(57)【要約】【課題】三次元物体をフルカラーで安価に造形する。【解決手段】溶融させた複数の樹脂材料を１つのノズルから押し出すことによって、三次元物体を造形する三次元物体の造形方法であって、三次元物体の形状に基づく積層データと前記三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、前記樹脂材料で層形成を繰り返す層形成工程を含み、前記層形成工程では、前記１つのノズルに対して割り当てられる複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料の中から選択される少なくとも１つの前記樹脂材料を、前記１つの前記ノズルから押し出す。【選択図】図４
2015063099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融させた複数の樹脂材料を１つのノズルから押し出すことによって、三次元物体を造形する三次元物体の造形方法であって、
三次元物体の形状に基づく積層データと前記三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、前記樹脂材料で層形成を繰り返す層形成工程を含み、
前記層形成工程では、前記１つのノズルに対して割り当てられる複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料の中から選択される少なくとも１つの前記樹脂材料を、前記１つの前記ノズルから押し出すことを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元物体の造形方法において、
前記層形成工程では、
前記造形データを用いて、前記複数色の着色樹脂材料のうちから異なる前記着色樹脂材料に切り替えて前記ノズルから押し出すことを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元物体の造形方法において、
前記層形成工程では、
前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去する除去工程を含むことを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の三次元物体の造形方法において、
前記除去工程では、
前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を透明樹脂材料によって除去することを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の三次元物体の造形方法において、
前記除去工程では、
前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去する際に、前記ノズルから押し出される廃棄樹脂を前記三次元物体の層形成にかかる一部に堆積することを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項６】
請求項５に記載の三次元物体の造形方法において、
前記除去工程では、
前記廃棄樹脂を前記三次元物体の内部または支持部に堆積することを特徴とする三次元物体の造形方法。
【請求項７】
溶融させた樹脂材料を押し出すヘッド部を含み、
前記ヘッド部は、
前記樹脂材料を押し出すノズルと、
１つの前記ノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料を前記ノズルに供給可能な供給部と、
前記樹脂材料を溶融する溶融部と、を備えたことを特徴とする造形装置。
【請求項８】
請求項７に記載の造形装置において、
前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去することを特徴とする造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形装置、三次元物体の造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構築材料を押し出す第１の押出ラインと、支持材料を押し出す第２の押出ラインと、を含む押出ヘッドが搭載された積層製造システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記積層製造システムの押出ヘッドでは、第１の押出ラインから単色の構築材料を押し出して積層することから、フルカラーの積層物を製造することができない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる三次元物体の造形方法は、溶融させた複数の樹脂材料を１つのノズルから押し出すことによって、三次元物体を造形する三次元物体の造形方法であって、三次元物体の形状に基づく積層データと前記三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、前記樹脂材料で層形成を繰り返す層形成工程を含み、前記層形成工程では、前記１つのノズルに対して割り当てられる複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料の中から選択される少なくとも１つの前記樹脂材料を、前記１つの前記ノズルから押し出すことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、層形成において、複数の樹脂材料のうち、例えば、着色樹脂材料が１つのノズルから押し出される。これにより、層形成において異なる複数色の着色樹脂材料を用いて造形可能となり、容易にフルカラーの三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる三次元物体の造形方法の前記層形成工程では、前記造形データを用いて、前記複数色の着色樹脂材料のうちから異なる前記着色樹脂材料に切り替えて前記ノズルから押し出すことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、複数の異なる着色樹脂材料が切り替えられながら積層される。これにより、さらに容易にフルカラーの三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる三次元物体の造形方法の前記層形成工程では、前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去する除去工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ノズルから押し出していた樹脂材料とは異なる樹脂材料に切り替える際に、ノズル内に残留している樹脂材料が除去（クリーニング）される。これにより、異なる樹脂材料をノズルから押し出した際に、切り替えた樹脂材料と切り替える前の樹脂材料とが混じることが無いので、混色なく色彩に優れた三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる三次元物体の造形方法の前記除去工程では、前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を透明樹脂材料によって除去することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ノズル内に残留している樹脂材料が透明樹脂材料によって除去される。これにより、異なる樹脂材料をノズルから押し出した際に、切り替えた樹脂材料は透明樹脂材料と接触することになるので、異なる色の樹脂材料同士が混じることが無いので、混色なく色彩に優れた三次元物体を形成することができる。また、透明樹脂材料には顔料が含まれないため、着色樹脂材料よりも材料費用が低い。このため、樹脂材料の除去工程にかかるコストを抑制することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる三次元物体の造形方法の前記除去工程では、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去する際に、前記ノズルから押し出される廃棄樹脂を前記三次元物体の層形成にかかる一部に堆積することを特徴とする。ここで廃棄樹脂とは、ノズル内に残留した前記樹脂材料、ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去するために使用される前記樹脂材料、ノズル内に残留した前記樹脂材料と、続いて切り替えられるノズル内に残留した前記樹脂材料を除去するために使用される前記樹脂材料とが混ざり合った樹脂、ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去するために使用される前記樹脂材料と、続いて切り替えられる前記樹脂材料とが混ざりあった樹脂などをいう。
【００１５】
除去工程においてノズルから押し出された樹脂材料は、所望する色の樹脂材料でないため、本来、廃棄樹脂として除去或いは廃棄されることになる。しかし、本構成によれば、廃棄樹脂は前記三次元物体の層形成にかかる一部に堆積される。従って、廃棄樹脂を単に除去或いは廃棄するのではなく、三次元物物体の層形成の一部として、例えば、色彩や形状等に関係しない部位に用いられる。これにより、廃棄樹脂が有効利用され、三次元物体の造形にかかる費用を抑制することができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる三次元物体の造形方法の前記除去工程では、前記廃棄樹脂を前記三次元物体の内部または支持部に堆積することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、廃棄樹脂は、三次元物体の層形成において三次元物体の内部または支持部に使用される。廃棄樹脂は、異なる着色樹脂材料が混色した混色部分を含む樹脂であるため、それ自体で利用することは難しい。しかし、例えば、三次元物体の内部に堆積すれば、三次元物体の表面からは目視にて認識されないため、内部に有効な樹脂材料を使う必要が無くなって三次元物体の造形にかかる費用を抑制することができる。また、三次元物体の層形成における支持部に用いる場合でも、当該支持部は有効な樹脂材料を積層するために設けられる部分であり、最終的に除去される部分であるから、当該支持部にも有効な樹脂材料を使う必要が無くなるので三次元物体の造形にかかる費用を抑制することができる。さらに、廃棄樹脂として捨てる量を減らし、環境への負荷を低減させることができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかる造形装置は、溶融させた樹脂材料を押し出すヘッド部を含み、前記ヘッド部は、前記樹脂材料を押し出すノズルと、１つの前記ノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料を前記ノズルに供給可能な供給部と、前記樹脂材料を溶融する溶融部と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、１つのノズルから着色樹脂材料を選択して押し出して造形することが可能となる。これにより、異なる着色樹脂材料を用いて造形可能となり、容易にフルカラーの三次元物体を形成することができる。また、１つのノズルに対して複数の樹脂材料が割り当てられるため、各樹脂材料に対応してノズルを配置する必要が無い。これにより、ヘッド部の構成が簡略化され、装置構成を小型化させることができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例にかかる造形装置では、前記ノズルから押し出す前記樹脂材料を他の前記樹脂材料に切り替える際に、前記ノズル内に残留した前記樹脂材料を除去することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、ノズルから押し出していた樹脂材料とは異なる樹脂材料に切り替える際に、ノズル内に残留している樹脂材料が除去（クリーニング）される。これにより、異なる樹脂材料をノズルから押し出した際に、切り替えた樹脂材料と切り替える前の樹脂材料とが混じることが無いので、混色なく色彩に優れた三次元物体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】造形装置の構成を示す概略図。
