(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットと、
硬化する前記ドットによる立体物の造形を制御する造形制御部と、
を備える立体物造形装置であって、
前記複数種類の液体は、前記第一液体による第一ドットと、前記第二液体による第二ドットと、を接合するための第三液体を含み、
前記造形制御部は、
前記第一ドット、及び、前記第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物の造形を制御する、立体物造形装置。
【請求項２】
前記ヘッドユニットからの液体によるドットを硬化させる硬化ユニットを備え、
前記第一液体の前記硬化ユニットによる硬化速度と、前記第二液体の前記硬化ユニットによる硬化速度と、が異なる、請求項１に記載の立体物造形装置。
【請求項３】
前記第三液体は、前記第一液体、及び、前記第二液体よりも色材成分が少ない液体である、請求項１又は請求項２に記載の立体物造形装置。
【請求項４】
前記造形制御部は、前記第二造形層で前記第一造形層を覆うように立体物の造形を制御する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項５】
前記造形制御部は、前記第一造形層のうち前記第一ドットと前記第二ドットとが隣接した部分において前記第二造形層で覆うように立体物の造形を制御する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項６】
前記第三液体のドットは、前記第一ドット、及び、前記第二ドットよりも小さい、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項７】
前記造形制御部は、液体を吐出する前記ヘッドユニットを造形中の立体物に対して走査方向へ相対移動させる駆動部を有し、
前記ヘッドユニットは、
前記第一液体を吐出する第一ノズルと、
前記第二液体を吐出する第二ノズルと、
前記第一ノズル、及び、前記第二ノズルよりも前記走査方向において遡る側に配置されて前記第三液体を吐出する第三ノズルと、
を有する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項８】
前記造形制御部は、前記走査方向の双方向の走査で立体物が造形されるように前記ヘッドユニットから液体を吐出させ、
前記第三ノズルは、前記走査方向において、前記第一ノズル、及び、前記第二ノズルを挟む両側にそれぞれ配置されている、請求項７に記載の立体物造形装置。
【請求項９】
前記第一液体は、シアンインクとマゼンタインクの少なくとも一方を含み、
前記第二液体は、イエローインクを含む、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の立体物造形装置。
【請求項１０】
第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットを用い、硬化する前記ドットによる立体物を造形する立体物造形方法であって、
前記第一液体による第一ドット、及び、前記第二液体による第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第一ドットと前記第二ドットとを接合するための第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物を造形する、立体物造形方法。
【請求項１１】
第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットを備え、硬化する前記ドットによる立体物の造形を制御する立体物造形装置の制御プログラムであって、
前記第一液体による第一ドット、及び、前記第二液体による第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第一ドットと前記第二ドットとを接合するための第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物の造形を制御する機能をコンピューターに実現させる、立体物造形装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物造形装置、立体物造形方法、及び、立体物造形装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体物造形装置として、３Ｄ（三次元）プリンターが知られている。紫外線照射により硬化するインクを使用する３Ｄプリンターは、例えば、紫外線硬化型インクの液滴を吐出して形成したドットを紫外線照射により硬化させて造形層を形成し、該造形層を積層することで立体物を造形する。特許文献１に記載される三次元造形装置（立体物造形装置）は、前層の造形材料層（造形層）の表面からタック性が消失した状態で次層の造形材料層を形成して積層することによって骨格部分を造形し、前層の造形材料層の表面にタック性が残存する状態で次層の造形材料層を形成して積層することによって骨格部分以外の第２部分を造形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１２８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、及び、ブラック）の紫外線硬化型インクを使用して立体物を造形する場合、インクの色によって硬化速度が異なるため、造形層内において色が変わる境界部で重合が同時に進まないためポリマーが境界部分で途切れ強度が弱くなって亀裂、剥離、等が生じる可能性がある。特許文献１に記載の技術は、カラーの造形材料を使用することが考慮されていないため、造形層内において色が変わる境界部が弱くなる問題を解決する示唆が無い。
尚、上記のような問題は、紫外線硬化型インクを使用する３Ｄプリンターに限らず、可視光照射により硬化する可視光線硬化型インクを使用する立体物造形装置、加熱により硬化する熱硬化型インクを使用する立体物造形装置、等、種々の技術についてもインクの色によって硬化速度が異なる場合は同様に存在する。
【０００５】
以上を鑑み、本発明の目的の一つは、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的の一つを達成するため、本発明は、第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットと、
硬化する前記ドットによる立体物の造形を制御する造形制御部と、
を備える立体物造形装置であって、
前記複数種類の液体は、前記第一液体による第一ドットと、前記第二液体による第二ドットと、を接合するための第三液体を含み、
前記造形制御部は、
前記第一ドット、及び、前記第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物の造形を制御する、態様を有する。
【０００７】
また、本発明は、第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットを用い、硬化する前記ドットによる立体物を造形する立体物造形方法であって、
前記第一液体による第一ドット、及び、前記第二液体による第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第一ドットと前記第二ドットとを接合するための第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物を造形する、態様を有する。
【０００８】
さらに、本発明は、第一の色の第一液体、及び、前記第一の色とは異なる第二の色の第二液体を含む複数種類の液体であってドットが形成される複数種類の液体を吐出するヘッドユニットを備え、硬化する前記ドットによる立体物の造形を制御する立体物造形装置の制御プログラムであって、
前記第一液体による第一ドット、及び、前記第二液体による第二ドットを少なくとも含む第一造形層と、
