である紫外線硬化型インクを吐出する吐出ヘッドであるインクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔと、エネルギー線照射部である紫外線照射部１８と、制御部２０とを備え、紫外線照射部１８は、エネルギー線である紫外線の照射対象の各位置へ照射する紫外線の照射量について、紫外線を照射する位置によって変更可能であり、制御部２０は、造形物５０を示す造形物データに基づき、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔに紫外線硬化型インクを吐出させ、紫外線照射部１８に紫外線を照射させる動作の制御において、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔにより紫外線硬化型インクが吐出される位置のうち、一部の位置へ照射する紫外線の照射量を、他の位置へ照射する紫外線の照射量と異ならせる。【選択図】図１
2018065308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な造形物を造形する造形装置であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、
前記吐出ヘッド及び前記エネルギー線照射部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記エネルギー照射部は、エネルギー線の照射対象の各位置へ照射するエネルギー線の照射量について、エネルギー線を照射する位置によって変更可能であり、
前記制御部は、
前記造形物を示す造形物データに基づき、前記吐出ヘッドに前記材料を吐出させ、
前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする造形装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記材料が吐出される各位置に対して照射するエネルギー線の照射量を示す照射量データに基づき、前記エネルギー線照射部によるエネルギー線の照射の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の造形装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置に対して前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させないことにより、当該一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載の造形装置。
【請求項４】
前記制御部は、同じ前記材料で形成される領域のうちの一部に対して照射するエネルギー線の照射量を、当該領域における他の部分に対して照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の造形装置。
【請求項５】
互いに異なる前記材料をそれぞれ吐出する複数の前記吐出ヘッドを備え、
前記制御部は、互いに異なる前記材料が接する界面のうちの少なくとも一部に対して照射するエネルギー線の照射量を、他の部分に対して照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の造形装置。
【請求項６】
前記複数の吐出ヘッドとして、
前記造形物を構成する材料を吐出する造形物材料用ヘッドと、
造形中に前記造形物の周囲を囲むサポート層の材料を吐出するサポート層用ヘッドと
を備え、
前記制御部は、前記造形物を構成する材料と前記サポート層の材料とが接する界面の少なくとも一部に対して照射するエネルギー線の照射量を、他の部分に対して照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする請求項５に記載の造形装置。
【請求項７】
互いに異なる前記材料をそれぞれ吐出する複数の前記吐出ヘッドを備え、
前記制御部は、一部の前記材料に対して照射するエネルギー線の照射量を、他の前記材料に対して照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の造形装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせることにより、全ての位置へのエネルギー線の照射量を前記他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と同じにした場合と比べて、造形中の前記造形物に生じる反りを低減させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の造形装置。
【請求項９】
予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記材料を吐出する主走査動作を前記吐出ヘッドに行わせる走査駆動部を更に備え、
前記主走査動作時において、前記エネルギー線照射部は、前記吐出ヘッドと共に前記主走査方向へ移動することなく、前記主走査方向へ前記吐出ヘッドが移動するのに合わせて、エネルギー線を照射する位置を変更することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の造形装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記材料が着弾してからエネルギー線を照射するまでの時間である遅延時間について、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間を、他の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間と異ならせることを特徴とする請求項１から９のいずれかに造形装置。
【請求項１１】
前記エネルギー線照射部は、レーザ光源であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の造形装置。
【請求項１２】
前記エネルギー線照射部は、光学系により設定した領域へエネルギー線を照射するプロジェクタ光源であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の造形装置。
【請求項１３】
前記材料は、紫外線の照射に応じて硬化する紫外線硬化型の材料であり、
前記エネルギー線照射部は、エネルギー線として紫外線を照射することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の造形装置。
【請求項１４】
立体的な造形物を造形する造形方法であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出ヘッドに吐出させ、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料に対し、エネルギー線照射部にエネルギー線を照射させ、
前記エネルギー照射部は、エネルギー線の照射対象の各位置へ照射するエネルギー線の照射量について、エネルギー線を照射する位置によって変更可能であり、
前記造形物を示す造形物データに基づき、前記吐出ヘッドに前記材料を吐出させ、
前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする造形方法。
【請求項１５】
立体的な造形物を造形する造形装置であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、
予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記材料を吐出する主走査動作を前記吐出ヘッドに行わせる走査駆動部と、
前記吐出ヘッド、前記エネルギー線照射部、及び走査駆動部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記主走査動作時において、前記エネルギー線照射部は、前記吐出ヘッドと共に前記主走査方向へ移動することなく、前記主走査方向へ前記吐出ヘッドが移動するのに合わせて、エネルギー線を照射する位置を変更することを特徴とする造形装置。
【請求項１６】
立体的な造形物を造形する造形方法であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出する吐出ヘッドに、予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記材料を吐出する主走査動作を行わせ、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料に対し、エネルギー線照射部にエネルギー線を照射させ、
前記主走査動作時において、前記エネルギー線照射部に、前記吐出ヘッドと共に前記主走査方向へ移動することなく、前記主走査方向へ前記吐出ヘッドが移動するのに合わせて、エネルギー線を照射する位置を変更させることを特徴とする造形方法。
【請求項１７】