【図２】ヘッド部の構成を示す構成図。
【図３】造形装置の動作方法を示す説明図。
【図４】三次元物体の構成を示す概略図。
【図５】三次元物体の造形方法を示す工程図。
【図６】三次元物体の造形方法を示す工程図。
【図７】他の三次元物体の造形方法を示す工程図。
【図８】他のヘッド部の構成を示す構成図。
【図９】他のヘッド部の構成を示す構成図。
【図１０】変形例にかかるヘッド部の構成を示す構成図。
【図１１】他の変形例にかかるヘッド部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００２４】
まず、造形装置の構成について説明する。造形装置は、溶融させた樹脂材料をノズルから押し出すことによって、三次元物体を造形する装置である。造形装置は、溶融させた樹脂材料を押し出すヘッド部を含み、ヘッド部は、樹脂材料を押し出すノズルと、１つのノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料をノズルに供給可能な供給部と、樹脂材料を溶融する溶融部等を備えた装置である。なお、本実施形態では、主に熱溶解積層法にかかる造形装置について説明する。以下、具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態にかかる造形装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、造形装置１は、テーブル移動部４０と、ヘッド部１０と、ヘッド部１０が搭載されたキャリッジ５０と、キャリッジ移動装置６０等と、これらの部材や装置等を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００２６】
テーブル移動部４０は、テーブル７０と、当該テーブル７０をＺ軸方向に移動させる移動機構（図示せず）等を備えている。テーブル７０は、テーブル７０の面７０ａにヘッド部１０から押し出された樹脂材料を積層させるものである。テーブル７０の面７０ａは、平坦面を有し、ほぼ水平方向（Ｘ軸方向）に対して平行するように配置されている。移動機構は、動力源を備え、テーブル７０をＺ軸方向に往復動可能に構成されている。移動機構は、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などを適用することができる。また、本実施形態では、テーブル７０をＺ軸方向に沿って移動させるための動力源として、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用することができる。そして、上記モーター等からの動力により、移動機構を介してテーブル７０に伝達され、テーブル７０は、Ｚ軸方向に沿って往復移動することができる。
【００２７】
キャリッジ移動装置６０は、キャリッジ５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる移動機構（図示せず）等を備えている。移動機構は、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などを適用することができる。また、本実施形態では、キャリッジ５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動させるための動力源として、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用することができる。そして、上記モーター等からの動力により、移動機構を介してキャリッジ５０に伝達され、キャリッジ５０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って往復移動することができる。
【００２８】
キャリッジ５０には、ヘッド部１０が搭載されている。図２は、本実施形態にかかるヘッド部１０の構成を示し、図２（ａ）は側断面図（図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図）であり、図２（ｂ）は平面図である。ヘッド部１０は、樹脂材料１００，１０１を押し出すノズル２０と、１つのノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１をノズル２０に供給可能な供給部３０と、樹脂材料１００，１０１を溶融する溶融部３９等を備えている。
【００２９】
供給部３０は、ノズル２０に対して複数色の着色樹脂材料１００を供給可能に構成されている。さらに、本実施形態では、非着色の樹脂材料としての透明樹脂材料１０１も供給可能に構成されている。本実施形態の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１は、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン、アクリル、ポリカーボネート、ＡＢＳやＰＬＡ等の熱可塑性樹脂材料である。そして、着色樹脂材料１００は、これらの熱可塑性樹脂材料に顔料を分散したものである。着色樹脂材料１００として、本実施形態では、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃ、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍ、イエロー色の着色樹脂材料１００Ｙ及び白色の着色樹脂材料１００Ｗを備えている。また、透明樹脂材料１０１は、上記顔料を含まない熱可塑性樹脂材料である。上記の通り、本実施形態では、４色の着色樹脂材料１００（１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ）及び透明樹脂材料１０１の５種類の樹脂材料１００，１０１が供給可能に備えられている。また、本実施形態の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１は、糸状体（直径１ｍｍ〜数ｍｍ）に形成されたものであり、図示しないリール形態のカートリッジから供給部３０に供給されるように構成されている。糸状の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１を用いることにより、搬送等の取扱いを容易にすることができる。なお、樹脂材料１００，１０１は、熱可塑性樹脂の他、例えば、熱硬化性樹脂であってもよい。
【００３０】
供給部３０は、樹脂材料１００，１０１を供給部３０の下方に配置されたノズル２０に向けて搬送する搬送手段を備えている。本実施形態の供給部３０では、各樹脂材料１００，１０１の搬送に対応して一対の搬送ローラー３１が配置されている。なお、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、各樹脂材料１００，１０１に対応して、２組の一対の搬送ローラー３１が配置されている。それぞれの一対の搬送ローラー３１は、供給部３０におけるＺ軸方向の上方と下方とに配置されている。一対の搬送ローラー３１のうち、一方が駆動ローラーであり、他方が受動ローラーである。一対の搬送ローラー３１間に挟まれた樹脂材料１００，１０１は、一対の搬送ローラー３１が回転すると、樹脂材料１００，１０１と搬送ローラー３１との摩擦によってＺ軸方向に搬送される。ここで、搬送ローラー３１を搬送方向に回転させた場合、樹脂材料１００，１０１は、マイナスＺ軸方向に搬送される。一方、搬送ローラー３１を搬送方向とは逆側に回転させた場合、樹脂材料１００，１０１は、プラスＺ軸方向に搬送される。このように、糸状体の樹脂材料１００，１０１に対して搬送ローラー３１を用いて搬送することにより、ノズル２０に対して円滑に樹脂材料１００，１０１を供給することができる。
【００３１】
供給部３０に対してマイナスＺ軸方向にノズル２０が配置されている。ノズル２０は、開口部２０ａを有し、当該開口部２０ａから樹脂材料１００，１０１が押し出されるように構成されている。ノズル２０と供給部３０とは別体として構成されている。そして、ノズル２０に対して供給部３０における複数色の着色樹脂材料１００と透明樹脂材料１０１とが割り当てられている。供給部３０は、供給部３０の中心部においてＺ軸方向回りに回転可能に構成されている。そして、ノズル２０の配置に対応する位置、すなわち、図２（ｂ）に示すように、平面視において、搬送ローラー３１によって搬送される樹脂材料１００，１０１とノズル２０の開口部２０ａとが互いに重なる位置に固定可能に構成されている。
【００３２】
また、樹脂材料１００，１０１を溶融する溶融部３９が配置されている。本実施形態の溶融部３９は、ノズル２０の開口部２０ａ付近に配置されている。溶融部３９は、例えば、ノズル２０に巻いたニクロム線等の電熱線を利用したヒーターとして構成されている。なお、ノズル２０を非磁性かつ導電性を有する金属で形成し、当該ノズル２０の外周に電磁コイルを配置して高周波の電流を流すことにより、ノズル２０に発生する渦電流により極所加熱する構成であってもよい。さらには、レーザー光をノズル２０に照射することにより極所加熱する構成であってもよい。
【００３３】
そして、例えば、複数の樹脂材料１００，１０１の中からシアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０から押し出す場合には、まず、ノズル２０に対して所望のシアン色の着色樹脂材料１００Ｃが対応するように供給部３０を回転させる。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃに対応する搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０側に搬送する。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０側に搬送するとともに溶融部３９を駆動させる。すると、ノズル２０内部に搬送されたシアン色の着色樹脂材料１００Ｃが溶融され、溶融されたシアン色の着色樹脂材料１００Ｃが開口部２０ａから押し出される。
