(57)【要約】【課題】衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の三次元造形物１の製造方法は、硬化性樹脂を含むインクを付与して硬化させることで形成された単位層を積層して得られる三次元造形物１を製造する三次元造形物の製造方法であって、三次元造形物１は、外周部４２と、外周部４２を被覆する透明な被覆層５とを備え、単位層を形成するに際し、外周部４２に相当する第１の領域に外周部形成用インクを付与し、被覆層に相当する第２の領域に被覆層形成用インクを付与し、外周部形成用インクおよび被覆層形成用インクを硬化することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性樹脂を含むインクを付与して硬化させることで形成された単位層を積層して得られる三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
前記三次元造形物は、外周部と、該外周部を被覆する透明な被覆層とを備え、
前記単位層を形成するに際し、前記外周部に相当する第１の領域に外周部形成用インクを付与し、前記被覆層に相当する第２の領域に被覆層形成用インクを付与し、前記外周部形成用インクおよび前記被覆層形成用インクを硬化することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
【請求項２】
前記単位層を形成するに際し、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与し、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与した後に、前記外周部形成用インクおよび前記被覆層形成用インクを硬化させる請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
前記単位層を形成するに際し、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与しつつ硬化させ、次いで、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与しつつ硬化させる請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
前記単位層を形成するに際し、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与しつつ硬化させ、次いで、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与しつつ硬化させる請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
前記被覆層形成用インクは、無機ナノ粒子を含有する請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
前記被覆層形成用インクは、シリコーン系界面活性剤を含有する請求項１ないし５のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
前記被覆層形成用インクに含有されている硬化性樹脂は、光硬化性樹脂である請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項８】
前記光硬化性樹脂は、アクリル系樹脂である請求項７に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項９】
前記アクリル系樹脂は、ウレタン（メタ）アクリレートおよびエポキシ（メタ）アクリレートのうちの少なくとも一方を含有する請求項１ないし８のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１０】
前記被覆層に対し、後加工を施す請求項１ないし９のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１１】
前記後加工は、粗面加工である請求項１０に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１２】
前記単位層を形成するに際し、前記後工程において除去する厚さ分、余計に厚く前記被覆層を形成する請求項１０または１１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１３】
前記被覆層の平均厚さが、１０μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１ないし１２のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１４】
前記外周部の平均膜厚が、３０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１ないし１３のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１５】
前記外周部形成用インクは着色剤を含有する請求項１ないし１４のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のうちのいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法により製造されたことを特徴とする三次元造形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物の製造方法および三次元造形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、三次元ＣＡＤソフト等で生成した三次元物体のモデルを基にして、三次元物体を形成する方法が知られている。
三次元物体を形成する方法の一つとして、積層法が知られている。積層法では、一般的に、三次元物体のモデルを多数の二次元断面層に分割した後、各二次元断面層に対応する断面部材を順次形成しつつ、断面部材を順次積層することによって三次元物体を形成する。
【０００３】
積層法は、造形しようとする三次元物体のモデルさえあれば、直ちに形成することが可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元物体を形成することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して形成するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。
このような積層法の一つとして、特許文献１に記載されたような、粉末剤材料と結合剤材料を用いて各断面部材を形成する技術が知られている。しかしながら、粉末材料を用いて形成された断面部材は、一般的に脆く、破損しやすい傾向があった。
そこで、これを解決するために、例えば三次元物体を造形した後に、ディッピング等により三次元物体の外表面に保護層を設けるという試みが行われてきた。
【０００４】
図１５に、ディッピングによって形成した保護層を備える三次元物体の断面図を示す。凹凸状の外表面６１を三次元物体６０に、ディッピングにより保護層６５を設けようとすると、凹部６２にディップ液が溜まりやすく、図１５に示すように、凹部６２における保護層６５の膜厚ｂ２が、凸部６３における保護層６５の膜厚ｂ１よりも厚くなってしまう。そのため、凸部６３を十分に保護することができず、衝撃や摩擦等により凸部６３が特に破損しやすくなってしまう。
このように、三次元物体の表面形状によっては、ディッピング等により均一な膜厚の保護層を設けることが難しく、三次元物体全体を十分に保護することが難しい。
また、ディッピング等により保護層を設ける方法は、三次元物体と保護層との密着性が低く、三次元造形物を十分に保護することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１８７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、
硬化性樹脂を含むインクを付与して硬化させることで形成された単位層を積層して得られる三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
前記三次元造形物は、外周部と、該外周部を被覆する透明な被覆層とを備え、
前記単位層を形成するに際し、前記外周部に相当する第１の領域に外周部形成用インクを付与し、第２の領域に被覆層形成用インクを付与し、前記外周部形成用インクおよび前記被覆層形成用インクを硬化することを特徴とする。
これにより、衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
【０００８】
本発明の三次元造形物の製造方法では、
前記単位層を形成するに際し、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与し、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与した後に、前記外周部形成用インクおよび前記被覆層形成用インクを硬化させることが好ましい。
これにより、衝撃や摩擦等に対する耐久性にさらに優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
【０００９】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記単位層を形成するに際し、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与しつつ硬化させ、次いで、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与しつつ硬化させることが好ましい。
これにより、三次元造形物の寸法精度をより高くすることができる。
【００１０】
本発明の三次元造形物の製造方法では、
前記単位層を形成するに際し、前記第１の領域に前記外周部形成用インクを付与しつつ硬化させ、次いで、前記第２の領域に前記被覆層形成用インクを付与しつつ硬化させることが好ましい。
これにより、三次元造形物の寸法精度をより高くすることができる。
【００１１】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記被覆層形成用インクは、無機ナノ粒子を含有することが好ましい。
これにより、被覆層の硬度をさらに高めることができ、三次元造形物の耐衝撃性をさらに向上させることができる。
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記被覆層形成用インクは、シリコーン系界面活性剤を含有することが好ましい。
これにより、三次元造形物の耐擦性をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記被覆層形成用インクに含有されている硬化性樹脂は、光硬化性樹脂であることが好ましい。
これにより、単位層を比較的短時間で形成することができ、三次元造形物の生産性をより高めることができる。
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記光硬化性樹脂は、アクリル系樹脂であることが好ましい。
これにより、透明性に特に優れ、硬度がより高い被覆層を得ることができる。
【００１３】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記アクリル系樹脂は、ウレタン（メタ）アクリレートおよびエポキシ（メタ）アクリレートのうちの少なくとも一方を含有することが好ましい。
これにより、透明性にさらに優れ、硬度がさらに高い被覆層を得ることができる。