前記第一ドットと前記第二ドットとを接合するための第三液体による硬化した第二造形層であって前記第一造形層に含まれる前記第一ドットと前記第二ドットとを少なくとも接合した第二造形層と、
を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層、前記第二造形層、前記第一造形層、及び、前記第二造形層を順に含むように立体物の造形を制御する機能をコンピューターに実現させる、態様を有する。
【０００９】
上述した態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な技術を提供することができる。
【００１０】
さらに、本発明は、立体物造形装置を含む立体物造形システム、立体物造形装置の制御方法、この制御方法を含む立体物造形システムの制御方法、立体物造形システムの制御プログラム、立体物造形装置や立体物造形システムの制御プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な媒体、等に適用可能である。前述の装置は、分散した複数の部分で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】立体物造形装置を含む立体物造形システムの構成例を示す機能ブロック図。
【図２】立体物の造形例を模式的に示す図。
【図３】立体物造形装置の例を模式的に示す図。
【図４】単方向記録に好適な記録ヘッドのノズルの配置例を模式的に示す図。
【図５】双方向記録に好適な記録ヘッドのノズルの配置例を模式的に示す図。
【図６】大ドット相当の液滴の吐出、中ドット相当の液滴の吐出、小ドット相当の液滴の吐出、又は、液滴の非吐出を駆動信号から生成する概念の一例を模式的に示す図。
【図７】造形処理の例を示すフローチャート。
【図８】第二造形層で第一造形層を覆う例を模式的に示す図。
【図９】第一造形層のうち第一ドットと第二ドットとが隣接した部分において第二造形層で覆う例を模式的に示す図。
【図１０】造形処理の別の例を示すフローチャート。
【図１１】造形層データを修正する例を模式的に示す図。
【図１２】第一造形層のうち第一ドットと第二ドットとが隣接した部分において第二造形層で覆う別の例を模式的に示す図。
【図１３】粉体を利用する造形処理の例を示すフローチャート。
【図１４】粉体を利用する立体物の造形例を模式的に示す図。
【図１５】造形層内において色が変わる境界部の強度低下を模式的に例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
【００１３】
（１）本技術の概要：
まず、図１〜１５を参照して本技術の概要を説明する。尚、図１〜１５は模式的に示す図であり、各図は整合していないことがある。
【００１４】
［態様１］
図１〜４等に例示される立体物造形装置１は、第一の色（例えばＣ（シアン）とＭ（マゼンタ））の第一液体ＬＱ１、及び、前記第一の色とは異なる第二の色（例えばＹ（イエロー）とＫ（ブラック））の第二液体ＬＱ２を含む複数種類の液体ＬＱであってドットＤＴが形成される複数種類の液体ＬＱを吐出するヘッドユニット３と、硬化する前記ドットＤＴによる立体物Ｏｂｊの造形を制御する造形制御部Ｕ１と、を備える。図４等に例示するように、前記複数種類の液体ＬＱは、前記第一液体ＬＱ１による第一ドットＤＴ１と、前記第二液体ＬＱ２による第二ドットＤＴ２と、を接合するための第三液体ＬＱ３（例えばＣＬ（クリア）インク）を含む。図２等に例示するように、前記造形制御部Ｕ１は、前記第一ドットＤＴ１、及び、前記第二ドットＤＴ２を少なくとも含む第一造形層ＬＹ１と、前記第三液体ＬＱ３による硬化した第二造形層ＬＹ２であって前記第一造形層ＬＹ１に含まれる前記第一ドットＤＴ１と前記第二ドットＤＴ２とを少なくとも接合した第二造形層ＬＹ２と、を少なくとも含み、且つ、前記第一造形層ＬＹ１、前記第二造形層ＬＹ２、前記第一造形層ＬＹ１、及び、前記第二造形層ＬＹ２を順に含むように立体物Ｏｂｊの造形を制御する。
【００１５】
図１５は、比較例として第二造形層が無い場合に造形層ＬＹ内において色が変わる境界部Ｂ１の強度が低下する様子を模式的に例示している。図１５の上段には、左半分にＣ（シアン）インクによって構成されるシアン色の領域を有し、右半分にＹ(イエロー)インクによって構成されるイエロー色の領域を有する立体物Ｏｂｊを模式的に示している。図１５の中段には、立体物Ｏｂｊの断面ＳＥＣにおいて四角で囲った破線部分ＢＬ１を模式的に示している。図１５の下段には、造形層ＬＹの太線部分を模式的に示している。
【００１６】
造形層ＬＹ毎に紫外線硬化型インクのドットＤＴを形成して硬化ユニット６１からの紫外線（ＵＶ）照射により硬化させると、立体物Ｏｂｊが形成される。図１５の下段に示すように、紫外線硬化型インクのドットＤＴにおける光重合は、硬化ユニット６１側（図１５の上側）から進む。同時に重合した部分は、ポリマーが異なるインク間でも繋がって強度が高くなる。ここで、Ｙインクのドット（ＤＴ２）は、紫外線を吸収し易い色材が入っているため、硬化ユニット６１とは反対側の重合が遅くなる。一方、Ｃインクのドット（ＤＴ１）は、含まれる色材が紫外線を吸収し難い（紫外線が透過し易い）ため、硬化ユニット６１とは反対側の重合が速く進む。すなわち、ＣインクとＹインクの硬化ユニット６１による硬化速度は、異なる。そのため、同じ造形層ＬＹにおいてＣのドット（ＤＴ１）とＹのドット（ＤＴ２）との境界部Ｂ１の内、硬化ユニット６１側ではＣインクとＹインクのドット間で横に繋がったポリマーＰ３が形成されるものの、硬化ユニット６１とは反対側ではＣインクのポリマーＰ１とＹインクのポリマーＰ２とが繋がらず強度が低くなる。異なる色のドット間で強度が低いと、境界部Ｂ１に亀裂、剥離、等が発生する可能性がある。
【００１７】
一方、本技術の上記態様１では、図８等に例示するように、第一造形層ＬＹ１に含まれる第一の色の第一ドットＤＴ１と第二の色の第二ドットＤＴ２とが第二造形層ＬＹ２の第三液体ＬＱ３により接合される。このような状態で、立体物Ｏｂｊが第一造形層ＬＹ１、第二造形層ＬＹ２、第一造形層ＬＹ１、及び、第二造形層ＬＹ２を順に含む。従って、本態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な立体物造形装置１を提供することができる。
【００１８】
ここで、第二造形層は、第一造形層の全体に重なってもよいし、第一造形層に対して部分的に重なってもよい。
【００１９】
［態様２］
本立体物造形装置１は、前記ヘッドユニット３からの液体ＬＱによるドットＤＴを硬化させる硬化ユニット６１をさらに備えてもよい。前記第一液体ＬＱ１の前記硬化ユニット６１による硬化速度と、前記第二液体ＬＱ２の前記硬化ユニット６１による硬化速度と、は、異なってもよい。第一液体ＬＱ１と第二液体ＬＱ２の硬化速度が異なると、第一液体ＬＱ１のドットＤＴと第二液体ＬＱ２のドットＤＴとの境界部Ｂ１の強度が低下し易い傾向にある。従って、本態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制する好適な技術を提供することができる。
ここで、硬化ユニットは、紫外線照射ユニット、可視光線照射ユニット、加熱ユニット、等を含む。
尚、第一液体の硬化速度と第二液体の硬化速度とが同じでも、第一液体の性質と第二液体の性質とが異なる等により、第一液体のドットと第二液体のドットとの境界部の強度が低下し易い傾向となることがある。このような場合にも、本技術を適用可能である。
【００２０】
［態様３］
前記第三液体ＬＱ３は、前記第一液体ＬＱ１、及び、前記第二液体ＬＱ２よりも色材成分が少ない、あるいはまったく色材を含まない液体ＬＱでもよい。この態様は、良好な色再現を維持しながら造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な技術を提供することができる。前記第三液体ＬＱ３は、無着色の液体（例えばＣＬインク）でもよい。
むろん、第三液体の色材成分が第一液体又は第二液体の色材成分以上あることも、本技術に含まれる。
【００２１】
［態様４］