立体的な造形物を造形する造形装置であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、
前記吐出ヘッド及び前記エネルギー線照射部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記造形物を示す造形物データに基づき、前記吐出ヘッドに前記材料を吐出させ、
前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記材料が着弾してからエネルギー線を照射するまでの時間である遅延時間について、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間を、他の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間と異ならせることを特徴とする造形装置。
【請求項１８】
立体的な造形物を造形する造形方法であって、
前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出ヘッドに吐出させ、
前記吐出ヘッドから吐出された前記材料に対し、エネルギー線照射部にエネルギー線を照射させ、
前記造形物を示す造形物データに基づき、前記吐出ヘッドに前記材料を吐出させ、
前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記材料が着弾してからエネルギー線を照射するまでの時間である遅延時間について、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間を、他の位置へ着弾する前記材料に対する前記遅延時間と異ならせることを特徴とする造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形装置及び造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドを用いて造形物を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような造形装置においては、例えば、インクジェットヘッドにより形成するインクの層を複数層重ねることにより、積層造形法で造形物を造形する。また、この場合、インクとしては、例えば、エネルギー線に応じて硬化するインク（紫外線硬化型インク等）を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７１２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エネルギー線に応じて硬化するインクの一例である紫外線硬化型インクは、従来から、２次元の画像を印刷するインクジェットプリンタにおいて広く用いられている。しかし、立体物の造形時にこのようなインクを用いる場合には、造形時により適した構成を用いることが望まれる。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる造形装置及び造形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
インクジェットプリンタにおいて紫外線硬化型インクを用いる構成としては、主走査動作時にインクジェットヘッドと共に紫外線の光源を移動させて、媒体（メディア）への着弾直後のインクに対して紫外線を照射する構成が広く用いられている。この場合、紫外線の光源は、通常、一定の照射強度で紫外線の光源を点灯させた状態で用いられる。そのため、この場合、媒体上の各位置のインクに対して照射される紫外線の照射量（積算光量）は、通常、均一になる。
【０００６】
また、紫外線硬化型インクを用いるインクジェットプリンタの構成を応用して造形装置の構成を考えた場合、最も単純に考えると、インクジェットプリンタと同様にして、均一な紫外線を照射することが考えられる。これに対し、本願の発明者は、鋭意研究により、造形物の造形時における紫外線の照射の仕方について、全ての位置に対して均一にするよりも、一部の位置に対する紫外線の照射量を変える方が好ましい場合があることを見出した。
【０００７】
より具体的に、造形物の造形時には、用途が異なる複数種類のインクを用いる場合がある。この場合、例えば、最終的に造形物を構成する材料となるインクの他に、造形中の造形物を支えるサポート層の材料等の補助的な材料となるインクを用いる場合がある。そして、この場合、インクの種類によって必要な紫外線の照射量が異なる場合がある。また、例えばサポート層と造形物との界面については、紫外線の照射量を減らすことでインクの硬化の程度を弱くして、造形の完了後にサポート層を除去しやすくすること等も考えられる。そのため、このような場合、一部の位置への紫外線の照射量を他の位置への照射量と異ならせることが好ましいと考えられる。
【０００８】
また、他の観点において、紫外線硬化型インクで形成したインクの層に紫外線を照射した場合、硬化収縮等の影響により、層内に応力が発生する場合がある。この点について、インクジェットプリンタでの印刷時のように、薄いインクの層を形成するのみであれば、このような応力がある程度生じたとしても、問題にはなりにくいと考えられる。しかし、積層造形法で立体物を造形する場合、多数のインクの層を重ねて形成することになる。また、現実的な造形速度を実現するためには、それぞれのインクの層の厚さについて、ある程度以上の厚さにする必要がある。そして、このような場合、硬化収縮等により応力が発生すると、造形中の造形物に反りが発生する原因になる場合がある。そして、このような反りが発生すると、高い精度で造形物を造形することが難しくなる場合がある。
【０００９】
これに対し、本願の発明者は、造形時に使用するインクの層に対する紫外線の照射量について、一部の位置への照射量を他の位置への照射量と異ならせることで、造形中の造形物の反りを発生しにくくできることを見出した。また、これにより、造形物を高い精度でより適切に造形できることを見出した。そのため、このような場合についても、一部の位置への紫外線の照射量を他の位置への照射量と異ならせることが好ましいと考えられる。また、本願の発明者は、更なる鋭意研究により、上記のような効果を得るために必要な特徴を見出し、本発明に至った。
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、立体的な造形物を造形する造形装置であって、前記造形物の造形に用いる材料としてエネルギー線に応じて硬化する材料を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドから吐出された前記材料にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、前記吐出ヘッド及び前記エネルギー線照射部の動作を制御する制御部とを備え、前記エネルギー照射部は、エネルギー線の照射対象の各位置へ照射するエネルギー線の照射量について、エネルギー線を照射する位置によって変更可能であり、前記制御部は、前記造形物を示す造形物データに基づき、前記吐出ヘッドに前記材料を吐出させ、前記エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御において、前記吐出ヘッドにより前記材料が吐出される位置のうち、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせることを特徴とする。
【００１１】
このように構成した場合、例えば、紫外線硬化型インク等のエネルギー線に応じて硬化する材料について、造形物の造形時により適した構成で硬化させることができる。また、これにより、例えば、造形物を高い精度でより適切に造形できる。
【００１２】
また、この構成において、エネルギー線に応じて硬化する材料としては、例えば紫外線硬化型インクを好適に用いることができる。また、この場合、エネルギー線照射部は、エネルギー線として紫外線を照射する。また、この構成において、エネルギー線の照射量とは、例えば、各位置へ照射するエネルギー線の積算照射量である。また、この場合、積算照射量とは、例えば、一つのインクの層を形成する間に照射するエネルギー線の積算照射量である。また、この構成において、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量とは、例えば、予め設定された標準の照射量であってよい。そのため、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量について、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせるとは、例えば、標準の照射量と異ならせることであってよい。また、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量について、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせるとは、例えば、一部の位置に対する照射量を０にして、エネルギー線の照射を行わないことであってもよい。
【００１３】