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記被覆層に対し、後加工を施すことが好ましい。
本発明の三次元造形物の製造方法によれば、被覆層と外周部との密着性を特に向上させることができる。このため、被覆層と外周部とを剥離させることを特に効果的に防止することができ、後加工をより容易に行うことがきる。
【００１４】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記後加工は、粗面加工であることが好ましい。
本発明の三次元造形物の製造方法によれば、被覆層と外周部との密着性を特に向上させることができる。このため、被覆層と外周部とを剥離させることを特に効果的に防止することができ、粗面加工をより容易に行うことがきる。
【００１５】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記単位層を形成するに際し、前記後工程において除去する厚さ分、余計に厚く前記被覆層を形成することが好ましい。
これにより、被覆層の一部を除去する際に、外周部が不本意に露出してしまうこと防止することができる。
【００１６】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記被覆層の平均厚さが、１０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
これにより、外周部の外観（形状、色等）を十分に認識することができるとともに、衝撃や摩擦等により外周部が破損することをより確実に防ぐことができる。
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記外周部の平均膜厚が、３０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
これにより、発色性に特に優れた三次元造形物を得ることができる。
【００１７】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記外周部形成用インクは着色剤を含有することが好ましい。
これにより、発色性と耐光性に特に優れた三次元造形物を得ることができる。
本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の三次元造形物を示す図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、三次元造形物を構成する各単位層を概念的に示す図である。
【図２】三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置を示す概略図である。
【図３】図２に示す三次元造形物製造装置が有する制御部のブロック図である。
【図４】三次元造形物の製造方法の、全体の手順を示すフローチャートである。
【図５】単位層データ生成工程の手順を示すフローチャートである。
【図６】造形工程の手順を示すフローチャートである。
【図７】インク付与処理および硬化処理を示す図である。
【図８】単位層の平面視形状を示す図である。
【図９】三次元造形物の断面図（拡大詳細図）である。
【図１０】後工程を経て得られた三次元造形物を示す模式図である。
【図１１】三次元造形物の他の一例を示す拡大詳細図である。
【図１２】三次元造形物の他の一例を示す拡大詳細図である。
【図１３】第２実施形態の造形工程の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態の造形工程の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ディッピングによって形成した保護層を備える三次元物体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の三次元造形物およびその製造方法の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の三次元造形物を示す図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、三次元造形物を構成する各単位層を概念的に示す図である。
なお、以下の説明において、図１の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明する。
まず、本実施形態の三次元造形物の製造方法を説明するに先立って、当該製造方法により得られた三次元造形物１について説明する。
【００２０】
≪三次元造形物≫
図１（ａ）に示す三次元造形物１は、全体形状が立方体であり、図１（ｂ）に示すような平面視形状が正方形である薄膜状の単位層７を、多数個積層することにより得られる。単位層７は、硬化性樹脂を含むインク２（図２参照）を硬化することにより得られたものである。
なお、図１（ｂ）には、１０個の単位層７が示されているが、単位層７の積層数は、特に限定されず、通常、数十〜数万程度とされる。
【００２１】
三次元造形物１は、その中心部側に位置する実像部４と、実像部４の少なくとも一部（本実施形態では全部）を覆う被覆層５とで構成されている。
実像部４は、その中心部に位置するコア部４１と、実像部４の外表面４５側に位置し、コア部４１の外表面４４全面を覆う外周部４２とで構成されている。
コア部４１は、コア部形成用インクを用いて造形されている。外周部４２は、外周部形成用インクを用いて造形されている。また、被覆層５は、被覆層形成用インクを用いて造形されている。
なお、コア部形成用インク、外周部形成用インク、および被覆層形成用インクを総称してインク２（図２参照）という。また、コア部形成用インク、および外周部形成用インクを総称して実像部形成用インクという。
なお、インク２の構成材料等については後に詳述する。
【００２２】
コア部４１の色は、いかなる色であってもよい。すなわち、コア部４１の色は、透明であってもよし、赤色、青色、黄色等の有彩色、白色、黒色、灰色等の無彩色、金色、銀色等の金属光沢色であってもよい。中でも、コア部４１の色は、白色にすることが好ましい。これにより、実像部４全体の発色性を良好にすることができる。
外周部４２の色は、透明以外の色であれば、いかなる色であってもよい。すなわち、外周部４２の色は、有彩色、無彩色、および金属光沢色から選択される色であれば、いかなる色であってもよい。
【００２３】
被覆層５の色は、実質的に透明（無色透明、有色透明または半透明）である。
上記のように、外周部４２の色が透明以外の色であり、被覆層５が透明であるため、外周部４２は、三次元造形物１の見た目上の輪郭を構成している。また、外周部４２によりコア部４１は、外部から視認されないようになっている。
一方、被覆層５は、実像部４を保護する保護層として役割を有しており、摩擦や衝撃等により実像部４が破損することを防ぐ機能を有する。また、被覆層５は、必要に応じて、三次元造形物１の例えばマット調やグロス調等の質感を表現する部分としても機能する。
なお、コア部４１および外周部４２の彩度や明度は、それぞれ特に限定されない。また、コア部４１は、その領域内全てが同じ色であってもよいし、異なる色であってもよい。また、外周部４２についても同様である。
【００２４】
また、外周部４２の平均厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以上２００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、比較的濃い色の三次元造形物１を形成することが難しい。一方、平均厚さが前記上限値を超えると、外周部４２の発色性が低下してしまう。
また、被覆層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。これにより、実像部４の外観（形状、色等）を十分に認識することができるとともに、衝撃や摩擦等により実像部４が破損することをより確実に防ぐことができる。
また、コア部４１の平均厚さは、三次元造形物１の大きさにもよるが、少なくとも、１０μｍ以上あるのが好ましく、２０μｍ以上あることが好ましい。平均厚さが前記下限値未満であると、外周部４２の発色性が低下する可能性がある。
【００２５】
以下、三次元造形物１を製造する三次元造形物製造装置３０を備える三次元造形物製造システム１００について、以下に説明する。
≪三次元造形物製造システム１００≫
図２は、三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置を示す概略図である。図３は、図２に示す三次元造形物製造装置が有する制御部のブロック図である。
【００２６】
三次元造形物製造システム（以下、単に「造形システム」ということもある）１００は、単位層７のモデルを生成し、そのモデルに基づいて各単位層７を順次形成しつつ、各単位層７を順次積層することにより、三次元造形物１を形成する装置である。
図２、図３に示すように、造形システム１００は、単位層７のモデルの生成等を行うコンピューター２０と、三次元造形物１を形成する三次元造形物製造装置（以下、単に「造形装置」ということもある）３０とを有している。
【００２７】
以下、造形システム１００を構成する各部について詳細に説明する。
［造形装置３０］
図２に示すように、造形装置３０は、基板３１を保持するテーブル（支持体）３２と、テーブル移動装置３３と、ヘッドユニット３４１を有するキャリッジ３４と、キャリッジ移動装置３６と、硬化装置３７と、駆動制御部３５とを有している。ヘッドユニット３４１には、インクジェット方式で、インク（液状材料）２の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド３４５（図３参照）が搭載されている。
【００２８】
造形装置３０は、ヘッドユニット３４１と基板３１との相対位置を変化させつつ、液滴吐出ヘッド３４５からインク２の液滴を基板３１に向けて吐出し、基板３１に付与されたインク２を硬化装置３７を用いて硬化させることにより単位層７を形成する装置である。
なお、図２中のＹ方向は基板３１の移動方向を示し、Ｘ方向は平面視でＹ方向とは直交する方向を示している。また、Ｘ方向およびＹ方向によって規定されるＸＹ平面と直交する方向は、Ｚ方向として規定される。
【００２９】
図２に示すように、テーブル移動装置３３は、Ｙ方向に延びている基台３３１と、基台３３１の上面３３１ａ上に、Ｙ方向に延びている一対のガイドレール３３２ａおよびガイドレール３３２ｂとを有している。また、テーブル移動装置３３は、その内部に内蔵されたテーブル移動モーター３３５（図３参照）と、テーブル位置検出装置３３６（図３参照）とを有している。
【００３０】
ガイドレール３３２ａおよびガイドレール３３２ｂには、テーブル移動モーター３３５の駆動軸に伝達機構を介して連結されたテーブル３２が配設されている。テーブル移動モーター３３５が駆動されると、テーブル３２は、ガイドレール３３２ａおよびガイドレール３３２ｂによって、Ｙ方向に沿って往復移動する。
また、テーブル移動装置３３は、テーブル位置検出装置３３６により、テーブル３２の位置を検出する機能を有している。
【００３１】
テーブル３２の上面３２ａには、例えばガラスや石英などで構成された矩形状の描画面３１ａを有した基板３１が載置されている。テーブル３２は、上面３２ａが温度調整可能にテーブル加温機構を有していてもよい。
キャリッジ移動装置３６は、基台３３１を挟んでＸ方向に互いに対峙する支柱３６２ａおよび支柱３６２ｂと、支柱３６２ａおよび支柱３６２ｂに支持されたガイド部材３６１とを有している。また、キャリッジ移動装置３６は、その内部に内蔵されたキャリッジ移動モーター３６５（図３参照）と、テーブル位置検出装置３３６（図３参照）とを有している。
【００３２】
