(57)【要約】【課題】吐出する樹脂の液滴径を大きくし造形時間の短縮が図れるとともに、ステージに堆積させた堆積樹脂の表面を平滑化することが可能な立体造形物の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】製造装置のインクジェットヘッドは、プレート保持部に保持された造形プレートＰ上に紫外線硬化樹脂の液滴８１を吐出する。また、レーザ照射装置５３は、造形プレートＰ上に吐出された液滴８１の上端部にレーザ光を照射して加熱する。液滴８１は、上端部の流動性が増大することによって表面の凹凸が平滑化される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形法による立体造形物の製造方法であって、
ノズルからステージ上に樹脂の液滴を吐出するステップと、
前記ステージ上において前記液滴が層状に堆積した堆積樹脂の上端部を加熱して流動性を増大させるステップと、
前記堆積樹脂を硬化させ、複数の層に分けて形成する前記立体造形物の少なくとも一層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項２】
前記流動性を増大させるステップは、
前記ステージを冷却することによって、前記堆積樹脂の下部を冷却しつつ上端部を加熱することを特徴とする請求項１に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項３】
前記吐出するステップと、前記流動性を増大させるステップとを並行して処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項４】
前記流動性を増大させるステップは、
前記堆積樹脂における前記ステージの平面に沿った任意の方向での端部を除いた中央側の部分を、加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
【請求項５】
積層造形法によって立体造形物を製造する製造装置であって、
ノズルからステージ上に樹脂の液滴を吐出する吐出部と、
前記ステージ上において前記液滴が層状に堆積した堆積樹脂の上端部を加熱して流動性を増大させる加熱部と、を備え、
前記堆積樹脂を硬化させ、複数の層に分けて形成する前記立体造形物の少なくとも一層を形成することを特徴とする製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出した樹脂を硬化させて立体造形物を製造する製造方法及びその製造方法を用いる製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体造形物の製造方法には、立体造形物を複数の層に分けて形成した層状の材料を、順次積み重ねて立体造形物を製造する積層造形法がある。この積層造形法の一つとして、例えば、溶融させた樹脂を堆積させる方法が知られている。下記の特許文献１に開示される立体造形物の製造装置では、複数層に分けて形成する立体造形物の一層分の硬化性樹脂を、インクジェットヘッドから造形プレート上に吐出する。吐出された硬化性樹脂は、紫外線が照射されることで硬化する。この製造装置は、インクジェットヘッドと、造形プレートを支持するステージとを相対的に移動させながら硬化した樹脂の上に、さらに硬化性樹脂を吐出し、紫外線を照射して硬化させる。このようにして、製造装置は、硬化性樹脂の吐出処理と、紫外線による硬化処理との２つの処理を繰り返し実施することによって、硬化した樹脂の層を積層し立体造形物を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４２０６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した製造装置では、インクジェットヘッドのノズルから造形プレート上に吐出する硬化性樹脂の液滴の外径を大きくすればするほど、吐出処理の一回の走査で形成される層状の堆積樹脂を厚く形成することが可能となる。このため、立体造形物を形成するために必要となる造形時間は、インクジェットヘッドから吐出する液滴径を大きくした分だけ短縮される。一方で、造形プレート上に吐出された堆積樹脂は、液滴径が大きいほど、硬化した後の樹脂表面に形成される凹凸が大きくなってしまう。