また、この構成において、制御部は、例えば、インクが吐出される各位置に対して照射するエネルギー線の照射量を示す照射量データに基づき、エネルギー線照射部によるエネルギー線の照射の動作を制御する。このような照射量データとしては、例えば、造形物データとは別に予め用意されたデータを好適に用いることができる。また、照射量データについては、例えば、造形物データに基づいて自動的に生成すること等も考えられる。
【００１４】
また、この構成において、エネルギー線照射部については、例えば、吐出ヘッドから離れた固定位置に配設することが考えられる。この場合、エネルギー線照射部は、この固定位置から、主走査動作時に吐出ヘッドが移動するのに合わせて、エネルギー線を照射する。このように構成すれば、例えば、主走査動作時に移動させる構成を少なくできる。また、これにより、例えば、主走査動作時に吐出ヘッドを移動させる移動距離を短縮して、造形速度を高速化できる。また、この場合、エネルギー線照射部としては、例えば、レーザ光源等を好適に用いることができる。また、例えば、プロジェクタ光源等を用いることも考えられる。
【００１５】
また、このような構成の造形装置を用いることにより、例えば、造形中の造形物の周囲にサポート層を形成する場合において、サポート層に対するエネルギー線の照射の仕方を調整することで、サポート層を除去しやすくすること等が考えられる。この場合、例えば、同じサポート層の材料で形成されている領域の一部に対するエネルギー線の照射量を他の部分と異ならせることが考えられる。また、より具体的に、この場合、例えば、造形物を構成する材料とサポート層の材料との界面に対するエネルギー線の照射量を少なくすることで、サポート層を除去しやすくすること等が考えられる。また、エネルギー線の照射量については、造形に使用する材料毎に異ならせることも考えられる。
【００１６】
また、一部の位置へ照射するエネルギー線の照射量を他の位置と異ならせることで、例えば、一律に紫外線を照射する場合と比べて、インクの層が硬化することで生じる応力の影響を低減すること等も考えられる。また、この場合、応力の影響を低減することで、例えば、造形中の造形物に生じる反り等を低減すること等が考えられる。
【００１７】
また、エネルギー照射部にエネルギー線を照射させる動作の制御においては、例えば、吐出ヘッドから吐出された材料が着弾してからエネルギー線を照射するまでの時間である遅延時間について、着弾位置によって異ならせること等も考えられる。このように構成すれば、例えば、各位置における材料をより適切に硬化させることができる。
【００１８】
また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有する造形方法等を用いることも考えられる。この場合も、例えば、上記と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、例えば、造形物を高い精度でより適切に造形できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る造形装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形装置１０のおけるヘッド部１２の構成の一例を示す。
【図２】造形物５０及びサポート層５２の構成の一例を示す図である。図２（ａ）は、造形物５０及びサポート層５２の構成の例を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す。
【図３】紫外線照射部１８による紫外線の照射の仕方の他の例について説明をする図である。図３（ａ）は、造形物５０及びサポート層５２の構成の例を示す。図３（ｂ）は、造形物５０における内部領域２０２の一部を拡大して示す。
【図４】造形装置１０の構成の変形例を示す図である。図４（ａ）は、造形装置１０の構成の一例を示す。図４（ｂ）、（ｃ）は、図４（ａ）に示した構成の造形装置１０の動作の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る造形装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、造形装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、造形装置１０のおけるヘッド部１２の構成の一例を示す。
【００２２】
尚、以下に説明をする点を除き、造形装置１０は、公知の造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。より具体的に、以下に説明をする点を除き、造形装置１０は、例えば、インクジェットヘッドを用いて造形物５０の材料となる液滴を吐出することで造形を行う公知の造形装置と同一又は同様の構成を有してよい。また、造形装置１０は、図示した構成以外にも、例えば、造形物５０の造形や着色等に必要な各種構成を更に備えてよい。
【００２３】
本例において、造形装置１０は、積層造形法により立体的な造形物５０を造形する造形装置（３Ｄプリンタ）である。この場合、積層造形法とは、例えば、複数の層を重ねて造形物５０を造形する方法である。造形物５０とは、例えば、立体的な三次元構造物のことである。また、本例において、造形装置１０は、ヘッド部１２、造形台１４、走査駆動部１６、紫外線照射部１８、及び制御部２０を備える。
【００２４】
ヘッド部１２は、造形物５０の造形に用いる材料を吐出する部分である。この場合、造形に用いる材料とは、例えば、造形物５０を構成する材料や、その他の補助的な材料のことである。また、補助的な材料とは、例えば、造形の動作中に使用され、造形の完了後に除去される材料等のことである。より具体的に、本例において、ヘッド部１２は、補助的な材料として、サポート層５２の材料を吐出する。サポート層５２とは、例えば、造形中の造形物５０の外周を囲むことで造形物５０を支持する積層構造物のことである。サポート層５２は、造形物５０の造形時において、必要に応じて形成され、造形の完了後に除去される。
【００２５】
また、本例において、ヘッド部１２は、複数のインクジェットヘッドを有しており、複数のインクジェットヘッドから、これらの材料として、紫外線の照射により液体状態から硬化する紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を吐出する。この場合、紫外線硬化型インクは、エネルギー線に応じて硬化する材料の一例である。また、インクとは、例えば、インクジェットヘッドから吐出する液体のことである。インクジェットヘッドとは、例えば、インクジェット方式でインクの液滴を吐出する吐出ヘッドのことである。ヘッド部１２のより具体的な構成については、後に詳しく説明をする。
【００２６】
造形台１４は、造形中の造形物５０を支持する台状部材であり、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドと対向する位置に配設され、造形中の造形物５０を上面に載置する。また、本例において、造形台１４は、少なくとも上面が積層方向（図中のＺ方向）へ移動可能な構成を有しており、走査駆動部１６に駆動されることにより、造形物５０の造形の進行に合わせて、少なくとも上面を移動させる。この場合、積層方向とは、例えば、積層造形法において造形の材料が積層される方向のことである。また、より具体的に、本例において、積層方向は、主走査方向（図中のＹ方向）及び副走査方向（図中のＸ方向）と直交する方向である。
【００２７】
走査駆動部１６は、造形中の造形物５０に対して相対的に移動する走査動作をヘッド部１２に行わせる駆動部である。この場合、造形中の造形物５０に対して相対的に移動するとは、例えば、造形台１４に対して相対的に移動することである。また、ヘッド部１２に走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２が有するインクジェットヘッドに走査動作を行わせることである。また、本例において、走査駆動部１６は、主走査動作（Ｙ走査）、副走査動作（Ｘ走査）、及び積層方向走査（Ｚ走査）をヘッド部１２に行わせる。
【００２８】
主走査動作とは、例えば、主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作のことである。本例において、走査駆動部１６は、主走査方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２の側を移動させることにより、ヘッド部１２に主走査動作を行わせる。造形装置１０の構成の変形例においては、例えば、主走査方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、例えば造形台１４を移動させることにより、造形物５０の側を移動させてもよい。
【００２９】
副走査動作とは、例えば、主走査方向と直交する副走査方向へ造形台１４に対して相対的に移動する動作のことである。また、より具体的に、副走査動作は、例えば、予め設定された送り量だけ副走査方向へ造形台１４に対して相対的に移動する動作である。
【００３０】