ガイド部材３６１には、ガイド部材３６１が延びている方向（Ｘ方向）に沿ってガイドレール３６３が配設されている。ガイドレール３６３には、キャリッジ移動モーター３６５（図３参照）の駆動軸に伝達機構を介して連結されたキャリッジ３４が配設されている。
支柱３６２ａは、Ｚ方向に沿って延在しているガイドレール３６４ａを有している。また、支柱３６２ｂは、Ｚ方向に沿って延在しているガイドレール３６４ｂを有している。ガイドレール３６４ａおよびガイドレール３６４ｂには、キャリッジ移動モーター３６５の駆動軸に伝達機構を介して連結されたガイド部材３６１が配設されている。
【００３３】
キャリッジ移動モーター３６５が駆動されると、キャリッジ３４は、ガイドレール３６３によって、Ｘ方向に沿って往復移動したり、Ｚ軸に平行な軸の回りに沿って回転移動したりする。また、キャリッジ移動モーター３６５が駆動されると、ガイド部材３６１に配設されたキャリッジ３４は、ガイドレール３６４ａおよびガイドレール３６４ｂによって、Ｚ軸方向に昇降する。
【００３４】
また、キャリッジ移動装置３６は、キャリッジ位置検出装置３６６により、キャリッジ３４の位置を検出する機能を有している。
キャリッジ３４は、ヘッドユニット３４１を支持している。
ヘッドユニット３４１は、インク２の液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッド３４５（図３参照）と、インク２を収容しておく収容部（図示せず）とを有している。また、インク２を吐出するヘッドユニット３４１と紫外線を照射するＬＥＤランプ（図示せず）とがキャリッジ３４に一体的に設けられていてもよい。
【００３５】
本実施形態では、いわゆるピエゾ駆動方式の液滴吐出ヘッド３４５が採用されている。
また、前記収容部（図示せず）は、チューブ３４９を介して、インク２が収容されたタンク３４８に接続されている。
また、キャリッジ３４とテーブル３２とが平面視で互いに重畳した状態において、テーブル３２とキャリッジ３４との間には隙間が保たれている。
【００３６】
硬化装置３７は、支柱３７１によって、Ｙ軸方向に移動可能に支持されている。硬化装置３７は、基板３１上に付与されたインク２の液滴を硬化させる機能を有している。硬化装置３７は、基台３３１のＹ方向における一端側に設けられている。
硬化装置３７は、支柱３７１の梁部３７１ａからＺ方向の下方に向かって吊り下げられ、平面視で、基台３３１に重なる位置に設けられている。硬化装置３７とテーブル３２とが平面視で互いに重畳した状態において、テーブル３２と硬化装置３７との間には隙間が保たれている。
硬化装置３７は、紫外光を発する光源３７５（図３参照）を有している。光源３７５としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等が採用され得る。
【００３７】
光源３７５からの紫外光は、硬化装置３７から基台３３１に向かって照射される。このため、テーブル３２と硬化装置３７とが平面視で互いに重畳した状態において、硬化装置３７からの紫外光は、テーブル３２に載置された基板３１に届き得る。
なお、本実施形態では、硬化装置３７には、紫外線を照射する光源３７５が設けられているが、硬化装置３７には、例えば、Ｘ線、電子線等の各種エネルギー線を照射するものや、熱を発する熱源等が設けられていてもよい。
【００３８】
図３に示すように、駆動制御部３５は、モーター制御部３５１と、位置検出制御部３５３と、吐出制御部３５５と、露光制御部３５７とを有している。
モーター制御部３５１は、コンピューター２０が有するＣＰＵ２２からの指令に基づいて、テーブル移動モーター３３５の駆動と、キャリッジ移動モーター３６５の駆動とを個別に制御する。
【００３９】
位置検出制御部３５３は、ＣＰＵ２２からの指令に基づいて、テーブル位置検出装置３３６と、キャリッジ位置検出装置３６６とを個別に制御する。
吐出制御部３５５は、ＣＰＵ２２からの指令に基づいて、液滴吐出ヘッド３４５の駆動を制御する。
露光制御部３５７は、ＣＰＵ２２からの指令に基づいて、光源３７５の発光状態を制御する。
【００４０】
［コンピューター２０］
図２、図３に示すように、コンピューター２０は、造形装置３０の各部の動作を制御する制御部２１と、受信部２４と、画像生成部２５とを有している。
制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２と、記憶部２３とを有している。
【００４１】
ＣＰＵ２２は、プロセッサーとして各種の演算処理を行い、制御プログラム２３１を実行する。
記憶部２３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を有している。記憶部２３には、造形装置３０における動作の制御手順が記述された制御プログラム２３１を記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部２３２などが設定されている。記憶部２３は、データバス２９を介してＣＰＵ２２に接続されている。
【００４２】
また、制御部２１には、データバス２９を介して、画像生成部２５および受信部２４が接続されている。また、制御部２１には、入出力インターフェース２８とデータバス２９とを介して造形装置３０の駆動制御部３５が接続されている。
画像生成部２５は、三次元造形物１のモデル等を製造する機能を有している。画像生成部２５は、三次元ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）等の三次元物体を生成するソフト等で構成されている。
【００４３】
画像生成部２５は、三次元造形物１のモデルを生成する三次元造形物モデル１ｘ（図５参照）を生成する機能や、ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｒｉａｎｇｕｋａｔｅｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）等の三次元造形物モデル１ｘの外表面１５ｘ（図５参照）等を三角形や四角形といった多角形等の二次元モデルで表現する機能等を有している。
また、画像生成部２５は、三次元造形物モデル１ｘを層状に切断して単位層モデル７ｘ（図５参照）を生成する機能等も有している。
【００４４】
画像生成部２５で生成された各種データは、記憶部２３にて保存される。各種データは、入出力インターフェース２８とデータバス２９とを介して造形装置３０の駆動制御部３５に伝達される。伝達された各種データに基づいて、造形装置３０が駆動することとなる。
受信部２４は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  ＢＵＳ）ポート、ＬＡＮポート等を備えている。受信部２４は、スキャナ等の外部デバイス（図示せず）等から、三次元造形物モデル１ｘを生成するための原物体の画像ファイル等を受信する機能を有している。
【００４５】
また、図２に示すように、コンピューター２０には、モニター（表示装置）２６や、キーボード（入力装置）２７が接続されている。モニター２６およびキーボード２７は、それぞれ、入出力インターフェース２８とデータバス２９を介して制御部２１に接続されている（図３参照）。
モニター２６は、画像表示領域２６１に、受信部２４で取得した画像ファイル等を表示する機能を有している。モニター２６を備えることにより、作業者は、画像ファイル等を視覚的に把握することができる。
【００４６】
なお、入力装置としては、キーボード２７に限らず、マウス、トラックボール、タッチパネル等であってもよい。
上記のような構成の造形システム１００を用いることにより、所望の形状の三次元造形物１を効率よく形成することができる。なお、前述した造形システム１００は、一例であり、他の構成の装置（システム）を用いてもよいことは、言うまでもない。
【００４７】
次に、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
≪三次元造形物の製造方法≫
図４は、三次元造形物の製造方法の、全体の手順を示すフローチャートである。図５は、単位層データ生成工程の手順を示すフローチャートである。図６は、造形工程の手順を示すフローチャートである。図７は、インク付与処理と硬化処理を示す図である。図８は、単位層の平面視形状を示す図である。図９は、三次元造形物の断面図（拡大詳細図）である。図１０は、後工程を経て得られた三次元造形物を示す模式図である。図１１、図１２は、三次元造形物の他の一例を示す拡大詳細図である。
【００４８】
図４に示すように、三次元造形物１の製造方法は、単位層データ生成工程Ｓ１と、造形工程Ｓ２と、後工程Ｓ３とを有している。
単位層データ生成工程Ｓ１では、三次元造形物モデル（三次元造形物１のモデル）１ｘを生成し、三次元造形物モデル１ｘを基に、単位層データを生成する（図５参照）。
造形工程Ｓ２では、単位層データに基づいて、単位層７を順次形成しつつ、単位層７を順次積層することによって三次元造形物１を形成する。
【００４９】
後工程Ｓ３では、得られた三次元造形物１の外表面１５の一部、すなわち被覆層５の一部を除去する加工を行う。
なお、三次元造形物を形成するのに先立って、作業者は、三次元造形物１の原物体を用意し、原物体の画像ファイル等を取得しておく。この画像ファイルとしては、例えば、原物体を、二次元または三次元スキャナ等で読み込むことにより得られた画像ファイルや、写真、スケッチ等、いかなるものであってもよい。
【００５０】
以下、三次元造形物１の製造方法について詳細に説明する。
まず、記憶部２３に記憶された制御プログラム２３１に従って、ＣＰＵ２２からの指示により三次元造形物１を製造する処理が開始される。
次に、処理は、単位層データ生成工程Ｓ１に移行する。
【００５１】
［単位層データ生成工程Ｓ１］
図５は、単位層データ生成工程Ｓ１の手順を示すフローチャートである。
本工程では、まず、ステップＳ１１において、前述したコンピューター２０の受信部２４により原物体の画像ファイルを受信する。受信した画像ファイルは、モニター２６の画像表示領域２６１に表示される。
【００５２】
次に、ステップＳ１２において、受信した画像ファイルを基に、画像生成部２５により、コア部モデル４１ｘと外周部モデル４２ｘとを有する実像部モデル４ｘ（立体物のデータ）が生成される（図５（Ａ）参照）。このとき、画像生成部２５により、コア部モデル４１ｘおよび外周部モデル４２ｘの、それぞれの色（色相、彩度、明度）、形状、寸法等が設定される。
【００５３】
次に、ステップＳ１３において、画像生成部２５により、実像部モデル４ｘを覆う被覆層モデル５ｘ（立体物のデータ）が生成される。これにより、三次元造形物モデル１ｘが生成される（図５（Ｂ）参照）。このとき、画像生成部２５により、被覆層モデル５ｘの、色（色相、彩度、明度）、形状、寸法等が設定される。
ここで、本実施形態の三次元造形物１は、前述したように、後工程において、被覆層５の一部を除去する加工を行う。したがって、被覆層モデル５ｘを生成する際には、後工程Ｓ３において被覆層５を除去する厚さ分、余計に厚く被覆層モデル５ｘが生成される。
【００５４】
次に、ステップＳ１４において、画像生成部２５により、コア部モデル４１ｘの外表面４４ｘ、外周部モデル４２ｘの外表面４５ｘ、および被覆層モデル５ｘの外表面１５ｘが二次元モデルで表現される。
二次元モデルは、一般的に用いられる方法により得たものであればいかなるものであってもよい。本実施形態では、ＳＴＬ形式により、各外表面４４ｘ、４５ｘ、１５ｘが多数個の三角形の二次元モデルで表現される。
【００５５】
次に、ステップＳ１５において、画像生成部２５により、三次元造形物モデル１ｘの積層方向が決定される。次いで、画像生成部２５により、図５（Ｃ）に示すように、三次元造形物モデル１ｘを、積層方向（Ｚ軸方向）に厚さｔでＸ−Ｙ平面に対して水平に分割する。これにより、厚さｔの単位層モデル７ｘがｎ個生成される。