【００３４】
そして、制御部では、三次元物体の形状に基づく積層データと三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを含む各種プログラムに基づいて、部材や装置等を駆動制御する。具体的には、ヘッド部１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、さらにテーブル７０をＺ軸方向移動させながら、テーブル７０の面７０ａに向けて溶融させた樹脂材料１００，１０１をノズル２０から押し出す。押し出された樹脂材料１００，１０１はテーブル７０の面７０ａに積層される。このようにして、テーブル７０上に所望の色彩を有するフルカラー化された三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【００３５】
次に、本実施形態にかかる造形装置の動作方法について説明する。本実施形態では、ノズルから押し出す樹脂材料を他の樹脂材料に切り替える際に、ノズル内に残留した樹脂材料を除去する。図３は、本実施形態にかかる造形装置の動作方法を示す説明図である。具体的には、ノズル２０から押し出す樹脂材料１００，１０１の切り替え方法及び切り替え時に伴うノズル２０内のクリーニング（除去）方法について説明する。以下、具体例として、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃからマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍに切り替える方法について説明する。
【００３６】
図３（ａ）は、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃがノズル２０から押し出されている状態を示している。この場合、搬送ローラー３１を搬送方向（マイナスＺ軸方向）に駆動させ、着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０の方向に搬送させる。そして、溶融部３９の駆動によってノズル２０内部の着色樹脂材料１００Ｃを溶融させて、着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０の開口部２０ａから押し出している。
【００３７】
次いで、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃからマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍに切り替える。まず、図３（ｂ）に示すように、搬送ローラー３１を逆搬送方向（プラスＺ軸方向）に駆動させ、着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０の方向とは逆方向に搬送させる。このとき、着色樹脂材料１００Ｃは、ノズル２０内において溶融された部分と、未だ溶融されていない糸状体の部分とで分断される。そして、ノズル２０内において溶融された部分の着色樹脂材料１００Ｃ’は、ノズル２０内に残留する。一方、溶融されていない糸状体の部分の着色樹脂材料１００Ｃは、搬送ローラー３１の逆搬送方向への駆動により、プラスＺ軸方向の上方に移動する。すなわち、溶融されていない糸状体の部分の着色樹脂材料１００Ｃの先端部は供給部３０内部に退避される。
【００３８】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ノズル２０に対して供給部３０の中心部をＺ軸回りに回転させる。本実施形態では、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。
【００３９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、搬送ローラー３１を搬送方向（マイナスＺ軸方向）に駆動させ、透明樹脂材料１０１をノズル２０の方向に搬送させる。そして、溶融部３９でノズル２０内部の透明樹脂材料１０１を溶融させて、透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していた着色樹脂材料１００Ｃ’は透明樹脂材料１０１によって押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していた着色樹脂材料１００Ｃ’が除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。
【００４０】
次いで、図３（ｅ）に示すように、搬送ローラー３１を逆搬送方向（プラスＺ軸方向）に駆動させ、透明樹脂材料１０１をノズル２０の方向とは逆方向に搬送させる。このとき、透明樹脂材料１０１は、ノズル２０内において溶融された部分と、未だ溶融されていない糸状体の部分とで分断される。そして、ノズル２０内において溶融された部分の透明樹脂材料１０１は、ノズル２０内に残留する。一方、溶融されていない糸状体の部分の透明樹脂材料１０１は、搬送ローラー３１の逆搬送方向への駆動により、プラスＺ軸方向の上方に移動する。
【００４１】
次いで、図３（ｆ）に示すように、ノズル２０に対して供給部３０の中心部をＺ軸回りに回転させる。本実施形態では、ノズル２０に対してマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍが対応するように供給部３０を回転させる。
【００４２】
次いで、図３（ｇ）に示すように、搬送ローラー３１を搬送方向（マイナスＺ軸方向）に駆動させ、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍをノズル２０の方向に搬送させる。そして、溶融部３９の駆動によってノズル２０内部の着色樹脂材料１００Ｍを溶融させて、溶融させた着色樹脂材料１００Ｍをノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していた透明樹脂材料１０１は着色樹脂材料１００Ｍに押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していた透明樹脂材料１０１が除去される。そして、さらに、着色樹脂材料１００Ｍを押し出すことにより、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍを積層することができる。
【００４３】
以降、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍから他の色の着色樹脂材料１００に切り替える場合は、上記同様に、透明樹脂材料１０１によってノズル２０内のクリーニングを行った後に、他の着色樹脂材料１００に切り替えるように駆動する。これにより、異なる着色樹脂材料１００同士が接触することがなく、混色の発生を防止することができる。
【００４４】
次に、本実施形態にかかる三次元物体の造形方法について説明する。本実施形態にかかる三次元物体の造形方法は、溶融させた複数の樹脂材料を１つのノズルから押し出すことによって、三次元物体を造形する三次元物体の造形方法であって、三次元物体の形状に基づく積層データと前記三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、樹脂材料で層形成を繰り返す層形成工程を含み、層形成工程では、１つのノズルに対して割り当てられる複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料の中から選択される少なくとも１つの樹脂材料を、１つのノズルから押し出すものである。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記の造形装置１を用いて三次元物体を造形する方法について説明する。
【００４５】
図４は、本実施形態にかかる三次元物体の造形方法を示す工程図である。まず、造形する三次元物体の構成例について説明する。本実施形態の三次元物体は、着色樹脂材料１００（１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ）等を複数の層に積み重ねて造形されたものである。図４（ａ）は、三次元物体の外観を示し、図４（ｂ）は、三次元物体の断面を示している。図４（ａ）に示すように、本実施形態の三次元物体Ｔａの外形は、三角錐を成している。そして、第１表面Ｓ１の色は、ブルー（Ｂ）であり、第２表面Ｓ２の色は、グリーン（Ｇ）であり、第３表面Ｓ３の色は、レッド（Ｒ）である。また、図４（ｂ）に示すように、三次元物体Ｔａは、断面視において、第１〜第３表面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対応する表層部Ｃ１と、表面層Ｃ１よりも三次元物体Ｔａの内部側に設けられた下地層部Ｃ２と、下地層部Ｃ２よりもさらに三次元物体Ｔａの内部側に設けられた内部層部Ｃ３とから構成されている。すなわち、本実施形態の三次元物体Ｔａの断面形態は、三次元物体Ｔａの表面から内部に向けて、表層部Ｃ１と下地層部Ｃ２と内部層部Ｃ３との３層構造を有している。
【００４６】
表層部Ｃ１は、第１表面Ｓ１に対応する第１表層部Ｃ１１と、第２表面Ｓ２に対応する第２表層部Ｃ１２と、第３表面Ｓ３に対応する第３表層部Ｃ１３とを有している。そして、第１表層部Ｃ１１は、下地層部Ｃ２の表面方向に対してシアン色の着色樹脂材料１００Ｃとマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍとを積層し、積層した着色樹脂材料１００Ｃ及び着色樹脂材料１００Ｍを固化させたものである。これにより、第１表層部Ｃ１１の第１表面Ｓ１の色はブルー（Ｂ）となる。また、第２表層部Ｃ１２は、下地層部Ｃ２の表面方向に対してシアン色の着色樹脂材料１００Ｃとイエロー色の着色樹脂材料１００Ｙとが積層されたものである。これにより、第２表層部Ｃ１２の第２表面Ｓ２の色はグリーン（Ｇ）となる。そして、第３表層部Ｃ１３は、下地層部Ｃ２の表面方向に対してイエロー色の着色樹脂材料１００Ｙとマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍとが積層されたものである。これにより、第３表層部Ｃ１３の第３表面Ｓ３の色はレッド（Ｒ）となる。このように着色樹脂材料を順次重ね合せて積層することに加え、積層の際の各着色樹脂材料の厚みの比や、各着色樹脂材料と透明樹脂材料１０１との積層厚みの比をコントロールすることなどによってもフルカラーの三次元物体が造形可能になる。
【００４７】
下地層部Ｃ２は、表層部Ｃ１に対する下地機能を有する層である。換言すれば、表層部Ｃ１の背景画像となる層である。本実施形態の下地層部Ｃ２は、白色の着色樹脂材料１００Ｗによって形成されている。従って、例えば、白色の着色樹脂材料１００Ｗによって形成された下地層部Ｃ２上に第１表層部Ｃ１１を形成した場合、第１表層部Ｃ１１を構成するシアン色の着色樹脂材料１００Ｃの層とマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍの層とを介して可視光線の波長が白色の下地層部Ｃ２によって反射される。従って、下地層部Ｃ２を形成することにより、表層部Ｃ１における各第１〜第３表面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の色調を鮮明に表示することができる。