図２等に例示するように、前記造形制御部Ｕ１は、前記第二造形層ＬＹ２で前記第一造形層ＬＹ１を覆うように立体物Ｏｂｊの造形を制御してもよい。すると、第一造形層ＬＹ１に含まれる第一ドットＤＴ１と第二ドットＤＴ２とが第三液体ＬＱ３により接合される。従って、本態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を簡易な制御で抑制可能な技術を提供することができる。
【００２２】
［態様５］
また、図９，１２等に例示するように、前記造形制御部Ｕ１は、前記第一造形層ＬＹ１のうち前記第一ドットＤＴ１と前記第二ドットＤＴ２とが隣接した部分において選択的に前記第二造形層ＬＹ２で覆うように立体物Ｏｂｊの造形を制御してもよい。すると、第一造形層ＬＹ１のうち第一ドットＤＴ１と第二ドットＤＴ２とが隣接していない部分を第二造形層ＬＹ２で覆う必要が無い。従って、本態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を効率よく抑制可能な技術を提供することができる。
【００２３】
［態様６］
図４等に例示するように、前記第三液体ＬＱ３のドット（ＤＴ３）は、前記第一ドットＤＴ１、及び、前記第二ドットＤＴ２よりも小さくてもよい。この態様は、良好な色再現を維持しながら造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な技術を提供することができる。尚、第三液体のドットのサイズが第一ドット又は第二ドットのサイズ以上であることも、本技術に含まれる。
【００２４】
［態様７］
図１に例示するように、前記造形制御部Ｕ１は、液体ＬＱを吐出する前記ヘッドユニット３を造形中の立体物Ｏｂｊに対して走査方向Ｄ１へ相対移動させる駆動部Ｕ２を有してもよい。図４，５に例示するように、前記ヘッドユニット３は、前記第一液体ＬＱ１を吐出する第一ノズルＮＺ１を有してもよい。また、前記ヘッドユニット３は、前記第二液体ＬＱ２を吐出する第二ノズルＮＺ２を有してもよい。さらに、前記ヘッドユニット３は、前記第一ノズルＮＺ１、及び、前記第二ノズルＮＺ２よりも前記走査方向Ｄ１において遡る側Ｄ１ｕに配置されて前記第三液体ＬＱ３を吐出する第三ノズルＮＺ３を有してもよい。本態様は、１回の走査において第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の両方を形成することができるので、立体物を造形する処理を高速化させることができる。
むろん、第三ノズルが第一ノズル及び第二ノズルよりも走査方向において遡る側に無く、該遡る側とは反対側にある場合も、本技術に含まれる。
ここで、ヘッドユニットを立体物に対して走査方向へ移動させることには、立体物を移動させないでヘッドユニットを移動させること、ヘッドユニットを移動させないで立体物を移動させること、及び、ヘッドユニットと立体物の両方を移動させることが含まれる。
【００２５】
［態様８］
前記造形制御部Ｕ１は、前記走査方向Ｄ１の双方向の走査で立体物Ｏｂｊが造形されるように前記ヘッドユニット３から液体ＬＱを吐出させてもよい。図５に例示するように、前記第三ノズルＮＺ３は、前記走査方向Ｄ１において、前記第一ノズルＮＺ１、及び、前記第二ノズルＮＺ２を挟む両側にそれぞれ配置されてもよい。本態様は、往方向の走査において第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の両方を形成することができ、復方向の走査においても第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の両方を形成することができる。従って、本態様は、立体物を造形する処理を高速化させることができる。
【００２６】
［態様９］
前記第一液体ＬＱ１は、シアンインクとマゼンタインクの少なくとも一方を含んでもよい。前記第二液体ＬＱ２は、イエローインクを含んでもよい。イエローインクは短波長側の光を比較的吸収し易いので、紫外線照射時の硬化速度が遅くなる傾向にある。一方、シアンインクとマゼンタインクは短波長側の光を比較的透過し易いので、紫外線照射時の硬化速度が速くなる傾向にある。そのため、第一造形層ＬＹ１に含まれるシアンインクのドットＤＴとマゼンタインクのドットＤＴとの境界部Ｂ１は、強度が比較的高くなる傾向にある。一方、第一造形層ＬＹ１に含まれるイエローインクのドットＤＴと、シアンインク又はマゼンタインクのドットＤＴと、の境界部Ｂ１は、強度が比較的弱くなる傾向にある。従って、本態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制する好適な例を提供することができる。
さらに、前記第二液体ＬＱ２は、イエローインクに加えてブラックインク等を含んでもよい。
【００２７】
［態様１０］
図１〜４等に例示される立体物造形方法は、前記第一造形層ＬＹ１と前記第二造形層ＬＹ２とを少なくとも含み、且つ、前記第一造形層ＬＹ１、前記第二造形層ＬＹ２、前記第一造形層ＬＹ１、及び、前記第二造形層ＬＹ２を順に含むように立体物Ｏｂｊを造形する。この態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な立体物造形方法を提供することができる。
【００２８】
［態様１１］
図１〜４等に例示される立体物造形装置１の制御プログラムＰＲ０は、前記第一造形層ＬＹ１と前記第二造形層ＬＹ２とを少なくとも含み、且つ、前記第一造形層ＬＹ１、前記第二造形層ＬＹ２、前記第一造形層ＬＹ１、及び、前記第二造形層ＬＹ２を順に含むように立体物Ｏｂｊの造形を制御する機能をコンピューターに実現させる。この態様は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な制御プログラムを提供することができる。
【００２９】
（２）立体物造形装置を含む立体物造形システムの具体例：
図１は、立体物造形装置を含むシステムの構成例として、立体物造形装置１とホスト装置９を備える立体物造形システム１００の構成を示している。図２は、立体物Ｏｂｊの造形例を模式的に示している。図３は、立体物造形装置１の例を模式的に示している。図２，３に示すＹは、イエローの意味ではなく、Ｙ方向を表す。尚、図２，３に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交するものとするが、互いに交差していれば直交しない場合も本技術に含まれる。図１に示す立体物造形装置１は、吐出した液体ＬＱにより形成されるドットＤＴにより層状の第一造形層ＬＹ１と層状の第二造形層ＬＹ２の組合せを所定の厚さΔＺで形成し、これら第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の組合せを積層することで立体物Ｏｂｊを造形する。図１に示すホスト装置９は、立体物Ｏｂｊの各第一造形層ＬＹ１の形状及び色彩を定める造形層データＦＤを生成する。
【００３０】
ホスト装置９は、表示操作部９１、モデルデータ生成部９２、造形データ生成部９３、図示しない記憶部、を備え、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により各部の動作が制御される。表示操作部９１は、ディスプレイ、及び、キーボードやポインティングデバイスといった操作入力装置を含む。モデルデータ生成部９２は、後述するモデルデータＤａｔを生成する。造形データ生成部９３は、モデルデータＤａｔに基づいて造形層データＦＤを生成する。前記記憶部は、ホスト装置９の制御プログラム、立体物造形装置１のドライバープログラム、ＣＡＤ（Computer Aided Design）ソフトといったアプリケーションプログラム、等を記憶する。ホスト装置９には、パーソナルコンピューターといったコンピューター等が含まれる。
【００３１】