次いで、ステップＳ１６において、画像生成部２５により、各単位層モデル７ｘの厚さｔと、三次元造形物モデル１ｘの色等を基に、各単位層モデル７ｘの各単位層データが生成される。単位層モデル７ｘがｎ個ある場合には、単位層データは、ｎ個生成される。このステップＳ１６において、付与されるインク２の液滴の大きさ、数量、色等、位置、材質等の情報としての単位層データが得られる。
【００５６】
全単位層データ（１、２、・・・、ｎ−１、ｎ個）は、記憶部２３に一時記憶される。この全単位層データは、後述する造形工程Ｓ２で必要になる度に参照される。
そして、得られた単位層データ等は、コンピューター２０の出力部（図示せず）から、造形装置３０の駆動制御部３５に出力される。
上記のようなステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）を経て、単位層データ生成工程Ｓ１は終了する。
【００５７】
なお、上述した単位層データ生成工程Ｓ１では、必ずしも全てのステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）が実行されていなくてもよい。例えば、予め用意された単位層データ等を受信部２４から読み込んでもよく、その場合には、単位層データ生成工程Ｓ１を省略してもよい。
上記のような単位層データ生成工程Ｓ１が終了した後、処理は、造形工程Ｓ２に移行する（図４参照）。
【００５８】
［造形工程Ｓ２］
図６は、造形工程の手順を示すフローチャートである。
図６に示すように、造形工程Ｓ２は、インク付与処理（ステップＳ２１）と、硬化処理（ステップＳ２２）とを有している。
なお、以下の説明において、実像部４に相当する領域、すなわち実像部４を形成する予定の領域を第１の領域という。また、被覆層５に相当する領域、すなわち被覆層５を形成する予定の領域を第２の領域という。また、コア部４１に相当する領域、すなわちコア部４１を形成する予定の領域を内側領域といい、外周部４２に相当する領域、すなわち外周部４２を形成する予定の領域を外側領域という。
【００５９】
以下、各処理について順に説明する。
まず、駆動制御部３５が、入出力インターフェース２８およびデータバス２９を介して単位層データを取得する。
（インク付与処理）
次に、ステップＳ２１において、インク２を目的の部位に付与していく。
【００６０】
ステップＳ２１では、まず、ＣＰＵ２２の指令に基づいて、モーター制御部３５１により、テーブル移動装置３３およびキャリッジ移動装置３６を駆動させ、テーブル３２とキャリッジ３４とを吐出開始地点に位置させておく。このとき、テーブル３２とヘッドユニット３４１とが平面視で互いに重畳した状態に位置することとなる。
次いで、ＣＰＵ２２からのインク２の吐出を開始するインク吐出指令が出力される。
【００６１】
吐出制御部３５５は、ＣＰＵ２２からの指令により、液滴吐出ヘッド３４５を駆動させる。液滴吐出ヘッド３４５は、１層分の単位層データに基づいて、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）からインク２の液滴を基板３１の描画面３１ａに向けて吐出する。また、モーター制御部３５１は、キャリッジ移動装置３６の駆動を制御して、キャリッジ３４のＸ方向の往復移動を開始させる。また、モーター制御部３５１は、テーブル移動装置３３の駆動を制御して、テーブル３２のＹ方向の移動を開始させる。
【００６２】
テーブル３２をＹ方向に移動させつつ、キャリッジ３４をＸ方向に往復移動させることにより、ヘッドユニット３４１とテーブル３２との相対位置を変化させつつ、液滴吐出ヘッド３４５からインク２の液滴を基板３１に向けて吐出していく。これにより、目的の部位にインク２が付与される（着弾する）。なお、必要に応じてキャリッジ３４をＺ軸に平行な軸の回りに沿って回転移動させてもよい。
【００６３】
そして、１層分の単位層データが処理され、一層分の単位層７に相当する分のインク２の吐出が全て完了したら、ＣＰＵ２２からの指令に基づき、吐出制御部３５５は、液滴吐出ヘッド３４５の駆動を停止させる。また、モーター制御部３５１は、キャリッジ移動装置３６およびテーブル移動装置３３の駆動を制御して、キャリッジ３４およびテーブル３２の移動を停止させる。これにより、図７（ａ）に示すような、一層分の未硬化な単位層７に相当する塗布層７５が得られる。
また、インク付与処理（ステップＳ２１）では、インクジェット法によりインク２を付与しているため、インク２の付与パターンが微細な形状のものであっても再現性よくインク２を付与することができる。
【００６４】
（硬化処理）
次に、インク付与処理（ステップＳ２１）が終了すると、塗布層７５を硬化させる硬化処理（ステップＳ２２）に移る。
ステップＳ２２では、まず、ＣＰＵ２２の指令に基づき、モーター制御部３５１により、テーブル移動装置３３を駆動させ、テーブル３２をＹ軸方向に沿って移動させる。このとき、テーブル３２上の基板３１と硬化装置３７とが平面視で互いに重畳した状態となるように、テーブル３２を移動させる。
次いで、ＣＰＵ２２から露光指令が出力される。
【００６５】
露光制御部３５７は、ＣＰＵ２２からの指令により、硬化装置３７の光源３７５への電力供給を行う。光源３７５は、基板３１の描画面３１ａ上の塗布層７５に対して紫外線を照射する。紫外線を照射することにより、塗布層７５を乾燥、硬化させる。露光制御部３５７は、制御プログラム２３１に基づき、所定の照射時間が経過すると、光源３７５への電力の供給を遮断する。これにより、図７（ｂ）に示すような、単位層７が得られる。なお、得られた単位層７は、完全硬化の状態でも半硬化の状態であってもよい。
また、本実施形態では、紫外線を照射することにより塗布層７５を硬化させて単位層７を形成しているが、例えば、赤外線、Ｘ線、電子線等の各種エネルギー線等を照射ことにより単位層７を形成してもよい。
【００６６】
次に、図６に示すように、硬化処理（ステップＳ２２）により単位層７を造形した後、全ての単位層データを処理したか否かを判断する（ステップＳ２３）。このとき、全ての単位層データ、すなわち総数ｎ個の単位層データが処理された（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）と判断された場合には、造形工程Ｓ２は終了する。
一方、未だ全単位層７を形成しておらず単位層データが残っている、すなわち処理された単位層データが総数ｎ個に到達していない（ステップＳ２３：Ｎｏ）と判断された場合には、単位層データを１つインクリメントし、前述したインク付与処理（ステップＳ２１）に戻る。そして、全ての単位層データが処理された（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）と判断されるまで、インク付与処理（ステップＳ２１）と、硬化処理（ステップＳ２２）とを繰り返す。インク付与処理（ステップＳ２１）と、硬化処理（ステップＳ２２）を繰り返すことで、各単位層データに対応する単位層７を順次形成しつつ、各単位層７を積層していく。
【００６７】
ここで、２層目の単位層７を形成する際には、第１層目の単位層７に対して位置合わせし、その位置合わせをした状態で、第１層目の単位層７の上にインク２の液滴を付与する。これにより、図７（ｃ）に示すように、第１層目の単位層７の上に、第２層目の塗布層７５が形成されることとなる。そして、第２層目の塗布層７５を硬化することで、図７（ｄ）に示すように、第１層目の単位層７の上に第２層目の単位層７が形成される。このように、２層目以降の単位層７（２、３、・・・、ｎ−１、ｎ）を形成する際には、当該単位層７（２、３、・・・、ｎ−１、ｎ）は、先に形成された単位層７の上に形成される。
【００６８】
また、２層目以降の単位層７を形成するときには、インク付与処理（ステップＳ２１）において、インクを吐出する前に、キャリッジ移動装置３６により、キャリッジ３４を、単位層７の厚さｔに相当する分だけ上昇させておく。これにより、付与されたインク２の液滴の大きさを、各塗布層７５ごと揃えることができ、よって、寸法精度に優れた三次元造形物１を形成することができる。
【００６９】
上記のような造形工程Ｓ２を経て、図１（ａ）に示すような、実像部４と、被覆層５とを備えた三次元造形物１を得ることできる。また、本実施形態では、後述する後工程において除去する厚さ分余計に厚く形成された被覆層５が得られる。
また、造形工程Ｓ２では、付与するインク２の種類によって、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すような３種類の単位層７、すなわち、第１の単位層７Ａ、第２の単位層７Ｂ、および第３の単位層７Ｃが形成される。
【００７０】
図８（ａ）は、被覆層形成用インクのみを用いて形成された第１の単位層７Ａの平面視形状を示している。このような第１の単位層７Ａを形成する場合には、まず、第２の領域内に被覆層形成用インクを付与し、塗布層７５を形成する。そして、塗布層７５に紫外線を照射して塗布層７５を硬化させる。これにより、図８（ａ）に示すような、被覆層５の一部５ａに相当する第１の単位層７Ａが形成される。本実施形態では、少なくとも１層目およびｎ層目が、図８（ａ）に示すような第１の単位層７Ａで構成されている。
【００７１】
図８（ｂ）は、外周部形成用インクと被覆層形成用インクとを用いて形成された第２の単位層７Ｂの平面視形状を示している。このような第２の単位層７Ｂを形成する場合には、まず、第１の領域の外側領域内に外周部形成用インクを、第２の領域内に被覆層形成用インクを付与し、塗布層７５を形成する。そして、塗布層７５に紫外線を照射して塗布層７５を硬化させる。これにより、図８（ｂ）に示すような、外周部４２の一部４２ａと、被覆層５の一部５ａとに相当する第２の単位層７Ｂが形成される。本実施形態では、第１の単位層７Ａよりも１層分、三次元造形物１の中心部側を構成している層が、図８（ｂ）に示すような第２の単位層７Ｂである。
【００７２】
図８（ｃ）は、コア部形成用インクと外周部形成用インクと被覆層形成用インクとを用いて形成された第３の単位層７Ｃの平面視形状を示している。このような第３の単位層７Ｃを形成する場合には、まず、第１の領域の内側領域内にコア部形成用インクを、第１の領域の外側領域内に外周部形成用インクを、第２の領域内に被覆層形成用インクを付与し、塗布層７５を形成する。そして、塗布層７５に紫外線を照射して塗布層７５を硬化させる。これにより、図８（ｃ）に示すような、コア部４１の一部４１ａと、外周部４２の一部４２ａと、被覆層５の一部５ａとに相当する第３の単位層７Ｃが形成される。本実施形態では、三次元造形物１の中心部付近を構成する層が、図８（ｃ）に示すような第３の単位層７Ｃである。
【００７３】
また、図９に、三次元造形物１の断面図（拡大詳細図）を示す。具体的には、図９は、第３の単位層７Ｃの平面視における拡大図を示している。なお、図９中二点鎖線は、ディッピングにより得られた被覆層５’の外表面を示している。
図９に示すように、実像部４は、その角部４６および側面部４７ともに被覆層５によって保護されている。また、角部４６の被覆層５の膜厚ａ３は、側面部４７の膜厚ａ４よりも厚くなっている。このような被覆層５を設けることにより、側面部４７に比べて衝撃や摩擦に弱く破損しやすい角部４６を、より確実に保護することができる。したがって、三次元造形物１全体としての耐擦性や耐衝撃性をさらに向上させることができる。
【００７４】
このように、前述した造形工程Ｓ２によれば、角部４６のような衝撃や摩擦に比較的弱い箇所に対して、他の部分（側面部４７）よりも膜厚の厚い被覆層５を形成することができる。また、前述したような造形工程Ｓ２によれば、本実施形態のような形状の被覆層５に限らず、設計により被覆層形成用インクを付与する箇所や量を調整することで、所望の箇所に所望の厚さの被覆層５をより確実かつ容易に形成することができる。
【００７５】