【００４８】
内部層部Ｃ３は、下地層部Ｃ２によって囲まれた領域である。従って、当該領域は、外観において表層部Ｃ１における各第１〜第３表面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の色調等の画像品質に影響を与えない領域でもある。そこで、本実施形態では、画像品質に関係しない廃棄樹脂によって積層する。具体的には、異なる着色樹脂材料１００に切り替える際にノズル２０をクリーニングした際に押し出された着色樹脂材料（廃棄樹脂Ｄ）で形成する。このようにすれば、内部層部Ｃ３に別途新たな樹脂材料１００，１０１を用いて形成する必要が無いので、コストを抑制することができる。
【００４９】
次いで、上記した三次元物体Ｔａの造形方法について説明する。具体的には、各種樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ，１０１等で層形成を繰り返す層形成工程について説明する。本実施形態の層形成工程では、三次元物体Ｔａの形状に基づく積層データと三次元物体Ｔａの色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、複数色の着色樹脂材料１００のうちから異なる着色樹脂材料１００に切り替えてノズル２０から押し出して層形成を行っていく。
【００５０】
まず、図５（ａ）に示すように、テーブル７０の面７０ａに下地層部Ｃ２の一部となる下地層部Ｃ２’を形成する。具体的には、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中から白色の樹脂材料１００Ｗを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０と白色の樹脂材料１００Ｗとの供給経路を対応させる。そして、白色の樹脂材料１００Ｗの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、白色の樹脂材料１００Ｗをノズル２０の開口部２０ａ方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、白色の樹脂材料１００Ｗを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領で白色の樹脂材料１００Ｗを押し出して、テーブル７０の面７０ａ上に白色の樹脂材料１００Ｗを塗布する。塗布された白色の樹脂材料１００Ｗは冷めると固化する。これにより、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）（白色の樹脂材料１００Ｗで形成したことを示す）が形成される。
【００５１】
続いて、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）の外周面に沿って着色樹脂材料１００を用いて表層部Ｃ１を形成していくが、白色の樹脂材料１００Ｗから他の着色樹脂材料１００に切り替える際、ノズル２０内に残留した白色の樹脂材料１００Ｗを除去する必要がある。白色の樹脂材料１００Ｗを除去せずに、他の着色樹脂材料１００をノズル２０から押し出した場合、白色の樹脂材料１００Ｗと他の着色樹脂材料１００が混色してしまう。そこで、本実施形態では、樹脂材料を切り替える際、ノズル２０内に残留した樹脂材料を除去する除去工程を有している。本実施形態では、透明樹脂材料１０１を用いてノズル２０内に残留した樹脂材料を除去する。すなわち、ノズル２０内のクリーニングを行う。
【００５２】
具体的には、図３に示したように、白色の樹脂材料１０１Ｗをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していた白色の樹脂材料１００Ｗは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していた白色の樹脂材料１００Ｗが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出された白色の樹脂材料１００Ｗは廃棄樹脂Ｄであるが、当該廃棄樹脂Ｄとなった白色の樹脂材料１００Ｗを三次元物体Ｔａの層形成にかかる一部に堆積する。本実施形態では、図３（ｄ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出された白色の樹脂材料１００Ｗ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡに堆積する。具体的には、図５（ｂ）に示すように、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）によって囲まれた内部領域ＣＡに堆積する。また、廃棄樹脂Ｄの堆積（積層）により内部層部Ｃ３の一部となる内部層部Ｃ３’（Ｄ）（廃棄樹脂Ｄで形成したことを示す）が形成される。
【００５３】
次いで、図５（ｃ）に示すように、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）の外周面に沿って着色樹脂材料１００を用いて表層部Ｃ１を形成する。詳細には、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）の外周面であって、第１表層部Ｃ１１と第２表層部Ｃ１２とに対応する位置にシアン色の樹脂材料１００Ｃを塗布する。これにより、第１表層部Ｃ１１に対応する位置に第１表層部Ｃ１１の一部となる第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）（シアン色の樹脂材料１００Ｃで形成されたことを示す）が形成され、第２表層部Ｃ１２に対応する位置に第２表層部Ｃ１２の一部となる第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）（シアン色の樹脂材料１００Ｃで形成されたことを示す）が形成される。第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）及び第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）の下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）への積層方向における厚みは、１０μｍ〜数百μｍである。具体的な形成方法としては、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中からシアン色の樹脂材料１００Ｃを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０とシアン色の樹脂材料１００Ｃとの供給経路を対応させる。そして、シアン色の樹脂材料１００Ｃの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の樹脂材料１００Ｃをノズル２０の開口部２０ａの方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、シアン色の樹脂材料１００Ｃを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でシアン色の樹脂材料１００Ｃを押し出すことにより、シアン色の第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）及びシアン色の第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）を形成することができる。
【００５４】
次いで、ノズル２０内のクリーニングを行う。すなわち、ノズル２０内に残留したシアン色の樹脂材料１００Ｃを除去する。具体的には、図３に示したように、シアン色の樹脂材料１００Ｃをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していたシアン色の樹脂材料１００Ｃは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していたシアン色の樹脂材料１００Ｃが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出されたシアン色の樹脂材料１００Ｃは廃棄樹脂Ｄであるが、廃棄樹脂Ｄとなったシアン色の樹脂材料１００Ｃを三次元物体Ｔａの層形成にかかる一部に堆積する。本実施形態では、図５（ｄ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出されたシアン色の樹脂材料１００Ｃ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡに堆積する。具体的には、下地層部Ｃ２’によって囲まれた内部領域ＣＡに堆積する。また、廃棄樹脂Ｄの堆積（積層）により内部層部Ｃ３の一部となる内部層部Ｃ３’（Ｄ）が形成される。
【００５５】
次いで、図５（ｅ）に示すように、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）の外周面及び第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）の外周面に沿ってマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを塗布する。これにより、第３表層部Ｃ１３に対応する位置に第３表層部Ｃ１３の一部となる第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）（マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍで形成されたことを示す）が形成され、第１表層部Ｃ１１に対応する位置に第１表層部Ｃ１１の一部となる第１表層部Ｃ１１’（１００Ｍ）（マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍで形成されたことを示す）が形成される。第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）及び第２表層部Ｃ１２’（１００Ｍ）の下地層部Ｃ２’への積層方向における厚みは、１０μｍ〜数百μｍである。具体的な形成方法としては、具体的には、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中からマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０とマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍとの供給経路を対応させる。そして、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の樹脂材料１００Ｃをノズル２０の開口部２０ａの方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを押し出すことにより、第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）及び第１表層部Ｃ１１’（１００Ｍ）を形成することができる。ここで、第１表層部Ｃ１１に対応する位置には、第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）と第１表層部Ｃ１１’（１００Ｍ）とが積層されるため、第１表面Ｓ１の色はブルー（Ｂ）となる。