本例において、走査駆動部１６は、主走査動作の合間に、ヘッド部１２に副走査動作を行わせる。この場合、走査駆動部１６は、例えば、副走査方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、造形台１４を移動させることにより、ヘッド部１２に副走査動作を行わせる。また、走査駆動部１６は、副走査方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２を移動させることにより、ヘッド部１２に副走査動作を行わせてもよい。また、走査駆動部１６は、造形しようとする造形物５０の大きさに応じて、必要な場合にのみヘッド部１２に副走査動作を行わせる。そのため、例えばサイズの小さな造形物５０を造形する場合等には、副走査動作を行わずに造形物５０を造形してもよい。
【００３１】
積層方向走査とは、例えば、積層方向へヘッド部１２又は造形台１４の少なくとも一方を移動させることで造形物５０に対して相対的に積層方向へヘッド部１２を移動させる動作のことである。この場合、積層方向へヘッド部１２を移動させるとは、例えば、ヘッド部１２における少なくともインクジェットヘッドを積層方向へ移動させることである。また、積層方向へ造形台１４を移動させるとは、例えば、造形台１４における少なくとも上面の位置を移動させることである。
【００３２】
また、走査駆動部１６は、造形の動作の進行に合わせてヘッド部１２に積層方向走査を行わせることにより、積層方向において、造形中の造形物５０に対するインクジェットヘッドの相対位置を調整する。また、より具体的に、本例において、走査駆動部１６は、積層方向におけるヘッド部１２の位置を固定して、造形台１４を移動させる。走査駆動部１６は、積層方向における造形台１４の位置を固定して、ヘッド部１２を移動させてもよい。
【００３３】
紫外線照射部１８は、エネルギー線照射部の一例であり、ヘッド部１２から吐出されて造形物５０の被造形面に着弾した紫外線硬化型インクに対して、紫外線硬化型インクを硬化させるための紫外線を照射する。この場合、紫外線は、エネルギー線の一例である。また、造形物５０の被造形面とは、例えば、ヘッド部１２により次のインクの層が形成される面のことである。
【００３４】
また、本例において、紫外線照射部１８は、被造形面の各部に対して選択的に紫外線を照射可能な光源であり、紫外線を照射する位置を変更しつつ被造形面の各部へ紫外線を照射することにより、紫外線照射（ＵＶ照射）の走査を行う。また、この場合、紫外線照射部１８は、例えば、主走査動作時のヘッド部１２の移動に合わせて、ヘッド部１２により紫外線硬化型インクが吐出される領域を追いかけるように、紫外線照射の走査を行う。
【００３５】
ここで、紫外線硬化型インクを用いる公知のインクジェットプリンタ等の構成としては、主走査動作時にインクジェットヘッドと共に紫外線の光源を移動させる構成が広く用いられている。この場合、紫外線の光源は、例えばインクジェットヘッドと共通のキャリッジ内に配設されることで、インクジェットヘッドと共に移動する。
【００３６】
これに対し、本例において、紫外線照射部１８は、図中にも示すように、ヘッド部１２とは別の構成として配設されている。そのため、主走査動作時において、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２と共に主走査方向へ移動することなく、紫外線を照射する。また、この場合、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２の移動とは独立して紫外線の照射方向等を変更することにより、主走査方向へヘッド部１２が移動するのに合わせて、紫外線を照射する位置を変更する。また、この動作については、例えば、ヘッド部１２の動きに合わせて紫外線を照射する位置を変更することで、照射位置をヘッド部１２に追随させる動作と考えることもできる。また、この場合、ヘッド部１２の動きとは、例えば、ヘッド部１２におけるキャリッジの動きのことである。また、この動作については、ヘッド部１２の動きと連動させて紫外線照射部１８から紫外線を照射する動作と考えることもできる。
【００３７】
また、本例において、紫外線照射部１８としては、例えば、紫外線を照射するレーザ光源（紫外線レーザ）を用いる。この場合、紫外線照射部１８は、例えば制御部２０の指示に応じて照射の向きを変更することで、造形物５０の被造形面の各位置へ紫外線を照射する。このように構成すれば、例えば、被造形面の各位置に対して紫外線のスポット照射を行い、各位置おける紫外線硬化型インクを選択的に硬化させることができる。
【００３８】
また、このようなレーザ光源としては、例えば、ガルバノレーザ等を好適に用いることができる。また、紫外線照射部１８については、例えば図１（ａ）中に示すように、積層方向においてヘッド部１２よりも上側の位置に配設することが考えられる。
【００３９】
また、以下において更に詳しく説明をするように、紫外線照射部１８は、紫外線の照射対象の各位置へ照射する紫外線の照射量を照射位置によって変更可能な光源である。また、より具体的に、本例においては、紫外線照射部１８として、照射する紫外線の強度（照射強度）を照射位置によって変更可能な光源を用いる。照射する紫外線の強度とは、例えば、単位時間に照射するエネルギー線の照射量のことである。この場合、紫外線照射部１８は、制御部２０の指示に応じて、各位置へ照射する紫外線の強度を変更する。また、紫外線照射部１８による紫外線の照射の仕方については、後に更に詳しく説明をする。
【００４０】
制御部２０は、例えば造形装置１０のＣＰＵであり、造形装置１０の各部を制御することにより、造形物５０の造形の動作を制御する。より具体的に、制御部２０は、例えば造形すべき造形物５０の形状情報や、カラー画像情報等に基づき、造形装置１０の各部を制御する。
【００４１】
また、本例において、制御部２０は、造形装置１０の外部に配設されたホストＰＣから、造形物データ及び照射量データ等のデータを受け取り、これらのデータに基づき、造形装置１０の各部を制御する。この場合、造形物データとは、造形しようとする造形物５０を示すデータである。造形物データとしては、例えば、造形物５０の形状情報やカラー画像情報等を含むデータ等を好適に用いることができる。また、より具体的に、造形物データとしては、例えば、積層するそれぞれのインクの層に対応する造形物５０の断面を示すスライスデータ等を好適に用いることができる。このようなスライスデータとしては、例えば、公知の造形装置で用いるデータと同一又は同様のスライスデータ等を好適に用いることができる。また、制御部２０は、造形物データに基づき、ヘッド部１２に紫外線硬化型インクを吐出させる。また、これにより、制御部２０は、積層するそれぞれのインクの層を構成する紫外線硬化型インクをヘッド部１２に吐出させる。
【００４２】
また、照射量データとは、紫外線照射部１８の動作の制御に用いるデータであり、例えば、紫外線硬化型インクが吐出される各位置に対して照射する紫外線の照射量を示す。この場合、紫外線の照射量とは、例えば、一つのインクの層を形成する間に照射する紫外線の積算光量（積算照射量）のことである。また、照射量データとしては、例えば、積層するそれぞれのインクの層における各位置について、照射すべき紫外線の照射量を示すデータ等を用いることができる。また、照射量データについては、例えば、造形物５０の少なくとも一部について、造形物５０における位置と、造形時にその位置へ照射すべき紫外線の照射量とを対応づけたデータ等と考えることもできる。また、制御部２０は、例えば、照射量データに基づき、紫外線照射部１８によるエネルギー線の照射の動作を制御する。この場合、制御部２０は、例えば、各位置に対して照射すべき紫外線の照射量に合わせて、紫外線照射部１８が各位置へ照射する紫外線の強度を調整する。
【００４３】
また、上記においても説明をしたように、本例において、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２の移動とは独立して紫外線の照射方向等を変更可能である。そして、このような紫外線照射部１８を用いる場合、紫外線を照射するタイミング（硬化タイミング）等についても、ヘッド部１２の移動とは独立して設定可能である。そのため、この場合、照射量データとして、例えば、各位置へ紫外線を照射するタイミングを示すデータを用いることも考えられる。この場合、照射量データは、照射すべき紫外線の照射量に加えて、照射のタイミングを示すデータであってもよい。
【００４４】
また、この場合、紫外線を照射するタイミングとは、例えば、被造形面に紫外線硬化型インクが着弾してから紫外線を照射するまでの時間のことである。また、紫外線を照射するタイミングは、例えば、紫外線の照射を続ける時間（照射継続時間）等であってもよい。
【００４５】
また、このような照射量データとしては、例えば、造形物データとは別に予め用意されたデータを好適に用いることができる。また、照射量データについては、例えば、造形物データに基づいて自動的に生成すること等も考えられる。この場合、例えば、ホストＰＣから受け取る造形物データに基づき、制御部２０が照射量データを生成してもよい。