従って、液滴径を大きくし造形時間の短縮を図ることと、硬化後に樹脂表面に形成される凹凸を低減して平滑化を図ることとは、トレードオフの関係にあり、この両立を図れる解決手段が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、吐出する樹脂の液滴径を大きくし造形時間の短縮が図れるとともに、ステージに堆積させた堆積樹脂の表面を平滑化することが可能な立体造形物の製造方法及び製造装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の立体造形物の製造方法は、積層造形法による立体造形物の製造方法であって、ノズルからステージ上に樹脂の液滴を吐出するステップと、ステージ上において液滴が層状に堆積した堆積樹脂の上端部を加熱して流動性を増大させるステップと、堆積樹脂を硬化させ、複数の層に分けて形成する立体造形物の少なくとも一層を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の立体造形物の製造方法は、請求項１に記載の立体造形物の製造方法において、流動性を増大させるステップは、ステージを冷却することによって、堆積樹脂の下部を冷却しつつ上端部を加熱することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の立体造形物の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の立体造形物の製造方法において、吐出するステップと、流動性を増大させるステップとを並行して処理することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の立体造形物の製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の立体造形物の製造方法において、流動性を増大させるステップは、堆積樹脂におけるステージの平面に沿った任意の方向での端部を除いた中央側の部分を、加熱することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の製造装置は、積層造形法によって立体造形物を製造する製造装置であって、ノズルからステージ上に樹脂の液滴を吐出する吐出部と、ステージ上において液滴が層状に堆積した堆積樹脂の上端部を加熱して流動性を増大させる加熱部と、を備え、堆積樹脂を硬化させ、複数の層に分けて形成する立体造形物の少なくとも一層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の立体造形物の製造方法では、ノズルからステージ上に樹脂の液滴が吐出される。吐出された樹脂の液滴が層状に堆積した堆積樹脂は、加熱された上端部の流動性が増大する。これにより、ステージ上の堆積樹脂は、ノズル径を大きくしノズルから吐出する樹脂の液滴径を大きくしたとしても、その後の加熱処理で流動性が増大されることで表面の凹凸が平滑化される。また、堆積樹脂は、上端部が部分的に加熱されるため、加熱された上端部が、他の部分に比べて流動性が増大し表面の凹凸が低減するように流動し易くなる。このため、堆積樹脂の全体が加熱され全体の流動性が増大する場合に比べて、堆積樹脂の表面の平滑性が向上する。そして、立体造形物は、表面が平滑化された堆積樹脂を硬化したものを積層して製造される。従って、当該製造方法によれば、液滴径を大きくして造形時間の短縮が図れるとともに、表面を平滑化した堆積樹脂を積層することで所望の表面形状の立体造形物が製造可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の立体造形物の製造方法では、ステージを冷却することによって、堆積樹脂の下部を冷却しつつ上端部を加熱して堆積樹脂の流動性を増大させる。当該製造方法によれば、堆積樹脂を加熱する作業において、上端部を除く他の部分の温度が上昇するのを可能な限り防止し、上端部のみを適切に加熱して表面の平滑性をより向上させることが可能となる。また、堆積樹脂を加熱する処理は、冷却する処理の条件と合わせて、設定条件を変更することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の立体造形物の製造方法では、吐出するステップと、流動性を増大させるステップとを並行して処理することによって、造形時間をより短縮することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の立体造形物の製造方法では、堆積樹脂におけるステージの平面に沿った任意の方向での端部を除いた中央側の部分を、加熱し流動性を増大させる。ここで、ステージ上の堆積樹脂をその全域に亘って流動性を増大させた場合には、堆積樹脂の端部部分に相当する樹脂が外側に広がるように流れ落ち、端部の形状が崩れる場合がある。