【００５６】
次いで、ノズル２０内のクリーニングを行う。すなわち、ノズル２０内に残留したマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを除去する。具体的には、図３に示したように、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出されたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍは廃棄樹脂Ｄであるが、廃棄樹脂Ｄとなったマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの層形成にかかる一部に堆積する。本実施形態では、図５（ｆ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出されたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡに堆積する。具体的には、下地層部Ｃ２’によって囲まれた内部領域ＣＡに堆積する。また、廃棄樹脂Ｄの堆積（積層）により内部層部Ｃ３の一部となる内部層部Ｃ３’（Ｄ）が形成される。
【００５７】
次いで、図６（ｇ）に示すように、第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）の外周面及び第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）の外周面に沿ってイエロー色の樹脂材料１００Ｙを塗布する。これにより、第２表層部Ｃ１２に対応する位置に第２表層部Ｃ１２の一部となる第２表層部Ｃ１２’（１００Ｙ）（イエロー色の樹脂材料１００Ｙで形成されたことを示す）が形成され、第３表層部Ｃ１３に対応する位置に第３表層部Ｃ１３の一部となる第３表層部Ｃ１３’（１００Ｙ）（イエロー色の樹脂材料１００Ｙで形成されたことを示す）が形成される。第２表層部Ｃ１２’（１００Ｙ）及び第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）の下地層部Ｃ２’への積層方向における厚みは、１０μｍ〜数百μｍである。具体的な形成方法としては、具体的には、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中からイエロー色の樹脂材料１００Ｙを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０とイエロー色の樹脂材料１００Ｙとの供給経路を対応させる。そして、イエロー色の樹脂材料１００Ｙの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、イエロー色の樹脂材料１００Ｙをノズル２０の開口部２０ａの方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、イエロー色の樹脂材料１００Ｙを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でイエロー色の樹脂材料１００Ｙを押し出すことにより、第２表層部Ｃ１２’（１００Ｙ）及び第３表層部Ｃ１３’（１００Ｙ）を形成することができる。ここで、第２表層部Ｃ１２に対応する位置には、第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）と第２表層部Ｃ１２’（１００Ｙ）とが積層されるため、第２表面Ｓ２の色はグリーン（Ｇ）となる。また、第３表層部Ｃ１３に対応する位置には、第３表層部Ｃ１３’（１００Ｍ）と第３表層部Ｃ１３’（１００Ｙ）とが積層されるため、第３表面Ｓ３の色はレッド（Ｒ）となる。以上の工程を経ることにより、三次元物体Ｔａにおける１層目が形成される。
【００５８】
次いで、ノズル２０内のクリーニングを行う。すなわち、ノズル２０内に残留したイエロー色の樹脂材料１００Ｙを除去する。具体的には、図３に示したように、イエロー色の樹脂材料１００Ｙをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していたイエロー色の樹脂材料１００Ｙは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していたイエロー色の樹脂材料１００Ｙが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出されたイエロー色の樹脂材料１００Ｙは廃棄樹脂Ｄであるが、廃棄樹脂Ｄとなったイエロー色の樹脂材料１００Ｙ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの層形成にかかる一部に堆積する。本実施形態では、図６（ｈ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出されたイエロー色の樹脂材料１００Ｙ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡに堆積する。具体的には、下地層部Ｃ２’によって囲まれた内部領域ＣＡに堆積する。また、廃棄樹脂Ｄの堆積（積層）により内部層部Ｃ３の一部となる内部層部Ｃ３’（Ｄ）が形成される。
【００５９】
次いで、三次元物体Ｔａの２層目を形成する。まず、図６（ｉ）に示すように、図５（ａ）において形成された下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）上に、さらに白色の樹脂材料１００Ｗを塗布する。これにより、高さ方向（Ｚ軸方向）に１段厚く（高く）なった下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）が形成される。具体的には、図５（ａ）と同様にして、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中から白色の樹脂材料１００Ｗを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０と白色の樹脂材料１００Ｗとの供給経路を対応させる。そして、白色の樹脂材料１００Ｗの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、白色の樹脂材料１００Ｗをノズル２０の開口部２０ａの方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、白色の樹脂材料１００Ｗを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領で白色の下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）を形成する。以降、三次元物体Ｔａの２層目の形成は、図５（ｂ）〜図６（ｈ）を繰り返す。これにより、ブルー（Ｂ）色の第１表面Ｓ１と、グリーン（Ｇ）色の第２表面Ｓ２と、レッド（Ｒ）色の第３表面Ｓ３とを有する三次元物体Ｔａを形成することができる。
【００６０】
次に、他の三次元物体の造形方法について説明する。前述の三次元物体Ｔａでは、表層部Ｃ１と下地層部Ｃ２と内部層部Ｃ３とから構成され、内部層部Ｃ３は、ノズル２０のクリーニングの際に発生する廃棄樹脂Ｄの堆積により形成されたものであった。これに対し、以下では、造形の過程において支持部を要する場合の三次元物体Ｔｂの造形方法について説明する。そして、支持部にノズル２０のクリーニングの際に発生する廃棄樹脂Ｄを用いる場合について説明する。
【００６１】
図７は、他の三次元物体の造形方法を示す工程図である。三次元物体の造形方法では、各種樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ，１０１等で層形成を繰り返す層形成工程について説明する。本実施形態の層形成工程では、三次元物体Ｔｂの形状に基づく積層データと三次元物体Ｔｂの色調に基づく色調データとを含む造形データを用いて、複数色の着色樹脂材料１００のうちから異なる着色樹脂材料１００に切り替えてノズル２０から押し出して層形成を行っていく。
【００６２】
まず、図７（ａ）に示すように、テーブル７０の面７０ａに積層部Ｌの一部となる積層部Ｌ１を形成する。具体的には、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中からシアン色の樹脂材料１００Ｃを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０とシアン色の樹脂材料１００Ｃとの供給経路を対応させる。そして、シアン色の樹脂材料１００Ｃの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の樹脂材料１００Ｃをノズル２０の開口部２０ａ方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、シアン色の樹脂材料１００Ｃを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でシアン色の樹脂材料１００Ｃを押し出して、テーブル７０の面７０ａ上にシアン色の樹脂材料１００Ｃを塗布する。塗布されたシアン色の樹脂材料１００Ｃは冷めると固化する。これにより、第１層目の積層部Ｌ１（１００Ｃ）（シアン色の樹脂材料１００Ｃで形成したことを示す）が形成される。
【００６３】
次いで、ノズル２０内のクリーニングを行う。すなわち、ノズル２０内に残留したシアン色の樹脂材料１００Ｃを除去する。具体的には、図３に示したように、シアン色の樹脂材料１００Ｃをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していたシアン色の樹脂材料１００Ｃは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していたシアン色の樹脂材料１００Ｃが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出されたシアン色の樹脂材料１００Ｃは廃棄樹脂Ｄであるが、廃棄樹脂Ｄとなったシアン色の樹脂材料１００Ｃを三次元物体Ｔｂの層形成にかかる一部に堆積する。本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出されたシアン色の樹脂材料１００Ｃ（廃棄樹脂Ｄ）を三次元物体Ｔｂの造形にかかる支持部Ｆとして堆積する。これにより、支持部Ｆの一部となる支持部Ｆ１（Ｄ）（廃棄樹脂Ｄで形成したことを示す）が形成される。