【００４６】
また、本例において、紫外線照射部１８は、照射量データに基づいて紫外線を照射することにより、ヘッド部１２により吐出された紫外線硬化型インクを硬化させる。また、これにより、制御部２０は、ヘッド部１２及び紫外線照射部１８に、それぞれのインクの層を形成させる。また、インクの層を形成する動作を繰り返させることにより、造形物５０を構成する複数のインクの層を積層させる。本例によれば、造形物５０を適切に造形できる。
【００４７】
続いて、ヘッド部１２のより具体的な構成について、説明をする。本例において、ヘッド部１２は、キャリッジ１００、複数のインクジェットヘッド、及び平坦化ローラ１０６を有する。また、複数のインクジェットヘッドとして、図１（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１０２ｓ、インクジェットヘッド１０２ｗ、インクジェットヘッド１０２ｙ、インクジェットヘッド１０２ｍ、インクジェットヘッド１０２ｃ、インクジェットヘッド１０２ｋ、及びインクジェットヘッド１０２ｔ（以下、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔという）を有する。
【００４８】
キャリッジ１００は、ヘッド部１２の各構成を保持する保持部材であり、主走査動作時に各構成を保持しつつ主走査方向へ移動することにより、ヘッド部１２の全体を主走査方向へ移動させる。また、本例において、キャリッジ１００は、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔについて、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて保持する。また、平坦化ローラ１０６について、インクジェットヘッドｓ〜ｔの並びに対して、主走査方向の一方側に保持する。
【００４９】
インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔのそれぞれは、造形に用いる材料吐出する吐出ヘッドであり、造形台１４と対向する面に、所定のノズル列方向へ複数のノズルが並ぶノズル列を有する。また、本例において、ノズル列方向は、副走査方向と平行な方向である。
【００５０】
また、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔのうち、インクジェットヘッド１０２ｓは、サポート層用ヘッドの一例であり、サポート層５２の材料を吐出する。本例において、サポート層５２の材料としては、造形物５０の材料よりも紫外線による硬化度が弱い紫外線硬化型インクを用いる。これにより、インクジェットヘッド１０２ｓは、サポート層５２の材料となる紫外線硬化型インクを、ノズル列における各ノズルから吐出する。サポート層５２の材料としては、例えば、サポート層用の公知の材料を好適に用いることができる。
【００５１】
また、インクジェットヘッド１０２ｓ〜ｔのうち、インクジェットヘッド１０２ｓ以外のインクジェットヘッドは、造形物５０を構成する材料を吐出する造形物材料用ヘッドの一例である。そして、これらのうち、インクジェットヘッド１０２ｗは、白色（Ｗ色）のインクを吐出するインクジェットヘッドであり、白色のインクを、ノズル列における各ノズルから吐出する。また、本例において、インクジェットヘッド１０２ｗは、造形物５０の内部を形成するための内部造形用ヘッドの一例でもあり、造形物５０の内部を構成する内部領域を、白色のインクで形成する。
【００５２】
また、白色のインクは、光反射性のインクの一例でもあり、例えば造形物５０において光を反射する性質の領域（光反射領域）を形成する場合に用いられる。この光反射領域は、例えば、造形物５０表面に対して減法混色によるフルカラー表現での着色を行う場合に、造形物５０の外部から入射する光を反射する。フルカラー表現とは、例えば、プロセスカラーのインクによる減法混色の可能な組み合せで行う色の表現のことである。また、本例においては、内部領域を白色のインクで形成することにより、内部領域が光反射領域としても機能する。
【００５３】
尚、造形装置１０の動作の変形例においては、内部領域と光反射領域とを分けて形成してもよい。この場合、内部領域について、白色のインク以外のインクを用いて形成してもよい。また、ヘッド部１２は、内部領域を形成するためのインクジェットヘッドとして、造形材インク（Ｍｏインク）を吐出するインクジェットヘッド等を更に有してもよい。この場合、造形材インクとは、例えば、造形物５０の内部領域の造形に用いる造形専用のインクである。また、この場合、造形材インク用のインクジェットヘッドについて、内部造形用ヘッドと考えることができる。
【００５４】
インクジェットヘッド１０２ｙ、インクジェットヘッド１０２ｍ、インクジェットヘッド１０２ｃ、インクジェットヘッド１０２ｋ（以下、インクジェットヘッド１０２ｙ〜ｋという）は、着色された造形物５０の造形時に用いる着色用のインクジェットヘッド（着色用ヘッド）であり、着色に用いる複数色のインク（着色用のインク）のそれぞれのインクを、ノズル列における各ノズルからそれぞれ吐出する。より具体的に、インクジェットヘッド１０２ｙは、イエロー色（Ｙ色）のインクを吐出する。インクジェットヘッド１０２ｍは、マゼンタ色（Ｍ色）のインクを吐出する。インクジェットヘッド１０２ｃは、シアン色（Ｃ色）のインクを吐出する。また、インクジェットヘッド１０２ｋは、ブラック色（Ｋ色）のインクを吐出する。また、この場合、ＹＭＣＫの各色は、フルカラー表現に用いるプロセスカラーの一例である。
【００５５】
インクジェットヘッド１０２ｔは、クリアインクを吐出するインクジェットヘッドであり、クリアインクを、ノズル列における各ノズルから吐出する。クリアインクとは、例えば、無色の透明色（Ｔ）であるクリア色のインクのことである。
【００５６】
平坦化ローラ１０６は、造形物５０の造形中に形成されるインクの層を平坦化するための平坦化手段である。平坦化ローラ１０６は、例えば主走査動作時において、インクの層の表面と接触して、硬化前のインクの一部を除去することにより、インクの層を平坦化する。以上のような構成のヘッド部１２を用いることにより、造形物５０を構成するインクの層を適切に形成できる。また、複数のインクの層を重ねて形成することにより、造形物５０を適切に造形できる。
【００５７】
ここで、上記においても説明をしたように、本例において、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２とは別の構成として配設されている。そのため、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２におけるキャリッジ１００には保持されず、キャリッジ１００の外に配設されている。また、これにより、本例において、紫外線照射部１８は、ヘッド部１２から離れた固定位置に配設される。そして、紫外線照射部１８は、この固定位置から、主走査動作時にヘッド部１２が移動するのに合わせて、紫外線を照射する。
【００５８】
このように構成すれば、例えばヘッド部１２におけるキャリッジの両端に紫外線照射部を配設する場合等と比べ、主走査動作時に移動させる構成を少なくできる。また、これにより、例えば、主走査動作時にヘッド部１２を移動させる移動距離を短縮して、造形速度を高速化できる。また、この場合、例えば、紫外線照射部１８をキャリッジ１００で保持する場合と比べ、主走査動作時に移動させる構成を軽量化することもできる。また、これにより、例えば、主走査動作時に必要となる動力を低減することもできる。
【００５９】
尚、ヘッド部１２の具体的な構成については、上記において説明をした構成に限らず、様々に変形することもできる。例えば、ヘッド部１２は、着色用のインクジェットヘッドとして、インクジェットヘッド１０２ｙ〜ｋに加え、各色の淡色、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）やオレンジ等の色用のインクジェットヘッド等を更に有してもよい。また、ヘッド部１２における複数のインクジェットヘッドの並べ方についても、様々に変形可能である。例えば、一部のインクジェットヘッドについて、他のインクジェットヘッドと副走査方向における位置をずらしてもよい。
【００６０】
続いて、造形物５０及びサポート層５２の構成や、紫外線照射部１８による紫外線の照射の仕方の例について、更に詳しく説明をする。先ず、本例において造形する造形物５０及びサポート層５２の構成の例について、説明をする。図２は、造形物５０及びサポート層５２の構成の一例を示す。図２（ａ）は、造形物５０及びサポート層５２の構成の例を示す図であり、楕円体状の造形物５０を造形する場合について、造形物５０の断面の構成の一例をサポート層５２と共に示す。また、図中に示すように、図示した断面は、Ｚ方向と垂直なＸ−Ｙ断面である。また、この場合、Ｙ方向やＺ方向と垂直な造形物５０のＺ−Ｘ断面やＺ−Ｙ断面の構成も、同様の構成になる。
【００６１】