これに対して、ディッピングにより得られた被覆層５’は、角部４６における膜厚ｂ３が、側面部４７における膜厚ｂ４よりも薄くなっている。このように、ディッピングにより被覆層５’を設けようとすると、一般的に角部４６にはディップ液が溜まりにくいために、角部４６の被覆層５’の膜厚ｂ３が、側面部４７の被覆層５の膜厚ｂ４よりも薄くなってしまう傾向がある。そして、得られた被覆層５は、角部４６の被覆層５の膜厚ｂ３が側面部４７の被覆層５の膜厚ｂ４よりも薄いために、摩擦や衝撃等から角部４６を十分に保護することができない。
【００７６】
また、前述したような造形工程Ｓ２によれば、実像部４と被覆層５とをほぼ同時に形成していくため、実像部４（コア部４１および外周部４２）と被覆層５との密着性に特に優れている。したがって、例えばディッピング等により、実像部４を造形した後に外周部４２を造形したものに比べ、実像部４および被覆層５の密着性を向上させることができる。このため、摩擦や衝撃等により、実像部４と被覆層５との界面剥離が特に生じ難く、耐衝撃性、耐摩擦性に優れた三次元造形物１を得ることができる。
また、このような造形方法により得られた三次元造形物１は、各単位層７同士の密着性にも特に優れており、各単位層７同士の界面剥離も特に生じ難い。
【００７７】
また、このような造形方法によれば、実像部４と被覆層５とを同時に造形していくことができ、三次元造形物１の生産性を向上させることができる。
また、得られた各単位層７の厚さは、特に限定されないが、３０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、７０μｍ以上１５０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物１の生産性を十分に優れたものとしつつ、三次元造形物１における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１の寸法精度を特に優れたものとすることができる。
上記のような造形工程Ｓ２が終了した後、処理は、後工程Ｓ３に移行する（図４参照）。
【００７８】
［後工程Ｓ３］
図１０は、後工程を経て得られた三次元造形物を示す模式図である。なお、図１０中［Ｘ］は、外表面１５の一部を拡大した図である。
本工程（後工程Ｓ３）では、取り出した三次元造形物１の外表面１５に対して粗面加工を施し、被覆層５の一部を除去する。これにより、三次元造形物１の外表面１５を粗面化することができる（図１０参照）。
【００７９】
また、粗面加工は、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、サンディング等を用いた研磨処理、エッチング処理等、いかなる処理による加工であってもよい。
また、前述したように、造形工程Ｓ２では、除去する厚さ分余計に厚く被覆層５が形成されている。このため、本工程（後工程Ｓ３）において、被覆層５の一部を除去する際に、実像部４が不本意に露出していしてしまうことを防止することができる。
【００８０】
また、前述したように、造形工程Ｓ２を経て得られた三次元造形物１は、実像部４の角部４６における被覆層５の膜厚ａ３が、側面部４７の被覆層５の膜厚ａ４よりも厚く形成されており、被覆層５によって、角部４６がより確実に保護されている。このため、本工程（後工程Ｓ３）において、被覆層５の一部を除去する際に、角部４６が不本意に露出してしまうことをより確実に防止することができる。
【００８１】
また、前述したように、造形工程Ｓ２を経て得られた三次元造形物１は、被覆層５と実像部４との密着性が良好で、実像部４と被覆層５との界面剥離が特に生じ難く、耐衝撃性、耐摩擦性に優れている。そのため、本工程において、三次元造形物１に対して粗面加工を施しても、被覆層５が実像部４から剥離したり、被覆層５に亀裂が発生するという欠陥が特に生じ難い。それゆえに、造形工程Ｓ２を経て得られた三次元造形物１によれば、特に容易かつ確実に被覆層５の一部を除去することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、本工程（後工程Ｓ３）において、粗面加工を施したが、本工程にて施す処理は、これに限定されない。例えば、外表面１５に鏡面加工を施してもよい。また、三次元造形物１の角部４６に対して、機械加工（研削、研磨、切削等）や化学処理等により丸み付けや面取りを施してもよい。また、三次元造形物１に他部材を付着する付着加工や、圧力等をかけて三次元造形物１を変形させる変形加工を施してもよい。
以上のような後工程Ｓ３を経て、三次元造形物１の製造する処理は終了する（図４参照）。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態の三次元造形物１の製造方法によれば、実像部４の保護層として機能する被覆層５を容易かつ確実に得ることができ、耐擦性や耐久性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
また、図１１、図１２に、本実施形態の三次元造形物の製造方法により得られた三次元造形物１の他の一例の拡大詳細図を示す。
【００８４】
前述したように、本実施形態の三次元造形物の製造方法によれば、被覆層形成用インクを付与する箇所や量を調整することができ、所望の箇所に所望の厚さの被覆層５をより確実かつ容易に形成することができる。このため、本実施形態の三次元造形物の製造方法によれば、実像部４の表面形状や色彩等の条件に応じて、所望の寸法の被覆層５を容易に形成することが可能である。
【００８５】
例えば、図１１に示すように、被覆層５は、膜厚が厚い部分５２と、膜厚が薄い部分５３とを有していてもよい。このように、被覆層５の厚さを部分的に変更することにより、三次元造形物１の質感（例えばマット調やグロス調）等を容易に変更することができる。また、例えば、実像部４が部分的に異なる色を有する場合に、実像部４の色に合わせて被覆層５の膜厚を部分的に変更することで、外表面１５の立体感を容易に表現することができる。
【００８６】
また、例えば、図１２に示すように、実像部４の表面形状が凹凸を有するものである場合、被覆層５の形状を、実像部４の凹凸形状に合わせた形状にすることも可能である。すなわち、凸部４８の被覆層５の膜厚ａ１と、凹部４９の被覆層５の膜厚ａ２とをほぼ同じに設定することができる。
このように、本実施形態の三次元造形物１の製造方法によれば、設計により（付与する被覆層形成用インクのパターンにより）、被覆層５の膜厚を、いかようにも調整することができる。そのため、衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物１を容易に得ることができる。
【００８７】
これに対して、ディッピングにより被覆層５’を設けようとすると、凹部４９に液溜まりが生じ、凹部４９の被覆層５’の膜厚ｂ２が、凸部４８の被覆層５の膜厚ｂ１の膜厚よりも厚くなってしまう傾向がある。このように、ディッピングにより被覆層５’を設ける方法では、被覆層５’の膜厚を均一にすることが難しい。また、ディッピングにより被覆層５’を設ける方法は、実像部４の表面形状に依存するため、所望の箇所に、所望の膜厚の被覆層５’を設けることも難しい。そのため、ディッピングにより被覆層５’を設ける方法では、十分優れた耐擦性や耐衝撃性を得ることが難しい。
【００８８】
また、本実施形態の三次元造形物の製造方法によれば、被覆層５に限らず、設計により、所望の箇所に所望の厚さの実像部４（コア部４１および外周部４２）をより確実かつ容易に形成することもできる。また、被覆層５と同様に、実像部４（コア部４１および外周部４２）の膜厚についても、いかようにも調整することができる。
また、従来は、図１１や図１２に示すような複雑な表面形状の三次元造形物１に対して後加工を施すと、被覆層５と実像部４とが剥離してしまうという問題が生じやすかった。これに対して、本実施形態の三次元造形物１の製造方法によれば、前述したように、被覆層５と実像部４との密着性が良好なため、表面形状が複雑な三次元造形物１であっても、粗面加工等の後加工を施すことが容易である。
以上説明したように、本実施形態の三次元造形物の造形方法によれば、衝撃や摩擦等に対する耐久性に優れた三次元造形物１を得ることができる。
【００８９】
≪インク≫
以下、インク２について詳述する。
以下、被覆層形成用インク、外周部形成用インク、コア部形成用インクの順に説明する。
【００９０】
［被覆層形成用インク］
被覆層形成用インクは、前述したように、透明なインクである。
被覆層形成用インクは、硬化性樹脂を含む材料で構成されており、さらに、必要に応じて、無機ナノ粒子、界面活性剤、紫外線吸収剤、溶剤等の成分が含まれていてもよい。
【００９１】
（硬化性樹脂）
硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂；可視光領域の光により硬化する可視光硬化性樹脂（狭義の光硬化性樹脂）、紫外線硬化性樹脂、赤外線硬化性樹脂等の各種光硬化性樹脂；Ｘ線硬化性樹脂等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特に、被覆層形成用インクの保存安定性等の観点から、紫外線硬化性樹脂であるのが好ましい。また、紫外線硬化性樹脂を用いることにより、単位層７を比較的に短時間で形成することができ、三次元造形物１の生産性をより高めることができる。なお、本実施形態では、被覆層形成インクは、紫外線硬化性樹脂を含んでいる。
【００９２】
紫外線硬化性樹脂（重合性化合物）としては、紫外線照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
ラジカル種を活性種とする重合反応によって硬化するラジカル重合型の紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
【００９３】
アクリル系樹脂としては、例えば、エステル（メタ）アクリレート系樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート系樹脂、およびウレタン（メタ）アクリレート系樹脂等が挙げられる。
カチオン種を活性種とする重合反応によって硬化するラジカル重合型の紫外線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、およびシリコーン系樹脂が挙げられる。
シリコーン系樹脂としては、アクリルシリコーン系樹脂、ポリエステルシリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、およびメルカプトシリコーン樹脂等が挙げられる。
【００９４】
これらの中でも特に、紫外線硬化性樹脂としては、アクリル系樹脂を用いることが好ましく、ウレタン（メタ）アクリレートおよびエポキシ（メタ）アクリレートのうちの少なくとも１種を含むことがより好ましい。これにより、形成された被覆層５は、高い透明性を有するとともに、適度な硬度を有する。そのため、アクリル系樹脂を含む被覆層形成用インクを用いれば、実像部４の視認性を阻害することなく、摩擦や衝撃等により実像部４が破損等することをより効果的に防ぐことが可能な被覆層５を形成することができる。特に、ウレタン（メタ）アクリレートおよびエポキシ（メタ）アクリレートのうちの少なくとも１種であると、上述した効果が優れたものとなる。
また、被覆層形成用インク中における硬化性樹脂の含有率は、８０質量％以上であるのが好ましく、８５質量％以上であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られるコア部４１の機械的強度を特に優れたものとすることができ、よって、三次元造形物１の機械的強度をより高めることができる。
【００９５】
（無機ナノ粒子）
被覆層形成用インクは、無機ナノ粒子を含んでいるものが好ましい。