【００６４】
次いで、積層部Ｌ１上にマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍからなる積層部Ｌ２（１００Ｍ）（マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍで形成したことを示す）を形成する。具体的には、図２に示すように、１つのノズル２０に対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１の中からマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを選択する。この際、供給部３０を中心軸回りに回転させ、ノズル２０とマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍとの供給経路を対応させる。そして、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍの供給経路に設置された搬送ローラー３１を駆動させ、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍをノズル２０の開口部２０ａの方向に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させ、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを溶融させてノズル２０から押し出す。さらに、ヘッド部１０をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを押し出して、積層部Ｌ１（１００Ｃ）上に塗布する。そして、塗布されたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍは冷えて固化される。これにより、図７（ｃ）に示すように、積層部Ｌ１（１００Ｃ）上に積層部Ｌ２（１００Ｍ）が形成される。
【００６５】
次いで、ノズル２０内のクリーニングを行う。すなわち、ノズル２０内に残留したマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを除去する。具体的には、図３に示したように、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍをノズル２０から供給部３０内に退避させた後、ノズル２０に対して透明樹脂材料１０１が対応するように供給部３０を回転させる。その後、透明樹脂材料１０１をノズル２０側に搬送させる。そして、透明樹脂材料１０１を溶融させ、溶融した透明樹脂材料１０１をノズル２０の開口部２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２０内に残留していたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍは透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２０内に残留していたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍが除去される。これにより、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。透明樹脂材料１０１によって押し出されたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍは廃棄樹脂Ｄとなるが、図７（ｃ）に示すように、透明樹脂材料１０１によって押し出されたマゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを含む廃棄樹脂Ｄを支持部Ｆ１（Ｄ）上に堆積する。
【００６６】
以降、図７（ｄ）に示すように、選択された色の着色樹脂材料１００を用いて積層部Ｌの積層と、着色樹脂材料１００が異なる色の着色樹脂材料１００に切り替わる場合には、透明樹脂材料１０１を用いてノズル２０内をクリーニングし、その際、排出される廃棄樹脂Ｄを支持部Ｆ（Ｄ）上への堆積とを繰り返す。これにより、支持部Ｆを含む三次元物体Ｔｂが造形される。
【００６７】
次いで、支持部Ｆを切断することにより除去し、図７（ｅ）に示すように三次元物体Ｔｂの造形が完了する。
【００６８】
次に、他のヘッド部の構成について説明する。図８は、他のヘッド部の構成を示す構成図である。図８に示すように、ヘッド部２００は、樹脂材料を押し出すノズル２２０と、１つのノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料をノズル２２０に供給可能な供給部２３０と、樹脂材料を溶融する溶融部２３９等を備えている。
【００６９】
ノズル２２０は、尖った先端部を有する中心部２２１と、中心部２２１の外側に配置された外装部２２２とを備えている。中心部２２１の先端部には、中心部２２１の先端部と外装部２２２との間の隙間による開口部２２０ａが配置されている。
【００７０】
外装部２２２の開口部２２０ａとは反対方向には、ノズル２２０に対して複数色の着色樹脂材料１００を含む樹脂材料を供給可能に構成された供給部２３０が配置されている。本実施形態では、着色樹脂材料１００の他に非着色樹脂材料としての透明樹脂材料１０１も供給可能に構成されている。本実施形態の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１は、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン、アクリル、ＡＢＳやＰＬＡ等の熱可塑性樹脂材料である。そして、着色樹脂材料１００は、これらの熱可塑性樹脂材料に顔料を分散したものである。着色樹脂材料１００として、本実施形態では、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃ、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍ、イエロー色の着色樹脂材料１００Ｙ及び白色の着色樹脂材料１００Ｗを備えている。また、透明樹脂材料１０１は、上記顔料を含まない樹脂材料である。上記の通り、本実施形態では、４色の着色樹脂材料１００（１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ）及び透明樹脂材料１０１の５種類の樹脂材料が配置されている。また、本実施形態の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１は、糸状体（直径１ｍｍ〜数ｍｍ）に形成されたものであり、図示しないリール形態のカートリッジから供給部２３０に供給されるように構成されている。糸状体の着色樹脂材料１００及び透明樹脂材料１０１を用いることにより、搬送等の取扱いを容易にすることができる。
【００７１】
供給部２３０は、樹脂材料１００，１０１を供給部２３０の下方に配置されたノズル２２０に向けて搬送する搬送手段を備えている。本実施形態の供給部２３０では、各樹脂材料１００，１０１の搬送に対応して一対の搬送ローラー３１が配置されている。例えば図８に示すように、各樹脂材料１００，１０１に対応して、２組の一対の搬送ローラー３１が配置されている。一対の搬送ローラー３１のうち、一方が駆動ローラーであり、他方が受動ローラーである。一対の搬送ローラー３１間に挟まれた樹脂材料１００，１０１は、一対の搬送ローラー３１が回転すると、樹脂材料１００，１０１は、搬送ローラー３１との摩擦によってノズル２２０の方向に搬送される。さらに、外装部２２２に設けられた導入孔２２３を介して開口部２２０ａ側に搬送される。導入孔２２３は、樹脂材料１００，１０１毎に対応して設けられている。これにより、複数の樹脂材料１００，１０１を同時期にノズル２２０に搬送させることができる。また、供給部２３０には樹脂材料ごとに導入孔２２３から開口部２２０ａ近傍に至る仕切り壁を設けてもよい。
【００７２】
そして、搬送ローラー３１を搬送方向に回転させた場合、樹脂材料１００，１０１は、ノズル２２０方向に搬送される。一方、搬送ローラー３１を搬送方向とは逆側に回転させた場合、樹脂材料１００，１０１は、ノズル２２０とは反対方向に搬送される。このように、搬送ローラー３１を用いることにより、ノズル２２０に対して円滑に樹脂材料１００，１０１を供給及び退避させることができる。
【００７３】
溶融部２３９は、中心部２２１の先端部の内部に設けられている。溶融部２３９は、例えば、ヒーターである。また、溶融部２３９には温度検出素子が配置されており、リード線２４０を介して制御部に接続され、溶融部２３９が駆動制御されるように構成されている。また、ノズル２２０の導入孔２２３を開閉する開閉機構２２６が設けられている。そして、樹脂材料１００，１０１をノズル２２０側に搬送しない場合には開閉機構２２６により導入孔２２３が閉められる。これにより、樹脂材料１００，１０１への溶融部２３９において発生した熱の移動が遮断されるため、樹脂材料１００，１０１の熱からの影響を低減することができる。
【００７４】
そして、例えば、複数の樹脂材料１００，１０１の中からシアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２２０から押し出す場合には、まず、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃが対応する開閉機構２２６を開く。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃに対応する搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２２０側に搬送する。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２２０側に搬送するとともに溶融部２３９を駆動させる。すると、溶融部２３９の熱が中心部２２１の表面に伝わる。そして、導入孔２２３から導入された着色樹脂材料１００Ｃが中心部２２１の表面に当接する。これにより、着色樹脂材料１００Ｃが溶融され、溶融された着色樹脂材料１００Ｃが開口部２２０ａから押し出される。
【００７５】
そして、制御部では、三次元物体の形状に基づく積層データと三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを含む各種プログラムに基づいて、部材や装置等を駆動制御する。具体的には、ヘッド部２００をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、さらにテーブル７０をＺ軸方向移動させながら、テーブル７０の面７０ａに向けて溶融させた樹脂材料１００，１０１をノズル２２０から押し出させる。押し出された樹脂材料１００，１０１はテーブル７０の面７０ａに積層される。このようにして、テーブル７０上に所望の三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【００７６】