上記においても説明をしたように、本例において、造形装置１０は、インクジェットヘッド１０２ｙ〜ｋ（図１参照）等を用いて造形物５０を造形する。また、これにより、例えば、表面が着色された造形物５０を造形する。この場合、造形物５０の表面が着色されるとは、例えば、造形物５０において外部から色彩を視認できる領域の少なくとも一部が着色されることである。また、図中に示すように、本例において、表面が着色された造形物５０を造形する場合、造形装置１０は、内部領域２０２、着色領域２０４、及び保護領域２０６を有する造形物５０を造形する。また、必要に応じて、造形物５０の周囲にサポート層５２を形成する。
【００６２】
内部領域２０２は、造形物５０の形状を構成する造形物５０の内部の領域（コア部分）である。本例において、ヘッド部１２は、インクジェットヘッド１０２ｗ（図１参照）から吐出する白色のインクを用いて内部領域２０２を形成する。また、これにより、上記においても説明をしたように、内部領域２０２について、光反射領域としても機能させる。
【００６３】
着色領域２０４は、インクジェットヘッド１０２ｙ〜ｋから吐出する着色用のインクにより着色がされる領域（カラー層部分）である。また、図中に示すように、本例において、着色領域２０４は、造形物５０の表面形状に沿った層状の領域である。ヘッド部１２は、各色の着色用のインクと、インクジェットヘッド１０２ｔ（図１参照）から吐出するクリアインクとを用いて、内部領域２０２の周囲に着色領域２０４を形成する。この場合、各位置への各色の着色用のインクの吐出量を調整することにより、様々な色を表現する。また、色の違いによって生じる着色用のインクの量（単位体積あたりの吐出量）の変化を補填するために、クリアインクを用いる。このように構成すれば、例えば、着色領域２０４の各位置を所望の色で適切に着色できる。また、これにより、例えば、着色用のインクにより着色された着色領域２０４を適切に形成できる。また、この場合、クリアインクでの補填を行うことにより、形成中の着色領域２０４について、平坦化ローラ１０６（図１参照）で平坦化を行う前の高さをより均一にできる。そのため、本例によれば、例えば、平坦化ローラ１０６による平坦化をより適切に行うことができる。
【００６４】
保護領域２０６は、造形物５０の外面を保護するための透明な領域である。本例において、ヘッド部１２は、インクジェットヘッド１０２ｔから吐出するクリアインクを用いて、着色領域２０４の周囲に保護領域２０６を形成する。以上のように各領域を形成することにより、表面が着色された造形物５０を適切に造形できる。
【００６５】
また、上記においても説明をしたように、造形物５０の造形時には、インクジェットヘッド１０２ｓ（図１参照）から吐出するインクを用いて、造形物５０の周囲に、必要に応じて、サポート層５２を形成する。このように構成すれば、例えば、様々な形状の造形物５０を適切に造形できる。
【００６６】
尚、造形物５０の構成の変形例においては、造形物５０の具体的な構成について、上記と異ならせることも考えられる。より具体的には、例えば、内部領域２０２と区別して、内部領域２０２と着色領域２０４との間に、光反射領域を形成すること等が考えられる。この場合、内部領域２０２について、白色のインク以外のインクを用いて形成してもよい。例えば、内部領域２０２について、サポート層５２の材料以外の任意のインクを用いて形成することが考えられる。また、例えば、光反射領域と着色領域２０４との間に、分離領域を形成すること等も考えられる。この場合、分離領域とは、光反射領域を構成する白色のインクと着色領域２０４における着色用のインクとが混ざることを防ぐための領域であり、例えばクリアインクで形成される。
【００６７】
続いて、造形物５０の造形時の動作に関し、紫外線照射部１８（図１参照）による紫外線の照射の仕方の例について、説明をする。上記においても説明をしたように、造形物５０の造形時において、紫外線照射部１８は、制御部２０（図１参照）の制御に応じて、被造形面の各位置へ紫外線を照射する。この場合、制御部２０は、照射量データに基づき、紫外線照射部１８の動作を制御する。
【００６８】
また、本例において、紫外線照射部１８は、紫外線レーザを照射するレーザ光源である。そのため、紫外線照射部１８は、例えば、被造形面における点状の領域に対し、紫外線を照射する。また、紫外線を照射する位置を順次移動させることにより、被造形面内の各位置に対し、紫外線照射の走査を行う。この場合、紫外線照射部１８は、例えば、紫外線を照射する位置を副走査方向において変更させる走査と、主走査方向において変更させる走査とを適宜行うことにより、被造形面内の各位置へ紫外線を照射する。
【００６９】
また、この場合、上記においても説明をしたように、紫外線照射部１８は、制御部２０の指示に応じて、各位置へ照射する紫外線の強度を変更する。また、これにより、被造形面の各位置に対して照射する紫外線の照射量を位置毎に調整する。この場合、制御部２０は、例えば、ヘッド部１２によりインクが吐出される位置のうち、一部の位置へ照射する紫外線の照射量を、他の位置へ照射するエネルギー線の照射量と異ならせる。
【００７０】
また、このような制御としては、例えば、サポート層５２の各位置に対する紫外線の照射の仕方を調整することで、サポート層５２を除去しやすくすること等が考えられる。また、より具体的に、この場合、例えば、図２（ｂ）を用いて以下に説明をするように、サポート層５２の一部に対して照射する紫外線の照射量について、他の位置に対する紫外線の照射量より少なくする。
【００７１】
尚、紫外線の照射の仕方に関し、一部に対して照射する紫外線の照射量について、他の位置に対する紫外線の照射量より少なくするとは、例えば、積層する複数のインクの層のうち、少なくとも一部のインクの層の形成時において、このように照射量を制御することであってよい。また、この場合、例えば、少なくとも一部のインクの層の形成時において、被造形面の同じ位置に対して行う複数回の主走査動作のうち、少なくとも一部の回の主走査動作において、一部に対して照射する紫外線の照射量について、他の位置に対する紫外線の照射量より少なくしてもよい。
【００７２】
図２（ｂ）は、本例において形成するサポート層５２の構成の一例を示す図であり、図２（ａ）の一部を拡大して示す。本例において、紫外線照射部１８は、サポート層５２用のインクが吐出される位置のうち、一部の位置に対して照射する紫外線の照射量を、他の位置へ照射する紫外線の照射量よりも少なくする。
【００７３】
この場合、他の位置へ照射する紫外線の照射量とは、例えば、予め設定された標準の照射量である。そのため、一部の位置へ照射する紫外線の照射量については、標準の照射量より少なくすると考えることもできる。また、この場合、造形物５０を構成する各部の形成時に照射する紫外線の照射量については、上記の標準の照射量にすることが考えられる。
【００７４】
また、より具体的に、本例において、制御部２０は、サポート層５２において造形物５０と接する領域について、紫外線照射部１８により照射する紫外線の照射量を少なく設定する。また、これにより、制御部２０は、造形物５０を構成する材料とサポート層５２の材料とが接する界面に対して照射する紫外線の照射量を、他の部分に対して照射する紫外線の照射量よりも少なくする。この場合、界面に対して照射する紫外線の照射量とは、例えば、造形物５０及びサポート層５２の少なくともいずれかにおける界面近傍の領域に照射する紫外線の照射量のことである。また、図示した構成の場合、界面に対して照射する紫外線の照射量とは、サポート層５２における界面近傍の領域に照射する紫外線の照射量のことである。
【００７５】
このように構成した場合、サポート層５２は、例えば図２（ｂ）に示すように、界面近傍領域２５２と主領域２５４との分かれた構成になる。この場合、界面近傍領域２５２は、サポート層５２における造形物５０との界面付近の領域であり、上記のように、紫外線の照射量を標準の照射量よりも少なくして形成される。また、主領域２５４は、サポート層５２における界面近傍領域２５２以外の領域であり、標準の照射量の紫外線を照射して形成される。
【００７６】
このように構成した場合、例えば、サポート層５２において、造形物５０と接する界面近傍領域２５２は、主領域２５４よりも弱く硬化する。この場合、界面近傍領域２５２について、主領域２５４よりも弱く硬化するとは、例えば、標準の照射量の紫外線を照射した場合と比べて弱く硬化することである。また、界面近傍領域２５２については、例えば、意図的に完全には硬化させない領域等と考えることもできる。このように構成した場合、例えば、サポート層５２において造形物５０と接する領域について、標準の照射量の紫外線を照射する場合よりも柔らかい状態にできる。また、これにより、例えば、造形の完了後において、より容易かつ適切にサポート層５２を除去できる。
【００７７】
また、この場合、サポート層５２における界面近傍領域２５２の外側に形成される主領域２５４の各位置や、界面近傍領域２５２の内側に形成される造形物５０の各位置については、標準の照射量の紫外線を照射することで、適切かつ十分に硬化させる。そのため、界面近傍領域２５２が弱く硬化していて、柔らかい状態であっても、サポート層５２の全体により、造形物５０の周囲を適切に支持できる。そのため、このように構成すれば、例えば、造形物５０を適切に保持可能であり、かつ、除去が容易なサポート層５２をより適切に形成できる。