モデルデータＤａｔは、立体物Ｏｂｊを表すモデルの形状及び色彩を示すデータであり、立体物Ｏｂｊの形状及び色彩を指定するためのデータである。尚、立体物Ｏｂｊの色彩には、立体物Ｏｂｊに複数色が付される場合における当該複数色の付され方、すなわち、立体物Ｏｂｊに付される複数色により表される模様、文字、その他の画像も含むこととする。モデルデータＤａｔは、少なくとも立体物Ｏｂｊの外部形状を特定可能な情報を含むものであればよく、立体物Ｏｂｊの外部形状や色彩に加えて立体物Ｏｂｊの内部の形状や材料等を指定するものであってもよい。モデルデータＤａｔのデータ形式には、ＡＭＦ（Additive Manufacturing File Format）、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）、等を用いることができる。
モデルデータ生成部９２は、例えば、ＣＡＤアプリケーションで実現され、立体物造形システム１００の利用者が表示操作部９１を操作して入力した情報等に基づいて、立体物Ｏｂｊの形状及び色彩を指定するモデルデータＤａｔを生成する。
【００３２】
本具体例では、第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の組合せがＱ組（ＱはＱ≧２を満たす自然数）積層された立体物Ｏｂｊを造形する方法を説明することにする。また、第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２を形成するＱ回の積層処理のうちｑ回目（ｑは１≦ｑ≦Ｑを満たす自然数）の積層処理で形成される第一造形層ＬＹ１を造形層ＬＹ１[q]と称し、ｑ回目の積層処理で形成される第二造形層ＬＹ２を造形層ＬＹ２[q]と称し、第一造形層ＬＹ１[q]の形状及び色彩を定める造形層データＦＤを造形層データＦＤ[q]と称する。尚、図２に示す第二造形層ＬＹ２[q]は造形層データと無関係にＣＬインク（第三液体ＬＱ３の例）で形成されるため、第二造形層ＬＹ２[q]の形状及び色彩を定める造形層データを生成する必要は無い。
【００３３】
造形データ生成部９３は、まず、モデルデータＤａｔの示す三次元の形状を厚さΔＺ毎にスライスして得られる断面の形状及び色彩を示す断面モデルデータを生成する。その上で、造形データ生成部９３は、断面モデルデータの示す形状及び色彩に対応する第一造形層ＬＹ１[q]を形成するために、立体物造形装置１が形成すべきドットの配置を決定し、決定結果を造形層データＦＤ[q]として出力する。造形層データＦＤ[q]は、断面モデルデータの示す形状及び色彩を格子状の配置のボクセル（単位造形体）Ｖｘに細分化することで、各ボクセルＶｘに形成すべきドットＤＴを指定する。ボクセルＶｘは、仮想の立体であり、本具体例では厚さがΔＺで単位体積の直方体であるものとする。むろん、仮想のボクセルの形状は、直方体に限定されない。図２に示す例では、第一造形層ＬＹ１のドット（第一ドットＤＴ１又は第二ドットＤＴ２）と第二造形層ＬＹ２の第三ドットＤＴ３とがボクセルＶｘに形成されるものとする。一つのボクセルＶｘには、３個以上のドットが形成されてもよいし、後述するように１個のみドットが形成されてもよい。
【００３４】
立体物造形装置１は、造形層データＦＤ[q]に基づいて造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]の積層処理を行う。図２には、造形層データＦＤ[1]に基づいて第一造形層ＬＹ１[1]を形成し、第一造形層ＬＹ１[1]上に第二造形層ＬＹ２[1]を積層し、造形層データＦＤ[2]に基づいて第一造形層ＬＹ１[2]を積層し、第一造形層ＬＹ１[2]上に第二造形層ＬＹ２[2]を積層する例を示している。立体物造形装置１は、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を順番に積層することにより立体物Ｏｂｊを造形する。
【００３５】
尚、立体物Ｏｂｊを造形するためには、立体物Ｏｂｊが中実であることが好ましい。本具体例の造形データ生成部９３は、モデルデータＤａｔの指定する形状が中空形状である場合、モデルデータＤａｔの示す形状の中空部分を補完して立体物Ｏｂｊが中実となるような造形層データＦＤを生成するものとする。また、中空部分を水溶性インク等といった、立体物造形後に容易に除去可能な材料で形成して該材料を除去してもよい。
【００３６】
次に、図１〜３等を参照して立体物造形装置１を説明する。図１，３に示す立体物造形装置１は、造形台４５、キャリッジ４１、ヘッドユニット３、硬化ユニット６１、位置変化機構７、記憶部６０、制御部６、等を備える。造形台４５は、造形層ＬＹ１，ＬＹ２の積載面を上面に有し、造形台昇降機構７９ａにより筐体４０に対して昇降可能に設置されている。キャリッジ４１は、ヘッドユニット３とインクカートリッジ（液体カートリッジ）４８が搭載され、造形台４５の上方に配置されている。ヘッドユニット３は、詳しくは後述するが、造形台４５に向かって液滴（液体ＬＱ）を吐出（噴射）する複数の吐出部Ｄを有する記録ヘッド３０、及び、各吐出部Ｄへの駆動信号Ｖｉｎを生成する駆動信号生成部３１を備えている。尚、位置変化機構７と制御部６は、造形制御部Ｕ１の例である。
【００３７】
硬化ユニット６１は、造形台４５の上に吐出された液体ＬＱによるドットＤＴを硬化させる。硬化ユニット６１には液体ＬＱを硬化させるために適切な波長の光源、または熱源を用いる。例えば液体ＬＱとして紫外線硬化インクを用いるなら硬化ユニット６１には液体ＬＱの硬化効率の良い波長をもった紫外線光源で構成する。液体ＬＱとして可視光硬化型インクを用いるなら硬化ユニット６１には可視光光源を用い、熱硬化型インクを用いるなら硬化ユニット６１には赤外線ヒーターなどの熱源を用いる。硬化ユニット６１は、例えば、造形台４５の上側（＋Ｚ方向）に設置することができる。本具体例では、硬化ユニット６１が波長３９５ｎｍを中心波長とした近紫外線のＬＥＤ光源であって造形台４５の＋Ｚ方向に配置される場合について説明する。
【００３８】
位置変化機構７は、駆動モーター７１〜７４、モータードライバー７５〜７８、等を備える。昇降機構駆動モーター７１は、モータードライバー７５で駆動されて造形台昇降機構７９ａを介して造形台４５をＺ方向（＋Ｚ方向及び−Ｚ方向）へ移動させる。キャリッジ駆動モーター７２は、モータードライバー７６で駆動されてキャリッジ４１をキャリッジガイド７９ｂに沿ってＹ方向（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向）へ移動させる。尚、キャリッジ駆動モーター７２とモータードライバー７６は、駆動部Ｕ２の例である。キャリッジガイド駆動モーター７３は、モータードライバー７７で駆動されてキャリッジガイド７９ｂをガイド７９ｃに沿ってＸ方向（＋Ｘ方向及び−Ｘ方向）へ移動させる。硬化ユニット駆動モーター７４は、モータードライバー７８で駆動されて硬化ユニット６１をガイド７９ｄに沿ってＸ方向（＋Ｘ方向及び−Ｘ方向）へ移動させる。
【００３９】
記憶部６０は、不揮発性メモリーとＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。不揮発性メモリーには、立体物造形装置の制御プログラムＰＲ０等が記憶される。不揮発性メモリーには、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリーといったデータの書き換え可能な不揮発性半導体メモリー、ハードディスクといったデータの書き換え可能な不揮発性磁気メモリー、等を用いることができる。ＲＡＭには、不揮発性メモリーから展開された制御プログラムＰＲ０、ホスト装置９からの造形層データＦＤ、等が格納される。
【００４０】
制御部６は、制御プログラムＰＲ０等に従って立体物造形装置全体の制御処理を行うＣＰＵ等を備えている。制御部６は、ホスト装置９からの造形層データＦＤに基づいて、ヘッドユニット３及び位置変化機構７の動作を制御することにより、モデルデータＤａｔに応じた立体物Ｏｂｊを造形する。例えば、制御部６は、造形層データＦＤに従って、吐出部Ｄを駆動させるためのアナログ駆動波形信号Ｃｏｍと波形指定信号ＳＩを含む各種信号を生成し、これら生成した信号をヘッドユニット３へ出力する。また、制御部６は、造形層データＦＤに従って、モータードライバー７５〜７８の動作を制御するための各種信号を生成し、これら生成した信号を位置変化機構７へ出力する。