なお、上記のヘッド部２００では、複数色の着色樹脂材料１００を同時に開口部２２０ａから押し出すことが可能である。例えば、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃとマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍとをノズル２２０から押し出す場合、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃに対応する開閉機構２２６を開けるとともに、とマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍに対応する開閉機構２２６を開ける。そして、搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃ及びマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍをノズル２２０側に搬送するとともに、溶融部２３９を駆動させる。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃ及びマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍが中心部２２１の表面に当接する。これにより、着色樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍが溶融され、溶融された着色樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍが開口部２２０ａから押し出される。そして、ヘッド部２００をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領で着色樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍを押し出して、テーブル７０の面７０ａ上に着色樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍを塗布する。塗布された着色樹脂材料１００Ｃ，１００Ｍは冷えて積層体が形成される。この場合、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃから形成された層とマゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍから形成された層とが重なるため、ブルー色（Ｂ）の積層体が形成される。同様にして、例えば、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃ及びイエロー色の着色樹脂材料１００Ｙを押し出すことにより、グリーン色（Ｇ）の積層体を形成することができる。また、マゼンタ色の着色樹脂材料１００Ｍ及びイエロー色の着色樹脂材料１００Ｙを押し出すことにより、レッド色（Ｒ）の積層体を形成することができる。このようにして、フルカラーの三次元物体を形成することができる。また、複数色の着色樹脂材料１００を同時に塗布することが可能となり、三次元物体の形成工数を低減させることができる。
【００７７】
次に、ヘッド部２００のクリーニング方法について説明する。異なる色の着色樹脂材料１００に切り替える場合、ノズル２２０に残留した着色樹脂材料１００を除去する必要がある。そこで、例えば、透明樹脂材料１０１を用いてクリーニングを行う。まず、透明樹脂材料１０１に対応する開閉機構２２６を開ける。そして、搬送ローラー３１を駆動させ、透明樹脂材料１０１をノズル２２０側に搬送すするとともに、溶融部２３９を駆動させる。そして、透明樹脂材料１０１が中心部２２１の表面に当接し、透明樹脂材料１０１が溶融され、溶融された透明樹脂材料１０１を開口部２２０ａから押し出す。そうすると、ノズル２２０内に残留していた着色樹脂材料１００が透明樹脂材料１０１に押し出される。すなわち、ノズル２２０内に残留していた着色樹脂材料１００が除去される。これにより、ノズル２２０内は透明樹脂材料１０１のみとなる。換言すれば、ノズル２２０内は透明樹脂材料１０１によってクリーニングされる。また、供給部２３０には樹脂材料ごとに導入孔２２３から開口部２２０ａ近傍に至る仕切り壁を設けてもよい。
【００７８】
次に、さらに、他のヘッド部の構成について説明する。図９は、他のヘッド部の構成を示す構成図である。図９に示すように、ヘッド部３００は、樹脂材料を押し出すノズル３２０と、１つのノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料をノズル３２０に供給可能な供給部３３０と、樹脂材料を溶融する溶融部３３９等を備えている。本ヘッド部３００は、粉体状の樹脂材料を用いた構成を有している。
【００７９】
ノズル３２０は、軸部に羽根が設けられたスクリュー軸３２１と、スクリュー軸３２１の外側に配置された外装部３２２とを備えている。スクリュー軸３２１は軸回りに回転可能に構成され、先端部が徐々に細くなるように形成されている。また、スクリュー軸３２１の先端部には、スクリュー軸３２１の先端部と外装部３２２との間の隙間による開口部３２０ａが設けられている。
【００８０】
また、ノズル３２０に対して複数色の着色樹脂材料４００’や透明樹脂材料４０１等を含む樹脂材料４００’，４０１を供給可能に構成された供給部３３０が配置されている。供給部３３０は、粉体状の樹脂材料４００’，４０１を貯留するカートリッジ３３３と、カートリッジ３３３からノズル３２０に樹脂材料を供給するための経路となる供給チューブ３３５を有している。供給チューブ３３５は、ノズル３２０に設けられた導入孔３２３に接続されている。そして、カートリッジ３３３に貯留された粉体状の樹脂材料４００’，４０１は、供給チューブ３３５を通じ、導入孔３２３を介してノズル３２０内部に供給可能に構成されている。
【００８１】
本ヘッド部３００では、粉体状の着色樹脂材料４００’が貯留されたカートリッジ３３３ａと、粉体状の透明樹脂材料４０１が貯留されたカートリッジ３３３ｂとを備えている。着色樹脂材料４００’及び透明樹脂材料４０１は、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン、アクリル、ＡＢＳやＰＬＡ等の熱可塑性樹脂材料である。なお、着色樹脂材料４００’は、上記の熱可塑性樹脂材料中に所定濃度（例えば、２０％）の顔料が分散されたものである。着色樹脂材料４００’としては、例えば、シアン色の顔料が分散された着色樹脂材料４００Ｃ’、マゼンタ色の顔料が分散された着色樹脂材料４００Ｍ’、イエロー色の顔料が分散された着色樹脂材料４００Ｙ’及び白色の顔料が分散された着色樹脂材料４００Ｗ’を備えた各色のカートリッジ３３３ａを備えている。
【００８２】
溶融部３３９は、ノズル３２０の開口部３２０ａ付近の外装部３２２に配置されている。溶融部３３９は、例えば、外装部３２２に巻いたニクロム線等の電熱線を利用したヒーターを構成している。なお、ノズル３２０を非磁性かつ導電性を有する金属で形成し、当該ノズル３２０の外周に電磁コイルを配置して高周波の電流を流すことにより、ノズル３２０に発生する渦電流により極所加熱する構成であってもよい。さらには、レーザー光をノズル３２０に照射することにより極所加熱する構成であってもよい。
【００８３】
そして、例えば、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’から形成されるシアン色の着色樹脂材料４００Ｃをノズル３２０から押し出す場合には、まず、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’が貯留されたカートリッジ３３３ａからノズル３２０内にシアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’を供給するとともに、透明樹脂材料４０１が貯留されたカートリッジ３３３ｂからノズル３２０内に透明樹脂材料４０１を供給する。そして、スクリュー軸３２１を所定の方向に回転させる。これにより、ノズル３２０内において、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’と透明樹脂材料４０１とが混合される。これにより、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃが形成されるとともにシアン色の着色樹脂材料４００Ｃが開口部３２０ａ側に移動される。そして、溶融部３３９を駆動する。すると、ノズル３２０内において形成されたシアン色の着色樹脂材料４００Ｃが溶融され、溶融されたシアン色の着色樹脂材料４００Ｃが開口部３２０ａから押し出される。
【００８４】
また、透明樹脂材料４０１をノズル３２０から押し出す場合には、まず、透明樹脂材料４０１が貯留されたカートリッジ３３３ｂからノズル３２０内に透明樹脂材料４０１を供給する。そして、スクリュー軸３２１を所定の方向に回転させる。これにより、ノズル３２０内において、透明樹脂材料４０１が開口部３２０ａ側に移動される。そして、溶融部３３９を駆動する。すると、ノズル３２０内において形成された透明樹脂材料４０１が溶融され、溶融された透明樹脂材料４０１が開口部３２０ａから押し出される。
【００８５】
そして、制御部では、三次元物体の形状に基づく積層データと三次元物体の色調に基づく色調データとを含む造形データを含む各種プログラムに基づいて、部材や装置等を駆動制御する。具体的には、ヘッド部３００をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、さらにテーブル７０をＺ軸方向移動させながら、テーブル７０の面７０ａに向けて溶融させた樹脂材料４００，４０１をノズル３２０から押し出させる。押し出された樹脂材料４００，４０１はテーブル７０の面７０ａに積層される。このようにして、テーブル７０上に所望の三次元物体を造形（積層形成）することができる。
【００８６】