本明細書において、無機ナノ粒子とは、無機材料で構成されたものであり、平均粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子のことをいう。
なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器（ＣＯＵＬＴＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＩＮＳ製ＴＡ−ＩＩ型）にて、５０μｍのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。
【００９６】
無機ナノ粒子は、一般的に有機ナノ粒子に比べて硬く、破損しにくい。したがって、被覆層形成用インクが無機ナノ粒子を含むことで、被覆層５の硬度をより高くすることができる。その結果、三次元造形物１の耐衝撃性や、耐擦傷性をより高めることができる。
無機ナノ粒子としては、金属や金属化合物で構成された粒子であることが好ましい。これにより、形成された被覆層５の硬度を適度なものとすることができる。
【００９７】
金属としては、特に限定されず、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄、マンガン、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、クロム、亜鉛、およびアルミニウム等が挙げられる。
金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物；窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ等の各種金属窒化物；炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物；硫化亜鉛等の各種金属硫化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩；ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩；リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩；ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。
【００９８】
無機ナノ粒子としては、上記の金属および金属化合物のなかでも、金属酸化物であることが好ましく、酸化ケイ素、および酸化アルミニウムのうちの少なくとも１種を含むものであるのがより好ましい。これにより、被覆層５の硬度をより適度なものとすることができ、三次元造形物１の耐衝撃性や、耐擦傷性をさらに高めることができる。
また、前述したように、無機ナノ粒子の形状は、特に限定されず、球状、楕円球状、直方体や長方体などの四方体状などの粉粒状；円柱状、円盤状、楕円盤状、鱗片状などの多角板状；針状等がいかなるものであってもよいが、特に、球状であることが好ましい。これにより、被覆層形成用インク中における無機ナノ粒子の分散性を特に高めることができ、三次元造形物１全体として、摩擦や衝撃等による耐久性に特に優れたものとなる。
【００９９】
また、前述したように、無機ナノ粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であればよいが、特に、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましい。これにより、適度な硬化性を有する被覆層５を形成することができ、摩擦や衝撃等による耐久性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
また、被覆層形成用インク中に無機ナノ粒子を含む場合には、被覆層形成用インク中における無機ナノ粒子の含有率は、５質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１５質量％以上２５質量％以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物１の耐擦性および耐衝撃性を特に高めることができる。
【０１００】
（界面活性剤）
また、被覆層形成用インクは、界面活性剤を含んでいるものが好ましい。
被覆層形成用インクが界面活性剤を含むものであることで、被覆層形成用インクの表面張力を適度なものとすることができ、被覆層形成用インクの濡れ性を適度なものとすることができる。そのため、被覆層５と実像部４との密着性に特に優れた三次元造形物１を得ることができ、摩擦や衝撃等により、被覆層５と実像部４との界面剥離が生じることがより確実に防止された三次元造形物１を得ることができる。それゆえ、被覆層形成用インクが界面活性剤を含むものであると、耐擦性、耐衝撃性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
また、各単位層７同士の密着性にも特に優れた三次元造形物１を得ることができ、各単位層７同士の界面で界面剥離が生じることを、より確実に防止することができる。
【０１０１】
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤、ポリオキシエチレン系界面活性剤、およびアセチレンジオール等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特に、シリコーン系界面活性剤であるのが好ましい。これにより、耐擦性、耐衝撃性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。また、シリコーン系界面活性剤を含むことにより、被覆層５の外表面１５を特に滑らかにすることができる。そのため、耐擦性に特に優れるとともに、外表面１５の平滑性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
【０１０２】
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、ポリエステル変性シリコーン、アクリル末端ポリエステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アクリル末端ポリエーテル変性シリコーン、ポリグリセリン変性シリコーン、アミノプロピル変性シリコーン等を用いることができる。シリコーン系界面活性剤としては、中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いるのが好ましい。これにより、耐擦性にさらに優れるとともに、外表面１５の平滑性をさらに向上させることができる。
【０１０３】
（紫外線吸収剤）
被覆層形成用インクは、硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。これにより、被覆層形成用インク、および被覆層形成用インクを用いて形成された被覆層５の耐候性（耐光性）を向上させることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、アボベンゾン系、ヒンダートアミン系、ベンゾイルメタン系、オキシベンゾン系、酸化セリウム、酸化亜鉛、および酸化チタンから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１０４】
（溶剤）
被覆層形成用インクは、溶剤を含むものであってもよい。これにより、被覆層形成用インクの粘度調整を好適に行うことできる。
溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１０５】
（その他の成分）
また、被覆層形成用インクは、前述した材料以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、分散剤；界面活性剤；重合開始剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤；キレート剤；ｐＨ調整剤；増粘剤；フィラー；凝集防止剤；消泡剤等が挙げられる。
【０１０６】
また、被覆層形成用インクの粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上２５ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、１５ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法により被覆層形成用インクを吐出する場合に、被覆層形成用インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。なお、本明細書中において、粘度とは、Ｅ型粘度計（東京計器社製  ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ）を用いて２５℃において測定される値をいう。
【０１０７】
なお、１つの三次元造形物１を形成するにあたり、使用する被覆層形成用インクは、１種類に限定されず、含有する成分の種類が異なる２種以上の被覆層形成用インクを用いてもよい。例えば、硬化性樹脂の種類が異なる２種以上の被覆層形成用インクを用いてもよい。２種以上の被覆層形成用インクを用いることで、その被覆層形成用インクの組み合わせにより、１つの三次元造形物１内で異なったテクスチャ（質感、手触り等）を表現することができる。
【０１０８】
［外周部形成用インク］
次に、外周部形成用インクについて詳細に説明する。
外周部形成用インクは、硬化性樹脂および着色剤を含む材料で構成されており、さらに、必要に応じて、界面活性剤、紫外線吸収剤、溶剤等の成分が含まれていてもよい。
外周部形成用インクの構成成分としては、被覆層形成用インクで述べた成分を用いることができる。
【０１０９】
また、外周部形成用インクは、被覆層形成用インクと、異なる構成成分を含む材料で構成されていてもよいし、同一または同種の構成成分を含む材料で構成されていてもよい。
また、外周部形成用インクとして、被覆層形成用インクにて述べた好ましい材料を用いることにより、被覆層形成用インクで述べたことと同等の効果が得られる。
特に、外周部形成用インクに含まれる硬化性樹脂は、被覆層形成用インクに含まれる硬化性樹脂と同一のものであるのが好ましい。これにより、外周部４２と被覆層５との密着性にさらに優れた三次元造形物１を得ることができる。このため、被覆層５と外周部４２との界面で生じる界面剥離を特に効果的に防止することができる。それゆえ、摩擦や衝撃等に対する耐久性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
【０１１０】
（着色剤）
また、外周部形成用インクは、前述したように、着色剤を含んでいる。これにより、所望の色の外周部４２をより容易に得ることができる。
着色剤としては、顔料や染料等が挙げられる。特に、着色剤としては、顔料を含むことが好ましい。これにより、外周部４２の耐候性（耐光性）を良好なものとすることができる。
【０１１１】
また、顔料としては、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。
無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
前記無機顔料の中でも、好ましい白色を呈するためには、酸化チタンが好ましい。
【０１１２】
有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等）、染色レーキ（塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１３】