【００４１】
図４は、ヘッドユニット３に含まれる記録ヘッド３０のノズルＮＺ（図１に示す吐出部Ｄの一部）の配置例を模式的に示している。図４の上側には、記録ヘッド３０において複数のノズル列３２がＹ方向（走査方向Ｄ１）へ並べられたノズル面３３を示している。図４に示す記録ヘッド３０は、移動していない造形台４５に対して走査方向Ｄ１へ（遡る側Ｄ１ｕから反対側Ｄ１ｄへ）移動している最中にドット形成用の液体ＬＱをノズルＮＺから吐出する単方向記録を行うものとする。複数のノズル列３２は、走査方向Ｄ１の順に、ＣＬの液滴を吐出する第三ノズルＮＺ３がＸ方向へ並んだノズル列３２ＣＬ、Ｃの液滴を吐出する第一ノズルＮＺ１がＸ方向へ並んだノズル列３２Ｃ、Ｍの液滴を吐出する第一ノズルＮＺ１がＸ方向へ並んだノズル列３２Ｍ、Ｙの液滴を吐出する第二ノズルＮＺ２がＸ方向へ並んだノズル列３２Ｙ、及び、Ｋの液滴を吐出する第二ノズルＮＺ２がＸ方向へ並んだノズル列３２Ｋを含んでいる。ここで、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３をノズルＮＺと総称する。ＣとＭは第一の色の例であり、ＹとＫは第二の色の例であり、ＣインクとＭインクは第一液体ＬＱ１の例であり、ＹインクとＫインクは第二液体ＬＱ２の例であり、ＣＬインクは第三液体ＬＱ３の例である。これらの液体ＬＱ１〜ＬＱ３を液体ＬＱと総称する。ＣＬインクは、色材を添加していないインクであり、ＣＭＹＫのインクよりも色材成分が少ない液体である。また、図４の下側に示すように、ＣＬの液滴から第三ドットＤＴ３が形成され、ＣとＭの液滴から第一ドットＤＴ１が形成され、ＹとＫの液滴から第二ドットＤＴ２が形成される。これらのドットＤＴ１〜ＤＴ３をドットＤＴと総称する。単方向記録を行うと、同じボクセルＶｘに対してＣＭＹＫのいずれかのドットＤＴ１，ＤＴ２の上にＣＬの第三ドットＤＴ３が形成される。このようにして第二造形層ＬＹ２を形成するＣＬインクは、ＣとＭの第一液体ＬＱ１による第一ドットＤＴ１と、ＹとＫの第二液体ＬＱ２による第二ドットＤＴ２と、を接合するための第三液体ＬＱ３の例である。
【００４２】
各ノズル列３２のノズルＮＺの配列は、ノズル面３３内においてＸ方向からずれた方向でもよく、さらに、直線状のみならず、いわゆる千鳥状でもよい。
図１に示す吐出部Ｄは、ノズルＮＺに加えて、印加される駆動信号ＶｉｎによりノズルＮＺから液滴を吐出させる駆動素子を有している。駆動素子には、ノズルＮＺに連通する圧力室内の液体ＬＱに圧力を加える圧電素子、熱により圧力室内に気泡を発生させてノズルＮＺから液滴を吐出させるサーマル素子、等を用いることができるが、本実施形態ではピエゾ素子を圧電素子として駆動素子を構成する。前記圧力室には、インクカートリッジ４８から液体ＬＱが供給される。圧力室内の液体ＬＱは、駆動素子によってノズルＮＺから造形台４５に向かって液滴として吐出され、造形層ＬＹに液滴のドットＤＴが形成される。記録ヘッド３０と造形台４５とが相対移動することにより、造形層データＦＤに対応した造形層ＬＹが形成される。
【００４３】
双方向記録を行う場合、図５に示す記録ヘッド３０を使用してもよい。この記録ヘッド３０の複数のノズル列３２は、往方向Ｄ２の順に、ＣＬの液滴を吐出する第三ノズルＮＺ３がＸ方向へ並んだノズル列３２ＣＬ１、ノズル列３２Ｃ、ノズル列３２Ｍ、ノズル列３２Ｙ、ノズル列３２Ｋ、及び、ＣＬの液滴を吐出する第三ノズルＮＺ３がＸ方向へ並んだノズル列３２ＣＬ２を含んでいる。往方向Ｄ２の記録では、ノズル列３２ＣＬ１を使用することにより、同じボクセルＶｘに対してＣＭＹＫのいずれかのドットＤＴ１，ＤＴ２の上にＣＬの第三ドットＤＴ３が形成される。復方向Ｄ３の記録では、ノズル列３２ＣＬ２を使用することにより、同じボクセルＶｘに対してＣＭＹＫのいずれかのドットＤＴ１，ＤＴ２の上にＣＬの第三ドットＤＴ３が形成される。
【００４４】
駆動信号生成部３１には、ノズルＮＺから液滴を吐出させる駆動素子に駆動信号を印加する種々の公知の回路を使用可能である。
【００４５】
図６は、大ドット相当の液滴の吐出、中ドット相当の液滴の吐出、小ドット相当の液滴の吐出、又は、液滴の非吐出を駆動信号Ｖｉｎから生成する概念の一例を模式的に示している。尚、図６に示す駆動信号Ｖｉｎの波形ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３は、あくまでも模式的なものであり、実際の波形とは限らない。
【００４６】
本例においてノズルＮＺから大ドット相当の液滴を吐出する場合、駆動信号生成部３１は、制御部６から入力される駆動波形信号Ｃｏｍに基づいて所定の吐出単位期間に３個の波形ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３を駆動信号Ｖｉｎとして吐出部Ｄに供給する。これにより、各波形ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３に合わせたタイミングでノズルＮＺから液滴が吐出され合体して大ドットが形成される。
【００４７】
また、ノズルＮＺから中ドット相当の液滴を吐出する場合、駆動信号生成部３１は、制御部６から入力される駆動波形信号Ｃｏｍに基づいて上記吐出単位期間に２個の波形ＰＬ１，ＰＬ２を駆動信号Ｖｉｎとして吐出部Ｄに供給する。これにより、各波形ＰＬ１，ＰＬ２に合わせたタイミングでノズルＮＺから液滴が吐出され合体して中ドットが形成される。
【００４８】
さらに、ノズルＮＺから小ドット相当の液滴を吐出する場合、駆動信号生成部３１は、制御部６から入力される駆動波形信号Ｃｏｍに基づいて上記吐出単位期間に１個の波形ＰＬ１を駆動信号Ｖｉｎとして吐出部Ｄに供給する。これにより、波形ＰＬ１に合わせたタイミングでノズルＮＺから液滴が吐出されて小ドットが形成される。
加えて、ノズルＮＺから液滴を吐出しない場合、駆動信号生成部３１は、上記波形ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３のいずれも吐出部Ｄに供給しない、これにより、ノズルＮＺから液滴が吐出されずドットが形成されない。
【００４９】
（３）立体物造形装置の第一処理例：
図７は、図１に示す立体物造形装置１で行われる造形処理の例を示している。この処理は、制御部６が中心となって行う。制御部６は、ホスト装置９から造形層データＦＤを取得すると、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の造形処理において硬化するドットＤＴによる立体物Ｏｂｊの造形を制御する。以下、「ステップ」の記載を省略する。尚、立体物造形装置１は、マルチタスクにより複数の処理を並列して実行している。
【００５０】
造形層データＦＤを取得した制御部６は、ドットＤＴを形成する造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を設定する（Ｓ１０２）。この処理は、例えば、積層処理の実行回数を示す変数ｑにＳ１０２の処理回数（１，２，…，Ｑ）を設定する処理とすることができる。次に、制御部６は、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成するためのＺ方向における位置に造形台４５を移動させるように、モータードライバー７５に昇降機構駆動モーター７１を駆動させる（Ｓ１０４）。例えば、図２の造形層ＬＹ１[1]，ＬＹ２[1]を形成する場合、制御部６は、造形台４５を硬化ユニット６１に近い所定の近接位置に上昇させる。図２の造形層ＬＹ１[2]，ＬＹ２[2]を形成する場合、制御部６は、造形台４５を前記近接位置よりも厚さΔＺ下降させる。
【００５１】