なお、本ヘッド部３００では、ノズル３２０の内部で複数色の着色樹脂材料４００’を混合させた着色樹脂材料４００を開口部３２０ａから押し出すことが可能である。例えば、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’が貯留されたカートリッジ３３３ａからノズル３２０内にシアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’を供給する。また、マゼンタ色の着色樹脂材料４００Ｍ’が貯留されたカートリッジ３３３ａからノズル３２０内にマゼンタ色の着色樹脂材料４００Ｍ’を供給する。さらに、透明樹脂材料４０１が貯留されたカートリッジ３３３ｂからノズル３２０内に透明樹脂材料４０１を供給する。そして、スクリュー軸３２１を所定の方向に回転させる。これにより、ノズル３２０内において、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’とマゼンタ色の着色樹脂材料４００Ｍ’と透明樹脂材料４０１とが混合される。これにより、ブルー色の着色樹脂材料４００が形成され、ブルー色の着色樹脂材料４００が開口部３２０ａ側に移動する。そして、溶融部３３９を駆動する。すると、ノズル３２０内において形成されたブルー色の着色樹脂材料４００が溶融され、溶融されたブルー色の着色樹脂材料４００が開口部３２０ａから押し出される。そして、ヘッド部３００をＸ軸及びＹ軸方向に移動させながら一筆書きの要領でブルー色の着色樹脂材料４００を押し出して、テーブル７０の面７０ａ上に着色樹脂材料４００Ｃ，４００Ｍを塗布する。塗布されたブルー色の着色樹脂材料４００は冷えて積層体が形成される。これにより、ブルー色（Ｂ）の積層体が形成される。同様にして、例えば、シアン色の着色樹脂材料４００Ｃ’とイエロー色の着色樹脂材料４００Ｙ’及び透明樹脂材料４０１を混合してグリーン色の着色樹脂材料４００を形成して開口部３２０ａから押し出すことにより、グリーン色（Ｇ）の積層体を形成することができる。また、マゼンタ色の着色樹脂材料４００Ｍ’とイエロー色の着色樹脂材料４００Ｙ’及び透明樹脂材料４０１を混合してレッド色の着色樹脂材料４００を形成して開口部３２０ａから押し出すことにより、レッド色（Ｒ）の積層体を形成することができる。このようにして、シアン色、マゼンタ色、イエロー色の着色樹脂材料と透明樹脂材料の混合を行い、また混合の際に混合比を制御することで中間階調を含むフルカラーの三次元物体を形成することができる。また、粉状態の着色樹脂材料４００’を用いて所望の色の着色樹脂材料４００を塗布することが可能となり、三次元物体の形成工数を低減させることができる。
【００８７】
次に、ヘッド部３００のクリーニング方法について説明する。異なる色の着色樹脂材料４００’に切り替える場合、ノズル３２０に残留した着色樹脂材料４００’，４００を除去する必要がある。そこで、例えば、透明樹脂材料４０１を用いてクリーニングを行う。まず、透明樹脂材料４０１が貯留されたカートリッジ３３３ｂからノズル３２０内に透明樹脂材料４０１を供給する。そして、スクリュー軸３２１を所定の方向に回転させる。これにより、ノズル３２０内において、透明樹脂材料４０１が開口部３２０ａ側に移動される。そして、溶融部３３９を駆動する。すると、ノズル３２０内において形成された透明樹脂材料４０１が溶融され、溶融された透明樹脂材料４０１が開口部３２０ａから押し出される。すなわち、ノズル３２０内に残留していた着色樹脂材料４００が除去される。これにより、ノズル３２０内は透明樹脂材料４０１のみとなる。換言すれば、ノズル３２０内は透明樹脂材料４０１によってクリーニングされる。
【００８８】
以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００８９】
（１）複数色の着色樹脂材料１００（４００）をノズル２０（２２０，３２０，４２０）から容易に押し出すことが可能となる。これにより、フルカラー化された三次元物体Ｔａを造形することができる。
【００９０】
（２）色が異なる着色樹脂材料１００（４００）に切り替える場合、透明樹脂材料１０１（４０１）をノズル２０（２２０，３２０）に供給して、ノズル２０（２２０，３２０）に残留した着色樹脂材料１００（４００）を除去した。これにより、混色せず色彩に優れた三次元物体Ｔａを形成することができる。
【００９１】
（３）色が異なる着色樹脂材料１００（４００）に切り替える場合、透明樹脂材料１０１（４０１）によって除去された廃棄樹脂Ｄを、三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡや支持部Ｆ上に堆積した。これにより、廃棄樹脂Ｄが有効利用され、三次元物体Ｔａの造形にかかる費用を抑制することができる。
【００９２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００９３】
（変形例１）三次元物体Ｔａの造形方法では、まず、下地層部Ｃ２’（１００Ｗ）から形成したが、この方法に限定されない。例えば、シアン色の第１表層部Ｃ１１’（１００Ｃ）或いはシアン色の第２表層部Ｃ１２’（１００Ｃ）から形成してもよい。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
（変形例２）三次元物体Ｔａの造形方法では、ノズル２０のクリーニングにおいて透明樹脂材料１０１を用いたが、これに限定されない。例えば、シアン色の樹脂材料１００Ｃの塗布の後に、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを使用する場合、マゼンタ色の樹脂材料１００Ｍを用いてノズル２０のクリーニングを行ってもよい。すなわち、切り替える色の着色樹脂材料１００でクリーニングを行ってもよい。このようにしても、混色の発生を防止することができる。
【００９５】
（変形例３）三次元物体Ｔａの造形方法では、三次元物体Ｔａの内部層部Ｃ３に対応する内部領域ＣＡに廃棄樹脂Ｄを堆積させたが、これに限定されない。例えば、内部層部Ｃ３を所定の着色樹脂材料１００或いは透明樹脂材料１０１を用いて造形してもよい。このようしても、所望の三次元物体Ｔａを造形することができる。
【００９６】
（変形例４）上記造形装置１では、Ｚ軸方向にテーブル７０を移動させる移動機構を備えたが、この構成に限定されない。例えば、ヘッド部１０をＺ軸方向に移動させる移動機構を備えてもよい。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
（変形例５）上記ヘッド部１０では、ノズル２０に対して供給部３０が回転する構成としたが、これに限定されない。供給部３０に対してノズル２０が回転する構成であってもよい。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
（変形例６）上記実施形態のヘッド部１０では、供給部３０を回転させてノズル２０に対して着色樹脂材料１００を供給したが、この構成に限定されない。例えば、供給部３０を複数の部品として構成してもよい。図１０は、変形例にかかるヘッド部の構成を示す構成図である。図１０に示すように、ヘッド部４００は、樹脂材料を押し出すノズル２０と、１つのノズルに対して割り当てられた複数色の着色樹脂材料を含む複数の樹脂材料をノズル２０に供給可能な供給部３０と、樹脂材料を溶融する溶融部３９等を備えている。
【００９９】
供給部３０は、第１供給部３０ａと第２供給部３０ｂとで構成されている。第１供給部３０ａは、第２供給部３０ｂに樹脂材料１００，１０１を搬送する搬送手段としての一対の搬送ローラー３１が配置されている。一対の搬送ローラー３１のうち、一方が駆動ローラーであり、他方が受動ローラーである。一対の搬送ローラー３１間に挟まれた樹脂材料１００，１０１は、一対の搬送ローラー３１が回転すると、樹脂材料１００，１０１と搬送ローラー３１との摩擦によってＺ軸方向に搬送される。
【０１００】
第２供給部３０ｂは、ノズル２０に対して固定されている。そして、第２供給部３０ｂは、ノズル２０に樹脂材料１００，１０１を搬送する搬送手段としての一対の搬送ローラー３１が配置されている。本変形例では、各樹脂材料１００，１０１に対応して、２組の一対の搬送ローラー３１が配置されている。それぞれの一対の搬送ローラー３１は、供給部３０におけるＺ軸方向の上方と下方とに配置されている。一対の搬送ローラー３１のうち、一方が駆動ローラーであり、他方が受動ローラーである。一対の搬送ローラー３１間に挟まれた樹脂材料１００，１０１は、一対の搬送ローラー３１が回転すると、樹脂材料１００，１０１と搬送ローラー３１との摩擦によってＺ軸方向に搬送される。
【０１０１】
ノズル２０は、開口部２０ａを有し、当該開口部２０ａから樹脂材料１００，１０１が押し出されるように構成されている。そして、ノズル２０に対して第１供給部３０ａにおける複数色の着色樹脂材料１００と透明樹脂材料１０１とが割り当てられている。第１供給部３０ａは、第１供給部３０ａの中心部においてＺ軸方向に回転可能に構成されている。
【０１０２】
また、樹脂材料１００，１０１を溶融する溶融部３９を備えている。本実施形態の溶融部３９は、ノズル２０の開口部２０ａ付近に配置されている。溶融部３９は、例えば、ノズル２０に巻いたニクロム線等の電熱線を利用したヒーターを構成している。なお、ノズル２０を非磁性かつ導電性を有する金属で形成し、当該ノズル２０の外周に電磁コイルを配置して高周波の電流を流すことにより、ノズル２０に発生する渦電流により極所加熱する構成であってもよい。さらには、レーザー光をノズル２０に照射することにより極所加熱する構成であってもよい。
【０１０３】
そして、例えば、複数の樹脂材料１００，１０１の中からシアン色の着色樹脂材料１００Ｃをノズル２０から押し出す場合には、まず、ノズル２０に対して所望のシアン色の着色樹脂材料１００Ｃが対応するように第１供給部３０ａを回転させる。そして、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃに対応する搬送ローラー３１を駆動させ、シアン色の着色樹脂材料１００Ｃを第２供給部３０ｂ側に搬送する。さらに、第２供給部３０ｂからノズル２０側に搬送する。そして、溶融部３９を駆動させる。これにより、ノズル２０内部に搬送されたシアン色の着色樹脂材料１００Ｃは溶融され、溶融されたシアン色の着色樹脂材料１００Ｃが開口部２０ａから押し出される。このようにすれば、供給部３０の構成を小さくすることができる。
【０１０４】
（変形例７）上記実施形態のヘッド部１０では、複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１に対して１つのノズル２０を備えた構成としたが、この構成に限定されない。例えば、複数のノズル２０を備えてもよい。図１１は、他の変形例にかかるヘッド部の構成を示す構成図である。図１１に示すように、ヘッド部５００は、複数色の着色樹脂材料１００を含む複数の樹脂材料１００，１０１に対して２つのノズル２０を備えている。なお、他の構成は、上記実施形態のヘッド部１０の構成と同様なので説明を省略する。このようにすれば、同時に複数の樹脂材料１００，１０１を塗布することが可能となり、加工工数を低減することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１…造形装置、１０…ヘッド部、１１…第１表層部Ｃ、１２…第２表層部Ｃ、１３…第３表層部Ｃ、２０…ノズル、２０ａ…開口部、３０…供給部、３０ａ…第１供給部、３０ｂ…第２供給部、３１…搬送ローラー、３９…溶融部、１００，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｗ…着色樹脂材料、１０１…透明樹脂材料、２００…ヘッド部、２２０…ノズル、２２０ａ…開口部、２３９…溶融部、３００…ヘッド部、３２０…ノズル、３２０ａ…開口部、３３０…供給部、３３３…カートリッジ、３３９…溶融部、４００…ヘッド部、５００…ヘッド部。
【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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