これに対し、当該製造方法によれば、堆積樹脂における端部を除いた中央側の部分を加熱するため、端部の形状が崩れることを防止しながら表面の平滑化が可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の製造装置では、吐出部のノズルからステージ上に樹脂の液滴が吐出される。加熱部は、樹脂の液滴が層状に堆積した堆積樹脂の上端部を加熱し、流動性を増大させることによって、その表面の凹凸を平滑化させる。従って、当該製造装置によれば、液滴径を大きくして造形時間の短縮が図れるとともに、表面を平滑化した堆積樹脂を積層することで所望の表面形状の立体造形物が製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例である立体造形物を形成する立体造形物製造装置を示す平面図である。
【図２】立体造形物製造装置の構成を示すブロック図である。
【図３】造形処理における紫外線硬化樹脂の吐出動作と、レーザ照射とを説明するための模式図である。
【図４】レーザ照射装置の構成を説明するための模式図である。
【図５】造形処理における紫外線を照射する動作を説明するための模式図である。
【図６】レーザ光を照射する位置を説明するために、比較例として端部が崩れた状態の堆積樹脂を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。
＜立体造形物製造装置の構成＞
図１は、本発明の実施例の立体造形物製造装置１０の平面図を示している。立体造形物製造装置１０は、紫外線硬化樹脂による立体造形物を製造するための装置である。立体造形物製造装置１０は、搬送装置２１と、ヘッド部２３と、紫外線照射装置２５とを備えている。立体造形物製造装置１０は、これらの各種装置がベース１１の上部に設けられている。ベース１１は、平面視における形状が略長方形状をなし、搬送装置２１を取り囲む枠部１３を有する。なお、以下の説明では、図１に示すように、ベース１１の長手方向（図１の上下方向）をＸ軸方向、ベース１１の短手方向（図１の左右方向）をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向（図３参照）と称して説明する。また、図１は、立体造形物製造装置１０の上部カバー１４（図３参照）を取り外した状態を示している。
【００１８】
搬送装置２１は、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ軸スライド機構３１と、Ｙ軸方向に延びるＹ軸スライド機構３３とを有している。Ｘ軸スライド機構３１の各々は、ベース１１及び枠部１３に保持されており、Ｘ軸方向に移動可能に設けられたＸ軸スライダ３５をそれぞれ有している。Ｘ軸スライド機構３１の各々は、電磁モータ６１（図２参照）の駆動により、一対のＸ軸スライダ３５が、Ｙ軸方向において互いに対向する位置を保ちながら、Ｘ軸方向における任意の位置に移動する。また、Ｙ軸スライド機構３３は、Ｙ軸方向の端部の各々がＸ軸スライダ３５に保持されており、Ｙ軸方向に移動可能なプレート保持部３７を有している。Ｙ軸スライド機構３３は、電磁モータ６３（図２参照）の駆動により、プレート保持部３７がＹ軸方向における任意の位置に移動する。従って、プレート保持部３７は、Ｘ軸スライド機構３１及びＹ軸スライド機構３３を駆動させることによって、ベース１１上の任意の位置に移動可能となっている。
【００１９】
プレート保持部３７は、基台３８と、保持装置３９とを有している。基台３８は、平板状に形成され、上面に造形プレートＰ（図３参照）が載置される。保持装置３９は、基台３８におけるＹ軸方向の両側に設けられている。プレート保持部３７は、基台３８上に載置された造形プレートＰのＹ軸方向の端部を、基台３８と保持装置３９との間に挟み込んでクランプし、造形プレートＰを所定の位置で固定的に保持する。
【００２０】
また、基台３８は、造形プレートＰを冷却するための冷却パイプ４１が内蔵されている。冷却パイプ４１は、Ｙ軸方向に沿って延び、基台３８のＹ軸方向の端部で折り返しながらＸ軸方向に向かって形成され、平面視における基台３８の全体に亘って形成されている。冷却装置４３（図２参照）は、冷却パイプ４１内に冷却媒体を供給して基台３８及び造形プレートＰを冷却する。
【００２１】
また、立体造形物製造装置１０は、プレート保持部３７及び造形プレートＰをＺ軸方向に昇降するための昇降装置４５を有している。図３に示すように、昇降装置４５は、駆動部４７に連結された複数の支持軸４９によって、駆動部４７の上部に設けられた基台３８を支持している。駆動部４７は、例えばエアシリンダである。昇降装置４５は、駆動部４７を駆動して支持軸４９に支持された基台３８を上昇、あるいは下降させ、造形プレートＰのＺ軸方向における位置を変更する。昇降装置４５は、プレート保持部３７とともに一体となって、ベース１１上の任意の位置に移動する。