造形台４５の移動後、制御部６は、ｑ層目の造形層データＦＤ[q]に基づいて造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]が形成されるように、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１の動作を制御する（Ｓ１０６）。この処理は、例えば、ヘッドユニット３を走査方向Ｄ１（Ｙ方向）へ走査させながらインク滴（液体ＬＱ）をノズルＮＺから吐出させてヘッドユニット３をＸ方向へ送ることを繰り返す処理とすることができる。例えば、制御部６は、ヘッドユニット３を走査方向Ｄ１へ移動させるようにモータードライバー７６（駆動部Ｕ２に含まれる例）にキャリッジ駆動モーター７２（駆動部Ｕ２に含まれる例）を駆動させる。また、制御部６は、ヘッドユニット３とともにキャリッジガイド７９ｂをＸ方向へ移動させるようにモータードライバー７７にキャリッジガイド駆動モーター７３を駆動させる。ここで、ＣＭＹＫのノズルＮＺ１，ＮＺ２からは、造形層データＦＤ[q]に応じてＣＭＹＫのインク（液体ＬＱ１，ＬＱ２）を吐出させ、所定サイズ（例えば大ドット）のドットＤＴ１，ＤＴ２を形成させる。また、ＣＬの第三ノズルＮＺ３からは、造形層データＦＤ[q]とは無関係にＣＬインク（第三液体ＬＱ３）を吐出させ、所定サイズ（例えば小ドット）の第三ドットＤＴ３をドットＤＴ１，ＤＴ２に重ねる。図４，５で示したように、同じボクセルＶｘに対してＣＭＹＫのノズルＮＺ１，ＮＺ２からのインク滴が着弾した後に、ＣＬの第三ノズルＮＺ３からのインク滴が着弾する。このため、図２，７，８に示すように、第一造形層ＬＹ１を形成するＣＭＹＫのドットＤＴ１，ＤＴ２の上に、第二造形層ＬＹ２を形成するＣＬの第三ドットＤＴ３が重ねられる。
【００５２】
上側をヘッドユニット３が通り過ぎたドットＤＴ１〜ＤＴ３には、硬化ユニット６１からの紫外線（ＵＶ）が上から照射される。これにより、ＣＭＹＫ及びＣＬのインクに含まれる成分が重合し、ドットＤＴ１〜ＤＴ３が硬化する。このようにして、第一造形層ＬＹ１[q]のドットＤＴ１，ＤＴ２が硬化し、該第一造形層ＬＹ１[q]を覆う第二造形層ＬＹ２[q]の第三ドットＤＴ３が硬化する。
【００５３】
造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]の形成後、制御部６は、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を全て設定した否かを判断する（Ｓ１０８）。ｑ＜Ｑである場合、制御部６は、Ｓ１０２〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。例えば、ｑ＝１である場合、次のＳ１０２の処理において造形層ＬＹ１[2]，ＬＹ２[2]が設定される。ｑ＝Ｑである場合、制御部６は、造形処理を終了させる。これにより、第一造形層ＬＹ１[q]、第二造形層ＬＹ２[q]、第一造形層ＬＹ１[q+1]、及び、第二造形層ＬＹ２[q+1]の順に含むように形成された立体物Ｏｂｊが造形台４５に載置された状態となる。
【００５４】
図８は、第一造形層ＬＹ１の全体を第二造形層ＬＹ２で覆う例を模式的に示している。図８の上段には、左半分にＣ（シアン）インクによって構成されるシアン色の領域を有し、右半分にＹ（イエロー）インクによって構成されるイエロー色の領域を有する立体物Ｏｂｊを模式的に示している。図８の中段には、立体物Ｏｂｊの断面ＳＥＣにおいて四角で囲った破線部分ＢＬ１を模式的に示している。図８の下段には、造形層ＬＹ１，ＬＹ２の太線部分を模式的に示している。
【００５５】
上述したように、第一造形層ＬＹ１[q]のドットＤＴ１，ＤＴ２を形成し該第一造形層ＬＹ１[q]上に第二造形層ＬＹ２[q]の第三ドットＤＴ３を形成して硬化ユニット６１からの紫外線照射により硬化させることを繰り返すと、立体物Ｏｂｊが形成される。ヘッドユニット３の走査方向Ｄ１への走査毎に、第二造形層ＬＹ２[q]は、第一造形層ＬＹ１[q]よりも硬化ユニット６１に近い側に形成される。図８の下段に示すように、紫外線硬化型インクのドットＤＴにおける光重合は、硬化ユニット６１側（図８の上側）から進む。同時に重合した部分は、ポリマーが繋がって強度が高くなる。ここで、ＣＬインクのドット（ＤＴ３）は、色材が入っていないため、紫外線が透過し易く、硬化ユニット６１とは反対側の重合が速く進む。Ｙインクのドット（ＤＴ２）は、紫外線を吸収し易い色材が入っているため、硬化ユニット６１とは反対側の重合が遅くなる。図示していないが、Ｋインクのドット（ＤＴ２）も、同様である。一方、Ｃインクのドット（ＤＴ１）は、含まれる色材が紫外線を吸収し難い（紫外線が透過し易い）ため、硬化ユニット６１とは反対側の重合が速く進む。図示していないが、Ｍインクのドット（ＤＴ１）も、同様である。すなわち、ＹインクならびにＫインクの硬化ユニット６１による硬化速度と、ＣインクならびにＭインクの硬化ユニット６１による硬化速度と、が異なる。
【００５６】
そのため、同じ第一造形層ＬＹ１においてＣインクのドット（ＤＴ１）とＹインクのドット（ＤＴ２）との境界部Ｂ１の内、硬化ユニット６１側ではＣインクとＹインクのドット間で横に繋がったポリマーＰ３が形成されるものの、硬化ユニット６１とは反対側ではＣインク中のポリマーＰ１とＹインク中のポリマーＰ２とが繋がらなくなる。しかし、第一造形層ＬＹ１上の第二造形層ＬＹ２において、硬化ユニット６１とは反対側でもＣＬのポリマーＰ４が境界部Ｂ１を突き抜けて横に繋がる。これにより、接合用の第三液体ＬＱ３による硬化した第二造形層ＬＹ２が第一造形層ＬＹ１に含まれる第一ドットＤＴ１と第二ドットＤＴ２とを少なくとも接合し、第一造形層ＬＹ１において色が変わる境界部の強度低下が抑制される。このような状態で、立体物Ｏｂｊが第一造形層ＬＹ１、第二造形層ＬＹ２、第一造形層ＬＹ１、及び、第二造形層ＬＹ２を順に含む。
【００５７】
以上より、本具体例は、造形層内において色が変わる境界部の亀裂、剥離、等の強度低下を抑制可能な技術を提供することができる。
また、第二造形層ＬＹ２を形成するＣＬインクがＣＭＹＫのインクよりも色材成分が少ないあるいは全く含まない液体であるので、立体物Ｏｂｊの良好な色再現が維持される。第二造形層ＬＹ２におけるＣＬインクの第三ドットＤＴ３が第一造形層ＬＹ１におけるＣＭＹＫのインクのドットＤＴ１，ＤＴ２よりも小さいことによっても、立体物Ｏｂｊの良好な色再現が維持される。
さらに、図４，５に示すヘッドユニット３はＣＭＹＫのノズルＮＺ１，ＮＺ２よりも走査方向Ｄ１において遡る側Ｄ１ｕにＣＬインクを吐出する第三ノズルＮＺ３が配置されているので、１回の走査において第一造形層ＬＹ１と第二造形層ＬＹ２の両方を形成することができる。従って、本具体例は、立体物を造形する処理を高速化させることができる。
【００５８】
（４）立体物造形装置の第二処理例：
図９に示すように、第一造形層ＬＹ１のうち第一ドットＤＴ１と第二ドットＤＴ２とが隣接した部分のみ第二造形層ＬＹ２で覆ってもよい。図９の上側には、立体物Ｏｂｊの断面ＳＥＣにおいて四角で囲った破線部分ＢＬ１を模式的に示している。図９の下側には、造形層ＬＹ１，ＬＹ２の太線部分を模式的に示している。尚、本具体例において、ドットＤＴ１，ＤＴ２が隣接する方向は、Ｘ方向とＹ方向であり、Ｘ方向及びＹ方向からずれて点接触する方向を含まない。
【００５９】
図１０は、第一造形層ＬＹ１のうちドットＤＴ１，ＤＴ２の隣接部分のみ第二造形層ＬＹ２で覆う造形処理の例を示している。この処理において、造形層データＦＤを取得した制御部６は、上述のＳ１０２と同様、ドットＤＴを形成する造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を設定する（Ｓ２０２）。次に、制御部６は、ＣＬの第三ドットＤＴ３を重ねるドットＤＴ１，ＤＴ２の位置（ｘ，ｙ）を決めるため、ドットＤＴ１，ＤＴ２を形成する全ドット位置の中から判定対象のドット位置（ｘ，ｙ）を設定する（Ｓ２０４）。例えば、Ｘ方向のドット位置ｘが１，２，…，ＸmaxのＸmax箇所あり、Ｙ方向のドット位置ｙが１，２，…，ＹmaxのＹmax箇所ある場合、Ｘmax×Ｙmax箇所のドット位置の中から未設定であった１箇所のドット位置（ｘ，ｙ）が設定される。さらに、制御部６は、第一造形層ＬＹ１[q]においてＣインクあるいはＭインクの第一ドットＤＴ１とＹインクあるいはＫインクの第二ドットＤＴ２とが隣接することになるか否かを判断する（Ｓ２０６）。ドットＤＴ１，ＤＴ２が隣接する場合、判定対象のドット位置（ｘ，ｙ）にＣＬの第三ドットが発生するように造形層データＦＤ[q]を修正する（Ｓ２０８）。ドットＤＴ１，ＤＴ２が隣接していない場合、Ｓ２０８の処理は行われない。制御部６は、ドットＤＴ１，ＤＴ２を形成する全ドット位置を設定するまでＳ２０４〜Ｓ２０８の処理を繰り返す（Ｓ２１０）。