【００７８】
ここで、サポート層５２の除去を容易にすることのみを考えた場合、サポート層５２の全体について、弱く硬化させること等も考えられる。しかし、この場合、サポート層５２の全体が柔らかくなり、造形物５０の周囲を適切に支持できなくなるおそれもある。これに対し、本例においては、上記のように、サポート層５２の一部のみを弱く硬化させることにより、サポート層５２の全体の強度を保ちながら、サポート層５２の除去が容易な構成を実現している。また、この場合において、各位置おける紫外線硬化型インクを選択的に適切に硬化させることができる紫外線照射部１８を用い、照射量データに基づいて紫外線照射部１８の動作を制御することにより、同じ材料で形成される領域であるサポート層５２のうちの一部である界面近傍領域２５２に対して照射する紫外線の照射量を、その領域における他の部分である主領域２５４に対して照射する紫外線の照射量と異ならせることを可能にしている。そのため、本例の造形装置１０においては、例えば、所定の構成の紫外線照射部１８に対して所定の制御を行うことで、上記のような効果が得られていると考えることもできる。
【００７９】
また、本例の特徴について、より一般化して考えた場合、サポート層５２の一部に限らず、造形物５０及びサポート層５２の一部の位置に対し、紫外線の照射量を他の位置と異ならせる構成とも考えられる。また、この場合、上記とは異なる効果が得られる構成を考えることもできる。
【００８０】
より具体的に、例えば、造形物５０の造形時には、サポート層５２用のインク以外にも、他のインクと特性が異なる材料を用いることも考えられる。そして、このような場合、異なる材料が接する界面において、例えば紫外線に対する硬化性の違い等により、層内に応力が発生しやすくなること等も考えられる。そのため、このような場合、例えば、造形物５０とサポート層５２とが接する界面に限らず、互いに異なるインクが接する界面のうちの少なくとも一部に対して照射する紫外線の照射量について、他の部分に対して照射する紫外線の照射量と異ならせること等が考えられる。また、この場合、例えば、界面付近へ照射する紫外線の照射量について、界面付近以外へ照射する紫外線の照射量よりも少なくすること等が考えられる。このように構成すれば、例えば、硬化性等の特性が異なるインクが接する界面を弱く硬化させることにより、層内に発生する応力を適切に吸収できる。また、これにより、例えば、応力の影響でインクの層に反り等が発生すること等を適切に防ぐことができる。
【００８１】
また、紫外線硬化型インクでインクの層を形成する場合、異なる材料の界面等以外の位置でも、硬化収縮等の影響により、層内に応力が発生する場合がある。そして、積層造形法で造形物５０を形成する場合において、このような応力が発生すると、造形中の造形物５０に反りが発生する原因になる場合がある。そして、このような反りが発生すると、高い精度で造形物５０を造形することが難しくなる場合がある。
【００８２】
これに対し、本例の造形装置１０を用いて造形を行う場合、紫外線の照射量を調整することにより、このような応力の影響を抑えること等も可能になる。この場合、例えば、サポート層５２の一部等に限らず、造形物５０を構成するインクの層の一部に対する紫外線の照射量について、標準の照射量よりも少なくすることが考えられる。
【００８３】
図３は、紫外線照射部１８（図１参照）による紫外線の照射の仕方の他の例について説明をする図である。図３（ａ）は、造形物５０及びサポート層５２の構成の例を示す図であり、図２（ａ）に示した場合と同様の形状の造形物５０を造形する場合について、造形物５０の断面の構成の一例をサポート層５２と共に示す。この場合も、図２（ａ）に示した場合と同様に、内部領域２０２、着色領域２０４、及び保護領域２０６を有する造形物５０を造形する。また、造形物５０の周囲に、サポート層５２を形成する。
【００８４】
また、この場合、紫外線照射部１８による紫外線の照射の仕方については、図２（ａ）に示した場合と異ならせる。より具体的に、この場合、内部領域２０２、着色領域２０４、保護領域２０６、及びサポート層５２を構成する各位置のうち、一部の位置に対して照射する紫外線の照射量について、標準の照射量よりも少なくする。また、より具体的に、図示した場合、図中に示した破線３０２と重なる位置に対して照射する紫外線の照射量について、標準の照射量よりも少なくする。また、この場合、破線３０２と重なる位置以外の位置に対しては、標準の照射量の紫外線を照射する。そのため、このように構成した場合、内部領域２０２、着色領域２０４、保護領域２０６、及びサポート層５２のそれぞれにおいて、標準の照射量の紫外線が照射された領域である通常硬化領域と、少ない照射量の紫外線のみが照射された領域である弱硬化領域とが形成されることになる。
【００８５】
図３（ｂ）は、造形物５０における内部領域２０２の一部を拡大して示す図であり、内部領域２０２内に形成される通常硬化領域４０２及び弱硬化領域４０４の構成を模式的に示す。この場合、図中に示すように、内部領域２０２において、一部が弱硬化領域４０４になり、その他の領域が通常硬化領域４０２になる。また、図３（ａ）に示した構成等から明らかなように、内部領域２０２において、多くの領域は、通常硬化領域４０２になる。また、この場合、着色領域２０４、保護領域２０６、及びサポート層５２のそれぞれおいても、図３（ｂ）に示した構成と同様に、通常硬化領域及び弱硬化領域が形成される。
【００８６】
このように構成した場合、造形物５０の各領域やサポート層５２は、一律に硬化するのではなく、間に弱硬化領域を適宜挟んだ状態で硬化することになる。そのため、例えば硬化収縮等の影響でインクの層内に応力が発生したとしても、弱硬化領域において応力の影響を吸収できる。また、これにより、例えば、造形中の造形物５０に生じる反り等を適切に低減できる。
【００８７】
ここで、このようにして紫外線を照射する構成について、より一般化して考えた場合、例えば、制御部２０（図１参照）の動作に関し、一部の位置へ照射する紫外線の照射量を他の位置へ照射する紫外線の照射量と異ならせることにより、全ての位置への紫外線の照射量を標準の照射量と同じにした場合と比べて、造形中の造形物５０に生じる反りを低減させる構成と考えることもできる。このように構成すれば、例えば、反り等を低減することにより、より高い精度で造形物５０を適切に造形できる。
【００８８】
続いて、造形装置１０により行う造形の動作や、造形装置１０の構成等に関し、補足説明や変形例の説明等を行う。上記においても説明をしたように、造形装置１０においては、被造形面の各部に対して選択的に紫外線を照射可能な紫外線照射部１８として用いることで、積層造形法で積層するそれぞれのインクの層の形成時において、一部の位置へ照射する紫外線の照射量を、他の位置へ照射する紫外線の照射量と異ならせる。このように構成すれば、例えば、紫外線硬化型インクについて、造形物５０の造形時により適した構成で硬化させることができる。また、これにより、例えば、造形物５０を高い精度でより適切に造形できる。
【００８９】
また、このような特徴に関し、一部の位置へ照射する紫外線の照射量について、上記においては、主に、他の位置に対する標準の照射量よりも少なくする場合について、説明をした。しかし、一部の位置に対する紫外線の照射量については、それ以外の方法で他の位置と異ならせてもよい。例えば、インクの層に求められる特性によっては、一部の位置へ照射する紫外線の照射量について、標準の照射量よりも多くすること等も考えられる。また、一部の位置に対する紫外線の照射量については、例えば、紫外線を照射しないことにより、照射量を０にすること等も考えられる。この場合、制御部２０は、例えば、造形に用いるインクが吐出される位置のうち、一部の位置に対して紫外線照射部１８に紫外線を照射させないことにより、この一部の位置へ照射する紫外線の照射量を、他の位置へ照射する紫外線の照射量と異ならせる。
【００９０】
また、上記においては、主に、同じインクで形成される領域（例えば、サポート層５２等）のうちの一部に対し、紫外線の照射量を異ならせる場合について、説明をした。しかし、互いに異なる複数種類の材料（インク等）を用いて造形を行う場合において、造形に用いる材料によっては、材料によって紫外線の照射量を変えること等も考えられる。この場合、例えば、一部の材料に対して照射する紫外線の照射量について、他の材料に対して照射する紫外線の照射量と異ならせる。また、このような構成については、例えば、紫外線を選択的に照射する動作について、インクの種類によって異ならせる構成と考えることもできる。また、この場合、より具体的には、例えば、サポート層５２用のインクに対して照射する紫外線の照射量について、造形物５０を構成するインクに対する紫外線の照射量と異ならせること等が考えられる。
【００９１】