【００２２】
また、図１に示すヘッド部２３は、プレート保持部３７及び造形プレートＰとＺ軸方向において対向するように、立体造形物製造装置１０の上部カバー１４（図３参照）に取り付けられている。ヘッド部２３は、インクジェットヘッド５１と、レーザ照射装置５３とを有している。インクジェットヘッド５１は、造形プレートＰの上に紫外線硬化樹脂を吐出する。インクジェットヘッド５１には、Ｙ軸方向に沿って並ぶ複数のノズル５５が設けられている。インクジェットヘッド５１は、例えば、圧電素子６５（図２参照）を用いたピエゾ方式によって、複数のノズル５５のノズル口から紫外線硬化樹脂が吐出される。なお、インクジェットヘッド５１が紫外線硬化樹脂を吐出する構成は、ピエゾ方式に限定されず、他の構成、例えばノズル５５内の紫外線硬化樹脂を加熱して気泡を発生させ、紫外線硬化樹脂をノズル口から吐出するサーマル方式を用いた構成でもよい。
【００２３】
レーザ照射装置５３は、移動装置５７を介してヘッド部２３に保持されている。レーザ照射装置５３は、移動装置５７が駆動されることによって、Ｚ軸方向に昇降する。レーザ照射装置５３は、造形プレートＰ上に吐出された紫外線硬化樹脂にレーザ光を照射し上端部を加熱する。ヘッド部２３は、プレート保持部３７の移動にともなって、当該ヘッド部２３の下方の位置に造形プレートＰが移動してくると、インクジェットヘッド５１によって造形プレートＰ上に紫外線硬化樹脂を吐出しつつ、吐出された紫外線硬化樹脂をレーザ照射装置５３によって加熱する。
【００２４】
また、紫外線照射装置２５は、プレート保持部３７及び造形プレートＰとＺ軸方向において対向するように、立体造形物製造装置１０の上部カバー１４（図３参照）に取り付けられている。紫外線照射装置２５は、紫外線を照射するためのＬＥＤ６７を有しており、当該ＬＥＤ６７の照射方向が下方となるように上部カバー１４に固定されている。紫外線照射装置２５は、プレート保持部３７の移動にともなって、当該紫外線照射装置２５の下方の位置に造形プレートＰが移動してくると、ＬＥＤ６７を駆動して造形プレートＰ上の紫外線硬化樹脂に向かって紫外線を照射する。
【００２５】
図２に示すように、立体造形物製造装置１０は、制御装置７１を備えている。制御装置７１は、コントローラ７３と、複数の駆動回路７５と、制御回路７７とを備えている。コントローラ７３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路７５及び制御回路７７に接続されている。複数の駆動回路７５の各々は、上記した保持装置３９、電磁モータ６１，６３、圧電素子６５、駆動部４７に接続されている。また、複数の制御回路７７の各々は、ＬＥＤ６７、冷却装置４３、レーザ照射装置５３に接続されている。コントローラ７３は、駆動回路７５及び制御回路７７を介して、保持装置３９やヘッド部２３などの動作を制御する。
【００２６】
＜立体造形物の形成＞
次に、立体造形物を形成する動作について説明する。
立体造形物製造装置１０は、上述した構成によって、立体造形物を複数の層に分け、紫外線硬化樹脂で１又は複数の層を形成し、形成した層を順次積み重ねて立体造形物を製造する。詳述すると、まず、制御装置７１は、Ｘ軸スライド機構３１及びＹ軸スライド機構３３を制御し、造形プレートＰがセットされたプレート保持部３７を、作業位置となるヘッド部２３の下部まで移動させる。
【００２７】
次に、図３に示すように、制御装置７１は、ヘッド部２３を制御して、プレート保持部３７に保持された造形プレートＰ上にインクジェットヘッド５１のノズル５５から紫外線硬化樹脂を吐出する。プレート保持部３７は、制御装置７１によって、Ｘ軸方向の一方（図３における左向き）に向かって搬送される。この場合、レーザ照射装置５３は、プレート保持部３７の搬送方向において、インクジェットヘッド５１の位置よりも搬送方向の先（図３における左側）となる。
【００２８】
インクジェットヘッド５１は、プレート保持部３７及び造形プレートＰがＸ軸方向に向かって搬送される動作に同期しながら、紫外線硬化樹脂の液滴８１を造形プレートＰに向かって吐出する。造形プレートＰ上には、複数の液滴８１で形成された樹脂の膜（以下、「堆積樹脂」という場合がある）が形成される。このようにして、制御装置７１は、立体造形物の設計データに基づいて、プレート保持部３７の位置と、ノズル５５の吐出のタイミングとを調整しながら造形プレートＰ上に所定のパターンの堆積樹脂を形成する。