【００６０】
図１０の右側に例示するように、Ｃドット（ＤＴ１）とＹドット（ＤＴ２）との隣接部分、Ｃドット（ＤＴ１）とＫドット（ＤＴ２）との隣接部分、Ｍドット（ＤＴ１）とＹドット（ＤＴ２）との隣接部分、及び、Ｍドット（ＤＴ１）とＫドット（ＤＴ２）との隣接部分については、同じボクセルＶｘにＣＬドット（ＤＴ３）が発生するようにFD[q]は修正される。
【００６１】
全てのドットでS204からS208の処理が終了したのち、制御部６は、Ｓ１０４と同様、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成するためのＺ方向における位置に造形台４５を移動させるように、モータードライバー７５に昇降機構駆動モーター７１を駆動させる（Ｓ２１２）。
【００６２】
造形台４５の移動後、制御部６は、ｑ層目の造形層データＦＤ[q]に基づいて造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]が形成されるように、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１の動作を制御する（Ｓ２１４）。この処理は、例えば、ヘッドユニット３を走査方向Ｄ１（Ｙ方向）へ走査させながらインク滴（液体ＬＱ）をノズルＮＺから吐出させてヘッドユニット３をＸ方向へ送ることを繰り返す処理とすることができる。ここで、ＣＭＹＫのノズルＮＺ１，ＮＺ２からは、造形層データＦＤ[q]に応じてＣＭＹＫのインク（液体ＬＱ１，ＬＱ２）を吐出させ、所定サイズ（例えば大ドット）のドットＤＴ１，ＤＴ２を形成させる。また、第三ノズルＮＺ３からは、ＣＬドット（ＤＴ３）を重ねるドット位置においてＣＬインク（第三液体ＬＱ３）を吐出させ、所定サイズ（例えば小ドット）の第三ドットＤＴ３をドットＤＴ１，ＤＴ２に重ねる。
【００６３】
上側をヘッドユニット３が通り過ぎたドットＤＴ１〜ＤＴ３には、硬化ユニット６１からの紫外線が上から照射される。これにより、第一造形層ＬＹ１[q]のＣＭＹＫのドットＤＴ１，ＤＴ２が硬化し、該第一造形層ＬＹ１[q]においてドットＤＴ１，ＤＴ２の隣接部分を覆う第二造形層ＬＹ２[q]のＣＬの第三ドットＤＴ３が硬化する。
【００６４】
造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]の形成後、制御部６は、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を全て設定した否かを判断する（Ｓ２１６）。ｑ＜Ｑである場合、制御部６は、Ｓ２０２〜Ｓ２１４の処理を繰り返す。ｑ＝Ｑである場合、制御部６は、造形処理を終了させる。これにより、第一造形層ＬＹ１[q]、第二造形層ＬＹ２[q]、第一造形層ＬＹ１[q+1]、及び、第二造形層ＬＹ２[q+1]の順に含むように形成された立体物Ｏｂｊが造形台４５に載置された状態となる。
以上の処理により、図９の下段に示すように、第一造形層ＬＹ１のうちドットＤＴ１，ＤＴ２の隣接部分のみ第二造形層ＬＹ２で覆われる。尚、ＣＬの第三ドットＤＴ３が小ドットである一方、ＣＭＹＫのドットＤＴ１，ＤＴ２が大ドットである。従って、ＣＬの第三ドットＤＴ３が部分的に追加されても、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を合わせた厚さへの影響は少ない。むろん、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成するインク滴（液体ＬＱ１〜ＬＱ３）が着弾した直後に造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を物理的に均して厚さを均一化する処理を行うユニットを立体物造形装置１に追加してもよいし、ＣＬの第三ドットＤＴ３と重なる位置にあるドットＤＴ１，ＤＴ２については吐出量を低減させるなどして厚みが均一になるようにしてもよい。
【００６５】
図１１は、造形層データＦＤ[q]を修正する例を模式的に示している。造形層データＦＤ[q]において、第一造形層ＬＹ１のドットＤＴ１，ＤＴ２にＣＬドット（ＤＴ３）が重ねられるドット位置にハッチングを付している。
例えば、ドット位置（ｘ，ｙ）＝（２，２）のＣインクのドット（ＤＴ１）は、（Ｘ方向及びＹ方向において）隣接することになるドットがＣインクおよびＭインクのドット（ＤＴ１）である。従って、ドット位置（２，２）にＣＬドット（ＤＴ３）は重ねられない。ドット位置（４，７）のＣインクのドット（ＤＴ１）に隣接することになるドットはＹインクおよびＫインクのドット（ＤＴ２）であるので、ドット位置（４，７）にＣＬドット（ＤＴ３）が重ねられる。ドット位置（５，２）のＫインクのドット（ＤＴ２）に隣接することになるドットはＣインクおよびＭインクのドット（ＤＴ１）であるので、ドット位置（５，２）にＣＬドット（ＤＴ３）が重ねられる。ドット位置（６，７）のＫインクのドット（ＤＴ２）に隣接することになるドットはＹインクおよびＫインクのドット（ＤＴ２）であるので、ドット位置（６，７）にＣＬドット（ＤＴ３）は重ねられない。
【００６６】
以上説明したように、本具体例は、第一造形層ＬＹ１のうち第一ドットＤＴ１と第二ドットＤＴ２とが隣接していない部分を第二造形層ＬＹ２で覆う必要が無い。従って、本具体例は、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を効率よく抑制可能な技術を提供することができる。
【００６７】
尚、Ｓ２０８において、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]の厚さをほぼ一定にするために、ＣＬドット（ＤＴ３）を重ねるボクセルＶｘのＣＭＹＫのドットＤＴ１，ＤＴ２を小さくしてもよい。例えば、小ドットと中ドットを合わせた体積が大ドットの体積とほぼ同じである場合、ＣＬドットが重ねられないボクセルＶｘのドットＤＴ１，ＤＴ２を大ドットにすることにして、ＣＬドットが重ねられるボクセルＶｘのドットＤＴ１，ＤＴ２を大ドットから中ドットに変更してもよい。
【００６８】
（５）立体物造形装置の第三処理例：
図１２に例示するように、立体物Ｏｂｊの内部に所定の液体（例えばＣＬインク）を用いる場合にも、本技術を適用可能である。図１２の上側には、左半分にＣとＭとＫの領域を有し、右半分にＣとＹの領域を有する立体物Ｏｂｊを模式的に示している。図１２の下側には、立体物Ｏｂｊの断面ＳＥＣにおいて四角で囲った破線部分ＢＬ１を模式的に示している。
【００６９】
図１２に示す立体物Ｏｂｊの内部を形成するためのＣＬインクは、第一液体ＬＱ１ではなく、第二液体ＬＱ２でもなく、第三液体ＬＱ３でもない。
図１２に示す立体物Ｏｂｊにおいて、一番下の造形層ＬＹ１[1]，ＬＹ２[1]と一番上の造形層ＬＹ１[Q]，ＬＹ２[Q]とは、第二処理例と同様、第一造形層ＬＹ１のうちドットＤＴ１，ＤＴ２の隣接部分のみ第二造形層ＬＹ２で覆われている。この場合も、立体物Ｏｂｊは、第一造形層ＬＹ１[1]、第二造形層ＬＹ２[1]、第一造形層ＬＹ１[Q]、及び、第二造形層ＬＹ２[Q]を順に含んでいる。従って、本具体例も、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を効率よく抑制可能な技術を提供することができる。
【００７０】
（６）立体物造形装置の第四処理例：