外周部形成用インクが顔料を含むものである場合、当該顔料の平均粒径は、３００ｎｍ以下であるのが好ましく、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であるのがより好ましい。これにより、外周部形成用インク中における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、発色性に優れた外周部４２を得ることができる。
また、染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、および塩基性染料等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１４】
また、外周部形成用インク中における着色剤の含有率は、１質量％以上２０質量％以下であるのが好ましい。これにより、特に発色性に優れた外周部４２が得られる。
特に、外周部形成用インクが着色剤として酸化チタンを含むものである場合、当該外周部形成用インク中における酸化チタンの含有率は、１２質量％以上１８質量％以下であるのが好ましく、１４質量％以上１６質量％以下であるのがより好ましい。これにより、外周部４２の寸法精度を特に優れたものとすることができる。
【０１１５】
（分散剤）
外周部形成用インクが顔料を含む場合には、分散剤をさらに含むことが好ましい。分散剤を含むことにより、外周部形成用インク中における顔料の分散性をより良好なものとすることができる。
分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤等の顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。
【０１１６】
高分子分散剤の具体例としては、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、およびエポキシ樹脂のうち１種以上を主成分とするもの等が挙げられる。
【０１１７】
また、外周部形成用インクの粘度は、被覆層形成用インクで述べたのと同様の条件を満足するのが好ましい。これにより、被覆層形成用インクで述べたことと同等の効果が得られる。
なお、１つの三次元造形物１を形成するにあたり、使用する外周部形成用インクは、１種類に限定されず、含有する成分の種類が異なる２種以上の外周部形成用インクを用いてもよい。例えば、着色剤の種類が異なる２種以上の外周部形成用インクを用いてもよい。２種以上の被覆層形成用インクを用いることで、その外周部形成用インクの組み合わせにより、表現できる色再現領域を広くすることができる。
【０１１８】
［コア部形成用インク］
次に、コア部形成用インクについて詳細に説明する。
コア部形成用インクは、硬化性樹脂を含む材料で構成されており、さらに、必要に応じて、着色剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、溶剤等の成分が含まれていてもよい。
外周部形成用インクの構成成分としては、被覆層形成用インクおよびコア部形成用インクで述べた成分を用いることができる。
【０１１９】
また、コア部形成用インクは、被覆層形成用インクおよび外周部形成用インクと、異なる構成成分を含む材料で構成されていてもよいし、同一または同種の構成成分を含む材料で構成されていてもよい。
また、コア部形成用インクとして、外周部形成用インクおよび被覆層形成用インクにて述べた好ましい材料を用いることにより、被覆層形成用インクおよび外周部形成用インクで述べたことと同等の効果が得られる。
【０１２０】
特に、コア部形成用インクに含まれる硬化性樹脂は、外周部形成用インクに含まれる硬化性樹脂と同一のものであるのが好ましい。これにより、外周部４２とコア部４１との密着性にさらに優れた三次元造形物１を得ることができる。このため、外周部４２とコア部４１との界面で生じる界面剥離を特に効果的に防止することができる。それゆえ、摩擦や衝撃等に対する耐久性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
【０１２１】
また、コア部形成用インク、外周部形成用インク、および被覆層形成用インクは共に、アクリル系樹脂を含むことが好ましく、ウレタン（メタ）アクリレートおよびエポキシ（メタ）アクリレートのうちの少なくとも１種を含むことがより好ましい。これにより、コア部４１と外周部４２との密着性と、外周部４２と被覆層５との密着性とを特に優れたものとすることができ、摩擦や衝撃等による耐久性にさらに優れた三次元造形物１を得ることができる。
【０１２２】
なお、１つの三次元造形物１を形成するにあたり、使用するコア部形成用インクは、１種類に限定されず、含有する成分の種類が異なる２種以上のコア部形成用インクを用いてもよい。例えば、透明なコア部形成用インクと、白色のコア部形成用インクとを用いてもよい。この場合には、透明なコア部形成用インクによる形成された部分を内側に、白色のコア部形成用インクによる形成された部分を外側にすることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れるとともに、発色性に特に優れた三次元造形物１を得ることができる。
【０１２３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の三次元造形物の製造方法、および当該製造方法により得られた三次元造形物の第２実施形態について説明する。
図１３は、第２実施形態の造形工程の手順を示すフローチャートである。
以下、この図を参照し、本発明の三次元造形物の製造方法、および当該製造方法により得られた三次元造形物の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１２４】
第２実施形態では、造形工程Ｓ２が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
第１実施形態の造形工程Ｓ２では、被覆層形成用インクおよび実像部形成用インクを、それぞれ付与した後に、被覆層形成用インクおよび実像部形成用インクを硬化させることにより、一層分の単位層７を形成していた。
これに対して、第２実施形態の造形工程Ｓ２では、まず、被覆層形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１１）、次いで、外周部形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１２）、最後に、コア部形成用インクを付与して硬化させる（ステップＳ２１３）ことにより、一層分の単位層７を形成する。
【０１２５】
以下、第２実施形態の造形工程Ｓ２について、詳細に説明する。
［被覆層形成用インク付与・硬化処理］
まず、ステップＳ２１１において、被覆層形成用インク付与・硬化処理を行う。
ステップＳ２１１では、第１実施形態と同様に、テーブル３２とヘッドユニット３４１とが平面視で互いに重畳した状態に位置させる。
【０１２６】
次いで、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）から被覆層形成用インクの液滴を吐出し、第２の領域に被覆層形成用インクを付与する。
次いで、第２の領域に被覆層形成用インクを付与された後、第１実施形態と同様に、テーブル３２上の基板３１と硬化装置３７とが平面視で互いに重畳した状態となるように、テーブル３２を移動させる。
【０１２７】
そして、光源３７５から、被覆層形成用インクの液滴に対して紫外線が照射される。これにより、被覆層形成用インクの液滴が硬化され、被覆層５の一部５ａが得られる。
なお、単位層データに被覆層モデル５ｘに関するデータが無い場合には、被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）は省略し、次の、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）へと進む。
【０１２８】
［外周部形成用インク付与・硬化処理］
次に、ステップＳ２１２において、外周部形成用インク付与・硬化処理を行う。
ステップＳ２１２では、まず、テーブル３２とヘッドユニット３４１とが平面視で互いに重畳した状態に位置させる。
次いで、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）から外周部形成用インクの液滴を吐出し、第１の領域の外側領域に外周部形成用インクを付与する。
【０１２９】
次いで、外側領域に外周部形成用インクを付与された後、第１実施形態と同様に、テーブル３２上の基板３１と硬化装置３７とが平面視で互いに重畳した状態となるように、テーブル３２を移動させる。
そして、光源３７５から、外周部形成用インクの液滴に対して紫外線が照射される。これにより、外周部形成用インクの液滴が硬化され、外周部４２の一部４２ａが得られる。
【０１３０】
なお、単位層データに外周部モデル４２ｘに関するデータが無い場合には、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）は省略し、次の、コア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）へと進む。
また、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）は、前述した被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）が終了するよりも前に開始してもよい。例えば、既に付与された被覆層形成用インクを硬化させながら、外周部形成用インクを付与する処理を行ってもよい。その場合には、例えば、インク２を吐出するヘッドユニット３４１と紫外線を照射する光源３７５とがキャリッジ３４に一体的に設けられている造形装置（図示せず）を用いればよい。
【０１３１】
［コア部形成用インク付与・硬化処理］
次に、ステップＳ２１３において、コア部形成用インク付与・硬化処理を行う。
ステップＳ２１３では、まず、テーブル３２とヘッドユニット３４１とが平面視で互いに重畳した状態に位置させる。
次いで、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）からコア部形成用インクの液滴を吐出し、第１の領域の内側領域にコア部形成用インクを付与する。
【０１３２】
次いで、内側領域にコア部形成用インクを付与された後、第１実施形態と同様に、テーブル３２上の基板３１と硬化装置３７とが平面視で互いに重畳した状態となるように、テーブル３２を移動させる。
そして、光源３７５から、コア部形成用インクの液滴に対して紫外線が照射される。これにより、コア部形成用インクの液滴が硬化され、コア部４１の一部４１ａが得られる。
【０１３３】
なお、単位層データにコア部モデル４１ｘに関するデータが無い場合には、コア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）は省略し、次のステップＳ２３へと進む。
また、コア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）は、前述した被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）や、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）が終了するよりも前に開始してもよい。
【０１３４】
以上のステップ（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）を経て、１層分の単位層７が形成される。
そして、第１実施形態と同様に、全ての単位層データを処理したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３における判断は前述した第１実施形態と同様である。