【００２９】
また、制御装置７１は、インクジェットヘッド５１による液滴８１の吐出と並行して、レーザ照射装置５３による堆積樹脂の加熱処理を実施する。レーザ照射装置５３は、堆積樹脂の上端部にレーザ光の焦点を合わせて照射する。図４は、レーザ照射装置５３の構成を示している。レーザ照射装置５３は、レーザ光源８３と、第１反射鏡８５と、第２反射鏡８７とを筐体８９内に有している。レーザ照射装置５３は、レーザ光源８３から照射されたレーザ光が、第１反射鏡８５で反射され、さらに、第２反射鏡８７で反射された後に、堆積樹脂に向かって照射される。第１反射鏡８５は、制御装置７１の制御に基づいて鏡面の方向が変更されることによって、レーザ光のＸ軸方向に対する照射方向を変更する。また、第２反射鏡８７は、制御装置７１の制御に基づいて鏡面の方向が変更されることによって、レーザ光のＹ軸方向に対する照射方向を変更する。例えば、制御装置７１は、第１反射鏡８５の鏡面の方向を変更させ、レーザ光の液滴８１に対するＸ軸方向の位置を調整する。そして、制御装置７１は、第２反射鏡８７の鏡面の方向を変更させ、Ｘ軸方向に搬送される造形プレートＰ上の液滴８１に対しレーザ光をＹ軸方向に走査させる。
【００３０】
また、筐体８９は、レーザ光が外部に照射される開口に集光レンズ９１が設けられている。レーザ光源８３から照射されるレーザ光は、集光レンズ９１により集光されて効率よく液滴８１に照射される。また、レーザ照射装置５３は、制御装置７１が移動装置５７（図３参照）を駆動することでＺ軸方向の位置が調整される。制御装置７１は、液滴８１の上端部にレーザ光の焦点が合うように、レーザ照射装置５３のＺ軸方向の位置を変更する。なお、レーザ光源８３は、例えば、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ等である。
【００３１】
ここで、図４に示すように、造形プレートＰ上に吐出された液滴８１の表面には、液滴８１の液滴径、即ち、インクジェットヘッド５１のノズル５５のノズル口の大きさに応じた凹凸が形成される。このような状態で硬化させた堆積樹脂の上に、さらに、次の層の液滴８１を吐出する処理を繰り返すと、製造された立体造形物の表面に許容範囲を超えた大きさの凹凸が形成される。一方で、ノズル５５のノズル口を大きくし液滴８１の液滴径を大きくすると、１回の吐出で形成される堆積樹脂が厚くなる。即ち、液滴８１の液滴径を大きくすればするほど、積層すべき層数が削減でき立体造形物の造形時間を短縮することが可能となる。
【００３２】
これに対し、本実施例の立体造形物製造装置１０では、吐出された液滴８１（堆積樹脂）の上端部にレーザ光の焦点を合わせて加熱する。これにより、堆積樹脂は、表面部分のみが過熱され流動性が増大する。堆積樹脂は、加熱された表面部分が、他の部分に比べて流動性が増大し、表面の凹凸が低減するように流動して平滑化される。一例として、液滴８１の粘度は、吐出直後は１０ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）であり、その後、外気、基材により冷却され、増粘した状態が１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）、レーザ照射後が１０ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）である。
【００３３】
さらに、制御装置７１は、レーザ照射装置５３からレーザ光を照射して液滴８１の上端部を加熱しつつ、液滴８１の下部を冷却する。制御装置７１は、冷却装置４３（図２参照）を駆動し、基台３８に内蔵された冷却パイプ４１内に冷却媒体を供給して基台３８を冷却する。これにより、造形プレートＰ上の液滴８１は、上端部が加熱される一方で、下部が冷却される。
【００３４】
次に、図５に示すように、制御装置７１は、紫外線照射装置２５を駆動して、造形プレートＰ上に吐出された堆積樹脂に紫外線を照射し硬化させる。詳述すると、制御装置７１は、造形プレートＰ上に液滴８１を吐出し堆積樹脂を形成すると、紫外線照射装置２５の下方の位置に向かってプレート保持部３７をＸ軸方向（図５における右向き）に移動させる。紫外線照射装置２５は、制御装置７１の制御に基づいて、ＬＥＤ６７を駆動し紫外線を堆積樹脂に照射する。これにより、造形プレートＰ上には、堆積樹脂が硬化した一層分の樹脂９３が形成される。
【００３５】