尚、サポート層５２の材料としては、上記においても説明をしたように、例えば、造形物５０の材料よりも紫外線による硬化度が弱い紫外線硬化型インクを用いることが考えられる。しかし、このような場合も、サポート層５２をより適切に硬化させるためには、サポート層５２用のインクに対し、より適した照射量の紫外線を照射することが好ましい場合もある。これに対し、上記のように構成した場合、造形物５０及びサポート層５２について、それぞれの材料に適した照射量の紫外線を適切に照射できる。また、これにより、例えば、造形物５０及びサポート層５２をより適切に形成できる。
【００９２】
また、紫外線照射部１８による紫外線の照射の仕方について、上記においては、主に、各位置へ照射する紫外線の照射量を調整する場合について、説明をした。しかし、ヘッド部１２の移動とは独立して紫外線の照射方向等を変更可能な紫外線照射部１８を用いる場合には、照射量以外に、例えば、紫外線を照射するタイミング等についても、より自由に設定できる。そして、この場合、紫外線照射部１８に紫外線を照射させる動作の制御において、例えば、被造形面にインクが着弾してから紫外線を照射するまでの時間である遅延時間について、インクを吐出する位置によって異ならせること等も考えられる。この場合、制御部２０は、紫外線照射部１８の動作の制御において、例えば、ヘッド部１２によりインクが吐出される位置のうち、一部の位置へ着弾するインクに対する遅延時間を、他の位置へ着弾するインクに対する遅延時間と異ならせる。
【００９３】
このように構成すれば、被造形面の各位置において、それぞれの位置を含む領域等に求められる特性に応じて、より適切にインクを硬化させることができる。また、より具体的に、この場合、各位置のインクを硬化させるタイミングや、硬化の度合い（硬化量）を位置毎に設定することで、インクの選択的な硬化をより適切に実行できる。また、これにより、例えば、インクの層に反り等が発生すること等をより適切に防ぐことができる。また、例えば、インクの層に生じる歪み等をより適切に抑制することや、異なるインクが接する界面でインクが混ざることをより適切に防ぐこと等も可能になる。
【００９４】
また、上記においては、図１等を用いて、積層方向においてヘッド部１２よりも上側の位置に配設した１個の紫外線照射部１８を用いて紫外線を照射する構成等について、説明をした。しかし、紫外線照射部１８の個数や配置については、上記において説明をした構成に限らず、様々に変更が可能である。例えば、造形装置１０は、複数の紫外線照射部１８を備えてもよい。この場合、例えば、紫外線を照射する位置に応じて、一部の紫外線照射部１８を選択して、選択する紫外線照射部１８を順次切り替えることで、被造形面の各位置へ紫外線を照射する。
【００９５】
図４は、造形装置１０の構成の変形例を示す図であり、２個の紫外線照射部１８を用いる場合の造形装置１０の構成及び動作の一例を示す。尚、以下に説明をする点を除き、図４において、図１〜３と同じ符号を付した構成は、図１〜３における構成と、同一又は同様の特徴を有してよい。
【００９６】
図４（ａ）は、造形装置１０の構成の一例を示す。この場合、造形装置１０は、２個の紫外線照射部１８を備える。また、２個の紫外線照射部１８のそれぞれは、主走査動作時にヘッド部１２が移動する範囲に対し、主走査方向の一方側及び他方側のそれぞれに配設される。
【００９７】
図４（ｂ）、（ｃ）は、図４（ａ）に示した構成の造形装置１０の動作の一例を示す図であり、２個の紫外線照射部１８を用いて主走査動作時に紫外線を照射する方法の一例を示す。図示した場合において、ヘッド部１２は、往復の主走査動作を行う。この場合、往復の主走査動作を行うとは、例えば、主走査方向における一方の向きへ移動する主走査動作（往路の主走査動作）と、他方の向きへ移動する主走査動作（復路の主走査動作）とを行うことである。また、この場合、各回の主走査動作において、例えば、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、２個の紫外線照射部１８のうち、ヘッド部１２の移動の向きに対してヘッド部１２の後方側になる紫外線照射部１８から、造形物５０の被造形面へ紫外線を照射する。また、この場合も、図１〜３を用いて説明をした場合と同様に、ヘッド部１２の移動に合わせて、ヘッド部１２により紫外線硬化型インクが吐出される領域を追いかけるように、紫外線照射の走査を行う。このように構成すれば、例えば、往路及び復路のそれぞれの主走査動作において、適切に紫外線を照射できる。
【００９８】
また、積層方向においてヘッド部１２よりも上側の位置に１個の紫外線照射部１８のみを配設する場合、インクを吐出する位置によっては、着弾の直後において、着弾位置がヘッド部１２の陰に隠れた状態になる場合もある。これに対し、図４のような構成で複数の紫外線照射部１８を用いる場合、例えば、主走査動作時にヘッド部１２が移動する範囲の全てにおいて、着弾位置がヘッド部１２の陰に隠れた状態になることを適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、着弾後の任意のタイミングでより適切に紫外線を照射できる。また、これにより、例えば、インクを硬化させるタイミングの自由度をより適切に高めることができる。
【００９９】
また、紫外線照射部１８の配置や動作に限らず、紫外線照射部１８として用いる光源自体の構成についても、上記において説明をした構成に限らず、様々な変更が可能である。そこで、以下、紫外線照射部１８として用いる光源の変形例等について、説明をする。
【０１００】
紫外線硬化型インクを用いる従来の構成（例えば、従来のインクジェットプリンタ等）においては、紫外線の光源として、例えばＵＶＬＥＤ等が広く用いられている。そして、レーザ光源等と比べた場合、ＵＶＬＥＤについては、いわば、ある程度の面状の領域に対して紫外線を照射する面状の光源といえる。この場合、紫外線の照射の仕方については、制御を行うとしても、ある程度の大きさの一定サイズの区画を単位にして制御を行うことになる。そのため、このような構成では、紫外線の照射の仕方について、上記において説明をしたような高精度の制御を行うことは難しい。また、その結果、例えば近年求められているレベルの高い解像度での造形を行う場合等において、解像度に合わせた高精度での制御を行うことが難しくなる。
【０１０１】
これに対し、図１〜４を用いて説明をした各構成において、紫外線照射部１８として、例えばレーザ光源を用いる。そして、この場合、紫外線照射部１８について、面状の光源ではなく、点状の光源を考えることができる。そのため、このような構成の紫外線照射部１８を用いることにより、被造形面の各部に対して選択的に紫外線を照射する動作について、高い精度でより適切に行うことができる。
【０１０２】
尚、紫外線照射部１８から照射するレーザ光のスポット径（直径）について、より高い精度での制御を行うためには、より小さな径にすることが好ましい。しかし、スポット径を小さくすると、通常、紫外線照射の走査に時間がかかることになる。そのため、例えばスポット径を小さくし過ぎると、主走査動作時のヘッド部１２の移動に対し、紫外線照射の走査が間に合わなくなることも考えられる。また、紫外線照射の走査に要する時間に合わせてヘッド部１２の移動速度を設定した場合、造形の速度が低下するおそれもある。そのため、紫外線照射部１８から照射するレーザ光のスポット径については、造形に求められる精度や、紫外線照射の走査に要する時間等を考慮して、設定することが好ましい。
【０１０３】
より具体的に、レーザ光のスポット径については、例えば数ｍｍ程度（例えば１〜１０ｍｍ程度、好ましくは１〜５ｍｍ程度）にすることが考えられる。また、求められる造形の精度によっては、レーザ光のスポット径について、１ｍｍ未満にしてもよい。また、特に高い精度で造形を行う場合には、レーザ光のスポット径について、形成されるインクのドットのサイズ以下にすること等も考えられる。
【０１０４】
また、造形に求められる精度によっては、紫外線照射部１８として、レーザ光源以外の光源を用いること等も考えられる。また、この場合、例えば、点状の光源に限らず、所定の線状の領域へ紫外線を照射する線状の光源（ライン）を用いること等も考えられる。また、より具体的に、このような光源としては、例えば、プロジェクタ光源等を用いること等が考えられる。この場合、プロジェクタ光源とは、例えば、光学系により設定した領域へエネルギー線を照射する光源のことである。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、例えば造形装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０・・・造形装置、１２・・・ヘッド部、１４・・・造形台、１６・・・走査駆動部、１８・・・紫外線照射部、２０・・・制御部、５０・・・造形物、５２・・・サポート層、１００・・・キャリッジ、１０２・・・インクジェットヘッド、１０６・・・平坦化ローラ、２０２・・・内部領域、２０４・・・着色領域、２０６・・・保護領域、２５２・・・界面近傍領域、２５４・・・主領域、３０２・・・破線、４０２・・・通常硬化領域、４０４・・・弱硬化領域
【図１】
2018065308.tif 000003
【図２】
2018065308.tif 000004
【図３】
2018065308.tif 000005
【図４】
2018065308.tif 000006