以上のような第２実施形態のおける造形工程Ｓ２によっても、第１実施形態と同様に、図１に示すような三次元造形物１を得ることができる。
【０１３５】
また、前述したように、第２実施形態では、一層分の単位層７を形成するに際し、被覆層５の一部５ａした後に、外周部４２の一部４２ａおよびコア部４１の一部４１ａを形成している。このようにして１層分の単位層７を形成することにより、各一部５ａ、４１ａ、４２ａの寸法精度をさらに高くすることができる。また、被覆層形成用インクと外周部形成用インクとコア部形成用インクとの液滴同士の不本意な混在をさらに防ぐことができる。そのため、各部（被覆層５、外周部４２、コア部４１）の界面をさらに明確にすることができる。
【０１３６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の三次元造形物の製造方法、および当該製造方法により得られた三次元造形物の第３実施形態について説明する。
図１４は、第３実施形態の造形工程の手順を示すフローチャートである。
以下、この図を参照し、本発明の三次元造形物の製造方法、および当該製造方法により得られた三次元造形物の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１３７】
第３実施形態では、造形工程Ｓ２が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。
第２実施形態の造形工程Ｓ２では、まず、被覆層形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１１）、次いで、外周部形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１２）、最後に、コア部形成用インクを付与して硬化させる（ステップＳ２１３）ことにより、一層分の単位層７を形成した。
これに対して、第３実施形態では、図１４に示すように、まず、コア部形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１３）、次いで、外周部形成用インクを付与して硬化させ（ステップＳ２１２）、最後に、被覆層形成用インクを付与して硬化させる（ステップＳ２１１）ことにより、一層分の単位層７を形成する。
【０１３８】
以下、第３実施形態の造形工程Ｓ２について、詳細に説明する。
［コア部形成用インク付与・硬化処理］
まず、ステップＳ２１３において、第２実施形態と同様に、コア部形成用インク付与・硬化処理を行う。
第２実施形態と同様に、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）からコア部形成用インクの液滴を吐出し、第１の領域の内側領域にコア部形成用インクを付与する。そして、コア部形成用インクの液滴に対して紫外線を照射することにより、コア部形成用インクの液滴が硬化される。これにより、コア部４１の一部４１ａが得られる。
なお、単位層データにコア部モデル４１ｘに関するデータが無い場合には、コア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）は省略し、次の、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）へと進む。
【０１３９】
［外周部形成用インク付与・硬化処理］
次に、ステップＳ２１２において、第２実施形態と同様に、外周部形成用インク付与・硬化処理を行う。
第２実施形態と同様に、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）から外周部形成用インクの液滴を吐出し、第１の領域の外側領域に外周部形成用インクを付与する。そして、外周部形成用インクの液滴に対して紫外線を照射することにより、外周部形成用インクの液滴が硬化される。これにより、外周部４２の一部４２ａが得られる。
【０１４０】
なお、単位層データに外周部モデル４２ｘに関するデータが無い場合には、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）は省略し、次の、被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）へと進む。
また、外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）は、前述したコア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）が終了するよりも前に開始してもよい。例えば、既に付与されたコア部形成用インクを硬化させながら、外周部形成用インクを付与する処理を行ってもよい。
【０１４１】
［被覆層形成用インク付与・硬化処理］
次に、ステップＳ２１１において、第２実施形態と同様に、被覆層形成用インク付与・硬化処理を行う。
第２実施形態と同様に、液滴吐出ヘッド３４５が有するノズル（図示せず）から被覆層形成用インクの液滴を吐出し、第２の領域に被覆層形成用インクを付与する。そして、被覆層形成用インクの液滴に対して紫外線を照射することにより、被覆層形成用インクの液滴が硬化される。これにより、被覆層５の一部５ａが得られる。
【０１４２】
なお、単位層データに被覆層モデル５ｘに関するデータが無い場合には、被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）は省略し、次のステップＳ２３へと進む。
また、被覆層形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１１）は、前述したコア部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１３）、および外周部形成用インク付与・硬化処理（ステップＳ２１２）が終了するよりも前に開始してもよい。
【０１４３】
以上のステップ（Ｓ２１３、Ｓ２１２、Ｓ２１１）を経て、１層分の単位層７が形成される。
そして、前述した実施形態と同様に、全ての単位層データを処理したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３における判断は前述した実施形態と同様である。
以上のような第３実施形態のおける造形工程Ｓ２によっても、前述した実施形態と同様に、図１に示すような三次元造形物１を得ることができる。
【０１４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の三次元造形物の製造方法は、任意の製造工程が付加されていてもよい。また、本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法により製造されたものであればよく、三次元造形物を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、本発明の三次元造形物は、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１４５】
より具体的には、例えば、前述した実施形態では、インク付与処理と、硬化処理とを繰り返し行うものとして説明したが、硬化処理は、繰り返し行うものでなくてもよい。例えば、硬化されていない複数の層を備えた積層体を形成した後に一括して行うものであってもよい。
また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。例えば、前処理工程としては、テーブル（支持体）の清掃工程等が挙げられる。
【０１４６】
また、前述した実施形態では、インク付与処理をインクジェット法により行う場合について中心的に説明したが、インク付与処理は他の方法（例えば、他の印刷方法）を用いて行うものであってもよい。
また、前述した実施形態では、造形工程を経て得られた三次元造形物を構成する被覆層は、後述する後工程において除去する厚さ分余計に厚くなっていたが、例えば後工程を行わない場合には、被覆層の厚さを予定よりも余計に厚く造形しなくてもよい。すなわち、各単位層を形成するに際し、被覆層の膜厚を、後工程において除去する厚さ分余計に厚く形成することを省略してもよい。
【０１４７】
また、前述した実施形態では、三次元造形物を製造するにあたり、造形装置とコンピューターとで構成された造形システムを用いたが、造形装置とコンピューターとが一体となった装置を用いてもよい。
また、本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物；インプラント等の医療機器等が挙げられる。
【０１４８】
また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。
また、本発明の三次元造形物は、前述した実施形態では、全体形状が立方体状であったが、三次元造形物の形状は、これに限定されない。例えば、球、直方体、不定形等いかなるものであってもよい。また、三次元造形物は内部構造を有するものや、内腔を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１…三次元造形物  １５…外表面  ２…インク  ４…実像部  ４１…コア部  ４１ａ…一部（コア部４１の一部）  ４２…外周部  ４２ａ…一部（外周部４２の一部）  ４４…外表面（コア部の外表面）  ４５…外表面（外周部の外表面）  ４６…角部  ４７…側面部  ４８…凸部  ４９…凹部  ５…被覆層  ５ａ…一部（被覆層５の一部）  ５２…膜厚が厚い部分  ５３…膜厚が薄い部分  ７…単位層  ７Ａ…第１の単位層  ７Ｂ…第２の単位層  ７Ｃ…第３の単位層  ７５…塗布層  １ｘ…三次元造形物モデル  １５ｘ…外表面  ４ｘ…実像部モデル  ４１ｘ…コア部モデル  ４２ｘ…外周部モデル  ４４ｘ…外表面（コア部モデルの外表面）  ４５ｘ…外表面（外周部モデルの外表面）  ５ｘ…被覆層モデル  ７ｘ…単位層モデル  １００…三次元造形物製造システム（造形システム）  ２０…コンピューター  ２１…制御部  ２２…ＣＰＵ  ２３…記憶部  ２３１…制御プログラム  ２３２…データ展開部  ２４…受信部  ２５…画像生成部  ２６…モニター  ２６１…画像表示領域  ２７…キーボード  ２８…入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）  ２９…データバス  ３０…三次元造形物製造装置（造形装置）  ３１…基板  ３１ａ…描画面  ３２…テーブル  ３２ａ…上面  ３３…テーブル移動装置  ３３１…基台  ３３１ａ…上面  ３３２ａ…ガイドレール  ３３２ｂ…ガイドレール  ３３５…テーブル移動モーター  ３３６…テーブル位置検出装置  ３４…キャリッジ  ３４１…ヘッドユニット  ３４５…液滴吐出ヘッド  ３４８…タンク  ３４９…チューブ  ３５…駆動制御部  ３５１…モーター制御部  ３５３…位置検出制御部  ３５５…吐出制御部  ３５７…露光制御部  ３６…キャリッジ移動装置  ３６１…ガイド部材  ３６２ａ…支柱  ３６２ｂ…支柱  ３６３…ガイドレール  ３６４ａ…ガイドレール  ３６４ｂ…ガイドレール  ３６５…キャリッジ移動モーター  ３６６…キャリッジ位置検出装置  ３７…硬化装置  ３７１…支柱  ３７１ａ…梁部  ３７５…光源  ａ１、ａ２、ａ３、ａ４…膜厚  ５’…被覆層（ディッピングにより設けた被覆層）  ６０…三次元物体  ６１…外表面  ６２…凹部  ６３…凸部  ６５…保護層  ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４…膜厚
【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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