また、制御装置７１は、インクジェットヘッド５１を制御して、硬化した樹脂９３の上に、さらに液滴８１を吐出し堆積樹脂を堆積させる。また、レーザ照射装置５３は、インクジェットヘッド５１の吐出動作と並行して、吐出された液滴８１の上端部を加熱する。そして、紫外線照射装置２５は、吐出及び加熱された２層目の堆積樹脂に対して紫外線を照射する。立体造形物製造装置１０は、この吐出及び加熱の処理と、紫外線の照射処理とを繰り返し実施することで、複数の樹脂９３の層によって立体造形物を製造する。
【００３６】
＜レーザ光の照射範囲＞
次に、レーザ照射装置５３が造形プレートＰ上の堆積樹脂に対してレーザ光を照射する範囲について図６を用いて説明する。上記したように、立体造形物製造装置１０は、堆積樹脂にレーザ光を照射して加熱するが、堆積樹脂の全域に亘って流動性を増大させた場合には、堆積樹脂の端部部分に相当する樹脂が外側に広がるように流れ落ち、端部の形状が崩れる場合がある。図６は、そのような全域的に亘って流動性を増大させた状態の堆積樹脂１０１を示している。図６に示す堆積樹脂１０１は、流動性が増大した端部１０３が造形プレートＰ上に広がるような形状となっている。このような状態の堆積樹脂１０１では、設計データに基づいて立体造形物を製造しても端部１０３の形状が崩れてしまう。
【００３７】
これに対し、本実施例の立体造形物製造装置１０では、堆積樹脂１０１の端部１０３を除いた部分にレーザ光を照射する設定となっている。例えば、図６に示すように制御装置７１は、設計データに基づいて所定のパターンで形成する堆積樹脂１０１において、造形プレートＰの平面に沿った任意の方向での端部１０３を除いた堆積樹脂１０１の中央側の部分（図６中のハッチングで示す部分を除いた部分）を加熱する。この任意の方向は、形成されるパターンの平面視における形状に応じて端部の位置が異なるため、適宜変更される。例えば、各辺がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った立方体を形成する場合であれば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における端部となる。このため、制御装置７１は、形成するパターンの形状や大きさなどに応じて、レーザ照射を除外する端部１０３の造形プレートＰ上の座標位置（Ｘ軸方向及びＹ軸方向における位置）を決定する。そして、制御装置７１は、決定した座標位置にレーザ光が照射されないようにレーザ照射装置５３を制御する。立体造形物製造装置１０は、堆積樹脂１０１における端部１０３を除いた中央側の部分を加熱するため、端部１０３を所望の形状に保ちながら堆積樹脂１０１を積層することが可能となる。
【００３８】
以上、上記した本実施例によれば以下の効果を奏する。
＜効果１＞制御装置７１は、立体造形物の製造にあたり、まず、インクジェットヘッド５１のノズル５５からプレート保持部３７に保持された造形プレートＰ上に紫外線硬化樹脂の液滴８１を吐出する。また、制御装置７１は、造形プレートＰ上に液滴８１を吐出させながら、レーザ照射装置５３から液滴８１の上端部にレーザ光を照射して加熱する。液滴８１は、上端部の流動性が増大することによって、液滴８１が層状に形成された堆積樹脂の表面の凹凸が平滑化される。また、液滴８１は、上端部が部分的に加熱されるため、加熱された上端部が、他の部分に比べて流動性が増大し、堆積樹脂の表面の凹凸が低減するように流動し易くなる。これにより、立体造形物製造装置１０は、ノズル５５のノズル口を大きくし吐出する液滴８１の液滴径を大きくした場合に、堆積樹脂の表面の凹凸が大きくなったとしても、その後の加熱処理で液滴８１の上端部の流動性を増大させて表面を平滑化することが可能となる。従って、当該立体造形物製造装置１０によれば、液滴径を大きくして造形時間の短縮が図れるとともに、表面を平滑化した堆積樹脂を積層することで所望の表面形状の立体造形物が製造可能となる。
【００３９】
＜効果２＞制御装置７１は、レーザ照射装置５３からレーザ光を照射して液滴８１の上端部を加熱しつつ、液滴８１の下部を冷却する。制御装置７１は、冷却装置４３（図２参照）を駆動し、基台３８に内蔵された冷却パイプ４１内に冷却媒体を供給して基台３８を冷却する。造形プレートＰの液滴８１は、上端部が加熱される一方で、下部が冷却される。当該立体造形物製造装置１０によれば、堆積樹脂を加熱する作業において、上端部を除く他の部分の温度が上昇するのを可能な限り防止し、上端部のみを適切に加熱して表面の平滑性をより向上させることが可能となる。また、レーザ照射装置５３は、液滴８１を加熱するレーザ照射の設定条件を、冷却装置４３による冷却処理の条件と合わせて変更することが可能となる。これにより、例えば、レーザ照射装置５３が液滴８１にレーザ光を照射する時間や照射するレーザ光の強度は、冷却装置４３が液滴８１の下部を冷却する能力に応じて許容される範囲が拡大する。従って、加熱処理と冷却処理とを併用することで、レーザ照射装置５３は、許容される設定値の幅が拡大され、制御内容の簡易化を図ることが可能となる。