立体物造形装置１は、層状に敷き詰められた粉体を硬化性の液体ＬＱにより固めることで造形層ＬＹを形成し、形成された造形層ＬＹを積層することで立体物Ｏｂｊを造形してもよい。この場合、立体物造形装置１は、造形台４５上に粉体を所定の厚さΔＺで敷き詰めて粉体層Ｐｗを形成するための粉体層形成部（図示省略）、及び、立体物Ｏｂｊの形成後に立体物Ｏｂｊを構成しない粉体（液体ＬＱにより固められた粉体以外の粉体）を廃棄するための粉体廃棄部（図示省略）を有するとよい。尚、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成するための粉体層Ｐｗを粉体層Ｐｗ[q]と称する。
【００７１】
図１３は、粉体を利用する造形処理の例を示している。この処理は、図７で示した処理と比べて、Ｓ１０６がＳ３０２〜Ｓ３０４に置き換わり、Ｓ３０６が追加されている。図１４は、粉体を利用する立体物Ｏｂｊの造形例を模式的に示している。
造形層データＦＤを取得した制御部６は、ドットＤＴを形成する造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を設定し（Ｓ１０２）、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成するためのＺ方向における位置に造形台４５を移動させる（Ｓ１０４）。次に、制御部６は、粉体層形成部に粉体層Ｐｗ[q]形成させる（Ｓ３０２）。図１４の最上段には、まず、造形台４５上に粉体層Ｐｗ[1]が形成された様子が示されている。ｑ≧２の粉体層Ｐｗ[q]は、第二造形層ＬＹ２[q-1]上に形成される。
【００７２】
粉体層形成後、制御部６は、ｑ層目の造形層データＦＤ[q]に基づいて粉体層Ｐｗ[q]に造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]が形成されるように、ヘッドユニット３、位置変化機構７、及び、硬化ユニット６１の動作を制御する（Ｓ３０４）。この処理も、例えば、ヘッドユニット３を走査方向Ｄ１（Ｙ方向）へ走査させながらインク滴（液体ＬＱ）をノズルＮＺから吐出させてヘッドユニット３をＸ方向へ送ることを繰り返す処理とすることができる。図４，５で示したように、同じボクセルＶｘに対してＣＭＹＫのノズルＮＺ１，ＮＺ２からのインク滴が粉体層Ｐｗ[q]に着弾した後に、ＣＬの第三ノズルＮＺ３からのインク滴が粉体層Ｐｗ[q]に着弾する。このため、図１４の上から２段目に示すように、粉体層Ｐｗ[q]において、第一造形層ＬＹ１を形成するＣＭＹＫのドットＤＴ１，ＤＴ２の上に、第二造形層ＬＹ２を形成するＣＬの第三ドットＤＴ３が重ねられる。
【００７３】
上側をヘッドユニット３が通り過ぎたドットＤＴ１〜ＤＴ３には、硬化ユニット６１からの紫外線が上から照射される。これにより、ＣＭＹＫ及びＣＬのインクに含まれる成分が重合し、粉体層Ｐｗ[q]に染み込んだドットＤＴ１〜ＤＴ３が硬化する。このようにして、第一造形層ＬＹ１[q]のドットＤＴ１，ＤＴ２が硬化して粉体層Ｐｗ[q]を固め、該第一造形層ＬＹ１[q]を覆う第二造形層ＬＹ２[q]の第三ドットＤＴ３が硬化して粉体層Ｐｗ[q]を固める。
【００７４】
粉体層Ｐｗ[q]に造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を形成した後、制御部６は、造形層ＬＹ１[q]，ＬＹ２[q]を全て設定するまでＳ１０２〜Ｓ１０４，Ｓ３０２〜Ｓ３０４の処理を繰り返す（Ｓ１０８）。ｑ＝２である場合にＳ３０２では、図１４の上から３段目に示すように、粉体層Ｐｗ[1]上に粉体層Ｐｗ[2]が形成される。ｑ＝Ｑである場合、余分な粉体を含めて、第一造形層ＬＹ１[q]、第二造形層ＬＹ２[q]、第一造形層ＬＹ１[q+1]、及び、第二造形層ＬＹ２[q+1]の順に含むように形成された立体物Ｏｂｊが造形台４５に載置された状態となる。この場合、制御部６は、立体物Ｏｂｊを構成しない粉体を粉体廃棄部に廃棄させ（Ｓ３０６）、造形処理を終了させる。
本具体例も、造形層内において色が変わる境界部の亀裂、剥離、等の強度低下を抑制可能な技術を提供することができる。
【００７５】
（７）その他変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、Ｋの液体を使用しない立体物造形装置にも、本技術を適用可能である。この場合、Ｙのみが第二の色の例となる。むろん、Ｃの液体を使用しない立体物造形装置、Ｍの液体を使用しない立体物造形装置、等も、本技術を適用可能である。
ＣＭＹＫ以外の液体を使用する立体物造形装置にも、本技術を適用可能である。例えば、Ｖ（バイオレット）の液体は、ＣとＭの液体とともに第一液体の例として本技術を適用してもよい。濃いＷ（ホワイト）の液体は、ＹとＫの液体とともに第二液体の例として本技術を適用してもよい。紫外線を比較的通し易い薄いＷ（ホワイト）の液体は、ＣとＭの液体とともに第一液体の例として本技術を適用してもよい。また、第一造形層に第一液体のドット及び第二液体のドット以外の液体のドットが含まれてもよい。
第三液体は、ＣＬの液体以外にも、薄いＷの液体等でもよい。また、複数種類の第三液体を組み合わせて立体物Ｏｂｊを形成してもよい。
ヘッドユニットから吐出される液体は、熱可塑性樹脂等といった熱可塑性の液体でもよい。この場合、ヘッドユニットは、液体を加熱して溶融状態で吐出してもよい。また、硬化ユニットは、立体物造形装置においてヘッドユニットからの液体によるドットが冷却されて固化する部位でもよい。本技術において、「硬化」は「固化」を含む。また、第一の液体、第二の液体、第三の液体でそれぞれ(あるいは一部)で異なった種類の硬化・固化プロセスを有する液体を用いても良い（例えば、第一の液体と第二の液体は紫外線硬化型樹脂であって、第三の液体は熱可塑性樹脂を用いるなど。）。
【００７６】
第二造形層ＬＹ２[q]は、第一造形層ＬＹ１[q-1]上に直接形成される以外にも、別の造形層を介して第一造形層ＬＹ１[q-1]の上に形成されてもよい。
第一造形層の厚さは、均一でなくてもよい。第二造形層の厚さも、均一でなくてもよい。
【００７７】
硬化ユニットは、キャリッジに搭載されてもよい。この場合、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３よりも走査方向Ｄ１において遡る側Ｄ１ｕに硬化ユニットが配置されると、ヘッドユニット３からの液体ＬＱ１〜ＬＱ３によるドットＤＴ１〜ＤＴ３を速やかに硬化ユニットで硬化させることができるので、好ましい。
【００７８】
モデルデータから造形層データを生成する造形データ生成部は、ホスト装置に無く、立体物造形装置に有ってもよい。モデルデータを生成するモデルデータ生成部も、ホスト装置に無く、立体物造形装置に有ってもよい。表示操作部も、ホスト装置に無く、立体物造形装置に有ってもよい。
【００７９】
（８）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、造形層内において色が変わる境界部の強度低下を抑制可能な技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１…立体物造形装置、３…ヘッドユニット、６…制御部、９…ホスト装置、３０…記録ヘッド、３２…ノズル列、４５…造形台、４８…インクカートリッジ（液体カートリッジ）、６１…硬化ユニット、１００…立体物造形システム、Ｂ１…境界部、Ｄ…吐出部、Ｄ１…走査方向、Ｄ２…往方向、Ｄ３…復方向、Ｄ１ｕ…遡る側、Ｄ１ｄ…反対側、ＤＴ…ドット、ＤＴ１…第一ドット、ＤＴ２…第二ドット、ＤＴ３…第三ドット、Ｄａｔ…モデルデータ、ＦＤ…造形層データ、ＬＱ…液体、ＬＱ１…第一液体、ＬＱ２…第二液体、ＬＱ３…第三液体、ＬＹ…造形層、ＬＹ１…第一造形層、ＬＹ２…第二造形層、ＮＺ…ノズル、ＮＺ１…第一ノズル、ＮＺ２…第二ノズル、ＮＺ３…第三ノズル、Ｏｂｊ…立体物、Ｐ１〜Ｐ４…ポリマー、Ｕ１…造形制御部、Ｕ２…駆動部、Ｖｘ…ボクセル。
【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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