【００４０】
＜効果３＞制御装置７１は、ノズル５５から液滴８１を吐出する動作と、レーザ照射装置５３によるレーザ照射とを並行して処理することによって、造形時間をより短縮することが可能となる。
【００４１】
＜効果４＞立体造形物製造装置１０は、堆積樹脂１０１の端部１０３を除いた部分にレーザ光を照射する設定となっている。制御装置７１は、形成するパターンの形状や幅などに応じて、レーザ照射を除外する端部１０３の造形プレートＰ上の座標位置を決定する。そして、制御装置７１は、決定した座標位置にレーザ光が照射されないようにレーザ照射装置５３を制御し、堆積樹脂１０１を加熱する。堆積樹脂１０１は、端部１０３を除いた中央側の部分が加熱されるため、端部１０３の形状が崩れるのを防止しつつ、表面が平滑化される。
【００４２】
ちなみに、立体造形物製造装置１０は、製造装置の一例である。インクジェットヘッド５１は、吐出部の一例である。レーザ照射装置５３は、加熱部の一例である。造形プレートＰを保持するプレート保持部３７は、ステージの一例である。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、液滴８１を加熱する方法は、レーザ光の照射に限定されない。例えば、立体造形物製造装置１０は、液滴８１の表面に熱風を送風して加熱する構成に変更してもよく、あるいは赤外線ランプによって加熱する構成に変更してもよい。
また、上記実施例では、レーザ光による加熱処理を、紫外線による硬化処理の前に実施したが、硬化処理の後に実施してもよい。例えば、立体造形物製造装置１０は、紫外線によって硬化させた後の樹脂９３（図５参照）の表面を、次の層の液滴８１を吐出する前にレーザ光を照射して加熱し、樹脂９３の表面を溶融させて平滑化を図ってもよい。
また、立体造形物製造装置１０は、レーザ光による加熱処理を各層ごとに実施せず、所定の層数だけ積層した後に、表面を加熱する処理を実施してもよい。この処理は、一層ごとに形成される表面の凹凸が、完成品の立体造形物の表面に与える影響が少ない場合に有効であり、造形時間の短縮が図れる。
また、立体造形物製造装置１０は、流動性を増大させた液滴８１（堆積樹脂）の表面をローラ等で物理的に平滑化する処理を実施してもよい。
【００４４】
また、上記実施例では、立体造形物製造装置１０は、吐出処理と、加熱処理とを並行して処理したが、これらの処理を、順次処理する構成に変更してもよい。
また、上記実施例の立体造形物製造装置１０は、インクジェットヘッド５１を固定状態として造形プレートＰを移動させて造形処理を実施する構成としたが、これに限定されない。例えば、立体造形物製造装置１０は、造形プレートＰを載置する基台３８を固定状態としてインクジェットヘッド５１を移動させて造形処理を実施してもよい。あるいは、立体造形物製造装置１０は、インクジェットヘッド５１と造形プレートＰとの両方を相対的に移動させながら造形処理を実施してもよい。
また、上記実施例では、硬化性樹脂として、紫外線硬化樹脂が採用されているが、紫外線以外の樹脂、例えば、特定の波長の光によって硬化する樹脂を採用することが可能である。この場合、立体造形物製造装置１０は、紫外線照射装置２５に代えて特定の波長の光を照射する光照射装置を備えた構成に変更できる。
また、本願における樹脂は、特定の波長の光を吸収することで光を熱に変換する材料が含有されたものでもよい。
【００４５】
また、レーザ照射装置５３は、一つのレーザ光源８３を備えたが、複数のレーザ光源８３を備えてもよい。
また、硬化性樹脂を吐出する装置は、インクジェットヘッド５１に限られず、ディスペンサヘッド等を採用することが可能である。
また、冷却パイプ４１を用いた冷却装置４３の構成は、一例であり、放熱板や冷風を送風する装置を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  立体造形物製造装置、３７  プレート保持部、４１  冷却パイプ、５１  インクジェットヘッド、５３  レーザ照射装置、８１  液滴、Ｐ  造形プレート、１０１  堆積樹脂、１０３  端部。
【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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